JP2019217429A - Method and device for removal of ammonia in denitrification processed gas - Google Patents
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Abstract
Description
本発明による実施形態は、火力発電プラントなどから排出される排ガスをアンモニアを用いて脱硝処理した後のガスからアンモニアを除去する方法および装置に関するものである。 An embodiment according to the present invention relates to a method and an apparatus for removing ammonia from a gas after denitration of exhaust gas discharged from a thermal power plant or the like using ammonia.
発電用ガスタービンやボイラなど、火力発電プラントから排出される排ガスには窒素酸化物(NOx)が含まれる。環境に対する負荷を軽減するためには、このようなNOxを除去する必要があり、そのために一般的にはアンモニア脱硝が利用される。
例えば、従来、ガスタービン等から放出されるNOx濃度は定格時のみが規定されていた。近年、再生可能エネルギーの普及に伴い、ガスタービン等においても部分負荷および起動停止が増大し、定格時以外の排出NOx濃度を制御することも重要となっている。一般的にガスタービン排ガスのNOx濃度は定格時より部分負荷時の方が高く、部分負荷時においても、従来規定されていたNOx排出濃度のレベルを達成するためにはアンモニア/NOx比を高くすることが考えられる。しかし、アンモニア/NOx比を高くすると、NOxが低減できても、リークアンモニア量が増大する傾向にあり、環境負荷からは好ましくない。
Exhaust gas emitted from a thermal power plant such as a power generation gas turbine or a boiler contains nitrogen oxides (NOx). In order to reduce the burden on the environment, it is necessary to remove such NOx, and ammonia denitration is generally used for that purpose.
For example, conventionally, the concentration of NOx emitted from a gas turbine or the like has been defined only at the rated time. In recent years, with the spread of renewable energy, the partial load and start / stop of a gas turbine and the like have increased, and it has also become important to control the concentration of exhausted NOx other than at the rated time. Generally, the NOx concentration of gas turbine exhaust gas is higher at a partial load than at a rated load, and even at a partial load, the ammonia / NOx ratio is increased in order to achieve the conventionally specified NOx emission concentration level. It is possible. However, when the ammonia / NOx ratio is increased, even if NOx can be reduced, the amount of leaked ammonia tends to increase, which is not preferable from an environmental load.
したがって、リークアンモニアを低減するための対策が望まれている。リークアンモニアの低減方法としてはアンモニア分解触媒を用いる方法が一般的に知られている。しかし、この方法ではアンモニア分解により余剰のアンモニアが分解されてしまうため、アンモニア使用量が増大してコストも増大する傾向にある。 Therefore, a measure for reducing leak ammonia is desired. As a method for reducing leaked ammonia, a method using an ammonia decomposition catalyst is generally known. However, in this method, since excess ammonia is decomposed by ammonia decomposition, the amount of ammonia used tends to increase, and the cost tends to increase.
以上の通り、排ガス処理において脱硝処理後の排ガスに含まれるリークアンモニアを低下させるためにアンモニア分解触媒を用いる場合、余剰のアンモニアは分解されてしまうので、アンモニア消費量が増大するということが課題であった。
本発明の実施形態はそのような課題を解決するためになされたものであり、アンモニア分解触媒を利用せずにリークアンモニアを低減する方法を提供しようとするものである。
As described above, in the case of using an ammonia decomposition catalyst to reduce the leak ammonia contained in the exhaust gas after the denitration treatment in the exhaust gas treatment, excess ammonia is decomposed, so that the ammonia consumption increases. there were.
An embodiment of the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a method for reducing leaked ammonia without using an ammonia decomposition catalyst.
本発明の実施形態によるアンモニア除去方法は、
窒素酸化物を含有する未処理排ガスをアンモニア還元により脱硝した脱硝済ガスに含まれるアンモニアを除去する方法であって、
(a)前記脱硝済ガスを固体吸着剤に接触させることにより固体吸着剤にアンモニアを吸着させて、アンモニア吸蔵吸着材を形成させる工程、
(b)前記工程(a)において形成された、アンモニア吸蔵吸着剤と、アンモニアが除去された処理済ガスとを分離する工程、
(c)前記工程(b)において分離された前記アンモニア吸蔵吸着剤を、酸性水溶液に接触させることによりアンモニアを溶出させて、アンモニア含有水溶液を形成させる工程、
(d)前記工程(c)において形成された、アンモニア含有水溶液と、アンモニアが除去された処理済吸着剤とを分離する工程、および
(e)前記アンモニア含有水溶液に強塩基水溶液を混合することにより、混合水溶液からアンモニアを放出させて、アンモニアと廃液とを分離する工程
を含むものである。
The method for removing ammonia according to the embodiment of the present invention includes:
A method for removing ammonia contained in a denitrated gas obtained by denitrifying untreated exhaust gas containing nitrogen oxides by ammonia reduction,
(A) contacting the denitrated gas with a solid adsorbent to adsorb ammonia to the solid adsorbent to form an ammonia storage adsorbent;
(B) a step of separating the ammonia storage adsorbent formed in the step (a) and the treated gas from which the ammonia has been removed,
(C) contacting the ammonia storage adsorbent separated in the step (b) with an acidic aqueous solution to elute ammonia to form an ammonia-containing aqueous solution;
(D) a step of separating the aqueous ammonia-containing solution formed in the step (c) from the treated adsorbent from which the ammonia has been removed, and (e) mixing a strong base aqueous solution with the aqueous ammonia-containing solution. And releasing ammonia from the mixed aqueous solution to separate ammonia and waste liquid.
