JP2004344885A

JP2004344885A - Dust collector

Info

Publication number: JP2004344885A
Application number: JP2004173551A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Uchida; 聡内田; Hiromichi Toda; 浩道戸田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2004-06-11
Filing date: 2004-06-11
Publication date: 2004-12-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dust collector that is effective and has no risk of firing, etc. <P>SOLUTION: Steam is supplied from a pressurized fluidized bed boiler 25 to a steam turbine/generator 21. Dirty gas 4 that is exhausted from the pressurized fluidized bed boiler 25 is introduced into a dust collector 27 via a cyclone 26. The dust collector 27 has a filter element for separating soot dust from the dirty gas 4 to allow clean gas to pass therethrough and a reverse washing means for letting a reverse washing medium to flow to the filter element. To the dust collector 27, bleed steam 1 bled from a steam turbine is introduced as the reverse washing medium through a steam storage tank 30 and a pressure adjustment valve 31. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、燃焼ガス、ガス化ガス等の含塵ガスに対する除塵装置、特に逆洗手段を具えた除塵装置に関する。 The present invention relates to a dust removing device for dust containing gas such as combustion gas and gasification gas, and more particularly to a dust removing device provided with backwashing means.

図７に従来から用いられている逆洗手段つきの除塵装置を示している。
図７に示す除塵装置は上部に煤塵を含むダーティガス４を導く入口、下部に除塵された後のクリーンガス２をとり出す出口と分離された煤塵３を排出する出口を下端に設けた容器１４を有している。
容器１４内には複数個のフィルタエレメント１０を積層して構成され内部に含塵ガス通路を形成されたフィルタ部を上下に複数段（図７では４段）有している。上下のフィルタ部の間は煤塵降下管１３で連通され最下部のホッパ１６に至る上下に貫通した含塵ガス通路が形成されている。 FIG. 7 shows a conventional dust remover with backwash means.
The dust removing apparatus shown in FIG. 7 has a container 14 provided at the lower end with an inlet for guiding the dirty gas 4 containing dust at the upper part, an outlet for taking out the clean gas 2 after the dust is removed at the lower part, and an outlet for discharging the separated dust 3 at the lower part. have.
The container 14 has a plurality of filter sections (four in FIG. 7) formed by laminating a plurality of filter elements 10 and having a dust-containing gas passage formed therein. A dust-containing gas passage is formed between the upper and lower filter portions and communicated with the dust downcomer tube 13 and penetrates up and down to the lowermost hopper 16.

フィルタエレメント１０及び煤塵降下管１３の外側と容器１４の内側との間には、含塵ガス通路を流下するガスがフィルタエレメント１０を通過して煤塵を分離されたあとのクリーンガスが流下するクリーンガス通路１５が形成されている。フィルタエレメント１０の外側、すなわち、クリーンガス通路１５側には、煤塵が付着したフィルタエレメント１０を逆洗するための逆洗ノズル１１が設けられている。
逆洗ノズル１１には圧縮機１７によって加圧された空気５や窒素ガス６が導入される。 Between the outside of the filter element 10 and the dust downcomer 13 and the inside of the container 14, the gas flowing down the dust-containing gas passage passes through the filter element 10 to separate the clean gas after the dust is separated. A gas passage 15 is formed. A backwash nozzle 11 for backwashing the filter element 10 to which dust is attached is provided outside the filter element 10, that is, on the clean gas passage 15 side.
Air 5 and nitrogen gas 6 pressurized by a compressor 17 are introduced into the backwash nozzle 11.

