白煙防止方法
【課題】 煙突から大気中へ放出される排ガスの白煙化を防止すると共に、排ガスが流れるガスダクトや煙突の鋼板製内筒の腐食を防止し、且つこれらに要するエネルギーを削減できるようにする。
【解決手段】 排ガスＧの排出経路に設置した白煙防止装置６により、ガスダクト１内を流れる排ガスＧに加熱空気Ａを混合若しくはガスダクト１内を流れる排ガスＧを再加熱し、煙突５から大気中へ放出される排ガスＧの白煙化を防止するようにした白煙防止方法に於いて、煙突５の排ガスＧと接触する鋼板製内筒５ａの排ガス入口及び排ガス出口の鉄皮部分の温度を計測し、同時に外気温度及び外気湿度とガスダクト１内を流れる排ガスＧの温度、水分、ＳＯｘ濃度及びＨＣｌ濃度とを夫々検出し、これらの検出結果に基づいて排ガスＧの白煙化及び煙突５の鋼板製内筒５ａの低温腐食を夫々防止できるように前記白煙防止装置６を制御する。
【解決手段】 排ガスＧの排出経路に設置した白煙防止装置６により、ガスダクト１内を流れる排ガスＧに加熱空気Ａを混合若しくはガスダクト１内を流れる排ガスＧを再加熱し、煙突５から大気中へ放出される排ガスＧの白煙化を防止するようにした白煙防止方法に於いて、煙突５の排ガスＧと接触する鋼板製内筒５ａの排ガス入口及び排ガス出口の鉄皮部分の温度を計測し、同時に外気温度及び外気湿度とガスダクト１内を流れる排ガスＧの温度、水分、ＳＯｘ濃度及びＨＣｌ濃度とを夫々検出し、これらの検出結果に基づいて排ガスＧの白煙化及び煙突５の鋼板製内筒５ａの低温腐食を夫々防止できるように前記白煙防止装置６を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に都市ごみ等の廃棄物を焼却処理するごみ焼却プラント等に用いられるものであり、ごみ焼却プラントのごみ焼却炉で発生し、煙突から大気中へ放出される排ガスの白煙化を防止すると共に、排ガスが流れるガスダクトや鋼板製の煙突の低温腐食を防止し、且つこれらに要するエネルギーを削減できるようにした白煙防止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ごみ焼却炉から排出された排ガスは、ＨＣｌやＳＯｘ等の酸性ガスを含んでいるので、これら酸性ガスを処理するために２００℃以下まで減温し、ガスタクトに消石灰や重曹を吹き込んで排ガス中の酸性ガスと反応させる乾式ガス処理や排ガスを苛性ソーダ等のアルカリ剤で中和した洗浄水で洗浄する湿式ガス処理により酸性ガスを除去するようにしている。
【０００３】
又、ごみ焼却炉から排出された排ガスは、水分を多量に含んでいるうえ、減温のために水噴霧を行うこともあるため、上述した乾式ガス処理や湿式ガス処理により排ガス中の酸性ガスを除去し、そのままの状態で煙突から大気中へ放出すると、排ガス中の水分が大気中で凝縮して白煙となる。
そのため、ごみ焼却プラントに於いては、ごみ焼却炉から煙突に至る排ガスの排出経路に白煙防止装置を設置し、減温した排ガスに加熱空気を混合したり、或いは減温した排ガスを再加熱器により加熱したりして排ガスの白煙化を防止するようにしている。
【０００４】
従来、煙突から放出される排ガスの白煙化を防止する方法としては、例えば特許文献１（特開平７−１２７８４０号公報）や特許文献２（実開平３−１２１３３０号公報）等に開示された方法が知られている。
【０００５】
即ち、前者の方法は、図４に示す如く、焼却炉３０から煙突３５に至る排ガスＧの排出経路に空気予熱器３１、白煙防止用空気予熱器３２及び集塵機３３を設置すると共に、空気予熱器３１と白煙防止用空気予熱器３２との間に空気予熱器３１からの予熱空気Ａ1 を冷空気Ａ0 と熱交換して冷却するプレヒータ３４を設け、当該プレヒータ３４で予熱した空気Ａ2 を白煙防止用空気予熱器３２に供給してここで排ガスＧによって更に予熱し、この予熱した空気を白煙防止用加熱空気Ａ3 として集塵機３３の下流側位置で排ガスＧに混合するようにしたものである。この方法は、煙突３５から排出される排ガスＧの白煙化及び白煙防止用空気予熱器３２の低温腐食を夫々防止することができる。
【０００６】
又、後者の方法は、図示していないが、送風機からエアヒータを経た温風を排ガス路内の排ガスに吹き込むと共に、外気温度及び外気湿度と煙突入口部の排ガスの温度及び湿度とを夫々計測し、その計測結果に基づいて排ガス状態が白煙防止範囲に入るように排ガスに混合する温風量を調節するようにしたものである。この方法は、煙突から排出される排ガスの白煙化を防止することができると共に、送風機の消費電力が節約されて省エネルギーを図ることができる。
【０００７】
しかし、前者の方法は、排ガスＧの白煙化防止及び白煙防止用空気予熱器３２の低温腐食防止を目的としているため、煙突３５内の排ガスＧの温度及び湿度を計測しておらず、外気条件（温度、風速）によっては煙突３５の排ガスＧと接触する鋼板製内筒の温度が低温腐食域（１５０℃以下）になる場合がある。又、後者の方法も、外気温度及び外気湿度と排ガスの温度及び湿度とを計測して排ガスの白煙化を防止するようにしているため、特に夏場など白煙防止条件が比較的緩い季節には排ガスの温度を極力低く抑える制御となり、煙突の鋼板製内筒の温度が低温腐食域になる場合がある。その結果、前記各方法は、煙突の鋼板製内筒が低温腐食を引き起こし、煙突の寿命が短くなると云う問題があった。
更に、前者の方法は、排ガスＧの白煙化防止と白煙防止用空気予熱器３２の低温腐食防止を行うものであり、又、後者の方法は、排ガスの白煙化防止と送風機の消費電力の節約を行うものであり、何れの方法も排ガスの白煙化防止と煙突の鋼板製内筒の低温腐食防止とエネルギーの削減とを同時に達成するものではなく、これらの全てを解決する方法は未だ提案されていないのが実情である。
【特許文献１】特開平７−１２７８４０号公報
【特許文献２】実開平３−１２１３３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は煙突から大気中へ放出される排ガスの白煙化を防止すると共に、排ガスが流れるガスダクトや煙突の鋼板製内筒等の低温腐食を防止し、且つこれらに要するエネルギーを削減できるようにした白煙防止方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、排ガスの排出経路に設置した白煙防止装置により、ガスダクト内を流れる排ガスに加熱空気を混合若しくはガスダクト内を流れる排ガスを再加熱し、煙突から大気中へ放出される排ガスの白煙化を防止するようにした白煙防止方法に於いて、煙突の排ガスと接触する鋼板製内筒の排ガス入口及び排ガス出口の鉄皮部分の温度を計測し、同時に外気温度及び外気湿度とガスダクト内を流れる排ガスの温度、水分、ＳＯｘ濃度及びＨＣｌ濃度とを夫々検出し、これらの検出結果に基づいて排ガスの白煙化及び煙突の鋼板製内筒の低温腐食を夫々防止できるように前記白煙防止装置を制御するようにしたことに特徴がある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、煙突の鋼板製内筒の排ガス入口及び排ガス出口の鉄皮部分の温度と、外気温度及び外気湿度と、ガスダクト内を流れる排ガスの温度、水分、ＳＯｘ濃度及びＨＣｌ濃度とを夫々検出し、これらの検出結果に基づいて排ガスの排出経路に設置した白煙防止装置を制御して排ガスに加熱空気を混合したり、或いは排ガスを再加熱したりして、排ガスの状態を白煙及び低温腐食の両方を防止できる状態にしているため、煙突から放出される排ガスの白煙化を防止することができると共に、煙突の鋼板製内筒の温度を低温腐食温度以上に保つ運転制御を行うことができ、煙突の長寿命化を図ることができる。
又、本発明は、煙突の鋼板製内筒が低温腐食を起こさないように排ガスに加熱空気を混合したり、排ガスを再加熱したりするようにしているため、煙突までのガスダクトやガスダクトに介設した再加熱器（例えば蒸気式加熱器）の低温腐食も防止することができる。
更に、本発明は、煙突の鋼板製内筒の鉄皮部分の温度、外気温度及び外気湿度、排ガスの温度、水分、ＳＯｘ濃度及びＨＣｌ濃度を夫々検出し、これらの検出結果に基づいて排ガスに混合する加熱空気の量や再加熱する排ガスの温度を制御するようにしているため、必要以上のエネルギーを使用すると云うことがなく、省エネルギー化を図ることができる。
このように、本発明は、白煙防止と装置保護（ガスダクトや蒸気式加熱器等の保護）と省エネルギー運転とを同時に達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の方法を実施するごみ焼却プラントの排ガス系統を示し、当該排ガス系統は、ストーカ式焼却炉や流動床式焼却炉等のごみ焼却炉（図示省略）の排ガス出口に接続された廃熱ボイラ（図示省略）と、廃熱ボイラにガスダクト１を介して接続され、排ガスＧを減温する減温塔２と、減温塔２にガスダクト１を介して接続され、排ガスＧ中のダスト類を除去するバグフィルタ３と、バグフィルタ３にガスダクト１を介して接続された誘引通風機４と、誘引通風機４にガスダクト１を介して接続された煙突５と、ごみ焼却炉から煙突５に至る排ガスＧの排出経路に設置され、白煙防止用空気予熱器７及び送風機８等から成る白煙防止装置６等から構成されており、煙突５の排ガスＧと接触する鋼板製内筒５ａの排ガス入口及び排ガス出口の鉄皮部分の温度と、外気温度及び外気湿度と、ガスダクト１内を流れる排ガスＧの温度、水分、ＳＯｘ濃度及びＨＣｌ濃度とを夫々検出し、これらの検出結果に基づいて排ガスＧの白煙化及び煙突５の鋼板製内筒５ａの低温腐食を防止できるように前記白煙防止装置６の送風機８を制御するようにしたものである。
【００１２】
尚、白煙は、大気条件（温度及び湿度）と排ガスＧの状態（温度及び湿度）の関係に影響される。その関係をグラフ化すると、図２に示すグラフのようになる。
図２のグラフに於いて、Ｇ1 点及びＧ2 点は煙突５排出直後の排ガスＧの状態を示し、排ガスＧ1 及びＧ2 は夫々拡散しながら冷却され、直線的に大気状態であるＡ0 点へ近づいて行く。このとき、排ガスＧ1 は、大気状態であるＡ点までたどり着く間に水分飽和線に交差するため、ガス中の水分が飽和状態となり、気体の状態を保てなくなった分が凝縮して白煙となる。一方、排ガスＧ2 は、大気状態であるＡ0 点までたどり着くまでに水分飽和線と交差することがないため、ガス中の水分が気体の状態のまま大気拡散して凝縮することがないので、白煙を生じない。つまり、大気状態であるＡ点から水分飽和線に対する接線（この接線を白煙防止限界線と呼び、大気状態Ａ点の条件（気温及び絶対湿度）により変わる）を考え、排ガスＧの状態が白煙防止限界線より上にあるときに白煙が生じ、下にある場合には白煙が生じないことになる。従って、白煙を防止するためには、排ガスＧの状態（温度及び湿度）が白煙防止限界線の下になるようにすれば良い。
