JP4274358B2 - 排煙脱硝装置と排煙脱硝方法 - Google Patents
排煙脱硝装置と排煙脱硝方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4274358B2 JP4274358B2 JP2003165385A JP2003165385A JP4274358B2 JP 4274358 B2 JP4274358 B2 JP 4274358B2 JP 2003165385 A JP2003165385 A JP 2003165385A JP 2003165385 A JP2003165385 A JP 2003165385A JP 4274358 B2 JP4274358 B2 JP 4274358B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- gas
- ammonia
- ammonia water
- flow path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 25
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 title claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 298
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 200
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 97
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 92
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 92
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 45
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 45
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 29
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 26
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 23
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 11
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 14
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 7
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 7
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 7
- HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin Chemical compound O1C2=CC(Cl)=C(Cl)C=C2OC2=C1C=C(Cl)C(Cl)=C2 HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Chemical compound O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical compound S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N disulfur monoxide Inorganic materials O=S=S TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は排煙脱硝装置と方法に係り、特に排ガス循環式アンモニア注入装置の信頼性を向上させ、硫黄酸化物含有排ガスにおいてもノズル閉塞の問題を低減可能とし、都市ゴミ焼却炉からの排ガス処理についてはダイオキシン発生を低減する排煙脱硝装置と方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンバインドサイクルプラント等においては、ガスタービン排気を利用して煙道（排ガス流路）内に配置した蒸発器内を流れる水を加熱して蒸気を得る排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧということがある）が用いられるが、ＨＲＳＧには、排ガス中の窒素酸化物を除去するために、脱硝触媒の配置部の上流側でアンモニア注入装置から脱硝反応の還元剤であるアンモニアを注入し、排ガスと充分混合させた後、脱硝触媒上において脱硝反応を行う排煙脱硝装置が配置されている。
【０００３】
近年、液化アンモニアに比べて保管及び取扱いが容易なことから、前記アンモニア注入装置にはアンモニア水が用いられるケースが多く、アンモニア水を蒸発させる装置として、電気ヒータ蒸発方式と排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）から排ガスの一部を抽出して蒸発に用いる排ガス循環式がある。プラント効率向上の観点から、ユーティリティ使用量が比較的少ない排ガス循環式が使用されることが多い。
【０００４】
前記排ガス循環式のアンモニア注入装置は排熱回収ボイラから高温の排ガスを取り出してアンモニア水を加熱してアンモニア蒸気として再び排ガス流路内に供給する方法である。
【０００５】
上記脱硝触媒の性能を発揮させるために、排煙脱硝装置は、通常３００−３５０℃の排ガス温度領域に配置される。該排ガス温度領域は高温蒸発器が配置される領域またはその後流側の排ガス流路である。図６には従来技術の排熱回収ボイラに適用される排ガス循環式アンモニア注入装置を用いる排煙脱硝装置の構成例を示す。
【０００６】
排熱回収ボイラ１から抽出された３００−３５０℃の排ガスを排ガス供給配管６を通してアンモニア注入装置４に供給し、循環ファン２５、２５’により配管機器の圧力損失に打ち勝つ程に昇圧した後、アンモニア水蒸発器１０へ送られていた。通常、循環ファン２５、２５’は定常運転用及び予備用の合わせて２台が供給され、いずれも３００−３５０℃の耐熱性が要求される。蒸発器１０にはアンモニア注入制御弁１１により必要流量に調整されたアンモニア水が注入され、蒸発器１０の内部で排ガスにより加熱されてアンモニア含有ガスが得られる。
【０００７】
アンモニア水の蒸発のために蒸発器１０の出口における排ガス温度は１２０−１５０℃程度まで低下させ、この排ガスがアンモニア注入装置４からアンモニア含有ガス供給配管１３を通り、アンモニア含有ガス噴射ノズル３から脱硝触媒層２の上流へ注入される。
【０００８】
【特許文献】
特開平７−１６４３１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術に対して、循環ファン２５は排熱回収ボイラ１より抽出された高温ガスを取り扱うことから耐熱性が要求され、循環ファン２５自体及びその軸受部等には耐熱性を有す材質・構造を具備する必要がある。特に軸受部等に関して冷却空気若しくは冷却水を用い高温排ガスによる焼損を防ぐ必要がある。
【００１０】
また、予備用の循環ファン２５’はファン上流に設置されたダンパー２６’により直接高温排ガスに曝されることがないと推測されていたが、実際は連絡配管を通じた熱伝導のために予備用の循環ファン２５’の運転停止時にも軸受部が異常昇温して焼損する問題が発生していた。この異常昇温と損傷を回避するために一定時間毎にファン２５’を起動操作させるか、あるいは予備待機用ファン２５’向けの保護装置を追加する必要となり、装置を複雑化する問題があった。
【００１１】
また、排ガス中に硫黄酸化物（ＳＯ2及びＳＯ3）を含む場合、アンモニア水蒸発器１０内でのアンモニア水の噴射により、アンモニア水噴射ノズル１０ａ付近における排ガス温度が低下して、排ガス中の硫黄酸化物とアンモニアの反応により生成された酸性硫安が析出する温度域に至るために、アンモニア水噴射ノズル１０ａが閉塞する場合があった。
【００１２】
本発明の課題は、高温排ガスの取り扱いに関する上記問題を解消した簡便なアンモニア注入装置を用いて、または排ガス中に硫黄酸化物を含む場合においても、アンモニア水噴射ノズルの閉塞問題が生じないアンモニア注入装置を用いる排煙脱硝装置と方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記課題は、次の装置と方法により解決される。
請求項１記載の発明は、ガスタービンから排出する排ガスの流路にアンモニア注入装置と脱硝触媒層を配置した排ガス中の窒素酸化物を除去する排煙脱硝装置において、アンモニア注入装置は、前記ガスタービン排ガス流路から排ガスを抽出するエゼクターと、該エゼクターに圧縮空気を供給する圧搾空気ブロアと、該エゼクターで得られ圧縮空気により冷却された３００℃以下の排ガスと空気の混合ガスを供給する混合ガス供給部とアンモニア水を供給するアンモニア水供給部とを備えたアンモニア水蒸発器と、該アンモニア水蒸発器で得られアンモニア水の蒸発により冷却された１００℃−１５０℃のアンモニア含有ガスを前記脱硝触媒層の前流側の排ガス流路に供給するアンモニア含有ガス噴射ノズルとを設けた排煙脱硝装置である。
【００１４】
請求項２記載の発明は、ガスタービンから排出する排ガスの流路にアンモニア注入装置と脱硝触媒層を配置した排ガス中の窒素酸化物を除去する排煙脱硝装置において、アンモニア注入装置は、前記ガスタービン排ガス流路から排ガスを抽出するエゼクターと、該エゼクターに圧縮空気を供給する圧搾空気ブロアと、該エゼクターで得られ圧縮空気により冷却された３００℃以下の排ガスと空気の混合ガスを供給する混合ガス供給部とアンモニア水を供給するアンモニア水供給部とを備えたアンモニア水蒸発器と、該アンモニア水蒸発器で得られたアンモニア含有ガスを前記脱硝触媒層の前流側の排ガス流路に供給するアンモニア含有ガス噴射ノズルとを設け、前記ガスタービン排ガス流路とエゼクターの間に設けた排ガス供給部には排ガス流量調整弁と排ガス流量計を設け、アンモニア水蒸発器とアンモニア含有ガス噴射ノズルの間のアンモニア含有ガス供給部にはアンモニア含有ガス温度計を設け、該アンモニア含有ガス温度計のアンモニア含有ガス測定温度と前記排ガス流量計の排ガス流量の測定値に基づき前記排ガス流量調整弁を調整してアンモニア含有ガス供給部におけるアンモニア含有ガスの温度を１００−１５０℃に制御する制御装置を設けた排煙脱硝装置である。
【００１６】
請求項３記載の発明は、ガスタービンから排出する排ガスの流路中にアンモニアガスを供給して排ガス中の窒素酸化物を脱硝触媒を用いて除去する排煙脱硝方法において、ガスタービン排ガスの一部をガスタービン排ガス流路から抽出して、該抽出した排ガスと圧搾空気を混合させて該排ガスと空気の混合ガスを３００℃以下に冷却させた後、さらにアンモニア水と混合させてアンモニア水の蒸発により１００℃−１５０℃に冷却させたアンモニア含有ガスを生成させ、該アンモニア含有ガスをガスタービン排ガス流路に供給して前記脱硝触媒に接触させる排煙脱硝方法である。
【００１７】
請求項４記載の発明は、ガスタービンから排出する排ガスの流路中にアンモニアガスを供給して排ガス中の窒素酸化物を脱硝触媒を用いて除去する排煙脱硝方法において、ガスタービン排ガスの一部をガスタービン排ガス流路から抽出して、該抽出した排ガスと圧搾空気を混合させて該排ガスと空気の混合ガスを３００℃以下に冷却させた後、さらにアンモニア水と混合させてアンモニア含有ガスを生成させ、該アンモニア含有ガスをガスタービン排ガス流路に供給して前記脱硝触媒に接触させるに際して、前記アンモニア含有ガスの温度と前記ガスタービン排ガス流路から抽出した排ガス流量に基づきガスタービン排ガス流路から抽出する排ガスの流量を調整してアンモニア含有ガスの温度を１００−１５０℃に制御して排ガス流路に供給して前記脱硝触媒と接触させる排煙脱硝方法である。
【００１９】
【作用】
請求項１、３記載の発明によると次のような作用がある。
まず、ガスタービンから抽出した高温（例えば４５０℃）の排ガスが圧搾空気で、例えば３００℃に冷却されるため、たとえ高温排ガスを使用しても、アンモニア水が蒸発する過程でアンモニアが酸化されるおそれはない。
【００２０】
また、ガスタービンから抽出した高温排ガスを圧搾空気で希釈することから排ガス中の水分濃度を低下させ、排ガス抽出系内のドレン発生を抑制ができ、低温度域（例えば５０−６０℃）からのアンモニア水の蒸発系内の暖気が可能である。
【００２１】
また、高温排ガスを抽出して早期にアンモニア水を蒸発させることができるので、アンモニア水の蒸発系の起動時における暖気時間の短縮などが有効に行える。さらにアンモニア水の蒸発により得られるアンモニア含有ガスの温度を、例えば１００−１５０℃程度に低温下でき、アンモニア含有ガス供給系の熱応力低減が容易に行える。
【００２２】
請求項２、４記載の発明により、アンモニア水の蒸発系の出口でのアンモニア含有ガスの温度とアンモニア水の蒸発系へ導く排ガス流量に基づき圧搾空気供給系への排ガス流量を調整することができる。
【００２３】
例えば、ガスタービンの排ガス流路にアンモニア含有ガスを供給していない場合にはアンモニア水の蒸発系の出口でのアンモニア含有ガスの温度を１００−１５０℃に保つようにアンモニア水の蒸発系へ導く前記排ガス流量を調整し、アンモニアの蒸発系内の暖気とドレン防止を図り、また、ガスタービンの排ガス流路にアンモニア含有ガスの供給を開始してもアンモニア水の蒸発系へ導く前記排ガス流量を調整することで前記アンモニア含有ガス温度を、例えば１００−１５０℃に保つことが可能であり、アンモニア含有ガス供給系の熱応力低減が容易に行える。
【００２５】
また、請求項１〜請求項４記載の発明に共通する作用は、ブロア等を用いて得られた圧搾空気により排ガス流路から抽出した排ガスなどが吸引されることから、圧搾空気作製用のブロアが直接高温排ガスに曝されることがなく、圧搾空気作製用のブロアの冷却装置が不要であり、またブロアの軸受焼損防止等の保護装置もいらないことである。
【００２６】
また、圧搾空気作製用ブロアからの空気により高温排ガスが希釈されることから、排ガス中の硫黄三酸化物（ＳＯ3）濃度が希釈されるため、アンモニア水と反応した際にできる酸性硫安の析出温度を低く抑えることが可能となり、排ガス中に二酸化硫黄（ＳＯ２）が含まれる場合においてもアンモニア水蒸発器のアンモニア水噴射ノズルに酸性硫安が析出するおそれがない。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００２８】
【実施例１】
図１に基づいて実施例１を説明する。
図１にはガスタービンの高温排ガスの流路内に伝熱管（図示せず）を配置して蒸気を発生させる排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）１とその内部に配置される脱硝触媒層２及び該脱硝触媒層２にアンモニア含有ガスを噴射するノズル３と該アンモニア含有ガスを生成するためのアンモニア注入装置４を示す。
【００２９】
アンモニア注入装置４には排熱回収ボイラ１からの排ガスを排ガス供給配管６を介して抽出するエゼクター７と該エゼクター７に圧搾空気を供給する圧搾空気ブロア８と予備の圧搾空気ブロア８’とアンモニア水蒸発器１０と該アンモニア水蒸発器１０へアンモニア水を供給する流量調整弁１１付の供給配管１２とアンモニア水蒸発器１０で得られたアンモニア含有ガスを排熱回収ボイラ１のアンモニア噴射ノズル３に供給する供給配管１３が設けられている。
【００３０】
なお、圧搾空気ブロア８、８’にはそれぞれ圧搾空気量調整弁９、９’を経由して一定量の空気が供給される。また、圧搾空気ブロア８、８’とエゼクター７との間の空気配管５には圧搾空気量の監視をするオリフィス１４が配置され、空気量が低い時は圧搾空気ブロア８の運転を予備機の圧搾空気ブロア８’に切替える。また、排ガス供給配管６とアンモニア水供給配管１２にもオリフィス１４が設けられている。
【００３１】
排熱回収ボイラ１からの排ガスはエゼクター７て吸引され、エゼクター７において圧搾空気ブロア８から供給された圧搾空気と混合された後、アンモニア水蒸発器１０へと搬送される。排熱回収ボイラ１からの排ガスは配管材質が許容できる範囲内で高温であることが好ましく、図５に示すように４５０℃の排ガスであれば３００℃の排ガスと比較して必要抽出排ガス量を約７割程度に低減可能である。
【００３２】
４５０℃を超える高温排ガス中においては、アンモニアガスが窒素酸化物に酸化されるおそれがあるが、本実施例では圧搾空気ブロア８から供給された空気と排ガスがエゼクター７で混合され、アンモニア水蒸発器１０の入口においてはガス温度が３００℃まで低下するため、高温排ガス使用時においてもアンモニア水蒸発時におけるアンモニア酸化のおそれは無い。
【００３３】
また、上記構成により排熱回収ボイラ１からの高温排ガスを抽出可能になることから、早期にアンモニア水蒸発器１０を含むアンモニア注入装置４の暖気が有効に行え、アンモニア注入装置４の起動時における暖気時間の短縮に大きく貢献し、また、ＨＲＳＧ１の配管における高温排ガス抽出位置の配置上の制約が解消される。
【００３４】
エゼクター７の出口を出た排ガスは、アンモニア水蒸発器１０に入り、アンモニア水蒸発器１０において噴射される所定量のアンモニア水と混合され、アンモニア水の蒸発に利用される。
【００３５】
アンモニア水蒸発器１０の出口ガスの温度は、従来技術と同様に１００−１５０℃程度となり、排熱回収ボイラ１内の脱硝触媒層２の上流側に設置されたアンモニア噴射ノズル３を通じてＨＲＳＧ１内の排ガス中へ注入される。
【００３６】
本実施例においては、圧搾空気ブロア８から供給された空気によりアンモニア水蒸発器１０内で排ガス中の硫黄三酸化物（ＳＯ3）濃度が希釈されることから、アンモニア水と反応した際に生成される酸性硫安の析出温度を低く抑えることが可能となり、排ガス中に二酸化硫黄（ＳＯ2）を含む場合においてもアンモニア水蒸発器１０のアンモニア水噴射ノズル１０ａに酸性硫安が析出することが無くなる。
【００３７】
また、本実施例においては、希釈空気との混合により排ガス中の水分濃度を低下させることから配管内のドレン発生抑制が可能となり、低温度域（５０−６０℃）からのアンモニア水蒸発器１０を含む系内の暖気が可能である。
【００３８】
さらに、本実施例においては、圧搾空気ブロア８が直接高温排ガスに曝されることがなく、従来技術の項で述べた圧搾空気ブロア８の冷却装置若しくは圧搾空気ブロア８の軸受焼損防止等の保護装置は不要である。
【００３９】
従来は、装置の信頼性向上を図るために圧搾空気ブロア２５、２５’等の回転機器は運転用・予備用の２基が要求され、また、運転用の圧搾空気ブロア２５の運転時に予備用のブロア２５’への切替えをスムーズにするために予備用ブロア２５’の暖気用システム（バイパスライン２７、２７’等）が従来技術では必要であった。
【００４０】
しかし本実施例においてはこのような予備用のブロア２５’の暖気用システムの設置は不要であり、システムの簡素化と信頼性の向上が図れる。
【００４１】
【実施例２】
本発明を適用した実施例２を図２を用いて説明する。
図２に示す装置は図１に示す装置のエゼクター７の上流側の排ガス供給配管６に排ガス流量調整ダンパー１５と排ガス流量計１６とアンモニア水蒸発器１０の出口温度計１７及びこれらの測定装置からの測定値に基づき排ガス流量調整ダンパー１５の開閉度合を調整する制御装置１９を設けた構成である。
【００４２】
本実施例によるとプラントユーティリティの向上のために、更なる排ガス使用量の低減が要求される場合に、アンモニア水蒸発器１０の出口温度計１７からの信号によりエゼクター７の上流に設けられた排ガス流量調整ダンパー１５を制御することで必要に応じた排ガス量調整が可能である。
【００４３】
すなわち、アンモニア水蒸発器１０にアンモニア水を注入していない状態においては、アンモニア水蒸発器１０の出口ガス温度計１７からの信号により該蒸発器出口ガスの温度を１００−１５０℃に保つように、排ガス流量調整ダンパー１５により排ガス流量を制御することで、アンモニア注入装置４の系内の暖気とドレン防止を図り、アンモニア注入開始以降においても同様にアンモニア水蒸発器１０の出口ガス温度計１７からの信号により該蒸発器１０の出口ガスの温度を１００−１５０℃で一定に保つことが可能である。これにより各配管６、１３などにおける熱応力低減が容易に行え、装置の経済性向上及び普及に寄与する。
【００４４】
また、圧搾空気ブロア８は定回転且つ一定流量で運転されることから、排ガス流量を絞った場合においても従来技術で生じた循環ファン２５、２５’の低流量域で生じるサージングの問題も発生することなく、幅広い排ガス流量制御が可能である。
【００４５】
（参考例）
次に参考例を図３を用いて説明する。本参考例は、都市ゴミ焼却炉２１に設置される脱硝触媒層２を備えた脱硝装置に用いられるものであり、実施例１と比べてアンモニア注入装置４内のアンモニア水蒸発器１０をエゼクタ７の前流側に設置し、アンモニア水蒸発器１０で所定量のアンモニア水が噴射・蒸発された後の混合ガスをエゼクター７にて吸引する点が異なる。
【００４６】
ゴミ焼却炉２１の出口における排ガスの温度は通常４５０℃−５００℃前後であり、排ガスは、排ガス流路２２に設置された熱交換器２３で、その温度を２００−２５０℃まで低下された後、脱硝触媒層２を有す脱硝装置へ流れる。熱交換器２３の入口において排ガスの一部が排ガス供給配管６を通じてアンモニア注入装置４に送られる。
【００４７】
都市ゴミ焼却炉２１においては、ダイオキシン生成抑制の観点から設備設計上、ダイオキシンが生成する温度域である３００−４００℃の排ガス温度域における排ガス滞留時間を最少限に抑えることが要求される。本参考例は、都市ゴミ焼却炉２１用に設置される脱硝装置に用いられるものであり、４５０℃−５００℃の高温排ガスに直接アンモニア水を注入し、アンモニア水蒸発器１０の出口におけるアンモニア含有ガスの温度を２３０−２５０℃に保つことで、アンモニア水蒸発器１０内におけるダイオキシン生成を抑制することができる。
