JP3416202B2 - アンモニア還元脱硝装置からのアンモニアの回収方法 - Google Patents

アンモニア還元脱硝装置からのアンモニアの回収方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は窒素酸化物含有ガス発生
源からの排ガスをアンモニア還元脱硝装置で脱硝し、該
装置からリークするアンモニアをアンモニア回収装置で
吸着、除去するようにした系において、該アンモニア回
収装置からアンモニアを回収する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図4には従来技術の一例として、ボイラ
の風煙道系統図を示す。図4において、1は押込通風
機、2は空気予熱器、3はボイラ、4は乾式脱硝装置、
5はリークアンモニア回収装置、6は煙突、7はアンモ
ニア注入系統、8は再生アンモニア注入系統、9は煙道
を示す。ボイラ3で発生した窒素酸化物はアンモニア注
入系統7から煙道9に投入されたアンモニアと乾式脱硝
装置4で脱硝反応し、未反応のアンモニア(いわゆるリ
ークアンモニア)はリークアンモニア回収装置5で回収
され、再生されて再び乾式脱硝装置4での脱硝反応に有
効なアンモニアとして再生アンモニア注入系統8から煙
道9に投入される。
【0003】図4には従来技術の一例として乾式脱硝装
置4を有するボイラの例を示したが、これは煙道9にリ
ークアンモニアが存在する窒化酸化物発生源であれば必
ずしもアンモニア還元乾式脱硝装置4を有することに限
定されるものではない。例えばボイラ3の高温ガス中に
アンモニアを投入することによってアンモニア還元乾式
脱硝装置4を設置することなく、高温ガス中のアンモニ
アと窒素酸化物を直接反応させることによって脱硝をお
こなういわゆる無触媒脱硝法などはその一例である。
【0004】なお、図5には従来技術のいま一つの例と
して、図4の例に対して誘引通風機10を設置した場合
のボイラの風煙道系統図を示す。図5において、図4と
同一部位には同一符号を付してあるので、それらの説明
は省略する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】脱硝装置4のガス流れ
方向後流側でリークアンモニアを回収するリークアンモ
ニア回収装置5は例えば100℃程度以下の低温状態で
はアンモニアを装置内に吸着・回収し、300〜400
℃といった高温状態になるほど回収したアンモニアを装
置から脱離するという特性を有している。従って図4お
よび図5に示した風煙道系統図を例にとると、低温状態
のリークアンモニア回収装置5で回収したアンモニアを
同装置5から脱離して再生アンモニアとして取り出すた
めには、同装置5を適切な温度に昇温する手段が必要か
つ不可欠であった。又、昇温してアンモニアが回収され
た後の高温状態のリークアンモニア回収装置5を、再び
リークアンモニアを回収できるような低温状態に戻すた
めの冷却手段が必要であって、それと共に高温のリーク
アンモニア回収装置5の保有する熱量を無駄に系外に捨
てることなく有効に回収することが可能な手段が必要か
つ不可欠であった。
【0006】本発明は上記技術水準に鑑み、かつ上記要
望に応じ、合目的な脱硝装置のアンモニア回収方法を提
供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は (1)窒素酸化物含有ガス発生源、アンモニア還元脱硝
装置、リークアンモニア回収装置よりなる系のリークア
ンモニア回収装置からアンモニアを除去するに際し、窒
素酸化物発生源から排出される高温排ガスをリークアン
モニア回収装置に投入して該装置よりアンモニアを脱離
させ、アンモニア脱離後の高温状態のリークアンモニア
回収装置を押込送風機からの低温空気により冷却させ、
前記高温排ガス及び前記低温空気によって排出するアン
モニアをアンモニア還元脱硝装置の上流側に投入するこ
とを特徴とするアンモニア還元脱硝装置からのアンモニ
アの回収方法。
【0008】(2)窒素酸化物含有ガス発生源、アンモ
ニア還元脱硝装置、リークアンモニア回収装置よりなる
系のリークアンモニア回収装置からアンモニアを除去す
るに際し、窒素酸化物発生源から排出される高温排ガス
をリークアンモニア回収装置に投入して該装置よりアン
モニアを脱離させ、アンモニア脱離後の高温状態のリー
クアンモニア回収装置を専用のファンからの低温空気に
より冷却させ、前記高温排ガス及び前記低温空気によっ
て排出するアンモニアをアンモニア還元脱硝装置の上流
側に投入することを特徴とするアンモニア還元脱硝装置
からのアンモニアの回収方法。
【0009】(3)窒素酸化物含有ガス発生源、アンモ
ニア還元脱硝装置、リークアンモニア回収装置よりなる
系のリークアンモニア回収装置からアンモニアを除去す
るに際し、窒素酸化物発生源から排出される高温排ガス
をリークアンモニア回収装置に投入して該装置よりアン
モニアを脱離させ、アンモニア脱離後の高温状態のリー
クアンモニア回収装置を専用のファンからの該系の低温
排ガスにより冷却させ、前記高温排ガス及び前記低温排
ガスによって排出するアンモニアをアンモニア還元脱硝
装置の上流側に投入することを特徴とするアンモニア還
元脱硝装置からのアンモニアの回収方法。
【0010】(4)リークアンモニア回収装置からアン
モニアを脱離させる高温排ガスに低温排ガス又は低温空
気を混合してアンモニア脱離用ガスの温度を適切な温度
に維持することを特徴とする上記(1)〜(3)いずれ
かに記載のアンモニア還元脱硝装置からのアンモニアの
回収方法。
【0011】(5)窒素酸化物発生源から排出される高
温排ガスをさらに熱源によって昇温させてリークアンモ
ニア回収装置からアンモニアを脱離させる脱離ガスとし
て使用することを特徴とする上記(1)〜(3)いずれ
かに記載のアンモニア還元脱硝装置からのアンモニアの
回収方法。である。
【0012】すなわち、本発明はボイラもしくは窒素酸
化物発生源から排出される高温の排ガスの一部もしくは
全部をアンモニアを吸着・回収した状態のリークアンモ
ニア回収装置に投入し、アンモニアを脱離した後、高温
状態のリークアンモニア回収装置を冷却するために、ボ
イラもしくは窒素酸化物発生源から排出される低温の排
ガスまたは低温の空気をリークアンモニア回収装置に投
入しリークアンモニア回収装置を再びリークアンモニア
を吸着・回収しうる状態にするものである。そして、高
温排ガスで脱離したアンモニアと共に、上記の低温の排
ガスもしくは低温の空気で高温状態のリークアンモニア
回収装置の冷却に使用した後のアンモニアを含む排ガス
もしくは空気を本来系に存在するアンモニア注入系統と
同様にアンモニア還元脱硝装置の上流に投入し、回収ア
ンモニアの再利用を行なうものである。
【0013】また、リークアンモニア回収装置に吸着し
ているアンモニアを脱離させるに際し、ボイラもしくは
窒素酸化物発生源から排出される低温の排ガスもしくは
大気など低温の空気をボイラもしくは窒素酸化物発生源
から排出される高温の排ガスに混合してアンモニア脱離
に適切な温度にすること及びボイラもしくは窒素酸化物
発生源から排出される高温の排ガスの一部もしくは全部
を、リークアンモニアを吸着・回収した状態のアンモニ
ア回収装置に投入する前に、電気ヒータまたは熱交換器
またはバーナなどの熱源を用いて昇温することを好まし
い態様とするものである。
【0014】
【作用】ボイラもしくは窒素酸化物発生源から排出され
る高温の排ガスの一部もしくは全部を、アンモニアを吸
着・回収した状態のリークアンモニア回収装置に投入す
ることによってリークアンモニア回収装置は昇温され、
該装置からアンモニアが脱離される。アンモニアを脱離
した後、高温状態のリークアンモニア回収装置に、ボイ
ラもしくは窒素酸化物発生源から排出される低温の排ガ
ス又は低温の空気を投入することにより、リークアンモ
ニア回収装置が冷却される。高温状態のリークアンモニ
ア回収装置の冷却に使用した後の排ガスもしくは空気は
逆に高温状態のリークアンモニア回収装置によって昇温
されることになるが、この排ガスもしくは空気を高温排
ガスによって脱離されたアンモニア含有ガスを投入する
再生アンモニア注入系統と共通の系統もしくは該再生ア
ンモニア注入系統と独立した系統を用いてアンモニア還
元脱硝装置の入口に投入する。このようにして、リーク
アンモニア回収装置で回収されたアンモニアを有効利用
することができる。
【0015】また、ボイラもしくは窒素酸化物発生源か
ら排出される低温の排ガスもしくは大気など低温の空気
を、ボイラもしくは窒素酸化物発生源から排出される高
温の排ガスに混合してリークアンモニア回収装置に投入
するアンモニア脱離用ガスの温度を適切に制御すること
を好ましい実施態様とするものである。
【0016】さらに、又ボイラもしくは窒素酸化物発生
源から排出される高温の排ガスはそれ自体の有する特性
によって、例えば部分負荷などではリークアンモニア回
収装置からアンモニアを脱離するのに十分な温度たりえ
ない場合がある。そのような場合にボイラもしくは窒素
酸化物発生源とリークアンモニア回収装置の間の高温の
排ガス系統に設けた電気ヒータまたは熱交換器またはバ
ーナなどの熱源によって、排ガスの温度をアンモニアを
脱離するのに十分な温度に昇温するのを好ましい実施態
様とするものである。
【0017】
【実施例】図1には本発明の一実施例としてのボイラの
風煙道系統図を示す。ボイラの燃焼用空気は押込通風機
1によって空気予熱器2を経由してボイラ3に投入され
る。ボイラ3で燃料の燃焼によって発生した窒素酸化物
を含むボイラ排ガスはアンモニア還元乾式脱硝装置4で
脱硝され、未反応のリークアンモニアとともに空気予熱
器2で燃焼用空気によって熱回収される。リークアンモ
ニアはリークアンモニア回収装置5で同装置に回収さ
れ、窒素酸化物およびリークアンモニアが除去された排
ガスが煙突6から大気へ放出される。
【0018】図1のケースではリークアンモニア回収装
置5とリークアンモニア回収装置7は切り替え運用され
ており、アンモニア回収装置5ではボイラ排ガスからリ
ークアンモニアが回収されつつある一方で、リークアン
モニア回収装置7は押込通風機1の出口から抽気する冷
空気8を混合することによって適正な温度に制御され
る。リークアンモニア回収装置5はボイラ3からの高温
排ガス9によって昇温され、アンモニアが脱離される。
脱離されたアンモニアは再生アンモニア注入系統10か
ら煙道11に投入され、アンモニア注入系統12からの
アンモニアと共に乾式脱硝装置4での脱硝反応に使用さ
れる。ボイラ3からの高温排ガス9はボイラ3内の伝熱
面が配置された煙道内もしくはボイラ3の出口煙道、す
なわち図1の例では伝熱面13の上流もしくは下流から
抽気される。アンモニアの脱離を完了したリークアンモ
ニア回収装置7へは同装置7の冷却のために押込通風機
1の出口から抽気する冷空気8が投入され、同装置7を
冷却した後、再生アンモニア注入系統10から煙道11
に投入される。
【0019】以上の運用に呼応して風煙道内に設置され
るダンパ14、15、16、17、18、19、20、
21、22、23はリークアンモニア回収装置5でリー
クアンモニアを回収し、リークアンモニア回収装置7で
は昇温、アンモニアの脱離が行われている場合には、ダ
ンパ14、16、18、20、22が開いており、ダン
パ15、17、19、21、23は閉じている。リーク
アンモニア回収装置7が冷却される場合はこの状態から
ダンパ20が閉じる。
【0020】リークアンモニア回収装置7の昇温、アン
モニアの脱離、冷却が終了し、リークアンモニア回収装
置5でリークアンモニアの回収が完了すると、ダンパは
上記と逆動作となり、ダンパ14、16、18、20、
22が閉じ、ダンパ15、17、19、21、23が開
いてリークアンモニア回収装置7でリークアンモニアの
回収が開始され、リークアンモニア回収装置5では昇温
が開始される。以下同様にして、リークアンモニア回収
装置5と7で交互にアンモニアの回収と昇温、アンモニ
アの脱離、冷却が繰り返し行われる運用となる。
【0021】なお、ボイラ3の一般的な特性として、ボ
イラ3が部分負荷で運転されている状態ではボイラ3か
らの高温排ガス9の温度は定格負荷時の温度よりも低下
する。そのような状態ではリークアンモニア回収装置7
において十分な温度が得られないため、リークアンモニ
ア回収装置の特性上、リークアンモニア回収装置7にお
けるアンモニアの脱離が十分になされない場合がある。
そのような場合に電気ヒータまたは熱交換器またはバー
ナなどの熱源24を運転してボイラ3からのガス9を昇
温し、アンモニア回収装置7においてアンモニアの脱離
が十分に行うようにされる。
【0022】図2、図3は本発明の実施例としてのボイ
ラの風煙道系統図を示し、図1と異なる例を示す。図1
ではアンモニア回収装置7は押込通風機1の出口から抽
気する冷空気8を混合することによって適正な温度に制
御されるボイラ3からの高温排ガス9によって昇温さ
れ、同じく冷空気8によって冷却される。これに対し、
図2では冷空気8を押込通風機1の出口から抽気するこ
となく、専用のファン25によって供給する例である。
又、図3は冷空気の代わりとしてボイラの低温排ガス8
を専用のファン25によって供給し、使用する例であ
る。図2、図3において図1と同一部位には同一符号を
付してあるので、その他の説明は省略する。
【0023】
【発明の効果】ボイラもしくは窒素酸化物発生源から排
出される高温の排ガスの一部もしくは全部を、アンモニ
アを吸着・回収した状態のリークアンモニア回収装置に
投入することによってリークアンモニア回収装置が昇温
されることから、昇温されたリークアンモニア回収装置
からアンモニアを脱離させることが可能となる。
【0024】アンモニアを脱離した後、高温状態のリー
クアンモニア回収装置に、ボイラもしくは窒素酸化物発
生源から排出される低温の排ガスもしくは大気など低温
の空気を投入することにより、アンモニア回収装置を冷
却させ、これによりリークアンモニア回収装置でのアン
モニア回収を再度可能にすることができる。
【0025】高温状態のアンモニア回収装置の冷却に使
用した後の排ガスもしくは空気は逆に高温状態のリーク
アンモニア回収装置によって昇温されることになるが、
この排ガスもしくは空気を再生アンモニア注入系統と共
通の系統を用いて脱硝装置の入口に投入するようにする
ことにより系統を簡素化できる。
【0026】又、この排ガスもしくは空気を再生アンモ
ニア注入系統と共通の系統を用いて脱硝装置の入口に投
入する場合もしくは再生アンモニア注入系統と独立した
系統を用いて脱硝装置の入口に投入する場合のいずれの
場合も、脱硝装置の下流側に空気予熱器のようないわゆ
るボイラもしくは窒素酸化物発生源から排出される排ガ
スの熱回収を図る目的で設置された熱交換器を有する場
合には、リークアンモニア回収装置で昇温された同装置
の冷却用排ガスもしくは空気の熱回収を行うことが可能
になる。従って冷却用排ガスもしくは空気を直接ボイラ
もしくは窒素酸化物発生源の系外に排出する場合に比べ
て効率を向上できる。
【0027】ボイラもしくは窒素酸化物発生源から排出
される低温の排ガスもしくは大気など低温の空気をボイ
ラもしくは窒素酸化物発生源から排出される高温の排ガ
スに混合することによって、リークアンモニア回収装置
からアンモニアを脱離するために用いる高温の排ガスの
温度を適切な温度に維持することができ効率のよいアン
モニア脱離が可能となる。
【0028】ボイラもしくは窒素酸化物発生源から排出
される高温の排ガスを電気ヒータまたは熱交換器または
バーナなどの熱源で昇温することによって、アンモニア
回収装置を昇温し同装置からアンモニアを脱離するため
に用いる高温の排ガスの温度を適切な温度に維持するこ
とができ効率のよいアンモニア脱離が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の説明図。
【図2】本発明の他の実施例の説明図。
【図3】本発明のさらに他の実施例の説明図。
【図4】従来のリークアンモニアの回収を行う態様の説
明図。
【図5】従来のリークアンモニアの回収を行う他の態様
の説明図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂本 康一 東京都千代田区丸の内二丁目5番1号 三菱重工業株式会社本社内 (56)参考文献 特開 平4−250822(JP,A) 特開 平6−226044(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 53/34 - 53/96 F23J 15/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 窒素酸化物含有ガス発生源、アンモニア
    還元脱硝装置、リークアンモニア回収装置よりなる系の
    リークアンモニア回収装置からアンモニアを除去するに
    際し、窒素酸化物発生源から排出される高温排ガスをリ
    ークアンモニア回収装置に投入して該装置よりアンモニ
    アを脱離させ、アンモニア脱離後の高温状態のリークア
    ンモニア回収装置を押込送風機からの低温空気により冷
    却させ、前記高温排ガス及び前記低温空気によって排出
    するアンモニアをアンモニア還元脱硝装置の上流側に投
    入することを特徴とするアンモニア還元脱硝装置からの
    アンモニアの回収方法。
  2. 【請求項2】 窒素酸化物含有ガス発生源、アンモニア
    還元脱硝装置、リークアンモニア回収装置よりなる系の
    リークアンモニア回収装置からアンモニアを除去するに
    際し、窒素酸化物発生源から排出される高温排ガスをリ
    ークアンモニア回収装置に投入して該装置よりアンモニ
    アを脱離させ、アンモニア脱離後の高温状態のリークア
    ンモニア回収装置を専用のファンからの低温空気により
    冷却させ、前記高温排ガス及び前記低温空気によって排
    出するアンモニアをアンモニア還元脱硝装置の上流側に
    投入することを特徴とするアンモニア還元脱硝装置から
    のアンモニアの回収方法。
  3. 【請求項3】 窒素酸化物含有ガス発生源、アンモニア
    還元脱硝装置、リークアンモニア回収装置よりなる系の
    リークアンモニア回収装置からアンモニアを除去するに
    際し、窒素酸化物発生源から排出される高温排ガスをリ
    ークアンモニア回収装置に投入して該装置よりアンモニ
    アを脱離させ、アンモニア脱離後の高温状態のリークア
    ンモニア回収装置を専用のファンからの該系の低温排ガ
    スにより冷却させ、前記高温排ガス及び前記低温排ガス
    によって排出するアンモニアをアンモニア還元脱硝装置
    の上流側に投入することを特徴とするアンモニア還元脱
    硝装置からのアンモニアの回収方法。
  4. 【請求項4】 リークアンモニア回収装置からアンモニ
    アを脱離させる高温排ガスに低温排ガス又は低温空気を
    混合してアンモニア脱離用ガスの温度を適切な温度に維
    持することを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載の
    アンモニア還元脱硝装置からのアンモニアの回収方法。
  5. 【請求項5】 窒素酸化物発生源から排出される高温排
    ガスをさらに熱源によって昇温させてリークアンモニア
    回収装置からアンモニアを脱離させる脱離ガスとして使
    用することを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載の
    アンモニア還元脱硝装置からのアンモニアの回収方法。
JP15332593A 1993-06-24 1993-06-24 アンモニア還元脱硝装置からのアンモニアの回収方法 Expired - Fee Related JP3416202B2 (ja)

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