硫黄酸化物を含む排ガスの処理方法およびその装置
【課題】排ガス中に含まれる硫酸ミストのミスト径を大きくして捕集効率を向上させる。
【解決手段】本発明の排ガス処理方法は、乾式電気集塵装置１３０に排ガスを導入して塵埃を除去したのち、湿式脱硫装置１４０に排ガスを導入して脱硫する硫黄酸化物を含む排ガスの処理方法である。乾式電気集塵装置１３０と湿式脱硫装置１４０との間の煙道１７０ａの排ガスを徐冷するバイパス管１０の下流側の排ガス温度及び流量を測定し、下流側の排ガス温度が酸露点となるようにバイパス管１０により排ガスを徐冷し、排ガスに含まれる硫酸ミストを捕集する。
【解決手段】本発明の排ガス処理方法は、乾式電気集塵装置１３０に排ガスを導入して塵埃を除去したのち、湿式脱硫装置１４０に排ガスを導入して脱硫する硫黄酸化物を含む排ガスの処理方法である。乾式電気集塵装置１３０と湿式脱硫装置１４０との間の煙道１７０ａの排ガスを徐冷するバイパス管１０の下流側の排ガス温度及び流量を測定し、下流側の排ガス温度が酸露点となるようにバイパス管１０により排ガスを徐冷し、排ガスに含まれる硫酸ミストを捕集する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭火力発電所から排出される硫黄酸化物を含む排ガスの処理方法及びその装置に係り、特に排ガス中に含まれる硫酸ミストを捕集する排ガスの処理方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭火力発電所のボイラから排出される排ガス中には、主成分となる二酸化炭素のほか、燃料に含有された硫黄分から生成された硫黄化合物や、高温・高圧状態の燃焼室で窒素が酸化された窒素酸化物などの有害物質が含まれている。そこで排出される排ガスが周辺環境に影響を与えないように連続的に脱窒・脱硫の捕集処理を経てから大気中に排出している。ここで一般的な排ガス処理設備はボイラ側から脱硝装置、乾式電気集塵装置、湿式脱硫装置、湿式電気集塵装置の順に配置されている。
【０００３】
ところで排ガスに含まれる硫黄化合物は、二酸化硫黄（ＳＯ２）が主であるが、ボイラ内での燃焼や触媒酸化によって、一部は三酸化硫黄（ＳＯ３）となりさらに三酸化硫黄は水と反応して硫酸になる。この三酸化硫黄は濃度が数十ｐｐｍの場合、温度が百数十度以上ではガス状であるが、ガス温度が硫酸露点（例えばＳＯ３濃度が１〜１００ｐｐｍの場合、硫酸露点は１２０度から１５０度）以下になると、凝縮して硫酸ミストになる。この硫酸ミストは腐食性があるので、湿式脱硫装置の前段では、排ガスを硫酸露点よりも高い温度、例えば約１７０度以上にエアヒータで温度制御して、硫酸ミストの発生を抑制している。
【０００４】
一方、湿式脱硫装置は、ガス温度が水の露点近傍で最も脱硫性能が高いため、装置内では多量の循環水をスプレーしている。従って、湿式脱硫装置では、排ガス温度が約１７０度から水分の露点である約５０度〜６０度まで急激に低下される。このとき排ガス中の硫酸は湿式脱硫装置内の温度降下時にミスト化される。このような急冷による硫酸ミストは粒径が小さいため、噴霧スラリとの衝突確率が低く、湿式脱硫装置で除去することは困難である。そこで後段の湿式電気集塵装置で硫酸ミストを除去している。
【０００５】
また排ガスに含まれる硫酸ミストを捕集する手法として特許文献１には湿式脱硫装置に導入する排ガスに水などの液体を噴霧し、該排ガスの温度を１２０度〜１５０度にまで冷却し、冷却温度を０．５秒以上維持する方法が開示されている。この方法によれば湿式脱硫装置に導入される排ガス中の硫酸ミストの平均粒径を相対的に大きくすることができる。したがって、湿式脱硫装置を通過した排ガス中の硫酸ミストの平均粒径も相対的に大きくなり、後段の湿式電気集塵装置での硫酸ミストの捕集性能を高めることができる。
【０００６】
さらに特許文献２の排煙脱硫方法は、ダスト捕集後の排ガスを熱交換器によって冷却し、増湿冷却によって飽和させ、次いで排ガス温度よりも温度が低い飽和空気を混入してミストを発生させて微細ダストを捕集している。
【特許文献１】特開２００２−４５６４３号公報
【特許文献２】特開平１０−２３０１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
湿式電気集塵装置は、捕集対象であるミストの粒径によって捕集性能が大きく影響され、ミスト径が小さいと、捕集効率は大きく低下する。すなわち径の小さいミストは移動速度が小さいので捕集効率も低くなり、高効率で捕集するには、荷電時間を増加させる必要があるため湿式電気集塵装置の装置容量を大きくしなければならず、装置が大型化する問題がある。
【０００８】
また排ガスを急冷すると凝縮効果が得られずミスト径が小さくなる。このため、特許文献１の排ガスを冷却するためのスプレー水噴霧は、ミスト径が小さくならないようにする噴霧水粒径と水量の調整が容易でない。
【０００９】
特許文献２の排煙脱硫方法は、微細ダストを核とする水蒸気を凝縮してミストを発生させて微細ダストの捕集効率を上げるものであり、特許文献１と同様に噴霧水粒径と水量の調整が困難である。また硫酸ミストのミスト径については何ら考慮されていない。
そこで本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、排ガス中の硫酸ミストのミスト径を大きくして捕集の効率化を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するため、乾式電気集塵装置に排ガスを導入して塵埃を除去したのち、湿式脱硫装置に排ガスを導入して脱硫する硫黄酸化物を含む排ガスの処理方法であって、前記湿式脱硫装置より上流側の煙道の排ガス温度及び流量を測定し、前記排ガス温度及び流量の測定値に基づいて、前記煙道を流れる前記排ガスの流路を長くして放熱させながら前記排ガスを酸露点まで徐冷し、前記排ガスに含まれる硫酸ミストを捕集することを特徴としている。
【００１１】
本発明の排ガスの処理装置は、乾式電気集塵装置に排ガスを導入して塵埃を除去したのち、湿式脱硫装置に排ガスを導入して脱硫する硫黄酸化物を含む排ガスの処理装置であって、前記乾式電気集塵装置と前記湿式脱硫装置の間の煙道を流れる前記排ガスの流路を迂回させて前記排ガスを徐冷する放熱手段と、前記湿式脱硫装置より上流側の煙道内の排ガス温度及び流量を測定するセンサと、前記放熱手段と前記センサに接続し、前記センサの測定値に基づいて前記放熱手段により前記排ガス温度を徐冷し酸露点に制御する制御部と、を有することを特徴としている。
