(57)【要約】【課題】薬品を使用せずに、効率よく脱硝触媒に付着したバナジウム化合物を除去することができる脱硝触媒の清掃方法を提供する。【解決手段】バナジウム及び硫黄が含まれた燃料を燃焼する重油焚プラントに備えられ、燃料の燃焼により発生した排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置において、該脱硝装置に含まれ、その内部に互いに平行な直線状の排ガス流路を多数有した脱硝触媒を清掃する清掃方法であって、排ガス流路の内面に蓄積したバナジウム化合物に対して、排ガス流路の内面と前記バナジウム化合物との間に水溶液を浸入させるために排ガス流路内に水溶液を導入し、浸入した水溶液を冷凍して凍結水溶液とし、凍結水溶液を解凍しながら、排ガス流路の入口若しくは出口を下側に向けた状態で、排ガス流路の上側に位置する入口若しくは出口から排ガス流路内に風圧を加え、又は解凍過程の前記凍結水溶液に対して振動を与える。【選択図】図１
2010264418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バナジウム及び硫黄が含まれた燃料を燃焼する重油焚プラントに備えられ、前記燃料の燃焼により発生した排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置において、
該脱硝装置に含まれ、その内部に互いに平行な直線状の排ガス流路を多数有した脱硝触媒を清掃する清掃方法であって、
前記排ガス流路の内面に蓄積したバナジウム化合物に対して、前記排ガス流路の内面と前記バナジウム化合物との間に水溶液を浸入させるために前記排ガス流路内に水溶液を導入し、
前記浸入した水溶液を冷凍して凍結水溶液とし、
前記凍結水溶液を解凍しながら、前記排ガス流路の入口若しくは出口を下側に向けた状態で、前記排ガス流路の上側に位置する入口若しくは出口から前記排ガス流路内に風圧を加え、又は前記解凍過程の前記凍結水溶液に対して振動を与えることを特徴とする脱硝触媒の清掃方法。
【請求項２】
前記風圧は、前記排ガス流路上側から吹き付ける温風で発生されることを特徴とする請求項１に記載の脱硝触媒の清掃方法。
【請求項３】
前記振動は外部からの衝撃あるいは加震機により与えられることを特徴とする請求項１に記載の脱硝触媒の清掃方法。
【請求項４】
前記排ガス流路内への水溶液の導入は、前記脱硝触媒を水溶液に対して浸漬して行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の脱硝触媒の清掃方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重油焚用脱硝装置に採用される脱硝触媒に対する清掃方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料中に硫黄（Ｓ）を含む重油焚プラントでは、燃料中のバナジウム（Ｖ）成分が脱硝触媒表面に蓄積して脱硝触媒でのＳＯ３転化率の径時的な上昇が進み、触媒表面で無水硫酸（ＳＯ３）が吸着した状態が維持される。このような状態にて、プラントの起動や停止を繰り返すと、触媒表面に主成分が硫酸バナジル（ＶＯＳＯ４）からなるバナジウム化合物の凝縮と溶融が繰り返されることにより、触媒表面にてバナジウム化合物の薄膜形成による触媒内壁が厚くなるために、触媒流路の目開き縮小により触媒目詰まりが発生する不具合があった。
【０００３】
すなわち、油焚ボイラにおいて、ハイサルファを含んだ燃料を燃焼させると、燃料中のバナジウムが飛来し、排ガス処理系統に設けられた脱硝装置に充填されている脱硝触媒にバナジウム化合物が蓄積することがある。これは、バナジウムが活性であることと、燃料中の硫黄が比較的多いこととが原因となり、バナジウム化合物の層が脱硝触媒の排ガス流路内面に形成されることにより行われる。換言すれば、硫黄分とバナジウム分が含まれる重油焚プラントにおける特有の問題といえる。石炭焚では、灰が多いため、灰の中にバナジウムが持ち込まれ、脱硝触媒にはあまり付着せず、脱硝触媒を灰とともに通過する。
【０００４】
触媒に用いられている成分は、酸化チタン（ＴｉＯ２）を担体とし、活性金属が担持されたものである。活性金属としては、バナジウム酸化物（Ｖ２Ｏ５）やタングステン酸化物（ＷＯ３）が用いられている。このうち、バナジウムが脱硝性能を発揮する金属であり、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を窒素（Ｎ２）と水（Ｈ２Ｏ）に分解する。
