(57)【要約】本発明は、パルプ・ミルのボイラー・プラント内で電気エネルギーを生産する方法および装置に関する。乾燥固体含量が８０％を超える黒液と燃焼用空気とが、黒液を燃焼させてその中に含まれている化学物質を回収する回収ボイラーの加熱炉内に送り込まれる。燃焼時に発生した燃焼排ガスは、回収ボイラーのエコノマイザ内に導かれ、そのエコノマイザ内でボイラー用の供給水が加熱され、エコノマイザの後でガスが清浄化される。供給水は、飽和温度よりも低い温度でエコノマイザから蒸気発生バンク上へと導かれ、さらに過熱器内に送られて、圧力が８０ｂａｒを超える蒸気を生産する。蒸気は、回収ボイラーから蒸気タービンへと導かれて電気を生産する。燃焼排ガスが２５０℃を超える温度でエコノマイザから出ていくように、エコノマイザ内に導かれる供給水の温度がタービンの抽気蒸気を用いて調節され、エコノマイザの後で、燃焼排ガスが少なくとも高温静電集塵器内で清浄化され、清浄化された燃焼排ガスが燃焼用空気または供給水によって冷却される。
2004532373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルプ・ミルのボイラー・プラントで電気エネルギーを生産する方法において、
乾燥固体含量が８０％を超える黒液と燃焼用空気とが、黒液を燃焼させてその中に含まれている化学物質を回収するために回収ボイラーの加熱炉内に送り込まれ、
燃焼時に発生した燃焼排ガスが、回収ボイラーのエコノマイザ内に導かれ、そのエコノマイザ内でボイラー用の供給水が加熱され、エコノマイザの後でガスが清浄化され、
供給水が、飽和温度よりも低い温度でエコノマイザから蒸気発生バンク上へと導かれ、さらに過熱器内に送られて、圧力が８０ｂａｒを超える蒸気を生産し、
この蒸気が、回収ボイラーから蒸気タービンへと導かれて電気を生産し、
蒸気タービンの排出蒸気がエコノマイザ内に導かれる供給水の予熱に使用される方法であって、燃焼排ガスが２５０℃を超える温度でエコノマイザから出ていくように、エコノマイザ内に導かれる水の温度がタービンの抽気蒸気を用いて調節され、エコノマイザの後で燃焼排ガスが少なくとも高温静電集塵器内で清浄化され、清浄化された燃焼排ガスが燃焼用空気または供給水によって冷却されることを特徴とする方法。
【請求項２】
高温静電集塵器の後で、前記燃焼排ガスが、いわゆるＳＣＲプロセスによって清浄化されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記燃焼排ガスが、２５０〜４００℃、好ましくは３００〜３５０℃の温度でエコノマイザから出ることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記燃焼排ガスが、２５０〜４００℃、好ましくは３００〜３５０℃の温度で、高温静電集塵器内で処理されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ボイラー内で、圧力９０〜１４０ｂａｒ、好ましくは１００〜１２０ｂａｒの蒸気が生産されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記黒液の乾燥固体含量が、８０〜９５重量％、好ましくは約８５〜９０重量％であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
パルプ・ミルのボイラー・プラント内の装置であって、
加熱炉と、黒液および燃焼用空気を加熱炉内に送り込む導管と、過熱器と、過熱器に連結された蒸気排出ラインと、エコノマイザと、供給水をエコノマイザ内に誘導する導管と、エコノマイザから燃焼排ガスを排出する導管とを有する回収ボイラーと、
ボイラーの蒸気排出ラインに連結された、抽気蒸気を排出する少なくとも１つの導管を有する蒸気タービンと、
供給水誘導導管に連結された供給水用の予熱器と、
燃焼排ガスのための供給／排出導管を有する高温静電集塵器と、
加熱炉の燃焼用空気供給導管に連結された空気用の予熱器とを含んでおり、
供給水予熱器が、蒸気タービンの１つまたは複数の抽気蒸気を排出する１つまたは複数の排出導管に連結されており、高温静電集塵器の燃焼排ガス供給導管が、ボイラーのエコノマイザの燃焼排ガス排出導管に連結されており、空気用の予熱器が、高温静電集塵器の燃焼排ガス排出導管に連結されていることを特徴とする装置。
【請求項８】
パルプ・ミルのボイラー・プラント内の装置であって、
加熱炉と、黒液および燃焼用空気を加熱炉内に送り込む導管と、過熱器と、過熱器に連結された蒸気排出ラインと、供給水の流れの方向にある少なくとも第１および第２のエコノマイザと、第２エコノマイザから燃焼排ガスを排出する導管とを有する回収ボイラーと、
ボイラーの蒸気排出ラインに連結された、抽気蒸気を排出する少なくとも１つの導管を有する蒸気タービンと、
供給水用の予熱器と、
燃焼排ガスのための供給／排出導管を有する高温静電集塵器とを含んでおり、
供給水予熱器が、蒸気タービンの１つまたは複数の抽気蒸気を排出する１つまたは複数の排出導管に連結され、供給水が第１エコノマイザから第２エコノマイザへと流れるように第１エコノマイザと第２エコノマイザとの間に配置されており、高温静電集塵器の燃焼排ガス供給導管が、第２エコノマイザの燃焼排ガス排出導管に連結されており、第１エコノマイザが、高温静電集塵器の燃焼排ガス排出導管に連結されていることを特徴とする装置。
【請求項９】
いわゆるＳＣＲガス清浄化装置が、燃焼排ガス・ラインの高温静電集塵器と空気用の予熱器との間に連結されていることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
いわゆるＳＣＲガス清浄化装置が、燃焼排ガス・ラインの高温静電集塵器と第１エコノマイザとの間に連結されていることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルプ・ミルのボイラー・プラント内でさらなる電気エネルギーを生産する方法に関する。黒液を燃やしてそこから化学物質を回収する、化学物質回収ボイラーの加熱炉内に、好ましくは乾燥固体含量が８０％を超える黒液と、燃焼用空気とが送り込まれる。燃焼時に発生した燃焼排ガスは、回収ボイラーのエコノマイザに導かれ、そのエコノマイザ内でボイラー用の供給水が加熱され、エコノマイザ部分の後でガスが清浄化される。供給水は、エコノマイザ部分から、ボイラーの蒸気発生バンク上へと導かれ、好ましくは圧力が８０ｂａｒを超える蒸気を生産する過熱器内に導かれる。蒸気は、回収ボイラーから、電気を生産する蒸気タービンへと導かれ、タービンから排出された蒸気が、エコノマイザ内に導かれる供給水の予熱に利用される。この応用例では、エコノマイザは、熱エネルギーが燃焼排ガスから供給水に移動する１つまたは複数の熱交換器と理解される。この用語を用いることで、本発明の範囲が、気液熱交換器のいずれかの特定の設計に制限されるものではない。
【背景技術】
【０００２】
製紙業およびパルプ製造業で化学パルプが生産されるときに発生する、廃液、いわゆる黒液は、普通、化学物質および熱を回収するボイラー内で燃焼される。従来の回収ボイラーでは、黒液を加熱炉内に噴霧することによってプロセス化学物質が回収される。加熱炉に導入されると、黒液は、加熱炉内で初めは還元条件下、その後酸化条件下で、急速に乾燥／燃焼し、燃焼排ガスおよび融解物を発生し、その融解物が加熱炉から排出される。燃焼用空気は、普通は多数の高さで回収ボイラー内に送り込まれ、したがって、優勢な条件は、初めは還元条件で、その後酸化条件になる。高温の加熱炉では、水、乾燥固形物の揮発性部分、ならびにガス化部分が、液滴から蒸発する。燃焼排ガス中に含まれる熱は、ボイラー内側の伝熱表面を用いて、すなわち、過熱器内、蒸気発生バンク内、およびエコノマイザ内でその中を流れる水に回収され、その水が高圧蒸気の形で過熱器から出ていく。回収ボイラーの燃焼排ガスは、エコノマイザ部分から排出され、その後ガスが清浄化される。廃棄液滴の灰、すなわち廃液中の無機物質は、ボイラーの底部に集められ、いわゆるチャー層（その中では還元／融解されている）を形成し、そこから加熱炉の底部へと流れ、そこから排出されて、様々なプロセス段階を介して誘導されて蒸解プロセスに戻る。
【０００３】
硫酸塩パルプの生産は、世界で最も重要なパルプ生産方法である。ここ数年の間に、硫酸塩パルプ・ミルでの熱および電気の必要性は、研究の発展の結果として連続的に低下しており、現在では、エネルギーまたは少なくともプロセス熱を考えたときには、硫酸塩パルプの生産は、十二分に自足的である。パルプ・ミルでは、エネルギーは主に、回収ボイラー内の黒液、ならびに補助ボイラー内の樹皮および木屑、ならびに石灰泥再燃キルン内の油またはガスの燃焼によって生産される。原木材料の樹皮ならびに黒液中の有機物は、普通、全エネルギー要件を賄う。また、木材または樹皮が、それ自体の乾燥後、あるいは乾燥および気化後に、石灰再燃キルンのための燃料として使用されるプラントもある。
【０００４】
現在、エネルギーは、次のように生産されている。すなわち、ミル内で発生した樹皮が燃焼される回収ボイラーおよび補助ボイラーから、過熱された高圧蒸気が生産される。生産された蒸気は、１つまたは複数の背圧蒸気タービンを介して導かれ、排出端から出てくる蒸気を使用してミルの熱要件が賄われる。タービンと、それに連結された発電機とが、ミルが必要とする電気を生産する。電気は、普通、１つまたは複数の抽気を有する背圧タービンによって生産される。使用される背圧は、３〜６ｂａｒ（絶対圧）であり、抽気圧は、１０〜１６ｂａｒ（絶対圧）である。また、復水タービンを用いて電気を生産することもできる。また、ガス・タービンのないパルプ・ミルもある。そのような場合、必要な電気は、ミルの外部から供給される。
【０００５】
回収ボイラーは、再生およびエネルギー生産のための信頼できるプロセスへと発展してきた。回収ボイラーを用いて得られる熱と電気との比率は、今日の硫酸塩パルプ・ミルでは不都合なものである。熱生産の必要性は、プロセスの熱消費量が減少したため、回収ボイラーによって以前より良好に賄えているが、電気の収率ならびに溶液の凝縮効率は低い。アルカリ、イオウ、および塩素を含む、回収ボイラーの燃焼排ガス粒子は、溶解しやすく、伝熱表面上に固着する傾向にあるので、回収ボイラーには、高温腐食および目詰まりの危険がある。腐食を避ける主な方法は、生産される蒸気の温度および圧力を十分に低く選択して、融解した塩の有害な影響を軽減することであった。蒸気ボイラー・プラントでは、ボイラー内の蒸気圧および温度を高くできるほど、また、タービンから得られる、ミルの必要に合わせて使用される蒸気の圧力が低いほど、プラントの全体的な電気的効率、すなわち電力の正味生産量とプロセス熱の消費量との間の比率が大きくなる。回収ボイラーの全体的な電気的効率を向上させて、従来の石炭燃料発電所の電気的効率に近付ける必要があり、すなわち、回収ボイラーによって生産される蒸気の圧力および温度をできる限り高いレベルにするべきである。他の産業用ボイラーでは、従来の蒸気圧／温度は、たとえば、１３０ｂａｒ／５４０℃である。電気だけを生産する１次発電所では、蒸気の圧力および温度は、それよりもさらに際立って高く、また中間的な過熱も実施される。回収ボイラーでは、新たに生成される蒸気の典型的な圧力が６０〜９０ｂａｒであったが、今日では、装置およびプロセスの多くの改良ならびにより良い材料によって、きわめて高い圧力および温度、たとえば１２０ｂａｒおよび５２０℃までも達成することができる。
【０００６】
現在では、回収ボイラーのエコノマイザから排出される燃焼排ガスは、供給水によって、２００℃未満、好ましくは１５０〜１７０℃の温度まで冷却される。燃焼排ガスの最終温度が高いほど燃焼排ガスの損失が大きくなるので、効率が低下することになる。これは、燃焼排ガス中に不純物が含まれていたために、燃焼排ガスの最終温度を低下させるための、燃焼排ガス加熱式の空気予熱器が、回収ボイラーに設けられていなかったからである。回収ボイラーおよび蒸気タービン・アセンブリの電気生産効率は、ボイラーの供給水を予熱し、ボイラーの供給水を予熱するためのバインを予熱し、燃焼用空気を予熱し、さらに石灰再燃キルンまたは樹皮ボイラー内で燃焼される燃料を乾燥させる、蒸気タービンの抽気蒸気をより効果的に使用することによって、改善することができる。従来の発電所では、供給水の予熱は、低圧部分（凝縮／追加水）と高圧部分とに分かれており、それらの境界に供給水タンクが配置される。回収プラントでは、供給水の予熱には、供給水タンクだけが使用される。背圧が発生すると、通常、低圧予熱が不適切なものになり、高圧予熱によって供給水の温度が上昇するので、排出する燃焼排ガスの温度が上昇することになり、エコノマイザの後で燃焼排ガスを経済的な方法で冷却できない限り、これは、前記効率を低下させることになる。
【０００７】
欧州特許第７２４６８３号には、加熱炉と蒸気タービンとが設けられた蒸気ボイラーの設置が提示されており、２つのエコノマイザ間に予熱器を配置することによって、蒸気タービンの抽気蒸気を用いたボイラー用の供給水の予熱が達成される。この設置によって、電気生産の全体的な効率を、予熱のない状況に比べて向上させることができる。また従来技術では、ドイツ特許第２２４３３８０号に提示されている、供給水の流れを、ボイラー（エコノマイザ）に進入する分岐と、高圧予熱に至る分岐とに分ける方法も知られている。この装置も全体的な電気的効率を増加させるが、欧州特許第７２４６８３号に記載の装置ほどではない。
【０００８】
エコノマイザの後の燃焼排ガスの処理および冷却は、本質的に、燃焼排ガスが窒素酸化物などの様々な不純物を含んでいるという事実に関わっている。これらの窒素化合物は、燃焼用空気中の窒素の熱酸化から、あるいはいわゆるプロンプト・メカニズムによって、ならびに燃料に結合した窒素の放出とその後の酸化とによって生成された酸化物から発生する。黒液が燃焼されると、その中に含まれている窒素が、回収ボイラーの加熱炉内の還元条件下でアンモニアおよび窒素の化合物に変化して、融解化学物質に加わる。このアンモニアが、従来の燃焼および段階的酸化の際、すなわち別個の多数の段階で空気が送り込まれるときに（いわゆる低Ｎｏｘ燃焼）、環境に有害な分子窒素および窒素酸化物を形成する。通常、前記アンモニアの半分が窒素酸化物に、残りの半分が窒素ガスに変化する。いわゆる低Ｎｏｘ燃焼（最終燃焼時に、アンダーストイキ条件がオーバーストイキ条件に変わるときの段階的空気供給）を用いると、前記したアンモニアの窒素酸化物への変化を、運転温度に応じて、通常約２０％減少させることができる。段階的燃焼を利用して、回収ボイラーからの窒素酸化物の放出を減少させることができるが、排出を減少させるには、ボイラーの後のガス清浄化方法も必要である。そのような方法の１つが、触媒的な、それ自体公知の、いわゆるＳＣＲプロセスである。このプロセスでは、アンモニアまたはアンモニア水をガスに加え、その後ガスを流して触媒に通し、ＳＣＲ反応を引き起こす。窒素酸化物を燃焼排ガスから選択的に、すなわちアンモニアを酸化させずに取り除き、その結果として窒素ガスおよび水蒸気を得る。ＳＣＲ触媒は、それ自体周知である。ＳＣＲプロセスの操作温度は、３００〜３５０℃が好ましい（これは、出典によって異なる：米国特許第５，８５３，６８３号：１４９〜５３８℃、好ましくは２３２〜４２７℃；米国特許第５，７７５，２６６号：３２０〜３５０℃；米国特許第５，１３２，１０３号：触媒に応じて３４０〜４５０℃）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、収率、すなわち回収ボイラーおよび蒸気タービン・アセンブリの全体的な電気的効率を改善することである。特に、前記の全体的な電気的効率に不都合な影響を及ぼさずに、蒸気タービンの抽気蒸気をボイラーの供給水の予熱に使用できる方法を提供することを目的とする。さらに、本発明の目的は、燃焼排ガスをできる限り効率的に清浄化して、含まれている不純物を除去することができ、ただし同時にできる限り効率的にその熱エネルギーが回収されるように、前記の全体的な電気的効率を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
これらの目的を達成するための本発明の固有の特徴は、燃焼排ガスが２５０℃を超える温度、通常は２５０〜４００℃、好ましくは３００〜３５０℃の温度でエコノマイザ部分から出ていくように、エコノマイザ部分に導かれる供給水の温度をタービンの抽気蒸気を用いて調節し、エコノマイザ部分の後に燃焼排ガスを少なくとも高温静電集塵器内で精製し、清浄化された燃焼排ガスを燃焼用空気または供給水によって冷却することである。
【００１１】
本発明によれば、燃焼すべき黒液の乾燥固体含量が、８０重量％を超える値、通常は８０〜９５重量％、好ましくは８５〜９０重量％の値まで増加し、燃焼が少量の過剰空気での運転によって行われる。したがって、薄い黒液の燃焼の場合に比べて燃焼排ガスの水分含量が低いので、回収ボイラーの燃焼排ガスの流れおよび燃焼排ガスの熱容量の流れが還元される。フィンランド特許出願第９７４３４５号には、黒液を蒸発させて乾燥固体含量を増加させ、それを回収ボイラー内に送り込む好ましい方法が提示されている。
【００１２】
蒸気タービン・プラントの運転には、ボイラーから蒸気タービンに送り込まれる蒸気の値（蒸気圧および温度）が高いほど好ましい。本発明による方法は、ボイラーの構造的特性を考慮して、問題の回収ボイラーによって生成される、できる限り値の高い蒸気を生産する。
【００１３】
本発明の態様によれば、パルプ・ミルのボイラー・プラントで電気エネルギーを生産するための装置が提供される。この装置は、黒液を燃焼させる加熱炉を有する回収ボイラーと、黒液および燃焼用空気を加熱炉内に送り込む導管と、過熱器ならびに過熱器に連結された蒸気排出ラインと、燃焼排ガスによって供給水を加熱するエコノマイザと、供給水をエコノマイザ内に誘導する導管と、エコノマイザから燃焼排ガスを排出する導管と、ボイラーの蒸気排出ラインに連結された、抽気蒸気を排出する少なくとも１つの導管を有する蒸気タービンと、供給水誘導導管に連結された供給水用の予熱器と、燃焼排ガスのための供給／排出導管を有する高温静電集塵器と、加熱炉の燃焼用空気供給導管に連結された空気用の予熱器とを含む。本発明によれば、供給水予熱器が、蒸気タービンの１つまたは複数の抽気蒸気を排出する１つまたは複数の排出導管に連結されており、高温静電集塵器の燃焼排ガス供給導管が、ボイラーのエコノマイザの燃焼排ガス排出導管に連結されており、空気用の予熱器が、高温静電集塵器の燃焼排ガス排出導管に連結されている。
【００１４】
本発明の他の態様によれば、パルプ・ミルのボイラー・プラントで電気エネルギーを生産するための装置が提供される。この装置は、加熱炉と、黒液および燃焼用空気を加熱炉内に送り込む導管と、過熱器と、過熱器に連結された蒸気排出ラインとを有する回収ボイラーと、ボイラー供給水の流れの方向にある少なくとも第１および第２のエコノマイザと、第２エコノマイザから燃焼排ガスを排出する導管と、ボイラーの蒸気排出ラインに連結された、抽気蒸気を排出する少なくとも１つの導管を有する蒸気タービンと、供給水予熱器と、燃焼排ガスのための供給／排出導管を有する高温静電集塵器とを含む。本発明によれば、供給水予熱器が、蒸気タービンの１つまたは複数の抽気蒸気を排出する１つまたは複数の排出導管に連結され、供給水が第１エコノマイザから第２エコノマイザへと流れるように第１エコノマイザと第２エコノマイザとの間に配置されている。高温静電集塵器の燃焼排ガス供給導管が、第２エコノマイザの燃焼排ガス排出導管に連結されており、第１エコノマイザが、高温静電集塵器の燃焼排ガス排出導管に連結されている。
【００１５】
本発明の固有の特徴は、燃焼排ガスが２５０℃を超える温度、好ましくは３００〜３５０℃の温度でエコノマイザ部分から出ていくように、蒸気タービンの抽気蒸気を用いてボイラー用の供給水を予熱することである。この温度は、知られているように、燃焼排ガスがエコノマイザから燃焼排ガス清浄化システムへと排出される温度である、約１５０℃の温度よりも本質的に高い。したがって、供給水の予熱に背圧蒸気および抽気蒸気を効率的に使用できるので、蒸気タービン・プロセスの効率が向上する。燃焼排ガス・ラインのエコノマイザの後に高温静電集塵器を配置することによって、燃焼排ガスの排気温度を高くすることができる。燃焼排ガスから灰の粒子が除去される高温静電集塵器は、２５０℃よりも高い温度、好ましくは３００〜３５０℃で動作する。このように燃焼排ガスの温度が高いので、窒素酸化物を取り除く、いわゆるＳＣＲプロセスを、好ましくは高温静電集塵器の後に設置することができる。環境規制が絶えず強化されているので、回収ボイラーの燃焼排ガスから窒素酸化物を効率的に除去して、１０〜２０ｐｐｍの濃度まで低減させなければならない。現時点では、窒素酸化物廃液の典型的な許容量は、６０〜１２０ｐｐｍである。これまで、回収ボイラーから排出され、清浄化して微粒子物質が除かれた燃焼排ガスの温度が低いために、ＳＣＲ方法を経済的に使用することができなかった。他の何らかの方法によって窒素酸化物を除去できる場合には、必ずしもＳＣＲプロセスを本発明と併せて使用する必要はない。
【００１６】
本発明の本質的な利点は、パルプ・ミル内の廃液を燃焼させる回収ボイラー内で、タービンの抽気蒸気の流れを用いて供給水を比較的高い温度まで加熱でき、したがって電気生産の効率（あるいは、より正確には、プロセス蒸気の量に対する生産された電気の量、すなわち背圧生産の際の全体的な電気的効率）を向上させるように実施されることである。これで、温度レベルの低い燃焼排ガスが、燃焼用空気またはボイラー供給水に回収される。回収ボイラーでは、従来の燃焼排ガス／空気予熱器を目詰まりさせる燃焼排ガスの汚染特性により、燃焼排ガスによる燃焼用空気の予熱が妨げられてきた。本発明では、高温静電集塵器を使用することによって前記問題が回避され、またそのことが回収ボイラーの燃焼排ガス中の窒素酸化物を低減させるのに役立つ。これまで、回収ボイラーの燃焼排ガスを清浄化して飛灰を除去できない場合に信頼性のある動作をする利用可能なＳＣＲ触媒がなかったので、このこともやはり現時点での最新技術である。燃焼排ガスが汚染しているときの、ＳＣＲ触媒の操作のための公知の解決策は、低温（１２０〜２００℃）静電集塵器の後にＳＣＲベースで動作する窒素酸化物のための精製装置を配置して、温度を、この場合には約２６０〜３３０℃である触媒の作用温度まで、再生器および追加燃焼を用いて上昇させることである。この解決策の欠点は、熱の損失であり、これを燃料の燃焼によって補わなければならない。失われる燃焼排ガスの温度差は、通常は２０〜５０℃である。さらに、装置が高価である。
【００１７】
本発明について、添付の図面に即して、より詳細に説明する。
【実施例】
【００１８】
図１は、それ自体公知の回収ボイラー１０を示しており、これが、加熱炉１２と、熱回収表面、すなわち過熱器１４と、蒸気発生バンク１６と、エコノマイザ部分１８とを含む。エコノマイザ部分には、１つまたは複数のエコノマイザを含めることができる。黒液は、ノズル２４を介してボイラー内に誘導される。黒液は、ボイラーに入る前に、蒸発プラントで乾燥固体含量が８０重量％を超えるように、通常は約８０〜９５重量％の乾燥固体、好ましくは約８５〜９０重量％になるように濃縮される。黒液の蒸発の際にこのような高い乾燥固体含量を達成する好ましい方法は、フィンランド特許出願第９７４３４５号に記載の方法である。
【００１９】
また、予熱された燃焼用空気も、ライン２６を介して加熱炉内に誘導される。燃焼の際の過剰な空気の割合は、２体積％未満と低く、１〜１．５体積％が好ましい。燃焼時には、黒液中に含まれる化学物質が加熱炉の底部にチャー層２０を形成しており、そこから融解物吐出口２２を介して融解化学物質が排出される。燃焼流中で発生した燃焼排ガスは、回収ボイラーの過熱器１４、蒸気発生バンク１６、およびエコノマイザ１８を通過し、それによって燃焼排ガス中に含まれる熱が伝熱表面内を流れる水に回収され、その水がライン２８を介して過熱蒸気の形で排出される。回収ボイラーの動作圧力は、８０ｂａｒを超え、好ましくは約１００〜１２０ｂａｒである。動作圧力および温度ができる限り高く、各プロセスについて、たとえば、燃焼される液体の特性、ならびに、過熱器の加熱炉壁面の冷却と腐食、およびボイラーの他の構造的詳細に関するボイラーの動作限界によって決定されることが最も好ましい。
【００２０】
ボイラーによって生産される過熱蒸気は、ライン２８を介して蒸気タービン３０内に導かれる。このタービンには発電機３２が連結されていて、蒸気フラッシング内に放出されるエネルギーを用いて電気を生産する。タービン３０から、ライン３４を介して抽気蒸気が供給水予熱器、すなわち熱交換器３６へと排出されており、熱交換器３６内では、導管３８内を流れる供給水が、抽気蒸気から得られる熱エネルギーを用いて予熱される。タービンから、ライン３５を介して蒸気導管が供給水供給タンク１１へと導かれる。抽気蒸気は、タービンから、やはり他の導管（図示せず）を介して、ミル内の他の消費場所、たとえば蒸発プラントへと放出することもできる。
【００２１】
熱交換器３６内で予熱された供給水は、さらにボイラー１０のエコノマイザ１８のいわゆる冷却端１９に導かれ、そこから、ある最終温度に達した燃焼排ガスが取り出されて、ボイラーから燃焼排ガス清浄化部分に移動される。公知のように、最終温度は、効率的な理由から、２００℃未満、通常は１５０〜１７０℃である。本発明では、燃焼排ガスの排出温度がかなり高く維持され、すなわち２５０℃を超えて、通常は２５０〜４００℃、好ましくは３００〜３５０℃を超えて維持される。燃焼排ガスの最終温度は、供給水の温度を用いて維持され、この供給水温度は、予熱器３６内で、その中に誘導されたタービンの抽気蒸気３４の量を調節することによって、あるいは予熱が多段階になるように調整することによって調節されており、この調節は、前述のように様々な段階の加熱を別個にあるいは組み合わせて調節することによって達成することができる。エコノマイザの後の供給水の温度は、エコノマイザ内の不都合な応力の発生、ならびにドラムの運転の際の擾乱によるボイラーの水循環の擾乱を防ぐために、飽和温度よりも低いプリセット値５〜３０℃によって保持される。この沸騰に対する温度差は、エコノマイザ出口から、たとえば供給水タンクへと供給水を循環させることによって調節することができ、圧力の低下によって発生した蒸気を、分離容器から供給水タンク、蒸気ログ、大気中などに導くことができる。
【００２２】
エコノマイザの後、燃焼排ガスは、ライン４０を介して高温静電集塵器４２内に導かれ、その中で、飛灰粒子がそれ自体公知の方法で燃焼排ガスから取り除かれる。次の段階では、反応炉４４内で、窒素酸化物が、それ自体公知の、いわゆるＳＣＲプロセスによって、たとえば触媒清浄化方法を用いてガスから取り除かれる。このプロセスでは、アンモニアまたはアンモニア水をガスに加え、その後ガスを流して触媒に通し、ＳＣＲ反応を引き起こす。窒素酸化物を燃焼排ガスから選択的に、すなわちアンモニアを酸化させずに取り除く。ＳＣＲ触媒は、それ自体周知である。ＳＣＲプロセスの操作温度は、３００〜３５０℃が好ましい。
【００２３】
清浄化された燃焼排ガスの温度は、まだ非常に高いので、本発明によれば燃焼用空気の予熱に利用することができる。燃焼排ガスから微粒子物質を分離する公知の方法では、燃焼排ガスが処理されるので、清浄化後にはその温度が低くなりすぎて空気を予熱することができない。これまでは、ボイラーからの清浄化されていない燃焼排ガスが空気の予熱に使用されてきたが、予熱器を汚染するという欠点と、それに付随した清浄化の必要性ならびに有用性の低下という欠点とが存在した。本発明では、通常２５０℃より高い精製ガスの温度が好ましいほど高くなるように、燃焼排ガスの清浄化が行われ、その結果、燃焼用空気を空気予熱器４６内で効果的に加熱することができ、供給水の予熱に十分な空間が与えられる。それを制限する事実とは、ドラムの飽和温度であり、エコノマイザから出てドラムに流入する水の沸騰を避けるために、熱を過剰に供給水へと移動することができない。より正確には、前記空気の温度を飽和温度よりも５〜３０℃低く維持するべきである。予熱された空気は、ライン２６を介してボイラー内に導かれ、精製されたガスは、大気に導かれる。
【００２４】
図２は、本発明による他の装置を示しており、この装置では、回収ボイラーが、少なくとも２つのエコノマイザ、すなわち第１エコノマイザ４６’と第２エコノマイザ１８とを有する。エコノマイザ４６’は、ボイラー供給水の流れの方向にある第１エコノマイザである。最終的な燃焼排ガスの冷却は、この装置では図１の空気予熱器４６に置き換わっている第１エコノマイザ４６’によって実施される。供給水が、第１エコノマイザ４６’から予熱器３６に運ばれ、これが第２エコノマイザ１８に入る供給水の温度を制御する。予熱器３６内での供給水の加熱は、ライン４０を通じて燃焼排ガス清浄化システム４２および４４（図１に関して記載したもの）に入る、燃焼排ガスの適正な動作温度を維持するツールである。
【００２５】
ライン４０内の燃焼排ガスのための温度制御の一部は、背圧蒸気によって、または蒸気タービンからの抽出蒸気によって、あるいは供給水タンク１１と第１エコノマイザ４６’との間に供給水予熱器を追加して、供給水タンク１１内で達成することができる。
【００２６】
本発明の利点には、たとえば、次のことが含まれる。
−ボイラー内に送り込まれる水の温度上昇が、蒸気によって動作する予熱器内で高いので、電気生産の全体的な効率が向上する。
−空気の予熱温度が、蒸気によって操作される解決策の場合よりも高いので、温度の低い熱の流れの循環を促進させ、その結果、全体的な電気的効率が向上する。
−燃焼排ガスの最終温度が低いので、回収ボイラーの効率が改善される。
−ＳＣＲ装置が、その標準温度およびガスを備えて動作し、そこからは微粒子物質の９９％より多くが除去される。
【００２７】
本発明について、現時点で最も実用的かつ好ましい実施例と考えられるものに即して記載したが、本発明が、開示した実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の精神および範囲内に含まれる様々な修正形態および均等の装置に及ぶものとして意図されていることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】回収ボイラーおよび蒸気タービンを伴う、本発明による好ましい装置を示す図である。
【図２】回収ボイラーおよび蒸気タービンを伴う、本発明による他の好ましい装置を示す図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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