【００４８】
このアンモニア蒸発器１０の出口ガスはエゼクター７にて圧搾空気ブロア８から供給された空気と希釈混合されることで１００−１５０℃まで冷却された後、実施例１と同様に脱硝触媒層３の上流に設置されたアンモニア噴射ノズル３を通じ排ガス中へ注入される。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１、３記載の発明によると、次のような効果がある。
ガスタービンから抽出した高温排ガスを圧搾空気で冷却し、希釈することからアンモニア水が蒸発する過程でアンモニアが酸化されるおそれがなく、排ガス中の水分濃度を低下させ、排ガス抽出配管内のドレン発生抑制ができ、アンモニア水の蒸発系内の暖気が早期に行え、アンモニア水の蒸発により得られるアンモニア含有ガスの温度を低温下でき、アンモニア含有ガス配管系の熱応力低減が容易に行えるので、排ガスの脱硝が容易に行える。
【００５０】
請求項２、４記載の発明によると、次のような効果がある。
アンモニア水の蒸発系の出口でのアンモニア含有ガスの温度とアンモニア水の蒸発系へ導く排ガス流量に基づき圧搾空気供給系への排ガス流量を調整することができるので、アンモニアの蒸発系内の暖気とドレン防止を図り、また、ガスタービンの排ガス流路にアンモニア含有ガスの供給を開始してもアンモニア水の蒸発系へ導く前記排ガス流量を調整することで前記アンモニア含有ガス温度を低くすることができ、アンモニア含有ガス配管系の熱応力低減が図れ、排ガスの脱硝が容易に行える。
【００５１】
参考例によると、次のような効果がある。
アンモニア水の蒸発系内におけるダイオキシン生成を抑制することができ、またアンモニア含有ガスと圧搾空気を混合することで、低温の混合ガスを排ガス流路内に注入することができ、アンモニア含有ガス配管などの熱応力が低減できる。
【００５２】
また、請求項１〜請求項４記載の発明に共通して、ブロア等を用いて得られた圧搾空気により排ガス流路から抽出した排ガスなどが吸引されることから、圧搾空気供給用のブロアが直接高温排ガスに曝されることがなく、圧搾空気供給用のブロアの焼損防止が図れ、また、圧搾空気供給用ブロアからの空気により高温排ガス中の三酸化硫黄酸濃度が希釈されるため、アンモニア水と反応した際に生成される酸性硫安の析出温度を低く抑えることが可能となり、アンモニア水蒸発器のアンモニア水噴射ノズルに酸性硫安が析出するおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の排煙脱硝装置のフロ−図である。
【図２】本発明の実施例２の排煙脱硝装置のフロ−図である。
【図３】本発明の参考例の排煙脱硝装置のフロ−図である。
【図４】本発明の実施例１、参考例と従来技術における系の温度変化を示す図である。
【図５】必要抽出排ガス量とガス温度の関係を示す図である。
【図６】従来技術を示す排煙脱硝装置のフロ−図である。
【符号の説明】
１ 排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）
２ 脱硝触媒層
３ アンモニア含有ガス噴射ノズル
４ アンモニア注入装置
５ 空気配管
６ 排ガス供給配管
７ エゼクター
８、８’ 圧搾空気ブロア
９、９’圧搾空気量調整弁
１０ アンモニア水蒸発器
１０ａ アンモニア水噴射ノズル
１１ 流量調整弁
１２ アンモニア水供給配管
１３ アンモニア含有ガス供給配管
１４ オリフィス
１５ 排ガス流量調整ダンパー
１６ 排ガス流量計
１７ アンモニア水蒸発器出口温度計
１９ 制御装置
２１ 都市ゴミ焼却炉
２２ 排ガス流路
２３ 熱交換器
２５、２５’ 循環ファン
２６ ダンパー
【発明の属する技術分野】
本発明は排煙脱硝装置と方法に係り、特に排ガス循環式アンモニア注入装置の信頼性を向上させ、硫黄酸化物含有排ガスにおいてもノズル閉塞の問題を低減可能とし、都市ゴミ焼却炉からの排ガス処理についてはダイオキシン発生を低減する排煙脱硝装置と方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンバインドサイクルプラント等においては、ガスタービン排気を利用して煙道（排ガス流路）内に配置した蒸発器内を流れる水を加熱して蒸気を得る排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧということがある）が用いられるが、ＨＲＳＧには、排ガス中の窒素酸化物を除去するために、脱硝触媒の配置部の上流側でアンモニア注入装置から脱硝反応の還元剤であるアンモニアを注入し、排ガスと充分混合させた後、脱硝触媒上において脱硝反応を行う排煙脱硝装置が配置されている。
【０００３】
近年、液化アンモニアに比べて保管及び取扱いが容易なことから、前記アンモニア注入装置にはアンモニア水が用いられるケースが多く、アンモニア水を蒸発させる装置として、電気ヒータ蒸発方式と排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）から排ガスの一部を抽出して蒸発に用いる排ガス循環式がある。プラント効率向上の観点から、ユーティリティ使用量が比較的少ない排ガス循環式が使用されることが多い。
【０００４】
前記排ガス循環式のアンモニア注入装置は排熱回収ボイラから高温の排ガスを取り出してアンモニア水を加熱してアンモニア蒸気として再び排ガス流路内に供給する方法である。
【０００５】
上記脱硝触媒の性能を発揮させるために、排煙脱硝装置は、通常３００−３５０℃の排ガス温度領域に配置される。該排ガス温度領域は高温蒸発器が配置される領域またはその後流側の排ガス流路である。図６には従来技術の排熱回収ボイラに適用される排ガス循環式アンモニア注入装置を用いる排煙脱硝装置の構成例を示す。
【０００６】
排熱回収ボイラ１から抽出された３００−３５０℃の排ガスを排ガス供給配管６を通してアンモニア注入装置４に供給し、循環ファン２５、２５’により配管機器の圧力損失に打ち勝つ程に昇圧した後、アンモニア水蒸発器１０へ送られていた。通常、循環ファン２５、２５’は定常運転用及び予備用の合わせて２台が供給され、いずれも３００−３５０℃の耐熱性が要求される。蒸発器１０にはアンモニア注入制御弁１１により必要流量に調整されたアンモニア水が注入され、蒸発器１０の内部で排ガスにより加熱されてアンモニア含有ガスが得られる。
【０００７】
アンモニア水の蒸発のために蒸発器１０の出口における排ガス温度は１２０−１５０℃程度まで低下させ、この排ガスがアンモニア注入装置４からアンモニア含有ガス供給配管１３を通り、アンモニア含有ガス噴射ノズル３から脱硝触媒層２の上流へ注入される。
【０００８】
【特許文献】
特開平７−１６４３１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術に対して、循環ファン２５は排熱回収ボイラ１より抽出された高温ガスを取り扱うことから耐熱性が要求され、循環ファン２５自体及びその軸受部等には耐熱性を有す材質・構造を具備する必要がある。特に軸受部等に関して冷却空気若しくは冷却水を用い高温排ガスによる焼損を防ぐ必要がある。
【００１０】
