JP4898751B2 - 排ガス処理装置及び排ガス処理システム - Google Patents

排ガス処理装置及び排ガス処理システム Download PDF

Info

Publication number
JP4898751B2
JP4898751B2 JP2008204708A JP2008204708A JP4898751B2 JP 4898751 B2 JP4898751 B2 JP 4898751B2 JP 2008204708 A JP2008204708 A JP 2008204708A JP 2008204708 A JP2008204708 A JP 2008204708A JP 4898751 B2 JP4898751 B2 JP 4898751B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
denitration catalyst
flow generating
gas treatment
catalyst layer
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
Application number
JP2008204708A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010036159A (ja
Inventor
敏浩 佐藤
展康 坂田
利久磨 四條
盛紀 村上
展行 鵜飼
勝己 野地
正志 清澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2008204708A priority Critical patent/JP4898751B2/ja
Priority to PCT/JP2009/063195 priority patent/WO2010016393A1/ja
Priority to US13/003,956 priority patent/US8518332B2/en
Priority to CN200980128323.6A priority patent/CN102099097B/zh
Priority to CA2729664A priority patent/CA2729664C/en
Priority to EP09804880A priority patent/EP2311550A4/en
Publication of JP2010036159A publication Critical patent/JP2010036159A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4898751B2 publication Critical patent/JP4898751B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/64—Heavy metals or compounds thereof, e.g. mercury
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625—Nitrogen oxides
    • B01D53/8631—Processes characterised by a specific device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/003—Arrangements of devices for treating smoke or fumes for supplying chemicals to fumes, e.g. using injection devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M9/00—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields
    • F23M9/003—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields in flue gas ducts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/10—Oxidants
    • B01D2251/108—Halogens or halogen compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20723—Vanadium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20738—Iron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20746—Cobalt
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20753—Nickel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20769—Molybdenum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20776—Tungsten
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B01D2257/302—Sulfur oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/60—Heavy metals or heavy metal compounds
    • B01D2257/602—Mercury or mercury compounds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2215/00—Preventing emissions
    • F23J2215/10—Nitrogen; Compounds thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2215/00—Preventing emissions
    • F23J2215/60—Heavy metals; Compounds thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2219/00—Treatment devices
    • F23J2219/10—Catalytic reduction devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Description

本発明は、燃焼装置から排出される排ガスの処理を行う排ガス処理装置及び排ガス処理システムに関する。
例えば火力発電所等の燃焼装置である石炭焚ボイラから排出される排ガスには毒性の高い水銀が含まれるため、従来から排ガス中の水銀を除去するためのシステムが種々検討されてきた。
通常、石炭焚ボイラには排ガス中の硫黄分を除去するための湿式の脱硫装置が設けられている。このようなボイラに排ガス処理装置として脱硫装置が付設されてなる排煙処理設備においては、排ガス中の塩素（Ｃｌ）分が多くなると、水に可溶な２価の金属水銀（Ｈｇ）の割合が多くなり、前記脱硫装置で水銀が捕集しやすくなることが、広く知られている。
そのため、近年、ＮＯｘを還元する脱硝装置、および、アルカリ吸収液を硫黄酸化物（ＳＯｘ）吸収剤とする湿式脱硫装置と組み合わせて、この金属水銀を処理する方法や装置について様々な考案がなされてきた。
排ガス中の金属水銀を処理する方法としては、活性炭やセレンフィルター等の吸着剤による除去方法が知られているが、特殊な吸着除去手段が必要であり、発電所排ガス等の大容量排ガスの処理には適していない。
そこで、大容量排ガス中の金属水銀を処理する方法として、煙道中、高温の脱硝装置の前流工程で塩素化剤をガス供給し、脱硝触媒上で水銀を酸化（塩素化）させ、水溶性の塩化水銀にした後、後流の湿式脱硫装置で吸収させる方法が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２、参照）。また、煙道にガス供給する装置および技術は脱硝装置のＮＨ3噴霧、塩素化剤のガス供給で実用化されている。
石炭焚きボイラの排ガス処理装置の概略図を図８に示す。図８に示すように、従来の排ガス処理システム１００は、燃料Ｆとして石炭を供給する石炭焚ボイラ１１からの排ガス１２中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去すると共に、排ガス１２中に塩酸（ＨＣｌ）を供給して水銀（Ｈｇ）を酸化する脱硝装置１３と、窒素酸化物（ＮＯｘ）除去後の排ガス１２中の熱を回収する空気予熱器１４と、熱回収後の排ガス１２中の煤塵を除去する電気集塵器１５と、除塵後の排ガス１２中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）、水銀（Ｈｇ）を除去する脱硫装置１６と、脱硫後の排ガス１２を浄化ガス１７として外部に排出する煙突１８とを具備するものである。
また、脱硝装置１３の前流の煙道１９には、塩酸（ＨＣｌ）の注入箇所が設けられており、塩酸（液体ＨＣｌ）供給部２０に貯蔵された塩酸（液体）は、塩化水素供給部２１で気化して塩化水素（ＨＣｌ）供給ノズル２２を介して塩化水素として排ガス１２に供給されている。
また、脱硝装置１３の前流の煙道１９には、アンモニア（ＮＨ3）の注入箇所が設けられており、ＮＨ3供給部２３から供給されるアンモニアはアンモニア噴霧ノズル２４により排ガス１２に噴霧し、窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元を行うようにしている。
なお、図８中、符号２５は酸化還元電位測定制御装置（ＯＲＰコントローラ）、２６は空気を各々図示する。
ここで、石炭焚ボイラ１１から排ガス１２は、脱硝装置１３に供給され、その後空気予熱器１４で熱交換により空気２７を加熱した後、電気集塵器１５に供給され、更に、脱硫装置１６に供給された後、浄化ガス１７として大気に排出される。
また、塩素化剤による装置への腐食破損等の影響を抑え信頼性を向上させるため、湿式脱硫後の排ガスについて水銀濃度を水銀モニターで測定し、脱硫後の水銀濃度に基づいて塩素化剤の供給量を調整するようにしている（例えば、特許文献２、参照）。
このように、従来においては、排ガス１２中に塩化水素とアンモニアとを供給することで、排ガス１２中のＮＯｘ（窒素酸化物）を除去すると共に、排ガス１２中の水銀（Ｈｇ）を酸化するようにしている。
即ち、ＮＨ3はＮＯｘの還元脱硝用に用い、ＮＨ3供給部２３から供給されるＮＨ3をアンモニア（ＮＨ3）噴霧ノズル２４を介して排ガス１２中に噴霧し、脱硝触媒層１３で、下記式のように還元反応によりＮＯｘを窒素（Ｎ2）に置換し、脱硝するようにしている。
４ＮＯ ＋ ４ＮＨ3 ＋ Ｏ2 → ４Ｎ2 ＋ ６Ｈ2Ｏ・・・（１）
ＮＯ ＋ ＮＯ2 ＋ ２ＮＨ3 → ２Ｎ2 ＋ ３Ｈ2Ｏ・・・（２）
また、塩化水素は水銀酸化用に用いており、塩素化剤として用いられる塩化水素はＨＣｌ供給部２０から塩化水素（ＨＣｌ）供給部２１に供給され、ここで塩酸は気化され、塩化水素（ＨＣｌ）として塩化水素供給ノズル２２により排ガス１２中に供給することで、脱硝触媒層１３において、下記式のように脱硝触媒上で溶解度の低いＨｇを酸化(塩素化)し、水溶性の高い塩化水銀（ＨｇＣｌ2）に変換させ、後流側に設けられる脱硫装置１６で排ガス１２中に含有するＨｇを除去するようにしている。
