JPH09243050A - 排煙処理方法及び装置 - Google Patents

排煙処理方法及び装置

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JPH09243050A
JPH09243050A JP8071330A JP7133096A JPH09243050A JP H09243050 A JPH09243050 A JP H09243050A JP 8071330 A JP8071330 A JP 8071330A JP 7133096 A JP7133096 A JP 7133096A JP H09243050 A JPH09243050 A JP H09243050A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 重油焚燃焼装置から排出される重油燃焼排ガ
スを効率よく、かつ、経済的に処理する。とくに、設備
の小型化、薬品消費量の低減、腐食の低減を図り、ダス
トによる閉塞や性能低下を防止する。 【解決手段】 重油燃焼排ガスを脱硝処理した後、空気
予熱器１４に導入して熱回収し、ついで、熱回収された
排ガスを媒体循環式のガス・ガスヒータ１８ａの耐熱・
耐酸性合成樹脂製チューブ、例えば、テフロンチューブ
を用いた熱回収器２０ａに導入して冷却した後、冷却さ
れた排ガスを乾式電気集塵機、バグフィルター等の集塵
機１６に導入して脱塵処理し、ついで、脱塵処理された
排ガスを脱硫処理した後、前記媒体循環式のガス・ガス
ヒータの再加熱器２６に導入し再加熱して煙突２８に導
く。また、ガス・ガスヒータの熱回収器２０ａ内をガス
流れに対して並列に複数区画に分割し、各区画に洗浄水
供給管を接続して、耐熱・耐酸性合成樹脂製チューブを
定期的に水洗浄するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、重油を燃料とする
火力発電所等における重油焚燃焼装置から排出される重
油燃焼排ガスを効率よく、かつ、経済的に処理すること
ができる排煙処理方法及び装置、詳しくは、設備の小型
化、薬品消費量の低減、腐食の低減を図り、ダストによ
る閉塞や性能低下を防止し、経済的で安定した排煙処理
方法及びこの方法を実施する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、例えば、特開平３−７０９０
７号公報に示されるように、石炭焚ボイラの排ガスを空
気予熱器及び熱回収器（例えば、ノンリーク式ガス・ガ
スヒータの熱回収部）で８０〜１１０℃に冷却した後、
乾式電気集塵機でダスト濃度を１００mg／Nm3 以下に低
減させ、さらに脱硫装置に導いてＳＯｘを低減させた
後、再加熱器（例えば、ノンリーク式のガス・ガスヒー
タの再加熱部）に導いて、排ガスを加熱した後、煙突か
ら排出するボイラ排ガスの処理方法が知られている。
【０００３】重油燃焼の場合は石炭燃焼の場合に比べ
て、燃焼排ガス中のダスト量が少なく、ＳＯ3 が多いと
いう特徴がある。従来、重油燃焼排ガスを処理する場
合、図５に示すように、重油焚燃焼装置、例えば、重油
焚ボイラ１０からの排ガスを、例えば、アンモニア接触
還元式の脱硝装置１２に導入して脱硝処理した後、空気
予熱器（ＧＡＨ）１４に導入し、ついで乾式電気集塵機
１６（以下、ＤＥＰということもある。）に導入して脱
塵した後、脱塵された排ガスを媒体循環式のガス・ガス
ヒータ（ＧＧＨ）１８の熱回収器２０に導入して冷却
し、ついで、脱硫装置２４に導入して脱硫した後、媒体
循環式のガス・ガスヒータ（ＧＧＨ）１８の再加熱器２
６に導入し再加熱して煙突２８へ導く方法が知られてい
る。なお、媒体循環式のガス・ガスヒータの代わりにヒ
ートパイプが用いられることも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図５に示す従来方式に
おいては、乾式電気集塵機（ＤＥＰ）１６の入口排ガス
に排ガス中のＳＯ3 量に見合う量のアンモニアを注入し
ている。この理由は、アンモニアを注入しないで集塵し
た場合には、後流のガス・ガスヒータにて冷却されるこ
とによって、ガス中のＳＯ3 が凝縮して硫酸ミストやヒ
ュームとなり、装置を腐食させヒューム状硫酸の大気放
出による環境汚染があるためであり、集塵機の前でアン
モニアを注入することによってＳＯ3 を硫安として析出
させ、ガス中のＳＯ3 の大部分を除去することにより、
これらの問題を解決している。また、集塵機の上流にガ
ス・ガスヒータを設置する場合は、ガスの冷却によって
発生する硫酸ミストや硫安の大部分はダスト表面又はダ
ストに含まれるカーボンの細孔部に吸着されるが、ガス
・ガスヒータのチューブ表面やフィン部にダストが付着
し、剛球散布式のダスト除去法では除去しにくく、圧力
損失の増大をきたすとともに装置の腐食原因ともなる。
ガス中で凝縮する硫酸ミストは、ダスト等の表面に付着
するが、ガス・ガスヒータのチューブ表面温度はガス温
度よりも低くなるため、硫酸や硫安の凝縮が発生し、粘
着性があるため、これにダストが付着し、ダストの大部
分が固着し除去しにくくなる。また、チューブ表面で凝
縮する硫酸により腐食が厳しくなる。従来法では、ＤＥ
Ｐの前でガス中にアンモニアを注入し、ガス中でＳＯ3
とアンモニアを反応させて硫安の結晶を生成させ、ＤＥ
Ｐで除去するため、ガス・ガスヒータ入口ガス中のＳＯ
3 は殆ど無く、このような問題は生じない。また、アン
モニア注入をしないで従来のガス・ガスヒータをＤＥＰ
の上流に置いた場合、硫安や酸性硫安の除去には水洗浄
法が有効であるが、従来の鋼管式のガス・ガスヒータで
は厳しい酸腐食を生じるため採用できない。
【０００５】従来採用されているユングストローム式ガ
ス・ガスヒータの場合は、処理ガス側に煤塵がリークす
ること、スートブロー時に煤塵の排出濃度にピークが出
ることなどから、厳しい煤塵排出規制に対応するには問
題があり、連続的に付着ダストの除去が可能な方式（剛
球散布方式など）が要求される。また、乾式電気集塵機
１６をガス・ガスヒータ１８の上流に設置することによ
り、ガス・ガスヒータにおけるダストの付着を軽減でき
るが、アンモニアの注入を行わない場合は、ガス・ガス
ヒータで生成する硫酸の大部分がヒューム状となり捕集
されにくくなること（煙突からそのまま飛散する）、後
流設備の酸腐食の原因となること等の問題がある。これ
らの問題を解決するために、従来では、前述のように、
乾式電気集塵機１６の入口排ガスにアンモニアを注入
し、ガス中のＳＯ3 の大部分を硫安又は酸性硫安として
析出させ、乾式電気集塵機１６で捕集する方法を採って
いる。しかしながら、アンモニアを使用することにより
運転経費が嵩むと同時に、回収ダストにアンモニア化合
物が含まれるため、脱アンモニア処理が必要となる。ま
た、過剰にアンモニアを混入させた場合には、脱硫廃液
にアンモニアが含まれることになり、処理が必要とな
る。
【０００６】本発明は上記の諸点に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は、耐熱・耐食性の合成樹脂製チュー
ブからなる媒体循環式のガス・ガスヒータの熱回収器を
集塵機の上流に設置することにより、熱回収器の腐食を
大幅に軽減させるとともに、熱回収器での冷却によって
生成する硫酸ミスト、及び脱硝装置で未反応のため残留
したアンモニアと反応して生成する硫安及び酸性硫安を
ダストの表面又はカーボンダストのミクロポア部に吸着
せしめてヒューム状になる量を減少させ、少量のヒュー
ムをも後流の集塵機で捕集するように構成して、アンモ
ニアの注入量を零又は極く微量とし、煙突から排出され
るヒューム量を従来法と比較して格段に少なくなるよう
にした排煙処理方法及び装置を提供することにある。ま
た、本発明の他の目的は、ガス・ガスヒータをガス流れ
に対して並列に複数区画に分割して、各々の区画に水洗
浄用配管を設置し水洗浄することにより、従来法では除
去しにくかった硫安や酸性硫安等の付着物質を容易に洗
浄除去することができる排煙処理方法及び装置を提供す
ることにある。なお、硫酸、硫安、酸性硫安に付着して
固結したダストは、剛球散布ではかなりの力が加わらな
いと剥離しないのに対し、水洗浄の場合は、これらの成
分が水溶性であるために、簡単に洗い落とすことができ
る。
【０００７】
【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、本発明の排煙処理方法は、重油燃焼排ガスを脱硝
処理した後、空気予熱器に導入して熱回収し、ついで、
熱回収された排ガスを媒体循環式のガス・ガスヒータの
耐熱・耐酸性合成樹脂製チューブを用いた熱回収器に導
入して冷却した後、冷却された排ガスを集塵機に導入し
て脱塵処理し、ついで、脱塵処理された排ガスを脱硫処
理した後、前記媒体循環式のガス・ガスヒータの再加熱
器に導入し再加熱して煙突に導くように構成されてい
る。上記の方法において、耐熱・耐酸性合成樹脂製チュ
ーブとしては、例えば、テフロンチューブが用いられ
る。そして、耐熱・耐酸性合成樹脂製チューブを定期的
に水洗浄するように構成することが好ましい。また、脱
硫処理は、例えば、湿式石灰石膏法により行われる。
【０００８】本発明の排煙処理装置は、重油燃焼排ガス
を脱硝処理する脱硝装置と、脱硝された排ガスと燃焼用
空気とを熱交換する空気予熱器と、この空気予熱器から
の排ガスの熱を回収する媒体循環式のガス・ガスヒータ
の熱回収器と、この熱回収器からの排ガスを脱塵処理す
る集塵機と、脱塵処理された排ガスを脱硫処理する脱硫
装置と、脱硫された排ガスを再加熱する前記媒体循環式
のガス・ガスヒータの再加熱器と、再加熱された排ガス
を大気に排出する煙突とからなり、前記媒体循環式のガ
ス・ガスヒータの熱回収器は、耐熱・耐酸性合成樹脂製
チューブを備えていることを特徴としている。
【０００９】上記の装置において、耐熱・耐酸性合成樹
脂製チューブとして、テフロンチューブを用いることが
好ましい。また、ガス・ガスヒータの熱回収器内をガス
流れに対して並列に複数区画に分割し、各区画に洗浄水
供給管を接続することが好ましい。熱回収器全体を一時
に洗浄すると、ガスの冷却が起こり、排ガスの再加熱が
不充分となる。したがって、複数区画に分割してサイク
リックに洗浄することにより、ガス冷却の効果を軽減す
る。この場合ガス・ガスヒータの熱回収器の各区画と脱
硫装置とを、使用済洗浄水管を介して接続することが好
ましい。この目的は、システムからの廃水を減少させる
ことにあり、洗浄排水を脱硫装置のメークアップとして
用いることにより達成する。なお、このシステムを採用
することによって、新たに排水が増えることにはならな
い。また、集塵機としては、乾式電気集塵機及びバグフ
ィルターのいずれかが用いられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の排煙処理方法を
実施する装置の一実施例を示している。重油焚燃焼装
置、例えば重油焚ボイラ１０からの排ガスは、例えば、
アンモニア接触還元式の脱硝装置１２に導入されて脱硝
された後、空気予熱器１４に導入して熱回収され、つい
で、熱回収後の冷却された排ガスは、媒体、例えば、水
を循環する媒体循環式のガス・ガスヒータ１８ａの熱回
収器２０ａに導入される。ガス・ガスヒータ１８ａの熱
回収器２０ａは、耐熱・耐酸性合成樹脂製チューブ、例
えば、テフロンチューブから構成されており、熱回収器
２０ａで冷却された排ガスは、乾式電気集塵機（ＤＥ
Ｐ）、バグフィルター等の集塵機１６に導入されて脱塵
処理される。脱塵処理された排ガスは、例えば、湿式石
灰石膏法式の脱硫装置２４に導入されて脱硫された後、
媒体循環式のガス・ガスヒータの再加熱器２６に導入さ
れ再加熱されて煙突２８から排出される。なお、ガス・
ガスヒータ１８ａは、熱回収器２０ａ及び再加熱器２６
から構成される。
【００１１】ガス・ガスヒータの熱回収器２０ａは、図
３及び図４に示すように、ガス流れに対してバルブ、ス
ライドダンパー等のガス遮断手段３６、仕切部材３８に
より複数の区画４０に分割され、各区画４０に洗浄水供
給管４２が接続され、各区画４０と湿式石灰石膏法式の
脱硫装置２４とが使用済洗浄水管４３を介して接続され
ている。４４は洗浄水ノズル、４５は耐熱・耐酸性合成
樹脂製チューブである。チューブ４５は、各区画４０毎
に定期的に水洗浄される。これは望ましい態様の１例で
あって、このような構造のものを用いれば、ガスの温度
降下を防止できる。ガス遮断手段３６、仕切部材３８が
無くても、洗浄水供給管４２が複数区画に分岐して配置
され、各区画毎にサイクリックに洗浄する方式でも良い
（ただし、この場合には若干の温度降下が避けられな
い）。
【００１２】上記のように構成された排煙処理装置にお
いて、重油焚ボイラ１０からの排ガスを脱硝装置１２に
導入して排ガス中のＮＯｘを除去した後、空気予熱器１
４に導入して燃焼用空気を予熱する熱回収後の冷却され
た排ガスは、媒体循環式のガス・ガスヒータの熱回収器
２０ａに導入されて冷却され、ついで、冷却された排ガ
スは集塵機１６に導入されて脱塵処理され、ついで、脱
硫装置２４に導入されて排ガス中のＳＯｘが除去された
後、媒体循環式のガス・ガスヒータの再加熱器２６に導
入されて再加熱され煙突２８へ導かれる。ガス・ガスヒ
ータの熱回収器２０ａは、テフロンチューブ等の耐熱・
耐酸性合成樹脂製チューブで構成されているので、腐食
の心配はない。
【００１３】腐食成分である排ガス中のＳＯ3 は、大半
がガス・ガスヒータの熱回収器２０ａで冷却されて凝縮
し、ダストに付着して後流の集塵機１６で捕集されるの
で、後流設備の腐食を大幅に低減することができる。し
たがって、集塵機１６の入口の排ガス中にアンモニアを
添加しなくても運転を行うことができる。しかし、集塵
機１６の入口の排ガス中には少量のＳＯ3 が含まれるの
で、このＳＯ3 を硫安又は酸性硫安として析出させ集塵
機１６で捕集するために、図２に示すように、集塵機１
６の入口の排ガス中に極微量のアンモニアを添加するこ
とが好ましい。
【００１４】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 （１） ガス・ガスヒータの熱回収器を集塵機の上流に
設置することにより、熱回収器における冷却によって生
成する硫酸ミスト、極微量生成する硫安及び酸性硫安
は、ガス中に含まれるダストの表面又はカーボンダスト
のミクロポア部に吸着され、ヒューム状になる量は極め
て少ない。また、ヒューム状になったこれらの成分も、
後流の集塵機にて捕集されるため、煙突から排出される
ヒュームの量は、従来法と比較すると格段に少なくな
る。また、腐食成分であるガス中のＳＯ3 は大半がガス
・ガスヒータの熱回収器で冷却されて凝縮し、ダストに
付着して集塵機で捕集されるため、後流設備の腐食を大
幅に低減できるとともに、集塵機入口のガスに混入させ
るアンモニアを零又は極微量にすることができるため、
運転経費が削減できること、回収ダストの脱アンモニア
処理が不要となることなどの利点がある。 （２） 集塵機の入口の排ガス中に添加するアンモニア
注入量が零又は極微量になるので、脱硫廃液にアンモニ
アが含まれなくなるか、又は極めて微量となり、脱硫廃
液の処理が不要になる。 （３） ガス・ガスヒータの熱回収器に耐熱・耐酸性合
成樹脂製チューブを用いているので、ガス・ガスヒータ
の熱回収器の腐食を大幅に低減することができる。 （４） ガス・ガスヒータの熱回収器に耐熱・耐酸性合
成樹脂製チューブを用い、ガス流れに対し並列に複数区
画に分割し、各区画に水洗浄配管を設置することによ
り、定期的に水洗浄し、特に従来法では除去しにくかっ
た硫安や酸性硫安等の付着物質を腐食の問題なく洗浄除
去することが可能であり、伝熱性能の低下やガスの圧力
損失増加を防止できる。 （５） 耐熱・耐酸性合成樹脂製チューブとしてテフロ
ンチューブを使用する場合には、鋼管と比較して表面が
滑らかなことにより、ダストの付着は少なくなるため、
洗浄頻度は少なくて済む。 （６） 集塵機をガス・ガスヒータの熱回収器の下流に
設置することにより、集塵機に導入されるガス温度が低
くなり、ガス容積が小さくなるので、集塵機の容量を小
さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排煙処理方法を実施する装置の一実施
例を示す系統図である。
【図２】本発明の排煙処理方法を実施する装置の他の実
施例を示す系統図である。
【図３】図１におけるガス・ガスヒータの熱回収器の一
例を示す立面断面説明図である。
【図４】同平面断面説明図である。
【図５】従来の排煙処理装置の一例を示す系統図であ
る。
【符号の説明】
１０ 重油焚ボイラ １２ 脱硝装置 １４ 空気予熱器 １６ 集塵機 １８ａ ガス・ガスヒータ ２０ａ 熱回収器 ２４ 脱硫装置 ２６ 再加熱器 ２８ 煙突 ３６ ガス遮断手段 ３８ 仕切部材 ４０ 区画 ４２ 洗浄水供給管 ４３ 使用済洗浄水管 ４４ 洗浄水ノズル ４５ 耐熱・耐酸性合成樹脂製チューブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 53/86 ＺＡＢ Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢＤ Ｆ２３Ｌ 15/00 (72)発明者 亀田 孝志 神戸市中央区東川崎町３丁目１番１号 川 崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 上島 賢郎 神戸市中央区東川崎町３丁目１番１号 川 崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 片岡 重則 神戸市中央区東川崎町３丁目１番１号 川 崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 丸井 和人 神戸市中央区東川崎町３丁目１番１号 川 崎重工業株式会社神戸工場内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 重油燃焼排ガスを脱硝処理した後、空気
    予熱器に導入して熱回収し、ついで、熱回収された排ガ
    スを媒体循環式のガス・ガスヒータの耐熱・耐酸性合成
    樹脂製チューブを用いた熱回収器に導入して冷却した
    後、冷却された排ガスを集塵機に導入して脱塵処理し、
    ついで、脱塵処理された排ガスを脱硫処理した後、前記
    媒体循環式のガス・ガスヒータの再加熱器に導入し再加
    熱して煙突に導くことを特徴とする排煙処理方法。
  2. 【請求項２】 耐熱・耐酸性合成樹脂製チューブがテフ
    ロンチューブである請求項１記載の排煙処理方法。
  3. 【請求項３】 耐熱・耐酸性合成樹脂製チューブを定期
    的に水洗浄する請求項１又は２記載の排煙処理方法。
  4. 【請求項４】 重油燃焼排ガスを脱硝処理する脱硝装置
    と、脱硝された排ガスと燃焼用空気とを熱交換する空気
    予熱器と、この空気予熱器からの排ガスの熱を回収する
    媒体循環式のガス・ガスヒータの熱回収器と、この熱回
    収器からの排ガスを脱塵処理する集塵機と、脱塵処理さ
    れた排ガスを脱硫処理する脱硫装置と、脱硫された排ガ
    スを再加熱する前記媒体循環式のガス・ガスヒータの再
    加熱器と、再加熱された排ガスを大気に排出する煙突と
    からなり、前記媒体循環式のガス・ガスヒータの熱回収
    器は、耐熱・耐酸性合成樹脂製チューブを備えているこ
    とを特徴とする排煙処理装置。
  5. 【請求項５】 ガス・ガスヒータの熱回収器内をガス流
    れに対して並列に複数区画に分割し、各区画に洗浄水供
    給管を接続した請求項４記載の排煙処理装置。
  6. 【請求項６】 耐熱・耐酸性合成樹脂製チューブが、テ
    フロンチューブである請求項４又は５記載の排煙処理装
    置。
  7. 【請求項７】 集塵機が、乾式電気集塵機及びバグフィ
    ルターのいずれかである請求項４、５又は６記載の排煙
    処理装置。
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