JP3862134B2 - Ammonia gas injection device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンモニアガス注入装置に係り、特に硫黄分含有燃料を燃焼した燃焼排ガス中にアンモニアガスを注入するアンモニアガス注入装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、硫黄分を含む燃料排ガスの処理設備では、SO2 を湿式脱硫装置で除去処理する方法が一般的である。一方、SO3 は水蒸気と混合して硫酸ミストを形成するため、脱硫装置では除去し難いばかりか、生成された硫酸ミスト等の酸によって電気集塵装置が腐食されるという問題がある。
【0003】
そこで、硫黄分を含む燃料排ガス処理装置では、排ガスを脱硫装置,電気集塵装置に導く前にNH3 等のアルカリ性ガスを排ガス中に注入することによって中和することが行われている。その際、NH3 とSO3 の反応によって硫酸アンモニウムの固体が生成される。この固体は、電気集塵装置によって捕集され、電気集塵装置を経た後の排ガスは、湿式脱硫装置等を介して大気へ放出される。
【0004】
NH3 注入量は、SO3 濃度に対応させて注入することが望ましいが、現在SO3 を連続でモニタする装置がないため、集塵装置以降のリークNH3 を測定し、該リークNH3 が一定値となるようにNH3 注入量を制御している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の方法では、ボイラの負荷変動,特にボイラ起動および停止時のSO3 濃度変化や煙道内での偏流による濃度不均一に対応したNH3 注入量の制御が困難である。
【0006】
排ガスダクト内では、SO3 濃度の濃度分布の高低差は約30パーセント以上であることが分かっており、従来の方法では、排ガスダクト内でNH3 が局所的に過不足するという問題が発生する。NH3 が不足すると、反応が完全に行われず酸性硫安等が生成され、後段の集塵装置の集塵極および放電極に付着し、水分吸収および温度の高低により付着したダストが固化堆積して集塵率が低下する。逆に、NH3 量が過剰であると、リークNH3 量が増加するという問題がある。
【0007】
そこで、排ガスダクト内のSO3 濃度分布に対応する方法として、ダクトの軸と直交する断面上に多数のノズルを配置し、このノズルを複数のグループに分けてNH3 注入量を制御する方法がある。この方法では、同じグループに属する複数のノズルを一つの注入管に取り付け、各注入管に供給するNH3 量を調節することによって、各グループごとのNH3 注入量を制御している。そして、各グループに対応する下流領域でNH3 濃度を測定し、この測定値に基づいて各グループのNH3 注入量を制御することによって、排ガスダクト内のSO3 濃度分布に応じたアンモニアガスを注入する。
【0008】
しかしながら、前記従来の方法は、同じグループに属する複数のノズルから吹き出されるNH3 の風量にバラツキがあるため、NH3 の局所的な過不足が発生するという問題があった。
【0009】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、同じグループに属する複数のノズルから吹き出すアンモニアガスの吹出風量を均一化することのできるアンモニアガス注入装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は前記目的を達成するために、注入管に該注入管の軸方向に間隔をあけて複数のノズルを取り付けるとともに、該複数のノズルを、排ガスの流れるダクトの軸と直交する断面上に配置し、前記注入管を介して前記複数のノズルから前記排ガス中にアンモニアガスを注入するアンモニアガス注入装置において、前記注入管の流路面積は、アンモニアガスの流れ方向の下流側が上流側よりも小さく形成され、前記複数のノズルの内部には、各ノズルの内部を流れるアンモニアガスの流量を絞る絞り手段が設けられ、該絞り手段によって各ノズルから吹き出すアンモニアガスの吹出風量が均一化されるとともに、前記ダクトの軸と直交する断面を複数に区分し、該区分内に含まれるノズルをグループとし、各グループのノズルごとに前記注入管を設け、該注入管ごとにアンモニアガスの供給量を制御し、断面が略楕円形の管を前記ダクトの軸と直交する方向に配置するとともに、該管の内部に複数本の前記注入管を設け、該複数本の注入管に設けられたノズルが前記管の方向に沿って並んで配置されることを特徴とする。
【0011】
請求項1記載の発明によれば、各ノズル内に絞り手段(例えばオリフィス板)を設けたので、各ノズルから吹き出すアンモニアガスの吹出風量を均一化することができ、アンモニアガスの局所的な過不足を防止することができる。
【0013】
