JPS60137420A - Process for supplying reducing agent to combustion waste gas - Google Patents

Process for supplying reducing agent to combustion waste gas

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JPS60137420A
JPS60137420A JP58243592A JP24359283A JPS60137420A JP S60137420 A JPS60137420 A JP S60137420A JP 58243592 A JP58243592 A JP 58243592A JP 24359283 A JP24359283 A JP 24359283A JP S60137420 A JPS60137420 A JP S60137420A
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reducing agent
exhaust gas
header
nozzle
waste gas
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Abstract

PURPOSE:To disperse and mix a reducing agent uniformly in waste gas without increasing pressure drop in a process for supplying a reducing agent to combustion waste gas contg. NOx by injecting the reducing agent from a nozzle so as to collide with a header. CONSTITUTION:NH3-contg. air is introduced from an introducing port 12 for fluid contg. a reducing agent, and the air is ejected into waste gas from four nozzles through a header 14 and a branch pipe. The nozzles are provided to the upstream side of the flow of the waste gas than the header, and the reducing agent ejected from the nozzle is deflected by the flow of the waste gas toward the downstream side and is dispersed and mixed in the waste gas and collides in this state with the header, where it is dispersed and mixed uniformly and effectively. Following-up to the variation of the flow rate of the waste gas is performed easily by only controlling the flow rate of the reducing agent correspondingly.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の属する技術分野] 本発明は燃焼排ガスへの還元剤供給方法、より詳しくは
、ボイラ、工業炉等の燃焼装置から排出される燃焼排ガ
スに含ま机るNo、No2等の窒素酸化物<NO>を除
去するために供給される還元剤を、均一に排ガス中に分
散混合させるようにしたNo 含有燃焼排ガスへの還元
剤供給方法に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field to which the Invention Pertains] The present invention relates to a method for supplying a reducing agent to combustion exhaust gas, and more specifically, to a method for supplying a reducing agent to combustion exhaust gas, and more specifically, to supply a reducing agent to combustion exhaust gas such as a boiler, an industrial furnace, etc. The present invention relates to a method for supplying a reducing agent to a combustion exhaust gas containing No.sub.2, in which a reducing agent supplied to remove nitrogen oxides (NO) such as No. 2 is uniformly dispersed and mixed in the exhaust gas.

[従来技術] 燃焼排ガス中の窒素酸化物を除去する方法として数多く
のプロセスが開発されてきたが、酸化チタン系触媒の存
在下においてNH3を還元剤としで用いる選択的還元法
が主流となっている。この方法は、第1図に示すように
、ボイラ等の燃焼排ガス発生装置1がら熱交換器2を経
て還元装@3−に送られてきた燃焼排ガス中のNOを、
NH3供給源4から供給され更に分散用空気流量調節弁
5及び−分散用空気ブ0アロを介して送られる分散用空
気と混合されてヘッダ7がら放出されるNH3と、酸化
チタン系触媒N8で 4NO+4NH3+02→4N2+6H206N○2千
8NH3→7N2+12H2゜なる反応を行わせ、無害
なN2とH2Oに変化させて熱交換器9及びブロア1o
を介して煙突11から大気に排出するものである。
[Prior Art] Many processes have been developed to remove nitrogen oxides from combustion exhaust gas, but the mainstream is a selective reduction method that uses NH3 as a reducing agent in the presence of a titanium oxide catalyst. There is. As shown in FIG. 1, this method converts NO in the flue gas that is sent from a flue gas generator 1 such as a boiler to a reduction device @3- via a heat exchanger 2.
The NH3 supplied from the NH3 supply source 4 is further mixed with the dispersion air sent through the dispersion air flow control valve 5 and the dispersion air valve 0, and is released from the header 7, and the titanium oxide catalyst N8. 4NO+4NH3+02→4N2+6H206N○2,0008NH3→7N2+12H2゜The reaction is carried out to convert into harmless N2 and H2O, which are then transferred to heat exchanger 9 and blower 1o.
The gas is discharged into the atmosphere from the chimney 11 through the chimney 11.

このように、選択的還元方法では、排ガス中に稀薄濃度
で含まれるNo と還元剤NH3とが触媒の存在下で反
応することを前提とするが、この反応を効率良く行わせ
るためには、排ガス中でのNHの分散混合を充分に行う
ことが必要である。
In this way, the selective reduction method is based on the premise that No contained in exhaust gas at a dilute concentration reacts with the reducing agent NH3 in the presence of a catalyst, but in order to carry out this reaction efficiently, It is necessary to sufficiently disperse and mix NH in the exhaust gas.

3 しかしながら、従来のかかる還元法では、短い距離をも
って排ガス中に均一に分散混合するように還元剤を供給
することは不可能であった。このため、排ガスが不均一
な還元剤濃度分布をもったまま触!Il囮に到達すると
、還元剤濃度がNOx濃度よりも大きい排ガス部分では
、過剰分の還元剤が未反応のまま触媒層を通過する一方
、還元剤濃度がNo 111度よりも小さい排ガス部分
では、過剰分のNOが未反応のまま触媒層を通過づるこ
とにより、脱硝率の低下をひきおこづ−とともに、更に
未反応の還元剤により、触媒層後流機器に種々の1〜ラ
ブル例えば酸性亜硫酸アンモンの析出及びそれによる閉
塞、或は腐蝕等を生ずるという結果をしばしば招来して
いる。一方、均一な分散混合が行なわれるように還元剤
注入位置から触媒層までの距離を大きく取ると、排ガス
配管又はダクトが長くなり、装置の建設費が増大するこ
とや大きな敷地面積を必要とする等の経済的な面での不
利益が生ずる。この為、アンモニア供給ノズルの後流近
傍にアンモニア混合用の可動式邪魔棒または邪魔板を設
置し分散混合を図る方法(特開昭57−19020)も
あるが、これは別個の分散手段が必要なこと、圧力損失
が増大すること、邪魔棒。
3 However, with such conventional reduction methods, it has been impossible to supply the reducing agent so as to uniformly disperse and mix it in the exhaust gas over a short distance. For this reason, the exhaust gas has an uneven reducing agent concentration distribution. Upon reaching the Il decoy, in the exhaust gas portion where the reducing agent concentration is higher than the NOx concentration, the excess reducing agent passes through the catalyst layer unreacted, while in the exhaust gas portion where the reducing agent concentration is lower than the NOx concentration, Excess NO passes through the catalyst layer unreacted, causing a decrease in the denitrification rate, and furthermore, the unreacted reducing agent causes various kinds of trouble, such as acidic sulfite, to the downstream equipment of the catalyst layer. This often results in the precipitation of ammonium and the resulting blockage or corrosion. On the other hand, if the distance from the reducing agent injection position to the catalyst layer is increased to ensure uniform dispersion and mixing, the exhaust gas piping or duct will become longer, increasing the construction cost of the equipment and requiring a larger site area. There will be economic disadvantages such as For this reason, there is a method of installing a movable baffle bar or baffle plate for ammonia mixing near the wake of the ammonia supply nozzle to achieve dispersive mixing (Japanese Patent Laid-Open No. 57-19020), but this requires a separate dispersion means. This will increase the pressure loss and hinder the rod.

邪魔板が可動式であるため排ガス配管壁又はダクト壁へ
の取付部分のシールが非常に困難であること等多くの問
題がある。
Since the baffle plate is movable, there are many problems, including the fact that it is very difficult to seal the attachment portion to the exhaust gas pipe wall or duct wall.

更に、′選択的還元法では、ボイラ等の負荷変動に対し
て容易に追従できることか、脱硝率の維持、還元剤の経
済性、触媒層後流機器の運転性等の面から不可欠である
。しかるに、従来の方法では、ダクト内に邪魔板など圧
力損失を増大させるような別個の分散手段や、上述の妃
き故障の原因となり易い機械的可動部を設けて対処して
いるにすぎない。
Furthermore, in the selective reduction method, it is essential to be able to easily follow the load fluctuations of the boiler etc., to maintain the denitrification rate, to use the reducing agent economically, to to operate the equipment downstream of the catalyst bed, etc. However, conventional methods merely provide a separate dispersion means such as a baffle plate in the duct that increases pressure loss, and mechanically movable parts that are likely to cause the above-mentioned failure.

[発明の目的] 本発明は従来技術が有する上記欠点を解決するためにな
されたものである。即ち本発明の目的は、別個の分散手
段を用いずに特に圧力損失の増大をひきおこすことなく
、還元剤を短い距離をもって燃焼排ガス中に均一に分散
混合させることができ、かつボイラ等の負荷変動に対し
て容易に追従することができる燃焼排ガスへの還元剤供
給方法を提供することにある。
[Object of the Invention] The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art. That is, the object of the present invention is to be able to uniformly disperse and mix the reducing agent in the combustion exhaust gas over a short distance without using a separate dispersion means or without causing an increase in pressure loss, and to reduce the load fluctuations of boilers, etc. It is an object of the present invention to provide a method for supplying a reducing agent to combustion exhaust gas that can easily follow the above.

[発明の要旨] 本発明は、燃焼排ガスへの還元剤供給方法において、還
元剤含有流体をヘッダに導入し、該ヘッダの燃焼排ガス
上流側に位置するように設けたノズルから該還元剤含有
流体が該ヘッダに衝突するような軌跡を描くように該還
元剤含有流体を燃焼排ガス中に噴出させることを特徴と
する燃焼排ガスへの還元剤供給方法である。
[Summary of the Invention] The present invention provides a method for supplying a reducing agent to combustion exhaust gas, in which a reducing agent-containing fluid is introduced into a header, and the reducing agent-containing fluid is introduced from a nozzle located upstream of the combustion exhaust gas in the header. This is a method for supplying a reducing agent to combustion exhaust gas, characterized in that the reducing agent-containing fluid is ejected into the combustion exhaust gas so as to draw a trajectory such that the fluid collides with the header.

本発明は上記のような構成を有するからノズルから噴出
された還元剤含有流体は排ガスの流れによって排ガスの
下流側に押し曲けられ排ガス中に分散混合されながら排
ガスと共にヘッダに衝突し、そこで流れが著しく乱され
ることによって極めて効果的に分散混合され、排ガスと
還元剤含有流体は前記ヘッダの後流部では均一に混合さ
れた状態になるので、還元剤を短い距離をもって燃焼排
ガス中に均一に分散混合させることができる。
Since the present invention has the above-described configuration, the reducing agent-containing fluid ejected from the nozzle is pushed toward the downstream side of the exhaust gas by the flow of the exhaust gas, is dispersed and mixed in the exhaust gas, and collides with the header together with the exhaust gas, where the fluid flows. The exhaust gas and the reducing agent-containing fluid are uniformly mixed at the downstream part of the header, so that the reducing agent is uniformly mixed into the combustion exhaust gas over a short distance. can be dispersed and mixed.

また、ボイラ等の排ガス発生装置の負荷の変動により排
ガス流量及び排ガス中のNOa度が変動じた場合には、
これらに応じてそれぞれ還元剤分散用流体の流量及び還
元剤の供給量を制御するだけで容易に追従することがで
きるが、次にこれについて説明する。
In addition, if the exhaust gas flow rate and NOa degree in the exhaust gas change due to changes in the load of the exhaust gas generator such as a boiler,
These can be easily followed by simply controlling the flow rate of the reducing agent dispersion fluid and the supply amount of the reducing agent, respectively, which will be explained next.

