特許 6500306 排ガス減温システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6500306

(24)【登録日】2019年3月29日

(45)【発行日】2019年4月17日

(54)【発明の名称】排ガス減温システム

(51)【国際特許分類】

   F23J 15/06 20060101AFI20190408BHJP

   F23J 15/02 20060101ALN20190408BHJP

【ＦＩ】

   F23J15/06

   !F23J15/02

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2018-199533(P2018-199533)

(22)【出願日】2018年10月23日

【審査請求日】2018年11月9日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】501370370

【氏名又は名称】三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100210572

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 太一

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 翔太

(72)【発明者】

【氏名】石川 順也

(72)【発明者】

【氏名】川内 敏生

(72)【発明者】

【氏名】百瀬 大峰

【審査官】 柳本 幸雄

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５６−４４８６７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００５−７４３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−４２４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２７１１５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｊ １５／０６

Ｆ２３Ｊ １５／０２

Ｆ２７Ｄ １７／００

Ｂ０１Ｄ ５１／１０

Ｂ０１Ｄ ５１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

排ガスの煙道に設置されたバグフィルタに、誘引通風機によって誘引されて導入される前記排ガスを減温する排ガス減温システムであって、
前記バグフィルタより上流の前記煙道に設置され、前記煙道に水を噴霧する複数の第一ノズル及び第二ノズルと、
前記水を貯水する受水タンクと、
前記受水タンクの前記水が導入され、前記第一ノズルに電動ポンプを介して前記水を供給する第一冷却水タンクと、
前記受水タンクの前記水が第一電磁弁を介して導入され、前記第二ノズルに前記水を供給する第二冷却水タンクと、
空気圧縮機と、
前記空気圧縮機で圧縮された空気を蓄え、逆流を阻止する第一方向制御弁を介して前記第二冷却水タンクへ前記空気を供給する圧縮空気タンクと、
前記第二冷却水タンクと前記第二ノズルとを接続し、通常時に前記噴霧をしない所定量の水を前記第二冷却水タンクから前記第二ノズルへ供給する第一流路と、
前記第二冷却水タンクと前記第二ノズルとを接続し、停電時に第二電磁弁を介して前記噴霧する所定量の水を前記第二冷却水タンクから前記第二ノズルへ供給する第二流路と
を有し、
前記圧縮空気タンクは、前記第二冷却水タンクに加え、所定の装置へ前記空気を供給し、
前記第二冷却水タンクは安全弁を備えた圧力タンクとして形成され、
通常時に、前記電動ポンプが動作して前記第一ノズルは前記噴霧し、且つ、前記第二ノズルは前記噴霧をせず、
停電時に、前記電動ポンプが停止して前記第一ノズルは前記噴霧をせず、前記第二冷却水タンクは、前記第一電磁弁が閉弁して前記圧縮空気タンク及び前記受水タンクから切り離され、且つ、前記第二電磁弁が開弁して前記第二ノズルが前記噴霧することを特徴とする排ガス減温システム。

【請求項2】

前記第一流路に設けられた第二方向制御弁をさらに有し、
前記第一流路は、前記第二電磁弁をバイパスして前記第二流路に接続され、
前記第二方向制御弁は、前記第二ノズルに向かう水は通過させ、前記第二冷却水タンクに向かう水は通過させないことを特徴とする請求項１に記載の排ガス減温システム。

【請求項3】

前記第一方向制御弁は、逆止弁、又は受電がない場合に自動的に閉弁する電磁弁であり、
前記第二方向制御弁は、逆止弁、又は受電がない場合に自動的に閉弁する電磁弁であり、
前記第一電磁弁は、受電がない場合に自動的に閉弁し、
前記第二電磁弁は、受電がない場合に自動的に開弁することを特徴とする請求項２に記載の排ガス減温システム。

【請求項4】

前記第二冷却水タンクの水位に関する情報を検知する第一水位計と、
通常時に前記第二電磁弁に給電して前記第二電磁弁を閉弁し、且つ、前記第一水位計の検知した前記水位に関する情報を受け、前記情報に対応する水位が所定水位未満の場合に前記第一電磁弁を開弁し、前記水位が前記所定水位に達した場合に前記第一電磁弁を閉弁する制御装置と、をさらに有し、
前記制御装置は、停電時に前記第一電磁弁及び前記第二電磁弁への給電を停止することを特徴とする請求項３に記載の排ガス減温システム。

【請求項5】

前記第一方向制御弁は、受電がない場合に自動的に閉弁する電磁弁であり、
前記第二方向制御弁は、受電がない場合に自動的に閉弁する電磁弁であり、
前記制御装置は、通常時に前記第一方向制御弁及び前記第二方向制御弁に給電して前記第一方向制御弁及び前記第二方向制御弁を開弁し、
停電時に前記第一方向制御弁及び前記第二方向制御弁への給電を停止することを特徴とする請求項４に記載の排ガス減温システム。