請求項1記載の発明によれば、注入管の流路面積は、アンモニアガスの流れ方向の下流側が上流側より小さく形成されるので、注入管から各ノズルに供給されるアンモニアガスの供給量が均一化される。したがって、各ノズルから吹き出すアンモニアガスの吹出風量が均一化され、アンモニアガスの局所的な過不足を防止することができる。また、本発明によれば、各ノズルの内部の抵抗を増加させることなく、各ノズルからの吹出風量を均一化することができるので、注入管にアンモニアガスを供給するための動力を低減することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るアンモニアガス注入装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【0015】
図1は、本実施の形態のアンモニアガス注入装置10が適用された燃焼ガス処理設備のフロー図である。
【0016】
同図に示すように、燃焼ガス処理設備は、ボイラ12、脱硝装置14、エアヒータ16、アンモニアガス注入装置10、NH3 検出装置18、電気集塵装置20、ガスガス熱交換器22、脱硫装置24、湿式電気集塵装置26、及び煙突28等がダクトによって連通されて構成されている。
【0017】
ボイラ12は、硫黄分を含む燃料を燃焼にさせ、ダスト、窒素酸化物、硫黄酸化物を含む約400℃の燃焼排ガスを後段に排出する。ボイラ12の後段には脱硝装置14とエアヒータ16が配設され、前記排ガスは、脱硝装置14によって窒素酸化物が除去されるとともに、エアヒータ16内によって170℃に冷却される。前記エアヒータ16は、前記ボイラ12に供給する燃焼用空気によって前記排ガスを冷却し、これによって、ボイラ12には昇温した燃焼用空気が供給される。
【0018】
アンモニアガス注入装置10は、前記脱硝装置14と電気集塵装置20とを連通するダクト30に配設され、該ダクト30を通過する排ガスにアンモニアガスと空気との混合ガスを注入する。これにより、前記排ガスに含有されるSO3 は中和され、硫酸アンモニウムの固体が生成される。この固体は、排ガス中のダストとともに、静電気を利用した電気集塵装置20によって除去される。
【0019】
電気集塵装置20の後段には、ガスガス熱交換器22を介して脱硫装置24と湿式電気集塵装置26が配設されており、前記排ガスは、脱硫装置24によって排ガス中のSO2 が除去されるとともに、湿式電気集塵装置26によって排ガス中の硫酸ミストが除去される。この湿式電気集塵装置26には、前記ガスガス熱交換器22を介して煙突28が連通されており、湿式電気集塵装置26から排出された排ガスは、ガスガス熱交換器22を介して昇温された後、煙突28から設備外へ排出される。
【0020】
次に本発明に係るアンモニアガス注入装置10を説明する。
【0021】
図2は、アンモニアガス注入装置10とNH3 検出装置18の構造を示す斜視図である。同図に示すように、アンモニアガス注入装置10は、ダクト30の上流側に配置され、ダクト30の軸方向の断面上に多数のノズル(一部のみ図示)34、34…を備えている。この多数のノズル34、34…は、前記ダクト30をその軸方向の断面上で一定面積ごとに区分した際に、その区分に同一個数のノズル34、34…が属するようにグループ化される。以下は、高さ4m、幅7mのダクト30内を、高さ1m、幅1mの1m2 ごとに区分するとともに、一つの区分内に4個のノズル34、34…を縦に配置した例で説明する。
【0022】
図2に示したように、アンモニアガス注入装置10は、7本の母管32(1本のみ図示)が、ダクト30の軸方向の断面上で横方向に1m間隔で設置されている。この母管32は、各区分の中央に縦方向に配置されている。また、母管32には、図3及び図4に示すように、排ガスの流れに対して下流側に16個のノズル34、34…が0.25mの等間隔で配置されている。
【0023】
母管32の内部には、4本の注入管36、36…がダクト30の軸方向に沿って等間隔に、且つ縦方向に挿入配置されている。この注入管36は、一定の内径で形成されるとともに、それぞれ、4個のノズル34、34…が連通されている。したがって、各注入管36に供給するアンモニアガスの流量を調節することによって、4個のノズル34、34…の吹出風量が同時に制御される。これにより、ノズル34、34…の吹出風量が4個ずつのグループに分けて制御される。ここで、同じグループに属する4個のノズル34、34…を上側から順に34A、34B、34C、34Dとする。
【0024】
前記注入管36には、図2に示したように、流量計や流量制御弁等の流量制御手段38が配設され、該流量制御手段38には図示しないアンモニアガス供給ポンプ等が接続される。また、各流量制御手段38は、図1に示したように、制御装置40に接続され、該制御装置40の指令信号によってアンモニアガス供給量が制御される。したがって、制御装置40によって注入管36ごとにアンモニアガスの供給量が制御され、ノズル34、34…から吹き出すアンモニアガスの吹出風量がグループごとに制御される。これにより、ダクト30の軸方向の断面において1m2 ごとにアンモニアガスの注入量が制御される。
