JPH0871367A - アンモニア吸着設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排ガス中に含まれるＮＯ_x をアンモニアによ
って還元分解する脱硝装置の下流に設置されるアンモニ
ア吸着設備において、アンモニアの吸脱着を効果的に行
い、かつ、アンモニアの大気への放出量を低減する。 【構成】 排ガス中に含まれるＮＯ_x をアンモニアによ
って還元分解する脱硝装置４の下流に設置されるアンモ
ニア吸着塔５Ａ，５Ｂを２系統とし、かつ、アンモニア
吸着時の排ガスとアンモニア脱着時の脱着ガスを鉛直方
向の下降流として吸着塔５Ａ，５Ｂ内を流すようにし、
さらに、脱着時に吸着塔５Ａ，５Ｂから排出されるアン
モニア含有ガスを脱硝装置４の上流側へ導くダクト１
０，１３を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アンモニアを還元剤と
する脱硝装置の下流に設置するアンモニア吸着設備に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来のアンモニア吸着設備を備
えた脱硝装置の系統図である。この従来の装置では、ガ
スタービン１より発生した排ガスは、煙道より排熱回収
ボイラ２に導入され、内部に設けられたアンモニア注入
装置３により注入されたアンモニアと混合して後流に設
けられた脱硝装置４に導入され、ここで排ガス中の窒素
酸化物（ＮＯ_x ）を無害な窒素及び水分に分解する。排
ガスは、その後排ガスダクトより並列に配置された２基
の水平型の吸着塔５，５の一方に導入され、残留アンモ
ニアを吸着させた後、排ガスダクト８より煙突６を経て
大気に放出される。吸着塔５内部にはアンモニア吸着剤
が充填されているが、一定量以上のアンモニアを吸着し
た後は吸着が行われなくなる。従って、吸着塔５の前後
のダンパを閉じてガスタービン１で発生した高温の排ガ
スを脱着ガスとして脱着ガスダクト９より吸着塔５に導
入してアンモニア吸着剤を昇温させてアンモニアを脱着
し、煙突へ放出している。図３において、吸着塔５の内
一方の吸着塔５が吸着工程にある場合には他方の吸着塔
５は脱着工程にある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記の従来のアンモニ
ア吸着設備が水平型である場合には、吸着塔に吸着され
るアンモニアの分布に偏りが生ずる。またアンモニアを
脱着するためにメイン排ガスの１／５０量程度のガスを
アンモニア吸着塔に流すが、ガス量が小さいため流れに
乱れが生じ、更に前記のように吸着時のアンモニア分布
に偏りがあるため、吸着塔内の温度上昇にばらつきが生
ずる。そのため、吸着剤に吸着されたアンモニアを脱着
時間内に充分脱離することができず、次回の吸着容量が
減少することとなる。

【０００４】また、脱離したアンモニアを煙突より直接
放出するため一時的に排出許容値１０ｐｐｍ以上の高濃
度アンモニアが煙突から放出されている。さらに、高温
ガスを煙突へ排出するため熱回収が悪化し、排熱回収ボ
イラの効率が１〜３％低下している。

【０００５】本発明は、従来の装置におけるような以上
の問題点を解決することができるアンモニア吸着設備を
提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は排ガス中に含ま
れる窒素酸化物をアンモニアを還元剤として分解する脱
硝装置の下流に設置されるアンモニア吸着設備におい
て、アンモニア吸着時のアンモニアを含んだ排ガスとア
ンモニア脱着時の脱着ガスを鉛直方向の下降流として流
すアンモニア吸着塔を少なくとも２系列設け、さらに脱
着時にアンモニア吸着塔から排出されるアンモニア含有
排ガスを脱硝装置の上流側に導くダクトを設けてなるこ
とを特徴とする。

【０００７】

【作用】排ガス流れを鉛直方向の下降流とすることによ
り吸着塔内の吸着アンモニアの分布の偏りが減少する。
また脱着時に、脱着ガスの流れを前記排ガス流れと同一
の鉛直方向の下降流とすることにより、小さいガス量で
も脱着ガスを均一に吸着塔内を流すことが可能となり、
前記吸着塔内のアンモニアの分布の偏りがないことと相
まって吸着剤に吸着されたアンモニアを効果的に脱着す
ることができる。また、脱着されたアンモニアは、脱着
ガスと共に脱硝装置の上流側へ戻されリサイクルされて
有効利用されると共に排出されるガス中のアンモニ濃度
を低減することができる。

【０００８】

【実施例】本発明の一実施例を、図１によって説明す
る。図１において、１はガスタービン、２はガスタービ
ンの排ガスが導入される排熱回収ボイラ、３は排熱回収
ボイラ２内に設けられたアンモニア注入装置、４はアン
モニア注入装置の後流側に設けられた脱硝装置、５Ａ，
５Ｂは脱硝装置４の後方側に並列に配置されアンモニア
吸着剤が充填された２基の吸着塔、６は吸着塔５Ａ，５
Ｂの後流側に設けられた煙突である。前記吸着塔５Ａ，
５Ｂは鉛直型のものであり、後記するようにガスは同吸
着塔５内を鉛直方向の下降流として流れるようになって
いる。

【０００９】脱硝装置４より出る排ガスが流れる分岐し
た２本の排ガスダクト７Ａ，７Ｂは吸着塔５Ａ，５Ｂの
頂部に接続され、同排ガスダクト７Ａ，７Ｂにはそれぞ
れダンパＤ₁ ，Ｄ₅ が設けられている。また、吸着塔５
Ａ，５Ｂの底部は、それぞれダンパＤ₂ ，Ｄ₆ をもつ排
ガスダクト８Ａ，８Ｂによって煙突６に接続されてい
る。

【００１０】１２は前記排ガスダクト７ＡのダンパＤ₁
の上流側の部分と前記排ガスダクト７ＢのダンパＤ₅ の
上流側の部分とを接続するダクトであり、ダンパＤ₃ ，
Ｄ₇が設けられている。ガスタービン１と排熱回収ボイ
ラ２との間からガスタービン１の排ガスを分岐する脱着
ガスダクト９にはダンパＤ₉ が設けられ、同脱着ガスダ
クト９はダンパＤ₃ ，Ｄ₇ の間で前記ダクト１２に接続
されている。

【００１１】前記排ガスダクト８ＡのダンパＤ₂ の上流
側の部分と前記ガスダクト８ＢのダンパＤ₆ の上流側の
部分とはダンパＤ₄ ，Ｄ₈ をもつダクト１３で接続され
ており、同ダクト１３のダンパＤ₄ ，Ｄ₈ の間の部分よ
りダンパＤ₁₂をもつダクト１０が分岐し、同ダクト１０
は排熱回収ボイラ２のアンモニア注入装置３と脱硝装置
４の間の部分に接続される。また、煙突６の上流側と前
記脱着ガスダクト９を接続しダンパＤ₁₀，Ｄ₁₁をもつダ
クト１１が設けられている。

【００１２】本実施例では、ガスタービン１で発生した
高温でＮＯ_x を含む排ガスは、後流に設けられた排熱回
収ボイラ２に導き入れられ、アンモニア注入装置３で注
入されたアンモニアと混合して脱硝装置４においてＮＯ
_x は無害な窒素及び水に分解される。この時アンモニア
の注入量はＮＯ_x と反応する量より１〜２倍の過剰量注
入して高脱硝率を達成するようになっている。このため
脱硝装置４にて反応に供しなかった残留アンモニアが脱
硝装置後流にお排ガス中に残っている。

【００１３】一方の吸着塔５Ａ側のダンパＤ₁ ，Ｄ₂ を
開くことによって、アンモニア注入装置３で過剰に注入
されたアンモニアを含む前記の排ガスは、脱硝装置４の
下流側の一方の吸着塔５Ａの頂部に導入される。

【００１４】このように、一方の吸着塔５Ａに導入され
たアンモニアを含む排ガスは、吸着塔５Ａ内を鉛直方向
の下降流として流れ、吸着塔５Ａに充填された吸着剤に
排ガス中のアンモニアが吸着された上、排気ガスダクト
８Ａを経て煙突６より大気に放出される。

【００１５】この際に、ダンパＤ₉ 、ダンパＤ₇ 、ダン
パＤ₅ を開、ダンパＤ₃ を閉、ダンパＤ₈ 、ダンパＤ₁₂
を開、ダンパＤ₄ ，Ｄ₆ を閉とすることによって、ガス
タービン１の高温の排気は、脱着ガスとして他方の吸着
塔５Ｂの頂部に導入され、同吸着塔５Ｂ内を鉛直方向の
下降流として流れ、吸着塔５Ｂに充填された吸着剤を昇
温させて吸着剤に吸着されたアンモニアを脱着する。こ
の脱着されアンモニアを含む脱着ガスは、吸着塔５Ｂの
底部から排気ガスダクト８Ｂ、ダクト１３，１０を経て
排熱回収ボイラ２へ導入され、脱着されたアンモニアは
リサイクルされて有効に利用される。なお、前記の脱着
ガスとしては、排熱回収ボイラ２へ導入されるメイン排
ガスの１／５０量程度のガスタービン１の排気が使用さ
れる。

【００１６】前記の吸着塔５Ａにおける吸着と吸着塔５
Ｂにおける脱着が進行すると、各ダンパを操作して、逆
に吸着塔５Ａにおいて脱着工程、吸着塔５Ｂにおいて吸
着工程を行うようにし、以下順次各吸着塔５Ａ，５Ｂに
は吸着工程と脱着工程が交互に繰り返される。

【００１７】各吸着塔５Ａ，５Ｂにおいては、アンモニ
アを含む排ガスが頂部より鉛直方向の下降流をなして流
れるので、吸着塔５Ａ，５Ｂの水平断面における吸着ア
ンモニアの分布の偏りを小さくする（２５％→５％以
内）ことができる。

【００１８】また、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）によっ
て吸着塔５Ａ，５Ｂ内の脱着ガス流れの経時的な変化を
説明する。高温で少量の脱着ガス（前記のようにメイン
排ガスに対し１／５０量程度）を吸着塔５Ａ，５Ｂの頂
部に接続された脱着ガスダクト１２より吸着ガスと同一
方向に導入し、吸着塔５Ａ，５Ｂ内を鉛直方向の下降流
として流す。脱着ガスのガス量が少ないため、脱着ガス
は、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に平行斜線で示すよう
に吸着塔５Ａ，５Ｂ内で高温のガス層を形成しながら通
過する。吸着塔５Ａ，５Ｂでは、上部程吸着アンモニア
の濃度分布が高いため、上部より高温の脱着ガスによっ
て均一に昇温されることにより吸着アンモニアは順次脱
着を行い、吸着塔５Ａ，５Ｂの底部より脱着ガスととも
にアンモニアを排出する。このように、脱着アンモニア
を吸着塔５Ａ，５Ｂの上部より順次脱着を行い、かつ、
前記のように吸着アンモニアは吸着塔５Ａ，５Ｂの水平
断面で分布の偏りがないために、アンモニアの脱着を効
果的に行う（回収率９５％以上）ことができる。

【００１９】また、本実施例では、吸着塔５Ａ，５Ｂで
脱着されたアンモニアは、排熱回収ボイラ２へ戻されて
脱硝に再利用され、アンモニアの使用量を５〜４０％節
減することができると共に、煙突６からの排出アンモニ
ア濃度を５ｐｐｍ以下程度に低減することができる。

【００２０】また更に、本実施例では、脱着ガスを煙突
から排出せず脱硫装置４の上流側の排熱回収ボイラ２へ
戻しているので、排熱回収ボイラ２の効率を向上させる
ことができる。

【００２１】なお、前記実施例では、脱着ガスとしてガ
スタービンの排ガスを用いているが、他の高温ガスを用
いるようにしてもよい。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、下記の効果を奏することがで
きる。

【００２３】（１）吸着塔内のガスの流れを鉛直方向の
下降流とすることにより、吸着時の吸着アンモニアの偏
りが減少する。また脱着時は吸着塔内のガス流れが成層
化されるため脱着ガス流れの偏りはほぼ０となり均一昇
温を行い、前記吸着アンモニアの偏りの減少と相まって
アンモニアの効果的脱着を達成することができる。

【００２４】（２）吸脱着ガス導入方向が同一のため系
統が簡単である。

【００２５】（３）吸着と同一方向より導入することで
高濃度アンモニア吸着部が昇温時間中高温にさらされる
ためアンモニア回収率が高く、吸脱着を繰り返しても吸
着剤の再生を確実に行うことができる。

【００２６】（４）脱着アンモニアをリサイクルするた
め注入アンモニアの節減が可能である。また脱着アンモ
ニアを脱硝装置側へ戻して煙突より排気することがない
ために、煙突排出アンモニア濃度を低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の説明図である。

【図２】前記実施例の脱着時のアンモニア吸着塔内のガ
ス流れの説明図である。

【図３】従来のアンモニア吸着設備の説明図である。

【符号の説明】 １ ガスタービン ２ 排熱回収ボイラ ３ アンモニア注入装置 ４ 脱硝装置 ５Ａ，５Ｂ 吸着塔 ６ 煙突 ７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂ 排ガスダクト ９ 脱着ガスダクト １０，１１，１２，１３ ダクト Ｄ₁ 〜Ｄ₁₂ ダンパ

───────────────────────────────────────────────────── 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 53/34 １３１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排ガス中に含まれる窒素酸化物をアンモ
   ニアを還元剤として分解する脱硝装置の下流に設置され
   るアンモニア吸着設備において、アンモニア吸着時のア
   ンモニアを含んだ排ガスとアンモニア脱着時の脱着ガス
   を鉛直方向の下降流として流すアンモニア吸着塔を少な
   くとも２系列設け、さらに、脱着時にアンモニア吸着塔
   から排出されるアンモニア含有ガスを脱硝装置の上流側
   に導くダクトを設けてなることを特徴とするアンモニア
   吸着設備。