【請求項6】

前記排ガスは、焼却炉で廃棄物が焼却された際に発生し、
前記第一ノズルは、二流体式の水噴霧ノズルであり、
前記第二ノズルは、一流体式の水噴霧ノズルであり、
前記第一ノズル及び前記第二ノズルは、ガス冷却塔または減温塔に設置されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の排ガス減温システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排ガス減温システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、排ガス中に含まれる煤塵等をバグフィルタで除塵するシステムを備えたプラント（例えば、ごみ等の廃棄物を焼却する焼却炉を備えた焼却プラント、石炭焚きボイラを備えた火力発電プラント、等）では、排ガスは、誘引通風機により誘引され、バグフィルタに導入されている。バグフィルタは、所定温度以上で劣化して除塵性能が低下し、場合によっては破損するため、高温の排ガスをそのまま導入することはできない。そこで、高温の排ガスは、バグフィルタに導入される前に、排ガス減温装置（ガス冷却塔、減温塔、等）により、当該所定温度未満の温度まで冷却、すなわち減温されている。

【0003】

しかし、プラントへ電力を供給できない事態が発生した場合、排ガス減温装置を含む各種装置へ電力を供給することができず、電力で動作していた当該各種装置が全て停止することになる。従って、この場合、排ガス減温装置は排ガスの冷却を継続できない。
一方、誘引通風機は、電力が供給されなくなっても、暫時、慣性力でファンが回転し続ける。このため、上記所定温度未満の温度に冷却されていない排ガスが、バグフィルタへ流入しうる。
そして、上述したように、上記所定温度以上の温度の排ガスがバグフィルタへ流入した場合、バグフィルタの除塵性能が低下するのみならず、バグフィルタが破損する恐れがある。
そこで、プラントへ電力を供給できない事態が発生した場合に、電力の供給がなくても、慣性力による誘引通風機のファンの回転が完全に停止するまで、当該所定温度未満の温度まで排ガスを冷却するシステムが開発されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３−４２４３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載のシステムは、排ガス減温装置として減温塔を使用しており、減温塔に備えた複数のノズルから冷却水を噴射することで、排ガスの温度（以下、「排ガス温度」という）を上記所定温度未満まで減温している。
しかし、通常時と停電時のいずれの場合においても、通常時に使用するノズルから冷却水を噴射（以下、「水噴射」という）するシステムである。
ここで、本出願明細書において、以下、「通常時」とは、電力系統もしくはプラントへ設置した予備電源によりプラントへ電力が供給され、排ガス減温装置が電力により動作して排ガス温度を上記所定温度未満まで減温できる場合を意味する。また、「停電時」とは、排ガス減温装置が電力により動作することができない場合を意味する。従って、「停電時」は、電力系統によりプラントへ電力が供給されない場合のみならず、電力系統が電力の供給を停止してから予備電源が排ガス減温装置へ電力を供給開始するまでの間や、当該予備電源の電力が喪失した場合を含む。

【0006】

さて、特許文献１に記載のシステムの課題の説明に戻る。一般的に、排ガス減温装置において、通常時に水噴射するためのノズルの本数は多数存在する。従って、停電時に、誘引通風機の回転が完全に停止するまでの短時間とはいえ、これらノズルの全数から水噴射するには、多量の冷却水を貯留するための大型で高価な冷却水タンクを設置する必要がある。
また、特許文献１に記載のシステムでは、停電時専用の空気圧縮機、圧縮空気槽を設けている。しかし、プラントでは、一般的に、圧縮空気を使用する複数の設備があり、これらに圧縮空気を供給する空気圧縮機及び圧縮空気槽と別箇の空気圧縮機及び圧縮空気槽を設置するのはシステムとして高価となるという課題がある。

【0007】

そこで、この発明は、停電時に排ガス温度を上記所定温度未満まで効果的に減温することができ、かつ、従来に比べ安価に構築可能な排ガス減温システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の排ガス減温システムは、排ガスの煙道に設置されたバグフィルタに、誘引通風機によって誘引されて導入される前記排ガスを減温する排ガス減温システムであって、前記バグフィルタより上流の前記煙道に設置され、前記煙道に水を噴霧する複数の第一ノズル及び第二ノズルと、前記水を貯水する受水タンクと、前記受水タンクの前記水が導入され、前記第一ノズルに電動ポンプを介して前記水を供給する第一冷却水タンクと、前記受水タンクの前記水が第一電磁弁を介して導入され、前記第二ノズルに前記水を供給する第二冷却水タンクと、空気圧縮機と、前記空気圧縮機で圧縮された空気を蓄え、逆流を阻止する第一方向制御弁を介して前記第二冷却水タンクへ前記空気を供給する圧縮空気タンクと、前記第二冷却水タンクと前記第二ノズルとを接続し、通常時に前記噴霧をしない所定量の水を前記第二冷却水タンクから前記第二ノズルへ供給する第一流路と、前記第二冷却水タンクと前記第二ノズルとを接続し、停電時に第二電磁弁を介して前記噴霧する所定量の水を前記第二冷却水タンクから前記第二ノズルへ供給する第二流路とを有し、前記圧縮空気タンクは、前記第二冷却水タンクに加え、所定の装置へ前記空気を供給し、前記第二冷却水タンクは安全弁を備えた圧力タンクとして形成され、通常時に、前記電動ポンプが動作して前記第一ノズルは前記噴霧し、且つ、前記第二ノズルは前記噴霧をせず、停電時に、前記電動ポンプが停止して前記第一ノズルは前記噴霧をせず、前記第二冷却水タンクは、前記第一電磁弁が閉弁して前記圧縮空気タンク及び前記受水タンクから切り離され、且つ、前記第二電磁弁が開弁して前記第二ノズルが前記噴霧することを特徴とする。

