JP2002005402A - ごみ処理プラントの廃熱回収システム - Google Patents

ごみ処理プラントの廃熱回収システム

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JP2002005402A
JP2002005402A JP2000188695A JP2000188695A JP2002005402A JP 2002005402 A JP2002005402 A JP 2002005402A JP 2000188695 A JP2000188695 A JP 2000188695A JP 2000188695 A JP2000188695 A JP 2000188695A JP 2002005402 A JP2002005402 A JP 2002005402A
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waste heat
waste
temperature
exhaust gas
heater
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JP2000188695A
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Shigehiro Shibakawa
重博 芝川
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Takuma Co Ltd
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Takuma Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
    • Y02P80/15On-site combined power, heat or cool generation or distribution, e.g. combined heat and power [CHP] supply

Abstract

(57)【要約】 【課題】 減温塔(調温塔)等を用いることなしに低温
排ガスの温度を140℃〜200℃の温度にまで低下さ
せ、プラントの総合的な熱効率の大幅な向上を可能にす
ると共に、エコノマイザー等に於ける低温腐食の発生を
有効に防止する。 【解決手段】 廃熱ボイラ付きごみ処理炉を備えたごみ
処理プラントの廃熱回収システムに於いて、廃熱ボイラ
2の下流側に設けたエコノマイザー3の出口側に脱気ヒ
ータ8を設け、当該脱気ヒータ8により発生した蒸気を
前記廃熱ボイラ2の脱気器9へ加熱用熱源として供給す
ると共に、脱気ヒータ8の下流側に廃ガス処理装置5を
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ごみ処理プラント
に於ける廃熱回収システムの改良に関するものであり、
エコノマイザーからの低温排ガスの熱を回収して廃熱ボ
イラの脱気器の加熱用蒸気を得ることにより、プラント
の熱効率を高めることを可能にしたごみ処理プラントの
廃熱回収システムに関するものである。
【0002】
【従来技術】従前の廃熱ボイラ付きごみ処理炉を備えた
ごみ処理プラントに於いては、通常図3に示すようなプ
ラント構成が多く採用されており、ごみ処理炉Aからの
高温排ガスG1 は廃熱ボイラB、エコノマイザーC、減
温塔D、排ガス処理装置E及び誘引通風機Fを通して、
煙突Tより大気中へ放散されて行く。また、前記ごみ処
理炉Aとしては、ストーカ式焼却炉や流動層式焼却炉、
ガス化溶融処理炉、電気溶融炉、表面溶融炉等が多く使
用されており、更に、排ガス処理装置Eにはバグフィル
ターが多く使用されている。
【0003】例えば、前記ごみ処理炉Aがストーカ式ご
み焼却炉や流動層式ごみ焼却炉の場合、ごみ焼却炉内で
生じた900°〜1200℃の高温燃焼排ガスG1 は、
図4に示すようにごみ焼却炉の燃焼室を形成する水冷壁
(蒸発器)A1 、廃熱ボイラBの過熱器B2 、廃熱ボイ
ラ本体(蒸発器)B1 、エコノマイザーC等に於いて熱
を吸収されることにより、約180°〜250℃の温度
