(57)【要約】【課題】安価な構成で効果的に排ガス中の微粒子を凝集させることができる凝集装置を提供する。【解決手段】排ガス流れ方向Ｄに沿って配置された負極板状部１３ａ、及び、負極板状部１３ａの一方の面のみに設けられた複数の負極突起部１３ｂを有し、負の電圧が印加される負電極１３と、排ガス流れ方向Ｄに沿って配置された接地板状部１４ａ、及び、接地板状部１４ａの一方の面のみに設けられた複数の接地突起部１４ｂを有し、接地された接地電極１４と、負電極１３および接地電極１４の排ガス流れ方向Ｄの下流側に設けられ、排ガスの流れを乱す混合部１２とを備えている。負電極１３と接地電極１４とは、負極突起部１３ｂが設けられた面と接地突起部１４ｂが設けられた面とが対向しないように設けられ、かつ、排ガス流れ方向Ｄに対して交差する方向に交互に設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス流れ方向に沿って配置された第１板状部、及び、該第１板状部の一方の面のみに設けられた複数の第１突起部を有し、正または負のいずれか一方の電圧が印加される第１電極と、
前記排ガス流れ方向に沿って配置された第２板状部、及び、該第２板状部の一方の面のみに設けられた複数の第２突起部を有し、接地された第２電極と、
前記第１電極および前記第２電極の前記排ガス流れ方向の下流側に設けられ、排ガスの流れを乱す乱流発生部と、
を備え、
前記第１電極と前記第２電極とは、前記第１突起部が設けられた面と前記第２突起部が設けられた面とが対向しないように設けられ、かつ、前記排ガス流れ方向に対して交差する方向に交互に設けられている凝集装置。
【請求項２】
隣り合う前記第１突起部の間隔をＰ１、隣り合う前記第２突起部の間隔をＰ２、前記第１板状部と前記第２板状部との間隔をＬとした場合に、
Ｐ１／Ｌ及びＰ２／Ｌは、１以上とされている請求項１に記載の凝集装置。
【請求項３】
前記第１突起部の高さをＺ１、前記第２突起部の高さをＺ２、前記第１板状部と前記第２板状部との間隔をＬとした場合に、Ｚ１／Ｌ及びＺ２／Ｌは、それぞれ、０．０５以上０．１５以下とされている請求項１又は２に記載の凝集装置。
【請求項４】
前記第１板状部及び／又は前記第２板状部は、前記排ガス流れ方向に連続して形成されている請求項１から３のいずれかに記載の凝集装置。
【請求項５】
前記第１板状部及び／又は前記第２板状部は、前記排ガス流れ方向に分割されている請求項１から３のいずれかに記載の凝集装置。
【請求項６】
各前記第１突起部と各前記第２突起部とは、前記排ガス流れ方向において同等の位置に設けられている請求項５に記載の凝集装置。
【請求項７】
前記第１電極に負の電圧が印加されている場合には、前記第１突起部の高さが前記第２突起部の高さよりも低くされ、
前記第１電極に正の電圧が印加されている場合には、前記第１突起部の高さが前記第２突起部の高さよりも高くされている請求項１から６のいずれかに記載の凝集装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の凝集装置と、
該凝集装置の前記排ガス流れ方向の下流側に設けられ、排ガス中に含まれる微粒子を捕集する捕集装置と、
を備えている排ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス中の微粒子を帯電して凝集する凝集装置及びこれを備えた排ガス処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭焚きボイラなどから排出される排ガスには、ダストとしてばいじん等の微粒子が含まれている。排ガス中の微粒子は、ＰＭ（Particulate  Matter：粒子状物質）対策として規制強化が進んでいる。例えば、排ガス中のばいじん濃度が３〜５ｍｇ／ｍ３Ｎといったように極めて低い濃度が近年求められることがある。このような規制強化に対応するには、乾式電気集じん装置の容量を拡大したり、湿式電気集じん装置を追設したりすることが考えられるが、大規模な設備となるため経済的に不利となる。
【０００３】
排ガス中の微粒子の捕集効率を向上させるために、排ガス中の微粒子を帯電し、凝集させて肥大化する凝集装置が知られている（特許文献１）。
同文献に記載された凝集装置は、排ガスの流路内に、排ガス流れ方向に沿って配置された直流高電圧の正電極と、正電極の側方に並んで平行に配置された接地電極と、接地電極の側方に並んで平行に配置された直流高電圧の負電極とを備えている。正電極と接地電極と負電極とはこの順番で繰り返して配列されている。これら電極の排ガス流れ下流側には、排ガス流れの渦流を形成する転向装置が設けられている。
正電極と接地電極との間を流れつつ正に帯電した微粒子と、負電極と接地電極との間を流れつつ負に帯電した微粒子とは、転向装置にて渦流となった排ガスの流れによって凝集して肥大化される。肥大化された微粒子は、さらに排ガス流れの下流側に設置されたフィルタ等のダスト除去装置によって除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５１３７８２号公報（図６等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載された凝集装置は、正と負の両方の直流高電圧出力をそれぞれ用意して凝集装置に接続する必要があり、コストが増大するという問題がある。
【０００６】
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、安価な構成で効果的に排ガス中の微粒子を凝集させることができる凝集装置及びこれを備えた排ガス処理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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の凝集装置及びこれを備えた排ガス処理装置は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる凝集装置は、排ガス流れ方向に沿って配置された第１板状部、及び、該第１板状部の一方の面のみに設けられた複数の第１突起部を有し、正または負のいずれか一方の電圧が印加される第１電極と、前記排ガス流れ方向に沿って配置された第２板状部、及び、該第２板状部の一方の面のみに設けられた複数の第２突起部を有し、接地された第２電極と、前記第１電極および前記第２電極の前記排ガス流れ方向の下流側に設けられ、排ガスの流れを乱す乱流発生部と、を備え、前記第１電極と前記第２電極とは、前記第１突起部が設けられた面と前記第２突起部が設けられた面とが対向しないように設けられ、かつ、前記排ガス流れ方向に対して交差する方向に交互に設けられている。
【０００８】
排ガス流れ方向に沿って配置された板状部を有する第１電極と、排ガス流れ方向に沿って配置された第２板状部を有する第２電極とを、排ガス流れに交差する方向に交互に設けることで、第１電極と第２電極で挟まれた流路が複数形成される。
第１板状部の一方の面のみに第１突起部が設けられ、第２板状部の一方の面のみに第２突起部が設けられている。そして、第１突起部が設けられた面と第２突起部に設けられた面とが対向しないように設けられているので、第１電極と第２電極で挟まれた流路には、第１突起部または第２突起部の一方のみが突出することになり、一方の突起部のみからコロナ放電が行われることになる。これにより、第１突起部と第２突起部との間で放電の干渉が生じることを回避することができる。したがって、排ガス中に含まれる微粒子を、第１電極と第２電極で挟まれた流路を通過する際に効率良く帯電させることができる。
【０００９】
第１電極と第２電極との間の流路を通り正または負に帯電した微粒子を随伴する排ガスは、乱流発生部へと流れ込む。乱流発生部で排ガスの流れが乱されることで、正に帯電した微粒子と負に帯電した微粒子との静電気力による凝集を促進し、微粒子を凝集化して肥大化させることができる。
【００１０】
正または負のいずれか一方の電圧が印加される第１電極と、接地された第２電極とを交互に設け、正のコロナ放電が行われる流路と負のコロナ放電が行われる流路とを交互に形成することとした。これにより、正または負のいずれか一方の電圧を発生する電源だけで足り、正および負の電源を設ける場合に比べて、装置構成が簡便となりコストを低減することができる。
なお、排ガス中に含まれる微粒子としては、ばいじん等が挙げられる。本発明によれば、例えば１〜３μｍ程度の粒径で存在する微粒子が３〜５μｍ以上に凝集肥大化される。
【００１１】
さらに、本発明の凝集装置では、隣り合う前記第１突起部の間隔をＰ１、隣り合う前記第２突起部の間隔をＰ２、前記第１板状部と前記第２板状部との間隔をＬとした場合に、Ｐ１／Ｌ及びＰ２／Ｌは、１以上が好適とされている。
【００１２】
Ｐ１／Ｌ及びＰ２／Ｌを１以上とすることで、隣り合う突起部同士で放電が干渉することを回避することができる。
なお、Ｐ１／Ｌ及びＰ２／Ｌの上限は２以下とすることが好ましい。
【００１３】
さらに、本発明の凝集装置では、前記第１突起部の高さをＺ１、前記第２突起部の高さをＺ２、前記第１板状部と前記第２板状部との間隔をＬとした場合に、Ｚ１／Ｌ及びＺ２／Ｌは、それぞれ、０．０５以上０．１５以下とされている。
【００１４】
電極間隔に対する電極の突起部の高さの比が小さくなると、突起部を設置している板状部の電位の影響を受けて電流の拡がりが抑制され電流密度が低下していく。この現象に鑑み、Ｚ１／Ｌ及びＺ２／Ｌを、それぞれ、０．０５以上０．１５以下とすることで、同電位とされる板状部との電場の干渉によって放電電流が抑制されることを回避できる。
【００１５】
さらに、本発明の凝集装置では、前記第１板状部及び／又は前記第２板状部は、前記排ガス流れ方向に連続して形成されている。
【００１６】
板状部を排ガス流れ方向に連続して形成することで、電極を所望の強度で構成することができる。
【００１７】
さらに、本発明の凝集装置では、前記第１板状部及び／又は前記第２板状部は、前記排ガス流れ方向に分割されている。
【００１８】
板状部を排ガス流れ方向に分割することで、放電に寄与しない板状部を省略することができ、電極の軽量化とコスト低減が可能となる。
突起部のピッチと電極間隔の比を変えると電流の拡がる範囲が変化し電流密度が極大値を取る現象が発生する事から板幅を狭められる限界がある。本事象に鑑み、排ガス流れ方向における分割された１つの板状部の幅をＷ、第１板状部と第２板状部との間隔をＬとした場合、Ｗ／Ｌは０．５以上１．０以下とすることが好ましい。
【００１９】
さらに、本発明の凝集装置では、各前記第１突起部と各前記第２突起部とは、前記排ガス流れ方向において同等の位置に設けられている。
【００２０】
第１突起部と第２突起部とを排ガス流れ方向において同等の位置に設けることとしたので、第１板状部および第２板状部を分割する位置を同等とすることができる。これにより、分割された各板状部の幅を可及的に小さくすることができ、さらに軽量化を図ることができる。
【００２１】
さらに、本発明の凝集装置では、前記第１電極に負の電圧が印加されている場合には、前記第１突起部の高さが前記第２突起部の高さよりも低くされ、前記第１電極に正の電圧が印加されている場合には、前記第１突起部の高さが前記第２突起部の高さよりも高くされている。
【００２２】
コロナ放電の特性から、電極間の電位差が同じ場合、正のコロナ放電よりも負のコロナ放電の方が多くの放電電流が流れる。そこで、相対的に負となる電極の突起部の高さよりも相対的に正となる電極の突起部の高さを高くして、放電電流を同等に高めることができる。
なお、正極性と負極性の放電特性を考えるとき、負極性の方が正極性の電流密度の９０％の電界強度で正極性と同じ電流密度を得られる特性に鑑み、第１突起部の高さに対して第２突起部の高さを１０％長くすることがより好ましい。
【００２３】
本発明の排ガス処理装置は、上記のいずれかに記載の凝集装置と、該凝集装置の前記排ガス流れ方向の下流側に設けられ、排ガス中に含まれる微粒子を捕集する捕集装置と、を備えている。
【００２４】
凝集装置の乱流発生部にて凝集肥大化された微粒子は、排ガス流れ方向の下流側の捕集装置に導かれることで、除去することができる。これにより、第１電極および第２電極を通過する前の微粒子が捕集装置によって除去できない程度の粒径であっても除去することができる。また、微粒子の凝集肥大化により、微粒子全体の平均粒径が増大することによって、捕集装置における集じん効率が上昇する。
なお、ダスト等の微粒子を捕集する捕集装置としては、集じん装置（例えば乾式電気集じん装置）や、集じん以外の排ガス処理を主とする装置だが集じん機能も併せ持つ装置、例えばクエンチャーや脱硫装置（スクラバ）等の湿式吸収塔が一例として挙げられる。従って、集じん装置（例えば乾式電気集じん装置）の排ガス流れ方向の下流に、例えば脱硫装置が設けられる場合には、凝集装置は、集じん装置の排ガス方向の上流側に設けても下流側（脱硫装置の上流側）に設けても良い。
【発明の効果】
【００２５】
正または負のいずれか一方の電圧を発生する電源だけを用いることとしたので、安価な構成で効果的に排ガス中の微粒子を凝集させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る排ガス処理装置を示した概略構成図である。
【図２】凝集装置の概略構成を示した平面図である。
【図３】図２の電極周りを示した要部拡大図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る凝集装置の電極周りを示した要部拡大図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る凝集装置の電極周りを示した要部拡大図である。
【図６】板状部間の間隔に対する突起部の高さの比に対して、平均電流密度を示したグラフである。
【図７】板状部間の間隔に対する突起部のピッチの比に対して、平均電流密度比及び平均電界強度比を示したグラフである。
【図８】板状部間の間隔に対する突起部のピッチの比と、突起部のピッチに対する分割された各板状部の幅の比との関係を示したグラフである。
【図９】正極性の放電特性と負極性の放電特性の比較を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
＜排ガス処理装置の全体構成＞
図１には、本実施形態の凝集装置が設置される排ガス処理装置が示されている。
石炭焚きとされたボイラ１の排ガス流れ方向の下流側には、排ガス処理装置として、順に、脱硝装置２、熱回収用ガス−ガスヒータ３、乾式電気集じん装置４、脱硫装置５、再加熱用ガス−ガスヒータ６が設置されている。
【００２８】
熱回収用ガス−ガスヒータ３と再加熱用ガス−ガスヒータ６とは、ノンリーク式ガス−ガスヒータを構成しており、水等の熱媒体が流通する熱媒体経路（図示せず）で連結されている。熱回収用ガス−ガスヒータ３にて排ガスから熱媒体に回収した熱を、再加熱用ガス−ガスヒータ６にて排ガスに与えて再加熱するようになっている。
【００２９】
脱硫装置５は、スクラバとされた湿式吸収塔とされている。したがって、排ガス中にダストとして存在するばいじん等の微粒子も捕集する捕集装置となっている。
【００３０】
本実施形態の凝集装置は、矢印Ａで示す熱回収用ガス−ガスヒータ３と乾式電気集じん装置４との間、及び／又は、矢印Ｂで示す乾式電気集じん装置４と脱硫装置５との間に設置される。したがって、凝集装置によって凝集肥大化された微粒子は、本凝集装置をＡに設置した場合にはその下流側に配置された乾式電気集じん装置４で、Ｂに設置された場合にはその下流側に配置された脱硫装置５にて捕集されて排ガス中から除去される。
【００３１】
凝集装置で凝集肥大化される前の微粒子の大きさとしては、平均粒径が１〜３μｍとされる。もちろん、これ以上の粒径の微粒子も凝集肥大化される。
