JP6214885B2 - Waste heat recovery system and waste heat recovery method - Google Patents

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Description

本発明は、焼却炉からの排ガスを排ガス用熱交換器及び排煙処理塔を介して排ガス処理する際に得られる加熱空気および排煙処理塔の洗煙水の熱エネルギーを回収して他のエネルギーに変換する排熱エネルギー回収変換装置を有した排熱回収システムおよび排熱回収方法に関する。   The present invention recovers the thermal energy of the heated air obtained when the exhaust gas from the incinerator is treated with the exhaust gas through the exhaust gas heat exchanger and the flue gas treatment tower and the thermal energy of the flue gas from the flue gas treatment tower. The present invention relates to an exhaust heat recovery system and an exhaust heat recovery method having an exhaust heat energy recovery conversion device that converts energy into energy.

下水汚泥焼却炉等の焼却炉の排ガスは800〜850℃程度の高温の排ガスである。このため特許文献1に示すようにこの高温の排ガスを廃熱ボイラに導いて水蒸気を発生させ、蒸気タービンにより発電機を回転させて排熱発電を行わせることが提案されている。しかし設備投資額に見合う発電量が得られず、さらなる高いエネルギー回収率をもつシステムが要望されている。   The exhaust gas from an incinerator such as a sewage sludge incinerator is a high-temperature exhaust gas of about 800 to 850 ° C. For this reason, as shown in Patent Document 1, it has been proposed that this high-temperature exhaust gas is guided to a waste heat boiler to generate water vapor, and a generator is rotated by a steam turbine to perform exhaust heat power generation. However, there is a demand for a system with a higher energy recovery rate because the amount of power generation corresponding to the amount of capital investment cannot be obtained.

このため、一般的な焼却プラントでは、焼却炉から排出される高温の排ガスを、白煙防止空気予熱器やその他の熱交換器に通して排熱の一部を回収したうえ、集塵機においてダストを分離除去し、更に排煙処理塔に通して水洗浄を行い、排ガス中のHCl,SO等の成分を除去する排ガス処理のみが行われているのが普通である。 For this reason, in general incineration plants, high-temperature exhaust gas discharged from incinerators is passed through a white smoke prevention air preheater and other heat exchangers to collect part of the exhaust heat, and dust is collected in the dust collector. Usually, only exhaust gas treatment is performed in which the components are separated and removed, and further washed with water through a flue gas treatment tower to remove components such as HCl and SO X in the exhaust gas.

なお、焼却炉が流動焼却炉である場合には白煙防止空気予熱器の前段に流動空気予熱器が設置されることがある。また、集塵機がセラミックフィルタである場合には約400℃程度の高温集塵が可能であるが、バグフィルタである場合には冷却塔において200℃以下にまで降温したうえで集塵を行っている。   When the incinerator is a fluidized incinerator, the fluidized air preheater may be installed before the white smoke preventing air preheater. In addition, when the dust collector is a ceramic filter, high temperature dust collection of about 400 ° C. is possible, but when it is a bag filter, the dust is collected after the temperature is lowered to 200 ° C. or less in the cooling tower. .

このような通常の排ガス処理システムにおいては、排煙処理塔において200〜400℃の排ガスが約30℃にまで冷却される一方、洗煙排水は50〜75℃で排出される。この洗煙排水は比較的低温ではあるが水の比熱が大きいために熱量は大きく、排ガスの持つ熱量の50%を超える。このエネルギーは、従来温水プール等に利用する以外にはほとんど無駄に排出されており、その有効利用が期待されている。しかしながら温度域が50〜75℃の低レベルであるため、有効利用は困難とされてきた。   In such a normal exhaust gas treatment system, exhaust gas at 200 to 400 ° C. is cooled to about 30 ° C. in the flue gas treatment tower, while smoke washed waste water is discharged at 50 to 75 ° C. Although the smoke washing wastewater is relatively low in temperature, the specific heat of water is large, so the amount of heat is large and exceeds 50% of the amount of heat of the exhaust gas. This energy is almost wasted other than being used for a conventional hot water pool or the like, and its effective use is expected. However, since the temperature range is a low level of 50 to 75 ° C., effective use has been considered difficult.

特開2005−321131号公報JP-A-2005-323131 特開2010−174845号公報JP 2010-174845 A 特開昭51−108145号公報JP-A-51-108145

このため、特許文献2では、従来は無駄に排出されていた排煙処理塔の洗煙排水の保有熱を有効に利用し、電力としてエネルギーを回収することができる焼却炉の排ガスによる排熱発電方法が記載されている。   For this reason, in Patent Document 2, waste heat generation using exhaust gas from an incinerator that can effectively recover energy as electric power by effectively using the retained heat of the smoke washing wastewater of the flue gas treatment tower that has been exhausted in the past. A method is described.

この特許文献2に記載された排熱発電方法では、捨てられる洗煙排水の保有熱を回収するようにしている。ところが、排ガス中の水蒸気を凝縮し排出するためには、排煙処理塔内で循環される洗煙水により、入力された排ガスを露点温度未満とする必要がある。この場合、循環される洗煙水は、排ガスの保有熱によって温度上昇し、露点温度未満を維持できなくなるため、外部から洗煙水に冷却水を供給する必要があり、この冷却水による洗煙排水の温度低下でのエネルギー損失も無視できない。   In the exhaust heat power generation method described in Patent Document 2, the retained heat of the smoke-washed waste water that is discarded is recovered. However, in order to condense and discharge the water vapor in the exhaust gas, the input exhaust gas needs to be lower than the dew point temperature by the smoke-washed water circulated in the smoke treatment tower. In this case, since the temperature of the circulating smoke cleaning water rises due to the retained heat of the exhaust gas and it becomes impossible to maintain the temperature below the dew point, it is necessary to supply cooling water to the smoke cleaning water from the outside. Energy loss due to wastewater temperature drop cannot be ignored.

また、本発明者の知見によれば、排ガス中に含まれる水蒸気の潜熱は、排ガスの顕熱に比して極めて高い熱エネルギーを有する。具体的には、排ガスに含まれる水蒸気の潜熱は600kcal/kgであるのに対し、排ガス中の水蒸気の顕熱は0.4kcal/kg・K、水蒸気以外の乾燥ガスの顕熱は0.25kcal/kg・Kである。そのため、この水蒸気の潜熱の熱エネルギーを回収できれば、排煙処理塔の洗煙排水の保有熱をより有効に利用できる。   Further, according to the knowledge of the present inventor, the latent heat of water vapor contained in the exhaust gas has extremely high thermal energy compared to the sensible heat of the exhaust gas. Specifically, the latent heat of water vapor contained in the exhaust gas is 600 kcal / kg, whereas the sensible heat of water vapor in the exhaust gas is 0.4 kcal / kg · K, and the sensible heat of dry gas other than water vapor is 0.25 kcal. / Kg · K. Therefore, if the thermal energy of the latent heat of the water vapor can be recovered, the heat retained in the smoke washing wastewater of the smoke treatment tower can be used more effectively.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、排ガスにおける顕熱の熱エネルギーのみならず、排ガスに含まれる水蒸気における潜熱の熱エネルギーをも回収することができ、排煙処理塔内のエネルギー回収率をさらに高めることができる排熱回収システムおよび排熱回収方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to recover not only sensible heat energy in exhaust gas but also latent heat energy in water vapor contained in the exhaust gas. An object of the present invention is to provide an exhaust heat recovery system and an exhaust heat recovery method that can further increase the energy recovery rate in the processing tower.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る排熱回収システムは、焼却炉からの排ガスの熱を熱交換する排ガス用熱交換器と、排ガスを処理する排煙処理塔とを備え、排ガス用熱交換器と排煙処理塔とを介して排ガス処理する際に得られる加熱空気および排煙処理塔における洗煙水の熱エネルギーを回収して他のエネルギーに変換する排熱エネルギー回収変換装置を有し、排煙処理塔が、塔内下部に溜まった洗煙水を循環させて排ガスを水洗浄する洗煙循環路上に、洗煙循環路を流れる洗煙水の熱エネルギーを回収して回収した熱エネルギーを排熱エネルギー回収変換装置に供給するための洗煙熱交換器を備え、入力された排ガスが、洗煙熱交換器によって冷却された洗煙冷却水の散水によって水洗浄される排熱回収システムであって、排煙処理塔が、洗煙冷却水の散水によって水洗浄された排ガスを冷却する処理水を入力可能に構成されているとともに、排ガスを冷却した後の処理水に対して、洗煙水に混合および外部に排出の少なくとも一方を選択する供給先選択手段を有し、洗煙水の温度が排熱エネルギー回収変換装置の稼働可能温度以上排ガスにおける飽和絶対湿度に基づく温度未満に維持されるように供給先選択手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, an exhaust heat recovery system according to the present invention includes an exhaust gas heat exchanger for exchanging heat of exhaust gas from an incinerator and an exhaust gas treatment tower for processing exhaust gas. The exhaust air that collects the thermal energy of the heated air obtained when the exhaust gas is treated through the exhaust gas heat exchanger and the flue gas treatment tower and the smoke washing water in the flue gas treatment tower and converts it into other energy The heat of the smoke-washing water flowing through the smoke-washing circuit on the smoke-washing circuit that has a thermal energy recovery conversion device and the smoke treatment tower circulates the smoke-washed water collected in the lower part of the tower to wash the exhaust gas. A smoke washing heat exchanger for supplying the recovered heat energy to the exhaust heat energy recovery and conversion device is provided, and the input exhaust gas is sprinkled with the smoke washing cooling water cooled by the smoke washing heat exchanger Waste heat recovery system washed with water The flue gas treatment tower is configured to be able to input treated water that cools the exhaust gas that has been washed with sprinkling of the smoke washing cooling water, and the treated water after cooling the exhaust gas is washed. It has a supply destination selection means that selects at least one of mixing with smoke and discharging to the outside, and keeps the temperature of the smoke cleaning water above the operating temperature of the exhaust heat energy recovery converter and below the temperature based on the saturated absolute humidity in the exhaust gas As described above, the apparatus includes control means for controlling the supply destination selection means.

また、本発明に係る排熱回収システムは、上記の発明において、排熱エネルギー回収変換装置は、水よりも低沸点の媒体を用いた熱サイクルを形成することを特徴とする。   The exhaust heat recovery system according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the exhaust heat energy recovery conversion device forms a heat cycle using a medium having a boiling point lower than that of water.

また、本発明に係る排熱回収システムは、上記の発明において、排熱エネルギー回収変換装置は、熱サイクル上に蒸気タービンを配置し、該蒸気タービンに接続された発電機を介して電力を出力し、または該蒸気タービンの回転動力を出力することを特徴とする。   In the exhaust heat recovery system according to the present invention, in the above invention, the exhaust heat energy recovery conversion device includes a steam turbine disposed on a thermal cycle, and outputs electric power via a generator connected to the steam turbine. Or the rotational power of the steam turbine is output.

また、本発明に係る排熱回収システムは、上記の発明において、熱サイクル上に配置された凝縮器に用いられた凝縮用冷却水の凝縮後処理水を、排煙処理塔上部に供給される冷却用の処理水として用いることを特徴とする。   Further, in the exhaust heat recovery system according to the present invention, in the above invention, the condensed post-treatment water used for the condenser cooling water used in the condenser arranged on the thermal cycle is supplied to the upper part of the flue gas treatment tower. It is used as treated water for cooling.

また、本発明に係る排熱回収方法は、焼却炉からの排ガスの熱を熱交換する排ガス用熱交換器と、排ガスを処理する排煙処理塔とを備え、排ガス用熱交換器と排煙処理塔とを介して排ガス処理する際に得られる加熱空気および排煙処理塔における洗煙水の熱エネルギーを回収して他のエネルギーに変換する排熱エネルギー回収変換装置を有する排熱回収システムにおいて、排煙処理塔内下部に溜まった洗煙水を循環させて排ガスを水洗浄する洗煙循環路上で、洗煙循環路を流れる洗煙水の熱エネルギーを回収して、回収した熱エネルギーを排熱エネルギー回収変換装置に供給するとともに、熱エネルギーの回収によって冷却された洗煙冷却水の散水によって排ガスを水洗浄する排熱回収方法であって、排煙処理塔に、洗煙冷却水の散水によって水洗浄された排ガスを冷却する処理水を入力し、排ガスを冷却した後の処理水に対して、洗煙水の温度が排熱エネルギー回収変換装置の稼働可能温度以上排ガスにおける飽和絶対湿度に基づく温度未満に維持されるように、洗煙水に混合および外部に排出の少なくとも一方を選択的に制御することを特徴とする。   The exhaust heat recovery method according to the present invention includes an exhaust gas heat exchanger for exchanging heat of exhaust gas from the incinerator, and an exhaust gas treatment tower for processing the exhaust gas, the exhaust gas heat exchanger and the exhaust gas In an exhaust heat recovery system having an exhaust heat energy recovery conversion device that recovers thermal energy of heated air obtained when treating exhaust gas through a treatment tower and smoke washing water in the exhaust treatment tower and converts it into other energy In the smoke cleaning circuit that circulates the smoke cleaning water accumulated in the lower part of the flue gas treatment tower and cleans the exhaust gas with water, recover the thermal energy of the smoke cleaning water flowing through the smoke cleaning circuit and collect the recovered thermal energy. A waste heat recovery method for supplying exhaust gas to a waste heat energy recovery conversion device and washing the exhaust gas with a sprinkle of smoke wash cooling water cooled by the recovery of heat energy. By watering Input the treated water that cools the exhaust gas that has been washed with water, and the temperature of the smoke cleaning water is higher than the operating temperature of the exhaust heat energy recovery converter for the treated water after cooling the exhaust gas, based on the saturated absolute humidity in the exhaust gas It is characterized by selectively controlling at least one of mixing with smoke-washing water and discharging to the outside so that the temperature is maintained below the temperature.

また、本発明に係る排熱回収方法は、上記の発明において、排熱エネルギー回収変換装置は、水よりも低沸点の媒体を用いた熱サイクルを形成することを特徴とする。   The exhaust heat recovery method according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the exhaust heat energy recovery conversion device forms a thermal cycle using a medium having a boiling point lower than that of water.

また、本発明に係る排熱回収方法は、上記の発明において、排熱エネルギー回収変換装置は、熱サイクル上に蒸気タービンを配置し、該蒸気タービンに接続された発電機を介して電力を出力し、または該蒸気タービンの回転動力を出力することを特徴とする。   In the exhaust heat recovery method according to the present invention, in the above invention, the exhaust heat energy recovery conversion device includes a steam turbine disposed on a thermal cycle, and outputs electric power via a generator connected to the steam turbine. Or the rotational power of the steam turbine is output.

また、本発明に係る排熱回収方法は、上記の発明において、熱サイクル上に配置された凝縮器に用いられた凝縮用冷却水の凝縮後処理水を、排煙処理塔上部に供給される冷却用の処理水として用いることを特徴とする。   Further, in the exhaust heat recovery method according to the present invention, in the above invention, the post-condensation treated water for the condensing cooling water used in the condenser disposed on the thermal cycle is supplied to the upper part of the flue gas treatment tower. It is used as treated water for cooling.

本発明によれば、排ガスにおける顕熱の熱エネルギーのみならず、排ガスに含まれる水蒸気における潜熱の熱エネルギーをも回収することができ、排煙処理塔内のエネルギー回収率をさらに高めることができる。   According to the present invention, not only sensible heat energy in exhaust gas but also latent heat heat energy in water vapor contained in exhaust gas can be recovered, and the energy recovery rate in the flue gas treatment tower can be further increased. .

図1は、本発明の第1の実施形態による排熱回収システムを含む汚泥焼却システムの概要構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a sludge incineration system including an exhaust heat recovery system according to a first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の第1の実施形態による排煙処理塔およびその周辺の構成を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the flue gas treatment tower and its surroundings according to the first embodiment of the present invention. 図3は、本発明の第2の実施形態による排熱回収システムを含む汚泥焼却システムの概要構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a sludge incineration system including an exhaust heat recovery system according to the second embodiment of the present invention. 図4は、排熱回収システムの変形例1の構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of Modification 1 of the exhaust heat recovery system. 図5は、排熱回収システムの変形例2の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of Modification 2 of the exhaust heat recovery system. 図6は、排熱回収システムの変形例3の構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of Modification 3 of the exhaust heat recovery system.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する実施形態によって限定されるものではない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In all the drawings of the following embodiments, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals. Further, the present invention is not limited to the embodiments described below.

(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態による排熱回収システムを含む汚泥焼却システムについて説明する。図1は、この第1の実施形態による排熱回収システムを含む汚泥焼却システムの概要構成を示すブロック図である。
(First embodiment)
First, a sludge incineration system including an exhaust heat recovery system according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a sludge incineration system including an exhaust heat recovery system according to the first embodiment.

図1に示すように、この汚泥焼却システムは、焼却炉1、流動空気予熱器2、白煙防止空気予熱器3、集塵機4、排煙処理塔5、煙突6、制御部7、温度センサ8、および排熱エネルギー回収変換装置10を有する。   As shown in FIG. 1, this sludge incineration system includes an incinerator 1, a fluid air preheater 2, a white smoke prevention air preheater 3, a dust collector 4, a flue gas treatment tower 5, a chimney 6, a control unit 7, and a temperature sensor 8. And an exhaust heat energy recovery conversion device 10.

焼却炉1は、下水汚泥を焼却するための流動焼却炉であり、800〜850℃程度の高温の排ガスを出力する。なお、焼却炉1は、流動焼却炉に限らず、循環焼却炉などの他の焼却方式のガス化炉でも良く、焼却対象も下水汚泥に限られない。   The incinerator 1 is a fluidized incinerator for incinerating sewage sludge, and outputs high-temperature exhaust gas of about 800 to 850 ° C. The incinerator 1 is not limited to a fluidized incinerator, and may be another incineration type gasification furnace such as a circulating incinerator, and the incinerator is not limited to sewage sludge.

流動空気予熱器2は、焼却炉1からの排ガスが入力され、大気を例えば650℃の流動空気A1に昇温して焼却炉1の炉底部に供給している。白煙防止空気予熱器3は、排ガス用熱交換器の一例であり、流動空気予熱器2の後段に配置され、流動空気予熱器2から出力された排ガスの熱エネルギーを用いて、煙突6から放出される排ガス中の水蒸気が白煙として見えることを防止するための加熱空気である白煙防止空気A2を生成する。この白煙防止空気A2の温度は、400℃程度である。白煙防止空気予熱器3を通った排ガスは、200〜400℃程度まで温度が低下する。   The fluidized air preheater 2 receives the exhaust gas from the incinerator 1, raises the air temperature to, for example, 650 ° C. fluidized air A 1, and supplies it to the bottom of the incinerator 1. The white smoke prevention air preheater 3 is an example of a heat exchanger for exhaust gas. The white smoke prevention air preheater 3 is arranged at the rear stage of the fluidized air preheater 2 and uses the thermal energy of the exhaust gas output from the fluidized air preheater 2 to White smoke prevention air A2, which is heated air for preventing the water vapor in the discharged exhaust gas from being seen as white smoke, is generated. The temperature of the white smoke prevention air A2 is about 400 ° C. The temperature of the exhaust gas that has passed through the white smoke prevention air preheater 3 is lowered to about 200 to 400 ° C.

温水発生器22は、熱交換器であり、白煙防止空気A2から一部の熱エネルギーを回収して排熱エネルギー回収変換装置10に供給する。また、温水発生器22は、温度低下した加熱空気を、ブロアBを介して煙突6に供給する。また、温水発生器22には調節弁V1が並列接続されている。そして、この調節弁V1を調整することによって、温水発生器22による白煙防止空気A2からの熱回収量を調整することができる。さらに、ブロアBから送出される一部の加熱空気と新たな大気とが混合した加熱空気が白煙防止空気予熱器3に再供給される。   The hot water generator 22 is a heat exchanger, collects a part of the thermal energy from the white smoke prevention air A2, and supplies it to the exhaust heat energy recovery conversion device 10. The hot water generator 22 supplies the heated air whose temperature has decreased to the chimney 6 through the blower B. A control valve V1 is connected in parallel to the hot water generator 22. And the amount of heat recovery from the white smoke prevention air A2 by the hot water generator 22 can be adjusted by adjusting the control valve V1. Further, the heated air in which a part of the heated air sent from the blower B and the new atmosphere are mixed is resupplied to the white smoke prevention air preheater 3.

集塵機4は、白煙防止空気予熱器3の後段に配置され、白煙防止空気予熱器3から入力された排ガス内のダストを除去する。集塵機4は、耐熱性の優れたセラミック集塵機であり、白煙防止空気予熱器3を通過した排ガスの不純物をそのまま集塵することができる。集塵機4における排ガスの温度降下は小さく、集塵機4を通過した後の排ガスG1の温度は200〜400℃である。なお、集塵機4は、バグフィルタを使用するものであっても良い。この場合、バグフィルタの前段に冷却塔を配置してバグフィルタの耐熱温度まで降温することが必要である。   The dust collector 4 is disposed downstream of the white smoke prevention air preheater 3 and removes dust in the exhaust gas input from the white smoke prevention air preheater 3. The dust collector 4 is a ceramic dust collector with excellent heat resistance, and can collect the impurities of the exhaust gas that has passed through the white smoke prevention air preheater 3 as it is. The temperature drop of the exhaust gas in the dust collector 4 is small, and the temperature of the exhaust gas G1 after passing through the dust collector 4 is 200 to 400 ° C. The dust collector 4 may use a bag filter. In this case, it is necessary to arrange a cooling tower in front of the bag filter to lower the temperature to the heat resistance temperature of the bag filter.

排煙処理塔5は、塔の下部から排ガスG1を導入し、上部の散水ノズル5aから散水される水に接触させて排ガスG1中のHCl,SO等の成分を洗煙水Wに含ませて除去する装置である。この洗煙水Wは、排ガスを水洗浄するのに用いられた回収すべき熱を含んだ水であり、塔内下部に溜まって洗煙循環路Rおよび循環ポンプP1によって散水ノズル5aに送水されて循環利用される。また、ポンプP1の後段には、洗煙熱交換器21が設けられる。洗煙熱交換器21は、排煙処理塔5内から排出された洗煙水Wから熱回収を行い、洗煙冷却水W1として散水ノズル5aに送られる。この洗煙熱交換器21によって熱回収された熱エネルギーは、排熱エネルギー回収変換装置10側に供給される。また、洗煙水Wの濃度上昇を抑えるため、洗煙熱交換器21と散水ノズル5aとの間の洗煙循環路Rから洗煙冷却水W1の一部を分岐させ、洗煙排水W3として廃棄する。 Flue gas treatment tower 5 introduces exhaust gas G1 from the bottom of the column, contained into contact with water sprinkled from the top of the water spray nozzles 5a and HCl in the flue gas G1, a component such as SO X in Araikemuri water W It is a device to remove. This smoke-washing water W is water containing heat to be recovered that was used to wash exhaust gas with water, collected in the lower part of the tower, and sent to the spray nozzle 5a by the smoke-washing circulation path R and the circulation pump P1. And recycled. Further, a smoke washing heat exchanger 21 is provided at the subsequent stage of the pump P1. The smoke-washing heat exchanger 21 recovers heat from the smoke-washing water W discharged from the inside of the smoke treatment tower 5, and is sent to the water spray nozzle 5a as smoke-washing cooling water W1. The heat energy recovered by the smoke washing heat exchanger 21 is supplied to the exhaust heat energy recovery conversion device 10 side. In addition, in order to suppress the increase in the concentration of the smoke washing water W, a part of the smoke washing cooling water W1 is branched from the smoke washing circulation path R between the smoke washing heat exchanger 21 and the water spray nozzle 5a to obtain a smoke washing drain W3. Discard.

ここで、上述した排煙処理塔5では、排ガスG1と洗煙冷却水W1とが接触するため、200〜400℃の排ガスG1の熱エネルギーのほとんどは洗煙水W側に移動する。なお、この洗煙水Wの温度は温度センサ8によって計測される。そして、この排ガスG1から回収した熱エネルギーをもつ洗煙水Wは、洗煙熱交換器21によって回収され、回収された熱エネルギーが排熱エネルギー回収変換装置10側に供給される。詳細は後述するが、この第1の実施形態においては、この洗煙水Wの温度を制御することによって、排ガスG1の顕熱の熱エネルギーのみならず、排ガスG1に含まれる水蒸気の潜熱の熱エネルギーをも回収する。   Here, in the above-described flue gas treatment tower 5, since the exhaust gas G1 and the smoke-washing cooling water W1 are in contact, most of the heat energy of the exhaust gas G1 at 200 to 400 ° C. moves to the smoke-washing water W side. Note that the temperature of the smoke wash water W is measured by the temperature sensor 8. The smoke washing water W having the thermal energy recovered from the exhaust gas G1 is recovered by the smoke cleaning heat exchanger 21, and the recovered thermal energy is supplied to the exhaust heat energy recovery conversion device 10 side. Although details will be described later, in the first embodiment, by controlling the temperature of the smoke-washed water W, not only the sensible heat energy of the exhaust gas G1, but also the heat of latent heat of water vapor contained in the exhaust gas G1. It also recovers energy.

排煙処理塔5の上部には煙突6が配置され、排煙処理塔5内で洗浄された排ガスG2は、煙突6内で白煙防止処理が施された後、煙突6から大気に放出される。排煙処理塔5の上方であって、煙突6の前段には、処理水W4が給水される。この処理水W4は排ガスG2と十分に接触することにより、排ガスG2の水洗浄行う。この水洗浄済みの低温排水W5は、制御部7の制御によって開度の量が調整される供給先選択手段としての制御弁9によって、廃棄される量が制御される。すなわち、制御弁9の開度が0の場合、すなわち閉じた状態では、低温排水W5のすべてが洗煙水Wに混合される。制御弁9の開度が低温排水W5をすべて通過可能な開度の場合、低温排水W5のすべてが廃棄される。そして、制御弁9の開度がそれらの間の場合、すなわち開度が0でもなく低温排水W5がすべて通過可能な状態でもない場合には、低温排水W5の一部が排煙処理塔5の洗煙水Wに混合されるとともに、その残部が廃棄されたり、外部に排出されて再利用されたりする。   A chimney 6 is disposed in the upper part of the flue gas treatment tower 5, and the exhaust gas G <b> 2 cleaned in the flue gas treatment tower 5 is subjected to white smoke prevention treatment in the chimney 6 and then released from the chimney 6 to the atmosphere. The The treated water W <b> 4 is supplied to the upper stage of the flue gas treatment tower 5 and upstream of the chimney 6. The treated water W4 is sufficiently washed with the exhaust gas G2 to wash the exhaust gas G2. The amount of discarded low-temperature waste water W5 that has been washed with water is controlled by a control valve 9 serving as a supply destination selection unit whose amount of opening is adjusted by the control of the control unit 7. That is, when the opening degree of the control valve 9 is 0, that is, in the closed state, all of the low temperature waste water W5 is mixed with the smoke-washed water W. When the opening degree of the control valve 9 is such that it can pass through all of the low temperature waste water W5, all of the low temperature waste water W5 is discarded. And when the opening degree of the control valve 9 is between them, that is, when the opening degree is not 0 and the low temperature waste water W5 is not completely allowed to pass through, a part of the low temperature waste water W5 is in the smoke treatment tower 5. While being mixed with the smoke-washing water W, the remainder is discarded or discharged to the outside and reused.

排熱エネルギー回収変換装置10は、加熱空気である白煙防止空気A2および排煙処理塔5の洗煙水Wの熱エネルギーを回収して他のエネルギーに変換する機能を有し、蒸発器11、過熱器12、蒸気タービン13、凝縮器14、発電機15、および循環ポンプP4を有する。そして、蒸発器11、過熱器12、蒸気タービン13、凝縮器14、および循環ポンプP4により、水より低沸点のフロン、代替フロン、アンモニア、あるいはアンモニアと水との混合流体などの低沸点媒体を作動媒体Lとして循環させたランキンサイクルやカリーナサイクルなどの熱サイクルSを形成する。フロンや代替フロンは、低沸点であるとともに、取扱いが容易であるため、好ましい。また、アンモニアは、元々自然界に存在する無色透明の低沸点媒体で、その蒸発温度は、大気下で−33.3℃、4.0MPaで79.6℃であり、熱物性が良く、また、地球温暖化係数ゼロ、オゾン層破壊係数ゼロであり、環境負荷がほとんどないため好ましい。   The exhaust heat energy recovery conversion device 10 has a function of recovering the thermal energy of the white smoke prevention air A2 that is heated air and the smoke cleaning water W of the exhaust gas treatment tower 5 and converting it into other energy, and the evaporator 11 , Superheater 12, steam turbine 13, condenser 14, generator 15, and circulation pump P4. Then, the evaporator 11, the superheater 12, the steam turbine 13, the condenser 14, and the circulation pump P4 are used to generate a low-boiling point medium such as chlorofluorocarbon having a lower boiling point than water, alternative chlorofluorocarbon, ammonia, or a mixed fluid of ammonia and water. A thermal cycle S such as a Rankine cycle or a carina cycle circulated as the working medium L is formed. CFCs and CFC substitutes are preferable because they have a low boiling point and are easy to handle. Ammonia is a colorless and transparent low-boiling medium originally existing in nature, and its evaporation temperature is −33.3 ° C. and 4.0 MPa at 79.6 ° C. in the atmosphere, and has good thermophysical properties. The global warming potential is zero and the ozone depletion potential is zero.

蒸発器11は、循環ポンプP2で循環する高温循環水L2を介して、洗煙熱交換器21で回収された熱エネルギーを受け、作動媒体Lを蒸発させる。なお、蒸発器11側から送られる高温循環水L2は、洗煙熱交換器21で昇温されて蒸発器11側に送られる。   The evaporator 11 receives the heat energy recovered by the smoke washing heat exchanger 21 via the high-temperature circulating water L2 circulated by the circulation pump P2, and evaporates the working medium L. The high-temperature circulating water L2 sent from the evaporator 11 side is heated by the smoke washing heat exchanger 21 and sent to the evaporator 11 side.

過熱器12は、循環ポンプP3で循環する温水L1を介して、温水発生器22で回収された熱エネルギーを受け、作動媒体Lを過熱する。なお、過熱器12側から送られる温水L1は、温水発生器22で昇温されて過熱器12に送られる。   The superheater 12 receives the thermal energy recovered by the hot water generator 22 via the hot water L1 circulated by the circulation pump P3, and superheats the working medium L. The hot water L1 sent from the superheater 12 side is heated by the hot water generator 22 and sent to the superheater 12.

