石炭火力発電システム及びフライアッシュの平均粒径を拡大させる方法
【課題】多額の初期投資が不要で、大規模な追加設備を必要とせずに、フライアッシュの平均粒径を拡大させることが可能な石炭火力発電システム、又は、フライアッシュの平均粒径を拡大させる方法を提供すること。
【解決手段】石炭火力発電システムにおける石炭燃焼プラント１０は、フライアッシュのうち平均粒径が大きいフライアッシュが取り除かれる部分の近傍に開口部１１４ｂを有する電気集塵装置９０と、燃焼ボイラ４０の下流かつ電気集塵装置９０の上流に配置され、開口を形成する開口部４２を有する燃焼ボイラ４０と、開口部１１４ｂから開口部４２までを連通するフライアッシュ移送管１７０と、フライアッシュ移送管１７０内を開口部１１４ｂから開口部４２に向けて吸引する吸引装置１８０と、を備える。
【解決手段】石炭火力発電システムにおける石炭燃焼プラント１０は、フライアッシュのうち平均粒径が大きいフライアッシュが取り除かれる部分の近傍に開口部１１４ｂを有する電気集塵装置９０と、燃焼ボイラ４０の下流かつ電気集塵装置９０の上流に配置され、開口を形成する開口部４２を有する燃焼ボイラ４０と、開口部１１４ｂから開口部４２までを連通するフライアッシュ移送管１７０と、フライアッシュ移送管１７０内を開口部１１４ｂから開口部４２に向けて吸引する吸引装置１８０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭火力発電システム及びフライアッシュの平均粒径を拡大させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭火力発電システムでは、原料として使用される石炭の燃焼によって、クリンカアッシュ、フライアッシュなどの石炭灰が副生物として生成される。クリンカアッシュは火炉から落下するもので、ボトムアッシュとも称される。また、フライアッシュは残りの煤塵である。
【０００３】
フライアッシュ（煤塵）は、主に集塵装置、例えば、電気集塵装置などによって高い効率（例えば、９５％以上）で補集される。このフライアッシュは、従来埋め立て処分がなされていたが、近年、環境保全の観点から、コンクリート混和剤やセメント原料、更には、地盤改良剤などに有効利用されている。
【０００４】
しかし、石炭には、炭素以外にも、ホウ素、フッ素、セレン、ヒ素、六価クロムなどの有害な元素を微量ながら含んでいる（以下、ホウ素、フッ素、セレン、ヒ素、六価クロムなどを有害微量元素という）ため、フライアッシュにも有害微量元素が含まれる。したがって、フライアッシュの有効利用を図るために、有害微量元素の溶出を抑制する技術の検討が行われている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、電気集塵装置内に配置された複数の集塵段のうち、特定の集塵段からフライアッシュを捕集し、かつ、排ガスの鉛直方向に設置された複数の集塵段のうち、最も排ガス上流側に位置する集塵段からフライアッシュを捕集することにより、フライアッシュの中の有害微量元素の溶出を防止する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−３５１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、捕集されたフライアッシュの有害微量元素の溶出防止を図れたとしても、集塵装置の性能によっては、平均粒径が微小なフライアッシュを集塵装置が捕集できずに、有害微量元素を含むフライアッシュが煙突より大気中に放出されてしまう可能性がある。すなわち、集塵装置の分離限界粒子径よりも平均粒径が小さいフライアッシュが存在する場合、有害微量元素を含むフライアッシュが集塵装置をすり抜けて煙突より大気中に放出されてしまう。このため、フライアッシュの平均粒径が小さいために既設の集塵装置ではフライアッシュが取り除けない場合、新たな設備を増強する必要がある。しかし、新たな設備を設ける場合には、コストの増大といった問題や設置スペースが不足するといった問題が発生する。
【０００７】
したがって、多額の初期投資が不要で、大規模な追加設備を必要とせずに、分離限界粒子径よりもフライアッシュの平均粒径を大きくさせる石炭火力発電システム、又は、フライアッシュの平均粒径を大きくさせる方法が求められている。
【０００８】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、多額の初期投資が不要で、大規模な追加設備を必要とせずに、フライアッシュの平均粒径を拡大させることが可能な石炭火力発電システム、又は、フライアッシュの平均粒径を拡大させる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１） 石炭を燃焼させる燃焼ボイラと、前記燃焼ボイラの下流に配置され前記石炭の燃焼により発生した排ガス中に含まれるフライアッシュを取り除く集塵装置と、を備えた石炭火力発電システムにおいて、前記集塵装置は、前記フライアッシュが取り除かれる部分の近傍に第一開口部を有しており、前記燃焼ボイラの下流かつ前記集塵装置の上流に配置され、開口を形成する第二開口部を有する下流部と、前記第一開口部から前記第二開口部までを連通するフライアッシュ移送管と、前記フライアッシュ移送管内を第一開口部から前記第二開口部に向けて吸引する吸引手段と、を備える石炭火力発電システム。
【００１０】
（２） 前記集塵装置は、前記フライアッシュのうち平均粒径が大きいフライアッシュが取り除かれる部分の近傍に第一開口部を有している、（１）に記載の石炭火力発電システム。
【００１１】
燃焼ボイラの下流かつ集塵装置の上流に配置される下流部には石炭の燃焼によって生成されるフライアッシュが排出されるが、そのなかには集塵装置の分離限界粒子径よりも平均粒径が小さいフライアッシュが含まれる場合がある。
【００１２】
（１）の発明によれば、集塵装置はフライアッシュが取り除かれる部分の近傍に第一開口部を有し、下流部は燃焼ボイラの下流かつ集塵装置の上流に配置され、開口を形成する第二開口部を有し、フライアッシュ移送管は第一開口部から第二開口部までを連通し、吸引手段は第一開口部から第二開口部に向けてフライアッシュ移送管内を吸引する。したがって、第二開口部には第一開口部からフライアッシュが移送される。ここで、下流部に存在する平均粒径の小さいフライアッシュは、ボイラ内の燃焼部から移行してきた直後であって完全に冷却固化されておらず、少なくとも表面が溶融した状態となっている。このため、平均粒径の小さいフライアッシュが比較的平均粒径の大きいフライアッシュの表面に合体することにより、多額の初期投資をせずに、かつ、大規模な追加設備を必要とせずに平均粒径が大きいフライアッシュを生成させることができる。すなわち、フライアッシュの平均粒径を大きくさせることができる。
【００１３】
