JPH0459927B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は脱硫装置のためのエネルギ移動装置で
あつて、荒ガス流に洗浄器の前で熱交換器が組込
まれており、この熱交換器が強制案内された流動
する熱担体によつて、洗浄器の後ろで荒ガス流に
組込まれた他の熱交換器と流体交換を目的として
接続されており、この場合、場合によつてはフイ
ン付きの熱交換器管を有する熱交換器と連通導管
とが耐圧材料、例えば鋼から形成されている型式
のもに関する。

従来技術 環境汚染防止に関する甚大な努力の結果、新た
に建設する発電所においても、既設の発電所にお
いても煙道ガスを脱硫するための処置を採ること
が必要になつた。この場合には主として湿式脱硫
システムが使用されている。この湿式脱硫システ
ムに於ては洗浄プロセスで煙道ガスは洗浄溶液に
よつて洗浄器から約50℃の温度で出てくるように
冷却される。

しかしながら浄化された煙道ガスは大気に放出
される前に再び少なくとも72℃に加熱されなけれ
ばならない。この加熱を行なうためには種々異な
る方法が開発されている。エネルギ経済的に最適
な方法には、再加熱に必要な熱エネルギを未浄化
の熱い荒ガスから取出す方法が挙げられる。

このためには洗浄器の前で荒ガス流にフイン付
きの熱交換器が組込まれており、この熱交換器を
流動する熱担体、例えば凍結防止された水を介し
て他のフイン付き熱交換器管を有する熱交換器と
接続され、この熱交換器が洗浄器の後ろで清浄ガ
ス流に配置されている。この装置を用いて荒ガス
流から熱を取り出し、熱担体を介して清浄ガスに
放出することができる。この場合には管と熱担体
のための連通導管は通常は鋼から成つている。し
かしこれは硫酸結露点の範囲の温度が生じると著
しい問題を提起する。従つて熱交換器の個々の構
成部分を被覆することが既に提案されている。し
かしこの場合には、被覆材料が大分子組織を有し
ていることに基づき時間の経過に伴つて被覆層の
下に拡散した分子から成る残留物が形成されるこ
とが確認されている。この残留物はベース材料を
破壊するだけでなく被覆層を溶解する。さらにホ
ーロ引きの熱交換器を煙道ガス脱硫装置に用いる
こともすでに公知である。しかしいずれの処置も
種々異なる理由から業界を満足させることはでき
なかつた。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は冒頭に述べた型式の脱硫装置の
エネルギ移動装置を改良して、高価な材料を使用
しないで長い耐用年限に亘つて煙道ガスの申分の
ない浄化が達成されるようにすることである。

問題点を解決するための手段 本発明の課題は特許請求の範囲第１項に記載し
た特徴によつて解決された。

発明の効果 本発明の構成では異なる温度レベルで働く２つ
の熱交換系が直列に接続されている。約140℃の
まだ極めて熱い荒ガスはまず、滑らかな又はフイ
ン付きの厚壁の鋼管を有する熱交換器を通され
る。ここでは約115℃までの冷却が行なわれる。
熱担体は高ガスの熱を奪い、その熱を清浄ガス流
に組込まれた熱交換器を介して清浄ガスに放出す
る。熱担体の循環に際しては105℃から120℃の一
定の温度が得られるようになつているので、鋼か
ら成る熱交換系のどの個所にも硫酸の結露点以下
の温度は発生しない。すなわち、65℃の上側の温
度では洗浄器の滴分離器の後ろで清浄ガスにまで
含まれている液滴は実質的にすべて気化される。
従つて清浄ガス流における熱交換器の面にはクラ
ストはもはや形成されない。もちろん安全性の理
由からカーボンフアンを付加的に装備することも
できる。

第２段階、すなわち低い温度レベルへの冷却の
ためには、材料が耐腐蝕性でかつ非付着性のプラ
スチツクから成る熱交換系が用いられる。このた
めに設定された熱担体温度によつて荒ガスは例え
ば115℃から95℃に冷却される。この温度レベル
に基いて荒ガス側ではそこに組込まれた熱交換器
の範囲で硫酸結露点が通過させられる。そこで生
じる酸は部分的にホース又は管に沿つて下方に流
れるか若しくは滴下するか又は部分的に灰と混ぜ
られてホース又は管に付着する。掃除のためには
浄化水を用いることができる。この浄化水は集め
かつ洗浄器に供給することができる。

