JP3014738B2 - 脱硝装置 - Google Patents
脱硝装置Info
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- JP3014738B2 JP3014738B2 JP2285758A JP28575890A JP3014738B2 JP 3014738 B2 JP3014738 B2 JP 3014738B2 JP 2285758 A JP2285758 A JP 2285758A JP 28575890 A JP28575890 A JP 28575890A JP 3014738 B2 JP3014738 B2 JP 3014738B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は脱硝装置に係り、特にCO酸化触媒を内蔵した
廃熱回収ボイラ用脱硝装置に関するものである。
廃熱回収ボイラ用脱硝装置に関するものである。
［従来の技術］ 急増する電力需要に応えるために大容量の火力発電所
が建設されているが、これらのボイラは部分負荷時にお
いても高い発電効率を得るために変圧運転を行なうこと
が要求されている。
が建設されているが、これらのボイラは部分負荷時にお
いても高い発電効率を得るために変圧運転を行なうこと
が要求されている。
これは最近の電力需要の特徴として、原子力発電の伸
びと共に、負荷の最大と最小の差も増大し、火力発電は
ベースロード用から負荷調整用へと移行する傾向にあ
る。
びと共に、負荷の最大と最小の差も増大し、火力発電は
ベースロード用から負荷調整用へと移行する傾向にあ
る。
つまり、火力発電はボイラ負荷を常に全負荷で運転さ
れるものは少なく、負荷を75％負荷、50％負荷、25％負
荷へと負荷を上げ、下げして運転したり、運転を停止す
るなど、いわゆる高頻度起動停止（Daily Start Stop
以下単にDSSという）運転を行なつて中間負荷を担い、
発電効率を向上させるのである。
れるものは少なく、負荷を75％負荷、50％負荷、25％負
荷へと負荷を上げ、下げして運転したり、運転を停止す
るなど、いわゆる高頻度起動停止（Daily Start Stop
以下単にDSSという）運転を行なつて中間負荷を担い、
発電効率を向上させるのである。
例えば高効率発電の一環として、最近複合発電プラン
トが注目されている。この複合発電プラントはまず、ガ
スタービンによる発電を行なうと共に、ガスタービンか
ら排出された排ガス中の熱を廃熱回収装置（廃熱回収ボ
イラ）によつて回収し、この廃熱回収ボイラで発生した
蒸気により蒸気タービンを作動させて発電するものであ
る。この複合発電プラントはガスタービンによる発電と
蒸気タービンによる発電を行なうために発電効率が高い
うえ、ガスタービンの特性である負荷応答性が早く、こ
のために急激な電力需要の上昇にも十分対応し得る負荷
追従性に優れた利点もあり、DSS運転には有効である。
トが注目されている。この複合発電プラントはまず、ガ
スタービンによる発電を行なうと共に、ガスタービンか
ら排出された排ガス中の熱を廃熱回収装置（廃熱回収ボ
イラ）によつて回収し、この廃熱回収ボイラで発生した
蒸気により蒸気タービンを作動させて発電するものであ
る。この複合発電プラントはガスタービンによる発電と
蒸気タービンによる発電を行なうために発電効率が高い
うえ、ガスタービンの特性である負荷応答性が早く、こ
のために急激な電力需要の上昇にも十分対応し得る負荷
追従性に優れた利点もあり、DSS運転には有効である。
ところが、複合発電プラントにおいては、LNG、灯油
などのクリーンな燃料を使用するので、SOx量やダスト
量は少なくなるが、ガスタービンの燃焼においては酸素
量が多く高温燃焼を行なうために、排ガス中のNOx量が
増加するので、脱硝装置を内蔵した廃熱回収ボイラが開
発されている。
などのクリーンな燃料を使用するので、SOx量やダスト
量は少なくなるが、ガスタービンの燃焼においては酸素
量が多く高温燃焼を行なうために、排ガス中のNOx量が
増加するので、脱硝装置を内蔵した廃熱回収ボイラが開
発されている。
第４図は、従来の複合発電プラントの概略構成図であ
