JP2004044405A

JP2004044405A - Reducer feeding device

Info

Publication number: JP2004044405A
Application number: JP2002199634A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Noji; 野地　勝己; Kozo Iida; 飯田　耕三; Shigeru Nojima; 野島　　繁; Masanao Yonemura; 米村　将直; Hiroyuki Endo; 遠藤　浩之
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2022-07-09
Also published as: JP4301773B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reducer feeding device capable of efficiently removing nitrogen oxides from exhaust gases by using urea as a reducer. <P>SOLUTION: In an exhaust gas pipe allowed to communicate with a combustor, a through-hole 11 is formed at the tip of a nozzle 7 feeding urea water in a direction parallel to or perpendicular to the flow direction of combustion exhaust gas passed through the inside of the pipe. The nozzle 7 is disposed with the tip thereof facing downward, and a urea water upward spattering prevention board 15 is installed at a position higher than a position where the through-hole 11 is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パイプ内を流れる燃焼排気ガス中に、窒素酸化物の還元剤として使用される尿素水をパイプ内にノズルによって供給する還元剤供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジン等の燃焼装置から発生する窒素酸化物を除去するために、脱硝装置が用いられている。この種の脱硝装置には、尿素水を滴下して排気ガス中に注入し、尿素水を蒸発させて還元剤としてのアンモニアガスを発生させて、窒素酸化物を脱硝する還元剤供給装置がある。
実開平６−１５７２６号公報には、図６に示すような燃焼装置における還元剤供給装置５１が開示され、その還元剤供給装置５１は、軸を横方向に延在して配設したパイプ５２内に、ノズル５３の先端部５４を貫通して配設し、その先端部５４の向きを排気ガス５５の流れ方向に向け、ノズル５３の下部には、ノズル５３から滴下する尿素水５７を受ける受け皿５６を配設した技術が開示されている。
【０００３】
このような構造で、ノズル５３から滴下された尿素水５７は、滴下される際にパイプ５２内を流通する排気ガスの熱により蒸発し、パイプ５２内にアンモニアガスが生成される。そして、アンモニアにより窒素酸化物が還元されて図示しない脱硝装置において窒素酸化物が脱硝される。
尿素水５７は、排気ガス５５の流速とパイプ５２内の温度が適度である場合は、尿素水５７をパイプ５２の内部で十分に蒸発して拡散することができる。反対に燃焼装置の燃焼が弱まったような状態では、排気ガスの流速が小さく温度が下がるので、尿素水５７の蒸発が適度に行われず、ノズル５３から尿素水５７が滴下する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、ノズル５３から尿素水５７が滴下する際に、尿素水５７がノズル５３の先端部５４で固化し、ノズル５３が閉塞することがあった。また、尿素は、パイプ５２内の温度が下がると重合反応により、シアヌル酸等の副生物を生成する。シアヌル酸が生成してパイプ５２の内周壁に付着すると、窒素酸化物の還元剤となるアンモニアの生成量が減少し、下流側にある脱硝装置の脱硝性能が低下してしまう。
