JPH0440057B2 - - Google Patents
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- JPH0440057B2 JPH0440057B2 JP59196884A JP19688484A JPH0440057B2 JP H0440057 B2 JPH0440057 B2 JP H0440057B2 JP 59196884 A JP59196884 A JP 59196884A JP 19688484 A JP19688484 A JP 19688484A JP H0440057 B2 JPH0440057 B2 JP H0440057B2
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Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は各種ボイラ、工業炉、ガスタービン、
廃棄物処理装置等の燃焼装置から排出される燃焼
排ガス中の窒素酸化物（以下NOXという）を除
去する脱硝装置に関するものである。
廃棄物処理装置等の燃焼装置から排出される燃焼
排ガス中の窒素酸化物（以下NOXという）を除
去する脱硝装置に関するものである。
近年、我が国においては重油供給量のひつ迫か
ら、石油依存度の是正を計るために、従来の重油
専焼から石炭専焼へと燃料を変換しつつあり、特
に事業用ボイラにおいては石炭専焼の大容量火力
発電所が建設されている。
ら、石油依存度の是正を計るために、従来の重油
専焼から石炭専焼へと燃料を変換しつつあり、特
に事業用ボイラにおいては石炭専焼の大容量火力
発電所が建設されている。
ところが、石炭燃料は石油燃料に比べて燃料性
が悪いので排ガス中に含まれるNOX及び未燃分
が発生しやすく、特にNOXの低減対策のために
火炎の分割、排ガスの再循環、二段燃焼及び炉内
脱硝などを採用して緩慢な燃焼を行なわせて
NOXを低減することも行なわれている。
が悪いので排ガス中に含まれるNOX及び未燃分
が発生しやすく、特にNOXの低減対策のために
火炎の分割、排ガスの再循環、二段燃焼及び炉内
脱硝などを採用して緩慢な燃焼を行なわせて
NOXを低減することも行なわれている。
そしてこの石炭専焼火力においては、ボイラ負
荷が常に全負荷で運転されるものは少なく、負荷
を80％負荷、50％負荷、25％負荷へと負荷を上
げ、下げして運転したり、運転を停止するなど、
いわゆる高頻度起動停止（Daily Start Stop以
下単にDSSという）運転を行なつて中間負荷を担
う火力発電プラントへ移行しつつある。
荷が常に全負荷で運転されるものは少なく、負荷
を80％負荷、50％負荷、25％負荷へと負荷を上
げ、下げして運転したり、運転を停止するなど、
いわゆる高頻度起動停止（Daily Start Stop以
下単にDSSという）運転を行なつて中間負荷を担
う火力発電プラントへ移行しつつある。
一方、この中間負荷火力用にはこの火力発電ボ
イラの他に、起動特性のよいガスタービンと排熱
回収ボイラを組合せた、いわゆるコンバインドプ
ラントも用いられ、DSS運転を行なつて電力需要
の多い昼間のみ運転し、夜間は運転を停止するも
のが建設されようとしている。
イラの他に、起動特性のよいガスタービンと排熱
回収ボイラを組合せた、いわゆるコンバインドプ
ラントも用いられ、DSS運転を行なつて電力需要
の多い昼間のみ運転し、夜間は運転を停止するも
のが建設されようとしている。
ところが、この石炭専焼の中間負荷用ボイラ、
ガスタービンにおいてもNOX排出濃度の規制強
化に伴ない、従来の燃焼改善に加えて、NH3を
還元剤として触媒の存在下で脱硝を行なう乾式接
触還元脱硝装置を設置するプラントが増加してい
る。
ガスタービンにおいてもNOX排出濃度の規制強
化に伴ない、従来の燃焼改善に加えて、NH3を
還元剤として触媒の存在下で脱硝を行なう乾式接
触還元脱硝装置を設置するプラントが増加してい
る。
それは石炭専焼ボイラにおいては燃料の燃焼性
が悪いのでNOX量が増加し、ガスタービンプラ
ントにおいては酸素量が多く高温燃焼を行なうた
めに、石炭専焼ボイラと同様に、排ガス中には多
量のNOXを含有しているので、第４図に示す様
な脱硝装置が設置される。
が悪いのでNOX量が増加し、ガスタービンプラ
ントにおいては酸素量が多く高温燃焼を行なうた
めに、石炭専焼ボイラと同様に、排ガス中には多
量のNOXを含有しているので、第４図に示す様
な脱硝装置が設置される。
第４図は脱硝装置が設置されたボイラの代表的
な煙風道系統を示す。
な煙風道系統を示す。
空気ダクト１内の燃焼用空気は押込通風機２に
て昇圧され、空気予熱器３にて排ガスダクト４の
排ガスによつて加熱された後ウインドボツクス５
よりボイラ６へ供給される。
て昇圧され、空気予熱器３にて排ガスダクト４の
排ガスによつて加熱された後ウインドボツクス５
よりボイラ６へ供給される。
一方ボイラ６内で燃焼した排ガスは、排ガスダ
クト４でNH3注入管７からのNH3によつて脱硝
されると共に、下流に配置した脱硝装置８内の触
媒９において脱硝を促進し、排ガス中のNOXは
除去されて空気予熱器３、集塵機１０、誘引通風
機１１で昇圧され大気へ放出される。
クト４でNH3注入管７からのNH3によつて脱硝
されると共に、下流に配置した脱硝装置８内の触
媒９において脱硝を促進し、排ガス中のNOXは
除去されて空気予熱器３、集塵機１０、誘引通風
機１１で昇圧され大気へ放出される。
ところが、かかる脱硝装置８は触媒９の種類に
よつても多少反応温度範囲は異るが、最も脱硝効
率の高い温度範囲は300〜400℃の比較的高温で、
温度範囲はいたつて狭いので、中間負荷火力用の
ボイラやガスタービンの様に常にDSS運転される
ものにおいては、負荷変動によつて排ガス温度が
変動し、触媒９の使用可能領域をはずれてしまう
欠点がある。
よつても多少反応温度範囲は異るが、最も脱硝効
率の高い温度範囲は300〜400℃の比較的高温で、
温度範囲はいたつて狭いので、中間負荷火力用の
ボイラやガスタービンの様に常にDSS運転される
ものにおいては、負荷変動によつて排ガス温度が
変動し、触媒９の使用可能領域をはずれてしまう
欠点がある。
この場合、触媒９の使用ガス温度が高過ぎる
と、触媒９の組織が変化して触媒９としての機能
がそこなわれ、また使用ガス温度が低すぎると排
ガス中に存在する無水硫酸（SO3）と反応してや
はり触媒９の機能が劣化する。
と、触媒９の組織が変化して触媒９としての機能
がそこなわれ、また使用ガス温度が低すぎると排
ガス中に存在する無水硫酸（SO3）と反応してや
はり触媒９の機能が劣化する。
一方、常にDSS運転される火力発電用ボイラ、
コンバインドサイクルにおいては、排ガス量およ
びNOX濃度が変化し、これによつて脱硝性能の
追従性が悪くなる欠点がある。
コンバインドサイクルにおいては、排ガス量およ
びNOX濃度が変化し、これによつて脱硝性能の
追従性が悪くなる欠点がある。
それは、触媒９上でのNOXとNH3の反応機構
に起因する排ガス量およびNOX濃度が起動時、
負荷変化時のように変動する場合には、負荷変動
に合わせてNH3注入量を変化させても脱硝性能
が負荷変動に追従できないからである。
に起因する排ガス量およびNOX濃度が起動時、
負荷変化時のように変動する場合には、負荷変動
に合わせてNH3注入量を変化させても脱硝性能
が負荷変動に追従できないからである。
他方、脱硝装置８での脱硝反応は、一般に触媒
９に吸着したNH3とNOの衝突によつて進行する
ものと考えられ、その反応は 4NO＋4NH3＋O2→4N2＋6H2Ｏ となり、無害な窒素と水に分解されて脱硝され
る。
９に吸着したNH3とNOの衝突によつて進行する
ものと考えられ、その反応は 4NO＋4NH3＋O2→4N2＋6H2Ｏ となり、無害な窒素と水に分解されて脱硝され
る。
その際注入されるNH3量とNOX量の比（NH3
量と排ガス中のNOX量との比、以下単にモル比
という）は１：１で反応する。
量と排ガス中のNOX量との比、以下単にモル比
という）は１：１で反応する。
第５図は縦軸に脱硝率、横軸にモル比を示した
特性曲線図である。
特性曲線図である。
第５図は触媒量をパラメータとしたものである
が、モル比を大きくすれば脱硝率は上昇するが、
次第に脱硝率は横這となり、モル比がある一定の
値以上になると脱硝率も一定になる。
が、モル比を大きくすれば脱硝率は上昇するが、
次第に脱硝率は横這となり、モル比がある一定の
値以上になると脱硝率も一定になる。
つまり、一定量の触媒のもとでは、NH3量を
多く注入しても脱硝率は一定値以上には脱硝でき
ないことが判る。
多く注入しても脱硝率は一定値以上には脱硝でき
ないことが判る。
すなわち、モル比が1.0以下（第５図のＡ点）
で脱硝を行なうと触媒９にNH3の吸着していな
い部分（触媒作用を発揮しない部分）が生じて脱
硝率が下り、同一の脱硝率を得るためには触媒９
の量を多くする必要がある。
で脱硝を行なうと触媒９にNH3の吸着していな
い部分（触媒作用を発揮しない部分）が生じて脱
硝率が下り、同一の脱硝率を得るためには触媒９
の量を多くする必要がある。
また、モル比が1.0以上（第５図のＢ点）で脱
硝を行なうと触媒９全体にNH3が吸着し、脱硝
率が上り、同一の脱硝率を得るためには触媒９の
量を少なくすることができる。
硝を行なうと触媒９全体にNH3が吸着し、脱硝
率が上り、同一の脱硝率を得るためには触媒９の
量を少なくすることができる。
ところが、モル比を上げすぎると脱硝装置８か
ら未反応のNH3が流出し二次公害のおそれもあ
る。
ら未反応のNH3が流出し二次公害のおそれもあ
る。
本発明はかかる従来の欠点を解消しようとする
もので、その目的とするところは触媒量が少な
く、しかも未反応NH3の流出が防止できる脱硝
装置を得ようとするものである。
もので、その目的とするところは触媒量が少な
く、しかも未反応NH3の流出が防止できる脱硝
装置を得ようとするものである。
本発明は前述の目的を達成するために、
窒素酸化物に対する還元剤の混合モル比が１以
上の窒素酸化物と還元剤を含む高モル比のガスを
導入して脱硝する１次脱硝反応器と、 その１次脱硝反応器の後流側に設けられ、１次
脱硝反応器を経由しない未脱硝の窒素酸化物を含
むガスと、前記１次脱硝反応器から排出された未
反応の還元剤を含んだ処理ガスとを混合する混合
手段と、 その混合手段の後流側に設けられ、前記未脱硝
の窒素酸化物を前記処理ガス中の未反応の還元剤
で脱硝する２次脱硝反応器とを備えたことを特徴
とするものである。
上の窒素酸化物と還元剤を含む高モル比のガスを
導入して脱硝する１次脱硝反応器と、 その１次脱硝反応器の後流側に設けられ、１次
脱硝反応器を経由しない未脱硝の窒素酸化物を含
むガスと、前記１次脱硝反応器から排出された未
反応の還元剤を含んだ処理ガスとを混合する混合
手段と、 その混合手段の後流側に設けられ、前記未脱硝
の窒素酸化物を前記処理ガス中の未反応の還元剤
で脱硝する２次脱硝反応器とを備えたことを特徴
とするものである。
以下図面を用いて本発明の実施例を説明する。
第１図から第３図は本発明の実施例を示すもの
で、第１図は本発明の脱硝装置がボイラの煙風道
に１次、２次脱硝反応器を配置した状態を線図的
に示した煙風道系統図、第２図は脱硝装置内に１
次、２次脱硝反応器を配置した状態を示す断面
図、第３図は流動層ボイラの煙風道に１次、２次
脱硝反応器を配置した状態を線図的に示した煙風
道系統図である。
で、第１図は本発明の脱硝装置がボイラの煙風道
に１次、２次脱硝反応器を配置した状態を線図的
に示した煙風道系統図、第２図は脱硝装置内に１
次、２次脱硝反応器を配置した状態を示す断面
図、第３図は流動層ボイラの煙風道に１次、２次
脱硝反応器を配置した状態を線図的に示した煙風
道系統図である。
第１図において、符号１〜１１までは従来のも
のと同一のものを示す。１２は排ガスダクト４か
ら分岐した分岐排ガスダクト、１３はモル比が１
以上のNH3で脱硝する１次脱硝反応器、１４は
未反応のNH3で脱硝する２次脱硝反応器、１５
は排ガスダクト４のダンパである。
のと同一のものを示す。１２は排ガスダクト４か
ら分岐した分岐排ガスダクト、１３はモル比が１
以上のNH3で脱硝する１次脱硝反応器、１４は
未反応のNH3で脱硝する２次脱硝反応器、１５
は排ガスダクト４のダンパである。
ボイラ６から排ガスダクト４へ排出された排ガ
スの一部は分岐排ガスダクト１２に分岐され、そ
のガス中にNH3注入管７から過剰のNH3（モル比
1.0以上）を注入し、１次脱硝反応器１３で脱硝
を行なう。その排ガスは分岐排ガスダクト１２か
ら排ガスダクト４（２次脱硝反応器１３の入口）
に戻す。ここで、分岐排ガスダクト１２のNOX
と排ガスダクト４の未処理NOXとが混合され１
次脱硝反応器１３からの未反応NH3と２次脱硝
反応器１４内の触媒９により脱硝反応し、NOX
が除去され、空気予熱器３で熱交換後、誘引通風
機１１より大気に放出される。
スの一部は分岐排ガスダクト１２に分岐され、そ
のガス中にNH3注入管７から過剰のNH3（モル比
1.0以上）を注入し、１次脱硝反応器１３で脱硝
を行なう。その排ガスは分岐排ガスダクト１２か
ら排ガスダクト４（２次脱硝反応器１３の入口）
に戻す。ここで、分岐排ガスダクト１２のNOX
と排ガスダクト４の未処理NOXとが混合され１
次脱硝反応器１３からの未反応NH3と２次脱硝
反応器１４内の触媒９により脱硝反応し、NOX
が除去され、空気予熱器３で熱交換後、誘引通風
機１１より大気に放出される。
第１図の分岐排ガスダクト１２に分岐したガス
中にNH3注入管７からモル比が1.0以上になるよ
うにNH3を注入し、１次脱硝反応器１３内の触
媒９に吸着させることによつて、１次脱硝反応器
１３内の触媒９は、高モル比で触媒作用を充分発
揮でき、従来のものと比べ触媒量は少なくなる。
中にNH3注入管７からモル比が1.0以上になるよ
うにNH3を注入し、１次脱硝反応器１３内の触
媒９に吸着させることによつて、１次脱硝反応器
１３内の触媒９は、高モル比で触媒作用を充分発
揮でき、従来のものと比べ触媒量は少なくなる。
また、NH3注入管７から高モル比のNH3を注
入しても、１次脱硝反応器１３で消費され、１次
脱硝反応器１３での未反応NH3は２次脱硝反応
器１４での還元剤として利用されるために未反応
NH3の流出による二次公害も防止できる。
入しても、１次脱硝反応器１３で消費され、１次
脱硝反応器１３での未反応NH3は２次脱硝反応
器１４での還元剤として利用されるために未反応
NH3の流出による二次公害も防止できる。
この様に、２次脱硝反応器１４内の触媒９量
は、未反応NH3を一定値に押えることに対して
は、従来のものと同一である。しかし、１次脱硝
反応器１３内の触媒９が従来のものより高モル比
で、しかも分岐などでガス流量が少ないから低流
速で反応することによつて、触媒９の単位表面積
当りで、より多くのNOXを還元することになり、
２次脱硝反応器１４の入口でのNOX量は従来の
ものよりも大巾に減少する。従つてこれに見合う
だけの触媒量を２次脱硝反応器１４内に設置し、
１次脱硝反応器１３からの未反応NH3により脱
硝されることになる。よつて、脱硝装置全体の触
媒量が、従来のものと比べ、少なくなつてくる。
なお、分岐排ガスダクト１２に分岐するガス量の
割合は、１次脱硝反応器１３からの未反応NH3
量が、２次脱硝反応器１４で脱硝するのに必要な
NH3量以下になるようにダンパ１５で調整すれ
ばよい。
は、未反応NH3を一定値に押えることに対して
は、従来のものと同一である。しかし、１次脱硝
反応器１３内の触媒９が従来のものより高モル比
で、しかも分岐などでガス流量が少ないから低流
速で反応することによつて、触媒９の単位表面積
当りで、より多くのNOXを還元することになり、
２次脱硝反応器１４の入口でのNOX量は従来の
ものよりも大巾に減少する。従つてこれに見合う
だけの触媒量を２次脱硝反応器１４内に設置し、
１次脱硝反応器１３からの未反応NH3により脱
硝されることになる。よつて、脱硝装置全体の触
媒量が、従来のものと比べ、少なくなつてくる。
なお、分岐排ガスダクト１２に分岐するガス量の
割合は、１次脱硝反応器１３からの未反応NH3
量が、２次脱硝反応器１４で脱硝するのに必要な
NH3量以下になるようにダンパ１５で調整すれ
ばよい。
本発明者等の脱硝装置における実証テストによ
れば本発明を実施することによつて触媒量が従来
のものに比べて約16％少なくなることが判明し
た。
れば本発明を実施することによつて触媒量が従来
のものに比べて約16％少なくなることが判明し
た。
なお、実証テストの条件は、ボイラ６の節炭器
（図示していない）出口の排ガス中のNOXは
250ppm、２次脱硝反応器１４の出口NOX
50ppm、未反応NH35ppm、排ガス温度350℃、
分岐排ガスダクト１２へのガス量比が全体の75％
であつた。
（図示していない）出口の排ガス中のNOXは
250ppm、２次脱硝反応器１４の出口NOX
50ppm、未反応NH35ppm、排ガス温度350℃、
分岐排ガスダクト１２へのガス量比が全体の75％
であつた。
第２図のものは他の実施例を示すもので、第１
図のものにおいては、１次脱硝反応器１３と２次
脱硝反応器１４に分割したが、第２図のものは脱
硝装置８内を１次脱硝反応器１３と２次脱硝反応
器１４に分けたものである。
図のものにおいては、１次脱硝反応器１３と２次
脱硝反応器１４に分割したが、第２図のものは脱
硝装置８内を１次脱硝反応器１３と２次脱硝反応
器１４に分けたものである。
第２図において７はNH3注入管、８は脱硝装
置、９ａ，９ｂは１次、２次触媒層、１３は１次
脱硝反応器、１４は２次脱硝反応器、１５はダン
パであり、１６は１次触媒層９ａと空塔部１７を
仕切る仕切板、１８は１次脱硝反応器１３と２次
脱硝反応器１４の間に形成された混合室である。
置、９ａ，９ｂは１次、２次触媒層、１３は１次
脱硝反応器、１４は２次脱硝反応器、１５はダン
パであり、１６は１次触媒層９ａと空塔部１７を
仕切る仕切板、１８は１次脱硝反応器１３と２次
脱硝反応器１４の間に形成された混合室である。
この様な構造において第２図のものは、脱硝装
置８内を１次触媒層９ａを有する１次脱硝反応器
１３と２次触媒層９ｂを有する２次脱硝反応器１
４に分け、１次脱硝反応器１３内を仕切板１６に
よつて触媒を充填した１次触媒層９ａと空塔部１
７とに数室に分割する。そして１次触媒層９ａの
前流でNH3注入管７より過剰のNH3を注入し１
次触媒層９ａで部分脱硝を行なう。その過剰に注
入した為の未反応NH3と空塔部１７でリークし
た未処理排ガス中のNOXとが、１次触媒層９ａ
と２次触媒層９ｂとの間に形成された混合室１８
で混合される。ここで、１次触媒層９ａの出口で
は、空塔部１７が未処理NOXの噴出ノズルの形
となり、１次触媒層９ａを通過して未反応NH3
を含んだNOXの少ない排ガス中に未処理のNOX
を含んだ排ガスを噴出することになる。次に混合
した排ガスは、２次触媒層９ｂ内の触媒で、
NOXが除去され出口へと導かれる。
置８内を１次触媒層９ａを有する１次脱硝反応器
１３と２次触媒層９ｂを有する２次脱硝反応器１
４に分け、１次脱硝反応器１３内を仕切板１６に
よつて触媒を充填した１次触媒層９ａと空塔部１
７とに数室に分割する。そして１次触媒層９ａの
前流でNH3注入管７より過剰のNH3を注入し１
次触媒層９ａで部分脱硝を行なう。その過剰に注
入した為の未反応NH3と空塔部１７でリークし
た未処理排ガス中のNOXとが、１次触媒層９ａ
と２次触媒層９ｂとの間に形成された混合室１８
で混合される。ここで、１次触媒層９ａの出口で
は、空塔部１７が未処理NOXの噴出ノズルの形
となり、１次触媒層９ａを通過して未反応NH3
を含んだNOXの少ない排ガス中に未処理のNOX
を含んだ排ガスを噴出することになる。次に混合
した排ガスは、２次触媒層９ｂ内の触媒で、
NOXが除去され出口へと導かれる。
この様に第２図の１次触媒層９ａの上流で、モ
ル比が1.0以上になるように、NH3注入管７より
過剰のNH3を注入することにより、１次触媒層
９ａの触媒作用を充分に発揮できる。ここで過剰
のNH3を注入した為に、１次触媒層９ａの出口
では、未反応NH3が流出するが、この未反応
NH3と空塔部１７からバイパスしたNOXとが１
次触媒層９ａ出口の混合室１８で混合され、２次
触媒層９ｂで脱硝される。この様に１次触媒層９
ａでは高モル比での反応により、１次触媒層９ａ
内の必要触媒量は従来のものに比べ少なくなると
共に、未反応NH3の混合距離を短かくすること
ができる。
ル比が1.0以上になるように、NH3注入管７より
過剰のNH3を注入することにより、１次触媒層
９ａの触媒作用を充分に発揮できる。ここで過剰
のNH3を注入した為に、１次触媒層９ａの出口
では、未反応NH3が流出するが、この未反応
NH3と空塔部１７からバイパスしたNOXとが１
次触媒層９ａ出口の混合室１８で混合され、２次
触媒層９ｂで脱硝される。この様に１次触媒層９
ａでは高モル比での反応により、１次触媒層９ａ
内の必要触媒量は従来のものに比べ少なくなると
共に、未反応NH3の混合距離を短かくすること
ができる。
また、１次触媒層９ａ内の触媒が従来のものよ
りも高モル比で反応することにより、触媒の単位
表面積当りで、より多くのNOXを還元するので
後流の２次触媒層９ｂ入口でのNOX量は従来の
ものより大巾に減少する。
りも高モル比で反応することにより、触媒の単位
表面積当りで、より多くのNOXを還元するので
後流の２次触媒層９ｂ入口でのNOX量は従来の
ものより大巾に減少する。
なお、１次触媒層９ａ内の空塔部１７からバイ
パスさせるガス割合は、１次触媒層９ａからの未
反応NH3濃度が、２次触媒層９ｂで脱硝するの
に必要なNH3濃度以下になるように、ダンパ１
５により調整する。
パスさせるガス割合は、１次触媒層９ａからの未
反応NH3濃度が、２次触媒層９ｂで脱硝するの
に必要なNH3濃度以下になるように、ダンパ１
５により調整する。
そして、ダンパ１５は低負荷時等ガス流量の変
化に対して開、閉することによつてガス量を調整
することができ、DSS運転時であつても脱硝する
ことができる。
化に対して開、閉することによつてガス量を調整
することができ、DSS運転時であつても脱硝する
ことができる。
第３図は流動層ボイラに本発明の脱硝装置を適
用した煙風道系統図である。
用した煙風道系統図である。
第３図において、１は空気ダクト、２は押込通
風機、３は空気予熱器、４は排ガスダクトで４ａ
は主排ガスダクト、４ｂは副排ガスダクト、５は
ウインドボツクス、１３は１次脱硝反応器、１４
は２次脱硝反応器で、１９は主流動層（Main
Bed Cell以下単にMBCという）、２０は主排ガ
スダクト４ａに配置されたマルチサイクロン（以
下単にＭ／Ｃという）、２１はＭ／Ｃ２０で回収
された捕集灰供給管、２２は捕集灰を焼却する副
流動層（Carbon Burn up Cell以下単にCBCと
いう）、２３は副排ガスダクト４ｂに配置された
シングルサイクロン（以下単にＳ／Ｃという）、
２４は主排ガスダクト４ａと副排ガスダクト４ｂ
の排ガスを混合するガスミキシング装置である。
風機、３は空気予熱器、４は排ガスダクトで４ａ
は主排ガスダクト、４ｂは副排ガスダクト、５は
ウインドボツクス、１３は１次脱硝反応器、１４
は２次脱硝反応器で、１９は主流動層（Main
Bed Cell以下単にMBCという）、２０は主排ガ
スダクト４ａに配置されたマルチサイクロン（以
下単にＭ／Ｃという）、２１はＭ／Ｃ２０で回収
された捕集灰供給管、２２は捕集灰を焼却する副
流動層（Carbon Burn up Cell以下単にCBCと
いう）、２３は副排ガスダクト４ｂに配置された
シングルサイクロン（以下単にＳ／Ｃという）、
２４は主排ガスダクト４ａと副排ガスダクト４ｂ
の排ガスを混合するガスミキシング装置である。
以下、本発明の実施例を説明する前に流動層ボ
イラの概略について説明する。
イラの概略について説明する。
流動層ボイラは第３図に示す如くMBC１９と
CBC２２とからなり、MBC１９では石炭を燃焼
させ、CBC２２ではMBC１９から飛来した未燃
分をＭ／Ｃ２０で分離し、捕集灰供給管２１より
CBC２２へ供給して再燃焼させる。
CBC２２とからなり、MBC１９では石炭を燃焼
させ、CBC２２ではMBC１９から飛来した未燃
分をＭ／Ｃ２０で分離し、捕集灰供給管２１より
CBC２２へ供給して再燃焼させる。
このMBC１９で燃焼させる石炭燃料は石油燃
料に比べてＳ分、Ｎ分含有率が多いのでSOX、
NOXの発生量が多く公害規制の面から石炭燃料
をよりクリーンな燃焼を行なわせるために流動層
ボイラが注目されている。
料に比べてＳ分、Ｎ分含有率が多いのでSOX、
NOXの発生量が多く公害規制の面から石炭燃料
をよりクリーンな燃焼を行なわせるために流動層
ボイラが注目されている。
例えば流動層ボイラでは流動媒体として１〜10
mmの石炭と石灰石を粒状のまま用い、流動層内で
800〜900℃の比較的低温（微粉炭焚ボイラの燃焼
温度は1200〜1600℃）で燃焼させることができる
ので、従来の微粉炭焚ボイラに比べて燃焼と同時
に脱硫作用を行なうことができ、また低温での燃
焼であるためにNOXの発生量が少なくなる等の
特徴がある。
mmの石炭と石灰石を粒状のまま用い、流動層内で
800〜900℃の比較的低温（微粉炭焚ボイラの燃焼
温度は1200〜1600℃）で燃焼させることができる
ので、従来の微粉炭焚ボイラに比べて燃焼と同時
に脱硫作用を行なうことができ、また低温での燃
焼であるためにNOXの発生量が少なくなる等の
特徴がある。
ところが、CBC２２の燃焼温度はMBC１９の
燃焼温度よりも100℃程度高めて燃焼効率を上げ
ることが試みられている。
燃焼温度よりも100℃程度高めて燃焼効率を上げ
ることが試みられている。
それはCBC２２の主燃料はMBC１９から飛来
し捕集灰中にはMBC１９で燃焼しなかつた未燃
カーボンが多く含まれているからである。
し捕集灰中にはMBC１９で燃焼しなかつた未燃
カーボンが多く含まれているからである。
従つて、MBC１９から発生するNOX濃度と、
CBC２２から発生するNOX濃度はCBC２２から
の方が濃い。
CBC２２から発生するNOX濃度はCBC２２から
の方が濃い。
そこで本発明においては第３図に示すように
CBC２２の出口側の副排ガスダクト４ｂに過剰
のNH3（モル比1.0以上）で脱硝する１次脱硝反応
器１３を設け、主排ガスダクト４ａに未反応
NH3で脱硝する２次脱硝反応器１４を設けたの
である。
CBC２２の出口側の副排ガスダクト４ｂに過剰
のNH3（モル比1.0以上）で脱硝する１次脱硝反応
器１３を設け、主排ガスダクト４ａに未反応
NH3で脱硝する２次脱硝反応器１４を設けたの
である。
MBC１９からの排ガスは主排ガスダクト４ａ
のＭ／Ｃ２０により捕集灰が分離され、ガスミキ
シング装置２４、２次脱硝反応器１４、空気予熱
器３を経て誘引通風機１１より大気へ放出され
る。
のＭ／Ｃ２０により捕集灰が分離され、ガスミキ
シング装置２４、２次脱硝反応器１４、空気予熱
器３を経て誘引通風機１１より大気へ放出され
る。
一方、Ｍ／Ｃ２０で分離された捕集灰は捕集灰
供給管２１よりCBC２２へ送られ、CBC２２で
燃焼した排ガスは副排ガスダクト４ｂのＳ／Ｃ２
３で捕集灰が分離され、１次脱硝反応器１３を経
てミキシング装置２４へ供給されて主排ガスダク
ト４ａの排ガスと混合される。
供給管２１よりCBC２２へ送られ、CBC２２で
燃焼した排ガスは副排ガスダクト４ｂのＳ／Ｃ２
３で捕集灰が分離され、１次脱硝反応器１３を経
てミキシング装置２４へ供給されて主排ガスダク
ト４ａの排ガスと混合される。
この様に１次脱硝反応器１３において高モル比
のアンモニア注入を行なつて高脱硝率運用を行な
うと１次脱硝反応器１３より流出した未反応アン
モニアはMBC１９からの排ガス中のNOX還元剤
として使用され２次脱硝反応器１４にて脱硝が行
なわれるため２次脱硝反応器１４の出口において
は規定のNOX濃度、未反応アンモニア濃度にな
る。
のアンモニア注入を行なつて高脱硝率運用を行な
うと１次脱硝反応器１３より流出した未反応アン
モニアはMBC１９からの排ガス中のNOX還元剤
として使用され２次脱硝反応器１４にて脱硝が行
なわれるため２次脱硝反応器１４の出口において
は規定のNOX濃度、未反応アンモニア濃度にな
る。
以上述べたように、流動層ボイラの副排ガスダ
クト４ｂに１次脱硝反応器１３、主排ガスダクト
４ａに２次脱硝反応器１４を分けて配置すること
によつて、１次脱硝反応器１３で高モル比、高脱
硝率の運用を行なうことができ、また触媒表面上
のアンモニア吸着面を有効利用できるため、従来
技術のようにCBC２２の排ガスとMBC１９の排
ガスの合流後に脱硝装置を設け、一括して脱硝す
る場合に比べて約10〜20％程度の触媒量の低減が
計れる。
クト４ｂに１次脱硝反応器１３、主排ガスダクト
４ａに２次脱硝反応器１４を分けて配置すること
によつて、１次脱硝反応器１３で高モル比、高脱
硝率の運用を行なうことができ、また触媒表面上
のアンモニア吸着面を有効利用できるため、従来
技術のようにCBC２２の排ガスとMBC１９の排
ガスの合流後に脱硝装置を設け、一括して脱硝す
る場合に比べて約10〜20％程度の触媒量の低減が
計れる。
また、通常運用時点においては１次脱硝反応器
１３の上流でアンモニア注入を行ない、１次脱硝
反応器１３を経て、MBC１９の排ガスとミキシ
ング装置２４によつてミキシングされるため
MBC１９の排ガスとの混合が従来技術に比べ格
段に改善されるため、ガスミキシング装置２４よ
り２次脱硝反応器１４間の主排ガスダクト４ａを
短かくすることができコンパクトな設計ができ
る。
１３の上流でアンモニア注入を行ない、１次脱硝
反応器１３を経て、MBC１９の排ガスとミキシ
ング装置２４によつてミキシングされるため
MBC１９の排ガスとの混合が従来技術に比べ格
段に改善されるため、ガスミキシング装置２４よ
り２次脱硝反応器１４間の主排ガスダクト４ａを
短かくすることができコンパクトな設計ができ
る。
更にCBC２２の副排ガスダクト４ｂとMBC１
９の主排ガスダクト４ａの圧損値は、MBC１９
の主排ガスダクト４ａ側が通常数十粍水頭程度圧
損が大きいのが普通である。従つて副排ガスダク
ト４ｂに１次脱硝反応器１３を設けない従来技術
においては図示していないダンパ等を絞りCBC
２２側の圧損値をMBC１９側に合せる運用を行
なつているが、本実施例の様に１次脱硝反応器１
３をCBC２２の副排ガスダクト４ｂに設けても
特に誘引通風機１１の吐出圧をアツプする必要は
ない。むしろ２次脱硝反応器１４に充填する触媒
の量が低減することから、主排ガスダクト４ａの
圧損値が低下し、システム圧損値としては小さく
なりそれだけ所内動力の低減を計ることができ
る。
９の主排ガスダクト４ａの圧損値は、MBC１９
の主排ガスダクト４ａ側が通常数十粍水頭程度圧
損が大きいのが普通である。従つて副排ガスダク
ト４ｂに１次脱硝反応器１３を設けない従来技術
においては図示していないダンパ等を絞りCBC
２２側の圧損値をMBC１９側に合せる運用を行
なつているが、本実施例の様に１次脱硝反応器１
３をCBC２２の副排ガスダクト４ｂに設けても
特に誘引通風機１１の吐出圧をアツプする必要は
ない。むしろ２次脱硝反応器１４に充填する触媒
の量が低減することから、主排ガスダクト４ａの
圧損値が低下し、システム圧損値としては小さく
なりそれだけ所内動力の低減を計ることができ
る。
以上、流動層ボイラに適用した脱硝装置につい
て説明したが、例えばMBC１９がLNG焚ボイ
ラ、CBC２２が石炭焚ボイラのように、NOX量
の異るボイラプラントにも応用できる。
て説明したが、例えばMBC１９がLNG焚ボイ
ラ、CBC２２が石炭焚ボイラのように、NOX量
の異るボイラプラントにも応用できる。
この場合、NOX発生量の多い石炭焚ボイラ側
に１次脱硝反応器１３を配置し、石炭焚ボイラと
LNG焚ボイラの集合排ガスダクトに２次脱硝反
応器１４を配置してもよく、他の化学プラントな
どにおいても適用できるものである。
に１次脱硝反応器１３を配置し、石炭焚ボイラと
LNG焚ボイラの集合排ガスダクトに２次脱硝反
応器１４を配置してもよく、他の化学プラントな
どにおいても適用できるものである。
本発明は脱硝反応器を過剰のNH3で脱硝する
１次脱硝反応器と、未反応のNH3で脱硝する２
次脱硝反応器に分けたので、触媒量が少なくな
り、しかも未反応NH3の流出が防止されて二次
公害も防止できる。
１次脱硝反応器と、未反応のNH3で脱硝する２
次脱硝反応器に分けたので、触媒量が少なくな
り、しかも未反応NH3の流出が防止されて二次
公害も防止できる。
第１図から第３図は本発明の実施例に係るもの
で、第１図は本発明の脱硝装置がボイラの煙風道
に１次、２次脱硝反応器を配置した状態を線図的
に示した煙風道系統図、第２図は脱硝装置内に１
次、２次脱硝反応器を配置した状態を示す断面
図、第３図は流動層ボイラの煙風道に１次、２次
脱硝反応器を配置した状態を示す煙風道系統図、
第４図は従来の脱硝装置が配置された煙風道系統
図、第５図は縦軸に脱硝率、横軸にモル比を示し
た特性曲線図である。 ４……排ガスダクト、７……NH3注入管、８
……脱硝反応器、９……触媒、１３……１次脱硝
反応器、１４……２次脱硝反応器。
で、第１図は本発明の脱硝装置がボイラの煙風道
に１次、２次脱硝反応器を配置した状態を線図的
に示した煙風道系統図、第２図は脱硝装置内に１
次、２次脱硝反応器を配置した状態を示す断面
図、第３図は流動層ボイラの煙風道に１次、２次
脱硝反応器を配置した状態を示す煙風道系統図、
第４図は従来の脱硝装置が配置された煙風道系統
図、第５図は縦軸に脱硝率、横軸にモル比を示し
た特性曲線図である。 ４……排ガスダクト、７……NH3注入管、８
……脱硝反応器、９……触媒、１３……１次脱硝
反応器、１４……２次脱硝反応器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 窒素酸化物に対する還元剤の混合モル比が１
以上の窒素酸化物と還元剤を含む高モル比のガス
を導入して脱硝する１次脱硝反応器と、 その１次脱硝反応器の後流側に設けられ、１次
脱硝反応器を経由しない未脱硝の窒素酸化物を含
むガスと、前記１次脱硝反応器から排出された未
反応の還元剤を含んだ処理ガスとを混合する混合
手段と、 その混合手段の後流側に設けられ、前記未脱硝
の窒素酸化物を前記処理ガス中の未反応の還元剤
で脱硝する２次脱硝反応器とを備えたことを特徴
とする脱硝装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59196884A JPS6174631A (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 脱硝装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59196884A JPS6174631A (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 脱硝装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6174631A JPS6174631A (ja) | 1986-04-16 |
| JPH0440057B2 true JPH0440057B2 (ja) | 1992-07-01 |
Family
ID=16365253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59196884A Granted JPS6174631A (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 脱硝装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6174631A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51112483A (en) * | 1975-03-28 | 1976-10-04 | Asahi Glass Co Ltd | Multi-tank catalytic reaction apparatus |
| JPS5499772A (en) * | 1978-01-24 | 1979-08-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Packing layer for solid-gas contact reaction apparatus |
-
1984
- 1984-09-21 JP JP59196884A patent/JPS6174631A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51112483A (en) * | 1975-03-28 | 1976-10-04 | Asahi Glass Co Ltd | Multi-tank catalytic reaction apparatus |
| JPS5499772A (en) * | 1978-01-24 | 1979-08-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Packing layer for solid-gas contact reaction apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6174631A (ja) | 1986-04-16 |
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