JP4792982B2 - Waste heat recovery system - Google Patents
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Description
本発明は、熱源装置から発生する燃焼排ガスの熱を回収する廃熱回収システムに関するものである。 The present invention relates to a waste heat recovery system that recovers heat of combustion exhaust gas generated from a heat source device.
従来より、燃焼排ガス中の熱を回収して省エネ化を図るための廃熱回収システムは、工場やプラント等において広く適用されている。 Conventionally, waste heat recovery systems for recovering heat in combustion exhaust gas to save energy have been widely applied in factories and plants.
例えば特許文献１には、ごみ焼却プラントのごみ焼却炉から発生する燃焼排ガスの熱を回収する廃熱回収システムが開示されている。この廃熱回収システムは、水冷壁、廃熱ボイラ、エコノマイザ等の熱交換器を備えている。ごみ焼却炉内で生じた高温の燃焼排ガスは、水冷壁で冷却された後、廃熱ボイラやエコノマイザを流れる。その結果、燃焼排ガスの熱は、廃熱ボイラやエコノマイザに回収される。 For example, Patent Document 1 discloses a waste heat recovery system that recovers heat of combustion exhaust gas generated from a waste incinerator of a waste incineration plant. This waste heat recovery system includes a heat exchanger such as a water cooling wall, a waste heat boiler, and an economizer. High-temperature combustion exhaust gas generated in the waste incinerator is cooled by a water cooling wall, and then flows through a waste heat boiler and an economizer. As a result, the heat of the combustion exhaust gas is recovered by a waste heat boiler or an economizer.
また、特許文献１の廃熱回収システムでは、エコノマイザの下流側に更に脱気ヒータから成る熱交換器が設けられている。エコノマイザを通過して比較的低温となった燃焼排ガスの熱は、脱気ヒータにより更に回収される。脱気ヒータで回収された熱は、廃熱ボイラ用の脱気器の加熱用熱源として利用される。 Moreover, in the waste heat recovery system of patent document 1, the heat exchanger which consists of a deaeration heater is further provided in the downstream of the economizer. The heat of the combustion exhaust gas that has passed through the economizer and has become relatively low in temperature is further recovered by a deaeration heater. The heat recovered by the deaeration heater is used as a heat source for heating the deaerator for the waste heat boiler.
以上のように、特許文献１に開示の廃熱回収システムでは、比較的低温となった燃焼排ガスからも熱を回収することで、燃焼排ガスの熱を極力捨てないようにして、ごみ焼却プラントの総合的な熱効率を高めるようにしている。
ところで、特許文献１に開示の廃熱回収システムのように、燃焼排ガスの熱を積極的に回収しようとすると、熱交換器の近傍では、燃焼排ガス温度の低下に伴い多量の凝縮水が生成することがある。ここで、燃焼排ガス中には、窒素酸化物（いわゆるＮＯｘ）や硫黄酸化物（いわゆるＳＯｘ）が含まれるので、これらのＮＯｘやＳＯｘが凝縮水に溶け込んで硫酸や硝酸が生成すると、凝縮水が酸性化してしまう。従来の廃熱回収システムでは、このように酸性化した凝縮水の取り扱いについては何ら考慮されていなかった。 By the way, like the waste heat recovery system disclosed in Patent Document 1, when the heat of the combustion exhaust gas is actively recovered, a large amount of condensed water is generated in the vicinity of the heat exchanger as the temperature of the combustion exhaust gas decreases. Sometimes. Here, since the combustion exhaust gas contains nitrogen oxides (so-called NOx) and sulfur oxides (so-called SOx), when these NOx and SOx are dissolved in the condensed water to produce sulfuric acid and nitric acid, the condensed water is It will be acidified. In the conventional waste heat recovery system, handling of the acidified condensed water has not been considered at all.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃焼排ガスの熱を回収する際、熱交換器の近傍で生じる凝縮水を有効利用できる廃熱回収システムを提供することである。 This invention is made | formed in view of this point, The objective is to provide the waste-heat recovery system which can utilize effectively the condensed water produced in the vicinity of a heat exchanger, when collect | recovering the heat | fever of combustion exhaust gas. is there.
第１の発明は、熱源装置（20）の燃焼排ガスの熱を回収する熱交換器（32）を備えた廃熱回収システムを前提としている。そして、この廃熱回収システムは、上記熱交換器（32）で加熱された熱媒体が循環するとともに、嫌気槽（51）に浸漬する伝熱管（52）を有する熱媒体流路（14,15）と、上記熱交換器（32）を通過する燃焼排ガス中から生成した凝縮水が貯留される貯留タンク（40）と、上記貯留タンク（40）内の凝縮水をｐＨ調整液として上記嫌気槽（51）へ供給する液供給管（41）とを備えていることを特徴とする。 1st invention presupposes the waste-heat recovery system provided with the heat exchanger (32) which collect | recovers the heat | fever of the combustion exhaust gas of a heat-source apparatus (20). And this waste heat recovery system circulates the heat medium heated with the said heat exchanger (32), and also has a heat-medium flow path (14,15) which has the heat exchanger tube (52) immersed in an anaerobic tank (51). ), A storage tank (40) in which condensed water generated from the combustion exhaust gas passing through the heat exchanger (32) is stored, and the anaerobic tank using the condensed water in the storage tank (40) as a pH adjusting liquid (51) have characterized Rukoto a supplying liquid supply pipe (41) to.
