(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
火炉から排出する排ガスのダクトに排ガスの流れ方向上流側から順に、少なくともノンリーク式ガス・ガスヒータ熱回収器、吸収塔、ミストエリミネータ及び前記熱回収器との間で熱媒体を循環させるノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器を配置した排ガス処理装置において、
ミストエリミネータとノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器の間の排ガスダクトに、ノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器からの放散熱を抑制する熱抑制装置を配置し、
該熱抑制装置として、
（ａ） ミストエリミネータとノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器の間の排ガスダクトに放風装置を備えた構成、及び
（ｂ）ミストエリミネータを構成するエレメント、吸収塔出口ダクト、吸収塔とミストエリミネータの間の排ガスダクト及び／又はミストエリミネータとノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器の間の排ガスダクトに、吸収塔の運転停止時のノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器からの放散熱に耐える耐熱樹脂材料及び／又は防食ライニング材を施した構成
からなる（ａ）と（ｂ）のうちの一以上の構成を設けたことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２】
ミストエリミネータとノンリーク式ガス・ガスヒータ熱再加熱器の間の排ガスダクトにスチーム・ガスヒータを備え、かつ上記ミストエリミネータとスチーム・ガスヒータの間の排ガスダクトに、スチーム・ガスヒータからの放散熱を抑制する熱抑制装置を備えたことを特徴とする請求項１記載の排ガス処理装置。
【請求項３】
更に放散熱を抑制する熱抑制装置として、
（ｃ）ミストエリミネータとノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器の間の排ガスダクトに、排ガスダクト内部の雰囲気温度を測定する温度計を設置し、該温度計が設定温度以上であると作動するミストエリミネータを構成するエレメント及び／又は排ガスダクト内部壁面及びその周辺を洗浄液で洗浄するスプレノズル配管と該配管の開閉弁をミストエリミネータの前面側及び後面側のうち、少なくとも前面側に配置した構成
を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の排ガス処理装置。
【請求項４】
吸収塔は、
（ａ）吸収液を貯留する循環タンクと、
（ｂ）該循環タンクの上側にボイラなどの燃焼装置から排出される排ガスをほぼ水平方向に導入する入口ダクトと排ガスをほぼ水平方向に排出させる出口ダクトを設け、前記入口ダクトと出口ダクトの間に排ガス流路を設け、その排ガス流路を入口ダクト側と出口ダクト側の二室に分割するために天井部側に開口部を有する鉛直方向に立てた仕切板を設け、該仕切板で入口ダクトから導入される排ガスが上向きに流れる上昇流領域と天井側の開口部で反転した後に出口ダクトに向けて下向きに排ガスが流れる下降流領域を形成し、噴出する吸収液スラリが排ガスと上昇流領域では向流接触し、下降流領域では並流接触するように前記各領域にスプレノズルを
設けた二室式吸収塔であることを特徴とする請求項１記載の排ガス処理装置。
【請求項５】
請求項１記載の排ガス処理装置の運用方法であって、熱抑制装置を、吸収塔の運転停止時に発生するノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器からの放散熱を抑制するように作動させることを特徴とする排ガス処理装置の運用方法。
【請求項６】
請求項３記載の排ガス処理装置の運用方法であって、吸収塔の運転停止時にミストエリミネータとノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器の間及び／又はミストエリミネータとスチーム・ガスヒータの間の排ガスダクトの雰囲気温度を測定する温度計の計測値が設定値以上になると、スプレノズル配管の開閉弁が作動し、スプレノズル配管から洗浄液をミストエリミネータのエレメント及びその周辺に噴霧することを特徴とする排ガス処理装置の運用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はボイラ等の燃焼排ガスの脱硫装置を含む排ガス処理装置とその運用方法に係り、特に脱硫装置の運転停止時にノンリーク式ガス・ガスヒータ（以下、ＧＧＨと称することがある。）再加熱器側、あるいはスチーム・ガスヒータ（以下、ＳＧＨと称することがある。）とＧＧＨ再加熱器側とから放出される熱を逃がすのに好適な熱抑制装置を配置した排ガス処理装置とその運用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大気汚染防止のため、排ガス中の硫黄酸化物の除去装置として、湿式石灰石−石膏法脱硫装置が広く実用化されている。この脱硫装置を含む排ガス処理装置の主要機器である従来技術（特開平６−２３８１２７号公報など）の系統図を図６に示す。
【０００３】
火力発電所等から発生した硫黄酸化物および煤塵を含む未処理排ガスｇ１はボイラダクト１より入口ダンパ３のある脱硫装置入口ダクト２を通り、脱硫ファン４で昇圧され、ＧＧＨ熱回収器５を通り脱硫装置の吸収塔６に導かれる。未処理排ガスｇ１は吸収塔６内で噴霧吸収液と対向流あるいは平行流で気液接触することで排ガス中の硫黄酸化物は吸収液滴表面を介して吸収除去され、煤塵は液滴との衝突により物理的に除去される。なお、ボイラダクト１には入口ダクト２と出口ダクト７を直接通るダクト部分を設け、その部分にはバイパスダンパ１７、１７を配置しておき、吸収塔６を迂回して未処理排ガスｇ１を煙突１３に直接流す場合にはバイパスダンパ１７、１７を開にする。
【０００４】
排ガス流れに同伴する微小な液滴は脱硫装置出口ダクト７を通り、吸収塔６の出口に設置されたミストエリミネータ８で除去され、浄化された処理排ガスｇ２は煙突１３から大気中に排出される。このとき、排煙の大気拡散性の向上と白煙防止を図るため及び出口ダクト７や煙突１３の内面の低温腐食防止を図るためにＧＧＨ再加熱器９で昇温され、その後に煙突１３から排出される。
なおノンリーク式ＧＧＨ熱回収器５とノンリーク式ＧＧＨ再加熱器９の間は熱媒体配管２１と該配管２１の開閉弁２２と熱媒体供給用ポンプ２３が設けられている。
【０００５】
従来技術では、脱硫装置の運転が停止し、入口ダクト２の入口ダンパ３及び出口ダクト７の出口ダンパ１０が閉まったとき、ＧＧＨ再加熱器９から放出される熱は逃げ場がないため、出口ダクト７の内部の雰囲気温度が約９０〜１５０℃まで上昇し、ＧＧＨ再加熱器９の前流側にあるミストエリミネータ８の樹脂製エレメントが高熱により変形したり、出口ダクト７内面の防食ライニングに熱劣化が生じる不具合があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来技術では、脱硫装置の運転停止時のＧＧＨ再加熱器９から放出される約９０〜１５０℃の高温の残熱の逃げ場について配慮がなされておらず、出口ダクト７にあるミストエリミネータ８の樹脂製エレメントが高熱により変形したり、出口ダクト７内面の防食ライニングに熱劣化が生じる等の問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、脱硫装置の運転停止時にＧＧＨ再加熱器９から放出される約９０〜１５０℃の高温の熱を効率的に外部に排出させ、機器や防食ライニング材の損傷を防ぎ、長期間安定した排ガス処理装置の運用を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記課題は次の構成により解決される。
請求項１記載の発明は、火炉から排出する排ガスのダクトに排ガスの流れ方向上流側から順に、少なくともノンリーク式ガス・ガスヒータ熱回収器、吸収塔、ミストエリミネータ及び前記熱回収器との間で熱媒体を循環させるノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器を配置した排ガス処理装置において、ミストエリミネータとノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器の間の排ガスダクトに、ノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器からの放散熱を抑制する熱抑制装置を配置し、該熱抑制装置として、
（ａ） ミストエリミネータとノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器の間の排ガスダクトに放風装置を備えた構成、及び
（ｂ）ミストエリミネータを構成するエレメント、吸収塔出口ダクト、吸収塔とミストエリミネータの間の排ガスダクト及び／又はミストエリミネータとノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器の間の排ガスダクトに、吸収塔の運転停止時のノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器からの放散熱に耐える耐熱樹脂材料及び／又は防食ライニング材を施した構成
からなる（ａ）と（ｂ）のうちの一以上の構成を設けた排ガス処理装置である。
【０００９】
上記構成により、吸収塔６の運転停止時にノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器９からの放散熱があっても熱抑制（放熱）装置により放散熱を外部に排出させることにより、排ガス処理装置を構成する非金属材料製の機器に損傷を与えることがない。
そして、上記構成により、前記（ａ）の場合には、排ガスダクト内の熱を放風弁１１と放風配管１２などから放熱させる。
（ｂ）ミストエリミネータ８を構成するエレメント、吸収塔出口ダクト、吸収塔６とミストエリミネータ８の間の排ガスダクト及び／又はミストエリミネータ８とノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器９の間の排ガスダクト（スチーム・ガスヒータ１６を備えた構成である場合には、ミストエリミネータ８とスチーム・ガスヒータ１６の間の排ガスダクト及び／又はスチーム・ガスヒータ１６とノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器９の間の排ガスダクト）に、吸収塔６の運転停止時のノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器９からの放散熱（スチーム・ガスヒータ１６を備えている場合にはスチーム・ガスヒータ１６からの放散熱を含む）に耐える耐熱樹脂材料及び／又は防食ライニング材を施す。
従って、排ガス処理装置を構成する非金属材料製の機器に損傷を与えることがない。
【００１０】
上記本発明の排ガス処理装置では、ミストエリミネータ８とノンリーク式ガス・ガスヒータ熱再加熱器９の間の排ガスダクトにスチーム・ガスヒータ１６を備え、かつ上記ミストエリミネータ８とスチーム・ガスヒータ１６の間の排ガスダクトに、スチーム・ガスヒータ１６からの放散熱を抑制する熱抑制装置を備えた構成とすることができる。
【００１１】
前記スチーム・ガスヒータ１６を備えた上記本発明の排ガス処理装置でも同様に、吸収塔６の運転停止時のスチーム・ガスヒータ１６及びノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器９からの放散熱があっても防食ライニング材の耐熱温度以下で、前記放散熱を外部に排出させることにより、排ガス処理装置を構成する非金属材料製の機器に損傷を与えることがない。
【００１２】
更に放散熱を抑制する熱抑制装置として、
（ｃ）ミストエリミネータとノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器の間の排ガスダクトに、排ガスダクト内部の雰囲気温度を測定する温度計を設置し、該温度計が設定温度以上であると作動するミストエリミネータを構成するエレメント及び／又は排ガスダクト内部壁面及びその周辺を洗浄液で洗浄するスプレノズル配管と該配管の開閉弁をミストエリミネータの前面側及び後面側のうち、少なくとも前面側に配置した構成を設けても良い。
前記（ｃ）の場合には、前記温度計１８の測定温度が設定温度以上になると、スプレノズル配管１９からミストエリミネータ８のエレメント及び／又は排ガスダクト内部壁面及びその周辺を洗浄する洗浄液を噴霧させる。
従って、排ガス処理装置を構成する非金属材料製の機器に損傷を与えることがない。
【００１３】
請求項４記載の発明における吸収塔６は、
（ａ）吸収液を貯留する循環タンクと、
（ｂ）該循環タンクの上側にボイラなどの燃焼装置から排出される排ガスをほぼ水平方向に導入する入口ダクト２と排ガスをほぼ水平方向に排出させる出口ダクト７を設け、前記入口ダクト２と出口ダクト７の間に排ガス流路を設け、その排ガス流路を入口ダクト側と出口ダクト側の二室に分割するために天井部側に開口部を有する鉛直方向に立てた仕切板２０を設け、該仕切板２０で入口ダクト２から導入される排ガスが上向きに流れる上昇流領域と天井側の開口部で反転した後に出口ダクト７に向けて下向きに排ガスが流れる下降流領域を形成し、噴出する吸収液スラリが排ガスと上昇流領域では向流接触し、下降流領域では並流接触するように前記各領域に吸収液スラリを噴霧するスプレノズル２３を
設けた二室式吸収塔で構成しても良い。
上記二室式吸収塔の構成を用いると、比較的少ないスペースで排煙脱硫処理が行える利点がある。
【００１４】
また、請求項５記載の発明は、請求項１記載の排ガス処理装置の運用方法であって、熱抑制装置を、吸収塔の運転停止時に発生するノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器９からの放散熱を抑制するように作動させる排ガス処理装置の運用方法である。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項３記載の排ガス処理装置の運用方法であって、吸収塔６の運転停止時にミストエリミネータ８とノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器９の間及び／又はミストエリミネータ８とスチーム・ガスヒータ１６の間の排ガスダクトの雰囲気温度を測定する温度計１８の計測値が設定値以上になると、スプレノズル配管１９の開閉弁が作動し、スプレノズル配管１９から洗浄液をミストエリミネータ８のエレメント及びその周辺に噴霧する方法を採用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の実施例について図面を用いて説明する。
図１は本実施例の熱抑制装置を備えた排ガス処理装置の主要機器の系統図を示し、図２は図１に示した系統図を配置図の形で示したものである。
排ガス処理装置全体の系統の構成については図６で説明したシステムと同様の構成であり、火力発電所等から発生した硫黄酸化物および煤塵を含む未処理排ガスｇ１がボイラダクト１より入口ダンパ３のある入口ダクト２を通り脱硫ファン４で昇圧されてノンリーク式ＧＧＨ熱回収器５を経由して脱硫装置の吸収塔６に導かれる。未処理排ガスｇ１中の硫黄酸化物は脱硫装置の吸収塔６内で噴霧吸収液により吸収除去され、煤塵は液滴との衝突により物理的に除去される。排ガス流れに同伴する微小な液滴は出口ダクト７のミストエリミネータ８で除去され、浄化された処理排ガスｇ２はノンリーク式ＧＧＨ再加熱器９で昇温され、その後に煙突１３から排出される。
なおノンリーク式ＧＧＨ熱回収器５とノンリーク式ＧＧＨ再加熱器９の間は熱媒体配管２１と該配管２１の開閉弁２２と熱媒体供給用ポンプ２３が設けられている。
【００１７】
図１及び図２に示す実施例は、ＧＧＨ再加熱器９とその前流側の出口ダクト７に設けられたミストエリミネータ８との間に放風弁１１及び放風配管１２から構成される放風装置（熱抑制装置の一例）を設置したことに特徴がある。
【００１８】
吸収塔６の運転停止（脱硫ファン４の停止で入口ダンパ３と出口ダンパ１０も閉止される。）と同時に放風弁１１を全閉から全開にし、ＧＧＨ再加熱器９の熱媒体の残熱により温度上昇しようとする処理排ガスｇ２を周囲に設置してあるミストエリミネータ８のエレメント等の樹脂製内部部品や防食ライニング材の耐熱温度以下で外部に排出させるシステム運用にしている。前述の放風装置の設置により吸収塔６の運転停止時にミストエリミネータ８のエレメント等の樹脂製内部部品や防食ライニング材に熱変形や熱劣化等の損傷を与えることがない。従って、長期間、性能的にも構造的にも安定した脱硫装置の運用を図ることができる。
【００１９】
ここでは、放風装置の構成として、放風弁１１と放風配管１２の組み合わせで、運用の方法として、吸収塔６の運転停止と同時に放風弁１１を全閉から全開にする方法を説明したが、本発明は放風弁１１の型式や放風配管１２のサイズ、形状を限定するものではない。また、排ガス処理装置の系内で使用する非金属材料の耐熱温度以下に保持できる容量の放風配管１２のサイズや設置員数、そして放風弁１１の開閉時間を考慮した型式を選定すれば良い。また、周囲雰囲気温度により放風弁１１の開度を変えても良い。
【００２０】
また、従来方式の排ガス処理装置では放風装置がないため、良質な石こうを得るための酸化用攪拌機１４に供給する酸化用空気１５も吸収塔６の運転停止中には系内から外部に放出する新たな逃がしラインを設ける必要があった。しかし、上記実施例では、放風弁１１と放風配管１２の組み合わせからなる放風装置を利用して吸収塔６の運転停止中も系内から酸化用空気１５を外部に排出できるので、必要に応じて酸化用空気１５を吸収塔６の運転停止中にも吸収液中に供給し続けることができる。
【００２１】
また、図２に示した放風弁１１と放風配管１２から構成される放風装置を設置すると共に、吸収塔６の出口部のミストエリミネータ８とＧＧＨ再加熱器９の間の出口ダクト７の内部雰囲気温度を測定する温度計１８を設置し、図２に示すようにミストエリミネータ８の後面及び／又は前面に、ミストエリミネータエレメントを洗浄液で洗浄するスプレノズル配管１９を取り付けておく。この洗浄液の噴霧で排ガスダクト内部壁面及びその周辺を洗浄することもできる。
【００２２】
そして、温度計１８が設定温度を示すとスプレノズル配管１９から洗浄液の噴霧を開始することで、非金属のミストエリミネータエレメントや出口ダクト７の内部壁面及びその周辺の防食ライニング材を保護することができる。
【００２３】
本発明の排ガス処理装置の他の実施例を図３〜図５に示す。
図３に示す縦型スプレ式吸収塔６を備えた脱硫装置は図２に示す脱硫装置と同じであるが、ノンリーク式ＧＧＨ熱回収器５やノンリーク式ＧＧＨ再加熱器９の伝熱面積を少なくするために、ＧＧＨ再加熱器９の前流側にＳＧＨ（スチームガスヒータ）１６を追設した構成からなる実施例を示す。
図４には脱硫装置の吸収塔６として、塔内の空塔部を二分する仕切板２０を有するリターンフロー型スプレ式（二室式）吸収塔を備えた系統において、ＧＧＨ再加熱器９とミストエリミネータ８との間の出口ダクト７に放風弁１１及び放風配管１２から構成される放風装置を設置した実施例を示す。
図５に示す実施例も図４と同じく、リターンフロー型スプレ式吸収塔６を用いる系統であるが、ノンリーク式ＧＧＨ熱回収器５やノンリーク式ＧＧＨ再加熱器９の伝熱面積を少なくなくするために、ＧＧＨ再加熱器９の前流側の出口ダクト７にＳＧＨ１６を追設した構成である。
【００２４】
上記、図３〜図５に示す排ガス処理装置のいずれの場合もノンリーク式ＧＧＨ再加熱器９とミストエリミネータ８との間あるいはＳＧＨ１６とミストエリミネータ８との間の出口ダクト７に放風弁１１及び放風配管１２から構成される放風装置を設置することにより、図１及び図２で説明した系統と同様な効果が得られる。
【００２５】
同様に他の実施例として、図３〜図５に示す放風弁１１と放風配管１２から構成される放風装置を設置すると共に、吸収塔６出口のミストエリミネータ８とＧＧＨ再加熱器側９、あるいはミストエリミネータ８とＳＧＨ１６の間の出口ダクト７に、該出口ダクト内部の雰囲気温度を測定する温度計１８を設置し、ミストエリミネータ８の後面及び／又は前面に、ミストエリミネータエレメントを洗浄液で洗浄するスプレノズル配管１９及び該配管１９の開閉弁（図示せず）を取り付け、設定温度になるとスプレノズル配管１９から洗浄液を噴霧する構成にしても、図１と図２の排ガス処理装置で説明した効果と同様な効果が得られる。
なお、本発明の実施例では吸収塔６の構成は、いかなる型式のものでもよく、その型式に特に限定はない。またノンリーク式であればＧＧＨ再加熱器９の構成に特に限定はなく、いかなる型式のものでも使用できる。
【００２６】
本発明の排ガス処理装置のもう一つの実施例として、（ａ）放風装置（放風弁１１や放風配管１２）及び（ｃ）温度計１８とミストエリミネータ洗浄スプレノズル配管１９を設置せず、（ｂ）ミストエリミネータ８を構成するエレメント、吸収塔出口ダクト、吸収塔６とミストエリミネータ８の間の排ガスダクト及び／又はミストエリミネータ８とノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器９の間の排ガスダクト（スチーム・ガスヒータ１６を備えた構成である場合には、ミストエリミネータ８とスチーム・ガスヒータ１６の間の排ガスダクト及び／又はスチーム・ガスヒータ１６とノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器９の間の排ガスダクト）に、吸収塔６の運転停止時のノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器９からの放散熱（スチーム・ガスヒータ１６を備えている場合にはスチーム・ガスヒータ１６からの放散熱を含む）に耐える耐熱樹脂材料及び／又は防食ライニング材を施す構成にすれば、図１及び図２で説明した構成の効果と同様な効果が得られる。上記（ｂ）の耐熱樹脂材料としては例えばポリプロピレン材料などを用い、防食ライニング材としては例えばガラスフレーク材料などを用いる。
【００２７】
さらに、上記（ａ）放風装置（放風弁１１や放風配管１２）を用いる構成、（ｂ）ミストエリミネータ８を構成するエレメント、吸収塔出口ダクト、吸収塔６とミストエリミネータ８の間の排ガスダクト及び／又はミストエリミネータ８とノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器９の間の排ガスダクト（スチーム・ガスヒータ１６を備えた構成である場合には、ミストエリミネータ８とスチーム・ガスヒータ１６の間の排ガスダクト及び／又はスチーム・ガスヒータ１６とノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器９の間の排ガスダクト）に、吸収塔６の運転停止時のノンリーク式ガス・ガスヒータ再加熱器９からの放散熱（スチーム・ガスヒータ１６を備えている場合にはスチーム・ガスヒータ１６からの放散熱を含む）に耐える耐熱樹脂材料及び／又は防食ライニング材を施す構成、及び（ｃ）温度計１８とミストエリミネータ洗浄スプレノズル配管１９と該配管の開閉弁（図示せず）を用いる構成からなる（ａ）〜（ｃ）の構成の内少なくとも二以上を組み合わせて使用すれば、図１及び図２で説明した実施例の効果と同様な効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明によれば、放散熱を抑制する熱抑制装置により、(１)吸収塔を備えた脱硫装置の運転停止時にＧＧＨ再加熱器又はＳＧＨとＧＧＨ再加熱器から放出される約９０〜１５０℃の高温の熱を効率的に外部に排出させ、あるいは排ガスダクトに設置される機器の非金属材料を洗浄液で冷却し、また排ガスダクトの内部壁面および排ガスダクトに設置される機器の内部部品や防食ライニング材の損傷を防ぎ、長期間安定した脱硫装置の運用を図ることができる。
(２)  また、吸収塔の運転停止中の酸化用空気供給に対しても、上記熱抑制装置が有効に利用できるので、経済的な付帯効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
図１は、本発明の実施例の排ガス処理装置の主要構成の系統を示す図である。
図２は、本発明の実施例の排ガス処理装置の主要構成の配置を示す図である。
図３は、本発明の他の実施例の排ガス処理装置の主要構成の配置を示す図である。
図４は、本発明の他の実施例の排ガス処理装置の主要構成の配置を示す図である。
図５は、本発明の他の実施例の排ガス処理装置の主要構成の配置を示す図である。
図６は、従来技術の排ガス処理装置の主要構成の系統を示す図である。
【図１】
0004097092.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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