【００３２】
ボイラ１にて石炭を燃焼して発生した排ガスは、脱硝装置２にてＮＯｘが除去され、熱回収用ガス−ガスヒータ３にて熱媒体に熱を与えて温度が低下した後に、乾式電気集じん装置４にて微粒子が除去される。乾式電気集じん装置４の上流（矢印Ａ）または下流（矢印Ｂ）に配置された凝集装置によって、排ガス中の１〜３μｍ以下とされた微粒子が３〜５μｍ以上に凝集肥大化される。その後、脱硫装置５にて排ガスからＳＯｘ及び微粒子が除去された後に、再加熱用ガス−ガスヒータ６で所定温度まで排ガスが加熱され、図示しない煙突から排ガスが大気へと放出される。
【００３３】
＜凝集装置の構成＞
図２には、凝集装置１０を平面視した概略構成が示されている。
凝集装置１０は、排ガスが流通するダクト内に設けられ、排ガス流れ方向Ｄの上流側に配置されたコロナ放電部１１と、コロナ放電部１１の下流側に配置された混合部（乱流発生部）１２とを備えている。
【００３４】
コロナ放電部１１は、排ガス流れ方向Ｄに沿って配置された負電極（第１電極）１３と、排ガス流れ方向Ｄに沿って配置された接地電極（第２電極）１４とを備えている。負電極１３と接地電極１４とは、排ガス流れ方向Ｄに対して交差する方向（図２において上下方向）に交互に設けられている。
【００３５】
負電極１３は、金属等の導電性材料で構成されており、平面形状とされた負極板状部（第１板状部）１３ａと、負極板状部１３ａの一方の面（図２において下方の面）のみに設けられた複数の負極突起部（第１突起）１３ｂとを備えている。負極板状部１３ａは、同図において紙面垂直方向に延在し、排ガス流れ方向Ｄの上流側から下流側にわたって連続した板形状とされている。各負電極１３は、共通の導電線１６を介して、負極性直流電源１８に電気的に接続されている。負極性直流電源１８から供給される電圧は、負電極１３と接地電極１４との距離や突起部１３ｂ，１４ｂの突起形状によるが、例えば−３０〜−６０ｋＶの使用環境が考えられる。
負極突起部１３ｂは、排ガス流れ方向Ｄだけでなく、上下方向（図２の紙面垂直方向）にも所定間隔を有して複数設けられている。
なお、負電極１３の数は、本実施形態では排ガス流れ方向Ｄに直交する方向に２つ設けられているが、その数は限定されるものではなく、３つ以上であっても良い。
【００３６】
接地電極１４は、金属等の導電性材料で構成されており、平面形状とされた接地板状部（第２板状部）１４ａと、接地板状部１４ａの一方の面（図２において下方の面）のみに設けられた複数の接地突起部（第２突起）１４ｂとを備えている。接地板状部１４ａは、同図において紙面垂直方向に延在し、排ガス流れ方向Ｄの上流側から下流側にわたって連続した板形状とされている。各接地電極１４は、共通の導電線２０を介して、接地されている。
接地突起部１４ｂは、排ガス流れ方向Ｄだけでなく、上下方向（図２の紙面垂直方向）にも所定間隔を有して複数設けられている。
なお、接地電極１４の数は、本実施形態では排ガス流れ方向Ｄに直交する方向に３つ設けられているが、その数は限定されるものではなく、４つ以上であっても良い。
【００３７】
負電極１３と接地電極１４とは、負極突起部１３ｂが設けられた面と接地突起部１４ｂが設けられた面とが対向しないように配置されている。すなわち、負極突起部１３ｂと接地突起部１４ｂとは同じ方向（図２において下方向）を向いており、対向していない。したがって、負極突起部１３ｂのみが配置された流路２４ａと、接地突起部１４ｂのみが配置された流路２４ｂとが形成される。
【００３８】
負極突起部１３ｂと接地突起部１４ｂとは、排ガス流れ方向Ｄにおいて同等の位置に設けられている。すなわち、負極突起部１３ｂと接地突起部１４ｂとは、排ガス流れ方向Ｄの位置が揃った状態で設けられている。
【００３９】
