JP2003080035A

JP2003080035A - 脱硝装置および脱硝方法

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Publication number: JP2003080035A
Application number: JP2001277198A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Onishi; 利幸大西; Hitoshi Nakamura; 仁士中村; Kozo Iida; 耕三飯田; Takafuru Kobayashi; 敬古小林
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2003-03-18
Anticipated expiration: 2021-09-12
Also published as: JP4938945B2

Abstract

(57)【要約】【課題】触媒層に排ガス中の未燃分が飛来するのを防
ぎ、触媒層の熱損を防止すること。【解決手段】触媒層５２をバイパスするバイパス管１
０２を設け、ＬＩＢＳ装置１０８によって排ガス中の未
燃分を計測し、排ガス中の未燃分が所定値を超えた場合
にバイパス管１０２を開き、未燃分が触媒層５２に飛来
するのを防止する。これにより、触媒層５２の熱損を防
止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、重油・石炭焚き
ボイラ、ガス焚きボイラ、ガスタービン、ガスタービン
・コンバインドサイクル等のシステムにおける脱硝装置
に関し、更に詳しくは、未燃分の飛来により脱硝装置が
酸化発熱して損傷するのを防止する脱硝装置および脱硝
方法に関する。また、この発明は、ＦＣＣ（流動接触分
解装置）、ＲＦＣＣ（重油流動接触分解装置）プロセス
排ガスに有用である。

【０００２】

【従来の技術】現在、各種の燃焼排ガス中に含まれる窒
素酸化物の低減が環境保護の観点から必須となり、その
対策としてボイラ等にてアンモニア注入を行うことで無
害なＮ ₂とＨ₂Ｏに分解してから排出するようにしてい
る。

【０００３】図８は、石炭焚きボイラの脱硝設備を示す
概略構成図である。この石炭焚きボイラ１は、ボイラ２
と、ボイラ２のダクト３内に設置したアンモニア注入ノ
ズル４と、脱硝反応器５と、空気予熱器６と、押込通風
機７とから構成されている。脱硝反応器５の下流には図
示しない電気集塵器、脱硫装置等が設置され、排ガスは
煙突から排出される。

【０００４】図９は、図８に示した脱硝反応器を示す断
面図である。この脱硝反応器５は、反応容器５１内に複
数層設置した触媒層５２と、整流層５３と、ガイドベー
ン５４とから構成されている。アンモニアが注入された
窒素酸化物を含む排ガスは、触媒層５２を通過すること
で化学反応し、Ｎ₂とＨ₂Ｏに分解される。触媒層５２
は、複数の触媒パック５５から構成されており、各触媒
パック５５は、図１０（ａ）に示すように触媒５６を枠
５７に複数収納した構成となる。触媒５６は、同図
（ｂ）に示すように、酸化チタンを主成分としたハニカ
ム構造である。なお、高温焼成したコージライトやムラ
イト等のセラミックス製のハニカム構造であってもよ
い。

【０００５】ところで、上記脱硝反応器５では、プラン
トの異常運転に起因して未燃分が触媒層に飛来して付着
し、その酸化作用により燃焼することで前記触媒５６の
結晶構造に熱的ダメージを与えることが問題となってい
た。このような問題に対し、例えば特開昭６４−３９８
１９号公報に記載の脱硝装置が提案されている。この脱
硝装置は、触媒層の上流にハニカム構造のセラミックス
フィルタを設置し、このセラミックスフィルタにタール
状の未燃分を付着させるもので、未燃分の燃焼による熱
的ダメージをセラミックスフィルタに負わせ、触媒層を
保護するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記脱
硝装置では、セラミックスフィルタのみで未燃分の吸着
を行うので、プラントの運転状態によっては完全に未燃
分を除去できず、触媒層に未燃分が飛来し、熱損を起こ
すという問題点があった。また、セラミックスフィルタ
に未燃分を付着させて当該セラミックスフィルタを熱損
させるようにしているため、セラミックスフィルタの定
期的な交換が必要となるところ、セラミックスフィルタ
が触媒層と同様の材質かつ構造となっているため、ラン
ニングコストがかかるという問題点があった。なお、上
記脱硝装置は、参考のため提示したもので、必ずしも所
謂公知・公用の技術であるとは限らない。

