JPH03211310A - 炉内脱硫における脱硫剤の投入方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルカリ脱硫剤を燃焼炉内に吹き込む炉内脱
硫プロセスにおいて、常に高脱硫性能を維持することが
できる脱硫剤の投入方法及び装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の炉内脱硫における脱硫剤の投入装置は、第４図に
示すように、ボイラ等の燃焼炉１に脱硫剤投入ノズル２
が単数或いは複数個固定されていた。３は石炭投入口、
４は二次空気供給口である。

また、特開昭５８−１５６１０４号公報に示されるよう
に、還元雰囲気の二次燃焼域へ脱硫剤を供給する炉内脱
硫法や、特開昭５８−１９３０１３号公報に示されるよ
うに、燃焼用二次空気供給口より上流側に形成された還
元雰囲気の一次燃焼域に脱硫剤を供給する炉内脱硫法が
提案されている。しかし、これらの公報に記載された方
式においても、脱硫剤の投入ノズルは炉に固定されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

一方、炉内脱硫性能は、脱硫剤の炉内投入位置（投入温
度領域）、脱硫剤の分散状態、反応温度領域における脱
硫剤の滞留時間に大きく影響されるが、その最適ポイン
トは、燃焼温度や負荷により変化する。

すなわち、第３図に示すように、炉内脱硫性能は、脱硫
剤の投入位置の炉内温度により、大きく影響を受ける。

なお、第３図は、脱硫剤として炭酸カルシウム粉末を使
用した場合である。そして、ボイラ負荷変動や、石炭の
種類により炉内燃焼温度は変化するので、脱硫剤の投入
ノズルが固定された従来方式では、常に最適なポイント
で運転することは困難であった。

また、脱硫剤を固定された炉壁ノズルより投入するので
、脱硫剤と燃焼ガスとの混合が充分でなく、極部的に脱
硫剤の濃度が生しるのが避けられず、脱硫性能の低下や
スラギングを引き起こす原因となっていた。

脱硫剤として炭酸カルシウム（ＣａＣＯｉ）を炉内に投
入する炉内脱硫法においては、８００〜１２００°Ｃ０
：）温度範囲で下記反応が生じる。

ＣａＣ０５＝ＣａＯ＋　ｃｃｄ　　　　　（９００°Ｃ
以上）ＣａＯ＋ＳＯｔ＋１／２０ｚ→Ｃａ５Ｏａ　（８
００〜１２００℃）炉内脱硫性能は、第３図に示すよう
に、投入位置における炉内温度により大きく影響される
が、その他に上記温度領域での脱硫剤を長く滞留させる
方が良く、滞留時間は１秒以上が好ましい。

本発明はこれらの点に鑑みなされたもので、長抜差型回
転式ノズルを使用し、負荷に応して脱硫剤の投入位置を
変化させるとともに、排ガス中への脱硫剤の分散・混合
を良くし、最適な脱硫性能を維持することができる脱硫
剤の投入方法及び装置を提供することを目的とするもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明の炉内脱硫におけ
る脱硫剤の投入方法は、第１図に示すように、脱硫剤を
炉内に吹き込んで排ガス中の硫黄酸化物と反応させる炉
内脱硫方法において、炉内燃焼温度を複数個所で検出し
、負荷変動や炭種の変化による燃焼温度の変動と、炉内
滞留時間の変化に対応した最適な脱硫剤投入位置を選定
し、常にこの最適投入位置に投入ノズルを移動しかつ回
転させることを特徴としている。

そして、本発明の炉内脱硫における脱硫剤の投入装置は
、第１図に示すように、燃焼炉１０内に、ガス流れ方向
に移動可能で、かつ半径方向に回転可能な長抜差回転式
の脱硫剤投入ノズル１１を挿入して設け、炉壁に炉内の
温度分布を計測するための複数個の温度検出器１２をガ
ス流れ方向に取り付け、これらの温度検出器１２に温度
分布設定器１３を接続し、この温度分布設定器１３に温
度分布とボイラ負荷信号により夏用される炉内滞留時間
とからノズル位置を設定するノズル位置設定器１４を接
続し、このノズル位置設定器１４に脱硫剤投入ノズル１
１の駆動装置１５を接続したことを特徴としている。

