JP4422280B2 - 精密脱塵装置の灰処理装置及びその灰処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加圧流動床ボイラから発生する含塵ガスを高温（２００〜９００℃）高圧下で脱塵する精密脱塵装置で全量捕集された、微粒の灰（平均粒径サブμｍ〜２０μｍ）を、減圧方式により安定的に気流搬送する精密脱塵装置の灰処理装置及びその灰処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加圧流動床ボイラにおいて発生する含塵ガスは、２００℃以上の高温状態において、セラミックフィルタ（チューブ型、キャンドル型、ハニカム型）、バグフィルタ等の精密脱塵装置により、高温高圧下で灰の略全量捕集が行われる。
【０００３】
かかる精密脱塵装置において捕集される灰は、２００〜９００℃の高温灰で、かつ平均粒径がサブμｍ〜２０μｍの微粒粉体であり、その成分として、脱硫・脱塩剤に用いられる炭酸カルシウム，炭酸マグネシウムから生じるカルシウムやマグネシウムの酸化物，炭酸化物，硫化物などを含有している。従って、流動性・噴流性・固結性が高く、灰の輸送路中の小さな間隙に容易に進入し、付着・凝集・固化するという問題を引き起こす。
【０００４】
そこで、加圧流動床ボイラを用いた加圧流動床燃焼システムにおいては、精密脱塵装置により捕集される上記性状の高温微粒灰を安定的に冷却・搬出する精密脱塵装置の灰処理装置が必要とされる。
【０００５】
尚、このような灰の性状を考慮した場合、精密脱塵装置の灰処理装置において捕集される灰の冷却及び搬送は気流搬送により行うことが望ましい。
【０００６】
加圧流動床ボイラから発生する含塵ガスを高温高圧下で脱塵する精密脱塵装置で全量捕集された、微粒の灰を気流搬送により冷却・排出処理を行う精密脱塵装置の灰処理装置としては、従来、以下のものが開示されている。
【０００７】
１．特開平８−７３０３４号公報に、「高温のガス中に含まれる粉体をフィルタで除去し清澄なガスを得るとともに前記粉体をフィルタ下方のフィルタ下部ホッパ内に滞留させるようにしたフィルタ装置における前記フィルタ下部ホッパからの粉体輸送装置において、前記フィルタ下部ホッパの下部に開口して設置され少なくとも１回の逆洗操作により落下する粉体容積に相当する大きさの粉体抜出ホッパ、及び同粉体抜出ホッパから粉体と灰搬送用ガスを冷却しつつ導くための粉体灰冷却搬送管を備え、粉体を逆洗サイクル内に平均搬送量で排出するように構成したことを特徴とするフィルタ下部ホッパからの粉体輸送装置」が開示されている。
【０００８】
図８は特開平８−７３０３４号公報に開示の粉体輸送装置の構成図である。
図８において、１００はフィルタ容器、１０１はフィルタ容器１００の内部に配設された精密脱塵装置であるフィルタ、１０２はフィルタ容器１００の上部より含塵ガスを供給する含塵ガス導入管、１０３はフィルタ容器１００の側方に配設されフィルタ１００により濾過された排ガスを排出する清澄ガス排出管、１０４はフィルタ容器１００の側方に配設されフィルタ１０１に逆洗ガスを供給する逆洗ガス管、１０５はフィルタ容器１００の下部に設置されたフィルタ下部ホッパ、１０６はフィルタ下部ホッパ１０５の下部に連設された灰抜出部、１０７は灰抜出部１０６に灰搬送用ガスを供給する灰搬送固気比調整パージガス管、１０７ａは灰搬送固気比調整パージガス管１０７を流れる灰搬送用ガスの流量を調節するパージガス流量制御弁、１０８は二重管により構成され内管内を灰抜出部１０６内の灰を気流搬送する灰冷却搬送管、１０８ａは灰冷却搬送管１０８の外管をなし内部に冷却液を通すことにより内管内を搬送される高温灰を冷却する冷却ジャケット部、１０９は灰冷却搬送管１０８より搬送される灰を貯留するストレージホッパ、１１０はストレージホッパ１０９の上部に配設されたフィルタ、１１１はフィルタ１１０に逆洗ガスを供給する逆洗ガス管、１１２はストレージホッパ１０９の上部に連設され灰を分離した排気（灰搬送用ガス）を排出する排気管、１１３ａは排気ガスの減圧を行うオリフィス、１１３ｂは排気ガスの流量調節を行う排気流量制御弁、１１４はストレージホッパ１０９の下部に連設されストレージホッパ１０９内の灰を排出する灰払出し管である。
【０００９】
以上のように構成された特開平８−７３０３４号公報に開示の粉体輸送装置において、以下その動作を説明する。
【００１０】
フィルタ容器１００内にはフィルタ１０１が設けられており、含塵ガス導入管１０２から入ってくる含塵ガスから粉体として灰を分離する。分離された灰は、フィルタ１０１の逆洗によりフィルタ下部ホッパ１０５へ落下し、その下方に設けられた灰抜出部１０６内に滞留する。灰抜出部１０６内の滞留灰は、灰搬送固気比調整パージガス管１０７から送入される灰搬送用ガスで適宜攪拌され流動化して灰冷却搬送管１０８を通してストレージホッパ１０９へ送られる。このストレージホッパ１０９へのガスと灰の流れは排気流量制御弁１０７ａにより所定の流速になるように制御される。ストレージホッパ１０９にはフィルタ１１０があり、灰を分離し灰払出し管１１４から排出する。フィルタ１１０で灰を分離された排気（灰搬送用ガス）は、オリフィス１１３ａで減圧された後、排気流量制御弁１１３ｂを経て排気管１１２より排出される。
【００１１】
２．また、特開平７−４２９１０号公報及び特開平７−１７４３２７号公報には、ロックホッパ方式の加圧流動床ボイラにおける精密脱塵装置の灰処理装置が開示されている。
【００１２】
図９は特開平７−４２９１０号公報及び特開平７−１７４３２７号公報に開示の粉体輸送装置の構成図である。
図９において、１００はフィルタ容器、１０１はフィルタ、１０２は含塵ガス導入管、１０３は清澄ガス排出管、１０５はフィルタ下部ホッパ、１０６は灰抜出部、１０７は灰搬送固気比調整パージガス管、１０７ａはパージガス流量制御弁、１０８は灰冷却搬送管、１０８ａは冷却ジャケット部、１０９はストレージホッパ、１１０はフィルタ、１１１は逆洗ガス管、１１２は排気管、１１３ａはオリフィス、１１３ｂは排気流量制御弁であり、これらは図８と同様のものであるため、同一の符号を付して説明は省略する。尚、各部の呼称は図８に合わせて一部変更した。
【００１３】
１２０は灰冷却搬送管１０８に配設され灰冷却搬送管１０８内を搬送される高温灰の冷却を行う灰冷却器、１２１は複数の灰抜出部１０６からストレージホッパ１０９へ灰を搬送する時安定した流れを得るために設置された搬送管絞り、１２２は灰閉塞時の回復用又は起動時のウォーミング等に使用されるパージ空気を供給するパージ空気供給管、１２３はストレージホッパ１０９の下部に連設された減圧ホッパ、１２４は減圧ホッパ１２３の下部に連設された常圧灰ホッパ、１２５，１２６はストレージホッパ１０９，常圧灰ホッパ１２４の下部に配設され各ホッパの下部に灰がブリッジにより閉塞した場合に灰のブリッジを破壊するためのブリッジブレーカ空気を供給するブリッジブレーカ空気供給管、１２７は減圧ホッパ１２３の下部に連設され減圧ホッパ１２３に加圧用空気を供給する加圧用空気供給管、１２８は常圧灰ホッパの下部に連設され常圧灰ホッパに貯留された灰を搬出する常圧系灰搬送ライン、１２８ａは常圧系灰搬送ライン１２８に搬送用の空気を供給する常圧系空気吸引部、１２９はストレージホッパ１０９，減圧ホッパ１２３，常圧灰ホッパ１２４の各々の上部に連設され各ホッパ内のガスを排出し減圧を行う減圧放出ライン、１３０，１３１はストレージホッパ１０９と減圧ホッパ１２３，減圧ホッパ１２３と常圧灰ホッパ１２４との間に各々配設されストレージホッパ１０９，減圧ホッパ１２３に貯留された灰を減圧ホッパ１２３，常圧灰ホッパ１２４に排出する灰払出弁、１３２，１３３はストレージホッパ１０９と減圧ホッパ１２３，減圧ホッパ１２３と常圧灰ホッパ１２４との間に各々配設された気密弁である。
【００１４】
以上のように構成された従来の精密脱塵装置の灰処理装置において、以下その動作を説明する。
【００１５】
高圧高温の含塵ガスは、フィルタ１０１に送入され灰が捕集される。フィルタ１０１において捕集された高温高圧の灰は、灰抜出部１０６より、冷却水を冷却剤とする灰冷却器１２０内を通した灰冷却搬送管１０８を流動しながら減温され、ストレージホッパ１０９に搬送される。パージ空気供給管１２２からのパージ空気は、灰閉塞時の回復用または起動時のウォーミング等に使用される。搬送管絞り１２１は、複数の灰抜出部１０６からストレージホッパ１０９へ灰を搬送するとき、安定した流れを得るために設置される。ストレージホッパ１０９では、サイクロンやバッフル板により、遠心力により灰とガスとが分離される。ガスに随伴される微粒灰はストレージホッパ１０９の上部に設けられたフィルタ１１０により完全に除塵され、除塵された排気はオリフィス１１３ａで減圧され排気流量制御弁１１３ｂを経て排気管１１２へ放出される。ストレージホッパ１０９の下部に堆積した灰は、減圧ホッパ１２３へ払出され、減圧放出ライン１２９で大気圧まで減圧後、更に常圧灰ホッパ１２４へ払出されて常圧系搬送ライン１２８より灰サイロへ搬送される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の精密脱塵装置の灰処理装置では、以下のような課題を有していた。
【００１７】
１．上記従来の精密脱塵装置の灰処理装置では、高温の微粒粉体である捕集灰を安定的に処理するため、フィルタ下部ホッパ内に滞留した灰を、フィルタ下部ホッパ内に送入されるパージガスで局所的に流動化し、固気混合流体としてストレージホッパに気流搬送する。この際、気流搬送における固気混合流体の流速は、ストレージホッパの後流側に備えられた排気流量制御弁により制御されている。このため、灰搬送用のガスはストレージホッパの出口で減圧されており、ストレージホッパの内部は高圧状態となる。
【００１８】
一方、加圧流動燃焼ボイラにおいては、燃焼により発生するガスの脱硫・脱塩を行うため、石灰石（ＣａＣＯ₃），ドロマイト（ＣａＭｇ（ＣＯ₃）₂），生石灰（ＣａＯ），消石灰（Ｃａ（ＯＨ）₂）等が使用される。そのため、精密脱塵装置において捕集された灰中にはＣａＯやＭｇＯが多く含有される。ＣａＯ，ＭｇＯは、ＣＯ₂の存在化で加熱するとＣａＣＯ₃，ＭｇＣＯ₃に変化する。かかる反応の平衡条件は温度及び炭酸ガス分圧により決定される。
【００１９】
図１は灰の周囲ガス温度と炭酸ガス分圧Ｐ_CO2に対するＣａＯとＣａＣＯ₃との相図である。
図１において、ＦはＣａＯとＣａＣＯ₃との平衡線である。精密脱塵装置において捕集された灰中に含まれるカルシウムは、平衡線Ｆの付近の状態において、ＣａＯとＣａＣＯ₃との間を行き来する。ＣａＯとＣａＣＯ₃との平衡線Ｆ付近においては、ＣａＯがＣａＣＯ₃に変化する際、ＣａＯが炭酸化硬化する現象がみられる。この現象はコーティングと呼ばれている。コーティングが発生すると、灰の粒子同士が固結し、灰の輸送経路内に付着し様々なトラブルを発生する。このようなＣａＯの炭酸化硬化は、図１において示したコーティング生成領域において多く発生する。また、ＭｇＯに関してはここには示していないが、ＣａＯ同様に炭酸化硬化によるコーティングが発生する。
【００２０】
加圧流動床ボイラにおいて発生する含塵ガス中から精密脱塵装置により捕集された灰は、図１の領域Ａで示した状態にある。このような状態の灰中には、ＣａＯやＭｇＯがＣＯ₂により鎖状に結合した［ＣａＯ・ＣＯ₂］_nや［ＭｇＯ・ＣＯ₂］_nが多量に含まれている。
【００２１】
従来の精密脱塵装置の灰処理装置では、フィルタ下部ホッパからストレージホッパにかけては、精密脱塵装置内と同様、高圧状態である。従って、灰がフィルタ下部ホッパやストレージホッパ内で一旦滞留すると、灰中に含有される［ＣａＯ・ＣＯ₂］_nや［ＭｇＯ・ＣＯ₂］_nの脱炭酸化により局所的に炭酸ガス分圧が上昇し、コーティングが発生しやすい条件が生じる。このため、フィルタ下部ホッパやストレージホッパ内において、灰がＣａＯやＭｇＯのコーティングにより固結・付着し、灰搬送系にトラブルを引き起こすという課題を有していた。
【００２２】
２．上記従来の精密脱塵装置の灰処理装置では、灰の気流搬送時において、フィルタ下部ホッパ内で、パージガスにより灰を流動化させ、流動化させた灰を吸引排出するものであった。
【００２３】
一方、加圧流動床ボイラから発生する含塵ガスより精密脱塵装置で捕集される灰は、平均粒径がサブμｍ〜２０μｍである。このように微粒の灰は、Ｇｅｌｄａｒｔによる粉体分類（Derek Geldart，Powder Technol, 7(1973)p.285）によれば難流動性粉体に分類される。
【００２４】
図２は常温・常圧空気雰囲気下についてのＧｅｌｄａｒｔによる粉体分類を表す参考図である。
図２において横軸は粉体の平均粒径ｄ_pを表し、縦軸は粉体の比重と空気の密度との差ρ_p−ρ_gを表す。精密脱塵装置で捕集される灰は、ガスとの密度差ρ_p−ρ_gがおよそ０．１〜３ｇ・ｃｍ^-3程度、平均粒径ｄ_pがサブμｍ〜２０μｍなので、難流動性の粉体に分類されることがわかる。かかる難流動性の灰においては、パージガスの吹き込みにより灰を流動化しようとすると、スラッギングを生じ、フィルタ下部ホッパから上方の精密脱塵装置へ灰が逆流してしまい、効率のよい気流搬送ができないという課題を有していた。
【００２５】
３．上記従来の精密脱塵装置の灰処理装置では、ストレージホッパの内部は高圧状態となる。従ってストレージホッパ内に貯留された灰を排出するためには、必然的にストレージホッパ下部に減圧ホッパ及び常圧ホッパの２段のホッパを備えたロックホッパ方式の減圧機構が必要とされる。このため、灰処理設備が大型化し、各所で灰の閉塞が生じやすく、メンテナンス性にも欠けるという課題を有していた。
【００２６】
４．加圧流動床ボイラより発生する灰中には、ＣａＯやＭｇＯがＣＯ₂により鎖状に結合した［ＣａＯ・ＣＯ₂］_nや［ＭｇＯ・ＣＯ₂］_nが多量に含まれている。このため、精密脱塵装置において捕集された灰がコーティングにより凝結し団塊となり、逆洗時に落下する。従って、捕集された微粉灰中には、このような団塊状の灰塊も含まれる。この団塊状の灰塊により灰冷却搬送管内で、灰が閉塞気味となったり灰による閉塞が生じることがある。しかし、上記従来の精密脱塵装置の灰処理装置では、かかる場合、灰冷却搬送管内の固気混合流体の流速が低下することから、廃棄流量制御弁を開き、更に減圧量を大きくしようとする。このため、更に灰の吸い込み量が増加し、固気比が増加する。これにより、灰冷却搬送管を完全に閉塞させてしまうという課題を有していた。
【００２７】
５．上記従来の精密脱塵装置の灰処理装置では、灰冷却搬送管は二重管で構成されており、固気混合流体の流れる内管の周囲から外管内を流れる冷却水により冷却する構成とされている。しかし、この構成のため、摩耗等により内管に穴が空いた場合、冷却水が外管から内管に流入する。このため、灰の輸送が不可能となり、プラント全体が停止するという課題を有していた。
【００２８】
本発明の精密脱塵装置の灰処理装置は上記従来の課題を解決するもので、加圧流動床ボイラから発生する含塵ガスを高温高圧下で脱塵する精密脱塵装置において、捕集された微粒の灰を搬送経路内に固着させることなく安定的に搬出を行うことを可能とし、また、装置の小型化が可能でありメンテナンス性にも優れた精密脱塵装置の灰処理装置を提供することを目的とする。
【００２９】
また、本発明の精密脱塵装置の灰処理方法は上記従来の課題を解決するもので、加圧流動床ボイラから発生する含塵ガスを高温高圧下で脱塵する精密脱塵装置において、捕集された微粒の灰を搬送経路内に固着させることなく安定的に搬出を行うことを可能とする精密脱塵装置の灰処理方法を提供することを目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の精密脱塵装置の灰処理装置は、加圧流動床ボイラから発生する含塵ガスを脱塵する精密脱塵装置により捕集された灰を搬送する精密脱塵装置の灰処理装置において、精密脱塵装置下部に開口して配設された灰受室と、灰受室内部に灰搬送用のガスを供給する灰搬送用ガス供給手段と、一端が灰受室に連通する灰冷却搬送管と、灰冷却搬送管の他端に連設された減圧器と、灰冷却搬送管の減圧器に連設された端部の近傍に設けられた減圧手段と、灰受室の床部をなし床部に複数の置換ガス送気口が形成された灰受室床部と、炭酸ガス分圧低減用のガスである置換ガスを、置換ガス送気口から灰を常時流動化前状態に保持するように灰の最小流動速度以下の流速で灰受室に送気する置換ガス送気手段と、を備えた構成より成る。
【００３１】
この構成により、加圧流動床ボイラから発生する含塵ガスを高温高圧下で脱塵する精密脱塵装置において、捕集された微粒の灰を搬送経路内に固着させることなく安定的に搬出を行うことを可能とし、また、装置の小型化が可能でありメンテナンス性にも優れた精密脱塵装置の灰処理装置を提供することができる。
【００３２】
また、本発明の精密脱塵装置の灰処理方法は、加圧流動床ボイラから発生する含塵ガスを脱塵する精密脱塵装置により捕集された灰を搬送する精密脱塵装置の灰処理方法において、精密脱塵装置により捕集された灰を灰受室に受け入れるとともに、灰を常時流動化前状態に保持するように前記灰の最小流動速度以下の流速で灰受室の底部から灰中に置換ガスを分散させることで、灰受室内で灰を流動化前状態に保持し同時に灰の周囲の炭酸ガス分圧を低下させ、灰受室内の灰の一部を灰搬送用のガスと混合させ固気混合流体とすることで灰を冷却し同時に灰の周囲の炭酸ガス分圧を更に低下させ、固気混合流体を減圧器により吸引搬送し、固気混合流体を減圧器の前部で減圧し、減圧器に搬送された固気混合流体を灰搬送用のガスと灰とに分離する構成より成る。
【００３３】
