JPH11179155A - 脱硝反応器アンモニア注入装置及び方法 - Google Patents
脱硝反応器アンモニア注入装置及び方法Info
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- JPH11179155A JPH11179155A JP9351153A JP35115397A JPH11179155A JP H11179155 A JPH11179155 A JP H11179155A JP 9351153 A JP9351153 A JP 9351153A JP 35115397 A JP35115397 A JP 35115397A JP H11179155 A JPH11179155 A JP H11179155A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＮＨ3を注入して燃焼排ガスを脱硝する装置
で、リークＮＨ3量を極力抑えながら高効率脱硝を達成
する。 【解決手段】 ボイラ出口側に吸込側を接続させた排ガ
ス混合ファン１６またはガス再循環ファン８を設け、ボ
イラ運転負荷により燃焼排ガスの排ガスダクト１内の流
速分布が異なるボイラに関して、前記排ガスダクト１に
アンモニアを供給する複数のアンモニア注入管７と、こ
の複数のアンモニア注入管７それぞれへ流れるアンモニ
ア流量を個々に制御するアンモニア注入制御弁５を設
け、排ガスダクト１に注入するアンモニア量を、ボイラ
の運転負荷信号１５及びガス再循環ファン８または排ガ
ス混合ファン１６の駆動電流値を入力としてアンモニア
注入制御弁５の開度を制御し、排ガスダクト１のアンモ
ニア注入部の排ガス流速分布に対応した注入量に自動制
御する演算器を設けた。
で、リークＮＨ3量を極力抑えながら高効率脱硝を達成
する。 【解決手段】 ボイラ出口側に吸込側を接続させた排ガ
ス混合ファン１６またはガス再循環ファン８を設け、ボ
イラ運転負荷により燃焼排ガスの排ガスダクト１内の流
速分布が異なるボイラに関して、前記排ガスダクト１に
アンモニアを供給する複数のアンモニア注入管７と、こ
の複数のアンモニア注入管７それぞれへ流れるアンモニ
ア流量を個々に制御するアンモニア注入制御弁５を設
け、排ガスダクト１に注入するアンモニア量を、ボイラ
の運転負荷信号１５及びガス再循環ファン８または排ガ
ス混合ファン１６の駆動電流値を入力としてアンモニア
注入制御弁５の開度を制御し、排ガスダクト１のアンモ
ニア注入部の排ガス流速分布に対応した注入量に自動制
御する演算器を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラ運転負荷に
より排ガスダクト内の燃焼排ガスの流速分布が異なるボ
イラにおける排煙脱硝方法に係り、特にアンモニアを注
入して排ガス中のＮＯｘを低減させる脱硝方法のアンモ
ニア注入装置及び方法に関する。
より排ガスダクト内の燃焼排ガスの流速分布が異なるボ
イラにおける排煙脱硝方法に係り、特にアンモニアを注
入して排ガス中のＮＯｘを低減させる脱硝方法のアンモ
ニア注入装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】発電所、各種工場、自動車などから排出
される排煙中のＮＯｘは光化学スモッグの原因物質であ
り、近年、産業の発展からＮＯｘを含む排ガス量は増大
する傾向にある。排煙による環境悪化を防ぐため、今後
さらなる排煙の低ＮＯｘ化（高効率脱硝）が要求される
趨勢にある。排ガス中のＮＯｘの効果的な除去方法とし
て、触媒を用いた選択的接触還元による排煙脱硝法が火
力発電所を中心に幅広く用いられ、その際の触媒には酸
化チタン系のものが、還元剤としてはアンモニア（以
下、ＮＨ3という）が、一般的に使用される。
される排煙中のＮＯｘは光化学スモッグの原因物質であ
り、近年、産業の発展からＮＯｘを含む排ガス量は増大
する傾向にある。排煙による環境悪化を防ぐため、今後
さらなる排煙の低ＮＯｘ化（高効率脱硝）が要求される
趨勢にある。排ガス中のＮＯｘの効果的な除去方法とし
て、触媒を用いた選択的接触還元による排煙脱硝法が火
力発電所を中心に幅広く用いられ、その際の触媒には酸
化チタン系のものが、還元剤としてはアンモニア（以
下、ＮＨ3という）が、一般的に使用される。
【０００３】従来の選択的接触還元による排煙脱硝法の
脱硝反応式は主に下記（１）式で示される。
脱硝反応式は主に下記（１）式で示される。
【０００４】 ４ＮＯ＋４ＮＨ3＋Ｏ2→ ４Ｎ2＋Ｈ2Ｏ （１） （１）式に示すごとく、脱硝反応は排ガス中のＮＯｘに
対してＮＨ3が１対１で反応するため、モル比（ＮＨ3／
ＮＯｘ）はガス流れの全領域において一定とする必要が
ある。しかし実際の装置においてはダクトの断面方向に
おいてＮＯｘ濃度の分布や、ガス流速の分布によりＮＯ
ｘ量が変化するため、ＮＯｘ量に対するＮＨ3量の比が
各領域で一定になるようにＮＨ3を注入することは極め
て困難であった。
対してＮＨ3が１対１で反応するため、モル比（ＮＨ3／
ＮＯｘ）はガス流れの全領域において一定とする必要が
ある。しかし実際の装置においてはダクトの断面方向に
おいてＮＯｘ濃度の分布や、ガス流速の分布によりＮＯ
ｘ量が変化するため、ＮＯｘ量に対するＮＨ3量の比が
各領域で一定になるようにＮＨ3を注入することは極め
て困難であった。
【０００５】特に、ボイラ排ガス中のＮＯｘの低減のた
めに、燃焼用空気に不活性ガスとしてボイラ出口の排ガ
スを燃焼用空気量の１５〜２０％程度混合させる排ガス
混合ファンや、再熱器の温度特性改善対策としてボイラ
出口排ガスを火炉内に吹き込むためのガス再循環ファン
を設け、ボイラ出口排ガスを一部吸引するシステムを有
するプラントにおいては、ＮＨ3注入部の排ガス流速分
布が負荷によって変化し、負荷変化時及び各運転負荷時
にモル比を均一に保つことはますます困難である。
めに、燃焼用空気に不活性ガスとしてボイラ出口の排ガ
スを燃焼用空気量の１５〜２０％程度混合させる排ガス
混合ファンや、再熱器の温度特性改善対策としてボイラ
出口排ガスを火炉内に吹き込むためのガス再循環ファン
を設け、ボイラ出口排ガスを一部吸引するシステムを有
するプラントにおいては、ＮＨ3注入部の排ガス流速分
布が負荷によって変化し、負荷変化時及び各運転負荷時
にモル比を均一に保つことはますます困難である。
【０００６】このような条件に対応して従来行われてい
るＮＨ3注入量調整方法は以下の通りである。
るＮＨ3注入量調整方法は以下の通りである。
【０００７】（イ）脱硝装置入口のＮＨ3注入ノズルか
らＮＨ3をまず均等に噴出し、この時における脱硝装置
出口の排ガス中ＮＯｘをトラバース測定する。その結
果、（ロ）ａ．ＮＯｘ濃度が設定値に対して低い個所
（ＮＨ3が充分に存在する個所） はダクト上
流相当におけるノズルの注入元弁のＮＨ3注入量を絞
る。
らＮＨ3をまず均等に噴出し、この時における脱硝装置
出口の排ガス中ＮＯｘをトラバース測定する。その結
果、（ロ）ａ．ＮＯｘ濃度が設定値に対して低い個所
（ＮＨ3が充分に存在する個所） はダクト上
流相当におけるノズルの注入元弁のＮＨ3注入量を絞
る。
【０００８】ｂ．ＮＯｘ濃度が設定値に対して高い個所
（ＮＨ3が不足気味の個所）はダクト上流相当における
ノズルの注入元弁のＮＨ3注入量を増やす。
（ＮＨ3が不足気味の個所）はダクト上流相当における
ノズルの注入元弁のＮＨ3注入量を増やす。
【０００９】（ハ）再度脱硝装置出口の排ガス中ＮＯｘ
をトラバース測定し確認する。
をトラバース測定し確認する。
【００１０】上記（イ）〜（ハ）の手順を繰返し行い、
脱硝装置出口の排ガス中のＮＯｘ濃度βがほぼ均一にな
るように手動で注入弁の調整を行い、ＮＨ3注入量の配
分を固定した運転を行っていた。
脱硝装置出口の排ガス中のＮＯｘ濃度βがほぼ均一にな
るように手動で注入弁の調整を行い、ＮＨ3注入量の配
分を固定した運転を行っていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によるＮ
Ｈ3の注入調整は主に手作業で試運転調整時及び性能試
験時の１００％負荷で実施されている。負荷によりＮＨ
3注入部の排ガス流速分布が異なるプラント、例えば図
１１、図１２に示すようなガス再循環ファン８や、排ガ
ス混合ファン１６を設け、ボイラ出口排ガスを一部吸引
するシステムを有するプラントの場合、負荷変化時や低
負荷時に排ガスダクト中の排ガスの流速分布が１００％
負荷時と異なるため、各ＮＨ3注入ノズル位置での排ガ
ス流速が変わる。従って通過するＮＯｘ量が変化するた
め、必ずしも適切なＮＨ3注入調整とはならず、モル比
のの不均一を引き起こし、図１３に示すような脱硝性能
の低下やリークＮＨ3の増加をもたらしている。
Ｈ3の注入調整は主に手作業で試運転調整時及び性能試
験時の１００％負荷で実施されている。負荷によりＮＨ
3注入部の排ガス流速分布が異なるプラント、例えば図
１１、図１２に示すようなガス再循環ファン８や、排ガ
ス混合ファン１６を設け、ボイラ出口排ガスを一部吸引
するシステムを有するプラントの場合、負荷変化時や低
負荷時に排ガスダクト中の排ガスの流速分布が１００％
負荷時と異なるため、各ＮＨ3注入ノズル位置での排ガ
ス流速が変わる。従って通過するＮＯｘ量が変化するた
め、必ずしも適切なＮＨ3注入調整とはならず、モル比
のの不均一を引き起こし、図１３に示すような脱硝性能
の低下やリークＮＨ3の増加をもたらしている。
【００１２】脱硝反応に必要なＮＨ3の量は（１）式に
基づいて、脱硝器入口における排ガス中のＮＯｘ濃度α
に対応して定まる。ＮＨ3の量が不足すれば未反応のＮ
Ｏｘが流出し、脱硝率（100×（１−（α−β）／α）
＝１００β／α）の低下を招く。逆に過剰のＮＨ3が注
入されると、リークＮＨ3の量が増えてしまう。出口Ｎ
Ｏｘ濃度βを入口ＮＯｘ濃度αの１０％以下とするよう
な高効率脱硝の場合は、ＮＨ3／ＮＯｘの平均モル比が
１．０以上の高モル比運転となるため、特にモル比の不
均一が局部的なリークＮＨ3の増加につながっている。
基づいて、脱硝器入口における排ガス中のＮＯｘ濃度α
に対応して定まる。ＮＨ3の量が不足すれば未反応のＮ
Ｏｘが流出し、脱硝率（100×（１−（α−β）／α）
＝１００β／α）の低下を招く。逆に過剰のＮＨ3が注
入されると、リークＮＨ3の量が増えてしまう。出口Ｎ
Ｏｘ濃度βを入口ＮＯｘ濃度αの１０％以下とするよう
な高効率脱硝の場合は、ＮＨ3／ＮＯｘの平均モル比が
１．０以上の高モル比運転となるため、特にモル比の不
均一が局部的なリークＮＨ3の増加につながっている。
【００１３】本発明の課題は、リークＮＨ3量を極力抑
えながら高効率脱硝を達成するために、脱硝触媒直前の
排ガス流路域において、排ガス流路断面全域に亘ってＮ
ＯｘとＮＨ3の濃度比をできるだけ均一にするにある。
えながら高効率脱硝を達成するために、脱硝触媒直前の
排ガス流路域において、排ガス流路断面全域に亘ってＮ
ＯｘとＮＨ3の濃度比をできるだけ均一にするにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、ＮＨ3注
入部の排ガスダクトにおける排ガス流速分布を測定する
測定手段、それぞれ制御弁を付設した複数のＮＨ3注入
ノズル、及び前記測定手段の出力値に対応するＮＨ3注
入量を前記複数のＮＨ3注入ノズルごとに算出し、前記
複数の制御弁の開度を算出した注入量に応じて制御する
演算手段と、を設けることにより、達成される。
入部の排ガスダクトにおける排ガス流速分布を測定する
測定手段、それぞれ制御弁を付設した複数のＮＨ3注入
ノズル、及び前記測定手段の出力値に対応するＮＨ3注
入量を前記複数のＮＨ3注入ノズルごとに算出し、前記
複数の制御弁の開度を算出した注入量に応じて制御する
演算手段と、を設けることにより、達成される。
【００１５】上記構成とすることにより、負荷変化時あ
るいは低負荷時にＮＨ3注入部の排ガスダクトにおける
排ガス流速分布が異なるプラントにおいて、負荷変化時
あるいは低負荷時に適切な量のＮＨ3を排ガス中に注入
することができ、モル比の不均一を小さくし脱硝装置の
脱硝性能の向上及びリークアンモニアの低減が可能とな
る。
るいは低負荷時にＮＨ3注入部の排ガスダクトにおける
排ガス流速分布が異なるプラントにおいて、負荷変化時
あるいは低負荷時に適切な量のＮＨ3を排ガス中に注入
することができ、モル比の不均一を小さくし脱硝装置の
脱硝性能の向上及びリークアンモニアの低減が可能とな
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は本発明のＮＨ3注入制御方
法を適用したボイラプラントの脱硝装置の１例の模式図
である。図示のボイラプラントは、ボイラ３と、このボ
イラ３に接続された排ガスダクト１と、この排ガスダク
ト１の途中に配置された脱硝触媒層４と、脱硝触媒層４
の上流側の排ガスダクト１内に一端を位置させ排ガスダ
クト１外に他端を位置させて配置された複数のＮＨ3注
入管７と、この複数のＮＨ3注入管７の排ガスダクト１
内の端部それぞれに形成されたＮＨ3注入ノズル２と、
この複数のＮＨ3注入管７の排ガスダクト１外の端部そ
れぞれに一端を接続された開度制御可能なＮＨ3注入制
御弁５と、前記ＮＨ3注入ノズル２の上流側の排ガスダ
クト１に装着されて排ガス流速を測定する流速測定座９
と、ボイラ３の火炉の排気ガス出口と火炉上流側を接続
するガス再循環ダクト１７と、このガス再循環ダクト１
７に介装され燃焼ガスの一部を火炉の排気ガス出口から
上流側に再循環させるガス再循環ファン８と、ボイラの
運転負荷信号（以下、負荷信号ともいう）１５及びガス
再循環ファン８の駆動モータの電流値（以下、ガス再循
環ファン８の電流値という）を入力として前記複数のＮ
Ｈ3注入制御弁５の開度を個別に制御する演算器６と、
を含んで構成されている。
法を適用したボイラプラントの脱硝装置の１例の模式図
である。図示のボイラプラントは、ボイラ３と、このボ
イラ３に接続された排ガスダクト１と、この排ガスダク
ト１の途中に配置された脱硝触媒層４と、脱硝触媒層４
の上流側の排ガスダクト１内に一端を位置させ排ガスダ
クト１外に他端を位置させて配置された複数のＮＨ3注
入管７と、この複数のＮＨ3注入管７の排ガスダクト１
内の端部それぞれに形成されたＮＨ3注入ノズル２と、
この複数のＮＨ3注入管７の排ガスダクト１外の端部そ
れぞれに一端を接続された開度制御可能なＮＨ3注入制
御弁５と、前記ＮＨ3注入ノズル２の上流側の排ガスダ
クト１に装着されて排ガス流速を測定する流速測定座９
と、ボイラ３の火炉の排気ガス出口と火炉上流側を接続
するガス再循環ダクト１７と、このガス再循環ダクト１
７に介装され燃焼ガスの一部を火炉の排気ガス出口から
上流側に再循環させるガス再循環ファン８と、ボイラの
運転負荷信号（以下、負荷信号ともいう）１５及びガス
再循環ファン８の駆動モータの電流値（以下、ガス再循
環ファン８の電流値という）を入力として前記複数のＮ
Ｈ3注入制御弁５の開度を個別に制御する演算器６と、
を含んで構成されている。
【００１７】前記ＮＨ3注入制御弁５の各他端は図示さ
れていないＮＨ3供給源に接続されている。演算器６に
は、前記負荷信号及びガス再循環ファン８の電流値のほ
かに、設定モル比を示す信号が入力される構成となって
いる。
れていないＮＨ3供給源に接続されている。演算器６に
は、前記負荷信号及びガス再循環ファン８の電流値のほ
かに、設定モル比を示す信号が入力される構成となって
いる。
【００１８】上記構成のボイラプラントにおいて、ボイ
ラ３から排出された燃焼ガスはボイラ出口にて一部ガス
再循環ファン８に吸引され、ガス再循環ファン８側と脱
硝触媒層４側に分岐して流れる。この流量バランス（再
循環ガス量／全体ガス量）がボイラの運転負荷によって
