JPH10169909A - 加圧流動層ボイラの炉内脱硝装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ない注入ノズルで均一に脱硝用還元剤を注
入して排ガスと混合させることができ、脱硝に必要な滞
留時間を取ることにより、排ガスの脱硝を確実に行い得
る加圧流動層ボイラの炉内脱硝装置を提供する。 【解決手段】 圧力容器１内に配設された流動層ボイラ
本体２の天井部に、所要断面積で且つ所要長さを有する
ボイラ出口ダクト４３を立設し、該ボイラ出口ダクト４
３の上端外周部に、排ガス１２をサイクロン１４へ導く
排ガスダクト１３’を接続し、前記流動層ボイラ本体２
の天井部に対するボイラ出口ダクト４３の接続部近傍
に、脱硝用還元剤４４の注入ノズル４５を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加圧流動層ボイラ
の炉内脱硝装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、海外等で建設された加圧流動層ボ
イラの一例を図２によって説明すると、内部が加圧雰囲
気になっている圧力容器１の中に流動層ボイラ本体２が
設けられており、流動層ボイラ本体２内の下部には複数
本の散気管３が配設されており、該散気管３は、圧力容
器１内の加圧空気４を、途中に後述する灰クーラ１９が
設けられた取入管３６から風箱３７へ取り入れて上方に
噴出するようになっている。

【０００３】前記散気管３の上部には、石炭スラリ等の
燃料を供給する燃料供給管５が配設されていると共に、
流動層６を形成するための石灰石等の脱硫材、石炭灰等
を混合したベッド材７がベッド材貯蔵容器２４から供給
されるようになっており、コンプレッサ８から圧力容器
１内に供給された加圧空気４が前記取入管３６から風箱
３７を介して散気管３に供給され上方に噴出されること
により流動層６が形成され、前記燃料供給管５から供給
された燃料が流動層６の中で撹拌されて効率よく燃焼さ
れることにより、流動層６の形成部に配設された伝熱管
９により水を加熱して蒸気を発生させるようになってい
る。

【０００４】前記流動層６の層高は、ボイラ負荷指令に
応じて制御されるようになっており、負荷の上昇に伴っ
て流動層６の層高を高くする際には、ベッド材貯蔵容器
２４の底部に接続されたＬ字状のベッド材注入配管２５
に対し、圧力容器１内の加圧空気４を注入弁２６の開度
調節によって供給することにより、ベッド材貯蔵容器２
４内のベッド材７をベッド材注入配管２５を介して流動
層ボイラ本体２内へ注入する一方、負荷の低下に伴って
流動層６の層高を低くする際には、ベッド材貯蔵容器２
４の内圧を抜出弁２７の開度調節によって減圧すること
により、流動層ボイラ本体２内のベッド材７を、流動層
ボイラ本体２の側部から突設されたベッド材抜出配管２
８からベッド材貯蔵容器２４へ抜き出すようになってい
る。

【０００５】又、燃焼によって生じた灰等により流動層
ボイラ本体２内のベッド材７の量が増え、現在の負荷に
対して流動層６の層高が上昇した場合には、前記灰及び
ベッド材７の一部はトータル的に見た余剰分として、散
気管３の間から、下側に設けられている灰出しホッパ１
０に落下し、下部の灰切出管１１からＬバルブ２９を介
して、ロックホッパ３０に取り出された後、ロータリー
バルブ３１によって所要量ずつ排出ライン３２へ切り出
され、ブロワ２３の作動による吸引により排出ライン３
２からベッド材サイロ３３へ導入されるようになってお
り、該ベッド材サイロ３３に貯留された前記灰及びベッ
ド材７は、適宜ロータリーバルブ３４から切り出され、
トラック３５等で搬出されるようになっている。

【０００６】前記流動層ボイラ本体２の上端部における
火炉側壁には、略水平方向へ延び且つ伝熱管９内の水を
加熱した後の高温で高圧の排ガス１２が導かれる複数本
（例えば六本）の排ガスダクト１３が接続され、該各排
ガスダクト１３の先端部にはサイクロン１４が配設さ
れ、該サイクロン１４において前記排ガス１２中の灰を
分離するようになっており、サイクロン１４で灰が分離
された排ガス１２は、排ガス管１５を介して圧力容器１
外部に設けられたガスタービン１６に供給されて該ガス
タービン１６を駆動し、ガスタービン１６は前述したコ
ンプレッサ８を駆動すると共に、余剰動力でガスタービ
ン発電機１７を駆動するようになっている。

【０００７】前記サイクロン１４で分離された分離灰１
８は、灰クーラ１９において前記取入管３６から風箱３
７を介して散気管３へ供給される加圧空気４により冷却
された後、灰輸送管２０で圧力容器１の外部の灰処理装
置（図示せず）に輸送されるようになっており、又、前
記取入管３６から風箱３７を介して散気管３へ供給され
る加圧空気４は、前記灰クーラ１９において分離灰１８
から熱を奪って加熱された後、上方に噴射され流動層６
を形成するようになっている。

【０００８】尚、前記ベッド材貯蔵容器２４は、通常、
複数個設けられており、そのトータルの容量は、流動層
ボイラ本体２内において１００％の負荷で運転が行われ
る場合に必要となるベッド材７を貯められるだけの容量
となるようにしてある。又、図中、３８は起動時に取入
管３６から風箱３７を介して散気管３へ供給される加圧
空気４を加熱するための起動バーナである。

【０００９】ところで、前述の如き加圧流動層ボイラの
場合、流動層ボイラ本体２の上部における火炉側壁に配
設した多数の注入ノズル３９からアンモニアや尿素等の
脱硝用還元剤４０を火炉内に注入すると共に、排ガスダ
クト１３の途中に配設した複数の注入ノズル４１から脱
硝用還元剤４２を排ガスダクト１３内に注入し、排ガス
１２の脱硝を行ってＮＯxを低減するようになってい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
如く、流動層ボイラ本体２の上部における火炉側壁に配
設した多数の注入ノズル３９からアンモニアや尿素等の
脱硝用還元剤４０を火炉内に注入すると共に、排ガスダ
クト１３の途中に配設した複数の注入ノズル４１から脱
硝用還元剤４２を排ガスダクト１３内に注入し、排ガス
１２の脱硝を行うのでは、流動層ボイラ本体２の火炉内
に脱硝用還元剤４０を均一に注入して排ガス１２と混合
させるためには、火炉内の断面積が大きいことから、注
入ノズル３９の本数を多くする必要があり、又、排ガス
ダクト１３内においては排ガス１２の流速が速く且つ排
ガスダクト１３の長さもあまり長くないため、脱硝に必
要な滞留時間が充分に取れず、排ガス１２の脱硝が充分
に行われにくいという欠点を有していた。

【００１１】本発明は、斯かる実情に鑑み、少ない注入
ノズルで均一に脱硝用還元剤を注入して排ガスと混合さ
せることができ、脱硝に必要な滞留時間を取ることによ
り、排ガスの脱硝を確実に行い得る加圧流動層ボイラの
炉内脱硝装置を提供しようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧力容器内に
配設された流動層ボイラ本体の天井部に、所要断面積で
且つ所要長さを有するボイラ出口ダクトを立設し、該ボ
イラ出口ダクトの上端外周部に、排ガスをサイクロンへ
導く排ガスダクトを接続し、前記流動層ボイラ本体の天
井部に対するボイラ出口ダクトの接続部近傍に、脱硝用
還元剤の注入ノズルを配設したことを特徴とする加圧流
動層ボイラの炉内脱硝装置にかかるものである。

【００１３】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００１４】流動層ボイラ本体内の流動層における燃料
の燃焼によって生じた排ガスは、流動層ボイラ本体内を
上昇し、該流動層ボイラ本体の天井部に対するボイラ出
口ダクトの接続部近傍において、注入ノズルから注入さ
れる脱硝用還元剤と混合されつつ、ボイラ出口ダクト内
を上昇し、排ガスダクトを経てサイクロンへ導入され
る。

【００１５】ここで、前記ボイラ出口ダクトの断面積
は、流動層ボイラ本体の火炉内の断面積に比べて小さく
設定できるため、注入ノズルの本数を多くしなくても、
脱硝用還元剤を均一に注入して排ガスと混合させること
が可能となり、しかも、ボイラ出口ダクト内において
は、排ガスと脱硝用還元剤とを混合させるために充分な
滞留時間が得られ、排ガスの脱硝が充分に行われること
となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。

【００１７】図１は本発明を実施する形態の一例であっ
て、図中、図２と同一の符号を付した部分は同一物を表
わしており、基本的な構成は図２に示す従来のものと同
様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１に示
す如く、圧力容器１内に配設された流動層ボイラ本体２
の天井部に、所要断面積で且つ所要長さを有するボイラ
出口ダクト４３を立設し、該ボイラ出口ダクト４３の上
端外周部に、排ガス１２をサイクロン１４へ導く排ガス
ダクト１３’を接続し、前記流動層ボイラ本体２の天井
部に対するボイラ出口ダクト４３の接続部近傍に、脱硝
用還元剤４４の注入ノズル４５を配設した点にある。

【００１８】前記ボイラ出口ダクト４３の断面積と長さ
については、排ガス１２の流速並びに流量に基づいて、
脱硝に必要な滞留時間が得られるように設定する。

【００１９】次に、上記図示例の作動を説明する。

【００２０】流動層ボイラ本体２内の流動層６における
燃料の燃焼によって生じた排ガス１２は、流動層ボイラ
本体２内を上昇し、該流動層ボイラ本体２の天井部に対
するボイラ出口ダクト４３の接続部近傍において、注入
ノズル４５から注入される脱硝用還元剤４４と混合され
つつ、ボイラ出口ダクト４３内を上昇し、排ガスダクト
１３’を経てサイクロン１４へ導入される。

【００２１】ここで、前記ボイラ出口ダクト４３の断面
積は、流動層ボイラ本体２の火炉内の断面積に比べて小
さく設定できるため、注入ノズル４５の本数を多くしな
くても、脱硝用還元剤４４を均一に注入して排ガス１２
と混合させることが可能となり、しかも、ボイラ出口ダ
クト４３内においては、排ガス１２と脱硝用還元剤４４
とを混合させるために充分な滞留時間が得られ、排ガス
１２の脱硝が充分に行われることとなる。

【００２２】こうして、少ない注入ノズル４５で均一に
脱硝用還元剤４４を注入して排ガス１２と混合させるこ
とができ、排ガス１２の脱硝を確実に行い得る。

【００２３】尚、本発明の加圧流動層ボイラの炉内脱硝
装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加
え得ることは勿論である。

【００２４】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の加圧流動
層ボイラの炉内脱硝装置によれば、少ない注入ノズルで
均一に脱硝用還元剤を注入して排ガスと混合させること
ができ、脱硝に必要な滞留時間を取ることにより、排ガ
スの脱硝を確実に行い得るという優れた効果を奏し得
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例の全体概要構成図
である。

【図２】従来例の全体概要構成図である。

【符号の説明】

１ 圧力容器 ２ 流動層ボイラ本体 １２ 排ガス １３’ 排ガスダクト １４ サイクロン ４３ ボイラ出口ダクト ４４ 脱硝用還元剤 ４５ 注入ノズル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力容器内に配設された流動層ボイラ本
   体の天井部に、所要断面積で且つ所要長さを有するボイ
   ラ出口ダクトを立設し、該ボイラ出口ダクトの上端外周
   部に、排ガスをサイクロンへ導く排ガスダクトを接続
   し、前記流動層ボイラ本体の天井部に対するボイラ出口
   ダクトの接続部近傍に、脱硝用還元剤の注入ノズルを配
   設したことを特徴とする加圧流動層ボイラの炉内脱硝装
   置。