燃烧系统技术方案

本发明专利技术提供运转成本低的燃烧系统。燃烧系统1，其具备：使燃料燃烧的燃烧装置10；供排气流通的排气通路L1，所述排气是通过在燃烧装置10中使燃料燃烧而产生的；空气预热器30，所述空气预热器配置于排气通路L1，并且从排气中回收热量；和脱硝装置40，所述脱硝装置配置于排气通路L1，并且利用脱硝催化剂从排气中除去氮氧化物，其中，脱硝装置40配置于排气通路L1中的空气预热器30的下游侧，脱硝催化剂中存在43wt％以上的五氧化二钒，脱硝催化剂的BET比表面积为30m2/g以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃烧系统
本专利技术涉及燃烧系统。更详细而言，本专利技术涉及具备燃烧装置、供排气流通的排气通路、从排气中回收热量的空气预热器、和从排气中除去氮氧化物的脱硝装置的燃烧系统。
技术介绍
以往，对于具备锅炉的燃烧系统而言，通过在锅炉中使煤等燃料燃烧从而得到热能，然后例如将该热能转换为电能。此时，使燃烧在锅炉中燃料时，会产生包含氮氧化物的排气。在锅炉中产生的排气从排气通路中通过而从锅炉排出至外部。出于环境方面的考虑，已利用脱硝装置从由锅炉排出至外部的排气中除去氮氧化物。此外，在从排气中除去氮氧化物的脱硝装置中，通常使用钒/钛催化剂(V2O5/TiO2)等脱硝催化剂。而且，由于钒/钛催化剂在高温(例如，约370℃)环境下发挥高的催化活性，因此，在例如火电站中，脱硝装置被配置于锅炉内的排气出口附近、排气通路的上游侧(例如，参见专利文献1等)。[现有技术文献][专利文献]专利文献1：日本特开2011-190940号公报
技术实现思路
[专利技术要解决的课题]另一方面，对于锅炉内的排气出口附近、排气通路的上游侧而言，如上文所述，其为高温环境，并且煤灰及S成分以高浓度存在，因此，其也是脱硝催化剂的劣化容易进行的环境。若脱硝催化剂的劣化迅速地进行，则脱硝催化剂的更换频率变高，因此有燃烧系统的运转成本也升高的倾向。需要说明的是，在脱硝装置中利用选择性催化还原法从排气中除去氮氧化物的情况下，若脱硝催化剂的劣化进行，则作为还原剂使用的氨会从脱硝装置中泄露。若氨从脱硝装置中泄露，则氨与排气中的S成分反应从而生成硫酸铵，硫酸铵会附着于在脱硝装置的次级侧配置的空气预热器。如此，在硫酸铵附着于空气预热器并进行堆积的情况下，为了防止排气流路的堵塞，需要对空气预热器进行清洗等，从而使得燃烧系统的运转成本进一步升高。本专利技术是鉴于上述课题而作出的，目的在于提供运转成本低的燃烧系统。[用于解决课题的手段]本专利技术涉及燃烧系统，其具备：使燃料燃烧的燃烧装置；供排气流通的排气通路，所述排气是通过在上述燃烧装置中使上述燃料燃烧而产生的；空气预热器，所述空气预热器配置于上述排气通路，并且从上述排气中回收热量；和脱硝装置，所述脱硝装置配置于上述排气通路，并且利用脱硝催化剂从上述排气中除去氮氧化物，其中，上述脱硝装置配置于上述排气通路中的上述空气预热器的下游侧，上述脱硝催化剂中存在43wt％以上的五氧化二钒(日文：五酸化バナジウム)，所述脱硝催化剂的BET比表面积为30m2/g以上。另外，上述脱硝催化剂的利用NH3-TPD(TPD：程序升温脱附)测得的NH3脱附量优选为10.0μmol/g以上。另外，上述脱硝装置中，优选利用选择性催化还原法从上述排气中除去氮氧化物。另外，上述燃料优选为天然气。[专利技术的效果]由于脱硝装置位于空气预热器的后段，因而脱硝装置中使用的脱硝催化剂的劣化难以进行，因此，可提供运转成本低的火力发电系统。附图说明[图1]为表示本专利技术的一个实施方式涉及的火力发电系统的结构的图。[图2]为由实施例1、参考例1～2、比较例1制备的五氧化二钒催化剂的X射线粉末衍射的结果。[图3]为由实施例1～2、参考例3～6、比较例2～3制备的五氧化二钒催化剂的X射线粉末衍射的结果。[图4]为表示由实施例1、参考例1～2、比较例1、比较例4制备的五氧化二钒催化剂的NH3-SCR活性的图。[图5]为表示使用了由参考例1及比较例1制备的五氧化二钒催化剂的选择性催化还原反应中的、反应温度与N2选择率的关系的图。[图6]为表示将由参考例1制备的五氧化二钒催化剂用于NH3-SCR反应时的、空间速度依赖性的图。[图7]为表示将由参考例1制备的五氧化二钒催化剂用于水分共存下的选择性催化还原反应时的、NO转化率的随时间经过的图。[图8]为表示将由参考例1制备的五氧化二钒催化剂用于S成分共存下的选择性催化还原反应时的、NH3、NO、SO2浓度的随时间经过的图。[图9]为表示各反应温度下由各实施例制备的五氧化二钒催化剂的五氧化二钒负载量与NO转化率的关系的图。[图10]为表示由各实施例、各参考例及各比较例制备的五氧化二钒催化剂的BET比表面积与NO转化率的关系的图。[图11]为由实施例4～6、参考例7～8制备的五氧化二钒催化剂的X射线粉末衍射的结果。[图12]为表示由实施例4～6、参考例7～8制备的五氧化二钒催化剂的NH3-SCR活性的图。[图13]为表示由实施例4～6、参考例1～2、参考例7、比较例1制备的五氧化二钒催化剂的比表面积与NO转化率的关系的图。[图14]为表示由实施例4～5、参考例1～2、比较例1制备的五氧化二钒催化剂的BET比表面积与NH3脱附量的关系的图。[图15]为表示由实施例4～5、参考例1～2、比较例1制备的五氧化二钒催化剂的NH3脱附量与NO转化率的关系的图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的一个实施方式进行说明。图1为表示本实施方式涉及的火力发电系统1的结构的图。如图1所示，火力发电系统1具备作为燃烧装置的锅炉10、气化器20、排气通路L1、空气预热器30、脱硝装置40、诱导风机50、和烟囱60。锅炉10中，使作为燃料的天然气与空气一起燃烧。锅炉10中，通过使天然气燃烧从而产生排气。需要说明的是，与煤粉燃烧时不同，天然气燃烧时不生成燃烧灰。因此，火力发电系统1中不需要设置集尘装置。另外，由于在天然气中不含S成分，因此火力发电系统1中也不需要设置脱硫装置。锅炉10整体形成为大致倒U字状。锅炉10中生成的排气沿着锅炉10的形状以倒U字状移动。锅炉10的排气出口附近的排气温度为例如300～400℃。气化器20将由LNG罐(未图示)供给的天然气进行气化而供给至锅炉10。进行气化时，可采用利用海水的方式(开架(openrack)式)，也可采用利用煤气燃烧器来制造热水并进行加热的方式(浸没燃烧式)，还可以采用利用中间介质而进行数个阶段的热交换的方式。排气通路L1的上游侧与锅炉10连接。排气通路L1为供锅炉10中产生的排气流通的流路。空气预热器30配置于排气通路L1。对于空气预热器30而言，在排气与从鼓风机(未图示)送入的燃烧用空气之间进行热交换，从排气中回收热量。燃烧用空气在空气预热器30中加热后被供给至锅炉10。脱硝装置40配置在排气通路L1中的空气预热器30的下游侧。在空气预热器30中，经冷却的排气被供给至脱硝装置40。脱硝装置40中，利用脱硝催化剂从排气中除去氮氧化物。关于脱硝装置40中使用的脱硝催化剂，在后文中进行详述。脱硝装置40中的排气温度为例如130～200℃。脱硝装置40中，利用选择性催化还原法从排气中除去氮氧化物。根据选择性催化还原法，可通过利用还原剂及脱硝催化剂由氮氧化物生成氮及水，从而有效地从排气中除去氮氧化物。选择性催化还原法中使用的还原剂包含氨及尿素中的至少一者。使用氨作为还原剂的情况下，可以使用氨气、液态氨及氨水溶液中的任意状态的氨。更具体而言，脱硝装置40可以为下述结构：在被导入的排气中注入氨气，然后使该混合气与脱硝催化剂接触。诱导风机50配置于排气通路L1中的脱硝装置40的下游侧。诱导风机60将在脱硝装置40中除去了氮氧化物的排气从初级侧摄入并送出至次级侧。排气通路L1的下游侧与烟囱60连接。向烟囱60中导入在脱硝装置40中除去了氮氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.燃烧系统，其具备：使燃料燃烧的燃烧装置；供排气流通的排气通路，所述排气是通过在所述燃烧装置中使所述燃料燃烧而产生的；空气预热器，所述空气预热器配置于所述排气通路，并且从所述排气中回收热量；和脱硝装置，所述脱硝装置配置于所述排气通路，并且利用脱硝催化剂从所述排气中除去氮氧化物，其中，所述脱硝装置配置于所述排气通路中的所述空气预热器的下游侧，所述脱硝催化剂中存在43wt％以上的五氧化二钒，所述脱硝催化剂的BET比表面积为30m2/g以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.12 JP PCT/JP2016/0768701.燃烧系统，其具备：使燃料燃烧的燃烧装置；供排气流通的排气通路，所述排气是通过在所述燃烧装置中使所述燃料燃烧而产生的；空气预热器，所述空气预热器配置于所述排气通路，并且从所述排气中回收热量；和脱硝装置，所述脱硝装置配置于所述排气通路，并且利用脱硝催化剂从所述排气中除去氮氧化物，其中，所述脱硝装置配置于所述排气通路...

【专利技术属性】
技术研发人员：清永英嗣，引野健治，盛田启一郎，春田正毅，村山彻，美浓真，
申请(专利权)人：中国电力株式会社，公立大学法人首都大学东京，
类型：发明
国别省市：日本,JP