焚化炉用氮氧化物削减系统技术方案

本发明专利技术公开一种将已喷雾的氨均匀地导入到催化剂层中，并在焚化炉开始运转后，尽可能使催化剂迅速升温，此外，确立随着排气量和NOx产生量的变动的氨喷雾量的控制法的焚化炉用氮氧化物削减系统，该焚化炉用氮氧化物削减系统将一头是来自焚化炉侧的排气导入口、另一头是排气筒侧的排气排出口的筒状的催化反应器(1)的内部划分成排气导入口侧的混合扩散部和排气排出口侧的催化剂层部，在混合扩散部中的排气导入口附近配置氨水的喷雾嘴(2)，在混合扩散部中，在催化反应器(1)的轴向上间隔规定距离地配置分别具有开口位置相互不一致的开口部的第一隔膜(21)及第二隔膜(22)，在催化剂层部中，设置促进排气中的氮氧化物的由氨进行的反应的催化剂(23)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种削减从焚化炉排出的排气中的氮氧化物(NOx)的系统。
技术介绍
作为除去在各种的焚烧设备中的排气中的氮氧化物(NOx)的方法，普及有向排气中进行氨(NH3)喷雾，并通过催化剂层，从而将NOx分解成氮(N)和水(H2O)的方法。该排气中的氮氧化物的脱硝反应以下面的式(1)或式( 表示。4N0+4NH3+02 — 4N2+6H20 式(1)2N02+4NH3+02 — 3N2+6H20 式 O)排气中的NOx由于大部分是N0，所以根据式(1)，NO和NH3的摩尔比为1 1，反应所需要的氨量为与NOx大致相同的摩尔量。用于环保设备中的、该采用催化剂和氨来除去排气中的氮氧化物的系统，主要是用于大型垃圾焚烧炉的排气处理而开发的系统，并以在稳定的、排气量多的连续燃烧条件下使用为前提而设计的。另一方面，当在象焚化炉那样的进行批量运转且不仅排气量少、而且排气量的变动大的炉中使用上述的氮氧化物除去系统时，则存在有以下的问题。(1)很难将催化剂的温度快速达到可与氨反应的温度。(2)由于排气量少，因此，在氨的喷雾后，很难将排气均勻地导入到催化剂中，所以向催化剂导入的氨的浓度分布不均勻，其结果，未反应的氨容易泄漏。(3)虽然进行处理的气体量少，但是因进行焚化的个体差异导致的排气量的变动幅度大，从而很难控制喷雾量。因此，在均勻量喷雾或进行由定时器来控制喷雾量等的方法中，不可避免有因未反应的氨导致的氨气泄漏的发生。为了解决这个问题，例如，在专利文献1中披露有这样的排气的处理装置，在前段和后段设置用于处理除包含氮氧化物的排气外、还包含臭气成分和/或二噁英类的焚化炉排气的脱硝催化剂层，在处理排气时导入氨，从而在用前段脱硝催化剂还原处理氮氧化物后，在后段脱硝催化剂中用未反应的氨还原处理未反应的氮氧化物，而且，通过前段和/或后段脱硝催化剂也同时进行排气中的臭气成分及二噁英类的除去处理。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2001-170452号公报
技术实现思路
氨也是公知的恶臭物质，为了遵守恶臭物质的排出基准，即使在焚化炉中，也需要确立使氨气泄漏最小的技术。在上述的专利文献1所披露的排气的处理装置，虽然为了提高NOx除去效率和控制氨量而设置前段脱硝催化剂和后段脱硝催化剂这两处的催化剂，但是由于其在一段脱硝催化剂中不能提高NOx的处理效率，所以不得不成为复杂构造的排气的处理装置。鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种将已喷雾的氨均勻地导入到催化剂层中，并在焚化炉开始运转后，尽可能使催化剂快速升温，此外，确立随着排气量和NOx产生量的变动的氨喷雾量的控制法的焚化炉用氮氧化物削减系统。为了解决上述问题，本专利技术第一结构所涉及的焚化炉用氮氧化物削减系统，其特征在于，将一头是来自焚化炉侧的排气导入口、另一头是排气筒侧的排气排出口的筒状的催化反应器的内部划分成所述排气导入口侧的混合扩散部和所述排气排出口侧的催化剂层部，在所述混合扩散部中的所述排气导入口附近配置氨水的喷雾嘴，在所述混合扩散部中，在所述催化反应器的轴向上间隔规定距离地配置分别具有开口位置相互不一致的开口部的至少由第一隔膜及第二隔膜组成的至少两个隔膜，在所述排气导入口和所述第一隔膜之间，设置向所述混合扩散部导入升温用加热气体的导管，在所述催化剂层部中，设置促进排气中的氮氧化物的由所述氨进行的反应的催化剂。在该第一结构中，在混合扩散部中，通过设置具有开口位置相互不一致的开口部的至少两个隔膜，从而良好地混合从喷雾嘴喷射出的氨水和排气的混合气体，并通过在催化反应器的下游侧所设置的催化剂，促进脱硝反应。本专利技术第二结构的特征在于，在所述气体导入口和所述第一隔膜之间，设置向所述混合扩散部导入升温用加热气体的导管。在该第二结构中，通过在混合扩散部前段设置导管，并从该导管导入升温用加热气体，能够使催化剂提前升温到规定温度，从而能够从刚焚化开始之后促进由催化剂进行的脱硝反应。本专利技术第三结构的特征在于，所述喷雾嘴是压缩空气和氨水的双流体喷嘴，氨水由可控制流量的定量泵供给。在该第三结构中，由于能用定量泵控制压缩空气和氨水的混合比率，所以能够通过计算机准确且迅速地控制氨水的喷雾量。本专利技术第四结构的特征在于，该焚化炉用氮氧化物削减系统包括控制单元，该控制单元具有计测从所述催化反应器排出的排气的流量的流量计和计测排气中的NOx浓度的NOx计，并基于NOx目标值和通过所述NOx计计测出的排气中的NOx浓度之间的偏差及通过所述流量计计测出的排气的流量，控制所述氨水的流量。在该第四结构中，通过始终监视排气中的NOx浓度，并以其浓度变成目标值的方式实时控制氨水的流量使其进行脱硝反应，从而能够恰当地控制排气中的NOx浓度、氨浓度。根据本专利技术，能够将已喷雾的氨均勻地导入到催化剂层中，并在焚化炉开始运转后，尽可能使催化剂快速升温，此外，能够确立随着排气量和NOx产生量的变动的氨喷雾量的控制法。附图说明图1表示本专利技术的实施方式所涉及的催化反应器的构成，其中，图1(a)是横截面图，图1(b)是图1(a)中的A-A’截面图，图1(c)是图1(a)中的B_B’截面图，图1 (d)是在图1(a)中的C-C’截面图。图2是表示本专利技术的实施方式所涉及的焚化炉用氮氧化物削减系统的结构的框图。图3是表示在本专利技术的实施方式所涉及的焚化炉用氮氧化物削减系统中，在催化反应器预热时的由挡板开闭导致的气体流动的说明图。图4是表示在本专利技术的实施方式所涉及的焚化炉用氮氧化物削减系统中，在通常运转时的由挡板开闭导致的气体流动的说明图。图5是表示在本专利技术的实施方式所涉及的焚化炉用氮氧化物削减系统中，在袋式过滤器入口温度为210°C以上时的由挡板开闭导致的气体流动的说明图。图6是表示在本专利技术的实施方式所涉及的焚化炉用氮氧化物削减系统中，在自燃通风时的由挡板开闭导致的气体流动的说明图。图7是在本专利技术的实施方式中的氨水喷雾量控制的流程图。图8是表示在本专利技术的实施方式中的氨水喷雾量和NOx浓度、02浓度、温度的变化的曲线图。具体实施例方式以下，使用附图对本专利技术的实施方式进行说明。如图1所示，本专利技术的实施方式所涉及的焚化炉用氮氧化合物削减系统的催化反应器1，前半部分为氨和排气的混合扩散部，后半部分为催化剂层部，在催化剂层部中填充有催化剂23。催化反应器1的前半部分的混合扩散部形成为死空间少的圆筒形，在排气的流动方向上设置有由第一隔膜21及第二隔膜22组成的两段隔膜。第一隔膜21及第二隔膜22分别分散配置有3个圆形的开口部21a及开口部22a，开口部21a和开口部2 设置在相互偏离60°角的位置上。氨水喷嘴2设置在催化反应器1的入口的中心部，并从那里进行氨水喷雾，在与排气进行接触的同时瞬间被蒸发，在通过开口部21a和开口部22a的位置相互偏离地设置的第一隔膜21及第二隔膜22的期间，排气和氨被混合扩散，并成为均勻的氨浓度的排气，被导入到催化剂23。通过这样，氨和氮氧化合物几乎完全反应，被分解成氮气和水。为了使催化剂23提前升温，在反应器1的第一阶段中连通导入升温用加热气体的导管对。通常，利用再燃烧炉的升温时的排气来升温催化剂，但如这样作则需要在焚化开始后数分钟，催化剂才达到可反应温度。在本实施方式中，由于设置热风发生炉(未图示)，并从导管M导本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种焚化炉用氮氧化物削减系统，其特征在于，将一头是来自焚化炉侧的排气导入口、另一头是排气筒侧的排气排出口的筒状的催化反应器的内部划分成所述排气导入口侧的混合扩散部和所述排气排出口侧的催化剂层部，在所述混合扩散部中的所述排气导入口附近配置氨水的喷雾嘴，在所述混合扩散部中，在所述催化反应器的轴向上间隔规定距离地配置分别具有开口位置相互不一致的开口部的至少由第一隔膜及第二隔膜组成的至少两个隔膜，在所述催化剂层部中，设置促进排气中的氮氧化物的由所述氨进行的反应的催化剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：江口正司，
申请(专利权)人：太阳筑炉工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP