JPS597889A - 熱交換機を使用した廃煙ガスの熱回収装置及び熱回収方法 - 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】 この発明はボイラー等の熱源発生装置から排出される熱
交換機を利用した洗煙ガスの熱回収装置及びこの装置を
使った洗煙ガスの熱回収法に関する。

近年、石炭や重油等の燃料を使った火力発電所用大型ボ
イラーから大気に排出される洗煙ガスに対する大気汚染
が公害等の観点から重要な問題となっている。特に、環
境保全の立場から洗煙ガス中の塵埃、窒素酸化物（ＮＯ
ｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）等に対する排出規制が年々
厳しくなっている。このため、火力発電所用大型ボイラ
ーからの洗煙ガス中の塵埃、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫
黄酸化物（ＳＯｘ）等の公害発生物質は、その規制され
た基準以下に取り除いてから大気に排出することが必要
であり、脱硝、脱塵、脱硫等の各装置が附帯設備として
設けられている。

一方、限りあるエネルギー資源の枯渇に直面している現
代においては、エネルギーの有効利用が責務とされてお
り、この観点から火力発電所等の大型ボイラーから排出
されろ発煙ガスの熱エネルギーを回収し、これを有効利
用することが必要である。

このように、火力発電所の大型ボイラーから排出される
発煙ガスは、一方においては、公害等から住民の生活を
守るため、塵埃、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（
ＳＯｘ）等の有害物質を出来るだけ除去すると共に、他
方においては、発煙ガスの有する熱源の回収及びその有
効利用が同時に要５青されている。

従来、火力発電所の大型ボイラーから排出される発煙ガ
スの処理、即ち窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（Ｓ
Ｏｘ）及び塵埃等の除去並びに廃熱の回収及びその有効
利用には、例えば第１図に示される装置が使用されてい
る。

この装置によれば、ボイラー１がら排出された塵埃、窒
素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯＸ）等を含有す
る高温の発煙ガスは、脱硝装置２で窒素酸化物（ＮＯｘ
）が除去されたのち、第１の熱交換機３に導入される。

この第１の熱交換機３は図示されないヒーティングエレ
メントを内蔵して回転するローターをその主要構成部と
する回転蓄熱式熱交換機とされている。高温の廃熱ガス
は、図中左側の高温ガス入口ダクトから導入されヒーテ
ィングエレメントに熱を与えながら、図中右側の出口ダ
クトから排出される。一方、押込み送風機４から導入さ
れたボイラー燃焼用空気は、図中右方から第１の熱交換
機３に導入される。

ついで、この空気はヒーティングエレメントで加熱され
たのちボイラー１に供給される。他方、前記第１の熱交
換機（回転蓄熱式熱交換機）３から排出した発煙ガスは
電気集塵機５で脱塵されたのち　誘引送風機６を介して
第２の熱交換機７に導入される。この第２０熱父換機７
は前記第１の熱交換機３と同称の回転蓄熱式熱交換機と
されている。この発煙ガスは、前記第２の熱交換機７内
でヒーティングエレメントを介して硫黄酸化物（ＳＯｘ
）が除去された飽和水分を含む清浄な発煙ガスと熱交換
される。また、清浄な発煙ガスは白煙防止温度に加温さ
れたのち煙突９から大気に排出されるっ しかるに、この種の従来の装置によれば、脱硝装置２か
らの歯部洗煙ガスは、その温度が第１の熱交換機３の中
間領域で、酸性硫安（硫酸アンモニウム）の生成温度帯
域（約１５０〜２３０℃）になるため、第１の熱交換機
３のほぼ中間部でヒーティング粘性の酸性硫安が形成し
、ヒーティングエレメントの表面に、付着する。この付
着物は発煙ガス中の塵埃を捕捉し、エレメント間の流路
を閉塞する。このため入口又は／出ロダクト側からの煤
吹装置による過熱蒸気、空気等の噴射では塵埃を除去で
きないという問題があった。

又、この種の従来の装置では、第２の熱交換機（回転蓄
熱式熱交換機）７に導入される発煙ガスは、温度が充分
に低下しており、上記熱交換機７内で酸露点温度以下に
達しているためヒーティングエレメントの表面に硫酸が
生成される。このためヒーティングエレメントの表面の
腐食が促進したり、さらにまたこの部分に脱硫装置から
運ばれてきたミスト等が付着し、ヒーティングエレメン
ト間のガス流路を閉塞するという問題があった。

さらに又−従来型の装置によれば、第２の熱交換機７は
、脱硝、脱塵後の硫黄酸化物を含有する高温の発煙ガス
と脱硫後の低温の発煙ガスとを熱交換するガス−ガス方
式の回転蓄熱式熱交換機とされている。このため、この
熱交換の過程で高温の発煙ガスの一部が、例えばロータ
胴体の端縁部の間隙から漏洩したり、ロータ回転により
搬入されたりして低温側の脱硫された清浄な発煙ガスに
混入する。この結果、清浄な発煙ガス中のＳＯｘの濃度
が増加し、脱硫装置８による脱硫効率が低下するという
問題があった。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものでその目的と
するところは　硫酸水素アンモニウムの発生による回転
蓄熱式熱交換機のヒーティングエレメント間の流体流路
の閉塞を大巾に軽減し、またこれら流路の表面に付着し
たダストが通常の煤吹装置によりきわめて簡単且つ容易
に除去することができると共に、酸による回転蓄熱式熱
交換機のヒーティングエレメントの腐食やダストの付着
を大巾に軽減することができ、しかも高濃度の硫黄酸化
物（ＳＯｘ）が回転蓄熱式熱交換機により脱硫された清
浄な発煙ガス中に搬入することのない熱交換機を利用し
た新規な洗煙ガスの熱回収装置及びこれを使用した洗煙
ガスの熱回収方法を提供することにある。

この発明の上記目的は、ボイラー等の熱源発生装置から
排出される洗煙ガスと上記熱源発生装置に導入される空
気とを熱交換する高温側の回転蓄熱式熱交換機と、前記
高温側回転蓄熱式熱交換機から排出された洗煙ガスと大
気から供給された空気とを熱交換する低温側回転蓄熱式
熱交換機との間に、前記低温回転蓄熱式熱交換機から供
給された予熱空気と清浄な洗煙ガスとを熱交換する熱交
換機を設けることにより達成されろ。

以下この発明を第２図を参照して具体的に説明する。

第２図は、石炭を燃料として使用する発電所用大型ボイ
ラーの洗煙ガスの熱回収フローシートの概略図である。

発電所用大型ボイラー１から排出されたＮＯｘ、ＳＯｘ
及び塵埃等を含有する高温の洗煙ガスは配管１０を経由
して脱硝装置２に導入され、ＮＯｘ成分が除去される。

次いで洗煙ガスは配管１１を経由して第１の高温側熱交
換機３０に導入される。この熱交換機３０は図示しない
外殻部を形成する六角形のロータハウジング、ヒーティ
ングエレメント（蓄熱体）を内蔵するロータ、及び煙道
を接続するためのコネクテイングプレートダクト（高温
側及び低温側）を主要構成部とする回転蓄熱式熱交換機
である。高温の含塵、含硫芦酸化物の洗煙ガスは、入口
側ダクト（図示せず）から回転するロータ内に導入され
る。導入された洗煙ガスは、このロータ内に内蔵するヒ
ーティングエレメント間の多数の流路を通過する間に熱
を奪われて出口側ダクト（図示せず）から排出される。

冷却された洗煙ガスは、次に配管１２内を通過して第２
の低温側熱交換機３１に導入される。この熱交換機３１
は、第１の高温側熱交換機３０と同じ栴成とされている
。ここで洗煙ガスはさらに冷却されたのち、配管１３内
を通過して電気集塵機５に導入され、発煙ガス中の塵埃
の大部分が除去される。この電気集塵機５から流出され
た洗煙ガスは配管１４の中間に配設された誘引送風機６
を経由して脱硫装置８に流入される。この脱硫装置８は
湿式とされていて、飽和水分を含む清浄な洗煙ガスは十
分に温度が低い状態で配管１５内を通過して前記第１及
び第２の熱交換機３１及び３１の中間に配設された第３
の熱交換機３２に導入され、ここで白炸防市温度に加熱
されたのち配管１５内を通過して煙突９かも大気に排出
される。

一方、ボイラ１の熱焼用空気は、押込み送風機４により
取り込まれ配管１６の中間に配設されたスチームエアヒ
ーター１７で加熱されたのち、前記第２の低温側熱交換
機３１に導入される。この空気は前記第２の低温側熱交
換機３１に導入される洗煙ガスの流れとは互に対向流と
され、回転するロータ内の加熱されたヒーティングエレ
メントにより加熱され、さらに配管１８を通って第３の
熱交換機３２内に入る。このガスは次いで配管１８を通
って第１の高温側熱交換機３０で充分に加熱され配管１
９からボイラ１に導入される。一方配繁１６かも分枝さ
れた一部の空気は配管２１．２２．２３２４により接続
された誘引送風機２０、第２の低温側熱交換機３１、第
３の熱交換機３２、第１の高温側熱交換機３０を経由し
てミル２５内に導入され、ここで微粉状に粉砕された石
炭と混合されたのち配管２６からボイラー１に供給され
る。

第３図はボイラー１の燃料として重油を使った場合の洗
煙ガスの熱回収フローシートである。第２図の石炭を使
用した場合と相違するところは、石炭を粉砕するミル２
５及び粉砕された石炭と混合される空気の配管等がない
ことである。。

以上述べたように本発明の洗煙ガスの熱回収装置は洗煙
ガスが通過する第１の高温側熱交換機と第２の低温側熱
交換機との間に第３の熱交換機を配設することにより酸
性佃り安の生成温度領域を回避したので、これら両熱交
換機のヒーティングエレメント表面に粘稠性硫安が付着
しない。従って填１煙ガス中のダストかヒーティングエ
レメントの表面に堆積して流路を閉塞することかな℃・
。また酸性硫安が形成されたとしても、その形成はヒー
ティングエレメントの入口又は出口近傍であり、従って
煤吹、水洗装置等のクリーニング装置できわめて容易に
除去することか可能である。また、第１及び第２の熱交
換機の中間に第３の熱交換機を配設し、この熱交換機で
は燃焼用空気と脱硫処理された清浄な洗煙ガスとを互に
対向流で熱交換させたので、硫酸が生成されず、さらに
またロータの回転に伴い燃焼用空気が清浄な洗煙ガスに
搬入されても発煙ガス中の５Ｏｘｔｉ度が増大すること
がない等の効果を奏する。

なお、この発明の実施例では、９Ｒ３の熱交換機に回転
蓄熱式熱交換機を使用したが　この発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えばヒートパイプ方式による熱交
換機を使用することができる。

さらにこの発明の好ましい実施例では電気集塵欅な低温
側熱交換機の後に配設したが、この集塵機を高温側熱交
換機と低湿側熱交換機との中間に配設することができる
。この配設によれば、低温側熱交換機に入る洗煙ガスは
大巾に脱塵されるので、第３の熱交換機（回転蓄熱式熱
交換機を使用）に塵埃が搬入される量がきわめて少ない
。

【図面の簡単な説明】

ｔｊＰ、ｉ図は従来の洗煙ガスを熱回収するためのフロ
シート、第２図及び第３図は本発明の洗煙ガスを熱回収
するだめのフロシートで、うち第２図はボイラーの燃料
として石炭を使用する場合、第３図は重油を使用する場
合をそれぞれ示す。 】・・・ボイラ、３・・・第１の高温側熱交換機、７・
・・第２の低温側熱交換機、１４・・・第３の熱交換機
。 出願人　　　ガデリウス株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ボイラー等の熱源発生装置から排出される洗煙ガ
   スと上記熱源発生装置に導入される空気とを熱交換する
   高温側回転蓄熱式熱交換機と、前記高温側回転蓄熱式熱
   交換機から排出された洗煙ガスと大気から供給された空
   気とを熱交換する低温側回転蓄熱式熱交換機との間に、
   前記低温側回転蓄熱式熱交換機から供給された予熱空気
   と清浄な廃熱ガスとを熱交換する熱交換機を設けたこと
   を特徴とする熱交換機を使った廃熱ガスの熱回収装置。
2. （２）ボイラー等の熱源発生装置から排出される洗煙高
   温ガスを脱硝後少なくとも２個の独立した高温及び低温
   側回転蓄熱式熱交換機で空気とそれぞれ熱交換し、次い
   で脱硫後の清浄な洗煙ガスを前記高温及び低温側回転蓄
   熱式熱交換機の中間に配設された熱交換機で予熱空気と
   熱交換することを特徴とする熱交換機を利用した廃熱ガ
   スの熱回収法。