(57)【要約】  【課題】エキスパンションジョイントを設けることにより、脱硝装置の下流のガス混合を十分に行うことができ、硫黄酸化物と還元剤のアンバランスに起因する酸性硫安の析出のアンバランスを防止することができるとともに、灰閉塞や腐食を防止することができる脱硝システムを提供する。  【解決手段】本発明の脱硝システムは、排ガス中の窒素酸化物に還元剤を注入することにより前記窒素酸化物を脱硝する脱硝触媒を含む脱硝装置と、前記脱硝装置の下流に設置され、排熱処理を行う熱交換器と、エキスパンションジョイントとを備えることにより、前記脱硝装置と前記熱交換器とを接続する混合距離を確保でき、前記排ガス中の硫黄酸化物と前記還元剤との混合が促進される。【選択図】  図1
2014202435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス中の窒素酸化物に還元剤を注入することにより前記窒素酸化物を脱硝する脱硝触媒を含む脱硝装置と、
前記脱硝装置の下流に設置され、排熱処理を行う熱交換器と、
前記脱硝装置と前記熱交換器とを接続し、前記排ガス中の硫黄酸化物と前記還元剤との混合を促進するエキスパンションジョイントと
を備えることを特徴とする脱硝システム。
【請求項２】
前記脱硝装置を支持する支持架構と、
前記エキスパンションジョイントから吊り下げられた前記熱交換器の重量を支持する支持梁とを備え、
前記支持梁は、前記支持架構に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の脱硝システム。
【請求項３】
前記熱交換器を洗浄する洗浄装置を備える特徴とする請求項1乃至3の何れか1つに記載の脱硝システム。
【請求項４】
前記熱交換器の下流に設置され、ハロゲンガスにより前記排ガス中の水銀を酸化する水銀酸化触媒を備え、
前記エキスパンションジョイントは、前記ハロゲンガスと前記水銀との混合を促進することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1つに記載の脱硝システム。
【請求項５】
前記脱硝装置と前記熱交換器におけるガス温度が、酸性硫安の析出温度以上であることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1つに記載の脱硝システム。
【請求項６】
前記熱交換器におけるガス温度が、前記脱硝装置おけるガス温度よりも低いことを特徴とする請求項6に記載の脱硝システム。
【請求項７】
前記熱交換器は、前記脱硝装置の上流から前記脱硝装置の下流へ移設されることを特徴とする請求項1乃至7の何れか1つに記載の脱硝システム。
【請求項８】
排ガス中の窒素酸化物に還元剤を注入することにより前記窒素酸化物を脱硝する脱硝触媒を含む脱硝装置を追設し、
前記脱硝装置の下流に設置され、排熱処理を行う熱交換器を設置し、
前記脱硝装置と前記熱交換器とを接続し、前記排ガス中の硫黄酸化物と前記還元剤との混合距離を確保するためのエキスパンションジョイントを設置することを特徴とする脱硝装置追設方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電用プラントにおいて、選択接触触媒還元法を用いる脱硝装置を追設する方法及び脱硝システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所や工場などから排出される排ガス中の窒素酸化物（NOx）は光化学スモッグや酸性雨の原因物質であり、除去（脱硝）される必要がある。従来のNOxの除去技術としては、アンモニア（NH3）を還元剤とする選択的接触還元反応器（脱硝装置）による排煙脱硝法が用いられている。この排煙脱硝法の選択的接触還元反応では、式（1）に示すように、排ガス中に含まれるNOxにNH3が注入されて、脱硝触媒によりNOxが還元される。
【０００３】
4NO＋4NH3＋O2 → 4N2＋6H2O   ・・・・・（1）
【０００４】
