JPH02207119A - エンジンの排気ガスの脱硝装置 - 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］ 排気ガスを伴うエンジン（たとえばディーゼルエンジン
、ガスエンジン等）には、大気汚染を防止するために排
気ガス中のＮｏ、（窒素酸化物）の値を適正なものとな
るようにする必要がある。

本発明はこのような用途に好適なエンジンの排気ガスの
脱硝装置に関するものである。

［従来の技術］ 以下ディーゼル発電装置を例にして説明する。

従来のものは第２図のように構成されていた。

同図において、１はディーゼルエンジン２によって駆動
される交流発電機である。

３は排気管で５以上の１〜３によりディーゼル発電装Ｍ
４が構成される。５は液化アンモニアタンク　６はベー
パーライザーで、ここでタンク５から供給される液化ア
ンモニアを加熱用蒸気によって加熱してアンモニアガス
へと気化させる。

７はアンモニア混合器、旦は排気ガス加熱・希釈装置で
ある。なお、排気ガス加熱・希釈装置旦は燃料供給器８
ａ、ブロワ−８ｂ、混合器８Ｃより成り、ディーゼル発
電装置まから供給される排気ガスが低温又は高温かによ
って燃料供給器８ａ又はブロワ−８ｂの一方を作動して
混合器８Ｃにおいて後述する低温触媒に適温となるよう
加熱又は冷却するものである。

２は触媒反応器で、チタン系等の低温触媒９ａを排気ガ
スの通路に備えている。１０はエンジン側からでる音を
抑制するための消音器、１１は排気管である。

液化アンモニアは、ベーパーライザー６を通過すること
で気化されてアンモニアガスとなり、かつ排気ガス加熱
・希釈装置ｌ！！旦を経て触媒の適応温度に調節された
ディーゼル発電装置から排出された多重のＮｏＸを含有
する排気ガスと混合器７において混合されて触媒反応器
２に供給される。

したがって、この混合気体が触媒反応器２の触媒９ａと
接触することにより１次の（１）、（２）式等の化学反
応によってＮＯｘは窒素と水に還元される。

ＮＯ＋ＮＨ３＋１／４０．→ Ｎ　２　＋３／２Ｈ２０・　・　・　・　・（１）ＮＯ
□＋２／３ＮＨ２→　４１−１＋６Ｈ２０・　・　・（
２）したがって、消音器１０を経て、排気管１１から大
気に排出される排気ガス中のＮＯｘの値は適正なものと
なっている。

なお、この間ディーゼル発電装置４の負荷の状態に応じ
て排気ガス加熱・希釈装置旦は次の動作をし、アンモニ
アガスが混合された排気ガスの温度が低温触媒９ａの適
正温度となるようにしている。

即ち、負荷が定常状態のときは９発電装置４から排出さ
れる排気ガスの温度がたとえば２００〜２５０℃のため
装置長を通過するだけであるが、負荷が低負荷の場合に
は発電装置生から排出される排気ガスの温度がたとえば
、１００〜１５０℃程度の低温となるため、装置足甲の
燃料供給器８ａが作動して２００〜２５０℃になるよう
加熱し、一方、負荷が高負荷の場合は前記排気ガスの温
度がたとえば、３００℃といった高温となるので、今度
は装置足甲のブロワ−８ｂを作動して２００〜２５０℃
となるように冷却する。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、従来のものには次の欠点（課題）があった。

■液化アンモニアは高圧ガス取締法の対象となりており
、その設置場所には、有資格者をおいてその取扱いを慎
重に行う必要がある。

■液化アンモニアを気化するためにはベーパーライザー
を必要とし、又低温触媒に適応させるために排気ガス加
熱・希釈装置を備えるなど、装置が大型化、複雑化し、
高価となっていた。

■このような脱硝装置は、たとえば５０００ＫＷなとの
大発電所向は用に開発されたものであるため大規模とい
える。

ところが、最近では、公害防止関連の基準が管轄地毎に
厳しくなる傾向があり、従来は規制の対象外とされてい
た５００ＫＷクラスの低出力のディーゼル発電装置に対
しても、Ｎｏ、の値をたとえば、５００ｐｐｍ　以下に
することが要求される場合がでており、この場合には従
来の大規模の設備をそのまま適用するには難点があり。

これを低コストの小型の脱硝装置で行う必要性が生じて
いる。

［課題を解決するための手段］ 本発明はアンモニア水を貯蔵するタンク、コンプレッサ
ー、アンモニア水噴霧ノズル、アンモニア混合器、高温
触媒を装備した触媒反応器を備え。

エンジンから排出される高温の排気ガスに、上記タンク
から供給されるアンモニア水を上記コンプレッサから供
給される圧縮空気とアンモニア水ノズルとによって噴霧
化したものをアンモニア混合器で混合し、この噴霧化し
たアンモニア水を気化した後、上記混合ガスを上記触媒
反応器に供給し。

高温触媒と接触させることによって上記排気ガス中の可
成りの量のＮ０８を窒素と水に還元して許容量以下のＮ
Ｏｘの排気ガスとして排出するようにしたエンジンの排
気ガスの脱硝装置に関する。

この場合、アンモニア水を上記アンモニア混合器に対し
て所定落差を有する高位の場所から供給するようにする
ことが望ましい。

また、触媒反応器に対して気化されたアンモニアを供給
し、還元反応を行わせるようにした主回路管に対して並
列に接続される分岐回路管を備え。

主回路管を開いたときは分岐回路管は閉ざすようにして
触媒反応器を所要の条件のときは不使用とするようにし
たエンジンの排気ガスの脱硝装置にしても良い。

し実施例］ 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。

同図において従来のものと同等の構成については第２図
のものと同一の符号を付して示した。

１２はたとえば、２５％濃度のアンモニア水を貯蔵する
アンモニア水タンク、１３はアンモニア水サービスタン
クで、このタンク１３は後述するアンモニア混合器１９
に対し、たとえば、１ｍ以上の落差を与える高位置に配
置される。

したがって、このタンク１３に対して親タンクにあたる
アンモニア水１２から電動ポンプ１４を介してアンモニ
ア水を供給する。

なお、アンモニア水タンク１２を１３の位置に配置すれ
ばタンク１３．ポンプ１４を省略できる。

１５はコンプレッサー、１６は減圧弁、１７及び１８は
夫々逆止弁である。

１９はアンモニア噴霧ノズルで、タンク１３から落差を
利用して弁１８を介して供給されるアンモニア水をコン
プレッサ１５から弁１６．１７を介して供給される圧縮
空気を利用して先端部のノズル部から噴霧状のアンモニ
アにしてアンモニア混合器７へと供給する。

２０は主回路管、２１は分岐回路管で、主回路管２０側
に常時開のダンパー、高温触媒２３ａを装備した触媒反
応器２３．ガス水熱交換器２４が図示のように接続され
、一方分岐回路管２１には常時閉のダンパー２５が接続
される。

なお、ガス水熱交換器２４は、給湯設備を備えないもの
では省略しても良い。

［作用］ ディーゼル発電装置から排出されるＮＯｗを多量に含有
する排気ガスは、アンモニア混合器７に排出される。一
方１間混合器７には前記した経路によってサービスタン
ク１３から供給されるアンモニア水とコンプレッサー１
５からの圧縮空気によってノズル１９から供給される噴
霧状のアンモニア水が供給されるが、前記の排気ガスの
温度は３５０〜５００℃と高温のため瞬間的にアンモニ
アガスとして気化されて、触媒反応器２３に供給される
。

したがって、９、同反応器２３の段階では従来のものと
全く同様に排気ガスとアンモニアガスの混合気体が高温
触媒２３ａと接触することにより。

（１）、（２）式等に示す化学反応によって、排気ガス
中の可成りの量のＮＯｘは無害の窒素と水に還元され、
たとえば、　　５００ｐ　ｐ　ｍ以下の適正な量のＮＯ
Ｘの値となった排気ガスが消音器１０を経て排気管１１
から大気に排出される。

