WO2018207332A1 - 燃焼排ガス浄化システムの運用方法 - Google Patents

燃焼排ガス浄化システムの運用方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2018207332A1
WO2018207332A1 PCT/JP2017/017955 JP2017017955W WO2018207332A1 WO 2018207332 A1 WO2018207332 A1 WO 2018207332A1 JP 2017017955 W JP2017017955 W JP 2017017955W WO 2018207332 A1 WO2018207332 A1 WO 2018207332A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
boiler
bypass
fuel
exhaust gas
flue
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2017/017955
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
伸也 飯井
顕 廣田
宍戸　聡
克洋 矢代
博之 吉村
宣明 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd filed Critical Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Priority to US16/611,652 priority Critical patent/US11441774B2/en
Priority to KR1020197033006A priority patent/KR102334460B1/ko
Priority to PCT/JP2017/017955 priority patent/WO2018207332A1/ja
Publication of WO2018207332A1 publication Critical patent/WO2018207332A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/003—Arrangements of devices for treating smoke or fumes for supplying chemicals to fumes, e.g. using injection devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625—Nitrogen oxides
    • B01D53/8631—Processes characterised by a specific device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8696—Controlling the catalytic process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9431—Processes characterised by a specific device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C1/00—Combustion apparatus specially adapted for combustion of two or more kinds of fuel simultaneously or alternately, at least one kind of fuel being either a fluid fuel or a solid fuel suspended in a carrier gas or air
    • F23C1/02—Combustion apparatus specially adapted for combustion of two or more kinds of fuel simultaneously or alternately, at least one kind of fuel being either a fluid fuel or a solid fuel suspended in a carrier gas or air lump and liquid fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/006—Layout of treatment plant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0283—Flue gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2215/00—Preventing emissions
    • F23J2215/10—Nitrogen; Compounds thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2219/00—Treatment devices
    • F23J2219/10—Catalytic reduction devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2900/00—Special arrangements for conducting or purifying combustion fumes; Treatment of fumes or ashes
    • F23J2900/11001—Conducting systems with a gas flow bypass from main flue to an auxiliary flue
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L15/00—Heating of air supplied for combustion
    • F23L15/02—Arrangements of regenerators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2237/00—Controlling
    • F23N2237/20—Controlling one or more bypass conduits
    • 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
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a combustion exhaust gas purification system. More specifically, the present invention can increase the temperature of the denitration device more uniformly and in a shorter time while suppressing the adhesion of unburned oil fuel to the denitration catalyst at the time of boiler startup due to oil combustion.
  • the present invention relates to a method for operating a combustion exhaust gas purification system.
  • Thermal power plants perform daily start / stop (DDS) operation, weekend start / stop (WSS) operation, etc., depending on power demand. Since coal has low combustibility, coal cannot be sufficiently burned unless conditions such as the temperature inside the boiler furnace are established. Therefore, in coal-fired boilers, oil oil with high combustibility such as light oil and heavy oil is supplied to the boiler furnace to start combustion. There are cases where switching from fuel to coal fuel is performed (Patent Documents 1 and 2, etc.).
  • Patent Document 3 discloses a method for removing nitrogen oxides by passing flue gas exiting from a combustion device through an ammonia reduction denitration device.
  • an ammonia reduction denitration device such as immediately after the start of the combustion device does not function sufficiently, a treatment gas containing unreacted nitrogen oxides from the denitration device is passed through the bypass.
  • the NO in the process gas is oxidized to NO 2 and / or N 2 O 5 and then adsorbed to remove unreacted nitrogen oxides
  • the ammonia reduction denitration apparatus is fully functional.
  • Disclosed is a method for reducing nitrogen oxides in combustion exhaust gas, characterized in that the bypass is closed.
  • Patent Document 4 connects an inlet flue for guiding an untreated gas to a denitration device and an outlet flue for guiding a processing gas, and denitrifies nitrogen oxides by ammonia from an ammonia injection pipe.
  • a denitration apparatus is disclosed, characterized in that a circulation duct is provided in at least one of the inlet flue and the outlet flue, and dehumidifying means for removing moisture in the flue is disposed in the middle of the circulation duct. Yes.
  • An object of the present invention is a combustion exhaust gas capable of increasing the temperature of a denitration device more uniformly and in a shorter time while suppressing adhesion of unburned oil fuel to a denitration catalyst at the time of boiler start-up due to oil combustion It is to provide a method for operating the purification system.