第１の発明では、熱源装置（20）から発生した燃焼排ガスの熱が熱交換器（32）によって回収される。一方、燃焼排ガスの熱が奪われて燃焼排ガス中の水蒸気が凝縮すると、熱交換器（32）の近傍では、凝縮水が生成する。ここで、燃焼排ガス中には、燃料の燃焼に伴って生成したＮＯｘやＳＯｘが含まれるため、ＮＯｘやＳＯｘが凝縮水に溶け込むことで凝縮水が酸性化する。ここで、本発明では、このようにして酸性化した凝縮水をｐＨ調整液として所定のｐＨ調整対象へ供給する。その結果、この凝縮水によってｐＨ調整対象のｐＨを低下させることができ、ｐＨ調整対象のｐＨを最適なものとすることができる。 In the first invention, the heat of the combustion exhaust gas generated from the heat source device (20) is recovered by the heat exchanger (32). On the other hand, when the heat of the combustion exhaust gas is taken away and the water vapor in the combustion exhaust gas is condensed, condensed water is generated in the vicinity of the heat exchanger (32). Here, since NOx and SOx produced | generated with combustion of fuel are contained in combustion exhaust gas, condensed water is acidified when NOx and SOx dissolve in condensed water. Here, in this invention, the condensed water acidified in this way is supplied to predetermined | prescribed pH adjustment object as pH adjustment liquid. As a result, the pH of the pH adjustment target can be lowered by the condensed water, and the pH of the pH adjustment target can be optimized.
第１の発明では、ｐＨ調整液としての凝縮水が嫌気槽（51）へ送られるとともに、熱交換器（32）で回収した熱も嫌気槽（51）へ供給される。従って、嫌気槽（51）内の処理水のｐＨと温度を最適な状態に調整することができる。なお、ここでいう「嫌気槽」は、無酸素条件下で生息する嫌気性細菌の生物分解能を利用して排水を浄化するものであって、いわゆるメタン発酵等の嫌気性消化処理や、生物学的硝化脱窒素処理における脱窒素処理をも含む処理槽を意味するものである。 In the first aspect of the invention, the condensed water as a pH adjusting solution with is sent to the anaerobic tank (51), heat recovered by the heat exchanger (32) is also supplied to the anaerobic tank (51). Therefore, the pH and temperature of the treated water in the anaerobic tank (51) can be adjusted to an optimum state . Na us that the term "anaerobic tank" is for purifying waste water by utilizing the biodegradability of anaerobic bacteria that live in the absence of oxygen, and anaerobic digestion processes, such as the so-called methane fermentation, biological It means a treatment tank that also includes a denitrification treatment in a scientific nitrification denitrification treatment.
第１の発明では、ｐＨ調整液としての凝縮水が嫌気槽（51）に供給される。ここで、嫌気槽（51）による生物処理では、低級脂肪酸等の有機物のガス化、あるいは硝酸イオンの脱窒素化に伴い処理水のｐＨが上昇することがある。一方、嫌気性細菌は、細菌の増殖速度が比較的遅く、最適な生育ｐＨの範囲も狭いことが知られている。このため、このようにして処理水のｐＨが上昇すると、嫌気性細菌の活性が阻害され、処理水の浄化効率が著しく損なわれることがある。本発明では、このような嫌気槽（51）に酸性化した凝縮水を供給するので、嫌気槽（51）の処理水ｐＨの上昇を未然に回避することができる。 In 1st invention, the condensed water as pH adjustment liquid is supplied to an anaerobic tank (51). Here, in the biological treatment using the anaerobic tank (51), the pH of the treated water may increase with the gasification of organic substances such as lower fatty acids or the denitrification of nitrate ions. On the other hand, anaerobic bacteria are known to have a relatively slow growth rate and a narrow range of optimum growth pH. For this reason, when the pH of treated water increases in this way, the activity of anaerobic bacteria may be inhibited, and the purification efficiency of treated water may be significantly impaired. In this invention, since the acidified condensed water is supplied to such an anaerobic tank (51), the raise of the treated water pH of an anaerobic tank (51) can be avoided beforehand.
第１の発明では、燃焼排ガス中から生成した酸性の凝縮水が貯留槽（40）内にｐＨ調整液として貯留される。従って、凝縮水を確実にストックしながら、この凝縮水を必要に応じてｐＨ調整対象に供給することができる。 In 1st invention, the acidic condensed water produced | generated from the combustion exhaust gas is stored as a pH adjustment liquid in a storage tank (40). Therefore, the condensed water can be supplied to the pH adjustment target as necessary while stocking the condensed water with certainty .
第１の発明では、燃焼排ガスの熱を回収する際に生じた凝縮水をｐＨ調整液として所定のｐＨ調整対象に供給するようにしている。従って、従来であれば酸性化した凝縮水について何らかの中和処理を行う必要があったのに対し、本発明によれば、このような酸性の凝縮水をｐＨ調整液として有効利用することができる。 In the first invention, the condensed water generated when the heat of the combustion exhaust gas is recovered is supplied as a pH adjustment liquid to a predetermined pH adjustment target. Therefore, conventionally, it has been necessary to carry out some neutralization treatment on the acidified condensed water, but according to the present invention, such acidic condensed water can be effectively used as a pH adjusting liquid. .
上記第１の発明によれば、凝縮水を嫌気槽（51）のｐＨ調整液として有効利用できる。更に、上記第１の発明によれば、熱交換器（32）で回収した熱を嫌気槽（51）の熱源として利用できるので、嫌気槽（51）の処理水のｐＨ管理と温度管理とを同時に行うことができる。 According to the first aspect of the invention, the condensed water can be effectively used as the pH adjusting liquid for the anaerobic tank (51) . Furthermore, according to the first invention, the heat exchanger heat recovered in (32) can be utilized as a heat source for the anaerobic tank (51), a pH control and temperature control of the treated water anaerobic tank (51) Can be done simultaneously.
更に、第１の発明では、燃焼排ガスの熱を回収する際に生じた凝縮水をｐＨ調整液として貯留槽（40）内に貯留するようにしている。このため、必要な時に必要な量だけ、貯留槽（40）内に溜めた凝縮水をｐＨ調整対象に供給することができる。また、貯留槽（40）とともにｐＨ調整液を搬送することもできる。 Furthermore, in 1st invention, the condensed water produced when collect | recovering the heat | fever of combustion exhaust gas is stored in a storage tank (40) as pH adjustment liquid. For this reason, the condensate stored in the storage tank (40) can be supplied to the pH adjustment target by a necessary amount when necessary. Moreover, pH adjustment liquid can also be conveyed with a storage tank (40).
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
《発明の実施形態１》
図１に示すように、実施形態１に係る廃熱回収システム（10）は、食品工場等のプラントに適用されるものである。なお、このプラントには、工場排水を浄化するための排水処理施設（50）が設けられている。
Embodiment 1 of the Invention
As shown in FIG. 1, the waste heat recovery system (10) according to Embodiment 1 is applied to a plant such as a food factory. This plant is provided with a wastewater treatment facility (50) for purifying factory wastewater.
廃熱回収システム（10）は、蒸気ボイラ（20）、潜熱回収装置（30）、及び貯留タンク（40）を備えている。 The waste heat recovery system (10) includes a steam boiler (20), a latent heat recovery device (30), and a storage tank (40).
蒸気ボイラ（20）は、プラントの所定箇所に温熱を供給する熱源装置を構成している。この蒸気ボイラ（20）は、所定の水管内を流れる循環水を蒸発させて蒸気を生成する、いわゆる貫流式ボイラで構成されている。また、蒸気ボイラ（20）には、燃焼室から生成する燃焼排ガスを排出するための排ガス口（21）と、濃縮した循環水をブロー水として適宜外部へ排出するためのブロー水排出管（22）とが設けられている。ブロー水排出管（22）には、該ブロー水排出管（22）を開閉自在な第１開閉弁（23）が設けられている。 The steam boiler (20) constitutes a heat source device that supplies warm heat to a predetermined part of the plant. The steam boiler (20) is a so-called once-through boiler that generates steam by evaporating circulating water flowing in a predetermined water pipe. Further, the steam boiler (20) includes an exhaust gas port (21) for discharging combustion exhaust gas generated from the combustion chamber, and a blow water discharge pipe (22) for appropriately discharging the condensed circulating water to the outside as blow water. ) And are provided. The blow water discharge pipe (22) is provided with a first on-off valve (23) that can open and close the blow water discharge pipe (22).
潜熱回収装置（30）は、中空密閉状のケーシング（31）と、該ケーシング（31）内に収納される潜熱回収用熱交換器（32）とを備えている。 The latent heat recovery device (30) includes a hollow sealed casing (31) and a latent heat recovery heat exchanger (32) housed in the casing (31).
ケーシング（31）には、その上部に排ガス流入口（33）が形成され、その下部に排ガス流出口（34）が形成されている。ケーシング（31）の内部では、排ガス流入口（33）から排ガス流出口（34）までの間に排ガス流通空間（Ｓ）が形成されている。排ガス流入口（33）は、第１排ガス流路（11）を介して蒸気ボイラ（20）の排ガス口（21）と接続されている。排ガス流出口（34）は、第２排ガス流路（12）を介してプラントの煙突（60）に接続されている。第２排ガス流路（12）には、燃焼排ガスを圧送するための排気ブロワ（13）が設けられている。 The casing (31) has an exhaust gas inlet (33) formed in the upper part thereof, and an exhaust gas outlet (34) formed in the lower part thereof. Inside the casing (31), an exhaust gas circulation space (S) is formed between the exhaust gas inlet (33) and the exhaust gas outlet (34). The exhaust gas inlet (33) is connected to the exhaust gas port (21) of the steam boiler (20) via the first exhaust gas channel (11). The exhaust gas outlet (34) is connected to the chimney (60) of the plant via the second exhaust gas channel (12). The second exhaust gas passage (12) is provided with an exhaust blower (13) for pumping combustion exhaust gas.
また、ケーシング（31）の最下端部には、ケーシング（31）内の下部に溜まった凝縮水を外部へ排出するためのドレン水排出管（36）が接続されている。ドレン水排出管（36）には、該ドレン水排出管（36）を開閉自在な第２開閉弁（37）が設けられている。 In addition, a drain water discharge pipe (36) for discharging condensed water accumulated in the lower part of the casing (31) to the outside is connected to the lowermost end portion of the casing (31). The drain water discharge pipe (36) is provided with a second on-off valve (37) that can open and close the drain water discharge pipe (36).
潜熱回収用熱交換器（32）は、排ガス流通空間（Ｓ）の横断面全域に跨るように設けられている。この潜熱回収用熱交換器（32）の内部には水等の熱媒体が流通可能となっている。つまり、潜熱回収用熱交換器（32）は、蒸気ボイラ（20）の燃焼排ガスの熱を熱媒体を介して回収する熱交換器を構成している。また、潜熱回収用熱交換器（32）には、熱媒体流出口（38）及び熱媒体流入口（39）が形成されている。熱媒体流出口（38）は第１熱媒体流路（14）を介して排水処理施設（50）側に、熱媒体流入口（39）は第２熱媒体流路（15）を介して排水処理施設（50）側にそれぞれ接続している。また、第１熱媒体流路（14）には、熱媒体を移送するための熱媒体ポンプ（16）が設けられている。 The latent heat recovery heat exchanger (32) is provided so as to straddle the entire cross section of the exhaust gas circulation space (S). Inside this latent heat recovery heat exchanger (32), a heat medium such as water can be circulated. That is, the latent heat recovery heat exchanger (32) constitutes a heat exchanger that recovers the heat of the combustion exhaust gas of the steam boiler (20) via the heat medium. The latent heat recovery heat exchanger (32) has a heat medium outlet (38) and a heat medium inlet (39). The heat medium outlet (38) is discharged to the waste water treatment facility (50) side through the first heat medium flow path (14), and the heat medium inlet (39) is discharged from the second heat medium flow path (15). Each is connected to the processing facility (50) side. The first heat medium flow path (14) is provided with a heat medium pump (16) for transferring the heat medium.
貯留タンク（40）は、円筒開放型の容器で構成されている。貯留タンク（40）の頂部には、上記ドレン水排出管（36）の流出端が接続されている。つまり、貯留タンク（40）は、潜熱回収装置（30）で発生した凝縮水を貯留する貯留槽を構成している。また、貯留タンク（40）の胴部には、液供給管（41）の一端が接続されている。この液供給管（41）の他端は、排水処理施設（50）側に接続されている。また、液供給管（41）には、貯留タンク（40）に貯留された凝縮水を移送するための液ポンプ（42）が設けられている。 The storage tank (40) is a cylindrical open container. The drain end of the drain water discharge pipe (36) is connected to the top of the storage tank (40). That is, the storage tank (40) constitutes a storage tank that stores the condensed water generated in the latent heat recovery device (30). One end of a liquid supply pipe (41) is connected to the body of the storage tank (40). The other end of the liquid supply pipe (41) is connected to the wastewater treatment facility (50) side. The liquid supply pipe (41) is provided with a liquid pump (42) for transferring the condensed water stored in the storage tank (40).
上記排水処理施設（50）には、所定の前処理設備及び後処理設備の中間行程に排水処理槽としての嫌気槽（51）が設けられている。嫌気槽（51）は、無酸素条件下において、嫌気性細菌を用いて排水を浄化するものである。この嫌気槽（51）は、処理水中の有機物を発酵して分解する、いわゆる嫌気性消化槽であり、より厳密には、メタン細菌によって有機物をメタンまで分解するメタン発酵槽を構成している。なお、この嫌気槽（51）では、いわゆる中温メタン菌によって中温メタン発酵が行われており、槽内の処理水の最適温度は約３５℃前後、最適ｐＨは約６．５から約７．５の範囲となっている。また、嫌気槽（51）で生成したメタンガスは、図外のガスフォルダ等に貯留され、発電機やボイラ等の燃料として利用される。 The waste water treatment facility (50) is provided with an anaerobic tank (51) as a waste water treatment tank in an intermediate process of predetermined pre-treatment equipment and post-treatment equipment. The anaerobic tank (51) purifies wastewater using anaerobic bacteria under anaerobic conditions. This anaerobic tank (51) is a so-called anaerobic digestion tank that ferments and decomposes organic substances in the treated water, and more strictly, constitutes a methane fermentation tank that decomposes organic substances to methane by methane bacteria. In this anaerobic tank (51), medium temperature methane fermentation is performed by so-called medium temperature methane bacteria. The optimum temperature of the treated water in the tank is about 35 ° C., and the optimum pH is about 6.5 to about 7.5. It is the range. Moreover, the methane gas produced | generated by the anaerobic tank (51) is stored by the gas folder etc. outside a figure, and is utilized as fuels, such as a generator and a boiler.
嫌気槽（51）には、上述した第１熱媒体流路（14）と第２熱媒体流路（15）とが接続されている。嫌気槽（51）内の処理水中には、第１熱媒体流路（14）と第２熱媒体流路（15）との間に介在する伝熱管（52）が浸積している。また、嫌気槽（51）には、上述した液供給管（41）の流出端が臨んでいる。つまり、嫌気槽（51）の槽内には、貯留タンク（40）内に貯留された凝縮水が供給可能となっている。 The first heat medium flow path (14) and the second heat medium flow path (15) described above are connected to the anaerobic tank (51). In the treated water in the anaerobic tank (51), a heat transfer tube (52) interposed between the first heat medium flow path (14) and the second heat medium flow path (15) is immersed. Moreover, the outflow end of the liquid supply pipe (41) mentioned above faces the anaerobic tank (51). That is, the condensed water stored in the storage tank (40) can be supplied into the tank of the anaerobic tank (51).
−運転動作−
次に、実施形態１の廃熱回収システム（10）の運転動作について説明する。
-Driving action-
Next, the operation of the waste heat recovery system (10) of Embodiment 1 will be described.
廃熱回収システム（10）の動作時には、蒸気ボイラ（20）、排気ブロワ（13）、及び熱媒体ポンプ（16）が運転状態となる。 During the operation of the waste heat recovery system (10), the steam boiler (20), the exhaust blower (13), and the heat medium pump (16) are in operation.
蒸気ボイラ（20）の排ガス口（21）からは、高温（約１８０℃）の燃焼排ガスが排出される。この燃焼排ガスは、第１排ガス流路（11）を経由して排ガス流入口（33）から潜熱回収装置（30）のケーシング（31）内へ流入する。ケーシング（31）内の排ガス流通空間（35）を流れる燃焼排ガスは、潜熱回収用熱交換器（32）を通過する。 High-temperature (about 180 ° C.) combustion exhaust gas is discharged from the exhaust gas port (21) of the steam boiler (20). This combustion exhaust gas flows into the casing (31) of the latent heat recovery device (30) from the exhaust gas inlet (33) via the first exhaust gas passage (11). The combustion exhaust gas flowing through the exhaust gas circulation space (35) in the casing (31) passes through the latent heat recovery heat exchanger (32).
潜熱回収用熱交換器（32）の内部には、液ポンプ（16）によって移送された熱媒体が流れている。従って、潜熱回収用熱交換器（32）では、燃焼排ガスの熱が熱媒体に付与されて、燃焼排ガスの温度が低下していく。この潜熱回収用熱交換器（32）では、燃焼排ガスの温度が低温（約４０℃）になるように熱交換が行われる。 The heat medium transferred by the liquid pump (16) flows inside the latent heat recovery heat exchanger (32). Accordingly, in the latent heat recovery heat exchanger (32), the heat of the combustion exhaust gas is imparted to the heat medium, and the temperature of the combustion exhaust gas decreases. In this latent heat recovery heat exchanger (32), heat exchange is performed so that the temperature of the combustion exhaust gas becomes low (about 40 ° C.).
潜熱回収用熱交換器（32）に熱を付与した燃焼排ガスは、排ガス流出口（34）よりケーシング（31）外へ排出される。その後、燃焼排ガスは、第２排ガス流路（12）を経由して煙突（60）から大気中へ放出される。 The combustion exhaust gas that has given heat to the latent heat recovery heat exchanger (32) is discharged out of the casing (31) through the exhaust gas outlet (34). Thereafter, the combustion exhaust gas is released from the chimney (60) into the atmosphere via the second exhaust gas channel (12).
一方、潜熱回収用熱交換器（32）で燃焼排ガスの熱を回収した熱媒体は、第１熱媒体流路（14）を経由して嫌気槽（51）側へ送られる。そして、この熱媒体は、嫌気槽（51）内の処理水中に浸積された伝熱管（52）を流通する。伝熱管（52）では、熱媒体の熱が嫌気槽（51）内の処理水へ付与される。つまり、潜熱回収用熱交換器（32）で回収された燃焼排ガスの熱は、嫌気槽（51）内の処理水の温熱源として利用される。 On the other hand, the heat medium which recovered the heat of combustion exhaust gas with the latent heat recovery heat exchanger (32) is sent to the anaerobic tank (51) side via the first heat medium flow path (14). And this heat medium distribute | circulates the heat exchanger tube (52) immersed in the treated water in an anaerobic tank (51). In the heat transfer tube (52), the heat of the heat medium is applied to the treated water in the anaerobic tank (51). That is, the heat of the combustion exhaust gas recovered by the latent heat recovery heat exchanger (32) is used as a heat source for the treated water in the anaerobic tank (51).
伝熱管（52）を流出した熱媒体は、第２熱媒体流路（15）を経由して再び潜熱回収用熱交換器（32）へ送られる。潜熱回収用熱交換器（32）では、燃焼排ガスの熱が再び熱媒体に付与される。 The heat medium flowing out of the heat transfer tube (52) is sent again to the latent heat recovery heat exchanger (32) via the second heat medium flow path (15). In the latent heat recovery heat exchanger (32), the heat of the combustion exhaust gas is again applied to the heat medium.