ノズルから噴出された還元剤含有流体の排ガスの流れの
中での軌跡は様々な要因によって変化するので、本発明
の特徴とする、ヘッダに衝突するような軌跡を描くよう
にするためには、軌跡を変化させる要因について適当な
方法によって制御する必要があるa還元剤含有流体の軌
跡を変化させる要因の主なものは、排ガス流量、還元剤
含有流体の流量、ノズルの形状及び取付角度、ノズルと
ヘッダとの距離、排ガス配管又はダクトの口径であるが
、これらはそれぞれ上記軌跡の変化要因として相互に複
雑に相関するので、ヘッダに衝突するような軌跡を描か
せるために、それらの値を一義的に特定することはでき
ない。しかしながら、これらのうち排ガス流量について
は、ボイラ等の排ガス発生装置の設計条件により標準的
な値が定まるものであるから、これに合せて前記の排ガ
ス配管又はダクトの口径も所定のものに設定される。
The trajectory of the reducing agent-containing fluid ejected from the nozzle in the exhaust gas flow changes depending on various factors, so in order to draw a trajectory that collides with the header, which is a feature of the present invention, it is necessary to The factors that change the trajectory need to be controlled by an appropriate method.a The main factors that change the trajectory of the reducing agent-containing fluid are the exhaust gas flow rate, the flow rate of the reducing agent-containing fluid, the shape and installation angle of the nozzle, and the nozzle size. and the header, and the diameter of the exhaust gas piping or duct, but these are factors that change the above trajectory in a complex manner, so in order to draw a trajectory that collides with the header, these values must be adjusted. It cannot be uniquely identified. However, among these, the standard value for the exhaust gas flow rate is determined by the design conditions of the exhaust gas generating device such as a boiler, so the diameter of the exhaust gas piping or duct is also set to a predetermined value accordingly. Ru.

また排ガスの流量及び排ガス中のNo の濃度のそれぞ
れの標準的な値に対応して、還元剤供給量及び還元剤含
有流体の流量についても好ましい標準的な値を設定する
ことができ、これらに基づいてノズルの形状及び取イ」
角度並びにノズルとヘッダとの距離などの還元剤供給装
置の構成を、ノズルから噴出された還元剤含有流体が排
ガス中でヘッダに衝突するような軌跡を描くように設計
することかできる。このようにして、排ガス発生装置の
設計条件に基づいて本発明の方法を実施することのでき
る装置を設置1ツることができ、排ガス発生装置が設計
条件と同じ状態(定常状態)で運転されている場合に、
前記のようにして設計した還元剤供給装置によって、ノ
ズルから噴出された還元剤含有流体が常にヘッダに衝突
するような軌跡を描くようにすることができる。
In addition, preferred standard values can be set for the reducing agent supply amount and the reducing agent-containing fluid flow rate in accordance with the respective standard values of the exhaust gas flow rate and the concentration of No. 2 in the exhaust gas. Based on the shape and shape of the nozzle
The configuration of the reducing agent supply device, such as the angle and the distance between the nozzle and the header, can be designed such that the reducing agent-containing fluid ejected from the nozzle follows a trajectory that impinges on the header in the exhaust gas. In this way, it is possible to install a device capable of implementing the method of the present invention based on the design conditions of the exhaust gas generator, and the exhaust gas generator is operated under the same conditions as the design conditions (steady state). If you are
With the reducing agent supply device designed as described above, the reducing agent-containing fluid ejected from the nozzle can draw a trajectory such that it always collides with the header.

しかしながら、ボイラ等は常に、上述のごとき設計条件
と同じ定常状態で運転されているわけではなく、負荷の
変動、燃料の種類などにより排ガス流量及び排ガス中の
No ′を度が変動する。前記したように、還元剤含有
流体の軌跡は相互に複雑に関連した種々の要因によって
変化するが、こうしたボイラー等の負荷変動に対して、
本発明の方法においては、ノズルの形状等の装置的要因
には何ら手を加えることなく還元剤含有流体の流量を変
動させるだけで、追従させることができる。
However, boilers and the like are not always operated under the same steady state as the above-mentioned design conditions, and the exhaust gas flow rate and No' in the exhaust gas fluctuate depending on changes in load, type of fuel, etc. As mentioned above, the trajectory of the reducing agent-containing fluid changes depending on various factors that are intricately related to each other.
In the method of the present invention, it is possible to follow the flow rate of the reducing agent-containing fluid by simply changing the flow rate of the reducing agent-containing fluid without making any changes to equipment factors such as the shape of the nozzle.

即ち、排ガス流量の変動に対しては、検出された排ガス
流口に応じて還元剤の量をNo の量の変動に対応させ
るとともに、還元剤を担持する分散用流体流量を制御i
l]することにより、還元剤含有流体が常にヘッダに衝
突するような軌跡を描くようにづることができる。
That is, in response to fluctuations in the exhaust gas flow rate, the amount of reducing agent is adjusted to correspond to fluctuations in the amount of No. 2 according to the detected exhaust gas flow port, and the flow rate of the dispersion fluid carrying the reducing agent is controlled.
l], it is possible to draw a trajectory in which the reducing agent-containing fluid always collides with the header.

