JPH0386212A - 排ガスの脱硝方法 - 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〕 本発明はアンモニアを還元剤として排ガス中の窒素酸化
物ＮＯｘを乾式脱硝する方法の改良に関する。

〔従来の技術〕

従来の排ガス中のＮＯｘの除去技術はアンモニア水を直
接に排ガス中に噴霧するか、又は排ガスにより供給され
たアンモニア水を全量近く蒸発させ排ガスと接触させ、
有触媒、無触媒下で行われていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

排ガスの脱硝に際して、従来上として液化アンモニアま
たはガス状アンモニアを還元剤として使用していた。し
かしこれらのものは貯蔵、移送等において爆発性および
有毒性が強いため、最近はアンモニア水が使用されるよ
うになった。

一方、アンモニア水は一般には２５〜３０重量パーセン
トのアンモニアしか含んでおらず、残りの７０〜７５重
量パーセントは水であり、この水も同時に排ガス、蒸気
又は電気にて蒸発させて還元剤として使用していた。

このため排ガスを使用した場合にはガス温度の低下によ
り、後流の排熱回収ボイラでの蒸気の発生量を低下させ
ていた。また蒸気又は電気を使用した場合には、それだ
け系外からのエネルギーを必要とし、コスト高になって
いた。

本発明は上記技術水準に鑑み、主としてアンモニア水の
加熱エネルギーの低減を可能にした排ガスの脱硝方法を
提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はアンモニアを還元剤として排ガス中の窒素酸化
物を除去するに当り、還元剤であるアンモニアの供給源
であるアンモニア水にアンモニアを蒸発させるに足る熱
のみを供給して主としてアンモニアのみを蒸発させ、該
蒸発アンモニアにより排ガス中の窒素酸化物を還元除去
すると共に、残余の水をボイラ給水又はボイラ燃焼室の
窒素酸化物低減用噴射水として使用することを特徴とす
る排ガスの脱硝方法である。

すなわち、本発明はアンモニアが水よりも蒸発し易い性
質を利用し、アンモニアの蒸発に必要な熱のみを排ガス
、蒸気又は電気等から供給し、大部分の水分は蒸発させ
ずに系外に排出させることにより水の蒸発に必要なエネ
ルギーの損失を減少させ、かつ、系外に排出された水に
は少量のアンモニアが含まれており二次公害の原因とな
るが、この水はほぼ純水に近いのでボイラー給水のｐＨ
調整、腐食防止、又はガスタービン、ボイラの低ＮＯｘ
化のための水噴射として使用するようにしたものである
。

〔作用〕

アンモニアの蒸発に必要な熱量は約３３０にｃａｌ／Ｋ
ｇであり、水の蒸発に必要な熱量は５４０Ｋｃａｌ／に
ｇである。したがって３０％のアンモニア水の蒸発には
、アンモニアのみ蒸発させた場合の約４．８倍となる。

（３３０＋５４０　ｘ　（ＴＯ／３０）　）÷３３０−
．４．８したがって、３．８倍（４，８−１，０＝３．
８）の余分の熱が消費されていることとなる。これを主
としてアンモニアを蒸発させるようにすることにより、
この余分な熱を大幅に減少し、省エネ化を計ることがで
きる。具体的にはアンモニアを蒸発させるのに十分な熱
のみを排ガス、蒸気又は電気により供給し、残った水は
系外に排出するようにすればよい。

系外に排出された水は含んでいる微量なアンモニアのた
めに二次公害を発生する可能性もあるが、本発明では、
この水は少量のアンモニアを含んでいる他はほぼ純水に
近いので、この水をボイラー給水の１部として用い、給
水のｐＨ調整用のアルカリ剤および供給用純水の節約と
なるようにするか、又は更にガスタービン、ボイラ等の
燃焼器に純水を噴射すればＮＯｘ低減効果があることは
よく知られているので、この純水として使用するように
するものである。この後者の手段において水中のアンモ
ニアがある程度高濃度であれば燃焼器内で気化したアン
モニアにより排ガスの無触媒脱硝の効果も併せて奏させ
ることもできる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図によって説明する。

煙道ｌには図示省略のガス・タービン、デイゼル・エン
ジン、ボイラ等の排ガスが導かれている。その後流には
脱硝触媒２が設置されており、また前流部には還元剤と
して使用するアンモニア注入部３が設けられている。更
にアンモニアの揮発器４および排ガスを揮発器４に導く
ための分岐管５とファン６も設けられており、アンモニ
ア水７およびアンモニア水７の気化ヲ助けるための蒸気
８も揮発器４に導かれる。蒸発したガス状のアンモニア
は導管９を通ってアンモニア注入部３に導かれる。ミス
トはミスト分離器１０によりキャッチされる。

揮発器４で分離された水は排水管１１を経由して系外に
排出される。

更に詳細にはアンモニア水７は揮発器４の内部にて高温
の排ガス５により主としてアンモニアのみが揮発させら
れる。アンモニアを主体に蒸発させるためには排ガス５
の量、温度、揮発器７の型式、滞留時間等を適切に設計
する必要がある。また負荷量が変化した場合には排ガス
５の量をファン６または排ガス量調整弁１２により制御
することにより、主としてアンモニアのみを揮発させる
ようにすることができる。

なお、第１図には示していないが、揮発器７に電気、蒸
気などの加熱手段を設けてもよい。

平衡状態における液中のアンモニアのモル濃度Ｘとガス
中のアンモニアの分圧ｐ”（ａｔｍ）の関係は第２図に
示されるような関係にあり、温度が高くなるにつれて気
相のアンモニアの分圧は高くなる。このように、水中の
残留アンモニアを少なくするにはアンモニア水を高温に
する必要があるが、余り高温にすると水までが蒸発して
しまう。したがって適切な温度が存在するので、装置の
条件により最高に設計する必要がある。

揮発器４の構造としてはスプレー塔、充填塔、段塔等が
選定できる。主としてアンモニアのみを蒸発させる場合
にはアンモニア水全量を蒸発させる場合に比較し、必要
熱量は１／４〜１／４．５位となり、また滞留時間も同
程度に低くできるので揮発器を非常にコンパクトにでき
る。

また排ガス量も同じ＜１７４〜１／４．８位となるので
ファン６の容量も　１／４〜１／４．５位となり、また
揮発器内および導管内での圧損を減少できるので揚程を
１７２位とすることも可能である。

、ファン６のモーター容量としては全量蒸発の場合の１
／１０近くまで減少することも可能である。

また、残留アンモニアを含んだ排水の二次公害防止につ
いての態様を第３図によって説明する。

揮発器より排出された排水１２はポンプ１３により昇圧
され、ＮＯＸの低減のためにガスタービン１４の燃焼器
１９に注入される。これによりＮＯｘを、天然ガスが燃
料の場合には４２ｐｐｍＶｏｌ、　（乾）程度までに低
減できることが１例として知られている。

又同排水１２はボイラ給水タンク１５に供給することに
より廃熱回収ボイラ１６又は１７の給水として有効利用
できる。この給水は廃熱回収ボイラ１６又は１７にて蒸
発させられ蒸気１８となる。

〔発明の効果〕

本発明により、アンモニア揮発用の熱エネルギー量の低
減、排熱回収ボイラでの蒸発量の増加という効果が奏せ
され、かつアンモニア揮発後の水はボイラ給水又はＮＯ
ｘ低減用の噴射水として利用しつるので、二次公害を防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のアンモニア水の蒸発工程を
説明するための概略図、第２図は平衡状態における液中
のアンモニアのモル濃度とガス中のアンモニアの分圧の
関係を示す図表、第３図は本発明の一実施例の排水の有
効利用工程を説明するための概略図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アンモニアを還元剤として排ガス中の窒素酸化物を除去
   するに当り、還元剤であるアンモニアの供給源であるア
   ンモニア水にアンモニアを蒸発させるに足る熱のみを供
   給して主としてアンモニアのみを蒸発させ、該蒸発アン
   モニアにより排ガス中の窒素酸化物を還元除去すると共
   に、残余の水をボイラ給水又はボイラ燃焼室の窒素酸化
   物低減用噴射水として使用することを特徴とする排ガス
   の脱硝方法。