また、（２）の発明によれば、下流部に移送されるフライアッシュが、平均粒径の大きなものであるので、平均粒径の小さなフライアッシュの捕捉を、効率よく行うことができる。
【００１４】
ここで、「燃焼ボイラの下流かつ集塵装置の上流に配置される下流部」とは、後述する、熱交換ユニットに相当する火炉上部分割壁、過熱器、再熱器、若しくは、節炭器の近傍、又は、排気通路などが相当する。この下流部においては、燃焼ボイラの燃焼部を通過したフライアッシュが完全に冷却固化しておらず、フライアッシュが溶融された状態に維持されていることが好ましい。
【００１５】
また、「フライアッシュのうち平均粒径が大きいフライアッシュ」とは、例えば、電気集塵装置でいえば、複数の捕集段があるとすると、排ガスの上流側の捕集段で捕集されるフライアッシュである。また、重量集塵装置でいえば、排ガスが水平方向に装置内を流れるとすれば、装置の入口側に沈降したフライアッシュである。このように、同じ集塵装置であっても、取り出す位置によってフライアッシュの平均粒径が異なることがある。この場合でも、本発明で下流部に移送されるフライアッシュは、集塵装置で取り出される全フライアッシュの中でも大きい粒径のものである。下流部に移送されるフライアッシュは、全フライアッシュの中の平均粒径に対して、１１０％以上、３００％以下の粒径であることが好ましい（例えば、平均粒径が３５μｍとしたとき、４０μｍ以上１００μｍ以下）。
【００１６】
（３） 前記石炭として微粉炭を使用する（１）又は（２）に記載の石炭火力発電システム。
【００１７】
（３）の発明は、本発明に係る石炭火力発電システムに使用される燃料が微粉炭であることを規定している。本発明に係る石炭火力発電システムにおいて、燃料として微粉炭を使用した場合は、フライアッシュの平均粒径が小さくなるため、フライアッシュの平均粒径を拡大させることは大変に意義がある。すなわち、本発明に係る石炭火力発電システムにより、燃料が微粉炭のために平均粒径が小さいフライアッシュであっても、その平均粒径を大きくさせることができる。
【００１８】
（４） 前記下流部は、前記燃焼ボイラの下流に配置される熱交換ユニットである（１）から（３）のいずれかに記載の石炭火力発電システム。
【００１９】
（４）の発明は、平均粒径が大きいフライアッシュが移送される場所を下流部の位置と規定している。（４）の発明によれば、平均粒径が大きいフライアッシュが移送される下流部は、燃焼ボイラの下流に配置される熱交換ユニットである。この熱交換ユニットは、火炉上部分割壁、過熱器、再熱器、及び節炭器などと呼ばれ、４５０℃から９００℃前後の温度が維持されている領域である。このように熱交換ユニットでは高い温度領域が維持されているので、ボイラ内の燃焼部で溶融した平均粒径の小さいフライアッシュが完全に冷却固化されず、平均粒径の大きいフライアッシュの表面に合体することが可能である。したがって、平均粒径が大きいフライアッシュを生成させることができる。すなわち、多額の初期投資をせずに、かつ、大規模な追加設備を必要とせずに、フライアッシュの平均粒径を大きくさせることができる。
【００２０】
（５） 石炭を燃焼させる燃焼ボイラと、前記燃焼ボイラの下流に配置され前記石炭の燃焼により発生した排ガス中に含まれるフライアッシュを取り除く集塵装置と、を備えた石炭火力発電システムにおけるフライアッシュの平均粒径を拡大させる方法であって、前記集塵装置によって取り除かれた前記フライアッシュを、前記集塵装置から前記燃焼ボイラと前記集塵装置との間に設けられ前記排ガスが通過する下流部に移送させることにより、フライアッシュの平均粒径を拡大させる方法。
【００２１】
（６） 前記集塵装置によって取り除かれた前記フライアッシュのうち平均粒径が大きいフライアッシュを、前記集塵装置から前記燃焼ボイラと前記集塵装置との間に設けられ前記排ガスが通過する下流部に移送させる、（５）に記載のフライアッシュの平均粒径を拡大させる方法。
【００２２】
（５）及び（６）の発明は、（１）及び（２）の発明を方法として捉えたものである。（１）及び（２）の発明と同様に、平均粒径が大きいフライアッシュを生成させることができる。すなわち、多額の初期投資をせずに、かつ、大規模な追加設備を必要とせずに、フライアッシュの平均粒径を大きくさせることができる。
【００２３】
（７） 前記石炭として微粉炭を使用する（５）又は（６）記載のフライアッシュの平均粒径を拡大させる方法。
【００２４】
（７）の発明は、（３）の発明を方法として捉えたものである。（３）の発明と同様に、本発明に係るフライアッシュの平均粒径を拡大させる方法を燃料が微粉炭の場合に適用することにより、燃料が微粉炭のために平均粒径が小さいフライアッシュであっても、その平均粒径を大きくさせることができる。
【００２５】
（８） 前記下流部は、前記燃焼ボイラの下流に配置される熱交換ユニットとする（５）から（７）のいずれかに記載のフライアッシュの平均粒径を拡大させる方法。
【００２６】
（８）の発明は、（４）の発明を方法として捉えたものである。（４）の発明と同様に、平均粒径が大きいフライアッシュを生成させることができる。すなわち、多額の初期投資をせずに、かつ、大規模な追加設備を必要とせずに、フライアッシュの平均粒径を大きくさせることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、多額の初期投資をせずに、かつ、大規模な追加設備を必要とせずに、フライアッシュの平均粒径を大きくさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の一例を示す実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００２９】
＜石炭火力発電システムにおける石炭燃焼プラントの構成＞
図１は、石炭火力発電システムにおける石炭燃焼プラント１０を示す概略説明図である。ここで、図１に示すように、石炭燃焼プラント１０は、少なくとも、石炭を燃焼させる燃焼ボイラ４０と、石炭を燃焼したことにより発生した排ガス中に含まれるフライアッシュ（煤塵）を取り除く電気集塵装置９０と、を備える。
【００３０】
更に、石炭燃焼プラント１０は、石炭サイロ（図示しない）から運炭設備によって供給された石炭を貯蔵する石炭バンカ２０と、微粉炭機３０と、燃焼ボイラ４０の下流側に設けられた排気通路（煙道）５０と、この排気通路５０に設けられた脱硝装置６０と、空気予熱器７０と、ガスヒータ（熱回収用）８０と、誘引通風機２１０と、脱硫装置２２０と、ガスヒータ（再加熱用）２３０と、脱硫通風機２４０と、煙突２５０と、を備える。また、図２は、燃焼ボイラ（火炉）４０付近の拡大図である。
【００３１】
微粉炭機３０は、石炭バンカ２０から給炭機２５を介して供給された石炭を、微細な粒度に粉砕して微粉炭を形成する。そして、この微粉炭と空気とを混合することにより、微粉炭を予熱及び乾燥させ、燃焼を容易にする。形成された微粉炭には、エアーが吹きつけられて、これにより、微粉炭機３０は、燃焼ボイラ４０に微粉炭を供給する。