この間、主回路管２０を通過する高温の排気ガスを利用
してガス水熱交換器２４を含む給湯系統で所要の給湯を
行うことができる。

なお、上述した通常の状態では常時開のダンパ２２が開
き、常時開のダンパー２５は閉ざされたままのため１分
岐回路管２１は不使用の状態にあるが２排気ガス中のＯ
Ｎつが少ないことが判っており、脱硝の必要がない場合
やメインテイナンスの場合は、ダンパー２２を閏ざし、
ダンパー２５を開き１分岐回路管２１を使用する。

この他、排気ガスが高温触媒の許容温度以上の高温とな
ったときも、保護のため使用されることがある。

よって、この各ダンパー２２．２５の開閉は。

操作員が手動で行ってもよいが、コンピュータを含む故
障診断用の系統との関連のもとに１自動的に作動するよ
うにすることが望ましい。

又、メインテイナンスの点も考慮すれば、自動ダンパー
と手動ダンパーを備えるようにする方が望ましい。

［発明の効果］ 本発明はディーゼル発電装置から排出される高温の排気
ガスに対して、圧縮空気とノズルによって噴霧状とした
アンモニア水を混合させることによって気化状態のアン
モニアガスとした上で高温触媒と接触させることによっ
て排気ガス中に含まれている可成りの量のＮＯｘを窒素
と水とに還元するようにしたディーゼル発電装置用等の
脱硝装置に関するものであるから２次のような優れた効
果を有する。

■ＮｏＸと還元作用を行うためのアンモニアとして従来
のアンモニアガスに代えてアンモニア水を用いるように
したため、これは市販品のものを使用すれば良くその取
扱いが楽となった。

■触媒反応器の装備する触媒として高温触媒を使用する
ようにしたので、これと還元反応を行う排気ガス（アン
モ・ニアガスを伴った）の温度はディーゼル発電装置か
ら排出された高温のものをそのまま使用でき、従って、
従来の排気ガス加熱・希釈装置は不要となり、又ペーパ
ーライザーは簡単な構成のアンモニア墳霧ノズルで置換
されるため、装置を小型、簡単化し、安価とできるよう
になった。

■排気ガスが高温のまま　ＮＯｘを所要値以下にして排
出できるようにしたものであるから、その排出過程で、
ガス水熱交換器等の熱回収の系統を組み込むことにより
高温水の給湯装置との併用が可能となった。

■触媒反応器を備えた主回路管と並列に分岐回路管を設
け１両者を連動して相補的に使用することによりメイン
テイナンス等の触媒反応器を不要とする場合の切り替え
を迅速・適確に行え。

装置全体を効率的に使用できるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す接続図、第２図は従来
例の接続図である。 ２：ディーゼルエンジン ７：アンモニア混合器 １２：アンモニア水タンク １３：アンモニア水サービスタンク １５：コンプレッサー １９：アンモニア水噴霧ノズル ２０：主回路管 ２１：分岐回路管 ２３：触媒反応器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アンモニア水を貯蔵するタンク、コンプレッサー、
   アンモニア水噴霧ノズル、アンモニア混合器、高温触媒
   を装備した触媒反応器を備え、エンジンから排出される
   高温の排気ガスに、上記タンクから供給されるアンモニ
   ア水を上記コンプレッサーから供給される圧縮空気とア
   ンモニア水ノズルとによって噴霧化したものをアンモニ
   ア混合器で混合し、上記噴霧化したアンモニア水を気化
   した後、この混合ガスを上記触媒反応器に供給し、高温
   触媒と接触させることによって上記排気ガス中の可成り
   の量のＮＯ＿ｘを窒素と水に還元して許容量以下のＮＯ
   ＿ｘの排気ガスとして排出するようにしたことを特徴と
   するエンジンの排気ガスの脱硝装置。 ２、上記アンモニア水を上記アンモニア混合器に対して
   よりも所定落差を有する高位の場所から供給するように
   した請求項１記載のエンジンの排気ガスの脱硝装置。 ３、触媒反応器に対して気化されたアンモニアを供給し
   、還元反応を行わせるようにした主回路管に対して並列
   に接続される分岐回路管を備え、主回路管を開いたとき
   は分岐回路管は閉ざすようにして触媒反応器を所要の条
   件のときは不使用とするようにした請求項１または２記
   載のエンジンの排気ガスの脱硝装置。