JPH0713523B2 - 排熱回収ボイラ装置 - Google Patents
排熱回収ボイラ装置Info
- Publication number
- JPH0713523B2 JPH0713523B2 JP61034245A JP3424586A JPH0713523B2 JP H0713523 B2 JPH0713523 B2 JP H0713523B2 JP 61034245 A JP61034245 A JP 61034245A JP 3424586 A JP3424586 A JP 3424586A JP H0713523 B2 JPH0713523 B2 JP H0713523B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat recovery
- recovery boiler
- evaporator
- gas
- exhaust heat
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はガスタービン又はディーゼルエンジンの燃焼排
ガスを熱源ガスとして高中低いずれの圧力の蒸気も回収
できる排熱回収ボイラ装置に係り、さらに詳しくは、燃
焼排ガス中の窒素酸化物の接触還元分解により除去する
触媒層を有する反応器を設置した排熱回収ボイラ装置に
関する。
ガスを熱源ガスとして高中低いずれの圧力の蒸気も回収
できる排熱回収ボイラ装置に係り、さらに詳しくは、燃
焼排ガス中の窒素酸化物の接触還元分解により除去する
触媒層を有する反応器を設置した排熱回収ボイラ装置に
関する。
［従来の技術］ ガスタービン又はディーゼルエンジンの燃焼排ガスを熱
源ガスとする排熱回収ボイラ装置においては、通常、燃
焼排ガス流の上流側から下流側に向って順次過熱器、蒸
発器、節炭器を備えている。そして、給水配管を介して
節炭器に導かれた給水は、ここで予熱され、蒸発器で蒸
気化し、更に過熱器で加熱され、過熱蒸気となる。そし
て、例えば、蒸気配管を通して、蒸気タービン装置に導
入され、蒸気タービン装置や発電機を駆動する。
源ガスとする排熱回収ボイラ装置においては、通常、燃
焼排ガス流の上流側から下流側に向って順次過熱器、蒸
発器、節炭器を備えている。そして、給水配管を介して
節炭器に導かれた給水は、ここで予熱され、蒸発器で蒸
気化し、更に過熱器で加熱され、過熱蒸気となる。そし
て、例えば、蒸気配管を通して、蒸気タービン装置に導
入され、蒸気タービン装置や発電機を駆動する。
ところで、燃焼排ガス中の窒素酸化物（NOX）を除去す
るために、この排熱回収ボイラ装置に脱硝装置を設ける
ことが広く行なわれているが、この脱硝反応器の一つと
して、排ガス中にアンモニア又はヒドラジン（通常はア
ンモニア）を吹き込みNOXを接触還元分解により除去す
る触媒層を有するものが知られている。
るために、この排熱回収ボイラ装置に脱硝装置を設ける
ことが広く行なわれているが、この脱硝反応器の一つと
して、排ガス中にアンモニア又はヒドラジン（通常はア
ンモニア）を吹き込みNOXを接触還元分解により除去す
る触媒層を有するものが知られている。
このような脱硝反応器は、第４図に示すように、通常は
330℃〜400℃にて最適脱硝効率となる。
330℃〜400℃にて最適脱硝効率となる。
而して、ガスタービン又はディーゼルエンジンの燃焼排
ガスは、これら期間の負荷状態により排ガス温度が著し
く変動し、脱硝反応器に導入されるガス温が上記最適範
囲を超え、さらには反応器の熱損傷をひき起こす温度に
まで達することがある。
ガスは、これら期間の負荷状態により排ガス温度が著し
く変動し、脱硝反応器に導入されるガス温が上記最適範
囲を超え、さらには反応器の熱損傷をひき起こす温度に
まで達することがある。
そこで、脱硝反応器を、排熱回収ボイラ装置の節炭器と
蒸発器との間に設置するものが提案された（特公昭60−
9201）。
蒸発器との間に設置するものが提案された（特公昭60−
9201）。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、特公昭60−9201に記載の排熱回収ボイラ
装置では、脱硝反応器が蒸発器の出口側に設けられてい
る関係上、脱硝反応器に導入されるガスの温度のみを調
節することはできず、脱硝効率の低い運転を余儀なくさ
れることが多い。
装置では、脱硝反応器が蒸発器の出口側に設けられてい
る関係上、脱硝反応器に導入されるガスの温度のみを調
節することはできず、脱硝効率の低い運転を余儀なくさ
れることが多い。
また、未反応のNH3等の還元剤が後段側へリークし易く
なり、還元剤のロスになると共に、燃焼排ガス中にSOX
ガスが同伴する場合にはNH4HSO4等の化合物が後段側に
て析出してトラブル発生をひき起こすおそれもある。
（一般に、排ガス中のNH4HSO4は約230℃以下になると液
相になり、装置表面に付着し、各種のトラブルの発生原
因となる。
なり、還元剤のロスになると共に、燃焼排ガス中にSOX
ガスが同伴する場合にはNH4HSO4等の化合物が後段側に
て析出してトラブル発生をひき起こすおそれもある。
（一般に、排ガス中のNH4HSO4は約230℃以下になると液
相になり、装置表面に付着し、各種のトラブルの発生原
因となる。
［問題点を解決するための手段］ 本発明の排熱回収ボイラ装置は、 ガスタービン又はディーゼルエンジン燃焼排ガスを熱源
として導入する排熱回収ボイラ装置において、ガス流通
上流側から下流側に向って順次に、第１の蒸発器、燃焼
排ガス中の窒素酸化物を接触還元分解により除去する接
触層を有する脱硝反応器、追焚バーナ、過熱器、第２の
蒸発器及び節炭器を備え、該節炭器で加熱された給水を
前記第１及び第２の蒸発器に導き、これら蒸発器の少な
くとも一方からの蒸気を過熱器に導くようにしたもので
ある。
として導入する排熱回収ボイラ装置において、ガス流通
上流側から下流側に向って順次に、第１の蒸発器、燃焼
排ガス中の窒素酸化物を接触還元分解により除去する接
触層を有する脱硝反応器、追焚バーナ、過熱器、第２の
蒸発器及び節炭器を備え、該節炭器で加熱された給水を
前記第１及び第２の蒸発器に導き、これら蒸発器の少な
くとも一方からの蒸気を過熱器に導くようにしたもので
ある。
なお、本発明では、上流側の第１の蒸発器と脱硝反応器
との間に異なる追焚バーナを設けても良い。
との間に異なる追焚バーナを設けても良い。
［作用］ 本発明の排熱回収ボイラ装置では、最上流側に第１の蒸
発器を設け、その直ぐ下流側に脱硝反応器を設けてある
ので、この第１の蒸発器で蒸発圧力を調節する手段を用
いて熱交換量を調節することにより、脱硝反応器入口温
度を330〜400℃の最適温度にコントロールできる。
発器を設け、その直ぐ下流側に脱硝反応器を設けてある
ので、この第１の蒸発器で蒸発圧力を調節する手段を用
いて熱交換量を調節することにより、脱硝反応器入口温
度を330〜400℃の最適温度にコントロールできる。
また、その結果、脱硝反応器より後段へリークする未反
応還元剤（主にNH3）のロスを大幅に減少させることが
できる。
応還元剤（主にNH3）のロスを大幅に減少させることが
できる。
さらに、脱硝反応器の下流側に追焚バーナが設けてある
から、燃焼排ガス中に少量の硫黄酸化物が存在する場合
であっても、後段での追い焚きによる未反応還元剤の分
解効果が奏されるようになり、還元剤のリークが少ない
こと相俟って、後段の蒸発器及び節炭器等においてNH4H
SO4等の化合物の析出が抑制でき、トラブルの発生を未
然に防止できる。
から、燃焼排ガス中に少量の硫黄酸化物が存在する場合
であっても、後段での追い焚きによる未反応還元剤の分
解効果が奏されるようになり、還元剤のリークが少ない
こと相俟って、後段の蒸発器及び節炭器等においてNH4H
SO4等の化合物の析出が抑制でき、トラブルの発生を未
然に防止できる。
［実施例］ 以下図面を参照して実施例について説明する。
第１図は本発明の実施例に係る排熱回収ボイラ装置の系
統図であって、ガスタービン又はディーゼルエンジン１
の燃焼排ガスの流通する上流側より、順次に第１の蒸発
器２、燃焼排ガス中の窒素酸化物を接触還元分解により
除去する触媒層を有する脱硝反応器３、追焚バーナ４、
過熱器５、第２の蒸発器６及び節炭器７が設置されてい
る。そして、該節炭器７で加熱された給水は前記第１及
び第２の蒸発器２、６に導き、これら蒸発器２、６の少
なくとも一方（本実施例では双方）からの上記を過熱器
に導くように配管（図示せず）にて各機器が接続されて
いる。
統図であって、ガスタービン又はディーゼルエンジン１
の燃焼排ガスの流通する上流側より、順次に第１の蒸発
器２、燃焼排ガス中の窒素酸化物を接触還元分解により
除去する触媒層を有する脱硝反応器３、追焚バーナ４、
過熱器５、第２の蒸発器６及び節炭器７が設置されてい
る。そして、該節炭器７で加熱された給水は前記第１及
び第２の蒸発器２、６に導き、これら蒸発器２、６の少
なくとも一方（本実施例では双方）からの上記を過熱器
に導くように配管（図示せず）にて各機器が接続されて
いる。
また、脱硝反応器３においては、アンモニア、ヒドラジ
ン等の還元剤（本実施例ではアンモニア、NH3）が、該
反応器３の上流側の部分で燃焼排ガス中に吹き込まれて
おり、このアンモニアが該排ガス中のNOX成分と、反応
器３中の触媒層を通過する際に脱硝反応する。この脱硝
反応は、良く知られているように、NOXとNH3が反応して
N2とH2Oとを生じさせるものである。なお、触媒として
は酸化鉄等、各種のものを用い得る。
ン等の還元剤（本実施例ではアンモニア、NH3）が、該
反応器３の上流側の部分で燃焼排ガス中に吹き込まれて
おり、このアンモニアが該排ガス中のNOX成分と、反応
器３中の触媒層を通過する際に脱硝反応する。この脱硝
反応は、良く知られているように、NOXとNH3が反応して
N2とH2Oとを生じさせるものである。なお、触媒として
は酸化鉄等、各種のものを用い得る。
なお追焚バーナとしては、ガスや低硫黄油を燃料とする
ものが好適である。
ものが好適である。
かかる構成としたので、第１の蒸発器２での熱交換量を
調節することにより、脱硝反応器３の入口ガス温度を33
0℃〜400℃に最適温度にコントロールできる。
調節することにより、脱硝反応器３の入口ガス温度を33
0℃〜400℃に最適温度にコントロールできる。
（例えば、第１の蒸発器２からの取出蒸気圧力を高める
ことにより、該反応器３の入口ガス温度の上昇を図るこ
とができる。） また、本発明においては、脱硝反応器の上流側に空気吹
込管を接続する等の設備の追加をなすことにより、この
入口ガス温度が400℃以上に上がったときに空気を導入
することにより迅速にガス温度を下げることも可能であ
る。
ことにより、該反応器３の入口ガス温度の上昇を図るこ
とができる。） また、本発明においては、脱硝反応器の上流側に空気吹
込管を接続する等の設備の追加をなすことにより、この
入口ガス温度が400℃以上に上がったときに空気を導入
することにより迅速にガス温度を下げることも可能であ
る。
また、このように330〜400℃の最適反応温度とすること
により脱硝反応効率を極めて高い水準に維持できること
から、脱硝反応器３より後段へリークする未反応還元剤
（主にNH3）のロスを大幅に減少させることができ、例
えば後段側のNH3含有量を1ppm以下程度にできる。
により脱硝反応効率を極めて高い水準に維持できること
から、脱硝反応器３より後段へリークする未反応還元剤
（主にNH3）のロスを大幅に減少させることができ、例
えば後段側のNH3含有量を1ppm以下程度にできる。
さらに、このように未分解還元剤の下流側へのリークが
僅少であるから、燃焼排ガス中に少量の硫黄酸化物が存
在する場合であっても、後段での追い焚きによる未反応
還元剤の分解効果と相俟って後段の蒸発器及び切炭器等
におけるNH4HSO4等の化合物の析出が抑制でき、トラブ
ルの発生を未然に防止できる。
僅少であるから、燃焼排ガス中に少量の硫黄酸化物が存
在する場合であっても、後段での追い焚きによる未反応
還元剤の分解効果と相俟って後段の蒸発器及び切炭器等
におけるNH4HSO4等の化合物の析出が抑制でき、トラブ
ルの発生を未然に防止できる。
第２図は本発明の異なる実施例に係る排熱回収ボイラ装
置の系統図である。
置の系統図である。
本実施例では、第１の蒸発器２と脱硝反応器３との間
に、異なる追焚バーナ（以下第２の追焚バーナという）
８を設けた点において、第１図の実施例と相違する。
に、異なる追焚バーナ（以下第２の追焚バーナという）
８を設けた点において、第１図の実施例と相違する。
本実施例では、第１図の実施例の効果に加えて、脱硝反
応器３への導入ガス温度の調節が一層容易であるという
効果が奏される。即ち、仮に脱硝反応器３の入口ガス温
度が330℃を下回るときには、該第２の追焚バーナを作
動させることにより、この入口ガス温度を330℃以上に
高めることができる。
応器３への導入ガス温度の調節が一層容易であるという
効果が奏される。即ち、仮に脱硝反応器３の入口ガス温
度が330℃を下回るときには、該第２の追焚バーナを作
動させることにより、この入口ガス温度を330℃以上に
高めることができる。
本発明の排熱回収ボイラ装置は追焚バーナを備えている
から、ガスタービン又はディーゼルエンジンの負荷が変
動しても、発生蒸気量の変動を抑制することができる。
から、ガスタービン又はディーゼルエンジンの負荷が変
動しても、発生蒸気量の変動を抑制することができる。
即ち、追焚バーナを設備していない従来の排熱回収ボイ
ラ装置にあっては、ガスタービン負荷が変動すれば、発
生スチーム負荷も変動せざるを得ないが、本発明では、
追焚バーナの負荷（燃焼量）を強弱調整することによ
り、ガスタービン又はディーゼルエンジンの負荷変動を
吸収できる。
ラ装置にあっては、ガスタービン負荷が変動すれば、発
生スチーム負荷も変動せざるを得ないが、本発明では、
追焚バーナの負荷（燃焼量）を強弱調整することによ
り、ガスタービン又はディーゼルエンジンの負荷変動を
吸収できる。
さらに、ガスタービン又はディーゼルエンジンの負荷が
一定であっても、追焚バーナの負荷調整により、発生蒸
気負荷を制御できる。
一定であっても、追焚バーナの負荷調整により、発生蒸
気負荷を制御できる。
第３図は、このような本発明の排熱回収ボイラ装置の発
生スチーム負荷とガスタービン又はディーゼルエンジン
負荷との関係を表わす線図である。
生スチーム負荷とガスタービン又はディーゼルエンジン
負荷との関係を表わす線図である。
図示の如く、追焚バーナ負荷を最小又は停止から最大ま
で変化させることにより、約２倍の発生スチーム負荷の
調節をなし得る。（点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで囲まれる領域が
発生蒸気負荷の範囲となる。また線分ｅが追焚バーナ停
止時の発生蒸気負荷となる。） 上記実施例では、第１及び第２の蒸発器で得られる上記
のすべてを加熱器に導入して高温高圧の蒸気を得ている
が、本発明においては、一方の蒸発器からの蒸気のみを
加熱器に導き、他方の蒸発器からの蒸気をそのまま取り
出しても良い。例えば、第２の蒸発器からは低圧の蒸気
を取り出し、第１の蒸発器から中圧の蒸気を取り出すこ
ともできる。
で変化させることにより、約２倍の発生スチーム負荷の
調節をなし得る。（点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで囲まれる領域が
発生蒸気負荷の範囲となる。また線分ｅが追焚バーナ停
止時の発生蒸気負荷となる。） 上記実施例では、第１及び第２の蒸発器で得られる上記
のすべてを加熱器に導入して高温高圧の蒸気を得ている
が、本発明においては、一方の蒸発器からの蒸気のみを
加熱器に導き、他方の蒸発器からの蒸気をそのまま取り
出しても良い。例えば、第２の蒸発器からは低圧の蒸気
を取り出し、第１の蒸発器から中圧の蒸気を取り出すこ
ともできる。
さらに、本発明においては、過熱器を停止し中圧又は低
圧の蒸気のみを取り出すこともできる。このように、本
発明によれば、高中低いずれの圧力の蒸気をも取り出す
ことができ、蒸気負荷の応答幅が著しく広い。
圧の蒸気のみを取り出すこともできる。このように、本
発明によれば、高中低いずれの圧力の蒸気をも取り出す
ことができ、蒸気負荷の応答幅が著しく広い。
［効果］ 以上の通り、本発明の排熱回収ボイラ装置は、脱硝反応
器への導入ガス温度を最適脱硝温度に確実に維持するこ
とができ、脱硝効率が極めて高い。また、触媒も長寿命
化される。
器への導入ガス温度を最適脱硝温度に確実に維持するこ
とができ、脱硝効率が極めて高い。また、触媒も長寿命
化される。
また、該脱硝反応器よりも後段側におけるNH4HSO4等の
析出が抑制され、装置の長期運転時の安定性に優れる。
析出が抑制され、装置の長期運転時の安定性に優れる。
さらに、ガスタービンやディーゼルエンジンの負荷変動
や蒸気負荷の変化等にも幅広く対応でき、極めて汎用性
に優れる。
や蒸気負荷の変化等にも幅広く対応でき、極めて汎用性
に優れる。
第１図及び第２図は実施例に係る排熱回収ボイラ装置の
系統図、第３図は同作動特性線図、第４図は脱硝反応器
の作動特性線図である。 ２……第１の蒸発器、３……脱硝反応器、 ４……追焚バーナ、５……過熱器、 ６……第２の蒸発器、７……節炭器、 ８……第２の追焚バーナ。
系統図、第３図は同作動特性線図、第４図は脱硝反応器
の作動特性線図である。 ２……第１の蒸発器、３……脱硝反応器、 ４……追焚バーナ、５……過熱器、 ６……第２の蒸発器、７……節炭器、 ８……第２の追焚バーナ。
Claims (1)
- 【請求項１】ガスタービン又はディーゼルエンジン燃焼
排ガスを熱源として導入する排熱回収ボイラ装置であっ
て、ガス流通上流側から下流側に向って順次に設置され
た、第１の蒸発器、燃焼排ガス中の窒素酸化物を接触還
元分解により除去する接触層を有する脱硝反応器、追焚
バーナ、過熱器、第２の蒸発器及び節炭器を備え、該節
炭器で加熱された給水を前記第１及び第２の蒸発器に導
き、これら蒸発器の少なくとも一方からの蒸気を過熱器
に導くことを特徴とする排熱回収ボイラ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61034245A JPH0713523B2 (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 排熱回収ボイラ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61034245A JPH0713523B2 (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 排熱回収ボイラ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62194101A JPS62194101A (ja) | 1987-08-26 |
| JPH0713523B2 true JPH0713523B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=12408774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61034245A Expired - Lifetime JPH0713523B2 (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 排熱回収ボイラ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713523B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61130705A (ja) * | 1984-11-30 | 1986-06-18 | 三菱重工業株式会社 | ボイラ装置 |
-
1986
- 1986-02-19 JP JP61034245A patent/JPH0713523B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62194101A (ja) | 1987-08-26 |
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