Ｈｇ ＋ ２ＨＣｌ ＋ １／２Ｏ2 → ＨｇＣｌ2 ＋ Ｈ2Ｏ・・・（３）
また、燃料として石炭又は重油を使用した場合、燃料中にはＣｌが含まれるため燃焼ガスにはＣｌ分が含まれるが、燃料の種類によりＣｌ分の含有量は異なり、排ガス中のＣｌ濃度を制御するのは困難であるため、排ガス処理装置１０の前流に必要量以上のＨＣｌ等を添加し、確実にＨｇを除去するようにするのが好ましい。
また、脱硝触媒層１３は、図７に示すように、格子状に配列して四角形状の通路２８を有するハニカム形状のものに脱硝触媒を担持したものを用いており、その通路の断面形状は例えば三角形状や四角形状など多角形状からなる通路としている。
特開平１０−２３０１３７号公報 特開２００１−１９８４３４号公報
ところで、従来の脱硝装置１３に供給される排ガス１２の気流は、脱硝装置１３の手前で整流化手段（図示せず）により整流化され、層流状態であり、その状態で脱硝装置１３のハニカム通路２８内に流入されるので、脱硝触媒との接触面積は限られることとなり、この結果、更なる水銀の酸化反応効率の向上を図るのが困難である、という問題がある。
本発明は、前記問題に鑑み、脱硝装置内に供給される排ガスと脱硝触媒との接触面積を増加させ、前記排ガス中の水銀の酸化効率を一層向上させた排ガス処理装置及び排ガス処理システムを提供することを課題とする。
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、ボイラからの排ガス中の窒素酸化物を除去すると共に、前記排ガスの煙道中に塩化水素を供給して水銀を酸化する脱硝触媒層を少なくとも一つ以上有する排ガス処理装置であって、前記脱硝触媒層の入口側に、旋回流発生部材を設け、煙道中の層流の排ガスを脱硝触媒層内部で旋回流に変化させてなると共に、脱硝触媒層がハニカム触媒であり、前記旋回流発生部材が、前記ハニカム触媒の入口側の各通路に対応して区画されてなる旋回流発生部本体と、該区画された内壁に配設され、乱流を発生させる複数の旋回流発生翼とからなることを特徴とする排ガス処理装置にある。
第２の発明は、第１の発明において、前記内壁に設けられた複数の前記旋回流発生翼を一組とし、それらがオフセットしつつガス流れ方向に複数配設されていることを特徴とする排ガス処理装置にある。
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記脱硝触媒層が前記排ガスの流れ方向に沿って複数段設けられていると共に、前記旋回流発生部材が、各々の段に配置されることを特徴とする排ガス処理装置にある。
第４の発明は、前記ボイラと、前記ボイラの下流側の煙道に排出された排ガスに塩素化剤を注入する塩素化剤供給部と、第１乃至３の何れか一つの発明の排ガス処理装置と、脱硝後の排ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置と、脱硫後のガスを外部に排出する煙突とを有することを特徴とする排ガス処理システムにある。
第５の発明は、第４の発明において、前記ボイラの下流側の煙道に排出された排ガスにアンモニアを投入するアンモニア供給部が設けられてなることを特徴とする排ガス処理システムにある。
本発明によれば、ボイラからの排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝触媒層の入口側に、旋回流発生部材を設け、煙道中の層流の排ガスを脱硝触媒層内部で旋回流に変化させているため、前記排ガスの脱硝触媒との接触時間を増加させることができる。
このため、前記排ガス中に予めＨＣｌを供給しておくことで、前記排ガス中の水銀と脱硝触媒との酸化反応効率を向上させることができる。これにより、排ガス処理装置の後流側に設けられる脱硫装置により前記排ガス中の水銀を高効率で除去することができる。
また、前記排ガス中のＮＯｘの還元性能及び水銀の酸化性能を向上させることができるため、前記脱硝触媒層において用いる脱硝触媒量を低減することができると共に、前記排ガスに供給する塩素化剤の供給量を低減することができる。
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
本発明による実施例に係る排ガス処理装置について、図面を参照して説明する。
図１は、実施例に係る排ガス処理装置を有する排ガス処理システムを示す概略図であり、図２は、旋回流発生部材の斜視図であり、図３は、旋回流発生部材を軸方向から見たときの図である。
なお、図１の構成は、図８に示す排ガス処理システムの一部であるので、従来の構成と同一部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。
図１に示すように、本実施例に係る排ガス処理装置１０は、ボイラ１１からの排ガス１２中の窒素酸化物を除去すると共に、前記排ガス１２の煙道１９中に塩化水素を供給して水銀を酸化する脱硝触媒層１３を少なくとも一つ以上有する排ガス処理装置であって、前記脱硝触媒層１３の入口側に、旋回流発生部材３０Ａを設け、煙道１９中の層流の排ガスを脱硝触媒層１３内部で旋回流に変化させてなるものである。
前記旋回流発生部材３０Ａは、図２及び図３に示すように、前記ハニカム触媒の入口側の各通路に対応して区画されてなる旋回流発生部本体３１と、該区画された内壁３２に配設され、乱流を発生させる複数の旋回流発生翼３３Ａとから構成されている。
ここで、この旋回流発生翼３３Ａは本実施例では三角形状の板状部材であり、旋回流発生翼３３Ａの一辺を内壁３２に沿うように同一方向に傾斜して配置されている。
なお、図中、各通路には旋回流発生翼３３Ａが各々設けているが、図中は省略する。
本実施例では、旋回流発生翼３３Ａを設ける数は、内壁３２に対応して四つとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、二つ又は三つでもよく、又は五つ以上設けるようにしてもよい。また、ハニカム触媒の通路の形状に応じて旋回流発生翼３３Ａを設ける数を適宜変更するようにする。
本実施例では、脱硝触媒層１３の入口１３ａ側に、脱硝触媒層１３の入口側の各通路に対応して区画されてなる旋回流発生部本体３１と、該区画された内壁３２に配設され、乱流を発生させる複数の旋回流発生翼３３Ａとから構成されている旋回流発生部材３０Ａを設けているため、煙道１９中の層流の排ガス１２を脱硝触媒層１３内部で旋回流に変化させ、排ガス１２の脱硝触媒との接触時間を増加させることができる。よって、排ガス１２中には予めＨＣｌを供給しているため、排ガス１２中のＨｇと脱硝触媒との酸化反応効率を向上させることができる。
これにより、排ガス処理装置１０の後流側に設けられる脱硫装置（図示しない）により排ガス１２中のＨｇを高効率で除去することができる。
また、排ガス１２中のＮＯｘの還元性能及びＨｇの酸化性能を向上させることができるため、脱硝触媒層１３において用いる脱硝触媒量を低減することができると共に、排ガス１２に供給するＨＣｌ量を低減することができる。
なお、従来においては、図７に示すように、脱硝触媒層１３のハニカム触媒の通路２８の断面の大きさは、排ガス１２と脱硝触媒との接触効率を向上させると共に、排ガス１２の圧損を低くする観点から、通常５ｍｍ四方と狭くしている。
これに対して、本発明では、旋回流発生部材３０Ａをハニカム通路に対応するように設け、排ガス１２と脱硝触媒との接触効率を向上させつつ、排ガス１２の圧損を低くするため、脱硝触媒層１３の各通路２８の１辺の長さを、５ｍｍ以上大きくすることができ、例えばその目開きを６〜１０ｍｍ四方とすることができる。
また、旋回流発生翼３３Ａの内壁３２に沿って傾斜させている傾斜の角度は、排ガス１２の流量などに応じ、排ガス１２を乱流とすることができる角度であればよい。
また、内部に配設される四つの旋回流発生翼３３Ａを一組として、この一組の前記旋回流発生翼をそのガス流れ沿って所定間隔を空けて複数組設けるようにしてもよい。
また、図４に示すように、ガス流れ方向に沿って下流側に設けられている一組の前記旋回流発生翼３３Ａ−２の一部が、排ガス１２の上流側に設けられている一組の旋回流発生翼３３Ａ−１と重ならないようにオフセットして複数設けるようにしてもよい。これにより、更に効率良く排ガス１２に旋回流を発生させることができる。
また、旋回流発生部本体３１の軸方向から見たときに排ガス１２の下流側に設けられている一組の旋回流発生翼３３Ａは、排ガス１２の上流側に設けられている一組の旋回流発生翼３３Ａと重なるようにして旋回流発生部本体３１の内壁３２に複数設けるようにしてもよい。
また、本実施例に係る排ガス処理装置１０においては、脱硝触媒層１３を一つのみ配設しているが、本発明はこれに限定されるものでなく、図５に示すように、脱硝触媒層１３は煙道１９に排ガス１２の流れ方向に沿って複数（本実施例では３ヶ）１３−１〜１３−３配設してもよい。この際、旋回流発生部材も各々の入口側に３０Ａ−１〜３０Ａ−３を設けて、更に効率良く排ガス１２に旋回流を発生させるようにしてもよい。
また、本実施例では、旋回流発生部材１４の旋回流発生翼３３Ａの断面形状を三角形状としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図６に示すように、四角形状の旋回流発生翼３３Ｂとし、その一辺を内壁３２に沿うように同一方向に傾斜して配置した旋回流発生部材１４Ｂを用いてもよい。
ここで、本実施例に係る排ガス処理装置１０においては、還元脱硝用に脱硝触媒層１３で用いる脱硝触媒として、Ｖ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ等の金属酸化物又は硫酸塩あるいは、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒなどの貴金属、又はこれらの混合物を担体であるチタニア、シリカ、ジルコニア及びこれらの複合酸化物、又はゼオライトに担持したものを用いることができる。
