電荷を使用して、煙突やその他の煙道内の空気やその他のガスから特定の不純物 (固体粒子または液滴) を除去する装置は、電気集塵機と呼ばれます。電気集塵機は、もともと貴重な工業プロセスの材料を回収することを目的としていましたが、現在では大気汚染の制御、特に工業用地や発電所の排ガスから危険な粒子状物質を除去するために使用されています。
電気集塵機
電気集塵機は一種のフィルター (乾式スクラバー) で、排気ガスが煙突から排出される前に静電気を利用してすすや灰を取り除きます。煙は、加熱され上昇する空気に浮遊する小さなすす粒子で構成されています。煙から未反応の炭素を除去することは重要です。これは、建物に損傷を与え、人間の健康、特に呼吸器の健康に影響を与える可能性があるためです。
電気集塵機の図
仕組み
電気集塵機は非常に単純な方法で機能します。 2 つの電極が、煙突から排出される汚染された排気ガスを通過させます。これらの電極は、使用される電気集塵機の種類に応じて、パイプまたは煙突自体の内側の金属ワイヤ、バー、またはプレートにすることができます。電極の 1 つが負の高電圧に帯電しているため、煙の中の粒子が通過するときに負の電荷を帯びます。パイプのさらに下にある 2 番目の電極には、匹敵する高い正の電圧があります。負に帯電した煤粒子は正電極に向かって引き寄せられ、反対の電荷が引き寄せられるため、純粋に正電極にくっつきます。これらのプレートは、蓄積されたすすを取り除き、ホッパーに廃棄するために定期的に洗浄する必要があります。フライアッシュとは、石炭火力発電所からこのように堆積するすすや灰のことです。 
ほとんどの電気集塵機は同様の方法で機能しますが、さまざまな粒子サイズ、煙の組成、および汚染レベルに対してより適切に機能する多数のバリエーションとモデルがあります。さまざまな設計が必要になる理由の 1 つは、世界中で燃焼される石炭の化学組成が大きく異なることです。他の発電所は、二酸化硫黄などの特定の排出量を削減または排除しようとしたり、生成する灰の量を削減しようとしたりする場合があります。さらに、一部の低硫黄炭は燃焼時の電気抵抗が高く、この石炭によって生成される灰の電気的沈殿がより困難になります。
有効性
その他の電源 電気集塵機は非常に効率的で、99% 以上の粒子状物質を除去できます。 1940 年以降、10 マイクロメートル未満の粒子状物質の排出量は 5 分の 1 に減少しました。さらに、この高レベルの有効性には多額の費用がかかります。粒子状物質を除去するために使用される電気集塵機やその他の機器は、発電所の電気エネルギー出力の約 2 ～ 4% を使用します。
集塵機の効率は、それが使用されるプラントの特定の機能と問題にどれだけうまく対処できるかによって決まります。煙道ガスの温度と水分レベルも集塵機の性能に影響します。
電気集塵機の種類
電気集塵機にはいくつかの種類があり、それぞれを個別に見ていきます:
乾式電気集塵機
通常、灰またはセメントと呼ばれる汚染物質が乾燥した状態で蓄積するため、この名前が付けられました。ダスト粒子は、空気の流れから集塵機によって収集されます。粒子を帯電させるには、まずイオン化します。次に、粒子は反対の電荷を持つ電極を横切って流れ、粒子は電極によって捕捉されます。電極をハンマーでたたくと、ほこりの粒子が集められます。それらはホッパーに集められ、そこから取得できます。それらは、火力発電所で煙道ガスから汚れを除去するために使用されます。また、空気を浄化するための換気および空調システムにも採用されています。
湿式電気集塵機
湿式電気集塵機は、樹脂、油、塗料、タール、酸など、従来の意味では乾燥していない湿った粒子を除去するために使用されます。それらは、爆発の危険性が高い産業環境で採用されています。それらは、高抵抗または腐食性の粒子で使用されます。湿式電気集塵機内の粒子がコロナを通過すると、粒子は電荷を獲得します。その結果、汚泥粒子が回収された。汚泥は残りの廃棄物から分離され、別々に処理されます。乾式 ESP で分離するには小さすぎる粒子を分離するために使用できます。それらはドライ ESP よりも効果的です。乾燥した ESP が受けやすいタッピングによる粒子の刺激は、液体による継続的または断続的な洗浄によって排除されます。
電気集塵機の利点
粒子/汚染物質の高い除去効率
電気集塵機の効率は、粒子の抵抗率、コロナ電力比など、さまざまな要素によって決まります。
通常の条件下では、粒子除去の効率は非常に高く、最大 99% の粉塵粒子が除去されます。
通常の条件下では、粒子除去の効率は非常に高く、最大 99% の粉塵粒子が除去されます。幅広い粒子サイズ (0.05-5m) を超える電気集塵機は、かなり高い収集効率 (99-100%) を備えています。
乾燥したものと湿ったものの両方の汚染物質が収集されます。
電気集塵機のデメリット
電気集塵機は初期資本コストが大きく、中小企業にとって法外な費用がかかります。どちらも購入とインストールに費用がかかります。
一度インストールすると、運用上の柔軟性はありません。一度設置すると、ESP の容量を増やしたり、再配置したりすることはできません。そのため、ESP インストールの容量、種類、場所については慎重に計画する必要があります。
結論
電気集塵機は、煙突を出る前に煙道ガスからすすや灰を除去するために静電気を使用するフィルターの一種です。これは、空気中の汚染レベルを下げるための典型的な装置です。発電所の大半は、石炭や石油などの化石燃料を燃やして電気を生産しています。これらの燃料が燃焼すると、大量の煙が発生します。