次に、排ガス中のNo il1度の変動に対しては、N
o の量の変動に対応させて還元剤供給量のみを制御す
る。即ち、還元剤と排ガス中に稀薄濃度で含まれるNo
 とを効率良く反応させるためには、還元剤を排ガス中
に充分均一に゛分散させなげればならない。そのために
は、還元剤を担持する分散用流体は還元剤供給量の標準
的な値の数十倍の流口として、還元剤を分散用流体中に
あらかじめ分散させた状態で、排ガス中に噴出させる。
Next, for a 1 degree fluctuation in the exhaust gas, N
Only the amount of reducing agent supplied is controlled in response to variations in the amount of o. In other words, the NO contained in the reducing agent and the exhaust gas at a dilute concentration
In order to react efficiently, the reducing agent must be sufficiently uniformly dispersed in the exhaust gas. To achieve this, the dispersion fluid that carries the reducing agent must have a flow opening several tens of times larger than the standard value of the reducing agent supply amount, and the reducing agent must be pre-dispersed in the dispersion fluid before being ejected into the exhaust gas. let

これを還元剤を直接排ガス中に供給した場合とヌ1比す
ると、その数十倍の流量の還元剤含有流体が排ガス中に
供給されることになるから、排ガス中への還元剤の分散
が効果的に行われる。従って、還元剤の供給量をNOの
変動に応じて変化させても、還元剤含有流体の大部分を
占める分散用流体の流量は変化させないので、jp元剤
含有流体の流量は、還元剤供給量の変動前とほとんど変
わらないから、ノズルから噴出された還元剤含有流体が
還元剤供給量の変動前と同様に、ヘッダに衝突づるよう
な軌跡を描くようにすることができる。
Comparing this to the case where the reducing agent is directly supplied into the exhaust gas, the reducing agent-containing fluid is supplied into the exhaust gas at a flow rate several tens of times that of the case where the reducing agent is directly supplied into the exhaust gas, so the dispersion of the reducing agent into the exhaust gas is reduced. done effectively. Therefore, even if the supply amount of the reducing agent is changed according to the fluctuation of NO, the flow rate of the dispersion fluid, which accounts for the majority of the reducing agent-containing fluid, does not change. Since the amount is almost the same as before the change, the reducing agent-containing fluid ejected from the nozzle can be made to follow a trajectory that collides with the header in the same way as before the change in the reducing agent supply amount.

また排ガス流量及びNo を度が同時に変動した場合に
は、−F記のように分散用流体流量の制御と還元剤供給
量の制御はそれぞれ別個に行うことができるから、この
二つの制御を組み合せて行うことにより、ノズルから噴
出された還元剤含有流体が常にヘッダに衝突するような
軌跡を描くようにすることができる。尚、本発明におい
てはjマ元剤分散用流体として空気、窒素、燃焼排ガス
、不活性ガス等を使用できるが、通常の場合空気を用い
ることが簡便である。また、還元剤含有流体噴出ノズル
は、ヘッダに分岐管を設けてその先に取り付けても良い
し、またヘッダに直接取りイ」けても良い。更にノズル
は排ガスの流れ方向に対向するように設けることもでき
るが、この場合には、ノズルの噴出口に排ガスが直接当
たるために、排ガス中に含まれるダストによってノズル
が目詰まりを起こすことがある。これを防止するために
、ノズルは排ガスの流れに対向しないように角度をなし
て設けるのが好ましい。また、ヘッダの分散湿合別能を
更に促進させるために、排ガスに対して許容される圧力
損失内であれば、フィン等のような突起をヘッダにとり
つけることも可能である。
Furthermore, if the exhaust gas flow rate and No. fluctuate at the same time, the control of the dispersion fluid flow rate and the reducing agent supply amount can be performed separately as shown in -F, so these two types of control can be combined. By doing so, the reducing agent-containing fluid ejected from the nozzle can draw a trajectory such that it always collides with the header. In the present invention, air, nitrogen, combustion exhaust gas, inert gas, etc. can be used as the fluid for dispersing the j-base agent, but it is usually convenient to use air. Further, the reducing agent-containing fluid ejection nozzle may be attached to the header by providing a branch pipe thereto, or may be directly attached to the header. Furthermore, the nozzle can be installed so as to face the flow direction of the exhaust gas, but in this case, the exhaust gas directly hits the nozzle nozzle, which may cause the nozzle to become clogged with dust contained in the exhaust gas. be. To prevent this, the nozzle is preferably provided at an angle so as not to face the flow of exhaust gas. Further, in order to further promote the dispersion and moisture dispersion ability of the header, it is also possible to attach protrusions such as fins to the header as long as the pressure loss against the exhaust gas is within the allowable range.

[実験例による説明] 次に、本発明の方法をより良く叩解せしめる為に還元剤
含有流体、排ガスともモナルガスを用いて行った分散状
態の観察実験について説明する。
[Explanation based on Experimental Examples] Next, a dispersion state observation experiment conducted using Monal gas as both the reducing agent-containing fluid and the exhaust gas will be described in order to improve the beating of the method of the present invention.

本実験例では排ガスに相当するものとして空気を、還元
剤に相当するものとして発煙筒により発生せしめた白煙
を使用した。
In this experimental example, air was used as the exhaust gas, and white smoke generated by a smoke tube was used as the reducing agent.

空気を目視可能な風洞に流し、白煙を分散用空気と共に
ヘッダに導入し、該ヘッダに設けた分岐管をへて、分岐
管先端部近傍に配設したノズルから白煙含有流体を空気
中に噴出させ、その白煙の分散状態を観察した。
Air is flowed through a visible wind tunnel, white smoke is introduced into a header together with dispersion air, and a fluid containing white smoke is introduced into the air through a branch pipe installed in the header and from a nozzle located near the tip of the branch pipe. The state of dispersion of the white smoke was observed.

本発明では、既に述べたように、還元剤を分散用流体に
担持させて還元剤含有流体としてノズルから排ガス中に
噴出させるに際し、分散用流体の流量は還元剤の標準的
な量の数−1倍としている。
In the present invention, as described above, when the reducing agent is supported in the dispersing fluid and is ejected from the nozzle into the exhaust gas as the reducing agent-containing fluid, the flow rate of the dispersing fluid is set to the standard amount of the reducing agent - It is assumed to be 1 times.