【００１２】
また本発明の排ガスの処理装置は、乾式電気集塵装置に排ガスを導入して塵埃を除去したのち、湿式脱硫装置に排ガスを導入して脱硫する硫黄酸化物を含む排ガスの処理装置であって、前記乾式電気集塵装置と前記湿式脱硫装置の間の煙道を流れる前記排ガスを徐冷する熱交換器と、前記湿式脱硫装置より上流側の煙道内の排ガス温度及び流量を測定するセンサと、前記熱交換器と前記センサに接続し、前記センサの測定値に基づいて前記熱交換器により前記排ガス温度を徐冷し酸露点に制御する制御部と、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、石炭火力発電所の排ガス処理設備において、湿式脱硫装置に導入する排ガスを酸露点まで徐冷している。具体的には湿式脱硫装置の前段の煙道に放熱手段となるバイパス管を設けて排ガスを迂回させて放熱し、排ガス温度を酸露点まで徐冷している。これにより、排ガスの冷却温度の調整が難しい水噴霧によらず、放熱により排ガスを徐冷して凝縮効果により硫酸ミストのミスト径を大きくすることができる。よって脱硫装置でのミスト捕集効率が向上し、後段の湿式電気集塵装置を小型化することができる。したがって湿式電気集塵装置のイニシャルおよびランニングコストが低減される。
【００１４】
またボイラから吸引ブロワまでの煙道を密閉系で排ガス温度を制御することができる。よって吸引ブロワの吸引負荷を上げることなく、吸引ブロワを稼動能力範囲で稼動させることができる。
さらに熱交換により排ガスを徐冷して凝縮効果により硫酸ミストのミスト径を大きくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の硫黄酸化物を含む排ガスの処理方法およびその装置の実施形態を添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１は実施形態に係る硫黄酸化物を含む排ガス処理装置の主要部分の説明図である。図２は硫黄酸化物を含む排ガスの処理方法の全体フロー図である。図３は本発明のバイパス管の説明図である。
【００１６】
まず図２に示すように硫黄酸化物を含む排ガスの全体処理フローについて説明する。火力発電所等のボイラ１００から排出される排ガスには窒素酸化物・硫黄酸化物・塵埃等が含まれている。そこでまず排ガスはボイラ１００から脱硝装置１１０に導入される。脱硝装置１１０では窒素酸化物を含んだ排ガスにアンモニアを噴霧した後、触媒層に通す。窒素酸化物は触媒の働きで窒素と水に分解される。脱硝装置１１０を通過した排ガスの温度をエアヒータ１２０によって硫酸ミストが発生しない酸露点以上の温度に制御する。次にエアヒータ１２０を通過した排ガスを乾式電気集塵装置１３０に導入し、排ガス中の塵埃を除塵する。次に除塵された排ガスは、後述する本発明に係る放熱手段を配置した煙道１７０ａにおいて温度制御を行なう。温度制御された排ガスは湿式脱硫装置１４０に導入され、消石灰や水酸化マグネシウム等のスラリを噴霧することによって、主に排ガス中の二酸化硫黄を吸収して除去する。そして脱硫された排ガスは、湿式電気集塵装置１５０に導入され、ミストが除去された後、排ガスを煙突１６０から大気中に放出する。なお排ガスの処理設備は、ボイラ１００から煙突１６０までの間を煙道１７０で接続し、湿式電気集塵装置１５０と煙突１６０の間には吸引ブロワ１８０が配置されている。吸引ブロワ１８０によりボイラ１００から湿式電気集塵装置１５０までの煙道の排ガスを吸引した後、処理ガスを煙突１６０から大気中に放出するようにしている。また煙道の上流側とはボイラが接続する側であって、煙道の下流側とは煙突が接続する側をそれぞれ示している。
【００１７】
次に本発明に係る放熱手段について説明する。放熱手段となるバイパス管１０は図１に示すように乾式電気集塵装置１３０の出口から湿式脱硫装置１４０の入口の間を繋ぐ煙道１７０ａの排ガスの流路に沿って迂回するように複数設けている。このバイパス管１０に排ガスを導入することにより排ガス流路を長くすることができる。バイパス管１０は、図３に示すように煙道１７０よりも小径の配管であって、一端の開口を煙道１７０ａを流れる排ガスの導入口１０ａとし、他端の開口を排ガス導入口１０ａから導入された排ガスを煙道１７０ａに再び排出する排出口１０ｂとしている。バイパス管１０は、排ガス導入口１０ａを煙道１７０の上流側に、排ガス排出口１０ｂを煙道１７０の下流側にそれぞれ取付け、排ガスの流路（図１矢印Ａ）に沿って煙道１７０ａに複数設けている。またバイパス管１０の排ガス導入口１０ａには逆流防止弁１２ａを取り付けている。逆流防止弁１２ａは、排ガスが煙道１７０ａからバイパス管１０へ流れるように取り付けている。そして逆流防止弁１２ａはバイパス管１０から煙道１７０ａへ排ガスが流れる逆流を防止している。さらに排ガス排出口１０ｂには、逆流防止弁１２ｂを取り付けている。逆流防止弁１２ｂは、排ガスがバイパス管１０から煙道１７０ａへ流れるように取付けている。そして逆流防止弁１２ｂは煙道からバイパス管へ排ガスが流れる逆流を防止している。
【００１８】
煙道１７０ａには開閉弁１４を取り付けている。開閉弁１４は、バイパス管１０の排ガス導入口１０ａと排ガス排出口１０ｂの間の煙道１７０ａに取付け、煙道を流れる排ガスの流量を任意に調整できるようにしている。開閉弁１４はバイパス管１０の設置数（ａ〜ｎ）に応じて取り付けている。バイパス管１０は開閉弁１４を迂回するように配置している。
【００１９】
また煙道１７０ａには排ガスの温度センサ１６を取り付けている。実施形態に係る温度センサ１６は、煙道１７０ａの最も上流側に取り付けたバイパス管１０ａの排ガス導入口１０ａ付近に第１の温度センサ１６ａを取付け、最も下流側に取り付けたバイパス管１０ｎの排ガス排出口１０ｂ付近であって、湿式脱硫装置の上流側となる位置に第２の温度センサ１６ｂを取り付けている。温度センサ１６はセンサ部が煙道内に挿入してあり、上流側および下流側の煙道内を流れる排ガスの温度を測定している。
【００２０】
制御部１８は開閉弁１４と温度センサ１６に接続している。制御部１８は、第１、第２温度センサ１６ｂの測定値に基づいて開閉弁１４の開閉量を調整可能に取り付けている。
【００２１】
