JP2007326079A - 石炭焚ボイラの排煙処理システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】石炭焚ボイラ1の排ガスの熱回収を行なう熱回収装置であるGGH熱回収部3aと、該GGH熱回収部3aの後流側に設けられ、排ガス中の煤塵を捕集する乾式電気集塵装置(乾式EP)4とを具備する石炭焚ボイラの排煙処理システムであって、排ガスG2中に水蒸気又は水分のいずれか一方又は両方を注入して、相対湿度を向上させる相対湿度増加装置である水蒸気又は水分注入装置20を前記GGH熱回収部3aの上流側に有してなる。
【選択図】 図1
Description
これらの図面に示すように、煤塵粒子10の電気比抵抗は、表面伝導11と体積伝導12との並列回路で決定され、モデル化されている。高温領域では、体積伝導12が支配的であり、主に、灰中のアルカリ金属成分の影響を受け、一方、低温領域では表面伝導11が支配的であり、石炭中の硫黄成分に起因するSO3が水分と結合して煤塵表面に硫酸として凝集したものの影響を受ける。
図1は、実施例に係る石炭焚ボイラの排煙処理システムを示す概念図である。なお、前述した図27のシステムと同一部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。
図1に示すように、本実施例に係る石炭焚ボイラの排煙処理システムは、石炭焚ボイラ1の排ガスの熱回収を行なう熱回収装置であるGGH熱回収部3aと、該GGH熱回収部3aの後流側に設けられ、排ガス中の煤塵を捕集する乾式電気集塵装置(乾式EP)4とを具備する石炭焚ボイラの排煙処理システムであって、排ガスG2中に水蒸気又は水分のいずれか一方又は両方を注入して、相対湿度を向上させる相対湿度増加装置である水蒸気又は水分注入装置20を前記GGH熱回収部3aの上流側に有してなるものである。
これは、相対湿度が3%未満ではその増湿の効果が発現されず、一方6%を超える場合にはそのさらなる添加効果が発現されないからである。
このSO3の供給量としては、逆電離の解消のためには3ppm以上10ppm程度までとするのがよい。
以下、相対湿度の増加効果を確認するための試験例について説明する。
試験はLPG焚のガス発生装置を用いて模擬ガスを発生させ、発生した模擬ガスに供試験灰を添加し、循環させて、所定の空塔速度とした。
この循環ラインの排ガス中に、水分注入装置から水分を注入して、排ガス中の相対湿度を増加させて試験を行なった。
なお、電気集塵機の電極のピッチの相違の有無についても測定するために、300mmピッチの場合(ガス量:2100m3N/h)を実線、400mmピッチの場合(ガス量:2800m3N/h)を破線で示した。
なお、供試灰の特性より、体温領域として逆電離が生じる条件として水分2%以下が必要(抵抗閾値:8×1012Ωcm)であった。
試験1−1〜1−4は水分1.1%の一定として、排ガス温度を変化させ、ガス温度、水分、相対湿度を計測した。
試験の結果を図3〜図6に示す。図3〜図6は試験1−1〜試験1−4に係る印加電圧と電流密度との関係図である。
試験2−1〜試験2−4は水分の割合を1.1vol%から2.0vol%に変更し、この水分濃度を一定として、排ガス温度を変化させ、ガス温度、水分、相対湿度を計測した。
試験の結果を図7〜図10に示す。
試験2−1の結果を示す図7は、温度が79℃で水分が2.0vol%で相対湿度が4.5%であった。この場合には、印加電圧を徐々に上昇した場合及び徐々に下降させた場合のいずれもほぼ同じプロットとなり、逆電離現象は確認されなかった。
試験3では、試験1及び試験2と異なり、ガス温度をほぼ90度に一定にして、水分を変化させ、ガス温度、水分、相対湿度を計測した。
試験の結果を図11〜図14に示す。
その結果、相対湿度を約3〜5%向上させることにより逆電離が解消されることが確認された。
なお、実機ボイラにおいて、逆電離が発生した際のヒステリシスは0.19kV/cmであり、前記0.2kV/cmの範囲内の値であった。
700MWの実機プラントにて、350MWでの運転において、水蒸気を注入した場合における煤塵濃度の低下を確認した。
その結果を図21に示す。
図21は横軸が時間であり、縦軸が上から平均電圧(kV)、水蒸気の投入の有無、乾式EP出口の煤塵濃度(mg/m3N)であり、排ガス中に14t/hの水蒸気を注入し、逆電離が解消されたことを確認した。逆電離の解消の有無は、電圧の上昇と煤塵濃度の急激な減少により確認した。
試験1と同様な装置を用いて、SO3供給による逆電離現象の解消の効果を確認するための試験例について説明する。
試験は発生した模擬ガスにSO3を供給し、循環させて、所定の空塔速度とした。
試験5−1の結果を示す図22は、温度が89℃で水分が1.2vol%でSO3濃度が1.82ppmであった。この場合には、印加電圧を徐々に上昇した場合及び徐々に下降させた場合にプロットに開きがはっきり確認され、逆電離現象が確認された。
図25では、先に試験した電流密度0.2mA/m2における電界強度のヒステリシス(Vlの上昇と下降での電界強度の値の差)を逆電離の度合い(程度)の指標とした。また、電流密度0.2mA/m2における電界強度のヒステリシス=0.05kV/cmを逆電離発生の閾値と仮定した。
その結果、SO3濃度を約3%以上向上させることで逆電離現象が解消されることが確認された。
2 エアヒータ
3a GGH熱回収部
3b GGH再加熱部
4 乾式EP
5 脱硫装置
7 煙突
20 水蒸気又は水分注入装置
Claims (9)
- ボイラの排ガスの熱回収を行なう熱回収装置と、該熱回収装置の後流側に設けられ、排ガス中の煤塵を捕集する乾式電気集塵装置とを具備する石炭焚ボイラの排煙処理システムであって、
排ガス中に水蒸気又は水分のいずれか一方又は両方を注入して、相対湿度を向上させる相対湿度増加装置を有してなることを特徴とする石炭焚ボイラの排煙処理システム。 - 請求項1において、
前記相対湿度増加装置が、熱交換器の上流側の排ガスの煙道中に水蒸気又は水分を注入する水蒸気又は水分注入装置であることを特徴とする石炭焚ボイラの排煙処理システム。 - 請求項1又は2において、
前記相対湿度増加装置により、排ガスの相対湿度が、前期相対湿度増加装置を未使用である場合に比べて3%以上向上されることを特徴とする石炭焚ボイラの排煙処理システム。 - 石炭焚ボイラの排ガスの熱回収を行なう熱回収装置と、該熱回収装置の後流側に設けられ、排ガス中の煤塵を補充する乾式電気集塵装置とを具備する石炭焚ボイラの排煙処理システムであって、
排ガス中にSO3を注入して、SO3濃度を向上させるSO3供給装置を有してなることを特徴とする石炭焚ボイラの排煙処理システム。 - 請求項4において、
前記SO3の注入量が3ppm以上であることを特徴とする石炭焚ボイラの排煙処理システム。 - ボイラの排ガスの熱回収を行なった後に、排ガス中の煤塵を乾式電気集塵装置により捕集する石炭焚ボイラの排煙処理方法であって、
排ガス中に水蒸気又は水分のいずれか一方又は両方を注入して、相対湿度を向上させることを特徴とする石炭焚ボイラの排煙処理方法。 - 請求項6において、
前記相対湿度増加装置により、排ガスの相対湿度が、前期相対湿度増加装置を未使用である場合に比べて3%以上向上されることを特徴とする石炭焚ボイラの排煙処理方法。 - 石炭焚ボイラの排ガスの熱回収を行なった後に、排ガス中の煤塵を乾式電気集塵装置により捕集する石炭焚ボイラの排煙処理方法であって、
排ガス中にSO3を注入してSO3濃度を向上させることを特徴とする石炭焚ボイラの排煙処理方法。 - 請求項8において、
前記SO3の注入量が3ppm以上であることを特徴とする石炭焚ボイラの排煙処理方法。
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