そこで本実験例においても、白煙に対して分散用空気を
その数十倍の流量とした。従って白煙の分散状態は、実
際の還元剤分散状態とほぼ同じであると見なすことがで
きる。
Therefore, in this experimental example as well, the flow rate of dispersion air was set to be several tens of times higher than that of white smoke. Therefore, the state of dispersion of white smoke can be considered to be almost the same as the state of dispersion of the actual reducing agent.

第2図は上記に基づく実験結果を示すものである。矢印
は風洞の中を空気が流れる方向を示す。
FIG. 2 shows the experimental results based on the above. Arrows indicate the direction in which air flows through the wind tunnel.

本装置は、ヘッダ14と、該ヘッダに対し前記空気の流
れの上流側に空気の流れの方向と直交する方向に配設さ
れたノズル15とを備えている。
This device includes a header 14 and a nozzle 15 disposed on the upstream side of the header in a direction perpendicular to the direction of the air flow.

上記構成の装置を用いた本実験例においては、白煙はヘ
ッダ14から分岐管16をへてノズル15がら空気中に
、空気の流れに対して直交する方向に噴出される。ノズ
ルから噴出された白煙は、空気の流れによって下流側に
押しまげられ空気中に分散混合されながら空気と共にヘ
ッダに衝突し、そこで流れが箸しく乱されることによっ
て極めて効果的に分散混合され、空気と白煙は前記ヘッ
ダの後流部では均一に温合さ机た状態になるので、白煙
を短い距離をもって空気中に均一に分散混合させること
ができることが確認された。
In this experimental example using the apparatus configured as described above, white smoke is ejected from the header 14 through the branch pipe 16 into the air through the nozzle 15 in a direction perpendicular to the air flow. The white smoke ejected from the nozzle is pushed downstream by the air flow, and while being dispersed and mixed in the air, it collides with the header with the air, where the flow is violently disturbed, resulting in extremely effective dispersion and mixing. It was confirmed that since the air and white smoke are heated uniformly in the downstream part of the header, the white smoke can be uniformly dispersed and mixed in the air over a short distance.

第3図及び第4図は別の実験結果を示すもので、第3図
は第2図の場合に対比してヘッダの挿入方向を90度変
えたものであり、第4図はヘッダを2本設けたものであ
るが、どちらも第2図と同様に白煙が空気とともにヘッ
ダに衝突することによって、白煙を短い距離をもって空
気中に均一に分散混合させることができることが確認さ
れた。
Figures 3 and 4 show different experimental results. Figure 3 shows the insertion direction of the header changed by 90 degrees compared to the case of Figure 2, and Figure 4 shows the header inserted 2 times. In both cases, it was confirmed that by colliding with the header together with the air, the white smoke could be uniformly dispersed and mixed in the air over a short distance, as in Fig. 2.

また第5図、第6図及び第7図は、比較実験の結果を示
すものである。
Moreover, FIGS. 5, 6, and 7 show the results of comparative experiments.

第5図では、ノズル15はヘッダに対して空気の流れの
下流側に配設され、白煙は空気の流れに平行に噴出され
ているが、白煙は単に下流に向がって流れるだけで、本
観察実験の距離の範囲内では均一に分散していない。
In Fig. 5, the nozzle 15 is arranged downstream of the air flow with respect to the header, and the white smoke is ejected parallel to the air flow, but the white smoke simply flows downstream. Therefore, it is not uniformly distributed within the distance range of this observation experiment.

第6図においては、白煙は、空気の流れに対してヘッダ
14の下流側に配設されたノズル15がら空気の流れと
直交する方向に噴出されているが、白煙は空気の流れに
よって下流側に押し曲げられるだけで、本観察実験の距
離の範囲内では均一に分散していない。
In FIG. 6, white smoke is ejected from a nozzle 15 disposed on the downstream side of the header 14 with respect to the air flow in a direction perpendicular to the air flow. They are simply pushed downstream and are not evenly dispersed within the distance range of this observation experiment.

第7図では、白煙は、空気の流れに対してヘッダ14の
上流側に配設されたノズル15がら空気の流れと直交す
る方向に噴出されているが、分散用空気の流量が不適当
であるため、白煙はヘッダ14に衝突せず、本観察実験
の距離の範囲内では均一に分散していない。
In FIG. 7, white smoke is ejected from the nozzle 15 disposed upstream of the header 14 in a direction perpendicular to the air flow, but the flow rate of the dispersion air is inappropriate. Therefore, the white smoke does not collide with the header 14 and is not uniformly dispersed within the distance range of this observation experiment.

以上の実験における分散状態の観察から明らかなように
、本発明の方法では、ノズルをヘッダに対し上流側に位
置するとともに、ヘッダに衝突するように還元剤含有流
体をノズルから噴出させるようにすることにより、還元
剤を短い距離をもって燃焼排ガス中に均一に分散混合せ
しめることができるものである。
As is clear from the observation of the dispersion state in the above experiments, in the method of the present invention, the nozzle is located upstream of the header, and the reducing agent-containing fluid is ejected from the nozzle so as to collide with the header. This allows the reducing agent to be uniformly dispersed and mixed into the combustion exhaust gas over a short distance.

第8図及び第9図は、空気流量を第4図で示された実験
における空気流量の2分の1にした時の実験結果を示す
もので、第8図は、白煙を担持づる分散用空気流量を制
御して減少させ、白煙がヘッダ14に衝突するようにし
たとき、第9図は白煙を担持する分散用空気流量を第4
図で示された実験の分散用空気流量と同Qのままとして
特に制御しなかったときの実験結果を、それぞれ示すも
のである。第8図の場合は、第4図の場合とまったく同
様に、白煙はヘッダ14に衝突することによって空気中
に均一に分散しているが、第9図の場合は白煙はヘッダ
14に衝突せず空気中に均一に分散していない。この実
験から明らかなように、本発明によればボイラ等の負荷
変動により排ガス流口が変動した場合にも、分散用空気
流量を制御するだけで、容易に追従できるものである。
Figures 8 and 9 show the experimental results when the air flow rate was reduced to half of the air flow rate in the experiment shown in Figure 4. Figure 8 shows the results of the dispersion carrying white smoke. When the dispersion air flow rate is controlled and decreased so that the white smoke collides with the header 14, FIG.
The experimental results are shown in which the dispersion air flow rate in the experiment shown in the figure was kept at the same Q as that without any particular control. In the case of FIG. 8, just as in the case of FIG. 4, the white smoke hits the header 14 and is evenly dispersed in the air, but in the case of FIG. 9, the white smoke hits the header 14. They do not collide and are not evenly dispersed in the air. As is clear from this experiment, according to the present invention, even if the exhaust gas flow port fluctuates due to load fluctuations in the boiler, etc., it can be easily followed by simply controlling the dispersion air flow rate.

[実施例及び比較例による説明] 実際に燃焼排ガスに含まれる窒素酸化物を除去するため
に還元剤を供給した実帷例及び比較例を示す。
[Explanation based on Examples and Comparative Examples] Practical examples and comparative examples in which a reducing agent was actually supplied to remove nitrogen oxides contained in combustion exhaust gas will be shown.

実施例1 No を180ppm含有する350’Cの排ガス10
.0OON TIl’ /時を、酸化ヂタン触媒の存在
下でN、 1−13を用いて処理した。使用した装置の
概要を第10A及び10B図に示づ。
Example 1 Exhaust gas 10 at 350'C containing 180 ppm of No.
.. 00ON TIl'/h were treated with N, 1-13 in the presence of titane oxide catalyst. An overview of the equipment used is shown in Figures 10A and 10B.

2本のヘッダ14は、水平に設置されたダクト13の側
壁の上端より4分の1及び4分の3の高さの部分に、外
部から挿入されている。2本のヘッダ14は、ダクト1
3の外部で連通してJ3す、その連通部の中央に還元剤
含有流体の導入口12が設けられている。各ヘッダ14
から2本ずつ計4本の分岐管16が、ヘッダ14に対し
て排ガスの流れの上流側に設けられており、それぞれの
分岐管16の先端部分に、ノズル15が計4個配設され
ている。前記ノズルの取付は方向は、上の分岐管のノズ
ルは鉛直方向下向きであり、下の分岐管のノズルは鉛直
方向上向きである。
The two headers 14 are inserted from the outside into portions of the horizontally installed side wall of the duct 13 at a height of one quarter and three quarters from the upper end. The two headers 14 are connected to the duct 1
An inlet 12 for a reducing agent-containing fluid is provided at the center of the communicating portion. Each header 14
A total of four branch pipes 16, two from each, are provided on the upstream side of the flow of exhaust gas with respect to the header 14, and a total of four nozzles 15 are arranged at the tip of each branch pipe 16. There is. The nozzles are attached in such a way that the nozzles on the upper branch pipe face vertically downward, and the nozzles on the lower branch pipe face vertically upward.

ダクト13の断面は1000 mm平方、ヘッダ14の
呼径は100m、還元剤含有流体の19人口12の呼径
は100m、導入口12がらヘッダ14の先端までの長
さは1ooo、、ヘッダ14がらノズル15までの長さ
は450mm、分岐間16の長さは500順、ノズル1
5から触媒層8までの距離は200011111であっ
た。
The cross section of the duct 13 is 1000 mm square, the nominal diameter of the header 14 is 100 m, the nominal diameter of the reducing agent-containing fluid 19 is 100 m, and the length from the inlet 12 to the tip of the header 14 is 100 mm. The length to nozzle 15 is 450 mm, the length between branches 16 is in order of 500, nozzle 1
The distance from 5 to catalyst layer 8 was 200011111.

まず、還元剤含有流体導入口12より、NH31,8N
+n’/時を空気8ON+n3/時に混合させたNH3
含有空気を導入し、ヘッダ14及び分岐管16をへて4
個のノズル15から排ガス中に噴出させた。そして、触
媒層8の下流500mの位置でダクト内の高さ100t
ra、 300mm、 500mm。
First, from the reducing agent-containing fluid inlet 12, NH31, 8N
+n'/hour mixed with 8ON air+n3/hour NH3
Contained air is introduced and passed through the header 14 and the branch pipe 16 to the 4
It was ejected into the exhaust gas from the nozzles 15. The height inside the duct is 100t at a position 500m downstream of the catalyst layer 8.
ra, 300mm, 500mm.

700yvn及び900mの5点で排ガスをサンプリン
グし、NoX濃度検出器17を用いてNoX1度番測定
した。測定結果は第11図に示すとおりであり、どの高
さにおいても出口No 濃度は10ppm程度であり、
本実施例1の方法によりNH3の排ガスへの分散混合が
ほぼ均一に行なわれたことが明らかとなった。
Exhaust gas was sampled at five points at 700 yvn and 900 m, and NoX concentration was measured using the NoX concentration detector 17. The measurement results are shown in Figure 11, and the outlet No. concentration is about 10 ppm at any height.
It was revealed that the method of Example 1 enabled substantially uniform dispersion and mixing of NH3 into the exhaust gas.

