JPH0989213A - 流動層ボイラ装置の無触媒脱硝装置 - Google Patents
流動層ボイラ装置の無触媒脱硝装置Info
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- JPH0989213A JPH0989213A JP7244332A JP24433295A JPH0989213A JP H0989213 A JPH0989213 A JP H0989213A JP 7244332 A JP7244332 A JP 7244332A JP 24433295 A JP24433295 A JP 24433295A JP H0989213 A JPH0989213 A JP H0989213A
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 流動層ボイラ装置の燃焼器から発生する
ＮＯX を低減するためのＮＨ3 注入による無触媒脱硝装
置において、ＮＨ3 注入時のＮＨ3 酸化反応によるＮＯ
X の生成を抑制して効果的にＮＯX を無害な窒素に変換
する。また、ＮＨ 3 供給ノズルの摩耗やＮＨ3 噴出孔の
飛散灰による目詰まりを防止する。 【効果】 流動層ボイラ８、該流動層ボイラの排ガス流
路８ａ側に配置した排ガス中の灰を捕集する脱塵装置１
５、１６、該脱塵装置からの排気ガスをガスタービン１
８へ導く高温ガス配管１４とを具備した流動層ボイラ装
置において、前記高温ガス配管１４の位置にＮＨ3 注入
ノズル１を設置する。
ＮＯX を低減するためのＮＨ3 注入による無触媒脱硝装
置において、ＮＨ3 注入時のＮＨ3 酸化反応によるＮＯ
X の生成を抑制して効果的にＮＯX を無害な窒素に変換
する。また、ＮＨ 3 供給ノズルの摩耗やＮＨ3 噴出孔の
飛散灰による目詰まりを防止する。 【効果】 流動層ボイラ８、該流動層ボイラの排ガス流
路８ａ側に配置した排ガス中の灰を捕集する脱塵装置１
５、１６、該脱塵装置からの排気ガスをガスタービン１
８へ導く高温ガス配管１４とを具備した流動層ボイラ装
置において、前記高温ガス配管１４の位置にＮＨ3 注入
ノズル１を設置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は流動層ボイラ装置の
無触媒脱硝装置に関し、特に、流動層ボイラの燃焼器か
ら発生する窒素酸化物（以下ＮＯX と略する）を低減す
るために燃焼排ガス中にＮＨ3 注入するようにした形式
の無触媒脱硝装置の改良に関する。
無触媒脱硝装置に関し、特に、流動層ボイラの燃焼器か
ら発生する窒素酸化物（以下ＮＯX と略する）を低減す
るために燃焼排ガス中にＮＨ3 注入するようにした形式
の無触媒脱硝装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】石炭燃料を用いるいわゆる流動層ボイラ
は、燃焼排ガスでガスタービンを駆動して発電を行う発
電プラント等に有効に用いられている。流動層ボイラは
比較的低温での燃焼のためにＮＯX の発生量が他の燃焼
装置と比較して少ないものであるが、なおクリーンな燃
焼を得べく、種々の低ＮＯx 対策が講じられている。そ
の一つとして、燃焼排ガス中へのＮＨ3 注入による無触
媒脱硝方法が知られており、例えは、特開平５−７７３
１号公報には、流動層ボイラの排ガス通路に排ガス中の
ダストを分離する集塵装置を設け、除塵された排ガスで
ガスタービンを駆動すると共にガスタービンに直結され
た圧縮機から流動層ボイラへ燃焼用空気を供給して燃焼
させ、排ガス通路内にはＮＨ3 注入ノズルを配置して流
動層ボイラの排ガスを脱硝するものにおいて、排ガス通
路におけるＮＨ3 注入ノズルの配置位置をＮＨ3 注入ノ
ズルからサイクロン等の脱塵装置までの距離がガス滞留
時間で０．５秒以下の前流側に配置することが提案され
ている。
は、燃焼排ガスでガスタービンを駆動して発電を行う発
電プラント等に有効に用いられている。流動層ボイラは
比較的低温での燃焼のためにＮＯX の発生量が他の燃焼
装置と比較して少ないものであるが、なおクリーンな燃
焼を得べく、種々の低ＮＯx 対策が講じられている。そ
の一つとして、燃焼排ガス中へのＮＨ3 注入による無触
媒脱硝方法が知られており、例えは、特開平５−７７３
１号公報には、流動層ボイラの排ガス通路に排ガス中の
ダストを分離する集塵装置を設け、除塵された排ガスで
ガスタービンを駆動すると共にガスタービンに直結され
た圧縮機から流動層ボイラへ燃焼用空気を供給して燃焼
させ、排ガス通路内にはＮＨ3 注入ノズルを配置して流
動層ボイラの排ガスを脱硝するものにおいて、排ガス通
路におけるＮＨ3 注入ノズルの配置位置をＮＨ3 注入ノ
ズルからサイクロン等の脱塵装置までの距離がガス滞留
時間で０．５秒以下の前流側に配置することが提案され
ている。
【０００３】また、ＥＰ０５０２０８８Ｂ１公報には、
