JPS62106825A

JPS62106825A - 脱硝装置

Info

Publication number: JPS62106825A
Application number: JP60246355A
Authority: JP
Inventors: Ko Watanabe; 渡辺　洸; Hiroshi Kuroda; 博黒田; Tomihisa Ishikawa; 石川　富久
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1985-11-05
Filing date: 1985-11-05
Publication date: 1987-05-18

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】〔発明の利用分野〕本発明はボイラプラント、複合発電プラント等から排出
される燃焼排ガス中の窒素酸化物（、以下単にＮＯｘと
いう）を除去する脱硝装置に関するものである。

〔発明の背景〕

近年、我が国においては重油供給量のひっ迫から一石油
依存度の是下を計るために、従来の重油専焼から石炭専
焼、ＬＮＧ（液化天然ガス）専焼へと燃料を変換しつつ
あり、特に事業用ボイラにおいては石炭専焼、ＬＮＧ専
焼の大容量火力発電所が連設されている。

ところが、石炭燃料は石油燃料、ガス燃料に比べて燃料
性が患いので排ガス中に含まれるＮＯｘ及び未燃分が発
生しやすく、特ＫＮＯｘの低減対策の几めに火炎の分割
、排ガスの再循環、二段燃焼及び炉内脱硝などを採用し
て緩慢な燃焼を行なわせてＮ　Ｏｘ　ｆ低減することも
行なわれている。

そしてこの石炭専焼火力、ＬＮＧ専焼火力においては、
ボイラ負荷が常に全負荷で運転されるものは少なく、負
荷を７５％負荷、５０％負荷、２５％負荷へと負荷を上
げ、下げして運転したり、運転を停止するなど、いわゆ
る毎日起動停止（ＤａｉｌｙＳｔａｒｔ　５ｔｏｐ以下
単ＫＤ８Ｓという）運転によって夜間の１３時間運転を
停止したり、あるいは週末起動停止（Ｗｅｅｋｌｙ　５
ｔａｒｔ　５ｔｏｐ以下単にＷＳＳという）運転によっ
て週末の３２時間、５６時間運転を停止して中間負荷を
担う火力発電プラントヘ移行しつつある。

一方、この中間負荷火力用にはこの火力発電ボイラの他
に、起動特性のよいガスタービンと排熱回収ボイラを組
合せ念、いわゆるコンバインドプラントも用いられ、Ｄ
ＳＳ運転、ＷＳＳ運転を行なって電力需要の多い昼間、
週日のみ運転し、夜間や週末は運転を停止するものが建
設されようとしている。

それは最近の電力需要の特徴として、原子力発電の伸び
と共に、電力負荷の最大、最小差も増大し、火力発電用
ボイラをベースロード用から負荷調整用へと移行する傾
向にあり、この火力発電用ボイラを負荷に応じて圧力を
変化させて変圧運転を行なう、いわゆる全負荷では超臨
界圧域１部分負荷では亜臨界圧域で運転する変圧運転ボ
イラとすることによって、部分負荷での発電効率を数９
向上させることができるからである。

ところが、この様に一日単位、週単位で＠素に起動、停
止、負荷変動を行うＤＳＳ運転やＷ８Ｂ運転を行なうこ
とはボイラ側忙おいては好都合であるが、脱硝装置側で
は好ましくない。

それは脱硝装置の脱硝触媒は通常３００　ｃ以上で高活
性を示し、一般にはボイラの節炭器と空気予熱器の間に
脱硝装置が設置され、　３５０Ｃ前後の温度で反応を行
わせるが、前後のボイラ負荷の変動によって、全負荷時
には節炭器出口の排ガス温度が３５０Ｃ前後であるのに
対し、１／２負荷運転時には３５００前後、１／４負荷
運転時には２７ＯＣ位まで低下して脱硝性能が低下する
からである。

また、排ガス温度が低下しすぎると、排ガス中に含まれ
るＳＯ３が脱硝触媒の細孔に成層され、水分と結合して
毛管凝縮を起こしたり、さらにはＳＯ３とＮＨ，が反応
して酸性硫安（ＮＨ４Ｈ３Ｏ４）　、硫安（（Ｎ）１４
）、　８０．）、亜硫安（（ＮＨ，□５Ｏ３）］＝所生
成し、これらが触媒表面に付着して脱硝性能を低下させ
ることになる。

第８図は従来のボイラにおける煙風道の概略系統図であ
る。

第８図において空気ダクト１内の燃焼用空気は押込通風
機２にて昇圧され、空気予熱器３ｆて併ガスダクト４の
排ガスによって加熱された後ウィンドボックス５よりボ
イラ６へ供給される。

