JPS63319028A - コンバインドサイクルプラント - Google Patents
コンバインドサイクルプラントInfo
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- JPS63319028A JPS63319028A JP62153527A JP15352787A JPS63319028A JP S63319028 A JPS63319028 A JP S63319028A JP 62153527 A JP62153527 A JP 62153527A JP 15352787 A JP15352787 A JP 15352787A JP S63319028 A JPS63319028 A JP S63319028A
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- Japan
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- exhaust gas
- combustion engine
- combined cycle
- cycle plant
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
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。
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、安定して高い脱硝率が得られるガスタービン
、ディゼルエンジン等の内燃機関と、脱硝反応器を備え
た排熱回収ボイラとを、結合したコンバインドサイクル
プラントに関する。
、ディゼルエンジン等の内燃機関と、脱硝反応器を備え
た排熱回収ボイラとを、結合したコンバインドサイクル
プラントに関する。
従来からコンバインドサイクルプラントにおける排ガス
中の窒素酸化物の除去は第１図に示すような系統で実施
されている。
中の窒素酸化物の除去は第１図に示すような系統で実施
されている。
ここで第１図に示した従来のコンバインドサイクルプラ
ントは、図から明らかなように大きく分けて内燃機関で
あるガスタービン装置と、その後流に直列に配置された
排熱回収ボイラ装置と、さらにその後流に設けられた脱
硝装置と排熱回収ボイラ装置に連結された蒸気タービン
装置とから構成されている。
ントは、図から明らかなように大きく分けて内燃機関で
あるガスタービン装置と、その後流に直列に配置された
排熱回収ボイラ装置と、さらにその後流に設けられた脱
硝装置と排熱回収ボイラ装置に連結された蒸気タービン
装置とから構成されている。
第１図においてＩＯＵガスタービン装置で、ｌは燃焼器
１２に供給される空気の空気吸込ライン、１１は吸込ま
れた空気を圧縮するための空気圧縮機、２は燃焼器１２
への蒸気注入ライン、３は燃焼器１２に供給される燃料
の供給ライン、１３は燃焼器１２からの高温ガスで駆動
するガスタービン、１４はガスタービン１３に連結した
発電機である。また、２０はガスタービン装置１０の後
流に設けられ、ガスタービン装置から排出される高温の
排ガスから排熱を回収し、蒸気タービン駆動用の蒸気を
発生させるための排熱回収ボイラ装置であり、４は注水
ライン、５は蒸気ラインで、２３は注水を加熱するため
の節炭器、２１は蒸気を発生するための蒸発器、２２は
発生した蒸気を過熱するための過熱器である。なお、４
０は過熱器２２で過熱された過熱蒸気で駆動する蒸気タ
ービン装置、４１は蒸気タービン装置に連結された発電
機、４２は蒸気タービン装置からの蒸気を復水するため
の復水器である。
１２に供給される空気の空気吸込ライン、１１は吸込ま
れた空気を圧縮するための空気圧縮機、２は燃焼器１２
への蒸気注入ライン、３は燃焼器１２に供給される燃料
の供給ライン、１３は燃焼器１２からの高温ガスで駆動
