JP5791429B2 - 排ガス処理システムおよび排ガス処理方法 - Google Patents

排ガス処理システムおよび排ガス処理方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5791429B2
JP5791429B2 JP2011185552A JP2011185552A JP5791429B2 JP 5791429 B2 JP5791429 B2 JP 5791429B2 JP 2011185552 A JP2011185552 A JP 2011185552A JP 2011185552 A JP2011185552 A JP 2011185552A JP 5791429 B2 JP5791429 B2 JP 5791429B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
catalyst denitration
heating device
denitration device
bypass pipe
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.)
Active
Application number
JP2011185552A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013046885A (ja
Inventor
大祐 鮎川
大祐 鮎川
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.)
Takuma KK
Original Assignee
Takuma KK
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 Takuma KK filed Critical Takuma KK
Priority to JP2011185552A priority Critical patent/JP5791429B2/ja
Publication of JP2013046885A publication Critical patent/JP2013046885A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5791429B2 publication Critical patent/JP5791429B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Description

本発明は、例えば廃棄物焼却処理施設において発生するNOxが含まれた排ガスを処理する排ガス処理システムおよび排ガス処理方法に関するものである。
図2に示されるように、従来の廃棄物焼却処理施設51において、廃棄物は燃焼炉52で燃焼される。この燃焼炉52での廃棄物の燃焼に伴い発生する排ガスは、ボイラ53での熱交換の後にガス冷却塔54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)55に送られる。この集塵装置55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)56で加熱された後に触媒脱硝装置(SCR)57に送られる。この触媒脱硝装置57で脱硝処理された排ガスは、誘引通風機(IDF)58により、煙突59を介して系外に排出される。なお、この種の廃棄物焼却処理施設51は、例えば特許文献1にて知られている。
特開2004−309079号公報
上記の廃棄物焼却処理施設51では、燃焼炉52からの排ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)を除去するために、排ガス加熱装置56と触媒脱硝装置57とが組み込まれる。
触媒脱硝装置57は、触媒上でアンモニア(NH)とNOxの反応を起こさせ、NOxをNとHO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。
一方、廃棄物焼却の際に発生する排ガスには、廃棄物に含まれる灰分や塩素、硫黄等に由来するばいじん、HCl、SOx等の有害物質が含まれる。そのため、集塵装置55でばいじんを除去し、アルカリ剤(消石灰が主流)を集塵装置55の上流に吹き込むことで、HCl、SOx等の酸性ガスをガス中や集塵装置55のろ布上で反応させて無害化を行っている。
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。
廃棄物焼却処理施設51における排ガス処理システムでは、まず集塵装置55でばいじん、HCl、SOx等の酸性ガスを除去し、次いで触媒脱硝装置57でNOxを除去するシステム構成となるが、上記のように温度依存性が高いので、ガス冷却塔54や排ガス加熱装置56が図2に示されるような配置とされる。
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。
排ガス加熱装置56は、集塵装置55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、ボイラ付き廃棄物焼却処理施設51の場合にはボイラ53からの過熱蒸気(400℃または300℃)が使用される。なお、ボイラ53が付帯していない廃棄物焼却処理施設の場合には燃料バーナ等により加熱する。
ところで、排ガス加熱装置56で使用される熱源のエネルギーは損失エネルギーとなるので削減が望まれるが、触媒脱硝装置57での触媒脱硝反応は温度依存性が高いので、温度を下げることは困難である。
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。
本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、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排ガス処理システムおよび排ガス処理方法を提供することを目的とするものである。
前記目的を達成するために、第1発明による排ガス処理システムは、
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NH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NHガスの注入量を制御するNH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。
次に、第2発明による排ガス処理方法は、
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NH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NH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。
本発明においては、排ガス加熱装置からの排ガスの温度が所定温度(例えば、210℃)となるようにその排ガス加熱装置での加熱が制御される。これにより、温度依存性が高い触媒脱硝装置での触媒脱硝反応が良好に行われる。
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NH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。
本発明の一実施形態に係る排ガス処理システムを備えた廃棄物焼却処理施設の概略システム構成図 従来の排ガス処理システムを備えた廃棄物焼却処理施設の概略システム構成図
次に、本発明による排ガス処理システムおよび排ガス処理方法の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
図1には、本発明の一実施形態に係る排ガス処理システムを備えた廃棄物焼却処理施設の概略システム構成図が示されている。
<廃棄物焼却処理施設の概略構成の説明>
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。
<バイパス管路の説明>
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。
<排ガス温度制御手段の説明>
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。
<NHガス注入量制御手段の説明>
触媒脱硝装置7は、触媒上でアンモニア(NH)とNOxの反応を起こさせ、NOxをNとHO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(O12%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NHガスの注入量を制御するNHガス注入量制御手段16が付設されている。
このNH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NH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。
<バイパスガス量制御手段の説明>
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O濃度換算用にO測定器23よりO測定信号が送られる。
<作用効果の説明>
本実施形態においては、排ガス基準NOx100ppm(O12%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NH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。
表1には、従来の廃棄物焼却処理施設51と本実施形態の廃棄物焼却処理施設1との100t/日の焼却処理での比較結果が示されている。表1に示されるように、排ガス加熱装置(GRH)6での使用蒸気量を50%程度低減することができる。100t/日規模の蒸気発電効率を15%とした場合、発電量は1400kw程度である。この低減蒸気量による発電量の増加は90kw程度となり6%程度の発電量が増加する。発電効率は1%程度向上する。
Figure 0005791429
本実施形態によれば、NOx濃度を規制値よりも低く抑えつつ、排ガス加熱装置6での熱源として使用する過熱蒸気を削減することができる(排ガス加熱装置6での熱損失50%程度低減)。これにより、廃棄物焼却処理施設1に付設の例えば蒸気タービン発電機(図示省略)へ送る蒸気量を増加させて発電量を増加させることができる(発電量6%程度増加)。
以上、本発明の排ガス処理システムおよび排ガス処理方法について、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
本発明の排ガス処理システムおよび排ガス処理方法は、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という特性を有していることから、廃棄物焼却処理施設における排ガスの処理の用途に好適に用いることができる。
1 廃棄物焼却処理施設
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 NH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)

  1. 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NH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NHガスの注入量を制御するNH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。
  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NH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NH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。
JP2011185552A 2011-08-29 2011-08-29 排ガス処理システムおよび排ガス処理方法 Active JP5791429B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011185552A JP5791429B2 (ja) 2011-08-29 2011-08-29 排ガス処理システムおよび排ガス処理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011185552A JP5791429B2 (ja) 2011-08-29 2011-08-29 排ガス処理システムおよび排ガス処理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013046885A JP2013046885A (ja) 2013-03-07
JP5791429B2 true JP5791429B2 (ja) 2015-10-07

Family

ID=48010229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011185552A Active JP5791429B2 (ja) 2011-08-29 2011-08-29 排ガス処理システムおよび排ガス処理方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5791429B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105435597A (zh) * 2015-12-23 2016-03-30 广东惠州平海发电厂有限公司 一种用于提高西门子1000mw/600mw超超临界机组脱硝投运率的***

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3008086B1 (fr) * 2013-07-08 2015-08-14 Degremont Procede et installation de denitrification biologique d'eaux residuaires
JP2021143616A (ja) * 2020-03-11 2021-09-24 いすゞ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化システム

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51141771A (en) * 1975-06-03 1976-12-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd An apparatus for removal of nox in exhaust
JPS61187232U (ja) * 1985-05-13 1986-11-21
JPH0817910B2 (ja) * 1986-04-10 1996-02-28 バブコツク日立株式会社 排ガス処理装置
JPS6344925A (ja) * 1986-08-12 1988-02-25 Takuma Co Ltd 排気ガスの脱硝処理方法
JP2553935B2 (ja) * 1989-09-04 1996-11-13 三井鉱山 株式会社 焼結機排ガスの脱硫脱硝方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105435597A (zh) * 2015-12-23 2016-03-30 广东惠州平海发电厂有限公司 一种用于提高西门子1000mw/600mw超超临界机组脱硝投运率的***

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013046885A (ja) 2013-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8211391B2 (en) Biomass boiler SCR NOx and CO reduction system
CN203944290U (zh) 一种scr烟气脱硝***
CN105944564A (zh) 焦炉烟气余热回收利用、脱硫及脱硝一体化***及方法
CN112403258B (zh) 一种烟气脱一氧化碳脱硝的***及方法
JP2011522987A (ja) 熱回収蒸気発生装置と併用する放出物低減装置
WO2015186818A1 (ja) ボイラシステムおよびそれを備えた発電プラント
JPS6157927B2 (ja)
JP2014514134A (ja) 発電ボイラにおける選択触媒nox還元方法及び装置
TWI744523B (zh) 用於自煙道氣中移除有害化合物的方法及系統
CN103191640A (zh) 一种scr脱硝还原剂尿素热解热源供给方法和装置
JP2012242029A (ja) 焼却炉排ガスからの熱回収システム
JP5791429B2 (ja) 排ガス処理システムおよび排ガス処理方法
CN206198975U (zh) 一种焦炉烟道气的脱硫脱硝节能一体净化***
CN209885578U (zh) 一种除尘脱硫脱硝脱白一体化***
JP4681460B2 (ja) ガス化複合発電設備
JP2007205689A (ja) 廃棄物燃焼排ガス処理方法と装置
JP2013072571A (ja) 排ガス処理システム
WO2013136912A1 (ja) 火力発電プラント
JP6590900B2 (ja) 排ガス供給システムおよび排ガス供給方法
CN203170224U (zh) 一种scr脱硝还原剂尿素热解热源供给装置
JP6458298B2 (ja) 焼却設備
JP2010099603A (ja) 排ガス処理方法及び排ガス処理装置
JP5945093B2 (ja) 水銀除去装置
JP6552762B1 (ja) 複合プラント及び複合プラントの余剰熱回収方法
CN112403224B (zh) 一种co氧化协同脱硝***及方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140630

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150121

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150317

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150804

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150804

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5791429

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250