(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼して水を加熱し、蒸気を発生するボイラと、
前記ボイラが排出する排ガスが通過する煙道と、
前記煙道の外部から内部に延設され、アンモニアを含むアンモニア含有気体を前記煙道に注入するアンモニア導入管と、
一端が前記アンモニア導入管のうちの前記煙道の内部にある部分に接続され、他端が前記煙道の外部に位置するように延設された槌打座と、
前記他端に接続され、前記他端を槌打する槌打器
とを備え、
前記アンモニア導入管は、
前記煙道の内部に位置する複数の母管と、
前記母管を互いに連結する連結棒とを備えた
ボイラプラント。
【請求項２】
請求項１に記載のボイラプラントにおいて、
前記排ガスは、全体として前記煙道の内部を第１方向に流れ、
前記母管は、前記第１方向と垂直な第２方向に延設され、
前記アンモニア導入管は、更に、前記母管に接続され、先端から前記アンモニア含有気体を前記煙道の内部に注入するノズルを含み、
前記ノズルの先端は、前記排ガスが前記母管に沿って流れることにより前記母管の下流側に発生するカルマン渦列の外部に位置し、且つ、前記母管に対して前記排ガスが流れる下流側に位置する
ボイラプラント。
【請求項３】
請求項１に記載のボイラプラントにおいて、
前記アンモニア導入管は、更に、前記母管に接続され、先端から前記アンモニア含有気体を前記煙道の内部に注入するノズルを含み、
前記ノズルの先端の近傍にある先端部分は、前記先端に近づくほど、内径と外形との差が小さい
ボイラプラント。
【請求項４】
請求項３に記載のボイラプラントにおいて、
前記アンモニア導入管は、更に、前記ノズルの内面に接続されたオリフィスを含み、
前記オリフィスは、径が前記ノズルの内径よりも小さい孔を有し、
前記アンモニア含有気体は、前記孔を通過して、前記ノズルの先端から前記煙道の内部に注入される
ボイラプラント。
【請求項５】
請求項１に記載のボイラプラントにおいて、
前記アンモニア導入管は、更に、前記母管に接続され、先端から前記アンモニア含有気体を前記煙道の内部に注入するノズルを含み、
前記アンモニア含有気体の前記ノズルの先端における流速は、前記排ガスの流速よりも大きい
ボイラプラント。
【請求項６】
請求項５に記載のボイラプラントにおいて、
更に、
アンモニアガスを供給するアンモニアガス供給部と、
空気を加圧して供給するファンと、
前記空気とアンモニアガスとを混合し、前記アンモニア含有気体を生成する混合器
とを備え、
前記ファンは、前記アンモニア含有気体の前記ノズルの先端における流速が、前記排ガスの流速よりも大きくなるように、前記空気を加圧する
ボイラプラント。
【請求項７】
請求項１に記載のボイラプラントにおいて、
更に、
アンモニアガスを供給するアンモニアガス供給部と、
空気を加熱して加熱空気を供給する加熱器と、
前記加熱空気と前記アンモニアガスとを混合し、前記アンモニア含有気体を生成する混合器とを備え、
前記加熱器は、前記アンモニア導入管のうち、前記煙道の内部にある部分の温度が、前記排ガスに含まれる三酸化硫黄の露点よりも高くなるように、前記空気を加熱する
ボイラプラント。
【請求項８】
請求項７に記載のボイラプラントにおいて、
更に、前記空気を加圧して前記加熱器に供給するファンを備え、
前記アンモニア導入管は、更に、前記母管に接続され、先端から前記アンモニア含有気体を前記煙道の内部に注入するノズルを含み、
前記ファンは、前記アンモニア含有気体の前記ノズルの先端における流速が、前記排ガスの流速よりも大きくなるように、前記空気を加圧する
ボイラプラント。
【請求項９】
三酸化硫黄を含む排ガスが通過する煙道と、
前記煙道の外部から内部に延設され、アンモニアを含むアンモニア含有気体を前記煙道に注入するアンモニア導入管と、