に減温され、その後、更に減温塔Dで排ガス処理装置
(バグフィルター)Eの作動に適した150°〜200
℃まで減温されたあと、清浄化処理される。
【0004】上記図3及び図4に示した従前の排ガスか
らの廃熱回収システムは、十分な運転実績があって安定
した運転を行なうことができ、優れた実用的効用を有す
るものである。しかし、従前のこの種廃熱回収システム
にも未だ解決すべき問題がいくつか残されており、その
第1の問題は、減温装置Dを必要とし、且つ減温装置D
により回収可能な熱を無駄に捨てているため、プラント
の総合的な熱効率を高めることが出来ないと云う点であ
る。
【0005】即ち、ボイラ本体(蒸発器)B1 やエコノ
マイザーCに於ける排ガスからの熱回収には、煤塵やH
Cl、SOx、NOx、重金属類、ダイオキシン等を含
んだごみ処理炉からの燃焼排ガスに特有の所謂低温腐食
の問題があり、燃焼排ガス冷却用の被加熱側媒体(エコ
ノマイザーへのボイラ給水など)を、低温腐食の発生す
る温度以下とすることができない。
【0006】そのため、エコノマイザーCの出口に於け
る排ガスG2 の温度を約180℃〜250℃程度に保持
すると共に、排ガス処理装置Eの上流側に減温塔Dを設
けて、排ガスG3 の温度を排ガス処理装置Eを構成する
バグフィルターの作動に適した約150℃〜200℃の
温度にまで減温するようにしている。バグフィルターの
耐熱性能および十分な有害ガスやダイオキシン類の除去
性能を発揮させるために、排ガス温度G3 を前記温度ま
で減温している。
【0007】その結果、前述の通り減温塔Dが必要にな
るうえ、減温塔Dにより回収可能な熱を無駄に捨てるこ
とになり、設備費等が増加したり、総合的なプラント熱
効率の向上が図れないという結果を招くことになる。
【0008】また、従前のこの種廃熱回収システムに於
いては、その構造上ごみ処理プラントの起動時にエコノ
マイザーCが所謂冷水運転状態となる。その結果、屡々
排ガスG3 の過冷却が発生する。ところが、前記バグフ
ィルターでは、通常排ガス温度が前記120℃程度にま
で上昇しないと集塵機能に支障をきたすため、プラント
の起動時には必然的にバグフィルターへの通ガスが遅れ
ることになる。その結果、排ガス温度が上昇するまでの
間だ別途に低温排ガスを処理したり、或いは低温排ガス
を加熱装置によって加温してからバグフィルターへ供給
する等の対策が必要となり、経済的にも様々な問題が生
ずることになる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従前の廃熱
ボイラ付きごみ処理炉を備えたごみ処理プラントの廃熱
回収システムに於ける上述の如き問題、即ち減温塔を
必要とするうえ、減温塔により回収可能な熱の有効利用
が十分でないため、プラントの総合的な熱効率を高める
ことができないこと、及びプラントの起動時に、排ガ
ス温度が所定の温度にまで上昇するまで、低温排ガスを
別途に浄化処理したり、或いは別途に加熱昇温してから
バグフィルターへ供給する必要があり、運転操作に手数
がかかったり、排ガス浄化費が増加する等の問題を解決
せんとするものであり、減温塔に代えて脱気ヒータを設
け、廃熱ボイラBやエコノマイザーCに低温腐食を生ず
ることなしに低温排ガスの温度をバグフィルターの作動
に適した150℃〜200℃の温度にまで低下させるこ
とにより、低温排ガスからの熱回収を大幅に増加してプ
ラント熱効率の向上を可能としたごみ処理プラントの廃
熱回収システムを提供せんとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、廃熱
ボイラ付きごみ処理炉を備えたごみ処理プラントの廃熱
回収システムに於いて、廃熱ボイラの下流側に設けたエ
コノマイザーの出口側に脱気ヒータを設け、当該脱気ヒ
ータにより発生した蒸気を前記廃熱ボイラの脱気器へ加
熱用熱源として供給すると共に、脱気ヒータの下流側に
廃ガス処理装置を設けることを発明の基本構成とするも
のである。
【0011】請求項2の発明は、請求項1の発明に於い
て、エコノマイザーの出口側の低温排ガスの温度を18
0℃〜250℃に、また脱気ヒータの出口側の低温排ガ
スの温度を140℃〜200℃とする共に、廃ガス処理
装置をバグフィルターとするようにしたものである。
【0012】請求項3の発明は、請求項1の発明に於い
て、脱気ヒータを化石燃料を用いる燃焼装置を備えた脱
気ヒータとするようにしたものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を説明する。図1は、本発明の実施形態に係るご
み処理プラントの廃熱回収システムのブロック構成図で
あり、図2は本発明に於ける排ガスからの熱の回収状態
を示す説明図である。
【0014】図1及び図2に於いて、1はごみ処理炉、
1aはごみ処理炉を形成する水冷壁(蒸発器)、2は廃
熱ボイラ、2aはボイラ本体(蒸発器)、2bは過熱
器、3はエコノマイザー、5は排ガス処理装置、6は誘
引通風機、7は煙突、8は脱気ヒータ、9は廃熱ボイラ
用の脱気器、10は循環ポンプ、G1 は高温燃焼排ガ
ス、G2 ・G3 は低温排ガス、W1 ・W2 は循環水、S
は脱気器加熱用蒸気である。
【0015】前記ごみ処理炉1、廃熱ボイラ2及びエコ
ノマイザー3等は、従来例の場合と同一であるため、こ
こではその詳細な説明は省略する。また、本実施形態に
於いては、ごみ処理炉1としてストーカ式ごみ焼却炉が
用いられている。
【0016】前記エコノマイザー3の出口側に設けた脱
気ヒータ8は、通常の熱交換器であり、これには、化石
燃料を燃焼させるバーナ装置8aが付設されている。
【0017】前記脱気ヒータ8へは、廃熱ボイラ用の脱
気器9から循環水W2 が環流されており、エコノマイザ
ー3から排出されてくる約180℃〜250℃の低温排
ガスG2 の熱を回収することにより、脱気器9の加熱用
蒸気が循環水W1 中に発生される。
【0018】尚、循環水W2 との熱交換により約140
℃〜160℃に低下した低温排ガスG3 は、引き続き排
ガス処理装置(バグフィルター)5へ流入し、ここで有
害物を除去されたあと、煙突7を通して大気中へ放散さ
れて行く。
【0019】前記脱気ヒータ8内で低温排ガスG2 との
熱交換により形成された加熱蒸気(圧力約1kg/cm
2 以上、温度約120℃以上)を含んだ混相流状の循環
水W 1 は、循環ポンプ10によって脱気器9へ送られ、
ここで脱気器9の加熱用熱源として活用される。また、
脱気器及び脱気ヒータの加熱昇圧用に他系統からの蒸気
を使用することも可能である。
【0020】前記循環水W1 中の加熱蒸気は、主として
脱気器9の加熱用蒸気として利用されるが、プラントの
運転条件によっては加熱用蒸気が余剰になる場合もあ
り、この場合にはプラント用の低圧蒸気として活用され
る。また、図1の実施形態では、循環ポンプ10により
循環水W1 及びW2 を強制循環するようにしているが、
熱回収上の水循環方式は自然循環方式とすることも可能
である。更に、図1の実施形態では、脱気ヒータ8に於
ける加熱蒸気W1 の温度を約120℃以上(圧力約1k
g/cm2 以上)とするようにしているため、所謂金属
の低温腐食は生じない。
【0021】前記脱気ヒータ8に付設されている燃焼装
置8aは、例えばプラントの起動時やごみ処理炉1の低
出力運転時に作動され、エコノマイザー伝熱管表面温度
の低下や低温排ガスG2 の過冷却を防止することによ
り、低温腐食の発生が防止されている。また、前記燃焼
装置8aを作動させることにより、プラント起動時に於
けるバグフィルター5への通ガスを早めることができ、
環境汚損等をより少なくすることが可能となる。このと
き、他系統からの蒸気を使用して脱気器及び脱気ヒータ
を加熱・昇圧することにより同等の効果が得られる。
【0022】図2は、図1の実施形態に係る廃ガス回収
システムに於ける燃焼排ガスの温度と、システムを構成
する各部材の熱回収状態を示すものである。ごみ処理炉
1の水冷壁1aや廃熱ボイラ2の過熱器2a、ボイラ本
体2b及びエコノマイザー3に於ける熱回収状態は、従
前の前記図4の場合と全く同一である。しかし、本発明
に於いては、脱気ヒータ8に於ける熱回収により、低温
廃排ガスG2 の温度(180℃〜250℃)が140℃
〜200℃に低下することになり、熱回収量が増加す
る。その結果、プラントの総合的な熱効率が向上すると
共に、従前の減温塔が不要となる。
【0023】
【発明の効果】本発明に於いては、ごみ処理プラントの
廃熱回収システムに於いて、廃熱ボイラのエコノマイザ
ーの下流側に脱気ヒータを設け、当該脱気ヒータにより
低温排ガスの熱を回収すると共に、熱回収により発生し
た蒸気を脱気器の加熱用熱源として活用するようにして
いる。その結果、従前のこの種廃熱回収システムに比較
して、エコノマイザー出口の低温排ガスをバグフィルタ
ーの適正な使用温度である140℃〜200℃になるま
でその熱を回収することができ、その結果、プラントの
総合的な熱効率が大幅に向上する。
【0024】より具体的には、脱気ヒータ8で発生した
蒸気を脱気器の加熱源とすることにより、脱気器9に於
ける加熱用蒸気の使用量がそれだけ減少することにな
り、プラントの総合的な熱効率が上昇する。また、脱気
ヒータ8で発生した蒸気の余剰分は、プラント内の低圧
用蒸気として活用することができると共に、脱気ヒータ
8の出口の低温排ガスG3 の温度が140℃〜200℃
となるため、従前の減温塔(又は調整塔)が不要とな
る。更に、脱気ヒータ8を変圧運転とすることにより、
低温排ガスG3 の過冷却を防止して低温腐食の発生を有
効に防止することができると共に、プラント起動時にお
けるバグフィルター5への早期通ガスが可能となる。本
発明は上述の通り、優れた実用的効用を奏するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るごみ処理プラントの廃熱回収シ
ステムのブロック構成図である。
【図2】 本発明の廃熱回収システムに於ける燃焼排ガ
スからの熱の回収状態を示す説明図である。
【図3】 従前のごみ処理プラントに於ける廃熱回収シ
ステムの説明図である。
【図4】 図3の廃熱回収システムに於ける燃焼排ガス
からの熱の回収状態を示す説明図である。
【符号の説明】
1 は高温燃焼排ガス、G2 ・G3 は低温燃焼排ガス、
1 は加熱用蒸気、W 2 は循環水、1はごみ処理炉、1
aは水冷壁(蒸発器)、2は廃熱ボイラ、2aはボイラ
本体(蒸発器)、2bは過熱器、3はエコノマイザー、
5は排ガス処理装置(バグフィルター)、6は誘引通風
機、7は煙突、8は脱気ヒータ、8aは燃焼装置、9は
脱気器、10は循環ポンプ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 廃熱ボイラ付きごみ処理炉を備えたごみ
    処理プラントの廃熱回収システムに於いて、廃熱ボイラ
    の下流側に設けたエコノマイザーの出口側に脱気ヒータ
    を設け、当該脱気ヒータにより発生した蒸気を前記廃熱
    ボイラの脱気器へ加熱用熱源として供給すると共に、脱
    気ヒータの下流側に廃ガス処理装置を設けたことを特徴
    とするごみ処理プラントの廃熱回収システム。
  2. 【請求項2】 エコノマイザーの出口側の低温排ガスの
    温度を180℃〜250℃に、また脱気ヒータの出口側
    の低温排ガスの温度を140℃〜200℃とする共に廃
    ガス処理装置をバグフィルターとするようにした請求項
    1に記載のごみ処理プラントの廃熱回収システム。
  3. 【請求項3】 脱気ヒータを化石燃料を用いる燃焼装置
    を備えた脱気ヒータとした請求項1又は請求項2に記載
    のごみ処理プラントの廃熱回収システム。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102997220A (zh) * 2012-12-31 2013-03-27 北京富士特锅炉有限公司 大气式废热回收热力除氧装置
CN104390207A (zh) * 2014-11-24 2015-03-04 天津理工大学 一种低温烟道气热量回收及利用系统
CN105509497A (zh) * 2016-02-02 2016-04-20 上海工业锅炉研究所 一种烧结余热锅炉
CN107062195A (zh) * 2017-05-24 2017-08-18 广东理文造纸有限公司 除氧器排水余热回收系统

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