石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム及び石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法
【課題】本発明の目的は石炭焚きボイラから排出した燃焼ガス中から捕集した石炭灰を分級して細粒の石炭灰を直接回収することが可能な構成がシンプルで小型化した石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムを提供する。
【解決手段】本発明の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムは、石炭を燃料として燃焼させる石炭焚きボイラと、前記石炭焚きボイラの下流側に設置されて該石炭焚きボイラから排出させた燃焼ガス中の窒素酸化物を低減する脱硝装置と、前記脱硝装置の下流側に設置されて該脱硝装置を流下した燃焼ガスに含まれる石炭灰の細粒を捕集して回収する脱塵装置と、前記脱塵装置の下流側に設置されて該脱塵装置を流下した燃焼ガス中の硫黄酸化物を吸収する脱硫装置を設置し、前記脱塵装置の上流側に燃焼ガスに含まれている石炭灰のうち粗粒の分級を行う配設角度が調節可能なルーバーを内部に備えた粗粒分級器を設置した。
【解決手段】本発明の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムは、石炭を燃料として燃焼させる石炭焚きボイラと、前記石炭焚きボイラの下流側に設置されて該石炭焚きボイラから排出させた燃焼ガス中の窒素酸化物を低減する脱硝装置と、前記脱硝装置の下流側に設置されて該脱硝装置を流下した燃焼ガスに含まれる石炭灰の細粒を捕集して回収する脱塵装置と、前記脱塵装置の下流側に設置されて該脱塵装置を流下した燃焼ガス中の硫黄酸化物を吸収する脱硫装置を設置し、前記脱塵装置の上流側に燃焼ガスに含まれている石炭灰のうち粗粒の分級を行う配設角度が調節可能なルーバーを内部に備えた粗粒分級器を設置した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム及び石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭焚きボイラを備えた火力発電プラントでは石炭焚きボイラから排出した燃焼ガスを浄化する燃焼ガス浄化システムを備えている。
【０００３】
石炭焚きボイラを備えた火力発電プラントの燃焼ガス浄化システムとしては、例えば、特開２００２−３４９８３５号公報に記載されているように、石炭焚きボイラの下流側に設置されて燃焼ガスに含まれている窒素酸化物（以下ＮＯｘと表記）を除去する脱硝装置と、脱硝装置の下流側に設置されて燃焼ガスに含まれている石炭灰を除去する脱塵装置と、脱塵装置の下流側に設置されて硫黄酸化物（以下ＳＯｘと表記）を除去する脱硫装置を備えた技術が開示されている。
【０００４】
特開２００２−３４９８３５号公報には記載されていないが、脱硝装置には内部に触媒が挿入されており、還元剤として注入するアンモニア（以下ＮＨ３と表記）とＮＯｘとの反応を促進して窒素（以下Ｎ２と表記）に転換して脱硝するように構成されている。
【０００５】
また脱塵装置には燃焼ガスに含まれている石炭灰を除去する集塵器が用いられており、脱硫装置には燃焼ガス中のＳＯｘを吸収して除去する湿式脱硫装置が用いられている。
【０００６】
通常、前記脱塵装置としては石炭灰を荷電して除去する乾式電気集塵器（以下乾式ＥＰと表記）が用いられており、脱硫装置としては燃焼ガス中に石灰石スラリーを噴霧してＳＯｘを吸収し石膏にする湿式脱硫装置が用いられている。
【０００７】
この乾式ＥＰで脱塵した石炭灰は、フライアッシュセメントおよびコンクリート混和材として有効利用されている。
【０００８】
フライアッシュはＪＩＳ Ａ６２０１−１９９９に品質が規格化されている。石炭灰中の未燃分が低いほど、更に、４５μｍ以上の粗粒灰が少ないほど高品質である。
【０００９】
燃焼ガス中の石炭灰を荷電して除去する乾式ＥＰは、その内部の上流側にて粗粒灰を捕集し、下流側にて細粒灰を捕集するように構成されている。
【００１０】
乾式ＥＰの内部の下流側で捕集された細粒灰は高品質灰として有効利用できる。一方、乾式ＥＰの内部の上流側で捕集された粗粒灰のなかには有効利用されずに埋め立て処分される石炭灰がある。
【００１１】
近年、埋め立て地の枯渇化が問題になっており、埋め立てする石炭灰の減容化あるいは有効利用が課題になっている。
【００１２】
そこで、例えば、特開２００６−２３３４０８号公報には、石炭灰を溶融してスラグ化し、この溶融スラグに空気を吹き付けて繊維化したフライアッシュファイバーを製造することで、石炭灰を有効利用する技術が開示されている。
【００１３】
また、特開平８−２６６８３０号公報には、フライアッシュセメントやコンクリート混和材として利用できない未燃分の多い石炭灰に対して、捕集して貯留してある未燃分残留石炭灰の原粉を分級するためにルーバー型分級器を用いて未燃分の多い粗粒灰を除去し、フライアッシュセメントやコンクリート混和材として利用できる細粒の石炭灰を抽出する技術が開示されている。
【００１４】
また、特開平１０−３０００２０号公報には、石炭をペースト状にして燃焼させる加圧流動層ボイラの燃焼ガス浄化システムとして、加圧流動層ボイラから供給する燃焼ガスに含まれた灰を捕集する脱塵装置として粗粒灰を捕集する一段目の脱塵装置と細粒灰を捕集する二段目の脱塵装置とを直列に設置し、一段目の脱塵装置で捕集した粗粒灰をホッパに貯蔵してホッパに貯蔵された粗粒灰を加圧流体によってボイラに戻すように構成することで、捕集した粗粒灰だけをボイラに戻して前記加圧流動層ボイラから供給される燃焼ガスで駆動されるガスタービンのタービン翼の磨耗を防止する技術が開示されている。
【００１５】
【特許文献１】特開２００２−３４９８３５号公報
【特許文献２】特開２００６−２３３４０８号公報
【特許文献３】特開平８−２６６８３０号公報
【特許文献４】特開平１０−３０００２０号公報
【非特許文献１】ＪＩＳ Ａ６２０１−１９９９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記した従来技術の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムでは、石炭焚きボイラから
排出した燃焼ガス中から捕集した石炭灰を分級して細粒の石炭灰を得るために、石炭灰を分級する分級器を設置するだけでなく、更に燃焼ガス中から捕集した石炭灰を貯留するホッパと、このホッパに貯留した石炭灰を気流搬送するガス源の供給設備を設置、或いは気流搬送される石炭灰を分級して細粒を捕集する別の脱塵装置を設置する必要があるので、これらの機器を設置するために石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの構成が複雑で大型化してしまうという問題がある。
【００１７】
本発明の目的は石炭焚きボイラから排出した燃焼ガス中から捕集した石炭灰を分級して細粒の石炭灰を直接回収することが可能な構成がシンプルで小型化した石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム及び石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムは、石炭を燃料として燃焼させる石炭
焚きボイラと、前記石炭焚きボイラの下流側に設置されて該石炭焚きボイラから排出させた燃焼ガス中の窒素酸化物を低減する脱硝装置と、前記脱硝装置の下流側に設置されて該脱硝装置を流下した燃焼ガスに含まれる石炭灰の細粒を捕集して回収する脱塵装置と、前記脱塵装置の下流側に設置されて該脱塵装置を流下した燃焼ガス中の硫黄酸化物を吸収する脱硫装置を設置し、前記脱塵装置の上流側に燃焼ガスに含まれている石炭灰のうち粗粒の分級を行う配設角度が調節可能なルーバーを内部に備えた粗粒分級器を設置したことを特徴とする。
【００１９】
また本発明の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムは、石炭を燃料として燃焼させる石炭焚きボイラと、前記石炭焚きボイラの下流側に設置されて該石炭焚きボイラから排出させた燃焼ガス中の窒素酸化物を低減する脱硝装置と、前記脱硝装置の下流側に設置されて該脱硝装置を流下した燃焼ガスに含まれる石炭灰の細粒を捕集して回収する脱塵装置と、前記脱塵装置の下流側に設置されて該脱塵装置を流下した燃焼ガス中の硫黄酸化物を吸収する脱硫装置を設置し、前記脱塵装置の内部に燃焼ガスに含まれている石炭灰のうち粗粒の分級を行う配設角度が調節可能なルーバーを内部に備えた粗粒分級器を設置したことを特徴とする。
【００２０】
本発明の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法は、石炭焚きボイラで燃料の石炭を空気と混合して燃焼させて燃焼ガスを発生させ、前記石炭焚きボイラの下流側に設置した脱硝装置にて該石炭焚きボイラから排出させた燃焼ガス中の窒素酸化物を低減し、前記脱硝装置の下流側に設置した粗粒分級器に備えられた配設角度が調節可能なルーバーによって該石炭焚きボイラから排出させた燃焼ガスに含まれている石炭灰のうち粗粒を分級して除去し、前記粗粒分級器の下流側に設置した脱塵装置にて該粗粒分級器を流下した燃焼ガスに含まれる石炭灰の細粒を捕集して回収し、前記脱塵装置の下流側に設置した脱硫装置で該脱塵装置を流下した燃焼ガス中の硫黄酸化物を吸収させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、石炭焚きボイラから排出した燃焼ガス中から捕集した石炭灰を分級して細粒の石炭灰を直接回収することが可能なシンプルな構成で小型化した石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム及び石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に本発明の実施例である石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム及び石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法について図面を参照して以下に説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１に本発明の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの一実施例を示す。
【００２４】
図１に示した本実施例の石炭灰有効利用の石炭燃焼ガス浄化システムにおいて、石炭焚きボイラ１には燃料の石炭２０と燃焼用の空気２１とを供給して燃料の石炭を燃焼し、高温の燃焼ガスを生成する。
【００２５】
石炭焚きボイラ１の内部で生成した燃焼ガスの温度は約１６００〜１８００℃の高温になる。
【００２６】
この高温の燃焼ガスは石炭焚きボイラ１に設置した蒸気の需要先に供給する蒸気を発生させる熱交換器４との熱交換によって減温され、石炭焚きボイラ１の下流側に設置された脱硝装置２２に供給される。
【００２７】
脱硝装置２２では還元剤としてＮＨ３を供給し、脱硝装置２２の内部に充填した脱硝触媒を燃焼ガスに接触させることによって燃焼ガス中に含まれているＮＯｘをＮ２に還元させ、ＮＯｘの濃度を低減させる。
【００２８】
この脱硝装置２２を流下した燃焼ガス５は該脱硝装置２２の下流側に設置され、石炭焚きボイラ１に供給する燃焼用の空気を予熱する空気予熱器２に供給されるが、前記空気予熱器２にて押込通風ファン（以下ＦＤＦと表記）６で外部から取り込んだ空気２１とこの燃焼ガス５とを熱交換し、さらに温度が低下した燃焼ガス５は、ルーバー３０を内部に備えた粗粒分級器３に供給される。
【００２９】
