JP2002177740A - 排熱回収ボイラの脱硝装置 - Google Patents
排熱回収ボイラの脱硝装置Info
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- JP2002177740A JP2002177740A JP2000382270A JP2000382270A JP2002177740A JP 2002177740 A JP2002177740 A JP 2002177740A JP 2000382270 A JP2000382270 A JP 2000382270A JP 2000382270 A JP2000382270 A JP 2000382270A JP 2002177740 A JP2002177740 A JP 2002177740A
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Chimneys And Flues (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 排ガス中に含まれるＮＯｘ中のＮＯ2の比率
を低くしてＮＯの比率を高くすることができ、脱硝性能
を向上し得、ＮＨ3の消費量削減にもつながる排熱回収
ボイラの脱硝装置を提供する。 【解決手段】 アンモニア注入ノズル５ａ及び脱硝触媒
層５ｂの上流側に、ＮＯ 2還元触媒層１１を配設する。
を低くしてＮＯの比率を高くすることができ、脱硝性能
を向上し得、ＮＨ3の消費量削減にもつながる排熱回収
ボイラの脱硝装置を提供する。 【解決手段】 アンモニア注入ノズル５ａ及び脱硝触媒
層５ｂの上流側に、ＮＯ 2還元触媒層１１を配設する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排熱回収ボイラの
脱硝装置に関するものである。
脱硝装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、コンバインドサイクル発電プラ
ント等においては、ガスタービンの排ガスの熱を、蒸気
タービン用の駆動蒸気やプロセス用の蒸気を発生させる
ための熱源として利用する排熱回収ボイラが用いられて
いる。
ント等においては、ガスタービンの排ガスの熱を、蒸気
タービン用の駆動蒸気やプロセス用の蒸気を発生させる
ための熱源として利用する排熱回収ボイラが用いられて
いる。
【０００３】図４は一般的な排熱回収ボイラの一例を示
すものであって、１は横置き型の自然循環式の排熱回収
ボイラであり、該排熱回収ボイラ１は、そのケーシング
２内に上流側から順次、過熱器３、高圧蒸発器４、脱硝
装置５、高圧節炭器６、低圧蒸発器７、低圧節炭器８を
配設し、高圧蒸発器４の上部に高圧蒸気ドラム９を設
け、低圧蒸発器７の上部に低圧蒸気ドラム１０を設けて
なる構成を有している。
すものであって、１は横置き型の自然循環式の排熱回収
ボイラであり、該排熱回収ボイラ１は、そのケーシング
２内に上流側から順次、過熱器３、高圧蒸発器４、脱硝
装置５、高圧節炭器６、低圧蒸発器７、低圧節炭器８を
配設し、高圧蒸発器４の上部に高圧蒸気ドラム９を設
け、低圧蒸発器７の上部に低圧蒸気ドラム１０を設けて
なる構成を有している。
【０００４】前記脱硝装置５は、ケーシング２内にアン
モニア（ＮＨ3）を注入するアンモニア注入ノズル５ａ
と、該アンモニア注入ノズル５ａの下流側に配設され且
つ多数の脱硝触媒が充填された脱硝触媒層５ｂとを備え
ている。
モニア（ＮＨ3）を注入するアンモニア注入ノズル５ａ
と、該アンモニア注入ノズル５ａの下流側に配設され且
つ多数の脱硝触媒が充填された脱硝触媒層５ｂとを備え
ている。
【０００５】図４に示されるような排熱回収ボイラ１に
おいては、図示していないガスタービンからケーシング
２内に流入した高温の排ガスは、過熱器３及び高圧蒸発
器４を経て脱硝装置５に至り、該脱硝装置５のアンモニ
ア注入ノズル５ａから注入されるアンモニアと脱硝触媒
層５ｂの作用により窒素酸化物（ＮＯｘ）が除去され、
該脱硝装置５において窒素酸化物が除去された排ガス
は、高圧節炭器６、低圧蒸発器７及び低圧節炭器８を順
次通過し、各伝熱管内の内部流体と熱交換を行い、高圧
蒸気ドラム９及び低圧蒸気ドラム１０においては、各圧
力の蒸発器で発生した二相流が流入し、蒸気と水とに分
離される。
おいては、図示していないガスタービンからケーシング
２内に流入した高温の排ガスは、過熱器３及び高圧蒸発
器４を経て脱硝装置５に至り、該脱硝装置５のアンモニ
ア注入ノズル５ａから注入されるアンモニアと脱硝触媒
層５ｂの作用により窒素酸化物（ＮＯｘ）が除去され、
該脱硝装置５において窒素酸化物が除去された排ガス
は、高圧節炭器６、低圧蒸発器７及び低圧節炭器８を順
次通過し、各伝熱管内の内部流体と熱交換を行い、高圧
蒸気ドラム９及び低圧蒸気ドラム１０においては、各圧
力の蒸発器で発生した二相流が流入し、蒸気と水とに分
離される。
【０００６】このような自然循環式の排熱回収ボイラ１
は、多くのコンバインドサイクル発電プラントで採用さ
れている。
は、多くのコンバインドサイクル発電プラントで採用さ
れている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、排ガス中の
窒素酸化物（ＮＯｘ）は、主に一酸化窒素（ＮＯ）と二
酸化窒素（ＮＯ2）とで形成されているが、ガスタービ
ン・コンバインドサイクルの起動時は、ＮＯｘ中のＮＯ2
の比率が高い。
窒素酸化物（ＮＯｘ）は、主に一酸化窒素（ＮＯ）と二
酸化窒素（ＮＯ2）とで形成されているが、ガスタービ
ン・コンバインドサイクルの起動時は、ＮＯｘ中のＮＯ2
の比率が高い。
【０００８】しかしながら、ＮＯ2はＮＯに比べて脱硝
反応が進みにくいため、負荷運転時に充分な性能が得ら
れるように脱硝装置５を設計しても、起動時には充分な
脱硝性能が得られず、ＮＨ3／ＮＯｘモル比を高くしな
ければならなくなって、ＮＨ3の消費量も増加するとい
う欠点を有していた。
反応が進みにくいため、負荷運転時に充分な性能が得ら
れるように脱硝装置５を設計しても、起動時には充分な
脱硝性能が得られず、ＮＨ3／ＮＯｘモル比を高くしな
ければならなくなって、ＮＨ3の消費量も増加するとい
う欠点を有していた。
【０００９】尚、図５は脱硝触媒におけるＮＯ／ＮＯｘ
比−脱硝率特性を表わすものであって、ＮＯ／ＮＯｘ比
が低い（即ちＮＯ2の比率が高い）場合ほど、脱硝率が
低下し、又、ＮＨ3／ＮＯｘモル比が低い場合ほど、脱
硝率が低下していることがわかる。
比−脱硝率特性を表わすものであって、ＮＯ／ＮＯｘ比
が低い（即ちＮＯ2の比率が高い）場合ほど、脱硝率が
低下し、又、ＮＨ3／ＮＯｘモル比が低い場合ほど、脱
硝率が低下していることがわかる。
【００１０】本発明は、斯かる実情に鑑み、排ガス中に
含まれるＮＯｘ中のＮＯ2の比率を低くしてＮＯの比率
を高くすることができ、脱硝性能を向上し得、ＮＨ3の
消費量削減にもつながる排熱回収ボイラの脱硝装置を提
供しようとするものである。
含まれるＮＯｘ中のＮＯ2の比率を低くしてＮＯの比率
を高くすることができ、脱硝性能を向上し得、ＮＨ3の
消費量削減にもつながる排熱回収ボイラの脱硝装置を提
供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、ケーシング内
にアンモニア注入ノズルと脱硝触媒層とを配設してなる
排熱回収ボイラの脱硝装置において、アンモニア注入ノ
ズル及び脱硝触媒層の上流側に、ＮＯ2還元触媒層を配
設したことを特徴とする排熱回収ボイラの脱硝装置にか
かるものである。
にアンモニア注入ノズルと脱硝触媒層とを配設してなる
排熱回収ボイラの脱硝装置において、アンモニア注入ノ
ズル及び脱硝触媒層の上流側に、ＮＯ2還元触媒層を配
設したことを特徴とする排熱回収ボイラの脱硝装置にか
かるものである。
【００１２】前記排熱回収ボイラの脱硝装置において
は、ＮＯ2還元触媒層をステンレス鋼板で形成すること
ができ、又、この場合、ステンレス鋼板を格子状に配置
