(57)【要約】【課題】ダストの付着によって脱硝触媒が閉塞することを防止し、脱硝触媒を長寿命化することができ、安全に運転することができる脱硝装置および脱硝方法、並びに、脱硝装置を備えた排気ガス処理設備および排気ガス処理方法を提供する。【解決手段】本発明の脱硝装置１０は、煙道１００に設置され、煙道１００を流れる排気ガス中の窒素酸化物を還元して、窒素と水に分解する脱硝触媒４０を備え、脱硝触媒４０の前段に、排気ガスに脱硝剤を噴霧する脱硝剤噴霧手段３０と、排気ガス中のダストに、脱硝触媒４０と同じ極性の電荷を付与する電荷付与手段２０と、を備える。【選択図】図２
2020011162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
煙道に設置され、該煙道を流れる排気ガス中の窒素酸化物を還元して、窒素と水に分解する脱硝触媒を備えた脱硝装置であって、
前記脱硝触媒の前段に、前記排気ガスに脱硝剤を噴霧する脱硝剤噴霧手段と、前記排気ガス中のダストに、前記脱硝触媒と同じ極性の電荷を付与する電荷付与手段と、を備えたことを特徴とする脱硝装置。
【請求項２】
請求項１に記載の脱硝装置と、
前記脱硝装置の後段に設置され、前記脱硝装置を通過した前記ダストを、その電荷と反対側の極性を持つ電極に引き寄せて集塵する電気集塵機と、
を備えたことを特徴とする排気ガス処理設備。
【請求項３】
前記脱硝装置と前記電気集塵機の間に、熱交換器を備えたことを特徴とする請求項２に記載の排気ガス処理設備。
【請求項４】
煙道を流れる排気ガス中の窒素酸化物を還元して、窒素と水に分解する脱硝工程を有する脱硝方法であって、
前記脱硝工程の前に、前記排気ガスに脱硝剤を噴霧する脱硝剤噴霧工程と、前記排気ガス中のダストに、前記脱硝工程と同じ極性の電荷を付与する電荷付与工程と、を有することを特徴とする脱硝方法。
【請求項５】
請求項４に記載の脱硝方法と、
前記脱硝方法の後に、前記脱硝工程において分解されない前記ダストを、その電荷と反対側の極性を持つ電荷で引き寄せて集塵する電気集塵工程と、
を有することを特徴とする排気ガス処理方法。
【請求項６】
前記脱硝工程と前記電気集塵工程の間に、熱交換工程を有することを特徴とする請求項５に記載の排気ガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱硝装置および脱硝方法、並びに排気ガス処理設備および排気ガス処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、火力発電では、燃料の燃焼過程で発生する排気ガス中に窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」と言うこともある。）が生成する。排気ガス中のＮＯｘは、煙道に設置された脱硝設備にて、脱硝触媒により脱硝剤のアンモニア（ＮＨ３）や尿素と選択的に反応し、窒素（Ｎ２）と水（Ｈ２Ｏ）に分解され、無害化される。
【０００３】
脱硝触媒は、長時間の使用により、触媒被毒（例えば、（１）アルカリ成分やヒ素の付着によるもの、（２）高温下でのシンタリング（焼結）によるもの、（３）火力発電によって生成する、すすや灰等のダストの触媒表面への付着によるもの）に起因して、活性が低下する。特に、微粉炭火力発電設備では、生成灰による触媒劣化が、脱硝触媒の活性低下の主要因である。
【０００４】
脱硝触媒は高価であるため、種々の再生方法が提案されている。脱硝触媒の再生方法としては、例えば、特許文献１〜３に記載されている方法が知られている。
特許文献１には、触媒表面から物理的に付着したダスト成分を除去した後、触媒を水洗・乾燥し、その触媒を、蓚酸等の酸と共にバナジウム化合物やタングステン化合物の水溶液を含浸させて乾燥し、その後、３００℃〜６００℃で焼成して再生する脱硝触媒の再生方法が記載されている。
特許文献２には、洗浄液中のフッ化水素酸濃度を０．３重量％〜３重量％とし、洗浄液の温度を２０℃〜８０℃に維持して触媒を洗浄して脱硝触媒を再生する方法と、前記の条件で脱硝触媒を洗浄し、その洗浄触媒を乾燥後、触媒活性成分を触媒に含浸担持させて脱硝触媒を再生する方法と、が記載されている。
特許文献３には、触媒をフッ化水素、フッ化水素アンモニウムおよび／またはフッ化水素アルカリを含む水性媒体で浸漬処理した後、水洗し、乾燥することにより、触媒を活性化する脱硝触媒の再生方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−７４１０６号公報
【特許文献２】特開平１０−２３５２０９号公報
【特許文献３】特許第２６５９８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜特許文献３に記載されている脱硝触媒の再生方法では、依然として、再生に伴って発生する有害物質の処理、再生後の触媒の寿命の短縮、基材の劣化等の課題があった。さらに、前記の脱硝触媒の再生方法では、開放定期点検時に触媒を取り外して製造業者の工場に搬出し、性能確認後に再生作業を実施する必要がある等の課題があった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ダストの付着によって脱硝触媒が閉塞することを防止し、脱硝触媒を長寿命化することができ、安全に運転することができる脱硝装置および脱硝方法、並びに、脱硝装置を備えた排気ガス処理設備および排気ガス処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［１］煙道に設置され、該煙道を流れる排気ガス中の窒素酸化物を還元して、窒素と水に分解する脱硝触媒を備えた脱硝装置であって、前記脱硝触媒の前段に、前記排気ガスに脱硝剤を噴霧する脱硝剤噴霧手段と、前記排気ガス中のダストに、前記脱硝触媒と同じ極性の電荷を付与する電荷付与手段と、を備えた脱硝装置。
［２］前記［１］に記載の脱硝装置と、前記脱硝装置の後段に設置され、前記脱硝装置を通過した前記ダストを、その電荷と反対側の極性を持つ電極に引き寄せて集塵する電気集塵機と、を備えた排気ガス処理設備。
［３］前記脱硝装置と前記電気集塵機の間に、熱交換器を備えた前記［２］に記載の排気ガス処理設備。
［４］煙道を流れる排気ガス中の窒素酸化物を還元して、窒素と水に分解する脱硝工程を有する脱硝方法であって、前記脱硝工程の前に、前記排気ガスに脱硝剤を噴霧する脱硝剤噴霧工程と、前記排気ガス中のダストに、前記脱硝工程と同じ極性の電荷を付与する電荷付与工程と、を有する脱硝方法。
［５］前記［４］に記載の脱硝方法と、前記脱硝方法の後に、前記脱硝工程において分解されない前記ダストを、その電荷と反対側の極性を持つ電荷で引き寄せて集塵する電気集塵工程と、を有する排気ガス処理方法。
［６］前記脱硝工程と前記電気集塵工程の間に、熱交換工程を有する［５］に記載の排気ガス処理方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ダストの付着によって脱硝触媒が閉塞することを防止し、脱硝触媒を長寿命化することができ、安全に運転することができる脱硝装置および脱硝方法、並びに、脱硝装置を備えた排気ガス処理設備および排気ガス処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】微粉炭火力発電設備の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の脱硝装置の概略構成を示す断面模式図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の脱硝装置の概略構成を示す断面模式図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の脱硝装置の概略構成を示す断面模式図である。
【図５】本発明の第４の実施形態の脱硝装置の概略構成を示す断面模式図である。
【図６】本発明の第５の実施形態の脱硝装置の概略構成を示す断面模式図である。
【図７】本発明の第６の実施形態の脱硝装置の概略構成を示す断面模式図である。
【図８】本発明の第７の実施形態の排気ガス処理設備の概略構成を示す模式図である。
【図９】本発明の第８の実施形態の排気ガス処理設備の概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の脱硝装置および脱硝方法、並びに排気ガス処理設備および排気ガス処理方法の実施の形態について説明する。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００１２】
本実施形態の脱硝装置および脱硝方法、並びに排気ガス処理設備および排気ガス処理方法は、例えば、図１に示すような微粉炭火力発電設備に適用される。微粉炭火力発電設備は、微粉炭を空気搬送によりバーナーから火炉内に噴出・燃焼し、ボイラで高温高圧の水蒸気を作り、その蒸気でタービンを回転させて発電する設備である。すなわち、微粉炭火力発電設備、脱硝装置および脱硝方法、並びに排気ガス処理設備および排気ガス処理方法は、大気圧下で運転（実施）する。
【００１３】
図１に示すように、微粉炭火力発電設備１は、例えば、内部にバーナー２が設けられたボイラ３と、ボイラ３で発生した排気ガスを外部に排出するための煙道（図示略）に設けられた脱硝装置４と、熱交換器５と、電気集塵機６と、脱硫装置７と、煙突８と、ボイラ３で得られた高温高圧の水蒸気によって駆動するタービン（図示略）と、を備える。
【００１４】
（１）第１の実施形態
［脱硝装置］
図２は、本実施形態の脱硝装置の概略構成を示す断面模式図である。
図２に示すように、本実施形態の脱硝装置１０は、電荷付与手段２０と、脱硝剤噴霧手段３０と、脱硝触媒４０と、を備える。また、本実施形態の脱硝装置１０では、煙道１００の長さ方向（排気ガスの流れる方向）に沿って、電荷付与手段２０と、脱硝剤噴霧手段３０と、脱硝触媒４０とが、この順に配置されている。
脱硝装置１０は、例えば、上記のような微粉炭火力発電設備１のボイラ３で発生した排気ガスを外部に排出するための煙道１００の途中の任意の位置に設置される。すなわち、図１に示す微粉炭火力発電設備１を構成する脱硝装置４として用いることができる。
【００１５】
電荷付与手段２０は、煙道１００を流れる排気ガス中のダストに、脱硝触媒４０と同じ極性の電荷を付与する荷電メッシュ２１と、荷電メッシュ２１においてダストに付与する電荷の極性および電荷量を制御する荷電制御装置２２と、を備える。また、荷電メッシュ２１と荷電制御装置２２は電線２３を介して電気的に接続されている。
荷電メッシュ２１では、脱硝触媒４０の極性に応じて、ダストに対して正（＋）の電荷または負（−）の電荷を付与する（帯電させる）ことができるようになっている。
ダストとは、排気ガス中に含まれ、火力発電によって生成する、すすや灰等のことである。
【００１６】
電荷付与手段２０は、図２に示すように、煙道１００において、脱硝剤噴霧手段３０と脱硝触媒４０の前段（煙道１００において、排気ガスの上流側）に配置されている。特に、電荷付与手段２０の荷電メッシュ２１は、煙道１００内において、脱硝剤噴霧手段３０と脱硝触媒４０の前段に配置されている。また、荷電メッシュ２１は、排気ガスが通過する部分（後述する単位格子）が、排気ガスの流れる方向（煙道１００の長さ方向）と対向するように配置されている。
【００１７】
荷電メッシュ２１としては、例えば、煙道１００を流れる排気ガスが通過する多数の単位格子（開口部）が隙間なく並べられたハニカム状のものが挙げられる。単位格子を平面視した場合の形状（排気ガスの流れる方向から見た形状）は、特に限定されないが、例えば、正六角形状、正方形状等が挙げられる。単位格子の大きさ（開口径）は、排気ガスが通過することができる大きさであれば、特に限定されず、排気ガスの流量等に応じて適宜調整される。また、荷電メッシュ２１の幅（煙道１００の長さ方向の長さ）は、特に限定されず、排気ガスの流量等に応じて適宜調整される。
【００１８】
荷電メッシュ２１を構成する材料は、荷電制御装置２２で発生させた電荷をダストに付与することができるものであれば、特に限定されず、一般的な導電性の材料が用いられる。
【００１９】
なお、本実施形態では、電荷付与手段２０におけるダストに電荷を付与する部位として、荷電メッシュ２１を例示したが、本実施形態はこれに限定されない。本実施形態にあっては、ダストに電荷を付与する部位として、コロナ放電を行うことができる放電針、アーク放電を行うことができる電極等を用いてもよい。
【００２０】
コロナ放電は、尖った電極（放電針等）の周りに不均一な電界が生じることにより起こる持続的な放電である。
アーク放電は、負極からの電子放出により、負極が加熱され、熱電子放出による熱陰極アークによる放電と、負極表面に存在する非常に強い電界により直接電子が放出される電界アークによる放電とがある。
【００２１】
脱硝剤噴霧手段３０は、荷電メッシュ２１を通過した排気ガスに、アンモニア、アンモニア水、尿素、尿素水等からなる脱硝剤を噴霧する複数の噴霧ノズル３１と、噴霧ノズル３１が配置され、噴霧ノズル３１に脱硝剤を供給する供給ヘッダー３２と、脱硝剤を収容する脱硝剤槽３３と、脱硝剤槽３３から噴霧ノズル３１に供給する脱硝剤の量（噴霧ノズル３１から排気ガスに噴霧する脱硝剤の量）を制御する脱硝剤供給量制御装置（図示略）と、を備える。また、供給ヘッダー３２と脱硝剤槽３３は供給路３４を介して接続されている。
【００２２】
脱硝剤噴霧手段３０は、図２に示すように、煙道１００において、電荷付与手段２０と脱硝触媒４０の間に配置されている。特に、脱硝剤噴霧手段３０の噴霧ノズル３１および供給ヘッダー３２は、煙道１００内において、電荷付与手段２０と脱硝触媒４０の間に配置されている。
【００２３】
噴霧ノズル３１の形状は、排気ガスに脱硝剤を噴霧することができれば、特に限定されず、排気ガスの流量等に応じて適宜調整される。また、噴霧ノズル３１の数や、噴霧ノズル３１を複数設ける場合の間隔（ピッチ）は、排気ガスに脱硝剤を噴霧することができれば、特に限定されず、排気ガスの流量等に応じて適宜調整される。
【００２４】
脱硝触媒４０は、噴霧ノズル３１によって脱硝剤が噴霧された排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の活性エネルギーを低下させるとともに、その窒素酸化物（ＮＯｘ）を選択的に還元して、窒素（Ｎ２）と水（Ｈ２Ｏ）に分解することができるものであれば、特に限定されない。脱硝触媒４０としては、例えば、一般的な脱硝装置に用いられるものが挙げられる。
【００２５】
脱硝触媒４０は、図２に示すように、煙道１００において、電荷付与手段２０と脱硝剤噴霧手段３０の後段（煙道１００において、排気ガスの下流側）に配置されている。また、脱硝触媒４０は、排気ガスが通過する部分（後述する単位格子）が、排気ガスの流れる方向（煙道１００の長さ方向）と対向するように配置されている。また、脱硝触媒４０は、電荷を付与する手段（図示略）を備えていてもよい。
【００２６】
脱硝触媒４０としては、例えば、煙道１００を流れる排気ガスが通過する多数の単位格子（開口部）が隙間なく並べられたハニカム状のものが挙げられる。単位格子を平面視した場合の形状（排気ガスの流れる方向から見た形状）は、特に限定されないが、例えば、正六角形状、正方形状等が挙げられる。単位格子の大きさ（開口径）は、排気ガスが通過することができる大きさであれば、特に限定されず、排気ガスの流量等に応じて適宜調整される。また、脱硝触媒４０の幅（煙道１００の長さ方向の長さ）は、特に限定されず、排気ガスの流量等に応じて適宜調整される。
【００２７】
本実施形態の脱硝装置１０によれば、脱硝触媒４０の前段に設けられた電荷付与手段２０により、煙道１００を流れる排気ガス中のダストに、脱硝触媒４０と同じ極性の電荷を付与した後、脱硝触媒４０により、排気ガス中の窒素酸化物を選択的に還元するため、脱硝触媒４０にダストが付着することがなく、脱硝触媒４０がダストによって閉塞することがない。脱硝触媒４０と同じ極性の電荷が付与されたダストは、脱硝触媒４０を通過する際に、脱硝触媒４０と反発し合うため、脱硝触媒４０にダストが付着することがない。また、本実施形態の脱硝装置１０によれば、特に、脱硝触媒４０における入口側（煙道１００において、排気ガスの上流側）の部分にダストが付着することを防止できる。従って、脱硝触媒４０を長寿命化することができる。また、ダストの付着によって脱硝触媒４０が閉塞して、煙道１００内で排気ガスが流れ難くなること、またはダストが脱硝触媒４０を被覆して触媒活性を低下させることを防止できるため、安全に脱硝装置１０を運転することができる。
【００２８】
［脱硝方法］
図２を参照して、本実施形態の脱硝方法を詳細に説明する。
本実施形態の脱硝方法は、煙道１００を流れる排気ガス中のダストに、脱硝工程と同じ極性の電荷を付与する電荷付与工程と、電荷付与工程の後に、排気ガス中の窒素酸化物に脱硝剤を噴霧する脱硝剤噴霧工程と、脱硝剤噴霧工程の後に、排気ガス中の窒素酸化物を還元して、窒素と水に分解する脱硝工程と、を有する。
【００２９】
電荷付与工程では、電荷付与手段２０の荷電メッシュ２１により、荷電メッシュ２１を通過中の排気ガス中のダストに、後述する脱硝工程における脱硝触媒４０と同じ極性の電荷を付与する。電荷付与工程において、ダストに付与する電荷は、脱硝工程にて、脱硝触媒４０の電荷と同じ極性となるようにする。すなわち、脱硝触媒４０が正（＋）電荷を有する場合には、ダストに正（＋）電荷を付与し、一方、脱硝触媒４０が負（−）電荷を有する場合には、ダストに負（−）電荷を付与する。
【００３０】
また、電荷付与工程では、荷電制御装置２２により、荷電メッシュ２１においてダストに付与する電荷の極性および電荷量を制御する。
【００３１】
なお、本実施形態では、電荷付与工程において、荷電メッシュ２１によりダストに電荷を付与する場合を例示したが、本実施形態はこれに限定されない。本実施形態にあっては、放電針等を用いたコロナ放電や、負極を用いたアーク放電により、排気ガスをイオン化して、そのイオン化した排気ガスを介してダストに電荷を付与してもよい。
【００３２】
脱硝剤噴霧工程では、脱硝剤噴霧手段３０の噴霧ノズル３１により、電荷付与工程を経た排気ガス中の窒素酸化物に、脱硝剤を噴霧する。脱硝剤としては、アンモニア、アンモニア水、尿素、尿素水等が用いられる。
【００３３】
脱硝剤噴霧工程では、脱硝剤供給量制御装置（図示略）により、噴霧ノズル３１から排気ガス中の窒素酸化物に噴霧する脱硝剤の量を制御する。
【００３４】
脱硝工程では、脱硝触媒４０により、脱硝剤噴霧工程を経た排気ガス中の窒素酸化物を選択的に還元して、窒素と水に分解する。
脱硝工程では、下記式（１）〜式（３）に示す脱硝反応が起こる。ここでは、脱硝剤としてアンモニアを用いた場合を例示する。
【００３５】
【化１】
2020011162.tif 000003
【００３６】
【化２】
2020011162.tif 000004
【００３７】
【化３】
2020011162.tif 000005
【００３８】
また、脱硝工程において、脱硝触媒４０は、正（＋）電荷または負（−）電荷を有する。脱硝触媒４０が正（＋）電荷を有する場合には、電荷付与工程において電荷付与手段２０により荷電メッシュ２１に正（＋）電荷を付与する。脱硝触媒４０が負（−）電荷を有する場合には、電荷付与工程において電荷付与手段２０により荷電メッシュ２１に負（−）電荷を付与する。これにより、脱硝触媒４０と同じ極性の電荷が付与されたダストは、脱硝触媒４０を通過する際に、脱硝触媒４０と反発し合うため、脱硝触媒４０にダストが付着することがない。したがって、脱硝触媒４０では、排気ガス中の窒素酸化物の還元反応のみが行われる。
【００３９】
本実施形態の脱硝方法によれば、脱硝工程の前に実施する電荷付与工程において、電荷付与手段２０により煙道１００を流れる排気ガス中のダストに脱硝工程と同じ極性の電荷を付与した後、脱硝工程において、脱硝触媒４０により排気ガス中の窒素酸化物を選択的に還元するため、脱硝触媒４０にダストが付着することがなく、脱硝触媒４０がダストによって閉塞することがない。本実施形態の脱硝装置１０によれば、特に、脱硝触媒４０における入口側（煙道１００において、排気ガスの上流側）の部分にダストが付着することを防止できる。従って、脱硝触媒４０を長寿命化することができる。また、ダストの付着によって脱硝触媒４０が閉塞して、煙道１００内で排気ガスが流れ難くなること、またはダストが脱硝触媒４０を被覆して触媒活性を低下させることを防止できるため、安全に脱硝装置１０を運転することができる。
【００４０】
（２）第２の実施形態
［脱硝装置］
図３は、本実施形態の脱硝装置の概略構成を示す断面模式図である。なお、図３において、図２に示した第１の実施形態の脱硝装置と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図３に示すように、本実施形態の脱硝装置２００は、電荷付与手段２０と、脱硝剤噴霧手段３０と、脱硝触媒４０と、を備える。
脱硝装置２００は、例えば、上記のような微粉炭火力発電設備１のボイラ３で発生した排気ガスを外部に排出するための煙道１００の途中の任意の位置に設置される。すなわち、図１に示す微粉炭火力発電設備１を構成する脱硝装置４として用いることができる。
【００４１】
本実施形態の脱硝装置２００が、上述の第１の実施形態の脱硝装置１０と異なる点は、煙道１００の長さ方向（排気ガスの流れる方向）に沿って、脱硝剤噴霧手段３０と、電荷付与手段２０と、脱硝触媒４０とが、この順に配置されている点である。
【００４２】
本実施形態の脱硝装置２００によれば、脱硝触媒４０の前段に設けられた電荷付与手段２０により、煙道１００を流れる排気ガス中のダストに脱硝触媒４０と同じ極性の電荷を付与した後、脱硝触媒４０により、排気ガス中の窒素酸化物を選択的に還元するため、脱硝触媒４０にダストが付着することがなく、脱硝触媒４０がダストによって閉塞することがない。従って、脱硝触媒４０を長寿命化することができる。また、ダストの付着によって脱硝触媒４０が閉塞して、煙道１００内で排気ガスが流れ難くなること、またはダストが脱硝触媒４０を被覆して触媒活性を低下させることを防止できるため、安全に脱硝装置２００を運転することができる。
【００４３】
［脱硝方法］
図３を参照して、本実施形態の脱硝方法を詳細に説明する。
本実施形態の脱硝方法は、煙道１００を流れる排気ガス中の窒素酸化物に脱硝剤を噴霧する脱硝剤噴霧工程と、脱硝剤噴霧工程の後に、排気ガス中のダストに、脱硝工程と同じ極性の電荷を付与する電荷付与工程と、電荷付与工程の後に、排気ガス中の窒素酸化物を還元して、窒素と水に分解する脱硝工程と、を有する。
【００４４】
本実施形態の脱硝方法において、脱硝剤噴霧工程、電荷付与工程および脱硝工程は、上述の第１の実施形態と同様に行う。
【００４５】
本実施形態の脱硝方法によれば、脱硝工程の前に実施する電荷付与工程において、電荷付与手段２０により煙道１００を流れる排気ガス中のダストに脱硝工程と同じ極性の電荷を付与した後、脱硝工程において、脱硝触媒４０により排気ガス中の窒素酸化物を選択的に還元するため、脱硝触媒４０にダストが付着することがなく、脱硝触媒４０がダストによって閉塞することがない。従って、脱硝触媒４０を長寿命化することができる。また、ダストの付着によって脱硝触媒４０が閉塞して、煙道１００内で排気ガスが流れ難くなること、またはダストが脱硝触媒４０を被覆して触媒活性を低下させることを防止できるため、安全に脱硝装置２００を運転することができる。
【００４６】
（３）第３の実施形態
［脱硝装置］
図４は、本実施形態の脱硝装置の概略構成を示す断面模式図である。なお、図４において、図２に示した第１の実施形態の脱硝装置と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図４に示すように、本実施形態の脱硝装置３００は、電荷付与手段２０と、脱硝剤噴霧手段３０と、脱硝触媒４０と、を備える。
脱硝装置３００は、例えば、上記のような微粉炭火力発電設備１のボイラ３で発生した排気ガスを外部に排出するための煙道１００の途中の任意の位置に設置される。すなわち、図１に示す微粉炭火力発電設備１を構成する脱硝装置４として用いることができる。
【００４７】
本実施形態の脱硝装置３００が、上述の第１の実施形態の脱硝装置１０と異なる点は、電荷付与手段２０と脱硝剤噴霧手段３０が一体化されている点である。すなわち、脱硝剤噴霧手段３０を構成する噴霧ノズル３１と電荷付与手段２０を構成する荷電制御装置２２が電線２３を介して電気的に接続されている。これにより、荷電制御装置２２により噴霧ノズル３１から噴霧される脱硝剤に電荷が付与されて、脱硝剤が付着した排気ガス中のダストに電荷が付与される。
【００４８】
本実施形態の脱硝装置３００によれば、脱硝触媒４０の前段に設けられた、脱硝剤噴霧手段３０と一体化された電荷付与手段２０により、煙道１００を流れる排気ガス中のダストに脱硝触媒４０と同じ極性の電荷を付与した後、脱硝触媒４０により、排気ガス中の窒素酸化物を選択的に還元するため、脱硝触媒４０にダストが付着することがなく、脱硝触媒４０がダストによって閉塞することがない。従って、脱硝触媒４０を長寿命化することができる。また、ダストの付着によって脱硝触媒４０が閉塞して、煙道１００内で排気ガスが流れ難くなること、またはダストが脱硝触媒４０を被覆して触媒活性を低下させることを防止できるため、安全に脱硝装置３００を運転することができる。
【００４９】
［脱硝方法］
図４を参照して、本実施形態の脱硝方法を詳細に説明する。
本実施形態の脱硝方法は、煙道１００を流れる排気ガス中のダストに、脱硝工程と同じ極性の電荷を付与する電荷付与工程と、排気ガス中の窒素酸化物に脱硝剤を噴霧する脱硝剤噴霧工程とを同時に行う電荷付与／脱硝剤噴霧工程と、電荷付与／脱硝剤噴霧工程の後に、排気ガス中の窒素酸化物を還元して、窒素と水に分解する脱硝工程と、を有する。
【００５０】
電荷付与／脱硝剤噴霧工程では、電荷付与手段２０により、噴霧ノズル３１から噴霧される脱硝剤に電荷を付与すると同時に、脱硝剤噴霧手段３０の噴霧ノズル３１により排気ガスに脱硝剤を噴霧することにより、排気ガス中の窒素酸化物に脱硝剤を噴霧するとともに、排気ガス中のダストに脱硝工程と同じ極性の電荷を付与する。
【００５１】
本実施形態の脱硝方法において、脱硝工程は、上述の第１の実施形態と同様に行う。
【００５２】
本実施形態の脱硝方法によれば、脱硝工程の前に実施する電荷付与／脱硝剤噴霧工程において、電荷付与手段２０により煙道１００を流れる排気ガス中のダストに脱硝工程と同じ極性の電荷を付与するとともに、脱硝剤噴霧手段３０により排気ガス中の窒素酸化物に脱硝剤を噴霧した後、脱硝工程において、脱硝触媒４０により排気ガス中の窒素酸化物を選択的に還元するため、脱硝触媒４０にダストが付着することがなく、脱硝触媒４０がダストによって閉塞することがない。従って、脱硝触媒４０を長寿命化することができる。また、ダストの付着によって脱硝触媒４０が閉塞して、煙道１００内で排気ガスが流れ難くなること、またはダストが脱硝触媒４０を被覆して触媒活性を低下させることを防止できるため、安全に脱硝装置３００を運転することができる。
【００５３】
（４）第４の実施形態
［脱硝装置］
図５は、本実施形態の脱硝装置の概略構成を示す断面模式図である。なお、図５において、図２に示した第１の実施形態の脱硝装置と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図５に示すように、本実施形態の脱硝装置４００は、電荷付与手段２０と、脱硝剤噴霧手段３０と、脱硝触媒４０と、を備える。
脱硝装置４００は、例えば、上記のような微粉炭火力発電設備１のボイラ３で発生した排気ガスを外部に排出するための煙道１００の途中の任意の位置に設置される。すなわち、図１に示す微粉炭火力発電設備１を構成する脱硝装置４として用いることができる。
【００５４】
本実施形態の脱硝装置４００が、上述の第３の実施形態の脱硝装置３００と異なる点は、電荷付与手段２０を構成する荷電制御装置２２が電線４０１を介して脱硝触媒４０と電気的に接続されている点である。これにより、荷電制御装置２２により噴霧ノズル３１から噴霧される脱硝剤と脱硝触媒４０に極性が同じ電荷が付与される。
【００５５】
本実施形態の脱硝装置４００によれば、脱硝触媒４０の前段に設けられた、脱硝剤噴霧手段３０と一体化された電荷付与手段２０により、煙道１００を流れる排気ガス中のダストと脱硝触媒４０に極性が同じ電荷を付与した後、脱硝触媒４０により排気ガス中の窒素酸化物を選択的に還元するため、脱硝触媒４０にダストが付着することがなく、脱硝触媒４０がダストによって閉塞することがない。従って、脱硝触媒４０を長寿命化することができる。また、ダストの付着によって脱硝触媒４０が閉塞して、煙道１００内で排気ガスが流れ難くなること、またはダストが脱硝触媒４０を被覆して触媒活性を低下させることを防止できるため、安全に脱硝装置４００を運転することができる。
【００５６】
［脱硝方法］
図５を参照して、本実施形態の脱硝方法を詳細に説明する。
本実施形態の脱硝方法は、煙道１００を流れる排気ガス中のダストに、脱硝工程と同じ極性の電荷を付与する電荷付与工程と、排気ガス中の窒素酸化物に脱硝剤を噴霧する脱硝剤噴霧工程とを同時に行う電荷付与／脱硝剤噴霧工程と、電荷付与／脱硝剤噴霧工程の後に、排気ガス中の窒素酸化物を還元して、窒素と水に分解する脱硝工程と、を有する。
【００５７】
電荷付与／脱硝剤噴霧工程では、電荷付与手段２０により、噴霧ノズル３１から噴霧される脱硝剤と脱硝触媒４０に極性が同じ電荷を付与すると同時に、脱硝剤噴霧手段３０の噴霧ノズル３１により排気ガスに脱硝剤を噴霧することにより、排気ガス中の窒素酸化物に脱硝剤を噴霧するとともに、排気ガス中のダストに脱硝工程と同じ極性の電荷を付与する。
【００５８】
本実施形態の脱硝方法において、脱硝工程は、上述の第１の実施形態と同様に行う。
【００５９】
本実施形態の脱硝方法によれば、脱硝工程の前に実施する電荷付与／脱硝剤噴霧工程において、電荷付与手段２０により煙道１００を流れる排気ガス中のダストに脱硝工程と同じ極性の電荷を付与するとともに、脱硝剤噴霧手段３０により排気ガス中の窒素酸化物に脱硝剤を噴霧した後、脱硝工程において、脱硝触媒４０により排気ガス中の窒素酸化物を選択的に還元するため、脱硝触媒４０にダストが付着することがなく、脱硝触媒４０がダストによって閉塞することがない。従って、脱硝触媒４０を長寿命化することができる。また、ダストの付着によって脱硝触媒４０が閉塞して、煙道１００内で排気ガスが流れ難くなること、またはダストが脱硝触媒４０を被覆して触媒活性を低下させることを防止できるため、安全に脱硝装置４００を運転することができる。
【００６０】
（５）第５の実施形態
［脱硝装置］
図６は、本実施形態の脱硝装置の概略構成を示す断面模式図である。なお、図６において、図２に示した第１の実施形態の脱硝装置と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図６に示すように、本実施形態の脱硝装置５００は、電荷付与手段２０と、脱硝剤噴霧手段３０と、脱硝触媒４０と、ガス分析装置５１０と、を備える。
脱硝装置５００は、例えば、上記のような微粉炭火力発電設備１のボイラ３で発生した排気ガスを外部に排出するための煙道１００の途中の任意の位置に設置される。すなわち、図１に示す微粉炭火力発電設備１を構成する脱硝装置４として用いることができる。
【００６１】
本実施形態の脱硝装置５００が、上述の第１の実施形態の脱硝装置１０と異なる点は、ガス分析装置５１０が、信号線５１４を介して、電荷付与手段２０の荷電制御装置２２に電気的に接続されている点である。
【００６２】
ガス分析装置５１０は、解析装置５１１と、脱硝触媒４０の後段（煙道１００において、排気ガスの下流側）に配置されたガス測定部（センサー）５１２と、解析装置５１１とガス測定部５１２を電気的に接続する信号線５１３と、解析装置５１１と荷電制御装置２２を電気的に接続する信号線５１４と、を備える。また、ガス分析装置５１０は、ガスの濃度（ダストの濃度）、ダストの種類、ダストの温度、ダストの湿度等を表示するためのガス濃度計や表示部（モニター）を備えていてもよい。
ガス分析装置５１０としては、例えば、レーザガス分析計、光透過式ダスト濃度計が用いられる。
【００６３】
本実施形態の脱硝装置５００によれば、脱硝触媒４０の前段に設けられた電荷付与手段２０により、煙道１００を流れる排気ガス中のダストに脱硝触媒４０と同じ極性の電荷を付与した後、脱硝触媒４０により、排気ガス中の窒素酸化物を選択的に還元するため、脱硝触媒４０にダストが付着することがなく、脱硝触媒４０がダストによって閉塞することがない。従って、脱硝触媒４０を長寿命化することができる。また、ダストの付着によって脱硝触媒４０が閉塞して、煙道１００内で排気ガスが流れ難くなること、またはダストが脱硝触媒４０を被覆して触媒活性を低下させることを防止できるため、安全に脱硝装置５００を運転することができる。
【００６４】
また、本実施形態の脱硝装置５００によれば、ガス分析装置５１０による分析結果（脱硝触媒４０を通過した排気ガス中のダストの濃度、ダストの種類、ダストの温度、ダストの湿度等）を、荷電制御装置２２にフィードバックして、その分析結果に基づいて、電荷付与手段２０によりダストに付与する電荷量を制御することができる。これにより、ダストに付与する電荷量を最適化することができる。
【００６５】
［脱硝方法］
図６を参照して、本実施形態の脱硝方法を詳細に説明する。
本実施形態の脱硝方法は、煙道１００を流れる排気ガス中のダストに、脱硝工程と同じ極性の電荷を付与する電荷付与工程と、電荷付与工程の後に、排気ガス中の窒素酸化物に脱硝剤を噴霧する脱硝剤噴霧工程と、脱硝剤噴霧工程の後に、排気ガス中の窒素酸化物を還元して、窒素と水に分解する脱硝工程と、脱硝工程を経た排気ガスを分析し、その測定結果を電荷付与工程にフィードバックするガス分析工程と、を有する。
【００６６】
本実施形態の脱硝方法において、電荷付与工程、脱硝剤噴霧工程および脱硝工程は、上述の第１の実施形態と同様に行う。
【００６７】
ガス分析工程では、脱硝触媒４０の後段に配置されたガス測定部５１２にて、脱硝触媒４０を通過した排気ガス中のダストの濃度、ダストの種類、ダストの温度、ダストの湿度等を測定し、その測定データが、信号線５１３を介して解析装置５１１に送られる。解析装置５１１では、その測定データを解析して、脱硝触媒４０を通過した排気ガス中のダストの濃度、ダストの種類、ダストの温度、ダストの湿度等の分析結果を、ガス濃度計や表示部（モニター）に出力するとともに、電荷付与工程（荷電制御装置２２）にフィードバックする。荷電制御装置２２では、ダストの濃度に基づいて、電荷付与手段２０によりダストに付与する電荷量を制御する。具体的には、ダストの濃度が下がった場合には、脱硝触媒４０にダストが付着したと判断して、電荷量を多くする。
【００６８】
本実施形態の脱硝方法によれば、脱硝工程の前に実施する電荷付与工程において、電荷付与手段２０により、煙道１００を流れる排気ガス中のダストに脱硝工程と同じ極性の電荷を付与した後、脱硝工程において、脱硝触媒４０により排気ガス中の窒素酸化物を選択的に還元するため、脱硝触媒４０にダストが付着することがなく、脱硝触媒４０がダストによって閉塞することがない。従って、脱硝触媒４０を長寿命化することができる。また、ダストの付着によって脱硝触媒４０が閉塞して、煙道１００内で排気ガスが流れ難くなること、またはダストが脱硝触媒４０を被覆して触媒活性を低下させることを防止できるため、安全に脱硝装置５００を運転することができる。
【００６９】
また、本実施形態の脱硝方法によれば、ガス分析工程におけるガス分析装置５１０による分析結果（脱硝触媒４０を通過した排気ガス中のダストの濃度、ダストの種類、ダストの温度、ダストの湿度等）を、電荷付与工程にフィードバックして、その分析結果に基づいて、電荷付与工程における電荷付与手段２０によりダストに付与する電荷量を制御することができる。これにより、ダストに付与する電荷量を最適化することができる。
【００７０】
（６）第６の実施形態
［脱硝装置］
図７は、本実施形態の脱硝装置の概略構成を示す断面模式図である。なお、図７において、図２に示した第１の実施形態の脱硝装置および図６に示した第５の実施形態の脱硝装置と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図７に示すように、本実施形態の脱硝装置６００は、電荷付与手段２０と、脱硝剤噴霧手段３０と、脱硝触媒４０と、ガス分析装置５１０と、温度・湿度・圧力計６１０と、を備える。
脱硝装置６００は、例えば、上記のような微粉炭火力発電設備１のボイラ３で発生した排気ガスを外部に排出するための煙道１００の途中の任意の位置に設置される。すなわち、図１に示す微粉炭火力発電設備１を構成する脱硝装置４として用いることができる。
【００７１】
本実施形態の脱硝装置６００が、上述の第５の実施形態の脱硝装置５００と異なる点は、温度・湿度・圧力計６１０が、信号線６１４を介して、電荷付与手段２０の荷電制御装置２２に電気的に接続されている点である。
【００７２】
温度・湿度・圧力計６１０は、解析装置６１１と、電荷付与手段２０の前段（煙道１００において、排気ガスの上流側）に配置された温度・湿度・圧力測定部（センサー）６１２と、解析装置６１１と温度・湿度・圧力測定部６１２を電気的に接続する信号線６１３と、解析装置６１１と荷電制御装置２２を電気的に接続する信号線６１４と、を備える。また、温度・湿度・圧力計６１０は、ガスの温度、湿度および圧力（気圧）を表示するための表示部（モニター）を備えていてもよい。
温度・湿度・圧力計６１０としては、一般的な温度計、湿度計および圧力計を備えたものが用いられる。
【００７３】
本実施形態の脱硝装置６００によれば、脱硝触媒４０の前段に設けられた電荷付与手段２０により、煙道１００を流れる排気ガス中のダストに脱硝触媒４０と同じ極性の電荷を付与した後、脱硝触媒４０により、排気ガス中の窒素酸化物を選択的に還元するため、脱硝触媒４０にダストが付着することがなく、脱硝触媒４０がダストによって閉塞することがない。従って、脱硝触媒４０を長寿命化することができる。また、ダストの付着によって脱硝触媒４０が閉塞して、煙道１００内で排気ガスが流れ難くなること、またはダストが脱硝触媒４０を被覆して触媒活性を低下させることを防止できるため、安全に脱硝装置６００を運転することができる。
【００７４】
また、本実施形態の脱硝装置６００によれば、ガス分析装置５１０による分析結果（脱硝触媒４０を通過した排気ガス中のダストの濃度、ダストの種類、ダストの温度、ダストの湿度等）を、荷電制御装置２２にフィードバックして、その分析結果に基づいて、電荷付与手段２０によりダストに付与する電荷量を制御することができる。これにより、ダストに付与する電荷量を最適化することができる。
【００７５】
さらに、本実施形態の脱硝装置６００によれば、温度・湿度・圧力計６１０による分析結果（脱硝触媒４０を通過する前の排気ガスの温度、湿度および圧力（気圧））を、荷電制御装置２２にフィードバックして、その分析結果に基づいて、電荷付与手段２０によりダストに付与する電荷量を制御することができる。これにより、ダストに付与する電荷量を最適化することができる。
【００７６】
［脱硝方法］
図７を参照して、本実施形態の脱硝方法を詳細に説明する。
本実施形態の脱硝方法は、煙道１００を流れる排気ガス中のダストに、脱硝工程と同じ極性の電荷を付与する電荷付与工程と、電荷付与工程の後に、排気ガス中の窒素酸化物に脱硝剤を噴霧する脱硝剤噴霧工程と、脱硝剤噴霧工程の後に、排気ガス中の窒素酸化物を還元して、窒素と水に分解する脱硝工程と、脱硝工程を経た排気ガス中のダストの濃度を測定し、その測定結果を電荷付与工程にフィードバックするガス分析工程と、電荷付与工程前に、煙道１００を流れる排気ガスの温度、湿度および圧力（気圧）を測定し、その測定結果を電荷付与工程にフィードバックする温度・湿度・圧力測定工程と、を有する。
【００７７】
本実施形態の脱硝方法において、電荷付与工程、脱硝剤噴霧工程および脱硝工程は、上述の第１の実施形態と同様に行う。また、ガス分析工程は、上述の第５の実施形態と同様に行う。
【００７８】
温度・湿度・圧力測定工程では、電荷付与手段２０の前段に配置された温度・湿度・圧力計６１０の温度・湿度・圧力測定部６１２にて、電荷付与手段２０を通過する前の排気ガスの温度、湿度および圧力（気圧）を測定し、その測定データが、信号線６１３を介して解析装置６１１に送られる。解析装置６１１では、その測定データを解析して、電荷付与手段２０を通過する前の排気ガスの温度、湿度および圧力（気圧）を、表示部に出力するとともに、電荷付与工程（荷電制御装置２２）にフィードバックする。荷電制御装置２２では、排気ガスの温度、湿度および圧力（気圧）に基づいて、電荷付与手段２０によりダストに付与する電荷量を制御する。
【００７９】
ここで、排気ガスの温度に応じて、電荷量を制御する方法を説明する。
例えば、ダスト（フライアッシュ等の灰を含む）にコロナ放電で電荷を付与する場合、ダストは燃料である炭種等によって灰の電気抵抗の特性が異なる。特に、温度によって、ダストの電気抵抗が大きく異なることが知られている（参考文献（三坂俊明、「大気圧非平衡プラズマの環境工学への応用」、プラズマ・核融合学会誌、第７４巻第２号、１９９８年２月、ｐ．１２８−１３３）のｐ．１３０−１３０および図６参照）。
【００８０】
そこで、排気ガスの温度を監視して、ダストの電気抵抗が低くなる温度域にてダストに電荷を付与する。脱硝装置６００が、例えば、上記のような微粉炭火力発電設備１に用いられる場合、微粉炭火力発電設備１は多くの熱交換器を有するため、熱交換器を制御して、ダストの電気抵抗が低くなる温度域にてダストに電荷を付与する。また、例えば、微粉炭火力発電設備１のボイラ３の出口に設けられた節炭器等における収熱量を制御して、ダストの温度を制御する。
【００８１】
または、排気ガスの温度を監視して、ダストの電気抵抗値に適した電圧値または電流値に制御して、ダストにコロナ放電等で電荷を付与する。なお、例えば、電荷を付与する方法として、コロナ放電を用いる場合、必要となる電気消費量が温度によって異なる。排ガス温度または触媒温度に応じて、電気消費量を最適に制御することで、電気消費量を最少にすることができる。
【００８２】
排気ガスの湿度に応じて、電荷量を制御する方法を説明する。
放電状態で相対湿度が低下すると、正負放電ともに、放電が促進される。これは相対湿度の上昇によるイオンのモビリティの増加が主な原因と考えられている。
例えば、水分の多い石炭（瀝青炭、褐炭）等の使用量が相対的に増加すると、排気ガス中の水分分圧が上昇し、放電開始電圧が上昇するため、排気ガス中のダストに印加する電圧（ダストに付与する電荷量）を増加する必要がある。一方、排気ガスの湿度が低い場合には、排気ガス中の水分分圧が低く、放電開始電圧も低いため、排気ガス中のダストに印加する電圧（ダストに付与する電荷量）を低下させて、エネルギーの消費量を抑える。
【００８３】
排気ガスの圧力に応じて、電荷量を制御する方法を説明する。
排気ガスの密度が低い程、放電開始電圧が低くなり、放電が促進される。これは、排気ガスの圧力（気圧）が低下することにより、排気ガスの密度が低下して、排気ガス中のダストの衝突頻度が低下して、コロナ放電が起こりやすくなることに起因する。これにより、コロナ臨界電圧が低くなる。従って、排気ガスの圧力（気圧）が低い場合には、放電開始電圧も低いため、排気ガス中のダストに印加する電圧（ダストに付与する電荷量）を低下させて、エネルギーの消費量を抑える。一方、排気ガスの圧力（気圧）が高い場合には、放電開始電圧が上昇するため、排気ガス中のダストに印加する電圧（ダストに付与する電荷量）を増加する必要がある。
【００８４】
また、本実施形態では、第５の実施形態と同様に、ガス分析工程による分析結果を、電荷付与工程にフィードバックする。ガス分析工程と温度・湿度・圧力測定工程は、同時に行ってもよく、必要に応じて、いずれか１つを行ってもよい。
【００８５】
本実施形態の脱硝方法によれば、脱硝工程の前に実施する電荷付与工程において、電荷付与手段２０により煙道１００を流れる排気ガス中のダストに脱硝工程と同じ極性の電荷を付与した後、脱硝工程において、脱硝触媒４０により排気ガス中の窒素酸化物を選択的に還元するため、脱硝触媒４０にダストが付着することがなく、脱硝触媒４０がダストによって閉塞することがない。従って、脱硝触媒４０を長寿命化することができる。また、ダストの付着によって脱硝触媒４０が閉塞して、煙道１００内で排気ガスが流れ難くなること、またはダストが脱硝触媒４０を被覆して触媒活性を低下させることを防止できるため、安全に脱硝装置６００を運転することができる。
【００８６】
また、本実施形態の脱硝方法によれば、温度・湿度・圧力測定工程における温度・湿度・圧力計６１０による分析結果（電荷付与工程前の排気ガスの温度、湿度および圧力（気圧））を、電荷付与工程における荷電制御装置２２フィードバックして、その排気ガスの温度、湿度および圧力（気圧）に基づいて、電荷付与工程における電荷付与手段２０によりダストに付与する電荷量を制御することができる。これにより、ダストに付与する電荷量を最適化することができる。
【００８７】
また、本実施形態の脱硝方法によれば、ガス分析工程におけるガス分析装置５１０による分析結果（脱硝触媒４０を通過した排気ガス中のダストの濃度、ダストの種類、ダストの温度、ダストの湿度等）を、電荷付与工程における荷電制御装置２２フィードバックして、その分析結果に基づいて、電荷付与工程における電荷付与手段２０によりダストに付与する電荷量を制御することができる。これにより、ダストに付与する電荷量を最適化することができる。
【００８８】
（７）第７の実施形態
［排気ガス処理設備］
図８は、本実施形態の排気ガス処理設備の概略構成を示す模式図である。なお、図８において、図２〜図７に示した第１〜第６の実施形態の脱硝装置と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図８に示すように、本実施形態の排気ガス処理設備７００は、上述の第１〜第６の実施形態の脱硝装置１０，２００，３００，４００，５００，６００（以下、説明を簡略化するために、「脱硝装置１０」と記す。）と、脱硝装置１０の後段に設置され、脱硝装置１０を通過したダストを、その電荷と反対側の極性を持つ電極に引き寄せて集塵する電気集塵機７１０と、を備える。
排気ガス処理設備７００は、例えば、上記のような微粉炭火力発電設備１のボイラ３で発生した排気ガスを外部に排出するための煙道１００の途中の任意の位置に設置される。すなわち、排気ガス処理設備７００は、図１に示す微粉炭火力発電設備１を構成する脱硝装置４および電気集塵機６として用いることができる。
【００８９】
電気集塵機７１０としては、一般的なものが用いられる。電気集塵機７１０としては、例えば、接地され、平行に配置された一対の板状の集塵電極と、集塵電極の間に配置された針状の放電電極と、を備えたものが挙げられる。
電気集塵機７１０では、脱硝装置１０の電荷付与手段２０によりダストに付与された電荷の極性とは反対の極性の電荷を有する集塵電極に、ダストを引き寄せることにより集塵して、排気ガス中のダストを除去することができる。また、排気ガスに含まれるダストは、脱硝触媒４０に付着することがないため、電気集塵機７１０にて十分に除去することができる。これにより、排気ガス中のダストの除去効率が向上する。
【００９０】
本実施形態の排気ガス処理設備７００によれば、脱硝触媒４０の前段に設けられた電荷付与手段２０により、煙道１００を流れる排気ガス中のダストに、脱硝触媒４０と同じ極性の電荷を付与した後、脱硝触媒４０により、排気ガス中の窒素酸化物を還元し、さらに、脱硝触媒４０を経た排気ガスに含まれるダストを電気集塵機７１０により集塵するため、排気ガスに含まれるダストを十分に除去し、排気ガス中のダストの除去効率を向上することができる。
【００９１】
「排ガス処理方法」
図８を参照して、本実施形態の排ガス処理方法を詳細に説明する。
本実施形態の排ガス処理方法は、上述の第１〜第６の実施形態の脱硝方法と、脱硝方法の後に、脱硝工程において分解されないダストを、その電荷と反対側の極性を持つ電荷で引き寄せて集塵する電気集塵工程と、を有する。
【００９２】
本実施形態の排ガス処理方法において、脱硝方法は、上述の第１〜第６の実施形態と同様に行う。
【００９３】
電気集塵工程では、脱硝装置１０の電荷付与手段２０によりダストに付与された電荷の極性とは反対の極性の電荷を有する集塵電極に、ダストを引き寄せることにより集塵して、脱硝工程において分解されない排気ガス中のダストを除去することができる。また、排気ガスに含まれるダストは、脱硝触媒４０に付着することがないため、電気集塵機７１０にて十分に除去することができる。これにより、排気ガス中のダストの除去効率が向上する。
【００９４】
本実施形態の排ガス処理方法によれば、脱硝工程の前に実施する電荷付与工程において、電荷付与手段２０により煙道１００を流れる排気ガス中のダストに、脱硝工程における脱硝触媒４０と同じ極性の電荷を付与した後、脱硝工程において、脱硝触媒４０により排気ガス中の窒素酸化物を還元し、さらに、脱硝工程を経た排気ガスに含まれるダストを電気集塵工程において電気集塵機７１０により集塵するため、排気ガスに含まれるダストを十分に除去し、排気ガス中のダストの除去効率を向上することができる。
【００９５】
（８）第８の実施形態
［排気ガス処理設備］
図９は、本実施形態の排気ガス処理設備の概略構成を示す模式図である。なお、図９において、図２〜図７に示した第１〜第６の実施形態の脱硝装置および図８に示す排気ガス処理設備と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図９に示すように、本実施形態の排気ガス処理設備８００は、上述の第１〜第６の実施形態の脱硝装置１０，２００，３００，４００，５００，６００（以下、説明を簡略化するために、「脱硝装置１０」と記す。）と、脱硝装置１０の後段に設置され、煙道を流れる排気ガスとボイラに供給される空気との熱交換を行う熱交換器８１０と、熱交換器８１０の後段に設置され、脱硝装置１０を通過したダストを、その電荷と反対側の極性を持つ電極に引き寄せて集塵する電気集塵機７１０と、を備える。すなわち、熱交換器８１０は、脱硝装置１０と電気集塵機７１０の間に設けられている。
排気ガス処理設備８００は、例えば、上記のような微粉炭火力発電設備１のボイラ３で発生した排気ガスを外部に排出するための煙道１００の途中の任意の位置に設置される。すなわち、排気ガス処理設備８００は、図１に示す微粉炭火力発電設備１を構成する脱硝装置４、熱交換器５および電気集塵機６として用いることができる。
【００９６】
電気集塵機７１０としては、第８の実施形態と同様のものが用いられる。
【００９７】
熱交換器８１０としては、例えば、一般的に火力発電設備で用いられるものが挙げられる。具体的には、熱交換器８１０としては、一般的な回転型全熱交換器または静止形全熱交換器が用いられる。
熱交換器８１０では、煙道を流れる排気ガスと、例えば、上述の微粉炭火力発電設備１のボイラに供給される空気との間で熱交換する。これにより、例えば、上述の微粉炭火力発電設備１において、ボイラに供給される空気を予熱することができるため、ボイラ炉内温度を上昇させて高温・高圧の水蒸気を発生させて蒸気タービンにより発電するためのエネルギーを削減することができる。
【００９８】
本実施形態の排気ガス処理設備８００によれば、脱硝装置１０と電気集塵機７１０の間に設けられた熱交換器８１０により、煙道を流れる排気ガスと、例えば、上述の微粉炭火力発電設備１のボイラに供給される空気との間で熱交換を行い、排気ガスの熱により空気を予熱することができるため、ボイラ炉内温度を上昇させて高温・高圧の水蒸気を発生させて蒸気タービンにより発電するためのエネルギーを削減することができる。
【００９９】
また、本実施形態の排気ガス処理設備８００によれば、脱硝触媒４０の前段に設けられた電荷付与手段２０により、煙道１００を流れる排気ガス中のダストに、脱硝触媒４０と同じ極性の電荷を付与した後、脱硝触媒４０により、排気ガス中の窒素酸化物を還元し、さらに、脱硝触媒４０を経た排気ガスに含まれるダストを電気集塵機７１０により集塵するため、排気ガスに含まれるダストを十分に除去し、排気ガス中のダストの除去効率を向上することができる。
【０１００】
「排ガス処理方法」
図９を参照して、本実施形態の排ガス処理方法を詳細に説明する。
本実施形態の排ガス処理方法は、上述の第１〜第６の実施形態の脱硝方法における脱硝工程と、上述の第７の実施形態における電気集塵工程との間に、熱交換工程を有する。
【０１０１】
本実施形態の排ガス処理方法において、脱硝方法は、上述の第１〜第６の実施形態と同様に行う。また、本実施形態の排ガス処理方法において、電気集塵工程は、上述の第７の実施形態と同様に行う。
【０１０２】
熱交換工程では、熱交換器８１０により、脱硝工程を経た排気ガスと、例えば、上述の微粉炭火力発電設備１のボイラに供給される空気との間で熱交換を行い、排気ガスの熱により空気を予熱する。
【０１０３】
本実施形態の排ガス処理方法によれば、脱硝工程と電気集塵工程との間に、熱交換器８１０により熱交換工程を行うことにより、煙道を流れる排気ガスと、例えば、上述の微粉炭火力発電設備１のボイラに供給される空気との間で熱交換を行い、排気ガスの熱により空気を予熱することができるため、ボイラ炉内温度を上昇させて高温・高圧の水蒸気を発生させて蒸気タービンにより発電するためのエネルギーを削減することができる。
【０１０４】
また、本実施形態の排ガス処理方法によれば、脱硝工程の前に実施する電荷付与工程において、電荷付与手段２０により煙道１００を流れる排気ガス中のダストに、脱硝工程における脱硝触媒４０と同じ極性の電荷を付与した後、脱硝工程において、脱硝触媒４０により排気ガス中の窒素酸化物を還元し、さらに、脱硝工程を経た排気ガスに含まれるダストを電気集塵工程において電気集塵機７１０により集塵するため、排気ガスに含まれるダストを十分に除去し、排気ガス中のダストの除去効率を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する脱硝反応を制御するための脱硝触媒の劣化を防止する脱硝装置および脱硝方法に関するものであり、脱硝触媒の長寿命化および脱硝装置の安定運転に寄与する。
【符号の説明】
【０１０６】
１  微粉炭火力発電設備
２  バーナー
３  ボイラ
４，１０，２００，３００，４００，５００，６００  脱硝装置
５，８１０  熱交換器
６，７１０  電気集塵機
７  脱硫装置
８  煙突
２０  電荷付与手段
２１  荷電メッシュ
２２  荷電制御装置
２３，４０１  電線
３０  脱硝剤噴霧手段
３１  噴霧ノズル
３２  供給ヘッダー
３３  脱硝剤槽
３４  供給路
４０  脱硝触媒
１００  煙道
５１０  ガス分析装置
５１１  解析装置
５１２  ガス測定部
５１３，５１４，６１３，６１４  信号線
６１０  温度・湿度・圧力計
６１１  解析装置
６１２  温度・湿度・圧力測定部
７００，８００  排気ガス処理設備
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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