(57)【要約】【課題】廃熱回収を効率的に行うことができる排ガス処理技術を提供する。【解決手段】排ガスが通過する排ガス経路と、排ガス経路に設けられ、排ガスの熱を回収して蒸気を生成する廃熱回収ボイラ３と、排ガス経路の廃熱回収ボイラ３よりも下流側に設けられ、廃熱回収ボイラ３により熱が回収された後の排ガスに含まれる窒素酸化物を、アンモニア還元剤と脱硝触媒と用いたアンモニア接触還元によって、窒素と水とに変換する脱硝装置６と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスが通過する排ガス経路と、
前記排ガス経路に設けられ、前記排ガスの熱を回収して蒸気を生成する廃熱回収ボイラと、
前記排ガス経路の前記廃熱回収ボイラよりも下流側に設けられ、前記廃熱回収ボイラにより熱が回収された後の前記排ガスに含まれる窒素酸化物を、アンモニア還元剤と脱硝触媒と用いたアンモニア接触還元によって、窒素と水とに変換する脱硝装置と、
を備える排ガス処理装置。
【請求項２】
前記廃熱回収ボイラにより熱が回収された後の前記排ガスは１７０℃以下である請求項１に記載の排ガス処理装置。
【請求項３】
前記脱硝触媒は、アルミニウム酸化物の担体に対し、銀およびルテニウムからなる金属または金属酸化物を含有成分とした触媒である請求項１または請求項２に記載の排ガス処理装置。
【請求項４】
前記廃熱回収ボイラよりも下流側の排ガス経路に接続され、前記排ガスが大気に排出される煙突を備え、
前記脱硝装置は、前記排ガスが前記煙突に進入する直前の位置に設けられる請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の排ガス処理装置。
【請求項５】
前記脱硝装置は、前記脱硝触媒の上流側に設けられて前記排ガスに含まれる水分を除去するためのフィルタを有する請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の排ガス処理装置。
【請求項６】
前記フィルタは、冷却されることで前記排ガスに含まれる水分を凝縮するものであり、前記脱硝装置は、凝縮された水分を排水可能な排水ドレンを有する請求項５に記載の排ガス処理装置。
【請求項７】
前記脱硝触媒は、複数の板状の触媒カートリッジを有し、それぞれの前記触媒カートリッジは、前記排ガス経路内を流れる排ガスの方向に対して直交し、前記触媒カートリッジを通過した前記排ガスが他の前記カートリッジを通過するように、前記触媒カートリッジが前記排ガスの通過方向に沿って並んで配置される請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の排ガス処理装置。
【請求項８】
前記排ガスは内燃力発電に用いられるガスタービンから排出されたものであり、前記廃熱回収ボイラにより生成された蒸気は、蒸気タービンを回転させ、汽力発電を行う請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の排ガス処理装置。
【請求項９】
排ガス経路を通過する排ガスの熱を回収して蒸気を生成する廃熱回収工程と、
前記廃熱回収工程により熱が回収された後の前記排ガスに含まれる窒素酸化物を、アンモニア還元剤と脱硝触媒と用いたアンモニア接触還元によって、窒素と水とに変換する脱硝工程と、
を含む排ガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、コンバインドサイクル発電が行われる発電所の排ガス処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンバインドサイクル発電等が行われる火力発電所では、廃熱回収ボイラ内に脱硝装置が配置される。脱硝装置には、脱硝触媒が配置され、排ガス中に含有する窒素酸化物を水と窒素に無害化する役割がある。
【０００３】
近年、太陽光発電等の再生可能エネルギーによる電力が電力網に供給されることにより、電力の需給変動が生じ、火力発電所の出力調整による電力需給の調整が行われることがある。しかし、需給変動に応じた火力発電所の出力調整（定格外運転）に伴い、排ガスの温度が触媒の働きにくい低温となる。こうした低温での働きを改善した触媒がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、定格外の運転では低温化と同時に窒素酸化物中の二酸化窒素の比率が増加することにより、現行の脱硝装置による脱硝が十分行われないことが危惧される。そこで、低温の排ガスで高い二酸化窒素比率であっても対応可能な触媒がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
このような定格外運転の機会は、例えば、再生可能エネルギーの一つである太陽光発電の場合、太陽光の遮りが頻繁に起こるような限定された気象条件において増加するが、遮りが生じない場合は、通常の定格運転が主となる。従って、気象条件によって異なる温度及び異なる二酸化窒素比率での排ガスの脱硝の両立が必要となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３６１０９８号公報
【特許文献２】特開２００８−１１９６５１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】基本工業触媒反応  触媒学会編  ｐ２６０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
廃熱回収ボイラ内に脱硝装置が配置されると、排ガスの熱の一部が脱硝反応に消費される。そのため、廃熱回収ボイラにおいて廃熱回収が効率的に行えなくなる。
【０００９】
本発明の実施形態はこのような事情を考慮してなされたもので、廃熱回収を効率的に行うことができる排ガス処理技術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】
【００１０】
本発明の実施形態に係る排ガス処理装置は、排ガスが通過する排ガス経路と、前記排ガス経路に設けられ、前記排ガスの熱を回収して蒸気を生成する廃熱回収ボイラと、前記排ガス経路の前記廃熱回収ボイラよりも下流側に設けられ、前記廃熱回収ボイラにより熱が回収された後の前記排ガスに含まれる窒素酸化物を、アンモニア還元剤と脱硝触媒と用いたアンモニア接触還元によって、窒素と水とに変換する脱硝装置と、を備える排ガス処理装置とする。
【００１１】
本発明の実施形態に係る排ガス処理方法は、排ガス経路を通過する排ガスの熱を回収して蒸気を生成する廃熱回収工程と、前記廃熱回収工程により熱が回収された後の前記排ガスに含まれる窒素酸化物を、アンモニア還元剤と脱硝触媒と用いたアンモニア接触還元によって、窒素と水とに変換する脱硝工程と、を含む排ガス処理方法とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の実施形態により、廃熱回収を効率的に行うことができる排ガス処理技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の脱硝装置が適用された火力発電所の構成を示す図。
【図２】第２実施形態の脱硝装置を示す図。
【図３】第２実施形態の脱硝装置が有するフィルタを示す図。
【図４】脱硝触媒の脱硝性能の評価例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態の脱硝装置が適用された火力発電所の構成を示す図である。本実施形態の火力発電所では、ガスタービンを用いた内燃力発電が行われるとともに、その排熱で汽力発電が行われるコンバインドサイクル発電方式が適用されている。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態の火力発電所には、内燃機関としてのガスタービン１が設けられている。このガスタービン１は、空気を圧縮するコンプレッサと、燃料を燃焼する燃焼室と、燃焼室に燃料を供給する燃料供給器と、コンプレッサで圧縮された空気とともに燃料が燃焼されることで回転されるタービンと、を有している。そして、タービンの回転力が第１発電機１０に伝達されて内燃力発電が行われる。火力発電所が定格運転を行っているときには、排ガスの温度が３００℃から４００℃となる。一方、火力発電所が定格外運転を行っているときや、火力発電所の起動時などにおいては、ガスタービン１の出力が抑えられるので、排ガスの温度が２５０℃以下となる。
【００１６】
ガスタービン１から排出された排ガスは、第１煙道２を介して廃熱回収ボイラ３に送られる。この廃熱回収ボイラ３は、水が導通される水管５を有している。水管５は、廃熱回収ボイラ３の内部で複数箇所が屈曲された細い管であり、屈曲されることで排ガスが当たる表面積が増大されている。廃熱回収ボイラ３の内部の水管５を流れる水が排ガスと熱交換を行うことにより蒸気が発生する。この工程が排ガスの熱を回収して蒸気を生成する廃熱回収工程となっている。なお、後述するように、廃熱回収ボイラ３に送られた排ガスは、第２煙道４に進入する。そして、排ガスは、第２煙道４に設けられた脱硝装置６の脱硝触媒８により脱硝がなされた後に、煙突９から大気中に排出される。
【００１７】
また、廃熱回収ボイラ３から延びる水管５は、蒸気タービン１２に接続されている。排ガスと熱交換により水管５の内部で発生した蒸気は、蒸気タービン１２に送られる。この蒸気の圧力により蒸気タービン１２が回転される。そして、蒸気タービン１２の回転力が第２発電機１１に伝達されて汽力発電が行われる。
【００１８】
さらに、蒸気タービン１２は、復水器１３に接続されている。蒸気タービン１２を回転させた蒸気は、復水器１３で凝縮されて水に戻される。さらに、復水器１３から延びる水管５は、廃熱回収ボイラ３に接続されている。そして、復水器１３の水は、給水ポンプ（図示略）により再び廃熱回収ボイラ３の内部の水管５に送られる。
【００１９】
このように、内燃力発電に用いるガスタービン１から排出された排ガスの熱を、汽力発電に再利用することで効率的な発電を行うことができる。なお、廃熱回収ボイラ３にて熱交換が行われた後の排ガスの温度は、７０℃から１００℃程度になる。廃熱回収ボイラ３を通過後の排ガスは、火力発電所が定格運転または定格外運転（起動時等を含む）のいずれの運転状態にあるときでも、常に１７０℃以下の温度となる。ここで、排ガスの温度が１７０℃以下であるときを低温であるものとする。
【００２０】
廃熱回収ボイラ３にて熱交換が行われた排ガスは、第２煙道４を介して煙突９に送られる。本実施形態では、第１煙道２と廃熱回収ボイラ３と第２煙道４とで排ガスが通過する排ガス経路が形成されている。さらに、第２煙道４には、排ガスに含まれる窒素酸化物を、アンモニア還元剤と脱硝触媒８と用いたアンモニア接触還元によって、窒素と水とに変換する脱硝を行う脱硝装置６が設けられている。
【００２１】
脱硝装置６は、脱硝触媒８を有するとともに、アンモニア還元剤を脱硝触媒８に向けて噴霧する噴霧手段としてのインジェクタ７を有する。インジェクタ７は、排ガス経路において脱硝触媒８よりも上流側に設けられる。インジェクタ７から噴霧されたアンモニア還元剤は、脱硝触媒８に到達するまでに排ガスと充分に混合される。なお、インジェクタ７は、脱硝触媒８から所定の距離を空けて配置しても良いし、脱硝触媒８の直前に配置しても良い。アンモニア還元剤と混合された排ガスは、脱硝触媒８の脱硝触媒層に達し、以下の反応式（１）〜（３）により窒素と水に変換される。この工程が排ガスの脱硝を行う脱硝工程となっている。
【００２２】
４ＮＯ  ＋  ４ＮＨ３  ＋  Ｏ２  →  ４Ｎ２  ＋  ６Ｈ２Ｏ…反応式（１）
ＮＯ  ＋  ＮＯ２  ＋  ２ＮＨ３  →  ２Ｎ２  ＋  ３Ｈ２Ｏ…反応式（２）
６ＮＯ２  ＋  ８ＮＨ３  →  ７Ｎ２  ＋  １２Ｈ２Ｏ…反応式（３）
【００２３】
なお、脱硝反応は、ＮＯｘ中のＮＯとＮＯ２の比率に応じて、主反応が変わる。反応式（１）および反応式（２）は、ＮＯｘ中のＮＯ２比率（ＮＯ２／ＮＯｘ比率）が０．５以下で主反応となり、反応速度が比較的速いため高い脱硝率が得られやすい。一方、反応式（３）は、ＮＯ２／ＮＯｘ比率が０．６以上の高ＮＯ２条件下にて主反応となる。
【００２４】
本実施形態の脱硝触媒８は、アルミニウム酸化物の担体に対し、銀およびルテニウムからなる金属を含有成分とした触媒となっている。また、脱硝触媒８には、銀の金属酸化物やルテニウムの金属酸化物を含有成分として用いても良い。このような脱硝触媒８を用いることで、１７０℃以下の低温の排ガスの脱硝を行うことができる。
【００２５】
脱硝装置６は、排ガス経路における煙突９の直前の位置に設けられている。つまり、脱硝装置６は、排ガスが煙突９に進入する直前の位置で脱硝を行う。このように、排ガスが最も低温となっている煙突９に進入する直前の位置で、インジェクタ７からアンモニア還元剤が噴霧される。そのため、アンモニア還元剤の酸化反応を抑制することができ、アンモニア還元剤の消費量が削減される。
【００２６】
なお、煙突９とは、排ガスを上昇気流の原理で上方へ導くための長い筒状の装置であり、下部から導入された排ガスを上部の開口から大気中に放出するものである。脱硝装置６は、煙突の内側に設けられても良いし、煙突内の下方に設けられても良い。さらに、排ガスが煙突に進入する直前の位置とは、脱硝装置６から煙突９までの間に他の装置がなく、排ガス経路のみとなっている状態を言い、脱硝装置６から煙突９までの間に一定の距離が設けられていても良い。また、煙突９の直前の排ガス経路には、他の装置がないので、このスペースが最も脱硝装置６を設けやすい箇所となっている。そして、脱硝装置６により脱硝された排ガスは、煙突９を介して大気中に放出される。
【００２７】
また、従来技術では、脱硝触媒８の機能する温度の制約から、廃熱回収ボイラ３と脱硝装置６とを一体的に設ける必要があった。これに対して、本実施形態では、廃熱回収ボイラ３から脱硝装置６を独立させ、分離して設けることができる。そのため、廃熱回収ボイラ３や脱硝装置６の運用性やメンテナンス性の向上を図ることが可能となる。
【００２８】
本実施形態では、脱硝装置６が廃熱回収ボイラ３よりも下流側に設けられる。そして、廃熱回収ボイラ３により熱が回収された後の１７０℃以下の排ガスに含まれる窒素酸化物を、アンモニア還元剤と脱硝触媒と用いたアンモニア接触還元によって、窒素と水とに変換する脱硝を行う。そのため、本実施形態では、脱硝のためのアンモニア接触還元の反応に熱が奪われる前の排ガスを用いて廃熱回収が行えるので、廃熱回収が効率的に行える。また、廃熱回収がされた後の排ガスは、常に１７０℃以下の温度となるため、アンモニア還元剤の投入量を頻繁に変更する必要もなくなるので、安定的な脱硝を行うことができる。
【００２９】
本実施形態では、脱硝触媒８は、アルミニウム酸化物の担体に対し、銀およびルテニウムからなる金属または金属酸化物を含有成分とした触媒であることで、低温であっても触媒としての活性が高くなるので、標準気圧において１７０℃以下の低温の排ガスの脱硝を行うことができる。また、低温の排ガスとは、１７０℃以下の温度であればいずれの温度でも良い。例えば、１５０℃以下や１３０℃以下や１２５℃以下や１１０℃以下や１００℃以下や９０℃以下の温度であっても良い。なお、従来技術の脱硝触媒では、１７０℃以下の低温の排ガスの脱硝を行うことができないという課題があるが、本実施形態はこのような課題を解決することができる。また、本実施形態の脱硝触媒８は、低温になることで生じる高ＮＯ２条件下にある排ガスの脱硝を行うことができる。
【００３０】
次に、第２実施形態に係る脱硝装置６Ａにつき、図２から図３を参照して説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００３１】
図２に示すように、脱硝装置６Ａは、前述した実施形態と同様に第２煙道４に設けられている。この脱硝装置６Ａは、複数枚（ｎ枚）の触媒カートリッジ８０１，８０２，…８０ｎからなる脱硝触媒８Ａを有する。各触媒カートリッジ８０１，８０２，…８０ｎは、同一構成をなしており、四角形状をなす板状の部材として形成される。これらの触媒カートリッジ８０１，８０２，…８０ｎは、第２煙道４内における排ガスの流れる方向に対して直交するように設けられ、一方の面から排ガスが進入して他方の面から排出されるようになっている。なお、第２煙道４は、断面視で四角形状をなす角管形状をなし、この第２煙道４の内部を仕切るように、各触媒カートリッジ８０１，８０２，…８０ｎが着脱自在に取り付けられている。
【００３２】
また、各触媒カートリッジ８０１，８０２，…８０ｎは、排ガスが進入する側の面が同一方向を向き、第２煙道４の内部において排ガスの通過方向に沿って順次並んで配置されている。例えば、１の触媒カートリッジ８０１を通過した排ガスが他の触媒カートリッジ８０２を通過するようになっている。
【００３３】
なお、排ガスには、窒素酸化物のほか、微量の煤塵や蒸気（湿分）などの脱硝を阻害する阻害成分が含まれている。そのため使用期間が長くなるほど触媒カートリッジ８０１，８０２，…８０ｎの脱硝性能が低下する。例えば、排ガスの通過方向に対して上流側に配置される１枚目の触媒カートリッジ８０１は、排ガスに含まれる阻害成分の影響を受けやすく、耐使用期間は短くなり、交換頻度が増加する。
【００３４】
触媒カートリッジ８０１，８０２，…８０ｎが消耗したときには、新しい触媒カートリッジ８０１，８０２，…８０ｎに交換することができる。特に図示はしないが、第２煙道４に開閉されるメンテナンス口を設けるようにし、このメンテナンス口を介して触媒カートリッジ８０１，８０２，…８０ｎの交換作業が行えるようにしても良い。なお、メンテナンス口を第２煙道４の側方位置に設け、触媒カートリッジ８０１，８０２，…８０ｎの交換作業を第２煙道４の側方から行うようにしている。
【００３５】
第２実施形態の脱硝触媒８Ａが複数枚の触媒カートリッジ８０１，８０２，…８０ｎからなるので、消耗度合に応じて個別に触媒カートリッジ８０１，８０２，…８０ｎを交換できる。また、交換作業も容易に行うことができる。また、排ガスが最初に当たる触媒カートリッジ８０１は消耗が激しくなり、排ガスが最後に当たる触媒カートリッジ８０ｎが消耗し難くなるので、各触媒カートリッジ８０１，８０２，…８０ｎの交換時には、消耗の激しい触媒カートリッジ８０１を交換し、殆ど消耗していない触媒カートリッジ８０ｎは使用を継続できるので、脱硝触媒８Ａの消費量を低減できる。
【００３６】
また、触媒カートリッジ８０１，８０２，…８０ｎの配列を定期的に変更しても良い。例えば、１枚目の触媒カートリッジ８０１をｎ枚目の触媒カートリッジ８０ｎの下流側に入れ替えて、２枚目の触媒カートリッジ８０２を最初に排ガスが当たるようにしても良く、これを定期的に繰り返すことで、触媒カートリッジ８０１，８０２，…８０ｎの使用期間を延ばしても良い。
【００３７】
なお、排ガスが低温であると排ガスに含まれる水分が凝縮されやすくなる。第２実施形態では、排ガスに含まれる水分（湿分）を除去するために、脱硝触媒８Ａの上流側に金属フィルタ２０（デミスタ）が設けられている。本例では、インジェクタ７と脱硝触媒８Ａとの間に金属フィルタ２０が設けられている。なお、インジェクタ７よりも上流側に金属フィルタ２０を設けるようにしても良い。
【００３８】
この金属フィルタ２０は、第２煙道４の内周に沿って取り付けられる外枠２３と、この外枠２３により保持されるワイヤメッシュ２４などの金属繊維の集合体と、で構成される。ワイヤメッシュ２４は、排ガス（流体）との接触面積を増やすために繊維状となっている。なお、外枠２３は、排ガスの流れに対してワイヤメッシュ２４の形状を維持するために設けられる。
【００３９】
この金属フィルタ２０（ワイヤメッシュ２４）により第２煙道４が仕切られている。第２煙道４を通過する排ガスは、必ず金属フィルタ２０を通過した後に、脱硝触媒８Ａに当たるようになっている。なお、排ガスは酸性成分を含むため、金属フィルタ２０は、耐腐食性に優れる材料、例えば、ＳＵＳ３１７などの材料で形成することが望ましい。
【００４０】
第２煙道４に進入した排ガスは、インジェクタ７から噴霧されるアンモニア還元剤と混合された後に、金属フィルタ２０を通過する。なお、排ガスは、アンモニア還元剤と混合される前に、金属フィルタ２０を通過しても良い。そして、金属フィルタ２０によって、排ガスの除湿または除塵がなされる。
【００４１】
また、金属フィルタ２０は、外枠２３の内側にワイヤメッシュ２４とともに設けられる金属配管２５を有している。この金属配管２５は、複数箇所が屈曲された細い管であり、その内部に冷却媒体が導通される。なお、冷却媒体は、冷却水や冷却用のガス等であれば良い。冷却媒体によりワイヤメッシュ２４が冷却されて、排ガスに含まれる蒸気が凝縮され、水となってワイヤメッシュ２４を伝って流れ落ちる。さらに、金属フィルタ２０の下部には、凝縮された水をためる貯蔵タンク２１が設けられる。さらに、貯蔵タンク２１に溜まった水を排水するためも排水ドレン２２が設けられる。貯蔵タンク２１の満水時には、排水ドレン２２から適宜排水がなされる。
【００４２】
第２実施形態では、冷却された金属フィルタ２０によって排ガスに含まれる水分を凝縮し、排水ドレン２２によってスムーズ（継続的）に排水することができるので、脱硝触媒８Ａに水分が当たることを防ぐことができる。
【００４３】
第２実施形態では、金属フィルタ２０により水分（湿分）を除去できるので、脱硝触媒８Ａを保護することができる。また、金属フィルタ２０が繊維状のワイヤメッシュ２４をゆすることで、排ガスとの接触面積を増加させることができ、湿分の除去を効率的に行うことができる。また、冷却媒体が導通される金属配管２５によりワイヤメッシュ２４が冷却されるので、排ガスに含まれる湿分の凝縮性を高めることができる。また、貯蔵タンク２１に金属フィルタ２０から流れた落ちた水を貯めることで、第２煙道４の内部で水が他に移動されることを防ぐことができる。
【００４４】
次に、本実施形態で用いた脱硝触媒の脱硝性能の評価例について図４に示すグラフを参照して説明する。本実施形態の脱硝触媒は、銀（Ａｇ）およびルテニウム（Ｒｕ）を含むアルミニウム酸化物（アルミナ）の触媒となっている。この脱硝性能の評価は、前述の第２煙道４の内部の温度を模擬する１００℃前後の環境で行う。本例では、９７℃と１２５℃の環境で行う。また、反応ガスとしては、ＮＯ２比率の高い排ガスの組成を模擬し、１８０ｐｐｍＮＯｘ（ＮＯ２／ＮＯｘ比率０．７６）＋２３４ｐｐｍＮＨ３（ＮＨ３／ＮＯｘ比率１．３）＋模擬燃焼後空気（１６％Ｏ２＋８４％Ｎ２）を設定した。
【００４５】
脱硝評価装置の構成は、ＮＯ／Ｎ２とＮＯ２／Ｎ２とＮＨ３／Ｎ２とＯ２とＮ２の各ガスボンベを使って反応ガスを生成する反応ガス調製部と、反応ガスを所定の温度に加熱する反応ガス加熱部と、触媒サンプルを投入する触媒層と、触媒層を通過した後のＮＯ,ＮＯ２,ＮＨ３濃度を分析するガス分析部より構成される。
【００４６】
反応ガスは、浮き子式流量計を用いて流量を計測し、マスフローコントローラーにより流量が３Ｌ／ｍｉｎとなるように制御する。また、触媒量は、１０ｇとし、空間流量は、約１５０００ｈ−１とした。反応ガス加熱部の下流側と触媒層とには、温度計を設置し、所定の温度となることを確認する。さらに、分析部では、排ガスを採取して分析を行う。この分析は、ＮＯ、ＮＯ２分離測定用のＧＡＳＴＥＣ社製ガス検知管を用いて測定を行った。また、脱硝触媒の担体に対する含有成分は、含有率が０．５〜５％程度であることが望ましい。
【００４７】
各ガスボンベから供給されるＮＯ／Ｎ２、ＮＯ２／Ｎ２、ＮＨ３／Ｎ２、Ｏ２、Ｎ２ガスは、スタティックミキサーにより混合され、反応温度まで加熱される。加熱後の排ガスは、触媒層に到達し、前述した反応式（１）〜（３）の反応が進行される。触媒層を通過した排ガスは、分析部を経て排ガス処理後排気される。
【００４８】
図４は、反応温度９７℃および１２５℃における脱硝後に反応ガス中に含まれるＮＨ３濃度、ＮＯｘ濃度、ＮＯ濃度、ＮＯ２濃度、および脱硝率の結果を示すグラフある。９７℃では、触媒層通過後のＮＯｘ濃度は、１５ｐｐｍ（１４ｐｐｍＮＯ＋１ｐｐｍＮＯ２）、脱硝率９１．６７％となっている。１２５℃では、触媒層通過後のＮＯｘ濃度は、１２ｐｐｍ（９ｐｐｍＮＯ＋３ｐｐｍＮＯ２）、脱硝率９３．５６％となっている。本結果により、１００℃前後の温度領域であっても脱硝機能が有効に働くことが確認できる。
【００４９】
なお、本実施形態では、銀（Ａｇ）およびルテニウム（Ｒｕ）を含むアルミニウム酸化物（アルミナ）の触媒を脱硝触媒として用いているが、脱硝触媒は、この構成に限らずその他の成分を含んでいても良い。例えば、セリウム酸化物、チタン酸化物、およびマグネシウム酸化物のうちの少なくとも１つの担体に対し、銅、ニッケル、パラジウム、コバルト、ロジウム、および鉄のうちの少なくとも１つの金属または金属酸化物を含んだ触媒であっても良い。これらの物質については、熱的に安定性があり、低温での活性が高いという性質があるので、低温の排ガスの脱硝を行うことができる。
【００５０】
以上説明した実施形態の排ガス処理装置によれば、脱硝装置が廃熱回収ボイラよりも下流側に設けられる。そして、廃熱回収ボイラにより熱が回収された後の１７０℃以下の排ガスに含まれる窒素酸化物を、アンモニア還元剤と脱硝触媒とを用いたアンモニア接触還元によって、窒素と水とに変換する脱硝を行う。そのため、本実施形態では、脱硝のためのアンモニア接触還元の反応に熱が奪われる前の排ガスを用いて廃熱回収が行えるので、廃熱回収が効率的に行うことができる。
【００５１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５２】
１…ガスタービン、２…第１煙道、３…廃熱回収ボイラ、４…第２煙道、５…水管、６，６Ａ…脱硝装置、７…インジェクタ、８，８Ａ…脱硝触媒、９…煙突、１０…発電機、１１…発電機、１２…蒸気タービン、１３…復水器、２０…金属フィルタ、２１…貯蔵タンク、２２…排水ドレン、２３…外枠、２４…ワイヤメッシュ、２５…金属配管、８０…触媒カートリッジ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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