【００１３】
又、低温腐食は、排ガスＧ中に含まれるＳＯｘやＨＣｌが露点温度以下になっている金属表面で凝縮し、硫酸や塩酸になって金属が侵食される現象を云う。ＳＯｘやＨＣｌの露点温度は、排ガスＧ中の水分量とＳＯｘ濃度又はＨＣｌ濃度に依存し、これらの値により変化する。従って、煙突５の鋼板製内筒５ａの低温腐食を防止するためには、排ガスＧの状態（温度及び湿度）を変えて鋼板製内筒５ａの温度が酸性ガスの露点温度以上に保たれるようにすれば良い。
【００１４】
前記排ガス系統に設置した白煙防止装置６は、減温塔２の上流側のガスダクト１に設けた白煙防止用空気予熱器７と、白煙防止用空気予熱器７に空気を供給する送風機８と、誘引通風機４の下流側のガスダクト１と白煙防止用空気予熱器７を接続する加熱空気供給管９等から構成されており、送風機８から白煙防止用空気予熱器７へ供給した空気をガスダクト１内の排ガスＧにより間接的に加熱すると共に、この加熱空気Ａを加熱空気供給管９から誘引通風機４の下流側のガスダクト１内に吹き込んで排ガスＧと混合し、排ガスＧの状態（温度及び湿度）を変えることによって、煙突５から放出される排ガスＧの白煙化を防止するようになっている。
【００１５】
そして、前記排ガス系統は、煙突５の排ガスＧと接触する鋼板製内筒５ａの排ガス入口及び排ガス出口の鉄皮部分の温度を計測し、同時に外気温度及び外気湿度とガスダクト１内を流れる排ガスＧの温度、水分、ＳＯｘ濃度及びＨＣｌ濃度とを夫々検出し、これらの検出結果に基づいて排ガスＧの状態が白煙防止条件及び煙突５の鋼板製内筒５ａの低温腐食防止条件の両方を満足するように前記白煙防止装置６の送風機８を制御するように構成されている。
【００１６】
即ち、前記排ガス系統には、煙突５の排ガスＧと接触する鋼板製内筒５ａの排ガス入口の鉄皮部分の温度を計測する入口側温度検出器１０と、鋼板製内筒５ａの排ガス出口の鉄皮部分の温度を計測する出口側温度検出器１１と、バグフィルタ３の下流側のガスダクト１内を流れる排ガスＧの温度を検出する排ガス温度検出器１２と、バグフィルタ３の下流側のガスダクト１内を流れる排ガスＧ中の水分を検出する水分計１３と、バグフィルタ３の下流側のガスダクト１内を流れる排ガスＧ中のＳＯｘ濃度を検出するＳＯｘ濃度検出計１４と、バグフィルタ３の下流側のガスダクト１内を流れる排ガスＧ中のＨＣｌ濃度を検出するＨＣｌ濃度検出計１５と、外気の温度を計測する外気温度計１６と、外気の湿度を計測する外気湿度計１７とが夫々設けられている。
又、排ガス系には、各温度検出器１０，１１、排ガス温度検出器１２、水分計１３、ＳＯｘ濃度検出計１４、ＨＣｌ濃度検出計１５、外気温度計１６及び外気湿度計１７からの検出信号に基づいて白煙及び低温腐食の両方を防止できる排ガスＧの状態（温度及び湿度）を算出すると共に、排ガスＧの状態が白煙及び低温腐食を防止できる範囲に入るように白煙防止装置６の送風機８の回転数を算出する演算器１８と、演算器１８からの出力信号に基づいて送風機８の回転数を制御する制御器１９とが夫々設けられている。
尚、演算器１８には、白煙防止条件、排ガスＧ中の水分量とＳＯｘ濃度との関係、排ガスＧ中の水分量とＨＣｌ濃度との関係、ＳＯｘ濃度と露点温度との関係、ＨＣｌ濃度と露点温度の関係等が予め記憶されている。
【００１７】
次に、上述したごみ焼却プラントの排ガス系統の作用について説明する。
前記排ガス系統に於いては、ごみ焼却炉で発生した排ガスＧは、廃熱ボイラ及びエコノマイザ（何れも図示省略）により熱回収されてから減温塔２に入り、ここで更に減温されてからバグフィルタ３に流入し、当該バグフィルタ３により排ガスＧ中の煤塵が除去された後、誘引通風機４に誘引されて煙突５から大気中へ放出される。
このとき、白煙防止装置６により誘引通風機４の下流側のガスダクト１内を流れる排ガスＧに適宜の量の加熱空気Ａが混合されており、煙突５から放出される排ガスＧの白煙化と煙突５の鋼板製内筒５ａの低温腐食とが夫々防止されている。
【００１８】
即ち、前記排ガス系統に於いては、各温度検出器１０，１１、排ガス温度検出器１２、水分計１３、ＳＯｘ濃度検出計１４、ＨＣｌ濃度検出計１５、外気温度計１６及び外気湿度計１７により、煙突５の排ガスＧと接触する鋼板製内筒５ａの排ガス入口及び排ガス出口の鉄皮部分の温度と、外気温度及び外気湿度と、バグフィルタ３の下流側のガスダクト１内を流れる排ガスＧの温度、水分、ＳＯｘ濃度及びＨＣｌ濃度とが夫々検出されており、これらの検出信号が演算器１８に入力されている。
前記演算器１８では、各検出信号に基づいて白煙及び低温腐食の両方を防止できる排ガスＧの状態（温度及び湿度）が算出されると共に、排ガスＧの状態が白煙及び低温腐食を防止できる範囲に入るように白煙防止装置６の送風機８の回転数が算出され、その信号を制御器１９へ入力する。制御器１９は、演算器１８からの出力信号に基づいて送風機８の回転数を制御し、誘引通風機４の下流側のガスダクト１内を流れる排ガスＧに混合される加熱空気Ａの量を調整している。
これによって、排ガスＧの状態が白煙の発生及び煙突５の鋼板製内筒５ａの低温腐食を防止できる状態となる。
