(57)【要約】【課題】使用済みの洗浄液中の被毒物質を脱硝触媒に再度付着させることなく使用済みの洗浄液を低コストで簡単に廃棄処理することができる排ガス処理設備を提供する。【解決手段】ケーシング１１１内に脱硝触媒１１２を装着した脱硝装置１１０と、脱硝装置１１０で窒素酸化物を分解除去された排ガス１中の煤塵を除去する電気集塵器１３１とを備えると共に、脱硝触媒１１２を洗浄するように脱硝触媒１１２に洗浄液２を噴き掛ける貯留タンク１４１、送給ポンプ１４２、シャワノズル１４３等と、脱硝触媒１１２を洗浄した洗浄液２を回収する回収タンク１４４と、脱硝触媒１１２を洗浄した使用済みの洗浄液２を電気集塵器１３１に送給するように、脱硝装置１１０で窒素酸化物を分解除去された排ガス１中に回収タンク１４４内の洗浄液２を噴霧する送給ポンプ１４５及び噴霧ノズル１４６等を備えて排ガス処理設備１００を構成した。【選択図】図１
2012050900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス中の窒素酸化物を分解除去する排ガス処理設備であって、
前記排ガスを内部に流通させるケーシング内に脱硝触媒を装着した脱硝装置と、
前記脱硝装置で窒素酸化物を分解除去された前記排ガス中の煤塵を除去する電気集塵器と
を備えると共に、
前記脱硝装置の前記脱硝触媒を洗浄した洗浄液を前記電気集塵器に送給するように、当該脱硝装置で窒素酸化物を分解除去された前記排ガス中に当該洗浄液を噴霧する使用済み洗浄液噴霧手段を備えている
ことを特徴とする排ガス処理設備。
【請求項２】
請求項１に記載の排ガス処理設備において、
前記脱硝装置の前記ケーシング内の前記脱硝触媒を洗浄するように当該脱硝触媒に前記洗浄液を噴き掛ける洗浄手段と、
前記脱硝装置の前記ケーシング内の前記脱硝触媒を洗浄した前記洗浄液を回収する使用済み洗浄液回収手段と
を備えていることを特徴とする排ガス処理設備。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の排ガス処理設備において、
前記脱硝装置の前記ケーシング内で前記脱硝触媒よりも前記排ガスの流通方向下流側に配設されて当該排ガスの熱によって空気を加熱するエアヒータを備えている
ことを特徴とする排ガス処理設備。
【請求項４】
請求項３に記載の排ガス処理設備において、
前記使用済み洗浄液噴霧手段が、前記エアヒータと前記電気集塵器との間で前記排ガス中に前記洗浄液を噴霧するものである
ことを特徴とする排ガス処理設備。
【請求項５】
請求項４に記載の排ガス処理設備において、
重油又は石炭を燃焼させて発生した排ガス中の窒素酸化物を分解除去するものである
ことを特徴とする排ガス処理設備。
【請求項６】
請求項５に記載の排ガス処理設備において、
前記エアヒータが、前記重油又は前記石炭の燃焼に使用する空気を加熱するものである
ことを特徴とする排ガス処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス中の窒素酸化物を分解除去する排ガス処理設備に関し、特に、重油や石炭等を燃焼させて発生した排ガスを処理するような場合に適用すると有効である。
【背景技術】
【０００２】
ボイラ等で重油や石炭等を燃焼させる燃焼器等から排出される排ガス中の窒素酸化物を分解除去する排ガス処理設備においては、当該排ガスを処理していくにしたがって、上記重油や上記石炭等に由来して当該排ガス中に含有されているフライアッシュや重金属やアルカリ金属やアルカリ土類金属やリン等の被毒物質が、窒素酸化物を分解除去する脱硝触媒の表面に付着して次第に堆積し、当該脱硝触媒の活性を徐々に低下させて窒素酸化物の分解除去性能を低下させてしまっている。
【０００３】
このため、例えば、下記特許文献１〜３等においては、水や蓚酸溶液等の洗浄液を排ガス処理設備内の脱硝触媒又は排ガス処理設備から取り出した脱硝触媒に噴き掛けて、当該触媒を洗浄することにより、当該触媒の活性を復活させて、窒素酸化物の分解除去性能を回復させるようにしている。
【０００４】
ところで、このようにして脱硝触媒を洗浄液で洗浄処理すると、前記被毒物質を含んだ使用済みの洗浄液が大量に生じてしまうことから、例えば、別途用意した加熱器等で当該使用済みの洗浄液を加熱処理して水分等を揮発させることにより、減容化して、乾固した前記被毒物質等の残渣を廃棄処理するようにしているため、処理コストが高くなってしまっている。
