JPH11137967A - 排煙脱硝方法 - Google Patents
排煙脱硝方法Info
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- JPH11137967A JPH11137967A JP9311682A JP31168297A JPH11137967A JP H11137967 A JPH11137967 A JP H11137967A JP 9311682 A JP9311682 A JP 9311682A JP 31168297 A JP31168297 A JP 31168297A JP H11137967 A JPH11137967 A JP H11137967A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 脱硝触媒充填床入口においてＮＯｘ濃度が激
しく変動する場合でも高い脱硝率を維持でき、かつＮＯ
ｘ濃度とＮＨ3 濃度との比率を厳密に１近くに維持して
触媒充填床出口における未反応ＮＨ3 濃度を極力低く抑
えることができる排煙脱硝方法を提供する。 【解決手段】 触媒充填床およびその入口側のＮＨ3 注
入グリッドをそれぞれ上流と下流の２つに分割する。上
流触媒床6AではＮＯｘ濃度(C1)に対するＮＨ3 濃度が要
求される脱硝率(X) に１．０未満０．９以上の値(P) を
乗じた値(X・P) となるようにＮＨ3 を注入する。下流触
媒床6Bでは上流触媒床での未反応ＮＯｘ濃度(C2)に対し
てＮＨ3 濃度が(C2 −Cout )＋αになるようにＮＨ3 を
注入する。ここで、Coutは脱硝装置に要求される許容出
口ＮＯｘ濃度であり、αは許容出口ＮＨ3 濃度である。
しく変動する場合でも高い脱硝率を維持でき、かつＮＯ
ｘ濃度とＮＨ3 濃度との比率を厳密に１近くに維持して
触媒充填床出口における未反応ＮＨ3 濃度を極力低く抑
えることができる排煙脱硝方法を提供する。 【解決手段】 触媒充填床およびその入口側のＮＨ3 注
入グリッドをそれぞれ上流と下流の２つに分割する。上
流触媒床6AではＮＯｘ濃度(C1)に対するＮＨ3 濃度が要
求される脱硝率(X) に１．０未満０．９以上の値(P) を
乗じた値(X・P) となるようにＮＨ3 を注入する。下流触
媒床6Bでは上流触媒床での未反応ＮＯｘ濃度(C2)に対し
てＮＨ3 濃度が(C2 −Cout )＋αになるようにＮＨ3 を
注入する。ここで、Coutは脱硝装置に要求される許容出
口ＮＯｘ濃度であり、αは許容出口ＮＨ3 濃度である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラー等の排ガ
ス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）をアンモニア（ＮＨ3 ）な
どの還元剤を用いて還元して無害な窒素および水に変換
する排煙脱硝方法（ＳＣＲシステム）に関し、より詳し
くは、脱硝触媒充填床入口においてＮＯｘ濃度が激しく
変動する場合でも高い脱硝率を維持でき、かつ触媒充填
床出口における未反応ＮＨ3 濃度を極力低く抑えること
ができる排煙脱硝方法に関するものである。
ス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）をアンモニア（ＮＨ3 ）な
どの還元剤を用いて還元して無害な窒素および水に変換
する排煙脱硝方法（ＳＣＲシステム）に関し、より詳し
くは、脱硝触媒充填床入口においてＮＯｘ濃度が激しく
変動する場合でも高い脱硝率を維持でき、かつ触媒充填
床出口における未反応ＮＨ3 濃度を極力低く抑えること
ができる排煙脱硝方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の典型的なボイラー排煙脱硝システ
ムのフローシートを図５に示す。このボイラー排煙脱硝
施設は、主として、ボイラー(11)から煙突(15)に至る煙
道に設けられた熱交換器(12)とこれの下流側の脱硝反応
装置(13)とにより構成されている。脱硝反応装置(13)に
は脱硝触媒充填床(16)とこれの入口側のＮＨ3 注入グリ
ッド(14)とが設けられている。
ムのフローシートを図５に示す。このボイラー排煙脱硝
施設は、主として、ボイラー(11)から煙突(15)に至る煙
道に設けられた熱交換器(12)とこれの下流側の脱硝反応
装置(13)とにより構成されている。脱硝反応装置(13)に
は脱硝触媒充填床(16)とこれの入口側のＮＨ3 注入グリ
ッド(14)とが設けられている。
【０００３】このシステムでは、ボイラー(11)で発生し
た排ガスは、熱交換器(12)で排ガス温度２５０〜４００