すなわち、尿素水５７の滴下量が多く、パイプ５２の下側（底壁部）に尿素水５７が溜まると、パイプ５２の周壁は外気と接していることから、パイプ５２の内部と温度差があって、パイプ５２の低壁部に滴下した尿素水５７がパイプ５２の内周面を冷やしてシアヌル酸を生成することになる。これを防止するために、図５に示す還元剤供給装置５１は、受け皿５６を設け、パイプ５２の内周壁に尿素水５７を滴下させないようにしている。
【０００５】
すなわち、パイプ５２内に配設した受け皿５６は、蒸発していない尿素水５７が滴下すると、受け皿５６上に溜まり、排気ガス５５により加熱された受け皿５６上にて、尿素水５７を蒸発させて、それを解決しようとするものである。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、燃焼排気ガス中の窒素酸化物を除去するために設置する脱硝装置において、特に還元剤として尿素を使用し、排気ガス中の窒素酸化物を従来技術よりも、より効率よく除去するとともに、尿素水を供給するノズルの詰まりを防止する還元剤供給装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の還元剤供給装置は、パイプ内を流れる燃焼排気ガス中に、窒素酸化物の還元剤として使用される尿素水をノズルによって上記パイプ内に供給する還元剤供給装置において、上記パイプ内に配設したノズルの周壁部に１つ以上の貫通孔を形成した。
上記還元剤供給装置は、上記貫通孔を上記燃焼排気ガスの流れ方向に対して平行な向きまたは燃焼排気ガスの流れ方向に対して直交する向きに形成することができる。
また、上記還元剤供給装置は、上記尿素水を供給エアーと共に上記ノズルからパイプ内に供給することができる。
さらには、上記還元剤供給装置は、上記ノズルを横方向に延在する上記パイプの上部からノズルの先端部を下方に向けてパイプ内に配設し、上記ノズルの貫通孔を形成した位置よりも上側の位置には尿素水の上方飛散防止板を設け、ノズルの先端部の直下には、尿素水の底部飛散防止板を上記パイプの周壁面に対して間隔を開けて配置することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による還元剤供給装置について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の還元剤供給装置を備えた燃焼装置の概略図である。燃焼装置１は、ディーゼルエンジンとしての燃焼器２と窒素酸化物の還元を助長する触媒を設けた脱硝装置３との間をパイプ（煙道）４で接続し、パイプ４は、燃焼器２で排出された排気ガス５を脱硝装置３まで流通させる。
本発明に係わる還元剤供給装置６は、そのパイプ４内に還元剤としての尿素を供給する装置である。
【０００８】
図２は、その尿素をパイプ４内に供給するノズル７を取付けた還元供給装置のノズルアッセンブリ９を示す。ノズルアッセンブリ９は、四角形状の取付板１０にＬ字形状のチューブ１６が貫通するようにして固定されている。チューブ１６の一端側は、パイプ４の内部に配設されるノズル７が設けられている。図３は、そのノズル７の拡大図である。ノズル７の先端部１３の周壁１２には、排気ガス５の流れ方向に平行する向きに形成された貫通孔１１が、ノズル７の軸方向に並べて複数個が設けられ、排気ガス５の流れ方向の上流側及び下流側の対向する各々の周壁１２に形成されている。また、ノズル７の周壁１２には、排気ガス５の流れ方向に対して直交する向きに、貫通孔１４がノズル７の軸方向に並べて複数個が形成されている。この貫通孔１４もまた周壁１２に対向するようにして形成されている。すなわち、貫通孔１１，１４はノズル７の周方向に９０度間隔で設けられている。また、ノズル７の貫通孔１４を形成した位置よりも上側の周壁１２の周囲には、円環板状の上方飛散防止板１５が溶接により取付けられている。
【０００９】
図２に示すように、ノズルアッセンブリ９のチューブ１６の他端側にはネジを形成した継ぎ手１７が形成され、この継ぎ手１７は配管１８，３０等を介して、尿素水の供給源１９と接続され、尿素水の供給源１９から尿素水は、供給ポンプ２０により配管１８を介して混合器２９に供給される。また、混合器２９には配管３０を介してエアー供給用コンプレッサ２８が接続され、尿素水の供給源１９からの尿素をエアーにより希釈し、配管３０を介してノズル７からパイプ４内に供給することができる。
ノズルアッセンブリ９の取付板１０には、これをパイプ４に取付けるための取付孔２１を４隅に形成している。このノズルアッセンブリ９は、パイプ４に取付けた状態では、ノズル７の軸方向の向きが下方（本実施の形態では垂直とした）になるように取付けられ、ノズルアッセンブリ９自体は、パイプ４に形成した開口に対して取付板１０が気密に取付けられる。
【００１０】
図４は、底部飛散防止板８を備えた防止板アッセンブリ２２を示す。管状の防止板アッセンブリ２２には、排気ガス５の流れに対して上流側に位置させて環状フランジ２３が設けられ、中間部には筒状の管状部２４が設けられ、下流側の先端部には底部飛散防止板８が形成されている。底部飛散防止板８は、ほぼ半円形の湾曲し舌片状に突き出した周壁面から形成され、上方側が開かれている。本実施の形態では、底部飛散防止板８の長さ（パイプ４の軸方向長さ）を、４０ｍｍとした。
この防止板アッセンブリ２２は、パイプ４に取付けられた状態では、図１に示すように、パイプ４に設けられた一対のフランジ継ぎ手２５，２６間に環状フランジ２３が挟持されるように気密に取付けられる。底部飛散防止板８は、この板面がパイプ４の軸方向に延びるように配設され、管状部２４及び底部飛散防止板８と、パイプ４の周壁との間には、間隔が設けられている。また、パイプ４，４の間には、エキスパンション２７が配設されている。
【００１１】
次に、本発明の還元剤供給装置の作用について説明する。
燃焼器２の作動により、排気ガス５がパイプ４内に排出される。燃焼器２が適度に作動している状態では、排気ガス５によりパイプ４内の温度が３００〜４００℃となる。供給源１９からの尿素水の供給量は１０ｃｃ／ｍｉｎとし、圧縮空気の供給量は１０〜２０リットル／ｍｉｎとした。
排気ガス５の流速が適度な状態では、還元剤供給装置６から滴下される尿素水がパイプ４内で分散され、蒸発してアンモニアガスが生成され、この還元剤としてのアンモニアガスが脱硝装置３内で反応して、窒素酸化物が還元して除去される。
【００１２】
この際、排気ガス５の流速が大きい場合は、ノズル７から尿素水が飛散するが、ノズル７には貫通孔１１，１４を形成しているので、ノズル７の先端部開口のみならず、それらの貫通孔１１，１４からも尿素水が分散し、より分散性が向上する。この際、上方には上方飛散防止板１５が配設されており、下方には底部飛散防止板８が配設されているので、パイプ４の内周壁に尿素水が下流側へ放射状に飛散するのを防止することができる。特に、排気ガス５の流速がやや小さい場合は、重力作用で内周壁の下側や両サイドに尿素水が多く飛散するが、底部飛散防止板８が湾曲しているので、パイプ４の内周壁の下部のみならず、両サイドへの飛散をも有効に防止することができる。
また、尿素水が滴下されている状態では、ノズル７に複数の貫通孔１１，１４が形成されているので、ノズル７が詰まり尿素水の供給が遮断されることが防止される。
【００１３】
燃焼器２の燃焼量が小さく、パイプ４内の温度が下がった場合や排気ガス５の流量が少ない場合は、尿素水はノズル７から滴下する。このような状態では、底部飛散防止板８に尿素水が滴下する。しかしながら、防止板アッセンブリ２２の管状部２４全体及び底部飛散防止板８が排気ガス５と接触し、底部飛散防止板８が湾曲していることから、平面状のものよりも排気ガス５との接触面積が大きく、かつ、それらとパイプ４の内周壁との間に隙間を形成していることから、底部飛散防止板８の保温効果が大きく、さらには底部飛散防止板８の温度が降下するような場合は、管状部２４からの熱伝導を受けてそれの温度保持を図れることから、尿素水を効率良く蒸発させることができる。また、ノズル４の先端が詰まるようなことがあっても、ノズル４の周壁部に貫通孔１１，１４を形成していることから、貫通孔１１，１４から尿素を排出できる。
【００１４】
以下、本発明の実施例と比較例について説明する。
［実施例１］
実施例１として、図５のＡに示すように、パイプ４にノズル７を配設した状態で脱硝性能試験を行った。図１に示す燃焼装置１の設備と異なるのは、防止板アッセンブリ２２を設けていないこと、及びノズル７に設けていた上方飛散防止板１５の無い物を使用したことである。
ノズル７は図５のＡに示すように。内径３ｍｍ、外径５ｍｍであり、ノズル７の周壁部に内径２ｍｍの貫通孔１１，１４を各々５組宛、計１０組を設けた。そして、脱硝装置３の上流側にノズル７を設置し、脱硝性能評価試験を実施した。評価条件及び尿素水供給条件を以下に示す。
・脱硝性能評価条件
ＮＯｘ濃度　　：７００ｐｐｍ
Ｏ_２　　　　　　　　　　：１０％
ガス量　　　　：２００Ｎｍ^３／ｈｒ
排ガス温度　　：３５０℃
・尿素水供給条件
尿素水量　　：１０ｃｃ／ｍｉｎ
エアー量　　：１７Ｌ／ｍｉｎ
試験結果を表１の実施例１に示す
【００１５】
【表１】