しかし、ハイサルファには硫黄が含まれているので、上記脱硝反応と同時に、排ガス中の二酸化硫黄（ＳＯ２）が酸化されて三酸化硫黄（ＳＯ３）になる三酸化硫黄転化反応も同時に起こっている。排ガス中の三酸化硫黄が増加すると、その後流低温部では硫酸ミストも増加するため、煙突から紫煙が出たり、煙道の腐食が引き起こされるため、好ましくない。したがって、三酸化硫黄を増加させないで、脱硝反応のみ進めることが好ましい。
【０００５】
バナジウムは、脱硝反応を促進させる作用があるが、同時に三酸化硫黄の転化も増加させるので、三酸化硫黄が増加した状況においては、何らかの対策が必要となる。
対策の一つ目として、脱硝触媒を新品に交換（更新）する方法がある。しかしながら、脱硝触媒自体を交換することは、コスト的な負担が大きい。
対策の二つ目として、薬品で触媒に付着したバナジウム化合物を洗浄除去する方法がある。しかしながら、脱硝触媒を洗浄する作業は手間がかかりコストが増加する。特にバナジウム化合物は、水に対しても難溶性であるため、加湿雰囲気において、薬液洗浄を行う等の対応が必要である。
【０００６】
脱硝触媒の活性再生方法及び装置が特許文献１に開示されている。この方法及び装置は、使用済み脱硝触媒の洗浄を行い、その活性を再生するためのものである。しかしながら、特許文献１の方法及び装置は、薬剤を用いて洗浄するものであるため、やはり上述したように、手間がかかりコストが増加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１５６１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記従来技術を考慮したものであって、薬液洗浄を実施することなく、効率よく脱硝触媒に付着したバナジウム化合物を除去することができる脱硝触媒の清掃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】
【０００９】
前記目的を達成するため、請求項１の発明では、バナジウム及び硫黄が含まれた燃料を燃焼する重油焚プラントに備えられ、前記燃料の燃焼により発生した排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置において、該脱硝装置に含まれ、その内部に互いに平行な直線状の排ガス流路を多数有した脱硝触媒を清掃する清掃方法であって、前記排ガス流路の内面に蓄積したバナジウム化合物に対して、前記排ガス流路の内面と前記バナジウム化合物との間に水溶液を浸入させるために前記排ガス流路内に水溶液を導入し、前記浸入した水溶液を冷凍して凍結水溶液とし、前記凍結水溶液を解凍しながら、前記排ガス流路の入口若しくは出口を下側に向けた状態で、前記排ガス流路の上側に位置する入口若しくは出口から前記排ガス流路内に風圧を加え、又は前記解凍過程の前記凍結水溶液に対して振動を与えることを特徴とする脱硝触媒の清掃方法を提供する。
【００１０】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記風圧は、前記排ガス流路上側から吹き付ける温風で発生されることを特徴としている。
請求項３の発明では、請求項１の発明において、前記振動は外部からの衝撃あるいは加震機により与えられることを特徴としている。
請求項４の発明では、請求項１〜３の発明において、前記排ガス流路内への水溶液の導入は、前記脱硝触媒を水溶液に対して浸漬して行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、脱硝触媒の排ガス流路の内面とバナジウム化合物との間に水溶液を浸入させるために、排ガス流路内に水溶液を導入し、この水溶液を冷凍して凍結水溶液とした後解凍しながら、排ガス流路内に風圧を加えるか、又は解凍途中の凍結水溶液に振動を与えるので、バナジウム化合物と脱硝触媒の温度による膨脹差（収縮差）により、互いの結合が弱まった状態で、解凍途中の凍結水溶液に何らかの力が加わって、凍結水溶液がバナジウム化合物ごと滑り落ちる。したがって、薬品を使用することなく、水溶液のみで脱硝触媒に付着したバナジウム化合物を除去することができる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、温風を吹き付けて風圧を加えるので、凍結水溶液の解凍とバナジウム化合物の押し出しを同時に行うことができ、作業工程を減少させて効率よく脱硝触媒の排ガス流路内に付着したバナジウム化合物を除去することができる。
