JP2019155256A - Drying system, operation method thereof, and boiler system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、乾燥システム及びその運用方法、並びにボイラシステムに関する。 The present invention relates to a drying system, an operation method thereof, and a boiler system.
火力発電所等にはボイラが設置され、ボイラからは、燃料の燃焼により生じた燃焼ガスが排出される。燃焼ガスには硫黄酸化物が含まれることから、燃焼ガス中の硫黄酸化物を除去するため、脱硫装置が使用される。脱硫装置としては、例えば、石灰水を使用した湿式の脱硫装置が挙げられる。石灰水を使用した湿式の脱硫装置では、吸収液としての石灰水と、硫黄酸化物を含む燃焼ガスとが接触される。そして、この接触により硫黄酸化物が石灰水に吸収され、硫黄酸化物由来の硫黄分は石膏として回収及び除去される。 A boiler is installed in a thermal power plant and the like, and combustion gas generated by combustion of fuel is discharged from the boiler. Since the combustion gas contains sulfur oxide, a desulfurization apparatus is used to remove the sulfur oxide in the combustion gas. Examples of the desulfurization apparatus include a wet desulfurization apparatus using lime water. In a wet type desulfurization apparatus using lime water, lime water as an absorbing liquid and combustion gas containing sulfur oxide are brought into contact. And by this contact, sulfur oxide is absorbed in lime water, and sulfur content derived from sulfur oxide is recovered and removed as gypsum.
石膏を回収及び除去した後の排水(脱硫装置から排出された、燃焼ガスと接触後の洗浄水。)には、塩化物イオン、重金属イオン等が含まれ得る。そこで、排水を外部に排出するためには、排水中の各成分の濃度を排水基準値以下にまで低下させることが好ましい。しかし、各成分の除去にはコストがかかることから、排水を外部に排出せず、系内で循環させる試みが行われている。 The drainage after collecting and removing gypsum (wash water discharged from the desulfurizer and after contact with the combustion gas) may contain chloride ions, heavy metal ions, and the like. Therefore, in order to discharge the wastewater to the outside, it is preferable to reduce the concentration of each component in the wastewater to a drainage standard value or less. However, since removal of each component is costly, attempts have been made to circulate it in the system without discharging the wastewater to the outside.
特許文献1には、乾燥装置に燃焼ガスを供給し、供給された燃焼ガスと排水とを接触させることで、排水を気化させることが記載されている(特に図5−2参照)。また、乾燥装置に供給される燃焼ガスは、ボイラにおいて燃料の燃焼により生じたものである(特に図1参照)。
燃焼ガスには、燃料の燃焼により生じた硫黄酸化物が含まれる。そのため、例えば、乾燥装置での乾燥開始直後等、乾燥装置の温度が低い状態で燃焼ガスを供給すると、燃焼ガスに含まれる硫黄酸化物が結露する可能性がある。そして、硫黄酸化物の結露により乾燥装置の壁面が腐食する可能性がある。また、乾燥装置に接続される排気ダクト等の壁面においても、同様に硫黄酸化物が結露する可能性がある。 The combustion gas contains sulfur oxides generated by the combustion of fuel. Therefore, for example, if the combustion gas is supplied in a state where the temperature of the drying device is low, such as immediately after the start of drying in the drying device, sulfur oxides contained in the combustion gas may be condensed. And the wall surface of a drying apparatus may corrode by dew condensation of sulfur oxide. Similarly, sulfur oxides may be condensed on the wall surface of an exhaust duct or the like connected to the drying device.
また、例えば、乾燥装置の内部に堆積した固形物を取り出す場合等、乾燥装置での乾燥を停止する場合がある。この場合、乾燥装置への燃焼ガスの供給を停止し、乾燥装置での乾燥を停止すると、乾燥装置の温度が低下する。この結果、乾燥装置の内部空間に残存する燃焼ガスに含まれる硫黄酸化物が、放熱により凝縮し、結露する可能性がある。そして、上記のように、硫黄酸化物の結露により、乾燥装置、排気ダクト等の壁面が腐食する可能性がある。 In addition, for example, when the solid matter accumulated inside the drying apparatus is taken out, drying in the drying apparatus may be stopped. In this case, when the supply of the combustion gas to the drying device is stopped and the drying in the drying device is stopped, the temperature of the drying device decreases. As a result, sulfur oxides contained in the combustion gas remaining in the internal space of the drying device may condense due to heat dissipation and condense. And as mentioned above, wall surfaces, such as a drying apparatus and an exhaust duct, may corrode by dew condensation of sulfur oxide.
本発明の少なくとも一実施形態は、乾燥開始時の暖気及び乾燥停止後の残存ガスの排出を容易に行うことが出来る乾燥システム及びその運用方法、並びにボイラシステムを提供することを目的とする。 An object of at least one embodiment of the present invention is to provide a drying system, an operation method thereof, and a boiler system capable of easily discharging warm air at the start of drying and residual gas after stopping drying.
(1)本発明の少なくとも一実施形態に係る乾燥システムは、燃焼ガス発生源において生じた燃焼ガスが有する熱によって被処理水を乾燥するための乾燥システムであって、前記燃焼ガス発生源から排出された前記燃焼ガスを流す排ガスダクトに接続された燃焼ガス供給路と、前記燃焼ガス供給路の途中に備えられた第1流量調整装置と、前記燃焼ガス供給路に接続され、前記燃焼ガス供給路から供給される前記燃焼ガスを前記被処理水に接触させるように構成された内部空間を有する乾燥装置と、前記乾燥装置から排出される排出ガスであって、前記被処理水との接触により気化した前記被処理水を含む排出ガスを排出するための排出ガス排出路と、前記排出ガス排出路の途中に備えられた第2流量調整装置と、前記第1流量調整装置と前記第2流量調整装置との間に形成される対象流路に接続され、加熱空気を供給するための加熱空気供給路と、を備えることを特徴とする。 (1) A drying system according to at least one embodiment of the present invention is a drying system for drying water to be treated by heat of combustion gas generated in a combustion gas generation source, and is discharged from the combustion gas generation source. A combustion gas supply path connected to an exhaust gas duct through which the combustion gas flows, a first flow rate adjusting device provided in the middle of the combustion gas supply path, and a combustion gas supply connected to the combustion gas supply path A drying device having an internal space configured to bring the combustion gas supplied from a passage into contact with the water to be treated; and an exhaust gas discharged from the drying device, wherein the combustion gas is brought into contact with the water to be treated. An exhaust gas discharge path for discharging exhaust gas containing the vaporized water to be treated, a second flow rate adjusting device provided in the middle of the exhaust gas discharge path, the first flow rate adjusting device and the front Is connected to the target flow path formed between the second flow control device, characterized in that it comprises a heated air supply passage for supplying the heated air.
上記(1)の構成によれば、乾燥開始前に乾燥装置の暖気、及び、乾燥停止後に乾燥装置のパージを容易に行うことができる。これにより、硫黄酸化物の乾燥装置への結露を抑制し、乾燥装置の腐食を抑制することができる。 According to the configuration of (1), warming of the drying device can be easily performed before the drying is started, and purging of the drying device can be easily performed after the drying is stopped. Thereby, the dew condensation to the drying apparatus of sulfur oxide can be suppressed, and corrosion of a drying apparatus can be suppressed.
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、前記加熱空気の温度は、前記燃焼ガスの酸露点温度以上であることを特徴とする。 (2) In some embodiments, in the configuration of (1), the temperature of the heated air is equal to or higher than the acid dew point temperature of the combustion gas.
上記(2)の構成によれば、乾燥開始前に乾燥装置の温度を十分に高めることができる。また、乾燥停止後には、酸露点温度以上の加熱空気が燃焼ガスと接触するため、燃焼ガスが過度に冷却されることを抑制することができる。これらにより、硫黄酸化物の結露をより十分に抑制することができる。 According to the configuration of (2) above, the temperature of the drying apparatus can be sufficiently increased before the start of drying. In addition, after the drying is stopped, the heated air having the acid dew point temperature or higher comes into contact with the combustion gas, so that the combustion gas can be prevented from being excessively cooled. By these, dew condensation of sulfur oxide can be more sufficiently suppressed.
(3)幾つかの実施形態では、上記(1)又は(2)の構成において、前記第1流量調整装置又は前記第2流量調整装置のうちの少なくとも一方は、空気圧によってダンパを封止するシールダンパを含み、前記シールダンパに供給されるシール用空気の一部が前記加熱空気として前記対象流路に供給されるように構成されたことを特徴とする。 (3) In some embodiments, in the configuration of (1) or (2), at least one of the first flow rate adjustment device and the second flow rate adjustment device is a seal that seals a damper by air pressure. A damper is included, and a part of the sealing air supplied to the seal damper is configured to be supplied to the target flow path as the heated air.
上記(3)の構成によれば、既存のシール用空気を用いて、乾燥装置の暖気及びパージを行うことができる。 According to the configuration of (3) above, it is possible to warm and purge the drying device using the existing sealing air.
