JPS63302214A - 煙道ガス用触媒式脱窒装置 - Google Patents

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、煙道に吸気送風部、熱交換器、補助加熱装置
および脱窒反応器を備えた煙道ガス用触媒式脱窒装置に
関するものである。

［発明が解決しようとする課題］ 化石燃料を燃焼すると、煙道ガスには二酸化硫黄と共に
、約９５容量％の一酸化窒素と約５容量％の二酸化窒素
から成る酸化窒素が含まれているので、空気浄化法規に
より、煙道ガスから規定残留量まで除去しなければなら
ない。この脱窒は、特にアンモニアと空気の混合気体に
よる選択触媒還元法により可能であり、酸素中に触媒を
入れて、酸化窒素を窒素分子と水蒸気に転化する。酸化
窒素の転化に必要な酸素は、煙道ガス中に約３〜８容量
％の割合で十分含有されている。しかしながら、反応温
度の点で問題がある。それは、約３００〜４００℃の温
度範囲でしか十分な還元度が得られないことである。

すなわち、酸化窒素を法定最大含有量だけ含む煙道ガス
が得られる。そのために、電気式フィルタから１５０〜
４５℃の温度で放出される煙道ガスを、特に再生予熱器
や回帰予熱器などの熱交換器を用いて、例えば３１０　
ｔの温度まで加熱する。例えば３５０℃まで反応温度を
再加熱するには、補助加熱、例えば、天然ガスまたはオ
イルバーナー、蒸気、水、その他の熱導媒体を用いた加
熱により実施できる。

熱エネルギーの投入量を低減するには、特に、蒸気発生
器の蒸気タンクの加熱原料ガス、または煙道ガス流中に
触媒を装備できない場合に、装置の触媒に誘導される冷
く湿った原料ガスを蒸気タンクの廃ガスを用いて、補助
加熱源と組合せて再生熱交換器で再加熱する方法は周知
である。実用上は主として再生熱交換システムが使用さ
れる。その場合、熱交換器のガス体の加熱側に補助加熱
源を用いて約３０〜５０℃の温度差を作り出す。すなわ
ち１．加熱端に生じたガス流を、次の処理段で処理した
後再び熱交換器に帰還させたときの温度は、この温度差
に応じて加熱されたものである。この温度差から、流入
ガスを主に加熱器ガスを用いて再加熱することが可能に
なり、脱窒に必要な動作温度が得られるのである。補助
加熱には確かに莫大なエネルギー経費が必要とされ、高
価な特殊エネルギーを使用されることも多く、従来の補
助加熱には、例えばチャネルバーナー用燃料としてのガ
スやオイルを用いている。この補助加熱の経費は、エネ
ルギー総費用の約４０％にあたる。

［従来の技術］ 熱交換器の中を異なる温度で逆行通過するガス流、例え
ば煙道ガスの脱硫装置から低温で熱交換器に流入する不
純ガス流と、脱窒触媒から流出する、より高温の純化ガ
スとの間に自然圧力差がある条件下では、特に熱交換器
として再生ガス加熱器を使用した場合には不純ガスの漏
洩、すなわち、純化ガス側への原料ガスの流入が避けら
れない。そのため、触媒の作用効率に明らかに負担がか
かる。この再生熱交換器における漏洩ガスは、熱交換器
の冷却側の煙道内に設けられた吸気送風部を用いて、熱
交換器によって押し下げられた不純ガス量の約４〜１５
％の範囲にあたる。この漏洩ガスによる負荷のため、脱
窒反応器の後有害ガス濃度は、法定値よりも低くなり、
そのため、装備費用と運転経費が高くなる。

この漏洩を回避する方法としては、遮断ガスシステムの
導入が周知である。この方法では、純化ガスを高圧力下
で再生熱交換器の閉塞装置内に装填する。この方式は遮
断ガス送風装置に必要な追加熱エネルギーと追加エネル
ギーの必要量についてはもちろん同様である。

ガスの予熱には、さらに回帰ガス加熱器が適している。

この場合の漏洩は約１％にすぎない。ただし、再生ガス
加熱器に比べて、等しい熱出力に対する重量及び規模が
大きくなる。さらに、圧力損も大きい。回帰ガス加熱器
の加熱側の補助加熱エネルギー蚕食も再生ガス加熱器の
場合と同じである。

［発明の目的コ 本発明は、周知の熱交換器の作動時の上記の欠点を回避
し、特に熱交換器の純化ガス側への原料ガスの流入を防
止すると共に、熱エネルギーの必要量を低減するという
課題に基づくものである。

［課題を解決するための手段］ この課題は、本発明に係る、熱交換器の加熱側に吸気送
風部を設けることのによって解決される。この方法によ
ると、脱窒側、すなわち純化ガス流の圧力が非脱窒側す
なわち非純化原料ガス流よりも高くなる。その結果再生
加熱器のみならず回帰加熱器においても純化ガスが原料
ガス側に流出し、原料ガスの純化ガス側への漏洩とは逆
になり、まったく問題でなくなる。そのため、遮断ガス
システムやその他の高価な防止措置を設けて、純化ガス
側への原料ガスの流出を防止する必要はなくなる。脱窒
純化ガス流中には、原料ガスすなわち不純ガスが流入し
得ないから、反応器の後の純化ガス流の有害ガス濃度を
法定値に適合させるだけでよい。原料ガス側から有害ガ
ス濃度の負荷が支えられないので、触媒の量も低く選定
できる。

さらに、本発明は、各吸気送風部から摩擦熱によって発
生する煙道ガスの温度上昇を利用せずに放置せず、総エ
ネルギーの必要量、したがってエネルギー経費の低減に
役立てるという思想に基づいている。吸気送風部をガス
加熱器の冷却側の原料ガス管内に設けた場合、この送風
部から発生した温度上昇もこのエネルギーも失われてし
まう。この損失によって、熱交換器内で逆流中に加熱し
た原料ガスの流出温度が相応して高くならないからであ
る。これに対して、原料ガスの温度上昇は、本発明によ
り吸気送風部を熱交換器の加熱側に設けると、補助加熱
用のエネルギー供給量の低減に役立てることかできる。

このことを次に示す例により明白に説明する。

［実　施　例］ すなわち、原料ガスが例えば３１０℃でガス加熱器から
流出すると、送風器により約１０℃だけ上昇し、３２０
℃の温度になる。酸化窒素用触媒に３５０℃の温度が必
要とすると、原料ガスを３２０℃から３５０℃に加熱す
るのに必要な熱エネルギーだけを補助加熱部を経て外部
から供給しさえすればよい。補助加熱部により調整され
るン品度差は、せし）ぜい３０℃で４０℃にはならない
。すなわち、技術水準におけるより常に約１０℃低い。

補助加熱のエネルギー経費も約２５％低減する。吸気送
風部を熱交換器の加熱側に設けた場合にガス量の増加に
より上昇、するエネルギー必要量は、計算により証明さ
れる、補助加熱用エネルギー節減量の増加とは関係して
いない。

次に、本発明を図面を用いて図示した実施例により詳細
に説明する。

導管１の中で温度約５０℃の原料ガスをガス加熱器２を
通じ、数個の触媒台４を有する脱窒反応器３に供給する
。原料ガスの吸気通路には、ガス加熱器２の加熱側に設
けた送風器５を配置する。吸気送風器５は、実線で示す
ようにガス加熱器２と補助加熱部６との間、または破線
で示すように代案として、補助加熱部６．７の後または
脱窒反応器３の前または後に設けることができる。

送風器５を用いてガス加熱器２を通じて吸入する原料ガ
ス流は、ガス加熱器２の中で対流加熱される。すなわち
ガス加熱器２の加熱側で、加熱器２内で例えば３２０℃
の温度で生じた脱窒純化ガス流（矢印９参照）は　原料
ガスを２８０℃にまで加熱する。原料ガス導管１の中矢
印１０が示す脱窒反応器３に流入する原料ガス流は、ガ
ス加熱器２の加熱側８に設けた吸気送風器５によって約
１０℃だけ、すなわち上記初期温度２８０℃から２９０
℃まで加熱される。効果的な脱窒に必要な温度、例えば
、３２０℃まで原料ガスをさらに加熱するには、熱媒体
または蒸気熱交換器として構成された補助加熱器６また
は天然ガスまたはオイルバーナーにより構成された補助
加熱器７を用いる。代替案として、両補助加熱方式を設
けることができる。

補助加熱器６．７に関連して、原料ガス導管１に、原料
ガスの触媒式脱窒用にアンモニアと空気の混合ガスを入
射するための噴射システム１１が設けられている。ガス
加熱器２において熱交換によって９０℃の温度まで冷却
された脱窒純化ガスは、煙道１２を経て空中に誘導され
る。

本発明によりガス加熱器２の加熱側に吸気送風器５を設
けた条件下では、原料ガスの温度上昇が送風器により完
全利用されるたため外部エネルギーが節約される一方、
ガス加熱器２においては不純原料ガスの純化ガスへの漏
れが防止でき゛る。それは純化ガス側で上昇した圧力に
より、純化ガスの原料ガス流中への漏れが生ずるが、こ
れは完全に無害である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の装置の概略図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　煙道に吸気送風部、熱交換器、補助加熱装置および
   脱窒反応器を備えた煙道ガス用触媒式脱窒装置において
   、吸気送風部が熱交換器の熱発生側に設けられているこ
   とを特徴とする煙道ガス用触媒式脱窒装置。