  • a boiler capable of burning oil fuel and coal fuel simultaneously or by switching, a denitration device having a reducing agent injector and a catalytic reactor, an inlet flue for guiding combustion exhaust gas discharged from the boiler to the denitration device, denitration
  • a flue gas purification system comprising an outlet flue that leads combustion exhaust gas from the apparatus, a bypass that can bypass the denitration device from the inlet flue to the outlet flue and lead flue gas, and a bypass damper, Open the bypass damper, burn the oil fuel in the boiler that is not yet suitable for coal combustion, and let the combustion exhaust gas discharged from the boiler flow separately into the denitration device and the bypass,
  • the boiler is in a state suitable for coal combustion, switch from oil fuel to coal fuel, burn the coal fuel in the boiler, Close the bypass damper after switching from oil fuel to coal fuel, And injecting a reducing agent when the catalytic reactor is in a state suitable for the denitration reaction, Operation method of combustion exhaust gas purification system.
  • the temperature of the denitration device can be made more uniform and more uniform as compared with the conventional operation method, while suppressing the adhesion of unburned oil fuel to the denitration catalyst at the time of boiler startup due to oil combustion. It can be raised in a short time. Since the temperature of the denitration apparatus can be increased uniformly, distortion of each part of the denitration apparatus, spots of the denitration reaction, and other problems that may occur due to temperature differences can be reduced. Since the temperature of the denitration device can be raised in a short time, the denitration treatment of the combustion exhaust gas can be started without delaying as much as the difference from the start of the boiler.
  • the combustion exhaust gas purification system shown in FIG. 1 includes a boiler 1 capable of burning oil fuel and coal fuel simultaneously or by switching, a denitration apparatus having a reducing agent injector 3 and a catalytic reactor 5, and combustion discharged from the boiler 1.
  • An inlet flue 12 that leads the exhaust gas to the denitration device, an outlet flue 13 that leads the combustion exhaust gas from the denitration device, a bypass 11 that can bypass the denitration device from the inlet flue to the outlet flue and guide the combustion exhaust gas, and a bypass damper 4 is provided.
  • the denitration apparatus has a reducing agent injector 3 and a catalytic reactor 5.
  • a reducing agent such as ammonia is injected into the inlet flue 12.
  • the mixed gas of the combustion exhaust gas and the reducing agent is guided to the catalytic reactor 5 in which the catalyst layer 6 is installed.
  • the NO x reduction reaction proceeds.
  • the temperature of the catalyst layer is still low, and the NO x reduction reaction does not proceed much even if a reducing agent is injected.
  • an ammonium sulfate production reaction or the like may be dominant over a NO x reduction reaction.
  • the denitration device is heated by the thermal energy of the combustion exhaust gas, and the temperature of the catalyst layer rises.
  • rapid heating causes temperature non-uniformity and may cause problems such as distortion in each part of the denitration device.
  • the temperature of the denitration apparatus can be increased uniformly and in a short time by the method described later.
  • the flue gas passing through the catalytic reactor is led to the outlet flue 13.
  • the thermal energy of the combustion exhaust gas can be used to warm the air with the air preheater 8.
  • the combustion exhaust gas can be released to the atmosphere by the chimney 10.
  • an electrostatic precipitator, a desulfurizer, a de-CO 2 device, and / or other devices may be further installed.
  • the dampers 2 and 7 are respectively installed at the inlet and the outlet of the denitration device. However, when the amount of combustion exhaust gas passing through the denitration device can be adjusted by the bypass damper 4, the dampers 2 and 7 are installed. It does not have to be installed.
  • the denitration device inlet damper 2 and the denitration device outlet damper 7 are preferably driven by an electric actuator. Further, the denitration device inlet damper 2 and the denitration device outlet damper 7 are preferably proportional control type dampers. The amount of combustion exhaust gas passing through the denitration device can be adjusted by changing the opening degree of the denitration device inlet damper 2 or the denitration device outlet damper 7.
  • the bypass 11 is a flow path that can guide the combustion exhaust gas from the inlet flue 12 to the outlet flue 13 by bypassing the denitration device.
  • a bypass damper 4 is installed in the bypass 11.
  • the bypass damper 4 is preferably driven by a pneumatic actuator.
  • the bypass damper 4 is preferably an on / off control type damper.
  • the method of the present invention first opens the bypass damper 4, the denitration device inlet damper 2, and the denitration device outlet damper 7. Then, oil fuel is burned in the boiler furnace 14.
  • the startup boiler has a low temperature of the furnace 14 and is not yet suitable for coal combustion, but oil fuel is highly combustible and can be burned even at low temperatures.
  • the combustion exhaust gas generated by oil combustion at a low temperature may contain unburned components (oil mist or the like) that may deteriorate the denitration catalyst.
  • the combustion exhaust gas discharged from the boiler is divided into a denitration device and a bypass during oil combustion.
  • the ratio of the amount of flue gas flowing through the bypass to the amount of flue gas flowing through the denitration device is preferably 60/40 to 95/5, more preferably 70/30 to 90/10.
  • the time from the start of the boiler to the start of the injection of the reducing agent that is, the time from the start of the boiler to the start of the NO x reduction reaction can be greatly reduced as compared with the conventional method.
