JP5791429B2 - 排ガス処理システムおよび排ガス処理方法 - Google Patents
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Description
触媒脱硝装置57は、触媒上でアンモニア(NH3)とNOxの反応を起こさせ、NOxをN2とH2Oに分解する装置であるが、分解率は反応温度に大きく依存する。そのために、排ガス温度を200℃以上に保つ必要がある。
ろ布の材質上(PTFE繊維やガラス繊維等が使用される)耐熱性は200℃程度までであり、また、HCl、SOx等の酸性ガスと消石灰の反応も温度依存性が高く、排ガス温度が低いほど効率的であるので、機器の腐食対策等を考慮し150℃程度の排ガス温度となるように設計される。
なお、図2中の括弧内の数値はそれぞれの装置の出口ガス温度の例を示す。
このため、例えば、ボイラ付き廃棄物焼却処理施設51の場合(試算例の場合)、投入ごみ熱量の約5.5%が排ガス加熱に使用されて損出となる。この量は熱回収したボイラ53からの蒸気の約9%にあたる。一方、ボイラ53が付帯していない廃棄物焼却処理施設(100t/日)の場合、灯油等の燃料が62リットル/h必要となり運営費がその分上がる。
NOxが含まれた排ガスを加熱する排ガス加熱装置と、この排ガス加熱装置からの排ガスにNH3ガスを注入して脱硝する触媒脱硝装置とを備える排ガス処理システムにおいて、
前記排ガス加熱装置の排ガス入口に接続される管路から分岐して前記触媒脱硝装置の排ガス出口に接続される管路に繋がるバイパス管路と、
前記排ガス加熱装置からの排ガスの温度が所定温度となるように前記排ガス加熱装置での加熱を制御する排ガス温度制御手段と、
前記触媒脱硝装置からの排ガスと前記バイパス管路からの排ガスとが合流する前の前記触媒脱硝装置からの排ガスのNOx濃度が規制値の第1所定%以下となるように前記触媒脱硝装置でのNH3ガスの注入量を制御するNH3ガス注入量制御手段と、
前記触媒脱硝装置からの排ガスと前記バイパス管路からの排ガスとが合流した後の排ガスのNOx濃度が規制値の第2所定%以下となるように前記バイパス管路に流れる排ガスの流量を制御するバイパスガス量制御手段と、
を備えることを特徴とするものである。
NOxが含まれた排ガスを加熱する排ガス加熱装置と、この排ガス加熱装置からの排ガスにNH3ガスを注入して脱硝する触媒脱硝装置と、前記排ガス加熱装置の排ガス入口に接続される管路から分岐して前記触媒脱硝装置の排ガス出口に接続される管路に繋がるバイパス管路とを備える排ガス処理システムにおいて、
前記排ガス加熱装置からの排ガスの温度が所定温度となるように前記排ガス加熱装置での加熱を制御し、
前記触媒脱硝装置からの排ガスと前記バイパス管路からの排ガスとが合流する前の前記触媒脱硝装置からの排ガスのNOx濃度が規制値の第1所定%以下となるように前記触媒脱硝装置でのNH3ガスの注入量を制御し、
前記触媒脱硝装置からの排ガスと前記バイパス管路からの排ガスとが合流した後の排ガスのNOx濃度が規制値の第2所定%以下となるように前記バイパス管路に流れる排ガスの流量を制御する
ことを特徴とするものである。
また、触媒脱硝装置からの排ガスとバイパス管路からの排ガスとが合流する前の触媒脱硝装置からの排ガスのNOx濃度が規制値の第1所定%(例えば、30%)以下となるようにその触媒脱硝装置でのNH3ガスの注入量が制御されるとともに、触媒脱硝装置からの排ガスとバイパス管路からの排ガスとが合流した後の排ガスのNOx濃度が規制値の第1所定%よりも大きくて100%未満の第2所定%(例えば、90%)以下となるようにそのバイパス管路に流れる排ガスの流量が制御される。これにより、NOx濃度が規制値よりも低く抑えられる。
また、排ガス加熱装置の排ガス入口に向かう排ガスの一部は、バイパス管路を通して触媒脱硝装置の排ガス出口に接続される管路に流れるので、その分だけ排ガス加熱装置での熱源として使用する過熱蒸気または燃料を削減することができる。
本発明によれば、NOx濃度を規制値よりも低く抑えつつ、排ガス加熱装置での熱源として使用する過熱蒸気または燃料を削減することができるので、例えば、ボイラ付き廃棄物焼却処理施設の場合には、削減分の蒸気を他の機器に熱利用し(例えば蒸気タービン発電機へ送る蒸気量を増加させて発電量を増加させる。)、ボイラが付帯していない廃棄物焼却処理施設には、燃料消費量を低減して運転経費を削減することができる。
図1に示される廃棄物焼却処理施設1において、廃棄物は燃焼炉2で燃焼される。この燃焼炉2での廃棄物の燃焼に伴い発生する排ガスは、ボイラ3での熱交換の後にガス冷却塔4で所定温度まで冷却されてからバグフィルタを用いた集塵装置(BF)5に送られる。この集塵装置5でばいじんが除去された排ガスは、一旦、排ガス加熱装置(GRH)6で加熱された後に触媒脱硝装置(SCR)7に送られる。この触媒脱硝装置7で脱硝処理された排ガスは、誘引通風機(IDF)8により、煙突9を介して系外に排出される。なお、図1中の括弧内の数値はそれぞれの装置の出口ガス温度の例を示す。
集塵装置5の排ガス出口と排ガス加熱装置6の排ガス入口とを接続する管路10と、触媒脱硝装置7の排ガス出口と誘引通風機8の排ガス入口とを接続する管路11とは、バイパス管路12によって接続されている。これにより、集塵装置5から排ガス加熱装置6に向かう排ガスの一部は、管路10から分岐するバイパス管路12を介して管路11に流れ、触媒脱硝装置7からの排ガスと合流して誘引通風機8へと導かれる。
排ガス加熱装置6は、集塵装置5からの150℃程度の排ガスを210℃にまで加熱するものであり、熱源としては、ボイラ3からの過熱蒸気(400℃または300℃)が使用される。
この排ガス加熱装置6には、その排ガス出口からの排ガスの温度が所定温度(例えば210℃)となるように当該排ガス加熱装置6での加熱を制御する排ガス温度制御手段13が付設されている。
この排ガス温度制御手段13は、制御弁14と制御器15とを備え、排ガス加熱装置6の排ガス出口の温度が所定温度(例えば、210℃)となるように制御器15からの信号にて過熱蒸気の供給量を制御弁14で制御するように構成されている。
触媒脱硝装置7は、触媒上でアンモニア(NH3)とNOxの反応を起こさせ、NOxをN2とH2Oに分解する装置である。
この触媒脱硝装置7には、その排ガス出口からの排ガスのNOx濃度が規制値(例えば、100ppm(O212%換算))の第1所定%(例えば、30%)以下となるように当該触媒脱硝装置7でのNH3ガスの注入量を制御するNH3ガス注入量制御手段16が付設されている。
このNH3ガス注入量制御手段16は、制御弁17と制御器18とを備え、触媒脱硝装置7の排ガス出口のNOx濃度が30ppmとなるように制御器18からの信号にて触媒脱硝装置7へのNH3ガスの供給量を制御弁17で制御するように構成されている。
バイパス管路12には、触媒脱硝装置7からの排ガスと当該バイパス管路12からの排ガスとが合流した後の排ガスのNOx濃度が規制値の第2所定%(例えば、90%)以下となるように当該バイパス管路12に流れる排ガスの流量を制御するバイパスガス量制御手段19が付設されている。
このバイパスガス量制御手段19は、バイパス管路12の途中に設けられてその回動角度に応じて排ガスの流量を調節するバイパスダンパ20と、このバイパスダンパ20を回動駆動するモータ21と、このモータ21を制御する制御器22とを備え、触媒脱硝装置7からの排ガスとバイパス管路12からの排ガスとが合流した後の排ガスのNOx濃度が90ppmとなるように制御器22からモータ21への駆動制御信号にてバイパスダンパ20の回動角度を調整してバイパス管路12に流れる排ガスの流量を制御するように構成されている。
なお、制御器18,22へはO2濃度換算用にO2測定器23よりO2測定信号が送られる。
本実施形態においては、排ガス基準NOx100ppm(O212%換算))で排ガス加熱装置6の排ガス出口の温度を210℃になるように制御器15からの信号にて排ガス加熱装置6への供給蒸気量を制御弁14で制御する。排ガス加熱装置6からの排ガスは触媒脱硝装置7へと流れる。触媒脱硝装置7の排ガス出口のNOx濃度が30ppmとなるように制御器18の信号にてNH3ガス供給量を制御弁17で制御し、触媒脱硝装置7の排ガス出口のNOx濃度を30ppm程度にする。バイパス管路12と合流後のNOx濃度が90ppmになるように制御器22の信号にてバイパスダンパ20の回動角度を調整してバイパス管路12に流れる排ガスの流量を制御し、バイパス管路12と合流後のNOx濃度を90ppm程度にする。これにより、NOx濃度が規制値(100ppm)よりも低く抑えられる。
6 排ガス加熱装置
7 触媒脱硝装置
10 管路
11 管路
12 バイパス管路
13 排ガス温度制御手段
14 制御弁
15 制御器
16 NH3ガス注入量制御手段
17 制御弁
18 制御器
19 バイパスガス量制御手段
20 バイパスダンパ
21 モータ
22 制御器
Claims (2)
- NOxが含まれた排ガスを加熱する排ガス加熱装置と、この排ガス加熱装置からの排ガスにNH3ガスを注入して脱硝する触媒脱硝装置とを備える排ガス処理システムにおいて、
前記排ガス加熱装置の排ガス入口に接続される管路から分岐して前記触媒脱硝装置の排ガス出口に接続される管路に繋がるバイパス管路と、
前記排ガス加熱装置からの排ガスの温度が所定温度となるように前記排ガス加熱装置での加熱を制御する排ガス温度制御手段と、
前記触媒脱硝装置からの排ガスと前記バイパス管路からの排ガスとが合流する前の前記触媒脱硝装置からの排ガスのNOx濃度が規制値の第1所定%以下となるように前記触媒脱硝装置でのNH3ガスの注入量を制御するNH3ガス注入量制御手段と、
前記触媒脱硝装置からの排ガスと前記バイパス管路からの排ガスとが合流した後の排ガスのNOx濃度が規制値の第2所定%以下となるように前記バイパス管路に流れる排ガスの流量を制御するバイパスガス量制御手段と、
を備えることを特徴とする排ガス処理システム。 - NOxが含まれた排ガスを加熱する排ガス加熱装置と、この排ガス加熱装置からの排ガスにNH3ガスを注入して脱硝する触媒脱硝装置と、前記排ガス加熱装置の排ガス入口に接続される管路から分岐して前記触媒脱硝装置の排ガス出口に接続される管路に繋がるバイパス管路とを備える排ガス処理システムにおいて、
前記排ガス加熱装置からの排ガスの温度が所定温度となるように前記排ガス加熱装置での加熱を制御し、
前記触媒脱硝装置からの排ガスと前記バイパス管路からの排ガスとが合流する前の前記触媒脱硝装置からの排ガスのNOx濃度が規制値の第1所定%以下となるように前記触媒脱硝装置でのNH3ガスの注入量を制御し、
前記触媒脱硝装置からの排ガスと前記バイパス管路からの排ガスとが合流した後の排ガスのNOx濃度が規制値の第2所定%以下となるように前記バイパス管路に流れる排ガスの流量を制御する
ことを特徴とする排ガス処理方法。
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