JP2011125766A - Exhaust gas treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、石炭などの化石燃料をボイラ等の燃焼器で燃焼させる際に排出される排ガスを処理するのに用いられる排ガス処理装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust gas treatment apparatus used for treating exhaust gas discharged when a fossil fuel such as coal is burned in a combustor such as a boiler.
従来、上記したような排ガス処理装置としては、例えば、石炭焚きボイラの出口に電気集塵器(高温EP)を介して脱硝部を隣接させて成る、いわゆる、低ダスト脱硝システムに用いられる排ガス処理装置や、石炭焚きボイラの出口に脱硝部を隣接させて成る、いわゆる、高ダスト脱硝システムに用いられる排ガス処理装置がある。石炭焚きボイラの出口に電気集塵器を配置する低ダスト脱硝システムでは、高温に耐え得るように電気集塵器を大型化しなくてはならないなどといった欠点があることから、現在では、高ダスト脱硝システムに用いられる排ガス処理装置が主流となっている。 Conventionally, as an exhaust gas treatment apparatus as described above, for example, an exhaust gas treatment used in a so-called low dust denitration system in which a denitration unit is adjacent to an outlet of a coal fired boiler via an electric dust collector (high temperature EP). There is an exhaust gas treatment apparatus used for a so-called high dust denitration system, in which a denitration part is adjacent to an apparatus or an outlet of a coal fired boiler. The low dust denitration system in which an electrostatic precipitator is installed at the outlet of a coal-fired boiler has the disadvantage of having to enlarge the electrostatic precipitator to withstand high temperatures. Exhaust gas treatment devices used in the system are mainstream.
ところで、脱塵及び脱硫がなされたクリーンな排ガスが流れる環境下では、高活性タイプの脱硝触媒を計画触媒量及び触媒圧損をいずれも少なく抑えつつ、長期間に亘って使用することができることから、近年において、特許文献1に記載されているように、脱硫部の下流側に脱硝部を配置するタイプの排ガス処理装置が試みられている。
By the way, in an environment where clean exhaust gas that has been dedusted and desulfurized flows, a highly active denitration catalyst can be used over a long period of time while suppressing both the planned catalyst amount and the catalyst pressure loss. In recent years, as described in
ところが、上記したような脱硫部の下流側に脱硝部を配置するタイプの排ガス処理装置では、計画脱硝触媒量を少なく抑え得るなどの計画面でのメリットのほか、高ダスト脱硝システムや低ダスト脱硝システムのように脱硝装置下流に位置するエアヒータが触媒性能低下時に増加する残存NH3濃度と排ガス中のSO3との反応から生成する酸性硫安により閉塞し難くなるといった運用面のメリットもあるものの、脱硝部に流入する排ガス温度を脱硝触媒運用温度(約200℃)にまで高める必要がある。
つまり、脱硝部の下流側に位置する煙突には、高温の排ガスが流れることから、煙突を設計する際の径や材質の決定には、厳しい制約を受けることとなり、例えば、煙突を鋼板製とする場合には、脱硝部から流出する高温の排ガスに耐え得る量の断熱材を塗布しなければならず、その分だけ、断熱コストが上昇してしまうという問題があり、この問題を解決することが従来の課題となっていた。
However, in the exhaust gas treatment device of the type in which the denitration unit is arranged downstream of the desulfurization unit as described above, in addition to the merit in planning, such as the amount of planned denitration catalyst being reduced, a high dust denitration system and low dust denitration system Although there is an operational merit that the air heater located downstream of the denitration device as in the system is less likely to be clogged by the acidic ammonium sulfate generated from the reaction between the residual NH 3 concentration that increases when the catalyst performance decreases and SO 3 in the exhaust gas, It is necessary to raise the temperature of the exhaust gas flowing into the denitration section to the denitration catalyst operating temperature (about 200 ° C.).
In other words, since the exhaust gas at high temperature flows in the chimney located downstream of the denitration part, the determination of the diameter and material when designing the chimney is subject to severe restrictions.For example, the chimney is made of steel plate. In order to solve this problem, there is a problem that the heat insulation cost must be applied in an amount that can withstand the high-temperature exhaust gas flowing out from the denitration part. Has become a conventional problem.
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、煙突の設計の自由度を広げることが可能であると共に煙突の断熱コストを低く抑えることができ、加えて、脱硝部から流出する処理済みガスが有する熱の有効利用及び自然環境に与える熱負荷の低減を実現することが可能である排ガス処理装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made paying attention to the above-described conventional problems, and can increase the degree of freedom in designing the chimney and can reduce the heat insulation cost of the chimney. An object of the present invention is to provide an exhaust gas treatment apparatus capable of realizing effective use of heat of a treated gas and reduction of a heat load applied to a natural environment.
本発明の請求項1に係る発明は、例えば石炭などの化石燃料をボイラなどの燃焼器で燃焼させる際に該燃焼器から排出される排ガスを処理する排ガス処理装置であって、脱硫処理を行う脱硫部と、脱硝触媒により脱硝処理を行う脱硝部と、排ガス処理が成された処理済みガスを大気に放出する煙突と、前記燃焼器に燃焼用空気を送り込む空気押し込み路を備え、前記脱硝部は、前記燃焼器から煙突に至るまでの煙道において前記脱硫部のガス流れ下流側に配置され、前記脱硝部を通過した処理済みガスと、前記空気押し込み路を通過する燃焼用空気との間で熱交換を行って、該処理済みガスの温度を大気放出レベル(環境排出基準に対応する温度、例えば約100℃)まで下げる減温用熱交換器が備えられている構成としたことを特徴としており、この排ガス処理装置の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
The invention according to
また、本発明の請求項2に係る排ガス処理装置は、前記脱硫部を通過した排ガスと、前記燃焼器における450以上500℃以下の排ガスとの間で熱交換を行って、該脱硫部を通過した排ガスの温度を前記脱硝部の触媒運用温度(約200℃)まで高める昇温用熱交換器が備えられている構成としている。
Moreover, the exhaust gas treatment apparatus according to
本発明に係る排ガス処理装置において 燃焼器と脱硫部との間には、通常エアヒータ及び電気集塵器が順次配置され、エアヒータは、空気押し込み路を通過する燃焼用空気を燃焼器から排出される排ガスで予熱し、電気集塵器は、排ガス中の煤塵を除去するものとなっている。 In the exhaust gas treatment apparatus according to the present invention, an ordinary air heater and an electrostatic precipitator are sequentially disposed between the combustor and the desulfurization unit, and the air heater discharges combustion air passing through the air push-in path from the combustor. Preheated with exhaust gas, the electrostatic precipitator removes soot in the exhaust gas.
本発明の請求項1に係る排ガス処理装置では、減温用熱交換器により、空気押し込み路を通過する外部からの空気と、脱硝部を通過した処理済みのガスとの間で熱交換を行って、処理済みのガスの温度を大気放出レベルである100℃程度にまで下げるようにしているので、熱エネルギを有効に利用し得ると共に、自然環境への熱負荷の低減を実現し得ることとなる。
加えて、大気放出レベルの処理済みガスが煙突から排出されるようになるので、この煙突を設計する際の径や材質を決定する条件が緩和されることとなり、例えば、煙突を鋼板製とする場合には、断熱材の塗布量を少なく抑え得る分だけ、断熱コストの低減が図られることとなる。
In the exhaust gas treatment apparatus according to
In addition, since the treated gas at the atmospheric emission level is discharged from the chimney, the conditions for determining the diameter and material when designing the chimney will be relaxed, for example, the chimney is made of steel plate In this case, the heat insulation cost can be reduced by the amount that can reduce the coating amount of the heat insulating material.
また、本発明の請求項2に係る排ガス処理装置では、昇温用熱交換器により、燃焼器における排ガスと、脱硫部を通過した排ガスとの間で熱交換を行うようにしているので、熱エネルギをより一層有効に利用し得ることとなる。
Further, in the exhaust gas treatment apparatus according to
本発明の請求項1に係る排ガス処理装置では、上記した構成としているので、煙突の設計の自由度を広げることができると共に、煙突の断熱コストを低く抑えることが可能であり、加えて、熱の有効利用及び自然環境に与える熱負荷の低減をも実現可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
Since the exhaust gas treatment apparatus according to
また、本発明の請求項2に係る排ガス処理装置では、上記した構成としたから、熱のより一層の有効利用化を実現することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
In addition, since the exhaust gas treatment apparatus according to
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施例による排ガス処理装置を示している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an exhaust gas treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、この排ガス処理装置1は、石炭焚きボイラ(燃焼器)Bの節炭部Baから煙突Pに至るまでの排ガス処理煙道2に、エアヒータ3、電気集塵器4、誘引ファン5、脱硫部6及び脱硝部7を順次配置してなっており、脱硝部7の入口には、排ガスにアンモニアを注入することでNOXを還元して窒素と水蒸気に変換する図示しないアンモニア注入ノズルが配置されている。
As shown in FIG. 1, this exhaust
エアヒータ3は、押込みファン10によって外部から空気押し込み路11に導入した空気を石炭焚きボイラBから排出される排ガスの熱で暖めて石炭焚きボイラBに燃焼用空気として送り込むようになっている。
The
この場合、脱硝部7の排ガス流れ上流側には昇温用熱交換器8が接続され、一方、脱硝部7の排ガス流れ下流側には減温用熱交換器9が接続されている。
脱硝部7の排ガス流れ上流側の昇温用熱交換器8は、石炭焚きボイラBの節炭部Baにおける450以上500℃以下の排ガスの熱で、脱硫部6を通過した約50℃の排ガスの温度を脱硝部7の触媒運用温度である200℃程度にまで高めるようになっている。
In this case, a temperature raising
The temperature raising
一方、脱硝部7の排ガス流れ下流側の減温用熱交換器9は、押込みファン10により導入されて空気押し込み路11を通過する外部からの空気によって、脱硝部7を通過した約200℃の処理済みのガスから熱を回収して、この処理済みガスの温度を大気放出レベルである100℃程度にまで下げるようになっている。
On the other hand, the temperature reducing
この排ガス処理装置1では、電気集塵器4や脱硫部6のガス流れ下流側に脱硝部7を配置することで、すなわち、脱塵及び脱硫がなされたクリーンな排ガスが流れる環境下に脱硝部7を配置することで、高活性タイプの脱硝触媒を計画触媒量及び触媒圧損をいずれも少なく抑えつつ、長期間に亘って使用することができるようにしている。
In this exhaust
ここで、従来の石炭焚きボイラの出口に脱硝部を隣接させて成る排ガス処理装置(高ダスト脱硝システム)と、この実施例による排ガス処理装置1との各計画面及び運用面での比較を表1に示す。この際、従来の排ガス処理装置における高ダスト耐摩耗タイプの脱硝触媒を採用した脱硝部の設計仕様や、エアヒータの閉塞環境や、電気集塵器などの他の機器の腐食環境をベースとして比較した。
Here, a comparison in terms of planning and operation of an exhaust gas treatment apparatus (high dust denitration system) in which a denitration unit is adjacent to an outlet of a conventional coal-fired boiler and an exhaust
上記したように、脱硫部6の下流側に脱硝部7を配置したこの実施例による排ガス処理装置1では、従来の排ガス処理装置と比較して、高活性タイプの脱硝触媒を計画触媒量及び触媒圧損をいずれも少なく抑えながら、脱硝触媒の長寿命化を実現できるといった計画面での利点がある。
また、この実施例による排ガス処理装置1では、従来の排ガス処理装置と比較して、触媒性能低下時にNH3が無くなることで酸性硫安によるエアヒータ3の閉塞環境が軽減される運用面の利点や、脱硝部7で生じるSO3による腐食環境が軽減される運用面の利点がある。
As described above, in the exhaust
In addition, in the exhaust
このような構成の排ガス処理装置1では、まず、石炭焚きボイラBで生じる高温の排ガスの熱をエアヒータ3である程度回収した後、排ガス中に含まれる煤塵を電気集塵器4で除去し、続いて煤塵が除去された排ガスを誘引ファン5によって脱硫部6に導いてSO2を除去する。
In the exhaust
次いで、昇温用熱交換器8により、脱硫部6を通過した約50℃の排ガスの温度を石炭焚きボイラBの節炭部Baにおける450以上500℃以下の排ガスの熱で、触媒運用温度である200℃程度にまで高めた後、脱硝部7の入口で図示しないアンモニア注入ノズルからNH3を噴射して、排ガス中に含まれるNOX(窒素酸化物)を脱硝部7において窒素と水蒸気に分解させることでこのNOXを除去する。
Next, the temperature of the exhaust gas having a temperature of about 50 ° C. that has passed through the
このように脱硝部7を通過することでNOXが除去された処理済みガスは、触媒運用温度である200℃程度にまで上昇しているので、減温用熱交換器9によって、空気押し込み路11を通過する燃焼用空気との間で熱交換を行い、すなわち、押込みファン10により導入した外部空気で処理済みガスの熱を回収して、処理済みガスの温度を大気放出レベルである約100℃にまで下げた後、煙突Pから大気中に放出する。
Since the treated gas from which NO X has been removed by passing through the
上記したように、この実施例に係る排ガス処理装置1では、昇温用熱交換器8によって、石炭焚きボイラBの節炭部Baにおける排ガスと、脱硫部6を通過した排ガスとの間で熱交換を行うようにしているうえ、減温用熱交換器9により、空気押し込み路11を通過する外部からの空気と、脱硝部7を通過した処理済みのガスとの間でも熱交換を行うようにしているので、熱エネルギを有効に利用し得ることとなる。
As described above, in the exhaust
また、この実施例に係る排ガス処理装置1では、減温用熱交換器9によって、脱硝部7を通過した処理済みのガスの温度を大気放出レベルである100℃程度にまで下げるようにしているので、自然環境への熱負荷の低減を実現し得るうえ、煙突を設計する際の径や材質を決定する条件が緩和されることとなり、例えば、煙突を鋼板製とする場合には、断熱材の塗布量を少なく抑え得ることとなって、その分だけ、断熱コストの低減が図られることとなる。
Further, in the exhaust
上記した実施例では、石炭焚きボイラBの節炭部Baと脱硫部6出口との間に昇温用熱交換器8を配置することによって、脱硫部6を通過した排ガスの温度を石炭焚きボイラBからの排ガスの熱を用いて、触媒運用温度である200℃程度にまで高める場合を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、脱硫部6を通過した排ガスの温度をアフターバーナで高めるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the temperature of the exhaust gas that has passed through the
また、本発明に係る排ガス処理装置の構成は、上記した実施例の構成に限定されるものではない。 The configuration of the exhaust gas treatment apparatus according to the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment.
1 排ガス処理装置
2 煙道
6 脱硫部
7 脱硝部
8 昇温用熱交換器
9 減温用熱交換器
11 空気押し込み路
B 石炭焚きボイラ(燃焼器)
P 煙突
DESCRIPTION OF
P Chimney
Claims (2)
脱硫処理を行う脱硫部と、
脱硝触媒により脱硝処理を行う脱硝部と、
排ガス処理が成された処理済みガスを大気に放出する煙突と、
前記燃焼器に燃焼用空気を送り込む空気押し込み路を備え、
前記脱硝部は、前記燃焼器から煙突に至るまでの煙道において前記脱硫部のガス流れ下流側に配置され、
前記脱硝部を通過した処理済みガスと、前記空気押し込み路を通過する燃焼用空気との間で熱交換を行って、該処理済みガスの温度を大気放出レベルまで下げる減温用熱交換器が備えられている
ことを特徴とする排ガス処理装置。 An exhaust gas treatment device for treating exhaust gas discharged from a combustor when fossil fuel is combusted in the combustor,
A desulfurization section for performing desulfurization treatment;
A denitration unit that performs denitration treatment with a denitration catalyst;
A chimney that discharges the treated gas that has been subjected to exhaust gas treatment to the atmosphere;
An air pushing path for sending combustion air to the combustor;
The denitration part is arranged on the gas flow downstream side of the desulfurization part in the flue from the combustor to the chimney,
A heat exchanger for temperature reduction that performs heat exchange between the treated gas that has passed through the denitration unit and the combustion air that has passed through the air push-in path to lower the temperature of the treated gas to an atmospheric discharge level; An exhaust gas treatment apparatus characterized by being provided.
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- 2009-12-15 JP JP2009284074A patent/JP2011125766A/en active Pending
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