JPH08332349A

JPH08332349A - 燃焼炉排ガスの脱硝装置

Info

Publication number: JPH08332349A
Application number: JP7140360A
Authority: JP
Inventors: Satoki Sasaki; 郷紀佐々木; Kazunori Fujita; 一紀藤田
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1995-06-07
Publication date: 1996-12-17

Abstract

(57)【要約】【目的】排ガス中の窒素酸化物を効率良く、環境を汚
染せずに除去出来ると共に、新設炉、既設炉を問わず簡
単に適用出来、且つ場所をとらず経済的である。【構成】尿素水を２次、３次空気供給管３、４によっ
てごみ焼却炉４６に供給し、ごみ焼却炉４６排ガスの窒
素酸化物を低減し、この排ガス中の残存窒素酸化物と、
尿素水から発生するＮＨ₃とをバグフィルタ８の触媒劣
化防止層を通過させた後、触媒層で反応させて除去す
る。更に、制御装置２５は、ごみ焼却炉排ガス出口５７
のＮＯｘ濃度及びバグフィルタ入口９のＮＨ₃濃度を検
出し、このＮＯｘ濃度又はＮＨ₃濃度に基づいてごみ焼
却炉４６の２次、３次空気供給管３、４への尿素水の供
給量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排ガス中のＮＯｘ濃度
が急変しやすいごみ焼却炉等の燃焼炉における排ガス中
の窒素酸化物を効率良く低減する燃焼炉排ガスの脱硝装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来技術に係る燃焼炉排ガスの脱硝装置
は、例えば図４（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示すような
ものが知られている。これらは、燃焼炉である流動床式
ごみ焼却炉の脱硝装置である。

【０００３】図４（Ａ）は、窒素酸化物を低減する簡便
な装置として、脱硝剤の一つである尿素６０ｂをごみ焼
却炉の火炉４７内に吹き込むもので、所謂無触媒脱硝装
置である。火炉４７で発生した窒素酸化物の低減された
排ガスは、バグハウス６内のバグフィルタを通って煙突
５０から排煙される（特開昭５８−４５７２３号公
報）。

【０００４】図４（Ｂ）は、触媒脱硝装置を示したもの
で、上記バグハウス６の後流に脱硝塔４３を設置して触
媒脱硝するものである。脱硝塔４３の上流側で脱硝剤の
一つであるアンモニア６０ａを供給し、温度１６５〜２
６０℃で、５０〜７５％の初期脱硝率が得られている
（第３回環境工学シンポジウム講演論文集（１９９３．
７．２）、廃棄物学会第４回研究発表会講演論文集（１
９９３．１０．１３）、日本工業新聞（１９９４．２．
２））。

【０００５】図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）と同じく、触媒
を使用するバグフィルタによる脱硝装置である。単一の
装置であるバグフィルタに多くの機能を持たせて装置の
小型化を図っている。バグフィルタに脱硝機能を持たせ
るため、脱硝触媒をフィルタに含浸させた脱硝バグフィ
ルタを用い、煙道上流にてアンモニア６０ａをガス又は
水溶液で吹き込み、下記の反応によりＮＯｘを還元除去
する（特開平４−２１９１２４号公報、特開平６−７９
６４７号公報）。

【０００６】２ＮＯ＋２ＮＨ₃ ＋（１／２）Ｏ₂ →
２Ｎ₂ ＋３Ｈ₂Ｏ

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
従来技術には、次のような問題点があった。

【０００８】図４（Ａ）に示した炉内脱硝装置では、脱
硝剤である尿素６０ｂと窒素酸化物（ＮＯ）の当量比が
小さいと高脱硝率が得られず、このため無触媒脱硝の効
率を上げるために尿素と窒素酸化物の当量比を大きくす
ると、アンモニアが未反応の状態で残りアンモニアのリ
ーク濃度を大きくし煙突５０から排煙して大気汚染問題
を起こすという不都合があり、尿素と窒素酸化物の当量
比をあまり大きくとれない。

【０００９】図４（Ｂ）に示した脱硝塔を使用した触媒
脱硝装置は、現状の触媒は低温での活性が低く、十分に
脱硝出来ないと云う問題があった。その上、都市ごみ焼
却施設の排ガス処理装置として、電気集塵機を採用して
いるケースがほとんどであるが、電気集塵機は集塵機能
しか有しておらず、煤塵は除去出来るがＨＣｌやＳＯ
ｘ、ＮＯｘ等の有害物質の除去は困難である。従って、
この脱硝塔の有害物質除去装置と組み合わせて使用しな
くてはならないため、脱硝装置を含めたプラント全体が
大きな装置になった。

【００１０】この脱硝塔を使用した装置では、図４
（Ａ）の無触媒脱硝との組み合わせが考えられるが、適
切な温度条件で高効率脱硝を行なえる利点はあるにして
も、熱交換器等による温度制御のための付帯設備が必要
で、設置面積等に問題があり、全ての既設炉へ適用でき
るというわけではなかった。又、新設炉においても装置
のコンパクト化が求められており、この点でも不利であ
った。

【００１１】図４（Ｃ）の脱硝バグフィルタによる脱硝
装置は、次のような問題があった。即ち、（ａ）アンモニア等の取り扱いが難しい危険なガスを使
用する。

【００１２】（ｂ）バグハウス上流の煙道にアンモニア
を吹き込むだけではガス混合が不十分で脱硝率が低い。

【００１３】（ｃ）アンモニアタンク、アンモニア吹き
込みポンプ等の付帯設備が必要となり、設置面積等の問
題、装置の複雑化によるメンテナンスの困難さ等が生じ
る。

【００１４】（ｄ）ごみ焼却炉煙突出口でのリークアン
モニアの濃度が上昇する。

【００１５】（ｅ）排ガス中の硫酸塩等により、バグフ
ィルタに形成した脱硝触媒が劣化し、脱硝率が低下す
る。

【００１６】このように、脱硝塔を使用した装置と同様
に、アンモニア供給系統を設置する必要が生じ、又、排
ガス中の硫酸塩等により触媒が汚染したり、触媒の活性
面が閉塞して脱硝触媒が劣化し、煙突からの排出窒素酸
化物の濃度を規定値に確保するため、焼却炉を止め、瀘
布を交換する必要があるという問題があった。

【００１７】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解決し、燃焼炉排ガス中の窒素酸化物を効率良く、環境
を汚染せずに除去出来ると共に、新設炉、既設炉を問わ
ず簡単に適用出来、且つ場所をとらない経済的な燃焼炉
排ガスの脱硝装置を提供することである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、窒素酸化物を低減する脱硝剤を燃焼炉に
供給する供給管と、前記燃焼炉で発生した排ガスを濾過
するフィルタとを備えた燃焼炉排ガスの脱硝装置におい
て、前記フィルタは、前記排ガス中の残存窒素酸化物と
前記脱硝剤から発生するアンモニアとを反応させて、除
去する脱硝触媒を担持させた触媒層を有するものであ
る。

【００１９】更に、上記発明において前記フィルタは、
前記触媒層の脱硝触媒の劣化を防止する劣化防止剤を担
持させた劣化防止層を前記触媒層の上流側に有するもの
である。

【００２０】更に、上記いずれかの発明において、前記
燃焼炉の排ガス出口に設けられ前記排ガス中の窒素酸化
物濃度を検出する窒素酸化物濃度検出器と、該窒素酸化
物濃度検出器で検出した窒素酸化物濃度に基づいて前記
供給管の脱硝剤の供給量を制御する制御装置とを設けた
ものである。

【００２１】更に、上記いずれかの発明において、前記
フィルタの入口に設けられ前記排ガス中のアンモニア濃
度を検出するアンモニア濃度検出器と、該アンモニア濃
度検出器で検出したアンモニア濃度が予め定められた値
より大きい場合には、該アンモニア濃度に基づいて前記
供給管の脱硝剤の供給量を制御する前記制御装置とを設
けたものである。

【００２２】そして、上記いずれかの発明において、前
記供給管は、前記燃焼炉の排ガス出口に向かって多段階
に設けられたものである。

【００２３】

【作用】本発明の燃焼炉排ガスの脱硝装置によれば、フ
ィルタは、排ガス中の残存窒素酸化物と脱硝剤から発生
するアンモニアとを反応させて、除去する脱硝触媒を担
持させた触媒層を有するもので、燃焼炉の火炉に脱硝剤
を供給して、窒素酸化物を低減させた排ガスの残存窒素
酸化物と脱硝剤から発生するアンモニアとを、後流のフ
ィルタに担持させた触媒層によって反応させて、最終的
に排出する排ガス中の窒素酸化物及びアンモニアを効率
良く、環境を汚染せずに除去出来ると共に、新設炉、既
設炉を問わず簡単に適用出来、且つ場所をとらず経済的
である。

【００２４】更に、上記発明において、フィルタは、触
媒層の脱硝触媒の劣化を防止する劣化防止剤を担持させ
た劣化防止層を触媒層の上流側に有するもので、上記発
明の作用に加え、フィルタの触媒層は、長期間に渡って
触媒作用が劣化せず、最終的に排出する排ガス中の窒素
酸化物及びアンモニアを除去する。

【００２５】更に、上記いずれかの発明において、燃焼
炉の排ガス出口に設けられ排ガス中の窒素酸化物濃度を
検出する窒素酸化物濃度検出器と、この窒素酸化物濃度
検出器で検出した窒素酸化物濃度に基づいて供給管の脱
硝剤の供給量を制御する制御装置とを設けたもので、上
記いずれかの発明の作用に加え、火炉排ガス出口の窒素
酸化物濃度の大小に基づいて火炉に脱硝剤を供給する供
給管の供給量を制御装置によって適切な量に制御し、火
炉排ガス出口の排ガス中の残存窒素酸化物を適切な濃度
に制御することが可能になる。

【００２６】更に、上記いずれかの発明において、フィ
ルタの入口に設けられ排ガス中のアンモニア濃度を検出
するアンモニア濃度検出器と、このアンモニア濃度検出
器で検出したアンモニア濃度が予め定められた値より大
きい場合には、このアンモニア濃度に基づいて供給管の
脱硝剤の供給量を制御する制御装置とを設けたもので、
上記いずれかの発明の作用に加え、火炉排ガス中のアン
モニア濃度が予め決められた値より大きい場合には、窒
素酸化物濃度に代って火炉に供給する供給管の脱硝剤の
供給量を制御装置によって適切な量に制御し、発生する
アンモニア濃度を下げると共に、フィルタで残存窒素酸
化物と脱硝剤から発生するアンモニアとを過不足なく反
応させ、最終的に排出される排ガス中の残存窒素酸化物
及びアンモニアをほとんど除去出来るように制御する。

【００２７】そして、上記いずれかの発明において、供
給管は、燃焼炉の排ガス出口に向かって多段階に設けら
れたもので、上記いずれかの発明の作用に加え、火炉に
供給する供給管の脱硝剤の供給量を火炉の排ガス出口に
向かって多段階に変えられ、排ガス出口の残存窒素酸化
物とアンモニアとを適切な量に制御し、後流の脱硝触媒
を有するフィルタにて最終的に排出される排ガス中の残
存窒素酸化物及びアンモニアをほとんど除去出来るよう
に制御する。

【００２８】

【実施例】以下、本発明に係る燃焼炉排ガスの脱硝装置
の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施
例の説明においては、窒素酸化物をＮＯｘで、アンモニ
アをＮＨ₃で表わすものとする。

【００２９】図１は、燃焼炉排ガスの脱硝装置の一実施
例を示す系統図で、無触媒脱硝である炉内脱硝とバグフ
ィルタ脱硝を組み合わせたものである。燃焼炉であるご
み焼却炉の排ガス脱硝装置１は、ＮＯｘを低減する脱硝
剤である尿素をごみ焼却炉４６に燃焼用空気と共に供給
する２次、３次空気供給管３、４と、ごみ焼却炉４６で
発生した排ガス６３ａを濾過するフィルタであるバグフ
ィルタ８とを備えている。バグフィルタ８は、排ガス６
３ａ中の残存ＮＯｘと尿素から発生するＮＨ₃とを反応
させて、除去する脱硝触媒を担持させた触媒層を有し、
更に、触媒層の脱硝触媒の劣化を防止する劣化防止剤を
担持させた劣化防止層を触媒層の上流側に有するもので
ある。

【００３０】ごみ焼却炉排ガスの脱硝装置１は、その排
ガス出口５７に設けられ排ガス中のＮＯｘ濃度を検出す
る窒素酸化物濃度検出器であるＮＯｘ濃度検出器２３
と、このＮＯｘ濃度検出器２３で検出したＮＯｘ濃度に
基づいて、２次、３次空気供給管３、４の尿素の供給量
を制御する制御装置２５とを設けたものである。

【００３１】更に、ごみ焼却炉排ガスの脱硝装置１は、
バグフィルタ８の入口９に設けられ排ガス中のＮＨ₃濃
度を検出するアンモニア濃度検出器であるＮＨ₃濃度検
出器２２と、このＮＨ₃濃度検出器２２で検出したＮＨ₃
濃度が予め定められた値より大きい場合には、このＮＨ
₃濃度に基づいて、２次、３次空気供給管の尿素の供給
量を前記制御装置２５によって制御する。

【００３２】制御装置２５は、ＮＯｘ濃度検出器２３で
検出するＮＯｘ濃度をモニタするＮＯｘモニタ２７と、
ＮＨ₃濃度検出器２２で検出するＮＨ₃濃度をモニタする
ＮＨ_３モニタ２６と、コントローラ２８とを備える。２
次、３次空気供給管３、４は、ごみ焼却炉４６の排ガス
出口５７に向かって２段階に設けられたものである。

【００３３】次に、本実施例のごみ焼却炉排ガスの脱硝
装置１について、更に詳しく説明する。ごみ６２は、ご
み投入シュート４８よりごみ焼却炉４６に投入される。
燃焼用空気は、送風機５４から弁５１を経由し流動層４
９内に吹き込まれる１次空気と、弁５２或いは弁５３を
経由し、流動層４９の上部の空塔部５８に吹き込まれる
２、３次空気とに分けられてごみ焼却炉４６に供給され
る。

【００３４】２、３次空気は、炉内未燃ガスを完全燃焼
するため炉形式に対応し、炉内ガスとの混合状態が最良
となるよう吹き込み方法に工夫がなされている。燃焼後
の排ガス６３ａは、バグハウス６内のバグフィルタ８を
経由し煙突５０を通じて排煙される。バグフィルタ８に
より捕集された灰はセメント固化等の方法で安定化処理
した後廃棄される。

【００３５】本実施例で使用される脱硝剤は、尿素で、
数％〜数十％の水溶液にして尿素タンク３１に貯蔵して
おく。制御装置２５は、そのコントローラ２８によりＮ
Ｏｘ値、ＮＨ_３値の増減、炉内温度に応じて必要な尿素
水濃度を算出する。尿素タンク３１の尿素水及び水タン
ク３９内の水は、各々弁３２、４０を経由して送液ポン
プ３３、４１で昇圧され流量計３４、４２を経由した後
混合し、制御弁３５、３６により流量を調節され、尿素
水供給管３７、３８を介して火炉４７に吹き込まれる。
吹き込まれた尿素水は、ＮＯｘを還元し、又、ＮＨ₃を
生成する。一部の残存ＮＯｘはＮＨ₃と混合したまま煙
道を通過し、後流のバグフィルタ８に導入される。

【００３６】図２は、図１の実施例に使用されるバグフ
ィルタ８の断面図である。バグフィルタ８の断面は、内
部に脱硝触媒１１を担持させた触媒層１０及び脱硝触媒
１１の劣化を防止する劣化防止剤１４を担持させた劣化
防止層１３の２つの層を形成させたものである。ここ
で、劣化防止層１３は、排ガスの流れ方向６４に対して
触媒層１０よりも上流側に位置する。バグフィルタ８
は、表面又は内部に脱硝触媒を担持させたものを使用し
ているので、混合ガスがバグフィルタ８を通過すると、
脱硝触媒の作用により、ＮＯｘは窒素に還元されること
になる。

【００３７】劣化防止層１３の劣化防止剤１４は、活性
のＡｌ₂Ｏ₃、ケイソウ土、活性白土、ＳｉＯ₂等細孔を
有する粉体をベースとしたものである。更に、活性Ｚ
ｎ、ＺｎＩ₂、ＣｕＣｌ₂、Ｓ等の金属並びにハロゲン化
金属を添加すると吸着効果が上昇し、排ガス中の塩化合
物や酸性物質とＮＨ₃の反応で生じた酸性硫酸アンモニ
ウム等を吸着除去し、脱硝触媒の劣化を防止する働きが
向上する。

【００３８】図３は、図１の実施例に使用されるバグフ
ィルタ８の他の各種断面図である。図３（Ａ）のバグフ
ィルタ８は、上流側からプレコート層１９、フェルト層
１６及び基布１７からなり、脱硝触媒をスラリー状にし
て基布１７の表面に含浸させて触媒層１０を形成する。

【００３９】バグフィルタ８は、筒状の瀘布と、その瀘
布内に組み込まれた鋼製のケージ（リテーナ）を有し、
瀘布はフェルト層と基布から構成され、バグハウス６内
に数百本設置されている。バグフィルタ８表面には消石
灰のプレコート層が形成されている。排ガス中のＨＣ
ｌ、ＳＯｘ等の酸性ガスは、煙道内に投入された消石灰
と中和した後、フェルト層表面で捕集される。排ガス中
の未反応の酸性ガスや煤塵はこのプレコート層で捕集さ
れ、サブミクロンの微粒子はフェルト層で捕集される。
以上のような多機能を有するバグフィルタ８は、煤塵、
ＨＣｌ、ＮＯｘ、ＳＯｘ等を同時捕集することが可能で
ある。

【００４０】図３（Ａ）の劣化防止層１３は、排ガスを
通気させる前に上記消石灰等のプレコート剤と共に煙道
に投入してバグフィルタ８のフェルト層１６表面にコー
トしたプレコート層１９に形成させる。劣化防止剤１４
は、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ケイソウ土等細孔を有する材
料で、バグフィルタ各層に担持させることにより、触媒
を劣化させる硫酸塩等を吸着除去する。

【００４１】図３（Ｂ）のバグフィルタ８は、図３
（Ａ）のバグフィルタ８のフェルト層１６にも脱硝触媒
を含浸させた触媒層１０を形成させたものである。

【００４２】バグフィルタ８は、灰の堆積によりバグフ
ィルタの差圧が上昇し過ぎないようにバグフィルタの図
示しないリテーナ円筒内部から圧縮空気を送り込み、灰
の払い落とし作業が行なわれる。この過程で劣化防止層
１３は、払い落され、吸着された触媒劣化成分はバグフ
ィルタ８の下部から取り出され、灰と共にセメント固化
や溶融処理が行なわれる。

【００４３】図３（Ｃ）のバグフィルタ８は、上流側か
らプレコート層１９、フェルト層１６、基布１７及びリ
テーナ２０からなり、脱硝触媒１１は、バグフィルタ８
を固定保持するために用いられるリテーナ２０の両表面
にコーティングされると共に、基布１７にも含浸させて
も良い。図３（Ｃ）ではリテーナ２０の両表面にコーテ
ィングし、且つ、基布１７に含浸させた状態に図示され
ている。劣化防止剤１４は、プレコート層１９又はフェ
ルト層１６或いはプレコート層１９とフェルト層１６の
両方に含浸させたものである。この図３（Ｃ）ではプレ
コート層１９及びフェルト層１６の両方に含浸させた状
態になっている。

【００４４】図３（Ｄ）のバグフィルタ８は、上流側か
らプレコート層１９、フェルト層１６、基布１７、１８
及びリテーナ２０からなり、脱硝触媒１１は、図３
（Ｃ）と同様に、リテーナ２０の両表面にコーティング
し、劣化防止剤１４は、基布１７と基布１８との間に挟
み込まれたものである。

【００４５】図３（Ｅ）のバグフィルタ８は、上流側か
らプレコート層１９、フェルト層１６、基布１７及び基
布１８からなり、フィルタ作成段階で、劣化防止剤は基
布１７に、脱硝触媒１１は基布１８にそれぞれ含浸させ
たものである。

【００４６】図３（Ｆ）は、上流側からプレコート層１
９、フェルト層１６、基布２１、１７及び１８からな
り、基布２１と基布１７の間に粉末状の劣化防止剤を挟
み込んだものである。脱硝触媒１１は基布１８に含浸さ
れている。

【００４７】尚、上記図３（Ａ）〜（Ｆ）において、同
一の構造、作用部分には、同一の参照番号を使用してい
る。又、劣化防止剤１４、脱硝触媒１１等は、同様の材
料で形成されている。

【００４８】以上の構成を有する本実施例のごみ焼却炉
排ガスの脱硝装置１は、次のように作用する。即ち、最
初に取り扱いが容易な尿素、アミン化合物等の脱硝剤を
ごみ焼却炉に当量程度吹き込む等して供給することによ
り高温条件下で無触媒で下記の反応によりＮＯｘを還元
する。

【００４９】ＣＯ（ＮＨ₂）₂ ＋２ＮＯ＋（１／２）
Ｏ₂ → ２Ｎ₂ ＋２Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ₂ 尿素はごみ焼却炉４６の空塔部５８に吹き込まれ、未反
応の尿素は下記の反応で熱分解により一部ＮＨ₃を生成
する。

【００５０】ＣＯ（ＮＨ₂）₂ → ＮＨ₃ ＋ＮＨＣＯこのＮＨ₃の濃度は、尿素の供給位置に依存している。
図１に示すような流動床式ごみ焼却炉４６で、２次空気
供給管３の２次空気及び３次空気供給管４の３次空気噴
流に尿素を供給させる場合、２次空気の場合は無触媒脱
硝が進行し易く、空塔部出口５７のＮＨ₃濃度は低下す
る。一方、３次空気では比較的ＮＨ₃濃度は増加する。
ここで、２次空気とは送風機５４から、弁５２を経由
し、流動層の上部空塔部に吹き込まれる燃焼用空気のこ
とである。３次空気は同じく、弁５３を経由して２次空
気の下流に吹き込まれる燃焼用空気のことであり、炉内
未燃ガスを完全燃焼すべく炉形式に対応し、炉内ガスと
の混合状態が最良となるよう吹き込み方法に工夫がなさ
れている。

【００５１】上記のように２次、３次空気に尿素を供給
させると火炉内部まで尿素が吹き込まれ、燃焼ガスと極
めて良く混合され、後流に設置されたバグハウス６内の
バグフィルタ８上での脱硝率が向上する。

【００５２】通常２次、３次空気量は、燃焼温度制御、
ダイオキシン制御等のため常時コントロールされてい
る。実際に尿素供給量を制御する場合は、予め一定濃度
の尿素水を用意しておき、アトマイザ方式で２次、３次
空気に供給する。尿素水の流量を変えれば尿素水制御が
可能になる。もし、尿素水量の制御により炉内温度が制
御出来ない場合には、吹き込む水溶液の量が一定になる
ように、アトマイザの部分で水を追加して水量を一定に
する。以上のような尿素水の流量の調整は、主にＮＯｘ
濃度及びＮＨ₃濃度の制御に関係する。

【００５３】ＮＯｘ濃度の制御は、火炉排ガス出口５７
に設置したＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ濃度検出器２３
の検出信号をＮＯｘモニタ２７でモニタしてＮＯｘ濃度
を計測する。ＮＨ₃濃度の制御は、バグフィルタ入口９
に設置したＮＨ₃の濃度を検出するＮＨ₃濃度検出器２２
の検出信号をＮＨ₃モニタ２６によりモニタし、燃焼排
ガス中のリークＮＨ₃濃度を計測する。尿素の火炉４７
への供給量は、主に火炉４７の排ガス出口５７のＮＯｘ
濃度値による制御を行ない、バグフィルタ入口９のＮＨ
₃濃度値が予め定められた値より大きい場合には、この
ＮＨ₃濃度値によって尿素の火炉４７への供給量の制御
を行なう。

【００５４】バグフィルタ入口９のＮＨ₃濃度検出器２
２及びＮＨ₃モニタ２６は、バグフィルタの脱硝に必要
なＮＨ₃が存在するかどうかを検知するために必要であ
る。ＮＯｘ濃度値の信号とＮＨ₃濃度値の信号が尿素供
給量の制御に対して衝突することはなく、実機試験で
も、２次、３次空気に供給させて過剰の尿素を吹き込ん
だ場合に、それぞれほぼ一定のリークＮＨ₃濃度値が測
定されている。

【００５５】２次空気に尿素を供給させる燃焼により、
更にＮＯｘを増加する危険性についても特に問題はな
い。炉内脱硝における脱硝率は、如何に適温領域（９５
０〜１１００℃付近）で滞留時間を多くとるかにかかっ
ており、炉の形状にも依存するが、２次空気供給管３位
置から吹き込む場合の方が滞留時間は長くなり、余分に
発生するＮＯｘ分を考慮しても脱硝率は向上する傾向に
あり（３０％〜４０％）、実機試験で確かめられた。３
次空気供給管４に供給する場合は、逆にＮＨ₃の燃焼／
分解率が少ない。滞留時間が短いと云う理由により、脱
硝率は低め（３０％）、リークＮＨ₃濃度は高め（４０
〜８０％）となる。

【００５６】バグフィルタ入口９のＮＨ₃濃度が減少し
た場合は、３次空気供給管４に供給する量を増加させる
ことにより対応が可能である。勿論、２次空気供給管３
に供給させる量を増加させる方法も考えられる。但し、
ＮＨ₃の分解率が比較的大きいので、無駄が多くなる可
能性はある。又、バグフィルタ入口９のＮＨ₃濃度が非
常に高くなれば、２次、３次空気供給管３、４への供給
量を減少し、又は２次空気供給管３への供給率を上げて
対処する。

【００５７】上述のように炉内脱硝で、尿素水流量を制
御してＮＯｘ濃度の低減を図ることが出来、尿素水流量
を上昇させれば、脱硝率を向上させることが出来る。従
来の方法では、リークＮＨ₃濃度が上昇するという問題
点があったが、本装置では後流に脱硝触媒層を形成させ
たバグフィルタが設置されているので、ＮＯｘ濃度の除
去だけでなく、リークＮＨ₃濃度の除去も行なうことが
出来る。

【００５８】実機ごみ焼却炉４６内で平均的に１８０ｐ
ｐｍのＮＯｘが発生した場合の脱硝試験結果は次のよう
である。尿素とＮＯｘのモル当量比が１．０の場合、２
次空気供給管３に尿素水を供給し、火炉４７に投入して
４０％の脱硝率が得られた。３次空気供給管４の場合は
３０％であった。火炉排ガス出口５７におけるＮＯｘ濃
度は１２０ｐｐｍで、ＮＨ₃濃度は最大１２０ｐｐｍ程
度となるはずだが、実際には熱分解により焼失し、２次
空気供給管３に供給の場合、リークＮＨ₃濃度は２０ｐ
ｐｍ前後の値を示した。従って、ＮＨ₃／ＮＯｘモル比
を１．２にした場合には、平均的には６０ｐｐｍ前後の
ＮＨ₃が発生する。

【００５９】バグフィルタ８については、ラボスケール
で、ＮＨ₃／ＮＯｘモル比を１．２、水分量６ｖｏｌ
％、触媒担持量１５０〜５００ｇ／ｍ²で、温度２００
〜２２０℃の範囲の脱硝率を求めた。その結果、担持量
４８７ｇ／ｍ²のバグフィルタ８では、脱硝率は３０〜
６０％であった。

【００６０】ＮＨ₃／ＮＯｘモル比の影響について検討
した結果、０．６程度で脱硝率は飽和状態となることが
分かった。従って、モル比０．６以上にしてもリークＮ
Ｈ₃濃度が増加するだけである。バグフィルタ入口９
で、ＮＯｘ濃度が１２０ｐｐｍ、ＮＨ₃が６０ｐｐｍと
すると、モル比は０．５で飽和状態まで少し足りない
が、脱硝率は２２０℃で５０〜６０％である。この場合
のバグフィルタ出口でのＮＯｘ濃度は４８〜６０ｐｐ
ｍ、ＮＨ₃は０〜１０ｐｐｍとなる。

【００６１】ここで、例えば、火炉内のＮＯｘ濃度が１
１０ｐｐｍ程度まで減少すると、バグフィルタ出口のＮ
Ｈ₃濃度は７０ｐｐｍ程度上昇してしまうので、炉内に
供給する尿素水の量をその上昇度合いに合わせて減少さ
せる必要がある。或いは、前述したように、火炉４７の
排ガス出口５７に向かって多段階、即ち本実施例では２
段階に設けられた空気と尿素水の供給管の供給位置によ
ってもＮＨ₃濃度は変化するのを利用して、２次空気供
給管側に供給する尿素水の比率を増加させることが出来
る。逆に、ＮＯｘ濃度が上昇した際には、尿素を増加
し、或いは３次空気側に供給する尿素水の比率を増加し
てリークＮＨ₃濃度の制御を行なう。

【００６２】本実施例のごみ焼却炉の脱硝装置１は、通
常ＮＨ₃濃度が予め定められた値より大きくない場合
は、火炉排ガス出口５７の近傍でＮＯｘ濃度検出器によ
るＮＯｘ濃度を検出して、尿素の火炉への供給量を制御
するものであるが、バグフィルタの入口９のＮＨ₃濃度
が予め定められた値、例えば、５ｐｐｍを越えた場合
は、ＮＨ₃濃度によって制御を行なうので、ＮＯｘ濃度
の排出規制強化に対応する高度排ガス処理が可能とな
り、又、リークＮＨ₃濃度の低減を図ることができると
共に、既設炉にも適用可能で新たな装置を必要としな
い。しかも、装置設置面積が節約できるものである。
又、尿素は取り扱いが比較的容易である。

【００６３】

【発明の効果】本発明の燃焼炉排ガスの脱硝装置によれ
ば、フィルタは、脱硝触媒を担持させた触媒層を有する
もので、最終的に排出する排ガス中の窒素酸化物及びア
ンモニアを効率良く、環境を汚染せずに除去出来ると共
に、新設炉、既設炉を問わず簡単に適用出来、且つ場所
をとらず経済的である。

【００６４】更に、上記発明において、フィルタは、劣
化防止剤を担持させた劣化防止層を触媒層の上流側に有
するもので、上記発明の効果に加え、フィルタの触媒層
は、長期間に渡って触媒作用が劣化せず、最終的に排出
する排ガス中の窒素酸化物及びアンモニアを除去する。

【００６５】更に、上記いずれかの発明において、窒素
酸化物濃度検出器と、供給管の脱硝剤の供給量を制御す
る制御装置とを設けたもので、上記いずれかの発明の効
果に加え、火炉排ガス出口の排ガス中の残存窒素酸化物
を適切な濃度に制御することが可能になる。

【００６６】更に、上記いずれかの発明において、アン
モニア濃度検出器と、アンモニア濃度が予め定められた
値より大きい場合には、このアンモニア濃度に基づいて
供給管の脱硝剤の供給量を制御する制御装置とを設けた
もので、上記いずれかの発明の効果に加え、発生するア
ンモニア濃度を下げると共に、最終的に排出される排ガ
ス中の残存窒素酸化物及びアンモニアをほとんど除去出
来るように制御する。

【００６７】そして、上記いずれかの発明において、供
給管は、燃焼炉の排ガス出口に向かって多段階に設けら
れたもので、上記いずれかの発明の効果に加え、火炉に
供給する供給管の脱硝剤の供給量を火炉の排ガス出口に
向かって多段階に変えられ、排ガス中の残存窒素酸化物
とアンモニアとを適切な量に制御し易い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る燃焼炉排ガスの脱硝装置の一実施
例を説明する系統図である。

【図２】図１の実施例に使用されるバグフィルタの断面
図である。

【図３】図１の実施例に使用されるバグフィルタの他の
各種断面図である。

【図４】従来技術に係る排ガスの脱硝装置を説明する系
統図で、（Ａ）は炉内脱硝装置、（Ｂ）は脱硝塔を使用
した脱硝装置、（Ｃ）は脱硝バグフィルタを使用した脱
硝装置である。

【符号の説明】

１燃焼炉排ガスの脱硝装置３２次空気供給管（供給管）４３次空気供給管（供給管）８バグフィルタ（フィルタ）９入口１０触媒層１３劣化防止層２２ＮＨ₃濃度検出器（アンモニア濃度検出器）２３ＮＯｘ濃度検出器（窒素酸化物濃度検出器）２５制御装置４６ごみ焼却炉（燃焼炉）５７排ガス出口６３ａごみ焼却炉で発生した排ガス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】窒素酸化物を低減する脱硝剤を燃焼炉に
供給する供給管と、前記燃焼炉で発生した排ガスを濾過
するフィルタとを備えた燃焼炉排ガスの脱硝装置におい
て、前記フィルタは、前記排ガス中の残存窒素酸化物と
前記脱硝剤から発生するアンモニアとを反応させて、除
去する脱硝触媒を担持させた触媒層を有するものである
ことを特徴とする燃焼炉排ガスの脱硝装置。
【請求項２】請求項１において、前記フィルタは、前
記触媒層の脱硝触媒の劣化を防止する劣化防止剤を担持
させた劣化防止層を前記触媒層の上流側に有するもので
あることを特徴とする燃焼炉排ガスの脱硝装置。
【請求項３】請求項１又は２において、前記燃焼炉の
排ガス出口に設けられ前記排ガス中の窒素酸化物濃度を
検出する窒素酸化物濃度検出器と、該窒素酸化物濃度検
出器で検出した窒素酸化物濃度に基づいて前記供給管の
脱硝剤の供給量を制御する制御装置とを設けたものであ
ることを特徴とする燃焼炉排ガスの脱硝装置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかにおいて、前
記フィルタの入口に設けられ前記排ガス中のアンモニア
濃度を検出するアンモニア濃度検出器と、該アンモニア
濃度検出器で検出したアンモニア濃度が予め定められた
値より大きい場合には、該アンモニア濃度に基づいて前
記供給管の脱硝剤の供給量を制御する前記制御装置とを
設けたものであることを特徴とする燃焼炉排ガスの脱硝
装置。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかにおいて、前
記供給管は、前記燃焼炉の排ガス出口に向かって多段階
に設けられたものであることを特徴とする燃焼炉排ガス
の脱硝装置。