JPH11200818A - Energy recovering method from exhaust gas and device - Google Patents
Energy recovering method from exhaust gas and deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、可燃物の燃焼また
は焼却残渣の排ガスからのエネルギー回収方法および装
置に関し、詳しくは都市固形ごみ廃棄物や廃プラスチッ
ク、廃油などの産業廃棄物、ゴミ固形化燃料(Refu
se Derived Fuel;以下RDFと称
す)、下水汚泥などの焼却工程およびガス化溶融システ
ムによる処理工程、または焼却炉から排出された焼却灰
の石炭、石油などの燃焼あるいは電気エネルギーによる
加熱による溶融処理工程に適用できるエネルギー回収方
法および装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for recovering energy from combustion or incineration residue of flue gas, and more particularly to industrial waste such as municipal solid waste, waste plastic, waste oil, and solidification of garbage. Fuel (Refu
se Derived Fuel (hereinafter referred to as RDF), incineration process of sewage sludge, etc. and treatment process by gasification and melting system, or incineration ash discharged from incinerator, melting process by burning coal, petroleum, etc. or heating by electric energy The present invention relates to a method and an apparatus for recovering energy that can be applied to a computer.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、都市固形ごみ廃棄物や産業廃棄
物、RDF、下水汚泥などのいわゆる「ごみ」を処分の
対象とするだけでなく、有効なエネルギー源に位置づけ
たサーマルリサイクルシステムの確立が提唱されてい
る。従来、ごみの燃焼または焼却残渣の溶融処理により
発生した高温排ガスのエネルギーを回収する方法として
は、ボイラーで蒸気回収し、背圧、抽気、復水タービン
で発電する方法が行なわれてきた。さらに最近では、固
形廃棄物を燃焼処理する過程において、電力を高効率で
得ることを目的とした発電方式には以下の4つのタイプ
の発電方式の研究開発が行なわれている。2. Description of the Related Art In recent years, a thermal recycling system has been established that not only targets so-called "garbage" such as municipal solid waste, industrial waste, RDF, and sewage sludge but also positions it as an effective energy source. Has been proposed. BACKGROUND ART Conventionally, as a method of recovering energy of high-temperature exhaust gas generated by combustion of refuse or melting treatment of incineration residues, a method of recovering steam with a boiler, back pressure, bleeding, and generating electricity with a condensing turbine has been used. More recently, the following four types of power generation systems have been researched and developed as power generation systems aimed at obtaining electric power with high efficiency in the process of burning solid waste.
【0003】(1)材料開発による高効率発電として、
ごみの燃焼によって発生する塩化水素などの腐食成分に
耐える焼却炉、スーパーヒーター材料を開発し、蒸気温
度または圧力を引き上げ、発電効率を高める方法であ
る。特徴としてはごみ以外の燃料焚きによる環境負荷が
少ないことが挙げられるが、溶融塩腐食に耐えられる材
料開発が技術的、経済的に困難なことが問題点である。(1) As high-efficiency power generation by material development,
This is a method to improve the power generation efficiency by developing incinerators and super heater materials that can withstand corrosive components such as hydrogen chloride generated by burning garbage and raising the steam temperature or pressure. The feature is that the environmental load due to fuel burning other than refuse is small, but the problem is that it is technically and economically difficult to develop materials that can withstand molten salt corrosion.
【0004】(2)RDFによる発電として、ごみを石
灰などと混合した固形化燃料にすることで脱塩素、脱硫
を図り、蒸気温度または圧力を引き上げる方法である
が、小規模の施設で高効率発電を行なうことは難しいの
で、それらの施設では固形燃料化だけを行ない、このR
DFを集約して大規模施設で高効率発電を行なう。(2) As a method of generating electricity by RDF, a method of dechlorination and desulfurization by converting garbage into a solidified fuel mixed with lime or the like to raise the steam temperature or pressure is used. Since it is difficult to generate power, these facilities only convert to solid fuel,
Consolidate DF to generate high-efficiency power at large-scale facilities.
【0005】(3)ガスタービンとの複合発電として、
天然ガスなどの良質燃料を用いてガスタービンで発電す
ると共に、ガスタービンの廃熱でごみ廃熱ボイラの蒸気
を再過熱し、蒸気タービンの発電効率を高める方法であ
るが、良質燃料が別途必要である。(3) As combined power generation with a gas turbine,
A method that uses a high-quality fuel such as natural gas to generate electricity with a gas turbine, and reheats the waste heat from the waste heat boiler with the waste heat of the gas turbine to increase the power generation efficiency of the steam turbine. It is.
【0006】(4)燃料追い焚き式方法による発電とし
て、ごみ発電ボイラーの蒸気を重油などの良質燃料で追
い焚きして再過熱し、蒸気タービンの発電効率を高める
方法がある。小規模の焼却施設で有効と考えられている
が、良質燃料が別途必要であり、コストが高いことが問
題であった。(4) As a method of power generation by a fuel reheating method, there is a method in which steam from a refuse power generation boiler is reheated by reheating by using a high quality fuel such as heavy oil to increase the power generation efficiency of a steam turbine. It is considered to be effective in small-scale incineration facilities, but the problem is that high-quality fuel is required separately and the cost is high.