【0009】

このような構成によれば、停電時に、第二冷却水タンクは、圧縮空気タンク及び受水タンクから切り離され、且つ、第二電磁弁が開弁して第二冷却水タンクに貯留した水が第二ノズルから排ガスへ水噴霧されるので、停電時であっても、排ガス温度を効果的に減温することができる。
また、冷却水タンクを、通常時の水噴霧に使用する第一ノズル用の第一冷却水タンクと停電時の水噴霧に使用する第二ノズル用の第二冷却水タンクに分けて設置したため、個々の冷却水タンクを小型化でき、システムの低コスト化が可能となる。
さらに、通常時に、第一流路を介して第二ノズルが水噴霧しない程度の量の水が第二ノズルに供給されることによって、第二ノズルが高温の排ガスによって傷むことを防止することができる。すなわち、第二ノズルが水噴霧しない通常時においても、少量の水を第二ノズルへ供給することで第二ノズルを冷却し、第二ノズルを長寿命化することができるので、結果として、システムのメンテナンスコストを低減することができる。
その上、圧縮空気タンクは、第二冷却水タンクと他の装置へ空気を供給する兼用型であるため、第二冷却水タンク専用とすることに比べ、圧縮空気タンクの数を減少させることができ、システムの低コスト化が可能となる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、停電時に排ガス温度を効果的に減温することができ、かつ、従来に比べ安価に構築可能な排ガス減温システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態の排ガス減温システムを有する焼却プラントの構成図である。

【図2】本発明の実施形態のガス冷却塔の上壁を上方から見た図であり、第一ノズル及び第二ノズルの配置を説明する図である。

【図3】本発明の実施形態の変形例の排ガス減温システムを有する焼却プラントの構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態の排ガス減温システムにつき、図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明の排ガス減温システムが適用されるプラントとして、ごみ焼却プラントを例に挙げて説明する。なお、本発明の排ガス減温システムは、ごみ焼却プラントのほか、例えば、石炭焚きボイラを備えた火力発電プラントなど、排ガスをバグフィルタで除塵する機構を備えたプラントであれば、いかようなプラントにも適用可能である。

【0013】

では、図１を用いて、本発明の排ガス減温システムが適用されたごみ焼却プラントを説明する。
図１のごみ焼却プラント５０は、ごみ等の廃棄物を焼却する焼却炉５１（例えば、順送式のストーカ炉）と、焼却炉５１で発生した排ガスＥを水噴霧により冷却するガス冷却塔５３と、ガス冷却塔５３で冷却された排ガスＥを水噴霧により冷却する減温塔５５と、減温塔５５で冷却された排ガスを除塵等するバグフィルタ５６と、バグフィルタ５６で除塵された排ガスＥを大気放出する煙突５８と、バグフィルタ５６と煙突５８の間の煙道に設置され、排ガスＥを煙突５８に向けて誘引して流す誘引通風機５７と、ガス冷却塔５３に設置された本発明の排ガス減温システム１と、を備えている。

【0014】

焼却炉５１は、廃棄物を焼却させる焼却炉本体５１ａと、廃棄物を一時的に貯留するホッパ５９と、焼却炉本体５１ａに廃棄物を供給するフィーダ６０と、焼却炉本体５１ａの底部側に設けられたストーカ６１と、を備えている。
焼却炉５１から排出された排ガスＥは、煙道であるダクト５２を介して、ガス冷却塔５３の上部に供給される。
ガス冷却塔５３は、ダクト５２から供給された排ガスＥを、四角筒状のガス冷却塔５３の周囲（側壁５３ａ、上壁５３ｂ）に設置した多数のノズルから水噴霧して冷却する。ガス冷却塔５３は、鉛直方向に延びる煙道を有している。煙道の水平面における断面形状は、矩形状である。図１では、排ガスＥは、ガス冷却塔５３の上方に供給され、下方から排出される。
減温塔５５は、ガス冷却塔５３から排出された排ガスＥを、円筒状の減温塔５５の下方に設置したノズルから上方に水噴霧して冷却する。図１では、排ガスＥは、減温塔５５の下方に供給され、上方から排出される。
なお、減温塔５５は、円筒状の構成に限らず、ガス冷却塔５３と同様、四角筒状の構成とし、その周囲に設置した多数のノズルから水噴霧する構成としてもよい。

