JPH08233249A - スチーム噴射器を用いた改良された熱交換器煙道ガス処理装置 - Google Patents

スチーム噴射器を用いた改良された熱交換器煙道ガス処理装置

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JPH08233249A
JPH08233249A JP7268923A JP26892395A JPH08233249A JP H08233249 A JPH08233249 A JP H08233249A JP 7268923 A JP7268923 A JP 7268923A JP 26892395 A JP26892395 A JP 26892395A JP H08233249 A JPH08233249 A JP H08233249A
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JP
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flue gas
heat exchanger
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heat
stage
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JP7268923A
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Gregory T Bielawski
グレゴリ・ティー・ビエラウスキ
Dennis W Johnson
デニス・ダブリュー・ジョンソン
Robert B Myers
ロバート・ビー・マイアーズ
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Babcock and Wilcox Co
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Babcock and Wilcox Co
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
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    • B01D53/48Sulfur compounds
    • B01D53/50Sulfur oxides
    • B01D53/501Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound
    • B01D53/504Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound characterised by a specific device
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 粒子の除去を改善すること。 【解決手段】 2段煙道ガス処理凝縮熱交換器システム
が2段形ハウジング入口においてハウジング内に煙道ガ
スが入れられるようにする。煙道ガスは、煙道ガス冷却
を行う第1の凝縮熱交換器を具備するハウジング第1段
を通じ下方に導かれる。煙道ガスは出口近傍に配置の第
2の凝縮熱交換器を具備する第2段を通じハウジング内
を上方に導かれる。液体、凝縮液、粒子および反応生成
物の収集のため、ハウジングの第1段および第2段間に
収集部が配置される。蒸気が粒子除去の改善のため複数
の場所にてハウジング内に注入される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的には煙道ガス
処理に関するものであり詳述すると有用な熱の回収のた
めの有用な方法および電力発生プラントやプロセス蒸気
発生プラントや廃棄物−エネルギ変換プラントやその他
の工業プロセスにより燃焼される屑材料や石炭その他の
化石燃料の燃焼中に形成される煙道ガスに含まれる粒子
(フライアッシュ)、硫黄酸化物/酸性ガスおよびその
他の汚染物質を、蒸気の注入を有する2段型下降流れ煙
道ガス処理凝縮熱交換器の使用を通じて取り除くための
改善された方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電力発生の分野において、連邦政府およ
び州の排出要求に従うため、一体化された熱回収および
熱い燃焼排ガスからの粒子や硫黄酸化物および/または
汚染物質の除去に関係するいくつかの知られている装置
および方法がある。
【0003】使用されている一つの装置が図1に図示の
ごとく単一ユニット10において煙道ガス11から顕熱
および潜熱の両方を回収する凝縮熱交換器である。本装
置は、水14が熱交換器12の管を通じて蛇行通路内を
上向きに通ずる間、ガス11が熱交換器12を下向きに
通るのを許容する。管面におけるガス温度が露点よりも
低くなされるとき、熱交換器12内で凝縮が生ずる。凝
縮液が熱交換器12の管配列を通り間断のない雨状物と
して落下しそして凝縮液排出溝16により底部にて除去
される。粒子が管に衝突するとき、ガスが露点以下に冷
却されるときに吸収や凝集や密着によってガス洗浄が熱
交換器12内で生じ得る。
【0004】熱交換器管および熱交換器胴内面は、煙道
ガス温度が酸性ガス露点よりも低くなされるとき腐蝕か
らの保護のため、耐蝕性材料から作られるかまたはテフ
ロンで被覆される。熱交換器管と熱交換器管との間の相
互接続は管板の外側で行われそして腐蝕性煙道ガス流1
1に露呈されない。
【0005】この領域で使用される別の装置が、汚染物
質や粒子や硫黄酸化物/酸性ガスやその他の汚染物質の
煙道ガス流22からの除去を改善するよう企図される凝
縮熱交換器である、図2に概略図示の一体的な煙道ガス
処理(IFGT)凝縮熱交換器20である。これもまた
耐蝕性材料から作られるかまたはテフロンにより被覆さ
れる内面全体を有する。
【0006】一体的な煙道ガス処理凝縮熱交換器20の
以下の4つの主要な部位、すなわち、第1の熱交換器段
24、段間遷移領域26、第2の熱交換器段28および
霧状物ないしミストの除去装置30、がある。図2の一
体的煙道ガス処理設計と図1の従来の凝縮熱交換器設計
との間の主要な違いは、1.一体的煙道ガス処理設計は
1つの熱交換器12(図1)の代わりに2つの熱交換器
段24および28を使用すること、2.熱交換器段2
4、28間に配置の段間遷移領域26がガス22を第2
の熱交換器段28に差し向け、そして収集タンクとして
作用しそして段24、28間でのガス22の処理を許容
すること、3.第2熱交換器段28におけるガス流が下
向きではなく上向きであること、4.第2熱交換器段の
ガス出口29には、包括的に参照番号40で示され、ア
ルカリ反応体ないし薬剤42を噴霧装置46へポンプ輸
送するためのポンプ44を有する反応体源42を具備す
るアルカリ反応体噴霧系が装着されること、5.ミスト
除去装置30は凝縮により形成される水分を分離しそし
て煙道ガスから飛ばすことである。
【0007】大部分の顕熱はIFGT20の第1熱交換
器段24においてガス22から除去される。遷移領域2
6は水またはアルカリ噴霧系48が装着できる。系20
は、煙道ガスが第2熱交換器段28に入る前に煙道ガス
22を水分で飽和させそしてガス22からの粒子や硫黄
汚染物や酸性ガスやその他の汚染物質の除去を助ける。
【0008】遷移部分26は、ファイバーガラス補強プ
ラスチックのような耐蝕性物質から作られる。さらに、
第2熱交換器段28は凝縮モードにおいて作動せられ、
汚染物質とともに潜熱をガス22から除去する。さら
に、第2熱交換器段28の頂部にはアルカリ反応体噴霧
装置46が装着される。この段28におけるガス22は
上向きに流れ、ガス22中の液体粒子は下向きに落下す
る。このカウンタ流動ないし対抗流動のガス/液体粒子
流は、粒子および汚染物質捕捉を改善するスクラビング
機構を提供する。落下凝縮液/反応アルカリ液体粒子中
に含まれる汚染物質や硫黄酸化物/酸性ガスや捕捉粒子
は下向きに流れそして遷移部26の底部にて収集され
る。IFGT20の煙道ガス出口29には、湿分のキャ
リオーバの可能性を減らすためミスト除去装置30が装
着される。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、入口および出
口具備のハウジングを使用する2段形下降流れ煙道ガス
処理凝縮熱交換器システムである。煙道ガスが入口にて
ハウジングに入りそしてハウジングを通じて下向きに移
動する。煙道ガスがハウジングを通じ下方に導かれると
きに煙道ガスを冷却するために、入口下方の上部段が第
1の凝縮熱交換器を包含しそして熱を煙道ガスから回収
する。煙道ガスが第2段を出口に向かって上向きに通ず
るとき、煙道ガスからのより多くの熱の回収によって煙
道ガスの別途の冷却を行う第2の凝縮熱交換器を包含す
る。凝縮液や液体や粒子や反応生成物の収集のため、第
1熱交換器および第2熱交換器間には収集段が配置され
る。凝縮液負荷を増大し粒子収集を改善するため、入口
や第1熱交換器、収集段および第2熱交換器など複数の
場所に蒸気が注入される。
【0010】出口を通じての煙道ガスの退出前に、煙道
ガスからの霧状物除去を行うためミスト除去装置が出口
に配置される。煙道ガスにアルカリ反応体の噴霧物を噴
霧するために、反応体噴霧系が第2段に配置される。
【0011】本発明を特徴付ける種々の新規特徴が特許
請求の範囲の記載によって示されそして本明細書の一部
を形成する。本発明、その動作利益およびその使用によ
り達成される特定目的のより良好な理解のために、添付
図面および本発明の好ましい実施例が示される以下の説
明を参照されたい。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明は、電力発生プラントやプ
ロセス蒸気発生プラントや廃棄物−エネルギ変換プラン
トやその他の工業プロセスにより燃焼される屑材料や石
炭や油その他の化石燃料の燃焼により発生される煙道ガ
ス流から粒子(フライアッシュ)や硫黄酸化物/酸性ガ
スやその他の汚染物質を除去することを蒸気の注入を通
じて別途改善するための改善された装置および方法を提
供する。
【0013】図2のシステムと同様の特徴または類似の
特徴を示すのに同様の参照番号を使用する。
【0014】本発明によるシステムは、図3に示される
ごとく、段間遷移部26によって直列接続される2つの
凝縮熱交換器段24、28を具備する総括的に参照番号
21により示される一体的な煙道ガス処理装置(IFG
T)を使用し、この場合、蒸気50が、一つまたはそれ
以上の場所、すなわち注入口52、54、56および5
8、にてユニット21に注入される。
【0015】段間遷移部26は、第1の熱交換器段24
を通じての煙道ガス22の垂直下降流をそれから第2の
熱交換器段28を通じての煙道ガス22の垂直上昇流を
許容する。
【0016】煙道ガス22の冷却のために煙道ガスが第
1熱交換器段に対する入口21aにおいてユニット21
の頂部に装入されそして熱交換器24を通じて下向きに
流れる。第1熱交換器段24は煙道ガス22から顕熱お
よび潜熱の両方を除去する凝縮モードにて作動される。
煙道ガス22が露点以下に冷却されるとき、水蒸気およ
び/または蒸気状態中の他の汚染物質の凝集が起こり始
め、粒子や溶解可能な汚染物質の除去を助ける液体粒子
形成を招く。凝集および密着というメカニズムにより第
1熱交換器段24内に形成される大きな凝縮液液体粒子
は下方に落下し、ガス22が段間遷移部26に吐出され
るとき、重力および慣性力の組合せ効果によりガス流2
2から分離される。これらの大きな液体粒子は段間遷移
部26の底部にて収集される。
【0017】伴出液体粒子を含む煙道ガス22(すなわ
ち霧状物ないしミスト)は段間遷移部26を流れそして
ガス22の別途冷却のため第2熱交換器段28を通じて
上方に向けられ、ここで追加の凝集および汚染物質除去
が生ずる。アルカリ試液噴霧42が、硫黄酸化物/酸性
ガスおよびその他の汚染物質を除去することの促進のた
め、第2熱交換器段入口および/または出口においてガ
ス流22内に注入可能である。
【0018】凝縮液形成、密着および/またはアルカリ
反応体噴霧により作られる大きな液体粒子は重力により
第2熱交換器段28を下向きに流れそして段間遷移部2
6の底部にて収集される。
【0019】入口21aの近傍の注入口52、第1熱交
換器24の注入口54、段間遷移部26における注入口
56および第2熱交換器28の注入口58における蒸気
50の注入は、下降流熱交換器面に対する凝縮液負荷を
増大し、既知のシステムの捕捉を上回る粒子や硫黄酸化
物/酸性ガスやその他の汚染物質の捕捉を別途改善す
る。
【0020】
【効果】本発明の利益を以下に挙げる。 1.蒸気付加はシステムの凝縮液負荷を増大し別途粒子
除去を改善する。 2.蒸気注入を通じて煙道ガスに付加される熱エネルギ
ーのほぼ100%が回収されそしてシステムへと戻され
る。従来のボイラー給水加熱サイクルにおいて、管を流
れる流体へ伝達される回収熱は注入のため必要とされる
蒸気の製造に使用される。 3.追加の凝縮液が、直接的な凝縮および密着により微
細粒子やエーロゾルの除去を促進する。 4.追加の凝縮液が管面に対する水負荷を増大し、面の
清浄さを維持するのを助ける。 5.熱交換面に対する追加の凝縮液負荷は、溶解可能な
ガス状汚染物質の除去能力の別途の改善のため、ガス−
液体間接触部の増大を招く。 6.退出煙道ガス中の水分量は意味のある変化を受けな
い。 7.追加の凝縮液は管におけるガスおよび液体間の熱伝
達を増大する。
【図面の簡単な説明】
【図1】一つの既知の凝縮熱交換器を図示する概要図で
ある。
【図2】凝縮熱交換器の別のタイプのものを図示する概
要図である。
【図3】本発明による一体煙道ガス処理凝縮熱交換器を
図示する概要図である。
【符号の説明】
11 腐蝕性煙道ガス流 12 熱交換器 14 水 16 凝縮液排出溝 24 第1の熱交換器段 26 段間遷移領域 28 第2の熱交換器段 30 ミスト除去装置 42 反応体源 44 ポンプ 46 アルカリ反応体噴霧装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート・ビー・マイアーズ アメリカ合衆国オハイオ州ノートン、ステ ィムソン・ロード3387

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入口と出口を有し、煙道ガスが入口から
    入り当該ハウジング中を移送されて出口を通って放出さ
    れるハウジングと、 前記ハウジングの入口の近傍にあって、煙道ガスを冷却
    するための第1の熱交換器手段と、 前記ハウジングの出口の近傍にあって、煙道ガスをさら
    に冷却するための第2の熱交換器手段と、 前記第1熱交換器手段と前記第2熱交換器手段との間に
    配置されていて液体および粒子を収集するための収集手
    段であって、煙道ガスが前記ハウジング内において前記
    第1熱交換器を通って下方に移送され、当該収集手段を
    経、そして前記前記ハウジング内において前記第2熱交
    換手段を通って上方に移送されるようになされている収
    集手段と、 前記ハウジング中に蒸気を注入するための手段とを備え
    ることを特徴とする煙道ガス処理装置。
  2. 【請求項2】 煙道ガスから汚染物質を浄化除去するた
    めの反応体噴霧手段を備える請求項1記載の煙道ガス処
    理装置。
  3. 【請求項3】 煙道ガスから霧状物を除去するための霧
    状物除去手段を備える請求項2記載の煙道ガス処理装
    置。
  4. 【請求項4】 前記霧状物除去手段が前記出口の近傍に
    配置されている請求項3記載の煙道ガス処理装置。
  5. 【請求項5】 前記収集手段が、前記第1熱交換器手段
    と前記第2熱交換器手段との間に遷移部分を構成してい
    る請求項1記載の煙道ガス処理装置。
  6. 【請求項6】 前記蒸気注入手段が前記ハウジングの入
    口の近傍において蒸気を注入するための第1の注入口を
    具備する請求項1記載の煙道ガス処理装置。
  7. 【請求項7】 前記蒸気注入手段が、前記第1熱交換器
    手段にて蒸気を注入するための第2の注入口をさらに具
    備する請求項6記載の煙道ガス処理装置。
  8. 【請求項8】 前記蒸気注入手段が、前記収集手段にて
    蒸気を注入するための第3の注入口をさらに具備する請
    求項7記載の煙道ガス処理装置。
  9. 【請求項9】 前記蒸気注入手段が、前記第2熱交換器
    手段にて蒸気を注入するための第4の注入口をさらに具
    備する請求項8記載の煙道ガス処理装置。
  10. 【請求項10】 2段階ハウジング中にこのハウジング
    の入口から煙道ガスを通し、 前記ハウジングの第1の段階において煙道ガスを第1の
    熱交換器手段中を下方に導いて煙道ガスを冷却し、 前記ハウジングの第2の段階において煙道ガスを第2の
    熱交換器手段中を上方に導いて煙道ガスをさらに冷却
    し、 前記第1段階と前記第2段階との間で液体と粒子を収集
    し、 前記ハウジングの前記第2段階の近傍の出口にて煙道ガ
    スをハウジングから放出する諸ステップを含むことを特
    徴とする煙道ガス処理方法。
  11. 【請求項11】 煙道ガスから霧状物を除去することを
    含む請求項10記載の煙道ガス処理方法。
  12. 【請求項12】 煙道ガスを反応体で浄化することを含
    む請求項11記載の煙道ガス処理方法。
JP7268923A 1994-09-12 1995-09-12 スチーム噴射器を用いた改良された熱交換器煙道ガス処理装置 Pending JPH08233249A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US304741 1994-09-12
US08/304,741 US5567215A (en) 1994-09-12 1994-09-12 Enhanced heat exchanger flue gas treatment using steam injection

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JPH08233249A true JPH08233249A (ja) 1996-09-10

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JP7268923A Pending JPH08233249A (ja) 1994-09-12 1995-09-12 スチーム噴射器を用いた改良された熱交換器煙道ガス処理装置

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EP (1) EP0702996A3 (ja)
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