【００１９】
このように、前記排ガス系統に於いては、煙突５の鋼板製内筒５ａの排ガス入口及び排ガス出口の鉄皮部分の温度と、外気温度及び外気湿度と、ガスダクト１内を流れる排ガスＧの温度、水分、ＳＯｘ濃度及びＨＣｌ濃度とを夫々検出し、これらの検出結果に基づいて白煙防止装置６の送風機８を制御して排ガスＧに混合される加熱空気Ａの量を調整し、排ガスＧの状態を白煙及び低温腐食の両方を防止できる状態にしているため、煙突５から放出される排ガスＧの白煙化を防止することができると共に、煙突５の鋼板製内筒５ａの温度を低温腐食温度以上に保つ運転制御を行うことができ、煙突５の長寿命化を図ることができる。
又、煙突５の鋼板製内筒５ａが低温腐食を起こさないように排ガスＧに加熱空気Ａを混合するようにしているため、煙突５に至るまでのガスダクト１の低温腐食も防止することができる。
更に、煙突５の鋼板製内筒５ａの鉄皮部分の温度、外気温度及び外気湿度、排ガスＧの温度、水分、ＳＯｘ濃度及びＨＣｌ濃度を夫々検出し、これらの検出結果に基づいて排ガスＧに混合する加熱空気Ａの量を制御するようにしているため、必要以上のエネルギーを使用すると云うことがなく、省エネルギー化を図ることができる。
【００２０】
図３は本発明の他の方法を実施するごみ焼却プラントの排ガス系統を示し、当該排ガス系統は、ストーカ式焼却炉や流動床式焼却炉等のごみ焼却炉（図示省略）の排ガス出口に接続された廃熱ボイラ（図示省略）と、廃熱ボイラにガスダクト１を介して接続され、排ガスＧを減温する減温塔２と、減温塔２にガスダクト１を介して接続され、排ガスＧ中のダスト類を除去するバグフィルタ３と、バグフィルタ３にガスダクト１を介して接続された誘引通風機４と、誘引通風機４にガスダクト１を介して接続された煙突５と、誘引通風機４の下流側のガスダクト１に設置され、蒸気式加熱器２０及び制御弁２１から成る白煙防止装置６等から構成されており、煙突５の排ガスＧと接触する鋼板製内筒５ａの排ガス入口及び排ガス出口の鉄皮部分の温度と、外気温度及び外気湿度と、ガスダクト１内を流れる排ガスＧの温度、水分、ＳＯｘ濃度及びＨＣｌ濃度とを夫々検出し、これらの検出結果に基づいて排ガスＧの白煙化及び煙突５の鋼板製内筒５ａの低温腐食を防止できるように前記白煙防止装置６の制御弁２１を制御するようにしたものである。
【００２１】
前記白煙防止装置６は、誘引通風機４と煙突５との間のガスダクト１に介設した蒸気式加熱器２０と、蒸気式加熱器２０に流入する蒸気Ｓの量を制御する制御弁２１とから構成されており、廃熱ボイラで発生した蒸気Ｓを蒸気式加熱器２０へ供給してガスダクト１内を流れる排ガスＧを間接的に加熱し、排ガスＧの状態（温度及び湿度）を変えることによって、煙突５から放出される排ガスＧの白煙化を防止するようになっている。
【００２２】
そして、前記排ガス系統には、煙突５の排ガスＧと接触する鋼板製内筒５ａの排ガス入口の鉄皮部分の温度を計測する入口側温度検出器１０と、鋼板製内筒５ａの排ガス出口の鉄皮部分の温度を計測する出口側温度検出器１１と、バグフィルタ３の下流側のガスダクト１内を流れる排ガスＧの温度を検出する排ガス温度検出器１２と、バグフィルタ３の下流側のガスダクト１内を流れる排ガスＧ中の水分を検出する水分計１３と、バグフィルタ３の下流側のガスダクト１内を流れる排ガスＧ中のＳＯｘ濃度を検出するＳＯｘ濃度検出計１４と、バグフィルタ３の下流側のガスダクト１内を流れる排ガスＧ中のＨＣｌ濃度を検出するＨＣｌ濃度検出計１５と、外気の温度を計測する外気温度計１６と、外気の湿度を計測する外気湿度計１７とが夫々設けられている。
又、排ガス系には、各温度検出器１０，１１、排ガス温度検出器１２、水分計１３、ＳＯｘ濃度検出計１４、ＨＣｌ濃度検出計１５、外気温度計１６及び外気湿度計１７からの検出信号に基づいて白煙及び低温腐食の両方を防止できる排ガスＧの状態（温度及び湿度）を算出すると共に、排ガスＧの状態が白煙及び低温腐食を防止できる範囲に入るように白煙防止装置６の制御弁２１の開閉度合いを算出する演算器１８と、演算器１８からの出力信号に基づいて制御弁２１を制御する制御器１９とが夫々設けられている。
【００２３】
前記排ガス系統は、図１に示す排ガス系統と同様の作用効果を奏することができる。然も、排ガスＧを蒸気Ｓにより加熱するようにしているため、煙突５から放出される排ガスＧの量を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の方法を実施するごみ焼却プラントの排ガス系統図である。
【図２】大気と排ガスの状態変化を表わしたグラフである。
【図３】本発明の他の方法を実施するごみ焼却プラントの排ガス系統図である。
【図４】従来の白煙防止方法を実施するごみ焼却システムの概略系統図である。
【符号の説明】
【００２５】
