JP7002964B2 - 脱硝触媒の研磨時間決定方法及び脱硝触媒の再生方法 - Google Patents
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Description
脱硝触媒は、使用を続けていくと性能が低下するため性能回復が必要である。触媒再生技術の一つとして研磨再生がある。研磨再生は、脱硝触媒の表面を研磨し新しい触媒表面を削り出すことで、触媒性能を回復させる手法である(例えば、特許文献1参照)。
ここで、必要以上に研磨すると脱硝触媒の触媒強度や耐摩耗性が低下するため、所定時間は短めに設定する場合が多い。そうすると、一つの脱硝触媒の研磨において何度も重量測定を行う必要がある。脱硝触媒の研磨は、相当数行う必要があるため、一つの脱硝触媒に複数回の重量測定を行うと、研磨作業に膨大な時間がかかる。
しかし、予め最適な研磨時間が決定されていれば、このような複数回の重量測定が不要で研磨作業の大幅な時間短縮が可能である。
前記研磨時間決定用脱硝触媒の研磨前乾燥前重量を測定する研磨前乾燥前重量測定工程と、
前記研磨時間決定用脱硝触媒を乾燥する研磨前乾燥工程と、直前の前記研磨前乾燥工程を経た前記研磨時間決定用脱硝触媒の重量を測定して最新の研磨前乾燥後重量とする研磨前乾燥後重量測定工程と、前記研磨前乾燥前重量と前記最新の研磨前乾燥後重量とを比較する比較工程を含み、重量差が一定量以上の場合、前記乾燥工程と前記研磨前乾燥後重量測定工程とを繰り返すことが好ましい。
図1は、脱硝触媒が使用される石炭火力発電設備100の構成図である。以下、詳細に説明する、この石炭火力発電設備100において用いられた脱硝触媒622は、使用を続けていくと性能が低下する。このため、性能回復が必要である。性能回復の手法として研磨が行われる。研磨は、触媒表面を研磨して付着物を除去し、新しい触媒表面を削り出すことで、触媒性能を回復させる手法である。本発明の脱硝触媒の研磨時間決定方法は、この研磨時間を決定する方法である。
微粉炭機130は、給炭機125から供給された石炭を粉砕して微粉炭を製造する。微粉炭機130においては、石炭は、平均粒径60μm~80μmに粉砕される。また、微粉炭の粒度分布は、150μm以上が10~15%、75μm~150μmが30~40%、75μm未満が45~60%程度となる。
微粉炭機130としては、ローラミル、チューブミル、ボールミル、ビータミル、インペラーミル等が用いられる。
尚、クリンカアッシュとは、微粉炭を燃焼させた場合に発生する石炭灰のうち、燃焼ボイラ140の底部に落下した塊状の石炭灰をいう。また、フライアッシュとは、微粉炭を燃焼させた場合に発生する石炭灰のうち、燃焼ガス(排ガス)と共に吹き上げられて排気通路150側に流通する程度の粒径(粒径200μm程度以下)の球状の石炭灰をいう。
煙突250は、排気通路150における脱硫通風機240の下流側に配置される。煙突250には、ガスヒータ230で加熱された排ガスが導入される。煙突250は、排ガスを排出する。
脱硝装置160は、図2に示すように、脱硝反応器61と、この脱硝反応器61の内部に配置される複数段の脱硝触媒層62とを備える。
脱硝触媒層62は、図2に示すように、例として、複数のハニカム型の脱硝触媒622を含んで構成される。
脱硝触媒研磨装置1は、気流の上流側端部に配置された研磨材供給装置40から順に、上流側連結部材30、上流固定部材10、脱硝触媒622、下流固定部材20、下流側連結部材60、サイクロン70、搬送パイプ72、バグフィルター80、連結パイプ81、及び吸引ファン95を備える。
また、研磨材供給装置40には、サイクロン70の下端から延びる研磨材ホース48が連結されている。
なお、本実施形態では上流固定部材10及び下流固定部材20の各流路の断面形状は矩形であるが、これに限らず円形でもよく、部位によって異なっていてもよい。
サイクロン70の下流側には、搬送パイプ72が連結され、搬送パイプ72の下流端にはバグフィルター80が連結されている。
また、サイクロン70の下部は、研磨材ホース48を介して研磨材供給装置40に連結されている。
このとき、研磨材ホース48のサイクロン70側は研磨材ホース48の研磨材供給装置40側よりも高い位置にある。このため、研磨材供給装置40に研磨材を供給する際、研磨材供給装置40による吸引力が小さくても研磨材Aを十分に供給することができる。
なお、脱硝触媒622はこの付着物により閉塞している場合があるが、このような場合には、脱硝触媒622を予め水洗等で閉塞部を開口した後、脱硝触媒研磨装置1に配置するのが好ましい。
そして、脱硝触媒622を上流固定部材10と下流固定部材20との間にセットする際、脱硝触媒622は、上述のように、図1で示した石炭火力発電設備100における排ガスの出口側端部622Aを、研磨材供給装置40における研磨材Aの入口側(上流側)にして配置される。
石炭火力発電設備100における脱硝時に、脱硝触媒622は、排ガスの入口側(上流側)のほうが付着物が多い。
一方、研磨材供給装置40は、送風ではなく、空気(及び研磨材A)を吸引して気流発生させるものであるため、脱硝触媒622を流れる研磨材Aは出口側(下流側)のほうが高速で、研磨効果が高い。
そのため脱硝触媒622は、石炭火力発電設備100での脱硝時における出口側端部622Aを上流側にして、上流固定部材10と下流固定部材20との間にセットする。
まず、上述の石炭火力発電設備100において用いられた脱硝装置160内の脱硝触媒622を脱硝装置160から取り出し、そのうちの一つを、研磨時間決定用脱硝触媒622として用いる(以下、研磨時間決定用脱硝触媒622を単に脱硝触媒622として記する)。
脱硝触媒622の研磨前乾燥前重量を測定する(S11)。
脱硝触媒622を研磨前乾燥する(S12)。
脱硝触媒622の直前の研磨前乾燥工程S12を経た研磨前乾燥後重量を測定する(S13)。
そうすると、研磨前後での脱硝触媒622の重量の変化が、摩耗量だけでなく水分の変化も含むことになる。そして、脱硝触媒622の重量を一定量減少させるように研磨を行うのであるが、実際には水分が蒸発した分も減少した重量として判断される。このため、研磨量が減少し、付着物が十分に除去できていない時間を基に研磨時間が決定される。そうすると、その研磨時間で、実際に他の脱硝触媒622の研磨を行った場合に磨耗不足となり、脱硝触媒622の十分な性能回復が確保されない。
このため、本実施形態では脱硝触媒622の乾燥を行う。
研磨前乾燥前重量と最新の研磨前乾燥後重量とを比較し(S14)、重量差が一定量より小さくなった場合(例えば、重量差が研磨前乾燥前重量の1.0%より小さい)(S14,NO)、乾燥前乾燥工程S12において完全に水分が除去されたと判断して、その最新の研磨前乾燥後重量を、脱硝触媒622の研磨前重量と決定する(S15)。
すなわち、上述したように、脱硝触媒622を、上流固定部材10と下流固定部材20とにより挟持する。そして、吸引ファン95を作動させる。そうすると、研磨材供給装置40からの空気の吸引が開始され、研磨材供給装置40内から研磨材Aが上流側連結部材30に供給される。研磨材Aは、上流側連結部材30を通して、上流固定部材10を経て脱硝触媒622に供給される。上流固定部材10に到達した研磨材Aは、吸引されて、脱硝触媒622の上流側から貫通孔に導入され貫通孔内の付着物が研磨される。
次いで、脱硝触媒622の外観を観察する(S4)。ここで、脱硝触媒622が破損していたり、過剰磨耗が生じていた場合(S4、YES)、正確な研磨時間決定が困難であるので、別の脱硝触媒622に交換して(S8)、再度S1に戻る。
脱硝触媒622の研磨後乾燥前重量を測定する(S51)。
脱硝触媒622を研磨後乾燥する(S52)。
脱硝触媒622の直前の研磨後乾燥工程を経た研磨後乾燥後重量を測定する(S53)。
そして、研磨後乾燥前重量と最新の研磨後乾燥後重量とを比較し(S54)、重量差が一定量以上の場合(例えば、重量差が研磨後乾燥前重量の1.0%以上)(S54,YES)、乾燥工程52に戻る。
研磨後乾燥前重量と最新の研磨後乾燥後重量とを比較し(S54)、重量差が一定量より小さくなった場合(例えば、重量差が研磨後乾燥前重量の1.0%より小さい)(S54,NO)、その最新の研磨後乾燥後重量を、脱硝触媒622の研磨後重量と決定する(S55)。
本工程では、研磨量を、研磨前後の脱硝触媒622の重量差により判断している。
そして、脱硝触媒622の重量を一定量減少させるように研磨を行うのであるが、実際には水分が吸収された分も減少させる重量に加わることになる。
このため、研磨量が増加し、付着物が過剰研磨された時間を基に研磨時間が決定される。そうすると、その研磨時間で、実際に他の脱硝触媒622の研磨を行った場合に過剰研磨となり、研磨後の脱硝触媒622の触媒強度や耐摩耗性が低下するおそれがあるとともに、研磨時間のロスにも繋がるからである。
重量差が、目標範囲の下限より少ない場合(S6,少)、研磨が不十分であると判断して再度S2に戻る。そして、S6において求めた重量差と目標範囲との差に応じて、適宜、次に行う研磨工程S2の研磨時間t2を設定し、再度研磨を行う。
そうすることで、その後の脱硝触媒622の研磨においては、その都度、研磨時間Tを決定する作業を行う必要がなく、保存されたデータより適宜適切な研磨時間Tを選択して研磨を実施することで,品質の維持と作業時間の短縮を行うことができる。
10 上流固定部材
20 下流固定部材
30 上流側連結部材
40 研磨材供給装置
48 研磨材ホース
60 下流側連結部材
61 脱硝反応器
62 脱硝触媒層
70 サイクロン
72 搬送パイプ
80 バグフィルター
81 連結パイプ
90 排気ダクト
95 吸引ファン
100 石炭火力発電設備
622 脱硝触媒
622A 出口側端部
624 貫通孔
Claims (4)
- 長手方向に延びる複数の貫通孔が設けられた脱硝触媒における、前記貫通孔に付着した付着物を除去するための研磨時間を決定する方法であって、
研磨時間決定用脱硝触媒における、前記貫通孔に付着した付着物を研磨により除去する前の研磨前重量を決定する研磨前重量決定工程と、
前記貫通孔に研磨材を流入することにより、前記研磨時間決定用脱硝触媒を研磨する研磨工程と、
前記研磨時間決定用脱硝触媒の研磨後重量を決定する研磨後重量決定工程と、
前記研磨前重量と、前記研磨後重量との重量を比較する比較工程と、
比較工程において前記研磨前重量と前記研磨後重量との差が所定範囲内である場合に、前記研磨工程において前記脱硝触媒を研磨した総時間を、研磨時間として決定する研磨時間決定工程と、
を含む、脱硝触媒の研磨時間決定方法。 - 前記研磨前重量決定工程は、
前記研磨時間決定用脱硝触媒の研磨前乾燥前重量を測定する研磨前乾燥前重量測定工程と、
前記研磨時間決定用脱硝触媒を乾燥する研磨前乾燥工程と、
直前の前記研磨前乾燥工程を経た前記研磨時間決定用脱硝触媒の重量を測定して最新の研磨前乾燥後重量とする研磨前乾燥後重量測定工程と、
前記研磨前乾燥前重量と前記最新の研磨前乾燥後重量とを比較する比較工程を含み、
重量差が一定量以上の場合、前記研磨前乾燥工程と前記研磨前乾燥後重量測定工程とを繰り返す、
請求項1に記載の脱硝触媒の研磨時間決定方法。 - 前記研磨後重量決定工程は、
前記研磨時間決定用脱硝触媒の研磨後乾燥前重量を測定する研磨後乾燥前重量測定工程と、
前記研磨時間決定用脱硝触媒を乾燥する研磨後乾燥工程と、
直前の前記研磨後乾燥工程を経た前記研磨時間決定用脱硝触媒の重量を測定して最新の研磨後乾燥後重量とする研磨後乾燥後重量測定工程と、
前記研磨後乾燥前重量と前記最新の研磨後乾燥後重量とを比較し、重量差が一定量以上の場合、前記研磨後乾燥工程と前記研磨後乾燥後重量測定工程とを繰り返す、
請求項1又は2に記載の脱硝触媒の研磨時間決定方法。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の研磨時間決定方法により決定された前記研磨時間で、前記脱硝触媒を研磨する、
脱硝触媒の再生方法。
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