JPS6323480B2 - - Google Patents

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JPS6323480B2
JPS6323480B2 JP55016535A JP1653580A JPS6323480B2 JP S6323480 B2 JPS6323480 B2 JP S6323480B2 JP 55016535 A JP55016535 A JP 55016535A JP 1653580 A JP1653580 A JP 1653580A JP S6323480 B2 JPS6323480 B2 JP S6323480B2
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combustion furnace
raw material
powder raw
power generation
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Kyoichi Shibuya
Tomomi Ihara
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Sumitomo Cement Co Ltd
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Sumitomo Cement Co Ltd
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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
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
    • B01D53/50Sulfur oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/36Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/43Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B7/00Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/20Details, accessories or equipment specially adapted for rotary-drum furnaces
    • F27B7/2016Arrangements of preheating devices for the charge
    • F27B7/2025Arrangements of preheating devices for the charge consisting of a single string of cyclones
    • F27B7/2033Arrangements of preheating devices for the charge consisting of a single string of cyclones with means for precalcining the raw material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、可燃性物質を燃料として発電を行な
い、その際に発生する排ガスを有効に回収するた
めの方法およびその方法を実施するための装置に
関するものである。
一般に火力発電に使用される燃料としては、例
えば石炭やオイルシエール等の可燃性固型物およ
び重油や使用済み廃油等の可燃性液化物が使用さ
れるが、従来の火力発電設備においては、これら
燃料が燃焼し、熱交換した後の排ガスの処理が問
題となつていた。この理由として、先ず第一に火
力発電装置のボイラ出口側における排ガスの温度
は通常300℃前後と比較的高く、そのため除塵設
備の前段階で温度調整を行なう必要があつたこ
と。第二に排ガス中に含まれる硫黄酸化物を除去
するための排煙脱硫設備を設置する必要があつた
こと。第三に排ガスとともに排出される灰分の処
理が困難であつたこと等である。特に排煙脱硫設
備を設けた場合は火力発電プラントの建設費用が
高くなるという問題があるとともに、脱硫剤の消
費量も大きく、また脱硫剤と硫黄酸化物との反応
生成物の処理が上記灰分の処理同様困難になると
いう問題点があつた。特に石炭を燃料として利用
する火力発電の場合、それらの処理問題が増々重
要視されてきている。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは可燃性物質を燃料と