排ガス中のＮＯX と注入するＮＨ3との混合を促進する
目的で、ＮＨ3 注入ノズルをサイクロンに設置してい
る。
排ガス中のＮＯX と注入するＮＨ3との混合を促進する
目的で、ＮＨ3 注入ノズルをサイクロンに設置してい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記の
流動層ボイラの排ガスにＮＨ3 を注入することによる無
触媒脱硝方法について実験と研究を継続して行ってきて
いるが、その過程において、燃焼装置から飛散する石炭
灰中にＣａＯが含有されている場合、このＣａＯはＮＨ
3 を酸化し、窒素酸化物（ＮＯX ）の生成を促進する触
媒作用（ＮＨ3 ＋Ｏ2 →ＮＯX ）を有する事実を知っ
た。図９は反応管にＣａＯを充填した場合とブランクの
場合とでのＮＨ3 のＮＯx への転化率を示すグラフであ
り、ＣａＯがＮＨ3 をＮＯx に酸化する能力を持つこと
が判る。
流動層ボイラの排ガスにＮＨ3 を注入することによる無
触媒脱硝方法について実験と研究を継続して行ってきて
いるが、その過程において、燃焼装置から飛散する石炭
灰中にＣａＯが含有されている場合、このＣａＯはＮＨ
3 を酸化し、窒素酸化物（ＮＯX ）の生成を促進する触
媒作用（ＮＨ3 ＋Ｏ2 →ＮＯX ）を有する事実を知っ
た。図９は反応管にＣａＯを充填した場合とブランクの
場合とでのＮＨ3 のＮＯx への転化率を示すグラフであ
り、ＣａＯがＮＨ3 をＮＯx に酸化する能力を持つこと
が判る。
【０００５】そこで、流動層ボイラでの燃焼装置につい
て考察すると、流動層ボイラでの燃焼装置では、炉内で
脱硫するために炉内に炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3 ）な
どの脱硫剤が充填されており、このＣａＣＯ3 は高温下
で脱炭酸されＣａＯを生成する。すなわち、流動層ボイ
ラでの燃焼装置から飛散する石炭灰中には、通常、約１
０％〜２０％のＣａＯが含有されており、前記のように
ＣａＯはＮＨ3 を酸化して窒素酸化物（ＮＯX ）の生成
を促進する触媒作用（ＮＨ3 ＋Ｏ2 →ＮＯX ）があるこ
とから、排ガス中の飛散灰を充分に除去せずに脱硝の目
的でＮＨ3 を注入すると、ＮＨ3 酸化反応によるＮＯX
の生成反応がある程度進行してしまい、無触媒脱硝反応
の効率が低下する。従って、上記提案のようにＮＨ3 注
入ノズルを脱塵装置の上流位置あるいは脱塵装置中に配
置する形式の無触媒脱硝装置では、供給したＮＨ3 がＮ
ＯX 還元反応に有効に使用されないという問題を有して
いる。
て考察すると、流動層ボイラでの燃焼装置では、炉内で
脱硫するために炉内に炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3 ）な
どの脱硫剤が充填されており、このＣａＣＯ3 は高温下
で脱炭酸されＣａＯを生成する。すなわち、流動層ボイ
ラでの燃焼装置から飛散する石炭灰中には、通常、約１
０％〜２０％のＣａＯが含有されており、前記のように
ＣａＯはＮＨ3 を酸化して窒素酸化物（ＮＯX ）の生成
を促進する触媒作用（ＮＨ3 ＋Ｏ2 →ＮＯX ）があるこ
とから、排ガス中の飛散灰を充分に除去せずに脱硝の目
的でＮＨ3 を注入すると、ＮＨ3 酸化反応によるＮＯX
の生成反応がある程度進行してしまい、無触媒脱硝反応
の効率が低下する。従って、上記提案のようにＮＨ3 注
入ノズルを脱塵装置の上流位置あるいは脱塵装置中に配
置する形式の無触媒脱硝装置では、供給したＮＨ3 がＮ
ＯX 還元反応に有効に使用されないという問題を有して
いる。
【０００６】また、排ガス中の飛散粒子濃度が高い位置
にＮＨ3 注入ノズルが設置されることから、ノズルが摩
耗したり、ＮＨ3 噴出孔が飛散灰によって目詰まりする
という問題があった。さらに、２個のサイクロンを直列
に配置して粒径の大小に応じた２段の集塵を行うように
した脱塵装置を排ガス流路に配置した流動層ボイラでの
燃焼装置において、１次と２次のサイクロンの間にＮＨ
3 注入ノズルを配置する場合には、脱硝効率の低下はあ
る程度回避可能であると考えられるが、なお完全とはい
えず、さらに、石炭灰粒子はその平均粒子径が小さくな
るほど圧壊強度（固着性）は大きくなり石炭灰同志の固
着性は強くなるが、一次サイクロン出口の石炭灰（２次
サイクロン捕集灰）粒径は通常３〜４μｍと小さく固着
性が強いことから、１次と２次のサイクロンの間にＮＨ
3 注入ノズルを配置する場合には、ＮＨ3 注入ノズルへ
の石炭灰付着は大きくなり、ＮＨ3 噴出孔の目詰まりが
発生し易いという問題があった。
にＮＨ3 注入ノズルが設置されることから、ノズルが摩
耗したり、ＮＨ3 噴出孔が飛散灰によって目詰まりする
という問題があった。さらに、２個のサイクロンを直列
に配置して粒径の大小に応じた２段の集塵を行うように
した脱塵装置を排ガス流路に配置した流動層ボイラでの