る。
る。
複合発電プラントはガスタービン装置10と、ガスター
ビン装置10から排出される燃焼ガスを熱源として蒸気を
発生する廃熱回収ボイラ装置20と、この廃熱回収ボイラ
装置20で発生した蒸気を駆動源にする蒸気タービン装置
40と、ガスタービン装置10から排出されるNOxを脱硝す
る脱硝装置30とによつて構成されている。
ビン装置10から排出される燃焼ガスを熱源として蒸気を
発生する廃熱回収ボイラ装置20と、この廃熱回収ボイラ
装置20で発生した蒸気を駆動源にする蒸気タービン装置
40と、ガスタービン装置10から排出されるNOxを脱硝す
る脱硝装置30とによつて構成されている。
そしてガスタービン装置10は導入空気４を加圧する圧
縮機11と、加圧空気を燃料系統５から供給された燃料と
共に燃焼する燃焼器14と、燃焼ガスにより駆動されるガ
スタービン12と、発電機13によつて形成されている。
縮機11と、加圧空気を燃料系統５から供給された燃料と
共に燃焼する燃焼器14と、燃焼ガスにより駆動されるガ
スタービン12と、発電機13によつて形成されている。
また、廃熱回収ボイラ装置20はガスタービン装置10か
ら導かれる燃焼ガス３の上流から下流に沿つて過熱器2
1、蒸発器22、節炭器23および煙突24によつて形成され
ている。
ら導かれる燃焼ガス３の上流から下流に沿つて過熱器2
1、蒸発器22、節炭器23および煙突24によつて形成され
ている。
そして、過熱器21の蒸気を蒸気配管２を経て蒸気ター
ビン装置40へ導き、発電機41にて負荷を取る。
ビン装置40へ導き、発電機41にて負荷を取る。
蒸気タービン装置40からは給水配管１を経て節炭器23
に導かれ、更に廃熱回収ボイラ装置20の過熱器21と蒸発
器22の間にはCOコンバータ31と、蒸発器22と節炭器23の
間には脱硝反応器32からなる脱硝装置30が配置されてい
る。
に導かれ、更に廃熱回収ボイラ装置20の過熱器21と蒸発
器22の間にはCOコンバータ31と、蒸発器22と節炭器23の
間には脱硝反応器32からなる脱硝装置30が配置されてい
る。
脱硝装置30は排ガス通路25内の排ガス中に、排ガス中
のCOをCO2に酸化する白金（Pt）等を主成分とするCO酸
化触媒33を内蔵したCOコンバータ31と、アンモニアガス
系統34から導かれたNH3を噴霧するNH3注入管35と、排ガ
ス中のNOxを窒素分と水に還元する脱硝触媒36を内蔵し
た脱硝反応器32によつて構成される。なお、37はNH3流
量調整弁である。
のCOをCO2に酸化する白金（Pt）等を主成分とするCO酸
化触媒33を内蔵したCOコンバータ31と、アンモニアガス
系統34から導かれたNH3を噴霧するNH3注入管35と、排ガ
ス中のNOxを窒素分と水に還元する脱硝触媒36を内蔵し
た脱硝反応器32によつて構成される。なお、37はNH3流
量調整弁である。
そして、脱硝反応器32での脱硝反応は一般に脱硝触媒
36に吸着したNH3とNOの衝突によつて進行するものと考
えられ、その反応は 4NO＋4NH3＋O2→4N2＋6H2O となり、無害な窒素と水に分解されて脱硝される。
36に吸着したNH3とNOの衝突によつて進行するものと考
えられ、その反応は 4NO＋4NH3＋O2→4N2＋6H2O となり、無害な窒素と水に分解されて脱硝される。
一方、COコンバータ31のCO酸化触媒33としては、例え
ば白金，パラジウム，ロジウムなどの単独または合金の
白金系，銅系，鉄系のものが用いられ、脱硝反応器32の
脱硝触媒36としては通常Ti−Ｖ系が採用されており、温
度に対する活性は第５図に示すような特性となつてい
る。そのため脱硝反応器32は計画条件において排ガス温
度が350〜400℃となる位置、すなわち二分割した蒸発器
22の間や、蒸発器22の後流に設置されている。
ば白金，パラジウム，ロジウムなどの単独または合金の
白金系，銅系，鉄系のものが用いられ、脱硝反応器32の
脱硝触媒36としては通常Ti−Ｖ系が採用されており、温
度に対する活性は第５図に示すような特性となつてい
る。そのため脱硝反応器32は計画条件において排ガス温
度が350〜400℃となる位置、すなわち二分割した蒸発器
22の間や、蒸発器22の後流に設置されている。
第６図は第４図に示される複合発電プラントにおける
起動時の排ガス温度の変化の一例を示しているが、第６
図に示すようにガスタービン12の起動時は脱硝反応器32
の入口排ガス温度は低いため、NH3等の還元剤を注入し
ても脱硝率は著しく低く、脱硝反応器32の後流に未反応
還元剤が高濃度存在することになる。
起動時の排ガス温度の変化の一例を示しているが、第６
図に示すようにガスタービン12の起動時は脱硝反応器32
の入口排ガス温度は低いため、NH3等の還元剤を注入し
ても脱硝率は著しく低く、脱硝反応器32の後流に未反応
還元剤が高濃度存在することになる。
そのため、排ガス温度が低い起動時、停止時等の低温
域においてはNH3の注入を行なわず、ガスタービン12で
発生したNOxが煙突24より系外へそのまま排出されるこ
とになる。
域においてはNH3の注入を行なわず、ガスタービン12で
発生したNOxが煙突24より系外へそのまま排出されるこ
とになる。
［発明が解決しようとする課題］ ところが、前述した様にDSS運転を行なう複合発電プ
ラントにおいては、起動直後の低温域から高濃度のNOx
を発生するが、これまでに開発されている脱硝触媒は低
温活性が低いため、起動直後の例えば250℃程度以下の
温度で脱硝しようとすると極端に触媒量が多く必要とな
り実用的ではない。そのため、複合発電プラントからの
排ガスの脱硝を従来の脱硝触媒でのみ行なつた場合に
は、起動直後の低温域で発生されるNOxの除去が不可能
となり、起動直後から多量のNOxを大気に放出する欠点
がある。
ラントにおいては、起動直後の低温域から高濃度のNOx
を発生するが、これまでに開発されている脱硝触媒は低
温活性が低いため、起動直後の例えば250℃程度以下の
温度で脱硝しようとすると極端に触媒量が多く必要とな
り実用的ではない。そのため、複合発電プラントからの
排ガスの脱硝を従来の脱硝触媒でのみ行なつた場合に
は、起動直後の低温域で発生されるNOxの除去が不可能
となり、起動直後から多量のNOxを大気に放出する欠点
がある。
本発明はかかる従来の欠点を解消しようとするもの
で、その目的とするところは、起動直後の低温域であつ
ても脱硝することができ、しかもDSS運転を行なつてもN
Oxを低減することができる脱硝装置を得ようとするもの
である。
で、その目的とするところは、起動直後の低温域であつ
ても脱硝することができ、しかもDSS運転を行なつてもN
Oxを低減することができる脱硝装置を得ようとするもの
である。
［課題を解決するための手段］ 本発明は前述の目的を達成するために、COコンバータ
の上流に上流側NH3注入管を配置したのである。
の上流に上流側NH3注入管を配置したのである。
［作用］ CO酸化触媒は低温域において、アンモニア等の還元剤
を注入すると脱硝触媒としての脱硝作用がある。
を注入すると脱硝触媒としての脱硝作用がある。
従つて、低温域であつてもCO酸化触媒によつてNOxはN
2に還元されるので、NOxが多量に系外に排出されること
がない。
2に還元されるので、NOxが多量に系外に排出されること
がない。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１図は本発明の実施例に係る複合発電プラントの概
略構成図、第２図および第３図は縦軸に脱硝率、横軸に
排ガス温度を示し、第２図はCO酸化触媒の特性曲線図、
第３図は脱硝触媒の特性曲線図である。
略構成図、第２図および第３図は縦軸に脱硝率、横軸に
排ガス温度を示し、第２図はCO酸化触媒の特性曲線図、
第３図は脱硝触媒の特性曲線図である。
第１図において、符号１から41は従来のものと同一の
ものを示す。
ものを示す。
42はCOコンバータ31の上流側に配置した上流側NH3注
入管、43は上流側NH3流量調整弁、44は脱硝反応器32の
入口排ガス温度を検出する温度検出器、45はCOコンバー
タ31の入口排ガス温度を検出する上流側温度検出器であ
る。
入管、43は上流側NH3流量調整弁、44は脱硝反応器32の
入口排ガス温度を検出する温度検出器、45はCOコンバー
タ31の入口排ガス温度を検出する上流側温度検出器であ
る。
第１図において、第４図に示す従来技術の脱硝装置と
異なる点は、NH3注入管35の他に、COコンバータ31の前
流にも上流側NH3注入管42を設置したものであり、ガス
タービン起動時，停止時等、排ガス温度が低い低温域に
おいて上流側NH3注入管42から還元剤を注入して脱硝を
行ない、排ガス温度が高くなつた後はNH3注入管35から
還元剤を注入して脱硝を行なうようにしたのである。
異なる点は、NH3注入管35の他に、COコンバータ31の前
流にも上流側NH3注入管42を設置したものであり、ガス
タービン起動時，停止時等、排ガス温度が低い低温域に
おいて上流側NH3注入管42から還元剤を注入して脱硝を
行ない、排ガス温度が高くなつた後はNH3注入管35から
還元剤を注入して脱硝を行なうようにしたのである。
第２図にCO酸化触媒における排ガス温度と脱硝率の関
係の一例を、第３図に脱硝触媒における排ガス温度と脱
硝率の関係の一例を示す。第２図，第３図の例では、CO
酸化触媒33は150℃以上で脱硝率50％以上、又脱硝触媒3
6は180℃以上で脱硝率50％以上が得られる。通常の複合
発電プラントにおいては、COコンバータ31の入口排ガス
温度に比べ、脱硝反応器32の入口排ガス温度は約100℃
程度低いことから、実施例においては、COコンバータ31
の入口排ガス温度が150℃程度から上流側NH3注入管42よ
りアンモニア等の還元剤の注入を開始し、COコンバータ
31の入口排ガス温度が約250℃前後に達したら、NH3注入
管35からの還元剤の注入も開始し、脱硝反応器32の入口
排ガス温度が約250℃もしくはCOコンバータ31の入口排
ガス温度が約300℃になつた時点で上流側NH3注入管42か
らの還元剤の注入を停止することにより、ガスタービン
の起動時、停止時等の排ガス温度が低い低温域でのNOx
除去を行なうことができる。即ち、低温域においては、
COコンバータ31の入口排ガス温度により上流側NH3注入
管42より還元剤の注入を開始し、以後はCOコンバータ31
の入口排ガス温度と脱脂反応器32の装置入口排ガス温度
によりNH3注入管35より還元剤の注入を開始することに
より、低温域でのNOx除去を達成することができる。
係の一例を、第３図に脱硝触媒における排ガス温度と脱
硝率の関係の一例を示す。第２図，第３図の例では、CO
酸化触媒33は150℃以上で脱硝率50％以上、又脱硝触媒3
6は180℃以上で脱硝率50％以上が得られる。通常の複合
発電プラントにおいては、COコンバータ31の入口排ガス
温度に比べ、脱硝反応器32の入口排ガス温度は約100℃
程度低いことから、実施例においては、COコンバータ31
の入口排ガス温度が150℃程度から上流側NH3注入管42よ
りアンモニア等の還元剤の注入を開始し、COコンバータ
31の入口排ガス温度が約250℃前後に達したら、NH3注入
管35からの還元剤の注入も開始し、脱硝反応器32の入口
排ガス温度が約250℃もしくはCOコンバータ31の入口排
ガス温度が約300℃になつた時点で上流側NH3注入管42か
らの還元剤の注入を停止することにより、ガスタービン
の起動時、停止時等の排ガス温度が低い低温域でのNOx
除去を行なうことができる。即ち、低温域においては、
COコンバータ31の入口排ガス温度により上流側NH3注入
管42より還元剤の注入を開始し、以後はCOコンバータ31
の入口排ガス温度と脱脂反応器32の装置入口排ガス温度
によりNH3注入管35より還元剤の注入を開始することに
より、低温域でのNOx除去を達成することができる。
なお、COコンバータ31、脱硝反応器32の入口排ガス温
度は上流側温度検出器45、温度検出器44によつて検出さ
れ、この温度検出器44,45による排ガス温度によつてNH3
の注入量は上流側NH3流量調整弁43、NH3流量調整弁37に
より調整される。
度は上流側温度検出器45、温度検出器44によつて検出さ
れ、この温度検出器44,45による排ガス温度によつてNH3
の注入量は上流側NH3流量調整弁43、NH3流量調整弁37に
より調整される。
［発明の効果］ 本発明によれば、低温域であつても脱硝を行なうこと
ができ、DSS運転を行なつてもNOxを低減できる。
ができ、DSS運転を行なつてもNOxを低減できる。
第１図は本発明の実施例に係る複合発電プラントの概略
構成図、第２図および第３図は縦軸に脱硝率、横軸に排
ガス温度を示し、第２図はCO酸化触媒の特性曲線図、第
３図は脱硝触媒の特性曲線図、第４図は従来の複合発電
プラントの概略構成図、第５図は縦軸に脱硝触媒の活性
化、横軸に排ガス温度を示した特性曲線図、第６図は縦
軸に排ガス温度、横軸に時間を示した特性曲線図であ
る。 31……COコンバータ、32……脱硝反応器、33……CO酸化
触媒、35……NH3注入管、36……脱硝触媒、42……上流
側NH3注入管。
構成図、第２図および第３図は縦軸に脱硝率、横軸に排
ガス温度を示し、第２図はCO酸化触媒の特性曲線図、第
３図は脱硝触媒の特性曲線図、第４図は従来の複合発電
プラントの概略構成図、第５図は縦軸に脱硝触媒の活性
化、横軸に排ガス温度を示した特性曲線図、第６図は縦
軸に排ガス温度、横軸に時間を示した特性曲線図であ
る。 31……COコンバータ、32……脱硝反応器、33……CO酸化
触媒、35……NH3注入管、36……脱硝触媒、42……上流
側NH3注入管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01J 21/00 - 38/74 B01D 53/86,53/94
Claims (1)
- 【請求項１】排ガス通路内の上流から下流へCO酸化触媒
を内蔵したCOコンバータと、NH3注入管と、脱硝触媒を
内蔵した脱硝反応器を配置し、排ガス中の窒素酸化物を
脱硝するものにおいて、 前記COコンバータの上流に上流側NH3注入管を配置した
ことを特徴とする脱硝装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2285758A JP3014738B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 脱硝装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2285758A JP3014738B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 脱硝装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04161229A JPH04161229A (ja) | 1992-06-04 |
| JP3014738B2 true JP3014738B2 (ja) | 2000-02-28 |
Family
ID=17695673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2285758A Expired - Fee Related JP3014738B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 脱硝装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3014738B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102275517B1 (ko) * | 2019-09-25 | 2021-07-09 | 주식회사 베이스캠프코리아 | 지하철 터널내 먼지 제거 장치 |
-
1990
- 1990-10-25 JP JP2285758A patent/JP3014738B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102275517B1 (ko) * | 2019-09-25 | 2021-07-09 | 주식회사 베이스캠프코리아 | 지하철 터널내 먼지 제거 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04161229A (ja) | 1992-06-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |