JPH10141890A - 熱交換器の洗浄方法および排煙脱硫装置 - Google Patents
熱交換器の洗浄方法および排煙脱硫装置Info
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- JPH10141890A JPH10141890A JP31142396A JP31142396A JPH10141890A JP H10141890 A JPH10141890 A JP H10141890A JP 31142396 A JP31142396 A JP 31142396A JP 31142396 A JP31142396 A JP 31142396A JP H10141890 A JPH10141890 A JP H10141890A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気集塵機等の他のSO3 および煤塵除去設
備を必要とすることなくSO3 や煤塵等の付着による熱
交換率の低下を確実に防止することができる熱交換器の
洗浄方法および当該方法を用いた排煙脱硫装置を得る。 【解決手段】 少なくとも三酸化硫黄と水分とを含む排
ガスと熱媒体とを伝熱体21を介して熱交換させる非接
触式の熱交換器20の内部を洗浄するに際して、熱交換
器20の排ガス流路側において、供給ライン25から供
給される硫酸によって耐硫酸腐食性を有する伝熱体21
の表面を洗浄する。
備を必要とすることなくSO3 や煤塵等の付着による熱
交換率の低下を確実に防止することができる熱交換器の
洗浄方法および当該方法を用いた排煙脱硫装置を得る。 【解決手段】 少なくとも三酸化硫黄と水分とを含む排
ガスと熱媒体とを伝熱体21を介して熱交換させる非接
触式の熱交換器20の内部を洗浄するに際して、熱交換
器20の排ガス流路側において、供給ライン25から供
給される硫酸によって耐硫酸腐食性を有する伝熱体21
の表面を洗浄する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、三酸化硫黄と水分
とを含む排ガスと熱媒体とを伝熱体を介して熱交換させ
る非接触式の熱交換器の洗浄方法およびこれを用いた排
煙脱硫装置に関するものである。
とを含む排ガスと熱媒体とを伝熱体を介して熱交換させ
る非接触式の熱交換器の洗浄方法およびこれを用いた排
煙脱硫装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、大型の焼却炉や発電用のボイラ
ーといった各種の燃焼設備においては、排熱利用や排ガ
スの無害化処理のために、当該燃焼設備から排出された
高温の排ガスから熱を回収するための熱回収器(熱交換
器)が設置されている。ところで、近年における残渣
油、アスファルト、オリマルジョン等の高硫黄燃料の使
用により、上記燃焼設備から排出される排ガスは、亜硫
酸ガス(SO2 )に加えて、200〜600mg/m3
N程度の多量の煤塵や50〜200ppmといった高濃
度の三酸化硫黄(SO3 )を含むために、これらSO3
と水分によって生成された硫酸(H2SO4)および煤塵
等が上記熱回収器の伝熱面に付着して伝熱面の汚れや硫
酸腐食の原因となり、この結果熱交換の効率を早期に悪
化させるという問題点がある。このため、従来のこの種
の熱回収器においては、何等かの洗浄手段を設け、この
洗浄手段によって定期的に内部の伝熱体の表面等を洗浄
することにより、その熱交換率が低下することを抑制す
るようにしている。
ーといった各種の燃焼設備においては、排熱利用や排ガ
スの無害化処理のために、当該燃焼設備から排出された
高温の排ガスから熱を回収するための熱回収器(熱交換
器)が設置されている。ところで、近年における残渣
油、アスファルト、オリマルジョン等の高硫黄燃料の使
用により、上記燃焼設備から排出される排ガスは、亜硫
酸ガス(SO2 )に加えて、200〜600mg/m3
N程度の多量の煤塵や50〜200ppmといった高濃
度の三酸化硫黄(SO3 )を含むために、これらSO3
と水分によって生成された硫酸(H2SO4)および煤塵
等が上記熱回収器の伝熱面に付着して伝熱面の汚れや硫
酸腐食の原因となり、この結果熱交換の効率を早期に悪
化させるという問題点がある。このため、従来のこの種
の熱回収器においては、何等かの洗浄手段を設け、この
洗浄手段によって定期的に内部の伝熱体の表面等を洗浄
することにより、その熱交換率が低下することを抑制す
るようにしている。
【0003】図4は、このような洗浄手段を有する熱回
収器が設けられた従来の火力発電用ボイラーの排煙脱硫
装置を示すものである。この排煙脱硫装置は、排ガスの
流路1に沿って順次空気予熱器2、乾式電気集塵機3、
熱回収器(熱交換器)4、湿式吸収塔5、再加熱器6お
よび排ガスファン7が配設されたもので、排ガスファン
7の出口側の流路1は、煙突8に導かれている。ここ
で、熱回収器4と再加熱器6とは、いずれも炭素鋼管製
のチューブ側を水等の熱媒体の流路としたベアチューブ
型やフィンチューブ型等の多管式の熱交換器であり、こ
れら熱回収器4と再加熱器6との間には、ポンプ9によ
って上記熱媒体を循環させる循環ライン10が配管され
ている。また、熱回収器4には、内部を洗浄するための
蒸気供給ライン11が接続され、さらに乾式電気集塵機
7の上流側には、排ガス中にアンモニアを散布するため
のアンモニア供給管12が接続されている。
収器が設けられた従来の火力発電用ボイラーの排煙脱硫
装置を示すものである。この排煙脱硫装置は、排ガスの
流路1に沿って順次空気予熱器2、乾式電気集塵機3、
熱回収器(熱交換器)4、湿式吸収塔5、再加熱器6お
よび排ガスファン7が配設されたもので、排ガスファン