ところで、上述のようにして潜熱回収装置（30）で燃焼排ガスの熱を積極的に回収するようにすると、潜熱回収用熱交換器（32）の近傍では、燃焼排ガス中に含まれる水蒸気が凝縮して凝縮水となる。一方、燃焼排ガス中には、蒸気ボイラ（20）の燃料の燃焼に伴い生成した窒素酸化物（ＮＯｘ）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）が含まれている。従って、このようにして凝縮水が生成すると、ＮＯｘやＳＯｘが凝縮水に溶け込み、硝酸や硫酸が生成してしまう。従って、ケーシング（31）内の底部には、酸性化した凝縮水が徐々に溜まり込んでいくことになる。実施形態１の廃熱回収システム（10）では、このようにして酸性化した凝縮水をｐＨ調整液として利用するようにしている。 By the way, if the latent heat recovery device (30) actively recovers the heat of the combustion exhaust gas as described above, the water vapor contained in the combustion exhaust gas is condensed in the vicinity of the latent heat recovery heat exchanger (32). And becomes condensed water. On the other hand, the combustion exhaust gas contains nitrogen oxides (NOx) and sulfur oxides (SOx) generated with the combustion of fuel in the steam boiler (20). Therefore, when condensed water is generated in this way, NOx and SOx are dissolved in the condensed water, and nitric acid and sulfuric acid are generated. Accordingly, acidified condensed water gradually accumulates at the bottom of the casing (31). In the waste heat recovery system (10) of Embodiment 1, the acidified condensed water is used as a pH adjusting liquid.
具体的には、ケーシング（31）内の底部に凝縮水が溜まり込んでいくと、ドレン水排出管（36）の第２開閉弁（37）が適宜開放される。その結果、潜熱回収装置（30）内の凝縮水は、ドレン水排出管（36）を経由して貯留タンク（40）内に供給される。そして、貯留タンク（40）には、この凝縮水が次第に溜まり込んでいく。 Specifically, when condensed water accumulates at the bottom of the casing (31), the second on-off valve (37) of the drain water discharge pipe (36) is appropriately opened. As a result, the condensed water in the latent heat recovery device (30) is supplied into the storage tank (40) via the drain water discharge pipe (36). The condensed water gradually accumulates in the storage tank (40).
貯留タンク（40）内に貯留された凝縮水は、嫌気槽（51）内の処理水のｐＨ管理に利用される。即ち、嫌気槽（51）では、メタン発酵に伴い嫌気槽（51）内の低級脂肪酸等の有機物がメタンや炭酸ガスにまで分解される。このため、嫌気槽（51）では、このような有機物のガス化に伴い、処理水のｐＨが次第に上昇していくことがある。一方、上述したように、中温メタン細菌の最適生育ｐＨは約６．５から約７．５の範囲である。従って、処理水のｐＨが７．５を上回ると、中温メタン細菌の活性が阻害され、良好なメタン発酵処理を行うことができなくなる。このため、例えばｐＨ電極等によって嫌気槽（51）内の処理水のｐＨの上昇が検知されると、液ポンプ（42）が起動し、貯留タンク（40）内の凝縮水が液供給管（41）を介して嫌気槽（51）へ供給される。その結果、酸性の凝縮水によって嫌気槽（51）内の処理水のｐＨが低減されるので、処理水のｐＨが７．５を上回ることが未然に回避される。 The condensed water stored in the storage tank (40) is used for pH management of treated water in the anaerobic tank (51). That is, in the anaerobic tank (51), organic substances such as lower fatty acids in the anaerobic tank (51) are decomposed into methane and carbon dioxide gas along with methane fermentation. Therefore, in the anaerobic tank (51), the pH of the treated water may gradually increase with the gasification of such organic matter. On the other hand, as described above, the optimum growth pH of mesophilic methane bacteria is in the range of about 6.5 to about 7.5. Therefore, when the pH of the treated water exceeds 7.5, the activity of the mesophilic methane bacterium is inhibited, and a good methane fermentation treatment cannot be performed. For this reason, for example, when an increase in the pH of the treated water in the anaerobic tank (51) is detected by a pH electrode or the like, the liquid pump (42) is activated, and the condensed water in the storage tank (40) is supplied to the liquid supply pipe ( 41) to the anaerobic tank (51). As a result, since the pH of the treated water in the anaerobic tank (51) is reduced by the acidic condensed water, it is avoided in advance that the pH of the treated water exceeds 7.5.
−実施形態１の効果−
上記実施形態１によれば、ボイラ（20）から生成した燃焼排ガスの熱を積極的に回収することで、この廃熱回収システム（10）の熱回収効率の向上を図ることができる。一方、このように燃焼排ガスの熱を積極的に回収すると、燃焼排ガス中の水蒸気が凝縮して酸性の凝縮水が生成する。実施形態１では、この凝縮水をｐＨ調整液として貯留タンク（40）に貯め込み、嫌気槽（51）のｐＨ管理に利用している。従って、従来であれば取り扱いが難しかった凝縮水を、上記実施形態１によれば、嫌気槽（51）のｐＨ調整液として有効利用することができる。
-Effect of Embodiment 1-
According to the first embodiment, the heat recovery efficiency of the waste heat recovery system (10) can be improved by actively recovering the heat of the combustion exhaust gas generated from the boiler (20). On the other hand, when the heat of the combustion exhaust gas is positively recovered in this way, the water vapor in the combustion exhaust gas is condensed to generate acidic condensed water. In Embodiment 1, this condensed water is stored as a pH adjusting liquid in the storage tank (40) and used for pH management of the anaerobic tank (51). Therefore, according to Embodiment 1 described above, the condensed water, which has been difficult to handle in the past, can be effectively used as the pH adjusting liquid in the anaerobic tank (51).
