JPH0243475Y2

JPH0243475Y2 -

Info

Publication number: JPH0243475Y2
Application number: JP1985018136U
Authority: JP
Priority date: 1985-02-12
Filing date: 1985-02-12
Publication date: 1990-11-19
Also published as: JPS61135532U

Description

【考案の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本考案は、再加熱方式排ガス脱硝装置に係り、
特に脱硝装置等の後流において低温の排ガス処理
を行なう場合に好適な再加熱方式排ガス脱硝装置
に関するものである。（従来の技術）ボイラ排ガス等の窒素酸化物（以後NOxと記
す）の除去方法として、触媒（例えばＶ，Ti等
の酸化物触媒）を使用する方法が用いられている
が、触媒の脱硝反応に好適な条件は350〜400℃
で、通常、ボイラの節炭器出口に反応器（触媒）
を配置することが多い。しかしながら還元剤とし
て使用するアンモニアのリーク（漏洩分）が、後
流設備に流入することを避けたり、既設設備の配
置上の節約がある等の場合には、脱硫装置後流の
低温排ガス域に脱硝装置を設置するケースが多く
なつてきている。このような場合、被処理排ガス
を脱硝反応に適する温度まで再加熱する必要があ
る。第５図は、湿式脱硫装置後に脱硝装置を放置す
る場合のブロツク図である。図中に温度条件の一
例を示した。すなわち、脱硫後の排ガス温度は、
通常90〜100℃程度であり、この排ガスを処理す
る場合には、再加熱が必要である。脱硝後の排ガ
スの熱回収と、被処理ガスの昇温を行なうため
に、ガス−ガスヒータ（Ｇ／Ｇヒーター）を設
け、またＧ／Ｇヒーターで昇温後の排ガスを、さ
らに脱硝に必要な温度まで加熱するために、油ま
たはガス燃料を燃焼させ、その燃焼ガスを処理排
ガスと混合する、いわゆるフロントバーナを設け
ている。（考案が解決しようとする問題点）被処理ガスである排ガス中には、通常５〜６％
の酸素（O₂）が含まれているが、通常バーナを
用いる従来のフロントバーナでは、この排ガスを
利用した燃焼は不可能で、別に燃焼用空気を必要
とし、その結果、排ガス量は少なくとも３％は増
加し、後流の脱硝装置の負荷を増加させることに
なる。また、燃焼用の空気（燃焼ガス）が増加す
ることにより、その保有熱分に相当する余分な燃
料を必要とし、フロントバーナの設備が大型化す
るという欠点がある。またこれらによりランニン
グコストがアツプし、また、高温燃焼となるため
にNOxの発生量も増大する。本考案の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、新らたな燃焼用空気を必要とすることな
く、コンパクトなフロントバーナを用い、ランニ
ングコストを低減させた、脱硝後の排ガスを再加
熱する方式の排ガス脱硝装置を提供することにあ
る。（問題点を解決するための手段）本考案は、低温度の排ガスを処理する脱硝装置
において、ガス−ガスヒーターの後流に設けるフ
ロントバーナとして、触媒バーナ（燃焼触媒を使
用したバーナ）を用い、被処理排ガス中の含有
O₂を有効に利用するようにしたものである。す
なわち、低温排ガスを再加熱するための昇温手段
を有する排ガス脱硝装置において、排ガスの昇温
手段として、脱硝反応器の前流に、ガス−ガスヒ
ータおよび触媒燃焼手段を用いたバーナを順に設
け、かつ、上記脱硝反応器入口ガス温度を検出し
て前記バーナに供給する燃料供給量を制御する制
御装置と、前記バーナ出口ガス温度を検出して前
記バーナに供給する被処理ガス量を制御する制御
装置とを設けたことを特徴とする。第１図は、再加熱方式の排ガス脱硝装置のフロ
ーシートを示す図である。被処理排ガスは、ガス
−ガスヒーター１を通り、脱硝後の排ガスと熱交
換して250〜300℃程度に昇温される。この昇温後
の排ガスの一部は、フアン５により吸引され、フ
ロントバーナ４に導入される。フロントバーナ４
には、触媒燃焼手段として触媒バーナ（燃焼触
媒）１０が設けられ、上記バイパスされた被処理
ガスと燃料、（例えばガスまたは油燃料、好まし
くは灯油）を混合した後、燃焼触媒１０に通すこ
とにより、燃焼される。触媒バーナ１０では、流
入ガスである燃料と排ガスの混合物の温度を例え
ば250〜350℃とすることにより、流入ガス中の
O₂濃度が５〜６％程度であつても充分に着火お
よび燃焼させることができる。上記実施例においては、起動時等、混合ガスが
着火温度以下の場合には、補助バーナ９を用いて
着火温度以上に昇温することができる。この補助
バーナ用の燃焼用空気は、押込フアン６により供
給されるが、その量は、例えば全燃料量の10〜15
％程度に相当するものでよい。燃料は、第２図に
詳細に示されるように、その一部がガスチヤンバ
ー８で排ガスにより予熱された後、燃料ノズルか
らフロントバーナ４の底部に供給され、他の部分
は分岐ラインを経て補助バーナ９のバーナノズル
１４から予混合室１２に供給されるようになつて
いる。なお、第１図においては、脱硝反応器３の
出口のNOx濃度を検出し、これに応じてNH₃注
入ノズル７から供給するアンモニアの量を制御す
るライン２０、補助バーナ９に供給する燃料の流
量（Ff）を検出し、その量に応じて補助バーナ
９に供給する空気量を制御するライン２２、フロ
ントバーナ４の触媒バーナ（触媒層）１０の入口
部の温度を検出し、該温度が所定値以上になるよ
うに燃料の分岐ラインの燃料供給量を制御するラ
イン２４、ガスミキサー２と脱硝反応器３との間
の温度を検出し、該温度が脱硝反応器に好適な
350〜400℃の範囲となるようにフロントバーナ４
に供給される燃料供給量を制御するライン２６、
およびフロントバーナ４の出口ガスの温度を検出
し、該温度が所定範囲になるようにフロントバー
ナ４に供給される被処理排ガス量を制御するライ
ン２８がそれぞれ設けられている。脱硝反応器入口の温度は、燃料供給量で制御さ
れ、かつ、フロントバーナ出口温度が、フロント
バーナの触媒がシンタリング（焼結）して触媒性
能が低下するのを防止する一定温度範囲となるよ
うに、被処理排ガス供給量で制御される。このような構成において、触媒バーナ１０での
燃焼温度は、排ガスとの混合により、約
2000kcal／Ｎm³程度の低カロリーガスとなり、か
つ低O₂域での燃焼となるため、燃焼ガス温度は
800〜900℃程度となる。これは触媒バーナ１０の
条件としても好適なものであり、これにより燃焼
室１３の容積を小さくすることができる。本考案において、触媒バーナ１０自体の形状、
配置については特に限定されないが、触媒バーナ
１０の触媒層の層高は150〜200mm程度が好まし
く、このような範囲では圧力損失は40〜60mm・
H₂O程度と低くすることができる。触媒バーナ
１０としては、例えばアルミナ担体にパラジウム
等の酸化触媒を担持させたものが好ましく使用さ
れるが、これに限定されるものではない。フロントバーナ４を出た排ガスは、ガスミキサ
ー２において、被処理排ガスと混合され、脱硝器
３での反応に好適なガス温度に調整され、アンモ
ニア注入ノズル７からアンモニアを注入された
後、反応器３に入り、ここで脱硝反応が行われ、
次いで前述のようにガス−ガスヒーター１を通つ
て被処理ガスを予熱した後、系外に排出される。次に第３図は、本考案に用いるフロントバーナ
の他の実施例を示す断面図であり、排ガスの供給
部に補助バーナ９を設け、起動時等の必要な場合
に補助バーナ９で燃料の一部を燃焼用空気の供給
下に燃焼させた後、その燃焼ガスと排ガスを混合
してフロントバーナ４の予混合室１２に供給し、
ここで燃料ノズル１１からの主燃料と混合した
後、触媒バーナ１０に供給するものである。この
実施例においては、排ガスの供給部と補助バーナ
を一体に構成したので、熱効率がより向上する。また第４図は、本考案の他の実施例を示す脱硝
装置のフローシートを示す図であり、第１図の装
置と異なる点は、フロントバーナ４の出口側にガ
ス−ガスヒーター１６を設け、フアン５から供給
される被処理排ガスと、フロントバーナー４から
排出される高温ガス等と熱交換を行い、フロント
バーナー４に供給される被処理ガスの温度を所定
温度まで上昇させるようにしたことである。フロ
ントバーナの燃焼ガスと被処理排ガスと熱交換さ
せることにより、システムを効率的に運用するこ
とができる。次に本考案による装置を用いた場合と従来技術
と用いた場合のマスバランスを比較した一例を以
下に示す。ボイラ出力350MW級の湿式脱硫装置から排出
された被処理ガス約1.2×10⁶Nm³／ｈを350℃に
昇温後、脱硝を行なう場合のマスバランスの比較
を第１表に示す。

【表】第１表に示すように、本考案によつて、低酸素
燃焼が可能になり、助燃用の燃焼用空気量が低減
され、従つて燃焼排ガス量も少なくなり、また助
燃用燃量を低減することができ、装置的にはフロ
ントバーナを小型化することが可能になる。また
低酸素燃焼により、排ガス中のNOxが低減され、
脱硝装置に必要な触媒量も低減されることにな
る。（考案の効果）以上、本考案によれば、被処理ガス中の含有O₂を有効に利用してフロ
ントバーナの燃料を触媒の存在下で、該被処理ガ
スおよび燃料の供給量を制御して燃焼させること
により、助燃料の低減、助燃用燃焼空気量の低減
（FDFの小型化）、燃焼排ガス量の増加の抑制、
助燃時のNOx量増加の抑制を図ることができ、
また後流脱硝装置の触媒量の低減等、ユーテイリ
テイの低減、設備の小型化により経済的なシステ
ムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例を示す再加熱方式
排ガス脱硝装置のフローシートを示す図、第２図
は、上記第１図の実施例に使用したフロントバー
ナの詳細断面図、第３図は、本考案に用いるフロ
ントバーナの他の実施例を示す断面図、第４図
は、本考案の他の実施例を示す脱硝装置のフロー
シートを示す図、第５図は、従来の再加熱方式排
ガス脱硝装置のフローシートを示す図である。１……ガス−ガスヒーター、２……ガスミキサ
ー、３……脱硝反応器、４……フロントバーナ、
５……フアン、６……押込フアン（FDF）、７…
…NH₃注入ノズル、８……ガスチヤンバー、９
……補助バーナ、１０……触媒バーナ（触媒層）、
１２……予混合室、１３……燃焼室、１４……バ
ーナノズル、１５……バーナ、１６……ガス−ガ
スヒーター。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

低温排ガスを再加熱するための昇温手段を有す
る排ガス脱硝装置において、排ガスの昇温手段と
して、脱硝反応器の前流に、ガス−ガスヒータお
よび触媒燃焼手段を用いたバーナを順に設け、か
つ、上記脱硝反応器入口ガス温度を検出して前記
バーナに供給する燃料供給量を制御する制御装置
と、前記バーナ出口ガス温度を検出して前記バー
ナに供給する被処理ガス量を制御する制御装置と
を設けたことを特徴とする再加熱方式排ガス脱硝
装置。