JPH10216475A - アンモニア注入装置 - Google Patents
アンモニア注入装置Info
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- JPH10216475A JPH10216475A JP9023701A JP2370197A JPH10216475A JP H10216475 A JPH10216475 A JP H10216475A JP 9023701 A JP9023701 A JP 9023701A JP 2370197 A JP2370197 A JP 2370197A JP H10216475 A JPH10216475 A JP H10216475A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】排ガス脱硝装置のアンモニア注入装置において
アンモニアの分散調整を容易、かつ精度良く行うのに好
適な構造のアンモニア注入装置を提供する。 【解決手段】排ガスダクト内を２区画以上の複数の大区
分に分割して、この大区分のアンモニア供給量を分配制
御し得る大区分分配制御弁を少なくとも２個以上配設
し、この大区分分配制御弁の後流に、大区分分配制御弁
１個当り、少なくとも２本以上のアンモニア供給量を分
配制御し得るアンモニア注入配管を接続した構造のアン
モニア注入装置とする。アンモニア注入管のそれぞれに
流量調整用分配弁を設け、大区分分配弁に対応するよう
に、アンモニア注入管のそれぞれに流量計を設けた構造
とする。
アンモニアの分散調整を容易、かつ精度良く行うのに好
適な構造のアンモニア注入装置を提供する。 【解決手段】排ガスダクト内を２区画以上の複数の大区
分に分割して、この大区分のアンモニア供給量を分配制
御し得る大区分分配制御弁を少なくとも２個以上配設
し、この大区分分配制御弁の後流に、大区分分配制御弁
１個当り、少なくとも２本以上のアンモニア供給量を分
配制御し得るアンモニア注入配管を接続した構造のアン
モニア注入装置とする。アンモニア注入管のそれぞれに
流量調整用分配弁を設け、大区分分配弁に対応するよう
に、アンモニア注入管のそれぞれに流量計を設けた構造
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は排ガス脱硝装置用の
アンモニア注入装置に係り、特に、導入するアンモニア
の分配調整が容易で、均一に、かつ精度良くアンモニア
の注入分散を行うことができる構造のアンモニア注入装
置に関する。
アンモニア注入装置に係り、特に、導入するアンモニア
の分配調整が容易で、均一に、かつ精度良くアンモニア
の注入分散を行うことができる構造のアンモニア注入装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、プラントの大容量化に伴い、プラ
ントの大型化が図られている。これに対して、プラント
建設用地のスペースは、ますます制限を受ける情勢下に
あるため、プラントのコンパクト設計が求められてい
る。このことは、取りも直さずプラントを構成する機器
類をスペース的に効率良く配置することであり、各構成
機器間を連結する煙道（排ガスダクト）等の長さを短く
したプラントが要求されている。図５に、排ガス発生源
（例えばボイラ等）９に、環境設備として排煙脱硝装置
を設けた煙道系統の一例を示す。排ガス発生源９から排
出された排ガスは、まず、脱硝反応器１０に導かれる。
途中、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元ガスであ
るアンモニア（ＮＨ3）を、アンモニア注入管５から排
ガスダクト（煙道）６内に注入する。ここで、上記ＮＯ
ｘは、脱硝反応器１０内に充填されている脱硝触媒層８
の働きによって無害な窒素ガスと水とに分解され除去さ
れる。以後、排ガスは空気予熱器１１で熱回収された
後、集塵器１２により除塵され、さらに必要に応じて、
脱硫装置１３によって硫黄酸化物（ＳＯｘ）が取り除か
れ、煙突１４から大気に放出される。ここで、煙道６内
へのアンモニアの注入に際しては、アンモニアガス１５
と、アンモニアガスを希釈する空気１６とが混合器１７
に導かれ、アンモニア混合空気１として煙道６内に注入
される。図６は、アンモニア注入装置の部分構造を示す
模式図で、アンモニア混合空気１の煙道（Ｈ：ダクト高
さ、Ｗ：ダクト幅）６内への注入は、煙道６内にできる
だけ均一に注入できるように、アンモニア注入管（注入
管の間隔）５を多数本煙道６内に差し込み、さらに、ア
ンモニア注入管５には、多数個のアンモニアの吹き出し
孔（Ａ：吹き出し孔間隔）２３が設けられている。煙道
６内に、アンモニアを注入する際には、通常、脱硝反応
器１０に設けられたＮＯｘ計１８の計測上の安定性を得
るために、脱硝反応器１０の出口煙道内でのＮＯｘ濃度
のばらつきが極力小さくなるように、分配弁２０（V-1
〜V-5）を開閉操作し、煙道内へのアンモニア注入の分
配調整を行う。この操作は、脱硝反応器１０の性能の面
からも重要で、図７の脱硝率（％）と〔ＮＨ3〕／〔Ｎ
Ｏｘ〕モル比との関係図に示したように、モル比が高く
なるにしたがい脱硝率の向上度合は頭打ちとなることか
ら、脱硝性能を、より高い状態で運用するためには、脱
硝触媒層８に流入する排ガス中に、より均一な〔Ｎ
Ｈ3〕／〔ＮＯｘ〕モル比となるようにアンモニアの注
入を行う必要がある。この傾向は、脱硝反応器１０から
排出される未反応アンモニア濃度を低濃度に抑える設計
とした場合に、より顕著となる。これに対応する方法と
しては、アンモニアの注入位置から脱硝反応器１０の間
隔（図５のＬで示す寸法）を長くとり、アンモニアの混
合距離を十分に大きくする必要があるが、上記したよう
にプラントのコンパクト化が要望されている関係上、Ｌ
寸法を大きくすることは難しい状況にあるため、通常、
多数本の注入管を設け、できるだけアンモニアを均等に
分散し注入する設計となっている。さらに、アンモニア
の注入方法を改善する方法として、特公昭５９‐３９１
７６号公報に、図８に示すようなアンモニア分散調整を
外部からバルブの操作で行う方法が提案されている。こ
の方法は、アンモニア注入管を排ガスダクト６内に、縦
型アンモニア注入管２４と横型アンモニア注入管２５を
設け、均等なアンモニアの注入分散を試みているが、こ
の方式においても、例えば、弁V-1を操作してアンモニ
アの注入調整作業を行うと、弁V−2〜V−ｎを介して流
れるアンモニアの量が変動するため、アンモニア注入量
の微調整を十分に行うことは難しい。また、特公平２‐
５１６５７号に開示されている方式においても、図６に
示す場合と同様に、個々のバルブ操作を繰り返していた
のでは、アンモニア注入量の調整を粗調整まで行うこと
は可能であるが、アンモニア注入量の微調整まで行うこ
とは事実上不可能であり、折角多数の注入管、ノズル、
分配弁等を設けても十分に活用することができない状況
にあった。この傾向は、特に、上記したように、アンモ
ニア注入管の本数を多くし、これに伴う流量分配弁の数
を多くした場合に、アンモニアの注入調整作業は急激に
困難となる。すなわち、最適なアンモニア注入量の分散
状態を得るためには、分配調整弁を個々に操作すること
が必要となるが、この分配調整弁の数が増えれば増える
だけ、その分配調整操作に対する組み合わせは階乗的に
増加する（１個のバルブの操作によって他のすべてのバ
ルブが影響を受ける）ことから考えても、よりきめの細
かいアンモニア分散調整が行えるように多数の注入管、
分配弁を設けても、実際には、その分配調整作業が当初
の期待通りには行い得ないという問題があった。
ントの大型化が図られている。これに対して、プラント
建設用地のスペースは、ますます制限を受ける情勢下に
あるため、プラントのコンパクト設計が求められてい
る。このことは、取りも直さずプラントを構成する機器
類をスペース的に効率良く配置することであり、各構成
機器間を連結する煙道（排ガスダクト）等の長さを短く
したプラントが要求されている。図５に、排ガス発生源
（例えばボイラ等）９に、環境設備として排煙脱硝装置
を設けた煙道系統の一例を示す。排ガス発生源９から排
出された排ガスは、まず、脱硝反応器１０に導かれる。
途中、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元ガスであ
るアンモニア（ＮＨ3）を、アンモニア注入管５から排
ガスダクト（煙道）６内に注入する。ここで、上記ＮＯ
ｘは、脱硝反応器１０内に充填されている脱硝触媒層８
の働きによって無害な窒素ガスと水とに分解され除去さ
れる。以後、排ガスは空気予熱器１１で熱回収された
後、集塵器１２により除塵され、さらに必要に応じて、
脱硫装置１３によって硫黄酸化物（ＳＯｘ）が取り除か
れ、煙突１４から大気に放出される。ここで、煙道６内
へのアンモニアの注入に際しては、アンモニアガス１５
と、アンモニアガスを希釈する空気１６とが混合器１７
に導かれ、アンモニア混合空気１として煙道６内に注入
される。図６は、アンモニア注入装置の部分構造を示す
模式図で、アンモニア混合空気１の煙道（Ｈ：ダクト高
さ、Ｗ：ダクト幅）６内への注入は、煙道６内にできる
だけ均一に注入できるように、アンモニア注入管（注入
管の間隔）５を多数本煙道６内に差し込み、さらに、ア
ンモニア注入管５には、多数個のアンモニアの吹き出し
孔（Ａ：吹き出し孔間隔）２３が設けられている。煙道
６内に、アンモニアを注入する際には、通常、脱硝反応
器１０に設けられたＮＯｘ計１８の計測上の安定性を得
るために、脱硝反応器１０の出口煙道内でのＮＯｘ濃度
のばらつきが極力小さくなるように、分配弁２０（V-1
〜V-5）を開閉操作し、煙道内へのアンモニア注入の分
配調整を行う。この操作は、脱硝反応器１０の性能の面
からも重要で、図７の脱硝率（％）と〔ＮＨ3〕／〔Ｎ
Ｏｘ〕モル比との関係図に示したように、モル比が高く
なるにしたがい脱硝率の向上度合は頭打ちとなることか
ら、脱硝性能を、より高い状態で運用するためには、脱
硝触媒層８に流入する排ガス中に、より均一な〔Ｎ
Ｈ3〕／〔ＮＯｘ〕モル比となるようにアンモニアの注
入を行う必要がある。この傾向は、脱硝反応器１０から
排出される未反応アンモニア濃度を低濃度に抑える設計
とした場合に、より顕著となる。これに対応する方法と
しては、アンモニアの注入位置から脱硝反応器１０の間
隔（図５のＬで示す寸法）を長くとり、アンモニアの混
合距離を十分に大きくする必要があるが、上記したよう
にプラントのコンパクト化が要望されている関係上、Ｌ
寸法を大きくすることは難しい状況にあるため、通常、
多数本の注入管を設け、できるだけアンモニアを均等に
分散し注入する設計となっている。さらに、アンモニア
の注入方法を改善する方法として、特公昭５９‐３９１
７６号公報に、図８に示すようなアンモニア分散調整を
外部からバルブの操作で行う方法が提案されている。こ