  • Example 1 The solid line in FIG. 2 shows an example of the temperature change of the catalyst layer when the operation method of the present invention is performed in the combustion exhaust gas purification system shown in FIG.
  • the temperature of the catalyst layer increased at a substantially constant rate from the boiler startup temperature to the temperature at which the reducing agent could be injected. Even when the bypass damper was closed after fuel switching (approximately 200 minutes after the boiler started), there was no sudden change in the rate of temperature rise of the catalyst layer. When about 800 minutes had elapsed since the start of the boiler (A), the catalyst layer reached a temperature at which ammonia could be injected.
  • Comparative Example 1 In the combustion exhaust gas purification system shown in FIG. 1, the broken line in FIG. 2 first starts the boiler by oil combustion with the bypass damper 4 opened and the denitration apparatus inlet damper 2 and denitration apparatus outlet damper 7 closed.
  • the temperature change of the catalyst layer when the operation of closing the bypass damper and simultaneously opening the denitration apparatus inlet damper 2 and the denitration apparatus outlet damper 7 after fuel switching (when about 200 minutes have elapsed since the start of the boiler) is shown.
  • the temperature of the catalyst layer slightly increased due to heat conduction in the ducts.
  • Comparative Example 2 In the combustion exhaust gas purification system shown in FIG. 1, the one-dot chain line in FIG. 2 starts the boiler by oil combustion with the bypass damper 4 opened and the denitration apparatus inlet damper 2 and denitration apparatus outlet damper 7 closed.
  • the temperature of the catalyst layer when the operation of gradually opening the denitration device inlet damper 2 and the denitration device outlet damper 7 at the same time while gradually closing the bypass damper after fuel switching (when about 200 minutes have passed since the start of the boiler) Showing change.
  • the temperature of the catalyst layer slightly increased due to heat conduction in the ducts.
  • the bypass damper 4 is gradually closed over 200 minutes, and at the same time, the NOx removal device inlet damper 2 and the NOx removal outlet damper 7 are gradually opened over 200 minutes.
  • the temperature rose at a constant rate.
  • the catalyst layer reached a temperature at which ammonia could be injected.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

