JPH084712B2 - 煙道ガス中のＮＯｘを還元するために煙道ガスエネルギーを使用して還元剤水溶液を気化させる方法 - Google Patents
煙道ガス中のＮＯｘを還元するために煙道ガスエネルギーを使用して還元剤水溶液を気化させる方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＮＯｘが発生される燃
焼器から生じる煙道ガス中のＮＯｘを還元するために還
元剤水溶液を気化させる方法に関する。
焼器から生じる煙道ガス中のＮＯｘを還元するために還
元剤水溶液を気化させる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】石炭、オイル、産業用又は天然ガス等の
化石燃料の燃焼は、酸化窒素（ＮＯ）及び二酸化窒素
（ＮＯ2）を含む環境にとって有害な物質を生じる。酸
化窒素及び二酸化窒素はまとめてＮＯｘと呼ばれる。化
石燃料の通常燃焼工程においては、ＮＯｘの大半はＮＯ
である。
化石燃料の燃焼は、酸化窒素（ＮＯ）及び二酸化窒素
（ＮＯ2）を含む環境にとって有害な物質を生じる。酸
化窒素及び二酸化窒素はまとめてＮＯｘと呼ばれる。化
石燃料の通常燃焼工程においては、ＮＯｘの大半はＮＯ
である。
【０００３】よく知られるように、ＮＯｘの生産は、化
石燃料が種々の装置において燃焼される際に起こり得
る。従って、本発明はプロセス及び精製加熱器、ガスタ
ービン装置、及び蒸気プラントを含むボイラーにおいて
適用し得る。燃料は、石炭、オイル、ガス、都市の固形
廃棄物等の廃棄物、及びその他種々の炭素質材料を含み
得る。本発明は、粒子負荷煙道ガス、及びいわゆる「清
浄」煙道ガスを有する装置に適用する。
石燃料が種々の装置において燃焼される際に起こり得
る。従って、本発明はプロセス及び精製加熱器、ガスタ
ービン装置、及び蒸気プラントを含むボイラーにおいて
適用し得る。燃料は、石炭、オイル、ガス、都市の固形
廃棄物等の廃棄物、及びその他種々の炭素質材料を含み
得る。本発明は、粒子負荷煙道ガス、及びいわゆる「清
浄」煙道ガスを有する装置に適用する。
【０００４】多くのＮＯｘ還元剤が知られている。アン
モニアが一般に使用されている。煙道ガス流からＮＯｘ
を除去するための主要な工程は、アンモニア、尿素、又
は他の多くの既知の還元剤等の還元剤の注入である。例
えば、非常に一般的な方法は、煙道ガスへのアンモニア
（ＮＨ3）の注入、及び引続いて起こる触媒の存在下に
おける化学反応、即ち、 ４ＮＯ＋４ＮＨ3＋Ｏ2 ――（触媒）―→４Ｎ2＋６Ｈ2
Ｏ ２ＮＯ2＋４ＮＨ3＋Ｏ2 ――（触媒）―→３Ｎ2＋６Ｈ
2Ｏ を伴う選択的接触還元法（ＳＣＲ）である。
モニアが一般に使用されている。煙道ガス流からＮＯｘ
を除去するための主要な工程は、アンモニア、尿素、又
は他の多くの既知の還元剤等の還元剤の注入である。例
えば、非常に一般的な方法は、煙道ガスへのアンモニア
（ＮＨ3）の注入、及び引続いて起こる触媒の存在下に
おける化学反応、即ち、 ４ＮＯ＋４ＮＨ3＋Ｏ2 ――（触媒）―→４Ｎ2＋６Ｈ2
Ｏ ２ＮＯ2＋４ＮＨ3＋Ｏ2 ――（触媒）―→３Ｎ2＋６Ｈ
2Ｏ を伴う選択的接触還元法（ＳＣＲ）である。
【０００５】煙道ガス流にアンモニアを注入する伝統的
な一つの方法においては、外部アンモニア気化装置が使
用され、該装置においては、無水又は水溶液の状態の液
体アンモニアがまず加熱器又は気化器内にて気化され、
空気と混合され、そして分配グリッドネットワークに送
られ、続いてＳＣＲ反応器の上流の位置において煙道ガ
ス流中に注入される。無水アンモニアを注入するための
既知の方法及び装置のより詳細な記載は、S.M. Cho, A.
