JPH05269351A

JPH05269351A - 窒素酸化物除去方法

Info

Publication number: JPH05269351A
Application number: JP4071678A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Tanazawa; 聡棚沢; Kenichiro Kobayashi; 小林健一郎; Hiroaki Hayashi; 浩昭林; Motonobu Kobayashi; 基伸小林
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1992-03-27
Filing date: 1992-03-27
Publication date: 1993-10-19
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: JP3513162B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ダクト２内において、流れている排ガスに固
体還元剤水溶液を噴霧して排ガス中に固体還元剤を混合
し、触媒の存在下に排ガス中の窒素酸化物を選択的に還
元除去する方法において、ノズル１１内部および先端部
において固体還元剤またはその反応物による閉塞を防止
し、固体還元剤水溶液を排ガス中に安定かつ連続的に噴
霧する。【構成】ノズル１１に固体還元剤水溶液を供給し始め
る前に水およびガスの少なくとも一方を流通させてノズ
ル１１を冷却する。ノズル１１への固体還元剤水溶液の
供給を停止する際に水およびガスの少なくとも一方を流
通させてノズル１１内に残存している該水溶液を除去す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、固体還元剤を用い、
排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を触媒と接触させて高
効率で還元して除去する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスタービン、ガスエンジン、ディーゼ
ルエンジン、加熱炉および各種ボイラ等から排出される
排ガスから窒素酸化物を除去する方法としては、アンモ
ニアを還元剤として用いる選択還元脱硝方法が排ガス中
の酸素濃度の影響を受けずに、窒素酸化物を選択的に高
効率で除去できるために、これまでに各種の固定発生源
の脱硝プロセスに適用されてきた。アンモニアは、液体
アンモニア（液安）、アンモニア水（安水）等の形で供
給される。

【０００３】近年、ガスタービン、ガスエンジンおよび
ディーゼルエンジンを駆動源とするコージェネレーショ
ンシステムが地球環境保全や経済性の面から臨海部およ
び都市部において急速に増加する傾向にあり、それに伴
い脱硝プロセスもビル内や居住地域内に設置されること
が必要となる。この場合、還元剤として使用される液体
アンモニアおよびアンモニア水は毒物及び劇物取締法、
高圧ガス取締法、消防法等の規制により使用が制限され
ている上、悪臭の漏洩を防ぐために、その取り扱い、輸
送、貯蔵などに特別の注意を払う必要がある。

【０００４】上記問題点を解決するためには、アンモニ
アに代わって取り扱いが安易で安定性の高い還元剤を用
いることが必要である。特開平２−１９４８１７号公報
に安定性が高く取り扱いが容易な還元剤として、尿素、
メラミン、シアヌル酸等の固体還元剤を固体または液体
の状態で用いたＮＯｘ除去方法が開示されている。固体
還元剤を水溶液にすると輸送、貯蔵等の取扱いが容易で
あるが、水の重量が余分な負荷となるためコストメリッ
トの大きい飽和濃度に近い高濃度水溶液で取り扱われ
る。

【０００５】固体還元剤水溶液はダクト内に設けられた
ノズルからダクト内を流れている排ガス中に噴霧されて
排ガスと混合される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】高濃度の固体還元剤水
溶液は、固体還元剤含有量が高いため少ない流量でノズ
ルに供給されるが、高温の排ガスからノズル内部への伝
熱により水分が蒸発すると極めて容易に固体還元剤が結
晶化したり重合したりする。特に、固体還元剤水溶液を
ノズルに供給し始めるときには、ノズル付近が排ガスに
よりすでに高温（たとえばガスタービン排ガスの場合約
５００℃）になっており、そこへ高濃度の固体還元剤水
溶液を供給すると瞬時に水分が蒸発してしまう。高濃度
の固体還元剤水溶液は少ない流量でノズルに供給される
ので、蒸発により水分がなくなりやすい。その結果、ノ
ズルが閉塞して還元剤水溶液が供給できなくなり、脱硝
設備の機能が停止する。

【０００７】脱硝処理を終了するためノズルへの固体還
元剤水溶液の供給を停止すると、ダクトの余熱でノズル
が温度上昇し、ノズル付近に残存している該水溶液から
水分が蒸発してしまい、ノズルまたは該水溶液供給用ラ
インが閉塞して次に脱硝処理を行うときに還元剤水溶液
が供給できなくなる。この発明は、このような事情に鑑
みてなされたもので、ノズル内部および先端部において
固体還元剤またはその反応物による閉塞を防止し、固体
還元剤水溶液を排ガス中に安定かつ連続的に噴霧できる
窒素酸化物除去方法を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決するために、ダクト内において、流れている排ガス
に固体還元剤水溶液をノズルから噴霧して排ガス中に固
体還元剤を混合し、触媒の存在下に排ガス中の窒素酸化
物を選択的に還元除去する方法において、ノズルに固体
還元剤水溶液を供給し始める前に予め水およびガスの少
なくとも一方を流通させてノズルを冷却することを特徴
とする窒素酸化物除去方法を提供する。

【０００９】この発明は、上記課題を解決するために、
ダクト内において、流れている排ガスに固体還元剤水溶
液をノズルから噴霧して排ガス中に固体還元剤を混合
し、触媒の存在下に排ガス中の窒素酸化物を選択的に還
元除去する方法において、ノズルへの固体還元剤水溶液
の供給を停止した後に水およびガスの少なくとも一方を
流通させてノズル内に残存している該水溶液を除去する
ことを特徴とする窒素酸化物除去方法を提供する。

【００１０】この発明では、通常のごとく、ガスタービ
ン、ガスエンジン、ディーゼルエンジン、加熱炉および
各種ボイラ等から排出される排ガスをダクト内に流す。
ダクト内を流れている排ガスに対して固体還元剤水溶液
を噴霧し、触媒の存在下で排ガス中の窒素酸化物を還元
反応させて除去した後、排ガスを外部へ排出するように
なっている。

【００１１】固体還元剤は、常温で固体である還元剤で
あり、尿素、メラミン、炭酸アンモニウム、炭酸水素ア
ンモニウム、シアヌル酸などが使用される。特に還元剤
として尿素を用い、水溶液で取り扱う場合、輸送、貯蔵
等の取り扱いが容易であると同時にメラミン、炭酸アン
モニウム、炭酸水素アンモニウム、シアヌル酸等に比べ
て安価であるため実用上極めて有利である。

【００１２】この発明では、固体還元剤水溶液が高濃度
で貯蔵されるようになっている貯蔵手段からノズルまで
設けられた還元剤水溶液供給用ラインに、固体還元剤水
溶液を供給する前および／または後に、水を供給するた
めの給水ラインおよびガスを供給するためのガスライン
のうちの少なくとも一方が接続されている。起動時に
は、給水ラインより水を供給するか、および／または、
ガスラインよりガスを供給してノズル付近の温度を低下
させて定常状態とする。給水ラインからノズルへの水の
供給は配管内の体積にもよるが、通常、０．２リットル
／ｍｉｎの流量で３分間以上行われ、また、ガスライン
からノズルへのガスの供給は、通常、１０リットル／ｍ
ｉｎの流量で３分間以上行われる。

【００１３】その状態になってから、還元剤水溶液供給
用ラインより固体還元剤水溶液を供給してノズルから噴
霧させて脱硝処理を行うのである。脱硝処理停止時に
は、固体還元剤水溶液の供給を停止し、ノズル内部やノ
ズル付近の供給用ライン内部に残存する該水溶液が水お
よび／またはガスで置換されるまで給水ラインより水を
供給するかおよび／またはガスラインよりガスを供給す
る。給水ラインからノズルへの水の供給は配管内の体積
にもよるが、通常、０．２リットル／ｍｉｎの流量で３
分間以上行われ、また、ガスラインからノズルへのガス
の供給は、通常、１０リットル／ｍｉｎの流量で３分間
以上行われる。

【００１４】給水ラインより供給する水には工業用水、
ボイラ用水、純水、上水などが用いられ、ガスラインよ
り供給するガスは空気、水蒸気の他、窒素などの固体還
元剤に対して不活性なガスであれば特に限定されない。
固体還元剤水溶液は、貯蔵時の濃度が、使用する固体還
元剤にもよるが、ほぼ０℃における飽和濃度であって通
常３０重量％以上（たとえば尿素水溶液は３０〜４０数
重量％）と高濃度であり、この高濃度水溶液が噴霧され
てもよいが、この発明では貯蔵時は従来と同様に高濃度
であるがノズルから噴霧されるときに２倍以上に水で希
釈されるのが好ましい。この希釈のための水は、前述の
給水ラインから供給されることができる。希釈倍数が前
記範囲を下回ると固体還元剤濃度が高くなるため、少な
い流量でノズルに供給されることになり、その結果、ノ
ズル噴霧性能が低下し固体還元剤が排ガス中に分散しに
くくなって脱硝効率が低下したり、または、高温の排ガ
スからの伝熱によりノズル内管内に固体還元剤が結晶化
してノズルが閉塞したりするおそれがある。

