JPH02227512A - 脱硝装置におけるアンモニア水噴霧ノズル装置およびこれを組み込んだアンモニア混合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はとくに排気ガスが低温となるエンジン用の脱硝
装置に好適なアンモニア水噴霧ノズル装置およびこのノ
ズル装置を組み込んだアンモニア混合装置に関するもの
である。

［従来の技術］ まず１本発明のアンモニア水噴霧ノズル装置。

したがって、アンモニア混合装置が適用される脱硝装置
の構成の概要について第２図により説明する。

同図において、１はディーゼルエンジン等のエンジン、
２は触媒反応器、旦はエルボ４．アンモニア水噴霧ノズ
ル５より成るアンモニア混合装置、６．７はそれぞれ供
給管、８は排気管で、エンジン１から供給管６を経て排
出される排気ガスは混合装置ユにおいて噴霧化されたア
ンモニア水と混合されることによりアンモニアガスを混
入した気体となって供給管７を経て触媒反応器２に供給
され、同反応器２内で触媒のもとてかなりの量のＮＯｘ
は窒素と水に還元されてＮＯ１＋の量を適正値に低下さ
せて排気管から、排出するようにしている。

なお、第２図に示すように、アンモニア混合装置ユは、
供給管６．７の中間に配設されるエルボ４の略中央部に
相当する屈曲部において、当該噴霧ノズルの先端部がエ
ルボ４の上方空所に臨むように垂直方向に設けたアンモ
ニア水噴霧ノズル５とを連結して構成し、噴霧ノゾルか
ら噴射されるアンモニア水と排気ガスとが同方向となる
ようにしている。

また、５ａはアンモニア水の供給口、５ｂは圧縮空気の
供給口で、圧縮空気は図示しないコンプレッサーより加
圧されて供給される。

以上の構成において、エルボ４の右方端４ａ側からエン
ジンの排気ガス（高温）を供給し、一方アンモニア水噴
霧ノズル５から上方に向けて噴霧化したアンモニア水を
供給すると１このアンモニア水は高温の排気ガスと接触
することによってアンモニアガスへと気化され、即ちエ
ルボ４の中で排気ガスはアンモニアガスが混入された状
態となって、上方口４ｂを経て触媒反応器２側へと向か
い同反応器２内で還元作用でＮＯｘの値を低下させるよ
うにしていた。

［発明が解決しようとする課ＩＩ］ ところで、エンジン駆動の発電機の容Ｉがたとえば、　
５００　ｋＷ以下の容量の場合には、排気ガスの温度は
、たとえば３５０〜５００℃と高温となっているため、
上記したアンモニア混合装置で噴射されたアンモニア水
が排気ガスとのミキシングの際に容易に気化されアンモ
ニアガスとなるが１発電機の容量がさらに大容量となっ
た場合には、排気ガスの温度がたとえば３００℃以下の
低温となるため、噴射されたアンモニア水と排気ガスと
がミキシングしてもアンモニア水の気化が不十分となる
。

このため、このような気化が不十分のアンモニア水が混
在した排気ガスが触媒反応器へ供給された場合には、前
記した触媒反応器での還元作用は不完全となり１排出さ
れる排気ガス中のＮｏえは所望の値まで低下しないとい
う欠点く課題）があった。

本発明は従来のもののこのような課題を解決するように
した脱硝装置におけるアンモニア混合装置を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は当該アンモニア水噴霧ノゾル装置を外部筒に対
して空隙を隔てて同心的に配置された内部筒の二重構造
で構成し、外部筒と内部筒間に形成される通路には圧縮
空気を供給し、内部筒内に形成される通路にはアンモニ
ア水を供給し５内部簡の適所に予熱用のコイルを収納し
、このコイルを外部電源で励磁することにより、アンモ
ニア水と圧縮空気の両者を予熱した状態で噴射するよう
にした脱硝装置におけるアンモニア水噴霧ノズル装置に
関する。

また、内部筒内に形成するアンモニア水の通路は先端部
は噴射孔となる段階的に小径となる通路に形成し、アン
モニア供給通路の略中間に相当する位置に補助通路を介
してアンモニア通路へ連通させるためのアンモニア水の
ガイドを設け、さらに予熱用のコイルは上記補助通ｎの
外方に相当する内部筒１１の肉厚部に形成した凹所に収
納するようにした脱硝装置におけるアンモニア水噴霧ノ
ズル装置とすることが望ましい。

さらに、当該エルボの右方端部をエンジンの排気ガスの
入口側に、又上方端を触媒反応器側に供給する出口側を
配置したエルボ、このエルボ内に先端部を突出させ、そ
の先端部から噴射されるアンモニア水の方向が上記排気
ガスの流れと同方向となるように上記のアンモニア水噴
霧ノズル装置を組み込むようにした脱硝装置におけるア
ンモニア混合装置とすることが望ましい。

［実施例］ 以下第１図に示す一実施例により本発明を具体的に説明
する。

同図において、２は本発明のアンモニア水噴霧ノズル装
置で、基本的には外部筒１０と空隙を隔てて同心的に配
置された内部筒１１の二重構造から成る。

１０ａは外部筒１０の下方左端部に形成した圧縮空気の
供給０．１０ｂは外部筒１０の先端部に形成したアンモ
ニア水噴射用の開口部、１０ｃは外部筒１０と内部筒１
１間に形成される圧縮空気の通路である。

１１ａ〜ｌｌｃは内部筒１１の中に形成した第１〜第３
のアンモニア水供給通路で、第１〜第３の通路の順序で
段階的に細くなっており、第３の通路１１ｃはノズルの
噴射孔となっている。

１２は第１の通路１１ａよりも小径のアンモニア水のガ
イドで、内部筒１１の第１の通路１１ａから第２の通路
１１ｂへと移行する段部にたとえば、先端部をねじ込ん
で収り付けられている。

なお、ガイド１２には図示のように連絡通路１２ａが形
成されている。ガイド１２を設けたことによりアンモニ
ア水の補助通路１２ｂが形成される。１３はアンモニア
水供給管（図示せず）を嵌着するための取付部材で、ア
ンモニア水の供給口１３ａが内部に形成されている。

したがって、アンモニア水は供給口１３ａ→第１の通路
１１ａ→補助通路１２ｂ−４連絡通路１２ａ→第２の通
路１１ｂを経て、第３の通路１１ｃから噴射されること
になる。

１４は予熱用のコイルで、補助通路１２ｂの外方に相当
する内部筒１１の肉厚部に形成した凹所１４ａに収納さ
れる。１５は断熱材からなる保護板である。

なお、コイル１４はリード線１４ｂを介して図示しない
外部電源（たとえば、　ｔｏｏｖまたは２００Ｖの商用
電源又は自家発電の電源）に接続されているものとする
。

また、脱硝装置を構成する触媒反応器等の他の構成につ
いては、第２図のものと同様で良いので。

説明は省略するが、第２図中に対応する部分の符号９．
１０ａおよび１３ａの符号を括弧をつけて表示しである
。

［作用］ 本発明のアンモニア混合装置を適用した脱硝装置におい
ても、第２図に示すように、エンジン１からの排気ガス
は供給管６を経て、アンモニア混合装置ヱのエルボ４の
右方端に供給され、一方アンモニア水と圧縮空気も同様
にアンモニア混合装置ヱに組み込まれたアンモニア水噴
霧ノズル装置２の各供給口１３ａ、１０ａに供給され、
エルボ４内に噴霧化されたアンモニア水が噴射される。

ところで１本発明のアンモニア水噴霧ノズル装置内では
、予熱用のコイル１４とガイド１２が特に設けてあり、
コイル１４の励磁によって補助通路１２ｂの区間を通過
するアンモニア水を加熱すると共にコイル１４の外方に
当たる通路１０ｃ部分を通過する圧縮空気をも加熱する
ようにしているため、ノズル装置２の開口部１０ｂから
エルボ４内に噴射されるアンモニア水は気化する直前の
温度となるまで加熱されて噴射される。

したがって１エンジン１からの排気ガスが低温の状態で
あっても、アンモニア混合装置ユにおけるミキシングの
過程でアンモニアガスへと気化され、このようなアンモ
ニアガスが混入された排気ガスが触媒反応器２へ供給さ
れるので、触媒反応器２では排気ガス中のＮＯｘを還元
作用で所望値以下に低下して排気管８から排出できる。

［発明の効果］ 本発明は上記のようにアンモニア混合装置に組み込まれ
るアンモニア水噴霧ノズル装置内に予熱用のコイルとガ
イドを付加し、ノズル装置内を通過する際にアンモニア
水と圧縮空気との両者を加熱し噴射されるアンモニア水
が気化直前の状態まで加熱するようにしたものであるか
ら１次のような優れた効果を有する。

■エンジンからの排気ガスが、たとえば、３００℃以下
の低温のものであっても、ミキシングされるアンモニア
水が気化直前の状態まで加熱されているので、アンモニ
ア混合器内でのミキシングの過程でアンモニアガスへと
完全に気化される。

したがって１本発明の噴霧ノズル装置を使用すれば、低
温の排気ガスの脱硝を高温の排気ガスの場合と同様に効
果的に行うことができる。

■しかも２従来のものに対して予熱用コイルとガイドと
付加し、アンモニア水供給口と圧縮空気供給口の位置を
ずらすだけの簡単な構造で良いので、装置の製作も容易
で、安価とできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すアンモニア水噴霧ノズ
ル装置の縦断正面図、第２図はこのアンモニア水噴霧ノ
ズル装置を適用した脱硝装置の構成を示す系統図である
。 ２：触媒反応器 ユ ４　： ２＝ １１　： Ｏａ　： Ｏｂ　： ＯＣ： 　ａ ａ〜　１ アンモニア混合器 エルボ アンモニア水噴霧ノズル装置 外部筒 内部筒 開口部 圧縮空気供給口 圧縮空気の通路 アンモニア水供給口 １ｃ：アンモニア水用の第１〜第３の 通路 ２ａ ２ｂ ニガイド ：連絡通路 ：補助通路 二予熱用のコイル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、当該アンモニア水噴霧ノゾル装置を外部筒に対して
   空隙を隔てて同心的に配置された内部筒の二重構造で構
   成し、外部筒と内部筒間に形成される通路には圧縮空気
   を供給し、内部筒内に形成される通路にはアンモニア水
   を供給し、内部筒の適所に予熱用のコイルを収納し、こ
   のコイルを外部電源で励磁することにより、アンモニア
   水と圧縮空気の両者を予熱した状態で噴射するようにし
   たことを特徴とする脱硝装置におけるアンモニア水噴霧
   ノズル装置。 ２、内部筒内に形成するアンモニア水の通路は先端部は
   噴射孔となる段階的に小径となる通路に形成し、アンモ
   ニア供給通路の略中間に相当する位置に補助通路を介し
   てアンモニア通路へ連通させるためのアンモニア水のガ
   イドを設け、さらに予熱用のコイルは上記補助通路の外
   方に相当する内部筒１１の肉厚部に形成した凹所に収納
   するようにしたことを請求項１記載の脱硝装置における
   アンモニア水噴霧ノズル装置。 ３、当該エルボの右方端部をエンジンの排気ガスの入口
   側に、又上方端を触媒反応器側に供給する出口側を配置
   したエルボ、このエルボ内に先端部を突出させ、その先
   端部から噴射されるアンモニア水の方向が上記排気ガス
   の流れと同方向となるように請求項１または２記載のア
   ンモニア水噴霧ノズル装置を組み込むようにしたことを
   特徴とする脱硝装置におけるアンモニア混合装置。