JP2014121685A - Exhaust gas treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発電用ボイラの排ガス中に含まれる煤塵、硫黄酸化物及び重金属を除去する排ガス処理装置に係わり、特に硫黄酸化物を吸収する脱硫液として海水を利用する湿式脱硫装置を備えた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 device that removes dust, sulfur oxides, and heavy metals contained in the exhaust gas of a power generation boiler, and particularly, an exhaust gas equipped with a wet desulfurization device that uses seawater as a desulfurization liquid that absorbs sulfur oxides. The present invention relates to a processing apparatus.
火力発電所における排ガス処理装置として、海外の沿岸部、特に東南アジアなどでは海水を利用した湿式脱硫装置を使用する場合がある。排ガス中の硫黄酸化物の吸収液に海水を使用して、硫黄酸化物を吸収後の海水を曝気した後、海洋に放流する海水脱硫方式により、設備にかかるコストを低減できる。 As an exhaust gas treatment device in a thermal power plant, a wet desulfurization device using seawater is sometimes used in coastal areas overseas, particularly in Southeast Asia. The cost of equipment can be reduced by a seawater desulfurization method in which seawater is used as an absorbing solution for sulfur oxide in exhaust gas, the seawater after absorbing sulfur oxide is aerated, and then discharged into the ocean.
図8には、海水を利用した湿式脱硫装置を備えた排ガス処理装置の一例を示す。この例では燃料として石炭を使用しているが、硫黄(S)含有量の多い重油などでも同様な構成となる。 FIG. 8 shows an example of an exhaust gas treatment device provided with a wet desulfurization device using seawater. In this example, coal is used as the fuel, but the same configuration can be obtained with heavy oil having a high sulfur (S) content.
ボイラ1に石炭及び燃焼用空気を石炭供給ライン21及び燃焼用空気供給ライン36からそれぞれ供給し、石炭を燃焼する。そして、石炭の燃焼反応によって発生した熱により、ボイラ熱交換器11で高圧蒸気を作り、この高圧蒸気により図示しないタービンを回転させて、タービンと連結した発電機により発電する。
Coal and combustion air are supplied to the
一方、ボイラ1から排出される燃焼排ガスは、エアヒータ(A/H)3で燃焼用空気と熱交換した後、集塵機4で大部分の煤塵が除去される。集塵機4としては、濾布を使用したバグフィルタや、排ガス流路内に電極を設置した電気式集塵機などがある。バグフィルタは、設備にかかるコストは安価であるが、排ガスの圧力損失が大きい、濾布を定期的に交換する必要がある等の問題がある。したがって、排ガスの圧力損失が小さく、比較的メンテナンスが容易な電気式集塵機が広く使用されている。一般的に集塵機4内部の排ガス温度は160〜200℃である。
On the other hand, the combustion exhaust gas discharged from the
そして、集塵機4を出た排ガスは湿式脱硫装置5に供給されて、排ガス中の硫黄酸化物(主にSO2)が除去された後、煙突2から放出される。
湿式脱硫装置5では、海水供給ライン25に設けた海水供給用ポンプ26により海水が昇圧されて脱硫液ノズル配管48から脱硫吸収塔6内部に設置した脱硫液スプレノズル27へ供給される。そして、脱硫液スプレノズル27から脱硫吸収塔6内の排ガス中に脱硫液(硫黄酸化物の吸収液)が噴霧される。
Then, the exhaust gas exiting the
In the
脱硫吸収塔6内に噴霧された海水は排ガス中のSO2を吸収し、脱硫吸収塔6下部の脱硫液タンク28で捕集され、排水ライン29から希釈ピット32に送られて、希釈用海水ライン50から供給される海水により希釈された後、酸化ピット30に送られる。酸化ピット30では、酸化用空気供給ライン31から酸化用空気が吹き込まれ、SO2の吸収によって生じた亜硫酸が酸化処理された後、海洋に廃棄される。このような方式では、脱硫液の水処理が簡単であり、湿式脱硫装置のコストを低く抑えることができるという利点がある。
The seawater sprayed in the
海水を硫黄酸化物の吸収液に利用した技術として、下記特許文献1〜3がある。
特許文献1には、硫黄酸化物を吸収した海水の排液に、新たに海水を混合してpHを5.7〜6.5に調整した後、2mm以上の口径の空気管から噴出する空気により曝気して亜硫酸の酸化を促進し、CODやDOの要求値を満たす構成が開示されている。
There are the following
特許文献2には、浄化装置の排ガス流路の上流側に設置した増湿冷却装置に海水を供給して排ガスを増湿冷却する際に、排ガスと接触海水との液ガス比を1.5以上とすることで排ガスの水分を保持させて冷却効率を良好とし、排ガスに陽圧作用を付与する構成が開示されている。
In
特許文献3には、湿式脱硫装置の排ガス流路の上流側で海水などの吸収液を排ガスに噴霧して排ガスの冷却、除塵を行い、下流側の湿式脱硫装置に設置した多孔充填物層によって排ガスの脱硫を効率的に行う構成が開示されている。
In
図8に示す湿式脱硫装置では、装置に供給される排ガス中に煤塵が含まれている場合に煤塵も脱硫液で捕集されることになり、煤塵も海洋に廃棄されてしまうという問題がある。特に、使用する石炭によっては排ガス中に水銀などの重金属が含まれる場合があり、これらの重金属が脱硫液に捕集されて海洋に廃棄されることも考えられる。 The wet desulfurization apparatus shown in FIG. 8 has a problem that when the exhaust gas supplied to the apparatus contains soot, the soot is also collected by the desulfurization liquid, and the soot is also discarded in the ocean. . In particular, depending on the coal used, heavy metals such as mercury may be contained in the exhaust gas, and it is conceivable that these heavy metals are collected in the desulfurization solution and discarded into the ocean.