【0015】

バグフィルタ５６は、耐熱性を有するろ布などを用いて、減温塔５５から排出された排ガスＥ中の煤塵・灰などの固形成分をろ過捕集する装置である。バグフィルタ５６は、ガス冷却塔５３及び減温塔５５の下流の煙道に設置されている。言い換えれば、排ガスＥの煙道で見て、バグフィルタ５６の上流に、ガス冷却塔５３及び減温塔５５が設置されている。

【0016】

排ガス減温システム１は、排ガスＥの煙道で見て、焼却炉５１の下流且つバグフィルタ５６の上流に設置される。水噴霧して排ガスを冷却し減温するシステムであるため、噴霧した水の排水をするための機構をすでに備えているガス冷却塔５３または減温塔５５に設置することが望ましい。当該排水する機構を別途用意するのであれば、排ガス減温システム１をダクト５２に設置することも可能である。
ここでは、排ガス減温システム１を、ガス冷却塔５３に設置した例を説明する。
図１に示す例では、排ガス減温システム１は、ガス冷却塔５３に設置された複数の第一ノズルＮ１及び第二ノズルＮ２と、水源Ｗから導入される水を貯留する受水タンク２と、第一ノズルＮ１に供給される水を貯留する冷却水タンク３（第一冷却水タンク）と、第二ノズルＮ２に供給される水を貯留する緊急注水タンク４（第二冷却水タンク）と、空気圧縮機５と、空気圧縮機５で圧縮された空気を蓄える圧縮空気タンク６と、制御装置７と、第一及び第二電動ポンプＰ１、Ｐ２と、第一及び第二方向制御弁ＤＶ１、ＤＶ２と、第一及び第二電動弁ＭＶ１、ＭＶ２と、第一及び第二電磁弁ＥＶ１、ＥＶ２と、第一乃至第三水位計Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を備えている。
なお、このうち、少なくとも第一ノズルＮ１、第二電動ポンプＰ２、及び冷却水タンク３は、ガス冷却塔５３が、もともとガス冷却塔５３の付随設備として備えている構成要素である。排ガス減温システム１をガス冷却塔５３へ設置すると、ガス冷却塔５３にもともと備えられた構成要素を流用することができるので、排ガス減温システム１の低コスト化が可能となる。

【0017】

複数の第一ノズルＮ１は、ガス冷却塔５３の側壁５３ａ及び上壁５３ｂに設けられている。第一ノズルＮ１は、二流体式の水噴射ノズルである。即ち、第一ノズルＮ１は、二系統に分けられた圧縮空気と水を混合して噴出する方式のスプレーノズルである。後述の一流体式のスプレーノズルに比べ、水をより微粒化できることが知られている。第一ノズルＮ１は、ガス冷却塔５３の側壁５３ａ及び上壁５３ｂに規則的に多数配置されている。
第二ノズルＮ２は、一流体式の水噴霧ノズルである。即ち、第二ノズルＮ２は、水のみを噴出する方式のスプレーノズルである。

【0018】

図２に示すように、第二ノズルＮ２は、少なくともガス冷却塔５３の上壁５３ｂに配置されている。第二ノズルＮ２は、水平面で見て、排ガスＥの流れ方向に対して垂直方向であるガス冷却塔５３の幅方向Ｗｉに等間隔に複数配置され、列Ｎ２Ａを形成している。ガス冷却塔５３の上壁５３ｂにおいては、第一ノズルＮ１も第二ノズルＮ２と同様に複数配置され、第二ノズルＮ２の列Ｎ２Ａと平行をなす、複数の列Ｎ１Ａを形成している。

【0019】

後述するように、第一ノズルＮ１は通常時の水噴霧に使用され、第二ノズルＮ２は停電時に使用されるため、第二ノズルＮ２の数は第一ノズルＮ１の数より少なく、第一ノズルＮ１の数と第二ノズルＮ２の数の比率は、約１５対１程度に設定される。

【0020】

図２では、第二ノズルＮ２の列Ｎ２Ａは、第一ノズルＮ１の列Ｎ１Ａで挟み込むように配置されている。このように第二ノズルＮ２の列Ｎ２Ａを配置することで、通常時に第一ノズルＮ１の列Ｎ１Ａによる水噴霧で減温された排ガスＥが第二ノズルＮ２に接触するので、高温の排ガスＥが減温されずに第二ノズルに直撃することを回避することができる。後述するように、通常時においても、水噴霧しない程度の量の水が第二ノズルＮ２に供給されて第二ノズルＮ２を冷却し、第二ノズルＮ２の長寿命化が図られるが、第二ノズルＮ２の列Ｎ２Ａと第一ノズルＮ１の列Ｎ１Ａを上記配置とすることで、さらに第二ノズルＮ２を長寿命化することができ、排ガス減温システム１のメンテナンスコストを低減することができる。

