無催化劑脫硝方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種無催化劑脫硝方法，其從還原劑供給噴嘴向焚燒爐鍋爐內(nèi)的750～1000℃的溫度區(qū)域的燃燒廢氣內(nèi)吹入還原劑及伴隨介質(zhì)，還原去除廢氣中的氮氧化物，其中，從還原劑攪拌用氣體供給噴嘴向焚燒爐鍋爐內(nèi)的750～1000℃的溫度區(qū)域的燃燒廢氣內(nèi)吹入選自空氣、焚燒爐尾流廢氣及蒸氣所組成的組中的至少一種還原劑攪拌用氣體。還原劑攪拌用氣體供給噴嘴優(yōu)選設(shè)置在以還原劑供給噴嘴為中心的從燃燒廢氣流上游側(cè)300mm至燃燒廢氣流下游側(cè)500mm的范圍內(nèi)。根據(jù)該無催化劑脫硝方法，能夠高效分解燃燒廢氣中所含氮氧化物（NOX），抑制氨排泄?jié)舛?，同時可以常獲得高脫硝率。
【專利說明】無催化劑脫硝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無催化劑脫硝方法，其能夠高效地分解燃燒廢氣中所含氮氧化物(N0X)。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，在去除燃燒排出的廢氣中的氮氧化物(NOx)時，利用無催化劑脫硝方法，其使用通過氨水及分解產(chǎn)生氨的尿素水溶液。
[0003]在分解燃燒廢氣中所含氮氧化物的無催化劑脫硝法中，吹入還原劑氨水或尿素水溶液處的氣體溫度，根據(jù)氨的反應(yīng)效率、熱分解考慮，最適為800?950°C左右。但是，對于吹入還原劑的方案，存在下述問題，如高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時鍋爐內(nèi)的氣體溫度上升?；蛘?，低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時鍋爐內(nèi)的氣體溫度下降。其結(jié)果導(dǎo)致脫硝效率下降。
[0004]在日本專利申請公開2006-64291號公報中，公開了鍋爐內(nèi)氣體的無催化劑脫硝方法及無催化劑脫硝裝置，記載了在使用作為脫硝劑的尿素水溶液或氨水對鍋爐內(nèi)氣體進(jìn)行脫硝的無催化劑脫硝方法中，鍋爐內(nèi)的設(shè)置在與鍋爐內(nèi)氣體溫度不同的多個位置上，且向鍋爐內(nèi)吹入脫硝劑的脫硝劑吹入噴嘴中，根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷狀態(tài)，替換成位于氨反應(yīng)效率最大的位置上的脫硝劑吹入噴嘴，來向鍋爐內(nèi)吹入脫硝劑，特別地，記載了向鍋爐內(nèi)吹入脫硝劑的脫硝劑吹入噴嘴是配置在鍋爐內(nèi)氣體溫度在800?950°C中的最高溫度處的脫硝劑吹入噴嘴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一)要解決的技術(shù)問題
[0006]但是，上述日本專利申請公開2006-64291號公報所記載的還原劑吹入噴嘴，無法使作為還原劑的尿素水溶液或氨水充分地分散在鍋爐內(nèi)，存在無法有效實現(xiàn)去除廢氣中的氮氧化物的問題。
[0007]S卩，至今為止的無催化劑脫硝方法，若為了謀求改進(jìn)無催化劑脫硝方法，增加作為還原劑的氨或尿素的供給量，則從煙囪排出的廢氣中氨排泄?jié)舛壬仙缛舭迸判節(jié)舛瘸^lOppm，則會存在產(chǎn)生來自氨的白煙的問題。因此，至今為止的無催化劑脫硝法停留在氨排泄?jié)舛葹?ppm以下、脫硝率為65%左右。
[0008]本發(fā)明提供了一種解決上述問題的無催化劑脫硝方法。即，本發(fā)明提供一種無催化劑脫硝方法，其能夠高效地分解燃燒廢氣中所含的氮氧化物(N0X)，并在抑制氨排泄?jié)舛鹊耐瑫r可以常獲得高脫硝率。
[0009](二)技術(shù)方案
[0010]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的無催化劑脫硝方法，其從還原劑供給噴嘴向焚燒爐鍋爐內(nèi)的750?1000°C的溫度區(qū)域的燃燒廢氣內(nèi)吹入還原劑及伴隨介質(zhì)，還原去除廢氣中的氮氧化物，其特征在于，從還原劑攪拌用氣體供給噴嘴向焚燒爐鍋爐內(nèi)的750?1000°C的溫度區(qū)域的燃燒廢氣內(nèi)吹入選自空氣、焚燒爐尾流廢氣及蒸氣組成的組中的至少一種還原劑攪拌用氣體。
