JPH0365214B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 一般に、窒素酸化物（NOx）の排出量が法的
に規制されているボイラーや加熱炉等にあつて
は、排気ガス中の窒素酸化物量がかなり低減され
るように工夫されているが、かかる規制のないエ
ンジンやガスターピンにあつては、技術的に困難
なこともあつて、排気ガス中の窒素酸化物量はさ
ほど低減されておらず、したがつて排気ガス中の
窒素酸化物を二次的に低減処理しておくことが必
要となる。本発明は、このようにエンジン、ガス
タービンから排出される排気ガス中の窒素酸化物
を二次的に低減処理する方法であつて、特に、排
気ガスを、これにアンモニアガスを注入すること
によつて、触媒の存在下で選択還元脱硝処理させ
る方法に関するものである。

（従来の技術） 従来のこの種排気ガスの脱硝処理方法として、
第２図に示す如く、エンジン又はガスタービン２
１から煙突２２に至る排気ガスの排出管路２３
に、アンモニアガス貯溜装置２７からアンモニア
ガス注入管路２８を導いたアンモニアガス混合器
２４及び適宜の触媒を内装した触媒塔２５を順次
介設して、混合器２４内において排気ガスと注入
管路２８から注入したアンモニアガスとを混合さ
せた上、窒素酸化物含有の排気ガスを、触媒塔２
５内触媒下でアンモニアによつて選択還元脱硝処
理させるようにする方法が良く知られている。

ところで、かかる脱硝処理方法にあつて脱硝処
理を効果的に行わしめるためには、アンモニアガ
スの注入量を排気ガス中の窒素酸化物濃度に応じ
て制御しておくことが必要である。

そこで、従来にあつては、排出管路２３におけ
るアンモニアガス混合器２４の上流側部位及び触
媒塔２５の下流側部位に夫々第１，第２窒素酸化
物濃度検出器２９，３０を設け、或は第２窒素酸
化物濃度検出器３０のみを設けて、注入管路２８
に介設した流量調整弁３１を、制御装置３２によ
り第１，第２検出器２９，３０による検出値に応
じて制御するようにしている。すなわち、第１及
び第２窒素酸化物濃度検出器２９，３０を設ける
場合にあつては、制御装置３２により、両検出器
２９，３０によつて検出された窒素酸化物濃度を
比較して、所定の脱硝率となるようにアンモニア
ガス注入量を制御するのであり、また第２窒素酸
化物濃度検出器３０のみを設けた場合にあつて
は、制御装置３２により、窒素酸化物濃度検出器
３０による検出値と予め設定した設定値とを比較
して、その偏差が零となるようにアンモニアガス
注入量を制御するのである。

（発明が解決しようとする課題） ところが、このように脱硝率又は脱硝処理済排
気ガスにおける窒素酸化物濃度を監視するのみで
は、触媒塔２５を経過した排気ガス中に多量のア
ンモニアガスがリークされる虞れがある。

すなわち、例えば排気ガスが多量の煤塵を含む
場合には、触媒表面に煤塵が付着して触媒機能が
低下し、アンモニアガス注入量が十分であるにも
拘らず、脱硝率が低下しないことになる。そして
このような状態となると、これを窒素酸化物濃度
検出器２９，３０が検出して、脱硝率を設定範囲
内に戻すべくアンモニアガス注入量が制御され、
つまり必要量以上のアンモニアガスが注入され、
その結果、多量のリークアンモニアが発生するこ
とになる。また、一般に第３図に示す如く、必要
とする脱硝率が低いときはリークアンモニア量は
少ないが、ある程度高くなるとリークアンモニア
量が急激に増加する。

而して排気ガス中に多量のリークアンモニアが
発生すると、種々の問題を生ずる。例えば、多量
のアンモニアが煙突２２から大気中に放出される
ことから、公害問題を生ずることは勿論、排出管
路２３における触媒塔２５の下流側に排熱回収装
置を配設している場合には、リークアンモニア濃
度が一定濃度（例えば5ppm程度）を超えると、
アンモニアと排気ガス中の酸化硫黄とが反応し
て、その生成物たる酸性硫安が排熱回収装置表面
に析出し、該装置の機能を著しく低下させること
になる。

本発明は、排気ガス中の窒素酸化物濃度のみな
らずリークアンモニア濃度をも監視して、多量の
リークアンモニアの発生を未然に防止し、もつて
上記問題を生じることなく排気ガスの脱硝処理を
良好に行わしめうる方法を提供することを目的と
するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、エンジン又はガスタービンから導い
た排気ガス排出経路における脱硝処理領域内で、
窒素酸化物含有の排気ガスを、これにアンモニア
ガスを注入することによつて、触媒の存在下で選
択還元脱硝処理させる場合において、上記目的を
達成すべく、特に次のようにすることを提案する
ものである。

すなわち、本発明は、排気ガス中の窒素酸化物
濃度を検出して、これに基づいてアンモニアガス
注入量を制御させ、この状態において排気ガス排
出経路における脱硝処理領域の下流側で排気ガス
中のリークアンモニア濃度を検出して、これが設
定濃度を超えた場合には、前記窒素酸化物濃度に
基づくアンモニアガス注入量制御に優先して、リ
ークアンモニア濃度い基づいてこれが前記設定濃
度以下となるようにアンモニアガス注入量を制限
制御させると共に、リークアンモニア濃度が前記
設定濃度を超え且つその状態が一定時間継続した
場合には、排気ガスを脱硝処理領域の上流側で排
気ガス排出経路に分岐接続した脱硝処理領域迂回
経路にバイパスさせ且つ脱硝処理領域に触媒清掃
用の加圧流体を所定時間吹き込むようにするので
ある。

（作用） 本発明によれば、アンモニアガス注入量は排気
ガス中の窒素酸化物濃度に応じて制御されるが、
検出されたリークアンモニア濃度が設定濃度を超
えるようになると、前記窒素酸化物濃度に基づく
アンモニアガス注入量制御に優先して、リークア
ンモニア濃度が前記設定濃度以下となるようにア
ンモニアガス注入量が制限制御され、また脱硝率
又は脱硝処理領域下流側の窒素酸化物濃度が正常
つまり所定の設定範囲にあるにも拘らず、リーク
アンモニア濃度が前記設定濃度を超え且つその状
態が一定時間継続するようになると、排気ガスが
脱硝処理領域の上流側で排気ガス排出経路に分岐
接続した脱硝処理領域迂回経路にバイパスされる
と共に、脱硝処理領域に触媒清掃用の加圧流体が
所定時間吹き込まれて、触媒が自動的に清掃され
るのである。

（実施例） 以下、本発明を第１図に示す実施例に基づいて
具体的に説明する。

第１図は本発明を実施するためのシステムの一
例を示した系統図であり、第１図において、１は
デイーゼルエンジン，ガスエンジン等のエンジン
又はガスタービン（以下、「エンジン」と総称す
る）であり、２はアンモニアガス貯溜装置３から
アンモニアガス注入管路４を導いたアンモニアガ
ス混合器で、アンモニアガス注入管路４には減圧
弁５及び流量調整弁６が介装されており、７は適
宜の触媒を内装した触媒塔であり、８は排気ガス
の熱を回収する排熱回収装置である。

９はエンジン１から順次混合器２，触媒塔７，
排熱回収装置８を経て煙突１０に至る排気ガス排
出経路たる排出管路である。この排出管路９に
は、混合器２の上流側における窒素酸化物濃度を
検出する第１窒素酸化物濃度検出器１１，触媒塔
７の下流側における窒素酸化物濃度を検出する第
２窒素酸化物濃度検出器１２及び触媒塔７の下流
側におけるリークアンモニア濃度を検出するリー
クアンモニア濃度検出器１３が夫々設けられてい
る。さらに排出管路９には、混合器２の上流側近
傍部位と触媒塔７の下流側近傍部位とを連通する
脱硝処理領域迂回管路１４が分岐接続されてお
り、両管路９，１４の上流側連結部分には夫々第
１，第２開閉ダンパ９ａ，１４ａが配設されてい
る。

１５は自動触媒清掃装置で、スートブロア源１
６から触媒塔７内に加圧流体供給管路１７を導い
てあり、該管路に介設した自動弁１８を制御する
ことによつて、圧縮空気，高圧蒸気等の触媒清掃
用の加圧流体を管路１７先端のスートブロア１７
ａから触媒塔７内に吹き込むようになされてい
る。

１９は各検出器１１，１２，１３による検出値
に基づいて流量調整弁６、ダンパ９ａ，１４ａ及
び自動弁１８を制御する制御装置である。

この実施例では、注入管路４から混合器２内に
アンモニアガスを注入させると共に、エンジン１
から排出された排気ガスを、混合器２，触媒塔
７，排熱回収装置８を経て煙突１０から大気中に
放出させることによつて、排気ガスを排出管路９
における脱硝処理領域内で脱硝処理させる。つま
り、排気ガスは、混合器２内においてアンモニア
ガスとを混合された上、触媒塔７内でつまり触媒
下でアンモニアによつて選択還元脱硝処理される
のである。

このとき、制御装置１９により、流量調整弁
６、ダンパ９ａ，１４ａ及び自動弁１８を各検出
器１１，１２，１３による検出値に基づいて次の
ように制御させる。

すなわち、通常時は、第１ダンパ９ａを開に且
つ第２ダンパ１４ａを閉に制御すると共に、第
１，第２窒素酸化物濃度検出器１１，１２によつ
て検出された脱硝処理領域の上下流側における窒
素酸化物濃度を比較して、所定の脱硝率となるよ
うにアンモニアガス注入量を制御する。なお、窒
素酸化物濃度検出器として第２窒素酸化物濃度検
出器１２のみを設ける場合には、制御装置１９に
より、検出器１２による検出値と予め設定した設
定値とを比較して、その偏差が零となるようにア
ンモニアガス注入量を制御するようにしておく。