試験結果から脱硝率は９３％であった。
【００１６】
［実施例２］
実施例２として、図１に示す燃焼装置１を用いて脱硝性能試験を行った。すなわち、上記実施例１と異なり、パイプ４に防止板アッセンブリ２２を配設し、ノズル７に上方飛散防止板１５を取付けたものを使用した。上方飛散防止板１６は、直径１５ｍｍ、厚さ２ｍｍの円板状のものを使用し、貫通孔１１，１４の上部に配設した。また、下方飛散防止板１１は、直径６５Ａであり、厚さ５ｍｍの半円筒形である。ノズル７のサイズ形状は実施例１と同じであり、内径３ｍｍ、外径５ｍｍであり、ノズル７の周壁部に内径２ｍｍの貫通孔１１，１４を各々５組宛、計１０組を設けた。そして、脱硝性能評価試験を実施した。評価条件及び尿素水供給条件は、以下のように実施例１同じとした。
・脱硝性能評価条件
ＮＯｘ濃度　　：７００ｐｐｍ
Ｏ_２　　　　　　　　　　：１０％
ガス量　　　　：２００Ｎｍ^３／ｈｒ
排ガス温度　　：３５０℃
・尿素水供給条件
尿素水量　　：１０ｃｃ／ｍｉｎ
エアー量　　：１７Ｌ／ｍｉｎ
試験結果は、表１の実施例２に示すように、脱硝率が９５％であり、実施例１よりも脱硝率が向上した。
【００１７】
［比較例１］
比較例１として、図５のＢに示すように、パイプ４にノズル７を配設した状態で脱硝性能試験を行った。図１に示す燃焼装置１の設備と異なるのは、防止板アッセンブリ２２を外していることと、ノズル７に設けていた上方飛散防止板１５の無い物を使用し、さらにノズル７の周壁に貫通孔１１，１４の無いものを使用した。
ノズル７は図５のＢに示すように。内径３ｍｍ、外径５ｍｍのものを用い、脱硝装置３の上流側にノズル７を設置し、脱硝性能評価試験を実施した。評価条件及び尿素水供給条件は、以下のように実施例１と同じとした。
・脱硝性能評価条件
ＮＯｘ濃度　　：７００ｐｐｍ
Ｏ_２　　　　　　　　　　：１０％
ガス量　　　　：２００Ｎｍ^３／ｈｒ
排ガス温度　　：３５０℃
・尿素水供給条件
尿素水量　　：１０ｃｃ／ｍｉｎ
エアー量　　：１７Ｌ／ｍｉｎ
試験結果は、表１の比較例１に示すように、脱硝率が８０％であり、実施例１及び２よりも脱硝率が劣っている。
【００１８】
［比較例２］
比較例２として、図５のＡに示す装置で、脱硝性能試験を行った。実施例１と異なるのは、図１に示すエアー供給用コンプレッサ２８からのアシストエアーを使用しないことである。他は、実施例１と同じ条件で行った。
脱硝性能評価条件及び尿素水供給条件を以下に示す。
・脱硝性能評価条件
ＮＯｘ濃度　　：７００ｐｐｍ
Ｏ_２　　　　　　　　　　：１０％
ガス量　　　　：２００Ｎｍ^３／ｈｒ
排ガス温度　　：３５０℃
・尿素水供給条件
尿素水量　　：１０ｃｃ／ｍｉｎ
試験結果は、表１の比較例２に示すように、脱硝率が６０％であり、実施例１、２及び比較例１よりも脱硝率が劣っている。
【００１９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、勿論、本発明の技術的思想に基づいて、種々の変形または変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、貫通孔１１，１４を排気ガス５の流れに対して平行または直交させたが、それ以外の場所に形成してもよく、貫通孔の数は１個以上であればよい。
また、上方飛散防止板１５の形状を円板形としたが、その形状についても角形若しくは底部飛散防止板８のように湾曲させてもよい。ノズル７の向きについては、傾斜させてもよい。さらに、底部飛散防止板８の形状についても、円弧状に限定されず、平板状、コ字形状やその他形状を用いることができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の還元剤供給装置は、パイプ内を流れる燃焼排気ガス中に、窒素酸化物の還元剤として使用される尿素水をノズルによって上記パイプ内に供給する還元剤供給装置において、上記パイプ内に配設したノズルの周壁部に１つ以上の貫通孔を形成したので、尿素液の分散性の向上と、ノズルの閉塞を防止することができる。
また、上記貫通孔を上記燃焼排気ガスの流れ方向に対して平行な向きまたは燃焼排気ガスの流れ方向に対して直交する向きに形成したので、より分散性の向上を図ることができる。
上記尿素水を供給エアーと共に上記ノズルからパイプ内に供給するようしたので、尿素水の希釈化を図ることができるようになった。
さらに、上記ノズルを横方向に延在する上記パイプの上部からノズルの先端部を下方に向けてパイプ内に配設し、上記ノズルの貫通孔を形成した位置よりも上側の位置には尿素水の上方飛散防止板を設け、ノズルの先端部の直下には、尿素水の底部飛散防止板を上記パイプの周壁面に対して間隔を開けて配置したので、尿素水がパイプの内周壁に付着することを防止できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による還元剤供給装置を備えた燃焼装置の概略側面図である。
【図２】図１の還元剤供給装置のノズルアッセンブリの拡大斜視図である。
【図３】図２のノズルアッセンブリのノズルの拡大斜視図である。
【図４】図１の還元剤供給装置の防止板アッセンブリの拡大斜視図である。
【図５】Ａは、本発明の実施例１に用いた還元剤供給装置の概略図であり、図２は比較例１に用いた還元剤供給装置の概略図である。
【図６】従来の還元剤供給装置の概略側面図である。
【符号の説明】
１　燃焼装置
２　燃焼器
３　脱硝装置
４　パイプ
５　排気ガス
６　還元剤供給装置
７　ノズル
８　底部飛散防止板
９　ノズルアッセンブリ
１０　取付板
１１，１４　貫通孔
１２　周壁
１３　先端部
１５　上方飛散防止板
１６　チューブ
１７　継ぎ手
１８　配管
１９　尿素水の供給源
２０　供給ポンプ
２１　取付孔
２２　防止板アッセンブリ
２３　環状フランジ
２４　管状部
２５，２６　フランジ継ぎ手
２７　エキスパンション
２８　エアー供給用コンプレッサ
２９　混合器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a reducing agent supply device that supplies urea water, which is used as a reducing agent for nitrogen oxides, into combustion exhaust gas flowing through a pipe through a nozzle.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A denitration device is used to remove nitrogen oxides generated from a combustion device such as an engine. In this type of denitration apparatus, there is a reducing agent supply apparatus that drops urea water and injects it into exhaust gas, evaporates the urea water to generate ammonia gas as a reducing agent, and denitrates nitrogen oxides. .
Japanese Unexamined Utility Model Publication No. Hei 6-15726 discloses a reducing agent supply device 51 in a combustion device as shown in FIG. 6, and the reducing agent supply device 51 includes a pipe 52 having a shaft extending in a lateral direction and disposed. The urea water 57 dripped from the nozzle 53 is received at a lower portion of the nozzle 53 by directing the tip 54 of the nozzle 53 toward the flow direction of the exhaust gas 55. A technique in which a saucer 56 is provided is disclosed.
[0003]
With such a structure, the urea water 57 dropped from the nozzle 53 is evaporated by the heat of the exhaust gas flowing through the pipe 52 when dropped, and ammonia gas is generated in the pipe 52. Then, the nitrogen oxides are reduced by the ammonia, and the nitrogen oxides are denitrated in a denitration apparatus (not shown).
When the flow rate of the exhaust gas 55 and the temperature inside the pipe 52 are appropriate, the urea water 57 can sufficiently evaporate and diffuse the urea water 57 inside the pipe 52. On the other hand, in a state where the combustion of the combustion device is weakened, the flow rate of the exhaust gas is small and the temperature drops, so that the urea water 57 is not appropriately evaporated and the urea water 57 drops from the nozzle 53.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when the urea water 57 is dropped from the nozzle 53, the urea water 57 solidifies at the tip end portion 54 of the nozzle 53, and the nozzle 53 may be closed. Also, urea produces by-products such as cyanuric acid by a polymerization reaction when the temperature in the pipe 52 decreases. When cyanuric acid is generated and adheres to the inner peripheral wall of the pipe 52, the amount of ammonia that serves as a reducing agent for nitrogen oxides decreases, and the denitration performance of the denitration device on the downstream side decreases.
That is, when the amount of the urea water 57 dropped is large and the urea water 57 accumulates on the lower side (bottom wall portion) of the pipe 52, the temperature difference between the inside of the pipe 52 and the inside of the pipe 52 is reduced because the peripheral wall of the pipe 52 is in contact with the outside air. Therefore, the urea water 57 dropped on the lower wall of the pipe 52 cools the inner peripheral surface of the pipe 52 to generate cyanuric acid. In order to prevent this, the reducing agent supply device 51 shown in FIG. 5 is provided with a receiving tray 56 so as to prevent the urea water 57 from dropping on the inner peripheral wall of the pipe 52.
[0005]
That is, when the urea water 57 which has not evaporated is dropped on the tray 56 disposed in the pipe 52, the urea water 57 accumulates on the tray 56 and evaporates the urea water 57 on the tray 56 heated by the exhaust gas 55. , It is something that tries to solve it.
The present invention has been made in view of such circumstances, and in a denitration apparatus installed to remove nitrogen oxides in combustion exhaust gas, particularly, urea is used as a reducing agent, and nitrogen in exhaust gas is used. It is an object of the present invention to provide a reducing agent supply device that removes oxides more efficiently than in the prior art and prevents clogging of a nozzle that supplies urea water.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a reducing agent supply device according to the present invention provides a reducing agent that supplies urea water used as a reducing agent for nitrogen oxides into a combustion exhaust gas flowing through a pipe through a nozzle through a nozzle. In the supply device, one or more through-holes were formed in the peripheral wall of the nozzle provided in the pipe.
In the reducing agent supply device, the through-hole may be formed in a direction parallel to the flow direction of the combustion exhaust gas or in a direction perpendicular to the flow direction of the combustion exhaust gas.
Further, the reducing agent supply device can supply the urea water together with supply air from the nozzle into the pipe.
Furthermore, the reducing agent supply device arranges the nozzle in the pipe with the tip of the nozzle facing downward from the top of the pipe extending in the lateral direction, and from the position where the through hole of the nozzle is formed. A urea water upper scattering prevention plate is provided at the upper position, and a urea water bottom scattering prevention plate can be arranged at a distance from the peripheral wall surface of the pipe immediately below the tip of the nozzle. .
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a reducing agent supply device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram of a combustion device provided with a reducing agent supply device of the present invention. The combustion device 1 connects a combustor 2 as a diesel engine and a denitration device 3 provided with a catalyst for promoting the reduction of nitrogen oxides with a pipe (flue) 4. The discharged exhaust gas 5 is circulated to the denitration device 3.
The reducing agent supply device 6 according to the present invention is a device for supplying urea as a reducing agent into the pipe 4.
[0008]
FIG. 2 shows a nozzle assembly 9 of a reduction supply apparatus equipped with a nozzle 7 for supplying the urea into the pipe 4. The nozzle assembly 9 is fixed to a rectangular mounting plate 10 such that an L-shaped tube 16 passes therethrough. On one end side of the tube 16, a nozzle 7 provided inside the pipe 4 is provided. FIG. 3 is an enlarged view of the nozzle 7. A plurality of through-holes 11 formed in a direction parallel to the flow direction of the exhaust gas 5 are provided in the peripheral wall 12 of the tip portion 13 of the nozzle 7 in a direction parallel to the flow direction of the exhaust gas 5. Are formed on the respective peripheral walls 12 on the upstream side and the downstream side. A plurality of through holes 14 are formed in the peripheral wall 12 of the nozzle 7 in a direction perpendicular to the flow direction of the exhaust gas 5 so as to be arranged in the axial direction of the nozzle 7. This through hole 14 is also formed so as to face the peripheral wall 12. That is, the through

