JPH09103648A - ガスタービンプラント及びその排ガス処理装置 - Google Patents
ガスタービンプラント及びその排ガス処理装置Info
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- JPH09103648A JPH09103648A JP7261189A JP26118995A JPH09103648A JP H09103648 A JPH09103648 A JP H09103648A JP 7261189 A JP7261189 A JP 7261189A JP 26118995 A JP26118995 A JP 26118995A JP H09103648 A JPH09103648 A JP H09103648A
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- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
- F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
- F22B1/1807—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines using the exhaust gases of combustion engines
- F22B1/1815—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines using the exhaust gases of combustion engines using the exhaust gases of gas-turbines
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】有色ガスの排出等を抑えた無公害ガスタービン
プラント提供することを目的とする。 【解決手段】ガスタービンとその後流にボイラ等の廃熱
回収装置をもち大気汚染ガスを処理設備を備えたプラン
トにおいて、ＣＯ，ＮＯ2 ガスをそれぞれ低減する酸化
触媒と変換触媒及びＮＯｘを低減する脱硝触媒を配置
し、煙突出口から大気汚染ガスの排出を効率良く抑える
ため多段の触媒を設置した。 【効果】効率良い配置とするためプラントの運用条件変
化をとわず煙突出口から大気汚染ガスの排出を効率良く
抑える効果がある。
プラント提供することを目的とする。 【解決手段】ガスタービンとその後流にボイラ等の廃熱
回収装置をもち大気汚染ガスを処理設備を備えたプラン
トにおいて、ＣＯ，ＮＯ2 ガスをそれぞれ低減する酸化
触媒と変換触媒及びＮＯｘを低減する脱硝触媒を配置
し、煙突出口から大気汚染ガスの排出を効率良く抑える
ため多段の触媒を設置した。 【効果】効率良い配置とするためプラントの運用条件変
化をとわず煙突出口から大気汚染ガスの排出を効率良く
抑える効果がある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービンプラン
ト及びその排ガス処理装置に係わり、特にガスタービン
の燃焼ガス中に含まれる未燃焼成分や窒素酸化物等の大
気汚染物質を低減する触媒を好適に配置したガスタービ
ンプラント及びその排ガス処理装置に関する。
ト及びその排ガス処理装置に係わり、特にガスタービン
の燃焼ガス中に含まれる未燃焼成分や窒素酸化物等の大
気汚染物質を低減する触媒を好適に配置したガスタービ
ンプラント及びその排ガス処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の一般のガスタービンプラントは、
排気ガスは排気ダクト内に設置された脱硝触媒を通過す
る間に窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減するようになってい
た。この従来の技術では、ＮＯｘを低減する脱硝触媒で
はアンモニアを注入し、排気ガス中のＮＯを優先的に反
応除去するようになっている。
排気ガスは排気ダクト内に設置された脱硝触媒を通過す
る間に窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減するようになってい
た。この従来の技術では、ＮＯｘを低減する脱硝触媒で
はアンモニアを注入し、排気ガス中のＮＯを優先的に反
応除去するようになっている。
【０００３】従来の窒素酸化物含有ガスの脱硝方法とし
ては、特開昭59−95922 号公報に記載のように、硝酸プ
ラント等から排出される高ＮＯ2 含有ガスを脱硝処理す
る工程の前にＮＯ2 の少なくとも一部を予めＮＯに転換
する工程を設けたものが開示されている。また、特開昭
59−4422号公報，特開平4−16229号公報には、排ガス中
の一酸化炭素を酸化処理した後に鉄鉱石触媒とアンモニ
アガスとの接触により脱硝処理する燃焼排ガスの脱硝方
法が、特開平3−52626号公報には、白金，バナジウム，
ロジウムのうち１種類以上を活性成分とする酸化触媒装
置とその下流側に窒素酸化物を除去するための脱硝触媒
装置を設けた燃焼排ガス処理装置が開示されている。
ては、特開昭59−95922 号公報に記載のように、硝酸プ
