JP3038073B2 - 流動床ボイラのn▲2▼o削減方法 - Google Patents

流動床ボイラのn▲2▼o削減方法

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    • Y02C20/10Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)

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  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、公害防止に有用な流動
床ボイラのN2O削減方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の流動床ボイラの一例を表す
側面図である。1は火炉であり、該火炉1の下部に多数
の小さい空気孔を有する空気分散板2を設け、該空気分
散板2上に流動媒体3となる不活性粒子(例えば硅砂や
石灰石など)を堆積させる。また、4は図示していない
押込みファンにより供給される空気を前記火炉1の下部
へ導く風道である。
【0003】さらに、5は後部伝熱部であり、過熱器
6、節炭器7などで形成された熱交換部8を有し、該熱
交換部8の下方で煙突9へ通じる煙道10と排ガス再循
環経路11とに分岐されており、該排ガス再循環経路1
1はガス再循環ダクト12とガス再循環ファン13とで
形成され、前記風道4を介して火炉1に接続している。
なお、矢印aは排ガスの流れの方向を示す。
【0004】空気分散板2上の流動媒体3を石炭の着火
温度以上に加熱し、粉炭と高温の一次空気を風道4から
火炉1内へ送入すると、前記流動媒体3の激しい動きに
よって空気と粉炭は混合され連続燃焼状態となる。
【0005】而して、火炉1から後部伝熱部5へ流入し
た排ガスは、後部伝熱部5を通過するときに過熱器6に
おいて飽和蒸気を加熱し、節炭器7において給水を予熱
するなど、熱交換部8において熱交換され、余熱を回収
された排ガスの一部はガス再循環ファン13により吸引
され、ガス再循環ダクト12を通り風道4を経て火炉1
内へ循環され、残りの排ガスは煙道10を介して煙突9
から外部へ排出される。
【0006】前述の流動床ボイラは燃焼温度が低いため
に、地表面から放出される赤外線を吸収して宇宙空間に
逃げる熱を地表面に戻して気温を上昇させる温室効果性
の高い一酸化二窒素(以下N2Oと記す)が多く発生す
る。
【0007】そこで、排ガスを再加熱して、N2Oを窒
素(以下N2と記す)に変換する方法や、極めて高価な
触媒を用いて排ガスを処理しN2Oを削減する方法が提
案されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
排ガスを再加熱する方法では、多量の排ガスの温度を8
00℃前後から1200℃まで昇温するために多量の燃
料を必要とし、不経済である。また、前述の触媒により
排ガスを処理する方法では、多量の排ガスを処理するた
めに設ける触媒を多量に要するので、経済的な負担が大
きいという問題があった。
【0009】本発明は、前述の実情に鑑み、火炉へ送入
する前の空気中からN2を分離除去することにより排ガ
スの量を約1/5に削減した上で、N2Oを処理し得る
流動床ボイラのN2O削減方法を提供することを目的と
してなしたものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、第1の発明の流動床ボイラのN2O削減方法は、流
動床を有する火炉と後部伝熱部とを備えた流動床ボイラ
において、O2分離設備により空気中のO2を分離して火
炉へ送入し、また前記後部伝熱部を排ガスが流動する方
向へ延びる隔壁により2分し、一方の後部伝熱部を流れ
る排ガスを火炉内へ再循環させ、他方の後部伝熱部を流
れる排ガスを燃料バーナなどにより再加熱して排ガス中
のN2OをN2などに変化させたのち外部へ排出する構成
とし、さらに第2の発明の流動床ボイラのN2O削減方
法は、流動床を有する火炉と後部伝熱部とを備えた流動
床ボイラにおいて、O2分離設備により空気中のO2を分
離して火炉へ送入し、また前記後部伝熱部を排ガスが流
動する方向へ延びる隔壁により2分し、一方の後部伝熱
部を流れる排ガスを火炉内へ再循環させ、他方の後部伝
熱部を流れる排ガスを触媒を通し排ガス中のN2OをN2
などに変化させたのち外部へ排出する構成としている。
【0011】
【作用】従って、第1の発明では、風道を介してO2
離設備へ供給される空気をO2分離設備で処理して空気
中からO2を分離し、他を大気中へ放出することにより
2を除去し、前記O2を火炉へ送入する。また、ガス再
循環ファンで吸引することにより一方の後部伝熱部の排
ガスの一部をガス再循環ダクトを介して火炉内へ再循環
させ、さらに他方の後部伝熱部に設けた燃料バーナなど
により該後部伝熱部内の排ガスを再加熱したのち、該排
ガスを煙道を介して煙突から外部へ排出する。
【0012】又、第2の発明では、第1の発明と同様に
2を火炉へ送入し、一方の後部伝熱部の排ガスの一部
を火炉内へ再循環させる他、他方の後部伝熱部に設けた
触媒により該後部伝熱部内の排ガス中のN2Oの処理を
行ったのち、該排ガスを煙道を介して煙突から外部へ排
出する。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。
【0014】図1は第1の発明の流動床ボイラのN2
削減方法の概略を表す側面図である。基本的構成は図3
に示す従来の流動床ボイラと略同様であり、図中、図3
に示すものと同じものには同じ符号が付してある。
【0015】図1に示す実施例の風道4の延設途中に
は、空気中のO2を分離し火炉1へ送入するためのO2
離設備14が設けられており、また後部伝熱部5は、後
部伝熱部5幅方向へ拡がり且つ排ガスが流動する方向へ
延びる隔壁15を設けることにより2分され、2分され
た後部伝熱部5のうち、内側の後部伝熱部5aは過熱器
などを備えた熱交換部8aを有し、該熱交換部8aの下
方に排ガス再循環経路11を有する。該排ガス再循環経
