JP2021109116A - High temperature gas purification apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シリコーンや微粒固形物を含む高温ガスからシリコーンや粒状固形物を除去する高温ガスの浄化装置に関するものである。 The present invention relates to a high temperature gas purifying device for removing silicone and granular solids from a high temperature gas containing silicone and fine solids.
シリコーンや微粒固形物を含む燃焼用空気や燃料を使用する燃焼装置において燃焼により生成される高温ガスにはシリコーンが酸化分解されて生成するシリカ(二酸化ケイ素、SiO2)や微粒固形物が含まれる。 High-temperature gas generated by combustion in combustion equipment that uses combustion air or fuel containing silicone and fine-grained solids includes silica (silicon dioxide, SiO 2 ) and fine-grained solids produced by oxidative decomposition of silicone. ..
前記燃焼装置から排出される高温ガスは該燃焼装置の後流に設置された排熱ボイラや、熱交換器などの排熱回収装置に供給され、蒸気の生成や種々のガスの加熱に使用される。 The high-temperature gas discharged from the combustion device is supplied to an exhaust heat boiler installed in the wake of the combustion device and an exhaust heat recovery device such as a heat exchanger, and is used for steam generation and heating of various gases. NS.
前記高温ガスに含まれるシリカや微粒固形物は前記排熱回収装置を通過する際、該排熱回収装置の伝熱壁に付着し、伝熱壁の伝熱性能を低下させることになる。 When the silica or fine solid matter contained in the high temperature gas passes through the exhaust heat recovery device, it adheres to the heat transfer wall of the exhaust heat recovery device and deteriorates the heat transfer performance of the heat transfer wall.
従来は、低下した伝熱性能を回復させるために、定期的に、伝熱壁の清掃を行い、付着したシリカや微粒固形物を除去したり、伝熱壁を新規なものに交換したりといった対応がとられてきた。 In the past, in order to restore the reduced heat transfer performance, the heat transfer wall was regularly cleaned to remove adhered silica and fine solids, and the heat transfer wall was replaced with a new one. Correspondence has been taken.
従来、高温ガスが排熱回収装置を通過する際に伝熱壁に付着、堆積したシリカや微粒固形物を定期的な清掃により取り除いたり、伝熱壁を新規なものに交換したりすることにより排熱回収装置の伝熱性能を回復させる対応がとられているが、伝熱壁は一般的に幾何的に入り組んだ構造となっているため、シリカや微粒固形物を効率よく取り除けるのは伝熱壁の最上流部分に限定される。このため、伝熱性能の回復も限定的なものとなる。
更に、伝熱壁へのシリカや微粒固形物の堆積量が増加し、伝熱性能の著しい低下がみられた場合には、排熱回収装置全体を交換することが必要となる。
Conventionally, when high-temperature gas passes through the exhaust heat recovery device, it adheres to the heat transfer wall, and the accumulated silica and fine solids are removed by regular cleaning, or the heat transfer wall is replaced with a new one. Measures have been taken to restore the heat transfer performance of the exhaust heat recovery device, but since the heat transfer wall generally has a geometrically intricate structure, it is possible to efficiently remove silica and fine solids. Limited to the most upstream part of the heat wall. Therefore, the recovery of heat transfer performance is also limited.
Further, when the amount of silica or fine solid matter deposited on the heat transfer wall increases and the heat transfer performance is significantly deteriorated, it is necessary to replace the entire exhaust heat recovery device.
このように、高温ガスが供給される排熱回収装置の伝熱壁にシリカや微粒固形物が付着、堆積し、それにより、伝熱性能が低下し、熱回収量が減少する。このような状況で排熱回収量を維持しようとすると高温ガスの供給源である燃焼装置の燃料消費量が増加したり、その結果としてCO2排出量が増加したりすることとなる。更に、シリカや微粒固形物の伝熱壁への付着、堆積が著しい場合には、排熱回収装置全体を交換することになり、経済的損失も発生するという問題があり、この問題を解決することが従来の課題となっていた。 In this way, silica and fine solids adhere to and accumulate on the heat transfer wall of the exhaust heat recovery device to which the high temperature gas is supplied, whereby the heat transfer performance is lowered and the heat recovery amount is reduced. If an attempt is made to maintain the exhaust heat recovery amount in such a situation, the fuel consumption of the combustion device, which is the source of the high temperature gas, will increase, and as a result, the CO2 emission amount will increase. Furthermore, if silica or fine solids adhere to or accumulate on the heat transfer wall significantly, the entire waste heat recovery device must be replaced, which causes an economic loss, which solves this problem. Has been a conventional issue.
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、高温ガスが排熱回収装置を通過する際に、高温ガス中のシリカや微粒固形物が排熱回収装置の伝熱壁に付着、堆積することが無いようにすることのできる高温ガス浄化装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned conventional problems, and when the high temperature gas passes through the exhaust heat recovery device, silica or fine solid matter in the high temperature gas acts on the heat transfer wall of the exhaust heat recovery device. It is an object of the present invention to provide a high temperature gas purification device capable of preventing adhesion and accumulation.
本発明の高温ガス浄化装置は、シリカや微粒固形物を含む高温ガスの流路中に障害物を備え、該高温ガス中のシリカや微粒固形物を該障害物に付着、堆積させ、該高温ガスが排熱回収装置に供給される前に該高温ガスからシリカや微粒固形物を除去するとともに、該障害物に付着、堆積したシリカや微粒固形物を洗浄、除去し、該障害物の再利用を可能とするために該障害物の取り付け及び取り外しが行えるように構成されたことを特徴とする。 The high-temperature gas purification device of the present invention is provided with an obstacle in the flow path of the high-temperature gas containing silica and fine-grained solids, and the silica and fine-grained solids in the high-temperature gas are attached to and deposited on the obstacle, and the high temperature is formed. Silica and fine-grained solids are removed from the high-temperature gas before the gas is supplied to the exhaust heat recovery device, and silica and fine-grained solids adhering to and accumulated on the obstacle are washed and removed, and the obstacle is re-used. It is characterized in that it is configured so that the obstacle can be attached and detached in order to enable its use.
本発明に従えば、シリカや微粒固形物を含む高温ガスは排熱回収装置に供給される前に該高温ガスからシリカや微粒固形物が分離・除去されるため、排熱回収装置の伝熱壁にシリカや微粒固形物が付着、堆積してそれらの伝熱性能を低下させることは無くなる。そのため、伝熱性能が低下した場合に排熱回収量を維持しようとして高温ガスの供給源である燃焼装置の燃料消費量が増加したり、その結果としてCO2排出量が増加したりすることは無くなる。更に、排熱回収装置全体を交換することによる経済的損失も無くなる。
また、高温ガス浄化装置に備えられた障害物は該障害物に付着、堆積したシリカや微粒固形物を洗浄、除去することにより再利用が可能となるため、運用費の極小化が可能となる。
According to the present invention, since the high-temperature gas containing silica and fine-grained solids is separated and removed from the high-temperature gas before being supplied to the exhaust heat recovery device, the heat transfer of the exhaust heat recovery device is performed. Silica and fine solids will not adhere to and accumulate on the wall and reduce their heat transfer performance. Therefore, when the heat transfer performance deteriorates, the fuel consumption of the combustion device, which is the source of the high-temperature gas, does not increase in an attempt to maintain the exhaust heat recovery amount, and as a result, the CO2 emission amount does not increase. .. Further, the economic loss due to the replacement of the entire waste heat recovery device is eliminated.
In addition, the obstacles provided in the high-temperature gas purification device can be reused by cleaning and removing silica and fine solids that have adhered to and accumulated on the obstacles, so that the operating cost can be minimized. ..
以下、本発明の高温ガスの浄化装置について具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。 Hereinafter, the high temperature gas purification device of the present invention will be specifically described. The present invention is not limited to the following examples, and various modifications can be carried out.
はじめに、本発明の高温ガスの構成について説明する。 First, the constitution of the high temperature gas of the present invention will be described.
本発明の高温ガス浄化装置の一実施例を示す図1において、1は燃焼装置であり、バーナー2を備えている。 In FIG. 1 showing an embodiment of the high temperature gas purification device of the present invention, reference numeral 1 denotes a combustion device, which includes a burner 2.
3は高温ガス浄化装置であり、充填物層5を備え、前記燃焼装置1と高温ガスラインで接続されている。
4は排熱回収装置であり、前記高温ガス浄化装置3と高温ガスラインで接続されている。
つぎに、動作について説明する。 Next, the operation will be described.
燃焼装置1において外部から供給される燃焼用空気にバーナー2から供給される燃料が加えられて燃焼し、高温ガスを作り出す。このとき、燃焼用空気や燃料に含まれるシリコーンは二酸化炭素、水(水蒸気)、シリカに分解し、高温ガスの一部となる。 In the combustion device 1, the fuel supplied from the burner 2 is added to the combustion air supplied from the outside and burned to produce a high-temperature gas. At this time, the silicone contained in the combustion air and fuel is decomposed into carbon dioxide, water (water vapor), and silica, and becomes a part of the high temperature gas.
燃焼装置1から排出された高温ガスは高温ガス浄化装置3に供給され、充填物が積層された充填物層5を通過する。その際、高温ガス中のシリカや微粒固形物はガス流れから慣性分離され、該充填物表面に付着する。
The high-temperature gas discharged from the combustion device 1 is supplied to the high-temperature
図2、図3及び図4は、本発明で使用される充填物層5に積層される充填物の具体例を示したものである。図2に示す充填物は金属やセラミックやガラスなどの高温に耐える材料を用いて円柱状に成型されたもので、直径は1mm〜50mm程度である。図3に示す充填物は図2に示す充填物と材質、直径は同様であるが、形状を球形としたものである。図4に示す充填物はやはり金属やセラミックやガラスなどの材料を用いて成型され、円柱状の外周は板で構成され、内部には複数の板が不規則に配置されたもので、高温ガスとの接触面積を大きくし、シリカや微粒固形物の捕捉性能を高めることを目的としたものである。 2, 3 and 4 show specific examples of the filler laminated on the filler layer 5 used in the present invention. The filler shown in FIG. 2 is formed into a columnar shape using a material that can withstand high temperatures such as metal, ceramic, and glass, and has a diameter of about 1 mm to 50 mm. The filling material shown in FIG. 3 has the same material and diameter as the filling material shown in FIG. 2, but has a spherical shape. The filling shown in FIG. 4 is also molded using a material such as metal, ceramic, or glass, and the outer circumference of the columnar shape is composed of plates, and a plurality of plates are irregularly arranged inside, which is a high temperature gas. The purpose is to increase the contact area with and improve the capture performance of silica and fine solids.
高温ガス浄化装置3から排気された高温ガスは排熱回収装置4に供給され、高温ガスの持つ熱エネルギーを被加熱流体に与えて被加熱流体を加熱し、その後、大気に排出される。排熱回収装置4が排熱ボイラの場合は蒸気が生成され、熱交換器の場合は高温のガスが生成される。
The high-temperature gas exhausted from the high-temperature
従来技術の構成においては、燃焼装置1から排出された高温ガスは、そのまま排熱回収装置4に供給されるため、高温ガス中のシリカや微粒固形物は排熱回収装置4の伝熱壁に付着、堆積することになる。その結果、該伝熱壁の熱伝達率が低下し、排熱回収装置4の排熱回収性能が低下することとなる。
In the configuration of the prior art, the high temperature gas discharged from the combustion device 1 is supplied to the exhaust
シリカや微粒固形物の堆積が軽微な場合は伝熱壁表面の清掃により堆積物を除去することで継続使用が可能であるが、シリカや微粒固形物の堆積が多くなり、排熱回収性能が許容範囲を超えて低下した場合は、伝熱壁又は排熱回収装置全体を新規のものに交換することが必要となる。 If the deposition of silica or fine-grained solids is slight, it can be used continuously by removing the deposits by cleaning the surface of the heat transfer wall. If it drops beyond the permissible range, it will be necessary to replace the entire heat transfer wall or exhaust heat recovery device with a new one.
これに対して、図1に示す本実施例によれば、燃焼装置1から排出されたシリカや微粒固形物を含む高温ガスは、高温ガス浄化装置3に供給され、高温ガス浄化装置3に備えられた充填物層5を通過する際にシリカや微粒固形物は充填物に付着、堆積し、該高温ガスから取り除かれる。そのため、高温ガスが高温ガス浄化装置3から排出され、排熱回収装置4に供給される際には、高温ガス中にはシリカや微粒固形物は含まれていないため、排熱回収装置4の伝熱壁にシリカや微粒固形物が付着、堆積して排熱回収装置4の伝熱性能を低下させることは無い。
On the other hand, according to the present embodiment shown in FIG. 1, the high-temperature gas containing silica and fine solids discharged from the combustion device 1 is supplied to the high-temperature
更に、前記充填物5は高温ガス浄化装置3から取り外し、該充填物5に付着、堆積したシリカや微粒固形物を洗浄、除去した後、再度、高温ガス浄化装置に取り付けることにより該充填物5の再利用が可能となるため、運用費の極小化が可能となる。
Further, the filling material 5 is removed from the high temperature gas purifying
前記の結果より、燃焼装置1から排出された高温ガスにシリカや微粒固形物が含まれていても、燃焼装置1の燃料消費量が増加したり、CO2排出量が増加したりすることは無くなり、更に、排熱回収装置4の伝熱壁又は該排熱回収装置4の全体を交換することによる経済的損失も無くなる。
From the above results, even if the high-temperature gas discharged from the combustion device 1 contains silica or fine solid matter, the fuel consumption of the combustion device 1 does not increase or the CO2 emission does not increase. Further, the economic loss due to the replacement of the heat transfer wall of the exhaust
1 燃焼装置
2 バーナー
3 高温ガス浄化装置
4 排熱回収装置
5 充填物層
6 円柱状充填物
7 球状充填物
8 不規則形状充填物
1 Combustion device 2
Claims (3)
Priority Applications (1)
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JP2020000794A JP2021109116A (en) | 2020-01-07 | 2020-01-07 | High temperature gas purification apparatus |
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