一端が前記アンモニア導入管のうちの前記煙道の内部にある部分に接続され、他端が前記煙道の外部に位置するように延設された槌打座と、
前記他端に接続され、前記他端を槌打する槌打器とを備え、
前記アンモニア導入管は、
前記煙道の内部に位置する複数の母管と、
前記母管を互いに連結する連結棒とを備えた
アンモニア注入装置。
【請求項１０】
排ガスが通過する煙道の外部から内部に延設され、アンモニアを含むアンモニア含有気体を前記煙道に注入するアンモニア導入管に、槌打座を接合することと、ここで前記槌打座は、一端が前記アンモニア導入管のうちの前記煙道の内部にある部分に接続され、
他端が前記煙道の外部に位置するように延設され、前記他端を槌打する槌打器を前記他端に接続すること
とを備え、
前記アンモニア導入管は、
前記煙道の内部に位置する複数の母管と、
前記母管を互いに連結する連結棒とを備えた
ボイラプラントの工事方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボイラプラントに関する。本発明は、特に、ボイラの排ガスの三酸化硫黄を除去するためにアンモニアを煙道に注入するアンモニア注入管が設けられたボイラプラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
重油のような燃料を燃焼するボイラプラントには、排出する排ガスにアンモニアを含む中和用ガスを注入して中和するアンモニア注入装置が設けられている。アンモニア注入装置は、ノズルからアンモニアを排ガスに注入する。排ガスに含まれる三酸化硫黄（ＳＯ３）は、注入されたアンモニアと反応し、固体である硫酸アンモニウムが生成される。生成された硫酸アンモニウムは、集塵器により排ガス中から除去される。
【０００３】
このようなアンモニア注入装置では、反応生成物の硫酸アンモニウムが、中和用ガスを注入するノズルの先端に付着し、更に成長する。硫酸アンモニウムがノズルの先端に付着すると、ノズルから中和用ガスを注入する効率が悪くなり、三酸化硫黄の除去率が悪化する。
【０００４】
硫酸アンモニウムのような付着物がノズルに付着する問題を解決する技術として、ノズルの先端に付着する付着物を自動的に除去する付着スケール除去装置が、公開特許公報（特開平７−１２７８３８）に開示されている。公知のその付着スケール除去装置では、図８に示されているように、ダクト１０２の途中部に中和用ガス吹き込み管１０５が垂設されている。中和用ガス吹き込み管１０５の側面には、ノズル１０６が開口している。ノズル１０６から中和用ガスが吹き込まれる。図９に示されているように、中和用ガス吹き込み管１０５に沿って、中和用ガス吹き込み管１０５と平行に回転軸１１０が縦設されている。回転軸１１０には、スクレーバーアーム１１５の対が水平方向に突設されている。一対のスクレーバーアーム１１５は、それぞれ、ノズル１０６の上下に設けられ、ノズル１０６を挟み込む。更に回転軸１１０には、駆動手段１１８が接続されている。駆動手段１１８は、回転軸１１０を回動する。回転軸１１０に接続されたスクレーバーアーム１１５は、ノズル１０６の先端位置を含む水平面内で旋回し、ノズル１０６に付着した付着物を掻き取る。
【０００５】
しかし、公知の付着スケール除去装置は、煙道の内部の機構が複雑である。煙道の内部は、機器の動作には厳しい条件下にある。煙道の内部の機構が複雑であることは、装置の信頼性及びメンテナンスの点から好ましくない。更に、煙道の内部の機構が複雑であると、その機構自体に付着物が付着しやすい。煙道の内部の機構は簡便であることが望ましい。
【０００６】
