JPH0760066A - 脱硝装置 - Google Patents

脱硝装置

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JPH0760066A
JPH0760066A JP5211738A JP21173893A JPH0760066A JP H0760066 A JPH0760066 A JP H0760066A JP 5211738 A JP5211738 A JP 5211738A JP 21173893 A JP21173893 A JP 21173893A JP H0760066 A JPH0760066 A JP H0760066A
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reducing agent
ratio
denitration reactor
analyzer
denitration
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Mikito Saiga
幹人 雑賀
Akira Komatsubara
彰 小松原
Shigeki Mitani
茂樹 三谷
Fumihiko Yamaguchi
文彦 山口
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Kansai Electric Power Co Inc
IHI Corp
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Kansai Electric Power Co Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 脱硝反応器内における還元剤と窒素酸化物と
の比を常時一定に制御し得、脱硝性能の向上を図り得る
脱硝装置を提供する。 【構成】 還元剤と窒素酸化物との比を検出する分析計
6を設けると共に、該分析計6からの検出信号7a,7
b,7c,7dに基づき、脱硝反応器2内へ還元剤を注
入する注入配管3a,3b,3c,3d途中に設けられ
た流量調整弁4a,4b,4c,4dへ開度指令信号8
a,8b,8c,8dを出力する制御器9を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ボイラ等の排ガスから
窒素酸化物を除去する脱硝装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の脱硝装置としては、従来、図3
に示される如く、内部に触媒層1を有する脱硝反応器2
内に、アンモニア(NH3)等の還元剤を注入する複数
(図の例では四本)の注入配管3a,3b,3c,3d
を配設すると共に、各注入配管3a,3b,3c,3d
途中に流量調整弁4a’,4b’,4c’,4d’を設
けたものが存在する。尚、図中、5a,5b,5c,5
dは脱硝反応器2内に延びる各注入配管3a,3b,3
c,3dに取り付けられた還元剤噴射用のスプレノズル
である。
【0003】前記脱硝装置においては、脱硝反応器2へ
供給される排ガスは、各注入配管3a,3b,3c,3
dから還元剤を注入添加された後、触媒層1を通過し、
これにより、排ガス中に含まれる窒素酸化物が窒素に還
元され、脱硝が行われるようになっており、この方式は
選択接触還元法(Selective Catalyt
ic Reduction)と呼ばれ、アンモニア等の
還元剤の注入による還元剤と窒素酸化物との比(NH3
/NO比)が脱硝性能を左右する重要な要素となってい
る。
【0004】このため、従来においては、試運転時に図
示していないサンプリング管を脱硝反応器2内に挿入
し、還元剤の分散を測定しながら各注入配管3a,3
b,3c,3dのスプレノズル5a,5b,5c,5d
の微調整並びに流量調整弁4a’,4b’,4c’,4
d’の開度を調整した後、実際の運転に入るようにして