[0011]本發(fā)明的無催化劑脫硝方法中，優(yōu)選地，還原劑供給噴嘴設(shè)置在焚燒爐鍋爐的左右側(cè)壁及前壁中至少兩個壁上，并且還原劑攪拌用氣體供給噴嘴與還原劑供給噴嘴設(shè)置在同一壁面上。
[0012]本發(fā)明的無催化劑脫硝方法中，優(yōu)選地，還原劑攪拌用氣體供給噴嘴設(shè)置在以還原劑供給噴嘴為中心的從燃燒廢氣流上游側(cè)300mm至燃燒廢氣流下游側(cè)500mm的范圍內(nèi)。
[0013]本發(fā)明的無催化劑脫硝方法中，優(yōu)選地，還原劑供給噴嘴相對于還原劑攪拌用氣體供給噴嘴，設(shè)置在燃燒廢氣流的上游側(cè)，還原劑供給噴嘴的吹入方向朝向與燃燒廢氣流垂直的方向，同時還原劑攪拌用氣體供給噴嘴的吹入方向朝向與燃燒廢氣流垂直的方向。
[0014]另外，本發(fā)明的無催化劑脫硝方法中，優(yōu)選地，還原劑供給噴嘴相對于還原劑攪拌用氣體供給噴嘴，設(shè)置在燃燒廢氣流的上游側(cè)，還原劑供給噴嘴的吹入方向朝向與燃燒廢氣流垂直的方向，同時還原劑攪拌用氣體供給噴嘴的吹入方向朝向燃燒廢氣流的上游側(cè)。在這種情況下，優(yōu)選地，還原劑攪拌用氣體供給噴嘴的吹入方向朝向從與燃燒廢氣流垂直的方向至與燃燒氣流的上游側(cè)成30°角度范圍內(nèi)的方向。
[0015](三)有益效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明的無催化劑脫硝方法，能夠有效地分散還原劑，并能夠在抑制氨排泄的同時可以常獲得高脫硝率。
[0017]參照附圖，進(jìn)一步詳細(xì)地說明本發(fā)明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是表示實施本發(fā)明的無催化劑脫硝方法的無催化劑脫硝裝置的一例的側(cè)面概略圖。
[0019]圖2是表示圖1的無催化劑脫硝裝置中的噴嘴位置的主要部分的水平放大剖視圖。
[0020]圖3是表示該無催化劑脫硝裝置中的噴嘴吹入方向的一例的主要部分的垂直放大剖視圖。
[0021]圖4是表示該無催化劑脫硝裝置中的噴嘴吹入方向的另一例的主要部分的垂直放大剖視圖。
[0022]圖5是表示本發(fā)明的實施例與比較例中從評價起始面開始的距離與σ的關(guān)系的圖表。
[0023]圖6是表示本發(fā)明的實施例與比較例中左右側(cè)壁附近壁方向速度的99%可靠區(qū)間的上限值的圖表。
【具體實施方式】
[0024]本發(fā)明的無催化劑脫硝方法，其從還原劑供給噴嘴向焚燒爐鍋爐內(nèi)的750?IOOO0C的溫度區(qū)域的燃燒廢氣內(nèi)吹入還原劑及伴隨介質(zhì)，還原去除廢氣中的氮氧化物，其特征在于，從還原劑攪拌用氣體供給噴嘴向焚燒爐鍋爐內(nèi)的750?1000°C的溫度區(qū)域的燃燒廢氣內(nèi)吹入選自空氣、焚燒爐尾流廢氣及蒸氣組成的組中的至少一種還原劑攪拌用氣體。[0025]根據(jù)本發(fā)明的無催化劑脫硝方法，能夠有效地分散還原劑，并能夠在抑制氨排泄的同時可以常獲得高脫硝率。
[0026]圖1是表示實施本發(fā)明的無催化劑脫硝方法的無催化劑脫硝裝置的一例的側(cè)面概略圖。
[0027]在該圖中，對從焚燒爐3排出的燃燒廢氣進(jìn)行熱回收的鍋爐10由連接在焚燒爐3上方的第一鍋爐I和與該第一鍋爐I夾著隔墻以倒U字形狀相連的第二鍋爐2等構(gòu)成。還原劑供給噴嘴21設(shè)置在鍋爐10的靠近左右側(cè)壁上端的部分的多個位置上。并且，在圖1所示的本發(fā)明的實施方式中，對應(yīng)燃燒室負(fù)荷，鍋爐10內(nèi)的燃燒廢氣的最適溫度位置發(fā)生變化，因此，還原劑供給噴嘴21設(shè)定在從第一鍋爐I至與第二鍋爐2相連的靠近上端的轉(zhuǎn)彎部分上的三個等級區(qū)域a?c上。
[0028]而且，在這三個等級區(qū)域a?c中，選擇設(shè)置在無催化劑脫硝法中最適溫度區(qū)域的750?1000°C的還原劑供給噴嘴21，向鍋爐10內(nèi)吹入還原劑。特別優(yōu)選選擇最適溫度區(qū)域位于800?950°C的還原劑供給噴嘴21。
[0029]作為還原劑，能夠使用氨、氨稀釋水溶液、尿素稀釋水溶液等。并且，為了提高還原劑的分散性，作為從還原劑供給噴嘴21噴出的還原劑的伴隨介質(zhì)，使用蒸氣或空氣。此外，雖然省略圖示，但在鍋爐10的適當(dāng)位置上插入設(shè)置多個熱電偶，進(jìn)行溫度測量。
[0030]本發(fā)明的無催化劑脫硝方法，其從還原劑供給噴嘴21向焚燒爐鍋爐內(nèi)的750?1000°c的溫度區(qū)域的燃燒廢氣內(nèi)吹入還原劑及伴隨介質(zhì)，還原去除廢氣中的氮氧化物，其特征在于，從還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22向焚燒爐鍋爐內(nèi)750?1000°C的溫度區(qū)域的燃燒廢氣內(nèi)噴射選自空氣、焚燒爐尾流廢氣及蒸氣組成的組中的至少一種還原劑攪拌用氣體。
[0031]另外，優(yōu)選壓縮使用還原劑攪拌用氣體。這是因為通過將還原劑攪拌用氣體壓縮并噴射，能夠抑制焚燒爐鍋爐溫度的下降的同時，可有效地進(jìn)行攪拌。
[0032]這里，焚燒爐3尾流的燃燒廢氣是指使用一般配置在燃燒爐后段的袋式過濾器(省略圖示)進(jìn)行吸塵后的吸塵后燃燒廢氣。
[0033]另外，在將還原劑伴隨介質(zhì)的供給量設(shè)為I的情況下，還原劑攪拌用氣體的供給量優(yōu)選為0.5?2.0倍的范圍內(nèi)。這是由于若使還原劑分散效率高的伴隨介質(zhì)供給量過多，則還原劑沖撞燃燒爐鍋爐的壁面，可能導(dǎo)致爐壁耐火材料的損傷。
[0034]進(jìn)一步地，如圖2?圖4所示，本發(fā)明的無催化劑脫硝方法的特征在于，還原劑供給噴嘴21設(shè)置在焚燒爐鍋爐的左右側(cè)壁上，并且還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22與還原劑供給噴嘴21設(shè)置在同一壁面上。
[0035]此外，本發(fā)明的無催化劑脫硝方法并不限定于圖示的方法，還原劑供給噴嘴21可以設(shè)置在焚燒爐鍋爐的左右側(cè)壁及前壁中至少兩個壁上，并且還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22可以與還原劑供給噴嘴21設(shè)置在同一壁面上。
[0036]進(jìn)一步地，本發(fā)明的無催化劑脫硝方法，其特征在于，還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22設(shè)置在以還原劑供給噴嘴21為中心的從燃燒廢氣流上游側(cè)300mm至燃燒廢氣流下游側(cè)500mm的范圍內(nèi)。其原因為，還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22的位置過于偏離設(shè)置在鍋爐10左右側(cè)壁的還原劑供給噴嘴21的情況下，無法在最適溫度下有效地分散還原劑。
[0037]并且，如圖3所示，通過如下實施，即還原劑供給噴嘴21相對于還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22，設(shè)置在燃燒廢氣流的上游側(cè)，還原劑供給噴嘴21的吹入方向朝向與燃燒廢氣流垂直的方向，同時還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22的吹入方向朝向與燃燒廢氣流垂直方向。
[0038]另外，如圖4所示，也可以通過如下實施，即還原劑供給噴嘴21相對于還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22，設(shè)置在燃燒廢氣流的上游側(cè)，還原劑供給噴嘴21的吹入方向朝向與燃燒廢氣流垂直的方向，同時還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22的吹入方向朝向燃燒廢氣流的上游側(cè)。
[0039]這里，還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22的吹入方向優(yōu)選朝向從與燃燒廢氣流垂直的方向至與燃燒氣流的上游側(cè)成30°的角度范圍內(nèi)的方向。這是因為通過還原劑攪拌用氣體，使還原劑分散在作為燃燒氣流的主流部的煙道中央附近。
[0040]此外，還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22優(yōu)選配置在以還原劑供給噴嘴21為基準(zhǔn)的燃燒廢氣流下游側(cè)20?300mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選為50?150mm的范圍內(nèi)。
