JP3869604B2

JP3869604B2 - Exhaust gas temperature reduction method and apparatus using hot water

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Publication number: JP3869604B2
Application number: JP35182599A
Authority: JP
Inventors: 雅行熊田; 圭司向井
Original assignee: Takuma KK
Current assignee: Takuma KK
Priority date: 1999-01-18
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2007-01-17
Anticipated expiration: 2019-12-10
Also published as: JP2000274654A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ごみ焼却炉やボイラ等の燃焼装置から排出される排ガスの処理に利用されるものであり、排ガス減温装置の大幅な小型化、噴霧水によるガス冷却室や排ガスダクトの損傷の防止、ダストの堆積等による運転上のトラブルの防止を図れると共に、併せて排ガス内の酸性ガスを除去することもできるようにした排ガス減温方法とその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ごみ焼却炉やボイラ等の燃焼装置から排出される排ガスは、一般にガス浄化装置により浄化されたあと、大気中へ放散されて行く。
ところで、排ガスの浄化処理に際しては、使用するガス浄化装置の種類に応じて排ガス温度を適宜の温度、例えば約１２０℃〜２５０℃程度にまで減温しなければならないケースがあり、この様な場合には、一般に水を排ガス内へ噴霧し、水の顕熱及び蒸発潜熱を利用して排ガス温度を低下させるようにした構成の排ガス減温装置が、汎用されている。
【０００３】
図９及び図１０は、従前の排ガス減温装置の例を示すものであり、図９及び図１０に於いて２１はガス冷却室、２１ａは排ガス入口、２１ｂは排ガス出口、２１ｃは灰出口、２２は減温水タンク、２３は加圧ポンプ、２４は減温水ノズル、２５は温度制御装置、２５ａは温度検出器、２６は減温水量制御弁、２７は噴射ポンプ、２８は空気圧縮機、２９は圧縮空気タンク、３０は混合器、Ｇｈは高温排ガス、Ｇｌは低温排ガス、Ｃは灰である。
【０００４】
即ち、図９の排ガス減温装置に於いては、先ず、加圧ポンプ２３により加圧された減温水タンク２２からの高圧水が、排ガス入口部２１ａの近傍に設けた減温水ノズル２４を通してガス冷却室２１内へ噴霧される。噴霧された水は、高温排ガスＧｈと接触することにより温度が上昇し、沸点に達すると蒸発して水蒸気となる。
【０００５】
一方、ガス冷却室２１内の高温排ガスＧｈは、噴霧された水の顕熱と蒸発潜熱と水蒸気の顕熱により冷却され、所定の温度にまで減温されたあと、低温排ガスＧｌとなって、排ガス出口２１ｂから導出されて行く。
また、ガス冷却室２１内へ噴霧する水の量は、温度検出器２５ａからの温度検出信号により、温度制御装置２５を介して減温水量制御弁２６の開度を調整することにより制御されており、減温水タンク２２へのリターン水量を変えてガス冷却室２１内へ噴霧する水量を制御することにより、排ガス出口２１ｂから導出する低温排ガスＧｌの温度が、所望の温度に保持されている。
【０００６】
また、図１０の排ガス減温装置に於いては、先ず噴射ポンプ２７により減温水タンク２２から送水された水と、圧縮空気タンク２９からの高圧空気とが混合器３０内で混合されることにより、水が霧化される。その後、霧化された水は、混合器３０から排ガス入口部２１ａの近傍に設けた減温水ノズル２４を通してガス冷却室２１内へ噴霧される。
【０００７】
尚、噴霧された水の温度が高温排ガスＧｈと接触することにより上昇し、沸点に達すると蒸発して水蒸気となること、ガス冷却室２１内の高温排ガスＧｈが噴霧された水の顕熱と蒸発潜熱と水蒸気の顕熱により冷却されること、ガス冷却室２１内へ噴霧する水量が温度制御器２５を介して減温水量制御弁２６の開度調整をすることにより制御されること、低温排ガスＧｌの温度が噴霧水量の調整により設定値に保持されること等は、図９の場合と全く同様である。
【０００８】
前記図９及び図１０に示した従前の排ガス減温装置は、安価な水を用いて高温排ガスＧｈを所望の温度にまで減温することができ、優れた実用的効用を奏するものである。
しかし、上記従前の排ガス減温装置にも解決すべき問題が多く残されており、その中でも（イ）水滴がガス冷却室の壁面に直接当って流下することにより、耐火材の破損を生じたり、壁面にダストが付着・堆積してガス冷却室の安定した運転が困難になること、及び（ロ）ガス冷却室が大形となり、排ガス減温装置の小形化が図れないこと等が、重要な問題点となっている。
【０００９】
即ち、前記図９の水のみを用いる一流体方式の場合には、減温水の圧力を上昇したり或いは減温水ノズル２４に工夫を施したとしても、減温水を微小な粒子径の噴霧体に霧化することが困難であり、霧化された減温水の粒子径は通常７０〜３００μｍ程度であって、比較的粗い値となっている。そのため、霧化した減温水を限られた空間内で完全に蒸発させることが困難となり、水滴がガス冷却室の壁面に直接当ることにより、耐火材の破損を生ずることになる。
また、耐火材が破損しなくても、水滴によって濡れた耐火材の表面にダスト等が付着堆積し、この付着した堆積物が順次成長することによりガス冷却室内の排ガス通路抵抗が大きく変動し、ガス冷却室の円滑な運転が困難になることがある。
【００１０】
また、前記図１０の水と圧縮空気を用いる二流体方式の場合には、霧化した減温水の粒子径は通常３０〜１００μｍ程度の小粒径となり、図９に示した一流体方式の場合に比較して、水滴の付着に起因する不都合の発生頻度は比較的少なくなる。
しかし、この場合には、圧縮空気設備のイニシャルコストやランニングコストがかかることになり、経済性の点に難点がある。
【００１１】
更に、前記霧化した減温水の温度が沸点温度にまで上昇し且つこれが完全に蒸発するまでには、相当の時間を必要とする。そのため、ガス冷却室内に於ける排ガスの滞留時間を充分に長くとる必要があり、結果として大容積のガス冷却室を必要とすることになる。
例えば、約３００Ｔ／Ｄの産業廃棄物を焼却処理する産業廃棄物焼却炉に於いて、排ガス量９０，０００Ｎｍ³／Ｈ、入口排ガス温度２４０℃の高温排ガスＧｈを、出口排ガス温度１８０℃の低温排ガスＧｌに減温する場合、前記図９の一流体方式の排ガス減温装置を用いた際には、内径約４８００ｍｍφ、高さ約９０００ｍｍのガス冷却室を必要とし、排ガス入口２１ａ、排ガス出口２１ｂ及び灰出口２１ｃを含めた排ガス減温装置の全高は、約１８０，０００ｍｍとなる。
【００１２】
尚、従前の排ガス減温装置の設計に於いては、ガス冷却室の熱負荷は通常５，０００〜１０，０００ｋｃａｌ／ｍ³・Ｈ（ガス冷却室の単位容積、単位時間当りに排ガスから奪うことのできる熱量）の値に選定されており、この例ではガス冷却室熱負荷を７０００ｋｃａｌ／ｍ³・Ｈとしている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従前の排ガス減温装置に於ける上述の如き問題、即ち（イ）一流体方式の場合には、霧化した減温水の粒子径が粗いため、水滴がガス冷却室の壁面へ直接当って耐火材を破損したり、ダスト等の付着・堆積により円滑な運転が困難になること、（ロ）二流体方式の場合には、圧縮空気設備が必要となり、設備費及びランニングコストが高かくつくこと、（ハ）霧化した水粒子の蒸発までに時間がかかるため、ガス冷却室の大幅な小形化が図れないこと等の問題を解決せんとするものであり、霧化した水粒子の粒径を従前よりも大幅に小粒径化することにより、極く小形の排ガス減温装置でもって安価に、しかも効率よく排ガスを減温できるようにした排ガス減温方法と、これに用いる排ガス減温装置を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本件発明者は、数多くの排ガス減温装置の設計、製作及び試験等を通して、水のみを用いる一流体方式の排ガス減温装置に於いては、減温水ノズルを用いて水を霧化しようとする限り、如何に減温水ノズルに改良を加えたり或いは減温水の圧力を高めても、霧化した減温水の粒子径を約１００μｍ以下にすることは困難であり、従ってガス冷却室の容積も大幅に減少させることができないことを知得した。
【００１５】
そこで、本件発明者は、従前のこの種排ガス減温装置の設計に於ける常識的な慣行、即ち「減温水として２０〜３０℃程度の常温水を用い、水の顕熱及び蒸発潜熱を高温排ガスの冷却に有効に活用する。」と云う慣行から離れ、「水の沸点以上の温度を有する加圧熱水又は加圧熱水の一部に蒸気を含んだ気液二相流を、従前の減温水ノズルから霧化噴出する。」ことを着想した。
【００１６】
大気圧下に於ける水の沸点以上の温度を有する加圧熱水を用いる場合には、従前の一流体方式の場合に比較して、排ガスの冷却に活用できる水の顕熱分が減少するため、必要とする水量は若干増加する。
しかし、当該加圧熱水を減温水ノズルからガス冷却室内へ噴出した場合には、減温水ノズルの出口近傍で所謂減圧沸騰を生じることになり、霧化した水の粒径は数１０μｍ〜数μｍの微小粒径となって、ガス冷却室内で短時間内に急速に蒸発されることになり、排ガスの冷却効果の向上及びガス冷却室の小形化の可能性があるからである。
【００１７】
本願発明は、本件発明者等の通常の技術的常識又は慣行を覆す前記着想と、当該着想を基にした数多くの排ガス減温試験の結果に基づいて創作されたものであり、請求項１の発明は、高温排ガスのガス入口と低温排ガスのガス出口と灰出口とを備えたガス冷却室内へ、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の脱気器から取り出した加圧熱水又はボイラの連続ブロー水である加圧熱水をガス冷却室内の高温排ガス入口の近傍に設けた減温水ノズルから噴霧して減圧沸騰させることにより、噴霧した加圧熱水を微小粒子に霧化して瞬時に蒸発させ、高温排ガスと混合することにより高温排ガスを最低で１２０℃の温度まで冷却し、更に、冷却されて低温排ガス出口から流出する低温排ガスの温度を検出して、当該検出した温度信号に基づいて前記減温水ノズルへ供給する加圧熱水の減温水量制御弁の開度制御を行うことにより、低温排ガスの温度を調整するようにしたことを発明の基本構成とするものである。
【００１８】
請求項２の発明は、高温排ガスが流通する排ガスダクト内へ、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の脱気器から取り出した加圧熱水又はボイラの連続ブロー水である加圧熱水を排ガスダクト内に設けた減温水ノズルから噴霧して減圧沸騰させることにより、噴霧した加圧熱水を粒径が３０μｍ以下の微小粒子に霧化して瞬時に蒸発させ、高温排ガスと混合することにより高温排ガスを最低で１２０℃の温度まで冷却し、更に、冷却されて排ガスダクトから流出する排ガス温度を検出して、当該検出した温度信号に基づいて前記減温水ノズルへ供給する加圧熱水の減温水量制御弁の開度制御を行うことにより、低温排ガスの温度を調整するようにしたことを発明の基本構成とするものである。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明に於いて、加熱したアルカリ性溶液を熱水内へ混合するようにした請求項１又は請求項２に記載の熱水を利用した排ガス減温方法。
【００２０】
請求項４の発明は、ガス入口とガス出口と灰出口とを備えたガス冷却室と、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の脱気器から取り出した加圧熱水又はボイラからの連続ブロー水である加圧熱水を貯留した熱水タンクと、ガス冷却室内の高温排ガス入口の近傍に設けられ、熱水タンクからの加圧熱水をガス冷却室内へ噴霧して減圧沸騰させ、加圧熱水を粒径が３０μｍ以下の微小の粒子に霧化して瞬時に蒸発させる減温水ノズルと、減温水ノズルへ供給する熱水量を調整する減温水量制御弁と、ガス出口から流出する低温排ガスの温度検出器と、前記温度検出器からの検出信号により減温水量制御弁を開閉制御する温度制御装置とから成り、高温排ガスを最低で１２０℃の温度まで冷却するようにしたものである。
【００２１】
請求項５の発明は、高温排ガスが流通する排ガスダクトと、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の脱気器から取り出した加圧熱水又はボイラからの連続ブロー水である加圧熱水を貯留した熱水タンクと、排ガスダクト内に設けられ、熱水タンクからの熱水を排ガスダクト内へ噴霧して減圧沸騰させ、加圧熱水を粒径が３０μｍ以下の微小粒子に霧化して瞬時に蒸発させる減温水ノズルと、減温水ノズルへ供給する熱水量を調整する減温水量制御弁と、排ガスダクトの出口から流出する低温排ガスの温度検出器と、前記温度検出器からの検出信号により減温水量制御弁を開閉制御する温度制御装置とから成り、高温排ガスを最低で１２０℃の温度まで冷却する構成としたことを発明の基本構成とするものである。
【００２２】
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５の発明に於いて、熱水タンクの内圧により、熱水を減温水ノズルへ供給するようにしたものである。
【００２３】
請求項７の発明は、ガス入口とガス出口と灰出口とを備えたガス冷却室と、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の脱気器から取り出した加圧熱水又はボイラの連続ブロー水である加圧熱水を貯留した熱水タンクと、アルカリ性溶液を貯留したアルカリ性溶液タンクと、熱水タンクからの熱水とアルカリ性溶液タンクからのアルカリ性溶液とを混合する混合器と、ガス冷却室内の高温排ガス入口の近傍に設けられ、前記混合器からのアルカリ性溶液を含む熱水をガス冷却室内へ噴霧して減圧沸騰させ、加圧熱水を粒径が３０μｍ以下の微小粒子に霧化して瞬時に蒸発させる減温水ノズルと、減温水ノズルへ供給するアルカリ性溶液を含んだ熱水の流量を調整する減温水量制御弁と、前記混合器へ供給するアルカリ性溶液の流量を調整するアルカリ性溶液量制御弁と、ガス出口から流出する低温排ガスの温度検出器と、前記低温排ガスの酸性ガス濃度検出器と、前記温度検出器からの検出信号により減温水量制御弁を開閉制御する温度制御装置と、前記酸性ガス濃度検出器からの検出信号によりアルカリ性溶液量制御弁を開閉制御する酸性ガス濃度制御装置とから成り、高温排ガスを最低で１２０℃の温度にまで冷却する構成したことを発明の基本構成とするものである。
【００２４】
請求項８の発明は、高温排ガスが流通する排ガスダクトと、大気圧下での水の沸点よりも高い温度の脱気器から取り出した加圧熱水又はボイラの連続ブロー水である加圧熱水を貯留した熱水タンクと、アルカリ性溶液を貯留したアルカリ性溶液タンクと、熱水タンクからの熱水とアルカリ性溶液タンクからのアルカリ性溶液とを混合する混合器と、排ガスダクト内に設けられ、前記混合器からのアルカリ性溶液を含む熱水を排ガスダクト内へ噴霧して減圧沸騰させ、加圧熱水を粒径が３０μｍ以下の微小粒子に霧化して瞬時に蒸発させる減温水ノズルと、減温水ノズルへ供給するアルカリ性溶液を含んだ熱水の流量を調整するアルカリ性溶液量制御弁と、排ガスダクトの出口から流出する低温排ガスの温度検出器と、前記低温排ガスの酸性ガス濃度検出器と、前記温度検出器からの検出信号により減温水量制御弁を開閉制御する温度制御装置と、前記酸性ガス濃度検出器からの検出信号によりアルカリ性溶液量制御弁を開閉制御する酸性ガス濃度制御装置とから成り、高温排ガスを最低で１２０℃の温度にまで冷却する構成したことを発明の基本構成とするものである。
【００２５】
請求項９の発明は、請求項７又は請求項８の発明に於いて、アルカリ性溶液を加熱するアルカリ性溶液加熱器を混合器のアルカリ性溶液入口側に設けるようにしたものである。
【００３４】
前記高温排ガスの排出源は、ごみ焼却炉やボイラ等の如何なる燃焼装置であってもよく、本発明は全ての種類の燃焼排ガスの減温に適用することができる。
また、ガス冷却室へ供給する高温排ガスＧｈの温度は１０００℃〜１５０℃に、ガス冷却室から導出する低温排ガスＧｌの温度は１００℃以上の温度に夫々設定可能であり、例えば、本発明を所謂排ガスの一次冷却に用いる場合には、高温排ガスＧｈの温度は約９００℃〜１０００℃、低温排ガスＧｌの温度は１５０℃〜２５０℃に、また排ガスの二次冷却に用いる場合には、高温排ガスＧｈの温度は２００℃〜４００℃、低温排ガスＧｌの温度は１２０℃〜２５０℃程度に夫々設定することができる。
【００３５】
前記ガス冷却室の形態は、竪型或いは横型の何れであってもよく、また、その断面形状も円形、楕円形、角形等を自由に選定できる。
同様に、前記排ガスダクトの形態は、横長或いは縦長の何れであってもよく、また、その断面形状も円形、楕円形、角形等の何れであってもよい。
【００３６】
前記加圧熱水Ｗｔは、大気圧下に於ける水の沸点（１００℃）よりも高い温度に保持されている水であり、所謂高圧・高温水である。加圧熱水Ｗｔの圧力は１ｋｇ／ｃｍ²・Ｇ以上〜１００ｋｇ／ｃｍ²・Ｇ位いの値に選定可能であるが、熱水タンク２の耐圧力等を考慮すれば３〜１０ｋｇ／ｃｍ²・Ｇの間に選定するのが望ましい。
また、加圧熱水Ｗｔは、その内部に蒸気を一部含んだ状態（所謂二相流体）であってもよいが、蒸気の含有量は少ない方が望ましい。
【００３７】
熱水をつくるための熱源としては、燃焼装置が廃熱ボイラを附設した焼却炉の場合には廃熱ボイラからの水蒸気を、また、ボイラの場合には蒸発した水蒸気の一部を利用することができる。
また、廃熱ボイラを附設しない焼却炉にあっては、排ガス熱交換器を設けてそこからの水蒸気を用いるか、或は独立した小容量の蒸気ボイラ又は電気ボイラを設置する。
なお、焼却炉の廃熱ボイラやボイラに脱気器が付属されているときには、脱気器内で生成された熱水をそのまヽ減温水として利用することができる。この場合、熱水Ｗｔの供給設備としては脱気器からの配管設備だけがあれば良く、排ガス減温装置を極めて安価に構成することができる。
【００３８】
更に、燃焼装置がボイラ又は廃熱ボイラを附設した焼却炉の場合には、減温水として用いる熱水の一部としてボイラからの連続ブロー水を利用することができる。大多数のボイラ設備に於いては、ボイラ水内の腐食防止剤等の濃度上昇を防止して、安定した腐食防止機能を発揮することができるようにするため、ボイラ水（熱水）の一部を外部へ排出するようにしている。この外部へ排出されるボイラ水は通常ｐＨ８．５〜１１．８のアルカリ水であるので、排ガス中の脱塩素や脱硫効果があり、排ガス脱塩・脱硫設備を付属しているものにおいては、これに使用する薬剤量を低減することができる。
【００３９】
加圧熱水を霧化する減温水ノズルは、ガス冷却室が竪型の場合には、その上方の高温排ガスＧｈのガス入口近傍に設けるのが望ましいが、減温水ノズルの取付位置は、ガス冷却室の形態と減温水ノズルの取付け個数に応じて適宜に選定される。尚、このことは、排ガスダクト内へ加圧熱水を噴出する場合においても、同様である。
【００４０】
また、当該減温水ノズルの構造は如何なる構造のものであってもよく、例えば公知のスクリュー式や衝突式の水噴霧ノズルの使用も可能である。
【００４１】
更に、減温水ノズルの取付数は、ガス冷却室や排ガスダクトの形状や一個のノズルに設けた噴出口の数、必要とする熱水噴出量等によって適宜に選定されるが、例えば従前の産業廃棄物焼却炉〔焼却量３００ｔｏｎ／Ｄ、排ガス量９０，０００Ｎｍ³／Ｈ、排ガス２次冷却（高温排ガスＧｈの温度２４０℃、低温排ガスＧｌの温度１８０℃）、熱水（温度１４２．９℃、圧力３ｋｇ／ｃｍ²Ｇの飽和水）〕の排ガス減温装置に於いては、後述するように３個の噴出口を有する減温水ノズル１個を、ガス冷却室の上方部に設けている。
【００４２】
本発明によれば、減温水ノズルより噴霧される熱水は、大気圧下に於ける沸点（１００℃）よりも相当に高い高温で且つ高圧となっている。その結果、減温水ノズルより噴霧されると、ノズル噴出口の出口近傍で急激に減圧沸騰をして微粒子になると共に、噴霧されたあと瞬時に蒸発して水蒸気となるため、水滴が蒸発しないまヽ直接にガス冷却室の壁面に当ることはない。
その結果、ガス冷却室の容積を小さくすることが可能となり、設備費や設備スペースも小さくすることができる。例えば、前記従前の産業廃棄物焼却炉の廃ガスボイラ出口側に設けた排ガス減温装置に於いて、高温排ガスの温度を２４０℃から１８０℃へ６０℃減温した場合に、蒸発室熱負荷は５０，０００〜１５０，０００ｋｃａｌ／ｍ³・Ｈとすることができた。
即ち、従前の排ガス減温装置に於けるガス冷却室の熱負荷（５，０００〜１０，０００ｋｃａｌ／ｍ³・Ｈ）に比較して、本発明の排ガス減温装置に於いては熱負荷を５０，０００〜１５０，０００ｋｃａｌ／ｍ³・Ｈに選定することができ、ガス冷却室１の容積を１／５〜１／１５に小さくすることができた。
また、本発明に於いては、場合によってはガス冷却室を設けることなく、減温水ノズルを高温排ガスダクト中に挿入して、熱水を直接に高温排ガスダクト内へ噴霧する構成とすることも可能である。
【００４３】
減温水に熱水を利用する場合、熱水の顕熱の関係から従来の低温水を使用するときに比べて噴霧水量は若干量増加する。例えば、従来の排ガス減温装置における減温水の温度を２０℃、本発明の排ガス減温装置における熱水の温度を１４２．９℃（圧力３ｋｇ／ｃｍ²Ｇに於ける飽和水）とした場合、必要とする熱水量は約１．２倍程度となる。しかし、この程度の増量では熱水系の配管サイズを特に増す必要はなく、設備費の大幅なコストアップにはならない。
【００４４】
排ガス内の塩化水素（ＨＣｌ）や硫黄酸化物（ＳＯ₂）等の酸性ガスを除去する場合には、アルカリ性溶液を混合した熱水を減温水として減温水ノズルから排ガス内へ噴出する。
また、前記アルカリ性溶液は、アルカリ性水溶液の形態であってもよく、或いはアルカリ性スラリー溶液の形態であってもよい。
【００４５】
熱水内へ混合するアルカリ性溶液の温度は、当該アルカリ性溶液を混合したあとの減温水の温度が大気圧下での水の沸点よりも高い温度となる場合には、特に加熱によって高温にする必要はない。しかし、アルカリ性溶液の混合によって、減温水の温度が大気圧下での水の沸点よりも低い温度となる場合には、アルカリ性溶液を熱水内へ混入する前に、必要な温度にまで加熱するのが望ましい。
【００４６】
前記アルカリ性溶液内のアルカリ剤は、何如なるものであってもよいが、アルカリ性水溶液の形態で使用する場合には、水酸化ナトリウム（苛性ソーダ・ＮａＯＨ）や水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）₂）が好適である。
また、アルカリ性スラリー溶液の形態で使用する場合には、水酸化カルシウム（消石灰・Ｃａ（ＯＨ）₂）や生石灰（ＣａＯ）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）炭酸ナトリウム（Ｎａ₂ＣＯ₃）等が好適である。
【００４７】
前記熱水内へ混合するアルカリ性溶液内のアルカリ剤の総量は、除去すべき排ガス内の酸性ガスの種類やその除去量、排ガス温度によって適宜に調整され、通常は当量比で０．８〜１．５に相当する量のアルカリ剤が熱水内へ混合される。
【００４８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る排ガス減温方法及び装置の一つの実施形態を示すものであり、図１に於いて１はガス冷却室、１ａは排ガス入口、１ｂは排ガス出口、１ｃは灰出口、１ｄは気密保持装置、２は熱水タンク、３はポンプ、４は減温水ノズル、５は温度制御装置、５ａは出口側の排ガス温度検出器、５ｂは入口側の排ガス温度検出器、６は減温水量制御弁、Ｇｈは高温排ガス、Ｇｌは低温排ガス、Ｓは加熱蒸気、Ｗｔは熱水、Ｃは灰である。
【００４９】
図１を参照して、ガス冷却室１は所謂塔型に形成されており、壁面は公知の耐熱材を用いて断熱構造に形成されている。
また、ガス冷却室１の上方には排ガス入口１ａ、下部側方には排ガス出口１ｂ、下方の逆円錐部の下端には灰出口１ｃ及び気密保持装置（開閉ダンパ）１ｄが夫々設けられている。
【００５０】
尚、当該ガス冷却室１の形態やその断面形状等は、図１に示した塔型以外のものであってもよいことは勿論である。
また、本実施形態に於いては、前記ガス冷却室１内へ産業廃棄物焼却炉の廃熱ボイラ（図示省略）から排出されてくる高温排ガスＧｈ（温度約２４０℃、流量約９０，０００Ｎｍ³／Ｈ）を導入しているが、減温の対象となる高温排ガスＧｈの温度は１０００℃〜１５０℃位いが望ましい。
更に、減温の対象となる排ガスは、如何なる燃焼装置からの排ガスであってもよく、その流量にも特に制約はない。
【００５１】
熱水タンク２は所要の容量を有する金属製の耐熱・耐圧タンクから形成されており、断熱材により保護されている。
当該熱水タンク２内には、大気圧下に於ける沸点（１００℃）よりも高温の水（加圧された熱水Ｗｔ）が貯留されており、本実施形態に於いては、温度１４２．９℃（圧力３ｋｇ／ｃｍ²Ｇに於ける飽和水）の高温・高圧の熱水Ｗｔが、耐圧１０ｋｇ／ｃｍ²の熱水タンク２内に貯留されている。
【００５２】
図１の本実施形態に於いては、産業廃棄物焼却炉に設けた廃熱ボイラ（図示省略）から加熱用の蒸気Ｓが熱水タンク２内へ導入され、当該加熱蒸気Ｓの熱により、熱水Ｗｔの温度が前記１４２．９℃の値に保持されている。
尚、熱水Ｗｔの加熱源としては、本実施形態のようにボイラからの水蒸気の熱を利用する構成以外に、燃焼ガスや燃焼排ガスの熱、別途に設けた加熱用バーナや電熱器の熱を利用する構成とすることも可能である。