さらに実施形態に係る排ガスの処理装置には、外気温度センサ２０と煙道壁面の温度センサ２２と排ガス流量センサ２４を取り付けている。外気温度センサ２０は煙道１７０ａ周辺の外気温度（ＴＡ）を測定する温度センサである。煙道壁面の温度センサ２２は、煙道１７０ａの壁面温度（ＴＰ）を測定する温度センサである。また排ガス流量センサ２４は、第１温度センサ１６ａと第２温度センサ１６ｂと同様に煙道１７０ａの上流側と下流側の２箇所に取り付けている。すなわち第１の流量センサ２４ａは、煙道１７０ａの最も上流側に取り付けたバイパス管１０ａの排ガス導入口１０ａ付近に取り付けている。また第２の流量センサ２４ｂは、最も下流側に取り付けたバイパス管１０ｎの排ガス排出口１０ｂ付近であって、湿式脱硫装置の上流側となる位置に取り付けている。このような外気温度センサ２０と、煙道壁面の温度センサ２２と、排ガス流量センサ２４は、前記制御部１８に接続し、各測定値を送信可能に構成してある。なお図１において制御部１８は、説明の便宜上、開閉弁１４および温度センサ１６に接続している構成を示し、外気温度センサ２０と、煙道壁面の温度センサ２２と、排ガス流量センサ２４との接続構成は省略して示している。
【００２２】
次に上記構成による硫黄酸化物を含む排ガスの処理方法を説明する。硫黄酸化物を含む排ガスは、ボイラ１００から脱硝装置１１０に導入され窒素酸化物が除去される。そしてエアヒータ１２０により排ガス中のＳＯ３が凝縮して硫酸ミストが発生しない酸露点（１２０度〜１５０度）以上の温度、例えば１７０度に制御されて乾式電気集塵装置１３０に導入される。乾式電気集塵装置１３０では排ガスに含まれる塵埃を除塵する。乾式電気集塵装置１３０による除塵処理を経た排ガスは、乾式電気集塵装置１３０と湿式脱硫装置１４０の間の煙道１７０ａに導入される。そして煙道１７０ａに設けた第１温度センサ１６ａ，第２温度センサ１６ｂにより煙道上流側の排ガス温度Ｔｉ及び下流側の排ガス温度Ｔｏを測定する。また第１の流量センサ２４ａと第２の流量センサ２４ｂにより煙道上流側の排ガス流量Ｖｉ及び下流側の排ガス流量Ｖｏを測定する。制御部１８では、第１温度センサ１６ａ及び第２温度センサ１６ｂと、第１の流量センサ２４ａ及び第２の流量センサ２４ｂの測定値（Ｔｉ，Ｔｏ，Ｖｉ，Ｖｏ）が入力され、煙道１７０ａ下流側の排ガス温度の測定値Ｔｏが酸露点（１２０度〜１５０度）となるよう温度制御を行なう。すなわち制御部１８は、煙道１７０ａの上流側と下流側の排ガス温度及び排ガス流量、外気温度、煙道の壁面温度の測定値に基づいて排ガスを迂回（バイパス）させるバイパス管１０の数を決定する。
【００２３】
具体的なバイパス管数の決定は以下に示すように行なう。本発明では一例として配管の断面形状が円形の場合について以下説明する。煙道１７０ａ内部の排ガス温度が上流側の排ガス温度Ｔｉから下流側の排ガス温度Ｔｏへ変化する際に、排ガスの放熱量Ｑ１[Ｗ]は次式のように表すことができる。
【数１】
ここで、ｍｇは排ガス重量速度を示し、Ｃｐは煙道の上流側温度と下流側温度の間の排ガス温度の平均温度Ｔａ＝（Ｔｉ+Ｔｏ）／２時の排ガスの比熱を示している。またｍｇ＝ρｇＶａの関係より数式１は次式のように表すことができる。
【数２】
ここでρｇは前記平均温度Ｔａ時の排ガスの比重を示し、Ｖａは上流側流量と下流側流量の間の排ガス流量の平均流量Ｖａ＝（Ｖｉ+Ｖｏ）／２を示している。数式２に示すＱ１は煙道１７０ａの上流側及び下流側の排ガス温度（Ｔｉ，Ｔｏ）及び流量（Ｖｉ，Ｖｏ）より求めることができる。
【００２４】
次に、バイパス管１０を通る迂回経路の排ガスの放熱量Ｑ２[Ｗ]は次式のように表すことができる。
【数３】
ここで、Ｓａｌｌはバイパス管の表面積を示し、Ｄｂ，Ｌｂはそれぞれバイパス管の断面径及びバイパス管の全長を示し、αｉ，αｏはそれぞれ煙道内壁及び外壁での平均熱伝達率を示し、ｄｂはバイパス管壁の厚さ、λｂは煙道壁面温度Ｔｐ時のバイパス管の熱伝導率を示している。数式３に示すＱ２は煙道１７０ａの上流側及び下流側の排ガス温度（Ｔｉ，Ｔｏ）及び流量（Ｖｉ，Ｖｏ）と、さらに外気温度ＴＡ及び煙道の壁面温度ＴＰの測定値により求めることができる。
【００２５】
本発明では排ガス温度を放熱させるため、排ガスの放熱量Ｑ１とバイパス管を通じての排ガスの放熱量Ｑ２がＱ１＝Ｑ２の関係となる。これによりバイパス管の断面径が既知であれば、バイパス管の全長（Ｌｂ）を求めることができる。
【００２６】
次にガス温度をＴｏまで下げるのに必要なバイパス管の本数をｎ、バイパス管１本あたりの長さをｌｂとすると、次式のように表すことができる。
【数４】
以上より排ガスの放熱に用いるバイパス管１０の本数を求めることができる。
【００２７】
例えば、排ガスを通すバイパス管１０の本数が１本の場合、バイパス管１０ａのみ迂回させるため、開閉弁１４ａを徐々に締めていく。なお開閉弁１４の開閉量は、排ガス流量・温度差等に基づいて、全開から閉塞の間で任意に調整することができる。そうすると煙道１７０ａを流れる排ガスの一部が、バイパス管１０ａの導入口に取り付けた逆流防止弁１２ａの弁を押し上げ、バイパス管１０ａ内に流入する。バイパス管１０ａ内を流れる排ガスは、バイパス壁面からの放熱によって徐々に冷却される。そしてバイパス管１０ａの排出口１０ｂに取り付けた逆流防止弁１２ｂの弁を押し上げ、再び煙道１７０ａに流れ込む。このように排ガスはバイパス管１０を経由（迂回）することによって酸露点まで徐冷される。
【００２８】
また、複数のバイパス管１０ａ〜１０ｎを選択した場合、バイパス管１０ａ〜１０ｎに排ガスを導入するように開閉弁１４ａ〜１４ｎを締める。煙道１７０ａの上流側を流れる排ガスは、開閉弁１４ａによって流路を塞がれ、バイパス管１０ａの逆流防止弁１２ａを押し上げバイパス管１０ａ内に流れ込む。バイパス管１０ａを流れる排ガスは、バイパス管１０ａによる放熱によって徐冷されたのち、逆流防止弁１２ｂから煙道１７０ａに流れる。そして煙道１７０ａ中の排ガスは、再び開閉弁１４ｂによって流路を塞がれバイパス管１０ｂの上流側の逆流防止弁１２ａを押し上げバイパス管１０ｂ内に流れ込む。バイパス管１０ｂを流れる排ガスは、バイパス管１０ｂによる放熱によって徐冷されたのち、逆流防止弁１２ｂから煙道１７０ａに流れる。煙道１７０ａ中の排ガスはこのような迂回（図１の破線矢印）をバイパス管１０ｎまで繰り返す。
【００２９】
バイパス管１０を流れる排ガスは、バイパス管１０の壁面からの放熱によって、バイパス管１０内の排ガスが１７０度から酸露点まで徐冷される。そして排ガス中のＳＯ３はガス状のＳＯ３からＳＯ３ミストとなり、凝縮してミスト径が大きくなる。