[0041]從還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22吹入的還原劑攪拌用氣體，具有將從還原劑供給噴嘴21吹入的還原劑噴流進(jìn)行助推的效果。即，能夠通過還原劑攪拌用氣體的增減來調(diào)整還原劑噴流的沖力。較好地，將還原劑供給噴嘴21設(shè)置在還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22的附近，另外，在使用還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22的情況下，最好不要縮小還原劑供給噴嘴(21)的口徑。
[0042]此外，在本發(fā)明中，還原劑攪拌用氣體優(yōu)選空氣、焚燒爐尾流的廢氣或蒸氣。但是，不優(yōu)選通過將這些還原劑攪拌用氣體吹入焚燒爐鍋爐10內(nèi)，使焚燒爐鍋爐10的溫度下降。
[0043]因此，還原劑攪拌用氣體在吹入焚燒爐鍋爐10內(nèi)之前，還能夠進(jìn)行加熱。
[0044]下面，同時對本發(fā)明的實施例和比較例進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不限定于這些實施例中。
[0045]實施例1
[0046]通過圖1所示的無催化劑脫硝裝置，實施本發(fā)明的無催化劑脫硝方法。對從垃圾焚燒爐3排出的燃燒廢氣進(jìn)行熱回收的鍋爐10，由連接在垃圾焚燒爐3上方的第一鍋爐I和與該第一鍋爐I夾著隔墻以倒U字形狀相連的第二鍋爐2構(gòu)成。
[0047]還原劑供給噴嘴21設(shè)置在鍋爐10的左右側(cè)壁的從第一鍋爐I與第二鍋爐2相連的靠近上端的轉(zhuǎn)彎部分上的三個等級區(qū)域a?c上。并且，在各個等級區(qū)域a?c上設(shè)置還原劑供給噴嘴21。
[0048]選擇設(shè)置在無催化劑脫硝法中最適溫度區(qū)域的750?1000°C的還原劑供給噴嘴21，向鍋爐10內(nèi)吹入還原劑。特別選擇最適溫度區(qū)域位于800?950°C的還原劑供給噴嘴21。
[0049]在該實施例1中，使用作為還原劑的氨(NH3)及作為伴隨介質(zhì)的蒸氣。另外，利用設(shè)置在等級區(qū)域a的還原劑供給噴嘴21和還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22。并且使用蒸氣作為還原劑分散氣體。
[0050]使作為還原劑的氨伴隨介質(zhì)蒸氣供給量為1.0時，還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22的蒸氣供給量為1.02倍。
[0051]此外，還原劑供給噴嘴21和還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22使用相同口徑的噴嘴。
[0052]如圖2和圖3所示，位于與相同等級區(qū)域a的燃燒廢氣為同一水平面上的4個還原劑供給噴嘴21，相對于位于與相同等級區(qū)域的燃燒廢氣為同一水平面上的4個還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22，設(shè)置在燃燒廢氣流的上游側(cè)，還原劑供給噴嘴21的吹入方向朝向與燃燒廢氣流水平的方向(即，與燃燒廢氣流垂直的方向)的同時，還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22的吹入方向朝向與燃燒廢氣流水平的方向(即，與燃燒廢氣流垂直的方向)，從平面上觀察呈交錯排列。
[0053]另外，如圖3所示，在本實施例1中，將還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22的位置設(shè)置在從分別置于鍋爐10的左右側(cè)壁上的各還原劑供給噴嘴21向燃料氣體下游側(cè)偏離IOOmm的位置上。
[0054]實施例2
[0055]在實施例2中，使用作為還原劑的氨(NH3)及作為伴隨介質(zhì)的蒸氣。另外，使用蒸氣作為還原劑分散氣體。
[0056]使作為還原劑的氨伴隨介質(zhì)蒸氣供給量為1.0時，還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22的蒸氣供給量為1.02倍。
[0057]此外，還原劑供給噴嘴21和還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22使用相同口徑的噴嘴。
