JPH0147685B2 - - Google Patents

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JPH0147685B2
JPH0147685B2 JP3513882A JP3513882A JPH0147685B2 JP H0147685 B2 JPH0147685 B2 JP H0147685B2 JP 3513882 A JP3513882 A JP 3513882A JP 3513882 A JP3513882 A JP 3513882A JP H0147685 B2 JPH0147685 B2 JP H0147685B2
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JP
Japan
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dust
exhaust gas
gas
temperature
concentration
Prior art date
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Expired
Application number
JP3513882A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58153017A (ja
Inventor
Naohiko Ugawa
Shigeo Hasegawa
Michasu Pponda
Retsu Sakai
Yoshinori Fukuda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP3513882A priority Critical patent/JPS58153017A/ja
Publication of JPS58153017A publication Critical patent/JPS58153017A/ja
Publication of JPH0147685B2 publication Critical patent/JPH0147685B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/66Applications of electricity supply techniques
    • B03C3/68Control systems therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Chimneys And Flues (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は燃焼排ガスに含有される三酸化イオウ
による熱交換器の材料腐食を防止する方法に関す
る。 高温燃焼排ガス例えば石灰燃焼ボイラ排ガスの
ようなダスト、窒素酸化物(NOx)、硫黄酸化物
(SOx)の如く大気汚染物質を含む排ガスは一般
に次のとおり総合的に処理される。 ボイラより排出された排ガスにまずアンモニア
(NH3)が注入され、触媒を充填した脱硝反応器
を通過することによりNOxは水と窒素に還元無
害化される。次にエアーヒータで排ガスの熱を回
収可能な温度、一般的には130〜180℃まで熱回収
したのち電気集塵器又は、サイクロンでダストを
除去した後湿式脱硫処理される。 湿式石灰・石膏法等の湿式脱硫方法では処理後
のガスが45〜70℃の水分飽和ガスとなり、かつ低
温のために拡散しにくい問題が生じるため、低温
排ガスを再加熱する方法が実用化されている。 再加熱方法としては、温水、油、スチーム等の
熱媒による間接加熱方法と、ユングストローム型
の熱交換器の如く蓄熱体により直接加熱する方法
とがあるが、省エネルギーの観点から後者が最近
実用化されるようになり、中でもガス・ガスヒー
テイング方式と呼称されている方法が最も望まし
いといわれている。〔瀬尾他「火力原子力発電」
Vol.30、No.2、P29〜35(1979)、及び「三菱重工
技報」Vol.17、No.2、P217〜222(1980)〕 このガス・ガスヒーテイング方式は、湿式脱硫
装置入口の高温ガス(130〜180℃)と出口の低温
ガス(45〜70℃)とを蓄熱体を循環(回転)する
ことによつて熱交換し、湿式で処理する直前の排
ガス温度を下げ、増湿冷却用水を減少させるとと
もに、湿式脱硫装置を出たガスを昇温させる、い
わゆる省エネルギー、省資源型の方式である。 しかしながらこの方法は脱硫装置入口の高温ガ
スを熱源としているため熱交換量が高温ガスの温
度に左右される。すなわち入口ガス温度が低い場
合には、湿式脱硫処理後の排ガスの昇温が不充分
となり、煙突から排出された排ガスが所定の温度
に達せず、従つて白煙が消失しないこととなる。
これを避けるため、ガス・ガスヒーテイング方式
に加えてスチーム加熱器を装置し湿式処理後の排
ガスを所定温度まで昇温させる方法が提案されて
いるが省エネルギーの観点からは好ましくない。 また、湿式脱硫装置入口の排ガス温度、すなわ
ち前段のエアー・ヒータの出口温度を上げること
が考えられるが、これは次の点で問題を生じる。
即ち一般に火炉から排出されるガス中には、燃料
中に含まれるイオウの一部が燃焼の際酸化されて
生成する三酸化イオウ(SO3)を含む。さらに最
近のように脱硝装置が設置される場合には脱硝反
応に付随して二酸化イオウ(SO2)ガスの0.5〜
4%が酸化されてSO3を生成し火炉で生成した
SO3に上乗せられる。従つてエアー・ヒータ入口
に到達するSO3濃度は燃料中のイオウ分により変
動するが、概ね5〜50ppmとなる。 到達したSO3は、エアー・ヒータを通過すると
き排ガス温度が下がり酸露点以下となるため、一
部は下記凝縮反応により硫酸ミスト(H2SO4
に転化し、さらに同伴されるダストに付着し後段
の集塵器でダストとともに捕集される。 SO3+H2OH2SO4 平衡条件により、エアー・ヒータ出口の排ガス
温度が高い場合には、上記凝縮反応による
H2SO4凝縮量が少ないためエアーヒータ出口ガ
ス中に残存するSO3ガス量が多くなる。エアー・
ヒータ出口SO3ガスは集塵器を通過し、大部分は
脱硫装置入口に到達する。SO3ガスは、ガス・ガ
スヒータでの温度降下によりH2SO4ミストとな
るが、これがガス・ガスヒータ構成材料のいわゆ
る硫酸腐食を起こす原因となる。又、生成する
H2SO4ミストは微粒子であるため一部が脱硫装
置を通過し、煙突より排出されることとなり、ア
シツドスマツドや白煙等の原因となる場合があ
る。 従来こうした問題を防止する方法として、エア
ーヒータ出口排ガス中にNH3を注入して硫酸ア
ンモニウム(((NH42SO4))又は酸性硫酸アンモ
ニウム(NH4HSO4)等のSO3とNH3の反応物
(以下NH3−SO3反応物とする)としこれを後段
の集塵器で捕集する方法が実用化されている。
〔「三菱重工技報」Vol.10、No.5、P211〜P218
(1973)〕 しかしこの方法を石炭焚きボイラーのようにダ
ストを多量に含む排ガス中のSO3除去対策として
適用すると次の点で不都合である。すなわち集塵
器でNH3−SO3反応物をダストの両者が捕集され
ることにより、NH3−SO3反応物の混入した大量
のダスト処理が問題になる。従来石炭焚きボイラ
ーのダストは、フライアツシユセメント用として
有効利用あるいは埋立て投棄されているが前者の
場合は混水時のNH3臭の発生、強度の低下、後
者はNH3臭及び地下水等への漏えい等が問題と
されている。従来実用化されている重油焚きの場
合のダスト量が石炭焚きの場合に比較して極端に
少なく、NH3−SO3反応物が混入したダスト処理
が少ないため処理は比較的容易であるが、前述の
とおりダスト量が多い場合には問題となる。 以上のような問題点を解決すべく鋭意検討した
結果、本発明に至つたものでありその骨子は、集
じん装置出口排ガス中に含有されるダストと該排
ガス中に含まれる三酸化イオウガスの濃度比が適
正範囲となるように集塵装置出口ダスト濃度を制
御するものである。詳しくは燃料排ガスを除塵処
理後、熱交換器の高温側に供給して冷却し、さら
に湿式脱硫処理後排ガスは前記熱交換器の低温側
に供給して昇温する排ガスの処理方法において、
除塵処理後の排ガス中に含有されるダストと該排
ガス中に含まれる三酸化イオウガスの濃度を検知
し、該濃度比が4以上(重量比)となるような集
塵装置出口ダスト濃度を制御することを特徴とす
る排ガス用熱交換器の腐食防止を提供するもので
ある。 本発明者らはSO3ガスを含む排ガスが熱交換器
に供給され、熱露点以下に冷却されて、硫酸ミス
トによる熱交換器材料の腐食が著しい場合にも、
該排ガス中にダストが適正量以上共存すれば、そ
の腐食環境を著しく抑制できる事実を見い出し、
本発明に至つたものである。 本発明の適用により、熱交換器に供給される排
ガス中にSO3を多く含む条件、すなわち今後の石
炭焚き火力発電の計画の多くがそうであるよう
に、脱硝装置が設置されている場合、並びに煙突
入口排ガス温度を熱交換器によつて所定温度に上
げるためエアー・ヒータ出口排ガス温度を上げる
必要がある場合等、H2SO4ミストによる熱交換
器構成材料の硫酸腐食が厳しい条件に対して、カ
ーボン・スチールの如き低級材料で対処できるこ
ととなり装置コスト上極めて有利となる。 次に本発明の作用効果を明らかにするため実施
態様を図に基づいて説明する。 第1図において石炭焚きボイラ1から排出され
る排ガスは、脱硝装置2でNOxを除去された後、
エアー・ヒータ3に供給される。脱硝装置2で
は、脱硝反応に併発して排ガス中のSO2の一部が
SO3に転化するためエアー・ヒータ3入口には、
ボイラ1からの排ガス中に含まれているSO3に上
乗せられた量のSO3が到達することとなる。例え
ばSO2濃度1000ppm、ボイラ1及び脱硝装置2で
の酸化率をそれぞれ1%及び2%と仮定すれば、
エアーヒータ3入口のSO3濃度は30ppmとなる。 エアー・ヒータ3出口の排ガス温度は一般に
130〜180℃であるが、硫酸露点と温度の関係を示
す第2図から明らかなように、ガス温度すなわち
エアーヒータエレメントのメタル温度が高い場合
には露点温度に達せず、従つてエアーヒータ3出
口には大部分のSO3ガスが残存することになる。
次にエアーヒータ3出口の排ガスは電気集塵装置
(EP)4に供給される。EP4では、前段のエア
ーヒータ3で一部生成するH2SO4ミストはダス
トに付着した状態で捕集除去されるものの、SO3
ガスはほとんど捕集されず、後段のガス・ガスヒ
ータ5(未処理側)に到達する。一方、EP4出
口ダスト濃度は後段の熱交換器材料腐食を防止す
るに適正な量、すなわちダスト/SO3重量比が4
以上、好ましくは10以上となるよう次の方法によ
り調整される。 EP4出口煙道に設けたダスト濃度計Aにより
ダスト濃度を検知しラインaにより調節計Bに濃
度信号を入力する。調節計Bでは入力された濃度
信号とあらかじめ設定しておいたダスト濃度値の
偏差に応じてラインbよりパワーパツクCにEP
荷電条件(例えば電圧)設定値を出力する。パワ
ーパツクCからラインcにより設定された荷電条
件で電力がEP4に供給され、EP4出口排ガス中
ダスト濃度が調整されることとなる。 上記制御例ではSO3濃度に応じて調節計Bの濃
度設定値をあらかじめ設定する必要があるが、一
般に炭種すなわち燃料中のS分が一定の場合に
は、ボイラー負荷条件によりSO3濃度が決定され
る。そこでSO3濃度と発電量の如きボイラー負荷
信号の間には強い相関関係があり、この関係をあ
らかじめ求めておき、ボイラー1より負荷信号を
ラインdにより演算器Dに入力し、ダスト/SO3
重量比が所定の値となるようダスト濃度設定値を
出力させ、これをラインeにより調節計Bに設定
値として入力することができる。 以上の方法でEP4出口排ガス中のダスト/
SO3重量比が適正な値に調整された後、排ガスは
後段のガス・ガスヒータ5(未処理側)に供給さ
れる。 ガス・ガスヒータ5(未処理側)で、排ガスを
70〜90℃まで冷却するのに伴ない、SO3ガスは
SO3+H2O→H2SO4の反応によりH2SO4ミストに
転化するが、この際前段で調整され、同伴される
ダストの効果により、凝縮したH2SO4によりガ
ス・ガスヒータ5の構成材料の硫酸腐食を著しく
抑制する効果が生じるのである。抑制のメカニズ
ムとしてはダスト表面への硫酸の吸着、ダストに
よる材料面のコーテイング等によりH2SO4と材
料の接触を緩和する作用、ダストのアルカリ分に
よる硫酸中和効果等が考えられる。メカニズムか
ら推定してダスト濃度が多いほどすなわちダス
ト/SO3重量比が大であるほど腐食防止効果は高
いと考えられるが、ガス・ガスヒータ5伝熱面の
汚れ及び脱硫後の排ガスへのダストリークにより
煙突入口ダストの増加脱硫装置での除じん性能等
を勘案し、ダスト濃度は300mg/m3N以下とする
のが好ましい。 さて、ガス・ガスヒータ5(未処理側)出口ガ
スは脱硫装置6に供給されSO2及びダストを除去
した後、再びガス・ガスヒータ5(処理側)で昇
温されて煙突7より排出される。
【表】
【表】 本実施例によりダスト/SO3重量比が約10以上
でテストピースの腐食量が大幅に低減されること
が確認され、従つて集塵器出口のダスト/SO3
量比を調整制御することの有効性が明らかとなつ
た。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施態様例を示す図であ
り、第2図はH2SO4の露点と温度の関係を示す
平衡図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 燃焼排ガスを除塵処理後、熱交換器の高温側
    に供給して冷却し、さらに湿式脱硫処理後、排ガ
    スは前記熱交換器の低温側に供給して昇温する排
    ガスの処理方法において、除塵処理後の排ガス中
    に含有されるダストと該排ガス中に含まれる三酸
    化イオウガスの濃度を検知し該濃度比が4以上
    (重量比)となるように集塵装置出口ダスト濃度
    を制御することを特徴とする排ガス用熱交換器の
    腐食防止方法。
JP3513882A 1982-03-08 1982-03-08 排ガス用熱交換器の腐食防止方法 Granted JPS58153017A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3513882A JPS58153017A (ja) 1982-03-08 1982-03-08 排ガス用熱交換器の腐食防止方法

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JP3513882A JPS58153017A (ja) 1982-03-08 1982-03-08 排ガス用熱交換器の腐食防止方法

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Publication Number Publication Date
JPS58153017A JPS58153017A (ja) 1983-09-10
JPH0147685B2 true JPH0147685B2 (ja) 1989-10-16

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ID=12433548

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JP3513882A Granted JPS58153017A (ja) 1982-03-08 1982-03-08 排ガス用熱交換器の腐食防止方法

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JP (1) JPS58153017A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02205588A (ja) * 1989-01-23 1990-08-15 Matsushita Electron Corp 半導体装置用保持具

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02205588A (ja) * 1989-01-23 1990-08-15 Matsushita Electron Corp 半導体装置用保持具

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JPS58153017A (ja) 1983-09-10

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