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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