[0058]如圖2和圖4所示，位于與相同等級區(qū)域a的燃燒廢氣為同一水平面上的4個還原劑供給噴嘴21，相對于位于與相同等級區(qū)域的燃燒廢氣為同一水平面上的4個還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22，設(shè)置在燃燒廢氣流的上游側(cè)，還原劑供給噴嘴21的吹入方向朝向與燃燒廢氣流水平的方向(即，與燃燒廢氣流垂直的方向)的同時，還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22的吹入方向從與燃燒廢氣流水平的方向向燃燒廢氣流的上游側(cè)傾斜3.8° (B卩，從與燃燒廢氣流的垂直方向朝向燃燒廢氣流的上游側(cè))。
[0059]另外，如圖4所示，在本實施例2中，將還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22的位置設(shè)置在從分別置于鍋爐10的左右側(cè)壁上的各還原劑供給噴嘴21向燃料氣體下游側(cè)偏離IOOmm的位置上。
[0060]比較例I
[0061]為了比較，與上述實施例1的情況相同地實施無催化劑脫硝方法，但與上述實施例I的不同點(diǎn)在于僅使用作為還原劑的氨(NH3)及作為伴隨介質(zhì)的蒸氣，而不從還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22吹入還原劑攪拌氣體。此外，使用與實施例1的還原劑供給噴嘴21相同口徑的噴嘴。
[0062]比較例2
[0063]為了比較，與上述實施例1的情況相同地實施無催化劑脫硝方法，但與上述實施例I的不同點(diǎn)在于使用具有實施例1的還原劑供給噴嘴21的1.33倍口徑的噴嘴，并使實施例I的作為伴隨介質(zhì)的蒸氣為1.80倍，以及不從還原劑攪拌用氣體供給噴嘴22吹入還原劑攪拌氣體。
[0064]在下述表I中，一并示出實施例1和2，以及比較例I和2中氨(NH3)伴隨蒸氣及攪拌用蒸氣的供給條件。
[0065][表 I]
[0066]
【權(quán)利要求】
1.一種無催化劑脫硝方法，其從還原劑供給噴嘴向焚燒爐鍋爐內(nèi)的750?1000°C的溫度區(qū)域的燃燒廢氣內(nèi)吹入還原劑及伴隨介質(zhì)，還原去除廢氣中的氮氧化物，其特征在于，從還原劑攪拌用氣體供給噴嘴向焚燒爐鍋爐內(nèi)的750?1000°C的溫度區(qū)域的燃燒廢氣內(nèi)吹入選自空氣、焚燒爐尾流廢氣及蒸氣組成的組中的至少一種還原劑攪拌用氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無催化劑脫硝方法，其特征在于，還原劑供給噴嘴設(shè)置在焚燒爐鍋爐的左右側(cè)壁及前壁中至少兩個壁上，并且還原劑攪拌用氣體供給噴嘴與還原劑供給噴嘴設(shè)置在同一個壁面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無催化劑脫硝方法，其特征在于，還原劑攪拌用氣體供給噴嘴設(shè)置在以還原劑供給噴嘴為中心的從燃燒廢氣流上游側(cè)300mm至燃燒廢氣流下游側(cè)500mm的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任意一項所述的無催化劑脫硝方法，其特征在于，還原劑供給噴嘴相對于還原劑攪拌用氣體供給噴嘴，設(shè)置在燃燒廢氣流的上游側(cè)，還原劑供給噴嘴的吹入方向朝向與燃燒廢氣流垂直的方向，同時還原劑攪拌用氣體供給噴嘴的吹入方向朝向與燃燒廢氣流垂直的方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任意一項所述的無催化劑脫硝方法，其特征在于，還原劑供給噴嘴相對于還原劑攪拌用氣體供給噴嘴，設(shè)置在燃燒廢氣流的上游側(cè)，還原劑供給噴嘴的吹入方向朝向與燃燒廢氣流垂直的方向，同時還原劑攪拌用氣體供給噴嘴的吹入方向朝向燃燒廢氣流的上游側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無催化劑脫硝方法，其特征在于，還原劑攪拌用氣體供給噴嘴的吹入方向朝向從與燃燒廢氣流的垂直方向至與燃燒氣流的上游側(cè)成30°角度的范圍內(nèi)的方向。
【文檔編號】B01D53/79GK103706240SQ201310452380
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月3日
【發(fā)明者】古林通孝, 伊藤華子, 白石裕司 申請人:日立造船株式會社