JPH03260313A - 内燃機関の排ガス脱硝方法 - Google Patents

内燃機関の排ガス脱硝方法

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JPH03260313A
JPH03260313A JP2058508A JP5850890A JPH03260313A JP H03260313 A JPH03260313 A JP H03260313A JP 2058508 A JP2058508 A JP 2058508A JP 5850890 A JP5850890 A JP 5850890A JP H03260313 A JPH03260313 A JP H03260313A
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Japan
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hot air
internal combustion
combustion engine
valve
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JP2058508A
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Kazuto Katakura
片倉 和人
Yoichi Kamitaki
上滝 洋一
Akito Mitsui
三井 章人
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は電力と熱の併給(コージェネレーション)等
に用いられる内燃機関の排ガスからのアンモニア接触還
元脱硝法に関する。
[従来の技術] 最近、エネルギーの有効利用技術としてコージエネレシ
ョンシステムが注目され、普及しつつある9本システム
の代表例はディーゼルエンジンやガスタービン等の内燃
機関により発′r:i機を駆動して電力を得るとともに
排ガスボイラな用いて高温の排ガスから蒸気又は温水の
形で廃熱を回収し、冷暖房や給湯及び工場等における熱
源として利用するもので、ひとつのエネルギー源から電
力と熱を併給するものである。
本システムは、投入エネルギーに対する利用エネルギー
の総合効率が60〜80%と非常に優れたものであるが
大気汚染防止の観点からは、内燃機関から排出される排
ガス中の窒素酸化物C以下NOxと表現する)を低減さ
せるための脱硝装置が必要となる。
排ガスの脱硝技術として現在商用されているものはアン
モニア(以下N)Itと表現する)を使った触媒上での
接触還元脱硝法がある。この脱硝法は生成物が窒素と水
のみであり、二次公害の心配がなく、また単純なプロセ
スで原料もNHIだけで良いため経済的で優れた脱硝法
といえる。
従来NH,を利用した内燃機関排ガスの脱硝法に関して
は多くの提案がなされている0例えば、特開昭64−7
930号公報、特開平1−119329号公報、特開昭
64−56120号公報に開示されている。
[本発明が解決しようとする課題] NH,による脱硝方法は、内燃機関から排出された排ガ
ス中に脱硝装置上流側のダクトに設けられたNH,注入
口よりNH,を注入することによって脱硝装置内の貴金
属等からなる触媒で排ガス中のNOxをN!とHIOに
分解するものである。
NH3を用いた脱硝装置では、処理する排ガス中に硫黄
酸化物(以下SOxと表現する)が含まれている場合、
最適脱硝温度は約300〜400℃であり、これより低
温領域でNHIを注入すると排ガス中に含まれる5O1
(全SOx中の数%がSOsである)とNHsが反応し
、酸性硫安及び硫安を析出する。この酸性硫安及び硫安
は脱硝装置や脱硝装置の下流側に設置した排ガスボイラ
等の熱回収機器に閉塞トラブルや腐食をひきおこし、触
媒においては致命的なダメージを受けるといった課題が
ある。
内燃機関の始動時において脱硝装置の温度は通常低温領
域にあり、内燃機関から排出される高温の排ガスによっ
て脱硝装置内の触媒表面温度が最適脱硝温度に達するの
に約1〜2時間髪する。
従ってこの間NH,を注入すると前記の通り閉塞トラブ
ル等を生じるため、従来の脱硝法においては内燃機関の
始動時にはNH,の注入を停止していた。このため内燃
機関の始動から脱硝装置が最適脱硝温度に達する迄の間
は高濃度のNOxをそのまま大気中に排出させざるを得
ない課題があつた。
尚、一部には内燃機関の始動前に蒸気や電気コイルヒー
ター等を用いて脱硝装置内の触媒を予熱する手段が生じ
られているものがあるが、両者とも予熱できる温度はせ
いぜい120℃程度であり、最適脱硝温度に達する迄は
NH,の注入はできず、また電気コイルヒーターの場合
は特殊な触媒を用いる必要がありコスト高になるととも
に電力消費量が大きくなる課題があった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明はコージェネレーションシステム等に用いられる
内燃機間の排ガス脱硝において、始動時においても高濃
度のNOxを排出することがない脱硝方法を提供するこ
とを目的としたものであって、その要旨は、内燃機関の
始動前に、熱風発生装置により発生させた高温の熱風を
脱硝装置に通風することによって、内部の触媒を予め最
適脱硝温度に加熱しておき、内燃機関の始動と同時にN
Hsを注入しても酸性硫安及び硫安が生成せず、しかも
高濃度のNOxを大気中に放散させないようにしたもの
である。
用] NHsを用いた脱硝装置は前記の通り、排ガス中に含ま
れるSO3とNH,が反応して脱硝装置の閉塞トラブル
の原因となる酸性硫安及び硫安を析出することが知られ
ている。熱力学的平衡計算に基づく酸性硫安と硫安の析
出温度とSOs、NHs濃度の関係は第2図に示す通り
であるが。
実際は触媒表面でSO,、NHlが濃縮されているため
触媒温度を300℃以上にする必要があると云われてい
る(日本機械学会縁、機械工学便覧エンジニアリング編
C81境装置P、461 。
他方、 NHI脱硝の場合、最適脱硝温度は300〜4
00℃であることが知られている。従って、内燃機関の
始動前に最適脱硝濃度300〜400℃迄脱硝装置を予
熱した後、内燃機関を始動し、同時にNH,を排ガス中
に注入することにより酸性硫安等を析出させることなく
、連続して排ガス脱硝を行うことができる。また脱硝装
置の予熱手段は必要温度に容易に加熱可能で、かつ触媒
に特別の細工を施すことが不要な熱風U作 加熱方式を選択してる。
[実 施 例] 以下本発明の詳細な説明する。第1図は本発明の一実施
態様例を示すものであり、図中1はディーゼルエンジン
、ガスタービン等の内燃機関、2は内燃機関1によって
駆動される発電機、3は内燃機関の排ガスダクト、5は
サイレンサー、8は排ガスの熱を利用して蒸気を発生さ
せる排ガスボイラ、9は排ガスを大気中に排出する煙突
である。
本発明の脱硝装置は、サイレンサー5と排ガスボイラ8
間に設けられており、サイレンサーの上流側のダクトに
はNHsバルブ4aを介してNH,注入装置4が接続さ
れており、脱硝装置7の上流側ダクトには、熱風バルブ
6aを介して熱風発生装置4が接続されている。熱風発
生装置6は、直火にて空気を熱し、熱せられた空気をフ
ァン6bにて熱風としてダクトを通じて脱硝装置7に送
られる。熱風発生装置6の上流側に接続されたブリード
バルブ6cは熱風発生装置6を停止した後、機内に残っ
ている熱を放出するために使う、脱硝装置7の下流側ダ
クトには脱硝装置の予熱状態を監視するための温度計1
1が設けられている。温度計の信号は制御器10にケー
ブルで結ばれており制御器からは内燃機関lの始動S 
W la、 NHs注入バルブ4a、熱風バルブ6a、
ダクトバルブ3aを操作する制御ケーブルが配設されて
いる。
制御器10は、あらかじめ設定した予熱温度300〜4
00℃に達したら熱風器を停止し、各バルブを開閉させ
るとともに内燃機関lの始動条件を出すリモート操作の
ための制御回路が組み込まれている。
尚、各バルブや始動SW等の操作を制御器lOを使用せ
ず、入力によって行うことにしても良い。
次に脱硝運転方法に付いて述べる。
まず、内燃機関lの始動前に、熱風発生装置6を運転し
、熱風バルブ6aを開き、上流側のダクトバルブ3aを
閉じた状態にして熱風をダクト3を通じて脱硝装置、排
ガスボイラ8を通じて煙突9から排出する。熱風の通過
により脱硝装置内の触媒は、徐々にあたためられ設定予
熱温度に達することになる。
尚、予熱工程の熱風は排ガスボイラ8で熱交換して利用
することもできる。
脱硝装置7内部の温度は、下流側に設置した温度計11
により排ガス温度を検出することによって得られ、脱硝
装置7の温度があらかじめ設定した最適脱硝温度300
〜400℃に達したら、制御器lOにより熱風発生装置
6を停止、熱風バルブ6aを閉、ダクトバルブ3aを開
、さらにブリードバルブ6Cを開にした後、内燃機関1
の始動5WlaをONにするとともにNH寥の注入バル
ブ4aを開く。
排ガス温度は、始動直後から数分以内に脱硝反応最適温
度300〜400℃に達し、連続運転中もこの温度に保
たれるため内燃機関の始動から数分以内に排ガス脱硝を
速やかに行うことができ、また触媒はあらかじめ予熱さ
れているため酸性硫安等の析出が無く脱硝装置等の閉塞
トラブルを生じさせることがない。
[発明の効果] 本発明によれば内燃機関の始動前に脱硝装置を最適脱硝
濃度まで予熱した後NH,を注入するため内燃機関の始
動後数分以内から連続して排ガスの脱硝を連続して行う
ことができ大気汚染防止に効果があるとともに酸性硫安
等の析出物が生じることがなく、脱硝装置等の閉塞トラ
ブルや腐食等の発生がない。
又、予熱時に熱風を利用しているので最適脱硝温度まで
容易に加熱することができ、また脱硝装置内の触媒に特
別の細工をする必要がない等の顕著な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施態様例を示す説明図。 第2図はガス中のSO,、NH,濃度と酸性硫安の生成
温度の関係を示す図である。 1・・・内燃機関、    2・・・発電機。 3・・・排ガスダクト、  4・・・NHs注入装置、
5・・・サイレンサー フ・・・脱硝装置、 9−・・煙突、 11・・・温度計、 3a・・・ダクトバルブ、 6a・・・熱風バルブ、 6c・・・ブリードバルブ。 6・・・熱風発生装置、 8・・・排ガスボイラ、 10・・・制御器、 1a・・・始動SW、 4a・・・NH,注入バルブ、 6b・・・ファン、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 内燃機関から排出される排ガス中に、窒素酸化物の
    他に硫黄酸化物が含まれている場合に、アンモニアを注
    入し、触媒上で窒素酸化物を接触還元する脱硝法におい
    て、内燃機関を始動する前に熱風発生装置にて、脱硝装
    置に組み込まれた触媒を最適脱硝温度に予熱し、次いで
    内燃機関の始動とともに排ガス中にアンモニアを注入開
    始することを特徴とする内燃機関の排ガス脱硝方法。
JP2058508A 1990-03-09 1990-03-09 内燃機関の排ガス脱硝方法 Pending JPH03260313A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05163933A (ja) * 1991-12-16 1993-06-29 Nkk Corp 脱硝装置
WO1999056009A1 (fr) * 1998-04-29 1999-11-04 Renault Dispositif de pot catalytique
CN110295986A (zh) * 2019-07-03 2019-10-01 河北工业大学 一种柴油机尾气处理装置和方法

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