蒸気タービン13は、過熱器12によって過熱された蒸気によって回転する。蒸気タービン13の回転軸に接続された発電機15は、蒸気タービン13の回転によって発電して電力を出力する。なお、蒸気タービン13の回転軸を直接または間接的にファンなどの回転機器に接続し、蒸気タービン13の回転動力として出力するようにしても良い。また、蒸気タービン13の回転軸を直接あるいは間接的に電動機などの回転駆動機器の回転軸に接続して、回転駆動機器の回転駆動をアシストするようにしても良い。   The steam turbine 13 is rotated by the steam superheated by the superheater 12. The generator 15 connected to the rotating shaft of the steam turbine 13 generates power by rotating the steam turbine 13 and outputs electric power. Note that the rotating shaft of the steam turbine 13 may be directly or indirectly connected to a rotating device such as a fan and output as rotating power of the steam turbine 13. Further, the rotational shaft of the steam turbine 13 may be directly or indirectly connected to the rotational shaft of a rotational drive device such as an electric motor to assist the rotational drive of the rotational drive device.

凝縮器14は、ポンプP5から供給される冷却水W6によって、蒸気タービン13から出力された蒸気を凝縮し、この凝縮した作動媒体Lを、循環ポンプP4によって蒸発器11に供給する。なお、凝縮器14に入力される冷却水W6は例えば20℃程度であり、この冷却水W6は、凝縮熱によって昇温する。なお、蒸発器11を予熱器として機能させ、過熱器12を蒸発器として機能させても良い。   The condenser 14 condenses the steam output from the steam turbine 13 with the cooling water W6 supplied from the pump P5, and supplies the condensed working medium L to the evaporator 11 with the circulation pump P4. In addition, the cooling water W6 input into the condenser 14 is about 20 degreeC, for example, and this cooling water W6 heats up with condensation heat. The evaporator 11 may function as a preheater, and the superheater 12 may function as an evaporator.

制御部7は、以上のそれぞれの設備を制御可能に構成された制御手段であり、入力される各種信号に基づいて、各設備に制御信号を供給することにより、各設備を制御可能に構成されている。   The control unit 7 is a control unit configured to be capable of controlling each of the above-described facilities, and configured to control each facility by supplying a control signal to each facility based on various input signals. ing.

(排煙処理塔における洗煙水の温度制御)
次に、排煙処理塔5内における洗煙水Wに対する温度制御について説明する。図2は、図1中の排煙処理塔5およびその周辺部を示す模式図である。
(Temperature control of smoke washing water in the flue gas treatment tower)
Next, temperature control for the smoke-washed water W in the smoke treatment tower 5 will be described. FIG. 2 is a schematic diagram showing the smoke treatment tower 5 in FIG. 1 and its peripheral part.

図2に示すように、制御部7は、温度センサ8によって、洗煙水Wの温度を計測するとともに、この温度の計測値を制御部7に供給する。なお、排煙処理塔5の下部に溜まった洗煙水Wの代わりに排煙処理塔5から排出された洗煙水Wの温度を計測しても良い。そして、制御部7は、洗煙水Wの温度に応じて制御弁9を制御することにより、低温排水W5の排水量を制御する。   As shown in FIG. 2, the control unit 7 measures the temperature of the smoke-washed water W by the temperature sensor 8 and supplies the measured value of this temperature to the control unit 7. Note that the temperature of the smoke-washed water W discharged from the smoke-treating tower 5 may be measured instead of the smoke-washed water W accumulated in the lower part of the smoke-treating tower 5. And the control part 7 controls the amount of drainage of the low temperature waste_water | drain W5 by controlling the control valve 9 according to the temperature of the smoke-washing water W. FIG.

具体的に、制御部7は、洗煙水Wの温度が排ガスG1における飽和絶対湿度に基づく温度、すなわち排ガスG1において水蒸気が飽和する温度である例えば78〜79℃より高くなった場合に、制御弁9の開度を絞る方向に制御する。これにより、排水量を減少させて、洗煙水Wに混合させる低温排水W5の量を増加させて洗煙水Wの温度を低下させる。そして、制御部7は、洗煙水Wの温度を、後段の排熱エネルギー回収変換装置10の稼働可能温度の下限である例えば70℃程度まで降温させる。   Specifically, the control unit 7 controls when the temperature of the smoke-washed water W is higher than, for example, 78 to 79 ° C., which is a temperature based on the saturation absolute humidity in the exhaust gas G1, that is, a temperature at which the water vapor is saturated in the exhaust gas G1. The valve 9 is controlled so as to reduce the opening degree. Thereby, the amount of the waste water is decreased, the amount of the low temperature waste water W5 mixed with the smoke washing water W is increased, and the temperature of the smoke washing water W is lowered. Then, the control unit 7 lowers the temperature of the smoke-washed water W to, for example, about 70 ° C., which is the lower limit of the operable temperature of the exhaust heat energy recovery conversion device 10 at the subsequent stage.

一方、制御部7は、洗煙水Wの温度が後段の排熱エネルギー回収変換装置10の稼働可能温度の下限未満になった場合、制御弁9の開度を開く方向に制御する。これにより、低温排水W5の外部への排水量を増加させて、洗煙水Wに混合させる低温排水W5を減少させて洗煙水Wの温度を向上させる。そして、制御部7は、洗煙水Wの温度を、後段の排熱エネルギー回収変換装置10の稼働可能温度、例えば70℃程度まで昇温させる。   On the other hand, the control unit 7 controls the opening degree of the control valve 9 to be opened when the temperature of the smoke-washed water W becomes less than the lower limit of the operable temperature of the exhaust heat energy recovery conversion device 10 at the subsequent stage. Thereby, the amount of waste water to the outside of the low temperature waste water W5 is increased, the low temperature waste water W5 mixed with the smoke wash water W is reduced, and the temperature of the smoke wash water W is improved. And the control part 7 raises the temperature of the smoke-washed water W to the operable temperature of the waste heat energy recovery conversion apparatus 10 of the back | latter stage, for example, about 70 degreeC.

ここで、下水汚泥が焼却された排ガスG1は、HCl,SO等の成分を含む焼却ガスと水蒸気との混合ガスである。本発明者の知見によれば、これらの焼却ガスと水蒸気とは、67:33〜56:44程度で混合されている。そこで、本発明者は、洗煙水Wの温度を、後段の排熱エネルギー回収変換装置10における稼働可能温度以上、排ガスG1の飽和絶対湿度に基づく温度未満、すなわち水蒸気が飽和する温度未満とすることによって、排ガスG1に含まれている顕熱の熱エネルギーに加え、排ガスG1に含まれている水蒸気(水分)の潜熱としての熱エネルギーを回収できることを想起した。 Here, the exhaust gas G1 sewage sludge is incinerated in, HCl, a mixture gas of incineration gas and water vapor containing components such as SO X. According to the knowledge of the present inventor, these incineration gas and water vapor are mixed at about 67:33 to 56:44. Therefore, the present inventor sets the temperature of the smoke-washed water W to a temperature that is equal to or higher than the operable temperature in the exhaust heat energy recovery conversion device 10 at the subsequent stage and is lower than the temperature based on the saturation absolute humidity of the exhaust gas G1, that is, lower than the temperature at which water vapor is saturated. Thus, it was recalled that in addition to the sensible heat energy contained in the exhaust gas G1, heat energy as latent heat of water vapor (moisture) contained in the exhaust gas G1 can be recovered.

より具体的には、例えば、下水汚泥からの排ガスG1における絶対湿度(重量絶対湿度)は、0.5kgH2O/kg−DA程度である。なお、重量絶対湿度とは、湿潤空気中に含まれる乾燥空気の重量に対する水蒸気の重量の比である。この場合において、例えば下水汚泥を焼却して排ガスG1とした場合に、飽和絶対湿度に基づく温度、すなわち排ガスG1中の水蒸気が飽和する温度は78℃程度である。 More specifically, for example, the absolute humidity (weight absolute humidity) in the exhaust gas G1 from sewage sludge is about 0.5 kgH 2 O / kg-DA. The weight absolute humidity is the ratio of the weight of water vapor to the weight of dry air contained in the humid air. In this case, for example, when the sewage sludge is incinerated into the exhaust gas G1, the temperature based on the saturation absolute humidity, that is, the temperature at which the water vapor in the exhaust gas G1 is saturated is about 78 ° C.

そこで、本発明者は、洗煙水Wの温度を、排ガスG1中の水蒸気が飽和する温度未満にすれば、排ガスG1中の水蒸気が気相から液相に変わる際の潜熱を熱エネルギーとして回収できることを想起した。具体的には、排ガスG1の飽和絶対湿度に基づく温度が78℃程度であって、排熱エネルギー回収変換装置10が稼働する洗煙水Wの下限の温度が70℃であれば、78℃から70℃まで降温された段階で8℃程度の温度低下分だけ飽和水蒸気量が減少する。これにより、排ガスG1中の水蒸気(気相)の一部が潜熱の熱エネルギーを放出しつつ水(液相)に変化する。この潜熱は、洗煙水Wに移動した後、洗煙熱交換器21を介して排熱エネルギー回収変換装置10に供給され、電力として出力される。   Therefore, the inventor collects the latent heat when the water vapor in the exhaust gas G1 changes from the gas phase to the liquid phase as thermal energy if the temperature of the smoke-washed water W is lower than the temperature at which the water vapor in the exhaust gas G1 is saturated. I recalled what I could do. Specifically, if the temperature based on the saturation absolute humidity of the exhaust gas G1 is about 78 ° C. and the lower limit temperature of the smoke-washed water W at which the exhaust heat energy recovery conversion device 10 operates is 70 ° C., from 78 ° C. When the temperature is lowered to 70 ° C., the saturated water vapor amount is reduced by a temperature drop of about 8 ° C. Thereby, a part of the water vapor (gas phase) in the exhaust gas G1 changes to water (liquid phase) while releasing the heat energy of latent heat. After this latent heat has moved to the smoke-washing water W, it is supplied to the exhaust heat energy recovery conversion device 10 via the smoke-washing heat exchanger 21 and output as electric power.