路11はガス再循環ファン13とガス再循環ダクト12
とで形成され、ガス再循環ダクト12は前記O2分離設
備14と火炉1との間の風道4に接続されている。ま
た、外側の後部伝熱部5bは過熱器などを備えた熱交換
部8bの上流側に排ガスを再加熱するための燃料バーナ
16を有し、前記熱交換部8bの下方に煙突9へ通じる
煙道10を有する。
【0016】前記以外の構成は、図3に示す従来の流動
床ボイラの構成と変わるところがないので説明を省略す
る。
【0017】次に作動について説明する。風道4を介し
てO2分離設備14へ供給される空気を、O2分離設備1
4で処理して空気中からO2を分離し、他を大気中へ放
出することによりN2を除去し、前記O2を火炉1へ送入
する。その結果、排ガスは量的に約1/5に減少する。
減少した排ガスを後部伝熱部5bに設けた燃料バーナ1
6により再加熱し、排ガス中のN2OをN2などとするこ
とによりN2Oを削減する。
【0018】前記によれば、風道4延設途中にO2分離
設備14を設け、火炉1へ送入する空気中からO2を分
離し且つN2を除去し、前記O2を火炉1へ送入し得るよ
う形成したので、空気中のN2がO2と高温下で結合する
サーマルNOxの発生が抑制され、しかも排ガス量を約
1/5に削減し得るため、排ガスを再加熱するため燃料
バーナ16により消費される燃料が少なくて済み、経済
的にも有用である。
【0019】図2は第2の発明の流動床ボイラのN2
削減方法の概略を表す側面図である。基本的構成は図1
に示す第1の発明の流動床ボイラのN2O削減方法と略
同様であり、図中、図1に示すものと同じものには同じ
符号が付してある。
【0020】第2の発明の実施例の後部伝熱部5bの熱
交換部8bの略中間に触媒17が設けられている。
【0021】前記以外の構成は、図1に示す第1の発明
の流動床ボイラのN2O削減方法の構成と変わるところ
がないので説明を省略する。
【0022】次に作動について説明する。風道4を介し
てO2分離設備14へ供給される空気を、O2分離設備1
4で処理して空気中からO2を分離し、他を大気中へ放
出することによりN2を除去し、前記O2を火炉1へ送入
する。その結果、排ガスは量的に約1/5に減少する。
減少した排ガスを後部伝熱部5bに設けた触媒17によ
り排ガス中のN2Oを脱硝処理することによりN2Oを削
減する。
【0023】前記によれば、風道4延設途中にO2分離
設備14を設け、火炉1へ挿入する空気中からO2を分
離し且つN2を除去し、前記O2を火炉1へ挿入し得るよ
う形成したので、空気中のN2がO2と高温下で結合する
サーマルNOxの発生が抑制され、しかも排ガス量を約
1/5に削減し得るため、処理しなければならない排ガ
ス量に対応して具備する触媒17の量が少なくて済み、
経済的にも有用である。
【0024】尚、本発明は前述の実施例にのみ限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にお
いて種々変更し得ることは勿論である。
【0025】
【発明の効果】本発明の流動床ボイラのN2O削減方法
によれば、下記のごとき種々の優れた効果を奏し得る。
【0026】I)風道延設途中にO2分離設備を設け、
火炉へ送入する空気中からO2を分離し且つN2を除去
し、前記O2を火炉へ送入し得るよう形成したので、空
気中のN2がO2と高温下で結合するサーマルNOxの発
生が抑制され、しかも排ガス量を約1/5に削減し得
る。
【0027】II)排ガス量が約1/5に低減するた
め、第1の発明では、排ガスを再加熱するため燃料バー
ナにより消費される燃料が少なくて済み、第2の発明で
は処理しなければならない排ガス量に対応して具備する
触媒の量が少なくて済み、いずれも経済的にも有用であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明の流動床ボイラのN2O削減方法の
概略を表す側面図である。
【図2】第2の発明の流動床ボイラのN2O削減方法の
概略を表す側面図である。
【図3】従来の流動床ボイラの一例を表す側面図であ
る。
【符号の説明】
1 火炉 4 風道 5 後部伝熱部 9 煙突 10 煙道 12 ガス再循環ダクト 13 ガス再循環ファン 14 O2分離設備 15 隔壁 16 燃料バーナ 17 触媒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 氣駕 尚志 東京都江東区豊洲三丁目2番16号 石川 島播磨重工業株式会社 豊洲総合事務所 内 (56)参考文献 特開 昭62−37608(JP,A) 実開 昭61−63506(JP,U) 実開 昭61−4111(JP,U) 米国特許4449483(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23C 10/00 F23C 11/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流動床を有する火炉と後部伝熱部とを備
    えた流動床ボイラにおいて、O2分離設備により空気中
    のO2を分離して火炉へ送入し、また前記後部伝熱部を
    排ガスが流動する方向へ延びる隔壁により2分し、一方
    の後部伝熱部を流れる排ガスを火炉内へ再循環させ、他
    方の後部伝熱部を流れる排ガスを燃料バーナなどにより
    再加熱して排ガス中のN2OをN2などに変化させたのち
    外部へ排出することを特徴とする流動床ボイラのN2
    削減方法。
  2. 【請求項2】 流動床を有する火炉と後部伝熱部とを備
    えた流動床ボイラにおいて、O2分離設備により空気中
    のO2を分離して火炉へ送入し、また前記後部伝熱部を
    排ガスが流動する方向へ延びる隔壁により2分し、一方
    の後部伝熱部を流れる排ガスを火炉内へ再循環させ、他
    方の後部伝熱部を流れる排ガスを触媒を通し排ガス中の
    2OをN2などに変化させたのち外部へ排出することを
    特徴とする流動床ボイラのN2O削減方法。
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