JPH0259022A - 排ガス煙道の反応装置 - Google Patents
排ガス煙道の反応装置Info
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- JPH0259022A JPH0259022A JP63210099A JP21009988A JPH0259022A JP H0259022 A JPH0259022 A JP H0259022A JP 63210099 A JP63210099 A JP 63210099A JP 21009988 A JP21009988 A JP 21009988A JP H0259022 A JPH0259022 A JP H0259022A
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Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Treating Waste Gases (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〕
本発明は排ガス煙道の反応装置に係り、特に排ガス脱硝
用の還元剤を水溶液の噴霧で添加する場合の煙道保護に
好適な排ガス煙道の反応装置に関する。
用の還元剤を水溶液の噴霧で添加する場合の煙道保護に
好適な排ガス煙道の反応装置に関する。
石炭、石油などの化石燃料を用いる燃焼装置から発生す
る窒素酸化物（ＮＯｘ）は有害であり、排出を極力少な
くする努力がなされている。窒素酸化物の低減はまず発
生を押さえ、次いで発生したものはアンモニア等の還元
剤を添加して反応させ、無害化する方法が一般的である
。例えば火力発電所の大型ボイラでは、まず低ＮＯｘ燃
焼によってＮＯｘ発生を押さえ、次いで排ガスにアンモ
ニアを添加し、脱硝反応器でＮＯｘを処理した後に大気
中に放出している。都市部における暖房用の小型ボイラ
等では、単機光たりの排ガス放出量が少なく法規制が緩
やかなこともあり、排ガス中の窒素酸化物処理までは実
施されていなかった。
る窒素酸化物（ＮＯｘ）は有害であり、排出を極力少な
くする努力がなされている。窒素酸化物の低減はまず発
生を押さえ、次いで発生したものはアンモニア等の還元
剤を添加して反応させ、無害化する方法が一般的である
。例えば火力発電所の大型ボイラでは、まず低ＮＯｘ燃
焼によってＮＯｘ発生を押さえ、次いで排ガスにアンモ
ニアを添加し、脱硝反応器でＮＯｘを処理した後に大気
中に放出している。都市部における暖房用の小型ボイラ
等では、単機光たりの排ガス放出量が少なく法規制が緩
やかなこともあり、排ガス中の窒素酸化物処理までは実
施されていなかった。
ところが最近、都市大気の排ガスによる汚染が進み、都
市部の小規模の排ガス発生源も法規制が厳しくなり、よ
り小型の排ガス脱硝装置が付設され、窒素酸化物が処理
される傾向にある。一般にこのような化学装置を小規模
にする場合、単に縮小させるだけでは不具合が生じ熱、
物質および運動量の移動を加味した機械的な再検討が必
要である。
市部の小規模の排ガス発生源も法規制が厳しくなり、よ
り小型の排ガス脱硝装置が付設され、窒素酸化物が処理
される傾向にある。一般にこのような化学装置を小規模
にする場合、単に縮小させるだけでは不具合が生じ熱、
物質および運動量の移動を加味した機械的な再検討が必
要である。
大型の脱硝装置では、人が通行できるような巨大な煙道
断面に数多くの還元剤噴射口を設けて排ガスに希釈した
アンモニアガスを噴射しており、噴射したアンモニアガ
スの壁面への影響は無視できる。しかし、装置が小型に
なるほど煙道の径が小さくなり、単位量のガスと接触す
る煙道壁面の面積が広くなり、添加した還元剤が均一に
ならないまま壁面に接触する機会が増す。これは、排ガ
スより通常かなり低温である還元剤が局在化したまま壁
面に接触するので、部分的に壁面が冷却される機会が増
すことになる。
断面に数多くの還元剤噴射口を設けて排ガスに希釈した
アンモニアガスを噴射しており、噴射したアンモニアガ