また、ボイラ設備が設けられている場合には、所謂ボイラからの連続ブロー水を熱水の一部として利用したり、或いはボイラ設備に脱気器が設けられている場合には、脱気器内で生成された高温・高圧水を熱水Ｗｔ又は熱水Ｗｔの一部として利用することも可能である。
【００５３】
前記ポンプ３は熱水Ｗｔを減温水ノズル４へ供給するためのものであり、当該ポンプ３は、熱水タンク２と減温水ノズル４間の配管の圧力損失や減温水ノズル４の位置水頭等の関係から、必要な場合にのみ設置される。
【００５４】
前記減温水ノズル４は、図２及び図３に示すような公知のホロコーン型ノズルであり、本実施態様に於いては１２０℃の角度間隔で３ケの噴出口４ａを設けたノズルが、ガス冷却室１の上方部中央に１ケ設けられている。
尚、図２に於いて、４ｂは本体、４ｃは螺旋子、４ｄは導水孔である。
また、減温水ノズル４の各噴出口４ａの噴射角度は約６０°（噴出圧３ｋｇｆ／ｃｍ²のとき）、流量は約３．８ｌ／ｍｉｎ（噴出圧３ｋｇｆ／ｃｍ²）に夫々設定されている。
更に、本実施形態に於いては、図２に示すようなホロコーン型の噴霧ノズルを減温水ノズル４として利用しているが、減温水ノズル４の種類や構造は如何なるものであってもよく、従前の常温水を２〜３ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力下で１９０〜３００μｍ程度の粒子径の噴霧水にできるものであれば、本発明に於いても十分使用することができる。
【００５５】
温度制御装置５は、入口側の排ガス温度検出器５ｂ及び出口側の排ガス温度検出器５ａからの温度検出信号を受け、減温水量制御弁６を開閉制御することによってガス冷却室１内へ噴霧する熱水量を調整し、排ガス出口１ｂから排出する低温排ガスＧｌの温度を設定値に保持するものである。
【００５６】
尚、本実施形態に於いては、排ガス温度検出器５ａ・５ｂとしてサーモスタット型の温度検出器を使用しているが、使用する温度検出器の種類は如何なるものであってもよい。
また、本実施形態では、熱水供給配管路内へ減温水量制御弁６を介設する構成としているが、従前の図６のように、熱水Ｗｔのリターン配管路内に減温水量制御弁６を介設するようにしてもよく、減温水ノズル４へ供給する熱水量を調整できさえすれば、如何なる方式であってもよい。
【００５７】
燃焼装置からの高温排ガスＧｈの減温に際しては、熱水タンク２内の熱水Ｗｔが、熱水タンク２内の内圧及び又はポンプ３の加圧送水力によって減温水ノズル４へ送られ、減温水ノズル４から高温排ガスＧｈ内へ噴霧される。
減温水ノズル４から噴霧された熱水Ｗｔは、大気圧下における沸点（１００℃）よりも相当に高い温度の高圧水であるため、減温水ノズル４の噴出口４ａの出口近傍で急激に減圧沸騰をし、粒子径が約数１０μｍ〜数μｍの微細粒子になると共に、瞬時に蒸発して水蒸気となり、ガス冷却室１内の高温排ガスＧｈとの熱交換によりこれを冷却する。
また、所定の温度にまで冷却された低温排ガスＧｌは排ガス出口１ｂを通して外部へ誘引され、更に、分離された排ガス内の灰（ダスト等）Ｃは、灰出口１ｃより外部へ排出されて行く。
【００５８】
【実施例１】
排ガス流量９０，０００Ｎｍ³／Ｈ（産業廃棄物焼却炉の廃熱ボイラからの排ガス）、温度２４０℃の高温排ガスＧｈを１８０℃にまで減温するために、円筒形のガス冷却室１を有する塔型減温装置を形成した。熱水Ｗｔの温度１４２．９℃（圧力３ｋｇ／ｃｍ²・Ｇの飽和水）、噴霧する熱水量２．５ｔｏｎ／ｈｒとしたとき、必要とするガス冷却室１の容積は内径３０００ｍｍ、高さ６０００ｍｍとなり、当該ガス冷却室１を用いて前記高温排ガスＧｈを十分に所定温度（１８０℃）の低温排ガスＧｌに減温することができた。
【００５９】
同条件の排ガスを従前の塔型減温装置（２０℃の水、噴霧する水量約２ｔｏｎ／ｈ）で処理した場合には、必要とするガス冷却室の容量が約４８００ｍｍφ×９０００ｍｍＨとなり、これに比較して、本発明に於いてはガス冷却室１の大幅な小形化を図れることが、確認されている。
尚、本発明に於いては、熱水Ｗｔの噴霧水量が、従前の水（２０℃）を用いる場合に比較して、約２０％ほど増加することになる。
また、本発明に於いては、ガス冷却室１の壁面への水滴の付着による耐火材の損傷やダスト等の付着・堆積によるトラブルは全く発生せず、極めて安定した高温排ガスの連続的な減温を行なうことができた。
【００６０】
図４及び図５は、本発明による排ガス減温方法及び装置の他の実施形態を示すものであり、廃棄物焼却炉より排出された高温排ガスＧｈの導出用の排ガスダクト７の側面に、減温水ノズル４の取付用フランジ７ａを設け、当該フランジ７ａに取付けした減温水ノズル４からダクト７内の高温排ガスＧｈ内へ熱水Ｗｔを噴霧する構成としたものである。
尚、図４及び図５に示す実施形態は、図１及び図２に示した実施形態に於けるガス冷却室１が縦長の排ガスダクト７に替っただけであり、その他の装置の構成は図１及び図２の場合と全く同一である。
【００６１】
【実施例２】
噴霧する熱水を１４２．９℃、３ｋｇ／ｃｍ²・Ｇの飽和水、ダクト内径２０００ｍｍφ、ダクトの長さＬ＝７０００ｍｍとし、減温水ノズル４から３．４ｔｏｎ／ｈの熱水Ｗｔをダクト７内へ噴霧することにより、９００００Ｎｍ³／Ｈ、温度２４０℃の高温排ガスＧｈを、ダクト出口７ｂに於いて約１８０℃の低温排ガスＧｌに連続的に減温することができた。
また、この時、ダクト７の内壁面へ水滴の付着は全く見られず、従って水滴の付着に起因するダスト等の付着・堆積も皆無になることが確認されている。
【００６２】
図６及び図７は、本発明による排ガス減温方法及び装置の第３の実施形態を示すものであり、減温水ノズル４からアルカリ性の熱水Ｗｔをガス冷却室１内の高温排ガスＧｈ内へ噴射することにより、排ガスの減温と同時に排ガス内の酸性成分を除去（若しくは中和）するようにしたものである。
【００６３】
図６及び図７に於いて、８はアルカリ性溶液タンク、８ａはアルカリ剤供給装置、８ｂは攪拌機、９はアルカリ性溶液ポンプ、１０はアルカリ性溶液流量制御弁、１１はアルカリ性溶液加熱器、１１ａはドレーン排出弁、１２は熱水Ｗｔとアルカリ性溶液Ｗｐとの混合器、１３は酸性ガス濃度制御装置、１３ａは低温排ガスＧｌの酸性ガス濃度検出器、Ｓ₁は加熱用蒸気、Ｐはアルカリ剤、Ｗ₁は水、Ｗｐはアルカリ性溶液であり、これ等の各部材を除いて、当該排ガス減温装置を構成するその他の機器装置は、図１及び図２の場合と全く同様である。
【００６４】
即ち、前記図６に於いては、熱水Ｗｔ内へ混合するアルカリ性溶液Ｗｐとしてアルカリ性水溶液が使用されており、例えば、水Ｗ₁内へ水酸化ナトリウム（苛性ソーダ・ＮａＯＨ）等のアルカリ剤Ｐを溶解させたアルカリ性水溶液が、アルカリ性溶液タンク８内に貯留されている。
【００６５】
尚、アルカリ性水溶液を形成するアルカリ剤Ｐとしては、水溶性のものであれば上記水酸化ナトリウム以外のものであってもよく、例えば水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）₂）等を使用してもよい。
また、タンク８内に貯留されるアルカリ性水溶液内のアルカリ剤濃度は、水Ｗ₁の温度や使用するアルカリ剤Ｐの水Ｗ₁に対する溶解度に応じて適宜に選定され、アルカリ剤Ｐが水酸化ナトリウムの場合には、アルカリ剤濃度は２０〜３０％に選定されている。
【００６６】
一方、前記図７に於いては、熱水Ｗｔ内へ混合するアルカリ性溶液Ｗｐとしてアルカリ性スラリー溶液が使用されており、例えば水Ｗ₁内へ水酸化カルシウム（消石灰・Ｃａ（ＯＨ）₂）等のアルカリ剤Ｐを分散状に懸濁せしめた固液混合体（スラリー）がアルカリ性溶液タンク８内に貯留されている。
尚、アルカリ剤Ｐとしては、水Ｗ₁内へ分散してスラリーを形成するものであれば上記水酸化カルシウム以外のものであってもよく、例えば消石灰（ＣａＯ）や炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）、炭酸ナトリウム（Ｎａ₂ＣＯ₃）等の使用が可能である。
【００６７】
前記熱水Ｗｔ内へのアルカリ性溶液Ｗｐの混合量は、低温排ガスＧｌ内の酸性ガス濃度検出器１３ａからの検出信号により、酸性ガス濃度制御装置１３を介してアルカリ性溶液流量制御弁１０を開・閉制御することにより調整されており、これにより、前記低温排ガスＧｌ内の酸性ガス濃度は所定の設定値に保持される。
尚、熱水Ｗｔ内へのアルカリ性溶液Ｗｐの混合量は、低温排ガスＧｌの温度や除去の対象である酸性ガスの種類、目的とする酸性ガスの除去率等から決定され、通常は排ガス内の除去すべき酸性ガス量に対して当量比で１．０〜１．５倍の量のアルカリ剤Ｐが熱水Ｗｔ内へ混入される。
【００６８】
前記アルカリ性溶液加熱器１１は、熱水Ｗｔ内へ混入するアルカリ性溶液Ｗｐを所定の温度にまで加熱し、混合器１２から流出するアルカリ性の減温水の温度が大幅に低下するのを防止する。
尚、アルカリ性溶液Ｗｐの混合量が少なかったり、或いはアルカリ性溶液Ｗｐの温度が比較的高温（例えば８０℃〜９０℃）の場合には、混合時の熱水Ｗｔに対する外乱が比較的少ない。従って、このような場合には、前記アルカリ性溶液加熱器１１の設置を省略することが可能である。
【００６９】
尚、前記図６及び図７に示した実施形態に於いては、アルカリ性の減温水をガス冷却室１内へ噴射する構成としているが、アルカリ性の減温水を前記ガス冷却室１に替えて図４及び図５のような排ガスダクト７内へ噴射する構成としてもよいことは、勿論である。
【００７０】
【実施例３】
排ガス流量９０，０００Ｎｍ³／ｈ（産業廃棄物焼却炉の廃熱ボイラからの排ガス・排ガス中のＨＣｌ濃度８００ｐｐｍ）、温度２４０℃の高温排ガスＧｈを１８０℃にまで減温するために、円筒形のガス冷却室を有する塔型減温装置を形成した。熱水Ｗｔの温度１４２．９℃（圧力３ｋｇ／ｃｍ²・Ｇの飽和水）、アルカリ性溶液（濃度２５％のＮａＯＨ水溶液）Ｗｐの温度２５℃、熱水Ｗｔの供給量１．９ｔｏｎ／ｈ、アルカリ性溶液Ｗｐの供給量０．６０６ｔｏｎ／ｈ、噴霧するアルカリ性の熱水の供給量約２．５６ｔｏｎ／ｈとしたとき、必要とするガス冷却室１の容積は内径３０００ｍｍ、高さ６０００ｍｍとなり、当該ガス冷却室１を用いて前記高温排ガスＧｈを十分に所定温度（１８０℃）の低温排ガスＷｌに減温することができた。
【００７１】
また、この時の排ガス内のＨＣｌ量に対するアルカリ剤Ｐの供給量は、当量比で１．０であり、酸性ガス濃度検出器１３ａで検出したＨＣｌの除去率は、低温排ガスＧｌの温度が１８０℃のときに約９３％であった。
【００７２】
尚、アルカリ性溶液Ｗｐの供給量の算出は下記の通りである。
ＨＣｌ濃度が８００ｐｐｍである排ガス９０，０００Ｎｍ³／ｈ中のＨＣｌ量は、９×１０⁴×８００×１０^-6＝７２Ｎｍ³／ｈである。
また、７２Ｎｍ³／ｈのＨＣｌの当量数／ｈは、７２／２２．４＝３．２１４ｋｍｏｌ／ｈとなる。当量比が１であるから、供給するＮａＯＨの当量数／ｈは３．２１４ｋｍｏｌ／ｈｒとなり、この当量数／ｈｒのＮａＯＨを、濃度２５％のＮａＯＨ水溶液Ｗｐでもって供給する場合、ＮａＯＨ水溶液Ｗｐの供給量は、４０ｋｇ／ｋｍｏｌ×３．２１４ｋｍｏｌ／ｈ×１００／２５＝６０６ｋｇ／ｈとなる。
【００７３】
前記ＮａＯＨ水溶液の噴霧による排ガス内の酸性ガスの除去は、次の反応式によるものである。
ＮａＯＨ＋ＨＣｌ→ＮａＣｌ＋Ｈ₂Ｏ
ＮａＯＨ＋ＳＯ₂＋１／２Ｏ₂→Ｎａ₂ＳＯ₄＋Ｈ₂Ｏ
尚、生成したＮａＣｌ等は、電気分解法等によって後処理されるが、これ等の処理方法は既に公知であるため、ここではその説明を省略する。
【００７４】
尚、常温（２５℃）のアルカリ性溶液（２５％ＮａＯＨ水溶液）Ｗｐを混合した際の熱水Ｗｔに対する外乱を考慮して、本実施例では、アルカリ性溶液加熱器１１によって前記アルカリ性溶液Ｗｐを約８０℃に加熱してから、混合器１２へ供給するようにしているが、加熱器１１を使用しない場合でも、混合器１１の出口側に於けるアルカリ性熱水の温度が低下することにより、減温水ノズル４からの噴霧水量が若干低下するだけであり、特に問題を生じることはなかった。
【００７５】
又、排ガスが高濃度の酸性ガスを含有する場合には、アルカリ性溶液Ｗｔの混合量が増加することにより、混合後の熱水Ｗｔの温度が更に低下することになるが、混合前の熱水Ｗｔの温度を高目に設定することにより、加熱器１１を設けなくても十分に対応できることが判明した。
【００７６】
図８は、実施例３に於いて、混合器１２へ供給するＮａＯＨ水溶液Ｗｐの供給量を変化させた場合の酸性ガス（ＨＣｌ）除去率の変化の状態を示すものであり、曲線Ａは低温排ガスＧｌの温度を１８０℃に設定した時の値を、また曲線Ｂは低温排ガスＧｌの温度を１５０℃に設定した値を夫々示すものである。尚、曲線の縦軸は酸性ガス除去率％、横軸はＮａＯＨの当量比で表わした供給量である。
【００７７】
図８からも明らかなように、低温排ガスＧｌの温度が低いほど除去率は向上する。下記の第１表は、前記図８に示した実施例の具体的な測定数値を示すものである。
【００７８】
【表１】

【００７９】
【発明の効果】
本発明に於いては、減温水として加圧熱水を用いているため、噴霧された熱水は、減温水ノズルの噴出口の近傍に於いて急激に減圧沸騰をし、粒径が数μｍ程度の微粒子状の噴霧体となると共に、瞬時に蒸発をして水蒸気となる。
これにより、噴霧された熱水が水滴のままで直接にガス冷却室の壁面へ衝突・付着することが皆無となり、水滴の付着に起因するガス冷却室壁面の損傷やダストの堆積によるトラブルが完全に防止されることになる。
【００８０】
また、噴霧された熱水が瞬時に蒸発されることにより噴霧水の冷却性能が大幅に向上し、ガス冷却室の大幅な小形化が可能となる。即ち、従前の常温水を減温水とするガス冷却室にあっては、ガス冷却室の熱負荷が通常約５０００〜１５０００ｋｃａｌ／ｍ³・Ｈ程度であるのに対して、本発明に係る減温装置のガス冷却室に於いては、ガス冷却室熱負荷を５０，０００〜１５０，０００ｋｃａｌ／ｍ³・Ｈ程度に高めることが可能となり、ガス冷却室の大幅な小型化が可能となる。
【００８１】
更に、熱水タンクの加圧力が充分である場合には、加圧ポンプが必要でなくなり、設備が極めて簡素に構成できるうえ、ランニングコストの大幅な引下げが可能となる。
【００８２】
焼却炉やボイラ設備に脱気器が付属されている場合には、脱気器の熱水をそのまヽ利用することができ、減温水設備としては減温水ノズルと脱気器からの配管設備のみがあれば良い。その結果、排ガス減温設備を極めて安価に構成することができる。
【００８３】
また、ガス冷却室自体を小容量に、或はガス冷却室を設けずに高温排ガス用のダクト中に熱水を噴霧することもできるため、設備費の大幅な低減が可能となる。
更に、ボイラ及び廃熱ボイラを附設した焼却炉にあっては、ボイラの連続ブロー水を減温水用の熱水の一部に利用することができ、省エネルギーと共に、ブロー水がアルカリ性であることから、排ガス脱塩・脱硫設備の薬剤量を節減することができる。
【００８４】
減温水ノズルへ供給する熱水をアルカリ性の熱水とした場合には、排ガス内の酸性ガスをより少ない量のアルカリ剤でもって、高除去率で除去することができ、排ガス減温装置の下流側に設置する酸性ガス除去設備の一層の小形化並びに使用薬剤量の削減を図ることができる。
【００８５】
また、熱水内へ混合するアルカリ性溶液は、特に加熱することにより高温としなくてもよく、熱水の温度を若干高目に設定することにより、常温のアルカリ性溶液を熱水内へ混合し乍ら、排ガス減温装置の安定した運転を行なうことができる。
本発明は上述の通り、優れた実用的効用を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る排ガス減温方法及び装置の実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明で使用する減温水ノズルの一部縦断面図である。
【図３】図２のイ−イ視図である。
【図４】本発明に係る排ガス減温方法及び装置の他の実施形態を示す正面図である。
【図５】図４のイ−イ視図である。
【図６】本発明に係る排ガス減温方法及び装置の更に他の実施形態を示すものであり、アルカリ性溶液としてアルカリ性水溶液を熱水内へ混合する場合の説明図である。
【図７】本発明に係る排ガス減温方法及び装置の更に他の実施形態を示すものであり、アルカリ性溶液としてアルカリ性スラリー溶液を熱水内へ混合する場合の説明図である。
【図８】本発明の実施例に係る排ガス内の酸性ガス除去特性を示す曲線である。
【図９】従前の排ガス減温装置の例を示す系統図である。
【図１０】従前の排ガス減温装置の他の例を示す系統図である。
【符号の説明】
１はガス冷却室、１ａは排ガス入口、１ｂは排ガス出口、１ｃは灰出口、１ｄは気密保持装置、２は熱水タンク、３はポンプ、４は減温水ノズル、４ａは噴出口、４ｂは本体、４ｃは螺旋子、４ｄは導水孔、５は温度制御装置、５ａは出口側の排ガス温度検出器、５ａは出口側の排ガス温度検出器、６は減水量制御弁、Ｇｈは高温排ガス、Ｇｌは低温排ガス、Ｓは加熱蒸気、Ｃは灰、Ｗｔは熱水、７はダクト、７ａは減温水ノズル取付用フランジ、７ｂはダクト出口、８はアルカリ性溶液タンク、８ａはアルカリ剤供給装置、８ｂは攪拌機、９はアルカリ性溶液ポンプ、１０はアルカリ性溶液流量制御弁、１１はアルカリ性溶液加熱器、１１ａはドレーン弁、１２は混合器、１３は酸性ガス濃度制御装置、１３ａは低温排ガスの酸性ガス濃度検出器、Ｗｐはアルカリ性溶液、Ｐはアルカリ剤、Ｗ₁は水、Ｓ₁は加熱用蒸気。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is used for the treatment of exhaust gas discharged from a combustion apparatus such as a waste incinerator or boiler. The exhaust gas temperature reducing apparatus is greatly reduced in size, and the damage of the gas cooling chamber and exhaust gas duct due to spray water is reduced. The present invention relates to an exhaust gas temperature reduction method and apparatus capable of preventing operation troubles due to prevention, dust accumulation, etc., and also capable of removing acid gas in the exhaust gas.
[0002]
[Prior art]
In general, exhaust gas discharged from a combustion apparatus such as a garbage incinerator or boiler is purified by a gas purification device and then diffused into the atmosphere.
By the way, in exhaust gas purification treatment, there are cases where the exhaust gas temperature must be reduced to an appropriate temperature, for example, about 120 ° C. to 250 ° C., depending on the type of gas purification device used. In general, an exhaust gas temperature reducing device having a configuration in which water is sprayed into exhaust gas and the exhaust gas temperature is lowered using sensible heat of water and latent heat of evaporation is widely used.
[0003]
9 and 10 show an example of a conventional exhaust gas temperature reducing device. In FIGS. 9 and 10, 21 is a gas cooling chamber, 21a is an exhaust gas inlet, 21b is an exhaust gas outlet, 21c is an ash outlet, Reference numeral 22 denotes a temperature-reduction water tank, 23 a pressure pump, 24 a temperature-reduction water nozzle, 25 a temperature control device, 25 a a temperature detector, 26 a temperature-reduction water control valve, 27 an injection pump, 28 an air compressor, 29 Is a compressed air tank, 30 is a mixer, Gh is high-temperature exhaust gas, Gl is low-temperature exhaust gas, and C is ash.
[0004]
That is, in the exhaust gas temperature reducing device of FIG. 9, first, the high-pressure water from the temperature-reduced water tank 22 pressurized by the pressure pump 23 passes through the temperature-reducing water nozzle 24 provided in the vicinity of the exhaust gas inlet 21a. Sprayed into the cooling chamber 21. The sprayed water rises in temperature by coming into contact with the high temperature exhaust gas Gh, and evaporates to become water vapor when reaching the boiling point.
[0005]
On the other hand, the high temperature exhaust gas Gh in the gas cooling chamber 21 is cooled by the sensible heat of the sprayed water, the latent heat of vaporization, and the sensible heat of water vapor, and reduced to a predetermined temperature, and then becomes a low temperature exhaust gas Gl. Derived from the exhaust gas outlet 21b.
The amount of water sprayed into the gas cooling chamber 21 is controlled by adjusting the opening degree of the temperature-reduced water amount control valve 26 via the temperature control device 25 by a temperature detection signal from the temperature detector 25a. The temperature of the low temperature exhaust gas Gl derived from the exhaust gas outlet 21b is maintained at a desired temperature by controlling the amount of water sprayed into the gas cooling chamber 21 by changing the amount of return water to the dewarmed water tank 22.
[0006]
In the exhaust gas temperature reducing device of FIG. 10, first, water fed from the temperature-reduced water tank 22 by the injection pump 27 and high-pressure air from the compressed air tank 29 are mixed in the mixer 30. , The water is atomized. Thereafter, the atomized water is sprayed from the mixer 30 into the gas cooling chamber 21 through the temperature-reducing water nozzle 24 provided in the vicinity of the exhaust gas inlet 21a.
[0007]
The temperature of the sprayed water rises by contacting with the high temperature exhaust gas Gh, and when it reaches the boiling point, it evaporates to become water vapor, and the sensible heat of the water sprayed with the high temperature exhaust gas Gh in the gas cooling chamber 21 It is cooled by latent heat of vaporization and sensible heat of water vapor, the amount of water sprayed into the gas cooling chamber 21 is controlled by adjusting the opening degree of the temperature-reducing water amount control valve 26 via the temperature controller 25, The temperature of the exhaust gas Gl is maintained at a set value by adjusting the amount of spray water, and the like is exactly the same as in the case of FIG.
[0008]
The conventional exhaust gas temperature reducing device shown in FIG. 9 and FIG. 10 can reduce the temperature of the high temperature exhaust gas Gh to a desired temperature using inexpensive water, and has excellent practical utility.
However, there are still many problems to be solved in the above-mentioned conventional exhaust gas temperature reducing device. Among them, (i) water drops directly hit the wall surface of the gas cooling chamber and flow down, causing damage to the refractory material. It is important that dust adheres to and accumulates on the wall and makes it difficult to operate the gas cooling chamber stably, and (b) the gas cooling chamber becomes large and the exhaust gas temperature reduction device cannot be downsized. It is a serious problem.
[0009]
That is, in the case of the one-fluid system using only water shown in FIG. 9, even if the pressure of the temperature-reducing water is increased or the temperature-reducing water nozzle 24 is devised, the temperature-reducing water is turned into a fine particle diameter spray body. It is difficult to atomize, and the particle diameter of the atomized reduced-temperature water is usually about 70 to 300 μm, which is a relatively coarse value. For this reason, it becomes difficult to completely evaporate the atomized temperature-reduced water in a limited space, and the water drops directly hit the wall surface of the gas cooling chamber, resulting in damage to the refractory material.
In addition, even if the refractory material is not damaged, dust or the like adheres to and accumulates on the surface of the refractory material wetted by water droplets, and the deposited deposit sequentially grows, so that the exhaust gas passage resistance in the gas cooling chamber greatly fluctuates. Smooth operation of the gas cooling chamber may be difficult.
[0010]
In the case of the two-fluid system using water and compressed air in FIG. 10, the particle size of the atomized reduced-temperature water is usually a small particle size of about 30 to 100 μm. In the case of the one-fluid system shown in FIG. Compared to the above, the frequency of inconvenience due to the adhesion of water droplets is relatively low.
However, in this case, the initial cost and running cost of the compressed air equipment are required, and there is a problem in terms of economy.
[0011]
Furthermore, it takes a considerable amount of time for the temperature of the atomized dewarmed water to rise to the boiling point and completely evaporate. Therefore, it is necessary to take a sufficiently long residence time of the exhaust gas in the gas cooling chamber, and as a result, a large volume gas cooling chamber is required.
For example, in an industrial waste incinerator that incinerates about 300 T / D industrial waste, the amount of exhaust gas is 90,000 Nm ^Three / H, when the high temperature exhaust gas Gh having an inlet exhaust gas temperature of 240 ° C. is reduced to a low temperature exhaust gas Gl having an outlet exhaust gas temperature of 180 ° C., when the one-fluid exhaust gas temperature reducing device in FIG. A gas cooling chamber of 4800 mmφ and a height of about 9000 mm is required, and the total height of the exhaust gas temperature reducing device including the exhaust gas inlet 21a, the exhaust gas outlet 21b and the ash outlet 21c is about 180,000 mm.
[0012]
In the design of the conventional exhaust gas temperature reducing device, the heat load of the gas cooling chamber is usually 5,000 to 10,000 kcal / m. ^Three H (unit volume of the gas cooling chamber, the amount of heat that can be taken from the exhaust gas per unit time) is selected, and in this example the gas cooling chamber heat load is 7000 kcal / m ^Three ・ H.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has the problems as described above in the conventional exhaust gas temperature reducing device, that is, (i) in the case of the one-fluid system, the particle diameter of the atomized temperature-decreasing water is coarse, so that water droplets enter the wall surface of the gas cooling chamber. Refractory materials may be damaged by direct contact, and smooth operation becomes difficult due to adhesion and accumulation of dust, etc. (b) In the case of the two-fluid system, compressed air equipment is required, and equipment costs and running costs are reduced. It is difficult to solve problems such as high cost and (c) the time required to evaporate the atomized water particles, so that the gas cooling chamber cannot be significantly reduced in size. An exhaust gas temperature reduction method that makes it possible to reduce the temperature of exhaust gas at a low cost and with an extremely small exhaust gas temperature reduction device by making the particle size of particles significantly smaller than before. An exhaust gas temperature reducing device to be used is provided.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The inventor of the present invention tries to atomize water using a temperature-reducing water nozzle in a one-fluid type exhaust gas temperature-reducing device that uses only water through the design, production, and testing of a large number of exhaust gas temperature-reducing devices. As long as the temperature-decreasing nozzle is improved or the pressure of the temperature-reducing water is increased, it is difficult to reduce the atomized temperature-reducing water particle size to about 100 μm or less. I learned that I can't reduce it.
