(57)【要約】【課題】熱交換器に煤が付着することを防止するとともに、煤を大気に放出することを防止すること。【解決手段】  排ガスを排出する発電装置と、前記発電装置の排ガスから熱回収する熱交換器と、前記熱交換器の上流側において排ガス中の煤を捕集する捕集手段とを含む。また、前記捕集手段またはその上流側に、排ガス温度を煤が燃焼する温度まで上昇させる加温手段を設ける。【選択図】図１
2006009633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスを排出する発電装置１と、前記発電装置１の排ガスから熱回収する熱交換器２と、前記熱交換器２の上流側において排ガス中の煤を捕集する捕集手段３とを含むことを特徴とする排熱回収システム。
【請求項２】
前記捕集手段３が捕集する煤を燃焼することを特徴とする請求項１に記載の排熱回収システム。
【請求項３】
前記捕集手段３またはその上流側に、排ガス温度を煤が燃焼する温度まで上昇させる加温手段４を設けることを特徴とする請求項２に記載の排熱回収システム。
【請求項４】
前記発電装置１の原動機５が、ディーゼルエンジンであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の排熱回収システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱源から排出される排ガスを熱交換器により熱回収する排熱回収システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の排熱回収システムにおいて、熱源から排出される排ガス中に含まれる煤が排熱回収ボイラの伝熱面に付着することで、熱回収効率を著しく低下する。このため、煤対策が重要である。この煤対策としては、特許文献１のような排熱回収ボイラの伝熱面に付着した煤を蒸気噴射により除去するスートブロワが一般的に採用されている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１のスートブロワは、熱源から排出される排ガス中に煤を多量に含む場合（たとえば、熱源をディーゼルエンジンとした場合）、排熱回収ボイラの伝熱面に多量の煤が付着するため、煤を完全に除去することができない虞があった。また、スートブロワにて排出された煤は、大気に放出されるため、環境への負荷が大きくなる課題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開平２−２１９９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、熱交換器に煤が付着することを防止するとともに、煤を大気に放出することを防止することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、排ガスを排出する発電装置と、前記発電装置の排ガスから熱回収する熱交換器と、前記熱交換器の上流側において排ガス中の煤を捕集する捕集手段とを含むことを特徴としている。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、前記熱交換器の上流側に前記捕集手段を設けることにより、排ガス中の煤を捕集する。このため、前記熱交換器に煤が付着することを防止するとともに、大気中に煤を放出することを防止することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成要件に加えて、前記捕集手段が捕集する煤を燃焼することを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、前記捕集手段で捕集された煤は、燃焼される。このため、前記熱交換器に煤が付着すること防止するとともに、大気中に煤を放出することを防止することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の構成要件に加えて、前記捕集手段またはその上流側に、排ガス温度を煤が燃焼する温度まで上昇させる加温手段を設けることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、排ガスの温度が低い場合においても、前記加温手段により排ガスの温度を煤が燃焼する温度まで上昇させることで、前記捕集手段で捕集された煤は、燃焼される。このため、前記熱交換器に煤が付着することを防止するとともに、大気中へ煤を放出することを防止することができる。
【００１２】
さらに、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の構成要件に加えて、前記発電装置の原動機が、ディーゼルエンジンであることを特徴としている。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、ディーゼルエンジンからの排ガス中に多量に含まれる煤は、前記捕集手段により捕集される。このため、前記熱交換器に煤が付着することを防止するとともに、大気中に煤を放出することを防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、熱交換器の上流側に捕集手段を設けることにより、前記熱交換器に煤が付着することを防止するとともに、煤を大気中に放出することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発電装置から排出される排ガスから熱交換器により熱回収する排熱回収システムに適用される。特に、発電装置の原動機であるディーゼルエンジンから排出される排ガスから熱回収する排熱回収システムにおいて、好適に実施される。
【００１６】
この実施の形態は、排ガスを排出する発電装置と、前記発電装置の排ガスから熱回収する熱交換器と、前記熱交換器の上流側において排ガス中の煤を捕集する捕集手段とを含むことを特徴としている。
【００１７】
この実施の形態において、前記発電装置より排出された排ガスは、前記熱交換器に向かって流れる。そして、前記発電装置と前記熱交換器との間に設けた前記捕集手段は、排ガスの通過に際して、排ガス中に含まれる煤を捕集する。その結果、前記熱交換器に煤が付着することを防止するとともに、煤を大気中に放出することを防止することができる。ここにおいて防止とは、好ましくは、前記捕集手段が煤を完全に捕集することであるが、これに限定されるものではない。
【００１８】
つぎに、この実施の形態の構成要素について説明する。まず、前記発電装置は、排ガスの発生源である原動機と、この原動機によって駆動される発電機とにより構成される。前記原動機は、前記熱交換器へ排ガスを供給するもの、すなわちディーゼルエンジン，ガスエンジンまたはガスタービンとする。
【００１９】
前記熱交換器は、前記原動機から排出される排ガスから熱回収を行い、蒸気を発生させるものである。前記熱交換器は、好ましくは、排熱回収ボイラの一部を構成する熱交換器とする。この排熱回収ボイラは、蒸気ボイラ，温水ボイラおよび熱媒ボイラを含み、貫流型，自然循環型などその型式を問わない。また、前記熱交換器は、排熱回収ボイラを構成するものに限定されるのではなく、空気予熱器または蒸気スーパーヒータなどにすることができる。
【００２０】
前記捕集手段は、前記発電装置からの排ガス中に含まれる煤を捕集するものである。前記捕集手段は、好ましくは、耐食性および耐熱性に優れるものとし、セラミックフィルタ，パンチングメタルまたは綿状金網のような多孔を有するものとする。
【００２１】
また、この捕集手段は、好ましくは、捕集した煤を燃焼させて処理する構成とするが、捕集した煤を回収して処理するように構成することができる。
【００２２】
まず、前記捕集手段が捕集した煤を燃焼する構成について説明する。前記捕集手段より
上流側には、加温手段を設ける構成と前記加温手段を設けない構成とすることができる。
【００２３】
前記加温手段を設ける場合について説明する。前記加温手段は、前記発電装置から排出される排ガスの温度を煤が燃焼する温度まで上昇させることで、この排ガス中に含まれる煤を燃焼するものである。ここにおいて煤が燃焼する温度とは、３５０℃であって、この温度が基準温度となる。したがって、前記加温手段は、排ガスの温度が基準温度である３５０℃に達していない場合に設ける。また、前記加温手段は、排ガス温度が３５０℃以上であっても、煤の燃焼を促進するために４５０〜５５０℃またはそれ以上に排ガスを加温する場合に設けることができる。前記加温手段は、前記捕集手段の上流側に設置することが望ましいが、前記捕集手段と一体の構造とすることができる。前記加温手段は、好ましくは、バーナ，ヒータまたは過熱蒸気発生器とする。
【００２４】
前記加温手段を設ける必要がない場合について説明する。前記捕集手段において煤が燃焼する温度が３５０℃以上であれば、前記加温手段を設けなくてよい。これにより、前記発電装置からの排ガスに含まれる煤は、前記捕集手段において煤が燃焼する温度に達しているので、前記捕集手段により滞留させることで、完全燃焼することができる。
【００２５】
つぎに、前記捕集手段が捕集した煤を回収する構成について説明する。前記捕集手段は、排ガスから分離した煤を捕集する捕集分離部と、前記捕集分離部の煤を回収する回収部とに構成することができる。この構成によれば、前記捕集分離部において排ガス中の煤が遠心分離され、前記回収部に集められる。また、前記回収部は、取り外し可能な構造とすることが望ましい。これにより、前記捕集手段は、前記捕集分離部で捕集した煤を前記回収部で回収した後、前記回収部を取り外して清掃することで、煤を除去することができる。
【００２６】
以上のように、この実施の形態によれば、前記発電装置より発生する排ガス中に含まれる煤は、前記捕集手段により捕集されることにより、下流側の前記熱交換器に煤が流れなくなる。このため、この排熱回収システムは、前記熱交換器に煤が付着することを防止し、前記熱交換器での熱回収効率の低下を抑制することができる。そして、前記熱交換器の後段、すなわち大気中に煤を放出することを防止する。
【実施例】
【００２７】
以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、発電装置からの排熱を熱交換器にて回収する排熱回収システムの一実施例の概略構成図である。図２は、この排熱回収システムの一実施例の一部断面の詳細説明図である。
【００２８】
前記一実施例の排熱回収システムは、排ガス中に含まれる煤を捕集し、熱交換器での煤の付着を防止するように構成されている。
【００２９】
図１に基づいて全体の構成について説明する。前記実施例の排熱回収システムは、排ガスを排出する発電装置１と、前記発電装置１から排出される排ガスの熱を回収して蒸気を生成する排熱回収ボイラ（符号省略）の一部を構成する熱交換器２と、前記熱交換器２の排ガス入口側に設けて排ガス中の煤を捕集する捕集手段としてのセラミックフィルタ３と、前記セラミックフィルタ３の上流側に設けて排ガスの温度を上昇させる加温手段としてのバーナ４とから主に構成される。
【００３０】
図２にしたがって、前記構成要素について詳細に説明する。前記発電装置１は、原動機（排ガス発生源）としてのディーゼルエンジン５と、このディーゼルエンジン５によって駆動される発電機６とを備えている。前記ディーゼルエンジン５は、周知の構成のもので、燃料としてＡ重油を使用する。前記ディーゼルエンジン５から排出される排ガスの温度は、約３００℃〜４５０℃である。前記発電装置１と前記熱交換器２とは、第一排ガス流
路７により連通接続されている。
【００３１】
前記熱交換器２は、伝熱管（図示省略）を適宜の配列で配置した構成である。前記熱交換器２は、前記第一排ガス流路７を流れてきた排ガスを導入して熱回収を行い、回収した熱を蒸気として蒸気供給路（図示省略）を通って蒸気使用機器（図示省略）へ供給する。
【００３２】
前記セラミックフィルタ３は、前記ディーゼルエンジン５からの排ガス中に含まれる煤を捕集するものである。このセラミックフィルタ３は、前記熱交換器２の上流側である前記第一排ガス流路７に設けられている。前記セラミックフィルタ３の構造は、特開２０００−２１０５１２号公報に記載のものとすることができる。
【００３３】
前記バーナ４は、周知の構造のもので、排ガス中に含まれる煤が燃焼するに適した温度、約５５０℃〜６００℃まで上昇させるものである。このバーナ４は、前記セラミックフィルタ３の上流側である前記第一排ガス流路７に設けられる。
【００３４】
図２において、８は、前記熱交換器２が熱回収した後、排出される排ガスを大気へ放出するための第二排ガス流路８である。
【００３５】
つぎに、前記実施例の動作について説明する。図２において、前記ディーゼルエンジン５は、運転すると約３００℃〜４５０℃の排ガスを排出する。また、この排ガスは、Ａ重油の燃料を用いて前記ディーゼルエンジン５から排出されるため、煤を多量に含んでいる（たとえば、発電装置において３００kWの電力を発電する場合、Ａ重油を燃料とするディーゼルエンジンから排出される煤は、約０．００５〜０．０５g/Nm3である）。そして、この排ガスは、前記第一排ガス流路７を通って下流側である前記熱交換器２に向かって流れる。前記第一排ガス流路７を流れる排ガスの温度は、前記バーナ４により煤を燃焼することができる温度、約５５０℃〜６００℃まで上昇する。そして、この排ガスが前記セラミックフィルタ３を通過する際に、排ガス中に含まれる煤は、前記セラミックフィルタ３により捕集される。捕集された煤は、前記セラミックフィルタ３にて滞留する間に、前記第一排ガス流路７内に残存する酸素によって自燃する。
【００３６】
そして、前記セラミックフィルタ３により煤を除去した排ガスは、前記熱交換器２により熱回収される。このとき、前記熱交換器２には、煤の付着が無く、汚れを生じない。熱回収後、前記熱交換器２から排出される排ガスは、煤を含まない排ガスとして前記第二排ガス流路８を介して大気に放出される。
【００３７】
前記実施例によれば、前記ディーゼルエンジン５から排出された多量の煤は、前記セラミックフィルタ３にて捕集されて、燃焼除去される。これにより、前記排熱回収ボイラ（符号省略）の前記伝熱管（図示省略）や前記熱交換器２に煤が付着することを防止でき、前記熱交換器２の熱回収効率の低下を抑制することができる。そして、前記第二排ガス流路８を流れる排ガスは、煤を含んでいない排ガスを大気へ放出するため、環境への負荷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】発電装置からの排熱を熱交換器にて回収する排熱回収システムの一実施例の概略構成図である。
【図２】この排熱回収システムの一実施例の一部断面の詳細説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  発電装置
２  熱交換器
３  セラミックフィルタ（捕集手段）
４  バーナ（加温手段）
５  ディーゼルエンジン（原動機）
【図１】
2006009633.tif 000003
【図２】
2006009633.tif 000004