【００３０】
また開閉弁１４により排ガスの一部をバイパス管１０に導入した場合、バイパス管１０の排ガス排出口１０ｂから煙道１７０に排出されたミスト径の大きいＳＯ３ミストは、バイパス管１０を通過しない煙道１７０中の他のＳＯ３と凝縮して連鎖的に粒径の大きなＳＯ３ミストが発生する。
【００３１】
なお実施形態に係るＳＯ３ミストの徐冷時間は、特許文献１において開示されているように設定することができ、酸露点１２０度〜１５０度の範囲で平均ミスト径が１．７μｍ〜２．０μｍと大きくなるように、冷却温度を０．５秒以上にすると良い。よってバイパス管１０の長さは、前記排ガス中のＳＯ３ミストが徐冷されて粒径が大きくなるのに必要な０．５秒以上の移動距離を確保できるように設定すると良い。
【００３２】
このような粒径が大きくなったＳＯ３ミストは、湿式脱硫装置１４０に導入され消石灰や水酸化マグネシウム等のスラリが噴霧されて水の露点付近まで低下する。湿式脱硫装置１４０でＳＯ２およびＳＯ３ミストが除去される。脱硫した排ガスは、湿式電気集塵装置１５０に導入される。
【００３３】
このように本実施形態に係る湿式電気集塵装置１５０は、前段の湿式脱硫装置１４０においてミスト径の大きなＳＯ３ミストが除去されているため、装置容量を小さくすることができ、イニシャルおよびランニングコストを低減することができる。
【００３４】
なお煙道の排ガスの酸露点温度の制御は、温度センサ１６の測定値を目視により確認し、手動で煙道１７０ａの開閉弁１４の開閉量を調整するようにしても良い。またバイパス管の外表面に放熱フィンを設置するとよい。これにより排ガスの放熱量が増加してバイパス管の長さの短縮化を図ることができる。またバイパス管１０の逆流防止弁１２は、管路を開閉可能であれば開閉弁を用いてもよい。
【００３５】
次に本発明の排ガス処理装置の変形例を説明する。図４は本発明の排ガス処理方法の変形例を示す説明図である。図４に示す変形例は、図１に示す排ガスの放熱手段に代えて同様の作用をなす熱交換器３０を用いている。実施形態に係る熱交換器は例えば伝熱管をコイル状に巻き回し、コイル部分３１を煙道１７０内に挿入し、伝熱管の両端を伝熱管に冷媒を供給する恒温槽３２に取り付けている。また伝熱管のいずれか一端と恒温槽３２との間には開閉弁３４を取り付けている。この熱交換器３０は乾式電気集塵機１３０と湿式脱硫装置１４０間の煙道１７０ａの内部に排ガスの流路に沿って直列に複数取り付けている。煙道１７０ａには、図１と同様に第１温度センサ１６ａ，第２温度センサ１６ｂ、排ガス流量センサ２４ａ，２４ｂ、煙道壁面温度センサ２２を取付け、図１と同様に作用しその詳細説明を省略する。また恒温槽３２には冷媒温度センサ３３を取付け、恒温槽３２の冷媒温度ＴＷを制御部１８に送信可能に構成している。
【００３６】
上記構成による排ガスの処理装置は、図１に示す処理装置と同様に処理している。すなわち除塵処理を経た排ガスが流れる煙道１７０ａの上流側と下流側の排ガス温度及び流量、恒温槽の冷媒温度、煙道の壁面温度を測定する。この測定値に基づいてＱ１を求める。またＱ２はバイパス管の代わりに熱交換器を、外気温度ＴＡの代わりに恒温槽３２の冷媒温度ＴＷをそれぞれ適用して同様に求めることができる。これにより制御部１８は、煙道下流側の排ガス温度が酸露点となるように、熱交換器３０の稼動数を決定し、稼動させる熱交換器３０の開閉弁を開放する。開放された熱交換器３０に恒温槽３２からの冷媒が供給され、煙道中の排ガスが熱交換器３０を通過する際、コイル表面に接触して酸露点まで徐冷される。そして排ガス中のＳＯ３はガス状のＳＯ３からＳＯ３ミストとなり、凝縮してミスト径が大きくなる。
【００３７】
なお図４に示す熱交換手段は、熱交換器を煙道内に挿入した形態を示しているが、煙道を流れる排ガスを冷却できる構成であれば熱交換器の形態はこれに限らず、例えば煙道の外表面に巻き付ける形態でも同様の効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る硫黄酸化物を含む排ガスの処理方法の主要部拡大図である。
【図２】硫黄酸化物を含む排ガスの処理方法の全体フロー図である。
【図３】本発明のバイパス管の説明図である。
【図４】本発明に係る硫黄酸化物を含む排ガスの処理方法の変形例の説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０………バイパス管、１２………逆流防止弁、１４………開閉弁、１６………温度センサ、１８………制御部、２０………外気温度センサ、２２………煙道壁面温度センサ、２４………排ガス流量センサ、３０………熱交換器、３２………恒温槽、３３………冷媒温度センサ、１００………ボイラ、１１０………脱硫装置、１２０………エアヒータ、１３０………乾式電気集塵装置、１４０………湿式脱硫装置、１５０………湿式電気集塵装置、１６０………煙突、１７０………煙道、１８０………吸引ブロワ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭火力発電所から排出される硫黄酸化物を含む排ガスの処理方法及びその装置に係り、特に排ガス中に含まれる硫酸ミストを捕集する排ガスの処理方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭火力発電所のボイラから排出される排ガス中には、主成分となる二酸化炭素のほか、燃料に含有された硫黄分から生成された硫黄化合物や、高温・高圧状態の燃焼室で窒素が酸化された窒素酸化物などの有害物質が含まれている。そこで排出される排ガスが周辺環境に影響を与えないように連続的に脱窒・脱硫の捕集処理を経てから大気中に排出している。ここで一般的な排ガス処理設備はボイラ側から脱硝装置、乾式電気集塵装置、湿式脱硫装置、湿式電気集塵装置の順に配置されている。
【０００３】
ところで排ガスに含まれる硫黄化合物は、二酸化硫黄（ＳＯ２）が主であるが、ボイラ内での燃焼や触媒酸化によって、一部は三酸化硫黄（ＳＯ３）となりさらに三酸化硫黄は水と反応して硫酸になる。この三酸化硫黄は濃度が数十ｐｐｍの場合、温度が百数十度以上ではガス状であるが、ガス温度が硫酸露点（例えばＳＯ３濃度が１〜１００ｐｐｍの場合、硫酸露点は１２０度から１５０度）以下になると、凝縮して硫酸ミストになる。この硫酸ミストは腐食性があるので、湿式脱硫装置の前段では、排ガスを硫酸露点よりも高い温度、例えば約１７０度以上にエアヒータで温度制御して、硫酸ミストの発生を抑制している。