【0025】
前記ノズル34の内部は、図5(a)に示すように、同軸43を有する内管44と外管46から成る2重構造になっており、内管44内にアンモニアガスが流れ、外管46内(即ち内管44外)に空気が流れる。これにより、内管44から吹き出されるアンモニアガスの周囲に空気が吹き出されるので、吹き出された直後のアンモニアガスが排ガスと直接接触することが阻止される。これにより、ノズル34の噴射口の近辺で硫酸アンモニウムが生成されることを防止することができる。
【0026】
また、前記内管44及び外管46は噴射口側の端部がテーパ状に形成されている。これにより、内管44と外管46の端部において、アンモニアガスや空気の流れは整流化される。即ち、図5(b)に示すように、アンモニアガスや空気が、内管44や外管46の端面の下流側で渦流を発生することがない。なお、内管44及び外管46は、噴射口側の端部が尖った形状であればよく、内周面側に傾斜面が形成されていてもよい。
【0027】
また、前記内管44の内部には、図6に示すように、オリフィス径dの孔が形成されたオリフィス板48が取り付けられている。このオリフィス径dとノズル径Dの関係については後に詳説する。
【0028】
図8は、図3に示したアンモニアガス注入装置10の平面図である。
【0029】
同図に示すように、前記母管32は、略楕円形に形成されるとともに、排ガスの流れ方向に対して下流側端が鋭角に形成され、この下流側端に各ノズル34が配置されている。これにより、ノズル34近辺の排ガスの流れが整流化され、ノズル34の近辺での渦の発生が抑制される。したがって、ノズル34から吹き出したアンモニアガスが排ガスの渦に巻き込まれることがなく、ノズル34の噴出口にダストが付着して肥大化することが防止できる。
【0030】
一方、図2に示したNH3 検出装置18は、ダクト30の下流側、即ち、電気集塵装置20(図1参照)の入口に設けられ、複数の計測センサ42、42…を有している。この計測センサ42は、ノズル34の下流側で滞留時間1秒以上後の距離に設置されるとともに、ダクト30内を軸方向の断面上を1m2 間隔で区切った区分の中心に配置されている。即ち、各計測センサ42は、ノズル34A〜34Dの中心に対向して設置されている。
【0031】
また、NH3 検出装置18の計測センサ42、42…は、図1に示したように、制御装置40に接続されている。制御装置40は、各計測センサ42の測定値を演算処理し、その結果を指令信号として流量制御手段38に送出する。これにより、各注入管36に供給されるアンモニアガスの流量が制御され、各計測センサ42に対向するノズル34A〜34Dから適量のアンモニアガスが吹き出される。
【0032】
次に上記の如く構成されたアンモニアガス注入装置10の作用について説明する。
【0033】
同じグループに属する4個のノズル34A〜34Dは、一定の内径で形成された1本の注入管36に取り付けられているので、注入管36に供給されたアンモニアガスは、4個のノズル34A〜34Dに分配されて噴射される。したがって、ノズル34の内部にオリフィス板48が設置されてない場合には、上流側(即ち上方)に配置されたノズル34ほどアンモニアガスの吹出風量が少なく、逆に下流側(即ち下方)に配置されたノズル34ほどアンモニアガスの吹出風量が多くなる。
【0034】
図11は、アンモニアガスの吹出風速を各ノズルごとに示した図であるが、同図に点線で示すように、従来のアンモニアガス注入装置は、ノズル34Aの吹出風速が大きく、ノズル34Dの吹出風速が小さい。このように、同じグループのノズル34A〜34Dから吹き出される吹出風速にバラツキがあると、アンモニアガスが局所的に過不足することになる。
【0035】
これに対し、本実施の形態のアンモニアガス注入装置10は、図6に示すように、各ノズル34A〜34Dの内部にオリフィス板48が取り付けられている。したがって、各ノズル34A〜34Dからの吹出風速は、オリフィス板48のオリフィス径dに応じて均一化される。
【0036】
図7は、吹出風速に及ぼすオリフィス径dの影響を示しており、d/Dに対してVn/Vaveを示している。ここで、Vnは、各ノズル34A〜34Dから吹き出されるアンモニアガスの吹出風速であり、Vaveは、ノズル34A〜34Dの平均吹出風速である。
【0037】
同図に示すように、ノズル径Dに対し、オリフィス径dを小さくするほど、ノズル34Aとノズル34Dとの吹出風速の差が小さくなる。ノズル34Aとノズル34Dとの差は、ノズル34A〜34Dのなかで最も差が大きいので、ノズル34Aとノズル34Dとの差が小さくなると、全てのノズル34A〜34Dの吹出風速が均一化される。即ち、オリフィス径dを小さくするほど、全てのノズル34A〜34Dの吹出風速を均一化することができる。したがって、ノズル34A〜34Dの吹出風速を均一化するためには、オリフィス径dを小さくすることが好ましく、特に、d/Dを0.5以下にすると、ノズル34A〜34Dの吹出風速のバラツキを±0.5%以内に抑えることができる。
