JP2018505990A - 発電装置用の排気システム - Google Patents
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Abstract
Description
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O(速い) (1)、
4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O(遅い) (2)、及び
NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O(非常に速い) (3)。
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O (4)。
(i)第1の酸化触媒及び第2の酸化触媒を備えた触媒システムであって、第1の酸化触媒は、第2の酸化触媒の前で、ガスタービンから下流の排気ガスの流れの中に位置付けされている、触媒システム。
(ii)第1の酸化触媒が、包含的に、約800°Fと約1150°Fとの間の全負荷温度を有する高温域内に配置され、第2の酸化触媒が、包含的に、約500°Fと約800°Fとの間の全負荷温度を有する低温域内に配置されている、(i)に記載の触媒システム。
(iii)第1の酸化触媒が、任意の熱回収蒸気発生器(HRSG)チューブバンドルの前に、又はタービン排気熱回収蒸気発生器(HRSG)過熱器チューブバンドルの下流に位置付けされている、(i)に記載の触媒システム。
(iv)第2の酸化触媒が、少なくとも1つのHRSGチューブバンドル又は1つ又は複数の高圧蒸発器チューブバンドルの下流に位置付けされている、(i)に記載の触媒システム。
(v)(a)第1の酸化触媒が、任意の熱回収蒸気発生器(HRSG)チューブバンドルの前に位置付けされ、第2の酸化触媒が、少なくとも1つのHRSGチューブバンドル又は1つ又は複数の高圧蒸発器チューブバンドルの下流に位置付けされ、或いは、(b)第1の酸化触媒が、タービン排気熱回収蒸気発生器(HRSG)過熱器チューブバンドルの下流に位置付けされ、第2の酸化触媒が、1つ又は複数の高圧蒸発器チューブバンドルの下流に位置付けされている、(i)に記載の触媒システム。
(vi)第1の酸化触媒が、第1のブロック及び第2のブロックの中に存在し、第1のブロックが、第2の酸化触媒の前で、ガスタービンから下流の排気ガスの流れの中に位置付けされ、第2のブロックが、第2の酸化触媒の前で、第1のブロックから下流の排気ガスの流れの中に位置付けされている、(i)に記載の触媒システム。
(vii)触媒システムが、起動運転時及び全負荷運転時の双方においてCO及び炭化水素の排出を制御するのに効果的である、(i)に記載の触媒システム。
(viii)触媒システムが、起動運転時から全負荷運転時までCO及び炭化水素の排出を制御するのに効果的である、(i)に記載の触媒システム。
(ix)SCR触媒をさらに備えている、(i)に記載の触媒システム。或いは、
(x)アンモニアスリップ触媒をさらに備えている、(ix)に記載の触媒システム。
(xi)空気中で燃料を燃焼させて電力並びに一酸化炭素(CO)及び炭化水素(HC)を含む流動排気ガスを発生させる熱源と、排気ガスが大気中に放出される前に排気ガスの流れを受け入れるように適合された処理装置とを備えている発電装置であって、当該処理装置が、(i)に記載の触媒システムを備えている、発電装置。
(xii)第1の酸化触媒及び第2の酸化触媒が、それぞれ、CO酸化触媒によるNOからのNO2発生が制限されている位置に配置されている、(xi)に記載の発電装置。
(xiii)第2の酸化触媒から下流に配置され且つアンモニアを排気ガスの流れの中に注入するように適合されたアンモニア注入装置(AIG)と、アンモニア注入装置の下流に配置され且つ注入されたアンモニアを排気ガスの流れと混合するように適合された混合部と、排気ガスの流れの中のNOxを還元するように適合された、アンモニア注入装置の下流に配置された選択的触媒還元(SCR)要素とのうちの1つ又は複数を備えている、(xi)に記載の発電装置。
(xiv)熱回収蒸気発生器(HRSG)をさらに備えている、(xi)に記載の発電装置。
(xv)ガスタービンからの一酸化炭素及び炭化水素を含む排気ガスを処理する方法であって、当該方法は、排気ガスを高温域内の第1の酸化触媒に接触させ、第1の酸化触媒に接触した排気ガスを低温域内の第2の酸化触媒に接触させることを含み、高温域が、包括的に、約800°Fと約1150°Fとの間の全負荷温度を有し、低温域が、包括的に、約500°Fと約800°Fとの間の全負荷温度を有する、方法。
(xvi)第1の酸化触媒が、第1のブロック及び第2のブロックの中に存在し、第1のブロックが、第2の酸化触媒の前で、ガスタービンから下流の排気ガスの流れの中に位置付けされ、第2のブロックが、第2の酸化触媒の前で、第1のブロックから下流の排気ガスの流れの中に位置付けされている、(xv)に記載の方法。
(xvii)第1の酸化触媒が、任意の熱回収蒸気発生器(HRSG)チューブバンドルの前に、又はタービン排気熱回収蒸気発生器(HRSG)過熱器チューブバンドルの下流に位置付けされている、(xv)に記載の方法。
(xviii)第2の酸化触媒が、少なくとも1つのHRSGチューブバンドル又は1つ又は複数の高圧蒸発器チューブバンドルの下流に位置付けされている、(xv)に記載の方法。
(xviv)(a)第1の酸化触媒が、任意の熱回収蒸気発生器(HRSG)チューブバンドルの前に位置付けされ、第2の酸化触媒が、少なくとも1つのHRSGチューブバンドル又は1つ又は複数の高圧蒸発器チューブバンドルの下流に位置付けされ、或いは、(b)第1の酸化触媒が、タービン排気熱回収蒸気発生器(HRSG)過熱器チューブバンドルの下流に位置付けされ、第2の酸化触媒が、1つ又は複数の高圧蒸発器チューブバンドルの下流に位置付けされている、(xv)に記載の方法。
(xx)第2の酸化触媒に接触した排気ガスをSCR触媒に接触させることをさらに含む、(xv)に記載の方法。
(xxi)SCR触媒に接触した排気ガスをアンモニアスリップ触媒に接触させることをさらに含む、(xx)に記載の方法。
(xxii)ガスタービンからの排気ガスの流れの中の排出物を処理するために触媒要素を配置する方法であって、包括的に、約800°Fと約1150°Fとの間の全負荷温度を有する高温域内で、ガスタービンの排気ダクトから下流の位置に第1の酸化触媒を配置することと、包括的に、約500°Fと約800°Fとの間の全負荷温度を有する低温域内で、第1の酸化触媒から下流の位置に第2の酸化触媒を配置することとを含む、方法。
(xxiii)第1の酸化触媒が、第1のブロック及び第2のブロックの中に存在し、第1のブロックが、第2の酸化触媒の前で、ガスタービンから下流の排気ガスの流れの中に位置付けされ、第2のブロックが、第2の酸化触媒の前で、第1のブロックから下流の排気ガスの流れの中に位置付けされている、(xxii)に記載の方法。
(xxiv)第1の酸化触媒が、任意の熱回収蒸気発生器(HRSG)チューブバンドルの前に、又はタービン排気熱回収蒸気発生器(HRSG)過熱器チューブバンドルの下流に位置付けされている、(xxii)に記載の方法。
(xxv)第2の酸化触媒が、少なくとも1つのHRSGチューブバンドル又は1つ又は複数の高圧蒸発器チューブバンドルの下流に位置付けされている、(xxii)に記載の方法。
(xxvi)(a)第1の酸化触媒が、任意の熱回収蒸気発生器(HRSG)チューブバンドルの前に位置付けされ、第2の酸化触媒が、少なくとも1つのHRSGチューブバンドル又は1つ又は複数の高圧蒸発器チューブバンドルの下流に位置付けされ、或いは、(b)第1の酸化触媒が、タービン排気熱回収蒸気発生器(HRSG)過熱器チューブバンドルの下流に位置付けされ、第2の酸化触媒が、1つ又は複数の高圧蒸発器チューブバンドルの下流に位置付けされている、(xxii)に記載の方法。
(xxvii)排気ガス流の中で第2の酸化触媒から下流にアンモニア注入グリッド(AIG)を配置することと、AIGから下流に混合チャンバを配置することと、混合チャンバから下流に選択的触媒還元(SCR)触媒要素を配置することとをさらに含む、(xxii)に記載の方法。
Claims (15)
- 空気中で燃料を燃焼させて電力を発生させる熱源を備えている、発電装置用の排気システムであって、前記排気システムが、流動排気ガスを受け入れるように適合され、且つ前記排気ガスを処理するための触媒システムを備え、前記触媒システムが、第1の酸化触媒及び第2の酸化触媒を備え、前記流動排気ガスが前記第2の酸化触媒に接触する前に前記第1の酸化触媒に接触するように、前記第1の酸化触媒が、前記熱源から下流に位置付けされている、排気システム。
- 熱回収蒸気発生器(HRSG)を備えている、請求項1に記載の排気システム。
- 前記HRSGが、HRSGチューブバンドルを備え、前記第1の酸化触媒が、任意のHRSGチューブバンドルの上流で前記流動排気ガスを受け入れるように位置付けされている、請求項2に記載の排気システム。
- 前記HRSGが、HRSG過熱器チューブバンドルを備え、前記第1の酸化触媒が、前記HRSG過熱器チューブバンドルの下流で前記流動排気ガスを受け入れるように位置付けされている、請求項2に記載の排気システム。
- 第2のブロック内に配置され、且つ第1のブロック内に配置された1つ目の第1の酸化触媒の下流及び前記第2の酸化触媒の上流で前記流動排気ガスを受け入れるように位置付けされた2つ目の第1の酸化触媒を備えている、請求項1から4のいずれか一項に記載の排気システム。
- 前記第2の酸化触媒が、少なくとも1つのHRSGチューブバンドルの下流で前記流動排気ガスを受け入れるように位置付けされている、請求項3又は請求項3に従属する場合の請求項5に記載の排気システム。
- 前記第2の酸化触媒が、1つ又は複数の高圧蒸発器チューブバンドルの下流で前記流動排気ガスを受け入れるように位置付けされている、請求項2から6のいずれか一項に記載の排気システム。
- 前記触媒システムが、前記第2の酸化触媒から下流に配置され且つアンモニアを流動排気ガスの中に注入するように適合されたアンモニア注入装置(AIG)と、アンモニア還元剤を用いて窒素酸化物を還元するための選択的触媒還元(SCR)触媒とを備えている、請求項1から7のいずれか一項に記載の排気システム。
- 前記SCR触媒から下流で流動排気ガスを受け入れるように位置付けされたアンモニアスリップ触媒を備えている、請求項7に記載の排気システム。
- 前記アンモニア注入装置の下流に配置され且つ注入されたアンモニアを前記流動排気ガスと混合するように適合された混合部を備えている、請求項8又は9に記載の排気システム。
- 起動運転時及び全負荷運転時の双方においてCO及び炭化水素の排出を制御するための、請求項1から10のいずれか一項に記載の排気システムの使用。
- 発電装置であって、空気中で燃料を燃焼させて電力並びに一酸化炭素(CO)及び炭化水素(HC)を含む流動排気ガスを発生させる熱源と、前記排気ガスが大気中に放出される前に前記流動排気ガスを受け入れ且つ処理するための請求項1から11のいずれか一項に記載の排気システムとを備えている発電装置。
- ガスタービンを備えている、請求項12に記載の発電装置。
- 発電装置から排出された排気ガスを処理するための方法であって、前記発電装置が、空気中で燃料を燃焼させて電力及び流動排気ガスを発生させる熱源であって、排気ガスが、一酸化炭素及び炭化水素を含む、熱源を備えており、前記方法が、比較的高い温度域内で前記排気ガスを第1の酸化触媒と接触させることと、比較的低い温度域内で前記第1の酸化触媒から出た排気ガスを第2の酸化触媒と引き続き接触させることとを含み、前記発電装置が全負荷状態にある際に前記高い温度域が427℃(800°F)から621℃(1150°F)までの温度を有し、前記発電装置が全負荷状態にある際に前記比較的低い温度域が260℃(500°F)から427℃(800°F)までの温度を有する、方法。
- アンモニアを前記第2の酸化触媒から出た排気ガスの中に導入するステップと、アンモニアを含む前記排気ガスを選択的触媒還元触媒と接触させるステップとを含み、前記第1の酸化触媒及び前記第2の酸化触媒が、前記システムの中の最大限のNO酸化活性の各位置に対して、前記第1の酸化触媒及び前記第2の酸化触媒の上でNOからNO2への酸化が限られる位置に配置されている、請求項14に記載の方法。
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