JPS595332B2 - 高温ガス中への添加剤の供給方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高温ガス中への添加剤の供給方法に関するもの
である。

最近特に、公害対策上、ボイラ、焼却炉、加熱炉等から
排出される窒素酸化物（以下ＮＯｘ記述する）を処理す
る装置を設置するケースが増えている。

これらの排ガス中に含まれるＮＯｘを除去する方法とし
て、触媒を用いる乾式法、吸収液を用いる湿式法が従来
広く開発の対象となってきたが、最近高温ガス中にアン
モニアなどの添加剤を直接添加混合することによって、
ＮＯｘを除去する、いわゆる無触媒法によるＮＯｘの除
去が注目されている。

無触媒法によるＮＯｘ除去に効果を有する添加剤として
、アンモニアまたはアンモニアの前駆物質と硫化水素と
の混合物が挙げられる。

無触媒法によるＮＯｘの処理をボイラ、焼却炉、加熱炉
等の燃焼装置（以下は単に燃焼装置と記述する）に適用
する場合、これらの添加剤を供給するに好ましいＮＯｘ
を含有するガスの温度範囲は、後述の如く６００℃から
１１００℃であり、さらに好ましくは９００℃から１０
００°Ｃである。

したがって添加剤の分散管は、はとんど場合、燃焼装置
の炉内または煙道内に設置される。

ところが、一般的に燃焼装置は、その運転条件によって
炉内のガス流れ方向の温度分布が大幅に変わる。

特に、燃焼装置の負荷変動により、炉内の同一場所にお
ける温度が２００°Ｃから３００℃以上も変動する。

したがって、従来のように、燃焼装置における炉内に添
加剤の分散管を１ケ所だけ設置し、そこから添加剤を供
給する方法では、燃焼装置の負荷変動等の運転条件の変
化により、この分散管を設置した場所におけるガス温度
が大幅に変動する。

その結果として、添加剤がＮＯｘと反応するのに適した
温度範囲からずれ、ＮＯｘの除去率が低下するという欠
点がある。

本発明者らは、かかる実情に鑑み、上述したような問題
点を解決すべく、鋭意検討の結果、以下に説明するよう
な優れた、燃焼装置炉内への添加剤の供給方法を見い出
した。

本発明の目的は従来から実施されている添加剤の供給方
法を改良し、かかる上記従来技術の欠点を改善して、添
加剤によるＮＯｘ除去の性能を向上させる新規な方法を
提供せんとするものである。

本発明は上記の目的を達成するため次の構成からなるも
のである。

すなわち、窒素酸化物を含有する温度６００℃から１１
００°Ｃの高温ガス中に、アンモニアまたはアンモニア
の前駆物質と硫化水素とから成る添加剤を添加し、ガス
中の窒素酸化物を除去する際の添加剤の供給方法におい
て、該添加剤の添加用分散管を高温ガス流れ方向に間隔
をおいて、複数個設置し、これらの中から少くとも１つ
以上の分散管から添加剤を供給することを特徴とする高
温ガス中への添加剤の供給方法である。

本発明を更に詳しく説明する。

燃焼装置炉内のガス流れ方向に間隔をおいて、複数個の
添加剤の分散管を設置することによって、添加剤とＮＯ
ｘが反応するのに適した温度域に最も近い分散管から添
加剤を供給することが本発明の特徴であり、燃焼装置の
負荷変動による炉内ガスの温度分布の変動に応じて添加
剤の供給位置を適当な位置に移動させ、結果としてＮＯ
ｘの除去率を常に最も効率よく作用させることにある。

従って、添加剤を複数個設置した分散管のうちどの分散
管から供給するのが最も適切であるかについて説明する
。

第１図は複数個の分散管から添加剤を供給する１つの分
散管を選択するためのモデル実験装置の概略を示す断面
図である。

第１図において炉４内に重油供給管１の先端に接続され
たバーナ３、空気供給口２が設けである６火炉に連続し
て断熱材８で保温されたダクト９が連接しである。

火炉に最も近い位置に可変容量冷却器を配し次に順次ダ
クト入口の温度計１２、第１分散管６、この第１分散管
６と対向した位置に第１分散管ガス温度計１３を設けで
ある。

次にこの第１分散管より２ｍ下流に第２分散管７および
第１分散管ガス温度計１４を設け、更にダクト出口１５
に近接して分析口１０を第１分散管６から８ｍ下流に取
付けである。

尚ダクト９の直径は１５０ｍである。

先ずこの装置を用いて次の如き実１験を行なった３先ず
重油バーナに点火して燃焼させたとき炉出口の温度が１
３００°Ｃとなった。

この炉で発生した排ガス成分は第１表に示す組成を示し
、ガスの発生量は２００ Ｎ ｍ／ ｈｒであった。

可変容量冷却器５を調節してダクト入口温度を調節した
。

第１分散管６および第２分散管７から夫々単独にアンモ
ニア４５．９／ｈｒ、硫化水素６ｇ／ｈｒを混合状態で
添加したときの温度条件および分析口１０から採取した
ガスを分析してＮＯｘの除去率を求めた。

得られた結果を第２表、第３表および第２図に示す。

第２表および第３表の実験結果を各分散管におけるガス
温度に対してプロットすると第２図が得られる。

第２図から明らかな如く該添加剤を供給してＮＯｘを除
去する場合は、ガス温度が６００°Ｃから１１００°Ｃ
の範囲で効果があり、９５０℃付近が最も好ましい。

さらに第２表および第３表の実験結果をダクト人口１１
のガス温度に対してＮＯｘの除去率を同じ図上にプロッ
トすると第３図が得られる。

第３図において明らかなように、ダクト入口のガス温度
が変動した場合、第１分散管６と第２分散管７を設置し
、ガス温度に従ってどちらか一方を選択し、添加剤を供
給することによって、分散管が１ケ所しかない場合に比
較して、より広いガス温度の変動に対して、ＮＯｘの除
去率を高く保つことができる。

また、分散管の数が多いほど、ＮＯｘの除去率を高く保
つことが容易であることは明らかである。

上記の結果はモデル実験から得たものであるが、実際の
燃焼装置においても同様の結果が得られるものである。

実際の燃焼装置において用いる燃料はほぼ一定している
。

燃料をかえたときはその都度排ガス組成を測定しそれに
応じた添加剤の組成および添加量を定めれば良い。

各分散管の位置におけるガス温度は常時測定してもよく
、また燃焼装置の負荷変動による各分散管の位置におけ
るガス温度変化の特性をあらかじめ検定しておき、それ
を利用して、ある負荷時の各分散管の位置におけるガス
温度を求めてもよく、特に限定しない。

また最初の分散管と最後の分散管の設置される゛間隔お
よび分散管の数は燃焼装置の容量負荷変動その他の運転
条件を考慮して決定されるもので、特に限定されないが
、上記の間隔はすべての分散管のうち燃焼装置の負荷変
動の範囲内でいずれか１つの分散管は常に添加剤を供給
するに適したガス温度の位置にあるよう配列しておくこ
とは言うまでもない。

また分散管の数は可能な限り多いほうが選択が容易であ
ることも勿論である。

また分散管の構造および材質については、添加剤および
添加剤とＮＯｘと反応に悪影響を与えなければよく、特
に限定しない。

また添加剤と同時に供給されるキャリヤガスがあれば、
その種類などについて特に限定しない。

さらに燃焼装置に配列した添加剤を供給する分散管の選
択を行なう制御手段に燃料消費量また燃焼に使用した空
気量を示す信号を入力すると自動運転することもできる
。

また同一燃料を用いても負荷により燃焼装置から発生す
るガスのＮＯｘ総量が変化することが知られている。

従って添加剤の供給量は炉内下流に位置する分散管から
は多く、上流側からは少なくなるようにすればより効果
的である。

そこで前記分散管の選択制御機構と連動して添加剤の供
給量をかえる機構を作動させるようにすればその目的を
達成し得る。

上記の説明は複数の分散管から最適の１つの分散管を選
択する方法に関するものであったが、同時に２以上の分
散管を作動させることもできる。

この点に関し次の実験を行なった。

第１図に示す実験装置で、添加剤の供給方法以外は同じ
実験条件で実験を行なった。

添加剤の供給量はアンモニア４５ｇ／ｈｒ、硫化水素６
ｇ／ｈｒを第１分散管６および第２分散管７に分割して
添加した。

分割の比は、ダクト人口１１におけるガス温度が１００
０°Ｃ以下の場合は、第１分散管６での供給量に対する
第２分散管７での供給量の比が９対１、また上記のガス
温度が１０００℃以上の場合は、上記供給量の比カ月対
９となるように供給した。

その結果を図４に示す。

図４の結果から明らかなように、分散管のうち２個以上
の分散管から添加剤を分割して供給してもその分割比を
制御することによって、単一の分散管を設置する場合に
比較して著しい効果を有することがわかる。

本発明に用いる添加剤はアンモニアまたはアンモニアの
前駆物質と硫化水素の混合物を用いる。

アンモニア前１駆分質とは高温で分解してアンモニアを
生成する物質、例えば炭酸アンモニウムなどの物質をい
う。

またアンモニアと硫化水素の割合は重量比で１：０．０
２〜０．５が好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図はモデル実験装置の概略図であり、第２〜４図は
第１図の装置を用いて得られた実験結果を示すグラフで
ある。 １・・・・・・重油供給管、２・・・・・・空気供給管
、３・・・・・・バーナ、４・・・・・・炉内、５・・
・・・・可変容量冷却器、６・・・・・・第１分散管、
７・・・・・・第２分散管、８・・・・・・断熱材、９
・・・・・・ダクト、１０・・・・・・分析口、１１・
・・・・・ダクト入口、１２・・・・・・ダクト入口ガ
ス温度計、１３・・・・・・第１分散管ガス源度計、１
４・・・・・・第２分散管ガス源度計、１５・・・・・
・ダクト出口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 窒素酸化物を含有する温度６００℃から１１００℃
   の高温ガス中に、アンモニアまたはアンモニアの前駆物
   質と硫化水素とから成る添加剤を添加し、ガス中の窒素
   酸化物を除去する際の添加剤の供給方法において、該添
   加剤をガス中に供給するための分散管を高温ガス流れ方
   向に間隔をおいて、複数個設置し、これらの中から少な
   くとも１つ以上の選択された分散管から添加剤を供給す
   ることを特徴とする、高温ガス中への添加剤の供給方法
   。