JP2004309079A

JP2004309079A - 燃焼設備の白煙防止装置

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Publication number: JP2004309079A
Application number: JP2003106175A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Hikita; 浩之引田; Shizuo Kataoka; 静夫片岡; Ryoji Samejima; 良二鮫島
Original assignee: Takuma Co Ltd
Current assignee: Takuma Co Ltd
Priority date: 2003-04-10
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2023-04-10
Also published as: JP4074826B2

Abstract

【課題】ごみ焼却炉や火力発電所等の燃焼設備に適用される白煙防止装置に於て、煙突から放出される排ガス量を減少させると共に、発電量の低減を防止する。
【解決手段】燃焼装置２とガス冷却装置３と乾式排ガス処理装置４と濾過式集塵器５と触媒脱硝装置７と誘引通風機８と煙突９とを備えた燃焼設備１や、燃焼装置２とガス冷却装置３と濾過式集塵器５と誘引通風機８と湿式ガス洗浄装置１９と加熱空気供給装置２０と煙突９とを備えた燃焼設備１に於て、ガス冷却装置３から煙突９までの排ガス経路Ａに水蒸気を選択的に除去する水蒸気分離装置１０を設ける。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばごみ焼却炉や火力発電所等の燃焼設備に適用される白煙防止装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の燃焼設備としては、例えば特許文献１や特許文献２に記載されたものが知られて居り、具体的には、図３や図４に示したものが知られている。
【０００３】
前者の燃焼設備５０は、基本的には、燃焼装置５１と、これからの排ガスに冷却水を噴射して冷却するガス冷却装置５２と、これからの排ガスに含まれている酸性ガスを除去する乾式排ガス処理装置５３と、これからの排ガスに含まれている煤塵を除去する濾過式集塵器５４と、これからの排ガスを再加熱するガス再加熱器５５と、これからの排ガスに含まれている窒素酸化物を除去する触媒脱硝装置５６と、これからの排ガスを誘引する誘引通風機５７と、これからの排ガスに加熱空気を供給する加熱空気供給装置５８と、これからの排ガスを大気に放出する煙突５９とを備えている。
【０００４】
後者の燃焼設備５０は、基本的には、燃焼装置５１と、これからの排ガスに冷却水を噴射して冷却するガス冷却装置５２と、これからの排ガスに含まれている煤塵を除去する濾過式集塵器５４と、これからの排ガスを誘引する誘引通風機５７と、これからの排ガスに含まれている酸性ガスを除去する湿式ガス洗浄装置６０と、これからの排ガスに加熱空気を供給する加熱空気供給装置５８と、これからの排ガスを大気に放出する煙突５９とを備えている。
【０００５】
燃焼装置５１は、ごみを焼却するごみ焼却炉にしてあり、ごみが投入されるホッパ６１と、これを燃焼させるストーカ炉６２と、これから排出される排ガスの熱を回収するボイラ６３と、これからの蒸気に依り駆動される蒸気タービン６４と、これに依り駆動されて発電する発電機６５と、ボイラ６３からの排ガスの熱を回収するエコノマイザ６６とを備えている。
加熱空気供給装置５８は、白煙防止装置を為すもので、空気を送風する送風機６７と、これからの空気を加熱する空気加熱器６８とを備えている。
