锅炉系统以及具备该锅炉系统的发电设备的制造方法_4

文档序号:9829695阅读:来源:国知局
以下的较高温度的燃烧气体。180°C以上且350°C以下的燃烧气体中的氮氧化物在脱硝部30中以高脱硝率被脱硝。
[0127]这样,在本实施方式的锅炉系统100中,被袋滤器20去除了硫氧化物的燃烧气体在脱硝部30的上游侧未被加热装置等加热而是在维持了温度的状态下向脱硝部30流入。由于燃烧气体在以干式进行脱硫的袋滤器20中几乎未发生温度从流入的温度下降地流出,并且在维持了温度的状态下向脱硝部30流入,因此,不用在脱硝部30的上游侧设置加热装置而降低锅炉系统10整体的热效率。
[0128]空气预热器60(第一空气预热器)是对从锅炉10排出的燃烧气体与空气进行热交换的装置。空气预热器60被供给由压入通风机80输送的空气,并且使被供给的空气与燃烧气体进行热交换,并将被加热了的空气作为2次空气向锅炉10供给。从锅炉10排出的380°C以上且400°C以下的燃烧气体通过空气预热器60中的热交换被调整为其温度下降到180°C以上且350 °C以下。
[0129]空气预热器70(第二空气预热器)是对被脱硝部30去除了氮氧化物(NOx)的燃烧气体与空气(外部气体)进行热交换的装置。空气预热器70使空气与燃烧气体进行热交换,并将被加热了的空气向空气预热器60供给。从脱硝部30排出的180 °C以上且350 °C以下的燃烧气体通过空气预热器70中的热交换被调整为其温度成为约90°C。
[0130]通过空气预热器70而成为约90°C的燃烧气体从烟囱90向锅炉系统100的外部排出。
[0131]在以上的说明中,本实施方式的锅炉系统100是燃煤锅炉系统,但也可以采用其他方式。例如,也可以为将重质油用作燃料的重油燃烧锅炉系统。如图2示出的一例,重质油的硫成分的重量百分比浓度为4.5%以上且7.6%以下,氯成分的重量百分比浓度为微量(小于0.1 % ),水分的重量百分比浓度为微量(小于7.5%)o
[0132]另外,锅炉系统100也可以为将生物质用作燃料的生物质专燃锅炉系统或者生物质混烧锅炉系统。如图2示出的一例,生物质的硫成分的重量百分比浓度为0.1%,氯成分的重量百分比浓度为微量(小于0.1%),水分的重量百分比浓度为微量(小于7.5%)。
[0133]这样,本实施方式的锅炉系统100能够将煤、重质油、生物质用作燃料。在将上述任一物质用作燃料的情况下,燃料以0.3%以上且7.6%以下重量百分比浓度含有硫成分,以小于0.1%的重量百分比浓度含有氯成分,以10.3%以下的重量百分比浓度含有水分。
[0134]另外,作为本实施方式的锅炉系统100使用的燃料(煤、重质油、生物质),能够使用显示与图2所示的例子不同的性状的其他燃料。在该情况下,燃料以0.3%以上且小于8.0%的重量百分比浓度含有硫成分,以小于0.1%的重量百分比浓度含有氯成分,以20.0%以下的重量百分比浓度含有水分。
[0135]如图2所示,与本实施方式的锅炉系统100中用作燃料的煤、重质油、生物质相比,比较例的城市垃圾中的硫成分的重量百分比浓度较低,为0.0%以上且0.2%以下,氯成分的重量百分比浓度较高,为0.1 %以上且0.2%以下。另外,比较例的城市垃圾中的水分的重量百分比浓度为43.0%以上且58.0%以下,远高于本实施方式的锅炉系统100的燃料所含有的水分的重量百分比浓度。
[0136]另外,在燃烧城市垃圾的垃圾焚烧炉中,由于城市垃圾所包含的氯成分较多,因此,由于包含氯成分的可燃物的不完全燃烧等原因而产生二噁英。而且,为了抑制二恶英的再合成,需要对从垃圾焚烧炉排出的高温(例如,800°C以上)的燃烧气体进行冷却而使其迅速地成为低温(例如180°C以下)。
[0137]另外,在垃圾焚烧炉中,为了在脱硝部以所希望的脱硝率对被迅速冷却到低温的燃烧气体所包含的氮氧化物进行脱硝,需要在脱硝部的上游侧对燃烧气体进行再加热。因此,就垃圾焚烧炉而言,由于用于抑制二恶英的产生的冷却和用于提高脱硝率的再加热,从而垃圾焚烧炉整体的热效率下降。
[0138]这样,城市垃圾的性状与锅炉系统100所使用的燃料(煤、重质油、生物质)的性状有较大的不同。另外,为了提高热效率,本实施方式的锅炉系统100不具有将燃烧气体冷却后进行再加热的机构。因此,作为本实施方式的锅炉系统100所使用的燃料,无法采用城市垃圾。
[0139]下面,对以上说明的本实施方式的锅炉系统100所起到的作用以及效果进行说明。
[0140]根据本实施方式的锅炉系统100,从锅炉10排出的燃烧气体在比脱硝部30靠上游侧的位置被进行干式脱硫的袋滤器20去除硫氧化物,该锅炉10燃烧以0.3 %以上且8.0 %以下的重量百分比浓度的高浓度含有硫成分的燃料。因此,向配置于袋滤器20的下游侧的脱硝部30流入的燃烧气体所包含的硫氧化物的量减少。
[0141]另外,由于袋滤器20所具备的脱硫功能为干式,因此与湿式相比,几乎不会发生燃烧气体的温度下降,在通过袋滤器20之前和通过袋滤器20之后,燃烧气体的温度被维持在180°C以上且350°C以下。因此,无需在脱硝部30的上游侧设置将燃烧气体加热至能够进行脱硝反应的温度的加热装置。因此,不降低锅炉系统整体的热效率而能够由脱硝部30进行氮氧化物的去除。
[0142]另外,根据本实施方式的锅炉系统100,向去除硫氧化物的袋滤器20和去除氮氧化物的脱硝部30流入的燃烧气体的温度分别被维持在180°C以上且350°C以下的范围内。通过将燃烧气体的温度维持在这样的范围内,能够将脱硫率以及脱硝率分别维持在一定程度以上的值。
[0143]需要说明的是,为了将配置于下游侧的脱硝部30中的脱硝率维持得较高,向袋滤器20流入的燃烧气体的温度更优选为210°C以上且270°C以下。
[0144]这样,根据本实施方式,能够提供一种防止因使包含硫氧化物的燃烧气体流通而引起的不良情况,并且不降低锅炉系统整体的热效率而能够去除燃烧气体中的硫氧化物以及氮氧化物的锅炉系统100。
[0145]本实施方式的锅炉系统100的脱硝用还原剂是对以一氧化碳(CO)以及氢(H2)为主要成分的LNG进行重整而得到的。或者是未燃烃。
[0146]这样,与将氨用作脱硝用还原剂的情况相比,能够防止因硫酸氢铵等的堆积而引起压力损耗上升的不良情况。另外,能够防止因硫酸氢铵而生成冷凝性微粒子(例如被称为PM2.5的微小粒子物质)这样的不良情况。
[0147]本实施方式的锅炉系统100具备加湿混合机42(加湿部),该加湿混合机42(加湿部)将包含由脱硫用吸收剂供给部供给的脱硫用吸收剂的空气加湿并向袋滤器20的上游侧供给。
[0148]这样,能够促进燃烧气体所包含的硫氧化物与脱硫用吸收剂的反应而提高脱硫率。
[0149]〔第二实施方式〕
[0150]接着,参照附图对本发明的第二实施方式的锅炉系统200进行说明。
[0151 ]第二实施方式是第一实施方式的变形例,以下除非特别说明的情况,均采用与第一实施方式相同的结构,并省略说明。
[0152]第一实施方式的锅炉系统100是利用袋滤器20去除燃烧气体所包含的硫氧化物、利用脱硝部30去除燃烧气体所包含的氮氧化物的系统。与此相对,本实施方式是通过使袋滤器20’担载脱硝用催化剂从而利用袋滤器20’去除硫氧化物和氮氧化物这双方的系统。
[0153]如图5所示,本实施方式的锅炉系统200不具备第一实施方式的锅炉系统100所具备的脱硝部30。另外,本实施方式的锅炉系统200利用重整器50使作为还原剂的以一氧化碳(CO)以及氢(H2)为主要成分的气体在袋滤器20 ’的上游侧混入到燃烧气体中。
[0154]本实施方式的袋滤器20’担载有用于使燃烧气体所包含的氮氧化物与作为还原剂的一氧化碳发生反应的催化剂(例如铱)。另外,袋滤器20’担载有用于使燃烧气体所包含的氮氧化物与作为还原剂的氢发生反应的催化剂(例如白金、钯或者铱)。
[0155]流入到袋滤器20’的燃烧气体所包含的氮氧化物在袋滤器20’所担载的催化剂的作用下与还原剂发生反应而从被燃烧气体中去除。需要说明的是,本实施方式的锅炉系统200中,从袋滤器20 ’排出的燃烧气体的温度成为210 °C以上且350 °C以下的比较高的温度。
[0156]袋滤器20’中的脱硝率在燃烧气体的温度为180°C以上且350°C以下的区域中比较高。另外,脱硝率在燃烧气体的温度为210 °C以上且270 °C以下的区域中特别高,在约230°C时进一步变得特别高。180 °C以上且350°C以下的燃烧气体中的氮氧化物在袋滤器20 ’中被以较高的脱硝率脱硝。
[0157]需要说明的是,作为向袋滤器20’供给的燃烧气体的温度(处理温度)的范围,例如也可以采用高于200°C且350°C以下的范围。从图3清楚可知,在该范围内,脱硝率在脱硝条件I?3下也均成为10%以上的值。
[0158]另外,由于袋滤器20’所具备的脱硫功能为干式,因此与湿式相比,几乎不会发生燃烧气体的温度下降。另外,由于去除部去除硫氧化物以及氮氧化物,因此燃烧气体的温度内维持在180°C以上且350°C以下。因此,无需设置将燃烧气体加热至能够进行脱硝反应的温度的加热装置。因此,不降低热效率而能够由袋滤器20’进行氮氧化物的去除。
[0159]另外,本实施方式的锅炉系统200的袋滤器20’具备去除硫氧化物的脱硫功能和去除氮氧化物的脱硝功能这双方。因此,与分别独立地设置具备脱硫功能的脱硫部和具备脱硝功能的脱硝部的情况相比,能够使设备小型化。
[0160]另外,本实施方式的锅炉系统200使用以一氧化碳(CO)以及氢(H2)为主要成分的气体来作为在袋滤器20’的上游侧混入到燃烧气体中的还原剂。一氧化碳(CO
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