JPS5819928B2 - 窒素酸化物低減燃焼法 - Google Patents
窒素酸化物低減燃焼法Info
- Publication number
- JPS5819928B2 JPS5819928B2 JP52136409A JP13640977A JPS5819928B2 JP S5819928 B2 JPS5819928 B2 JP S5819928B2 JP 52136409 A JP52136409 A JP 52136409A JP 13640977 A JP13640977 A JP 13640977A JP S5819928 B2 JPS5819928 B2 JP S5819928B2
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- Japan
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- exhaust gas
- combustion
- air
- oxygen
- amount
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Description
【発明の詳細な説明】
ボイラ等よりの燃焼排ガス中の窒素酸化物（以下ＮＯｘ
という）の低減法としては、周知のようにｉｌＪし
て１）燃焼改善による低減法、２）炉内高温脱硝（アン
モニア注入など）法、３）乾式触媒脱硝法、４）湿式吸
収処理法などの方法が現在各方面で開発研究中であるが
、いづれの方法も経済性、脱硝性能、運転安定性などの
点で問題がないとはいえない。
という）の低減法としては、周知のようにｉｌＪし
て１）燃焼改善による低減法、２）炉内高温脱硝（アン
モニア注入など）法、３）乾式触媒脱硝法、４）湿式吸
収処理法などの方法が現在各方面で開発研究中であるが
、いづれの方法も経済性、脱硝性能、運転安定性などの
点で問題がないとはいえない。
本発明は上記分類にいえば１）燃焼改善の囮に属し、簡
便かつ効果的なＮＯｘ低減法を提供するものである。
便かつ効果的なＮＯｘ低減法を提供するものである。
従来、窒素酸化物低減燃焼法としては、主燃焼後の排ガ
ス中にメタン、エタン、プロパン１．灯油、重油、アル
コール類、アルデヒド類等の炭化水素系燃料を投入し、
炭化水素燃料を排ガス中の酸素；で不完全燃焼させて還
元雰囲気を形成してＮＯｘＮ２、ＨＣＮ、あるいはＮＨ
３等に変換し、その後、空気を投入して未燃分を燃焼さ
せていた。
ス中にメタン、エタン、プロパン１．灯油、重油、アル
コール類、アルデヒド類等の炭化水素系燃料を投入し、
炭化水素燃料を排ガス中の酸素；で不完全燃焼させて還
元雰囲気を形成してＮＯｘＮ２、ＨＣＮ、あるいはＮＨ
３等に変換し、その後、空気を投入して未燃分を燃焼さ
せていた。
しかしながら、この方法においては、ＮＯｘを一相還元
しても、未焼分の燃焼時にＨＣＮ、ＮＨ５等の窒素化合
物が再びＮＯｘに転換され、総合的には脱硝率が４０〜
５０優にとどまっていた。
しても、未焼分の燃焼時にＨＣＮ、ＮＨ５等の窒素化合
物が再びＮＯｘに転換され、総合的には脱硝率が４０〜
５０優にとどまっていた。
そこで本発明は、さらに脱硝率のよい燃焼法を提供する
ことを目的としてなされたものであり、特に未焼分の燃
焼処理の改善を計り、未燃分を含む排ガスの全量に対し
て、酸素濃度が０以上、０．３体積係以下となるように
排ガスと空気との少な（とも一方を投入した後、残りの
空気を投入することを特徴とするものであり、まずＯ〜
０．３体積係の酸素によりＨＣＮ、ＮＨ３等がＮ２に変
換さ１れ、その後未燃分を燃焼させるため、ＨＣＮ、Ｎ
Ｈ３等が再びＮＯｘに転換する量を最小限となし、総合
的な脱硝率を高めた窒素酸化物低減燃焼法を提供してい
る。
ことを目的としてなされたものであり、特に未焼分の燃
焼処理の改善を計り、未燃分を含む排ガスの全量に対し
て、酸素濃度が０以上、０．３体積係以下となるように
排ガスと空気との少な（とも一方を投入した後、残りの
空気を投入することを特徴とするものであり、まずＯ〜
０．３体積係の酸素によりＨＣＮ、ＮＨ３等がＮ２に変
換さ１れ、その後未燃分を燃焼させるため、ＨＣＮ、Ｎ
Ｈ３等が再びＮＯｘに転換する量を最小限となし、総合
的な脱硝率を高めた窒素酸化物低減燃焼法を提供してい
る。
次に本発明を第１図に示す１実施の態様例に基１づいて
、説明する。
、説明する。
第１図において１は通常の発電用ないし蒸気発生用ボイ
ラであり、火炉１ａ、熱交換器１ｂ、１ｃ、空気予熱器
２、及び煙突３を有している。
ラであり、火炉１ａ、熱交換器１ｂ、１ｃ、空気予熱器
２、及び煙突３を有している。
４は燃焼用空気、５は燃料の供給ラインである。
火炉ｉ１ａに於て発生する窒素酸化物（ＮＯｘ、Ｎｏを