油燃料および石炭燃料を同時にまたは切り替えて燃やすことのできるボイラ、還元剤注入器と触媒反応器とを有する脱硝装置、ボイラから排出される燃焼排ガスを脱硝装置へ導く入口煙道、脱硝装置から燃焼排ガスを導く出口煙道、入口煙道から出口煙道に脱硝装置を迂回して燃焼排ガスを導くことのできるバイパス、およびバイパスダンパを具備する燃焼排ガス浄化システムにおいて、バイパスダンパを開いて、石炭燃焼に未だ適さない状態のボイラにて油燃料を燃やし、ボイラから排出される燃焼排ガスが脱硝装置とバイパスとに分かれて流れるようにし、ボイラが石炭燃焼に適した状態になったときに、油燃料から石炭燃料に切り替えて、ボイラにて石炭燃料を燃やし、油燃料から石炭燃料に切り替えた後にバイパスダンパを閉じ、そして、触媒反応器が脱硝反応に適した状態になったときに、還元剤を注入することを含む、燃焼排ガス浄化システムの運用方法。

Description

燃焼排ガス浄化システムの運用方法
　本発明は燃焼排ガス浄化システムの運用方法に関する。より詳細に、本発明は、油燃焼によるボイラ起動時における脱硝触媒への油燃料の未燃分の付着を抑制しつつ、脱硝装置の温度をより均一に且つより短い時間で上昇させることができる燃焼排ガス浄化システムの運用方法に関する。
　火力発電所では電力需要に応じて、毎日起動停止（ＤＤＳ）運転、週末起動停止（ＷＳＳ）運転などを行っている。石炭は燃焼性が低いので、ボイラ火炉の内部の温度等の条件が整わないと、石炭を十分に燃焼させることができない。そこで、石炭焚きボイラにおいては、軽油、重油などの燃焼性の高い油燃料をボイラ火炉に供給して燃焼を開始させ、石炭燃焼可能なボイラ火炉の内部の温度等の条件が確立したところで、油燃料から石炭燃料への切り替えを行うことがある（特許文献１や２など）。
　アンモニア接触還元法（ＳＣＲ）脱硝装置では、排ガス中にアンモニア（ＮＨ3）を注入し、２５０℃～４５０℃の温度で触媒を通過させると、ＮＯxとＮＨ3が反応し、無害な窒素と水蒸気に分解される。しかし、起動直後の脱硝装置は、触媒層の温度が低いために、ＮＯxの還元反応が十分に行われないことがある。また、湿気を含んだ排ガスが触媒層で結露して触媒性能の低下をひき起こすことがある。
　そこで、特許文献３は、燃焼装置から出る燃焼排ガスをアンモニア還元脱硝装置に通して窒素酸化物を除去する方法において、アンモニア還元脱硝装置から出る処理ガスの流路にオゾン酸化装置及び窒素酸化物の吸着処理装置が設置されたバイパスを設け、燃焼装置の起動直後等のアンモニア還元脱硝装置が十分機能しない時期には、該脱硝装置から出る未反応の窒素酸化物を含む処理ガスを前記バイパスに通し、該処理ガス中のＮＯをＮＯ2及び／又はＮ2Ｏ5に酸化したのち吸着処理することにより未反応の窒素酸化物を除去し、アンモニア還元脱硝装置が十分機能するようになった時点でバイパスを閉じるようにすることを特徴とする燃焼排ガス中の窒素酸化物の低減方法を開示している。
　また、結露等の対策として、特許文献４は、未処理ガスを脱硝装置へ導く入口煙道と、処理ガスを導く出口煙道を接続し、アンモニア注入管からのアンモニアによって窒素酸化物を脱硝するものにおいて、前記入口煙道と出口煙道の少なくとも一方に循環ダクトを設け、この循環ダクトの途中に煙道の湿分を除去する除湿手段を配置したことを特徴とする脱硝装置を開示している。
特開２００６－１２５８０８号公報 特開２００６－１６２２０８号公報 特開平７－７５７１７号公報 特開昭６２－１０６８２５号公報
　油燃料から石炭燃料への切り替え運用においては、油燃焼時に未燃分が燃焼排ガスに含まれていることがある。未燃分が触媒表面に付着した場合に適切な対応が実施されないと触媒に悪影響を与えることがある。そこで、油燃焼時には触媒層に燃焼排ガスが通過しないようにし、油燃焼から石炭燃焼に切り替えた後に触媒層に燃焼排ガスが通過するようにする運用方法を実施することもある。この運用方法においては、油燃焼から石炭燃焼に切り替えた時の燃焼排ガスの温度が比較的に高温であるので、燃焼排ガスが脱硝装置に流れ始めたときに脱硝装置が急激に加熱され、触媒やダクト等に大きな温度差が生じ、それらに損傷を与えることがある。急激な温度上昇を生じさせないように触媒層に流す燃焼排ガスの量を徐々に増やしていくことも考えられるが、流量調整のための特別な機構が必要になり、またＳＣＲの起動が遅れることがある。
　本発明の課題は、油燃焼によるボイラ起動時における脱硝触媒への油燃料の未燃分の付着を抑制しつつ、脱硝装置の温度をより均一に且つより短い時間で上昇させることができる燃焼排ガス浄化システムの運用方法を提供することである。
　上記課題を解決すべく検討した結果、以下のような態様を包含する本発明を完成するに至った。
〔１〕油燃料および石炭燃料を同時にまたは切り替えて燃やすことのできるボイラ、還元剤注入器と触媒反応器とを有する脱硝装置、ボイラから排出される燃焼排ガスを脱硝装置へ導く入口煙道、脱硝装置から燃焼排ガスを導く出口煙道、入口煙道から出口煙道に脱硝装置を迂回して燃焼排ガスを導くことのできるバイパス、およびバイパスダンパを具備する燃焼排ガス浄化システムにおいて、
　バイパスダンパを開いて、石炭燃焼に未だ適さない状態のボイラにて油燃料を燃やし、ボイラから排出される燃焼排ガスが脱硝装置とバイパスとに分かれて流れるようにし、
　ボイラが石炭燃焼に適した状態になったときに、油燃料から石炭燃料に切り替えて、ボイラにて石炭燃料を燃やし、
　油燃料から石炭燃料に切り替えた後にバイパスダンパを閉じ、
　そして、触媒反応器が脱硝反応に適した状態になったときに、還元剤を注入することを含む、
　燃焼排ガス浄化システムの運用方法。
〔２〕バイパスダンパを空気式アクチュエータで駆動させる、〔１〕に記載の方法。
〔３〕バイパスダンパがオン・オフ制御式ダンパである、〔１〕に記載の方法。
〔４〕脱硝装置とバイパスとに５：９５～４０：６０の割合で燃焼排ガスが分かれて流れる、〔１〕に記載の方法。
　本発明の方法によると、油燃焼によるボイラ起動時における脱硝触媒への油燃料の未燃分の付着を抑制しつつ、脱硝装置の温度を、従来の運用法に比べて、より均一に且つより短時間で上昇させることができる。脱硝装置の温度を均一に上昇させることができるので、温度差によって生じることがある脱硝装置各部の歪み、脱硝反応の斑、その他の支障を小さくすることができる。脱硝装置の温度を短時間で上昇させることができるので、ボイラ起動から差ほど遅れることなく燃焼排ガスの脱硝処理を開始することができる。
燃焼排ガス浄化システムの一例を示す概念図である。 ボイラ起動後の触媒層の温度変化の一例を示す図である。
　本発明の実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。なお、以下の実施形態によって本発明の範囲は制限されない。
　図１に示す燃焼排ガス浄化システムは、油燃料および石炭燃料を同時にまたは切り替えて燃やすことのできるボイラ１、還元剤注入器３と触媒反応器５とを有する脱硝装置、ボイラ１から排出される燃焼排ガスを脱硝装置へ導く入口煙道１２、脱硝装置から燃焼排ガスを導く出口煙道１３、入口煙道から出口煙道に脱硝装置を迂回して燃焼排ガスを導くことのできるバイパス１１、およびバイパスダンパ４を具備する。
　図１に示す燃焼排ガス浄化システムにおいては、誘引ファン９および予熱器８を経て空気をボイラの火炉１４に供給する。バーナに油燃料または石炭燃料が供給されそれらが火炉１４内で燃やされる。火炉で得られた高温の燃焼ガスは、対流伝熱部を経て、過熱器、再熱器、節炭器などを通過する。ボイラにて使用された燃焼ガスは、燃焼排ガスとしてボイラから排出され、入口煙道１２に導かれる。なお、ボイラ１から排出された後、入口煙道１２に導かれ前に、燃焼排ガスが、冷却塔、アルカリ噴霧塔、バグフィルタ（集塵装置）または／およびその他の装置を通過するようにしてもよい。
　脱硝装置は、還元剤注入器３と触媒反応器５とを有する。還元剤注入器３においてアンモニアなどの還元剤が入口煙道１２に注入される。燃焼排ガスと還元剤との混合ガスは触媒層６の設置された触媒反応器５に導かれる。所定温度（例えば２５０～４５０℃）にて触媒層６に混合ガスが接触すると、ＮＯxの還元反応が進行する。ただし、ボイラ起動直後は、触媒層の温度がまだ低く、還元剤を注入してもＮＯxの還元反応があまり進行しない。また、低温状態でアンモニアを注入するとＮＯxの還元反応よりも硫酸アンモニウムの生成反応等が優勢になることもある。燃焼排ガスが持つ熱エネルギによって脱硝装置が熱せられ触媒層の温度が上昇するが、急激な加熱は、温度の不均一を生じさせ、脱硝装置の各部に歪み等の支障を引き起こすことがある。本発明においては後述する方法によって、脱硝装置の温度を均一に且つ短時間で上昇させることができる。
　触媒反応器を通過した燃焼排ガスを出口煙道１３に導く。燃焼排ガスが持つ熱エネルギは空気予熱器８にて空気を温めるためにも使用できる。そして、燃焼排ガスを煙突１０にて大気に放出させることができる。なお、出口煙道１３から煙突１０に至る間には、電気集塵装置、脱硫装置、脱ＣＯ2装置または／およびその他の装置がさらに設置されていてもよい。図１に示すシステムでは、ダンパ２,７が脱硝装置の入口および出口にそれぞれ設置されているが、バイパスダンパ４によって脱硝装置を通過する燃焼排ガスの量を調節できる場合にはダンパ２,７を設置しなくてもよい。脱硝装置入口ダンパ２および脱硝装置出口ダンパ７は、電動式アクチュエータで駆動させるものであることが好ましい。また、脱硝装置入口ダンパ２および脱硝装置出口ダンパ７は比例制御式ダンパであることが好ましい。脱硝装置入口ダンパ２または脱硝装置出口ダンパ７の開度を変更することによって、脱硝装置を通過する燃焼排ガスの量を調節することができる。
　バイパス１１は、入口煙道１２から出口煙道１３に、脱硝装置を迂回して、燃焼排ガスを導くことができる流路である。バイパス１１にはバイパスダンパ４が設置されている。バイパスダンパ４は空気式アクチュエータで駆動させるものであることが好ましい。また、バイパスダンパ４はオン・オフ制御式ダンパであることが好ましい。
　本発明の方法は、燃焼排ガス浄化システムにおいて、先ず、バイパスダンパ４、脱硝装置入口ダンパ２および脱硝装置出口ダンパ７を開く。そして、ボイラ火炉１４にて油燃料を燃やす。起動時のボイラは、火炉１４の温度が低く、石炭燃焼に未だ適さない状態にあるが、油燃料は燃焼性が高く低温下においても燃やすことができる。ただし、低温下での油燃焼によって生じる燃焼排ガスには脱硝触媒を劣化させるおそれのある未燃分（油ミストなど）が含まれていることがある。本発明の方法は、油燃焼を行っている間、ボイラから排出される燃焼排ガスを、脱硝装置とバイパスとに分けて流す。このようにすることによって、燃焼排ガス中の未燃分による脱硝触媒の劣化の抑制と、燃焼排ガスの持つ熱エネルギによる脱硝装置の温度上昇の促進とを両立させることができる。脱硝装置を流れる燃焼排ガスの量に対するバイパスを流れる燃焼排ガスの量の比は、好ましくは６０／４０～９５／５、より好ましくは７０／３０～９０／１０である。
　ボイラ火炉の温度が上昇し、石炭燃焼に適した状態になったときに、油燃料から石炭燃料に切り替えて、ボイラ火炉にて石炭燃料を燃やす。油燃料から石炭燃料に切り替えた後に、バイパスダンパ４を閉じる。これにより燃焼排ガスのほぼ全部が脱硝装置に流れるようになり、脱硝装置の温度上昇がさらに促進される。なお、触媒層の温度が所定値（例えば、２５０℃など）よりも低い間は、アンモニアを注入しても、ＮＯxの還元反応が十分に進まず、硫酸アンモニウム生成反応などの副反応が進みやすい。
　次いで、触媒反応器が脱硝反応に適した状態になったときに、還元剤の注入を始める。本発明の方法によると、ボイラ起動から還元剤の注入の開始、すなわちボイラ起動からＮＯxの還元反応の開始までの時間を、従来の方法に比べて大幅に短縮することができる。
　次に、本発明の運用方法による効果を実施例と比較例を示すことによってより詳細に説明する。
実施例１