するガスタービン、１４はガスタービン１３に連結した
発電機である。また、２０はガスタービン装置１０の後
流に設けられ、ガスタービン装置から排出される高温の
排ガスから排熱を回収し、蒸気タービン駆動用の蒸気を
発生させるための排熱回収ボイラ装置であり、４は注水
ライン、５は蒸気ラインで、２３は注水を加熱するため
の節炭器、２１は蒸気を発生するための蒸発器、２２は
発生した蒸気を過熱するための過熱器である。なお、４
０は過熱器２２で過熱された過熱蒸気で駆動する蒸気タ
ービン装置、４１は蒸気タービン装置に連結された発電
機、４２は蒸気タービン装置からの蒸気を復水するため
の復水器である。
さらにまた、３０は排熱回収ボイラ装置２０の蒸発器２
１と節炭器２３との間に配置された脱硝装置で、６はガ
スタービン装置１０から排出される排ガス中にＮＨ，を
供給するためのＮＨ。
１と節炭器２３との間に配置された脱硝装置で、６はガ
スタービン装置１０から排出される排ガス中にＮＨ，を
供給するためのＮＨ。
供給ライン、３２は供給されたＮＨ，を排ガス中に一様
に注入する九めのＮＨ１注入ノズル、３１は排ガス中に
含まれているＮＯｘと注入されたＮＨ，とを接触的に反
応させ、その反応を促進させるための触媒である。この
ような構成のコンバインドサイクルプラントにおいて、
ガスタービン１３から排出された排ガスは、消音器５０
を通過し、排熱回収ボイラ装置２０の過熱器２２゜蒸発
器２１で熱交換し、その後流に設置された脱硝装置３０
において、ＮＨｓ供給ライン６を介してＮＨ，注入ノズ
ル３２から供給されるＮＨ，と排ガス中のＮＯｘとを触
媒３１の表面で２５０〜３５０℃で接触的に反応させて
、ＮＯｘを無害な窒素と水とに分解する。無害化された
排ガスは節炭器２３で再び熱回収された後煙突２４から
外気中に排出される。なお、触媒３１を過熱器２２と蒸
発器２１の間に設置する方法もあるが、触媒の耐熱性の
問題があるためあまシ採用されていない。また節炭器２
３の後流への触媒３１の設置は、排ガス温度が２００℃
以下となり、触媒活性が低くなるのでこれも採用されて
いない。
に注入する九めのＮＨ１注入ノズル、３１は排ガス中に
含まれているＮＯｘと注入されたＮＨ，とを接触的に反
応させ、その反応を促進させるための触媒である。この
ような構成のコンバインドサイクルプラントにおいて、
ガスタービン１３から排出された排ガスは、消音器５０
を通過し、排熱回収ボイラ装置２０の過熱器２２゜蒸発
器２１で熱交換し、その後流に設置された脱硝装置３０
において、ＮＨｓ供給ライン６を介してＮＨ，注入ノズ
ル３２から供給されるＮＨ，と排ガス中のＮＯｘとを触
媒３１の表面で２５０〜３５０℃で接触的に反応させて
、ＮＯｘを無害な窒素と水とに分解する。無害化された
排ガスは節炭器２３で再び熱回収された後煙突２４から
外気中に排出される。なお、触媒３１を過熱器２２と蒸
発器２１の間に設置する方法もあるが、触媒の耐熱性の
問題があるためあまシ採用されていない。また節炭器２
３の後流への触媒３１の設置は、排ガス温度が２００℃
以下となり、触媒活性が低くなるのでこれも採用されて
いない。
上述の従来のコンバインドサイクルプラントでは、排ガ
ス中のＮＯｘの濃度がＮＯ□濃度よりＮｏ濃度の方が大
きいときは問題はないが、内燃機関の燃焼状態によって
はＮｏ濃度よシもＮＯ８濃度の方が大きい排ガス組成に
なることがあシ、このような場合には安定して効果的な
脱硝が行なわれないという問題点があった。
ス中のＮＯｘの濃度がＮＯ□濃度よりＮｏ濃度の方が大
きいときは問題はないが、内燃機関の燃焼状態によって
はＮｏ濃度よシもＮＯ８濃度の方が大きい排ガス組成に
なることがあシ、このような場合には安定して効果的な
脱硝が行なわれないという問題点があった。
本発明者らはか＼る現状に鑑み、種々のＮＯ□ハ０比に
おける脱硝特性について検討を行った。
