(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス煙道内にアンモニアを注入して触媒の存在下で排ガス中の窒素酸化物を還元する排ガス脱硝装置において、
前記排ガス煙道の流路断面を縦横に複数に分割してなる矩形領域ごとに間隔を空けて配列された複数のアンモニア注入管と、前記複数のアンモニア注入管のそれぞれに設けられた複数のアンモニア注入ノズルと、前記複数のアンモニア注入管を長さ方向の中央部で連結してなる管に接続されたアンモニアを供給するアンモニア注入母管と、該アンモニア注入母管に設けられたアンモニア注入量を制御するバルブとを有することを特徴とする排ガス脱硝装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排ガス煙道内の窒素酸化物濃度分布に対応してアンモニアを注入可能な排ガス脱硝装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種プラントからの排ガスに含まれる窒素酸化物（以下ＮＯｘと記載する）を除去するアンモニア接触還元法による排ガス脱硝装置は、触媒の存在下でＮＯｘをアンモニアにより還元し、窒素と水に分解する。
図３は一般的なボイラ排ガス処理プロセスを示すフローチヤートである。
本図においてボイラ８からの排ガスはアンモニア注入母管４から注入されたアンモニアと混合した後脱硝反応器９へ流入し、ここで排ガス中のＮＯｘとアンモニアが、触媒の存在下で還元反応し窒素と水に分解する。脱硝反応器９で脱硝後の排ガスは煙突から大気に排出される。
図４は一般的なアンモニア接触還元法におけるモル比と脱硝率の関係を示す図表である。
排ガスに含まれるＮＯｘと注入されたアンモニアとのモル比が適切でないと本図に示すように脱硝率も変動し、脱硝装置の管理上支障をきたすことになる。このような現象に対し脱硝率の低下を補う為に触媒量を増やしたり、脱硝反応器９出口のＮＯｘ濃度検出点を増やして平均値で評価する等の対策が必要になる。上記の点からモル比が適切となるようにアンモニアを注入する必要が有る。
図５は従来のアンモニア注入装置を示す斜視図である。
従来は装置の配置上からも余裕が有り、アンモニアの混合に対する配慮の必要が無く、縦アンモニア注入管６のみで対応していた。その後横アンモニア注入管７を追加し、縦アンモニア注入管６と横アンモニア注入管７を組み合わせて垂直、水平方向のアンモニア注入ノズル３の数を調整可能な構造としている。アンモニア注入位置と脱硝反応器９間の距離が短い排ガス煙道１、アンモニア注入位置の前後の排ガス煙道１の形状により、アンモニア注入位置のＮＯｘ濃度分布が縦、横、斜の方向で異なる各種のケースがあり、モル比が均一でないプラントが実在する。このような従来のアンモニア注入装置では、最近のプラントに対し十分な対応が出来なくなっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術に関し下記のような問題が指摘されている。
１）最近ではボイラ８から脱硝反応器９迄の距離が短くなってきたことにより、アンモニア注入位置におけるＮＯｘ濃度分布（流速分布）の偏差が大きくなり、  従来のアンモニア注入装置では、局部的なＮＯｘ濃度分布の偏差に対する調整  が出来ない為、ＮＯｘ濃度分布に対応したアンモニア注入が出来ない。
２）無水硫酸を多く含む排ガスの場合、モル比の偏差があると脱硝反応器９出口の残留アンモニアの偏差も大きくなる。この場合、残留アンモニアの濃度が高い場合に無水硫酸とアンモニアが反応し、生成した酸性硫安が下流のエアヒータに析出し閉塞をもたらす問題が生じている。
３）最近では脱硝率が９０％以上の高い効率が要求され、注入アンモニアとＮＯｘのモル比の偏差が脱硝率に大きな影響を与え、モル比の偏差による脱硝率低下分は触媒量を増やしたり、脱硝反応器９出口のＮＯｘ濃度検出点を増やして平均値で評価する等の対策が必要となることからモル比の偏差を小さくすることが要求されている。
本発明の目的は、脱硝触媒入口のモル比を均一にすることにある。
【０００４】
排ガス煙道内にアンモニアを注入して触媒の存在下で排ガス中の窒素酸化物を還元する排ガス脱硝装置において、排ガス煙道の流路断面を縦横に複数に分割してなる矩形領域ごとに間隔を空けて配列された複数のアンモニア注入管と、複数のアンモニア注入管のそれぞれに設けられた複数のアンモニア注入ノズルと、複数のアンモニア注入管を長さ方向の中央部で連結してなる管に接続されたアンモニアを供給するアンモニア注入母管と、アンモニア注入母管に設けられたアンモニア注入量を制御するバルブとを有することにより達成される。上記構成によれば、排ガス煙道内のＮＯｘ濃度分布に対応してアンモニア注入量の制御ができるから、脱硝触媒入口におけるモル比の偏差を小さくすることが可能になる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図により説明する。
図１は本発明の実施の形態のアンモニア注入装置の全体構成を示す斜視図である。
本図に示すように排ガス煙道１の排ガス流れ方向断面を複数の領域に分割する。この分割とは排ガス煙道１内を物理的に仕切板で仕切るのでは無くアンモニア注入が独立して制御可能な領域に区切ることである。本図に示す例では排ガス煙道１の排ガス流れ方向断面が図の上下方向に三段、図の左右方向に四列の合計十二の領域に区切られている。
【０００６】
図２は本発明の実施の形態のアンモニア注入装置の単位構成を示す説明図である。
本図に示す例では各々の領域毎に複数のアンモニア注入ノズル３を取り付けたアンモニア注入管２を数本配置し、このアンモニア注入管２と排ガス煙道１の外部から挿入するアンモニア注入母管４とを連結している。アンモニア注入母管４にはアンモニア注入弁５を配置し各領域毎に独立してアンモニア注入量を制御可能としている。
【０００７】
本実施の形態では、排ガス煙道１の断面上の縦、横、斜の方向のどのようなＮＯｘ濃度分布に対しても、適切なアンモニア注入が可能となり脱硝触媒入口におけるモル比の偏差を小さくして脱硝触媒出口におけるＮＯｘ濃度分布を均一にできる。従ってモル比の偏差による脱硝率の低下が少なくなり、脱硝触媒量を低減できる。
また、脱硝触媒出口におけるＮＯｘ濃度分布が均一になることから、ＮＯｘ濃度計測の精度も高まり脱硝装置の運転管理の信頼性が向上する。
更に、アンモニア注入位置と脱硝触媒の距離を短くできるから、ボイラ８から脱硝反応器９迄の距離を短縮したコンパクトなプラントを提供できる。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、排ガス煙道内のＮＯｘ濃度分布に対応してアンモニア注入量の制御ができるから、脱硝触媒入口におけるモル比の偏差が小さくなる。それにより脱硝率の低下が少なくなるから脱硝触媒量を低減でき、脱硝触媒出口におけるＮＯｘ濃度分布が均一になるからＮＯｘ濃度計測の精度も高まり脱硝装置の運転管理の信頼性が向上する効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のアンモニア注入装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態のアンモニア注入装置の単位構成を示す説明図である。
【図３】一般的なボイラ排ガス処理プロセスを示すフローチヤートである。
【図４】一般的なアンモニア接触還元法におけるモル比と脱硝率の関係を示す図表である。
【図５】従来のアンモニア注入装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１    排ガス煙道
２    アンモニア注入管
３    アンモニア注入ノズル
４    アンモニア注入母管
５    アンモニア注入弁
６    縦アンモニア注入管
７    横アンモニア注入管
８    脱硝反応器
９    ボイラ
【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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