一方、ボイラ６内で燃焼した排ガスは対流伝熱部７へ流
れ過熱器８、再熱器９、節炭器１０へ流れ、入口煙道１
１でＮＨ，注入管１２からのＮＨ８によって脱硝される
と共に、下流に配置した脱硝装置１３内の触媒１４にお
いて脱硝を促進し、排ガス中のＮＯｘは除去されて出口
煙道１５、空気予熱器３、集塵機１６゜誘引通風機１７
で昇圧され大気へ放出される。

ところが、ボイラ６の運転中には脱硝装置１３の触媒１
４にダストが付着するが、この触媒１４に付着したダス
トは、通常運転時においてはドライの状態にあり触媒１
４の劣化にけあまり影響しない。

しかしながらＤＳＳ運転やＷＳＳ運転を行なう運転初期
の起動時や、運転停止時（停缶時）にはガス（雰囲気）
温度が露点以下に下り、ダスト中の触媒劣化成分が触媒
１４の表面に移動し、急激に性能劣化をひき起すことが
ある。

それはＤ８８運転やＷ　Ｓ　Ｓ　運転を行なう念めにボ
イラ６等の脱硝装置１３を設けたプラントを起動する時
にはプラント全体が冷えている几め、燃焼ガス中の水分
が触媒１４０表面に凝縮したり給電事情吟で長時間運転
を停止する場合など入口煙道１１゜出口煙道１５の湿気
を多く含んだガス（空気）にさらされることにより、触
媒性能の低下をひきおこす。

〔発明の目的〕

本発明はかかる従来の欠点を解消しようとするもので、
その目的とするところは、起動時においては脱硝装置や
触媒を昇温させて充分乾燥させ、停缶時には雰囲気ガス
の湿度を低下させて触媒の劣化を防止しようとするもの
である。

〔発明の概要〕

本発明は前述の目的を達成するために、入口煙道と出口
煙道の少なくとも一方に循環ダクトを設け、この循環ダ
クトに煙道の湿分を除去する除湿手段を配置したもので
ある。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を図面を用い℃説明する。

第１図は本発明の実施例に係る煙道ホ軌図、４λ２図は
第１図の要部を拡大した煙道系統図、第３図から第６図
は第２図に相当する他の実施例を示す煙道系統図、第７
図は縦軸に活性低下度、横軸に相対湿度を示した特性曲
線図である。

第１図から第６図において、符号１から１６は従来のも
のと同一のものを示す。

１８は入口煙道１１と出口煙道の少なくとも一方に設け
た循環ダクト、１９．２０は循環ダクト１８の途中に設
けた除湿手段で、ドライヤー、ヒーター、２１゜ｎは入
口および出口の仕切ダンパ、乙は相対湿度記録計、冴は
バイパスダクト、５は煙突、２６は希釈空気ファン、都
は切替ダンパ、あはＮＨ，ｃＥ人ノズルである。

この様な構造において、以下本発明の脱硝装置全説明す
る以前に第７図を用いて発明者等の行なった実験データ
から紹介する。

第７図は、触媒１４０表面にダストが付着している状態
で、湿気による触媒性能低下への影響を調べｔものであ
る。この試験結果によると、相対湿度６０％以下では、
触媒性能の低下は、はとんど見覚けられないが、相対湿
座が６０％以上になると触媒性能が一段と低下する傾向
が見られる。従ってＬＩＳＳ運転やＷＳＳ運転の様に長
期にわする停缶時等の場合に触媒性能の低下をひき起こ
すので、入口煙道１１．脱硝装（ｉｌ１１３　、出口煙
道１６の相対湿度を６０％以下に保つ必要があることが
わかる。本発明者等は、この点に注目し、本発明に至っ
た。以下、本発明の詳細な説明する。

第１図および第２図のものは入口煙道１１と出口煙道１
５を循環ダクト１８で接続し、この循環ダクト１８にド
ライヤー１９とヒーター加を配置したものである。

すなわち、ボイラ６の運転が停止すると押込追風＋！に
２．空気ダクト１からの空気によって系内の排ガスをパ
ージし、その後に入口煙道１１．出口煙道１５０入口、
出口仕切ダンパ２１，２２ｔ−閉じろ。

