高ダスト排ガス熱回収処理装置
【課題】高ダスト濃度雰囲気の煙道内にコンパクトに設置できると共に、高流速で熱交換することが可能な高ダスト排ガス熱回収処理装置を提供する。
【解決手段】石炭焚ボイラ１１から排出される排ガス２３を空気予熱器（ＡＨ）１２で熱交換して空気Ｂを加熱した後、集塵装置（乾式ＥＰ）１４に供給してダスト成分を除塵し、その後脱硫装置１５で脱硫し、浄化ガスとして外部に煙突を介して排出する排ガス処理装置であって、前記空気予熱器１２と集塵装置１４との間に、複数の薄肉熱交換部を排ガス２３の流れ方向に沿って配設してなる薄肉箱型熱回収装置２０を介装してなり、薄肉熱交換部の内壁面に、熱交換用液膜を流下してなる。
【解決手段】石炭焚ボイラ１１から排出される排ガス２３を空気予熱器（ＡＨ）１２で熱交換して空気Ｂを加熱した後、集塵装置（乾式ＥＰ）１４に供給してダスト成分を除塵し、その後脱硫装置１５で脱硫し、浄化ガスとして外部に煙突を介して排出する排ガス処理装置であって、前記空気予熱器１２と集塵装置１４との間に、複数の薄肉熱交換部を排ガス２３の流れ方向に沿って配設してなる薄肉箱型熱回収装置２０を介装してなり、薄肉熱交換部の内壁面に、熱交換用液膜を流下してなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば石炭焚きボイラからの高ダスト排ガスの排熱を有効利用する高ダスト雰囲気における排ガス熱回収処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０−１に石炭焚ボイラの排ガス処理装置の概略図を示す。図１０−１に示すように、石炭焚ボイラ１００中で燃焼ガス１０１は、火炉１０２内の蒸発管で蒸気を発生させ（発生した蒸気は蒸気ドラム１０３で気液分離され、蒸気はスーパーヒータ１０４に導かれ、過熱水蒸気となり、蒸気タービンの駆動に使用された後、凝縮した水は火炉１０２内の水管に還流し再蒸発される）、スーパーヒータ１０４により蒸気を過熱した後、エコノマイザ１０５で石炭ボイラ１００への供給水を加熱し、エコノマイザ１０５出口から排ガス１０６として排出される。その後エコノマイザ１０５から排出された排ガス１０６は、脱硝装置１０７に供給され、その後空気予熱器（ＡＨ）１０８で熱交換により空気１０９を加熱した後、集塵装置（乾式ＥＰ）１１０に供給され、更に、脱硫装置１１１に供給された後、浄化ガス１１２として、煙突１１５から大気に排出される（特許文献１）。
【０００３】
また、石炭焚ボイラからの排ガス中の排熱を有効利用する技術として、ボイラ排ガスの熱を回収し、外部に排出する排ガスを加熱することの提案がなされている。前記システムにおいては、図１０−１に示すように、石炭焚ボイラ１００から出る未処理の排ガス１０６を脱硝装置１０７で脱硝した後、この脱硝排ガス１０６Ａ１は、まず空気予熱器１０８に導かれ、この排ガス１０６Ａ１の熱でボイラ１００に供給される空気１０９を加熱する。ここで、排ガス１０６Ａ２は１１０℃〜１６０℃まで冷却される。
【０００４】
次いで、冷却された排ガス１０６Ａ２は、乾式の集塵装置（乾式ＥＰ）１１０に導かれ、排ガス１０６Ａ２中から相当量の粉塵が除去されて粉塵濃度が低減され、除塵された排ガス１０６Ａ３が排出される。
【０００５】
除塵された排ガス１０６Ａ３は、ガスガスヒータ（ＧＧＨ）の熱回収部１１３に導入され、ここで熱回収された冷却排ガス１０６Ａ４となり、その後脱硫装置１１１で脱硫される。
【０００６】
そして、脱硫装置１１１を出た排ガス１０６Ａ５は、ガスガスヒータ（ＧＧＨ）の再加熱部１１４において熱回収部１１３で熱回収した熱媒により加熱され、大気放出に好ましい温度（例えば９０℃〜１００℃）の浄化ガス１１２とされ、その後煙突１１５より大気放出される。
【０００７】
また、一般的には図１０−２に示すように、既存の発電所では熱回収していないプラントが中小型の発電プラントでは数多くある。また、熱回収する場合においても、図１０−３に示すようにガスガスヒータ（ＧＧＨ）の熱回収部１１３を集塵装置（乾式ＥＰ）１１０の前段に持ってきている事例もあるが、この場合は、高ダスト雰囲気による磨耗対策を考え、熱交換器内の排ガスの通過速度を十分低減した構造となっており、このため集塵装置（乾式ＥＰ）１１０の前段にも大きな設置スペースが必要となる。
そして、このようなすでに熱回収をおこなっているようなプラントにおいても、既存のプラントでは上流側の熱交換機能が経年的な汚れにより劣化することにより低下し、新たに熱回収のニーズがあるケースもあるが、同じ方式の熱回収装置の増設は、設置スペース上の制約があり、実現できていない。
【０００８】
【特許文献１】特開平０８−１５２１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、排熱からの熱回収によるボイラシステムの燃料費低減及びＣＯ2の排出削減のためには、空気予熱器（ＡＨ）１０８と集塵装置１１０との間において、更なる排熱回収を行うことで達成可能であるが、集塵装置１１０での除塵前であるので、石炭焚ボイラからの排ガス１０６Ａ１中には、フライアッシュ粒子等のダスト成分が高濃度となっているので、流速を遅く（例えば８．５ｍ／ｓ）すると共に、例えば図９に示すようなフィン＆チューブ方式の熱交換部１２０を用いることで表面積を確保する必要がある。
【００１０】
しかしながら、排ガスの流速を遅くする結果、従来の方式では熱回収器のチューブ１２１の周囲にはダストの堆積が発生することとなり、このダストを落とすために、スーツブロワ装置を設置することが必須となる。また、煙道中における排ガスの流速を遅くすると共に、伝熱面積を確保するために、熱交換器の設置エリアが非常に大きくなるという問題もある。
【００１１】
既設のシステムにおいて、更に排熱回収対策を施す場合には、熱交換器のエリアの制限があり、熱回収装置のコンパクト化の要望があり、高いダスト雰囲気の煙道内にコンパクトに設置できると共に、高い流速で熱交換することが可能な高ダスト排ガス熱回収処理装置の出現が切望されている。
【００１２】
本発明は、前記課題に鑑み、高ダスト濃度雰囲気の煙道内にコンパクトに設置できると共に、高流速で熱交換することが可能な高ダスト排ガス熱回収処理装置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】
【００１３】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、石炭焚ボイラから排出される排ガスを空気予熱器で熱交換して空気を加熱した後、集塵装置に供給してダスト成分を除塵し、その後脱硫装置で脱硫し、浄化ガスとする排ガス処理装置であって、前記空気予熱器と集塵装置との間に、複数の薄肉熱交換部を排ガスの流れ方向に沿って配設してなる薄肉箱型熱回収装置を介装してなり、前記薄肉熱交換部の内壁面に、熱交換用液膜を流下してなることを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置にある。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、前記薄肉熱交換部が、熱交換用の液を供給する上部ヘッダ及び熱交換後の液を排出する下部ヘッダと、前記上部ヘッダと下部ヘッダとの間に相対向して設けられ、内面に熱交換用の液膜を形成してなる熱交側板と、前記上部ヘッダに形成され、液膜形成用の液を噴出するノズルとを有することを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置にある。
【００１５】
第３の発明は、第２の発明において、前記ノズルは、上部ヘッダの底面に形成され、管の中心軸より外側にオフセットされると共に、所定角度（θ）をもって熱交側板方向に向かって交互に穿孔してなることを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置にある。
【００１６】
第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つの発明において、前記薄肉熱交換部に複数のフィンを形成してなると共に、該フィンを介して前記薄肉熱交換部同士を連結してなることを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置にある。
【００１７】
第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記排ガスと当接する前記薄肉熱交換部の少なくとも上流側のガス接触部に、取替え自在なプロテクタを設けてなることを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置にある。
【００１８】
第６の発明は、第１乃至５のいずれか一つの発明において、前記排ガスの流速が１２ｍ／ｓ以上であることを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置にある。
【００１９】
第７の発明は、第６の発明において、前記薄肉箱型熱回収装置の上流側に設けられ、前記排ガスの流速が１２ｍ／ｓ以上となる流速可変装置を有することを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置にある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、複数の薄肉熱交換部を排ガスの流れ方向に沿って配設してなる薄肉箱型熱回収装置を、集塵装置で集塵する前の高いダスト雰囲気中の排ガス煙道内に設置することができ、効率よく熱回収が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
さらに、本発明では、熱交換の媒体として液という表現を用いているが、この液体としてはハンドリング上、実際には水を用いるケースがほとんどである。
なお、水の替わりに熱媒油を用いることも可能であるが、この場合にはボイラ給水の加温用として排熱回収する場合には、間接的な熱交換装置が別途必要であることは言うまでもない。
【実施例】
【００２２】
本発明による実施例に係る高ダスト排ガス熱回収処理装置について、図面を参照して説明する。
図１−１は、実施例に係る高ダスト排ガス熱回収処理装置の概略図である。図１−１に示すように、高ダスト排ガス熱回収処理装置１０は、石炭焚ボイラ１１から排出される排ガス２３を空気予熱器（ＡＨ）１２で熱交換して空気Ｂを加熱した後、集塵装置（乾式ＥＰ）１４に供給してダスト成分を除塵し、その後脱硫装置１５で脱硫し、浄化ガスとして外部に煙突１８を介して排出する排ガス処理装置であって、前記空気予熱器１２と集塵装置１４との間に、複数の薄肉熱交換部（図２中、符号２１）を排ガス２３の流れ方向に沿って配設してなる薄肉箱型熱回収装置２０を介装してなり、薄肉熱交換部２１の内壁面に、熱交換用液膜（図４中、符号２５参照）を流下してなるものである。
【００２３】
また、図１−２は、さらに熱回収するための第１のガスガスヒータ（ＧＧＨ）１６を設置した実施例に係る他の高ダスト排ガス熱回収処理装置の概略図である。なお、図１−２中、符号１７は、排ガスを加熱する再加熱部を有する第２のガスガスヒータ（ＧＧＨ）を図示する。
【００２４】
図２は薄肉箱型熱回収装置２０の構成斜視図、図３はその要部構成図、図４は図３の要部Ｘ拡大図である。
前記薄肉熱交換部２１は、図２及び図３に示すように、熱交換用の液体２２を供給する上部ヘッダ３１及び熱交換後の液体２４を排出する下部ヘッダ３３と、上部ヘッダ３１と下部ヘッダ３３との間に相対向して設けられ、内面に熱交換用の液膜２５を形成してなる熱交側板３２ａ、３２ｂとを有するものである。
この熱交側板３２ａ、３２ｂを排ガス２３のガス流れ方向に沿って複数配設し、当該部はガス流路を妨げない構造であるため、排ガスの流速を高流速とした状態でも圧力損失の上昇がほとんどなく、熱交換が可能となる。このため、既存の設備に追加設置する場合には、ファンの増設を必要としない。
【００２５】
また、本実施例においては、図３に示すように、熱交側板３２ａ、３２ｂの両側側面には熱交換用のフィン３５が熱交側板３２ａ、３２ｂと直交するように設けられている。そして、図３及び図４に示すように、このフィン３５、３５同士をスペーサ３６により外部スタッド３７を介して連結するようにして、薄肉箱型熱回収装置２０を構成するようにしている。
【００２６】
ここで、薄肉熱交換部２１、２１同士の連結間隔Ｗとしては、例えば１００ｍｍ以上とすることが作業性の点から好ましい。
【００２７】
この相隣接するフィン３５を介して、隣接する薄肉熱交換部２１、２１同士の位置決めをすることも可能であり、所定間隔をもって薄肉熱交換部２１、２１とフィン３５とからなる井桁状の薄肉箱型熱回収装置２０を構築するようにしている。
【００２８】
また、フィン３５は熱交換の作用をなすと共に、薄肉箱型熱回収装置２０の曲げ変形を防止する補強材をなすように機能している。
このために、フィン３５に形成された外部スタッド３７を用いてフィン３５、３５同士を連結するスペーサ３６を設置する場合は、所定の熱伸びのクリアランスを有することで熱伸びと所定の補強機能の両立を可能なようにしている。
【００２９】
ここで、図４に示すように、相対向する熱交側板３２ａ、３２ｂの内側の距離ＤINとしては、例えば５〜１０ｍｍ、好適には６〜９ｍｍとするのが好ましい。
これは後述するように、熱交側板３２ａ、３２ｂの内面を液膜２５が流下するので、この液膜２５を良好に形成させるための一様な液膜を確保する必要があるからである。