１はガスダクト、５は煙突、５ａは煙突の鋼板製内筒、６は白煙防止装置、Ｇは排ガス、Ａは加熱空気。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に都市ごみ等の廃棄物を焼却処理するごみ焼却プラント等に用いられるものであり、ごみ焼却プラントのごみ焼却炉で発生し、煙突から大気中へ放出される排ガスの白煙化を防止すると共に、排ガスが流れるガスダクトや鋼板製の煙突の低温腐食を防止し、且つこれらに要するエネルギーを削減できるようにした白煙防止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ごみ焼却炉から排出された排ガスは、ＨＣｌやＳＯｘ等の酸性ガスを含んでいるので、これら酸性ガスを処理するために２００℃以下まで減温し、ガスタクトに消石灰や重曹を吹き込んで排ガス中の酸性ガスと反応させる乾式ガス処理や排ガスを苛性ソーダ等のアルカリ剤で中和した洗浄水で洗浄する湿式ガス処理により酸性ガスを除去するようにしている。
【０００３】
又、ごみ焼却炉から排出された排ガスは、水分を多量に含んでいるうえ、減温のために水噴霧を行うこともあるため、上述した乾式ガス処理や湿式ガス処理により排ガス中の酸性ガスを除去し、そのままの状態で煙突から大気中へ放出すると、排ガス中の水分が大気中で凝縮して白煙となる。
そのため、ごみ焼却プラントに於いては、ごみ焼却炉から煙突に至る排ガスの排出経路に白煙防止装置を設置し、減温した排ガスに加熱空気を混合したり、或いは減温した排ガスを再加熱器により加熱したりして排ガスの白煙化を防止するようにしている。
【０００４】
従来、煙突から放出される排ガスの白煙化を防止する方法としては、例えば特許文献１（特開平７−１２７８４０号公報）や特許文献２（実開平３−１２１３３０号公報）等に開示された方法が知られている。
【０００５】
即ち、前者の方法は、図４に示す如く、焼却炉３０から煙突３５に至る排ガスＧの排出経路に空気予熱器３１、白煙防止用空気予熱器３２及び集塵機３３を設置すると共に、空気予熱器３１と白煙防止用空気予熱器３２との間に空気予熱器３１からの予熱空気Ａ1 を冷空気Ａ0 と熱交換して冷却するプレヒータ３４を設け、当該プレヒータ３４で予熱した空気Ａ2 を白煙防止用空気予熱器３２に供給してここで排ガスＧによって更に予熱し、この予熱した空気を白煙防止用加熱空気Ａ3 として集塵機３３の下流側位置で排ガスＧに混合するようにしたものである。この方法は、煙突３５から排出される排ガスＧの白煙化及び白煙防止用空気予熱器３２の低温腐食を夫々防止することができる。
【０００６】
又、後者の方法は、図示していないが、送風機からエアヒータを経た温風を排ガス路内の排ガスに吹き込むと共に、外気温度及び外気湿度と煙突入口部の排ガスの温度及び湿度とを夫々計測し、その計測結果に基づいて排ガス状態が白煙防止範囲に入るように排ガスに混合する温風量を調節するようにしたものである。この方法は、煙突から排出される排ガスの白煙化を防止することができると共に、送風機の消費電力が節約されて省エネルギーを図ることができる。
【０００７】
しかし、前者の方法は、排ガスＧの白煙化防止及び白煙防止用空気予熱器３２の低温腐食防止を目的としているため、煙突３５内の排ガスＧの温度及び湿度を計測しておらず、外気条件（温度、風速）によっては煙突３５の排ガスＧと接触する鋼板製内筒の温度が低温腐食域（１５０℃以下）になる場合がある。又、後者の方法も、外気温度及び外気湿度と排ガスの温度及び湿度とを計測して排ガスの白煙化を防止するようにしているため、特に夏場など白煙防止条件が比較的緩い季節には排ガスの温度を極力低く抑える制御となり、煙突の鋼板製内筒の温度が低温腐食域になる場合がある。その結果、前記各方法は、煙突の鋼板製内筒が低温腐食を引き起こし、煙突の寿命が短くなると云う問題があった。
更に、前者の方法は、排ガスＧの白煙化防止と白煙防止用空気予熱器３２の低温腐食防止を行うものであり、又、後者の方法は、排ガスの白煙化防止と送風機の消費電力の節約を行うものであり、何れの方法も排ガスの白煙化防止と煙突の鋼板製内筒の低温腐食防止とエネルギーの削減とを同時に達成するものではなく、これらの全てを解決する方法は未だ提案されていないのが実情である。
【特許文献１】特開平７−１２７８４０号公報
【特許文献２】実開平３−１２１３３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は煙突から大気中へ放出される排ガスの白煙化を防止すると共に、排ガスが流れるガスダクトや煙突の鋼板製内筒等の低温腐食を防止し、且つこれらに要するエネルギーを削減できるようにした白煙防止方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、排ガスの排出経路に設置した白煙防止装置により、ガスダクト内を流れる排ガスに加熱空気を混合若しくはガスダクト内を流れる排ガスを再加熱し、煙突から大気中へ放出される排ガスの白煙化を防止するようにした白煙防止方法に於いて、煙突の排ガスと接触する鋼板製内筒の排ガス入口及び排ガス出口の鉄皮部分の温度を計測し、同時に外気温度及び外気湿度とガスダクト内を流れる排ガスの温度、水分、ＳＯｘ濃度及びＨＣｌ濃度とを夫々検出し、これらの検出結果に基づいて排ガスの白煙化及び煙突の鋼板製内筒の低温腐食を夫々防止できるように前記白煙防止装置を制御するようにしたことに特徴がある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、煙突の鋼板製内筒の排ガス入口及び排ガス出口の鉄皮部分の温度と、外気温度及び外気湿度と、ガスダクト内を流れる排ガスの温度、水分、ＳＯｘ濃度及びＨＣｌ濃度とを夫々検出し、これらの検出結果に基づいて排ガスの排出経路に設置した白煙防止装置を制御して排ガスに加熱空気を混合したり、或いは排ガスを再加熱したりして、排ガスの状態を白煙及び低温腐食の両方を防止できる状態にしているため、煙突から放出される排ガスの白煙化を防止することができると共に、煙突の鋼板製内筒の温度を低温腐食温度以上に保つ運転制御を行うことができ、煙突の長寿命化を図ることができる。