変化するため、排ガスダクト１内の排ガス流速分布も負
荷によって変わり、したがってＮＨ3注入部の排ガス流
速分布も負荷によって変化している。
ラ３から排出された燃焼ガスはボイラ出口にて一部ガス
再循環ファン８に吸引され、ガス再循環ファン８側と脱
硝触媒層４側に分岐して流れる。この流量バランス（再
循環ガス量／全体ガス量）がボイラの運転負荷によって
変化するため、排ガスダクト１内の排ガス流速分布も負
荷によって変わり、したがってＮＨ3注入部の排ガス流
速分布も負荷によって変化している。
【００１９】脱硝触媒層４側に流れた排ガスに関して、
あらかじめ、流速測定座９にて、各運転負荷、及びガス
再循環ファン８の各電流値での排ガス流速をピトー管な
どの測定手段により、各ＮＨ3注入ノズル２の位置でト
ラバース測定し、各負荷、各電流値でのＮＨ3注入ノズ
ル２の位置での排気ガス流速分布を求める。得られた各
負荷、各電流値での流速分布が演算器６に入力され、記
憶される。
あらかじめ、流速測定座９にて、各運転負荷、及びガス
再循環ファン８の各電流値での排ガス流速をピトー管な
どの測定手段により、各ＮＨ3注入ノズル２の位置でト
ラバース測定し、各負荷、各電流値でのＮＨ3注入ノズ
ル２の位置での排気ガス流速分布を求める。得られた各
負荷、各電流値での流速分布が演算器６に入力され、記
憶される。
【００２０】運転中の負荷信号１５及びガス再循環ファ
ン８の電流値が演算器６に取り込まれ、演算器６は設定
モル比より定まる総ＮＨ3注入量を、取り込んだ負荷信
号１５及びガス再循環ファン８の電流値に対応する排ガ
ス流速分布に応じた各ＮＨ3注入制御弁５の開度に変換
して各ＮＨ3注入制御弁５の開度を自動調整している。
すなわち、排気ガス流速の速い個所に配置されたＮＨ3
注入ノズル２についてはＮＨ3注入制御弁５の開度を大
きくしてＮＨ3注入量を増やし、流速の遅い個所に配置
されたＮＨ3注入ノズル２についてはＮＨ3注入制御弁５
の開度を小さくしてＮＨ3注入量を減らし、全体のＮＨ3
注入量を前記総ＮＨ3注入量になるようにするのであ
る。
ン８の電流値が演算器６に取り込まれ、演算器６は設定
モル比より定まる総ＮＨ3注入量を、取り込んだ負荷信
号１５及びガス再循環ファン８の電流値に対応する排ガ
ス流速分布に応じた各ＮＨ3注入制御弁５の開度に変換
して各ＮＨ3注入制御弁５の開度を自動調整している。
すなわち、排気ガス流速の速い個所に配置されたＮＨ3
注入ノズル２についてはＮＨ3注入制御弁５の開度を大
きくしてＮＨ3注入量を増やし、流速の遅い個所に配置
されたＮＨ3注入ノズル２についてはＮＨ3注入制御弁５
の開度を小さくしてＮＨ3注入量を減らし、全体のＮＨ3
注入量を前記総ＮＨ3注入量になるようにするのであ
る。
【００２１】具体的なＮＨ3注入量の演算システムを説
明する。排ガスダクト１が水平方向に導設されている位
置に、図２に示すような、縦方向（上下方向）に３本
（，，）と横方向（水平方向）に３本（，，
）、計６本のＮＨ3注入ノズル２が排ガス流れに対し
て直交するように配置され、各ＮＨ3注入ノズル２の排
ガス流れ下流面に所定の間隔をおいて複数の噴出孔が形
成されているとする。あらかじめ各ＮＨ3注入ノズル２
（〜）ごとに、図３に示す負荷、ガス再循環ファン
電流値と排ガス流速分布の関係カーブ（関係式）を求
め、演算器に格納し記憶させておく。負荷信号１５及び
ガス再循環ファン電流値が取り込まれると、前記格納さ
れたデータに基づいて、各ＮＨ3注入ノズル２（〜
）ごとに、取り込まれた負荷信号１５及びガス再循環
ファン電流値から排ガス流速分布が求められ、図４に示
すように、排ガス量に前記求められた排ガス流速分布が
乗ぜられ、入り口ＮＯｘ濃度、設定モル比により、ＮＨ
3注入量が算出される。
明する。排ガスダクト１が水平方向に導設されている位
置に、図２に示すような、縦方向（上下方向）に３本
（，，）と横方向（水平方向）に３本（，，
）、計６本のＮＨ3注入ノズル２が排ガス流れに対し
て直交するように配置され、各ＮＨ3注入ノズル２の排
ガス流れ下流面に所定の間隔をおいて複数の噴出孔が形
成されているとする。あらかじめ各ＮＨ3注入ノズル２
（〜）ごとに、図３に示す負荷、ガス再循環ファン
電流値と排ガス流速分布の関係カーブ（関係式）を求
め、演算器に格納し記憶させておく。負荷信号１５及び
ガス再循環ファン電流値が取り込まれると、前記格納さ
れたデータに基づいて、各ＮＨ3注入ノズル２（〜
）ごとに、取り込まれた負荷信号１５及びガス再循環
ファン電流値から排ガス流速分布が求められ、図４に示
すように、排ガス量に前記求められた排ガス流速分布が
乗ぜられ、入り口ＮＯｘ濃度、設定モル比により、ＮＨ
3注入量が算出される。
【００２２】図５に比較例として従来技術の例を示す。
図１と同様に、排ガスはボイラ出口にてガス再循環ファ
ン８側と脱硝触媒４側に分岐して流れ、ＮＨ3注入部の
排ガス流速分布は運転負荷によって変化している。ボイ
ラ１００％負荷運転時の脱硝触媒出口のＮＯｘ濃度を脱
硝触媒層出口ＮＯｘ濃度測定座１４にてトラバース測定
し、得られたＮＯｘ濃度分布に合わせ複数のＮＨ3注入
弁１０の開度を手動にて調整し、出口ＮＯｘの値を均一
とすることによりモル比を調整している。
図１と同様に、排ガスはボイラ出口にてガス再循環ファ
ン８側と脱硝触媒４側に分岐して流れ、ＮＨ3注入部の
排ガス流速分布は運転負荷によって変化している。ボイ
ラ１００％負荷運転時の脱硝触媒出口のＮＯｘ濃度を脱
硝触媒層出口ＮＯｘ濃度測定座１４にてトラバース測定
し、得られたＮＯｘ濃度分布に合わせ複数のＮＨ3注入
弁１０の開度を手動にて調整し、出口ＮＯｘの値を均一
とすることによりモル比を調整している。
【００２３】本発明の効果を、具体例で説明する。図１
１に示すようなガス再循環ファン８を有し、負荷により
ガス再循環ファン８側と脱硝触媒４側へのガス流量割合
が表１に示すよう変化している油焚ボイラにおいて、負
荷２５％、１００％での脱硝性能を測定し、図１３に従
来技術の上記比較例のモル比特性、図１４に本発明の実
施例でのモル比特性を、それぞれ示す。
１に示すようなガス再循環ファン８を有し、負荷により
ガス再循環ファン８側と脱硝触媒４側へのガス流量割合
が表１に示すよう変化している油焚ボイラにおいて、負
荷２５％、１００％での脱硝性能を測定し、図１３に従
来技術の上記比較例のモル比特性、図１４に本発明の実
施例でのモル比特性を、それぞれ示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】図１３よりわかるように、従来技術ではＮ
Ｈ3分散調整は１００％負荷時に行うため、部分負荷に
おいてモル比のアンバランスが発生し、脱硝率８０％を
達成するにはモル比を上げての運転が必要になり、リー
クアンモニアが増加する結果となっている。
Ｈ3分散調整は１００％負荷時に行うため、部分負荷に
おいてモル比のアンバランスが発生し、脱硝率８０％を
達成するにはモル比を上げての運転が必要になり、リー
クアンモニアが増加する結果となっている。
【００２６】一方、図１４に示す本発明の実施例のモル
比特性では、部分負荷時にモル比のアンバランスが小さ
く、最適モル比で脱硝率８０％を達成することができ、
アンモニア消費量の増大、リークアンモニア増加を防ぐ
ことができる。
比特性では、部分負荷時にモル比のアンバランスが小さ
く、最適モル比で脱硝率８０％を達成することができ、
アンモニア消費量の増大、リークアンモニア増加を防ぐ
ことができる。
【００２７】次に脱硝率９５％以上の高効率脱硝での本
発明の効果を説明する。図１３、図１４において、脱硝
率９５％を達成するには、モル比１．０以上の高モル比
運転とする必要がある。このため、モル比のアンバラン
スによる脱硝性能への影響が大きく、上記比較例では本
発明の実施例と比較し、部分負荷時のモル比の設定を著
しく高い値としなければならず、ＮＨ3量の増大、リー
クアンモニアの増加を引き起す結果となっている。
発明の効果を説明する。図１３、図１４において、脱硝
率９５％を達成するには、モル比１．０以上の高モル比
運転とする必要がある。このため、モル比のアンバラン
スによる脱硝性能への影響が大きく、上記比較例では本
発明の実施例と比較し、部分負荷時のモル比の設定を著
しく高い値としなければならず、ＮＨ3量の増大、リー
クアンモニアの増加を引き起す結果となっている。
【００２８】次に負荷変化時の効果について述べる。実
施例、比較例をともに図６に示す同様のＬＮＧ焚小型試
験装置に適用し、運転負荷を図８（実施例），図９（比
較例）に示すように、１００％から５０％に変化させ、
モル比一定での脱硝率、リークアンモニアの変化を測定
した。この試験装置では、排ガスダクト１の脱硝触媒４
の上流側に縦方向流速測定座１２と横方向流速測定座１
３が配置され、脱硝触媒４の下流側には排ガスを吸引す
る脱硝ファン１１が配置されている。
施例、比較例をともに図６に示す同様のＬＮＧ焚小型試
験装置に適用し、運転負荷を図８（実施例），図９（比
較例）に示すように、１００％から５０％に変化させ、
モル比一定での脱硝率、リークアンモニアの変化を測定
した。この試験装置では、排ガスダクト１の脱硝触媒４
の上流側に縦方向流速測定座１２と横方向流速測定座１
３が配置され、脱硝触媒４の下流側には排ガスを吸引す
る脱硝ファン１１が配置されている。
【００２９】この試験装置の負荷５０％、１００％での
ＮＨ3注入部の排ガス流速分布を、縦方向流速測定座１
２によりダクト上下方向の流速を、横方向流速測定座１
３により缶左右方向の流速を、それぞれ測定し、缶左右
方向、ダクト上下方向に分けて図７に示す。負荷５０％
と負荷１００％の時を比較すると、缶左右方向はほとん
ど同じ流速分布となっているが、ダクト上下方向の流速
分布は明らかに異なっている。したがって、実施例には
横方向のＮＨ3注入ノズルに本発明のＮＨ3注入制御法を
適用し、従来技術の比較例と比較する。
ＮＨ3注入部の排ガス流速分布を、縦方向流速測定座１
２によりダクト上下方向の流速を、横方向流速測定座１
３により缶左右方向の流速を、それぞれ測定し、缶左右
方向、ダクト上下方向に分けて図７に示す。負荷５０％
と負荷１００％の時を比較すると、缶左右方向はほとん
ど同じ流速分布となっているが、ダクト上下方向の流速
分布は明らかに異なっている。したがって、実施例には
横方向のＮＨ3注入ノズルに本発明のＮＨ3注入制御法を
適用し、従来技術の比較例と比較する。
【００３０】図８に本発明の実施例での試験結果を、図
９に従来技術の比較例での試験結果を、それぞれ示す。
比較例では１００％負荷時の流速分布に基づいてＮＨ3
注入量が調整されているため、負荷が１００％から５０
％に変化するとき及び５０％負荷時に脱硝率が減少し、
リークアンモニア濃度が上昇する結果となっている。
９に従来技術の比較例での試験結果を、それぞれ示す。
比較例では１００％負荷時の流速分布に基づいてＮＨ3
注入量が調整されているため、負荷が１００％から５０
％に変化するとき及び５０％負荷時に脱硝率が減少し、
リークアンモニア濃度が上昇する結果となっている。
【００３１】一方、本発明の実施例では、負荷が１００
％から５０％に変化して排ガス流速分布が変化しても、
その変化に対応して各ＮＨ3注入ノズルからのＮＨ3注入
量が調整され、脱硝率、リークアンモニア濃度の値はほ
とんど変化がみられない結果となっている。
％から５０％に変化して排ガス流速分布が変化しても、
その変化に対応して各ＮＨ3注入ノズルからのＮＨ3注入
量が調整され、脱硝率、リークアンモニア濃度の値はほ
とんど変化がみられない結果となっている。
【００３２】このように本発明の実施例によれば、運転
負荷が異なると排気ガスダクトのＮＨ3注入部の排気ガ
ス流速分布が異なるボイラプラントにおいて、負荷変化
時及び部分負荷時の出口ＮＯｘ濃度、リークアンモニア
濃度の上昇を抑え、また一定の脱硝率を得るためのＮＨ
3消費量の増加を防ぐ効果があることが確認できた。特
にモル比１．０以上で運転する高効率脱硝装置において
本発明は有効である。
負荷が異なると排気ガスダクトのＮＨ3注入部の排気ガ
ス流速分布が異なるボイラプラントにおいて、負荷変化
時及び部分負荷時の出口ＮＯｘ濃度、リークアンモニア
濃度の上昇を抑え、また一定の脱硝率を得るためのＮＨ
3消費量の増加を防ぐ効果があることが確認できた。特
にモル比１．０以上で運転する高効率脱硝装置において
本発明は有効である。
【００３３】上記図８に示す例は、横方向のＮＨ3注入
ノズルに本発明のＮＨ3注入制御法を適用したが、缶左
右方向の排気ガス流速分布が負荷により異なる場合に
は、縦方向のＮＨ3注入ノズルに本発明のＮＨ3注入制御
法を適用すればよく、ダクト上下方向及び缶左右方向双
方にて排気ガス流速分布が異なる場合は、縦方向及び横
方向のＮＨ3注入ノズルで調整すればよい。
ノズルに本発明のＮＨ3注入制御法を適用したが、缶左
右方向の排気ガス流速分布が負荷により異なる場合に
は、縦方向のＮＨ3注入ノズルに本発明のＮＨ3注入制御
法を適用すればよく、ダクト上下方向及び缶左右方向双
方にて排気ガス流速分布が異なる場合は、縦方向及び横
方向のＮＨ3注入ノズルで調整すればよい。
【００３４】図１０に本発明の他の実施例のＮＨ3注入
制御方法を示す。図１０に示す実施例では、前記図１に
示す実施例と同様、ボイラ３から排出された排ガスは、
ボイラ出口で一部ガス再循環ファン８に吸引されて、ガ
ス再循環ファン８側と脱硝触媒層４側に分岐して流れ
る。この流量バランスが運転負荷の値によって変化する
ため、排ガスダクト１のＮＨ3注入部の排ガス流速分布
も負荷によって変わり、したがって、ＮＨ3注入部の排
ガス流速分布も運転負荷の値によって異なっている。図
１０に示す実施例が前記図１に示す実施例と異なってい
るのは、ＮＨ3注入ノズル２が設置された位置の上流側
の排ガスダクト１内に、流速測定装置１８が配置され、
排ガスの流速分布が常時測定できるようになっているこ
とである。
制御方法を示す。図１０に示す実施例では、前記図１に
示す実施例と同様、ボイラ３から排出された排ガスは、
ボイラ出口で一部ガス再循環ファン８に吸引されて、ガ
ス再循環ファン８側と脱硝触媒層４側に分岐して流れ
る。この流量バランスが運転負荷の値によって変化する
ため、排ガスダクト１のＮＨ3注入部の排ガス流速分布
も負荷によって変わり、したがって、ＮＨ3注入部の排
ガス流速分布も運転負荷の値によって異なっている。図
１０に示す実施例が前記図１に示す実施例と異なってい
るのは、ＮＨ3注入ノズル２が設置された位置の上流側
の排ガスダクト１内に、流速測定装置１８が配置され、
排ガスの流速分布が常時測定できるようになっているこ
とである。
【００３５】本実施例においては、脱硝触媒４側に流れ
た排ガスの流速分布はピトー管などを用いた流速測定装
置１８によりトラバース測定される。得られた測定値は
電気信号に変換され、演算器６により、設定モル比より
決定される総ＮＨ3注入量を各ノズルごとにその位置で
の排ガス流速分布割合に適応する量に分配する計算が行
われる。この計算結果により、ＮＨ3注入制御弁の開度
を個々の弁にて自動調整する。このような装置において
も、前記図１に示した場合と同様な効果が得られる。
た排ガスの流速分布はピトー管などを用いた流速測定装
置１８によりトラバース測定される。得られた測定値は
電気信号に変換され、演算器６により、設定モル比より
決定される総ＮＨ3注入量を各ノズルごとにその位置で
の排ガス流速分布割合に適応する量に分配する計算が行
われる。この計算結果により、ＮＨ3注入制御弁の開度
を個々の弁にて自動調整する。このような装置において
も、前記図１に示した場合と同様な効果が得られる。
【００３６】
【発明の効果】本発明に依れば、ボイラ運転負荷により
ＮＨ3注入部の排ガス流速分布が異なるボイラプラント
において、負荷変化時及び低負荷時に適切な量のアンモ
ニアの注入が可能となり、脱硝率の低下、リークアンモ
ニア濃度の上昇を防止し、脱硝装置の性能を向上させる
効果がある。
ＮＨ3注入部の排ガス流速分布が異なるボイラプラント
において、負荷変化時及び低負荷時に適切な量のアンモ
ニアの注入が可能となり、脱硝率の低下、リークアンモ
ニア濃度の上昇を防止し、脱硝装置の性能を向上させる
効果がある。
【図１】本発明の実施例を示す模式図である。
【図２】ＮＨ3注入ノズルの設置例を示す一部破砕斜視
図である。
図である。
【図３】運転負荷とガス再循環ファン電流値とＮＨ3注
入位置での排ガス流速分布の関係の例を示すグラフであ
る。
入位置での排ガス流速分布の関係の例を示すグラフであ
る。
【図４】図１に示す演算器６の構成例を示す制御系統図
である。
である。
【図５】本発明の比較例である従来技術を示す模式図で
ある。
ある。
【図６】ＬＮＧ焚小型試験装置を示す模式図である。
【図７】図６に示すＬＮＧ焚小型試験装置におけるＮＨ
3注入位置の排ガス流速分布を模式的に示す図である。
3注入位置の排ガス流速分布を模式的に示す図である。
【図８】本発明を図６に示すＬＮＧ焚小型試験装置に適
用し、負荷変化時及び低負荷時の脱硝率、リークＮＨ3
の変化をモル比一定の条件で採取した結果を示すグラフ
である。
用し、負荷変化時及び低負荷時の脱硝率、リークＮＨ3
の変化をモル比一定の条件で採取した結果を示すグラフ
である。
【図９】図５に示す従来技術を図６に示すＬＮＧ焚小型
試験装置に適用し、負荷変化時及び低負荷時の脱硝率、
リークＮＨ3の変化をモル比一定の条件で採取した結果
を示すグラフである。
試験装置に適用し、負荷変化時及び低負荷時の脱硝率、
リークＮＨ3の変化をモル比一定の条件で採取した結果
を示すグラフである。
【図１０】本発明の他の実施例を示す模式図である。
【図１１】ガス再循環ファンを設けたボイラプラントの
例を示す模式図である。
例を示す模式図である。
【図１２】排ガス混合ファンを設けたボイラプラントの
例を示す模式図である。
例を示す模式図である。
【図１３】従来技術の脱硝性能モル比特性を示すグラフ
である。
である。
【図１４】本発明の実施例の脱硝性能モル比特性を示す
グラフである。
グラフである。
【図１５】モル比のばらつきと脱硝率、リークアンモニ
アの関係を示す概念図である。
アの関係を示す概念図である。
１ 排ガスダクト ２ ＮＨ3注入ノズル ３ ボイラ ４ 脱硝触媒層 ５ ＮＨ3注入制御弁 ６ 演算器 ７ ＮＨ3注入管 ８ ガス再循環ファン ９ 流速測定座 １０ ＮＨ3注入弁 １１ 脱硝ファン １２ 縦方向流速測定座 １３ 横方向流速測定座 １４ 脱硝触媒層出口ＮＯｘ濃度測定座 １５ 負荷信号 １６ 排ガス混合ファン １７ ガス再循環ダクト １８ 流速測定装置 １９ エアヒータ
Claims (3)
- 【請求項１】 ボイラ出口側に吸込側を接続させた排ガ
ス混合ファンまたはガス再循環ファンを設け、ボイラ運
転負荷により燃焼排ガスの排ガスダクト内の流速分布が
異なるボイラに関して、前記排ガスダクトにアンモニア
を供給する複数のアンモニア注入管と、この複数のアン
モニア注入管それぞれへ流れるアンモニア流量を個々に
制御するアンモニア注入制御弁を含んでなり、排ガス中
のＮＯｘをアンモニアの存在下、触媒を用いて除去する
脱硝装置において、排ガスダクトに注入するアンモニア
量を、ボイラの運転負荷信号及びガス再循環ファンまた
は排ガス混合ファン駆動電流値を入力として、排ガスダ
クトのアンモニア注入部の排ガス流速分布に対応した注
入量に自動制御する演算器を設けたことを特徴とする脱
硝反応器アンモニア注入装置。 - 【請求項２】 ボイラ出口側に吸込側を接続させた排ガ
ス混合ファンまたはガス再循環ファンを設け、ボイラ運
転負荷により燃焼排ガスの排ガスダクト内の流速分布が
異なるボイラに関して、前記排ガスダクトにアンモニア
を供給する複数のアンモニア注入管と、この複数のアン
モニア注入管それぞれへ流れるアンモニア流量を個々に
制御するアンモニア注入制御弁を含んでなり、排ガス中
のＮＯｘをアンモニアの存在下、触媒を用いて除去する
脱硝装置でアンモニアを注入する方法において、演算器
を用い、ボイラの運転負荷信号及びガス再循環ファンま
たは排ガス混合ファン駆動電流値を入力として、排ガス
ダクトのアンモニア注入部の排ガス流速分布変化に対応
したアンモニア注入量をアンモニア注入管ごとに求め、
その注入量になるように各アンモニア注入制御弁の開度
を制御することを特徴とする脱硝反応器アンモニア注入
方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載の脱硝反応器アンモニア
注入方法において、排ガスダクトのアンモニア注入管位
置に排ガス流速を測定する自動トラバース装置を付設
し、前記演算器を用い、ボイラの運転負荷信号及びガス
再循環ファンまたは排ガス混合ファン駆動電流値に加え
て測定された排ガス流速を入力としてアンモニア注入管
ごとにアンモニア注入量を求め、求められたアンモニア
注入量になるように各アンモニア注入制御弁の開度を自
動調整することを特徴とする脱硝反応器アンモニア注入
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9351153A JPH11179155A (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | 脱硝反応器アンモニア注入装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9351153A JPH11179155A (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | 脱硝反応器アンモニア注入装置及び方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11179155A true JPH11179155A (ja) | 1999-07-06 |
Family
ID=18415414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9351153A Withdrawn JPH11179155A (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | 脱硝反応器アンモニア注入装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11179155A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001096131A (ja) * | 1999-09-30 | 2001-04-10 | Hitachi Zosen Corp | 排ガス脱硝システムのアンモニア注入装置 |
| JP2003290630A (ja) * | 2002-04-03 | 2003-10-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 窒素酸化物の処理装置及び窒素酸化物の処理方法 |
| CN101922335A (zh) * | 2010-09-09 | 2010-12-22 | 中国第一汽车集团公司 | 尿素还原剂的一阀二控喷射方法 |
| JP2011027102A (ja) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | General Electric Co <Ge> | 選択的接触還元の低下した作動コストのためのアンモニア分配及び制御のモデルベースチューニング |
| KR101065774B1 (ko) | 2010-03-25 | 2011-09-20 | 한국전력공사 | 선택적촉매환원장치의 환원제 주입밸브 |
| JP2017150790A (ja) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 排気ダクト及びボイラ並びに固体粒子の除去方法 |
| WO2018193108A1 (de) * | 2017-04-20 | 2018-10-25 | Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe Gmbh | Verfahren zum betrieb eines rauchgas katalytisch entstickenden rauchgasentstickungsreaktors und rauchgasentstickungsanlage mit einem für die durchführung des verfahrens geeigneten rauchgasentstickungsreaktor |
| CN109173722A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-01-11 | 中科锐能（北京）科技有限公司 | 一种scr系统分区段精准喷氨方法 |
| CN109806762A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-05-28 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 基于脱硝装置入口流场分布的喷氨优化调整装置及方法 |
-
1997
- 1997-12-19 JP JP9351153A patent/JPH11179155A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN109173722A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-01-11 | 中科锐能（北京）科技有限公司 | 一种scr系统分区段精准喷氨方法 |
| CN109806762A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-05-28 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 基于脱硝装置入口流场分布的喷氨优化调整装置及方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
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