脱硝装置は、脱硝性能を維持するために、式（1）の還元反応を促進する温度域（３００〜４００℃）で一般的に運用される。また、排ガス中にSO2などの硫黄酸化物が含まれる場合、脱硝触媒は、式（2）で示す化学反応系で表される反応を促進する。そして、式（2）の反応で生成された三酸化硫黄（SO3）は、還元剤として用いられるアンモニアと低温度域で反応して、式（3）で示す化学反応系で表される反応によって、酸性硫安（（ＮＨ4）ＨＳＯ4）が析出する。
【０００５】
2SO2+O2 → 2SO3              ・・・・・（2）
SO3+NH3+H2O  ←→ (NH4)HSO4      ・・・・・（3）
【０００６】
還元剤（NH3）を供給する還元剤注入器の下流に設置される装置（特に、脱硝装置の脱硝触媒層）に酸性硫安が析出した場合、脱硝触媒の活性が低下して脱硝性能が低下する。
【０００７】
そこで、脱硝装置を設けていない火力発電用プラントにおいて、上述のようなＮＯｘの影響を解決するために脱硝装置を追設するニーズが出てきている。
【０００８】
また、火力発電所の排ガス中には水銀も含まれており、排出される水銀としては、酸化態水銀と金属態水銀が存在しており、これらのうち酸化態の水銀（ハロゲン化水銀、特に、排ガス中の塩化水素又は塩素と反応して生成される塩化水銀）は蒸気圧が低く、可溶性であり、灰中や脱硫装置102の吸収液中に容易に固定化されるため、比較的簡単に回収及び除去することができる。一方、金属態の水銀は、煤煙や他の粒子に固着せず、大気温度に近い温度であっても気相中に残留する。したがって、金属態の水銀を従来の電気集塵装置やバグフィルタなどの除塵装置により除去することは困難である。
【０００９】
そこで、水銀の酸化機能を有する触媒を反応器に設置し、金属態水銀を蒸気圧の低い酸化態水銀に酸化し、反応器の下流に設置された除塵装置や脱硫装置などにより酸化態水銀を除去する方法が実施されている。
【００１０】
反応器における水銀酸化反応は、式（4）に示される。また、水銀酸化反応は、脱硝装置102の脱硝触媒においても起こり、硝酸と水銀活性（水銀の酸化機能）を有する脱硝触媒も提案されている。このような水銀酸化触媒を脱硝システムの低温部に設置することにより、水銀酸化反応を促進できる。つまり、式（4）に示される水銀酸化反応は、低温ほど式（4）の右側へ進行しやすいため、低温域に水銀酸化機能を有する水銀酸化触媒を設置することが望ましいとされている。
【００１１】
2Hg0+Ha2  ←→ 2HgHa      ・・・・・（4）
Ha：ハロゲン（F，Cl，Br，I）
Hg0：金属態水銀
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開2004-237244
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
図5は、エコノマイザを脱硝装置の出口へ移設することを説明するボイラの配置図である。図5（a）に示す従来の火力発電用プラントに脱硝装置を追設する場合に、エコノマイザ出口温度が脱硝の最適温度より低いという問題がある。
【００１４】
そこで、プラントに脱硝装置を追設する場合、排ガス温度を酸性硫安析出温度以上にして、酸性硫安の析出を防止するために、ボイラ排熱をボイラへの給水の予熱に利用するボイラエコノマイザを脱硝装置の出口へ移設する改造が行われる。そして、脱硝触媒層に析出した酸性硫安を除去するために、脱硝装置の出口へ移設したエコノマイザ（熱交換器）を水洗い（洗浄）する水洗装置（洗浄装置）が設置される。
【００１５】
図5（a）に示すように、ボイラ001の出口付近に配置されていたエコノマイザ101を、図5（b）に示すように、脱硝装置102の出口へ移設する。
【００１６】
図5（b）に示すように、エコノマイザ101を脱硝装置102の出口に移設した場合、図6に示すように、エコノマイザ101は、脱硝装置102の脱硝触媒103に直接取り付けられるため、脱硝触媒103を支持する脱硝触媒支持梁104及び脱硝装置102を支持する脱硝装置支持梁105によりエコノマイザ101の重量を支える必要がある。この場合、脱硝装置102に追設されたエコノマイザ101の重量負荷に耐えるために、脱硝触媒支持梁104及び脱硝装置支持梁105を大型化させる必要が生じるとともに、脱硝触媒支持梁104に灰が堆積するおそれがある。また、大型化された脱硝触媒支持梁104により排ガスの流れに乱れが生じ、脱硝触媒支持梁104の上流に設置された脱硝触媒の触媒性能に悪影響を与えるおそれがある。
【００１７】
また、エコノマイザ101を脱硝装置102の出口に移設した場合、エコノマイザ101は、図6に示すように、還元剤注入器004の下流に設置されているので、酸性硫安析出による灰の堆積やエコノマイザチューブ外面の腐食などの問題が生じる。特に、脱硝装置102の脱硝触媒とエコノマイザチューブの間隔が短い場合、式（1）及び式（2）で示されるNH3とSO3のアンバランスにより、酸性硫安の析出にもアンバランスが生じ、局所的に灰が堆積して、詰まりや腐食の原因となる。また、酸性硫安は粘着性が高いので、灰の癒着を引き起こし、詰まりや腐食の原因となりやすい。
【００１８】
また、上記のように、水銀の酸化性能を上げるために、エコノマイザ101の下流の低温域に水銀酸化機能を有する水銀酸化触媒を設置する方法があるが、エコノマイザ101に水洗設備が設置されている場合、水洗設備からの水濡れにより水銀酸化触媒が劣化するという問題がある。
【００１９】
本発明は、脱硝触媒支持梁104及び脱硝装置支持梁105の大型化を回避し、灰の堆積や排ガスの流速分布の偏りを防止し、酸性硫安の析出による詰まりや腐食を防止し、水濡れによる水銀酸化触媒の劣化を防止する脱硝システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の脱硝システムは、排ガス中の窒素酸化物に還元剤を注入することにより前記窒素酸化物を脱硝する脱硝触媒を含む脱硝装置と、前記脱硝装置の下流に設置され、排熱処理を行う熱交換器と、エキスパンションジョイントとを備えることにより、前記脱硝装置と前記熱交換器とを接続する混合距離を確保でき、前記排ガス中の硫黄酸化物と前記還元剤との混合が促進される。
【００２１】
この構成によれば、エキスパンションジョイントを設けることにより、脱硝装置の下流のガス混合を十分に行うことができ、硫黄酸化物と還元剤のアンバランスに起因する酸性硫安などの析出のアンバランスを防止することができるとともに、灰閉塞や腐食を防止することができる。
【００２２】
本発明の脱硝システムは、前記脱硝装置を支持する支持架構と、前記エキスパンションジョイントから吊り下げられた前記熱交換器の重量を支持する支持梁とを備え、前記支持梁は、前記支持架構に接続されている。
【００２３】
この構成によれば、脱硝触媒を支持する脱硝触媒支持梁や脱硝装置を支持する脱硝装置支持梁の大型化を回避し、灰の堆積や排ガスの流速分布の偏りを避け、酸性硫安などの析出による詰まりや腐食を防止することができる。
【００２４】
本発明の脱硝システムでは、前記支持梁は、前記脱硝装置の重量の一部を支持する。
【００２５】
この構成によれば、脱硝触媒を支持する脱硝触媒支持梁や脱硝装置を支持する脱硝装置支持梁の小型化を実現し、灰の堆積や排ガスの流速分布の偏りを防止し、酸性硫安などの析出による詰まりや腐食を防止することができる。
【００２６】
本発明の脱硝システムは、前記熱交換器を洗浄する洗浄装置を備える。
【００２７】
この構成によれば、熱交換器に付着した酸性硫安などを洗浄することができる。
【００２８】
本発明の脱硝システムは、前記熱交換器の下流に設置され、ハロゲンガスにより前記排ガス中の水銀を酸化する水銀酸化触媒を備え、前記エキスパンションジョイントは、混合距離を確保することにより、排ガスの流速分布の偏りを防止する。
【００２９】
この構成によれば、エキスパンションジョイントを設けることにより、排ガスの流速分布の偏りを避けることができるので、水銀酸化触媒の上流で均一なガス分布を形成することができ、水銀酸化触媒の高い水銀活性（水銀の酸化機能）が発揮される。
【００３０】
本発明の脱硝システムでは、前記脱硝装置と前記熱交換器におけるガス温度が、酸性硫安の析出温度以上である。