又、本発明は、煙突の鋼板製内筒が低温腐食を起こさないように排ガスに加熱空気を混合したり、排ガスを再加熱したりするようにしているため、煙突までのガスダクトやガスダクトに介設した再加熱器（例えば蒸気式加熱器）の低温腐食も防止することができる。
更に、本発明は、煙突の鋼板製内筒の鉄皮部分の温度、外気温度及び外気湿度、排ガスの温度、水分、ＳＯｘ濃度及びＨＣｌ濃度を夫々検出し、これらの検出結果に基づいて排ガスに混合する加熱空気の量や再加熱する排ガスの温度を制御するようにしているため、必要以上のエネルギーを使用すると云うことがなく、省エネルギー化を図ることができる。
このように、本発明は、白煙防止と装置保護（ガスダクトや蒸気式加熱器等の保護）と省エネルギー運転とを同時に達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の方法を実施するごみ焼却プラントの排ガス系統を示し、当該排ガス系統は、ストーカ式焼却炉や流動床式焼却炉等のごみ焼却炉（図示省略）の排ガス出口に接続された廃熱ボイラ（図示省略）と、廃熱ボイラにガスダクト１を介して接続され、排ガスＧを減温する減温塔２と、減温塔２にガスダクト１を介して接続され、排ガスＧ中のダスト類を除去するバグフィルタ３と、バグフィルタ３にガスダクト１を介して接続された誘引通風機４と、誘引通風機４にガスダクト１を介して接続された煙突５と、ごみ焼却炉から煙突５に至る排ガスＧの排出経路に設置され、白煙防止用空気予熱器７及び送風機８等から成る白煙防止装置６等から構成されており、煙突５の排ガスＧと接触する鋼板製内筒５ａの排ガス入口及び排ガス出口の鉄皮部分の温度と、外気温度及び外気湿度と、ガスダクト１内を流れる排ガスＧの温度、水分、ＳＯｘ濃度及びＨＣｌ濃度とを夫々検出し、これらの検出結果に基づいて排ガスＧの白煙化及び煙突５の鋼板製内筒５ａの低温腐食を防止できるように前記白煙防止装置６の送風機８を制御するようにしたものである。
【００１２】
尚、白煙は、大気条件（温度及び湿度）と排ガスＧの状態（温度及び湿度）の関係に影響される。その関係をグラフ化すると、図２に示すグラフのようになる。
図２のグラフに於いて、Ｇ1 点及びＧ2 点は煙突５排出直後の排ガスＧの状態を示し、排ガスＧ1 及びＧ2 は夫々拡散しながら冷却され、直線的に大気状態であるＡ0 点へ近づいて行く。このとき、排ガスＧ1 は、大気状態であるＡ点までたどり着く間に水分飽和線に交差するため、ガス中の水分が飽和状態となり、気体の状態を保てなくなった分が凝縮して白煙となる。一方、排ガスＧ2 は、大気状態であるＡ0 点までたどり着くまでに水分飽和線と交差することがないため、ガス中の水分が気体の状態のまま大気拡散して凝縮することがないので、白煙を生じない。つまり、大気状態であるＡ点から水分飽和線に対する接線（この接線を白煙防止限界線と呼び、大気状態Ａ点の条件（気温及び絶対湿度）により変わる）を考え、排ガスＧの状態が白煙防止限界線より上にあるときに白煙が生じ、下にある場合には白煙が生じないことになる。従って、白煙を防止するためには、排ガスＧの状態（温度及び湿度）が白煙防止限界線の下になるようにすれば良い。
【００１３】
又、低温腐食は、排ガスＧ中に含まれるＳＯｘやＨＣｌが露点温度以下になっている金属表面で凝縮し、硫酸や塩酸になって金属が侵食される現象を云う。ＳＯｘやＨＣｌの露点温度は、排ガスＧ中の水分量とＳＯｘ濃度又はＨＣｌ濃度に依存し、これらの値により変化する。従って、煙突５の鋼板製内筒５ａの低温腐食を防止するためには、排ガスＧの状態（温度及び湿度）を変えて鋼板製内筒５ａの温度が酸性ガスの露点温度以上に保たれるようにすれば良い。
【００１４】
前記排ガス系統に設置した白煙防止装置６は、減温塔２の上流側のガスダクト１に設けた白煙防止用空気予熱器７と、白煙防止用空気予熱器７に空気を供給する送風機８と、誘引通風機４の下流側のガスダクト１と白煙防止用空気予熱器７を接続する加熱空気供給管９等から構成されており、送風機８から白煙防止用空気予熱器７へ供給した空気をガスダクト１内の排ガスＧにより間接的に加熱すると共に、この加熱空気Ａを加熱空気供給管９から誘引通風機４の下流側のガスダクト１内に吹き込んで排ガスＧと混合し、排ガスＧの状態（温度及び湿度）を変えることによって、煙突５から放出される排ガスＧの白煙化を防止するようになっている。
【００１５】
そして、前記排ガス系統は、煙突５の排ガスＧと接触する鋼板製内筒５ａの排ガス入口及び排ガス出口の鉄皮部分の温度を計測し、同時に外気温度及び外気湿度とガスダクト１内を流れる排ガスＧの温度、水分、ＳＯｘ濃度及びＨＣｌ濃度とを夫々検出し、これらの検出結果に基づいて排ガスＧの状態が白煙防止条件及び煙突５の鋼板製内筒５ａの低温腐食防止条件の両方を満足するように前記白煙防止装置６の送風機８を制御するように構成されている。
【００１６】
即ち、前記排ガス系統には、煙突５の排ガスＧと接触する鋼板製内筒５ａの排ガス入口の鉄皮部分の温度を計測する入口側温度検出器１０と、鋼板製内筒５ａの排ガス出口の鉄皮部分の温度を計測する出口側温度検出器１１と、バグフィルタ３の下流側のガスダクト１内を流れる排ガスＧの温度を検出する排ガス温度検出器１２と、バグフィルタ３の下流側のガスダクト１内を流れる排ガスＧ中の水分を検出する水分計１３と、バグフィルタ３の下流側のガスダクト１内を流れる排ガスＧ中のＳＯｘ濃度を検出するＳＯｘ濃度検出計１４と、バグフィルタ３の下流側のガスダクト１内を流れる排ガスＧ中のＨＣｌ濃度を検出するＨＣｌ濃度検出計１５と、外気の温度を計測する外気温度計１６と、外気の湿度を計測する外気湿度計１７とが夫々設けられている。
又、排ガス系には、各温度検出器１０，１１、排ガス温度検出器１２、水分計１３、ＳＯｘ濃度検出計１４、ＨＣｌ濃度検出計１５、外気温度計１６及び外気湿度計１７からの検出信号に基づいて白煙及び低温腐食の両方を防止できる排ガスＧの状態（温度及び湿度）を算出すると共に、排ガスＧの状態が白煙及び低温腐食を防止できる範囲に入るように白煙防止装置６の送風機８の回転数を算出する演算器１８と、演算器１８からの出力信号に基づいて送風機８の回転数を制御する制御器１９とが夫々設けられている。
尚、演算器１８には、白煙防止条件、排ガスＧ中の水分量とＳＯｘ濃度との関係、排ガスＧ中の水分量とＨＣｌ濃度との関係、ＳＯｘ濃度と露点温度との関係、ＨＣｌ濃度と露点温度の関係等が予め記憶されている。
【００１７】
次に、上述したごみ焼却プラントの排ガス系統の作用について説明する。
前記排ガス系統に於いては、ごみ焼却炉で発生した排ガスＧは、廃熱ボイラ及びエコノマイザ（何れも図示省略）により熱回収されてから減温塔２に入り、ここで更に減温されてからバグフィルタ３に流入し、当該バグフィルタ３により排ガスＧ中の煤塵が除去された後、誘引通風機４に誘引されて煙突５から大気中へ放出される。
このとき、白煙防止装置６により誘引通風機４の下流側のガスダクト１内を流れる排ガスＧに適宜の量の加熱空気Ａが混合されており、煙突５から放出される排ガスＧの白煙化と煙突５の鋼板製内筒５ａの低温腐食とが夫々防止されている。
【００１８】
即ち、前記排ガス系統に於いては、各温度検出器１０，１１、排ガス温度検出器１２、水分計１３、ＳＯｘ濃度検出計１４、ＨＣｌ濃度検出計１５、外気温度計１６及び外気湿度計１７により、煙突５の排ガスＧと接触する鋼板製内筒５ａの排ガス入口及び排ガス出口の鉄皮部分の温度と、外気温度及び外気湿度と、バグフィルタ３の下流側のガスダクト１内を流れる排ガスＧの温度、水分、ＳＯｘ濃度及びＨＣｌ濃度とが夫々検出されており、これらの検出信号が演算器１８に入力されている。
前記演算器１８では、各検出信号に基づいて白煙及び低温腐食の両方を防止できる排ガスＧの状態（温度及び湿度）が算出されると共に、排ガスＧの状態が白煙及び低温腐食を防止できる範囲に入るように白煙防止装置６の送風機８の回転数が算出され、その信号を制御器１９へ入力する。制御器１９は、演算器１８からの出力信号に基づいて送風機８の回転数を制御し、誘引通風機４の下流側のガスダクト１内を流れる排ガスＧに混合される加熱空気Ａの量を調整している。
これによって、排ガスＧの状態が白煙の発生及び煙突５の鋼板製内筒５ａの低温腐食を防止できる状態となる。
【００１９】
このように、前記排ガス系統に於いては、煙突５の鋼板製内筒５ａの排ガス入口及び排ガス出口の鉄皮部分の温度と、外気温度及び外気湿度と、ガスダクト１内を流れる排ガスＧの温度、水分、ＳＯｘ濃度及びＨＣｌ濃度とを夫々検出し、これらの検出結果に基づいて白煙防止装置６の送風機８を制御して排ガスＧに混合される加熱空気Ａの量を調整し、排ガスＧの状態を白煙及び低温腐食の両方を防止できる状態にしているため、煙突５から放出される排ガスＧの白煙化を防止することができると共に、煙突５の鋼板製内筒５ａの温度を低温腐食温度以上に保つ運転制御を行うことができ、煙突５の長寿命化を図ることができる。
又、煙突５の鋼板製内筒５ａが低温腐食を起こさないように排ガスＧに加熱空気Ａを混合するようにしているため、煙突５に至るまでのガスダクト１の低温腐食も防止することができる。
更に、煙突５の鋼板製内筒５ａの鉄皮部分の温度、外気温度及び外気湿度、排ガスＧの温度、水分、ＳＯｘ濃度及びＨＣｌ濃度を夫々検出し、これらの検出結果に基づいて排ガスＧに混合する加熱空気Ａの量を制御するようにしているため、必要以上のエネルギーを使用すると云うことがなく、省エネルギー化を図ることができる。
【００２０】
図３は本発明の他の方法を実施するごみ焼却プラントの排ガス系統を示し、当該排ガス系統は、ストーカ式焼却炉や流動床式焼却炉等のごみ焼却炉（図示省略）の排ガス出口に接続された廃熱ボイラ（図示省略）と、廃熱ボイラにガスダクト１を介して接続され、排ガスＧを減温する減温塔２と、減温塔２にガスダクト１を介して接続され、排ガスＧ中のダスト類を除去するバグフィルタ３と、バグフィルタ３にガスダクト１を介して接続された誘引通風機４と、誘引通風機４にガスダクト１を介して接続された煙突５と、誘引通風機４の下流側のガスダクト１に設置され、蒸気式加熱器２０及び制御弁２１から成る白煙防止装置６等から構成されており、煙突５の排ガスＧと接触する鋼板製内筒５ａの排ガス入口及び排ガス出口の鉄皮部分の温度と、外気温度及び外気湿度と、ガスダクト１内を流れる排ガスＧの温度、水分、ＳＯｘ濃度及びＨＣｌ濃度とを夫々検出し、これらの検出結果に基づいて排ガスＧの白煙化及び煙突５の鋼板製内筒５ａの低温腐食を防止できるように前記白煙防止装置６の制御弁２１を制御するようにしたものである。
【００２１】
前記白煙防止装置６は、誘引通風機４と煙突５との間のガスダクト１に介設した蒸気式加熱器２０と、蒸気式加熱器２０に流入する蒸気Ｓの量を制御する制御弁２１とから構成されており、廃熱ボイラで発生した蒸気Ｓを蒸気式加熱器２０へ供給してガスダクト１内を流れる排ガスＧを間接的に加熱し、排ガスＧの状態（温度及び湿度）を変えることによって、煙突５から放出される排ガスＧの白煙化を防止するようになっている。
【００２２】
そして、前記排ガス系統には、煙突５の排ガスＧと接触する鋼板製内筒５ａの排ガス入口の鉄皮部分の温度を計測する入口側温度検出器１０と、鋼板製内筒５ａの排ガス出口の鉄皮部分の温度を計測する出口側温度検出器１１と、バグフィルタ３の下流側のガスダクト１内を流れる排ガスＧの温度を検出する排ガス温度検出器１２と、バグフィルタ３の下流側のガスダクト１内を流れる排ガスＧ中の水分を検出する水分計１３と、バグフィルタ３の下流側のガスダクト１内を流れる排ガスＧ中のＳＯｘ濃度を検出するＳＯｘ濃度検出計１４と、バグフィルタ３の下流側のガスダクト１内を流れる排ガスＧ中のＨＣｌ濃度を検出するＨＣｌ濃度検出計１５と、外気の温度を計測する外気温度計１６と、外気の湿度を計測する外気湿度計１７とが夫々設けられている。
又、排ガス系には、各温度検出器１０，１１、排ガス温度検出器１２、水分計１３、ＳＯｘ濃度検出計１４、ＨＣｌ濃度検出計１５、外気温度計１６及び外気湿度計１７からの検出信号に基づいて白煙及び低温腐食の両方を防止できる排ガスＧの状態（温度及び湿度）を算出すると共に、排ガスＧの状態が白煙及び低温腐食を防止できる範囲に入るように白煙防止装置６の制御弁２１の開閉度合いを算出する演算器１８と、演算器１８からの出力信号に基づいて制御弁２１を制御する制御器１９とが夫々設けられている。
【００２３】
前記排ガス系統は、図１に示す排ガス系統と同様の作用効果を奏することができる。然も、排ガスＧを蒸気Ｓにより加熱するようにしているため、煙突５から放出される排ガスＧの量を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の方法を実施するごみ焼却プラントの排ガス系統図である。
【図２】大気と排ガスの状態変化を表わしたグラフである。
【図３】本発明の他の方法を実施するごみ焼却プラントの排ガス系統図である。
【図４】従来の白煙防止方法を実施するごみ焼却システムの概略系統図である。
【符号の説明】
【００２５】
１はガスダクト、５は煙突、５ａは煙突の鋼板製内筒、６は白煙防止装置、Ｇは排ガス、Ａは加熱空気。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスの排出経路に設置した白煙防止装置により、ガスダクト内を流れる排ガスに加熱空気を混合若しくはガスダクト内を流れる排ガスを再加熱し、煙突から大気中へ放出される排ガスの白煙化を防止するようにした白煙防止方法に於いて、煙突の排ガスと接触する鋼板製内筒の排ガス入口及び排ガス出口の鉄皮部分の温度を計測し、同時に外気温度及び外気湿度とガスダクト内を流れる排ガスの温度、水分、ＳＯｘ濃度及びＨＣｌ濃度とを夫々検出し、これらの検出結果に基づいて排ガスの白煙化及び煙突の鋼板製内筒の低温腐食を夫々防止できるように前記白煙防止装置を制御するようにしたことを特徴とする白煙防止方法。
【請求項１】
排ガスの排出経路に設置した白煙防止装置により、ガスダクト内を流れる排ガスに加熱空気を混合若しくはガスダクト内を流れる排ガスを再加熱し、煙突から大気中へ放出される排ガスの白煙化を防止するようにした白煙防止方法に於いて、煙突の排ガスと接触する鋼板製内筒の排ガス入口及び排ガス出口の鉄皮部分の温度を計測し、同時に外気温度及び外気湿度とガスダクト内を流れる排ガスの温度、水分、ＳＯｘ濃度及びＨＣｌ濃度とを夫々検出し、これらの検出結果に基づいて排ガスの白煙化及び煙突の鋼板製内筒の低温腐食を夫々防止できるように前記白煙防止装置を制御するようにしたことを特徴とする白煙防止方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−１８９１９５（Ｐ２００６−１８９１９５Ａ）
【公開日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１７５（Ｐ２００５−１１７５）
【出願日】平成１７年１月６日（２００５．１．６）
【出願人】（０００１３３０３２）株式会社タクマ (308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月６日（２００５．１．６）
【出願人】（０００１３３０３２）株式会社タクマ (308)
【Ｆターム（参考）】
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