また、この所定間隔を保持する内部スタッド３４を配設するようにしている。
【００３０】
また、熱交側板３２ａ、３２ｂの外側の間隔Ｄoutとしては、例えば１０〜３０ｍｍ、好適には１２〜１５ｍｍとするのが好ましい。これは熱交側板３２ａ、３２ｂの各々の板厚を２〜３ｍｍとした場合において、内部距離ＤINを確保する関係上、少なくとも１０ｍｍは必要であり、一方３０ｍｍを超えるとガス流路の面積を狭めることから、ガス速度の増大とガス通路に沿った断面の変化が大きくなることで排ガス２３の圧力損失が増大するので好ましくないからである。
【００３１】
また、熱交側板３２ａ、３２ｂの内側の距離ＤINを所定厚さにするために、内部スタッド３４が所定間隔をもって配設するようにしている。
この内部スタッド３４は、熱交側板３２ａ、３２ｂのいずれか一方の片面のみ溶接し、スペーサの役目を果たしており、圧力差による曲応力や熱伸びによる断面形状保持のために設けるようにしている。これにより、熱交側板３２ａ、３２ｂが内部で当接して閉塞することが解消され、常に適切な液膜２５を流下させることができる。
【００３２】
この薄肉箱型熱回収装置２０は、例えばガス量４０万ｍ3Ｎ／ｈのガス排出量の場合には、奥行きが２ｍ〜３ｍのダクトイン型の熱交換器を構成することができる。
【００３３】
また、図５−１に示すように、上部ヘッダ３１には、液膜２５の形成用水を噴出するノズル３１ａが複数穿孔されている。
なお、図５−１は熱交側板３２ａ側に向かって（図中左側）穿孔したノズル３１ａのみを図示しているが、上部ヘッダ３１の管の底面に軸方向に沿って、交互に向かって液膜形成用の液体を噴射するようにしている。
【００３４】
また、図５−１に示すように、ノズル３１ａは管の中心軸（α）より外側（図中右側）にオフセット（β）されると共に、所定角度（θ）をもって熱交側板３２ａ方向（図中左側）に向かって穿孔されている。
【００３５】
ここで、管（丸管又は角管、または同等の形状の閉断面にて構成されるヘッダ管）に開口部を設けて、ノズル３１ａとして利用する場合には、その最小通過径（ｄｎ）は異物等を考慮すると、２ｍｍ以上とすることが望ましい。
このような場合において、熱交側板３２ａ壁面とノズル３１ａの熱交側板３２ａ壁面に最も近い距離（ｄｌ）は、最低１．５ｍｍ、望ましくは２ｍｍ以上を確保することが必要となる。
この結果、ノズル３１ａの位置は少なくとも中心軸αから熱交側板３２ａ壁面までの距離が３ｍｍ程度必要となる。
【００３６】
このような状況において、図５−１に示すように、円管の場合にはノズル３１ａを軸心αからオフセットして取り付けることで最低限の距離（ｄｌ）を確保しつつ、内部距離ＤINの極小化が可能となるが、その場合においても、最小ノズル径を２ｍｍ以上確保するとなると、内部距離ＤINは製作誤差を考えない場合には４ｍｍまで極小化することはできるが、少なくとも１ｍｍ程度の穿孔誤差を考えると、内部距離ＤINは最低５ｍｍ以上となる。
【００３７】
これに対し、図５−２のように上部ヘッダ３１のように、管の底壁に管の中心軸に向かってノズル３１ａを穿孔する場合には、内部距離ＤINは拡がることとなり、最小化することができず、好ましくないものとなる。
【００３８】
また、図６−１に示すように、熱交側板３２ａ壁面とノズル３１ａの熱交側板３２ａ壁面に最も近い距離（ｄｌ）は、最低でも１．５ｍｍ必要となる。これは、図６−３に示すように、前記距離（ｄｌ）が１．５ｍｍ未満の場合には、熱交側板３２ａ壁面に近づき過ぎるために、良好な液膜２５とならずに、複数の液膜２５ａ、２５ｂ…となり、熱交換効率が低下することとなる。
【００３９】
また、ノズル３１ａの穿孔角度θは２０〜４５度とするのが好ましい。これは、前記距離（ｄｌ）と相まって良好な液膜２５形成に必要となるからである。
【００４０】
また図７は、薄肉熱交換部２１にプロテクタ４１を設けた構成図である。
図７に示すように、排ガス２３と最初に当接する薄肉熱交換部２１の少なくとも上流側の鉛直軸方向の壁面３２ｃに、取替え自在なプロテクタ４１を設けるようにしている。
これは、高ダスト雰囲気状態では、石炭焚ボイラからの排ガス２３中に含まれるダスト成分であるフライアッシュ粒子２５により摩耗することとなるのを防止する必要があるからである。なお、このプロテクタ４１は、薄肉熱交換部２１を構成する鋼材と同一の材料であってもよいが、例えばセラミックスを被覆したものであってもよい。
【００４１】
ここで、本発明における高ダスト排ガスの流速とは、１２ｍ／ｓ以上とするのが好ましい。
これは、図８−２の従来のシェル＆チューブ形式の熱交換の場合には、流速を遅く（８．５ｍ／ｓに低下）した場合においても、チューブ１２１に付着するダスト５１の堆積物であるフライアッシュ層５４をスーツブロワ装置で間欠的に剥離する必要があったが、本発明によれば、図８−１に示すように、薄肉熱交換部２１とすることで圧力損失がなく、また、排ガス２３中のダスト５１によるセルフクリーニングによる清浄作用も発揮され、フライアッシュ層の形成がないので、スーツブロワで間欠的に剥離する必要がなくなるものとなる。
【００４２】
また、排ガス２３中の硫酸ミスト５２による酸露点以下の領域となる場合の低温腐食に対しては、伝熱温度を７０度以上（水露点温度＋α）に確保することでこれを防止することができる。
【００４３】
すなわち、伝熱面表面温度を少なくとも排ガスの水露点以上の余裕を持った温度（Ｔ＞７０℃）とすることで、水分付着による装置の腐食、灰付着を防止すると共に、高いダスト領域の運転によるダスト中和作用により、硫酸腐食領域においても安定して、熱交換を可能とすることができる。
【００４４】
また、ボイラの低負荷の際に、排ガス２３の流速が低下するような場合には、薄肉箱型熱回収装置２０の上流側に、前記排ガスの流速が１２ｍ／ｓ以上となる流速可変装置（例えばダンパなど：図示せず）を設置することで、常に高い流速の排ガスを供給することができる。
これにより、常に高流速を確保することとなり、加熱蒸気や圧縮空気によるスーツブロワを不要とすることができる。
【００４５】
また、ダンパ等を設置できないような場合には、低流速の際に付着するダストを除去するために、薄肉箱型熱回収装置２０の熱交側板３２ａ、３２ｂを槌打する槌打装置を設け、機械的な衝撃力を付与するようにしてもよい。
【００４６】
本発明によれば、石炭焚ボイラからの高いダスト領域で、且つ排ガスの高い流速域の煙道中に排ガス熱交換器である薄肉箱型熱回収装置２０を設置しており、排ガス２３のガス流れに沿って伝熱部の平板である熱交側板３２ａ、３２ｂを対向して極力薄肉状態で配することで、その磨耗量を最小にすると共に、排ガス２３中のダストによるセルフクリーニング作用で汚れを防止することができる。
この結果、従来のシェル＆チューブ方式の熱交換器のような、スーツブロワ装置等の除塵除去手段が不要となり、設備が簡略化される。
【００４７】
また、薄肉箱型熱回収装置２０の薄肉熱交換部２１内面に形成される液膜２５は自重による自由落下により形成される薄い膜状であり、かつ自由落下による一様な流速が確保できることで伝熱性能の大幅な向上を図ることができる。
【００４８】
また、薄肉熱交換部２１の最上流側のガスが接触する部分には、磨耗が不可避のため、着脱自在のプロテクタ４１を設置している。これにより、薄肉熱交換部２１の最上流側のガス接触部分の磨耗を防止すると共に、排ガス２３を整流させることができる。
プロテクタ４１は薄肉熱交換部２１の上流側と下流側の交換可能な場所に設置するようにすればよい。
なお、ガスの偏流があるような場合には、同じダクトの上流側に、偏流防止のための整流板、たとえば格子状でガス流れ方向にある程度の長さを有する板材を別途に設けることで、該部を消耗品として取替え可能とすることで対応が可能である。
【００４９】
以上により、石炭焚ボイラ排ガスにおいても排熱回収によりシステムの燃料費低減及びＣＯ2の削減を図ることができる。
すなわち、例えば１０〜１５℃／４０万ｍ3Ｎ／ｈの熱回収を図ることで、ＣＯ2の大幅な削減（４０００ｔ／年）を図ることができる。
一方、排ガスから回収した熱の有効利用方法としては、たとえばボイラ給水を加温することで有効な熱回収が可能であるが、熱媒として水を使用する場合は、給水を直接的に加温することも可能である。また、熱媒として熱媒油を使用する場合には、間接的に水を加温する間接熱交換器を介し、間接的にボイラ給水を加温することが可能である。
【００５０】
また、排ガス温度が低下するので、後流側に設置する除塵装置への流入排ガス温度が下がり、乾式ＥＰの除塵効率が向上する。また、その後に設置される脱硫装置での蒸発水の低減を図ることができる。
【００５１】
また、排ガス熱回収処理装置の実ガス低減に伴うシステム全体の運転費の低減（例えば圧力損失の低減など）を図ることができるものとなる。
【００５２】
煙道内にコンパクトに設置できるので、設置エリアの制限がなくなり、既存の設備に適用が可能となる。
【００５３】
また、回収熱は、ボイラ給水の加温の他に、例えば空気予熱器入り口エアの加温などに用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、本発明に係る高ダスト排ガス熱回収処理装置によれば、除塵装置で除塵する前の高ダスト濃度雰囲気の煙道内にコンパクトに設置できると共に、高流速で熱交換することが可能な装置を提供でき、石炭焚ボイラからの排ガス中の熱回収設備に用いて適している。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１−１】実施例に係る高ダスト排ガス熱回収処理装置を示す図である。
【図１−２】実施例に係る他の高ダスト排ガス熱回収処理装置を示す図である。
【図２】薄肉箱型熱回収装置の構成斜視図である。
【図３】その要部構成図である。
【図４】図３の要部Ｘ拡大図である。
【図５−１】本実施例に係る上部ヘッダの構成図である。
【図５−２】比較例に係る上部ヘッダの構成図である。
【図６−１】液膜の形成の概念を示す模式図である。
【図６−２】本実施例に係る液膜の形成の状態を示す模式図である。
【図６−３】比較例に係る液膜の形成の状態を示す模式図である。
【図７】薄肉熱交換部にプロテクタを設けた構成図である。
【図８−１】本実施例に係る薄肉熱交換部のダスト及び硫酸ミストの雰囲気状態を示す模式図である。
【図８−２】従来のシェル＆チューブ形式の熱交換器に係るダスト及び硫酸ミストの雰囲気状態を示す模式図である。
【図９】従来のシェル＆チューブ形式の熱交換器の斜視図である。
【図１０−１】石炭焚ボイラの排ガス処理装置（ＧＧＨあり）の概略図である。
【図１０−２】石炭焚ボイラ中小型発電プラントの排ガス処理装置（ＧＧＨなし）の概略図である。
【図１０−３】石炭焚ボイラの他の排ガス処理装置（ＧＧＨあり）の概略図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０ 高ダスト排ガス熱回収処理装置
１１ 石炭焚ボイラ
１２ 空気予熱器（ＡＨ）
１４ 集塵装置（乾式ＥＰ）
１５ 脱硫装置
２０ 薄肉箱型熱回収装置
２１ 薄肉熱交換部
２２ 熱交換用の液体
２４ 熱交換後の液体
２５ 液膜
３１上部ヘッダ
３１ａ ノズル
３２ａ、３２ｂ 熱交側板
３３ 下部ヘッダ
３４ 内部スタッド
３５ フィン
３６ スペーサ
３７ 外部スタッド
４１ プロテクタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば石炭焚きボイラからの高ダスト排ガスの排熱を有効利用する高ダスト雰囲気における排ガス熱回収処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０−１に石炭焚ボイラの排ガス処理装置の概略図を示す。図１０−１に示すように、石炭焚ボイラ１００中で燃焼ガス１０１は、火炉１０２内の蒸発管で蒸気を発生させ（発生した蒸気は蒸気ドラム１０３で気液分離され、蒸気はスーパーヒータ１０４に導かれ、過熱水蒸気となり、蒸気タービンの駆動に使用された後、凝縮した水は火炉１０２内の水管に還流し再蒸発される）、スーパーヒータ１０４により蒸気を過熱した後、エコノマイザ１０５で石炭ボイラ１００への供給水を加熱し、エコノマイザ１０５出口から排ガス１０６として排出される。その後エコノマイザ１０５から排出された排ガス１０６は、脱硝装置１０７に供給され、その後空気予熱器（ＡＨ）１０８で熱交換により空気１０９を加熱した後、集塵装置（乾式ＥＰ）１１０に供給され、更に、脱硫装置１１１に供給された後、浄化ガス１１２として、煙突１１５から大気に排出される（特許文献１）。
【０００３】
また、石炭焚ボイラからの排ガス中の排熱を有効利用する技術として、ボイラ排ガスの熱を回収し、外部に排出する排ガスを加熱することの提案がなされている。前記システムにおいては、図１０−１に示すように、石炭焚ボイラ１００から出る未処理の排ガス１０６を脱硝装置１０７で脱硝した後、この脱硝排ガス１０６Ａ１は、まず空気予熱器１０８に導かれ、この排ガス１０６Ａ１の熱でボイラ１００に供給される空気１０９を加熱する。ここで、排ガス１０６Ａ２は１１０℃〜１６０℃まで冷却される。
【０００４】
次いで、冷却された排ガス１０６Ａ２は、乾式の集塵装置（乾式ＥＰ）１１０に導かれ、排ガス１０６Ａ２中から相当量の粉塵が除去されて粉塵濃度が低減され、除塵された排ガス１０６Ａ３が排出される。
【０００５】
除塵された排ガス１０６Ａ３は、ガスガスヒータ（ＧＧＨ）の熱回収部１１３に導入され、ここで熱回収された冷却排ガス１０６Ａ４となり、その後脱硫装置１１１で脱硫される。
【０００６】