して発電を行なう際に発生する排ガスを粉末原料
予熱装置内に導入し、排ガス中に含まれる灰分を
粉末原料の一部として回収するとともに、排ガス
中の硫黄酸化物を粉末原料中の脱硫成分と反応さ
せて上記硫黄酸化物を除去し、その反応生成物を
粉末原料の一部として回収する一方、更に排ガス
を粉末原料予熱用の熱源の一部として積極的に回
収するための方法およびその装置を提供すること
にある。
以下添付図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。なお、以下の実施例においては
火力発電用の燃料として石炭を使用し、また石炭
排ガスを回収する粉末原料としてセメント粉末原
料を使用した場合について説明する。
第1図は本発明に係る装置の一実施例を示した
ものであり、噴流層式燃焼炉2、燃焼炉2に設け
られた水管11、蒸気タービン3および発電機4
とを装備した火力発電装置1と、セメント粉末原
料を予熱するためのサスペンシヨンプレヒータ
5、仮焼炉12、セメント粉末原料を焼成するた
めのロータリーキルン6およびクリンカ冷却用の
冷却装置7とからなるセメント原料焼成システム
とを排ガス導入管8によつて連結したものであ
る。
この火力発電装置1で使用される燃焼用空気
は、冷却装置7内でクリンカを冷却した後の高温
空気が用いられ、冷却装置7と燃焼炉2の下部と
を連通した空気導入管9によつて導かれる。また
石炭は、燃焼炉2の近傍に設置した石炭供給機1
0によつて燃焼炉2の下部近傍の空気導入管9内
に供給され、上記高温空気によつて一部は既に気
化を開始した状態で、また他は予熱された状態で
燃焼炉2内に入いる。燃焼炉2内に送り込まれた
石炭は、過剰の高温空気に接触してほぼ完全燃焼
し、燃焼炉2内において高温ガスを発生する。
燃焼炉2内には、熱交換用の水管11が設けら
れており、水管11内を循環する水を前記高温ガ
スで水蒸気に変換して系外に取り出し、蒸気ター
ビン3を水蒸気によつて回転させ発電機4を駆動
し発電する。
一方、熱交換した後の排ガスおよび石炭の燃焼
によつて生成した灰分は、燃焼炉2の上部に接続
された排ガス導入管8を通してサスペンシヨンプ
レヒータ5内に導かれる。
尚、上記燃料として燃焼速度の遅い石炭を使用
した場合は、燃焼炉2内に未燃石炭が残留する可
能性があるが、未燃石炭は排ガスとともにサスペ
ンシヨンプレヒータ5内に導かれ、完全燃焼をす
る。
また上記のように燃焼速度の遅い石炭又は低品
位の石炭を燃焼炉2で完全燃焼させるための手段
としては、例えば第2図のように燃焼炉2を2段
又はそれ以上に区切つて形成し、燃料の滞留時間
の延長を図ることによつて完全燃焼を行なわせる
ことができる。
仮焼炉12を装備したサスペンシヨンプレヒー
タ5は、複数個のサイクロンSを二系路からなる
予熱風路Wで連結して構成したものであり、原料
供給口13,14から夫々供給されたセメント粉
末原料は、サイクロンSをS1→S2→S3→S4→S5
S6→S7の順に渡り歩く間において、予熱風路Wを
W7→W5→W3→W1の順に上昇するロータリーキ
ルン6からの排ガスおよび予熱風路WをW8→W6
→W4→W2の順に上昇する仮焼炉12からの排熱
ガスとの間で熱交換を繰り返しながら予熱され、
仮焼炉12にて仮焼されたセメント粉末原料は、
その後にサイクロンS8を経てロータリーキルン6
内に投入される。仮焼炉12の燃焼用空気には、
クリンカの冷却装置7に発生する高温空気が使用
され、この実施例においては前記空気導入管9の
中途部を分岐して仮焼炉2の下部に連結するよう
に設けた分岐管15によつて供給され、バーナー
16から噴射する重油等の燃焼用として消費され
る。
尚、サイクロンS1,S2の夫々の排ガス出口側に
は、排風機17,18を装備した排気管19,2
0が接続されている。
この実施例において火力発電装置1の排ガス導
入管8はサスペンシヨンプレヒータ5の予熱風路
W5の適宜箇所に接続されている。従つて、燃焼
炉2からの灰分を含有する排ガスは、予熱風路
W5内に導入され、予熱風路W5内を上昇する予熱
ガスとともにサイクロンS5に供給され、また同時
にサイクロンS4から落下してきたセメント粉末原
料と合流して灰分はサイクロンS5で分離捕集され
て原料の一部として回収される一方、分離後の排
ガスはセメント粉末原料予熱用の熱源として回収
され、ロータリーキルン6からの排ガスと一緒に
なつて予熱風路W3,W1を上昇していく。
尚、この実施例のように石炭を燃焼する場合に
おいては、排ガス中に混入する硫黄酸化物の処理
が問題となるが、セメント粉末原料のように脱硫
剤として作用する石灰石を多量に含む粉末原料の
予熱装置内に排ガスを導入すると、硫黄酸化物
は、そのほとんどが粉末原料中の石灰石が分解し
てできた酸化カルシウムと反応して硫化カルシウ
