JPS62176523A

JPS62176523A - 脱硝処理装置

Info

Publication number: JPS62176523A
Application number: JP61015334A
Authority: JP
Inventors: Toshimichi Wada; 敏通和田; Tomihisa Ishikawa; 石川　富久; Isato Morita; 勇人森田; Hiroshi Kuroda; 博黒田
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1986-01-27
Filing date: 1986-01-27
Publication date: 1987-08-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、脱硝処理装置に係り、特に燃料中に触媒の被
毒成分である重金属元素を含む排ガスの処理を行なうの
に好適な装置に関する。

（従来の技術）第３図に、従来技術による最も一般的な排煙脱硝装置を
組込んだプラントの主要系統図を示す。

例えばボイラ１などの排ガス発生源より排出された排ガ
ス中の窒素酸化物（以下、ＮＯｘと称す）を処理するた
め、ボイラ１の排ガス煙道にアンモニア１５を還元剤と
しＮＯｘとＮＨ３の反応を促進するための触媒を内蔵し
た脱硝装置（脱硝反応器）２が設けられている。本脱硝
装置は一般的に３００〜４００℃程度の温度域で最も効
率よ（脱硝が行なわれるため、ボイラ等においてはボイ
ラの節炭器とエアヒータ３の間に設けられている。

エアヒータ３を通った排ガスは、除塵装置（例えば電気
４Ｊ塵装置等）４にて除塵された後、脱硫装置５を経て
煙突６から大気へ放出される。一方、排ガス中に含まれ
る灰分は、ボイラ火炉で約１５％程度除塵され、残り８
４％が集塵装置４で除塵される。ボイラで燃焼される燃
料（石炭）の中には燃焼しにくいものもあり、例えば集
塵装置４で集塵された灰中に多量の未燃分を含む場合が
ある。

−例では、ボイラ１に供給される燃料分の約５〜１０％
もの量の未燃分が含まれる場合もある。したがってこの
未燃分をそのま゛ま廃棄したのではボイラで燃焼される
燃焼効率が低くなり、ボイラ効率の低下を招くこととな
り熱収支上問題があった。

なお、この場合のマスバランスは、燃料供給ライン１０
を１００とした場合、ボイラ１の出口で８５、ボイラの
灰排出ラインで１５、集塵装置４の捕集圧で８４、脱硫
装置の入口ラインで１となる。

そこで第４図に示すごとく、集塵装置４にて除塵した灰
を再びボイラにリサイクルし再燃焼させることにより、
未燃分を少なくし、燃焼効率を高めるシステムを採用し
ている例があるが、この場合のマスバランスは、燃料供
給ライン１０を１００とした場合、ボイラ１の出口で６
５、集塵装置の灰リサイクルライン１９で６３、ボイラ
の灰排出ライン１２で９８、脱硫装置５の入口ラインで
２となる。したがって灰のマスバランス上がらは火炉に
て分離除去された灰が灰排出ライン１２を経て系外へ排
出されているため、脱硝装置の部分においては第３図の
場合と大差がない。

しかし、ボイラ１にて燃焼される燃料中に含まれる微量
重金属元素の中には、ボイラ火炉における高温ガスの雰
囲気ではガス化しているものがあり、その後脱硝装置、
エアヒータを経る内に、低温度域で凝縮固化し、灰中に
入り、集塵装置で除去されるものがある。したがって、
灰中に前記微量重金属元素を含んだ灰を再びボイラに供
給し再燃焼させることから、重金属は前記循環により濃
縮されることとなる。−例として前記重金属元素の含有
量を灰をリサイクルしない場合（第３図の場合）、排ガ
ス中に重金属元素が３０ｐｐｍ含まれているとすると、
第４図の場合、ボイラ系外から供給される量と集塵装置
から系外へ排出されるバランスから循環ライン中におい
ては理論上５０倍に濃縮されることとなり、実に１５０
０ｐｐｍという高濃度まで濃縮されることとなる。

前記微量重金属としては、第５図に示したボイラの各部
ガス温度とその金属の気化温度の関係から、Ａｓ、Ｃｄ
ＸＣｕ、Ｐｂ、Ｓｂ　　Ｓｅ、Ｔｌ。

Ｚｎが考えられる。

第６図は、前記第１図に示した、灰をリサイクルしてい
ないＡプラントと、第２図に示したリサイクルを行なう
Ｂプラントにそれぞれに脱硝装置を設けた場合の脱硝性
能の低下状況を示した本のである。Ａプラン［−の場合
、初期運転開始後、若干の性能低下は見られるものの、
その後は安定した運転を行なっている。一方、Ｂプラン
トの場合、運転初期で大きく性能低下があり、その後も
運転経過とともに触媒活性が大きく低下している。

