JP3118524B2 - 窒素酸化物除去装置及びその制御方法 - Google Patents

窒素酸化物除去装置及びその制御方法

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JP3118524B2
JP3118524B2 JP08090605A JP9060596A JP3118524B2 JP 3118524 B2 JP3118524 B2 JP 3118524B2 JP 08090605 A JP08090605 A JP 08090605A JP 9060596 A JP9060596 A JP 9060596A JP 3118524 B2 JP3118524 B2 JP 3118524B2
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昭 石河
繁夫 笠松
亮治 外山
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日石菱油エンジニアリング株式会社
サンリツオートメイション株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はボイラなどの燃焼装
置の排気中に生じる窒素酸化物(NOx)を除去するべ
く、その燃焼室若しくは排気通路にエアと混合した尿素
水溶液を噴霧する窒素酸化物除去装置及びその制御方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ボイラなどの燃焼装置に於ける排気中の
窒素酸化物(NOx)の濃度を可及的に低減する方法が
種々提案されている。例えば、特表昭63−50208
6号公報には、排気中に尿素水溶液を噴霧することによ
り窒素酸化物と尿素とを反応させて窒素ガス、炭酸ガス
及び水に分解する方法が示されている。この方法によれ
ば、触媒等を用いずに尿素水溶液を排気中に噴霧すると
云う比較的簡単な作業のみで排気温度の高い領域に於け
る窒素酸化物の除去率(以下、脱硝率と記す)を容易に
向上することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記方式の窒素酸化物
除去装置に於て、通常は噴霧直前に液剤とエアとを混合
するが、例えば異物の混入による管の狭窄または管路か
らの漏れなどによりエアの供給圧または供給量が低下し
た場合、液剤が好適に霧化せずに噴射されることとな
り、脱硝率が低下するばかりでなく、場合によっては該
装置を設置した燃焼室または排気通路の壁部に霧化され
ていない温度の低い液剤がいわゆる水鉄砲のようにして
直接当たり、その温度変化により、壁部が損傷すること
が懸念される。
【0004】このような従来技術の問題点に鑑み、本発
明の主な目的は、エアの供給が不安定になっても燃焼装
置の炉壁等に悪影響を及ぼすことのない窒素酸化物除去
装置及びその制御方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述した目的は本発明に
よれば、燃焼装置の排気中に生じる窒素酸化物(NO
x)を除去するべく、前記燃焼装置の燃焼室若しくは排
気通路にエアと混合した尿素水溶液を噴霧する窒素酸化
物除去装置であって、前記エアの供給圧及び/または流
量を検出する手段と、前記エア供給圧及び/または流
量に応じて選択的に前記尿素水溶液の供給を停止する手
段と、前記エア供給圧及び/または流量が予め設定さ
れた所定値よりも低くなったら前記燃焼室若しくは排気
通路の壁部を保護するべく尿素水溶液の供給を停止する
制御手段とを有することを特徴とする窒素酸化物除去装
及び燃焼装置の排気中に生じる窒素酸化物(NOx)
を除去するべく、前記燃焼装置の燃焼室若しくは排気通
路にエアと混合した尿素水溶液を噴霧する窒素酸化物除
去装置の制御方法であって、前記エアの供給圧及び/ま
たは流量を検出し、その検出結果が予め設定された所定
値よりも低くなったら前記尿素水溶液の供給を停止する
ようにしたことを特徴とする窒素酸化物除去装置の制御
方法を提供することにより達成される。
【0006】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【0007】図1は、本発明が適用されたボイラ用窒素
酸化物除去装置の構成を示す要部配管図である。ボイラ
1と離間する任意の位置には、水及び尿素の供給ライン
にフィルタ及び圧力センサを介して接続された尿素水溶
液の貯留タンク2が設けられている。この貯留タンク2
は、流量計を介して複数の液供給ラインL1、L2に接
続されている。これら液供給ラインL1、L2は、流量
計3、4、ポンプ5、6、逆止弁7、8、圧力センサ
9、10を介して3方切換電磁弁11、12、圧力セン
サ13、14を介してインジェクタ15、16に接続さ
れている。
【0008】一方、レギュレータ17、流量計18及び
圧力センサ19が設けられた混合エアラインL3も分岐
して混合エアラインL3a、L3bとして流量計20、
21を介してインジェクタ15、16に接続されてい
る。また、この混合エアラインL3はレギュレータ17
の上流側で分岐してパージエアラインL4をなしてい
る。このパージエアラインL4はレギュレータ23及び
圧力センサ24を介して更にパージエアラインL4a、
L4bに分岐し、3方切換電磁弁25、26を介して3
方切換電磁弁11、12に各々接続されている。尚、3
方切換電磁弁25、26の残りの口は大気に解放されて
いる。
【0009】上記した各センサ(流量計を含む)、ポン
プ5、6及び3方切換電磁弁11、12、25、26な
どは図示されない配線により制御手段としてのコントロ
ーラ28に接続され、同じく図示されない操作盤による
操作及び各センサからのデータに基づきポンプ5、6及
び3方切換電磁弁11、12、25、26などを制御す
るようになっている。
【0010】尚、インジェクタ15、16の噴霧ノズル
は、上記尿素水溶液を流すための内管と、エアを流すべ
く内管を外囲する外管とを有する2重管構造をなし、噴
霧直前に両者を混合して霧化し、噴射するようになって
いる。
【0011】実際に、この窒素酸化物除去装置を作動さ
せると、コントローラ28にボイラ1の負荷、排気温
度、アンモニア濃度、窒素酸化物濃度、酸素濃度、一酸
化炭素濃度、各管の流量、圧力等を検知するセンサ(図
示せず)による検知結果が入力され、これに応じてイン
ジェクタ15、16からエアと混合して霧化した尿素水
溶液を燃焼室内に連続的に、または間欠的にその濃度、
噴射圧等を調整しつつ噴霧することとなる。
【0012】作動中、コントローラ28では常に混合エ
アラインL3、L3a、L3bの流量を流量計18、2
0、21により、混合エアラインL3の圧力を圧力セン
サ19により監視している。そして、混合エアラインL
3a、L3bのエアの流量が所定の値を下回ったら、ま
たは混合エアラインL3の圧力が所定の値を下回ったら
直ちにポンプ5、6を停止し、インジェクタ15、16
への尿素水溶液の供給を停止するようになっている。そ
して同時に外部に通報することとなる。尚、この制御は
液供給ラインL1、L2毎に別々に行っても良く、別々
に制御すれば異常が発生したラインのみを選択的に停止
できる。また、本例では混合エアラインL3、L3a、
L3bのエアの流量または圧力が所定の値を下回ったら
ポンプ5、6を停止するようにしたが、流量及び圧力が
いずれも所定の値を下回ったらポンプ5、6を停止する
構成としても良い。
【0013】ここで、噴霧を開始する際には、まず3方
切換電磁弁11、12を切り換えて液供給ラインL1の
上流側L1aと下流側L1bとを連通させ、同様に液供
給ラインL2の上流側L2aと下流側L2bとを連通さ
せる。次に、3方切換電磁弁25、26を切り換えてパ
ージエアラインL4a、L4bを閉塞する。そして、実
際にポンプ5、6を駆動、制御する。
【0014】また、噴霧を通常停止(終了)する際に
は、まずしばらくの間、尿素を含まない水のみを液供給
ラインL1、L2に供給してこのラインから尿素を取り
除いた後、3方切換電磁弁25、26を切り換えてパー
ジエアラインL4a、L4bを連通させ、ポンプ5、6
を停止し、パージエアラインL4の圧力が液供給ライン
L1、L2に於ける3方切換弁11、12の後流側より
も高くなっていることを確認しつつ3方切換弁11、1
2を切り換えて3方切換弁11、12の後流側の液供給
ラインL1、L2内の水及び微量残留した尿素をエアで
とばすと共にインジェクタ15、16を冷却する。
【0015】尚、本発明は上記実施形態に限定されず様
々な応用が可能であることは云うまでもなく、例えば上
記実施例ではボイラの窒素酸化物除去装置に本発明を適
用したが、各種ボイラ、公知の熱電供給装置(コージェ
ネレーション)、ディーゼル機関、ガスタービン、都市
ごみ焼却炉、金属加熱炉、石油加熱炉、ガラス溶融炉の
窒素酸化物除去装置などに容易に適用できる。
【0016】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明による窒素酸化物除去装置及びその制御方法によれ
ば、尿素水溶液と混合するエアの供給圧及び/または流
量を検出し、その値に応じて、エアの供給圧及び/また
はエアの流量が、予め設定された所定値よりも低くなっ
たら選択的に尿素水溶液の供給を停止することにより、
エアの供給が不安定になっても燃焼装置の炉壁等に悪影
響を及ぼすことがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されたボイラ用窒素酸化物除去装
置の構成を示す要部配管図。
【符号の説明】
1 ボイラ 2 貯留タンク 3、4 流量計 5、6 ポンプ 7、8 逆止弁 9、10 圧力センサ 11、12 3方切換電磁弁 13、14 圧力センサ 15、16 インジェクタ 17 レギュレータ 18 流量計 19 圧力センサ 20、21 流量計 23 レギュレータ 24 圧力センサ 25、26 3方切換電磁弁 28 コントローラ L1、L2 液供給ライン L1a 液供給ラインL1の上流側 L1b 液供給ラインL1の下流側 L2a 液供給ラインL2の上流側 L2b 液供給ラインL2の下流側 L3、L3a、L3b 混合エアライン L4、L4a、L4b パージエアライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笠松 繁夫 岡山県倉敷市水島海岸通り4−2 三菱 石油エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 外山 亮治 東京都町田市南成瀬4−21 サンリツオ ートメイション株式会社成瀬事業所内 (56)参考文献 特開 平3−267119(JP,A) 特開 平6−226043(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 53/34 - 53/88

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼装置の排気中に生じる窒素酸化物
    (NOx)を除去するべく、前記燃焼装置の燃焼室若し
    くは排気通路にエアと混合した尿素水溶液を噴霧する窒
    素酸化物除去装置であって、 前記エアの供給圧及び/または流量を検出する手段と、 前記エア供給圧及び/または流量に応じて選択的に前
    記尿素水溶液の供給を停止する手段と、 前記エア供給圧及び/または流量が予め設定された所
    定値よりも低くなったら前記燃焼室若しくは排気通路の
    壁部を保護するべく尿素水溶液の供給を停止する制御手
    段とを有することを特徴とする窒素酸化物除去装置。
  2. 【請求項2】 燃焼装置の排気中に生じる窒素酸化物
    (NOx)を除去するべく、前記燃焼装置の燃焼室若し
    くは排気通路にエアと混合した尿素水溶液を噴霧する窒
    素酸化物除去装置の制御方法であって、 前記エアの供給圧及び/または流量を検出し、その検出
    結果が予め設定された所定値よりも低くなったら前記燃
    焼室若しくは排気通路の壁部を保護するべく前記尿素水
    溶液の供給を停止するようにしたことを特徴とする窒素
    酸化物除去装置の制御方法
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KR100948912B1 (ko) * 2002-10-16 2010-03-24 주식회사 포스코 질소 산화물 제거 설비의 중화액 분사 장치
CN102755825A (zh) * 2012-08-11 2012-10-31 叶金辉 一种固态尿素控制窑尾烟气氮氧化物(NOx)的方法

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