JP2000279765A - 排ガス脱硝システムのアンモニア注入装置 - Google Patents
排ガス脱硝システムのアンモニア注入装置Info
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- B01J4/002—Nozzle-type elements
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- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
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- B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
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- B01J2208/00902—Nozzle-type feeding elements
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 注入ノズルの数を多くしたり、アンモニア注
入グリッドと触媒充填層との距離を大きくとらなくて
も、排ガス中にアンモニアガスを速やかに短い距離で拡
散させることができるようにする。 【解決手段】 アンモニア注入グリッドを構成する複数
本のアンモニア注入管25のそれぞれに、アンモニア注入
管25の中心軸と平行でかつ排ガス流れ方向に対する正の
迎え角θ1 をもつ対の放射状第１平板翼31と、アンモニ
ア注入管25の中心軸と平行でかつ排ガス流れ方向に対す
る負の迎え角θ2 をもつ対の放射状第２平板翼32とを、
アンモニア注入管25の長さ方向に交互に多数対ずつ設け
る。
入グリッドと触媒充填層との距離を大きくとらなくて
も、排ガス中にアンモニアガスを速やかに短い距離で拡
散させることができるようにする。 【解決手段】 アンモニア注入グリッドを構成する複数
本のアンモニア注入管25のそれぞれに、アンモニア注入
管25の中心軸と平行でかつ排ガス流れ方向に対する正の
迎え角θ1 をもつ対の放射状第１平板翼31と、アンモニ
ア注入管25の中心軸と平行でかつ排ガス流れ方向に対す
る負の迎え角θ2 をもつ対の放射状第２平板翼32とを、
アンモニア注入管25の長さ方向に交互に多数対ずつ設け
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガスタービン、
ボイラ、加熱炉、コージネーションプラント、都市ごみ
焼却炉等の排ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯx ）を
選択的接触還元によって除去する排ガス脱硝システムに
おいて、還元剤としてのアンモニアを排ガスダクト内に
注入する装置に関する。
ボイラ、加熱炉、コージネーションプラント、都市ごみ
焼却炉等の排ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯx ）を
選択的接触還元によって除去する排ガス脱硝システムに
おいて、還元剤としてのアンモニアを排ガスダクト内に
注入する装置に関する。
【０００２】なお、この明細書において、「正の迎え
角」とは、図５において平板翼が排ガス流れ方向に対し
て時計回り方向に傾いている場合の当該傾斜角をいい、
「負の迎え角」とは、同逆時計回りに傾いている場合の
当該傾斜角をいうものとする。また、この明細書におい
て、「排ガス流れ方向右側」とは、図５の下側をいい、
「排ガス流れ方向左側」とは、同上側をいうものとす
る。
角」とは、図５において平板翼が排ガス流れ方向に対し
て時計回り方向に傾いている場合の当該傾斜角をいい、
「負の迎え角」とは、同逆時計回りに傾いている場合の
当該傾斜角をいうものとする。また、この明細書におい
て、「排ガス流れ方向右側」とは、図５の下側をいい、
「排ガス流れ方向左側」とは、同上側をいうものとす
る。
【０００３】
【従来の技術】排ガス脱硝システムは、図１に示すよう
に、ボイラ、加熱炉、ガスタービン等の排ガスダクト内
に配置されかつ内部に触媒充填層を有する脱硝反応器
と、排ガスダクト内における脱硝反応器の前流側に配置
されたアンモニア注入グリッドからなるアンモニア注入
装置とを備えている。アンモニア注入グリッドには、液
体アンモニアを気化させることにより生じたアンモニア
ガスを空気との混合状態で供給する。図２に示すよう
に、脱硝反応器(21)およびアンモニア注入グリッド(22)
は、通常、排ガスダクト(23)の途中に設けられた排熱回
収ボイラ(24)内に配置される。図３に示すように、アン
モニア注入グリッド(22)は、方形枠(27)と、方形枠(27)
の対向枠部に渡された複数のアンモニア注入管(25)と、
同管(25)を方形枠(27)に支持する複数のサポート(28)と
からなり、各アンモニア注入管(25)には多数の注入ノズ
ル（図示略）が形成されている。このアンモニア注入グ
リッド(22)から排ガスダクト(23)内に排ガス中のＮＯx
とほぼ等量の気化アンモニアガスを注入すると、これが
排ガス中に拡散して、後流側の脱硝反応器(21)内の触媒
充填層で反応させられることにより、ＮＯx がＮ2 とＨ
2 Ｏとに無害化される。
に、ボイラ、加熱炉、ガスタービン等の排ガスダクト内
に配置されかつ内部に触媒充填層を有する脱硝反応器
と、排ガスダクト内における脱硝反応器の前流側に配置
