(57)【要約】【課題】コークス炉排ガス脱硝用触媒の加熱による再生のための昇温初期時に触媒の結露、コークス炉排ガス脱硝用触媒の未燃ガスによる暴露を防止するコークス炉排ガス脱硝触媒の再生方法および再生設備を提供する。【解決手段】コークス炉排ガス処理設備の脱硝反応塔３に充填されているコークス炉排ガス脱硝触媒をコークス炉ガスの燃焼により発生させた熱風で加熱して再生するコークス炉排ガス脱硝触媒の再生方法において、熱風発生炉１０のバーナー点火時に発生するプレパージエアーおよび熱風発生炉１０の未燃分を含むガスをカウンターウェイト式放散弁１５より放散し、熱風が触媒再生温度に達した後に放散を終了し、熱風を脱硝反応塔３へ導入してコークス炉排ガス触媒を加熱する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉排ガス処理設備の脱硝反応塔に充填されているコークス炉排ガス脱硝用触媒を、熱風発生炉でコークス炉ガスの燃焼により発生させた熱風で加熱して再生するコークス炉排ガス脱硝用触媒の再生方法において、
熱風発生炉のバーナー点火時に発生するプレパージエアーおよび熱風発生炉の未燃分を含むガスをカウンターウェイト式放散弁より放散し、熱風がコークス炉排ガス脱硝用触媒の再生温度に達した後に放散を終了し、熱風を脱硝反応塔へ導入してコークス炉排ガス脱硝用触媒を加熱することを特徴とするコークス炉排ガス脱硝用触媒の再生方法。
【請求項２】
コークス炉排ガス処理の運転中に熱風発生炉を立ち上げてガスを放散しながら昇温させることを特徴とする請求項１記載のコークス炉排ガス脱硝用触媒の再生方法。
【請求項３】
コークス炉排ガス処理設備の脱硝反応塔に充填されているコークス炉排ガス脱硝用触媒をコークス炉ガスの燃焼により発生させた熱風で加熱して再生するコークス炉排ガス脱硝用触媒の再生設備において、
コークス炉煙道がコークス炉排ガス導入配管を経て脱硝反応塔に接続され、
コークス炉排ガス導入配管には、アンモニアガスを排ガスに混合するアンモニア供給配管が接続され、
さらに排ガス導入配管には、熱風発生装置でコークス炉ガスを燃焼させて発生させた熱風を供給する熱風供給配管が接続され、
熱風供給配管には開閉弁の上流に熱風発生炉のバーナー点火時に発生するプレパージエアーおよび熱風発生炉の未燃分を含むガスを放散し、さらに熱風供給配管の熱風がコークス炉排ガス脱硝用触媒の再生温度に達すると閉じられるカウンターウェイト式放散弁が設けられていることを特徴とするコークス炉排ガス脱硝用触媒の再生設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉排ガス処理において脱硝に使用されるコークス炉排ガス脱硝用触媒の再生に関し、特に、熱風発生炉で発生させた熱風を利用するコークス炉排ガス脱硝用触媒の再生に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所において、コークス炉により石炭を乾留してコークスが製造されている。コークス炉で発生する排ガス中には、有害物質であるイオウ酸化物（ＳＯx ）、窒素酸化物（ＮＯx ）が含まれているので、排ガス中のＮＯx を除去するため、還元剤としてアンモニアを排ガスに混合した後、Ｖ、ＴｉあるいはＭｎなどの金属の酸化物からなるコークス炉排ガス脱硝用触媒（以下「脱硝用触媒」という）が充填された脱硝反応塔に導入してＮＯx を無害な窒素及び水に分解するアンモニア接触還元法が利用されている。
【０００３】
コークス炉排ガス中には硫黄酸化物（ＳＯｘ）が存在するため、脱硝反応塔ではＮＯｘ還元除去反応と同時に生じる、ＳＯ2 の三酸化硫黄（ＳＯ3 ）への酸化反応により、高濃度のＳＯ3 が発生し、還元剤として使用するアンモニアの未反応分と低温領域で容易に結合して、酸性硫酸アンモニウムやその他の化合物を生成し、これが脱硝用触媒に吸着して脱硝性能を低下させる。特に、ガス温度が２５０℃以下でこの現象が顕著に現れる。
【０００４】