このように構成された図７の装置において、燃焼排ガス、ガス化ガスなどの煤塵を含むダーティガス４は上部から内部の含塵ガス通路へ投入される。含塵ガス通路を流下するダーティガス４はフィルタエレメント１０を通過しフィルタエレメント１０でダーティガス４中の煤塵３が捕集される。煤塵３を分離されたガスはクリーンガス２となってクリーンガス通路１５へ流出し、下部のクリーンガス出口へと流下する。 In the apparatus of FIG. 7 configured as described above, the dirty gas 4 containing dust such as combustion exhaust gas and gasification gas is introduced from above into the internal dust-containing gas passage. The dirty gas 4 flowing down the dust-containing gas passage passes through the filter element 10, and the dust 3 in the dirty gas 4 is collected by the filter element 10. The gas from which the dust 3 has been separated flows as the clean gas 2 into the clean gas passage 15 and flows down to the lower clean gas outlet.

このようにして除塵を行うのであるが、時間の経過と共にフィルタエレメント１０に煤塵３が付着し、ガスの圧力損失が上昇し運転不能となる。そのため、フィルタエレメント１０に付着した煤塵３を定期的に落とすため、逆洗ノズル１１をもつ逆洗手段が具えられている。
逆洗手段では圧縮機１７で圧縮された空気５あるいは窒素６等のガスを逆洗ノズル１１より噴射し、フィルタエレメント１０に付着した煤塵３を内部の含塵ガス通路へ落とし下部のホッパ１６へ導く。それによりガスの圧力損失上昇を未然に防止している。 Dust is removed in this manner. However, dust 3 adheres to the filter element 10 with the passage of time, the pressure loss of gas increases, and operation becomes impossible. Therefore, in order to periodically remove the dust 3 adhering to the filter element 10, a backwash means having a backwash nozzle 11 is provided.
In the backwashing means, a gas such as air 5 or nitrogen 6 compressed by the compressor 17 is injected from the backwashing nozzle 11, and the dust 3 adhering to the filter element 10 is dropped into the dust-containing gas passage inside and to the lower hopper 16. Lead. This prevents the gas pressure loss from rising.

しかしながら、前記した従来の除塵装置には、次のような問題点があった。 However, the above-described conventional dust removing apparatus has the following problems.

（１）フィルタエレメントの逆洗の媒体に空気を使用しているため、圧縮機を設備する必要がありそのための設置面積及び動力が必要である。 (1) Since air is used as a medium for backwashing the filter element, it is necessary to provide a compressor, which requires an installation area and power.

（２）フィルタエレメントの逆洗に空気を使用するため、所内動力が必要となり、この除塵装置を設備するプラント、例えば発電プラントにおける送電端のプラント効率が低下する。 (2) Since air is used for backwashing the filter element, internal power is required, and the plant efficiency at the power transmission end of a plant equipped with this dust removal device, for example, a power generation plant, is reduced.

（３）ガス化ガスを除塵した後の逆洗あるいは炭素等の可燃物を含む高温ガスを除塵した後の逆洗に空気を使用すると逆火、燃焼が生じ、除塵装置に障害を与えることになる。 (3) If air is used for backwashing after removing gasified gas or backwashing after removing high-temperature gas containing combustible materials such as carbon, flashback and combustion may occur, causing damage to the dust removal device. Become.

（４）逆洗媒体に空気を使うのをやめて窒素等の不活性ガスを使用すると、不活性ガス製造費用が高価で経済的ではない。 (4) If the use of an inert gas such as nitrogen is stopped instead of using air as the backwashing medium, the cost of producing the inert gas is high and not economical.

従来の除塵装置に見られたこれらの問題点に鑑み、本発明は経済的で、しかも逆火や燃焼等を起こす危険性のない除塵装置を提供することを課題としている。 In view of these problems found in conventional dust removing apparatuses, an object of the present invention is to provide a dust removing apparatus that is economical and has no danger of causing flashback, combustion, and the like.

本発明は、含塵ガスから煤塵を分離して清浄ガスを通過させるフィルタエレメント、及びそのフィルタエレメントに対し含塵ガスの流れと逆方向に逆洗媒体を流す逆洗手段を具えた除塵装置における前記課題を解決するため、逆洗媒体として蒸気タービンの抽気蒸気を用いる構成を採用する。 The present invention relates to a filter element that separates dust from a dust-containing gas and allows a clean gas to pass therethrough, and a dust removal device that includes a backwashing unit that causes a backwash medium to flow through the filter element in a direction opposite to the flow of the dust-containing gas. In order to solve the above-mentioned problem, a configuration is used in which extracted steam of a steam turbine is used as a backwash medium.