【００１５】高濃度の固体還元剤水溶液と希釈水の供給
量は、排ガスからの伝熱による固体還元剤のノズル内管
内への析出防止および固体還元剤の排ガス中への均一混
合という点を考慮して適宜設定される。この発明では、
従来よりも多量の水を有する固体還元剤水溶液、すなわ
ち上述のように希釈された水溶液をノズルに供給する場
合には、熱容量が高く、流量が多くなる。

【００１６】この発明では、ノズル（固体還元剤水溶液
注入ノズル）をダクトの中心部付近に設置してもよい
が、ダクトの側周面に設置して固体還元剤水溶液を噴霧
することが好ましい。これによりノズルまでの配管内の
閉塞を防ぐことができる。ノズルをダクトの側周面に設
置すると噴霧された固体還元剤水溶液が排ガス中に均一
に混合されないおそれがあるが、ノズルの構造を工夫す
ることにより該水溶液の均一混合を図ることができる。
すなわち、ノズルは、内管と外管からなる二重管構造を
有し、内管に固体還元剤水溶液を供給する一方、内管と
外管の間に冷却用の噴霧ガスを供給することが好まし
い。これにより、ノズル外部からノズル内管への伝熱が
抑制される結果、ノズル先端部において固体還元剤の結
晶化や反応生成物によるノズルの詰まり等の現象が回避
される。

【００１７】さらに、ノズル内管の先端部を外管の先端
部よりも１〜５mm突出させた構造を持たせることにより
水溶液を微細化し霧状に噴霧できるようになり、水溶液
の排ガス中への混合均一化が一層促進されるので好まし
い。ノズル内管先端部の突出長さが１mmを下回ると水溶
液の液滴が内管の外壁を伝って垂れ落ちるため外管と内
管の間に固化した固体還元剤が蓄積し、ノズルが閉塞す
るおそれがある。一方、内管先端部の突出長さが５mmを
上回ると水溶液の排ガス中への分散が悪くなるおそれが
ある。

【００１８】ノズルは、その外管先端部がダクトの内周
面からダクト内に突出しないように、すなわちダクト内
周面と同一面内かまたはダクト内周面よりも外側に下が
った位置に配されるように設置されるのが良い。外管先
端部がダクトの内周面から突出しているとノズルの外管
と内管の間に流れる噴霧ガスによる冷却効果が減少する
ためノズル先端部において内管内に固体還元剤が析出、
固化し、ノズルが閉塞するおそれがある。

【００１９】ノズルの内管および内管と外管の間に供給
する噴霧ガスは、空気、水蒸気の他、窒素などの固体還
元剤に対して不活性なガスであれば特に限定されない。
設置するノズルの個数は、１個および複数のいずれでも
よいが、複数が好ましい。複数個のノズルを設けると、
噴霧された固体還元剤水溶液が排ガス中に均一に分散さ
れやすい。

【００２０】ノズルをダクトの側周面に複数個設置する
場合、複数のノズルの配置は、ダクトの側周面に周に沿
ってほぼ均等な間隔でなされるのが好ましい。通常、ダ
クトの１周３６０°をノズルの個数で割った角度ごとに
設置され、たとえば、４個のノズルは９０°ごとに配置
される。ノズルの向きは、排ガス流の上流向き、下流向
き、排ガス流に対して直角のいずれでもよいが、ノズル
から噴霧された固体還元剤水溶液の排ガス中への均一混
合という点からは排ガス流に対して４５〜１３５°の範
囲の角度に設定されるのが好ましい。