【0038】
このように本実施の形態のアンモニアガス注入装置10によれば、ノズル34の内部にオリフィス板48を設けたので、各ノズル34A〜34Dからの吹出風速を均一化することができる。これにより、各ノズル34A〜34Dから略同一風量のアンモニアガスが注入されるので、アンモニアガスの局所的な過不足を抑制することができ、アンモニアガスの過不足による後段処理装置への悪影響を抑制することができる。
【0039】
また、アンモニアガス注入装置10は、ノズル34の内管44及び外管46の噴射口側端部にテーパが形成されているので、アンモニアガス及び空気が吹き出された直後に渦流を発生することがない。さらに、母管32が略楕円型に形成されるとともに、その下流側端が鋭角に形成されているので、排ガスがノズル34の近辺で渦流を発生することもない。したがって、アンモニアガス、空気及び排ガスが、渦流を発生しないので、渦流によってノズル34の端部に硫酸アンモニウムの固体が付着し、肥大化することを防止することができる。
【0040】
なお、母管32の形状は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、例えば、図9に示すように、ノズル34の吹出方向を外側に向けるとともに、母管32の下流側端をV字状に形成してもよい。この場合、アンモニアガスが拡散されやすくなるとともに、ノズル34近辺での渦流の発生が防止される。
【0041】
次に第2の実施の形態のアンモニアガス注入装置について説明する。
【0042】
図10に示すように、第2の実施の形態のアンモニアガス注入装置は、注入管52が上方から下方にかけて径の小さい段収縮管になっている。即ち、ノズル34Aの位置における注入管52の径をaとすると、ノズル34Bの位置における径は0.87a、ノズル34Cの位置における径は0.61a、ノズル34Dの位置における径は0.53aになっている。また、ノズル34A〜34Dは、一定の径0.53aで形成され、内部にオリフィス板等の制御抵抗は設けられていない。なお、上述した第1の実施の形態と同一若しくは類似の部材については説明を省略する。
【0043】
上記の如く構成されたアンモニアガス注入装置は、注入管52が段収縮管で構成され、アンモニアガスの流路面積が徐々に小さくなっているので、全てのノズル34A〜34Dにアンモニアガスが流れやすい。例えば、注入管52は、ノズル34Aの位置でaだった径がノズル34Bの位置で0.78aと小さくなっているので、ノズル34Aの位置からノズル34Bの位置へ流れるアンモニアガスは、注入管52が抵抗となってノズル34Aにも十分に流れるようになる。同様に、ノズル34B、34Cにもアンモニアガスが十分に流れるようになり、アンモニアガスがノズル34Dにだけ集中して流れない。即ち、各ノズル34A〜34Dの吹出風速を均一化することができ、アンモニア濃度が局所的に不均一になることを防止することができる。
【0044】
図11は、各ノズル34A〜34Dにおける吹出風速の分布を示したものである。同図に示す実線は、注入管52に供給する流量が100、200、300m3 /hの場合において、Vn/Vaveを、各ノズル34A〜34Dごとに示している。また、同図に示す点線は、注入管が一定の内径で形成された場合(即ち、従来装置)のVn/Vaveを示している。
【0045】
同図に示すように、注入管52として段収縮管を用いた場合、どの流量に対しても、各ノズル34A〜34Dからの吹出風速が大幅に均一化されることが分かる。特に、注入管を一定の内径で形成した場合と比べると、ノズル34Aとノズル34Dの吹出風速が大きく改善され、全てのノズル34A〜34Dの吹出風速が±5%の範囲に納まっている。
【0046】
このように第2の実施の形態のアンモニアガス注入装置によれば、注入管52に段収縮管を用いたので、各ノズル34A〜34Dから吹き出すガスの吹出風速を均一化することができる。これにより、各区分内においてアンモニアガスが局所的に過不足することを防止することができる。
【0047】
また、第2の実施の形態のアンモニアガス注入装置は、ノズル34A〜34Dの内部の抵抗を増加させないため、ノズル34A〜34Dにおける圧力損失が小さい。
【0048】
図12は、注入管52を段収縮管にした場合と、ノズル34A〜34Dの内部にオリフィス板48を設けた場合との差圧を比較した図である。ここで、前記差圧は、ノズル34Dの直前の注入管36での差圧であり、オリフィス板48は、d/D=0.5のものを使用した。また、測定した際のアンモニアガスの吹出流量は、80〜300m3 /hである。
【0049】
