JPS62191023A - 湿式排煙脱硫装置 - 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〕 本発明は脱硫ファンの動力費を低減しかつ、脱硫ファン
の材質の軽減化を図るのに好適な湿式排煙脱硫装置に関
するものである。。

〔従来の技術〕

近年、我が国においては重油供給量のひっ迫がら１石油
依存度の是正を計るために、従来の重油を主燃料とする
ボイラも大型化し１発電用ボイラが大気汚染に与える影
響度も増加しつつある。

この大気汚染を拡大する公害物質のうち、多大な比率を
しめるＳＯｘの排出規制は年々きびしくなる傾向にある
。この状勢下で第二次石油ショック以来１石油を主燃料
としてきた我が国の発電業界は、より安価で、かつ十分
な供給源をもつ石炭燃料へと燃料転換しつつある。

ところが、ボイラが大型化する一万１発電コストを低下
する目的で１発電需要に応じて頻繁な負荷変動を行なう
ために、−日単位でボイラの起動・停止運転を行なう毎
日起動停止（Ｄａｉｌｙ　　５ｔａｒｔＳｔｏｐ　以下
単にＤＳＳという）運転や１週末起動停止（Ｗｅｅｋｌ
ｙ　　５ｔａｒｔ　　５ｔｏｐ　　以下単にＷＳＳとい
う）運転が繰り返されている。

それは最近の電力需要の特徴として、原子力発電の伸び
と共に、電力負荷の最大、最小差も増大し、火力発電用
ボイラなベースロード用から負荷調整用へと移行する傾
向にあり、この火力発電用ボイラを負荷に応じて圧力を
変化させて変圧運転を行なう、いわゆる全負荷では超臨
界圧域１部分負荷では亜臨界圧域で運転する変圧運転ボ
イラとす２）ことによって１部分負荷での発電効率を数
％向上させることができるからである。

ところが、この様に一日単位で頻繁にＤＳＳ運転ヤ週単
位でＷＳＳ運転を行なうために、この負荷変動によって
排ガスｆが変動し１石炭の炭種によっても可溶性酸性ガ
ス量やフライアッシュ量が異るために１例えば１／４　
、　］／２　、３／４負荷などの部分負荷時には目標Ｓ
Ｏｘ値以下することができな例えば火力発電所等に設置
される湿式排煙脱硫装置は、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ
ｓ）、水酸化カルシウムＣＣａ（ＯＨ２）　’：］また
は酸化カルシウム（Ｃａｂ）などを吸収液としたスラリ
からなる吸収液スラリを用い、ボイラ等の排ガス中の硫
黄酸化物（ＳＯｘ）を吸収し、得られた亜砧酸カルシウ
ムを酸化して。

硫酸カルシウム、すなわち石　として回収する方法が最
も一般的である。

この石灰石または石灰を用いる従来の湿式排煙脱硫装置
の概略系統図を第３図に示す。

第３図において、ボイラ１からの未処理排ガスは脱硫フ
ァン２によって昇圧され、未処理ガス煙道３．ガス・ガ
スヒータ４へ供給される。

ここのガス・ガスヒータ４で未処理排ガスと処理排ガス
との熱交換によって未処理排ガスは冷却されて湿式排煙
脱硫装置５の除じん塔６に導入され。

除じん塔６においては、除じん塔循環タンク７゜除じん
塔循環ポンプ８により供給される吸収液スラリとの気液
接触により、未処理排ガス中に含有されるダストが除去
されるとともに、ＳＯｘの一部が吸収されて除去される
。なお、吸収塔９に送らねるガス中のミストを除去する
ために、ミストエリミネータ１０が設置される場合もあ
る。

吸収塔９においては、吸収塔循環タンク１１．吸収塔循
環ポンプ１２．吸収液スラリ循環配管１３から供給され
た吸収液スラリと未処理排ガスとの気液接触により排ガ
ス中のＳＯｘが吸収、除去された後。

デミスタ１４で同伴ミストが除去され、処理ガス煙道１
５よりガス・ガスヒータ４を経て処理ガスとして排出さ
ねる。

吸収塔９の吸収塔循環タンク１１には未処理排ガス中の
ＳＯｘを吸収するに必要な吸収液スラリ１６が吸収液ス
ラリタンク１７．ポンプ１８を経て吸収液スラリ供給配
管１９から供給される。

この吸収塔循環タンク１】内のＳＯｘを吸収し生成した
亜硫酸カルシウムを含有する吸収液スラリの一部は吸収
塔ブリードポンプ２０により抜き出され。

図示していない酸化塔において石　となって回収される
。

この様に湿式排煙脱硫袋ｆｔｆｆ１５においては未処理
排ガスと吸収液との気液接触により、未処理排ガス中の
ＳＯｘを除去するため吸収塔１４の出口における処理排
ガス温度は約５０°Ｃの飽和温度となるため吸収塔１４
の処理排ガスは１図示していない煙突からの白煙防止・
拡散に適した温度迄ガス・ガスヒータ４で再加熱された
後排出される。、最近ではガス・ガスヒータ４として湿
式排煙脱硫装置５の処理排ガスを未処理排ガスで加熱す
るために分離型ヒートパイプが用いられている。

第４図はガス・ガスヒータ４として用いられている分離
型ヒートパイプの断面を示すもので、符号２１は未処理
ガス煙道３内に配置さねた蒸発管群で、伝達された熱は
媒体の蒸気によりその上部ヘッダ２２から管路２３によ
り受熱する。処理ガス煙道１５内に位置する凝縮管群２
４の上部へラダ２５に運ばれる。この蒸気は凝縮して下
部ヘッダ２６より管路２７を経て蒸発管群２１の下部ヘ
ッダ２８に流入する閉ループを形成している。下部へラ
ダ２６は下部ヘッダ２８よりレベル位置が高い処に位置
するので蒸発と凝縮は熱媒体の自然循環により行なわれ
ることとなる。

この様に未処理ガス煙道３の未処理排ガスは蒸発管群２
１でその排熱を奪われて未処理排ガスを冷却し、処理ガ
ス煙道１５の処理排ガスは凝縮管群２４によって加熱さ
れる。

なお、管路２３には安全弁２９及び不凝縮ガスを抜（弁
３０が設けられる。

以上説明した未処理排ガス、処理排ガスの温度は概略以
下の様になる。

第３図のボイラ】からの未処理排ガスはガス温度カ約１
４０°Ｃで未処理ガス煙道３のガス・ガスヒータ４に導
びかれカス・ガスヒータ４内で処理排ガスとの熱交換に
よって未処理排ガスの温度ハ９０゜Ｃ迄冷却され未処理
ガス煙道３より湿式排煙脱硫装置５に導ひかねる。この
湿式排煙脱硫装置５内で吸収液との気液接触により断熱
冷却され水分飽和ガスとなり脱硫さねた処理排ガスは、
約５０°ＣＯガス温度で湿式排煙脱硫装置５から排出さ
れ処理ガス煙道１５よりガス・ガスヒータ４に導びかれ
る。

このガス・ガスヒータ４内で、ボイラ１からの未処理排
ガスとの熱交換により１００°Ｃ前後迄昇温された後、
処理ガス煙道１５より図示していない煙突から排出され
る。

一方、湿式排煙脱硫装置５にはガス系のドラフトロスを
賄なうための脱硫ファン２が必要となるが、前述の様に
ガス・ガスヒータ４を設置した湿式排煙脱硫装置５にお
いては、脱硫ファン２の設置位置としては第５図に示す
様忙ガス・ガスヒータ４の入口側（未処理デス煙道３の
高温側）に配置されていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが従来の脱硫ファンの設置位置は、未処理ガス温
度が高くガスボリュームも大きいために脱硫ファンの動
力費は湿式排煙脱硫装置に設置される全ての補機動力費
の５０％以上を占め好ましくない。

この脱硫ファンの動力費はＤＳＳ運転やｗｓｓ運転を行
なうと益々増加の一途をたどる。

本発明はかかる従来の欠点を解決しようとするもので、
その目的とするところは脱硫ファンの材質を低級化する
と共に脱硫ファンの動力費を低減することができる湿式
排煙脱硫装置を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前述の目的を達成するために湿式排煙脱硫装置
の出口に裸管によって形成された凝縮管群と未処理側高
温蒸発管群で閉ループを構成したミスト処理熱交換器を
設け、ミスト処理熱交換器の下流に脱硫ファンを配置す
ることによって解決される。

〔作用〕 この様にミスト処理熱交換器の下流に脱硫ファンを配置
することによって、脱硫ファンの動力費を低減でき、湿
式排煙脱硫装置のユーティリティも減少させることがで
きる。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例に係る湿式排煙脱硫装置の概略
構成図、第２図は第１図のミスト処理熱交換器を示す断
面系統図である。

第１図および第２図において、符号３から２８は従来の
ものと同一のものを示す。

３１は裸管によって形成された凝縮管群、３２は未処理
側高温蒸発管群、　３３　、３４は凝縮管群３１と未処
理側高温蒸発管群３２を閉ループに接続する管路。

３５はミスト処理熱交換器、３６はミストエリミネータ
、　３７　、３８　、３９　、４０は上部ヘッダおよび
下部ヘッダ、４１は蒸気ヒータ、４２は蒸気配管、４３
は煙突である。

この様な構造において１図示していたいボイラからの未
処理排ガスの排熱は第１図、第２図に示すように未処理
ガス煙道３で未処理側高温蒸発管群３２によって熱回収
され、未処理側高温蒸発管群３２内の熱媒体は上ヘッダ
３８．管路３３．凝縮管群３１の上ヘッダ３７．凝縮管
群３１．下ヘッダ３９．管路３４゜未処理側高温蒸発管
群３２の下ヘッダ４０へと流れる閉ループが形成された
ミスト処理熱交換器３５で先ず熱回収される。

そして、未処理排ガスは、ガス・ガスヒータ４の未処理
ガス側熱交換器４ａにて、処理排ガスの再加熱に必要な
熱を回収された後、湿式排煙脱硫装置５に入る。湿式排
煙脱硫装置５にて処理された処理排ガスは、処理ガス煙
道１５よりミスト処理熱交換器３５内で、先ず、ミスト
エリミネータ３６によって、湿式排煙脱硫装置５からの
処理排ガス中に含まれる吸収液飛来ミストを１５０ｍｇ
／ｍ３Ｎ以下に減少させ、更に、凝縮管群３１にて処理
排ガスを３〜５°Ｃ昇温させると共に、ミストを蒸発さ
せる。

ミスト処理熱交換器３５を出た処理排ガスは、飽和から
３〜５°Ｃ高い温度で脱硫ファン２に入る。従って、脱
硫ファン２に流入する処理排ガスは湿り状態ではない為
に、脱硫ファン２の材質としては炭素銅糸を用いても腐
食の可能性は小さい。脱硫ファン２で昇圧、昇温された
処理排ガスは処理ガス側熱交換器４ｂにて所定の温度ま
で昇温され。

煙突４３より大気へ放出される。

以下１本発明のミスト処理熱交換器３５を第２図を用い
て更に詳細に説明する。

未処理排ガス煙道３の入口には媒体温度を実用上可能な
だけ高くするために未処理側高温蒸発管群３２が配置さ
れ、この未処理側高温蒸発管群３２は管路３３によって
、ミスト処理熱交換器３５の凝縮管群３１に接続され、
内部に密封されている熱媒体の蒸発、凝縮により、熱交
換する閉回路を形成している。なお、凝縮管群３１は裸
管とし、未処理側高温蒸発管群３２のフィン付管に比べ
て伝熱性能を悪＜シ、依って、それだけ熱媒体温度を高
くしている。

この様に未処理側高温蒸発管群３２（フィン付管）と凝
縮管群３１（裸管）を管路３３　、３４で連結する為に
、ミスト処理熱交換器３５における凝縮管群３１の媒体
温度は、第１図の温度分布の例では、はｇ次式で表わさ
れる、 なお−ＵＵ　Ｓ未処理側伝熱係数 ＡＵ：未処理側伝熱面積 ＵＴ：処理側伝熱係数 ＡＴ：処理側伝熱係数　　　　を示す。

従って、凝縮管群３１の媒体温度は約１２０’ｃとなり
、ミスト蒸発を促進させることができる。

更忙、脱硫ファン２の入口における処理排ガスが飽和よ
り高温となっていることにより、脱硫ファン２Ｖｃよる
昇温時におけるミストの蒸発、乾固が無くなり、脱硫フ
ァン２へのアンバランスなミストの付着、それに依る脱
硫７７ン２のトラブルが防止できる。

なお、脱硫ファン２の動力費低減の効果を７００ＭＷボ
イラ排ガス用湿式排煙脱硫装置について比較すると第３
図および９５図の従来のものにおいては６２００ｋｗに
対し、第１図の本発明の場合には５１００ｋｗとなり約
１ｌ１００ｋの動力費の低減が可能となる。

又、閉回路となっているミスト処理熱交換器３５には、
第２図に示すごと（、その回路糸に蒸気ヒータ４１を設
けてもよい。この蒸気ヒータ４１は、湿式排煙脱硫装置
５の停止時に湿式排煙脱硫装置５内に内含される大量の
吸収液から生じる水蒸気分がミスト処理熱交換器３５の
ヒートパイプの管群表面で凝縮し腐食を促進させること
を防ぐ為に有効である。第１図に示すものでは、この蒸
気ヒータ４］を有するヒートバイブが脱硫ファン２の上
流側と下流側に配置されることになる為、脱硫ファン２
の周囲も凝縮温度以上での保温が可能であり。

脱硫ファン２のブレード等へのミスト凝縮、それに基づ
（腐食促進、アンバランスの発生を防止することができ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば脱硫ファンの腐食やミストの固着も防止
でき、しかも脱硫ファンの動力費を低減できるので、Ｄ
ＳＳ運転やＷＳＳ運転を行なっても脱硫装置のユーティ
リティを減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る湿式排煙脱硫装置の概略
構成図、第２図は第１図のミスト処理熱交換器の系統図
、第３図は従来の湿式排煙脱硫装置の概略系統図、第４
図は第３図のガス−ガスヒータの断面図、第５図は第３
図の脱硫ファンの配置を示す系統図である。 ２・・・・・・脱硫ファン、３・・・・・・未処理ガス
煙道、４・・・・・・ガス会ガスヒータ、５・・・・・
・湿式排煙脱硫装置。 １５・・・・・・処理ガス煙道、３１・・・・・・凝縮
管群、３２・・・用未処理側高温蒸発管群、３５・・・
・・・ミスト処理熱交換器。 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 未処理ガス煙道と処理ガス煙道の間に分離型ヒートパイ
   プで形成されたガス・ガスヒータを配置し、未処理ガス
   を湿式排煙脱硫装置に導いて脱硫するものにおいて、前
   記湿式排煙脱硫装置の出口に裸管によって形成された凝
   縮管群と未処理側高温蒸発管群で閉ループを構成したミ
   スト処理熱交換器を設け、ミスト処理熱交換器の下流に
   脱硫ファンを配置したことを特徴とする湿式排煙脱硫装
   置。