holes

11 and 14 are provided at 90-degree intervals in the circumferential direction of the nozzle 7. A circular plate-shaped upper scattering prevention plate 15 is attached by welding to the periphery of the peripheral wall 12 above the position where the through hole 14 of the nozzle 7 is formed.
[0009]
As shown in FIG. 2, a threaded joint 17 is formed at the other end of the tube 16 of the nozzle assembly 9, and the joint 17 is connected to a urea water supply source 19 via

pipes

18 and 30. The urea water is supplied from the urea water supply source 19 to the mixer 29 via the pipe 18 by the supply pump 20. An air supply compressor 28 is connected to the mixer 29 via a pipe 30 to dilute urea from the urea water supply source 19 with air and supply the diluted urea from the nozzle 7 to the pipe 4 via the pipe 30. be able to.
The mounting plate 10 of the nozzle assembly 9 has mounting holes 21 at four corners for mounting the mounting plate 10 on the pipe 4. When the nozzle assembly 9 is attached to the pipe 4, the nozzle 7 is attached so that the axial direction of the nozzle 7 is downward (vertical in the present embodiment), and the nozzle assembly 9 itself is formed on the pipe 4. The mounting plate 10 is hermetically mounted to the opened opening.
[0010]
FIG. 4 shows a baffle assembly 22 with a bottom shatterproof plate 8. The tubular prevention plate assembly 22 is provided with an annular flange 23 located upstream with respect to the flow of the exhaust gas 5, a tubular portion 24 is provided at an intermediate portion, and a distal end portion at the downstream side. Is provided with a bottom scattering prevention plate 8. The bottom scatter prevention plate 8 is formed of a substantially semicircular curved peripheral wall surface protruding in the shape of a tongue, and has an upper side open. In the present embodiment, the length of the bottom scattering prevention plate 8 (the length of the pipe 4 in the axial direction) is set to 40 mm.
When the prevention plate assembly 22 is attached to the pipe 4, as shown in FIG. 1, the prevention plate assembly 22 is attached airtightly so that the annular flange 23 is sandwiched between a pair of

flange joints

25 and 26 provided on the pipe 4. Can be The bottom scatter prevention plate 8 is disposed so that this plate surface extends in the axial direction of the pipe 4, and an interval is provided between the tubular portion 24 and the bottom scatter prevention plate 8 and the peripheral wall of the pipe 4. I have. An expansion 27 is provided between the pipes 4 and 4.
[0011]
Next, the operation of the reducing agent supply device of the present invention will be described.
The exhaust gas 5 is discharged into the pipe 4 by the operation of the combustor 2. When the combustor 2 is operating properly, the temperature inside the pipe 4 becomes 300 to 400 ° C. by the exhaust gas 5. The supply amount of the urea water from the supply source 19 was 10 cc / min, and the supply amount of the compressed air was 10 to 20 liter / min.
When the flow rate of the exhaust gas 5 is moderate, the urea water dropped from the reducing agent supply device 6 is dispersed in the pipe 4 and evaporated to generate ammonia gas, and the ammonia gas as the reducing agent is supplied to the denitration device 3. Within which nitrogen oxides are reduced and removed.
[0012]
At this time, when the flow rate of the exhaust gas 5 is high, the urea water is scattered from the nozzle 7. However, since the through

holes

11 and 14 are formed in the nozzle 7, not only the opening at the tip end of the nozzle 7 but also The urea water is also dispersed from the through

holes

11 and 14, and the dispersibility is further improved. At this time, since the upper scatter prevention plate 15 is disposed above and the bottom scatter prevention plate 8 is disposed below, the urea water scatters radially to the downstream side on the inner peripheral wall of the pipe 4. Can be prevented. In particular, when the flow rate of the exhaust gas 5 is rather small, a large amount of urea water scatters on the lower side and both sides of the inner peripheral wall due to gravity, but since the bottom scattering prevention plate 8 is curved, the inner peripheral wall of the pipe 4 is curved. Can be effectively prevented from scattering not only on the lower part but also on both sides.
Further, in the state where the urea water is dropped, since the plurality of through

holes

11 and 14 are formed in the nozzle 7, the nozzle 7 is prevented from being clogged and the supply of the urea water is cut off.
[0013]
When the amount of combustion in the combustor 2 is small and the temperature in the pipe 4 decreases or when the flow rate of the exhaust gas 5 is small, the urea water drops from the nozzle 7. In such a state, the urea water drops on the bottom scattering prevention plate 8. However, since the entire tubular portion 24 of the prevention plate assembly 22 and the bottom scattering prevention plate 8 are in contact with the exhaust gas 5 and the bottom scattering prevention plate 8 is curved, the contact with the exhaust gas 5 is smaller than that of the flat plate. Since the area is large and a gap is formed between them and the inner peripheral wall of the pipe 4, the effect of keeping the bottom scattering prevention plate 8 warm is large, and the temperature of the bottom scattering prevention plate 8 is further reduced. In such a case, the urea water can be efficiently evaporated because the temperature can be maintained by receiving the heat conduction from the tubular portion 24. Even if the tip of the nozzle 4 is clogged, the urea can be discharged from the through

holes

11 and 14 because the through

holes

11 and 14 are formed in the peripheral wall of the nozzle 4.
[0014]
Hereinafter, examples of the present invention and comparative examples will be described.
[Example 1]
As Example 1, as shown in FIG. 5A, a denitration performance test was performed in a state where the nozzle 7 was disposed on the pipe 4. The difference from the equipment of the combustion apparatus 1 shown in FIG. 1 is that the prevention plate assembly 22 is not provided, and the thing without the upper scattering prevention plate 15 provided in the nozzle 7 is used.
The nozzle 7 is as shown in FIG. A total of 10 sets of through

holes

11 and 14 each having an inner diameter of 3 mm and an outer diameter of 5 mm and five sets of through

holes

11 and 14 having an inner diameter of 2 mm were provided on the peripheral wall of the nozzle 7. And the nozzle 7 was installed in the upstream of the denitration device 3, and the denitration performance evaluation test was performed. Evaluation conditions and urea water supply conditions are shown below.
-DeNOx performance evaluation conditions NOx concentration: 700 ppm
O ₂ : 10%
Gas amount: 200 Nm ³ / hr
Exhaust gas temperature: 350 ° C
・ Urea water supply condition Urea water amount: 10 cc / min
Air volume: 17 L / min
The test results are shown in Example 1 of Table 1.
[Table 1]

From the test results, the denitration rate was 93%.
[0016]
[Example 2]
As Example 2, a denitration performance test was performed using the combustion device 1 shown in FIG. That is, unlike the first embodiment, the one in which the prevention plate assembly 22 was disposed on the pipe 4 and the upper scattering prevention plate 15 was attached to the nozzle 7 was used. The upper scatter prevention plate 16 used was a disk-shaped one having a diameter of 15 mm and a thickness of 2 mm, and was disposed above the through

holes

11 and 14. The lower scatter prevention plate 11 is a semi-cylindrical shape having a diameter of 65A and a thickness of 5 mm. The size and shape of the nozzle 7 were the same as those in Example 1, the inner diameter was 3 mm, and the outer diameter was 5 mm. Five sets of through

holes

11 and 14 each having an inner diameter of 2 mm were provided on the peripheral wall of the nozzle 7 for a total of 10 sets. Then, a denitration performance evaluation test was performed. Evaluation conditions and urea water supply conditions were the same as in Example 1 as follows.
-DeNOx performance evaluation conditions NOx concentration: 700 ppm
O ₂ : 10%
Gas amount: 200 Nm ³ / hr
Exhaust gas temperature: 350 ° C
・ Urea water supply condition Urea water amount: 10 cc / min
Air volume: 17 L / min
As shown in the test results in Example 2 in Table 1, the denitration rate was 95%, which was higher than that in Example 1.
[0017]
[Comparative Example 1]
As Comparative Example 1, as shown in FIG. 5B, a denitration performance test was performed in a state where the nozzle 7 was provided on the pipe 4. The difference from the equipment of the combustion apparatus 1 shown in FIG. 1 is that the prevention plate assembly 22 is removed, and the thing without the upper scattering prevention plate 15 provided on the nozzle 7 is used. Those without

holes

11 and 14 were used.
The nozzle 7 is as shown in FIG. Using a nozzle having an inner diameter of 3 mm and an outer diameter of 5 mm, a nozzle 7 was installed on the upstream side of the denitration apparatus 3 and a denitration performance evaluation test was performed. The evaluation conditions and urea water supply conditions were the same as in Example 1 as described below.
-DeNOx performance evaluation conditions NOx concentration: 700 ppm
O ₂ : 10%
Gas amount: 200 Nm ³ / hr
Exhaust gas temperature: 350 ° C
・ Urea water supply condition Urea water amount: 10 cc / min
Air volume: 17 L / min
In the test results, as shown in Comparative Example 1 of Table 1, the denitration rate was 80%, which was inferior to Examples 1 and 2.
[0018]
[Comparative Example 2]
As Comparative Example 2, a denitration performance test was performed using the apparatus shown in FIG. The difference from the first embodiment is that the assist air from the air supply compressor 28 shown in FIG. 1 is not used. The other conditions were the same as in Example 1.
The denitration performance evaluation conditions and urea water supply conditions are shown below.
-DeNOx performance evaluation conditions NOx concentration: 700 ppm
O ₂ : 10%
Gas amount: 200 Nm ³ / hr
Exhaust gas temperature: 350 ° C
・ Urea water supply condition Urea water amount: 10 cc / min
In the test results, as shown in Comparative Example 2 in Table 1, the denitration rate was 60%, which was inferior to Examples 1, 2 and Comparative Example 1.
[0019]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can of course be variously modified or changed based on the technical idea of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the through

holes

11 and 14 are parallel or perpendicular to the flow of the exhaust gas 5, but may be formed in other places, and the number of through holes is one or more. Just fine.
Further, although the shape of the upper scattering prevention plate 15 is a disk shape, the shape may be a square or curved like the bottom scattering prevention plate 8. The direction of the nozzle 7 may be inclined. Further, the shape of the bottom scattering prevention plate 8 is not limited to an arc shape, but may be a flat plate shape, a U-shape, or another shape.
[0020]
【The invention's effect】
As described above, the reducing agent supply device of the present invention is a reducing agent supply device that supplies urea water used as a reducing agent for nitrogen oxides to the inside of the pipe through a nozzle in the combustion exhaust gas flowing through the pipe. In the above, since one or more through holes are formed in the peripheral wall portion of the nozzle disposed in the pipe, it is possible to improve the dispersibility of the urea liquid and prevent the nozzle from being blocked.
Further, since the through holes are formed in a direction parallel to the flow direction of the combustion exhaust gas or in a direction orthogonal to the flow direction of the combustion exhaust gas, the dispersibility can be further improved.
Since the urea water is supplied into the pipe from the nozzle together with the supply air, the urea water can be diluted.
Further, the nozzle is disposed in the pipe so that the tip of the nozzle extends downward from the top of the pipe extending in the lateral direction, and urea water is provided at a position above the position where the through hole of the nozzle is formed. The upper scatter prevention plate is provided, and immediately below the tip of the nozzle, the bottom scatter prevention plate of urea water is arranged at an interval from the peripheral wall surface of the pipe, so that urea water adheres to the inner peripheral wall of the pipe. Can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view of a combustion device provided with a reducing agent supply device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged perspective view of a nozzle assembly of the reducing agent supply device of FIG.
FIG. 3 is an enlarged perspective view of a nozzle of the nozzle assembly of FIG. 2;
FIG. 4 is an enlarged perspective view of a prevention plate assembly of the reducing agent supply device of FIG. 1;
FIG. 5A is a schematic diagram of a reducing agent supply device used in Example 1 of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of a reducing agent supply device used in Comparative Example 1.
FIG. 6 is a schematic side view of a conventional reducing agent supply device.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 Combustion device 2 Combustor 3 Denitration device 4 Pipe 5 Exhaust gas 6 Reducing agent supply device 7 Nozzle 8 Bottom scattering prevention plate 9 Nozzle assembly 10

Mounting plate

11, 14 Through hole 12 Peripheral wall 13 Tip 15 Upper scattering prevention plate 16 Tube 17 Joint 18 Piping 19 Urea water supply source 20 Supply pump 21 Mounting hole 22 Prevention plate assembly 23 Annular flange 24

Tubular part

25, 26 Flange joint 27 Expansion 28 Air supply compressor 29 Mixer

Claims

In a reducing agent supply device for supplying urea water, which is used as a reducing agent for nitrogen oxides, to the inside of the pipe through a combustion exhaust gas flowing through the inside of the pipe, 1 A reducing agent supply device, wherein at least one through hole is formed.

The reducing agent supply device according to claim 1, wherein the through hole is formed in a direction parallel to a flow direction of the combustion exhaust gas or in a direction perpendicular to the flow direction of the combustion exhaust gas.

3. The reducing agent supply device according to claim 1, wherein the urea water is supplied into the pipe from the nozzle together with supply air. 4.

The nozzle is disposed in the pipe so that the tip of the nozzle extends downward from the top of the pipe extending in the horizontal direction, and the urea water is located above the position where the through hole of the nozzle is formed. The scatter prevention plate is provided, and the bottom scatter prevention plate of the urea water is disposed immediately below the tip of the nozzle at an interval with respect to the peripheral wall surface of the pipe. 2. The reducing agent supply device according to claim 1.