【0007】従来、ごみの燃焼排ガス中には、例えば塩
化ビニルなどの塩素含有高分子重合体の燃焼によって発
生した塩素ガスなどによって、熱回収のための伝熱管の
表面温度が400℃以上になると伝熱管の腐食が顕著に
なり、過熱蒸気温度を上げることができず、このため、
高温化して高効率発電を行なうことが妨げられていた。
最近、この伝熱管の腐食に関して、伝熱管に付着した溶
融塩類(ごみ中の塩化ナトリウムや塩化カリウムなど)
が腐食を加速していることが判明し、従来のごみ発電に
おける過熱蒸気温度は300℃以下にせざるを得なくな
っていた。このため、上記高効率発電方式の(1)およ
び(2)の実用化のためには、腐食を避ける条件づくり
が必要であるといわれている。Conventionally, when the surface temperature of a heat transfer tube for heat recovery becomes 400 ° C. or higher due to chlorine gas generated by the combustion of a chlorine-containing polymer such as vinyl chloride in the flue gas of refuse, for example. Corrosion of the heat transfer tube became remarkable, and the superheated steam temperature could not be raised.
This has hindered high-temperature power generation due to high temperatures.
Recently, regarding the corrosion of this heat transfer tube, molten salts attached to the heat transfer tube (such as sodium chloride and potassium chloride in garbage)
Was found to accelerate corrosion, and the superheated steam temperature in conventional waste power generation had to be 300 ° C. or less. For this reason, it is said that in order to put the above-mentioned high-efficiency power generation methods (1) and (2) to practical use, it is necessary to create conditions for avoiding corrosion.
【0008】また、いわゆるスーパーごみ発電とよばれ
る上記(3)および(4)の発電方式では、排ガスを直
接高温化して発電するのではなく、450〜700℃の
排ガスをボイラーで熱交換し、400℃付近の蒸気とし
て熱回収し、ガスタービン廃熱あるいは燃料追い焚きに
よって得た熱を利用して、さらに蒸気温度を上げ、高効
率発電を行なうものである。これらの方式では溶融塩や
塩化水素成分をほとんど含まない燃料の燃焼排ガス熱に
よって、水蒸気を再過熱するので、伝熱管の腐食の心配
は非常に少ない。しかしながら、これらの方式では蒸気
の再過熱のために天然ガスや石炭、石油などの燃料が別
途必要であり、これらの燃料のためにコストが高くつ
く、化石燃料資源の使用による二酸化炭素排出量の増加
あるいは大規模施設が必要であるなどの問題点があっ
た。In the above-mentioned power generation systems (3) and (4), which are called super garbage power generation, the exhaust gas at 450 to 700 ° C. is heat-exchanged by a boiler instead of directly raising the temperature of the exhaust gas to generate power. The heat is recovered as steam at around 400 ° C., and the steam temperature is further increased by using the waste heat of the gas turbine or the heat obtained by refueling to perform high-efficiency power generation. In these systems, steam is reheated by the heat of the combustion exhaust gas of a fuel containing almost no molten salt or hydrogen chloride component, so that there is very little concern about corrosion of the heat transfer tubes. However, these systems require additional fuels such as natural gas, coal and petroleum to reheat the steam, and these fuels are costly and reduce the carbon dioxide emissions from the use of fossil fuel resources. There were problems such as an increase or the need for large-scale facilities.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術の問題点を解決し、可燃物燃焼施設または焼却残渣の
溶融施設から発生した排ガスによる蒸気過熱器の伝熱管
の腐食がなく、水蒸気の追い焚きのための天然ガスや化
石燃料を必要とせずにボイラーからエネルギー回収され
た水蒸気を再過熱して、高温化することにより、発電効
率を高めることができる排ガスからのエネルギー回収方
法および装置を提供するものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and does not corrode the heat transfer tube of the steam superheater due to the exhaust gas generated from the combustible combustion facility or the incineration residue melting facility, and eliminates the problem of water vapor. Method and apparatus for recovering energy from exhaust gas that can increase power generation efficiency by reheating superheated water vapor from a boiler without the need for natural gas or fossil fuel for reheating and increasing the temperature Is provided.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に示す高温対応型熱交換器を使用して、高温
排ガスから得た高温空気を用いて蒸気を再過熱すれば、
一般には塩素や溶融塩などの腐食により300℃以上に
上げることが困難であった蒸気温度を350〜550℃
に過熱することが可能である。すなわち、本発明は可燃
物の燃焼施設または焼却残渣の溶融施設より発生する排
ガスからのエネルギー回収方法において、排ガスと清浄
空気とを熱交換して予熱空気を発生させ、温度降下した
前記排ガスによってスチームタービン復水をボイラーで
加熱して250〜450℃の水蒸気を発生させ、この水
蒸気を前記予熱空気を用いて350〜550℃まで再過
熱した後、この過熱水蒸気によりスチームタービンで高
効率発電を行なうものである。In order to solve the above-mentioned problems, if the steam is reheated using the high-temperature air obtained from the high-temperature exhaust gas by using the high-temperature-compatible heat exchanger according to the present invention,
Generally, it is difficult to raise the temperature to 300 ° C. or more due to corrosion of chlorine or molten salt.
It is possible to overheat. That is, the present invention relates to a method for recovering energy from exhaust gas generated from a combustion facility for combustibles or a melting facility for incineration residues, wherein heat exchange is performed between the exhaust gas and clean air to generate preheated air, and the exhaust gas having a lowered temperature is used for steam. Turbine condensate is heated by a boiler to generate steam at 250 to 450 ° C, and the steam is reheated to 350 to 550 ° C using the preheated air. Then, high-efficiency power generation is performed by the steam turbine using the superheated steam. Things.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の排ガスからのエネルギー回収方法は、排ガスか
らエネルギーを回収するに際し、排ガスと清浄空気とを
熱交換して予熱空気を発生させた後、温度が降下した排
ガスによってスチームタービン復水をボイラーで加熱し
て水蒸気を発生させ、次いで、発生した水蒸気を前記予
熱空気を用いて再過熱し、この再過熱した水蒸気により
スチームタービンで発電を行なうことを要旨とするもの
である。また、本発明の排ガスからのエネルギー回収装
置は、排ガスと清浄空気とを熱交換して予熱空気を発生
させる第1熱交換器と、過熱蒸気を供給して発電するス
チームタービンと、前記タービンからの復水を前記第1
熱交換器において低温化された排ガスで加熱して前記予
熱空気よりも低温の水蒸気を発生させるボイラーと、前
記予熱空気と前記水蒸気とを熱交換して前記過熱蒸気を
発生させる第2熱交換器とを備えていることを要旨とす
るものである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.
In the method for recovering energy from exhaust gas of the present invention, in recovering energy from exhaust gas, after exchanging heat between exhaust gas and clean air to generate preheated air, steam turbine condensate is recovered by a boiler using the exhaust gas whose temperature has dropped. The gist is to generate steam by heating, then reheat the generated steam by using the preheated air, and generate electricity with a steam turbine using the reheated steam. Further, the energy recovery apparatus from exhaust gas of the present invention includes a first heat exchanger that exchanges heat between exhaust gas and clean air to generate preheated air, a steam turbine that supplies superheated steam and generates power, Condensate the first
A boiler configured to generate steam at a temperature lower than that of the preheated air by heating the exhaust gas at a lower temperature in a heat exchanger; and a second heat exchanger configured to exchange heat between the preheated air and the steam to generate the superheated steam. The gist is to have
【0012】本発明において、排ガスからエネルギーを
回収し、発電効率の向上を図るためには、過熱蒸気の温
度を350〜550℃に高めることが望まれる。そのた
めには、蒸気を再過熱するための予熱空気は450〜7
00℃であることが望ましく、またこの予熱空気の熱交
換熱源である可燃物燃焼排ガスまたは焼却残渣の溶融排
ガスの温度は900〜1200℃であることが望まし
い。In the present invention, it is desirable to increase the temperature of the superheated steam to 350 to 550 ° C. in order to recover energy from the exhaust gas and improve the power generation efficiency. For that purpose, preheat air for reheating steam is 450 to 7
The temperature of the combustible combustion exhaust gas or the molten exhaust gas of the incineration residue, which is the heat exchange heat source for the preheated air, is desirably 900 to 1200 ° C.
【0013】前記エネルギー回収方法において、排ガス
が発生する設備としては特に限定されるものではない
が、可燃物を燃焼させて発生する排ガスまたは焼却残渣
を溶融した際の排ガスを用いることが好ましい。このよ
うな可燃物を燃焼させ、排ガスが発生する設備として
は、900〜1200℃程度の排ガスが発生する設備で
あれば良く、特に限定されるものではない。このような
設備としては、可燃物を完全燃焼させる焼却炉(例えば
ストーカ型、流動床型)や可燃物を還元雰囲気下でガス
化させ、発生した可燃性ガスを完全燃焼させて、灰分を
溶融してスラグを得るようなガス化溶融炉(例えば、流
動床ガス化炉と旋回式溶融炉によるガス化溶融システ
ム、竪型直接ガス化溶融炉、キルン式ガス化溶融炉な
ど)が挙げられる。In the above energy recovery method, the equipment for generating exhaust gas is not particularly limited, but it is preferable to use exhaust gas generated by burning combustibles or exhaust gas obtained by melting incineration residues. The equipment that burns such combustible materials and generates exhaust gas may be any equipment that generates exhaust gas at about 900 to 1200 ° C., and is not particularly limited. Such facilities include incinerators (e.g., stoker type and fluidized bed type) that completely burn combustibles, gasify combustibles in a reducing atmosphere, and completely combust the generated combustible gas to melt ash. And a gasification and melting furnace for obtaining slag (for example, a gasification and melting system using a fluidized bed gasification furnace and a rotary melting furnace, a vertical direct gasification and melting furnace, and a kiln-type gasification and melting furnace).
【0014】前記可燃物としては、都市固形ごみ廃棄
物、廃プラスチックや廃油などの産業廃棄物、RDF、
下水汚泥、石炭、石油、可燃ガスなどの可燃性物質また
はこれらの可燃性物質を含む集合体が挙げられる。The combustible materials include municipal solid waste, industrial waste such as waste plastic and waste oil, RDF,
Examples include flammable substances such as sewage sludge, coal, petroleum, and flammable gas, or aggregates containing these flammable substances.
【0015】また、焼却残渣を溶融し、排ガスが発生す
る設備としては、焼却残渣をスラグ化でき、900〜1
200℃程度の排ガスが発生する設備であれば良く、特
に限定されるものではない。焼却残渣をスラグ化するた
めに加熱する方法としては、特に限定されるものではな
いが、石炭や石油などの燃焼による加熱方法あるいは電
気エネルギーによる加熱方法などが挙げられる。このよ
うな方法で焼却残渣を溶融する設備としては、例えば可
燃物焼却炉から排出された焼却灰などを溶融させてスラ
グを得ることを目的とした灰溶融炉(電気加熱式、プラ
ズマアーク式、表面溶融式、コークスベッド式)などが
挙げられる。As equipment for melting incineration residues and generating exhaust gas, incineration residues can be turned into slag, and 900 to 1
Any equipment that generates exhaust gas at about 200 ° C. may be used, and is not particularly limited. The method of heating the incineration residue to make it slag is not particularly limited, and examples thereof include a heating method using combustion of coal or petroleum or a heating method using electric energy. As a facility for melting incineration residues by such a method, for example, an ash melting furnace (electric heating type, plasma arc type, etc.) for melting incinerated ash discharged from a combustible incinerator to obtain slag Surface melting type, coke bed type) and the like.
【0016】排ガスを清浄空気と熱交換して予熱空気を
発生させるための熱交換器(第1熱交換器)としては、
900〜1200℃程度の高温で溶融塩や塩化水素を含
有する可燃物燃焼排ガスあるいは焼却残渣の溶融排ガス
によって腐食されない素材を用いた熱交換器であること
が好ましく、セラミックビーズを熱媒体とした方式の高
温対応型熱交換器を用いることが好ましい。A heat exchanger (first heat exchanger) for exchanging exhaust gas with clean air to generate preheated air includes:
A heat exchanger using a material which is not corroded by a combustible combustion exhaust gas containing molten salt or hydrogen chloride or a molten exhaust gas of an incineration residue at a high temperature of about 900 to 1200 ° C., preferably using ceramic beads as a heat medium It is preferable to use a high temperature compatible heat exchanger.
【0017】また、前記水蒸気を再過熱するための熱交
換器(第2熱交換器)は、その伝熱管に接触する予熱空
気は、450〜700℃程度で塩化水素や重金属類、溶
融塩などを含まない清浄空気を用いるために、特に耐腐
食性を有する素材を用いたものである必要はなく、高効
率に熱交換が可能な熱交換器であれば特に限定されるも
のではないが、蒸気過熱器が熱交換効率の点から好まし
い。In the heat exchanger (second heat exchanger) for reheating the steam, the preheated air that comes into contact with the heat transfer tube is heated to about 450 to 700 ° C. at a temperature of about 450 to 700 ° C. In order to use clean air containing no, it is not particularly necessary to use a material having corrosion resistance, and it is not particularly limited as long as it is a heat exchanger capable of heat exchange with high efficiency. Steam superheaters are preferred in terms of heat exchange efficiency.
【0018】再過熱後の予熱空気はまだ400〜700
℃の温度を保持しているので、燃焼装置などの燃焼空気
として利用することが可能である。このような予熱空気
を可燃物の燃焼用空気として利用すれば、炉内の温度が
安定するので燃焼が安定し、さらに高温の排ガスが得ら
れるため、エネルギー回収が容易になる。前記燃焼用空
気として用いられる清浄空気としては、通常の外気の
他、既存の酸素発生設備により酸素を富化した酸素富化
空気を用いることもできる。酸素富化空気を用いた燃焼
では、排ガス温度を容易に上昇させることができるの
で、エネルギー回収に有用な高温の排ガスを容易に得る
ことができる。また、熱交換後の排ガス量も減少するた
め、排ガス処理装置(ガス冷却装置、脱硝装置、脱硫装
置、除塵装置、ダイオキシン除去装置などの適宜組み合
わせ)への負荷が軽減でき、これらの装置をコンパクト
化することも可能になる。The preheated air after reheating is still 400-700
Since the temperature of ° C is maintained, it can be used as combustion air for a combustion device or the like. If such preheated air is used as combustion air for combustibles, the temperature inside the furnace is stabilized, so that combustion is stabilized, and high-temperature exhaust gas is obtained, facilitating energy recovery. As the clean air used as the combustion air, besides ordinary outside air, oxygen-enriched air in which oxygen has been enriched by existing oxygen generation equipment can also be used. In the combustion using oxygen-enriched air, the temperature of the exhaust gas can be easily raised, so that a high-temperature exhaust gas useful for energy recovery can be easily obtained. In addition, since the amount of exhaust gas after heat exchange also decreases, the load on exhaust gas treatment equipment (appropriate combination of gas cooling equipment, denitration equipment, desulfurization equipment, dust removal equipment, dioxin removal equipment, etc.) can be reduced, and these equipment can be made compact. It is also possible to make it.
【0019】また、過熱蒸気により発電を行なうための
スチームタービンとしては、高効率に発電を行なうこと
ができるスチームタービンであれば特に限定されるもの
ではなく、背圧式タービン、復水タービン、抽気復水タ
ービンなどが挙げられるが、この中でも復水タービンが
高効率であるため好ましい。The steam turbine for generating power using superheated steam is not particularly limited as long as it is a steam turbine capable of generating power with high efficiency. Although a water turbine is mentioned, a condensing turbine is preferable among them because of its high efficiency.
【0020】以下、本発明を図面を用いて具体的に説明
する。図1にガス化炉と溶融炉との組み合わせによる都
市ごみ固形廃棄物のガス化溶融炉における本発明の工程
図を示した。図1において、ガス化炉1に投入されたご
み7は還元性雰囲気下(空気比=0.2〜0.4)で4
50〜700℃で部分燃焼され、可燃性ガス成分および
固形可燃物、灰分などが溶融炉2に送り込まれ、例えば
アルミニウム、鉄、ガラスなどの不燃性廃棄物22はガ
ス化炉1の下部から外部へ排出される。溶融炉2におい
て1200〜1500℃で可燃性成分が燃焼(空気比=
0.6〜0.8)され、灰分は溶融してスラグ23とし
て排出される。この高温排ガスはさらに2次燃焼室3に
おいて完全燃焼(空気比=0.3以下)され、900〜
1200℃の排ガス4が排出される。排ガス4は第1熱
交換器5において、600〜900℃まで温度が降下し
た排ガス9となり、一方で空気6を加熱して450〜7
00℃の予熱空気8を発生させる。排ガス9はボイラー
13で復水タンク11からの復水10を加熱して250
〜450℃の水蒸気12を発生させた後、例えばガス冷
却装置、除塵装置、脱硝装置、脱硫装置、ダイオキシン
除去装置などの適宜組み合わせにより構成された排ガス
処理装置25で処理され、処理された排ガス19は誘引
送風機21により煙突14から外部へ排ガス26として
排気される。前記水蒸気12は第2熱交換器15で予熱
空気8により再過熱され、350〜550℃の水蒸気
(過熱蒸気)16になり、スチームタービン17により
発電を行ない、電気18を発生させる。また一方、前記
第2熱交換器15で熱交換された予熱空気8は400〜
650℃の予熱空気20となり、ガス化炉1、溶融炉2
および2次燃焼室3に燃焼用空気として供給される。Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a process chart of the present invention in a gasification and melting furnace for municipal solid waste by a combination of a gasification furnace and a melting furnace. In FIG. 1, the refuse 7 charged into the gasifier 1 is reduced to 4 in a reducing atmosphere (air ratio = 0.2 to 0.4).
Partial combustion is performed at 50 to 700 ° C., and combustible gas components, solid combustibles, ash, and the like are sent to the melting furnace 2. Non-combustible wastes 22 such as aluminum, iron, and glass are removed from the lower part of the gasification furnace 1 to the outside. Is discharged to Combustible components burn at 1200 to 1500 ° C. in the melting furnace 2 (air ratio =
0.6 to 0.8), and the ash is melted and discharged as slag 23. This high-temperature exhaust gas is further completely burned (air ratio = 0.3 or less) in the secondary combustion chamber 3, and 900 to
Exhaust gas 4 at 1200 ° C. is discharged. The exhaust gas 4 becomes exhaust gas 9 whose temperature has dropped to 600 to 900 ° C. in the first heat exchanger 5, while heating the air 6 to 450 to 7
A preheated air 8 of 00 ° C. is generated. The exhaust gas 9 heats the condensate 10 from the condensate tank 11 in the boiler 13 to 250.
After generating steam 12 at ~ 450 ° C., the exhaust gas 19 is processed by an exhaust gas processing device 25 configured by an appropriate combination of, for example, a gas cooling device, a dust removal device, a denitration device, a desulfurization device, and a dioxin removal device, and the processed exhaust gas 19. Is exhausted from the chimney 14 to the outside by the induction blower 21 as exhaust gas 26. The steam 12 is reheated by the preheated air 8 in the second heat exchanger 15 to become steam (superheated steam) 16 at 350 to 550 ° C., and the steam turbine 17 generates electric power to generate electricity 18. On the other hand, the preheated air 8 heat-exchanged in the second heat exchanger 15 is 400 to
It becomes preheated air 20 of 650 ° C., gasification furnace 1, melting furnace 2
And it is supplied to the secondary combustion chamber 3 as combustion air.