Ａ、Ｂプラントの運転上の相違は、灰のリサイクルの有
無であり、前記微量重金属元素の濃縮作用による触媒の
被毒が直接の原因となっていることがわかる。

したがってこのような微量重金属の問題に対しては、第
６図に示すごとく脱硝装置２を脱硫装置５の後流に設置
した、いわゆるアフターＤｅＳＯＸ型の脱硝装置を採用
することが検討されている。

しかしながら処理ガス温度が脱硝を行なうには低いため
（通常ＤｅＳＯｘ出ロガス温度は１５０℃程度）、ガス
加熱炉２２等を設けて脱硝に適した温度（約３００〜４
００℃）まで昇温する等の対策を行なう必要がある。な
お、２２はガス加熱炉、２３は燃料供給ラインである。

しかし、ガス加熱炉に供給される燃料費および熱回収装
置であるガス−ガスヒータ２１等の設置費用の問題があ
り、建設費、運転費ともにコストの面で問題があった。

（発明が解決しようとする問題点）上述のように第１図に示した一般的なフローを採用した
場合、燃焼効率が低いとき、これが原因でボイラ効率が
低下するという問題がある。さらに第４図に示した未燃
分を含む燃焼灰をリサイクルした方式を採用した場合、
燃焼効率向上は９図れるものの、触媒被毒成分の濃縮作
用により脱硝触媒が被毒されるという問題があった。

これに対する対策として脱硝装置を脱硫装置のｌ＆流に
設ける、いわゆるアフターＤｅＳＯｘ方式が検討されて
いるが、本方式を採用すれば建設費、運転費が高くなり
、コスト上の問題があった。

本発明の目的は、上記従来技術の欠点をなくし、脱硝装
置を最も経済的なボイラ出口に設け、燃焼効率を低下さ
せることなく、かつ触媒の被毒を防止した脱硝処理装置
を提供することにある。。

（問題点を解決するための手段）上記目的は、触媒被毒成分である微量含有重金属元素が
濃縮されて多量に含んだ灰をボイラ燃焼装置ヘリサイク
ルせずに、灰中の未燃分を燃焼させるための副燃焼炉を
設けるかまたはリサイクルする途中に灰加熱装置を設け
て重金属骨を除去し、その排ガスをボイラのエアヒータ
前流へ戻しく脱硝装置後流側）、エアヒータにて前記未
燃分の燃焼熱を回収することにより達せられる。

すなわち、本発明の第１は、ボイラ燃焼装置から排出さ
れた燃焼排ガスを脱硝装置で脱硝処理後、後流の集塵装
置へ送る脱硝処理装置において、前記集塵装置で回収さ
れた灰を前記燃焼装置とは別に燃焼処理する副燃焼炉と
、該副燃焼炉の排ガスを副築塵装置で除塵後、前記脱硝
装置の後流へ合流させるラインを設けたことを特徴とす
る。

また本発明の第２は、ボイラ燃焼装置から排出された燃
焼排ガスを脱硝装置で脱硝処理後、後流の集塵装置へ送
る脱硝処理装置において、前記集塵装置で回収された灰
を前記ボイラ燃焼装置にリサイクルするラインと、該ラ
インの途中に、前記灰中の重金属骨を除去する灰加熱装
置と、該灰加熱装置の排ガスを前記脱硝装置の後流へ合
流させるラインを設けたことを特徴とする。

本システムを採用することにより、脱硝装置設置位置に
おけるラインでは前記重金属の濃縮作用はなく、したが
って、従来技術と同様の条件下で脱硝装置を運転できる
こととなる。

（作用）前記のごとく灰中の未燃分の燃焼をボイラ燃焼装置で行
なわず、副燃焼炉で行なうため、重金属の濃縮作用は従
来ボイラ火炉〜集塵器間で行なわれていたものが、本発
明によるシステムを採用することにより、前記濃縮作用
はエアヒータ前流（脱硝装置後ｆｒ、、）と集塵装置間
で行なわれることとなり、脱硝装置設置ラインにおいて
は濃縮作用はなく、第３図に示す、従来から一般に用い
られているフローの場合と同様の運用条件となり、脱硝
装置を問題なく運用できることとなる。