また前記空気予熱器２にて燃焼ガス５との熱交換によって昇温した空気は石炭焚きボイラ１に燃焼用の空気２１として使用する。
【００３０】
そして前記空気予熱器２から粗粒分級器３に供給された燃焼ガス５は、この粗粒分級器３の内部に備えられ、設置角度を調節された複数のルーバー３０の間を流下することにより、燃焼ガス５中に含まれた石炭灰のうち粒径が４５μｍよりも大きな粗粒をルーバー３０と衝突させて下方に落下させることで、粒径が４５μｍ以上の石炭灰の粗粒が除去される。
【００３１】
更に粗粒分級器３を流下した石炭灰のうち粗粒分級器３によって粗粒が除去された燃焼ガス５は、該粗粒分級器３の下流側に設置された脱塵装置である乾式ＥＰ９に流入する。
【００３２】
前記乾式ＥＰ９は燃焼ガス中の石炭灰を荷電して除去するように構成されているものであり、この乾式ＥＰ９の内部に設置した石炭灰を捕集する複数の捕集箇所となる回収室（上流側の回収室が２区灰の細粒よりは比較的粒度が大きい細粒の１区灰、下流側の回収室が細粒の２区灰）にて燃焼ガス５中からほぼ全量の石炭灰が回収される。
【００３３】
前記乾式ＥＰ９を流下して石炭灰が除去された燃焼ガス５は該乾式ＥＰ９の下流側に設置された脱硫装置１０に供給され、この脱硫装置１０で石灰石（ＣａＣＯ３）と水を混ぜ合わせたスラリーを燃焼ガス５に噴霧して、気液接触により燃焼ガス５中のＳＯｘを吸収して取り除く。
【００３４】
そして前記脱硫装置１０から排出された燃焼ガス５は、煙突１１を通じて大気中に放出される。
【００３５】
ところで、前記乾式ＥＰ９にて燃焼ガス５中から除去される石炭灰であるフライアッシュの品質は、ＪＩＳ Ａ６２０１−１９９９により規格化されている。
【００３６】
コンクリート混和材として適する順にフライアッシュの品質は１種から４種まで規定されており、その中で、石炭灰中の未燃分と粒径が規定されている。
【００３７】
フライアッシュ１種は未燃分３％以下、粒径４５μｍ以上が１０％以下、フライアッシュ２種は未燃分５％以下、粒径４５μｍ以上が４０％以下、フライアッシュ３種は未燃分８％以下、粒径４５μｍ以上が４０％以下、およびフライアッシュ４種は未燃分５％以下、粒径４５μｍ以上が７０％以下である。
【００３８】
したがって、前記粗粒分級器３に求められる脱塵性能は、粒径４５μｍ以上の石炭灰を除去できる能力を有することである。
【００３９】
前記乾式ＥＰ９の脱塵性能は脱塵率で９８％以上であり、図１に示した乾式ＥＰ９は、乾式ＥＰ９の内部に設置された石炭灰の捕集箇所となる回収室が二箇所あり、上流側の回収室が１区灰、下流側の回収室が２区灰と呼ばれている。
【００４０】
前記乾式ＥＰ９で除去されて回収される石炭灰のうち、粗粒ほど上流側の捕集箇所の回収室で捕集され、細粒ほど下流側の捕集箇所の回収室で捕集されることから、上流側の回収室の１区灰は粗粒が多く、下流側の回収室の二区灰は細粒が多い。
【００４１】
したがって前記二区灰は細粒が多いので、そのままでＪＩＳ規格のフライアッシュ１種の未燃分５％以下、粒径４５μｍ以上が４０％以下に適合した高品質の石炭灰として有効利用できる。
【００４２】
本実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムにおいては、図１に示したように乾式ＥＰ９の上流側に粗粒の分級を行う配設角度が調節可能なルーバー３０を内部に備えた粗粒分級器３を設置し、前記したようにこの粗粒分級器３によって燃焼ガス５中に含まれた石炭灰のうち粒径が４５μｍより大きな粗粒を除去している。
【００４３】
このため、粗粒分級器３の下流側に設置した前記乾式ＥＰ９の内部では、細粒の石炭灰の捕集箇所となる下流側の回収室の２区灰だけでなく、上流側の回収室の１区灰で捕集される石炭灰にも粗粒を少なくすることができ、そのまま有効利用できる高品質の細粒の２区灰に加えて１区灰もそのまま有効利用できる高品質な粒径の石炭灰が得られるようになっている。
【００４４】
前記乾式ＥＰ９の内部の上流側の回収室に回収された１区灰の細粒は、排出流路４１を通じて外部に定期的に取り出され、下流側の回収室に回収された２区灰の細粒は、排出流路４２を通じて外部に定期的に取り出されるように構成されている。
【００４５】
また、乾式ＥＰ９の内部に設置された上流側の捕集箇所の回収室に回収された１区灰は定期的に抜き出して乾式ＥＰ９に設けた粒径分布測定器３１に供給され、この粒径分布測定器３１によって前記１区灰の石炭灰の粒径分布を測定する。
【００４６】
前記乾式ＥＰ９の粒径分布測定器３１で測定された１区灰の粒径分布の測定データは前記乾式ＥＰ９の上流側に設置した粗粒分級器３の内部に設置した複数のルーバー３０の角度を調整する制御装置３２に入力され、前記制御装置３２において粒径分布測定器３１で測定された前記１区灰の粒径分布の測定データに基づいた最適なルーバー角度を演算して前記粗粒分級器３のルーバー３０に対して指令信号を出力し、前記粗粒分級器３のルーバー３０を適切な角度に操作して燃焼ガス５に含まれる石炭灰のうち粒径が４５μｍ以上の粗粒がルーバー３０に衝突して落下するようにして、粒径４５μｍ以上の粗粒を除去するものである。
【００４７】
即ち、粒径分布測定器３１で測定された前記１区灰の粒径分布の測定データは、横軸に石炭灰の粒径（μｍ）、縦軸にその累計体積割合（％）をとった場合に、図８に示したようなカーブとして表される。尚、石炭灰の粒径４５μｍの位置は図８に点線として示している。
【００４８】
前記乾式ＥＰ９の内部の上流側の回収室で捕集される１区灰がＪＩＳ規格のフライアッシュ１種の未燃分５％以下、粒径４５μｍ以上が４０％以下に適合した高品質の石炭灰を満たすようにするためには、上流側の粗粒分級器３のルーバー３０を適正な角度に調節することによって燃焼ガス５中に含まれる石炭灰のうち粒径が４５μｍより大きな粗粒を除去させる必要がある。
【００４９】
そこで、前記制御装置３２においては粒径分布測定器３１で測定して入力した１区灰の粒径分布の測定データが図８に実線Ａのカーブとして示すように４５μｍの粒径が累積体積割合９０％〜９３％となる粒径分布を維持するように、制御装置３２から粗粒分級器３のルーバー３０に対して指令信号として出力し、ルーバー３０を適切な角度に調節して前記粗粒分級器３で粒径が４５μｍより大きな粗粒を燃焼ガス５から分級して除去するものである。
【００５０】
例えば粒径分布測定器３１で測定した１区灰の粒径分布の測定データが図８に実線Ａのカーブとして示された粒径分布の場合は、粒径４５μｍの石炭灰が累計体積割合９０％となっており、丁度、ＪＩＳ規格のフライアッシュ１種の品質を満たしている状況となっているので前記制御装置３２から指令信号は出力せずに粗粒分級器３のルーバー３０の角度はそのままの状態を保持させて、前記粗粒分級器３で粒径が４５μｍより大きな粗粒を燃焼ガス５から分級して除去する。
【００５１】
また、１区灰の粒径分布の測定データが図８に破線Ｂのカーブとして示された粒径分布の場合は、粒径４５μｍの石炭灰が粗粒分級器３ではあまり補足されずに下流側の乾式ＥＰ９に流下している状況を示しているので、前記制御装置３２によって最適なルーバー角度を演算してルーバー３０の角度を操作する指令信号を出力し、前記粗粒分級器３のルーバー３０を燃焼ガスの流れに対して角度が大きくなるように調節して前記粗粒分級器３で粒径が４５μｍより大きな粗粒を燃焼ガス５から分級して除去する。
【００５２】
また、１区灰の粒径分布の測定データが図８に一点鎖線Ｃのカーブとして示された粒径分布の場合は、粒径４５μｍの石炭灰が粗粒分級器３で補足され過ぎた状況を示しているので、前記制御装置３２によって最適なルーバー角度を演算してルーバー３０の角度を操作する指令信号を出力し、前記粗粒分級器３のルーバー３０を燃焼ガスの流れに対して角度が小さくなるように調節して前記粗粒分級器３で粒径が４５μｍより大きな粗粒を燃焼ガス５から分級して除去する。
【００５３】
この結果、前記乾式ＥＰ９の内部に設置された上流側の捕集箇所の回収室で捕集される１区灰の粒径分布を監視して粗粒分級器３のルーバー３０の角度を適切な角度に調整することで、捕集される１区灰の石炭灰の粒度を細粒に正確に調整することが可能となり、高精度の細粒からなる二区灰だけでなく前記１区灰でも安定してＪＩＳ規格のフライアッシュ１種に該当する未燃分３％以下、粒径４５μｍ以上が１０％以下の規定に適合する石炭灰を得ることができる。
【００５４】
次に、図２を用いて図１に示した本実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムに使用されている粗粒分級器３について説明する。
【００５５】
図２の上部に粗粒分級器３の上面図を、下部に粗粒分級器３の側面図を示しているが、粗粒分級器３は、内部にルーバー３０を備えたルーバー型の粗粒分級器を採用している。このルーバー型の粗粒分級器３は、気流と粉塵の慣性力の差を利用した脱塵装置である。
【００５６】
ルーバー３０は、複数の板を平行に一定の間隔および角度を持って粗粒分級器３の内部に取り付けたものであり、粗粒分級器３の高さ方向に前記ルーバー３０を複数枚並べた構成となっている。
【００５７】
そして上流側に設置された石炭焚きボイラ１、脱硝装置２２及び空気予熱器２を順次流下した燃焼ガス５と前記燃焼ガス５に同伴される石炭灰は、粗粒分級器３に流入する。
【００５８】
粗粒分級器３の内部に流入した石炭灰のうち粒径が４５μｍより大きな粗粒は、粗粒分級器３の内部に取り付けたルーバー３０に衝突して落下し、捕集される。
【００５９】
また粗粒分級器３の内部に流入した石炭灰のうち粒径が４５μｍより小さな細粒と燃焼ガス５は内部に取り付けたルーバー３０の間の間隙をすり抜けて下流側の乾式ＥＰ９に流下する。
【００６０】
粗粒分級器３の内部に設置したルーバー３０は、その設置角度を粗粒分級器３の内部を流下する燃焼ガス５の流れ方向に対してルーバー３０の傾斜が大きくなる角度にすれば、ルーバー３０に衝突する石炭灰の粒子数が増加し、脱塵率は高くなる。
【００６１】
一方、燃焼ガス５の流れ方向に対してルーバー３０の傾斜が小さくなる水平に近づく角度にすれば、ルーバー３０に衝突する石炭灰の粒子数が減少し、脱塵率は低くなる。
【００６２】
また、粗粒分級器３のルーバー３０に衝突する石炭灰の粒子の衝突可否は、粒子の粒径および比重によっても異なる。石炭灰の粒径および比重は、石炭の種類、および石炭を粉砕した時の粒径によって異なるため、粗粒分級器３の運用に合わせてルーバー３０の設置角度を調整し、脱塵率を調節することが望ましい。
【００６３】
次に、図３を用いて図２に示した前記粗粒分級器３の変形例について説明する。
【００６４】
図３の上部に粗粒分級器３の上面図を、下部に粗粒分級器３の側面図を示しているが、本変形例のルーバー型の粗粒分級器３でも、ルーバー３０は複数の板を平行に一定の間隔および角度を持って粗粒分級器３の内部に取り付けられて、粗粒分級器３の幅方向に該ルーバー３０を複数枚並べた構成となっている。
【００６５】
ところで、石炭焚きボイラ１から排出される燃焼ガス５中の微量有害物質として水銀が問題になっている。燃焼ガス５中に水銀はガス状の金属水銀として存在し、塩素と反応して塩化水銀ガスを生成する。
【００６６】
ガス状の金属水銀そのものは燃焼ガス５に含まれている石炭灰に吸着しにくいが、塩化水銀ガスは燃焼ガス５に含まれている石炭灰に吸着し易い。
【００６７】
また、石炭焚きボイラ１から排出される燃焼ガス５中のＳＯｘガスの数％は三酸化硫黄ガスとなり、この三酸化硫黄ガスは燃焼ガスに含まれている石炭灰に吸着する。
【００６８】
また、三酸化硫黄ガスが酸露点以下に低下した箇所では硫酸ミストなり、機器の配管を腐食させる要因となる。前記粗粒分級器３はこの三酸化硫黄ガスの酸露点の温度以上で使用することが望ましい。
【００６９】
上記した理由から、石炭焚きボイラ１から排出される燃焼ガス５中の塩化水銀ガスおよび三酸化硫黄ガスの石炭灰への吸着量を増加させることにより、大気に放出される水銀が低減でき、機器の腐食も抑制することができる。
【００７０】
