(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各蓄熱室(6,7) の一端に未処理ガスの供給ダクト(5) あるいは蓄熱室(6,7) により冷却される脱窒素化ガスの排気ダクト(36)を接続し、また各蓄熱室(6,7) の他端に各蓄熱室(6,7) により予備加熱された未処理ガスの排気ダクト(40)あるいは脱窒素化ホットガスの供給ダクト(32)を接続しているとともに、２つのメイン遮断装置(11,11')を備えており、これら各メイン遮断装置(11,11')は、上部壁(13,13')、下部壁(14,14')及び各部屋(12,12')を各々２つの小部屋(16,16',17,17') に仕切る仕切壁(15,15')が上部壁(13,13')及び下部壁(14,14')間に設けられた部屋(12,12')から構成されていて、各小部屋(16,16',17,17') には、上部壁(13,13')と下部壁(14,14')に各１個開閉可能な開孔(20,20',21,21',22,22',23,23') があり、各小部屋(16,16',17,17') の２個一対の開孔(20,20',21,21',22,22',23,23') を開閉するためにダンパーディスク(18,18',19,19') を操作するコントロールユニット(24a,24a',24b,24b') が設けられており、前記メイン遮断装置(11)の小部屋(16,17) は蓄熱室(6,7) と未処理ガスの供給ダクト(5) を接続しているとともに、他方の小部屋(17,16) は他の蓄熱室(7,6) と冷却された脱窒素化ガスの排気ダクト(36)を接続しており、一方、他のメイン遮断装置(11') の小部屋(16',17') は蓄熱室(6,7) と予備加熱された未処理ガスの排気ダクト(40)を接続しているとともに、他方の小部屋(17',16') は他の蓄熱室(7,6) と脱窒素化ホットガスの供給ダクト(32)を接続している窒素酸化物を含むガスの浄化装置であって、窒素酸化物を含む未処理ガスは、予備加熱するために蓄熱体を充填した２つの蓄熱室に交互に供給されてバーナーにより再加熱され、還元剤と混合された後、窒素酸化物を還元するために還元触媒に供給される一方、触媒を通過し脱窒素化されたガスは、反対に他の蓄熱室の蓄熱体を加熱し、更に、未処理ガスを蓄熱室に供給し脱窒素化したガスを他の蓄熱室に交互に供給するために、各蓄熱室の一端は未処理ガスの供給ダクトと冷却された脱硝済みガスの排気ダクトと交互に接続され、各蓄熱室の他端は予備加熱された未処理ガスの排気ダクトと脱窒素化ホットガスの供給ダクトと交互に接続されていることを特徴とする窒素酸化物を含むガスの浄化装置。
【請求項２】
メイン遮断装置(11,11')が、２つの蓄熱室(6,7) 間のスペース(10)に配置されている請求項１記載の窒素酸化物を含むガスの浄化装置。
【請求項３】
未処理ガス分流用の枝ダクト(43)が、バーナーのフレームゾーン(42)から還元剤が供給される予備混合室(45)に接続されている請求項１または２記載の窒素酸化物を含むガスの浄化装置。
【請求項４】
枝ダクト(43)にファン(44)を備えた請求項３記載の窒素酸化物を含むガスの浄化装置。
【請求項５】
予備混合室(45)が、テーパー状端(48)を有したシリンダー(47)からなり、未処理ガスの分流が該シリンダー(47)に対して接線方向から供給されるとともに、還元剤がシリンダー(47)の中央軸部分より供給され、テーパー状端(48)が、未処理ガスの分流により予備希釈された還元剤をメイン未処理ガス流に供給するためのダクト(51)と接続されている請求項３記載の窒素酸化物を含むガスの浄化装置。
【請求項６】
未処理ガス分流により予備希釈された還元剤が、メイン未処理ガス流と混合されるメイン混合室(2) を備えている請求項１〜５のいずれか一項に記載の窒素酸化物を含むガスの浄化装置。
【請求項７】
メイン未処理ガスの流れ方向(56)に沿って配置されたパイプ(53)からなる熊手状散布管(52)をメイン混合室(2) に設けるとともに、このパイプ(53)には予備希釈した還元剤をメイン未処理ガス流の流れ方向(56)に対して垂直に供給するようパイプ(53)の長手方向にノズル(57)が設けられている請求項６記載の窒素酸化物を含むガスの浄化装置。
【請求項８】
全未処理ガス量の２〜20vol ％を全未処理ガスから枝ダクト(43)に分流する請求項３記載の窒素酸化物を含むガスの浄化装置。
【請求項９】
還元剤が、尿素水溶液あるいは水酸化アンモニウムあるいはアンモニアガスからなる請求項１記載の窒素酸化物を含むガスの浄化装置。
【請求項１０】
予備加熱された未処理ガスが、バーナーにより更に10〜50℃昇温加熱される請求項１〜９のいずれか一項に記載の窒素酸化物を含むガスの浄化装置。
【請求項１１】
未処理ガス分流が分岐されるバーナー(41)のフレームゾーン(42)の温度が、350 〜500 ℃である請求項１０記載の窒素酸化物を含むガスの浄化装置。
【請求項１２】
蓄熱充填材(8,9) が、ガスの流れ方向に沿って配置される多数のガスチャンネルを有するように成形されたセラミック蓄熱体からなる請求項１に記載の窒素酸化物を含むガスの浄化装置。
【請求項１３】
蓄熱体が、セラミックピースにより５〜50mmの間隔をもって積み重ねられている請求項１２記載の窒素酸化物を含むガスの浄化装置。
【請求項１４】
蓄熱充填材(8,9) と蓄熱室(6,7) の内壁(39)間に、断熱シール(62)を備えた請求項１２または１３記載の窒素酸化物を含むガスの浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、窒素酸化物を含むガスを浄化する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
還元剤の付加による窒素酸化物の浄化は、選択的触媒脱窒素化法あるいは還元法あるいはSCR 法として知られている。ガス中に含まれる窒素酸化物NOX （主に一酸化窒素と二酸化窒素) は、還元剤とともに触媒作用により窒素と水に分解される。還元剤としてアンモニアNH3 を使用する場合、次の化学反応が起こる。
【０００３】
【化１】
0004023906.tif 000002
【化２】
0004023906.tif 000003
【化３】
0004023906.tif 000004
【化４】
0004023906.tif 000005
【０００４】
触媒の使用により、170 〜450 ℃、NH3/NO比0.5 〜１の条件下でNOX の還元が可能となる。アンモニアは、ガスまたは水溶液として使用される。尿素、酢酸アンモニウムあるいは炭化水素類などの他の還元剤を使用することも可能である。還元剤は、未処理ガスが触媒層に供給される前に注入される。
最も頻繁に使用されるSCR 触媒は、主成分（担体) として二酸化チタンが含まれている。その他の成分は、五酸化バナジウム及びタングステン化合物とモリブデン化合物である。例えば、JP76-68907はTiO2担体上に活性物質としてV 及びNb化合物を担持した触媒について記述されている。DE3 821 480 中に記述されている触媒は、TiO2,V,Mo,W 及びZnからなる。DE 26 17 744は、更にSnを追加することを特徴としている。
【０００５】
一方、酸化物担体上のFe(EP 0 667 181 A1) 、例えばCe(WO95/17949)、Cu(DE 44 13 359)、Ag及びPt(EP 0 682 975 A1) などゼオライト担体上の各種活性成分、あるいは例えばスピネルZnAl２O４(EP 0 676 232 A1)などシンプルな金属酸化物など、その他の触媒成分も記述されている。ダイオキシンあるいはフラン減少もまたSCR 触媒により進行され得る(WO91/04780)。
【０００６】
更に、燃焼装置からの未処理エアには、触媒上で三酸化硫黄に酸化される二酸化硫黄(SO2) がしばしば含まれており、硫酸水素アンモニウムあるいは硫酸アンモニウムによる腐食あるいはクロッギングを引き起こす。このため、NOx 浄化触媒開発における一つの焦点は、SO2 の酸化を抑制させることである。
SCR 装置は、いわゆる"high-dust" 回路の形成においてガス浄化システム中に挿入されるか、あるいはフィルタ及び脱硫装置の後段に設置される。
【０００７】
"high-dust" 回路の場合において、SCR 装置はタンクに直接接続される。このアセンブリの利点は、簡単な構造と熱ロスの少なさにある。しかしながら、スモークガスの損害を与える付加成分、特にダストの濃度レベルが、触媒寿命に極めて重大な影響を与える。このように難易度は、ガス燃料からオイル燃料を経て石炭燃料の順に増加する。SCR 装置が、ダストを除去するフィルタ装置及び脱硫装置の後段に配置される場合、未処理ガスは脱硫装置において冷却される。冷却された未処理ガスは、脱窒素化のために再び加熱されなければならないので、このアセンブリは多くのエネルギを必要とする。
【０００８】
この熱エネルギの少なくとも一部を回収するために、通常触媒を通過し脱窒素化されたホットガスが、浄化される未処理ガスを予備加熱するスチール熱交換器が利用されている。
しかしながらこのようなチューブ式熱交換器は、未処理ガス流により高い圧力損失を与えられる。そのため、装置運転のために相応の能力を有するファンを使用しなければならない。更に、このような熱交換器の熱交換率が不十分であるため、既設設備では相応の高いエネルギコストが必要となっている。更に、この種の熱交換器は清掃が難しく、またスチール製であるために腐食の問題に曝されている。
【０００９】
EP-A 0 472 605は、セラミック製蓄熱充填材で満たされた二つの蓄熱層においてガスが交互に加熱冷却される、有機炭素化合物を含むガスの浄化のための蓄熱燃焼装置について述べられている。蓄熱充填材により加熱されたガスは、燃焼室内において有機炭素化合物の燃焼熱によって更に加熱され、ヒータにより再加熱される。蓄熱充填材は、プリズム形蓄熱体から構成されており、ガスの流れ方向にプリズムの主要な軸をあせて配置されている。また、プリズムの主要な軸に平行且つ直線的な連続した複数のチャンネルを持っていて、プリズム両端面にその孔が開いている。押出し成形された蓄熱体は、複数の層に配置されている。
【００１０】
EP-A 0 472 605は、各蓄熱室のいくつかの蓄熱充填材を同様のチャンネルを備えた還元触媒体に置換することが可能であるとも記述している。蓄熱燃焼装置において、蓄熱充填材は800 ℃を越える温度と極端な熱衝撃に曝される。しかしながら、特に金属酸化物からなる還元触媒は低い温度耐性、及び、特に低い耐温度衝撃性を有している。ガス入口側の温度は比較的低温度なので、蓄熱燃焼装置の蓄熱室に配置可能かどうかガス入口側部分に触媒を配置することにより、問題を解決するための試みが実施されてきた。しかしながら、触媒は短期間後置換されなければならない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような従来の問題点を解決して、SCR 装置のランニングコストを十分低減することができる窒素酸化物を含むガスの浄化装置を提供することを目的として完成されたものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明の窒素酸化物を含むガスの浄化装置は、各蓄熱室の一端に未処理ガスの供給ダクト及び蓄熱室により冷却される脱窒素化ガスの排気ダクトを接続し、また各蓄熱室の他端に各蓄熱室により予備加熱された未処理ガスの排気ダクトあるいは脱窒素化ホットガスの供給ダクトを接続しているとともに、２つのメイン遮断装置を備えており、これら各メイン遮断装置は、上部壁、下部壁及び各部屋を各々２つの小部屋に仕切る仕切壁が上部壁及び下部壁間に設けられた部屋から構成されていて、各小部屋には、上部壁と下部壁に各1 個開閉可能な開孔があり、各小部屋の２個一対の開孔を開閉するためにダンパーディスクを操作するコントロールユニットが設けられており、前記メイン遮断装置の小部屋は蓄熱室と未処理ガスの供給ダクトを接続しているとともに、他方の小部屋は他の蓄熱室と冷却された脱窒素化ガスの排気ダクトを接続しており、一方、他のメイン遮断装置の小部屋は蓄熱室と予備加熱された未処理ガスの排気ダクトを接続しているとともに、他方の小部屋は他の蓄熱室と脱窒素化ホットガスの供給ダクトを接続している窒素酸化物を含むガスの浄化装置であって、窒素酸化物を含む未処理ガスは、予備加熱するために蓄熱体を充填した２つの蓄熱室に交互に供給されてバーナーにより再加熱され、還元剤と混合された後、窒素酸化物を還元するために還元触媒に供給される一方、触媒を通過し脱窒素化されたガスは、反対に他の蓄熱室の蓄熱体を加熱し、更に、未処理ガスを蓄熱室に供給し脱窒素化したガスを他の蓄熱室に交互に供給するために、各蓄熱室の一端は未処理ガスの供給ダクトと冷却された脱硝済みガスの排気ダクトと交互に接続され、各蓄熱室の他端は予備加熱された未処理ガスの排気ダクトと脱窒素化ホットガスの供給ダクトと交互に接続されていることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
本発明装置において、浄化されるガスを還元触媒を通過し脱窒素化したホットガスにより予備加熱するために使用される熱交換器は、セラミック製蓄熱充填材により満たされた少なくとも２つの蓄熱室を有する装置である。触媒を通過し脱窒素化したホットガスは、各蓄熱室の蓄熱充填材を加熱するために、各蓄熱室に対して交互に供給される。ある蓄熱室が、その蓄熱充填材を加熱するために脱窒素化したホットガスを供給されるのに対して、熱交換器の他方の蓄熱室は先に蓄熱充填材が加熱されており、予備加熱するために浄化される未処理ガスが供給される。
【００１４】
セラミック製蓄熱充填材は、押し出し成形されたセラミック製のプリズム形蓄熱体であって、ガスの流れ方向に沿って引き延ばされた、複数のガスチャンネリングを有することが望ましい。このような装置は、例えば90％あるいはそれ以上の高い熱交換率を低圧力損失で達成することが可能である。更に、セラミック製蓄熱体は、耐腐食性に非常に優れている。
【００１５】
蓄熱体は、長さ0.2m〜0.6mであって、且つ直径は0.1m〜0.3mであることが望ましい。チャンネルの径は、２mm〜８mmであることが望ましく、チャンネル間の壁の厚さは、0.5mm 〜1.5mm であることが望ましい。蓄熱体の比表面積は、例えば500 〜1,000m2/m3が可能である。この蓄熱体は、例えばポーセライン、ムライトあるいはコージェライトから製造される。
【００１６】
蓄熱体は、一般に複数層配置される。層間距離は、５〜50mmであることが望ましい。このため、セラミック脚として形成される層間ピースを使用する。蓄熱体をスチールバスケット中に配置することも可能である。蓄熱室の内側を十分に利用するため、蓄熱層の内壁と蓄熱充填材の間には、同時に断熱材としてもはたらくシールが備えられており、該シールは例えばセラミックファイバーあるいはセラミックタイルから構成されている。
【００１７】
本発明装置は、同時に未処理ガスから特にフラン類及びダイオキシン類など、有機性不純物を除去するために使用されることも可能である。この目的のために還元触媒は、未処理ガスの流れ方向に対して酸化触媒の前段に配置される。還元剤が、還元触媒上で消費されるので、必要な酸化環境は、酸化触媒のエリアに存在する。この還元触媒は、最初に述べた方法において製造され、また酸化触媒も同様に製造される。
本発明装置において使用される還元剤は、アンモニアが望ましく、例えば尿素の分解や水酸化アンモニウムの蒸発によっても形成され得る。
【００１８】
SCR 装置における問題は、アンモニアスリップと呼ばれる。即ち、触媒上で変化されなかった微量のアンモニアが、そのまま装置を通過することである。合法的な規則は、排出したガス中に僅かな量のアンモニアだけが含まれるかもしれないことを条件として要求する。
本発明の装置は、このようなアンモニアスリップなしに高い脱窒素化率を達成する。この目的のために、バーナーにより再加熱された未処理ガスの分流は、本発明に従って分岐され、予備混合室中にて還元試薬と混合されることが望ましい。予備希釈された還元剤は、その後メイン混合室中にてメイン未処理ガス流と混合される。還元剤を予備希釈するために使用される未処理ガス分流は、未処理ガス総流量の２〜20 vol％、特に５〜10 vol％であることが望ましい。
【００１９】
還元剤と混合するための未処理ガス分流は、最大温度(350〜500 ℃) を持つようにバーナーのフレームエリアより分流される。この目的のために、バーナーのフレームエリアから予備混合室に接続された枝ダクトが与えられている。未処理ガスの分流が高い圧力で予備混合室に供給されるように、この枝ダクト中にファンが設置されている。
【００２０】
予備混合室は、テーパー状端を備えたシリンダーからなることが望ましい。未処理ガスの分流はシリンダーに対して接線方向から供給され、一方、還元剤は中間あるいは軸エリアに注入されることが望ましい。予備希釈された還元剤は、その後テーパー状端を経てメイン混合室に流れる。未処理ガスの分流を接線方向から供給することは、予備混合室の内壁上にホット未処理ガス層を形成し、還元剤の均一な渦巻きを引き起こす要因となる。もし還元剤が、水溶液として加えられた場合、同時に液体の滴が予備混合室の内壁上に堆積することを防ぐ。
【００２１】
未処理ガスの分流を、望ましくは少なくとも15m/sec の高速度で予備混合室に供給するために、未処理ガス分流用枝ダクトにファンが設置されている。
溶液の方が加圧されたアンモニアガスよりも取扱が容易であるので、還元剤としては、気体アンモニアよりも水酸化アンモニウムあるいは尿素水溶液が望ましい。水酸化アンモニウムあるいは尿素水溶液が使用されるとき、予備混合室中の水は、例えば400 ℃のホット未処理ガスにより直ちに蒸発される。同時に尿素はアンモニアに分解される。この方法により、高均一なアンモニア／未処理ガスの混合ガスが予備混合室中で形成される。
【００２２】
予備希釈されたアンモニアは、その後メイン混合室に供給される。この目的のために、メインガス流の流れ方向に沿って配置されたパイプからなる熊手状散布管がメイン混合室中に設置されている。パイプには、希釈されたアンモニアガスがメイン未処理ガス流の流れ方向に対して垂直に注入されるように、少なくとも全長の一部円周上にノズルが与えられている。予備希釈アンモニアがメインガス流に供給される速度は、少なくとも30m/sec 、好ましくは40〜60m/sec である。
【００２３】
この目的のために、予備希釈されたアンモニアは、少なくとも20mbの加圧により熊手状散布管に供給される。この加圧は、バーナーと予備混合室を接続する枝ダクト中に設置された前述のファンによって与えられえる。この方法において、メイン混合室中にて、アンモニアと窒素酸化物を含む未処理ガスの均一な混合が達成され、アンモニアスリップを防止する。
【００２４】
アンモニアスリップを防止するための更なる手段、即ち、還元触媒上においてアンモニアを完全に消費するための手段として、アンモニアは化学当量で供給されるのが望ましい。即ち、NH3/NOX モル比は１以下が望ましく、通常は少なくとも0.5 である。
【００２５】
未処理ガスは、蓄熱器において約250 〜400 ℃に予備加熱される。バーナーは、更に例えば10〜50℃再加熱することが可能であって、未処理ガスの分流が分岐されるバーナーのフレームエリアにおける温度は、バーナーの外部温度と比較して約50〜150 ℃高くなる。
バーナーによる再加熱は、処理ガスを触媒によって脱窒素化するために必要な温度を与えるだけではない。例えば、煙突を通過して大気に放出するまで、温度勾配を類似にし、且つ装置内におけるガス流速を類似に保つ。
【００２６】
以下に、本発明を図面とともに詳細に説明する。
図１に示すように、窒素酸化物を含むガスを浄化するための装置は、蓄熱式熱交換器１、メイン混合室２及びSCR 反応装置３を備えている。
窒素酸化物を含む未処理ガスは、排出源４から供給ダクト５を経て熱交換器１に流れる。この目的のために、ファン（図示せず）は、供給ダクト５中に設置されている。
【００２７】
図４に示すように、熱交換器１は、蓄熱充填材８、９が配置された２つの蓄熱室６、７からなる。蓄熱充填材８、９は、上述のように複数のガスチャンネルが配列された立方形あるいはプリズム形蓄熱体からなる。
２つのメイン遮断装置１１、１１' は２つの蓄熱室６、７の間のスペース１０に設置される。図６に示すように、各メイン遮断装置１１、１１' は、上部壁１３、下部壁１４及び上下部壁１３、１４間に配置された仕切壁１５を備えた部屋１２から構成される。
【００２８】
仕切壁１５は、斜めに配置されており、部屋１２を２つの小部屋１６、１７に分割している。各小部屋１６、１７は、その上部壁１３及び下部壁１４上にダンパーディスク１８、１９により閉じられる孔２０、２１；２２、２３を有する。それ故各小部屋１６、１７は、各小部屋１６、１７に割り当てられたダンパーディスク１８、１９により開閉される両壁面に２つの孔２０、２１；２２、２３を有している。各ダンパーディスク１８、１９は、この目的のために空圧あるいは油圧ピストン／シリンダーユニットとして形成されるコントロールユニット２４ａ、２４ｂに固定されている。
【００２９】
メイン遮断装置１１の上下壁１３、１４は、それぞれ予備室２５、２６に接続されている。
上部メイン遮断装置１１' も、同様に形成されている。それ故、対応する部品には同じ参照番号を付与して' をつけてある。
下部メイン遮断装置１１の予備室２６に未処理ガス供給ダクト５が接続されている。浄化される未処理ガスは、予備室２６から開孔２０を通過してメイン遮断装置１１の小部屋１６に流れ、そこから矢印２８に示されるように、蓄熱室７の分散室３０に流れる。更にサポートグリッド３０' を通過し、前段階でSCR 反応装置３より排出された脱窒素化ホットガスにより加熱されたセラミック製蓄熱充填材９を通過する。
【００３０】
蓄熱充填材９より排出された、例えば300 ℃に予備加熱された未処理ガスは、矢印３８に示されるように、蓄熱充填材９上部のスペース３４を通過し小部屋１６' に流れ、そこから更に開孔２１' を経て上部メイン遮断装置１１' の予備室２５' に流れる。
脱窒素化ホットガスは、SCR 反応装置３からダクト３２（図１参照）を経て、上部メイン遮断装置１１' の予備室２６' に供給される。そこから更に矢印３５に示されるように開孔２２' を経て、他の蓄熱室６における蓄熱充填材８上部のスペース３３に流れる。
【００３１】
蓄熱充填材８を通過するときに脱窒素化ホットガスは、その熱を蓄熱充填材８に放出し、矢印３７に示されるように、冷却されたガスとしてスペース２９から小部屋１７（図６参照）を経た後、開孔２３を通過し下部メイン遮断装置１１の上部予備室２５に流れる。なお、図１に示されるように、ダクト３６は予備室２５と煙突を接続している。
【００３２】
蓄熱室７の蓄熱充填材９が、その熱を浄化される窒素酸化物を含むガスに放出したとき、浄化されるガスは、その間に脱窒素化ホットガスにより加熱されていた蓄熱室６の蓄熱充填材８に供給される。一方、脱窒素化ホットガスは、蓄熱充填材９を再加熱するために蓄熱室７に供給される。
この目的のため、孔２２を開け、孔２３を閉じるためにダンパーディスク１９をコントロールユニット２４ａにより操作する。そして、孔２１を開け、孔２０を閉じるためにダンパーディスク１８をコントロールユニット２４ｂにより操作する。更に、孔２３' を開け、孔２２' を閉じるためにダンパーディスク１９' をコントロールユニット２４ａ' により操作する。そして、孔２０' を開け、孔２１' を閉じるためにダンパーディスク１８' をコントロールユニット２４ｂ' により操作する。
【００３３】
これにより浄化されるガスは２つの蓄熱室６、７に交互に供給され、脱窒素化されたホットガスは、逆に他の蓄熱室７、６を通過する。実施されている交互ガス供給を可能にするために、蓄熱室６、７の一端は、未処理ガス供給ダクト５及び蓄熱充填材８、９を通過した冷却済みガス用の排気ダクト３６と交互に接続されている。一方、蓄熱室６、７の他端は、予備加熱された未処理ガスの排気ダクト４０あるいは脱窒素化ホットガス用の供給ダクト３２と交互に接続されている。
【００３４】
蓄熱充填材８、９は、蓄熱室６、７の壁３９とシール材６２によりシールされているとともに、同時に断熱されている。
予備加熱された未処理ガス用の排気ダクト４０（図１参照）は、上部メイン遮断装置１１' の予備室２５' とメイン混合室２のフロントエリアに配置されたバーナー４１間に接続されている。バーナー４１は、例えば300 ℃に予備加熱された未処理ガスを例えば更に20〜30℃再加熱する。
未処理ガス総流量の例えば５〜10％が、約400 ℃に加熱されているバーナー４１のフレームゾーン４２より枝ダクト４３を経て分流される。
この目的のために、枝ダクト中にファン４４が設置される。この分岐された加熱未処理ガス分流は予備混合室４５に流れるとともに、この予備混合室４５内でパイプ４６を経て注入される還元剤と混合される。なお、この予備混合室４５は、図２に示すように、シリンダー４７とテーパー状下端４８からなる。
【００３５】
加熱された未処理ガス分流は、ダクト４３を経て側面接線方向からシリンダー４７に供給される。一方、例えば尿素水溶液などの還元剤は、パイプ４６からテーパー状端４８の反対側面５０上の中央軸エリアより注入される。
螺旋状の矢印５５により示されるように、未処理ガス分流を接線方向からの供給することにより、予備混合室４５中に渦巻きが形成され、シリンダー壁４７上にホットガス層を導く。高速なホットガス層は、尿素水溶液中の水を直ちに蒸発させ、尿素をアンモニアに分解する。同時にホットガスとアンモニアを十分混合する。
【００３６】
テーパー状端４８から、未処理ガス分流により予備希釈されたアンモニアがパイプ５１を経てメイン混合室２に供給される。パイプ５１に接続された熊手状散布管５２は、メイン混合室２中のバーナー４１の後段に配置されている。熊手状散布管５２は、図３に示すように、矢印５６によるメインガス流の向きに対して横切り、バーナー方向に引き延ばされた複数のパイプ５３からなる。パイプ５３には、例えば20mbに加圧された希釈アンモニアを、例えば約60m/sec の流速で、矢印６２で示されるメイン未処理ガス流の流れ方向５７に対して約90度の角度で供給するよう、全長にわたり両面にノズル５７が配置されている。
【００３７】
予備混合室４５とメイン混合室２による２段階混合は、還元剤と浄化されるガスを十分均一に混合する。更に、混合状態を高めるためにクロスプレートあるいは類似した邪魔板からなる静的ミキサー５８が、ガスを渦巻くために熊手状散布管５２の後段に配置されている。
SCR 反応装置３は、メイン混合室２の後段に配置されており、処理ガス中に含まれるNOX を注入したアンモニアにより窒素と水に還元処理する還元触媒の層６０を含んでいる。
【００３８】
ガスは、その後、同じ触媒であるが酸化触媒として作用する触媒層６１を通過する。層６１において、特にダイオキシン類及びフラン類などの有機化合物が酸化される。
還元剤の供給量は、供給ダクト５中におけるNOＸ濃度と吸引風量を連続的に測定し、NOＸ濃度と吸引風量からアンモニアの必要な量を算出することにより可能となる。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明はSCR 装置のランニングコストを十分低減することができるものである。
よって本発明は従来の問題点を一掃した窒素酸化物を含むガスの浄化装置として、産業の発展に寄与するところは極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す全体概略図である。
【図２】予備混合室を示す断面図である。
【図３】メイン混合室を示す断面図である。
【図４】蓄熱式熱交換器を示す横断面図である。
【図５】蓄熱式熱交換器を示す縦断面図である。
【図６】メイン遮断装置の透視状態をを示す斜視図である。
【符号の説明】
５  未処理ガスの供給ダクト
６  蓄熱室
７  蓄熱室
８  蓄熱充填材
９  蓄熱充填材
11  メイン遮断装置
12  部屋
13  上部壁
14  下部壁
15  仕切壁
16  小部屋
17  小部屋
18  ダンパーディスク
19  ダンパーディスク
20  開孔
21  開孔
22  開孔
23  開孔
24a コントロールユニット
24b コントロールユニット
32  脱窒素化ホットガスの供給ダクト
36  脱窒素化ホットガスの排気ダクト
60  還元触媒
61  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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