蒸気タービンの抽気蒸気を逆洗媒体として使用するに当っては、蒸気タービンから抽気された蒸気を直接、または蒸気貯槽タンクに一旦貯槽し圧力調整バルブで圧力を調整したのち、除塵装置へ逆洗媒体として供給する。 In using the steam extracted from the steam turbine as a backwash medium, the steam extracted from the steam turbine is directly stored in the steam storage tank or temporarily stored in a steam storage tank, and the pressure is adjusted with a pressure adjustment valve. Supply as a medium.

本発明による除塵装置では、含塵ガス中の煤塵が付着したフィルタエレメントに対する逆洗媒体として蒸気タービンからの抽気蒸気を使用するので、除塵装置においてガス化ガスあるいは高温ガスから分離された炭素または炭素等の可燃物を逆洗しても燃焼、逆火等の危険がない。 In the dust remover according to the present invention, since the extracted steam from the steam turbine is used as the backwash medium for the filter element to which the dust in the dust-containing gas adheres, the carbon or carbon separated from the gasified gas or the high-temperature gas in the dust remover is used. There is no danger of burning, flashback, etc. even when backwashing combustible materials such as

また、逆洗媒体として空気を使用しないため空気圧縮機の設備、設置面積が１０％程度低減でき、さらにその駆動のための動力が低減されるため所内動力が減り、本発明による除塵装置を例えば火力発電プラントに適用した場合、送電端プラント効率が０．１６％程度向上する。 Further, since no air is used as the backwash medium, the equipment and installation area of the air compressor can be reduced by about 10%, and the power for driving the air compressor is reduced. When applied to a thermal power plant, the transmitting end plant efficiency is improved by about 0.16%.

本発明によれば、特別な機器を用いる事なく、蒸気タービンからの抽気蒸気によってフィルタエレメントに付着した煤塵を逆洗し、除去できる除塵装置が提供される。これにより次のような効果が達成される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the dust removal apparatus which can backwash and remove the dust adhering to a filter element by the extraction steam from a steam turbine without using special equipment is provided. As a result, the following effects are achieved.

（１）空気圧縮装置の設備費、設備面積を１０％程度低減できる。 (1) The equipment cost and equipment area of the air compressor can be reduced by about 10%.

（２）一例として図５に示すように、空気圧縮装置動力を所内動力（ベースプラント効率）の０．２８％削減でき、一方、抽気蒸気で０．１２％損失するため、プラント効率（送電端）では、０．１６％向上する。 (2) As shown in FIG. 5 as an example, the power of the air compressor can be reduced by 0.28% of the power in the plant (base plant efficiency), while the power of the extracted steam is reduced by 0.12%. ) Improves by 0.16%.

（３）図６に示すように、加圧流動床ボイラに適用した除塵装置において空気にて逆洗をした場合、煤塵が瞬時に燃焼温度まで上昇するのに対し本発明により蒸気で逆洗を行う除塵装置とした場合、煤塵温度は何ら変化しない。 (3) As shown in FIG. 6, when backwashing with air in a dust remover applied to a pressurized fluidized bed boiler, dust is instantaneously raised to a combustion temperature, whereas backwashing with steam is performed according to the present invention. In the case of a dust remover that performs dust, the dust temperature does not change at all.

（４）逆洗媒体に蒸気を使用するため、窒素などの不活性ガスを使用した時に比べ、ガス製造費用が不要となる。 (4) Since steam is used for the backwash medium, gas production costs are not required as compared with the case where an inert gas such as nitrogen is used.

本発明を実施するための最良の形態として、以下に一実施例を説明する。 An embodiment will be described below as a best mode for carrying out the present invention.

以下、本発明による除塵装置を図１〜図４に示した実施例に基づいて具体的に説明する。
なお、図１〜図４において、図７に示した従来の装置における構成と同じ部分には説明を簡単にするため同一の符号を付してある。
以下説明する実施例は、加圧流動床ボイラ複合発電プラントにおける加圧流動床ボイラの排ガスを除塵するのに本発明による除塵装置を用いた例である。
図１はその加圧流動床ボイラ複合発電プラントの系統図を示しており、まずこれについて説明する。 Hereinafter, a dust removing device according to the present invention will be specifically described based on the embodiment shown in FIGS.
1 to 4, the same components as those in the conventional apparatus shown in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals for simplification of description.
The embodiment described below is an example in which the dust removal device according to the present invention is used to remove dust from the pressurized fluidized bed boiler in a combined pressurized fluidized bed boiler power plant.
FIG. 1 shows a system diagram of the pressurized fluidized-bed boiler combined cycle power plant, which will be described first.

図１において、２１は蒸気タービン／発電機で、この蒸気タービン／発電機２１には加圧流動床ボイラ２５から蒸気が供給される。
蒸気タービン／発電機２１で仕事をした蒸気は復水器２２、給水加熱器２３、排熱回収給水加熱器２４を経て加圧流動床ボイラ２５へ戻される。
加圧流動床ボイラ２５から排出される排ガス即ち煤塵を含んだダーティガス４はサイクロン２６によって大きい煤塵３が除去され本発明による除塵装置２７の上部に導入され更に煤塵３を除去される。
除塵装置２７を出たクリーンガス２はガスタービン／発電機２８へ導入される。ガスタービン／発電機２８を出た排ガスは排熱回収給水加熱器２４で給水を加熱したのち煙突２９から排出される。 In FIG. 1, a steam turbine / generator 21 is supplied with steam from a pressurized fluidized bed boiler 25 to the steam turbine / generator 21.
The steam that has worked in the steam turbine / generator 21 is returned to the pressurized fluidized-bed boiler 25 through the condenser 22, the feedwater heater 23, and the waste heat recovery feedwater heater 24.
The exhaust gas discharged from the pressurized fluidized-bed boiler 25, that is, the dirty gas 4 containing dust, is removed by the cyclone 26 and the large dust 3 is introduced into the upper part of the dust removing device 27 according to the present invention, and the dust 3 is further removed.
The clean gas 2 that has exited the dust removing device 27 is introduced into a gas turbine / generator 28. The exhaust gas that has exited the gas turbine / generator 28 is discharged from a chimney 29 after heating the feedwater with an exhaust heat recovery feedwater heater 24.

除塵装置２７の詳細が図２，図３に示してある。
図２、図３において、１は除塵装置２７を構成するフィルタエレメント１０に対する逆洗ノズル１１へ逆洗媒体として導かれる蒸気タービンからの抽気蒸気である。
この蒸気１は、図１にみられるように蒸気タービン／発電機２１の蒸気タービンからの抽気蒸気を蒸気貯槽タンク３０と圧力調整バルブ３１を経て導いたものである。
除塵装置２７のその他の構成は図７に示した構成と同じでありその説明は省略する。 Details of the dust removing device 27 are shown in FIGS.
2 and 3, reference numeral 1 denotes extracted steam from a steam turbine guided as a backwash medium to the backwash nozzle 11 for the filter element 10 constituting the dust removing device 27.
As shown in FIG. 1, the steam 1 is derived from extracted steam from a steam turbine of a steam turbine / generator 21 through a steam storage tank 30 and a pressure regulating valve 31.
The other configuration of the dust removing device 27 is the same as the configuration shown in FIG. 7, and the description thereof is omitted.

このように構成された図１〜図３に示すプラントにおいて、加圧流動床ボイラ２５からの煤塵を含んだダーティガス４は、除塵装置２７に導かれ、フィルタエレメント１０にて煤塵３とクリーンガス２に分離される。
その後、煤塵３が時間の経過と共にフィルタエレメント１０に付着し閉鎖する。そのため、ガスの圧力損失が上昇し、運転に支障を来たすのを未然に防止するため、蒸気タービン／発電機２１の蒸気タービンから蒸気１を抽気し、圧力調整バルブ３１にて蒸気圧力を調整したのち、逆洗ノズル１１からフィルタエレメント１０に噴射し、フィルタエレメント１０に付着した煤塵３を除去する。 In the plant shown in FIGS. 1 to 3 configured as described above, the dirty gas 4 containing dust from the pressurized fluidized bed boiler 25 is guided to the dust removing device 27, and the dust 3 and the clean gas are filtered by the filter element 10. 2.
Thereafter, the dust 3 adheres to the filter element 10 over time and closes. Therefore, in order to prevent the gas pressure loss from increasing and hindering operation, steam 1 was extracted from the steam turbine of the steam turbine / generator 21 and the steam pressure was adjusted by the pressure adjusting valve 31. Thereafter, the dust is sprayed from the backwash nozzle 11 to the filter element 10 to remove the dust 3 attached to the filter element 10.

逆洗時には、図３に示すように除塵中のガスの流れと逆向きに蒸気１がフィルタエレメント１０を通過し、フィルタエレメント１０の含塵ガス通路側の面に付着した煤塵３を離脱させる。
逆洗により離脱された煤塵３は除塵装置２７の下部に設けられたホッパ１６へ落下し系外へ放出される。
なお、加圧流動床ボイラ複合発電プラントの起動時は、蒸気タービンからの抽気蒸気１が無いため、空気圧縮装置からの空気あるいは窒素製造装置からの窒素により逆洗を行なう。 At the time of backwashing, as shown in FIG. 3, the steam 1 passes through the filter element 10 in a direction opposite to the flow of the gas during dust removal, and removes the dust 3 attached to the surface of the filter element 10 on the dust-containing gas passage side.
The dust 3 detached by the backwash falls to the hopper 16 provided at the lower part of the dust removing device 27 and is discharged out of the system.
When the pressurized fluidized-bed boiler combined cycle power plant is started, since there is no extracted steam 1 from the steam turbine, backwashing is performed with air from an air compressor or nitrogen from a nitrogen production device.

図４は、除塵装置２７の他の実施例を示している。
図４において４０は除塵装置の容器で、容器４４にはダーティガス４のための入口４１と分離された煤塵３のための出口を具えたホッパ４２が設けられている。４３は容器４０内に収容されたフィルタエレメントとしてのチューブエレメントで、チューブエレメント４３を通過して煤塵を除去されたクリーンガス２はクリーンガス出口管４４から流出される。
クリーンガス出口管４４内にはチューブエレメント４３を逆洗するための逆洗ノズル４５が配設され、これには図１により説明した蒸気タービンからの抽気蒸気が逆洗媒体として導入される。
その他の作用等は先に図１〜図３に基づいて説明したところと同じである。 FIG. 4 shows another embodiment of the dust removing device 27.
In FIG. 4, reference numeral 40 denotes a container of the dust removing apparatus, and a container 44 is provided with an hopper 42 having an inlet 41 for the dirty gas 4 and an outlet for the separated dust 3. Reference numeral 43 denotes a tube element serving as a filter element housed in the container 40. The clean gas 2 from which dust has been removed through the tube element 43 flows out of the clean gas outlet pipe 44.
In the clean gas outlet pipe 44, a backwash nozzle 45 for backwashing the tube element 43 is provided, into which the extracted steam from the steam turbine described with reference to FIG. 1 is introduced as a backwash medium.
Other operations and the like are the same as those described above with reference to FIGS.

以上、本発明を図示した実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明がこれらの実施例に限定されず特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で、その形状、構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
例えば、上記実施例では２つの型式の除塵装置の例を説明したが本発明による除塵装置はこれらに限らず、要は含塵ガスから粉塵を分離して清浄ガスを通過させるフィルタエレメントと、このフィルタエレメントに対し含塵ガスと逆方向に逆洗媒体を流す逆洗手段を具えた構成のものであればよく、その逆洗媒体として蒸気タービンの抽気蒸気を使用するのである。 As described above, the present invention has been specifically described based on the illustrated embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various shapes and structures are included in the scope of the present invention described in the claims. It goes without saying that changes may be made.
For example, in the above-described embodiment, two types of dust removers have been described. However, the dust remover according to the present invention is not limited to these. In other words, a filter element that separates dust from dust-containing gas and passes a clean gas, Any structure having backwash means for flowing a backwash medium in the direction opposite to the dust-containing gas to the filter element may be used, and the extracted steam of the steam turbine is used as the backwash medium.

本発明による除塵装置を用いた加圧流動床ボイラ複合発電プラントの例を示す機器配置図。FIG. 1 is an equipment layout diagram showing an example of a pressurized fluidized-bed boiler combined cycle power plant using a dust remover according to the present invention. 図１に示したプラントにおける本発明の一実施例による除塵装置を拡大して示す縦断面図。FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view showing a dust removing device according to one embodiment of the present invention in the plant shown in FIG. 1. 図２のＡ部分を拡大して示す部分的断面図。FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing an enlarged part A in FIG. 2. 図１に示したプラントにおける本発明による除塵装置の他の実施例による除塵装置を拡大して示す縦断面図。FIG. 4 is an enlarged longitudinal sectional view showing a dust removing device according to another embodiment of the dust removing device according to the present invention in the plant shown in FIG. 1. 本発明による除塵装置を採用した発電プラントにおけるプラント効率の向上とプラント負荷の関係を示す線図。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an improvement in plant efficiency and a plant load in a power plant employing the dust removing apparatus according to the present invention. 本発明による除塵装置と従来の除塵装置におけるフィルタエレメント温度の経時変化を示す線図。FIG. 3 is a diagram showing a change over time of a filter element temperature in the dust removing apparatus according to the present invention and the conventional dust removing apparatus. 従来の除塵装置を示す縦断面図。FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a conventional dust removing device.

符号の説明Explanation of reference numerals

１蒸気タービンからの抽気蒸気
２クリーンガス
３煤塵
４ダーティガス
１０フィルタエレメント
１１，４５逆洗ノズル
１３煤塵降下管
１４，４０容器
１５クリーンガス通路
１６，４２ホッパ
２１蒸気タービン／発電機
２２復水器
２３給水加熱器
２４排熱回収給水加熱器
２５加圧流動床ボイラ
２６サイクロン
２７除塵装置
２８ガスタービン／発電機
２９煙突
３０蒸気貯槽タンク
３１圧力調整バルブ
４３チューブエレメント DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Extracted steam from steam turbine 2 Clean gas 3 Dust 4 Dirty gas 10 Filter element 11, 45 Backwash nozzle 13 Dust down pipe 14, 40 Container 15 Clean gas passage 16, 42 Hopper 21 Steam turbine / generator 22 Condenser 23 Feed Water Heater 24 Waste Heat Recovery Feed Water Heater 25 Pressurized Fluid Bed Boiler 26 Cyclone 27 Dedusting Device 28 Gas Turbine / Generator 29 Chimney 30 Steam Storage Tank 31 Pressure Adjusting Valve 43 Tube Element

Claims

含塵ガスから煤塵を分離して清浄ガスを通過させるフィルタエレメント、及び同フィルタエレメントに対し前記含塵ガスの流れと逆方向に逆洗媒体を流す逆洗手段を具えた除塵装置において、前記逆洗媒体として蒸気タービンの抽気蒸気を使用することを特徴とする除塵装置。 A dust removing device, comprising: a filter element that separates soot and dust from the dust-containing gas and allows a clean gas to pass therethrough; and a backwashing unit that causes a backwash medium to flow through the filter element in a direction opposite to the flow of the dust-containing gas. A dust remover characterized by using steam extracted from a steam turbine as a washing medium.