【００３１】
この構成によれば、酸性硫安の析出を防止することができるので、熱交換器の灰閉塞を防止することができ、圧力損失の上昇が抑えられるとともに、水洗装置が不要となる。
【００３２】
本発明の脱硝システムでは、前記熱交換器出口におけるガス温度が、前記脱硝装置入口おけるガス温度よりも低い。
【００３３】
この構成によれば、水銀酸化触媒の水銀酸化機能は低温で高活性化する傾向があるため、低温域に水銀酸化触媒を設置することで、水銀酸化触媒の高い水銀活性（水銀の酸化機能）が発揮される。
【００３４】
本発明の脱硝システムでは、前記熱交換器は、前記脱硝装置の上流から前記脱硝装置の下流へ移設される。
【００３５】
この構成によれば、熱交換器を脱硝装置の下流へ移設することで、硝酸装置におけるガス温度を高温に保つことができ、排ガス温度を酸性硫安などの析出温度以上にすることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、脱硝触媒支持梁及び脱硝装置支持梁の大型化を回避し、灰の堆積や排ガスの流速分布の偏りを防止し、酸性硫安析出による詰まりや腐食を防止し、水濡れによる水銀酸化触媒の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施の形態に係る脱硝システムの脱硝装置付近の配置図である。
【図２】水洗装置が不要となった脱硝システムの脱硝装置付近の配置図である。
【図３】水洗装置が不要となり、エコノマイザの出口に水銀酸化触媒が設置された脱硝システムの脱硝装置付近の配置図である。
【図４】実施形態と比較例との比較結果を示した表である。
【図５】エコノマイザを脱硝装置の出口へ移設することを説明するボイラの配置図である。
【図６】従来の脱硝システムの脱硝装置付近の配置図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態に係る脱硝システムについて、図面を用いて説明する。図1は、本実施の形態に係る脱硝システムの脱硝装置102付近の配置図である。図5（b）と同様に、図1のエコノマイザ（熱交換器）107は、脱硝装置102の上流から脱硝装置102の下流へ移設される。図1に示すように、脱硝システムは、脱硝装置102に含まれる脱硝触媒103、脱硝装置102内で脱硝触媒103を支持する脱硝触媒支持梁104、脱硝装置102を支持する脱硝装置支持梁105、エコノマイザ107、脱硝装置102（脱硝触媒103）とエコノマイザ107とを接続するエキスパンションジョイント201、エコノマイザ107及びエキスパンションジョイント201を支持するエコノマイザ支持梁205、脱硝装置支持梁105とエコノマイザ支持梁205を接続することで脱硝装置102（脱硝触媒103）とエコノマイザ107とエキスパンションジョイント201の重量負荷に耐える支持架構206、エコノマイザ107を水洗いする水洗装置207、出口ダクト208、及び灰ホッパ209を備える。換言すれば、本実施形態の脱硝システムは、排ガス中の窒素酸化物（NOx）に還元剤（例えば、アンモニウム）を注入することにより窒素酸化物（NOx）を脱硝する脱硝触媒103を含む脱硝装置102と、脱硝装置102の下流に設置され、排熱処理を行うエコノマイザ（熱交換器）107と、脱硝装置102とエコノマイザ（熱交換器）107とを接続し、排ガス中の硫黄酸化物（SOx）と還元剤との混合を促進するエキスパンションジョイント201とを備える。
【００３９】
脱硝装置102（脱硝触媒103）の出口にエキスパンションジョイント201が設置される。エキスパンションジョイント201は、脱硝装置102（脱硝触媒103）とエコノマイザ107との間隔（例えば、4〜7m）を確保し、脱硝装置102（脱硝触媒103）とエコノマイザ107とを接続するダクトの機能を有する。エキスパンションジョイント201は、脱硝触媒支持梁104から下流に十分離れた場所に設置されるエコノマイザ支持梁206により支持されている。エキスパンションジョイント201を設けることにより、還元剤注入器004又は脱硝触媒103の触媒層とその下流の機器との間隔を任意の長さ（具体的には、1m以上、 好ましくは3ｍ〜7m）確保することで、脱硝装置102の下流のガス混合を十分に行うことができ、NH3とSO3のアンバランスに起因する酸性硫安の析出のアンバランスを防止することができるとともに、局所的に灰が堆積することを防止し、エコノマイザチューブの腐食を防止することができる。また、脱硝装置102とエコノマイザ107との間隔を確保することにより、水洗装置207がエコノマイザ107に付着した酸性硫安を水洗いするときに、脱硝触媒層への水濡れを抑制することができる。さらに、脱硝装置102とエコノマイザ107との間隔を確保することにより、エコノマイザチューブから水蒸気がリークしたときに、噴霧する水蒸気が脱硝触媒103へ流入することを防止することができるので、脱硝触媒103の劣化を防止することができる。
【００４０】
エコノマイザ（熱交換器）107は、ボイラ排熱を利用してボイラへの給水を予熱する。エコノマイザ107の重量は、エコノマイザ支持梁206により支持される。エコノマイザ支持梁206は、梁構造によってエキスパンションジョイント201からエコノマイザ107を吊り下げることによりエコノマイザ107を支持する。つまり、本実施形態の脱硝システムは、脱硝装置102を支持するエコノマイザ支持架構（支持架構）206と、エキスパンションジョイント201から吊り下げられたエコノマイザ（熱交換器）107の重量を支持するエコノマイザ支持梁（支持梁）205とを備え、エコノマイザ支持梁（支持梁）205は、エコノマイザ支持架構（支持架構）206に接続されている。この結果、エコノマイザ支持梁206は、エキスパンションジョイント201に吊り下げられているエコノマイザ107の荷重を支持架構206に直接伝達し、脱硝触媒支持梁104及び脱硝装置102のケーシング210に伝達しない構造となっている。したがって、脱硝触媒支持梁104及び脱硝装置支持梁105を大型化させる必要がなくなり、脱硝触媒支持梁104に灰が堆積することを回避することができる。
【００４１】
脱硝システムの運転時では、脱硝触媒103に酸性硫安が析出することを防止するために、脱硝装置102（脱硝触媒103）の入口温度及び出口温度T1は、酸性硫安が析出する温度以上に保たれている。つまり、脱硝装置102におけるガス温度が、酸性硫安の析出温度以上である。
【００４２】
酸性硫安の析出温度は、細孔内凝縮を示す式（5）のKelvin式で決定される。酸性硫安濃度は、アンモニア濃度とSO3濃度によって決まる。アンモニア濃度が高いほど、酸性硫安濃度が高くなり、析出温度が高くなる。したがって、脱硝反応によってアンモニアの消費が起こる脱硝装置102（脱硝触媒103）の入口と出口ではアンモニア濃度が異なるので酸性硫安の析出温度が異なり、おおよそ酸性硫安の析出温度は、脱硝装置102（脱硝触媒103）の入口では270℃から300℃、出口では通常200℃から270℃の範囲にある。このように脱硝触媒103の入口と出口では析出温度が異なるので、アンモニアが存在する還元剤注入器の下流にある装置（特に、脱硝触媒103）においては、酸性硫安が析出することを防止するため、脱硝システムの運転時では、脱硝装置102（脱硝触媒103）の入口温度T1及び出口温度T1は、酸性硫安の析出温度（脱硝触媒103の入口温度が317℃）以上の380℃に保たれている。一方、エコノマイザ107の出口温度T2は、酸性硫安の析出（脱硝触媒103の出口温度が273℃）以下となる場合があり、エコノマイザ107に析出した酸性硫安を水洗いするために注水する水洗装置207が設置される。
【数１】
2014202435.tif 000003
P：蒸気圧、P0：飽和蒸気圧、γ：表面張力[N/m]、Vm：モル体積[m3/mol]、r：液滴半径[m]、R：気体定数[J/mol・K]、T：絶対温度[K]
【００４３】
本実施の形態によれば、脱硝触媒支持梁104及び脱硝装置支持梁105の大型化を回避し、灰の堆積や排ガスの流速分布の偏りを防止し、酸性硫安析出による詰まりや腐食を防止することができる。
【００４４】
また、エコノマイザ107の出口温度T2を酸性硫安の析出温度以上（例えば、273℃以上）とすれば、酸性硫安がエコノマイザ107に析出することを防止できるので、酸性硫安析出による詰まりや腐食を防止し、酸性硫安を水洗いする水洗装置207が不要となる。
【００４５】
図2は、水洗装置207が不要となった脱硝システムの脱硝装置102付近の配置図である。図1と同様、エコノマイザ支持梁206は、梁構造によってエキスパンションジョイント201からエコノマイザ107を吊り下げることによりエコノマイザ107を支持する。また、エコノマイザ支持梁206は、梁構造によってエキスパンションジョイント201の上部に設置された脱硝装置102（脱硝触媒103）を支持する。この結果、エコノマイザ支持梁206は、この結果、エコノマイザ107及び脱硝装置102（脱硝触媒103）の荷重を支持架構206に直接伝達し、脱硝触媒支持梁104及びケーシング210に伝達しない構造となっている。したがって、脱硝触媒支持梁104及び脱硝装置支持梁105をさらに小型化させることができ、脱硝触媒支持梁104に灰が堆積することを回避することができる。一方、図1と異なり、エコノマイザ107の出口温度T2を酸性硫安の析出温度以上とすることにより、水洗装置207が不要となっている。
【００４６】
水洗装置207が不要になれば、水濡れによる水銀酸化触媒の劣化が防止されるので、水銀の酸化機能を有する触媒をエコノマイザ107の出口（又は、下流）に設置可能となる。
【００４７】
図3は、水洗装置207が不要となり、エコノマイザ107の出口に水銀酸化触媒401が設置された脱硝システムの脱硝装置102付近の配置図である。図3に示すように、本実施形態の脱硝システムは、熱交換器の下流に設置され、ハロゲンガスにより排ガス中の水銀を酸化する水銀酸化触媒401を備え、エキスパンションジョイント201は、ハロゲンガスと水銀との混合を促進する。水銀の酸化機能を有する水銀酸化触媒401をエコノマイザ107の出口に設置した場合、エコノマイザ107の出口温度T2は酸性硫安の析出温度以上に保たれているので、水銀酸化触媒401に酸性硫安が析出することを防止でき、酸性硫安の析出による水銀酸化触媒401の水銀酸化機能の劣化（詰まりや腐食）を防止することができる。また、水洗装置207が不要となり、水濡れによる水銀酸化触媒401の劣化を防止することができる。
【００４８】
また、水銀酸化触媒401の水銀酸化機能は低温で高活性化する傾向があるため、エコノマイザ107の出口に水銀酸化触媒401を設置する場合、エコノマイザ107の出口温度T2（又は、水銀酸化触媒401の入口温度及び出口温度）を脱硝装置102（脱硝触媒103）の入口温度及び出口温度T1よりも低温にすることができるので、水銀酸化触媒401の高い水銀活性（水銀の酸化機能）が発揮される。つまり、エコノマイザ（熱交換器）107におけるガス温度が、脱硝装置102おけるガス温度よりも低くなるので、水銀酸化触媒401の高い水銀活性（水銀の酸化機能）が発揮される。
【００４９】
さらに、エキスパンションジョイント201を設けることにより、還元剤注入器004又は脱硝触媒103の触媒層とその下流に設置された水銀酸化触媒401との間隔を任意の長さ（具体的には、1m以上、 好ましくは3ｍ〜7m）確保することができる。この結果、脱硝装置102の下流のガスの混合距離を確保することができ、金属態水銀を十分に攪拌することができるので、水銀酸化触媒401の上流で均一なガス分布を形成することができ、水銀酸化触媒401の高い水銀活性（水銀の酸化機能）が発揮される。
【００５０】
エコノマイザ107の出口温度T2（又は、水銀酸化触媒401の入口温度及び出口温度）を脱硝装置102（脱硝触媒103）の入口温度及び出口温度T1よりも低温にすることで、エコノマイザ107の回収熱量が減少する場合、エコノマイザ107のエアヒータの伝熱面積を増加させることにより、プラント全体の熱効率の低下を防止することができる。
【００５１】
次に、実施形態と比較例との比較を説明する。図4は、実施形態と比較例との比較結果を示した表である。図4には、図1に例示される実施形態1、図2に例示される実施形態2、図3に例示される実施形態3、及びエキスパンションジョイント201が設置されていない比較例に関する条件及び結果が示されている。なお、上記のように、アンモニア濃度の違いにより、酸性硫安の析出温度として、脱硝装置102（脱硝触媒103）の入口温度が317℃以下に設定され、エコノマイザ107の出口温度が273℃以下に設定されている。また、脱硝装置102（脱硝触媒103）の入口温度及び出口温度T1は350℃であり、酸性硫安が析出する温度以上に保たれている。
【００５２】
比較例においては、エコノマイザ107の出口温度T2が260℃であり、273℃よりも低いので、酸性硫安がエコノマイザ107で析出する。この結果、エコノマイザ107の灰閉塞が生じ、圧力損失が運転時間と共に上昇する。
【００５３】
一方、実施形態1においては、エコノマイザ107の出口温度T2が260℃に設定され、273℃よりも低いが、脱硝触媒支持梁104及び脱硝装置支持梁105を大型化させる必要がなくなり、脱硝触媒支持梁104に灰が堆積することを回避でき、水洗装置207によりエコノマイザ107に付着した酸性硫安が水洗いされるので、エコノマイザ107の灰閉塞を防止することができ、圧力損失の上昇が抑えられる。また、エキスパンションジョイント201を設けることにより、ガス混合が促進されるので、局所的に灰が堆積することを防止することができ、圧力損失の上昇が抑えられる。
【００５４】
実施形態2においては、脱硝装置102とエコノマイザ（熱交換器）107におけるガス温度が、酸性硫安の析出温度以上である。エコノマイザ107の出口温度T2が280℃に設定され、273℃よりも高く、酸性硫安の析出を防止することができるので、エコノマイザ107の灰閉塞を防止することができ、圧力損失の上昇が抑えられるとともに、水洗装置207が不要となる。また、実施形態1と同様、脱硝触媒支持梁104及び脱硝装置支持梁105を大型化させる必要がなくなるので、灰の堆積や排ガスの流速分布の偏りを防止することができる。
【００５５】
実施形態3においては、実施形態2と同様、エコノマイザ107の出口温度T2が280℃に設定され、273℃よりも高く、酸性硫安の析出を防止することができるので、エコノマイザ107の灰閉塞を防止することができ、圧力損失の上昇が抑えられるとともに、水洗装置207が不要となる。この結果、エコノマイザ107の出口に水銀酸化触媒401を設置することができ、水銀酸化触媒401の水銀酸化機能により金属態水銀を酸化態水銀に90％酸化し、除去することができる。また、エコノマイザ107の出口温度T2（280℃）が脱硝装置102の入口温度T1（350℃）よりも低温に設定されているので、水銀酸化触媒401の高い水銀活性（水銀の酸化機能）が発揮される。また、実施形態1，2と同様、脱硝触媒支持梁104及び脱硝装置支持梁105を大型化させる必要がなくなるので、灰の堆積や排ガスの流速分布の偏りを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明に係る脱硝システムは、脱硝触媒支持梁及び脱硝装置支持梁の大型化を回避し、灰の堆積や排ガスの流速分布の偏りを防止し、酸性硫安析出による詰まりや腐食を防止し、水濡れによる水銀酸化触媒の劣化を防止することができ、酸性硫安の析出による弊害を回避する脱硝システムとして有用である。
【符号の説明】
【００５７】
001  ボイラ
002  ダンパ
003  エアヒータ
004  還元剤注入器
102  脱硝装置
103  脱硝触媒
104  脱硝触媒支持梁
105  脱硝装置支持梁
107  エコノマイザ（熱交換器）
201  エキスパンションジョイント
202  水洗装置（洗浄装置）
208  出口ダクト
209  灰ホッパ
401  水銀酸化触媒
【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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