【０００４】
一方、湿式脱硫装置は、ガス温度が水の露点近傍で最も脱硫性能が高いため、装置内では多量の循環水をスプレーしている。従って、湿式脱硫装置では、排ガス温度が約１７０度から水分の露点である約５０度〜６０度まで急激に低下される。このとき排ガス中の硫酸は湿式脱硫装置内の温度降下時にミスト化される。このような急冷による硫酸ミストは粒径が小さいため、噴霧スラリとの衝突確率が低く、湿式脱硫装置で除去することは困難である。そこで後段の湿式電気集塵装置で硫酸ミストを除去している。
【０００５】
また排ガスに含まれる硫酸ミストを捕集する手法として特許文献１には湿式脱硫装置に導入する排ガスに水などの液体を噴霧し、該排ガスの温度を１２０度〜１５０度にまで冷却し、冷却温度を０．５秒以上維持する方法が開示されている。この方法によれば湿式脱硫装置に導入される排ガス中の硫酸ミストの平均粒径を相対的に大きくすることができる。したがって、湿式脱硫装置を通過した排ガス中の硫酸ミストの平均粒径も相対的に大きくなり、後段の湿式電気集塵装置での硫酸ミストの捕集性能を高めることができる。
【０００６】
さらに特許文献２の排煙脱硫方法は、ダスト捕集後の排ガスを熱交換器によって冷却し、増湿冷却によって飽和させ、次いで排ガス温度よりも温度が低い飽和空気を混入してミストを発生させて微細ダストを捕集している。
【特許文献１】特開２００２−４５６４３号公報
【特許文献２】特開平１０−２３０１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
湿式電気集塵装置は、捕集対象であるミストの粒径によって捕集性能が大きく影響され、ミスト径が小さいと、捕集効率は大きく低下する。すなわち径の小さいミストは移動速度が小さいので捕集効率も低くなり、高効率で捕集するには、荷電時間を増加させる必要があるため湿式電気集塵装置の装置容量を大きくしなければならず、装置が大型化する問題がある。
【０００８】
また排ガスを急冷すると凝縮効果が得られずミスト径が小さくなる。このため、特許文献１の排ガスを冷却するためのスプレー水噴霧は、ミスト径が小さくならないようにする噴霧水粒径と水量の調整が容易でない。
【０００９】
特許文献２の排煙脱硫方法は、微細ダストを核とする水蒸気を凝縮してミストを発生させて微細ダストの捕集効率を上げるものであり、特許文献１と同様に噴霧水粒径と水量の調整が困難である。また硫酸ミストのミスト径については何ら考慮されていない。
そこで本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、排ガス中の硫酸ミストのミスト径を大きくして捕集の効率化を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するため、乾式電気集塵装置に排ガスを導入して塵埃を除去したのち、湿式脱硫装置に排ガスを導入して脱硫する硫黄酸化物を含む排ガスの処理方法であって、前記湿式脱硫装置より上流側の煙道の排ガス温度及び流量を測定し、前記排ガス温度及び流量の測定値に基づいて、前記煙道を流れる前記排ガスの流路を長くして放熱させながら前記排ガスを酸露点まで徐冷し、前記排ガスに含まれる硫酸ミストを捕集することを特徴としている。
【００１１】
本発明の排ガスの処理装置は、乾式電気集塵装置に排ガスを導入して塵埃を除去したのち、湿式脱硫装置に排ガスを導入して脱硫する硫黄酸化物を含む排ガスの処理装置であって、前記乾式電気集塵装置と前記湿式脱硫装置の間の煙道を流れる前記排ガスの流路を迂回させて前記排ガスを徐冷する放熱手段と、前記湿式脱硫装置より上流側の煙道内の排ガス温度及び流量を測定するセンサと、前記放熱手段と前記センサに接続し、前記センサの測定値に基づいて前記放熱手段により前記排ガス温度を徐冷し酸露点に制御する制御部と、を有することを特徴としている。
【００１２】
また本発明の排ガスの処理装置は、乾式電気集塵装置に排ガスを導入して塵埃を除去したのち、湿式脱硫装置に排ガスを導入して脱硫する硫黄酸化物を含む排ガスの処理装置であって、前記乾式電気集塵装置と前記湿式脱硫装置の間の煙道を流れる前記排ガスを徐冷する熱交換器と、前記湿式脱硫装置より上流側の煙道内の排ガス温度及び流量を測定するセンサと、前記熱交換器と前記センサに接続し、前記センサの測定値に基づいて前記熱交換器により前記排ガス温度を徐冷し酸露点に制御する制御部と、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、石炭火力発電所の排ガス処理設備において、湿式脱硫装置に導入する排ガスを酸露点まで徐冷している。具体的には湿式脱硫装置の前段の煙道に放熱手段となるバイパス管を設けて排ガスを迂回させて放熱し、排ガス温度を酸露点まで徐冷している。これにより、排ガスの冷却温度の調整が難しい水噴霧によらず、放熱により排ガスを徐冷して凝縮効果により硫酸ミストのミスト径を大きくすることができる。よって脱硫装置でのミスト捕集効率が向上し、後段の湿式電気集塵装置を小型化することができる。したがって湿式電気集塵装置のイニシャルおよびランニングコストが低減される。
【００１４】
またボイラから吸引ブロワまでの煙道を密閉系で排ガス温度を制御することができる。よって吸引ブロワの吸引負荷を上げることなく、吸引ブロワを稼動能力範囲で稼動させることができる。
さらに熱交換により排ガスを徐冷して凝縮効果により硫酸ミストのミスト径を大きくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の硫黄酸化物を含む排ガスの処理方法およびその装置の実施形態を添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１は実施形態に係る硫黄酸化物を含む排ガス処理装置の主要部分の説明図である。図２は硫黄酸化物を含む排ガスの処理方法の全体フロー図である。図３は本発明のバイパス管の説明図である。
【００１６】