【0021】

受水タンク２は、ごみ焼却プラント５０の建屋の下方、例えば地表や地下に設置されている大型の貯水槽である。受水タンク２には、例えば、市水、井水等の水源Ｗから第一水源ライン（配管）９を介して水が供給され、貯留される。第一水源ライン９には、第一電動弁ＭＶ１が設けられている。第一電動弁ＭＶ１は、電動機を使用したアクチュエーターで駆動する弁である。第一電動弁ＭＶ１は、制御装置７によって弁の開度が制御可能である。なお、電動弁（ここでは、第一電動弁ＭＶ１、後述の第二電動弁ＭＶ２）は、弁の開度については「開」（全開）、「閉」（全閉）の２択ではなく、「開」と「閉」の間で自由に開度を調整することが可能である。従って、制御装置７は、例えば、電動弁の開度を、全開の半分だけ弁が開いた「半開」に設定することも可能である。

【0022】

受水タンク２には、受水タンク２の水位に関する情報を検知する第三水位計Ｌ３が設けられている。第三水位計Ｌ３によって検知された情報は、制御装置７に送信される。制御装置７は、第三水位計Ｌ３によって検知された情報を受け、受水タンク２の水位が所定水位未満の場合に、第一電動弁ＭＶ１を制御して開弁し、受水タンク２へ水を供給する。先述のように、電動弁は弁の開度を自由に調整できるので、制御装置７は、受水タンク２の水位が所定水位より大幅に少ない場合には、第一電動弁ＭＶ１を全開に制御し、水位が所定水位に近づくにつれて、弁の開度を次第に閉めるよう制御し、さらに水位が所定水位に到達した場合に弁の開度を「閉」（全閉）に制御することができる。

【0023】

受水タンク２に貯留された水は、第一供給ライン（配管）１１を介して第一電動ポンプＰ１で建屋の上方まで汲み上げられる。当該汲み上げられた水は、第二供給ライン（配管）１２を介して緊急注水タンク４に供給される。また、当該汲み上げられた水は、第二供給ライン１２から分岐する第三供給ライン（配管）１３を介して、焼却プラント５０内に設けられている機器Ｄ（例えば、水冷ジャケット、油圧装置等）を冷却等した後、受水タンク２に比べて小型の貯水槽である冷却水タンク３に供給される。

【0024】

先述のとおり、冷却水タンク３に貯留された水は、通常時に多数の第一ノズルＮ１から水噴霧されて多量に消費されるので、所定の水位まで補充を継続的かつ早期に行う必要がある。一方、第一ノズルＮ１は、二流体式のスプレーノズルであるので詰まる危険性が少なく、多少、水が汚れていたとしても、水噴霧することが可能である。そこで、発明者は、一般的に、機器Ｄを冷却等して汚れた水（使用済の水）はただちに廃棄されることに着目し、当該廃棄されていた使用済みの水を通常時の水噴霧に利用することとした。このため、当該使用済の水を冷却水タンク３に貯留する。これにより、ごみ焼却プラント５０で使用する水のコストを削減することができる。

【0025】

なお、冷却水タンク３には、冷却水タンク３の水位に関する情報を検知する第二水位計Ｌ２が設けられている。第二水位計Ｌ２によって検知された情報は、制御装置７に送信される。制御装置７は、第二水位計Ｌ２によって検知された情報を受け、冷却水タンク３の水位が所定水位未満の場合に、第一電動ポンプＰ１を駆動し、機器Ｄを介して、冷却水タンク３へ水を供給する。先述のとおり、通常時、第一ノズルＮ１から多量に水噴霧されるので、ごみ焼却プラント５０が計画停止中でない限り、制御装置７により第一電動ポンプＰ１は原則として駆動し続けることになる。

【0026】

ここで、第一電動ポンプＰ１を駆動しても冷却水タンク３に貯留された水が減少する場合、水源Ｗから冷却水タンク３へ直接的に水を供給するため、水源Ｗと第一電動弁ＭＶ１の間の第一水源ライン９から分岐し、機器Ｄと冷却水タンク３の間の第三供給ライン１３に接続した第二水源ライン（配管）１０を利用する。第二水源ライン１０には第二電動弁ＭＶ２が設置されているので、制御装置７は、第二水位計Ｌ２によって検知された情報に基づき第二電動弁ＭＶ２の開度を適宜調整することで、水源Ｗから冷却水タンク３へ直接的に水を供給することができる。
言い換えれば、制御装置７は、冷却水タンク３に貯留された水が所定水位を大幅に下回って欠乏することがないよう、第一電動ポンプＰ１または第二電動弁ＭＶ２を制御する。 なお、水源Ｗから第一水源ライン９へ流れる水は、所定の圧力がかけられていれば、図１では、第二水源ライン１０に電動ポンプを配置せずとも、水源Ｗから冷却水タンク３へ直接的に水を供給することができる。しかし、当該圧力が弱い場合には、第二水源ライン１０に電動ポンプを設置し、適宜、制御装置７がその駆動を制御する構成としてもよい。