特許文献1に記載の構成によれば、曝気用の空気管の口径を工夫することで亜硫酸の酸化を促進することはできるが、上記の様な重金属の問題が残る。
また、特許文献2に記載の構成によれば、増湿冷却装置を設け、排ガスと接触海水との液ガス比を1.5以上とすることで冷却効率を良くしているが、液ガス比を大きくすると排ガスへの噴霧水量が多くなって送液用のポンプの動力が増大するため、コストもかかり有効な方法とは言えない。そして、増湿冷却装置で重金属が十分に除去されるのかどうかという問題も残り、特許文献3に記載の構成によっても重金属の除去については同様のことが言える。なるべく、送液用のポンプの動力や排ガスの圧力損失を抑えながら、コストをかけずに効率良く重金属等を含む煤塵を除去できることが好ましい。
According to the configuration described in
Further, according to the configuration described in
本発明の課題は、上述のような従来技術の問題に対して、ボイラなどの燃焼装置から発生する排ガスに噴霧する海水量の低減を図り、重金属等を含む煤塵を効率良く除去できる排ガス処理装置を提供することである。 An object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, by reducing the amount of seawater sprayed on exhaust gas generated from a combustion apparatus such as a boiler, and efficiently removing dust containing heavy metals and the like. Is to provide.
上記課題は、脱硫吸収塔の入口に対面する位置に隔壁を設けて、脱硫吸収塔の内部に流路を狭めた入口側排ガス流路を形成し、脱硫吸収塔内部の排ガス流速よりも流速を高めた排ガスに除塵スプレノズルから海水を噴霧することで達成される。 The above-mentioned problem is that a partition wall is provided at a position facing the inlet of the desulfurization absorption tower to form an inlet side exhaust gas flow path with a narrowed flow path inside the desulfurization absorption tower, and the flow rate is higher than the exhaust gas flow rate inside the desulfurization absorption tower. This is achieved by spraying seawater from the dust removal spray nozzle onto the raised exhaust gas.
具体的に本発明の課題は、次の手段により解決することができる。
請求項1記載の発明は、ボイラを含む燃焼装置から発生する排ガスを導入する入口と、該入口の上方に設けられ、入口から導入される排ガスに海水を噴霧して排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去する脱硫スプレノズルとを備えた脱硫吸収塔を設けた排ガス処理装置において、脱硫吸収塔の内部を仕切る隔壁を前記入口と対面する位置に設けて、該隔壁と入口側の塔壁とにより入口側排ガス流路を形成し、該入口側排ガス流路に、排ガスに海水を噴霧して排ガス中の硫黄酸化物及び煤塵を吸収除去する除塵スプレノズルを設けた排ガス処理装置である。
Specifically, the problems of the present invention can be solved by the following means.
The invention described in
請求項2記載の発明は、前記隔壁と入口側の塔壁とにより排ガス流速が15m/s以上25m/s以下となる入口側排ガス流路を形成した請求項1記載の排ガス処理装置である。
The invention according to
請求項3記載の発明は、前記脱硫スプレノズルの下方で、且つ入口側ガス流路の上方に、脱硫スプレノズルから噴霧される吸収液が入口側ガス流路外の脱硫吸収塔内に案内されるガイド部材を設けた請求項1又は請求項2に記載の排ガス処理装置である。
According to a third aspect of the present invention, the guide in which the absorbing liquid sprayed from the desulfurization spray nozzle is guided into the desulfurization absorption tower outside the inlet side gas flow path below the desulfurization spray nozzle and above the inlet side gas flow path. It is an exhaust gas processing apparatus of
請求項4記載の発明は、前記脱硫スプレノズルの下方で、且つ入口側ガス流路の上方に、脱硫スプレノズルから噴霧した海水を捕集する受け部材を設け、該受け部材により捕集した海水を酸化及び希釈処理する排水処理装置を設けた請求項1又は請求項2に記載の排ガス処理装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, a receiving member for collecting seawater sprayed from the desulfurizing spray nozzle is provided below the desulfurizing spray nozzle and above the inlet-side gas flow path, and the seawater collected by the receiving member is oxidized. The exhaust gas treatment apparatus according to
請求項5記載の発明は、前記入口側排ガス流路の下部に除塵スプレノズルから噴霧した海水を貯留するタンクを設け、該タンク内の海水を除塵スプレノズルに循環、供給する循環供給装置を設けた請求項1又は請求項2に記載の排ガス処理装置である。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a tank for storing seawater sprayed from a dust removal spray nozzle at a lower portion of the inlet side exhaust gas flow path, and a circulation supply device for circulating and supplying seawater in the tank to the dust removal spray nozzle. The exhaust gas treatment apparatus according to
請求項6記載の発明は、前記脱硫スプレノズルの下方で、且つ除塵スプレノズルの上方に、該除塵スプレノズルを洗浄する海水を噴霧する洗浄スプレノズルを設けた請求項1又は請求項2に記載の排ガス処理装置である。
(作用)
図4には、ダクト中にスプレノズルを設置し、ガス流速、噴霧液量を変化させ、排ガス中の煤塵除去率を測定した一例を示す。測定方法として、常温の空気に石炭燃焼灰を添加して模擬ガスとし、この模擬ガスにスプレノズルより水(淡水)を噴霧した。淡水は海水に比べて入手しやすく、除塵に対する効果も大差がないことから使用した。そして、ダクト下部において捕集した噴霧液中の石炭燃焼灰量を測定し、煤塵除去率を算出した。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the exhaust gas treatment apparatus according to the first or second aspect, wherein a cleaning spray nozzle for spraying seawater for cleaning the dust removal spray nozzle is provided below the desulfurization spray nozzle and above the dust removal spray nozzle. It is.
(Function)
FIG. 4 shows an example in which a spray nozzle is installed in the duct, the gas flow rate and the amount of spray liquid are changed, and the dust removal rate in the exhaust gas is measured. As a measuring method, coal combustion ash was added to room temperature air to make a simulated gas, and water (fresh water) was sprayed from the spray nozzle to the simulated gas. Fresh water was used because it was easier to obtain than seawater and there was no significant difference in dust removal. And the amount of coal combustion ash in the spray liquid collected in the lower part of a duct was measured, and the dust removal rate was computed.
湿式脱硫装置の排ガス流路上流側の集塵装置の性能にもよるが、一般的に海洋への影響を考慮すると、煤塵除去率を90%以上とすることが望ましい。そこで、図4には煤塵除去率90%を達成するための噴霧水量(L)と排ガス量(G)の比(液ガス比)L/G(L/m3N)と排ガス流速との関係を示している。なお、所定の煤塵除去率が得られた常温の模擬ガスの流速は脱硫装置の入口ガス温度(90〜110℃程度)においても同じ流速であれば所定の煤塵除去率が得られる。すなわち、L/Gは標準状態(0℃、1気圧)における模擬ガスの体積に対する噴霧量を示していることから、温度が異なる実際の排ガス量あたりの噴霧量として評価することができる。 Although depending on the performance of the dust collector on the upstream side of the exhaust gas flow path of the wet desulfurization apparatus, it is generally desirable to set the dust removal rate to 90% or more in consideration of the influence on the ocean. Therefore, FIG. 4 shows the relationship between the ratio of spray water (L) and exhaust gas (G) (liquid / gas ratio) L / G (L / m 3 N) and exhaust gas flow rate to achieve a soot removal rate of 90%. Is shown. In addition, if the flow rate of the simulated gas at normal temperature at which a predetermined dust removal rate is obtained is the same flow rate even at the inlet gas temperature (about 90 to 110 ° C.) of the desulfurizer, a predetermined dust removal rate is obtained. That is, since L / G indicates the spray amount with respect to the volume of the simulated gas in the standard state (0 ° C., 1 atm), it can be evaluated as the spray amount per actual exhaust gas amount at different temperatures.
そして、この図から、排ガス流速を速めることで噴霧する海水量を低減できることが分かる。しかし、排ガスの圧力損失は、排ガス流速の二乗に比例して増加するため、排ガス流速を高めると排ガスの圧力損失は急激に増加する。一般的にダクトの排ガス流速は10m/s程度であり、圧力損失の増加割合を約5倍以下とするためにはガス流速を25m/s以下とすることが望ましい。また、排ガスへの噴霧水量が多くなると送液用のポンプの動力が増大するため、L/Gは6以下、すなわち排ガス流速を15m/s以上とすることが望ましい。 From this figure, it can be seen that the amount of seawater sprayed can be reduced by increasing the exhaust gas flow velocity. However, since the pressure loss of exhaust gas increases in proportion to the square of the exhaust gas flow velocity, the exhaust gas pressure loss increases rapidly when the exhaust gas flow velocity is increased. In general, the exhaust gas flow rate in the duct is about 10 m / s, and it is desirable that the gas flow rate be 25 m / s or less in order to reduce the increase rate of pressure loss by about 5 times or less. Moreover, since the power of the pump for liquid feeding increases when the amount of spray water to the exhaust gas increases, it is desirable that L / G is 6 or less, that is, the exhaust gas flow rate is 15 m / s or more.
したがって、脱硫吸収塔の入口に排ガス流路を狭めるための隔壁を設置してガス流速を高め、適切な速度にすることで、重金属等を含む煤塵を効率良く除去できる。
請求項1記載の発明によれば、脱硫吸収塔に導入された排ガスは隔壁によって脱硫吸収塔内部の流路よりも狭い入口側排ガス流路を流れることで、速い流速を保つため、噴霧する海水量を低減できると共に、煤塵を効率良く除去できる。そして、脱硫吸収塔内に隔壁を設けるという簡易な構成で除塵用の排ガス流路を形成でき、脱硫吸収塔とは別に除塵用の装置を設ける必要もない。
Therefore, by installing a partition wall for narrowing the exhaust gas flow path at the inlet of the desulfurization absorption tower to increase the gas flow rate to an appropriate speed, dust containing heavy metals can be efficiently removed.
According to the first aspect of the present invention, the exhaust gas introduced into the desulfurization absorption tower flows through the inlet side exhaust gas flow path narrower than the flow path inside the desulfurization absorption tower by the partition wall, so that the seawater to be sprayed is maintained in order to maintain a high flow rate. The amount can be reduced and dust can be efficiently removed. The dust exhaust gas flow path can be formed with a simple configuration in which a partition wall is provided in the desulfurization absorption tower, and it is not necessary to provide a dust removal apparatus separately from the desulfurization absorption tower.
請求項2記載の発明によれば、上記請求項1記載の発明の作用に加えて、脱硫吸収塔内に設ける隔壁の位置や形を工夫することで、排ガス流速が15m/s以上25m/s以下となる入口側排ガス流路を形成できる。入口側排ガス流路の排ガス流速を適切な速度にすることで、排ガスの圧力損失を抑えながら噴霧水量の増大を防止できる。
According to the invention described in
請求項3記載の発明によれば、上記請求項1又は請求項2に記載の発明の作用に加えて、脱硫スプレノズルから噴霧される吸収液はガイド部材によって入口側ガス流路には案内されないため、入口側ガス流路で除塵用に使用する噴霧水が、脱硫スプレノズルから噴霧される吸収液によって希釈されることを防止できる。すなわち、除塵用の噴霧水は入口側ガス流路で捕集し、煤塵等を除去するために排水処理をするが、この排水処理量を低減することが可能となる。
According to the invention described in
請求項4記載の発明によれば、上記請求項1又は請求項2に記載の発明の作用に加えて、脱硫スプレノズルから噴霧される吸収液を受け部材によって捕集し、酸化及び希釈処理することで、硫黄酸化物を吸収した吸収液中の亜硫酸を酸化処理できるため、使用した海水を再び海洋に戻すことができる。そして、本構成により、入口側ガス流路に脱硫スプレノズルから噴霧される吸収液が流入することを防止できると共に、脱硫スプレノズルから噴霧される吸収液が脱硫吸収塔下部のタンクに降下しなくなるため、タンク全体を除塵用の吸収液タンクとしても利用でき、タンクの高さを低くすること、引いては脱硫吸収塔の高さの低減が可能となる。
According to the invention described in
請求項5記載の発明によれば、上記請求項1又は請求項2に記載の発明の作用に加えて、入口側排ガス流路の下部のタンク内に溜まった海水を除塵スプレノズルに循環、供給することで、除塵用の海水を再利用できる。
According to the invention described in
そして、入口側排ガス流路に設けた除塵スプレノズルには、脱硫吸収塔に導入された排ガスが最初に接触するために、排ガス中の煤塵が付着しやすく、また海水と排ガスとの接触によって生じる塩化合物も付着しやすい。 And, since the exhaust gas introduced into the desulfurization absorption tower first comes into contact with the dust removal spray nozzle provided in the inlet side exhaust gas flow path, the dust in the exhaust gas is likely to adhere to the dust removal spray nozzle, and the salt generated by the contact between the seawater and the exhaust gas. Compounds are also likely to adhere.
そこで、請求項6記載の発明によれば、上記請求項1又は請求項2に記載の発明の作用に加えて、除塵スプレノズルの洗浄スプレノズルを設けることで、除塵スプレノズルに付着する煤塵や塩化合物を洗い流すことができる。
Therefore, according to the invention described in
本発明によれば、排ガスの流速を比較的速めた入口側排ガス流路に除塵スプレノズルを設けることで、排ガス中の煤塵や重金属を予め除去することができる。したがって、排ガス流路の下流側の脱硫スプレノズルからの噴霧液に煤塵や重金属がほとんど混入することがなくなる。また、排ガス流速が比較的速いことから除塵スプレノズルからの噴霧量を少なくすることができ、送液用のポンプの動力消費量も最小限に抑えられる。 According to the present invention, dust and heavy metals in the exhaust gas can be removed in advance by providing the dust removal spray nozzle in the inlet side exhaust gas flow path in which the flow rate of the exhaust gas is relatively increased. Therefore, dust and heavy metals are hardly mixed in the spray liquid from the desulfurization spray nozzle on the downstream side of the exhaust gas passage. Further, since the exhaust gas flow rate is relatively fast, the amount of spray from the dust removal spray nozzle can be reduced, and the power consumption of the pump for feeding liquid can be minimized.
請求項1記載の発明によれば、入口側排ガス流路で速い流速を保った排ガスに海水を噴霧することで、噴霧する海水量を低減できると共に、煤塵を効率良く除去できる。また、脱硫吸収塔内に隔壁を設けるという簡易な構成で足りるため、脱硫吸収塔とは別に除塵用の装置を設ける必要もなく経済的である。 According to the first aspect of the present invention, by spraying seawater on the exhaust gas that maintains a high flow rate in the inlet side exhaust gas passage, the amount of seawater to be sprayed can be reduced and dust can be efficiently removed. Further, since a simple configuration of providing a partition wall in the desulfurization absorption tower is sufficient, it is economical because it is not necessary to provide an apparatus for dust removal separately from the desulfurization absorption tower.
請求項2記載の発明によれば、上記請求項1記載の発明の効果に加えて、排ガスの圧力損失を抑えながら噴霧水量の増大を防止できる。
請求項3記載の発明によれば、上記請求項1又は請求項2に記載の発明の効果に加えて、ガイド部材によって脱硫スプレノズルから噴霧される吸収液が入口側ガス流路には案内されないため、除塵用の噴霧水が脱硫スプレノズルからの噴霧水によって希釈されることを防止でき、除塵用の噴霧水の排水処理量を低減できる。
According to the second aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, an increase in the amount of spray water can be prevented while suppressing the pressure loss of the exhaust gas.
According to the invention described in
請求項4記載の発明によれば、上記請求項1又は請求項2に記載の発明の効果に加えて、脱硫スプレノズルから噴霧した吸収液を受け部材によって捕集し、この捕集液を直接酸化、希釈処理することで、脱硫吸収塔下部に吸収液を貯留するスペースをとらなくても良いため、脱硫吸収塔の高さを低減できる。
According to the invention described in
請求項5記載の発明によれば、上記請求項1又は請求項2に記載の発明の効果に加えて、除塵用の海水を再利用できるため、経済的であり、環境にも優しい。
請求項6記載の発明によれば、上記請求項1又は請求項2に記載の発明の効果に加えて、除塵スプレノズルには煤塵や塩化合物が付着しやすいが、これらの付着物を洗浄スプレノズルにより容易に洗い流すことができる。
According to the invention described in
According to the invention described in
以下に、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
図1には、実施例1の排ガス処理装置の全体構成図を示す。
この排ガス処理装置は主にボイラ1の排ガスダクトの上流側から下流側にかけて、ボイラ1から発生する排ガスの温度を下げるためのエアヒータ(A/H)3、A/H3から排出される排ガス中の灰(フライアッシュ)を含む煤塵等を除去するための集塵機4、集塵機4の出口排ガス中の硫黄酸化物を処理するための湿式脱硫装置5、湿式脱硫装置5の出口排ガスを大気中に排出する煙突2等が順次配置されており、図8の排ガス処理装置と同様の構成については同じ部材番号を付して、その説明は省略する。
In FIG. 1, the whole block diagram of the waste gas processing apparatus of Example 1 is shown.
This exhaust gas treatment device mainly includes an air heater (A / H) 3 for lowering the temperature of exhaust gas generated from the
湿式脱硫装置5では、脱硫吸収塔6の上部に、海水を噴霧する脱硫液スプレノズル27を設置し、脱硫吸収塔6の下部に隔壁41を設置して入口側ガス流路7を形成し、この入口側ガス流路7に、海水を噴霧して排ガス中の硫黄酸化物及び煤塵を吸収除去する除塵スプレノズル42を設置している。更に、除塵スプレノズル42の上段には除塵スプレノズル42の洗浄用スプレノズル43を設置している。
In the
図2には、図1の隔壁41部分の平面図を示す。また、図3には図2の他の例を示す。これらの図では、洗浄用スプレノズル43と除塵スプレノズル42が平面視で重複した位置に配置されているが、重複していなくても構わない。
FIG. 2 is a plan view of the partition wall 41 portion of FIG. FIG. 3 shows another example of FIG. In these figures, the cleaning
図4に示すように、煤塵除去率を90%以上とするための噴霧水量(L)と排ガス量(G)の比(液ガス比)L/G(L/m3N)と排ガス流速との関係から、排ガス流速を速めることで除塵スプレノズル42から噴霧する海水量を低減できることが分かる。脱硫吸収塔6の下部に隔壁41を設置して、入口側の排ガス流路を狭めることで脱硫吸収塔6に導入される排ガスの速度を高めることができる。そして速い流速を保った排ガスに除塵スプレノズル42から海水を噴霧することで、噴霧する海水量を低減できると共に、煤塵を効率良く除去できる。また、脱硫吸収塔6内に隔壁41を設けるという簡素な構成で入口側ガス流路7を形成でき、脱硫吸収塔6とは別に除塵用の装置を設ける必要もないため、経済的である。
As shown in FIG. 4, the ratio of spray water (L) to exhaust gas (G) (liquid / gas ratio) L / G (L / m 3 N) and exhaust gas flow rate for setting the dust removal rate to 90% or more From this relationship, it can be seen that the amount of seawater sprayed from the dust
しかし、排ガスの流速を速めると排ガスの圧力損失が大きくなること、一方で排ガスへの噴霧水量を多くすると送液用のポンプの動力が増大することなどを考慮すると排ガス流速を15m/s以上25m/s以下とすることが望ましい。 However, considering that the exhaust gas pressure loss increases when the exhaust gas flow rate is increased, and that the power of the pump for feeding liquid increases when the amount of spray water to the exhaust gas is increased, the exhaust gas flow rate is 15 m / s to 25 m. / S or less is desirable.
したがって、隔壁41は入口側排ガス流路7内の排ガス流速が15m/s以上25m/s以下となる位置に設けることで、排ガスの圧力損失を抑えながら噴霧水量の増大を防止できる。また、隔壁41の形状を工夫することでも可能である。本実施例では、隔壁41と入口6a側の塔壁とにより形成する入口側ガス流路7の平均ガス流速が20m/sとなる位置に隔壁41を設置した。隔壁41は図2に示すように平面視で直線状としても良く、図3に示すように曲線状(円弧状など)としても良い。
Therefore, by providing the partition wall 41 at a position where the exhaust gas flow velocity in the inlet side exhaust
図3のように脱硫吸収塔6の入口6a側の塔壁からの距離を一定とした隔壁41を設置することで、除塵スプレノズル42を均一に配置することが可能となり、除塵効率を高める効果がある。
As shown in FIG. 3, by installing the partition wall 41 having a constant distance from the tower wall on the inlet 6a side of the
そして、隔壁41を平面視で直線状に設置する場合は、除塵スプレノズル42も同様に直線状に配置し、隔壁41を平面視で円弧状に設置する場合は、除塵スプレノズル42も同様に円弧状に配置することで、入口側排ガス流路7内に満遍なく海水を噴霧できる。
When the partition wall 41 is installed in a straight line in a plan view, the dust
また、脱硫吸収塔6の下部には、脱硫液タンク28を隔壁41によって仕切ることで除塵用吸収液タンク44が形成されている。除塵スプレノズル42から噴霧された海水(以下、除塵用吸収液と言う)は除塵用吸収液タンク44内に貯留され、除塵用吸収液循環配管52に設置された除塵用吸収液循環ポンプ45により除塵スプレノズル42に循環、供給される。
Further, a
除塵用吸収液は、集塵機4から排出された160〜200℃の排ガスと接触するため、除塵用吸収液の一部が気化することとなる。そして、この蒸発により、除塵用吸収液の水分量が減少するため、除塵用吸収液の中に含まれる塩化合物や煤塵が入口ダクト9や脱硫吸収塔6の内壁や除塵スプレノズル42等に付着してしまう。
Since the absorbent for dust removal comes into contact with the exhaust gas at 160 to 200 ° C. discharged from the
したがって、除塵スプレノズル42の上段に洗浄用スプレノズル43を設置して、海水供給用ポンプ26により汲み上げた海水の一部を噴霧する。この洗浄用スプレノズル43の設置により、塩分濃度が低く、煤塵を含まない海水(原水)を除塵スプレノズル42に噴霧することで、除塵スプレノズル42等への塩化合物や煤塵の付着を大幅に低減できる。また、洗浄用スプレノズル43から供給する海水により、先の蒸発した水分量を補給することもできる。
Accordingly, the cleaning
更に、除塵用吸収液タンク44内の海水の一部は排水用配管46により抜き出され、沈殿除去装置47で排水中の煤塵及び重金属が沈殿、除去後、希釈ピット32で希釈されて、酸化ピット30に送られる。排水用配管46からの抜き出し量は除塵用吸収液タンク44内の塩分濃度又はpH、あるいは煤塵濃度が所定値以下となるように決定すると良い。これらの値は、使用する脱硫吸収塔6や隔壁41などの材質によって変化する。
Further, a part of the seawater in the dust removal absorbing
除塵用吸収液は循環使用することにより徐々に濃縮されるが、海水の塩分濃度が高くなると塩が析出してしまうため、塩が析出しないような濃度になるように排水用配管46から抜き出される。また、除塵用吸収液によって排ガス中の硫黄酸化物も吸収されるため、除塵用吸収液のpHが低下しないように、例えばpHが4〜5程度以下にならないように、抜き出し量を調整する。そして、抜き出された海水量に応じて、未使用の海水が海水供給ライン25に設けた海水供給用ポンプ26により昇圧されて除塵吸収液補給配管49から供給される。
Absorbing liquid for dust removal is gradually concentrated by recirculation, but salt is precipitated when the salinity of seawater is high. Therefore, it is withdrawn from the
図1の排ガス処理装置による排ガス処理は以下の様に行われる。
ボイラ1に石炭及び燃焼用空気を石炭供給ライン21及び燃焼用空気供給ライン36からそれぞれ供給し、石炭を燃焼する。そして、石炭の燃焼反応によって発生した熱により、ボイラ熱交換器11で高圧蒸気を作り、この高圧蒸気により図示しないタービンを回転させて、タービンと連結した発電機により発電する。
The exhaust gas treatment by the exhaust gas treatment apparatus of FIG. 1 is performed as follows.
Coal and combustion air are supplied to the
一方、ボイラ1から排出される燃焼排ガスは、A/H3で燃焼用空気と熱交換した後、排ガス温度が160〜200℃となり、集塵機4で大部分の煤塵が除去される。そして、集塵機4を出た排ガスは湿式脱硫装置5に供給されて、排ガス中の硫黄酸化物(主にSO2)が除去された後、煙突2から放出される。
On the other hand, the combustion exhaust gas discharged from the
湿式脱硫装置5では、隔壁41で狭められた入口側排ガス流路7から脱硫吸収塔6内に排ガスが供給され、入口側排ガス流路7内で、除塵スプレノズル42から噴霧された除塵用吸収液により排ガス中の煤塵及び重金属が吸収、除去される。煤塵等が除去された排ガスは、入口側排ガス流路7を通り抜けて、脱硫吸収塔6の上部の脱硫液スプレノズル27から噴霧される海水(脱硫液)により排ガス中の硫黄酸化物が吸収、除去される。
In the
除塵スプレノズル42から噴霧された除塵用吸収液は、脱硫吸収塔6の下部の除塵用吸収液タンク44に集められ、除塵用吸収液循環ポンプ45により除塵用吸収液循環配管52から、再び除塵スプレノズル42に供給される。除塵用吸収液タンク44には、蒸発した水分量を補給するための海水が除塵吸収液補給配管49から供給される。
The dust removing absorbent sprayed from the dust removing
また、除塵用吸収液タンク44内の除塵用吸収液の一部は排水用配管46から排出されて、沈殿除去装置47で排水中の煤塵及び重金属が沈殿、除去された後、脱硫液の排水と混合されて希釈ピット32で希釈、酸化ピット30で酸化処理された後、排ガス処理装置の系外(海洋)に廃棄される。これら沈殿除去装置47、希釈ピット32、酸化ピット30などにより排水処理装置を構成しており、排ガス中の煤塵や重金属が海洋に廃棄されることを防止できる。
Further, a part of the dust removing absorbent in the dust removing
なお、入口側排ガス流路7には脱硫液スプレノズル27からの脱硫液が流入することで、除塵用吸収液が希釈され、沈殿除去装置47における処理量が増加する場合がある。ただし、排ガス温度が高く、除塵用吸収液の蒸発水量が多い場合は、脱硫液によって水分の補給ができる。
In addition, when the desulfurization liquid from the desulfurization
そして、本実施例によれば、脱硫吸収塔6内に隔壁41と除塵スプレノズル42を設置するという簡素な構成で足りるため、排ガス処理装置の構造が簡略化でき、経済的である。
And according to the present Example, since the simple structure which installs the partition wall 41 and the dust
図5には、実施例2の排ガス処理装置の全体構成図を示す。
この排ガス処理装置は、図1の排ガス処理装置とは除塵スプレノズル42の上方にガイド51を設置した点で異なるが、それ以外の構成は同様であるため、同じ番号の部材の説明は省略する。なお、図示例では、ガイド51として平板状の板を階段状に三枚並べた例を示しているが、それより多くても少なくても良い。また、階段状としなくても、排ガスが通り抜ける隙間を設けて、例えば側面視で直線状や曲線状に配置しても良い。
In FIG. 5, the whole block diagram of the waste gas processing apparatus of Example 2 is shown.
This exhaust gas treatment device is different from the exhaust gas treatment device of FIG. 1 in that a
ガイド51を脱硫液スプレノズル27の下方で、且つ入口側ガス流路7の上方に設けることで、脱硫液スプレノズル27から噴霧される吸収液の一部がガイド51に衝突した後、入口側ガス流路7外の脱硫吸収塔6内に落下して脱硫液タンク28に捕集される。
By providing the
脱硫液タンク28内の脱硫液は排水ライン29から希釈ピット32及び酸化ピット30を介して海洋に廃棄される。
図1に示す排ガス処理装置と比べて、処理する排ガスの温度が低い場合にガイド51を設置し、除塵スプレノズル42側への脱硫液の流入を制限すると良い。排ガス温度が高く、除塵用吸収液の蒸発水量が多い場合は、脱硫液によって水分の補給も必要であるが、排ガスの温度が低い場合は、ガイド51によって入口側ガス流路7には脱硫液が流入しないようにすることで、入口側ガス流路7で除塵用に使用する噴霧水が、脱硫液スプレノズル27から噴霧される吸収液によって希釈されることを防止できる。そして、除塵用吸収液タンク44内の海水の排水処理量を低減することが可能となる。
The desulfurization liquid in the
Compared with the exhaust gas treatment apparatus shown in FIG. 1, a
また、この場合も入口側ガス流路7の上方にガイド51を設けるという簡素な構成で足りるため、排ガス処理装置の構造が簡略化できる。
また、本実施例によっても、実施例1と同様な効果を奏する。
Also in this case, since the simple configuration of providing the
In addition, the same effects as those of the first embodiment can be obtained by the present embodiment.
図6には、実施例3の排ガス処理装置の全体構成図を示す。また、図7(a)には図6のA−A線矢視図(模式図)を示し、図7(b)には図6のB−B線矢視図(模式図)を示す。なお、分かりやすいように図7(b)の色つきのトレイは上段のトレイを示し、色なしのトレイは下段のトレイを示している。 In FIG. 6, the whole block diagram of the waste gas processing apparatus of Example 3 is shown. FIG. 7A shows an AA arrow view (schematic diagram) in FIG. 6, and FIG. 7B shows a BB arrow view (schematic diagram) in FIG. For easy understanding, the colored tray in FIG. 7B indicates the upper tray, and the non-colored tray indicates the lower tray.
この排ガス処理装置は、図1の排ガス処理装置とは脱硫液スプレノズル27の下方にトレイ53を設置した点及び隔壁41を脱硫吸収塔6の下端部まで設置していない点等で異なるが、それ以外の構成は同様であるため、同じ番号の部材の説明は省略する。なお、図示例では、トレイ53として断面コの字型の部材を上下二段に千鳥配置とした例を示しているが、それよりも段数が多くても良い。また、トレイ53は断面コの字型としなくても、脱硫液を受けることができる形状であれば良く、排ガスが通り抜ける隙間を設けて配置されれば良い。
This exhaust gas treatment device differs from the exhaust gas treatment device of FIG. 1 in that the
脱硫スプレノズル27の下方で、且つ入口側ガス流路7の上方に設けた複数のトレイ53によって脱硫スプレノズル27から噴霧した海水を受けることができる。各トレイ53の下端部には集合樋54が接続しており、この集合樋54に脱硫液が捕集される。捕集された脱硫液は排水ライン29から希釈ピット32及び酸化ピット30を介して海洋に廃棄される。
Seawater sprayed from the
この場合、脱硫液は脱硫吸収塔6の下部に降下しなくなるため、下部のタンク全体を除塵用吸収液タンク44とすることができる。したがって、本構成により、除塵用吸収液タンク44の高さを低くすることが可能となり、引いては脱硫吸収塔6の高さを低減できる。そして、この場合も入口側ガス流路7の上方にトレイ53を設けるという簡素な構成で足りるため、排ガス処理装置の構造が簡略化できる。
In this case, since the desulfurization liquid does not fall to the lower part of the
また、本実施例によっても、実施例1と同様な効果を奏する。 In addition, the same effects as those of the first embodiment can be obtained by the present embodiment.
本発明によれば、ボイラに限らず、他の燃焼装置を使用する排ガス処理装置においても、排ガス中の水銀などの重金属を効率良く除去できる技術として、利用可能性がある。 According to the present invention, not only a boiler but also an exhaust gas treatment apparatus that uses another combustion apparatus, it can be used as a technique that can efficiently remove heavy metals such as mercury in the exhaust gas.
1 ボイラ 2 煙突
3 エアヒータ(A/H)4 集塵機
5 湿式脱硫装置 6 脱硫吸収塔
7 入口側ガス流路 9 入口ダクト
11 ボイラ熱交換器 21 石炭供給ライン
25 海水供給ライン 26 海水供給用ポンプ
27 脱硫液スプレノズル
28 脱硫液タンク 29 排水ライン
30 酸化ピット 31 酸化用空気供給ライン
32 希釈ピット 36 燃焼用空気供給ライン
41 隔壁 42 除塵スプレノズル
43 洗浄用スプレノズル
44 除塵用吸収液タンク
45 除塵用吸収液循環ポンプ
46 排水用配管 47 沈殿除去装置
48 脱硫液ノズル配管 49 除塵吸収液補給配管
50 希釈用海水ライン 51 ガイド
52 除塵用吸収液循環配管
53 トレイ 54 集合樋
DESCRIPTION OF
Claims (6)
脱硫吸収塔の内部を仕切る隔壁を前記入口と対面する位置に設けて、該隔壁と入口側の塔壁とにより入口側排ガス流路を形成し、該入口側排ガス流路に、排ガスに海水を噴霧して排ガス中の硫黄酸化物及び煤塵を吸収除去する除塵スプレノズルを設けたことを特徴とする排ガス処理装置。 An inlet for introducing exhaust gas generated from a combustion device including a boiler, and a desulfurization spray nozzle that is provided above the inlet and sprays seawater on the exhaust gas introduced from the inlet to absorb and remove sulfur oxides in the exhaust gas. In the exhaust gas treatment apparatus provided with a desulfurization absorption tower,
A partition wall for partitioning the inside of the desulfurization absorption tower is provided at a position facing the inlet, and an inlet side exhaust gas channel is formed by the partition wall and the tower wall on the inlet side, and seawater is added to the exhaust gas in the inlet side exhaust gas channel. An exhaust gas treatment apparatus provided with a dust removal spray nozzle that sprays and absorbs and removes sulfur oxides and dust in the exhaust gas.
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CN104085934A (en) * | 2014-07-15 | 2014-10-08 | 重庆大学 | Method for efficiently spraying, evaporating and coring desulfurization wastewater in thermal power plant |
WO2016203865A1 (en) * | 2015-06-18 | 2016-12-22 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Coal-fired boiler exhaust gas treatment apparatus and coal-fired boiler exhaust gas treatment method |
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