まず図２に示すように硫黄酸化物を含む排ガスの全体処理フローについて説明する。火力発電所等のボイラ１００から排出される排ガスには窒素酸化物・硫黄酸化物・塵埃等が含まれている。そこでまず排ガスはボイラ１００から脱硝装置１１０に導入される。脱硝装置１１０では窒素酸化物を含んだ排ガスにアンモニアを噴霧した後、触媒層に通す。窒素酸化物は触媒の働きで窒素と水に分解される。脱硝装置１１０を通過した排ガスの温度をエアヒータ１２０によって硫酸ミストが発生しない酸露点以上の温度に制御する。次にエアヒータ１２０を通過した排ガスを乾式電気集塵装置１３０に導入し、排ガス中の塵埃を除塵する。次に除塵された排ガスは、後述する本発明に係る放熱手段を配置した煙道１７０ａにおいて温度制御を行なう。温度制御された排ガスは湿式脱硫装置１４０に導入され、消石灰や水酸化マグネシウム等のスラリを噴霧することによって、主に排ガス中の二酸化硫黄を吸収して除去する。そして脱硫された排ガスは、湿式電気集塵装置１５０に導入され、ミストが除去された後、排ガスを煙突１６０から大気中に放出する。なお排ガスの処理設備は、ボイラ１００から煙突１６０までの間を煙道１７０で接続し、湿式電気集塵装置１５０と煙突１６０の間には吸引ブロワ１８０が配置されている。吸引ブロワ１８０によりボイラ１００から湿式電気集塵装置１５０までの煙道の排ガスを吸引した後、処理ガスを煙突１６０から大気中に放出するようにしている。また煙道の上流側とはボイラが接続する側であって、煙道の下流側とは煙突が接続する側をそれぞれ示している。
【００１７】
次に本発明に係る放熱手段について説明する。放熱手段となるバイパス管１０は図１に示すように乾式電気集塵装置１３０の出口から湿式脱硫装置１４０の入口の間を繋ぐ煙道１７０ａの排ガスの流路に沿って迂回するように複数設けている。このバイパス管１０に排ガスを導入することにより排ガス流路を長くすることができる。バイパス管１０は、図３に示すように煙道１７０よりも小径の配管であって、一端の開口を煙道１７０ａを流れる排ガスの導入口１０ａとし、他端の開口を排ガス導入口１０ａから導入された排ガスを煙道１７０ａに再び排出する排出口１０ｂとしている。バイパス管１０は、排ガス導入口１０ａを煙道１７０の上流側に、排ガス排出口１０ｂを煙道１７０の下流側にそれぞれ取付け、排ガスの流路（図１矢印Ａ）に沿って煙道１７０ａに複数設けている。またバイパス管１０の排ガス導入口１０ａには逆流防止弁１２ａを取り付けている。逆流防止弁１２ａは、排ガスが煙道１７０ａからバイパス管１０へ流れるように取り付けている。そして逆流防止弁１２ａはバイパス管１０から煙道１７０ａへ排ガスが流れる逆流を防止している。さらに排ガス排出口１０ｂには、逆流防止弁１２ｂを取り付けている。逆流防止弁１２ｂは、排ガスがバイパス管１０から煙道１７０ａへ流れるように取付けている。そして逆流防止弁１２ｂは煙道からバイパス管へ排ガスが流れる逆流を防止している。
【００１８】
煙道１７０ａには開閉弁１４を取り付けている。開閉弁１４は、バイパス管１０の排ガス導入口１０ａと排ガス排出口１０ｂの間の煙道１７０ａに取付け、煙道を流れる排ガスの流量を任意に調整できるようにしている。開閉弁１４はバイパス管１０の設置数（ａ〜ｎ）に応じて取り付けている。バイパス管１０は開閉弁１４を迂回するように配置している。
【００１９】
また煙道１７０ａには排ガスの温度センサ１６を取り付けている。実施形態に係る温度センサ１６は、煙道１７０ａの最も上流側に取り付けたバイパス管１０ａの排ガス導入口１０ａ付近に第１の温度センサ１６ａを取付け、最も下流側に取り付けたバイパス管１０ｎの排ガス排出口１０ｂ付近であって、湿式脱硫装置の上流側となる位置に第２の温度センサ１６ｂを取り付けている。温度センサ１６はセンサ部が煙道内に挿入してあり、上流側および下流側の煙道内を流れる排ガスの温度を測定している。
【００２０】
制御部１８は開閉弁１４と温度センサ１６に接続している。制御部１８は、第１、第２温度センサ１６ｂの測定値に基づいて開閉弁１４の開閉量を調整可能に取り付けている。
【００２１】
さらに実施形態に係る排ガスの処理装置には、外気温度センサ２０と煙道壁面の温度センサ２２と排ガス流量センサ２４を取り付けている。外気温度センサ２０は煙道１７０ａ周辺の外気温度（ＴＡ）を測定する温度センサである。煙道壁面の温度センサ２２は、煙道１７０ａの壁面温度（ＴＰ）を測定する温度センサである。また排ガス流量センサ２４は、第１温度センサ１６ａと第２温度センサ１６ｂと同様に煙道１７０ａの上流側と下流側の２箇所に取り付けている。すなわち第１の流量センサ２４ａは、煙道１７０ａの最も上流側に取り付けたバイパス管１０ａの排ガス導入口１０ａ付近に取り付けている。また第２の流量センサ２４ｂは、最も下流側に取り付けたバイパス管１０ｎの排ガス排出口１０ｂ付近であって、湿式脱硫装置の上流側となる位置に取り付けている。このような外気温度センサ２０と、煙道壁面の温度センサ２２と、排ガス流量センサ２４は、前記制御部１８に接続し、各測定値を送信可能に構成してある。なお図１において制御部１８は、説明の便宜上、開閉弁１４および温度センサ１６に接続している構成を示し、外気温度センサ２０と、煙道壁面の温度センサ２２と、排ガス流量センサ２４との接続構成は省略して示している。
【００２２】
次に上記構成による硫黄酸化物を含む排ガスの処理方法を説明する。硫黄酸化物を含む排ガスは、ボイラ１００から脱硝装置１１０に導入され窒素酸化物が除去される。そしてエアヒータ１２０により排ガス中のＳＯ３が凝縮して硫酸ミストが発生しない酸露点（１２０度〜１５０度）以上の温度、例えば１７０度に制御されて乾式電気集塵装置１３０に導入される。乾式電気集塵装置１３０では排ガスに含まれる塵埃を除塵する。乾式電気集塵装置１３０による除塵処理を経た排ガスは、乾式電気集塵装置１３０と湿式脱硫装置１４０の間の煙道１７０ａに導入される。そして煙道１７０ａに設けた第１温度センサ１６ａ，第２温度センサ１６ｂにより煙道上流側の排ガス温度Ｔｉ及び下流側の排ガス温度Ｔｏを測定する。また第１の流量センサ２４ａと第２の流量センサ２４ｂにより煙道上流側の排ガス流量Ｖｉ及び下流側の排ガス流量Ｖｏを測定する。制御部１８では、第１温度センサ１６ａ及び第２温度センサ１６ｂと、第１の流量センサ２４ａ及び第２の流量センサ２４ｂの測定値（Ｔｉ，Ｔｏ，Ｖｉ，Ｖｏ）が入力され、煙道１７０ａ下流側の排ガス温度の測定値Ｔｏが酸露点（１２０度〜１５０度）となるよう温度制御を行なう。すなわち制御部１８は、煙道１７０ａの上流側と下流側の排ガス温度及び排ガス流量、外気温度、煙道の壁面温度の測定値に基づいて排ガスを迂回（バイパス）させるバイパス管１０の数を決定する。
【００２３】
