JP3270848B2 - 排ガス脱硝用アンモニア水蒸発器およびその空気加熱ヒーターの制御方法 - Google Patents
排ガス脱硝用アンモニア水蒸発器およびその空気加熱ヒーターの制御方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は排ガス脱硝法に関し、特にアンモニア水蒸発
後のガス中の（未蒸発）ドレンを処理するに最適な空気
加熱ヒーターを備えたアンモニア水蒸発器とその空気加
熱ヒーターの制御方法に関する。
後のガス中の（未蒸発）ドレンを処理するに最適な空気
加熱ヒーターを備えたアンモニア水蒸発器とその空気加
熱ヒーターの制御方法に関する。
［従来の技術］ 従来の排ガス脱硝等に用いられるアンモニア供給装置
は純度が100％近い液化アンモニアを蒸発させる方式が
一般的であった。この方式では第４図に示すように、液
化アンモニアタンク26から抜き出した液化アンモニアを
蒸発器28にて蒸発させアンモニアガス得る。一旦アキュ
ムレータ29に貯えられたアンモニアガスは調整弁30を介
して空気−アンモニア混合器31に送られ、希釈空気ブロ
ワー５から供給される空気で混合器31にて所定の濃度に
希釈される。希釈されたアンモニアガスは配管15を通
り、ヘッダに格子状にノズルが設けられているアンモニ
ア注入グリッド12よりダクト14内に分散注入され、最終
的に脱硝触媒13上に導入される。このアンモニアが脱硝
触媒13の働きにより排ガス中の窒素酸化物（以下NOxと
記す。）成分を無害な水とN2に分解する。ここで、アン
モニアガスは脱硝反応に最適な温度である300℃以上の
雰囲気中に注入されるため、爆発限界以下の濃度に希釈
する必要がある。
は純度が100％近い液化アンモニアを蒸発させる方式が
一般的であった。この方式では第４図に示すように、液
化アンモニアタンク26から抜き出した液化アンモニアを
蒸発器28にて蒸発させアンモニアガス得る。一旦アキュ
ムレータ29に貯えられたアンモニアガスは調整弁30を介
して空気−アンモニア混合器31に送られ、希釈空気ブロ
ワー５から供給される空気で混合器31にて所定の濃度に
希釈される。希釈されたアンモニアガスは配管15を通
り、ヘッダに格子状にノズルが設けられているアンモニ
ア注入グリッド12よりダクト14内に分散注入され、最終
的に脱硝触媒13上に導入される。このアンモニアが脱硝
触媒13の働きにより排ガス中の窒素酸化物（以下NOxと
記す。）成分を無害な水とN2に分解する。ここで、アン
モニアガスは脱硝反応に最適な温度である300℃以上の
雰囲気中に注入されるため、爆発限界以下の濃度に希釈
する必要がある。
最近、無水アンモニアの高圧下での取り扱い上の問題
や、有害物質であるアンモニアに対する危険度の低減の
観点から低濃度のアンモニア水の使用が着目されてい
る。
や、有害物質であるアンモニアに対する危険度の低減の
観点から低濃度のアンモニア水の使用が着目されてい
る。
この低濃度アンモニア水を使用した例として、第５図
にアンモニア水を分離塔32にて処理し、水とアンモニア
ガスに分離するフローを示す。すなわち、同図におい
て、アンモニア水タンク１から供給ポンプ２により、分
離塔32に供給されたアンモニア水は分離塔32底部から導
入されるスチームにより蒸発分離される。ここで、前記
分離塔32の底部より出る水分中に含まれるアンモニアを
０％にすることは不可能であり、この分離水の廃水処理
装置が必要となる。また、分離されるアンモニアガスの
量を脱硝装置で必要とする負荷変化に追従させるには大
容量の分離塔32が必要である。特に近年のガスタービン
を利用したコンバインドサイクルプラントでは負荷変化
が急激であり、これに対応するようにアンモニア必要量
を急に増加させることは、前記分離塔32では対処できな
い。
にアンモニア水を分離塔32にて処理し、水とアンモニア
ガスに分離するフローを示す。すなわち、同図におい
て、アンモニア水タンク１から供給ポンプ２により、分
離塔32に供給されたアンモニア水は分離塔32底部から導
入されるスチームにより蒸発分離される。ここで、前記
分離塔32の底部より出る水分中に含まれるアンモニアを
０％にすることは不可能であり、この分離水の廃水処理
装置が必要となる。また、分離されるアンモニアガスの
量を脱硝装置で必要とする負荷変化に追従させるには大
容量の分離塔32が必要である。特に近年のガスタービン
を利用したコンバインドサイクルプラントでは負荷変化
が急激であり、これに対応するようにアンモニア必要量
を急に増加させることは、前記分離塔32では対処できな
い。
また、第４図もしくは第５図に示すダクト14内に直接
アンモニア水を吹き込む方式も考察されているが、大容
量のダクト14ではアンモニア水がその内部に至る過程で
蒸発し始め、ダクト14内への均一なアンモニア分散が困
難である。また、アンモニア水を直接ダクト14に吹き込
む方法は、二層流および沸騰による注入グリッド12の振
動等の障害が発生する問題がある。
アンモニア水を吹き込む方式も考察されているが、大容
量のダクト14ではアンモニア水がその内部に至る過程で
蒸発し始め、ダクト14内への均一なアンモニア分散が困
難である。また、アンモニア水を直接ダクト14に吹き込
む方法は、二層流および沸騰による注入グリッド12の振
動等の障害が発生する問題がある。
そのため、簡便であり、かつ上記課題を解決する方法
として、予め加熱した希釈空気中にアンモニア水を吹き
込んで所定の希釈アンモニアガスタービンを得る方法が
ある。
として、予め加熱した希釈空気中にアンモニア水を吹き
込んで所定の希釈アンモニアガスタービンを得る方法が
ある。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記予熱空気にアンモニア水を吹き込む方法
は100％のアンモニアガスを用いる場合に比べて蒸発速
度が遅くなるため、完全なアンモニア水の蒸発が不可欠
である。脱硝装置は注入されるアンモニア量にその効率
が大きく影響されるため、例えば第４図に示す蒸発器28
内でスプレーした全てのアンモニアがガス化した上で、
脱硝触媒13に導入されてはじめて必要な脱硝効率が得ら
れる。
は100％のアンモニアガスを用いる場合に比べて蒸発速
度が遅くなるため、完全なアンモニア水の蒸発が不可欠
である。脱硝装置は注入されるアンモニア量にその効率
が大きく影響されるため、例えば第４図に示す蒸発器28
内でスプレーした全てのアンモニアがガス化した上で、
脱硝触媒13に導入されてはじめて必要な脱硝効率が得ら
れる。
必要アンモニア量は排ガス条件、触媒特性および必要
脱硝率から計算されるが、前述したコンバインドサイク
ルプラント等における急な負荷変化により急激に変化す
ることがある。ときにはアンモニア蒸発必要量も急激に
変化することがある。加熱ヒーターを混合器31に設け、
その後流側の温度を常時最高負荷時に必要な最高蒸発量
に対応する熱容量を持つ空気温度に設定すれば、負荷変
化時を含めて、常時完全蒸発に必要な熱源は得られる。
しかし、このようにすれば低負荷時に不要の熱を放出す
ることになり不経済である。また、アンモニア水中から
のアンモニアの蒸発が不充分だと蒸発器28内でドレイン
が発生し、脱硝反応に必要なアンモニア量が不足する。
脱硝率から計算されるが、前述したコンバインドサイク
ルプラント等における急な負荷変化により急激に変化す
ることがある。ときにはアンモニア蒸発必要量も急激に
変化することがある。加熱ヒーターを混合器31に設け、
その後流側の温度を常時最高負荷時に必要な最高蒸発量
に対応する熱容量を持つ空気温度に設定すれば、負荷変
化時を含めて、常時完全蒸発に必要な熱源は得られる。
しかし、このようにすれば低負荷時に不要の熱を放出す
ることになり不経済である。また、アンモニア水中から
のアンモニアの蒸発が不充分だと蒸発器28内でドレイン
が発生し、脱硝反応に必要なアンモニア量が不足する。
そこで、本発明の目的は安定した効率的排ガス脱硝性
能を得るために、供給されるアンモニア水を全て蒸発さ
せ、アンモニアガスを後流側配管中で凝縮させることな
く、確実に脱硝触媒上に導くことである。また、本発明
の目的は、排ガス脱硝装置への簡易で、経済的なアンモ
ニア供給装置を提供することである。
能を得るために、供給されるアンモニア水を全て蒸発さ
せ、アンモニアガスを後流側配管中で凝縮させることな
く、確実に脱硝触媒上に導くことである。また、本発明
の目的は、排ガス脱硝装置への簡易で、経済的なアンモ
ニア供給装置を提供することである。
さらに、本発明の目的なアンモニア蒸発器において、
ドレン発生を防止することである。
ドレン発生を防止することである。
［課題を解決するための手段］ 本発明の上記目的は以下（１）、（２）の構成により
達成できる。
達成できる。
（１）アンモニア水を空気加熱ヒーターにより加熱され
た空気中に直接スプレーすることによりアンモニア水を
蒸発させて空気希釈アンモニアガスを得る排ガス脱硝用
のアンモニア水蒸発器の空気加熱ヒータの制御方法にお
いて、蒸発器内のアンモニア水蒸発完了点での温度が、
アンモニア水の蒸発後のガス露点温度に前記アンモニア
水蒸発完了点より後流側に位置する配管からの熱損失に
よる温度低下分および空気加熱ヒーターの昇温速度と排
ガス脱硝に必要なアンモニア水蒸発量の増加速度との速
度差による温度降下分を加算した温度になるように空気
加熱ヒーターの加熱温度制御をする排ガス脱硝用のアン
モニア水蒸発器の空気加熱ヒーターの制御方法である。
た空気中に直接スプレーすることによりアンモニア水を
蒸発させて空気希釈アンモニアガスを得る排ガス脱硝用
のアンモニア水蒸発器の空気加熱ヒータの制御方法にお
いて、蒸発器内のアンモニア水蒸発完了点での温度が、
アンモニア水の蒸発後のガス露点温度に前記アンモニア
水蒸発完了点より後流側に位置する配管からの熱損失に
よる温度低下分および空気加熱ヒーターの昇温速度と排
ガス脱硝に必要なアンモニア水蒸発量の増加速度との速
度差による温度降下分を加算した温度になるように空気
加熱ヒーターの加熱温度制御をする排ガス脱硝用のアン
モニア水蒸発器の空気加熱ヒーターの制御方法である。
本発明の上記排ガス脱硝用のアンモニア水蒸発器の空
気加熱ヒーターの制御方法において、アンモニア水蒸発
器にアンモニア水のスプレー液滴を捕捉するドレンポッ
トを設けている場合には該ドレンポット内の液面高さが
所定値以上に上昇したことを検知すると、または前記ド
レンポット内の温度と蒸発器内のアンモニア水蒸発完了
点での温度との差異または蒸発器床面の温度と蒸発器内
部流体の温度との差異が所定値以上になったことを検知
すると、アンモニア水の未蒸発分が無くなるようにする
空気加熱ヒーターによる加熱温度制御を前記空気加熱ヒ
ーターの加熱温度制御と共に行うこともできる。
気加熱ヒーターの制御方法において、アンモニア水蒸発
器にアンモニア水のスプレー液滴を捕捉するドレンポッ
トを設けている場合には該ドレンポット内の液面高さが
所定値以上に上昇したことを検知すると、または前記ド
レンポット内の温度と蒸発器内のアンモニア水蒸発完了
点での温度との差異または蒸発器床面の温度と蒸発器内
部流体の温度との差異が所定値以上になったことを検知
すると、アンモニア水の未蒸発分が無くなるようにする
空気加熱ヒーターによる加熱温度制御を前記空気加熱ヒ
ーターの加熱温度制御と共に行うこともできる。
（２）上流部に配置した空気供給部と室内に流入口を設
けたアンモニア水供給配管と、室内に配置したアンモニ
アガス発生用の空気加熱ヒーターと、室内で生成した空
気希釈アンモニアガスを排ガス中に流出させる下流部に
設けた流出部とを備えた排ガス脱硝用のアンモニア水蒸
発器であって、前記アンモニア水供給配管の流入口部位
を通る垂線が蒸発器床面と交わる点を挟む蒸発器床面の
二箇所に開口部を備え、該開口部を蒸発器の室外に設け
た配管で接続して前記空気加熱ヒーターにより加熱され
た室内の加熱空気が前記二箇所の開口を経由して流れる
バイパス流路を設けた排ガス脱硝用のアンモニア水蒸発
器である。
けたアンモニア水供給配管と、室内に配置したアンモニ
アガス発生用の空気加熱ヒーターと、室内で生成した空
気希釈アンモニアガスを排ガス中に流出させる下流部に
設けた流出部とを備えた排ガス脱硝用のアンモニア水蒸
発器であって、前記アンモニア水供給配管の流入口部位
を通る垂線が蒸発器床面と交わる点を挟む蒸発器床面の
二箇所に開口部を備え、該開口部を蒸発器の室外に設け
た配管で接続して前記空気加熱ヒーターにより加熱され
た室内の加熱空気が前記二箇所の開口を経由して流れる
バイパス流路を設けた排ガス脱硝用のアンモニア水蒸発
器である。
本発明の上記排ガス脱硝用のアンモニア水蒸発器にお
いて、アンモニア水供給配管の流入口の近傍に流入ノズ
ルを開口させたアトマイジング空気配管を設け、かつ、
アトマイジング空気配管の外側にアトマイジング空気加
熱手段を設けることもできる。
いて、アンモニア水供給配管の流入口の近傍に流入ノズ
ルを開口させたアトマイジング空気配管を設け、かつ、
アトマイジング空気配管の外側にアトマイジング空気加
熱手段を設けることもできる。
［作用］ この加熱ヒーターの制御方法によれば、第２図に示す
ように、アンモニア水の蒸発完了点（アンモニア水中の
アンモニアが完全に蒸発する点）での温度（第１図に示
す温度計８の指示値T3）を ［蒸発後の希釈アンモニアガス露点温度T1］ ＋［後流配管15における熱損失に伴うガスの 温度降下分（ΔT1）］ ＋［負荷変化に伴うアンモニア水の必要蒸発量 の増加速度と空気加熱ヒーター６による空気昇 温速度差（加熱遅れ）に対応する熱容量分の予 熱供給（ΔT2）］ ＝［後流温度設定値（T3）］ となるように加熱ヒーター６を制御することである。ま
た、万一ドレンが発生した場合に備え、ドレンポット９
を蒸発器11床面に設けてその液面上昇を監視するか、蒸
発器11の底部ケーシング部の内側表面温度と内部流体温
度（温度計４および８の指示値差）によりドレンの発生
状況を検出し、加熱ヒーター６の負荷を上げ空気を昇温
することでドレンの発生は防げる。
ように、アンモニア水の蒸発完了点（アンモニア水中の
アンモニアが完全に蒸発する点）での温度（第１図に示
す温度計８の指示値T3）を ［蒸発後の希釈アンモニアガス露点温度T1］ ＋［後流配管15における熱損失に伴うガスの 温度降下分（ΔT1）］ ＋［負荷変化に伴うアンモニア水の必要蒸発量 の増加速度と空気加熱ヒーター６による空気昇 温速度差（加熱遅れ）に対応する熱容量分の予 熱供給（ΔT2）］ ＝［後流温度設定値（T3）］ となるように加熱ヒーター６を制御することである。ま
た、万一ドレンが発生した場合に備え、ドレンポット９
を蒸発器11床面に設けてその液面上昇を監視するか、蒸
発器11の底部ケーシング部の内側表面温度と内部流体温
度（温度計４および８の指示値差）によりドレンの発生
状況を検出し、加熱ヒーター６の負荷を上げ空気を昇温
することでドレンの発生は防げる。
この加熱ヒーターの制御方法によれば、第２図に示す
ように、特に低負荷時でも、加熱ヒーター６の応答遅れ
を考慮して加熱空気温度（T3）を設定するため、必要蒸
発量の急激な負荷変化にも対応でき、完全蒸発に必要な
熱容量を常時確保することができる。また、加熱ヒータ
ー６の応答遅れ分に相当する熱容量（ΔT2分）のみ常時
予熱されているので、低負荷時の熱損失が最小にでき
る。一方、蒸発器出口温度（TB）の設定値には後流側で
予想されている配管15（第１図）からの温度降下（Δ
T1）が見込まれており、注入グリッド12（第１図）まで
に蒸発したアンモニア水が凝縮することも防げる。
ように、特に低負荷時でも、加熱ヒーター６の応答遅れ
を考慮して加熱空気温度（T3）を設定するため、必要蒸
発量の急激な負荷変化にも対応でき、完全蒸発に必要な
熱容量を常時確保することができる。また、加熱ヒータ
ー６の応答遅れ分に相当する熱容量（ΔT2分）のみ常時
予熱されているので、低負荷時の熱損失が最小にでき
る。一方、蒸発器出口温度（TB）の設定値には後流側で
予想されている配管15（第１図）からの温度降下（Δ
T1）が見込まれており、注入グリッド12（第１図）まで
に蒸発したアンモニア水が凝縮することも防げる。
また、第３図に示すように蒸発器11内では高温の希釈
空気温度はアンモニア水の液滴との間の蒸発により流れ
方向に沿い低下し、かつ蒸発により混合ガス中の水分は
増加するため、後流側においてドレンが発生し易い。し
かし、温度低下していない高温希釈空気の一部を蒸発器
11の後流側の床面より流入させることにより、混合ガス
の再加熱効果と、一部蒸発せずに飛散してくる液滴を蒸
発させることができる。
空気温度はアンモニア水の液滴との間の蒸発により流れ
方向に沿い低下し、かつ蒸発により混合ガス中の水分は
増加するため、後流側においてドレンが発生し易い。し
かし、温度低下していない高温希釈空気の一部を蒸発器
11の後流側の床面より流入させることにより、混合ガス
の再加熱効果と、一部蒸発せずに飛散してくる液滴を蒸
発させることができる。
［実施例］ 本発明の一実施例を第１図に示す。
アンモニア水はアンモニア水タンク１から供給ポンプ
２にて送られ、その流量は排ガス条件および脱硝性能か
ら計算される必要量に応じて調整弁３により調整され
る。本実施例では蒸発性能向上のため、アンモニア水は
アトマイズ用空気と共にスプレーノズル７より所定の気
液比以上で蒸発器11内に噴霧される。希釈用空気はブロ
ワ５より送風され加熱ヒーター６により昇温され、ノズ
ル７よりスプレーされたアンモニア水と混合され、噴霧
液滴を蒸発させる。蒸発器11内で蒸発希釈されたアンモ
ニアガスは後流配管15を経て注入グリッド12より排ガス
ダクト14内に入り、最終的に脱硝触媒13上で排ガス中の
NOx成分と反応する。
２にて送られ、その流量は排ガス条件および脱硝性能か
ら計算される必要量に応じて調整弁３により調整され
る。本実施例では蒸発性能向上のため、アンモニア水は
アトマイズ用空気と共にスプレーノズル７より所定の気
液比以上で蒸発器11内に噴霧される。希釈用空気はブロ
ワ５より送風され加熱ヒーター６により昇温され、ノズ
ル７よりスプレーされたアンモニア水と混合され、噴霧
液滴を蒸発させる。蒸発器11内で蒸発希釈されたアンモ
ニアガスは後流配管15を経て注入グリッド12より排ガス
ダクト14内に入り、最終的に脱硝触媒13上で排ガス中の
NOx成分と反応する。
蒸発器11内の温度制御として蒸発完了対応箇所の直後
に設置した温度計８の値（TB）に、加熱ヒーターの応答
遅れによる温度降下（ΔT2）や後流側熱損失による温度
降下（ΔT1）を予め加味している。このため、いかなる
運転状態や急激な負荷変化にも対応でき、スプレーした
アンモニア水の完全蒸発と凝縮のないアンモニアガスの
供給に必要な熱量は常に確保されることになる。この出
口温度（TB）による加熱ヒーター６の制御は低負荷時の
熱損失を最小にし、経済的な運転を可能にしている。
に設置した温度計８の値（TB）に、加熱ヒーターの応答
遅れによる温度降下（ΔT2）や後流側熱損失による温度
降下（ΔT1）を予め加味している。このため、いかなる
運転状態や急激な負荷変化にも対応でき、スプレーした
アンモニア水の完全蒸発と凝縮のないアンモニアガスの
供給に必要な熱量は常に確保されることになる。この出
口温度（TB）による加熱ヒーター６の制御は低負荷時の
熱損失を最小にし、経済的な運転を可能にしている。
なお、後流側熱損失による温度降下（ΔT1）は通常の
配管の保温厚さを決める計算方法で求める。すなわち、
配管形成用保温材の伝熱率、配管内外の温度、配管の厚
さ等に基づき算出される。加熱ヒーターの応答遅れによ
る温度降下（ΔT2）はGT負荷上昇に伴いヒーター制御装
置の応答速度が遅い場合に、アンモニア水の蒸発に必要
な入熱が不足することで生じる。そこで、蒸発器出口ガ
ス温度の低下あるいは一部ドレンの発生等の防止の意味
で、予め温度マージンとして設定するものである。した
がって、使用する加熱ヒーター６のヒートアップ性能に
より決まる。
配管の保温厚さを決める計算方法で求める。すなわち、
配管形成用保温材の伝熱率、配管内外の温度、配管の厚
さ等に基づき算出される。加熱ヒーターの応答遅れによ
る温度降下（ΔT2）はGT負荷上昇に伴いヒーター制御装
置の応答速度が遅い場合に、アンモニア水の蒸発に必要
な入熱が不足することで生じる。そこで、蒸発器出口ガ
ス温度の低下あるいは一部ドレンの発生等の防止の意味
で、予め温度マージンとして設定するものである。した
がって、使用する加熱ヒーター６のヒートアップ性能に
より決まる。
一方、未蒸発アンモニア水の発生を防止する手段とし
て、ドレンポット９を設け、これに液面計10を取り付け
る。蒸発器11内の底板には緩やかな勾配を付け、蒸発器
11内の全てのドレンを集積する。この液面の上昇は未蒸
発成分の発生を意味するものであり、この時には加熱ヒ
ーター６の負荷を上げ蒸発を促進される。未蒸発成分の
検出方法としては、上記の他に蒸発器11の底板内面の温
度を測定することでも可能である。すなわち、温度計４
にて底板内表面の温度を測り、内部流体温度（TB）との
差により、ドレンの発生を検知するものである。底板が
ドレンで濡れた時には底板内表面温度がTBより低いこと
を利用している。
て、ドレンポット９を設け、これに液面計10を取り付け
る。蒸発器11内の底板には緩やかな勾配を付け、蒸発器
11内の全てのドレンを集積する。この液面の上昇は未蒸
発成分の発生を意味するものであり、この時には加熱ヒ
ーター６の負荷を上げ蒸発を促進される。未蒸発成分の
検出方法としては、上記の他に蒸発器11の底板内面の温
度を測定することでも可能である。すなわち、温度計４
にて底板内表面の温度を測り、内部流体温度（TB）との
差により、ドレンの発生を検知するものである。底板が
ドレンで濡れた時には底板内表面温度がTBより低いこと
を利用している。
この方法により、流入したアンモニア水は全て気化さ
れ、ガス状のまま脱硝触媒13に導入され所定の脱硝反応
に必要なNH3/NOxのモル比が得られる。
れ、ガス状のまま脱硝触媒13に導入され所定の脱硝反応
に必要なNH3/NOxのモル比が得られる。
前述の実施例では加熱ヒーターが連続的に昇温する例
を示したが、加熱ヒーターの特性がステップ制御、すな
わち、空気が段階的に昇温される例にも適用が可能であ
る。
を示したが、加熱ヒーターの特性がステップ制御、すな
わち、空気が段階的に昇温される例にも適用が可能であ
る。
また、ドレンポットに温度計を取り付け、その温度と
内部ガス温度との差により未蒸発成分を検出する方法も
有効である。この場合温度計が完全に液に浸ることにな
り、底板内表面の温度検出の場合より容易で確実であ
る。また、ドレンポットの液面監視より反応が速い利点
もある。
内部ガス温度との差により未蒸発成分を検出する方法も
有効である。この場合温度計が完全に液に浸ることにな
り、底板内表面の温度検出の場合より容易で確実であ
る。また、ドレンポットの液面監視より反応が速い利点
もある。
第３図は本発明の他の実施例のアンモニア水蒸発器11
の構造図を示す。
の構造図を示す。
高温空気の一部はバイパス17を通り、ルーバー18を経
て蒸発器11の出口近傍の床面より流入する。なお、バイ
パス17にはダンパ19が設けられている。蒸発により温度
の下がった混合ガス21の再加熱および蒸発せずに飛散し
た液滴20の一部を蒸発させる。そして、蒸発器11の出口
の混合ガス22が得られる。また、蒸発器11内での液滴20
の蒸発を良好に行う目的でアトマイジング空気供給用の
配管16を加熱するためのヒーター23を使用することによ
り、ドレン発生を極力少なくすることができる。
て蒸発器11の出口近傍の床面より流入する。なお、バイ
パス17にはダンパ19が設けられている。蒸発により温度
の下がった混合ガス21の再加熱および蒸発せずに飛散し
た液滴20の一部を蒸発させる。そして、蒸発器11の出口
の混合ガス22が得られる。また、蒸発器11内での液滴20
の蒸発を良好に行う目的でアトマイジング空気供給用の
配管16を加熱するためのヒーター23を使用することによ
り、ドレン発生を極力少なくすることができる。
［発明の効果］ 本発明によれば、蒸発器出口温度TBを必要蒸発量の負
荷変化に対応する温度降下分ΔT2と後流側熱損失による
温度降下ΔT1を出口ガス露点温度T1に加算した値に設定
するため、低負荷時の余分の加熱による熱損失を最小と
した完全蒸発熱容量を常時確保することができる。
荷変化に対応する温度降下分ΔT2と後流側熱損失による
温度降下ΔT1を出口ガス露点温度T1に加算した値に設定
するため、低負荷時の余分の加熱による熱損失を最小と
した完全蒸発熱容量を常時確保することができる。
また、未蒸発検出装置として、液面計付ドレンポッ
ト、または蒸発器底板内表面温度計を設置することでド
レンの発生をすばやく発見して空気加熱ヒーターの負荷
上昇で未蒸発成分の発生を最小とすることができる。こ
のことにより、脱硝反応に必要な流入アンモニア水を全
て蒸発させ脱硝装置に送ることができる。
ト、または蒸発器底板内表面温度計を設置することでド
レンの発生をすばやく発見して空気加熱ヒーターの負荷
上昇で未蒸発成分の発生を最小とすることができる。こ
のことにより、脱硝反応に必要な流入アンモニア水を全
て蒸発させ脱硝装置に送ることができる。
この結果、アンモニア水を直接加熱空気中にスプレー
することで希釈アンモニアガスを得る方法のアンモニア
供給装置を使用した脱硝装置等で、簡便かつ容易なヒー
ター制御方式による完全蒸発の経済的な蒸発器を提供す
ることができる。
することで希釈アンモニアガスを得る方法のアンモニア
供給装置を使用した脱硝装置等で、簡便かつ容易なヒー
ター制御方式による完全蒸発の経済的な蒸発器を提供す
ることができる。
また、アンモニア水噴霧ノズル後流側にバイパス管経
由の過熱空気を供給することまたはアンモニア水アトマ
イジング用空気を加熱することでもアンモニアを蒸発さ
せることができる。
由の過熱空気を供給することまたはアンモニア水アトマ
イジング用空気を加熱することでもアンモニアを蒸発さ
せることができる。
第１図は、本発明のアンモニア水を使用したアンモニア
供給装置および脱硝装置の概略フロー、第２図は本発明
の蒸発器温度制御方式の場合の蒸発器内部温度とアンモ
ニア水の負荷変化の関係および蒸発点後流温度の設定方
法を説明するグラフ、第３図は本発明のドレン発生防止
装置を設けた蒸発器の概略図、第４図および第５図は従
来の液化アンモニアを使用した一般的脱硝装置の概略フ
ローを示す。 １……アンモニア水タンク、４……温度計、５……希釈
空気ブロワー、６……加熱ヒーター、７……スプレーノ
ズル、８……温度計、９……ドレンポット、17……バイ
パス配管、23……ヒーター
供給装置および脱硝装置の概略フロー、第２図は本発明
の蒸発器温度制御方式の場合の蒸発器内部温度とアンモ
ニア水の負荷変化の関係および蒸発点後流温度の設定方
法を説明するグラフ、第３図は本発明のドレン発生防止
装置を設けた蒸発器の概略図、第４図および第５図は従
来の液化アンモニアを使用した一般的脱硝装置の概略フ
ローを示す。 １……アンモニア水タンク、４……温度計、５……希釈
空気ブロワー、６……加熱ヒーター、７……スプレーノ
ズル、８……温度計、９……ドレンポット、17……バイ
パス配管、23……ヒーター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 53/86 B01D 53/94 B01D 53/56
Claims (4)
- 【請求項１】アンモニア水を空気加熱ヒーターにより加
熱された空気中に直接スプレーすることによりアンモニ
ア水を蒸発させて空気希釈アンモニアガスを得る排ガス
脱硝用のアンモニア水蒸発器の空気加熱ヒータの制御方
法において、 蒸発器内のアンモニア水蒸発完了点での温度が、アンモ
ニア水の蒸発後のガス露点温度に前記アンモニア水蒸発
完了点より後流側に位置する配管からの熱損失による温
度低下分および空気加熱ヒーターの昇温速度と排ガス脱
硝に必要なアンモニア水蒸発量の増加速度との速度差に
よる温度降下分を加算した温度になるように空気加熱ヒ
ーターの加熱温度制御をすることを特徴とする排ガス脱
硝用のアンモニア水蒸発器の空気加熱ヒーターの制御方
法。 - 【請求項２】アンモニア水蒸発器内のアンモニア水蒸発
完了点での温度が、アンモニア水の蒸発後のガス露点温
度に前記アンモニア水蒸発完了点より後流側に位置する
配管からの熱損失による温度低下分および空気加熱ヒー
ターの昇温速度と排ガス脱硝に必要なアンモニア水蒸発
量の増加速度との速度差による温度降下分を加算した温
度になるように空気加熱ヒーターの加熱温度制御をする
と共に、 アンモニア水蒸発器にアンモニア水のスプレー液滴を捕
捉するドレンポットを設けている場合には該ドレンポッ
ト内の液面高さが所定値以上に上昇したことを検知する
と、または前記ドレンポット内の温度と蒸発器内のアン
モニア水蒸発完了点での温度との差異または蒸発器床面
の温度と蒸発器内部流体の温度との差異が所定値以上に
なったことを検知すると、アンモニア水の未蒸発分が無
くなるように空気加熱ヒーターによる加熱温度制御をす
ることを特徴とする請求項１記載の排ガス脱硝用のアン
モニア水蒸発器の空気加熱ヒーターの制御方法。 - 【請求項３】上流部に配置した空気供給部と室内に流入
口を設けたアンモニア水供給配管と、室内に配置したア
ンモニアガス発生用の空気加熱ヒーターと、室内で生成
した空気希釈アンモニアガスを排ガス中に流出させる下
流部に設けた流出部とを備えた排ガス脱硝用のアンモニ
ア水蒸発器であって、 前記アンモニア水供給配管の流入口部位を通る垂線が蒸
発器床面と交わる点を挟む蒸発器床面の二箇所に開口部
を備え、該開口部を蒸発器の室外に設けた配管で接続し
て前記空気加熱ヒーターにより加熱された室内の加熱空
気が前記二箇所の開口を経由して流れるバイパス流路を
設けることを特徴とする排ガス脱硝用のアンモニア水蒸
発器。 - 【請求項４】アンモニア水供給配管の流入口の近傍に流
入ノズルを開口させたアトマイジング空気配管を設け、
かつ、アトマイジング空気配管の外側にアトマイジング
空気加熱手段を設けたことを特徴とする請求項３記載の
排ガス脱硝用のアンモニア水蒸発器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18414290A JP3270848B2 (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | 排ガス脱硝用アンモニア水蒸発器およびその空気加熱ヒーターの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18414290A JP3270848B2 (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | 排ガス脱硝用アンモニア水蒸発器およびその空気加熱ヒーターの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0471601A JPH0471601A (ja) | 1992-03-06 |
| JP3270848B2 true JP3270848B2 (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=16148106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18414290A Expired - Fee Related JP3270848B2 (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | 排ガス脱硝用アンモニア水蒸発器およびその空気加熱ヒーターの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3270848B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0796141A (ja) * | 1993-09-30 | 1995-04-11 | Hitachi Zosen Corp | 脱硝装置におけるアンモニア供給方法 |
| CN115487599B (zh) * | 2022-09-28 | 2024-03-08 | 广东韶钢松山股份有限公司 | 氨水罐循环过滤系统 |
-
1990
- 1990-07-13 JP JP18414290A patent/JP3270848B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0471601A (ja) | 1992-03-06 |
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