燃焼装置において、１次と２次のサイクロンの間にＮＨ
3 注入ノズルを配置する場合には、脱硝効率の低下はあ
る程度回避可能であると考えられるが、なお完全とはい
えず、さらに、石炭灰粒子はその平均粒子径が小さくな
るほど圧壊強度（固着性）は大きくなり石炭灰同志の固
着性は強くなるが、一次サイクロン出口の石炭灰（２次
サイクロン捕集灰）粒径は通常３〜４μｍと小さく固着
性が強いことから、１次と２次のサイクロンの間にＮＨ
3 注入ノズルを配置する場合には、ＮＨ3 注入ノズルへ
の石炭灰付着は大きくなり、ＮＨ3 噴出孔の目詰まりが
発生し易いという問題があった。
【０００７】従って、本発明の目的は、ＮＨ3 注入時の
ＮＨ3 酸化反応によるＮＯX の生成を抑制し、効果的に
ＮＯX を無害な窒素に変換することのできる流動層ボイ
ラ装置の無触媒脱硝装置を得ることにある。本発明の他
の目的は、飛散灰によるＮＨ3 注入ノズルの摩耗を防止
し、かつ、ＮＨ3 噴出孔の飛散灰による目詰まりを防止
することのできる流動層ボイラ装置の無触媒脱硝装置を
得ることにある。
ＮＨ3 酸化反応によるＮＯX の生成を抑制し、効果的に
ＮＯX を無害な窒素に変換することのできる流動層ボイ
ラ装置の無触媒脱硝装置を得ることにある。本発明の他
の目的は、飛散灰によるＮＨ3 注入ノズルの摩耗を防止
し、かつ、ＮＨ3 噴出孔の飛散灰による目詰まりを防止
することのできる流動層ボイラ装置の無触媒脱硝装置を
得ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、流動層ボイラ、該流動層ボイラの排ガス
出口側に配置した排ガス中の灰を捕集する脱塵装置、該
脱塵装置からの排気ガスをガスタービンへ導く高温ガス
配管とを具備した流動層ボイラ装置において、前記高温
ガス配管の位置にＮＨ3 注入ノズルを設置したことを特
徴とする。
成するために、流動層ボイラ、該流動層ボイラの排ガス
出口側に配置した排ガス中の灰を捕集する脱塵装置、該
脱塵装置からの排気ガスをガスタービンへ導く高温ガス
配管とを具備した流動層ボイラ装置において、前記高温
ガス配管の位置にＮＨ3 注入ノズルを設置したことを特
徴とする。
【０００９】脱塵装置は１個でもよく、複数個が直列に
配置されていてもよい。いずれであっても、脱塵装置は
前記高温ガス配管の位置に、すなわち、最後流側に位置
する脱塵装置よりも下流側の位置に配置される。また、
好ましくは、ＮＨ3 注入ノズルと該ＮＨ3 注入ノズルが
貫通する高温ガス配管との間にはセラミックスペーパの
ような高温ガスシール材が配置される。
配置されていてもよい。いずれであっても、脱塵装置は
前記高温ガス配管の位置に、すなわち、最後流側に位置
する脱塵装置よりも下流側の位置に配置される。また、
好ましくは、ＮＨ3 注入ノズルと該ＮＨ3 注入ノズルが
貫通する高温ガス配管との間にはセラミックスペーパの
ような高温ガスシール材が配置される。
【００１０】
【作用】このような構成とすることにより、飛散灰中の
ＣａＯによるＮＨ3 酸化反応を抑制して無触媒脱硝反応
の効率を向上し、また飛散灰によるＮＨ3 注入ノズルの
摩耗は防止され、ＮＨ3 噴出孔の飛散灰による目詰まり
も防止される。
ＣａＯによるＮＨ3 酸化反応を抑制して無触媒脱硝反応
の効率を向上し、また飛散灰によるＮＨ3 注入ノズルの
摩耗は防止され、ＮＨ3 噴出孔の飛散灰による目詰まり
も防止される。
【００１１】
【実施例】以下、本発明による流動層ボイラ装置の無触
媒脱硝装置を図面を参照した実施例の説明によりより詳
しく説明する。図１は流動層ボイラ装置を用いた発電プ
ラントの概要を示す図であり、流動層ボイラ８の底部に
は空気分散板１１を配置し、この空気分散板１１の上に
は石炭、石灰石、燃焼灰等の固体粒子によって流動層９
が形成され、流動層９内には伝熱管１０が配置されてい
る。この流動層ボイラ８への流動化用及び燃焼用空気
は、圧縮機１７、空気ダクト１３より空気分散板１１の
下のウインドボックス１２へ供給され、空気分散板１１
を経て流動層９へ供給される。そして、流動層３で燃焼
した燃焼熱は流動層９の伝熱管１０で熱吸収され水蒸気
を発生する。この水蒸気は図示しないスチームタービン
等へ送られる。
媒脱硝装置を図面を参照した実施例の説明によりより詳
しく説明する。図１は流動層ボイラ装置を用いた発電プ
ラントの概要を示す図であり、流動層ボイラ８の底部に
は空気分散板１１を配置し、この空気分散板１１の上に
は石炭、石灰石、燃焼灰等の固体粒子によって流動層９
が形成され、流動層９内には伝熱管１０が配置されてい
る。この流動層ボイラ８への流動化用及び燃焼用空気
は、圧縮機１７、空気ダクト１３より空気分散板１１の
下のウインドボックス１２へ供給され、空気分散板１１
を経て流動層９へ供給される。そして、流動層３で燃焼
した燃焼熱は流動層９の伝熱管１０で熱吸収され水蒸気
を発生する。この水蒸気は図示しないスチームタービン
等へ送られる。
【００１２】他方、流動層ボイラ８から排ガス通路８ａ
へ飛散した粒径の大きい脱硫剤及び捕集灰は一次脱塵装
置である一次サイクロン１５で捕集され、一次サイクロ
ン１５で捕集されなかった粒径の小さい脱硫剤及び捕集
灰は二次脱塵装置である二次サイクロン１６に入り、こ
の二次サイクロン１６で捕集される。そして、排ガスは
高温ガス配管１４を経てガスタービン１８に入り、発電
機１９で発電を行うと共に、圧縮機１７の駆動源とな
る。なお、ガスタービン１８からの排ガスは給水ヒータ
２０でその排熱が熱回収され、煙突１７から大気へ放出
される。
へ飛散した粒径の大きい脱硫剤及び捕集灰は一次脱塵装
置である一次サイクロン１５で捕集され、一次サイクロ
ン１５で捕集されなかった粒径の小さい脱硫剤及び捕集
灰は二次脱塵装置である二次サイクロン１６に入り、こ
の二次サイクロン１６で捕集される。そして、排ガスは
高温ガス配管１４を経てガスタービン１８に入り、発電
機１９で発電を行うと共に、圧縮機１７の駆動源とな
る。なお、ガスタービン１８からの排ガスは給水ヒータ
２０でその排熱が熱回収され、煙突１７から大気へ放出
される。
【００１３】上記の流動層ボイラ装置を用いた発電プラ
ントは従来知られたものであり、本発明においては、排
ガス中にＮＨ3 を注入するためのＮＨ3 注入ノズル１
が、二次サイクロン１６からの排気ガスをガスタービン
１８へ導く高温ガス配管１４内（好ましくは、二次サイ
クロン１６の直後流位置での高温ガス配管１４内）に設
置されていることを特徴とする。該ＮＨ3 注入ノズル１
は管路２及びそこに接続する管路３を介してＮＨ3 貯蔵
タンク５に接続しており、該管路３にはＮＨ3 供給用調
整弁４が配置される。また、管路２の他端側は前記圧縮
機１７からの空気ダクト１３から分岐した希釈空気用供
給管６に接続しており、該希釈空気用供給管６には希釈
空気供給用調整弁７が配置される。
ントは従来知られたものであり、本発明においては、排
ガス中にＮＨ3 を注入するためのＮＨ3 注入ノズル１
が、二次サイクロン１６からの排気ガスをガスタービン
１８へ導く高温ガス配管１４内（好ましくは、二次サイ
クロン１６の直後流位置での高温ガス配管１４内）に設
置されていることを特徴とする。該ＮＨ3 注入ノズル１
は管路２及びそこに接続する管路３を介してＮＨ3 貯蔵
タンク５に接続しており、該管路３にはＮＨ3 供給用調
整弁４が配置される。また、管路２の他端側は前記圧縮
機１７からの空気ダクト１３から分岐した希釈空気用供
給管６に接続しており、該希釈空気用供給管６には希釈
空気供給用調整弁７が配置される。
【００１４】この装置は、流動層ボイラを持つ通常のプ
ラントと同様にして稼働される。そして、稼働中に、Ｎ
Ｈ3 供給用調整弁４及び希釈空気供給用調整弁７の開度
を適宜調節してＮＨ3 と空気の混合気（通常、ＮＨ3 が
５容量％程度の混合気）をＮＨ3 注入ノズル１から高温
ガス配管１４内へ供給する。ＮＨ3 の供給が必要とされ
ない場合にはＮＨ3 供給用調整弁４は閉じられるが、そ
の際にも、ＮＨ3 注入ノズル１の噴出孔が目づまりしな
いように希釈空気用供給管６からは絶えず空気を供給す
ることが望ましい。
ラントと同様にして稼働される。そして、稼働中に、Ｎ
Ｈ3 供給用調整弁４及び希釈空気供給用調整弁７の開度
を適宜調節してＮＨ3 と空気の混合気（通常、ＮＨ3 が
５容量％程度の混合気）をＮＨ3 注入ノズル１から高温
ガス配管１４内へ供給する。ＮＨ3 の供給が必要とされ
ない場合にはＮＨ3 供給用調整弁４は閉じられるが、そ
の際にも、ＮＨ3 注入ノズル１の噴出孔が目づまりしな
いように希釈空気用供給管６からは絶えず空気を供給す
ることが望ましい。
【００１５】上記のように、この装置において、ＮＨ3
注入ノズル１は２次サンクロン１６の後流位置である高
温ガス配管１４内に設置している。一次サイクロン１５
及び二次サイクロン１６において流動層ボイラ８からの
飛散粒子の９０％以上を捕集できるので、ＮＨ3 注入位
置での排ガス中のＣａＯ量はきわめて少なく、ＮＨ3酸
化反応の抑制は可能となる。また飛散灰によるＮＨ3 注
入ノズル１の摩耗やＮＨ3 噴出孔の目詰まりを防止する
こともできる。
注入ノズル１は２次サンクロン１６の後流位置である高
温ガス配管１４内に設置している。一次サイクロン１５
及び二次サイクロン１６において流動層ボイラ８からの
飛散粒子の９０％以上を捕集できるので、ＮＨ3 注入位
置での排ガス中のＣａＯ量はきわめて少なく、ＮＨ3酸
化反応の抑制は可能となる。また飛散灰によるＮＨ3 注
入ノズル１の摩耗やＮＨ3 噴出孔の目詰まりを防止する
こともできる。
【００１６】しかし、この装置においては、噴出された
ＮＨ3 が高温領域を維持するガスタービン１８に至るま
での排ガスと共存する滞留時間が従来のものより短くな
ることから、ＮＨ3 と排ガス中のＮＯX とをできるだけ
短い時間で混合できるようなノズル構造とすることが望
まれる。そのために、図２に示すように、ノズル管２５
を高温ガス配管１４に貫通させ、そこに多数のノズル孔
２４を排ガスの流れに直交する方向にＮＨ3 混合気が噴
出されるように配置したノズル構造とすることが望まれ
る。通常、燃焼負荷１００％の高負荷時では高温ガス配
管１４内の排ガス温度は８５０℃程度と高く、ＮＨ3 注
入位置からガスタービン１８の入り口までの滞留時間を
数秒程度となるように設計することにより、目標のＮＯ
X 値まで低減することは十分に可能である。
ＮＨ3 が高温領域を維持するガスタービン１８に至るま
での排ガスと共存する滞留時間が従来のものより短くな
ることから、ＮＨ3 と排ガス中のＮＯX とをできるだけ
短い時間で混合できるようなノズル構造とすることが望
まれる。そのために、図２に示すように、ノズル管２５
を高温ガス配管１４に貫通させ、そこに多数のノズル孔
２４を排ガスの流れに直交する方向にＮＨ3 混合気が噴
出されるように配置したノズル構造とすることが望まれ
る。通常、燃焼負荷１００％の高負荷時では高温ガス配
管１４内の排ガス温度は８５０℃程度と高く、ＮＨ3 注
入位置からガスタービン１８の入り口までの滞留時間を
数秒程度となるように設計することにより、目標のＮＯ
X 値まで低減することは十分に可能である。
【００１７】図３は図１に示す本発明による装置を用い
た場合と、従来のようにＮＨ3 注入ノズルを脱塵装置の
上流側に配置した場合でのＮＯx 脱硝率の比較を示すも
のであり、広い反応温度にわたって本発明による流動層
ボイラ装置の無触媒脱硝装置が高い脱硝率を示している
ことが判る。図４は本発明による流動層ボイラ装置の無
触媒脱硝装置の他の実施例であり、ここでは、ＮＨ3 注
入ノズル１に接続する管路２に分岐管路６ａを設け、該
分岐管路６ａを流量調節弁７ａを介して酸素を含まない
不活性ガスを貯蔵した希釈ガス貯蔵タンク２２に接続し
ている。この実施例では、ＮＨ3 供給用調整弁４と不活
性ガスの流量調節弁７ａの開度を調節して、例えば、酸
素を含まない不活性ガス９５％、ＮＨ3 ５％程度の混合
ガスとしてＮＨ3 注入ノズル１から排ガス中に供給する
ので、酸素とＮＨ3 の反応によるＮＯX の生成を確実に
抑制することができる。
た場合と、従来のようにＮＨ3 注入ノズルを脱塵装置の
上流側に配置した場合でのＮＯx 脱硝率の比較を示すも
のであり、広い反応温度にわたって本発明による流動層
ボイラ装置の無触媒脱硝装置が高い脱硝率を示している
ことが判る。図４は本発明による流動層ボイラ装置の無
触媒脱硝装置の他の実施例であり、ここでは、ＮＨ3 注
入ノズル１に接続する管路２に分岐管路６ａを設け、該
分岐管路６ａを流量調節弁７ａを介して酸素を含まない
不活性ガスを貯蔵した希釈ガス貯蔵タンク２２に接続し
ている。この実施例では、ＮＨ3 供給用調整弁４と不活
性ガスの流量調節弁７ａの開度を調節して、例えば、酸
素を含まない不活性ガス９５％、ＮＨ3 ５％程度の混合
ガスとしてＮＨ3 注入ノズル１から排ガス中に供給する
ので、酸素とＮＨ3 の反応によるＮＯX の生成を確実に
抑制することができる。
【００１８】図５は本発明による流動層ボイラ装置の無
触媒脱硝装置のさらに他の実施例であり、ここでは、Ｎ
Ｈ3 注入ノズル１に接続する管路２に分岐管路６ｂを設
け、該分岐管路６ｂを流量調節弁７ｂ及びコンプレッサ
ー２３を介して、ＮＨ3 注入ノズル１の設置個所よりも
下流側での高温ガス配管１４に接続している。この例に
おいては、分岐管路６ｂに導入される排ガスは酸素濃度
が５％以下と低いので、希釈ガスとして図１の実施例の
ように圧縮機からの空気を用いた場合と比較して、ＮＨ
3 酸化反応によるＮＯX の生成を抑制することができ
る。
触媒脱硝装置のさらに他の実施例であり、ここでは、Ｎ
Ｈ3 注入ノズル１に接続する管路２に分岐管路６ｂを設
け、該分岐管路６ｂを流量調節弁７ｂ及びコンプレッサ
ー２３を介して、ＮＨ3 注入ノズル１の設置個所よりも
下流側での高温ガス配管１４に接続している。この例に
おいては、分岐管路６ｂに導入される排ガスは酸素濃度
が５％以下と低いので、希釈ガスとして図１の実施例の
ように圧縮機からの空気を用いた場合と比較して、ＮＨ
3 酸化反応によるＮＯX の生成を抑制することができ
る。
【００１９】次に、この装置に用いるＮＨ3 注入ノズル
１の装着の態様について説明する。図６ａ、ｂはＮＨ3
注入ノズル１の高温ガス配管１４への装着態様の一実施
例を示している（図６ｂは図６ａのＡ−Ａ" 線での部分
断面図である）。この例において、高温ガス配管１４
は、外筒２９と内筒であるライナ２８との間に断熱材２
６を充填した構成であり、それにより、高温ガス配管１
４の表面（外筒２９の表面側）への熱の伝導を防止して
いる。該高温ガス配管１４を貫通してＮＨ3 注入ノズル
１のノズル管２５が挿入されるが、前記ライナ２８とＮ
Ｈ3 ノズル２５本体とのすき間から排ガスが高温ガス配
管１４の内部（断熱材２６方向）に漏れないように、セ
ラミックペーパホルダー３１に介装したセラミックペー
パ２７により密封している。セラミックペーパ２７は高
温ガス配管１４に対し平行方向に、ノズル管２５の外周
に締め付けられる。ライナ２８は高温ガスに触れている
ため、熱的に伸縮することがあるが、この伸縮は該セラ
ミックペーパ２７により吸収される。
１の装着の態様について説明する。図６ａ、ｂはＮＨ3
注入ノズル１の高温ガス配管１４への装着態様の一実施
例を示している（図６ｂは図６ａのＡ−Ａ" 線での部分
断面図である）。この例において、高温ガス配管１４
は、外筒２９と内筒であるライナ２８との間に断熱材２
６を充填した構成であり、それにより、高温ガス配管１
４の表面（外筒２９の表面側）への熱の伝導を防止して
いる。該高温ガス配管１４を貫通してＮＨ3 注入ノズル
１のノズル管２５が挿入されるが、前記ライナ２８とＮ
Ｈ3 ノズル２５本体とのすき間から排ガスが高温ガス配
管１４の内部（断熱材２６方向）に漏れないように、セ
ラミックペーパホルダー３１に介装したセラミックペー
パ２７により密封している。セラミックペーパ２７は高
温ガス配管１４に対し平行方向に、ノズル管２５の外周
に締め付けられる。ライナ２８は高温ガスに触れている
ため、熱的に伸縮することがあるが、この伸縮は該セラ
ミックペーパ２７により吸収される。
【００２０】図７ａ、ｂはＮＨ3 注入ノズル１の高温ガ
ス配管１４への装着態様の他の実施例を示している（図
７ｂは図７ａのＡ−Ａ" 線での部分断面図である）。こ
の例では、密封材としてのセラミックペーパ２７は高温
ガス配管１４に対し垂直方向に締め付けられる。すなわ
ち、ＮＨ3 注入ノズル１のノズル管２５には径方向にセ
ラミックペーパホルダー３１が固定され、該セラミック
ペーパホルダー３１とライナ２８との間にセラミックペ
ーパ２７が配置され、ＮＨ3 注入ノズル１は外筒２９に
形成したフランジ２９ａに対してシートパッキン３０を
介して前記セラミックペーパ２７を押圧した状態でネジ
止めされる。ライナ２８の熱による伸縮は、ライナ２８
とＮＨ3 ノズル管２５との間のすき間Ｓにより吸収され
る。
ス配管１４への装着態様の他の実施例を示している（図
７ｂは図７ａのＡ−Ａ" 線での部分断面図である）。こ
の例では、密封材としてのセラミックペーパ２７は高温
ガス配管１４に対し垂直方向に締め付けられる。すなわ
ち、ＮＨ3 注入ノズル１のノズル管２５には径方向にセ
ラミックペーパホルダー３１が固定され、該セラミック
ペーパホルダー３１とライナ２８との間にセラミックペ
ーパ２７が配置され、ＮＨ3 注入ノズル１は外筒２９に
形成したフランジ２９ａに対してシートパッキン３０を
介して前記セラミックペーパ２７を押圧した状態でネジ
止めされる。ライナ２８の熱による伸縮は、ライナ２８
とＮＨ3 ノズル管２５との間のすき間Ｓにより吸収され
る。
【００２１】図８はＮＨ3注入ノズル１の高温ガス配管
１４への装着態様のさらに他の実施例を示している。こ
の例では、ＮＨ3 ノズル管２５の外周部はＳｉＯ2 、Ａ
ｌ2Ｏ3 、ＭｇＣＯ3 のような成分からなる耐火材３２
で覆われている。この例でも、ライナ２８の伸縮はライ
ナ２８と耐火材３２との間のすき間Ｓにより吸収可能で
ある。
１４への装着態様のさらに他の実施例を示している。こ
の例では、ＮＨ3 ノズル管２５の外周部はＳｉＯ2 、Ａ
ｌ2Ｏ3 、ＭｇＣＯ3 のような成分からなる耐火材３２
で覆われている。この例でも、ライナ２８の伸縮はライ
ナ２８と耐火材３２との間のすき間Ｓにより吸収可能で
ある。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、流動層ボイラ装置にお
いてその排ガス中の飛散粒子濃度が低い位置（すなわ
ち、脱塵装置からの排気ガスをガスタービンへ導く高温
ガス配管の位置）にＮＨ3 注入ノズルを設置したので、
飛散粒子中のＣａＯによるＮＨ3酸化反応を抑制するこ
とができ、かつ、ノズル管の摩耗やＮＨ3 噴出孔の飛散
灰による目詰まりを防止できる効果がある。
いてその排ガス中の飛散粒子濃度が低い位置（すなわ
ち、脱塵装置からの排気ガスをガスタービンへ導く高温
ガス配管の位置）にＮＨ3 注入ノズルを設置したので、
飛散粒子中のＣａＯによるＮＨ3酸化反応を抑制するこ
とができ、かつ、ノズル管の摩耗やＮＨ3 噴出孔の飛散
灰による目詰まりを防止できる効果がある。
【図１】 本発明による流動層ボイラ装置の無触媒脱硝
装置の一実施例の概略系統図。
装置の一実施例の概略系統図。
【図２】 ＮＨ3 注入ノズルの取り付け態様の概要を説
明する図。
明する図。
【図３】 本発明による流動層ボイラ装置の無触媒脱硝
装置と従来装置とでの脱硝率の違いを示すグラフ。
装置と従来装置とでの脱硝率の違いを示すグラフ。
【図４】 本発明による流動層ボイラ装置の無触媒脱硝
装置の他の実施例の概略系統図。
装置の他の実施例の概略系統図。
【図５】 本発明による流動層ボイラ装置の無触媒脱硝
装置のさらに他の実施例の概略系統図。
装置のさらに他の実施例の概略系統図。
【図６】 ＮＨ3 注入ノズルの取り付け態様の一実施例
を説明する図。
を説明する図。
【図７】 ＮＨ3 注入ノズルの取り付け態様の他の実施
例を説明する図。
例を説明する図。
【図８】 ＮＨ3 注入ノズルの取り付け態様のさらに他
の実施例を説明する図。
の実施例を説明する図。
【図９】 ＣａＯによるＮＨ3 酸化反応促進程度を示す
グラフ。
グラフ。
１…ＮＨ3 注入ノズル、２…希釈ＮＨ3 供給のための管
路、３…ＮＨ3 供給のための管路、４…ＮＨ3 供給用調
整弁、５…ＮＨ3 貯蔵タンク、６…希釈空気供給のため
の管路、７…希釈空気供給用調整弁、８…流動層ボイ
ラ、８ａ…排ガス流路、９…流動層、１０…伝熱管、１
１…分散板、１２…燃焼空気用ウインドボックス、１３
…燃焼空気用ダクト、１４…高温ガス配管、１５…１次
サイクロン、１６…２次サイクロン、１７…圧縮機、１
８…ガスタービン、１９…発電機、２０…排熱回収器、
２１…煙突、２２…希釈ガス貯蔵タンク、２３…コンプ
レッサー、２４…アンモニア噴出孔、２５…ＮＨ3 ノズ
ル管、２６…断熱材、２７…セラミックペーパ、２８…
ライナ、２９…外筒、３０…シートパッキン、３１…セ
ラミックペーパホルダー、３２…耐火材
路、３…ＮＨ3 供給のための管路、４…ＮＨ3 供給用調
整弁、５…ＮＨ3 貯蔵タンク、６…希釈空気供給のため
の管路、７…希釈空気供給用調整弁、８…流動層ボイ
ラ、８ａ…排ガス流路、９…流動層、１０…伝熱管、１
１…分散板、１２…燃焼空気用ウインドボックス、１３
…燃焼空気用ダクト、１４…高温ガス配管、１５…１次
サイクロン、１６…２次サイクロン、１７…圧縮機、１
８…ガスタービン、１９…発電機、２０…排熱回収器、
２１…煙突、２２…希釈ガス貯蔵タンク、２３…コンプ
レッサー、２４…アンモニア噴出孔、２５…ＮＨ3 ノズ
ル管、２６…断熱材、２７…セラミックペーパ、２８…
ライナ、２９…外筒、３０…シートパッキン、３１…セ
ラミックペーパホルダー、３２…耐火材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戸室 仁一 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 稲田 徹 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 穂刈 信幸 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 大木 勝弥 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 (5)
- 【請求項１】 流動層ボイラ、該流動層ボイラの排ガス
出口側に配置した排ガス中の灰を捕集する脱塵装置、該
脱塵装置からの排気ガスをガスタービンへ導く高温ガス
配管とを具備した流動層ボイラ装置において、前記高温
ガス配管の位置にＮＨ3 注入ノズルを設置したことを特
徴とする流動層ボイラ装置の無触媒脱硝装置。 - 【請求項２】 該流動層ボイラの排ガス出口側と該高温
ガス配管との間に複数の脱塵装置が直列に配置されてい
ることを特徴とする請求項１記載の流動層ボイラ装置の
無触媒脱硝装置。 - 【請求項３】 前記高温ガス配管内に設置されたＮＨ3
注入ノズルに空気又は酸素を含まない不活性ガスを供給
する手段をさらに有することを特徴とする請求項１又は
２に記載の流動層ボイラ装置の無触媒脱硝装置。 - 【請求項４】 前記高温ガス配管におけるＮＨ3 注入ノ
ズルの配置位置よりも下流側に分岐管を設け、該分岐管
からの排気ガスをコンプレッサーを介してＮＨ3 注入ノ
ズルに供給するようにしたことを特徴とする請求項１又
は２に記載の流動層ボイラ装置の無触媒脱硝装置。 - 【請求項５】 前記ＮＨ3 注入ノズルと該ＮＨ3 注入ノ
ズルが貫通する高温ガス配管との間に高温ガスシール材
を配置したことを特徴とする請求項１ないし４いずれか
記載の流動層ボイラ装置の無触媒脱硝装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7244332A JPH0989213A (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 流動層ボイラ装置の無触媒脱硝装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7244332A JPH0989213A (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 流動層ボイラ装置の無触媒脱硝装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0989213A true JPH0989213A (ja) | 1997-04-04 |
Family
ID=17117140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7244332A Pending JPH0989213A (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 流動層ボイラ装置の無触媒脱硝装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0989213A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6325985B1 (en) | 1997-09-16 | 2001-12-04 | Foster Wheeler Energia Oy | Method and apparatus for reducing NOx emissions in CFB reactors used for combustion of fuel containing large amounts of volatile combustible components |
| JP2007029918A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Hitachi Zosen Corp | プラズマ式灰溶融炉排ガスのＮＯｘ低減方法 |
| CN107166376A (zh) * | 2017-05-25 | 2017-09-15 | 鄂尔多斯市君正能源化工有限公司 | 基于旋风分离器的流化床锅炉脱硝装置和脱硝方法 |
| CN108722053A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-11-02 | 邢明 | 一种锅炉尾气处理方法 |
| CN108895441A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-11-27 | 邢明 | 一种大型循环流化床锅炉 |
| CN114733315A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-07-12 | 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 | 一种吹吸式二氧化碳吸附捕集反应装置 |
-
1995
- 1995-09-22 JP JP7244332A patent/JPH0989213A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6325985B1 (en) | 1997-09-16 | 2001-12-04 | Foster Wheeler Energia Oy | Method and apparatus for reducing NOx emissions in CFB reactors used for combustion of fuel containing large amounts of volatile combustible components |
| JP2007029918A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Hitachi Zosen Corp | プラズマ式灰溶融炉排ガスのＮＯｘ低減方法 |
| CN107166376A (zh) * | 2017-05-25 | 2017-09-15 | 鄂尔多斯市君正能源化工有限公司 | 基于旋风分离器的流化床锅炉脱硝装置和脱硝方法 |
| CN108722053A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-11-02 | 邢明 | 一种锅炉尾气处理方法 |
| CN108895441A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-11-27 | 邢明 | 一种大型循环流化床锅炉 |
| CN114733315A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-07-12 | 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 | 一种吹吸式二氧化碳吸附捕集反应装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041201 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041214 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050510 |