(57)【要約】【課題】アンモニア水を効率よく蒸発、気化させて排ガス煙道に供給する排煙脱硝装置用アンモニア水気化装置を提供する。【解決手段】熱媒体を供給してアンモニア水を気化させる気化器と、排ガス煙道に設けた触媒層の前流に設置されたアンモニア注入手段と、前記気化器で発生したアンモニアを該アンモニア注入手段に供給する連絡管とを備えた排煙脱硝装置用アンモニア水気化装置において、前記気化器を排ガス煙道内の前記アンモニア注入手段の前流に設置し、かつ該気化器に供給する熱媒体として排ガスを用い、さらに前記連絡管を排ガス煙道の外に導くことなく前記アンモニア注入管に連結させた排煙脱硝装置用アンモニア水気化装置。【選択図】    図１
2004261762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体を混合してアンモニア水を気化させる気化器と、排ガス煙道に設けた触媒層の前流に設置されたアンモニア注入手段と、前記気化器で発生したアンモニアを該アンモニア注入手段に供給する連絡管とを備えた排煙脱硝装置用アンモニア水気化装置において、前記気化器を排ガス煙道内の前記アンモニア注入手段の前流に設置し、かつ該気化器に供給する熱媒体として排ガスを用い、さらに前記連絡管を排ガス煙道内で前記アンモニア注入管に連結したことを特徴とする排煙脱硝装置用アンモニア水気化装置。
【請求項２】
熱媒体を混合してアンモニア水を気化させる気化器と、排ガス煙道に設けた触媒層の前流に設置されたアンモニア注入手段と、前記気化器で発生したアンモニアを該アンモニア注入手段に供給する連絡管とを備えた排煙脱硝装置用アンモニア水気化装置において、前記気化器を排ガス煙道内の前記アンモニア注入手段の前流に設置し、かつ排ガス沿道内の気化器の前流に熱交換器を設置して該熱交換器で加熱された熱媒体を該気化器に供給し、さらに前記連絡管を排ガス煙道内で前記アンモニア注入管に連結したことを特徴とする排煙脱硝装置用アンモニア水気化装置。
【請求項３】
前記熱媒体が空気であることを特徴とする請求項２に記載の排煙脱硝装置用アンモニア水気化装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は排煙脱硝装置用アンモニア水気化装置に関し、さらに詳しくはアンモニア水を効率よく気化させて排ガス煙道に供給することができる排煙脱硝装置用アンモニア水気化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、排煙脱硝装置に用いるアンモニアを得る方法としては、アンモニア水を噴霧して蒸発させる方法が知られている。この方法には、アンモニア水を排ガス煙道内に直接噴霧し、ダクト（排ガス煙道）内の高温排ガスでアンモニア水を蒸発させるアンモニア水直接噴霧方式と、予めアンモニア水を蒸発させた後、ダクトに注入する予気化方式が採用されており、該予気化方式には完全蒸発方式とアンモニアガス分離方式が知られている。
【０００３】
アンモニア水直接噴霧方式では、気化器が不要で装置がコンパクトとなる利点を有するが、排ガス中に煤塵、硫黄酸化物が含まれる場合には、アンモニア水噴霧ノズルが閉塞し易い等の問題があった。また排ガス中に粉塵や硫黄酸化物が含まれていない場合でも、排ガス条件が大きく変動する設備では、排ガス温度や排ガス量が変動し、ダクト内に供給されるアンモニア水が不完全蒸発し易い等の問題があった。このため、この方式はメンテナンスが頻繁にできる小型で停止や起動が容易な設備に限定して採用されている。
またダクト内に熱交換器を設置し、該熱交換器にアンモニア水を直接供給して蒸発させる方法が提案されている（例えば、特許文献１）。しかし、この方法では、アンモニア水に不純物が生成したり、熱交換器の加熱管に直接アンモニア水を導入するために水蒸気爆発等を発生する危険性があり、実用化されていない。従って、予気化方式のアンモニア水気化装置が一般的に採用されている。
【０００４】
図３は、従来のアンモニア水気化装置の説明図である。
この装置は、アンモニア水タンク１から供給されたアンモニア水を気化、蒸発させる気化器５と、加熱空気を気化器５内に供給する希釈空気ファン１２およびヒーター１３と、触媒層９を備えたダクト８と、触媒層９の前流にアンモニアを供給するアンモニア注入管７と、気化器５で蒸発したアンモニアをアンモニア注入管７に供給する連結管１０とを備える。
【０００５】
このような装置において、アンモニア水タンク１に貯留されたアンモニア水は、ポンプ２および制御弁３を介してその供給量が調整されて気化器５内に供給され、スプレーノズル４により噴霧される。一方、空気は、希釈空気ファン１２により昇圧されてヒーター１３に供給され、噴霧アンモニア水を蒸発させるのに必要な熱量を保有する温度に加熱されて気化器５内に供給される。ここで加熱空気は前記噴霧アンモニア水と混合されてアンモニア水を気化、蒸発させる。その後、生成したアンモニアおよび蒸気は、加熱空気とともに連結管１０を介してアンモニア注入管７に供給され、ダクト８内に注入される。注入されたアンモニアはダクト内の排ガスとともに後流の触媒層９に供給されて脱硝反応を行う。
【０００６】
上記装置には、通常、アンモニア水として、１５〜２５％程度の濃度のものが用いられるため、７５〜８５％の水分をも同時に蒸発させる必要があり、アンモニア水の蒸発に大きな熱量を必要とする欠点があった。このため、空気をヒーター１３で加熱する代わりにダクト内に熱交換器を設け、高温排ガスで空気を加熱する方法や、加熱空気の代わりに高温排ガスをダクトから抜き出し、これを加熱媒体として気化器に導入する方法が提案されている（例えば、特許文献２）。
しかし、上記方法では、排ガスまたは加熱空気を気化器に供給するまでの熱損失が大きく、また気化器内およびその後流における必要ガス温度を考慮すると、多量の排ガスの循環または大型の熱交換器の設置が必要になるなどの問題があった。さらに気化器内で気化したアンモニアや蒸気を連絡管１０を介してダクト内のアンモニア注入管に供給する際に、該連結管１０内での蒸気等の凝縮を防止するために連絡管１０を１００℃以上の温度に保温する必要があり、運転コストや設備コストが増大するという問題点であった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−２６５６６０号公報
【特許文献２】
特開平７−１６４３１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決し、アンモニア水を効率よく蒸発、気化させて排ガス煙道に供給することができる排煙脱硝装置用アンモニア水気化装置およびアンモニアの供給方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願で特許請求される発明は以下のとおりである。
（１）熱媒体を混合してアンモニア水を気化させる気化器と、排ガス煙道に設けた触媒層の前流に設置されたアンモニア注入手段と、前記気化器で発生したアンモニアを該アンモニア注入手段に供給する連絡管とを備えた排煙脱硝装置用アンモニア水気化装置において、前記気化器を排ガス煙道内の前記アンモニア注入手段の前流に設置し、かつ該気化器に供給する熱媒体として排ガスを用い、さらに前記連絡管を排ガス煙道内で前記アンモニア注入管に連結したことを特徴とする排煙脱硝装置用アンモニア水気化装置。
（２）熱媒体を混合してアンモニア水を気化させる気化器と、排ガス煙道に設けた触媒層の前流に設置されたアンモニア注入手段と、前記気化器で発生したアンモニアを該アンモニア注入手段に供給する連絡管とを備えた排煙脱硝装置用アンモニア水気化装置において、前記気化器を排ガス煙道内の前記アンモニア注入手段の前流に設置し、かつ排ガス沿道内の気化器の前流に熱交換器を設置して該熱交換器で加熱された熱媒体を該気化器に供給し、さらに前記連絡管を排ガス煙道内で前記アンモニア注入管に連結したことを特徴とする排煙脱硝装置用アンモニア水気化装置。
（３）前記熱媒体が空気であることを特徴とする（２）に記載の排煙脱硝装置用アンモニア水気化装置。
【００１０】
【作用】
本発明によれば、気化器を排ガス煙道内に設置し、かつ気化器で発生したガスを排ガス煙道の外に導くことなくアンモニア注入管に供給するため、熱損失の発生がなく、アンモニア水の気化、蒸発を必要最小限の熱量で行うことができ、さらに生成した蒸気の凝縮を防止するために１００℃以上の温度に保持する設備が不要となり、従って、運転コストの低減および設備の小型化が可能となる。また気化器に供給する熱媒体として排ガスを使用する場合には、排ガスの循環量を削減することができ、排ガス循環ファンの小型化が可能となる。さらに熱媒体として、排ガス煙道に設置した熱交換器で加熱した空気などの加熱媒体を用いることにより、排ガス中のばい塵や硫黄酸化物等とアンモニアとが反応し、その生成物がノズルや配管に付着するのを、熱効率を低下させることなく防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面により詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施例を示す熱媒体として排ガスを使用するアンモニア水気化装置の説明図である。
図１において、従来の装置である図３と異なる点は、気化器５をダクト８内のアンモニア注入管７の前流に設け、気化器５の前流のダクト８から抜き出した排ガスを昇圧して気化器５に供給する排ガス循環ファン６を設置し、さらに連結管１０をダクト８の外に導くことなく、排ガス煙道内で直接ダクト８内のアンモニア注入管７に連結した点である。
【００１２】
この装置では、ダクト８内から抜き出された排ガスは、排ガス循環ファン６で昇圧され、その流量が調整されて気化器５に導入される。気化器５では、排ガスは、噴霧されたアンモニア水と接触してこれを蒸発、気化させる。気化したアンモニアおよび蒸気と排ガスは、連絡管１０を経てアンモニア注入管７に供給され、ダクト８内に注入される。ダクトに注入された希釈アンモニアガスは、ダクト８内の排ガスと混合されて触媒層９に供給され、排ガス中の窒素酸化物を無害な窒素Ｎ２  と水Ｈ２  Ｏに分解する。
この装置によれば、気化器５および連結管１０が排ガス煙道内に設置され、かつアンモニア水を気化させる熱媒体として排ガスを用いるため、熱媒体の熱損失や蒸気の凝縮を生じることがなく、効率よくアンモニア水を気化させることができ、また排ガスの循環量を低減できるため、装置の小型化が可能となる。
【００１３】
図２は、本発明の他の実施例を示すアンモニア水気化装置の説明図である。
図２において、図１と異なる点は、排ガス循環ファン６を設置して熱媒体としてダクト８内の排ガスを気化器に供給する代わりに、ダクト８内の気化器５の前流に熱交換器１１を設け、該熱交換器１１に希釈空気ファン１２により空気を供給して加熱し、この加熱空気を気化器５に供給するようにした点である。
この装置によれば、図１の装置と同様の効果が得られるのに加え、熱媒体として排ガスを使用しないため、気化器やその後流機器において、排ガス中のばい塵や硫黄酸化物とアンモニアが反応して生成する生成物等がノズルや配管に付着するのを防止することができる。
【００１４】
【発明の効果】
本願の請求項１〜３に係る発明によれば、アンモニア水を効率よく蒸発、気化させて排ガス煙道に供給することができるため、運転コストおよび設備コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すアンモニア水気化装置の説明図。
【図２】本発明の他の実施例を示すアンモニア水気化装置の説明図。
【図３】従来のアンモニア水気化装置の説明図。
【符号の説明】
１…アンモニア水タンク、２…ポンプ、３…制御弁、４…スプレーノズル、５…気化器、６…排ガス循環ファン、７…アンモニア注入管、８…ダクト、９…触媒層、１０…連絡管、１１…熱交換器、１２…希釈空気用ファン、１３…ヒーター。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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