【００３２】
燃焼ボイラ４０は、微粉炭機３０から供給された微粉炭を、強制的に供給された空気とともに燃焼する。微粉炭を燃焼することによりクリンカアッシュ及びフライアッシュなどの石炭灰が生成されるとともに、排ガスが発生する。後述するように、フライアッシュは電気集塵装置９０によって取り除かれる。
【００３３】
図２を参照して、燃焼ボイラ４０内について詳しく説明すると、図２において、燃焼ボイラ４０は全体として略逆Ｕ字状をなしており、図中矢印に沿って排ガス（燃焼ガス）が逆Ｕ字状に移動した後、２次節炭器４１ｅを通過後に、再度小さくＵ字状に反転する。燃焼ボイラ４０の排気通路５０（図２における矢印の最後）は、図１における脱硝装置６０に接続されている。
【００３４】
燃焼ボイラ４０の下方には、燃焼ボイラ４０内のバーナーゾーン４１ａ’付近で微粉炭を燃焼するためのバーナ４１ａが配置されている。また、燃焼ボイラ４０内のＵ字頂部付近には、第一の過熱器４１ｂが配置されており、更にそこから第二の過熱器４１ｃが続いて配置されている。更に、第二の過熱器４１ｃの終端付近からは、１次節炭器４１ｄ、２次節炭器４１ｅが２段階に設けられている。ここで、節炭器（ＥＣＯとも呼ばれる）は、排ガスの保有する熱を利用してボイラ給水を予熱するために設けられた伝熱面群である。
【００３５】
また、燃焼ボイラ４０の側面であって、１次節炭器４１ｄの近傍に開口が形成される開口部（第一開口部）４２には、フライアッシュ移送管１７０が開口部４２に連結するように設けられている。
【００３６】
排気通路５０上に配置される脱硝装置６０は、排ガス中の窒素酸化物を除去するものである。すなわち、比較的高温（３００℃〜４００℃）の排ガス中に還元剤としてアンモニアガスを注入し、脱硝触媒との作用により排ガス中の窒素酸化物を無害な窒素と水蒸気に分解する、いわゆる乾式アンモニア接触還元法が好適に用いられる。そして、排ガスは、空気予熱器（ＡＨ）７０で燃焼用の空気と熱交換することで冷却され、ガスヒータ８０によって熱回収された後に電気集塵装置９０へ送られる。
【００３７】
電気集塵装置（ＥＰ）９０は、排ガス中の石炭灰を電極で収集する装置である。図３及び図４を参照して、電気集塵装置９０について詳しく説明すると、図３に示すように、電気集塵装置９０は、入口絞りダクト９２、出口絞りダクト９４を左右のそれぞれに形成した箱形の密閉チャンバ９６と、密閉チャンバ９６上に配置された長方形の３つの碍子室９８と、碍子室９８上に配置された複数の高圧変圧整流器１０２と、密閉チャンバ９６上に配置された一対の槌打装置１０４と、密閉チャンバ９６内にあって、入口絞りダクト９２に面して配置された多孔板１０６と、多孔板１０６の背部に設けられ仕切り板状をなしてその面内方向が出入口方向に沿うように横列状態に多数配置された集塵極１０８と、各集塵極１０８の間に配設され、かつ碍子室９８内に配置された放電極支持碍子１１０に接続された放電極１１２と、密閉チャンバ９６の下部にあって、両極１０８，１１２の集合体からなる複数の静電極群の配列位置に対向して配置された４つの集塵ホッパ１１４，１１５，１１６，１１７（１１７は図示されず）とからなり、更に各静電極群周囲における床面に点検用のフロア１１８を設けたものである。
【００３８】
電気集塵装置９０の動作原理は、図４に示すように、高圧変圧整流器１０２によって作られた直流高圧電源の＋側に集塵極１０８が接続してプラスに帯電し、−側に放電極１１２が接続している。したがって、入口絞りダクト９２から排ガスが流入し、この排ガスに含まれているフライアッシュが集塵極１０８間を通過すると、放電極１１２から放出される−の電荷によりフライアッシュは−に帯電し、集塵極１０８の表面に吸着され、ここに堆積する。
【００３９】
また、排ガスの通風を停止し、かつ電源を遮断した後、槌打装置１０４によって振動が与えられると、集塵極１０８に吸着され堆積したフライアッシュは集塵ホッパ１１４〜１１７内のいずれかに落下し、集塵ホッパ１１４〜１１７を通じて図１に示すフライアッシュ回収装置１２０に回収される。
【００４０】
電気集塵装置９０の場合、集塵ホッパ１１４〜１１７のうち、入口絞りダクト９２側の集塵ホッパである集塵ホッパ１１４及び１１５に落下するフライアッシュは平均粒径の大きいものである。そして、集塵ホッパ１１４の側面１１４ａには、開口部（第二開口部）１１４ｂが形成されている。すなわち、電気集塵装置９０は、フライアッシュのうち平均粒径が大きいフライアッシュが取り除かれる部分の近傍に開口部１１４ｂを有する。この開口部１１４ｂには、フライアッシュ移送管１７０が連結されている。このフライアッシュ移送管１７０は、開口部１１４ｂから開口部４２までを連通している。このフライアッシュ移送管１７０上には、図１に示すように、開口部１１４ｂから開口部４２の向きに吸引するように吸引装置（吸引手段）１８０が設けられている。
【００４１】
電気集塵装置（ＥＰ）９０を通過した排ガスは、誘引通風機２１０を介して脱硫装置２２０へ導かれる。脱硫装置２２０は、燃焼ガスに石灰石と水との混合液を吹き付けることにより、燃焼ガスに含有されている硫黄酸化物を混合液に吸収させて脱硫石膏スラリーを生成させ、この脱硫石膏スラリーを脱水処理することで脱硫石膏を生成するようにしており、生成された脱硫石膏を、この装置に接続された脱硫石膏回収装置２２２で回収するようにしている。
【００４２】
そして、脱硫装置２２０で硫黄酸化物が除去された空気は、ガスヒータ２３０によって加熱され、脱硫通風機２４０を介して煙突２５０へ導かれる。ガスヒータ２３０は、脱硫装置２２０で低下した燃焼ガスの温度を加温することで煙突効果を利用して燃焼ガスを煙突から効果的に排出させるようにしている。
【００４３】
次に、フライアッシュ移送管１７０によって平均粒径が大きいフライアッシュ（以下、フライアッシュＡ）が移送され、このフライアッシュＡの表面に、１次節炭器４１ｄ付近のフライアッシュ（以下、フライアッシュＢ）が溶融して合体することにより、フライアッシュ（以下、フライアッシュＣ）が生成されるまでを説明する。
【００４４】
吸引装置１８０の吸引力で集塵ホッパ１１４内が吸引されると、集塵ホッパ１１４に落下したフライアッシュＡは、フライアッシュ移送管１７０内に吸い込まれる。吸い込まれたフライアッシュＡは、フライアッシュ移送管１７０を経由して、開口部４２から燃焼ボイラ４０の内部に設けられている１次節炭器４１ｄ付近に放出される。温度が４５０℃〜５００℃の１次節炭器４１ｄ付近にはフライアッシュＢが存在している。このフライアッシュＢは燃焼ボイラ４０の燃焼部を通過した後、完全に冷却固化されておらず、表面が溶融された状態となっている。すると、フライアッシュＡの表面にフライアッシュＢが溶融して合体し、新たなフライアッシュＣが生成される。すなわち、フライアッシュＡ及びＢが合体して、平均粒径が大きいフライアッシュＣが生成する。
