JP3073366B2 - 炉内脱硫装置を備えたボイラ - Google Patents
炉内脱硫装置を備えたボイラInfo
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- JP3073366B2 JP3073366B2 JP05144820A JP14482093A JP3073366B2 JP 3073366 B2 JP3073366 B2 JP 3073366B2 JP 05144820 A JP05144820 A JP 05144820A JP 14482093 A JP14482093 A JP 14482093A JP 3073366 B2 JP3073366 B2 JP 3073366B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は炉内脱硫装置を備えたボ
イラに関する。
イラに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のボイラ炉内脱硫と炉外排煙の脱硫
を行う簡易排煙脱硫方式の系統図を図３によって説明す
る。図３において、１はボイラ火炉、２は燃料（例えば
微粉炭）と空気をボイラ火炉に供給する主バーナ風箱、
３は主バーナ風箱２によって形成される火炎中に石灰石
（ＣａＣＯ3 ）粉とアーフタエア（以下、ＡＡと略す）
を吹込むＡＡ風箱、６は集じん装置、７はミキシングタ
ンク、８はポンプを示す。この方式はＡＡ風箱３より吹
込まれるＣａＣＯ3 粉による炉内脱硫と、集じん装置６
で回収された未反応生石灰（ＣａＯ）及び灰分をミキシ
ングタンク内で水を加えて生成させたスラリをポンプ８
で排ガス煙道内に注入して脱硫する２段脱硫を行なわせ
る方式である。
を行う簡易排煙脱硫方式の系統図を図３によって説明す
る。図３において、１はボイラ火炉、２は燃料（例えば
微粉炭）と空気をボイラ火炉に供給する主バーナ風箱、
３は主バーナ風箱２によって形成される火炎中に石灰石
（ＣａＣＯ3 ）粉とアーフタエア（以下、ＡＡと略す）
を吹込むＡＡ風箱、６は集じん装置、７はミキシングタ
ンク、８はポンプを示す。この方式はＡＡ風箱３より吹
込まれるＣａＣＯ3 粉による炉内脱硫と、集じん装置６
で回収された未反応生石灰（ＣａＯ）及び灰分をミキシ
ングタンク内で水を加えて生成させたスラリをポンプ８
で排ガス煙道内に注入して脱硫する２段脱硫を行なわせ
る方式である。
【０００３】この図３のII−II断面矢視図を図２に示
す。図２は図１のボイラ火炉１におけるボイラ火炉１内
へのＣａＣＯ3 粉の投入方法を説明するものであり、Ｃ
ａＣＯ 3 粉はＡＡ風箱３内に設けた石灰石ノズル５から
ＡＡと同一方向にボイラ火炉１に投入している。
す。図２は図１のボイラ火炉１におけるボイラ火炉１内
へのＣａＣＯ3 粉の投入方法を説明するものであり、Ｃ
ａＣＯ 3 粉はＡＡ風箱３内に設けた石灰石ノズル５から
ＡＡと同一方向にボイラ火炉１に投入している。
【０００４】炉内脱硫では次の反応が行なわれていると
推定される。 ＣａＣＯ3 → ＣａＯ ＋ ＣＯ2 ＣａＯ ＋ ＳＯ2 ＋ 1/2Ｏ2 → ＣａＳＯ4 ここでの未反応ＣａＯは集じん装置６により回収され、
水と混合してスラリとすることで、ＣａＯ＋Ｈ2 Ｏ→Ｃ
ａ（ＯＨ）2 の反応により水酸化カルシウムを主成分と
するスラリとなる。
推定される。 ＣａＣＯ3 → ＣａＯ ＋ ＣＯ2 ＣａＯ ＋ ＳＯ2 ＋ 1/2Ｏ2 → ＣａＳＯ4 ここでの未反応ＣａＯは集じん装置６により回収され、
水と混合してスラリとすることで、ＣａＯ＋Ｈ2 Ｏ→Ｃ
ａ（ＯＨ）2 の反応により水酸化カルシウムを主成分と
するスラリとなる。
【０００５】次に、このスラリをボイラ火炉１後流の脱
硫煙道中に噴霧して２次脱硫を行なう。ここでは次の３
種類の反応が行なわれていると推定される。 Ｃａ（ＯＨ）2 ＋ＳＯ2 ＋ 1/2Ｏ2 → ＣａＳＯ4 ＋Ｈ2 Ｏ −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Ｃａ（ＯＨ）2 ＋ ＳＯ2 → ＣａＳＯ3 ＋ Ｈ2 Ｏ ＣａＳＯ3 ＋ 1/2Ｏ2 → ＣａＳＯ4 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Ｈ2 Ｏ ＋ ＳＯ2 → Ｈ2 ＳＯ3 Ｈ2 ＳＯ3 ＋ ＣａＯ → ＣａＳＯ3 ＋ Ｈ2 Ｏ ＣａＳＯ3 ＋ 1/2Ｏ2 → ＣａＳＯ4
硫煙道中に噴霧して２次脱硫を行なう。ここでは次の３
種類の反応が行なわれていると推定される。 Ｃａ（ＯＨ）2 ＋ＳＯ2 ＋ 1/2Ｏ2 → ＣａＳＯ4 ＋Ｈ2 Ｏ −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Ｃａ（ＯＨ）2 ＋ ＳＯ2 → ＣａＳＯ3 ＋ Ｈ2 Ｏ ＣａＳＯ3 ＋ 1/2Ｏ2 → ＣａＳＯ4 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Ｈ2 Ｏ ＋ ＳＯ2 → Ｈ2 ＳＯ3 Ｈ2 ＳＯ3 ＋ ＣａＯ → ＣａＳＯ3 ＋ Ｈ2 Ｏ ＣａＳＯ3 ＋ 1/2Ｏ2 → ＣａＳＯ4
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の簡易脱硫方式は
実験結果から火炉内脱硫率３０〜４０％と排ガス煙道で
の脱硫率６０〜７０％の組み合わせにより全体脱硫率７
０〜８０％となっている。この方式は一般に普及してい
る脱硫率９０〜９５％の湿式石灰・石こう法と比較して
経済性では断然有利であるものの、製品化・市場拡大す
るには更に脱硫効率を向上する必要がある。
実験結果から火炉内脱硫率３０〜４０％と排ガス煙道で
の脱硫率６０〜７０％の組み合わせにより全体脱硫率７
０〜８０％となっている。この方式は一般に普及してい
る脱硫率９０〜９５％の湿式石灰・石こう法と比較して
経済性では断然有利であるものの、製品化・市場拡大す
るには更に脱硫効率を向上する必要がある。
【０００７】本発明は上記技術水準及び要望に応じ、特
に炉内脱硫における脱硫効率を向上しうる炉内脱硫装置
を備えたボイラを提供しようとするものである。
に炉内脱硫における脱硫効率を向上しうる炉内脱硫装置
を備えたボイラを提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明はボイラ火炉内燃
焼火炎中に、アーフタエアと石灰石粉を定量投入して炉
内で発生する硫黄酸化物を除去する炉内脱硫装置を備え
たボイラにおいて、石灰石粉投入ノズルをアーフタエア
投入ノズルの吹出し角度よりも火炉壁面に沿うように外
向角度に配設してなることを特徴とする炉内脱硫装置を
備えたボイラである。
焼火炎中に、アーフタエアと石灰石粉を定量投入して炉
内で発生する硫黄酸化物を除去する炉内脱硫装置を備え
たボイラにおいて、石灰石粉投入ノズルをアーフタエア
投入ノズルの吹出し角度よりも火炉壁面に沿うように外
向角度に配設してなることを特徴とする炉内脱硫装置を
備えたボイラである。
【０００９】
【作用】炉内脱硫率は反応領域の温度、酸素濃度、滞留
時間に影響し、過去の経験からＡＡ領域にＣａＣＯ3 粉
を投入する場合が最も高い脱硫率が得られることが判っ
ている。又、従来例で述べた炉内脱硫反応式から、Ｃａ
ＣＯ3 がＣａＯに転換する割合が高い程、脱硫率が高く
なることは容易に推定できる。従来法の火炉出口灰の分
析結果から、２次脱硫反応に寄与しないＣａＯ以外の未
反応ＣａＣＯ3 は２０〜４０％含まれることが判ってお
り、この未反応ＣａＣＯ3 を何如に減少させるかが炉内
脱硫率向上のポイントとなる。
時間に影響し、過去の経験からＡＡ領域にＣａＣＯ3 粉
を投入する場合が最も高い脱硫率が得られることが判っ
ている。又、従来例で述べた炉内脱硫反応式から、Ｃａ
ＣＯ3 がＣａＯに転換する割合が高い程、脱硫率が高く
なることは容易に推定できる。従来法の火炉出口灰の分
析結果から、２次脱硫反応に寄与しないＣａＯ以外の未
反応ＣａＣＯ3 は２０〜４０％含まれることが判ってお
り、この未反応ＣａＣＯ3 を何如に減少させるかが炉内
脱硫率向上のポイントとなる。
【００１０】そこで１つの極端なケーススタディとして
図４に示す反応管モデルにて炉内脱硫率の調査を行なっ
た結果、図５の排ガス分析結果に示すように炉内脱硫率
が９０％以上となった。このモデルは電気ヒータにて反
応管温度を制御し、反応管上部から燃料を供給し、Ｃａ
ＣＯ3 粉は反応管中央部からＡＡと共に連続定量供給し
たもので、反応管底部は図示のようにテーパで絞ってい
る。反応管壁面及びテーパ部に付着堆積（スラッギン
グ）したＣａＣＯ3 粉の滞留時間は燃焼ガスの滞留時間
よりもはるかに長く、スラッギングしたＣａＣＯ3 のほ
ぼ１００％がＣａＯに転換したことで炉内脱硫率が向上
したものと推定される。本発明はこの作用を実炉に適用
したものであり、ＣａＣＯ3 を積極的に火炉壁面にスラ
ッギングさせることにより炉内脱硫率の向上を計るもの
である。
図４に示す反応管モデルにて炉内脱硫率の調査を行なっ
た結果、図５の排ガス分析結果に示すように炉内脱硫率
が９０％以上となった。このモデルは電気ヒータにて反
応管温度を制御し、反応管上部から燃料を供給し、Ｃａ
ＣＯ3 粉は反応管中央部からＡＡと共に連続定量供給し
たもので、反応管底部は図示のようにテーパで絞ってい
る。反応管壁面及びテーパ部に付着堆積（スラッギン
グ）したＣａＣＯ3 粉の滞留時間は燃焼ガスの滞留時間
よりもはるかに長く、スラッギングしたＣａＣＯ3 のほ
ぼ１００％がＣａＯに転換したことで炉内脱硫率が向上
したものと推定される。本発明はこの作用を実炉に適用
したものであり、ＣａＣＯ3 を積極的に火炉壁面にスラ
ッギングさせることにより炉内脱硫率の向上を計るもの
である。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例の炉内脱硫装置を備
えたボイラを図１によって説明する。図１は本発明に係
る石灰石投入ノズルの配置を現わす図３のＩ−Ｉ断面矢
視図を示す。石灰石ノズル５はＡＡノズル４の吹出し角
度よりも外向きに配設しており、その仮想円（図中破
線）はＡＡノズル４仮想円の２〜４倍に拡げた（石灰石
ノズルによる仮想円は炉内幅の１／２〜１／４に相当す
る。）。また、石灰石の吹き出し流速はＡＡ流速の１．
５〜３倍高くすることで遠心力により石灰石の壁面到達
率を向上させた。従って、実機ＡＡ流速が略１５ｍ／ｓ
であることから石灰石吹出し流速は２０〜５０ｍ／ｓと
なる。このような条件下で石灰石粉を投入することによ
って９０％以上の脱硫率が得られる。
えたボイラを図１によって説明する。図１は本発明に係
る石灰石投入ノズルの配置を現わす図３のＩ−Ｉ断面矢
視図を示す。石灰石ノズル５はＡＡノズル４の吹出し角
度よりも外向きに配設しており、その仮想円（図中破
線）はＡＡノズル４仮想円の２〜４倍に拡げた（石灰石
ノズルによる仮想円は炉内幅の１／２〜１／４に相当す
る。）。また、石灰石の吹き出し流速はＡＡ流速の１．
５〜３倍高くすることで遠心力により石灰石の壁面到達
率を向上させた。従って、実機ＡＡ流速が略１５ｍ／ｓ
であることから石灰石吹出し流速は２０〜５０ｍ／ｓと
なる。このような条件下で石灰石粉を投入することによ
って９０％以上の脱硫率が得られる。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、石灰石粉を選択的に火
炉壁面へスラッギングさせるようにすることができるの
で、スラッギングした石灰石粉の内、ほぼ１００％を脱
硫反応に寄与する生石灰に転換することができ、炉内脱
硫率の向上が図れる。
炉壁面へスラッギングさせるようにすることができるの
で、スラッギングした石灰石粉の内、ほぼ１００％を脱
硫反応に寄与する生石灰に転換することができ、炉内脱
硫率の向上が図れる。
【図１】本発明の一実施例の炉内脱硫装置を備えたボイ
ラの石灰石粉投入の一態様を示す図で後述の図３のＩ−
Ｉ断面矢視図。
ラの石灰石粉投入の一態様を示す図で後述の図３のＩ−
Ｉ断面矢視図。
【図２】従来の炉内脱硫装置を備えたボイラの石灰石粉
投入の一態様を示す図で後述の図３のII−II断面矢視
図。
投入の一態様を示す図で後述の図３のII−II断面矢視
図。
【図３】従来の炉内脱硫装置を備えたボイラ及び炉外脱
硫装置によるボイラの排ガスの脱硫装置の側面図。
硫装置によるボイラの排ガスの脱硫装置の側面図。
【図４】本発明の炉内脱硫装置を備えたボイラの作用を
説明するための実験装置の説明図。
説明するための実験装置の説明図。
【図５】図４の実験装置による脱硫効果を示す図表。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−254815（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−96319（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−53615（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23C 11/00 F23J 7/00 F23J 15/00
Claims (1)
- 【請求項１】 ボイラ火炉内燃焼火炎中に、アーフタエ
アと石灰石粉を定量投入して炉内で発生する硫黄酸化物
を除去する炉内脱硫装置を備えたボイラにおいて、石灰
石粉投入ノズルをアーフタエア投入ノズルの吹出し角度
よりも火炉壁面に沿うように外向角度に配設してなるこ
とを特徴とする炉内脱硫装置を備えたボイラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05144820A JP3073366B2 (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 炉内脱硫装置を備えたボイラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05144820A JP3073366B2 (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 炉内脱硫装置を備えたボイラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH074610A JPH074610A (ja) | 1995-01-10 |
| JP3073366B2 true JP3073366B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=15371221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05144820A Expired - Fee Related JP3073366B2 (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 炉内脱硫装置を備えたボイラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3073366B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011012875A (ja) * | 2009-07-01 | 2011-01-20 | Nippon Steel Engineering Co Ltd | 廃棄物ガス化溶融炉における塩化水素ガス発生抑制方法および装置 |
| JPWO2018066080A1 (ja) * | 2016-10-04 | 2018-10-04 | 中国電力株式会社 | 有害微量元素溶出抑制方法及び石炭火力発電システム |
| CN116734265B (zh) * | 2023-07-17 | 2024-05-14 | 中国环境科学研究院 | 一种生活垃圾掺烧工业有机固废过程酸性污染物炉内控制方法 |
-
1993
- 1993-06-16 JP JP05144820A patent/JP3073366B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH074610A (ja) | 1995-01-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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