【０００６】
而して、この様なものは、ガス冷却装置で冷却水が噴射されるので、排ガス中には水蒸気が多く含まれる事になると共に、煙突の出口でこの水蒸気が凝縮すると白煙が生じる事になるが、加熱空気供給装置に依り加熱空気が排ガスに混合されて煙突から放出されるので、白煙の発生が防止される。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−２６３３５号公報
【特許文献１】
特開平１０−７３２３８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、この様なものは、白煙防止装置として、送風機と空気加熱器とから成る加熱空気供給装置を用いていたので、排ガスの温度が高められて白煙が防止されるものの、加熱空気が混合されるので、煙突から排出される排ガス量が増大する難点があった。
又、空気加熱器の熱源にボイラからの蒸気を利用する場合には、それだけ蒸気タービンで利用できる蒸気量が少なくなるので、発電機に依る発電量が低減する難点があった。
【０００９】
本発明は、叙上の問題点に鑑み、これを解消する為に創案されたもので、その課題とする処は、煙突から放出される排ガス量を減少させると共に、発電量の低減を防止できる様にした燃焼設備の白煙防止装置を提供するにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の燃焼設備の白煙防止装置は、基本的には、燃焼装置と、これからの排ガスに冷却水を噴射して冷却するガス冷却装置と、これからの排ガスに含まれている酸性ガスを除去する乾式排ガス処理装置と、これからの排ガスに含まれている煤塵を除去する濾過式集塵器と、これからの排ガスに含まれている窒素酸化物を除去する触媒脱硝装置と、これからの排ガスを誘引する誘引通風機と、これからの排ガスを大気に放出する煙突とを備えた燃焼設備に於て、前記ガス冷却装置から煙突までの排ガス経路に、水蒸気を選択的に除去する水蒸気分離装置を設けた事に特徴が存する。
【００１１】
この様なものに於ては、燃焼装置からの排ガスは、ガス冷却装置に依り冷却水が噴射されて冷却されると共に、乾式排ガス処理装置に依り酸性ガスが除去され、濾過式集塵器に依り煤塵が除去されると共に、触媒脱硝装置に依り窒素酸化物が除去され、誘引通風機に依り誘引されて煙突に依り大気に放出される。この時、ガス冷却装置から煙突までの排ガス経路には、水蒸気分離装置が設けられているので、これに依り排ガスに含まれている水蒸気が除去される。その結果、煙突の出口で水蒸気が凝縮して白煙を生じる事がなくなる。
【００１２】
水蒸気分離装置は、濾過式集塵器の下流側に設けられているのが好ましい。この様にすれば、ダスト負荷が高い場合でも、水蒸気の除去効率を高める事ができる。
【００１３】
又、本発明の燃焼設備の白煙防止装置は、燃焼装置と、これからの排ガスに冷却水を噴射して冷却するガス冷却装置と、これからの排ガスに含まれている煤塵を除去する濾過式集塵器と、これからの排ガスを誘引する誘引通風機と、これからの排ガスに含まれている酸性ガスを除去する湿式ガス洗浄装置と、これからの排ガスに加熱空気を供給する加熱空気供給装置と、これからの排ガスを大気に放出する煙突とを備えた燃焼設備に於て、前記ガス冷却装置から煙突までの排ガス経路に、水蒸気を選択的に除去する水蒸気分離装置を設けた事にも特徴が存する。
【００１４】
この様なものに於ては、燃焼装置からの排ガスは、ガス冷却装置に依り冷却水が噴射されて冷却されると共に、濾過式集塵器に依り煤塵が除去され、誘引通風機に依り誘引されると共に、湿式ガス洗浄装置に依り酸性ガスが除去され、加熱空気供給装置に依り加熱空気が供給されて煙突に依り大気に放出される。この時、ガス冷却装置から煙突までの排ガス経路には、水蒸気分離装置が設けられているので、これに依り排ガスに含まれている水蒸気が除去される。その結果、煙突の出口で水蒸気が凝縮して白煙を生じる事がなくなる。この場合、水蒸気分離装置を設けたので、加熱空気供給装置に依る加熱空気の供給量を大幅に低減できる。
【００１５】
水蒸気分離装置は、湿式ガス洗浄装置の下流側に設けられているのが好ましい。この様にすれば、排ガス中の酸性ガスに依る水蒸気分離装置の腐食を防止でき、又、湿式ガス洗浄装置に依る水蒸気の除去効果も期待でき、除去効率を高める事ができる。
【００１６】
水蒸気分離装置は、中空糸膜式の水蒸気分離膜を備えているのが好ましい。この様にすれば、分離効率が高く、コンパクトなものにする事ができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第一例に係る燃焼設備の白煙防止装置を示す概要図である。
【００１８】
第一例は、燃焼装置２と、これからの排ガスに冷却水を噴射して冷却するガス冷却装置（急冷反応塔）３と、これからの排ガスに含まれている酸性ガスを除去する乾式排ガス処理装置４と、これからの排ガスに含まれている煤塵を除去する濾過式集塵器（バグフィルタ）５と、これからの排ガスを再加熱して次段の脱硝反応を促進するガス再加熱器６と、これからの排ガスに含まれている窒素酸化物を除去する触媒脱硝装置７と、これからの排ガスを誘引する誘引通風機８と、これからの排ガスを大気に放出する煙突９とを備えた燃焼設備１に於て、前記ガス冷却装置３から煙突９までの排ガス経路Ａに、水蒸気を選択的に除去する水蒸気分離装置１０を設けたものであり、所謂水蒸気分離装置１０に依り白煙防止装置を構成したものである。
【００１９】
燃焼装置２は、ごみ（廃棄物）を焼却するごみ焼却炉にしてあり、ごみが投入されるホッパ１１と、これを燃焼させるストーカ炉１２と、これから排出される排ガスの熱を回収するボイラ１３と、これからの蒸気に依り駆動される蒸気タービン１４と、これに依り駆動されて発電する発電機１５と、ボイラ１３からの排ガスの熱を回収するエコノマイザ１６とを備えている。
【００２０】
乾式排ガス処理装置４は、消石灰を貯溜した消石灰貯留槽１７と、これを送る送風機１８とを備えている。
【００２１】
水蒸気分離装置１０は、濾過式集塵器５の下流側、つまり濾過式集塵器５とガス再過熱器６との間の排ガス経路Ａに設けられて居り、図略しているが、中空糸膜式の水蒸気分離膜を備えている。この様な水蒸気分離装置１０は、例えば特開平１１−３００１４１号、特開２０００−２６２８３８号、特開２０００−３５４７３０号等に記載されたものを用いる事ができる。
【００２２】
次に、この様な構成に基づいてその作用を述解する。
燃焼装置２のホッパ１１に投入されたごみは、ストーカ炉１２へ供給されて燃焼される。燃焼に伴って発生した排ガスは、ボイラ１３とエコノマイザ１６に依り熱回収されると共に、ガス冷却装置３に依り冷却水が噴射されて冷却される。ガス冷却装置３からの排ガスは、乾式排ガス処理装置４に依り酸性ガスが除去されると共に、濾過式集塵器５に依り煤塵が除去され、水蒸気分離装置１０に依り水蒸気が除去されると共に、ガス再加熱器６に依り再加熱され、触媒脱硝装置７に依り窒素酸化物が除去された上で、誘引通風機８に依り誘引されて煙突９から大気に放出される。
この時、濾過式集塵器５からガス再加熱器６までの排ガス経路Ａには、水蒸気分離装置１０が設けられているので、これに依り排ガスに含まれている水蒸気が除去される。その結果、煙突９の出口で水蒸気が凝縮して白煙が生じる事がなくなる。
【００２３】