そして、ドライヤー１９を起動して、出口煙道１５゜脱
硝装［１３、入口煙道１１および循環ダクト１８内の排
ガス中の湿分′ｆ：除去する。

この様に停缶状態における脱硝装置１３内の湿度は相対
湿度（記録）計３で検出され、例えば、その湿度が番報
設定湿度Ｈ＝５５％を超えた場合に、監視体勢に入る警
報を発せられる。さらに湿度が上昇し、ドライヤー１９
の起動設定湿度ＨＨ＝６０％全超えた場合には、自動的
にヒーター加が作動し、脱硝装置１３内の空気を循環ダ
クト１８を通じ低湿度の空気、一般には、相対湿度が７
０％以下、皇ましくは６０％以下のドライ空気で系内金
置換する。これらの置換が進み脱硝装［１３内の湿度が
ドライヤー１９．ヒーター加の停止設定湿度ＬＬ＝５０
％以下に達したならばドライヤー１９．ヒーター加は自
動的に停止され、置換操作が完了する。尚、上記のそれ
ぞれの設定湿度は０〜１００％間の任意の値に訓整でき
ることはいうまでもない。

この様にボイラ６の停缶時、あるいは起動時にドライヤ
ー１９とヒーター２０を起動させて循環ダクト１８から
脱硝装［１３へ湿分の少ないドライ空気を循環させて触
媒１４を燃焼排ガスの露点以上に昇温させると共に、充
分乾燥させて起動時、停缶時の水分の凝縮を防止するこ
とによってＩ）Ｓ８運転、ＷＳＳ運転時であっても触媒
１４の性能劣化を防止することができる。

第３図のものは他の実施例を示すもので、置換された脱
硝装置１３内のドライ空気が出口煙道１５を経て第１図
の煙突５のドラフト効果により脱硝装［１３の外部へ流
出しないよう、バイノくスダク）２４を設置したもので
ある。

なお、脱硝装置１３には通常触媒１４の水洗を行なうた
めに、水洗時に排ガスをバイパスするためにバイパスダ
クトスが設けられているが、このノくイパスダク）２４
ｔ−湿分を低下させるためのラインに用いてもよい。

第４図に示すものは他の実施例を示すもので、循環ダク
ト１８を用いて大気中のエアをドライヤー１９、ヒータ
ー加で乾燥させ、直接出口煙道１５へ接続して脱硝装置
１３へ注入し、出口煙道１５．脱硝装置１３．入口煙道
１１の内部のガスは出、入口仕切ダンパー２１．２２の
リーク部よりバイパスダクト２４によって外部へ流出さ
せる様にしｔもので設備費の削減を計ることができる。

この様に第４図のものにおいては、ドライヤー１９．ヒ
ーター加によって乾燥された空気は循環ダクト１８から
出口煙道１５．脱硝装置１３．入口煙道１１へ流れる。

第５図のものは第４図のものとは迎に乾燥した空気を流
すもので、循環ダクト１８からの乾燥用空気は入口煙道
１１．脱硝装置１３．出口煙道１５へと流れ、出入口仕
切ダンパ２１．２２のリークによってバイパスダク）２
４や排ガスダクト４へ多湿の空気を逃す。

第６図のものは他の実施例を示すもので、脱硝用ＮＨ５
の希釈空気ファンかのサクション側に切替ダンバー　２
７とドライヤー１９を設置し、アンモニア注入管１２の
ＮＨ，注入ノズ／ｌ／２８を利用してドライ空気を入口
煙道１１に噴霧し混合効果の向上全針ったものである。

〔発明の効果〕

本発明は入口煙道と出口煙道の少なくとも一方に循環ダ
クトを設け、この循環ダクトに煙道の湿分を除去する除
湿手段を配置したので、ｔ）ＳＳ運転やＷＳＳ運転全行
なうプラントの起動時、停缶時の触媒雰囲気を低湿度に
保持できるので触媒の劣化が防止でき、結露による触媒
性能の向上が計れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る煙道系統図、第２図は第
１図の要部を拡大した煙道系統図、第３図から第６図は
第２図の他の実施例を示す煙道系統図、第７図は縦軸に
活性低下度、横軸に相対湿度を示した特性曲線図、第８
図は従来の煙風道系統図である。１１・・・・・・入口煙道、１２・・・・・・アンモニ
ア注入管、１３・・・・・・脱硝装置、１５・・・・・
・出口煙道、１８・・・・・・４Ｍ環ダクト、１９．２
０・・・・・・除湿手段。腎；仄盃牙１図牙２図＋３図才４図牙５図２，３牙６図２リ　　　／Ｊ牙７図一和対ＥＬＬ／り

Claims

【特許請求の範囲】

未処理ガスを脱硝装置へ導く入口煙道と、処理ガスを導
く出口煙道を接続し、アンモニア注入管からのアンモニ
アによつて窒素酸化物を脱硝するものにおいて、前記入
口煙道と出口煙道の少なくとも一方に循環ダクトを設け
、この循環ダクトの途中に煙道の湿分を除去する除湿手
段を配置したことを特徴とする脱硝装置。