また、上記実施形態１では、潜熱回収用熱交換器（32）で回収した熱を嫌気槽（51）の処理水の温熱源として利用している。従って、本実施形態１の廃熱回収システム（10）によれば、嫌気槽（51）の処理水のｐＨ管理と温度管理との双方を行うことできる。 Moreover, in the said Embodiment 1, the heat | fever collect | recovered with the heat exchanger (32) for latent heat collection | recovery is utilized as a heat source of the treated water of an anaerobic tank (51). Therefore, according to the waste heat recovery system (10) of the first embodiment, both pH management and temperature management of treated water in the anaerobic tank (51) can be performed.
<実施形態１の変形例>
上記実施形態１の嫌気槽（51）は、酸発酵、メタン発酵、水素発酵や、生物学的硝化脱窒素処理の脱窒素処理を行う嫌気槽であってもよい。このような場合にも、潜熱回収装置（30）で生成した凝縮水を嫌気槽（51）のｐＨ調整液として利用することができる。
<Modification of Embodiment 1>
The anaerobic tank (51 ) of the first embodiment may be an anaerobic tank that performs a denitrification treatment of acid fermentation, methane fermentation, hydrogen fermentation, or biological nitrification denitrification treatment . Even such cases, it is possible to use the condensed water generated by the latent heat recovery apparatus (30) as a pH adjusting liquid in the anaerobic tank (51).
《参考形態》
図２に示すように、参考形態に係る廃熱回収システム（10）は、上記実施形態１と一部の構成が異なるものである。以下には、上記実施形態１と異なる点について説明する。
《 Reference form 》
As shown in FIG. 2, the waste heat recovery system (10) according to the reference embodiment is partially different from the first embodiment. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described.
参考形態の廃熱回収システム（10）では、蒸気ボイラ（20）のブロー水排出管（22）の流出端が、貯留タンク（40）内に臨んでいる。つまり、参考形態では、ブロー水排出管（22）及び第１開閉弁（23）から成るブロー水の移送手段によって、蒸気ボイラ（20）のブロー水を貯留タンク（40）内に供給可能となっている。また、参考形態では、第１熱媒体流路（14）及び第２熱媒体流路（15）に接続される伝熱管（52）が温水タンク（70）内に設けられている。つまり、参考形態では、潜熱回収装置（30）で回収された燃焼排ガスの熱を温水の生成に利用している。 In the waste heat recovery system (10) of the reference form , the outflow end of the blow water discharge pipe (22) of the steam boiler (20) faces the storage tank (40). That is, in the reference mode , blow water from the steam boiler (20) can be supplied into the storage tank (40) by the blow water transfer means including the blow water discharge pipe (22) and the first on-off valve (23). ing. In the reference embodiment , the heat transfer pipe (52) connected to the first heat medium flow path (14) and the second heat medium flow path (15) is provided in the hot water tank (70). That is, in the reference embodiment , the heat of the combustion exhaust gas recovered by the latent heat recovery device (30) is used for generating hot water.
参考形態の廃熱回収システム（10）の動作時には、実施形態１と同様にして、潜熱回収装置（30）による廃熱回収が行われる。また、潜熱回収装置（30）からは、貯留タンク（40）へ酸性化した凝縮水が供給される。 During the operation of the waste heat recovery system (10) of the reference form, the waste heat recovery by the latent heat recovery device (30) is performed in the same manner as in the first embodiment. In addition, the acidified condensed water is supplied from the latent heat recovery device (30) to the storage tank (40).
一方、参考形態の貯留タンク（40）では、蒸気ボイラ（20）のブロー水によって凝縮水の中和処理が行われる。即ち、蒸気ボイラ（20）では、配管系統の腐食防止のため、循環水のｐＨが約９．０以上に管理されるので、ブロー水排出管（22）から適宜排出されるブロー水は弱アルカリとなっている。このため、第１開閉弁（23）が開放されてブロー水が貯留タンク（40）内に供給されると、貯留タンク（40）内の凝縮水が中和される。以上のようにして中和処理された凝縮水は、洗浄水や雑用水として所定箇所に供給される。 On the other hand, in the storage tank (40) of the reference form, the condensed water is neutralized by the blow water of the steam boiler (20). That is, in the steam boiler (20), since the pH of the circulating water is controlled to about 9.0 or more in order to prevent corrosion of the piping system, the blow water appropriately discharged from the blow water discharge pipe (22) is weakly alkaline. It has become. For this reason, when the first on-off valve (23) is opened and the blow water is supplied into the storage tank (40), the condensed water in the storage tank (40) is neutralized. The condensed water neutralized as described above is supplied to a predetermined location as washing water or miscellaneous water.
−参考形態の効果−
上記参考形態では、潜熱回収装置（30）から発生した酸性の凝縮水と、蒸気ボイラ（20）から発生したアルカリ性のブロー水とを貯留タンク（40）内で混合させることで、凝縮水の中和処理を行うようにしている。従って、凝縮水の取り扱いが簡便となり、この凝縮水を中水として再利用することができる。
-Effect of reference form-
In the above reference form , the acidic condensate generated from the latent heat recovery device (30) and the alkaline blow water generated from the steam boiler (20) are mixed in the storage tank (40), so that The sum processing is performed. Therefore, handling of condensed water becomes easy, and this condensed water can be reused as middle water.