H. Seltzer,and Z.Tetsuiの「Design andOperation Exp
erience of Selective Catalytic Reduction Systems f
or NOxControl in Gas Turbine Systems」Internationa
l Gas Turbine and AeroengineCongress and Expositio
n、フロリダ州オーランド、１９９１年６月３日−６日
（ASME paper第91-GT-26号）、以下Ｃｈｏ等と称する、
に見られる。無水アンモニアは有毒で有害であるので、
現在の「一般の」実施においては、アンモニアと水との
混合物であるアンモニア水（ＮＨ3・Ｈ2Ｏ）を使用す
る。アンモニアは「良性の」水で希釈されるので、アン
モニア水は無水アンモニアより有害ではない。代表的な
産業用品位のアンモニア水は約３０％のアンモニアと７
０％の水とを含む。前述の割合のアンモニア−水混合物
は、アメリカ合衆国の高速道路上を安全に輸送できる。
該混合物は常温で無視し得る蒸気圧を有する。
な一つの方法においては、外部アンモニア気化装置が使
用され、該装置においては、無水又は水溶液の状態の液
体アンモニアがまず加熱器又は気化器内にて気化され、
空気と混合され、そして分配グリッドネットワークに送
られ、続いてＳＣＲ反応器の上流の位置において煙道ガ
ス流中に注入される。無水アンモニアを注入するための
既知の方法及び装置のより詳細な記載は、S.M. Cho, A.
H. Seltzer,and Z.Tetsuiの「Design andOperation Exp
erience of Selective Catalytic Reduction Systems f
or NOxControl in Gas Turbine Systems」Internationa
l Gas Turbine and AeroengineCongress and Expositio
n、フロリダ州オーランド、１９９１年６月３日−６日
（ASME paper第91-GT-26号）、以下Ｃｈｏ等と称する、
に見られる。無水アンモニアは有毒で有害であるので、
現在の「一般の」実施においては、アンモニアと水との
混合物であるアンモニア水（ＮＨ3・Ｈ2Ｏ）を使用す
る。アンモニアは「良性の」水で希釈されるので、アン
モニア水は無水アンモニアより有害ではない。代表的な
産業用品位のアンモニア水は約３０％のアンモニアと７
０％の水とを含む。前述の割合のアンモニア−水混合物
は、アメリカ合衆国の高速道路上を安全に輸送できる。
該混合物は常温で無視し得る蒸気圧を有する。
【０００６】触媒を使用しない方法、いわゆる選択的非
接触還元法（ＳＮＣＲ）も知られている。アンモニア、
尿素、又は他の還元剤が、炉又は他の燃焼器の上方燃焼
領域内へと注入される。循環流動床蒸気発生器のサイク
ロン分離器を含む他の注入位置も知られている。
接触還元法（ＳＮＣＲ）も知られている。アンモニア、
尿素、又は他の還元剤が、炉又は他の燃焼器の上方燃焼
領域内へと注入される。循環流動床蒸気発生器のサイク
ロン分離器を含む他の注入位置も知られている。
【０００７】アンモニア水を使用する装置及び方法にお
いて、アンモニアを気化させるために現在用いられてい
る方法がいくつかある。該方法は、（１）周囲空気を電
熱器を使用して加熱し、該空気を容器内にてアンモニア
水と混合し、よってアンモニア水を気化させる（Ｃｈｏ
等にて記載される）、（２）ケトル形熱交換器タンクを
使用し、アンモニア水で満たされた該タンク内にはコイ
ルが含まれ、蒸気が供給され、アンモニア水を気化させ
る、（３）アンモニアストリッピング塔を使用し、該塔
においては、アンモニア水が液体−液体型接触塔の頂部
から噴霧され、蒸気が底部から導入される、（４）ブロ
ワーによって気化器容器内へと引き込まれる煙道ガス後
流を使用し、該容器内において煙道ガスはアンモニア水
と混合され、これを気化することを含む。
いて、アンモニアを気化させるために現在用いられてい
る方法がいくつかある。該方法は、（１）周囲空気を電
熱器を使用して加熱し、該空気を容器内にてアンモニア
水と混合し、よってアンモニア水を気化させる（Ｃｈｏ
等にて記載される）、（２）ケトル形熱交換器タンクを
使用し、アンモニア水で満たされた該タンク内にはコイ
ルが含まれ、蒸気が供給され、アンモニア水を気化させ
る、（３）アンモニアストリッピング塔を使用し、該塔
においては、アンモニア水が液体−液体型接触塔の頂部