具体的なバイパス管数の決定は以下に示すように行なう。本発明では一例として配管の断面形状が円形の場合について以下説明する。煙道１７０ａ内部の排ガス温度が上流側の排ガス温度Ｔｉから下流側の排ガス温度Ｔｏへ変化する際に、排ガスの放熱量Ｑ１[Ｗ]は次式のように表すことができる。
【数１】
ここで、ｍｇは排ガス重量速度を示し、Ｃｐは煙道の上流側温度と下流側温度の間の排ガス温度の平均温度Ｔａ＝（Ｔｉ+Ｔｏ）／２時の排ガスの比熱を示している。またｍｇ＝ρｇＶａの関係より数式１は次式のように表すことができる。
【数２】
ここでρｇは前記平均温度Ｔａ時の排ガスの比重を示し、Ｖａは上流側流量と下流側流量の間の排ガス流量の平均流量Ｖａ＝（Ｖｉ+Ｖｏ）／２を示している。数式２に示すＱ１は煙道１７０ａの上流側及び下流側の排ガス温度（Ｔｉ，Ｔｏ）及び流量（Ｖｉ，Ｖｏ）より求めることができる。
【００２４】
次に、バイパス管１０を通る迂回経路の排ガスの放熱量Ｑ２[Ｗ]は次式のように表すことができる。
【数３】
ここで、Ｓａｌｌはバイパス管の表面積を示し、Ｄｂ，Ｌｂはそれぞれバイパス管の断面径及びバイパス管の全長を示し、αｉ，αｏはそれぞれ煙道内壁及び外壁での平均熱伝達率を示し、ｄｂはバイパス管壁の厚さ、λｂは煙道壁面温度Ｔｐ時のバイパス管の熱伝導率を示している。数式３に示すＱ２は煙道１７０ａの上流側及び下流側の排ガス温度（Ｔｉ，Ｔｏ）及び流量（Ｖｉ，Ｖｏ）と、さらに外気温度ＴＡ及び煙道の壁面温度ＴＰの測定値により求めることができる。
【００２５】
本発明では排ガス温度を放熱させるため、排ガスの放熱量Ｑ１とバイパス管を通じての排ガスの放熱量Ｑ２がＱ１＝Ｑ２の関係となる。これによりバイパス管の断面径が既知であれば、バイパス管の全長（Ｌｂ）を求めることができる。
【００２６】
次にガス温度をＴｏまで下げるのに必要なバイパス管の本数をｎ、バイパス管１本あたりの長さをｌｂとすると、次式のように表すことができる。
【数４】
以上より排ガスの放熱に用いるバイパス管１０の本数を求めることができる。
【００２７】
例えば、排ガスを通すバイパス管１０の本数が１本の場合、バイパス管１０ａのみ迂回させるため、開閉弁１４ａを徐々に締めていく。なお開閉弁１４の開閉量は、排ガス流量・温度差等に基づいて、全開から閉塞の間で任意に調整することができる。そうすると煙道１７０ａを流れる排ガスの一部が、バイパス管１０ａの導入口に取り付けた逆流防止弁１２ａの弁を押し上げ、バイパス管１０ａ内に流入する。バイパス管１０ａ内を流れる排ガスは、バイパス壁面からの放熱によって徐々に冷却される。そしてバイパス管１０ａの排出口１０ｂに取り付けた逆流防止弁１２ｂの弁を押し上げ、再び煙道１７０ａに流れ込む。このように排ガスはバイパス管１０を経由（迂回）することによって酸露点まで徐冷される。
【００２８】
また、複数のバイパス管１０ａ〜１０ｎを選択した場合、バイパス管１０ａ〜１０ｎに排ガスを導入するように開閉弁１４ａ〜１４ｎを締める。煙道１７０ａの上流側を流れる排ガスは、開閉弁１４ａによって流路を塞がれ、バイパス管１０ａの逆流防止弁１２ａを押し上げバイパス管１０ａ内に流れ込む。バイパス管１０ａを流れる排ガスは、バイパス管１０ａによる放熱によって徐冷されたのち、逆流防止弁１２ｂから煙道１７０ａに流れる。そして煙道１７０ａ中の排ガスは、再び開閉弁１４ｂによって流路を塞がれバイパス管１０ｂの上流側の逆流防止弁１２ａを押し上げバイパス管１０ｂ内に流れ込む。バイパス管１０ｂを流れる排ガスは、バイパス管１０ｂによる放熱によって徐冷されたのち、逆流防止弁１２ｂから煙道１７０ａに流れる。煙道１７０ａ中の排ガスはこのような迂回（図１の破線矢印）をバイパス管１０ｎまで繰り返す。
【００２９】
バイパス管１０を流れる排ガスは、バイパス管１０の壁面からの放熱によって、バイパス管１０内の排ガスが１７０度から酸露点まで徐冷される。そして排ガス中のＳＯ３はガス状のＳＯ３からＳＯ３ミストとなり、凝縮してミスト径が大きくなる。
【００３０】
また開閉弁１４により排ガスの一部をバイパス管１０に導入した場合、バイパス管１０の排ガス排出口１０ｂから煙道１７０に排出されたミスト径の大きいＳＯ３ミストは、バイパス管１０を通過しない煙道１７０中の他のＳＯ３と凝縮して連鎖的に粒径の大きなＳＯ３ミストが発生する。
【００３１】
なお実施形態に係るＳＯ３ミストの徐冷時間は、特許文献１において開示されているように設定することができ、酸露点１２０度〜１５０度の範囲で平均ミスト径が１．７μｍ〜２．０μｍと大きくなるように、冷却温度を０．５秒以上にすると良い。よってバイパス管１０の長さは、前記排ガス中のＳＯ３ミストが徐冷されて粒径が大きくなるのに必要な０．５秒以上の移動距離を確保できるように設定すると良い。
【００３２】
このような粒径が大きくなったＳＯ３ミストは、湿式脱硫装置１４０に導入され消石灰や水酸化マグネシウム等のスラリが噴霧されて水の露点付近まで低下する。湿式脱硫装置１４０でＳＯ２およびＳＯ３ミストが除去される。脱硫した排ガスは、湿式電気集塵装置１５０に導入される。
【００３３】
このように本実施形態に係る湿式電気集塵装置１５０は、前段の湿式脱硫装置１４０においてミスト径の大きなＳＯ３ミストが除去されているため、装置容量を小さくすることができ、イニシャルおよびランニングコストを低減することができる。
【００３４】
なお煙道の排ガスの酸露点温度の制御は、温度センサ１６の測定値を目視により確認し、手動で煙道１７０ａの開閉弁１４の開閉量を調整するようにしても良い。またバイパス管の外表面に放熱フィンを設置するとよい。これにより排ガスの放熱量が増加してバイパス管の長さの短縮化を図ることができる。またバイパス管１０の逆流防止弁１２は、管路を開閉可能であれば開閉弁を用いてもよい。
【００３５】
次に本発明の排ガス処理装置の変形例を説明する。図４は本発明の排ガス処理方法の変形例を示す説明図である。図４に示す変形例は、図１に示す排ガスの放熱手段に代えて同様の作用をなす熱交換器３０を用いている。実施形態に係る熱交換器は例えば伝熱管をコイル状に巻き回し、コイル部分３１を煙道１７０内に挿入し、伝熱管の両端を伝熱管に冷媒を供給する恒温槽３２に取り付けている。また伝熱管のいずれか一端と恒温槽３２との間には開閉弁３４を取り付けている。この熱交換器３０は乾式電気集塵機１３０と湿式脱硫装置１４０間の煙道１７０ａの内部に排ガスの流路に沿って直列に複数取り付けている。煙道１７０ａには、図１と同様に第１温度センサ１６ａ，第２温度センサ１６ｂ、排ガス流量センサ２４ａ，２４ｂ、煙道壁面温度センサ２２を取付け、図１と同様に作用しその詳細説明を省略する。また恒温槽３２には冷媒温度センサ３３を取付け、恒温槽３２の冷媒温度ＴＷを制御部１８に送信可能に構成している。