そして、脱硫装置１１１を出た排ガス１０６Ａ５は、ガスガスヒータ（ＧＧＨ）の再加熱部１１４において熱回収部１１３で熱回収した熱媒により加熱され、大気放出に好ましい温度（例えば９０℃〜１００℃）の浄化ガス１１２とされ、その後煙突１１５より大気放出される。
【０００７】
また、一般的には図１０−２に示すように、既存の発電所では熱回収していないプラントが中小型の発電プラントでは数多くある。また、熱回収する場合においても、図１０−３に示すようにガスガスヒータ（ＧＧＨ）の熱回収部１１３を集塵装置（乾式ＥＰ）１１０の前段に持ってきている事例もあるが、この場合は、高ダスト雰囲気による磨耗対策を考え、熱交換器内の排ガスの通過速度を十分低減した構造となっており、このため集塵装置（乾式ＥＰ）１１０の前段にも大きな設置スペースが必要となる。
そして、このようなすでに熱回収をおこなっているようなプラントにおいても、既存のプラントでは上流側の熱交換機能が経年的な汚れにより劣化することにより低下し、新たに熱回収のニーズがあるケースもあるが、同じ方式の熱回収装置の増設は、設置スペース上の制約があり、実現できていない。
【０００８】
【特許文献１】特開平０８−１５２１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、排熱からの熱回収によるボイラシステムの燃料費低減及びＣＯ2の排出削減のためには、空気予熱器（ＡＨ）１０８と集塵装置１１０との間において、更なる排熱回収を行うことで達成可能であるが、集塵装置１１０での除塵前であるので、石炭焚ボイラからの排ガス１０６Ａ１中には、フライアッシュ粒子等のダスト成分が高濃度となっているので、流速を遅く（例えば８．５ｍ／ｓ）すると共に、例えば図９に示すようなフィン＆チューブ方式の熱交換部１２０を用いることで表面積を確保する必要がある。
【００１０】
しかしながら、排ガスの流速を遅くする結果、従来の方式では熱回収器のチューブ１２１の周囲にはダストの堆積が発生することとなり、このダストを落とすために、スーツブロワ装置を設置することが必須となる。また、煙道中における排ガスの流速を遅くすると共に、伝熱面積を確保するために、熱交換器の設置エリアが非常に大きくなるという問題もある。
【００１１】
既設のシステムにおいて、更に排熱回収対策を施す場合には、熱交換器のエリアの制限があり、熱回収装置のコンパクト化の要望があり、高いダスト雰囲気の煙道内にコンパクトに設置できると共に、高い流速で熱交換することが可能な高ダスト排ガス熱回収処理装置の出現が切望されている。
【００１２】
本発明は、前記課題に鑑み、高ダスト濃度雰囲気の煙道内にコンパクトに設置できると共に、高流速で熱交換することが可能な高ダスト排ガス熱回収処理装置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】
【００１３】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、石炭焚ボイラから排出される排ガスを空気予熱器で熱交換して空気を加熱した後、集塵装置に供給してダスト成分を除塵し、その後脱硫装置で脱硫し、浄化ガスとする排ガス処理装置であって、前記空気予熱器と集塵装置との間に、複数の薄肉熱交換部を排ガスの流れ方向に沿って配設してなる薄肉箱型熱回収装置を介装してなり、前記薄肉熱交換部の内壁面に、熱交換用液膜を流下してなることを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置にある。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、前記薄肉熱交換部が、熱交換用の液を供給する上部ヘッダ及び熱交換後の液を排出する下部ヘッダと、前記上部ヘッダと下部ヘッダとの間に相対向して設けられ、内面に熱交換用の液膜を形成してなる熱交側板と、前記上部ヘッダに形成され、液膜形成用の液を噴出するノズルとを有することを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置にある。
【００１５】
第３の発明は、第２の発明において、前記ノズルは、上部ヘッダの底面に形成され、管の中心軸より外側にオフセットされると共に、所定角度（θ）をもって熱交側板方向に向かって交互に穿孔してなることを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置にある。
【００１６】
第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つの発明において、前記薄肉熱交換部に複数のフィンを形成してなると共に、該フィンを介して前記薄肉熱交換部同士を連結してなることを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置にある。
【００１７】
第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記排ガスと当接する前記薄肉熱交換部の少なくとも上流側のガス接触部に、取替え自在なプロテクタを設けてなることを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置にある。
【００１８】
第６の発明は、第１乃至５のいずれか一つの発明において、前記排ガスの流速が１２ｍ／ｓ以上であることを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置にある。
【００１９】
第７の発明は、第６の発明において、前記薄肉箱型熱回収装置の上流側に設けられ、前記排ガスの流速が１２ｍ／ｓ以上となる流速可変装置を有することを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置にある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、複数の薄肉熱交換部を排ガスの流れ方向に沿って配設してなる薄肉箱型熱回収装置を、集塵装置で集塵する前の高いダスト雰囲気中の排ガス煙道内に設置することができ、効率よく熱回収が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
さらに、本発明では、熱交換の媒体として液という表現を用いているが、この液体としてはハンドリング上、実際には水を用いるケースがほとんどである。
なお、水の替わりに熱媒油を用いることも可能であるが、この場合にはボイラ給水の加温用として排熱回収する場合には、間接的な熱交換装置が別途必要であることは言うまでもない。
【実施例】
【００２２】
本発明による実施例に係る高ダスト排ガス熱回収処理装置について、図面を参照して説明する。
図１−１は、実施例に係る高ダスト排ガス熱回収処理装置の概略図である。図１−１に示すように、高ダスト排ガス熱回収処理装置１０は、石炭焚ボイラ１１から排出される排ガス２３を空気予熱器（ＡＨ）１２で熱交換して空気Ｂを加熱した後、集塵装置（乾式ＥＰ）１４に供給してダスト成分を除塵し、その後脱硫装置１５で脱硫し、浄化ガスとして外部に煙突１８を介して排出する排ガス処理装置であって、前記空気予熱器１２と集塵装置１４との間に、複数の薄肉熱交換部（図２中、符号２１）を排ガス２３の流れ方向に沿って配設してなる薄肉箱型熱回収装置２０を介装してなり、薄肉熱交換部２１の内壁面に、熱交換用液膜（図４中、符号２５参照）を流下してなるものである。
【００２３】
また、図１−２は、さらに熱回収するための第１のガスガスヒータ（ＧＧＨ）１６を設置した実施例に係る他の高ダスト排ガス熱回収処理装置の概略図である。なお、図１−２中、符号１７は、排ガスを加熱する再加熱部を有する第２のガスガスヒータ（ＧＧＨ）を図示する。
【００２４】
図２は薄肉箱型熱回収装置２０の構成斜視図、図３はその要部構成図、図４は図３の要部Ｘ拡大図である。
前記薄肉熱交換部２１は、図２及び図３に示すように、熱交換用の液体２２を供給する上部ヘッダ３１及び熱交換後の液体２４を排出する下部ヘッダ３３と、上部ヘッダ３１と下部ヘッダ３３との間に相対向して設けられ、内面に熱交換用の液膜２５を形成してなる熱交側板３２ａ、３２ｂとを有するものである。
この熱交側板３２ａ、３２ｂを排ガス２３のガス流れ方向に沿って複数配設し、当該部はガス流路を妨げない構造であるため、排ガスの流速を高流速とした状態でも圧力損失の上昇がほとんどなく、熱交換が可能となる。このため、既存の設備に追加設置する場合には、ファンの増設を必要としない。
【００２５】
また、本実施例においては、図３に示すように、熱交側板３２ａ、３２ｂの両側側面には熱交換用のフィン３５が熱交側板３２ａ、３２ｂと直交するように設けられている。そして、図３及び図４に示すように、このフィン３５、３５同士をスペーサ３６により外部スタッド３７を介して連結するようにして、薄肉箱型熱回収装置２０を構成するようにしている。
【００２６】
ここで、薄肉熱交換部２１、２１同士の連結間隔Ｗとしては、例えば１００ｍｍ以上とすることが作業性の点から好ましい。
【００２７】
この相隣接するフィン３５を介して、隣接する薄肉熱交換部２１、２１同士の位置決めをすることも可能であり、所定間隔をもって薄肉熱交換部２１、２１とフィン３５とからなる井桁状の薄肉箱型熱回収装置２０を構築するようにしている。
【００２８】
また、フィン３５は熱交換の作用をなすと共に、薄肉箱型熱回収装置２０の曲げ変形を防止する補強材をなすように機能している。
このために、フィン３５に形成された外部スタッド３７を用いてフィン３５、３５同士を連結するスペーサ３６を設置する場合は、所定の熱伸びのクリアランスを有することで熱伸びと所定の補強機能の両立を可能なようにしている。
【００２９】
ここで、図４に示すように、相対向する熱交側板３２ａ、３２ｂの内側の距離ＤINとしては、例えば５〜１０ｍｍ、好適には６〜９ｍｍとするのが好ましい。
これは後述するように、熱交側板３２ａ、３２ｂの内面を液膜２５が流下するので、この液膜２５を良好に形成させるための一様な液膜を確保する必要があるからである。
また、この所定間隔を保持する内部スタッド３４を配設するようにしている。
【００３０】
また、熱交側板３２ａ、３２ｂの外側の間隔Ｄoutとしては、例えば１０〜３０ｍｍ、好適には１２〜１５ｍｍとするのが好ましい。これは熱交側板３２ａ、３２ｂの各々の板厚を２〜３ｍｍとした場合において、内部距離ＤINを確保する関係上、少なくとも１０ｍｍは必要であり、一方３０ｍｍを超えるとガス流路の面積を狭めることから、ガス速度の増大とガス通路に沿った断面の変化が大きくなることで排ガス２３の圧力損失が増大するので好ましくないからである。
【００３１】
また、熱交側板３２ａ、３２ｂの内側の距離ＤINを所定厚さにするために、内部スタッド３４が所定間隔をもって配設するようにしている。
この内部スタッド３４は、熱交側板３２ａ、３２ｂのいずれか一方の片面のみ溶接し、スペーサの役目を果たしており、圧力差による曲応力や熱伸びによる断面形状保持のために設けるようにしている。これにより、熱交側板３２ａ、３２ｂが内部で当接して閉塞することが解消され、常に適切な液膜２５を流下させることができる。
【００３２】
この薄肉箱型熱回収装置２０は、例えばガス量４０万ｍ3Ｎ／ｈのガス排出量の場合には、奥行きが２ｍ〜３ｍのダクトイン型の熱交換器を構成することができる。
【００３３】
また、図５−１に示すように、上部ヘッダ３１には、液膜２５の形成用水を噴出するノズル３１ａが複数穿孔されている。
なお、図５−１は熱交側板３２ａ側に向かって（図中左側）穿孔したノズル３１ａのみを図示しているが、上部ヘッダ３１の管の底面に軸方向に沿って、交互に向かって液膜形成用の液体を噴射するようにしている。
【００３４】
また、図５−１に示すように、ノズル３１ａは管の中心軸（α）より外側（図中右側）にオフセット（β）されると共に、所定角度（θ）をもって熱交側板３２ａ方向（図中左側）に向かって穿孔されている。
【００３５】
ここで、管（丸管又は角管、または同等の形状の閉断面にて構成されるヘッダ管）に開口部を設けて、ノズル３１ａとして利用する場合には、その最小通過径（ｄｎ）は異物等を考慮すると、２ｍｍ以上とすることが望ましい。
このような場合において、熱交側板３２ａ壁面とノズル３１ａの熱交側板３２ａ壁面に最も近い距離（ｄｌ）は、最低１．５ｍｍ、望ましくは２ｍｍ以上を確保することが必要となる。
この結果、ノズル３１ａの位置は少なくとも中心軸αから熱交側板３２ａ壁面までの距離が３ｍｍ程度必要となる。
【００３６】
このような状況において、図５−１に示すように、円管の場合にはノズル３１ａを軸心αからオフセットして取り付けることで最低限の距離（ｄｌ）を確保しつつ、内部距離ＤINの極小化が可能となるが、その場合においても、最小ノズル径を２ｍｍ以上確保するとなると、内部距離ＤINは製作誤差を考えない場合には４ｍｍまで極小化することはできるが、少なくとも１ｍｍ程度の穿孔誤差を考えると、内部距離ＤINは最低５ｍｍ以上となる。
【００３７】
これに対し、図５−２のように上部ヘッダ３１のように、管の底壁に管の中心軸に向かってノズル３１ａを穿孔する場合には、内部距離ＤINは拡がることとなり、最小化することができず、好ましくないものとなる。
【００３８】
また、図６−１に示すように、熱交側板３２ａ壁面とノズル３１ａの熱交側板３２ａ壁面に最も近い距離（ｄｌ）は、最低でも１．５ｍｍ必要となる。これは、図６−３に示すように、前記距離（ｄｌ）が１．５ｍｍ未満の場合には、熱交側板３２ａ壁面に近づき過ぎるために、良好な液膜２５とならずに、複数の液膜２５ａ、２５ｂ…となり、熱交換効率が低下することとなる。
【００３９】
また、ノズル３１ａの穿孔角度θは２０〜４５度とするのが好ましい。これは、前記距離（ｄｌ）と相まって良好な液膜２５形成に必要となるからである。
【００４０】
また図７は、薄肉熱交換部２１にプロテクタ４１を設けた構成図である。
図７に示すように、排ガス２３と最初に当接する薄肉熱交換部２１の少なくとも上流側の鉛直軸方向の壁面３２ｃに、取替え自在なプロテクタ４１を設けるようにしている。
これは、高ダスト雰囲気状態では、石炭焚ボイラからの排ガス２３中に含まれるダスト成分であるフライアッシュ粒子２５により摩耗することとなるのを防止する必要があるからである。なお、このプロテクタ４１は、薄肉熱交換部２１を構成する鋼材と同一の材料であってもよいが、例えばセラミックスを被覆したものであってもよい。
【００４１】
ここで、本発明における高ダスト排ガスの流速とは、１２ｍ／ｓ以上とするのが好ましい。
これは、図８−２の従来のシェル＆チューブ形式の熱交換の場合には、流速を遅く（８．５ｍ／ｓに低下）した場合においても、チューブ１２１に付着するダスト５１の堆積物であるフライアッシュ層５４をスーツブロワ装置で間欠的に剥離する必要があったが、本発明によれば、図８−１に示すように、薄肉熱交換部２１とすることで圧力損失がなく、また、排ガス２３中のダスト５１によるセルフクリーニングによる清浄作用も発揮され、フライアッシュ層の形成がないので、スーツブロワで間欠的に剥離する必要がなくなるものとなる。
【００４２】
また、排ガス２３中の硫酸ミスト５２による酸露点以下の領域となる場合の低温腐食に対しては、伝熱温度を７０度以上（水露点温度＋α）に確保することでこれを防止することができる。
【００４３】
すなわち、伝熱面表面温度を少なくとも排ガスの水露点以上の余裕を持った温度（Ｔ＞７０℃）とすることで、水分付着による装置の腐食、灰付着を防止すると共に、高いダスト領域の運転によるダスト中和作用により、硫酸腐食領域においても安定して、熱交換を可能とすることができる。
【００４４】
また、ボイラの低負荷の際に、排ガス２３の流速が低下するような場合には、薄肉箱型熱回収装置２０の上流側に、前記排ガスの流速が１２ｍ／ｓ以上となる流速可変装置（例えばダンパなど：図示せず）を設置することで、常に高い流速の排ガスを供給することができる。
これにより、常に高流速を確保することとなり、加熱蒸気や圧縮空気によるスーツブロワを不要とすることができる。
【００４５】
また、ダンパ等を設置できないような場合には、低流速の際に付着するダストを除去するために、薄肉箱型熱回収装置２０の熱交側板３２ａ、３２ｂを槌打する槌打装置を設け、機械的な衝撃力を付与するようにしてもよい。
【００４６】
本発明によれば、石炭焚ボイラからの高いダスト領域で、且つ排ガスの高い流速域の煙道中に排ガス熱交換器である薄肉箱型熱回収装置２０を設置しており、排ガス２３のガス流れに沿って伝熱部の平板である熱交側板３２ａ、３２ｂを対向して極力薄肉状態で配することで、その磨耗量を最小にすると共に、排ガス２３中のダストによるセルフクリーニング作用で汚れを防止することができる。
この結果、従来のシェル＆チューブ方式の熱交換器のような、スーツブロワ装置等の除塵除去手段が不要となり、設備が簡略化される。
【００４７】
また、薄肉箱型熱回収装置２０の薄肉熱交換部２１内面に形成される液膜２５は自重による自由落下により形成される薄い膜状であり、かつ自由落下による一様な流速が確保できることで伝熱性能の大幅な向上を図ることができる。
【００４８】
また、薄肉熱交換部２１の最上流側のガスが接触する部分には、磨耗が不可避のため、着脱自在のプロテクタ４１を設置している。これにより、薄肉熱交換部２１の最上流側のガス接触部分の磨耗を防止すると共に、排ガス２３を整流させることができる。
プロテクタ４１は薄肉熱交換部２１の上流側と下流側の交換可能な場所に設置するようにすればよい。
なお、ガスの偏流があるような場合には、同じダクトの上流側に、偏流防止のための整流板、たとえば格子状でガス流れ方向にある程度の長さを有する板材を別途に設けることで、該部を消耗品として取替え可能とすることで対応が可能である。
【００４９】
以上により、石炭焚ボイラ排ガスにおいても排熱回収によりシステムの燃料費低減及びＣＯ2の削減を図ることができる。
すなわち、例えば１０〜１５℃／４０万ｍ3Ｎ／ｈの熱回収を図ることで、ＣＯ2の大幅な削減（４０００ｔ／年）を図ることができる。
一方、排ガスから回収した熱の有効利用方法としては、たとえばボイラ給水を加温することで有効な熱回収が可能であるが、熱媒として水を使用する場合は、給水を直接的に加温することも可能である。また、熱媒として熱媒油を使用する場合には、間接的に水を加温する間接熱交換器を介し、間接的にボイラ給水を加温することが可能である。
【００５０】
また、排ガス温度が低下するので、後流側に設置する除塵装置への流入排ガス温度が下がり、乾式ＥＰの除塵効率が向上する。また、その後に設置される脱硫装置での蒸発水の低減を図ることができる。
【００５１】
また、排ガス熱回収処理装置の実ガス低減に伴うシステム全体の運転費の低減（例えば圧力損失の低減など）を図ることができるものとなる。
【００５２】
煙道内にコンパクトに設置できるので、設置エリアの制限がなくなり、既存の設備に適用が可能となる。
【００５３】
また、回収熱は、ボイラ給水の加温の他に、例えば空気予熱器入り口エアの加温などに用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、本発明に係る高ダスト排ガス熱回収処理装置によれば、除塵装置で除塵する前の高ダスト濃度雰囲気の煙道内にコンパクトに設置できると共に、高流速で熱交換することが可能な装置を提供でき、石炭焚ボイラからの排ガス中の熱回収設備に用いて適している。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１−１】実施例に係る高ダスト排ガス熱回収処理装置を示す図である。
【図１−２】実施例に係る他の高ダスト排ガス熱回収処理装置を示す図である。
【図２】薄肉箱型熱回収装置の構成斜視図である。
【図３】その要部構成図である。
【図４】図３の要部Ｘ拡大図である。
【図５−１】本実施例に係る上部ヘッダの構成図である。
【図５−２】比較例に係る上部ヘッダの構成図である。
【図６−１】液膜の形成の概念を示す模式図である。
【図６−２】本実施例に係る液膜の形成の状態を示す模式図である。
【図６−３】比較例に係る液膜の形成の状態を示す模式図である。
【図７】薄肉熱交換部にプロテクタを設けた構成図である。
【図８−１】本実施例に係る薄肉熱交換部のダスト及び硫酸ミストの雰囲気状態を示す模式図である。
【図８−２】従来のシェル＆チューブ形式の熱交換器に係るダスト及び硫酸ミストの雰囲気状態を示す模式図である。