から噴霧され、蒸気が底部から導入される、（４）ブロ
ワーによって気化器容器内へと引き込まれる煙道ガス後
流を使用し、該容器内において煙道ガスはアンモニア水
と混合され、これを気化することを含む。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、煙道ガスか
ら熱エネルギーを引き出すことにより、還元剤水溶液を
気化するのに電気又はプロセス蒸気を使用しなくても良
いようにする。本発明はまた、気化媒体を加熱するため
の更なる外部装置の使用にかかる資本支出及び追加の維
持費を避ける。本発明は更に、熱煙道ガスを取扱うよう
に設計された形式の再循環ファンに関連する余分の資本
及び維持費を節約し、代わりに標準的周囲空気ファンの
使用を可能とする。
ら熱エネルギーを引き出すことにより、還元剤水溶液を
気化するのに電気又はプロセス蒸気を使用しなくても良
いようにする。本発明はまた、気化媒体を加熱するため
の更なる外部装置の使用にかかる資本支出及び追加の維
持費を避ける。本発明は更に、熱煙道ガスを取扱うよう
に設計された形式の再循環ファンに関連する余分の資本
及び維持費を節約し、代わりに標準的周囲空気ファンの
使用を可能とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＮＯｘが発生
される燃焼器から生ずる煙道ガス中のＮＯｘを還元する
目的のために、還元剤水溶液を気化させる方法を提供す
るものである。該燃焼器は、煙道ガスを煙突へと搬送す
る所定の通路を規定する燃焼装置の一部である。熱交換
器は、煙道ガスが熱交換器の第一機能面（例えば、フィ
ン付き管の外面）と接触する方法で、煙道ガス通路、代
表的にはダクト中に配置される。伝熱媒体、好ましくは
周囲空気は熱交換器の第二機能面（例えば、フィン付き
管の内面）と接触して通過され、それにより伝熱媒体が
加熱される。加熱された媒体は次に、煙道ガス通路外の
位置へと通過され、そこで、還元剤の水溶液を気化させ
るために使用される。好ましくは、該気化は加熱された
媒体と水溶液とを容器中にて内部混合、例えば噴霧する
ことによって達成される。好ましくは、該還元剤はアン
モニアである。最後に、気化された水溶液は、煙道ガス
通路内へと注入され、そこでＮＯｘを還元する効果を発
する。（気化器は水溶液をもはや水溶液ではないものへ
と変換することが認められる。しかし、便宜上、還元
剤、空気、蒸気、及びいかなる残留蒸気の混合物を「気
化された水溶液」と称する。）気化された水溶液が煙道
ガス通路内へと注入される位置は、燃焼装置の性質によ
って異なる。ＳＮＣＲ形式の燃焼装置においては、気化
された水溶液を燃焼器の最上部において煙道ガス内へと
注入することが好ましいであろう。一方、ＳＣＲ装置に
おいては、接触反応器より適当な距離だけ上流に気化さ
れた水溶液を注入することが望ましい。
される燃焼器から生ずる煙道ガス中のＮＯｘを還元する
目的のために、還元剤水溶液を気化させる方法を提供す
るものである。該燃焼器は、煙道ガスを煙突へと搬送す
る所定の通路を規定する燃焼装置の一部である。熱交換
器は、煙道ガスが熱交換器の第一機能面（例えば、フィ
ン付き管の外面）と接触する方法で、煙道ガス通路、代
表的にはダクト中に配置される。伝熱媒体、好ましくは
周囲空気は熱交換器の第二機能面（例えば、フィン付き
管の内面）と接触して通過され、それにより伝熱媒体が
加熱される。加熱された媒体は次に、煙道ガス通路外の
位置へと通過され、そこで、還元剤の水溶液を気化させ
るために使用される。好ましくは、該気化は加熱された
媒体と水溶液とを容器中にて内部混合、例えば噴霧する
ことによって達成される。好ましくは、該還元剤はアン
モニアである。最後に、気化された水溶液は、煙道ガス
通路内へと注入され、そこでＮＯｘを還元する効果を発
する。（気化器は水溶液をもはや水溶液ではないものへ
と変換することが認められる。しかし、便宜上、還元
剤、空気、蒸気、及びいかなる残留蒸気の混合物を「気
化された水溶液」と称する。）気化された水溶液が煙道
ガス通路内へと注入される位置は、燃焼装置の性質によ
って異なる。ＳＮＣＲ形式の燃焼装置においては、気化
された水溶液を燃焼器の最上部において煙道ガス内へと
注入することが好ましいであろう。一方、ＳＣＲ装置に
おいては、接触反応器より適当な距離だけ上流に気化さ
れた水溶液を注入することが望ましい。
【００１０】本発明は、自動制御装置を伴う使用に十分
適合される。煙道ガスに注入される還元剤の量は、液状
水溶液を自動制御バルブ中へと通すことによって変化さ
せることができる。別の態様において、好ましくは、液
状水溶液の流量は、一つ以上の「内部混合」空気噴霧ノ
ズルを経て制御される。水溶液の圧力は一定に保たれ、
一方噴霧空気の圧力は変化される。空気圧の変化によっ
て、ノズル中の液状水溶液の流量が効果的に調節され
る。バルブの制御は、本願方法が使用される燃焼装置の
性質に従って選択される種々のプロセスパラメータをモ
ニターすることによって達成され得る。
適合される。煙道ガスに注入される還元剤の量は、液状
水溶液を自動制御バルブ中へと通すことによって変化さ
せることができる。別の態様において、好ましくは、液
状水溶液の流量は、一つ以上の「内部混合」空気噴霧ノ
ズルを経て制御される。水溶液の圧力は一定に保たれ、
一方噴霧空気の圧力は変化される。空気圧の変化によっ
て、ノズル中の液状水溶液の流量が効果的に調節され
る。バルブの制御は、本願方法が使用される燃焼装置の
性質に従って選択される種々のプロセスパラメータをモ
ニターすることによって達成され得る。
【００１１】
【実施例】本発明は多くの異なる形式において実施可能
であるが、本発明の好ましい実施態様が図面に示され、
以下に詳細に説明される。しかし、本開示は本発明の本
質の一例とみなされるべきであり、本発明の広い特徴
を、示される実施態様に限定するよう意図されるもので
はないことが理解される。
であるが、本発明の好ましい実施態様が図面に示され、
以下に詳細に説明される。しかし、本開示は本発明の本
質の一例とみなされるべきであり、本発明の広い特徴
を、示される実施態様に限定するよう意図されるもので
はないことが理解される。
【００１２】図面は本発明に関する使用に適した形式の
燃焼装置の一例を概略的形式にて示す。該燃焼装置は、
炉１２の形式の燃焼器と熱回収領域１４とを含む蒸気発
生器１０を含む。蒸気管路は、熱回収領域１４から蒸気
タービン１６へと通じる。煙道ガスは、炉１２内から熱
回収領域１４中を通り、煙道２０を経て煙突３０へと通
じる所定の通路に沿って搬送される。該燃焼装置は、Ｎ
Ｏｘの選択的接触還元（ＳＣＲ）のための接触反応器４
０を含む。ＳＣＲ反応器４０は、触媒中に埋入されたセ
ラミック製ハニカム等の既知の形式であってもよい。か
ような反応器は上記に引用されたＣｈｏ等に更に説明さ
れる。
燃焼装置の一例を概略的形式にて示す。該燃焼装置は、
炉１２の形式の燃焼器と熱回収領域１４とを含む蒸気発
生器１０を含む。蒸気管路は、熱回収領域１４から蒸気
タービン１６へと通じる。煙道ガスは、炉１２内から熱
回収領域１４中を通り、煙道２０を経て煙突３０へと通
じる所定の通路に沿って搬送される。該燃焼装置は、Ｎ
Ｏｘの選択的接触還元（ＳＣＲ）のための接触反応器４
０を含む。ＳＣＲ反応器４０は、触媒中に埋入されたセ
ラミック製ハニカム等の既知の形式であってもよい。か
ような反応器は上記に引用されたＣｈｏ等に更に説明さ
れる。
【００１３】図示される燃焼装置は一例にすぎない。本
発明は他の形式の燃焼装置にも役立てることができる。
ガスタービン熱回収蒸気発生器、プロセス加熱器、及び
循環流動床蒸気発生器がその例である。
発明は他の形式の燃焼装置にも役立てることができる。
ガスタービン熱回収蒸気発生器、プロセス加熱器、及び
循環流動床蒸気発生器がその例である。
【００１４】タンク５０は還元剤水溶液、好ましくはア
ンモニア水を貯蔵する。アンモニア水溶液は常温にて貯
蔵されてもよい。
ンモニア水を貯蔵する。アンモニア水溶液は常温にて貯
蔵されてもよい。
【００１５】水溶液は、ポンプ５４によって濾過器５２
中に引き込まれる。そこから該溶液は、フィルター５
６、流量計５８、圧力調整器６０、そして気化器容器６
４の「内部混合」空気噴霧ノズル６６へと通過する。
中に引き込まれる。そこから該溶液は、フィルター５
６、流量計５８、圧力調整器６０、そして気化器容器６
４の「内部混合」空気噴霧ノズル６６へと通過する。
【００１６】気化器容器６４は、以下に説明される態様
において水溶液を気化させるのに効果的であるいかなる
形式であってもよい。気化器容器は、Ｃｈｏ等に記載さ
れる形式であってもよい。別の態様において、より好ま
しくは、該容器は空気噴霧ノズル６６及び金属製ポール
リングで充填されたシェルを有する。
において水溶液を気化させるのに効果的であるいかなる
形式であってもよい。気化器容器は、Ｃｈｏ等に記載さ
れる形式であってもよい。別の態様において、より好ま
しくは、該容器は空気噴霧ノズル６６及び金属製ポール
リングで充填されたシェルを有する。
【００１７】加圧噴霧空気は、自動制御バルブ６７を経
て空気噴霧ノズル６６へと供給される。ノズル６６は内
部混合ノズルであるので、噴霧空気の圧力（制御バルブ
６７の設定によって確立される）が還元剤の流量を制御
する。還元剤圧力は、圧力調整バルブ６０の作用を通し
て一定に保たれる。
て空気噴霧ノズル６６へと供給される。ノズル６６は内
部混合ノズルであるので、噴霧空気の圧力（制御バルブ
６７の設定によって確立される）が還元剤の流量を制御
する。還元剤圧力は、圧力調整バルブ６０の作用を通し
て一定に保たれる。
【００１８】気化器容器６４は、熱交換器６８内にて加
熱された伝熱媒体を受理する。熱交換器６８は、煙道ガ
スの通路内に配置される。既知の態様において、熱交換
器６８は、熱を与える煙道ガスによって接触される第一
機能面と、熱を受理する熱交換媒体によって接触される
第二機能面とを含む。例えば、図面は、フィン付き管か
らなる熱交換器６８を示す。フィン及び管の外面は、煙
道ガスと接触する熱交換器の第一機能面上にある。管の
内面は、管中を通過する熱交換媒体と接触する熱交換器
の第二機能面上にある。
熱された伝熱媒体を受理する。熱交換器６８は、煙道ガ
スの通路内に配置される。既知の態様において、熱交換
器６８は、熱を与える煙道ガスによって接触される第一
機能面と、熱を受理する熱交換媒体によって接触される
第二機能面とを含む。例えば、図面は、フィン付き管か
らなる熱交換器６８を示す。フィン及び管の外面は、煙
道ガスと接触する熱交換器の第一機能面上にある。管の
内面は、管中を通過する熱交換媒体と接触する熱交換器
の第二機能面上にある。
【００１９】入口ヘッダー７２と出口ヘッダー７４とに
接続される単一の管が示される。実際の装置において
は、かような管の群が入口ヘッダ７２と出口ヘッダー７
４とに接続されてもよい。図面において、各管は、煙道
ガスの流れの方向を横切って煙道２０を渡って四本の通
路を形成する。また、入口ヘッダー７２は、煙道ガス流
の方向に関して出口ヘッダー７４の下流にあるように図
示されている。熱交換器６８のこれらの特徴のどれも臨
界的なものではない。熱交換器の既知の設計原則に従っ
て改変がなされてもよい。例えば、入口及び出口ヘッダ
ー７２、７４は、より便利なように、煙道２０内に配置
されてもよい。入口ヘッダー７２は、出口ヘッダー７４
の上流（煙道ガス流の方向に関して）に位置されてもよ
い。フィンは省略されてもよい。通路の数及び方向は変
化されてもよい。
接続される単一の管が示される。実際の装置において
は、かような管の群が入口ヘッダ７２と出口ヘッダー７
４とに接続されてもよい。図面において、各管は、煙道
ガスの流れの方向を横切って煙道２０を渡って四本の通
路を形成する。また、入口ヘッダー７２は、煙道ガス流
の方向に関して出口ヘッダー７４の下流にあるように図
示されている。熱交換器６８のこれらの特徴のどれも臨
界的なものではない。熱交換器の既知の設計原則に従っ
て改変がなされてもよい。例えば、入口及び出口ヘッダ
ー７２、７４は、より便利なように、煙道２０内に配置
されてもよい。入口ヘッダー７２は、出口ヘッダー７４
の上流（煙道ガス流の方向に関して）に位置されてもよ
い。フィンは省略されてもよい。通路の数及び方向は変
化されてもよい。
【００２０】熱交換器６８自体は、有利には代表的な炭
素鋼管によって作られてもよい。適用法に応じて、管は
代表的には約０．５インチ（１．２７ｃｍ）から４イン
チ（１０．１６ｃｍ）の範囲の標準的直径であってもよ
い。
素鋼管によって作られてもよい。適用法に応じて、管は
代表的には約０．５インチ（１．２７ｃｍ）から４イン
チ（１０．１６ｃｍ）の範囲の標準的直径であってもよ
い。
【００２１】熱交換器媒体は、空気、最も好ましくは周
囲空気であることが好ましい。このために、ファン７０
は燃焼装置の一般周囲から周囲空気を引き込み、該空気
を制御バルブ７１を経て入口ヘッダー７２内へと押し込
む。ファン７０等の周囲温度空気ブロワーは、熱煙道ガ
スを取扱わなければならない形式の再循環ファンよりも
廉価で、より容易に利用できる。また、かようなファン
は、より信頼性があると期待できる。
囲空気であることが好ましい。このために、ファン７０
は燃焼装置の一般周囲から周囲空気を引き込み、該空気
を制御バルブ７１を経て入口ヘッダー７２内へと押し込
む。ファン７０等の周囲温度空気ブロワーは、熱煙道ガ
スを取扱わなければならない形式の再循環ファンよりも
廉価で、より容易に利用できる。また、かようなファン
は、より信頼性があると期待できる。
【００２２】気化器容器６４内において、加熱された媒
体と水溶液とは内部混合され、水溶液を気化する。この
ために、好ましい実施態様において代表的には、空気は
熱交換器６８内において、約４００°Ｆ（２０４℃）−
９５０°Ｆ（５１０℃）の間の温度に加熱されるであろ
う。この温度範囲は単に代表的な操作を反映するにすぎ
ず、技術的な理由により維持されなければならない限度
の組ではない。
体と水溶液とは内部混合され、水溶液を気化する。この
ために、好ましい実施態様において代表的には、空気は
熱交換器６８内において、約４００°Ｆ（２０４℃）−
９５０°Ｆ（５１０℃）の間の温度に加熱されるであろ
う。この温度範囲は単に代表的な操作を反映するにすぎ
ず、技術的な理由により維持されなければならない限度
の組ではない。
【００２３】また、好ましい実施態様において、加熱空
気は、上述の形式の気化器容器の頂部付近に導入され、
そこで頂部から入るアンモニアの噴霧と接触する。代表
的には、ポンプ５４は、約１０ｐｓｉと２００ｐｓｉと
の間のアンモニアの圧力を確立する。アンモニア水の流
量は燃焼装置の性質及び操作負荷による。代表的には、
流量は約３０００ｌｂｓ／ｈｒ（１３６１ｋｇ／時間）
以下である。
気は、上述の形式の気化器容器の頂部付近に導入され、
そこで頂部から入るアンモニアの噴霧と接触する。代表
的には、ポンプ５４は、約１０ｐｓｉと２００ｐｓｉと
の間のアンモニアの圧力を確立する。アンモニア水の流
量は燃焼装置の性質及び操作負荷による。代表的には、
流量は約３０００ｌｂｓ／ｈｒ（１３６１ｋｇ／時間）
以下である。
【００２４】気化された水溶液は次に、既知の形式の注
入グリッド７６へ通過し、そこで煙道ガス通路内へと注
入され、煙道ガス中のＮＯｘを還元する。注入グリッド
７６は、熱交換器６８の下流に位置されてもよく、図示
されるように熱交換器６８の上流に位置されてもよい。
図示される形式の（つまり、接触反応器４０の上流に位
置される注入グリッド７６を有する）接触装置のために
は、気化器の出力は、好ましくは２００°Ｆ（９３℃）
−８００°Ｆ（４２７℃）、より好ましくは２５０°Ｆ
（１２１℃）−５００°Ｆ（２６０℃）の間である。
入グリッド７６へ通過し、そこで煙道ガス通路内へと注
入され、煙道ガス中のＮＯｘを還元する。注入グリッド
７６は、熱交換器６８の下流に位置されてもよく、図示
されるように熱交換器６８の上流に位置されてもよい。
図示される形式の（つまり、接触反応器４０の上流に位
置される注入グリッド７６を有する）接触装置のために
は、気化器の出力は、好ましくは２００°Ｆ（９３℃）
−８００°Ｆ（４２７℃）、より好ましくは２５０°Ｆ
（１２１℃）−５００°Ｆ（２６０℃）の間である。
【００２５】本発明は自動制御装置に関する使用のため
に十分に適合され、該装置はバルブ６７の開放度を調節
し、よって煙道ガス内へと導入されるアンモニア又は他
の還元剤の量を調節する。自動制御器７８は好ましく
は、デジタルプロセッサーを含む。出力は、制御バルブ
６７の開放を調節するために使用される。制御器７８は
多くのセンサーからの入力を受理し、該センサーの性質
は、燃焼装置の性質及び使用者の好みによって変化され
る。図示される実施態様は、電気等を発生するための蒸
気タービンを駆動するために使用される蒸気発生装置と
の使用に適する。
に十分に適合され、該装置はバルブ６７の開放度を調節
し、よって煙道ガス内へと導入されるアンモニア又は他
の還元剤の量を調節する。自動制御器７８は好ましく
は、デジタルプロセッサーを含む。出力は、制御バルブ
６７の開放を調節するために使用される。制御器７８は
多くのセンサーからの入力を受理し、該センサーの性質
は、燃焼装置の性質及び使用者の好みによって変化され
る。図示される実施態様は、電気等を発生するための蒸
気タービンを駆動するために使用される蒸気発生装置と
の使用に適する。
【００２６】かような装置においては、接触反応器４０
の下流のＮＯｘ分析器装置８２、例えば注入グリッド７
６と接触反応器４０との間に配置される温度センサー８
０、及び煙道ガス流量を表示する第三センサーを使用し
てもよい。既知の態様においては、煙道ガス流量はター
ビン負荷に関係し、該負荷は図中８４にて示されるよう
に測定される。
の下流のＮＯｘ分析器装置８２、例えば注入グリッド７
６と接触反応器４０との間に配置される温度センサー８
０、及び煙道ガス流量を表示する第三センサーを使用し
てもよい。既知の態様においては、煙道ガス流量はター
ビン負荷に関係し、該負荷は図中８４にて示されるよう
に測定される。
【００２７】基礎的アンモニア注入率は、８０及び８４
からのフィードフォーワード信号によって設定され、該
信号はそれぞれ煙道ガス流量及びＳＣＲ煙道ガス入口温
度を示す。基礎的アンモニア注入率は連続的に更新され
る。アンモニア注入率の微妙な同調は、ＳＣＲ出口ＮＯ
ｘ濃度を測定する８２からのフィードバック信号を使用
することにより達成される。流量計５８の出力は、アン
モニアの所望の流量が達成されることを決定するために
使用される。
からのフィードフォーワード信号によって設定され、該
信号はそれぞれ煙道ガス流量及びＳＣＲ煙道ガス入口温
度を示す。基礎的アンモニア注入率は連続的に更新され
る。アンモニア注入率の微妙な同調は、ＳＣＲ出口ＮＯ
ｘ濃度を測定する８２からのフィードバック信号を使用
することにより達成される。流量計５８の出力は、アン
モニアの所望の流量が達成されることを決定するために
使用される。
【００２８】
【発明の効果】前述の従来の技術に記載された発明より
もより経済的な発明が、上記に記載される。該発明は操
作時に最小限のエネルギーしか消費しない。該発明はい
くつかの装置と同様に製作するのに高価ではなく、また
他の装置よりも製作するのに高価ではない。該発明は少
なくともいくつかの装置と同様に信頼でき、また他の装
置よりも信頼できる。
もより経済的な発明が、上記に記載される。該発明は操
作時に最小限のエネルギーしか消費しない。該発明はい
くつかの装置と同様に製作するのに高価ではなく、また
他の装置よりも製作するのに高価ではない。該発明は少
なくともいくつかの装置と同様に信頼でき、また他の装
置よりも信頼できる。
【００２９】特に本発明は、煙道ガスから熱エネルギー
を引き出すことにより、還元剤水溶液を気化するのに電
気又はプロセス蒸気を使用しなくても良いようにする。
該発明においては、煙道ガスから熱を引き出すが、熱交
換器に渡る煙道ガスの温度降下は、無視できる程度（大
半の適用において、数度のオーダー）に小さく、従っ
て、煙道ガス装置において有害な効果の原因とはならな
い。本発明は、気化媒体を加熱するための更なる外部装
置の使用にかかる資本支出及び追加の維持費を避ける。
本発明は更に、熱煙道ガスを取扱うように設計された形
式の再循環ファンに関連する余分の資本及び維持費を節
約し、代わりに標準的周囲空気ファンの使用を可能とす
る。
を引き出すことにより、還元剤水溶液を気化するのに電
気又はプロセス蒸気を使用しなくても良いようにする。
該発明においては、煙道ガスから熱を引き出すが、熱交
換器に渡る煙道ガスの温度降下は、無視できる程度（大
半の適用において、数度のオーダー）に小さく、従っ
て、煙道ガス装置において有害な効果の原因とはならな
い。本発明は、気化媒体を加熱するための更なる外部装
置の使用にかかる資本支出及び追加の維持費を避ける。
本発明は更に、熱煙道ガスを取扱うように設計された形
式の再循環ファンに関連する余分の資本及び維持費を節
約し、代わりに標準的周囲空気ファンの使用を可能とす
る。
【図１】図面は、蒸気発生器及びＮＯｘの選択的接触還
元のための反応器を含む燃焼装置における本発明の好ま
しい実施態様を示す概略的表示である。
元のための反応器を含む燃焼装置における本発明の好ま
しい実施態様を示す概略的表示である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 53/94 Ｆ２３Ｊ 15/00 ＺＡＢ Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢ １０１ Ｚ Ｆ２３Ｊ 15/00 ＺＡＢ Ａ (72)発明者 アンドリュー・エイチ・セルツァー アメリカ合衆国ニュージャージー州07039, リビングストン，マウントヘイヴン・ドラ イブ・71 (72)発明者 スコット・ジー・プリチャード アメリカ合衆国ニュージャージー州08876, ソマーヴィル，ボックスウッド・コート・ 1314 (56)参考文献 特開 平３−86212（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−57146（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】 ＮＯｘが発生される燃焼器から生じる煙
道ガス中のＮＯｘを還元するために還元剤水溶液を気化
させる方法であって、該燃焼器は、所定通路を規定する
燃焼装置の一部であり、該通路に沿って、気体状燃焼生
成物は、煙道ガス通路に沿って燃焼区域から、プロセス
蒸気を発生する熱回収領域を通って搬送され、熱回収領
域の下流に配置される煙道に入り、前記煙道ガス通路の
下流端部には排気口が配置され、前記方法は、水溶液状とした還元剤 の源を提供する工程と、 煙道ガスが熱交換器の第一機能面と接触するように、熱
回収領域より下流の煙道中に熱交換器を配置する工程
と、 伝熱媒体が加熱されるように、伝熱媒体を熱交換器の第
二機能面に接触して通過させる工程と、 加熱された前記媒体を、煙道中の熱交換器から煙道ガス
通路外の位置へと通過させる工程と、 加熱された前記媒体を前記水溶液を気化させるのに使用
する工程と、 気化された前記水溶液を前記煙道ガス通路内へと注入す
る工程と、気化された前記 水溶液が煙道ガス中のＮＯｘを還元する
ことを許容する工程とからなることを特徴とする、ＮＯ
ｘが発生される燃焼器から生じる煙道ガス中のＮＯｘを
還元するために還元剤水溶液を気化させる方法。 - 【請求項２】ＮＯｘが発生される燃焼器から生じる煙道
ガス中のＮＯｘを還元するために還元剤水溶液を気化さ
せる方法であって、該燃焼器は所定通路を規定する燃焼
装置の一部であり、煙道ガスは該通路に沿って煙道ガス
通路の下流端の排気口まで搬送され、前記方法は、 水溶液状とした還元剤の源を提供する工程と、 煙道ガスが熱交換器の第一機能面と接触するように、熱
交換器を煙道ガス通路中に配置する工程と、 周囲空気を熱交換器の第二機能面に接触して通過させ、
該空気を加熱する工程と、 加熱された前記空気を煙道ガス通路中の熱交換器から煙
道ガス通路外の位置へと通過させる工程と、 加熱された前記空気を前記水溶液を気化させるのに使用
する工程と、 気化された前記水溶液を前記煙道ガス通路内へと注入す
る工程と、 気化された前記水溶液が煙道ガス中のＮＯｘを還元する
ことを許容する工程とからなることを特徴とする、ＮＯ
ｘが発生される燃焼器から生じる煙道ガス中のＮＯｘを
還元するために還元剤水溶液を気化させる方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/923,718 US5296206A (en) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | Using flue gas energy to vaporize aqueous reducing agent for reduction of NOx in flue gas |
| US923,718 | 1997-09-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06154552A JPH06154552A (ja) | 1994-06-03 |
| JPH084712B2 true JPH084712B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=25449160
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5185168A Expired - Lifetime JPH084712B2 (ja) | 1992-07-31 | 1993-07-27 | 煙道ガス中のＮＯｘを還元するために煙道ガスエネルギーを使用して還元剤水溶液を気化させる方法 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5296206A (ja) |
| EP (1) | EP0583878B1 (ja) |
| JP (1) | JPH084712B2 (ja) |
| KR (1) | KR100259104B1 (ja) |
| CN (1) | CN1036247C (ja) |
| CA (1) | CA2099521C (ja) |
| ES (1) | ES2147742T3 (ja) |
| MX (1) | MX9304556A (ja) |
| PT (1) | PT583878E (ja) |
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| JPH0796141A (ja) * | 1993-09-30 | 1995-04-11 | Hitachi Zosen Corp | 脱硝装置におけるアンモニア供給方法 |
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