することが有効である。
は、ＮＯ2還元触媒層をステンレス鋼板で形成すること
ができ、又、この場合、ステンレス鋼板を格子状に配置
することが有効である。
【００１３】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。
られる。
【００１４】前述の如く、アンモニア注入ノズル及び脱
硝触媒層の上流側に、ＮＯ2還元触媒層を配設すると、
排ガス中のＮＯ2の一部がＮＯに変換され、脱硝反応が
進みやすくなるため、起動時にも充分な脱硝性能が得ら
れ、ＮＨ3／ＮＯｘモル比を高くしなくて済み、ＮＨ3の
消費量を減らすことも可能となる。
硝触媒層の上流側に、ＮＯ2還元触媒層を配設すると、
排ガス中のＮＯ2の一部がＮＯに変換され、脱硝反応が
進みやすくなるため、起動時にも充分な脱硝性能が得ら
れ、ＮＨ3／ＮＯｘモル比を高くしなくて済み、ＮＨ3の
消費量を減らすことも可能となる。
【００１５】前記排熱回収ボイラの脱硝装置において、
ＮＯ2還元触媒層をステンレス鋼板で形成して格子状に
配置すれば、排ガスとの接触面積が充分に取れる形とな
り、ＮＯ2の還元が効率よく行われる。
ＮＯ2還元触媒層をステンレス鋼板で形成して格子状に
配置すれば、排ガスとの接触面積が充分に取れる形とな
り、ＮＯ2の還元が効率よく行われる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。
例と共に説明する。
【００１７】図１は本発明を実施する形態の一例であっ
て、図中、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表
わしており、基本的な構成は図４に示す従来のものと同
様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１に示
す如く、アンモニア注入ノズル５ａ及び脱硝触媒層５ｂ
の上流側に、ＮＯ2還元触媒層１１を配設した点にあ
る。
て、図中、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表
わしており、基本的な構成は図４に示す従来のものと同
様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１に示
す如く、アンモニア注入ノズル５ａ及び脱硝触媒層５ｂ
の上流側に、ＮＯ2還元触媒層１１を配設した点にあ
る。
【００１８】本図示例の場合、前記ＮＯ2還元触媒層１
１は、過熱器３の入側、並びに該過熱器３と高圧蒸発器
４との間に配設してあるが、アンモニア注入ノズル５ａ
及び脱硝触媒層５ｂの上流側であれば、高圧蒸発器４の
出側等に配設してもよいことは言うまでもない。尚、前
記ＮＯ2還元触媒層１１を配設する位置としては、ガス
タービン・コンバインドサイクルの起動時に排ガスの温
度がおよそ３００〜６００［℃］程度となる位置が望ま
しい。
１は、過熱器３の入側、並びに該過熱器３と高圧蒸発器
４との間に配設してあるが、アンモニア注入ノズル５ａ
及び脱硝触媒層５ｂの上流側であれば、高圧蒸発器４の
出側等に配設してもよいことは言うまでもない。尚、前
記ＮＯ2還元触媒層１１を配設する位置としては、ガス
タービン・コンバインドサイクルの起動時に排ガスの温
度がおよそ３００〜６００［℃］程度となる位置が望ま
しい。
【００１９】又、前記ＮＯ2還元触媒層１１は、ステン
レス鋼板で形成してあり、更に、図２に示す如く、ステ
ンレス鋼板を格子状に配置して構成することにより、で
きるだけ排ガスとの接触面積が取れるようにしてある。
レス鋼板で形成してあり、更に、図２に示す如く、ステ
ンレス鋼板を格子状に配置して構成することにより、で
きるだけ排ガスとの接触面積が取れるようにしてある。
【００２０】尚、ＮＯ2還元触媒層１１の単位表面積当
りの排ガス流量は、およそ１０〜５０［ｍ3Ｎ／ｍ2・
ｈ］程度となるようにしてある。
りの排ガス流量は、およそ１０〜５０［ｍ3Ｎ／ｍ2・
ｈ］程度となるようにしてある。
【００２１】次に、上記図示例の作動を説明する。