されたアンモニア注入グリッドからなるアンモニア注入
装置とを備えている。アンモニア注入グリッドには、液
体アンモニアを気化させることにより生じたアンモニア
ガスを空気との混合状態で供給する。図２に示すよう
に、脱硝反応器(21)およびアンモニア注入グリッド(22)
は、通常、排ガスダクト(23)の途中に設けられた排熱回
収ボイラ(24)内に配置される。図３に示すように、アン
モニア注入グリッド(22)は、方形枠(27)と、方形枠(27)
の対向枠部に渡された複数のアンモニア注入管(25)と、
同管(25)を方形枠(27)に支持する複数のサポート(28)と
からなり、各アンモニア注入管(25)には多数の注入ノズ
ル（図示略）が形成されている。このアンモニア注入グ
リッド(22)から排ガスダクト(23)内に排ガス中のＮＯx
とほぼ等量の気化アンモニアガスを注入すると、これが
排ガス中に拡散して、後流側の脱硝反応器(21)内の触媒
充填層で反応させられることにより、ＮＯx がＮ2 とＨ
2 Ｏとに無害化される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記排ガス脱硝システ
ムにおいて、脱硝率を向上させるには、１）アンモニア
注入グリッド(22)から排ガスダクト(23)内に注入された
アンモニアガスが排ガス中に均一に拡散するようにする
こと、および、２）アンモニアガスを含む排ガスが脱硝
反応器(21)内の触媒充填層を一様に通過して、脱硝反応
器(21)内のいずれの箇所でも反応が均等に進むようにす
ることが肝要である。このうち１）については、図３に
示すように、アンモニア注入グリッド(22)を構成する複
数のアンモニア注入管(25)を排ガスダクト(23)断面にお
いて均等に配置して、これらの管(25)の多数の注入ノズ
ルからアンモニアガスを排ガス中に均等に噴出させ、さ
らに、アンモニア注入グリッド(22)と脱硝反応器(21)内
の触媒充填層との距離をある程度大きくとることにより
拡散の促進を図っている。
ムにおいて、脱硝率を向上させるには、１）アンモニア
注入グリッド(22)から排ガスダクト(23)内に注入された
アンモニアガスが排ガス中に均一に拡散するようにする
こと、および、２）アンモニアガスを含む排ガスが脱硝
反応器(21)内の触媒充填層を一様に通過して、脱硝反応
器(21)内のいずれの箇所でも反応が均等に進むようにす
ることが肝要である。このうち１）については、図３に
示すように、アンモニア注入グリッド(22)を構成する複
数のアンモニア注入管(25)を排ガスダクト(23)断面にお
いて均等に配置して、これらの管(25)の多数の注入ノズ
ルからアンモニアガスを排ガス中に均等に噴出させ、さ
らに、アンモニア注入グリッド(22)と脱硝反応器(21)内
の触媒充填層との距離をある程度大きくとることにより
拡散の促進を図っている。
【０００５】しかしながら、上記のような構成では、複
数のアンモニア注入管(25)を密に配置して注入ノズルの
数を多くし、各注入ノズルからのアンモニアガス噴出量
を均等にするとともに、排ガス流速分布を一様にする必
要があった。また、アンモニア注入グリッド(22)と触媒
充填層との間に所要距離を確保する必要があるため、こ
れがシステム全体の大型化を招く一因になっていた。
数のアンモニア注入管(25)を密に配置して注入ノズルの
数を多くし、各注入ノズルからのアンモニアガス噴出量
を均等にするとともに、排ガス流速分布を一様にする必
要があった。また、アンモニア注入グリッド(22)と触媒
充填層との間に所要距離を確保する必要があるため、こ
れがシステム全体の大型化を招く一因になっていた。
【０００６】この発明の目的は、注入ノズルの数を多く
したり、アンモニア注入グリッドと触媒充填層との距離
を大きくとらなくても、排ガス中にアンモニアガスを速
やかに短い距離で拡散させることができる排ガス脱硝シ
ステムのアンモニア注入装置を提供することにある。
したり、アンモニア注入グリッドと触媒充填層との距離
を大きくとらなくても、排ガス中にアンモニアガスを速
やかに短い距離で拡散させることができる排ガス脱硝シ
ステムのアンモニア注入装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明による排ガス脱
硝システムのアンモニア注入装置は、多数の注入ノズル
を有する複数本の平行なアンモニア注入管を備えたアン
モニア注入グリッドからなりかつ排ガスダクト内に配置
されている排ガス脱硝システムのアンモニア注入装置に
おいて、各アンモニア注入管に、アンモニア注入管の中
心軸と平行でかつ排ガス流れ方向に対する正の迎え角を
もつ対の放射状第１平板翼と、アンモニア注入管の中心
軸と平行でかつ排ガス流れ方向に対する負の迎え角をも
つ対の放射状第２平板翼とが、アンモニア注入管の長さ
方向に交互に多数対ずつ設けられていることを特徴とす
るものである。
硝システムのアンモニア注入装置は、多数の注入ノズル
を有する複数本の平行なアンモニア注入管を備えたアン
モニア注入グリッドからなりかつ排ガスダクト内に配置
されている排ガス脱硝システムのアンモニア注入装置に
おいて、各アンモニア注入管に、アンモニア注入管の中
心軸と平行でかつ排ガス流れ方向に対する正の迎え角を
もつ対の放射状第１平板翼と、アンモニア注入管の中心
軸と平行でかつ排ガス流れ方向に対する負の迎え角をも
つ対の放射状第２平板翼とが、アンモニア注入管の長さ
方向に交互に多数対ずつ設けられていることを特徴とす
るものである。