同図に示すように、注入管52を段収縮管にすると、ノズル34A〜34Dの内部にオリフィス板48を用いた場合よりも差圧が大幅に小さくなり、特に、吹出風速が6〜7m/sのときには、差圧が1/10になる。したがって、注入管52を段収縮管にすると、注入管52に供給するアンモニアガス供給装置の負担を小さくすることができる。
【0050】
このように第2の実施の形態のアンモニア注入装置は、ノズル34A〜34Dの内部に制御抵抗を設置することなく、各ノズル34A〜34Dの吹出風速を均一化することができるので、各注入管52にアンモニアガスを供給するポンプ等の供給装置(図示せず)の負荷を小さくすることができる。
【0051】
なお、注入管52を段収縮管にするとともに、ノズル34A〜34Dの内部にオリフィス径dの比較的大きいオリフィス板48を設けてもよい。これにより、供給装置の負荷を大きく増加させることなく、ノズル34A〜34Dの吹出風量をより均一化することができる。
【0052】
また、上記実施の形態では、NH3 検出装置18を配設し、該検出装置18で検出したNH3 濃度に対応させてアンモニアガス注入装置10の各注入管36によるアンモニアガス吐出量を制御しているが、予め実験等によってダクト内の各区分におけるアンモニアガス適正注入量を得ておき、それに従って各注入管36のアンモニアガス注入量を設定すれば、上記NH3 検出装置18は必要としない。
【0053】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るアンモニアガス注入装置によれば、各ノズル内に絞り手段を設けたので、同じグループのノズルから吹き出すアンモニアガスの吹出風量を均一化することができ、アンモニアガスの局所的な過不足を防止することができる。
【0054】
また、本発明によれば、注入管の流路面積はアンモニアガスの流れ方向の下流側が上流側より小さく形成されるので、注入管から各ノズルに供給するアンモニアガスの流量を均一化することができ、アンモニアガスの局所的な過不足を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るアンモニアガス注入装置が適用された燃焼ガス処理設備のフロー図
【図2】本発明に係るアンモニアガス注入装置の構造を示す斜視図
【図3】図2に示したアンモニアガス注入装置の縦断面図
【図4】図2に示したアンモニアガス注入装置の側面図
【図5】ノズルの内部構造を示す半断面図
【図6】ノズルの内管の内部構造を示す断面図
【図7】風速に示すオリフィス径の影響を示す図
【図8】図2に示したアンモニアガス注入装置の平面図
【図9】図8と異なる形状の母管を示すアンモニアガス注入装置の平面図
【図10】本発明に係るアンモニアガス注入装置の第2の実施の形態の特徴部分である注入管を示す側面図
【図11】各ノズルにおける風速分布を示す図
【図12】図10のアンモニアガス注入装置の作用を示す説明図
【符号の説明】
10…アンモニアガス注入装置、12…ボイラ、14…脱硝装置、16…エアヒータ、18…NH3 検出装置、20…電気集塵装置、22…ガスガス熱交換器、24…脱硫装置、26…湿式電気集塵装置、28…煙突、30…ダクト、32…母管、34…ノズル、36…注入管、38…流量制御手段、40…制御装置、42…計測センサ、44…内管、46…外管、48…オリフィス板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ammonia gas injection device, and more particularly to an ammonia gas injection device for injecting ammonia gas into combustion exhaust gas obtained by burning a sulfur-containing fuel.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a treatment facility for fuel exhaust gas containing sulfur, a method of removing SO 2 with a wet desulfurization apparatus is generally used. On the other hand, since SO 3 is mixed with water vapor to form sulfuric acid mist, it is not only difficult to remove with a desulfurization apparatus, but there is a problem that the electrostatic precipitator is corroded by an acid such as the generated sulfuric acid mist.
[0003]
Therefore, in the fuel exhaust gas treatment apparatus containing sulfur, neutralization is performed by injecting an alkaline gas such as NH 3 into the exhaust gas before introducing the exhaust gas to the desulfurization apparatus and the electrostatic precipitator. At this time, a solid of ammonium sulfate is produced by the reaction of NH 3 and SO 3 . This solid is collected by an electrostatic precipitator, and the exhaust gas after passing through the electrostatic precipitator is released to the atmosphere via a wet desulfurization apparatus or the like.
[0004]
The NH 3 injection amount is preferably in accordance with the SO 3 concentration. However, since there is currently no device for continuously monitoring SO 3 , the leak NH 3 after the dust collector is measured, and the leak NH 3 The NH 3 injection amount is controlled so as to be a constant value.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method, it is difficult to control the NH 3 injection amount corresponding to non-uniform concentration due to fluctuations in boiler load, in particular, changes in SO 3 concentration when the boiler is started and stopped, and drift in the flue.
[0006]
In the exhaust gas duct, it is known that the level difference of the concentration distribution of SO 3 concentration is about 30% or more, and the conventional method causes a problem that NH 3 is locally excessive or insufficient in the exhaust gas duct. . When NH 3 is insufficient, the reaction does not occur completely and acidic ammonium sulfate, etc. is generated and adheres to the dust collection electrode and discharge electrode of the subsequent dust collector, and the adhering dust solidifies and accumulates due to moisture absorption and temperature level. The dust collection rate decreases. Conversely, if the amount of NH 3 is excessive, there is a problem that the amount of leaked NH 3 increases.
[0007]
Therefore, as a method corresponding to the SO 3 concentration distribution in the exhaust gas duct, there is a method in which a large number of nozzles are arranged on a cross section orthogonal to the axis of the duct and this nozzle is divided into a plurality of groups to control the NH 3 injection amount. is there. In this method, a plurality of nozzles belonging to the same group are attached to one injection tube, and the NH 3 injection amount for each group is controlled by adjusting the amount of NH 3 supplied to each injection tube. Then, the NH 3 concentration is measured in the downstream region corresponding to each group, and the ammonia gas corresponding to the SO 3 concentration distribution in the exhaust gas duct is controlled by controlling the NH 3 injection amount of each group based on this measured value. inject.
[0008]
However, the conventional method has a problem in that the amount of NH 3 blown from a plurality of nozzles belonging to the same group varies, so that local excess or deficiency of NH 3 occurs.
[0009]
This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the ammonia gas injection apparatus which can equalize the blowing air volume of the ammonia gas which blows off from the several nozzle which belongs to the same group.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 has a plurality of nozzles attached to the injection pipe at intervals in the axial direction of the injection pipe, and the plurality of nozzles are orthogonal to the axis of the duct through which the exhaust gas flows. In the ammonia gas injection device that is disposed on the cross section and injects ammonia gas into the exhaust gas from the plurality of nozzles via the injection pipe, the flow passage area of the injection pipe is on the downstream side in the ammonia gas flow direction. The plurality of nozzles is formed smaller than the upstream side, and a throttle means for restricting the flow rate of ammonia gas flowing through each nozzle is provided inside the plurality of nozzles, and the amount of air blown out from each nozzle by the throttle means is uniform. In addition, the cross section perpendicular to the duct axis is divided into a plurality of sections, and the nozzles included in the section are grouped. The injection pipe is provided, the supply amount of ammonia gas is controlled for each of the injection pipes, a pipe having a substantially elliptical cross section is arranged in a direction perpendicular to the axis of the duct, and a plurality of pipes are provided inside the pipe. The injection pipe is provided, and nozzles provided in the plurality of injection pipes are arranged along the direction of the pipe.
[0011]
According to the first aspect of the present invention, since the throttle means (for example, an orifice plate) is provided in each nozzle, the amount of ammonia gas blown from each nozzle can be made uniform, and the local excess amount of ammonia gas can be obtained. Insufficiency can be prevented.
[0013]
According to the first aspect of the present invention, since the flow passage area of the injection pipe is formed smaller on the downstream side in the flow direction of the ammonia gas than on the upstream side, the supply amount of ammonia gas supplied from the injection pipe to each nozzle is small. It is made uniform. Therefore, the amount of ammonia gas blown out from each nozzle is made uniform, and local excess and deficiency of ammonia gas can be prevented. In addition, according to the present invention, since the amount of air blown from each nozzle can be made uniform without increasing the internal resistance of each nozzle, the power for supplying ammonia gas to the injection pipe can be reduced. Can do.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of an ammonia gas injection device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0015]
FIG. 1 is a flowchart of a combustion gas processing facility to which the ammonia
[0016]
As shown in the figure, the combustion gas treatment facility includes a
[0017]
The
[0018]
The ammonia
[0019]
A
[0020]
Next, the ammonia
[0021]
FIG. 2 is a perspective view showing structures of the ammonia
[0022]
As shown in FIG. 2, in the ammonia
[0023]
In the
[0024]
As shown in FIG. 2, the
[0025]
As shown in FIG. 5A, the inside of the
[0026]
The
[0027]
Further, as shown in FIG. 6, an
[0028]
FIG. 8 is a plan view of the ammonia
[0029]
As shown in the figure, the
[0030]
On the other hand, the NH 3 detector 18 shown in FIG. 2 is provided on the downstream side of the
[0031]
Further, the
[0032]
Next, the operation of the ammonia
[0033]
Since the four
[0034]
FIG. 11 is a diagram showing the blowing speed of ammonia gas for each nozzle. As shown by the dotted line in FIG. 11, the conventional ammonia gas injecting apparatus has a large blowing speed of the
[0035]
On the other hand, as shown in FIG. 6, the ammonia
[0036]
FIG. 7 shows the influence of the orifice diameter d on the blown air velocity, and shows Vn / Vave with respect to d / D. Here, Vn is the blowing speed of ammonia gas blown out from each of the
[0037]
As shown in the figure, the difference in the blown air speed between the
[0038]
As described above, according to the ammonia
[0039]
Further, since the ammonia
[0040]
The shape of the
[0041]
Next, an ammonia gas injection device according to a second embodiment will be described.
[0042]
As shown in FIG. 10, in the ammonia gas injection device of the second embodiment, the
[0043]
In the ammonia gas injection device configured as described above, the
[0044]
FIG. 11 shows the distribution of the blown wind speed at each of the
[0045]
As shown in the figure, when a stepped contraction tube is used as the
[0046]
As described above, according to the ammonia gas injection device of the second embodiment, since the stage contraction tube is used as the
[0047]
Moreover, since the ammonia gas injection device of the second embodiment does not increase the internal resistance of the
[0048]
FIG. 12 is a diagram comparing the pressure difference between the case where the
[0049]
As shown in the figure, when the
[0050]
As described above, the ammonia injection device according to the second embodiment can equalize the blown air speed of each of the
[0051]
The
[0052]
In the above embodiment, the NH 3 detection device 18 is provided, and the ammonia gas discharge amount by each
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the ammonia gas injection device according to the present invention, since the throttle means is provided in each nozzle, it is possible to equalize the amount of ammonia gas blown from the same group of nozzles, Local excess and deficiency can be prevented.
[0054]
Further, according to the present invention, the flow passage area of the injection pipe is formed smaller on the downstream side in the flow direction of the ammonia gas than on the upstream side, so that the flow rate of the ammonia gas supplied from the injection pipe to each nozzle can be made uniform. It is possible to prevent local excess or deficiency of ammonia gas.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flow diagram of a combustion gas processing facility to which an ammonia gas injection device according to the present invention is applied. FIG. 2 is a perspective view showing the structure of an ammonia gas injection device according to the present invention. Fig. 4 is a longitudinal sectional view of the ammonia gas injection device. Fig. 4 is a side view of the ammonia gas injection device shown in Fig. 2. Fig. 5 is a half sectional view showing the internal structure of the nozzle. Fig. 6 is an internal structure of the inner tube of the nozzle. FIG. 7 is a diagram showing the effect of the orifice diameter on the wind speed. FIG. 8 is a plan view of the ammonia gas injection device shown in FIG. 2. FIG. 9 is an ammonia gas injection device showing a mother pipe having a different shape from FIG. FIG. 10 is a side view showing an injection pipe which is a characteristic part of the second embodiment of the ammonia gas injection device according to the present invention. FIG. 11 is a diagram showing a wind speed distribution in each nozzle. Action of 10 ammonia gas injection devices Explanatory view showing DESCRIPTION OF SYMBOLS
10 ... ammonia gas injection device, 12 ... boiler, 14 ... denitration apparatus, 16 ... air heater, 18 ... NH 3 detection device, 20 ... electrostatic precipitator, 22 ... gas-gas heat exchanger, 24 ... desulfurizer, 26 ... wet electrostatic Dust collector, 28 ... Chimney, 30 ... Duct, 32 ... Mother pipe, 34 ... Nozzle, 36 ... Injection pipe, 38 ... Flow control means, 40 ... Control device, 42 ... Measuring sensor, 44 ... Inner pipe, 46 ... Outside Pipe, 48 ... Orifice plate
Claims (4)
前記注入管の流路面積は、アンモニアガスの流れ方向の下流側が上流側よりも小さく形成され、
前記複数のノズルの内部には、各ノズルの内部を流れるアンモニアガスの流量を絞る絞り手段が設けられ、該絞り手段によって各ノズルから吹き出すアンモニアガスの吹出風量が均一化されるとともに、
前記ダクトの軸と直交する断面を複数に区分し、該区分内に含まれるノズルをグループとし、各グループのノズルごとに前記注入管を設け、該注入管ごとにアンモニアガスの供給量を制御し、
断面が略楕円形の管を前記ダクトの軸と直交する方向に配置するとともに、該管の内部に複数本の前記注入管を設け、該複数本の注入管に設けられたノズルが前記管の方向に沿って並んで配置されることを特徴とするアンモニアガス注入装置。 A plurality of nozzles are attached to the injection pipe at intervals in the axial direction of the injection pipe, the plurality of nozzles are arranged on a cross section perpendicular to the axis of the duct through which the exhaust gas flows, and the plurality of nozzles are arranged via the injection pipe. In the ammonia gas injection device for injecting ammonia gas into the exhaust gas from the nozzle of
The flow passage area of the injection pipe is formed such that the downstream side in the flow direction of ammonia gas is smaller than the upstream side ,
Inside the plurality of nozzles, a throttle means for reducing the flow rate of the ammonia gas flowing inside each nozzle is provided, and the amount of air blown out from each nozzle by the throttle means is made uniform,
The cross section perpendicular to the axis of the duct is divided into a plurality of sections, the nozzles included in the section are grouped, the injection pipe is provided for each nozzle of each group, and the supply amount of ammonia gas is controlled for each injection pipe. ,
A tube having a substantially elliptical cross section is arranged in a direction perpendicular to the axis of the duct, and a plurality of the injection tubes are provided inside the tube, and nozzles provided in the plurality of injection tubes are provided in the tube. An ammonia gas injection device, which is arranged side by side along a direction.
前記内管及び前記外管は、噴射側の端部が尖った形状であることを特徴とする請求項1又は2に記載のアンモニアガス注入装置。3. The ammonia gas injection device according to claim 1, wherein the inner tube and the outer tube have a sharp end on the injection side. 4.
前記センサの測定値に基づいて前記注入管に流れるアンモニアガスの流量を制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1に記載のアンモニアガス注入装置。The ammonia gas injection device according to claim 1, further comprising: a control device that controls a flow rate of the ammonia gas flowing through the injection pipe based on a measurement value of the sensor.
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