JP2001038146A - 湿式排煙脱硫装置とその運転方法 - Google Patents

湿式排煙脱硫装置とその運転方法

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JP2001038146A
JP2001038146A JP11215174A JP21517499A JP2001038146A JP 2001038146 A JP2001038146 A JP 2001038146A JP 11215174 A JP11215174 A JP 11215174A JP 21517499 A JP21517499 A JP 21517499A JP 2001038146 A JP2001038146 A JP 2001038146A
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Japan
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exhaust gas
mixer
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bypass
flow passage
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Takanori Nakamoto
隆則 中本
Masayuki Yamamoto
正之 山本
Kozo Obata
晃三 小幡
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Mitsubishi Power Ltd
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Babcock Hitachi KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 排ガスの部分処理脱硫条件においても安定し
た排ガスの混合と運転制御ができる湿式排煙脱硫装置と
その運転方法を提供することにある。 【解決手段】 吸収塔5を迂回するバイパスガスの通る
バイパス流路10を設け、該バイパス流路10を分岐さ
せて、分岐流路の一つの流路12を吸収塔5の後流側の
排ガス流路に配置された混合器11に接続し、分岐流路
の他の一つの流路14を前記混合器11の後流側の排ガ
ス流路に接続し、分岐流路14には流路開閉用ダンパ1
3を設ける。吸収塔5を用いてボイラ等の燃焼装置から
排出する排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去する場合に
は、流路開閉用ダンパ13を閉じ、排ガスを吸収塔5と
混合器11の両方を経由させ、吸収塔5を運転しない場
合にはダンパ13を開き、排ガスの全量をバイパス流路
10を経由させて、分岐バイパス流路12と混合器11
及び分岐バイパス流路14を経由させて流す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は排ガス脱硫装置に係
り、排ガスの部分処理(脱硫)を行うに好適な湿式排煙
脱硫装置とその運転方法に係る。
【0002】
【従来の技術】大気汚染防止のため、排ガス中の硫黄酸
化物の除去装置として、湿式石灰石−石膏脱硫装置が広
く実用化されている。この湿式石灰石−石膏脱硫装置の
従来技術を図3に示す。
【0003】火力発電所等から発生した硫黄酸化物を含
む排ガスは必要に応じて煤塵が集塵器1により除去され
た後、ボイラファン2を通り、その後に脱硫ファン3に
て吸収塔5を含む脱硫装置に導かれる。すなわち、排ガ
スはまず排ガス熱回収器4に導かれ、脱硫処理後に必要
な熱回収を行った後、吸収塔5に導かれる。吸収塔5で
は噴霧される吸収液と排ガスを接触させることで、排ガ
ス中の硫黄酸化物は吸収液滴で化学的に除去される。浄
化されたガスは吸収塔5の後流側の排ガス流路に設置さ
れる再加熱装置6により昇温さ時にはバイパスダクト1
0はバイパスダンパ17を閉じて運用されるが、脱硫装
置の不具合時にこのバイパスダンパ17を開き、プラン
ト自体の運転ができるようにする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の湿式石
灰石−石膏脱硫装置は、高価で複雑な構造、配置を要求
する再加熱装置6を設置する必要があるという問題を有
していた。
【0005】また部分処理方式による排ガス処理装置に
おいても、従来技術ではバイパスガスと脱硫処理後の排
ガスを混合するための混合装置が排ガス全量をバイパス
ルートから導入することも考慮して設置されているた
め、混合装置のサイズが大きくなるとともに、実際の少
ないバイパス量(全量の10−40%程度)での混合効
率が低いという問題を有しており、かつ排ガスバイパス
量を別途計測して制御する必要があった。
【0006】近年、環境改善に対する取り組みから大容
量、高性能型の脱硫装置への取り組みとは別に簡略型排
ガス処理設備に対するニーズも多く、排ガスを部分処理
し、バイパスした排ガスと混合することにより再加熱装
置6を省略する方式が見直されてきている。この場合、
脱硫処理された拡散度合いの悪い低温排ガスとバイパス
された排ガスを効率良く混合させる事で、高価で複雑な
構造、配置をすることなく再加熱装置6を設置しない
で、煙突7からの排ガスの拡散程度を向上させるととも
に、煙突からの白煙が出ることを防ぎ、かつ大気中に腐
食性ガスを排出させないことができる。
【0007】本発明の課題は、上記のような排ガスの部
分処理脱硫条件においても安定した排ガスの混合と運転
制御ができる湿式排煙脱硫装置とその運転方法を提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、排
ガスバイパス流路を2分割、もしくは必要に応じそれ以
上に分割し、一方のバイパス流路には所定のバイパス量
に見合った排ガス混合器を設け、もう一方のバイパス流
路には流路開閉用ダンパを設け、該バイパス流路を通常
運転時には前記ダンパにより遮蔽することによってバイ
パス流量を安定させ、コンパクトな混合器でバイパスガ
スと脱硫処理排ガスを効率良く混合させることで達成さ
れる。
【0009】すなわち、本発明はボイラ等の燃焼装置の
排ガス流路に排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去する吸収
塔を配置し、該吸収塔を迂回するバイパス排ガスの通る
バイパス流路を設け、該バイパス流路を分岐させて、分
岐流路の一つを吸収塔の後流側の排ガス流路に配置され
た混合器に接続し、分岐流路の他の一つを前記混合器の
後流側の排ガス流路に接続し、前記混合器の後流側の排
ガス流路に接続した分岐流路には流路開閉用ダンパを設
けた湿式排ガス脱硫装置からなる。
【0010】また、本発明は、前記湿式排ガス脱硫装置
の運転方法であって、吸収塔を用いてボイラ等の燃焼装
置から排出する排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去する場
合には、前記分岐流路に設けた流路開閉用ダンパを閉
じ、ボイラ等の燃焼装置から排出する排ガスを吸収塔と
混合器の両方を経由させ、吸収塔を運転しない場合には
前記分岐流路に設けた流路開閉用ダンパを開き、ボイラ
等の燃焼装置から排出する排ガスの全量をバイパス流路
を経由させて、混合器及び流路開閉用ダンパを設けた分
岐バイパス流路を経由させて流す運転方法である。
【0011】前記湿式排ガス脱硫装置に用いられる混合
器は、脱硫処理後の排ガス導入部と、バイパス排ガス導
入部を備え、混合器内部に、一枚の矩形板を折り曲げて
両端を接合して得られる、折り曲げ断面形状が飛行機の
翼状であり、かつ、両側部が開口した筒状体からなり、
該筒状体の両面にそれぞれ一以上の孔を設けたエアフォ
イルを、導入されるバイパス排ガスの流れに筒状体の両
側部の開口部が対向するように配置し、またエアフォイ
ルの筒状体の両面を、導入される脱硫処理後の排ガスの
流れに沿う方向に向けて配置し、該エアフォイルを多段
状に複数配置したものが望ましい。
【0012】排ガス流量の計測が可能な前記エアフォイ
ル式の混合器を用いると、脱硫処理排ガス流量の測定が
可能であり、部分処理型の脱硫装置で問題となる処理ガ
ス量の制御も容易となる。なお、前記処理ガス量の制御
は、脱硫処理後の排ガスとバイパスガス混合後の排ガス
温度を所定以上となるようにし、かつ煙突から排出され
る排ガス中のSO濃度が所定値以下となるような経済
的運転のために行う。
【0013】
【作用】吸収塔を用いてボイラ等の燃焼装置から排出す
る排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去する場合には、流路
開閉用ダンパを閉じ、排ガスを吸収塔と混合器の両方を
経由させ、吸収塔を運転しない場合にはダンパを開き、
排ガスの全量をバイパス流路を経由させて、分岐バイパ
ス流路と混合器及びダンパを設けた分岐バイパス流路を
経由させて流す。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面と共に
説明する。図1は排ガス処理系の全体のフローを示す。
排ガスは必要に応じて集塵器1において煤塵除去処理が
なされ、ボイラファン2を通り、その後に脱硫ファン3
により処理が必要な排ガス分のみを吸収塔5に導入して
脱硫処理を行う。一方、脱硫装置に導かれなかった排ガ
スはバイパスダクト10を通じて後流側へ流れる。
【0015】吸収塔5と煙突7との間のガス流路には混
合器11が配置されていて、前記バイパスダクト10は
混合器11の接続するバイパスダクト12と混合器11
の後流側のガス流路に接続するダンパ13付きのバイパ
スダクト14に分岐している。脱硫装置運転時にはバイ
パスダンパ13は閉じており、もう一方の排ガス混合器
11に接続したバイパスダクト12へ導かれる。水分飽
和の脱硫処理後の排ガスはバイパスダクト12からの未
処理ガスと排ガス混合器11内で混合され、バイパス排
ガスの持つ熱により水分不飽和の排ガスとなるとともに
昇温される。これにより再加熱しない脱硫処理後の排ガ
スに比べ排ガス混合器11後流側のダクトや煙突7への
腐食環境が緩和されるとともに、煙突7からの排ガスの
拡散性を向上させることができる。また、脱硫装置のト
ラブル発生時にはバイパスダンパ13を開き、燃焼装置
(図示せず)からの排ガスの全量をバイイパスダクト1
4を経由させることで、混合器11での圧力損失を増加
させることもなくバイパスさせることができる。
【0016】バイパスダクト10を2分割せず、排ガス
の全量を混合器11に導入する場合には、混合器11の
サイズが大きくなるばかりでなく、部分処理運転時(通
常運転時)には少量の排ガスしか流れないために、混合
器11での混合特性が非常に悪くなる。また全量バイパ
ス時には混合器11での圧力損失が多大となり、前流の
ボイラファン2の容量増加につながる。
【0017】図2にはエアフォイル型の排ガス混合器1
1の一例を示す。図2(a)は混合器11の斜視図であ
り、図2(b)は混合器11内に配置されるエアフォイ
ル15の斜視図である。エアフォイル15は一枚の矩形
板を断面が飛行機の翼状になるように折り曲げて両端を
接合し、両側部が開口した筒状体からなり、筒状体の両
面には矩形状の孔16が設けられている。図2(a)に
示すようにエアフォイル15は導入されるバイパスガス
の流れにエアフォイル15の筒状体の両側部の開口部1
5aが対向するように混合器11内に配置され、またエ
アフォイル15の筒状体の両面を脱硫処理後の排ガス導
入口側の排ガス流れに沿うようにむけて配置される。図
2(a)に示すように複数のエアフォイル15が混合器
11内に多段状に並列配置される。
【0018】混合器11内に導入されたバイパスガスは
エアフォイル15の内側へ導かれ、その孔16より噴出
し、エアフォイル15の外側を流れる脱硫処理排ガスと
混合される。この脱硫処理排ガスはエアフォイル15通
過時の抵抗により通過量を計測する事も可能である。さ
らにこの計測値を用いて脱硫処理ガス量をフィードバッ
ク制御することも可能である。このフィードバック制御
により脱硫処理ガス量をより精度高く制御することがで
きる。
【0019】排ガスバイパス流路を2分割、もしくは必
要に応じそれ以上に分割し、分割した排ガス流路の1つ
のバイパスダクト12に所定のバイパス量に見合った排
ガス混合装置11を接続し、もう一方の分割バイパスダ
クト14は通常運転時にはダンパ13により遮蔽するこ
とによってバイパス流量を安定させ、コンパクトな混合
装置11でバイパスガスと脱硫処理排ガスを効率良く混
合させることが達成される。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、部分処理を行う脱硫装
置において、コンパクトでかつ安定した脱硫性能と処理
後の排ガスの温度確保ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態の排ガス処理系の全体の
フローを示す図である。
【図2】 図1の排ガス処理系で使用する排ガス混合器
の斜視図(図2(a))とエアフォイルの斜視図(図2
(b))である。
【図3】 従来技術の排ガス処理系の全体のフローを示
す図である。
【符号の説明】
1 集塵器 2 ボイラファン 3 脱硫ファン 4 排ガス熱回収器 5 吸収塔 6 再加熱器 7 煙突 10 バイパスダクト 11 混合器 12、14 分岐バイ
パスダクト 13 バイパスダンパ 15 エアフォイル 15a 開口部 16 孔 17 バイパスダクト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小幡 晃三 広島県呉市宝町6番9号 バブコック日立 株式会社呉事業所内 Fターム(参考) 3K070 DA03 DA16 DA23 DA75 4D002 AA02 AC01 BA02

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボイラ等の燃焼装置の排ガス流路に排ガ
    ス中の硫黄酸化物を吸収除去する吸収塔を配置し、該吸
    収塔を迂回するバイパス排ガスの通るバイパス流路を設
    け、該バイパス流路を分岐させて、分岐流路の一つを吸
    収塔の後流側の排ガス流路に配置された混合器に接続
    し、分岐流路の他の一つを前記混合器の後流側の排ガス
    流路に接続し、前記混合器の後流側の排ガス流路に接続
    した分岐流路には流路開閉用ダンパを設けたことを特徴
    とする湿式排ガス脱硫装置。
  2. 【請求項2】 混合器は排ガス流量の計測が可能なエア
    フォイル式のものとすることを特徴とする請求項1記載
    の湿式排ガス脱硫装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の湿式排ガス脱硫装置の運
    転方法であって、吸収塔を用いてボイラ等の燃焼装置か
    ら排出する排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去する場合に
    は、前記分岐流路に設けた流路開閉用ダンパを閉じ、ボ
    イラ等の燃焼装置から排出する排ガスを吸収塔と混合器
    の両方を経由させ、吸収塔を運転しない場合には前記分
    岐流路に設けた流路開閉用ダンパを開き、ボイラ等の燃
    焼装置から排出する排ガスの全量をバイパス流路を経由
    させて、混合器及び流路開閉用ダンパを設けた分岐バイ
    パス流路を経由させて流すことを特徴とする湿式排ガス
    脱硫装置の運転方法。
  4. 【請求項4】 混合器で計測される排ガス流量に基づき
    分岐流路に設けられた流路開閉用ダンパの開閉度を制御
    することを特徴とする請求項3記載の湿式排ガス脱硫装
    置の運転方法。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の湿式排ガス脱硫装置に用
    いられる混合器であって、脱硫処理後の排ガス導入部
    と、バイパス排ガス導入部を備え、混合器内部に、一枚
    の矩形板を折り曲げて両端を接合して得られる、折り曲
    げ断面形状が飛行機の翼状であり、かつ、両側部が開口
    した筒状体からなり、該筒状体の両面にそれぞれ一以上
    の孔を設けたエアフォイルを、導入されるバイパス排ガ
    スの流れに筒状体の両側部の開口部が対向するように配
    置し、またエアフォイルの筒状体の両面を、導入される
    脱硫処理後の排ガスの流れに沿う方向に向けて配置し、
    該エアフォイルを多段状に複数配置したことを特徴とす
    る混合器。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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