いた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
如く試運転時に開度調整された流量調整弁4a’,4
b’,4c’,4d’により還元剤の注入量を調整し
て、脱硝反応器2内の還元剤の分布を均一化しても、経
年的な変化に対応することは困難であると共に、脱硝反
応器2内における窒素酸化物の分布が必ずしも一定でな
いことからNH3/NO比も一定とならず、所望の脱硝
性能が得られなくなることがあり、又、NH3/NO比
が1.0以上となった場合、脱硝性能に関しては問題な
いが、リークアンモニアが増加し、SO3と反応して酸
性硫酸アンモニウムが生成され、後流側の機器を閉塞さ
せる等の不具合が生じていた。
【0006】本発明は、斯かる実情に鑑み、脱硝反応器
内における還元剤と窒素酸化物との比を常時一定に制御
し得、脱硝性能の向上を図り得る脱硝装置を提供しよう
とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、供給される排
ガスから窒素酸化物を除去する脱硝反応器と、該脱硝反
応器内へ還元剤を注入する注入配管と、該注入配管途中
に設けられた流量調整弁と、前記還元剤と窒素酸化物と
の比を検出する分析計と、該分析計からの検出信号に基
づき前記流量調整弁へ開度指令信号を出力する制御器と
を備えたことを特徴とするものである。
【0008】
【作用】従って、実際の運転時には、脱硝反応器へ排ガ
スを供給すると共に、注入配管からアンモニア等の還元
剤を注入した状態で、分析計により還元剤と窒素酸化物
との比が検出され、該分析計からの検出信号に基づき制
御器から流量調整弁へ開度指令信号が出力され、流量調
整弁の開度が調整され、注入配管から脱硝反応器内部へ
注入される還元剤の量が増減され、脱硝反応器内部にお
ける還元剤と窒素酸化物との比が常に所望の値に保持さ
れる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。
【0010】図1及び図2は本発明の一実施例であっ
て、図中、図3と同一の符号を付した部分は同一物を表
わしており、還元剤と窒素酸化物との比を検出する分析
計6を設けると共に、該分析計6からの検出信号7a,
7b,7c,7dに基づき、脱硝反応器2内へ還元剤を
注入する注入配管3a,3b,3c,3d途中に設けら
れた流量調整弁4a,4b,4c,4dへ開度指令信号
8a,8b,8c,8dを出力する制御器9を設ける。
【0011】前記分析計6は、アンモニア等の還元剤や
窒素酸化物がある特殊な波長の光を吸収する性質がある
ことを利用し、光源として波長可変半導体レーザを用
い、該光源から放射される還元剤の濃度検出用或いは窒
素酸化物の濃度検出用の所要強度のレーザ光10を、脱
硝反応器2の外周部所要位置に配設した移動鏡11e,
11f,11g,11h、或いは固定鏡12と移動鏡1
3a,13b,13c又は固定鏡13dを介して、脱硝
反応器2の外壁に設けた窓部14e,14f,14g,
14h、或いは窓部15a,15b,15c,15dか
ら脱硝反応器2内部へ導入し、窓部14e,14f,1
4g,14h、或いは窓部15a,15b,15c,1
5dと対向する側の外壁に設けた窓部16e,16f,
16g,16h、或いは窓部17a,17b,17c,
17dを通過させた後、前記移動鏡11e,11f,1
1g,11h、或いは移動鏡13a,13b,13c及
び固定鏡13dと脱硝反応器2を挟んで対向する位置に
配設した固定鏡18e,18f,18g,18h、或い
は固定鏡19a,19b,19c,19dで反射させ、
該固定鏡18e,18f,18g,18h、或いは固定
鏡19a,19b,19c,19dで反射したレーザ光
10’を再び同じ経路で戻すことにより、該レーザ光1
0’の強度から脱硝反応器2内部所要位置における前記
還元剤と窒素酸化物の各濃度を演算し、還元剤と窒素酸
化物との比(NH3/NO比)を検出するようにしてあ
る。
【0012】又、前記移動鏡11e,11f,11g,
11hと固定鏡18e,18f,18g,18hとを結
ぶ直線は夫々、隣接する注入配管3a,3b,3c,3
dのスプレノズル5a,5b,5c,5dを結ぶ直線の
下方に位置し、移動鏡13a,13b,13c及び固定
鏡13dと固定鏡19a,19b,19c,19dとを
結ぶ直線は夫々、注入配管3a,3b,3c,3dの各
中心線の下方に位置するようにしてある。
【0013】次に、上記実施例の作動を説明する。
【0014】先ず、試運転時には、脱硝反応器2へ排ガ
スを供給すると共に、流量調整弁4a,4b,4c,4
dの開度を所要開度に保持し、注入配管3a,3b,3
c,3dのスプレノズル5a,5b,5c,5dからア
ンモニア等の還元剤を噴霧した状態で、移動鏡11eを
図2中実線で示す位置に移動させ、分析計6の光源から
還元剤の濃度検出用の所要強度のレーザ光10を放射す
ると、該分析計6の光源から放射されたレーザ光10
は、移動鏡11eで反射して窓部14eから脱硝反応器
2内部へ導入され、窓部16eを通過した後、固定鏡1
8eで反射してレーザ光10’として再び同じ経路を戻
り、該レーザ光10’の強度から脱硝反応器2内部の隣
接する注入配管3a,3b,3c,3dの最先端側のス
プレノズル5a,5b,5c,5dを結ぶ直線の下方位
置における還元剤の濃度が演算され、続いて、分析計6
の光源から窒素酸化物の濃度検出用の所要強度のレーザ
光10を放射すると、該分析計6の光源から放射された
レーザ光10は、移動鏡11eで反射して窓部14eか
ら脱硝反応器2内部へ導入され、窓部16eを通過した
後、固定鏡18eで反射してレーザ光10’として再び
同じ経路を戻り、該レーザ光10’の強度から脱硝反応
器2内部の隣接する注入配管3a,3b,3c,3dの
最先端側のスプレノズル5a,5b,5c,5dを結ぶ
直線の下方位置における窒素酸化物の濃度が演算され、
還元剤と窒素酸化物との比(NH3/NO比)が検出さ
れる。
【0015】前記注入配管3a,3b,3c,3dの最
先端側のスプレノズル5a,5b,5c,5dを結ぶ直
線の下方位置における還元剤と窒素酸化物との比(NH
3/NO比)が検出されると、移動鏡11eが図2中仮
想線で示す位置へ退避し、且つ移動鏡11fが図2中実
線で示す位置に移動し、分析計6の光源から放射される
還元剤の濃度検出用の所要強度のレーザ光10が移動鏡
11fで反射して窓部14fから脱硝反応器2内部へ導
入され、窓部16fを通過した後、固定鏡18fで反射
してレーザ光10’として再び同じ経路を戻り、該レー
ザ光10’の強度から脱硝反応器2内部の隣接する注入
配管3a,3b,3c,3dの最先端側より二番目のス
プレノズル5a,5b,5c,5dを結ぶ直線の下方位
置における還元剤の濃度が演算され、続いて、分析計6
の光源から放射される窒素酸化物の濃度検出用の所要強
度のレーザ光10が移動鏡11fで反射して窓部14f
から脱硝反応器2内部へ導入され、窓部16fを通過し
た後、固定鏡18fで反射してレーザ光10’として再
び同じ経路を戻り、該レーザ光10’の強度から脱硝反
応器2内部の隣接する注入配管3a,3b,3c,3d
の最先端側より二番目のスプレノズル5a,5b,5
c,5dを結ぶ直線の下方位置における窒素酸化物の濃
度が演算され、還元剤と窒素酸化物との比(NH3/N
O比)が検出される。
【0016】前記注入配管3a,3b,3c,3dの最
先端側より二番目のスプレノズル5a,5b,5c,5
dを結ぶ直線の下方位置における還元剤と窒素酸化物と
の比(NH3/NO比)が検出されると、移動鏡11f
も図2中仮想線で示す位置へ退避し、且つ移動鏡11g
が図2中実線で示す位置に移動し、分析計6の光源から
放射される還元剤の濃度検出用の所要強度のレーザ光1
0が移動鏡11gで反射して窓部14gから脱硝反応器
2内部へ導入され、窓部16gを通過した後、固定鏡1
8gで反射してレーザ光10’として再び同じ経路を戻
り、該レーザ光10’の強度から脱硝反応器2内部の隣
接する注入配管3a,3b,3c,3dの最先端側より
三番目のスプレノズル5a,5b,5c,5dを結ぶ直
線の下方位置における還元剤の濃度が演算され、続い
て、分析計6の光源から放射される窒素酸化物の濃度検
出用の所要強度のレーザ光10が移動鏡11gで反射し
て窓部14gから脱硝反応器2内部へ導入され、窓部1
6gを通過した後、固定鏡18gで反射してレーザ光1
0’として再び同じ経路を戻り、該レーザ光10’の強
度から脱硝反応器2内部の隣接する注入配管3a,3
b,3c,3dの最先端側より三番目のスプレノズル5
a,5b,5c,5dを結ぶ直線の下方位置における窒
素酸化物の濃度が演算され、還元剤と窒素酸化物との比
(NH3/NO比)が検出される。
【0017】前記注入配管3a,3b,3c,3dの最
先端側より三番目のスプレノズル5a,5b,5c,5
dを結ぶ直線の下方位置における還元剤と窒素酸化物と
の比(NH3/NO比)が検出されると、移動鏡11g
も図2中仮想線で示す位置へ退避し、且つ移動鏡11h
が図2中実線で示す位置に移動し、分析計6の光源から
放射される還元剤の濃度検出用の所要強度のレーザ光1
0が移動鏡11hで反射して窓部14hから脱硝反応器
2内部へ導入され、窓部16hを通過した後、固定鏡1
8hで反射してレーザ光10’として再び同じ経路を戻
り、該レーザ光10’の強度から脱硝反応器2内部の隣
接する注入配管3a,3b,3c,3dの最先端側より
四番目のスプレノズル5a,5b,5c,5dを結ぶ直
線の下方位置における還元剤の濃度が演算され、続い
て、分析計6の光源から放射される窒素酸化物の濃度検
出用の所要強度のレーザ光10が移動鏡11hで反射し
て窓部14hから脱硝反応器2内部へ導入され、窓部1
6hを通過した後、固定鏡18hで反射してレーザ光1
0’として再び同じ経路を戻り、該レーザ光10’の強
度から脱硝反応器2内部の隣接する注入配管3a,3
b,3c,3dの最先端側より四番目のスプレノズル5
a,5b,5c,5dを結ぶ直線の下方位置における窒
素酸化物の濃度が演算され、還元剤と窒素酸化物との比
(NH3/NO比)が検出される。
【0018】前記注入配管3a,3b,3c,3dの最
先端側より四番目のスプレノズル5a,5b,5c,5
dを結ぶ直線の下方位置における還元剤と窒素酸化物と
の比(NH3/NO比)が検出されると、前記移動鏡1
1eが再び図2中実線で示す位置に移動し、以下、前述
と同様の操作が繰り返し行われ、検出データに基づき、
隣接する注入配管3a,3b,3c,3dの最先端側、
最先端側より二番目、三番目、四番目のスプレノズル5
a,5b,5c,5dを結ぶ直線の下方位置における還
元剤と窒素酸化物との比(NH3/NO比)が夫々、均
一となるよう各スプレノズル5a,5b,5c,5dの
微調整が行われる。
【0019】試運転終了後の実際の運転時には、脱硝反
応器2へ排ガスを供給すると共に、流量調整弁4a,4
b,4c,4dの開度を所要開度に保持し、注入配管3
a,3b,3c,3dのスプレノズル5a,5b,5
c,5dからアンモニア等の還元剤を噴霧した状態で、
移動鏡11e,11f,11g,11hを図2中仮想線
で示す位置へ全て退避させ、移動鏡13aを図2中実線
で示す位置に移動させ、分析計6の光源から還元剤の濃
度検出用の所要強度のレーザ光10を放射すると、該分
析計6の光源から放射されたレーザ光10は、固定鏡1
2で反射し更に移動鏡13aで反射して窓部15aから
脱硝反応器2内部へ導入され、窓部17aを通過した
後、固定鏡19aで反射してレーザ光10’として再び
同じ経路を戻り、該レーザ光10’の強度から脱硝反応
器2内部の注入配管3aの下方位置における還元剤の濃
度が演算され、続いて、分析計6の光源から窒素酸化物
の濃度検出用の所要強度のレーザ光10を放射すると、
該分析計6の光源から放射されたレーザ光10は、固定
鏡12で反射し更に移動鏡13aで反射して窓部15a
から脱硝反応器2内部へ導入され、窓部17aを通過し
た後、固定鏡19aで反射してレーザ光10’として再
び同じ経路を戻り、該レーザ光10’の強度から脱硝反
応器2内部の注入配管3aの下方位置における窒素酸化
物の濃度が演算され、還元剤と窒素酸化物との比(NH
3/NO比)が検出される。
【0020】脱硝反応器2内部の注入配管3aの下方位
置における還元剤と窒素酸化物との比(NH3/NO
比)が検出されると、分析計6から出力される検出信号
7aに基づき、制御器9から流量調整弁4aへ開度指令
信号8aが出力され、該流量調整弁4aの開度が調整さ
れ、前記注入配管3aの下方位置における還元剤と窒素
酸化物との比(NH3/NO比)が所定の値に保持され
る。
【0021】前記流量調整弁4aの開度が調整される
と、移動鏡13aが図2中仮想線で示す位置へ退避し、
且つ移動鏡13bが図2中実線で示す位置に移動し、分
析計6の光源から放射される還元剤の濃度検出用の所要
強度のレーザ光10が固定鏡12で反射し更に移動鏡1
3bで反射して窓部15bから脱硝反応器2内部へ導入
され、窓部17bを通過した後、固定鏡19bで反射し
てレーザ光10’として再び同じ経路を戻り、該レーザ
光10’の強度から脱硝反応器2内部の注入配管3bの
下方位置における還元剤の濃度が演算され、続いて、分
析計6の光源から放射される窒素酸化物の濃度検出用の
所要強度のレーザ光10が固定鏡12で反射し更に移動
鏡13bで反射して窓部15bから脱硝反応器2内部へ
導入され、窓部17bを通過した後、固定鏡19bで反
射してレーザ光10’として再び同じ経路を戻り、該レ
ーザ光10’の強度から脱硝反応器2内部の注入配管3
bの下方位置における窒素酸化物の濃度が演算され、還
元剤と窒素酸化物との比(NH3/NO比)が検出され
る。
【0022】脱硝反応器2内部の注入配管3bの下方位
置における還元剤と窒素酸化物との比(NH3/NO
比)が検出されると、分析計6から出力される検出信号
7bに基づき、制御器9から流量調整弁4bへ開度指令
信号8bが出力され、該流量調整弁4bの開度が調整さ
れ、前記注入配管3bの下方位置における還元剤と窒素
酸化物との比(NH3/NO比)が所定の値に保持され
る。
【0023】前記流量調整弁4bの開度が調整される
と、移動鏡13bも図2中仮想線で示す位置へ退避し、
且つ移動鏡13cが図2中実線で示す位置に移動し、分
析計6の光源から放射される還元剤の濃度検出用の所要
強度のレーザ光10が固定鏡12で反射し更に移動鏡1
3cで反射して窓部15cから脱硝反応器2内部へ導入
され、窓部17cを通過した後、固定鏡19cで反射し
てレーザ光10’として再び同じ経路を戻り、該レーザ
光10’の強度から脱硝反応器2内部の注入配管3cの
下方位置における還元剤の濃度が演算され、続いて、分
析計6の光源から放射される窒素酸化物の濃度検出用の
所要強度のレーザ光10が固定鏡12で反射し更に移動
鏡13cで反射して窓部15cから脱硝反応器2内部へ
導入され、窓部17cを通過した後、固定鏡19cで反
射してレーザ光10’として再び同じ経路を戻り、該レ
ーザ光10’の強度から脱硝反応器2内部の注入配管3
cの下方位置における窒素酸化物の濃度が演算され、還
元剤と窒素酸化物との比(NH3/NO比)が検出され
る。
【0024】脱硝反応器2内部の注入配管3cの下方位
置における還元剤と窒素酸化物との比(NH3/NO
比)が検出されると、分析計6から出力される検出信号
7cに基づき、制御器9から流量調整弁4cへ開度指令
信号8cが出力され、該流量調整弁4cの開度が調整さ
れ、前記注入配管3cの下方位置における還元剤と窒素
酸化物との比(NH3/NO比)が所定の値に保持され
る。
【0025】前記流量調整弁4cの開度が調整される
と、移動鏡13cも図2中仮想線で示す位置へ退避し、
分析計6の光源から放射される還元剤の濃度検出用の所
要強度のレーザ光10が固定鏡12で反射し更に固定鏡
13dで反射して窓部15dから脱硝反応器2内部へ導
入され、窓部17dを通過した後、固定鏡19dで反射
してレーザ光10’として再び同じ経路を戻り、該レー
ザ光10’の強度から脱硝反応器2内部の注入配管3d
の下方位置における還元剤の濃度が演算され、続いて、
分析計6の光源から放射される窒素酸化物の濃度検出用
の所要強度のレーザ光10が固定鏡12で反射し更に固
定鏡13dで反射して窓部15dから脱硝反応器2内部
へ導入され、窓部17dを通過した後、固定鏡19dで
反射してレーザ光10’として再び同じ経路を戻り、該
レーザ光10’の強度から脱硝反応器2内部の注入配管
3dの下方位置における窒素酸化物の濃度が演算され、
還元剤と窒素酸化物との比(NH3/NO比)が検出さ
れる。
【0026】脱硝反応器2内部の注入配管3dの下方位
置における還元剤と窒素酸化物との比(NH3/NO
比)が検出されると、分析計6から出力される検出信号
7dに基づき、制御器9から流量調整弁4dへ開度指令
信号8dが出力され、該流量調整弁4dの開度が調整さ
れ、前記注入配管3dの下方位置における還元剤と窒素
酸化物との比(NH3/NO比)が所定の値に保持され
る。
【0027】前記流量調整弁4dの開度が調整される
と、前記移動鏡13aが再び図2中実線で示す位置に移
動し、以下、前述と同様の操作が繰り返し行われ、注入
配管3a,3b,3c,3dの下方位置における還元剤
と窒素酸化物との比(NH3/NO比)が所定の値に保
持され、リークアンモニアが増加することもなく、該リ
ークアンモニアとSO3との反応による酸性硫酸アンモ
ニウムの生成も起こらなくなり、後流側の機器を閉塞す
る等の不具合も生じない。
【0028】こうして、脱硝反応器2内における還元剤
と窒素酸化物との比を常時一定に制御することができ、
脱硝性能の向上を図ることが可能となる。
【0029】尚、本発明の脱硝装置は、上述の実施例に
のみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であ
る。
【0030】
【発明の効果】以上、説明したように本発明の脱硝装置
によれば、脱硝反応器内における還元剤と窒素酸化物と
の比を常時一定に制御し得、脱硝性能の向上を図り得る
という優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の全体概要斜視図である。
【図2】本発明の一実施例の全体概要平断面図である。
【図3】従来例の全体概要斜視図である。
【符号の説明】
2 脱硝反応器 3a 注入配管 3b 注入配管 3c 注入配管 3d 注入配管 4a 流量調整弁 4b 流量調整弁 4c 流量調整弁 4d 流量調整弁 6 分析計 7a 検出信号 7b 検出信号 7c 検出信号 7d 検出信号 8a 開度指令信号 8b 開度指令信号 8c 開度指令信号 8d 開度指令信号 9 制御器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01D 53/86 ZAB B01D 53/36 ZAB (72)発明者 三谷 茂樹 大阪府大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 山口 文彦 東京都江東区豊洲三丁目2番16号 石川島 播磨重工業株式会社豊洲総合事務所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 供給される排ガスから窒素酸化物を除去
    する脱硝反応器と、該脱硝反応器内へ還元剤を注入する
    注入配管と、該注入配管途中に設けられた流量調整弁
    と、前記還元剤と窒素酸化物との比を検出する分析計
    と、該分析計からの検出信号に基づき前記流量調整弁へ
    開度指令信号を出力する制御器とを備えたことを特徴と
    する脱硝装置。
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