℃に降温された後、脱硝反応装置(13)に入り、ＮＨ3 注
入グリッド(14)よりＮＨ3 などの還元剤の注入が行われ
て、脱硝触媒充填床(16)により排ガス中のＮＯｘが選択
的に還元され、生じた無害な窒素と水が煙突(15)から系
外に排出される。
た排ガスは、熱交換器(12)で排ガス温度２５０〜４００
℃に降温された後、脱硝反応装置(13)に入り、ＮＨ3 注
入グリッド(14)よりＮＨ3 などの還元剤の注入が行われ
て、脱硝触媒充填床(16)により排ガス中のＮＯｘが選択
的に還元され、生じた無害な窒素と水が煙突(15)から系
外に排出される。
【０００４】ＮＯｘとＮＨ3 は、ＮＯｘとしてＮＯを一
例に挙げると、次式（Ｉ）に従って反応が進行する。
例に挙げると、次式（Ｉ）に従って反応が進行する。
【０００５】
【式１】 ４ＮＯ＋４ＮＨ3 ＋Ｏ2 →４Ｎ2 ＋６Ｈ2 Ｏ ……（Ｉ） この反応式から明らかなように、ＮＯとＮＨ3 はモル比
１：１で反応する。
１：１で反応する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記排煙脱硝方法にお
いて、脱硝反応装置(13)の上流側でＮＯｘ濃度が急激に
変動する場合でも、高い脱硝率を維持し、かつ未反応Ｎ
Ｈ3 濃度を低く抑えるためには、ＮＯｘ濃度とＮＨ3 濃
度との比率を厳密に１近くに維持する必要がある。しか
しながら、実際にはＮＯｘ濃度の急激な変動にＮＨ3 注
入量制御システムが追従できず、上記のように高い脱硝
率を維持しかつＮＯｘ濃度とＮＨ3 濃度との比率を厳密
に１近くに維持することは非常に困難である。
いて、脱硝反応装置(13)の上流側でＮＯｘ濃度が急激に
変動する場合でも、高い脱硝率を維持し、かつ未反応Ｎ
Ｈ3 濃度を低く抑えるためには、ＮＯｘ濃度とＮＨ3 濃
度との比率を厳密に１近くに維持する必要がある。しか
しながら、実際にはＮＯｘ濃度の急激な変動にＮＨ3 注
入量制御システムが追従できず、上記のように高い脱硝
率を維持しかつＮＯｘ濃度とＮＨ3 濃度との比率を厳密
に１近くに維持することは非常に困難である。
【０００７】本発明の目的は、上記の点に鑑み、脱硝触
媒充填床入口においてＮＯｘ濃度が激しく変動する場合
でも高い脱硝率を維持でき、かつＮＯｘ濃度とＮＨ3 濃
度との比率を厳密に１近くに維持して触媒充填床出口に
おける未反応ＮＨ3 濃度を極力低く抑えることができる
排煙脱硝方法を提供することにある。
媒充填床入口においてＮＯｘ濃度が激しく変動する場合
でも高い脱硝率を維持でき、かつＮＯｘ濃度とＮＨ3 濃
度との比率を厳密に１近くに維持して触媒充填床出口に
おける未反応ＮＨ3 濃度を極力低く抑えることができる
排煙脱硝方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、脱硝反応装置
内で脱硝触媒充填床を上流と下流の２つに分割し、各触
媒充填床でＮＨ3 注入量制御を別々に行うことによっ
て、上記目的の達成を企図したものである。
内で脱硝触媒充填床を上流と下流の２つに分割し、各触
媒充填床でＮＨ3 注入量制御を別々に行うことによっ
て、上記目的の達成を企図したものである。
【０００９】すなわち、本発明による排煙脱硝方法は、
排ガス中の窒素酸化物をＮＨ3 性還元剤を用いて脱硝触
媒充填床の存在下で選択的に還元して窒素および水に変
換するに当たり、上記触媒充填床およびその入口側のＮ
Ｈ3 注入グリッドをそれぞれ上流と下流の２つに分割
し、上流触媒床ではＮＯｘ濃度(C1)に対するＮＨ3 濃度
が要求される脱硝率(X) に１．０未満０．９以上の値
(P) を乗じた値(X・P) となるようにＮＨ3 を注入し、下
流触媒床では上流触媒床での未反応ＮＯｘ濃度(C2)に対
してＮＨ3 濃度が(C2 −Cout )＋αになるようにＮＨ3
を注入することを特徴とする方法である。ここで、Cout
は脱硝装置に要求される許容出口ＮＯｘ濃度であり、α
は許容出口ＮＨ3 濃度である。
排ガス中の窒素酸化物をＮＨ3 性還元剤を用いて脱硝触
媒充填床の存在下で選択的に還元して窒素および水に変
換するに当たり、上記触媒充填床およびその入口側のＮ
Ｈ3 注入グリッドをそれぞれ上流と下流の２つに分割
し、上流触媒床ではＮＯｘ濃度(C1)に対するＮＨ3 濃度
が要求される脱硝率(X) に１．０未満０．９以上の値
(P) を乗じた値(X・P) となるようにＮＨ3 を注入し、下
流触媒床では上流触媒床での未反応ＮＯｘ濃度(C2)に対
してＮＨ3 濃度が(C2 −Cout )＋αになるようにＮＨ3
を注入することを特徴とする方法である。ここで、Cout
は脱硝装置に要求される許容出口ＮＯｘ濃度であり、α
は許容出口ＮＨ3 濃度である。
【００１０】上記値(P) は好ましくは０．９８〜０．９
０の値である。上記許容出口ＮＯｘ濃度および許容出口
ＮＨ3 濃度とは、脱硝触媒充填床からリークしても構わ
ないＮＯｘ濃度および許容出口ＮＨ3 濃度の最大値のこ
とである。
０の値である。上記許容出口ＮＯｘ濃度および許容出口
ＮＨ3 濃度とは、脱硝触媒充填床からリークしても構わ
ないＮＯｘ濃度および許容出口ＮＨ3 濃度の最大値のこ
とである。
【００１１】上流触媒床でのＮＨ3 注入量決定の際に、
上流触媒床の入口ＮＯｘ濃度の移動平均値を求め、それ
を上流触媒床でのＮＯｘ濃度(C1)とすることが好まし
い。
上流触媒床の入口ＮＯｘ濃度の移動平均値を求め、それ
を上流触媒床でのＮＯｘ濃度(C1)とすることが好まし
い。
【００１２】下流触媒床でのＮＨ3 注入量決定の際に、
下流触媒床の入口ＮＯｘ濃度の移動平均値を求め、それ
を上流触媒床での未反応ＮＯｘ濃度(C2)とすることが好
ましい。
下流触媒床の入口ＮＯｘ濃度の移動平均値を求め、それ
を上流触媒床での未反応ＮＯｘ濃度(C2)とすることが好
ましい。
【００１３】また、下流触媒床の出口ＮＯｘ濃度の移動
平均値を求め、得られた計算値と許容出口ＮＯｘ濃度(C
out)の移動平均値との差をαに加えることにより、αを
修正することが好ましい。
平均値を求め、得られた計算値と許容出口ＮＯｘ濃度(C
out)の移動平均値との差をαに加えることにより、αを
修正することが好ましい。
【００１４】上記移動平均値は、入口ＮＯｘ濃度を変動
周期時間測定して求めた値である。
周期時間測定して求めた値である。
【００１５】上記反応式（Ｉ）式から、脱硝反応装置の
上流部でＮＯｘ濃度が急激に変動する場合に高い脱硝率
を得るためには、ＮＨ3 濃度をＮＯｘ濃度に対し常時１
以上になるようにＮＨ3 注入量を制御すればよいことが
わかる。しかしながら、このようなＮＨ3 の過剰注入
は、未反応ＮＨ3 濃度をも高くし、環境汚染の観点から
好ましくない。従って、ＮＯｘとＮＨ3 との比率を厳密
に１近くで維持する必要がある。
上流部でＮＯｘ濃度が急激に変動する場合に高い脱硝率
を得るためには、ＮＨ3 濃度をＮＯｘ濃度に対し常時１
以上になるようにＮＨ3 注入量を制御すればよいことが
わかる。しかしながら、このようなＮＨ3 の過剰注入
は、未反応ＮＨ3 濃度をも高くし、環境汚染の観点から
好ましくない。従って、ＮＯｘとＮＨ3 との比率を厳密
に１近くで維持する必要がある。
【００１６】この場合、ＮＯｘ分析計の応答が１分前後
遅れることは避けられず、またＮＨ3 注入量制御は一般
に制御バルブで行われるため、ＮＯｘ濃度の急激な変動
にＮＨ3 注入量制御システムが追従できない。
遅れることは避けられず、またＮＨ3 注入量制御は一般
に制御バルブで行われるため、ＮＯｘ濃度の急激な変動
にＮＨ3 注入量制御システムが追従できない。
【００１７】さらに、ＮＨ3 注入量の増加は直接脱硝率
の向上をもたらすものではなく、注入量の増加により徐
々に触媒上のＮＨ3 吸着量が増加して初めて脱硝性能が
向上する。すなわち、触媒充填床そのものにも無視でき
ない応答遅れが存在する。
の向上をもたらすものではなく、注入量の増加により徐
々に触媒上のＮＨ3 吸着量が増加して初めて脱硝性能が
向上する。すなわち、触媒充填床そのものにも無視でき
ない応答遅れが存在する。
【００１８】以上により、高い脱硝率を維持し、かつ未
反応ＮＨ3 濃度を低く抑えることは非常に困難と考えら
れる。
反応ＮＨ3 濃度を低く抑えることは非常に困難と考えら
れる。
【００１９】そこで、発明者等は、脱硝反応メカニズム
について検討した結果、脱硝触媒性能は直接的には触媒
充填床上のＮＨ3 吸着量に影響を受け、気相中のＮＨ3
濃度には影響を受けないことを発見した。これは、気相
中のＮＨ3 濃度が過剰である場合、ＮＨ3 の過剰分が触
媒に吸着・蓄積され、その後ＮＨ3 が不足になったとき
にこれが消費されることを示す。この作用はＮＨ3 ／Ｎ
Ｏｘ比の変動に対しバッファー効果を示し、脱硝性能の
変化を低減できる。
について検討した結果、脱硝触媒性能は直接的には触媒
充填床上のＮＨ3 吸着量に影響を受け、気相中のＮＨ3
濃度には影響を受けないことを発見した。これは、気相
中のＮＨ3 濃度が過剰である場合、ＮＨ3 の過剰分が触
媒に吸着・蓄積され、その後ＮＨ3 が不足になったとき
にこれが消費されることを示す。この作用はＮＨ3 ／Ｎ
Ｏｘ比の変動に対しバッファー効果を示し、脱硝性能の
変化を低減できる。
【００２０】数分程度の比較的短周期の入口ＮＯｘ濃度
の変動に対しては、１周期の時間内で入口ＮＯｘ濃度の
移動平均値を求め、これを入口濃度としてＮＨ3 注入量
の制御を行えば、入口ＮＯｘ濃度が激しく変動する場合
でも高い脱硝率と未反応ＮＨ3 の放出低減が同時に達成
できる。
の変動に対しては、１周期の時間内で入口ＮＯｘ濃度の
移動平均値を求め、これを入口濃度としてＮＨ3 注入量
の制御を行えば、入口ＮＯｘ濃度が激しく変動する場合
でも高い脱硝率と未反応ＮＨ3 の放出低減が同時に達成
できる。
【００２１】しかし、長い周期の入口ＮＯｘ濃度の変動
や変動振幅の急激な変化には、触媒のＮＨ3 吸着による
バッファ一作用だけでは対応できない。また、ＮＨ3 注
入の制御には数％の誤差は避けられないことから、前述
のような制御法ではＮＨ3 注入の制御は十分に行われな
いことがわかる。
や変動振幅の急激な変化には、触媒のＮＨ3 吸着による
バッファ一作用だけでは対応できない。また、ＮＨ3 注
入の制御には数％の誤差は避けられないことから、前述
のような制御法ではＮＨ3 注入の制御は十分に行われな
いことがわかる。
【００２２】発明者等は、脱硝触媒充填床を上流と下流
の２つに分割し、各触媒充填床でＮＨ3 注入量制御を別
々に行えば、上記目的を達成できることを見いだした。
の２つに分割し、各触媒充填床でＮＨ3 注入量制御を別
々に行えば、上記目的を達成できることを見いだした。
【００２３】本発明による排煙脱硝方法のフローシート
を図１に示す。図１において、このボイラー排煙脱硝施
設は、主として、ボイラー(1) から煙突(5) に至る煙道
に設けられた熱交換器(2) とこれの下流側の脱硝反応装
置(3) とにより構成されている。脱硝反応装置(3) には
上流脱硝触媒充填床(6A)と下流脱硝触媒充填床(6B)とが
流れ方向に直列に配され、これら脱硝触媒充填床(6A)(6
B)の各入口側にそれぞれ上流ＮＨ3 注入グリッド(4A)と
下流ＮＨ3 注入グリッド(4B)が配されている。
を図１に示す。図１において、このボイラー排煙脱硝施
設は、主として、ボイラー(1) から煙突(5) に至る煙道
に設けられた熱交換器(2) とこれの下流側の脱硝反応装
置(3) とにより構成されている。脱硝反応装置(3) には
上流脱硝触媒充填床(6A)と下流脱硝触媒充填床(6B)とが
流れ方向に直列に配され、これら脱硝触媒充填床(6A)(6
B)の各入口側にそれぞれ上流ＮＨ3 注入グリッド(4A)と
下流ＮＨ3 注入グリッド(4B)が配されている。
【００２４】このシステムでは、ボイラー(1) で発生し
た排ガスは、熱交換器(2) で排ガス温度２５０〜４００
℃に降温された後、脱硝反応装置(3) に入り、各ＮＨ3
注入グリッド(4A)(4B)よりＮＨ3 などの還元剤の注入が
行われて、上流脱硝触媒充填床(6A)と下流脱硝触媒充填
床(6B)により排ガス中のＮＯｘが選択的に還元され、生
じた無害な窒素と水が煙突(5) から系外に排出される。
た排ガスは、熱交換器(2) で排ガス温度２５０〜４００
℃に降温された後、脱硝反応装置(3) に入り、各ＮＨ3
注入グリッド(4A)(4B)よりＮＨ3 などの還元剤の注入が
行われて、上流脱硝触媒充填床(6A)と下流脱硝触媒充填
床(6B)により排ガス中のＮＯｘが選択的に還元され、生
じた無害な窒素と水が煙突(5) から系外に排出される。
【００２５】上流脱硝触媒充填床(6A)の触媒量は、ＮＨ
3 ／ＮＯｘ＝１とした場合に所望の脱硝率が得られる量
よりも多くすることが望ましい。これは上流脱硝触媒充
填床(6A)にＮＨ3 の吸着バッファ作用を持たせること
で、ＮＯｘ濃度の急激な変動に対しても上流脱硝触媒充
填床(6A)の出口におけるＮＯｘ濃度の平均値が減少し、
その変動幅も小さくなるようにするためである。
3 ／ＮＯｘ＝１とした場合に所望の脱硝率が得られる量
よりも多くすることが望ましい。これは上流脱硝触媒充
填床(6A)にＮＨ3 の吸着バッファ作用を持たせること
で、ＮＯｘ濃度の急激な変動に対しても上流脱硝触媒充
填床(6A)の出口におけるＮＯｘ濃度の平均値が減少し、
その変動幅も小さくなるようにするためである。
【００２６】また、その際の上流脱硝触媒充填床(6A)へ
のＮＨ3 注入量は、ＮＨ3 濃度がＮＯｘ濃度(C1)に対し
て平均値としてやや不足気味になるように制御する。こ
れは、制御誤差等により、もし常時、上流脱硝触媒充填
床(6A)においてＮＨ3 濃度がＮＯｘ濃度に対して過剰で
あれば、過剰分は未反応ＮＨ3 として排出されるからで
ある。また、常時ＮＨ3 濃度がＮＯｘ濃度に対してかな
り不足すれば、ＮＯｘの反応量が減少し、ＮＯｘ濃度変
動の減衰効果も低く、下流脱硝触媒充填床(6B)の負担が