次に、図４を用いて図２に示した前記粗粒分級器３の別の変形例について説明する。
【００７１】
図４は本変形例の粗粒分級器３に設置された新たなルーバー構造を示すものであり、本実施例のルーバー３０ａは、図４に示したように粗粒分級器３の内部を流下する燃焼ガス５の流れ方向に対して、ルーバー３０ａがルーバーの山部３０ｂとルーバーの谷部３０ｃとが連続して複数形成されたくさび型形状のルーバー３０ａの構造を採用した。
【００７２】
このくさび型形状のルーバー３０ａを粗粒分級器３の内部に配設することにより、隣接するくさび型形状のルーバー３０ａの間隙の流路において、流下する燃焼ガス５に多数の渦流れ５ｂを形成して、燃焼ガス５の滞留時間を稼ぐことができる。
【００７３】
この結果、燃焼ガス５中の塩化水銀ガス及び三酸化硫黄ガスは、くさび型形状のルーバー３０ａの間隙の流路に滞留して流下する燃焼ガス５と十分に接触することが出来るので、この燃焼ガス５に含まれている石炭灰に塩化水銀ガス及び三酸化硫黄ガスが吸着される灰吸着量を増加させることになる。
【００７４】
なお、図４に示した前記ルーバー３０ａの形状はルーバーの山部３０ｂとルーバーの谷部３０ｃとが曲線状に連続した波型形状であってもよい。
【００７５】
また、前述した本実施例の石炭灰有効利用の石炭燃焼ガス浄化システムでは、粗粒分級器３としてルーバー型分級器を用いて説明したが、粗粒分級器３としては粗粒を分級できるものであればよく、ルーバーと同じ作用する衝突板がその内部に設置された構成の分級器であっても良い。また、本実施例の粗粒分級器３に代えて沈降速度差を用いた気流分級器や遠心力差を用いたサイクロン分級器であっても良い。
【００７６】
本実施例によれば、石炭焚きボイラから排出した燃焼ガス中から捕集した石炭灰を分級して細粒の石炭灰を直接回収することが可能なシンプルな構成で小型化した石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム及び石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法が実現できる。
【実施例２】
【００７７】
図５に本発明の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムにおける他の実施例を示す。
【００７８】
図５に示した本実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムは、図１に示した先の実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムと概略構成は同じであるので、共通した構成の説明は省略し、相違した構成について以下に説明する。
【００７９】
図５に示した本実施例においては、乾式ＥＰ９ａの内部の前段にルーバー３０を設置することによって図１に示した粗粒分級器３の機能を備えた構成の乾式ＥＰ９ａを採用したものである。
【００８０】
そして前記乾式ＥＰ９ａの内部の前段に設置したルーバー３０によって、流下する燃焼ガス５に含まれた石炭灰のうち粒径が４５μｍ以上の粗粒をこのルーバー３０に衝突させて粒径４５μｍ以上の粗粒を除去するように構成している。
【００８１】
また前記乾式ＥＰ９ａでは、その内部の前段に設置したルーバー３０によって燃焼ガス５に含まれた石炭灰のうち粒径４５μｍ以上の粗粒を衝突させて除去しているので、この乾式ＥＰ９ａの内部に設置された石炭灰を捕集して回収する捕集箇所となる複数の回収室のうち、上流側から３番目の捕集箇所の回収室で捕集して回収された１区灰は、排出流路４１を通じて外部に定期的に抜き出し、同様に上流側から４番目の捕集箇所の回収室で捕集して回収された２区灰も排出流路４２を通じて外部に定期的に抜き出されるように構成されている。
【００８２】
更に乾式ＥＰ９の内部の上流側から３番目の回収室に回収された前記１区灰は、乾式ＥＰ９ａに付設された粒径分布測定器３１に送給され、この粒径分布測定器３１にて前記１区灰の石炭灰の粒径分布が測定される。
【００８３】
そして前記乾式ＥＰ９ａの粒径分布測定器３１によって測定された１区灰の粒径分布の測定データは乾式ＥＰ９ａの内部の前段に設置されたルーバー３０の角度を調整する制御装置３２に入力され、前記制御装置３２において粒径分布測定器３１で測定された１区灰の粒径分布の測定データに基づいた最適なルーバー角度を演算して指令信号を出力し、前記乾式ＥＰ９ａに設置されたルーバー３０を適切な角度に操作して調節する。
【００８４】
この結果、前記乾式ＥＰ９の内部に設置された上流側から３番目の回収室で捕集される１区灰の粒径分布を監視して粗粒分級器３のルーバー３０の角度を適切な角度に調整することで、捕集される１区灰の石炭灰の粒度を細粒に正確に調整することが可能となり、高精度の細粒からなる二区灰だけでなく前記１区灰でも安定してＪＩＳ規格のフライアッシュ１種に該当する未燃分３％以下、粒径４５μｍ以上が１０％以下の規定に適合する石炭灰を得ることができる。
【００８５】
尚、前記乾式ＥＰ９ａにおいて、石炭灰を荷電する領域は前記乾式ＥＰ９ａの内部に設置された上流側から３番目及び４番目の捕集箇所である３区および４区である。
【００８６】
図５に示した本実施例における乾式ＥＰ９ａの上流側から３番目の捕集箇所で捕集された石炭灰を回収する複数の回収室で回収した１区灰は、図１に示した先の実施例の乾式ＥＰ９では上流側から１番目の捕集箇所の回収室で捕集され回収された１区灰に対応するものとなる。
【００８７】
したがって、本実施例では乾式ＥＰ９ａの１区灰の粒径分布を粒径分布測定器３１によって測定し、この粒径分布測定器３１で測定した１区灰の粒径分布の測定データは前記乾式ＥＰ９ａの前段に設置されたルーバー３０の角度を調整する制御装置３２に入力され、前記制御装置３２において粒径分布測定器３１で測定された前記１区灰の粒径分布の測定データに基づいた最適なルーバー角度を演算して指令信号を出力し、前記乾式ＥＰ９ａの前段に設置されたルーバー３０を適切な角度に操作して調節するように構成されている。
【００８８】
この結果、前記乾式ＥＰ９の内部に設置された上流側の捕集箇所の回収室で捕集される１区灰の粒径分布を監視して粗粒分級器３のルーバー３０の角度を適切な角度に調整することで、捕集される１区灰の石炭灰の粒度を細粒に正確に調整することが可能となり、高精度の細粒からなる二区灰だけでなく前記１区灰でも安定してＪＩＳ規格のフライアッシュ１種に該当する未燃分３％以下、粒径４５μｍ以上が１０％以下の規定に適合する石炭灰を得ることができる。
【００８９】
本実施例によれば、石炭焚きボイラから排出した燃焼ガス中から捕集した石炭灰を分級して細粒の石炭灰を直接回収することが可能なシンプルな構成で小型化した石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム及び石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法が実現できる。
【実施例３】
【００９０】
図６に本発明の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムにおける別の実施例を示す。
【００９１】
図６に示した本実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムは、図１に示した先の実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムと概略構成は同じであるので、共通した構成の説明は省略し、相違した構成について以下に説明する。
【００９２】
図６に示した本実施例においては、空気予熱器２の下流側で粗粒分級器３の上流側となる位置に、該空気予熱器２を流下した燃焼ガス５と熱交換するＧＧＨ熱回収器２４を設置している。
【００９３】
更に脱硫装置１０の下流側で煙突１１の上流側となる位置に、該脱硫装置１０を流下した燃焼ガス５と熱交換するＧＧＨ再加熱器２５を設置している。
【００９４】
そして前記ＧＧＨ熱回収器２４及びＧＧＨ再加熱器２５との間にはＧＧＨ熱回収器２４及びＧＧＨ再加熱器２５で使用する熱媒体２６を循環させる循環流路２７が配設されている。
【００９５】
前記ＧＧＨ熱回収器２４及びＧＧＨ再加熱器２５の間に配設された循環流路２７を流通する熱媒体２６は、脱硫装置１０の後流に設置したＧＧＨ再加熱器２５の温媒として利用し、脱硫装置１０出口の排ガスを昇温することで煙突１１から大気に放出される燃焼ガスの白煙を防止することが可能となる。
【００９６】
本実施例では乾式ＥＰ９の１区灰の粒径分布を粒径分布測定器３１によって測定し、この粒径分布測定器３１で測定した１区灰の粒径分布の測定データは制御装置３２に入力され、前記制御装置３２において粒径分布測定器３１で測定された前記１区灰の粒径分布の測定データに基づいた最適なルーバー角度を演算して指令信号を出力し、前記粗粒分級器３の内部に設置されたルーバー３０の角度を適切な角度に操作して調節するように構成されている。
【００９７】
この結果、前記乾式ＥＰ９の内部に設置された上流側の捕集箇所の回収室で捕集される１区灰の粒径分布を監視して粗粒分級器３のルーバー３０の角度を適切な角度に調整することで、捕集される１区灰の石炭灰の粒度を細粒に正確に調整することが可能となり、高精度の細粒からなる二区灰だけでなく前記１区灰でも安定してＪＩＳ規格のフライアッシュ１種に該当する未燃分３％以下、粒径４５μｍ以上が１０％以下の規定に適合する石炭灰を得ることができる。
【００９８】
本実施例の場合、粗粒分離器３はＧＧＨ熱回収器２４と乾式ＥＰ９の間に設置されることになる。
【００９９】
また、本実施例の乾式ＥＰ９に代えて、図５に示した実施例の乾式ＥＰ９ａの構成のようにルーバー３０を乾式ＥＰ９ａの前段に設け、粗粒分級器の機能を乾式ＥＰ９ａ内に備えさせるようにしても良い。
【０１００】
本実施例によれば、石炭焚きボイラから排出した燃焼ガス中から捕集した石炭灰を分級して細粒の石炭灰を直接回収することが可能なシンプルな構成で小型化した石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム及び石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法が実現できる。
【実施例４】
【０１０１】
図７に本発明の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムにおける更に別の実施例を示す
。
【０１０２】
図７に示した本実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムは、図６に示した先の実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムと概略構成は同じであるので、共通した構成の説明は省略し、相違した構成について以下に説明する。
【０１０３】
図７に示した本実施例においては、ＧＧＨ熱回収器の内部の後段にルーバー３０を備えた設置することによって図６に示した粗粒分級器３の機能を備えた構成のＧＧＨ熱回収器２４ａを採用したものである。
【０１０４】
前記ＧＧＨ熱回収器２４ａの内部の後段には捕集した石炭灰を回収する複数の回収室が設置されており、更にこのＧＧＨ熱回収器２４ａの内部の後段にルーバー３０を設置することによって図１に示した粗粒分級器３の機能を前記ＧＧＨ熱回収器２４ａに備えさせた構成にしている。
【０１０５】
本実施例では乾式ＥＰ９の１区灰の粒径分布を粒径分布測定器３１によって測定し、この粒径分布測定器３１で測定した１区灰の粒径分布の測定データは制御装置３２に入力され、前記制御装置３２において粒径分布測定器３１で測定された前記１区灰の粒径分布の測定データに基づいた最適なルーバー角度を演算して指令信号を出力し、前記ＧＧＨ熱回収器２４ａの内部の後段に設置されたルーバー３０の角度を適切な角度に操作して調節するように構成されている。
