JP6740185B2 - Exhaust gas desulfurization method in pressurized fluidized-bed reactor system and pressurized fluidized-bed reactor system - Google Patents

Exhaust gas desulfurization method in pressurized fluidized-bed reactor system and pressurized fluidized-bed reactor system Download PDF

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Description

本発明は、排ガス脱硫方法及び加圧流動炉システムに関する。本発明は、特に下水汚泥、バイオマス、都市ゴミ等の被処理物を燃焼する加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法及び加圧流動炉システムに関する。 The present invention relates to an exhaust gas desulfurization method and a pressurized fluidized flow reactor system. The present invention relates to an exhaust gas desulfurization method and a pressurized fluidized-bed reactor system in a pressurized fluidized-bed reactor system that burns substances to be treated such as sewage sludge, biomass, and municipal waste.

従来、下水汚泥、バイオマス、都市ゴミ等の被処理物を燃焼し、焼却炉から排出される燃焼排ガスの持つエネルギーを有効に取り出すことに着目した焼却設備として、加圧流動炉システムが知られている。加圧流動炉システムは、被処理物を燃焼空気により流動しつつ燃焼させる加圧流動炉と、加圧流動炉から排出される燃焼排ガスによって回動されるタービンとタービンの回動に伴って回動され圧縮空気を供給するコンプレッサーを有する過給機を有することを特徴とするシステムである。 Conventionally, a pressurized fluidized bed reactor system has been known as an incinerator that focuses on effectively extracting the energy of combustion exhaust gas discharged from an incinerator by burning an object to be treated such as sewage sludge, biomass, and municipal waste. There is. The pressurized fluidized-bed furnace system includes a pressurized fluidized-bed furnace that combusts an object to be processed while flowing it with combustion air, and a turbine that is rotated by combustion exhaust gas discharged from the pressurized fluidized furnace and the turbine that rotates with the rotation of the turbine. A system comprising a supercharger having a compressor driven to supply compressed air.

加圧流動動炉システムでは、被処理物を完全燃焼させた際に生じる燃焼排ガスによって過給機のタービンを駆動し、コンプレッサーから排出される圧縮空気によって被処理物の燃焼に必要な燃焼空気を全て賄う自立運転が可能となる。自立運転が可能となることで、従来、必要であった流動ブロワおよび誘引ファンが不要となり、ランニングコストが低減することが知られている。 In a pressurized fluidized bed reactor system, the combustion exhaust gas generated when the material to be processed is completely combusted drives the turbine of the supercharger, and the compressed air discharged from the compressor provides the combustion air necessary for combustion of the material to be processed. It becomes possible to operate independently to cover all costs. It is known that by enabling self-sustaining operation, a flow blower and an induction fan, which have been required in the past, are not required and running costs are reduced.

硫黄分を含む下水汚泥を焼却すると、その残留物には硫黄酸化物が含まれている。この硫黄酸化物は、機器の腐食及び煙突出口での紫煙として問題となることがある。 When sewage sludge containing sulfur is incinerated, the residue contains sulfur oxides. This sulfur oxide can be a problem as equipment corrosion and purple smoke at the smoke outlet.

このために、一般的にある規模以上の汚泥焼却設備の場合、排煙処理装置(例えば湿式脱硫処理塔)が設置され、排煙処理装置で硫黄酸化物が亜硫酸アンモニウムとして除去される。
しかし、一部の硫黄酸化物はミスト化し捕捉しにくい状態となることがあり、煙突へと流入することがある。そのため、煙突の前段に電気集塵機が必要となる。
For this reason, in general, in the case of a sludge incinerator of a certain scale or more, a flue gas treatment device (for example, a wet desulfurization treatment tower) is installed, and sulfur oxides are removed as ammonium sulfite in the flue gas treatment device.
However, some of the sulfur oxides may become mist and become difficult to be captured, and may flow into the stack. Therefore, an electric dust collector is required before the chimney.

効率的な硫黄酸化物の除去方法としては、アンモニア注入設備を付加し排ガスダクト内へアンモニアを注入することで強制的に硫酸アンモニウムへの移行率を上昇させ、乾式EPで捕捉する方法が最も主流である。また、「乾式EP+湿式EPによる捕捉」、「溶解塩噴霧+湿式EPによる捕捉」の方法もある。 The most main method for efficient removal of sulfur oxides is to add ammonia injection equipment and inject ammonia into the exhaust gas duct to forcibly increase the conversion rate to ammonium sulfate and capture with dry EP. is there. There are also methods of “capture by dry EP+wet EP” and “capture by dissolved salt spray+wet EP”.

特開平11−151424号公報JP-A-11-151424 特開平9−103629号公報JP-A-9-103629 特開2006−326575公報JP, 2006-326575, A

「アンモニア注入+乾式EP方式」(特許文献1)
硫黄分の除去効率は、ほぼ100%であるが、アンモニア注入にて生成された硫安は付着・固着性が高いためEP内部の電極に固着し放電電流が低下する。放電電流の低下に伴いEPの捕集性能も低下する。そのため、設備の長期安定運転に支障をきたす恐れがある。
"Ammonia injection + dry EP method" (Patent Document 1)
The efficiency of removing the sulfur content is almost 100%, but ammonium sulfate produced by injecting ammonia is highly adherent and adherent, and therefore adheres to the electrode inside the EP to reduce the discharge current. As the discharge current decreases, the EP collection performance also decreases. Therefore, there is a possibility that the long-term stable operation of the equipment may be hindered.

「湿式EP方式」(特許文献2)
排煙処理装置出口に湿式EPを設置して捕集を行う方法であるため、排煙処理装置にて冷却された硫黄分はミスト化する。微細なミストが放電空間に存在すると電流の流れを阻害する空間電荷効果と呼ばれる現象が生じ、EPの捕集性能が低下する。
"Wet EP method" (Patent Document 2)
Since the wet EP is installed at the outlet of the flue gas treatment apparatus to collect the sulfur, the sulfur content cooled in the flue gas treatment apparatus becomes mist. If a fine mist exists in the discharge space, a phenomenon called a space charge effect that hinders the flow of current occurs, and the EP collection performance deteriorates.

「溶解塩噴霧方式」(特許文献3)
溶解塩をダクト内部に噴霧することで、溶解塩液滴の乾燥後に析出したダストに硫黄酸化物を付着させる方法である。付着に最も有効とされる温度は「145℃前後」(噴霧後の出口温度:130℃以上)とされており硫酸アンモニウムの露点温度域となる。そのため、設備の低温腐食の懸念がある。
また、最適温度域が145℃前後であるため一部の溶解塩がダクト内壁に付着し安定的な連続運転に支障をきたす場合があり、対策が必要となる。
"Dissolved salt spray method" (Patent Document 3)
This is a method of spraying the dissolved salt into the inside of the duct to attach the sulfur oxide to the dust deposited after drying the dissolved salt droplets. The most effective temperature for the adhesion is “around 145° C.” (exit temperature after spraying: 130° C. or higher), which is in the dew point temperature range of ammonium sulfate. Therefore, there is concern about low-temperature corrosion of equipment.
Further, since the optimum temperature range is around 145° C., some of the dissolved salt may adhere to the inner wall of the duct, hindering stable continuous operation, and measures must be taken.

他方、本発明者らは、加圧流動動炉システムにおいて、例えば下水汚泥を焼却する場合、硫黄酸化物の生成が問題になるために、例えば湿式脱硫処理塔にて水酸化ナトリウムにて脱硫処理することが有効であることを知見している。
しかしながら、SO2は十分処理できるが、運転条件によっては、SO3の処理が十分でないことが知見された。
この原因は、従来のほぼ常圧で運転される気泡式流動床炉の場合と異なり、100〜160kPa・G程度で運転される加圧の流動焼却炉であるのが原因であると推測できた。
On the other hand, the inventors of the present invention, for example, when incinerating sewage sludge in a pressurized fluidized bed reactor system, the formation of sulfur oxides poses a problem. Therefore, for example, desulfurization treatment with sodium hydroxide is performed in a wet desulfurization treatment tower. Have found that it is effective.
However, although SO 2 can be sufficiently treated, the operating conditions, it has been found the process of SO 3 is not sufficient.
It can be inferred that this cause is caused by the pressurized fluidized incinerator operated at about 100 to 160 kPa·G, unlike the conventional bubble type fluidized bed furnace operated at almost normal pressure. ..

そこで、本発明の主たる課題は、SO3除去のための対策設備費が安価であり、排ガス中の硫黄酸化物(特にSO3)を適確に除去可能な加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法及び加圧流動炉システムを提供することにある。 Therefore, the main object of the present invention is to provide an exhaust gas desulfurization method in a pressurized fluidized reactor system, which requires a low equipment cost for SO 3 removal and is capable of appropriately removing sulfur oxides (especially SO 3 ) in exhaust gas. And to provide a pressurized flow furnace system.

上記課題を解決した本発明は以下のとおりである。
すなわち、本発明の加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法は、
加圧流動炉と、
前記加圧流動炉から排出される燃焼排ガスによって回動されるタービンと、前記タービンの回動に伴って回動され前記加圧流動炉に燃焼空気を供給するコンプレッサーとを備える過給機と、
を備えた加圧流動炉システムにおいて、
前記過給機の前記タービンを通った前記燃焼排ガスについて、排煙処理装置により水酸化ナトリウムを脱硫剤として湿式脱硫を図り、脱硫処理後のガスを煙突を介して大気に放出するとともに、
前記タービンと前記排煙処理装置との間の、前記燃焼排ガス後経路に中に、300℃〜550℃の前記燃焼排ガスに対して、前記水酸化ナトリウム液を噴霧ノズルにより噴霧するとともに、
前記加圧流動炉から排出される燃焼排ガスを、前記煙突を介して大気に放出するまでの経路に電気集塵機を設置しない、
ことを特徴とするものである。
MEANS TO SOLVE THE PROBLEM This invention which solved the said subject is as follows.
That is, the exhaust gas desulfurization method in the pressure fluidized reactor system of the present invention,
Pressure fluidized furnace,
A supercharger including a turbine that is rotated by combustion exhaust gas discharged from the pressurized fluidized furnace, and a compressor that is rotated with rotation of the turbine and that supplies combustion air to the pressurized fluidized furnace.
In a pressure fluidized furnace system equipped with
Regarding the combustion exhaust gas that has passed through the turbine of the supercharger, wet desulfurization is attempted by using a smoke treatment device with sodium hydroxide as a desulfurizing agent, and the gas after desulfurization treatment is released to the atmosphere through a chimney,
While spraying the sodium hydroxide solution with a spray nozzle to the combustion exhaust gas at 300° C. to 550° C. in the combustion exhaust gas post-path between the turbine and the flue gas treatment device,
The combustion exhaust gas discharged from the pressurized fluidized furnace is not provided with an electric precipitator in the path until it is discharged to the atmosphere through the chimney,
It is characterized by that.

前述のように、加圧流動炉システムにおいては、被処理物を完全燃焼させた際に生じる燃焼排ガスによって過給機のタービンを駆動し、コンプレッサーから排出される圧縮空気によって被処理物の燃焼に必要な燃焼空気を全て賄う自立運転が可能となる。自立運転が可能となることで、従来、必要であった流動ブロワおよび誘引ファンが不要となり、ランニングコストが低減する。その他、多くの利点をもたらすことを本出願人は実証しており、高い評価を得ている。
他方、燃焼排ガスの脱硫に際しては、種々の方式があるが、排煙処理装置(例えば湿式脱硫処理塔)において、NaOHを使用するいわゆる亜硫曹法及び芒硝法が汎用されている。その反応は次のとおりである。
Na2SO3+SO2+H2O → 2NaHSO3 ・・・(1)
NaHSO3+NaOH → Na2SO3+H2O ・・・(2)
Na2SO3+1/2O2 → Na2SO4 ・・・(3)
しかしながら、亜硫曹法又は芒硝法では、SO3除去が十分ではなく、SO3除去を行うためには、既述のように、煙突の前段に高価で大型の電気集塵機を導入する必要があり、かかる設備の設置は可能な限り避けるべきである。
しかるに、加圧流動炉システムにおいて、タービンと排煙処理装置との間の、燃焼排ガスの後経路においては、300℃〜550℃程度の高温であり、この高温の排ガスに水酸化ナトリウム(NaOH)液を噴霧すると、反応効率が高く、しかも排煙処理装置中での脱硫効率に実質的な影響はなんらないことが知見された。
かくして、本発明によれば、基本的に燃焼排ガスの後経路中に噴霧ノズルを設置するだけでよい(電気集塵機や他の大型の設備の導入を行わない。)ので、経済性に優れ、しかも実用上十分なSO3除去効果を示すものとなる。
As described above, in the pressurized fluidized reactor system, the combustion exhaust gas generated when the material to be processed is completely burned drives the turbine of the supercharger, and the compressed air discharged from the compressor is used to burn the material to be processed. Independent operation that covers all required combustion air becomes possible. By enabling the self-sustaining operation, the flow blower and the induction fan, which were required in the past, are not required, and the running cost is reduced. The Applicant has demonstrated that it brings many other advantages, and has been highly evaluated.
On the other hand, there are various methods for desulfurizing combustion exhaust gas, but so-called sulfurous acid method and sodium sulfate method using NaOH are widely used in a flue gas treatment device (for example, a wet desulfurization treatment tower). The reaction is as follows.
Na 2 SO 3 +SO 2 +H 2 O → 2NaHSO 3 (1)
NaHSO 3 +NaOH → Na 2 SO 3 +H 2 O (2)
Na 2 SO 3 +1/2O 2 → Na 2 SO 4 (3)
However, in the sulfurous acid method or the sodium sulfate method, SO 3 is not sufficiently removed, and in order to remove SO 3 , it is necessary to introduce an expensive and large-sized electrostatic precipitator before the chimney, as described above. , Installation of such equipment should be avoided as much as possible.
However, in the pressurized fluidized flow system, the high temperature of about 300° C. to 550° C. is high in the rear path of the combustion exhaust gas between the turbine and the flue gas treatment device, and sodium hydroxide (NaOH) is added to this high temperature exhaust gas. It was found that spraying the liquid has a high reaction efficiency and has no substantial effect on the desulfurization efficiency in the flue gas treatment device.
Thus, according to the present invention, basically, it suffices to install the spray nozzle in the rear path of the combustion exhaust gas (no introduction of an electric dust collector or other large-sized equipment), which is excellent in economical efficiency and It exhibits a practically sufficient SO 3 removal effect.

加圧流動炉は100〜160kPa・Gの圧力で運転され、前記タービンと前記排煙処理装置との間の前記燃焼排ガス後経路の圧力が、0kPa・Gを超え、好ましくは3を超え、5kPa・G以下とすることができる。
かかる条件によって、加圧流動炉システムの効果が顕著にあらわれる。
The pressure fluidized furnace is operated at a pressure of 100 to 160 kPa·G, and the pressure of the combustion exhaust gas post-path between the turbine and the flue gas treatment device exceeds 0 kPa·G, preferably exceeds 3 and 5 kPa. -It can be G or less.
By such conditions, the effect of the pressurized fluidized flow reactor system is remarkably exhibited.

前記湿式脱硫に際し、湿式スクラバーにより脱硫を図ることができる。
湿式スクラバーにより脱硫によると脱硫効率が高いものとなる。
During the wet desulfurization, desulfurization can be achieved with a wet scrubber.
Desulfurization with a wet scrubber increases desulfurization efficiency.

前記タービンと前記排煙処理装置との間の前記燃焼排ガス後経路の途中に、前記煙突からの白煙防止を図る白煙防止熱交換器を設け、
前記白煙防止熱交換器は縦向きに設置したシェルアンドチューブ式であり、
前記燃焼排ガス後経路の途中において水酸化ナトリウム液を噴霧ノズルにより噴霧することができる。
In the middle of the combustion exhaust gas rear path between the turbine and the flue gas treatment device, a white smoke prevention heat exchanger for preventing white smoke from the chimney is provided,
The white smoke prevention heat exchanger is a shell and tube type installed vertically,
Sodium hydroxide liquid can be sprayed by a spray nozzle in the middle of the route after the combustion exhaust gas.

白煙防止熱交換器を設けることで白煙防止を図ることができる。この白煙防止熱交換器としては、熱交換効率が高いシェルアンドチューブ式熱交換器を使用するのが好ましい。
また、燃焼排ガス後経路において、噴霧ノズルから水酸化ナトリウム液を噴霧するので、排ガスとの混合を十分に均一に行うことができるとともに、蒸発も速く、塩類析出速度が速くなり、また、排煙処理装置より前の経路であり、その結果反応時間を確保することが可能となり、硫黄酸化物の除去効率が向上する。
このようにして、除去効率の向上により噴霧(注入)ノズルは少なくとも1箇所で足り、従来の溶解塩噴霧方式のような大型機器は不要となる。さらに、高温下で噴霧を行うので、析出塩粒子径を大きくすることができ、低圧での噴霧が可能で、高圧に必要な設備コストを抑制できる。
なお、シェルアンドチューブ式熱交換器を縦向きに設置するのは、管板やチューブ側への付着が抑えられ、メンテナンスが容易となるからである。
White smoke can be prevented by providing a white smoke prevention heat exchanger. As this white smoke prevention heat exchanger, it is preferable to use a shell-and-tube heat exchanger having high heat exchange efficiency.
In addition, since sodium hydroxide solution is sprayed from the spray nozzle in the post-combustion exhaust gas passage, mixing with the exhaust gas can be performed sufficiently uniformly, evaporation is fast, salt precipitation speed is also high, and smoke exhaust This is a route prior to the treatment device, and as a result, it becomes possible to secure the reaction time, and the sulfur oxide removal efficiency is improved.
In this way, due to the improved removal efficiency, at least one spray (injection) nozzle is sufficient, and large equipment such as the conventional dissolved salt spray method is unnecessary. Further, since the spraying is performed at a high temperature, the precipitated salt particle size can be increased, the spraying can be performed at a low pressure, and the equipment cost required for a high pressure can be suppressed.
The shell-and-tube heat exchanger is installed vertically because the adhesion to the tube sheet and the tube side is suppressed and the maintenance is easy.

前記タービンと前記排煙処理装置との間の前記燃焼排ガス後経路の途中に、前記煙突からの白煙防止を図る白煙防止熱交換器を設け、前記タービンと前記白煙防止熱交換器との間において、噴霧ノズルにより水酸化ナトリウム液を噴霧することもできる。 In the middle of the combustion exhaust gas rear path between the turbine and the flue gas treatment device, a white smoke prevention heat exchanger for preventing white smoke from the chimney is provided, and the turbine and the white smoke prevention heat exchanger are provided. In the meantime, it is also possible to spray the sodium hydroxide solution with a spray nozzle.

また、白煙防止熱交換器と排煙処理装置との間において、噴霧ノズルにより水酸化ナトリウム液を噴霧することができる。 Further, the sodium hydroxide solution can be sprayed by the spray nozzle between the white smoke prevention heat exchanger and the smoke exhaust treatment device.

他方で、前記噴霧ノズルを、その噴射方向が前記燃焼排ガス後経路の下流側に向かうように設けると、水酸化ナトリウム液と排ガスの流れが同じとなるので、流路での粒子の付着がなく、反応性が高いものとなる。
これに対し、例えば噴霧ノズルの噴射方向が排ガスの流れと交差すると、流路での粒子の付着がみられ、やがて流路の閉塞を招くおそれがある。
On the other hand, if the spray nozzle is provided so that its injection direction is toward the downstream side of the combustion exhaust gas rear passage, the flow of the sodium hydroxide liquid and the exhaust gas will be the same, so there will be no adhesion of particles in the flow path. , Becomes highly reactive.
On the other hand, for example, when the spraying direction of the spray nozzle intersects with the flow of the exhaust gas, particles may be attached to the flow channel, which may eventually cause the flow channel to be blocked.

とりわけ、前記燃焼排ガス後経路のうち下降する経路において、前記噴霧ノズルを、その噴射方向が前記下降する経路の下流側に向かうように設けることが望ましい。
下降する経路において、噴射方向が下流側に向かうように設ける、換言すれば下方に向かうように設けると、仮に粒子が管路の内壁に付着しようとしても重力の作用によって下方に流下するようになるので、管路の内壁への付着が抑止される。
In particular, in the descending path of the combustion exhaust gas rear path, it is desirable that the spray nozzle is provided so that the injection direction thereof is toward the downstream side of the descending path.
In the descending path, if the injection direction is set to the downstream side, in other words, the injection direction is set to the downward direction, even if the particles try to adhere to the inner wall of the pipeline, they will flow downward due to the action of gravity. Therefore, the adhesion to the inner wall of the pipeline is suppressed.

前記噴霧ノズルからの噴霧液のザウター粒子径が30〜150μmである請求項4又は5記載の加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法。
噴霧液のザウター粒子径が30〜150μmであると好適である。場合により、ザウター粒子径が100μm超〜150μmの範囲の大きなものであっても、十分な反応効率を示す。
The exhaust gas desulfurization method in a pressurized fluidized reactor system according to claim 4 or 5, wherein the spray liquid from the spray nozzle has a Sauter particle size of 30 to 150 µm.
The spray liquid preferably has a Sauter particle size of 30 to 150 μm. In some cases, even if the Sauter particle size is large in the range of more than 100 μm to 150 μm, sufficient reaction efficiency is exhibited.

本発明に係る実施の形態の加圧流動炉システムは、
加圧流動炉と、前記加圧流動炉から排出される燃焼排ガスによって回動されるタービンとタービンの回動に伴って回動され前記加圧流動炉に燃焼空気を供給するコンプレッサーを備える過給機を有する備えた加圧流動炉システムであって、
前記過給機のタービンを通る燃焼排ガスについて、水酸化ナトリウムを脱硫剤として湿式脱硫を図る排煙処理装置と、
排煙処理後のガスを大気に放出する煙突と、
前記タービンと前記排煙処理装置との間の前記燃焼排ガス後経路における前記燃焼排ガスの温度が300℃〜550℃の位置に設けられた、水酸化ナトリウム液を噴霧する噴霧ノズルと、
を有し、
前記加圧流動炉から排出される燃焼排ガスを、前記煙突を介して大気に放出するまでの経路に電気集塵機を設置していない、
ことを特徴とする。
The pressurized fluidized flow reactor system according to the embodiment of the present invention is
A supercharger including a pressurized fluidized furnace, a turbine that is rotated by combustion exhaust gas discharged from the pressurized fluidized furnace, and a compressor that is rotated with the rotation of the turbine and that supplies combustion air to the pressurized fluidized furnace. A pressure fluidized furnace system having a machine,
Regarding the combustion exhaust gas passing through the turbine of the supercharger, a flue gas treatment device for performing wet desulfurization using sodium hydroxide as a desulfurizing agent,
A chimney that emits gas after flue gas treatment to the atmosphere,
A spray nozzle for spraying sodium hydroxide solution, which is provided at a position where the temperature of the combustion exhaust gas in the post-combustion exhaust gas passage between the turbine and the smoke exhaust treatment device is 300°C to 550°C,
Have
Combustion exhaust gas discharged from the pressurized fluidized furnace, the electrostatic precipitator is not installed in the path until it is discharged to the atmosphere through the chimney,
It is characterized by

前記タービンと前記排煙処理装置との間の前記燃焼排ガス後経路の途中に、前記煙突からの白煙防止を図る白煙防止熱交換器を設け、
前記白煙防止熱交換器は縦向きに設置したシェルアンドチューブ式であり、
噴射方向が前記燃焼排ガス後経路の下流側に向かうように前記噴霧ノズルが設けられている加圧流動炉システムを提供できる。
In the middle of the combustion exhaust gas rear path between the turbine and the flue gas treatment device, a white smoke prevention heat exchanger for preventing white smoke from the chimney is provided,
The white smoke prevention heat exchanger is a shell and tube type installed vertically,
It is possible to provide a pressurized fluidized flow reactor system in which the spray nozzle is provided so that the injection direction is toward the downstream side of the post-combustion exhaust gas passage.

本発明によれば、SO3除去のための対策設備費が安価であり、排ガス中の硫黄酸化物(特にSO3)を適確に除去可能となる。 According to the present invention, the facility cost for removing SO 3 is inexpensive, and the sulfur oxides (particularly SO 3 ) in the exhaust gas can be removed properly.

本発明に係る加圧流動炉システムの説明図である。It is explanatory drawing of the pressurization flow furnace system which concerns on this invention. ぬれ壁の構成例の概要説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the structural example of a wet wall. 3―3線矢視図である。It is a 3-3 line arrow line view.

以下、本発明の本実施形態について添付図面を参照しつつ詳説する。 Hereinafter, this embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

加圧流動炉システム1は、図1に示すように、被処理物M(例えば下水汚泥の脱水ケーキ)を貯留する貯留装置10と、貯留装置10から供給された被処理物Mを燃焼する加圧流動炉20と、加圧流動炉20から排出された燃焼排ガスによって加圧流動炉20に供給する燃焼空気を加熱する空気予熱器40と、燃焼排ガス中の粉塵等を除去する集塵機50と、燃焼排ガスによって駆動され加圧流動炉20に燃焼空気を供給する過給機60と、過給機60から排出された燃焼排ガスによって排煙処理装置(塔)80の後に供給する白煙防止用空気を加熱する白煙防止用熱交換器70と、燃焼排ガス内の不純物(硫黄酸化物)を除去する排煙処理装置80を備えている。 As shown in FIG. 1, the pressurized fluidized-bed furnace system 1 stores a treatment object M (for example, dehydrated cake of sewage sludge) and a storage device 10 that burns the treatment object M supplied from the storage device 10. A pressure fluidizing furnace 20, an air preheater 40 that heats the combustion air supplied to the pressure fluidizing furnace 20 by the combustion exhaust gas discharged from the pressure fluidizing furnace 20, a dust collector 50 that removes dust and the like in the combustion exhaust gas, A supercharger 60 that is driven by the combustion exhaust gas to supply combustion air to the pressurized fluidized furnace 20, and white smoke prevention air that is supplied after the smoke exhaust treatment device (tower) 80 by the combustion exhaust gas discharged from the supercharger 60. A white smoke prevention heat exchanger 70 that heats the exhaust gas and a smoke exhaust treatment device 80 that removes impurities (sulfur oxides) in the combustion exhaust gas are provided.

(貯留装置)
貯留装置10に貯留される被処理物は、例えば含水率を70〜85%質量に脱水処理された下水汚泥であり、被処理物には、燃焼可能な有機物が含有されている。なお、被処理物は、含水有機物であれば下水汚泥に制限されることはなく、バイオマス、都市ゴミ等であっても良い。
(Storage device)
The material to be processed stored in the storage device 10 is, for example, sewage sludge that has been dehydrated to a water content of 70 to 85% by mass, and the material to be processed contains combustible organic matter. The material to be treated is not limited to sewage sludge as long as it is a water-containing organic matter, and may be biomass, municipal waste, or the like.

貯留装置10の下部には、所定量の被処理物を加圧流動炉20に供給する定量フィーダ(供給装置)11が配置され、定量フィーダ11の下流側には、被処理物を加圧流動炉20に圧送する投入ポンプ(図示せず)が設けられている。なお、投入ポンプとしては、一軸ネジ式ポンプ、ピストンポンプ等が使用できる。 A fixed amount feeder (supply device) 11 for supplying a predetermined amount of the object to be processed to the pressurization flow furnace 20 is arranged below the storage device 10, and the object to be processed is pressurized and flowed on the downstream side of the constant amount feeder 11. A charging pump (not shown) that pressure-feeds the furnace 20 is provided. In addition, a uniaxial screw type pump, a piston pump or the like can be used as the charging pump.

(加圧流動炉)
加圧流動炉20は、流動媒体として所定の粒径を有する、流動砂等の固体粒子が炉内の下部に充填された燃焼炉であり、炉内に供給される燃焼空気によって流動層の流動状態を維持しつつ、外部から供給される被処理物および必要に応じて供給される補助燃料を燃焼させるものである。
一側の側壁の下部には、加圧流動炉20の内部に充填された粒径約400〜600μmの流動砂を加熱する補助燃料燃焼装置(図示せず)が配置され、補助燃料燃焼装置の上側近傍の部位には、始動時に流動砂を加熱する始動用バーナ(図示せず)が配置され、始動用バーナの上側の部位には、被処理物の供給口13Bが設けられている。
また、加圧流動炉20の下方には、炉内に燃焼に必要な酸素と流動層の流動状態を維持するための運動エネルギーとを与える燃焼空気を供給する燃焼空気供給管24が設置される。この燃焼空気供給管24は、複数の開孔を有する配管を複数配列した分散管や板状の鉄板等に複数の開口を設けた分散板を用いることが可能である。
加圧流動炉は100〜160kPa・Gの圧力で運転し、タービン61と排煙処理装置80との間の燃焼排ガス後経路の圧力が0kPa・Gを超え、好ましくは3を超え、5kPa・G以下とすることができる。
(Pressure flow furnace)
The pressurized fluidized furnace 20 is a combustion furnace in which solid particles such as fluidized sand having a predetermined particle size as a fluidized medium are filled in the lower portion of the furnace, and the fluidized bed is fluidized by the combustion air supplied into the furnace. While maintaining the state, the object to be processed supplied from the outside and the auxiliary fuel supplied as necessary are burned.
An auxiliary fuel combustor (not shown) for heating the fluidized sand having a particle size of about 400 to 600 μm filled in the pressurized fluidized furnace 20 is disposed at the lower part of the one side wall. A starter burner (not shown) that heats the fluidized sand at the time of start-up is arranged in a region near the upper side, and a supply port 13B for the object to be processed is provided in a region above the starter burner.
Further, below the pressurized fluidized furnace 20, a combustion air supply pipe 24 is installed to supply combustion air that provides oxygen required for combustion and kinetic energy for maintaining a fluidized state of a fluidized bed in the furnace. .. As the combustion air supply pipe 24, it is possible to use a dispersion pipe in which a plurality of pipes having a plurality of openings are arranged, or a dispersion plate in which a plurality of openings are provided in a plate-shaped iron plate or the like.
The pressure fluidized furnace operates at a pressure of 100 to 160 kPa·G, and the pressure in the post-combustion exhaust gas path between the turbine 61 and the smoke treatment device 80 exceeds 0 kPa·G, preferably exceeds 3 and 5 kPa·G. It can be:

(空気予熱器)
空気予熱器40は、加圧流動炉20の後段に設置され、加圧流動炉20から排出された燃焼排ガス(燃焼ガス、又は燃焼ガスと水蒸気が混合したガス)と燃焼空気とを間接的に熱交換することにより、燃焼空気を所定の温度まで昇温する機器である。
空気予熱器40からの燃焼空気は、配管(流路)91を介して加圧流動炉20の燃焼空気供給管24に接続されている。
(Air preheater)
The air preheater 40 is installed in the latter stage of the pressurized fluidized furnace 20 and indirectly communicates the combustion exhaust gas (combustion gas or a gas in which combustion gas and steam are mixed) and the combustion air discharged from the pressurized fluidized furnace 20. It is a device that heats the combustion air to a predetermined temperature by exchanging heat.
Combustion air from the air preheater 40 is connected to the combustion air supply pipe 24 of the pressurized fluidized furnace 20 via a pipe (flow path) 91.

空気予熱器40の他側の下部には、燃焼排ガスを空気予熱器40から排出する排出口92Aが形成されている。空気予熱器としては、シェルアンドチューブ式熱交換器が好ましい。 An exhaust port 92A for exhausting the combustion exhaust gas from the air preheater 40 is formed in the lower part of the other side of the air preheater 40. A shell-and-tube heat exchanger is preferable as the air preheater.

(集塵機)
集塵機50は、空気予熱器40の後段に設けられており、空気予熱器40から送出される燃焼排ガスに含まれるダスト、細粒化された流動砂等の不純物を除去する機器である。
集塵機50に内装されるフィルタとしては、例えばセラミックフィルタやバグフィルタを用いることができ、集塵機50は、一側の側壁の下部には、燃焼排ガスを機器内に供給する供給口92Bが形成され、上部には、不純物等が取除かれた清浄な燃焼排ガスを機器外に排出する排出口93Aが形成されている。また、燃焼排ガスの供給口92Bは、配管92を介して空気予熱器40の燃焼排ガスの排出口92Aに接続されている。
(Dust collector)
The dust collector 50 is provided in a stage subsequent to the air preheater 40, and is a device that removes impurities such as dust and finely granulated fluidized sand contained in the combustion exhaust gas sent from the air preheater 40.
As the filter incorporated in the dust collector 50, for example, a ceramic filter or a bag filter can be used, and the dust collector 50 has a supply port 92B for supplying combustion exhaust gas into the device at the lower part of the side wall on one side. An exhaust port 93A for exhausting clean combustion exhaust gas from which impurities and the like have been removed is formed in the upper part. Further, the combustion exhaust gas supply port 92B is connected to a combustion exhaust gas discharge port 92A of the air preheater 40 via a pipe 92.

集塵機50内には、下部に形成された供給口92Bと上部に形成された排出口93Aの上下方向に間の部位にバグフィルタ(図示省略)が内装されている。フィルタで取除かれた燃焼排ガス中の不純物IM等は、集塵機50内の底部に一時的に貯留された後、定期的に外部に排出される。 Inside the dust collector 50, a bag filter (not shown) is installed at a portion between the supply port 92B formed in the lower part and the discharge port 93A formed in the upper part in the up-down direction. Impurities IM and the like in the combustion exhaust gas removed by the filter are temporarily stored at the bottom of the dust collector 50 and then periodically discharged to the outside.

(過給機)
過給機60は、集塵機50の後段に設けられており、集塵機50から送出される燃焼排ガスによって回動されるタービン61と、タービン61の回動を伝達する軸63と、軸63によって回動を伝達されることによって圧縮空気を生成するコンプレッサー62とから構成されている。生成された圧縮空気は、燃焼空気として空気予熱器40を介して加圧流動炉20へ供給される。
(Supercharger)
The supercharger 60 is provided in the subsequent stage of the dust collector 50, and is rotated by the turbine 61 that is rotated by the combustion exhaust gas sent from the dust collector 50, the shaft 63 that transmits the rotation of the turbine 61, and the shaft 63. Is transmitted to the compressor 62 to generate compressed air. The generated compressed air is supplied as combustion air to the pressurized fluidized furnace 20 via the air preheater 40.

過給機60のコンプレッサー62には、空気を機器内に吸気する吸気口が形成され、吸気された空気Aを0.05〜0.3MPaに昇圧した圧縮空気を機器外に排出する排出口が形成されている。また、始動時に加圧流動炉20に燃焼空気を供給する起動用ブロワ(図示せず)とも接続される。圧縮空気の排出口は、配管(流路)94を介して空気予熱器40と接続されている。 The compressor 62 of the supercharger 60 is formed with an intake port for inhaling air into the device, and has an exhaust port for exhausting compressed air obtained by pressurizing the inhaled air A to 0.05 to 0.3 MPa to the outside of the device. Has been formed. It is also connected to a startup blower (not shown) that supplies combustion air to the pressurized fluidized furnace 20 at the time of startup. The compressed air discharge port is connected to the air preheater 40 via a pipe (flow path) 94.

(白煙防止用熱交換器)
白煙防止用熱交換器70は、煙突87から外部に排出される燃焼排ガスの白煙を防止するために、過給機60のタービン61から排出された燃焼排ガスと白煙防止ブロワ71から供給される白煙防止用空気とを間接的に熱交換する機器である。熱交換処理により、燃焼排ガスは冷却されるとともに白煙防止用空気は昇温される。白煙防止用熱交換器70によって熱交換され冷却された燃焼排ガスは、後段の排煙処理装置80に送出される。白煙防止用熱交換器70としてシェルアンドチューブ式熱交換器やプレート式熱交換器等を用いることができるが、シェルアンドチューブ式熱交換器が最適である。煙突87では、湿潤で空気中凝結して霧状になりがちな出口の燃焼排ガスに、暖められて乾いた白煙防止用空気を供給口99Bで混合して、燃焼排ガスの相対湿度を低下させることで白煙防止を図る。
(White smoke prevention heat exchanger)
The white smoke prevention heat exchanger 70 supplies the combustion exhaust gas discharged from the turbine 61 of the supercharger 60 and the white smoke prevention blower 71 in order to prevent white smoke of the combustion exhaust gas discharged from the chimney 87 to the outside. It is a device that indirectly exchanges heat with the white smoke prevention air. By the heat exchange process, the combustion exhaust gas is cooled and the white smoke prevention air is heated. The combustion exhaust gas, which has been heat-exchanged and cooled by the white smoke prevention heat exchanger 70, is sent to the flue gas treatment device 80 in the subsequent stage. A shell-and-tube heat exchanger, a plate heat exchanger, or the like can be used as the white smoke prevention heat exchanger 70, but the shell-and-tube heat exchanger is most suitable. In the chimney 87, warmed and dried white smoke prevention air is mixed at the outlet 99B with the combustion exhaust gas at the outlet, which tends to be wet and condensed in the air to form a mist, thereby reducing the relative humidity of the combustion exhaust gas. This will prevent white smoke.

(排煙処理装置)
排煙処理装置80は、装置80外に燃焼排ガスに含まれる不純物等の排出を防止する機器であり、一側の側壁の下部に、白煙防止用熱交換器70の排出口98Aから排出された燃焼排ガスを、排煙処理装置80内に供給する供給口98Bが形成されている。
(Smoke exhaust treatment device)
The flue gas treatment device 80 is a device that prevents the discharge of impurities and the like contained in the combustion exhaust gas outside the device 80, and is discharged from the discharge port 98A of the white smoke prevention heat exchanger 70 at the lower part of the side wall on one side. A supply port 98B for supplying the combustion exhaust gas into the smoke exhaust treatment device 80 is formed.

排煙処理装置80の他側の側壁の上部には、外部から供給される水を機器内に噴霧する噴霧管(図示せず)が配置され、中間部と、下部には、それぞれ、循環ポンプ83を介して排煙処理装置80の底部に貯留された水酸化ナトリウムが含有された水酸化ナトリウム水を機器内に噴霧する噴霧管85が配置されている。また、排煙処理装置80内に貯留される水酸化ナトリウム水は、図示しない水酸化ナトリウムポンプを介して図示しない水酸化ナトリウムタンクから供給され、常時適正量に維持されている。 A spray pipe (not shown) for spraying water supplied from the outside into the equipment is arranged on the upper part of the other side wall of the smoke treatment device 80, and a circulation pump is provided on the middle part and the lower part, respectively. A spray pipe 85 for spraying sodium hydroxide water containing sodium hydroxide stored in the bottom portion of the flue gas treatment device 80 via 83 is arranged. Further, the sodium hydroxide water stored in the flue gas treatment device 80 is supplied from a sodium hydroxide tank (not shown) via a sodium hydroxide pump (not shown) and is always maintained at an appropriate amount.

排煙処理装置80に供給された燃焼排ガスは、不純物(主に硫黄酸化物)等が除去され、処理済みガス99Aは、白煙防止ブロワ71から供給される白煙防止用空気72と混合され、煙突87から外部に排出される。 Impurities (mainly sulfur oxides) are removed from the combustion exhaust gas supplied to the smoke emission processing device 80, and the processed gas 99A is mixed with white smoke prevention air 72 supplied from the white smoke prevention blower 71. , Is discharged from the chimney 87 to the outside.

さて、本発明においては、タービン61と排煙処理装置80との間の燃焼排ガスの後経路41、42の何れか1箇所または複数の箇所に、水酸化ナトリウム液を噴霧ノズルNにより噴霧する。 Now, in the present invention, the sodium hydroxide solution is sprayed by the spray nozzle N on any one or a plurality of locations of the rear paths 41, 42 of the combustion exhaust gas between the turbine 61 and the smoke treatment apparatus 80.

図1においては、タービン61と白煙防止用熱交換器70との間のX1位置に、白煙防止用熱交換器7と排煙処理装置80との間のX3位置及び排煙処理装置80の内部のX5位置のそれぞれに、噴霧ノズルNを設けた例が代表的に図示されている。
図示の白煙防止熱交換器70は縦向きに設置したシェルアンドチューブ式であり、上部ヘッダー70U及び下部ヘッダー70Dを有している。
噴霧ノズルNの構造を限定するものではないが、二流体噴霧ノズルが最適である。
In FIG. 1, the X1 position between the turbine 61 and the white smoke prevention heat exchanger 70, the X3 position between the white smoke prevention heat exchanger 7 and the smoke exhaust treatment device 80, and the smoke exhaust treatment device 80. An example in which a spray nozzle N is provided at each of the X5 positions inside the is representatively shown.
The illustrated white smoke prevention heat exchanger 70 is of a shell-and-tube type installed vertically, and has an upper header 70U and a lower header 70D.
The structure of the spray nozzle N is not limited, but a two-fluid spray nozzle is most suitable.

水酸化ナトリウム液の噴霧ノズルNの設置位置は、符号X1で示すように、約400℃〜550℃程度の白煙防止熱交換器70の入側経路41、約300℃〜450℃程度の、符号X2で示す白煙防止熱交換器70の出口部、X3及び符号X4で示すように白煙防止熱交換器70の出側経路42であってもよい。
噴霧ノズルNは、燃焼排ガスの流れの下流側へ向かって噴霧することが好ましい。この概要を符号X1及び符号X3における部分拡大図で示してある。
The installation position of the spray nozzle N of the sodium hydroxide solution is, as indicated by the symbol X1, an inlet side path 41 of the white smoke prevention heat exchanger 70 of about 400° C. to 550° C., about 300° C. to 450° C. It may be the outlet portion of the white smoke prevention heat exchanger 70 indicated by reference numeral X2, or the outlet side path 42 of the white smoke prevention heat exchanger 70 indicated by X3 and reference numeral X4.
The spray nozzle N preferably sprays toward the downstream side of the flow of the combustion exhaust gas. This outline is shown in a partially enlarged view of reference numerals X1 and X3.

また、噴霧ノズルNを、白煙防止熱交換器70の出口部に設けると次の利点がある。
白煙防止熱交換器70の管板より上方の上部ヘッダーに対して噴霧ノズルNから水酸化ナトリウム液を噴霧するので、排ガスとの混合を十分に均一に行うことができるとともに、蒸発も速く、塩類析出速度が速くなり、また、排煙処理装置80からの距離が近くなく(十分に遠く)、その結果反応時間を長くとることが可能となり、硫黄酸化物の除去効率が向上する。
特に好ましいのは、図示のように、管板より上方の上部ヘッダーに対して連通して排出路を実質的に水平に設け、前記排出路に対向する上部ヘッダーの反対側に、噴射方向が前記排出路に向かって前記噴霧ノズルNを設けると、水酸化ナトリウム液と排ガスの流れが同じとなるので、流路での粒子の付着がなく、反応性が高いものとなる。
Further, providing the spray nozzle N at the outlet of the white smoke prevention heat exchanger 70 has the following advantages.
Since the sodium hydroxide solution is sprayed from the spray nozzle N to the upper header above the tube plate of the white smoke prevention heat exchanger 70, the mixing with the exhaust gas can be performed sufficiently uniformly, and the evaporation is fast, The salt precipitation rate is increased, and the distance from the smoke treatment apparatus 80 is not short (sufficiently long), and as a result, the reaction time can be lengthened and the sulfur oxide removal efficiency is improved.
Particularly preferably, as shown in the drawing, the discharge passage is provided substantially horizontally so as to communicate with the upper header above the tube sheet, and the injection direction is the opposite side of the upper header facing the discharge passage. When the spray nozzle N is provided toward the discharge passage, the sodium hydroxide solution and the exhaust gas flow in the same flow, so that particles do not adhere to the flow passage and the reactivity becomes high.

白煙防止用熱交換器70の排出口98Aから排出された燃焼排ガスが、排煙処理装置80の供給口98Bに到る、白煙防止熱交換器70の出側経路42のうち、下降する経路42aに噴霧ノズルNを設けることが特に好ましい。前述のように、下降する経路42aにおいて、噴射方向が下流側に向かうように設ける、換言すれば下方に向かうように設けると、仮に粒子が管路の内壁に付着しようとしても重力の作用によって下方に流下するようになるので、管路の内壁への付着が抑止される。
ここで、下降する経路42aとしては、符号X3の位置においても噴射方向が下方に向いているので「下降する経路」に含まれる。
The combustion exhaust gas discharged from the discharge port 98A of the white smoke prevention heat exchanger 70 descends in the outlet path 42 of the white smoke prevention heat exchanger 70 reaching the supply port 98B of the smoke emission processing device 80. It is particularly preferable to provide the spray nozzle N on the path 42a. As described above, in the descending path 42a, if the injection direction is provided to the downstream side, in other words, provided so as to be directed downward, even if the particles try to adhere to the inner wall of the pipe line, the downward movement is caused by the action of gravity. Since it will flow down to the inner wall of the pipe, it will be prevented from adhering to the inner wall of the pipe.
Here, the descending path 42a is included in the "descending path" because the injection direction is downward even at the position of the symbol X3.

下降する経路においては、例えば下降する経路42aにおいて、粒子の付着を防止するために、図2及び図3に示すようにぬれ壁を構成するのが望ましい。図示例は、経路42a内に三角堰43を形成し、外部から供給するたとえば水Wを供給し、三角堰43を越流させて経路42a内面にぬれ壁を構成する態様である。 In the descending path, for example, in the descending path 42a, it is desirable to configure a wetting wall as shown in FIGS. 2 and 3 in order to prevent adhesion of particles. Illustrated example, forms a triangular weir 43 in the path 42a, supplies such as water W supplied from the outside, is an aspect which constitutes the wall wet path 42a inner surface flowed Yue a triangular weir 43.

排煙処理装置80では、排煙処理のための水酸化ナトリウム水が循環されて噴霧されている。このための噴霧ノズルは、二流体噴霧ノズルではなく、SO3の除去効果は高くない。そこで、循環している水酸化ナトリウム水とは別に、符号X5の位置において水酸化ナトリウム液を二流体噴霧ノズルNで噴霧して、接触効率を高めることができる。 In the flue gas treatment device 80, sodium hydroxide water for flue gas treatment is circulated and sprayed. The spray nozzle for this purpose is not a two-fluid spray nozzle, and the effect of removing SO 3 is not high. Therefore, separately from the circulating sodium hydroxide water, the sodium hydroxide liquid can be sprayed by the two-fluid spray nozzle N at the position of the symbol X5 to improve the contact efficiency.

一方、本発明に係る排煙処理装置としては公知のものが使用可能であり、例えば「環境プロセス工学」槇書店1976年224〜225頁の各種図面に記載の構造のものを使用可能である。 On the other hand, as the flue gas treatment device according to the present invention, known devices can be used, for example, those having a structure described in various drawings of "Environmental Process Engineering" Maki Shoten 1976, 224 to 225 pages can be used.

上記の実施の形態による作用効果は、本発明の作用効果の欄で既述したので重複は省略する。 The operation and effect of the above-described embodiment has already been described in the section of the operation and effect of the present invention, and thus duplicated description will be omitted.

(実施例及び比較例)
図1に示すフローにおいて、タービンと前記排煙処理装置との間の前記燃焼排ガス後経路に、水酸化ナトリウム液を噴霧ノズルにより噴霧しない場合(比較例)と、水酸化ナトリウム液を噴霧ノズルにより噴霧する位置が、タービン〜白煙防止熱交換器間(符号X1の位置)である場合(実施例1)、白煙防止熱交換器〜排煙処理装置間(符号X3の位置)で噴霧量が350(L/Hr)である場合(実施例2)、白煙防止熱交換器〜排煙処理装置間(符号X3の位置)で噴霧量が300(L/Hr)である場合(実施例3)について、JIS Z 8808で規定する円筒濾紙法により、ばいじん濃度測定を行った。結果を表1に示す。ばいじん濃度については、実施例1〜3において、比較例の場合を「1」とした場合の相対値で示した。
(Examples and comparative examples)
In the flow shown in FIG. 1, in the case where the sodium hydroxide solution is not sprayed by the spray nozzle in the combustion exhaust gas rear path between the turbine and the smoke treatment apparatus (comparative example), the sodium hydroxide solution is sprayed by the spray nozzle. When the position to be sprayed is between the turbine and the white smoke prevention heat exchanger (position X1) (Example 1), the amount of spray is between the white smoke prevention heat exchanger and smoke treatment device (position X3). Is 350 (L/Hr) (Example 2), the spray amount is 300 (L/Hr) between the white smoke prevention heat exchanger and the flue gas treatment device (position X3) (Example). Regarding 3), the dust concentration was measured by the cylindrical filter paper method specified in JIS Z 8808. The results are shown in Table 1. The dust concentration is shown as a relative value in Examples 1 to 3 when the comparative example is "1".

Figure 0006740185
Figure 0006740185

表1から、水酸化ナトリウム液を噴霧ノズルにより噴霧することでばいじん濃度が大幅に低減できることが判る。
とりわけ、タービン〜白煙防止熱交換器間である場合(実施例1)には低減効果が顕著であることも判る。
このことから、白煙防止熱交換器より前で、白煙防止熱交換器までの到達時間が長い(白煙防止熱交換器までの距離が長い)方が効果が高いもの考えられる。その理由としては、排ガス温度が高いため蒸発時間が短いこと、さらに排煙処理装置までの距離が長く反応時間を十分にとれるためではないかと推測される。また、排ガス温度の高いところで噴霧した方が、蒸発時間も短くなり、付着も抑えられるという効果もある。
It can be seen from Table 1 that the dust concentration can be significantly reduced by spraying the sodium hydroxide solution with the spray nozzle.
In particular, it can be seen that the reduction effect is remarkable when it is between the turbine and the white smoke prevention heat exchanger (Example 1).
From this, it is considered that the effect is higher when the arrival time to the white smoke prevention heat exchanger is longer (the distance to the white smoke prevention heat exchanger is longer) before the white smoke prevention heat exchanger. It is speculated that the reason is that the temperature of the exhaust gas is high and the evaporation time is short, and the distance to the flue gas treatment device is long and the reaction time is sufficient. Further, spraying in a place where the exhaust gas temperature is high also has the effect of shortening the evaporation time and suppressing adhesion.

他方、実施例1〜3における噴霧位置におけるガス流速は約10〜15m/秒であるところ、噴霧位置から排煙処理装置までの到達時間は実施例1(排ガス温度は、一般には400〜550℃)の場合、約2.2秒、実施例2及び3(排ガス温度は、噴霧位置から排煙処理装置まで場合の温度より高く、一般には300〜450℃)の場合、約0.7秒であった。このことを含め、他の実験例を参照するに、噴霧位置から排煙処理装置までのガスの到達時間は1.0秒以上、より望ましくは1.5秒以上であることが判った。 On the other hand, the gas flow velocity at the spraying position in Examples 1 to 3 is about 10 to 15 m/sec, and the arrival time from the spraying position to the flue gas treatment device is that of Example 1 (exhaust gas temperature is generally 400 to 550° C. ) In about 2.2 seconds, and in Examples 2 and 3 (exhaust gas temperature is higher than the temperature from the spray position to the flue gas treatment device, generally 300 to 450°C) in about 0.7 seconds. there were. Including this, referring to other experimental examples, it was found that the gas arrival time from the spray position to the smoke treatment device is 1.0 second or more, and more preferably 1.5 seconds or more.

20 加圧流動炉
40 空気予熱器
42 出側経路
42a 下降する経路
50 集塵機
60 過給機
61 タービン
62 コンプレッサー
70 白煙防止用熱交換器
70D 下部ヘッダー
80 排煙処理装置
N 噴霧ノズル
20 pressurized flow furnace 40 air preheater 42 exit side path 42a descending path
50 Dust collector 60 Supercharger 61 Turbine 62 Compressor 70 White smoke prevention heat exchanger 70D Lower header 80 Smoke exhaust treatment device N Spray nozzle

Claims (12)

加圧流動炉と、
前記加圧流動炉から排出される燃焼排ガスによって回動されるタービンと、前記タービンの回動に伴って回動され前記加圧流動炉に燃焼空気を供給するコンプレッサーとを備える過給機と、
を備えた加圧流動炉システムにおいて、
前記過給機の前記タービンを通った前記燃焼排ガスについて、排煙処理装置により水酸化ナトリウムを脱硫剤として湿式脱硫を図り、脱硫処理後のガスを煙突を介して大気に放出するとともに、
前記タービンと前記排煙処理装置との間の、前記燃焼排ガス後経路に中に、300℃〜550℃の前記燃焼排ガスに対して、前記水酸化ナトリウム液を噴霧ノズルにより噴霧するとともに、
前記燃焼排ガス後経路における下降する経路に、越流口が三角の三角堰を形成し、外部から供給する水を供給し、前記三角堰を越流させて前記下降する経路内に流入させ、その経路の内面にぬれ壁を構成し、
前記加圧流動炉から排出される燃焼排ガスを、前記煙突を介して大気に放出するまでの経路に電気集塵機を設置しない、
ことを特徴とする加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法。
Pressure fluidized furnace,
A supercharger including a turbine that is rotated by combustion exhaust gas discharged from the pressurized fluidized furnace, and a compressor that is rotated with rotation of the turbine and that supplies combustion air to the pressurized fluidized furnace.
In a pressure fluidized furnace system equipped with
Regarding the combustion exhaust gas that has passed through the turbine of the supercharger, wet desulfurization is attempted by using a smoke treatment device with sodium hydroxide as a desulfurizing agent, and the gas after desulfurization treatment is released to the atmosphere through a chimney,
While spraying the sodium hydroxide solution with a spray nozzle to the combustion exhaust gas at 300° C. to 550° C. in the combustion exhaust gas post-path between the turbine and the flue gas treatment device,
In the descending path in the post-combustion exhaust gas path, an overflow port forms a triangular weir, and water supplied from the outside is supplied, and the triangular weir overflows and flows into the descending path. A wet wall is formed on the inner surface of the route,
The combustion exhaust gas discharged from the pressurized fluidized furnace is not provided with an electric precipitator in the path until it is discharged to the atmosphere through the chimney,
An exhaust gas desulfurization method in a pressurized fluidized reactor system, which is characterized in that
加圧流動炉は100〜160kPa・Gの圧力で運転され、前記タービンと前記排煙処理装置との間の前記燃焼排ガス後経路の圧力が0kPa・Gを超え5kPa・G以下である請求項1記載の加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法。 The pressure fluidized furnace is operated at a pressure of 100 to 160 kPa·G, and the pressure in the post-combustion exhaust gas path between the turbine and the flue gas treatment device is more than 0 kPa·G and 5 kPa·G or less. An exhaust gas desulfurization method in the pressurized fluidized flow reactor system described. 前記湿式脱硫に際し、湿式スクラバーにより脱硫を図る請求項1記載の加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法。 The exhaust gas desulfurization method in a pressurized fluidized reactor system according to claim 1, wherein desulfurization is performed by a wet scrubber during the wet desulfurization. 前記タービンと前記排煙処理装置との間の前記燃焼排ガス後経路の途中に、前記煙突からの白煙防止を図る白煙防止熱交換器を設け、
前記白煙防止熱交換器は縦向きに設置したシェルアンドチューブ式であり、
前記燃焼排ガス後経路の途中において水酸化ナトリウム液を噴霧ノズルにより噴霧する請求項1記載の加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法。
In the middle of the combustion exhaust gas rear path between the turbine and the flue gas treatment device, a white smoke prevention heat exchanger for preventing white smoke from the chimney is provided,
The white smoke prevention heat exchanger is a shell and tube type installed vertically,
The exhaust gas desulfurization method in a pressurized fluidized reactor system according to claim 1, wherein the sodium hydroxide solution is sprayed by a spray nozzle in the middle of the post-combustion exhaust gas passage.
前記タービンと前記排煙処理装置との間の前記燃焼排ガス後経路の途中に、前記煙突からの白煙防止を図る白煙防止熱交換器を設け、前記タービンと前記白煙防止熱交換器との間において、噴霧ノズルにより水酸化ナトリウム液を噴霧する請求項1記載の加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法。 In the middle of the combustion exhaust gas rear path between the turbine and the flue gas treatment device, a white smoke prevention heat exchanger for preventing white smoke from the chimney is provided, and the turbine and the white smoke prevention heat exchanger are provided. The exhaust gas desulfurization method in the pressurized fluidized reactor system according to claim 1, wherein the sodium hydroxide liquid is sprayed by the spray nozzle during the period. 前記タービンと前記排煙処理装置との間の前記燃焼排ガス後経路の途中に、前記煙突からの白煙防止を図る白煙防止熱交換器を設け、前記白煙防止熱交換器と前記排煙処理装置との間において、噴霧ノズルにより水酸化ナトリウム液を噴霧する請求項1記載の加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法。 A white smoke prevention heat exchanger for preventing white smoke from the chimney is provided in the middle of the combustion exhaust gas rear path between the turbine and the smoke exhaust treatment device, and the white smoke prevention heat exchanger and the smoke exhaust are provided. The exhaust gas desulfurization method in a pressurized fluidized-furnace system according to claim 1, wherein the sodium hydroxide liquid is sprayed from the treatment device by a spray nozzle. 前記噴霧ノズルを、その噴射方向が前記燃焼排ガス後経路の下流側に向かうように設ける請求項1、4又は5記載の加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法。 The exhaust gas desulfurization method in a pressurized fluidized reactor system according to claim 1, 4 or 5, wherein the spray nozzle is provided so that its injection direction is directed toward the downstream side of the post-combustion exhaust gas passage. 前記燃焼排ガス後経路のうち下降する経路において、前記噴霧ノズルを、その噴射方向が前記下降する経路の下流側に向かうように設ける請求項7記載の加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法。 The exhaust gas desulfurization method in a pressurized fluidized reactor system according to claim 7, wherein the spray nozzle is provided in a descending path of the combustion exhaust gas rear path so that an injection direction thereof is directed to a downstream side of the descending path. 前記噴霧ノズルを、前記白煙防止熱交換器の出口部に設ける請求項1、4又は5記載の加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法。 The exhaust gas desulfurization method in a pressurized fluidized reactor system according to claim 1, 4 or 5, wherein the spray nozzle is provided at an outlet of the white smoke prevention heat exchanger. 前記噴霧ノズルからの噴霧液のザウター粒子径が30〜150μmである請求項1記載の加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法。 The exhaust gas desulfurization method in a pressurized fluidized-furnace system according to claim 1, wherein the spray liquid from the spray nozzle has a Sauter particle size of 30 to 150 µm. 加圧流動炉と、
前記加圧流動炉から排出される燃焼排ガスによって回動されるタービンと、前記タービンの回動に伴って回動され前記加圧流動炉に燃焼空気を供給するコンプレッサーとを備える過給機と、
を備えた加圧流動炉システムであって、
前記過給機のタービンを通る燃焼排ガスについて、水酸化ナトリウムを脱硫剤として湿式脱硫を図る排煙処理装置と、
排煙処理後のガスを大気に放出する煙突と、
前記タービンと前記排煙処理装置との間の前記燃焼排ガス後経路における前記燃焼排ガスの温度が300℃〜550℃の位置に設けられた、水酸化ナトリウム液を噴霧する噴霧ノズルと、
前記燃焼排ガス後経路における下降する経路に、越流口が三角の三角堰を形成し、外部から供給する水を供給し、前記三角堰を越流させて前記下降する経路内に流入させ、その経路の内面にぬれ壁が構成されるぬれ壁構成手段と、
を有し、
前記加圧流動炉から排出される燃焼排ガスを、前記煙突を介して大気に放出するまでの経路に電気集塵機を設置していない、
ことを特徴とする加圧流動炉システム。
Pressure fluidized furnace,
A supercharger including a turbine that is rotated by combustion exhaust gas discharged from the pressurized fluidized furnace, and a compressor that is rotated with rotation of the turbine and that supplies combustion air to the pressurized fluidized furnace.
A pressurized fluidized flow reactor system comprising:
Regarding the combustion exhaust gas passing through the turbine of the supercharger, a flue gas treatment device for performing wet desulfurization using sodium hydroxide as a desulfurizing agent,
A chimney that emits gas after flue gas treatment to the atmosphere,
A spray nozzle for spraying sodium hydroxide solution, which is provided at a position where the temperature of the combustion exhaust gas in the post-combustion exhaust gas passage between the turbine and the smoke exhaust treatment device is 300°C to 550°C,
In the descending path in the post-combustion exhaust gas path, an overflow port forms a triangular weir, and water supplied from the outside is supplied, and the triangular weir overflows to flow into the descending path. A wet wall forming means in which a wet wall is formed on the inner surface of the path;
Have
Combustion exhaust gas discharged from the pressurized fluidized furnace, the electrostatic precipitator is not installed in the path until it is discharged to the atmosphere through the chimney,
A pressurized flow furnace system characterized by the above.
前記タービンと前記排煙処理装置との間の前記燃焼排ガス後経路の途中に、前記煙突からの白煙防止を図る白煙防止熱交換器を設け、
前記白煙防止熱交換器は縦向きに設置したシェルアンドチューブ式であり、
噴射方向が前記燃焼排ガス後経路の下流側に向かうように前記噴霧ノズルが設けられている請求項11記載の加圧流動炉システム。
In the middle of the combustion exhaust gas rear path between the turbine and the flue gas treatment device, a white smoke prevention heat exchanger for preventing white smoke from the chimney is provided,
The white smoke prevention heat exchanger is a shell and tube type installed vertically,
The pressurized fluidized bed reactor system according to claim 11, wherein the spray nozzle is provided so that an injection direction is directed to a downstream side of the combustion exhaust gas rear passage.
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