JP3359659B2 - 高効率脱硝方法およびその装置 - Google Patents
高効率脱硝方法およびその装置Info
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Description
ロセスに係り、特に、排ガス中の窒素酸化物を高効率で
接触還元脱硝するのに好適な高効率脱硝方法およびそれ
を実施する装置に関する。
れる排ガス中の窒素酸化物(NOx)を除去する方法と
して、アンモニアを還元剤として用いた接触還元脱硝法
が広く採用されている。図2に、従来の脱硝装置のプロ
セスフローの概要を示す。脱硝装置は、基本的に触媒層
12と、その上流側に設けられたNH3(アンモニア)
注入装置13からなっている。脱硝装置は、触媒量とN
H3注入量によって脱硝性能、つまりNOx除去率(脱
硝率)が変化するので脱硝装置を計画する場合には、特
に触媒量とNH3注入量に最も重点をおいて設計され
る。近年、環境規制の強化に伴い、排出されるNOxの
許容値が低くなる傾向にあるので、高脱硝率で運転が可
能な高効率の脱硝装置が強く要望されている。しかし、
従来の脱硝装置において高効率で脱硝する場合に、NH
3注入時におけるNH3/NOxモル比のアンバランスに
よる脱硝性能の低下については全く考慮されていなかっ
た。なお、この種の脱硝装置に関連する従来技術として
は、図3に示すごとく、触媒層を分割し、各々の触媒層
12に対し、NH3注入装置13を配置し、NH3注入量
を各部で等しくした脱硝装置(実開昭56−80224
号公報)や、図4に示すように、各触媒層12の中間部
に補助用のNH3注入装置13を設け、ボイラの負荷上
昇時に、特に後流側で一時的に足りなくなるNH3量を
先行して添加する排ガス中の窒素酸化物除去装置(特開
平2−75325号公報)等が挙げられるが、両者とも
上記した高効率で脱硝する場合において、NH3注入時
におけるNH3/NOxモル比のアンバランスによる脱
硝性能の低下についての配慮は全くなされていなかっ
た。
技術においては、95%を超える高効率脱硝におけるN
H3注入時のNH3/NOxモル比のアンバランスによる
脱硝性能の低下や、高モル比運用における脱硝の制御性
の難しさにより、未反応リークNH3が増加するという
問題があった。また、高効率脱硝においては脱硝装置の
出口側の排ガス中のNOx値が0〜10ppm程度と非
常に低くなるため、通常行われている出口側のNOx値
によるフィードバック制御方法では、注入NH3量の微
量制御が極めて難しいという問題があった。
題点を解消し、NH3注入時におけるNH3/NOxモル
比のアンバランスによる脱硝性能の低下を少なくし、か
つ未反応リークNH3量の増加を抑制することができる
高効率脱硝方法およびそれを実施する装置を提供するこ
とにある。
するために、脱硝装置に配設する触媒層を少なくとも2
層以上に分割して配設し、上流側に配設した触媒層の入
口部および後流側に配設した触媒層の入口部に、それぞ
れNH3注入装置を設け、上流側に配設した触媒層には
NH3/NOxモル比を1.0未満、好ましくは、0.
9以下で脱硝反応を行わせ、後流側の触媒層にはNH3
/NOxモル比を1.0以上、好ましくは1.2以上で
脱硝運転するものである。
し、排ガス中に含まれる窒素酸化物を触媒のもとで無害
の窒素に還元する脱硝方法において、脱硝触媒層を少な
くとも2つ以上に分割して前流側触媒層と後流側触媒層
を構成し、上記前流側触媒層においては、出口NOx値
を低濃度範囲で一定とするアンモニア注入脱硝制御を行
い、上記後流側触媒層においては、上記前流側触媒層で
NOxを低濃度範囲に脱硝した排ガスを導入して、注入
するアンモニアとNOxのモル比を一定とする脱硝制御
を行い、NOxを規制値以下に脱硝する高効率脱硝方法
である。本発明の高効率脱硝方法は、前流側触媒層にお
いては、アンモニアとNOxのモル比を1未満、好まし
くは0.9以下として、出口NOx値が10〜20pp
mの範囲で一定となる脱硝制御を行い、後流側触媒層に
おいては、入口NOx値が10〜20ppmの範囲で一
定となし、注入するアンモニアとNOxのモル比が1.
0を超える値、好ましくは1.2以上として脱硝制御を
行うものである。
注入し、排ガス中に含まれる窒素酸化物を触媒のもとで
無害の窒素に還元する脱硝装置に関するものであって、
脱硝触媒層を少なくとも2つ以上に分割して前流側触媒
層と後流側触媒層を構成し、上記前流側触媒層と後流側
職場層のそれぞれの入口部にアンモニア注入制御装置を
設け、上記それぞれの触媒層の排ガスの入口側と出口側
には、各々NOx分析計を配設し、上記前流側触媒層に
は、出口NOx値が低濃度範囲で一定に制御するフィー
ドバック制御回路にりアンモニア注入量を制御するアン
モニア注入制御装置を配設し、上記後流側触媒層には、
入口NOx値を低濃度範囲で一定となし、出口NOx値
を規制値以下に制御するフィードフォワード制御回路に
より、注入するアンモニアとNOxモル比を一定に制御
するアンモニア注入制御装置を少なくとも備えた高効率
脱硝装置である。
H3とNOxのモル比(NH3/NOx)の分布のアンバ
ランスによる達成脱硝率(%)は、図6に示すごとく、
排ガスの脱硝性能に大きな影響を及ぼし、NH3/NO
xモル比のアンバランス係数(%)が大きくなればなる
程、脱硝性能(達成脱硝率)は低下する。特に、図5に
示すごとく、NH3/NOxモル比のアンバランス係数
が20%の時の必要脱硝率(%)と脱硝性能の低下割合
の関係は、必要脱硝率(%)が高い領域において、NH
3/NOxモル比が小さいほど、NH3/NOxモル比の
アンバランスが排ガスの脱硝性能低下に及ぼす影響は大
きくなる。しかし、逆に必要脱硝率(%)が低い領域で
は、例えNH3/NOxモル比が小さくても、NH3/N
Oxモル比のアンバランスが脱硝性能に及ぼす影響は小
さい。なお、図5に示す脱硝性能低下の割合は、NH3
/NOxモル比のアンバランス係数が0の場合を1とし
た。本発明の高効率脱硝方法においては、触媒層を複数
に分割し、上流側の触媒層においてはモル比が1.0未
満、好ましくは0.9以下となるように制御して、低モ
ル比、低脱硝率で運転し、後流側の触媒層においてはN
H3/NOxモル比を1.0以上、好ましくは1.2以
上で運転することによって、各触媒層におけるNH3/
NOxモル比のアンバランスによる脱硝性能低下の影響
を小さくすることができ、高効率脱硝を達成することが
可能となる。そして、通常の場合、NH3/NOxモル
比を高くして脱硝運転すると、未反応リークNH3の増
加が問題となるが、本発明の高効率脱硝によれば、後流
側の触媒層入口NOx値は、前流側の触媒層ですでに脱
硝されているためNOx値は10〜20ppm程度に低
くなっており、例え、NH3/NOxモル比が1.0を
超えるモル比で運用しても、次に示す数1および数2式
で算出されるように、注入NH3量が少ないため、排ガ
ス中の未反応リークNH3を低濃度に抑えることができ
る。
さらに詳細に説明する。図1は、本発明の高効率脱硝プ
ロセスの系統を示す図である。図に示すごとく、脱硝装
置の触媒層を多段に分割し、前流側触媒層6および後流
側触媒層7のそれぞれの排ガス入口側に、前流側NH3
注入装置8と後流側NH3注入装置9を設け、NH3ガス
を注入し脱硝反応を行わせる。 前流側触媒層6の触媒
量は、出口NOxの値が10〜20ppm程度となるよ
うに設定する。後流側触媒層7の触媒量は、入口NOx
値が10〜20ppm程度から出口NOx規制値にまで
減らすために必要な量を充填する。そして、NOx制御
方法は、各々触媒層の出口部にNOx計を設け、前流側
触媒層6では出口NOx値を一定とするNH3注入脱硝
制御を行い、後流側触媒層7では、NH3/NOxモル
比を一定とするNH3注入脱硝制御を行う。次に、図1
に基づいて、本発明の高効率脱硝方法について説明す
る。図に示すごとく、脱硝装置の触媒層は、前流側触媒
層6と後流側触媒層7に分割され、それぞれの触媒層入
口部に、前流側NH3注入装置8および後流側NH3注入
装置9を設けている。 前流側触媒層6では、該触媒層
6の出口NOx値が10〜20ppmとなるように、前
流側NH3流量調節弁2によりNH3ガスの流量を制御す
る。前流側NH3流量調節弁2は、入口NOx分析計1
と出口NOx分析計10からの信号により、フィードバ
ック制御回路4により出口NOx値が一定となるように
脱硝運転する。この場合、NH3/NOxモル比は1.
0より小さい値となるように設定する。そして、後流側
触媒層7の入口NOx値は、前流側触媒層6により出口
NOx値が10〜20ppmの間で、ほぼ一定の値とな
るようにNH3/NOxモル比を制御する。次に、入口
NOx値が10〜20ppmの排ガスを、後流側触媒層
7により出口NOx値が規制値以下となるように、後流
側NH3流量調節弁3によりNH3ガス流量を制御する。
そして、後流側NH3流量調節弁3は、出口NOx分析
計10の信号によるフィードフォワード制御回路5によ
り、NH3/NOxモル比(1.0以上、好ましくは
1.2以上)を一定として脱硝運転する。例えば、NO
x濃度200ppmの未処理排ガスを、99.5%の脱
硝率(出口NOx:1ppm)で処理する高効率脱硝方
法において、従来の方法では、未反応リークNH3の計
画値を3ppmとし、NH3/NOxモル比は1.01
で運用する。この場合、図6に示すごとく排ガス中のN
H3/NOxモル比のアンバランスが5%であるとする
と、達成可能な脱硝率は97.9%まで下がり、出口N
Ox値および未反応リークNH3は、6ppmを超える
結果となる。これに対し、本発明の高効率脱硝方法によ
れば、例えば前流側触媒層6においてはNH3/NOx
モル比が0.905で脱硝運転し、後流側触媒層7にお
いてはNH3/NOxモル比が1.2で運用するものと
し、排ガス中のNH3/NOxモル比のアンバランスが
5%であるとすると、達成可能な脱硝率は、図6から9
9.4%となり、上記の従来技術と比較し、脱硝率は大
きく改善されることになる。
効率脱硝プロセスによれば、前流側触媒層においては、
出口NOx値を一定とするアンモニア注入量の制御
(NH3/NOxモル比は1.0未満、好ましくは0.
9以下)を行って、排ガス中のNOx値を所定の範囲内
に低減し、この低NOx値の排ガスを、さらに後流側触
媒層でNH3/NOxモル比を一定(1.0以上、好ま
しくは1.2以上)とする脱硝制御を行うため、後流側
触媒層に注入するNH3量が少なくなり未反応リークN
H3量が低減されると同時に、出口NOx値を規制値以
下、ないしはほぼ0とすることが可能となる。また、従
来の高効率脱硝において、脱硝装置の出口NOx値はほ
ぼ0に近く低くなるので、実質的に出口NOx値の信号
を使い、出口NOx濃度を一定に保つフィードバック制
御が困難となるが、本発明の高効率脱硝装置において
は、後流側触媒層ではNH3/NOxモル比を一定とし
た制御を行うため、フィードバック制御回路無しで高脱
硝率を維持することができる。
の系統を示す図。
を示す模式図。
系統を示す図。
0%のときの各NH3/NOxモル比における脱硝性能
低下の割合を示すグラフ。
能に及ぼす影響を示すグラフ。
調節弁 3…後流側NH3流量調節弁 4…フィードバック制
御回路 5…フィードフォワード制御回路 6…前流側触媒層 7…後流側触媒層 8…前流側NH3注入装置 9…後流側NH3注入
装置 10…出口NOx分析計 11…NH3流量調節
弁 12…触媒層 13…NH3注入装置
Claims (4)
- 【請求項1】排ガス中にアンモニアを注入し、排ガス中
に含まれる窒素酸化物(NOx)を触媒のもとで無害の
窒素に接触還元する脱硝方法において、脱硝触媒層を少
なくとも2つ以上に分割して前流側触媒層と後流側触媒
層を構成し、上記前流側触媒層においては、脱硝率90
%〜95%の範囲でアンモニア注入脱硝制御を行い、上
記後流側触媒層においては、上記前流側触媒層でNOx
を上記脱硝率90%〜95%の範囲に脱硝した排ガスを
導入して、注入するアンモニアとNOxのモル比を一定
とする脱硝制御を行い、出口排ガスのNOx値を規制値
以下に脱硝することを特徴とする高効率脱硝方法。 - 【請求項2】請求項1において、前流側触媒層において
は、アンモニアとNOxのモル比を1.0未満として出
口NOx値が10〜20ppmの範囲となる脱硝制御を
行い、後流側触媒層においては、入口NOx値が10〜
20ppmの範囲として、注入するアンモニアとNOx
のモル比が1.0を超える値として脱硝制御を行うこと
を特徴とする高効率脱硝方法。 - 【請求項3】請求項2において、前流側触媒層ではアン
モニアとNOxのモル比を0.9以下となし、後流側触
媒層ではアンモニアとNOxのモル比を1.2以上とす
ることを特徴とする高効率脱硝方法。 - 【請求項4】排ガス中にアンモニアを注入し、排ガス中
に含まれる窒素酸化物(NOx)を触媒のもとで無害の
窒素に接触還元する脱硝装置において、脱硝触媒層を少
なくとも2つ以上に分割して前流側触媒層と後流側触媒
層を構成し、上記前流側触媒層と後流側触媒層のそれぞ
れの入口部にアンモニア注入制御装置を設け、上記それ
ぞれの触媒層の排ガスの入口側と出口側には各々NOx
分析計を配設し、上記前流側触媒層には、出口NOx値
を10〜20ppmの範囲で制御するフィードバック制
御回路によりアンモニア注入量を制御するアンモニア注
入制御装置を配設し、上記後流側触媒層には、入口NO
x値を上記10〜20ppmの範囲となし、出口NOx
値を規制値以下に制御するフィードフォワード制御回路
により、注入するアンモニアとNOxモル比を一定に制
御するアンモニア注入制御装置を少なくとも備えたこと
を特徴とする高効率脱硝装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17522992A JP3359659B2 (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | 高効率脱硝方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17522992A JP3359659B2 (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | 高効率脱硝方法およびその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0615144A JPH0615144A (ja) | 1994-01-25 |
JP3359659B2 true JP3359659B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=15992536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17522992A Expired - Lifetime JP3359659B2 (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | 高効率脱硝方法およびその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3359659B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6576304B2 (ja) * | 2016-06-16 | 2019-09-18 | 株式会社タクマ | 触媒プレコートろ布の再生方法 |
-
1992
- 1992-07-02 JP JP17522992A patent/JP3359659B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0615144A (ja) | 1994-01-25 |
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