JP6740185B2

JP6740185B2 - 加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法及び加圧流動炉システム

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Publication number: JP6740185B2
Application number: JP2017135223A
Authority: JP
Inventors: 裕貴立石; 隆文山本; 祐輝浅岡; 俊樹小林
Original assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Current assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Priority date: 2017-07-11
Filing date: 2017-07-11
Publication date: 2020-08-12
Anticipated expiration: 2037-07-11
Also published as: JP2019015485A

Description

本発明は、排ガス脱硫方法及び加圧流動炉システムに関する。本発明は、特に下水汚泥、バイオマス、都市ゴミ等の被処理物を燃焼する加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法及び加圧流動炉システムに関する。

従来、下水汚泥、バイオマス、都市ゴミ等の被処理物を燃焼し、焼却炉から排出される燃焼排ガスの持つエネルギーを有効に取り出すことに着目した焼却設備として、加圧流動炉システムが知られている。加圧流動炉システムは、被処理物を燃焼空気により流動しつつ燃焼させる加圧流動炉と、加圧流動炉から排出される燃焼排ガスによって回動されるタービンとタービンの回動に伴って回動され圧縮空気を供給するコンプレッサーを有する過給機を有することを特徴とするシステムである。

加圧流動動炉システムでは、被処理物を完全燃焼させた際に生じる燃焼排ガスによって過給機のタービンを駆動し、コンプレッサーから排出される圧縮空気によって被処理物の燃焼に必要な燃焼空気を全て賄う自立運転が可能となる。自立運転が可能となることで、従来、必要であった流動ブロワおよび誘引ファンが不要となり、ランニングコストが低減することが知られている。

硫黄分を含む下水汚泥を焼却すると、その残留物には硫黄酸化物が含まれている。この硫黄酸化物は、機器の腐食及び煙突出口での紫煙として問題となることがある。

このために、一般的にある規模以上の汚泥焼却設備の場合、排煙処理装置（例えば湿式脱硫処理塔）が設置され、排煙処理装置で硫黄酸化物が亜硫酸アンモニウムとして除去される。
しかし、一部の硫黄酸化物はミスト化し捕捉しにくい状態となることがあり、煙突へと流入することがある。そのため、煙突の前段に電気集塵機が必要となる。

効率的な硫黄酸化物の除去方法としては、アンモニア注入設備を付加し排ガスダクト内へアンモニアを注入することで強制的に硫酸アンモニウムへの移行率を上昇させ、乾式ＥＰで捕捉する方法が最も主流である。また、「乾式ＥＰ＋湿式ＥＰによる捕捉」、「溶解塩噴霧＋湿式ＥＰによる捕捉」の方法もある。

特開平１１−１５１４２４号公報特開平９−１０３６２９号公報特開２００６−３２６５７５公報

「アンモニア注入＋乾式ＥＰ方式」（特許文献１）
硫黄分の除去効率は、ほぼ１００％であるが、アンモニア注入にて生成された硫安は付着・固着性が高いためＥＰ内部の電極に固着し放電電流が低下する。放電電流の低下に伴いＥＰの捕集性能も低下する。そのため、設備の長期安定運転に支障をきたす恐れがある。

「湿式ＥＰ方式」（特許文献２）
排煙処理装置出口に湿式ＥＰを設置して捕集を行う方法であるため、排煙処理装置にて冷却された硫黄分はミスト化する。微細なミストが放電空間に存在すると電流の流れを阻害する空間電荷効果と呼ばれる現象が生じ、ＥＰの捕集性能が低下する。

「溶解塩噴霧方式」（特許文献３）
溶解塩をダクト内部に噴霧することで、溶解塩液滴の乾燥後に析出したダストに硫黄酸化物を付着させる方法である。付着に最も有効とされる温度は「１４５℃前後」（噴霧後の出口温度：１３０℃以上）とされており硫酸アンモニウムの露点温度域となる。そのため、設備の低温腐食の懸念がある。
また、最適温度域が１４５℃前後であるため一部の溶解塩がダクト内壁に付着し安定的な連続運転に支障をきたす場合があり、対策が必要となる。

他方、本発明者らは、加圧流動動炉システムにおいて、例えば下水汚泥を焼却する場合、硫黄酸化物の生成が問題になるために、例えば湿式脱硫処理塔にて水酸化ナトリウムにて脱硫処理することが有効であることを知見している。
しかしながら、ＳＯ₂は十分処理できるが、運転条件によっては、ＳＯ₃の処理が十分でないことが知見された。
この原因は、従来のほぼ常圧で運転される気泡式流動床炉の場合と異なり、１００〜１６０ｋＰａ・Ｇ程度で運転される加圧の流動焼却炉であるのが原因であると推測できた。

そこで、本発明の主たる課題は、ＳＯ₃除去のための対策設備費が安価であり、排ガス中の硫黄酸化物（特にＳＯ₃）を適確に除去可能な加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法及び加圧流動炉システムを提供することにある。

上記課題を解決した本発明は以下のとおりである。
すなわち、本発明の加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法は、
加圧流動炉と、
前記加圧流動炉から排出される燃焼排ガスによって回動されるタービンと、前記タービンの回動に伴って回動され前記加圧流動炉に燃焼空気を供給するコンプレッサーとを備える過給機と、
を備えた加圧流動炉システムにおいて、
前記過給機の前記タービンを通った前記燃焼排ガスについて、排煙処理装置により水酸化ナトリウムを脱硫剤として湿式脱硫を図り、脱硫処理後のガスを煙突を介して大気に放出するとともに、
前記タービンと前記排煙処理装置との間の、前記燃焼排ガス後経路に中に、３００℃〜５５０℃の前記燃焼排ガスに対して、前記水酸化ナトリウム液を噴霧ノズルにより噴霧するとともに、
前記加圧流動炉から排出される燃焼排ガスを、前記煙突を介して大気に放出するまでの経路に電気集塵機を設置しない、
ことを特徴とするものである。

前述のように、加圧流動炉システムにおいては、被処理物を完全燃焼させた際に生じる燃焼排ガスによって過給機のタービンを駆動し、コンプレッサーから排出される圧縮空気によって被処理物の燃焼に必要な燃焼空気を全て賄う自立運転が可能となる。自立運転が可能となることで、従来、必要であった流動ブロワおよび誘引ファンが不要となり、ランニングコストが低減する。その他、多くの利点をもたらすことを本出願人は実証しており、高い評価を得ている。
他方、燃焼排ガスの脱硫に際しては、種々の方式があるが、排煙処理装置（例えば湿式脱硫処理塔）において、ＮａＯＨを使用するいわゆる亜硫曹法及び芒硝法が汎用されている。その反応は次のとおりである。
Ｎａ₂ＳＯ₃＋ＳＯ₂＋Ｈ₂Ｏ → ２ＮａＨＳＯ₃ ・・・（１）
ＮａＨＳＯ₃＋ＮａＯＨ → Ｎａ₂ＳＯ₃＋Ｈ₂Ｏ・・・（２）
Ｎａ₂ＳＯ₃＋１／２Ｏ₂ → Ｎａ₂ＳＯ₄・・・（３）
しかしながら、亜硫曹法又は芒硝法では、ＳＯ₃除去が十分ではなく、ＳＯ₃除去を行うためには、既述のように、煙突の前段に高価で大型の電気集塵機を導入する必要があり、かかる設備の設置は可能な限り避けるべきである。
しかるに、加圧流動炉システムにおいて、タービンと排煙処理装置との間の、燃焼排ガスの後経路においては、３００℃〜５５０℃程度の高温であり、この高温の排ガスに水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）液を噴霧すると、反応効率が高く、しかも排煙処理装置中での脱硫効率に実質的な影響はなんらないことが知見された。
かくして、本発明によれば、基本的に燃焼排ガスの後経路中に噴霧ノズルを設置するだけでよい（電気集塵機や他の大型の設備の導入を行わない。）ので、経済性に優れ、しかも実用上十分なＳＯ₃除去効果を示すものとなる。

加圧流動炉は１００〜１６０ｋＰａ・Ｇの圧力で運転され、前記タービンと前記排煙処理装置との間の前記燃焼排ガス後経路の圧力が、０ｋＰａ・Ｇを超え、好ましくは３を超え、５ｋＰａ・Ｇ以下とすることができる。
かかる条件によって、加圧流動炉システムの効果が顕著にあらわれる。

前記湿式脱硫に際し、湿式スクラバーにより脱硫を図ることができる。
湿式スクラバーにより脱硫によると脱硫効率が高いものとなる。

前記タービンと前記排煙処理装置との間の前記燃焼排ガス後経路の途中に、前記煙突からの白煙防止を図る白煙防止熱交換器を設け、
前記白煙防止熱交換器は縦向きに設置したシェルアンドチューブ式であり、
前記燃焼排ガス後経路の途中において水酸化ナトリウム液を噴霧ノズルにより噴霧することができる。

白煙防止熱交換器を設けることで白煙防止を図ることができる。この白煙防止熱交換器としては、熱交換効率が高いシェルアンドチューブ式熱交換器を使用するのが好ましい。
また、燃焼排ガス後経路において、噴霧ノズルから水酸化ナトリウム液を噴霧するので、排ガスとの混合を十分に均一に行うことができるとともに、蒸発も速く、塩類析出速度が速くなり、また、排煙処理装置より前の経路であり、その結果反応時間を確保することが可能となり、硫黄酸化物の除去効率が向上する。
このようにして、除去効率の向上により噴霧（注入）ノズルは少なくとも１箇所で足り、従来の溶解塩噴霧方式のような大型機器は不要となる。さらに、高温下で噴霧を行うので、析出塩粒子径を大きくすることができ、低圧での噴霧が可能で、高圧に必要な設備コストを抑制できる。
なお、シェルアンドチューブ式熱交換器を縦向きに設置するのは、管板やチューブ側への付着が抑えられ、メンテナンスが容易となるからである。

前記タービンと前記排煙処理装置との間の前記燃焼排ガス後経路の途中に、前記煙突からの白煙防止を図る白煙防止熱交換器を設け、前記タービンと前記白煙防止熱交換器との間において、噴霧ノズルにより水酸化ナトリウム液を噴霧することもできる。

また、白煙防止熱交換器と排煙処理装置との間において、噴霧ノズルにより水酸化ナトリウム液を噴霧することができる。

他方で、前記噴霧ノズルを、その噴射方向が前記燃焼排ガス後経路の下流側に向かうように設けると、水酸化ナトリウム液と排ガスの流れが同じとなるので、流路での粒子の付着がなく、反応性が高いものとなる。
これに対し、例えば噴霧ノズルの噴射方向が排ガスの流れと交差すると、流路での粒子の付着がみられ、やがて流路の閉塞を招くおそれがある。

とりわけ、前記燃焼排ガス後経路のうち下降する経路において、前記噴霧ノズルを、その噴射方向が前記下降する経路の下流側に向かうように設けることが望ましい。
下降する経路において、噴射方向が下流側に向かうように設ける、換言すれば下方に向かうように設けると、仮に粒子が管路の内壁に付着しようとしても重力の作用によって下方に流下するようになるので、管路の内壁への付着が抑止される。

前記噴霧ノズルからの噴霧液のザウター粒子径が３０〜１５０μｍである請求項４又は５記載の加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法。
噴霧液のザウター粒子径が３０〜１５０μｍであると好適である。場合により、ザウター粒子径が１００μｍ超〜１５０μｍの範囲の大きなものであっても、十分な反応効率を示す。

本発明に係る実施の形態の加圧流動炉システムは、
加圧流動炉と、前記加圧流動炉から排出される燃焼排ガスによって回動されるタービンとタービンの回動に伴って回動され前記加圧流動炉に燃焼空気を供給するコンプレッサーを備える過給機を有する備えた加圧流動炉システムであって、
前記過給機のタービンを通る燃焼排ガスについて、水酸化ナトリウムを脱硫剤として湿式脱硫を図る排煙処理装置と、
排煙処理後のガスを大気に放出する煙突と、
前記タービンと前記排煙処理装置との間の前記燃焼排ガス後経路における前記燃焼排ガスの温度が３００℃〜５５０℃の位置に設けられた、水酸化ナトリウム液を噴霧する噴霧ノズルと、
を有し、
前記加圧流動炉から排出される燃焼排ガスを、前記煙突を介して大気に放出するまでの経路に電気集塵機を設置していない、
ことを特徴とする。

前記タービンと前記排煙処理装置との間の前記燃焼排ガス後経路の途中に、前記煙突からの白煙防止を図る白煙防止熱交換器を設け、
前記白煙防止熱交換器は縦向きに設置したシェルアンドチューブ式であり、
噴射方向が前記燃焼排ガス後経路の下流側に向かうように前記噴霧ノズルが設けられている加圧流動炉システムを提供できる。

本発明によれば、ＳＯ₃除去のための対策設備費が安価であり、排ガス中の硫黄酸化物（特にＳＯ₃）を適確に除去可能となる。

本発明に係る加圧流動炉システムの説明図である。ぬれ壁の構成例の概要説明図である。３―３線矢視図である。

以下、本発明の本実施形態について添付図面を参照しつつ詳説する。

加圧流動炉システム１は、図１に示すように、被処理物Ｍ（例えば下水汚泥の脱水ケーキ）を貯留する貯留装置１０と、貯留装置１０から供給された被処理物Ｍを燃焼する加圧流動炉２０と、加圧流動炉２０から排出された燃焼排ガスによって加圧流動炉２０に供給する燃焼空気を加熱する空気予熱器４０と、燃焼排ガス中の粉塵等を除去する集塵機５０と、燃焼排ガスによって駆動され加圧流動炉２０に燃焼空気を供給する過給機６０と、過給機６０から排出された燃焼排ガスによって排煙処理装置（塔）８０の後に供給する白煙防止用空気を加熱する白煙防止用熱交換器７０と、燃焼排ガス内の不純物（硫黄酸化物）を除去する排煙処理装置８０を備えている。

（貯留装置）
貯留装置１０に貯留される被処理物は、例えば含水率を７０〜８５％質量に脱水処理された下水汚泥であり、被処理物には、燃焼可能な有機物が含有されている。なお、被処理物は、含水有機物であれば下水汚泥に制限されることはなく、バイオマス、都市ゴミ等であっても良い。

貯留装置１０の下部には、所定量の被処理物を加圧流動炉２０に供給する定量フィーダ（供給装置）１１が配置され、定量フィーダ１１の下流側には、被処理物を加圧流動炉２０に圧送する投入ポンプ（図示せず）が設けられている。なお、投入ポンプとしては、一軸ネジ式ポンプ、ピストンポンプ等が使用できる。

（加圧流動炉）
加圧流動炉２０は、流動媒体として所定の粒径を有する、流動砂等の固体粒子が炉内の下部に充填された燃焼炉であり、炉内に供給される燃焼空気によって流動層の流動状態を維持しつつ、外部から供給される被処理物および必要に応じて供給される補助燃料を燃焼させるものである。
一側の側壁の下部には、加圧流動炉２０の内部に充填された粒径約４００〜６００μｍの流動砂を加熱する補助燃料燃焼装置（図示せず）が配置され、補助燃料燃焼装置の上側近傍の部位には、始動時に流動砂を加熱する始動用バーナ（図示せず）が配置され、始動用バーナの上側の部位には、被処理物の供給口１３Ｂが設けられている。
また、加圧流動炉２０の下方には、炉内に燃焼に必要な酸素と流動層の流動状態を維持するための運動エネルギーとを与える燃焼空気を供給する燃焼空気供給管２４が設置される。この燃焼空気供給管２４は、複数の開孔を有する配管を複数配列した分散管や板状の鉄板等に複数の開口を設けた分散板を用いることが可能である。
加圧流動炉は１００〜１６０ｋＰａ・Ｇの圧力で運転し、タービン６１と排煙処理装置８０との間の燃焼排ガス後経路の圧力が０ｋＰａ・Ｇを超え、好ましくは３を超え、５ｋＰａ・Ｇ以下とすることができる。

（空気予熱器）
空気予熱器４０は、加圧流動炉２０の後段に設置され、加圧流動炉２０から排出された燃焼排ガス（燃焼ガス、又は燃焼ガスと水蒸気が混合したガス）と燃焼空気とを間接的に熱交換することにより、燃焼空気を所定の温度まで昇温する機器である。
空気予熱器４０からの燃焼空気は、配管（流路）９１を介して加圧流動炉２０の燃焼空気供給管２４に接続されている。

空気予熱器４０の他側の下部には、燃焼排ガスを空気予熱器４０から排出する排出口９２Ａが形成されている。空気予熱器としては、シェルアンドチューブ式熱交換器が好ましい。

（集塵機）
集塵機５０は、空気予熱器４０の後段に設けられており、空気予熱器４０から送出される燃焼排ガスに含まれるダスト、細粒化された流動砂等の不純物を除去する機器である。
集塵機５０に内装されるフィルタとしては、例えばセラミックフィルタやバグフィルタを用いることができ、集塵機５０は、一側の側壁の下部には、燃焼排ガスを機器内に供給する供給口９２Ｂが形成され、上部には、不純物等が取除かれた清浄な燃焼排ガスを機器外に排出する排出口９３Ａが形成されている。また、燃焼排ガスの供給口９２Ｂは、配管９２を介して空気予熱器４０の燃焼排ガスの排出口９２Ａに接続されている。

集塵機５０内には、下部に形成された供給口９２Ｂと上部に形成された排出口９３Ａの上下方向に間の部位にバグフィルタ（図示省略）が内装されている。フィルタで取除かれた燃焼排ガス中の不純物ＩＭ等は、集塵機５０内の底部に一時的に貯留された後、定期的に外部に排出される。

（過給機）
過給機６０は、集塵機５０の後段に設けられており、集塵機５０から送出される燃焼排ガスによって回動されるタービン６１と、タービン６１の回動を伝達する軸６３と、軸６３によって回動を伝達されることによって圧縮空気を生成するコンプレッサー６２とから構成されている。生成された圧縮空気は、燃焼空気として空気予熱器４０を介して加圧流動炉２０へ供給される。

過給機６０のコンプレッサー６２には、空気を機器内に吸気する吸気口が形成され、吸気された空気Ａを０．０５〜０．３ＭＰａに昇圧した圧縮空気を機器外に排出する排出口が形成されている。また、始動時に加圧流動炉２０に燃焼空気を供給する起動用ブロワ(図示せず)とも接続される。圧縮空気の排出口は、配管（流路）９４を介して空気予熱器４０と接続されている。

（白煙防止用熱交換器）
白煙防止用熱交換器７０は、煙突８７から外部に排出される燃焼排ガスの白煙を防止するために、過給機６０のタービン６１から排出された燃焼排ガスと白煙防止ブロワ７１から供給される白煙防止用空気とを間接的に熱交換する機器である。熱交換処理により、燃焼排ガスは冷却されるとともに白煙防止用空気は昇温される。白煙防止用熱交換器７０によって熱交換され冷却された燃焼排ガスは、後段の排煙処理装置８０に送出される。白煙防止用熱交換器７０としてシェルアンドチューブ式熱交換器やプレート式熱交換器等を用いることができるが、シェルアンドチューブ式熱交換器が最適である。煙突８７では、湿潤で空気中凝結して霧状になりがちな出口の燃焼排ガスに、暖められて乾いた白煙防止用空気を供給口９９Ｂで混合して、燃焼排ガスの相対湿度を低下させることで白煙防止を図る。

（排煙処理装置）
排煙処理装置８０は、装置８０外に燃焼排ガスに含まれる不純物等の排出を防止する機器であり、一側の側壁の下部に、白煙防止用熱交換器７０の排出口９８Ａから排出された燃焼排ガスを、排煙処理装置８０内に供給する供給口９８Ｂが形成されている。

排煙処理装置８０の他側の側壁の上部には、外部から供給される水を機器内に噴霧する噴霧管（図示せず）が配置され、中間部と、下部には、それぞれ、循環ポンプ８３を介して排煙処理装置８０の底部に貯留された水酸化ナトリウムが含有された水酸化ナトリウム水を機器内に噴霧する噴霧管８５が配置されている。また、排煙処理装置８０内に貯留される水酸化ナトリウム水は、図示しない水酸化ナトリウムポンプを介して図示しない水酸化ナトリウムタンクから供給され、常時適正量に維持されている。

排煙処理装置８０に供給された燃焼排ガスは、不純物(主に硫黄酸化物)等が除去され、処理済みガス９９Ａは、白煙防止ブロワ７１から供給される白煙防止用空気７２と混合され、煙突８７から外部に排出される。

さて、本発明においては、タービン６１と排煙処理装置８０との間の燃焼排ガスの後経路４１、４２の何れか１箇所または複数の箇所に、水酸化ナトリウム液を噴霧ノズルＮにより噴霧する。

図１においては、タービン６１と白煙防止用熱交換器７０との間のＸ１位置に、白煙防止用熱交換器７と排煙処理装置８０との間のＸ３位置及び排煙処理装置８０の内部のＸ５位置のそれぞれに、噴霧ノズルＮを設けた例が代表的に図示されている。
図示の白煙防止熱交換器７０は縦向きに設置したシェルアンドチューブ式であり、上部ヘッダー７０Ｕ及び下部ヘッダー７０Ｄを有している。
噴霧ノズルＮの構造を限定するものではないが、二流体噴霧ノズルが最適である。

水酸化ナトリウム液の噴霧ノズルＮの設置位置は、符号Ｘ１で示すように、約４００℃〜５５０℃程度の白煙防止熱交換器７０の入側経路４１、約３００℃〜４５０℃程度の、符号Ｘ２で示す白煙防止熱交換器７０の出口部、Ｘ３及び符号Ｘ４で示すように白煙防止熱交換器７０の出側経路４２であってもよい。
噴霧ノズルＮは、燃焼排ガスの流れの下流側へ向かって噴霧することが好ましい。この概要を符号Ｘ１及び符号Ｘ３における部分拡大図で示してある。

また、噴霧ノズルＮを、白煙防止熱交換器７０の出口部に設けると次の利点がある。
白煙防止熱交換器７０の管板より上方の上部ヘッダーに対して噴霧ノズルＮから水酸化ナトリウム液を噴霧するので、排ガスとの混合を十分に均一に行うことができるとともに、蒸発も速く、塩類析出速度が速くなり、また、排煙処理装置８０からの距離が近くなく（十分に遠く）、その結果反応時間を長くとることが可能となり、硫黄酸化物の除去効率が向上する。
特に好ましいのは、図示のように、管板より上方の上部ヘッダーに対して連通して排出路を実質的に水平に設け、前記排出路に対向する上部ヘッダーの反対側に、噴射方向が前記排出路に向かって前記噴霧ノズルＮを設けると、水酸化ナトリウム液と排ガスの流れが同じとなるので、流路での粒子の付着がなく、反応性が高いものとなる。

白煙防止用熱交換器７０の排出口９８Ａから排出された燃焼排ガスが、排煙処理装置８０の供給口９８Ｂに到る、白煙防止熱交換器７０の出側経路４２のうち、下降する経路４２ａに噴霧ノズルＮを設けることが特に好ましい。前述のように、下降する経路４２ａにおいて、噴射方向が下流側に向かうように設ける、換言すれば下方に向かうように設けると、仮に粒子が管路の内壁に付着しようとしても重力の作用によって下方に流下するようになるので、管路の内壁への付着が抑止される。
ここで、下降する経路４２ａとしては、符号Ｘ３の位置においても噴射方向が下方に向いているので「下降する経路」に含まれる。

下降する経路においては、例えば下降する経路４２ａにおいて、粒子の付着を防止するために、図２及び図３に示すようにぬれ壁を構成するのが望ましい。図示例は、経路４２ａ内に三角堰４３を形成し、外部から供給するたとえば水Ｗを供給し、三角堰４３を越流させて経路４２ａ内面にぬれ壁を構成する態様である。

排煙処理装置８０では、排煙処理のための水酸化ナトリウム水が循環されて噴霧されている。このための噴霧ノズルは、二流体噴霧ノズルではなく、ＳＯ₃の除去効果は高くない。そこで、循環している水酸化ナトリウム水とは別に、符号Ｘ５の位置において水酸化ナトリウム液を二流体噴霧ノズルＮで噴霧して、接触効率を高めることができる。

一方、本発明に係る排煙処理装置としては公知のものが使用可能であり、例えば「環境プロセス工学」槇書店１９７６年２２４〜２２５頁の各種図面に記載の構造のものを使用可能である。

上記の実施の形態による作用効果は、本発明の作用効果の欄で既述したので重複は省略する。

（実施例及び比較例）
図１に示すフローにおいて、タービンと前記排煙処理装置との間の前記燃焼排ガス後経路に、水酸化ナトリウム液を噴霧ノズルにより噴霧しない場合（比較例）と、水酸化ナトリウム液を噴霧ノズルにより噴霧する位置が、タービン〜白煙防止熱交換器間（符号Ｘ１の位置）である場合（実施例１）、白煙防止熱交換器〜排煙処理装置間（符号Ｘ３の位置）で噴霧量が３５０（Ｌ／Ｈｒ）である場合（実施例２）、白煙防止熱交換器〜排煙処理装置間（符号Ｘ３の位置）で噴霧量が３００（Ｌ／Ｈｒ）である場合（実施例３）について、ＪＩＳＺ８８０８で規定する円筒濾紙法により、ばいじん濃度測定を行った。結果を表１に示す。ばいじん濃度については、実施例１〜３において、比較例の場合を「１」とした場合の相対値で示した。

表１から、水酸化ナトリウム液を噴霧ノズルにより噴霧することでばいじん濃度が大幅に低減できることが判る。
とりわけ、タービン〜白煙防止熱交換器間である場合（実施例１）には低減効果が顕著であることも判る。
このことから、白煙防止熱交換器より前で、白煙防止熱交換器までの到達時間が長い（白煙防止熱交換器までの距離が長い）方が効果が高いもの考えられる。その理由としては、排ガス温度が高いため蒸発時間が短いこと、さらに排煙処理装置までの距離が長く反応時間を十分にとれるためではないかと推測される。また、排ガス温度の高いところで噴霧した方が、蒸発時間も短くなり、付着も抑えられるという効果もある。

他方、実施例１〜３における噴霧位置におけるガス流速は約１０〜１５ｍ／秒であるところ、噴霧位置から排煙処理装置までの到達時間は実施例１（排ガス温度は、一般には４００〜５５０℃）の場合、約２．２秒、実施例２及び３（排ガス温度は、噴霧位置から排煙処理装置まで場合の温度より高く、一般には３００〜４５０℃）の場合、約０．７秒であった。このことを含め、他の実験例を参照するに、噴霧位置から排煙処理装置までのガスの到達時間は１．０秒以上、より望ましくは１．５秒以上であることが判った。

２０加圧流動炉
４０空気予熱器
４２出側経路
４２ａ下降する経路
５０集塵機
６０過給機
６１タービン
６２コンプレッサー
７０白煙防止用熱交換器
７０Ｄ下部ヘッダー
８０排煙処理装置
Ｎ噴霧ノズル

Claims

加圧流動炉と、
前記加圧流動炉から排出される燃焼排ガスによって回動されるタービンと、前記タービンの回動に伴って回動され前記加圧流動炉に燃焼空気を供給するコンプレッサーとを備える過給機と、
を備えた加圧流動炉システムにおいて、
前記過給機の前記タービンを通った前記燃焼排ガスについて、排煙処理装置により水酸化ナトリウムを脱硫剤として湿式脱硫を図り、脱硫処理後のガスを煙突を介して大気に放出するとともに、
前記タービンと前記排煙処理装置との間の、前記燃焼排ガス後経路に中に、３００℃〜５５０℃の前記燃焼排ガスに対して、前記水酸化ナトリウム液を噴霧ノズルにより噴霧するとともに、
前記燃焼排ガス後経路における下降する経路に、越流口が三角の三角堰を形成し、外部から供給する水を供給し、前記三角堰を越流させて前記下降する経路内に流入させ、その経路の内面にぬれ壁を構成し、
前記加圧流動炉から排出される燃焼排ガスを、前記煙突を介して大気に放出するまでの経路に電気集塵機を設置しない、
ことを特徴とする加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法。
加圧流動炉は１００〜１６０ｋＰａ・Ｇの圧力で運転され、前記タービンと前記排煙処理装置との間の前記燃焼排ガス後経路の圧力が０ｋＰａ・Ｇを超え５ｋＰａ・Ｇ以下である請求項１記載の加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法。
前記湿式脱硫に際し、湿式スクラバーにより脱硫を図る請求項１記載の加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法。
前記タービンと前記排煙処理装置との間の前記燃焼排ガス後経路の途中に、前記煙突からの白煙防止を図る白煙防止熱交換器を設け、
前記白煙防止熱交換器は縦向きに設置したシェルアンドチューブ式であり、
前記燃焼排ガス後経路の途中において水酸化ナトリウム液を噴霧ノズルにより噴霧する請求項１記載の加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法。
前記タービンと前記排煙処理装置との間の前記燃焼排ガス後経路の途中に、前記煙突からの白煙防止を図る白煙防止熱交換器を設け、前記タービンと前記白煙防止熱交換器との間において、噴霧ノズルにより水酸化ナトリウム液を噴霧する請求項１記載の加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法。
前記タービンと前記排煙処理装置との間の前記燃焼排ガス後経路の途中に、前記煙突からの白煙防止を図る白煙防止熱交換器を設け、前記白煙防止熱交換器と前記排煙処理装置との間において、噴霧ノズルにより水酸化ナトリウム液を噴霧する請求項１記載の加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法。
前記噴霧ノズルを、その噴射方向が前記燃焼排ガス後経路の下流側に向かうように設ける請求項１、４又は５記載の加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法。
前記燃焼排ガス後経路のうち下降する経路において、前記噴霧ノズルを、その噴射方向が前記下降する経路の下流側に向かうように設ける請求項７記載の加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法。
前記噴霧ノズルを、前記白煙防止熱交換器の出口部に設ける請求項１、４又は５記載の加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法。
前記噴霧ノズルからの噴霧液のザウター粒子径が３０〜１５０μｍである請求項１記載の加圧流動炉システムにおける排ガス脱硫方法。
加圧流動炉と、
前記加圧流動炉から排出される燃焼排ガスによって回動されるタービンと、前記タービンの回動に伴って回動され前記加圧流動炉に燃焼空気を供給するコンプレッサーとを備える過給機と、
を備えた加圧流動炉システムであって、
前記過給機のタービンを通る燃焼排ガスについて、水酸化ナトリウムを脱硫剤として湿式脱硫を図る排煙処理装置と、
排煙処理後のガスを大気に放出する煙突と、
前記タービンと前記排煙処理装置との間の前記燃焼排ガス後経路における前記燃焼排ガスの温度が３００℃〜５５０℃の位置に設けられた、水酸化ナトリウム液を噴霧する噴霧ノズルと、
前記燃焼排ガス後経路における下降する経路に、越流口が三角の三角堰を形成し、外部から供給する水を供給し、前記三角堰を越流させて前記下降する経路内に流入させ、その経路の内面にぬれ壁が構成されるぬれ壁構成手段と、
を有し、
前記加圧流動炉から排出される燃焼排ガスを、前記煙突を介して大気に放出するまでの経路に電気集塵機を設置していない、
ことを特徴とする加圧流動炉システム。
前記タービンと前記排煙処理装置との間の前記燃焼排ガス後経路の途中に、前記煙突からの白煙防止を図る白煙防止熱交換器を設け、
前記白煙防止熱交換器は縦向きに設置したシェルアンドチューブ式であり、
噴射方向が前記燃焼排ガス後経路の下流側に向かうように前記噴霧ノズルが設けられている請求項１１記載の加圧流動炉システム。