(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラ本体の直後に排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置を備えたボイラ設備において、前記ボイラ本体の後部伝熱部に装備された中空構造のガスダンパ内に、該ガスダンパの回動軸部を通して、ＳＯ3と反応するＳＯ3反応剤を注入し得るよう構成し、前記ガスダンパの先端部に噴射口を開口せしめたことを特徴とするボイラ設備。
【請求項２】
ＳＯ3反応剤として炭酸カルシウムの微粉末を注入し得るように構成したことを特徴とする請求項１に記載のボイラ設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボイラ設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来におけるボイラ設備の一例を表わすものであって、１は燃料を燃焼させ蒸気を発生させるボイラ本体、２はボイラ本体１から排出される排ガス中に含まれる窒素酸化物を除去するための脱硝装置、３は脱硝装置２で窒素酸化物が除去された排ガスとボイラ本体１へ供給される燃焼用空気等の空気とを熱交換させるための空気予熱器、４は空気予熱器３を通過して温度降下した排ガス中に含まれる灰を捕集するための電気集塵機、５は電気集塵機４で灰が捕集された排ガスから熱を回収するためのガスガスヒータの熱回収器、６はガスガスヒータの熱回収器５で熱が回収された排ガス中に含まれる硫黄酸化物を除去するための脱硫装置、７は脱硫装置６で硫黄酸化物が除去された排ガスを熱回収器５で回収した熱によって再加熱するためのガスガスヒータの再加熱器、８はガスガスヒータの再加熱器７で再加熱された排ガスを大気中へ放出するための煙突である。
【０００３】
而して、ここに図示される従来のボイラ設備においては、ボイラ本体１で燃料の燃焼が行われて蒸気が発生され、その際にボイラ本体１から排出される排ガスは、脱硝装置２で窒素酸化物が除去され、空気予熱器３でボイラ本体１へ供給される燃焼用空気等の空気と熱交換して温度降下した後、電気集塵機４で灰が捕集され、ガスガスヒータの熱回収器５で熱が回収され、脱硫装置６で硫黄酸化物が除去され、ガスガスヒータの再加熱器７において前記熱回収器５で回収した熱によって再加熱され、煙突８から大気中へ放出されるようになっている。
【０００４】
尚、前記脱硫装置６で硫黄酸化物が除去されて排出される排ガスは、通常、およそ５０［℃］前後まで温度降下し略飽和状態となっており、この脱硫後の排ガスをそのまま煙突８から大気中へ放出すると、白煙が発生するため、前記熱回収器５と再加熱器７とからなるガスガスヒータを用いて前記脱硫装置６から排出される排ガスを再加熱するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、斯かるボイラ設備においては、ボイラ本体１でオリマルジョンや重質油等のように高硫黄分を含む燃料を燃焼させた場合に、排ガス中のＳＯ2の濃度が高くなると同時にＳＯ3の濃度も高くなり、しかも、ボイラ本体１の直後の脱硝装置２にて脱硝触媒の作用によりＳＯ2からＳＯ3への転化が進んで排ガス中のＳＯ3の濃度が更に上昇するので、脱硝装置２以降の各種の機器類で腐食や閉塞等のトラブルが発生する虞れがあった。
【０００６】
即ち、高濃度のＳＯ3は、それ自体が強酸化性のものである上に、水と反応することで簡単に硫酸が生成されてしまうので、脱硝装置２以降の腐食環境を著しく悪化させてしまう結果となる。
【０００７】
また、脱硝装置２の入口に脱硝反応
【化１】
４ＮＯ＋４ＮＨ3＋Ｏ2→４Ｎ2＋６Ｈ2Ｏ
を行わせるために注入されたアンモニア（ＮＨ3）ガスの余剰分が、
【化２】
ＳＯ3＋２ＮＨ3＋Ｈ2Ｏ→（ＮＨ4）2・ＳＯ4
という反応によりＳＯ3ガスを固形分である硫安としてしまうので、空気予熱器３等で硫安による詰りが起こり易くなるという弊害も生じる。
【０００８】
更には、脱硝装置２の脱硝触媒が、高濃度のＳＯ3に晒されることにより短期間に活性低下してしまうという不具合や、排ガスが熱回収器５を経て９０［℃］前後まで温度降下することによりミスト化したＳＯ3が脱硫装置６で除去されずに排出されて紫煙を生じてしまうという不具合も起こり得る。
【０００９】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、脱硝装置以降の各種の機器類で腐食や閉塞等のトラブルが発生することを未然に防止し得るようにしたボイラ設備を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ボイラ本体の直後に排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置を備えたボイラ設備において、前記ボイラ本体の後部伝熱部に装備された中空構造のガスダンパ内に、該ガスダンパの回動軸部を通して、ＳＯ3と反応するＳＯ3反応剤を注入し得るよう構成し、前記ガスダンパの先端部に噴射口を開口せしめたことを特徴とするものである。
【００１１】
而して、ボイラ本体の出口部にＳＯ3反応剤を注入すると、該ＳＯ3反応剤の一部がボイラ本体から排出される排ガス中のＳＯ3と反応して該ＳＯ3を捕捉し、しかも、そのまま脱硝装置内に流入したＳＯ3反応剤の未反応分が脱硝装置内で脱硝触媒の作用によりＳＯ2から転化したＳＯ3と直ちに反応して該ＳＯ3を捕捉するので、脱硝装置以降の排ガス中に含まれるＳＯ3の濃度が大幅に低減され、腐食環境が著しく改善されることになる。
【００１２】
また、脱硝装置以降の排ガス中に含まれるＳＯ3の濃度が大幅に低減されると、脱硝装置の入口に注入されるアンモニア（ＮＨ3）ガスと反応するＳＯ3も少なくなるので、固形分として生成される硫安も著しく削減されることになり、空気予熱器等で硫安による詰りが起こり難くなる。
【００１３】
更には、脱硝装置の脱硝触媒が高濃度のＳＯ3に晒されなくなるので、長期間に亘り脱硝触媒の良好な活性を維持することが可能となり、また、脱硫装置で除去されずに排出されるＳＯ3も大幅に低減されるので、紫煙の発生も防止することが可能となる。
【００１５】
また、ボイラ本体の後部伝熱部に装備された中空構造のガスダンパ内に、該ガスダンパの回動軸部を通して、ＳＯ3と反応するＳＯ3反応剤を注入し得るよう構成し、前記ガスダンパの先端部に噴射口を開口せしめるようにしているので、ガスダンパの相互間を通過する排ガスの流れに対し前記ガスダンパの先端部からＳＯ3反応剤を噴射して良好に分散させることが可能となり、しかも、ボイラ本体の後部伝熱部におけるガスダンパ配置部分では、圧力が負圧となっているので、粉末状のＳＯ3反応剤でも容易に吸引導入させてガスダンパの先端部から噴射させることが可能となる。
【００１６】
また、本発明においては、ＳＯ3反応剤として炭酸カルシウムの微粉末を注入し得るように構成することが好ましく、このようにすれば、比較的安価に且つ効率良く排ガス中からＳＯ3を捕捉せしめることが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１及び図２は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図３と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００１９】
図１に示す如く、本形態例では、前述した図３と同様に構成したボイラ設備に関し、ボイラ本体１の出口部にＳＯ3と反応するＳＯ3反応剤を注入し得るよう構成したことを特徴としており、より具体的には、ボイラ本体１の出口部を成す後部伝熱部１ｂに装備されたガスダンパ９の回動軸部１０に対し、ＳＯ3反応剤として炭酸カルシウム１１（ＣａＣＯ3）の微粉末を導く反応剤供給管１２を図示しない回転継手等を介して接続し、前記ガスダンパ９の先端部には、前記炭酸カルシウム１１を噴射させて排ガスの流れに分散させるための噴射口１３を開口してある。
【００２０】
即ち、一般的に、ボイラ本体１の後部伝熱部１ｂには、再熱器１４と過熱器１５とが仕切壁１６を隔てて配設されており、前記ボイラ本体１の火炉１ａ内における燃料の燃焼により生じた排ガスで前記再熱器１４及び過熱器１５を夫々加熱して再熱蒸気と過熱蒸気とを生成するようにしているが、再熱蒸気の温度制御については、再熱器１４と過熱器１５の夫々の下部に装備したガスダンパ９の開度を調節して行うようにしているので、このガスダンパ９を炭酸カルシウム１１の注入手段として利用している。
【００２１】
ここで、前記ガスダンパ９は、図２に示す如く、回動操作の容易性やコスト面等を考慮して従来より中空構造としてあるものであり、その回動軸部１０も元々筒型としてあるものなので、回動軸部１０への反応剤供給管１２の接続と、ガスダンパ９の先端部における噴射口１３の穿設とを行えば、比較的簡単に従来のガスダンパ９を改造して用いることが可能である。
【００２２】
尚、ボイラ本体１の後部伝熱部１ｂにおけるガスダンパ９配置部分では、圧力が負圧となっているので、反応剤供給管１２を大気側に連通させるだけで格別な送給装置を備えなくても吸引力を発生させることが可能であり、炭酸カルシウム１１の微粉末でも容易に吸引導入させてガスダンパ９の先端部から噴射させることが可能である。
【００２３】
而して、ガスダンパ９内に反応剤供給管１２を介して炭酸カルシウム１１の微粉末を導入し、ガスダンパ９の先端部から噴射口１３を介し噴射させると、ガスダンパ９の相互間を通過する排ガスの流れに対し炭酸カルシウム１１の微粉末が良好に分散され、該炭酸カルシウム１１の一部がボイラ本体１から排出される排ガス中のＳＯ3と
【化３】
ＣａＣＯ3＋ＳＯ3→ＣａＳＯ4＋ＣＯ2↑
という反応式で反応してＳＯ3を捕捉し、しかも、そのまま脱硝装置２内に流入した炭酸カルシウム１１の未反応分が脱硝装置２内で脱硝触媒の作用によりＳＯ2から転化したＳＯ3と直ちに反応して該ＳＯ3を捕捉するので、脱硝装置２以降の排ガス中に含まれるＳＯ3の濃度が大幅に低減され、腐食環境が著しく改善されることになる。
【００２４】
また、脱硝装置２以降の排ガス中に含まれるＳＯ3の濃度が大幅に低減されると、脱硝装置２の入口に注入されるアンモニア（ＮＨ3）ガスと反応するＳＯ3も少なくなるので、固形分として生成される硫安も著しく削減されることになり、空気予熱器３（図３参照）等で硫安による詰りが起こり難くなる。
【００２５】
更には、脱硝装置２の脱硝触媒が高濃度のＳＯ3に晒されなくなるので、長期間に亘り脱硝触媒の良好な活性を維持することが可能となり、また、脱硫装置６で除去されずに排出されるＳＯ3も大幅に低減されるので、紫煙の発生も防止することが可能となる。
【００２６】
尚、ＳＯ3と反応したＳＯ3反応剤である硫酸カルシウム（ＣａＳＯ4）は、未反応のまま残った炭酸カルシウム１１を含んで灰と一緒に電気集塵機４（図３参照）で捕集されるが、一般的に、この種のＳＯ3反応剤の場合には、反応に必要な量より多めに注入されて多くの炭酸カルシウム１１が未反応のまま回収されることになるので、ここで回収されたＳＯ3反応剤を後段の脱硫装置６に投入して脱硫剤として利用することが可能である。
【００２７】
従って上記形態例によれば、ボイラ本体１でオリマルジョンや重質油等のように高硫黄分を含む燃料を燃焼させた場合にも、脱硝装置２以降の排ガス中に含まれるＳＯ3の濃度を大幅に低減することができるので、脱硝装置２以降の各種の機器類で腐食や閉塞等のトラブルが発生することを未然に防止することができる。
【００２８】
また、脱硝装置２の脱硝触媒が高濃度のＳＯ3に晒されることを回避できるので、長期間に亘り脱硝触媒の良好な活性を維持することができ、また、脱硫装置６で除去されずに排出されるＳＯ3も大幅に低減することができるので、紫煙の発生も防止することができる。
【００２９】
尚、本発明のボイラ設備は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、ＳＯ3反応剤には、炭酸カルシウム以外に水酸化カルシウム等を用い得ること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３０】
【発明の効果】
上記した本発明のボイラ設備によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００３１】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、ボイラ本体でオリマルジョンや重質油等のように高硫黄分を含む燃料を燃焼させた場合にも、脱硝装置以降の排ガス中に含まれるＳＯ3の濃度を大幅に低減することができるので、脱硝装置以降の各種の機器類で腐食や閉塞等のトラブルが発生することを未然に防止することができる。
【００３２】
（ＩＩ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、脱硝装置の脱硝触媒が高濃度のＳＯ3に晒されることを回避できるので、長期間に亘り脱硝触媒の良好な活性を維持することができ、また、脱硫装置で除去されずに排出されるＳＯ3も大幅に低減することができるので、紫煙の発生も防止することができる。
【００３３】
（ＩＩＩ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、ガスダンパの相互間を通過する排ガスの流れに対し前記ガスダンパの先端部から前記ガスダンパの先端部からＳＯ3反応剤を噴射して良好に分散させることができ、しかも、ボイラ本体の後部伝熱部におけるガスダンパ配置部分が負圧となっていることにより、粉末状のＳＯ3反応剤でも容易に吸引導入させてガスダンパの先端部から良好に噴射させることができる。
【００３４】
（ＩＶ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、比較的安価に且つ効率良く排ガス中からＳＯ3を捕捉せしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】図１のガスダンパの詳細を示す断面図である。
【図３】従来のボイラ設備の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１          ボイラ本体
１ｂ        後部伝熱部（出口部）
２          脱硝装置
９          ガスダンパ
１０          回動軸部
１１          炭酸カルシウム（ＳＯ3反応剤）
１３          噴射口
【図１】
0004399892.tif 000002
【図２】
0004399892.tif 000003
【図３】
0004399892.tif 000004