そして、リークアンモニア濃度検出器１３によ
る検出濃度が予め設定した設定濃度（例えば
5ppm程度）を超えると、上記した窒素酸化物濃
度に基づくアンモニアガス注入量制御に優先し
て、アンモニアガス注入量をリークアンモニア濃
度検出器１３による検出濃度に基づいて制御す
る。つまり、脱硝率に拘らず、リークアンモニア
濃度が前記設定濃度以下となるようにアンモニア
ガス注入量を制限制御する。なお、検出されるリ
ークアンモニア濃度が設定濃度以下となると、リ
ークアンモニア濃度に基づくアンモニアガス注入
量制御を解除して、窒素酸化物濃度に基づくアン
モニアガス注入量制御を再開させる。

また、脱硝率（上記した如く第１窒素酸化物濃
度検出器１１を設けない場合にあつては、触媒塔
７の下流側における窒素酸化物濃度）が正常値を
となつているにも拘らず、リークアンモニア濃度
が設定濃度を超えており且つその状態が一定時間
継続するときには、この継続時間経過後、制御装
置１９により、第２ダンパ１４ａを開制御すると
共に第１ダンパ９ａを閉制御して、排気ガスを脱
硝処理領域迂回管路１４に導き、脱硝処理領域を
経過させることなく煙突１０から放出させると共
に、自動弁１８を開制御して、加圧流体を触媒塔
７内に吹き込ませる。つまり、触媒塔７内の触媒
表面に付着した煤塵等を加圧流体の噴射作用によ
つて除去し、煤塵等の付着によつて低下，劣化し
た触媒機能を回復させるのである。なお、かかる
触媒の清掃処理は所定時間行われ、該処理が終了
すると、制御装置１９により、上記したアンモニ
アガス注入量制御が再開される。

（発明の効果） 以上の説明から容易に理解されるように、本発
明の脱硝処理方法によれば、排気ガス中の窒素酸
化物濃度のみならずリークアンモニア濃度をも監
視しながら排気ガスを脱硝処理させるから、多量
のリークアンモニアの発生を未然に防止すること
ができ、大気中に多量のアンモニアガスを放出す
るといつた公害問題や脱硝処理領域の下流側に設
けた排熱回収装置に悪影響を及ぼす等の不都合を
生じることなく、排気ガスの脱硝処理を良好に行
うことができる。また、本発明では、触媒を自動
清掃するため、煤塵を多量に含む排気ガスをも効
果的に脱硝処理することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するためのシステムの一
例を示す系統図であり、第２図は従来技術を示す
系統図であり、第３図は排気ガスの脱硝処理にお
けるアンモニアガス注入量と脱硝率及びリークア
ンモニア濃度との関係を示すグラフである。 １…エンジン又はガスタービン、２…アンモニ
アガス混合器、３…アンモニアガス貯溜装置、４
…アンモニアガス注入管路、６…流量調整弁、７
…触媒塔、８…排熱回収装置、９…排気ガスの排
出管路（排気ガス排出経路）、９ａ，１４ａ…開
閉ダンパ、１０…煙突、１１，１２…窒素酸化物
濃度検出器、１３…リークアンモニア濃度検出
器、１４…脱硝処理領域迂回管路（脱硝処理領域
迂回経路）、１５…自動触媒清掃装置、１６…ス
ートブロア源、１７…加圧流体供給管路、１７ａ
…スートブロア、１８…自動弁、１９…制御装
置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジン又はガスタービンから導いた排気ガ
   ス排出経路における脱硝処理領域内で、窒素酸化
   物含有の排気ガスを、これにアンモニアガスを注
   入することによつて、触媒の存在下で選択還元脱
   硝処理させる方法において、排気ガス中の窒素酸
   化物濃度を検出して、これに基づいてアンモニア
   ガス注入量を制御させ、この状態において排気ガ
   ス排出経路における脱硝処理領域の下流側で排気
   ガス中のリークアンモニア濃度を検出して、これ
   が設定濃度を超えた場合には、前記窒素酸化物濃
   度に基づくアンモニアガス注入量制御に優先し
   て、リークアンモニア濃度に基づいてこれが前記
   設定濃度以下となるようにアンモニアガス注入量
   を制限制御させると共に、リークアンモニア濃度
   が前記設定濃度を超え且つその状態が一定時間継
   続した場合には、排気ガスを脱硝処理領域の上流
   側で排気ガス排出経路に分岐接続した脱硝処理領
   域迂回経路にバイパスさせ且つ脱硝処理領域に触
   媒清掃用の加圧流体を所定時間吹き込むようにし
   たことを特徴とする排気ガスの脱硝処理方法。