請求項３の発明によれば、外部からの衝撃あるいは加震機を用いるので、請求項２と同様、冷凍水溶液とバナジウム化合物の押し出しを同時に行うことができ、作業工程を減少させて効率よく脱硝触媒の排ガス流路内に付着したバナジウム化合物を除去することができる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、脱硝触媒を水溶液に浸して排ガス流路内に水を導くため、作業が簡単となり、取扱い性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る脱硝触媒の清掃方法のフローチャートである。
【図２】脱硝触媒の概略図である。
【図３】脱硝触媒からバナジウム化合物が除去される工程を一つの排ガス流路を取り上げて説明した概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は本発明に係る脱硝触媒の清掃方法のフローチャートである。図２は脱硝触媒の概略図であり、図３は脱硝触媒からバナジウム化合物が除去される工程を一つの排ガス流路を取り上げて説明した概略断面図である。なお、以下は図１のフローチャートに沿って説明するが、適宜図２及び図３の符号を用いながら説明する。
ステップＳ１：
排ガス流路２の内面にバナジウム化合物３が付着している状態（図３の（Ａ））で、排ガス流路２の内面とバナジウム化合物３との間に水溶液を浸入させるため、脱硝触媒１ごと水溶液に浸漬する。これにより、脱硝触媒１に形成された全ての排ガス流路全長にわたって、水溶液５が導入される（図３の（Ｂ））。排ガス流路２は、直線状であり、その入口２ａ及び出口２ｂをその両端に備えている。この排ガス流路２は、図２に示すように、脱硝触媒１に対して格子状に形成され、各排ガス流路２は、壁体４で仕切られている。なお、図３は排ガス流路２を形成する片側の壁体４のみを示している。排ガス流路２内への水溶液の導入は、水溶液を各排ガス流路２内に注入してもよいが、浸漬させれば作業が簡単になり、効率がよい。また、排ガス中から触媒に付着したナトリウム（Ｎａ）やカリウム（Ｋ）は、この浸漬時に水溶液に溶けだして除去される。上記の浸漬する水溶液は、例えば、水以外に、食塩水、アンモニア水等の液があげられる。
【００１６】
ステップＳ２：
脱硝触媒１を冷凍する。この冷凍は、水溶液が排ガス流路２内に残った状態で行われる。したがって、本ステップＳ２は、脱硝触媒１を冷凍環境において、実際には水溶液を冷凍して凍結水溶液とするものである。脱硝触媒１は、図２に示すように、直線状の排ガス流路２が多数平行に並んで形成されているので、排ガス流路２が水平方向を向いている状態（いわゆる横置き）で冷凍すれば、水溶液が排ガス流路２の入口２ａ又は出口２ｂから流出しないので好ましい。この冷凍は、上述したように、水溶液が凍る程度の温度で行われる。具体的には、氷点下以下にして行われる。
【００１７】
ステップＳ３：
脱硝触媒１を解凍する。この解凍は、冷凍された水溶液を完全に解凍するのではなく、脱硝触媒１とバナジウム化合物３の膨脹差（収縮差）でバナジウム化合物３が脱硝触媒１から剥離されている状態まで解凍される。この状態では、バナジウム化合物３と壁体４の結合が弱まった状態となっている。したがって、本ステップＳ３は、脱硝触媒１を解凍環境において、実際には凍結水溶液を解凍する工程である。
【００１８】
ステップＳ４：
付着物、すなわちバナジウム化合物３を脱硝触媒１の排ガス流路２を形成する壁体４から剥離する。この剥離は、排ガス流路２の出口２ｂを下側に向けた状態（入口２ａを上側に向けた状態）で、すなわち図２に示すような状態（いわゆる縦置き）で、入口２ａから風圧を加えることにより行われる。これにより、バナジウム化合物３は解凍途中の水溶液５とともに壁体４に沿って滑り落ちる（図３の（Ｃ））。風圧は、エアブロー等で与えることができる。なお、説明では入口２ａが上側に位置しているが、出口２ｂが上側であってもよい。また、エアブローによる風を温風とすることにより、ステップＳ３の解凍とステップＳ４の付着物の剥離を同時に行うことができる。このため、作業工程が減少し、作業性が向上する。
【００１９】
上記剥離は、脱硝触媒１に振動を与えてもよい。すなわち、外部からの衝撃あるいは加震機により振動を与えることにより、水溶液５が壁体４から離れ、バナジウム化合物３とともに滑り落ちる。このような方法によっても、脱硝触媒１からバナジウム化合物３を効率よく除去することができる。
以上の方法では、薬品を使用せず水溶液５のみでバナジウム化合物３を除去することができる。
【符号の説明】
【００２０】
１  脱硝触媒
２  排ガス流路
２ａ  入口
２ｂ  出口
３  バナジウム化合物
４  壁体
５  水溶液
【図１】
2010264418.tif 000003
【図２】
2010264418.tif 000004
【図３】
2010264418.tif 000005