【００２１】ノズル内管内に固体還元剤水溶液と噴霧ガ
スとを同時に供給し、噴霧ガスにより該水溶液のノズル
内管通過速度を上げると、水溶液への伝熱が効果的に防
止されるためノズル先端部の詰まりを防止できるのみな
らず、水溶液の排ガス中への分散を良くすることができ
る。固体還元剤水溶液注入ノズルは、排気ダクト内の排
ガス流速が１５ｍ／ｓ以上を示すゾーンに設置された場
合、排ガス中に水溶液がより均一に分散されることにな
るので、高脱硝率が得られ好ましい結果が得られる。排
ガスの流速は、通常、ダクトの断面積を変えることによ
り変えられるので、そのような流速に適した断面積のダ
クト側周面にノズルを設置するのが良い。

【００２２】ノズル内管内を通過する固体還元剤水溶液
の速度は、０．１ｍ／ｓ以上が好ましい。この範囲を下
回ると高温の排ガスからの伝熱によりノズル内管内で固
体還元剤が結晶化したり重合したりしてノズルが閉塞す
るおそれがある。ノズル内管と外管の間を通過する噴霧
ガスの速度は、水溶液のノズル内管内を通過する速度に
対して１０倍以上の数値に設定されるのが好ましい。こ
の範囲を下回るとノズルより噴霧された固体還元剤水溶
液の排ガス中への分散が悪くなると同時にノズルの外管
と内管の間に流れる噴霧ガスによる冷却効果が減少する
ためにノズル内管内に固体還元剤が析出、固化しノズル
が閉塞するおそれがある。

【００２３】ノズル内管内に固体還元剤水溶液と噴霧ガ
スの両方を供給する場合、該水溶液と噴霧ガスの比率
は、該水溶液１容量部に対して噴霧ガス２０容量部以下
が好ましい。この範囲を上回って噴霧ガス量を増加させ
ても固体還元剤水溶液の排ガス中への分散性向上による
ＮＯｘ除去性能の向上は期待できない。この発明の方法
は、脱硫の前または後に適用されることができ、ボイラ
ー排ガスを処理する場合には、通常、脱硫の前に行われ
る。

【００２４】

【作用】起動時に、高温の排ガスからノズル内部への伝
熱によりノズルが高温にさらされているが、固体還元剤
水溶液を供給する前に水またはガスを供給してノズルを
降温させることにより、固体還元剤水溶液から水分が蒸
発しても固体還元剤の結晶化や変成が起こりにくい。

【００２５】停止時に、ノズルやライン中に残存してい
る固体還元剤水溶液を水またはガスにより除去したり、
置換したりすることにより固体還元剤の結晶化や変成が
起こりにくい。その結果、起動と停止を繰り返してもノ
ズルが閉塞せずに還元剤水溶液を連続的に噴霧でき、脱
硝設備を長期間連続して運転できる。

【００２６】内管と外管からなる二重管構造を有しその
内管先端部が外管先端部よりも１〜５mm突出しているノ
ズルをダクトの側周面に設置しておき、前記ノズルの内
管内に固体還元剤水溶液を供給するとともに前記内管と
外管の間に噴霧ガスを供給することにより固体還元剤水
溶液を排ガスに噴霧すると、ノズルが固体還元剤の析出
物または反応物で詰まることなく長期間にわたって連続
的に噴霧でき、固体還元剤水溶液が排ガス中に均一に混
合される。

【００２７】ダクトの中央部にノズルを設けると、高温
の排ガス流にさらされるためにノズルおよび配管内に固
体還元剤やその反応物が析出して閉塞を起こすが、ダク
トの側周面上にノズルを設置すると固体還元剤やその反
応物の析出等も起こらず、ノズルのメンテナンスを行い
やすい。

【００２８】

【実施例】以下、この発明を、その実施例を表す図面に
基づいて説明するが、この発明は図示されたものに限定
されない。図１は、この発明の窒素酸化物除去装置の１
実施例であって、排ガスが１５ｍ／ｓ以上の流速で流れ
る領域に固体還元剤水溶液注入ノズルを設置した場合を
概略的に示す。図１に示す窒素酸化物除去装置では、排
ガス発生源であるガスタービン１からの排ガスがダクト
２内を流れるようになっている。ダクト２は、この実施
例では円形ダクトであり、排ガス流の上流から下流にか
けて、ガスタービン１と同径の高流速領域２ａ、径が徐
々に拡大している拡大領域２ｂ、径が大きな低流速領域
２ｃを有している。高流速領域２ａでは排ガスは通常１
５ｍ／ｓ以上の流速で流れ、低流速領域２ｃでは５〜１
０ｍ／ｓの流速で流れるようになっている。高流速領域
２ａにはノズル１１が設けられており、低流速領域２ｃ
には排熱回収ボイラ（廃熱ボイラ）３、脱硝触媒層４お
よびエコノマイザー４０が順次設けられている。