図３に示すように、負極突起部１３ｂは、負極板状部１３ａと接地板状部１４ａとの間隔Ｌに対する負極板状部１３ａから突出する高さＺ１の比、すなわちＺ１／Ｌが０．０５以上０．１５以下とされている。接地突起部１４ｂも同様に、板状部１３ａ，１４ａ間の間隔Ｌに対する接地板状部１４ａから突出する高さＺ２の比、すなわちＺ２／Ｌが０．０５以上０．１５以下とされている。このようにＺ１／Ｌ及びＺ２／Ｌを適正化することで、同電位とされる板状部１３ａ，１４ａとの電場の干渉によって放電電流が抑制されることを回避できる。
【００４０】
図６には、上記数値範囲を導出した根拠が示されている。同図において、横軸は板状部１３ａ，１４ａ間の間隔Ｌに対する突起部１３ｂ，１４ｂの高さＺ１，Ｚ２の比、すなわちＺ１／Ｌ，Ｚ２／Ｌであり、縦軸は平均電流密度である。なお、図６の結果は、２次元のイオン流場解析シミュレーション（コロナ放電の基本特性解析）結果である。
板状部１３ａ，１４ａ間の間隔Ｌに対する突起部１３ｂ，１４ｂの高さＺ１，Ｚ２の比が小さくなると、突起部１３ｂ，１４ｂを設置している板状部１３ａ，１４ａの電位の影響を受けて電流の広がりが抑制される。この結果、図６の通り平均電流密度が低下していく。性能不足なく且つ裕度を取り過ぎない範囲として電流密度が±２０％の範囲を有効とすると、Ｚ１／Ｌ及びＺ２／Ｌは、それぞれ、０．０５以上０．１５以下の範囲が良い。なお、±２０％の基準は、突起部１３ｂ，１４ｂの高さＺ１，Ｚ２＝１０ｍｍ，板状部１３ａ，１４ａ間の間隔Ｌ＝１００ｍｍ，すなわちＺ１／Ｌ＝０．１（Ｚ２／Ｌ＝０．１）を基準としている。
【００４１】
隣り合う負極突起部１３ｂの間隔をＰ１、隣り合う接地突起部１４ｂの間隔をＰ２、負極板状部１３ａと接地板状部１４ａとの間隔をＬとした場合に、好適なＰ１／Ｌ及びＰ２／Ｌは、それぞれ１．０以上２．０以下とされている。これにより、隣り合う負極突起部１３ｂ同士で放電が干渉すること、及び、隣り合う接地突起部１４ｂ同士で放電が干渉することを回避することができる。
【００４２】
図７には、上記数値範囲を導出した根拠が示されている。同図において、横軸は板状部１３ａ，１４ａ間の間隔Ｌに対する突起部１３ｂ，１４ｂのピッチＰ１，Ｐ２の比、すなわちＰ１／Ｌ，Ｐ２／Ｌであり、縦軸は平均電流密度比および平均電界強度比である。なお、図７の結果は、図６と同様の条件の下で行われたシミュレーション結果である。
図７に示すように、性能不足なく且つ裕度を取り過ぎない範囲として最大値の±１０%程度を有効とすると、Ｐ１／Ｌ，Ｐ２／Ｌは１．０以上２．０以下の範囲が良いといえる。
【００４３】
図２に示すように、混合部１２は、複数のバッフル板２２を備えている。各バッフル板２２は、平面部が排ガスの流れに対して対向するように配置され、排ガス流れ方向Ｄに所定間隔を有し、かつ、排ガス流れ方向Ｄに直交する方向に所定間隔を有して設けられている。排ガスは、各バッフル板２２に衝突し、各バッフル板２２間をすり抜けて流れることで、乱流が形成されて排ガス中の微粒子の混合が促進される。なお、バッフル板２２に代えて、乱流を形成する部材であれば他の形状であっても良い。
【００４４】
上記構成の凝集装置１０は、以下のように動作する。
図２に示すように、排ガスがコロナ放電部１１に流入すると、負電極１３と接地電極１４との間の流路２４ａ，２４ｂを流れる。負極突起部１３ｂのみが配置された流路２４ａでは、負電極１３と接地電極１４との間の電位差によって負極突起部１４ｂの先端から負のコロナ放電が発生し、排ガス中の微粒子が負に帯電する。接地突起部１４ｂのみが配置された流路２４ｂでは、接地電極１４と負電極１３との間の電位差によって接地突起部１４ｂの先端から正のコロナ放電が発生し、排ガス中の微粒子が正に帯電する。
【００４５】
各流路２４ａ，２４ｂにて正と負のそれぞれに帯電した微粒子は、コロナ放電部１１を通過した後に混合部１２へと流れ込む。混合部１２では、バッフル板２２との衝突を繰り返すことによって排ガスが混合され、正に帯電した微粒子と負に帯電した微粒子との静電気力による凝集が促進される。
このように凝集装置１０によって凝集肥大化した微粒子は、図１において凝集装置１０をＡに設置した場合にはその下流側に配置された乾式電気集じん装置４で、Ｂに設置した場合にはその下流側に配置された脱硫装置５にて捕集されて排ガス中から除去される。
【００４６】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
負電極１３と接地電極１４で挟まれた流路２４ａ，２４ｂには、負極突起部１３ｂまたは接地突起部１４ｂの一方のみが突出することになり、一方の突起部１３ｂ，１４ｂのみからコロナ放電が行われることになる。これにより、負極突起部１３ｂと接地突起部１４ｂとの間で放電の干渉が生じることを回避することができる。したがって、排ガス中に含まれる微粒子を、負電極１３と接地電極１４で挟まれた流路２４ａ，２４ｂを通過する際に効率良く帯電させることができる。
【００４７】
負電極１３と接地電極１４とを交互に設け、負のコロナ放電が行われる流路２４ａと正のコロナ放電が行われる流路２４ｂとを交互に形成することとした。これにより、負の電圧を発生する負極性直流電源１８だけで足り、正および負の電源を設ける場合（正と負の両方の直流高電圧出力をそれぞれ用意して凝集装置に接続する場合）に比べて、装置構成が簡便となりコストを低減することができる。
【００４８】
凝集装置１０によって凝集肥大化した微粒子は、下流側に導かれ、乾式電気集じん装置４（凝集装置を図１のＡに設置した場合）または脱硫装置５（凝集装置を図１のＢに設置した場合）で除去される。これにより、凝集装置１０に流入する前の微粒子が捕集装置によって除去できない程度の粒径であっても、凝集装置１０によって乾式電気集じん装置４及び／又は脱硫装置５で除去できる程度の粒径まで微粒子を凝集肥大化できるので、乾式電気集じん装置４及び／又は脱硫装置５の能力強化を図ることなく微粒子を除去することができる。
【００４９】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図４を用いて説明する。
本実施形態は、第１実施形態に対して板状部１３ａ，１４ａの形状が異なるのみで、その他の点については同様である。したがって、以下では第１実施形態に対する相違点のみについて説明する。
【００５０】
図４に示されているように、負極板状部１３ａは、排ガス流れ方向Ｄにおいて分割されている。すなわち、幅Ｗとされた短冊形状の負極板状部１３ａが所定間隔を空けて排ガス流れ方向Ｄに沿って並べられている。
【００５１】
接地板状部１４ａについても、排ガス流れ方向Ｄにおいて分割されている。すなわち、負極板状部１３ａと同等の幅Ｗとされた短冊形状の接地板状部１４ａが所定間隔を空けて排ガス流れ方向Ｄに沿って並べられている。
【００５２】
負極板状部１３ａと接地板状部１４ａとは、排ガス流れ方向Ｄにおいて同等の位置に設けられている。すなわち、負極板状部１３ａと接地板状部１４ａとは、排ガス流れ方向Ｄの位置が揃った状態で設けられている。
【００５３】
対向する板状部１３ａ，１４ｂ間の間隔Ｌに対する分割された各板状部１３ａ，１４ａの幅Ｗの比であるＷ／Ｌは、０．５以上１．０未満とされている。
【００５４】
図８には、上記数値範囲を導出した根拠が示されている。同図において、横軸は板状部１３ａ，１４ａ間の間隔Ｌに対する突起部１３ｂ，１４ｂのピッチＰ１，Ｐ２の比、すなわちＰ１／Ｌ，Ｐ２／Ｌであり、縦軸は突起部１３ｂ，１４ｂのピッチＰ１，Ｐ２に対する分割された各板状部１３ａ，１４ａの幅Ｗの比、すなわちＷ／Ｐ１，Ｗ／Ｐ２である。なお、図８の結果は、図６と同様の条件の下で行われたシミュレーション結果である。
突起部１３ｂ，１４ｂのピッチＰ１，Ｐ２と板状部１３ａ，１４ａの間隔Ｌの比を変えると電流の広がる範囲が変化し、性能不足なく且つ裕度を取り過ぎない範囲としてピーク電流密度の５０%になる位置までが、板幅Ｗを狭められる限界と規定すると、図８に示した関係が得られる。図７からＰ１／Ｌ，Ｐ２／Ｌは１．０以上２．０以下の範囲としたため、その範囲で規定すると板幅ＷとピッチＰ１，Ｐ２の比は０．５以上０．７以下の範囲が有効といえる。ただし、板幅ＷとピッチＰ１，Ｐ２の比は１．０未満まで許容できる。したがって、Ｗ／Ｌは、０．５以上２．０以下とするのが好ましい。
【００５５】
本実施形態によれば、上述した実施形態に加え、以下の作用効果を奏する。
板状部１３ａ，１４ａを排ガス流れ方向Ｄに分割することで、放電に寄与しない板状部１３ａ，１４ａを省略することができ、電極１３，１４の軽量化とコスト低減が可能となる。
【００５６】
負極突起部１３ｂと接地突起部１４ｂとを排ガス流れ方向Ｄにおいて同等の位置に設けることとしたので、板状部１３ａ，１４ａを分割する位置を同等とすることができる。これにより、分割された各板状部１３ａ，１４ａの幅Ｗを可及的に小さくすることができ、さらに軽量化を図ることができる。
【００５７】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図５を用いて説明する。
本実施形態は、第１実施形態に対して突起部１３ｂ，１４ｂの高さが異なるのみで、その他の点については同様である。したがって、以下では第１実施形態に対する相違点のみについて説明する。また、本実施形態は、第２実施形態と組み合わせることもできる。
【００５８】
図５に示されているように、接地突起部１４ｂの高さＺ２が負極突起部１３ｂの高さＺ１よりも高くされている。具体的には、負極突起部１３ｂの高さに対して接地突起部１４ｂの高さを１０％長くすることがより好ましい。
【００５９】
図９には、上記数値範囲を導出した根拠が示されている。同図において、横軸は電界強度（ｋＶ／ｃｍ）、縦軸は電流密度（ｍＡ／ｍ２）である。
図９は、正極性の放電特性と負極性の放電特性の比較を示している。この図は、負極性の方が正極性の電界強度の約９０%の電界強度で正極性と同じ電流密度を得ることができることを示している。このため、負極突起部１３ｂの高さに対して接地突起部１４ｂの高さを１０％長くするとよいといえる。
【００６０】
本実施形態によれば、上述した実施形態に加え、以下の作用効果を奏する。
コロナ放電の特性から、電極間の電位差が同じ場合、正のコロナ放電よりも負のコロナ放電の方が多くの放電電流が流れる。そこで、相対的に負となる負極突起部１３ｂの高さよりも相対的に正となる接地突起部１４ｂの高さを高くして、放電電流を同等に高めることができる。
【００６１】
なお、上述した各実施形態では、石炭焚きのボイラ１を一例として説明したが、除去すべき微粒子を含む排ガスを発生する装置であれば、石炭焚きのボイラ１に限定されるものではない。
【００６２】
また、負電極１３に代えて、正の電圧が印加される正電極としても良い。この場合には、正電極の突起部から正のコロナ放電が発生し、接地突起部１４ｂから負のコロナ放電が発生することになる。そして、第３実施形態では、正電極の突起部の高さが接地突起部１４ｂの高さよりも高くなるように設定される。
【符号の説明】
【００６３】
１  ボイラ
２  脱硝装置
３  熱回収用ガス−ガスヒータ
４  乾式電気集じん装置
５  脱硫装置（捕集装置）
６  再加熱用ガス−ガスヒータ
１０  凝集装置
１１  コロナ放電部
１２  混合部（乱流発生部）
１３  負電極（第１電極）
１３ａ  負極板状部（第１板状部）
１３ｂ  負極突起部（第１突起部）
１４  接地電極（第２電極）
１４ａ  接地板状部（第２板状部）
１４ｂ  接地突起部（第２突起部）
１６  導電線
１８  負極性直流電源
２０  導電線
２２  バッフル板
２４ａ，２４ｂ  流路
Ｄ  排ガス流れ方向
Ｐ１  負極突起部の間隔
Ｐ２  接地突起部の間隔
Ｗ  （分割された板状部の）幅
Ｚ１  負極突起部の高さ
Ｚ２  接地突起部の高さ
【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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