JPH07136464A - 排ガス中の窒素酸化物の処理装置と方法 - Google Patents
排ガス中の窒素酸化物の処理装置と方法Info
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- JPH07136464A JPH07136464A JP5288210A JP28821093A JPH07136464A JP H07136464 A JPH07136464 A JP H07136464A JP 5288210 A JP5288210 A JP 5288210A JP 28821093 A JP28821093 A JP 28821093A JP H07136464 A JPH07136464 A JP H07136464A
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- exhaust gas
- nitrogen oxides
- nox
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 室温の領域から500℃以上の高温領域まで
の排ガス中のNOxを効率よく無害化処理する装置と方
法を提供すること。 【構成】 脱硝触媒14を充填した反応塔の前段にNO
xの吸着剤を充填した吸着塔5を設置し、排ガスが低温
域にあると吸着塔5に流すが、排ガスが高温域にあると
吸着塔5をバイパスさせ、直接、脱硝触媒14を充填し
た反応塔にバイパスライン8から流す。低温排ガスでN
Ox濃度が規定値以下のときは吸着塔5通過後の排ガス
の一部あるいは全部を反応塔をバイパスさせても良い。
吸着塔5と反応塔の間における排ガス中のNOx濃度セ
ンサ9の測定値を基準としてNOxの還元剤の添加量を
制御する。反応塔の後流にNOx濃度センサ9とNOx
濃度時間変化率の測定手段を設け、それらの値を基準と
してNOxの還元剤における添加量を制御しても良い。
の排ガス中のNOxを効率よく無害化処理する装置と方
法を提供すること。 【構成】 脱硝触媒14を充填した反応塔の前段にNO
xの吸着剤を充填した吸着塔5を設置し、排ガスが低温
域にあると吸着塔5に流すが、排ガスが高温域にあると
吸着塔5をバイパスさせ、直接、脱硝触媒14を充填し
た反応塔にバイパスライン8から流す。低温排ガスでN
Ox濃度が規定値以下のときは吸着塔5通過後の排ガス
の一部あるいは全部を反応塔をバイパスさせても良い。
吸着塔5と反応塔の間における排ガス中のNOx濃度セ
ンサ9の測定値を基準としてNOxの還元剤の添加量を
制御する。反応塔の後流にNOx濃度センサ9とNOx
濃度時間変化率の測定手段を設け、それらの値を基準と
してNOxの還元剤における添加量を制御しても良い。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は窒素酸化物を含む排ガス
を処理し、除去、無害化する装置と方法に関する。
を処理し、除去、無害化する装置と方法に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、火力発電所から排出される排ガス
を初めとする各種排ガス中に含有される窒素酸化物(N
Ox)を除去する方法として、アンモニアなどの還元剤
の存在下、触媒と接触させて窒素に変換する方法、吸着
剤で吸着除去する方法、アンモニアの存在下で電子ビー
ムを照射して硝酸アンモニウムに転換する方法などが知
られている。この中でもアンモニア接触還元法は大型火
力発電所の排ガス処理をを中心として幅広く利用されて
おり、例えば特開昭52−22839号のような酸化チ
タン系触媒を用いた方法が代表的なものである。
を初めとする各種排ガス中に含有される窒素酸化物(N
Ox)を除去する方法として、アンモニアなどの還元剤
の存在下、触媒と接触させて窒素に変換する方法、吸着
剤で吸着除去する方法、アンモニアの存在下で電子ビー
ムを照射して硝酸アンモニウムに転換する方法などが知
られている。この中でもアンモニア接触還元法は大型火
力発電所の排ガス処理をを中心として幅広く利用されて
おり、例えば特開昭52−22839号のような酸化チ
タン系触媒を用いた方法が代表的なものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のアンモ
ニア接触還元法は触媒の効率的な作動温度が通常300
℃以上であり、低温活性触媒の場合でも250℃以上の
温度が必要なため、排ガス温度が低い場合には除去効率
が充分ではないという欠点があった。また通常は排ガス
温度が300℃以上であってもガスタービンなどのよう
に、起動時に排ガス温度あるいは触媒層の温度が未だ充
分に上がっていない場合には、NOxの除去率は低くな
ってしまうという欠点があった。この欠点の解決方法の
一つとして特開昭58−124107号のように、触媒
が作動温度に到達する前に、排ガス中のNOx濃度が規
制値を超えるおそれがある場合には、燃焼室中に水蒸気
や水を注入して燃焼状態を変え、NOx排出量を低減す
る方法がある。しかし多量に水を注入することは燃焼器
の熱効率を低下させることになるため、この方法でNO
x排出量を大幅に低下させることは現実的ではない。
ニア接触還元法は触媒の効率的な作動温度が通常300
℃以上であり、低温活性触媒の場合でも250℃以上の
温度が必要なため、排ガス温度が低い場合には除去効率
が充分ではないという欠点があった。また通常は排ガス
温度が300℃以上であってもガスタービンなどのよう
に、起動時に排ガス温度あるいは触媒層の温度が未だ充
分に上がっていない場合には、NOxの除去率は低くな
ってしまうという欠点があった。この欠点の解決方法の
一つとして特開昭58−124107号のように、触媒
が作動温度に到達する前に、排ガス中のNOx濃度が規
制値を超えるおそれがある場合には、燃焼室中に水蒸気
や水を注入して燃焼状態を変え、NOx排出量を低減す
る方法がある。しかし多量に水を注入することは燃焼器
の熱効率を低下させることになるため、この方法でNO
x排出量を大幅に低下させることは現実的ではない。
【0004】一方、低温でNOxを除去する方法として
は、吸着剤を用いた方法が有効であることが知られてい
る。しかし、この方法では低温時のNOxの除去は比較
的容易であるものの、排ガス温度が高くなると吸着能力
が低下し、NOxの除去効率が下がるという問題があっ
た。さらに、飽和吸着に達した後では吸着剤の交換、ま
たは再生が必要であり、多量のNOxを含む排ガス処理
には経済的に問題があった。また吸着剤を再生しようと
すると、再生時に放出されるNOxの無害化処理も必要
であった。本発明の目的は上記の従来技術の欠点を無く
し、室温の領域から500℃以上の高温領域までの排ガ
ス中のNOxを効率よく無害化処理する装置と方法を提
供することにある。特に、本発明の目的は、ガスタービ
ン、ボイラなどの起動時、排ガス温度が低い状況下で従
来のアンモニア還元法が充分な効率を示さない温度領域
もカバーできる装置と方法を提供することにある。
は、吸着剤を用いた方法が有効であることが知られてい
る。しかし、この方法では低温時のNOxの除去は比較
的容易であるものの、排ガス温度が高くなると吸着能力
が低下し、NOxの除去効率が下がるという問題があっ
た。さらに、飽和吸着に達した後では吸着剤の交換、ま
たは再生が必要であり、多量のNOxを含む排ガス処理
には経済的に問題があった。また吸着剤を再生しようと
すると、再生時に放出されるNOxの無害化処理も必要
であった。本発明の目的は上記の従来技術の欠点を無く
し、室温の領域から500℃以上の高温領域までの排ガ
ス中のNOxを効率よく無害化処理する装置と方法を提
供することにある。特に、本発明の目的は、ガスタービ
ン、ボイラなどの起動時、排ガス温度が低い状況下で従
来のアンモニア還元法が充分な効率を示さない温度領域
もカバーできる装置と方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は次の
構成によって達成される。すなわち、排ガス中の窒素酸
化物を触媒の存在下、還元剤により変換、無害化する方
法において、窒素酸化物の還元用触媒を充填した反応塔
と、該反応塔へ添加する還元剤の還元剤添加手段と、反
応塔の前段の排ガス流路に窒素酸化物の吸着剤を充填し
た吸着塔を設置する排ガス中の窒素酸化物の処理装置、
または、排ガス温度が低い領域では主に吸着剤により窒
素酸化物を吸着除去し、排ガス温度が高い領域では窒素
酸化物の還元触媒により窒素酸化物を還元除去する排ガ
ス中の窒素酸化物の処理方法である。
構成によって達成される。すなわち、排ガス中の窒素酸
化物を触媒の存在下、還元剤により変換、無害化する方
法において、窒素酸化物の還元用触媒を充填した反応塔
と、該反応塔へ添加する還元剤の還元剤添加手段と、反
応塔の前段の排ガス流路に窒素酸化物の吸着剤を充填し
た吸着塔を設置する排ガス中の窒素酸化物の処理装置、
または、排ガス温度が低い領域では主に吸着剤により窒
素酸化物を吸着除去し、排ガス温度が高い領域では窒素
酸化物の還元触媒により窒素酸化物を還元除去する排ガ
ス中の窒素酸化物の処理方法である。
【0006】本発明の特徴はNOxの還元触媒(脱硝触
媒)を充填した反応塔の前段にNOxの吸着剤を充填し
た吸着塔を設置することにある。さらに、本発明は排ガ
スの一部あるいは全部を吸着塔をバイパスさせ、直接、
NOxの還元触媒を充填した反応塔に流すバイパスライ
ンを設置した構成としてもよい。さらに、本発明は吸着
塔通過後の排ガスの一部あるいは全部を反応塔をバイパ
スさせるバイパスラインを設置した構成としてもよい。
また、本発明は吸着塔と反応塔の間の排ガス流路にNO
x濃度測定手段を設け、該NOx濃度測定手段の測定値
を基準として反応塔への還元剤の添加量を制御する還元
剤添加手段を設けることができる。また、これと異なる
制御方法として、本発明は反応塔の後流の排ガス流路に
排ガス中のNOx濃度およびNOx濃度の時間変化率の
測定手段をそれぞれ設け、前記両測定手段の測定値を基
準として反応塔への還元剤の添加量を制御する還元剤添
加手段を設ける構成としてもよい。
媒)を充填した反応塔の前段にNOxの吸着剤を充填し
た吸着塔を設置することにある。さらに、本発明は排ガ
スの一部あるいは全部を吸着塔をバイパスさせ、直接、
NOxの還元触媒を充填した反応塔に流すバイパスライ
ンを設置した構成としてもよい。さらに、本発明は吸着
塔通過後の排ガスの一部あるいは全部を反応塔をバイパ
スさせるバイパスラインを設置した構成としてもよい。
また、本発明は吸着塔と反応塔の間の排ガス流路にNO
x濃度測定手段を設け、該NOx濃度測定手段の測定値
を基準として反応塔への還元剤の添加量を制御する還元
剤添加手段を設けることができる。また、これと異なる
制御方法として、本発明は反応塔の後流の排ガス流路に
排ガス中のNOx濃度およびNOx濃度の時間変化率の
測定手段をそれぞれ設け、前記両測定手段の測定値を基
準として反応塔への還元剤の添加量を制御する還元剤添
加手段を設ける構成としてもよい。
【0007】本発明では、排ガス中のNOxはその温度
領域によって吸着剤、および/または脱硝触媒の作用で
除去される。したがって、排ガス中のNOxの一部また
は全部が吸着塔で除去される場合には、反応塔の前に必
ずしも還元剤を添加する必要がないが、一方、吸着剤の
再生時のように逆に排ガス中にNOxが放出される場合
には、元々の排ガスよりもNOx濃度が高くなる場合も
ある。この場合には反応塔の前で添加する還元剤の量も
それに比例して多くする必要がある。従って還元剤の添
加量の制御は、吸着塔(吸着剤)と反応塔(還元触媒)
の間、すなわち脱硝触媒の直前のNOx濃度を測定し、
その量に対応した還元剤を添加することが望ましい。
領域によって吸着剤、および/または脱硝触媒の作用で
除去される。したがって、排ガス中のNOxの一部また
は全部が吸着塔で除去される場合には、反応塔の前に必
ずしも還元剤を添加する必要がないが、一方、吸着剤の
再生時のように逆に排ガス中にNOxが放出される場合
には、元々の排ガスよりもNOx濃度が高くなる場合も
ある。この場合には反応塔の前で添加する還元剤の量も
それに比例して多くする必要がある。従って還元剤の添
加量の制御は、吸着塔(吸着剤)と反応塔(還元触媒)
の間、すなわち脱硝触媒の直前のNOx濃度を測定し、
その量に対応した還元剤を添加することが望ましい。
【0008】また、これとは異なる制御方法として、反
応塔(還元触媒)の後流に排ガス中のNOx濃度および
NOx濃度の時間変化率の測定手段を設け、それらの値
を基準として脱硝触媒入口のNOx濃度の時間推移を予
測して、その結果に基づいてNOxの還元浄化に必要な
還元剤の添加量を制御することも可能である。この場
合、脱硝触媒の入口あるいは内部の温度、排ガスの流
速、還元剤の添加量などの情報を併用し、予め各種の反
応条件下で評価した脱硝触媒の反応特性データを参照す
ることが望ましい。
応塔(還元触媒)の後流に排ガス中のNOx濃度および
NOx濃度の時間変化率の測定手段を設け、それらの値
を基準として脱硝触媒入口のNOx濃度の時間推移を予
測して、その結果に基づいてNOxの還元浄化に必要な
還元剤の添加量を制御することも可能である。この場
合、脱硝触媒の入口あるいは内部の温度、排ガスの流
速、還元剤の添加量などの情報を併用し、予め各種の反
応条件下で評価した脱硝触媒の反応特性データを参照す
ることが望ましい。
【0009】本発明において用いる吸着塔には、粒状や
ハニカム状の吸着剤を充填した固定床吸着塔、粒状ある
いは粉末状の吸着剤を用いた流動床吸着塔などを用いる
ことができ、特に吸着塔の形式には限定されない。吸着
塔を複数個設けて排ガス条件によって切り替えて使用し
たり、プラント運転中に吸着塔内の、NOxが吸着した
吸着剤を新しいものと交換する装置を付加することも可
能である。本発明で用いる反応塔の形式も特に限定され
ない。通常の粒状、ハニカム状、板状の脱硝触媒を内部
に設置した反応器を用いることができる。
ハニカム状の吸着剤を充填した固定床吸着塔、粒状ある
いは粉末状の吸着剤を用いた流動床吸着塔などを用いる
ことができ、特に吸着塔の形式には限定されない。吸着
塔を複数個設けて排ガス条件によって切り替えて使用し
たり、プラント運転中に吸着塔内の、NOxが吸着した
吸着剤を新しいものと交換する装置を付加することも可
能である。本発明で用いる反応塔の形式も特に限定され
ない。通常の粒状、ハニカム状、板状の脱硝触媒を内部
に設置した反応器を用いることができる。
【0010】また、本発明では、NOxの吸着剤および
脱硝触媒とも、その種類は特に限定されない。一例を挙
げると、吸着剤としては各種ゼオライト、粘土鉱物、ア
ルミナ、シリカ、チタニアなどの酸化物、鉄の化合物、
ペロブスカイト化合物、その他の金属や貴金属類などが
使用できる。また単に吸着するだけではなく、NOxと
反応して、例えば金属硝酸塩のような化合物を形成して
固定化する物質も反応塔が作動している条件下でNOx
を放出して、吸着能を回復するものであれば使用でき
る。吸着剤の形状は、粒状、板状、ハニカム状などが使
用でき、特に限定されない。また流動床吸着塔で粉末状
の吸着剤を用いることもできる。一方、脱硝触媒として
は、チタニアなどにV、Mo、W、Feなどの各種金属
酸化物あるいは貴金属を担持したもの、各種ゼオライト
およびゼオライトに各種の金属あるいは貴金属を担持し
たもの、その他、ペロブスカイトなどの複合酸化物も使
用できる。本発明における方法では、NOxの還元剤と
しては、アンモニア、尿素、一酸化炭素、各種の炭化水
素などが使用でき特に限定されない。
脱硝触媒とも、その種類は特に限定されない。一例を挙
げると、吸着剤としては各種ゼオライト、粘土鉱物、ア
ルミナ、シリカ、チタニアなどの酸化物、鉄の化合物、
ペロブスカイト化合物、その他の金属や貴金属類などが
使用できる。また単に吸着するだけではなく、NOxと
反応して、例えば金属硝酸塩のような化合物を形成して
固定化する物質も反応塔が作動している条件下でNOx
を放出して、吸着能を回復するものであれば使用でき
る。吸着剤の形状は、粒状、板状、ハニカム状などが使
用でき、特に限定されない。また流動床吸着塔で粉末状
の吸着剤を用いることもできる。一方、脱硝触媒として
は、チタニアなどにV、Mo、W、Feなどの各種金属
酸化物あるいは貴金属を担持したもの、各種ゼオライト
およびゼオライトに各種の金属あるいは貴金属を担持し
たもの、その他、ペロブスカイトなどの複合酸化物も使
用できる。本発明における方法では、NOxの還元剤と
しては、アンモニア、尿素、一酸化炭素、各種の炭化水
素などが使用でき特に限定されない。
【0011】
【作用】本発明の方法では排ガス温度が250℃以下の
低温時には脱硝触媒を充填した反応塔の前段に設置した
NOx吸着剤の作用により、NOxが吸着除去される。
また、排ガス温度が250℃以上になると、後段の脱硝
触媒によるNOxの除去活性が充分に高い温度領域にな
るので、吸着剤の能力が低下しても全体として高い脱硝
効率が得られる。さらに、ガスタービンのように起動停
止を繰り返す発電システムにおいては、排ガス温度が低
い起動時には前段の吸着剤によりNOxの吸着除去が行
われ、排ガス温度の上昇と共に吸着剤再生、すなわち吸
着したNOxの放出が自動的に行われる。従って特別の
吸着剤の再生手段を設ける必要がない。また、吸着剤か
らNOxが放出されるときには、後段の脱硝触媒が充分
な活性を示す温度領域になっているので、NOxと添加
した還元剤のアンモニア、尿素、一酸化炭素、各種炭化
水素などとの反応が充分に進行し、結果的には排ガス中
のNOxは窒素に変換され、無害化される。
低温時には脱硝触媒を充填した反応塔の前段に設置した
NOx吸着剤の作用により、NOxが吸着除去される。
また、排ガス温度が250℃以上になると、後段の脱硝
触媒によるNOxの除去活性が充分に高い温度領域にな
るので、吸着剤の能力が低下しても全体として高い脱硝
効率が得られる。さらに、ガスタービンのように起動停
止を繰り返す発電システムにおいては、排ガス温度が低
い起動時には前段の吸着剤によりNOxの吸着除去が行
われ、排ガス温度の上昇と共に吸着剤再生、すなわち吸
着したNOxの放出が自動的に行われる。従って特別の
吸着剤の再生手段を設ける必要がない。また、吸着剤か
らNOxが放出されるときには、後段の脱硝触媒が充分
な活性を示す温度領域になっているので、NOxと添加
した還元剤のアンモニア、尿素、一酸化炭素、各種炭化
水素などとの反応が充分に進行し、結果的には排ガス中
のNOxは窒素に変換され、無害化される。
【0012】ここで、排ガス温度が高い場合には、吸着
剤の再生後は、排ガスを吸着塔(吸着剤)を通過させず
に吸着塔バイパスさせ還元剤を添加後、直接反応塔に流
すことも可能である。そのためには、排ガスの一部ある
いは全部を吸着塔(吸着剤)をバイパスさせ、直接、窒
素酸化物の還元触媒を充填した反応塔に流すラインを設
置しておく必要がある。このことにより吸着塔(吸着
剤)における圧力損失を防止できる。一方、排ガス温度
が低い場合には、同様にして、吸着塔(吸着剤)後流の
ガス反応塔をバイパスさせることも可能である。このこ
とにより反応塔における圧力損失を防止できる。
剤の再生後は、排ガスを吸着塔(吸着剤)を通過させず
に吸着塔バイパスさせ還元剤を添加後、直接反応塔に流
すことも可能である。そのためには、排ガスの一部ある
いは全部を吸着塔(吸着剤)をバイパスさせ、直接、窒
素酸化物の還元触媒を充填した反応塔に流すラインを設
置しておく必要がある。このことにより吸着塔(吸着
剤)における圧力損失を防止できる。一方、排ガス温度
が低い場合には、同様にして、吸着塔(吸着剤)後流の
ガス反応塔をバイパスさせることも可能である。このこ
とにより反応塔における圧力損失を防止できる。
【0013】本発明を適用するシステムとしては、排ガ
ス温度が少なくとも100℃以上変動する場合が好適で
ある。ただし、ここで言う温度変動とは、必ずしも周期
的に温度が変動する場合のみならず、ガスタービンの起
動時のように一時的に低温の排ガスが排出される場合も
含まれる。排ガス温度が常時300℃以上であれば、N
Oxの除去は従来のアンモニア還元法などで可能である
し、一方、排ガス温度が常時200℃以下の低温の場合
は吸着法などで対処できる。本発明は、アンモニア還元
法と吸着法の両者の長所を採り入れ、欠点を補い合うシ
ステムであり、特にアンモニア還元法ではNOx除去率
が低い、低温領域にも対処できるところに、本発明の特
徴がある。
ス温度が少なくとも100℃以上変動する場合が好適で
ある。ただし、ここで言う温度変動とは、必ずしも周期
的に温度が変動する場合のみならず、ガスタービンの起
動時のように一時的に低温の排ガスが排出される場合も
含まれる。排ガス温度が常時300℃以上であれば、N
Oxの除去は従来のアンモニア還元法などで可能である
し、一方、排ガス温度が常時200℃以下の低温の場合
は吸着法などで対処できる。本発明は、アンモニア還元
法と吸着法の両者の長所を採り入れ、欠点を補い合うシ
ステムであり、特にアンモニア還元法ではNOx除去率
が低い、低温領域にも対処できるところに、本発明の特
徴がある。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。 実施例1 本発明における方法をボイラの燃焼排ガス中のNOx浄
化に適用したシステムの一実施例を図1に示す。ボイラ
3は空気1、燃料2を供給することにより燃焼する。排
ガスは吸着塔5および/またはバイパスライン8を経由
してアンモニア存在下での還元による脱硝触媒14を充
填した反応塔を通り、浄化ガス15として放出される。
脱硝触媒14の温度センサ10で検出した温度が脱硝触
媒14の作動下限温度以上である場合には、排ガスダク
トに設けたNOx濃度センサ9の値を基準として制御装
置11からの指令によりバルブ12を開き、アンモニア
タンク13より排ガス中のNOxの還元に最適な量のア
ンモニアを脱硝触媒14の上流側に注入する。
化に適用したシステムの一実施例を図1に示す。ボイラ
3は空気1、燃料2を供給することにより燃焼する。排
ガスは吸着塔5および/またはバイパスライン8を経由
してアンモニア存在下での還元による脱硝触媒14を充
填した反応塔を通り、浄化ガス15として放出される。
脱硝触媒14の温度センサ10で検出した温度が脱硝触
媒14の作動下限温度以上である場合には、排ガスダク
トに設けたNOx濃度センサ9の値を基準として制御装
置11からの指令によりバルブ12を開き、アンモニア
タンク13より排ガス中のNOxの還元に最適な量のア
ンモニアを脱硝触媒14の上流側に注入する。
【0015】温度センサ10で検出した温度が脱硝触媒
14の作動下限温度以下である場合には、バルブ12を
閉じてアンモニアタンク13から脱硝触媒14へのアン
モニアの供給を停止する。NOx濃度センサ9で測定
し、NOx値が排出規制値を超えるおそれのある場合に
は、制御装置11からの指令により吸着塔5の前後の排
ガスダクトのバルブ4、6およびバイパスライン8のバ
ルブ7を操作し、排ガスの一部または全部が吸着塔5を
通過するようにして排ガス中のNOxを吸着塔5内の吸
着剤に吸着させ、排出NOx濃度を規制値以下にする。
吸着等5内の吸着剤が吸着したNOxは脱硝触媒14が
作動している状態で、排ガスの一部または全部を吸着塔
5を通過させることにより脱離される。脱離したNOx
は、脱硝触媒14で燃焼排ガス中のNOxと共に還元浄
化される。
14の作動下限温度以下である場合には、バルブ12を
閉じてアンモニアタンク13から脱硝触媒14へのアン
モニアの供給を停止する。NOx濃度センサ9で測定
し、NOx値が排出規制値を超えるおそれのある場合に
は、制御装置11からの指令により吸着塔5の前後の排
ガスダクトのバルブ4、6およびバイパスライン8のバ
ルブ7を操作し、排ガスの一部または全部が吸着塔5を
通過するようにして排ガス中のNOxを吸着塔5内の吸
着剤に吸着させ、排出NOx濃度を規制値以下にする。
吸着等5内の吸着剤が吸着したNOxは脱硝触媒14が
作動している状態で、排ガスの一部または全部を吸着塔
5を通過させることにより脱離される。脱離したNOx
は、脱硝触媒14で燃焼排ガス中のNOxと共に還元浄
化される。
【0016】上記図1の窒素酸化物処理システムを適用
したプラントの起動時の運転方法を図2に示す。排ガス
を吸着塔5に流通せず、また排ガス中にアンモニアタン
ク13からのアンモニアを添加しない状態でボイラ3の
燃焼を開始すると、プラントから排出されるNOx濃度
は図2におけるC1のように時間とともに増加し、排出
規制値C0を超える。しかし、NOx濃度が排出規制値
C0近くまで上昇した時点でバルブ4、6を徐々に開放
し、またバルブ7を徐々に絞り吸着塔5に排ガスを流通
させることで、排ガス中のNOx濃度はC2のように規
制値以下に低減する。その後、排ガス温度の上昇ととも
に吸着塔5がNOx脱離温度T1に到達すると、排ガス
中のNOx濃度はC3のように上昇する。しかし、NO
x脱離温度T1に到達する以前の、脱硝触媒14の温度
が作動下限温度T0に到達した時点でアンモニアの注入
を開始して、NOx濃度センサ9を基準として最適量の
アンモニアを添加することでC4のように排ガス中のN
Ox濃度は規制値C0以下に低減する。吸着塔5からの
NOx脱離が終了した時点でバルブ4、6を閉じ、バル
ブ7を開放して定常運転に入る。
したプラントの起動時の運転方法を図2に示す。排ガス
を吸着塔5に流通せず、また排ガス中にアンモニアタン
ク13からのアンモニアを添加しない状態でボイラ3の
燃焼を開始すると、プラントから排出されるNOx濃度
は図2におけるC1のように時間とともに増加し、排出
規制値C0を超える。しかし、NOx濃度が排出規制値
C0近くまで上昇した時点でバルブ4、6を徐々に開放
し、またバルブ7を徐々に絞り吸着塔5に排ガスを流通
させることで、排ガス中のNOx濃度はC2のように規
制値以下に低減する。その後、排ガス温度の上昇ととも
に吸着塔5がNOx脱離温度T1に到達すると、排ガス
中のNOx濃度はC3のように上昇する。しかし、NO
x脱離温度T1に到達する以前の、脱硝触媒14の温度
が作動下限温度T0に到達した時点でアンモニアの注入
を開始して、NOx濃度センサ9を基準として最適量の
アンモニアを添加することでC4のように排ガス中のN
Ox濃度は規制値C0以下に低減する。吸着塔5からの
NOx脱離が終了した時点でバルブ4、6を閉じ、バル
ブ7を開放して定常運転に入る。
【0017】実施例2 本実施例は図1に示すシステムの吸着塔を複数個設けた
ものに相当する。システムの概念図を図3に示す。排ガ
スダクトに吸着塔5と並列に吸着塔17を設置する。吸
着塔5の吸着剤の一部にNOxが吸着した状態のままボ
イラ3の運転を停止し、運転再開時に吸着塔5で充分に
NOxを吸着できない場合には、吸着塔17の前後の排
ガスダクトにあるバルブ16、18を開き、排ガスの一
部または全部を吸着塔17を通過させて吸着塔17内の
吸着剤にNOxを吸着させることで排出NOx濃度を規
制値以下にすることができる。
ものに相当する。システムの概念図を図3に示す。排ガ
スダクトに吸着塔5と並列に吸着塔17を設置する。吸
着塔5の吸着剤の一部にNOxが吸着した状態のままボ
イラ3の運転を停止し、運転再開時に吸着塔5で充分に
NOxを吸着できない場合には、吸着塔17の前後の排
ガスダクトにあるバルブ16、18を開き、排ガスの一
部または全部を吸着塔17を通過させて吸着塔17内の
吸着剤にNOxを吸着させることで排出NOx濃度を規
制値以下にすることができる。
【0018】実施例3 本実施例の概念図を図4に示す。本実施例は図1に示す
システムの脱硝触媒14の上流の排ガスダクトに流路切
り替えバルブ19を設け、排ガスの一部または全部が脱
硝触媒14をバイパスして流れるバイパスライン20を
設けたものに相当するシステムである。温度センサ10
で検出した排ガス温度が脱硝触媒14の作動下限温度以
下であり、かつNOx濃度センサ9の値がNOx排出規
制値以下である場合には制御装置11からの指令により
バルブ19を操作し、排ガスの一部または全部をバイパ
スライン20を通過させ、排ガス流通の圧力損失を小さ
くすることができる。また、NOx濃度センサ9の値が
NOx排出規制値以上であれば脱硝触媒14に排ガスを
通す。その他の操作は実施例1と同様に行う。
システムの脱硝触媒14の上流の排ガスダクトに流路切
り替えバルブ19を設け、排ガスの一部または全部が脱
硝触媒14をバイパスして流れるバイパスライン20を
設けたものに相当するシステムである。温度センサ10
で検出した排ガス温度が脱硝触媒14の作動下限温度以
下であり、かつNOx濃度センサ9の値がNOx排出規
制値以下である場合には制御装置11からの指令により
バルブ19を操作し、排ガスの一部または全部をバイパ
スライン20を通過させ、排ガス流通の圧力損失を小さ
くすることができる。また、NOx濃度センサ9の値が
NOx排出規制値以上であれば脱硝触媒14に排ガスを
通す。その他の操作は実施例1と同様に行う。
【0019】実施例4 本発明の窒素酸化物の処理法をガスタービンの燃焼排ガ
ス中のNOx浄化に適用したシステムの一実施例を図5
に示す。ガスタービン21からの燃焼排ガスは、熱交換
器22を通過後、吸着剤23および脱硝触媒24でNO
xを浄化され、熱交換器25を経て煙突26より浄化ガ
ス15として排出される。排ガス中のNOx濃度をNO
x濃度センサ9で、また脱硝触媒24の入口温度を温度
センサ10で計測する。センサ10の温度が脱硝触媒2
4の作動下限温度を超えている場合は、センサ9の計測
値を基準とし、制御装置11からの指令によりバルブ1
2を操作し、アンモニアタンク13より排ガス中のNO
xの還元に最適な量のアンモニアを注入する。
ス中のNOx浄化に適用したシステムの一実施例を図5
に示す。ガスタービン21からの燃焼排ガスは、熱交換
器22を通過後、吸着剤23および脱硝触媒24でNO
xを浄化され、熱交換器25を経て煙突26より浄化ガ
ス15として排出される。排ガス中のNOx濃度をNO
x濃度センサ9で、また脱硝触媒24の入口温度を温度
センサ10で計測する。センサ10の温度が脱硝触媒2
4の作動下限温度を超えている場合は、センサ9の計測
値を基準とし、制御装置11からの指令によりバルブ1
2を操作し、アンモニアタンク13より排ガス中のNO
xの還元に最適な量のアンモニアを注入する。
【0020】実施例5 本発明の窒素酸化物の処理法をガスタービンの燃焼排ガ
ス中のNOx浄化に適用したシステムの一実施例を図6
に示す。図6に示すシステムは図5の吸着剤23と脱硝
触媒24とを一体化した反応器27を用いており、アン
モニアはこの反応器27の上流の排ガスダクトに注入す
ることに特徴がある。ガスタービン21からの燃焼排ガ
スは、熱交換器22を通過後、吸着剤23および脱硝触
媒24を一体化した反応器27でNOxを浄化され、熱
交換器25を経て煙突26より浄化ガス15として排出
される。排ガス中のNOx濃度をNOx濃度センサ9
で、また脱硝触媒入口温度を温度センサ10で計測す
る。
ス中のNOx浄化に適用したシステムの一実施例を図6
に示す。図6に示すシステムは図5の吸着剤23と脱硝
触媒24とを一体化した反応器27を用いており、アン
モニアはこの反応器27の上流の排ガスダクトに注入す
ることに特徴がある。ガスタービン21からの燃焼排ガ
スは、熱交換器22を通過後、吸着剤23および脱硝触
媒24を一体化した反応器27でNOxを浄化され、熱
交換器25を経て煙突26より浄化ガス15として排出
される。排ガス中のNOx濃度をNOx濃度センサ9
で、また脱硝触媒入口温度を温度センサ10で計測す
る。
【0021】センサ10の温度が脱硝触媒24の作動下
限温度を超えている場合は、制御装置11で、センサ9
から得られるNOx濃度をもとにNOx濃度の時間変化
率を算出する。これらの値とセンサ10から得られる温
度、バルブ12の開度から得られるアンモニア注入量を
基準とし、予め制御装置11に記憶させた脱硝触媒24
の反応特性データを用いて脱硝触媒24入口のNOx濃
度の推移を予測し、その結果に基づいてバルブ12を操
作し、アンモニアタンク13より排ガス中のNOxの還
元に最適な量のアンモニアを注入する。センサ10の温
度が脱硝触媒24の作動下限温度以下の場合には、バル
ブ12を閉じてアンモニアの供給を停止する。
限温度を超えている場合は、制御装置11で、センサ9
から得られるNOx濃度をもとにNOx濃度の時間変化
率を算出する。これらの値とセンサ10から得られる温
度、バルブ12の開度から得られるアンモニア注入量を
基準とし、予め制御装置11に記憶させた脱硝触媒24
の反応特性データを用いて脱硝触媒24入口のNOx濃
度の推移を予測し、その結果に基づいてバルブ12を操
作し、アンモニアタンク13より排ガス中のNOxの還
元に最適な量のアンモニアを注入する。センサ10の温
度が脱硝触媒24の作動下限温度以下の場合には、バル
ブ12を閉じてアンモニアの供給を停止する。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、排ガス中の窒素酸化物
を広い温度領域にわたって効率よく除去することが可能
である。特に排ガス温度が低温領域から高温領域まで変
動するようなシステムにおける排ガス中の窒素酸化物の
除去には非常に有効である。
を広い温度領域にわたって効率よく除去することが可能
である。特に排ガス温度が低温領域から高温領域まで変
動するようなシステムにおける排ガス中の窒素酸化物の
除去には非常に有効である。
【図1】 本発明の一実施例の排煙脱硝システムのフロ
ーを示す図。
ーを示す図。
【図2】 本発明の窒素酸化物処理システムを適用した
プラントの運転方法の一つを示す図。
プラントの運転方法の一つを示す図。
【図3】 本発明の一実施例の排煙脱硝システムのフロ
ーを示す図。
ーを示す図。
【図4】 本発明の一実施例の排煙脱硝システムのフロ
ーを示す図。
ーを示す図。
【図5】 本発明の一実施例の排煙脱硝システムのフロ
ーを示す図。
ーを示す図。
【図6】 本発明の一実施例の排煙脱硝システムのフロ
ーを示す図。
ーを示す図。
1…空気、2…燃料、3…ボイラ、4…バルブ、5…吸
着塔、6…バルブ、7…バルブ、8…バイパスライン、
9…NOx濃度センサ、10…温度センサ、11…制御
装置、12…バルブ、13…アンモニアタンク、14…
脱硝触媒、15…浄化ガス、16…バルブ、17…吸着
塔、18…バルブ、19…流路切り替えバルブ、20…
バイパスライン、21…ガスタービン、22…熱交換
器、23…吸着剤、24…脱硝触媒、25…熱交換器、
26…煙突、27…反応器
着塔、6…バルブ、7…バルブ、8…バイパスライン、
9…NOx濃度センサ、10…温度センサ、11…制御
装置、12…バルブ、13…アンモニアタンク、14…
脱硝触媒、15…浄化ガス、16…バルブ、17…吸着
塔、18…バルブ、19…流路切り替えバルブ、20…
バイパスライン、21…ガスタービン、22…熱交換
器、23…吸着剤、24…脱硝触媒、25…熱交換器、
26…煙突、27…反応器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01D 53/56 53/74 53/81 53/86 ZAB B01D 53/34 129 E 129 A 53/36 ZAB (72)発明者 宮寺 博 茨城県日立市大みか町7丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (10)
- 【請求項1】 排ガス中の窒素酸化物を触媒の存在下、
還元剤により変換、無害化する方法において、窒素酸化
物の還元用触媒を充填した反応塔と、該反応塔へ添加す
る還元剤の還元剤添加手段と、反応塔の前段の排ガス流
路に窒素酸化物の吸着剤を充填した吸着塔を設置するこ
とを特徴とする排ガス中の窒素酸化物の処理装置。 - 【請求項2】 排ガスの一部あるいは全部を吸着塔をバ
イパスさせ、直接、反応塔に流すバイパスラインを設置
することを特徴とする請求項1記載の排ガス中の窒素酸
化物の処理装置。 - 【請求項3】 吸着塔通過後のガスの一部あるいは全部
を反応塔をバイパスさせるバイパスラインを設けること
を特徴とする請求項1または2記載の排ガス中の窒素酸
化物の処理装置。 - 【請求項4】 吸着塔と反応塔の間の排ガス流路にNO
x濃度測定手段を設け、該NOx濃度測定手段の測定値
を基準として反応塔への還元剤の添加量を制御する還元
剤添加手段を設けることを特徴とする請求項1ないし3
のいずれかに記載の排ガス中の窒素酸化物の処理装置。 - 【請求項5】 反応塔の後流の排ガス流路に排ガス中の
NOx濃度およびNOx濃度の時間変化率の測定手段を
それぞれ設け、前記両測定手段の測定値を基準として反
応塔への還元剤の添加量を制御する還元剤添加手段を設
けることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記
載の排ガス中の窒素酸化物の処理装置。 - 【請求項6】 排ガス温度が低い領域では主に吸着剤に
より窒素酸化物を吸着除去し、排ガス温度が高い領域で
は窒素酸化物の還元触媒により窒素酸化物を還元除去す
ることを特徴とする排ガス中の窒素酸化物の処理方法。 - 【請求項7】 排ガス温度が低い領域では主に排ガスを
吸着剤により処理し、排ガス温度が高い領域では排ガス
の一部あるいは全部を吸着剤で処理せずに、直接、窒素
酸化物の還元触媒により窒素酸化物を還元除去すること
を特徴とする請求項6記載の排ガス中の窒素酸化物の処
理方法。 - 【請求項8】 吸着剤により処理したガスの一部あるい
は全部は窒素酸化物の還元触媒により窒素酸化物の還元
処理させないで系外に排出することを特徴とする請求項
6または7記載の排ガス中の窒素酸化物の処理方法。 - 【請求項9】 吸着処理後であって還元触媒による窒素
酸化物の還元処理前における排ガス中のNOx濃度を基
準として窒素酸化物の還元剤の添加量を制御することを
特徴とする請求項6ないし8のいずれかに記載の排ガス
中の窒素酸化物の処理方法。 - 【請求項10】 還元処理による窒素酸化物の還元処理
後の排ガス中のNOx濃度およびNOx濃度の時間変化
率を基準として窒素酸化物処理用の還元剤の添加量を制
御することを特徴とする請求項6ないし9のいずれかに
記載の排ガス中の窒素酸化物の処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5288210A JPH07136464A (ja) | 1993-11-17 | 1993-11-17 | 排ガス中の窒素酸化物の処理装置と方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5288210A JPH07136464A (ja) | 1993-11-17 | 1993-11-17 | 排ガス中の窒素酸化物の処理装置と方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07136464A true JPH07136464A (ja) | 1995-05-30 |
Family
ID=17727252
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5288210A Pending JPH07136464A (ja) | 1993-11-17 | 1993-11-17 | 排ガス中の窒素酸化物の処理装置と方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07136464A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6696389B1 (en) | 1996-02-23 | 2004-02-24 | Daimlerchrysler Ag | Process and apparatus for cleaning a gas flow |
CN111589298A (zh) * | 2019-02-21 | 2020-08-28 | 大阳日酸株式会社 | 气体精制装置及其运转方法 |
WO2024084893A1 (ja) * | 2022-10-21 | 2024-04-25 | 日立造船株式会社 | 排ガス処理システム |
-
1993
- 1993-11-17 JP JP5288210A patent/JPH07136464A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6696389B1 (en) | 1996-02-23 | 2004-02-24 | Daimlerchrysler Ag | Process and apparatus for cleaning a gas flow |
CN111589298A (zh) * | 2019-02-21 | 2020-08-28 | 大阳日酸株式会社 | 气体精制装置及其运转方法 |
WO2024084893A1 (ja) * | 2022-10-21 | 2024-04-25 | 日立造船株式会社 | 排ガス処理システム |
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