ラント等から排出される高ＮＯ2 含有ガスを脱硝処理す
る工程の前にＮＯ2 の少なくとも一部を予めＮＯに転換
する工程を設けたものが開示されている。また、特開昭
59−4422号公報，特開平4−16229号公報には、排ガス中
の一酸化炭素を酸化処理した後に鉄鉱石触媒とアンモニ
アガスとの接触により脱硝処理する燃焼排ガスの脱硝方
法が、特開平3−52626号公報には、白金，バナジウム，
ロジウムのうち１種類以上を活性成分とする酸化触媒装
置とその下流側に窒素酸化物を除去するための脱硝触媒
装置を設けた燃焼排ガス処理装置が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のガスタービンプ
ラントは、脱硝触媒前の排気ガス中のＮＯｘに占めるＮ
Ｏ2 の量の割合が６０％以上になると脱硝触媒出口で
は、煙突出口と同様に排ガス中のＮＯｘに占めるＮＯ2
の量の割合がほぼ１００％となる。ガスタービン出口に
おいてＮＯ2 量が少なくても、その後の排気流路でＮＯ
2 量が多くなった。
ラントは、脱硝触媒前の排気ガス中のＮＯｘに占めるＮ
Ｏ2 の量の割合が６０％以上になると脱硝触媒出口で
は、煙突出口と同様に排ガス中のＮＯｘに占めるＮＯ2
の量の割合がほぼ１００％となる。ガスタービン出口に
おいてＮＯ2 量が少なくても、その後の排気流路でＮＯ
2 量が多くなった。
【０００５】また、近年では、大気汚染を抑えるため低
公害の燃焼器を装備することが一般的になってきてお
り、各プラントにおいては燃焼の過程で発生される窒素
酸化物（ＮＯｘ）の大幅な低減化をはかるために低温度
燃焼を行う低ＮＯｘ燃焼器を装備している。低温度燃焼
により窒素酸化物（ＮＯｘ）を大幅に低下する過程にお
いては、１２００〜１３００℃の低温度で燃焼させるた
め、酸素（Ｏ2 ）によりＮＯが、酸化反応へと進むため
ＮＯ2 やＣＯ，ＵＨＣの排出量が多くなる。このような
特性は、ガスタービンの部分負荷での運用条件にて更に
多くなる。
公害の燃焼器を装備することが一般的になってきてお
り、各プラントにおいては燃焼の過程で発生される窒素
酸化物（ＮＯｘ）の大幅な低減化をはかるために低温度
燃焼を行う低ＮＯｘ燃焼器を装備している。低温度燃焼
により窒素酸化物（ＮＯｘ）を大幅に低下する過程にお
いては、１２００〜１３００℃の低温度で燃焼させるた
め、酸素（Ｏ2 ）によりＮＯが、酸化反応へと進むため
ＮＯ2 やＣＯ，ＵＨＣの排出量が多くなる。このような
特性は、ガスタービンの部分負荷での運用条件にて更に
多くなる。
【０００６】ＮＯ2 は黄褐色、ＮＯ2 ，ＣＯは有毒の特
性があり、この量が多いと煙突出口から有色煙ガスが見
えるようになり、更に、ＮＯ2 やＣＯは有毒ガスである
ため、この発生を抑えることが必要である。低温度燃焼
で大幅なＮＯｘ低減を行う従来の技術においては、脱硝
触媒でＮＯｘを抑えてもＮＯ2 が多いため、煙突出口で
の有色化、また、ＣＯ等の有毒ガスを排出する欠点があ
り、改善を要する問題点があった。
性があり、この量が多いと煙突出口から有色煙ガスが見
えるようになり、更に、ＮＯ2 やＣＯは有毒ガスである
ため、この発生を抑えることが必要である。低温度燃焼
で大幅なＮＯｘ低減を行う従来の技術においては、脱硝
触媒でＮＯｘを抑えてもＮＯ2 が多いため、煙突出口で
の有色化、また、ＣＯ等の有毒ガスを排出する欠点があ
り、改善を要する問題点があった。
【０００７】本発明の目的は、低温度燃焼によって大幅
にＮＯｘを低減する燃焼器より生成されるＮＯ2 やＣＯ
等の有害汚染物質の発生を抑える低公害燃焼のガスター
ビンプラント及びその排ガス処理装置を提供する。
にＮＯｘを低減する燃焼器より生成されるＮＯ2 やＣＯ
等の有害汚染物質の発生を抑える低公害燃焼のガスター
ビンプラント及びその排ガス処理装置を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の排ガス処理装置は、排ガス通路に設けら
れる排ガス処理装置において、一酸化炭素を低減する触
媒を配置し、該触媒の下流にＮＯ2 からＮＯへの変換触
媒を配置し、該変換触媒の下流に窒素酸化物を除去する
脱硝触媒を配置したことを特徴とする。排ガスは燃焼設
備から排出されたものに適応できる。一般の運転条件等
を考慮するとガスタービンから排出される排ガスである
ことが好ましい。例えば、通常使用されるガスタービン
の燃焼排ガスは希薄燃焼されるため、ボイラ等の排ガス
よりも、例えば、排ガス中の酸素量が多いが、かかる排
ガスにおいても本発明は有効に作用する。ＣＯ，ＵＨＣ
等の含有割合が比較的高い排ガスに有効である。
めに、本発明の排ガス処理装置は、排ガス通路に設けら
れる排ガス処理装置において、一酸化炭素を低減する触
媒を配置し、該触媒の下流にＮＯ2 からＮＯへの変換触
媒を配置し、該変換触媒の下流に窒素酸化物を除去する
脱硝触媒を配置したことを特徴とする。排ガスは燃焼設
備から排出されたものに適応できる。一般の運転条件等
を考慮するとガスタービンから排出される排ガスである
ことが好ましい。例えば、通常使用されるガスタービン
の燃焼排ガスは希薄燃焼されるため、ボイラ等の排ガス
よりも、例えば、排ガス中の酸素量が多いが、かかる排
ガスにおいても本発明は有効に作用する。ＣＯ，ＵＨＣ
等の含有割合が比較的高い排ガスに有効である。