【０００７】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされ
たものであって、未燃分が触媒層に飛来するのを極力防
止できる脱硝装置および脱硝方法を提供することを目的
とする。また、未燃分の飛来を防止するためのランニン
グコストを低減できる脱硝装置および脱硝方法を提供す
ることが別の目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１に係る脱硝装置は、燃焼器から排出され
る排ガスの脱硝を行う脱硝触媒層と、脱硝触媒層のダク
トの上流に設けられ、排ガス中の未燃分を吸着する吸着
手段と、吸着手段の上流に設置され排ガス中の未燃分を
計測する未燃分計測装置と、吸着手段と脱硝触媒層との
間のダクトから分かれて脱硝触媒層をバイパスさせるバ
イパスラインと、通常のラインとバイパスラインとを切
り換える切換手段と、未燃分計測装置により計測した未
燃分値が所定の閾値を超えたとき、切換手段により通常
のラインからバイパスラインに切り換えるように制御す
る制御手段とを備えたことを特徴とする。

【０００９】排ガス中の未燃分を未燃分計測装置により
計測し、この計測結果である未燃分値が閾値を超えたと
き、切換手段が通常のラインからバイパスラインに切り
換え、脱硝触媒層に未燃分が飛来しないように制御す
る。このようにすれば、未燃分の大半は吸着手段にて吸
着されるが、この吸着手段を通過した未燃分は、バイパ
スラインを介して脱硝触媒層をバイパスすることにな
り、後段の処理装置或いは外部に運ばれる。これによ
り、脱硝触媒層に未燃分が飛来するのを極力防止でき
る。

【００１０】また、請求項２に係る脱硝装置は、燃焼器
から排出される排ガスの脱硝を行う脱硝触媒層と、脱硝
触媒層のダクトの上流に設けられ、排ガス中の未燃分を
吸着する吸着手段と、吸着手段の下流に設置され排ガス
中の未燃分を計測する未燃分計測装置と、吸着手段と脱
硝触媒層との間のダクトから分かれて脱硝触媒層をバイ
パスさせるバイパスラインと、通常のラインとバイパス
ラインとを切り換える切換手段と、未燃分計測装置によ
り計測した未燃分値が所定の閾値を超えたとき、切換手
段により通常のラインからバイパスラインに切り換える
ように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１１】また、この発明のように未燃分計測装置を
吸着手段の下流に設置することで、吸着手段を通過した
未燃分を計測し、これに基いてバイパスラインの切換制
御を行うようにしても良い。このようにすれば、実際に
吸着手段を通過した未燃分を計測し、当該通過した未燃
分をバイパスすることで、脱硝触媒層への飛来を極力防
止できる。

【００１２】また、上記吸着手段を用いず、脱硝触媒層
のバイパスラインで脱硝触媒層への未燃分の飛来を防止
するようにしても良い（請求項３）。この場合、吸着手
段の交換等の定期的なメンテナンスが不要となるので、
ランニングコストを低減できる。

【００１３】また、請求項４に係る脱硝装置は、上記脱
硝装置において、前記未燃分計測装置を、レーザ法によ
り未燃分を計測する装置としたことを特徴とする。レー
ザ法により計測する装置によれば、排ガス中の未燃分を
極めて短時間に計測できるので、バイパスラインの制御
を未燃分の有無に基いてリアルタイムで行うことができ
る。これにより、未燃分が脱硝触媒層に飛来するのを極
力防止できる。

【００１４】また、請求項５に係る脱硝装置は、燃焼器
から排出される排ガスの脱硝を行う脱硝触媒層と、脱硝
触媒層のダクトの上流に設けられ且つハニカム構造の基
材内面に吸着層をコーティングし、排ガス中の未燃分を
吸着する吸着手段とを備えたことを特徴とする。

【００１５】吸着手段は、未燃分の吸着によって目詰り
等を起こすため、一定期間使用後は交換が必要になり、
それに起因したランニングコストが問題になるが、ハニ
カム構造の基材の内面に吸着層をコーティングすること
で、使用する吸着材の量を少なくできる。このため、脱
硝装置のランニングコストを低減できる。また、基材に
強度部材を用いることで吸着手段の強度を向上できる。

【００１６】また、請求項６に係る脱硝装置は、上記脱
硝装置において、前記吸着手段に代えて、脱硝触媒層の
ダクトの上流に設けられ、排ガス中の未燃分を酸化させ
て燃焼させる燃焼手段を設けたことを特徴とする。

【００１７】燃焼手段は未燃分を燃焼させることで、当
該未燃分が脱硝触媒層に飛来するのを防止する。また、
燃焼手段を用いることで、吸着手段のように定期的に交
換する必要がなくなるため、メンテナンス性を向上でき
る。

【００１８】また、請求項７に係る脱硝方法は、脱硝触
媒層により燃焼器から排出される排ガスの脱硝を行う脱
硝方法であって、排ガス中の未燃分を計測し、この計測
した未燃分値が所定の閾値を超えたとき、通常のライン
からバイパスラインに切り換えて脱硝触媒層をバイパス
させることを特徴とする。

【００１９】また、請求項８に係る脱硝方法は、脱硝触
媒層により燃焼器から排出される排ガスの脱硝を行う脱
硝方法であって、排ガス中の未燃分を燃焼手段により酸
化燃焼させると共に、更に燃焼手段に酸素を供給して燃
焼手段に付着した未燃分を燃焼させることを特徴とす
る。燃焼手段に酸素を供給して燃焼させることで、未燃
分の付着を防止し、燃焼手段の目詰まりを防止する。こ
れにより燃焼手段の交換頻度を少なくできる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、この発明につき図面を参照
しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこ
の発明が限定されるものではない。また、この実施の形
態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、
或いは実質的に同一のものが含まれる。

【００２１】（実施の形態１）図１は、この発明の実施
の形態１に係る脱硝装置を示す構成図である。この脱硝
装置１００は、ボイラ２のダクト３の下流に未燃分の吸
着層１０１を設けると共に、吸着層１０１の下流にアン
モニアを注入するアンモニア注入ノズル４を備え、更に
アンモニア注入ノズル４の下流には脱硝反応器５が設置
された構成であり、これらにより通常の処理ラインＡが
形成されている。脱硝反応器５内には、従来の図８に示
した脱硝触媒層５２が複数層設置されている。また、吸
着層１０１とアンモニア注入ノズル４との間のダクト３
には、脱硝触媒層５２をパイパスするためのバイパス管
１０２が連結され、通常のラインＡから分岐するバイパ
スラインＢを形成している。アンモニア注入ノズル４の
直前には、バイパス用の弁１０３が設けられている。ま
た、バイパス管１０２にもバイパス遮断の用の弁１０４
が設けられている。これらの弁１０３、１０４は、制御
装置１０５により制御される。なお、実質的に通常のラ
インＡとバイパスラインＢとを切り換え可能な手段であ
れば、弁１０３、１０４以外の公知の手段を用いること
ができる。

【００２２】吸着層１０１には、シリカ、チタニア、ア
ルミナ、ジルコニアのいずれか、或いは少なくとも２種
類以上からなる複合酸化物、又はＭＦＩ型構造のＺＳＭ
−５、シリカライト、メタロシリケート等を用いること
ができる。ＭＦＩ構造の吸着層は、熱に強く、吸着容量
が大きいという利点がある。この吸着層１０１は、触媒
層５２と同様にハニカム構造となっており、図２に示す
ように、吸着材１０６を枠体１０７内に収めて吸着パッ
ク１０８を構成し、この吸着パック１０８を複数並べて
構成されている。また、この吸着材１０６には、使用済
み触媒の再処理品或いは中古品を利用するのが好まし
い。再処理品や中古品を用いることで脱硝装置１００の
ランニングコストを低減できる。特に未燃分が多く発生
する場合は、吸着層１０１を複数層設置するようにして
も良い。ハニカム構造は、断面が矩形のものに限定され
ず、六角形や三角形のものを用いることができる。

【００２３】更に好ましくは、吸着材１０６には、ムラ
イト、コーディエライト等の高温焼成した耐熱性の高い
基材に前記シリカ、チタニア、アルミナ、ジルコニア等
をコーティングしたものを用いるのが良い。図３に示す
ように、吸着材１０６は、その基材１０６ａが上記同様
のハニカム構造となっており、これにハニカム内面に所
定厚さのコーティング１０６ｂを施す。また、排ガスの
流れや灰の目詰まり等を考慮して、コーティング後のハ
ニカムの肉厚が１ｍｍ程度、ピッチが６ｍｍ×６ｍｍ程
度とするのが好ましい。セラミックスの基材１０６ａに
未燃分吸着材料をコーティング１０６ｂすることで、吸
着材料の量を大幅に低減できるため、吸着材１０６の製
造コストを低減できる。また、強度部材であるセラミッ
クスの基材１０６ａにコーティング１０６ｂを施す構造
のため、吸着材１０６の強度を向上できる。