<参考形態の変形例>
上記参考形態では、貯留タンク（40）内で凝縮水とブロー水とを混合させて凝縮水を中和するようにしている。しかしながら、貯留タンク（40）内に供給する凝縮水量とブロー水量とを適宜調節することで、貯留タンク（40）内の凝縮水のｐＨを所望のｐＨに調節するようにしても良い。そして、所定のｐＨに調節した凝縮水を排水処理槽や他のｐＨ調整対象にｐＨ調整液として送るようにしても良い。
<Modification of reference form >
In the above reference embodiment , condensed water and blown water are mixed in the storage tank (40) to neutralize the condensed water. However, the pH of the condensed water in the storage tank (40) may be adjusted to a desired pH by appropriately adjusting the amount of condensed water and the amount of blown water supplied into the storage tank (40). And you may make it send the condensed water adjusted to predetermined | prescribed pH as a pH adjustment liquid to a waste-water-treatment tank or another pH adjustment object.
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
<< Other Embodiments >>
About the said embodiment, it is good also as the following structures.
上記実施形態の蒸気ボイラ（20）に代えて他の熱源装置を用いても良い。つまり、熱源装置（20）は、温水ボイラ、ガスエンジン、マイクロガスタービン、燃料電池等、燃料を必要とするものであれば如何なるものであっても良い。 Other heat source devices may be used instead of the steam boiler (20) of the above embodiment. That is, the heat source device (20) may be any device that requires fuel, such as a hot water boiler, a gas engine, a micro gas turbine, and a fuel cell.
また、上記実施形態では、蒸気ボイラ（20）から発生した燃焼排ガスの全量を第１排ガス流路（11）を介して潜熱回収装置（30）へ送るようにしている。しかしながら、例えば第１排ガス流路（11）と第２排ガス流路（12）とをバイパスさせるバイパス流路を設け、蒸気ボイラ（20）から発生した燃焼排ガスの一部をバイパスさせる一方、残りを潜熱回収装置（30）へ送るようにしてもよい。また、これらの各排ガス流路にダンパを設けることで、潜熱回収装置（30）へ送る燃焼排ガス流量を適宜調節するようにしても良い。 In the above embodiment, the entire amount of combustion exhaust gas generated from the steam boiler (20) is sent to the latent heat recovery device (30) via the first exhaust gas passage (11). However, for example, a bypass flow path for bypassing the first exhaust gas flow path (11) and the second exhaust gas flow path (12) is provided, and a part of the combustion exhaust gas generated from the steam boiler (20) is bypassed, while the rest is It may be sent to the latent heat recovery device (30). Moreover, you may make it adjust suitably the combustion exhaust gas flow volume sent to a latent-heat recovery apparatus (30) by providing a damper in each of these exhaust gas flow paths .
更に、潜熱回収装置（30）で熱を回収した熱媒体を温熱源としての利用だけでなく、冷熱源として利用することもできる。即ち、潜熱回収装置（30）で熱を回収した温熱を吸収式冷凍機等に供給し、吸収式冷凍機から取り出した冷水を冷熱対象に供給することもできる。この場合には、夏期における排水処理槽の処理水を冷却し、排水処理槽の温度調整を行うこともできる。 Furthermore, the heat medium recovered by the latent heat recovery device (30) can be used not only as a heat source but also as a cold source. That is, it is possible to supply the heat recovered from the latent heat recovery device (30) to an absorption refrigeration machine or the like, and supply cold water taken out from the absorption refrigeration machine to a cooling object. In this case, the treated water in the waste water treatment tank in the summer can be cooled to adjust the temperature of the waste water treatment tank.
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.
以上説明したように、本発明は、熱源装置から発生する燃焼排ガスの熱を回収する廃熱回収システムについて有用である。 As described above, the present invention is useful for a waste heat recovery system that recovers heat of combustion exhaust gas generated from a heat source device.
10 廃熱回収システム
20 蒸気ボイラ（ボイラ）
32 潜熱回収用熱交換器（熱交換器）
40 貯留タンク
51 嫌気槽
10 Waste heat recovery system
20 Steam boiler (boiler)
32 Heat exchanger for latent heat recovery (heat exchanger)
40 storage tank
51 Anaerobic tank
Claims (1)
上記熱交換器（32）で加熱された熱媒体が循環するとともに、嫌気槽（51）に浸漬する伝熱管（52）を有する熱媒体流路（14,15）と、
上記熱交換器（32）を通過する燃焼排ガス中から生成した凝縮水が貯留される貯留タンク（40）と、
上記貯留タンク（40）内の凝縮水をｐＨ調整液として上記嫌気槽（51）へ供給する液供給管（41）とを備えていることを特徴とする廃熱回収システム。 A waste heat recovery system comprising a heat exchanger (32) for recovering the heat of the combustion exhaust gas of the heat source device (20),
A heat medium flow path (14, 15) having a heat transfer tube (52) immersed in the anaerobic tank (51), while the heat medium heated by the heat exchanger (32) circulates;
A storage tank (40) in which condensed water generated from the combustion exhaust gas passing through the heat exchanger (32) is stored;
It said storage tank (40) a waste heat recovery system characterized that you have provided a condensed water as a pH adjusting liquid the anaerobic tank (51) to supply liquid supply pipe and (41) in the.
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