この構成により、加圧流動床ボイラから発生する含塵ガスを高温高圧下で脱塵する精密脱塵装置において、捕集された微粒の灰を搬送経路内に固着させることなく安定的に搬出を行うことを可能とすることができる精密脱塵装置の灰処理方法を提供することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の精密脱塵装置の灰処理装置は、加圧流動床ボイラから発生する含塵ガスを脱塵する精密脱塵装置により捕集された灰を搬送する精密脱塵装置の灰処理装置において、精密脱塵装置下部に開口して配設された灰受室と、灰受室内部に灰搬送用のガスを供給する灰搬送用ガス供給手段と、一端が灰受室に連通する灰冷却搬送管と、灰冷却搬送管の他端に連設された減圧器と、灰冷却搬送管の減圧器に連設された端部の近傍に設けられた減圧手段と、灰受室の床部をなし床部に複数の置換ガス送気口が形成された灰受室床部と、炭酸ガス分圧低減用のガスである置換ガスを、置換ガス送気口から灰を常時流動化前状態に保持するように灰の最小流動速度以下の流速で灰受室に送気する置換ガス送気手段と、を備えた構成としたものである。
【００３５】
この構成により、以下のような作用が得られる。
１．精密脱塵装置から灰受室の内部に落下した灰は、灰搬送用ガス供給手段により供給される灰搬送用のガス（以下、灰搬送用ガスと呼ぶ。）により固気混合流体とされ、減圧器からの吸引により、灰冷却搬送管を経て減圧器に吸引排出されながら減圧される。
２．精密脱塵装置から灰受室に落下した灰は、灰受室床部に堆積する。灰受室床部では、置換ガス送気口から置換ガスが送気されており、灰周囲の炭酸ガス分圧は常時低い状態に保たれる。これにより、灰受室で灰のコーティングが生じることが防止され、灰受室内から灰を安定的に搬出することが可能となる。
３．加圧流動床ボイラにおいて発生する含塵ガスより精密脱塵装置で捕集される灰は、平均粒径がサブμｍ〜２０μｍの難流動性粉体であるが、置換ガス送気手段は、灰の最小流動速度Ｕ _mf 以下の流速で、置換ガスを灰受室内に供給し、灰受室内の灰を常時流動化前状態に保持しておくようにすることで、灰がスラッギングを生じ灰受室内から外に飛散することを防止することが可能となる。灰受室内の灰は、コーティングの発生が防止されているため、サクションノズルにより安定して吸引排出することができる。
【００３６】
加圧流動床ボイラから発生する含塵ガスを高温高圧下で脱塵する精密脱塵装置により捕集された灰受室内部の灰は、２００〜８００℃の高温状態にある。また、灰受室内部は加圧状態のため、炭酸ガス分圧の高い状態にある。かかる状態の灰に対し、灰搬送用ガスにより急速に炭酸ガス分圧を低減させると同時に急冷し、固気混合流体として灰冷却搬送管内を搬送するため、灰はコーティング生成領域を瞬時に通過し、灰冷却搬送管内での灰のコーティングが防止される。更に、灰冷却搬送管の出口付近（減圧器に連設された端部の近傍）で、固気混合流体は減圧され、減圧器内は常時低圧に維持されている。このため、灰中に含有される［ＣａＯ・ＣＯ₂］_nや［ＭｇＯ・ＣＯ₂］_nの脱炭酸化により、減圧器内に滞留した灰中において局所的な炭酸ガス分圧の上昇が生じても、灰中のＣａＯやＭｇＯが再びコーティング生成領域に戻ることが防止され、減圧器内部での灰の固結が防止される。これにより、灰の搬出を安定的に継続して行うことが可能となる。
【００３７】
２．減圧器内は常時低圧に維持されているため、減圧器に集蓄された灰を外部に排出する場合、ロックホッパ方式等の減圧機構を必要とせず、灰処理設備の小型化が図られ、メンテナンス性も向上する。
【００３８】
ここで、灰搬送用ガス供給手段としては、加圧流動床ボイラの圧力容器内の高圧空気を灰搬送用ガスとして供給させるように構成したものや、高圧空気を生成するポンプにより灰搬送用ガスを供給させるように構成したもの等が使用される。
【００３９】
また、灰搬送用ガスとしては、空気や窒素ガス等の炭酸ガス分圧の低いガス又は炭酸ガスをほとんど含有しないガスが使用される。灰受室内部には、炭酸ガス分圧低減用の置換ガスを常時供給することが好ましい。灰受室の内部での灰のコーティングを防止するためである。尚、その際には、置換ガスは灰が流動化しない程度の流速で灰受室内に供給し、灰受室内の灰を常時流動化前状態（分散され浮遊化された状態）に保持しておくことが好ましい。灰受室内の灰は微粒であり、難流動性粉体に分類される粉体であるため、灰がスラッギングを生じ灰受室内から外に飛散することを防止するためである。
【００４０】
減圧手段としては、オリフィス，ベンチュリ，バルブ等が用いられる。
特に、減圧手段としてオリフィスを用いるのが好適である。構造が単純で、かつ、灰が詰まり難く、詰まっても簡単に除去し易いためである。
【００４４】
ここで、置換ガスとは、灰受室の内部の灰の周囲の炭酸ガス分圧を低下させるために灰受室の底部から供給されるガスのことをいい、空気，窒素ガス等の炭酸ガス分圧の低いガス又は炭酸ガスを含まないガスが使用される。
【００４５】
置換ガス送気手段としては、ポンプ，ブロワ等により圧縮された高圧の置換ガス、又は加圧流動床ボイラの圧力容器内から取り出された高圧の置換ガスを灰受室内に送気するガスラインの先端部を複数に分岐させ、分岐した各々のガスラインの先端部を各置換ガス送気口に連通させた構成としたものや、灰受室の下部に置換ガス送気室を配設し、ポンプ，ブロワ等により圧縮された高圧の置換ガス、又は加圧流動床ボイラの圧力容器内から取り出された高圧の置換ガスを灰受室内に送気するガスラインを置換ガス送気室に連通させ、灰受室を置換ガス送気口により置換ガス送気室に連通させた構成としたもの等が使用される。
【００４６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の精密脱塵装置の灰処理装置であって、先端部が開口する内管及び外管からなる二重管で構成され先端部が灰受室内部に延出して設けられたサクションノズルを備え、灰搬送用ガス供給手段は、サクションノズルの外管に灰搬送用のガスを供給し、灰冷却搬送管は、一端がサクションノズルに連設されている構成としたものである。
【００４７】
この構成により、以下のような作用が得られる。
１． 灰搬送用ガス供給手段は、サクションノズルの外管に灰搬送用ガスを供給し、外管先端から灰受室内に送出された灰搬送用ガスは、サクションノズルの先端近傍の灰詰まりを防止すると同時に灰と混合し固気混合流体を形成する。この固気混合流体は、すぐにサクションノズルの内管先端から吸引され、灰冷却搬送管に送出される。このため、灰受室内の灰はサクションノズルの先端近傍以外では流動化することなく、難流動性の粉体である微粉末の灰でも、灰受室内から飛散させることなく安定的に搬出することが可能となる。
【００４８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の精密脱塵装置の灰処理装置であって、サクションノズルの内管に連通する固気比調整用ガス管と、固気比調整用ガス管に固気比調整用のガスを供給する固気比調整用ガス供給手段と、を備えた構成としたものである。
【００４９】
この構成により、以下のような作用が得られる。
灰受室内部の灰は、微粒の難流動性粉体であるため、灰受室内部にサクションノズルの先端部から搬送用のガスを多量に噴射すると、灰が飛散し、灰受室の上部の精密脱塵装置に逆流することとなる。従って、サクションノズルの先端部から灰受室に噴射することのできる灰搬送用ガスの流量は制限される。一方、灰冷却搬送管内においては、灰は固気混合流体として飛翔流動状態で搬送されるが、灰の温度の冷却や灰のコーティング防止の面から考えると、ここではできるだけ固気比が小さい方が好ましい。そこで、固気比調整用ガス供給手段により、固気比調整用ガス管から、サクションノズルの内管を通過する固気混合流体（灰と灰搬送用ガスとの固気混合流体）に固気比調整用のガス（以下、固気比調整用ガスと呼ぶ。）を供給することにより、サクションノズルの先端の灰の流動化の際の固気比とは独立に固気混合流体の固気比を搬送に最適な固気比に調節する。これにより、サクションノズルの先端部の固気混合流体の固気比と、灰冷却搬送管内を搬送される固気混合流体の固気比とをともに最適な値に調節することが可能となる。
【００５０】
ここで、固気比調整用ガス供給手段としては、加圧流動床ボイラの圧力容器内の高圧空気を固気比調整用ガスとして供給させるように構成したものや、高圧空気を生成するポンプにより固気比調整用ガスを供給させるように構成したもの等が使用される。
【００５１】
また、固気比調整用ガスとしては、空気や窒素ガス等の炭酸ガス分圧の低いガス又は炭酸ガスを含有しないガスが使用される。
【００５２】
尚、固気比調整用ガス管は、サクションノズルの内管に対し、固気混合流体の搬送方向（下流側）に向かって傾斜させて連通させ、固気混合流体の搬送方向に固気比調整用ガスを供給させるように構成することが好ましい。これにより、エゼクタ効果によりサクションノズル先端からの灰（固気混合流体）の吸引力を強めることが可能となり、灰受室内に灰の流動化のために注入する灰搬送用ガスの流量を減少させることも可能となるからである。
【００５３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一項に記載の精密脱塵装置の灰処理装置であって、灰冷却搬送管は、下流側に、灰冷却熱交換部を有し、灰冷却熱交換部は、内部を灰と灰搬送用のガスとの固気混合流体が搬送される灰輸送管と、灰輸送管の外周を取り囲んで複数配設された冷却水管と、灰輸送管と各冷却水管との間に充填された伝熱充填材と、を具備する構成としたものである。
【００５４】
この構成により、以下のような作用が得られる。
１．灰受室の内部に落下した灰は、固気混合流体として、灰冷却搬送管の下流側の灰冷却熱交換部において、灰輸送管の内部を通って減圧器側に吸引搬送される。この際、灰輸送管は、その周囲に配設された各冷却水管に通水される冷却水により伝熱充填材を介して冷却される。これにより、灰輸送管の内部を吸引搬送される固気混合流体は冷却されながら減圧される。
【００５５】
２．灰輸送管内壁は、固気混合流体が高速で通過するため摩耗量が大きい。従って、この摩耗により、灰輸送管にクレーズやホールが生じる場合がある。しかし、灰輸送管は伝熱充填材を介して冷却水管を通水する冷却水により冷却されているため、仮に灰輸送管にクレーズやホールが発生した場合でも冷却水管に穴が開くことがない。従って、灰輸送管の内部に冷却水が漏れ出す事故が防止され、灰輸送管の内部における冷却水による灰の固結・閉塞等の事故が防止される。
【００５６】
ここで、伝熱充填材としては、鉄セメント等が使用される。
【００５７】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一項に記載の精密脱塵装置の灰処理装置であって、灰冷却搬送管の減圧器に連設された側は、各々が減圧器に連設された二以上の下流部灰搬送管に分岐しており、減圧手段は、下流部灰搬送管の各々に配設されており、各下流部灰搬送管の減圧手段の上流側に開閉弁を備えた構成としたものである。
【００５８】
この構成により、以下のような作用が得られる。
１．精密脱塵装置では、その内部のフィルタエレメントの表面に付着・捕集された灰が凝結し、大粒径の灰塊となる場合がしばしば生じる。このような灰塊は、精密脱塵装置の逆洗時に払い落とされ、灰受室に落下し、灰冷却搬送管の内部を通って減圧器に吸引搬送される。従って、灰冷却搬送管の内部を通過する固気混合流体中には、大粒径の灰塊が含まれることがある。しかし、減圧手段は、固気混合流体の減圧のため、流路幅を狭くする等の手段により流路抵抗が大きくなるように構成されている。このような減圧手段を灰塊が通過する場合、灰塊が減圧手段の内部で閉塞を生じることがある。かかる場合、灰冷却搬送管の減圧器に連設された側は、二以上の下流部灰搬送管に分岐しているため、閉塞の生じた減圧手段を有する下流部灰搬送管の開閉弁を閉止し、その間、他の下流部灰搬送管の開閉弁を開弁し、この他の下流部灰搬送管を介して固気混合流体を減圧器に搬送し、その間に、閉塞の生じた減圧手段の灰塊を除去する作業を行うことが可能となる。これにより、減圧手段の閉塞が生じても、精密脱塵装置を停止させることなく連続運転することが可能となる。
【００５９】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の精密脱塵装置の灰処理装置であって、高圧パージガスを供給する高圧パージガス管と、各々の下流部灰搬送管の開閉弁の下流側かつ減圧手段の上流側と高圧パージガス管とに連通する複数のパージ管と、各パージ管に配設されたパージ弁と、灰冷却搬送管又は下流部灰搬送管と高圧パージガス管とに連通する切替パージ管と、切替パージ管に配設された切替パージ弁と、を備えた構成としたものである。
【００６０】
この構成により、以下のような作用が得られる。
１．何れかの減圧手段が閉塞した場合、閉塞の生じた減圧手段を有する下流部灰搬送管の開閉弁を閉止し、その間に、閉塞の生じた減圧手段の灰塊を除去する作業を行う必要がある。かかる場合、まず、他の下流部灰搬送管（以下、下流部灰搬送管Ｂと呼ぶ。）の開閉弁を開弁する。次いで、閉塞の生じた減圧手段を有する下流部灰搬送管（以下、下流部灰搬送管Ａと呼ぶ。）の開閉弁を閉止する。この際、下流部灰搬送管Ｂの開閉弁の上流側には、灰が蓄積している。そこで、次に、切替パージ弁を開弁し、下流部灰搬送管Ｂの開閉弁の上流側に残存する灰を高圧パージガスにより減圧器内にパージする。その後、切替パージ弁を閉止する。この操作により、固気混合流体の搬送路は灰冷却搬送管から下流部灰搬送管Ｂを通って減圧器に向かう経路に切り替えられる。そして、下流部灰搬送管Ａに連通するパージ弁を開弁し、下流部灰搬送管Ａの減圧手段を閉塞する灰塊を高圧パージガスにより減圧器内にパージする。このような操作により、閉塞の生じた減圧手段の灰塊を除去する作業を行うことが可能となり、かかる作業の自動化が可能となる。
【００６１】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の精密脱塵装置の灰処理装置であって、高圧パージガス管に配設され高圧パージガス管への高圧パージガスの供給・停止の切替を行う高圧パージ元弁と、一端部が高圧パージガス管に連通するブロー管と、ブロー管に配設された開閉弁であるブロー弁と、を備えた構成としたものである。
【００６２】
この構成により、以下のような作用が得られる。
１．減圧手段に灰塊が閉塞した場合、上述の請求項７で説明した動作では減圧手段を閉塞する灰塊を除去できない場合がある。即ち、減圧手段を閉塞する灰塊は、減圧器側に抜け易く下流部灰搬送管側に抜けにくい場合と、減圧器側に抜け難く下流部灰搬送管側に抜け易い場合とがある。従って、上述の請求項７で説明した動作では、減圧手段を閉塞する灰塊を一律に減圧器側に抜くため、かかる灰塊が減圧器側に抜け難く下流部灰搬送管側に抜け易い場合には、灰塊を除去できない場合がある。そこで、このような場合、まず、高圧パージ元弁を閉止し、下流部灰搬送管Ａに連通するパージ管のパージ弁及びブロー弁を開弁する。ブロー管の後流は真空であるため、これにより、減圧器から下流部灰搬送管Ａ，パージ管，ブロー管を通過する気流が発生し、下流部灰搬送管Ａの減圧手段に填塞した灰塊をブロー管にパージされる。その後、ブロー弁，パージ弁を閉止しパージを終了する。これにより、灰塊が減圧器側に抜け難く下流部灰搬送管側に抜け易い場合でも、灰塊を除去することが可能となる。
【００６３】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７の何れか一項に記載の精密脱塵装置の灰処理装置であって、灰冷却搬送管に配設され灰冷却搬送管の熱により加圧流動床ボイラの燃焼用エアを加熱する灰熱回収用熱交換器を備えた構成としたものである。
【００６４】
この構成により、以下のような作用が得られる。
１．灰冷却搬送管を搬送される固気混合流体は、灰熱回収用熱交換器において、加圧流動床ボイラの燃焼用エアにより冷却されるとともに、加圧流動床ボイラの燃焼用エアはこの固気混合流体の熱により加熱される。これにより、精密脱塵装置で捕集された高温の灰の熱を有効に利用することが可能となり、加圧流動床ボイラの熱効率が向上する。
２．灰熱回収用熱交換器で固気混合流体は冷却されるので、その分、系内を減圧することができる。
【００６５】
本発明の請求項９に記載の精密脱塵装置の灰処理方法は、加圧流動床ボイラから発生する含塵ガスを脱塵する精密脱塵装置により捕集された灰を搬送する精密脱塵装置の灰処理方法において、精密脱塵装置により捕集された灰を灰受室に受け入れるとともに、灰を常時流動化前状態に保持するように灰の最小流動速度以下の流速で灰受室の底部から灰中に置換ガスを分散させることで、灰受室内で灰を流動化前状態に保持し同時に灰の周囲の炭酸ガス分圧を低下させ、灰受室内の灰の一部を灰搬送用のガスと混合させ固気混合流体とすることで灰を冷却し同時に灰の周囲の炭酸ガス分圧を更に低下させ、固気混合流体を減圧器により吸引搬送し、固気混合流体を減圧器の前部で減圧し、減圧器に搬送された固気混合流体を灰搬送用のガスと灰とに分離する構成としたものである。
【００６６】
この構成により、以下のような作用が得られる。
１．加圧流動床ボイラにおいて発生する含塵ガスより精密脱塵装置で捕集される灰は、平均粒径がサブμｍ〜２０μｍの難流動性粉体である。従って、流動化させるために灰の下方から最小流動速度以上の流速でガスを供給すると、スラッギングを生じ、灰は灰受室内から外に飛散する。一方、加圧流動床ボイラにおいて発生する含塵ガスより捕集される灰中には、ＣａＯ，ＭｇＯ等のコーティングを生じやすい物質が多量に含有される。かかる灰をコーティング生成領域の状態で静的に保持すると、灰はコーティングにより凝結・固化し、灰受室の内部等に付着・固結する。そこで、灰が流動化前状態となる流速で灰受室の底部から灰中に置換ガスを分散させることにより、灰がスラッギングを生じ灰受室内から外に飛散することを防止されると同時に、この置換ガスにより灰の周囲の炭酸ガス分圧が低下され、灰受室内の灰はコーティングの発生しにくい状態となる。これにより、灰受室から灰を安定して吸引排出することが可能となる。
【００６７】
２．加圧流動床ボイラから発生する含塵ガスを高温高圧下で脱塵する精密脱塵装置により捕集された灰受室内部の灰は、２００〜８００℃の高温状態にある。また、灰受室内部では、置換ガスにより灰の周囲の炭酸ガス分圧が低下されるが、加圧状態のため、依然炭酸ガス分圧の高い状態にある。一方、加圧流動床ボイラから発生する灰中には［ＣａＯ・ＣＯ₂］_nや［ＭｇＯ・ＣＯ₂］_n等の脱炭酸化を生じやすい物質が含有されており、これらの物質の脱炭酸化により、搬送中の灰中において局所的な炭酸ガス分圧の上昇が生じる場合がある。かかる場合、搬送中の灰中において局所的な炭酸ガス分圧の上昇が生じると、灰中のＣａＯやＭｇＯが再びコーティング生成領域に戻りコーティングを生じ、搬送路内で灰の固結が生じる。そこで、上記状態の灰に対し、灰搬送用ガスにより急速に炭酸ガス分圧を低減させると同時に急冷し、固気混合流体として灰冷却搬送管内を搬送するため、灰冷却搬送管内での灰のコーティングが防止される。
【００６８】
３．加圧流動床ボイラから発生する灰中には［ＣａＯ・ＣＯ₂］_nや［ＭｇＯ・ＣＯ₂］_n等の脱炭酸化を生じやすい物質が含有されており、これらの物質の脱炭酸化により、減圧器内に搬送された灰中において局所的な炭酸ガス分圧の上昇が生じる場合がある。減圧器内が高温・高圧状態にある場合、減圧器内で局所的な炭酸ガス分圧の上昇が生じると、灰中のＣａＯやＭｇＯが再びコーティング生成領域に戻りコーティングを生じ、減圧器内部での灰の固結が生じる。そこで、灰受室から減圧器に気流搬送させる灰の固気混合流体を、減圧器の前部で減圧し、減圧器内部は低圧状態とすることにより、灰中に含有される［ＣａＯ・ＣＯ₂］_nや［ＭｇＯ・ＣＯ₂］_n等の脱炭酸化により、減圧器内の灰中において局所的な炭酸ガス分圧の上昇が生じても、灰中のＣａＯやＭｇＯが再びコーティング生成領域に戻ることが防止され、減圧器内部での灰の固結が防止される。これにより、灰受室から灰の搬出を安定的に継続して行うことが可能となる。
【００６９】
尚、固気混合流体を減圧器の前部で減圧することで、固気混合流体は断熱膨張により更に温度が低下するため、再度加熱しない限り、再びコーティング生成領域に戻ることはなくなる。
【００７０】
４．減圧器内は常時低圧に維持されているため、固気混合流体から分離した灰を外部に排出する場合、ロックホッパ等の減圧機構が不要であり、灰処理設備の小型化が図られ、メンテナンス性も向上する。
【００７１】
以下に本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図３は本発明の実施の形態１における精密脱塵装置の灰処理装置を用いた加圧流動床燃焼システムの全体構成図である。
【００７２】
図３において、１は内部を高圧状態に維持する圧力容器、２は圧力容器１内に配設され高温高圧下で燃料を燃焼させる加圧流動床ボイラ、２ａは加圧流動床ボイラ２の内に配設され燃焼熱により内部に通水される水を加熱気化させる伝熱管、２ｂは加圧流動床ボイラ２の頂部に形成されたボイラ頂部マニホールド、３は加圧流動床ボイラ２の上部のボイラ頂部マニホールド２ｂの下部に連通して配設された灰循環装置、４はボイラ頂部マニホールド２ｂと灰循環装置３とに連通し灰循環装置３により粗脱塵された高温高圧の含塵ガスが送気される灰循環装置出口ガス流路、５はボイラ頂部マニホールド２ｂと加圧流動床ボイラ２とに連通するオリフィスで形成された灰粒径分布調整装置、５'はボイラ頂部マニホールド２ｂに連通しボイラ頂部マニホールド２ｂ内の高温高圧の含塵ガスが送気されるボイラ出口ガス流路である。
【００７３】
灰循環装置３は、サイクロンやルーバ等で構成され、加圧流動床ボイラ２より排出される含塵ガスの灰循環（粗粒灰の循環）を行う。灰粒径分布調整装置５は、加圧流動床ボイラ２において発生する粗粒灰を含有する含塵ガスの一部を灰循環装置３をバイパスさせる。また、灰粒径分布調整装置５には、バイパスさせる粗粒灰を含有する含塵ガスの流量を調節する制御バルブ等の流量調節手段（図示せず）が配設されている。これにより、ボイラ出口ガス流路５'の内部を送気される含塵ガスに含有される灰粒子の粒径分布を調節することができる。
【００７４】
６はボイラ出口ガス流路５'の下流側に連設された精密脱塵装置である。精密脱塵装置６は、チューブ型，キャンドル型，ハニカム型等のセラミックフィルタやバグフィルタにより構成され、ボイラ出口ガス流路５'を介して加圧流動床ボイラ２より送気される含塵ガスの精密脱塵を行う。
【００７５】
７は精密脱塵装置６の下部に配設され精密脱塵装置６で捕集された灰を一時的に滞留させるアッシュビン、８はアッシュビン７の内部に挿設され先端部がアッシュビン７内に開口する二重管からなるサクションノズルである。サクションノズル８は、外管より灰搬送用ガスをアッシュビン７の内部に送入し、内管よりアッシュビン７内の灰を固気混合状態で吸引すると同時に吸引された固気混合流体の炭酸ガス分圧を灰搬送用ガス等で急速に低下させる。
【００７６】
９はサクションノズル８に連通する灰冷却搬送管、１０は灰冷却搬送管９の下流側をなす灰冷却熱交換部、１１は圧力容器１内に配設され内部に灰冷却搬送管９が貫通された灰熱回収用熱交換器、１２は灰冷却搬送管９の下流側端部に連通された減圧器、１３は二つに分岐した灰冷却搬送管９の下流部の一方をなす主下流部灰搬送管、１３ａは主下流部灰搬送管１３に配設された開閉弁からなる主管開閉弁、１３ｂは主下流部灰搬送管１３の主管開閉弁１３ａの下流側に配設されオリフィス，減圧弁，ベンチュリ等により構成された主管減圧手段、１４は二つに分岐した灰冷却搬送管９の下流部の他方をなす副下流部灰搬送管、１４ａは副下流部灰搬送管１４に配設された開閉弁からなる副管開閉弁、１４ｂは副下流部灰搬送管１４の副管開閉弁１４ａの下流側に配設されオリフィス，減圧弁，ベンチュリ等により構成された副管減圧手段である。
【００７７】
灰冷却搬送管９には、サクションノズル８から吸引された灰と灰搬送用ガスとの固気混合流体が送気される。また、灰冷却搬送管９の下流側は、主下流部灰搬送管１３及び副下流部灰搬送管１４の二つに分岐しており、主下流部灰搬送管１３及び副下流部灰搬送管１４の各々が減圧器１２に連設されている。灰冷却熱交換部１０は、その内部を搬送される固気混合流体と冷却水との熱交換を行うことにより、固気混合流体の温度を６００℃以下に冷却する。灰熱回収用熱交換器１１は、流動床ボイラ２に供給する燃焼用エアと灰冷却搬送管９内を搬送される固気混合流体との熱交換を行い灰熱を回収する。減圧器１２は、内部の気圧を略常圧状態に保持しサクションノズル８から灰冷却搬送管９を介して灰を吸引させる。主管減圧手段１３ｂ及び副管減圧手段１４ｂは、灰冷却搬送管９と減圧器１２との間の差圧を生じさせ、減圧器１２の内部を略常圧状態にまで減圧する。
【００７８】
１５は減圧器１２に連設されたサイクロン、１６はサイクロン１５の下部に連設された一次灰処理灰クーラ、１７は一次灰処理灰クーラ１６の下部に連設され一次灰処理灰クーラ１６により冷却された灰を貯留するフライアッシュホッパである。
【００７９】
サイクロン１５は、減圧器１２に吸引された固気混合流体が送入され、この固気混合流体を灰と灰搬送用ガスとに分離する。また、一次灰処理灰クーラ１６は、サイクロン１５により分離された灰の冷却を行う。
【００８０】
図４は実施の形態１における精密脱塵装置の灰処理装置のアッシュビン周辺の構成図である。
図４において、７はアッシュビン、８はサクションノズルであり、これらは図３と同様のものであるため、同一の符号を付して説明を省略する。
【００８１】
７ａはアッシュビン７の上部に形設されアッシュビン７内に灰を流動化前状態（灰が浮遊化され分散された状態）で滞留させる灰受室、７ｂはアッシュビン７の下部に形設され灰受室７ａに灰の炭酸ガス分圧低減用の置換ガスを供給する置換ガス送気室、１８は置換ガス送気室７ｂの下部に連通し置換ガス送気室７ｂ内に置換ガスを送入する置換ガス管、１９は灰受室７ａと置換ガス送気室７ｂとの間に配設され多数の置換ガス送気口１９ａが形成された多孔板からなる灰受室床部、２０は灰受室床部１９の上面に複数本突設され灰受室床部１９に貫設された置換ガス送気口１９ａに連通し筒側面に複数の噴気孔２０ａが貫設された散気筒である。
【００８２】
サクションノズル８は、灰受室７ａの内部に延出し先端部が灰受室７ａ内に開口している。
【００８３】
散気筒２０は、置換ガス送気室７ｂから置換ガス送気口１９ａを通して送入される置換ガスを、筒側面に貫設された噴気孔２０ａから灰受室７ａ内に噴射し、灰受室７ａ内に滞留された灰を流動化前状態に保持しつつ灰周囲の炭酸ガス分圧を低減させる。
【００８４】
２１はサクションノズル８の内管を成しアッシュビン７の灰受室７ａ内の灰を吸引する吸引管、２２はサクションノズル８の二重管の外管に連通する灰搬送用ガス管、２３は灰吸引管２１に連通する固気比調整用ガス管である。
【００８５】
置換ガス管１８には、置換ガス供給手段（図示せず）により置換ガスが供給される。また、灰搬送用ガス管２２には、搬送用ガス供給手段（図示せず）により灰搬送用ガスが供給される。これにより、搬送用ガス供給手段は、灰搬送用ガス管２２，サクションノズル８の外管を介してサクションノズル８の先端に搬送用ガスを供給する。更に、固気比調整用ガス管２３には、固気比調整用ガス供給手段（図示せず）により固気比調整用ガスが供給される。これにより、固気比調整用ガス供給手段は、固気比調整用ガス管２３を介して吸引管２１内を搬送される固気混合流体に固気比調整用ガスを供給する。尚、灰搬送用ガス管２２よりサクションノズル８の先端に搬送用ガスを供給することにより、サクションノズル８の先端の灰詰まりも防止される。また、固気比調整用ガス管２３を介して固気混合流体に供給される固気比調整用ガスは、固気混合流体の冷却も行う。
【００８６】
置換ガス供給手段，搬送用ガス供給手段，固気比調整用ガス供給手段としては、加圧流動床ボイラ２の圧力容器１内の高圧空気を置換ガス，搬送用ガス，固気比調整用ガスとして供給させるように構成したものや、高圧空気を生成するポンプにより置換ガス，搬送用ガス，固気比調整用ガスを供給させるように構成したもの等が使用される。
【００８７】
図５は実施の形態１における精密脱塵装置の灰処理装置に備えられた灰冷却搬送管の灰冷却用熱交換部の断面図である。
【００８８】
図５において、１０は灰冷却熱交換部、１０ａは内部を灰と灰搬送用のガスとの固気混合流体が搬送される灰輸送管、１０ｂは灰輸送管を外周を取り囲んで灰輸送管と平行に複数配設され内部を冷却水が通水される冷却水管、１０ｃは灰輸送管１０ａと各冷却水管１０ｂとの間に充填され鉄セメント等の良熱伝導性の固形充填材からなる伝熱充填材である。
【００８９】
灰冷却熱交換部１０は、灰輸送管１０ａの周囲に同心円上に複数の冷却水管１０ｂが灰輸送管１０ａと平行に配設された構造とされている。灰輸送管１０ａと各冷却水管１０ｂとの間は、良熱伝導性の伝熱充填材１０ｃが充填されているため、各冷却水管１０ｂ内を通る冷却水と灰輸送管１０ａ内を通る固気混合流体との間で熱交換が行われる。これにより、灰輸送管１０ａ内を通る固気混合流体は冷却される。
【００９０】
尚、灰輸送管１０ａと各冷却水管１０ｂとの間には伝熱充填材１０ｃが充填されているため、固気混合流体による摩耗により、灰輸送管１０ａに穴が開いても各冷却水管１０ｂに穴が開くことがなく、各冷却水管１０ｂの冷却水が灰輸送管１０ａ内に流出することはない。従って、灰輸送管１０ａの内部に冷却水が漏れ出す事故が防止され、灰輸送管１０ａの内部における冷却水による灰の固結・閉塞等の事故が防止される。
【００９１】
図６は実施の形態１における精密脱塵装置の灰処理装置の減圧器周辺の構成図である。
【００９２】
図６において、１は圧力容器、９は灰冷却搬送管、１１は灰熱回収用熱交換器、１２は減圧器、１３は主下流部灰搬送管、１３ａは主管開閉弁、１３ｂは主管減圧手段、１４は副下流部灰搬送管、１４ａは副管開閉弁、１４ｂは副管減圧手段、１５はサイクロン、１６は一次灰処理灰クーラ、１７はフライアッシュホッパであり、これらは図３と同様のものであるため同一の符号を付して説明を省略する。
【００９３】
２４は主管減圧手段１３ｂ又は副管減圧手段１４ｂを閉塞する灰塊をパージするための高圧パージガスを供給する高圧パージガス管、２４'は高圧パージガス管２４に配設され高圧パージガス管２４への高圧パージガスの供給・停止の切替を行う高圧パージガス元弁、２４ａは副下流部灰搬送管１４の副管開閉弁１４ａの下流側と高圧パージガス管２４とに連通した副パージ管、２４ｂは主下流部灰搬送管１３の主管開閉弁１３ａの下流側と高圧パージガス管２４とに連通した主パージ管、２４ｃは主下流部灰搬送管１３の主管開閉弁１３ａの上流側と高圧パージガス管２４とに連通した切替パージ管、２５は副パージ管２４ａに配設された開閉弁からなる副パージ弁、２６は主パージ管２４ｂに配設された開閉弁からなる主パージ弁、２７は切替パージ管２４ｃに配設された開閉弁からなる切替パージ弁、２８は高圧パージガス管２４に連通したブロー管、２９はブロー管２８に配設された開閉弁からなるブロー弁、３０はブロー管２８の下流側に連設されブロー管２８から排出される灰を分離する灰分離器である。
【００９４】
主管減圧手段１３ｂ又は副管減圧手段１４ｂを閉塞する灰塊は、後述するように副パージ管２４ａ及び高圧パージガス管２４、又は主パージ管２４ｂ及び高圧パージガス管２４を介してブロー管２８に逆流させ排出される。
【００９５】
以上のように構成された本実施の形態１の精密脱塵装置の灰処理装置において、以下その灰処理方法を説明する。
【００９６】
加圧流動床ボイラ２において燃料の燃焼により高温高圧の含塵ガスが発生する。同時に脱硫・脱塩剤が火炉又は煙道に投入され、ボイラ出口ガス流路５'内の含塵ガス中にはＣａ，Ｍｇの酸化物，炭酸塩，水酸化物，硫化物，塩化物などが含まれる。
【００９７】
灰循環装置３，灰粒径分布調整装置５及び制御バルブは、ボイラ出口ガス流路５'を介して精密脱塵装置６に送気される含塵ガスに含有される灰の粒径分布を平均粒径φ_ave＝サブμｍ〜２０μｍ，最大粒径φ_top＝１００〜２５０μｍに調整する。
【００９８】
含塵ガス中の灰に粗粒灰を混合させることで、精密脱塵装置６のフィルタ面における粗粒灰の掻き落とし効果により、精密脱塵装置６のフィルタ差圧Δｐの低減・安定化が行われると同時に、アッシュビン７への灰の供給が継続的になり、精密脱塵装置６の逆洗時にアッシュビン７に一気に大量の灰が供給される事態が緩和し、安定運転を継続できる。
【００９９】
ボイラ出口ガス流路５'から精密脱塵装置６に送入された含塵ガスは、精密脱塵装置６で灰分とガスとに分離され、ガスは排出され灰は逆洗等によりアッシュビン７の灰受室７ａ内に落とされる。
【０１００】
灰受室７ａに落とされた灰は灰受室床部１９の散気筒２０から散気される置換ガスにより流動化前状態とされる。この置換ガスにより、灰受室７ａ内の灰の周囲における炭酸ガス分圧が低減される。これにより、灰中に含有されるＣａＯ，ＣａＣＯ₃やＭｇＯ，ＭｇＣＯ₃等はコーティング生成領域から外れた状態に保たれ、コーティングによる灰の凝結・固化が防止される。
【０１０１】
尚、置換ガスの流速は、灰の最小流動速度Ｕ_mfよりも遅い速度に設定される。灰の最小流動速度は、捕集される灰の粒径や比重等により変化するため、一義的には決定できないが、精密脱塵装置において捕集されるそれぞれの灰の性状に対応させて決定すればよい。これにより、灰は流動化前状態に保たれる。また、置換ガスの流速は、灰の最小流動速度Ｕ_mfにできるだけ近い速度とすることが好ましい。置換ガスをできるだけ多く注入することで、灰中で局所的な炭酸ガス分圧の上昇が起こりにくくなるからである。
【０１０２】
灰受室７ａ内の灰は、サクションノズル８の先端部近傍において、灰搬送用ガス管２２から噴出される灰搬送用ガスにより流動化され、吸引管２１より固気混合流体として吸引される。この際、アッシュビン７の灰受室７ａ内は高圧状態であり、サクションノズル８に連通する灰冷却搬送管９の下流側は減圧器１２により減圧状態とされているため、この気圧差により灰受室７ａ内の灰は吸引管２１に吸引される。
【０１０３】
尚、上記の置換ガス及び灰搬送用ガスは、圧力容器１内から供給されるエアやＮ₂ガス等が使用される。
【０１０４】
また、灰搬送用ガスのサクションノズル８の先端部における流速は、サクションノズル８の先端での灰詰まりを防止できる速度とされる。
【０１０５】
吸引管２１に吸引された固気混合流体は、固気比調整用ガス管２２から供給される固気比調整用ガスと混合され、更に炭酸ガス分圧が低下されると共に、灰の気流搬送に適した固気比に固気比調節が行われる。これにより、灰は飛翔流動状態で灰冷却搬送管９へ送られる。
【０１０６】
このとき、固気混合流体は、灰搬送用ガスや固気比調整用ガスと混合されることにより急冷される。この急冷により、灰中の［ＣａＯ・ＣＯ₂］_n，［ＭｇＯ・ＣＯ₂］_n，ＣａＣＯ₃，ＭｇＣＯ₃等の脱炭酸化により、再び固気混合流体の炭酸ガス分圧が上昇したとしても、温度が低下しているため、ＣａＯ，ＣａＣＯ₃やＭｇＯ，ＭｇＣＯ₃等が再びコーティング生成領域に戻ることが防止され、コーティングによる灰の凝結・固化が防止され、各配管内や容器内での灰による閉塞やブリッジ現象が生ずるのを防止でき安定運転を継続できる。
【０１０７】
尚、固気比調整用ガスは、圧力容器１内から供給されるエアやＮ₂ガス等が使用される。
【０１０８】
灰冷却搬送管９内に送られた固気混合流体は、灰冷却熱交換部１０により冷却水との熱交換が行われ、更に温度が低下される。熱交換に用いられた冷却水は、ボイラ給水として使用され、灰の熱の有効利用が図られる。
【０１０９】
灰冷却熱交換部１０により冷却された固気混合流体は、灰冷却搬送管９内を灰熱回収用熱交換器１１に送られ、燃焼用エアと熱交換される。これにより、固気混合流体は更に冷却されるとともに、燃焼用エアは灰の熱により加熱され、灰の熱の回収が行われる。灰の熱を回収した燃焼用エアは、加圧流動床ボイラ２の燃焼に使用されるため、熱の有効利用が図られ、加圧流動床燃焼システムの熱効率を向上させることができる。
【０１１０】
灰熱回収用熱交換器１１により冷却された固気混合流体は、主下流部灰搬送管１３を通り主管減圧手段１３ｂで略常圧まで減圧された後、減圧器１２に送られる。このように、減圧器１２内は常時低圧（略常圧）に維持されるため、固気混合流体の灰中に含有される［ＣａＯ・ＣＯ₂］_nや［ＭｇＯ・ＣＯ₂］_n等の脱炭酸化により減圧器１２内やその下流側で炭酸ガス分圧が再び上昇したとしても、灰中に含有されるＣａＯやＭｇＯが再度コーティング生成領域に戻ることが防止され、減圧器１２内部やその下流側でのコーティングによる灰の固結が防止される。従って、灰の搬出を安定的に継続して行うことが可能となり、装置全体の安定運転を継続することができる。
【０１１１】
減圧器１２に搬送された固気混合流体は、次いで、サイクロン１５に送られ、灰搬送用ガスと灰とが分離される。固気混合流体から分離された灰は、一次灰処理灰クーラ１６により更に冷却された後、フライアッシュホッパ１５内に貯留される。一方、固気混合流体から分離された灰搬送用ガスは、浄化処理が行われた後、大気に排出される。
【０１１２】
灰中に混入する灰塊が、主下流部灰搬送管１３の主管減圧手段１３ｂを閉塞した場合、固気混合流体の搬送路は灰冷却搬送管９から副下流部灰搬送管１４を通って減圧器１２に通じる経路に切り替えられる。このときの切替動作は以下のようにして行われる。
【０１１３】
まず、副下流部灰搬送管１４の副管開閉弁１４ａを開弁した後、閉塞の生じた主管減圧手段１３ｂを有する主下流部灰搬送管１３の主管開閉弁１３ａを閉止する。この際、副下流部灰搬送管１４の副管開閉弁１４ａの上流側には、灰が蓄積している。そこで、次に、切替パージ弁２７を開弁し、副下流部灰搬送管１４の副管開閉弁１４ａの上流側に残存する灰を高圧パージガスにより減圧器１２内にパージする。その後、切替パージ弁２７を閉止する。この操作により、固気混合流体の搬送路は灰冷却搬送管９から副下流部灰搬送管１４を通って減圧器１２に向かう経路に切り替えられる。
【０１１４】
次に、主下流部灰搬送管１３の主管減圧手段１３ｂに填塞した灰をパージする動作は次のようにして行われる。
【０１１５】
▲１▼まず、主パージ弁２６を開弁し、主管減圧手段１３ｂに填塞した灰塊を、高圧パージガス管２４からの高圧パージガスにより減圧器１２内にパージする。
【０１１６】
この操作により灰塊は主管減圧手段１３ｂからほぼ除去されるが、上記の動作では減圧手段を閉塞する灰塊を除去できない場合がある。即ち、主管減圧手段１３ｂを閉塞する灰塊は、減圧器１２側に抜け易く灰搬送管９側に抜けにくい場合と、減圧器１２側に抜け難く灰搬送管９側に抜け易い場合とがある。従って、上記の動作では、主管減圧手段１３ｂを閉塞する灰塊を一律に減圧器１２側に抜くため、かかる灰塊が減圧器１２側に抜け難く灰搬送管９側に抜け易い場合には、灰塊を除去できない場合がある。
【０１１７】
そこで、このような場合、減圧器１２から主下流部灰搬送管１３，主パージ管２４ｂを経てブロー管２８へ至る気流を発生させ、主下流部灰搬送管１３の主管減圧手段１３ｂに填塞した灰塊をブロー管２８にパージする操作を行い灰塊を除去する。
【０１１８】
これは、具体的には以下のような操作により行われる。
▲２▼高圧パージガス元弁２４'を閉止し、ブロー弁２９を開弁し、逆に減圧器１２から主下流部灰搬送管１３，主パージ管４２ｂ，ブロー管２８を通して灰分離器３０に気流を発生させ、主管減圧手段１３ｂに填塞した灰を灰分離器３０側にパージする。
▲３▼ブロー弁２９，主パージ弁２６を閉止しパージを終了する。
【０１１９】
これにより、灰塊が減圧器１２側に抜け難く灰搬送管９側に抜け易い場合でも、灰塊を除去することが可能となり、かかる作業の自動化が可能となる。
【０１２０】
尚、副下流部灰搬送管１４から主下流部灰搬送管１３へ切り替える作業及び副下流部灰搬送管１４の副管減圧手段１４ｂを閉塞した灰塊を除去する作業も、上記動作に準じて行われる。
【０１２１】
（実施例１）
図７は本発明の精密脱塵装置の灰処理方法における灰の状態遷移の一例を示した図である。
【０１２２】
（１）．図７において、点Ｐ１（温度約８００℃，炭酸ガス分圧約１ａｔｍ）の状態にある灰受室７ａ内の灰は、置換ガスにより急速に炭酸ガス分圧の降下が行われ、経路Ｃ１を経て点Ｐ２（温度約８００℃，炭酸ガス分圧約０．００３ａｔｍ）の状態となる。このとき、灰はコーティング生成領域を通過するが、瞬時に通過するため、炭酸化硬化は殆ど生じることなくコーティングは発生しない。また、灰受室７ａ内の炭酸ガス分圧は常時低い状態に保たれるため、灰中の［ＣａＯ・ＣＯ₂］_nや［ＭｇＯ・ＣＯ₂］_n等の脱炭酸化により、灰中に局所的な炭酸ガス分圧の上昇が生じても、灰中のＣａＯやＭｇＯが再びコーティング生成領域に戻ることが防止され、灰受室７ａ内部での灰の固結が防止される。
【０１２３】
（２）．更に、点Ｐ２の状態にある灰は、灰搬送用ガス，固気比調整用ガスにより固気混合流体とされるとともに、灰搬送用ガス，固気比調整用ガス，灰冷却熱交換部１０により急冷され、経路Ｃ２を経て点Ｐ３（温度約６００℃，炭酸ガス分圧約０．００３ａｔｍ）の状態となる。このとき、灰はコーティング生成領域を通過することがない。
【０１２４】
（３）．更に、点Ｐ３の状態にある灰（固気混合流体）は、減圧器１２の手前において、常圧付近まで減圧され、経路Ｃ３を経て点Ｐ４（温度約５００℃，炭酸ガス分圧約０．０００３ａｔｍ）の状態となる。尚、この際、固気混合流体の断熱膨張により温度も低下する。この点Ｐ４の状態の灰（固気混合流体）が減圧器１２に送入される。点Ｐ４の状態では、炭酸ガス分圧は、空気中の炭酸ガス分圧（０．０００３３〜０．０００３４ａｔｍ）と略同等であり、灰は完全にコーティング生成領域を脱する。
【０１２５】
（４）．その後、灰中に含有される［ＣａＯ・ＣＯ₂］_nや［ＭｇＯ・ＣＯ₂］_n等が脱炭酸化により炭酸ガスを放出するため、わずかに炭酸ガス分圧は上昇するものの、灰は既にコーティング生成領域の温度以下に冷却されているため、コーティングを生じることはない。
【０１２６】
尚、上記（１）の操作の後、灰を除冷した場合、灰中に含有される［ＣａＯ・ＣＯ₂］_nや［ＭｇＯ・ＣＯ₂］_n等が脱炭酸化により炭酸ガスを放出するため、灰の状態は図５のパスＣ３'に沿って変化する。従って、灰は斜線で示した領域Ｒ１をゆっくりと通過するため、領域Ｒ１の通過時に炭酸化硬化を生じ、コーティングが生じる。即ち、本発明の精密脱塵装置の灰処理方法においては、灰受室７ａから灰を搬出する際に、灰搬送用ガス，固気比調整用ガス，灰冷却熱交換部１０により灰を急冷し、コーティング生成領域外に灰の状態を遷移させ、コーティング生成領域外において灰を操作することが重要な点であることが分かる。
【０１２７】
【発明の効果】
以上のように本発明の精密脱塵装置の灰処理装置によれば、以下のような有利な効果が得られる。
【０１２８】
請求項１に記載の発明によれば、１． 灰と灰搬送用ガスの固気混合流体は、灰冷却搬送管９内を通過中に減圧手段により減圧されるため、減圧器内は常時低圧に維持され、灰の脱炭酸化により減圧器内に滞留した灰中で局所的な炭酸ガス分圧の上昇が生じても、灰中のＣａＯやＭｇＯが再びコーティング生成領域に戻ることが防止され、減圧器内部での灰の固結が防止される。これにより、精密脱塵装置で捕集される高温・高圧の凝結性の大きい灰の搬出の安定的化が図られ、かかるプラントの運転の安定性・継続性が向上する。
２．減圧器内は常時低圧に維持されているため、減圧器に集蓄された灰を外部に排出する場合、ロックホッパ方式等の減圧機構を必要とせず、灰処理設備の小型化が図られ、メンテナンス性も向上する。
３．灰受室床部に堆積した灰中に置換ガスを送気することで、灰周囲の炭酸ガス分圧が常時低い状態に保たれ、灰受室内での灰のコーティングが防止され、灰受室内からの灰の搬出の安定的化が図られる。
４．加圧流動床ボイラにおいて発生する平均粒径がサブμｍ〜２０μｍの難流動性粉体の灰を、灰受室内から外に飛散することを防止しつつ灰周囲の炭酸ガス分圧を常時低い状態に保つことが可能となる。このため、サクションノズルにより安定して吸引排出することができる。
【０１３０】
請求項２に記載の発明によれば、灰をサクションノズルの先端近傍でのみ流動化し固気混合流体として、サクションノズルの内管先端から吸引し、灰冷却搬送管に送出することで、灰受室内の灰はサクションノズルの先端近傍以外では流動化することなく、難流動性の粉体である灰でも、灰受室内から飛散させることなく安定的に搬出することが可能となる。
【０１３１】
請求項３に記載の発明によれば、固気比調整用ガス管から、サクションノズルの内管を通過する固気混合流体に固気比調整用ガスを供給することにより、サクションノズルの先端の灰の流動化の際の固気比とは独立に固気混合流体の固気比を搬送に最適な固気比に調節ことが可能となり、灰冷却搬送管内での灰の搬送の安定化と固結・閉塞の防止が図られる。
【０１３２】
請求項４に記載の発明によれば、１．灰冷却搬送管内を固気混合流体として搬送される灰は、灰冷却熱交換部において、各冷却水管に通水される冷却水により伝熱充填材を介して冷却されるため、灰の急速冷却が助成されるとともに、冷却水により灰熱の回収が図られる。
２．摩耗により、灰輸送管に穴が開いた場合でも、灰輸送管は伝熱充填材を介して冷却水管を通水する冷却水により冷却されているため、冷却水管に穴が開くことがなく、灰輸送管の内部に冷却水が漏れ出す事故が防止され、灰輸送管の内部における冷却水による灰の固結・閉塞等の事故の防止が図られる。
【０１３３】
請求項５に記載の発明によれば、減圧手段の閉塞が生じても、精密脱塵装置を停止させることなく連続運転することが可能となり、プラントの運転の安定性・継続性が向上する。
【０１３４】
請求項６に記載の発明によれば、閉塞の生じた減圧手段の灰塊を除去する作業の自動化が可能となり、プラントの運転の操作性・作業性が向上する。
【０１３５】
請求項７に記載の発明によれば、減圧手段に閉塞した灰塊が減圧器側に抜け難く灰搬送管側に抜け易い場合でも、灰塊を除去することが可能となり、かかる灰の閉塞が解消できないと云うトラブルが減少し、プラントの運転の安定性・継続性が向上する。
【０１３６】
請求項８に記載の発明によれば、精密脱塵装置で捕集された高温の灰の熱を有効に利用することが可能となり、加圧流動床ボイラの熱効率の向上が図られる。
【０１３７】
また、本発明の精密脱塵装置の灰処理方法によれば、以下のような有利な効果が得られる。請求項９に記載の発明によれば、１．加圧流動床ボイラの精密脱塵装置で捕集される難流動性粉体の灰を、灰受室から飛散させず固結させることなく安定して吸引排出することが可能となる。
２．灰搬送用ガスにより急速に炭酸ガス分圧を低減させると同時に急冷し、固気混合流体として灰冷却搬送管内を搬送するため、灰冷却搬送管内での灰のコーティングが防止される。
３．加圧流動床ボイラから発生する灰の脱炭酸化により、減圧器内の灰中において局所的な炭酸ガス分圧の上昇が生じても、減圧器内部での灰の固結が防止され、灰の搬出を安定的に継続して行うことが可能となる。
４．減圧器内は常時低圧に維持されているため、固気混合流体から分離した灰を外部に排出する場合、ロックホッパ等の減圧機構が不要であり、灰処理設備の小型化が図られ、メンテナンス性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】灰の周囲ガス温度と炭酸ガス分圧に対するＣａＯとＣａＣＯ₃との相図
【図２】常温・常圧空気雰囲気下についてのＧｅｌｄａｒｔによる粉体分類を表す参考図
【図３】本発明の実施の形態１における精密脱塵装置の灰処理装置を用いた加圧流動床燃焼システムの全体構成図
【図４】実施の形態１における精密脱塵装置の灰処理装置のアッシュビン周辺の構成図
【図５】実施の形態１における精密脱塵装置の灰処理装置に備えられた灰冷却搬送管の灰冷却用熱交換部の断面図
【図６】実施の形態１における精密脱塵装置の灰処理装置の減圧器周辺の構成図
【図７】本発明の精密脱塵装置の灰処理方法における灰の状態遷移の一例を示した図
【図８】特開平８−７３０３４号公報に開示の粉体輸送装置の構成図
【図９】特開平７−４２９１０号公報及び特開平７−１７４３２７号公報に開示の粉体輸送装置の構成図
【符号の説明】
１ 圧力容器
２ 加圧流動床ボイラ
２ａ 伝熱管
２ｂ ボイラ頂部マニホールド
３ 灰循環装置
４ 灰循環装置出口ガス流路
５ 灰粒径分布調整装置
５' ボイラ出口ガス流路
６ 精密脱塵装置
７ アッシュビン
７ａ 灰受室
７ｂ 置換ガス送気室
８ サクションノズル
９ 灰冷却搬送管
１０ 灰冷却熱交換部
１０ａ 灰輸送管
１０ｂ 冷却水管
１０ｃ 伝熱充填材
１１ 灰熱回収用熱交換器
１２ 減圧器
１３ 主下流部灰搬送管
１３ａ 主管開閉弁
１３ｂ 主管減圧手段
１４ 副下流部灰搬送管
１４ａ 副管開閉弁
１４ｂ 副管減圧手段
１５ サイクロン
１６ 一次灰処理灰クーラ
１７ フライアッシュホッパ
１８ 置換ガス管
１９ 灰受室床部
１９ａ 置換ガス送気口
２０ 散気筒
２０ａ 噴気孔
２１ 吸引管
２２ 灰搬送用ガス管
２３ 固気比調整用ガス管
２４ 高圧パージガス管
２４' 高圧パージガス元弁
２４ａ 副パージ管
２４ｂ 主パージ管
２４ｃ 切替パージ管
２５ 副パージ弁
２６ 主パージ弁
２７ 切替パージ弁
２８ ブロー管
２９ ブロー弁
３０ 灰分離器
１００ フィルタ容器
１０１ フィルタ
１０２ 含塵ガス導入管
１０３ 清澄ガス排出管
１０４ 逆洗ガス管
１０５ フィルタ下部ホッパ
１０６ 灰抜出部
１０７ 灰搬送固気比調整パージガス管
１０７ａ パージガス流量制御弁
１０８ 灰冷却搬送管
１０８ａ 冷却ジャケット部
１０９ ストレージホッパ
１１０ フィルタ
１１１ 逆洗ガス管
１１２ 排気管
１１３ａ オリフィス
１１３ｂ 排気流量制御弁
１１４ 灰払出し管
１２０ 灰冷却器
１２１ 搬送管絞り
１２２ パージ空気供給管
１２３ 減圧ホッパ
１２４ 常圧灰ホッパ
１２５，１２６ ブリッジブレーカ空気供給管
１２７ 加圧用空気供給管
１２８ 常圧系灰搬送ライン
１２８ａ 常圧系空気吸引部
１２９ 減圧放出ライン
１３０，１３１ 灰払出弁
１３２，１３３ 気密弁

Claims (9)

1. 加圧流動床ボイラから発生する含塵ガスを脱塵する精密脱塵装置により捕集された灰を搬送する精密脱塵装置の灰処理装置において、前記精密脱塵装置下部に開口して配設された灰受室と、前記灰受室内部に灰搬送用のガスを供給する灰搬送用ガス供給手段と、一端が前記灰受室に連通する灰冷却搬送管と、前記灰冷却搬送管の他端に連設された減圧器と、前記灰冷却搬送管の前記減圧器に連設された端部の近傍に設けられた減圧手段と、前記灰受室の床部をなし前記床部に複数の置換ガス送気口が形成された灰受室床部と、炭酸ガス分圧低減用のガスである置換ガスを、前記置換ガス送気口から前記灰を常時流動化前状態に保持するように前記灰の最小流動速度以下の流速で前記灰受室に送気する置換ガス送気手段と、を備えたことを特徴とする精密脱塵装置の灰処理装置。
2. 先端部が開口する内管及び外管からなる二重管で構成され前記先端部が前記灰受室内部に延出して設けられたサクションノズルを備え、前記灰搬送用ガス供給手段は、前記サクションノズルの外管に灰搬送用のガスを供給し、前記灰冷却搬送管は、一端が前記サクションノズルに連設されていることを特徴とする請求項１に記載の精密脱塵装置の灰処理装置。
3. 前記サクションノズルの内管に連通する固気比調整用ガス管と、前記固気比調整用ガス管に固気比調整用のガスを供給する固気比調整用ガス供給手段と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載の精密脱塵装置の灰処理装置。
4. 前記灰冷却搬送管は、下流側に、灰冷却熱交換部を有し、前記灰冷却熱交換部は、内部を前記灰と前記灰搬送用のガスとの固気混合流体が搬送される灰輸送管と、前記灰輸送管の外周を取り囲んで複数配設された冷却水管と、前記灰輸送管と前記各冷却水管との間に充填された伝熱充填材と、を具備していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の精密脱塵装置の灰処理装置。
5. 前記灰冷却搬送管の前記減圧器に連設された側は、各々が前記減圧器に連設された二以上の下流部灰搬送管に分岐しており、前記減圧手段は、前記下流部灰搬送管の各々に配設されており、前記各下流部灰搬送管の前記減圧手段の上流側に開閉弁を備えていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の精密脱塵装置の灰処理装置。
6. 高圧パージガスを供給する高圧パージガス管と、各々の前記下流部灰搬送管の前記開閉弁の下流側かつ前記減圧手段の上流側と前記高圧パージガス管とに連通する複数のパージ管と、前記各パージ管に配設されたパージ弁と、前記灰冷却搬送管又は前記下流部灰搬送管と前記高圧パージガス管とに連通する切替パージ管と、前記切替パージ管に配設された切替パージ弁と、を備えていることを特徴とする請求項５に記載の精密脱塵装置の灰処理装置。
7. 前記高圧パージガス管に配設され前記高圧パージガス管への前記高圧パージガスの供給・停止の切替を行う高圧パージ元弁と、一端部が前記高圧パージガス管に連通するブロー管と、前記ブロー管に配設された開閉弁であるブロー弁と、を備えていることを特徴とする請求項６に記載の精密脱塵装置の灰処理装置。
8. 前記灰冷却搬送管に配設され前記灰冷却搬送管の熱により前記加圧流動床ボイラの燃焼用エアを加熱する灰熱回収用熱交換器を備えていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の精密脱塵装置の灰処理装置。
9. 加圧流動床ボイラから発生する含塵ガスを高温高圧下で脱塵する精密脱塵装置により捕集された灰を搬送する精密脱塵装置の灰処理方法において、前記精密脱塵装置により捕集された前記灰を灰受室に受け入れるとともに、前記灰を常時流動化前状態に保持するように前記灰の最小流動速度以下の流速で前記灰受室の底部から前記灰中に置換ガスを分散させることで、前記灰受室内で前記灰を流動化前状態に保持し同時に前記灰の周囲の炭酸ガス分圧を低下させ、前記灰受室内の前記灰の一部を灰搬送用のガスと混合させ固気混合流体とすることで灰を冷却し同時に前記灰の周囲の炭酸ガス分圧を更に低下させ、前記固気混合流体を減圧器により吸引搬送し、前記固気混合流体を前記減圧器の前部で減圧し、前記減圧器に搬送された前記固気混合流体を前記灰搬送用のガスと前記灰とに分離することを特徴とする精密脱塵装置の灰処理方法。

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