(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油焚きボイラーの排ガスを処理する排煙処理装置において、該ボイラーの排ガスを空気との熱交換により１５０〜１８０℃に冷却するための空気予熱器と、該空気予熱器の後流に設けられた、排ガスを冷却するための冷却用ガス−ガス式熱交換器と、該冷却用ガス−ガス式熱交換器の後流に設けられた、排ガス中のばい塵を除去するための乾式電気集塵器と、該乾式電気集塵器の後流に設けられた誘引ファンと、誘引ファンの後流に設けられた排ガス中の硫黄酸化物を除去するための吸収塔とを備え、かつ、該空気予熱器と該冷却用ガス−ガス式熱交換器の間に、アンモニア供給手段と、該アンモニア供給手段の前流に配置された排ガスを水の添加により１７０℃以下に冷却する冷却手段とを設けたことを特徴とする排煙処理装置。
【請求項２】
油焚きボイラーの排ガスを処理する排煙処理装置において、該ボイラーの排ガスを空気との熱交換により１５０〜１８０℃に冷却するための空気予熱器と、該空気予熱器の後流に設けられた、排ガスを冷却するための冷却用ガス−ガス式熱交換器と、該冷却用ガス−ガス式熱交換器の後流に設けられた、排ガス中のばい塵を除去するための乾式電気集塵器と、該乾式電気集塵器の後流に設けられた誘引ファンと、誘引ファンの後流に設けられた排ガス中の硫黄酸化物を除去するための吸収塔と、吸収塔の後流に設けられた昇圧ファンとを備え、かつ、該空気予熱器と該冷却用ガス−ガス式熱交換器の間に、アンモニア供給手段と、該アンモニア供給手段の前流に配置された排ガスを水の添加により１７０℃以下に冷却する冷却手段とを設けたことを特徴とする排煙処理装置。
【請求項３】
油焚きボイラーの排ガスを処理する排煙処理方法において、該ボイラーの排ガスを空気予熱器によって冷却する工程と、該排ガスを冷却手段によって、１７０℃以下に冷却する工程と、該排ガスにアンモニアを供給して、排ガス中のＳＯ3 の一部を中和する工程と、該排ガスを冷却用ガス−ガス式熱交換器によって、９０〜１２０℃に冷却する工程と、該排ガス中のばい塵を乾式電気集塵器によって除去する工程と、該排ガス中の硫黄酸化物を吸収塔内で除去する工程とを順次含むことを特徴とする排煙処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油焚きボイラー（重油、重質油等を燃焼するボイラー）から排出される排ガス中のばい塵および硫黄酸化物（ＳＯX ）を除去するための排煙処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の油焚きボイラーの排煙処理装置を図２に示す。
図２において、油焚きボイラーからの排ガスは、空気予熱器２で１５０〜１８０℃程度に冷却された後、アンモニア供給手段４から供給されるアンモニアによって、石炭焚きボイラーの排ガスと比べて高濃度で存在するＳＯ3 の大部分が中和される。このＳＯ3 （無水硫酸）は、アシッドスマットの生成や、電気集塵器等の腐食をもたらすので、中和してその濃度を低減させておくことが必要である。
【０００３】
その後、排ガスは、乾式電気集塵器（乾式ＥＰ）６で除塵された後、昇圧のための誘引ファン（ＩＤＦ）７を経由して、冷却用ガス−ガス式熱交換器５で９０〜１２０℃程度に冷却される。冷却された排ガスは、吸収塔８において、排ガスと吸収液との気液接触が行われ、排ガス中の硫黄酸化物が吸収液に吸収される。吸収塔から排出された排ガスは、加熱用ガス−ガス式熱交換器９によって９０〜１２０℃程度に加熱された後、昇圧ファン（ＢＵＦ）１０を経由して、煙突１１から大気中に排出される。なお、加熱用ガス−ガス式熱交換器９は、熱媒体が通る連絡管によって冷却用ガス−ガス式熱交換器と連結する等の方法によって、冷却用ガス−ガス式熱交換器で回収した熱を利用するのが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の排煙処理装置において、空気予熱器２の出口の排ガスの温度（１５０〜１８０℃程度）は、石炭焚きボイラーの排ガス（１２０〜１５０℃程度）と比べて高いため、乾式電気集塵器の容量を大きくする必要がある。
したがって、本発明の目的は、乾式電気集塵器の容量を小さくすることのできる構成とした、油焚きボイラーの排ガスを処理するための排煙処理装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の排煙処理装置は、油焚きボイラーの排ガスを処理する排煙処理装置であって、該ボイラーの排ガスを冷却するための空気予熱器と、該空気予熱器の後流に設けられた、排ガスを冷却するための冷却用ガス−ガス式熱交換器と、該冷却用ガス−ガス式熱交換器の後流に設けられた、排ガス中のばい塵を除去するための乾式電気集塵器（乾式ＥＰ）と、該乾式電気集塵器の後流に設けられた、排ガス中の硫黄酸化物を除去するための吸収塔とを備え、かつ、該空気予熱器と該冷却用ガス−ガス式熱交換器の間に、アンモニア供給手段と、該アンモニア供給手段の前流に配置された排ガスの冷却手段とを設けたことを特徴とする。
また、本発明の排煙処理方法は、油焚きボイラーの排ガスを処理する排煙処理方法であって、該ボイラーの排ガスを空気予熱器によって冷却する工程と、該排ガスを冷却手段によって、１７０℃以下に冷却する工程と、該排ガスにアンモニアを供給して、排ガス中のＳＯ3 の一部を中和する工程と、該排ガスを冷却用ガス−ガス式熱交換器によって、９０〜１２０℃に冷却する工程と、該排ガス中のばい塵を乾式電気集塵器によって除去する工程と、該排ガス中の硫黄酸化物を吸収塔内で除去する工程とを順次含むことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の排煙処理装置の一例を図１に示す。図１において、油焚きボイラー１の排ガス（３５０〜４００℃程度）は、空気予熱器２で１５０〜１８０℃程度に冷却される。空気予熱器２は、油焚きボイラー内での燃焼に必要な空気を、排ガスとの熱交換によって加熱し、プラントの熱効率を高める装置である。
【０００７】
その後、排ガスは、排ガスの冷却手段３（例えば、水）で１７０℃以下に冷却された後、アンモニア供給手段４から供給されるアンモニアによって、排ガス中のＳＯ3 の一部が中和され、硫酸アンモニウム（（ＮＨ4 ）2 ＳＯ4 ）が生成する。ここで、アンモニアの供給前の排ガスの冷却手段としては、吸収塔８からの排水や、乾式電気集塵器６の灰中にある硫酸アンモニウムをストリッピングして得られるアンモニア水等（アンモニア供給手段として兼用できる。）を用いることができる。なお、従来、アンモニア供給手段は、乾式電気集塵器の前流に設置していたが、本発明では、冷却用ガス−ガス式熱交換器の前流に設置することによって、ＳＯ3 凝縮によるガス−ガス式熱交換器の腐食を防止することができる。
【０００８】
なお、アンモニア供給手段４の前に排ガスの冷却手段を設けないと、図３に示すように、高温下で硫酸アンモニウムを生成させるための多量のアンモニアが必要になる。例えば、排ガス温度が１７０℃の場合、硫酸アンモニウムを生成させるためのガス中のＮＨ3 濃度は、約２０ｐｐｍでよいが、１８０℃の場合、該ＮＨ3 濃度は約４０ｐｐｍとなり、アンモニアを無駄に消費することになる。一方、アンモニアが不足した場合、酸性硫酸アンモニウム（ＮＨ4 ＨＳＯ4 ）が生成する。ＮＨ4 ＨＳＯ4 は、排煙処理装置内の煙道の各部への付着性が大きく、腐食や閉塞の原因となる。特に、冷却用ガス−ガス式熱交換器としては、一般にフィンチューブ熱交換器が用いられており、付着性の大きな酸性硫酸アンモニウムの存在は、装置の運転を阻害する。
【０００９】
アンモニアによって一部中和された排ガスは、冷却用ガス−ガス式熱交換器５で９０〜１２０℃に冷却され、乾式電気集塵器６で除塵される。
ここで、乾式電気集塵器（乾式ＥＰ）６は、コロナ放電によって排ガス中のばい塵に電荷を与え、荷電したばい塵を電界の作用により電極上に捕集し、捕集したばい塵を槌打装置の機械的な衝撃力で払い落とす方式の集塵装置である。
【００１０】
除塵された排ガスは、必要に応じて設置される誘引ファン（ＩＤＦ）７を経由し、吸収塔（湿式排煙脱硫装置）８に導かれる。吸収塔８内で、排ガスと吸収液との気液接触によって、排ガスから硫黄酸化物が除去される。ここで、吸収液としては、水酸化ナトリウム等の溶液や、石灰石等のスラリーを用いることができる。
【００１１】
吸収塔８で処理された排ガスは、ばい煙の拡散効果の向上、白煙化の防止、煙道の腐食防止を目的として、加熱用ガス−ガス式熱交換器９によって９０〜１２０℃程度に加熱される。加熱された排ガスは、昇圧ファン（ＢＵＦ）１０を経由して、煙突１１から大気中に排出される。
【００１２】
【発明の効果】
本発明の排煙処理装置によれば、乾式電気集塵器（乾式ＥＰ）に導入される排ガスの温度が低くなるため、排ガスの流量が小さくなり、従来の装置と比べて、乾式電気集塵器の容量を１割程度低減させることができる。
冷却用ガス−ガス式熱交換器の前にアンモニア注入設備を設置することによって、ＳＯ3 の凝縮によるチューブの腐食を防止することができる。また、冷却用ガス−ガス式熱交換器の入口ガス温度を１７０℃以下に制御することによって、酸性硫酸アンモニウムの発生を防止することができ、ガス−ガス式熱交換器の閉塞を防止することができる。
【００１３】
誘引ファン（ＩＤＦ）を設置する場合には、冷却用ガス−ガス式熱交換器における圧力損失が加わるものの、排ガスの温度が低いため、排ガスの流量が小さくなり、従来の装置と同程度の容量の誘引ファンを用いることができる。
従来の装置で、誘引ファンの後流に設けられていた冷却用ガス−ガス熱交換器が、本発明の装置では  誘引ファン（ＩＤＦ）の前流に設けられることになったため、従来の装置と比べて冷却用ガス−ガス熱交換器の風圧分だけ、昇圧ファン（ＢＵＦ）の容量を低減（２割程度）させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排煙処理装置の一例を示す図である。
【図２】従来の排煙処理装置を示す図である。
【図３】排ガスの温度とガス中に残留するアンモニアの分圧との関係を示す図である。
【符号の説明】
１  油焚きボイラー
２  空気予熱器
３  排ガス冷却手段
４  アンモニア供給手段
５  冷却用ガス−ガス式熱交換器
６  乾式電気集塵器（乾式ＥＰ）
７  誘引ファン（ＩＤＦ）
８  吸収塔
９  加熱用ガス−ガス式熱交換器
１０  昇圧ファン（ＢＵＦ）
１１  煙突
【図１】
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【図２】
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【図３】
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