スの壁面への影響は無視できる。しかし、装置が小型に
なるほど煙道の径が小さくなり、単位量のガスと接触す
る煙道壁面の面積が広くなり、添加した還元剤が均一に
ならないまま壁面に接触する機会が増す。これは、排ガ
スより通常かなり低温である還元剤が局在化したまま壁
面に接触するので、部分的に壁面が冷却される機会が増
すことになる。
上記従来技術では、排ガスより温度が低く、通常大気温
度に等しい還元剤を排ガスに混合すると、小口径の煙道
はど煙道壁面に局所的な冷却が生じ、その部分に排ガス
中のタール、硫安等のスケールが付着する危険性が増す
問題がある。この問題は、還元剤としてアンモニア等の
ガスを用いる場合にはそれほど障害とはならない。しか
し、脱硝反応には脱硝触媒の種類により反応に通した温
度があり、排ガスの温度をその温度まで下げるために還
元剤としてアンモニア、尿素等の水溶液を用いる場合が
あり、この場合に大きな問題となる。すなわち、水溶液
では噴霧して微少な水滴としても、ガスと混合して蒸発
する前に煙道壁面に衝突したものは集合して液膜を作り
易く、気化時に蒸発潜熱を吸収するため壁面の温度が低
下し、局所的な温度低下が大きいと熱衝撃により壁面の
強度が次第に低下するという問題が生じる。また、還元
剤が尿素の場合にはさらに還元剤そのものがスケールと
して壁面にＭ積される欠点が生じる。
度に等しい還元剤を排ガスに混合すると、小口径の煙道
はど煙道壁面に局所的な冷却が生じ、その部分に排ガス
中のタール、硫安等のスケールが付着する危険性が増す
問題がある。この問題は、還元剤としてアンモニア等の
ガスを用いる場合にはそれほど障害とはならない。しか
し、脱硝反応には脱硝触媒の種類により反応に通した温
度があり、排ガスの温度をその温度まで下げるために還
元剤としてアンモニア、尿素等の水溶液を用いる場合が
あり、この場合に大きな問題となる。すなわち、水溶液
では噴霧して微少な水滴としても、ガスと混合して蒸発
する前に煙道壁面に衝突したものは集合して液膜を作り
易く、気化時に蒸発潜熱を吸収するため壁面の温度が低
下し、局所的な温度低下が大きいと熱衝撃により壁面の
強度が次第に低下するという問題が生じる。また、還元
剤が尿素の場合にはさらに還元剤そのものがスケールと
して壁面にＭ積される欠点が生じる。
本発明の目的は、上記従来技術の欠点をなくし、還元剤
混合部における煙道壁面へのスケールの付着、および熱
衝撃による煙道壁面の強度低下を防止することができる
排ガス煙道の反応装置を提供することにある。
混合部における煙道壁面へのスケールの付着、および熱
衝撃による煙道壁面の強度低下を防止することができる
排ガス煙道の反応装置を提供することにある。
上記目的は、燃焼排ガス煙道に排ガス中の特定成分と反
応する物質を添加し、下流の煙道または反応器で反応さ
せ排ガスを浄化するものにおいて、前記煙道に内筒を設
けて排ガスの流れを内筒の内と外に分割し、内筒の内側
に反応物質を噴射する還元剤噴射ノズルを配置したこと
を特徴とする排ガス煙道の反応装置により達成される。
応する物質を添加し、下流の煙道または反応器で反応さ
せ排ガスを浄化するものにおいて、前記煙道に内筒を設
けて排ガスの流れを内筒の内と外に分割し、内筒の内側
に反応物質を噴射する還元剤噴射ノズルを配置したこと
を特徴とする排ガス煙道の反応装置により達成される。
本発明においては、内筒の内壁および／または外壁に羽
根を設け、これに傾斜をもたせて排ガスを旋回させるこ
とが好ましい。
根を設け、これに傾斜をもたせて排ガスを旋回させるこ
とが好ましい。
還元剤噴射ノズルより排ガス中に噴射された低温で高濃
度の還元剤は、内筒に妨げられて煙道壁面には接触せず
、内筒内で充分に排ガスと混合され、希釈されて内筒か
ら出た後に煙道壁面と接触する。一方、内筒壁面は噴射
された還元剤で局所的に冷却されるが、煙道壁面と異な
り外側を流れる排ガスによって加熱されているので内筒
壁面の温度低下が少なく、したがってスケールの付着も
少ない。また、内筒に熱衝撃が加わり強度低下が生じる
ことがあっても、内筒は煙道壁面と異なり外部から荷重
が加わることもないので問題となることはない。
度の還元剤は、内筒に妨げられて煙道壁面には接触せず
、内筒内で充分に排ガスと混合され、希釈されて内筒か
ら出た後に煙道壁面と接触する。一方、内筒壁面は噴射
された還元剤で局所的に冷却されるが、煙道壁面と異な
り外側を流れる排ガスによって加熱されているので内筒
壁面の温度低下が少なく、したがってスケールの付着も
少ない。また、内筒に熱衝撃が加わり強度低下が生じる
ことがあっても、内筒は煙道壁面と異なり外部から荷重
が加わることもないので問題となることはない。
以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。
第１図は、本発明による排ガス煙道の反応装置をディー
ゼルエンジンの排ガス脱硝に適用した場合の装置系統図
である。本発明の特徴である内筒２は、煙道配管４内に
配置され、還元剤噴射ノズル６の下流に配置される。デ
ィーゼルエンジン１１で発生した排ガスは、煙道配管４
内を通り内筒２により内筒内側と外側に分割されて流れ
、内側の流れに還元剤噴射ノズル６より還元剤が噴射さ
れた後、それぞれ脱硝反応器１２に送られ、脱硝触媒上
で排ガス中の窒素酸化物と還元剤が反応して浄化された
後、熱交換器１３で廃熱が回収され、消音器１４を通っ
て煙突１５より排出される。
ゼルエンジンの排ガス脱硝に適用した場合の装置系統図
である。本発明の特徴である内筒２は、煙道配管４内に
配置され、還元剤噴射ノズル６の下流に配置される。デ
ィーゼルエンジン１１で発生した排ガスは、煙道配管４
内を通り内筒２により内筒内側と外側に分割されて流れ
、内側の流れに還元剤噴射ノズル６より還元剤が噴射さ
れた後、それぞれ脱硝反応器１２に送られ、脱硝触媒上
で排ガス中の窒素酸化物と還元剤が反応して浄化された
後、熱交換器１３で廃熱が回収され、消音器１４を通っ
て煙突１５より排出される。
ディーゼルエンジン１１で発生する排ガスの温度は、運
転状態によって異なるが、通常４５０〜６００℃である
。一方、例えばチタン系の脱硝触媒を充填した脱硝反応
器１２に適した温度は３５０〜５００℃である。通常、
還元剤の添加だけでは排ガス温度は低下しても５℃まで
であることから、排ガス温度を約１００℃低下させるた
め、還元剤とともに水が噴霧される。
転状態によって異なるが、通常４５０〜６００℃である
。一方、例えばチタン系の脱硝触媒を充填した脱硝反応
器１２に適した温度は３５０〜５００℃である。通常、
還元剤の添加だけでは排ガス温度は低下しても５℃まで
であることから、排ガス温度を約１００℃低下させるた
め、還元剤とともに水が噴霧される。
第２図は、本発明の煙道の反応装置の一実施例を示す断
面図、第３図は、第２図のｍ−ｍ線に、沿った矢視方向
断面図である。この装置は、煙道配管４と、その内側に
設けられた還元剤噴射ノズル６と、該噴射ノズル６の噴
射口を囲み、ガス流れ方向に配置された内筒２と、この
内筒２の下流側の内壁および外壁に設けられた羽根１お
よび羽根３とから主に構成される。内筒内壁の羽根１は
、内筒内のガスの流れを旋回させるために傾斜をもたせ
て螺旋状に設けられ、さらに内筒外壁の羽根３は、外側
のガスを内側のガスと逆に旋回させるために内側と逆の
角度で傾斜をもたせて設けられている。
面図、第３図は、第２図のｍ−ｍ線に、沿った矢視方向
断面図である。この装置は、煙道配管４と、その内側に
設けられた還元剤噴射ノズル６と、該噴射ノズル６の噴
射口を囲み、ガス流れ方向に配置された内筒２と、この
内筒２の下流側の内壁および外壁に設けられた羽根１お
よび羽根３とから主に構成される。内筒内壁の羽根１は
、内筒内のガスの流れを旋回させるために傾斜をもたせ
て螺旋状に設けられ、さらに内筒外壁の羽根３は、外側
のガスを内側のガスと逆に旋回させるために内側と逆の
角度で傾斜をもたせて設けられている。
上記構成において、排ガスは煙道配管４内を下から上へ
流れ（第２図）、内筒２により内筒内側と外側に二分さ
れ、内側の流れには還元剤噴射ノズル６より還元剤水溶
液が旋回して噴霧される。
流れ（第２図）、内筒２により内筒内側と外側に二分さ
れ、内側の流れには還元剤噴射ノズル６より還元剤水溶
液が旋回して噴霧される。
噴霧された還元剤水溶液および排ガスは、さらに下流の
内筒内壁の羽根１で旋回が強められ、内筒２の外に送ら
れる。一方、内筒２の外側を流れる排ガスは、内筒２お
よび内筒外壁の羽根３を加熱し、同時に羽根３のねじれ
によって旋回され、内筒２の出口で内側のガスと逆方向
の旋回により内側のガスおよび還元剤と衝突し混合され
る。内筒２の内壁には還元剤噴射ノズル６からの水滴が
衝突するため、水滴の大きさ、噴射状態、ガス流れによ
って異なるものの、内筒２は局所的に水の沸点である温
度１００℃まで低下する危険性がある。
内筒内壁の羽根１で旋回が強められ、内筒２の外に送ら
れる。一方、内筒２の外側を流れる排ガスは、内筒２お
よび内筒外壁の羽根３を加熱し、同時に羽根３のねじれ
によって旋回され、内筒２の出口で内側のガスと逆方向
の旋回により内側のガスおよび還元剤と衝突し混合され
る。内筒２の内壁には還元剤噴射ノズル６からの水滴が
衝突するため、水滴の大きさ、噴射状態、ガス流れによ
って異なるものの、内筒２は局所的に水の沸点である温
度１００℃まで低下する危険性がある。
しかし、内筒２は外側のガスによって加熱されているの
で、外側をガスが流れない場合に較べて壁面温度が冷却
されず、したがってスケール付着とか熱衝撃は少なくな
る。煙道配管４は内筒２によって噴射物から保護される
。なお、内筒２は煙道配管４によって周囲の荷重から保
護されるので強度を必要としない。
で、外側をガスが流れない場合に較べて壁面温度が冷却
されず、したがってスケール付着とか熱衝撃は少なくな
る。煙道配管４は内筒２によって噴射物から保護される
。なお、内筒２は煙道配管４によって周囲の荷重から保
護されるので強度を必要としない。
第４図は、内筒２の他の実施例を示す側面図、第５図は
、第４図の底面図である。内筒の強度を必要としないの
で単に薄板を折り曲げただけの構造でも充分に使用でき
る。
、第４図の底面図である。内筒の強度を必要としないの
で単に薄板を折り曲げただけの構造でも充分に使用でき
る。
本発明によれば、煙道壁面が添加した還元剤によって冷
却されることがないので、スケール付着の危険性が少な
くなるとともに、局所的な冷却、加熱の繰返しによる熱
衝撃により煙道配管の強度低下もない。
却されることがないので、スケール付着の危険性が少な
くなるとともに、局所的な冷却、加熱の繰返しによる熱
衝撃により煙道配管の強度低下もない。
また、本発明により内筒の内と外を流れるガス流れ方向
を変えた場合には、内筒出口のガス合流時にガスが撹乱
され、排ガスと還元剤との混合をより促進する効果があ
る。
を変えた場合には、内筒出口のガス合流時にガスが撹乱
され、排ガスと還元剤との混合をより促進する効果があ
る。
第１図は、本発明による排ガス煙道の反応装置を用いた
ディーゼル排ガス処理装置の系統図、第２図は、本発明
による反応装置の一実施例を示す断面図、第３図は、第
２図のｍ−ｍ線に沿った矢視方向断面図、第４図は、本
発明に用いる内筒の他の実施例を示す側面図、第５図は
、第４図の底面図である。 １・・・内筒内壁の羽根、２・・・内筒、３・・・内筒
外壁の羽根、４・・・煙道配管、５・・・保温材、６・
・・還元剤噴射ノズル、７・・・還元剤導管、８・・・
噴射用空気導管、９・・・圧縮空気、１０・・・還元剤
。 代理人 弁理士 川 北 武 長 内筒 煙道配管 還元剤噴射ノズル 還元剤導管 ディーゼルエンジン 脱硝反応器 熱交換器 消音器 煙突 第 第
ディーゼル排ガス処理装置の系統図、第２図は、本発明
による反応装置の一実施例を示す断面図、第３図は、第
２図のｍ−ｍ線に沿った矢視方向断面図、第４図は、本
発明に用いる内筒の他の実施例を示す側面図、第５図は
、第４図の底面図である。 １・・・内筒内壁の羽根、２・・・内筒、３・・・内筒
外壁の羽根、４・・・煙道配管、５・・・保温材、６・
・・還元剤噴射ノズル、７・・・還元剤導管、８・・・
噴射用空気導管、９・・・圧縮空気、１０・・・還元剤
。 代理人 弁理士 川 北 武 長 内筒 煙道配管 還元剤噴射ノズル 還元剤導管 ディーゼルエンジン 脱硝反応器 熱交換器 消音器 煙突 第 第
Claims (2)
- （１）燃焼排ガス煙道に排ガス中の特定成分と反応する
物質を添加し、下流の煙道または反応器で反応させ排ガ
スを浄化するものにおいて、前記煙道に内筒を設けて排
ガスの流れを内筒の内と外に分割し、内筒の内側に反応
物質を噴射する還元剤噴射ノズルを配置したことを特徴
とする排ガス煙道の反応装置。 - （２）内筒の内壁および／または外壁に羽根を設けたこ
とを特徴とする請求項（１）記載の排ガス煙道の反応装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63210099A JP2690751B2 (ja) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | 排ガス煙道の反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63210099A JP2690751B2 (ja) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | 排ガス煙道の反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0259022A true JPH0259022A (ja) | 1990-02-28 |
| JP2690751B2 JP2690751B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=16583800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63210099A Expired - Fee Related JP2690751B2 (ja) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | 排ガス煙道の反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2690751B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007275838A (ja) * | 2006-04-11 | 2007-10-25 | Babcock Hitachi Kk | 排煙脱硝装置とその運転方法 |
| JP2013160224A (ja) * | 2012-02-03 | 2013-08-19 | Man Diesel & Turbo Filial Af Man Diesel & Turbo Se Tyskland | 排気ガス浄化機能を有するターボ過給式大型２ストロークディーゼルエンジン |
-
1988
- 1988-08-24 JP JP63210099A patent/JP2690751B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007275838A (ja) * | 2006-04-11 | 2007-10-25 | Babcock Hitachi Kk | 排煙脱硝装置とその運転方法 |
| JP4716325B2 (ja) * | 2006-04-11 | 2011-07-06 | バブコック日立株式会社 | 排煙脱硝装置とその運転方法 |
| JP2013160224A (ja) * | 2012-02-03 | 2013-08-19 | Man Diesel & Turbo Filial Af Man Diesel & Turbo Se Tyskland | 排気ガス浄化機能を有するターボ過給式大型２ストロークディーゼルエンジン |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2690751B2 (ja) | 1997-12-17 |
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