JP3852820B2 - 排煙処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は排煙処理システムに係り、特にボイラ等の排ガスを処理するのに好適な排煙処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な排煙処理システムの系統を図２と図３に、ガス・ガスヒータ熱交換器（以下、ＧＧＨということがある）の系統図を図４に、ＧＧＨとスチーム・ガスヒータ（以下、ＳＧＨということがある）の系統を図５に示す。尚、各図において同一機器には同一番号を付すこととする。
【０００３】
図２において、ボイラ１からの排ガスは脱硝装置２に導入され、排ガス中の窒素酸化物が除去された後、空気予熱器（Ａ／Ｈ）３においてボイラ１への燃焼用空気と熱交換される。次に排ガスはＧＧＨ熱回収器４に導入され、ボイラ燃焼用空気との熱交換により熱回収された後、電気集塵機５で排ガス中の煤塵の大半が除去される。その後、排ガスはファン６により昇圧されて、湿式脱硫装置７に導入されて湿式脱硫装置７で吸収液との気液接触により排ガス中のＳＯ_Ｘが除去される。湿式脱硫装置７において飽和ガス温度まで冷却された排ガスは、ＧＧＨ再加熱器８により昇温され、脱硫ファン９により昇圧され、煙突１０より排出される。
【０００４】
図３は図２に示す系統の湿式脱硫装置７とＧＧＨ再加熱器８の間に蒸気により排ガスを再加熱するＳＧＨ熱交換器１９を加え、湿式脱硫装置７出口の排ガス温度を上昇させ、ＧＧＨ再加熱器８入口のミストを除くことを目的とした系統である。
【０００５】
次に、図４と図５に示すＧＧＨ系統について説明する。
図４に示すＧＧＨ系統ではＧＧＨ熱回収器４のＧＧＨ熱回収器伝熱管１１とＧＧＨ再加熱器８内のＧＧＨ再加熱器伝熱管１２を連絡配管１３で連絡し、熱媒循環ポンプ１４により熱媒タンク１５から供給される熱媒を循環させる系統となっている。また連絡配管１３内の熱媒は適宜、熱媒ヒータ１６で加熱される構成になっている。熱媒ヒータ１６で使用された水蒸気は熱媒ヒータドレンタンク１７でドレンとして回収される。
【０００６】
ここでＧＧＨ熱回収器伝熱管１１には、通常熱交換の効率を向上させるためのフィン付伝熱管が用いられており、またＧＧＨ再加熱器伝熱管１２は裸管群からなる伝熱管１２−１とフィン付の伝熱管１２−２で構成されている。裸管群からなる伝熱管１２−１は湿式脱硫装置７から飛散してくるミストの除去効果がある。
【０００７】
図５に示すＧＧＨ系統の構成で図４に示す構成と異なる箇所は、ＧＧＨ再加熱器８の前流側に湿式脱硫装置７から飛散してくるミスト除去効果を兼ねた熱回収器であるＳＧＨ熱交換器１９が設けられ、その後流側にはＧＧＨ再加熱器８内のフィン付伝熱管からなるＧＧＨ再加熱器伝熱管１２が配置されていることである。ＳＧＨ熱交換器１９で使用された水蒸気は熱媒ヒータドレンタンク１８でドレンとして回収される。
【０００８】
裸管群からなる伝熱管１２−１とＳＧＨ熱交換器１９の伝熱管群の具体的な構造図を図４の伝熱管１２−１を例に図６に示す。図６（ａ）は伝熱管群の側面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ部詳細図、図６（ｃ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線矢視図である。図６に示す伝熱管群は上下管寄せに２１、２２に接続され、各伝熱管１２−１の長手方向に対して直交する方向に流れるガス流れに対して千鳥配列となっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術における裸管群からなる伝熱管１２−１（図４）及び／又はＳＧＨ１９（図５）の伝熱管群は、千鳥配列であるため直線的なガス流れに同伴してくるミスト（湿式脱硫装置７から飛散するミスト）は該裸管群１２−１及び／又はＳＧＨ１９の伝熱管群に衝突し、除去できるため有効である。
【００１０】
しかし、実際の運転において、ガス流れは伝熱管群の長手方向に対して直交する方向に流れる直線的な流れだけでなく、伝熱管群に斜め前方から流入してくることもあり、このようなガス流れに同伴してくるミストは千鳥配列になっている伝熱管１２−１及び／又はＳＧＨ１９の伝熱管群の隙間をすり抜け、後流のフィン付伝熱管１２−２に衝突し、フィン付伝熱管群１２−２を腐食させるという問題が生じる。また、伝熱管群を千鳥配列にしたままで、設置する裸管の径を大きくしたり、伝熱管群のピッチを狭くすると、伝熱管１２−１及び／又はＳＧＨ１９の伝熱管群を通過する際の排ガスの圧力損失が増加する。
【００１１】
そこで、本発明の課題は、いかなる方向からのガス流れに対しても、ガス流れに同伴するミストを、裸管群からなるＧＧＨ、ＳＧＨ熱交換器の伝熱管における排ガスの圧力損失を増加させることなく、ＧＧＨ再加熱器の前流側又は前半部に設けた裸管群からなる伝熱管群に必ず衝突させ、ミスト除去効率を高め、排ガス処理装置の後流側に配置された機器の腐食を防止することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の課題は、ＧＧＨ裸管群伝熱管及び／又はＳＧＨの伝熱管群の構造として、ガス流れ方向に対して千鳥配列と平行配列の組み合わせとすることにより解決できる。
【００１３】
すなわち、本発明は次の構成からなる。
（１）燃焼排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去する湿式脱硫装置と、湿式脱硫装置の前流側の排ガス流路に配置される脱硫処理前の排ガスを冷却するためのガス・ガスヒータ熱回収器と、湿式脱硫装置の後流側の排ガス流路に配置される脱硫処理後の排ガスを再加熱するためのガス・ガスヒータ再加熱器と、前記ガス・ガスヒータ再加熱器とガス・ガスヒータ熱回収器の間を連結した内部に排ガスと間接熱交換する熱媒体を循環させる循環配管とを備えた排煙処理装置において、ガス・ガスヒータ再加熱器を構成する伝熱管群の中の前半部には湿式脱硫装置から飛散してくるミスト除去用の裸管からなる伝熱管群を配置し、前記伝熱管群の中の後半部にはフィン付き伝熱管群を配置し、前記裸管からなる伝熱管群はガス流れに対して千鳥配列と平行配列を組み合わせた少なくとも４段以上の伝熱管を配列した排煙処理装置。
【００１４】
（２）燃焼排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去する湿式脱硫装置と、湿式脱硫装置の前流側の排ガス流路に配置される脱硫処理前の排ガスを冷却するためのガス・ガスヒータ熱回収器と、湿式脱硫装置の後流側の排ガス流路に配置される脱硫処理後の排ガスを再加熱するためのガス・ガスヒータ再加熱器と、前記ガス・ガスヒータ再加熱器とガス・ガスヒータ熱回収器の間を連結した内部に排ガスと間接熱交換する熱媒体を循環させる循環配管と、ガス・ガスヒータ熱回収器の前流側の排ガス流路に配置される前記排ガスとスチームとの熱交換をするスチーム・ガスヒータ熱交換器とを備えた排煙処理装置において、スチーム・ガスヒータ熱交換器を構成する伝熱管群として湿式脱硫装置から飛散してくるミスト除去用の裸管からなる伝熱管群を配置し、該裸管からなる伝熱管群はガス流れに対して千鳥配列と平行配列を組み合わせた少なくとも４段以上の伝熱管を配列した排煙処理装置。
【００１５】
【作用】
本発明の上記構成により、伝熱管群の長手方向に対して直交する方向から直線的なガス流れに同伴してくるミストだけでなく、斜め方向から流入してくるガス流れに対しても、ガス流れに同伴するミストは必ず裸管群に衝突し、ミスト除去効率は高められる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
本発明の裸管群からなる伝熱管１２−１及び／又はＳＧＨ１９の伝熱管群の構造図として図１に伝熱管１２−１を代表して示す。図１に示す本発明の裸管群の伝熱管１２−１の構造は、従来技術の項で説明した図２、図３の一般的な排煙処理システムの系統及び図４で説明したＧＧＨの系統及び図５で説明したＳＧＨの系統に適用される。
【００１７】
湿式脱硫装置７からの飛散ミストを除去するため、ＧＧＨ再加熱器８の前流側に裸管群の伝熱管１２−１及び／又はＳＧＨ１９の伝熱管群を設けているのは従来技術と同様であるが、本発明の構造では管寄せ２１、２２から抜き出される裸管の配列が異なっている。図１（ａ）は伝熱管１２−１の側面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ部詳細図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線矢視図である。
【００１８】
従来は図６に示すように１つの管寄せ（ヘッダ）２１から各伝熱管１２−１を抜き出していたが、本発明では図１に示すように２つの管寄せ（ヘッダ）２１ａ、２１ｂから各伝熱管１２−１を抜き出し、裸管群伝熱管１２−１の長手方向がガス流れ方向に対して千鳥配列と平行配列の組み合わせからなるように配列する。これにより、いかなる方向からのガス流れに対しても、ガス流れに同伴するミストはＧＧＨ再加熱器８前流側の排ガス流路に設けた裸管群伝熱管１２−１及び／又はＳＧＨ１９の伝熱管群に必ず衝突し、ここで湿式脱硫装置７からの飛散ミストを効率よく除去することができる。
【００１９】
また、裸管群伝熱管１２−１及び／又はＳＧＨ１９の伝熱管群を通過する際のガスの流路断面積は、図６に示す従来の千鳥配列の場合と同一であるため、図１に示す配列とした場合、裸管群伝熱管１２−１及び／又はＳＧＨ１９の伝熱管群での圧力損失の値は従来と同等に抑えることができる。
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば湿式排煙脱硫装置７から飛散してくるミストは、排ガスの圧力損失を増加させることなく、ＧＧＨ再加熱器８前流側の排ガス流路に設けた裸管群伝熱管１２−１及び／又はＳＧＨ１９の伝熱管群で効率よく取り除くことができ、後流側のフィン付伝熱管群１２−２を腐食させるといった問題がなくなり、安定した排煙処理装置の運転が可能になる。この他、フィン付伝熱管１２−２の材質をより安価なもの（例えば炭素鋼）にすることが可能となる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、湿式排煙脱硫装置から飛散してくるミストを排ガスの圧力損失を増加させることなく、ＧＧＨ再加熱器の前流部及び／又はＳＧＨで効率よく取り除くことができ、これらの後流側に設けられるフィン付伝熱管群を腐食させるといった問題がなくなり、安定した運転が可能になる。この他、フィン付伝熱管に安価な材質のものを使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態のガス・ガスヒータ裸管群及び／又はＳＧＨの構造図である。
【図２】 排煙処理システムの系統図である。
【図３】 ＳＧＨを設置した場合の排煙処理システムの系統図である。
【図４】 従来の排煙処理システムの系統の内、ＧＧＨ廻りの系統図である。
【図５】 ＳＧＨを設置した排煙処理システムの系統の内のＧＧＨとＳＧＨ廻りの系統図である。
【図６】 従来のＧＧＨ再加熱器の裸管群及び／又はＳＧＨの配管を示す。
【符号の説明】
１ ボイラ ２ 脱硝装置
３ 空気予熱器（Ａ／Ｈ） ４ ＧＧＨ熱回収器
５ 電気集塵機 ６ ファン
７ 湿式脱硫装置 ８ ＧＧＨ再加熱器
９ 脱硫ファン １０ 煙突
１１ ＧＧＨ熱回収器伝熱管
１２−１ ＧＧＨ再加熱器伝熱管（フィン管）
１２−２ ＧＧＨ再加熱器伝熱管（裸管）
１３ 連絡配管 １４ 熱媒循環ポンプ
１５ 熱媒タンク １６ 熱媒ヒータ
１７ 熱媒ヒータドレンタンク
１８ ＳＧＨドレンタンク １９ ＳＧＨ熱交換器
２１（２１ａ，２１ｂ）、２２（２２ａ，２２ｂ） 管寄せ

Claims (2)

1. 燃焼排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去する湿式脱硫装置と、湿式脱硫装置の前流側の排ガス流路に配置される脱硫処理前の排ガスを冷却するためのガス・ガスヒータ熱回収器と、湿式脱硫装置の後流側の排ガス流路に配置される脱硫処理後の排ガスを再加熱するためのガス・ガスヒータ再加熱器と、前記ガス・ガスヒータ再加熱器とガス・ガスヒータ熱回収器の間を連結した内部に排ガスと間接熱交換する熱媒体を循環させる循環配管と、を備えた排煙処理装置において、
   ガス・ガスヒータ再加熱器を構成する伝熱管群の中の前半部には裸管からなる伝熱管群を配置し、前記伝熱管群の中の後半部にはフィン付き伝熱管群を配置し、前記裸管からなる伝熱管群はガス流れに対して千鳥配列と平行配列を組み合わせた少なくとも４段以上の伝熱管を配列したことを特徴とする排煙処理装置。
2. 燃焼排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去する湿式脱硫装置と、湿式脱硫装置の前流側の排ガス流路に配置される脱硫処理前の排ガスを冷却するためのガス・ガスヒータ熱回収器と、湿式脱硫装置の後流側の排ガス流路に配置される脱硫処理後の排ガスを再加熱するためのガス・ガスヒータ再加熱器と、前記ガス・ガスヒータ再加熱器とガス・ガスヒータ熱回収器の間を連結した内部に排ガスと間接熱交換する熱媒体を循環させる循環配管と、ガス・ガスヒータ再熱器の前流側の排ガス流路に配置される前記排ガスとスチームとの熱交換をするスチーム・ガスヒータ熱交換器と、を備えた排煙処理装置において、
   スチーム・ガスヒータ熱交換器を構成する伝熱管群として裸管からなる伝熱管群を配置し、該裸管からなる伝熱管群はガス流れに対して千鳥配列と平行配列を組み合わせた少なくとも４段以上の伝熱管を配列したことを特徴とする排煙処理装置。

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