【００４５】
また、移送されるフライアッシュＡの平均粒径は、１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。１μｍ未満では平均粒径が小さ過ぎて新たに生成されるフライアッシュＣの平均粒径も小さくなってしまう。１００μｍを超えてもそれ以上の効果は奏しない。
【００４６】
１次節炭器４１ｄ付近のフライアッシュＢの平均粒径は、１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。
【００４７】
なお、フライアッシュ移送管１７０は、集塵ホッパ１１５と連結しているが、１つだけの集塵ホッパだけでなく、少なくも１つ以上の集塵ホッパと連結していればよい。
【００４８】
また、集塵装置として電気集塵装置９０が設けられているが、集塵ホッパは他の種類の集塵装置でもよく、例えば、フライアッシュの重力による自然沈降によって分離する重力集塵装置、フライアッシュに作用する慣性力、遠心力、静電気力などの力や粒子群の拡散運動などにより障害物上に分離する障害物形式集塵装置、遠心力集塵装置などであってもよい。集塵装置の種類が変わる場合は、当然に、フライアッシュのうち平均粒径が大きいフライアッシュが取り除かれる部分の近傍に、フライアッシュ移送管１７０に連結される開口部を設けるようにする。
【００４９】
また、フライアッシュ移送管１７０は、１次節炭器４１ｄ付近で燃焼ボイラ４０と連結されているが、フライアッシュＡが溶融可能な状態であれば他の場所、例えば、燃焼ボイラ内のバーナーゾーン４１ａ’付近で燃焼ボイラ４０と連結されていてもよく、また、排気通路５０で連結されていてもよい。この場合、フライアッシュＡが移送される場所の温度は、４００℃以上の範囲にあることが好ましい。フライアッシュＡが移送される場所の温度が４００℃未満ではフライアッシュＢが完全に冷却固化されてしまい、フライアッシュＢの表面が溶融された状態を保つことができなくなるおそれがある。
【００５０】
また、吸引装置１８０は、フライアッシュ移送管１７０内を開口部４２から開口部１１４ｂに向けて吸引するものであれば、公知の手段を採用できる。
【００５１】
以上のように、電気集塵装置９０はフライアッシュのうち平均粒径が大きいフライアッシュが取り除かれる部分の近傍に開口部１１４ｂを有し、開口部４２を有する燃焼ボイラの１次節炭器４１ｄは燃焼ボイラ４０の下流、かつ、電気集塵装置９０の上流に配置され、フライアッシュ移送管１７０は開口部１１４ｂから開口部４２までを連通し、吸引装置１８０は開口部１１４ｂから開口部４２に向けてフライアッシュ移送管１７０内を吸引する。したがって、開口部４２には開口部１１４ｂから平均粒径が大きいフライアッシュが移送される。ここで、開口部４２の近傍に存在する平均粒径の小さいフライアッシュは、燃焼ボイラ４０の余熱によって少なくとも表面が溶融されている状態となっている。このため、平均粒径の小さいフライアッシュが平均粒径の大きいフライアッシュの表面に合体することにより、多額の初期投資をせずに、かつ、大規模な追加設備を必要とせずに平均粒径が大きいフライアッシュを生成させることができる。すなわち、フライアッシュの平均粒径を大きくさせることができる。
【００５２】
なお、本実施形態においては、フライアッシュのうち平均粒径が大きいフライアッシュをフライアッシュ移送管１７０で移送する場合を例にとって説明したが、これに限定されない。すなわち、フライアッシュ移送管１７０で移送されるフライアッシュは、電気集塵装置９０の後段の、比較的平均粒径の小さいフライアッシュであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態を示す石炭火力発電システムにおける石炭燃焼プラントを示す概略構成図である。
【図２】図１における燃焼ボイラ付近の拡大図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す石炭火力発電システムにおける電気集塵装置を部分的に破断して内部を見せた斜視図である。
【図４】同動作原理を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 石炭燃焼プラント
２０ 石炭バンカ
３０ 微粉炭機
４０ 燃焼ボイラ
４１ｄ １次節炭器
４１ｅ ２次節炭器
５０ 排気通路
６０ 脱硝装置
７０ 空気予熱器
８０ ガスヒータ
９０ 電気集塵装置
１１４，１１５，１１６，１１７ 集塵ホッパ
１１６ フライアッシュ回収装置
１１８ フロア
１３０ ガスヒータ
１４０ 脱硫通風機
１７０ フライアッシュ移送管
１８０ 吸引装置
２１０ 誘引通風機
２２０ 脱硫装置
２２２ 脱硫石膏回収装置
２３０ ガスヒータ
２４０ 脱硫通風機
２５０ 煙突
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭火力発電システム及びフライアッシュの平均粒径を拡大させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭火力発電システムでは、原料として使用される石炭の燃焼によって、クリンカアッシュ、フライアッシュなどの石炭灰が副生物として生成される。クリンカアッシュは火炉から落下するもので、ボトムアッシュとも称される。また、フライアッシュは残りの煤塵である。
【０００３】
フライアッシュ（煤塵）は、主に集塵装置、例えば、電気集塵装置などによって高い効率（例えば、９５％以上）で補集される。このフライアッシュは、従来埋め立て処分がなされていたが、近年、環境保全の観点から、コンクリート混和剤やセメント原料、更には、地盤改良剤などに有効利用されている。
【０００４】
しかし、石炭には、炭素以外にも、ホウ素、フッ素、セレン、ヒ素、六価クロムなどの有害な元素を微量ながら含んでいる（以下、ホウ素、フッ素、セレン、ヒ素、六価クロムなどを有害微量元素という）ため、フライアッシュにも有害微量元素が含まれる。したがって、フライアッシュの有効利用を図るために、有害微量元素の溶出を抑制する技術の検討が行われている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、電気集塵装置内に配置された複数の集塵段のうち、特定の集塵段からフライアッシュを捕集し、かつ、排ガスの鉛直方向に設置された複数の集塵段のうち、最も排ガス上流側に位置する集塵段からフライアッシュを捕集することにより、フライアッシュの中の有害微量元素の溶出を防止する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−３５１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、捕集されたフライアッシュの有害微量元素の溶出防止を図れたとしても、集塵装置の性能によっては、平均粒径が微小なフライアッシュを集塵装置が捕集できずに、有害微量元素を含むフライアッシュが煙突より大気中に放出されてしまう可能性がある。すなわち、集塵装置の分離限界粒子径よりも平均粒径が小さいフライアッシュが存在する場合、有害微量元素を含むフライアッシュが集塵装置をすり抜けて煙突より大気中に放出されてしまう。このため、フライアッシュの平均粒径が小さいために既設の集塵装置ではフライアッシュが取り除けない場合、新たな設備を増強する必要がある。しかし、新たな設備を設ける場合には、コストの増大といった問題や設置スペースが不足するといった問題が発生する。