【０１０６】
この結果、前記乾式ＥＰ９の内部に設置された上流側の捕集箇所の回収室で捕集される１区灰の粒径分布を監視して前記ＧＧＨ熱回収器２４ａの内部に設置したルーバー３０の角度を適切な角度に調整することで、乾式ＥＰ９で捕集される１区灰の石炭灰の粒度を細粒に正確に調整することが可能となり、高精度の細粒からなる二区灰だけでなく前記１区灰でも安定してＪＩＳ規格のフライアッシュ１種に該当する未燃分３％以下、粒径４５μｍ以上が１０％以下の規定に適合する石炭灰を得ることができる。
【０１０７】
また本実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムにおいては、図６に示した構成の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムと同様に脱硫装置１０の後流に設置したＧＧＨ再加熱器２５で燃焼ガスを昇温しているので、煙突１１から大気に放出される燃焼ガスの白煙を防止することが可能となるだけでなく、図６の実施例と比べてＧＧＨ熱回収器２４ａと粗粒分級器３とを連絡する燃焼ガスを流下させるダクトを省略することができるので、よりコンパクトな構成にすることが可能となる。
【０１０８】
本実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムにおいては、石炭焚きボイラから排出した燃焼ガス中から捕集した石炭灰を分級して粗粒を除去する粗粒分級器としてＧＧＨ熱回収器２４ａの内部に設置したルーバー３０を用い、このＧＧＨ熱回収器２４ａの下流側に設置した乾式ＥＰ９によって捕集して回収した１区灰の粒径分布の測定値に基づいて前記ルーバー角度を調節することによって、石炭焚きボイラから排出した燃焼ガス中から捕集した石炭灰を分級させた細粒の石炭灰を直接回収することが可能なシンプルな構成で小型化した石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムが実現できることから、脱塵装置で捕集する微粒の石炭灰を、直接フライアッシュセメントやコンクリート混和材として有効利用することができる。
【０１０９】
本実施例によれば、石炭焚きボイラから排出した燃焼ガス中から捕集した石炭灰を分級して細粒の石炭灰を直接回収することが可能なシンプルな構成で小型化した石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム及び石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明は、石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の一実施例である石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムを示す概略構成図。
【図２】図１に示した本発明の実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムに設置された粗粒分級器を示す概略構成図。
【図３】図１に示した本発明の実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムに設置された粗粒分級器の変形例を示す概略構成図。
【図４】図１に示した本発明の実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムに設置された粗粒分級器の他の変形例を示す概略構成図。
【図５】本発明の他の実施例である石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムを示す概略構成図。
【図６】本発明の別の実施例である石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムを示す概略構成図。
【図７】本発明の更に別の実施例である石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムを示す概略構成図。
【図８】図１に示した本発明の実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムにおける粒径分布測定器で測定した乾式ＥＰ９で回収した１区灰の粒径分布図。
【符号の説明】
【０１１２】
１：石炭焚きボイラ、２：空気予熱器、３：粗粒分級器、５：燃焼ガス、６：ＦＤＦ、９：乾式ＥＰ、１０：脱硫装置、１１：煙突、２０：石炭、２１：空気、２２：脱硝装置、２４：ＧＧＨ熱回収器、２５：ＧＧＨ再加熱器、２６：熱媒体、２７：循環流路、３０：ルーバー、３１：粒径分布測定器、３２：ルーバー角度制御装置、４１、４２：排出流路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム及び石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭焚きボイラを備えた火力発電プラントでは石炭焚きボイラから排出した燃焼ガスを浄化する燃焼ガス浄化システムを備えている。
【０００３】
石炭焚きボイラを備えた火力発電プラントの燃焼ガス浄化システムとしては、例えば、特開２００２−３４９８３５号公報に記載されているように、石炭焚きボイラの下流側に設置されて燃焼ガスに含まれている窒素酸化物（以下ＮＯｘと表記）を除去する脱硝装置と、脱硝装置の下流側に設置されて燃焼ガスに含まれている石炭灰を除去する脱塵装置と、脱塵装置の下流側に設置されて硫黄酸化物（以下ＳＯｘと表記）を除去する脱硫装置を備えた技術が開示されている。
【０００４】
特開２００２−３４９８３５号公報には記載されていないが、脱硝装置には内部に触媒が挿入されており、還元剤として注入するアンモニア（以下ＮＨ３と表記）とＮＯｘとの反応を促進して窒素（以下Ｎ２と表記）に転換して脱硝するように構成されている。
【０００５】
また脱塵装置には燃焼ガスに含まれている石炭灰を除去する集塵器が用いられており、脱硫装置には燃焼ガス中のＳＯｘを吸収して除去する湿式脱硫装置が用いられている。
【０００６】
通常、前記脱塵装置としては石炭灰を荷電して除去する乾式電気集塵器（以下乾式ＥＰと表記）が用いられており、脱硫装置としては燃焼ガス中に石灰石スラリーを噴霧してＳＯｘを吸収し石膏にする湿式脱硫装置が用いられている。
【０００７】
この乾式ＥＰで脱塵した石炭灰は、フライアッシュセメントおよびコンクリート混和材として有効利用されている。
【０００８】
フライアッシュはＪＩＳ Ａ６２０１−１９９９に品質が規格化されている。石炭灰中の未燃分が低いほど、更に、４５μｍ以上の粗粒灰が少ないほど高品質である。
【０００９】
燃焼ガス中の石炭灰を荷電して除去する乾式ＥＰは、その内部の上流側にて粗粒灰を捕集し、下流側にて細粒灰を捕集するように構成されている。
【００１０】
乾式ＥＰの内部の下流側で捕集された細粒灰は高品質灰として有効利用できる。一方、乾式ＥＰの内部の上流側で捕集された粗粒灰のなかには有効利用されずに埋め立て処分される石炭灰がある。
【００１１】
近年、埋め立て地の枯渇化が問題になっており、埋め立てする石炭灰の減容化あるいは有効利用が課題になっている。
【００１２】
そこで、例えば、特開２００６−２３３４０８号公報には、石炭灰を溶融してスラグ化し、この溶融スラグに空気を吹き付けて繊維化したフライアッシュファイバーを製造することで、石炭灰を有効利用する技術が開示されている。
【００１３】
また、特開平８−２６６８３０号公報には、フライアッシュセメントやコンクリート混和材として利用できない未燃分の多い石炭灰に対して、捕集して貯留してある未燃分残留石炭灰の原粉を分級するためにルーバー型分級器を用いて未燃分の多い粗粒灰を除去し、フライアッシュセメントやコンクリート混和材として利用できる細粒の石炭灰を抽出する技術が開示されている。
【００１４】
また、特開平１０−３０００２０号公報には、石炭をペースト状にして燃焼させる加圧流動層ボイラの燃焼ガス浄化システムとして、加圧流動層ボイラから供給する燃焼ガスに含まれた灰を捕集する脱塵装置として粗粒灰を捕集する一段目の脱塵装置と細粒灰を捕集する二段目の脱塵装置とを直列に設置し、一段目の脱塵装置で捕集した粗粒灰をホッパに貯蔵してホッパに貯蔵された粗粒灰を加圧流体によってボイラに戻すように構成することで、捕集した粗粒灰だけをボイラに戻して前記加圧流動層ボイラから供給される燃焼ガスで駆動されるガスタービンのタービン翼の磨耗を防止する技術が開示されている。
【００１５】
【特許文献１】特開２００２−３４９８３５号公報
【特許文献２】特開２００６−２３３４０８号公報
【特許文献３】特開平８−２６６８３０号公報
【特許文献４】特開平１０−３０００２０号公報
【非特許文献１】ＪＩＳ Ａ６２０１−１９９９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記した従来技術の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムでは、石炭焚きボイラから
排出した燃焼ガス中から捕集した石炭灰を分級して細粒の石炭灰を得るために、石炭灰を分級する分級器を設置するだけでなく、更に燃焼ガス中から捕集した石炭灰を貯留するホッパと、このホッパに貯留した石炭灰を気流搬送するガス源の供給設備を設置、或いは気流搬送される石炭灰を分級して細粒を捕集する別の脱塵装置を設置する必要があるので、これらの機器を設置するために石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの構成が複雑で大型化してしまうという問題がある。
【００１７】
本発明の目的は石炭焚きボイラから排出した燃焼ガス中から捕集した石炭灰を分級して細粒の石炭灰を直接回収することが可能な構成がシンプルで小型化した石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム及び石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムは、石炭を燃料として燃焼させる石炭
焚きボイラと、前記石炭焚きボイラの下流側に設置されて該石炭焚きボイラから排出させた燃焼ガス中の窒素酸化物を低減する脱硝装置と、前記脱硝装置の下流側に設置されて該脱硝装置を流下した燃焼ガスに含まれる石炭灰の細粒を捕集して回収する脱塵装置と、前記脱塵装置の下流側に設置されて該脱塵装置を流下した燃焼ガス中の硫黄酸化物を吸収する脱硫装置を設置し、前記脱塵装置の上流側に燃焼ガスに含まれている石炭灰のうち粗粒の分級を行う配設角度が調節可能なルーバーを内部に備えた粗粒分級器を設置したことを特徴とする。
【００１９】
また本発明の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムは、石炭を燃料として燃焼させる石炭焚きボイラと、前記石炭焚きボイラの下流側に設置されて該石炭焚きボイラから排出させた燃焼ガス中の窒素酸化物を低減する脱硝装置と、前記脱硝装置の下流側に設置されて該脱硝装置を流下した燃焼ガスに含まれる石炭灰の細粒を捕集して回収する脱塵装置と、前記脱塵装置の下流側に設置されて該脱塵装置を流下した燃焼ガス中の硫黄酸化物を吸収する脱硫装置を設置し、前記脱塵装置の内部に燃焼ガスに含まれている石炭灰のうち粗粒の分級を行う配設角度が調節可能なルーバーを内部に備えた粗粒分級器を設置したことを特徴とする。
【００２０】
本発明の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法は、石炭焚きボイラで燃料の石炭を空気と混合して燃焼させて燃焼ガスを発生させ、前記石炭焚きボイラの下流側に設置した脱硝装置にて該石炭焚きボイラから排出させた燃焼ガス中の窒素酸化物を低減し、前記脱硝装置の下流側に設置した粗粒分級器に備えられた配設角度が調節可能なルーバーによって該石炭焚きボイラから排出させた燃焼ガスに含まれている石炭灰のうち粗粒を分級して除去し、前記粗粒分級器の下流側に設置した脱塵装置にて該粗粒分級器を流下した燃焼ガスに含まれる石炭灰の細粒を捕集して回収し、前記脱塵装置の下流側に設置した脱硫装置で該脱塵装置を流下した燃焼ガス中の硫黄酸化物を吸収させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、石炭焚きボイラから排出した燃焼ガス中から捕集した石炭灰を分級して細粒の石炭灰を直接回収することが可能なシンプルな構成で小型化した石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム及び石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に本発明の実施例である石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム及び石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法について図面を参照して以下に説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１に本発明の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの一実施例を示す。
【００２４】
図１に示した本実施例の石炭灰有効利用の石炭燃焼ガス浄化システムにおいて、石炭焚きボイラ１には燃料の石炭２０と燃焼用の空気２１とを供給して燃料の石炭を燃焼し、高温の燃焼ガスを生成する。
【００２５】
石炭焚きボイラ１の内部で生成した燃焼ガスの温度は約１６００〜１８００℃の高温になる。
【００２６】
この高温の燃焼ガスは石炭焚きボイラ１に設置した蒸気の需要先に供給する蒸気を発生させる熱交換器４との熱交換によって減温され、石炭焚きボイラ１の下流側に設置された脱硝装置２２に供給される。
【００２７】
脱硝装置２２では還元剤としてＮＨ３を供給し、脱硝装置２２の内部に充填した脱硝触媒を燃焼ガスに接触させることによって燃焼ガス中に含まれているＮＯｘをＮ２に還元させ、ＮＯｘの濃度を低減させる。
【００２８】
この脱硝装置２２を流下した燃焼ガス５は該脱硝装置２２の下流側に設置され、石炭焚きボイラ１に供給する燃焼用の空気を予熱する空気予熱器２に供給されるが、前記空気予熱器２にて押込通風ファン（以下ＦＤＦと表記）６で外部から取り込んだ空気２１とこの燃焼ガス５とを熱交換し、さらに温度が低下した燃焼ガス５は、ルーバー３０を内部に備えた粗粒分級器３に供給される。
【００２９】
また前記空気予熱器２にて燃焼ガス５との熱交換によって昇温した空気は石炭焚きボイラ１に燃焼用の空気２１として使用する。
【００３０】
そして前記空気予熱器２から粗粒分級器３に供給された燃焼ガス５は、この粗粒分級器３の内部に備えられ、設置角度を調節された複数のルーバー３０の間を流下することにより、燃焼ガス５中に含まれた石炭灰のうち粒径が４５μｍよりも大きな粗粒をルーバー３０と衝突させて下方に落下させることで、粒径が４５μｍ以上の石炭灰の粗粒が除去される。
【００３１】
更に粗粒分級器３を流下した石炭灰のうち粗粒分級器３によって粗粒が除去された燃焼ガス５は、該粗粒分級器３の下流側に設置された脱塵装置である乾式ＥＰ９に流入する。
【００３２】
前記乾式ＥＰ９は燃焼ガス中の石炭灰を荷電して除去するように構成されているものであり、この乾式ＥＰ９の内部に設置した石炭灰を捕集する複数の捕集箇所となる回収室（上流側の回収室が２区灰の細粒よりは比較的粒度が大きい細粒の１区灰、下流側の回収室が細粒の２区灰）にて燃焼ガス５中からほぼ全量の石炭灰が回収される。
【００３３】
前記乾式ＥＰ９を流下して石炭灰が除去された燃焼ガス５は該乾式ＥＰ９の下流側に設置された脱硫装置１０に供給され、この脱硫装置１０で石灰石（ＣａＣＯ３）と水を混ぜ合わせたスラリーを燃焼ガス５に噴霧して、気液接触により燃焼ガス５中のＳＯｘを吸収して取り除く。
【００３４】
そして前記脱硫装置１０から排出された燃焼ガス５は、煙突１１を通じて大気中に放出される。
【００３５】
ところで、前記乾式ＥＰ９にて燃焼ガス５中から除去される石炭灰であるフライアッシュの品質は、ＪＩＳ Ａ６２０１−１９９９により規格化されている。
【００３６】
コンクリート混和材として適する順にフライアッシュの品質は１種から４種まで規定されており、その中で、石炭灰中の未燃分と粒径が規定されている。
【００３７】
フライアッシュ１種は未燃分３％以下、粒径４５μｍ以上が１０％以下、フライアッシュ２種は未燃分５％以下、粒径４５μｍ以上が４０％以下、フライアッシュ３種は未燃分８％以下、粒径４５μｍ以上が４０％以下、およびフライアッシュ４種は未燃分５％以下、粒径４５μｍ以上が７０％以下である。
【００３８】
したがって、前記粗粒分級器３に求められる脱塵性能は、粒径４５μｍ以上の石炭灰を除去できる能力を有することである。
【００３９】
前記乾式ＥＰ９の脱塵性能は脱塵率で９８％以上であり、図１に示した乾式ＥＰ９は、乾式ＥＰ９の内部に設置された石炭灰の捕集箇所となる回収室が二箇所あり、上流側の回収室が１区灰、下流側の回収室が２区灰と呼ばれている。
【００４０】
前記乾式ＥＰ９で除去されて回収される石炭灰のうち、粗粒ほど上流側の捕集箇所の回収室で捕集され、細粒ほど下流側の捕集箇所の回収室で捕集されることから、上流側の回収室の１区灰は粗粒が多く、下流側の回収室の二区灰は細粒が多い。
【００４１】
したがって前記二区灰は細粒が多いので、そのままでＪＩＳ規格のフライアッシュ１種の未燃分５％以下、粒径４５μｍ以上が４０％以下に適合した高品質の石炭灰として有効利用できる。
【００４２】
本実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムにおいては、図１に示したように乾式ＥＰ９の上流側に粗粒の分級を行う配設角度が調節可能なルーバー３０を内部に備えた粗粒分級器３を設置し、前記したようにこの粗粒分級器３によって燃焼ガス５中に含まれた石炭灰のうち粒径が４５μｍより大きな粗粒を除去している。
【００４３】
このため、粗粒分級器３の下流側に設置した前記乾式ＥＰ９の内部では、細粒の石炭灰の捕集箇所となる下流側の回収室の２区灰だけでなく、上流側の回収室の１区灰で捕集される石炭灰にも粗粒を少なくすることができ、そのまま有効利用できる高品質の細粒の２区灰に加えて１区灰もそのまま有効利用できる高品質な粒径の石炭灰が得られるようになっている。
【００４４】
前記乾式ＥＰ９の内部の上流側の回収室に回収された１区灰の細粒は、排出流路４１を通じて外部に定期的に取り出され、下流側の回収室に回収された２区灰の細粒は、排出流路４２を通じて外部に定期的に取り出されるように構成されている。
【００４５】
また、乾式ＥＰ９の内部に設置された上流側の捕集箇所の回収室に回収された１区灰は定期的に抜き出して乾式ＥＰ９に設けた粒径分布測定器３１に供給され、この粒径分布測定器３１によって前記１区灰の石炭灰の粒径分布を測定する。
【００４６】
前記乾式ＥＰ９の粒径分布測定器３１で測定された１区灰の粒径分布の測定データは前記乾式ＥＰ９の上流側に設置した粗粒分級器３の内部に設置した複数のルーバー３０の角度を調整する制御装置３２に入力され、前記制御装置３２において粒径分布測定器３１で測定された前記１区灰の粒径分布の測定データに基づいた最適なルーバー角度を演算して前記粗粒分級器３のルーバー３０に対して指令信号を出力し、前記粗粒分級器３のルーバー３０を適切な角度に操作して燃焼ガス５に含まれる石炭灰のうち粒径が４５μｍ以上の粗粒がルーバー３０に衝突して落下するようにして、粒径４５μｍ以上の粗粒を除去するものである。
【００４７】
即ち、粒径分布測定器３１で測定された前記１区灰の粒径分布の測定データは、横軸に石炭灰の粒径（μｍ）、縦軸にその累計体積割合（％）をとった場合に、図８に示したようなカーブとして表される。尚、石炭灰の粒径４５μｍの位置は図８に点線として示している。
【００４８】
前記乾式ＥＰ９の内部の上流側の回収室で捕集される１区灰がＪＩＳ規格のフライアッシュ１種の未燃分５％以下、粒径４５μｍ以上が４０％以下に適合した高品質の石炭灰を満たすようにするためには、上流側の粗粒分級器３のルーバー３０を適正な角度に調節することによって燃焼ガス５中に含まれる石炭灰のうち粒径が４５μｍより大きな粗粒を除去させる必要がある。
【００４９】
そこで、前記制御装置３２においては粒径分布測定器３１で測定して入力した１区灰の粒径分布の測定データが図８に実線Ａのカーブとして示すように４５μｍの粒径が累積体積割合９０％〜９３％となる粒径分布を維持するように、制御装置３２から粗粒分級器３のルーバー３０に対して指令信号として出力し、ルーバー３０を適切な角度に調節して前記粗粒分級器３で粒径が４５μｍより大きな粗粒を燃焼ガス５から分級して除去するものである。
【００５０】
例えば粒径分布測定器３１で測定した１区灰の粒径分布の測定データが図８に実線Ａのカーブとして示された粒径分布の場合は、粒径４５μｍの石炭灰が累計体積割合９０％となっており、丁度、ＪＩＳ規格のフライアッシュ１種の品質を満たしている状況となっているので前記制御装置３２から指令信号は出力せずに粗粒分級器３のルーバー３０の角度はそのままの状態を保持させて、前記粗粒分級器３で粒径が４５μｍより大きな粗粒を燃焼ガス５から分級して除去する。
【００５１】
また、１区灰の粒径分布の測定データが図８に破線Ｂのカーブとして示された粒径分布の場合は、粒径４５μｍの石炭灰が粗粒分級器３ではあまり補足されずに下流側の乾式ＥＰ９に流下している状況を示しているので、前記制御装置３２によって最適なルーバー角度を演算してルーバー３０の角度を操作する指令信号を出力し、前記粗粒分級器３のルーバー３０を燃焼ガスの流れに対して角度が大きくなるように調節して前記粗粒分級器３で粒径が４５μｍより大きな粗粒を燃焼ガス５から分級して除去する。
【００５２】
また、１区灰の粒径分布の測定データが図８に一点鎖線Ｃのカーブとして示された粒径分布の場合は、粒径４５μｍの石炭灰が粗粒分級器３で補足され過ぎた状況を示しているので、前記制御装置３２によって最適なルーバー角度を演算してルーバー３０の角度を操作する指令信号を出力し、前記粗粒分級器３のルーバー３０を燃焼ガスの流れに対して角度が小さくなるように調節して前記粗粒分級器３で粒径が４５μｍより大きな粗粒を燃焼ガス５から分級して除去する。
【００５３】
この結果、前記乾式ＥＰ９の内部に設置された上流側の捕集箇所の回収室で捕集される１区灰の粒径分布を監視して粗粒分級器３のルーバー３０の角度を適切な角度に調整することで、捕集される１区灰の石炭灰の粒度を細粒に正確に調整することが可能となり、高精度の細粒からなる二区灰だけでなく前記１区灰でも安定してＪＩＳ規格のフライアッシュ１種に該当する未燃分３％以下、粒径４５μｍ以上が１０％以下の規定に適合する石炭灰を得ることができる。
【００５４】
次に、図２を用いて図１に示した本実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムに使用されている粗粒分級器３について説明する。
【００５５】
図２の上部に粗粒分級器３の上面図を、下部に粗粒分級器３の側面図を示しているが、粗粒分級器３は、内部にルーバー３０を備えたルーバー型の粗粒分級器を採用している。このルーバー型の粗粒分級器３は、気流と粉塵の慣性力の差を利用した脱塵装置である。
【００５６】
ルーバー３０は、複数の板を平行に一定の間隔および角度を持って粗粒分級器３の内部に取り付けたものであり、粗粒分級器３の高さ方向に前記ルーバー３０を複数枚並べた構成となっている。
【００５７】
そして上流側に設置された石炭焚きボイラ１、脱硝装置２２及び空気予熱器２を順次流下した燃焼ガス５と前記燃焼ガス５に同伴される石炭灰は、粗粒分級器３に流入する。
【００５８】
粗粒分級器３の内部に流入した石炭灰のうち粒径が４５μｍより大きな粗粒は、粗粒分級器３の内部に取り付けたルーバー３０に衝突して落下し、捕集される。
【００５９】
また粗粒分級器３の内部に流入した石炭灰のうち粒径が４５μｍより小さな細粒と燃焼ガス５は内部に取り付けたルーバー３０の間の間隙をすり抜けて下流側の乾式ＥＰ９に流下する。
【００６０】
粗粒分級器３の内部に設置したルーバー３０は、その設置角度を粗粒分級器３の内部を流下する燃焼ガス５の流れ方向に対してルーバー３０の傾斜が大きくなる角度にすれば、ルーバー３０に衝突する石炭灰の粒子数が増加し、脱塵率は高くなる。
【００６１】
一方、燃焼ガス５の流れ方向に対してルーバー３０の傾斜が小さくなる水平に近づく角度にすれば、ルーバー３０に衝突する石炭灰の粒子数が減少し、脱塵率は低くなる。
【００６２】
また、粗粒分級器３のルーバー３０に衝突する石炭灰の粒子の衝突可否は、粒子の粒径および比重によっても異なる。石炭灰の粒径および比重は、石炭の種類、および石炭を粉砕した時の粒径によって異なるため、粗粒分級器３の運用に合わせてルーバー３０の設置角度を調整し、脱塵率を調節することが望ましい。
【００６３】
次に、図３を用いて図２に示した前記粗粒分級器３の変形例について説明する。
【００６４】
図３の上部に粗粒分級器３の上面図を、下部に粗粒分級器３の側面図を示しているが、本変形例のルーバー型の粗粒分級器３でも、ルーバー３０は複数の板を平行に一定の間隔および角度を持って粗粒分級器３の内部に取り付けられて、粗粒分級器３の幅方向に該ルーバー３０を複数枚並べた構成となっている。
【００６５】
ところで、石炭焚きボイラ１から排出される燃焼ガス５中の微量有害物質として水銀が問題になっている。燃焼ガス５中に水銀はガス状の金属水銀として存在し、塩素と反応して塩化水銀ガスを生成する。
【００６６】
ガス状の金属水銀そのものは燃焼ガス５に含まれている石炭灰に吸着しにくいが、塩化水銀ガスは燃焼ガス５に含まれている石炭灰に吸着し易い。
【００６７】
また、石炭焚きボイラ１から排出される燃焼ガス５中のＳＯｘガスの数％は三酸化硫黄ガスとなり、この三酸化硫黄ガスは燃焼ガスに含まれている石炭灰に吸着する。
【００６８】
また、三酸化硫黄ガスが酸露点以下に低下した箇所では硫酸ミストなり、機器の配管を腐食させる要因となる。前記粗粒分級器３はこの三酸化硫黄ガスの酸露点の温度以上で使用することが望ましい。
【００６９】
上記した理由から、石炭焚きボイラ１から排出される燃焼ガス５中の塩化水銀ガスおよび三酸化硫黄ガスの石炭灰への吸着量を増加させることにより、大気に放出される水銀が低減でき、機器の腐食も抑制することができる。
【００７０】
次に、図４を用いて図２に示した前記粗粒分級器３の別の変形例について説明する。
【００７１】
図４は本変形例の粗粒分級器３に設置された新たなルーバー構造を示すものであり、本実施例のルーバー３０ａは、図４に示したように粗粒分級器３の内部を流下する燃焼ガス５の流れ方向に対して、ルーバー３０ａがルーバーの山部３０ｂとルーバーの谷部３０ｃとが連続して複数形成されたくさび型形状のルーバー３０ａの構造を採用した。
【００７２】
このくさび型形状のルーバー３０ａを粗粒分級器３の内部に配設することにより、隣接するくさび型形状のルーバー３０ａの間隙の流路において、流下する燃焼ガス５に多数の渦流れ５ｂを形成して、燃焼ガス５の滞留時間を稼ぐことができる。
【００７３】
この結果、燃焼ガス５中の塩化水銀ガス及び三酸化硫黄ガスは、くさび型形状のルーバー３０ａの間隙の流路に滞留して流下する燃焼ガス５と十分に接触することが出来るので、この燃焼ガス５に含まれている石炭灰に塩化水銀ガス及び三酸化硫黄ガスが吸着される灰吸着量を増加させることになる。
【００７４】
なお、図４に示した前記ルーバー３０ａの形状はルーバーの山部３０ｂとルーバーの谷部３０ｃとが曲線状に連続した波型形状であってもよい。
【００７５】
また、前述した本実施例の石炭灰有効利用の石炭燃焼ガス浄化システムでは、粗粒分級器３としてルーバー型分級器を用いて説明したが、粗粒分級器３としては粗粒を分級できるものであればよく、ルーバーと同じ作用する衝突板がその内部に設置された構成の分級器であっても良い。また、本実施例の粗粒分級器３に代えて沈降速度差を用いた気流分級器や遠心力差を用いたサイクロン分級器であっても良い。
【００７６】
本実施例によれば、石炭焚きボイラから排出した燃焼ガス中から捕集した石炭灰を分級して細粒の石炭灰を直接回収することが可能なシンプルな構成で小型化した石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム及び石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法が実現できる。
【実施例２】
【００７７】
図５に本発明の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムにおける他の実施例を示す。
【００７８】
図５に示した本実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムは、図１に示した先の実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムと概略構成は同じであるので、共通した構成の説明は省略し、相違した構成について以下に説明する。
【００７９】
図５に示した本実施例においては、乾式ＥＰ９ａの内部の前段にルーバー３０を設置することによって図１に示した粗粒分級器３の機能を備えた構成の乾式ＥＰ９ａを採用したものである。
【００８０】
そして前記乾式ＥＰ９ａの内部の前段に設置したルーバー３０によって、流下する燃焼ガス５に含まれた石炭灰のうち粒径が４５μｍ以上の粗粒をこのルーバー３０に衝突させて粒径４５μｍ以上の粗粒を除去するように構成している。
【００８１】
また前記乾式ＥＰ９ａでは、その内部の前段に設置したルーバー３０によって燃焼ガス５に含まれた石炭灰のうち粒径４５μｍ以上の粗粒を衝突させて除去しているので、この乾式ＥＰ９ａの内部に設置された石炭灰を捕集して回収する捕集箇所となる複数の回収室のうち、上流側から３番目の捕集箇所の回収室で捕集して回収された１区灰は、排出流路４１を通じて外部に定期的に抜き出し、同様に上流側から４番目の捕集箇所の回収室で捕集して回収された２区灰も排出流路４２を通じて外部に定期的に抜き出されるように構成されている。
【００８２】
更に乾式ＥＰ９の内部の上流側から３番目の回収室に回収された前記１区灰は、乾式ＥＰ９ａに付設された粒径分布測定器３１に送給され、この粒径分布測定器３１にて前記１区灰の石炭灰の粒径分布が測定される。
【００８３】
そして前記乾式ＥＰ９ａの粒径分布測定器３１によって測定された１区灰の粒径分布の測定データは乾式ＥＰ９ａの内部の前段に設置されたルーバー３０の角度を調整する制御装置３２に入力され、前記制御装置３２において粒径分布測定器３１で測定された１区灰の粒径分布の測定データに基づいた最適なルーバー角度を演算して指令信号を出力し、前記乾式ＥＰ９ａに設置されたルーバー３０を適切な角度に操作して調節する。
【００８４】
この結果、前記乾式ＥＰ９の内部に設置された上流側から３番目の回収室で捕集される１区灰の粒径分布を監視して粗粒分級器３のルーバー３０の角度を適切な角度に調整することで、捕集される１区灰の石炭灰の粒度を細粒に正確に調整することが可能となり、高精度の細粒からなる二区灰だけでなく前記１区灰でも安定してＪＩＳ規格のフライアッシュ１種に該当する未燃分３％以下、粒径４５μｍ以上が１０％以下の規定に適合する石炭灰を得ることができる。
【００８５】
尚、前記乾式ＥＰ９ａにおいて、石炭灰を荷電する領域は前記乾式ＥＰ９ａの内部に設置された上流側から３番目及び４番目の捕集箇所である３区および４区である。
【００８６】
図５に示した本実施例における乾式ＥＰ９ａの上流側から３番目の捕集箇所で捕集された石炭灰を回収する複数の回収室で回収した１区灰は、図１に示した先の実施例の乾式ＥＰ９では上流側から１番目の捕集箇所の回収室で捕集され回収された１区灰に対応するものとなる。
【００８７】
したがって、本実施例では乾式ＥＰ９ａの１区灰の粒径分布を粒径分布測定器３１によって測定し、この粒径分布測定器３１で測定した１区灰の粒径分布の測定データは前記乾式ＥＰ９ａの前段に設置されたルーバー３０の角度を調整する制御装置３２に入力され、前記制御装置３２において粒径分布測定器３１で測定された前記１区灰の粒径分布の測定データに基づいた最適なルーバー角度を演算して指令信号を出力し、前記乾式ＥＰ９ａの前段に設置されたルーバー３０を適切な角度に操作して調節するように構成されている。
【００８８】
この結果、前記乾式ＥＰ９の内部に設置された上流側の捕集箇所の回収室で捕集される１区灰の粒径分布を監視して粗粒分級器３のルーバー３０の角度を適切な角度に調整することで、捕集される１区灰の石炭灰の粒度を細粒に正確に調整することが可能となり、高精度の細粒からなる二区灰だけでなく前記１区灰でも安定してＪＩＳ規格のフライアッシュ１種に該当する未燃分３％以下、粒径４５μｍ以上が１０％以下の規定に適合する石炭灰を得ることができる。
【００８９】
本実施例によれば、石炭焚きボイラから排出した燃焼ガス中から捕集した石炭灰を分級して細粒の石炭灰を直接回収することが可能なシンプルな構成で小型化した石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム及び石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法が実現できる。
【実施例３】
【００９０】
図６に本発明の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムにおける別の実施例を示す。
【００９１】
図６に示した本実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムは、図１に示した先の実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムと概略構成は同じであるので、共通した構成の説明は省略し、相違した構成について以下に説明する。
【００９２】
図６に示した本実施例においては、空気予熱器２の下流側で粗粒分級器３の上流側となる位置に、該空気予熱器２を流下した燃焼ガス５と熱交換するＧＧＨ熱回収器２４を設置している。
【００９３】
更に脱硫装置１０の下流側で煙突１１の上流側となる位置に、該脱硫装置１０を流下した燃焼ガス５と熱交換するＧＧＨ再加熱器２５を設置している。
【００９４】
そして前記ＧＧＨ熱回収器２４及びＧＧＨ再加熱器２５との間にはＧＧＨ熱回収器２４及びＧＧＨ再加熱器２５で使用する熱媒体２６を循環させる循環流路２７が配設されている。
【００９５】
前記ＧＧＨ熱回収器２４及びＧＧＨ再加熱器２５の間に配設された循環流路２７を流通する熱媒体２６は、脱硫装置１０の後流に設置したＧＧＨ再加熱器２５の温媒として利用し、脱硫装置１０出口の排ガスを昇温することで煙突１１から大気に放出される燃焼ガスの白煙を防止することが可能となる。
【００９６】
本実施例では乾式ＥＰ９の１区灰の粒径分布を粒径分布測定器３１によって測定し、この粒径分布測定器３１で測定した１区灰の粒径分布の測定データは制御装置３２に入力され、前記制御装置３２において粒径分布測定器３１で測定された前記１区灰の粒径分布の測定データに基づいた最適なルーバー角度を演算して指令信号を出力し、前記粗粒分級器３の内部に設置されたルーバー３０の角度を適切な角度に操作して調節するように構成されている。
【００９７】
この結果、前記乾式ＥＰ９の内部に設置された上流側の捕集箇所の回収室で捕集される１区灰の粒径分布を監視して粗粒分級器３のルーバー３０の角度を適切な角度に調整することで、捕集される１区灰の石炭灰の粒度を細粒に正確に調整することが可能となり、高精度の細粒からなる二区灰だけでなく前記１区灰でも安定してＪＩＳ規格のフライアッシュ１種に該当する未燃分３％以下、粒径４５μｍ以上が１０％以下の規定に適合する石炭灰を得ることができる。
【００９８】
本実施例の場合、粗粒分離器３はＧＧＨ熱回収器２４と乾式ＥＰ９の間に設置されることになる。
【００９９】
また、本実施例の乾式ＥＰ９に代えて、図５に示した実施例の乾式ＥＰ９ａの構成のようにルーバー３０を乾式ＥＰ９ａの前段に設け、粗粒分級器の機能を乾式ＥＰ９ａ内に備えさせるようにしても良い。
【０１００】
本実施例によれば、石炭焚きボイラから排出した燃焼ガス中から捕集した石炭灰を分級して細粒の石炭灰を直接回収することが可能なシンプルな構成で小型化した石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム及び石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法が実現できる。
【実施例４】
【０１０１】
図７に本発明の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムにおける更に別の実施例を示す
。
【０１０２】
図７に示した本実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムは、図６に示した先の実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムと概略構成は同じであるので、共通した構成の説明は省略し、相違した構成について以下に説明する。
【０１０３】
図７に示した本実施例においては、ＧＧＨ熱回収器の内部の後段にルーバー３０を備えた設置することによって図６に示した粗粒分級器３の機能を備えた構成のＧＧＨ熱回収器２４ａを採用したものである。
【０１０４】
前記ＧＧＨ熱回収器２４ａの内部の後段には捕集した石炭灰を回収する複数の回収室が設置されており、更にこのＧＧＨ熱回収器２４ａの内部の後段にルーバー３０を設置することによって図１に示した粗粒分級器３の機能を前記ＧＧＨ熱回収器２４ａに備えさせた構成にしている。
【０１０５】
本実施例では乾式ＥＰ９の１区灰の粒径分布を粒径分布測定器３１によって測定し、この粒径分布測定器３１で測定した１区灰の粒径分布の測定データは制御装置３２に入力され、前記制御装置３２において粒径分布測定器３１で測定された前記１区灰の粒径分布の測定データに基づいた最適なルーバー角度を演算して指令信号を出力し、前記ＧＧＨ熱回収器２４ａの内部の後段に設置されたルーバー３０の角度を適切な角度に操作して調節するように構成されている。
【０１０６】
この結果、前記乾式ＥＰ９の内部に設置された上流側の捕集箇所の回収室で捕集される１区灰の粒径分布を監視して前記ＧＧＨ熱回収器２４ａの内部に設置したルーバー３０の角度を適切な角度に調整することで、乾式ＥＰ９で捕集される１区灰の石炭灰の粒度を細粒に正確に調整することが可能となり、高精度の細粒からなる二区灰だけでなく前記１区灰でも安定してＪＩＳ規格のフライアッシュ１種に該当する未燃分３％以下、粒径４５μｍ以上が１０％以下の規定に適合する石炭灰を得ることができる。
【０１０７】
また本実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムにおいては、図６に示した構成の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムと同様に脱硫装置１０の後流に設置したＧＧＨ再加熱器２５で燃焼ガスを昇温しているので、煙突１１から大気に放出される燃焼ガスの白煙を防止することが可能となるだけでなく、図６の実施例と比べてＧＧＨ熱回収器２４ａと粗粒分級器３とを連絡する燃焼ガスを流下させるダクトを省略することができるので、よりコンパクトな構成にすることが可能となる。
【０１０８】
本実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムにおいては、石炭焚きボイラから排出した燃焼ガス中から捕集した石炭灰を分級して粗粒を除去する粗粒分級器としてＧＧＨ熱回収器２４ａの内部に設置したルーバー３０を用い、このＧＧＨ熱回収器２４ａの下流側に設置した乾式ＥＰ９によって捕集して回収した１区灰の粒径分布の測定値に基づいて前記ルーバー角度を調節することによって、石炭焚きボイラから排出した燃焼ガス中から捕集した石炭灰を分級させた細粒の石炭灰を直接回収することが可能なシンプルな構成で小型化した石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムが実現できることから、脱塵装置で捕集する微粒の石炭灰を、直接フライアッシュセメントやコンクリート混和材として有効利用することができる。
【０１０９】
本実施例によれば、石炭焚きボイラから排出した燃焼ガス中から捕集した石炭灰を分級して細粒の石炭灰を直接回収することが可能なシンプルな構成で小型化した石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム及び石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明は、石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の一実施例である石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムを示す概略構成図。
【図２】図１に示した本発明の実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムに設置された粗粒分級器を示す概略構成図。
【図３】図１に示した本発明の実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムに設置された粗粒分級器の変形例を示す概略構成図。
【図４】図１に示した本発明の実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムに設置された粗粒分級器の他の変形例を示す概略構成図。
【図５】本発明の他の実施例である石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムを示す概略構成図。
【図６】本発明の別の実施例である石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムを示す概略構成図。
【図７】本発明の更に別の実施例である石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムを示す概略構成図。
【図８】図１に示した本発明の実施例の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムにおける粒径分布測定器で測定した乾式ＥＰ９で回収した１区灰の粒径分布図。
【符号の説明】
【０１１２】
１：石炭焚きボイラ、２：空気予熱器、３：粗粒分級器、５：燃焼ガス、６：ＦＤＦ、９：乾式ＥＰ、１０：脱硫装置、１１：煙突、２０：石炭、２１：空気、２２：脱硝装置、２４：ＧＧＨ熱回収器、２５：ＧＧＨ再加熱器、２６：熱媒体、２７：循環流路、３０：ルーバー、３１：粒径分布測定器、３２：ルーバー角度制御装置、４１、４２：排出流路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭を燃料として燃焼させる石炭焚きボイラと、前記石炭焚きボイラの下流側に設置されて該石炭焚きボイラから排出させた燃焼ガス中の窒素酸化物を低減する脱硝装置と、前記脱硝装置の下流側に設置されて該脱硝装置を流下した燃焼ガスに含まれる石炭灰の細粒を捕集して回収する脱塵装置と、前記脱塵装置の下流側に設置されて該脱塵装置を流下した燃焼ガス中の硫黄酸化物を吸収する脱硫装置を設置し、前記脱塵装置の上流側に燃焼ガスに含まれている石炭灰のうち粗粒の分級を行う配設角度が調節可能なルーバーを内部に備えた粗粒分級器を設置したことを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム。
【請求項２】
石炭を燃料として燃焼させる石炭焚きボイラと、前記石炭焚きボイラの下流側に設置されて該石炭焚きボイラから排出させた燃焼ガス中の窒素酸化物を低減する脱硝装置と、前記脱硝装置の下流側に設置されて該脱硝装置を流下した燃焼ガスに含まれる石炭灰の細粒を捕集して回収する脱塵装置と、前記脱塵装置の下流側に設置されて該脱塵装置を流下した燃焼ガス中の硫黄酸化物を吸収する脱硫装置を設置し、前記脱塵装置の内部に燃焼ガスに含まれている石炭灰のうち粗粒の分級を行う配設角度が調節可能なルーバーを内部に備えた粗粒分級器を設置したことを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムにおいて、
前記脱塵装置で捕集して回収した石炭灰の粒径分布を測定する粒径分布測定器と、前記粒径分布測定器による粒径分布の測定値に基づいて前記粗粒分級器のルーバーの配設角度を制御する制御装置が設置されていることを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム。
【請求項４】
請求項１に記載の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムにおいて、前記脱硝装置の下流側に該脱硝装置を流下した燃焼ガスと熱交換して熱回収する熱交熱器を設置し、この熱交換器は前記脱硝装置の下流側に設置されて該脱硝装置を流下した燃焼ガスと熱交換させて前記石炭焚きボイラに供給する燃焼用空気を予熱する空気予熱器と、この空気予熱器を流下した燃焼ガスと熱媒体とを熱交換するＧＧＨ熱回収器と、前記脱硫装置の下流側に設置されて前記ＧＧＨ熱回収器の熱媒体を温媒として使用して該脱硫装置を流下した燃焼ガスを再加熱するＧＧＨ再加熱器とから構成されていることを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム。
【請求項５】
請求項１に記載の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムにおいて、前記脱硝装置の下流側に該脱硝装置を流下した燃焼ガスと熱交換して熱回収する熱交熱器が設置されており、この熱交換器は前記脱硝装置の下流側に設置されて該脱硝装置を流下した燃焼ガスと熱交換させて前記石炭焚きボイラに供給する燃焼用空気を予熱する空気予熱器と、前記粗粒分級器の内部に備えさせて該空気予熱器を流下した燃焼ガスと熱媒体とを熱交換するＧＧＨ熱回収器と、前記脱硫装置の下流側に設置されて前記粗粒分級器の内部に備えたＧＧＨ熱回収器の熱媒体を温媒として使用して該脱硫装置を流下した燃焼ガスを再加熱するＧＧＨ再加熱器とから構成されていることを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムにおいて、前記粗粒分級器は、前記ルーバーがほぼ一定の間隔及び角度でもって複数取り付けられている構成のルーバー型粗粒分級器であることを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム。
【請求項７】
請求項６に記載の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムにおいて、前記粗粒分級器に設置された前記ルーバーは、燃焼ガスの流れ方向に対して、くさび型、あるいは波型形状に形成されていることを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム。
【請求項８】
石炭焚きボイラで燃料の石炭を空気と混合して燃焼させて燃焼ガスを発生させ、前記石炭焚きボイラの下流側に設置した脱硝装置にて該石炭焚きボイラから排出させた燃焼ガス中の窒素酸化物を低減し、前記脱硝装置の下流側に設置した粗粒分級器に備えられた配設角度が調節可能なルーバーによって該石炭焚きボイラから排出させた燃焼ガスに含まれている石炭灰のうち粗粒を分級して除去し、前記粗粒分級器の下流側に設置した脱塵装置にて該粗粒分級器を流下した燃焼ガスに含まれる石炭灰の細粒を捕集して回収し、前記脱塵装置の下流側に設置した脱硫装置で該脱塵装置を流下した燃焼ガス中の硫黄酸化物を吸収させるようにしたことを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法。
【請求項９】
請求項８に記載の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法において、前記脱塵装置で捕集して回収した石炭灰の粒径分布の測定値に基づいて前記粗粒分級器のルーバーの配設角度を制御することによって燃焼ガスに含まれる石炭灰から粗粒を除去し、前記脱塵装置にて粗粒が除去された燃焼ガスに含まれる石炭灰から細粒を捕集して回収するようにしたことを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法において、前記脱塵装置で捕集して回収した石炭灰の粒径分布を測定し、この測定した粒径分布の測定値に基づいて前記粗粒分級器のルーバーの配設角度を制御して石炭灰の粗粒を除去するようにしたことを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法。
【請求項１１】
請求項８に記載の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法において、前記脱硝装置の下流側に設置された熱交熱器によって該脱硝装置を流下した燃焼ガスと熱交換して熱回収し、この熱交換器の１つを構成する前記脱硝装置の下流側に設置した空気予熱器によって該脱硝装置を流下した燃焼ガスと熱交換させて前記石炭焚きボイラに供給する燃焼用空気を予熱し、この熱交換器の１つを構成する前記空気予熱器の下流側に設置したＧＧＨ熱回収器によって該空気予熱器を流下した燃焼ガスと熱媒体とを熱交換し、この熱交換器の１つを構成する前記脱硫装置の下流側に設置したＧＧＨ再加熱器によって該ＧＧＨ熱回収器の熱媒体を温媒として使用して脱硫装置を流下した燃焼ガスを再加熱することを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法。
【請求項１２】
請求項８に記載の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法において、前記脱硝装置の下流側に設置された熱交熱器によって該脱硝装置を流下した燃焼ガスと熱交換して熱回収し、この熱交換器の１つを構成する前記脱硝装置の下流側に設置した空気予熱器によって該脱硝装置を流下した燃焼ガスと熱交換させて前記石炭焚きボイラに供給する燃焼用空気を予熱し、前記粗粒分級器の内部に備えられてこの熱交換器の１つを構成するＧＧＨ熱回収器によって該空気予熱器を流下した燃焼ガスと熱媒体とを熱交換し、前記脱硫装置の下流側に設置したＧＧＨ再加熱器によって前記粗粒分級器の内部に備えたＧＧＨ熱回収器の熱媒体を温媒として使用して該脱硫装置を流下した燃焼ガスを再加熱することを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法。
【請求項１】
石炭を燃料として燃焼させる石炭焚きボイラと、前記石炭焚きボイラの下流側に設置されて該石炭焚きボイラから排出させた燃焼ガス中の窒素酸化物を低減する脱硝装置と、前記脱硝装置の下流側に設置されて該脱硝装置を流下した燃焼ガスに含まれる石炭灰の細粒を捕集して回収する脱塵装置と、前記脱塵装置の下流側に設置されて該脱塵装置を流下した燃焼ガス中の硫黄酸化物を吸収する脱硫装置を設置し、前記脱塵装置の上流側に燃焼ガスに含まれている石炭灰のうち粗粒の分級を行う配設角度が調節可能なルーバーを内部に備えた粗粒分級器を設置したことを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム。
【請求項２】
石炭を燃料として燃焼させる石炭焚きボイラと、前記石炭焚きボイラの下流側に設置されて該石炭焚きボイラから排出させた燃焼ガス中の窒素酸化物を低減する脱硝装置と、前記脱硝装置の下流側に設置されて該脱硝装置を流下した燃焼ガスに含まれる石炭灰の細粒を捕集して回収する脱塵装置と、前記脱塵装置の下流側に設置されて該脱塵装置を流下した燃焼ガス中の硫黄酸化物を吸収する脱硫装置を設置し、前記脱塵装置の内部に燃焼ガスに含まれている石炭灰のうち粗粒の分級を行う配設角度が調節可能なルーバーを内部に備えた粗粒分級器を設置したことを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムにおいて、
前記脱塵装置で捕集して回収した石炭灰の粒径分布を測定する粒径分布測定器と、前記粒径分布測定器による粒径分布の測定値に基づいて前記粗粒分級器のルーバーの配設角度を制御する制御装置が設置されていることを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム。
【請求項４】
請求項１に記載の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムにおいて、前記脱硝装置の下流側に該脱硝装置を流下した燃焼ガスと熱交換して熱回収する熱交熱器を設置し、この熱交換器は前記脱硝装置の下流側に設置されて該脱硝装置を流下した燃焼ガスと熱交換させて前記石炭焚きボイラに供給する燃焼用空気を予熱する空気予熱器と、この空気予熱器を流下した燃焼ガスと熱媒体とを熱交換するＧＧＨ熱回収器と、前記脱硫装置の下流側に設置されて前記ＧＧＨ熱回収器の熱媒体を温媒として使用して該脱硫装置を流下した燃焼ガスを再加熱するＧＧＨ再加熱器とから構成されていることを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム。
【請求項５】
請求項１に記載の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムにおいて、前記脱硝装置の下流側に該脱硝装置を流下した燃焼ガスと熱交換して熱回収する熱交熱器が設置されており、この熱交換器は前記脱硝装置の下流側に設置されて該脱硝装置を流下した燃焼ガスと熱交換させて前記石炭焚きボイラに供給する燃焼用空気を予熱する空気予熱器と、前記粗粒分級器の内部に備えさせて該空気予熱器を流下した燃焼ガスと熱媒体とを熱交換するＧＧＨ熱回収器と、前記脱硫装置の下流側に設置されて前記粗粒分級器の内部に備えたＧＧＨ熱回収器の熱媒体を温媒として使用して該脱硫装置を流下した燃焼ガスを再加熱するＧＧＨ再加熱器とから構成されていることを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムにおいて、前記粗粒分級器は、前記ルーバーがほぼ一定の間隔及び角度でもって複数取り付けられている構成のルーバー型粗粒分級器であることを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム。
【請求項７】
請求項６に記載の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムにおいて、前記粗粒分級器に設置された前記ルーバーは、燃焼ガスの流れ方向に対して、くさび型、あるいは波型形状に形成されていることを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システム。
【請求項８】
石炭焚きボイラで燃料の石炭を空気と混合して燃焼させて燃焼ガスを発生させ、前記石炭焚きボイラの下流側に設置した脱硝装置にて該石炭焚きボイラから排出させた燃焼ガス中の窒素酸化物を低減し、前記脱硝装置の下流側に設置した粗粒分級器に備えられた配設角度が調節可能なルーバーによって該石炭焚きボイラから排出させた燃焼ガスに含まれている石炭灰のうち粗粒を分級して除去し、前記粗粒分級器の下流側に設置した脱塵装置にて該粗粒分級器を流下した燃焼ガスに含まれる石炭灰の細粒を捕集して回収し、前記脱塵装置の下流側に設置した脱硫装置で該脱塵装置を流下した燃焼ガス中の硫黄酸化物を吸収させるようにしたことを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法。
【請求項９】
請求項８に記載の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法において、前記脱塵装置で捕集して回収した石炭灰の粒径分布の測定値に基づいて前記粗粒分級器のルーバーの配設角度を制御することによって燃焼ガスに含まれる石炭灰から粗粒を除去し、前記脱塵装置にて粗粒が除去された燃焼ガスに含まれる石炭灰から細粒を捕集して回収するようにしたことを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法において、前記脱塵装置で捕集して回収した石炭灰の粒径分布を測定し、この測定した粒径分布の測定値に基づいて前記粗粒分級器のルーバーの配設角度を制御して石炭灰の粗粒を除去するようにしたことを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法。
【請求項１１】
請求項８に記載の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法において、前記脱硝装置の下流側に設置された熱交熱器によって該脱硝装置を流下した燃焼ガスと熱交換して熱回収し、この熱交換器の１つを構成する前記脱硝装置の下流側に設置した空気予熱器によって該脱硝装置を流下した燃焼ガスと熱交換させて前記石炭焚きボイラに供給する燃焼用空気を予熱し、この熱交換器の１つを構成する前記空気予熱器の下流側に設置したＧＧＨ熱回収器によって該空気予熱器を流下した燃焼ガスと熱媒体とを熱交換し、この熱交換器の１つを構成する前記脱硫装置の下流側に設置したＧＧＨ再加熱器によって該ＧＧＨ熱回収器の熱媒体を温媒として使用して脱硫装置を流下した燃焼ガスを再加熱することを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法。
【請求項１２】
請求項８に記載の石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法において、前記脱硝装置の下流側に設置された熱交熱器によって該脱硝装置を流下した燃焼ガスと熱交換して熱回収し、この熱交換器の１つを構成する前記脱硝装置の下流側に設置した空気予熱器によって該脱硝装置を流下した燃焼ガスと熱交換させて前記石炭焚きボイラに供給する燃焼用空気を予熱し、前記粗粒分級器の内部に備えられてこの熱交換器の１つを構成するＧＧＨ熱回収器によって該空気予熱器を流下した燃焼ガスと熱媒体とを熱交換し、前記脱硫装置の下流側に設置したＧＧＨ再加熱器によって前記粗粒分級器の内部に備えたＧＧＨ熱回収器の熱媒体を温媒として使用して該脱硫装置を流下した燃焼ガスを再加熱することを特徴とする石炭焚きボイラの燃焼ガス浄化システムの運転方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１２５３７８（Ｐ２０１０−１２５３７８Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０２０００（Ｐ２００８−３０２０００）
【出願日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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