JPS5838206B2 - 燃焼排ガス中の窒素酸化物低減法 - Google Patents
燃焼排ガス中の窒素酸化物低減法Info
- Publication number
- JPS5838206B2 JPS5838206B2 JP52146628A JP14662877A JPS5838206B2 JP S5838206 B2 JPS5838206 B2 JP S5838206B2 JP 52146628 A JP52146628 A JP 52146628A JP 14662877 A JP14662877 A JP 14662877A JP S5838206 B2 JPS5838206 B2 JP S5838206B2
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- combustion exhaust
- petroleum
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は燃焼排ガス中の窒素酸化物を乾式無触媒還元法
により低減する方法に関し、特に該燃焼排ガスの高温部
に還元剤として石油系燃料を添加する上記低減方法の改
良に関する。
により低減する方法に関し、特に該燃焼排ガスの高温部
に還元剤として石油系燃料を添加する上記低減方法の改
良に関する。
一般に、ボイラ、加熱炉、ディーゼル等からの燃焼排ガ
スに含まれる窒素酸化物は、大気中に放出される光化学
反応により種々のオキシダントを生威し、しかも窒素酸
化物自体も毒性が高く、還境衛生上重要な問題となって
いる。
スに含まれる窒素酸化物は、大気中に放出される光化学
反応により種々のオキシダントを生威し、しかも窒素酸
化物自体も毒性が高く、還境衛生上重要な問題となって
いる。
これに対し、上記燃焼排ガスの窒素酸化物低減法として
、従来から乾式の触媒還元法、無触媒還元法、吸着法、
湿式の酸化吸収法等が開発され実用化されつつある。
、従来から乾式の触媒還元法、無触媒還元法、吸着法、
湿式の酸化吸収法等が開発され実用化されつつある。
ところで本発明者等は、先に、上記の乾式無触媒還元法
による窒素酸化物低減法について、石油系燃料を還元剤
として次のような２種類の実験を行なった。
による窒素酸化物低減法について、石油系燃料を還元剤
として次のような２種類の実験を行なった。
すなわら、（ｌ）石油系燃料を窒素酸化物（この場合は
標準ガス）と予ゆ混合（以下、これをプレミックスとい
う）して磁性管反応器（対象ガス量２Ｈｉ！／ｙｎｉｘ
） に導きＮＯｘの減少率とＰλ（反応器人口０２量／
添加石油系燃料の完全燃焼に要する０２量）との関係を
調べ、また（２）上記と同じ反応器を用いて石油系燃料
をプレミックスせずにＮ Ｏ ｘ含有燃焼排ガスに添加
して該排ガス中のＮＯＸ減少率とＰλ（燃焼排ガス中の
共存０２量／添加石油系燃料の完全燃焼に要する０２量
）との関係を調べた。
標準ガス）と予ゆ混合（以下、これをプレミックスとい
う）して磁性管反応器（対象ガス量２Ｈｉ！／ｙｎｉｘ
） に導きＮＯｘの減少率とＰλ（反応器人口０２量／
添加石油系燃料の完全燃焼に要する０２量）との関係を
調べ、また（２）上記と同じ反応器を用いて石油系燃料
をプレミックスせずにＮ Ｏ ｘ含有燃焼排ガスに添加
して該排ガス中のＮＯＸ減少率とＰλ（燃焼排ガス中の
共存０２量／添加石油系燃料の完全燃焼に要する０２量
）との関係を調べた。
上記（１） ， （２）の結果はそれぞれ第１，２図表
に示す通りであった。
に示す通りであった。
第１，２図より、石油系燃料をプレミックスした場合は
Ｐλ＝０．２〜１．０の範囲でＮＯｘ減少率が８０〜９
０％となるが、石油系燃料をプレミックスしなかった場
合にはＰλ＝０．２〜１．０の範囲であってもＮ Ｏ
ｘ減少率は高々５０％であることが確認された。
Ｐλ＝０．２〜１．０の範囲でＮＯｘ減少率が８０〜９
０％となるが、石油系燃料をプレミックスしなかった場
合にはＰλ＝０．２〜１．０の範囲であってもＮ Ｏ
ｘ減少率は高々５０％であることが確認された。
そこで本発明者等は、先に、上記のプレミックスと同様
の効果を挙げるために、石油系燃料を燃焼排ガスの一部
と予め混合して燃焼排ガス中に添加する方法を提案した
（特願昭５２−１０６３１９号参照）。
の効果を挙げるために、石油系燃料を燃焼排ガスの一部
と予め混合して燃焼排ガス中に添加する方法を提案した
（特願昭５２−１０６３１９号参照）。
しかしながら、該方法には次のような問題があることが
その後の検討によって明らかとなった。
その後の検討によって明らかとなった。
（ａ）ＮＯｘと石油系燃料との反応温度領域である１１
００〜１５００℃においては、炎と燃焼排ガスとが混在
する個所が生じることがあり、該個所に石油系燃料と燃
焼排ガスとの混合物を添加する場合、ＮＯｘ低減効果が
あるかどうか不明である。
００〜１５００℃においては、炎と燃焼排ガスとが混在
する個所が生じることがあり、該個所に石油系燃料と燃
焼排ガスとの混合物を添加する場合、ＮＯｘ低減効果が
あるかどうか不明である。
（ｂ） 上記（ａ）の点および燃焼排ガスの温度や偏
流等の点から、石油系燃料と燃称排ガスとの混合物を１
段だけで添加する場合、その添加位置の選定が非常に困
難であり、最悪の場合は添加位置の選定を誤ることがあ
る。
流等の点から、石油系燃料と燃称排ガスとの混合物を１
段だけで添加する場合、その添加位置の選定が非常に困
難であり、最悪の場合は添加位置の選定を誤ることがあ
る。
（ｃ） 上記（ｂ）の添加位置を選定するための費用
が掛かり経済上負担が大きい。
が掛かり経済上負担が大きい。
（ｄ） 石油系燃料と燃焼排ガスの混合物を１段だけ
で添加する場合、燃焼排ガスとの効率良く接触、反応さ
せることが困難である。
で添加する場合、燃焼排ガスとの効率良く接触、反応さ
せることが困難である。
また、本発明者等は、上記方法とは別に前記Ｐλに着目
して、燃焼排ガスのｉｏｏｏ〜１６００℃の点に石油系
燃料をＰλ＝０．２〜１．２の範囲でプレミックスせず
に添加し、その後流の７００〜１０００℃の点に残留未
燃分を完全燃焼させるのに充分な量の空気を添加し、次
いで該排ガス温度を該残留未燃分が消失するのに充分な
温度にまで上昇させるという方法を提案した（特願昭５
２−１１６６３７号参照）。
して、燃焼排ガスのｉｏｏｏ〜１６００℃の点に石油系
燃料をＰλ＝０．２〜１．２の範囲でプレミックスせず
に添加し、その後流の７００〜１０００℃の点に残留未
燃分を完全燃焼させるのに充分な量の空気を添加し、次
いで該排ガス温度を該残留未燃分が消失するのに充分な
温度にまで上昇させるという方法を提案した（特願昭５
２−１１６６３７号参照）。
しかし、該方法においてもその後の検討によって、
（ａ） 石油系燃料が燃焼排ガス中の共存０２と先に
反応して燃焼してしまうことがあり、所期のＮＯｘ低減
効果を挙げることができない、（ｂ） 石油系燃料を
１段だけで添加する場合、燃焼排ガスと効率良く接触、
反応させることが困難である、 等の問題があることが明らかとなった。
反応して燃焼してしまうことがあり、所期のＮＯｘ低減
効果を挙げることができない、（ｂ） 石油系燃料を
１段だけで添加する場合、燃焼排ガスと効率良く接触、
反応させることが困難である、 等の問題があることが明らかとなった。
本発明は、これらの先行発明の諸問題を解決するために
なされたもので、燃焼排ガスの高温部に還元剤として石
油系燃料を単独あるいは燃焼排ガスの一部または空気と
燃焼排ガスの一部とで希釈して添加し、その後流に空気
を添加して燃焼排ガス中の窒素酸化物を低減する方法に
おいて、上記石油系燃料をＰλ（燃焼排ガス中の残存酸
素量／添加石油系燃料の完全燃焼に要する添加量）＝０
．２〜１．０の範囲で複数段に分けて添加することを特
徴とする燃焼排ガス中の窒素酸化物低減法を要旨とする
ものである。
なされたもので、燃焼排ガスの高温部に還元剤として石
油系燃料を単独あるいは燃焼排ガスの一部または空気と
燃焼排ガスの一部とで希釈して添加し、その後流に空気
を添加して燃焼排ガス中の窒素酸化物を低減する方法に
おいて、上記石油系燃料をＰλ（燃焼排ガス中の残存酸
素量／添加石油系燃料の完全燃焼に要する添加量）＝０
．２〜１．０の範囲で複数段に分けて添加することを特
徴とする燃焼排ガス中の窒素酸化物低減法を要旨とする
ものである。
本発明方法における還元剤としての石油系燃料には、Ｃ
Ｈ３，Ｃ３Ｈ８、ガソリン、灯油、ナフサ、重油等の炭
化水素が使用される。
Ｈ３，Ｃ３Ｈ８、ガソリン、灯油、ナフサ、重油等の炭
化水素が使用される。
以下、添付図面に沿って本発明方法を更に詳細に説明す
る。
る。
第３図は本発明方法の一実施態様例を示すフローシ一ト
である。
である。
第３図において、１は重油等の液体、プロパンやＬＮＧ
等の気体、石炭等の固体燃料を用いる通常の発電用ボイ
ラ本体で、ライン２から供給される燃料と一次空気とが
火炉１ｄで燃焼して発生する燃焼排ガスは、火炉上部１
ａに設置された熱交換部１ｂおよび１ｃの間を通過し、
空気予熱器７を経て、最終的には煙突８から大気中に排
出される。
等の気体、石炭等の固体燃料を用いる通常の発電用ボイ
ラ本体で、ライン２から供給される燃料と一次空気とが
火炉１ｄで燃焼して発生する燃焼排ガスは、火炉上部１
ａに設置された熱交換部１ｂおよび１ｃの間を通過し、
空気予熱器７を経て、最終的には煙突８から大気中に排
出される。
３は還元剤としての石油系燃料の供給ラインで、その先
端は上記ボイラ１内の高温燃焼排ガスと該石油系燃料と
が充分接触、混合される位置に複数段（この場合３段）
配列されたノズル３ ａ ｙ ３ Ｅｌ，３ｃに連結、
分岐され、各分岐ラインには流量調節のための流量計３
ｄ ＝ ３ ｅ ｔ ３ ｆが取り付けられる。
端は上記ボイラ１内の高温燃焼排ガスと該石油系燃料と
が充分接触、混合される位置に複数段（この場合３段）
配列されたノズル３ ａ ｙ ３ Ｅｌ，３ｃに連結、
分岐され、各分岐ラインには流量調節のための流量計３
ｄ ＝ ３ ｅ ｔ ３ ｆが取り付けられる。
１ｅは燃焼排ガス再循環ファン（以下、ＧＲと記す）、
４ｅは燃焼排ガス循環量調節のための流量計、４ｄは該
ＧＲ１ｅからの燃焼排ガスの停止弁、４は該燃焼排ガス
と後述する希釈用空気の供給ラインで、その先端は上記
ノズル３ａ，３ｂ，３ｃに連結、分岐され、各分岐ライ
ンには流量調節のための流量計４ａ，４ｂ，４ｃが取り
付けられる。
４ｅは燃焼排ガス循環量調節のための流量計、４ｄは該
ＧＲ１ｅからの燃焼排ガスの停止弁、４は該燃焼排ガス
と後述する希釈用空気の供給ラインで、その先端は上記
ノズル３ａ，３ｂ，３ｃに連結、分岐され、各分岐ライ
ンには流量調節のための流量計４ａ，４ｂ，４ｃが取り
付けられる。
５は希釈用空気導入ラインで、空気導入量調節のための
流量計５ｃと、空気の停止弁５ｂとを介して上記のライ
ン４に連結される。
流量計５ｃと、空気の停止弁５ｂとを介して上記のライ
ン４に連結される。
６は二次空気の供給ラインで、該二次空気は燃焼排ガス
温度約１０００〜１２００°Ｃ程度の位置に添加される
。
温度約１０００〜１２００°Ｃ程度の位置に添加される
。
上記第３図のフローシ一トに沿って、本発明方法の作用
態様を、（１）還元剤としての石油系燃料を単独で添加
、（２）該石油系燃料を燃焼排ガスの一部で希釈して添
加、（３）該石油系燃料を空気と燃焼排ガスの一部とで
希釈して添加の各場合について各各説明する。
態様を、（１）還元剤としての石油系燃料を単独で添加
、（２）該石油系燃料を燃焼排ガスの一部で希釈して添
加、（３）該石油系燃料を空気と燃焼排ガスの一部とで
希釈して添加の各場合について各各説明する。
（１） 石油系燃料を単独で添加；
ライン３から石油系燃料を、１段目の流量計３ｄを調節
しながら例えばＰλ＝１．０となるようにノズル３ａか
ら、２段目の流量計３ｅを調節しながら例えばＰλ＝１
．０−０、５となるようにノズル３ｂから、３段目の流
量計３ｆを調節しながら例えばＰλ＝０．５〜０．２と
なるようにノズル３ｃから、それぞれ添加する。
しながら例えばＰλ＝１．０となるようにノズル３ａか
ら、２段目の流量計３ｅを調節しながら例えばＰλ＝１
．０−０、５となるようにノズル３ｂから、３段目の流
量計３ｆを調節しながら例えばＰλ＝０．５〜０．２と
なるようにノズル３ｃから、それぞれ添加する。
上記のようにして添加された石油系燃料によってＮＯｘ
が低減する現象は、化学反応論的には充分解明されてい
ないが、該石油系燃料が次数の低い炭化水素やその中間
生戊物を中心とした還元雰囲気を形成し、これによりＮ
Ｏｘが選択的に還元されて濃度低下を来たすものと推定
される。
が低減する現象は、化学反応論的には充分解明されてい
ないが、該石油系燃料が次数の低い炭化水素やその中間
生戊物を中心とした還元雰囲気を形成し、これによりＮ
Ｏｘが選択的に還元されて濃度低下を来たすものと推定
される。
また、添加された石油系燃料（こよって生成される、Ｃ
Ｏ ，ＨＣＮ，ＮＨ３等は、ライン６から添加される二
次空気によって無害なＣＯ２やＨ２０となる。
Ｏ ，ＨＣＮ，ＮＨ３等は、ライン６から添加される二
次空気によって無害なＣＯ２やＨ２０となる。
なお、前記した実験で使用した反応器を用いて石油系燃
料単独３段添加の実験を行なったところ、第４図Ｏこ示
すような結果が得られた。
料単独３段添加の実験を行なったところ、第４図Ｏこ示
すような結果が得られた。
第４図中、■は１段目添加時の、Δは２段目添加時の、
区は３段目添加時の各Ｎ Ｏ ｘ減少率を示す。
区は３段目添加時の各Ｎ Ｏ ｘ減少率を示す。
（２）石油系燃料を燃焼排ガスの一部で希釈して添加；
燃料排ガスの一部を、ＧＲ１ｅを稼動させ、停止弁４ｄ
を開いて、流量計４ｅで調節しながらライン４へ導き、
流量計４ａ，４ｂ，４ｃを調節しながらノズル３ａ，３
ｂ，３ｃに送り、ここで上記（１）で述べたようにライ
ン３から供給され流量計３ｄ，３ｅ，３ｆによりそれぞ
れのＰλに調節される石油系燃料と混合して、炉１内へ
添加する。
を開いて、流量計４ｅで調節しながらライン４へ導き、
流量計４ａ，４ｂ，４ｃを調節しながらノズル３ａ，３
ｂ，３ｃに送り、ここで上記（１）で述べたようにライ
ン３から供給され流量計３ｄ，３ｅ，３ｆによりそれぞ
れのＰλに調節される石油系燃料と混合して、炉１内へ
添加する。
この場合のＮＯｘ低減現象は上記（１）と同様であるが
、この場合は前記したプレミックスと同様の効果を挙げ
ることができる。
、この場合は前記したプレミックスと同様の効果を挙げ
ることができる。
また、ＣＯ，ＨＣＮ，ＮＨ３等も上記（１）と同様に無
害化される。
害化される。
（３）石油系燃料を空気と燃焼排ガスの一部で希釈して
添加； 燃焼排ガスの一部を上記（２）で述べたようにライン４
へ導き、ライン５からの希釈用空気を停止弁５ｂを開い
て流量計５０で調節しながら該ライン４へ混入させる。
添加； 燃焼排ガスの一部を上記（２）で述べたようにライン４
へ導き、ライン５からの希釈用空気を停止弁５ｂを開い
て流量計５０で調節しながら該ライン４へ混入させる。
この燃焼排ガスと希釈用空気との混合ガスを、流量計４
ａ ９４ ｂ ｔ４ｃを調節しながらノズル３ａ，３
ｂ，３ｃへ送り、ここで上記（１）で述べたようにライ
ン３から供給され流量計３ｄ，３ｅ，３ｆによりそれぞ
れのＰλ｛こ調節される石油系燃料と混合して、炉１内
へ添加する。
ａ ９４ ｂ ｔ４ｃを調節しながらノズル３ａ，３
ｂ，３ｃへ送り、ここで上記（１）で述べたようにライ
ン３から供給され流量計３ｄ，３ｅ，３ｆによりそれぞ
れのＰλ｛こ調節される石油系燃料と混合して、炉１内
へ添加する。
この場合のＮＯｘ低減現象は上記（１）と同様であるが
、この場合は上記（２）のようにプレミックスと同様の
効果を挙げると同時に、還元雰囲気を強制的に形成させ
ることができる。
、この場合は上記（２）のようにプレミックスと同様の
効果を挙げると同時に、還元雰囲気を強制的に形成させ
ることができる。
またＣＯ，ＨＣＮ，ＮＨ３等も上記（１）と同様に無害
化される。
化される。
以上説明した本発明方法によれば、次のような効果を奏
することができる。
することができる。
（１）還元剤としての石油系燃料を単独で添加する場合
、１段目で添加したものが高温燃焼排ガス中に共存する
０２により燃焼してしまうことがあっても、その後の段
で添加したものによって高ＮＯｘ低減率を得ることがで
きる。
、１段目で添加したものが高温燃焼排ガス中に共存する
０２により燃焼してしまうことがあっても、その後の段
で添加したものによって高ＮＯｘ低減率を得ることがで
きる。
（１１）上記石油系燃料を燃焼排ガスまたは空気と燃焼
排ガスとで希釈して添加する場合、炎と燃焼排ガスとが
混在する個所があっても、多段添加であるから何ら支障
ない。
排ガスとで希釈して添加する場合、炎と燃焼排ガスとが
混在する個所があっても、多段添加であるから何ら支障
ない。
（１１１）上記石油系燃料の単独もしくは希釈添加のい
ずれにおいても、添加位置の選定が容易である。
ずれにおいても、添加位置の選定が容易である。
ＧＶ） 上記石油系燃料と燃焼排ガスとの接触、混合
が過不足なく行なわれ、反応性が増し、ＮＯｘ低減効果
が大きくなる。
が過不足なく行なわれ、反応性が増し、ＮＯｘ低減効果
が大きくなる。
第１図は本発明におけるＰλ条件が有効であることを示
す図表、第２図は従来法によるＰλとＮ Ｏ ｘ低減率
との関係を示す図表、第３図は本発明の一実施態様例を
示すフローシ一ト、第４図は本発明の効果を示す図表で
ある。
す図表、第２図は従来法によるＰλとＮ Ｏ ｘ低減率
との関係を示す図表、第３図は本発明の一実施態様例を
示すフローシ一ト、第４図は本発明の効果を示す図表で
ある。
Claims (1)
- １ 燃焼排ガスの高温部Ｏこ還元剤として石油系燃料を
単独あるいは燃焼排ガスの一部または空気と燃焼排ガス
の一部とで希釈して添加し、その後流に空気を添加して
燃焼排ガス中の窒素酸化物を低減する方法において、上
記石油系燃料をＰλ（燃焼排ガス中の残存酸素量／添加
石油系燃料の完全燃焼に要する酸素量）＝０．２〜１．
０の範囲で複数段に分けて添加することを特徴とする燃
焼排ガス中の窒素酸化物低減法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52146628A JPS5838206B2 (ja) | 1977-12-08 | 1977-12-08 | 燃焼排ガス中の窒素酸化物低減法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52146628A JPS5838206B2 (ja) | 1977-12-08 | 1977-12-08 | 燃焼排ガス中の窒素酸化物低減法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5479161A JPS5479161A (en) | 1979-06-23 |
| JPS5838206B2 true JPS5838206B2 (ja) | 1983-08-22 |
Family
ID=15412024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52146628A Expired JPS5838206B2 (ja) | 1977-12-08 | 1977-12-08 | 燃焼排ガス中の窒素酸化物低減法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5838206B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56105206A (en) * | 1980-01-26 | 1981-08-21 | Babcock Hitachi Kk | Low nox combustion method |
| GB2257696B (en) * | 1991-06-28 | 1995-05-31 | Riken Kk | Method and apparatus for cleaning exhaust gas |
| US5534237A (en) * | 1991-07-23 | 1996-07-09 | Kubushiki Kaisha Riken | Method of cleaning an exhaust gas and exhaust gas cleaner therefor |
-
1977
- 1977-12-08 JP JP52146628A patent/JPS5838206B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5479161A (en) | 1979-06-23 |
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