JPS59166228A - 排熱回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はボイラー燃焼炉などから発生する湿潤ガスの持
つ熱エネルギーを回収する方法に関するものである。

ボイラー、燃焼炉などから発生する排ガス（以下排ガス
という。）は一般に２５０℃程度の高温で、また、燃料
の種類によっては、例えばＣ重油などを使用する場合、
ＢＯＸ、煤塵などを含み、これらを除去した後に空中に
放出される。

ＢＯｘ、煤塵の除去方法として最も一般的方法は水相洗
浄方法であるが、この際高温ガスのエンタルピがＳ截少
し、それに相当する水蒸気が発生して、排ガスの湿度が
増すことになる。

本発明の目的は、水相洗浄を行った後の高温排ガスから
熱エネルギーを回収する方法を提供することにある。

本発明の熱回収の原理を第１図に示した湿度図表（岩波
全書：化学工学■から転載）により説明する。

周知のように、断熱冷却線（図中右下シの線ＡＡなどの
群）は、水温が一定値（ｔｓ　）に保次れると仮定した
場合に不飽和の空気がその水から蒸発する水蒸気で飽和
される過程を竪軸湿度、横軸温度で示し次平衡線である
。換直すると、断熱冷却線で示される状態の不飽和空気
は、この線と関係、湿度１００％の線との交点の横軸で
示される温度（前述のｔｓ）の水と断熱ひ］に長時間接
触式せると水温はｔｓのまま変化せず、空気の温度が降
下した分に相当する水の蒸発が起こる特別な関係を示し
断熱変化線である。

このことから、例えば、この線上の点Ｘ（第１図参照）
の水分を何らかの方法で、（例えば脱水剤を使って）、
ｘｌまで除いてやると、その・′偉熱により空気温度は
ｘ２まで上昇する。これはＸが断熱冷却線に浴って）ｒ
からＸ２に：移ｍＪ　したことを示す。

すなわち、本発明では、高温の排ガスを水洗してＢＯＸ
、煤垣などを除いた後、このガスを、塩類水溶液により
洸浄して、脱水するのであって、塩類水溶液が沸点上昇
することを利用するＯすなわち、簡単のため、希薄溶液
についていうと沸点上昇△ＴＢは、水の沸点をＴＱ、蒸
発熱をχＶガス常故をＲＸＸＢをモル汁率とするとΔＴ
　Ｂ　＝　　　ＸＢ　−一−−−ｉｌ＋八Ｖ へ表わされる（例えばＷ、Ｊ、Ｍｏｏｒｅ　；　Ｐｈｙ
ｓｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙＸＰｒｅｎｔｉｃ、ｅ−
Ｈａｌｌ　１９６２　Ｆ、１３２参照）。その結果、か
かる水溶液と平衡している空気は、常に過熱状態である
（ここで過熱状態というのは非飽和状底である。）。し
たがって、脱水が起こると、前記のとおり、不飽和空気
の温度上昇が起こるので、この温片上昇分を熱回収に有
利に利用するのである。

次に計算例としてＭｇｃ１２の溶Ｍを用いた場合を、第
１図を説、明月に部分広大しｆｃ第２図を用いて説明す
る。

第２図において、曲線ａは純水の場合の飽和曲線、ｂ、
ｃはそれぞれＭｇｃ１２５ｍｏｌ／１５．５ｍｏｌ／コ
を表わす。いま、ガス温度２００℃、湿度ｏ、ｏ６２（
ｋｇ水蒸気７１Ｂ乾と空気）の油燃焼排ガスを、水で洸
浄し、その液を循環すればガス温度は断熱冷却線ＡＢに
沿って冷却し、Ｂ点（５７℃、湿度Ｈ１に達して平衡す
る。このＢ点のガスを次にＭｇｃ１２　ｓ　ｍｏｌ／ｌ
の塩類溶液に気液接触せしめると、排ガスの湿度Ｕ：Ｈ
１からＨ２に鍼少し、ガス並に塩水溶液は０点（８１’
Ｃ１Ｈ２）に相当する点で平衡することになる。

Ｍｇｃ１２の５．５　ｍｏｌ／１液を使用すれば、Ｄ点
に移動し、さらに高湿の液温全階ることが可能である。

次に本発明の方法を第３図に示した工程図によシ説明す
る。

設備（１）で発生した高温の排ガスは、排風機（２）に
より吸引さね１、液ａ：装置（３）に送入され、循環ポ
ンプ（３ａ）　Ｋより循環している洗浄液で、洗浄され
て、ＳＯＸ、媒煙などを除かれ念後、導管（４）を通り
、送風＠（５）、水滴除去器（６）を経て、脱水塔（７
）に至る。（３ｂ）はスタックで、ダンパー（３Ｃ）を
開くことにより、排ガスを空中に解放することがｉＪ′
能である。脱水塔（７）においては、沸点上昇を示す塩
類の水溶液、例えば坂化マグネシクムの５〜６　ｍｏｌ
／ｌ水ｄ液（ａ度が７　ｍ０１７１以上になると固体が
沈降するので望甘しくない。）を排ガスと向流接触させ
て、脱水を行う。この脱水用液は、排ガスを脱水するこ
とにより温度上昇し、ポンプ（８）から取シ出され、熱
交換器（９）で給水を加熱し、再び脱水塔（７）の上部
から層下する。また脱水塔（７）下部の脱水液の１部５
はポンプ（１０）により引抜かれ真空蒸発器（１１）で
、脱水器で脱水した水分に相当する水を蒸発させたイ８
ユ、脱水塔（７）の上部に戻る。真空蒸発装面で７ラツ
シユにより発生した水蒸気は間接冷却器（国で、給水に
より冷され、水に決り、溢水＃崗から溢出し１．非凝縮
ガスは専管１１４）から真茄装胤（図示せず）により吸
引除去される。

一方給水（加熱されることにより熱回収すべき水）は、
ポンプｔｌｌｉ）により圧入せられ、間接熱交換器（１
→で加熱され、導管ｔｈｅ）を通り、熱交換器＼９）で
加熱せられ、専管Ｑηから使用設備に送られる。

次に第４図は、脱水４（７）の周辺の異なる別の実施例
の要部を示すもので、第３図の実施例で熱交換器（９）
を、ポンプ（８）を含む循環系路に設置したのに対し、
こＩ−Ｌを、ポンプ（１０）の系統に移し、かつ、ポン
プ８を含む循環系路を廃止したものであって装［ｊ７の
ｆｒｌＴ略化が図られている。

次に、最初の実施例の場合について運転条件を例示すあ
と、脱水塔、。人。排ガ７カ、温い一息。。

湿度０　、１３　Ｅｋ鍵気／／ｃｑｔ、きガス］出口排
ガスが温渡７５−７３℃、湿度０−．０６　［んｑ水蒸
気／ｋｇ乾きガス］、脱水液としてＭｇｃ１２５．５［
ｍｏｖｌ　］の溶液を用い、真を蒸発器ｉｉ１の温度を
７０℃、圧力０゜３２［幡］、給水（被加熱水）温度２
０℃の場合、脱水塔＋７１　ｖｑ最高水温８８℃、熱又
換器（９）のＭｇｃ１２水溶液側出Ｅ］温度７０°Ｃ，
間接冷却器（（資）出口での給水温度は約５０°Ｃであ
って、加１さ几た給水の温度は約８０℃に運するのであ
る。し７１）シて、この加熱された給水の温度は第３図
に示し７ヒ変形χ施例についても到運される。

本発明は、上述したように、湿潤ガスを塩類溶液で洗浄
したＩｆｔ／こ脱水と同時に、温度上昇の起こる現象を
巧みに利用し、一種のヒートポンプとして作用させた点
に特徴があり、１圧部の湿１１濁ガスを用いて、高温の
水を得ることができ、その効果は極めて大で、広く省エ
ネルギー操作に使用されるべきものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は湿度図表、第２図はその１部を抽出した説明図
表、第３図は本発明実施の一態様を示す工程図、第４図
は、順、の実施態様を示す工程図である。 （３）・−・洗浄装置、（６）・・・水滴除去器、（７
）・・・脱水塔、（９）・・・熱交換器、ｉｌｌ・・・
真空蒸発器、＋１２）・・・間接冷却器、（１３１・・
・潜水器。 第１図 大憑あか］１客幻紅°Ｃ〕 第２図 ｔ″Ｃ ミ　　　　　　　　　第４図 ↓ ♀

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、湿潤ガスを、塩類水溶液で脱水し、脱水液・化の際
   に発生すべき蒸発熱を主体とする熱エネルギーにより、
   給水を加熱することを特徴とする排熱回収方法。 ２、給水を加熱する方法が；該湿潤ガスを、脱水塔（γ
   ）で、塩類水溶液と向流接触し、真空蒸発器（１１）で
   脱水した水をフラッシュして除去し、塩類水溶液を脱水
   塔に戻し循環使用する循環系に適宜設けた、循環塩類水
   溶液熱交換器（９）丙で行われる特許請求の範囲第１項
   記載の方法。 ３、給水を加熱する方法が；循環塩類水溶液熱交換器（
   ９）で加熱される前に、真空蒸発器、ｌ１１で発生しｆ
   ｌ：、蒸気が凝縮する１祭発生するエネルギーで加熱さ
   れ、しかる後、前記熱交換器（９）で加熱されるように
   なった特許請求の範囲第２項記載の方・　法０