(4)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(3)の何れか1の構成において、前記排出ガス排出路は、前記燃焼ガス供給路と前記排ガスダクトとの接続箇所よりも前記排ガスダクトの下流側において前記排ガスダクトに接続され、前記加熱空気供給路は、前記第1流量調整装置よりも下流の前記燃焼ガス供給路に接続されたことを特徴とする。 (4) In some embodiments, in any one of the configurations (1) to (3), the exhaust gas discharge path is more exhausted than a connection point between the combustion gas supply path and the exhaust gas duct. It is connected to the exhaust gas duct on the downstream side of the duct, and the heated air supply path is connected to the combustion gas supply path downstream of the first flow rate adjusting device.
上記(4)の構成によれば、燃焼ガス供給路と排ガスダクトとの接続箇所よりも低圧になっている下流側の排ガスダクトに、排出ガス排出路を接続することができる。これにより、排出ガス排出路は低圧側に配置されるため、供給された加熱空気を圧力差によって排ガスダクトに流し易くすることができる。また、燃焼ガス供給路に供給された加熱空気を、低圧側の乾燥装置及び排出ガス排出路を通じて、排ガスダクトに流し易くすることができる。このため、加熱空気を流すために外部から与えるエネルギを抑制しつつ、暖気及びパージを行うことができる。 According to the configuration of (4) above, the exhaust gas discharge path can be connected to the downstream exhaust gas duct that is at a lower pressure than the connection location between the combustion gas supply path and the exhaust gas duct. Thereby, since the exhaust gas discharge path is arranged on the low pressure side, the supplied heated air can easily flow through the exhaust gas duct due to the pressure difference. Further, the heated air supplied to the combustion gas supply passage can be easily flowed to the exhaust gas duct through the low-pressure side drying device and the exhaust gas discharge passage. For this reason, warming up and purging can be performed while suppressing energy applied from the outside in order to flow heated air.
(5)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(4)の何れか1の構成において、前記第1流量調整装置又は前記第2流量調整装置の少なくとも一方の開度を制御するための制御装置をさらに備え、前記制御装置は、前記加熱空気の供給量に応じて前記開度を制御するように構成されたことを特徴とする。 (5) In some embodiments, in any one of the configurations (1) to (4), for controlling an opening degree of at least one of the first flow rate adjusting device or the second flow rate adjusting device. The apparatus further includes a control device, wherein the control device is configured to control the opening degree in accordance with a supply amount of the heated air.
上記(5)の構成によれば、加熱空気の供給に伴って乾燥装置の内圧が過度に上昇することを抑制することができる。このため、乾燥装置に要求される耐圧性能を小さくでき、乾燥装置の設置コストを削減することができる。 According to the structure of said (5), it can suppress that the internal pressure of a drying apparatus rises excessively with supply of heated air. For this reason, the pressure | voltage resistant performance requested | required of a drying apparatus can be made small, and the installation cost of a drying apparatus can be reduced.
(6)本発明の少なくとも一実施形態に係る乾燥システムの運用方法は、燃焼ガス発生源において生じた燃焼ガスが有する熱によって被処理水を乾燥するための乾燥システムの運用方法であって、前記乾燥システムは、前記燃焼ガス発生源から排出された前記燃焼ガスを流す排ガスダクトに接続された燃焼ガス供給路と、前記燃焼ガス供給路の途中に備えられた第1流量調整装置と、前記燃焼ガス供給路に接続され、前記燃焼ガス供給路から供給される前記燃焼ガスを前記被処理水に接触させるように構成された内部空間を有する乾燥装置と、前記乾燥装置から排出される排出ガスであって、前記被処理水との接触により気化した前記被処理水を含む排出ガスを排出するための排出ガス排出路と、前記排出ガス排出路の途中に備えられた第2流量調整装置と、前記第1流量調整装置と前記第2流量調整装置との間に形成される対象流路に接続され、加熱空気を供給するための加熱空気供給路と、を備え、前記乾燥システムの運用方法は、前記加熱空気供給路から前記対象流路に前記加熱空気を供給することで、前記乾燥装置における前記燃焼ガスを排出するパージステップ、又は、前記加熱空気供給路から前記対象流路に前記加熱空気を供給することで、前記乾燥装置の暖気を行う暖気ステップ、の少なくとも一方を含むことを特徴とする。 (6) The operation method of the drying system according to at least one embodiment of the present invention is an operation method of the drying system for drying the water to be treated by the heat of the combustion gas generated in the combustion gas generation source, The drying system includes a combustion gas supply path connected to an exhaust gas duct through which the combustion gas discharged from the combustion gas generation source flows, a first flow rate adjusting device provided in the middle of the combustion gas supply path, and the combustion A drying apparatus connected to a gas supply path and having an internal space configured to bring the combustion gas supplied from the combustion gas supply path into contact with the water to be treated; and an exhaust gas discharged from the drying apparatus. An exhaust gas discharge path for discharging exhaust gas containing the treated water vaporized by contact with the treated water, and a second provided in the middle of the exhaust gas discharge path A drying apparatus comprising: a volume adjusting device; and a heating air supply path connected to a target flow channel formed between the first flow rate adjusting device and the second flow rate adjusting device, and for supplying heated air. The system operation method includes a purge step of discharging the combustion gas in the drying device by supplying the heated air from the heated air supply path to the target flow path, or the target flow from the heated air supply path. It includes at least one of a warming step of warming the drying device by supplying the heated air to the passage.
上記(6)の方法によれば、乾燥開始前に乾燥装置の暖気、又は、乾燥停止後に乾燥装置のパージを行うことができる。これにより、燃焼ガスに含まれる硫黄酸化物の乾燥装置への結露を抑制し、乾燥装置の腐食を抑制することができる。 According to the method (6), warming of the drying device can be performed before the start of drying, or the drying device can be purged after the drying is stopped. Thereby, the dew condensation to the drying apparatus of the sulfur oxide contained in combustion gas can be suppressed, and corrosion of a drying apparatus can be suppressed.
(7)幾つかの実施形態では、上記(6)の方法において、前記パージステップは、開状態の前記第1流量調整装置及び前記第2流量調整装置のうちの何れか一方の流量調整装置を閉じ、閉じた流量調整装置を備える側の前記対象流路に前記加熱空気を供給することを特徴とする。 (7) In some embodiments, in the method of (6) above, the purge step includes either one of the first flow rate adjustment device and the second flow rate adjustment device in an open state. The heated air is supplied to the target flow path on the side provided with the closed flow rate adjusting device.
上記(7)の方法によれば、加熱空気を乾燥装置及び開状態の流量調整装置にこの順で流すことができる。これにより、乾燥装置のパージを行うことができる。この結果、乾燥停止後の硫黄酸化物の残存量を減少させることができ、乾燥装置が冷えた場合であっても、硫黄酸化物の結露を抑制することができる。 According to the method of (7) above, the heated air can be flowed in this order through the drying device and the flow rate adjustment device in the open state. As a result, the drying apparatus can be purged. As a result, the residual amount of sulfur oxide after stopping the drying can be reduced, and the condensation of sulfur oxide can be suppressed even when the drying device is cooled.
(8)幾つかの実施形態では、上記(7)の方法において、前記パージステップは、前記対象流路における、酸素、二酸化炭素、二酸化硫黄、一酸化窒素及び二酸化窒素からなる群より選ばれる少なくとも一成分の濃度が予め定められた閾値を跨ぐ変動を検出したときに、前記対象流路への前記加熱空気の供給を停止し、他方の流量調整装置を閉じることを特徴とする。 (8) In some embodiments, in the method of (7), the purge step is at least selected from the group consisting of oxygen, carbon dioxide, sulfur dioxide, nitrogen monoxide and nitrogen dioxide in the target flow path. When the fluctuation of the concentration of one component across a predetermined threshold is detected, the supply of the heated air to the target flow path is stopped and the other flow rate adjusting device is closed.
上記(8)の方法によれば、パージの完了時期を適切に決定して、パージを適切な時期に完了させることができる。このため、加熱空気の供給過剰に起因する運用コストの増大を抑制することができる。 According to the method (8), it is possible to appropriately determine the purge completion timing and complete the purge at an appropriate timing. For this reason, it is possible to suppress an increase in operation cost due to excessive supply of heated air.
(9)幾つかの実施形態では、上記(6)〜(8)の何れか1の方法において、前記暖気ステップは、閉状態の前記第1流量調整装置及び前記第2流量調整装置のうちの何れか一方の流量調整装置を開き、閉じたままの流量調整装置を備える側の前記対象流路に前記加熱空気を供給することを特徴とする。 (9) In some embodiments, in any one of the above methods (6) to (8), the warm-up step is a state of the first flow rate adjustment device and the second flow rate adjustment device in a closed state. One of the flow rate adjusting devices is opened, and the heated air is supplied to the target flow channel on the side including the flow rate adjusting device that is kept closed.
上記(9)の方法によれば、加熱空気を乾燥装置及び開状態の流量調整装置にこの順で流すことができる。これにより、乾燥装置の暖気を行うことができる。この結果、乾燥開始直後等、乾燥装置に高温の燃焼ガスが供給されたときに、低温の乾燥装置との接触に起因する燃焼ガスの急激な冷却を抑制することができる。このため、燃焼ガスに含まれる硫黄酸化物の乾燥装置への結露を抑制し、乾燥装置の腐食を抑制することができる。 According to the method of (9) above, the heated air can be flowed in this order through the drying device and the flow rate adjustment device in the open state. Thereby, warming of a drying apparatus can be performed. As a result, when a high-temperature combustion gas is supplied to the drying device, such as immediately after the start of drying, rapid cooling of the combustion gas due to contact with the low-temperature drying device can be suppressed. For this reason, the dew condensation to the drying apparatus of the sulfur oxide contained in combustion gas can be suppressed, and corrosion of a drying apparatus can be suppressed.
(10)幾つかの実施形態では、上記(9)の方法において、前記暖気ステップは、前記対象流路における温度が予め定められた閾値を超えたときに、前記対象流路への前記加熱空気の供給を停止し、他方の流量調整装置を開けることを特徴とする。 (10) In some embodiments, in the method of (9), the warming step includes the heating air to the target channel when the temperature in the target channel exceeds a predetermined threshold value. Is stopped, and the other flow rate adjusting device is opened.
上記(10)の方法によれば、暖気の完了時期を適切に決定して、暖気を適切な時期に完了させることができる。このため、加熱空気の供給過剰に起因する運用コストの増大を抑制することができる。 According to the method (10), it is possible to appropriately determine the warm-up completion time and complete the warm-up at an appropriate time. For this reason, it is possible to suppress an increase in operation cost due to excessive supply of heated air.
(11)本発明の少なくとも一実施形態に係るボイラシステムは、ボイラと、前記ボイラから排出される排ガスと洗浄水とを接触させることにより前記排ガスの脱硫を行うための脱硫装置と、上記(1)〜(5)の何れか1に記載の乾燥システムとを備えるボイラシステムであって、前記燃焼ガス発生源は、前記ボイラを含み、前記燃焼ガスは、前記排ガスを含むことを特徴とする。 (11) A boiler system according to at least one embodiment of the present invention includes a boiler, a desulfurization apparatus for desulfurizing the exhaust gas by bringing the exhaust gas discharged from the boiler into contact with cleaning water, and (1 ) To (5), the boiler system comprising the drying system according to any one of the above, wherein the combustion gas generation source includes the boiler, and the combustion gas includes the exhaust gas.
上記(11)の構成によれば、ボイラから排出される排ガスを使用した乾燥装置において、乾燥開始前に暖気、又は、乾燥停止後にパージを行うことができる。これにより、ボイラから排出される排ガスに含まれる硫黄酸化物の乾燥装置への結露を抑制し、乾燥装置の腐食を抑制することができる。 According to the configuration of (11) above, in the drying apparatus using the exhaust gas discharged from the boiler, it is possible to perform warming before starting drying or purging after stopping drying. Thereby, the dew condensation to the drying apparatus of the sulfur oxide contained in the exhaust gas discharged | emitted from a boiler can be suppressed, and corrosion of a drying apparatus can be suppressed.
(12)幾つかの実施形態では、上記(11)の構成において、前記被処理水は、前記脱硫装置から排出された前記接触後の前記洗浄水を含むことを特徴とする。 (12) In some embodiments, in the configuration of the above (11), the water to be treated includes the washed water after the contact discharged from the desulfurization apparatus.
上記(12)の構成によれば、脱硫装置から排出された前記接触後の洗浄水の外部への排出を抑制することができる。これにより、接触後の洗浄水に対する排水処理が不要となり、ボイラシステムの運転コストを削減することができる。 According to the structure of said (12), discharge | emission to the exterior of the wash water after the said contact discharged | emitted from the desulfurization apparatus can be suppressed. Thereby, the waste water treatment with respect to the cleaning water after contact becomes unnecessary, and the operating cost of the boiler system can be reduced.
(13)幾つかの実施形態では、上記(11)又は(12)の構成において、前記排出ガス排出路は、前記燃焼ガス供給路と前記排ガスダクトとの接続箇所よりも前記排ガスダクトの下流側において前記排ガスダクトに接続されることを特徴とする。 (13) In some embodiments, in the configuration of (11) or (12), the exhaust gas discharge path is downstream of the exhaust gas duct with respect to a connection point between the combustion gas supply path and the exhaust gas duct. And connected to the exhaust gas duct.
上記(13)の構成によれば、燃焼ガス供給路と排ガスダクトとの接続箇所よりも低圧になっている下流側の排ガスダクトに、排出ガス排出路を接続することができる。これにより、排出ガス排出路は低圧側に配置されるため、燃焼ガス、水分含有ガス、加熱空気等のガスを圧力差によって排ガスダクトまで流し易くすることができる。このため、これらのガスを流すために外部から与えるエネルギを抑制することができる。 According to the configuration of (13) above, the exhaust gas discharge path can be connected to the downstream exhaust gas duct that is at a lower pressure than the connection point between the combustion gas supply path and the exhaust gas duct. Thereby, since the exhaust gas discharge path is disposed on the low pressure side, it is possible to easily flow a gas such as a combustion gas, a water-containing gas, and heated air to the exhaust gas duct due to a pressure difference. For this reason, the energy given from the outside in order to flow these gases can be suppressed.
本発明の少なくとも一実施形態によれば、乾燥開始時の暖気及び乾燥停止後の残存ガスの排出を容易に行うことが出来る乾燥システム及びその運用方法、並びにボイラシステムを提供することができる。 According to at least one embodiment of the present invention, it is possible to provide a drying system, an operation method thereof, and a boiler system capable of easily discharging warm air at the start of drying and residual gas after stopping drying.
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、以下に実施形態として記載されている内容又は図面に記載されている内容は、あくまでも例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、任意に変更して実施することができる。また、各実施形態は、2つ以上を任意に組み合わせて実施することができる。
また、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the contents described in the following embodiments or the contents described in the drawings are merely examples, and can be arbitrarily changed and implemented without departing from the gist of the present invention. Moreover, each embodiment can be implemented in any combination of two or more.
In addition, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples. Absent.
For example, expressions expressing relative or absolute arrangements such as “in a certain direction”, “along a certain direction”, “parallel”, “orthogonal”, “center”, “concentric” or “coaxial” are strictly In addition to such an arrangement, it is also possible to represent a state of relative displacement with an angle or a distance such that tolerance or the same function can be obtained.
For example, an expression indicating that things such as “identical”, “equal”, and “homogeneous” are in an equal state not only represents an exactly equal state, but also has a tolerance or a difference that can provide the same function. It also represents the existing state.
For example, expressions representing shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes represent not only geometrically strict shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes, but also irregularities and chamfers as long as the same effects can be obtained. A shape including a part or the like is also expressed.
On the other hand, the expressions “comprising”, “comprising”, “comprising”, “including”, or “having” one constituent element are not exclusive expressions for excluding the existence of the other constituent elements.