また、予備用の循環ファン２５’はファン上流に設置されたダンパー２６’により直接高温排ガスに曝されることがないと推測されていたが、実際は連絡配管を通じた熱伝導のために予備用の循環ファン２５’の運転停止時にも軸受部が異常昇温して焼損する問題が発生していた。この異常昇温と損傷を回避するために一定時間毎にファン２５’を起動操作させるか、あるいは予備待機用ファン２５’向けの保護装置を追加する必要となり、装置を複雑化する問題があった。
【００１１】
また、排ガス中に硫黄酸化物（ＳＯ2及びＳＯ3）を含む場合、アンモニア水蒸発器１０内でのアンモニア水の噴射により、アンモニア水噴射ノズル１０ａ付近における排ガス温度が低下して、排ガス中の硫黄酸化物とアンモニアの反応により生成された酸性硫安が析出する温度域に至るために、アンモニア水噴射ノズル１０ａが閉塞する場合があった。
【００１２】
本発明の課題は、高温排ガスの取り扱いに関する上記問題を解消した簡便なアンモニア注入装置を用いて、または排ガス中に硫黄酸化物を含む場合においても、アンモニア水噴射ノズルの閉塞問題が生じないアンモニア注入装置を用いる排煙脱硝装置と方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記課題は、次の装置と方法により解決される。
請求項１記載の発明は、ガスタービンから排出する排ガスの流路にアンモニア注入装置と脱硝触媒層を配置した排ガス中の窒素酸化物を除去する排煙脱硝装置において、アンモニア注入装置は、前記ガスタービン排ガス流路から排ガスを抽出するエゼクターと、該エゼクターに圧縮空気を供給する圧搾空気ブロアと、該エゼクターで得られ圧縮空気により冷却された３００℃以下の排ガスと空気の混合ガスを供給する混合ガス供給部とアンモニア水を供給するアンモニア水供給部とを備えたアンモニア水蒸発器と、該アンモニア水蒸発器で得られアンモニア水の蒸発により冷却された１００℃−１５０℃のアンモニア含有ガスを前記脱硝触媒層の前流側の排ガス流路に供給するアンモニア含有ガス噴射ノズルとを設けた排煙脱硝装置である。
【００１４】
請求項２記載の発明は、ガスタービンから排出する排ガスの流路にアンモニア注入装置と脱硝触媒層を配置した排ガス中の窒素酸化物を除去する排煙脱硝装置において、アンモニア注入装置は、前記ガスタービン排ガス流路から排ガスを抽出するエゼクターと、該エゼクターに圧縮空気を供給する圧搾空気ブロアと、該エゼクターで得られ圧縮空気により冷却された３００℃以下の排ガスと空気の混合ガスを供給する混合ガス供給部とアンモニア水を供給するアンモニア水供給部とを備えたアンモニア水蒸発器と、該アンモニア水蒸発器で得られたアンモニア含有ガスを前記脱硝触媒層の前流側の排ガス流路に供給するアンモニア含有ガス噴射ノズルとを設け、前記ガスタービン排ガス流路とエゼクターの間に設けた排ガス供給部には排ガス流量調整弁と排ガス流量計を設け、アンモニア水蒸発器とアンモニア含有ガス噴射ノズルの間のアンモニア含有ガス供給部にはアンモニア含有ガス温度計を設け、該アンモニア含有ガス温度計のアンモニア含有ガス測定温度と前記排ガス流量計の排ガス流量の測定値に基づき前記排ガス流量調整弁を調整してアンモニア含有ガス供給部におけるアンモニア含有ガスの温度を１００−１５０℃に制御する制御装置を設けた排煙脱硝装置である。
【００１６】
請求項３記載の発明は、ガスタービンから排出する排ガスの流路中にアンモニアガスを供給して排ガス中の窒素酸化物を脱硝触媒を用いて除去する排煙脱硝方法において、ガスタービン排ガスの一部をガスタービン排ガス流路から抽出して、該抽出した排ガスと圧搾空気を混合させて該排ガスと空気の混合ガスを３００℃以下に冷却させた後、さらにアンモニア水と混合させてアンモニア水の蒸発により１００℃−１５０℃に冷却させたアンモニア含有ガスを生成させ、該アンモニア含有ガスをガスタービン排ガス流路に供給して前記脱硝触媒に接触させる排煙脱硝方法である。
【００１７】
請求項４記載の発明は、ガスタービンから排出する排ガスの流路中にアンモニアガスを供給して排ガス中の窒素酸化物を脱硝触媒を用いて除去する排煙脱硝方法において、ガスタービン排ガスの一部をガスタービン排ガス流路から抽出して、該抽出した排ガスと圧搾空気を混合させて該排ガスと空気の混合ガスを３００℃以下に冷却させた後、さらにアンモニア水と混合させてアンモニア含有ガスを生成させ、該アンモニア含有ガスをガスタービン排ガス流路に供給して前記脱硝触媒に接触させるに際して、前記アンモニア含有ガスの温度と前記ガスタービン排ガス流路から抽出した排ガス流量に基づきガスタービン排ガス流路から抽出する排ガスの流量を調整してアンモニア含有ガスの温度を１００−１５０℃に制御して排ガス流路に供給して前記脱硝触媒と接触させる排煙脱硝方法である。
【００１９】
【作用】
請求項１、３記載の発明によると次のような作用がある。
まず、ガスタービンから抽出した高温（例えば４５０℃）の排ガスが圧搾空気で、例えば３００℃に冷却されるため、たとえ高温排ガスを使用しても、アンモニア水が蒸発する過程でアンモニアが酸化されるおそれはない。
【００２０】
また、ガスタービンから抽出した高温排ガスを圧搾空気で希釈することから排ガス中の水分濃度を低下させ、排ガス抽出系内のドレン発生を抑制ができ、低温度域（例えば５０−６０℃）からのアンモニア水の蒸発系内の暖気が可能である。
【００２１】
また、高温排ガスを抽出して早期にアンモニア水を蒸発させることができるので、アンモニア水の蒸発系の起動時における暖気時間の短縮などが有効に行える。さらにアンモニア水の蒸発により得られるアンモニア含有ガスの温度を、例えば１００−１５０℃程度に低温下でき、アンモニア含有ガス供給系の熱応力低減が容易に行える。
【００２２】
請求項２、４記載の発明により、アンモニア水の蒸発系の出口でのアンモニア含有ガスの温度とアンモニア水の蒸発系へ導く排ガス流量に基づき圧搾空気供給系への排ガス流量を調整することができる。
【００２３】
例えば、ガスタービンの排ガス流路にアンモニア含有ガスを供給していない場合にはアンモニア水の蒸発系の出口でのアンモニア含有ガスの温度を１００−１５０℃に保つようにアンモニア水の蒸発系へ導く前記排ガス流量を調整し、アンモニアの蒸発系内の暖気とドレン防止を図り、また、ガスタービンの排ガス流路にアンモニア含有ガスの供給を開始してもアンモニア水の蒸発系へ導く前記排ガス流量を調整することで前記アンモニア含有ガス温度を、例えば１００−１５０℃に保つことが可能であり、アンモニア含有ガス供給系の熱応力低減が容易に行える。
【００２５】
また、請求項１〜請求項４記載の発明に共通する作用は、ブロア等を用いて得られた圧搾空気により排ガス流路から抽出した排ガスなどが吸引されることから、圧搾空気作製用のブロアが直接高温排ガスに曝されることがなく、圧搾空気作製用のブロアの冷却装置が不要であり、またブロアの軸受焼損防止等の保護装置もいらないことである。
【００２６】
また、圧搾空気作製用ブロアからの空気により高温排ガスが希釈されることから、排ガス中の硫黄三酸化物（ＳＯ3）濃度が希釈されるため、アンモニア水と反応した際にできる酸性硫安の析出温度を低く抑えることが可能となり、排ガス中に二酸化硫黄（ＳＯ２）が含まれる場合においてもアンモニア水蒸発器のアンモニア水噴射ノズルに酸性硫安が析出するおそれがない。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００２８】
【実施例１】
図１に基づいて実施例１を説明する。