また、本実施例において、用いるＨＣｌについて、特に濃度の制限はないが、例えば濃塩酸から５％程度の希塩酸を用いることができる。また、本実施例において、使用する塩素化剤として塩化水素（ＨＣｌ）を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、塩素化剤としては、排ガス中のＨｇが脱硝触媒の存在下で反応してＨｇＣｌ及び／又はＨｇＣｌ2を生成するものであればよく、塩化アンモニウム、塩素、次亜塩素酸、次亜塩素酸アンモニウム、亜塩素酸、亜塩素酸アンモニウム、塩素酸、塩素酸アンモニウム、過塩素酸、過塩素酸アンモニウム、その他上記酸のアミン塩類、その他の塩類などが例示される。
また、排ガス１２中に添加する塩素化剤の量は、水難溶性のＨｇに対して化学量論量かそれよりも過剰であればよい。排ガス１２中のＨｇを効率よく除去すると共に、後流側で排出される排水中の塩素濃度を考慮して、煙道１９内における排ガス１２の塩素化剤の濃度としては、排ガス１２に対して１０００ｐｐｍ以下となるよう供給するようにすればよい。
また、煙道１９内における排ガス１２へのＨＣｌの添加位置は、ＮＨ3の添加位置よりも上流側としているが、ＮＨ3の添加位置よりも下流側としてもよい。
また、本実施例において、ボイラ１１から排出される排ガス１２にＨＣｌとＮＨ3の両方を添加しているが、煙道１９内における排ガス１２にＮＨ3を添加しなくてもよい。排ガス処理装置１０の脱硝触媒層１３では、排ガス１２中のＮＯｘ（窒素酸化物）を除去すると共に、排ガス１２中のＨｇを酸化し、後流側に設けられる脱硫装置（図示しない）でＨｇを除去するものであるため、煙道１９内で排ガス１２にＮＨ3を添加しなくても、脱硝触媒層１３の脱硝触媒の存在下でＨＣｌでＨｇを塩化物に転換し、脱硫装置（図示しない）でＨｇを除去できるのに変わりないからである。
このように、本実施例に係る排ガス処理装置１０によれば、ボイラ１１からの排ガス１２中のＮＯｘ（窒素酸化物）を除去すると共に、排ガス１２中にＨＣｌを供給してＨｇを酸化する脱硝触媒層１３を有する排ガス処理装置であって、脱硝触媒層１３の入口１３ａ側に、脱硝触媒層１３の入口側の各通路に対応して区画されてなる旋回流発生部本体３１と、該区画された内壁３２に配設され、乱流を発生させる複数の旋回流発生翼３３Ａとから構成されている旋回流発生部材３０Ａを設けている。これにより、煙道１９中の層流の排ガス１２を脱硝触媒層１３内部で旋回流に変化させ、排ガス１２の脱硝触媒との接触時間を増加させることができる。よって、排ガス１２中には予めＨＣｌを供給しているため、排ガス１２中のＨｇと脱硝触媒との酸化反応効率を向上させることができる。この結果、排ガス処理装置１０の後流側に設けられる脱硫装置（図示しない）によりＨｇを高効率で除去することができる。
また、排ガス１２中のＮＯｘの還元性能及びＨｇの酸化性能を向上させることができるため、脱硝触媒層１３において用いる脱硝触媒量を低減することができると共に、排ガス１２に供給するＨＣｌ量を低減することができる。
また、本実施例では、石炭や重油などの硫黄、Ｈｇ等を含む化石燃料を燃焼する火力発電所のボイラから排出される排ガスを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＮＯｘ濃度が低く、二酸化炭素、酸素、ＳＯｘ、煤塵、あるいは水分を含む排ガス、硫黄、Ｈｇ等を含む燃料を燃焼する工場などから排出されるボイラ排ガス、金属工場、石油精製工場、石油化学工場等から排出される加熱炉排ガス等にも適用できる。
以上のように、本発明に係る排ガス処理装置は、脱硝触媒層の入口側に、旋回流発生部材を設け、煙道中の層流の排ガスを脱硝触媒層内部で旋回流に変化させることで、前記排ガスの脱硝触媒との接触時間が増加し、水銀と脱硝触媒との酸化反応効率が向上するので、火力発電所等のＨｇを含有する石炭や重油などの化石燃料を燃焼する装置から排出される排ガスの処理に用いるのに適している。
本発明の実施例に係る排ガス処理装置を有する排ガス処理システムを示す概略図である。 旋回流発生部材の斜視図である。 旋回流発生部材を軸方向から見たときの図である。 他の旋回流発生部材を軸方向から見たときの図である。 本発明の実施例に係る排ガス処理装置他の構成を有する排ガス処理システムを示す概略図である。 他の旋回流発生部材を軸方向から見たときの図である。 ハニカム触媒の斜視図である。 石炭焚きボイラの排ガス処理装置の概略図である。
１０ 排ガス処理装置
１１ ボイラ
１２ 排ガス
１３ 脱硝触媒層
１３ａ 入口
１９ 煙道
２０ 塩酸（液体ＨＣｌ）供給部
２１ 塩素化剤（ＨＣｌ）供給部
２２ 塩素化剤（ＨＣｌ）供給ノズル
２３ アンモニア（ＮＨ3）供給部
２４ アンモニア（ＮＨ3）噴霧ノズル
２８ 通路
２２ 旋回流発生部本体
２３ 内壁
３０Ａ，３０Ａ−１〜３０Ａ−３，３０Ｂ 旋回流発生部材
３１ 本体
３２ 内壁
３３Ａ，３３Ｂ 旋回流発生翼

Claims (5)

  1. ボイラからの排ガス中の窒素酸化物を除去すると共に、前記排ガスの煙道中に塩化水素を供給して水銀を酸化する脱硝触媒層を少なくとも一つ以上有する排ガス処理装置であって、
    前記脱硝触媒層の入口側に、旋回流発生部材を設け、煙道中の層流の排ガスを脱硝触媒層内部で旋回流に変化させてなると共に、
    脱硝触媒層がハニカム触媒であり、
    前記旋回流発生部材が、前記ハニカム触媒の入口側の各通路に対応して区画されてなる旋回流発生部本体と、該区画された内壁に配設され、乱流を発生させる複数の旋回流発生翼とからなることを特徴とする排ガス処理装置。
  2. 請求項１において、
    前記内壁に設けられた複数の前記旋回流発生翼を一組とし、それらがオフセットしつつガス流れ方向に複数配設されていることを特徴とする排ガス処理装置。
  3. 請求項１又は２において、
    前記脱硝触媒層が前記排ガスの流れ方向に沿って複数段設けられていると共に、
    前記旋回流発生部材が、各々の段に配置されることを特徴とする排ガス処理装置。
  4. 前記ボイラと、
    前記ボイラの下流側の煙道に排出された排ガスに塩素化剤を注入する塩素化剤供給部と、
    請求項１乃至３の何れか一つの排ガス処理装置と、
    脱硝後の排ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置と、
    脱硫後のガスを外部に排出する煙突とを有することを特徴とする排ガス処理システム。
  5. 請求項４において、
    前記ボイラの下流側の煙道に排出された排ガスにアンモニアを投入するアンモニア供給部が設けられてなることを特徴とする排ガス処理システム。
JP2008204708A 2008-08-07 2008-08-07 排ガス処理装置及び排ガス処理システム Expired - Fee Related JP4898751B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008204708A JP4898751B2 (ja) 2008-08-07 2008-08-07 排ガス処理装置及び排ガス処理システム
PCT/JP2009/063195 WO2010016393A1 (ja) 2008-08-07 2009-07-23 排ガス処理装置及び排ガス処理システム
US13/003,956 US8518332B2 (en) 2008-08-07 2009-07-23 Air pollution control apparatus and air pollution control system
CN200980128323.6A CN102099097B (zh) 2008-08-07 2009-07-23 废气处理装置及废气处理系统
CA2729664A CA2729664C (en) 2008-08-07 2009-07-23 Air pollution control apparatus and air pollution control system
EP09804880A EP2311550A4 (en) 2008-08-07 2009-07-23 DEVICE AND SYSTEM FOR TREATING EXHAUST GASES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008204708A JP4898751B2 (ja) 2008-08-07 2008-08-07 排ガス処理装置及び排ガス処理システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010036159A JP2010036159A (ja) 2010-02-18
JP4898751B2 true JP4898751B2 (ja) 2012-03-21

Family

ID=41663616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008204708A Expired - Fee Related JP4898751B2 (ja) 2008-08-07 2008-08-07 排ガス処理装置及び排ガス処理システム

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8518332B2 (ja)
EP (1) EP2311550A4 (ja)
JP (1) JP4898751B2 (ja)
CN (1) CN102099097B (ja)
CA (1) CA2729664C (ja)
WO (1) WO2010016393A1 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102519052B (zh) * 2011-12-28 2014-07-23 一重集团大连设计研究院有限公司 烟气多段混流节能降温装置
CN103933858B (zh) * 2014-02-28 2016-08-17 东南大学 一种切向式双涡流scr混合器
CN104534495B (zh) * 2014-12-30 2017-06-16 黑龙江国德节能服务有限公司 雾化压缩烟气脱氮热能回收装置及脱氮和热能回收方法
CN108404653A (zh) * 2018-03-30 2018-08-17 西安热工研究院有限公司 一种烟气scr脱硝提效系统和方法
CN111111414A (zh) * 2020-01-14 2020-05-08 山东师范大学 一种利用双氧水和旋流盘塔进行烟气脱硝的脱硝系统
CN111420557A (zh) * 2020-05-13 2020-07-17 福建龙净脱硫脱硝工程有限公司 多单元脱硝设备
CN116688739B (zh) * 2023-06-29 2024-07-23 池州市贵谦信息技术有限公司 一种采用外排烟气的低温脱硝常减压炉及使用方法
CN118526965B (zh) * 2024-07-26 2024-12-06 苏能(锡林郭勒)发电有限公司 一种火力发电厂烟气脱硫脱硝设备
CN118874181B (zh) * 2024-09-29 2024-12-20 苏能(锡林郭勒)发电有限公司 锅炉烟气全负荷脱硝装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2637119B2 (ja) * 1987-11-12 1997-08-06 バブコツク日立株式会社 脱硝反応装置
JP3619529B2 (ja) * 1993-02-12 2005-02-09 新日本製鐵株式会社 タンデム型メタル担体
JP3935547B2 (ja) * 1997-02-19 2007-06-27 三菱重工業株式会社 排ガス処理方法及び排ガス処理装置
US5916134A (en) * 1997-09-10 1999-06-29 Industrial Technology Research Institute Catalytic converter provided with vortex generator
DE19830342C1 (de) 1998-07-07 1999-11-25 Siemens Ag Katalysatorkörper
AU769548B2 (en) * 1999-10-15 2004-01-29 Abb Lummus Global Inc. Conversion of nitrogen oxides in the presence of a catalyst supported of a mesh-like structure
JP2001198434A (ja) 2000-01-18 2001-07-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排ガス中の水銀処理方法および排ガスの処理システム
JP3932798B2 (ja) * 2000-11-15 2007-06-20 日産自動車株式会社 メタル担体
JP4388542B2 (ja) * 2006-12-07 2009-12-24 三菱重工業株式会社 水銀除去方法及び水銀除去システム

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010036159A (ja) 2010-02-18
EP2311550A4 (en) 2012-08-29
WO2010016393A1 (ja) 2010-02-11
CN102099097A (zh) 2011-06-15
US20110116981A1 (en) 2011-05-19
US8518332B2 (en) 2013-08-27
CA2729664A1 (en) 2010-02-11
CA2729664C (en) 2013-09-17
CN102099097B (zh) 2015-10-07
EP2311550A1 (en) 2011-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4898751B2 (ja) 排ガス処理装置及び排ガス処理システム
JP5489432B2 (ja) 排ガス処理装置及び排ガス処理システム
JP2009202107A (ja) 排ガス処理方法及び装置
JPH10230137A (ja) 排ガス処理方法及び排ガス処理装置
JP2008142602A (ja) 水銀除去方法及び水銀除去システム
JP2009166010A (ja) 石炭焚ボイラの排ガス処理システム及び方法
JP4959650B2 (ja) 排ガス処理装置及び排ガス処理システム
JPWO2011058906A1 (ja) 水銀除去装置及び水銀除去方法
JP2018126674A (ja) 排ガス処理システムおよび排ガス処理方法
JP5398193B2 (ja) 排ガス処理装置、排ガス処理システム及び排ガス中の水銀酸化性能管理システム
JP5716186B2 (ja) 排ガス処理装置及び排ガス処理システム
JP5419400B2 (ja) 排ガス処理装置及び排ガス処理システム
KR100406510B1 (ko) 산화촉매를 이용한 질소산화물 제거장치 및 그 제거방법
KR200234632Y1 (ko) 산화촉매를 이용한 질소산화물 제거장치
PL231036B1 (pl) Sposób redukcji emisji rtęci z kotłów spalających węgiel

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100628

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110823

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111024

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: 20111206

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: 20111226

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4898751

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150106

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees