JPH07279650A - 排煙脱硝装置の還元剤噴霧装置 - Google Patents

排煙脱硝装置の還元剤噴霧装置

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JPH07279650A
JPH07279650A JP6067426A JP6742694A JPH07279650A JP H07279650 A JPH07279650 A JP H07279650A JP 6067426 A JP6067426 A JP 6067426A JP 6742694 A JP6742694 A JP 6742694A JP H07279650 A JPH07279650 A JP H07279650A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】エンジンの緊急停止時に、排気管内に残った尿
素水から生じるアンモニアが逆流してエンジン部品を腐
食させるのを防止する。 【構成】エンジン3の排気管4には脱硝反応器7が接続
される。排気管4内の噴霧ノズル6にはポンプ9で尿素
水が供給され、電磁弁12を介して置換用の水が供給され
る。噴霧ノズルの上流に設けられた掃気ノズル13には電
磁弁15を介して気体が供給される。制御装置は、エンジ
ンに設けられた回転センサ16と燃料の流量センサ17から
の信号に基づいて、ポンプ9と電磁弁12,15 を開閉す
る。通常停止時には、ポンプ9が止まり、噴霧ノズルに
水が供給されて残った尿素水が置換され、その後にエン
ジンが停止する。緊急停止時には、掃気ノズル13から気
体が噴射される。その後に置換されて排気管内に出た尿
素水は該気体によって脱硝反応器7へ送られ、エンジン
3へのアンモニアの逆流を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排ガスの浄化に用いら
れる還元触媒を用いた排煙脱硝装置の還元剤噴霧装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジン等の排ガスにおける
NOX 低減は緊急かつ重要な問題となっている。現在で
はエンジン側の改良によるNOX 発生の低減化は限界に
達しており、排ガスの浄化、即ち還元触媒を用いた脱硝
(NOX の還元)が必要になってきている。
【0003】このような還元反応に使用される還元剤と
しては、アンモニアガス、アンモニア水、尿素水があ
る。アンモニアガスやアンモニア水は危険物であり、労
働安全衛生上からも取扱いの制限を受けるため、還元触
媒を用いた中小規模の脱硝装置には適用しにくく、この
種の脱硝には毒性のない尿素水が使われ始めている。
【0004】尿素水を還元剤に用いる場合には、脱硝反
応器に排ガスを導く排気管の内部に尿素水のノズルを設
け、高温の排ガスが流れる排気管内に尿素水を噴霧する
ノズルを備えた装置が用いられる。そして、排気管内に
噴霧された尿素水は排ガスの熱によって加水分解してア
ンモニアを生成し、このアンモニアが触媒上で排ガス中
のNOX を還元する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】尿素水は危険性もなく
取り扱いやすいことから、脱硝用の還元剤として尿素水
を使用する技術を確立することが強く望まれている。と
ころが、前記従来の脱硝装置には、次のような問題があ
った。すなわち、高温の排気ガスが流れる排気管内に尿
素水を噴霧している時、エンジンが何らかの原因によっ
て緊急に停止すると、ノズルからの尿素水の噴霧も停止
させる必要があるが、そのときノズル内の尿素水は周囲
の高温のために水分が蒸発して尿素が析出し、ノズルの
細孔を閉塞させてしまう。
【0006】このような事態を防ぐために、尿素水の噴
霧を停止させた時には、直ちにノズルに水を注入してノ
ズル内に残った尿素水を水で置換し、ノズル内を洗浄す
る必要があった。しかしながら、水による置換・洗浄に
よって高温状態の排気管内に押し出された尿素水は周囲
の熱によってアンモニアを生じる。排ガスが流れない状
況下では、このアンモニアがエンジン側へ逆流して銅・
亜鉛・すず・アルミニウム・ニッケル及びこれらの合金
で作られているエンジンの部品を腐食させてしまう。
【0007】本発明は、エンジンが緊急停止した際に、
排気管内に残った尿素水から生じるアンモニアが逆流し
てエンジン部品を腐食させてしまうのを防止することを
目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載された排
煙脱硝装置の還元剤噴霧装置は、脱硝反応器に排ガスを
導く排気管の内部に設けられた尿素水供給部と、前記尿
素水供給部の上流の供給管内に設けられて排気管内をパ
ージするパージ手段とを有することを特徴としている。
【0009】請求項2に記載された排煙脱硝装置の還元
剤噴霧装置は、脱硝反応器に排ガスを導く排気管の内部
に突出した尿素水の供給管と、前記供給管の先端に設け
られた噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルの上流の供給管内
に設けられて排気管内をパージする掃気ノズルとを有す
ることを特徴としている。
【0010】請求項3に記載された排煙脱硝装置の還元
剤噴霧装置は、脱硝反応器に排ガスを導く排気管の内部
に設けられた噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルに接続され
た尿素水の供給管と、前記噴霧ノズルに接続されて排気
管内をパージする気体を供給する掃気管とを有すること
を特徴としている。
【0011】
【作用】排煙脱硝装置が設けられたエンジンが緊急停止
すると、排気管内への尿素水の供給が停止すると共にパ
ージ手段が作動する。排気管内に押し出された尿素水の
噴霧は、パージ用の気体によって搬送され脱硝反応器に
送り込まれる。
【0012】
【実施例】図1は、還元剤噴霧装置1を有する第1実施
例の排煙脱硝装置2の構成を模式的に示している。ディ
ーゼルエンジン3(以下、エンジン3と呼ぶ。)の排気
管4には、還元触媒を有する脱硝反応器7が接続されて
いる。この排気管4には、尿素水供給部と排気管4内を
掃気するパージ手段からなる還元剤噴霧装置1が設けら
れている。
【0013】前記排気管4の内部には、尿素水の供給管
5が突出している。排気管4内にある供給管5の先端に
は、尿素水供給部としての噴霧ノズル6が噴霧方向を脱
硝反応器7に向けて取り付けられている。噴霧ノズル6
は一流体噴霧ノズルであり、尿素水の液圧のみで噴霧す
る。
【0014】排気管4の外の供給管5は2つに分岐して
いる。一方の枝管5aは、逆止弁8及びポンプ9を介し
て尿素水タンク10に接続されている。他方の枝管5b
は、逆止弁11及び電磁弁12を介して水の供給源に接
続されている。この水の供給源から供給される水は、エ
ンジン停止時に前記噴霧ノズル6内の尿素水を置換する
ためのものである。
【0015】排気管4内を掃気するパージ手段としての
掃気ノズル13が、前記噴霧ノズル6の上流の排気管4
内に前記噴霧ノズル6と同様の噴射方向で設置されてい
る。前記排気管4の内部には、排気管4内を掃気するた
めの気体を供給する掃気管14が突出している。前記掃
気ノズル13は、排気管4内にある掃気管14の先端に
接続されている。排気管4の外の掃気管14は、電磁弁
15を介してパージ用の気体の供給源に接続されてい
る。
【0016】前記エンジン3には、その回転数を検出す
る回転センサ16と、燃料の流量を検出する流量センサ
17が設けられている。そして、本排煙脱硝装置2は、
エンジン3の運転状態に応じて前記還元剤噴霧装置1を
制御する制御装置20を有している。即ち、制御装置2
0は前記回転センサ16と流量センサ17からの検出信
号等に応じ、尿素水を供給するポンプ9と置換用の水を
供給する電磁弁12とパージ用の気体を供給する電磁弁
15とを開閉制御する。制御装置20は、入力された各
種信号を処理し、本装置の各部に出力される制御信号を
生成する処理装置と、これら情報処理のためのデータを
格納する記憶装置とを有している。
【0017】次に、前述の構成における本装置の作用に
ついて説明する。エンジン3が運転されている時は、電
磁弁15は閉止され、パージ用の気体は排気管4内には
供給されない。また、電磁弁12は閉止され、置換用の
水も排気管4内には供給されない。ポンプ9が駆動さ
れ、噴霧ノズル6を介して排気管4内に尿素水が噴霧さ
れる。
【0018】排気管4内に噴霧された尿素水は排ガスの
熱によって加水分解してアンモニアを生成し、このアン
モニアが脱硝反応器7内にある触媒上で排ガス中のNO
X を還元する。
【0019】通常のエンジン停止時、すなわち意図して
エンジン3を停止させる場合には、掃気ノズル13は使
用しない。電磁弁15は閉止されている。この場合に
は、まずポンプ9が停止して尿素水の供給が止まり、次
いで電磁弁12が開かれて噴霧ノズル6に置換用の水が
供給される。その後、制御装置20に設定された所定の
時間が経過した後にエンジン3が停止される。
【0020】エンジン3が停止するまでの間に、排気管
4内には尿素水が噴霧される。この尿素水から発生する
アンモニアは排ガスと混合して脱硝反応器7に送り込ま
れ、NOX の還元に用いられて消費される。
【0021】エンジン3が緊急停止し、制御装置20に
入力される回転センサ16及び流量センサ17の出力信
号が0になると、制御装置20はパージ用の気体を供給
する電磁弁15を開く。そして、ポンプ9が停止して尿
素水の供給が止まり、次いで電磁弁12が開かれて噴霧
ノズル6に置換用の水が供給される。
【0022】エンジン3が停止して排気管4内に排ガス
の流れがなくても、噴霧ノズル6から噴出した尿素水は
パージ用の気体によって脱硝反応器7へ向けて送られ
る。この尿素水の一部から発生する不必要なアンモニア
は排ガスと混合して脱硝反応器7に送り込まれ、一部は
触媒に吸着され、残りは外部へ排出される。
【0023】本実施例によれば、エンジン3が緊急停止
した場合に、尿素水の噴霧ノズル6の置換・洗浄によっ
て排気管4内に尿素水が放出されても、この尿素水はパ
ージ用の気体によって脱硝反応器7へと送られるので、
排気管4内の尿素水から生じたアンモニアがエンジン3
に逆流してエンジン部品を腐食させてしまうことはな
い。
【0024】図2は、還元剤噴霧装置1aを有する第2
実施例の排煙脱硝装置2aの構成を模式的に示してい
る。本実施例においては、還元剤噴霧装置1aの尿素水
供給部である噴霧ノズル6aが二流体噴霧ノズルで構成
され、第1実施例における掃気ノズル13の機能も兼ね
ている。噴霧ノズル6aには、尿素水の供給管5と、パ
ージ用及び霧化用の気体を供給する気体供給管14aが
接続されている。供給管5から噴霧ノズル6aに供給さ
れた尿素水は、気体供給管14aから供給された気体に
よって霧化し、排気管4内に噴霧される。
【0025】本実施例では、噴霧ノズル6aが掃気ノズ
ルも兼ねているので、エンジン停止後、尿素水の供給が
停止して霧化用の気体の噴射が必要なくなっても、パー
ジ用として同気体を継続して流す。本実施例のその他の
構成乃至作用効果は前記第1実施例と同様であり、図2
の対応する部分には図1と同一の符号を付して説明を省
略する。
【0026】
【発明の効果】本発明の排煙脱硝装置の還元剤噴霧装置
によれば、尿素水の噴霧ノズルを設けた排気管の上流に
パージ用の掃気ノズルを設けたので、エンジンが緊急停
止した後に排気管内に排出された尿素水を脱硝反応器へ
送ることができる。従って、排気管内の尿素水から生成
するアンモニアがエンジンに逆流してエンジン部品を腐
食させるおそれがなくなるという効果があり、この種の
排煙脱硝装置の機能性乃至使用上の利便性を向上させる
という産業上顕著な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の構成を模式的に示す図である。
【図2】第2実施例の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
1 還元剤の噴霧装置 2 排煙脱硝装置 4 排気管 5 尿素水の供給管 6 尿素水供給部としての噴霧ノズル 7 脱硝反応器 13 パージ手段としての掃気ノズル 14 掃気管

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 脱硝反応器に排ガスを導く排気管の内部
    に設けられた尿素水供給部と、前記尿素水供給部の上流
    の供給管内に設けられて排気管内をパージするパージ手
    段とを有する排煙脱硝装置の還元剤噴霧装置。
  2. 【請求項2】 脱硝反応器に排ガスを導く排気管の内部
    に突出した尿素水の供給管と、前記供給管の先端に設け
    られた噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルの上流の供給管内
    に設けられて排気管内をパージする掃気ノズルとを有す
    る排煙脱硝装置の還元剤噴霧装置。
  3. 【請求項3】 脱硝反応器に排ガスを導く排気管の内部
    に設けられた噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルに接続され
    た尿素水の供給管と、前記噴霧ノズルに接続されて排気
    管内をパージする気体を供給する掃気管とを有する排煙
    脱硝装置の還元剤噴霧装置。
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