匿殻贋 ノズルをヘッダに対し排ガスの流れの下流側に配設した
装置を用いて、排ガスを処理した。排ガス及びNH3含
有空気の組成、流G等は、実施例1と同じであった。使
用した装置の概要を第12A及び12B図、第13A及
び13B図並びに第14A及び14B図に示す。第12
A及び12B図は、ノズルが上記のように配設されてい
る以外は実施例1の装置第10A及び10B図と同じで
あり、第13A及び13B図ではノズルの配設方法及び
ノズルから触媒層までの距離を実施例1の2倍即ち40
00朧にしたこと、第14A及び14B図ではノズルの
配設方法及びヘッダを4本設りそれぞれのヘッダに、先
端部にノズルを配設した分岐管を4本ずつ設けてノズル
数を実施例1の4倍即ち16本にしたことが、実施例1
の装置第10A及び10B図と異なる。
Exhaust gas was treated using a device in which a shell counterfeit nozzle was placed downstream of the exhaust gas flow with respect to the header. The composition of exhaust gas and NH3-containing air, flow G, etc. were the same as in Example 1. An outline of the apparatus used is shown in FIGS. 12A and 12B, 13A and 13B, and 14A and 14B. 12th
Figures A and 12B are the same as Figures 10A and 10B of the device of Example 1, except that the nozzles are arranged as described above, and Figures 13A and 13B show how the nozzles are arranged and how the catalyst layer is separated from the nozzles. The distance to
00 Oboro, and Figures 14A and 14B show the nozzle arrangement method and the number of nozzles by providing four headers and four branch pipes each with a nozzle at the tip. In Example 1, the number was 4 times 1, that is, 16.
10A and 10B.

実施例1と同様に行った処理後の排ガス中のNo 濃度
の測定結果を第15図に示した。第15図においてO印
は第12A及び12B図の装置を用いた場合、O印は第
13A及び13B図の装置を用いた場合、Δ印は第14
A及び14B図の装置を用いた場合をそれぞれ示してい
る。
The measurement results of the No 2 concentration in the exhaust gas after the treatment performed in the same manner as in Example 1 are shown in FIG. In Fig. 15, the O mark is when the apparatus shown in Figs. 12A and 12B is used, the O mark is when the apparatus shown in Figs. 13A and 13B is used, and the Δ mark is the
The cases in which the apparatuses in Figures A and 14B are used are shown, respectively.

比較例の結果(第15図)を本発明の実施例1の結果(
第11図O印)と比較すると、ノズル数とノズルから触
媒層までの距離が共に同条件の場合(第15図・印)で
は、No i15度分布は水元明の実施例1に比べて激
しいばらつきをもち、次にノズル数が実施例1と同じで
ノズルから触媒層までの距離が2倍の場合(第15図○
印)でも、本発明の実施例1よりNo 1度分布にばら
つきをもち、NH3の分散が充分行われなかったことを
示している。また、ノズル数が実施例1の4倍でノズル
から触媒層までの距離が同じ場合(第15図△印)には
、実施例1とほぼ同様の結果かみられ、本発明の実施例
1とほぼ同程度に濃度分布が均一となっており、NH3
の分散が充分前なわれていたことが示されている。上記
の結果より、NH3含有空気が排ガスと共にヘッダに衝
突し均一分散が充分前なわれることによって、実施例1
では、比較例に対して混合距離をおよそ2分の1及びノ
ズル数をおよそ4分の1にできるということかねかった
The results of the comparative example (Fig. 15) are compared with the results of Example 1 of the present invention (Fig.
When the number of nozzles and the distance from the nozzle to the catalyst layer are both the same (marked in Figure 15), the No i15 degree distribution is lower than that in Example 1 of Akira Mizumoto. If the number of nozzles is the same as in Example 1 but the distance from the nozzle to the catalyst layer is twice (Fig. 15)
Even in Example 1 of the present invention, there was variation in the No. 1 degree distribution, indicating that NH3 was not sufficiently dispersed. Furthermore, when the number of nozzles is four times that of Example 1 and the distance from the nozzle to the catalyst layer is the same (indicated by △ in Fig. 15), almost the same results as Example 1 are observed, and the results are similar to those of Example 1 of the present invention. The concentration distribution is almost uniform, and NH3
It is shown that the dispersion of the particles had occurred well in advance. From the above results, it can be seen that the NH3-containing air collides with the header together with the exhaust gas and is sufficiently uniformly dispersed in Example 1.
In this case, it was possible to reduce the mixing distance to about 1/2 and the number of nozzles to about 1/4 compared to the comparative example.

実施例2 燃焼排ガス流量及びNH3供給量を2分の1に減少させ
て排ガス処理を行った。排ガス中のNo 濃度及び装置
の構成は実施例1と同じであった。
Example 2 Exhaust gas treatment was performed by reducing the combustion exhaust gas flow rate and the NH3 supply amount to one half. The No 2 concentration in the exhaust gas and the configuration of the device were the same as in Example 1.

ここでは、ノズルから噴出されたN l−13含有空気
が、ヘッダに衝突するような軌跡を描くように、排ガス
流量の減少に応じて分散用空気流量を制御し減少させた
ときと、実施例1の分散用空気の流mと同量にして制御
しなかったときとを比較した。
Here, we will discuss the case where the dispersion air flow rate is controlled and decreased in accordance with the decrease in the exhaust gas flow rate so that the N l-13-containing air ejected from the nozzle draws a trajectory that collides with the header, and the example A comparison was made between the dispersion air flow m of No. 1 and the case where the flow rate was the same and was not controlled.

実施例1と同様に行った処理後の排ガス中のNo 濃度
の測定結果を第16図に示す。分散用空気vl■を制御
した場合(第16図○印)、No 1度分布が均一であ
りNH3の分散が充分× に行なわれたことを示しているが、分散用空気流星を制
御しなかった場合(第16図O印)、NO濃度分布にば
らつきをもちNH3の分散が充分に行われなかったこと
を示している。叩も、本発明の方法により、排ガス流量
の変動に対しては還元剤供給量及び分散用空気流量を制
御するだtプで容易に追従できるということがわかる。
FIG. 16 shows the measurement results of the No 2 concentration in the exhaust gas after the treatment performed in the same manner as in Example 1. When the dispersion air vl■ was controlled (○ mark in Figure 16), the No. 1 degree distribution was uniform, indicating that NH3 was sufficiently dispersed, but when the dispersion air meteor was not controlled. In this case (marked O in Fig. 16), the NO concentration distribution varied, indicating that NH3 was not sufficiently dispersed. It can also be seen that by the method of the present invention, fluctuations in the exhaust gas flow rate can be easily followed by controlling the reducing agent supply amount and the dispersion air flow rate.