おける脱硝特性について検討を行った。
その結果を第２図に示す。第２図は、ガス量３１５ Ｎ
ｅ／Ｈｒ 、ガス組成０，１５％、Ｃｏ、 ６％、Ｈ！
０４．７％、残シＮ８、ＮＯ２／Ｎｏ−Ｎｏバそル比）
中１、温度２５０℃、’ｒｉ−ｖ−ｗ（原子比１００：
５：４）（７）触媒存在下でＮＯｌとＮｏの濃度を変更
して、ＮＯ。
ｅ／Ｈｒ 、ガス組成０，１５％、Ｃｏ、 ６％、Ｈ！
０４．７％、残シＮ８、ＮＯ２／Ｎｏ−Ｎｏバそル比）
中１、温度２５０℃、’ｒｉ−ｖ−ｗ（原子比１００：
５：４）（７）触媒存在下でＮＯｌとＮｏの濃度を変更
して、ＮＯ。
ＮＯ２、ＮＯｘのそれぞれの除去率を求めた結果を表わ
したグラフである。
したグラフである。
グ、９７の縦軸のηＮｏ、 Ｗ ＮＯ２、Ｗ ＮＯＸは
それぞれＮｏ ｅ ＮＯ２＊ ＮＯｘの除去率を表わし
、横軸はＮｏ、ＮＯｌの濃度を表わす。
それぞれＮｏ ｅ ＮＯ２＊ ＮＯｘの除去率を表わし
、横軸はＮｏ、ＮＯｌの濃度を表わす。
第２図から明らかなようにＮＯ，濃度がＮｏ濃度より大
きい場合すなわちＮｏ、／Ｎｏのモル比が１以上の場合
には窒素酸化物全体の除去率であるηＮＯｘが極端に低
下することが認められた。
きい場合すなわちＮｏ、／Ｎｏのモル比が１以上の場合
には窒素酸化物全体の除去率であるηＮＯｘが極端に低
下することが認められた。
本発明は上述の知見に基いて、内燃機関から排出される
ガス中のＮＯ，／ＮＯのモル比が変動しても、脱硝反応
器に導入される排ガス中のＮＯ２／Ｎｏ のモル比を、
常に窒素酸化物の除去の面から好ましい領域に保ち、安
定した脱硝率が得られるコンバインドサイクルプラント
を提供することを目的としたものである。
ガス中のＮＯ，／ＮＯのモル比が変動しても、脱硝反応
器に導入される排ガス中のＮＯ２／Ｎｏ のモル比を、
常に窒素酸化物の除去の面から好ましい領域に保ち、安
定した脱硝率が得られるコンバインドサイクルプラント
を提供することを目的としたものである。
本発明は内燃機関と、該内燃機関からの排ガス中にアン
モニアを添加して触媒を用いて接触還元する脱硝反応器
を備えた排熱回収ボイラとを結合したコンバインドサイ
クルプラントにおいて、脱硝反応器の上流側に配置され
た排ガスと接触する部材の表面にクロムメッキが施され
ている機器を備えたことを特徴とするコンバインドサイ
クルプラントを提案するものである。
モニアを添加して触媒を用いて接触還元する脱硝反応器
を備えた排熱回収ボイラとを結合したコンバインドサイ
クルプラントにおいて、脱硝反応器の上流側に配置され
た排ガスと接触する部材の表面にクロムメッキが施され
ている機器を備えたことを特徴とするコンバインドサイ
クルプラントを提案するものである。
第２図より、Ｎｏ２／Ｎｏ比を１近辺にすることができ
れば窒素酸化物の除去は効果的に行なわれることがわか
る。ＮＯ２とＮＯとは次式のような反応平衡にあシ、熱
力学的には高温程Ｎｏ側にかたよった平衡にある。
れば窒素酸化物の除去は効果的に行なわれることがわか
る。ＮＯ２とＮＯとは次式のような反応平衡にあシ、熱
力学的には高温程Ｎｏ側にかたよった平衡にある。
ＮＯ□ｇＮＯ十イＯ３
本発明者らは上記反応を、接触的に右辺に進める作用の
ある物質について検討した結果、Ｃｒ酸化物にその作用
が著しいことを見出し本発明に至ったものである。すな
わち、本発明は機能的にはＣｒ酸化物表面に排ガスを接
触させることによシ、ＮＯ８がＮＯに変換する反応を促
進させることにある。この反応は４００℃以上、特に５
００℃以上でその効果が著しい。たとえば内燃機関がガ
スタービン装置の場合ガスタービン出口の消音器から排
熱回収ボイラ装置の過熱器。
ある物質について検討した結果、Ｃｒ酸化物にその作用
が著しいことを見出し本発明に至ったものである。すな
わち、本発明は機能的にはＣｒ酸化物表面に排ガスを接
触させることによシ、ＮＯ８がＮＯに変換する反応を促
進させることにある。この反応は４００℃以上、特に５