図1は、本発明の一実施形態に係るボイラシステム100の系統図である。ボイラシステム100は、図示しない火力発電所等に備えられ、ボイラ10を備えるものである。ボイラシステム100では、ボイラ10からの燃焼ガス(排ガス)に含まれる硫黄酸化物が、湿式の脱硫装置14(後記する)によって除去される。そして、脱硫装置14で使用された洗浄水は、外部に排水されることなく乾燥装置20(後記する)で気化されて、ボイラシステム100内で循環する。
FIG. 1 is a system diagram of a boiler system 100 according to an embodiment of the present invention. The boiler system 100 is provided in a thermal power plant or the like (not shown) and includes a
ボイラシステム100は、ボイラ10と、脱硝装置11と、エアヒータ12と、集塵装置13と、脱硫装置14と、固液分離装置15と、乾燥システム200とを備える。これらのうち、ボイラ10と、脱硝装置11と、エアヒータ12と、集塵装置13と、脱硫装置14とは、ボイラ10(燃焼ガス発生源)から排出された燃焼ガスを流す排ガスダクト61により、接続される。ただし、燃焼ガス発生源としては、ボイラ10以外であってもよい。また、乾燥システム200は、詳細は後記するが、ボイラ10において生じた燃焼ガスが有する熱によって、固液分離装置15からの排出された接触後の洗浄水(後記する被処理水)を乾燥するためのものである。乾燥システム200は、乾燥装置20を備える。以下、ボイラシステム100におけるガスの流れを中心として、ボイラシステム100の説明を行う。
The boiler system 100 includes a
燃料が供給されたボイラ10では、化石燃料(石炭、重油等)、バイオマス燃料(アルコール等)、固体燃料(木材、木炭等)等の各種燃料(1種でもよく、2種以上でもよい)の燃焼により蒸気が生成される。そして、ボイラ10で生成された蒸気で蒸気タービン(図示しない)が駆動される。このとき、燃料の燃焼は、後記するエアヒータ12から供給された燃焼用空気を使用して行われる。そして、蒸気タービンの駆動により、蒸気タービンに接続された発電機(図示しない)による発電が行われる。
In the
ボイラ10における燃料の燃焼により、不純物に起因して発生した窒素酸化物及び硫黄酸化物も含め、窒素酸化物及び硫黄酸化物を含む燃焼ガス(排ガス)が発生する。特に、上記各種燃料のうち、化石燃料の燃焼により発生した燃焼ガスには窒素酸化物及び硫黄酸化物が多く含まれる。そこで、この燃焼ガスは脱硝装置11に供給され、脱硝装置11において脱硝が行われる。これにより、燃焼ガス中の窒素酸化物の除去が行われる。窒素酸化物の除去後の燃焼ガスの一部は、脱硝装置11とエアヒータ12とを繋ぐ排ガスダクト61に接続された燃焼ガス供給路62を通り、乾燥システム200に含まれる乾燥装置20に供給される。また、残部は、排ガスダクト61を通り、エアヒータ12に供給される。
The combustion of fuel in the
エアヒータ12は、例えば熱交換器により構成され、燃焼ガスの熱で、ボイラ10に供給される燃焼用空気を加熱するためのものである。これにより、高温となった燃焼用空気がボイラ10に供給される。
The
エアヒータ12において放熱した燃焼ガスは集塵装置13に供給される。そして、集塵装置13において集塵が行われる。集塵により発生した除塵灰は、排出処理される。一方で、集塵後の燃焼ガスは、脱硫装置14に供給され、硫黄酸化物の除去、即ち脱硫が行われる。
The combustion gas radiated in the
脱硫装置14は、ボイラ10から排出される燃焼ガスと洗浄水とを接触させることにより、燃焼ガスの脱硫を行うためのものである。脱硫装置14は、ボイラシステム100では湿式の脱硫装置である。洗浄水としては、例えば、石灰水(炭酸カルシウム水溶液スラリー)を使用することができる。脱硫装置14における脱硫により、燃焼ガス中の硫黄酸化物が除去される。そして、硫黄酸化物が除去された後の燃焼ガスは、外部に排気される。なお、燃焼ガスは、ボイラ10から排出された所謂排ガス以外のガスを含んでもよい。
The
一方、燃焼ガスに含まれていた硫黄酸化物は、洗浄水との接触により、固体として回収される。具体的には、洗浄水として例えば上記の石灰水を使用した場合には、硫黄酸化物は硫酸カルシウムとして沈殿する。そこで、硫酸カルシウムを含む洗浄水は、固液分離装置15において固液分離される。固液分離により、固形分として、石膏(硫酸カルシウム)が回収される。回収された石膏は、例えば工業製品として出荷される。
On the other hand, the sulfur oxide contained in the combustion gas is recovered as a solid by contact with the cleaning water. Specifically, for example, when the above lime water is used as the washing water, the sulfur oxide is precipitated as calcium sulfate. Therefore, the washing water containing calcium sulfate is subjected to solid-liquid separation in the solid-
また、石膏を分離回収後の濾液には、上記のように、塩化物イオン、重金属イオン等が含まれ得る。そこで、ボイラシステム100では、固液分離装置15で生成した濾液は、外部に排水せずに、ボイラシステム100において循環される。具体的には、濾液は、被処理水供給路65を通じて乾燥装置20に供給される。そして、乾燥装置20において乾燥され、被処理水はガスとなって再度脱硫装置14に戻されるようになっている。
In addition, the filtrate after separating and recovering gypsum may contain chloride ions, heavy metal ions and the like as described above. Therefore, in the boiler system 100, the filtrate generated by the solid-
ここで、固液分離装置15で生じた濾液は、上記の脱硫装置14における燃焼ガスとの接触後との洗浄水であって、脱硫装置14から排出された当該接触後の洗浄水(即ち、接触吸収液)である。そこで、この接触吸収液のことを、以下、被処理水という。なお、被処理水には、排水以外の水が含まれてもよいし、他の水でもよい。
Here, the filtrate produced in the solid-
乾燥装置20では、上記のように、脱硝装置11から供給された燃焼ガスが有する熱により、被処理水の気化(蒸発)が行われる。この点について、図2を参照しながら説明する。
In the
図2は、本発明の一実施形態に係る乾燥装置20を示す図である。乾燥装置20は、燃焼ガスが有する熱によって被処理水を気化させるためのものである。乾燥装置20は、燃焼ガス供給路62(後記する)に接続され、燃焼ガス供給路62から供給される燃焼ガスを被処理水に接触させるように構成された内部空間20Aを有する。そして、乾燥装置20では、内部空間20Aにおいて、被処理水の気化が行われる。
FIG. 2 is a diagram illustrating a drying
乾燥装置20は、筐体21と、燃焼ガス供給口26と、給水部27と、排気口28とを備える。これらのうち、燃焼ガス供給口26は、燃焼ガス供給路62(図1参照)に接続され、筐体21に燃焼ガスを供給するためのものである。また、給水部27は、被処理水供給路65(図1参照)に接続され、筐体21内に被処理水を供給するためのものである。筐体21内に供給された被処理水は、内部空間20Aにおいて、燃焼ガスと接触し、燃焼ガスの熱により気化される。給水部27は、例えばノズルである。さらに、排気口28は、排出ガス排出路63(図1参照)に接続され、気化した被処理水を含む水分含有ガスを筐体21の外部に排出するためのものである。
The drying
乾燥装置20の内部空間20Aでは、例えばノズルにより構成される給水部27により、被処理水の噴霧が行われる。被処理水の噴霧は、上方から下方に向かって行われる。そして、被処理水の噴霧方法と同方向に通流するように、燃焼ガスが燃焼ガス供給口26から供給される。そのため、燃焼ガスも、乾燥装置20の内部空間20Aにおいて、図2において白抜き矢印で示すように、上方から下方に向かって通流する。そして、高温(例えば100℃〜200℃程度)の燃焼ガスが下方に向かって通流しながら被処理水と接触することで、噴霧された被処理水の気化(蒸発)が行われる。底部22に至った燃焼ガスは、図2において白抜き矢印で示すように、気化した被処理水とともに、水分含有ガスとして排気口28から乾燥装置20の外部に排気される。
In the
また、燃焼ガスに含まれる重い燃焼灰、異物、固形分等は、筐体21の底部において、堆積物23として堆積する。堆積物23は、筐体21の底部に備えられたバルブ25を開弁し、排出口24を通じてメンテナンス時に筐体21の外部に排出される。
In addition, heavy combustion ash, foreign matter, solid content, and the like contained in the combustion gas accumulate as
このように、脱硫装置14から排出された、燃焼ガスとの接触後の洗浄水、即ち被処理水を乾燥することで、被処理水の外部への排出を抑制することができる。これにより、被処理水に対する排水処理が不要となり、ボイラシステム100の運転コストを削減することができる。
As described above, by drying the cleaning water discharged from the
図1に戻って、乾燥システム200は、上記の図2を参照しながら説明した乾燥装置20のほか、第1流量調整装置31と、加熱装置32と、ブロワ33と、第2流量調整装置41と、燃焼ガス供給路62と、排出ガス排出路63と、加熱空気供給路64とを備える。以下、乾燥システム200におけるガスの流れを中心に、乾燥システム200の構成について説明する。
Returning to FIG. 1, in addition to the drying
排ガスダクト61に接続された燃焼ガス供給路62は、上記のように、乾燥装置20の燃焼ガス供給口26(図2参照)に接続される。そのため、ボイラ10から排出され、排ガスダクト61を流れる燃焼ガスは、燃焼ガス供給路62を通じて、乾燥装置20の内部空間20A(図2参照)に供給される。そして、内部空間20Aにおいて、上記のように被処理水の気化が行われる。気化した被処理水を含む水分含有ガスは、排出ガス排出路63を通じて、排ガスダクト61に戻される。従って、排出ガス排出路63は、乾燥装置20から排出される水分含有ガス(排出ガス)であって、被処理水との接触により気化した被処理水を含む水分含有ガス(排出ガス)を排出するためのものである。
The combustion
排出ガス排出路63は、燃焼ガス供給路62と排ガスダクト61との接続箇所よりも排ガスダクト61の下流側において排ガスダクト61に接続される。このようにすることで、燃焼ガス供給路62と排ガスダクト61との接続箇所よりも低圧になっている下流側の排ガスダクト61に、排出ガス排出路63を接続することができる。
The exhaust
ここで、燃焼ガスがエアヒータ12を通過する際に圧力損失が生じるため、エアヒータ12の下流側の排ガスダクト61は、エアヒータ12の上流側の排ガスダクト61と比べて低圧になる。そのため、排出ガス排出路63は、エアヒータ12の下流側の排ガスダクト61に接続されることで、上記のように低圧側の排ガスダクト61に接続されることになる。この結果、燃焼ガス、水分含有ガス、加熱空気等のガスを圧力差によって排ガスダクト61まで流し易くすることができる。このため、これらのガスを流すために外部から与えるエネルギを抑制することができる。
Here, since pressure loss occurs when the combustion gas passes through the
乾燥システム200は、燃焼ガス供給路62の途中に備えられた第1流量調整装置31を含む。第1流量調整装置31は、燃焼ガス供給路62を通流する燃焼ガスの流量を調整するためのものであり、例えばダンパ、弁等である。また、乾燥システム200は、排出ガス排出路63の途中に備えられた第2流量調整装置41を含む。第2流量調整装置41は、排出ガス排出路63を通流する水分含有ガスの流量を調整するためのものであり、例えばダンパである。
The drying system 200 includes a first flow
また、乾燥システム200は、第1流量調整装置31と第2流量調整装置41との間に形成される対象流路に接続され、加熱空気を供給するための加熱空気供給路64を備える。ここでいう対象流路とは、燃焼ガス供給路62のうちの第1流量調整装置31の下流側の対象流路と、乾燥装置20の内部空間20Aと、排出ガス排出路63のうちの第2流量調整装置41の上流側とを含む流路である。そして、この対象流路に対し、加熱装置32により加熱された空気(加熱空気)が、ブロワ33の駆動により、加熱空気供給路64を通じて供給される。これにより、暖気時には、対象流路が暖められる。また、パージ時には、対象流路内に残存する硫黄酸化物を含む燃焼ガスが加熱空気の供給によって排ガスダクト61に押し出される。
The drying system 200 includes a heated
なお、対象流路に加熱空気が供給されると、加熱空気は、対象流路の下流側の流路(排出ガス排出路63であって、第2流量調整装置41の下流側の流路)を通って、排ガスダクト61に至る。そのため、対象流路の下流側の流路についても、暖気時には暖められ、パージ時にはパージが行われることになる。
また、加熱空気は、排ガスダクト61に排出される必要はなく、対象流路に任意の排出口を形成し、この排出口を通じて外部に排出してもよい。この場合、第1流量調整装置31及び第2流量調整装置41は、双方閉じてもよく、開度を小さくしつつ、少なくとも一方が開いていてもよい。
さらに、加熱空気は、予め定められた量を供給するようにしてもよく、例えば対象流路の温度を測定しながら所望の温度になるまで供給するようにしてもよい。
When heated air is supplied to the target flow path, the heated air is a flow path on the downstream side of the target flow path (the exhaust
Further, the heated air does not need to be discharged to the
Furthermore, the heating air may be supplied in a predetermined amount, for example, may be supplied until a desired temperature is reached while measuring the temperature of the target flow path.
加熱空気供給路64は、図1に示すボイラシステム100では、第1流量調整装置31よりも下流の燃焼ガス供給路62に接続される。このようにすることで、燃焼ガス供給路62と排ガスダクト61との接続箇所よりも低圧になっている下流側の排ガスダクト61に、排出ガス排出路63を接続することができる。これにより、排出ガス排出路63は低圧側に配置されるため、供給された加熱空気を圧力差によって排ガスダクト61に流し易くすることができる。また、燃焼ガス供給路62に供給された加熱空気を、低圧側の乾燥装置20及び排出ガス排出路63を通じて、排ガスダクト61に流し易くすることができる。このため、加熱空気を流すために外部から与えるエネルギを抑制しつつ、暖気及びパージ(後記する)を容易に行うことができる。
In the boiler system 100 shown in FIG. 1, the heated
なお、加熱空気供給路64は、乾燥装置20の内部空間20Aに接続されてもよいし、排出ガス排出路63のうちの第2流量調整装置41の上流側に接続されてもよい。そして、暖気及びパージの際には、加熱空気供給路64の接続位置に応じて、第1流量調整装置31及び第2流量調整装置41を制御すればよい。
The heated
加熱空気供給路64を通じて供給される加熱空気の温度は、ボイラ10から排出される燃焼ガスの酸露点温度以上である。具体的には例えば110℃〜180℃程度である。酸露点温度以上の加熱空気を供給することで、乾燥開始前に乾燥装置20の温度を十分に高めることができる。また、乾燥停止後には、酸露点温度以上の加熱空気が燃焼ガスと接触するため、燃焼ガスが過度に冷却されることを抑制することができる。これらにより、硫黄酸化物の結露(例えば三酸化硫黄)をより十分に抑制することができる。なお、酸露点は、例えばMullerの式を使用して算出することができる。
The temperature of the heated air supplied through the heated
また、乾燥システム200は、第1流量調整装置31、第2流量調整装置41及びブロワ33に対し、図1において破線で示す電気信号線に接続された制御装置50をさらに備える。制御装置50は、第1流量調整装置31又は第2流量調整装置41の少なくとも一方の開度を制御するように構成される。また、制御装置50は、加熱空気の供給量を調節するためにブロワ33の運転制御を行うようにも構成される。
Further, the drying system 200 further includes a
そして、制御装置50は、詳細は後記するが、加熱空気の供給量に応じて第1流量調整装置31又は第2流量調整装置41の少なくとも一方の開度を制御するようになっている。具体的には例えば、加熱空気の供給量と等量程度が流れるように、第1流量調整装置31又は第2流量調整装置41の少なくとも一方の開度が制御される。これにより、加熱空気の供給に伴って乾燥装置20の内圧が過度に上昇することを抑制することができる。このため、乾燥装置20に要求される耐圧性能を小さくでき、乾燥装置20の設置コストを削減することができる。
The
なお、制御装置50は、いずれも図示しないが、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、I/F(InterFace)、制御回路等を備え、ROMに格納されている所定の制御プログラムがCPUによって実行されることにより具現化される。
Although not shown, the
以上の乾燥システム200において、具体的な制御の方法は図3等を参照しながら後記するが、乾燥開始前に乾燥装置20の暖気が、及び、乾燥停止後に乾燥装置20のパージが行われる。また、暖気及びパージは、乾燥装置20に接続された燃焼ガス供給路62及び排出ガス排出路63(即ち、上記の対象流路)についても行われる。具体的には、第1流量調整装置31及び第2流量調整装置41のうちの少なくとも一方を開けて、加熱空気を上記対象流路に通流させることで、これらの暖気及びパージを容易に行うことができる。暖気及びパージにより、硫黄酸化物の乾燥装置20への結露を抑制し、乾燥装置20の腐食を抑制することができる。
In the above-described drying system 200, a specific control method will be described later with reference to FIG. 3 and the like, but warming of the drying
図3は、乾燥システム200の運用方法(暖気ステップ)を示すフローチャートである。以下の説明においては、説明の簡略化のために、乾燥装置20の暖気及びパージを中心に説明し、燃焼ガス供給路62及び排出ガス排出路63の暖気及びパージについては言及しない。
FIG. 3 is a flowchart showing an operation method (warm-up step) of the drying system 200. In the following description, for simplification of description, warm air and purge of the drying
乾燥システム200では、乾燥開始前に、図3に示すフローに沿って乾燥装置20の暖気が行われる。また、詳細は後記するが、乾燥完了後には、図4に示すフローに沿って乾燥装置20のパージが行われる。ただし、暖気及びパージのうちのいずれか一方のみが行われるようにしてもよい。暖気及びパージは、図1に示した制御装置50により行われるため、図1を併せて参照しながら図3の説明を行う。
In the drying system 200, the drying
乾燥装置20による乾燥開始前には、燃焼ガスは乾燥装置20には供給されていない。即ち、第1流量調整装置31及び第2流量調整装置41はいずれも閉じている。そこで、暖気のために、制御装置50は、閉状態の第1流量調整装置31及び第2流量調整装置41のうちの何れか一方の流量調整装置を開き、閉じたままの流量調整装置を備える側の上記対象流路に加熱空気を供給する(暖気ステップ)。
Before the drying by the drying
具体的には、まず、制御装置50は、第2流量調整装置41を開ける(ステップS1、暖気ステップ)。なお、上記のように、排ガスダクト61における排出ガス排出路63との接続箇所(エアヒータ12の下流側)は低圧であるため、第2流量調整装置41を開けても乾燥システム200への排ガスの流入は抑制される。次いで、制御装置50は、ブロワ33を駆動させ、加熱空気供給路64を通じて加熱空気を供給する(ステップS2、暖気ステップ)。これにより、加熱空気は、燃焼ガス供給路62、乾燥装置20の内部空間20A及び排出ガス排出路63を含んで構成される上記対象流路を通じて、排ガスダクト61に流れる。ここで、加熱空気は、加熱装置32により加熱されたものであり、高温である。そのため、加熱空気の通流により乾燥装置20が暖められ、乾燥装置20の暖気が行われる(ステップS3、暖気ステップ)。
Specifically, first, the
このような手順によれば、加熱空気を乾燥装置20に流すことができる。これにより、乾燥装置20の暖気を行うことができる。この結果、乾燥開始直後等、乾燥装置20に高温の燃焼ガスが供給されたときに、低温の乾燥装置20との接触に起因する燃焼ガスの急激な冷却を抑制することができる。このため、燃焼ガスに含まれる硫黄酸化物の乾燥装置20への結露を抑制し、乾燥装置20の腐食を抑制することができる。
According to such a procedure, heated air can be passed through the drying
暖気開始後、制御装置50は、図示しない温度センサにより、上記対象流路における温度を監視している。そして、制御装置50は、上記対象流路における温度が予め定められた閾値を超えたときに、暖気が完了したと判断する(ステップS4のYes、暖気ステップ)。一方で、上記対象流路における温度が予め定められた閾値以下のときには暖気が不十分と判断し、暖気が継続される(ステップS4のNo、暖気ステップ)。
After the start of warming-up, the
このように、温度を基準として暖気の完了を判断することで、暖気の完了時期を適切に決定して、暖気を適切な時期に完了させることができる。このため、加熱空気の供給過剰に起因する運用コストの増大を抑制することができる。 In this way, by determining the completion of warm-up based on the temperature, it is possible to appropriately determine the completion time of warm-up and complete warm-up at an appropriate time. For this reason, it is possible to suppress an increase in operation cost due to excessive supply of heated air.
暖気が完了したと判断した場合、制御装置50は、ブロワ33を停止して、上記対象流路への加熱空気の供給を停止する(ステップS5、暖気ステップ)。そして、制御装置50は、第1流量調整装置31を開ける(ステップS6、暖気ステップ)。これにより、暖気が完了し、乾燥装置20への燃焼ガスの供給が開始され、被処理水の乾燥が開始される(ステップS7)。
When it is determined that the warm air is completed, the
図4は、本発明の一実施形態に係る乾燥システム200の運用方法(パージステップ)を示すフローチャートである。乾燥装置20において乾燥を停止させた後、乾燥装置20のパージが行われる。
FIG. 4 is a flowchart showing an operation method (purge step) of the drying system 200 according to an embodiment of the present invention. After the drying is stopped in the drying
乾燥装置20による乾燥中、燃焼ガスが乾燥装置20に供給される。そのため、第1流量調整装置31及び第2流量調整装置41はいずれも開いている。そこで、制御装置50は、開状態の第1流量調整装置31及び第2流量調整装置41のうちの何れか一方の流量調整装置を閉じ、閉じた流量調整装置を備える側の上記対象流路に加熱空気を供給する(パージステップ)。
During drying by the drying
具体的には、まず、乾燥を停止させるために、制御装置50は、第1流量調整装置31を閉じる(ステップS11、パージステップ)。これにより、燃焼ガスの供給が停止する。ここで、乾燥装置20への被処理水の供給も停止し、乾燥が停止する。そして、上記の図3を参照しながら説明した加熱空気の供給と同様にして、加熱空気の供給が行われる(ステップS2、パージステップ)。これにより、乾燥装置20の内部空間20Aに残存する燃焼ガスが排出され、乾燥装置20のパージが行われる(ステップS12、パージステップ)。
Specifically, first, in order to stop drying, the
このような手順によれば、加熱空気を乾燥装置20及び開状態の第2流量調整装置41にこの順で流すことができる。これにより、乾燥装置20のパージを行うことができる。この結果、乾燥停止後の硫黄酸化物の残存量を減少させることができ、乾燥装置20が冷えた場合であっても、硫黄酸化物の結露を抑制することができる。
According to such a procedure, the heated air can be supplied to the drying
パージ開始後、乾燥装置20、燃焼ガス供給路62及び排出ガス排出路63の容量と加熱空気供給量とに基づいて内部気体の置換率を計算し、置換率がある閾値以下となったところで、パージの完了を判断してもよい。また、制御装置50は、図示しない濃度センサにより、上記対象流路における、酸素、二酸化炭素、二酸化硫黄、一酸化窒素及び二酸化窒素からなる群より選ばれる少なくとも一成分の濃度を監視してもよい。そしてその際、制御装置50は、上記少なくとも一成分の濃度が予め定められた閾値を跨ぐ変動を検出したときに、パージが完了したと判断する(ステップS13、パージステップ)。
After starting the purge, the internal gas replacement rate is calculated based on the capacity of the drying
即ち、燃焼ガスでは、加熱空気と比べて、二酸化炭素、二酸化硫黄、一酸化窒素及び二酸化窒素の各濃度(以下、二酸化炭素等濃度という)が高く、酸素濃度が低い。そのため、パージが進行すれば、上記対象流路における二酸化炭素等濃度は低下し、一方で、加熱空気の供給に起因して酸素濃度が上昇する。そこで、二酸化炭素等濃度が閾値を下回ったとき、又は、酸素濃度が閾値を上回ったときのような、閾値を跨ぐ変動を検出したときに、パージが完了したと判断することができる。一方で、閾値を跨ぐ変動を検出するまでは、パージが不十分と判断し、パージが継続される(ステップS13のNo)。 That is, in the combustion gas, each concentration of carbon dioxide, sulfur dioxide, nitrogen monoxide, and nitrogen dioxide (hereinafter referred to as carbon dioxide concentration) is high and the oxygen concentration is low compared to heated air. Therefore, if the purge proceeds, the concentration of carbon dioxide and the like in the target flow path decreases, while the oxygen concentration increases due to the supply of heated air. Therefore, it can be determined that the purge has been completed when a change across the threshold is detected, such as when the concentration of carbon dioxide or the like falls below the threshold, or when the oxygen concentration exceeds the threshold. On the other hand, until a change across the threshold is detected, it is determined that the purge is insufficient, and the purge is continued (No in step S13).
このように、濃度の変動を検出してパージの完了を判断することで、パージの完了時期を適切に決定して、パージを適切な時期に完了させることができる。このため、加熱空気の供給過剰に起因する運用コストの増大を抑制することができる。 Thus, by detecting the concentration variation and determining the completion of the purge, it is possible to appropriately determine the purge completion timing and complete the purge at an appropriate timing. For this reason, it is possible to suppress an increase in operation cost due to excessive supply of heated air.
パージが完了したと判断した場合には、制御装置50は、ブロワ33を停止して、上記対象流路への加熱空気の供給を停止する(ステップS5、パージステップ)。そして、制御装置50は、第2流量調整装置41(他方の流量調整装置)を閉じる(ステップS14、パージステップ)。
When it is determined that the purge is completed, the
これらの手順により、乾燥装置20が加熱空気で満たされ、冷却後の硫黄酸化物の結露が抑制される。また、乾燥装置20の内部が加熱空気で満たされることから、特別な処理を別途行う必要なく、乾燥装置20の底部に設けられたバルブ25(図2参照)を開弁することができる。このため、排出口24を通じた堆積物23の取り出し等、メンテナンスを容易に行うことができる。
By these procedures, the drying
以上の図3及び図4に示す運用方法によれば、乾燥開始前に乾燥装置の暖気、及び、乾燥停止後に乾燥装置のパージを行うことができる。これにより、硫黄酸化物の乾燥装置20への結露を抑制し、乾燥装置20の腐食を抑制することができる。
According to the operation method shown in FIG. 3 and FIG. 4 above, it is possible to warm the drying device before starting drying and to purge the drying device after stopping drying. Thereby, dew condensation to the drying
図5は、本発明の二実施形態に係るボイラシステム101の系統図である。以下の説明において、上記の図1等を参照しながら説明した装置と同じ装置については同じ符号を付すものとし、説明の簡略化のために説明を省略する。 FIG. 5 is a system diagram of the boiler system 101 according to the second embodiment of the present invention. In the following description, the same devices as those described with reference to FIG. 1 and the like are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted for simplification of description.
図5に示すボイラシステム101では、上記のボイラシステム100に備えられた乾燥システム200とは異なる乾燥システム201が備えられる。具体的には、図5に示す乾燥システム201では、例えば通常のダンパにより構成される上記の第1流量調整装置31に代えて、例えばシールダンパによって構成される第1流量調整装置51が備えられる。ただし、第2流量調整装置41がシールダンパにより構成されてもよく、第1流量調整装置31及び第2流量調整装置41の双方がシールダンパにより構成されてもよい。
In the boiler system 101 shown in FIG. 5, a drying system 201 different from the drying system 200 provided in the boiler system 100 is provided. Specifically, the drying system 201 shown in FIG. 5 includes a first flow
第1流量調整装置51は、上記のように例えばシールダンパであって、2つのダンパ間に封入されるシールエアによって封止するものである。具体的には、第1流量調整装置51は、いずれも図示しないが、第1ダンパ及び第2ダンパを備えて構成される。そして、第1ダンパと第2ダンパとの間には封止空間が形成される。そして、当該封止空間に加熱空気(空気の一形態)が供給されることで、封止空間内の空気圧が高まる。これにより、当該封止空間が封止され、上流側と下流側との間でのガスの通流が遮断される。なお、シールダンパの具体的構成については、例えば特開平11−270838号公報に記載のシールダンパの構成を適用することができる。
As described above, the first flow
乾燥システム201は、第1流量調整装置51に加熱空気を供給するためのブロワ53と、第1流量調整装置51に供給する加熱空気を製造するためのシールダンパ用加熱装置52とを備える。そして、シールダンパ用加熱装置52により製造された加熱空気は、ブロワ53によりシールダンパ用加熱空気供給路66を通じて、第1流量調整装置51に供給される。そして、第1流量調整装置51では、供給された加熱空気により、燃焼ガス供給路62の上流側と下流側との間でのガスの通流が遮断される。
The drying system 201 includes a
また、乾燥システム201では、第1流量調整装置51に供給されるシール用加熱空気の一部が、上記対象流路に供給される。具体的には、シールダンパ用加熱空気供給路66に対し、加熱空気供給路64が接続される。そして、ブロワ33の駆動により、シールダンパ用加熱空気供給路66を通流する加熱空気の一部が分岐して加熱空気供給路64を通流し、上記対象流路に加熱空気が供給される。このように、シールダンパ用加熱空気の一部を用いることで、既存のシール用加熱空気を用いて、乾燥装置20の暖気及びパージを行うことができる。
In the drying system 201, a part of the heating air for sealing supplied to the first flow
図6は、本発明の二実施形態に係る乾燥システム201の運用方法(暖気ステップ)を示すフローチャートである。図6において、上記の図3を参照しながら説明したステップと同じステップについては同じステップ番号を付すものとし、説明の簡略化のために重複する説明は省略する。 FIG. 6 is a flowchart showing an operation method (warm-up step) of the drying system 201 according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 6, the same steps as those described with reference to FIG. 3 are given the same step numbers, and redundant descriptions are omitted for the sake of simplicity.
上記の図3を参照しながら説明したように、乾燥開始前には、燃焼ガスは乾燥装置20には供給されていない。そのため、第1流量調整装置51及び第2流量調整装置41はいずれも閉じている。特に、第1流量調整装置51には、上記のようにシール用加熱空気が供給される。そして、シール用加熱空気の有する空気圧により、燃焼ガス供給路62の上流側と下流側との間でのガスの通流が遮断される。
As described with reference to FIG. 3 above, the combustion gas is not supplied to the drying
制御装置50は、乾燥装置20の暖気のため、上記の図3を参照しながら説明した運用方法と同様にして、第2流量調整装置41を開け(ステップS1)、ブロワ33の駆動により、加熱空気の供給を開始する(ステップS2)。ただし、供給される加熱空気は、上記のように、シールダンパ用加熱装置52(図5参照)により製造されたものである。そして、加熱空気の供給により、乾燥装置20の暖気が行われ(ステップS3)、暖気が完了したと判断されれば(ステップS4のYes)、ブロワ33が停止される(ステップS5)。これにより、上記対象流路への加熱空気の供給が停止し、乾燥装置20の暖気が完了する。
The
次いで、制御装置50は、ブロワ53の駆動を停止し、ブロワ53による第1流量調整装置51への加熱空気の供給を停止する(ステップS21、暖気ステップ)。これにより、第1流量調整装置51での封止が解かれる。そして、制御装置50は第1流量調整装置51を開けて(ステップS22、暖気ステップ)、上記の図3を参照しながら説明したステップS7と同様にして乾燥装置20に燃焼ガスの供給を開始して、被処理水の乾燥が開始される(ステップS7)。
Next, the
図7は、本発明の二実施形態に係る乾燥システム201の運用方法(パージステップ)を示すフローチャートである。図7において、上記の図3及び図4を参照しながら説明したステップと同じステップについては同じステップ番号を付すものとし、説明の簡略化のために重複する説明は省略する。 FIG. 7 is a flowchart showing an operation method (purge step) of the drying system 201 according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 7, the same steps as those described with reference to FIGS. 3 and 4 are given the same step numbers, and redundant description is omitted for the sake of simplicity.
上記の図4を参照しながら説明したように、乾燥中、燃焼ガスが乾燥装置20に供給される。そのため、第1流量調整装置51及び第2流量調整装置41はいずれも開いている。そこで、制御装置50は、まず、乾燥を停止させるために、第1流量調整装置51を閉じる(ステップS31、パージステップ)。これにより、乾燥装置20への燃焼ガスの供給が停止する。次いで、制御装置50は、ブロワ53を駆動し、第1流量調整装置51へのシール用加熱空気の供給を開始する(ステップS32、パージステップ)。シール用加熱空気が供給される第1流量調整装置51では、シール用加熱空気の空気圧により、燃焼ガス供給路62の上流側と下流側との間でのガスの通流が遮断される。
As described with reference to FIG. 4 above, combustion gas is supplied to the drying
その後、ブロワ33の駆動によって、第1流量調整装置51と第2流量調整装置41との間に加熱空気が供給され(ステップS2)、乾燥装置20のパージが行われる(ステップS12)。そして、制御装置50は、上記の図4を参照しながら説明したステップS13と同様にしてパージが完了したか否かを判断する(ステップS13)。パージが完了したと判断した場合(ステップS13のYes)、制御装置50はブロワ33を停止し、加熱空気の供給を停止する(ステップS5)。そして、制御装置50は、第2流量調整装置41を閉じる(ステップS14)。これにより、乾燥装置20のパージが完了する。
Thereafter, the
以上の図6及び図7に示す運用方法によれば、乾燥開始前に乾燥装置の暖気、及び、乾燥停止後に乾燥装置のパージを行うことができる。これにより、硫黄酸化物の乾燥装置20への結露を抑制し、乾燥装置20の腐食を抑制することができる。
According to the operation method shown in FIG. 6 and FIG. 7, warming of the drying device can be performed before the drying is started, and the drying device can be purged after the drying is stopped. Thereby, dew condensation to the drying
また、シールダンパ用加熱装置52により製造された加熱空気の一部を使用して、暖気及びパージを行うことができる。このため、特にシールダンパ用加熱装置52が既設の場合には、シールダンパ用加熱装置52による加熱空気の製造量を増やすような設備増強をするだけで、暖気及びパージを行うことができるようになる。
In addition, warm air and purge can be performed by using a part of the heated air produced by the seal
図8は、本発明の三実施形態に係るボイラシステム102の系統図である。ボイラシステム102においても、上記の図5に示したボイラシステム101と同様、シールダンパ用加熱装置52において製造された加熱空気は、第1流量調整装置51及び上記対象流路に供給される。即ち、加熱空気を用いて、第1流量調整装置51の封止と、対象流路の暖気及びパージとが行われる。そして、ボイラシステム101の場合は、第1流量調整装置51への加熱空気の供給と、対象流路への加熱空気の供給とは、それぞれ異なるブロワ33,53(図5参照)の駆動により行われる。
FIG. 8 is a system diagram of the boiler system 102 according to the third embodiment of the present invention. Also in the boiler system 102, similarly to the boiler system 101 shown in FIG. 5 described above, the heated air produced in the seal
一方で、図8に示すボイラシステム102においては、上記ボイラシステム101とは異なり、1つのブロワ53の駆動により、第1流量調整装置51及び上記対象流路に加熱空気が供給される。即ち、ボイラシステム102では上記のブロワ33が備えられず、ブロワ53のみが備えられる。そして、ブロワ53の下流側では、シールダンパ用加熱空気供給路66から分岐して、加熱空気供給路64が形成される。このため、ブロワ53の駆動より、ブロワ53の下流で分岐した加熱空気供給路64及びシールダンパ用加熱空気供給路66を通じて、第1流量調整装置51及び上記対象流路に加熱空気が供給される。
On the other hand, in the boiler system 102 shown in FIG. 8, unlike the boiler system 101, heated air is supplied to the first flow
加熱空気供給路64には、流路を開閉するためのバルブ54が備えられる。バルブ54の開閉は、図8において破線で示す電気信号線を通じて、制御装置50により制御される。例えば第1流量調整装置51に対してのみ加熱空気を供給する場合には、バルブ54は閉弁される。一方で、第1流量調整装置51及び上記対象流路の双方に加熱空気を供給する場合には、バルブ54は開弁される。
The heated
なお、対象流路に加熱空気を供給する際には、上記のように第1流量調整装置51は封止されている。そこで、通常は、第1流量調整装置51が封止された状態で対象流路への加熱空気の供給及び停止が行われるため、加熱空気供給路64にのみバルブ54が備えられる。
In addition, when supplying heated air to an object flow path, the 1st flow
このように、1つのブロワ53を用いて、第1流量調整装置51及び上記対象流路の双方に加熱空気を供給可能にすることで、ボイラシステム102の設置コストを削減することができる。また、ボイラシステム102の消費電力を削減し、運転コストを削減することができる。
Thus, the installation cost of the boiler system 102 can be reduced by making it possible to supply heated air to both the first
なお、上記のバルブ54は、開度調整可能な弁であってもよい。開度調整可能なバルブ54を使用することで、第1流量調整装置51及び上記対象流路のそれぞれへの加熱空気の供給量を調整できる。このため、第1流量調整装置51における封止と、対象流路におけるパージ及び暖気とを、より適切に行うことができる。
The valve 54 may be a valve whose opening degree can be adjusted. By using the valve 54 whose opening degree can be adjusted, the supply amount of the heated air to each of the first flow
10 ボイラ
11 脱硝装置
12 エアヒータ
13 集塵装置
14 脱硫装置
15 固液分離装置
20 乾燥装置
20A 内部空間
21 筐体
22 底部
23 堆積物
24 排出口
25,54 バルブ
26 燃焼ガス供給口
27 給水部
28 排気口
31,51 第1流量調整装置
32 加熱装置
33,53 ブロワ
41 第2流量調整装置
50 制御装置
52 シールダンパ用加熱装置
61 排ガスダクト
62 燃焼ガス供給路
63 排出ガス排出路
64 加熱空気供給路
65 被処理水供給路
66 シールダンパ用加熱空気供給路
100,101 ボイラシステム
200,201 乾燥システム
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記燃焼ガス発生源から排出された前記燃焼ガスを流す排ガスダクトに接続された燃焼ガス供給路と、
前記燃焼ガス供給路の途中に備えられた第1流量調整装置と、
前記燃焼ガス供給路に接続され、前記燃焼ガス供給路から供給される前記燃焼ガスを前記被処理水に接触させるように構成された内部空間を有する乾燥装置と、
前記乾燥装置から排出される排出ガスであって、前記被処理水との接触により気化した前記被処理水を含む排出ガスを排出するための排出ガス排出路と、
前記排出ガス排出路の途中に備えられた第2流量調整装置と、
前記第1流量調整装置と前記第2流量調整装置との間に形成される対象流路に接続され、加熱空気を供給するための加熱空気供給路と、を備える
ことを特徴とする、乾燥システム。 A drying system for drying water to be treated by heat of combustion gas generated in a combustion gas generation source,
A combustion gas supply path connected to an exhaust gas duct for flowing the combustion gas discharged from the combustion gas generation source;
A first flow rate adjusting device provided in the middle of the combustion gas supply path;
A drying apparatus having an internal space connected to the combustion gas supply path and configured to bring the combustion gas supplied from the combustion gas supply path into contact with the water to be treated;
An exhaust gas exhaust path for exhausting exhaust gas exhausted from the drying device, the exhaust gas containing the treated water vaporized by contact with the treated water;
A second flow rate adjusting device provided in the middle of the exhaust gas discharge path;
A drying system comprising: a heated air supply path for supplying heated air, connected to a target flow path formed between the first flow rate adjusting apparatus and the second flow rate adjusting apparatus. .
ことを特徴とする、請求項1に記載の乾燥システム。 The drying system according to claim 1, wherein the temperature of the heated air is equal to or higher than an acid dew point temperature of the combustion gas.
前記シールダンパに供給されるシール用空気の一部が前記加熱空気として前記対象流路に供給されるように構成された
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載の乾燥システム。 At least one of the first flow rate adjusting device or the second flow rate adjusting device includes a seal damper that seals the damper with air pressure,
The drying system according to claim 1 or 2, wherein a part of the sealing air supplied to the seal damper is supplied to the target flow path as the heated air.
前記加熱空気供給路は、前記第1流量調整装置よりも下流の前記燃焼ガス供給路に接続された
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の乾燥システム。 The exhaust gas discharge path is connected to the exhaust gas duct on the downstream side of the exhaust gas duct from the connection point between the combustion gas supply path and the exhaust gas duct,
The drying system according to any one of claims 1 to 3, wherein the heated air supply path is connected to the combustion gas supply path downstream of the first flow rate adjusting device.
前記制御装置は、前記加熱空気の供給量に応じて前記開度を制御するように構成された
ことを特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載の乾燥システム。 A control device for controlling an opening degree of at least one of the first flow rate adjusting device or the second flow rate adjusting device;
The drying system according to any one of claims 1 to 4, wherein the control device is configured to control the opening degree in accordance with a supply amount of the heated air.
前記乾燥システムは、
前記燃焼ガス発生源から排出された前記燃焼ガスを流す排ガスダクトに接続された燃焼ガス供給路と、
前記燃焼ガス供給路の途中に備えられた第1流量調整装置と、
前記燃焼ガス供給路に接続され、前記燃焼ガス供給路から供給される前記燃焼ガスを前記被処理水に接触させるように構成された内部空間を有する乾燥装置と、
前記乾燥装置から排出される排出ガスであって、前記被処理水との接触により気化した前記被処理水を含む排出ガスを排出するための排出ガス排出路と、
前記排出ガス排出路の途中に備えられた第2流量調整装置と、
前記第1流量調整装置と前記第2流量調整装置との間に形成される対象流路に接続され、加熱空気を供給するための加熱空気供給路と、を備え、
前記乾燥システムの運用方法は、
前記加熱空気供給路から前記対象流路に前記加熱空気を供給することで、前記乾燥装置における前記燃焼ガスを排出するパージステップ、又は、
前記加熱空気供給路から前記対象流路に前記加熱空気を供給することで、前記乾燥装置の暖気を行う暖気ステップ、の少なくとも一方を含む
ことを特徴とする、乾燥システムの運用方法。 An operation method of a drying system for drying water to be treated by heat of combustion gas generated in a combustion gas generation source,
The drying system includes:
A combustion gas supply path connected to an exhaust gas duct for flowing the combustion gas discharged from the combustion gas generation source;
A first flow rate adjusting device provided in the middle of the combustion gas supply path;
A drying apparatus having an internal space connected to the combustion gas supply path and configured to bring the combustion gas supplied from the combustion gas supply path into contact with the water to be treated;
An exhaust gas exhaust path for exhausting exhaust gas exhausted from the drying device, the exhaust gas containing the treated water vaporized by contact with the treated water;
A second flow rate adjusting device provided in the middle of the exhaust gas discharge path;
A heated air supply path connected to a target flow path formed between the first flow rate adjustment device and the second flow rate adjustment device, and for supplying heated air;
The operation method of the drying system is:
A purge step of discharging the combustion gas in the drying device by supplying the heated air from the heated air supply channel to the target channel; or
A method for operating a drying system, comprising: at least one of a warming step of warming the drying device by supplying the heated air from the heated air supply channel to the target channel.
ことを特徴とする、請求項6に記載の乾燥システムの運用方法。 The purge step closes one of the first flow rate adjustment device and the second flow rate adjustment device in the open state, and heats the target flow path on the side including the closed flow rate adjustment device. The method of operating a drying system according to claim 6, wherein air is supplied.
ことを特徴とする、請求項7に記載に乾燥システムの運用方法。 When the purge step detects a change in the concentration of at least one component selected from the group consisting of oxygen, carbon dioxide, sulfur dioxide, nitrogen monoxide and nitrogen dioxide across a predetermined threshold in the target flow path. The operation method of the drying system according to claim 7, wherein the supply of the heated air to the target flow path is stopped and the other flow rate adjustment device is closed.
ことを特徴とする、請求項6〜8の何れか1項に記載の乾燥システムの運用方法。 In the warming step, one of the first flow rate adjustment device and the second flow rate adjustment device in the closed state is opened, and the target flow channel on the side including the flow rate adjustment device that is kept closed is opened. The method for operating a drying system according to any one of claims 6 to 8, wherein the heated air is supplied.
ことを特徴とする、請求項9に記載の乾燥システムの運用方法。 In the warming step, when the temperature in the target flow path exceeds a predetermined threshold, the supply of the heated air to the target flow path is stopped and the other flow rate adjusting device is opened. A method for operating the drying system according to claim 9.
前記ボイラから排出される排ガスと洗浄水とを接触させることにより前記排ガスの脱硫を行うための脱硫装置と、
請求項1〜5の何れか1項に記載の乾燥システムとを備えるボイラシステムであって、
前記燃焼ガス発生源は、前記ボイラを含み、
前記燃焼ガスは、前記排ガスを含む
ことを特徴とする、ボイラシステム。 With a boiler,
A desulfurization device for desulfurizing the exhaust gas by bringing the exhaust gas discharged from the boiler into contact with cleaning water;
A boiler system comprising the drying system according to any one of claims 1 to 5,
The combustion gas generation source includes the boiler,
The boiler system, wherein the combustion gas includes the exhaust gas.
ことを特徴とする、請求項11に記載のボイラシステム。 The boiler system according to claim 11, wherein the treated water includes the washed water after the contact discharged from the desulfurization apparatus.
ことを特徴とする、請求項11又は12に記載のボイラシステム。
The exhaust gas discharge path is connected to the exhaust gas duct at a downstream side of the exhaust gas duct from a connection point between the combustion gas supply path and the exhaust gas duct. Boiler system.
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JP2018044327A JP2019155256A (en) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | Drying system, operation method thereof, and boiler system |
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CN110627146A (en) * | 2018-11-29 | 2019-12-31 | 国家电投集团远达环保工程有限公司重庆科技分公司 | Desulfurization wastewater treatment system and desulfurization wastewater treatment method |
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