7の出口側の流路1は、煙突8に導かれている。ここ
で、熱回収器4と再加熱器6とは、いずれも炭素鋼管製
のチューブ側を水等の熱媒体の流路としたベアチューブ
型やフィンチューブ型等の多管式の熱交換器であり、こ
れら熱回収器4と再加熱器6との間には、ポンプ9によ
って上記熱媒体を循環させる循環ライン10が配管され
ている。また、熱回収器4には、内部を洗浄するための
蒸気供給ライン11が接続され、さらに乾式電気集塵機
7の上流側には、排ガス中にアンモニアを散布するため
のアンモニア供給管12が接続されている。
【0004】上記従来の排煙脱硫装置においては、ボイ
ラーから排気された排ガスを、空気予熱器2の出口側に
おいて160℃〜180℃に降温するとともに、アンモ
ニア供給管12からアンモニア(NH3)を散布すること
により含有されているSO3と反応させて硫安((NH4)
2SO4)として固定し、次いで乾式電気集塵機3におい
て生成された上記硫安および排ガス中の煤塵を捕集して
除去することにより、排ガス中の煤塵濃度を低下させる
とともに、排ガス中に多く含まれるSO3 に起因する上
記電気式集塵機2および熱回収器4の管系の腐食を防止
する。次いで、上記排ガスを熱回収器4において当該排
ガスの熱を熱媒体に回収し、これにより120℃〜14
0℃まで降温された排ガスを、湿式吸収塔5に送って上
記排ガス中に含まれる亜硫酸ガス(SO2)を主体とす
る硫黄酸化物を、石灰石(CaCO3)を溶解または懸
濁した水溶液からなる吸収液と接触させて中和するとと
もに、これを酸化させることにより石膏として除去す
る。そして、脱硫されて無害化された排ガスを再加熱器
6に送気し、ここで白煙防止のために熱回収器4におい
て加熱されて循環ライン10から送られてくる熱媒体に
よって90℃程度まで再加熱して、排ガスファン7によ
って煙突8から大気に放出する。
ラーから排気された排ガスを、空気予熱器2の出口側に
おいて160℃〜180℃に降温するとともに、アンモ
ニア供給管12からアンモニア(NH3)を散布すること
により含有されているSO3と反応させて硫安((NH4)
2SO4)として固定し、次いで乾式電気集塵機3におい
て生成された上記硫安および排ガス中の煤塵を捕集して
除去することにより、排ガス中の煤塵濃度を低下させる
とともに、排ガス中に多く含まれるSO3 に起因する上
記電気式集塵機2および熱回収器4の管系の腐食を防止
する。次いで、上記排ガスを熱回収器4において当該排
ガスの熱を熱媒体に回収し、これにより120℃〜14
0℃まで降温された排ガスを、湿式吸収塔5に送って上
記排ガス中に含まれる亜硫酸ガス(SO2)を主体とす
る硫黄酸化物を、石灰石(CaCO3)を溶解または懸
濁した水溶液からなる吸収液と接触させて中和するとと
もに、これを酸化させることにより石膏として除去す
る。そして、脱硫されて無害化された排ガスを再加熱器
6に送気し、ここで白煙防止のために熱回収器4におい
て加熱されて循環ライン10から送られてくる熱媒体に
よって90℃程度まで再加熱して、排ガスファン7によ
って煙突8から大気に放出する。
【0005】一方、上記一連の排煙脱硫工程において、
経時的に熱回収器4のチューブ(伝熱体)の表面には、
アンモニアとの反応や乾式電気集塵機3によって捕集さ
れずに排ガスに同伴したSO3 および煤塵が付着し、こ
の結果当該熱回収器4における熱交換率が徐々に低下す
るとともに、鋼管製のチューブが腐食されることにな
る。そこで、定期的に蒸気供給ライン11から供給され
る洗浄用の蒸気によるスートブロアによってチューブ表
面を洗浄し、その熱交換率の低下およびチューブの腐食
の進行を抑制している。
経時的に熱回収器4のチューブ(伝熱体)の表面には、
アンモニアとの反応や乾式電気集塵機3によって捕集さ
れずに排ガスに同伴したSO3 および煤塵が付着し、こ
の結果当該熱回収器4における熱交換率が徐々に低下す
るとともに、鋼管製のチューブが腐食されることにな
る。そこで、定期的に蒸気供給ライン11から供給され
る洗浄用の蒸気によるスートブロアによってチューブ表
面を洗浄し、その熱交換率の低下およびチューブの腐食
の進行を抑制している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の排煙
脱硫装置にあっては、排ガス中に含まれる多量のSO3
や煤塵を除去するために、大型の乾式電気集塵機3を設
置しているので、装置全体が大型化して設備費の高騰化
を招くという欠点があり、さらにSO3 を捕集するため
のアンモニアや、熱回収器4を洗浄するための多量の蒸
気を必要とするために、ランニングコストが上昇すると
いう問題点があった。そこで、図5に示すように、同様
にして乾式電気集塵機3を設けるとともに、SO3 や煤
塵に起因する前記弊害の発生を温水洗浄等によって防止
した他の排煙脱硫装置も採用されている。この排煙脱硫
装置においては、熱回収器15のチューブが耐硫酸腐食
性に優れるテフロン等によって構成されており、かつ上
記熱回収器15における排ガスの流路が複数の並列的な
流路区画に分割されている。そして、この熱回収器15
の上流側に、各区画に対応して排ガスの流れを流通・遮
断するダンパ16が配設されている。また、上記熱回収
器15には、各区画内を洗浄するための温水の供給管1
7が接続されている。
脱硫装置にあっては、排ガス中に含まれる多量のSO3
や煤塵を除去するために、大型の乾式電気集塵機3を設
置しているので、装置全体が大型化して設備費の高騰化
を招くという欠点があり、さらにSO3 を捕集するため
のアンモニアや、熱回収器4を洗浄するための多量の蒸
気を必要とするために、ランニングコストが上昇すると
いう問題点があった。そこで、図5に示すように、同様
にして乾式電気集塵機3を設けるとともに、SO3 や煤
塵に起因する前記弊害の発生を温水洗浄等によって防止
した他の排煙脱硫装置も採用されている。この排煙脱硫
装置においては、熱回収器15のチューブが耐硫酸腐食
性に優れるテフロン等によって構成されており、かつ上
記熱回収器15における排ガスの流路が複数の並列的な
流路区画に分割されている。そして、この熱回収器15
の上流側に、各区画に対応して排ガスの流れを流通・遮
断するダンパ16が配設されている。また、上記熱回収
器15には、各区画内を洗浄するための温水の供給管1
7が接続されている。
【0007】上記構成からなる排煙脱硫装置において
は、上述した一連の排煙脱硫工程において、周期的にダ
ンパ16によってチューブにSO3 や煤塵が付着して熱
交換率が低下した流路区画のみを閉じて排ガスの流れを
遮断し、当該流路区画に供給管17から温水を供給して
上記チューブの表面等を洗浄した後に、さらに当該流路
区画を空気によって乾燥させ、次いでダンパ16を開い
て排ガスを流す工程を順次繰り返すことにより、熱回収
器15の性能低下を防止している。このような従来の排
煙脱硫装置によれば、熱回収器15のチューブを耐硫酸
腐食性に優れるテフロンによって構成しているので、S
O3 に起因する伝熱面における硫酸腐食を防止すること
ができ、しかも付着したSO3 や煤塵等を周期的に温水
によって洗浄することができる。
は、上述した一連の排煙脱硫工程において、周期的にダ
ンパ16によってチューブにSO3 や煤塵が付着して熱
交換率が低下した流路区画のみを閉じて排ガスの流れを
遮断し、当該流路区画に供給管17から温水を供給して
上記チューブの表面等を洗浄した後に、さらに当該流路
区画を空気によって乾燥させ、次いでダンパ16を開い
て排ガスを流す工程を順次繰り返すことにより、熱回収
器15の性能低下を防止している。このような従来の排
煙脱硫装置によれば、熱回収器15のチューブを耐硫酸
腐食性に優れるテフロンによって構成しているので、S
O3 に起因する伝熱面における硫酸腐食を防止すること
ができ、しかも付着したSO3 や煤塵等を周期的に温水
によって洗浄することができる。
【0008】しかしながら、上記従来の排煙脱硫装置に
あっては、図4に示したものと同様にチューブに多量の
SO3 や煤塵等が付着するため、これらに起因する圧力
損失が大きくなり、必要とされる排ガスファンの容量が
大きくなって不経済になるとともに、洗浄時に1または
複数の流路区画を閉じた場合においても、所定の排ガス
量に対する熱回収を行なう必要があるために、熱回収器
15に余分な伝熱面積が必要となり、よって熱回収器1
5の大型化を招くという問題点があった。
あっては、図4に示したものと同様にチューブに多量の
SO3 や煤塵等が付着するため、これらに起因する圧力
損失が大きくなり、必要とされる排ガスファンの容量が
大きくなって不経済になるとともに、洗浄時に1または
複数の流路区画を閉じた場合においても、所定の排ガス
量に対する熱回収を行なう必要があるために、熱回収器
15に余分な伝熱面積が必要となり、よって熱回収器1
5の大型化を招くという問題点があった。
【0009】本発明は、このような従来の熱交換器の洗
浄方法および排煙脱硫装置が有する課題を有効に解決す
べくなされたもので、アンモニアの注入や熱交換器に余
分な伝熱面積を確保する等の必要がなく、しかも電気集
塵機等の他のSO3 および煤塵除去設備も必要とするこ
となくSO3 や煤塵等の付着による熱交換率の低下を確
実に防止することができる熱交換器の洗浄方法、および
当該方法を用いた排煙脱硫装置を提供することを目的と
するものである。
浄方法および排煙脱硫装置が有する課題を有効に解決す
べくなされたもので、アンモニアの注入や熱交換器に余
分な伝熱面積を確保する等の必要がなく、しかも電気集
塵機等の他のSO3 および煤塵除去設備も必要とするこ
となくSO3 や煤塵等の付着による熱交換率の低下を確
実に防止することができる熱交換器の洗浄方法、および
当該方法を用いた排煙脱硫装置を提供することを目的と
するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
に係る熱交換器の洗浄方法は、少なくとも三酸化硫黄と
水分とを含む排ガスと熱媒体とを伝熱体を介して熱交換
させる非接触式の熱交換器の内部を洗浄するに際して、
上記熱交換器の上記排ガス流路側において、硫酸によっ
て耐硫酸腐食性を有する材料によって構成された上記伝
熱体の表面を洗浄することを特徴とするものである。こ
こで、請求項2に記載の発明は、上記熱交換器内に導入
された排ガス中の三酸化硫黄の濃度が50ppm以上で
あり、かつ水分が10%以上であることを特徴とするも
のである。
に係る熱交換器の洗浄方法は、少なくとも三酸化硫黄と
水分とを含む排ガスと熱媒体とを伝熱体を介して熱交換
させる非接触式の熱交換器の内部を洗浄するに際して、
上記熱交換器の上記排ガス流路側において、硫酸によっ
て耐硫酸腐食性を有する材料によって構成された上記伝
熱体の表面を洗浄することを特徴とするものである。こ
こで、請求項2に記載の発明は、上記熱交換器内に導入
された排ガス中の三酸化硫黄の濃度が50ppm以上で
あり、かつ水分が10%以上であることを特徴とするも
のである。
【0011】また、請求項3に記載の発明は、上記請求
項1または2に記載の熱交換器が、排煙脱硫装置の吸収
塔の上流側に配設された熱回収器であり、かつ上記熱回
収器の熱媒体は、上記吸収塔の下流側に配設された排ガ
スの再加熱器との間を循環されるとともに、上記熱回収
器内を洗浄する硫酸の濃度を60%以上に保持すること
を特徴とするものである。