００℃以上でその効果が著しい。たとえば内燃機関がガ
スタービン装置の場合ガスタービン出口の消音器から排
熱回収ボイラ装置の過熱器。
蒸発器までの部分がちょうど４００℃〜６００℃の温度
となっている。このように脱硝反応器の上流に配置され
ている機器の排ガスと接触する部分の部材の表面にＣｒ
メッキを施すことによって、部材の表面にＣｒ酸化物被
膜を形成させ、それによって、ＮＯ２が過剰なガスター
ビンの燃焼状態になったときでも、排ガスはそれらの表
面に接触して、Ｎ０８→ＮＯ反応により脱硝触媒層の前
では、Ｎｏ２／Ｎｏモル比が１あるいはそれ以下とする
ことができ、効率のよい安定した窒素酸化物の除去を行
なわせることができる。
となっている。このように脱硝反応器の上流に配置され
ている機器の排ガスと接触する部分の部材の表面にＣｒ
メッキを施すことによって、部材の表面にＣｒ酸化物被
膜を形成させ、それによって、ＮＯ２が過剰なガスター
ビンの燃焼状態になったときでも、排ガスはそれらの表
面に接触して、Ｎ０８→ＮＯ反応により脱硝触媒層の前
では、Ｎｏ２／Ｎｏモル比が１あるいはそれ以下とする
ことができ、効率のよい安定した窒素酸化物の除去を行
なわせることができる。
本発明の一実施例として、第１図に示すコンバインドサ
イクルプラントの消音器５０と、過熱器２２および蒸発
器２１のボイラチューブの全てにクロムメッキを施した
。排ガス中のＮＯｌはＮｏへ転換し、Ｎｏ、／Ｎｏのモ
ル比が１以下に保たれ高い脱硝率が得られた。
イクルプラントの消音器５０と、過熱器２２および蒸発
器２１のボイラチューブの全てにクロムメッキを施した
。排ガス中のＮＯｌはＮｏへ転換し、Ｎｏ、／Ｎｏのモ
ル比が１以下に保たれ高い脱硝率が得られた。
なお、実施例では消音器５０と、過熱器２２および蒸発
器２１のボイラチューブの全てにクロムメッキを施した
が、消音器５０だけ、あるいは過熱器２２のボイラチュ
ーブの全てまたはその一部だけ、あるいは蒸発器２１の
ボイラチューブの全てまなはその一部だけにクロムメッ
キを施して本よい。
器２１のボイラチューブの全てにクロムメッキを施した
が、消音器５０だけ、あるいは過熱器２２のボイラチュ
ーブの全てまたはその一部だけ、あるいは蒸発器２１の
ボイラチューブの全てまなはその一部だけにクロムメッ
キを施して本よい。
なお、本発明に係るプラントに関連して行なった実験例
についてつぎに説明する。
についてつぎに説明する。
巾１ｃｍＸ長さ１０ ｃｍ Ｘ厚さ１ｍのクロムメッキ
鋼板５枚を１間のスペーサを介してたばねたものを小型
反応器に充填し、以下のような排ガス条件でＮＯ，のＮ
ｏへの転化率を測定した。
鋼板５枚を１間のスペーサを介してたばねたものを小型
反応器に充填し、以下のような排ガス条件でＮＯ，のＮ
ｏへの転化率を測定した。
Ｎｏ、 ： １００ ｐｐｍ
０．：１５％
ＣＯ，：６％
Ｈ２Ｏ：５％
温度＝４００〜６５０℃
ガス量： ３００ Ｎｅ／Ｈｒ
結果を第３図にまとめた。
第３図において横軸は温度を示し、縦軸はＮＯ□のＮＯ
への転化率を表わす。図中、１はクロムメッキ鋼板を小
型反応器に充填した場合の曲線、２はクロムメッキを施
してない鋼板を小型反応器に充填した場合の曲線であり
、この２つの曲線の対比からクロムメッキがＮＯ２のＮ
Ｏへの転化に顕著な効果があることが判る。また４５０
℃以上でＮＯ３のＮＯへの転化率は５０％以上となるこ
とがわかる。
への転化率を表わす。図中、１はクロムメッキ鋼板を小
型反応器に充填した場合の曲線、２はクロムメッキを施
してない鋼板を小型反応器に充填した場合の曲線であり
、この２つの曲線の対比からクロムメッキがＮＯ２のＮ
Ｏへの転化に顕著な効果があることが判る。また４５０
℃以上でＮＯ３のＮＯへの転化率は５０％以上となるこ
とがわかる。
本発明のコンバインドサイクルプラントによれば、内燃
機関から排出される排ガス中のＮＯ。
機関から排出される排ガス中のＮＯ。
ハＯ比が変動しても特別な操作を必要とせずにＮＯｖ’
ＮＯの比を窒素酸化物の除去に好ましい範囲に保ち、コ
ンバインドサイクルプラントでの脱硝を安定して効率よ
く行うことができるので、公害防止対策上非常に有用で
ある。
ＮＯの比を窒素酸化物の除去に好ましい範囲に保ち、コ
ンバインドサイクルプラントでの脱硝を安定して効率よ
く行うことができるので、公害防止対策上非常に有用で
ある。
第１図は従来のコンバインドサイクルプラントの系統図
、第２図はＮＯ２Ｏ２Ｏ３度と脱硝率との関係を示すグ
ラフ、第３図はＮＯ２のＮｏへの転化率と温度との関係
を示すグラフである。 １０・・・ガスタービン装置、１２・・・燃焼器、１３
・・・ガスタービン、１４・・・発電機、２ｏ・・・排
熱回収ボイラ装置、２１・・・蒸発器、２２・・・過熱
器、２３・・・節炭器、３０・・・脱硝装置、３１・・
・触媒、３２・・・ＮＨ，注入ノズル。 代理人 弁理士 坂 間 暁 外２名屑１囚
、第２図はＮＯ２Ｏ２Ｏ３度と脱硝率との関係を示すグ
ラフ、第３図はＮＯ２のＮｏへの転化率と温度との関係
を示すグラフである。 １０・・・ガスタービン装置、１２・・・燃焼器、１３
・・・ガスタービン、１４・・・発電機、２ｏ・・・排
熱回収ボイラ装置、２１・・・蒸発器、２２・・・過熱
器、２３・・・節炭器、３０・・・脱硝装置、３１・・
・触媒、３２・・・ＮＨ，注入ノズル。 代理人 弁理士 坂 間 暁 外２名屑１囚
Claims (1)
- 内燃機関と、該内燃機関からの排ガス中にアンモニアを
添加して触媒を用いて接触還元する脱硝反応器を備えた
排熱回収ボイラとを結合したコンバインドサイクルプラ
ントにおいて、上記脱硝反応器の上流側に配置された排
ガスと接触する部材の表面にクロムメッキが施されてい
る機器を備えたことを特徴とするコンバインドサイクル
プラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62153527A JPH0693972B2 (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | コンバインドサイクルプラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62153527A JPH0693972B2 (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | コンバインドサイクルプラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63319028A true JPS63319028A (ja) | 1988-12-27 |
| JPH0693972B2 JPH0693972B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=15564475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62153527A Expired - Fee Related JPH0693972B2 (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | コンバインドサイクルプラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0693972B2 (ja) |
-
1987
- 1987-06-22 JP JP62153527A patent/JPH0693972B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0693972B2 (ja) | 1994-11-24 |
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