プラスチツクホース又は管において循環する熱
担体、例えば凍結防止された水で吸収した熱は、
清浄ガス流において洗浄器と放射熱交換器との間
に配置された低温熱交換器に導かれ、これを介し
て清浄ガスに伝達される。この場合、清浄ガスは
約50℃から65℃以上の温度に加熱される。これに
よつて、熱交換器の流入側でガス流にまだ含まれ
ている水滴は完全に気化される。この場合には滴
に含まれている硫酸カルシユームが残ることがあ
る。このような形式でプラスチツク表面に硫酸カ
ルシユームのクラストが形成される筈である。し
かし、使用されるプラスチツクの非付着性の表面
特性に基いて、このクラストは揺動によつて簡単
に掃除することができる。さらに温度変動も掃除
に用いることができる。

本発明は荒ガス流の硫酸結露点の上側の高い温
度範囲でかつ清浄ガス流の乾燥範囲の65℃の上側
の温度範囲で従来の耐圧性の材料、例えば鋼を材
料として使用することを可能にする。これに対し
て低い温度範囲では荒ガス流においても清浄ガス
においても実質的に圧力なしでプラスチツク管若
しくはプラスチツクホースが使用される。

段階付けられて直列に配置された両方の熱交換
系の配置は荒ガス及び清浄ガス流の任意の個所で
行なうことができる。各システムにおいて荒ガス
流若しくは清浄流に配置された、熱坦体で互いに
接続された熱交換器は50m以上離れていても障害
にはならない。さらに本発明は既設の装置に後ろ
から装備することを容易に可能にする。清浄ガス
は荒ガスによつて汚染されないので、乾燥した荒
ガス流にも乾燥した清浄ガス流にもフアンを配置
することができる。又、洗浄器において達成され
た分離度は維持される。すなわち、前記分離度は
煙道ガス脱硫装置の分離度でもある。又、公知の
耐腐蝕性がかつ耐久性の材料を使用できるので、
長い稼働時間でも熱交換器の摩耗をもたらさない
長い耐用年限が達成される。

実施態様 本発明の有利な実施態様は特許請求の範囲第２
項に記載されている。もちろん、このようなプラ
スチツクから構成された熱交換機は比較的に低い
内圧に対してのみ設計しておくことがででる。前
述の材料は高い温度と高い圧力では流れる傾向を
有しているので、温度も内圧も確実に保証されて
いなければならない。しかしこの場合いは熱担体
の温度を100℃以下に選び、カスケード状の水冷
却装置を個々の熱交換器の前に配置することによ
つてプラスチツクの比較的に低い耐圧性を考慮す
ることもできる。これによつて熱交換器に発生す
る圧力は決して許容度を越えることはなくなる。
さらに煙道ガスにおいて急激に生じる温度上昇が
内側の圧力を高めることもなくなる。

特許請求の範囲第３項に記載の特徴によれば熱
担体の温度が所望のレベルに保つことができる。
この有利な特性はもちろん第１段階の鋼から成る
熱移動系のためにも当嵌まる。

有利には測学的に異なる高さに配置された熱担
体としての水が貫通する熱交換器における圧力を
過度に上昇させないためには特許請求の範囲第４
項の特徴が役立つ。これによつて各熱交換器に所
定の水圧だけが与えられることが保証される。熱
を荒ガスから清浄ガスへ伝達する水は熱交換器を
落差に基づき貫流する。帰流はポンプによつて行
なわれる。

測学的に低く配置された熱交換器を通る熱担体
の流出の監視を行なうためには特許請求の範囲第
５項の特徴が役立つ。

本発明の特に有利な実施例は特許請求の範囲第
６項に示されている。このようなホース又は管は
束ねて配置することができるので、個々の熱交換
器束は個々にも抜取り可能であい、稼働中に交換
することができる。Ｕ字形のホース又は管によつ
て分配及び集合室はガス流の外に配置することが
できる。従つて接近性が簡単な型式で保証され
る。