【０００９】前記ＮＯ2 からＮＯへの変換触媒通過後の
排ガス中のＮＯｘに占めるＮＯ2 の量が５０ｗｔ％以下
であることが好ましい。
排ガス中のＮＯｘに占めるＮＯ2 の量が５０ｗｔ％以下
であることが好ましい。
【００１０】脱硝触媒を備えた排熱回収ボイラを配置す
るガスタービン排ガス通路に設けられる本発明の排ガス
処理装置は、前記排熱回収ボイラの上流に、ＮＯ2 から
ＮＯへの変換触媒を配置し、更に上流に一酸化炭素を低
減する触媒を配置する。
るガスタービン排ガス通路に設けられる本発明の排ガス
処理装置は、前記排熱回収ボイラの上流に、ＮＯ2 から
ＮＯへの変換触媒を配置し、更に上流に一酸化炭素を低
減する触媒を配置する。
【００１１】ガスタービン装置から排出される排ガスを
熱源とする本発明の排熱回収ボイラは、該排ガス通路の
上流側から一酸化炭素を低減する触媒、ＮＯ2 からＮＯ
への変換触媒，脱硝触媒を配置する。
熱源とする本発明の排熱回収ボイラは、該排ガス通路の
上流側から一酸化炭素を低減する触媒、ＮＯ2 からＮＯ
への変換触媒，脱硝触媒を配置する。
【００１２】例えば、ガスタービン装置から排出される
排ガスを熱源とし、該排ガスにより給水を予熱させる節
炭器と、その上流に予熱された給水を蒸発させる蒸発器
と、更に上流に蒸発した蒸気を更に加熱する過熱器とを
有する排熱回収ボイラにおいては、前記加熱器下流に脱
硝触媒を配置し、前記加熱器の上流にＮＯ2 からＮＯへ
の変換触媒を配置し、更に上流に一酸化炭素を低減する
触媒を配置することができる。
排ガスを熱源とし、該排ガスにより給水を予熱させる節
炭器と、その上流に予熱された給水を蒸発させる蒸発器
と、更に上流に蒸発した蒸気を更に加熱する過熱器とを
有する排熱回収ボイラにおいては、前記加熱器下流に脱
硝触媒を配置し、前記加熱器の上流にＮＯ2 からＮＯへ
の変換触媒を配置し、更に上流に一酸化炭素を低減する
触媒を配置することができる。
【００１３】また、本発明のガスタービンプラントは、
圧縮機からの空気が燃料と混合されて燃焼される燃焼
部，該燃焼ガスが供給されるガスタービン，該ガスター
ビンに連結する発電機，該ガスタービン排ガスが供給さ
れる排ガス通路を備え、前記排ガス通路に一酸化炭素を
低減する触媒を配置し、該触媒の下流にＮＯ2 からＮＯ
への変換触媒を配置し、該変換触媒の下流に窒素酸化物
を除去する脱硝触媒を配置する。
圧縮機からの空気が燃料と混合されて燃焼される燃焼
部，該燃焼ガスが供給されるガスタービン，該ガスター
ビンに連結する発電機，該ガスタービン排ガスが供給さ
れる排ガス通路を備え、前記排ガス通路に一酸化炭素を
低減する触媒を配置し、該触媒の下流にＮＯ2 からＮＯ
への変換触媒を配置し、該変換触媒の下流に窒素酸化物
を除去する脱硝触媒を配置する。
【００１４】ガスタービン排ガスをアンモニア接触還元
法による脱硝する本発明のガスタービン排ガスの脱硝方
法は、該脱硝工程の前に、前記排ガス中のＣＯの少なく
とも一部を除去する工程，該ＣＯを除去する工程後の排
ガス中のＮＯ2 の少なくとも一部をＮＯ2 からＮＯへ変
換する工程、とを有する。
法による脱硝する本発明のガスタービン排ガスの脱硝方
法は、該脱硝工程の前に、前記排ガス中のＣＯの少なく
とも一部を除去する工程，該ＣＯを除去する工程後の排
ガス中のＮＯ2 の少なくとも一部をＮＯ2 からＮＯへ変
換する工程、とを有する。
【００１５】本発明は、ガスタービン等低温度燃焼によ
って大幅にＮＯｘを低減する燃焼器より生成されるＮＯ
2 やＣＯ等の有害汚染物質の発生を効率良く抑える触媒
をそなえる。ガスタービン出口においてＮＯ2 量が少な
くてもＣＯ，ＵＨＣが排気ガス中に含有するとＮＯから
ＮＯ2 の反応が進行するため、ますますＮＯ2 量が多く
なることに着目した。
って大幅にＮＯｘを低減する燃焼器より生成されるＮＯ
2 やＣＯ等の有害汚染物質の発生を効率良く抑える触媒
をそなえる。ガスタービン出口においてＮＯ2 量が少な
くてもＣＯ，ＵＨＣが排気ガス中に含有するとＮＯから
ＮＯ2 の反応が進行するため、ますますＮＯ2 量が多く
なることに着目した。
【００１６】まずＣＯの生成を抑える触媒を装備し、Ｃ
Ｏや未燃焼生成物によって進むＮＯ⇒ＮＯ2 への反応を
抑える。更に、ＮＯ2 ⇒ＮＯに還元する触媒を装備する
ことによって排ガス中のＮＯｘ成分をＮＯにし、脱硝触
媒によって更にＮＯｘを低減させ煙突より排出するガス
中のＮＯｘをＮＯとするものである。
Ｏや未燃焼生成物によって進むＮＯ⇒ＮＯ2 への反応を
抑える。更に、ＮＯ2 ⇒ＮＯに還元する触媒を装備する
ことによって排ガス中のＮＯｘ成分をＮＯにし、脱硝触
媒によって更にＮＯｘを低減させ煙突より排出するガス
中のＮＯｘをＮＯとするものである。
【００１７】本発明により、プラントの起動から定格負
荷までの全運用負荷帯において窒素酸化物のみならずＮ
Ｏ2 等の生成に寄与される未燃酸化物(ＣＯ，ＵＨＣ)等
の大気汚染物質の排出を押える効果を得ることができ
る。
荷までの全運用負荷帯において窒素酸化物のみならずＮ
Ｏ2 等の生成に寄与される未燃酸化物(ＣＯ，ＵＨＣ)等
の大気汚染物質の排出を押える効果を得ることができ
る。
【００１８】多段に設置された触媒によって煙突出口か
ら排出されるガス中にＮＯ2 やＣＯ等の有害，有色ガス
が含まれないように作用することで、低公害燃焼排気ガ
ス処理設備を装備したプラントを提供することができ
た。
ら排出されるガス中にＮＯ2 やＣＯ等の有害，有色ガス
が含まれないように作用することで、低公害燃焼排気ガ
ス処理設備を装備したプラントを提供することができ
た。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の各実施例を説明する。本発明の一実施例を図１から
図３により説明する。図１は、本発明の一実施例である
ガスタービンプラントの全体の構成を示す構成図、図２
は、本実施例のＮＯ2 をＮＯに変換する触媒の構成図、
図３は、ＮＯ2 をＮＯに変換した効果を説明する図であ
る。
明の各実施例を説明する。本発明の一実施例を図１から
図３により説明する。図１は、本発明の一実施例である
ガスタービンプラントの全体の構成を示す構成図、図２
は、本実施例のＮＯ2 をＮＯに変換する触媒の構成図、
図３は、ＮＯ2 をＮＯに変換した効果を説明する図であ
る。
【００２０】ガスタービンプラントは、主として圧縮機
１，燃焼器２，タービン３，発電機４，蒸気タービン５
及び排熱回収ボイラ６で構成されている。燃焼器２に
は、燃料ノズル１１から燃料が供給され、圧縮機１から
の空気と混合されて燃焼し、燃焼ガスがタービン３に供
給される。圧縮機１，タービン３，発電機４は同軸状に
連結されており、発電機４で起動させたり、タービン３
で圧縮機１，発電機４を回転駆動できるようになってい
る。本実施例では、圧縮機１，タービン３，発電機４
は、同軸で連結された構成を示しているが、圧縮機１，
発電機４をそれぞれ別のガスタービンで駆動するように
構成してもよい。
１，燃焼器２，タービン３，発電機４，蒸気タービン５
及び排熱回収ボイラ６で構成されている。燃焼器２に
は、燃料ノズル１１から燃料が供給され、圧縮機１から
の空気と混合されて燃焼し、燃焼ガスがタービン３に供
給される。圧縮機１，タービン３，発電機４は同軸状に
連結されており、発電機４で起動させたり、タービン３
で圧縮機１，発電機４を回転駆動できるようになってい
る。本実施例では、圧縮機１，タービン３，発電機４
は、同軸で連結された構成を示しているが、圧縮機１，
発電機４をそれぞれ別のガスタービンで駆動するように
構成してもよい。
【００２１】また、本実施例では、燃焼器２によりター
ビン３を駆動しているが、流動床ボイラと接続して、通
常運転時は流動床ボイラから燃焼ガスをタービン３に供
給するようにしてもよい。
ビン３を駆動しているが、流動床ボイラと接続して、通
常運転時は流動床ボイラから燃焼ガスをタービン３に供
給するようにしてもよい。
【００２２】排熱回収ボイラはガスタービン装置から排
出される排ガスを熱源とし、該排ガスにより給水を予熱
させる節炭器と、その上流に予熱された給水を蒸発させ
る蒸発器と、更に上流に蒸発した蒸気を更に加熱する過
熱器とを有するものが適応できる。
出される排ガスを熱源とし、該排ガスにより給水を予熱
させる節炭器と、その上流に予熱された給水を蒸発させ
る蒸発器と、更に上流に蒸発した蒸気を更に加熱する過
熱器とを有するものが適応できる。
【００２３】排気ダクト９内には、排気ガス８の流れの
上流側から順次、ＣＯ，ＵＨＣ酸化触媒１８，ＮＯ2 か
らＮＯに変換する触媒１７，過熱器２１，脱硝触媒１
２，蒸発器２２，節炭器２３，蒸発器２４，低圧節炭器
２５が配置されており、脱硝触媒１２の上流側、本実施
例では過熱器２１と脱硝触媒１２との間には、アンモニ
ア１３を注入するためのノズルが設置されている。
上流側から順次、ＣＯ，ＵＨＣ酸化触媒１８，ＮＯ2 か
らＮＯに変換する触媒１７，過熱器２１，脱硝触媒１
２，蒸発器２２，節炭器２３，蒸発器２４，低圧節炭器
２５が配置されており、脱硝触媒１２の上流側、本実施
例では過熱器２１と脱硝触媒１２との間には、アンモニ
ア１３を注入するためのノズルが設置されている。
【００２４】ＮＯ2 からＮＯに変換する触媒１７は、例
えば、図２に示されるように構成されている。触媒１７
には白金，イリジューム，パラジューム，ロジウム等の
少なくともいずれかを有する触媒を用いることができ
る。或いはＮｉ，Ｃｒ，Ｆｅ等の酸化反応を促進させる
特性を有する物質でもよい。また、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｆｅ等
及びこれらの合金によって金属変換触媒が構成されてい
る。例えば、ステンレス材料（Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ等）を
用いた。排気ダクト９内に排気ガスとの接触を良くする
ために金属細線の集合体，多重金網形状のもの、或いは
穴開きの表面処理した金属板で形成されている。また、
接触面積を大きくするため、多重穴開き板を多段に設置
するように構成されている。
えば、図２に示されるように構成されている。触媒１７
には白金，イリジューム，パラジューム，ロジウム等の
少なくともいずれかを有する触媒を用いることができ
る。或いはＮｉ，Ｃｒ，Ｆｅ等の酸化反応を促進させる
特性を有する物質でもよい。また、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｆｅ等
及びこれらの合金によって金属変換触媒が構成されてい
る。例えば、ステンレス材料（Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ等）を
用いた。排気ダクト９内に排気ガスとの接触を良くする
ために金属細線の集合体，多重金網形状のもの、或いは
穴開きの表面処理した金属板で形成されている。また、
接触面積を大きくするため、多重穴開き板を多段に設置
するように構成されている。
【００２５】蒸発器２２で蒸発された蒸気は過熱器２１
を通過して加熱され蒸気タービン５に、一方、蒸発器２
４で蒸発した蒸気も蒸気タービン５に導入されるように
構成されており、蒸気タービン５を駆動する。蒸気ター
ビン５を駆動した後の蒸気は、復水器２６で複水された
後、再び排熱回収ボイラ６に戻るようになっている。ま
た、排気ダクト９の後流側には煙突１０が設置されてい
る。
を通過して加熱され蒸気タービン５に、一方、蒸発器２
４で蒸発した蒸気も蒸気タービン５に導入されるように
構成されており、蒸気タービン５を駆動する。蒸気ター
ビン５を駆動した後の蒸気は、復水器２６で複水された
後、再び排熱回収ボイラ６に戻るようになっている。ま
た、排気ダクト９の後流側には煙突１０が設置されてい
る。
【００２６】図５に本発明のガスタービンプラントに適
応されることが好ましい２段燃焼器の構造を示す。拡散
燃焼ノズル３１が組み込まれている第１段拡散燃焼室３
２と予混合燃料ノズル３３が組み込まれている第２段予
混合燃焼室３４にて構成されている。主室３６の燃焼ガ
スはトランジッションピース３５を通過後図示していな
いが、タービン翼に導かれ仕事（発電）を行い、触媒
層，排熱回収ボイラを経て煙突より大気中に排出され
る。図６に燃料の運用と燃焼状態を示す。拡散燃焼は起
動から無負荷状態を経て部分負荷時に拡散燃焼から予混
合燃焼への部分切り替えを行い（予混合燃焼の投入量と
実質同量の拡散燃焼量を減少する）、その後は拡散燃焼
と予混合燃焼を併せて行う。燃焼空気流量はタービン回
転数が１００％となる無負荷状態以降ではほぼ定量であ
り、このため、拡散燃焼量の少ない運転状態では空気流
量が過剰となるため低温度燃焼となり、その結果拡散燃
焼温度の低い起動過程（Ａ），無負荷状態（Ｂ），予混
合との切り替え状態（Ｃ）において未燃焼分やＮＯ2 の
生成が多くなる。本願発明により、かかる状態における
有害物質の排出を効果的に抑制できるものである。
応されることが好ましい２段燃焼器の構造を示す。拡散
燃焼ノズル３１が組み込まれている第１段拡散燃焼室３
２と予混合燃料ノズル３３が組み込まれている第２段予
混合燃焼室３４にて構成されている。主室３６の燃焼ガ
スはトランジッションピース３５を通過後図示していな
いが、タービン翼に導かれ仕事（発電）を行い、触媒
層，排熱回収ボイラを経て煙突より大気中に排出され
る。図６に燃料の運用と燃焼状態を示す。拡散燃焼は起
動から無負荷状態を経て部分負荷時に拡散燃焼から予混
合燃焼への部分切り替えを行い（予混合燃焼の投入量と
実質同量の拡散燃焼量を減少する）、その後は拡散燃焼
と予混合燃焼を併せて行う。燃焼空気流量はタービン回
転数が１００％となる無負荷状態以降ではほぼ定量であ
り、このため、拡散燃焼量の少ない運転状態では空気流
量が過剰となるため低温度燃焼となり、その結果拡散燃
焼温度の低い起動過程（Ａ），無負荷状態（Ｂ），予混
合との切り替え状態（Ｃ）において未燃焼分やＮＯ2 の
生成が多くなる。本願発明により、かかる状態における
有害物質の排出を効果的に抑制できるものである。
【００２７】本発明のガスタービンプラントの動作につ
いて説明する。大気中の空気７は圧縮機１によって圧縮
され高圧の空気となり、燃焼器２へと導かれる。燃焼器
２では、燃料ノズル１１からの燃料が供給され、圧縮機
１からの空気と混合されて燃焼され、燃焼ガスとなり、
ガスタービン３に導かれてガスタービン３に流入し、ガ
スタービン３を通過する間に仕事を行い、発電機４にて
出力を得る。ガスタービン３を通過した燃焼ガスは、排
気ガス８となり、この排気ガス８は排気ダクト９内に導
かれる。
いて説明する。大気中の空気７は圧縮機１によって圧縮
され高圧の空気となり、燃焼器２へと導かれる。燃焼器
２では、燃料ノズル１１からの燃料が供給され、圧縮機
１からの空気と混合されて燃焼され、燃焼ガスとなり、
ガスタービン３に導かれてガスタービン３に流入し、ガ
スタービン３を通過する間に仕事を行い、発電機４にて
出力を得る。ガスタービン３を通過した燃焼ガスは、排
気ガス８となり、この排気ガス８は排気ダクト９内に導
かれる。
【００２８】排気ダクト９内に導かれた排気ガス８は、
タービン３の下流側でＮＯ2 からＮＯに変換する触媒１
７の上流側にあるＣＯ，ＵＨＣを除去するための酸化触
媒１８と接触する。（図１では、排気ダクト９内に設置
した場合を示している。）この酸化触媒１８は、白金等
を用い効率良くＣＯを酸化させ、ＣＯ2とするものであ
り、酸化反応を促進させる特性を有する。この触媒は、
排気ガスの温度が高いほど反応速度が早いという特性を
有するため、排気ガス温度の高いガスタービン出口に配
置することにより、酸化反応速度を早めることができる
（一例では６００〜６５０℃であった）。
タービン３の下流側でＮＯ2 からＮＯに変換する触媒１
７の上流側にあるＣＯ，ＵＨＣを除去するための酸化触
媒１８と接触する。（図１では、排気ダクト９内に設置
した場合を示している。）この酸化触媒１８は、白金等
を用い効率良くＣＯを酸化させ、ＣＯ2とするものであ
り、酸化反応を促進させる特性を有する。この触媒は、
排気ガスの温度が高いほど反応速度が早いという特性を
有するため、排気ガス温度の高いガスタービン出口に配
置することにより、酸化反応速度を早めることができる
（一例では６００〜６５０℃であった）。
【００２９】図３にも示したように、ガスタービンから
排出される排気ガス８には、ＣＯ，ＵＨＣが存在する
が、ＣＯ，ＵＨＣ酸化触媒１８によって、ＣＯ，ＵＨＣ
が除去されＮＯ2 の生成を抑制する。その後、ＮＯ2 か
らＮＯに変換する触媒１７を通過する。この触媒１７に
より、燃焼器２において生成された排気ガス８中に含ま
れるＮＯ2 のＮＯへの変換が促進され、ＮＯ2 の割合は
低下する。当該変換触媒部に流入する排ガス温度は一例
では６００〜６５０℃であった。本実施例では、この触
媒１７によって脱硝触媒１２より上流側で排気ガス８中
のＮＯｘに占めるＮＯ2 の量の割合を５０％以下、好ま
しくは更に少量にしている。この触媒１７を通過した排
気ガス８は、過熱器２１で熱交換されるとともに、アン
モニア注入ノズルからアンモニア１３を注入され、脱硝
触媒１２を通過してＮＯｘが低減され、ＮＯｘ濃度が規
制値、例えば５或いは１０ppm 以下に低減される。当該
脱硝触媒に流入する排ガス温度は一例では４００〜４５
０℃程度であった。脱硝触媒１２を通過した後の排気ガ
ス８は、順次、蒸発器２２，節炭器２３，蒸発器２４，
低圧節炭器２５を通過して熱交換され、蒸気を発生し、
前述したようにこの蒸気を蒸気タービン５に導くことに
よって蒸気タービン５を駆動し、発電機４を回転駆動す
ることによって発電を行う。この排気ガス８は、排気ダ
クト９を通過した後、煙突１０から大気中に排出され
る。排気ダクトに備えた排熱回収ボイラと組み合わせて
各触媒が有効に働く温度域に各触媒を配置でき、効率よ
りシステムを提供できる。例えば、排ガスの過熱冷却等
の手段を用いなくとも有効な排ガスの浄化ができる。
排出される排気ガス８には、ＣＯ，ＵＨＣが存在する
が、ＣＯ，ＵＨＣ酸化触媒１８によって、ＣＯ，ＵＨＣ
が除去されＮＯ2 の生成を抑制する。その後、ＮＯ2 か
らＮＯに変換する触媒１７を通過する。この触媒１７に
より、燃焼器２において生成された排気ガス８中に含ま
れるＮＯ2 のＮＯへの変換が促進され、ＮＯ2 の割合は
低下する。当該変換触媒部に流入する排ガス温度は一例
では６００〜６５０℃であった。本実施例では、この触
媒１７によって脱硝触媒１２より上流側で排気ガス８中
のＮＯｘに占めるＮＯ2 の量の割合を５０％以下、好ま
しくは更に少量にしている。この触媒１７を通過した排
気ガス８は、過熱器２１で熱交換されるとともに、アン
モニア注入ノズルからアンモニア１３を注入され、脱硝
触媒１２を通過してＮＯｘが低減され、ＮＯｘ濃度が規
制値、例えば５或いは１０ppm 以下に低減される。当該
脱硝触媒に流入する排ガス温度は一例では４００〜４５
０℃程度であった。脱硝触媒１２を通過した後の排気ガ
ス８は、順次、蒸発器２２，節炭器２３，蒸発器２４，
低圧節炭器２５を通過して熱交換され、蒸気を発生し、
前述したようにこの蒸気を蒸気タービン５に導くことに
よって蒸気タービン５を駆動し、発電機４を回転駆動す
ることによって発電を行う。この排気ガス８は、排気ダ
クト９を通過した後、煙突１０から大気中に排出され
る。排気ダクトに備えた排熱回収ボイラと組み合わせて
各触媒が有効に働く温度域に各触媒を配置でき、効率よ
りシステムを提供できる。例えば、排ガスの過熱冷却等
の手段を用いなくとも有効な排ガスの浄化ができる。
【００３０】排気ガス中にＣＯ，ＵＨＣが存在した場合
は、ＣＯやＵＨＣによって左右される活性基ＨＯ2はＨ
ラジカルとＯ2との反応によって生成され、Ｈラジカル
はＣＯとＯＨラジカルの反応及びＵＨＣとＣＯラジカル
の反応で生成されるため、ＮＯ＋ＨＯ2からＮＯ2 ＋Ｈ2
Ｏへの反応が進むことになる。これに対し、本実施例で
は、酸化触媒１８を設置しているので、ＮＯ2 量の増加
がなくなる、或いは少なくなり脱硝触媒１２の上流側、
或いは煙突１０の上流側においてＮＯｘに占めるＮＯ2
の割合を少なくすることができる。
は、ＣＯやＵＨＣによって左右される活性基ＨＯ2はＨ
ラジカルとＯ2との反応によって生成され、Ｈラジカル
はＣＯとＯＨラジカルの反応及びＵＨＣとＣＯラジカル
の反応で生成されるため、ＮＯ＋ＨＯ2からＮＯ2 ＋Ｈ2
Ｏへの反応が進むことになる。これに対し、本実施例で
は、酸化触媒１８を設置しているので、ＮＯ2 量の増加
がなくなる、或いは少なくなり脱硝触媒１２の上流側、
或いは煙突１０の上流側においてＮＯｘに占めるＮＯ2
の割合を少なくすることができる。
【００３１】従来のガスタービンシステムは、アンモニ
アを注入して脱硝触媒でＮＯｘの低減を行っている。こ
のような脱硝装置では、排気ガス中のＮＯを優先的に反
応除去され、ＮＯ2 の量は低減できていないため、ＮＯ
2 量が約５ppm を超えると煙突から有色ガスとなって排
出される。本実施例によれば、脱硝触媒１７の上流側
で、燃焼器にて発生したＣＯ，ＵＨＣを除去することで
ＮＯからＮＯ2 への反応により排気ガス中のＮＯｘに占
めるＮＯ2 の量の割合を少なくでき、ＮＯ2 量を減少さ
せることができる。酸化触媒１８によりＮＯからＮＯ2
への変換を抑え、かつ、金属変換触媒１７を設置したこ
とによってＮＯ2 からＮＯへの変換をすることができる
ので、脱硝触媒１２前の１５においてＮＯｘに占めるＮ
Ｏ2 の割合をより少なくすることができ(６０％以下、
或いは５０％以下)、脱硝触媒通過後煙突出口より排出
される規制値のＮＯｘはほとんどＮＯとなり、煙突出口
１６でのＮＯｘを１００％ＮＯ、或いは１００％近くの
ＮＯとすることができ、ＮＯ2濃度を規制値に対応させ
て５ppm 以下にすることができる。その結果、煙突出口
の有色ガスの排出を抑えることができ、有害ガスの排出
を微量にすることができる。
アを注入して脱硝触媒でＮＯｘの低減を行っている。こ
のような脱硝装置では、排気ガス中のＮＯを優先的に反
応除去され、ＮＯ2 の量は低減できていないため、ＮＯ
2 量が約５ppm を超えると煙突から有色ガスとなって排
出される。本実施例によれば、脱硝触媒１７の上流側
で、燃焼器にて発生したＣＯ，ＵＨＣを除去することで
ＮＯからＮＯ2 への反応により排気ガス中のＮＯｘに占
めるＮＯ2 の量の割合を少なくでき、ＮＯ2 量を減少さ
せることができる。酸化触媒１８によりＮＯからＮＯ2
への変換を抑え、かつ、金属変換触媒１７を設置したこ
とによってＮＯ2 からＮＯへの変換をすることができる
ので、脱硝触媒１２前の１５においてＮＯｘに占めるＮ
Ｏ2 の割合をより少なくすることができ(６０％以下、
或いは５０％以下)、脱硝触媒通過後煙突出口より排出
される規制値のＮＯｘはほとんどＮＯとなり、煙突出口
１６でのＮＯｘを１００％ＮＯ、或いは１００％近くの
ＮＯとすることができ、ＮＯ2濃度を規制値に対応させ
て５ppm 以下にすることができる。その結果、煙突出口
の有色ガスの排出を抑えることができ、有害ガスの排出
を微量にすることができる。
【００３２】また、未燃焼有毒ガスの排出を抑えるのみ
ならず、ＮＯからＮＯ2 の反応を抑制することにもなる
ため、煙突１６より排出されるＣＯゃＵＨＣ及びＮＯ2
を低減する効果を得ることができる。
ならず、ＮＯからＮＯ2 の反応を抑制することにもなる
ため、煙突１６より排出されるＣＯゃＵＨＣ及びＮＯ2
を低減する効果を得ることができる。
【００３３】また、排気ダクト内に排気ガスとの接触を
良くするように設置することにより、その触媒の効果を
高めることができる。その例としては、図４にそれぞれ
示すように、白金表面処理を行った金属細線を排気ガス
の流れに平行に配置する(ａ)，千鳥状に配置する(ｂ)，
白金表面処理を行った孔開きの金属板を孔が排気ガスの
流れに平行に位置するように配置する(ｃ)，孔が千鳥状
に位置するように配置する(ｄ)、があり、排気ガスとの
接触表面積を大きくすることによって触媒の効果を高め
ている。この場合、耐熱性の金属表面に白金を張付け配
置することにより、高価な白金を節約することができ
る。
良くするように設置することにより、その触媒の効果を
高めることができる。その例としては、図４にそれぞれ
示すように、白金表面処理を行った金属細線を排気ガス
の流れに平行に配置する(ａ)，千鳥状に配置する(ｂ)，
白金表面処理を行った孔開きの金属板を孔が排気ガスの
流れに平行に位置するように配置する(ｃ)，孔が千鳥状
に位置するように配置する(ｄ)、があり、排気ガスとの
接触表面積を大きくすることによって触媒の効果を高め
ている。この場合、耐熱性の金属表面に白金を張付け配
置することにより、高価な白金を節約することができ
る。
【００３４】また、ＣＯ，ＵＨＣ酸化触媒及びＮＯ2 の
ＮＯへの変換触媒を針金形状として排ガスとの接触状態
を良好にさせて、触媒効果や変換効率を向上させること
ができる。また、各々の触媒層を装着する備付け面積，
空間を小さくすることができ、維持管理が容易となる。
ＮＯへの変換触媒を針金形状として排ガスとの接触状態
を良好にさせて、触媒効果や変換効率を向上させること
ができる。また、各々の触媒層を装着する備付け面積，
空間を小さくすることができ、維持管理が容易となる。
【００３５】また、ＣＯ，ＵＨＣ酸化触媒及びＮＯ2 の
ＮＯへの変換触媒を排ガス流に対し、触媒層の後流に排
ガス流により渦を形成するように配置することで排ガス
流と各触媒との接触を良好にして、ＣＯ，ＵＨＣによる
ＮＯ2 のＮＯへの変換を押えることができ、更に、ＮＯ
2のＮＯへの変換を行うため、脱硝触媒通過後のＮＯ2を
より少なくできる。
ＮＯへの変換触媒を排ガス流に対し、触媒層の後流に排
ガス流により渦を形成するように配置することで排ガス
流と各触媒との接触を良好にして、ＣＯ，ＵＨＣによる
ＮＯ2 のＮＯへの変換を押えることができ、更に、ＮＯ
2のＮＯへの変換を行うため、脱硝触媒通過後のＮＯ2を
より少なくできる。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、触媒を設置するガスタ
ービン排気ガス処理装置においてはＮＯ2 やＣＯの排出
を低減することができるため、有色，有毒ガスの排出を
抑えることができる。また、運用負荷条件によらず低公
害排ガス処理が実現できるガスタービンプラントを提供
することができる。
ービン排気ガス処理装置においてはＮＯ2 やＣＯの排出
を低減することができるため、有色，有毒ガスの排出を
抑えることができる。また、運用負荷条件によらず低公
害排ガス処理が実現できるガスタービンプラントを提供
することができる。
【図１】本発明の一実施例であるガスタービンプラント
の全体の構成を示す構成図。
の全体の構成を示す構成図。
【図２】本実施例のＮＯ2 をＮＯに変換する触媒の構成
図。
図。
【図３】ＮＯ2 をＮＯに変換した効果を説明する図。
【図４】ＣＯ，ＵＨＣ酸化触媒の設置例を示す図。
【図５】本発明に適応される２段燃焼器の構造図。
【図６】ガスタービン燃料の運用と燃焼状態を表す図。
２…ガスタービン燃焼器、３…ガスタービン、９…排気
ダクト、１２…脱硝触媒、１７…ＮＯ2 からＮＯへの変
換触媒、１８…ＣＯ酸化触媒。
ダクト、１２…脱硝触媒、１７…ＮＯ2 からＮＯへの変
換触媒、１８…ＣＯ酸化触媒。
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 53/36 １０３Ｂ
Claims (8)
- 【請求項１】燃焼設備から排出される排ガス通路に設け
られる排ガス処理装置において、一酸化炭素を低減する
触媒を配置し、該触媒の下流にＮＯ2 からＮＯへの変換
触媒を配置し、該変換触媒の下流に窒素酸化物を除去す
る脱硝触媒を配置したことを特徴とする排ガス処理装
置。 - 【請求項２】請求項１において、前記燃焼設備から排出
される排ガスは、ガスタービンから排出される排ガスで
あることを特徴とする排ガス処理装置。 - 【請求項３】請求項１或いは２において前記ＮＯ2 から
ＮＯへの変換触媒通過後の排ガス中のＮＯｘに占めるＮ
Ｏ2 の量が５０ｗｔ％以下であることを特徴とする排ガ
ス処理装置。 - 【請求項４】脱硝触媒を備えた排熱回収ボイラを配置す
るガスタービン排ガス通路に設けられる排ガス処理装置
において、前記排熱回収ボイラの上流に、ＮＯ2 からＮ
Ｏへの変換触媒を配置し、更に上流に一酸化炭素を低減
する触媒を配置したことを特徴とする排ガス処理装置。 - 【請求項５】ガスタービン装置から排出される排ガスを
熱源とする排熱回収ボイラにおいて、該排ガス通路の上
流側から一酸化炭素を低減する触媒、ＮＯ2 からＮＯへ
の変換触媒，脱硝触媒を配置したことを特徴とする排熱
回収ボイラ。 - 【請求項６】ガスタービン装置から排出される排ガスを
熱源とし、該排ガスにより給水を予熱させる節炭器と、
その上流に予熱された給水を蒸発させる蒸発器と、更に
上流に蒸発した蒸気を更に加熱する過熱器とを有する排
熱回収ボイラにおいて、前記加熱器下流に脱硝触媒を配
置し、前記加熱器の上流にＮＯ2 からＮＯへの変換触媒
を配置し、更に上流に一酸化炭素を低減する触媒を配置
したことを特徴とする排熱回収ボイラ。 - 【請求項７】圧縮機からの空気が燃料と混合されて燃焼
される燃焼器，該燃焼ガスが供給されるガスタービン，
該ガスタービンに連結する発電機，該ガスタービン排ガ
スが供給される排ガス通路を備えたガスタービンプラン
トにおいて、前記排ガス通路に一酸化炭素を低減する触
媒を配置し、該触媒の下流にＮＯ2 からＮＯへの変換触
媒を配置し、該変換触媒の下流に窒素酸化物を除去する
脱硝触媒を配置したことを特徴とするガスタービンプラ
ント。 - 【請求項８】ガスタービン排ガスをアンモニア接触還元
法による脱硝するガスタービン排ガスの脱硝方法におい
て、該脱硝工程の前に、前記排ガス中のＣＯの少なくと
も一部を除去する工程，該ＣＯを除去する工程後の排ガ
ス中のＮＯ2 の少なくとも一部をＮＯ2 からＮＯへ変換
する工程、とを有することを特徴とするガスタービン排
ガスの脱硝方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7261189A JPH09103648A (ja) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | ガスタービンプラント及びその排ガス処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7261189A JPH09103648A (ja) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | ガスタービンプラント及びその排ガス処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09103648A true JPH09103648A (ja) | 1997-04-22 |
Family
ID=17358383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7261189A Pending JPH09103648A (ja) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | ガスタービンプラント及びその排ガス処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09103648A (ja) |
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