【０００５】
このため、例えば、下記特許文献４等においては、触媒の洗浄後に生じた大量の使用済みの洗浄液をボイラの燃焼器の内部に供給することにより、使用済みの洗浄液の処理にかかるコストを低減するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５６−０３７０５３号公報
【特許文献２】特開昭５７−１８０４３３号公報
【特許文献３】特開昭５９−０６２３５０号公報
【特許文献４】特開平０６−０９９１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記特許文献４等に記載されているように使用済みの洗浄液をボイラの燃焼器の内部に供給して処理すると、当該液中に含まれている前記被毒物質が重油や石炭等の燃焼に伴って新たに生じた被毒物質と共に脱硝触媒に再度付着してしまい、脱硝触媒の活性の低下速度がより速まってしまう。
【０００８】
このようなことから、本発明は、使用済みの洗浄液中の被毒物質を脱硝触媒に再度付着させることなく使用済みの洗浄液を低コストで簡単に廃棄処理することができる排ガス処理設備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】
前述した課題を解決するための、本発明に係る排ガス処理設備は、排ガス中の窒素酸化物を分解除去する排ガス処理設備であって、前記排ガスを内部に流通させるケーシング内に脱硝触媒を装着した脱硝装置と、前記脱硝装置で窒素酸化物を分解除去された前記排ガス中の煤塵を除去する電気集塵器とを備えると共に、前記脱硝装置の前記脱硝触媒を洗浄した洗浄液を前記電気集塵器に送給するように、当該脱硝装置で窒素酸化物を分解除去された前記排ガス中に当該洗浄液を噴霧する使用済み洗浄液噴霧手段を備えていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る排ガス処理設備は、上述した排ガス処理設備において、前記脱硝装置の前記ケーシング内の前記脱硝触媒を洗浄するように当該脱硝触媒に前記洗浄液を噴き掛ける洗浄手段と、前記脱硝装置の前記ケーシング内の前記脱硝触媒を洗浄した前記洗浄液を回収する使用済み洗浄液回収手段とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る排ガス処理設備は、上述した排ガス処理設備において、前記脱硝設備の前記ケーシング内で前記脱硝触媒よりも前記排ガスの流通方向下流側に配設されて当該排ガスの熱によって空気を加熱するエアヒータを備えていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る排ガス処理設備は、上述した排ガス処理設備において、前記使用済み洗浄液噴霧手段が、前記エアヒータと前記電気集塵器との間で前記排ガス中に前記洗浄液を噴霧するものであることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る排ガス処理設備は、上述した排ガス処理設備において、重油又は石炭を燃焼させて発生した排ガス中の窒素酸化物を分解除去するものであることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る排ガス処理設備は、上述した排ガス処理設備において、前記エアヒータが、前記重油又は前記石炭の燃焼に使用する空気を加熱するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る排ガス処理設備によれば、使用済み洗浄液噴霧手段で排ガス中に噴霧された使用済みの洗浄液が排ガスの熱によって加熱されて、被毒物質が乾固して微粒子となって電気集塵器に送給されて捕集されることから、使用済みの洗浄液を加熱する熱エネルギを別途に用意する必要がまったくないだけでなく、排ガス中の煤塵を除去する電気集塵器を利用して、使用済みの洗浄液中に存在していた被毒物質を分離回収することができるので、使用済みの洗浄液中の被毒物質を脱硝触媒に再度付着させることなく使用済みの洗浄液を低コストで簡単に廃棄処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る排ガス処理設備の主な実施形態の要部の概略構成図である。
【図２】本発明に係る排ガス処理設備の他の実施形態の要部の概略構成図である。
【図３】本発明に係る排ガス処理設備のさらに他の実施形態の要部の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る排ガス処理設備の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は図面に基づいて説明する実施形態のみに限定されるものではない。
【００１８】
［主な実施形態］
本発明に係る排ガス処理設備の主な実施形態を図１に基づいて説明する。
【００１９】
図１に示すように、ボイラ等で重油や石炭等を燃焼させる燃焼器から排出された排ガス１を流通させるダクト１０１は、当該排ガス１を内部に流通させる脱硝装置１１０のケーシング１１１の側面上方に連結している。このケーシング１１１の側面下方には、上記脱硝触媒１１２で窒素酸化物を分解除去された上記排ガス１を送出するダクト１０２の一端側が連結されている。このケーシング１１１の内部には、上記排ガス１中の窒素酸化物を分解除去する脱硝触媒１１２が上下方向、すなわち、上記排ガス１の流通方向に沿って複数装着されている。
【００２０】
前記ダクト１０２の他端側には、上記ボイラの上記燃焼器に使用する燃焼用の空気を熱交換によって加熱するエアヒータ１２１の排ガス受入側が連結されている。このエアヒータ１２１の排ガス送出側には、ダクト１０３の一端側が連結されている。このダクト１０３の他端側には、電気集塵器１３１の排ガス受入側が連結されている。この電気集塵器１３１の排ガス送出側には、脱硫装置等の各種の後処理装置に連結するダクト１０４の一端側が連結している。
【００２１】
前記脱硝装置１１０の前記ケーシング１１１の内部の天井付近には、先端側を下方へ向けたシャワノズル１４３が複数配設されている。上記シャワノズル１４３は、洗浄液（水）２を貯留する貯留タンク１４１に送給ポンプ１４２を介して連結している。
【００２２】
前記脱硝装置１１０の前記ケーシング１１１の下部には、前記シャワノズル１４３から散布された上記洗浄液２を回収する回収タンク１４４が連結されている。また、前記ダクト１０３内には、先端側を前記電気集塵器１３１の排ガス受入側へ向けた噴霧ノズル１４６が配設されている。上記噴霧ノズル１４６は、上記回収タンク１４４に送給ポンプ１４５を介して連結している。
【００２３】
なお、本実施形態においては、前記貯留タンク１４１、前記送給ポンプ１４２、前記シャワノズル１４３等により洗浄手段を構成し、前記回収タンク１４４等により使用済み洗浄液回収手段を構成し、前記送給ポンプ１４５、前記噴霧ノズル１４６等により使用済み洗浄液噴霧手段を構成している。
【００２４】
このような本実施形態に係る排ガス処理設備１００を利用した排ガス処理方法を次に説明する。
【００２５】
ボイラ等の燃焼器で重油や石炭等を燃焼させて発生した排ガス１（温度：約３５０〜４００℃）は、前記ダクト１０１を介して前記脱硝装置１１０の前記ケーシング１１１内に流入し、前記脱硝触媒１１２内を流通することにより、窒素酸化物を分解除去された後、当該ケーシング１１１から前記ダクト１０２を介して前記エアヒータ１２１で熱交換して、上記燃焼器での燃焼に使用する空気を加熱することにより、冷却された後（温度：約１００〜１５０℃）、前記ダクト１０３を介して前記電気集塵器１３１で煤塵を除去され、前記ダクト１０４を介して脱硫装置等の各種の後処理装置に送給されて無害化処理される。
【００２６】
このようにして上記排ガス１を処理していくと、重油や石炭等に由来して当該排ガス１中に含有されているフライアッシュや重金属やアルカリ金属やアルカリ土類金属やリン等の被毒物質が、前記脱硝触媒１１２の表面に付着して次第に堆積し、当該脱硝触媒１１２の活性を徐々に低下させて窒素酸化物の分解除去性能を低下させてしまうことから、ボイラの燃焼器等の運転停止時（停缶期間であればいつでも可）に、前記送給ポンプ１４２を作動して前記貯留タンク１４１内の前記洗浄液２を前記シャワノズル１４３から散布すると、当該洗浄液２は、前記脱硝触媒１１２に噴き掛けられて、当該脱硝触媒１１２に付着している前記被毒物質を当該脱硝触媒１１２から除去するように当該脱硝触媒１１２を洗浄した後、前記回収タンク１４４内に回収される（洗浄液散布量：脱硝触媒の体積量に対して２０倍以下（好ましくは２〜１０倍、さらに好ましくは２〜３倍）、洗浄液散布時間：１０時間以下（好ましくは０．５〜２時間））。これにより、上記脱硝触媒１１２は、活性が復活し、窒素酸化物の分解除去性能が回復するようになる。
【００２７】
そして、ボイラの燃焼器等の運転再開に併せた前記排ガス１の処理の再開に伴って、前記送給ポンプ１４５を作動させて、前記回収タンク１４４内に回収された使用済みの洗浄液２を前記噴霧ノズル１４６に送給すると（洗浄液送給量：１０〜１００Ｌ／ｈ（好ましくは２０〜５０Ｌ／ｈ））、当該洗浄液２は、前記エアヒータ１２１からの前記排ガス１（温度：２００℃以下（好ましくは５０〜２００℃、さらに好ましくは１３０〜１５０℃））中に噴霧され（液滴径：１０〜１００μｍ（好ましくは２０〜５０μｍ））、当該排ガス１の熱によって気化して、含有している前記被毒物質が微粒子となって当該排ガス１と共に前記電気集塵器１３１に送給され、当該電気集塵器１３１で除去される。
【００２８】
つまり、従来は、別途用意した加熱器等で使用済みの洗浄液２を加熱して、前記被毒物質を乾固させた残渣を廃棄処理するようにしていたが、本実施形態では、脱硝触媒１１２の前記排ガス１の流通方向下流側に配設されたエアヒータ１２１によって熱を回収された後の排ガス１中に使用済みの洗浄液２を送給することにより、当該排ガス１の余熱を利用して使用済みの洗浄液２を加熱して前記被毒物質を乾固させ、生じた微粒子を電気集塵器１３１で捕集してしまうようにしたのである。
【００２９】
このため、本実施形態においては、使用済みの洗浄液２を加熱する熱エネルギを別途に用意する必要がまったくないだけでなく、排ガス１中の煤塵を除去する電気集塵器１３１をそのまま利用して、使用済みの洗浄液２中に存在していた前記被毒物質を分離回収することができる。
【００３０】
したがって、本実施形態に係る排ガス処理設備１００によれば、脱硝装置１１０の脱硝触媒１１２を洗浄した使用済みの洗浄液２中の前記被毒物質を当該脱硝触媒１１２に再度付着させることなく使用済みの洗浄液２を低コストで簡単に廃棄処理することができる。
【００３１】
［他の実施形態］
なお、前述した実施形態においては、脱硝装置１１０のケーシング１１１の外部にエアヒータ１２１を備える排ガス処理設備１００の場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、前記エアヒータ１２１を省略し、図２に示すように、ケーシング１１１の内部において、脱硝触媒１１２の下方、すなわち、脱硝触媒１１２よりも排ガス１の流通方向下流側にエアヒータ２１３を配設した脱硝装置２１０を備えた排ガス処理設備２００であると、前記脱硝触媒１１２を洗浄液２で洗浄する際に、当該脱硝触媒１１２での上記排ガス１の窒素酸化物の分解処理の際に生じて当該エアヒータ２１３に付着した酸性硫安（ＮＨ4ＨＳＯ4）等の副生物も併せて洗浄除去することができると共に、回収した使用済みの洗浄液２を前記噴霧ノズル１４６から噴霧して前記排ガス１の余熱で気化させたときに、前記被毒物質だけでなく酸性硫安も微粒子にして、前記電気集塵器１３１で捕集することができるので、上記排ガス１の処理にあたって生じる廃棄物をさらに低コストで簡単に処理することができる。なお、図２中、２０３は、前記脱硝装置２１０と前記電気集塵器１３１とを連結して前記噴霧ノズル１４６を設けられるダクトである。
【００３２】
また、前述した実施形態においては、前記ケーシング１１１の内部の脱硝触媒１１２を洗浄して回収タンク１４４に回収された使用済みの洗浄液２をそのまま前記噴霧ノズル１４６から噴霧して前記エアヒータ１２１からの排ガス１中に供給するようにしたが、他の実施形態として、例えば、図３に示すように、前記回収タンク１４４と前記送給ポンプ１４５の受入口との間に三方バルブ３４８を介して循環ポンプ３４７の受入側を連結すると共に前記送給ポンプ１４２の送出側と前記シャワノズルとの間に三方バルブ３４９を介して前記循環ポンプ３４７の送出側を連結した排ガス処理設備３００として、洗浄開始時には、前記送給ポンプ１４２と前記シャワノズル１４３との間のみを連絡させるように前記三方バルブ３４９を調整すると共に、前記回収タンク１４４と前記ポンプ１４５，３４７との間を遮断するように前記三方バルブ３４８を調整して、前記送給ポンプ１４２を作動させることにより、貯留タンク１４１内の洗浄液２で前記脱硝触媒１１２を洗浄し、使用済みの洗浄液２をある程度前記回収タンク１４４内に回収したら、上記送給ポンプ１４２の作動を停止し、前記回収タンク１４４と前記循環ポンプ３４７との間のみを連絡させるように前記三方バルブ３４８を調整すると共に当該循環ポンプ３４７と前記シャワノズル１４３との間のみを連絡させるように前記三方バルブ３４９を調整して、当該循環ポンプ３４７を作動させることにより、前記回収タンク１４４内の使用済みの洗浄液２を繰り返し利用して前記脱硝触媒１１２を洗浄した後、当該循環ポンプ３４７の作動を停止し、前記回収タンク１４４と前記送給ポンプ１４５との間のみを連絡させるように前記三方バルブ３４８を調整して、当該送給ポンプ１４５を作動させることにより、前記回収タンク１４４内の循環利用された使用済みの洗浄液２を噴霧ノズル１４６から噴霧して前記エアヒータ１２１からの排ガス１中に供給するようにすれば、使用済みの洗浄液２中の前記被毒物質の濃度を高めて当該被毒物質を分離回収することができると共に、脱硝触媒１１２の洗浄に使用する新規の洗浄液２の量を大幅に削減することができるので、処理にかかるコストをさらに低減させることができて非常に好ましい。
【００３３】
また、前述した実施形態においては、前記ケーシング１１１内に配設された前記シャワノズル１４３から前記貯留タンク１４１内の前記洗浄液２を散布することにより、前記ケーシング１１１の内部の脱硝触媒１１２を洗浄するようにしたが、他の実施形態として、例えば、ケーシングの側面にフランジを設置すると共に移動式のシャワノズルとし、ボイラ停缶時にそこからシャワノズルを挿入して洗浄液を散布することにより、脱硝触媒を洗浄するようにすることも可能である。
【００３４】
また、前述した実施形態においては、前記送給ポンプ１４２を作動して前記貯留タンク１４１内の前記洗浄液２を前記シャワノズル１４３から散布することにより、前記ケーシング１１１の内部の脱硝触媒１１２を装着したままの状態で洗浄して、落下する使用済みの洗浄液２を前記回収タンク１４４内に回収し、当該回収タンク１４４内の当該洗浄液２を前記噴霧ノズル１４６から噴霧するようにしたが、他の実施形態として、例えば、前記貯留タンク１４１、前記送給ポンプ１４２、前記シャワノズル１４３、前記回収タンク１４４を省略、すなわち、洗浄手段及び使用済み洗浄液回収手段を省略して、ボイラの燃焼器等の運転停止時に、前記脱硝触媒１１２を前記ケーシング１１１の内部から取り出し、当該ケーシング１１１の外部で前記洗浄液２を使用して当該脱硝触媒１１２を洗浄した後、当該ケーシング１１１の内部に再び装着すると共に、回収した使用済みの洗浄液２を前記送給ポンプ１４５により前記噴霧ノズル１４６から噴霧する場合であっても、前述した実施形態の場合と同様な効果を得ることができる。
【実施例】
【００３５】
図３に示したような排ガス処理設備を備えた重油焚きの実機プラントによる評価テストを行った。具体的には、まず、貯留タンク内の水（脱硝触媒の体積量の３倍相当量）をシャワノズルから噴霧（１時間）して脱硝触媒を洗浄し、使用済みの水を回収タンクに回収する。回収タンクに回収された使用済みの水中のフライアッシュ等を沈降させるように当該水を静置（１日）した後、当該水の上澄みをシャワノズルから再び噴霧（１時間）して脱硝触媒を再度洗浄し、再利用した水を回収タンクに再び回収する。この操作をさらに２回繰り返し、合計４回の洗浄を行った。その結果、当初の脱硝性能が８８％であったものの、使用後の脱硝性能が７８％にまで低下した脱硝触媒を再生処理によって脱硝性能を８７％にまで回復することができた。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係る排ガス処理設備は、使用済みの洗浄液中の被毒物質を脱硝触媒に再度付着させることなく使用済みの洗浄液を低コストで簡単に廃棄処理することができるので、産業上、極めて有益に利用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  排ガス
２  洗浄液
１００  排ガス処理装置
１０１〜１０４  ダクト
１１０  脱硝装置
１１１  ケーシング
１１２  脱硝触媒
１２１  エアヒータ
１３１  電気集塵器
１４１  貯留タンク
１４２  送給ポンプ
１４３  シャワノズル
１４４  回収タンク
１４５  送給ポンプ
１４６  噴霧ノズル
２００  排ガス処理装置
２０３  ダクト
２１０  脱硝装置
２１３  エアヒータ
３００  排ガス処理装置
３４７  循環ポンプ
３４８，３４９  三方バルブ
【図１】
2012050900.tif 000003
【図２】
2012050900.tif 000004
【図３】
2012050900.tif 000005