　図２中の実線は、図１に示す燃焼排ガス浄化システムにおいて、本発明の運用方法を行った際の触媒層の温度変化の一例を示す。ボイラ起動時温度から還元剤注入可能温度までほぼ一定の速度で触媒層の温度が上昇した。燃料切り換え後（ボイラ起動から約２００分間経過時）にバイパスダンパを閉じても、触媒層の温度上昇の速度に急激な変化が無かった。ボイラ起動から約８００分間経過した時（Ａ）に触媒層はアンモニア注入が可能な温度になった。
比較例１
　図２中の破線は、図１に示す燃焼排ガス浄化システムにおいて、先ず、バイパスダンパ４を開き且つ脱硝装置入口ダンパ２および脱硝装置出口ダンパ７を閉じた状態で、ボイラを油燃焼で起動し、燃料切り換え後（ボイラ起動から約２００分間経過時）にバイパスダンパを閉じ、同時に脱硝装置入口ダンパ２および脱硝装置出口ダンパ７を開くという運用を行った際の触媒層の温度変化を示す。起動直後、ダクトなどを熱伝導して触媒層の温度が若干上昇した。燃料切り換え後（ボイラ起動から約２００分間経過時）にバイパスダンパ４を閉じ、同時に脱硝装置入口ダンパ２および脱硝装置出口ダンパ７を開くと、燃焼排ガスからの熱伝達（対流伝熱）により触媒層の温度が急激に上昇した。このとき、脱硝装置各部に大きな温度差（ヒートショック）が発生した。ボイラ起動から約９００分間経過した時（Ｂ）に触媒層はアンモニア注入が可能な温度になった。
比較例２
　図２中の一点鎖線は、図１に示す燃焼排ガス浄化システムにおいて、先ず、バイパスダンパ４を開き且つ脱硝装置入口ダンパ２および脱硝装置出口ダンパ７を閉じた状態で、ボイラを油燃焼で起動し、燃料切り換え後（ボイラ起動から約２００分間経過時）にバイパスダンパを徐々に閉じながら、同時に脱硝装置入口ダンパ２および脱硝装置出口ダンパ７を徐々に開くという運用を行った際の触媒層の温度変化を示す。起動直後、ダクトなどを熱伝導して触媒層の温度が若干上昇した。燃料切り換え後（ボイラ起動から約２００分間経過時）にバイパスダンパ４を２００分間かけて徐々に閉じ、同時に脱硝装置入口ダンパ２および脱硝装置出口ダンパ７を２００分間かけて徐々に開くと、触媒層の温度が一定速度で上昇した。ボイラ起動から約１２００分間経過した時（Ｃ）に触媒層はアンモニア注入が可能な温度になった。
１：ボイラ
２：脱硝装置入口ダンパ
３：還元剤注入器
４：バイパスダンパ
５：触媒反応器
６：触媒層
７：脱硝装置出口ダンパ
８：空気予熱器
９：誘引ファン
１０：煙突
１１：バイパス
１２：入口煙道
１３：出口煙道
１４：火炉

Claims (4)

  1. 　油燃料および石炭燃料を同時にまたは切り替えて燃やすことのできるボイラ、還元剤注入器と触媒反応器とを有する脱硝装置、ボイラから排出される燃焼排ガスを脱硝装置へ導く入口煙道、脱硝装置から燃焼排ガスを導く出口煙道、入口煙道から出口煙道に脱硝装置を迂回して燃焼排ガスを導くことのできるバイパス、およびバイパスダンパを具備する燃焼排ガス浄化システムにおいて、
    　バイパスダンパを開いて、石炭燃焼に未だ適さない状態のボイラにて油燃料を燃やし、ボイラから排出される燃焼排ガスが脱硝装置とバイパスとに分かれて流れるようにし、
    　ボイラが石炭燃焼に適した状態になったときに、油燃料から石炭燃料に切り替えて、ボイラにて石炭燃料を燃やし、
    　油燃料から石炭燃料に切り替えた後にバイパスダンパを閉じ、
    　そして、触媒反応器が脱硝反応に適した状態になったときに、還元剤を注入することを含む、
    　燃焼排ガス浄化システムの運用方法。
  2. 　バイパスダンパを空気式アクチュエータで駆動させる、請求項１に記載の方法。
  3. 　バイパスダンパがオン・オフ制御式ダンパである、請求項１に記載の方法。
  4. 　脱硝装置とバイパスとに５：９５～４０：６０の割合で燃焼排ガスが分かれて流れる、請求項１に記載の方法。
PCT/JP2017/017955 2017-05-11 2017-05-11 燃焼排ガス浄化システムの運用方法 Ceased WO2018207332A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/611,652 US11441774B2 (en) 2017-05-11 2017-05-11 Method for operating flue gas purification system
KR1020197033006A KR102334460B1 (ko) 2017-05-11 2017-05-11 연소 배기 가스 정화 시스템의 운용 방법
PCT/JP2017/017955 WO2018207332A1 (ja) 2017-05-11 2017-05-11 燃焼排ガス浄化システムの運用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/017955 WO2018207332A1 (ja) 2017-05-11 2017-05-11 燃焼排ガス浄化システムの運用方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018207332A1 true WO2018207332A1 (ja) 2018-11-15

Family

ID=64105441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/017955 Ceased WO2018207332A1 (ja) 2017-05-11 2017-05-11 燃焼排ガス浄化システムの運用方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11441774B2 (ja)
KR (1) KR102334460B1 (ja)
WO (1) WO2018207332A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109340737A (zh) * 2018-11-19 2019-02-15 哈尔滨红光锅炉总厂有限责任公司 一种可用于scr脱硝的角管锅炉