【0027】

第二供給ライン１２には、第一電磁弁ＥＶ１が設けられている。第一電磁弁ＥＶ１は、電磁石を使用したアクチュエーターで駆動する弁である。第一電磁弁ＥＶ１は、制御装置７が給電し、第一電磁弁ＥＶ１が制御装置７から受電した場合、弁が「開」（全開）となり、制御装置７が給電せず、第一電磁弁ＥＶ１が受電しない場合、弁が自動的且つ機械的に「閉」（全閉）となる。すなわち、第一電磁弁ＥＶ１は、制御装置７に弁の開度が、全開または全閉のいずれか一方に制御される。

【0028】

なお、電磁弁（ここでは、第一電磁弁ＥＶ１、後述の第二電磁弁ＥＶ２、さらに後述の第一方向制御弁ＤＶ１または第二方向制御弁ＤＶ２が電磁弁である場合も含む）は、弁の開度については、「開」（全開）、「閉」（全閉）の２択である。ただし、電磁弁には、（１）受電した場合に「開」となり、受電しない場合に自動的且つ機械的に「閉」となるものと、（２）受電した場合に「閉」となり、受電しない場合に自動的且つ機械的に「開」となるものの２種がある。図１に示した第一電磁弁ＥＶ１は、（１）の種類の電磁弁である。図１に示したその他の各電磁弁について、（１）と（２）のいずれの種類であるかは、後ほど説明する。

【0029】

冷却水タンク３と第一ノズルＮ１とは、第一ノズルライン（配管）１５によって接続されている。第一ノズルライン１５には、通常時、制御装置７により駆動されて、冷却水タンク３に貯留された水を吸い上げ、勢いよく第一ノズルＮ１へ押し出す第二電動ポンプＰ２が設けられている。これにより、通常時、多数の第一ノズルＮ１から排ガスＥに対して水噴霧がなされる。

【0030】

緊急注水タンク４は、圧力容器として形成され、ごみ焼却プラント５０の建屋の上方（望ましくは第二ノズルＮ２よりも上方、例えば、ダクト５２よりも上方の梁の上）に設置されている貯水槽であり、受水タンク２に比べて小型の貯水槽である。緊急注水タンク４には、緊急注水タンク４の水位に関する情報を検知する第一水位計Ｌ１が設けられている。第一水位計Ｌ１によって検知された情報は、制御装置７に送信される。

【0031】

制御装置７は、第一水位計Ｌ１によって検知された情報を受け、通常時、緊急注水タンク４の水位が所定水位未満の場合に、第一電磁弁ＥＶ１を制御して開弁し、緊急注水タンク４へ第二供給ライン１２から水を供給する。また、当該水位が所定水位に達した場合、制御装置７は、第一電磁弁ＥＶ１を制御して閉弁し、緊急注水タンク４への水の供給を停止する。第一電磁弁ＥＶ１は、上記（１）の種類の電磁弁である。
なお、緊急注水タンク４には、緊急注水タンク４内の気体（ここでは、圧縮空気）が所定の圧力を超過した場合に、当該気体を緊急注水タンク４から機械的に放出して、圧力容器である緊急注水タンク４を保護するための安全弁１６が設けられている。

【0032】

空気圧縮機５は、通常時、制御装置７により駆動され、圧縮した空気を圧縮空気タンク６へ供給する。
圧縮空気タンク６は、圧縮空気ライン（配管）１７に接続され、圧縮空気ライン１７を介して、貯留した圧縮空気をごみ焼却プラント５０の所定の装置Ｄ２（例えば、スートブロア、圧縮空気式のファン、空気冷却を必要とする炉内カメラ、等）及び緊急注水タンク４に供給している。空気圧縮機５及び圧縮空気タンク６を、緊急注水タンク４へ圧縮空気を供給するための専用の装置とせず、圧縮空気を使用するごみ焼却プラント５０の他の装置Ｄ２と兼用することができるので、ごみ焼却プラント５０における空気圧縮機及び圧縮空気タンクの数を減数させることができる。よって、ごみ焼却プラント５０の低コスト化が可能となる。

【0033】

なお、緊急注水タンク４と圧縮空気ライン１７の接続箇所は、緊急注水タンク４の先述の所定の水位よりも上方の気相の部位が望ましい。
圧縮空気ライン１７のうち、所定の装置Ｄ２への分岐箇所と緊急注水タンク４の間には、第一方向制御弁ＤＶ１が設けられている。方向制御弁（ここでは、第一方向制御弁ＤＶ１、第二方向制御弁ＤＶ２）は、液体または気体の一方向への通過は許容するが、その逆方向への通過を妨げる機能を備えた弁である。ここでは、方向制御弁が電磁弁である例を説明するが、方向制御弁はいわゆる「逆止弁」であってもよい。
では、第一方向制御弁ＤＶ１の説明を続ける。第一方向制御弁ＤＶ１は、上記（１）の種類の電磁弁である。通常時、制御装置７が第一方向制御弁ＤＶ１へ給電し、第一方向制御弁ＤＶ１が受電することで「開」となっている。これにより、圧縮空気タンク６から圧縮空気ライン１７を介して圧縮空気が緊急注水タンク４に導入されることによって、緊急注水タンク４の気相の圧力が所定の圧力に維持される。なお、当該所定の圧力は、停電時における第二ノズルＮ２の水噴霧を効果的に行うことができる圧力に設定されている。

【0034】

緊急注水タンク４と第二ノズルＮ２とは、緊急注水ライン（配管）１８（第二流路）で接続されている。緊急注水ライン１８には、上述の（２）の種類の電磁弁である第二電磁弁ＥＶ２が設けられている。
また、ノズル冷却ライン（配管）１９（第一流路）が、第二電磁弁ＥＶ２をバイパスするように、緊急注水ライン１８に接続されている。即ち、ノズル冷却ライン１９は、緊急注水ライン１８上で緊急注水タンク４と第二電磁弁ＥＶ２の間から分岐し、緊急注水ライン１８上の第二電磁弁ＥＶ２と第二ノズルＮ２の間に接続されている。
ノズル冷却ライン１９には、第二方向制御弁ＤＶ２が設けられている。第二方向制御弁ＤＶ２は、ノズル冷却ライン１９上で、緊急注水タンク４から第二ノズルＮ２へ向かう水の通過は許容するが、その逆方向への通過を妨げる。ここでは、第二方向制御弁ＤＶ２は、上記（１）の種類の電磁弁として説明する。通常時、制御装置７が第二方向制御弁ＤＶ２へ給電し、第二方向制御弁ＤＶ２が受電することで、第二方向制御弁ＤＶ２は「開」となっている。

【0035】

ノズル冷却ライン１９の内径は、緊急注水ライン１８の内径よりも小さい。例えば、ノズル冷却ライン１９の内径は、緊急注水ライン１８の内径の１／１０から１／５とすることができる。
ノズル冷却ライン１９の内径が小さいため、通常時、第二方向制御弁ＤＶ２が「開」であっても、ノズル冷却ライン１９を介して第二ノズルＮ２が水噴霧しない程度の量の水が、第二ノズルに供給される。水噴霧しない程度の量の水であっても、第二ノズルＮ２を冷却できるので、第二ノズルＮ２が高温の排ガスによって傷むことを防止することができる。すなわち、第二ノズルが水噴霧しない通常時においても、少量の水を第二ノズルへ供給することで第二ノズルを冷却し、第二ノズルを長寿命化することができる。

【0036】

表１に示すように、通常時、第一方向制御弁ＤＶ１及び第二方向制御弁ＤＶ２は、制御装置７による給電により「開」となり、第二電磁弁ＥＶ２は制御装置７による給電により「閉」となる。第一電磁弁ＥＶ１は、上述のとおり、緊急注水タンク４に貯留された水の水位に応じて、制御装置７により「開」または「閉」のいずれか一方に適宜制御される。
一方、停電時、制御装置７それ自体への電力供給も停止するので、制御装置７は停止する。従って、制御装置７は、第一電磁弁ＥＶ１及び第二電磁弁ＥＶ２へ給電することができない。なお、停電時、第二電動ポンプＰ２への電力供給も停止するので、通常時に水噴霧していた第一ノズルＮ１において、水噴霧が停止する。
このため、上記（１）の種類の電磁弁である第一方向制御弁ＤＶ１、第二方向制御弁ＤＶ２、及び第一電磁弁ＥＶ１は、それぞれ受電することができず、自働的かつ機械的に「閉」となる。第二電磁弁ＥＶ２は、上記（２）の種類の電磁弁であるので、自働的かつ機械的に「開」となる。

【0037】

【表1】

【0038】

従って、停電時、緊急注水タンク４は、第一電磁弁ＥＶ１と第一方向制御弁ＤＶ１により、圧縮空気タンク６及び受水タンク２から切り離される。当該切り離された時点の緊急注水タンク４の気相の圧力、すなわち圧力容器である緊急注水タンク４の内部の圧縮空気の圧力は上記所定の圧力に固定され、当該圧力の逃げ道は、「開」となった第二電磁弁ＥＶ２が設置されている緊急注水ライン１８のみとなる。このため、停電時、緊急注水タンク４内に貯留された水が、緊急注水タンク４内の圧縮空気の圧力で緊急注水ライン１８へ押し出され、第二ノズルＮ２から勢いよく水噴霧がなされる。
なお、緊急注水タンク４は、先述のとおり、第二ノズルＮ２よりも上方、例えば、ダクト５２よりも上方の梁の上に設置されているため、緊急注水タンク４内に貯留された水を圧縮空気の圧力で緊急注水ライン１８へ押し出す際には、重力も併せて利用することができる。従って、緊急注水タンク４を第二ノズルＮ２よりも下方に設置する場合に比べ、前記所定の圧力を小さく設定しても第二ノズルＮ２から同様に水噴霧することができるので、緊急注水タンク４の製造コストを低減でき、結果として排ガス減温システム１の低コスト化が可能となる。

【0039】

以上の構成により、停電時に排ガス温度を効果的に減温することができ、かつ、従来に比べ安価に構築可能な排ガス減温システムを提供することができる。

【0040】

＜変形例＞
次に、本発明の実施形態の変形例について図面を参照して詳細に説明する。なお、本変形例では、図１を用いて説明した実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
図３に示すように、本変形例の排ガス減温システム１Ｂにおいては、ノズル冷却ライン１９に第二方向制御弁ＤＶ２が設けられていない。すなわち、ノズル冷却ライン１９は、第二電磁弁ＥＶ２をバイパスして緊急注水ライン１８に接続され、その流路になんら遮るもののない単なるバイパスの配管である。
従って、通常時と停電時のいずれにおいても、ノズル冷却ライン１９に水の流れが生じうる。

【0041】

しかしながら、ノズル冷却ライン１９の内径が緊急注水ライン１８の内径よりも小さく、また、緊急注水タンク４の上記所定の圧力が適宜設定されることで、図１の実施形態と同様、停電時、緊急注水タンク４内に貯留された水が、緊急注水タンク４内の圧縮空気の圧力で緊急注水ライン１８へ押し出され、第二ノズルＮ２から勢いよく水噴霧することができる。すなわち、変形例においては、第二方向制御弁ＤＶ２を設置しない分だけ、図１の実施形態に比べて、低コストの排ガス減温システム１を提供することができる。

【0042】

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

【符号の説明】

【0043】

１、１Ｂ 排ガス減温システム
２ 受水タンク
３ 冷却水タンク（第一冷却水タンク）
４ 緊急注水タンク（第二冷却水タンク）
５ 空気圧縮機
６ 圧縮空気タンク
７ 制御装置
９ 第一水源ライン（配管）
１０ 第二水源ライン（配管）
１１ 第一供給ライン（配管）
１２ 第二供給ライン（配管）
１３ 第三供給ライン（配管）
１５ 第一ノズルライン（配管）
１６ 安全弁
１７ 圧縮空気ライン
１８ 緊急注水ライン（第二流路）
１９ ノズル冷却ライン（第一流路）
５０ ごみ焼却プラント
５１ ごみ焼却炉
５１ａ 焼却炉本体
５２ ダクト
５３ ガス冷却塔
５３ａ 側壁
５３ｂ 上壁
５５ 減温塔
５６ バグフィルタ
５７ 誘引通風機
５８ 煙突
５９ ホッパ
６０ フィーダ
６１ ストーカ
Ｄ 機器
ＤＶ１ 第一方向制御弁
ＤＶ２ 第二方向制御弁
Ｅ 排ガス
ＥＶ１ 第一電磁弁
ＥＶ２ 第二電磁弁
Ｌ１ 第一水位計
Ｌ２ 第二水位計
Ｌ３ 第三水位計
ＭＶ１ 第一電動弁
ＭＶ２ 第二電動弁
Ｎ１ 第一ノズル
Ｎ２ 第二ノズル
Ｐ１ 第一電動ポンプ
Ｐ２ 第二電動ポンプ
Ｗ 水源

【要約】

【課題】停電時に排ガス温度を効果的に減温することができ、従来に比べ安価に構築可能な排ガス減温システムを提供する。
【解決手段】複数の第一ノズルＮ１及び第二ノズルＮ２と、電動ポンプＰ２を介して第一ノズルＮ１に水を供給する第一冷却水タンク３と、第一電磁弁ＥＶ１を介して水が導入され、第二電磁弁ＥＶ２を介して第二ノズルＮ２に水を供給する第二冷却水タンク４と、逆流を阻止する第一方向制御弁ＤＶ１を介して第二冷却水タンク４へ空気を供給する圧縮空気タンク６などを有し、通常時に、電動ポンプＰ２が動作して第一ノズルＮ１は水噴霧し、停電時に、電動ポンプＰ２が停止して第一ノズルＮ１は水噴霧をせず、第二冷却水タンク４は、第一電磁弁ＥＶ１が閉弁して圧縮空気タンク６及び受水タンク２から切り離され、且つ、第二電磁弁ＥＶ２が開弁して第二ノズルＮ２が水噴霧する排ガス減温システム１を提供する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】