JPH0370907A - ボイラ排ガスの処理方法および装置 - 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、石炭焚ボイラにおいて、排ガス中のダストと
ＳＯＸとを除去するために設置する、排ガス処理装置に
関する。

〔従来の技術〕

第４図および第５図は、いずれも石炭焚ボイラ排ガス中
のダストとＳＯＸとを除去する従来の装置の例を示すシ
ステムフロー図である。

まず第４図に示される例では、石炭焚ボイラ（１）の排
ガスの温度を空気予熱器（２）で１２０℃〜１６０℃程
度に下げたのち、乾式電気集塵装置（４）により１００
−ｇ７１程度ないしはこれよりも高い濃度まで除塵し、
さらに再生式ガスガスヒータ（７）により熱回収する。

その後、湿式脱硫装置（６）の冷却除塵部（６ａ）にお
いてガス温度を飽和温度まで冷却するとともに除塵を行
ない、ＳＯｘ吸収部（６ｂ）においてＳＯｘ：ａ度を下
げる。そして再生式ガスガスヒータ（７）により再加熱
後、煙突から排出する。

このシステムには、次の問題点があった。

■　乾式電気集塵装置（４）における排ガスの温度が、
第６図に示されるように、電気集ｍ装置のダスト電気比
抵抗の最も高い領域にあるため、石炭の種類（銘柄）に
よっては、ダスト電気比抵抗がＩＱＩＩΩ−ｃｍを超え
ることがある。ダスト電気比抵抗が１ＱｌｌΩ−ｃｍを
超えると、電気集塵装置で逆電離現象が発生して性能が
大幅に低下するため、所要の集塵率を確保するためには
、非常に大形の電気集塵装置が必要であった。

■　電気集塵装置出口のゲス１１度を約１００ｍｇ／ｌ
Ｎ以下に下げると、ガス中に残存するＳ０３ガスが、ガ
スガスヒータで冷却される際にミスト化して、ガスガス
ヒータ（７）に付着し腐食を進行させるので、ダスト濃
度を約１００ｍｇ／ａ＋３Ｎ以上とし、ＳＯ，の中和効
果を持たせる必要があった。その結果、脱硫装置（６）
出口のダスト濃度は約２０ｍｇ／ｗ３Ｎとなり、ガスガ
スヒータ（７）におけるリークダスト（約１０％）を加
えると、煙突入口では約３０ｏ＋ｇ／ｓ＋３Ｎまでしか
低減できないという限界があった。

■　脱硫装置として石灰（または石灰石、以下同様）石
膏法を採用し、副生石膏を回収して再利用しようとする
場合、ダスト混入による石膏の品質低下を防止し一定レ
ベル以上の純度に維持するため、冷却除塵部（６ａ）と
ＳＯ□吸収部（６ｂ）とを分離した、いわゆる二基型と
する必要があり、設置スペースが大きくなるとともにコ
ストアップの要因になっていた。

次に第５図に示される例は、除塵性能を例えば１０ｍｇ
／ｍ３Ｎ以下のレベルまで向上させる必要がある場合に
実用されているシステムである。このシステムでは、ガ
スガスヒータとしてノンリーク型でかつ熱媒体を介して
熱交換する型式のものが設けられ、熱回収部（３ａ〉と
再加熱部（３ｂ）に分離して配置されていること、およ
び脱硫装置（６）の後に湿式電気集塵装置（８）が設置
されていることが、前記第４図図示の例と異なる。しか
し、このシステムにおいても、前記問題点の■および■
は同様に存在するし、また湿式電気集塵装置を設置する
ことによるスペース増加とコストアンプが、大きな欠点
となっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、前記従来の装置の問題点を解消し、下記の条
件を同時に満足する排ガス処理装置を得ることモロ的と
して、なされたものである。

■　乾式電気集塵装置が、使用する炭種に影響されるこ
とが少なく、性能を高く維持でき、コンパクトな容量で
済むこと。

■　乾式電気集塵装置出口のダスト濃度を約１００１１
１１／１Ｎ以下にしても、後＠機器に悪影響を与えない
こと。

■　脱硫装置のガス冷却除塵部と吸収部を一体化（−浴
比）して、回収石膏中にダストが混入しても、石膏品質
が所定の品質に維持できるレベルに、脱硫装置入口のダ
スト濃度を下げ得ること。

■　湿式電気集塵装置を設置せずに、煙突入口ダスト濃
度を１０ａ＋ｇ／ｌＮ以下の低濃度まで除塵可能である
こと。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、前記目的を達成するために、石炭焚ボイラの
排ガスを空気予熱器および熱回収装置で８０℃ないし１
１０℃に冷却した後、乾式電気集塵装置でダスト濃度を
１００ｍｇ／＋ｍ”Ｎ以下に低減させ、さらに脱硫装置
に導いてＳＯにを低減させることを特徴とするボイラ排
ガスの処理方法、および石炭焚ボイラの排ガス煙道に順
次、空気予熱器、熱回収装置、乾式電気４ｉ塵装置およ
び脱硫装置が設けられるとともに、上記乾式電気集塵装
置内のガス流路が並列に複数区画に分割され、かつ上記
分割区画ごとにガス流れを遮断できるダンパが設けられ
たことを特徴とするボイラ排ガスの処理装置を提案する
ものである。

（作用） 本発明においては、前記のとおり乾式電気集塵装置の前
に熱回収装置が設けられて、電気集塵装置入口のガス温
度が８０℃ないし１１０℃と低くなるので、ダスト電気
比抵抗も低くなって、電気！ｌ塵装置内の逆電離現象が
防止され、乾式電気集塵装置の性能が向上する。こうし
て電気集塵装置でダス）１度を１００ｏ＋ｇ／＋ｓ３Ｎ
以下に下げても、熱回収装置は電気集塵装置の後流にな
いから、５０３による腐食の心配はない。また、乾式電
気ｆｆｉ塵装置でこのようにダスト濃度を十分下げるこ
とができるから、脱硫装置では冷却除塵部が不要となっ
て一塔型とすることができ、さらに湿式電気集塵装置も
不要である。

さらに本発明においては、乾式電気集塵装置内で並列に
分割された複数の区画を流れるガスを順次遮断して、無
荷電槌打することにより、ダストの再飛散を大幅に低減
して、電気集塵装置の性能をさらに向上させることがで
きる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示すシステムフロー図、第
２図は同実施例に用いられる乾式電気集塵装置の縦断血
念図、第３図は同電気集！！！装置のガス流速制御例を
示す図である。

まず第１図において、石炭焚のボイラ（１）から５０！
およびダストを含んで排出された排ガスは、空気予熱器
（２）を通過後１２０−１６０℃程度の温度で、ノンリ
ーク型かつ熱媒体方式のガスガスヒータの熱回収部（３
ａ）に入り、８０〜１１０℃程度まで冷却されたのち、
乾式電気集塵装置で１００＋ａｇ／ｍ”Ｎ以下まで除塵
される。そのあと、−基型の湿式石灰石膏性脱硫装置（
５）により更に除塵するとともに、Ｓｏｗを所定濃度ま
で低減させ、飽和温度まで冷却された状態で、上記ノン
リーク型ガスガスヒータの再加熱部（３ｂ）により昇温
したのち、煙突へ導かれる。

なお第１図では、ボイラ（１）と空気予熱器（２）との
間に設置されることのある脱硝装置やガス通風機（誘吸
ファンや昇圧ファン）、およびガスガスヒータの熱媒体
ルート等は省略しである。

本実施例においては、乾式電気集塵装置装置（４）の前
にガスガスヒータの熱回収部（３ａ）を設けることによ
り、乾式電気集塵装置入口のガス温度を従来の１２０〜
１６０℃から８０〜１１０℃に下げる。その結果、はと
んどの炭種のダスト電気比抵抗が逆電離の発生しないｔ
ｏｌｌΩ−ＣＩ以下に下がり、乾式電気集塵装置の荷電
状態が改善されて、炭種に影響されることが少ない高性
能が維持される。したがって、乾式電気集塵装置をコン
パクトにすることができる。

本実施例ではまた、ガスガスヒータの熱回収部（３ａ）
の大ロダスＨ１度は、空気予熱器（２）の出口ダスト濃
度（通常１０〜２０　ｇ　／ｓ３Ｎ）と同一で、十分な
濃度を有するため、ＳＯ３による腐食を完全に防止でき
る。なおガスガスヒータはノンリーク型であるため煙突
入口へダストリークはない。

さらに本実施例では、上記のように乾式電気集塵装置（
４）の出口ダスト濃度を十分に低く、１００ｍｇ／ｌＮ
以下にするから、−基型脱硫装置を採用しても回収石膏
の純度を所定の値に維持できる。そしてまた、脱硫装置
出ロダス１度が所定の値以下となるレベルまで乾式電気
集塵装置（４）でダスト濃度を低減するので、湿式電気
集塵装置は不要である。

次に発明者らがこの新システムを適用して実施したパイ
ロットプラントの運転結果と改良技術について説明する
。

第６図は、数炭種についてダストの電気比抵抗を測定し
たうちの、代表的な３炭種の測定結果を示す、前記従来
の装置ではＩＱＩＩΩ−惰以上であった比抵抗は、９０
〜１００℃に温度を下げることにより１０’ｌΩ−０以
下となり、゛・乾式電気集塵装置の逆電離は解消されて
、安定した正常な荷電状態が確認された。

第７図はガス温度を変化した場合の乾式電気集塵装置の
集塵率の変化を示す、−旦電気ｆｉｊ１１装置の集塵極
へ捕集される効率は、前記荷電状態の改善効果により、
図中の曲線０のように確実に向上し、約１１０℃以下の
温度で飽和する。しかし、槌打等に、より再び飛散し、
排出されるダスト量が急激に増加して、実際の効率は曲
線■のように低下する現象が認められた。すなわち、図
中ハンチングを施した部分■が集塵極からの再飛散ダス
トである。

そこで、このダストの再飛散を防止するための研究を種
々行なった結果、第２図に示されるようなダンパ方式の
電気集塵装置を採用し、無荷電槌打を行なうことにより
、ダストの再飛散を大幅に低減でき高効率を維持できる
ことが確認できた。

第２図において、（１１）は乾式電気集塵装置本体、（
１２）は入口ダクト、（１３）は出口ダクトである。

（１４〉は電気集塵装置本体（１１）内のガス液路を並
列に複数区画（図示例では８区画）に分割する仕切壁、
（１５〉は上記分割区画ごとに設けられた入口ダンパ、
（１６）は同じく出口ダンパである。

第８図は無荷電槌打後の電気集塵装置出口ダスト濃度の
変化を示すが、無荷電打部後２〜３時間は再飛散が低く
押えられることが判明した。したがって第２図に示すよ
うに全体を８区画に分割し、順次ダンパ閉止による無荷
電槌打を行なう場合、１区画当り約１５９程度で槌打操
作を行なってこれを連続的に順次繰返せば、約２時間ご
とに再度無荷電槌打を行なうことができ、再飛散の増大
が防止される。

更に、電気集塵装置内ガス流速と再飛散ダスト量との関
係を調べたところ、第９図に示すように、ガス流速が約
０．５ｓ／ｓ以下で急激に再飛散量が増加することが判
明した。このことは、ボイラ負荷低下時に電気集塵装置
性能が低下する恐れのあることを意味するが、この対策
としては、第３図に示すように、ダンパ方式電気集塵装
置のダンパを利用し、ダンパを閉止する区画の致をガス
量の増減に連動して変化させ、電気集塵装置内ガス流速
を制御することにより防止することができる。

次に第１Ｏ図は脱硫装置における除塵特性を示すもので
あるが、本実施例の場合では、従来の装置の場合に比べ
て脱硫装置における除塵性能が大幅に向上することも確
認できた。これは、本実施例番こおける乾式電気集塵装
置装置の出口ダスト中には再飛散ダストの割合が比較的
多く、このダストは凝集肥大しているためであった。こ
の特性は、湿式電気集塵装置を用いずに高性能除塵する
本実施例のシステムを一層有利にするものである。

なお、本発明では石灰石膏法服外の湿式脱硫装置を適用
することも可能であり、また排出ダストの濃度を更に低
減しようとする場合には、小容量の湿式電気集塵装置を
脱硫装置の後に設置することも可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、次のようなスペース節減およびコスト
ダウン効果を有する高性能の石炭焚ボイラ排ガス処理方
法および装置が得られる。

■　幅広い特性を持つ多様炭種使用条件においても、乾
式電気集塵装置はコンパクトなものですむ。

■　脱硫装置としてコンパクトな一塔式を採用しても、
回収石膏の品質が維持できる。

■　湿式電気集塵装置を設置しなくとも高性能除塵が可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すシステムフロー図、第
２図は同実施例に用いられる乾式電気集塵装置の縦断概
念図、第３図は同電気集塵装置のガス流速制御例を示す
図である。第４図および第５図は、いずれも従来の石炭
焚ボイラ排ガスの処理装置を例示するシステムフロー図
である。第６図はガス温度とダスト電気比抵抗の関係例
を示す図、第７図は本発明の実施例においてガス温度と
乾式電気集塵装置の集塵率と関係を試験した結果を例示
する図、第８図は同じく乾式電気集塵装置における無荷
電槌打後の出口ダスト濃度の時間的変化を試験した結果
を例示する図、第９図は同じく乾式電気集塵装置内ガス
流速と出口ダスト濃度との関係を試験した結果を例示す
る図、第１０図は脱硫装置における除塵特性を従来の装
置と本発明の実施例とで比較して示した図である。 （１）・・・石炭焚ボイラ；　　　　（２）−空気予熱
器；（３ａ）−−・熱媒体型ガスガスヒータ熱回収部；
（３ｂ）−・熱媒体型ガスガスヒータ再加熱部：（４）
−・・乾式電気集塵装置：　　（５）＜６）−・・・脱
硫装置：（６ａ）−一一冷却除塵部；　　　　（６ｂ）
−・・ＳＯｘ吸収部；（７）・・再生式ガスガスヒータ
； （８）・・・湿式電気集塵装置； （１１）・・・乾式電気集塵装置本体；（１２〉・・・
入口ダクト；　　　　（１３）・・・出口ダクト；（１
４）−ｍ−仕切壁：　　・　　（１５）・・・入口ダン
パ；（１６）・−出口ダンパ； ＥＰ・・−電気集塵装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）石炭焚ボイラの排ガスを空気予熱器および熱回収装
   置で８０℃ないし１１０℃に冷却した後、乾式電気集塵
   装置でダスト濃度を１００ｍｇ／ｍ＾３Ｎ以下に低減さ
   せ、さらに脱硫装置に導いてＳＯｘを低減させることを
   特徴とするボイラ排ガスの処理方法。 ２）石炭焚ボイラの排ガス煙道に順次、空気予熱器、熱
   回収装置、乾式電気集塵装置および脱硫装置が設けられ
   るとともに、上記乾式電気集塵装置内のガス流路が並列
   に複数区画に分割され、かつ上記分割区画ごとにガス流
   れを遮断できるダンパが設けられたことを特徴とするボ
   イラ排ガスの処理装置。