の方法は、アンモニア注入管を排ガスダクト６内に、縦
型アンモニア注入管２４と横型アンモニア注入管２５を
設け、均等なアンモニアの注入分散を試みているが、こ
の方式においても、例えば、弁V-1を操作してアンモニ
アの注入調整作業を行うと、弁V−2〜V−ｎを介して流
れるアンモニアの量が変動するため、アンモニア注入量
の微調整を十分に行うことは難しい。また、特公平２‐
５１６５７号に開示されている方式においても、図６に
示す場合と同様に、個々のバルブ操作を繰り返していた
のでは、アンモニア注入量の調整を粗調整まで行うこと
は可能であるが、アンモニア注入量の微調整まで行うこ
とは事実上不可能であり、折角多数の注入管、ノズル、
分配弁等を設けても十分に活用することができない状況
にあった。この傾向は、特に、上記したように、アンモ
ニア注入管の本数を多くし、これに伴う流量分配弁の数
を多くした場合に、アンモニアの注入調整作業は急激に
困難となる。すなわち、最適なアンモニア注入量の分散
状態を得るためには、分配調整弁を個々に操作すること
が必要となるが、この分配調整弁の数が増えれば増える
だけ、その分配調整操作に対する組み合わせは階乗的に
増加する（１個のバルブの操作によって他のすべてのバ
ルブが影響を受ける）ことから考えても、よりきめの細
かいアンモニア分散調整が行えるように多数の注入管、
分配弁を設けても、実際には、その分配調整作業が当初
の期待通りには行い得ないという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、脱硝
装置にアンモニアをできるだけ均等に分散注入するため
に、排ガスダクト（煙道）内に多数のアンモニア注入管
が設けられる傾向にあるが、脱硝装置入口煙道中での排
ガス流速、ＮＯｘ濃度分布（ＮＯｘ量分布）に応じて、
煙道中へのアンモニア注入分布を決める必要がある。こ
の際、出口ダクト内のＮＯｘ濃度分布状態を確認しつ
つ、例えば、図６に示す分配弁２０（V−1〜V−5）の開
閉操作を行う。このときの分配弁２０の操作は、オリフ
ィス２１（F1〜F5）の差圧をマノメータ２２で確認して
実施することになるが、分配弁２０（V−1〜V−5）のい
ずれかを操作（例えば、分配弁２０のV−1を操作）する
と、その影響が、その他のアンモニア注入管５へのアン
モニア流量（F2〜F5）の変動要因となる。この変動は、
アンモニア混合空気１の母管に取付けられたアンモニア
混合空気１の分配管の取付け順序によって若干の差が生
じる（例えば、V−1操作による変動量と、V−5操作によ
る変動量とは異なる）。そこで、図８に示すように、縦
型アンモニア注入管２４および横型アンモニア注入管２
５を配置したアンモニア注入装置においては、縦・横ア
ンモニア注入管用のヘッダ部を分離するなどの工夫をし
ているが、上記アンモニア分配弁の操作に伴う変動を小
さく抑えることはできても、それをほとんど無くすこと
はできず、アンモニアの分配調整操作をますます複雑、
かつ困難なものとしていた。上記アンモニアの分配調整
操作は、小型ダクトで、アンモニア注入管の本数が少な
いプラントでは、試行錯誤によって比較的短時間でアン
モニアの分配調整操作が行えるが、大型プラントで、か
つアンモニア注入管の取付けピッチが小さいプラント
（アンモニア注入管本数が多いプラント）においては、
最終的な微調整まで十分に行うことは極めて難しく、時
間、経費等を考慮しても事実上不可能な状態にあった。
このことは当然のことながら、以下のことを意味してい
る。すなわち、運用上から要求されるアンモニア注入分
散の許容ばらつき内に入るように、アンモニアの注入ノ
ズルピッチを小さくするなどの混合特性の面を考慮した
アンモニア注入装置の設計を行っても、実際に限られた
調整時間内で、当初予想したレベルにまで調整を行うこ
とができないアンモニア注入装置となっていた場合、す
なわち机上では、アンモニア注入分散の微調整を行うこ
とを前提として、高性能の脱硝装置を設計しても、分散
調整操作を上記のように試行錯誤で最適状態に調整する
方法としていた場合、装置の潜在能力、例えば充填脱硝
触媒量を多くした高性能装置として設計しても、アンモ
ニアの注入分散を実際に微調整することができない装置
となっている場合は、事実上性能が劣ったアンモニア注
入分散装置と評価されることになる。特に、脱硝装置に
おいて、アンモニア注入装置は、上記したように脱硝装
置入口部の排ガス流の偏流、あるいはＮＯｘ濃度のばら
つきなど、各プラントごとに千差万別の状態にある。こ
れに対して、自在に対応できるアンモニア注入装置を実
現することは、当初計画通りの高性能脱硝装置を提供で
きることを意味する。換言すれば、いかに高性能の脱硝
プラントを設計しても、試運転段階でのアンモニア分散
調整による微調整ができなければ、当初の設計値を満足
するプラントを実現することはできない。このように、
従来の排ガス脱硝装置におけるアンモニア注入装置の調
整操作を容易に、しかも高精度に行うことができるアン
モニア注入装置の実現が重要な技術的課題であった。
装置にアンモニアをできるだけ均等に分散注入するため
に、排ガスダクト（煙道）内に多数のアンモニア注入管
が設けられる傾向にあるが、脱硝装置入口煙道中での排
ガス流速、ＮＯｘ濃度分布（ＮＯｘ量分布）に応じて、
煙道中へのアンモニア注入分布を決める必要がある。こ
の際、出口ダクト内のＮＯｘ濃度分布状態を確認しつ
つ、例えば、図６に示す分配弁２０（V−1〜V−5）の開
閉操作を行う。このときの分配弁２０の操作は、オリフ
ィス２１（F1〜F5）の差圧をマノメータ２２で確認して
実施することになるが、分配弁２０（V−1〜V−5）のい
ずれかを操作（例えば、分配弁２０のV−1を操作）する
と、その影響が、その他のアンモニア注入管５へのアン
モニア流量（F2〜F5）の変動要因となる。この変動は、
アンモニア混合空気１の母管に取付けられたアンモニア
混合空気１の分配管の取付け順序によって若干の差が生
じる（例えば、V−1操作による変動量と、V−5操作によ
る変動量とは異なる）。そこで、図８に示すように、縦
型アンモニア注入管２４および横型アンモニア注入管２
５を配置したアンモニア注入装置においては、縦・横ア
ンモニア注入管用のヘッダ部を分離するなどの工夫をし
ているが、上記アンモニア分配弁の操作に伴う変動を小
さく抑えることはできても、それをほとんど無くすこと
はできず、アンモニアの分配調整操作をますます複雑、
かつ困難なものとしていた。上記アンモニアの分配調整
操作は、小型ダクトで、アンモニア注入管の本数が少な
いプラントでは、試行錯誤によって比較的短時間でアン
モニアの分配調整操作が行えるが、大型プラントで、か
つアンモニア注入管の取付けピッチが小さいプラント
（アンモニア注入管本数が多いプラント）においては、
最終的な微調整まで十分に行うことは極めて難しく、時
間、経費等を考慮しても事実上不可能な状態にあった。
このことは当然のことながら、以下のことを意味してい
る。すなわち、運用上から要求されるアンモニア注入分
散の許容ばらつき内に入るように、アンモニアの注入ノ
ズルピッチを小さくするなどの混合特性の面を考慮した
アンモニア注入装置の設計を行っても、実際に限られた
調整時間内で、当初予想したレベルにまで調整を行うこ
とができないアンモニア注入装置となっていた場合、す
なわち机上では、アンモニア注入分散の微調整を行うこ
とを前提として、高性能の脱硝装置を設計しても、分散
調整操作を上記のように試行錯誤で最適状態に調整する
方法としていた場合、装置の潜在能力、例えば充填脱硝
触媒量を多くした高性能装置として設計しても、アンモ
ニアの注入分散を実際に微調整することができない装置
となっている場合は、事実上性能が劣ったアンモニア注
入分散装置と評価されることになる。特に、脱硝装置に
おいて、アンモニア注入装置は、上記したように脱硝装
置入口部の排ガス流の偏流、あるいはＮＯｘ濃度のばら
つきなど、各プラントごとに千差万別の状態にある。こ
れに対して、自在に対応できるアンモニア注入装置を実
現することは、当初計画通りの高性能脱硝装置を提供で
きることを意味する。換言すれば、いかに高性能の脱硝
プラントを設計しても、試運転段階でのアンモニア分散
調整による微調整ができなければ、当初の設計値を満足
するプラントを実現することはできない。このように、
従来の排ガス脱硝装置におけるアンモニア注入装置の調
整操作を容易に、しかも高精度に行うことができるアン
モニア注入装置の実現が重要な技術的課題であった。
【０００４】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を達成するものであって、排ガス脱硝装置におけるア
ンモニア注入装置の調整操作が容易で、しかも高精度に
アンモニアの注入分散微調整を行うことが可能な構造の
アンモニア注入装置を提供することにある。
題を達成するものであって、排ガス脱硝装置におけるア
ンモニア注入装置の調整操作が容易で、しかも高精度に
アンモニアの注入分散微調整を行うことが可能な構造の
アンモニア注入装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成
するために、本発明は特許請求の範囲に記載のような構
成とするものである。すなわち、本発明は請求項１に記
載のように、排ガスダクトに設けられた脱硝装置のアン
モニア注入装置であって、上記排ガスダクトに、該ダク
ト内を２区画以上の複数の大区分に分割して、該大区分
のアンモニア供給量を分配制御し得る大区分分配制御弁
を少なくとも２個以上配設し、該大区分分配制御弁の後
流に、該大区分分配制御弁１個当り、少なくとも２本以
上のアンモニア供給量を分配制御し得るアンモニア注入
配管を接続した構造の排ガス脱硝装置のアンモニア注入
装置とするものである。また、本発明は請求項２に記載
のように、請求項１に記載の排ガス脱硝装置のアンモニ
ア注入装置であって、大区分分配制御弁の後流に、該大
区分分配制御弁１個当り、排ガスダクト内を中区分に分
割し、該中区分のアンモニア供給量を分配制御し得る中
区分分配制御弁を少なくとも２個以上接続し、該中区分
分配制御弁の後流に、該中区分分配制御弁１個当り、排
ガスダクト内を小区分に分割し、該小区分のアンモニア
供給量を分配制御し得るアンモニア注入配管を少なくと
も２本以上接続した構造の排ガス脱硝装置のアンモニア
注入装置とするものである。本発明の排煙脱硝装置用ア
ンモニア注入装置は、請求項１に記載のように、排ガス
ダクト内を大区分に分割した領域に注入するアンモニア
の大区分分配弁を少なくとも２個以上設け、該大区分分
配弁のそれぞれの後流に、アンモニア注入管を少なくと
も２本以上設け、該アンモニア注入管のそれぞれにアン
モニア流量調整用分配弁および流量計を配設した構造と
しているので、他のアンモニア注入管へのアンモニアの
流量配分に影響を与えることなく、それぞれのアンモニ
ア注入管ごとに独立してアンモニア注入量の微調整を行
うことができ、脱硝装置の脱硝効率の向上効果がある。
また、請求項２に記載のように、排ガスダクト内を大区
分に分割した領域に注入するアンモニアを分配する大区
分分配弁を少なくとも２個以上設け、該大区分分配弁の
それぞれの後流に、該大区分分配弁の個々に、排ガスダ
クト内を中区分に分割した領域に注入するアンモニアの
中区分分配弁を少なくとも２個以上設け、さらに、該中
区分分配弁のそれぞれの後流に、排ガスダクト内を小区
分に分割した領域にアンモニアを注入する小区分分配弁
を設けたアンモニア注入管を少なくとも２本以上設けた
構造のアンモニア注入装置とすることにより、排ガスダ
クトの大型化、アンモニア注入管の取付けピッチの細分
化により、多数本の注入管を取付ける場合においても、
他のアンモニア注入管へのアンモニアの流量配分に影響
を与えることなく、それぞれのアンモニア注入管ごとに
独立してアンモニア注入量の微調整を行うことができ、
脱硝装置の脱硝効率の向上効果がある。本発明のアンモ
ニア注入装置の運用方法として、例えば、まず、排ガス
ダクトの大区分におけるアンモニア注入分散調整を行
い、この大区分内の出口ダクトにおけるＮＯｘ濃度の平
均値が、他の大区分における平均値とほぼ等しくなるよ
うに調整する。次に、排ガスダクトの中区分分配弁の調
整は、他の大区分とは無関係に、それぞれの中区分分配
弁の調整を単独に行い、排ガスダクトの中区分内で、単
独に各々アンモニア注入管のアンモニアの注入分散調整
を行う。次いで、排ガスダクトの小区分分配弁の調整
は、他の大区分、中区分とは無関係に、それぞれの小区
分分配弁の調整を単独で行い、アンモニア注入管から注
入するアンモニア注入量の調整を行うことにより、操作
している分配弁以外のアンモニア分配弁へのアンモニア
流量配分に影響を与えることなく、アンモニア注入量の
微調整を行うことが可能である。
するために、本発明は特許請求の範囲に記載のような構
成とするものである。すなわち、本発明は請求項１に記
載のように、排ガスダクトに設けられた脱硝装置のアン
モニア注入装置であって、上記排ガスダクトに、該ダク
ト内を２区画以上の複数の大区分に分割して、該大区分
のアンモニア供給量を分配制御し得る大区分分配制御弁
を少なくとも２個以上配設し、該大区分分配制御弁の後
流に、該大区分分配制御弁１個当り、少なくとも２本以
上のアンモニア供給量を分配制御し得るアンモニア注入
配管を接続した構造の排ガス脱硝装置のアンモニア注入
装置とするものである。また、本発明は請求項２に記載
のように、請求項１に記載の排ガス脱硝装置のアンモニ
ア注入装置であって、大区分分配制御弁の後流に、該大
区分分配制御弁１個当り、排ガスダクト内を中区分に分
割し、該中区分のアンモニア供給量を分配制御し得る中
区分分配制御弁を少なくとも２個以上接続し、該中区分
分配制御弁の後流に、該中区分分配制御弁１個当り、排
ガスダクト内を小区分に分割し、該小区分のアンモニア
供給量を分配制御し得るアンモニア注入配管を少なくと
も２本以上接続した構造の排ガス脱硝装置のアンモニア
注入装置とするものである。本発明の排煙脱硝装置用ア
ンモニア注入装置は、請求項１に記載のように、排ガス
ダクト内を大区分に分割した領域に注入するアンモニア
の大区分分配弁を少なくとも２個以上設け、該大区分分
配弁のそれぞれの後流に、アンモニア注入管を少なくと
も２本以上設け、該アンモニア注入管のそれぞれにアン
モニア流量調整用分配弁および流量計を配設した構造と
しているので、他のアンモニア注入管へのアンモニアの
流量配分に影響を与えることなく、それぞれのアンモニ
ア注入管ごとに独立してアンモニア注入量の微調整を行
うことができ、脱硝装置の脱硝効率の向上効果がある。
また、請求項２に記載のように、排ガスダクト内を大区
分に分割した領域に注入するアンモニアを分配する大区
分分配弁を少なくとも２個以上設け、該大区分分配弁の
それぞれの後流に、該大区分分配弁の個々に、排ガスダ
クト内を中区分に分割した領域に注入するアンモニアの
中区分分配弁を少なくとも２個以上設け、さらに、該中
区分分配弁のそれぞれの後流に、排ガスダクト内を小区
分に分割した領域にアンモニアを注入する小区分分配弁
を設けたアンモニア注入管を少なくとも２本以上設けた
構造のアンモニア注入装置とすることにより、排ガスダ
クトの大型化、アンモニア注入管の取付けピッチの細分
化により、多数本の注入管を取付ける場合においても、
他のアンモニア注入管へのアンモニアの流量配分に影響
を与えることなく、それぞれのアンモニア注入管ごとに
独立してアンモニア注入量の微調整を行うことができ、
脱硝装置の脱硝効率の向上効果がある。本発明のアンモ
ニア注入装置の運用方法として、例えば、まず、排ガス
ダクトの大区分におけるアンモニア注入分散調整を行
い、この大区分内の出口ダクトにおけるＮＯｘ濃度の平
均値が、他の大区分における平均値とほぼ等しくなるよ
うに調整する。次に、排ガスダクトの中区分分配弁の調
整は、他の大区分とは無関係に、それぞれの中区分分配
弁の調整を単独に行い、排ガスダクトの中区分内で、単
独に各々アンモニア注入管のアンモニアの注入分散調整
を行う。次いで、排ガスダクトの小区分分配弁の調整
は、他の大区分、中区分とは無関係に、それぞれの小区
分分配弁の調整を単独で行い、アンモニア注入管から注
入するアンモニア注入量の調整を行うことにより、操作
している分配弁以外のアンモニア分配弁へのアンモニア
流量配分に影響を与えることなく、アンモニア注入量の
微調整を行うことが可能である。
【０００６】
〈実施の形態１〉本発明のアンモニア注入装置の構造の
一例を挙げ、図面を用いて具体的に説明する。図１は、
本発明のアンモニア注入装置の構成を示す模式図、図２
は、図１のＡ部の詳細を示す拡大図である。図におい
て、アンモニア混合空気１を、排ガスダクト（煙道）６
内の大区分（図１のＡ部）に対応する大区分分配弁２
（VV−1〜VV−n）が設けられている。また、この大区分
分配弁２に対応して、流量計であるオリフィス３ａが設
けられている。また、これら大区分分配弁２の１個当
り、少なくとも２本以上のアンモニア注入管５が設けて
あり、このアンモニア注入管５の１本ごとに、中区分分
配弁４が設けてある。上記大区分分配弁２の数と、大区
分分配弁２の１個当りの中区分分配弁４の数は、排ガス
ダクト６の大きさと、アンモニア注入管５の本数等によ
って決定される。次に、上記図１、図２に示す構成のア
ンモニア注入装置を用いて、アンモニアの注入分散の調
整を行う際の操作手順について、図３および図４を用い
て説明する。まず、大区分分配弁２（VV−1〜VV−3）を
用いて、脱硝装置出口のＮＯｘ濃度分布を、出口ダクト
のａゾーン、ｂゾーン、ｃゾーンのそれぞれの区分に分
けて、そのＮＯｘ濃度の平均値が等しくなるように調整
する。大区分分配弁２の数は少ないので、アンモニアの
注入分散の調整操作は比較的容易に行うことができる。
次に、例えば、ダクトの大区分内で、ばらついているＮ
Ｏｘ濃度の調整は、中区分分配弁４（V−1〜V−4）によ
って行う。この中区分分配弁４の操作について注意すべ
き点は、中区分分配弁４のバルブのいずれかを開方向に
操作した場合、必ず区分内の他のいずれかのバルブを閉
方向に操作して、大区分分配弁２（VV−1）を介して流
れるアンモニア量が変わらないように操作することが必
要である。このような操作をすることによって、大区分
分配弁２（VV−1）に属する中区分分配弁４（V−1〜V−
4）の操作による影響は、他の大区分分配弁に対して影
響を与えることなく操作することができる。同様の操作
を（VV−2〜VV−3）に属する他の中区分分配弁４につい
ても行うことにより、アンモニアの注入分散の調整を容
易に、しかも精度良く行うことができる。上記したよう
な操作手順で、大区分分配弁２で、ａゾーン、ｂゾー
ン、ｃゾーンの区分内でのダクト出口ＮＯｘ濃度の平均
値を合わせるということは、その区分（ａ、ｂ、ｃゾー
ン）内でのアンモニア注入量の増減はなく、単に中区分
分配弁４の開閉操作のみで、上記区分内の最適なアンモ
ニア分散調整を行うことが可能となる。このことによ
り、従来のアンモニア注入装置では難しかった、他のア
ンモニア注入管の注入量に影響を与えることなく、アン
モニア注入分散の微調整を容易に行うことが可能とな
る。
一例を挙げ、図面を用いて具体的に説明する。図１は、
本発明のアンモニア注入装置の構成を示す模式図、図２
は、図１のＡ部の詳細を示す拡大図である。図におい
て、アンモニア混合空気１を、排ガスダクト（煙道）６
内の大区分（図１のＡ部）に対応する大区分分配弁２
（VV−1〜VV−n）が設けられている。また、この大区分
分配弁２に対応して、流量計であるオリフィス３ａが設
けられている。また、これら大区分分配弁２の１個当
り、少なくとも２本以上のアンモニア注入管５が設けて
あり、このアンモニア注入管５の１本ごとに、中区分分
配弁４が設けてある。上記大区分分配弁２の数と、大区
分分配弁２の１個当りの中区分分配弁４の数は、排ガス
ダクト６の大きさと、アンモニア注入管５の本数等によ
って決定される。次に、上記図１、図２に示す構成のア
ンモニア注入装置を用いて、アンモニアの注入分散の調
整を行う際の操作手順について、図３および図４を用い
て説明する。まず、大区分分配弁２（VV−1〜VV−3）を
用いて、脱硝装置出口のＮＯｘ濃度分布を、出口ダクト
のａゾーン、ｂゾーン、ｃゾーンのそれぞれの区分に分
けて、そのＮＯｘ濃度の平均値が等しくなるように調整
する。大区分分配弁２の数は少ないので、アンモニアの
注入分散の調整操作は比較的容易に行うことができる。
次に、例えば、ダクトの大区分内で、ばらついているＮ
Ｏｘ濃度の調整は、中区分分配弁４（V−1〜V−4）によ
って行う。この中区分分配弁４の操作について注意すべ
き点は、中区分分配弁４のバルブのいずれかを開方向に
操作した場合、必ず区分内の他のいずれかのバルブを閉
方向に操作して、大区分分配弁２（VV−1）を介して流
れるアンモニア量が変わらないように操作することが必
要である。このような操作をすることによって、大区分
分配弁２（VV−1）に属する中区分分配弁４（V−1〜V−
4）の操作による影響は、他の大区分分配弁に対して影
響を与えることなく操作することができる。同様の操作
を（VV−2〜VV−3）に属する他の中区分分配弁４につい
ても行うことにより、アンモニアの注入分散の調整を容
易に、しかも精度良く行うことができる。上記したよう
な操作手順で、大区分分配弁２で、ａゾーン、ｂゾー
ン、ｃゾーンの区分内でのダクト出口ＮＯｘ濃度の平均
値を合わせるということは、その区分（ａ、ｂ、ｃゾー
ン）内でのアンモニア注入量の増減はなく、単に中区分
分配弁４の開閉操作のみで、上記区分内の最適なアンモ
ニア分散調整を行うことが可能となる。このことによ
り、従来のアンモニア注入装置では難しかった、他のア
ンモニア注入管の注入量に影響を与えることなく、アン
モニア注入分散の微調整を容易に行うことが可能とな
る。
【０００７】〈実施の形態２〉排ガスダクトが大型化さ
れ、さらにアンモニア注入管の取付けピッチが小さくな
る場合は、図２に示すように、大区分分配弁２に、中区
分分配弁４を取り付け、さらに小区分分配弁７を取り付
ける方法が考えられる。なお、必要に応じて、中区分分
配弁４に流量計を取り付けることもできる。また、小区
分分配弁７を設けたアンモニア注入管５の各々に流量計
を取り付けることも可能である。これによって、アンモ
ニアの注入分散の調整を、より容易に、かつ高精度に行
うことができる。
れ、さらにアンモニア注入管の取付けピッチが小さくな
る場合は、図２に示すように、大区分分配弁２に、中区
分分配弁４を取り付け、さらに小区分分配弁７を取り付
ける方法が考えられる。なお、必要に応じて、中区分分
配弁４に流量計を取り付けることもできる。また、小区
分分配弁７を設けたアンモニア注入管５の各々に流量計
を取り付けることも可能である。これによって、アンモ
ニアの注入分散の調整を、より容易に、かつ高精度に行
うことができる。
【０００８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のアンモニ
ア注入装置は、従来技術における問題点を解消して、脱
硝装置用のアンモニア注入装置のアンモニア注入分散の
調整を容易に、かつ高精度に行うことができるので、排
ガス脱硝効率を向上することが可能となり、かつ、アン
モニア注入装置の運転操作が容易となり、脱硝作業能率
の向上がはかられる。
ア注入装置は、従来技術における問題点を解消して、脱
硝装置用のアンモニア注入装置のアンモニア注入分散の
調整を容易に、かつ高精度に行うことができるので、排
ガス脱硝効率を向上することが可能となり、かつ、アン
モニア注入装置の運転操作が容易となり、脱硝作業能率
の向上がはかられる。
【図１】本発明の実施の形態で例示したアンモニア注入
装置の構成を示す模式図。
装置の構成を示す模式図。
【図２】図１のＡ部の詳細図。
【図３】本発明の実施の形態で例示した脱硝装置出口の
ＮＯｘ濃度のばらつきを示す説明図。
ＮＯｘ濃度のばらつきを示す説明図。
【図４】図３に示す構成のアンモニア注入装置を実際の
脱硝装置にアレンジした場合の配置図。
脱硝装置にアレンジした場合の配置図。
【図５】従来の脱硝装置を組み込んだ煙道系の系統図。
【図６】従来のアンモニア注入装置の構成を示す模式
図。
図。
【図７】従来の脱硝率と〔ＮＨ3〕／〔ＮＯｘ〕モル比
との関係を示す図。
との関係を示す図。
【図８】従来のアンモニア注入装置の構成を示す模式
図。
図。
１…アンモニア混合空気 ２…大区分分配弁 ３ａ…オリフィス ３ｂ…オリフィス ３ｃ…オリフィス ４…中区分分配弁 ５…アンモニア注入管 ６…排ガスダクト（煙道） ７…小区分分配弁 ８…脱硝触媒層 ９…排ガス発生源 １０…脱硝反応器 １１…空気予熱器 １２…集塵器 １３…脱硫装置 １４…煙突 １５…アンモニアガス １６…空気 １７…混合器 １８…ＮＯｘ計 １９…ガス分析用座 ２０…分配弁 ２１…オリフィス ２２…マノメータ ２３…吹き出し孔 ２４…縦型アンモニア注入管 ２５…横型アンモニア注入管 ２６…操作床
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲恒 芳郎 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 森 喜通 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】排ガスダクトに設けられた脱硝装置のアン
モニア注入装置であって、上記排ガスダクトに、該ダク
ト内を２区画以上の複数の大区分に分割して、該大区分
のアンモニア供給量を分配制御し得る大区分分配制御弁
を少なくとも２個以上配設し、該大区分分配制御弁の後
流に、該大区分分配制御弁１個当り、少なくとも２本以
上のアンモニア供給量を分配制御し得るアンモニア注入
配管を接続してなることを特徴とする排ガス脱硝装置の
アンモニア注入装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の排ガス脱硝装置のアンモ
ニア注入装置であって、大区分分配制御弁の後流に、該
大区分分配制御弁１個当り、排ガスダクト内を中区分に
分割し、該中区分のアンモニア供給量を分配制御し得る
中区分分配制御弁を少なくとも２個以上接続し、該中区
分分配制御弁の後流に、該中区分分配制御弁１個当り、
排ガスダクト内を小区分に分割し、該小区分のアンモニ
ア供給量を分配制御し得るアンモニア注入配管を少なく
とも２本以上接続してなることを特徴とする排ガス脱硝
装置のアンモニア注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02370197A JP3727128B2 (ja) | 1997-02-06 | 1997-02-06 | アンモニア注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02370197A JP3727128B2 (ja) | 1997-02-06 | 1997-02-06 | アンモニア注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10216475A true JPH10216475A (ja) | 1998-08-18 |
| JP3727128B2 JP3727128B2 (ja) | 2005-12-14 |
Family
ID=12117693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02370197A Expired - Fee Related JP3727128B2 (ja) | 1997-02-06 | 1997-02-06 | アンモニア注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3727128B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106345298A (zh) * | 2016-10-14 | 2017-01-25 | 南京博沃科技发展有限公司 | 一种scr脱硝装置、其喷氨调节装置及其喷氨调整方法 |
| CN108380043A (zh) * | 2018-02-12 | 2018-08-10 | 南京博沃科技发展有限公司 | 一种scr脱硝装置分区喷氨调节控制方法 |
| CN108664006A (zh) * | 2018-07-02 | 2018-10-16 | 大唐环境产业集团股份有限公司 | 一种基于分区控制和先进控制的scr脱硝智能喷氨优化方法及系统 |
| CN111359432A (zh) * | 2020-04-15 | 2020-07-03 | 浙江浙能温州发电有限公司 | 一种基于NOx质量流量差分布的可实现灵活分区的脱硝喷氨系统及方法 |
| CN112717670A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-30 | 华能陇东能源有限责任公司 | 一种脱硝系统喷氨格栅的控制装置及控制方法 |
| CN113952838A (zh) * | 2021-09-10 | 2022-01-21 | 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 | 一种scr烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置及方法 |
| CN115318081A (zh) * | 2022-08-12 | 2022-11-11 | 北京天地融创科技股份有限公司 | 烟气净化装置和燃烧装置 |
-
1997
- 1997-02-06 JP JP02370197A patent/JP3727128B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106345298A (zh) * | 2016-10-14 | 2017-01-25 | 南京博沃科技发展有限公司 | 一种scr脱硝装置、其喷氨调节装置及其喷氨调整方法 |
| CN106345298B (zh) * | 2016-10-14 | 2019-03-29 | 南京博沃科技发展有限公司 | 一种scr脱硝装置、其喷氨调节装置及其喷氨调整方法 |
| CN108380043A (zh) * | 2018-02-12 | 2018-08-10 | 南京博沃科技发展有限公司 | 一种scr脱硝装置分区喷氨调节控制方法 |
| CN108664006A (zh) * | 2018-07-02 | 2018-10-16 | 大唐环境产业集团股份有限公司 | 一种基于分区控制和先进控制的scr脱硝智能喷氨优化方法及系统 |
| CN111359432A (zh) * | 2020-04-15 | 2020-07-03 | 浙江浙能温州发电有限公司 | 一种基于NOx质量流量差分布的可实现灵活分区的脱硝喷氨系统及方法 |
| CN111359432B (zh) * | 2020-04-15 | 2023-09-08 | 浙江浙能温州发电有限公司 | 一种基于NOx质量流量差分布的可实现灵活分区的脱硝喷氨系统及方法 |
| CN112717670A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-30 | 华能陇东能源有限责任公司 | 一种脱硝系统喷氨格栅的控制装置及控制方法 |
| CN113952838A (zh) * | 2021-09-10 | 2022-01-21 | 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 | 一种scr烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置及方法 |
| CN113952838B (zh) * | 2021-09-10 | 2023-10-20 | 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 | 一种scr烟气脱硝系统的喷氨格栅自动优化调整装置及方法 |
| CN115318081A (zh) * | 2022-08-12 | 2022-11-11 | 北京天地融创科技股份有限公司 | 烟气净化装置和燃烧装置 |
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| JP3727128B2 (ja) | 2005-12-14 |
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