JP2007163048A - ガス冷却塔および焼却システム - Google Patents

Abstract

【課題】 ガス冷却塔下部への粉塵の蓄積やガス冷却塔の腐食を軽減する。
【解決手段】 焼却システム１０は、焼却炉１２、２次燃焼室１４、ガス冷却塔１００、エアヒータ１６、減温塔１８、バグフィルタ２０およびスタック２２を備えて構成されている。ガス冷却塔本体１０２の下部には、排ガス中の粉塵を集めて排出する粉塵排出部１１０が設けられている。粉塵排出部１１０には、ガス冷却塔本体１０２から排出される排ガスの一部を排出するための排ガスバイパス口１１６が設けられている。排ガスバイパス口１１６には、排ガスバイパス口１１６から排出される排ガスの流量を調節する流量調節弁１１８が設けられている。排ガスバイパス口１１６から排ガスの一部が排出されることにより、ガス冷却塔１００の下部の温度を保ち、ガス冷却塔下部への粉塵の蓄積やガス冷却塔の腐食を軽減することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ガス冷却塔下部への粉塵の蓄積やガス冷却塔の腐食を軽減することができるガス冷却塔および焼却システムに関するものである。

焼却炉等の焼却システムにおいて、ゴミ等を燃焼させた直後に発生する排ガスは、一般に高温のガスであり、焼却システムの後段に設けられた粉塵等を除去する装置で処理するために、所定の温度まで冷却することが必要となる。そこで、このような焼却システムにおいては、排ガスを冷却するためにガス冷却塔が設けられている。ガス冷却塔には冷却水噴射装置が設けられており、ガス冷却塔を通過する排ガスに冷却水を噴射して冷却する。ガス冷却塔で冷却された排ガスはダクト（排ガス流通路）を介して後段の集塵機に導入される。ガス冷却塔の下部に蓄積した粉塵は、ガス冷却塔の下部に設けられた排出口から排出される（特許文献１参照）。
特開平４−４５３１１号公報

しかしながら、上記のような焼却システムでは、ガス冷却塔の下部に粉塵が付着し、付着した粉塵が蓄積しやすいという問題があった。粉塵がガス冷却塔下部に蓄積すると、ガス冷却塔が詰まるため、当該焼却システムを用いた焼却処理を中止し、整備に時間を要しなければならず、焼却システムの稼働率を低下させる原因となっていた。

また、上記のような焼却システムでは、ガス冷却塔の下部に腐食が生じやすいという問題があった。そのため、焼却システムの寿命の低下を招いていた。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガス冷却塔下部への粉塵の蓄積やガス冷却塔の腐食を軽減することができるガス冷却塔および焼却システムを提供することにある。

本発明は、粉塵を含む排ガスが導入されるガス導入口と、ガス導入口から導入された排ガスが流通するガス冷却塔本体と、ガス冷却塔本体を流通する排ガスに水を噴射して冷却する水噴射手段と、水噴射手段によって冷却された排ガスを排出するガス排出口と、ガス冷却塔本体を流通する排ガスから分離した粉塵を排出する粉塵排出手段と、を備え、粉塵排出手段には、ガス導入口から導入された排ガスの一部を排出する排ガスバイパス口を有するガス冷却塔である。

この構成によれば、粉塵排出手段に、ガス導入口から導入された排ガスの一部を排出する排ガスバイパス口を有するため、ある程度の温度を有する排ガスが粉塵排出手段を通過する。その結果、粉塵排出手段の温度が保たれるため、粉塵排出手段の温度の低下による粉塵の蓄積や、粉塵排出手段に酸が結露することによる腐食を軽減することができる。

この場合、排ガスバイパス口は、当該排ガスバイパス口から排出される排ガスの流量を調節可能な排ガスバイパス流量調節手段を含むことが好適である。この構成によれば、排ガスバイパス流量調節手段が排ガスバイパス口から排出される高温の排ガス流量を調節可能であるため、粉塵排出手段の温度を調節することができる。

また本発明の別の態様によれば、被焼却物を焼却する焼却炉と、焼却炉からの排ガスを当該ガス導入口に導入される上記本発明のガス冷却塔と、上記本発明のガス冷却塔から排出される排ガスに水を噴射して冷却する減温塔と、減温塔により冷却された排ガスの粉塵を除去するバグフィルタと、を備えた焼却システムが提供される。

この構成によれば、上記本発明のガス冷却塔においては、ガス冷却塔の下部への粉塵の蓄積や腐食が軽減されるため、焼却システムの稼働率や寿命を向上させることができる。

この場合、上記本発明のガス冷却塔の排ガスバイパス口から排出される排ガスを減温塔に導入する排ガスバイパスダクトをさらに備えることが好適である。この構成によれば、排ガスバイパスダクトが排ガスバイパス口から排出される排ガスを減温塔に導入するため、ガス冷却塔と減温塔との圧力差によって、その他の動力源（ファン等）を要することなく排ガスバイパス口から排ガスを排出させることができる。また、排ガスバイパス口から排出される高温の排ガスを減温塔で冷却するため、後段の熱に弱い機器に損傷を与える恐れも少なくできる。

本発明のガス冷却塔および焼却システムによれば、ガス冷却塔下部への粉塵の蓄積やガス冷却塔の腐食を軽減することができる。

以下、本発明の実施の形態に係るガス冷却塔および焼却システムについて添付図面を参照して説明する。なお、同一の構成要素は同一の符号で示し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る焼却システムの構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の焼却システム１０は、焼却炉１２、２次燃焼室１４、ガス冷却塔１００、エアヒータ１６、減温塔１８、バグフィルタ２０およびスタック２２（煙突）を備えて構成されている。焼却システム１０には、不図示の誘引通風機が設けられ、前段から後段に向けて負圧がかかり、排ガスを後段から排出できるようになっている。以下、各部の詳細について説明する。

焼却炉１２では、ごみ等の被焼却物を８５０℃以上の温度で焼却する。焼却により生じた灰は、焼却炉１２の下部から排出される。焼却にあたっては、焼却物を燃焼させるために必要な空気を焼却炉１２内に導入する必要があるため、図１に示すようにエアヒータ１６により暖気された空気を焼却炉１２内に導入している。これにより、常温よりも高温の空気を焼却炉１２内に導入することができ、燃焼効率を向上させている。

焼却炉１２の上部に設けられた２次燃焼室１４では、空気を吹き込んで排ガスを攪拌し、排ガス中のＣＯ等の未燃分を完全に燃焼させ、２次燃焼室１４から排出する。

図２は、本発明の実施形態に係るガス冷却塔の構成を示す図である。図２に示すように、本実施形態に係るガス冷却塔１００は、２次燃焼室１４からの排ガスが導入されるガス導入口１０４と、排ガスが流通するガス冷却塔本体１０２と、ガス冷却塔本体１０２を流れる排ガスに水を噴射して排ガスを冷却する水噴射ノズル１０６（水噴射手段）と、排ガスが排出されるガス排出口１０８とを備えている。ガス冷却塔１００から排出される排ガスは、４００℃前後の温度となる。

ガス冷却塔本体１０２の下部には、排ガス中の粉塵（飛灰：ダスト）を集めて排出する粉塵排出部１１０（粉塵排出手段）が設けられている。粉塵排出部１１０の内部には、スクリュウコンベア１１２が設けられており、粉塵排出部１１０に集められた粉塵を粉塵排出口１１４まで運んで排出する。本実施形態の粉塵排出部１１０には、ガス冷却塔本体１０２から排出される排ガスの一部を排出するための排ガスバイパス口１１６が設けられている。排ガスバイパス口１１６には、排ガスバイパス口１１６から排出される排ガスの流量を調節する流量調節弁１１８（排ガスバイパス流量調節手段）が設けられている。また排ガスバイパス口１１６には、排ガスバイパス口１１６から排出される排ガスに導入される大気の量を調節できる大気吸込み弁１２２が設けられている。これらの流量調節弁１１８と大気吸込み弁１２２とを調節することにより、排ガスバイパス口１１６から排出される排ガスの流量と温度とを調節することができる。この排ガスバイパス口１１６から排出される排ガスの流量は、ガス冷却塔１００下部の温度が、後述する酸露点である１１０〜１３０℃以下にならないように調節されていることが好適である。通常は、ガス冷却塔１００下部の温度が２５０〜２８０℃になるようにして運転を行う。排ガスバイパス口１１６から排出される排ガスは、排ガスバイパスダクト１２０を介して減温塔１８に導入される。排ガスバイパスダクト１２０は、図１に示すようにエアヒータ１６から減温塔１８の減温塔入口ガス導入口に至るダクトに排ガスを導入する他に、直接に減温塔１８に接続されて排ガスを導入しても良い。

図１に戻り、エアヒータ１６は、エアヒータ１６に導入した外気（エア）と、ガス冷却塔１００のガス排出口１０８から排出された４００℃前後の排ガスとの間で熱交換を行い、排ガスを２５０℃前後の温度にして排出する。排ガスとの熱交換により常温よりも高温に熱せられた空気は、上述したように焼却炉１２に送られて被焼却物の焼却に用いられる。また、高温に熱せられた空気はスタック２２に送られ、白煙の発生を防止するためにも用いられる。

減温塔１８では、エアヒータ１６から排出された２５０℃前後の排ガスに冷却水を噴射してさらに冷却し、１６５℃前後の温度にして排出する。減温塔１８には、上述したように、ガス冷却塔１００の排ガスバイパス口１１６から排ガスバイパスダクト１２０を介して送られてくる排ガスも導入される。

バグフィルタ２０では、排気ガスを筒状の布に通過させることによって、排ガス中に含まれる粉塵を除去する。スタック２２では、粉塵を除去された排ガスを焼却システム１０外に地上から所定の高度で排出する。

以下、本実施形態の焼却システムの作用について説明する。焼却炉１２から２次燃焼室１４を介してガス冷却塔１００に導入された排ガスは、ガス冷却塔１００内で冷却される。ここで、ガス冷却塔１００下部の粉塵排出部１１０においては、従来の機器のように排ガスバイパス口１１６がない場合、排ガスが流れないため、排ガスの温度が急速に低下する。粉塵を含む排ガスの温度が低下すると、高温で排ガス中に気化していたＣａＳＯ_４，ＣａＣｌ_２等からなる粉塵が、低温でガス冷却塔１００の下部に析出し付着および蓄積を起こす。特に排ガスには冷却のために水噴射がなされるため、噴射された水が完全に蒸発しない場合、析出した粉塵がクリンカーとなって固化することがある。このような析出した粉塵がガス冷却塔１００内に堆積すると、ガス冷却塔１００の機能を妨げるため、粉塵を取り除くための作業が必要となり、焼却システム１０全体の稼働率を低下させてしまう。また、水噴射による水を含んだ排ガスの温度が低下し、いわゆる酸露点と呼ばれる１１０〜１３０℃の温度となると、排ガス中のＳＯ_ｘとＨとが結びついて、Ｈ_２ＳＯ_４，Ｈ_２ＳＯ_３となって結露し、ガス冷却塔１００の下部を腐食させる。

そこで、本実施形態のガス冷却塔１００では、排ガスバイパス口１１６を開き、４００℃前後の排ガスの一部をガス冷却塔１００の下部の粉塵排出部１１０に流す。このようにすると、ガス冷却塔１００下部にも４００℃前後の排ガスが流れることによって高温に保たれるため、粉塵が析出することや、酸が結露することを軽減することができる。ガス冷却炉１００の下部の温度は、流量調節弁１１８と大気吸込み弁１２２を適宜調節して、排ガスバイパス口１１６から排出される排ガス流量を変動させることにより、調節できる。本実施形態の焼却システム１０では、バイパス路を設けているだけなので誘引通風機への負荷変動はなく、別途、送風機等の動力機器を駆動するわけではないのでランニングコストの増減は発生しない。

排ガスバイパス口１１６から排出された排ガスは、排ガスバイパスダクト１２０を介して減温塔１８の供給口に導入される。焼却システムにおいては、誘引通風機により焼却システムの前段から後段に向けて負圧がかかり、排ガスが焼却システムの前段から後段に向けて流れるようになっている。そのため、エアヒータ１６より後段に位置する減温塔１８に排ガスバイパス口１１６からの排ガスを導くことにより、ガス冷却塔１００と減温塔１８との圧力差によって、排ガスを効率よく排出できる。また、排ガスバイパス口１１６から排出された排ガスが減温塔１８に導かれるようにすれば、排ガスバイパスダクト１２０の長さを比較的に短くすることができる。さらに、排ガスバイパス口１１６から排ガスバイパスダクト１２０を介して導入される排ガスは２００〜４００℃前後の温度であるが、この排ガスが減温塔１８に供給されるように導くことにより、高温に弱いバグフィルタ２０等の機器が破損することを防止することができる。

尚、本発明のガス冷却塔および焼却システムは、上記した実施の形態に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。

本発明の実施形態に係る焼却システムの構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るガス冷却塔の構成を示す図である。

符号の説明

１０…焼却システム、１２…焼却炉、１４…２次燃焼室、１６…エアヒータ、１８…減温塔、２０…バグフィルタ、２２…スタック、１００…ガス冷却塔、１０２…ガス冷却塔本体、１０４…ガス導入口、１０６…水噴射ノズル、１０８…ガス排出口、１１０…粉塵排出部、１１２…スクリュウコンベア、１１４…粉塵排出口、１１６…排ガスバイパス口、１１８…流量調節弁、１２０…排ガスバイパスダクト、１２２…大気吸込み弁。

Claims (4)

1. 粉塵を含む排ガスが導入されるガス導入口と、
   前記ガス導入口から導入された排ガスが流通するガス冷却塔本体と、
   前記ガス冷却塔本体を流通する排ガスに水を噴射して冷却する水噴射手段と、
   前記水噴射手段によって冷却された排ガスを排出するガス排出口と、
   前記ガス冷却塔本体を流通する排ガスから分離した粉塵を排出する粉塵排出手段と、
   を備え、
   前記粉塵排出手段には、前記ガス導入口から導入された排ガスの一部を排出する排ガスバイパス口を有する、
   ガス冷却塔。
2. 前記排ガスバイパス口は、当該排ガスバイパス口から排出される排ガスの流量を調節可能な排ガスバイパス流量調節手段を含む、請求項１に記載のガス冷却塔。
3. 被焼却物を焼却する焼却炉と、
   前記焼却炉からの排ガスを当該ガス導入口に導入される請求項１に記載のガス冷却塔と、
   前記ガス冷却塔から排出される排ガスに水を噴射して冷却する減温塔と、
   前記減温塔により冷却された排ガスの粉塵を除去するバグフィルタと、
   を備えた、
   焼却システム。
4. 前記ガス冷却塔の排ガスバイパス口から排出される排ガスを前記減温塔に導入する排ガスバイパスダクトをさらに備えた、
   請求項３に記載の焼却システム。

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