JPH09103650A - ディーゼルエンジン排ガス中の窒素酸化物低減方法 - Google Patents

ディーゼルエンジン排ガス中の窒素酸化物低減方法

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JPH09103650A
JPH09103650A JP7263207A JP26320795A JPH09103650A JP H09103650 A JPH09103650 A JP H09103650A JP 7263207 A JP7263207 A JP 7263207A JP 26320795 A JP26320795 A JP 26320795A JP H09103650 A JPH09103650 A JP H09103650A
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JP
Japan
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exhaust gas
diesel engine
boiler
gas
engine exhaust
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JP7263207A
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English (en)
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Suminao Tomoyasu
純直 友保
Koji Yoshida
公二 吉田
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディーゼルエンジン排ガス中の窒素酸化物低
減方法を提供する。 【解決手段】 ディーゼルエンジン1の排ガスをボイラ
3によって再燃焼させた後、ボイラ排ガス中の窒素酸化
物を触媒型脱硝装置4により低減させるようにしたディ
ーゼルエンジン排ガス中の窒素酸化物低減方法におい
て、ボイラ排ガスにボイラ3をバイパスさせたディーゼ
ルエンジン排ガスを混合させて脱硝装置4にとって最適
なガス温度を得るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ン、特に、低速ディーゼルエンジン排ガス中の窒素酸化
物低減方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ディーゼルエンジンと蒸気タービ
ン発電設備(BTG)とを組み合わせたコジェネレーシ
ョンシステムに脱硝装置を組み合わせた窒素酸化物の低
減装置がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、ディーゼ
ルエンジンとBTGとを組み合わせたコジェネレーショ
ンシステムに脱硝装置を組み合わせる場合、次のよう
な、問題がある。すなわち、 低速ディーゼルエンジンの排ガス温度は、250℃
前後であるが、触媒型脱硝装置にとって最適なガス温度
は、300〜400℃である。
【0004】 ディーゼルエンジンの負荷や排ガスボ
イラの負荷が変化すれば、それに応じて排ガスボイラ出
口の再燃焼ガス温度が変化するが、いずれの負荷におい
ても脱硝装置の入口ガス温度を300〜400℃にする
必要がある。因みに、ディーゼルエンジンの負荷と、デ
ィーゼルエンジン排ガス温度および排ガス流量の関係を
図6に示す。
【0005】 ディーゼルエンジン排ガスの再燃焼に
よって排ガス中の窒素酸化物濃度を下げ、脱硝装置の負
担を小さくして脱硝装置を小型化し、また、脱硝のため
の還元剤(NH3 など)の消費量を減らすことが望まし
い。但し、再燃焼ガス中の酸素濃度と同ガス中のNOx
濃度を図8に示すが、この酸素濃度を3%以下に下げな
ければ、好ましい窒素酸化物濃度の低減効果が得られな
い。
【0006】 一方、ディーゼルエンジンの排ガス中
の酸素濃度は、図7に示すように、負荷が下がる程、上
昇するため、ボイラ負荷を一定にすれば、再燃焼ガス中
の酸素濃度を下げるためには、エンジン負荷が下がる
程、ディーゼルエンジン排ガスの再燃焼量が少なくな
り、エンジン排ガスが過剰になる。 ディーゼルエンジン排ガスの酸素濃度は、図7に示
すように、負荷が下がる程、上昇するため、図9に示す
ように、ボイラにおける再燃焼による窒素酸化物濃度の
低減効果が下がる。 本発明は、かかる問題を解消できるディーゼルエンジン
排ガス中の窒素酸化物低減方法を提供することを目的と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、デ
ィーゼルエンジンの排ガスをボイラによって再燃焼させ
た後、ボイラ排ガス中の窒素酸化物を触媒型脱硝装置に
より低減させるようにしたディーゼルエンジン排ガス中
の窒素酸化物低減方法において、ボイラ排ガスにボイラ
をバイパスさせたディーゼルエンジン排ガスを混合させ
て脱硝装置にとって最適なガス温度を得るようにしたこ
とに特徴がある。
【0008】ここで、ボイラの高温部から高温の再燃焼
ガスを抜き出し、これと、低温のボイラ排ガスとを混合
させることにより脱硝装置にとって最適なガス温度を得
るようにするとよい。また、ボイラ排ガス中の酸素濃度
が3%以下になるように、ディーゼルエンジン排ガスの
再燃焼量を制御するとよい。
【0009】更に、ボイラの再燃焼ガスを、ボイラ入口
のディーゼルエンジン排ガス中に再循環させ、この混合
ガス中の酸素濃度が一定になるように制御するのがよ
い。本発明のディーゼルエンジン排ガス中の窒素酸化物
低減方法によれば、ディーゼルエンジンやボイラの負荷
の変化に係わらず、触媒型脱硝装置に導入されるボイラ
排ガス温度を脱硝装置にとって最適な温度に制御するこ
とができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施の
形態を説明する。図1に示すように、低速ディーゼルエ
ンジン1は、燃焼用空気Aと燃料油F1を消費しながら
発電機2を回して発電するようになっている。更に、こ
のディーゼルエンジン1には、ボイラ3、触媒型脱硝装
置4、エコノマイザ5及び誘引通風機6が、この順序
に、直列に接続されている。上記ボイラ3は、燃料F2
を燃焼させる再燃焼部31と廃熱を回収する熱回収部3
2とを備えている。また、触媒型脱硝装置4は、アンモ
ニア等の還元剤を注入する管体41を備えている。
【0011】図中、7はディーゼルエンジン1とボイラ
3を連通させるダクトであり、その中間部にディーゼル
エンジン排ガスバイパス流量制御ダンパ11を備えてい
る。また、8はボイラ3と脱硝装置4を連通させるダク
トであり、その中間部に脱硝装置入口ガス温度制御ダン
パ12を備えている。また、9は脱硝装置4とエコノマ
イザ5を連通させるダクト、10はエコノマイザ5と誘
引通風機6を連通させるダクトである。
【0012】一方、ボイラ3の周辺には、ボイラ3を迂
回する第1,第2の2つのバイパスダクト13,14が
設けられている。第1のバイパスダクト13の入口は、
ディーゼルエンジン1とディーゼルエンジン排ガスバイ
パス流量制御ダンパ11の間にあってダクト7に連通
し、出口は、脱硝装置入口ガス温度制御ダンパ12と脱
硝装置4の間にあってダクト8に連通している。
【0013】第2のバイパスダクト14の入口は、脱硝
装置入口ガス温度制御ダンパ12と第3のバイパスダク
ト18の出口部の間にあってダクト8に連通し、出口
は、ディーゼルエンジン排ガスバイパス流量制御ダンパ
11とボイラ3の間にあってダクト7に連通している。
そして、第1のバイパスダクト13には、ディーゼルエ
ンジン排ガスバイパス流量制御ダンパ15が設けられ、
第2のバイパスダクト14には、再燃焼ガス再循環量制
御ダンパ16及び再燃焼ガス再循環通風機17が設けら
れている。
【0014】また、ボイラ3は、その高温部から高温の
再燃焼ガスを抜き出すダクト18を備えており、その出
口は、第2のバイパスダクト14と脱硝装置4の間にあ
ってダクト8に連通している。このダクト18は、脱硝
装置入口ガス温度制御ダンパ19を備えている。次に、
上記装置の作用について説明する。
【0015】図2のように、ディーゼルエンジン排ガス
バイパス流量制御ダンパ11とディーゼルエンジン排ガ
スバイパス流量制御ダンパ15の開度を、適宜、制御し
てボイラ3を迂回した比較的低温のディーゼルエンジン
排ガスG1 の一部と、高温のボイラ排ガスG2 とを混合
させると、脱硝装置4にとって最適な排ガス温度(30
0〜400℃)を簡単に得ることができる。
【0016】従って、ディーゼルエンジン排ガスG1 を
全量ボイラ3に通す場合に比べてボイラ3を通過するガ
ス量が低減するため、ボイラ3を小型化できる。なお、
脱硝装置入口ガス温度制御ダンパ12は全開、再燃焼ガ
ス再循環量制御ダンパ16及び脱硝装置入口ガス温度制
御ダンパ19は、全閉になっている。この場合、ボイラ
3を通過するガス量は、設計点で必要とされるボイラ出
力によって決まる。すなわち、ボイラ出力は、ディーゼ
ルエンジン排ガスを全量ボイラに通した場合に得られる
ボイラ出力以下の範囲で、設計点において任意に選択で
きる。また、この場合は、ディーゼルエンジン負荷及び
ボイラ負荷を、夫々、独立に変更できる。
【0017】また、図3のように、ディーゼルエンジン
排ガスバイパス流量制御ダンパ11とディーゼルエンジ
ン排ガスバイパス流量制御ダンパ15及び脱硝装置入口
ガス温度制御ダンパ12,19の開度を、適宜、制御し
てボイラ3を迂回したディーゼルエンジン排ガスG1 の
一部と、ボイラ排ガスG2 と、ボイラ3の高温部から抜
き出した高温の再燃焼ガスG3 とを脱硝装置4の直前で
混合させると、脱硝装置4にとって最適な排ガス温度
(300〜400℃)を簡単に得ることができる。
【0018】この場合、ディーゼルエンジン負荷又はボ
イラ負荷が変化した場合でも、広い負荷範囲にわたって
脱硝装置入口ガス温度を一定に制御することができるの
で、広い負荷範囲にわたって高い脱硝酸効率が得られ
る。ここで、再燃焼ガス再循環量制御ダンパ16は、全
閉になっている。なお、この場合、脱硝効率を高めるた
めに、ディーゼルエンジン排ガスバイパス流量をできる
だけ少なくして、できるだけ多くのエンジン排ガスを再
燃焼するように流量制御ダンパを低開度に設定すること
が好ましい。
【0019】また、図4のように、ディーゼルエンジン
排ガスバイパス流量制御ダンパ11とディーゼルエンジ
ン排ガスバイパス流量制御ダンパ15及び脱硝装置入口
ガス温度制御ダンパ12,19の開度を、適宜、制御の
上、再燃焼ガス再循環通風機17を作動させ、更に、再
燃焼ガス再循環量制御ダンパ16の開度を制御してボイ
ラ排ガス中の酸素濃度が3%以下になるようにすると、
ディーゼルエンジン排ガスを低酸素条件下で再燃焼させ
ることになり、窒素酸化物を分解し、低減できる。従っ
て、脱硝装置4を小型化することができ、かつ、還元剤
の消費量を低減することができる。
【0020】また、図5のように、ディーゼルエンジン
排ガスバイパス流量制御ダンパ11とディーゼルエンジ
ン排ガスバイパス流量制御ダンパ15及び脱硝装置入口
ガス温度制御ダンパ12,19の開度を、適宜、制御の
上、再燃焼ガス再循環通風機17を作動させ、更に、再
燃焼ガス再循環量制御ダンパ16の開度を制御してボイ
ラ3の再燃焼ガスを、ボイラ入口のディーゼルエンジン
排ガス中に再循環させ、この混合ガス(G1 +G2 )中
の酸素濃度が一定になるように制御すると、ディーゼル
エンジン1の負荷が下がって排ガスG1 中の酸素濃度が
上昇した場合でも、ボイラ入口におけるガス中の酸素濃
度が一定に保持されるため、窒素酸化物濃度の低減効果
が低下しない。従って、公害規制値によっては、触媒型
脱硝酸装置を省略することができる。
【0021】
【発明の効果】上記のように、本発明のディーゼルエン
ジン排ガス中の窒素酸化物低減方法によれば、ディーゼ
ルエンジンやボイラの負荷の変化に係わらず、触媒型脱
硝装置に導入されるボイラ排ガス温度を脱硝装置にとっ
て最適な温度に制御することができる。
【0022】更に、具体的には、ボイラ排ガスにボイラ
をバイパスさせたディーゼルエンジン排ガスを混合させ
て脱硝装置にとって最適なガス温度を得るようにしたた
め、ボイラを通過するガス量が減るため、ボイラ3を小
型化できる。また、ボイラの高温部から高温の再燃焼ガ
スを抜き出し、これと、低温のボイラ排ガスとを混合さ
せることにより脱硝装置にとって最適なガス温度を得る
ようにしたため、ディーゼルエンジン負荷又はボイラ負
荷が変化した場合でも、広い負荷範囲にわたって脱硝装
置入口ガス温度を一定に制御することができるので、広
い負荷範囲にわたって高い脱硝酸効率が得られる。
【0023】また、ボイラ排ガス中の酸素濃度が3%以
下になるように、ディーゼルエンジン排ガスの再燃焼量
を制御するようにしたため、ディーゼルエンジン排ガス
を低酸素条件下で再燃焼させることにより、窒素酸化物
を分解し、低減できるため、脱硝装置4を小型化するこ
とができ、かつ、還元剤の消費量を低減することができ
る。
【0024】また、ボイラの再燃焼ガスを、ボイラ入口
のディーゼルエンジン排ガス中に再循環させ、この混合
ガス中の酸素濃度が一定になるように制御するようにし
たため、ディーゼルエンジン1の負荷が下がって排ガス
G1 中の酸素濃度が上昇して場合でも、ボイラ入口にお
けるガス中の酸素濃度が一定に保持されるため、窒素酸
化物濃度の低減効果が低下しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るシステム系統図である。
【図2】本発明の1実施例を示す説明図である。
【図3】本発明の他の実施例を示す説明図である。
【図4】本発明の更に他の実施例を示す説明図である。
【図5】本発明の更に他の実施例を示す説明図である。
【図6】ディーゼルエンジン負荷とディーゼルエンジン
排ガス流量および温度の関係を示す図である。
【図7】ディーゼルエンジン出力とディーゼルエンジン
排ガス中のO2 (%)との関係を示す図である。
【図8】再燃焼ガス中のO2 濃度とNOx濃度の関係を
示す図である。
【図9】ディーゼルエンジン排ガス中のO2 濃度と再燃
焼ガス中のNOx濃度の関係を示す図である。
【符号の説明】
1 ディーゼルエンジン 3 ボイラ 4 触媒型脱硝装置 13 バイパス
ダクト

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディーゼルエンジンの排ガスをボイラに
    よって再燃焼させた後、ボイラ排ガス中の窒素酸化物を
    触媒型脱硝装置により低減させるようにしたディーゼル
    エンジン排ガス中の窒素酸化物低減方法において、ボイ
    ラ排ガスにボイラをバイパスさせたディーゼルエンジン
    排ガスを混合させて脱硝装置にとって最適なガス温度を
    得るようにしたことを特徴とするディーゼルエンジン排
    ガス中の窒素酸化物低減方法。
  2. 【請求項2】 ボイラの高温部から高温の再燃焼ガスを
    抜き出し、これと、低温のボイラ排ガスとを混合させる
    ことにより脱硝装置にとって最適なガス温度を得るよう
    にした請求項1記載のディーゼルエンジン排ガス中の窒
    素酸化物低減方法。
  3. 【請求項3】 ボイラ排ガス中の酸素濃度が3%以下に
    なるように、ディーゼルエンジン排ガスの再燃焼量を制
    御するようにした請求項1又は2記載のディーゼルエン
    ジン排ガス中の窒素酸化物低減方法。
  4. 【請求項4】 ボイラの再燃焼ガスを、ボイラ入口のデ
    ィーゼルエンジン排ガス中に再循環させ、この混合ガス
    中の酸素濃度が一定になるように制御するようにした請
    求項3記載のディーゼルエンジン排ガス中の窒素酸化物
    低減方法。
JP7263207A 1995-10-11 1995-10-11 ディーゼルエンジン排ガス中の窒素酸化物低減方法 Pending JPH09103650A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3670854A1 (fr) * 2018-12-19 2020-06-24 Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives Système de cogénération d'énergie électrique et d'énergie thermique par un module de cycle de rankine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3670854A1 (fr) * 2018-12-19 2020-06-24 Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives Système de cogénération d'énergie électrique et d'énergie thermique par un module de cycle de rankine
FR3090734A1 (fr) * 2018-12-19 2020-06-26 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Système de cogénération d'énergie électrique et d'énergie thermique par un module de cycle de Rankine

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