また、本発明の実施形態によるアンモニア除去装置は、窒素酸化物を含有する未処理排ガスをアンモニア還元により脱硝した脱硝済ガスに含まれるアンモニアを除去する装置であって、
(A)前記脱硝済ガスを固体吸着剤に接触させることにより固体吸着剤にアンモニアを吸着させて、アンモニア吸蔵吸着材を形成させるアンモニア吸着部、
(B)前記アンモニア吸蔵吸着剤と、アンモニアが除去された処理済ガスとを分離する処理済ガス分離部、
(C)処理済ガス分離部分離された前記アンモニア吸蔵吸着剤を、酸性水溶液に接触させることによりアンモニアを溶出させて、アンモニア含有水溶液を形成させる酸性水溶液混合部、
(D)酸性水溶液混合部において形成された、アンモニア含有水溶液と、アンモニアが除去された処理済吸着剤とを分離する吸着剤分離部、および
(E)前記アンモニア含有水溶液に強塩基水溶液を混合することにより、混合水溶液からアンモニアを放出させて、アンモニア回収するアンモニア回収部
を含むものである。
Further, the ammonia removing apparatus according to the embodiment of the present invention is an apparatus for removing ammonia contained in a denitrated gas obtained by denitrifying untreated exhaust gas containing nitrogen oxides by ammonia reduction,
(A) an ammonia adsorbing section for adsorbing ammonia on the solid adsorbent by contacting the denitrated gas with the solid adsorbent to form an ammonia storage adsorbent
(B) a treated gas separator for separating the ammonia storage adsorbent from the treated gas from which ammonia has been removed;
(C) a treated gas separation unit: an acidic aqueous solution mixing unit that elutes ammonia by contacting the separated ammonia storage adsorbent with an acidic aqueous solution to form an ammonia-containing aqueous solution;
(D) an adsorbent separating section formed in the acidic aqueous solution mixing section for separating the ammonia-containing aqueous solution and the treated adsorbent from which ammonia has been removed; and (E) mixing a strong base aqueous solution with the ammonia-containing aqueous solution. In this way, an ammonia recovery section is provided to release ammonia from the mixed aqueous solution and recover ammonia.
本発明の実施形態によれば、脱硝処理後の排ガスに含まれるリークアンモニアを低減させることができる。 According to the embodiment of the present invention, it is possible to reduce the leak ammonia contained in the exhaust gas after the denitration process.
以下、実施形態に係るアンモニア除去方法およびアンモニア除去装置について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an ammonia removing method and an ammonia removing apparatus according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
第1の実施形態
第1の実施形態によるアンモニア除去方法を図1を参照しながら説明する。実施形態による方法が処理しようとするガスは、脱硝済ガスである。一般に、発電設備におけるボイラやガスタービン用排熱回収ボイラ(HRSG)などのプラントから排出されるガスには、窒素酸化物(NOx)が含まれている。このNOxを無害化する、すなわち脱硝するために、アンモニアを用いて還元することが一般に行われる。このような脱硝システムにおいては、主として反応式(1)および(2):
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O (1)
NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O (2)
の反応が生じて、NOx(NOおよびNO2)が窒素および水へ転換される。この場合、1モルのNOxの還元には1モルのアンモニアが必要となり、NH3/NOxの化学量論比は1となる。
First Embodiment A method for removing ammonia according to a first embodiment will be described with reference to FIG. The gas to be processed by the method according to the embodiment is a denitrated gas. In general, gas discharged from a plant such as a boiler in a power generation facility or a heat recovery steam generator (HRSG) for a gas turbine contains nitrogen oxides (NOx). In order to render this NOx harmless, that is, to denitrify it, reduction using ammonia is generally performed. In such a denitration system, mainly the reaction formulas (1) and (2):
4NO + 4NH 3 + O 2 → 4N 2 + 6H 2 O (1)
NO + NO 2 + 2NH 3 → 2N 2 + 3H 2 O (2)
The conversion of NOx (NO and NO 2 ) into nitrogen and water occurs. In this case, one mole of ammonia is required for the reduction of one mole of NOx, and the stoichiometric ratio of NH 3 / NOx becomes one.
しかし、排ガスにおけるNOとNO2との比が変動し、NO比率が大きくなると、さらに反応式(3):
6NO2+8NH3→7N2+12H2O (3)
が生じる。この反応式(3)による還元反応では、NO2を還元するのに必要なNH3の化学量論比が4/3となり、反応式(1)および(2)による還元反応の場合における化学量論比1に比べて大きくなるので、NH3の消費量が増大することになる。
However, when the ratio of NO to NO 2 in the exhaust gas fluctuates and the NO ratio increases, the reaction formula (3) further increases:
6NO 2 + 8NH 3 → 7N 2 + 12H 2 O (3)
Occurs. In the reduction reaction according to the reaction formula (3), the stoichiometric ratio of NH 3 required to reduce NO 2 becomes 4/3, and the stoichiometry in the reduction reaction according to the reaction formulas (1) and (2) Since the ratio becomes larger than the ratio of 1, the consumption of NH 3 increases.
このため、常に高い脱硝効率を維持するためには、常にアンモニアの供給量を多くする必要がある。その結果、脱硝済ガスに余剰のアンモニアが含まれることとなる。
第1の実施形態において、このアンモニアを含む脱硝済ガスは、工程(a)において、吸着剤に接触させられる。
For this reason, in order to always maintain high denitration efficiency, it is necessary to always increase the supply amount of ammonia. As a result, surplus ammonia is included in the denitrated gas.
In the first embodiment, the denitrated gas containing ammonia is brought into contact with the adsorbent in step (a).
ここで用いられる吸着剤は、その後分離をするために固体であることが必要である。吸着剤が液体である場合、系外に放出する処理済ガスとの分離が困難になり、またガス中に微小液滴として残存して、下流の配管を腐食させるなどの問題が起こることがあるためである。 The adsorbent used here needs to be solid for subsequent separation. When the adsorbent is a liquid, it becomes difficult to separate it from the treated gas released to the outside of the system, and it may remain as fine droplets in the gas and cause problems such as corrosion of downstream piping. That's why.
アンモニアを吸着することができる固体吸着剤は種々のものが知られており、そのいずれを用いることができる。ただし、実施形態において吸着剤は後の工程において水溶液により処理されるので、水に対して不溶性または難溶性であることが好ましい。具体的には、ゼオライト、活性炭、シリカ、チタニア、アルミナ、ジルコニア、イオン交換樹脂、アンモニアと錯体を形成することができる金属塩、アンモニアを吸蔵することができる金属シアン錯体化合物などが挙げられる。これらのうち、金属シアン錯体化合物は最近注目を浴びているアンモニア吸着剤である。金属シアン錯体化合物は、他の吸着剤に比較して、低濃度アンモニアの吸着能力が高いという特徴があり、好ましい。このような金属シアン錯体化合物としては、ヘキサシアノ鉄酸錯体やヘキサシアノコバルト錯体が代表的なものである。これらの錯体の結晶は、金属イオンとシアンイオンとから構成されるが、アンモニアはその結晶中の空隙に取り込まれたり、シアンイオンと置き換わったりして、吸着される。このような金属シアン錯体化合物としては、プルシャンブルーや、プルシャンブルーの鉄イオンがコバルトや銅などに置換された化合物が挙げられ、このうち特にプルシャンブルーが好ましい。 Various solid adsorbents capable of adsorbing ammonia are known, and any of them can be used. However, in the embodiment, since the adsorbent is treated with an aqueous solution in a later step, it is preferably insoluble or hardly soluble in water. Specific examples include zeolite, activated carbon, silica, titania, alumina, zirconia, ion exchange resins, metal salts capable of forming a complex with ammonia, and metal cyanide complex compounds capable of absorbing ammonia. Among them, the metal cyanide complex compound is an ammonia adsorbent that has recently attracted attention. The metal cyanide complex compound is preferable because it has a characteristic of having a higher ability to adsorb low-concentration ammonia than other adsorbents. Representative examples of such a metal cyanide complex compound include a hexacyanoferrate complex and a hexacyanocobalt complex. The crystals of these complexes are composed of metal ions and cyan ions, and ammonia is adsorbed by being taken into voids in the crystals or replacing the cyan ions. Examples of such a metal cyanide complex compound include Prussian blue and a compound in which iron ions of Prussian blue are substituted with cobalt, copper, or the like, and among them, Prussian blue is particularly preferable.
また、これらの吸着剤の形状は特に限定されず、微粒子状、粒状、棒状、板状などの任意の形状のものを用いることができる。いずれも場合もガスと混合されたときにアンモニアを高い効率で吸着できるように、表面積が大きいことが好ましい。また微粒子状吸着剤を造粒して、相対的に嵩高い粒子形状にしたり、微粒子状または粒状の吸着剤を管などに詰めてカラム状にして用いることもできる。 The shape of these adsorbents is not particularly limited, and any shape such as fine particles, granules, rods, and plates can be used. In any case, the surface area is preferably large so that ammonia can be adsorbed with high efficiency when mixed with a gas. Further, the particulate adsorbent may be granulated to have a relatively bulky particle shape, or the particulate or granular adsorbent may be packed in a tube or the like and used as a column.
固体状吸着剤の形状は、目的に応じて任意に選択することができるが、相対的にアンモニアを吸着することができる表面積が大きく、ガス流中でアンモニアと接触させることが容易であり、また回収および捕集の操作が容易なので、微粒子状吸着剤が好ましい。微粒子状吸着剤の大きさは目的に応じて調整することができるが、例えば平均粒子径が0.1〜3mmであることが好ましく、0.3〜1.5mmであることがより好ましい。 The shape of the solid adsorbent can be arbitrarily selected depending on the purpose, but the surface area capable of adsorbing ammonia is relatively large, and it is easy to make contact with ammonia in a gas stream. A particulate adsorbent is preferred because the operation of collection and collection is easy. Although the size of the particulate adsorbent can be adjusted according to the purpose, for example, the average particle diameter is preferably from 0.1 to 3 mm, more preferably from 0.3 to 1.5 mm.
微粒子状吸着剤を用いる場合、ガス流中に微粒子を噴霧または飛散させることで、吸着剤と脱硝済ガス中のアンモニアとを接触させることができる。例えばボイラから排出される脱硝済ガスに対しては、配管が比較的細い部分で吸着剤を混合することで、効率よく接触させることができる。ガス流によって吸着剤が脱硝済ガスと混合されてアンモニアが吸着剤に吸着されて、アンモニア吸蔵吸着剤が形成される。なお、ボイラ等の脱硝済ガスの放出源の運転状況に応じて吸着剤の供給量を調整したり、脱硝済ガス中のアンモニア濃度をリアルタイムで測定し、それに応じて吸着剤の供給量を調整することもできる。 When the particulate adsorbent is used, the adsorbent can be brought into contact with ammonia in the denitrated gas by spraying or scattering fine particles in the gas stream. For example, denitrified gas discharged from a boiler can be efficiently contacted by mixing an adsorbent in a portion where a pipe is relatively thin. The gas flow mixes the adsorbent with the denitrated gas and ammonia is adsorbed by the adsorbent to form an ammonia storage adsorbent. In addition, the supply amount of the adsorbent is adjusted according to the operation status of the release source of the denitrified gas such as a boiler, or the ammonia concentration in the denitrified gas is measured in real time, and the supply amount of the adsorbent is adjusted accordingly You can also.
アンモニア吸蔵吸着剤を含むガスは、ついで工程(b)において、アンモニア吸蔵吸着剤と、アンモニアが除去された処理済ガスとに分離される。分離方法は特に限定されず、吸着剤が微粒子状吸着剤である場合には、一般的に知られている気個分離方法を用いることができる。具体的にはバグフィルターなどのフィルター分離や、サイクロン式分離器を用いた遠心分離などが挙げられる。 The gas containing the ammonia storage adsorbent is then separated in step (b) into an ammonia storage adsorbent and a treated gas from which ammonia has been removed. The separation method is not particularly limited, and when the adsorbent is a particulate adsorbent, a generally known gas separation method can be used. Specific examples include filter separation such as a bag filter and centrifugation using a cyclone separator.
また、吸着剤が棒状や板状の比較的大きな構造を有している場合や、管などに充填されている場合、ガスはこれらの吸着剤の間の隙間や表面を流れる。この結果、吸着剤のガスとの接触、およびガスからの分離は、並行的に行われることになる。 In addition, when the adsorbent has a relatively large rod-like or plate-like structure, or when the adsorbent is filled in a tube or the like, the gas flows through gaps and surfaces between these adsorbents. As a result, the contact of the adsorbent with the gas and the separation from the gas are performed in parallel.
分離された処理済ガスはアンモニア濃度が低減され、アンモニア濃度は一般的に10ppm以下、好ましくは5ppm以下である。このようにアンモニア除去がされた処理済ガスは放出されても環境に対して無害である。 The separated treated gas has a reduced ammonia concentration, which is generally less than 10 ppm, preferably less than 5 ppm. The treated gas from which ammonia has been removed in this way is harmless to the environment even if released.
