JPH0975674A - 排ガス浄化装置 - Google Patents
排ガス浄化装置Info
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- JPH0975674A JPH0975674A JP7232874A JP23287495A JPH0975674A JP H0975674 A JPH0975674 A JP H0975674A JP 7232874 A JP7232874 A JP 7232874A JP 23287495 A JP23287495 A JP 23287495A JP H0975674 A JPH0975674 A JP H0975674A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 少ない触媒量で未反応ＮＨ3の排出を抑えな
がら、ＮＯｘ値を大気レベル以下まで低減させる超高効
率脱硝を実現する事ができる排ガス浄化装置提供するこ
と。 【解決手段】 使用条件により排ガス温度が変わる排ガ
スに含まれる熱を回収する廃熱回収ボイラに設けられ、
排ガス中に含まれるＮＯｘを低減する脱硝触媒層と、Ｎ
Ｈ3を酸化分解するＮＨ3分解触媒層とを備えた排ガス浄
化装置であって、前記触媒層は、廃熱回収ボイラの高温
度部側に設けられる前記脱硝触媒層とそれの後に続いて
設置されるＮＨ3分解触媒層との対と、廃熱回収ボイラ
の低温度部側に設けられる他の脱硝触媒層との２つ以上
に分割配置されて成る。副生ＮＯｘの生成を抑えてＮＯ
ｘ値を大気レベルまでに低減させることができ、且つ未
反応ＮＨ3の排出を低い濃度（０.０４ｐｐｍ以下）に抑
えることができる。
がら、ＮＯｘ値を大気レベル以下まで低減させる超高効
率脱硝を実現する事ができる排ガス浄化装置提供するこ
と。 【解決手段】 使用条件により排ガス温度が変わる排ガ
スに含まれる熱を回収する廃熱回収ボイラに設けられ、
排ガス中に含まれるＮＯｘを低減する脱硝触媒層と、Ｎ
Ｈ3を酸化分解するＮＨ3分解触媒層とを備えた排ガス浄
化装置であって、前記触媒層は、廃熱回収ボイラの高温
度部側に設けられる前記脱硝触媒層とそれの後に続いて
設置されるＮＨ3分解触媒層との対と、廃熱回収ボイラ
の低温度部側に設けられる他の脱硝触媒層との２つ以上
に分割配置されて成る。副生ＮＯｘの生成を抑えてＮＯ
ｘ値を大気レベルまでに低減させることができ、且つ未
反応ＮＨ3の排出を低い濃度（０.０４ｐｐｍ以下）に抑
えることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンバインドサイ
クルプラント等におけるガスタービンの燃焼装置等から
排出される燃焼排ガス中の窒素酸化物（以下ＮＯｘとす
る）を非常に低い濃度（約０.１ｐｐｍ以下）まで低減
し、且つ未反応ＮＨ3の流出を抑えるのに好適な排ガス
浄化装置に関するものである。
クルプラント等におけるガスタービンの燃焼装置等から
排出される燃焼排ガス中の窒素酸化物（以下ＮＯｘとす
る）を非常に低い濃度（約０.１ｐｐｍ以下）まで低減
し、且つ未反応ＮＨ3の流出を抑えるのに好適な排ガス
浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】発電所、各種工場、自動車などから排出
される排煙中のＮＯｘは光化学スモッグの原因物質であ
り、その効果的な除去方法として選択的接触還元による
排煙脱硝法が火力発電所を中心に幅広く用いられてい
る。近年、産業の発展からＮＯｘを含む排ガス量は増大
する傾向にあり、環境基準を遵守するため今後さらなる
低ＮＯｘ化が要求される趨勢にある。またＮＯｘの他、
燃焼排ガス中に含まれるＣＯやＮＨ3も非常に低レベル
にまで抑えることが望まれており、それらを除去するた
めの触媒やプセロスの実現が重要な課題となっている。
される排煙中のＮＯｘは光化学スモッグの原因物質であ
り、その効果的な除去方法として選択的接触還元による
排煙脱硝法が火力発電所を中心に幅広く用いられてい
る。近年、産業の発展からＮＯｘを含む排ガス量は増大
する傾向にあり、環境基準を遵守するため今後さらなる
低ＮＯｘ化が要求される趨勢にある。またＮＯｘの他、
燃焼排ガス中に含まれるＣＯやＮＨ3も非常に低レベル
にまで抑えることが望まれており、それらを除去するた
めの触媒やプセロスの実現が重要な課題となっている。
【０００３】特に出口ＮＯｘ濃度を０.１ｐｐｍ以下あ
るいは大気並のＮＯｘ濃度（０.０４ｐｐｍ）以下の、
非常に低いレベルに抑える高効率脱硝（以下超高効率脱
硝と称す）を実現させるためには、排煙脱硝法に従来か
ら使用されている酸化チタン系の脱硝触媒を用いた場合
は、 ＮＨ3／ＮＯｘのモル比（以下「モル比」と略す）
１.０以上の運転に伴う未反応ＮＨ3の高濃度排出、 通常、触媒層直前の排ガス流路域での局所的なモル
比の相違があるため、モル比を１.０よりかなり高い値
（例えば１.２以上）とする必要があり、ますます未反
応ＮＨ3の濃度が高くなる、 モル比の局所的な相違をなくすためには、ＮＨ3の拡
散混合を図るための、長いダクトが必要となり、脱硝装
置の巨大化をもたらす、等の問題があり困難であった。
るいは大気並のＮＯｘ濃度（０.０４ｐｐｍ）以下の、
非常に低いレベルに抑える高効率脱硝（以下超高効率脱
硝と称す）を実現させるためには、排煙脱硝法に従来か
ら使用されている酸化チタン系の脱硝触媒を用いた場合
は、 ＮＨ3／ＮＯｘのモル比（以下「モル比」と略す）
１.０以上の運転に伴う未反応ＮＨ3の高濃度排出、 通常、触媒層直前の排ガス流路域での局所的なモル
比の相違があるため、モル比を１.０よりかなり高い値
（例えば１.２以上）とする必要があり、ますます未反
応ＮＨ3の濃度が高くなる、 モル比の局所的な相違をなくすためには、ＮＨ3の拡
散混合を図るための、長いダクトが必要となり、脱硝装
置の巨大化をもたらす、等の問題があり困難であった。
【０００４】特に、未反応ＮＨ3の高濃度排出に関して
は、排ガス中にＳＯ3が含有される場合、反応して（Ｎ
Ｈ4）2ＳＯ4や（ＮＨ4）ＨＳＯ4を生成する。これらの
生成物は後流のエアヒーターなどの熱交換器に付着し、
排ガス流路の閉塞に伴う圧力損失の増大を引き起すため
脱硝装置やボイラの運転に支障を来す。またＬＮＧ焚等
ＳＯ3を含まない排ガスに対してもＮＨ3自体が臭気を伴
うため高濃度排出には問題がある。これらの問題を解決
するためには未反応ＮＨ3の排出を抑えなければなら
ず、例えば未反応ＮＨ3の排出濃度を５ｐｐｍ以下に抑
える事により、これらの問題を解決する事ができる。
は、排ガス中にＳＯ3が含有される場合、反応して（Ｎ
Ｈ4）2ＳＯ4や（ＮＨ4）ＨＳＯ4を生成する。これらの
生成物は後流のエアヒーターなどの熱交換器に付着し、
排ガス流路の閉塞に伴う圧力損失の増大を引き起すため
脱硝装置やボイラの運転に支障を来す。またＬＮＧ焚等
ＳＯ3を含まない排ガスに対してもＮＨ3自体が臭気を伴
うため高濃度排出には問題がある。これらの問題を解決
するためには未反応ＮＨ3の排出を抑えなければなら
ず、例えば未反応ＮＨ3の排出濃度を５ｐｐｍ以下に抑
える事により、これらの問題を解決する事ができる。
【０００５】この未反応ＮＨ3の高濃度排出を抑制する
ために、脱硝触媒の後流側に、ＮＨ3分解触媒を配置し
た脱硝装置が提案されているが、特に超高効率脱硝に対
しては、ＮＨ3分解触媒がＮＨ3分解時に生じるＮＨ3の
酸化に伴う副生ＮＯｘの問題から、図６に示すように、
ＮＨ3分解触媒１１を、通常の脱硝触媒１０，１０で挟
んだ方法が提案されている。ここで、１２は脱硝装置、
１３はガス混合装置、１４は整流装置、１５は排ガスダ
クトを示す。
ために、脱硝触媒の後流側に、ＮＨ3分解触媒を配置し
た脱硝装置が提案されているが、特に超高効率脱硝に対
しては、ＮＨ3分解触媒がＮＨ3分解時に生じるＮＨ3の
酸化に伴う副生ＮＯｘの問題から、図６に示すように、
ＮＨ3分解触媒１１を、通常の脱硝触媒１０，１０で挟
んだ方法が提案されている。ここで、１２は脱硝装置、
１３はガス混合装置、１４は整流装置、１５は排ガスダ
クトを示す。
【０００６】また他の従来例として、特公平５−６６１
６５号公報に記載された脱硝装置が挙げられる。この装
置は２つの脱硝触媒の間に伝熱面を設けた構造で、排ガ
ス温度により脱硝部分を変えるものである。
６５号公報に記載された脱硝装置が挙げられる。この装
置は２つの脱硝触媒の間に伝熱面を設けた構造で、排ガ
ス温度により脱硝部分を変えるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図５の様な多軸型コン
バインドサイクルプラントに図６に示す触媒層の構成で
超高効率脱硝を行う場合を考える。この例ではガスター
ビンは３台である。多軸型コンバインドサイクルプラン
トでは、ガスタービン１の運転台数により蒸気発生量が
異なり、スチームタービン７が１台であることから主蒸
気圧力が異なり、脱硝前流のチューブバンクでの熱吸収
量が異なり、脱硝入口の排ガス温度は例えば３４０℃
（ガスタービン１台運転時）〜３８０℃（ガスタービン
３台運転時）の温度差を生じる。一方、脱硝反応器に流
れる排ガス量は、ガスタービン１の１台に脱硝触媒装置
５の１台が対応して設置されているため、ガスタービン
１の台数にかかわらず同じである。図５において、３ａ
は高温側蒸発器、３ｂは低温側蒸発器である。
バインドサイクルプラントに図６に示す触媒層の構成で
超高効率脱硝を行う場合を考える。この例ではガスター
ビンは３台である。多軸型コンバインドサイクルプラン
トでは、ガスタービン１の運転台数により蒸気発生量が
異なり、スチームタービン７が１台であることから主蒸
気圧力が異なり、脱硝前流のチューブバンクでの熱吸収
量が異なり、脱硝入口の排ガス温度は例えば３４０℃
（ガスタービン１台運転時）〜３８０℃（ガスタービン
３台運転時）の温度差を生じる。一方、脱硝反応器に流
れる排ガス量は、ガスタービン１の１台に脱硝触媒装置
５の１台が対応して設置されているため、ガスタービン
１の台数にかかわらず同じである。図５において、３ａ
は高温側蒸発器、３ｂは低温側蒸発器である。
【０００８】次に、ガスタービンの１台運転時と３台運
転時の脱硝反応器内でのＮＯｘの減少状況とＮＨ3の減
少状況を図７、８、９、１０で説明する。図７、８、
９、１０の横軸は、図６に示す脱硝反応器のガス流れ方
向の触媒量に比例して示しており、前流側脱硝触媒入
口、前流側脱硝触媒出口、ＮＨ3分解触媒出口、後流側
脱硝触媒出口位置での出口ＮＯｘ、リークＮＨ3濃度を
縦軸に示したものである。ガスタービン１台運転時に
は、図７、８に示すように、出口ＮＯｘは触媒量増加に
従い、０.１ｐｐｍ以下でも急速にＮＯｘは低下する
が、ガスタービン３台運転時は排ガス温度が高温（約３
８０℃）となり、図１５に示すように、ＮＨ3酸化反応
が活発となり、通常の脱硝触媒でも副生ＮＯｘが発生
し、ＮＯｘが０.１ｐｐｍ以下で触媒量を増加してもＮ
Ｏｘの低下率が小さくなり、ＮＯｘを大気レベルに低減
することが困難となっている。
転時の脱硝反応器内でのＮＯｘの減少状況とＮＨ3の減
少状況を図７、８、９、１０で説明する。図７、８、
９、１０の横軸は、図６に示す脱硝反応器のガス流れ方
向の触媒量に比例して示しており、前流側脱硝触媒入
口、前流側脱硝触媒出口、ＮＨ3分解触媒出口、後流側
脱硝触媒出口位置での出口ＮＯｘ、リークＮＨ3濃度を
縦軸に示したものである。ガスタービン１台運転時に
は、図７、８に示すように、出口ＮＯｘは触媒量増加に
従い、０.１ｐｐｍ以下でも急速にＮＯｘは低下する
が、ガスタービン３台運転時は排ガス温度が高温（約３
８０℃）となり、図１５に示すように、ＮＨ3酸化反応
が活発となり、通常の脱硝触媒でも副生ＮＯｘが発生
し、ＮＯｘが０.１ｐｐｍ以下で触媒量を増加してもＮ
Ｏｘの低下率が小さくなり、ＮＯｘを大気レベルに低減
することが困難となっている。
【０００９】そこで、ガスタービン３台運転時のガス温
度が３４０℃となるように、ＨＲＳＧ（排熱回収ボイ
ラ）中で脱硝反応器を、より低温域に設置した構造も考
えられるが、この場合、ガスタービン１の１台運転時に
は脱硝反応器のガス温度は図２に示すように３００℃と
なり、図１６に示すように、低温によるＮＨ3分解触媒
のＮＨ3分解活性の低下が生じ、図９、１０に示すよう
に、リークＮＨ3が５ｐｐｍを越える状態となり、好ま
しくない。
度が３４０℃となるように、ＨＲＳＧ（排熱回収ボイ
ラ）中で脱硝反応器を、より低温域に設置した構造も考
えられるが、この場合、ガスタービン１の１台運転時に
は脱硝反応器のガス温度は図２に示すように３００℃と
なり、図１６に示すように、低温によるＮＨ3分解触媒
のＮＨ3分解活性の低下が生じ、図９、１０に示すよう
に、リークＮＨ3が５ｐｐｍを越える状態となり、好ま
しくない。
【００１０】要するに、前記従来技術では、脱硝装置出
口のＮＯｘの濃度を大気レベル以下まで低減させる超高
効率脱硝に適用する際に、未反応ＮＨ3量や副生ＮＯｘ
量の抑制の点について、または触媒量の低減等の点につ
いて配慮がなされておらず、エアヒーターの閉塞やＮＨ
3の臭気、脱硝装置の巨大化等の問題があった。
口のＮＯｘの濃度を大気レベル以下まで低減させる超高
効率脱硝に適用する際に、未反応ＮＨ3量や副生ＮＯｘ
量の抑制の点について、または触媒量の低減等の点につ
いて配慮がなされておらず、エアヒーターの閉塞やＮＨ
3の臭気、脱硝装置の巨大化等の問題があった。
【００１１】本発明の目的は、少ない触媒量で未反応Ｎ
Ｈ3の排出を抑えながら、ＮＯｘ値を大気レベル以下ま
で低減させる超高効率脱硝を実現する事ができる排ガス
浄化装置提供することにある。
Ｈ3の排出を抑えながら、ＮＯｘ値を大気レベル以下ま
で低減させる超高効率脱硝を実現する事ができる排ガス
浄化装置提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の目的を達
成するために、排熱回収ボイラにおいて高温時に生じる
ＮＨ3の酸化による副生ＮＯｘの増加を抑制するため、
反応器を脱硝反応及びＮＨ3分解反応の活発な高温度側
と副生ＮＯｘが問題とならない低い温度での脱硝を行う
低温度側に分割設置したものである。
成するために、排熱回収ボイラにおいて高温時に生じる
ＮＨ3の酸化による副生ＮＯｘの増加を抑制するため、
反応器を脱硝反応及びＮＨ3分解反応の活発な高温度側
と副生ＮＯｘが問題とならない低い温度での脱硝を行う
低温度側に分割設置したものである。
【００１３】すなわち本発明は、使用条件により排ガス
温度が変わる排ガスに含まれる熱を回収する廃熱回収ボ
イラに設けられ、排ガス中に含まれるＮＯｘを低減する
脱硝触媒層と、ＮＨ3を酸化分解するＮＨ3分解触媒層と
を備えた排ガス浄化装置であって、前記触媒層は、廃熱
回収ボイラの高温度部側に設けられる前記脱硝触媒層と
それの後に続いて設置されるＮＨ3分解触媒層との対
と、廃熱回収ボイラの低温度部側に設けられる他の脱硝
触媒層との２つ以上に分割配置されて成ることを特徴と
するものである。
温度が変わる排ガスに含まれる熱を回収する廃熱回収ボ
イラに設けられ、排ガス中に含まれるＮＯｘを低減する
脱硝触媒層と、ＮＨ3を酸化分解するＮＨ3分解触媒層と
を備えた排ガス浄化装置であって、前記触媒層は、廃熱
回収ボイラの高温度部側に設けられる前記脱硝触媒層と
それの後に続いて設置されるＮＨ3分解触媒層との対
と、廃熱回収ボイラの低温度部側に設けられる他の脱硝
触媒層との２つ以上に分割配置されて成ることを特徴と
するものである。
【００１４】また他の発明は、前記発明において、ＮＨ
3／ＮＯｘのモル比は１.０以上で運転され、高温度部を
３３０℃〜４５０℃、低温度部を２５０℃〜３５０℃と
して前記触媒層を設置したことを特徴とするものであ
る。
3／ＮＯｘのモル比は１.０以上で運転され、高温度部を
３３０℃〜４５０℃、低温度部を２５０℃〜３５０℃と
して前記触媒層を設置したことを特徴とするものであ
る。
【００１５】次に作用を説明する。脱硝触媒を高温側
（３３０℃〜４５０℃）、低温側（２５０℃〜３５０
℃）に分割して設置する。例えば、高温側脱硝触媒と低
温側脱硝触媒の間に排ガス温度を下げる低温側蒸発器が
配置されるようにする。高温側脱硝触媒ではガス温度が
高温で反応するため、図１６に示すように、ＮＨ3分解
反応が活発であるが、それによって図１５に示すよう
に、ＮＨ3酸化反応による副生ＮＯｘが発生する為、Ｎ
Ｏｘ値を大気レベルに脱硝することは容易ではない。一
方、低温側脱硝触媒ではガス温度が低温での反応である
ため、図１７に示すように、脱硝性能は低下するが、図
１５に示すように、ＮＨ3分解反応も小さく、低濃度で
の脱硝が可能となる。
（３３０℃〜４５０℃）、低温側（２５０℃〜３５０
℃）に分割して設置する。例えば、高温側脱硝触媒と低
温側脱硝触媒の間に排ガス温度を下げる低温側蒸発器が
配置されるようにする。高温側脱硝触媒ではガス温度が
高温で反応するため、図１６に示すように、ＮＨ3分解
反応が活発であるが、それによって図１５に示すよう
に、ＮＨ3酸化反応による副生ＮＯｘが発生する為、Ｎ
Ｏｘ値を大気レベルに脱硝することは容易ではない。一
方、低温側脱硝触媒ではガス温度が低温での反応である
ため、図１７に示すように、脱硝性能は低下するが、図
１５に示すように、ＮＨ3分解反応も小さく、低濃度で
の脱硝が可能となる。
【００１６】したがって、高温側脱硝触媒で発生する副
生ＮＯｘも低温側脱硝触媒で脱硝され出口ＮＯｘ値を大
気レベル以下におさえることができる。つまり、高温側
脱硝触媒でＮＨ3を十分低いレベルに低減し、かつＮＯ
ｘも０.１〜１ｐｐｍ以下に低減した後、低温側脱硝触
媒でＮＯｘのみ低濃度での脱硝を行うことにより最終的
にリークＮＨ3を低いレベル（５ｐｐｍ以下）に保ち、
且つ出口ＮＯｘを大気レベル（０.０４ｐｐｍ以下）に
低減することが可能となる。
生ＮＯｘも低温側脱硝触媒で脱硝され出口ＮＯｘ値を大
気レベル以下におさえることができる。つまり、高温側
脱硝触媒でＮＨ3を十分低いレベルに低減し、かつＮＯ
ｘも０.１〜１ｐｐｍ以下に低減した後、低温側脱硝触
媒でＮＯｘのみ低濃度での脱硝を行うことにより最終的
にリークＮＨ3を低いレベル（５ｐｐｍ以下）に保ち、
且つ出口ＮＯｘを大気レベル（０.０４ｐｐｍ以下）に
低減することが可能となる。
【００１７】
（実施の形態例１）図１に本発明になる多軸型コンバイ
ントサイクルプラントの構造を示す。ＨＲＳＧはガス上
流側から過熱器２、高温側蒸発器３ａ、低温側蒸発器３
ｂ、節炭器４より構成されている。ここで、高温側触媒
層５ａには前流側にＮＨ3分解率の小さい脱硝触媒１０
が４ユニット充填され、後流側にはＮＨ3分解率の大き
なＮＨ3分解触媒１１が４ユニット充填されている。そ
して、その後流には低温蒸発器３ｂが配置されている。
また、低温側触媒層５ｂにはＮＨ3分解率の小さい脱硝
触媒１０が２ユニット充填されている。図１において、
１はガスタービン、６はＮＨ3注入装置、７は蒸気ター
ビン、８は煙突、９はガス流れを示す。
ントサイクルプラントの構造を示す。ＨＲＳＧはガス上
流側から過熱器２、高温側蒸発器３ａ、低温側蒸発器３
ｂ、節炭器４より構成されている。ここで、高温側触媒
層５ａには前流側にＮＨ3分解率の小さい脱硝触媒１０
が４ユニット充填され、後流側にはＮＨ3分解率の大き
なＮＨ3分解触媒１１が４ユニット充填されている。そ
して、その後流には低温蒸発器３ｂが配置されている。
また、低温側触媒層５ｂにはＮＨ3分解率の小さい脱硝
触媒１０が２ユニット充填されている。図１において、
１はガスタービン、６はＮＨ3注入装置、７は蒸気ター
ビン、８は煙突、９はガス流れを示す。
【００１８】脱硝触媒１０としては、バナジウム
（Ｖ）、タングステン（Ｗ）あるいはモリブデン（Ｍ
ｏ）を活性成分にした酸化チタン（Ｔｉ）系触媒を使用
したもので、ＮＨ3分解触媒１１に比べ、脱硝活性は高
く、ＮＨ3分解率（酸化率）は小さい。ＮＨ3分解触媒１
１としては、ＮＯｘのＮＨ3による還元活性を有する第
１成分とＮＨ3からＮＯｘを生成させる活性を有する第
２成分とからなる触媒が用いられ、第１成分としてチタ
ン、バナジウム、タングステン、モリブデンから選ばれ
る１種以上の元素の酸化物からなる組成物を第１成分と
し、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈから選ばれる貴金属の塩類もしく
はゼオライト、アルミナ、シリカなど多孔体担体にあら
かじめ担持された前記貴金属を含有する組成物を第２成
分とした組成物からなる触媒を使用する。
（Ｖ）、タングステン（Ｗ）あるいはモリブデン（Ｍ
ｏ）を活性成分にした酸化チタン（Ｔｉ）系触媒を使用
したもので、ＮＨ3分解触媒１１に比べ、脱硝活性は高
く、ＮＨ3分解率（酸化率）は小さい。ＮＨ3分解触媒１
１としては、ＮＯｘのＮＨ3による還元活性を有する第
１成分とＮＨ3からＮＯｘを生成させる活性を有する第
２成分とからなる触媒が用いられ、第１成分としてチタ
ン、バナジウム、タングステン、モリブデンから選ばれ
る１種以上の元素の酸化物からなる組成物を第１成分と
し、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈから選ばれる貴金属の塩類もしく
はゼオライト、アルミナ、シリカなど多孔体担体にあら
かじめ担持された前記貴金属を含有する組成物を第２成
分とした組成物からなる触媒を使用する。
【００１９】また、図２に示すようにガスタービン１よ
り排出された排ガスの温度は、ＨＲＳＧ中の過熱器２及
び高温側蒸発器３ａを通り冷却され、高温側触媒層５ａ
の入口では、ガスタービン１を３台運転した時は約３８
０℃、ガスタービン１を１台運転した時は約３４０℃と
なる。さらに排ガスは、低温側蒸発器３ｂを通り冷却さ
れ低温側触媒層５ｂの入口で、ガスタービン１を３台運
転した時には約３４０℃、ガスタービン１を１台運転し
た時には約３００℃となる。
り排出された排ガスの温度は、ＨＲＳＧ中の過熱器２及
び高温側蒸発器３ａを通り冷却され、高温側触媒層５ａ
の入口では、ガスタービン１を３台運転した時は約３８
０℃、ガスタービン１を１台運転した時は約３４０℃と
なる。さらに排ガスは、低温側蒸発器３ｂを通り冷却さ
れ低温側触媒層５ｂの入口で、ガスタービン１を３台運
転した時には約３４０℃、ガスタービン１を１台運転し
た時には約３００℃となる。
【００２０】（比較例１）図３に示すように、高温側触
媒層５ａの位置に脱硝触媒１０を４ユニット、ＮＨ3分
解触媒１１を４ユニット、脱硝触媒１０を２ユニットガ
ス流れ上流より並べて設置する。
媒層５ａの位置に脱硝触媒１０を４ユニット、ＮＨ3分
解触媒１１を４ユニット、脱硝触媒１０を２ユニットガ
ス流れ上流より並べて設置する。
【００２１】この場合の触媒層入口での排ガス温度は、
図２に示すように高温側触媒層５ａの入口でガスタービ
ン１を３台運転した時は約３８０℃、ガスタービン１を
１台運転した時は約３４０℃となる。
図２に示すように高温側触媒層５ａの入口でガスタービ
ン１を３台運転した時は約３８０℃、ガスタービン１を
１台運転した時は約３４０℃となる。
【００２２】（比較例２）図４に示すように、低温側触
媒層５ｂの位置に脱硝触媒１０を４ユニット、ＮＨ3分
解触媒１１を４ユニット、脱硝触媒１０を２ユニットガ
ス流れ上流より並べて設置する。
媒層５ｂの位置に脱硝触媒１０を４ユニット、ＮＨ3分
解触媒１１を４ユニット、脱硝触媒１０を２ユニットガ
ス流れ上流より並べて設置する。
【００２３】この場合の触媒層入口での排ガス温度は、
図２に示すように低温側触媒層５ｂの入口でガスタービ
ン１を３台運転した時は約３４０℃、ガスタービン１を
１台運転した時は約３００℃となる。
図２に示すように低温側触媒層５ｂの入口でガスタービ
ン１を３台運転した時は約３４０℃、ガスタービン１を
１台運転した時は約３００℃となる。
【００２４】実施の形態例１、比較例１、２を模擬した
水平流型試験装置に１ユニット断面１５０ｍｍ×１５０
ｍｍ、触媒長さ５００ｍｍの脱硝触媒１０、ＮＨ3分解
触媒１１をそれぞれの個数設置し、ガスタービン１台運
転時（高温側触媒層入口ガス温度３４０℃）、ガスター
ビン３台運転時（高温側触媒層入口ガス温度３８０℃）
の条件で試験をおこなった。なお、ガス量は２２５０Ｎ
ｍ3／ｈ、入口ＮＯｘ濃度は１００ｐｐｍ、モル比は１.
４とした。
水平流型試験装置に１ユニット断面１５０ｍｍ×１５０
ｍｍ、触媒長さ５００ｍｍの脱硝触媒１０、ＮＨ3分解
触媒１１をそれぞれの個数設置し、ガスタービン１台運
転時（高温側触媒層入口ガス温度３４０℃）、ガスター
ビン３台運転時（高温側触媒層入口ガス温度３８０℃）
の条件で試験をおこなった。なお、ガス量は２２５０Ｎ
ｍ3／ｈ、入口ＮＯｘ濃度は１００ｐｐｍ、モル比は１.
４とした。
【００２５】図１１、１２にガスタービン１を３台運転
した時（高温側触媒層入口ガス温度３８０℃）を模擬し
た条件での試験結果、図１３、１４にガスタービン１台
運転時（高温側触媒層入口ガス温度３４０℃）を模擬し
た条件での試験を示す。ここで、ＡＶ値とは触媒の単位
ガス接触表面積当りの処理ガス流量であり、以下の式で
表される。
した時（高温側触媒層入口ガス温度３８０℃）を模擬し
た条件での試験結果、図１３、１４にガスタービン１台
運転時（高温側触媒層入口ガス温度３４０℃）を模擬し
た条件での試験を示す。ここで、ＡＶ値とは触媒の単位
ガス接触表面積当りの処理ガス流量であり、以下の式で
表される。
【００２６】ＡＶ値＝Ｑ／Ａ（ｍ／ｈ） Ｑ：処理ガス量（Ｎｍ3／ｈ） Ａ：触媒のガス接触表面積（ｍ2） 図１１、１２より、比較例１ではリークＮＨ3の５ｐｐ
ｍ以下は十分満足するが、ＮＨ3分解による副生ＮＯｘ
のため大気レベルの脱硝（出口ＮＯｘが０.０４ｐｐｍ
以下）が達成できていない。実施の形態例１および比較
例２では、リークＮＨ3の５ｐｐｍ以下、出口ＮＯｘの
０.０４ｐｐｍ以下を同時に満足する事ができる。
ｍ以下は十分満足するが、ＮＨ3分解による副生ＮＯｘ
のため大気レベルの脱硝（出口ＮＯｘが０.０４ｐｐｍ
以下）が達成できていない。実施の形態例１および比較
例２では、リークＮＨ3の５ｐｐｍ以下、出口ＮＯｘの
０.０４ｐｐｍ以下を同時に満足する事ができる。
【００２７】図１３、１４より、比較例２では出口ＮＯ
ｘの０.０４ｐｐｍ以下は満足するが、低温側触媒層で
は約３００℃の温度となり、活性はより低下するためリ
ークＮＨ3が５ｐｐｍ以上となっている。 実施例１及
び比較例１は共に出口ＮＯｘ０.０４ｐｐｍ以下、リー
クＮＨ3５ｐｐｍ以下を同時に満足している。
ｘの０.０４ｐｐｍ以下は満足するが、低温側触媒層で
は約３００℃の温度となり、活性はより低下するためリ
ークＮＨ3が５ｐｐｍ以上となっている。 実施例１及
び比較例１は共に出口ＮＯｘ０.０４ｐｐｍ以下、リー
クＮＨ3５ｐｐｍ以下を同時に満足している。
【００２８】以上の結果、実施の形態例１のみガスター
ビン３台運転時、１台運転時の両方の条件で出口ＮＯｘ
の０.０４ｐｐｍ以下、リークＮＨ3の５ｐｐｍ以下を同
時に満足する結果となった。すなわち、多軸型コンバイ
ンドサイクルプラントの様にガスタービンの運転台数に
より排ガス温度に温度差が生じる場合は脱硝触媒反応器
を上記のように異なる温度域に分割設置することにより
大気レベルの脱硝及び未反応ＮＨ3の抑制（５ｐｐｍ以
下）が可能となる。
ビン３台運転時、１台運転時の両方の条件で出口ＮＯｘ
の０.０４ｐｐｍ以下、リークＮＨ3の５ｐｐｍ以下を同
時に満足する結果となった。すなわち、多軸型コンバイ
ンドサイクルプラントの様にガスタービンの運転台数に
より排ガス温度に温度差が生じる場合は脱硝触媒反応器
を上記のように異なる温度域に分割設置することにより
大気レベルの脱硝及び未反応ＮＨ3の抑制（５ｐｐｍ以
下）が可能となる。
【００２９】なお、本発明は、多軸型コンバインドサイ
クルプラントに限定されるものではなく、ガスタービン
１台に対しスチームタービン１台が設置された１軸型の
コンバインドサイクルに対しても、部分負荷でガス温度
が変化する為、本発明を適用するとより広い負荷範囲に
渡って低ＮＯｘ化、低リークＮＨ3化が可能となる。
クルプラントに限定されるものではなく、ガスタービン
１台に対しスチームタービン１台が設置された１軸型の
コンバインドサイクルに対しても、部分負荷でガス温度
が変化する為、本発明を適用するとより広い負荷範囲に
渡って低ＮＯｘ化、低リークＮＨ3化が可能となる。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、ガスタービン運転台数
により排ガス温度に温度差の生じるコンバインドサイク
ルプラント等において、脱硝触媒を高温部、低温部に分
割設置し、ＮＨ3分解触媒を高温部に設置したことによ
り、副生ＮＯｘの生成を抑えてＮＯｘ値を大気レベルま
でに低減させることができ、且つ未反応ＮＨ3の排出を
低い濃度（０.０４ｐｐｍ以下）に抑えることができ
る。
により排ガス温度に温度差の生じるコンバインドサイク
ルプラント等において、脱硝触媒を高温部、低温部に分
割設置し、ＮＨ3分解触媒を高温部に設置したことによ
り、副生ＮＯｘの生成を抑えてＮＯｘ値を大気レベルま
でに低減させることができ、且つ未反応ＮＨ3の排出を
低い濃度（０.０４ｐｐｍ以下）に抑えることができ
る。
【図１】本発明になるコンバインドサイクルプラントの
脱硝装置の一例を示す構成図である。
脱硝装置の一例を示す構成図である。
【図２】コンバインドサイクルプラントにおける排ガス
の流路位置と温度の関係を示した図である。
の流路位置と温度の関係を示した図である。
【図３】高温側触媒層のみに触媒を設置した本発明の比
較例を示す構成図である。
較例を示す構成図である。
【図４】低温側触媒層のみに触媒を設置した本発明の比
較例を示す構成図である。
較例を示す構成図である。
【図５】３軸型コンバインドサイクルプラントを示す構
成図である。
成図である。
【図６】脱硝装置内の触媒としてガス流れ上流側から順
に脱硝触媒、ＮＨ3分解触媒、脱硝触媒を配置した従来
の水平流型３層方式脱硝装置を示す構成図である。
に脱硝触媒、ＮＨ3分解触媒、脱硝触媒を配置した従来
の水平流型３層方式脱硝装置を示す構成図である。
【図７】コンバインドサイクルプラントにおける従来の
脱硝装置設置位置でのリークＮＨ3濃度を示した図であ
る。
脱硝装置設置位置でのリークＮＨ3濃度を示した図であ
る。
【図８】コンバインドサイクルプラントにおける従来の
脱硝装置設置位置での出口ＮＯｘ濃度を示した図であ
る。
脱硝装置設置位置での出口ＮＯｘ濃度を示した図であ
る。
【図９】コンバインドサイクルプラントにおける従来の
脱硝装置をより低温域に設置した場合のリークＮＨ3濃
度を示した図である。
脱硝装置をより低温域に設置した場合のリークＮＨ3濃
度を示した図である。
【図１０】コンバインドサイクルプラントにおける従来
の脱硝装置をより低温域に設置した場合の出口ＮＯｘ濃
度を示した図である。
の脱硝装置をより低温域に設置した場合の出口ＮＯｘ濃
度を示した図である。
【図１１】ガスタービン３台運転時の試験結果を示す図
である。
である。
【図１２】ガスタービン３台運転時の試験結果を示す図
である。
である。
【図１３】ガスタービン１台運転時の試験結果を示す図
である。
である。
【図１４】ガスタービン１台運転時の試験結果を示す図
である。
である。
【図１５】ＮＯｘ＝０でＮＨ3のみ流した時のＮＨ3酸化
反応による副成ＮＯｘ濃度と反応温度の関係を示した図
である。
反応による副成ＮＯｘ濃度と反応温度の関係を示した図
である。
【図１６】ＮＨ3分解率と反応温度の関係を示した図で
ある。
ある。
【図１７】脱硝率と脱硝反応温度の関係を示した図であ
る。
る。
１ ガスタービン ３ａ 高温側蒸発器 ３ｂ 低温側蒸発器 ４ 節炭器 ５ａ 高温側触媒層 ５ｂ 低温側触媒層 ６ ＮＨ3注入装置 ７ 蒸気タービン １０ 脱硝触媒 １１ ＮＨ3分解触媒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米田 吉輝 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 西川 鉄太 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 森井 政治 広島県呉市宝町５番３号 バブ日立エンジ ニアリング株式会社内 (72)発明者 石川 富久 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉工場内 (72)発明者 石岡 正明 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉工場内 (72)発明者 向井 正人 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉工場内
Claims (2)
- 【請求項１】 使用条件により排ガス温度が変わる排ガ
スに含まれる熱を回収する廃熱回収ボイラに設けられ、
排ガス中に含まれるＮＯｘを低減する脱硝触媒層と、Ｎ
Ｈ3を酸化分解するＮＨ3分解触媒層とを備えた排ガス浄
化装置であって、前記触媒層は、廃熱回収ボイラの高温
度部側に設けられる前記脱硝触媒層とそれの後に続いて
設置されるＮＨ3分解触媒層との対と、廃熱回収ボイラ
の低温度部側に設けられる他の脱硝触媒層との２つ以上
に分割配置されて成ることを特徴とする排ガス浄化装
置。 - 【請求項２】 請求項１において、ＮＨ3／ＮＯｘのモ
ル比は１.０以上で運転され、高温度部を３３０℃〜４
５０℃、低温度部を２５０℃〜３５０℃として前記触媒
層を設置したことを特徴とする排ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23287495A JP3491184B2 (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 排ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23287495A JP3491184B2 (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 排ガス浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0975674A true JPH0975674A (ja) | 1997-03-25 |
| JP3491184B2 JP3491184B2 (ja) | 2004-01-26 |
Family
ID=16946191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23287495A Expired - Fee Related JP3491184B2 (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 排ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3491184B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008529787A (ja) * | 2005-02-16 | 2008-08-07 | バスフ・カタリスツ・エルエルシー | 石炭燃焼公共施設のためのアンモニア酸化触媒 |
| JP2009545437A (ja) * | 2006-08-01 | 2009-12-24 | コーメテック， インコーポレイテッド | 排ガス処理のための組成物および方法 |
| JP2018099647A (ja) * | 2016-12-20 | 2018-06-28 | 三菱重工業株式会社 | 排ガス処理装置及び排ガス処理方法 |
| WO2019162991A1 (ja) * | 2018-02-20 | 2019-08-29 | 三菱重工エンジニアリング株式会社 | 排ガス処理装置及び排ガス処理方法 |
| WO2020161874A1 (ja) * | 2019-02-07 | 2020-08-13 | 中国電力株式会社 | 燃焼システム |
| WO2020161875A1 (ja) * | 2019-02-07 | 2020-08-13 | 中国電力株式会社 | 燃焼システム |
| WO2023210071A1 (ja) * | 2022-04-25 | 2023-11-02 | 三菱重工業株式会社 | 排ガス処理装置、燃焼設備、発電設備及び排ガス処理方法 |
-
1995
- 1995-09-11 JP JP23287495A patent/JP3491184B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008529787A (ja) * | 2005-02-16 | 2008-08-07 | バスフ・カタリスツ・エルエルシー | 石炭燃焼公共施設のためのアンモニア酸化触媒 |
| JP2009545437A (ja) * | 2006-08-01 | 2009-12-24 | コーメテック， インコーポレイテッド | 排ガス処理のための組成物および方法 |
| JP2018099647A (ja) * | 2016-12-20 | 2018-06-28 | 三菱重工業株式会社 | 排ガス処理装置及び排ガス処理方法 |
| WO2019162991A1 (ja) * | 2018-02-20 | 2019-08-29 | 三菱重工エンジニアリング株式会社 | 排ガス処理装置及び排ガス処理方法 |
| US11209165B2 (en) | 2018-02-20 | 2021-12-28 | Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. | Exhaust gas treatment device and exhaust gas treatment method |
| WO2020161874A1 (ja) * | 2019-02-07 | 2020-08-13 | 中国電力株式会社 | 燃焼システム |
| WO2020161875A1 (ja) * | 2019-02-07 | 2020-08-13 | 中国電力株式会社 | 燃焼システム |
| WO2023210071A1 (ja) * | 2022-04-25 | 2023-11-02 | 三菱重工業株式会社 | 排ガス処理装置、燃焼設備、発電設備及び排ガス処理方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3491184B2 (ja) | 2004-01-26 |
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