Ｕ字形に懸吊されたプラスチツクホース又は管
はガス流に鉛直である場合には特許請求の範囲第
７項に示したように水平方向に自由に懸吊された
プラスチツクホース又は管をも設けることができ
る。

熱交換器底へのプラスチツクホース又は管の固
定は特許請求の範囲第８項の特徴をもつて行なわ
れる。このためにまずホース又は管が管底に差込
まれる。次いで差込スリーブが端部区分に差込ま
れ、その後で拡開される。

この関係からは特許請求の範囲第９項に記載さ
れているように差込スリーブが銅又は黄銅から成
つていると有利である。

特許請求の範囲第１０項に記載の特徴に基づい
てそれぞれホース端部には僅かな損失をもたらす
流体が力学的に好ましいい水入口が形成されてい
る。

特許請求の範囲第１１項記載の特徴を用いるこ
とによつてホース又は管が管底で折曲げられるこ
とが回避される。

特許請求の範囲第１２項記載の特徴によつて
は、個々のホース又は管の分配又は集合室への入
口を稼働中にコントロールし、ホース又は管を深
刻な場合にはクランプで止めることもできる。さ
らにこの処置は分配及び集合室を構成するために
強度の大きい従来の材料を使用し、これとは別に
耐腐蝕性であるが強度の小さい材料をガスシール
面に挿入するために用いることを保証する。

特許請求の範囲第１３項に記載したようにガス
シール面にプラスチツクホース又は管を自己シー
ルするように固定することはフレキシブルなホー
ス又は管の弾性によつて、稼働中にホースの内側
に生じる水圧と関連して達成される。この水圧は
予期されるガス圧よりも高い。

特許請求の範囲第１４項に記載されているよう
に浄化水をパルス流で供給することはプラスチツ
クの非付着性の表面特性と関連して容易な浄化を
可能にする。この場合にはカーボンと塵と硫酸が
洗浄される。これとの関係から各管束に１つの分
配管が突入し、この分配管から所定の間隔で浄化
水が側方に流出させることもできる。

特許請求の範囲第１５項に示された屋根状に傾
斜するスペーサ板はプラツチツクホース又は管が
申し分なく案内されるだけではなく、浄化水の申
し分のない流出をも保証する。

特許請求の範囲第１６項によれば少なくとも清
浄ガス流に配置された低温熱交換器に振動が与え
られる。これによつて付着する汚れは揺動により
除去される。揺動はプラスチツク材料の温度膨張
と組合せることもできる。温度変化に際して付着
する部分は破壊される。このためには単にホース
と管の縦方向の膨張が妨げられないようにするだ
けで十分である。

次に図面について本発明を説明する： 第１図に略示された装置１は石炭発電所の構成
部分を成し、発電所において生じる煙道ガスの脱
硫に用いられる。

矢印方向で電気フイルタ２から流出する荒ガス
ROSは約140℃の温度を有し、この温度でまず、
鋼から成り、互いに平行に延びるフイン付きの、
図示されていない一連の熱交換器管を有する熱交
換器３に通される。

熱交換器３から出たあとで荒ガスROSはまだ
約115℃の温度を有している。この温度で荒ガス
ROSは別の熱交換器しを負荷する。この熱交換
器４は第２図から第６図を用いて詳細に説明す
る。

この熱交換器４から荒ガス流ROSは約95℃の
温度で出てくる。洗浄器５に侵入すると、荒ガス
は湿式で脱硫される。

洗浄器５から出るとき浄化された煙道は約48℃
の温度を有し、この温度で清浄ガス流RESは熱
交換器６を通して送られる。この熱交換器６は荒
ガス流ROSにおける熱交換器４と熱交換が行な
われるように接続されている。この熱交換器６に
おいては清浄ガス流RESは約68℃に加熱され、
次いで別の熱交換器７を通される。この熱交換器
７は荒ガス流ROSに組込まれた熱交換器３と熱
交換が行なわれるように接続されている。

熱交換器７を出た後で清浄ガス流RESは約90
℃の温度を有し、この温度で煙道８を介して大気
に放出される。

荒ガス流ROSと清浄ガス流RESに組込まれた、
フイン付きの厚壁の鋼管を有する熱交換器３，７
は導管９，１０によつて流動的に接続されてい
る。流動媒体は凍結防止された水から成つてい
る。この水は熱交換器３で約120℃に加熱され、
導管９を介して清浄ガス流RESにおける熱交換
器７に流れ、そこで約105℃に冷却される。熱担
体の帰流は導管１０におけるポンプによつて保証
される。バイパス１２を用いた調整によつて熱担
体の温度は105℃と120℃の間に維持される。従つ
て鋼から成る熱移動系１３のどの個所においても
硫酸の結露点の下の壁温度が生じない。

荒ガス脱硫装置１の第２段階の熱移動系１４に
おいて荒ガス流ROSと清浄ガス流RESとに組込
まれた熱交換器４，６は互に導管１５，１６によ
つて接続されている。この熱移動系１４において
も同様に凍結防止された、70℃と80℃との間の温
度範囲にある水が循環する。この水は荒ガス流
ROSにある熱交換器４で約80℃に加熱され、そ
こから導管１５を介して清浄ガス流RESに位置
する熱交換器６に流れ、ここで熱を清浄ガスに放
出する。これによつて熱担体は約70℃に冷却され
る。この温度で熱担体は例えばポンプ１７を用い
て荒ガス流ROSにおける熱交換器４に再び流さ
れる。導管１５，１６はバイパス１８で互いに接
続されている。

第２の熱移動系１４の、循環する熱担体の温度
は約75℃であるので、荒ガス側で硫酸結露点が通
過させられる。この熱移動系１４における損傷を
回避するためには両方の熱交換器４，６が耐腐蝕
性でかつ非付着性のプラスチツクで被覆又はコー
テイングされている。このプラスチツクはポリテ
トラフルオルエチレン、ポリビニリデンフルオリ
ド、ポリプロピレン等であることができる。さら
に両方の熱交換器４，６の間の導管１５，１６も
少なくとも耐腐蝕性のプラツチツクから形成する
ことができる。

熱交換を行なうためには（第２図と第３図を参
照）、水平なガス流の場合には、荒ガス流ROSに
おいても清浄ガス流においても上方からＵ字形の
プラスチツクホースが束ねられた形で懸吊されて
いる。このプラスチツクホースはプラスチツクと
しては、例えばポリテトラフルオルエチレン、ポ
リビニリデンフルオリド又はポリプロピレンを用
いるとができる。

第２図には１例として荒ガス流に組込まれた熱
交換器４が清浄ガス流RESに組込まれた熱交換
器６と同様に３つのセクシヨンＡ，Ｂ，Ｃに分け
られており、それぞれ個々にかつ稼働中に点検で
きるようになつている。各セクシヨンＡ，Ｂ，Ｃ
におけるプラスチツクホース１９のＵ字形の結束
は（第３図）、ガス流ROS若しくはRESの外にあ
る一平面内に唯一の分配室２０と集合室２１を配
置できることである。分離は適当な材料から成る
ガスシール面２２によつて行なわれる。熱担体は
矢印２３で示したように分配室２０、ひいてはホ
ース１９に流入し、矢印２４で示したように各セ
クシヨンＡ，Ｂ，Ｃから流出する。

第４図に示されているように、分配及び集合室
２０，２１の底２５における個々のホース１９の
固定はホース１９が管底２５の対応する孔２６に
差込まれ、次いで押し込まれかつ拡開された、銅
又は黄銅から成る差込スリーブ２７で固定される
ことにより行なわれる。差込スリーブ２７の形は
端部にホツパ状の水入口若しくは出口２８が流動
損失を少なくするために与えられるように選ばれ
ている。さらに差込スリーブ２７の長さＬは管底
２５の厚さＤよりも大きく選択されている。この
ような型式でホース１９が管底２５において折れ
曲がることが阻止される。

第２図と第５図から判るように熱交換器４，６
の各セクシヨンＡ，Ｂ，Ｃは鉛直な管３０によつ
て貫かれている。管３０はガスシール面２２に気
密に支承され、異なる高さに側方の出口３１を有
している。浄化水を矢印３２で示したように供給
することによつて、各セクシヨンＡ，Ｂ，Ｃで結
束されたホース１９（第３図）は必要に応じてパ
ルス流で浄化される。浄化水は水槽３３を介して
排水部に供給される。荒ガスと接触する熱交換器
４，６のすべての部分は少なくとも耐腐蝕性であ
るプラスチツクから成つている。これらの部分は
管束ガイド３５、エプロン３６、水槽３３と排出
部３４である。

さらに第５図からは第３図との関連で個々のホ
ース１９が種々異なる高さに強制案内されること
が判る。このためには鉛直な中央縦平面から側方
へ屋根状に傾斜したスペーサ板３７が用いられ
る。屋根状の傾斜によつて浄化水は申し分なく外
方へ水槽に向かつて流れれる。全熱交換器４，６
又は個々の部分は必要に応じて振動させることが
できる。このために必要な揺動系は図面には示さ
れていない。

第６図には第２の熱移動系１４の低温熱交換器
４，６が測学的に異なる高さに配置されている。
この熱交換器４，６における圧力を過度に上昇さ
せないためには熱交換器４，６の前後にそれぞれ
１つの中間タンク３８，３９が配置されている。
この中間タンク３８，３９は各熱交換器４，６に
所定の水圧を差耐えることを保証する。荒ガス流
ROSから清浄ガスRESに熱を伝達する水は落差
に基づき熱交換器４，６を貫流する。測学的に低
く配置された熱交換器６を通る排出は導管１５に
配置された圧力で制御された調整弁４０で監視さ
れる。ポンプ１７は熱担体を導管１６を介して中
間タンク３９から中間タンク１６を介して中間タ
ンク３９から中間タンク３８に搬送する。

【図面の簡単な説明】

第１図荒ガス流に段階付けて直列に配置された
２つの熱移動系を有する煙道ガ脱硫装置の概略
図、第２図は第１図の熱移動系の熱交換器を示す
図、第３図は第２図の熱交換器の詳細を示す拡大
図、第４図は第３図の１部分の拡大図、第５図
は第２図の熱交換器の詳細斜視図、第６図は熱移
動系の他の実施例を示した図である。 １……装置、２……電気フイルタ、３……熱交
換器、４……熱交換器、５……洗浄器、６……熱
交換器、７……熱交換器、８……煙道、９，１０
……導管、１３……熱移動系、１４……熱移動
系、１５，１６……導管、１７……ポンプ、１８
……バイパス、１９……プラスチツクホース、２
０……分配室、２１……集合室、２５……管底、
２６……孔、２７……差込スリーブ、２８……出
口、３０……管、３１……出口、３３……水槽、
３４……排出部、３５……管束ガイド、３６……
エプロン、３７……スペーサ板、３８，３９……
中間タンク、４０……調整弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 脱硫装置のためのエネルギ移動装置であつ
   て、荒ガス流に洗浄器の前で熱交換器が組込まれ
   ており、この熱交換器が強制案内された流動する
   熱担体によつて、洗浄器の後ろで清浄ガス流に組
   込まれた他の熱交換器と流体交換を目的として接
   続されており、この場合、熱交換器管を有する熱
   交換器と連通導管とが耐圧材料から形成されてい
   る型式のもに於て、熱交換器３と洗浄器５との間
   の荒ガス流ROSにTO洗浄器５と熱交換器７との
   間の清浄ガス流RESに、耐腐蝕性でかつ非付着
   性のプラスチツクから成るホース又は管１９を有
   する、低い温度レベルで働く１つの熱交換器（４
   若しくは６）がそれぞれ組込まれており、これら
   の熱交換器４，６が同様に少なくとも耐腐蝕性の
   プラスチツクから成る連通導管１５，１６で熱担
   体を導くように互いに接続されており、この場
   合、低温熱交換器４，６のすべてのガスを接触す
   る部分（33−37）が耐腐蝕性でかつ非付着性のプ
   ラスチツクで被覆又はコーテイングされているこ
   とを特徴とする、脱硫装置のためのエネルギ移動
   装置。 ２ 低温熱交換器４，６とその連通導管１５，１
   ６がポリテトラフルオルエチレン、ポリビニリデ
   ンフルオリド又はポリプロピレンから成つている
   か若しくはポリテトラフルオルエチレン、ポリビ
   ニリデンフルオリド又はポリプロピレンで被覆又
   はコーテイングされている、特許請求の範囲第１
   項記載のエネルギ移動装置。 ３ 低温熱交換器４，６の間の連通導管１５，１
   ６がバイパス１８によつて互いに結合されてい
   る、特許請求の範囲第１項又は第２項記載のエネ
   ルギ移動装置。 ４ 低温熱交換器４，６が異なる測地的高さに配
   置されており、低温熱交換器４，６の前若しくは
   後ろにそれぞれ１つの中間貯蔵器３８，３９が熱
   担体のために設けられている、特許請求の範囲第
   １項から第３項までのいずれか１つの項に記載の
   エネルギ移動装置。 ５ 高く置かれた低温熱交換器４から低く置かれ
   た低温熱交換器６への連通導管１５に圧力制御さ
   れた調整弁４０が組込まれている、特許請求の範
   囲第４項記載のエネルギ移動装置。 ６ 水平なガス流を有し、低温熱交換器４６が荒
   ガス流ROSと清浄ガス流RES内に上方から懸吊
   されたＵ字形のプラスチツクホース又は管１９を
   備えている、特許請求の範囲第１項から第５項ま
   でのいずれか１つの項に記載のエネルギ移動装
   置。 ７ 鉛直なガス流を有し、低温熱交換器４，６内
   にプラスチツクホース又は管１９が水平方向に自
   由に懸吊されて設けられている、特許請求の範囲
   第１項から第５項までのいずれか１つの項に記載
   のエネルギ移動装置。 ８ プラスチツクホース又は管１９の自由端が拡
   開可能な差込みスリーブ２７によつて熱交換器底
   ２５に固定可能である、特許請求の範囲第１項か
   ら第７項までのいずれか１つの項に記載のエネル
   ギ移動装置。 ９ 差込みスリーブ２７が銅又は黄銅から成つて
   いる、特許請求の範囲第８項記載のエネルギ移動
   装置。 １０ 差込みスリーブ２７の外側の端部区分２８
   がホツパ状に拡開されている、特許請求の範囲第
   ８項又は第９項記載のエネルギ移動装置。 １１ 差込みスリーブ２７の長さＬが熱交換底２
   ５の厚さＤよりも大きい、特許請求の範囲第８項
   から第１０項までのいずれか１つの項に記載のエ
   ネルギ移動装置。 １２ 低温熱交換器４，６の分配室２０と集合室
   ２１とが耐腐蝕性のガスシール面２２によりガス
   流ROS，RESから分離させられている。特許請
   求の範囲第１項から第１１項までのいずれか１つ
   の項に記載のエネルギ移動装置。 １３ プラスチツクホース又は管１９がガスシー
   ル面２２に自己シールされて固定されている。特
   許請求の範囲第１２項記載のエネルギ移動装置。 １４ プラスチツクホース又は管１９が清浄水に
   よりパルス流で負荷可能である。特許請求の範囲
   第１項から第１３項までのいずれか１つの項に記
   載のエネルギ移動装置。 １５ プラスチツクホース又は管１９がガスシー
   ル面２２と彎曲された長さ区分の間で少なくとも
   １つの、鉛直な中心縦平面から側方へ屋根状に傾
   斜するスペーサ板３７を通して案内されている、
   特許請求の範囲第６項又は第１３項又は第１４項
   記載のエネルギ移動装置。 １６ 少なくとも清浄ガス流RES内に配置され
   た低温熱交換器６に振動が与えられるようになつ
   ている、特許請求の範囲第１項から第１５項まで
   のいずれか１つの項に記載のエネルギ移動装置。