従って、この様なものは、従来設置されていた加熱空気供給装置５８が不要となる。又、水蒸気分離装置１０に依り排ガスから水蒸気を除去するので、これからの排ガス量が減少する。この為に、水蒸気分離装置１０の下流設備、つまりガス再加熱器６、触媒脱硝装置７、誘引通風機８の容量を低減できて設備費及び使用電力量を抑える事ができると共に、煙突からの排ガス量も低減できる。
又、従来設置されていた加熱空気供給装置５８が不要となるので、これに使用していた蒸気を発電に利用できる為に発電量を増加させる事ができる。
【００２４】
因みに、実験結果に依れば、濾過式集塵器５の出口の排ガスが温度１６０℃・水分３４％−ｄｒｙであり、外気が温度０℃・湿度６０％の場合には、従来では、ガス再加熱器６の出口の排ガス温度を２００℃まで加熱する必要があったが、濾過式集塵器５の出口に設置した水蒸気分離装置１０に依り水分（水蒸気）を約１５％に落すと、前記再加熱は１８０℃までで良く、投入熱量を約６０％低減できる事が判明した。
又、水蒸気分離装置１０に依り排ガス中の水分を約１３％まで落せば、再加熱は不要となる事が判った。従って、この場合には、ガス再加熱器６を割愛する事ができる。
【００２５】
次に、本発明の第二例を、図２に基づいて説明する。
図２は、本発明の第二例に係る燃焼設備の白煙防止装置を示す概要図である。
【００２６】
第二例は、燃焼装置２と、これからの排ガスに冷却水を噴射して冷却するガス冷却装置３と、これからの排ガスに含まれている煤塵を除去する濾過式集塵器５と、これからの排ガスを誘引する誘引通風機８と、これからの排ガスに含まれている酸性ガスを除去する湿式ガス洗浄装置１９と、これからの排ガスに加熱空気を供給する加熱空気供給装置２０と、これからの排ガスを大気に放出する煙突９とを備えた燃焼設備１に於て、前記ガス冷却装置３から煙突９までの排ガス経路Ａに、水蒸気を選択的に除去する水蒸気分離装置１０を設けたものであり、所謂水蒸気分離装置１０と加熱空気供給装置２０とに依り白煙防止装置を構成したものである。
【００２７】
水蒸気分離装置１０は、湿式ガス洗浄装置１９の下流側、つまり湿式ガス洗浄装置１９と加熱空気供給装置２０に依る加熱空気供給箇所との間の排ガス経路Ａに設けられて居り、第一例と同様に、中空糸膜式の水蒸気分離膜を備えている。加熱空気供給装置２０は、空気を送風する送風機２１と、これからの空気を加熱する空気加熱器２２とを備えている。
【００２８】
この様なものは、燃焼装置２のホッパ１１に投入されたごみは、ストーカ炉１２へ供給されて燃焼される。燃焼に伴って発生した排ガスは、ボイラ１３とエコノマイザ１６に依り熱回収されると共に、ガス冷却装置３に依り冷却水が噴射されて冷却される。ガス冷却装置３からの排ガスは、濾過式集塵器５に依り煤塵が除去されると共に、誘引通風機８に依り誘引され、湿式ガス洗浄装置１９に依り酸性ガスが除去された上、水蒸気分離装置１０に依り水蒸気が除去され、加熱空気供給装置２０からの加熱空気が混合された後、煙突９から大気に放出される。
【００２９】
従って、この様なものは、水蒸気分離装置１０に依り排ガスから水蒸気を除去するので、これからの排ガス量が減少すると共に、加熱空気供給装置２０の容量を低減できてこれらの設備費及び使用電力量を抑える事ができ、煙突からの排ガス量も低減できる。
【００３０】
因みに、実験結果に依れば、湿式ガス洗浄装置１９の出口の排ガスが温度５３℃・水分１６％−ｄｒｙであり、外気が温度０℃・湿度６０％の場合には、従来では、加熱空気供給装置２０の空気加熱器２２で２００℃に加熱した加熱空気を排ガス量の約８０％分（ｄｒｙｂａｓｅ）だけ混合していたが、水蒸気分離装置１０に依り排ガスの水分（水蒸気）を約１０％に落すと、混合空気量は、約３７％で良い事が判明した。つまり、水蒸気分離装置１０を設けた事に依り加熱空気供給装置２０からの加熱空気量を大幅に低減できる事が判った。
【００３１】
尚、燃焼設備１は、先の例では、ごみ焼却炉であったが、これに限らず、例えば白煙防止装置が必要な火力発電所等でも良い。
燃焼装置２は、先の例では、ストーカ炉であったが、これに限らず、例えば流動床炉やキルン炉等でも良い。
水蒸気分離装置１０は、第一例では、濾過式集塵器５の下流側に設けていると共に、第二例では、湿式ガス洗浄装置１９の下流側に設けていたが、これらに限らず、ガス冷却装置３から煙突９までの排ガス経路Ａの任意の位置に設ける事ができる。但し、ダスト負荷が高い場合には、濾過式集塵器５の下流側に設置するのが望ましい。
水蒸気分離装置１０は、先の例では、中空糸膜式の水蒸気分離膜を備えたものであったが、これに限らず、例えば他の構造のものでも良い。
【００３２】
【発明の効果】
以上、既述した如く、本発明に依れば、次の様な優れた効果を奏する事ができる。
（１）燃焼装置とガス冷却装置と乾式排ガス処理装置と濾過式集塵器と触媒脱硝装置と誘引通風機と煙突とを備えた燃焼設備や、燃焼装置とガス冷却装置と濾過式集塵器と誘引通風機と湿式ガス洗浄装置と加熱空気供給装置と煙突とを備えた燃焼設備に於て、ガス冷却装置から煙突までの排ガス経路に水蒸気を選択的に除去する水蒸気分離装置を設けたので、煙突から放出される排ガス量を減少させると共に、発電量の低減を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一例に係る燃焼設備の白煙防止装置を示す概要図。
【図２】本発明の第二例に係る燃焼設備の白煙防止装置を示す概要図。
【図３】従来の燃焼設備の白煙防止装置を示す概要図。
【図４】従来の他の燃焼設備の白煙防止装置を示す概要図。
【符号の説明】
１，５０…燃焼設備、２，５１…燃焼装置、３，５２…ガス冷却装置、４，１０，５３…乾式排ガス処理装置、５，５４…濾過式集塵器、６，５５…ガス再加熱器、７，５６…触媒脱硝装置、８，５７…誘引通風機、９，５９…煙突、１０…水蒸気分離装置、１１，６１…ホッパ、１２，６２…ストーカ炉、１３，６３…ボイラ、１４，６４…蒸気タービン、１５，６５…発電機、１６，６６…エコノマイザ、１７…消石灰貯留槽、１８…送風機、１９，６０…湿式ガス洗浄装置、２０，５８…加熱空気供給装置、２１，６７…送風機、２２，６８…空気加熱器、Ａ…排ガス経路。

Claims

燃焼装置と、これからの排ガスに冷却水を噴射して冷却するガス冷却装置と、これからの排ガスに含まれている酸性ガスを除去する乾式排ガス処理装置と、これからの排ガスに含まれている煤塵を除去する濾過式集塵器と、これからの排ガスに含まれている窒素酸化物を除去する触媒脱硝装置と、これからの排ガスを誘引する誘引通風機と、これからの排ガスを大気に放出する煙突とを備えた燃焼設備に於て、前記ガス冷却装置から煙突までの排ガス経路に、水蒸気を選択的に除去する水蒸気分離装置を設けた事を特徴とする燃焼設備の白煙防止装置。
水蒸気分離装置は、濾過式集塵器の下流側に設けられている請求項１に記載の燃焼設備の白煙防止装置。
燃焼装置と、これからの排ガスに冷却水を噴射して冷却するガス冷却装置と、これからの排ガスに含まれている煤塵を除去する濾過式集塵器と、これからの排ガスを誘引する誘引通風機と、これからの排ガスに含まれている酸性ガスを除去する湿式ガス洗浄装置と、これからの排ガスに加熱空気を供給する加熱空気供給装置と、これからの排ガスを大気に放出する煙突とを備えた燃焼設備に於て、前記ガス冷却装置から煙突までの排ガス経路に、水蒸気を選択的に除去する水蒸気分離装置を設けた事を特徴とする燃焼設備の白煙防止装置。
水蒸気分離装置は、湿式ガス洗浄装置の下流側に設けられている請求項３に記載の燃焼設備の白煙防止装置。
水蒸気分離装置は、中空糸膜式の水蒸気分離膜を備えている請求項１乃至４の何れかに記載の燃焼設備の白煙防止装置。