ム又は硫酸カルシウムを生成し、原料の一部とな
つて回収される。即ち、セメント粉末原料中の炭
酸カルシウム成分はサスペンシヨンプレヒータ5
内で予熱されて脱炭酸が行なわれ酸化ウルシウム
と二酸化炭素とに分解され、予熱風路W5内では
サイクロンS7の出口から噴き上げられる未捕集原
料と反応し、またサイクロンS5内ではサイクロン
S4からの捕集原料と反応して硫化カルシウム又は
硫酸カルシウムとなり原料の一部として回収され
る。
第3図は硫黄酸化物の回収を完全に行なう場合
の実施例を示しており、火力発電装置1の燃焼炉
2からの排ガス導入管8を、仮焼炉12から最終
段のサイクロンS8に接続する予熱風路W8に連通
させたものである。従つて、この実施例において
セメント粉末原料は仮焼炉12でほぼ完全に脱炭
酸するので硫黄酸化物との反応が効率よく行なわ
れ、排ガス中の硫黄酸化物の回収率がアツプす
る。
第4図は第3図に示す実施例と同様の効果を上
げるための実施例であり、燃焼炉2からの排ガス
導入管8の他端部を仮焼炉12の入口端に接続
し、排ガスを直接仮焼炉12内に導入するようの
にしたものである。この実施例においては、特に
排ガス中に含まれる未燃石炭を仮焼炉12におい
て直ちに完全燃焼させることができ、また灰分お
よび硫黄酸化物も仮焼炉12内で原料の一部とし
て回収される。
また石炭の燃焼によつて生成する灰分は、石炭
の種類によつて、比較的低融点のものがあり、そ
のような場合燃焼炉2内の温度によつては灰分が
溶解し、炉内の壁面に付着する等のトラブルを引
き起こす虞れがある。そのため第5図のようにサ
イクロンS8からロータリーキルン6内に供給され
る酸化カルシウムおよび炭酸カルシウムを含むセ
メント粉末原料の一部を石炭供給機10の近傍に
導管24により供給し、燃焼炉2内に導入して灰
分と反応させ、高融点化合物とした後に排ガス導
入管8によつて導くようにすることで溶融トラブ
ルを防止することができる。
更に第6図に示すように、燃焼炉2に石炭供給
機10を接続し、この石炭供給機10から石炭と
ともにセメント粉末原料を燃焼炉2内に直接吹き
込むことによつて改善することもできる。
第7図に示す実施例は、火力発電装置1におけ
る燃焼炉と、サスペンシヨンプレヒータ5におけ
る仮焼炉とを一つの炉で共用したものである。
尚、本発明においては燃焼炉と仮焼炉とを一つの
炉で共用した場合も燃焼炉の範囲とみなす。即
ち、従来仮焼炉として使用されていた炉を共用炉
21として使用し、その内部に水管11を配設
し、サイクロンS7から供給される粉末原料を仮焼
するとともに石炭供給機10からの石炭を共用炉
21で燃焼し、前記水管11内に蒸気を取り出せ
るようにしたものである。この実施例において
は、粉末原料の仮焼と水蒸気の発生を一つの炉内
で同時に行なえるという利点があり、また排ガス
の回収も容易に行なえるという効果がある。尚、
第7図に示す装置の符号は第一の実施例と同一箇
所を指すものについては同一の符号を使用した。
第8図乃至第10図は本発明の他の実施例を示
すものであり、夫々形式の異なるサスペンシヨン
プレヒータ5を有する粉末原料焼成システムに火
力発電装置1を組み入れて構成したものである。
先ず、第8図におけるサスペンシヨンプレヒータ
5は予熱風路Wが一系路で構成されたものであ
り、この予熱風路Wの適宜箇所に燃焼炉2からの
排ガスが導入されるようにしたものである。第9
図は仮焼炉を装備しないサスペンシヨンプレヒー
タ5内に燃焼炉2からの排ガスが導入されるよう
にしたものである。第10図は二系路の予熱風路
Wで構成されるサスペンシヨンプレヒータ5を
夫々独立して設け、この適宜位置に燃焼炉2から
の排ガスを導入するようにしたものである。尚、
第8図乃至第10図に示す実施例においても、第
一の実施例と同一箇所を指すものについては同一
の符号を使用した。
第11図は、本発明のその他の実施例を示すも
のであり、サスペンシヨンプレヒータ5からの排
ガスを回収してボイラー22で発生させた蒸気お
よびクリンカ冷却装置7からの排ガスを利用して
他のボイラー23で発生させた蒸気の両方又はい
ずれか一方を燃焼炉2によつて発生する蒸気とと
もに蒸気タービン3に導き、発電容量を大きくと
れるようにしたものである。通常、2個の排熱ボ
イラー22,23によつて発生する蒸気のエンタ
ルピーは燃焼炉2によつて発生する蒸気のエンタ
ルピーに比較して低いので、排熱ボイラー22,
23からの蒸気は蒸気タービン3の後段に導入さ
れる。
第12図は、サスペンシヨンプレヒータ5の排
ガスを回収して発生させた蒸気をそのまま燃焼炉
2内に設けた水管11内を通過させ、燃焼炉2内
でさらに高温蒸気とした後、蒸気タービン3を駆
動するようにしたものである。
尚、第11図および第12図に示す実施例にお
いても前記実施例と同一箇所を指すものについて
は同一の符号を使用した。
本発明において使用される燃料としては、石炭
の他にアスフアルト廃棄物、オイルサンド、オイ
ルシエール、油泥および廃タイヤ等の可燃性固型
物質や重油および廃油等の可燃性液化物質を使用
することができる。
また、硫黄酸化物を回収できる粉末原料として
は、この実施例に係るセメント粉末原料に限られ
るものではなく、例えば、石灰石原料又はドロマ
イト原料等のように硫黄分と反応することがで
き、かつ、反応生成物が原料に悪影響を与えない
場合には総て応用することができ、これによつて
脱硫設備並びに脱硫剤の新たな投入を不要とする
ことができる。
以上説明したように本発明に係る方法およびそ
の装置によれば、可燃性物質を燃料として発電を
行なう際に生ずる排ガスを粉末原料の予熱装置内
に導入し、排ガスは粉末原料予熱用の熱源の一部
として、また排ガスと一緒に排出される灰分等は
排ガスと分離捕集後粉末原料の一部として夫々回
収できるようにしたから、従来その処理が問題と
なつていた排ガスを工業的にも容易に利用するこ
とができる。
また可燃性物質の燃焼排ガス中の硫黄酸化物は
セメント粉末原料その他中の脱硫成分との反応に
より除去することができるとともに、それらの反
応生成物は粉末原料の一部として回収できるの
で、脱硫装置を設ける必要がなく、発電装置全体
の建設費並びに運転コストを大巾に低減すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る可燃性物質を燃料とした
発電装置における燃焼炉からの排ガス回収装置の
一実施例を示す説明図、第2図は燃焼炉の他の実
施例を示す説明図、第3図乃至第5図は燃焼炉お
よび仮焼炉部分の他の実施例を示す説明図、第6
図は燃焼炉に直接石炭供給機を接続した場合の実
施例を示す説明図、第7図は燃焼炉と仮焼炉とを
一つの炉で共用した場合の説明図、第8図乃至第
10図は各種のサスペンシヨンプレヒータと組合
わせた場合の本発明の実施例を示す説明図、第1
1図および第12図は本発明のその他の実施例を
示す説明図である。 1……火力発電装置、2……燃焼炉、3……蒸
気タービン、4……発電機、5……サスペンシヨ
ンプレヒータ、6……ロータリーキルン、7……
冷却装置、8……排ガス導入管、9……空気導入
管、11……水管。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 可燃性物質を燃料とした発電装置における燃
    焼炉からの使用済みの灰分含有排ガスを粉末原料
    の予熱装置内に導入し、この排ガス中に混入する
    灰分は粉末原料の一部として、また排ガスは粉末
    原料予熱用の熱源の一部として夫々回収するよう
    にしたことを特徴とする可燃性物質を燃料とした
    発電装置における燃焼炉からの排ガス回収方法。 2 粉末原料中には排ガス中の硫黄酸化物を除去
    する脱硫成分が含まれていることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の可燃性物質を燃料とし
    た発電装置における燃焼炉からの排ガス回収方
    法。 3 燃焼炉からの排ガス中に混入される灰分は粉
    末原料の一部として回収される一方、排ガス中の
    硫黄酸化物は粉末原料中の脱硫成分との反応によ
    り除去されるとともに、その反応生成物が原料の
    一部として回収されることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項又は第2項記載の可燃性物質を燃料
    とした発電装置における燃焼炉からの排ガス回収
    方法。 4 粉末原料の予熱装置、焼成装置および冷却装
    置とで主要部が構成される粉末原料焼成システム
    と、燃焼炉、燃焼炉に配設された熱交換用水管、
    タービンおよび発電機を装備した火力発電装置と
    からなり、燃焼炉の排ガス出口側と、上記予熱装
    置の適宜箇所との間を排ガス導入管で連通すると
    共に、上記燃焼炉の燃焼口に、前記冷却装置から
    配管された空気導入管の端部を接続したことを特
    徴とする可燃性物質を燃料とした発電装置におけ
    る燃焼炉からの排ガス回収装置。
JP1653580A 1980-02-15 1980-02-15 Method and device for recovering exhaust gas from combustion furnace in generating set using combustible as fuel Granted JPS56113988A (en)

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