【０００８】上記アンモニア注入装置は、アンモニア注
入管の外径をＤ、隣り合うアンモニア注入管どうしの間
隔をＳ、各平板翼の幅をＷ、対をなす平板翼の先端間の
距離をＬとした場合、Ｓ＝Ｌ×０．５〜２、Ｗ＝Ｌ×
０．５〜１、Ｌ＝Ｄ×３〜５であるのが好ましい。
入管の外径をＤ、隣り合うアンモニア注入管どうしの間
隔をＳ、各平板翼の幅をＷ、対をなす平板翼の先端間の
距離をＬとした場合、Ｓ＝Ｌ×０．５〜２、Ｗ＝Ｌ×
０．５〜１、Ｌ＝Ｄ×３〜５であるのが好ましい。
【０００９】また、上記アンモニア注入装置は、第１平
板翼の排ガス流れ方向に対する迎え角が＋１５〜４５°
であり、第２平板翼の排ガス流れ方向に対する迎え角が
−１５〜４５°であるのが好ましい。
板翼の排ガス流れ方向に対する迎え角が＋１５〜４５°
であり、第２平板翼の排ガス流れ方向に対する迎え角が
−１５〜４５°であるのが好ましい。
【００１０】さらに、上記アンモニア注入装置は、注入
ノズルが、アンモニア注入管の排ガス流れ後流部におけ
る隣り合う第１平板翼と第２平板翼との間に位置する箇
所と、アンモニア注入管の排ガス流れ左側部における第
１平板翼の幅中央に位置する箇所と、アンモニア注入管
の排ガス流れ右側部における第２平板翼の幅中央に位置
する箇所とに設けられているのが好ましい。
ノズルが、アンモニア注入管の排ガス流れ後流部におけ
る隣り合う第１平板翼と第２平板翼との間に位置する箇
所と、アンモニア注入管の排ガス流れ左側部における第
１平板翼の幅中央に位置する箇所と、アンモニア注入管
の排ガス流れ右側部における第２平板翼の幅中央に位置
する箇所とに設けられているのが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】この発明の実施形態を図面を参照
して以下に説明する。なお、排ガス脱硝システムおよび
アンモニア注入装置の基本構成は、図１〜図３に示すも
のと同じであるので、詳しい説明は省略する。
して以下に説明する。なお、排ガス脱硝システムおよび
アンモニア注入装置の基本構成は、図１〜図３に示すも
のと同じであるので、詳しい説明は省略する。
【００１２】図４および図５は、この発明による排ガス
脱硝システムのアンモニア注入装置の詳細を示すもので
ある。これらの図に示すように、アンモニア注入装置
は、アンモニア注入グリッドを構成する複数本のアンモ
ニア注入管(25)のそれぞれに、アンモニア注入管(25)の
中心軸と平行でかつ排ガス流れ方向に対する正の迎え角
( θ1)をもつ対の放射状第１平板翼(31)と、アンモニア
注入管(25)の中心軸と平行でかつ排ガス流れ方向に対す
る負の迎え角( θ2)をもつ対の放射状第２平板翼(32)と
が、アンモニア注入管(25)の長さ方向に交互に多数対ず
つ設けられているものである。したがって、各アンモニ
ア注入管(25)を端部側からみると、第１および第２平板
翼(31)(32)がＸ字状に交差してみえる（図５参照）。
脱硝システムのアンモニア注入装置の詳細を示すもので
ある。これらの図に示すように、アンモニア注入装置
は、アンモニア注入グリッドを構成する複数本のアンモ
ニア注入管(25)のそれぞれに、アンモニア注入管(25)の
中心軸と平行でかつ排ガス流れ方向に対する正の迎え角
( θ1)をもつ対の放射状第１平板翼(31)と、アンモニア
注入管(25)の中心軸と平行でかつ排ガス流れ方向に対す
る負の迎え角( θ2)をもつ対の放射状第２平板翼(32)と
が、アンモニア注入管(25)の長さ方向に交互に多数対ず
つ設けられているものである。したがって、各アンモニ
ア注入管(25)を端部側からみると、第１および第２平板
翼(31)(32)がＸ字状に交差してみえる（図５参照）。
【００１３】アンモニア注入管(25)の外径をＤ、隣り合
うアンモニア注入管(25)どうしの間隔をＳ（図３参
照）、各平板翼(31)(32)の幅をＷ、対をなす平板翼(31)
(32)の先端間の距離をＬとした場合、これらの関係は、
Ｓ＝Ｌ×０．５〜２、Ｗ＝Ｌ×０．５〜１、Ｌ＝Ｄ×３
〜５となっている。第１平板翼(31)の排ガス流れ方向に
対する迎え角( θ1)は、＋１５〜４５°であり、第２平
板翼(32)の排ガス流れ方向に対する迎え角( θ2)は、−
１５〜４５°である。また、注入ノズル(26)は、アンモ
ニア注入管(25)の排ガス流れ後流部における隣り合う第
１平板翼(31)と第２平板翼(32)との間に位置する箇所
と、アンモニア注入管(25)の排ガス流れ左側部における
第１平板翼(31)の幅中央に位置する箇所と、アンモニア
注入管(25)の排ガス流れ右側部における第２平板翼(32)
の幅中央に位置する箇所とに設けられている。これらの
条件を満たす場合に、この発明による以下の効果が最も
よく発揮されると考えられる。
うアンモニア注入管(25)どうしの間隔をＳ（図３参
照）、各平板翼(31)(32)の幅をＷ、対をなす平板翼(31)
(32)の先端間の距離をＬとした場合、これらの関係は、
Ｓ＝Ｌ×０．５〜２、Ｗ＝Ｌ×０．５〜１、Ｌ＝Ｄ×３
〜５となっている。第１平板翼(31)の排ガス流れ方向に
対する迎え角( θ1)は、＋１５〜４５°であり、第２平
板翼(32)の排ガス流れ方向に対する迎え角( θ2)は、−
１５〜４５°である。また、注入ノズル(26)は、アンモ
ニア注入管(25)の排ガス流れ後流部における隣り合う第
１平板翼(31)と第２平板翼(32)との間に位置する箇所
と、アンモニア注入管(25)の排ガス流れ左側部における
第１平板翼(31)の幅中央に位置する箇所と、アンモニア
注入管(25)の排ガス流れ右側部における第２平板翼(32)
の幅中央に位置する箇所とに設けられている。これらの
条件を満たす場合に、この発明による以下の効果が最も
よく発揮されると考えられる。
【００１４】図６は、上記アンモニア注入装置付近のガ
ス流れを示したものである。排ガスは、ほぼ一様流でア
ンモニア注入管(25)に近づくが、アンモニア注入管(25)
付近では排ガス流れ方向に対する正または負の迎え角(
θ1)( θ2)をもつ多数対の第１または第２平板翼(31)(3
2)に沿って流れる。図中、第１平板翼(31)に沿う排ガス
の流れをベクトルａ、第２平板翼(32)に沿う排ガスの流
れをベクトルｂで示してある。アンモニア注入管(25)の
後流側においてベクトルａとベクトルｂとが交差する領
域があり、この領域では非常に強い剪断力が働いて大き
な乱れエネルギーが生じている。このような排ガス流れ
の中に注入ノズル(26)からアンモニアガスを噴出させる
と、乱れエネルギーの大きい上記領域において、アンモ
ニアガスの排ガス中への拡散が急速に進行する。その結
果、排ガス中へのアンモニアガスの均一な拡散が、非常
に速やかに短い距離で達成される。
ス流れを示したものである。排ガスは、ほぼ一様流でア
ンモニア注入管(25)に近づくが、アンモニア注入管(25)
付近では排ガス流れ方向に対する正または負の迎え角(
θ1)( θ2)をもつ多数対の第１または第２平板翼(31)(3
2)に沿って流れる。図中、第１平板翼(31)に沿う排ガス
の流れをベクトルａ、第２平板翼(32)に沿う排ガスの流
れをベクトルｂで示してある。アンモニア注入管(25)の
後流側においてベクトルａとベクトルｂとが交差する領
域があり、この領域では非常に強い剪断力が働いて大き
な乱れエネルギーが生じている。このような排ガス流れ
の中に注入ノズル(26)からアンモニアガスを噴出させる
と、乱れエネルギーの大きい上記領域において、アンモ
ニアガスの排ガス中への拡散が急速に進行する。その結
果、排ガス中へのアンモニアガスの均一な拡散が、非常
に速やかに短い距離で達成される。
【００１５】
【実施例】実施例１ 図７（ａ）（ｂ）に示すように、外径Ｄ＝１００ｍｍの
アンモニア注入管(25)に、アンモニア注入管(25)の中心
軸と平行でかつ幅Ｗ＝４００ｍｍ、先端間の距離Ｌ＝４
００ｍｍ、迎え角( θ1)＝＋３０°である対の放射状第
１平板翼(31)と、アンモニア注入管(25)の中心軸と平行
でかつ幅Ｗ＝４００ｍｍ、先端間の距離Ｌ＝４００ｍ
ｍ、迎え角( θ2)＝−３０°である対の放射状第２平板
翼(32)とを、アンモニア注入管(25)の長さ方向に交互に
多数対ずつ設けた。
アンモニア注入管(25)に、アンモニア注入管(25)の中心
軸と平行でかつ幅Ｗ＝４００ｍｍ、先端間の距離Ｌ＝４
００ｍｍ、迎え角( θ1)＝＋３０°である対の放射状第
１平板翼(31)と、アンモニア注入管(25)の中心軸と平行
でかつ幅Ｗ＝４００ｍｍ、先端間の距離Ｌ＝４００ｍ
ｍ、迎え角( θ2)＝−３０°である対の放射状第２平板
翼(32)とを、アンモニア注入管(25)の長さ方向に交互に
多数対ずつ設けた。
【００１６】実施例２ 図８（ａ）（ｂ）に示すように、外径Ｄ＝１００ｍｍの
アンモニア注入管(25)に、アンモニア注入管(25)の中心
軸と平行でかつ幅Ｗ＝２００ｍｍ、先端間の距離Ｌ＝４
００ｍｍ、迎え角( θ1)＝＋３０°である対の放射状第
１平板翼(31)と、アンモニア注入管(25)の中心軸と平行
でかつ幅Ｗ＝２００ｍｍ、先端間の距離Ｌ＝４００ｍ
ｍ、迎え角( θ2)＝−３０°である対の放射状第２平板
翼(32)とを、アンモニア注入管(25)の長さ方向に交互に
多数対ずつ設けた。
アンモニア注入管(25)に、アンモニア注入管(25)の中心
軸と平行でかつ幅Ｗ＝２００ｍｍ、先端間の距離Ｌ＝４
００ｍｍ、迎え角( θ1)＝＋３０°である対の放射状第
１平板翼(31)と、アンモニア注入管(25)の中心軸と平行
でかつ幅Ｗ＝２００ｍｍ、先端間の距離Ｌ＝４００ｍ
ｍ、迎え角( θ2)＝−３０°である対の放射状第２平板
翼(32)とを、アンモニア注入管(25)の長さ方向に交互に
多数対ずつ設けた。
【００１７】比較例１ 図９（ａ）（ｂ）に示すように、外径Ｄ＝１００ｍｍの
アンモニア注入管(25)には、剪断流れ発生要素を一切設
けていない。
アンモニア注入管(25)には、剪断流れ発生要素を一切設
けていない。
【００１８】比較例２ 図１０（ａ）（ｂ）に示すように、外径Ｄ＝１００ｍｍ
のアンモニア注入管(25)に、アンモニア注入管(25)の中
心軸と平行でかつ幅Ｗ＝４００ｍｍ、先端間の距離Ｌ＝
４００ｍｍ、迎え角( θ) ＝１５°である対の放射状平
板翼を、アンモニア注入管の長さ方向に並列状に多数対
設けた。
のアンモニア注入管(25)に、アンモニア注入管(25)の中
心軸と平行でかつ幅Ｗ＝４００ｍｍ、先端間の距離Ｌ＝
４００ｍｍ、迎え角( θ) ＝１５°である対の放射状平
板翼を、アンモニア注入管の長さ方向に並列状に多数対
設けた。
【００１９】比較例３ 図１１（ａ）（ｂ）に示すように、外径Ｄ＝１００ｍｍ
のアンモニア注入管(25)に、アンモニア注入管(25)の中
心軸と平行でかつ幅Ｗ＝４００ｍｍ、先端間の距離Ｌ＝
４００ｍｍ、迎え角( θ) ＝３０°である対の放射状平
板翼(4) を、アンモニア注入管(25)の長さ方向に並列状
に多数対設けた。
のアンモニア注入管(25)に、アンモニア注入管(25)の中
心軸と平行でかつ幅Ｗ＝４００ｍｍ、先端間の距離Ｌ＝