【００３６】
上記構成による排ガスの処理装置は、図１に示す処理装置と同様に処理している。すなわち除塵処理を経た排ガスが流れる煙道１７０ａの上流側と下流側の排ガス温度及び流量、恒温槽の冷媒温度、煙道の壁面温度を測定する。この測定値に基づいてＱ１を求める。またＱ２はバイパス管の代わりに熱交換器を、外気温度ＴＡの代わりに恒温槽３２の冷媒温度ＴＷをそれぞれ適用して同様に求めることができる。これにより制御部１８は、煙道下流側の排ガス温度が酸露点となるように、熱交換器３０の稼動数を決定し、稼動させる熱交換器３０の開閉弁を開放する。開放された熱交換器３０に恒温槽３２からの冷媒が供給され、煙道中の排ガスが熱交換器３０を通過する際、コイル表面に接触して酸露点まで徐冷される。そして排ガス中のＳＯ３はガス状のＳＯ３からＳＯ３ミストとなり、凝縮してミスト径が大きくなる。
【００３７】
なお図４に示す熱交換手段は、熱交換器を煙道内に挿入した形態を示しているが、煙道を流れる排ガスを冷却できる構成であれば熱交換器の形態はこれに限らず、例えば煙道の外表面に巻き付ける形態でも同様の効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る硫黄酸化物を含む排ガスの処理方法の主要部拡大図である。
【図２】硫黄酸化物を含む排ガスの処理方法の全体フロー図である。
【図３】本発明のバイパス管の説明図である。
【図４】本発明に係る硫黄酸化物を含む排ガスの処理方法の変形例の説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０………バイパス管、１２………逆流防止弁、１４………開閉弁、１６………温度センサ、１８………制御部、２０………外気温度センサ、２２………煙道壁面温度センサ、２４………排ガス流量センサ、３０………熱交換器、３２………恒温槽、３３………冷媒温度センサ、１００………ボイラ、１１０………脱硫装置、１２０………エアヒータ、１３０………乾式電気集塵装置、１４０………湿式脱硫装置、１５０………湿式電気集塵装置、１６０………煙突、１７０………煙道、１８０………吸引ブロワ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾式電気集塵装置に排ガスを導入して塵埃を除去したのち、湿式脱硫装置に排ガスを導入して脱硫する硫黄酸化物を含む排ガスの処理方法であって、
前記湿式脱硫装置より上流側の煙道の排ガス温度及び流量を測定し、
前記排ガス温度及び流量の測定値に基づいて、前記煙道を流れる前記排ガスの流路を長くして放熱させながら前記排ガスを酸露点まで徐冷し、
前記排ガスに含まれる硫酸ミストを捕集することを特徴とする硫黄酸化物を含む排ガスの処理方法。
【請求項２】
乾式電気集塵装置に排ガスを導入して塵埃を除去したのち、湿式脱硫装置に排ガスを導入して脱硫する硫黄酸化物を含む排ガスの処理装置であって、
前記乾式電気集塵装置と前記湿式脱硫装置の間の煙道を流れる前記排ガスの流路を迂回させて前記排ガスを徐冷する放熱手段と、
前記湿式脱硫装置より上流側の煙道内の排ガス温度及び流量を測定するセンサと、
前記放熱手段と前記センサに接続し、前記センサの測定値に基づいて前記放熱手段により前記排ガス温度を徐冷し酸露点に制御する制御部と、
を有することを特徴とする硫黄酸化物を含む排ガスの処理装置。
【請求項３】
乾式電気集塵装置に排ガスを導入して塵埃を除去したのち、湿式脱硫装置に排ガスを導入して脱硫する硫黄酸化物を含む排ガスの処理装置であって、
前記乾式電気集塵装置と前記湿式脱硫装置の間の煙道を流れる前記排ガスを徐冷する熱交換器と、
前記湿式脱硫装置より上流側の煙道内の排ガス温度及び流量を測定するセンサと、
前記熱交換器と前記センサに接続し、前記センサの測定値に基づいて前記熱交換器により前記排ガス温度を徐冷し酸露点に制御する制御部と、
を有することを特徴とする硫黄酸化物を含む排ガスの処理装置。
【請求項１】
乾式電気集塵装置に排ガスを導入して塵埃を除去したのち、湿式脱硫装置に排ガスを導入して脱硫する硫黄酸化物を含む排ガスの処理方法であって、
前記湿式脱硫装置より上流側の煙道の排ガス温度及び流量を測定し、
前記排ガス温度及び流量の測定値に基づいて、前記煙道を流れる前記排ガスの流路を長くして放熱させながら前記排ガスを酸露点まで徐冷し、
前記排ガスに含まれる硫酸ミストを捕集することを特徴とする硫黄酸化物を含む排ガスの処理方法。
【請求項２】
乾式電気集塵装置に排ガスを導入して塵埃を除去したのち、湿式脱硫装置に排ガスを導入して脱硫する硫黄酸化物を含む排ガスの処理装置であって、
前記乾式電気集塵装置と前記湿式脱硫装置の間の煙道を流れる前記排ガスの流路を迂回させて前記排ガスを徐冷する放熱手段と、
前記湿式脱硫装置より上流側の煙道内の排ガス温度及び流量を測定するセンサと、
前記放熱手段と前記センサに接続し、前記センサの測定値に基づいて前記放熱手段により前記排ガス温度を徐冷し酸露点に制御する制御部と、
を有することを特徴とする硫黄酸化物を含む排ガスの処理装置。
【請求項３】
乾式電気集塵装置に排ガスを導入して塵埃を除去したのち、湿式脱硫装置に排ガスを導入して脱硫する硫黄酸化物を含む排ガスの処理装置であって、
前記乾式電気集塵装置と前記湿式脱硫装置の間の煙道を流れる前記排ガスを徐冷する熱交換器と、
前記湿式脱硫装置より上流側の煙道内の排ガス温度及び流量を測定するセンサと、
前記熱交換器と前記センサに接続し、前記センサの測定値に基づいて前記熱交換器により前記排ガス温度を徐冷し酸露点に制御する制御部と、
を有することを特徴とする硫黄酸化物を含む排ガスの処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−１６８２５５（Ｐ２００８−１６８２５５Ａ）
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５５０５（Ｐ２００７−５５０５）
【出願日】平成１９年１月１５日（２００７．１．１５）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１５日（２００７．１．１５）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]