【００２４】次に、未燃分の計測はレーザ法により測定
するものとし、好ましくは、特開平９−１５５２９３号
公報にて本願出願人により提案されたレーザ誘起ブレー
クダウン方法（Laser Induced Breakdown Spectroscop
y：ＬＩＢＳ）を挙げることができる。このＬＩＢＳ方
法の原理は、レーザ光を気体、液体、固体中に集中して
計測場をプラズマ化させ、レーザ光により生成したプラ
ズマ光を検出して計測場の成分濃度を計測すると共に、
石炭灰を組成成分であるＳｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｃの
信号強度を検出し、主成分であるＳｉとの強度比を計算
することで未燃分を算出するものである。

【００２５】ＬＩＢＳ装置１０８は、ボイラ２と吸着層
１０１との間のダクト３から分岐した配管１０９に設け
られ、ダクト３内を通過する排ガス内の未燃分の計測を
行う。図４は、そのようなＬＩＢＳ装置の一例を示す構
成図である。このＬＩＢＳ装置１０８は、パルスレーザ
装置３０１と、集光用のレンズ３０２と、配管１０９に
設けた計測窓３０４と、プラズマ光を反射するミラー３
０５と、プラズマ光を集光するレンズ３０６と、分光器
３０７およびＣＣＤカメラ３０８と、コンピューター３
０９とから構成されている。パルスレーザ装置１０８か
ら出力されたレーザ光Ｒ１は、レンズ３０２および計測
窓３０４を介して配管１０９内の計測場に集光される。
配管１０９内には微粉炭やファライアッシュ等の測定対
象物が流れており、レーザ光Ｒ１の集光により、計測場
に存在する微粒子が高温加熱されてプラズマ化し、プラ
ズマ化した成分物質からプラズマ光Ｒ２が発生する。

【００２６】発生したプラズマ光Ｒ２は計測場の計測窓
３０４から外部に出力され、ミラー３０５で反射され、
更にレンズ３０６で集光されて分光器３０７に入射され
る。この分光器３０７は、波長が１９０ｎｍ〜５００ｎ
ｍのプラズマ光Ｒ２を分光すると共に当該分光した光成
分をＣＣＤカメラ３０８に入力する。ＣＣＤカメラ３０
８は高速ゲートが可能であり、分光器３０７にて分光さ
れた分光プラズマ光Ｒ２を検出し、この分光プラズマ光
Ｒ２に応じた信号をコンピューター３０９に転送する。
なお、ＣＣＤカメラ３０８は、同期ライン３１０を介し
てパルスレーザ装置３０１と接続され、これによりＣＣ
Ｄカメラ３０８のゲート制御とパルスレーザ装置３０１
との発振とが同期される。

【００２７】コンピューター３０９は、各成分の発光強
度情報を有する信号を情報処理して、計測場に存在する
微粉炭等の発熱量、未燃分、成分組成等をリアルタイム
で算出する。このように、ＬＩＢＳ装置１０８は、測定
対象物の組成成分の計測をリアルタイムで行うことがで
きるので、リアルタイム制御に好適である。

【００２８】このＬＩＢＳ装置１０８による未燃分（例
えばＣＯ）の計測結果は制御装置１０５に送られ、制御
装置１０５は未燃分値が閾値を超えた場合、弁１０３、
１０４の開閉制御を行う。具体的には、ボイラ２の異常
燃焼により未燃分が多く発生した場合、ＬＩＢＳ装置１
０８によって未燃分値が計測され、制御装置１０５は、
この未燃分値に基いてダクト側の弁１０３を閉じ、バイ
パス管１０２側の弁１０４を開く。これにより、未燃分
を含む排ガスは、吸着層１０１でその未燃分が除去さ
れ、更に触媒層５２に至ることなくバイパスラインＢを
介して排出されるため、吸着層１０１で除去しきれなか
った未燃分が触媒層５２に付着することがない。前記閾
値は、吸着層１０１による未燃分の吸着能力を実測し、
吸着層１０１の吸着能力に所定の安全係数を掛けた値と
して設定できる。具体的には、吸着層１０１の吸着能力
を超えた場合に、吸着層１０１を未燃分が通過するが、
この吸着能力の例えば９０％の値を閾値とし、未燃分が
通過する可能性が高くなったときにバイパスラインＢを
開放する。この結果、未燃分により触媒層５２が熱損傷
を受けることがないし、外部に排出される未燃分を最小
限に抑えることができる。

【００２９】なお、未燃分の計測値が所定の閾値未満に
なると、制御装置１０５はダクト３側の弁１０３を開
け、バイパス管１０２側の弁１０４を閉じる。これによ
り、吸着層１０１のみで未燃分を吸着し、触媒層５２に
未燃分が付着するのを防止する。吸着層１０１に吸着し
た未燃分は、ボイラ２の負荷上昇過程で発火して燃焼す
る。なお、ＬＩＢＳ装置１０８に代えて、レーザ誘起蛍
光法（Laser Induced Fluorescence：ＬＩＦ）等の他の
レーザ法を用いることもできる（以下、同様）。また、
上記では、吸着層１０１の吸着能力を基準としてバイパ
スラインＢの開閉制御を行うようにしているが、吸着能
力に関係なく、未燃分が計測された場合、バイパスライ
ンＢを開放して常に吸着層１０１とバイパスラインＢの
両方で未燃分が触媒層５２に至るのを防止するようにす
ることもできる。

【００３０】次に、上記吸着材１０６に代えて酸化触媒
（図１の共通符号１０６）を用いることもできる。酸化
触媒には、脱硝触媒やＣＯ触媒を用い、シリカ、チタニ
ア、アルミナ、ジルコニアのいずれか或いはそれらの少
なくとも２種類以上からなる複合酸化物、又はＭＦＩ型
構造のＺＳＭ−５、シリカライト、メタロシリケート等
にＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕの１種類以上を担持し
た構成のものを用いることができる。また、好ましく
は、上記吸着材１０６と同様にムライト、コーディエラ
イト等の高温焼成した耐熱性の高い基材に前記酸化触媒
の材料をコーティングしたものを用いるのが良い。これ
により、製造コストの低減と強度の向上を図ることがで
きる。

【００３１】酸化触媒は、未燃分を捕らえてその酸化作
用により当該未燃分を燃焼させる。これにより、未燃分
の飛来を防止して触媒層５２を保護する。また、バイパ
ス管１０２の弁１０４を開き、ダクト３側の弁１０３を
閉じた状態で酸化触媒にＯ₂を流し、酸化触媒の洗浄を
行うようにしても良い。酸化触媒にＯ₂を流すことで、
酸化触媒の未燃分を完全燃焼してその排ガスをバイパス
ラインＢから排出できる。洗浄後は、バイパスラインＢ
の弁１０４を閉じ、ダクト３側の弁１０３を開けて通常
ラインＡに復帰させる。Ｏ₂の洗浄は定期的に行うよう
にしても或いは未燃分が詰まったときに行うようにして
も良い。

【００３２】以上から、この脱硝装置１００によれば、
バイパスラインＢを吸着層１０１と併設することで触媒
層５２に未燃分が飛来して熱損を生じさせるのを完全に
防止できる。また、ＬＩＢＳ装置１０８等のレーザ法に
より未燃分値を計測し、その計測結果に基いてバイパス
ラインＢの開閉制御を行うので、リアルタイム制御が可
能となり、より触媒層５２の熱損を防止できる。更に、
ＬＩＢＳ装置１０８を吸着層１０１の上流に配置するこ
とで、吸着層１０１を通過する未燃分を計測してから制
御する場合（詳細は実施の形態２で後述する）に比べ
て、未燃分が触媒層５２に飛来する量を少なくできる。

【００３３】（実施の形態２）図５は、この発明の実施
の形態２に係る脱硝装置を示す構成図である。この脱硝
装置１５０は、ＬＩＢＳ装置１０８を吸着層１０１の下
流に設置した点に特徴があり、その他の構成は上記脱硝
装置１００と同様であるから、その説明を省略し同一構
成要素には同一符号を付する。この脱硝装置１５０は、
吸着層１０１により吸着できなかった未燃分をＬＩＢＳ
装置１０８により計測し、未燃分が所定量以上存在する
場合、バイパス管１０２の弁１０４を開け、ダクト３側
の弁１０３を閉じるように制御し、未燃分を含む排ガス
をバイパスラインＢを介して触媒層５２を通過させるこ
となく排出する。このようにすれば、未燃分が触媒層５
２に飛来するのを確実に防止できる。なお、ボイラ２の
燃焼が正常に行われている場合でも未燃分は微量に存在
するが、この未燃分が触媒層５２に熱損を与える程の量
のときに、バイパスラインＢを介して未燃分をバイパス
させるようにすれば充分であり、未燃分が極めて微量で
触媒層５２に深刻な熱損を与えない程度であれば未燃分
のバイパスは必要でない。

【００３４】（実施の形態３）図６は、この発明の実施
の形態３に係る脱硝装置を示す構成図である。この脱硝
装置２００は、実施の形態１に示した脱硝装置１００の
吸着層１０１を省略し、バイパスラインＢのみで未燃分
の飛来を防止する点に特徴がある。その他の構成は上記
脱硝装置１００と同様であるから、その説明を省略し同
一構成要素には同一符号を付する。この脱硝装置１００
では吸着層１０１を省略しているため、制御装置１０５
は、ＬＩＢＳ装置１０８による未燃分値の計測結果に基
づき、未燃分の発生と共にバイパス管１０２の弁１０４
を開け、ダクト３側の弁１０３を閉じることで、未燃分
を含んだ排ガスを外部に排出する。ＬＩＢＳ装置１０８
により未燃分が発生していないと判断した場合は、バイ
パスラインＢ側の弁１０４を閉じ、ダクト３側の弁１０
３を開けて通常のラインに復帰させる。なお、係る構成
では未燃分の発生を基準としてバイパスラインＢの開閉
制御を行うが、触媒層５２に対して熱損が発生しない限
度で未燃分をバイパスさせれば済む。

【００３５】すなわち、未燃分が存在してもその他の条
件が満たされなければ触媒層５２に熱損を与えない場合
もあり、これらの条件の下で未燃分を含む排ガスをバイ
パスさせるようにしても良い。図７は、未燃分発生によ
る熱損の発生過程の一例（油焚きボイラ）を示すフロー
チャートである。同図に示すように、充分な酸素が存在
することを前提とし（ステップＳ１）、未燃ダストが存
在し（ステップＳ２）且つ排ガスの温度が規定温度より
高いこと（ステップＳ３）を条件とし、これに所定の充
分な時間と（ステップＳ４）、未燃分の昇温・発火する
こと（ステップＳ５）により、熱損が発生する。又は、
油ミストが存在し（ステップＳ６）且つ排ガス温度が規
定温度より高いこと（ステップＳ７）を条件とし、これ
に所定の充分な時間と（ステップＳ４）、未燃分が昇温
・発火すること（ステップＳ５）によっても、熱損が発
生する。

【００３６】制御装置１０５は、上記条件を満たす場合
にバイパス管１０２の開閉制御を行うようにすれば良
い。排ガス温度は、ダクト３内に設けた温度計により計
測する。また、未燃ダストおよび油ミストの有無は、Ｌ
ＩＢＳ装置１０８により計測する。この脱硝装置２００
によれば、レーザ法による計測結果に基づき、バイパス
管１０２の開閉をリアルタイム制御するので、触媒層５
２に未燃分が飛来するのを効果的に抑制でき、触媒層５
２の熱損を防止できる。また、吸着材が不要であるの
で、ランニングコストを低減できる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の脱硝装
置（請求項１）では、燃焼器から排出される排ガスの脱
硝を行う脱硝触媒層と、脱硝触媒層のダクトの上流に設
けられ、排ガス中の未燃分を吸着する吸着手段と、吸着
手段の上流に設置され排ガス中の未燃分を計測する未燃
分計測装置と、吸着手段と脱硝触媒層との間のダクトか
ら分かれて脱硝触媒層をバイパスさせるバイパスライン
と、通常のラインとバイパスラインとを切り換える切換
手段と、未燃分計測装置により計測した未燃分値が所定
の閾値を超えたとき、切換手段により通常のラインから
バイパスラインに切り換えるように制御する制御手段と
を備えたので、吸着手段を通過した未燃分はバイパスラ
インを介して脱硝触媒層をバイパスするので、当該脱硝
触媒層に未燃分が飛来するのを極力防止できる。

【００３８】また、この発明の脱硝装置（請求項２）で
は、燃焼器から排出される排ガスの脱硝を行う脱硝触媒
層と、脱硝触媒層のダクトの上流に設けられ、排ガス中
の未燃分を吸着する吸着手段と、吸着手段の下流に設置
され排ガス中の未燃分を計測する未燃分計測装置と、吸
着手段と脱硝触媒層との間のダクトから分かれて脱硝触
媒層をバイパスさせるバイパスラインと、通常のライン
とバイパスラインとを切り換える切換手段と、未燃分計
測装置により計測した未燃分値が所定の閾値を超えたと
き、切換手段により通常のラインからバイパスラインに
切り換えるように制御する制御手段とを備えたので、実
際に吸着手段を通過した未燃分をバイパスし、脱硝触媒
層への飛来を極力防止できる。

【００３９】また、この発明の脱硝装置（請求項３）で
は、燃焼器から排出される排ガスの脱硝を行う脱硝触媒
層と、排ガス中の未燃分を計測する未燃分計測装置と、
燃焼器より脱硝触媒層に至るダクトから分かれて脱硝触
媒層をバイパスさせるバイパスラインと、通常のライン
とバイパスラインとを切り換える切換手段と、未燃分計
測装置により計測した未燃分値が所定の閾値を超えたと
き、切換手段により通常のラインからバイパスラインに
切り換えるように制御する制御手段とを備えたので、バ
イパスラインをもって脱硝触媒層への未燃分の飛来を極
力防止できる。また、吸着手段の交換等の定期的なメン
テナンスが不要であるので、ランニングコストを低減で
きる。

【００４０】また、この発明の脱硝装置（請求項４）で
は、前記未燃分計測装置に、レーザ法により未燃分を計
測する装置を用いたので、リアルタイムでバイパスライ
ンの切換制御を行うことが可能になり、未燃分の飛来が
極力防止されることになる。

【００４１】また、この発明の脱硝装置（請求項５）で
は、燃焼器から排出される排ガスの脱硝を行う脱硝触媒
層と、脱硝触媒層のダクトの上流に設けられ且つハニカ
ム構造の基材内面に吸着層をコーティングし、排ガス中
の未燃分を吸着する吸着手段とを備えたので、吸着材の
使用量を低減できる。このため、脱硝装置のランニング
コストを低減できる。

【００４２】また、この発明の脱硝装置（請求項６）で
は、吸着手段に代えて、脱硝触媒層のダクトの上流に設
けられ、排ガス中の未燃分を酸化させて燃焼させる燃焼
手段を設けたので、未燃分が脱硝触媒層に飛来するのを
防止できると共にメンテナンス性を向上できる。

【００４３】また、この発明の脱硝方法（請求項７）で
は、脱硝触媒層により燃焼器から排出される排ガスの脱
硝を行う脱硝方法であって、排ガス中の未燃分を計測
し、この計測した未燃分値が所定の閾値を超えたとき、
通常のラインからバイパスラインに切り換えて脱硝触媒
層をバイパスさせるので、当該脱硝触媒層に未燃分が飛
来するのを極力防止できる。

【００４４】また、この発明の脱硝方法（請求項８）で
は、脱硝触媒層により燃焼器から排出される排ガスの脱
硝を行う脱硝方法であって、排ガス中の未燃分を燃焼手
段により酸化燃焼させると共に、更に燃焼手段に酸素を
供給して燃焼手段に付着した未燃分を燃焼させるので、
燃焼手段の交換頻度が少なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１に係る脱硝装置を示す
構成図である。

【図２】吸着層を示す説明図である。

【図３】吸着材を示す説明図である。

【図４】ＬＩＢＳ装置の一例を示す構成図である。

【図５】この発明の実施の形態２に係る脱硝装置を示す
構成図である。

【図６】この発明の実施の形態３に係る脱硝装置を示す
構成図である。

【図７】未燃分発生による熱損の発生過程の一例を示す
フローチャートである。

【図８】石炭焚きボイラの脱硝設備を示す概略構成図で
ある。

【図９】図８に示した脱硝反応器を示す断面図である。

【図１０】触媒パックを示す構成図である。

【符号の説明】

１００脱硝装置２ボイラ３ダクト４アンモニア注入ノズル５脱硝反応器５１反応容器５２触媒層１０１吸着層１０２バイパス管１０３弁１０４弁１０５制御装置１０８ＬＩＢＳ装置１０９配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者飯田耕三広島市西区観音新町四丁目６番22号三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者小林敬古東京都千代田区丸の内二丁目５番１号三菱重工業株式会社内Ｆターム(参考） 3K070 DA22 DA24 DA25 4D048 AA06 AA13 AA14 AA18 AB01 AB02 AC04 BA03Y BA06Y BA07Y BA08Y BA11Y BA30Y BA31Y BA32Y BA33Y BA41Y BA42Y BD04 CC25 CC26 CC31 CC47 CD01 CD08 CD10 DA01 DA02 DA05 DA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼器から排出される排ガスの脱硝を行
う脱硝触媒層と、脱硝触媒層のダクトの上流に設けられ、排ガス中の未燃
分を吸着する吸着手段と、吸着手段の上流に設置され排ガス中の未燃分を計測する
未燃分計測装置と、吸着手段と脱硝触媒層との間のダクトから分かれて脱硝
触媒層をバイパスさせるバイパスラインと、通常のラインとバイパスラインとを切り換える切換手段
と、未燃分計測装置により計測した未燃分値が所定の閾値を
超えたとき、切換手段により通常のラインからバイパス
ラインに切り換えるように制御する制御手段と、を備え
たことを特徴とする脱硝装置。
【請求項２】燃焼器から排出される排ガスの脱硝を行
う脱硝触媒層と、脱硝触媒層のダクトの上流に設けられ、排ガス中の未燃
分を吸着する吸着手段と、吸着手段の下流に設置され排ガス中の未燃分を計測する
未燃分計測装置と、吸着手段と脱硝触媒層との間のダクトから分かれて脱硝
触媒層をバイパスさせるバイパスラインと、通常のラインとバイパスラインとを切り換える切換手段
と、未燃分計測装置により計測した未燃分値が所定の閾値を
超えたとき、切換手段により通常のラインからバイパス
ラインに切り換えるように制御する制御手段と、を備え
たことを特徴とする脱硝装置。
【請求項３】燃焼器から排出される排ガスの脱硝を行
う脱硝触媒層と、排ガス中の未燃分を計測する未燃分計測装置と、燃焼器より脱硝触媒層に至るダクトから分かれて脱硝触
媒層をバイパスさせるバイパスラインと、通常のラインとバイパスラインとを切り換える切換手段
と、未燃分計測装置により計測した未燃分値が所定の閾値を
超えたとき、切換手段により通常のラインからバイパス
ラインに切り換えるように制御する制御手段と、を備え
たことを特徴とする脱硝装置。
【請求項４】前記未燃分計測装置は、レーザ法により
未燃分を計測する装置であることを特徴とする請求項１
〜３のいずれか一つに記載の脱硝装置。
【請求項５】燃焼器から排出される排ガスの脱硝を行
う脱硝触媒層と、脱硝触媒層のダクトの上流に設けられ且つハニカム構造
の基材内面に吸着層をコーティングし、排ガス中の未燃
分を吸着する吸着手段と、を備えたことを特徴とする脱
硝装置。
【請求項６】前記吸着手段に代えて、脱硝触媒層のダ
クトの上流に設けられ、排ガス中の未燃分を酸化させて
燃焼させる燃焼手段を設けたことを特徴とする請求項１
〜５のいずれか一つに記載の脱硝装置。
【請求項７】脱硝触媒層により燃焼器から排出される
排ガスの脱硝を行う脱硝方法であって、排ガス中の未燃
分を計測し、この計測した未燃分値が所定の閾値を超え
たとき、通常のラインからバイパスラインに切り換えて
脱硝触媒層をバイパスさせることを特徴とする脱硝方
法。
【請求項８】脱硝触媒層により燃焼器から排出される
排ガスの脱硝を行う脱硝方法であって、排ガス中の未燃
分を燃焼手段により酸化燃焼させると共に、更に燃焼手
段に酸素を供給して燃焼手段に付着した未燃分を燃焼さ
せることを特徴とする脱硝方法。