[0015]
Therefore, the present inventor has used common sense practice in the design of this kind of exhaust gas temperature reducing device in the past, that is, “normal temperature water of about 20-30 ° C. is used as the temperature reducing water, and the sensible heat of water and the latent heat of vaporization are increased. “Effectively used for cooling exhaust gas”, “a pressurized hot water having a temperature equal to or higher than the boiling point of water or a gas-liquid two-phase flow containing steam in a part of the pressurized hot water has been used in the past. "The atomized squirt from the temperature-reduced water nozzle."
[0016]
When using pressurized hot water having a temperature equal to or higher than the boiling point of water under atmospheric pressure, the sensible heat of water that can be used for cooling exhaust gas is reduced compared to the conventional one-fluid system. Therefore, the amount of water required increases slightly.
However, when the pressurized hot water is ejected from the temperature-reduced water nozzle into the gas cooling chamber, so-called vacuum boiling occurs in the vicinity of the outlet of the temperature-reduced water nozzle, and the atomized water has a particle size of several tens of μm to several This is because the particle size becomes as small as μm and is rapidly evaporated in a short time in the gas cooling chamber, which may improve the exhaust gas cooling effect and reduce the size of the gas cooling chamber.
[0017]
The present invention was created on the basis of the idea that overturned the normal technical common sense or practice of the present inventors and the results of numerous exhaust gas temperature reduction tests based on the idea. The invention relates to pressurized hot water taken from a deaerator having a temperature higher than the boiling point of water under atmospheric pressure, into a gas cooling chamber having a gas inlet for high temperature exhaust gas, a gas outlet for low temperature exhaust gas, and an ash outlet. The sprayed hot water, which is the continuous blow water of the boiler, is sprayed from the reduced-temperature water nozzle provided near the high-temperature exhaust gas inlet in the gas cooling chamber and boiled under reduced pressure to atomize the sprayed hot water into fine particles. Evaporate instantaneously and mix with high temperature exhaust gas to cool the high temperature exhaust gas to a temperature of at least 120 ° C, detect the temperature of the low temperature exhaust gas cooled and flowing out from the low temperature exhaust gas outlet, and detect the detected temperature signal Based on the above By controlling the opening degree of the reduced amount of hot water control valve of pressurized hot water supplied to the hot water nozzle, in which the basic configuration of the invention that to adjust the temperature of the cold gas.
[0018]
The invention of claim 2 is pressurized hot water taken out from a deaerator having a temperature higher than the boiling point of water under atmospheric pressure into an exhaust gas duct through which high-temperature exhaust gas circulates or pressurization that is continuous blow water of a boiler By spraying hot water from a dewarmed water nozzle provided in the exhaust gas duct and boiling under reduced pressure, the sprayed pressurized hot water is atomized into fine particles with a particle size of 30 μm or less and instantly evaporated to mix with hot exhaust gas The high-temperature exhaust gas is cooled to a temperature of 120 ° C. at a minimum, the exhaust gas temperature that is cooled and flows out from the exhaust gas duct is detected, and the pressurized gas is supplied to the dewarmed water nozzle based on the detected temperature signal The basic configuration of the present invention is to adjust the temperature of the low temperature exhaust gas by controlling the opening degree of the hot water dewatering water amount control valve.
[0019]
The invention of claim 3 is the exhaust gas using hot water according to claim 1 or claim 2, wherein the heated alkaline solution is mixed into hot water in the invention of claim 1 or claim 2. Temperature reduction method.
[0020]
Invention of Claim 4 from the gas cooling chamber provided with the gas inlet, the gas outlet, and the ash outlet, and the pressurized hot water taken out from the deaerator of the temperature higher than the boiling point of water under atmospheric pressure, or a boiler A hot water tank that stores pressurized hot water, which is continuous blow water, and a hot water tank in the vicinity of the high-temperature exhaust gas in the gas cooling chamber. A temperature-reducing water nozzle that atomizes pressurized hot water into fine particles having a particle size of 30 μm or less and instantly evaporates, a temperature-reducing water amount control valve that adjusts the amount of hot water supplied to the temperature-reducing water nozzle, and a gas outlet It consists of a temperature detector for the low temperature exhaust gas that flows out, and a temperature control device that controls the opening and closing of the temperature-reducing water amount control valve by the detection signal from the temperature detector, and cools the high temperature exhaust gas to a temperature of 120 ° C. at the minimum. Is.
[0021]
The invention of claim 5 is a pressurized hot water taken out from an exhaust gas duct through which high-temperature exhaust gas circulates and a deaerator having a temperature higher than the boiling point of water under atmospheric pressure or a continuous blow water from a boiler. A hot water tank in which hot water is stored and an exhaust gas duct are provided. The hot water from the hot water tank is sprayed into the exhaust gas duct to boil under reduced pressure, and the pressurized hot water is made into fine particles having a particle size of 30 μm or less. From the temperature-reducing water nozzle that atomizes and instantly evaporates, the temperature-reducing water amount control valve that adjusts the amount of hot water supplied to the temperature-reducing water nozzle, the temperature detector of the low-temperature exhaust gas that flows out from the outlet of the exhaust gas duct, and the temperature detector The basic configuration of the present invention is that the high temperature exhaust gas is cooled to a temperature of 120 ° C. at least.
[0022]
According to a sixth aspect of the present invention, in the fourth or fifth aspect of the present invention, hot water is supplied to the dewarmed water nozzle by the internal pressure of the hot water tank.
[0023]
The invention of claim 7 includes a gas cooling chamber having a gas inlet, a gas outlet, and an ash outlet, and pressurized hot water or boiler taken out from a deaerator having a temperature higher than the boiling point of water under atmospheric pressure. A hot water tank that stores pressurized hot water that is continuous blow water, an alkaline solution tank that stores an alkaline solution, a mixer that mixes hot water from the hot water tank and an alkaline solution from the alkaline solution tank, A hot water containing an alkaline solution from the mixer is sprayed into the gas cooling chamber and boiled under reduced pressure, and the pressurized hot water is made into fine particles having a particle size of 30 μm or less. A temperature-reducing water nozzle that atomizes and instantly evaporates, a temperature-reducing water amount control valve that adjusts the flow rate of hot water containing an alkaline solution supplied to the temperature-reduced water nozzle, and a flow rate of the alkaline solution supplied to the mixer Al The low-temperature exhaust gas temperature control valve, the temperature detector of the low-temperature exhaust gas flowing out from the gas outlet, the acid gas concentration detector of the low-temperature exhaust gas, and the detection signal from the temperature detector control the opening / closing of the temperature-reduced water amount control valve. A temperature control device and an acid gas concentration control device that controls opening and closing of an alkaline solution amount control valve by a detection signal from the acid gas concentration detector, and configured to cool the high-temperature exhaust gas to a temperature of 120 ° C. at the minimum. Is a basic configuration of the invention.
[0024]
The invention of claim 8 is a pressurized heat which is an exhaust gas duct through which high-temperature exhaust gas flows and pressurized hot water taken out from a deaerator having a temperature higher than the boiling point of water under atmospheric pressure or continuous blow water of a boiler. A hot water tank storing water, an alkaline solution tank storing alkaline solution, a mixer for mixing hot water from the hot water tank and alkaline solution from the alkaline solution tank, and provided in the exhaust gas duct, A hot water containing alkaline solution from the mixer is sprayed into the exhaust gas duct and boiled under reduced pressure, and the hot water is atomized into fine particles with a particle size of 30 μm or less and instantly evaporated, and the hot water An alkaline solution amount control valve for adjusting the flow rate of hot water containing an alkaline solution to be supplied to the nozzle, a temperature detector for low-temperature exhaust gas flowing out from the outlet of the exhaust gas duct, and an acidic gas for the low-temperature exhaust gas. A concentration detector; a temperature control device that controls opening / closing of the temperature-reducing water amount control valve by a detection signal from the temperature detector; and an acid gas that controls opening / closing of an alkaline solution amount control valve by the detection signal from the acid gas concentration detector The basic configuration of the present invention is that it is composed of a concentration control device and cools the high-temperature exhaust gas to a temperature of at least 120 ° C.
[0025]
The invention of claim 9 is the invention of

claim

7 or 8, wherein an alkaline solution heater for heating the alkaline solution is provided on the alkaline solution inlet side of the mixer.
[0034]
The exhaust source of the high-temperature exhaust gas may be any combustion device such as a waste incinerator or a boiler, and the present invention can be applied to temperature reduction of all types of combustion exhaust gas.
The temperature of the high temperature exhaust gas Gh supplied to the gas cooling chamber can be set to 1000 ° C. to 150 ° C., and the temperature of the low temperature exhaust gas Gl derived from the gas cooling chamber can be set to a temperature of 100 ° C. or more. When used for so-called exhaust gas primary cooling, the temperature of the high temperature exhaust gas Gh is about 900 ° C. to 1000 ° C., the temperature of the low temperature exhaust gas Gl is 150 ° C. to 250 ° C., and when used for secondary cooling of the exhaust gas, it is high temperature. The temperature of the exhaust gas Gh can be set to about 200 ° C. to 400 ° C., and the temperature of the low temperature exhaust gas Gl can be set to about 120 ° C. to 250 ° C., respectively.
[0035]
The shape of the gas cooling chamber may be either a vertical type or a horizontal type, and the cross-sectional shape thereof can be freely selected from circular, elliptical, rectangular and the like.
Similarly, the shape of the exhaust gas duct may be either horizontally long or vertically long, and the cross-sectional shape thereof may be any of a circle, an ellipse, a square, and the like.
[0036]
The pressurized hot water Wt is water that is maintained at a temperature higher than the boiling point (100 ° C.) of water under atmospheric pressure, and is so-called high pressure / high temperature water. Pressure of pressurized hot water Wt is 1kg / cm ² ・ G to 100kg / cm ² -Although it is possible to select a value in the G level, if considering the pressure resistance of the hot water tank 2, etc., 3-10 kg / cm ² ・ It is desirable to select between G.
Further, the pressurized hot water Wt may be in a state (so-called two-phase fluid) partially containing steam therein, but it is desirable that the steam content is small.
[0037]
As a heat source for producing hot water, use steam from the waste heat boiler if the combustion device is an incinerator with a waste heat boiler, or use part of the evaporated water vapor in the case of a boiler. Can do.
In addition, in an incinerator not provided with a waste heat boiler, an exhaust gas heat exchanger is provided and water vapor from the exhaust gas heat exchanger is used, or an independent small-capacity steam boiler or electric boiler is installed.
In addition, when the deaerator is attached to the waste heat boiler or boiler of the incinerator, the hot water generated in the deaerator can be used as it is as the temperature-reduced water. In this case, only the piping facility from the deaerator is required as the facility for supplying the hot water Wt, and the exhaust gas temperature reducing device can be configured extremely inexpensively.
[0038]
Furthermore, when the combustion apparatus is an incinerator equipped with a boiler or a waste heat boiler, continuous blow water from the boiler can be used as a part of hot water used as the temperature-reduced water. In the majority of boiler facilities, in order to prevent a rise in the concentration of corrosion inhibitors, etc. in the boiler water and to exhibit a stable anti-corrosion function, the boiler water (hot water) The part is discharged to the outside. Since the boiler water discharged to the outside is usually alkaline water having a pH of 8.5 to 11.8, there is a dechlorination or desulfurization effect in the exhaust gas. The amount of drug used for this can be reduced.
[0039]
The temperature-reducing water nozzle for atomizing the pressurized hot water is preferably provided in the vicinity of the gas inlet of the high-temperature exhaust gas Gh above the gas cooling chamber when the gas cooling chamber is a vertical type. The cooling chamber is appropriately selected according to the form of the cooling chamber and the number of temperature-reducing water nozzles attached. This also applies to the case where pressurized hot water is ejected into the exhaust gas duct.
[0040]
Further, the structure of the temperature-reducing water nozzle may be any structure, and for example, a known screw type or collision type water spray nozzle can be used.
[0041]
Furthermore, the number of temperature-reduced water nozzles is appropriately selected depending on the shape of the gas cooling chamber and the exhaust gas duct, the number of jets provided in one nozzle, the amount of hot water jet required, etc. Waste incinerator [Incineration amount 300ton / D, exhaust gas amount 90,000Nm ^Three / H, exhaust gas secondary cooling (temperature exhaust gas Gh temperature 240 ° C., low temperature exhaust gas Gl temperature 180 ° C.), hot water (temperature 142.9 ° C., pressure 3 kg / cm ² In the exhaust gas temperature reducing device of G saturated water)], as will be described later, one temperature reducing water nozzle having three outlets is provided in the upper part of the gas cooling chamber.
[0042]
According to the present invention, the hot water sprayed from the temperature-reducing water nozzle has a high temperature and a pressure that are considerably higher than the boiling point (100 ° C.) under atmospheric pressure. As a result, when sprayed from the dewarmed water nozzle, it rapidly boiled under reduced pressure near the outlet of the nozzle outlet and becomes fine particles.After spraying, it instantly evaporates into water vapor, so that the water droplets do not evaporate. 。Do not hit the wall of the gas cooling chamber directly.
As a result, the volume of the gas cooling chamber can be reduced, and the equipment cost and the equipment space can be reduced. For example, in the exhaust gas temperature reducing device provided on the waste gas boiler outlet side of the conventional industrial waste incinerator, when the temperature of the high temperature exhaust gas is decreased from 240 ° C. to 180 ° C. by 60 ° C., the evaporation chamber heat load is 50,000-150,000 kcal / m ^Three ・ It was able to be H.
That is, the heat load (5,000 to 10,000 kcal / m) of the gas cooling chamber in the conventional exhaust gas temperature reducing device. ^Three In comparison with H), in the exhaust gas temperature reducing device of the present invention, the thermal load is 50,000 to 150,000 kcal / m. ^Three -It was possible to select H, and the volume of the gas cooling chamber 1 could be reduced to 1/5 to 1/15.
Further, in the present invention, in some cases, without providing a gas cooling chamber, a temperature-reducing water nozzle is inserted into the high-temperature exhaust gas duct so that hot water is sprayed directly into the high-temperature exhaust gas duct. Is possible.
[0043]
When hot water is used as the temperature-reduced water, the amount of sprayed water is slightly increased compared to when conventional low-temperature water is used because of the sensible heat of the hot water. For example, the temperature of the temperature-reducing water in a conventional exhaust gas temperature reducing device is 20 ° C., and the temperature of hot water in the exhaust gas temperature reducing device of the present invention is 142.9 ° C. (pressure 3 kg / cm 3). ² Saturated water in G), the required amount of hot water is about 1.2 times. However, with such an increase, there is no need to increase the size of the hot water piping, and the equipment cost will not increase significantly.
[0044]
Hydrogen chloride (HCl) and sulfur oxide (SO ₂ When the acidic gas such as) is removed, hot water mixed with an alkaline solution is discharged as temperature-reduced water from the temperature-reduced water nozzle into the exhaust gas.
The alkaline solution may be in the form of an alkaline aqueous solution or in the form of an alkaline slurry solution.
[0045]
The temperature of the alkaline solution to be mixed into the hot water must be raised to a high temperature by heating especially when the temperature of the dewar water after mixing the alkaline solution is higher than the boiling point of water under atmospheric pressure. There is no. However, if the temperature of the water to be reduced is lower than the boiling point of water under atmospheric pressure due to the mixing of the alkaline solution, the alkaline solution is heated to the required temperature before being mixed into the hot water. Is desirable.
[0046]
The alkaline agent in the alkaline solution may be any, but when used in the form of an alkaline aqueous solution, sodium hydroxide (caustic soda / NaOH) or magnesium hydroxide (Mg (OH)) ₂ ) Is preferred.
When used in the form of an alkaline slurry solution, calcium hydroxide (slaked lime / Ca (OH) ₂ ), Quicklime (CaO), calcium carbonate (CaCO) _Three ) Sodium carbonate (Na ₂ CO _Three And the like are preferred.
[0047]
The total amount of the alkaline agent in the alkaline solution to be mixed into the hot water is appropriately adjusted according to the type of acidic gas in the exhaust gas to be removed, the amount of the removal, and the exhaust gas temperature. An amount of alkaline agent corresponding to .5 is mixed into the hot water.
[0048]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows one embodiment of an exhaust gas temperature reducing method and apparatus according to the present invention. In FIG. 1, 1 is a gas cooling chamber, 1a is an exhaust gas inlet, 1b is an exhaust gas outlet, and 1c is an ash outlet. 1d is an airtight holding device, 2 is a hot water tank, 3 is a pump, 4 is a temperature-reducing water nozzle, 5 is a temperature control device, 5a is an exhaust gas temperature detector on the outlet side, 5b is an exhaust gas temperature detector on the inlet side, 6 Is a temperature-reducing water amount control valve, Gh is high-temperature exhaust gas, Gl is low-temperature exhaust gas, S is heated steam, Wt is hot water, and C is ash.
[0049]
Referring to FIG. 1, the gas cooling chamber 1 is formed in a so-called tower shape, and the wall surface is formed in a heat insulating structure using a known heat resistant material.
Further, an exhaust gas inlet 1a is provided above the gas cooling chamber 1, an exhaust gas outlet 1b is provided at the lower side, and an ash outlet 1c and an airtight holding device (opening / closing damper) 1d are provided at the lower end of the inverted conical portion below. .
[0050]
Needless to say, the gas cooling chamber 1 may have a form other than that of the tower shown in FIG.
In the present embodiment, the high-temperature exhaust gas Gh (temperature is about 240 ° C., flow rate is about 90,000 Nm) discharged from the waste heat boiler (not shown) of the industrial waste incinerator into the gas cooling chamber 1. ^Three / H) is introduced, but the temperature of the high-temperature exhaust gas Gh to be reduced in temperature is preferably about 1000 ° C. to 150 ° C.
Further, the exhaust gas to be subjected to temperature reduction may be exhaust gas from any combustion device, and the flow rate is not particularly limited.
[0051]
The hot water tank 2 is formed of a metal heat-resistant / pressure-resistant tank having a required capacity, and is protected by a heat insulating material.
In the hot water tank 2, water having a temperature higher than the boiling point (100 ° C.) under atmospheric pressure (pressurized hot water Wt) is stored. .9 ° C. (pressure 3 kg / cm ² High temperature / high pressure hot water Wt of saturated water in G) withstand pressure of 10 kg / cm ² Is stored in the hot water tank 2.
[0052]
In the present embodiment of FIG. 1, heating steam S is introduced into the hot water tank 2 from a waste heat boiler (not shown) provided in the industrial waste incinerator, and the heat of the heating steam S The temperature of the hot water Wt is maintained at the value of 142.9 ° C.
As a heating source for the hot water Wt, in addition to the configuration using the heat of steam from the boiler as in this embodiment, the heat of the combustion gas and combustion exhaust gas, the heat of a separately provided heating burner and electric heater It is also possible to adopt a configuration using
Further, when boiler equipment is provided, the continuous blow water from a so-called boiler is used as part of hot water, or when the boiler equipment is provided with a deaerator. It is also possible to use the high-temperature / high-pressure water generated in the hot water Wt or a part of the hot water Wt.
[0053]
The pump 3 is for supplying hot water Wt to the temperature-reducing water nozzle 4. The pump 3 is a pressure loss of a pipe between the hot water tank 2 and the temperature-reducing water nozzle 4, the position head of the temperature-reducing water nozzle 4, etc. Therefore, it is installed only when necessary.
[0054]
The dewarmed water nozzle 4 is a known holocone type nozzle as shown in FIGS. 2 and 3, and in this embodiment, a nozzle provided with three jet outlets 4a at an angular interval of 120 ° C. is a gas. One piece is provided in the center of the upper part of the cooling chamber 1.
In FIG. 2, 4b is a main body, 4c is a spiral, and 4d is a water guide hole.
Moreover, the injection angle of each jet outlet 4a of the dewarmed water nozzle 4 is about 60 ° (jet pressure 3 kgf / cm ² ), The flow rate is about 3.8 l / min (jet pressure 3 kgf / cm). ² ) Respectively.
Further, in the present embodiment, a hollow cone type spray nozzle as shown in FIG. 2 is used as the temperature-reducing water nozzle 4, but the type and structure of the temperature-reducing water nozzle 4 may be any, Conventional room temperature water is 2-3kgf / cm ² If it can be made into spray water having a particle size of about 190 to 300 μm under the pressure of 1, it can be sufficiently used in the present invention.
[0055]
The temperature control device 5 receives temperature detection signals from the exhaust gas temperature detector 5b on the inlet side and the exhaust gas temperature detector 5a on the outlet side, and sprays the gas cooling chamber 1 by opening and closing the temperature-reducing water amount control valve 6. The amount of hot water to be adjusted is adjusted, and the temperature of the low temperature exhaust gas Gl discharged from the exhaust gas outlet 1b is held at a set value.
[0056]
In the present embodiment, thermostat type temperature detectors are used as the exhaust

gas temperature detectors

5a and 5b, but any type of temperature detector may be used.
In the present embodiment, the temperature-reducing water amount control valve 6 is provided in the hot water supply piping, but the temperature-reducing water amount control is provided in the return piping of the hot water Wt as shown in FIG. The valve 6 may be interposed, and any system may be used as long as the amount of hot water supplied to the temperature-reducing water nozzle 4 can be adjusted.
[0057]
When the temperature of the high-temperature exhaust gas Gh from the combustion device is reduced, the hot water Wt in the hot water tank 2 is sent to the temperature-reduced water nozzle 4 by the internal pressure in the hot water tank 2 and / or the pressurized water supply force of the pump 3, Sprayed from the nozzle 4 into the high temperature exhaust gas Gh.
Since the hot water Wt sprayed from the temperature-reducing water nozzle 4 is high-pressure water having a temperature substantially higher than the boiling point (100 ° C.) under atmospheric pressure, the pressure is rapidly reduced near the outlet 4a of the temperature-reducing water nozzle 4. It boils and becomes fine particles having a particle size of about several tens of μm to several μm, and instantly evaporates into water vapor, which is cooled by heat exchange with the high temperature exhaust gas Gh in the gas cooling chamber 1.
Further, the low-temperature exhaust gas Gl cooled to a predetermined temperature is attracted to the outside through the exhaust gas outlet 1b, and the ash (dust etc.) C in the separated exhaust gas is discharged to the outside from the ash outlet 1c.
[0058]
[Example 1]
Exhaust gas flow rate 90,000Nm ^Three / H (exhaust gas from a waste heat boiler of an industrial waste incinerator), a tower type temperature reducing device having a cylindrical gas cooling chamber 1 in order to reduce the high temperature exhaust gas Gh having a temperature of 240 ° C. to 180 ° C. Formed. Hot water Wt temperature 142.9 ° C. (pressure 3 kg / cm ² When the amount of hot water sprayed is 2.5 ton / hr, the required volume of the gas cooling chamber 1 is 3000 mm in inner diameter and 6000 mm in height, and the high temperature exhaust gas Gh is used using the gas cooling chamber 1. Was sufficiently reduced to a low temperature exhaust gas Gl having a predetermined temperature (180 ° C.).
[0059]
When exhaust gas under the same conditions is treated with a conventional tower-type temperature reducing device (20 ° C. water, amount of water to be sprayed is about 2 ton / h), the required capacity of the gas cooling chamber is about 4800 mmφ × 9000 mmH. In comparison, in the present invention, it has been confirmed that the gas cooling chamber 1 can be greatly reduced in size.
In the present invention, the amount of sprayed hot water Wt is increased by about 20% as compared with the case of using conventional water (20 ° C.).
Further, in the present invention, there is no damage to the refractory material due to adhesion of water droplets to the wall surface of the gas cooling chamber 1 or trouble due to adhesion / deposition of dust, etc. I was able to warm up.
[0060]
4 and 5 show another embodiment of the exhaust gas temperature reducing method and apparatus according to the present invention. The exhaust gas temperature reducing method and apparatus according to the present invention are reduced on the side surface of the exhaust gas duct 7 for deriving the high temperature exhaust gas Gh discharged from the waste incinerator. A mounting flange 7 a for the hot water nozzle 4 is provided, and the hot water Wt is sprayed into the high-temperature exhaust gas Gh in the duct 7 from the reduced-temperature water nozzle 4 attached to the flange 7 a.
The embodiment shown in FIG. 4 and FIG. 5 is only the gas cooling chamber 1 in the embodiment shown in FIG. 1 and FIG. This is exactly the same as in the case of FIGS.
[0061]
[Example 2]
Spray hot water at 142.9 ° C, 3 kg / cm ² -Saturated water of G, duct inner diameter 2000 mmφ, duct length L = 7000 mm, and spraying hot water Wt of 3.4 ton / h from the temperature-reduced water nozzle 4 into the duct 7, 90000 Nm ^Three / H, the high temperature exhaust gas Gh having a temperature of 240 ° C. could be continuously reduced to the low temperature exhaust gas Gl having a temperature of about 180 ° C. at the duct outlet 7b.
At this time, it is confirmed that water droplets are not attached to the inner wall surface of the duct 7 at all, and therefore, no dust adheres and accumulates due to the water droplets.
[0062]
6 and 7 show a third embodiment of the exhaust gas temperature reducing method and apparatus according to the present invention. Alkaline hot water Wt is supplied from the temperature reducing water nozzle 4 into the high temperature exhaust gas Gh in the gas cooling chamber 1. By spraying, the acidic component in the exhaust gas is removed (or neutralized) simultaneously with the temperature reduction of the exhaust gas.
[0063]
6 and 7, 8 is an alkaline solution tank, 8a is an alkaline agent supply device, 8b is a stirrer, 9 is an alkaline solution pump, 10 is an alkaline solution flow control valve, 11 is an alkaline solution heater, and 11a is a drain. Discharge valve, 12 is a mixer of hot water Wt and alkaline solution Wp, 13 is an acid gas concentration control device, 13a is an acid gas concentration detector of low temperature exhaust gas Gl, S ₁ Is the heating steam, P is the alkaline agent, W ₁ Is water, and Wp is an alkaline solution. Except for these members, the other equipment constituting the exhaust gas temperature reducing device is exactly the same as in FIGS.
[0064]
That is, in FIG. 6, an alkaline aqueous solution is used as the alkaline solution Wp mixed into the hot water Wt. ₁ An alkaline aqueous solution in which an alkaline agent P such as sodium hydroxide (caustic soda / NaOH) is dissolved is stored in the alkaline solution tank 8.
[0065]
The alkaline agent P forming the alkaline aqueous solution may be other than the above sodium hydroxide as long as it is water-soluble. For example, magnesium hydroxide (Mg (OH) ₂ ) Etc. may be used.
The concentration of the alkaline agent in the alkaline aqueous solution stored in the tank 8 is water W ₁ Temperature and water W of alkaline agent P used ₁ When the alkali agent P is sodium hydroxide, the alkali agent concentration is selected to be 20 to 30%.
[0066]
On the other hand, in FIG. 7, an alkaline slurry solution is used as the alkaline solution Wp to be mixed into the hot water Wt. ₁ Calcium hydroxide (slaked lime / Ca (OH) ₂ A solid-liquid mixture (slurry) in which an alkaline agent P such as) is suspended in a dispersed state is stored in the alkaline solution tank 8.
In addition, as alkaline agent P, water W ₁ As long as it is dispersed into the slurry to form a slurry, it may be other than the above calcium hydroxide. _Three ), Sodium carbonate (Na ₂ CO _Three ) Etc. can be used.
[0067]
The amount of the alkaline solution Wp mixed into the hot water Wt is determined by opening the alkaline solution flow rate control valve 10 via the acidic gas concentration control device 13 according to a detection signal from the acidic gas concentration detector 13a in the low temperature exhaust gas Gl. It is adjusted by closing control, whereby the acid gas concentration in the low temperature exhaust gas Gl is maintained at a predetermined set value.
The mixing amount of the alkaline solution Wp in the hot water Wt is determined from the temperature of the low temperature exhaust gas Gl, the kind of acidic gas to be removed, the removal rate of the target acidic gas, and the like. Alkaline agent P in an equivalent ratio of 1.0 to 1.5 times the amount of acidic gas to be removed is mixed into hot water Wt.
[0068]
The alkaline solution heater 11 heats the alkaline solution Wp mixed into the hot water Wt to a predetermined temperature, and prevents the temperature of the alkaline dewarmed water flowing out from the mixer 12 from greatly decreasing.
When the mixing amount of the alkaline solution Wp is small or the temperature of the alkaline solution Wp is relatively high (for example, 80 ° C. to 90 ° C.), the disturbance to the hot water Wt during mixing is relatively small. Therefore, in such a case, the installation of the alkaline solution heater 11 can be omitted.
[0069]
In the embodiment shown in FIGS. 6 and 7, the alkaline temperature-decreasing water is injected into the gas cooling chamber 1, but the alkaline temperature-decreasing water is replaced with the gas cooling chamber 1. Of course, it is good also as a structure injected in the exhaust gas duct 7 like 4 and FIG.
[0070]
[Example 3]
Exhaust gas flow rate 90,000Nm ^Three / H (HC concentration in exhaust gas and exhaust gas from waste heat boiler of industrial waste incinerator 800ppm), has a cylindrical gas cooling chamber to reduce the high temperature exhaust gas Gh at 240 ° C to 180 ° C A tower-type temperature reducing device was formed. Hot water Wt temperature 142.9 ° C. (pressure 3 kg / cm ² G saturated water), alkaline solution (25% NaOH aqueous solution) temperature Wp 25 ° C., hot water Wt supply rate 1.9 ton / h, alkaline solution Wp supply rate 0.606 ton / h, alkaline spraying When the amount of hot water supplied is about 2.56 ton / h, the required volume of the gas cooling chamber 1 is 3000 mm in inner diameter and 6000 mm in height, and the high temperature exhaust gas Gh is sufficiently determined using the gas cooling chamber 1. The temperature could be reduced to low-temperature exhaust gas Wl having a temperature (180 ° C.).
[0071]
The supply amount of the alkaline agent P with respect to the amount of HCl in the exhaust gas at this time is 1.0 as an equivalent ratio, and the HCl removal rate detected by the acid gas concentration detector 13a is 180 ° for the temperature of the low-temperature exhaust gas Gl. It was about 93% at the time of ° C.
[0072]
Calculation of the supply amount of the alkaline solution Wp is as follows.
Exhaust gas 90,000 Nm with HCl concentration 800 ppm ^Three The amount of HCl in / h is 9 × 10 ^Four × 800 × 10 ^-6 = 72Nm ^Three / H.
72Nm ^Three The equivalent number / h of HCl in / h is 72 / 22.4 = 3.214 kmol / h. Since the equivalent ratio is 1, the equivalent number / h of NaOH to be supplied is 3.214 kmol / hr. When this equivalent number / hr of NaOH is supplied with a 25% NaOH aqueous solution Wp, the NaOH aqueous solution Wp The supply amount is 40 kg / kmol × 3.214 kmol / h × 100/25 = 606 kg / h.
[0073]
The removal of the acidic gas in the exhaust gas by spraying the NaOH aqueous solution is based on the following reaction formula.
NaOH + HCl → NaCl + H ₂ O
NaOH + SO ₂ + 1 / 2O ₂ → Na ₂ SO _Four + H ₂ O
The generated NaCl or the like is post-processed by an electrolysis method or the like, but since these processing methods are already known, the description thereof is omitted here.
[0074]
In consideration of the disturbance to the hot water Wt when the alkaline solution (25% NaOH aqueous solution) Wp at normal temperature (25 ° C.) is mixed, in this embodiment, the alkaline solution Wp is reduced to about 80 by the alkaline solution heater 11. Although it is made to supply to the mixer 12 after heating to ° C., even when the heater 11 is not used, the temperature of the alkaline hot water at the outlet side of the mixer 11 decreases, so that the temperature-reducing water is reduced. The amount of water sprayed from the nozzle 4 was only slightly reduced, and there was no particular problem.
[0075]
In addition, when the exhaust gas contains a high-concentration acidic gas, the temperature of the hot water Wt after mixing further decreases as the mixing amount of the alkaline solution Wt increases. It has been found that by setting the temperature of Wt to a high value, it is possible to sufficiently cope without providing the heater 11.
[0076]
FIG. 8 shows a change state of the acid gas (HCl) removal rate when the supply amount of the NaOH aqueous solution Wp supplied to the mixer 12 is changed in Example 3, and the curve A is a low temperature. The value when the temperature of the exhaust gas Gl is set to 180 ° C., and the curve B show the value when the temperature of the low temperature exhaust gas Gl is set to 150 ° C., respectively. The vertical axis of the curve is the acid gas removal rate%, and the horizontal axis is the supply amount represented by the equivalent ratio of NaOH.
[0077]
As is apparent from FIG. 8, the removal rate improves as the temperature of the low temperature exhaust gas Gl decreases. Table 1 below shows specific measurement values of the embodiment shown in FIG.
[0078]
[Table 1]

[0079]
【The invention's effect】
In the present invention, since pressurized hot water is used as the temperature-reducing water, the sprayed hot water rapidly undergoes boiling under reduced pressure in the vicinity of the outlet of the temperature-reducing water nozzle, and the particle size is several μm. It becomes a fine-particle spray body of about a degree, and also evaporates instantaneously to become water vapor.
This prevents sprayed hot water from directly colliding and adhering to the wall surface of the gas cooling chamber in the form of water droplets, eliminating problems caused by damage to the gas cooling chamber wall surface and dust accumulation caused by water droplet adhesion. Will be prevented.
[0080]
Further, since the sprayed hot water is instantly evaporated, the cooling performance of the spray water is greatly improved, and the gas cooling chamber can be greatly downsized. That is, in a gas cooling chamber in which conventional room-temperature water is reduced temperature water, the heat load of the gas cooling chamber is usually about 5000 to 15000 kcal / m. ^Three In contrast to the H level, in the gas cooling chamber of the temperature reducing apparatus according to the present invention, the heat load of the gas cooling chamber is 50,000 to 150,000 kcal / m. ^Three -It can be increased to about H, and the gas cooling chamber can be greatly downsized.
[0081]
Furthermore, when the hot water tank has a sufficient pressure, a pressurizing pump is not required, the equipment can be configured extremely simply, and the running cost can be greatly reduced.
[0082]
If a deaerator is attached to the incinerator or boiler equipment, the hot water from the deaerator can be used as it is. There should be only. As a result, the exhaust gas temperature reduction facility can be configured at a very low cost.
[0083]
Moreover, since the hot water can be sprayed into the duct for high temperature exhaust gas without providing the gas cooling chamber itself with a small capacity or without providing the gas cooling chamber, the equipment cost can be greatly reduced.
Furthermore, in an incinerator equipped with a boiler and a waste heat boiler, the continuous blow water from the boiler can be used as a part of hot water for dewarmed water, and the blow water is alkaline as well as energy saving. The amount of chemicals in the exhaust gas desalination / desulfurization equipment can be reduced.
[0084]
When the hot water supplied to the temperature-reducing water nozzle is alkaline hot water, the acidic gas in the exhaust gas can be removed at a high removal rate with a smaller amount of alkaline agent, downstream of the exhaust gas temperature reducing device. It is possible to further reduce the size of the acid gas removal equipment installed on the side and reduce the amount of chemicals used.
[0085]
In addition, the alkaline solution to be mixed into hot water does not need to be heated to a high temperature by heating. Therefore, the exhaust gas temperature reducing device can be stably operated.
As described above, the present invention has excellent practical utility.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of an exhaust gas temperature reducing method and apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a partial longitudinal sectional view of a temperature-reduced water nozzle used in the present invention.
FIG. 3 is a view taken along the line II in FIG. 2;
FIG. 4 is a front view showing another embodiment of the exhaust gas temperature reducing method and apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a view taken along the line II in FIG. 4;
FIG. 6 shows still another embodiment of the exhaust gas temperature reducing method and apparatus according to the present invention, and is an explanatory view when an alkaline aqueous solution is mixed into hot water as an alkaline solution.
FIG. 7 shows still another embodiment of the exhaust gas temperature reducing method and apparatus according to the present invention, and is an explanatory diagram in the case of mixing an alkaline slurry solution into hot water as an alkaline solution.
FIG. 8 is a curve showing acid gas removal characteristics in exhaust gas according to an example of the present invention.
FIG. 9 is a system diagram showing an example of a conventional exhaust gas temperature reducing device.
FIG. 10 is a system diagram showing another example of a conventional exhaust gas temperature reducing device.
[Explanation of symbols]
1 is a gas cooling chamber, 1a is an exhaust gas inlet, 1b is an exhaust gas outlet, 1c is an ash outlet, 1d is an airtight holding device, 2 is a hot water tank, 3 is a pump, 4 is a dewarmed water nozzle, 4a is an outlet, 4b is Main body, 4c is a spiral, 4d is a water introduction hole, 5 is a temperature control device, 5a is an exhaust gas temperature detector on the outlet side, 5a is an exhaust gas temperature detector on the outlet side, 6 is a water reduction control valve, Gh is high temperature exhaust gas, Gl is low-temperature exhaust gas, S is heated steam, C is ash, Wt is hot water, 7 is a duct, 7a is a flange for mounting a dewarmed water nozzle, 7b is a duct outlet, 8 is an alkaline solution tank, 8a is an alkaline agent supply device, 8b is a stirrer, 9 is an alkaline solution pump, 10 is an alkaline solution flow control valve, 11 is an alkaline solution heater, 11a is a drain valve, 12 is a mixer, 13 is an acidic gas concentration control device, 13a is an acidic gas of low temperature exhaust gas concentration Can, Wp alkaline solution, P is an alkali agent, W ₁ Is water, S ₁ Is heating steam.

Claims

Continuous hot hot water or boiler taken from a deaerator with a temperature higher than the boiling point of water at atmospheric pressure into a gas cooling chamber equipped with a gas inlet for high temperature exhaust gas, a gas outlet for low temperature exhaust gas, and an ash outlet Pressurized hot water, which is blow water, is sprayed from a dewarmed water nozzle near the hot exhaust gas inlet in the gas cooling chamber and boiled under reduced pressure to atomize the sprayed hot water into fine particles and instantly evaporate. The high temperature exhaust gas is cooled to a temperature of at least 120 ° C. by mixing with the high temperature exhaust gas, and further, the temperature of the low temperature exhaust gas cooled and flowing out from the low temperature exhaust gas outlet is detected, and based on the detected temperature signal by controlling the opening degree of the reduced amount of hot water control valve of pressurized hot water supplied to the reduced hot water nozzle, the exhaust gas down using hot water in the incinerator or boiler facility to adjust the temperature of the cold exhaust gas Method.

Pressurized hot water taken from a deaerator with a temperature higher than the boiling point of water under atmospheric pressure or pressurized hot water that is continuous blow water from the boiler is placed in the exhaust gas duct through which high-temperature exhaust gas flows. By spraying from the provided dewarmed water nozzle and boiling under reduced pressure, the sprayed hot water is atomized into fine particles with a particle size of 30 μm or less, instantly evaporated, and mixed with the hot exhaust gas to minimize the hot exhaust gas. The temperature of the exhaust gas is cooled to 120 ° C., and the temperature of the exhaust gas that is cooled and flows out from the exhaust gas duct is detected. An exhaust gas temperature reduction method using hot water in a combustion furnace or boiler equipment in which the temperature of the low temperature exhaust gas is adjusted by controlling the opening degree of the valve .

The exhaust gas temperature reduction method using hot water according to claim 1 or 2, wherein the heated alkaline solution is mixed into hot water.

A gas cooling chamber having a gas inlet, a gas outlet, and an ash outlet, and pressurized hot water taken out from a deaerator having a temperature higher than the boiling point of water under atmospheric pressure or continuous blow water from a boiler. A hot water tank storing pressurized hot water and a hot water exhaust gas inlet in the gas cooling chamber are provided in the vicinity of the hot exhaust gas inlet, and pressurized hot water from the hot water tank is sprayed into the gas cooling chamber to boil under reduced pressure. A temperature-reducing water nozzle that atomizes into fine particles with a particle size of 30 μm or less and instantly evaporates , a temperature-reducing water control valve that adjusts the amount of hot water supplied to the temperature-reducing water nozzle, and temperature detection of low-temperature exhaust gas flowing out from the gas outlet And a temperature control device that controls opening and closing of the temperature-reducing water amount control valve by a detection signal from the temperature detector, and is configured to cool the high-temperature exhaust gas to a temperature of 120 ° C. at a minimum. Exhaust gas temperature reduction device using

Hot water containing pressurized hot water taken out from an exhaust gas duct through which high-temperature exhaust gas circulates and a deaerator having a temperature higher than the boiling point of water under atmospheric pressure, or pressurized blow water that is a continuous blow water from a boiler A hot water from a hot water tank is sprayed into the exhaust gas duct to be boiled under reduced pressure, and the pressurized hot water is atomized into fine particles having a particle size of 30 μm or less and instantly evaporated. A temperature-reducing water nozzle, a temperature-reducing water control valve that adjusts the amount of hot water supplied to the temperature-reducing water nozzle, a temperature detector for low-temperature exhaust gas that flows out from the outlet of the exhaust gas duct, and a temperature-reducing water amount based on a detection signal from the temperature detector An exhaust gas temperature reducing device using hot water, comprising a temperature control device that controls opening and closing of a control valve, and configured to cool high temperature exhaust gas to a temperature of 120 ° C. at a minimum .

The exhaust gas temperature reducing device using hot water according to claim 4 or 5, wherein hot water is supplied to the temperature-reducing water nozzle by an internal pressure of the hot water tank.

Gas cooling chamber with gas inlet, gas outlet, and ash outlet, and pressurized hot water taken from a deaerator with a temperature higher than the boiling point of water under atmospheric pressure or pressurized water that is continuously blown from the boiler A hot water tank storing hot water, an alkaline solution tank storing alkaline solution, a mixer for mixing hot water from the hot water tank and alkaline solution from the alkaline solution tank, and a hot exhaust gas inlet in the gas cooling chamber The hot water containing the alkaline solution from the mixer is sprayed into the gas cooling chamber and boiled under reduced pressure, and the pressurized hot water is atomized into fine particles having a particle size of 30 μm or less and instantly evaporated. A temperature-reducing water nozzle, a temperature-reducing water amount control valve that adjusts the flow rate of hot water containing an alkaline solution supplied to the temperature-reducing water nozzle, and an alkaline solution amount control valve that adjusts the flow rate of the alkaline solution supplied to the mixer A temperature detector for low-temperature exhaust gas flowing out from the gas outlet, an acid gas concentration detector for the low-temperature exhaust gas, a temperature control device for controlling opening / closing of the temperature-reducing water amount control valve by a detection signal from the temperature detector, and the acid A hot water comprising an acidic gas concentration control device that controls opening and closing of an alkaline solution amount control valve by a detection signal from a gas concentration detector, and configured to cool high-temperature exhaust gas to a temperature of 120 ° C. at a minimum Exhaust gas temperature reduction device using

An exhaust gas duct through which high-temperature exhaust gas circulates, and a hot water tank storing pressurized hot water taken out from a deaerator having a temperature higher than the boiling point of water under atmospheric pressure or pressurized hot water that is continuous blow water of a boiler An alkaline solution tank storing an alkaline solution, a mixer for mixing hot water from a hot water tank and an alkaline solution from an alkaline solution tank, and an alkaline solution from the mixer provided in an exhaust gas duct. The hot water containing is sprayed into the exhaust gas duct and boiled under reduced pressure, and the heated hot water is atomized into fine particles with a particle size of 30 μm or less and instantly evaporated, and an alkaline solution supplied to the reduced temperature water nozzle An alkaline solution amount control valve for adjusting the flow rate of the contained hot water, a temperature detector for the low temperature exhaust gas flowing out from the outlet of the exhaust gas duct, an acid gas concentration detector for the low temperature exhaust gas, A temperature control device that controls opening / closing of the temperature-reduced water amount control valve by a detection signal from the temperature detector, and an acid gas concentration control device that controls opening / closing of the alkaline solution amount control valve by the detection signal from the acid gas concentration detector. An exhaust gas temperature reducing device using hot water, wherein the high temperature exhaust gas is cooled to a temperature of 120 ° C. at the minimum .

The exhaust gas temperature reducing device using hot water according to claim 7 or 8 , wherein an alkaline solution heater for heating the alkaline solution is provided on the alkaline solution inlet side of the mixer.