「発明の効果〕 以上から明らかなように本発明によれば次のような特別
顕著な効果を奏づることができる。
"Effects of the Invention" As is clear from the above, the present invention can produce the following particularly remarkable effects.

先ず、従来よりも短い距離をもって、還元剤の排ガス中
への均一な分散混合を確実に行うことができる。これに
より従来提案されてきた圧力損失の増大をひきおこすよ
うな別個の分散手段や、故障の原因となりやすく取付部
分のシールが非常に困難な機械的可動部等を設ける必要
がなく、更に、排ガス配管又はダクトを短くし、又ノズ
ルの数を大幅に減らすことができるので、装置の構造を
能単にすることができる。従って、敷地面積を節約し、
装置費及び運転費を安価にすることができる。
First, it is possible to ensure uniform dispersion and mixing of the reducing agent into the exhaust gas over a shorter distance than in the past. This eliminates the need for separate dispersion means that would increase pressure loss, as has been proposed in the past, or for mechanically moving parts that are prone to failure and are extremely difficult to seal at the installation part. Alternatively, since the duct can be shortened and the number of nozzles can be significantly reduced, the structure of the device can be made more efficient. Therefore, the site area is saved and
Equipment costs and operating costs can be reduced.

次に、排ガス流量及びNOxの最の変動に対して、還元
剤分散用流体の原因及び還元剤供給量の簡単な制御によ
りきわめて容易に追従づることができる。このことによ
り、富に高い脱硝率が得られるから、還元剤を効果的に
使用できるとともに、触媒層後流勢器における閉塞や腐
蝕等のトラブルを防止することができる。従って、特別
な熟練工を要せず、経済的で安定した運転を行うことが
できる。
Next, it is possible to very easily follow the fluctuations in the exhaust gas flow rate and NOx by simply controlling the cause of the reducing agent dispersion fluid and the reducing agent supply amount. As a result, a very high denitrification rate can be obtained, so that the reducing agent can be used effectively, and troubles such as blockage and corrosion in the catalyst bed flow insulator can be prevented. Therefore, economical and stable operation can be performed without requiring special skilled workers.

[発明の応用分野] 本弁明は、先に述べたような構成を有し上述のような数
々の優れた特徴を備えているので、乾式の排煙脱硫法に
おける反応剤を供給りる場合等に於ても適用できるもの
である。
[Field of Application of the Invention] The present invention has the above-mentioned structure and the many excellent features described above, and is therefore applicable to cases where a reactant is supplied in a dry flue gas desulfurization method, etc. It can also be applied to

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は選択的3二元法の実施装置を示す系統図、第2
図、第3図、第4図及び第8図は本発明の実験結果をそ
れぞれ示す概略図、第5図、第6図。 第7図及び第9図は比較実験結果をそれぞれ示づ概略図
、第10A図は本発明の実施例の装置の正面図、第10
B図は第10A図の装置の側面図、第11図及び第16
図は本発明の実施例の結果を示づグラフ図、第12A及
び12B図、第13A及び13B図並びに第14A及び
148図はそれぞれ比較例の装置を示す第10A及び1
0B図と同様な図、第15図は比較例の結果を示すグラ
フ図である。 12・・・還元剤含有流体導入口、13・・・排ガス配
管又はダクト、14・・・ヘッダ、15・・ノズル、1
第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図
Figure 1 is a system diagram showing an apparatus for implementing the selective three-binary method;
3, 4, and 8 are schematic diagrams, FIG. 5, and FIG. 6, respectively, showing experimental results of the present invention. 7 and 9 are schematic diagrams showing the results of comparative experiments, FIG. 10A is a front view of the apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG.
Figure B is a side view of the device in Figure 10A, Figures 11 and 16.
12A and 12B, 13A and 13B, and 14A and 148 are graphs showing the results of the example of the present invention, and FIGS.
FIG. 15, which is similar to FIG. 0B, is a graph showing the results of a comparative example. 12...Reducing agent-containing fluid inlet, 13...Exhaust gas piping or duct, 14...Header, 15...Nozzle, 1
Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 燃焼排ガスへの還元剤供給方法において、還元剤含有流
体をヘッダに導入し、該ヘッダの燃焼排ガス上流側に位
置するように設けたノズルから該還元剤含有流体が該ヘ
ッダに衝突するような軌跡を描ぐように該還元剤含有流
体を燃焼排ガス中に噴出させることを特徴とする燃焼排
ガスへの還元剤供給方法。
In a method for supplying a reducing agent to combustion exhaust gas, a reducing agent-containing fluid is introduced into a header, and the reducing agent-containing fluid collides with the header from a nozzle located upstream of the combustion exhaust gas of the header. 1. A method for supplying a reducing agent to combustion exhaust gas, the method comprising jetting the reducing agent-containing fluid into the combustion exhaust gas as shown in FIG.
JP58243592A 1983-12-23 1983-12-23 Process for supplying reducing agent to combustion waste gas Granted JPS60137420A (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5218257A (en) * 1975-07-31 1977-02-10 Seitetsu Kagaku Co Ltd Uniform mixing equipment for micro gas to mass gas flow

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5218257A (en) * 1975-07-31 1977-02-10 Seitetsu Kagaku Co Ltd Uniform mixing equipment for micro gas to mass gas flow

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