【００２２】前述の如く、アンモニア注入ノズル５ａ及
び脱硝触媒層５ｂの上流側に、ＮＯ 2還元触媒層１１を
配設すると、排ガス中のＮＯ2の数十［％］〜８０
［％］程度がＮＯに変換され、脱硝反応が進みやすくな
るため、起動時にも充分な脱硝性能が得られ、ＮＨ3／
ＮＯｘモル比を高くしなくて済み、ＮＨ3の消費量を減
らすことも可能となる。
び脱硝触媒層５ｂの上流側に、ＮＯ 2還元触媒層１１を
配設すると、排ガス中のＮＯ2の数十［％］〜８０
［％］程度がＮＯに変換され、脱硝反応が進みやすくな
るため、起動時にも充分な脱硝性能が得られ、ＮＨ3／
ＮＯｘモル比を高くしなくて済み、ＮＨ3の消費量を減
らすことも可能となる。
【００２３】尚、図３は石英、ステンレス、アルミで形
成した管群内にそれぞれ排ガスを流通させた場合のＮＯ
ｘ組成への影響を調べる実験結果を表わすものであっ
て、排ガス温度が６００［℃］で、ＮＯ2／ＮＯｘ＝
０．６（即ちＮＯｘ中に占めるＮＯ2の割合が６０
［％］）である場合、ステンレスの管群では、該管群の
入側でおよそ４０［ｐｐｍ］程度あったＮＯ2が、管群
の出側ではおよそ１０［ｐｐｍ］程度まで低下し、又、
排ガス温度が３００［℃］で、ＮＯ2／ＮＯｘ＝０．３
（即ちＮＯｘ中に占めるＮＯ2の割合が３０［％］）で
ある場合、ステンレスの管群では、該管群の入側でおよ
そ１０［ｐｐｍ］程度あったＮＯ2が、管群の出側では
ほとんどなくなっており、この実験結果からも、ステン
レスには、ＮＯ2を還元する触媒作用があることがわか
る。
成した管群内にそれぞれ排ガスを流通させた場合のＮＯ
ｘ組成への影響を調べる実験結果を表わすものであっ
て、排ガス温度が６００［℃］で、ＮＯ2／ＮＯｘ＝
０．６（即ちＮＯｘ中に占めるＮＯ2の割合が６０
［％］）である場合、ステンレスの管群では、該管群の
入側でおよそ４０［ｐｐｍ］程度あったＮＯ2が、管群
の出側ではおよそ１０［ｐｐｍ］程度まで低下し、又、
排ガス温度が３００［℃］で、ＮＯ2／ＮＯｘ＝０．３
（即ちＮＯｘ中に占めるＮＯ2の割合が３０［％］）で
ある場合、ステンレスの管群では、該管群の入側でおよ
そ１０［ｐｐｍ］程度あったＮＯ2が、管群の出側では
ほとんどなくなっており、この実験結果からも、ステン
レスには、ＮＯ2を還元する触媒作用があることがわか
る。
【００２４】又、前記ＮＯ2還元触媒層１１はステンレ
ス鋼板を格子状に配置して構成してあるため、排ガスと
の接触面積が充分に取れる形となり、ＮＯ2の還元が効
率よく行われる。
ス鋼板を格子状に配置して構成してあるため、排ガスと
の接触面積が充分に取れる形となり、ＮＯ2の還元が効
率よく行われる。
【００２５】こうして、排ガス中に含まれるＮＯｘ中の
ＮＯ2の比率を低くしてＮＯの比率を高くすることがで
き、脱硝性能を向上し得、ＮＨ3の消費量削減にもつな
がる。
ＮＯ2の比率を低くしてＮＯの比率を高くすることがで
き、脱硝性能を向上し得、ＮＨ3の消費量削減にもつな
がる。
【００２６】尚、本発明の排熱回収ボイラの脱硝装置
は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得
ることは勿論である。
は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得
ることは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】以上、説明したように本発明の請求項１
〜３記載の排熱回収ボイラの脱硝装置によれば、排ガス
中に含まれるＮＯｘ中のＮＯ2の比率を低くしてＮＯの
比率を高くすることができ、脱硝性能を向上し得、ＮＨ
3の消費量削減にもつながるという優れた効果を奏し得
る。
〜３記載の排熱回収ボイラの脱硝装置によれば、排ガス
中に含まれるＮＯｘ中のＮＯ2の比率を低くしてＮＯの
比率を高くすることができ、脱硝性能を向上し得、ＮＨ
3の消費量削減にもつながるという優れた効果を奏し得
る。
【図１】本発明を実施する形態の一例の全体概要構成図