主成分とし少量のＮＯ２を含む）は大気汚染公害、とく
に光化学スモッグの元凶物質であり、煙突３より大気中
へ放出される前に何らかの方法で無公害化除去する必要
がある。
主成分とし少量のＮＯ２を含む）は大気汚染公害、とく
に光化学スモッグの元凶物質であり、煙突３より大気中
へ放出される前に何らかの方法で無公害化除去する必要
がある。
このため、不装置では、火炉１ａでの主燃焼後の排ガス
中の残存酸素（通常１〜２体積パーセント）に対し燃料
過剰となるよう、ライン６より１０００〜１５００℃に
おいて、酸素と化合して反応熱を発生する。
中の残存酸素（通常１〜２体積パーセント）に対し燃料
過剰となるよう、ライン６より１０００〜１５００℃に
おいて、酸素と化合して反応熱を発生する。
メタン、エタン、プロパン、灯油、重油を初め、アルコ
ール類、アルデヒド類などの炭化水素系燃料を投入して
、排ガス中のＮＯｘをＮ２あるいはＨＣＮ、ＮＨ３等に
転換する。
ール類、アルデヒド類などの炭化水素系燃料を投入して
、排ガス中のＮＯｘをＮ２あるいはＨＣＮ、ＮＨ３等に
転換する。
こうして火炉１ａで発生したＮＯｘの８０〜９５％はＮ
２．ＨＣＮ５ ＮＨ３などに転換されるわけであるが、
この状態では排ガスは相当量の一酸化炭素、炭化水素な
どの未燃分を含んでおり、これらを完全燃焼するために
、さらに酸素（実用的には空気）９００℃以上の成る程
度高温度域で残留酸素が少くとも０．５〜２体積パーセ
ント以上になるように投入する必要がある。
２．ＨＣＮ５ ＮＨ３などに転換されるわけであるが、
この状態では排ガスは相当量の一酸化炭素、炭化水素な
どの未燃分を含んでおり、これらを完全燃焼するために
、さらに酸素（実用的には空気）９００℃以上の成る程
度高温度域で残留酸素が少くとも０．５〜２体積パーセ
ント以上になるように投入する必要がある。
その為まず、残存酸素を自む排ガスをファン８により煙
道から１部抽気し、ＮＨＣＮＨ３の濃度に見合った酸素
量である酸素濃度が火炉１ａ内から上昇する全排ガスの
Ｏ〜０．３体積係となるような量の排ガスを循環させ、
その後供給ライン７から未燃分燃焼に充分な空気を供給
する。
道から１部抽気し、ＮＨＣＮＨ３の濃度に見合った酸素
量である酸素濃度が火炉１ａ内から上昇する全排ガスの
Ｏ〜０．３体積係となるような量の排ガスを循環させ、
その後供給ライン７から未燃分燃焼に充分な空気を供給
する。
そして排ガスは熱交換器１ｂ、１ｃ、空気予熱器２を経
て煙突から排出される。
て煙突から排出される。
０．５〜１体積パーセントの未燃分（ＣＯ１炭化水素な
ど）が共存した場合、添加酸素量が０．５％以上であれ
ば下記の式が優先して多量のＮＯｘが再生し、それ以下
特に０．３体積部以下では、■式が優先してＮＯｘは低
く抑えられることになる。
ど）が共存した場合、添加酸素量が０．５％以上であれ
ば下記の式が優先して多量のＮＯｘが再生し、それ以下
特に０．３体積部以下では、■式が優先してＮＯｘは低
く抑えられることになる。
ＮＨ８，ＨＣＮ＋０２→Ｎ０ｘｓ Ｈ２０など ■洲ｓ
、ＨＣＮ ＋０２→Ｎ２．Ｈ２０など ■従ってＮＯ
ｘ低減を目的とする場合には初めに極微量の酸素を添加
し、ＨＣＮ、ＮＨ３をＮ２に分解したのち（少量分のＮ
Ｏｘは避は難い）その後流で相当量の空気（未燃分を酸
化し、かつ残存酸素が通常ボイラ排ガスと同様１〜５優
になるような空気量）を添加することにより、未燃分の
燃焼の際に発生していたＮＯｘの転化が防止され、脱硝
率をより効率よく行うものである。
、ＨＣＮ ＋０２→Ｎ２．Ｈ２０など ■従ってＮＯ
ｘ低減を目的とする場合には初めに極微量の酸素を添加
し、ＨＣＮ、ＮＨ３をＮ２に分解したのち（少量分のＮ
Ｏｘは避は難い）その後流で相当量の空気（未燃分を酸
化し、かつ残存酸素が通常ボイラ排ガスと同様１〜５優
になるような空気量）を添加することにより、未燃分の
燃焼の際に発生していたＮＯｘの転化が防止され、脱硝
率をより効率よく行うものである。
以上の説明のとおり、ＨｃＮ、−ＮＨ３等の窒素化合物
（ＮＯｘ先駆物質）をいったん少量の酸素の添加によっ
て優先的にＮ２に分解する工程を含む本発明の方法は、
ライン９よりの少量の酸素の供給がなかった場合の総合
脱硝率４０〜５０％に比し、６０〜８０％と効果的で、
工業的にも簡易かつ低コストの脱硝法として非常に有用
であるなお本態様例においては、酸素濃度が全排ガス量
の０．３体積部以下となるように調製された量の排ガス
を導入しているが、排ガスだけでな（、空気あるいは空
気と排ガスとの混合体を導入してもよく、また、本発明
の方法は一般に部分燃焼域を有し、ＮＨ３，ＨＣＮ等の
ＮＯ先１駆物質が存在する領域を有する燃焼器、例えば
パルプ回収ボイラ等にも同様に有効に適用できることは
いうまでもない。
（ＮＯｘ先駆物質）をいったん少量の酸素の添加によっ
て優先的にＮ２に分解する工程を含む本発明の方法は、
ライン９よりの少量の酸素の供給がなかった場合の総合
脱硝率４０〜５０％に比し、６０〜８０％と効果的で、
工業的にも簡易かつ低コストの脱硝法として非常に有用
であるなお本態様例においては、酸素濃度が全排ガス量
の０．３体積部以下となるように調製された量の排ガス
を導入しているが、排ガスだけでな（、空気あるいは空
気と排ガスとの混合体を導入してもよく、また、本発明
の方法は一般に部分燃焼域を有し、ＮＨ３，ＨＣＮ等の
ＮＯ先１駆物質が存在する領域を有する燃焼器、例えば
パルプ回収ボイラ等にも同様に有効に適用できることは
いうまでもない。
次に本発明の効果を具体的に説明するため、第２図に示
す装置を用いたときの実験例について説明する。
す装置を用いたときの実験例について説明する。
第２図に示すような試験炉（煙道内径８ｏ（７）排ガス
量１００ＯＮｍ／Ｈ）を用いて試験を行なった。
量１００ＯＮｍ／Ｈ）を用いて試験を行なった。
第２図で１０１は燃料としてのＣ重油の供給ライン、１
０２は燃焼用空気の供給ライン、１０３は燃焼火炉であ
り、１０４は石油系燃料（本試験ではプロパンガスを用
いた）。
０２は燃焼用空気の供給ライン、１０３は燃焼火炉であ
り、１０４は石油系燃料（本試験ではプロパンガスを用
いた）。
１０５は燃焼排ガス（本試験では煙突１０８前の排ガス
を循環して用いた）又は空気、１０６は空気の供給ライ
ンである。
を循環して用いた）又は空気、１０６は空気の供給ライ
ンである。
排ガス計測は煙道１０７の出口近傍付近で行い、全ての
実験においてこの点における残留酸素濃度を３Ｌｙｂに
なるよう設定した。
実験においてこの点における残留酸素濃度を３Ｌｙｂに
なるよう設定した。
また火炉１０３における主燃焼後の酸素濃度は１％、ラ
イン１０４よりのプロパン供給量は燃焼熱量基準で、ラ
イン１０１よりの主燃料供給量の１０％とした。
イン１０４よりのプロパン供給量は燃焼熱量基準で、ラ
イン１０１よりの主燃料供給量の１０％とした。
ライン１０４，１０５，１０６より何らの供給を行わな
い場合、即ち主燃焼のみの場合ＮＯｘ値は１５０ｐｐｍ
であり、ライン１０４よりプロパンライン１０６より空
気を供給した場合は７８ｐｐｍ（脱硝率４８係）であっ
た。
い場合、即ち主燃焼のみの場合ＮＯｘ値は１５０ｐｐｍ
であり、ライン１０４よりプロパンライン１０６より空
気を供給した場合は７８ｐｐｍ（脱硝率４８係）であっ
た。
これらライン１０４゜１０６よりの供給とあわせ、ライ
ン１０５よりの少量の酸素の供給を、空気及び燃焼排ガ
ス（含酸素量３係）の形で行なった場合の結果を第３図
に示す。
ン１０５よりの少量の酸素の供給を、空気及び燃焼排ガ
ス（含酸素量３係）の形で行なった場合の結果を第３図
に示す。
なおライン１０４，１０５，１０６よりの供給点の排ガ
ス温度はそれぞれ１３００℃、１１００℃、１０００℃
であり、いずれの場合も煙道１０７の出口においてＣＯ
等未燃分は認められなかった。
ス温度はそれぞれ１３００℃、１１００℃、１０００℃
であり、いずれの場合も煙道１０７の出口においてＣＯ
等未燃分は認められなかった。
第３図に示されるように、ライン１０５よりの供給ガス
（空気又は燃焼排ガス）中の酸素量の、全排ガス量（１
００ＯＮｍ／罫）に対する比率が０．３係以下になるよ
う投入すれば効果的な脱硝率が得られること、その場合
空気よりも燃焼排ガスの形で投入した方がより効果的で
あることが判る
（空気又は燃焼排ガス）中の酸素量の、全排ガス量（１
００ＯＮｍ／罫）に対する比率が０．３係以下になるよ
う投入すれば効果的な脱硝率が得られること、その場合
空気よりも燃焼排ガスの形で投入した方がより効果的で
あることが判る
第１図は本発明に基づく１実施の態様例を示す図、第２
図は本発明の効果を示すため実験に用いられた燃焼装置
、第３図は第２図の装置を用いたときの酸素濃度と脱硝
率のグラフである １・・・・・・ボイラ、１ａ・・・・・・火炉、１ｂ、
Ｉｃ・・・・・・熱交換器、２・・・・・・空気予熱器
、３，１０８・・・・・・煙突、４，１０２・・・・・
・燃焼用空気供給ライン、５・・・・・・燃料供給ライ
ン、６・・・・・・炭化水素系燃料供給ライン、７，１
０６・・・・・・空気供給ライン、８・・・・・・ファ
ン、９・・・・・・排ガス供給ライン、１０１・・・・
・・Ｃ重油供給ライン、１０３・・・・・・燃焼火炉、
１０４・・・・・・石油系燃料供給ライン、１０５・・
・・・・排ガス又は空気供給ライン、１０７・・・・・
・煙道。
図は本発明の効果を示すため実験に用いられた燃焼装置
、第３図は第２図の装置を用いたときの酸素濃度と脱硝
率のグラフである １・・・・・・ボイラ、１ａ・・・・・・火炉、１ｂ、
Ｉｃ・・・・・・熱交換器、２・・・・・・空気予熱器
、３，１０８・・・・・・煙突、４，１０２・・・・・
・燃焼用空気供給ライン、５・・・・・・燃料供給ライ
ン、６・・・・・・炭化水素系燃料供給ライン、７，１
０６・・・・・・空気供給ライン、８・・・・・・ファ
ン、９・・・・・・排ガス供給ライン、１０１・・・・
・・Ｃ重油供給ライン、１０３・・・・・・燃焼火炉、
１０４・・・・・・石油系燃料供給ライン、１０５・・
・・・・排ガス又は空気供給ライン、１０７・・・・・
・煙道。
Claims (1)
- １ 主燃料の燃焼後の排ガスの高温部に炭化水素系燃料
を添加して前記排ガス中の酸素で不完全燃焼させて窒素
酸化物を還元し、その後流に空気を添加して燃料の未燃
分を燃焼させる窒素酸化物低減燃焼法において、窒素酸
化物を還元した後で、かつ、未燃分を除去するに十分な
量の空気を添加する前に、全排ガス量に対し酸素濃度が
０．３体積パーセント以下になるよう燃焼排ガスと空気
との少なくともどちらか一方を添加することを特徴とす
る窒素酸化物低減燃焼法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52136409A JPS5819928B2 (ja) | 1977-11-14 | 1977-11-14 | 窒素酸化物低減燃焼法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52136409A JPS5819928B2 (ja) | 1977-11-14 | 1977-11-14 | 窒素酸化物低減燃焼法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5469835A JPS5469835A (en) | 1979-06-05 |
| JPS5819928B2 true JPS5819928B2 (ja) | 1983-04-20 |
Family
ID=15174477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52136409A Expired JPS5819928B2 (ja) | 1977-11-14 | 1977-11-14 | 窒素酸化物低減燃焼法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5819928B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56130513A (en) * | 1980-03-19 | 1981-10-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Combustion with low nox |
| JPS5787505A (en) * | 1980-11-21 | 1982-06-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Combustion process with reduction of nitrogen oxides |
| JPS5833019A (ja) * | 1981-08-21 | 1983-02-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃焼排ガス中の窒素酸化物低減法 |
| JPS59157406A (ja) * | 1983-02-25 | 1984-09-06 | Hitachi Zosen Corp | ３段燃焼法におけるＮＯｘの発生抑制法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5413015A (en) * | 1977-06-30 | 1979-01-31 | Showa Denko Kk | Process for decreasing nox |
-
1977
- 1977-11-14 JP JP52136409A patent/JPS5819928B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5413015A (en) * | 1977-06-30 | 1979-01-31 | Showa Denko Kk | Process for decreasing nox |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5469835A (en) | 1979-06-05 |
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