【０００７】
したがって、多額の初期投資が不要で、大規模な追加設備を必要とせずに、分離限界粒子径よりもフライアッシュの平均粒径を大きくさせる石炭火力発電システム、又は、フライアッシュの平均粒径を大きくさせる方法が求められている。
【０００８】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、多額の初期投資が不要で、大規模な追加設備を必要とせずに、フライアッシュの平均粒径を拡大させることが可能な石炭火力発電システム、又は、フライアッシュの平均粒径を拡大させる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１） 石炭を燃焼させる燃焼ボイラと、前記燃焼ボイラの下流に配置され前記石炭の燃焼により発生した排ガス中に含まれるフライアッシュを取り除く集塵装置と、を備えた石炭火力発電システムにおいて、前記集塵装置は、前記フライアッシュが取り除かれる部分の近傍に第一開口部を有しており、前記燃焼ボイラの下流かつ前記集塵装置の上流に配置され、開口を形成する第二開口部を有する下流部と、前記第一開口部から前記第二開口部までを連通するフライアッシュ移送管と、前記フライアッシュ移送管内を第一開口部から前記第二開口部に向けて吸引する吸引手段と、を備える石炭火力発電システム。
【００１０】
（２） 前記集塵装置は、前記フライアッシュのうち平均粒径が大きいフライアッシュが取り除かれる部分の近傍に第一開口部を有している、（１）に記載の石炭火力発電システム。
【００１１】
燃焼ボイラの下流かつ集塵装置の上流に配置される下流部には石炭の燃焼によって生成されるフライアッシュが排出されるが、そのなかには集塵装置の分離限界粒子径よりも平均粒径が小さいフライアッシュが含まれる場合がある。
【００１２】
（１）の発明によれば、集塵装置はフライアッシュが取り除かれる部分の近傍に第一開口部を有し、下流部は燃焼ボイラの下流かつ集塵装置の上流に配置され、開口を形成する第二開口部を有し、フライアッシュ移送管は第一開口部から第二開口部までを連通し、吸引手段は第一開口部から第二開口部に向けてフライアッシュ移送管内を吸引する。したがって、第二開口部には第一開口部からフライアッシュが移送される。ここで、下流部に存在する平均粒径の小さいフライアッシュは、ボイラ内の燃焼部から移行してきた直後であって完全に冷却固化されておらず、少なくとも表面が溶融した状態となっている。このため、平均粒径の小さいフライアッシュが比較的平均粒径の大きいフライアッシュの表面に合体することにより、多額の初期投資をせずに、かつ、大規模な追加設備を必要とせずに平均粒径が大きいフライアッシュを生成させることができる。すなわち、フライアッシュの平均粒径を大きくさせることができる。
【００１３】
また、（２）の発明によれば、下流部に移送されるフライアッシュが、平均粒径の大きなものであるので、平均粒径の小さなフライアッシュの捕捉を、効率よく行うことができる。
【００１４】
ここで、「燃焼ボイラの下流かつ集塵装置の上流に配置される下流部」とは、後述する、熱交換ユニットに相当する火炉上部分割壁、過熱器、再熱器、若しくは、節炭器の近傍、又は、排気通路などが相当する。この下流部においては、燃焼ボイラの燃焼部を通過したフライアッシュが完全に冷却固化しておらず、フライアッシュが溶融された状態に維持されていることが好ましい。
【００１５】
また、「フライアッシュのうち平均粒径が大きいフライアッシュ」とは、例えば、電気集塵装置でいえば、複数の捕集段があるとすると、排ガスの上流側の捕集段で捕集されるフライアッシュである。また、重量集塵装置でいえば、排ガスが水平方向に装置内を流れるとすれば、装置の入口側に沈降したフライアッシュである。このように、同じ集塵装置であっても、取り出す位置によってフライアッシュの平均粒径が異なることがある。この場合でも、本発明で下流部に移送されるフライアッシュは、集塵装置で取り出される全フライアッシュの中でも大きい粒径のものである。下流部に移送されるフライアッシュは、全フライアッシュの中の平均粒径に対して、１１０％以上、３００％以下の粒径であることが好ましい（例えば、平均粒径が３５μｍとしたとき、４０μｍ以上１００μｍ以下）。
【００１６】
（３） 前記石炭として微粉炭を使用する（１）又は（２）に記載の石炭火力発電システム。
【００１７】
（３）の発明は、本発明に係る石炭火力発電システムに使用される燃料が微粉炭であることを規定している。本発明に係る石炭火力発電システムにおいて、燃料として微粉炭を使用した場合は、フライアッシュの平均粒径が小さくなるため、フライアッシュの平均粒径を拡大させることは大変に意義がある。すなわち、本発明に係る石炭火力発電システムにより、燃料が微粉炭のために平均粒径が小さいフライアッシュであっても、その平均粒径を大きくさせることができる。
【００１８】
（４） 前記下流部は、前記燃焼ボイラの下流に配置される熱交換ユニットである（１）から（３）のいずれかに記載の石炭火力発電システム。
【００１９】
（４）の発明は、平均粒径が大きいフライアッシュが移送される場所を下流部の位置と規定している。（４）の発明によれば、平均粒径が大きいフライアッシュが移送される下流部は、燃焼ボイラの下流に配置される熱交換ユニットである。この熱交換ユニットは、火炉上部分割壁、過熱器、再熱器、及び節炭器などと呼ばれ、４５０℃から９００℃前後の温度が維持されている領域である。このように熱交換ユニットでは高い温度領域が維持されているので、ボイラ内の燃焼部で溶融した平均粒径の小さいフライアッシュが完全に冷却固化されず、平均粒径の大きいフライアッシュの表面に合体することが可能である。したがって、平均粒径が大きいフライアッシュを生成させることができる。すなわち、多額の初期投資をせずに、かつ、大規模な追加設備を必要とせずに、フライアッシュの平均粒径を大きくさせることができる。
【００２０】
（５） 石炭を燃焼させる燃焼ボイラと、前記燃焼ボイラの下流に配置され前記石炭の燃焼により発生した排ガス中に含まれるフライアッシュを取り除く集塵装置と、を備えた石炭火力発電システムにおけるフライアッシュの平均粒径を拡大させる方法であって、前記集塵装置によって取り除かれた前記フライアッシュを、前記集塵装置から前記燃焼ボイラと前記集塵装置との間に設けられ前記排ガスが通過する下流部に移送させることにより、フライアッシュの平均粒径を拡大させる方法。
【００２１】
（６） 前記集塵装置によって取り除かれた前記フライアッシュのうち平均粒径が大きいフライアッシュを、前記集塵装置から前記燃焼ボイラと前記集塵装置との間に設けられ前記排ガスが通過する下流部に移送させる、（５）に記載のフライアッシュの平均粒径を拡大させる方法。
【００２２】
（５）及び（６）の発明は、（１）及び（２）の発明を方法として捉えたものである。（１）及び（２）の発明と同様に、平均粒径が大きいフライアッシュを生成させることができる。すなわち、多額の初期投資をせずに、かつ、大規模な追加設備を必要とせずに、フライアッシュの平均粒径を大きくさせることができる。
【００２３】
（７） 前記石炭として微粉炭を使用する（５）又は（６）記載のフライアッシュの平均粒径を拡大させる方法。
【００２４】
（７）の発明は、（３）の発明を方法として捉えたものである。（３）の発明と同様に、本発明に係るフライアッシュの平均粒径を拡大させる方法を燃料が微粉炭の場合に適用することにより、燃料が微粉炭のために平均粒径が小さいフライアッシュであっても、その平均粒径を大きくさせることができる。
【００２５】
（８） 前記下流部は、前記燃焼ボイラの下流に配置される熱交換ユニットとする（５）から（７）のいずれかに記載のフライアッシュの平均粒径を拡大させる方法。
【００２６】
（８）の発明は、（４）の発明を方法として捉えたものである。（４）の発明と同様に、平均粒径が大きいフライアッシュを生成させることができる。すなわち、多額の初期投資をせずに、かつ、大規模な追加設備を必要とせずに、フライアッシュの平均粒径を大きくさせることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、多額の初期投資をせずに、かつ、大規模な追加設備を必要とせずに、フライアッシュの平均粒径を大きくさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の一例を示す実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００２９】
＜石炭火力発電システムにおける石炭燃焼プラントの構成＞
図１は、石炭火力発電システムにおける石炭燃焼プラント１０を示す概略説明図である。ここで、図１に示すように、石炭燃焼プラント１０は、少なくとも、石炭を燃焼させる燃焼ボイラ４０と、石炭を燃焼したことにより発生した排ガス中に含まれるフライアッシュ（煤塵）を取り除く電気集塵装置９０と、を備える。
【００３０】
更に、石炭燃焼プラント１０は、石炭サイロ（図示しない）から運炭設備によって供給された石炭を貯蔵する石炭バンカ２０と、微粉炭機３０と、燃焼ボイラ４０の下流側に設けられた排気通路（煙道）５０と、この排気通路５０に設けられた脱硝装置６０と、空気予熱器７０と、ガスヒータ（熱回収用）８０と、誘引通風機２１０と、脱硫装置２２０と、ガスヒータ（再加熱用）２３０と、脱硫通風機２４０と、煙突２５０と、を備える。また、図２は、燃焼ボイラ（火炉）４０付近の拡大図である。
【００３１】
微粉炭機３０は、石炭バンカ２０から給炭機２５を介して供給された石炭を、微細な粒度に粉砕して微粉炭を形成する。そして、この微粉炭と空気とを混合することにより、微粉炭を予熱及び乾燥させ、燃焼を容易にする。形成された微粉炭には、エアーが吹きつけられて、これにより、微粉炭機３０は、燃焼ボイラ４０に微粉炭を供給する。
【００３２】
燃焼ボイラ４０は、微粉炭機３０から供給された微粉炭を、強制的に供給された空気とともに燃焼する。微粉炭を燃焼することによりクリンカアッシュ及びフライアッシュなどの石炭灰が生成されるとともに、排ガスが発生する。後述するように、フライアッシュは電気集塵装置９０によって取り除かれる。
【００３３】
図２を参照して、燃焼ボイラ４０内について詳しく説明すると、図２において、燃焼ボイラ４０は全体として略逆Ｕ字状をなしており、図中矢印に沿って排ガス（燃焼ガス）が逆Ｕ字状に移動した後、２次節炭器４１ｅを通過後に、再度小さくＵ字状に反転する。燃焼ボイラ４０の排気通路５０（図２における矢印の最後）は、図１における脱硝装置６０に接続されている。
【００３４】
燃焼ボイラ４０の下方には、燃焼ボイラ４０内のバーナーゾーン４１ａ’付近で微粉炭を燃焼するためのバーナ４１ａが配置されている。また、燃焼ボイラ４０内のＵ字頂部付近には、第一の過熱器４１ｂが配置されており、更にそこから第二の過熱器４１ｃが続いて配置されている。更に、第二の過熱器４１ｃの終端付近からは、１次節炭器４１ｄ、２次節炭器４１ｅが２段階に設けられている。ここで、節炭器（ＥＣＯとも呼ばれる）は、排ガスの保有する熱を利用してボイラ給水を予熱するために設けられた伝熱面群である。
【００３５】
また、燃焼ボイラ４０の側面であって、１次節炭器４１ｄの近傍に開口が形成される開口部（第一開口部）４２には、フライアッシュ移送管１７０が開口部４２に連結するように設けられている。
【００３６】
排気通路５０上に配置される脱硝装置６０は、排ガス中の窒素酸化物を除去するものである。すなわち、比較的高温（３００℃〜４００℃）の排ガス中に還元剤としてアンモニアガスを注入し、脱硝触媒との作用により排ガス中の窒素酸化物を無害な窒素と水蒸気に分解する、いわゆる乾式アンモニア接触還元法が好適に用いられる。そして、排ガスは、空気予熱器（ＡＨ）７０で燃焼用の空気と熱交換することで冷却され、ガスヒータ８０によって熱回収された後に電気集塵装置９０へ送られる。
【００３７】
電気集塵装置（ＥＰ）９０は、排ガス中の石炭灰を電極で収集する装置である。図３及び図４を参照して、電気集塵装置９０について詳しく説明すると、図３に示すように、電気集塵装置９０は、入口絞りダクト９２、出口絞りダクト９４を左右のそれぞれに形成した箱形の密閉チャンバ９６と、密閉チャンバ９６上に配置された長方形の３つの碍子室９８と、碍子室９８上に配置された複数の高圧変圧整流器１０２と、密閉チャンバ９６上に配置された一対の槌打装置１０４と、密閉チャンバ９６内にあって、入口絞りダクト９２に面して配置された多孔板１０６と、多孔板１０６の背部に設けられ仕切り板状をなしてその面内方向が出入口方向に沿うように横列状態に多数配置された集塵極１０８と、各集塵極１０８の間に配設され、かつ碍子室９８内に配置された放電極支持碍子１１０に接続された放電極１１２と、密閉チャンバ９６の下部にあって、両極１０８，１１２の集合体からなる複数の静電極群の配列位置に対向して配置された４つの集塵ホッパ１１４，１１５，１１６，１１７（１１７は図示されず）とからなり、更に各静電極群周囲における床面に点検用のフロア１１８を設けたものである。
【００３８】
電気集塵装置９０の動作原理は、図４に示すように、高圧変圧整流器１０２によって作られた直流高圧電源の＋側に集塵極１０８が接続してプラスに帯電し、−側に放電極１１２が接続している。したがって、入口絞りダクト９２から排ガスが流入し、この排ガスに含まれているフライアッシュが集塵極１０８間を通過すると、放電極１１２から放出される−の電荷によりフライアッシュは−に帯電し、集塵極１０８の表面に吸着され、ここに堆積する。
【００３９】
また、排ガスの通風を停止し、かつ電源を遮断した後、槌打装置１０４によって振動が与えられると、集塵極１０８に吸着され堆積したフライアッシュは集塵ホッパ１１４〜１１７内のいずれかに落下し、集塵ホッパ１１４〜１１７を通じて図１に示すフライアッシュ回収装置１２０に回収される。
【００４０】
電気集塵装置９０の場合、集塵ホッパ１１４〜１１７のうち、入口絞りダクト９２側の集塵ホッパである集塵ホッパ１１４及び１１５に落下するフライアッシュは平均粒径の大きいものである。そして、集塵ホッパ１１４の側面１１４ａには、開口部（第二開口部）１１４ｂが形成されている。すなわち、電気集塵装置９０は、フライアッシュのうち平均粒径が大きいフライアッシュが取り除かれる部分の近傍に開口部１１４ｂを有する。この開口部１１４ｂには、フライアッシュ移送管１７０が連結されている。このフライアッシュ移送管１７０は、開口部１１４ｂから開口部４２までを連通している。このフライアッシュ移送管１７０上には、図１に示すように、開口部１１４ｂから開口部４２の向きに吸引するように吸引装置（吸引手段）１８０が設けられている。
【００４１】
電気集塵装置（ＥＰ）９０を通過した排ガスは、誘引通風機２１０を介して脱硫装置２２０へ導かれる。脱硫装置２２０は、燃焼ガスに石灰石と水との混合液を吹き付けることにより、燃焼ガスに含有されている硫黄酸化物を混合液に吸収させて脱硫石膏スラリーを生成させ、この脱硫石膏スラリーを脱水処理することで脱硫石膏を生成するようにしており、生成された脱硫石膏を、この装置に接続された脱硫石膏回収装置２２２で回収するようにしている。
【００４２】
そして、脱硫装置２２０で硫黄酸化物が除去された空気は、ガスヒータ２３０によって加熱され、脱硫通風機２４０を介して煙突２５０へ導かれる。ガスヒータ２３０は、脱硫装置２２０で低下した燃焼ガスの温度を加温することで煙突効果を利用して燃焼ガスを煙突から効果的に排出させるようにしている。
【００４３】
次に、フライアッシュ移送管１７０によって平均粒径が大きいフライアッシュ（以下、フライアッシュＡ）が移送され、このフライアッシュＡの表面に、１次節炭器４１ｄ付近のフライアッシュ（以下、フライアッシュＢ）が溶融して合体することにより、フライアッシュ（以下、フライアッシュＣ）が生成されるまでを説明する。
【００４４】
吸引装置１８０の吸引力で集塵ホッパ１１４内が吸引されると、集塵ホッパ１１４に落下したフライアッシュＡは、フライアッシュ移送管１７０内に吸い込まれる。吸い込まれたフライアッシュＡは、フライアッシュ移送管１７０を経由して、開口部４２から燃焼ボイラ４０の内部に設けられている１次節炭器４１ｄ付近に放出される。温度が４５０℃〜５００℃の１次節炭器４１ｄ付近にはフライアッシュＢが存在している。このフライアッシュＢは燃焼ボイラ４０の燃焼部を通過した後、完全に冷却固化されておらず、表面が溶融された状態となっている。すると、フライアッシュＡの表面にフライアッシュＢが溶融して合体し、新たなフライアッシュＣが生成される。すなわち、フライアッシュＡ及びＢが合体して、平均粒径が大きいフライアッシュＣが生成する。
【００４５】
また、移送されるフライアッシュＡの平均粒径は、１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。１μｍ未満では平均粒径が小さ過ぎて新たに生成されるフライアッシュＣの平均粒径も小さくなってしまう。１００μｍを超えてもそれ以上の効果は奏しない。
【００４６】
１次節炭器４１ｄ付近のフライアッシュＢの平均粒径は、１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。
【００４７】
なお、フライアッシュ移送管１７０は、集塵ホッパ１１５と連結しているが、１つだけの集塵ホッパだけでなく、少なくも１つ以上の集塵ホッパと連結していればよい。
【００４８】
また、集塵装置として電気集塵装置９０が設けられているが、集塵ホッパは他の種類の集塵装置でもよく、例えば、フライアッシュの重力による自然沈降によって分離する重力集塵装置、フライアッシュに作用する慣性力、遠心力、静電気力などの力や粒子群の拡散運動などにより障害物上に分離する障害物形式集塵装置、遠心力集塵装置などであってもよい。集塵装置の種類が変わる場合は、当然に、フライアッシュのうち平均粒径が大きいフライアッシュが取り除かれる部分の近傍に、フライアッシュ移送管１７０に連結される開口部を設けるようにする。
【００４９】
また、フライアッシュ移送管１７０は、１次節炭器４１ｄ付近で燃焼ボイラ４０と連結されているが、フライアッシュＡが溶融可能な状態であれば他の場所、例えば、燃焼ボイラ内のバーナーゾーン４１ａ’付近で燃焼ボイラ４０と連結されていてもよく、また、排気通路５０で連結されていてもよい。この場合、フライアッシュＡが移送される場所の温度は、４００℃以上の範囲にあることが好ましい。フライアッシュＡが移送される場所の温度が４００℃未満ではフライアッシュＢが完全に冷却固化されてしまい、フライアッシュＢの表面が溶融された状態を保つことができなくなるおそれがある。
【００５０】
また、吸引装置１８０は、フライアッシュ移送管１７０内を開口部４２から開口部１１４ｂに向けて吸引するものであれば、公知の手段を採用できる。
【００５１】
以上のように、電気集塵装置９０はフライアッシュのうち平均粒径が大きいフライアッシュが取り除かれる部分の近傍に開口部１１４ｂを有し、開口部４２を有する燃焼ボイラの１次節炭器４１ｄは燃焼ボイラ４０の下流、かつ、電気集塵装置９０の上流に配置され、フライアッシュ移送管１７０は開口部１１４ｂから開口部４２までを連通し、吸引装置１８０は開口部１１４ｂから開口部４２に向けてフライアッシュ移送管１７０内を吸引する。したがって、開口部４２には開口部１１４ｂから平均粒径が大きいフライアッシュが移送される。ここで、開口部４２の近傍に存在する平均粒径の小さいフライアッシュは、燃焼ボイラ４０の余熱によって少なくとも表面が溶融されている状態となっている。このため、平均粒径の小さいフライアッシュが平均粒径の大きいフライアッシュの表面に合体することにより、多額の初期投資をせずに、かつ、大規模な追加設備を必要とせずに平均粒径が大きいフライアッシュを生成させることができる。すなわち、フライアッシュの平均粒径を大きくさせることができる。
【００５２】
なお、本実施形態においては、フライアッシュのうち平均粒径が大きいフライアッシュをフライアッシュ移送管１７０で移送する場合を例にとって説明したが、これに限定されない。すなわち、フライアッシュ移送管１７０で移送されるフライアッシュは、電気集塵装置９０の後段の、比較的平均粒径の小さいフライアッシュであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態を示す石炭火力発電システムにおける石炭燃焼プラントを示す概略構成図である。
【図２】図１における燃焼ボイラ付近の拡大図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す石炭火力発電システムにおける電気集塵装置を部分的に破断して内部を見せた斜視図である。
【図４】同動作原理を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 石炭燃焼プラント
２０ 石炭バンカ
３０ 微粉炭機
４０ 燃焼ボイラ
４１ｄ １次節炭器
４１ｅ ２次節炭器
５０ 排気通路
６０ 脱硝装置
７０ 空気予熱器
８０ ガスヒータ
９０ 電気集塵装置
１１４，１１５，１１６，１１７ 集塵ホッパ
１１６ フライアッシュ回収装置
１１８ フロア
１３０ ガスヒータ
１４０ 脱硫通風機
１７０ フライアッシュ移送管
１８０ 吸引装置
２１０ 誘引通風機
２２０ 脱硫装置
２２２ 脱硫石膏回収装置
２３０ ガスヒータ
２４０ 脱硫通風機
２５０ 煙突
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭を燃焼させる燃焼ボイラと、前記燃焼ボイラの下流に配置され前記石炭の燃焼により発生した排ガス中に含まれるフライアッシュを取り除く集塵装置と、を備えた石炭火力発電システムにおいて、
前記集塵装置は、前記フライアッシュが取り除かれる部分の近傍に第一開口部を有しており、
前記燃焼ボイラの下流かつ前記集塵装置の上流に配置され、開口を形成する第二開口部を有する下流部と、
前記第一開口部から前記第二開口部までを連通するフライアッシュ移送管と、
前記フライアッシュ移送管内を第一開口部から前記第二開口部に向けて吸引する吸引手段と、を備える石炭火力発電システム。
【請求項２】
前記集塵装置は、前記フライアッシュのうち平均粒径が大きいフライアッシュが取り除かれる部分の近傍に第一開口部を有している、請求項１に記載の石炭火力発電システム。
【請求項３】
前記石炭として微粉炭を使用する請求項１又は２に記載の石炭火力発電システム。
【請求項４】
前記下流部は、前記燃焼ボイラの下流に配置される熱交換ユニットである請求項１から３のいずれかに記載の石炭火力発電システム。
【請求項５】
石炭を燃焼させる燃焼ボイラと、前記燃焼ボイラの下流に配置され前記石炭の燃焼により発生した排ガス中に含まれるフライアッシュを取り除く集塵装置と、を備えた石炭火力発電システムにおけるフライアッシュの平均粒径を拡大させる方法であって、
前記集塵装置によって取り除かれた前記フライアッシュを、前記集塵装置から前記燃焼ボイラと前記集塵装置との間に設けられ前記排ガスが通過する下流部に移送させることにより、フライアッシュの平均粒径を拡大させる方法。
【請求項６】
前記集塵装置によって取り除かれた前記フライアッシュのうち平均粒径が大きいフライアッシュを、前記集塵装置から前記燃焼ボイラと前記集塵装置との間に設けられ前記排ガスが通過する下流部に移送させる、請求項５に記載のフライアッシュの平均粒径を拡大させる方法。
【請求項７】
前記石炭として微粉炭を使用する請求項５又は６記載のフライアッシュの平均粒径を拡大させる方法。
【請求項８】
前記下流部は、前記燃焼ボイラの下流に配置される熱交換ユニットとする請求項５から７のいずれかに記載のフライアッシュの平均粒径を拡大させる方法。
【請求項１】
石炭を燃焼させる燃焼ボイラと、前記燃焼ボイラの下流に配置され前記石炭の燃焼により発生した排ガス中に含まれるフライアッシュを取り除く集塵装置と、を備えた石炭火力発電システムにおいて、
前記集塵装置は、前記フライアッシュが取り除かれる部分の近傍に第一開口部を有しており、
前記燃焼ボイラの下流かつ前記集塵装置の上流に配置され、開口を形成する第二開口部を有する下流部と、
前記第一開口部から前記第二開口部までを連通するフライアッシュ移送管と、
前記フライアッシュ移送管内を第一開口部から前記第二開口部に向けて吸引する吸引手段と、を備える石炭火力発電システム。
【請求項２】
前記集塵装置は、前記フライアッシュのうち平均粒径が大きいフライアッシュが取り除かれる部分の近傍に第一開口部を有している、請求項１に記載の石炭火力発電システム。
【請求項３】
前記石炭として微粉炭を使用する請求項１又は２に記載の石炭火力発電システム。
【請求項４】
前記下流部は、前記燃焼ボイラの下流に配置される熱交換ユニットである請求項１から３のいずれかに記載の石炭火力発電システム。
【請求項５】
石炭を燃焼させる燃焼ボイラと、前記燃焼ボイラの下流に配置され前記石炭の燃焼により発生した排ガス中に含まれるフライアッシュを取り除く集塵装置と、を備えた石炭火力発電システムにおけるフライアッシュの平均粒径を拡大させる方法であって、
前記集塵装置によって取り除かれた前記フライアッシュを、前記集塵装置から前記燃焼ボイラと前記集塵装置との間に設けられ前記排ガスが通過する下流部に移送させることにより、フライアッシュの平均粒径を拡大させる方法。
【請求項６】
前記集塵装置によって取り除かれた前記フライアッシュのうち平均粒径が大きいフライアッシュを、前記集塵装置から前記燃焼ボイラと前記集塵装置との間に設けられ前記排ガスが通過する下流部に移送させる、請求項５に記載のフライアッシュの平均粒径を拡大させる方法。
【請求項７】
前記石炭として微粉炭を使用する請求項５又は６記載のフライアッシュの平均粒径を拡大させる方法。
【請求項８】
前記下流部は、前記燃焼ボイラの下流に配置される熱交換ユニットとする請求項５から７のいずれかに記載のフライアッシュの平均粒径を拡大させる方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−７４７７０（Ｐ２００９−７４７７０Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４６０７５（Ｐ２００７−２４６０７５）
【出願日】平成１９年９月２１日（２００７．９．２１）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２１日（２００７．９．２１）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
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