である。
である。
【図２】本発明を実施する形態の一例におけるＮＯ2還
元触媒層の斜視図である。
元触媒層の斜視図である。
【図３】石英、ステンレス、アルミで形成した管群にそ
れぞれ排ガスを流通させた場合のＮＯｘ組成への影響を
調べる実験結果を表わす図である。
れぞれ排ガスを流通させた場合のＮＯｘ組成への影響を
調べる実験結果を表わす図である。
【図４】一般的な排熱回収ボイラの全体概要構成図であ
る。
る。
【図５】ＮＯ／ＮＯｘ比−脱硝率特性を表わす線図であ
る。
る。
１ 排熱回収ボイラ ２ ケーシング ５ 脱硝装置 ５ａ アンモニア注入ノズル ５ｂ 脱硝触媒層 １１ ＮＯ2還元触媒層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G081 BA02 BA11 BB00 BC07 BD00 DA03 3K070 DA02 DA14 DA22 DA25 4D048 AA06 AB02 AC04 BA39X BB02 CC32 CC38 CC44 CC61 CC63 DA01 DA10
Claims (3)
- 【請求項１】 ケーシング内にアンモニア注入ノズルと
脱硝触媒層とを配設してなる排熱回収ボイラの脱硝装置
において、アンモニア注入ノズル及び脱硝触媒層の上流
側に、ＮＯ2還元触媒層を配設したことを特徴とする排
熱回収ボイラの脱硝装置。 - 【請求項２】 ＮＯ2還元触媒層をステンレス鋼板で形
成した請求項１記載の排熱回収ボイラの脱硝装置。 - 【請求項３】 ステンレス鋼板を格子状に配置した請求
項２記載の排熱回収ボイラの脱硝装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000382270A JP2002177740A (ja) | 2000-12-15 | 2000-12-15 | 排熱回収ボイラの脱硝装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000382270A JP2002177740A (ja) | 2000-12-15 | 2000-12-15 | 排熱回収ボイラの脱硝装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002177740A true JP2002177740A (ja) | 2002-06-25 |
Family
ID=18850128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000382270A Pending JP2002177740A (ja) | 2000-12-15 | 2000-12-15 | 排熱回収ボイラの脱硝装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002177740A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004330179A (ja) * | 2003-04-18 | 2004-11-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 窒素酸化物の除去用触媒、触媒成型品、排ガス処理方法及び複合発電設備 |
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| CN105318535A (zh) * | 2014-08-04 | 2016-02-10 | 哈尔滨四方锅炉安装有限公司 | 一种单锅筒横置式链条炉排喷淋脱硝角管锅炉 |
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-
2000
- 2000-12-15 JP JP2000382270A patent/JP2002177740A/ja active Pending
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