〔作　　用〕

燃焼炉１０の炉壁に、上流側（石炭投入口側）から下流
側に設けられた複数個の温度検出器１２により、炉内の
温度分布を計測し、温度分布設定器１３、ノズル位置設
定器１４、駆動装置１５を介して長抜差回転式の脱硫剤
投入ノズル１１を自動的にｔｌＩ節して、ボイラ負荷変
動や燃料の種類の変化に伴う脱硫率の低下を防止し、常
に最適脱硫性能を維持することができるようにする。同
時に、炉内での脱硫剤の分散・混合を良好にし、極部的
な濃淡や、炉壁への衝突を防止し、炉内におけるスラギ
ングを防止する。

〔実　施　例〕 以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に説
明する。ただしこの実施例に記載されている構成機器の
形状、その相対配置などは、とくに特定的な記載がない
限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のも
のではなく、単なる説明例にすぎない０例えば、ボイラ
（燃焼炉）の構造は、第１図に示されている縦型に限ら
ず、横型においても適用されるものである。

第１図は本発明の脱硫剤の投入装置の一実施例を示して
いる。本例では、脱硫剤として炭酸カルシウム（ＣａＣ
Ｏ，）の粉末を用いる場合について説明する。燃焼炉１
０内への炭酸カルシウム投入量は、燃料流量と石炭中８
分とカルシウムモル比（Ｃａ／Ｓ）とで演算された炭酸
カルシウム供給量設定信号により、脱硫剤ホッパ１７下
部の計量フィーダ１８の回転数を自動的に制御し、発生
ＳＯ，量に比例した脱硫剤を投入できるように構成され
ている。１９は脱硫剤投入量設定器、２０は搬送用ブロ
ワである。

以上は従来から行われている構成である０本発明は上記
の構成に加え、炉内温度を検出し、その温度分布により
、脱硫剤投入ノズル１１の位置を自動的に調節するもの
である。

微粉炭焚ボイラ等の燃焼炉１０内に、ガス流れ方向にト
ラバースでき、かつ半径方向に回転できる長抜差回転式
の脱硫剤投入ノズル１１を挿入し、このノズル１１から
、脱硫剤、たとえば炭酸カルシウムの粉末を空気搬送し
て炉内に吹き込めるようにしている。また、炉壁には、
炉内の温度分布を計測するため、複数の温度検出器１２
を取り付け、これらの温度検出器１２に温度分布設定器
１３を接続し、この温度分布設定器１３に温度分布とボ
イラ負荷信号から算出される炉内滞留時間とからノズル
位置を設定するノズル位置設定器１４を接続し、さらに
このノズル位置設定器１４に脱硫剤投入ノズルの駆動装
置１５を接続して、負荷変動や炭種の変化に伴う炉内温
度の変化や炉内滞留時間の変化を検出し、ノズル１１を
最適位置に設定できるように構成されている。２１はガ
ス・エアヒータである。

つぎに、第１図に示す装置を用いて、負荷変動に伴う炉
内温度分布を測定し、脱硫剤投入ノズル位置を最適ポイ
ントに移動させた実験結果について説明する。

微粉炭焚ボイラ燃焼炉の負荷を１００％、７０％、５０
％と変化させたときの、炉内温度の変化は第２図に示す
如くであった。第２図において、曲線■は負荷１００％
の場合、曲線■は負荷７０％の場合、曲線■は負荷５０
％の場合を示し、横軸の炉壁計測点Ａ１、Ａ２、Ａ１は
、石炭投入口３に近い位置から遠い位置にかけての炭酸
カルシウム（ＣａＣＯｉ）の粉末の投入ポイントを示し
ている。

炉内脱硫性能は、前述の第３図に示すように、温度依存
性が強く、約１０５０〜１１５０′Ｃが最適投入温度領
域であるので、負荷に応じて脱硫剤投入ノズル位置をＡ
１〜Ａ、のポイントにずらすことにより、部分負荷時に
おいても安定した脱硫性能を維持することができた。

本実施例では、各負荷における脱硫剤の滞留時間（投入
ポイン）Ａｔ〜＾、から炉出口（＞ＳＯＯｏＣ）まで）
は、すべて１秒以上で、炉内温度のみ考慮すれば良かっ
た。

また、投入ノズルは、内部に搬送用空気を所定以上に流
すことにより、冷却効果が保たれ、ノズル材質として耐
熱鋼を選定することで、材質上の問題は起こらなかった
。また、耐熱鋼の代りにセラミ、りを使用しても材質上
の問題は起こらなかった。

〔発明の効果〕

本発明は上記のように構成されているので、次のような
効果を奏する。

（１）負荷変化や炭種の変化による炉内燃焼温度分布の
変動に対応し、ガス流れ方向に脱硫剤投入位置を選定す
ることにより、最適な脱硫性能を維持することができる
。

（２）脱硫剤投入ノズルを炉内中心部に挿入し、空気な
どで搬送された脱硫剤を半径方向に回転を加えながら分
散させることにより、炉内における脱硫剤の混合を良く
し、極部的な濃淡をなくすことによって、脱硫性能の向
上とスラギング（伝熱管、炉壁へのダスト付着）防止と
を図ることができる。

（３）また、搬送兼分散用空気量を調節することにより
、負荷に応して混合状態を調整し、最適脱硫性能を維持
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の炉内脱硫における脱硫剤の投入装置の
一実施例を示す説明図、第２図は本発明の実施例におけ
るグラフで、負荷１００％、７０％、５０％における炉
内計測点（炉内投入ポイント）と炉内温度との関係を示
している。第３図は脱硫剤投入位置炉内温度と脱硫率と
の関係を示すグラフ、第４図は従来の脱硫剤投入装置の
一例を示す説明図である。 １・・・燃焼炉、２・・・脱硫剤投入ノズル、３・・・
石炭投入口、４・・・二次空気供給口、１０・・・燃焼
炉、１１・・・脱硫剤投入ノズル、１２・・・温度検出
器、１３・・・温度分布設定器、１４・・・ノズル位置
設定器、１５・・・駆動装置、１７・・・脱硫剤ホッパ
、１８・・・計量フィーダ、１９・・・脱硫剤投入量設
定器、２０・・・搬送用ブロワ、２１・・・ガス・エア
ヒータ化　理　人　弁理士　塩出　真−−ユ、二９第 Ｚ 図 第 図 狩人４１ｆ＃＃＾庚 （′Ｃ） 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　脱硫剤を炉内に吹き込んで排ガス中の硫黄酸化物と
   反応させる炉内脱硫方法において、炉内燃焼温度を複数
   個所で検出し、負荷変動や炭種の変化による燃焼温度の
   変動と、炉内滞留時間の変化に対応した最適な脱硫剤投
   入位置を選定し、常にこの最適投入位置に投入ノズルを
   移動しかつ回転させることを特徴とする炉内脱硫におけ
   る脱硫剤の投入方法。 ２　燃焼炉（１０）内に、ガス流れ方向に移動可能で、
   かつ半径方向に回転可能な長抜差回転式の脱硫剤投入ノ
   ズル（１１）を挿入して設け、炉壁に炉内の温度分布を
   計測するための複数個の温度検出器（１２）をガス流れ
   方向に取り付け、これらの温度検出器（１２）に温度分
   布設定器（１３）を接続し、この温度分布設定器（１３
   ）に温度分布とボイラ負荷信号により算出される炉内滞
   留時間とからノズル位置を設定するノズル位置設定器（
   １４）を接続し、このノズル位置設定器（１４）に脱硫
   剤投入ノズル（１１）の駆動装置（１５）を接続したこ
   とを特徴とする炉内脱硫における脱硫剤の投入装置。