そこで、劣化した脱硝用触媒を再生させるため、各種の方法が提案されている。その中に、脱硝用触媒の充填層に、熱風発生炉で発生させた熱風を供給して触媒を加熱して再生する方法が知られている。
【０００５】
図３は、従来の熱風発生炉で発生させた熱風を利用する脱硝用触媒の再生のフロー図である。
【０００６】
排ガスは、コークス炉煙道１から排ガス導入配管２を経て脱硝反応塔３の下部の排ガス入口４から導入される。導入された排ガスは脱硝反応塔３で脱硝され、脱硝後の排ガスは脱硝反応塔３の上部の排ガス出口５から排出される。
【０００７】
排ガス導入配管２には、還元剤としてアンモニアガスを排ガスに混合するために、アンモニア供給タンク６に接続されたアンモニア供給配管７が接続されている。排ガス導入配管には開閉弁８が設けられている。
【０００８】
さらに排ガス導入配管２の開閉弁９の下流側には、脱硝用触媒を加熱するための熱風を供給する熱風供給配管１１が接続されている。熱風供給配管１１には排ガス導入配管２への熱風の供給、停止を行う開閉弁１２が設けられている。熱風発生炉１０は、コークス炉ガス（ＣＯＧ）を燃焼させ、送風機１４で取りいれた空気を加熱して熱風を発生させる。
【０００９】
図３のフロー図により脱硝用触媒の再生方法について説明する。
【００１０】
コークス炉でコークスの製造中に発生する排ガスは、コークス炉煙道１から排ガス導入配管２に導入され、アンモニア供給配管７からのアンモニアが混合されて、脱硝反応塔３の下部の排ガス入口４から導入され、脱硝反応塔３で脱硝され、脱硝反応塔３の上部の排ガス出口５から排出される。
【００１１】
触媒の再生時には、排ガス導入配管２の開閉弁９を閉じて、熱風発生炉１０からの熱風を熱風供給配管１１から排ガス導入配管２に送り込み、脱硝反応塔３に導入して脱硝用触媒を加熱して再生を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−１０２７３７号公報
【特許文献２】特開２０００−１０７６１２号公報
【特許文献３】特開２００１−１１３１３１号公報
【特許文献４】特開平８−２２９４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、前記熱風を利用した加熱による脱硝用触媒の再生方法では、脱硝用触媒の加熱による再生のための昇温初期時において、温度の低い熱風で脱硝用触媒の結露によるヒートショック劣化、水分の多い、熱風発生炉の未燃ガスによる脱硝用触媒への暴露による触媒のトラブル等の問題があった。また、脱硝装置の運転を長期停止する必要があった。
【００１４】
そこで、本発明は、脱硝用触媒の加熱による再生のための昇温初期時に脱硝用触媒の結露、触媒の未燃ガスによる暴露を防止する脱硝用触媒の再生方法および再生設備を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の脱硝用触媒の再生方法は、コークス炉排ガス処理設備の脱硝反応塔に充填されている脱硝用触媒を、熱風発生炉でコークス炉ガスの燃焼により発生させた熱風で加熱して再生する脱硝用触媒の再生方法において、熱風発生炉のバーナー点火時に発生するプレパージエアーおよび熱風発生炉の未燃分を含むガスをカウンターウェイト式放散弁より放散し、熱風が脱硝用触媒の再生温度に達した後に放散を終了し、熱風を脱硝反応塔へ導入して脱硝用触媒を加熱することを特徴とする。
【００１６】
前記再生方法において、コークス炉排ガス処理の運転中に熱風発生炉を立ち上げてガスを放散しながら昇温させることも可能である。
【００１７】
本発明の脱硝用触媒の再生設備は、コークス炉排ガス処理設備の脱硝反応塔に充填されている脱硝用触媒をコークス炉ガスの燃焼により発生させた熱風で加熱して再生する脱硝用触媒の再生設備において、コークス炉煙道がコークス炉排ガス導入配管を経て脱硝反応塔に接続され、コークス炉排ガス導入配管には、アンモニアガスを排ガスに混合するアンモニア供給配管が接続され、さらに排ガス導入配管には、熱風発生装置でコークス炉ガスを燃焼させて発生させた熱風を供給する熱風供給配管が接続され、熱風供給配管には開閉弁の上流に熱風発生炉のバーナー点火時に発生するプレパージエアーおよび熱風発生炉の未燃分を含むガスを放散し、さらに熱風供給配管の熱風が脱硝用触媒の再生温度に達すると閉じられるカウンターウェイト式放散弁が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、熱風発生炉のバーナー点火時に発生するプレパージエアーをカウンターウェイト式放散弁より低い温度の熱風を放散して脱硝用触媒の昇温初期時における温度低下によるヒートショック劣化を軽減することができる。
【００１９】
また、本発明は、ＣＯＧを燃料とする熱風発生炉の未燃分を含む低温のガスをカウンターウェイト式放散弁より放散させるので、従来生じていた脱硝用触媒の昇温初期時における脱硝用触媒の結露による劣化および未燃ガスの暴露による劣化を避けることができ、脱硝用触媒の寿命を延ばすことができる。
【００２０】
また、本発明は、コークス炉排ガス処理設備の運転中に熱風発生炉の立ち上げが可能であるため、脱硝設備の停止期間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の脱硝用触媒の再生方法を実施するフロー図である。
【図２】本発明に使用するカウンターウェイト式放散弁の一例を示す概略図である。
【図３】従来の脱硝用触媒再生のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明を図面により説明する。
【実施例】
【００２３】
図１は本発明の脱硝用触媒の再生方法を実施するフロー図、図２は本発明に使用するカウンターウェイト式放散弁の一例を示す概略図で、（ａ）は弁体を閉めた状態、（ｂ）は弁体を開いてガスを放散する状態を示す図である。
【００２４】
図１において、コークス炉排ガスは、コークス炉煙道１から排ガス導入配管２を経て脱硝反応塔３の下部の排ガス入口４から脱硝反応塔内へ導入される。脱硝反応塔内にはＶ、ＴｉあるいはＭｎなどの金属の酸化物からなる触媒が充填されている。
【００２５】
導入された排ガスは脱硝反応塔３の脱硝用触媒で脱硝され、脱硝後の排ガスは脱硝反応塔３の上部の排ガス出口５から排出される。
【００２６】
排ガス導入配管２には、還元剤としてアンモニアガスを排ガスに混合するために、アンモニア供給タンク６に接続されたアンモニア供給配管７が接続されている。アンモニア供給配管７にはアンモニアの供給、停止をする開閉弁８が設けられている。排ガス導入配管２には排ガスの導入、停止する開閉弁９設けられている。
【００２７】
さらに排ガス導入配管２の開閉弁９の上流には、熱風発生炉１０で発生させた、触媒を加熱するための熱風を供給する熱風供給配管１１が接続されている。熱風供給配管１１には開閉弁１２が設けられ、排ガス導入配管２への熱風の供給、停止を行う。
【００２８】
熱風発生炉１０は、コークス炉ガス（ＣＯＧ）をバーナー１３で燃焼させ、送風機１４で吹き込んだ空気を加熱して熱風を発生させる。
【００２９】
熱風供給配管１１には開閉弁１２の上流にカウンターウェイト式放散弁１５が分岐管１１ａを介して配置されている。さらに熱風供給配管１１に温度計測器１６を配置して熱風の温度が計測される。計測された温度に応じてカウンターウェイト式放散弁１５の開閉が制御される。
【００３０】
カウンターウェイト式放散弁１５は公知のカウンターウェイト式放散弁を使用する。例えば、図２に示すカウンターウェイト式放散弁１５は、放散口１７を閉じる方向にカウンターウェイト１８ａ、１８ｂで付勢されている弁体１９を備えている。弁体１９は回転軸２０に回転自在に枢着され、弁体１９の端にワイヤ２１が連結されている。ワイヤ２１はシリンダあるいはモータなどの駆動手段２２に連結されている。駆動手段２２の駆動によりワイヤ２１を引くと、弁体１９が回転してカウンターウェイト１８の付勢力に抗して開けられる。駆動手段２２は、温度計測器１６により計測した温度が触媒を再生する温度より低い場合に駆動してワイヤ２１を引いて弁体１９を開けて熱風を放散する。
【００３１】
こうして、カウンターウェイト式放散弁１５は、熱風発生炉１０の停止時、プレパージ時、熱風発生炉の昇温時およびポストパージ時に弁体を開けて放散を行って触媒反応塔に冷風が導入されるのを防止する。その結果、冷風の導入による触媒温度の低下によって触媒再生工程の遅延、および未燃ガス混入による触媒の異常昇温、触媒活性劣化を防止することができる。温度計測器１６により計測した温度が触媒を再生する温度（３８０℃〜４３０℃）に達すると、カウンターウェイト式放散弁１５を閉じ、熱風の放散を止める。
【００３２】
また、触媒再生工程において熱風発生炉の異常温度時および異常圧力を検出した場合、カウンターウェイト式放散弁１５を開けて放散して触媒反応塔への悪影響を防止することも可能である。
【００３３】
次に図１のフロー図により本発明の脱硝用触媒の再生方法について説明する。
【００３４】
コークス炉でコークスの製造中に発生する排ガスは、コークス炉煙道１から排ガス導入配管２に導入され、アンモニア供給配管７からのアンモニアと混合されて、脱硝反応塔３の下部の排ガス入口４から導入され、脱硝反応塔３で脱硝され、脱硝反応塔３の上部の排ガス出口５から排出される。
【００３５】
脱硝用触媒を昇温させる時には、熱風を排ガス導入配管２に送り込む前に、熱風供給配管１１の開閉弁１２を閉じ、熱風発生炉１０のバーナー点火時に発生する低い温度のプレパージエアーおよび熱風発生炉の未燃分を含むガスをカウンターウェイト式放散弁１５の弁体１９を駆動手段によりワイヤ２１を引いて開けることにより放散口１７から放散させる。
【００３６】
熱風発生炉１０からの熱風の温度を温度測定器１６により測定し、設定された脱硝用触媒の再生温度（３８０℃〜４３０℃）に達すると、カウンターウェイト式放散弁１５の弁体１９を駆動手段によりワイヤ２１を緩め、カウンターウェイト１８により閉じて熱風の放散を中止し、熱風供給配管１１の開閉弁１２を開け、熱風を排ガス導入配管２に送り込んで脱硝反応塔３の脱硝用触媒の再生を開始する。
【００３７】
こうして低温のプレパージエアーおよび熱風発生炉１０の昇温時の未燃分を含む低温のガスをカウンターウェイト式放散弁１５より放散することにより、脱硝用触媒の温度低下によるヒートショック劣化を軽減することができ、また、脱硝用触媒の結露による劣化及び未燃ガスの暴露による劣化を避け、脱硝用触媒の寿命を延ばすことができる。
【００３８】
また、本発明では、コークス炉における乾留の完了を待つことなく、コークス炉排ガス処理設備の運転中に熱風発生炉１０を立ち上げてガスを放散しながら初期時の昇温が可能であるため、その分従来に比べて脱硝設備の停止期間を短縮することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１：コークス炉煙道                ２：排ガス導入配管
３：脱硝反応塔                    ４：排ガス入口
５：排ガス出口                    ６：アンモニアガス供給機
７：アンモニア供給配管            ８：開閉弁
９：開閉弁                      １０：熱風発生炉
１１：熱風供給配管                １２：開閉弁
１３：バーナー                    １４：送風機
１５：カウンターウェイト式放散弁  １６：温度計測器
１７：放散口                      １８ａ，１８ｂ：カウンターウェイト
１９：弁体                        ２０：回転軸
２１：ワイヤ                      ２２：駆動手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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