図１にはガスタービンの高温排ガスの流路内に伝熱管（図示せず）を配置して蒸気を発生させる排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）１とその内部に配置される脱硝触媒層２及び該脱硝触媒層２にアンモニア含有ガスを噴射するノズル３と該アンモニア含有ガスを生成するためのアンモニア注入装置４を示す。
【００２９】
アンモニア注入装置４には排熱回収ボイラ１からの排ガスを排ガス供給配管６を介して抽出するエゼクター７と該エゼクター７に圧搾空気を供給する圧搾空気ブロア８と予備の圧搾空気ブロア８’とアンモニア水蒸発器１０と該アンモニア水蒸発器１０へアンモニア水を供給する流量調整弁１１付の供給配管１２とアンモニア水蒸発器１０で得られたアンモニア含有ガスを排熱回収ボイラ１のアンモニア噴射ノズル３に供給する供給配管１３が設けられている。
【００３０】
なお、圧搾空気ブロア８、８’にはそれぞれ圧搾空気量調整弁９、９’を経由して一定量の空気が供給される。また、圧搾空気ブロア８、８’とエゼクター７との間の空気配管５には圧搾空気量の監視をするオリフィス１４が配置され、空気量が低い時は圧搾空気ブロア８の運転を予備機の圧搾空気ブロア８’に切替える。また、排ガス供給配管６とアンモニア水供給配管１２にもオリフィス１４が設けられている。
【００３１】
排熱回収ボイラ１からの排ガスはエゼクター７て吸引され、エゼクター７において圧搾空気ブロア８から供給された圧搾空気と混合された後、アンモニア水蒸発器１０へと搬送される。排熱回収ボイラ１からの排ガスは配管材質が許容できる範囲内で高温であることが好ましく、図５に示すように４５０℃の排ガスであれば３００℃の排ガスと比較して必要抽出排ガス量を約７割程度に低減可能である。
【００３２】
４５０℃を超える高温排ガス中においては、アンモニアガスが窒素酸化物に酸化されるおそれがあるが、本実施例では圧搾空気ブロア８から供給された空気と排ガスがエゼクター７で混合され、アンモニア水蒸発器１０の入口においてはガス温度が３００℃まで低下するため、高温排ガス使用時においてもアンモニア水蒸発時におけるアンモニア酸化のおそれは無い。
【００３３】
また、上記構成により排熱回収ボイラ１からの高温排ガスを抽出可能になることから、早期にアンモニア水蒸発器１０を含むアンモニア注入装置４の暖気が有効に行え、アンモニア注入装置４の起動時における暖気時間の短縮に大きく貢献し、また、ＨＲＳＧ１の配管における高温排ガス抽出位置の配置上の制約が解消される。
【００３４】
エゼクター７の出口を出た排ガスは、アンモニア水蒸発器１０に入り、アンモニア水蒸発器１０において噴射される所定量のアンモニア水と混合され、アンモニア水の蒸発に利用される。
【００３５】
アンモニア水蒸発器１０の出口ガスの温度は、従来技術と同様に１００−１５０℃程度となり、排熱回収ボイラ１内の脱硝触媒層２の上流側に設置されたアンモニア噴射ノズル３を通じてＨＲＳＧ１内の排ガス中へ注入される。
【００３６】
本実施例においては、圧搾空気ブロア８から供給された空気によりアンモニア水蒸発器１０内で排ガス中の硫黄三酸化物（ＳＯ3）濃度が希釈されることから、アンモニア水と反応した際に生成される酸性硫安の析出温度を低く抑えることが可能となり、排ガス中に二酸化硫黄（ＳＯ2）を含む場合においてもアンモニア水蒸発器１０のアンモニア水噴射ノズル１０ａに酸性硫安が析出することが無くなる。
【００３７】
また、本実施例においては、希釈空気との混合により排ガス中の水分濃度を低下させることから配管内のドレン発生抑制が可能となり、低温度域（５０−６０℃）からのアンモニア水蒸発器１０を含む系内の暖気が可能である。
【００３８】
さらに、本実施例においては、圧搾空気ブロア８が直接高温排ガスに曝されることがなく、従来技術の項で述べた圧搾空気ブロア８の冷却装置若しくは圧搾空気ブロア８の軸受焼損防止等の保護装置は不要である。
【００３９】
従来は、装置の信頼性向上を図るために圧搾空気ブロア２５、２５’等の回転機器は運転用・予備用の２基が要求され、また、運転用の圧搾空気ブロア２５の運転時に予備用のブロア２５’への切替えをスムーズにするために予備用ブロア２５’の暖気用システム（バイパスライン２７、２７’等）が従来技術では必要であった。
【００４０】
しかし本実施例においてはこのような予備用のブロア２５’の暖気用システムの設置は不要であり、システムの簡素化と信頼性の向上が図れる。
【００４１】
【実施例２】
本発明を適用した実施例２を図２を用いて説明する。
図２に示す装置は図１に示す装置のエゼクター７の上流側の排ガス供給配管６に排ガス流量調整ダンパー１５と排ガス流量計１６とアンモニア水蒸発器１０の出口温度計１７及びこれらの測定装置からの測定値に基づき排ガス流量調整ダンパー１５の開閉度合を調整する制御装置１９を設けた構成である。
【００４２】
本実施例によるとプラントユーティリティの向上のために、更なる排ガス使用量の低減が要求される場合に、アンモニア水蒸発器１０の出口温度計１７からの信号によりエゼクター７の上流に設けられた排ガス流量調整ダンパー１５を制御することで必要に応じた排ガス量調整が可能である。
【００４３】
すなわち、アンモニア水蒸発器１０にアンモニア水を注入していない状態においては、アンモニア水蒸発器１０の出口ガス温度計１７からの信号により該蒸発器出口ガスの温度を１００−１５０℃に保つように、排ガス流量調整ダンパー１５により排ガス流量を制御することで、アンモニア注入装置４の系内の暖気とドレン防止を図り、アンモニア注入開始以降においても同様にアンモニア水蒸発器１０の出口ガス温度計１７からの信号により該蒸発器１０の出口ガスの温度を１００−１５０℃で一定に保つことが可能である。これにより各配管６、１３などにおける熱応力低減が容易に行え、装置の経済性向上及び普及に寄与する。
【００４４】
また、圧搾空気ブロア８は定回転且つ一定流量で運転されることから、排ガス流量を絞った場合においても従来技術で生じた循環ファン２５、２５’の低流量域で生じるサージングの問題も発生することなく、幅広い排ガス流量制御が可能である。
【００４５】
（参考例）
次に参考例を図３を用いて説明する。本参考例は、都市ゴミ焼却炉２１に設置される脱硝触媒層２を備えた脱硝装置に用いられるものであり、実施例１と比べてアンモニア注入装置４内のアンモニア水蒸発器１０をエゼクタ７の前流側に設置し、アンモニア水蒸発器１０で所定量のアンモニア水が噴射・蒸発された後の混合ガスをエゼクター７にて吸引する点が異なる。
【００４６】
ゴミ焼却炉２１の出口における排ガスの温度は通常４５０℃−５００℃前後であり、排ガスは、排ガス流路２２に設置された熱交換器２３で、その温度を２００−２５０℃まで低下された後、脱硝触媒層２を有す脱硝装置へ流れる。熱交換器２３の入口において排ガスの一部が排ガス供給配管６を通じてアンモニア注入装置４に送られる。
【００４７】
都市ゴミ焼却炉２１においては、ダイオキシン生成抑制の観点から設備設計上、ダイオキシンが生成する温度域である３００−４００℃の排ガス温度域における排ガス滞留時間を最少限に抑えることが要求される。本参考例は、都市ゴミ焼却炉２１用に設置される脱硝装置に用いられるものであり、４５０℃−５００℃の高温排ガスに直接アンモニア水を注入し、アンモニア水蒸発器１０の出口におけるアンモニア含有ガスの温度を２３０−２５０℃に保つことで、アンモニア水蒸発器１０内におけるダイオキシン生成を抑制することができる。
【００４８】
このアンモニア蒸発器１０の出口ガスはエゼクター７にて圧搾空気ブロア８から供給された空気と希釈混合されることで１００−１５０℃まで冷却された後、実施例１と同様に脱硝触媒層３の上流に設置されたアンモニア噴射ノズル３を通じ排ガス中へ注入される。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１、３記載の発明によると、次のような効果がある。
ガスタービンから抽出した高温排ガスを圧搾空気で冷却し、希釈することからアンモニア水が蒸発する過程でアンモニアが酸化されるおそれがなく、排ガス中の水分濃度を低下させ、排ガス抽出配管内のドレン発生抑制ができ、アンモニア水の蒸発系内の暖気が早期に行え、アンモニア水の蒸発により得られるアンモニア含有ガスの温度を低温下でき、アンモニア含有ガス配管系の熱応力低減が容易に行えるので、排ガスの脱硝が容易に行える。
【００５０】
請求項２、４記載の発明によると、次のような効果がある。
アンモニア水の蒸発系の出口でのアンモニア含有ガスの温度とアンモニア水の蒸発系へ導く排ガス流量に基づき圧搾空気供給系への排ガス流量を調整することができるので、アンモニアの蒸発系内の暖気とドレン防止を図り、また、ガスタービンの排ガス流路にアンモニア含有ガスの供給を開始してもアンモニア水の蒸発系へ導く前記排ガス流量を調整することで前記アンモニア含有ガス温度を低くすることができ、アンモニア含有ガス配管系の熱応力低減が図れ、排ガスの脱硝が容易に行える。
【００５１】
参考例によると、次のような効果がある。
アンモニア水の蒸発系内におけるダイオキシン生成を抑制することができ、またアンモニア含有ガスと圧搾空気を混合することで、低温の混合ガスを排ガス流路内に注入することができ、アンモニア含有ガス配管などの熱応力が低減できる。
【００５２】
また、請求項１〜請求項４記載の発明に共通して、ブロア等を用いて得られた圧搾空気により排ガス流路から抽出した排ガスなどが吸引されることから、圧搾空気供給用のブロアが直接高温排ガスに曝されることがなく、圧搾空気供給用のブロアの焼損防止が図れ、また、圧搾空気供給用ブロアからの空気により高温排ガス中の三酸化硫黄酸濃度が希釈されるため、アンモニア水と反応した際に生成される酸性硫安の析出温度を低く抑えることが可能となり、アンモニア水蒸発器のアンモニア水噴射ノズルに酸性硫安が析出するおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の排煙脱硝装置のフロ−図である。
【図２】本発明の実施例２の排煙脱硝装置のフロ−図である。
【図３】本発明の参考例の排煙脱硝装置のフロ−図である。
【図４】本発明の実施例１、参考例と従来技術における系の温度変化を示す図である。
【図５】必要抽出排ガス量とガス温度の関係を示す図である。
【図６】従来技術を示す排煙脱硝装置のフロ−図である。
【符号の説明】
１ 排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）
２ 脱硝触媒層
３ アンモニア含有ガス噴射ノズル
４ アンモニア注入装置
５ 空気配管
６ 排ガス供給配管
７ エゼクター
８、８’ 圧搾空気ブロア
９、９’圧搾空気量調整弁
１０ アンモニア水蒸発器
１０ａ アンモニア水噴射ノズル
１１ 流量調整弁
１２ アンモニア水供給配管
１３ アンモニア含有ガス供給配管
１４ オリフィス
１５ 排ガス流量調整ダンパー
１６ 排ガス流量計
１７ アンモニア水蒸発器出口温度計
１９ 制御装置
２１ 都市ゴミ焼却炉
２２ 排ガス流路
２３ 熱交換器
２５、２５’ 循環ファン
２６ ダンパー
Claims (4)
- ガスタービンから排出する排ガスの流路にアンモニア注入装置と脱硝触媒層を配置した排ガス中の窒素酸化物を除去する排煙脱硝装置において、
アンモニア注入装置は、前記ガスタービン排ガス流路から排ガスを抽出するエゼクターと、該エゼクターに圧縮空気を供給する圧搾空気ブロアと、該エゼクターで得られ圧縮空気により冷却された３００℃以下の排ガスと空気の混合ガスを供給する混合ガス供給部とアンモニア水を供給するアンモニア水供給部とを備えたアンモニア水蒸発器と、該アンモニア水蒸発器で得られアンモニア水の蒸発により冷却された１００℃−１５０℃のアンモニア含有ガスを前記脱硝触媒層の前流側の排ガス流路に供給するアンモニア含有ガス噴射ノズルとを設けたことを特徴とする排煙脱硝装置。 - ガスタービンから排出する排ガスの流路にアンモニア注入装置と脱硝触媒層を配置した排ガス中の窒素酸化物を除去する排煙脱硝装置において、
アンモニア注入装置は、前記ガスタービン排ガス流路から排ガスを抽出するエゼクターと、該エゼクターに圧縮空気を供給する圧搾空気ブロアと、該エゼクターで得られ圧縮空気により冷却された３００℃以下の排ガスと空気の混合ガスを供給する混合ガス供給部とアンモニア水を供給するアンモニア水供給部とを備えたアンモニア水蒸発器と、該アンモニア水蒸発器で得られたアンモニア含有ガスを前記脱硝触媒層の前流側の排ガス流路に供給するアンモニア含有ガス噴射ノズルとを設け、
前記ガスタービン排ガス流路とエゼクターの間に設けた排ガス供給部には排ガス流量調整弁と排ガス流量計を設け、
アンモニア水蒸発器とアンモニア含有ガス噴射ノズルの間のアンモニア含有ガス供給部にはアンモニア含有ガス温度計を設け、
該アンモニア含有ガス温度計のアンモニア含有ガス測定温度と前記排ガス流量計の排ガス流量の測定値に基づき前記排ガス流量調整弁を調整してアンモニア含有ガス供給部におけるアンモニア含有ガスの温度を１００−１５０℃に制御する制御装置を設けたことを特徴とする排煙脱硝装置。 - ガスタービンから排出する排ガスの流路中にアンモニアガスを供給して排ガス中の窒素酸化物を脱硝触媒を用いて除去する排煙脱硝方法において、
ガスタービン排ガスの一部をガスタービン排ガス流路から抽出して、該抽出した排ガスと圧搾空気を混合させて該排ガスと空気の混合ガスを３００℃以下に冷却させた後、さらにアンモニア水と混合させてアンモニア水の蒸発により１００℃−１５０℃に冷却させたアンモニア含有ガスを生成させ、該アンモニア含有ガスをガスタービン排ガス流路に供給して前記脱硝触媒に接触させることを特徴とする排煙脱硝方法。 - ガスタービンから排出する排ガスの流路中にアンモニアガスを供給して排ガス中の窒素酸化物を脱硝触媒を用いて除去する排煙脱硝方法において、
ガスタービン排ガスの一部をガスタービン排ガス流路から抽出して、該抽出した排ガスと圧搾空気を混合させて該排ガスと空気の混合ガスを３００℃以下に冷却させた後、さらにアンモニア水と混合させてアンモニア含有ガスを生成させ、該アンモニア含有ガスをガスタービン排ガス流路に供給して前記脱硝触媒に接触させるに際して、前記アンモニア含有ガスの温度と前記ガスタービン排ガス流路から抽出した排ガス流量に基づきガスタービン排ガス流路から抽出する排ガスの流量を調整してアンモニア含有ガスの温度を１００−１５０℃に制御して排ガス流路に供給して前記脱硝触媒と接触させることを特徴とする排煙脱硝方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003165385A JP4274358B2 (ja) | 2003-06-10 | 2003-06-10 | 排煙脱硝装置と排煙脱硝方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003165385A JP4274358B2 (ja) | 2003-06-10 | 2003-06-10 | 排煙脱硝装置と排煙脱硝方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005000765A JP2005000765A (ja) | 2005-01-06 |