【0021】図2に焼却炉による都市廃棄物の燃焼にお
ける本発明の工程図を示した。図2において、焼却炉2
4に投入されたごみ7は、酸化性雰囲気下で燃焼され、
さらに2次燃焼室3において排ガス中の可燃成分は完全
に燃焼される。ごみ7中の不燃性廃棄物22および焼却
残渣27は焼却炉24の下部から外部へ排出され、リサ
イクル処理される。2次燃焼室3で発生した900〜1
200℃の排ガス4は第1熱交換器5において空気6と
熱交換され、600〜900℃の排ガス9および排ガス
成分を含まない450〜700℃の予熱空気8となる。
排ガス9はボイラー13で復水タンク11からの復水1
0を加熱して250〜450℃の水蒸気12を発生させ
た後、例えばガス冷却装置、除塵装置、脱硝装置、脱硫
装置、ダイオキシン除去装置などの適宜組み合わせによ
り構成された排ガス処理装置25で処理され、処理され
た排ガス19は誘引送風機21により煙突14から排ガ
ス26として外部へ排気される。前記水蒸気12は第2
熱交換器15で予熱空気8により再過熱され、350〜
550℃の水蒸気(過熱蒸気)16になり、スチームタ
ービン17により発電を行ない、電気18を発生させ
る。第2熱交換器15で熱交換された予熱空気8は40
0〜650℃の予熱空気20となり、焼却炉24に燃焼
用空気として供給される。FIG. 2 shows a process chart of the present invention in the combustion of municipal waste by an incinerator. In FIG. 2, incinerator 2
The refuse 7 put in 4 is burned in an oxidizing atmosphere,
Further, the combustible components in the exhaust gas are completely burned in the secondary combustion chamber 3. The non-combustible waste 22 and the incineration residue 27 in the refuse 7 are discharged to the outside from the lower part of the incinerator 24 and recycled. 900-1 generated in the secondary combustion chamber 3
The exhaust gas 4 at 200 ° C. is heat-exchanged with the air 6 in the first heat exchanger 5 to become exhaust gas 9 at 600 to 900 ° C. and preheated air 8 at 450 to 700 ° C. which does not contain exhaust gas components.
Exhaust gas 9 is condensed from condensate tank 11 in boiler 13
After heating 0 to generate steam 12 at 250 to 450 ° C., the steam 12 is treated by an exhaust gas treatment device 25 configured by an appropriate combination of, for example, a gas cooling device, a dust removal device, a denitration device, a desulfurization device, and a dioxin removal device. The treated exhaust gas 19 is exhausted to the outside as an exhaust gas 26 from the chimney 14 by the induction blower 21. The water vapor 12 is second
Reheated by the preheated air 8 in the heat exchanger 15,
It is converted into steam (superheated steam) 16 at 550 ° C., and is generated by a steam turbine 17 to generate electricity 18. The preheated air 8 heat-exchanged in the second heat exchanger 15 is 40
It becomes preheated air 20 at 0 to 650 ° C. and is supplied to the incinerator 24 as combustion air.
【0022】図3に例えば表面溶融式の灰溶融炉による
焼却灰などの焼却残渣の溶融処理における本発明の工程
図を示した。図3において、溶融炉2に投入された焼却
残渣(例えば前記焼却炉24で得られた焼却残渣)27
は、酸化性雰囲気下での燃料28の燃焼による加熱によ
り1200〜1500℃で溶融され、スラグ23として
外部へ排出される。一方、高温排ガスは2次燃焼室3に
おいて排ガス中の未燃成分が完全に燃焼され、2次燃焼
室3で発生した900〜1200℃の排ガス4は、第1
熱交換器5において空気6と熱交換され、600〜90
0℃の排ガス9および排ガス成分を含まない450〜7
00℃の予熱空気8となる。排ガス9はボイラー13で
復水タンク11からの復水10を加熱して250〜45
0℃の水蒸気12を発生させた後、例えばガス冷却装
置、除塵装置、脱硝装置、脱硫装置、ダイオキシン除去
装置などの適宜組み合わせにより構成された排ガス処理
装置25で処理され、処理された排ガス19は誘引送風
機21により煙突14から排ガス26として外部へ排気
される。水蒸気12は第2熱交換器15で予熱空気8に
より再過熱され、350〜550℃の水蒸気(過熱蒸
気)16になり、スチームタービン17により発電を行
ない、電気18を発生させる。第2熱交換器15で熱交
換された予熱空気8は400〜650℃の予熱空気20
となり、溶融炉2および2次燃焼室3に燃焼用空気とし
て供給される。FIG. 3 shows a process chart of the present invention in the melting treatment of incineration residues such as incineration ash by a surface melting type ash melting furnace. In FIG. 3, the incineration residue (for example, the incineration residue obtained in the incinerator 24) put into the melting furnace 2 27.
Is melted at 1200 to 1500 ° C. by heating by burning the fuel 28 in an oxidizing atmosphere, and is discharged as slag 23 to the outside. On the other hand, in the high temperature exhaust gas, unburned components in the exhaust gas are completely burned in the secondary combustion chamber 3, and the exhaust gas 4 of 900 to 1200 ° C. generated in the secondary combustion chamber 3 is the first exhaust gas.
The heat is exchanged with the air 6 in the heat exchanger 5, and 600 to 90
Exhaust gas 9 at 0 ° C. and 450-7 containing no exhaust gas components
It becomes preheated air 8 of 00 ° C. The exhaust gas 9 heats the condensate 10 from the condensate tank 11 in the boiler 13 to 250-45.
After generating steam 12 at 0 ° C., the exhaust gas 19 is processed by an exhaust gas processing device 25 configured by an appropriate combination of, for example, a gas cooling device, a dust removal device, a denitration device, a desulfurization device, and a dioxin removal device. The air is exhausted from the chimney 14 to the outside as the exhaust gas 26 by the induction blower 21. The steam 12 is reheated by the preheated air 8 in the second heat exchanger 15, becomes steam (superheated steam) 16 at 350 to 550 ° C., generates electricity by the steam turbine 17, and generates electricity 18. The preheated air 8 heat-exchanged in the second heat exchanger 15 is preheated air 20 at 400 to 650 ° C.
And supplied to the melting furnace 2 and the secondary combustion chamber 3 as combustion air.
【0023】[0023]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、可燃物の
燃焼あるいは焼却残渣の溶融処理によって発生した排ガ
スからのエネルギー回収においては、水蒸気を過熱する
ことを目的とした天然ガスや石油などの化石燃料の燃焼
(追い焚き)を必要としないのでエネルギー回収コスト
を低減できる。また、熱交換器により高温の排ガスから
清浄な空気に熱エネルギーを効率的に交換して、この空
気を用いて蒸気過熱器で水蒸気を再過熱するので、排ガ
ス成分による蒸気過熱器の伝熱管の腐食を回避でき、前
記水蒸気を350〜550℃まで過熱することができ、
高効率に発電することが可能である。As described above, according to the present invention, in recovering energy from flue gas generated by combustion of combustibles or melting of incineration residues, natural gas or petroleum is used to superheat steam. Energy recovery costs can be reduced because the burning (reheating) of fossil fuels is not required. In addition, the heat exchanger efficiently exchanges heat energy from high-temperature exhaust gas into clean air, and uses this air to reheat steam with the steam superheater. Corrosion can be avoided, the steam can be heated to 350-550 ° C,
It is possible to generate power with high efficiency.
【図1】本発明の一例であるガス化炉と溶融炉の組み合
わせによる廃棄物のガス化溶融処理からのエネルギー回
収工程図。FIG. 1 is a diagram showing an energy recovery process from waste gasification and melting treatment by a combination of a gasification furnace and a melting furnace, which is an example of the present invention.
【図2】本発明の一例である焼却炉による廃棄物の焼却
処理からのエネルギー回収工程図。FIG. 2 is a diagram showing an energy recovery process from waste incineration by an incinerator as an example of the present invention.
【図3】本発明の一例である表面溶融炉による焼却残渣
の溶融処理からのエネルギー回収工程図。FIG. 3 is a diagram showing an energy recovery process from a melting treatment of incineration residues by a surface melting furnace as an example of the present invention.
1 ガス化炉 2 溶融炉 3 2次燃焼室 4 排ガス 5 第1熱交換器 6 空気 7 ごみ 8 予熱空気 9 排ガス 10 復水 11 復水タンク 12 水蒸気 13 ボイラー 14 煙突 15 第2熱交換器 16 水蒸気(過熱蒸気) 17 スチームタービン 18 電気 19 排ガス 20 予熱空気 21 誘引送風機 22 不燃性廃棄物 23 スラグ 24 焼却炉 25 排ガス処理装置 26 排ガス 27 焼却残渣 28 燃料 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gasifier 2 Melting furnace 3 Secondary combustion chamber 4 Exhaust gas 5 First heat exchanger 6 Air 7 Garbage 8 Preheat air 9 Exhaust gas 10 Condensate 11 Condensate tank 12 Steam 13 Boiler 14 Chimney 15 Second heat exchanger 16 Steam (Superheated steam) 17 Steam turbine 18 Electricity 19 Exhaust gas 20 Preheated air 21 Induced blower 22 Non-combustible waste 23 Slag 24 Incinerator 25 Exhaust gas treatment device 26 Exhaust gas 27 Incineration residue 28 Fuel
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000001834 三機工業株式会社 東京都千代田区有楽町1丁目4番1号 (72)発明者 川中 聡 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内 (72)発明者 向井 克之 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内 (72)発明者 渡邉 隆司 大阪府大阪市西区北堀江1丁目12番19号 株式会社栗本鐵工所内 (72)発明者 江夏 政一郎 静岡県三島市4845番地 東レエンジニアリ ング株式会社内 (72)発明者 宮田 治男 東京都千代田区有楽町1丁目4番1号 三 機工業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing from the front page (71) Applicant 000001834 Sanki Kogyo Co., Ltd. 1-4-1, Yurakucho, Chiyoda-ku, Tokyo (72) Inventor Satoshi Kawanaka 23 Uji Kozakura, Uji-shi, Kyoto Unitika Research Center Office (72) Inventor Katsuyuki Mukai 23 Uji Kozakura, Uji-city, Kyoto Prefecture Unitika Corporation Central Research Laboratory (72) Inventor Takashi Watanabe 1-112-19 Kitahorie, Nishi-ku, Osaka-shi, Osaka Kurimoto Ironworks Co., Ltd. 72) Inventor Seiichiro Enatsu 4845 Mishima-shi, Shizuoka Toray Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Haruo Miyata 1-4-1 Yurakucho, Chiyoda-ku, Tokyo Sanki Kogyo Co., Ltd.
Claims (9)
し、排ガスと清浄空気とを熱交換して予熱空気を発生さ
せた後、温度が降下した排ガスによってスチームタービ
ン復水をボイラーで加熱して水蒸気を発生させ、次い
で、発生した水蒸気を前記予熱空気を用いて再過熱し、
この再過熱した水蒸気によりスチームタービンで発電を
行なうことを特徴とする排ガスからのエネルギー回収方
法。1. When recovering energy from exhaust gas, heat exchange is performed between the exhaust gas and clean air to generate preheated air, and then the steam turbine condensate is heated by the boiler using the exhaust gas whose temperature has dropped to generate steam. And then reheat the generated steam using the preheated air,
A method for recovering energy from exhaust gas, wherein power is generated by a steam turbine using the reheated steam.
し、900〜1200℃の排ガスと清浄空気とを熱交換
して450〜700℃の予熱空気を発生させた後、60
0〜900℃に温度が降下した排ガスによってスチーム
タービン復水をボイラーで加熱して250〜450℃の
水蒸気を発生させ、次いで、発生した水蒸気を前記予熱
空気を用いて350〜550℃に再過熱し、この再過熱
した水蒸気によってスチームタービンで発電を行なうこ
とを特徴とする請求項1記載の排ガスからのエネルギー
回収方法。2. When recovering energy from the exhaust gas, heat exchange is performed between the exhaust gas at 900 to 1200 ° C. and clean air to generate preheated air at 450 to 700 ° C.
The steam turbine condensate is heated by a boiler with exhaust gas whose temperature has dropped to 0 to 900 ° C to generate steam at 250 to 450 ° C, and then the generated steam is reheated to 350 to 550 ° C using the preheated air. The method for recovering energy from exhaust gas according to claim 1, wherein power is generated by a steam turbine using the reheated steam.
る排ガスであることを特徴とする請求項1または2記載
の排ガスからのエネルギー回収方法。3. The method for recovering energy from exhaust gas according to claim 1, wherein the exhaust gas is an exhaust gas generated from a combustible combustion facility.
物、ゴミ固形化燃料、下水汚泥、石炭、石油、可燃ガス
であることを特徴とする請求項3記載の排ガスからのエ
ネルギー回収方法。4. The method for recovering energy from exhaust gas according to claim 3, wherein the combustibles are municipal solid waste, industrial waste, solidified waste fuel, sewage sludge, coal, oil, and combustible gas. .
する排ガスであることを特徴とする請求項1または2記
載の排ガスからのエネルギー回収方法。5. The method for recovering energy from exhaust gas according to claim 1, wherein the exhaust gas is an exhaust gas generated from a facility for melting incineration residues.
気を発生させる第1熱交換器と、過熱蒸気を供給して発
電するスチームタービンと、前記タービンからの復水を
前記第1熱交換器において低温化された排ガスで加熱し
て前記予熱空気よりも低温の水蒸気を発生させるボイラ
ーと、前記予熱空気と前記水蒸気とを熱交換して前記過
熱蒸気を発生させる第2熱交換器とを備えていることを
特徴とする排ガスからのエネルギー回収装置。6. A first heat exchanger for exchanging heat between exhaust gas and clean air to generate preheated air, a steam turbine for supplying electric power by supplying superheated steam, and condensing water from the turbine to the first heat. A boiler that generates steam at a temperature lower than that of the preheated air by heating with exhaust gas cooled at a low temperature in an exchanger, and a second heat exchanger that generates heat of the superheated steam by exchanging heat between the preheated air and the steam. An energy recovery device from exhaust gas, comprising:
されていることを特徴とする請求項6記載の排ガスから
のエネルギー回収装置。7. The apparatus for recovering energy from exhaust gas according to claim 6, wherein the steam turbine is constituted by a condensing turbine.
媒体とする熱交換器で構成されていることを特徴とする
請求項6または7記載の排ガスからのエネルギー回収装
置。8. The apparatus for recovering energy from exhaust gas according to claim 6, wherein the first heat exchanger comprises a heat exchanger using ceramic beads as a heat medium.
ていることを特徴とする請求項6または7または8記載
の排ガスからのエネルギー回収装置。9. The apparatus for recovering energy from exhaust gas according to claim 6, wherein the second heat exchanger is constituted by a steam superheater.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10002691A JPH11200818A (en) | 1998-01-09 | 1998-01-09 | Energy recovering method from exhaust gas and device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10002691A JPH11200818A (en) | 1998-01-09 | 1998-01-09 | Energy recovering method from exhaust gas and device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11200818A true JPH11200818A (en) | 1999-07-27 |
Family
ID=11536313
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10002691A Pending JPH11200818A (en) | 1998-01-09 | 1998-01-09 | Energy recovering method from exhaust gas and device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11200818A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002256884A (en) * | 2001-02-26 | 2002-09-11 | Tsukishima Kikai Co Ltd | Power system for thermal decomposition and gasification of sewage sludge |
CN101936197A (en) * | 2010-08-27 | 2011-01-05 | 宋阳 | Method for reclaiming hot gas by using factory closed chimney for power generation |
CN109631049A (en) * | 2019-02-22 | 2019-04-16 | 曾勇 | A kind of control system that refuse furnace First air reheats |
-
1998
- 1998-01-09 JP JP10002691A patent/JPH11200818A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002256884A (en) * | 2001-02-26 | 2002-09-11 | Tsukishima Kikai Co Ltd | Power system for thermal decomposition and gasification of sewage sludge |
CN101936197A (en) * | 2010-08-27 | 2011-01-05 | 宋阳 | Method for reclaiming hot gas by using factory closed chimney for power generation |
CN109631049A (en) * | 2019-02-22 | 2019-04-16 | 曾勇 | A kind of control system that refuse furnace First air reheats |
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