本発明者の検討によれば、洗煙水Wの温度が低いほど排ガスG1における潜熱の熱エネルギーを回収できるが、一方で洗煙水Wの温度が低すぎると、排熱エネルギー回収変換装置10が稼働できない状態になる。したがって、洗煙水Wの温度としては、排ガスG1の飽和絶対湿度に基づく温度である水蒸気が飽和する温度未満、かつ排熱エネルギー回収変換装置10が稼働可能な温度以上にする必要がある。そして、排ガスG1中の潜熱を最大限回収するには、洗煙水Wの温度を、排熱エネルギー回収変換装置10が稼働可能な温度とする一定制御が望ましい。すなわち、この第1の実施形態においては、洗煙水Wの温度制御を、例えば70℃以上78℃未満になるような制御とし、さらに排ガスG1中の潜熱を最大限回収するためには、70℃前後の温度一定制御とするのが好ましい。   According to the study of the present inventor, the lower the temperature of the smoke cleaning water W, the more heat energy of latent heat in the exhaust gas G1 can be recovered. On the other hand, if the temperature of the smoke cleaning water W is too low, the exhaust heat energy recovery conversion device 10 Becomes inoperable. Therefore, the temperature of the smoke-washed water W needs to be lower than the temperature at which water vapor is saturated based on the saturation absolute humidity of the exhaust gas G1 and higher than the temperature at which the exhaust heat energy recovery conversion device 10 can operate. And in order to collect | recover the latent heat in waste gas G1 to the maximum, the constant control which makes the temperature of the smoke-washed water W the temperature which can operate | move the exhaust heat energy recovery conversion apparatus 10 is desirable. That is, in the first embodiment, the temperature control of the smoke-washed water W is controlled to be 70 ° C. or higher and lower than 78 ° C., for example, and in order to recover the latent heat in the exhaust gas G1 to the maximum, 70 It is preferable that the temperature is controlled constant at around 0 ° C.

以上説明した本発明の第1の実施形態によれば、排ガスG1の保有する熱エネルギーを、洗煙水Wを介して、洗煙循環路R上に配置された洗煙熱交換器21によって熱エネルギーを回収して排熱エネルギー回収変換装置10側に供給するとともに、この洗煙熱交換器21によって冷却された洗煙冷却水W1を用いて排ガスG1を冷却しているため、特許文献3に記載されているような従来の排煙処理塔に比して、熱エネルギーの回収率を向上させることができる。また、この第1の実施形態においては、洗煙熱交換器21が熱エネルギーの回収と洗煙水Wの冷却とを兼ねているため、上述した低温排水W5の供給に伴う熱エネルギーの損失がなく、熱エネルギーの回収率を一層向上させることができる。さらに、この第1の実施形態によれば、洗煙水Wの温度を、排熱エネルギー回収変換装置10の稼働可能温度以上排ガスG1における飽和絶対湿度に基づく温度未満に制御していることにより、排ガスG1に含まれる顕熱の熱エネルギーを回収するとともに、よりエネルギー効率の良い、排ガスG1に含まれる水蒸気の潜熱も回収することが可能となる。   According to the first embodiment of the present invention described above, the thermal energy possessed by the exhaust gas G1 is heated by the smoke washing heat exchanger 21 disposed on the smoke washing circulation path R via the smoke washing water W. Since the energy is recovered and supplied to the exhaust heat energy recovery conversion device 10 side, and the exhaust gas G1 is cooled using the smoke cleaning water W1 cooled by the smoke cleaning heat exchanger 21, Patent Document 3 discloses Compared to the conventional flue gas treatment tower as described, the thermal energy recovery rate can be improved. Moreover, in this 1st Embodiment, since the smoke-washing heat exchanger 21 serves as both the collection | recovery of thermal energy, and cooling of the smoke-washing water W, the loss of the thermal energy accompanying supply of the low temperature waste_water | drain W5 mentioned above is carried out. In addition, the heat energy recovery rate can be further improved. Furthermore, according to the first embodiment, the temperature of the smoke-washed water W is controlled to be equal to or higher than the operable temperature of the exhaust heat energy recovery conversion device 10 and lower than the temperature based on the saturation absolute humidity in the exhaust gas G1, While recovering the sensible heat energy contained in the exhaust gas G1, it is also possible to recover the latent heat of the water vapor contained in the exhaust gas G1, which is more energy efficient.

(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図3は、本発明の第2の実施形態による排熱回収システムを含む汚泥焼却システムの概要構成を示すブロック図である。図3に示すように、この汚泥焼却システムは、焼却炉1、流動空気予熱器2、白煙防止空気予熱器3、集塵機4、排煙処理塔5、煙突6、および排熱エネルギー回収変換装置10を有する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a sludge incineration system including an exhaust heat recovery system according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, this sludge incineration system includes an incinerator 1, a fluidized air preheater 2, a white smoke prevention air preheater 3, a dust collector 4, a flue gas treatment tower 5, a chimney 6, and a waste heat energy recovery conversion device. 10

焼却炉1は、下水汚泥を焼却するための流動焼却炉であり、800〜850℃程度の高温の排ガスを出力する。なお、焼却炉1は、流動焼却炉に限らず、循環焼却炉などの他の焼却方式のガス化炉でも良い。また、焼却対象は、下水汚泥に限らない。   The incinerator 1 is a fluidized incinerator for incinerating sewage sludge, and outputs high-temperature exhaust gas of about 800 to 850 ° C. The incinerator 1 is not limited to a fluidized incinerator, and may be another incineration type gasification furnace such as a circulating incinerator. Moreover, the object of incineration is not limited to sewage sludge.

流動空気予熱器2には、焼却炉1からの排ガスが入力され、大気を例えば650℃の流動空気A1に昇温して焼却炉1の炉底部に供給している。白煙防止空気予熱器3は、排ガス用熱交換器の一例であり、流動空気予熱器2の後段に配置され、流動空気予熱器2から出力された排ガスの熱エネルギーを用いて、煙突6から放出される排ガス中の水蒸気が白煙として見えることを防止するための加熱空気である白煙防止空気A2を生成する。この白煙防止空気A2は、400℃程度である。白煙防止空気予熱器3を通った排ガスは、200〜400℃程度まで温度が低下する。   Exhaust gas from the incinerator 1 is input to the fluidized air preheater 2, and the atmosphere is heated to, for example, 650 ° C. fluidized air A1 and supplied to the bottom of the incinerator 1. The white smoke prevention air preheater 3 is an example of a heat exchanger for exhaust gas. The white smoke prevention air preheater 3 is arranged at the rear stage of the fluidized air preheater 2 and uses the thermal energy of the exhaust gas output from the fluidized air preheater 2 to White smoke prevention air A2, which is heated air for preventing the water vapor in the discharged exhaust gas from being seen as white smoke, is generated. The white smoke prevention air A2 is about 400 ° C. The temperature of the exhaust gas that has passed through the white smoke prevention air preheater 3 is lowered to about 200 to 400 ° C.

なお、温水発生器22は、熱交換器であり、白煙防止空気A2から一部の熱エネルギーを回収して排熱エネルギー回収変換装置10に供給するとともに、温度低下した加熱空気としてブロアBを介して煙突6に供給され、さらにブロアBから送出される一部の加熱空気および新たな大気とが混合した加熱空気が白煙防止空気予熱器3に再供給される。また、温水発生器22に並列接続された調節弁V1を調整することによって、温水発生器22による白煙防止空気A2からの熱回収量を調整することができる。   The hot water generator 22 is a heat exchanger that collects part of the thermal energy from the white smoke prevention air A2 and supplies it to the exhaust heat energy recovery conversion device 10 and also uses the blower B as heated air whose temperature has decreased. The heated air mixed with a part of the heated air sent from the blower B and the new atmosphere is re-supplied to the white smoke prevention air preheater 3. Further, by adjusting the control valve V1 connected in parallel to the hot water generator 22, the amount of heat recovered from the white smoke prevention air A2 by the hot water generator 22 can be adjusted.

集塵機4は、白煙防止空気予熱器3の後段に配置され、白煙防止空気予熱器3から入力された排ガス内のダストを除去する。集塵機4は、耐熱性の優れたセラミック集塵機であり、白煙防止空気予熱器3を通過した排ガスをそのまま集塵することができる。なお、集塵機4は、バグフィルタを使用するものであっても良い。この場合、バグフィルタの前段に冷却塔を配置してバグフィルタの耐熱温度まで降温することが必要である。集塵機4における排ガスの温度降下は小さく、排ガスG1は200〜400℃である。   The dust collector 4 is disposed downstream of the white smoke prevention air preheater 3 and removes dust in the exhaust gas input from the white smoke prevention air preheater 3. The dust collector 4 is a ceramic dust collector having excellent heat resistance, and can collect the exhaust gas that has passed through the white smoke prevention air preheater 3 as it is. The dust collector 4 may use a bag filter. In this case, it is necessary to arrange a cooling tower in front of the bag filter to lower the temperature to the heat resistance temperature of the bag filter. The temperature drop of the exhaust gas in the dust collector 4 is small, and the exhaust gas G1 is 200 to 400 ° C.

排煙処理塔5は塔の下部から排ガスG1を導入し、上部の散水ノズル5aから散水される水に接触させて排ガスG1中のHCl,SO等の成分を洗煙水Wとして除去する装置である。この洗煙水Wは、塔内下部に溜まり、洗煙循環路Rおよび循環ポンプP1によって散水ノズル5aに送水されて循環利用される。また、ポンプP1の後段には、洗煙熱交換器21が設けられ、排煙処理塔5内の洗煙水Wから熱回収を行い、洗煙冷却水W1として散水ノズル5aに送られる。この洗煙熱交換器21で熱回収された熱エネルギーは、排熱エネルギー回収変換装置10側に供給される。また、洗煙水Wの濃度上昇を抑えるため、洗煙熱交換器21と散水ノズル5aとの間の洗煙循環路Rから分岐し、洗煙冷却水W1の一部を洗煙排水W3として廃棄する。 The flue gas treatment tower 5 introduces the exhaust gas G1 from the lower part of the tower, contacts the water sprinkled from the upper watering nozzle 5a, and removes components such as HCl and SO X in the exhaust gas G1 as the smoke washing water W. It is. The smoke washing water W is collected in the lower part of the tower, and is sent to the watering nozzle 5a by the smoke washing circulation path R and the circulation pump P1 for circulation. Further, a smoke washing heat exchanger 21 is provided at the subsequent stage of the pump P1, heat is recovered from the smoke washing water W in the smoke treatment tower 5, and is sent to the water spray nozzle 5a as the smoke washing cooling water W1. The thermal energy recovered by the smoke washing heat exchanger 21 is supplied to the exhaust heat energy recovery conversion device 10 side. Further, in order to suppress an increase in the concentration of the smoke washing water W, the smoke washing circulation path R is branched between the smoke washing heat exchanger 21 and the water spray nozzle 5a, and a part of the smoke washing cooling water W1 is used as the smoke washing drain W3. Discard.

ここで、上述した排煙処理塔5では、排ガスG1と洗煙冷却水W1とが接触するため、200〜400℃の排ガスG1の熱エネルギーのほとんどは洗煙水W側に移動する。そして、この排ガスG1から回収した熱エネルギーをもつ洗煙水Wは、洗煙熱交換器21によって回収され、回収された熱エネルギーが排熱エネルギー回収変換装置10側に供給される。   Here, in the above-described flue gas treatment tower 5, since the exhaust gas G1 and the smoke-washing cooling water W1 are in contact, most of the heat energy of the exhaust gas G1 at 200 to 400 ° C. moves to the smoke-washing water W side. The smoke washing water W having the thermal energy recovered from the exhaust gas G1 is recovered by the smoke cleaning heat exchanger 21, and the recovered thermal energy is supplied to the exhaust heat energy recovery conversion device 10 side.

排煙処理塔5の上部には煙突6が配置され、排煙処理塔5内で洗浄された排ガスG2は、煙突6内で白煙防止処理が施された後、煙突6から大気に放出される。排煙処理塔5の上方であって、煙突6の前段には、処理水W4が給水され、この処理水W4と排ガスG2とを十分に接触させることにより、水洗浄が十分に行われるようにしている。この水洗浄済みの排水は、低温排水W5として廃棄される。   A chimney 6 is disposed in the upper part of the flue gas treatment tower 5, and the exhaust gas G <b> 2 cleaned in the flue gas treatment tower 5 is subjected to white smoke prevention treatment in the chimney 6 and then released from the chimney 6 to the atmosphere. The The treated water W4 is supplied to the upper stage of the flue gas processing tower 5 and in front of the chimney 6, and the treated water W4 and the exhaust gas G2 are sufficiently brought into contact with each other so that sufficient water washing is performed. ing. This drained water is discarded as low temperature drainage W5.

排熱エネルギー回収変換装置10は、加熱空気である白煙防止空気A2および排煙処理塔5の洗煙水Wの熱エネルギーを回収して他のエネルギーに変換する機能を有し、蒸発器11、過熱器12、蒸気タービン13、凝縮器14、発電機15、および循環ポンプP4を有し、水より低沸点のフロン、代替フロン、アンモニア、あるいはアンモニアと水との混合流体などの低沸点媒体を作動媒体Lとして循環させたランキンサイクルやカリーナサイクルなどの熱サイクルSを形成する。フロンや代替フロンは、低沸点であるとともに、取扱いが容易であるため、好ましい。また、アンモニアは、元々自然界に存在する無色透明の低沸点媒体で、その蒸発温度は、大気下で、−33.3℃、4.0MPaで、79.6℃であり、熱物性が良く、また、地球温暖化係数ゼロ、オゾン層破壊係数ゼロであり、環境負荷がほとんどなく、好ましい。   The exhaust heat energy recovery conversion device 10 has a function of recovering the thermal energy of the white smoke prevention air A2 that is heated air and the smoke cleaning water W of the exhaust gas treatment tower 5 and converting it into other energy, and the evaporator 11 , A superheater 12, a steam turbine 13, a condenser 14, a generator 15, and a circulation pump P4, and a low-boiling point medium such as chlorofluorocarbon having a lower boiling point than water, alternative chlorofluorocarbon, ammonia, or a mixed fluid of ammonia and water A thermal cycle S such as a Rankine cycle or a carina cycle is formed by circulating as a working medium L. CFCs and CFC substitutes are preferable because they have a low boiling point and are easy to handle. Ammonia is a colorless and transparent low-boiling medium originally existing in nature, and its evaporation temperature is −33.3 ° C., 4.0 MPa, 79.6 ° C. under air, and has good thermal properties. Moreover, it has a global warming potential of zero and an ozone depletion potential of zero, which is preferable since it has little environmental impact.

蒸発器11は、循環ポンプP2で循環する高温循環水L2を介して、洗煙熱交換器21で回収された熱エネルギーを受け、作動媒体Lを蒸発させる。なお、蒸発器11側から送られる高温循環水L2は、洗煙熱交換器21で昇温されて蒸発器11側に送られる。   The evaporator 11 receives the heat energy recovered by the smoke washing heat exchanger 21 via the high-temperature circulating water L2 circulated by the circulation pump P2, and evaporates the working medium L. The high-temperature circulating water L2 sent from the evaporator 11 side is heated by the smoke washing heat exchanger 21 and sent to the evaporator 11 side.

過熱器12は、循環ポンプP3で循環する温水L1を介して、温水発生器22で回収された熱エネルギーを受け、作動媒体Lを過熱する。なお、過熱器12側から送られる温水L1は、温水発生器22で昇温されて過熱器12に送られる。   The superheater 12 receives the thermal energy recovered by the hot water generator 22 via the hot water L1 circulated by the circulation pump P3, and superheats the working medium L. The hot water L1 sent from the superheater 12 side is heated by the hot water generator 22 and sent to the superheater 12.

蒸気タービン13は、過熱器12によって過熱された蒸気によって回転し、蒸気タービン13の回転軸に接続された発電機15を介して電力を出力する。なお、蒸気タービン13の回転軸を直接あるいは間接的にファンなどの回転機器に接続し、蒸気タービン13の回転動力として出力するようにしても良い。また、蒸気タービン13の回転軸を直接あるいは間接的に電動機などの回転駆動機器の回転軸に接続して、回転駆動機器の回転駆動をアシストするようにしても良い。   The steam turbine 13 is rotated by the steam superheated by the superheater 12 and outputs electric power via a generator 15 connected to the rotating shaft of the steam turbine 13. Note that the rotating shaft of the steam turbine 13 may be directly or indirectly connected to a rotating device such as a fan and output as rotating power of the steam turbine 13. Further, the rotational shaft of the steam turbine 13 may be directly or indirectly connected to the rotational shaft of a rotational drive device such as an electric motor to assist the rotational drive of the rotational drive device.

凝縮器14は、ポンプP5から供給される冷却水W6によって、蒸気タービン13から出力された蒸気を凝縮し、この凝縮した作動媒体Lを、循環ポンプP4によって蒸発器11に供給する。なお、凝縮器14に入力される冷却水W6は例えば20℃程度であり、この冷却水W6は、凝縮熱によって昇温する。なお、蒸発器11を予熱器として機能させ、過熱器12を蒸発器として機能させても良い。   The condenser 14 condenses the steam output from the steam turbine 13 with the cooling water W6 supplied from the pump P5, and supplies the condensed working medium L to the evaporator 11 with the circulation pump P4. In addition, the cooling water W6 input into the condenser 14 is about 20 degreeC, for example, and this cooling water W6 heats up with condensation heat. The evaporator 11 may function as a preheater, and the superheater 12 may function as an evaporator.

この第2の実施形態においては、排ガスG1の保有する熱エネルギーを洗煙水Wを介して、洗煙循環路R上に配置された洗煙熱交換器21によって熱エネルギーを回収して排熱エネルギー回収変換装置10側に供給するとともに、この洗煙熱交換器21によって冷却された洗煙冷却水W1を用いて排ガスG1を冷却しているため、特許文献3に記載されているような従来技術による排煙処理塔に比して熱エネルギーの損失をなくすことができ、熱エネルギーの回収率を向上させることができる。また、洗煙熱交換器21が熱エネルギーの回収と洗煙水Wの冷却とを兼ねているため、低温排水W5の供給に伴う熱エネルギーの損失がなく、熱エネルギーの回収率を一層向上させることができる。さらに、洗煙排水W3の放出量が微量であるため、この点からも熱エネルギーの回収率を向上させることができる。なお、この第2の実施形態においては、洗煙排水W3の放出量は、排ガスG1内の水蒸気が凝固した水量に相当する量のみである。そして、洗煙水Wおよび洗煙冷却水W1の流量を増大することによって、洗煙熱交換器21による熱エネルギーの回収率を大きくすることができるという利点を有する。   In the second embodiment, the heat energy stored in the exhaust gas G1 is recovered through the smoke wash water W by the smoke wash heat exchanger 21 disposed on the smoke wash circulation path R to exhaust heat. Since the exhaust gas G1 is cooled by using the smoke-washing cooling water W1 cooled by the smoke-washing heat exchanger 21 while being supplied to the energy recovery conversion device 10 side, the conventional technology as described in Patent Document 3 is used. Loss of thermal energy can be eliminated as compared with the flue gas treatment tower by technology, and the recovery rate of thermal energy can be improved. Further, since the smoke washing heat exchanger 21 serves for both the recovery of thermal energy and the cooling of the washing water W, there is no loss of thermal energy due to the supply of the low temperature waste water W5, and the thermal energy recovery rate is further improved. be able to. Furthermore, since the amount of discharged smoke washing waste water W3 is very small, the recovery rate of thermal energy can be improved also from this point. In the second embodiment, the amount of smoke washed waste water W3 released is only the amount corresponding to the amount of water solidified by the water vapor in the exhaust gas G1. And it has the advantage that the recovery rate of the thermal energy by the smoke washing heat exchanger 21 can be enlarged by increasing the flow volume of the smoke washing water W and the smoke washing cooling water W1.

なお、上述した第2の実施形態においては、排煙処理塔5の壁面が断熱状態となっており、汚泥の含水率から排ガスG1内の水蒸気が飽和水蒸気となる温度(露点温度)は約80℃である。したがって、排ガスG1を約80℃未満にする必要がある。そのため、この第2の実施形態においては、洗煙冷却水W1と洗煙水Wとを80℃未満となるようにしている。そして、この洗煙冷却水W1と洗煙水Wとの間の温度差に対応する熱エネルギーを回収するようにしている。   In the second embodiment described above, the wall surface of the flue gas treatment tower 5 is insulative, and the temperature at which the water vapor in the exhaust gas G1 becomes saturated water vapor (dew point temperature) is about 80 from the moisture content of the sludge. ° C. Therefore, the exhaust gas G1 needs to be less than about 80 ° C. Therefore, in this 2nd Embodiment, the smoke-washing cooling water W1 and the smoke-washing water W are made to become less than 80 degreeC. And the thermal energy corresponding to the temperature difference between this smoke-washing cooling water W1 and smoke-washing water W is collect | recovered.

(変形例1)
上述した第1および第2の実施形態では排煙処理塔5に供給される処理水W4と、排熱エネルギー回収変換装置10の凝縮器14で昇温した水W7とは別個のものとし、水W7を廃棄していたが、本変形例1においては、図4に示すように、水W7を処理水W4として供給するようにしている。これによって、水W7の冷熱エネルギーを用いることができるため、排熱回収システム全体のエネルギー効率を向上することができる。なお、水W7は、別途設けられた冷却塔などを介して放熱し、冷却水W6として循環利用するようにしても良い。
(Modification 1)
In the first and second embodiments described above, the treated water W4 supplied to the flue gas treatment tower 5 and the water W7 heated by the condenser 14 of the exhaust heat energy recovery conversion device 10 are separated from each other. Although W7 was discarded, in the first modification, water W7 is supplied as treated water W4 as shown in FIG. Thereby, since the cold energy of the water W7 can be used, the energy efficiency of the whole exhaust heat recovery system can be improved. The water W7 may be radiated through a separately provided cooling tower or the like and circulated and used as the cooling water W6.

(変形例2)
本変形例2においては、図5に示すように、処理水W4を、処理水W24に強制冷却するヒートポンプ30を設けている。そして、このヒートポンプ30は、循環ポンプP1と洗煙熱交換器21との間に設けられた開閉弁31の両端に接続され、開閉弁31が閉状態のときは、洗煙循環水W2がヒートポンプ30に供給され、強制冷却に対応するエネルギー分、昇温された洗煙循環水W22として戻り、洗煙熱交換器21に供給される。洗煙循環水W2は、洗煙循環水W22として洗煙熱交換器21に入力される。この場合、洗煙循環水W22と洗煙冷却水W1との温度差により、排熱エネルギー回収変換装置10側に供給する熱エネルギーを大きくすることができる。なお、開閉弁31は、開度調整できるものである。
(Modification 2)
In the second modification, as shown in FIG. 5, a heat pump 30 for forcibly cooling the treated water W4 to the treated water W24 is provided. The heat pump 30 is connected to both ends of an on-off valve 31 provided between the circulation pump P1 and the smoke washing heat exchanger 21, and when the on-off valve 31 is in a closed state, the smoke washing circulating water W2 is supplied to the heat pump. 30, the energy corresponding to the forced cooling is returned as the smoke-washing circulating water W <b> 22 heated up and supplied to the smoke-washing heat exchanger 21. The smoke wash circulating water W2 is input to the smoke wash heat exchanger 21 as smoke wash circulating water W22. In this case, the thermal energy supplied to the exhaust heat energy recovery conversion device 10 side can be increased by the temperature difference between the smoke wash circulating water W22 and the smoke wash cooling water W1. The on-off valve 31 can be adjusted in opening.

また、処理水W24の温度が低下することは、排ガスの温度がさらに低下し、排ガス内の水蒸気の凝縮量が多くなることから、排ガス内の水蒸気量が減少し、白煙防止処理に必要な加熱空気のエネルギー量を大幅に低減することができる。この結果、この低減に対応して逆に、白煙防止空気A2内の熱エネルギーを大幅に排熱エネルギー回収変換装置10に供給することができる。   Moreover, since the temperature of the treated water W24 is lowered, the temperature of the exhaust gas is further lowered, and the amount of water vapor in the exhaust gas is increased. Therefore, the amount of water vapor in the exhaust gas is reduced, which is necessary for the white smoke prevention treatment. The amount of energy of the heated air can be greatly reduced. As a result, conversely, in correspondence with this reduction, the heat energy in the white smoke prevention air A2 can be greatly supplied to the exhaust heat energy recovery conversion device 10.

(変形例3)
上述した第1および第2の実施形態、並びに変形例1,2では、過熱器12が、循環ポンプP3で循環する温水L1を介して、温水発生器22で回収された熱エネルギーを受け、作動媒体Lを加熱し、蒸発器11が、循環ポンプP2で循環する高温循環水L2を介して、洗煙熱交換器21で回収された熱エネルギーを受け、作動媒体Lを蒸発させるようにしていた。本変形例3では、図6に示すように、排熱エネルギー回収変換装置10´は、循環ポンプP3、温水L1、過熱器12を削除し、温水発生器22に対して作動媒体Lを直接流入し、温水発生器22を過熱器として機能させているとともに、循環ポンプP2、高温循環水L2、蒸発器11を削除し、洗煙熱交換器21に対して作動媒体Lを直接流入し、洗煙熱交換器21を蒸発器として機能させている。これによって、熱交換効率を高めることができる。なお、温水発生器22を過熱器として機能させ、洗煙熱交換器21を蒸発器として機能させる構成は、いずれか一方であっても良い。また、洗煙熱交換器21を予熱器として機能させ、温水発生器22を蒸発器として機能させても良い。
(Modification 3)
In the first and second embodiments and the first and second modifications described above, the superheater 12 receives the thermal energy recovered by the hot water generator 22 via the hot water L1 circulated by the circulation pump P3, and operates. The medium L is heated, and the evaporator 11 receives the heat energy recovered by the smoke washing heat exchanger 21 via the high-temperature circulating water L2 circulated by the circulation pump P2, and evaporates the working medium L. . In the third modification, as shown in FIG. 6, the exhaust heat energy recovery conversion device 10 ′ deletes the circulation pump P 3, the hot water L 1, and the superheater 12, and directly flows the working medium L into the hot water generator 22. The hot water generator 22 functions as a superheater, the circulation pump P2, the high-temperature circulating water L2, and the evaporator 11 are deleted, and the working medium L is directly introduced into the smoke washing heat exchanger 21 for washing. The smoke heat exchanger 21 functions as an evaporator. Thereby, the heat exchange efficiency can be increased. In addition, any one may be sufficient as the structure which makes the hot water generator 22 function as a superheater, and functions the smoke-washing heat exchanger 21 as an evaporator. Further, the smoke washing heat exchanger 21 may function as a preheater, and the hot water generator 22 may function as an evaporator.

なお、上述した第1の実施形態および第2の実施形態と、変形例1〜3の各構成要素とは、適宜組み合わせ可能である。   Note that the first and second embodiments described above and the components of the first to third modifications can be appropriately combined.

以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いても良い。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Various deformation | transformation based on the technical idea of this invention is possible. For example, the numerical values given in the above embodiment are merely examples, and different numerical values may be used as necessary.

例えば上述の第1の実施形態においては、下水汚泥の焼却を行う例について説明したが、下水汚泥以外を焼却する場合においては、上述する排ガスG1に含まれる乾燥ガスと水蒸気との比率は変化する。また、排熱エネルギー回収変換装置10の稼働可能温度も装置ごとに異なる温度である。そのため、使用する排熱エネルギー回収変換装置10に応じて、また焼却する材料に応じて、洗煙水Wの制御すべき温度を変更することが望ましい。   For example, in the above-described first embodiment, the example of incineration of sewage sludge has been described. However, in the case of incineration other than sewage sludge, the ratio of the dry gas and water vapor contained in the above-described exhaust gas G1 changes. . Further, the operable temperature of the exhaust heat energy recovery conversion device 10 is also a temperature that varies from device to device. Therefore, it is desirable to change the temperature at which the smoke-washed water W should be controlled according to the exhaust heat energy recovery conversion device 10 to be used and the material to be incinerated.

1 焼却炉
2 流動空気予熱器
3 白煙防止空気予熱器
4 集塵機
5 排煙処理塔
5a 散水ノズル
6 煙突
7 制御部
8 温度センサ
9 制御弁
10,10´ 排熱エネルギー回収変換装置
11 蒸発器
12 過熱器
13 蒸気タービン
14 凝縮器
15 発電機
21 洗煙熱交換器
22 温水発生器
30 ヒートポンプ
31 開閉弁
G1,G2 排ガス
A1 流動空気
A2 白煙防止空気
S 熱サイクル
L 作動媒体
L1 温水
L2 高温循環水
R 洗煙循環路
W 洗煙水
W1 洗煙冷却水
W2,W22 洗煙循環水
W3 洗煙排水
W4,W24 処理水
W5 低温排水
W6 冷却水
W7 水
V1 調節弁
B ブロア
P1〜P4 循環ポンプ
P5 ポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Incinerator 2 Flowing air preheater 3 White smoke prevention air preheater 4 Dust collector 5 Flue gas processing tower 5a Sprinkling nozzle 6 Chimney 7 Control part 8 Temperature sensor 9 Control valve 10, 10 'Waste heat energy recovery converter 11 Evaporator 12 Superheater 13 Steam turbine 14 Condenser 15 Generator 21 Smoke washing heat exchanger 22 Hot water generator 30 Heat pump 31 On-off valve G1, G2 Exhaust gas A1 Fluid air A2 White smoke prevention air S Thermal cycle L Working medium L1 Hot water L2 Hot circulating water R Smoke wash circuit W Smoke wash water W1 Smoke wash cooling water W2, W22 Smoke wash circulation water W3 Smoke wash drain W4, W24 Treated water W5 Low temperature drain W6 Cooling water W7 Water V1 Control valve B Blower P1-P4 Circulation pump P5 Pump

Claims (12)

焼却炉からの排ガスの熱を熱交換する排ガス用熱交換器と、前記排ガスを処理する排煙処理塔とを備え、前記排ガス用熱交換器と前記排煙処理塔とを介して排ガス処理する際に得られる加熱空気および排煙処理塔における洗煙水の熱エネルギーを回収して他のエネルギーに変換する排熱エネルギー回収変換装置を有し、
前記排煙処理塔が、塔内下部に溜まった前記洗煙水を循環させて前記排ガスを水洗浄する洗煙循環路上に、前記洗煙循環路を流れる洗煙水の熱エネルギーを回収して前記回収した熱エネルギーを前記排熱エネルギー回収変換装置に供給するための洗煙熱交換器を備え、入力された前記排ガスが、前記洗煙熱交換器によって冷却された洗煙冷却水の散水によって水洗浄される排熱回収システムであって、
前記排煙処理塔が、前記洗煙冷却水の散水によって水洗浄された排ガスを冷却する処理水を入力可能に構成されているとともに、排ガスを冷却した後の処理水を、前記排ガスと接触した後であって前記洗煙熱交換器で熱交換する前の前記洗煙循環路を流れる前記洗煙水に混合するか、外部に排出するかの少なくとも一方を選択する供給先選択手段を有し、
前記洗煙水の温度を計測する温度センサによって計測された前記洗煙水の温度が、前記排ガスにおける飽和絶対湿度に基づく温度より高くなった場合に、前記洗煙水に混合させる前記処理水の量を増加させて、前記洗煙水の温度を低下させて、前記温度センサによって計測された前記洗煙水の温度が、前記排熱エネルギー回収変換装置の稼働可能温度未満になった場合、前記洗煙水に混合させる前記処理水の量を減少させて、前記洗煙水の温度を上昇させることにより、前記洗煙水の温度が前記排熱エネルギー回収変換装置の稼働可能温度以上前記排ガスにおける飽和絶対湿度に基づく温度未満に維持されるように前記供給先選択手段を制御することで、前記排ガスの潜熱を前記洗煙水に回収させる制御手段を備える
ことを特徴とする排熱回収システム。
An exhaust gas heat exchanger for exchanging heat of the exhaust gas from the incinerator and a flue gas treatment tower for treating the exhaust gas, and exhaust gas treatment via the exhaust gas heat exchanger and the flue gas treatment tower A heat exhaust energy recovery conversion device that recovers the thermal energy of the heated air and smoke cleaning water in the flue gas processing tower and converts it into other energy,
The flue gas treatment tower collects thermal energy of the smoke washing water flowing through the smoke washing circulation path on the smoke washing circulation path for washing the exhaust gas by circulating the smoke washing water accumulated in the lower part of the tower. A smoke washing heat exchanger for supplying the recovered thermal energy to the exhaust heat energy recovery conversion device is provided, and the input exhaust gas is sprinkled with smoke washing cooling water cooled by the smoke washing heat exchanger. An exhaust heat recovery system that is washed with water,
The flue gas treatment tower is configured to be able to input treated water that cools the exhaust gas that has been washed with water by spraying the smoke washing cooling water, and the treated water after cooling the exhaust gas is in contact with the exhaust gas. Supply destination selection means for selecting at least one of mixing with the smoke-washed water flowing through the smoke-cleaning circuit after the heat-exchange with the smoke-washing heat exchanger, or discharging to the outside ,
The treated water mixed with the smoke-washed water when the temperature of the smoke-washed water measured by the temperature sensor for measuring the temperature of the smoke-washed water is higher than the temperature based on the saturated absolute humidity in the exhaust gas. When the temperature of the smoke cleaning water measured by the temperature sensor is less than the operable temperature of the exhaust heat energy recovery conversion device by increasing the amount and decreasing the temperature of the smoke cleaning water, By reducing the amount of the treated water mixed with the smoke cleaning water and increasing the temperature of the smoke cleaning water, the temperature of the smoke cleaning water is higher than the operable temperature of the exhaust heat energy recovery conversion device in the exhaust gas. Controlling the supply destination selection means so as to be maintained below the temperature based on the saturation absolute humidity, the control means for collecting the latent heat of the exhaust gas in the smoke-washed water is provided. Yield system.
前記制御手段は、前記洗煙循環路を流れる前記洗煙水の一部を、放出量が前記排ガス内の水蒸気が凝固した水量に相当するように、外部に排出する、請求項1に記載の排熱回収システム。   2. The control unit according to claim 1, wherein the control unit discharges a part of the smoke-washed water flowing through the smoke-wash circuit so that a discharge amount corresponds to an amount of water solidified by the water vapor in the exhaust gas. Waste heat recovery system. 前記排煙処理塔に投入される前の前記処理水を冷却するヒートポンプをさらに有する、請求項1又は請求項2に記載の排熱回収システム。   The exhaust heat recovery system according to claim 1, further comprising a heat pump that cools the treated water before being put into the smoke exhausting treatment tower. 前記排熱エネルギー回収変換装置は、水よりも低沸点の媒体を用いた熱サイクルを形成することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の排熱回収システム。   The exhaust heat recovery system according to any one of claims 1 to 3, wherein the exhaust heat energy recovery conversion device forms a heat cycle using a medium having a boiling point lower than that of water. 前記排熱エネルギー回収変換装置は、前記熱サイクル上に蒸気タービンを配置し、該蒸気タービンに接続された発電機を介して電力を出力し、または該蒸気タービンの回転動力を出力することを特徴とする請求項4に記載の排熱回収システム。   The exhaust heat energy recovery conversion device arranges a steam turbine on the thermal cycle, outputs electric power via a generator connected to the steam turbine, or outputs rotational power of the steam turbine. The exhaust heat recovery system according to claim 4. 前記熱サイクル上に配置された凝縮器に用いられた凝縮用冷却水の凝縮後処理水を、前記排煙処理塔上部に供給される冷却用の処理水として用いることを特徴とする請求項4または5に記載の排熱回収システム。   The post-condensation treated water for condensing cooling water used in a condenser disposed on the thermal cycle is used as cooling treated water supplied to the upper part of the flue gas treatment tower. Or the waste heat recovery system of 5. 焼却炉からの排ガスの熱を熱交換する排ガス用熱交換器と、前記排ガスを処理する排煙処理塔とを備え、前記排ガス用熱交換器と前記排煙処理塔とを介して排ガス処理する際に得られる加熱空気および排煙処理塔における洗煙水の熱エネルギーを回収して他のエネルギーに変換する排熱エネルギー回収変換装置を有する排熱回収システムにおいて、前記排煙処理塔内下部に溜まった前記洗煙水を循環させて前記排ガスを水洗浄する洗煙循環路上で、前記洗煙循環路を流れる洗煙水の熱エネルギーを回収して、前記回収した熱エネルギーを前記排熱エネルギー回収変換装置に供給するとともに、熱エネルギーの回収によって冷却された洗煙冷却水の散水によって前記排ガスを水洗浄する排熱回収方法であって、
前記排煙処理塔に、前記洗煙冷却水の散水によって水洗浄された排ガスを冷却する処理水を入力し、排ガスを冷却した後の処理水に対して、前記洗煙水の温度を計測する温度センサによって計測された前記洗煙水の温度が、前記排ガスにおける飽和絶対湿度に基づく温度より高くなった場合に、前記洗煙水に混合させる前記処理水の量を増加させて、前記洗煙水の温度を低下させて、前記温度センサによって計測された前記洗煙水の温度が、前記排熱エネルギー回収変換装置の稼働可能温度未満になった場合、前記洗煙水に混合させる前記処理水の量を減少させて、前記洗煙水の温度を上昇させることにより、前記洗煙水の温度が前記排熱エネルギー回収変換装置の稼働可能温度以上前記排ガスにおける飽和絶対湿度に基づく温度未満に維持されるように、前記排ガスと接触した後であって前記熱エネルギーを回収する前の前記洗煙循環路を流れる前記洗煙水に混合するか、外部に排出するかの少なくとも一方を選択的に制御することで、前記排ガスの潜熱を前記洗煙水に回収させる
ことを特徴とする排熱回収方法。
An exhaust gas heat exchanger for exchanging heat of the exhaust gas from the incinerator and a flue gas treatment tower for treating the exhaust gas, and exhaust gas treatment via the exhaust gas heat exchanger and the flue gas treatment tower In the exhaust heat recovery system having an exhaust heat energy recovery conversion device that recovers the thermal energy of the heated air and smoke cleaning water in the exhaust gas processing tower and converts it into other energy, On the smoke cleaning circuit that circulates the accumulated smoke cleaning water and cleans the exhaust gas, the thermal energy of the smoke cleaning water flowing through the smoke cleaning circuit is recovered, and the recovered thermal energy is used as the exhaust heat energy. A waste heat recovery method for supplying water to the recovery conversion device and washing the exhaust gas with water sprayed with smoke-washing cooling water cooled by recovery of thermal energy,
The treated water for cooling the exhaust gas washed with water by the sprinkling of the smoke washing cooling water is input to the flue gas treatment tower, and the temperature of the smoke washing water is measured with respect to the treated water after the exhaust gas is cooled. When the temperature of the smoke-washed water measured by the temperature sensor is higher than the temperature based on the saturation absolute humidity in the exhaust gas, the amount of the treated water mixed with the smoke-washed water is increased, and the smoke washed water The treated water mixed with the smoke-washed water when the temperature of the smoke-washed water measured by the temperature sensor is lower than the operable temperature of the exhaust heat energy recovery conversion device by lowering the temperature of the water the amount to reduce the maintenance the by raising the temperature of the wash smoke water below the temperature based on the saturated absolute humidity in the exhaust gas operable temperature above the wash smoke water the exhaust heat energy recovery converter So as to selectively control at least one of mixing with the smoke-washing water flowing through the smoke-washing circulation path after contact with the exhaust gas and before recovering the thermal energy, or discharging the smoke energy to the outside. Thus, the exhaust heat recovery method is characterized in that the smoke washing water recovers the latent heat of the exhaust gas.
前記洗煙循環路を流れる前記洗煙水の一部を、放出量が前記排ガス内の水蒸気が凝固した水量に相当するように、外部に排出する、請求項7に記載の排熱回収方法。   The exhaust heat recovery method according to claim 7, wherein a part of the smoke washed water flowing through the smoke washing circulation path is discharged to the outside so that a discharge amount corresponds to an amount of water solidified by water vapor in the exhaust gas. 前記排煙処理塔に投入される前の前記処理水を、ヒートポンプにより冷却する、請求項7又は請求項8に記載の排熱回収方法。   The exhaust heat recovery method according to claim 7 or claim 8, wherein the treated water before being introduced into the flue gas treatment tower is cooled by a heat pump. 前記排熱エネルギー回収変換装置は、水よりも低沸点の媒体を用いた熱サイクルを形成することを特徴とする請求項7から請求項9のいずれか1項に記載の排熱回収方法。   The exhaust heat recovery method according to any one of claims 7 to 9, wherein the exhaust heat energy recovery conversion device forms a heat cycle using a medium having a boiling point lower than that of water. 前記排熱エネルギー回収変換装置は、前記熱サイクル上に蒸気タービンを配置し、該蒸気タービンに接続された発電機を介して電力を出力し、または該蒸気タービンの回転動力を出力することを特徴とする請求項10に記載の排熱回収方法。   The exhaust heat energy recovery conversion device arranges a steam turbine on the thermal cycle, outputs electric power via a generator connected to the steam turbine, or outputs rotational power of the steam turbine. The exhaust heat recovery method according to claim 10. 前記熱サイクル上に配置された凝縮器に用いられた凝縮用冷却水の凝縮後処理水を、前記排煙処理塔上部に供給される冷却用の処理水として用いることを特徴とする請求項10または11に記載の排熱回収方法。   The post-condensation treatment water for condensing cooling water used in a condenser disposed on the thermal cycle is used as cooling treatment water supplied to the upper part of the flue gas treatment tower. Or the exhaust heat recovery method of 11.
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