項1または2に記載の熱交換器が、排煙脱硫装置の吸収
塔の上流側に配設された熱回収器であり、かつ上記熱回
収器の熱媒体は、上記吸収塔の下流側に配設された排ガ
スの再加熱器との間を循環されるとともに、上記熱回収
器内を洗浄する硫酸の濃度を60%以上に保持すること
を特徴とするものである。
【0012】次いで、請求項4に記載の本発明に係る排
煙脱硫装置は、少なくとも三酸化硫黄、亜硫酸ガスおよ
び水分を含む排ガスと熱媒体とを耐硫酸腐食性を有する
伝熱体を介して熱交換させることにより排ガスから熱を
回収する熱回収器と、この熱回収器によって降温された
排ガスを、カルシウムを主成分とする吸収液と気液接触
させて当該排ガス中の亜硫酸ガスを吸収除去する吸収塔
とを備え、かつ上記熱回収器の排ガス流路側に、主とし
て伝熱体の表面に向けて硫酸を散布する洗浄手段と、こ
の洗浄手段に硫酸を循環供給する硫酸供給手段とを備え
てなることを特徴とするものである。ちなみに、チュー
ブ等の伝熱体を構成する耐硫酸腐食性を有する材料とし
ては、熱交換器としての所定の伝熱性も有することが必
要であるために、これら考慮してテフロンや耐熱性ガラ
ス等が適用可能である。
煙脱硫装置は、少なくとも三酸化硫黄、亜硫酸ガスおよ
び水分を含む排ガスと熱媒体とを耐硫酸腐食性を有する
伝熱体を介して熱交換させることにより排ガスから熱を
回収する熱回収器と、この熱回収器によって降温された
排ガスを、カルシウムを主成分とする吸収液と気液接触
させて当該排ガス中の亜硫酸ガスを吸収除去する吸収塔
とを備え、かつ上記熱回収器の排ガス流路側に、主とし
て伝熱体の表面に向けて硫酸を散布する洗浄手段と、こ
の洗浄手段に硫酸を循環供給する硫酸供給手段とを備え
てなることを特徴とするものである。ちなみに、チュー
ブ等の伝熱体を構成する耐硫酸腐食性を有する材料とし
ては、熱交換器としての所定の伝熱性も有することが必
要であるために、これら考慮してテフロンや耐熱性ガラ
ス等が適用可能である。
【0013】また、請求項5に記載の発明は、上記硫酸
供給手段が、硫酸を貯留するタンクと、このタンク内の
硫酸を供給ラインを介して洗浄手段に供給するポンプ
と、熱回収器の底部に接続されて洗浄後の硫酸を上記タ
ンクに移送する排出ラインと、排ガス中の三酸化硫黄を
吸収することによって経時的に増加する硫酸の一部を抜
出す抜出し手段とを備えてなることを特徴とするもので
ある。
供給手段が、硫酸を貯留するタンクと、このタンク内の
硫酸を供給ラインを介して洗浄手段に供給するポンプ
と、熱回収器の底部に接続されて洗浄後の硫酸を上記タ
ンクに移送する排出ラインと、排ガス中の三酸化硫黄を
吸収することによって経時的に増加する硫酸の一部を抜
出す抜出し手段とを備えてなることを特徴とするもので
ある。
【0014】さらに、請求項6に記載の発明は、請求項
4または5に記載の吸収塔の下流側に、排ガスを再加熱
するための再加熱器が配設され、かつ上記熱回収器の熱
媒体が再加熱器との間に配設された循環ラインを循環さ
れるとともに、上記硫酸供給手段には、硫酸の濃度を検
出する濃度検出器と、この濃度検出器からの検出信号に
基づいて当該硫酸の濃度を60%以上に保持する濃度制
御手段とが設けられていることを特徴とするものであ
る。
4または5に記載の吸収塔の下流側に、排ガスを再加熱
するための再加熱器が配設され、かつ上記熱回収器の熱
媒体が再加熱器との間に配設された循環ラインを循環さ
れるとともに、上記硫酸供給手段には、硫酸の濃度を検
出する濃度検出器と、この濃度検出器からの検出信号に
基づいて当該硫酸の濃度を60%以上に保持する濃度制
御手段とが設けられていることを特徴とするものであ
る。
【0015】請求項1〜3のいずれかに記載の熱交換器
の洗浄方法およびこれを用いた請求項4〜6のいずれか
に記載の排煙脱硫装置にあっては、熱交換器の伝熱体を
耐硫酸腐食性を有する材料によって構成し、この伝熱体
の表面を硫酸で洗浄しているので、排ガス中のSO3 と
水分とによって生成されて上記伝熱体の表面に付着した
硫酸および煤塵が、洗浄用の硫酸によって洗浄される。
したがって、従来の方法および装置のように、別途アン
モニアを注入したり、あるいは熱交換器に余分な伝熱面
積を確保する等の必要がなく、SO3 や煤塵等の付着に
よる熱交換率の低下を確実に防止することができ、この
結果電気集塵機等の他のSO3 および煤塵の除去設備も
不要となる。さらには、上記硫酸によって、熱交換器の
排ガス流路を通過する排ガス中のSO3 を吸収するとと
もに、煤塵も捕集することができるために、SO3 およ
び煤塵の除去性能が向上する。
の洗浄方法およびこれを用いた請求項4〜6のいずれか
に記載の排煙脱硫装置にあっては、熱交換器の伝熱体を
耐硫酸腐食性を有する材料によって構成し、この伝熱体
の表面を硫酸で洗浄しているので、排ガス中のSO3 と
水分とによって生成されて上記伝熱体の表面に付着した
硫酸および煤塵が、洗浄用の硫酸によって洗浄される。
したがって、従来の方法および装置のように、別途アン
モニアを注入したり、あるいは熱交換器に余分な伝熱面
積を確保する等の必要がなく、SO3 や煤塵等の付着に
よる熱交換率の低下を確実に防止することができ、この
結果電気集塵機等の他のSO3 および煤塵の除去設備も
不要となる。さらには、上記硫酸によって、熱交換器の
排ガス流路を通過する排ガス中のSO3 を吸収するとと
もに、煤塵も捕集することができるために、SO3 およ
び煤塵の除去性能が向上する。
【0016】この際に、本発明においては、伝熱体の表
面を排ガス中に含まれるSO3 と水分とによって生成さ
れる硫酸そのもので洗浄しているので、請求項2に記載
の発明のように、特に高硫黄燃料の使用により排出され
る排ガスのようなSO3 の濃度が50ppm以上、より
具体的には50〜200ppmであり、かつ水分を10
%以上含む排ガスの処理に適用した場合に、顕著な作用
効果を奏する。また、上記熱交換器が、排煙脱硫装置の
吸収塔の上流側に配設された熱回収器であって、かつ上
記熱回収器の熱媒体が吸収塔の下流側に配設された排ガ
スの再加熱器との間を循環されるものである場合には、
洗浄する硫酸の濃度が低いと、図3に示すように、排ガ
スの温度が100℃程度になった場合に、低いSO3 濃
度においても硫酸の露点以下となってコンデンスが生
じ、この結果逆に熱媒体が硫酸中の水分の気化熱によっ
て冷却されることにより、当該熱媒体が再加熱器におい
て充分に排ガスを加熱することができなくなってしまう
虞がある。
面を排ガス中に含まれるSO3 と水分とによって生成さ
れる硫酸そのもので洗浄しているので、請求項2に記載
の発明のように、特に高硫黄燃料の使用により排出され
る排ガスのようなSO3 の濃度が50ppm以上、より
具体的には50〜200ppmであり、かつ水分を10
%以上含む排ガスの処理に適用した場合に、顕著な作用
効果を奏する。また、上記熱交換器が、排煙脱硫装置の
吸収塔の上流側に配設された熱回収器であって、かつ上
記熱回収器の熱媒体が吸収塔の下流側に配設された排ガ
スの再加熱器との間を循環されるものである場合には、
洗浄する硫酸の濃度が低いと、図3に示すように、排ガ
スの温度が100℃程度になった場合に、低いSO3 濃
度においても硫酸の露点以下となってコンデンスが生
じ、この結果逆に熱媒体が硫酸中の水分の気化熱によっ
て冷却されることにより、当該熱媒体が再加熱器におい
て充分に排ガスを加熱することができなくなってしまう
虞がある。
【0017】かかる観点から、洗浄用の硫酸としては、
図3に示すグラフに基づいて排ガス温度、SO3 濃度お
よび水分濃度から決定される露点以上となるような濃度
のものを使用することが好ましい。ちなみに、排煙脱硫
装置を含むこの種の燃焼設備から排出される排ガスにあ
っては、通常温度が100℃以上、SO3 濃度が0.1
ppm以上、水分が10%以上であることから、請求項
3および6に記載の発明のように、上記熱回収器内を洗
浄する硫酸の濃度を60%以上に保持すれば、上記排ガ
スの雰囲気下においては、洗浄用の硫酸がコンデンスす
ることがなく、よって熱媒体が逆に冷却されて再加熱用
の熱媒体として不適当になるといった虞が無い。
図3に示すグラフに基づいて排ガス温度、SO3 濃度お
よび水分濃度から決定される露点以上となるような濃度
のものを使用することが好ましい。ちなみに、排煙脱硫
装置を含むこの種の燃焼設備から排出される排ガスにあ
っては、通常温度が100℃以上、SO3 濃度が0.1
ppm以上、水分が10%以上であることから、請求項
3および6に記載の発明のように、上記熱回収器内を洗
浄する硫酸の濃度を60%以上に保持すれば、上記排ガ
スの雰囲気下においては、洗浄用の硫酸がコンデンスす
ることがなく、よって熱媒体が逆に冷却されて再加熱用
の熱媒体として不適当になるといった虞が無い。
【0018】
【発明の実施の形態】図1および図2は、本発明に係る
排煙脱硫装置の一実施形態を示すもので、図4および図
5に示したものと同一構成部分については、同一符号を
付してその説明を省略する。図1および図2において、
符号20は、テフロン等の耐硫酸腐食性を有し、かつ所
望の伝熱性を有する素材からなるチューブ(伝熱体)2
1…側を水等の熱媒体の流路としたベアチューブ型やフ
ィンチューブ型等の多管式の熱回収器(熱交換器)を示
すもので、この熱回収器20には、上記チューブ21の
表面および排ガス流路22の内壁に向けて硫酸を散布す
ることにより、これらを洗浄するためのノズル(洗浄手
段)23…と、このノズル23…に硫酸を循環供給する
ための硫酸供給手段とが設けられている。
排煙脱硫装置の一実施形態を示すもので、図4および図
5に示したものと同一構成部分については、同一符号を
付してその説明を省略する。図1および図2において、
符号20は、テフロン等の耐硫酸腐食性を有し、かつ所
望の伝熱性を有する素材からなるチューブ(伝熱体)2
1…側を水等の熱媒体の流路としたベアチューブ型やフ
ィンチューブ型等の多管式の熱回収器(熱交換器)を示
すもので、この熱回収器20には、上記チューブ21の
表面および排ガス流路22の内壁に向けて硫酸を散布す
ることにより、これらを洗浄するためのノズル(洗浄手
段)23…と、このノズル23…に硫酸を循環供給する
ための硫酸供給手段とが設けられている。
【0019】ここで、上記硫酸供給手段は、硫酸を貯留
するタンク24と、このタンク24内の硫酸を供給ライ
ン25を介して上記ノズル23…に供給するポンプ26
と、熱回収器20の底部に接続されて洗浄後の上記硫酸
をタンク24に移送する排出ライン27と、供給ライン
25に枝配管された抜出しライン28とから構成されて
おり、タンク24に設けられたレベルコントローラ29
からの信号によって抜出しライン28に介装された開閉
弁30が開閉されることにより、硫酸供給手段において
排ガス中の三酸化硫黄および水分を吸収することによっ
て硫酸の一部を外部に抜出すことができるようになって
いる。また、上記タンク24には、硫酸の濃度を検出す
る濃度検出器(図示を略す)と、この濃度検出器からの
検出信号に基づいて上記タンク24に硫酸または希釈水
を補給することにより、当該硫酸の濃度を、図3に示す
グラフに基づいて排ガス温度、SO3 濃度および水分濃
度から決定される露点以上となるような濃度、ちなみに
本排煙脱硫装置においては、具体的に60%以上の濃度
に保持するための濃度制御手段とが設けられている。
するタンク24と、このタンク24内の硫酸を供給ライ
ン25を介して上記ノズル23…に供給するポンプ26
と、熱回収器20の底部に接続されて洗浄後の上記硫酸
をタンク24に移送する排出ライン27と、供給ライン
25に枝配管された抜出しライン28とから構成されて
おり、タンク24に設けられたレベルコントローラ29
からの信号によって抜出しライン28に介装された開閉
弁30が開閉されることにより、硫酸供給手段において
排ガス中の三酸化硫黄および水分を吸収することによっ
て硫酸の一部を外部に抜出すことができるようになって
いる。また、上記タンク24には、硫酸の濃度を検出す
る濃度検出器(図示を略す)と、この濃度検出器からの
検出信号に基づいて上記タンク24に硫酸または希釈水
を補給することにより、当該硫酸の濃度を、図3に示す
グラフに基づいて排ガス温度、SO3 濃度および水分濃
度から決定される露点以上となるような濃度、ちなみに
本排煙脱硫装置においては、具体的に60%以上の濃度
に保持するための濃度制御手段とが設けられている。
【0020】次に、以上の構成からなる排煙脱硫装置に
おける熱回収器の洗浄方法の一実施形態について説明す
る。先ず、ボイラーから排出されたSO2 に50〜20
0ppmのSO3 と10%以上の水分および煤塵を含む
排ガスを、空気予熱器2から直接上記熱回収器20に送
り、循環ライン10からチューブ21…を流れる熱媒体
と熱交換させることにより、当該排ガスの熱を回収す
る。この際に、上記チューブ21…の表面には、SO3
と水分とから生成された硫酸と煤塵が付着する。そこ
で、常時または周期的に、ポンプ26を駆動してタンク
24内の60%以上の濃度を有する硫酸をノズル23…
から主としてチューブ21…の表面に向けて散布し、当
該チューブ21の表面に付着している上記硫酸および煤
塵を洗浄する。また、これと並行して、上記硫酸によっ
て排ガス流路22を通過する排ガス中のSO3 も吸収す
るとともに、同伴する煤塵も捕集する。これにより、排
ガスは、上記熱回収器20によって熱を回収されるとと
もに、含有するSO3 および煤塵の多くが除去されて後
段の吸収塔5に送られ、ここで亜硫酸ガスと残部のSO
3 および煤塵とが除去されて無害化され、煙突8から大
気に放出される。
おける熱回収器の洗浄方法の一実施形態について説明す
る。先ず、ボイラーから排出されたSO2 に50〜20
0ppmのSO3 と10%以上の水分および煤塵を含む
排ガスを、空気予熱器2から直接上記熱回収器20に送
り、循環ライン10からチューブ21…を流れる熱媒体
と熱交換させることにより、当該排ガスの熱を回収す
る。この際に、上記チューブ21…の表面には、SO3
と水分とから生成された硫酸と煤塵が付着する。そこ
で、常時または周期的に、ポンプ26を駆動してタンク
24内の60%以上の濃度を有する硫酸をノズル23…
から主としてチューブ21…の表面に向けて散布し、当
該チューブ21の表面に付着している上記硫酸および煤
塵を洗浄する。また、これと並行して、上記硫酸によっ
て排ガス流路22を通過する排ガス中のSO3 も吸収す
るとともに、同伴する煤塵も捕集する。これにより、排
ガスは、上記熱回収器20によって熱を回収されるとと
もに、含有するSO3 および煤塵の多くが除去されて後
段の吸収塔5に送られ、ここで亜硫酸ガスと残部のSO
3 および煤塵とが除去されて無害化され、煙突8から大
気に放出される。
【0021】一方、排ガス中のSO3 と水分とから生成
された硫酸を洗浄および吸収することにより、タンク2
4内の硫酸は経時的に増加する。そして、タンク24に
おける硫酸のレベルが所定値に達すると、レベルコント
ローラ29からの信号によって抜出しライン28に介装
された開閉弁30が開き、供給ライン25の硫酸を抜出
しライン28から系外に抜出すことにより、上記タンク
24のレベルが一定に保持される。また、上記タンク2
4に設置した濃度検出器によって硫酸の濃度が検出さ
れ、当該硫酸のコンデンスが生じて硫酸濃度が過度に上
昇した場合には、希釈水が補給され、他方排ガス中の水
分が多い場合などのように、上記硫酸濃度が徐々に低下
する場合には、適宜硫酸が補給されることにより、洗浄
に用いる硫酸の濃度が常に60%以上の所定濃度に保持
される。
された硫酸を洗浄および吸収することにより、タンク2
4内の硫酸は経時的に増加する。そして、タンク24に
おける硫酸のレベルが所定値に達すると、レベルコント
ローラ29からの信号によって抜出しライン28に介装
された開閉弁30が開き、供給ライン25の硫酸を抜出
しライン28から系外に抜出すことにより、上記タンク
24のレベルが一定に保持される。また、上記タンク2
4に設置した濃度検出器によって硫酸の濃度が検出さ
れ、当該硫酸のコンデンスが生じて硫酸濃度が過度に上
昇した場合には、希釈水が補給され、他方排ガス中の水
分が多い場合などのように、上記硫酸濃度が徐々に低下
する場合には、適宜硫酸が補給されることにより、洗浄
に用いる硫酸の濃度が常に60%以上の所定濃度に保持
される。
【0022】このように、上記構成からなる排煙脱硫装
置および当該排煙脱硫装置における熱回収器の洗浄方法
によれば、熱回収器20のチューブ21…をテフロン等
の耐硫酸腐食性と所望の伝熱性とを有する材料によって
構成し、このチューブ21…を供給ライン25から供給
される硫酸によって洗浄しているので、排ガス中のSO
3 と水分とによって生成されてチューブ21…の表面に
付着した硫酸および煤塵を、上記硫酸によってそのまま
洗浄することができる。この結果、図4および図5に見
られるように別途アンモニアを注入したり、あるいは熱
回収器15に余分な伝熱面積を確保する等の必要がな
く、SO3 や煤塵等の付着による熱交換率の低下を確実
に防止することができる。したがって、上記排煙脱硫装
置にあっては、図4に示したような大型の電気集塵機3
等の他のSO3 および煤塵の除去設備も不要になり、よ
って設置スペースの削減と設備費の低減化を図ることが
できるうえに、上記硫酸によって、熱回収器20の排ガ
ス流路22を通過する排ガス中のSO3 を吸収するとと
もに、煤塵も捕集することができるために、SO3 およ
び煤塵の除去性能も向上させることが可能になる。
置および当該排煙脱硫装置における熱回収器の洗浄方法
によれば、熱回収器20のチューブ21…をテフロン等
の耐硫酸腐食性と所望の伝熱性とを有する材料によって
構成し、このチューブ21…を供給ライン25から供給
される硫酸によって洗浄しているので、排ガス中のSO
3 と水分とによって生成されてチューブ21…の表面に
付着した硫酸および煤塵を、上記硫酸によってそのまま
洗浄することができる。この結果、図4および図5に見
られるように別途アンモニアを注入したり、あるいは熱
回収器15に余分な伝熱面積を確保する等の必要がな
く、SO3 や煤塵等の付着による熱交換率の低下を確実
に防止することができる。したがって、上記排煙脱硫装
置にあっては、図4に示したような大型の電気集塵機3
等の他のSO3 および煤塵の除去設備も不要になり、よ
って設置スペースの削減と設備費の低減化を図ることが
できるうえに、上記硫酸によって、熱回収器20の排ガ
ス流路22を通過する排ガス中のSO3 を吸収するとと
もに、煤塵も捕集することができるために、SO3 およ
び煤塵の除去性能も向上させることが可能になる。
【0023】また、上記排煙脱硫装置においては、熱回
収器20に導入される排ガスの温度が通常160℃〜1
80℃であり、かつ上記熱回収器20内を洗浄する硫酸
の濃度を60%以上に保持しているので、上記排ガスの
雰囲気下においては、洗浄用の硫酸がコンデンスするこ
とがなく、よって上記硫酸中の水分の気化によってチュ
ーブ21が逆に冷却されることにより、再加熱器6にお
ける熱媒体として不適当になるといった虞が無い。
収器20に導入される排ガスの温度が通常160℃〜1
80℃であり、かつ上記熱回収器20内を洗浄する硫酸
の濃度を60%以上に保持しているので、上記排ガスの
雰囲気下においては、洗浄用の硫酸がコンデンスするこ
とがなく、よって上記硫酸中の水分の気化によってチュ
ーブ21が逆に冷却されることにより、再加熱器6にお
ける熱媒体として不適当になるといった虞が無い。
【0024】なお、上記実施形態においては、本発明に
係る熱交換器の洗浄方法を排煙脱硫装置の熱回収器15
の洗浄に適用した場合についてのみ説明したが、これに
限定されるものではなく、オリマルジョン等の高硫黄燃
料を使用する、例えば大型の焼却炉等の各種の燃焼設備
における熱交換器の洗浄にも同様に適用することが可能
である。また、熱回収器(熱交換器)20の形式につい
ても、多管式の熱交換器に限らずプレート式の熱交換器
等を用いてもよく、この場合には、上記硫酸によって平
板状の伝熱体を洗浄するようにすればよい。
係る熱交換器の洗浄方法を排煙脱硫装置の熱回収器15
の洗浄に適用した場合についてのみ説明したが、これに
限定されるものではなく、オリマルジョン等の高硫黄燃
料を使用する、例えば大型の焼却炉等の各種の燃焼設備
における熱交換器の洗浄にも同様に適用することが可能
である。また、熱回収器(熱交換器)20の形式につい
ても、多管式の熱交換器に限らずプレート式の熱交換器
等を用いてもよく、この場合には、上記硫酸によって平
板状の伝熱体を洗浄するようにすればよい。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1〜3のい
ずれかに記載の熱交換器の洗浄方法およびこれを用いた
請求項4〜6のいずれかに記載の排煙脱硫装置にあって
は、熱交換器の伝熱体を耐硫酸腐食性を有する材料によ
って構成し、この伝熱体を硫酸で洗浄しているので、排
ガス中のSO3 と水分とによって生成されて上記伝熱体
の表面に付着した硫酸および煤塵を、洗浄用の硫酸によ
ってそのまま洗浄することができ、よって電気集塵機等
の他のSO3 および煤塵の除去設備を設置することな
く、SO3 や煤塵等の付着による熱交換率の低下を確実
に防止することができるとともに、さらに上記硫酸によ
って、熱交換器の排ガス流路を通過する排ガス中のSO
3 を吸収するとともに、煤塵も捕集することができるた
めに、SO3および煤塵の除去性能を向上させることが
できるといった効果が得られる。
ずれかに記載の熱交換器の洗浄方法およびこれを用いた
請求項4〜6のいずれかに記載の排煙脱硫装置にあって
は、熱交換器の伝熱体を耐硫酸腐食性を有する材料によ
って構成し、この伝熱体を硫酸で洗浄しているので、排
ガス中のSO3 と水分とによって生成されて上記伝熱体
の表面に付着した硫酸および煤塵を、洗浄用の硫酸によ
ってそのまま洗浄することができ、よって電気集塵機等
の他のSO3 および煤塵の除去設備を設置することな
く、SO3 や煤塵等の付着による熱交換率の低下を確実
に防止することができるとともに、さらに上記硫酸によ
って、熱交換器の排ガス流路を通過する排ガス中のSO
3 を吸収するとともに、煤塵も捕集することができるた
めに、SO3および煤塵の除去性能を向上させることが
できるといった効果が得られる。
【図1】本発明に係る排煙脱硫装置の一実施形態を示す
概略構成図である。
概略構成図である。
【図2】図1の熱回収器の内部を示す概略構成図であ
る。
る。
【図3】排ガス中の三酸化硫黄および水分の濃度と生成
された硫酸の露点との関係を示すグラフである。
された硫酸の露点との関係を示すグラフである。
【図4】従来の排煙脱硫装置を示す概略構成図である。
【図5】従来の他の排煙脱硫装置を示す概略構成図であ
る。
る。
【符号の説明】 1、22 排ガスの流路 6 再加熱器 9 ポンプ 10 熱媒体の循環ライン 20 熱回収器(熱交換器) 21 チューブ(伝熱体) 23 ノズル(洗浄手段) 24 タンク 25 供給ライン 27 排出ライン 28 抜出しライン
Claims (6)
- 【請求項1】 少なくとも三酸化硫黄と水分とを含む排
ガスと熱媒体とを伝熱体を介して熱交換させる非接触式
の熱交換器の内部を洗浄する方法であって、上記熱交換
器の上記排ガス流路側において、硫酸によって耐硫酸腐
食性を有する材料によって構成された上記伝熱体の表面
を洗浄することを特徴とする熱交換器の洗浄方法。 - 【請求項2】 上記熱交換器内に導入された排ガス中の
三酸化硫黄の濃度が50ppm以上であり、かつ水分が
10%以上であることを特徴とする請求項1に記載の熱
交換器の洗浄方法。 - 【請求項3】 上記熱交換器は、排煙脱硫装置の吸収塔
の上流側に配設された熱回収器であり、かつ上記熱回収
器の熱媒体は、上記吸収塔の下流側に配設された排ガス
の再加熱器との間を循環されるとともに、上記熱回収器
内を洗浄する硫酸の濃度を60%以上に保持することを
特徴とする請求項1または2に記載の熱交換器の洗浄方
法。 - 【請求項4】 少なくとも三酸化硫黄、亜硫酸ガスおよ
び水分を含む排ガスと熱媒体とを耐硫酸腐食性を有する
伝熱体を介して熱交換させることにより上記排ガスから
熱を回収する熱回収器と、この熱回収器によって降温さ
れた排ガスを、カルシウムを主成分とする吸収液と気液
接触させて当該排ガス中の亜硫酸ガスを吸収除去する吸
収塔とを備え、かつ上記熱回収器の排ガス流路側に、主
として上記伝熱体の表面に向けて硫酸を散布する洗浄手
段と、この洗浄手段に上記硫酸を循環供給する硫酸供給
手段とを備えてなることを特徴とする排煙脱硫装置。 - 【請求項5】 上記硫酸供給手段は、硫酸を貯留するタ
ンクと、このタンク内の硫酸を供給ラインを介して上記
洗浄手段に供給するポンプと、上記熱回収器の底部に接
続されて洗浄後の上記硫酸を上記タンクに移送する排出
ラインと、排ガス中の三酸化硫黄を吸収することによっ
て経時的に増加する上記硫酸の一部を抜出す抜出し手段
とを備えてなることを特徴とする請求項4に記載の排煙
脱硫装置。 - 【請求項6】 上記吸収塔の下流側には、上記排ガスを
再加熱するための再加熱器が配設され、かつ上記熱回収
器の熱媒体が上記再加熱器との間に配設された循環ライ
ンを循環されるとともに、上記硫酸供給手段には、上記
硫酸の濃度を検出する濃度検出器と、この濃度検出器か
らの検出信号に基づいて当該硫酸の濃度を60%以上に
保持する濃度制御手段とが設けられていることを特徴と
する請求項4または5に記載の排煙脱硫装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31142396A JPH10141890A (ja) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | 熱交換器の洗浄方法および排煙脱硫装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31142396A JPH10141890A (ja) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | 熱交換器の洗浄方法および排煙脱硫装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10141890A true JPH10141890A (ja) | 1998-05-29 |
Family
ID=18017031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31142396A Pending JPH10141890A (ja) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | 熱交換器の洗浄方法および排煙脱硫装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10141890A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101053353B1 (ko) * | 2003-12-24 | 2011-08-01 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Cog 냉각응축장치 및 방법 |
| JP2012177375A (ja) * | 2007-12-07 | 2012-09-13 | Scania Cv Ab | 燃焼機関において排気ガスを戻す構造 |
-
1996
- 1996-11-07 JP JP31142396A patent/JPH10141890A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101053353B1 (ko) * | 2003-12-24 | 2011-08-01 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Cog 냉각응축장치 및 방법 |
| JP2012177375A (ja) * | 2007-12-07 | 2012-09-13 | Scania Cv Ab | 燃焼機関において排気ガスを戻す構造 |
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