【図９】従来のシェル＆チューブ形式の熱交換器の斜視図である。
【図１０−１】石炭焚ボイラの排ガス処理装置（ＧＧＨあり）の概略図である。
【図１０−２】石炭焚ボイラ中小型発電プラントの排ガス処理装置（ＧＧＨなし）の概略図である。
【図１０−３】石炭焚ボイラの他の排ガス処理装置（ＧＧＨあり）の概略図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０ 高ダスト排ガス熱回収処理装置
１１ 石炭焚ボイラ
１２ 空気予熱器（ＡＨ）
１４ 集塵装置（乾式ＥＰ）
１５ 脱硫装置
２０ 薄肉箱型熱回収装置
２１ 薄肉熱交換部
２２ 熱交換用の液体
２４ 熱交換後の液体
２５ 液膜
３１上部ヘッダ
３１ａ ノズル
３２ａ、３２ｂ 熱交側板
３３ 下部ヘッダ
３４ 内部スタッド
３５ フィン
３６ スペーサ
３７ 外部スタッド
４１ プロテクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭焚ボイラから排出される排ガスを空気予熱器で熱交換して空気を加熱した後、集塵装置に供給してダスト成分を除塵し、その後脱硫装置で脱硫し、浄化ガスとする排ガス処理装置であって、
前記空気予熱器と集塵装置との間に、複数の薄肉熱交換部を排ガスの流れ方向に沿って配設してなる薄肉箱型熱回収装置を介装してなり、
前記薄肉熱交換部の内壁面に、熱交換用液膜を流下してなることを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記薄肉熱交換部が、熱交換用の液を供給する上部ヘッダ及び熱交換後の液を排出する下部ヘッダと、
前記上部ヘッダと下部ヘッダとの間に相対向して設けられ、内面に熱交換用の液膜を形成してなる熱交側板と、
前記上部ヘッダに形成され、液膜形成用の液を噴出するノズルとを有することを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記ノズルは、上部ヘッダの底面に形成され、管の中心軸より外側にオフセットされると共に、所定角度（θ）をもって熱交側板方向に向かって交互に穿孔してなることを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
前記薄肉熱交換部に複数のフィンを形成してなると共に、該フィンを介して前記薄肉熱交換部同士を連結してなることを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
前記排ガスと当接する前記薄肉熱交換部の少なくとも上流側のガス接触部に、取替え自在なプロテクタを設けてなることを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一つにおいて、
前記排ガスの流速が１２ｍ／ｓ以上であることを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記薄肉箱型熱回収装置の上流側に設けられ、前記排ガスの流速が１２ｍ／ｓ以上となる流速可変装置を有することを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置。
【請求項１】
石炭焚ボイラから排出される排ガスを空気予熱器で熱交換して空気を加熱した後、集塵装置に供給してダスト成分を除塵し、その後脱硫装置で脱硫し、浄化ガスとする排ガス処理装置であって、
前記空気予熱器と集塵装置との間に、複数の薄肉熱交換部を排ガスの流れ方向に沿って配設してなる薄肉箱型熱回収装置を介装してなり、
前記薄肉熱交換部の内壁面に、熱交換用液膜を流下してなることを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記薄肉熱交換部が、熱交換用の液を供給する上部ヘッダ及び熱交換後の液を排出する下部ヘッダと、
前記上部ヘッダと下部ヘッダとの間に相対向して設けられ、内面に熱交換用の液膜を形成してなる熱交側板と、
前記上部ヘッダに形成され、液膜形成用の液を噴出するノズルとを有することを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記ノズルは、上部ヘッダの底面に形成され、管の中心軸より外側にオフセットされると共に、所定角度（θ）をもって熱交側板方向に向かって交互に穿孔してなることを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
前記薄肉熱交換部に複数のフィンを形成してなると共に、該フィンを介して前記薄肉熱交換部同士を連結してなることを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
前記排ガスと当接する前記薄肉熱交換部の少なくとも上流側のガス接触部に、取替え自在なプロテクタを設けてなることを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一つにおいて、
前記排ガスの流速が１２ｍ／ｓ以上であることを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記薄肉箱型熱回収装置の上流側に設けられ、前記排ガスの流速が１２ｍ／ｓ以上となる流速可変装置を有することを特徴とする高ダスト排ガス熱回収処理装置。
【図１−１】
【図１−２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５−１】
【図５−２】
【図６−１】
【図６−２】
【図６−３】
【図７】
【図８−１】
【図８−２】
【図９】
【図１０−１】
【図１０−２】
【図１０−３】
【図１−２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５−１】
【図５−２】
【図６−１】
【図６−２】
【図６−３】
【図７】
【図８−１】
【図８−２】
【図９】
【図１０−１】
【図１０−２】
【図１０−３】
【公開番号】特開２００９−１５０５８４（Ｐ２００９−１５０５８４Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２７６８１（Ｐ２００７−３２７６８１）
【出願日】平成１９年１２月１９日（２００７．１２．１９）
【出願人】（５０１３７０３７０）三菱重工環境エンジニアリング株式会社 (175)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１９日（２００７．１２．１９）
【出願人】（５０１３７０３７０）三菱重工環境エンジニアリング株式会社 (175)
【Ｆターム（参考）】
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