(57)【要約】【課題】熱交換器の設置による設備の大型化を回避しつつ、排ガスの熱回収を行うことができ、電気集じん装置の性能を向上させることが可能な電気集じん装置を提供することを目的とする。【解決手段】電気集じん装置１は、コロナ放電を行う放電電極と、放電電極に対向して設置される集じん電極とを有する電極部２と、電極部２を収容するケーシング３と、ケーシング３に収容され、ケーシング３を通過するガスと熱交換する熱交換器５とを備え、熱交換器５は、ケーシング３に形成されたガスの入口部６と電極部２との間に設置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コロナ放電を行う放電電極と、前記放電電極に対向して設置される集じん電極とを有する電極部と、
前記電極部を収容するケーシングと、
前記ケーシングに収容され、前記ケーシングを通過するガスと熱交換する熱交換器と、
を備え、
前記熱交換器は、前記ケーシングに形成された前記ガスの入口部と前記電極部との間に設置される電気集じん装置。
【請求項２】
前記熱交換器が収容された部分において、前記ケーシングを通過する前記ガスの流れに対して垂直方向に切断した前記ケーシングの断面積は、前記電極部が収容された部分における前記断面積と同一である請求項１に記載の電気集じん装置。
【請求項３】
前記熱交換器が収容された部分は、前記ケーシングを通過する前記ガスの流れに対して垂直方向に切断した前記ケーシングの断面積が、前記ガスの流れ方向に沿って拡大する部分である請求項１に記載の電気集じん装置。
【請求項４】
前記熱交換器は、複数の伝熱管を有し、
隣り合う前記伝熱管の間の距離は、前記ケーシングを流れる前記ガスの流速に応じて決定されている請求項１から３のいずれか１項に記載の電気集じん装置。
【請求項５】
前記熱交換器は、複数の伝熱管を有し、
前記伝熱管が間に挟まれるように設置され、前記ケーシングを通過する前記ガスの流れを変更する、対向する少なくとも２枚の流路板を更に備える請求項１から４のいずれか１項に記載の電気集じん装置。
【請求項６】
前記流路板によって形成された流路の内部に設置された隔壁を有する請求項５に記載の電気集じん装置。
【請求項７】
前記入口部に設置され、前記入口部に導入される前記ガスの流量を変化させるダンパーを更に備える請求項１から６のいずれか１項に記載の電気集じん装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気集じん装置に関するものであり、通過するガスの熱を回収する熱交換器と共に設置される電気集じん装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭火力発電プラントの排ガス処理設備に用いられる電気集じん装置（ＥＰ）は、電気的作用によって集じんするため、排ガス中に含まれる石炭灰の電気抵抗率の影響を受ける。電気抵抗率が高い場合、逆電離という異常放電が生じて、集じん効率が低下する。一般に、排ガス中に含まれる石炭灰の電気抵抗率は、石炭の性状に応じて変化するが、ガス温度が低い場合、石炭灰の電気抵抗率が大幅に低下することが知られている。
【０００３】
そこで、電気集じん装置の入口よりも上流側に熱回収用熱交換器を設置して、排ガス温度を低下させて、排ガス温度が低下した排ガスを電気集じん装置に導入する排ガス処理設備がある。
【０００４】
下記の非特許文献１及び２には、乾式ＥＰと吸収塔の除じん性能を上げるため、ガス−ガス間の熱交換を行う熱回収用熱交換器を、エアヒータ（空気予熱器）の下流側かつＥＰの上流側に設置する技術が記載されている。これより、ＥＰが９０℃前後のガス温度の下で運転するため、１３０℃から１５０℃で逆電離が生じる電気抵抗率（逆電離臨界抵抗）を有する石炭種であっても、逆電離を生じにくくさせることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】藤島英勝ら，“低低温ＥＰ適用による石炭火力用排煙処理システムの合理化設計”，三菱重工技報，三菱重工業株式会社，1994年7月，Vol.31，No.4，p.247-251
【非特許文献２】土屋喜重ら，“石炭火力用高性能排煙処理システムにおける低低温ＥＰ技術の開発”，三菱重工技報，三菱重工業株式会社，1997年5月，Vol.34，No.3，p.158-161
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
排ガス処理設備では、エアヒータ（空気予熱器）の下流側に、熱回収用熱交換器が、電気集じん装置の入口よりも上流側に設けられ、熱回収用熱交換器において熱回収された熱が、湿式脱硫装置から排出された排ガスを再加熱するために用いられる場合がある。湿式脱硫装置から排出された排ガスは低温であるため、そのまま大気へ放出すると、白煙が発生することから、熱回収された熱によって排ガスを加熱することによって、白煙の発生を防止できる。
【０００７】
このガス−ガス間の熱交換装置は、ガスから熱回収し、ガスを再加熱するため、熱媒に液体を用いたとしても、熱回収側、再加熱側とも伝熱面積を広くする必要がある。そのため、電気集じん装置の入口よりも上流側に設置される熱交換器は大型化するという問題がある。電気集じん装置５１の入口よりも上流側に設置される熱交換器５３は、図１９及び図２０に示すように、一般的に電気集じん装置５１のケーシング５２とは別に設置されるケーシング５４内に収容される。熱交換器５３のケーシング５４では、熱回収に適したガス速度となるように、電気集じん装置５１のケーシング５２における通過流速よりも通過流速を速くする必要があり、ケーシング５４は、ケーシング５２よりも小さい断面積を有している。
【０００８】
通常のＥＰの場合、そのケーシング内での処理速度は、捕集したダストの再飛散を抑制するため、１ｍ／ｓ〜２ｍ／ｓとして設計されるのが一般的である。一方、エアヒータ出口後に設置される熱回収用熱交換器は、その空塔速度は略４ｍ／ｓ〜６ｍ／ｓに設計され、熱交換器用の配管間での速度が、ある一定の速度範囲内に設計されることを特徴としている。
【０００９】
例えば、配管間を通過する速度は、６ｍ／ｓ〜１０ｍ／ｓ程度の速度範囲となるように、計画される。配管間速度が遅い場合には、熱媒と排ガスの間での熱交換の効率が悪くなるため、伝熱面積を大きくする必要がある。配管間速度が速すぎる場合には、石炭火力の場合、ダストによる摩耗が大きくなり、機器の寿命を縮めてしまう。このため、配管間を通過する速度が適正な速度範囲となるように熱交換器を設計することが必要であり、必然的に従来はＥＰと熱交換器の速度を別の速度で個別に設計し、ＥＰと熱交換器を個別に配置することが必要であった。
【００１０】
また、熱交換器における伝熱面の汚れ対策として、付着灰を吹き落とすスーツブロワを設置する必要があることから、熱交換装置の設置は、高コスト化の原因となる。そのため、脱硫装置出口のガス温度を上げ、水蒸気による白煙生成を抑える必要がない場合は、エアヒータよりも下流側に熱回収のための熱交換装置が設置されないことが一般的であった。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、熱交換器の設置による設備の大型化を回避しつつ、排ガスの熱回収を行うことができ、電気集じん装置の性能を向上させることが可能な電気集じん装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の電気集じん装置は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る電気集じん装置は、コロナ放電を行う放電電極と、前記放電電極に対向して設置される集じん電極とを有する電極部と、前記電極部を収容するケーシングと、前記ケーシングに収容され、前記ケーシングを通過するガスと熱交換する熱交換器とを備え、前記熱交換器は、前記ケーシングに形成された前記ガスの入口部と前記電極部との間に設置される。
【００１３】
この構成によれば、電極部が放電電極と集じん電極から構成され、放電電極で生じたコロナ放電によって帯電された粒子が集じん電極上に捕集される。また、電極部を収容するケーシングには、熱交換器が設置される。熱交換器は、ケーシングを通過するガスと熱交換して、ガスが有する熱を回収できる。熱交換器は、電極部を収容するケーシングにおいて、ケーシングに形成されたガスの入口部と電極部との間に設置されることから、電気集じん装置の入口部よりも上流側に設置したケーシング内に熱交換器を設置する場合に比べて、設備の設置面積を低減できる。よって、熱交換器の設置による設備の大型化を回避しつつ、排ガスの熱回収を行うことができ、電気集じん装置の性能を向上させることができる。なお、回収した熱は従来と同様、湿式脱硫装置の出口排ガスの再加熱に用いるほか、ボイラプラント効率改善のため、エアヒータ入口空気の加温などに有効利用することができる。
【００１４】
上記発明において、前記熱交換器が収容された部分において、前記ケーシングを通過する前記ガスの流れに対して垂直方向に切断した前記ケーシングの断面積は、前記電極部が収容された部分における前記断面積と同一でもよい。
【００１５】
この構成によれば、熱交換器が収容された部分の断面積は、電極部が収容された部分の断面積と同一であり、熱交換器の伝熱管を設置できる高さや幅が、入口部よりも上流側に設置される場合と比べて、長くなる。
【００１６】
上記発明において、前記熱交換器が収容された部分は、前記ケーシングを通過する前記ガスの流れに対して垂直方向に切断した前記ケーシングの断面積が、前記ガスの流れ方向に沿って拡大する部分でもよい。
【００１７】
この構成によれば、ケーシングの断面積がガスの流れ方向に沿って拡大する部分に熱交換器が収容されることから、電極部の設置面積を大幅に変更せず、電気集じん装置のガス流れ方向の長さを長くすることなく、熱交換器を設置できる。
【００１８】
上記発明において、前記熱交換器は、複数の伝熱管を有し、隣り合う前記伝熱管の間の距離は、前記ケーシングを流れる前記ガスの流速に応じて決定されてもよい。
【００１９】
この構成によれば、上述したとおり、熱交換器が収容された部分の断面積は、入口部よりも上流側に設置したケーシングの断面積よりも広い。そこで、例えば、熱交換器を通過するガス流れの流速が遅くならないように、伝熱管の距離を狭く設定することによって、従来と同等のガス流れの流速となるようにすることができる。
【００２０】
上記発明において、前記熱交換器は、複数の伝熱管を有し、前記伝熱管が間に挟まれるように設置され、前記ケーシングを通過する前記ガスの流れを変更する、対向する少なくとも２枚の流路板を更に備えてもよい。
【００２１】
この構成によれば、対向する少なくとも２枚の流路板の間に伝熱管が設置されて、流路板によってケーシングを通過するガスの流れが変更されることから、ガスが熱交換器を通過するのにかかる時間（ガスの滞留時間）を長くすることができる。
【００２２】
上記発明において、前記流路板によって形成された流路の内部に設置された隔壁を有してもよい。
【００２３】
この構成によれば、流路の内部を流れるガスが、隔壁に当たることによって、ガス流れの方向が変更される。
【００２４】
上記発明において、前記入口部に設置され、前記入口部に導入される前記ガスの流量を変化させるダンパーを更に備えてもよい。
【００２５】
この構成によれば、ケーシングの入口部に設置されたダンパーが開閉することによって、入口部に導入されるガスの流量が変化する。ケーシングが分割されて、電気集じん装置が複数の系列を有する場合、一方の系列を全開にし、他方の系列を全閉にしたとき、ダンパーを全開にした系列の流速を上昇させることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、熱交換器の設置による設備の大型化を回避しつつ、排ガスの熱回収を行うことができ、電気集じん装置の性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気集じん装置の第１実施例を示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電気集じん装置の第１実施例を示す横断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る電気集じん装置の第２実施例を示す縦断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る電気集じん装置の第２実施例を示す横断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る電気集じん装置の第１実施例の伝熱管を示す縦断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る電気集じん装置の第２実施例の伝熱管を示す縦断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る電気集じん装置の第３実施例を示す縦断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る電気集じん装置の第３実施例を示す横断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る電気集じん装置の第４実施例を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る電気集じん装置の第４実施例を示す横断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る電気集じん装置の熱交換器の第１変形例を示す縦断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る電気集じん装置の熱交換器の第２変形例を示す縦断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る電気集じん装置の熱交換器の第３変形例においてダンパーが設置された例を示す縦断面図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る電気集じん装置の熱交換器の第３変形例においてダンパーが設置された例を示す縦断面図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る電気集じん装置の熱交換器の第３変形例において伝熱管の配置が変更された例を示す縦断面図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係る電気集じん装置の熱交換器の第４変形例を示す縦断面図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係る電気集じん装置の熱交換器の第４変形例においてダンパーが設置された例を示す縦断面図である。
【図１８】本発明の一実施形態に係る電気集じん装置の第５実施例を示す横断面図である。
【図１９】従来の電気集じん装置を示す縦断面図である。
【図２０】従来の電気集じん装置を示す横断面図である。
【図２１】従来の熱交換器の伝熱管を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、本発明の一実施形態に係る電気集じん装置について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る電気集じん装置は、例えば、石炭焚きの発電プラントの下流側の煙道内に設けられる排ガス処理設備に設置される。なお、以下では説明のため、排ガス処理設備に設置される電気集じん装置１について説明する。
【００２９】
電気集じん装置１は、図１から図４に示すように、ダストやミスト等の粒子を除去するため、コロナ放電を行い、粒子を帯電させる放電電極と、放電電極に対向して配置される集じん電極から構成される電極部２などを備える。電極部２は、ケーシング３内に設置される。なお、図１から図４に示した電気集じん装置１は、電極部２の放電電極と集じん電極を省略して示したものであり、放電電極及び集じん電極は、電気集じん装置において通常用いられるものを適用することができる。
【００３０】
放電電極と集じん電極は互いに離隔され、電気的に絶縁されている。放電電極は、高圧電源（図示せず。）と接続される。放電電極に高電圧が印加されることによって、放電電極でコロナ放電が生じる。コロナ放電によって、排ガス中に含まれる粒子が帯電され、帯電された粒子は、集じん電極にクーロン力で引き寄せられ、集じん電極上に捕集される。
【００３１】
ケーシング３の下部にはホッパー４が取付けられる。ホッパー４は、槌打によって電気集じん装置１の集じん電極から剥離した粒子を受け止める。ホッパー４には溜まった粒子を排出する粒子排出装置（図示せず。）が設けられる。
【００３２】
ケーシング３には、排ガスが導入される開口である入口部６と、ケーシング３内部を通過した排ガスが排出される開口である出口部７が形成される。また、ケーシング３は、電極部２が収容される空間８を有する。空間８において、ケーシング３を通過するガスの流れに対して垂直方向に切断したケーシング３の断面積は、ガスの流れに沿って一定である。なお、ここで、説明上、空間８は、ホッパー４の内部空間を含まない。空間８は、例えば、直方体形状である。
【００３３】
ケーシング３は、入口部６から空間８の一端部まで、ケーシング３の断面積が、ガスの流れ方向に沿って拡大する拡張部９と、空間８の他端部から出口部７まで、ケーシング３の断面積が、ガスの流れ方向に沿って縮小する収縮部１０を有する。拡張部９は、例えば、ガス流れ方向に沿って、高さ方向及び幅方向が長くなっていく四角錐台形状を有する。収縮部１０は、例えば、ガス流れ方向に沿って、高さ方向及び幅方向が短くなっていく四角錐台形状を有する。
【００３４】
電気集じん装置１のケーシング３内には、熱交換器５が設置される。熱交換器５は、複数の伝熱管１１（図５参照）から構成され、伝熱管１１を通過する媒体（例えば水）が、電気集じん装置１のケーシング３に導入される排ガスと熱交換して、排ガスが有する熱を回収する。熱交換器５は、図示しない別の再加熱用熱交換器と接続され、再加熱用熱交換器では、熱交換器５において熱回収された熱が放出される。再加熱用熱交換器は、例えば、湿式脱硫装置から排出された低温の排ガスを加熱する熱交換器、ボイラ給水を加熱する熱交換器などである。
【００３５】
熱交換器５は、図１及び図２に示すように、ケーシング３内において、ケーシング３に収容された電極部２よりも上流側、すなわち、ケーシング３に形成された入口部６と電極部２との間に設置される。ここで、熱交換器５は、図１及び図２に示すように、例えば、空間８に設置される。なお、熱交換器５と電極部２との間には、ガス遮断板２３がケーシング３の内部に設置される。ガス遮断板２３は、ガス流れに対して垂直方向に、熱交換器５と電極部２よりも上部及び下部に設置される。これにより、ケーシング３の内部を流れるガスが、熱交換器５をバイパスすることなく、熱交換器５を通過するように流れやすくなる。
【００３６】
熱交換器５は、電極部２を収容するケーシング３において、ケーシング３に形成された入口部６と電極部２との間に設置されることから、図１９及び図２０で示した電気集じん装置５１の入口部５６よりも上流側に設置したケーシング５４内に熱交換器５３を設置する場合に比べて、設備の設置面積を低減できる。
【００３７】
本実施形態では、熱交換器５が収容された部分において、ケーシング３の断面積は、電極部２が収容された部分における断面積と同一である。これにより、熱交換器５の伝熱管を設置できる高さや幅が、図１９及び図２０で示した電気集じん装置５１の入口部５６よりも上流側に設置したケーシング５４内に熱交換器５３を設置する場合に比べて、長くなる。その結果、伝熱面積を同等にする場合、本実施形態では、図１９及び図２０で示した例と比べて、熱交換器５のガス流れ方向の長さを短縮できる。したがって、設備の設置面積が低減される。
【００３８】
熱交換器５は、図３及び図４に示すように、拡張部９に設置されてもよい。これにより、ケーシング３の断面積がガスの流れ方向に沿って拡大する部分に熱交換器５が収容されることから、電極部２の設置面積を大幅に変更せず、電気集じん装置１のガス流れ方向の長さを長くすることなく、熱交換器５を設置できる。なお、図３及び図４に示すように、拡張部９には、ガス流れ方向に熱交換器５が複数設置されてもよい。
【００３９】
本実施形態に係る熱交換器５において、隣り合う伝熱管１１の間の距離は、図１９及び図２０で示した電気集じん装置５１の入口部５６よりも上流側に設置したケーシング５４内に熱交換器５３を設置する場合に比べて短い。
【００４０】
ケーシング５４内に熱交換器５３を設置する場合、図２１に示すように、隣り合う伝熱管５７の中心間距離は、Ｐ１であり、隣り合う伝熱管５７の間の隙間の距離は、Ｌ１である。このとき、熱交換器５３を通過するガスの流速をｖ１ｍ／ｓとする。
【００４１】
本実施形態に係る熱交換器５が収容された部分の断面積は、図１９及び図２０で示した電気集じん装置５１の入口部５６よりも上流側に設置したケーシング５４の断面積よりも広い。そのため、ガス流れに対して垂直方向に隣り合う伝熱管１１の中心間距離（又は隙間の距離）を、図２１と同じ中心間距離Ｐ１（又は隙間の距離Ｌ１）とすると、ガス流れの流速が遅くなる。そこで、流速を同等（ｖ１ｍ／ｓ）にするため、本実施形態では、伝熱管１１の中心間距離（又は隙間の距離）を短くして、電気集じん装置５１の入口部５６よりも上流側に熱交換器５３を設置する場合と同等の流速となるようにする。
【００４２】
具体的には、本実施形態の図１及び図２に示す例では、図５に示すように、隣り合う伝熱管１１の中心間距離は、Ｐ２（＜Ｐ１）であり、隣り合う伝熱管の隙間の距離は、Ｌ２（＜Ｌ１）である。また、本実施形態の図３及び図４に示す例では、図６に示すように、隣り合う伝熱管１１の中心間距離は、Ｐ３（＜Ｐ１）やＰ４（＜Ｐ１）などであり、隣り合う伝熱管の隙間の距離は、Ｌ３（＜Ｌ１）やＬ４（＜Ｌ１）などである。図３及び図４に示す例では、熱交換器５が拡張部９に設けられることから、ガス流れ方向に沿って、隣り合う伝熱管１１の中心間距離（又は隙間の距離）を次第に短くしていくことによって、熱交換器５を通過するガスの流れを一定に設定することができる。
【００４３】
なお、図３及び図４では、拡張部９が、高さ方向及び幅方向共に、ガスの流れ方向に沿って長くなる場合について示したが、拡張部９は、図７及び図８に示すように、まず、高さ方向のみガスの流れ方向に沿って長くなり、途中から高さ方向及び幅方向共に、ガスの流れ方向に沿って長くなる構成を有するようにしてもよい。具体的には、拡張部９が、高さ方向が入口部６からガスの流れ方向に沿って次第に長くなる第１拡張部９Ａと、高さ方向及び幅方向がガスの流れ方向に沿って次第に長くなる第２拡張部９Ｂとを有する。第１拡張部９Ａ、第２拡張部９Ｂの両方にそれぞれ熱交換器５が収容される。なお、図７及び図８に示すように、第２拡張部９Ｂには、ガス流れ方向に熱交換器５が複数設置されてもよい。このように、図３及び図４に示した例と比べて、予め高さ方向にケーシング３を拡大することで、伝熱管１１の配置本数を増大させることができ、かつ、流速を一定にするための隣り合う伝熱管１１の距離が限界以上に短くなることを防ぐことができる。
【００４４】
拡張部９は、図９及び図１０に示すように、まず、高さ方向のみガスの流れ方向に沿って長くなり、途中から幅方向のみに、ガスの流れ方向に沿って長くなる構成を有するようにしてもよい。具体的には、拡張部９が、高さ方向が入口部６からガスの流れ方向に沿って次第に長くなる第３拡張部９Ｃと、高さ方向の長さは一定で、幅方向がガスの流れ方向に沿って次第に長くなる第４拡張部９Ｄとを有する。図９及び図１０に示す例では、第４拡張部９Ｄに熱交換器５が収容される。この場合、図３及び図４に示した例と比べて、ケーシング３の内部において、高さ方向の伝熱管１１の配置本数を増大させることができる。
【００４５】
上述した実施形態では、熱交換器５を通過するガス流れは、ケーシング３を通過するガス流れと平行である場合について説明したが、本発明は、この例に限定されない。
例えば、熱交換器５には、図１１に示すように、複数の伝熱管１１からなる伝熱管群１３が間に挟まれるように、対向する２枚の流路板１２が設置されて、複数の流路板１２の間にガス流路が形成されてもよい。ガス流路内には、伝熱管群１３が配置される。
流路板１２が設置されて、ガス流路が形成されることによって、ケーシング３を通過するガスの流れが変更される。
【００４６】
図１１に示す例では、流路板１２は、ガス流れに対して斜めに配置され、２枚の流路板１２の間に伝熱管１１が配置される。２枚の流路板１２によって形成される流路は、空間８の高さ方向に複数設置される。高さ方向に隣り合う流路の間に隙間が形成され、ガスの上流側に形成された隙間は、ガスが流路に流入する入口部１４であり、ガスの下流側に形成された隙間は、流路からガスが流出する出口部１５である。
入口部１４から流入したガスは、流路内において伝熱管１１を通過する媒体と熱交換し、出口部１５から流出する。
【００４７】
流路は、入口部１４から出口部１５までの長さが、例えば３ｍ〜４ｍであり、２枚の流路板１２の間の距離が０．７５ｍ〜１ｍである。熱交換器５に流入する前のガス流れの流速が１．２５ｍ／ｓであるとき、熱交換器５を流れるガス流れの流速が５ｍ／ｓとなるように、流路板１２及び伝熱管群１３が配置される。伝熱管１１の間の流速が遅い場合には、媒体と排ガスの間での熱交換の効率が悪くなるため、伝熱面積を大きくする必要がある。伝熱管１１の間の流速が速すぎる場合には、石炭火力の場合、ダストによる摩耗が大きくなり、機器の寿命を縮めてしまう。このため、伝熱管１１の間の流速が適正な速度範囲となるように、流路板１２及び伝熱管群１３の配置が決定される
【００４８】
また、図１２に示すように、流路板１２が、ガス流れに対して垂直方向に配置され、３枚以上平行に設置されてもよい。各流路板１２の間に伝熱管群１３が配置される。流路板１２には、高さ方向に複数の開口部が形成され、ガスの上流側に形成された開口部は、ガスが流路に流入する入口部１４であり、ガスの下流側に形成された開口は、流路からガスが流出する出口部１５である。２枚の流路板１２によって形成される流路の内部には、流路板１２にも開口部１６が形成され、ガス流れが蛇行したり、斜め上方又は斜め下方へ進行するように流路が形成される。
【００４９】
流路は、入口部１４から開口部１６までの長さが、例えば１．５ｍ〜２ｍであり、２枚の流路板１２の間の距離が０．７５ｍ〜１ｍである。熱交換器５に流入する前のガス流れの流速が１．２５ｍ／ｓであるとき、熱交換器５を流れるガス流れの流速が５ｍ／ｓとなるように、流路板１２及び伝熱管群１３が配置される。
【００５０】
図１３に示す例も、図１２に示した例と同様に、流路板１２が、ガス流れに対して垂直方向に配置され、３枚以上平行に設置されたものである。各流路板１２の間に、複数の伝熱管１１からなる伝熱管群１３が配置される。ガスの上流側に形成された開口部は、ガスが流路に流入する入口部１４であり、ガスの下流側に形成された開口は、流路からガスが流出する出口部１５である。
【００５１】
流路板１２には、図１３に示すように、流路の内部側に、流路板１２の板面に対して垂直方向に隔壁１７が設置される。隔壁１７は、流路板１２の高さ方向に複数配置される。また、内部側に設置された流路板１２には、流路板１２の高さ方向に開口部１６が形成される。隔壁１７は、例えば入口部１４，出口部１５又は開口部１６が形成された流路板１２に隣接する流路板１２において、入口部１４，出口部１５又は開口部１６に対向する位置に設置される。
【００５２】
２枚の流路板１２によって形成される流路の内部において、流路板１２に開口部１６が形成されたり、隔壁１７が設置されたりすることによって、ガス流れが蛇行したり、斜め上方又は斜め下方へ進行するように流路が形成される。流路板１２によって流路が形成されることにより、流路板１２が設置されない場合に比べて、ガスが熱交換器５を通過するのにかかる時間（ガスの滞留時間）を長くすることができる。
【００５３】
また、入口部１４、出口部１５又は開口部１６の近傍の複数の伝熱管１１の配置は、図１３に示すように、ガス流れに対して平行でもよいし、図１５に示すように、ガス流れに対して斜め方向でもよい。図１３に示すように、ガス流れに対して平行である場合、伝熱管１１の配置が容易になる。また、図１５に示すように、ガス流れに対して斜め方向である場合、伝熱管１１の設置本数を増やすことができ、熱交換効率を向上させることができる。
【００５４】
さらに、流路板１２によって形成された流路の内部に設置される隔壁１７は、図１３に示すように、流路の全幅に対して、部分的に設けられてもよいし、図１６に示すように、流路の全幅を塞ぐように設けられてもよい。流路板１２によって形成された流路の内部に隔壁１７が設置されることによって、流路の内部を流れるガスが、隔壁１７に当たることによって、ガス流れの方向が変更される。例えば、図１３に示すように、隔壁１７が、部分的に設けられる場合、流路板１２の間を、ガスが蛇行する流れだけでなく、隣りの流路の斜め上方や斜め下方にも流れるガス流れを形成できる。図１６に示すように、全幅を塞ぐように設けられる場合、流路板１２の間で形成されるガス流れ方向を一方向に確定できる。また、隔壁１７は、図１６に示すように、流路内のガス流れに対して斜め方向に配置されてもよい。これにより、流路内においてガスが折り返す場合に圧力損失を低減できる。
【００５５】
流路板１２に形成された入口部１４には、図１４及び図１７に示すように、ダンパー１８が設置されてもよい。ダンパー１８は、入口部１４の中心部に回転軸１８ａが設置され、回転軸１８ａ周りに回転可能である。ダンパー１８の羽根１８ｂが、ガス流れに対して平行に位置するとき、ダンパー１８によって入口部１４は開状態となり、入口部１４を介して内部にガスが流入する。ダンパー１８の羽根１８ｂが、ガス流れに対して垂直に位置するとき、ダンパー１８によって入口部１４は閉状態となり、内部へのガスの流入が妨げられる。
【００５６】
ダンパー１８が設置されることにより、ケーシング３内を、ガス流れ方向に対して垂直方向に複数に分割して複数系統を形成した場合、ダンパー１８を閉じることによって、その系統のガス流れを停止させることができる。また、ダンパー１８を部分的に開放することで、流路板１２内を流れるガス流れの流速を変化させることができる。なお、流路板１２に形成された出口部１５にダンパーが設置されてもよい。
【００５７】
図１３及び図１６に示すように、流路板１２によってガス流れが変更された後、出口部１５よりも下流側には、流路板１２が設置されない複数の伝熱管１１からなる伝熱管群１９が配置されてもよい。伝熱管群１９を通過するガス流れは、ケーシング３を通過するガス流れと平行である。伝熱管群１９が設置されることによって、出口部１５から排出されたガスの流速を低減しつつ、ガスの流れを整流することができる。
【００５８】
更に、上記実施形態では、ケーシング３の入口部６が開口されているだけの例について説明したが、例えば図１８に示すように、入口部６に複数のダンパー２０が設置されてもよい。この場合、ケーシング３内の熱交換器５が設置される部分には、仕切板２１が設置される。仕切板２１によって、ケーシング３内が、ガス流れ方向に対して垂直方向に複数に分割されて複数系統が形成される。なお、電極部２が設置される部分に、仕切板２２が設置されてもよい。
【００５９】
ダンパー２０が、入口部６を開閉することによって、熱交換器５を通過するガスの流速を変化させることができる。例えば、図１８に示すように、ケーシング３内に二つの系統が形成され、それぞれの入口部６にダンパー２０が設置されている場合、通常運転時は、図１８（ａ）に示すように、全てのダンパー２０を全開にしておく。これに対し、図１８（ｂ）に示すように、一方のダンパー２０を全開にし、他方のダンパー２０を全閉にすることによって、全開にした側の系統を流れるガスの流速が高くなる。これにより、熱交換器５の伝熱管表面に付着したダストを吹き飛ばすことができ、ダストの付着防止を図ることができる。なお、図１８に示すように、二つのケーシング３が設置され、それぞれのケーシング３の入口部６よりも上流側でガス流れが分岐する構成を備えている場合、ダンパー２０が全閉にされているケーシング３とは異なるほうのケーシング３では、ダンパー２０を部分的に閉鎖させる。このように、ダンパー２０の開度を調整することによって、二つのケーシング３を流れるガスの流量を等しくすることができる。
【００６０】
以上、本実施形態によれば、電極部２と熱交換器５が同じケーシング３内に収容されていることから、設備の設置面積を低減でき、コストダウンを図ることができる。近年、湿式脱硫装置の出口から放出された白煙は、水蒸気に由来し、無害化された燃焼排ガスであることがすることが認識されている。そのため、電気集じん装置の上流側で回収された熱を、湿式脱硫装置の出口から放出される排ガスの加熱に用いずに、ボイラ給水の加熱に用いる場合もある。ボイラ給水の加熱は、排ガスの加熱と異なり、媒体に液体（水等）が使用される液−液間の熱交換装置によるため、再加熱側の熱交換器を小さくすることができる。したがって、本実施形態をこの熱交換器と組み合わせた場合、より設備の小型化を図ることができる。
すなわち、本実施形態によれば、熱交換器の設置による設備の大型化を回避しつつ、排ガスの熱回収を行うことができ、電気集じん装置の性能を向上させることができる。なお、回収した熱は従来と同様、湿式脱硫装置の出口排ガスの再加熱に用いてもよいし、ボイラプラント効率改善のため、エアヒータ入口空気の加温などに有効利用してもよい。
【００６１】
また、熱交換器５の伝熱管１１について、隣り合う伝熱管１１の距離を変更したり、配置位置を異ならせることによって、熱交換器５において、図１９及び図２０に示すような従来の構成と同様のガス流れの流速を維持できる。
【００６２】
さらに、ダンパー２０をケーシング３の入口部６に設置する場合は、スーツブローの代わりに、伝熱管１１に付着したダストを吹き飛ばすことができ、スーツブローの設置を省略できる場合がある。
【符号の説明】
【００６３】
１    ：電気集じん装置
２    ：電極部
３    ：ケーシング
４    ：ホッパー
５    ：熱交換器
６    ：入口部
７    ：出口部
８    ：空間
９    ：拡張部
１０  ：収縮部
１１  ：伝熱管
１２  ：流路板
１３  ：伝熱管群
１４  ：入口部
１５  ：出口部
１６  ：開口部
１７  ：隔壁
１８  ：ダンパー
１９  ：伝熱管群
２０  ：ダンパー
２１  ：仕切板
２２  ：仕切板
２３  ：ガス遮断板
５１  ：電気集じん装置
５２  ：ケーシング
５３  ：熱交換器
５４  ：ケーシング
５６  ：入口部
５７  ：伝熱管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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