大きくなるからである。すなわち、ＮＯｘ濃度(C1)に対
するＮＨ3 濃度は、所望脱硝率(X) に１．０〜０．９、
望ましくは０．９８〜０．９０の値(P)を乗じた値(X・P)
となるように注入し、数％程度の制御誤差によっても所
望脱硝率(X) 以上にはならないように設定されることが
望ましい。
のＮＨ3 注入量は、ＮＨ3 濃度がＮＯｘ濃度(C1)に対し
て平均値としてやや不足気味になるように制御する。こ
れは、制御誤差等により、もし常時、上流脱硝触媒充填
床(6A)においてＮＨ3 濃度がＮＯｘ濃度に対して過剰で
あれば、過剰分は未反応ＮＨ3 として排出されるからで
ある。また、常時ＮＨ3 濃度がＮＯｘ濃度に対してかな
り不足すれば、ＮＯｘの反応量が減少し、ＮＯｘ濃度変
動の減衰効果も低く、下流脱硝触媒充填床(6B)の負担が
大きくなるからである。すなわち、ＮＯｘ濃度(C1)に対
するＮＨ3 濃度は、所望脱硝率(X) に１．０〜０．９、
望ましくは０．９８〜０．９０の値(P)を乗じた値(X・P)
となるように注入し、数％程度の制御誤差によっても所
望脱硝率(X) 以上にはならないように設定されることが
望ましい。
【００２７】さらに、上流脱硝触媒充填床(6A)でのＮＨ
3 注入量決定の際のＮＯｘ濃度(C1)として、上流脱硝触
媒充填床(6A)入口ＮＯｘ濃度が数分程度の比較的短周期
で変動する場合には、１周期の時間中で移動平均値を求
め、それをC1として用いれば、入口ＮＯｘ濃度が激しく
変動しても所望脱硝率を達成できる。
3 注入量決定の際のＮＯｘ濃度(C1)として、上流脱硝触
媒充填床(6A)入口ＮＯｘ濃度が数分程度の比較的短周期
で変動する場合には、１周期の時間中で移動平均値を求
め、それをC1として用いれば、入口ＮＯｘ濃度が激しく
変動しても所望脱硝率を達成できる。
【００２８】上流脱硝触媒充填床(6A)でのＮＨ3 注入量
だけでは所望の脱硝率を得るには不足である場合には、
その不足分を下流脱硝触媒充填床(6B)において注入する
必要がある。
だけでは所望の脱硝率を得るには不足である場合には、
その不足分を下流脱硝触媒充填床(6B)において注入する
必要がある。
【００２９】上流脱硝触媒充填床(6A)の出口ＮＯｘ濃度
の変動は、前述のＮＨ3 不足分に相当するもの（）以
外に、バッファー効果では吸収しきれない長周期の入口
ＮＯｘ濃度変動に由来するもの（）、および短周期振
幅の急激な変化に由来するもの（）がある。
の変動は、前述のＮＨ3 不足分に相当するもの（）以
外に、バッファー効果では吸収しきれない長周期の入口
ＮＯｘ濃度変動に由来するもの（）、および短周期振
幅の急激な変化に由来するもの（）がある。
【００３０】上記、による出口ＮＯｘ濃度の変動
は、周期が長く、変動幅も比較的低いので、下流脱硝触
媒充填床(6B)のＮＨ3 注入制御で十分対応できる。ただ
し、に由来する濃度変動は急激であり、これに対応す
るＮＨ3 注入量制御は困難である。しかし、下流脱硝触
媒充填床(6B)の出口ＮＯｘ濃度の変動幅はその入口ＮＯ
ｘ濃度の変動幅に比べて十分に小さいので、上流脱硝触
媒充填床(6A)におけるのと同様にＮＨ3 の吸着によるバ
ッファー効果が期待できる。
は、周期が長く、変動幅も比較的低いので、下流脱硝触
媒充填床(6B)のＮＨ3 注入制御で十分対応できる。ただ
し、に由来する濃度変動は急激であり、これに対応す
るＮＨ3 注入量制御は困難である。しかし、下流脱硝触
媒充填床(6B)の出口ＮＯｘ濃度の変動幅はその入口ＮＯ
ｘ濃度の変動幅に比べて十分に小さいので、上流脱硝触
媒充填床(6A)におけるのと同様にＮＨ3 の吸着によるバ
ッファー効果が期待できる。
【００３１】下流脱硝触媒充填床(6B)の触媒量は、未反
応ＮＨ3 の排出濃度許容値、所望脱硝率などによって決
定されるが、概略ＮＨ3 ／ＮＯｘ＝１で９０％程度の脱
硝率が得られるような量でよい。
応ＮＨ3 の排出濃度許容値、所望脱硝率などによって決
定されるが、概略ＮＨ3 ／ＮＯｘ＝１で９０％程度の脱
硝率が得られるような量でよい。
【００３２】下流脱硝触媒充填床(6B)でのＮＨ3 注入量
は、基本的には上流脱硝触媒充填床(6A)での未反応ＮＯ
ｘ濃度(C2)と許容出口ＮＯｘ濃度(Cout)との差に、未反
応ＮＨ3 の許容出口濃度αを加えて、(C2−Cout)＋αと
することが必要である。この場合、計測された出口ＮＯ
ｘ濃度の移動平均値と許容出口ＮＯｘ濃度(Cout)の移動
平均値との差をαに加えることにより、αを常時修正で
きるような注入量制御を行うことが望ましい。このこと
から、触媒充填床の脱硝性能を把握しつつ許容出口ＮＨ
3 排出濃度を遵守でき、高い脱硝率の維持および未反応
ＮＨ3 の放出低減が同時に達成できる。
は、基本的には上流脱硝触媒充填床(6A)での未反応ＮＯ
ｘ濃度(C2)と許容出口ＮＯｘ濃度(Cout)との差に、未反
応ＮＨ3 の許容出口濃度αを加えて、(C2−Cout)＋αと
することが必要である。この場合、計測された出口ＮＯ
ｘ濃度の移動平均値と許容出口ＮＯｘ濃度(Cout)の移動
平均値との差をαに加えることにより、αを常時修正で
きるような注入量制御を行うことが望ましい。このこと
から、触媒充填床の脱硝性能を把握しつつ許容出口ＮＨ
3 排出濃度を遵守でき、高い脱硝率の維持および未反応
ＮＨ3 の放出低減が同時に達成できる。
【００３３】また、下流脱硝触媒充填床(6B)入口ＮＯｘ
濃度の変動幅は上流脱硝触媒充填床(6A)によってかなり
小さくなっており、またその平均値も減少している。従
って、ＮＨ3 注入量決定の際のＮＯｘ濃度(C2)として
は、移動平均値を求め、これをC2とする方法、あるいは
ＮＯｘ濃度の瞬間値そのものをC2 とする方法のいずれ
でもよい。
濃度の変動幅は上流脱硝触媒充填床(6A)によってかなり
小さくなっており、またその平均値も減少している。従
って、ＮＨ3 注入量決定の際のＮＯｘ濃度(C2)として
は、移動平均値を求め、これをC2とする方法、あるいは
ＮＯｘ濃度の瞬間値そのものをC2 とする方法のいずれ
でもよい。
【００３４】このように、脱硝反応装置内で脱硝触媒充
填床を２つに分割し、それぞれの触媒充填床でＮＨ3 注
入量制御を別々に行うことによって、ＮＯｘ濃度が急激
に変動する場合でも、またその濃度に応答遅れが含まれ
ていても、高い脱硝率を維持し、かつ未反応ＮＨ3 濃度
を低く抑えることができる。
填床を２つに分割し、それぞれの触媒充填床でＮＨ3 注
入量制御を別々に行うことによって、ＮＯｘ濃度が急激
に変動する場合でも、またその濃度に応答遅れが含まれ
ていても、高い脱硝率を維持し、かつ未反応ＮＨ3 濃度
を低く抑えることができる。
【００３５】以下にその実施例を示す。
【００３６】
【実施例】１） 脱硝触媒の調製 セラミック繊維で構成される０．２５ｍｍ厚のセラミッ
クペーパーに、硝酸塩加水分解法で得られたチタニアコ
ロイド溶液（固形分３２ｗｔ％）を含浸担持し、１１０
℃で乾燥後、４００℃で３時間焼成して、アナターゼ型
チタニアを９０ｇ／ｍ2 保持した板状担体を得た。
クペーパーに、硝酸塩加水分解法で得られたチタニアコ
ロイド溶液（固形分３２ｗｔ％）を含浸担持し、１１０
℃で乾燥後、４００℃で３時間焼成して、アナターゼ型
チタニアを９０ｇ／ｍ2 保持した板状担体を得た。
【００３７】この板状担体をメタバナジン酸アンモニウ
ム飽和水溶液に常温で浸漬し、ついで２００℃で３０分
乾燥させた。この操作をもう一度繰り返した後、乾燥品
を４００℃で１時間焼成することにより、板状のバナジ
ウム担持チタニア脱硝触媒を得た。
ム飽和水溶液に常温で浸漬し、ついで２００℃で３０分
乾燥させた。この操作をもう一度繰り返した後、乾燥品
を４００℃で１時間焼成することにより、板状のバナジ
ウム担持チタニア脱硝触媒を得た。
【００３８】２） ＮＨ3 注入量制御法 図１に示すボイラー排煙脱硝施設において、上流脱硝触
媒充填床(6A)および下流脱硝触媒充填床(6A)にそれぞれ
上記脱硝触媒を充填した。脱硝触媒の充填量は、排ガス
温度３２０℃、排ガス量１７０００Ｎｍ3 ／ｈの排ガス
を、上流脱硝触媒充填床(6A)および下流脱硝触媒充填床
(6A)における面積速度ＡＶ＝７Ｎｍ3 ／ｍ2 ｈ、線速度
ＬＶ＝２．４Ｎｍ／秒で流通させるように設定した。こ
こで、ＡＶは触媒の幾何表面積あたりの排ガス量を示
す。また、このときの上流脱硝触媒充填床(6A)の入口Ｎ
Ｏｘ濃度を図２に示すように変動させた。
媒充填床(6A)および下流脱硝触媒充填床(6A)にそれぞれ
上記脱硝触媒を充填した。脱硝触媒の充填量は、排ガス
温度３２０℃、排ガス量１７０００Ｎｍ3 ／ｈの排ガス
を、上流脱硝触媒充填床(6A)および下流脱硝触媒充填床
(6A)における面積速度ＡＶ＝７Ｎｍ3 ／ｍ2 ｈ、線速度
ＬＶ＝２．４Ｎｍ／秒で流通させるように設定した。こ
こで、ＡＶは触媒の幾何表面積あたりの排ガス量を示
す。また、このときの上流脱硝触媒充填床(6A)の入口Ｎ
Ｏｘ濃度を図２に示すように変動させた。
【００３９】上流ＮＨ3 注入グリッド(4A)におけるＮＨ
3 注入量の制御は次のとおり行った。各瞬間において上
流脱硝触媒充填床(6A)入口におけるＮＯｘ濃度の３分間
移動平均値を求め、それに０．９７を生じた値がその瞬
間での上流脱硝触媒充填床(6A)の入口ＮＨ3 濃度となる
ように、上流ＮＨ3 注入グリッド(4A)におけるＮＨ3の
注入量を制御した。
3 注入量の制御は次のとおり行った。各瞬間において上
流脱硝触媒充填床(6A)入口におけるＮＯｘ濃度の３分間
移動平均値を求め、それに０．９７を生じた値がその瞬
間での上流脱硝触媒充填床(6A)の入口ＮＨ3 濃度となる
ように、上流ＮＨ3 注入グリッド(4A)におけるＮＨ3の
注入量を制御した。
【００４０】下流ＮＨ3 注入グリッド(4B)におけるＮＨ
3 注入量の制御は次のとおり行った。各瞬間において下
流脱硝触媒充填床(6B)入口（上流脱硝触媒充填床(6A)出
口）における未反応ＮＯｘ濃度(C2)の２時間移動平均値
を求めたところ、１２４．６ｐｐｍであった。許容出口
ＮＯｘ濃度の２時間移動平均値は２６ｐｐｍ、許容出口
ＮＨ3 濃度の２時間移動平均値は２ｐｐｍであるので、
下流脱硝触媒充填床(6B)ではアンモニア濃度が(C2 −Co
ut )＋α＝（１２４．６−２６＋２）ｐｐｍになるよう
に、下流ＮＨ3 注入グリッド(4B)におけるＮＨ3 の注入
量制御を行った。ただし、実際のＮＨ3 濃度は上流脱硝
触媒充填床(6A)での未反応ＮＨ3 がこれに加わることに
なる。
3 注入量の制御は次のとおり行った。各瞬間において下
流脱硝触媒充填床(6B)入口（上流脱硝触媒充填床(6A)出
口）における未反応ＮＯｘ濃度(C2)の２時間移動平均値
を求めたところ、１２４．６ｐｐｍであった。許容出口
ＮＯｘ濃度の２時間移動平均値は２６ｐｐｍ、許容出口
ＮＨ3 濃度の２時間移動平均値は２ｐｐｍであるので、
下流脱硝触媒充填床(6B)ではアンモニア濃度が(C2 −Co
ut )＋α＝（１２４．６−２６＋２）ｐｐｍになるよう
に、下流ＮＨ3 注入グリッド(4B)におけるＮＨ3 の注入
量制御を行った。ただし、実際のＮＨ3 濃度は上流脱硝
触媒充填床(6A)での未反応ＮＨ3 がこれに加わることに
なる。
【００４１】このようにＮＨ3 注入量制御を行った結果
を図３と図４に示す。図３は上流脱硝触媒充填床(6A)に
おける入口および出口のＮＯｘ濃度およびＮＨ3 濃度の
経時変化を示し、図４は下流脱硝触媒充填床(6B)におけ
る入口および出口のＮＯｘ濃度およびＮＨ3 濃度の経時
変化を示す。これらの図からわかるように、下流脱硝触
媒充填床(6B)の出口におけるＮＯｘ濃度およびＮＨ3 濃
度はいずれも許容値以下である。
を図３と図４に示す。図３は上流脱硝触媒充填床(6A)に
おける入口および出口のＮＯｘ濃度およびＮＨ3 濃度の
経時変化を示し、図４は下流脱硝触媒充填床(6B)におけ
る入口および出口のＮＯｘ濃度およびＮＨ3 濃度の経時
変化を示す。これらの図からわかるように、下流脱硝触
媒充填床(6B)の出口におけるＮＯｘ濃度およびＮＨ3 濃
度はいずれも許容値以下である。
【００４２】
【発明の効果】本発明の排煙脱硝法によると、脱硝反応
装置内で脱硝触媒充填床を２つに分割し、各触媒充填床
でＮＨ3 注入量制御を別々に行うことによって、ＮＯｘ
濃度が激しく変動する場合でも高い脱硝率を維持でき、
かつ触媒充填床出口における未反応ＮＨ3 濃度を極力低
く抑えることができる。
装置内で脱硝触媒充填床を２つに分割し、各触媒充填床
でＮＨ3 注入量制御を別々に行うことによって、ＮＯｘ
濃度が激しく変動する場合でも高い脱硝率を維持でき、
かつ触媒充填床出口における未反応ＮＨ3 濃度を極力低
く抑えることができる。
【図１】本発明のボイラー排煙脱硝方法を示す概念図で
ある。
ある。
【図２】実施例における上流脱硝触媒充填床(6A)の入口
ＮＯｘ濃度の経時変化を示すグラフである。
ＮＯｘ濃度の経時変化を示すグラフである。
【図３】実施例における上流脱硝触媒充填床(6A)の入口
ＮＯｘ濃度およびＮＨ3 濃度の経時変化を示すグラフで
ある。
ＮＯｘ濃度およびＮＨ3 濃度の経時変化を示すグラフで
ある。
【図４】実施例における下流脱硝触媒充填床(6B)の入口
ＮＯｘ濃度およびＮＨ3 濃度の経時変化を示すグラフで
ある。
ＮＯｘ濃度およびＮＨ3 濃度の経時変化を示すグラフで
ある。
【図５】従来のボイラー排煙脱硝方法を示す概念図であ
る。
る。
1 ：ボイラー 2 ：熱交換器 3 ：脱硝反応装置 41：上流ＮＨ3 注入グリッド 42：下流ＮＨ3 注入グリッド 5 ：煙突 6A：上流脱硝触媒充填床 6B：下流脱硝触媒充填床
Claims (4)
- 【請求項１】 排ガス中の窒素酸化物をアンモニア性還
元剤を用いて脱硝触媒充填床の存在下で選択的に還元し
て窒素および水に変換するに当たり、上記触媒充填床お
よびその入口側のアンモニア注入グリッドをそれぞれ上
流と下流の２つに分割し、上流触媒床ではＮＯｘ濃度(C
1)に対するアンモニア濃度が要求される脱硝率(X) に
１．０未満０．９以上の値(P) を乗じた値(X・P) となる
ようにアンモニアを注入し、下流触媒床では上流触媒床
での未反応ＮＯｘ濃度(C2)に対してアンモニア濃度が(C
2 −Cout )＋αになるようにアンモニアを注入すること
を特徴とする排煙脱硝方法。ここで、Coutは脱硝装置に
要求される許容出口ＮＯｘ濃度であり、αは許容出口ア
ンモニア濃度である。 - 【請求項２】 上流触媒床でのアンモニア注入量決定の
際に、上流触媒床の入口ＮＯｘ濃度の移動平均値を求
め、それを上流触媒床でのＮＯｘ濃度(C1)とすることを
特徴とする、請求項１記載の排煙脱硝方法。 - 【請求項３】 下流触媒床でのアンモニア注入量決定の
際に、下流触媒床の入口ＮＯｘ濃度の移動平均値を求
め、それを上流触媒床での未反応ＮＯｘ濃度(C2)とする
ことを特徴とする、請求項１記載の排煙脱硝方法。 - 【請求項４】 下流触媒床の出口ＮＯｘ濃度の移動平均
値を求め、得られた計算値と許容出口ＮＯｘ濃度(Cout)
の移動平均値との差をαに加えることにより、αを修正
することを特徴とする、請求項１記載の排煙脱硝方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31168297A JP3500492B2 (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | 排煙脱硝方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31168297A JP3500492B2 (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | 排煙脱硝方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11137967A true JPH11137967A (ja) | 1999-05-25 |
| JP3500492B2 JP3500492B2 (ja) | 2004-02-23 |
Family
ID=18020207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31168297A Expired - Fee Related JP3500492B2 (ja) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | 排煙脱硝方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3500492B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011163195A (ja) * | 2010-02-09 | 2011-08-25 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2015101974A (ja) * | 2013-11-21 | 2015-06-04 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| CN106540544A (zh) * | 2017-01-20 | 2017-03-29 | 国网河南省电力公司电力科学研究院 | 一种烟气脱硝反应系统 |
-
1997
- 1997-11-13 JP JP31168297A patent/JP3500492B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011163195A (ja) * | 2010-02-09 | 2011-08-25 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2015101974A (ja) * | 2013-11-21 | 2015-06-04 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| CN106540544A (zh) * | 2017-01-20 | 2017-03-29 | 国网河南省电力公司电力科学研究院 | 一种烟气脱硝反应系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3500492B2 (ja) | 2004-02-23 |
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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