專利名稱：電集塵裝置及焚燒爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有將金屬管的內(nèi)面由耐火材料覆蓋而形成的排氣管和被支持在排氣管的內(nèi)部的放電極的電集塵裝置及焚燒爐。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)有的電集塵裝置，例如顯示在“登記的實(shí)用新型公報(bào)”第3021572號(hào)上，即在將金屬管的內(nèi)面用耐火材料覆蓋而形成的排氣管的出口上方搭架著金屬桁架；從該桁架沿排氣管的大致的中心線在排氣管中下吊著放電極，此時(shí)該放電極與排氣管之間的電絕緣；經(jīng)桁架在放電極和金屬管之間施加直流高電壓，在高溫狀態(tài)下從通過(guò)排氣管的排氣氣體中進(jìn)行集塵作業(yè)。
但是，在現(xiàn)有的高溫型的電集塵裝置上，在實(shí)用上由于在高壓電源的使用電壓上存在限度，所以當(dāng)排氣管的直徑較大時(shí)，就不可能無(wú)限制地增大在排氣管和放電極之間的電場(chǎng)，從而可能存在這樣的問(wèn)題流過(guò)排氣管的中心部的煤塵沒(méi)有被驅(qū)動(dòng)到集塵極的排氣管內(nèi)面上，而是照原樣從排氣管出口向外排出。因此，在現(xiàn)有的高溫型的電集塵裝置上，通過(guò)增大排氣管的集塵部的長(zhǎng)度雖可以彌補(bǔ)該缺點(diǎn)，但由于排氣管長(zhǎng)度變長(zhǎng)了，所以會(huì)存在增加制造成本的問(wèn)題。
本發(fā)明就是針對(duì)這樣的問(wèn)題點(diǎn)而進(jìn)行的，其目的是提供一種即使不增加排氣管的集塵部的、長(zhǎng)度也可以提高集塵率的電集塵裝置及其焚燒爐。
發(fā)明概要為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第1電集塵裝置的特征是包括將金屬管的內(nèi)面用耐火材料覆蓋而成的排氣管；具有可以阻止帶同極性電荷的煤塵通過(guò)的多個(gè)通氣孔的、且在上述排氣管的內(nèi)部擴(kuò)展設(shè)置著的電極；在上述排氣管的外側(cè)被支持著的、且對(duì)上述電極以與上述排氣管之間為電絕緣的狀態(tài)進(jìn)行支持的支持件；以及被設(shè)置在上述排氣管的外側(cè)上、與上述電極進(jìn)行電連接的、且用于對(duì)在上述電極和上述金屬管之間施加直流高電壓的高壓電源。
排氣管的斷面形狀可以是圓形、多角形、或其它形狀。構(gòu)成排氣管的金屬管最好是用鋼材制成。覆蓋金屬管內(nèi)面的耐火材料在常溫下也可以是絕緣體。排氣管的內(nèi)面在平時(shí)也可以不必具有象金屬那樣的完全的導(dǎo)電性。因?yàn)橹灰诟邷貢r(shí)具有可以對(duì)捕集到的煤塵的電荷進(jìn)行中和所需的導(dǎo)電性即可。對(duì)金屬管的內(nèi)面進(jìn)行覆蓋的耐火材料特別希望由可澆鑄性耐火材料(以SiO2和Al2O3為主要成分的耐火混凝土)等所形成。電極在排氣管的內(nèi)部擴(kuò)展著，具有一種僅僅除了棒狀電極以外的其它的立體形狀。電極的形狀既可以是框架狀也可以是面狀。只要具有可以阻止帶同極性電荷的煤塵通過(guò)的多個(gè)通氣孔，電極既可以由金屬網(wǎng)所形成，也可以由鏈條、以規(guī)定的間距卷成同心圓的線材、以規(guī)定的間距卷成螺旋狀的線材、沖孔金屬板，或膨脹合金等所形成。支持件可以由金屬所形成。又，只要在其內(nèi)部進(jìn)行過(guò)配線以便可以對(duì)電極進(jìn)行供電，支持件也可以由絕緣體所形成。
在第1電集塵裝置上，通過(guò)排氣管而對(duì)燃燒后的排氣氣體進(jìn)行處理。排氣管雖暴露在排氣氣體的高溫中，但由于其內(nèi)面用耐火材料所覆蓋著，所以可以防止因高溫而產(chǎn)生的劣化。在電極和金屬管之間，由高壓電源施加有直流高電壓。其極性最好是與一般的工業(yè)用電集塵裝置同樣地將排氣管定為正極而將電極定為負(fù)極。
排氣管的內(nèi)面由耐火材料所形成，在常溫時(shí)因具有絕緣性而幾乎無(wú)導(dǎo)電可能。但在400℃以上的高溫時(shí)，電絕緣性會(huì)失去而具有導(dǎo)電性。在通過(guò)由燃燒而產(chǎn)生的排氣氣體時(shí)，由于排氣管的內(nèi)面溫度為400℃以上、通常為800℃前后的高溫，所以排氣管成為集塵極。而且，還存在大量的熱電子，使得在電極和排氣管之間產(chǎn)生活躍的電暈放電現(xiàn)象。由該電暈放電使通過(guò)排氣管的排氣氣體中的煤塵帶負(fù)電而附著聚集在排氣管的內(nèi)面上。這樣，排氣氣體在被除去了煤塵后從排氣管的出口向外排出。
不過(guò)，在排氣管內(nèi)部的電場(chǎng)較弱時(shí)，即使在排氣管內(nèi)同軸地設(shè)置有棒狀的電極，也可能存在流過(guò)排氣管的煤塵不能被驅(qū)動(dòng)到排氣管內(nèi)面上的問(wèn)題。但是，通過(guò)在排氣管內(nèi)設(shè)置在內(nèi)部擴(kuò)大了的電極，使排氣管內(nèi)面和電極之間的距離縮小，就可以增強(qiáng)其間的電場(chǎng)。電極具有通氣孔，并經(jīng)通氣孔使排氣孔通過(guò)而阻止帶同極性電荷的煤塵通過(guò)。因此，因電暈放電而帶同極性電荷的煤塵沿著電極被引導(dǎo)到排氣管的方向上并附著聚集在排氣管的內(nèi)面上。這樣，即使當(dāng)排氣管內(nèi)部的電場(chǎng)較弱時(shí)，也可以提高集塵率，將排氣氣體中的煤塵除去。
第2電集塵裝置是在第1電集塵裝置的基礎(chǔ)上具有下列特征上述電極由放電極和面狀電極所形成；上述放電極與上述排氣管為大致同軸地被配置著，而上述面狀電極具有上述通氣孔；使上述放電極向下方突出并被連接在放電極上、并向著上述排氣管的側(cè)面壁而擴(kuò)展著。
放電極最好是由支持件以與排氣管之間為電絕緣的狀態(tài)而被支持著。在放電極上最好是設(shè)置呈放射狀的多根的放電針。通過(guò)設(shè)置放電針，即使當(dāng)排氣管與放電針之間的放電間隔為比較大時(shí)；也可以容易產(chǎn)生電暈放電。當(dāng)在放電極上設(shè)置有放電針時(shí)，對(duì)放電針的數(shù)量和其安裝形狀可以有多種選擇。支持件也可以由金屬所構(gòu)成。面狀電極既可以是單個(gè)也可以是多個(gè)。當(dāng)面狀電極為由多個(gè)所構(gòu)成時(shí)，最好是將多個(gè)的面狀電極沿放電極的長(zhǎng)度方向成直列狀而設(shè)置。
在第2電集塵裝置上，由放電極和面狀電極將流經(jīng)排氣管的煤塵驅(qū)動(dòng)到排氣管的側(cè)面?zhèn)壬?。?dāng)排氣管內(nèi)部的電場(chǎng)較弱時(shí)，有可能存在僅僅由放電極不能將流經(jīng)排氣管的煤塵驅(qū)動(dòng)到排氣管內(nèi)面上的問(wèn)題。但是通過(guò)在排氣管的離開放電極的出口側(cè)上設(shè)置面狀電極，使排氣管內(nèi)面和電極之間的距離在出口方向變小，就可以使其間的電場(chǎng)增強(qiáng)。面狀電極具有通氣孔，可以允許干凈的排氣氣體的通過(guò)，但會(huì)阻止帶同極性電荷的煤塵從其中通過(guò)。因此，由于電暈放電而帶同極性電荷的煤塵沿著電極被引導(dǎo)到排氣管的方向上而附著聚集在排氣管的內(nèi)面上。這樣，即使在排氣管內(nèi)部的電場(chǎng)較弱時(shí)，也可以提高集塵率，將排氣氣體中的煤塵除去。
第3電集塵裝置在第2電集塵裝置的基礎(chǔ)上具有下列特征上述面狀電極具有網(wǎng)，該網(wǎng)具有上述通氣孔、并以這樣一種方式而被設(shè)置著在保持著位于上述排氣管的壁面和上述面狀電極的外周之間的間隔的情況下對(duì)流路進(jìn)行阻礙。
該網(wǎng)的形狀也可以是傾斜的平面狀、半球面狀、螺旋形狀、打褶形狀、結(jié)合了圓錐側(cè)面和圓筒面的形狀、和球殼形狀等其它形態(tài)。
在第3電集塵裝置上，在排氣管的離開放電極的出口側(cè)上設(shè)有面狀電極的網(wǎng)，使在沿著傾斜面的出口方向上的排氣管內(nèi)面和面狀電極之間的距離徐徐變小，從而使其間的電場(chǎng)徐徐增強(qiáng)。該網(wǎng)幾乎不會(huì)因高電場(chǎng)的作用而妨礙干凈的排氣氣體的通過(guò)，但同時(shí)卻可以阻止帶同極性電荷的煤塵從中通過(guò)。因此，因電暈放電而帶同極性電荷的煤塵沿著網(wǎng)的傾斜面被可靠地引導(dǎo)到排氣管的方向上，然后附著聚集在排氣管的內(nèi)面上。這樣，即使當(dāng)排氣管內(nèi)部的電場(chǎng)較弱時(shí)，也可以提高集塵率，將排氣氣體中的煤塵除去。
第4電集塵裝置，在第3電集塵裝置的基礎(chǔ)上具有下列特征上述面狀電極具有環(huán)狀框架和連接框架；上述環(huán)狀框架具有與上述排氣管的斷面形狀為大致相同形狀的輪廓，它由上述連接框架而被固定在上述放電極上，并與上述排氣管為大致同軸地且與上述壁面等間隔相隔離地被配置著；上述網(wǎng)與上述環(huán)狀框架相接；上述放電極由上述支持件所支持著。
在第4電集塵裝置上，面狀電極具有環(huán)狀框架和連接框架，使其構(gòu)造得到強(qiáng)化。環(huán)狀框架與排氣管的壁面之間等間隔地相分離著。網(wǎng)與環(huán)狀框架相接，可以阻止帶同極性的電荷的煤塵從中通過(guò)。因此，因電暈放電而帶同極性電荷的煤塵沿著網(wǎng)被引導(dǎo)到排氣管的方向上，然后附著聚集在排氣管的內(nèi)面上。
第5電集塵裝置，在第4電集塵裝置的基礎(chǔ)上具有下列特征上述排氣管具有多角形的斷面形狀；上述網(wǎng)具有向著上述排氣管的出口方向而擴(kuò)大的角錐側(cè)面形狀；上述放電極從上述網(wǎng)的角錐側(cè)面形狀的頂點(diǎn)向下方突出著。
第6電集塵裝置的特征是，在第4電集塵裝置的基礎(chǔ)上具有下列構(gòu)成上述排氣管具有圓形的斷面形狀；上述網(wǎng)具有向著上述排氣管的出口方向而擴(kuò)大的圓錐側(cè)面形狀；上述放電極從上述網(wǎng)的圓錐側(cè)面形狀的頂點(diǎn)向下方突出著。
排氣管的斷面形狀也可以是三角形、四角形、五角形、及其它的任意的多角形或圓形。網(wǎng)的形狀與排氣管的斷面形狀相符合；當(dāng)排氣管的斷面形狀為圓形時(shí)，網(wǎng)具有圓錐的側(cè)面形狀；當(dāng)排氣管的斷面形狀為四角形時(shí)，網(wǎng)具有四角錐的側(cè)面形狀；當(dāng)排氣管的斷面形狀為五角形時(shí)，網(wǎng)具有五角錐的側(cè)面形狀。環(huán)狀框架雖具有與排氣管的斷面形狀為大致相同形狀的輪廓，但由于該處是排氣管內(nèi)面與網(wǎng)之間的距離為最小的重要部位，所以為了防止發(fā)生電暈放電，最好是使該環(huán)狀框架的斷面為大口徑的圓管或大尺寸的四方管、且在整體上具有無(wú)棱角的圓弧度。
在第5或第6電集塵裝置上，當(dāng)排氣管內(nèi)部的電場(chǎng)較弱時(shí)，有可能存在僅僅靠放電極的作用不能將流經(jīng)排氣管的煤塵驅(qū)動(dòng)到排氣管內(nèi)面上的問(wèn)題。但是，通過(guò)在排氣管的與放電極相遠(yuǎn)離的出口側(cè)上設(shè)置具有角錐側(cè)面形狀或圓錐側(cè)面形狀的網(wǎng)電極，使排氣管內(nèi)面與網(wǎng)電極之間的距離在出口方向徐徐變小，從而可使其間的電場(chǎng)強(qiáng)度徐徐增強(qiáng)。該網(wǎng)可以阻止帶同極性電荷的煤塵從其中通過(guò)。因此，因電暈放電而帶同極性電荷的煤塵就沿著角錐側(cè)面形狀或圓錐側(cè)面形狀的網(wǎng)的傾斜面而被可靠地引導(dǎo)到排氣管的內(nèi)面方向上，然后附著聚集在排氣管的內(nèi)面上。而且，即使當(dāng)排氣管內(nèi)部的電場(chǎng)較弱時(shí)，也可以提高集塵率，將排氣氣體中的煤塵除去。對(duì)角錐側(cè)面或圓錐側(cè)面的面積來(lái)說(shuō)，為防止流路上的壓力損失的上升最好取得大一些。又，斷面形狀為多角形的排氣管與斷面形狀為圓形時(shí)的相比具有容易制造的優(yōu)點(diǎn)。
第7電集塵裝置，在第5或第6電集塵裝置的基礎(chǔ)上具有下列特征具有送風(fēng)裝置；上述排氣管具有貫通孔；上述支持件與上述排氣管之間相電絕緣，并經(jīng)上述貫通孔后被插入到上述排氣管內(nèi)；上述送風(fēng)裝置被設(shè)置在上述排氣管的外側(cè)上，并經(jīng)上述貫通孔而對(duì)上述排氣管內(nèi)進(jìn)行送風(fēng)。
貫通孔雖然既可以是單個(gè)也可以是多個(gè)，但從強(qiáng)度方面考慮最好是使其在排氣管的2個(gè)以上的部位上形成。貫通孔的端緣為一種可以防止發(fā)生電場(chǎng)集中的形狀，并最好是用具有耐火性的絕緣體特別是耐熱陶瓷進(jìn)行覆蓋。由送風(fēng)裝置所導(dǎo)入的氣體用大氣即可以，但也可以輸送強(qiáng)制冷卻了的空氣。支持件最好是由耐熱金屬所構(gòu)成，且經(jīng)該支持件使放電極與高壓電源進(jìn)行電連接。當(dāng)支持件由耐熱金屬所構(gòu)成時(shí)，最好是將該支持件在排氣管的外側(cè)上由被設(shè)置在離貫通孔盡量低一些的位置上的絕緣子所支持著。其理由是，除了為了回避來(lái)自爐子的輻射熱以外，通過(guò)利用高溫氣體所顯示的相對(duì)下方向的逆向浮力(阻力)這一特性，還可以實(shí)現(xiàn)因阻止了高溫氣體的流入而防止絕緣子的升溫和煤塵的附著。又，環(huán)狀框架的設(shè)置位置最好是以不會(huì)受到來(lái)自貫通孔的導(dǎo)入空氣的影響的方式而充分離開該貫通孔地被設(shè)置著。
在第7電集塵裝置上，通過(guò)經(jīng)貫通孔而向排氣管內(nèi)進(jìn)行送風(fēng)，可以防止排氣氣體從貫通孔漏出到排氣管的外側(cè)上。通過(guò)從貫通孔向排氣管的內(nèi)部進(jìn)行送風(fēng)，可以不至于發(fā)生排氣氣體從排氣管的貫通孔逆流的情況，從而可以使煤塵難以附著在位于外側(cè)的部件上。
支持件與排氣管之間雖為電絕緣，但不管在支持件是由金屬制成還是由絕緣體制成時(shí)，當(dāng)貫通孔附近變成高溫時(shí)在支持件和貫通孔之間仍存在可能發(fā)生電暈放電的問(wèn)題。當(dāng)在其間發(fā)生了電暈放電時(shí)，接著還可能會(huì)引起火花放電。通過(guò)由送風(fēng)來(lái)對(duì)貫通孔附近進(jìn)行冷卻，就可以在支持體和貫通孔之間保持良好的絕緣性。
當(dāng)排氣管的測(cè)定孔被設(shè)置在排氣管的出口附近、使排氣管的測(cè)定孔離開高電壓的支持件、并由在測(cè)定孔的下方被接地的網(wǎng)所保護(hù)著時(shí)，就可以在測(cè)定孔上安全地進(jìn)行排氣氣體的測(cè)定。
本發(fā)明的焚燒爐的特征是具有第1、2、3、4、5、6或7電集塵裝置，并在沿上述排氣管的長(zhǎng)度方向的直接下方設(shè)有燃燒室。
在本發(fā)明的焚燒爐上，由燃燒室的燃燒所產(chǎn)生的排氣氣體由上述電集塵裝置所處理，在被除去了煤塵后從排氣管的出口向外排出。本發(fā)明者通過(guò)對(duì)多種煤塵所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)即使是在常溫下不顯示電導(dǎo)性的煤塵，在高溫狀態(tài)下也必然會(huì)具有電導(dǎo)性。即，最近附著上的面會(huì)成為新的集塵極面而使堆積得到進(jìn)行。但附著聚集在排氣管的內(nèi)面上的煤塵當(dāng)達(dá)到某個(gè)厚度時(shí)由于自重等原因會(huì)自然地從排氣管的內(nèi)面上產(chǎn)生剝離，落下到位于直接下方的爐底上。對(duì)剝離落下的煤塵由于可以與爐底上的灰一起進(jìn)行處理，所以可以省卻用于收容煤塵的設(shè)備。
依據(jù)本發(fā)明的電集塵裝置和焚燒爐，由于設(shè)置有在排氣管內(nèi)部擴(kuò)展著的具有多個(gè)通氣孔的電極，所以在經(jīng)通氣孔使排氣通過(guò)的同時(shí)，可以將煤塵沿著電極引導(dǎo)到排氣管的內(nèi)面方向上使之附著在排氣管的內(nèi)面上，從而提高集塵率。
特別是，依據(jù)第2電集塵裝置，由于電極是由放電極和面狀電極所構(gòu)成的，所以在由放電極而將煤塵驅(qū)動(dòng)到排氣管側(cè)的側(cè)面上的同時(shí)，還可以由面狀電極而將煤塵引導(dǎo)到排氣管的方向上，從而提高排氣管的集塵率。
特別是，依據(jù)第3電集塵裝置，由于面狀電極具有存在傾斜面的網(wǎng)，所以沿著傾斜面在排氣管的出口方向上電場(chǎng)會(huì)徐徐地得到增強(qiáng)，可以在幾乎不會(huì)妨礙干凈的排氣氣體的通過(guò)的情況下，將煤塵沿著網(wǎng)的傾斜面引導(dǎo)到排氣管的方向上，從而提高排氣管的集塵率。
特別是，依據(jù)第4電集塵裝置，由于面狀電極具有環(huán)狀框架和連接框架，所以使其構(gòu)成得到強(qiáng)化。
特別是，依據(jù)第5電集塵裝置，由于排氣管具有多角形的斷面形狀，所以與斷面形狀為圓形時(shí)的相比排氣管的制造會(huì)變得容易一些；且由于該網(wǎng)具有角錐側(cè)面形狀，所以容易將煤塵沿網(wǎng)的傾斜面而可靠地引導(dǎo)到排氣管的內(nèi)面的方向上。
特別是，依據(jù)第6電集塵裝置，由于排氣管具有圓形的斷面形狀，且網(wǎng)具有圓錐側(cè)面形狀，所以容易將煤塵沿網(wǎng)的傾斜面而可靠地引導(dǎo)到排氣管的內(nèi)面的方向上。
特別是，依據(jù)第7電集塵裝置，由于可以將放電極由通過(guò)排氣管的貫通孔的支持件所支持著，且可以將排氣管的測(cè)定孔設(shè)置在離開放電極的位置上，所以可以安全地進(jìn)行排氣氣體的測(cè)定。又，由于具有用于從貫通孔向排氣管內(nèi)送風(fēng)的送風(fēng)裝置，所以可以防止出現(xiàn)排氣氣體從貫通孔漏出到排氣管的外側(cè)上的情況，同時(shí)還可以防止在支持件和貫通孔之間發(fā)生電暈放電，以及防止煤塵附著在貫通孔上，進(jìn)一步當(dāng)支持件由絕緣子所支持著時(shí)還可以防止絕緣子的污損和絕緣性能的降低。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1為顯示了本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的焚燒爐的概略斷面圖。
圖2為顯示了圖1的貫通孔的邊緣附近的放大斷面圖。
圖3為圖1的焚燒爐的A-A線斷面圖。
圖4為顯示了圖1的焚燒爐的電極的立體圖。
圖5為顯示了電極的網(wǎng)的其它形態(tài)的概略說(shuō)明圖。
圖6為顯示了電極的網(wǎng)的進(jìn)一步其它形態(tài)的概略說(shuō)明圖。
圖7為顯示了電極的網(wǎng)的進(jìn)一步其它形態(tài)的概略說(shuō)明圖。
圖8為顯示了面狀電極的其它形態(tài)的側(cè)斷面圖。
實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選形態(tài)圖1～圖7顯示了本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。
如圖1所示，焚燒爐1具有燃燒室2和電集塵裝置3。電集塵裝置3具有排氣管4、支持件5、面狀電極6、放電極7、直流高壓電源8、和送風(fēng)裝置9。排氣管4為豎立設(shè)置，而燃燒室2被設(shè)置于排氣管4的長(zhǎng)度方向上的緊接下方。在燃燒室2中，在側(cè)壁上設(shè)有廢棄物投入口10和空氣取入口11，而在爐底上設(shè)有灰取出口12。又，在燃燒室2中，還設(shè)有助燃噴嘴13。
排氣管4具有長(zhǎng)方形的斷面形狀，并由在長(zhǎng)方體狀的鋼板制的管14的內(nèi)面上內(nèi)襯上可澆鑄性耐火材料15而形成。在管的內(nèi)面上嵌入有多個(gè)耐熱金屬制的錨固件，其目的是除了可以防止可澆鑄性耐火材料15的脫落外，可將在高溫時(shí)捕集在材料表面上的電荷可靠地泄放到鋼板制的外皮上。作為排氣管4的縱向和橫向的長(zhǎng)度的一例，為大約6～7m。排氣管4在其側(cè)壁4a的排氣管4內(nèi)相對(duì)向的2個(gè)位置上具有貫通孔16。貫通孔16是相當(dāng)于同軸圓筒電極的部位，并具有如下的構(gòu)造。即使，耐熱金屬的基底件由斷面為類似于羅戈夫斯基(ロゴラスキ一)電極的同徑的圓筒和為防止電場(chǎng)集中而弄圓了的端部所構(gòu)成。而且，為提高絕緣性和耐熱性，進(jìn)一步包覆有耐熱陶瓷17。為避免電場(chǎng)集中、防止電暈放電，如圖2所示，耐熱陶瓷17也同樣地其斷面類似于羅戈夫斯基電極，內(nèi)面中央部為平行狀且在端部17a、17b上產(chǎn)生彎曲，并且向排氣管4的內(nèi)外突出著的端部17a、17b具有圓形的曲面。
排氣管4在貫通孔16的上方具有頸縮部4b，使內(nèi)徑變狹小，由此具有可以使燃燒室2和排氣管4的溫度高且穩(wěn)定、而不致于使溫度降低的效果。又，在頸縮部4b的上部4c上，為一種使排氣氣體的流速增大而容易對(duì)其進(jìn)行測(cè)定的構(gòu)成。由頸縮部4b而劃分出上部4c和下部4d。在排氣管4的上部4c上設(shè)有測(cè)定孔18。在測(cè)定孔18上設(shè)有開閉蓋19。在排氣管4的上部4c的內(nèi)面，以堵塞著排氣管4的方式安裝著耐熱金屬制的網(wǎng)20。該網(wǎng)20貫通側(cè)壁4c上的可澆鑄性耐火材料15而與鋼板制的管14產(chǎn)生電連接，以便在進(jìn)行在測(cè)定孔18處的測(cè)定時(shí)可以可靠地防止來(lái)自放電極7的電擊。排氣管4在其上端具有排氣氣體的出口4e。
支持件5為管狀，它由耐熱合金所構(gòu)成。支持件5經(jīng)貫通孔16被插入到排氣管4內(nèi)，其兩端在排氣管4的外側(cè)上由絕緣子21a、21b所支持著。為了在從測(cè)定孔18進(jìn)行測(cè)定時(shí)不發(fā)生電擊現(xiàn)象，支持件5以足夠的距離與測(cè)定孔18相分離著。在排氣管4的側(cè)壁4a的外側(cè)上，設(shè)有包圍著各貫通孔16和支持件5的兩端的通道22。絕緣子21a、21b被設(shè)置在比通道22內(nèi)的各貫通孔16要低一些的位置上。一方的絕緣子21a由貫通絕緣子并經(jīng)絕緣電纜而從通道22的外部電源得到供電。支持件5與貫通孔16的邊緣離開有足夠的距離，以使不發(fā)生火花放電現(xiàn)象，并與通道22和排氣管4之間為電絕緣著。
面狀電極6和放電極7構(gòu)成同極性的電極。如圖3和圖4所示，面狀電極6具有環(huán)狀框架6a、連接框架6b、和網(wǎng)6c，并在排氣管4的內(nèi)部被擴(kuò)展設(shè)置著。環(huán)狀框架6a和連接框架6b由圓管所構(gòu)成。如圖3和圖4所示，環(huán)狀框架6a雖具有與排氣管4的斷面形狀為大致相同的長(zhǎng)方形狀的輪廓，但其角部6d卻具有相當(dāng)明顯的圓弧度。連接框架6b由8根所構(gòu)成。其中4根的連接框架6b被垂直固定在放電極7上，呈放射狀延伸后被分別固定在環(huán)狀框架6a的角6d上。而其余的4根連接框架6b以形成頂點(diǎn)向下的四角錐的邊棱的方式而被配置著，其兩端被分別固定在環(huán)狀框架6a的角部6d和放電極7上。這樣，環(huán)狀框架6a由接續(xù)框架6b而被固定在放電極7上，并以與排氣管4大致同軸地并與側(cè)壁4a等間距相隔離著的方式被配置著。環(huán)狀框架6a進(jìn)一步由多個(gè)固定棒23而被固定在支持件5上。對(duì)放電極7和固定棒23來(lái)說(shuō)，由于在環(huán)狀框架6a和連接框架6b與支持件5之間具有法蘭盤24、24、…，所以由法蘭盤24、24、…可使兩者進(jìn)行分離。在對(duì)面狀電極6或放電極7進(jìn)行修補(bǔ)時(shí)，通過(guò)由法蘭盤24、24、…進(jìn)行分離并使之放下到下方，就可以使修補(bǔ)作業(yè)容易進(jìn)行。
網(wǎng)6c由耐熱金屬網(wǎng)或耐熱石英玻璃纖維網(wǎng)所構(gòu)成。該網(wǎng)具有多個(gè)通氣孔6e。對(duì)通氣孔6e的大小的選擇，是根據(jù)排氣氣體的流速和發(fā)生的電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系，以可以防止帶負(fù)電的煤塵從中通過(guò)的方式而進(jìn)行選擇的。如圖4所示，網(wǎng)6c被固定在環(huán)狀框架6a和連接框架6b上，形成四角錐側(cè)面形狀，并在環(huán)狀框架6a的下方包覆著其外側(cè)。又，網(wǎng)6c既可以以卷繞在環(huán)狀框架6a上的方式被固定著，也可以用其它方式被固定著。網(wǎng)6c以其頂點(diǎn)6f朝下、并在排氣管4的內(nèi)部向著出口4e的方向而擴(kuò)大的方式而與排氣管4為大致同軸地被配置著。因此，網(wǎng)6c向排氣管4的側(cè)壁4a側(cè)擴(kuò)展著，并具有向著側(cè)壁4a而增高的傾斜面。
放電極7為管狀電極，與排氣管4為大致同軸地被配置著，并在排氣管4的內(nèi)部的大致中心線上沿排氣管4而延伸著。放電極7貫通面狀電極6的中心線后被固定在支持件5上，從而將面狀電極6安裝在支持件5上。放電極7從網(wǎng)6c的角錐側(cè)面形狀的頂點(diǎn)6f向下方突出著。如圖4所示，在頂點(diǎn)6f上設(shè)有法蘭盤25，使得可以將從頂點(diǎn)6f向下方突出著的放電極7向外取出。放電極7與排氣管4相分離，并以與排氣管4之間為電絕緣的狀態(tài)而被支持著。放電極7具有多根的呈放射狀的放電針7a。
直流高壓電源8被設(shè)置于排氣管4和通道22的外側(cè)。直流高壓電源8由絕緣電纜并在貫通絕緣子21a后與支持件5之間進(jìn)行電連接。直流高壓電源8經(jīng)支持件5與面狀電極6和放電極7進(jìn)行電連接。直流高壓電源8的負(fù)極與面狀電極6和放電極7連接，而其正極為接地。排氣管4的鋼板制的管14為接地。直流高壓電源8通過(guò)使開關(guān)置于“通”的位置上而可以在放電極7和面狀電極6與管14之間施加上直流高電壓。
在通道22中設(shè)有絕緣子固定件22a。送風(fēng)裝置9與通道22相連接，為一種可以經(jīng)通道22而從貫通孔16向排氣管4內(nèi)送風(fēng)的構(gòu)成。送風(fēng)裝置9為電動(dòng)裝置，它通過(guò)使風(fēng)扇產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)而對(duì)常溫的大氣進(jìn)行送風(fēng)。對(duì)由于頸縮部4b上的流通斷面積的減少而引起的壓力損失的上升和由于網(wǎng)20而引起的壓力損失的上升，最好是由因排氣管上部4c的高度而產(chǎn)生的通氣力而得到消除。進(jìn)一步，對(duì)貫通孔的安裝位置，最好是從頸縮部4b的下面以具有一定的富余間距地被設(shè)置在下方。在為這樣一種最理想的設(shè)計(jì)狀態(tài)時(shí)，由于貫通孔16的爐內(nèi)部側(cè)的壓力除了在開始起動(dòng)和停止時(shí)以外都為負(fù)壓，所以也可以使通道22不需動(dòng)力地實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)。
下面，對(duì)作用進(jìn)行說(shuō)明。
當(dāng)在焚燒爐1中進(jìn)行廢棄物的焚燒處理時(shí)，從投入口10將廢棄物投入到燃燒室2內(nèi)。由燃燒室2的燃燒而產(chǎn)生的排氣氣體因高溫而產(chǎn)生自然通風(fēng)力，經(jīng)電集塵裝置3的排氣管4后向著出口4e上升，并在排氣管4內(nèi)充滿高溫的排氣氣體。排氣管4雖因排氣氣體和燃燒的輻射熱而暴露在高溫中，但由于其內(nèi)面用可澆鑄性耐火材料所覆蓋著，所以可以防止因高溫而引起的劣化。
由高壓電源8而在放電極7和鋼板制的管14之間以排氣管4為正極和以放電極7為負(fù)極施加有75kv～200kv的直流高電壓。通常，排氣管4的內(nèi)面為700℃～900℃的高溫。因此，耐火材料具有導(dǎo)電性，使排氣管4成為集塵極，在放電極7和排氣管4之間產(chǎn)生活躍的電暈放電。于是煤塵附著聚集在排氣管4的內(nèi)面上。這樣，排氣氣體在被除去煤塵后從排氣管4的出口4e向外排出。
不過(guò)，排氣管4由于直徑較大所以其內(nèi)部的電場(chǎng)不可能很強(qiáng)。因此，僅僅由放電極7的作用有可能不能將流過(guò)排氣管4的中心部上的煤塵驅(qū)動(dòng)到排氣管4上。但在電集塵裝置3上，在排氣管4的從放電極7向著出口側(cè)的部位上設(shè)置有內(nèi)部展開著的并具有四角錐側(cè)面形狀的網(wǎng)6c的面狀電極6。由此，由于向著出口4e的方向在排氣管4的內(nèi)面和網(wǎng)6c之間的距離是徐徐減小的，所以其間的電場(chǎng)就會(huì)徐徐地得到增強(qiáng)。
網(wǎng)6c具有多個(gè)通氣孔6e，并從環(huán)狀框架6a向下方包覆著其外側(cè)。因此，面狀電極6在經(jīng)多個(gè)通氣孔6e而可以幾乎無(wú)妨礙地使排氣從中通過(guò)的同時(shí)，可以防止帶負(fù)電的煤塵從環(huán)狀框架6a的內(nèi)側(cè)通過(guò)。由放電極7而帶負(fù)電的煤塵沿網(wǎng)6c的傾斜面向著排氣管4的方向可靠地得到引導(dǎo)，然后由排氣管4所捕集而附著聚集在其內(nèi)面上。這樣，即使由于排氣管4的直徑較大而使其內(nèi)部的電場(chǎng)較弱時(shí)，也可以由于面狀電極6的作用而提高集塵率，從而將排氣氣體中的煤塵除去。又，由于面狀電極6的環(huán)狀框架6a和排氣管4的內(nèi)面之間的間距為最小，所以在該部位可以進(jìn)行最有效的集塵作業(yè)。
附著在排氣管4的內(nèi)面上的煤塵由于暴露在高溫中所以附著力較弱，當(dāng)聚集堆積到某個(gè)程度的厚度時(shí)會(huì)因自重而自然地從排氣管4c的內(nèi)面以某個(gè)范圍而成片地產(chǎn)生剝離，落下到位于直接下部的爐底12上。剝離了的煤塵由于是大塊狀地聚集著的，所以在落下時(shí)不會(huì)發(fā)生再飛散。由于對(duì)剝離落下的煤塵可以與爐底12上的灰一起進(jìn)行處理，所以在電集塵裝置3上可以省略用于收容煤塵的設(shè)備，從而具有簡(jiǎn)單的構(gòu)成。
當(dāng)要對(duì)集塵后排出的排氣氣體的成分、包含在排氣氣體中的煤塵的量，和排氣氣體的流速等進(jìn)行測(cè)定時(shí)，打開測(cè)定孔18的開閉蓋19，將測(cè)定器具插入到排氣管4內(nèi)進(jìn)行測(cè)定。由于放電極7由通過(guò)排氣管4的貫通孔16的支持件5所支持著，而測(cè)定孔18的附近與放電極7相分離著，并且網(wǎng)20為接地，所以可以安全地對(duì)排氣氣體進(jìn)行測(cè)定。
在進(jìn)行焚燒、集塵處理時(shí)，使送風(fēng)裝置9產(chǎn)生工作，經(jīng)通道22和貫通孔16對(duì)排氣管4內(nèi)進(jìn)行送風(fēng)。由該送風(fēng)，即使在開始點(diǎn)火時(shí)或產(chǎn)生爆炸燃燒時(shí)也可以防止排氣氣體從貫通孔16而漏出到排氣管4的外側(cè)上。當(dāng)煤塵附著在支持件5上并延伸到貫通孔16時(shí)，有可能會(huì)存在發(fā)生火花放電的問(wèn)題。但通過(guò)由送風(fēng)裝置9對(duì)貫通孔16進(jìn)行送風(fēng)，可以使在貫通孔16部位的支持件5上難以附著上煤塵，從而可以預(yù)先防止火花放電的發(fā)生。
又，由于送風(fēng)的作用而可以對(duì)貫通孔16的附近進(jìn)行冷卻。支持件5與排氣管4之間雖為電絕緣著，但當(dāng)貫通孔16的附近為高溫時(shí)，在支持件5和貫通孔16之間存在仍有可能發(fā)生電暈放電的問(wèn)題。當(dāng)在其間產(chǎn)生電暈放電時(shí)，還有可能會(huì)接著發(fā)生火花放電。通過(guò)由送風(fēng)而對(duì)貫通孔16的附近進(jìn)行冷卻，就可以保持住支持件5和貫通孔16之間的絕緣性。
又，面狀電極6具有環(huán)狀框架6a和連接框架6b，使其構(gòu)造得到強(qiáng)化。斷面形狀為長(zhǎng)方形的排氣管4與斷面形狀為圓形的場(chǎng)合相比具有容易制造的優(yōu)點(diǎn)。電集塵裝置3的支持件5的兩端被支持著，使其構(gòu)造得到強(qiáng)化。放電極7由支持件5而與直流高壓電源8進(jìn)行電連接，這與支持件5由絕緣體所構(gòu)成的場(chǎng)合相比就可以使構(gòu)成簡(jiǎn)單化。支持著支持件5的絕緣子21a、21b被設(shè)置在比各貫通孔16要低一些的位置上，由此可以防止因經(jīng)貫通孔16而放射到外部的、來(lái)自排氣管4的內(nèi)部的輻射熱而引起的絕緣子21a和21b的惡化現(xiàn)象。又，通過(guò)利用高溫氣體的相對(duì)下方所顯示出的逆向浮力的特性，可以防止高溫排氣的流入，從而可以防止絕緣子21a和21b的升溫和煤塵的附著。
又，在上述的實(shí)施形態(tài)中，排氣管4也可以具有圓形的斷面形狀，并使其通過(guò)對(duì)圓筒狀的鋼板制的管14的內(nèi)面用可澆鑄性耐火材料15進(jìn)行內(nèi)襯處理而形成。這時(shí)，環(huán)狀框架6a具有圓形的輪廓；而網(wǎng)6c具有圓錐側(cè)面形狀，并在環(huán)狀框架6a的下方將其外側(cè)包覆著。網(wǎng)6c以其頂點(diǎn)6f向下。并在排氣管4的內(nèi)部向著出口4e的方向而擴(kuò)展著的方式與排氣管4為大致同軸地被配置著。放電極7從網(wǎng)6c的圓錐側(cè)面形狀的頂點(diǎn)6f向下方突出。
又，在上述的實(shí)施形態(tài)中，是對(duì)電極網(wǎng)具有四角錐的側(cè)面形狀的例子進(jìn)行了說(shuō)明的，但該網(wǎng)也可以為圖5(A)～圖7(Q)所示的形狀，即，在圖5(A)中，面狀電極被設(shè)置于排氣管4內(nèi)，并具有以放電極7為中心的半球面狀的網(wǎng)26a。在圖5(B)中，面狀電極具有結(jié)合了半球面和圓筒面的形狀的網(wǎng)26b。在圖5(C)中，面狀電極具有結(jié)合了半球面和具有錐度的圓筒面的形狀的網(wǎng)26c。在圖5(D)中，面狀電極具有結(jié)合了圓錐側(cè)面和圓筒面的形狀的網(wǎng)26d。在圖5(E)中，面狀電極具有結(jié)合了圓錐側(cè)面和具有錐度的圓筒面的形狀的網(wǎng)26e。在圖5(F)中，面狀電極具有多個(gè)的成串聯(lián)狀相間隔著的圓錐側(cè)面狀的網(wǎng)26f。在圖5(G)中，面狀電極具有相對(duì)于放電極7為傾斜的圓板狀的網(wǎng)26g。在圖5(H)中，具有多個(gè)的成串聯(lián)狀相間隔著的、并相對(duì)于放電極7為傾斜的圓板狀的網(wǎng)26h。在圖5(I)中，具有沿放電極7的長(zhǎng)度方向以鋸齒形而傾斜延伸著的板狀的網(wǎng)26i。
在圖6(J)中，具有在放電極7周圍呈螺旋狀的網(wǎng)26j。該網(wǎng)26j的端部由管子所構(gòu)成。在圖6(K)中，具有與放電極7相垂直的板狀的網(wǎng)26K。在圖6(L)中，具有多個(gè)的與放電極7相垂直的板狀的網(wǎng)261。在圖6(M)中，如(a)的斷面圖和(b)的平面圖所示，具有以放電極7為中心而向上方彎折成2部分的形狀的板狀的網(wǎng)26m。在圖6(N)中，如(a)的斷面圖和(b)的平面圖所示，具有與放電極7相垂直的板狀的、且全體為打褶形的網(wǎng)26n。在圖6(O)中，如(a)的斷面圖和(b)的平面圖所示，面狀電極具有圓錐側(cè)面狀的、并且其全體為打褶形的網(wǎng)260。
在圖7(P)中，面狀電極具有多個(gè)的圓錐側(cè)面狀的、并且其全體為打褶形的網(wǎng)26P。在圖7(Q)中，面狀電極具有螺旋形狀的網(wǎng)26q，并當(dāng)如(a)所示的那樣擴(kuò)展著時(shí)為圓錐側(cè)面形狀；而當(dāng)如(b)所示那樣收攏著時(shí)，從排氣管4的上方的出口用金屬絲28上吊著法蘭盤部27，從而可以方便地將其取出。在圖7(R)中，面狀電極具有球殼形狀的網(wǎng)26r。又，在該網(wǎng)26r中，球殼的下半部分的網(wǎng)目較密，而上半部分的網(wǎng)目較疏。
如圖8所示，面狀電極6也可以具有將上側(cè)為縮小了的圓錐臺(tái)側(cè)面、圓筒面、和在下側(cè)具有頂點(diǎn)的圓錐側(cè)面相結(jié)合了的形狀的網(wǎng)29。如圖8所示，面狀電極6也可以從頸縮部4b由支持件5a而被下吊在排氣管4的內(nèi)部。又，在圖7和圖8中，面狀電極除了金屬網(wǎng)之外，也可以由鏈條、以規(guī)定的間距而卷成同心圓的線材、以規(guī)定的間距而卷成螺旋狀的線材、沖孔金屬板、或膨脹合金等所構(gòu)成。
又，在上述的實(shí)施形態(tài)中，在焚燒爐的燃燒室中在設(shè)有助燃噴嘴的同時(shí)還可以設(shè)置上堿性噴霧噴嘴。這時(shí)，通過(guò)以干式或半干式的方式對(duì)燃燒室內(nèi)的酸性氣體進(jìn)行中和，就可以更完全地防止氯化氫、SOx、NOx、和二噁英等的發(fā)生。
又，上述的說(shuō)明涉及到在1997年2月27日提出申請(qǐng)的日本國(guó)專利申請(qǐng)第9-62281號(hào)中所包含的主題，通過(guò)對(duì)其全體進(jìn)行參照而可以明確地知道，但在本說(shuō)明書中也包括該主題。
工業(yè)上使用的可能性本發(fā)明的電集塵裝置除了可以用作焚燒爐的電集塵裝置外，只要是對(duì)高溫的排氣氣體進(jìn)行處理的裝置，還可以用作金屬精煉·鼓風(fēng)爐、金屬加熱·熱處理爐、窯業(yè)爐、干燥爐、熔融爐、和熱機(jī)等其它排氣氣體的處理。
權(quán)利要求
1．一種電集塵裝置，其特征是包括將金屬管的內(nèi)面由耐火材料覆蓋而形成的排氣管；具有可以阻止帶同種極性電荷的煤塵通過(guò)的多個(gè)通氣孔的，并在上述排氣管的內(nèi)部被擴(kuò)展設(shè)置著的電極；由上述排氣管的外側(cè)所支持著的、并對(duì)上述電極以使其與上述排氣管為電絕緣的狀態(tài)進(jìn)行支持的支持件；以及，被設(shè)置于上述排氣管的外側(cè)上并與上述電極進(jìn)行電連接的、用于對(duì)在上述電極和上述金屬管之間施加直流高電壓的高壓電源。
2．一種如權(quán)利要求1所述的電集塵裝置，其特征為上述電極由放電極和面狀電極所構(gòu)成；上述放電極與上述排氣管為大致同軸地被配置著；而上述面狀電極具有上述通氣孔，使上述放電極向下方突出，并與放電極相連接，且沿上述排氣管的壁面?zhèn)榷鴶U(kuò)展著。
3．一種如權(quán)利要求2所述的電集塵裝置，其特征為上述面狀電極具有網(wǎng)；該網(wǎng)具有上述通氣孔，并以在上述排氣管的壁面和上述面狀電極的外周之間保持有間隔而不會(huì)妨礙流體通路的方式而被設(shè)置著。
4．一種如權(quán)利要求3所述的電集塵裝置，其特征為上述面狀電極具有環(huán)狀框架和連接框架；上述環(huán)狀框架具有與上述排氣管的斷面形狀為大致相同形狀的輪廓，由上述連接框架而被固定在上述放電極上，并與上述排氣管為大致同軸地并與上述壁面等間距相隔離地被配置著；上述網(wǎng)與上述環(huán)狀框架相連接；上述放電極由上述支持件所支持著。
5．一種如權(quán)利要求4所述的電集塵裝置，其特征為上述排氣管具有多角形的斷面形狀；上述網(wǎng)具有向著上述排氣管的出口方向而擴(kuò)大的角錐側(cè)面形狀；而上述放電極從上述網(wǎng)的角錐側(cè)面形狀的頂點(diǎn)向下方突出著。
6．一種如權(quán)利要求4所述的電集塵裝置，其特征為上述排氣管具有圓形的斷面形狀；上述網(wǎng)具有向著上述排氣管的出口方向而擴(kuò)大的圓錐側(cè)面形狀；而上述放電極從上述網(wǎng)的圓錐側(cè)面形狀的頂點(diǎn)向下方突出著。
7．一種如權(quán)利要求5或6所述的電集塵裝置，其特征為具有下列構(gòu)成具有送風(fēng)裝置；上述排氣管具有貫通孔；上述支持件與上述排氣管之間為電絕緣，并經(jīng)上述貫通孔后被插入到上述排氣管內(nèi)；上述送風(fēng)裝置被設(shè)置于上述排氣管的外側(cè)上，并經(jīng)上述貫通孔而對(duì)上述排氣管內(nèi)進(jìn)行送風(fēng)。
8．一種焚燒爐，其特征為具有如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7所述的電集塵裝置，并在沿上述排氣管的長(zhǎng)度方向上的直接下方具有燃燒室。
全文摘要
排氣管4是通過(guò)對(duì)鋼板制的管14的內(nèi)面用耐火材料5進(jìn)行覆蓋所形成。在其與排氣管4之間為電絕緣的狀態(tài)下而被插入到排氣管4內(nèi)的支持件5上,固定著面狀電極6,該面狀電極6具有在排氣管4的內(nèi)部向著出口方向而擴(kuò)大的四角錐側(cè)面形狀的網(wǎng)6c。放電極7貫通面狀電極6的中心線,并從網(wǎng)6c的頂點(diǎn)向下方突出地被固定著。在放電極7和管14之間施加有直流高電壓。
文檔編號(hào)F01N3/01GK1220620SQ98800200
公開日1999年6月23日 申請(qǐng)日期1998年2月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月27日
發(fā)明者松原誠(chéng) 申請(qǐng)人:天河有限會(huì)社