| JP4274358B2 true JP4274358B2 (ja) | 2009-06-03 |
Family
ID=34091884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003165385A Expired - Fee Related JP4274358B2 (ja) | 2003-06-10 | 2003-06-10 | 排煙脱硝装置と排煙脱硝方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4274358B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7722844B2 (en) | 2004-12-10 | 2010-05-25 | Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha | Exhaust smoke denitrating apparatus and method of exhaust smoke denitration |
| CN103079680A (zh) * | 2010-06-09 | 2013-05-01 | 肖恩·T·冈本 | 用于试剂蒸发和其它加热气体系统的热气体的提取 |
| JP5725478B2 (ja) * | 2012-12-05 | 2015-05-27 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 排ガス用脱硝処理装置と方法 |
| CN103933853A (zh) * | 2014-04-24 | 2014-07-23 | 绥中捷创科技有限公司 | 一种一体化控制脱硝装置 |
| CN111715067B (zh) * | 2020-06-11 | 2022-08-16 | 国家能源菏泽发电有限公司 | 基于scr系统三场多参数复合喷氨优化系统 |
| CN114797456B (zh) * | 2022-04-28 | 2023-09-29 | 博爱金隅水泥有限公司 | 一种水泥窑尾烟气深度脱硝脱氨系统 |
| CN114788988A (zh) * | 2022-05-16 | 2022-07-26 | 山东棱角建材科技有限公司 | 一种熟料生产线sncr精准脱硝工艺 |
| CN115672022B (zh) * | 2022-10-26 | 2023-05-26 | 承德信通首承科技有限责任公司 | 一种氧化球团中部脱硝工艺 |
-
2003
- 2003-06-10 JP JP2003165385A patent/JP4274358B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2005000765A (ja) | 2005-01-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2006061912A1 (ja) | 排煙脱硝装置と排煙脱硝方法 | |
| JP4274358B2 (ja) | 排煙脱硝装置と排煙脱硝方法 | |
| KR100190210B1 (ko) | 산화 질소 방출물을 촉매환원시키기 위한 가스 온도 제어방법 | |
| JP4725985B2 (ja) | 排煙処理装置の運転方法 | |
| JP4560447B2 (ja) | 尿素水噴射ノズルの詰まりを防止する脱硝装置 | |
| KR20170114984A (ko) | 환원제 증발을 위한 가스 터빈 가열 유체의 사용 | |
| JP6269981B2 (ja) | ガスタービンを運転する方法及び該方法を実施するためのガスタービン | |
| JP4969149B2 (ja) | 排熱回収ボイラ用のアンモニア注入装置と方法 | |
| CN207797774U (zh) | 一种玻璃窑scr脱硝烟气温度控制装置 | |
| JP2006250493A (ja) | 排熱回収ボイラ煤塵捕獲装置 | |
| JP4606512B1 (ja) | 火葬炉用窒素酸化物削減システム | |
| WO2019159734A1 (ja) | 脱硝装置及びこれを備えた排熱回収ボイラ、ガスタービン複合発電プラント並びに脱硝方法 | |
| JP3510557B2 (ja) | 脱硝用のアンモニア供給装置 | |
| CN112403224B (zh) | 一种co氧化协同脱硝系统及方法 | |
| JP4202583B2 (ja) | コンバインドサイクル発電プラントの脱硝制御方法および装置 | |
| JP2004218938A (ja) | 脱硝装置用アンモニア水気化装置 | |
| JP3782609B2 (ja) | 廃棄物処理設備に付帯する熱回収設備の高圧蒸気復水系 | |
| JP2001129353A (ja) | 排ガス処理装置のガス流路切替え方法 | |
| JP2004167450A (ja) | 脱硝装置へのアンモニア注入方法および装置 | |
| JP2000111001A (ja) | 排熱回収システム | |
| JP3270848B2 (ja) | 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 | |
| JPH0549856A (ja) | 脱硝装置用アンモニア注入装置 | |
| JP2006250494A (ja) | 排熱回収ボイラとその運用方法 | |
| JP2000009308A (ja) | 水噴射式ガスタービンの排ガス白煙化防止装置 | |
| JP2001116211A (ja) | 排ガス再循環式燃焼方法，及び燃焼装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060303 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080821 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080827 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081027 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081126 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090225 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090225 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4274358 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120313 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130313 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140313 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |