JPS63171622A

JPS63171622A - 排煙処理装置

Info

Publication number: JPS63171622A
Application number: JP62003039A
Authority: JP
Inventors: Toshio Katsube; 利夫勝部; Masakatsu Nishimura; 西村　正勝
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1987-01-09
Filing date: 1987-01-09
Publication date: 1988-07-15
Anticipated expiration: 2012-01-22
Also published as: JP2573589B2

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】（産業上の利用分野）本発明は、排煙処理装置に係り、特にボイラ等の燃焼装
置から排出されるばい塵、硫黄酸化物（以下、ＳＯｘと
略す）を除去するに好適な排煙処理装置に関する。

（従来の技術）湿式排煙脱硫装置（以下、脱硫装置という）では、排ガ
ス中のＳＯｘを除去するために、排ガスと吸収液との気
液接触が行われるが、吸収塔（以下、脱硫装置と称する
ことがある）出口ガス温度が例えば約５０℃と飽和温度
以下まで低下するため、吸収塔出口ガスは煙突からの白
煙防止および拡散に通した温度まで再加熱されたのち、
煙突から排出されている。この再加熱装置としては、脱
硫装置入口ガスの熱を再利用する熱交換器を用いるのが
一般的である。

第６図は、従来技術による排煙処理装置の系統図である
。この装置は、ボイラ１と、該ボイラ１の排ガスの熱を
回収するための空気予熱器２と、排ガス中のばい塵を除
去する電気集塵器（以下、ＥＰと称する）３と、ばい塵
が除かれた排ガスの熱を回収する熱交換器９と、排ガス
中のＳＯｘを除去する脱硫装置６と、脱硫された排ガス
を熱交換器９で回収した熱で再加熱する熱交換器１ｏと
から構成される。熱交換器９と熱交換器１０は熱媒体が
通る連絡管１１によって連結されている。

熱交換器９としては、熱媒体をポンプで強制循環する方
式、ヒートパイプを利用する方式などが用いられる。

このような構成において、ボイラ１からの燃焼排ガスは
、空気予熱器２によって約１５０℃まで熱回収された後
ＥＰに送られ、ばい塵の除去が行われる。ばい塵が除去
された排ガスは、吸込送風機（ＩＤＦ）４および脱硫フ
ァン５で昇圧され、熱交換器９に送られ、約１００℃ま
で冷却された後、脱硫装置６に導入される。脱硫装置６
内ではアルカリ剤スラリからなる吸収液が噴霧され、気
液接触により、冷却、脱硫、除塵が行われ、脱硫装置出
口排ガスは約５０℃の飽和温度まで冷却される。前記脱
硫装置の出口ガスは、前記熱交換器１０に導入され、熱
交換器９で回収した熱によって約１００℃まで再加熱さ
れ、煙突７から排出される。

最近、エネルギーの多様化に伴い、ボイラ燃料の重油か
ら石炭への転換によるボイラ排ガス中のばい塵量の増加
と、環境規制の強化に伴う煙突７人口のばい塵排出量低
減の必要性から、排煙処理装置の除塵性能の高度化が要
求されている。通常、石炭焚ボイラの場合、ボイラ出口
ばい塵量約２０ｇ／ｎ？Ｎに対し、排煙処理装置出口の
ばい塵量を０．０２ｇ／ｒｒｒＮまで除塵することが要
求され、９９．９％以上の除塵性能が必要となる。

（発明が解決しようとする問題点）上記のような高度な除塵性能を得るためには、排煙処理
装置のＢＰの容量を増加させる、脱硫装置での噴霧液量
を増加させるなどの方法が必要であるが、いずれも、設
備費、運転費が増加するという問題がある。

また、ＥＰ性能は、ばい塵の電気抵抗に依存し、またば
い塵の電気抵抗はガスの関係湿度により影響されること
も知られているから、ＥＰ性能の向上は、排ガスの関係
湿度を下げ、ばい塵の電気抵抗を低下させることにより
図ることができる。ば゛い塵の電気抵抗を低下させるに
は、空気予熱器２の容量を大きくしてＢＰ３の入口ガス
温度を下げる方法、またはガス中に水を噴霧し、水分量
を上げる方法が考えられる。

しかしながら、前者の方法では、ボイラ出口ガス中には
燃焼に伴い酸化されたＳＯ３がＳ０２濃度の約２〜３％
（Ｓ０２濃度１１０００ｐｐで２・０〜３０ｐｐｍ）存
在するため、ガス温度を下げすぎると空気予熱器２の低
温側エレメント温度の低下によりＳ０３が凝縮し、ばい
塵とともにエレメントに固着し、腐食、閉塞を起こす問
題がある。

また、後者の方法では、水を完全に蒸発させないと、機
器表面を濡らすことになり、腐食の原因となるため、実
用化されていない。

本発明の目的は、上記の従来技術の問題を改善し、ＥＰ
の除塵性能を向上させ、しかも５０３による低温腐食が
防止できる、経済的な排煙処理装置を提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段）上記目的は、ＥＰ入口に熱交換器を設け、かつ該熱交換
器出口（ＥＰ入口）ガス温度を、該熱交換器下流側（Ｅ
Ｐ以降）の煙道および機器の低温腐食が防止できる温度
に制御する手段を設けることによって達成される。

すなわち、本発明の第１は、ボイラ等の排ガス中に含ま
れるばい塵を除去する電気集塵器と、硫黄酸化物を除去
する湿式排煙脱硫装置と、前記湿式排煙脱硫装置の入口
側に設けられた排ガスの熱回収を行なう第１の熱交換器
と、前記脱硫装置の出口側に設けられた前記第１の熱交
換器の回収熱により排ガスの再加熱を行なう第２の熱交
換器とを有する排煙処理装置において、前記電気集塵器
入口の排ガス温度を低下させるために、前記第２の熱交
換器と熱媒体循環配管で連結された第３の熱交換器を設
けるとともに、前記第３の熱交換器の前後に排ガス温度
を検出する手段を設け、該第３の熱交換器出口排ガスの
温度が電気集塵器以降の煙道および機器に低温腐食を生
じない温度となるように前記第２の熱交換器への熱媒体
循環流量を調節する制御装置とを設けたことを特徴とす
る。

本発明の第２は、ボイラ等の排ガス中に含まれるばい塵
を除去する電気集塵器と、硫黄酸化物を除去する湿式排
煙脱硫装置と、前記湿式排煙脱硫装置の入口側に設けら
れた排ガスの熱回収を行なう第１の熱交換器と、前記脱
硫装置の出口側に設けられた前記第１の熱交換器の回収
熱により排ガスの再加熱を行なう第２の熱交換器とを有
する排煙処理装置において、前記電気集塵器入口の排ガ
ス温度を低下させるために、前記第２の熱交換器と熱媒
体循環配管で連結された第３の熱交換器を設けるととも
に、前記電気集塵器入口に排ガス温度を検出する手段と
前記電気集塵器出口にばい塵濃度を検出する手段とを設
け、該温度検出手段によって検出された温度が前記ばい
塵濃度から求められたＳＯ３濃度と露点濃度との関係か
ら電気集塵器以降の煙道および機器に低温腐食を生じな
い温度となるように前記第２の熱交換器への熱媒体循環
流量を調節する制御装置とを設けたことを特徴とする。

本発明は・熱交換器の形式が媒体をポンプで強制循環す
る方式においても通用されるのはいうまでもなく、この
場合はポンプを複数台設け、運転台数を制御することに
よって行うことができる。

（作用）ボイラ排ガス中の８０３は、空気予熱器２内でばい塵に
吸着され約５ｐｐｍ程度に低下するため、空気予熱器２
の出口では、硫酸露点温度が空気予熱器２の入口に比べ
低くなる。したがってＥＰ入口に設けられた熱交換器の
ＳＯ３露点腐食（低温腐食）に起因するガス温度の下限
値を、前記の空気予熱器２出ロガス温度より低（するこ
とが可能であり、ＥＰ入コロガス温度低下させ、ＥＰの
性能を向上させることができる。さらに、常にＳＯ３露
点腐食が防止できる下限温度以上で運転できるように前
記熱交換器の熱交換量を制御することにより、前記ＥＰ
以降の煙道および機器の腐食が防止できる。

また、ＳＯ３濃度とばい塵濃度による腐食の関係を第５
図に示したが、ＳＯ３露点腐食を支配する要因として、
排ガス中のばい塵濃度がある。ＳＯ３濃度に対してばい
塵濃度が高い場合は、ＳＯ３かばい塵に吸着されて機器
の付着面を乾いた状態に保ち、腐食を軽減することがで
きるが、ＳＯ３濃度に対してばい塵濃度が低い場合は、
ガス温度低下に伴いＳＯ３が凝縮して硫酸となり、機器
表面に付着し、腐食をおこす。したがって、ＥＰ出出方
ガス中ばい塵濃度を把握することによってＥＰ以降の煙
道および機器の腐食を防止することができる。

さらにまた、例えばＢＰ出口ばい塵濃度１００ｍｇ７ｍ
３Ｎの条件でＥＰを設計する場合、従来技術のＥＰ入ロ
ガス温度１５０℃＜Ａ）の条件ではＥＰは第２図のＥＰ
Ｐ性曲線のＩの特性を有するＥＰを選定する必要があっ
た。しかしながら、本発明によれば、例えば第３図の空
気予熱器出口ガス温度とＳＯ３濃度の関係から、Ａのガ
ス温度に対してＳＯ３濃度Ｂが求められ、第４図のＳＯ
３濃度と露点温度の関係から、露点濃度Ｃが求められる
ため、第２図に示す■の特性を有するＥＰを選定すれば
良いことになる。したがって、ＥＰの設備費を大きく低
減することができる。

（実施例）以下、本発明を実施例に基づいて詳しく説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る排煙処理装置の系統
図である。図において、第６図と同一部分は同一符号を
付し、説明を省略する。第１図において、従来の装置（
第６図）と異なる点は、ＥＰ入口に熱交換器８と、該熱
交換器８と熱交換器１０を連結し熱媒体が循環する連絡
管１２と、前記熱交換器８での交換熱量を制御して熱交
換器８出ロガス温度を低温腐食が防止できる温度に制御
する手段、すなわち、空気予熱器２出ロガス温度を測定
する温度検出器２０およびＥＰ３Ｐ口のガス温度を測定
する温度検出器２１と、前記温度検出器の測定値から低
温腐食が防止できる温度にするための交換熱量を演算す
る演算器２３と、該演算器２３からの信号によって熱媒
体流量を調節する前記連絡管１２に設けられた流量調節
器２４とを設けたことである。

このような構成において、ボイラ１からの排ガスは、空
気予熱器２を経て熱交換器８に導入され、ＥＰ３の集塵
性能向上のために排ガス温度が下げられる。該熱交換器
８出ロガス温度は、温度検出器２０．２１で測定された
測定値から、熱交換器８下流側煙道および機器の低温腐
食が防止される温度に演算器２３によって演算され、さ
らに演算器２３によって前記温度になるように熱交換器
８で交換される熱量が決定され、流量調節器２４により
媒体圧力が調節される。

前記演算器２３による交換熱量の決定は、例えば次の二
つの方法によって行うことができる。

まず、第３図から、空気予熱器２出ロガス温度を温度検
出器２０で計測することによって、従来、連続的に高精
度の測定が不可能であった空気予熱器２出ロガスＳＯ３
濃度を連続的に求めることができる。さらに第４図から
、第３図で求めた空気予熱器２出ロガスＳＯ３濃度の露
点温度を求めることができる。該露点温度は熱交換器８
出口の低温腐食を防止できる下限温度（設定値）となる
。

したがって第３図および第４図の関係が組み込まれた演
算器２３によって、前記熱交換器８の下限温度を先行信
号とし、温度検出器２１で測定された温度をフィードバ
ック信号として、熱交換器８での交換熱Ｎ（熱媒体量）
が求められる。

また、他の方法は、第２図、第３図および第５図の関係
が組み込まれた演算器２３によって行なうことができる
。空気予熱器２出ロガス温度を温度検出器２０で計測す
ることにより、第３図から空気予熱器出口ガスのｓｏ３
濃度が求められ、第５図から前記ＳＯａ濃度における腐
食が防止できるガス中のばい塵濃度が求められる。この
ばい塵濃度が低温腐食を防止できるＢＰ出コロガスい塵
濃度となり、第２図のＥＰ特性曲線■から該ばい塵濃度
にするためのＥＰ入コロガス温度設定値）が決定される
。したがって、第２図、第３図および第５図の関係が組
み込まれた演算器２３は、該ＥＰ入コロガス温度先行信
号とし、温度検出器２１で計測したＥＰ入コロガス温度
フィードバック信号として熱交換器８の交換熱量を求め
ることができる。

なお、上記実施例では空気予熱器出口ガスの露点温度を
演算により求めたが、露点計を設置して同様に行なうこ
とができるのはいうまでもない。

第７図は、本発明の他の実施例に係る排煙処理装置の系
統図である。本発明における第１図と異なる点は、熱交
換器８の交換熱量の制御をＥＰ出出方ガスい塵濃度とＥ
Ｐ入コロガス温度測定によって行うために、ＥＰ出口に
ばい塵濃度計２２と、ＥＰ入口に温度検出器２１とを設
けたことである。

このような構成において、演算器２３による交換熱量の
決定は、次のようにして行なわれる。まず、ば塵濃度計
２２によってＥＰ出出方ガスばい塵濃度が測定される。

該ばい塵濃度におけるＳＯ２露点腐食を防止できるＳＯ
２濃度が第５図から求められ、さらに第４図から該ＳＯ
２濃度の露点温度が求められる。該露点温度が熱交換器
８出ロガス温度の下限値（設定値）となる。したがって
、該下限温度を先行信号とし、温度検出器２１の測定値
をフィードバック信号として、第４図および第５図の関
係が組み込まれた演算器２３は熱交換器８の熱交換量を
求めることができ、連絡管１２に設けた流量調節器２４
により前記熱交換量に相当する媒体圧力に調節される。

（発明の効果）本発明によれば、ｓｏ３による低温腐食が防止できる温
度に電気集塵器入口ガス温度を低下さ′せることができ
るので、電気集塵器の性能を向上させることができると
ともにＳＯ３低温腐食も防止することができる。また熱
交換器で回収した熱をガスの再加熱に使用し、さらにＥ
Ｐの設備費も低減することができるので経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る排煙処理装置の系統
図、第２図は、ＥＰ特性曲線を示す図、第３図は、空気
予熱器出口ガス温度とＳＯ３濃度の関係を示す図、第４
図は、ＳＯ３濃度と露点温度の関係を示す図、第５図は
、ＳＯ３濃度とばい塵濃度による腐食の関係を示す図、
第６図は、従来技術による排煙処理装置の系統図、第７
図は、本発明の他の実施例による排煙処理装置の系統図
である。１・・・ボイラ、２・・・空気予熱器、３・・・電気集
塵器（ＥＰ）　、６・・・脱硫装置、７・・・煙突、８
．９．１０・・・熱交換器、１１．１２・・・連絡管、
２０．２１・・・温度検出器、２２・・・ばい塵濃度針
、２３・・・演算器、２４・・・流量調節器。代理人　弁理士　川　北　武　長第１図１０−ｍ−熱交換器第２図　　　　　第３図第４図　　　　　ｉｓ図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ボイラ等の排ガス中に含まれるばい塵を除去する
電気集塵器と、硫黄酸化物を除去する湿式排煙脱硫装置
と、前記湿式排煙脱硫装置の入口側に設けられた排ガス
の熱回収を行なう第１の熱交換器と、前記脱硫装置の出
口側に設けられた前記第１の熱交換器の回収熱により排
ガスの再加熱を行なう第２の熱交換器とを有する排煙処
理装置において、前記電気集塵器入口の排ガス温度を低
下させるために、前記第２の熱交換器と熱媒体循環配管
で連結された第３の熱交換器を設けるとともに、前記第
３の熱交換器の前後に排ガス温度の検出手段を設け、該
第３の熱交換器出口排ガスの温度が電気集塵器以降の煙
道および機器に低温腐食を生じない温度となるように前
記第２の熱交換器への熱媒体循環流量を調節する制御装
置とを設けたことを特徴とする排煙処理装置。
（２）ボイラ等の排ガス中に含まれるばい塵を除去する
電気集塵器と、硫黄酸化物を除去する湿式排煙脱硫装置
と、前記湿式排煙脱硫装置の入口側に設けられた排ガス
の熱回収を行なう第１の熱交換器と、前記脱硫装置の出
口側に設けられた前記第１の熱交換器の回収熱により排
ガスの再加熱を行なう第２の熱交換器とを有する排煙処
理装置において、前記電気集塵器入口の排ガス温度を低
下させるために、前記第２の熱交換器と熱媒体循環配管
で連結された第３の熱交換器を設けるとともに、前記電
気集塵器の入口に排ガス温度を検出する手段と、前記電
気集塵器の出口にばい塵濃度を検出する手段とを設け、
該温度検出手段によって、検出された温度が前記ばい塵
濃度から求められたＳＯ＿３濃度と露点温度との関係か
ら電気集塵器以降の煙道および機器に低温腐食を生じな
い温度となるように前記第２の熱交換器への熱媒体循環
流量を調節する制御装置とを設けたことを特徴とする排
煙処理装置。