一方、分離されたアンモニア吸蔵吸着剤は、次いで工程(c)において、酸性水溶液に接触させられる。この工程において吸着剤に吸着していたアンモニアは水溶液中に溶出する。この結果、酸性水溶液はアンモニア含有水溶液に転換される。 On the other hand, the separated ammonia storage adsorbent is then brought into contact with an acidic aqueous solution in step (c). The ammonia adsorbed on the adsorbent in this step is eluted into the aqueous solution. As a result, the acidic aqueous solution is converted to an ammonia-containing aqueous solution.
ここで用いられる酸性溶液に含まれる酸の種類は特に限定されないが、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、プロピオン酸などが用いられる。これらのうち、塩酸や硫酸は廃水処理に際して、無害な塩を形成させやすいので好ましい。また、酸性溶液の濃度も特に限定されないが、アンモニアを効率よく溶出させるために濃度が高いことが好ましく、安全性や取り扱い性の点から濃度が低いことが好ましい。これらの観点から、酸性水溶液の濃度は1〜10質量%であることが好ましく、2〜5質量%であることがより好ましい。 Although the kind of the acid contained in the acidic solution used here is not particularly limited, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid, propionic acid and the like are used. Of these, hydrochloric acid and sulfuric acid are preferred because they easily form harmless salts during wastewater treatment. The concentration of the acidic solution is not particularly limited, but is preferably high in order to elute ammonia efficiently, and is preferably low in terms of safety and handling. From these viewpoints, the concentration of the acidic aqueous solution is preferably from 1 to 10% by mass, and more preferably from 2 to 5% by mass.
吸着剤が微粒子状吸着剤である場合は、工程(c)において吸着剤から酸性水溶液にアンモニアを効率よく溶出させるために、吸着剤を酸性水溶液に投入し、撹拌することなどができる。吸着剤が棒状や板状の比較的大きな構造を有している場合や、管などに充填されている場合は、これらの吸着剤を酸性水溶液で洗浄したり、酸性水溶液中に浸漬することで、アンモニアを酸性水溶液に溶出させることができる。 When the adsorbent is a particulate adsorbent, the adsorbent can be introduced into the acidic aqueous solution and stirred in order to efficiently elute ammonia from the adsorbent into the acidic aqueous solution in step (c). When the adsorbent has a relatively large structure in the shape of a rod or plate, or is filled in a tube, etc., these adsorbents can be washed with an acidic aqueous solution or immersed in an acidic aqueous solution. The ammonia can be eluted into the acidic aqueous solution.
次いで、工程(d)において、アンモニア含有水溶液と、アンモニアが除去された処理済吸着剤とを分離する。分離方法は特に限定されず、給茶機剤の形状などに合わせて任意に選択できる。吸着剤が微粒子状吸着剤の場合には、工程(c)で吸着剤の分散物が形成されているので、これを濾過、液体サイクロン、デカンテーションなどの方法で分離する。これらのうち、濾過が簡便な方法であり、好ましい。 Next, in step (d), the aqueous solution containing ammonia and the treated adsorbent from which ammonia has been removed are separated. The separation method is not particularly limited, and can be arbitrarily selected according to the shape of the tea-feeding agent. When the adsorbent is a particulate adsorbent, a dispersion of the adsorbent is formed in step (c), and this is separated by a method such as filtration, liquid cyclone, or decantation. Of these, filtration is a simple method and is preferred.
工程(d)において分離されたアンモニア含有水溶液は、工程(e)において強塩基性水溶液と混合される。ここで強塩基性は、アンモニアよりも塩基性が強いことを意味している。この結果、アンモニアは溶液中から放出され、溶液中には塩が残存する。強塩基性水溶液は、塩基性化合物を含んでいるが、その塩基性がアンモニアよりも強いものであれば、任意の塩基を用いることができる。具体的には水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、および水酸化カリウムが挙げられる。工程(c)において用いられる酸が、硫酸または塩酸である場合、これらの塩基を用いると、形成される塩は無害なものであることから好ましい。強塩基性水溶液の濃度は、工程(b)に用いられる酸性水溶液と、溶存しているアンモニアの量に応じて調整することが好ましいが、一般に1〜10質量%であることが好ましく、2〜5質量%であることがより好ましい。 The aqueous ammonia-containing solution separated in step (d) is mixed with a strongly basic aqueous solution in step (e). Here, strong basicity means that basicity is stronger than ammonia. As a result, ammonia is released from the solution, and salts remain in the solution. The strongly basic aqueous solution contains a basic compound, and any base can be used as long as its basicity is stronger than that of ammonia. Specific examples include sodium hydroxide, calcium hydroxide, and potassium hydroxide. When the acid used in step (c) is sulfuric acid or hydrochloric acid, the use of these bases is preferable because the formed salt is harmless. The concentration of the strongly basic aqueous solution is preferably adjusted in accordance with the acidic aqueous solution used in step (b) and the amount of dissolved ammonia, but is generally preferably 1 to 10% by mass, More preferably, it is 5% by mass.
放出されたアンモニアは、回収され、必要に応じて乾燥および精製される。 The released ammonia is collected, dried and purified if necessary.
このようにして、脱硝済ガスに含まれるアンモニアを除去して、排出されるガスを浄化するとともに、脱硝反応に使われなかった余剰のアンモニアを回収することが可能である。 In this way, it is possible to remove the ammonia contained in the denitrated gas, purify the exhaust gas, and collect the excess ammonia not used for the denitration reaction.
第2の実施形態
第2の実施形態によるアンモニア除去方法を図2を参照しながら説明する。
Second Embodiment A method for removing ammonia according to a second embodiment will be described with reference to FIG.
第2の実施形態は、第1の実施形態に対して、工程(d)において分離された処理済吸着剤を、工程(a)において循環再利用する点が異なっている。このように吸着剤を再利用することでランニングコストを抑制することが可能になる。 The second embodiment is different from the first embodiment in that the treated adsorbent separated in the step (d) is recycled in the step (a). By thus reusing the adsorbent, the running cost can be suppressed.
処理済吸着剤は、必要に応じて、洗浄および/または乾燥された後に再利用してもよい。 The treated adsorbent may be reused after being washed and / or dried, if necessary.
第3の実施形態
第3の実施形態によるアンモニア除去方法を図3を参照しながら説明する。
第3の実施形態は、第1の実施形態に対して、工程(e)において回収されたアンモニアを、NOx含有ガスの脱硝に循環再利用する点が異なっている。このように吸着剤を再利用することでランニングコストを抑制することが可能になる。
Third Embodiment A method for removing ammonia according to a third embodiment will be described with reference to FIG.
The third embodiment is different from the first embodiment in that the ammonia recovered in the step (e) is circulated and reused for denitration of the NOx-containing gas. By thus reusing the adsorbent, the running cost can be suppressed.
回収されたアンモニアは、必要に応じて、乾燥および・または精製された後に再利用してもよい。また、回収されたアンモニアは、脱硝工程において利用するためにアンモニアを備蓄しているタンクに戻されてもよいし、それとは独立した別のタンクに備蓄されてもよい。また、回収されたアンモニアをそのまま脱硝工程に供給することもできる。このとき、回収されたアンモニアに加えて、タンクから供給される未使用のアンモニアも脱硝工程に供給されるが、それらの供給量は、それぞれ、ボイラ等のNOx含有ガスを放出する装置の運転状況や、実際にNOx含有ガスに含まれるNOxの量に応じて調整することができる。 The recovered ammonia may be reused after drying and / or purification if necessary. Further, the recovered ammonia may be returned to the tank storing ammonia for use in the denitration process, or may be stored in another tank independent from the tank. Further, the recovered ammonia can be directly supplied to the denitration step. At this time, in addition to the recovered ammonia, unused ammonia supplied from the tank is also supplied to the denitration process. Alternatively, it can be adjusted according to the amount of NOx actually contained in the NOx-containing gas.
第4の実施形態
第4の実施形態によるアンモニア除去方法を図4を参照しながら説明する。第4の実施形態は、第2の実施形態と第3の実施形態との組み合わせである。処理済吸着剤と回収アンモニアを再利用することによって、ランニングコストを低減することが可能である。
Fourth Embodiment A method for removing ammonia according to a fourth embodiment will be described with reference to FIG. The fourth embodiment is a combination of the second embodiment and the third embodiment. By reusing the treated adsorbent and the recovered ammonia, it is possible to reduce running costs.
第5の実施形態
第5の実施形態は、上記したアンモニア除去方法によって脱硝済ガスからアンモニアを除去および回収する装置である。図5を参照しながら、実施形態によるアンモニア除去装置を説明する。
実施形態によるアンモニア除去装置は、
(A)アンモニア吸着部、
(B)処理済ガス分離部、
(C)酸性水溶液混合部、
(D)吸着剤分離部、および
(E)アンモニア回収部
を具備している。これらの(A)〜(E)の各部は、上記した工程(a)〜(e)にそれぞれ対応する機能を有するものである。
Fifth Embodiment A fifth embodiment is an apparatus for removing and recovering ammonia from a denitrated gas by the above-described ammonia removing method. The ammonia removing device according to the embodiment will be described with reference to FIG.
The ammonia removing device according to the embodiment,
(A) ammonia adsorption section,
(B) a treated gas separator,
(C) an acidic aqueous solution mixing section,
(D) an adsorbent separation section; and (E) an ammonia recovery section. These parts (A) to (E) have functions corresponding to the above-described steps (a) to (e), respectively.
ボイラなどから排出されるNOxガスは、まず脱硝部1に導入され、アンモニアタンク2から供給されるアンモニアによって脱硝処理される。このとき、アンモニアの供給量は、例えば脱硝部1の上流に設けられたNOx濃度計2aによって測定されたNOx濃度によって制御することができる。
The NOx gas discharged from the boiler or the like is first introduced into the denitration unit 1 and subjected to denitration by ammonia supplied from the
脱硝部から流出する脱硝済ガスは、実施形態によるアンモニア除去装置のアンモニア吸着部Aに流入する。このアンモニア吸着部Aにおいて、吸着剤タンク3から供給される吸着剤と混合される。このとき、吸着剤の供給量は、アンモニア吸着部2の上流に設けられたアンモニア濃度計3aによって測定されたアンモニア濃度によって制御することができる。
The denitrated gas flowing out of the denitration unit flows into the ammonia adsorption unit A of the ammonia removing device according to the embodiment. In the ammonia adsorbing section A, the adsorbent is mixed with the adsorbent supplied from the adsorbent tank 3. At this time, the supply amount of the adsorbent can be controlled by the ammonia concentration measured by the
アンモニア吸着部で吸着剤と混合されたガスは処理済ガス分離部Bに導入され、処理済ガスとアンモニア吸蔵吸着剤と分離される。アンモニアが除去された処理済ガスは無害化され、一般には大気中に放出される。一方、アンモニア吸蔵吸着剤は下流の酸性水溶液混合部Cに導入される。 The gas mixed with the adsorbent in the ammonia adsorption section is introduced into the treated gas separation section B, where it is separated from the treated gas and the ammonia storage adsorbent. The treated gas from which ammonia has been removed is rendered harmless and is generally released to the atmosphere. On the other hand, the ammonia storage adsorbent is introduced into the acidic aqueous solution mixing section C downstream.
酸性水溶液混合部Cにおいて、吸着剤は酸性水溶液タンクから導入される酸性水溶液にと混合される。ここで形成された吸着剤とアンモニア含有水溶液の混合物は、吸着剤分離部Dに導入される。 In the acidic aqueous solution mixing section C, the adsorbent is mixed with the acidic aqueous solution introduced from the acidic aqueous solution tank. The mixture of the adsorbent and the aqueous solution containing ammonia formed here is introduced into the adsorbent separation section D.
吸着剤分離部Dで濾過などによって処理済吸着剤とアンモニア含有水溶液とに分離される。 In the adsorbent separating section D, the treated adsorbent and the aqueous ammonia-containing solution are separated by filtration or the like.
処理済級吸着剤は、必要に応じて回収され、再利用される。再利用される場合には、吸着剤は必要に応じて乾燥および/または精製する装置6で処理された後、アンモニア吸着部Aにおいて再利用される。このとき、アンモニア濃度計3aの測定値に応じて、回収された吸着剤の量と、吸着剤タンク3から供給される吸着剤の量とを調整することができる。
The treated grade adsorbent is collected and reused as needed. In the case where the adsorbent is reused, the adsorbent is treated in the drying and / or refining device 6 as necessary, and then is reused in the ammonia adsorption section A. At this time, the amount of the adsorbent recovered and the amount of the adsorbent supplied from the adsorbent tank 3 can be adjusted according to the measurement value of the
一方、吸着剤分離部Dから放出されるアンモニア含有水溶液は、アンモニア回収部Eにおいて、強塩基性水溶液タンク5から供給される強塩基性水溶液と混合される。その結果水溶液から放出されるアンモニアが回収される。一方、残渣として生成する水溶液は、一般に塩化ナトリウムなどの無害な塩のみを含むので、そのまま、あるいは必要に応じて浄化処理をした後、環境に放出される。 On the other hand, the ammonia-containing aqueous solution discharged from the adsorbent separation section D is mixed with the strong basic aqueous solution supplied from the strong basic aqueous solution tank 5 in the ammonia recovery section E. As a result, ammonia released from the aqueous solution is recovered. On the other hand, since the aqueous solution generated as a residue generally contains only harmless salts such as sodium chloride, it is released to the environment as it is or after being subjected to a purification treatment as required.
回収されたアンモニアは必要に応じて再利用される。再利用される場合には、回収アンモニアは必要に応じて乾燥および/または精製する装置7で処理された後、脱硝部1において再利用される。このとき、NOx濃度計2aの測定値に応じて、回収されたアンモニアの量と、アンモニアタンク2から供給される吸着剤の量とを調整することができる。
The recovered ammonia is reused as needed. When reused, the recovered ammonia is treated in the drying and / or
A… アンモニア吸着部、
B… 処理済ガス分離部、
C… 酸性水溶液混合部、
D… 吸着剤分離部、および
E… アンモニア回収部
1… 脱硝部
2… アンモニアタンク
2a…NOx濃度計
3… 吸着剤タンク
3a… アンモニア濃度計
4… 酸性水溶液タンク
5… 強塩基水溶液タンク
6… 回収吸着剤乾燥・精製装置
7… 回収アンモニア乾燥・精製装置
A: Ammonia adsorption part,
B: treated gas separation unit,
C: Acidic aqueous solution mixing section,
D: adsorbent separation section, and E: ammonia recovery section 1: denitration section 2:
Claims (5)
(a)前記脱硝済ガスを固体吸着剤に接触させることにより固体吸着剤にアンモニアを吸着させて、アンモニア吸蔵吸着材を形成させる工程、
(b)前記工程(a)において形成された、アンモニア吸蔵吸着剤と、アンモニアが除去された処理済ガスとを分離する工程、
(c)前記工程(b)において分離された前記アンモニア吸蔵吸着剤を、酸性水溶液に接触させることによりアンモニアを溶出させて、アンモニア含有水溶液を形成させる工程、
(d)前記工程(c)において形成された、アンモニア含有水溶液と、アンモニアが除去された処理済吸着剤とを分離する工程、および
(e)前記アンモニア含有水溶液に強塩基水溶液を混合することにより、混合水溶液からアンモニアを放出させて、アンモニアと廃液とを分離する工程
を含むアンモニア除去方法。 An ammonia removal method for removing ammonia contained in a denitrated gas obtained by denitrifying untreated exhaust gas containing nitrogen oxides by ammonia reduction,
(A) contacting the denitrated gas with a solid adsorbent to adsorb ammonia to the solid adsorbent to form an ammonia storage adsorbent;
(B) a step of separating the ammonia storage adsorbent formed in the step (a) and the treated gas from which the ammonia has been removed,
(C) contacting the ammonia storage adsorbent separated in the step (b) with an acidic aqueous solution to elute ammonia to form an ammonia-containing aqueous solution;
(D) a step of separating the ammonia-containing aqueous solution formed in the step (c) from the treated adsorbent from which ammonia has been removed; and (e) mixing a strong base aqueous solution with the ammonia-containing aqueous solution. A method of removing ammonia from a mixed aqueous solution to separate ammonia and waste liquid.
(A)前記脱硝済ガスを固体吸着剤に接触させることにより固体吸着剤にアンモニアを吸着させて、アンモニア吸蔵吸着材を形成させるアンモニア吸着部、
(B)前記アンモニア吸蔵吸着剤と、アンモニアが除去された処理済ガスとを分離する処理済ガス分離部、
(C)処理済ガス分離部分離された前記アンモニア吸蔵吸着剤を、酸性水溶液に接触させることによりアンモニアを溶出させて、アンモニア含有水溶液を形成させる酸性水溶液混合部、
(D)酸性水溶液混合部において形成された、アンモニア含有水溶液と、アンモニアが除去された処理済吸着剤とを分離する吸着剤分離部、および
(E)前記アンモニア含有水溶液に強塩基水溶液を混合することにより、混合水溶液からアンモニアを放出させて、アンモニア回収するアンモニア回収部
を含むアンモニア除去装置。 An ammonia removing device for removing ammonia contained in a denitrated gas obtained by denitrifying untreated exhaust gas containing nitrogen oxides by ammonia reduction,
(A) an ammonia adsorbing section for adsorbing ammonia on the solid adsorbent by contacting the denitrated gas with the solid adsorbent to form an ammonia storage adsorbent;
(B) a treated gas separator for separating the ammonia storage adsorbent from the treated gas from which ammonia has been removed;
(C) a treated gas separation unit: an acidic aqueous solution mixing unit that elutes ammonia by contacting the separated ammonia storage adsorbent with an acidic aqueous solution to form an ammonia-containing aqueous solution;
(D) an adsorbent separating section formed in the acidic aqueous solution mixing section for separating the ammonia-containing aqueous solution and the treated adsorbent from which ammonia has been removed; and (E) mixing a strong base aqueous solution with the ammonia-containing aqueous solution. Thus, an ammonia removing unit including an ammonia recovering unit that releases ammonia from the mixed aqueous solution and recovers ammonia.
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JP2018114850A JP2019217429A (en) | 2018-06-15 | 2018-06-15 | Method and device for removal of ammonia in denitrification processed gas |
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CN111442968A (en) * | 2020-05-27 | 2020-07-24 | 北京航天益来电子科技有限公司 | Denitration tail gas online monitoring and ammonia removal device and method |
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