【００２９】図３にもみるように、固体還元剤の高濃度
水溶液２３が溜められるようになっている貯槽１０から
ノズル１１まで還元剤水溶液供給用ライン３３が設けら
れている。この還元剤水溶液供給用ライン３３には起動
時および／または停止時に水３１を供給するようになっ
ている給水ライン３２が接続されている。ポンプ９によ
って貯槽１０から還元剤水溶液供給用ライン３３を通じ
て高濃度水溶液２３が供給される前および／または後
に、ポンプ３９によって貯水槽３０から水３１が給水ラ
イン３２を通じてノズル１１まで供給される。その後、
還元剤水溶液がライン３３より供給されてノズル１１か
らダクト２内に噴霧される。ライン３３を通じて供給さ
れる高濃度水溶液２３は、必要に応じて、途中、ポンプ
３９によって貯水槽３０から給水ライン３２を通じて供
給される水３１と合流して希釈された後、ノズル１１か
らダクト２内に噴霧されてもよい。

【００３０】図１にみるように、給水ライン３２の還元
剤水溶液供給用ライン３３への合流点が流量制御弁（コ
ントロールバルブ）８よりも下流に配されているのは次
の理由による。固体還元剤水溶液の流量調整は、希釈前
の濃い溶液の状態で行う方が制御しやすいこと、流量制
御弁８よりも上流で希釈すると希釈後の濃度管理が必要
となること、このため、設備コストが給水ライン３２の
合流点を流量制御弁８の下流に設ける方が安価になるこ
とである。

【００３１】ガスタービン１から流れている排ガスはノ
ズル１１から噴霧された固体還元剤水溶液から析出した
固体還元剤と混合される。排ガスに噴霧された固体還元
剤水溶液は熱分解してアンモニアを生成する。排ガス
は、この状態で排熱回収ボイラ３を経て脱硝触媒層４を
通る際に窒素酸化物が選択的に還元を受けて除去された
後、エコノマイザー４０を経て煙突５へ導かれ、外部へ
排出される。排熱回収ボイラ３およびエコノマイザー４
０は必要に応じて設けられるものである。

【００３２】脱硝触媒層４には、ＴｉＯ₂を担体とし、
活性成分としてＶ₂Ｏ₅、ＷＯ₃からなるハニカム状触
媒など、窒素酸化物の還元反応を促進する触媒が充填さ
れている。ノズル１１は、図２にみるように、ダクト２
の側周面の周に沿ってほぼ均等な間隔で設置されている
ノズル取付座２０に取り付けられている。すなわち、４
つのノズル１１が９０°ごとに配置されている。ノズル
１１は、図３にみるように、ダクト２に取り付けられた
ノズル取付座２０に取り付けられている。ノズル１１
は、その外管先端部がダクト２の内周面よりもダクト内
に突出しないように、たとえば、取付座２０のフランジ
に取り付けられる。

【００３３】図４および５は、それぞれ、ノズル１１の
１例を示す。図４に示すノズル１１は二重管構造で、該
ノズル内管内１３に固体還元剤水溶液を、内管と外管の
間１４に噴霧ガス２１を供給するようになっている。図
５に示すノズルは二重管構造の内管の入口部１５を二股
構造とし、該内管内１３に固体還元剤水溶液と噴霧ガス
２１を同時に供給し、内管と外管の間１４に噴霧ガス２
１のみを供給するようになっている。内管内１３には、
また、起動時および／または停止時には噴霧ガス２１の
みを供給してノズル中の残存水溶液を除去または置換す
るようになっている。内管先端部は外管先端部よりも長
さｔだけ突出している。長さｔは、上述のように１〜５
mmである。１６は内管を支持する部材である。

【００３４】ノズル内管内１３およびノズル内管と外管
の間１４に流通させる噴霧ガス２１は、それぞれ流量計
６および流量計７を通って所定量が供給され、同時に固
体還元剤水溶液２３は貯槽１０からポンプ９で送液さ
れ、流量制御弁８で所定量の注入量がコントロールされ
た後、図４または５に示されたノズルの内管内に供給さ
れ排ガス中に噴霧される。

【００３５】２６は内管と外管との間１４に噴霧ガスを
供給するためのガスライン、２７は内管内１３に噴霧ガ
スを供給するためのガスラインである。ガスタービン１
での排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度は、固体還元
剤水溶液注入ノズル１１の上流に検出端が設けられたＮ
Ｏｘ計２４により測定されるとともに、排ガス量はガス
タービン１の出力信号により求められ、これらのＮＯｘ
濃度および排ガス量からＮＯｘ量を決定し、得られたＮ
Ｏｘ値に応じて必要な固体還元剤量に基づく制御信号が
制御装置２５から流量制御弁８へ送られ、ノズル１１よ
り固体還元剤水溶液が排ガス中に噴霧される。

【００３６】ノズル１１は、図６にみるように、低流速
領域２ｃに設けられていてもよい。この場合には、固体
還元剤を排ガス中に均一に混合するため、固体還元剤の
拡散混合用の分散板等をダクト２内に設置すると効果的
である。図１〜８中、同じ番号を付しているものは同じ
ものである。この発明では、二重管構造を持つノズル１
１の代わりに、図８にみるように、単管構造を持つノズ
ル１００を用いてもよい。固体還元剤の高濃度水溶液２
３を溜めた貯槽１０からノズル１００中の管１００ａま
で還元剤水溶液供給用ライン３３が設けられており、該
ライン３３には貯水槽３０に溜めた水３１を起動時およ
び／または停止時および／または運転時に供給するよう
になっている給水ライン３２が接続されている。前記ラ
イン３３には、空気などの噴霧ガスを起動時および／ま
たは停止時および／または運転時に供給するライン２７
が接続されてもよく、このようになっていると、還元剤
水溶液に噴霧ガスが供給される。

【００３７】この発明の装置は、図７にみるように、ダ
クト２内を横切るように設置された配管１０２にノズル
１１または１００を取り付けたものも可能である。図７
中、図１〜５と同じ番号を付しているものは同じもので
ある。以下に、この発明の具体的な実施例を示すが、こ
の発明は下記実施例に限定されない。

【００３８】（実施例１）図４に示されたノズル１１を
図２および３に示すようにダクト２に設置した図１に示
す装置を用いて起動と停止を１０回繰り返して以下の如
く脱硝試験を行った。４０重量％の尿素水溶液が溜めら
れている貯槽１０からポンプ９により供給ライン３３を
通じて供給される高濃度水溶液（４０重量％）は途中、
ポンプ３９により貯水槽３０から給水ライン３２を通じ
て供給された水と合流して希釈され、７重量％の濃度の
尿素水溶液としてノズル１１からダクト２内に噴霧され
た。

【００３９】ノズル内管の先端部が外管の先端部より２
mm突出したノズル１１を４個用い、アンモニア換算値基
準でＮＨ₃／ＮＯｘのモル比が０．９となるように、上
記７重量％の濃度に希釈された尿素水溶液を１．９ｍ／
ｓの速度（ノズル１１内管を通過する速度）でノズル内
管内１３に供給すると同時にノズル外管と内管の間１４
に空気を、内管内１３を流れる尿素水溶液の速度に対し
て３０倍の速度（ノズル外管と内管の間１４を通過する
速度）で供給し、ノズル１１から連続的に尿素水溶液を
ダクト２内の排ガスに噴霧し、表１に示す条件下で脱硝
試験を行った。起動時には、ノズル内管内１３にガスラ
イン２７を通じて空気を３０l/min の流量で１０分間供
給した後、ノズル１１から尿素水溶液を噴霧して脱硝処
理を行った。

【００４０】脱硝処理停止時には、尿素水溶液の供給を
停止した後、空気を４０l/min の流量で２０分間ノズル
内管内１３に供給した。

【００４１】

【表１】 ───────────────────────────────── 排ガスガスタービン排ガス（出力１０００ｋＷ）燃料都市ガス（１３Ａ）排ガス量１４，２００Ｎm³／ｈ排ガス温度５００℃（ノズル設置部）２３０℃（触媒入口部）排ガス中のＮＯｘ濃度４３ｐｐｍＶＤ（触媒入口部）固体還元剤尿素固体還元剤量ＮＨ₃／ＮＯｘ＝０．９（モル比）（ただし、アンモニア換算基準）ＳＶ（空間速度）８，５００ｈ^-1 排ガス流速２５ｍ／ｓ（ノズル設置部におけるダクト２内において）ノズル設置角度排ガス流に対して直角触媒Ｖ₂Ｏ₅−ＷＯ₃−ＴｉＯ₂系ハニカム状触媒 ───────────────────────────────── 以上の操作により起動と停止をそれぞれ１０回繰り返し
て脱硝反応を行った結果、尿素および尿素重合物による
ノズルの詰まりがなく、尿素水溶液を連続的に供給する
ことができた。

【００４２】脱硝性能は８９．３〜８９．６％の脱硝率
を安定して示し、優れた性能が得られることがわかっ
た。

【００４３】

【発明の効果】この発明によれば、脱硝設備起動時およ
び／または停止時にノズルの閉塞が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の窒素酸化物除去方法の１実施例に用
いる装置の概略縦断面図である。

【図２】図１に示した装置におけるノズルの配置状態を
示す説明図である。

【図３】図１に示した装置におけるノズルの取付状態を
示す説明図である。

【図４】この発明で使用するノズルの１例の概略断面図
である。

【図５】この発明で使用するノズルの別の１例の概略断
面図である。

【図６】この発明の窒素酸化物除去方法の別の１実施例
に用いる装置の概略縦断面図である。

【図７】この発明の窒素酸化物除去方法のさらに別の１
実施例に用いる装置の概略縦断面図である。

【図８】この発明で使用するノズルのさらに別の１例の
概略断面図である。

【符号の説明】

１排ガス発生源であるガスタービン２ダクト（排ガス煙道）３排熱回収ボイラ４脱硝触媒層（脱硝反応器）５煙突６ガス流量計７ガス流量計８流量制御弁９固体還元剤水溶液供給ポンプ１０固体還元剤水溶液の貯槽１１固体還元剤水溶液注入ノズル１３内管内１４内管と外管の間２３固体還元剤の高濃度水溶液２４ＮＯｘ計２５制御装置２６ガスライン２７ガスライン３０貯水槽３１水３２給水ライン３３還元剤水溶液供給用ライン３９水供給ポンプ４０エコノマイザー１００ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者林浩昭東京都千代田区内幸町１丁目２番２号株式会社日本触媒東京本社内 (72)発明者小林基伸兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の１株式会社日本触媒触媒研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ダクト内において、流れている排ガスに
固体還元剤水溶液をノズルから噴霧して排ガス中に固体
還元剤を混合し、触媒の存在下に排ガス中の窒素酸化物
を選択的に還元除去する方法において、ノズルに固体還
元剤水溶液を供給し始める前に予め水およびガスの少な
くとも一方を流通させてノズルを冷却することを特徴と
する窒素酸化物除去方法。
【請求項２】ダクト内において、流れている排ガスに
固体還元剤水溶液をノズルから噴霧して排ガス中に固体
還元剤を混合し、触媒の存在下に排ガス中の窒素酸化物
を選択的に還元除去する方法において、ノズルへの固体
還元剤水溶液の供給を停止した後に水およびガスの少な
くとも一方を流通させてノズル内に残存している該水溶
液を除去することを特徴とする窒素酸化物除去方法。
【請求項３】高濃度で貯蔵されている固体還元剤水溶
液を噴霧のために送液する途中に水で希釈してから噴霧
する請求項１または２記載の方法。
【請求項４】内管と外管からなる二重管構造を有しそ
の内管先端部が外管先端部よりも１〜５mm突出している
ノズルをダクトの側周面に設置しておき、前記ノズルの
内管内に固体還元剤水溶液を供給するとともに前記内管
と外管の間に噴霧ガスを供給することにより固体還元剤
水溶液を排ガスに噴霧する請求項１から３までのいずれ
かに記載の方法。
【請求項５】ノズルの内管内に固体還元剤水溶液とと
もに噴霧ガスを供給する請求項４記載の方法。
【請求項６】１５ｍ／ｓ以上の流速で流れている排ガ
スに固体還元剤水溶液を噴霧する請求項１から５までの
いずれかに記載の方法。
【請求項７】固体還元剤が尿素である請求項１から６
までのいずれかに記載の方法。