更に、付着物がノズルに付着する問題を解決する他の技術として、排ガス調質用アンモニア注入管が公開実用新案公報（実開昭６３−１２２６２５）に開示されている。公知のその排ガス調質用アンモニア注入管は、図１０（ａ）に示されているように注入管本体２１０を備えている。注入管本体２１０の外周には複数箇所に、ノズル導入管２１５が取りつけられている。ノズル導入管２１５の先端には、注入ノズル２１４が取りつけられている。注入ノズル２１４は、ボス２１１、ノズルリング２１２、及びノズル管２１３からなる。注入管本体２１０内を流れるアンモニア−空気混合気体は、ノズル導入管２１５によりノズル管２１３に導かれる。更に、アンモニア−空気混合気体は、ノズルリング２１２で絞られた後、ノズル管２１３の先端から煙道内の排ガス中に放出される。注入ノズル２１４の先端は、排ガスの流れが注入管本体２１０の後方で剥離することによって発生する死水領域の外部に位置する。これにより、注入管本体２１０及び注入ノズル２１４に硫酸アンモニウム等の付着物の析出付着が防止される。
【０００７】
更に、アンモニアを排ガス中に注入する脱硝装置が公開特許公報（特開２０００−４３４）に知られている。公知のその脱硝装置は、触媒反応器３０２と、入口煙道３０６と、出口煙道３０７と、空気加熱器３０１と、加熱空気供給ライン３０５と、アンモニア注入ノズル３０８と、アンモニア注入装置３０３とを備えている。触媒反応器３０２は、アンモニアの存在下で、排ガス中の窒素化合物を除去する触媒３０４を備えている。入口煙道３０６は、触媒反応器３０２に排ガスを導く。出口煙道３０７は、触媒反応器３０２で処理されたガスを導く。空気加熱器３０１は、出口煙道３０７の空気を取り出して加熱する。加熱空気供給ライン３０５は、空気加熱器３０１により加熱された空気をアンモニア注入ノズル３０８に導く。アンモニア注入装置３０３は、アンモニアをアンモニア注入ノズル３０８に供給する。アンモニア注入ノズル３０８は、入口煙道３０６内に設けられる。アンモニア注入ノズル３０８は、アンモニア注入装置３０３により供給されたアンモニアと、空気加熱器３０１により加熱された加熱空気を入口煙道３０６に注入する。公知のその脱硝装置は、運転停止中において触媒を均一に加温でき、排ガス中の潮解成分の潮解を防ぎ、更に、触媒の活性低下を効果的に防止できる。
【０００８】
ボイラプラントのアンモニア注入装置では、アンモニアを注入するノズルの先端から付着物を除去する機構の、煙道の内部における構造が簡便であることが望まれる。
【０００９】
更に、ボイラプラントのアンモニア注入装置では、アンモニアを注入するノズルに付着物が付着しにくいことが望まれる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、アンモニアを注入するノズルの先端から付着物を除去する機構のうち、煙道の内部にある部分の構造が簡便であるアンモニア注入装置を備えたボイラプラントを提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、アンモニアを注入するノズルに付着物が付着しにくいアンモニア注入装置を備えたボイラプラントを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するための手段は、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の複数の実施の形態のうちの、少なくとも１つの実施の形態を構成する技術的事項、特に、その実施の形態に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【００１３】
本発明によるボイラプラントは、ボイラ（１）と、煙道（２）と、アンモニア導入管（４）と、槌打座（１５）と、槌打器（１６）とを備えている。ボイラ（１）は、燃料を燃焼して水を加熱し、蒸気を発生する。ボイラ（１）が排出する排ガス（１ａ）は、煙道（２）を通過する。アンモニア導入管（４）は、煙道（２）の外部から内部に延設され、アンモニアを含むアンモニア含有気体を煙道（２）に注入する。槌打座（１５）の一端は、アンモニア導入管（４）のうちの煙道（２）の内部にある部分に接続され、槌打座（１５）の他端は煙道（２）の外部に位置する。槌打器（１６）は、槌打座（１５）の他端に接続され、他端を槌打する。
【００１４】
このとき、アンモニア導入管（４）は、煙道（２）の内部に位置する複数の母管（１１）と、母管（１１）を互いに連結する連結棒（１７）とを含むことが好ましい。
【００１５】
槌打座（１５）の一端は、母管（１１）に接続されていることが可能であり、また、連結棒（１７）に接続されることが可能である。
【００１６】
排ガス（１ａ）は、全体として煙道（２）の内部を第１方向に流れ、アンモニア導入管（４）は、煙道（２）の内部に位置し、第１方向と垂直な第２方向に延設された母管（１１）と、母管（１１）に接続され、先端からアンモニア含有気体を煙道（２）の内部に注入するノズル（３３）とを含む場合がある。この場合、ノズル（３３）の先端は、排ガス（１ａ）が母管（１１）に沿って流れることにより母管（１１）の下流側に発生するカルマン渦列（１１ａ）の外部に位置し、且つ、母管（１１）に対して排ガス（１ａ）が流れる下流側に位置することが好ましい。
【００１７】
また、アンモニア導入管（４）は、煙道（２）の内部に位置する母管（１１）と、母管（１１）に接続され、先端から前記アンモニア含有気体を煙道（２）の内部に注入するノズル（３３）とを含み、ノズル（３３）の先端の近傍にある先端部分（３４）は、ノズルの先端に近づくほど、内径と外形との差が小さいことが好ましい。
【００１８】
また、アンモニア導入管（４）は、更に、ノズル（３３）の内面に接続されたオリフィス（３５）を含み、オリフィス（３５）は、径がノズル（３３）の内径よりも小さい孔（３５ａ）を有し、アンモニア含有気体は、孔（３５ａ）を通過して、ノズル（３３）の先端から煙道（２）の内部に注入されることが好ましい。
【００１９】
また、アンモニア導入管（４）は、煙道（２）の内部に位置する母管（１１）と、母管（１１）に接続され、先端からアンモニア含有気体を煙道（２）の内部に注入するノズル（３３）とを含むことがある。このとき、アンモニア含有気体のノズル（３３）の先端における流速は、排ガス（１ａ）の流速よりも大きいことが好ましい。
【００２０】
また、当該ボイラプラントは、アンモニアガス（２２）を供給するアンモニアガス供給部（２１）と、空気（２６）を加圧して供給するファン（２５）と、供給された空気（２６）とアンモニアガス（２２）とを混合し、アンモニア含有気体を生成する混合器（２３）とを備え、ファン（２５）は、アンモニア含有気体のノズル（３３）の先端における流速が、排ガス（１ａ）の流速よりも大きくなるように、空気（２６）を加圧することが好ましい。
【００２１】
当該ボイラプラントは、更に、アンモニアガス（２２）を供給するアンモニアガス供給部（２１）と、空気（２６）を加熱して加熱空気（２９）を供給する加熱器（２７）と、加熱空気（２９）とアンモニアガス（２２）とを混合し、アンモニア含有気体を生成する混合器（２３）とを備え、加熱器（２７）は、アンモニア導入管（４）のうち、煙道（２）の内部にある部分の温度が、排ガス（１ａ）に含まれる三酸化硫黄の露点よりも高くなるように、空気（２６）を加熱することが好ましい。
【００２２】
このとき、当該ボイラプラントは、更に、空気（２６）を加圧して加熱器（２７）に供給するファン（２５）を備え、アンモニア導入管（４）は、煙道（２）の内部に位置する母管（１１）と、母管（１１）に接続され、先端からアンモニア含有気体を煙道（２）の内部に注入するノズル（３３）とを含み、ファン（２５）は、アンモニア含有気体のノズル（３３）の先端における流速が、排ガス（１ａ）の流速よりも大きくなるように、空気（２６）を加圧することが好ましい。
【００２３】
本発明によるアンモニア注入装置は、三酸化硫黄を含む排ガス（１ａ）が通過する煙道と、煙道（２）の外部から内部に延設され、アンモニアを含むアンモニア含有気体を煙道（２）に注入するアンモニア導入管と、一端がアンモニア導入管（４）のうちの煙道（２）の内部にある部分に接続され、他端が煙道（２）の外部に位置するように延設された槌打座（１５）と、槌打座（１５）の他端に接続され、他端を槌打する槌打器（１６）とを備えている。
【００２４】
本発明によるボイラプラントの工事方法は、
排ガス（１ａ）が通過する煙道（２）の外部から内部に延設され、アンモニアを含むアンモニア含有気体を煙道（２）に注入するアンモニア導入管（４）に、槌打座（１５）を接合することと、ここで、槌打座（１５）は、一端がアンモニア導入管（４）のうちの煙道（２）の内部にある部分に接続され、他端が煙道（２）の外部に位置するように延設され、
槌打座（１５）の他端を槌打する槌打器を他端に接続すること
とを備えている。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明による実施の一形態のボイラプラントを説明する。
【００２６】
図１に示されているように、実施の一形態のボイラプラントは、ボイラが煙道とともに設けられている。そのボイラ１は、煙道２に接続されている。ボイラ１は、重油などの燃料を燃焼し、その熱によって水を加熱し、蒸気を発生する。燃料が燃焼される際に発生する排ガス１ａは、煙道２に排出される。燃焼される燃料には硫黄が含まれ、従って排ガス１ａには、三酸化硫黄（ＳＯ３）が含まれる。
【００２７】
煙道２の途中には、アンモニア注入装置１０が設けられる。アンモニア注入装置１０は、アンモニア供給装置３とアンモニア導入管４とを含む。アンモニア供給装置３はアンモニア導入管４にアンモニアガスと空気が混合されたアンモニア−空気混合気体を供給する。アンモニア導入管４は、アンモニア−空気混合気体を煙道２に注入する。排ガス１ａ中の三酸化硫黄は、注入されたアンモニア−空気混合気体のアンモニアと反応して、固体である硫酸アンモニウムが生成される。排ガス１ａから三酸化硫黄が除去される。生成された硫酸アンモニウムは、細かい粉塵になる。硫酸アンモニウムの粉塵を含む排ガス１ａ’は、電気集塵器５に導入される。電気集塵器５は、排ガス１ａ’から硫酸アンモニアの粉塵、その他の粉塵を除去する。粉塵が除去された排ガスは煙突６から排出される。
【００２８】
図２と図３とは、アンモニア−空気混合気体を煙道２に注入するアンモニア導入管４の構造を示す。図２は、ボイラ１から煙道２が延設されている方向に平行な方向にみたときのアンモニア導入管４の構造を示し、図３は、煙道２が延設されている方向に垂直な方向からみたときのアンモニア導入管４の構造を示す。図２に示されているように、アンモニア導入管４は、複数の母管１１、連結管１２、管１３、及び注入管１４を含む。管１３は、アンモニア供給管７に接続されている。アンモニア供給管７は、既述のアンモニア供給装置３からアンモニア−空気混合気体をアンモニア導入管４に供給する管である。アンモニア供給管７に接続された管１３には、連結管１２が接続されている。連結管１２には、複数の母管１１が接続されている。母管１１は、排ガス１ａが流れる方向と実質的に垂直な方向に延設されている。母管１１には、複数の注入管１４が接続されている。アンモニア供給管７にはアンモニア供給装置３によりアンモニア−空気混合気体が供給される。アンモニア−空気混合気体は、管１３、連結管１２及び母管１１を介して、注入管１４のそれぞれに導入される。導入されたアンモニア−空気混合気体は、注入管１４の先端から煙道２に注入される。
【００２９】
アンモニア−空気混合気体が煙道２に注入されると、アンモニア導入管４のうち、煙道２の内部にある部分には、硫酸アンモニウムを主成分とする付着物が付着する。更に、アンモニア導入管４のうち、煙道２の内部にある部分には、排ガス１ａに含まれる粉塵が付着する。
【００３０】
付着物をアンモニア導入管４から除去するために、アンモニア注入装置１０には、槌打座１５、槌打器１６及び連結管１７が設けられている。
【００３１】
連結管１７は、母管１１のうちの２本を互いに接続する。連結管１７は、一の連結管１２に接続された母管１１のうちの左側にある母管１１ａと真中にある母管１１ｂとを接続する。更に、連結管１７は、母管１１ｂと母管１１のうちの右側にある母管１１ｃとを接続する。
【００３２】
更に、母管１１ｂには、槌打座１５の一端が接続されている。図３に示されているように、槌打座１５は、母管１１ｂから煙道２の外部に延設される。槌打座１５の他端は、煙道２の外部に位置する。槌打座１５の他端には、槌打器１６が接続されている。槌打器１６は、槌打座１５を槌打する。
【００３３】
槌打器１６が槌打座１５を槌打すると、槌打により発生した衝撃は、槌打座１５を介して母管１１ｂに加えられる。衝撃は、母管１１ｂに接続された連結管１７を介して母管１１ａ及び母管１１ｃに伝搬する。アンモニア導入管４のうち煙道２の内部にある部分の全体に衝撃が行き渡り、アンモニア導入管４から付着物が除去される。これにより、付着物が、アンモニア導入管４に堆積することが防がれる。
【００３４】
このとき、連結管１７により母管１１が連結されているため、一の槌打器１６によって複数の母管１１に衝撃を印加することが可能である。これにより、槌打座１５及び槌打器１６の設置数は、削減されている。母管１１が連結される数は、槌打器１６の能力によって定められ、図２に示された３に限られない。更に、母管１１の代わりに、槌打座１５が連結管１７に接続されることも可能である。
【００３５】
槌打器１６が槌打座１５を槌打するタイミングは、ボイラ１の出力に応じて定められることが好ましい。ボイラ１の出力が大きいとき、多くの排ガス１ａが排出され、アンモニア導入管４には、付着物が付着しやすい。このとき、槌打器１６が槌打座１５を槌打する回数は、増加されることが好ましい。一方、ボイラ１の出力が小さいときには、槌打器１６が槌打座１５を槌打する回数は、減少されることが好ましい。
【００３６】
槌打座１５と槌打器１６と連結管１７とは、アンモニア導入管４が設けられた、既設のボイラプラントに改造工事をすることによって設けられることが可能である。図２に示されているように、連結管１７が、アンモニア導入管４の母管１１に溶接される。煙道２には、図３に示されているように、穴１５ａが設けられる。槌打座１５が穴１５ａに挿入される。槌打座１５の一端は、母管１１に溶接される。槌打座１５は、他端が煙道２の外部に位置するように延設される。その槌打座１５の他端に、槌打器１６が設けられる。以上の工程で、ボイラプラントの改造工事が完了する。このとき、槌打座１５は、母管１１の代わりに連結管１７に溶接されることも可能である。
【００３７】
図４は、アンモニア導入管４の注入管１４の構造を示す。注入管１４は、ノズル導入管３１とボス３２とノズル３３とを含む。ノズル導入管３１は母管１１に接続されている。ボス３２は、ノズル導入管３１とノズル３３とを接続する。母管１１からノズル導入管３１を介してアンモニア−空気混合ガスがノズル３３に導入される。ノズル３３の先端からアンモニア−空気混合ガスが煙道２に注入される。
【００３８】
このとき、ノズル３３の先端は、母管１１の下流側に有り、且つ、排ガス１ａの流れが母管１１の後方で剥離することによって発生するカルマン渦列の外部に位置することが好ましい。図５に示されているように、排ガス１ａが母管１１に当たると、母管１１に沿って排ガス１ａは流れる。排ガス１ａの流れは、母管１１の下流側で剥離する。このとき、母管１１の下流側には、カルマン渦列１１ａが発生する。排ガス１ａは、全体としては、一の方向に流れるが、カルマン渦列１１ａの内部では、局所的に排ガス１ａ全体の流れと逆向きに向かう流れが発生する。カルマン渦列１１ａの内部にノズル３３の先端があると、この逆向きの流れにより、排ガス１ａがノズル３３の内部に逆流する。すると、ノズル３３の内部で硫酸アンモニウムが生成され、ノズル３３の詰まりの原因になる。ノズル３３の詰まりを回避するために、ノズル３３の先端は、排ガス１ａの流れが母管１１の後方で剥離することによって発生するカルマン渦列の外部に位置することが好ましい。
【００３９】
図６は、ノズル３３の構造を示す。ノズル３３の内部には、オリフィス３５が設けられている。オリフィス３５には、ノズル３３の内径よりも小さい径を有する孔３５ａが設けられている。ノズル導入管３１から供給されるアンモニア−空気混合ガスは、孔３５ａにより絞られる。更に、孔３５ａを通過したアンモニア−空気混合ガスは、ノズル３３の内壁に沿って流れ、その流速は、ノズル導入管３１の内部における流速よりも大きくなる。これにより、排ガス１ａは、ノズル３３の内部に逆流しにくい。
【００４０】
ノズル３３の先端部３４には、テーパが設けられていることが好ましい。即ち、ノズル３３は、先端に近づくほどノズル３３の内径と外径との差が小さくなることが好ましい。これにより、ノズル３３の先端部３４の、アンモニア−空気混合ガスが注入される方向に垂直の面の面積が小さくなり、ノズル３３の先端部３４に硫酸アンモニウムが付着しにくい。更に、硫酸アンモニウムが付着しても、付着した硫酸アンモニウムは、アンモニア導入管４が槌打されたときに除去されやすい。
【００４１】
上述のような構成を有するアンモニア導入管４には、アンモニア供給装置３によりアンモニア−空気混合気体が供給される。図７は、アンモニア供給装置３の構成を示す。アンモニア供給装置３は、アンモニアガス供給器２１を備えている。アンモニアガス供給器２１は、混合器２３にアンモニアガス２２を供給する。アンモニア供給装置３は、更に、ファン２５と蒸気式空気加熱器２７とを備えている。ファン２５は外部から空気２４を取り込んで加圧し、加圧空気２６を発生する。加圧空気２６は、蒸気式空気加熱器２７に導入される。蒸気式空気加熱器２７には、蒸気２８が供給されている。蒸気式空気加熱器２７は、蒸気２８を熱源として加圧空気２６を加熱し、加熱空気２９を生成する。加熱空気２９は、前述の混合器２３に供給される。混合器２３は、アンモニアガス２２と加熱空気２９とを混合して、アンモニア−空気混合気体を生成し、アンモニア供給管７に供給する。アンモニア供給管７を介して、アンモニア導入管４に、アンモニア−空気混合気体が供給される。
【００４２】
蒸気式空気加熱器２７が供給する加熱空気２９の温度は、アンモニア導入管４のうち、煙道２の内部にある部分の温度が、三酸化硫黄の露点よりも高くなるように調節される。三酸化硫黄の露点の温度は、煙道２の内部の湿度によって影響をうけるが、概ね、１４０〜１６０℃程度である。三酸化硫黄が露結すると、煙道２とアンモニア導入管４とが腐食される。アンモニア導入管４のうち、煙道２の内部にある部分の温度が三酸化硫黄の露点よりも高くされ、煙道２とアンモニア導入管４との腐食が防止されている。アンモニア導入管４に供給されるアンモニア−空気混合気体の温度は、加熱空気２９の温度によって定まる。アンモニア導入管４のうち、煙道２の内部にある部分の温度は、アンモニア−空気混合気体の温度によって定まる。加熱空気２９の温度が調整されることにより、アンモニア導入管４のうち、煙道２の内部にある部分が三酸化硫黄の露点よりも高くなる。これにより、排ガス１ａに含まれる三酸化硫黄が露結して煙道２及びアンモニア導入管４が腐食されることが防がれている。
【００４３】
ファン２５が発生する加圧空気２６の圧力は、前述のノズル３３の先端におけるアンモニア−空気混合気体の速度が、排ガス１ａの速度よりも大きくなるように調整されることが好ましい。加圧空気２６の圧力は、ノズル３３の先端におけるアンモニア−空気混合気体の速度に一対一に対応する。加圧空気２６の圧力が大きいほど、アンモニア−空気混合気体の速度も大きくなる。アンモニア−空気混合気体の速度が排ガス１ａの速度よりも大きくなるように、加圧空気２６の圧力が調整されることによって、排ガス１ａがノズル３３に逆流することが防がれる。
【００４４】
なお、ファン２５と蒸気式空気加熱器２７とが設けられる位置は、交換されることが可能である。即ち、蒸気式空気加熱器２７が加熱した空気をファン２５が加圧する構成も可能である。しかし、蒸気式空気加熱器２７が加熱した空気をファン２５が加圧する構成では、ファン２５に熱による負荷がかかる。従って、本実施の形態のように、ファン２５が加圧した空気を蒸気式空気加熱器２７が加熱することが好ましい。
【００４５】
本実施の形態のボイラプラントは、アンモニア導入管４に付着する付着物を除去するための機構のうち煙道２の内部にあるものは、槌打座１５と連結管１７とのみであり、煙道２の内部にある機構が簡略化されている。
【００４６】
更に、本実施の形態のボイラプラントは、ノズル３３の先端にテーパが付けられ、ノズル３３の先端に付着物が付着しにくい。更に、アンモニア導入管４が槌打されたときに、付着物が除去されやすい。
【００４７】
更に、本実施の形態のボイラプラントは、アンモニア導入管４のうち煙道２の内部にある部分の温度が、三酸化硫黄の露点よりも高くなり、煙道２とアンモニア導入管４の腐食が発生しにくい。
【００４８】
更に、本実施の形態のボイラプラントは、ノズル３３の先端におけるアンモニア−空気混合気体の速度が、排ガス１ａの速度よりも大きく保たれ、ノズル３３の詰まりが防止されている。
【００４９】
【発明の効果】
本発明により、アンモニアを注入するノズルの先端から付着物を除去する機構のうち煙道の内部にある部分の構造が簡便であるアンモニア注入装置を備えたボイラプラントが提供される。
【００５０】
また、本発明により、アンモニアを注入するノズルに付着物が付着しにくいアンモニア注入装置を備えたボイラプラントが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施の一形態のボイラプラントを示す。
【図２】図２は、アンモニア注入装置１０のアンモニア導入管４の構成を示す正面図である。
【図３】図３は、アンモニア導入管４の構成を示す側面図である。
【図４】図４は、母管１１に接続された注入管１４の構造を示す。
【図５】母管１１の下流側に形成されるカルマン渦列１１ａを示す。
【図６】図６は、ノズル３３の構造を示す。
【図７】図７は、アンモニア供給装置３の構成を示す。
【図８】図８は、公知の付着スケール除去装置の構成を示す。
【図９】図９は、公知の付着スケール除去装置の構成を示す。
【図１０】図１０は、公知の排ガス調質用アンモニア注入管を示す。
【図１１】図１１は、公知の脱硝装置を示す。
【符号の説明】
１：ボイラ
２：煙道
３：アンモニア供給装置
４：アンモニア導入管
５：電気集塵器
６：煙突
１１：母管
１２：連結管
１３：管
１４：注入管
１５：槌打座
１６：槌打器
１７：連結管
３１：ノズル導入管
３２：ボス
３３：ノズル
３５：オリフィス
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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