４００ｍｍ、迎え角( θ) ＝３０°である対の放射状平
板翼(4) を、アンモニア注入管(25)の長さ方向に並列状
に多数対設けた。
【００２０】比較例４ 図１２（ａ）（ｂ）に示すように、外径Ｄ＝１００ｍｍ
のアンモニア注入管(25)に、アンモニア注入管(25)の中
心軸と平行でかつ幅Ｗ＝４００ｍｍ、先端間の距離Ｌ＝
４００ｍｍ、迎え角( θ) ＝４５°である対の放射状平
板翼(4) を、アンモニア注入管(25)の長さ方向に並列状
に多数対設けた。
のアンモニア注入管(25)に、アンモニア注入管(25)の中
心軸と平行でかつ幅Ｗ＝４００ｍｍ、先端間の距離Ｌ＝
４００ｍｍ、迎え角( θ) ＝４５°である対の放射状平
板翼(4) を、アンモニア注入管(25)の長さ方向に並列状
に多数対設けた。
【００２１】比較例５ 図１３（ａ）（ｂ）に示すように、外径Ｄ＝１００ｍｍ
のアンモニア注入管(25)に、アンモニア注入管(25)の中
心軸と交差しかつ幅Ｗ＝４００ｍｍ、長さＬ＝４００ｍ
ｍ、迎え角( θ) ＝１５°である方形平板翼(5) を、ア
ンモニア注入管(25)の長さ方向に所定間隔おきにに多数
設けた。
のアンモニア注入管(25)に、アンモニア注入管(25)の中
心軸と交差しかつ幅Ｗ＝４００ｍｍ、長さＬ＝４００ｍ
ｍ、迎え角( θ) ＝１５°である方形平板翼(5) を、ア
ンモニア注入管(25)の長さ方向に所定間隔おきにに多数
設けた。
【００２２】比較例６ 図１４（ａ）（ｂ）に示すように、外径Ｄ＝１００ｍｍ
のアンモニア注入管(25)に、アンモニア注入管(25)の中
心軸と交差しかつ幅Ｗ＝４００ｍｍ、長さＬ＝４００ｍ
ｍ、迎え角( θ) ＝３０°である方形平板翼(5) を、ア
ンモニア注入管(25)の長さ方向に所定間隔おきにに多数
設けた。
のアンモニア注入管(25)に、アンモニア注入管(25)の中
心軸と交差しかつ幅Ｗ＝４００ｍｍ、長さＬ＝４００ｍ
ｍ、迎え角( θ) ＝３０°である方形平板翼(5) を、ア
ンモニア注入管(25)の長さ方向に所定間隔おきにに多数
設けた。
【００２３】比較例７ 図１５（ａ）（ｂ）に示すように、外径Ｄ＝１００ｍｍ
のアンモニア注入管(25)に、アンモニア注入管(25)の中
心軸と交差しかつ幅Ｗ＝４００ｍｍ、長さＬ＝４００ｍ
ｍ、迎え角( θ) ＝４５°である方形平板翼(5) を、ア
ンモニア注入管(25)の長さ方向に所定間隔おきにに多数
設けた。
のアンモニア注入管(25)に、アンモニア注入管(25)の中
心軸と交差しかつ幅Ｗ＝４００ｍｍ、長さＬ＝４００ｍ
ｍ、迎え角( θ) ＝４５°である方形平板翼(5) を、ア
ンモニア注入管(25)の長さ方向に所定間隔おきにに多数
設けた。
【００２４】上記実施例および比較例について、アンモ
ニア注入管(25)の後流側におけるガス流れを解析して乱
れエネルギーの分布状況を調べた。解析領域は０．４ｍ
×０．４ｍ×５ｍで、アンモニア注入管(25)の前流側１
ｍから後流側４ｍまでの間で２５ｍ／ｓのガス一様流に
生じる乱れエネルギーを計算した。結果は、図７〜図１
５の各（ｃ）に示すとおりである。
ニア注入管(25)の後流側におけるガス流れを解析して乱
れエネルギーの分布状況を調べた。解析領域は０．４ｍ
×０．４ｍ×５ｍで、アンモニア注入管(25)の前流側１
ｍから後流側４ｍまでの間で２５ｍ／ｓのガス一様流に
生じる乱れエネルギーを計算した。結果は、図７〜図１
５の各（ｃ）に示すとおりである。
【００２５】これらの図をみると、いずれの場合でも、
アンモニア注入管(25)の後流側１ｍまでの範囲で乱れエ
ネルギーが最大となり、そこから後流に向かって減衰し
ている。管単体である比較例１の場合、乱れエネルギー
が小さく、拡散が弱いことがわかる。１種類の平行状平
板翼(4) を有する比較例２〜４や１種類の直交状平板翼
(5) を有する比較例５〜７の場合、迎え角( θ) が大き
くなるに従って最大乱れエネルギーも大きくなってい
る。ここで、乱れエネルギーが排ガスダクト断面全体に
広がるためには、その最大値と最小値の差が小さくなる
方がよい。ところが、比較例２〜７の場合、後流側４ｍ
の位置でもその差は依然として大きく、これでは乱れエ
ネルギーによる拡散は十分とは言い難い。一方、実施例
１および２の場合、短い距離で乱れエネルギーの最大値
と最小値との差が小さくなっており、特に、実施例２で
は、アンモニア注入管(25)から１ｍ後流の位置で乱れエ
ネルギーの伝播が解析領域全体に広がっている。
アンモニア注入管(25)の後流側１ｍまでの範囲で乱れエ
ネルギーが最大となり、そこから後流に向かって減衰し
ている。管単体である比較例１の場合、乱れエネルギー
が小さく、拡散が弱いことがわかる。１種類の平行状平
板翼(4) を有する比較例２〜４や１種類の直交状平板翼
(5) を有する比較例５〜７の場合、迎え角( θ) が大き
くなるに従って最大乱れエネルギーも大きくなってい
る。ここで、乱れエネルギーが排ガスダクト断面全体に
広がるためには、その最大値と最小値の差が小さくなる
方がよい。ところが、比較例２〜７の場合、後流側４ｍ
の位置でもその差は依然として大きく、これでは乱れエ
ネルギーによる拡散は十分とは言い難い。一方、実施例
１および２の場合、短い距離で乱れエネルギーの最大値
と最小値との差が小さくなっており、特に、実施例２で
は、アンモニア注入管(25)から１ｍ後流の位置で乱れエ
ネルギーの伝播が解析領域全体に広がっている。
【００２６】さらに、実施例２および比較例１につい
て、注入ノズルから噴出させたアンモニアガスの拡散状
況を調べたところ、比較例１の場合、アンモニア注入管
(25)の後流側でガス流れが周期的な変動を生じ、その影
響を受けて乱れエネルギーも拡散も不安定になり、後流
側２．５ｍの位置でも拡散は不十分であった。一方、実
施例２の場合、アンモニア注入管(25)の後流側にできた
剪断流れ領域で乱れエネルギーが大きくなっていて、こ
の領域でアンモニアガスの拡散が進み、後流側１．５ｍ
の位置でほとんど均一な濃度分布となった。
て、注入ノズルから噴出させたアンモニアガスの拡散状
況を調べたところ、比較例１の場合、アンモニア注入管
(25)の後流側でガス流れが周期的な変動を生じ、その影
響を受けて乱れエネルギーも拡散も不安定になり、後流
側２．５ｍの位置でも拡散は不十分であった。一方、実
施例２の場合、アンモニア注入管(25)の後流側にできた
剪断流れ領域で乱れエネルギーが大きくなっていて、こ
の領域でアンモニアガスの拡散が進み、後流側１．５ｍ
の位置でほとんど均一な濃度分布となった。
【００２７】以上の結果からも明らかなように、この発
明によれば、排ガス流れ後流側で大きな乱れエネルギー
を発生させることができ、それによってアンモニアガス
の拡散が速やかに短い距離で達成される。
明によれば、排ガス流れ後流側で大きな乱れエネルギー
を発生させることができ、それによってアンモニアガス
の拡散が速やかに短い距離で達成される。
【００２８】
【発明の効果】この発明の排ガス脱硝システムのアンモ
ニア注入装置によれば、上記第１および第２平板翼によ
って、排ガス中にアンモニアガスを短い距離、例えば管
単体の場合と比べて約５分の１の距離で、均一に拡散さ
せることができる。したがって、この発明によれば、注
入ノズルの数を多くしたり、アンモニア注入装置と脱硝
反応器との距離を大きくとったりする必要がなく、シス
テムの複雑化・大型化を伴わずに、排ガス中へのアンモ
ニアガスの均一拡散による脱硝率の向上を図ることがで
きる。
ニア注入装置によれば、上記第１および第２平板翼によ
って、排ガス中にアンモニアガスを短い距離、例えば管
単体の場合と比べて約５分の１の距離で、均一に拡散さ
せることができる。したがって、この発明によれば、注
入ノズルの数を多くしたり、アンモニア注入装置と脱硝
反応器との距離を大きくとったりする必要がなく、シス
テムの複雑化・大型化を伴わずに、排ガス中へのアンモ
ニアガスの均一拡散による脱硝率の向上を図ることがで
きる。
【図１】排ガス脱硝システムの概略を示すフローシート
である。
である。
【図２】排ガス脱硝システムの縦断面図である。
【図３】アンモニア注入装置を構成するアンモニア注入
グリッドの平面図である。
グリッドの平面図である。
【図４】アンモニア注入管の一部拡大斜視図である。
【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ図４のａ−ａ
線、ｂ−ｂ線、ｃ−ｃ線に沿うアンモニア注入管の横断
面図である。
線、ｂ−ｂ線、ｃ−ｃ線に沿うアンモニア注入管の横断
面図である。
【図６】アンモニア注入管付近のガス流れを示す横断面
図である。
図である。
【図７】実施例１を示すものであって、（ａ）はアンモ
ニア注入管の横断面図、（ｂ）はアンモニア注入管の一
部側面図、（ｃ）はアンモニア注入管の後流側における
乱れエネルギーの分布状況を示す図である。
ニア注入管の横断面図、（ｂ）はアンモニア注入管の一
部側面図、（ｃ）はアンモニア注入管の後流側における
乱れエネルギーの分布状況を示す図である。
【図８】実施例２を示すものであって、（ａ）はアンモ
ニア注入管の横断面図、（ｂ）はアンモニア注入管の一
部側面図、（ｃ）はアンモニア注入管の後流側における
乱れエネルギーの分布状況を示す図である。
ニア注入管の横断面図、（ｂ）はアンモニア注入管の一
部側面図、（ｃ）はアンモニア注入管の後流側における
乱れエネルギーの分布状況を示す図である。
【図９】比較例１を示すものであって、（ａ）はアンモ
ニア注入管の横断面図、（ｂ）はアンモニア注入管の一
部側面図、（ｃ）はアンモニア注入管の後流側における
乱れエネルギーの分布状況を示す図である。
ニア注入管の横断面図、（ｂ）はアンモニア注入管の一
部側面図、（ｃ）はアンモニア注入管の後流側における
乱れエネルギーの分布状況を示す図である。
【図１０】比較例２を示すものであって、（ａ）はアン
モニア注入管の横断面図、（ｂ）はアンモニア注入管の
一部側面図、（ｃ）はアンモニア注入管の後流側におけ
る乱れエネルギーの分布状況を示す図である。
モニア注入管の横断面図、（ｂ）はアンモニア注入管の
一部側面図、（ｃ）はアンモニア注入管の後流側におけ
る乱れエネルギーの分布状況を示す図である。
【図１１】比較例３を示すものであって、（ａ）はアン
モニア注入管の横断面図、（ｂ）はアンモニア注入管の
一部側面図、（ｃ）はアンモニア注入管の後流側におけ
る乱れエネルギーの分布状況を示す図である。
モニア注入管の横断面図、（ｂ）はアンモニア注入管の
一部側面図、（ｃ）はアンモニア注入管の後流側におけ
る乱れエネルギーの分布状況を示す図である。
【図１２】比較例４を示すものであって、（ａ）はアン
モニア注入管の横断面図、（ｂ）はアンモニア注入管の
一部側面図、（ｃ）はアンモニア注入管の後流側におけ
る乱れエネルギーの分布状況を示す図である。
モニア注入管の横断面図、（ｂ）はアンモニア注入管の
一部側面図、（ｃ）はアンモニア注入管の後流側におけ
る乱れエネルギーの分布状況を示す図である。
【図１３】比較例５を示すものであって、（ａ）はアン
モニア注入管の横断面図、（ｂ）はアンモニア注入管の
一部側面図、（ｃ）はアンモニア注入管の後流側におけ
る乱れエネルギーの分布状況を示す図である。
モニア注入管の横断面図、（ｂ）はアンモニア注入管の
一部側面図、（ｃ）はアンモニア注入管の後流側におけ
る乱れエネルギーの分布状況を示す図である。
【図１４】比較例６を示すものであって、（ａ）はアン
モニア注入管の横断面図、（ｂ）はアンモニア注入管の
一部側面図、（ｃ）はアンモニア注入管の後流側におけ
る乱れエネルギーの分布状況を示す図である。
モニア注入管の横断面図、（ｂ）はアンモニア注入管の
一部側面図、（ｃ）はアンモニア注入管の後流側におけ
る乱れエネルギーの分布状況を示す図である。
【図１５】比較例７を示すものであって、（ａ）はアン
モニア注入管の横断面図、（ｂ）はアンモニア注入管の
一部側面図、（ｃ）はアンモニア注入管の後流側におけ
る乱れエネルギーの分布状況を示す図である。
モニア注入管の横断面図、（ｂ）はアンモニア注入管の
一部側面図、（ｃ）はアンモニア注入管の後流側におけ
る乱れエネルギーの分布状況を示す図である。
(23)…排ガスダクト (22)…アンモニア注入グリッド (25)…アンモニア注入管 (26)…注入ノズル (31)…第１平板翼 ( θ1)…正の迎え角 (32)…第２平板翼 ( θ2)…負の迎え角
フロントページの続き (72)発明者 駒井 雅敏 大阪市住之江区南港北１丁目７番89号 日 立造船株式会社内 Ｆターム(参考） 3K070 DA02 DA14 DA22 DA25 DA83 4D048 AA06 AB02 AC04 CC61
Claims (4)
- 【請求項１】 多数の注入ノズルを有する複数本の平行
なアンモニア注入管を備えたアンモニア注入グリッドか
らなりかつ排ガスダクト内に配置されている排ガス脱硝
システムのアンモニア注入装置において、各アンモニア
注入管に、アンモニア注入管の中心軸と平行でかつ排ガ
ス流れ方向に対する正の迎え角をもつ対の放射状第１平
板翼と、アンモニア注入管の中心軸と平行でかつ排ガス
流れ方向に対する負の迎え角をもつ対の放射状第２平板
翼とが、アンモニア注入管の長さ方向に交互に多数対ず
つ設けられていることを特徴とする、排ガス脱硝システ
ムのアンモニア注入装置。 - 【請求項２】 アンモニア注入管の外径をＤ、隣り合う
アンモニア注入管どうしの間隔をＳ、各平板翼の幅を
Ｗ、対をなす平板翼の先端間の距離をＬとした場合、Ｓ
＝Ｌ×０．５〜２、Ｗ＝Ｌ×０．５〜１、Ｌ＝Ｄ×３〜
５であることを特徴とする、請求項１に記載の排ガス脱
硝システムのアンモニア注入装置。 - 【請求項３】 第１平板翼の排ガス流れ方向に対する迎
え角が＋１５〜４５°であり、第２平板翼の排ガス流れ
方向に対する迎え角が−１５〜４５°であることを特徴
とする、請求項１または２に記載の排ガス脱硝システム
のアンモニア注入装置。 - 【請求項４】 注入ノズルが、アンモニア注入管の排ガ
ス流れ後流部における隣り合う第１平板翼と第２平板翼
との間に位置する箇所と、アンモニア注入管の排ガス流
れ左側部における第１平板翼の幅中央に位置する箇所
と、アンモニア注入管の排ガス流れ右側部における第２
平板翼の幅中央に位置する箇所とに設けられていること
を特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の排
ガス脱硝システムのアンモニア注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08548299A JP3858132B2 (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 排ガス脱硝システムのアンモニア注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08548299A JP3858132B2 (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 排ガス脱硝システムのアンモニア注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000279765A true JP2000279765A (ja) | 2000-10-10 |
| JP3858132B2 JP3858132B2 (ja) | 2006-12-13 |
Family
ID=13860141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08548299A Expired - Fee Related JP3858132B2 (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 排ガス脱硝システムのアンモニア注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3858132B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010513005A (ja) * | 2006-12-19 | 2010-04-30 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 混入装置中での流体出発物質の前混合を伴なって触媒床で２つの流体出発物質の間で反応を実施するための反応器 |
| WO2012060378A1 (ja) * | 2010-11-02 | 2012-05-10 | 株式会社Ihi | アンモニア注入装置 |
| WO2015127707A1 (zh) * | 2014-02-26 | 2015-09-03 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种应用于低温氧化脱硝技术的烟道臭氧分布器及其布置方式 |
| KR101623798B1 (ko) | 2014-11-05 | 2016-05-24 | 주식회사 원방테크 | 직접분무식 수가습 장치 |
| CN109045967A (zh) * | 2018-09-13 | 2018-12-21 | 苏州西热节能环保技术有限公司 | 一种用于燃气机组余热锅炉的喷氨混合一体化aig |
| US10226778B2 (en) | 2014-06-30 | 2019-03-12 | Carbonxt, Inc. | Systems, lances, nozzles, and methods for powder injection resulting in reduced agglomeration |
-
1999
- 1999-03-29 JP JP08548299A patent/JP3858132B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010513005A (ja) * | 2006-12-19 | 2010-04-30 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 混入装置中での流体出発物質の前混合を伴なって触媒床で２つの流体出発物質の間で反応を実施するための反応器 |
| EP2517784A3 (de) * | 2006-12-19 | 2013-05-15 | Basf Se | Reaktor zur Durchführung einer Reaktion zwischen zwei fluiden Edukten an einem Katalysatorbett mit Vorvermischen der fluiden Edukte in einer Einmischvorrichtung |
| KR101424028B1 (ko) * | 2006-12-19 | 2014-07-28 | 바스프 에스이 | 혼합 소자에서 두 유체 출발 물질이 미리 혼합되는, 촉매층 위에서의 두 유체 출발 물질의 반응을 수행하는 반응기 |
| WO2012060378A1 (ja) * | 2010-11-02 | 2012-05-10 | 株式会社Ihi | アンモニア注入装置 |
| JP5594368B2 (ja) * | 2010-11-02 | 2014-09-24 | 株式会社Ｉｈｉ | アンモニア注入装置 |
| US8984863B2 (en) | 2010-11-02 | 2015-03-24 | Ihi Corporation | Ammonia injection device |
| WO2015127707A1 (zh) * | 2014-02-26 | 2015-09-03 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种应用于低温氧化脱硝技术的烟道臭氧分布器及其布置方式 |
| US10507427B2 (en) | 2014-02-26 | 2019-12-17 | Institute Of Process Engineering, Chinese Academy Of Sciences | Flue ozone distributor applied in low-temperature oxidation denitrification technology and arrangement manner thereof |
| US10226778B2 (en) | 2014-06-30 | 2019-03-12 | Carbonxt, Inc. | Systems, lances, nozzles, and methods for powder injection resulting in reduced agglomeration |
| EP3204141B1 (en) * | 2014-06-30 | 2021-04-14 | Carbonxt, Inc. | Systems, lances, nozzles, and methods for powder injection resulting in reduced agglomeration |
| KR101623798B1 (ko) | 2014-11-05 | 2016-05-24 | 주식회사 원방테크 | 직접분무식 수가습 장치 |
| CN109045967A (zh) * | 2018-09-13 | 2018-12-21 | 苏州西热节能环保技术有限公司 | 一种用于燃气机组余热锅炉的喷氨混合一体化aig |
| CN109045967B (zh) * | 2018-09-13 | 2023-10-24 | 苏州西热节能环保技术有限公司 | 一种用于燃气机组余热锅炉的喷氨混合一体化aig |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3858132B2 (ja) | 2006-12-13 |
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