（実施例）第１図に本発明内容に基づいた系統図の一例を示す。こ
の装置は、灰リサイクルによる触媒被毒成分である重金
属の濃縮により脱硝触媒が被毒されるのを防止するため
に、前記リサイクルの範囲を脱硝装置２出口〜集塵装置
４間とし、脱硝装置２をリサイクル区間から外したもの
である。すなわち、ボイラ１にて燃焼した排ガスは脱硝
装置２にて脱硝された後、エアヒータ３にて熱回収され
る。その後排ガス中の灰を集塵装置４にて除塵した後、
必要に応じて設置された脱硫装置で除塵される。しかし
燃焼性の悪い燃料によっては灰に未燃分が多量に含まれ
るため、この灰をそのまま廃棄したのではボイラの熱効
率低下の大きな要因となる。そこで本発明ではこの灰中
の未燃分を燃焼させるべく設けた副燃焼炉７ヘライン１
３を介してこの灰を送り、燃料供給管１１から供給され
る燃料とともに燃焼させる。その排ガス中には前記した
集塵装置４にて除塵された天分を多量に含んでいるため
、新たに副集塵装置９を設け、ここで灰分が除去される
。なお、８は熱交換器である。

ここで除去された灰は必要に応じて無害化処理された上
、ライン１４から廃棄される。なお副燃焼炉７で燃焼さ
せた排ガス温度が高い場合、副集塵装置９等の材質・性
能の面で問題ある場合はボイラ１の水、蒸気、燃料、空
気等の一部を循環させることにより、熱回収を行ない、
排ガス温度を低下させる。なお副集塵装置９を出た排ガ
スは主ラインに合流後エアヒータ３にてさらに熱回収さ
れることとなる。

第２図は本発明の他の実施例を示したもので、灰リサイ
クル自体は問題でなく、その灰中に含まれる前記重金属
が問題であるという点に着目し、′灰すサイクルライン
の途中に灰加熱装置１６を設け、ここで重金属の分離を
行ない、重金属を含んだガスは脱硝装置２の出口側に入
れるようにし、重金属を分離除去した灰は再びボイラｌ
に供給するようにしたものである。

集塵装置４にて除塵された灰を灰リサイクルライン１３
の途中に設けた灰加熱装置１７で加熱し、重金属を氷化
させ、灰中から除去される。重金属。

を除去された灰は再びボイラ燃焼装置ｌへ戻される。一
方、灰加熱装置１７からの重金属を含んだ排ガスはエア
ヒータ３前流へ送られ、該エアヒータで熱回収した後、
煙突６または別に設けた処理装置へ送られる。

（発明の効果）本発明によれば、燃焼効率を低下させることなく、燃料
中に含まれる触媒被毒成分による脱硝反応器の触媒被毒
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による、低温集塵装置で除塵された灰
を副燃焼炉で燃焼させる実施例を示す装置系統図、第２
図は、本発明による、低温集塵装置で除塵された灰から
触媒被毒成分である重金属を除去し、リサイクルする実
施例を示す装置系統図、第３図は、従来技術による脱硝
装置組込みプラントのフローを示す図、第４図は、従来
技術による灰リサイクル方式プラントに脱硝装置を組込
んだ場合のフローを示す図、第５図は、一般的なボイラ
の各部のガス温度の分布を示す説明図、第６図は、燃焼
灰をリサイクルしない場合（Ａ）とした場合（Ｂ）の脱
硝装置の脱硝率の経時変化を示す図、第７図は、アフタ
ーＤｅＳＯｘ方式の脱硝装置を組込んだプラントのフロ
ーを示す図である。ｌ・・・ボイラ、２・・・脱硝装置、３・・・エアヒー
タ、４・・・集塵装置、５・・・説硫装置、６・・・煙
突、７・・・副燃焼炉、８・・・熱交換器、９・・・副
集塵装置、１０・・・燃料供給ライン、１１・・・燃料
供給ライン、１２・・・灰排出ライン、１３・・・灰リ
サイクルライン、１４・・・灰排出ライン、１５・・・
ＮＨ３注大ライン、１６・・・灰加熱装置、１７・・・
熱風供給ライン、１８・・・熱風ライン、１９・・・灰
リサイクルライン。１０：不１）供給ライン第４図第５図運転時間　　　　（ｈ）第７図入部２１：ガス−ガスヒータ２２：ガス加熱炉２３：燃料供給ライン

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ボイラ燃焼装置から排出された燃焼排ガスを脱硝
装置で脱硝処理後、後流の集塵装置へ送る脱硝処理装置
において、前記集塵装置で回収された灰を前記燃焼装置
とは別に燃焼処理する副燃焼炉と、該副燃焼炉の排ガス
を副集塵装置で除塵後、前記脱硝装置の後流へ合流させ
るラインを設けたことを特徴とする脱硝処理装置。（１）ボイラ燃焼装置から排出された燃焼排ガスを脱硝
装置で脱硝処理後、後流の集塵装置へ送る脱硝処理装置
において、前記集塵装置で回収された灰を前記ボイラ燃
焼装置にリサイクルするラインと、該ラインの途中に、
前記灰中の重金属分を除去する灰加熱装置と、該灰加熱
装置の排ガスを前記脱硝装置の後流へ合流させるライン
を設けたことを特徴とする脱硝処理装置。