CN112460618A (zh) * 2020-12-03 2021-03-09 昆山市三维换热器有限公司 全负荷脱硝系统及其控制方法
CN116518396A (zh) * 2023-05-10 2023-08-01 扬州正宇锅炉有限公司 一种大型生物质半气化模块组装水管锅炉
CN120679341A (zh) * 2025-06-07 2025-09-23 国能龙源环保有限公司 基于脱硝系统的喷氨方法及装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112535947A (zh) * 2020-05-22 2021-03-23 河南亿水源净水材料科技有限公司 一种高效脱硝的方法
CN111589301A (zh) * 2020-05-29 2020-08-28 广东电科院能源技术有限责任公司 燃煤电厂scr脱硝性能预测方法、装置、设备和存储介质
CN112619413A (zh) * 2020-12-24 2021-04-09 西安大唐电力设计研究院有限公司 一种链条炉脱硝系统
CN114470980B (zh) * 2022-01-07 2023-06-27 呼伦贝尔安泰热电有限责任公司海拉尔热电厂 一种便于调节流量的锅炉旁路烟道组件及其使用方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60255523A (ja) * 1984-05-30 1985-12-17 Nippon Denso Co Ltd カ−エアコン制御装置
JPS6198523U (ja) * 1984-11-30 1986-06-24
JPS62186926A (ja) * 1986-02-12 1987-08-15 Babcock Hitachi Kk 脱硝装置
JPH05340238A (ja) * 1992-06-05 1993-12-21 Mazda Motor Corp 排気ガス浄化装置
JPH10159542A (ja) * 1996-11-29 1998-06-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 脱硝装置付きディーゼル機関
JP2001129353A (ja) * 1999-11-01 2001-05-15 Babcock Hitachi Kk 排ガス処理装置のガス流路切替え方法
JP2007314139A (ja) * 2006-05-29 2007-12-06 Toyota Motor Corp 冷却装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4353207A (en) * 1980-08-20 1982-10-12 Westinghouse Electric Corp. Apparatus for removing NOx and for providing better plant efficiency in simple cycle combustion turbine plants
JPS62106825A (ja) 1985-11-05 1987-05-18 Babcock Hitachi Kk 脱硝装置
US5275554A (en) 1990-08-31 1994-01-04 Power-Flame, Inc. Combustion system with low NOx adapter assembly
JP3202419B2 (ja) 1993-06-30 2001-08-27 三菱重工業株式会社 燃焼排ガス中の窒素酸化物の低減方法
FR2728301B1 (fr) * 1994-12-19 1997-03-14 Peugeot Dispositif de traitement des gaz d'echappement d'un moteur a allumage commande comportant un corps catalyseur et un adsorbeur d'hydrocarbures disposes a l'interieur d'un collecteur d'echappement
US5603215A (en) * 1995-03-23 1997-02-18 Engelhard Corporation Method and apparatus for treatment of exhaust streams
US5943865A (en) * 1998-12-03 1999-08-31 Cohen; Mitchell B. Reheating flue gas for selective catalytic systems
JP4938945B2 (ja) 2001-09-12 2012-05-23 三菱重工業株式会社 脱硝装置および脱硝方法
JP2006125808A (ja) 2004-11-01 2006-05-18 Babcock Hitachi Kk 燃焼装置とその燃料燃焼方法
JP4386279B2 (ja) 2004-12-10 2009-12-16 バブコック日立株式会社 バーナの運転方法
US7481987B2 (en) * 2005-09-15 2009-01-27 Solvay Chemicals Method of removing sulfur trioxide from a flue gas stream
KR101072578B1 (ko) 2009-09-07 2011-10-11 한국전력공사 유동층 연소 보일러의 기동 연소제어장치
KR101843818B1 (ko) 2016-07-18 2018-03-30 성진계장 주식회사 공조 및 소방 겸용 댐퍼 구동기 및 이것을 이용한 제어 방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60255523A (ja) * 1984-05-30 1985-12-17 Nippon Denso Co Ltd カ−エアコン制御装置
JPS6198523U (ja) * 1984-11-30 1986-06-24
JPS62186926A (ja) * 1986-02-12 1987-08-15 Babcock Hitachi Kk 脱硝装置
JPH05340238A (ja) * 1992-06-05 1993-12-21 Mazda Motor Corp 排気ガス浄化装置
JPH10159542A (ja) * 1996-11-29 1998-06-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 脱硝装置付きディーゼル機関
JP2001129353A (ja) * 1999-11-01 2001-05-15 Babcock Hitachi Kk 排ガス処理装置のガス流路切替え方法
JP2007314139A (ja) * 2006-05-29 2007-12-06 Toyota Motor Corp 冷却装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109340737A (zh) * 2018-11-19 2019-02-15 哈尔滨红光锅炉总厂有限责任公司 一种可用于scr脱硝的角管锅炉
CN112460618A (zh) * 2020-12-03 2021-03-09 昆山市三维换热器有限公司 全负荷脱硝系统及其控制方法
CN116518396A (zh) * 2023-05-10 2023-08-01 扬州正宇锅炉有限公司 一种大型生物质半气化模块组装水管锅炉
CN116518396B (zh) * 2023-05-10 2024-01-19 扬州正宇锅炉有限公司 一种大型生物质半气化模块组装水管锅炉
CN120679341A (zh) * 2025-06-07 2025-09-23 国能龙源环保有限公司 基于脱硝系统的喷氨方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR102334460B1 (ko) 2021-12-02
KR20190134755A (ko) 2019-12-04
US20200149741A1 (en) 2020-05-14
US11441774B2 (en) 2022-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018207332A1 (ja) 燃焼排ガス浄化システムの運用方法
JP7207810B2 (ja) ボイラの効率を向上させるための方法及びシステム
US4353207A (en) Apparatus for removing NOx and for providing better plant efficiency in simple cycle combustion turbine plants
US8211391B2 (en) Biomass boiler SCR NOx and CO reduction system
KR101057342B1 (ko) 가속 선택적 촉매 환원법을 이용한 저온 탈질 효율 증가 및 가시매연 제거 시스템
CN102187078A (zh) 用于热回收蒸汽发生系统的减排系统
RU2543096C1 (ru) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОГО КАТАЛИТИЧЕСКОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ NOx В ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ КОТЛЕ
JP7420941B2 (ja) 蒸気ボイラシステムを作動させるための配置構成及び方法
CN204400906U (zh) 煤粉热解污染物处理系统及锅炉燃烧系统
CN110252139B (zh) 一种scr脱硝系统及加热装置和脱硝方法
CN114278948B (zh) 一种退役风电叶片的处理装置及方法
CN112610964A (zh) 一种危险废物焚烧烟气的scr处理系统及方法
CN112892205A (zh) 一种用煤粉炉加热scr脱硝烟气装置及其方法
JP2011125766A (ja) 排ガス処理装置
KR101944291B1 (ko) 산업용 보일러의 백연 및 유해물질 저감장치
CN214581129U (zh) 一种危险废物焚烧烟气的scr处理系统
CN106979529B (zh) 燃烧处理设备
JP2010249407A (ja) 石炭焚きボイラおよびそれを備えたプラント
JPH0367728B2 (ja)
JP5881545B2 (ja) 石炭焚きボイラに用いられる脱硝装置
JPS62183859A (ja) 石炭焚ボイラからの排ガス処理方法
CN111964026B (zh) 一种生物质锅炉环保设备正压式热风维保系统及方法
CN121891882A (zh) 耦合火电灵活调峰的烟气污染物治理系统及其控制方法
JPS583730B2 (ja) 排ガスの処理方法
JP2007105675A (ja) 排ガス処理装置の運転方法及びボイラ装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17909034

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20197033006

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17909034

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP