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JP7603385B2 - Denitrification equipment and cement kiln exhaust gas treatment equipment - Google Patents
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JP7603385B2 - Denitrification equipment and cement kiln exhaust gas treatment equipment - Google Patents

Denitrification equipment and cement kiln exhaust gas treatment equipment Download PDF

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Description

本発明は、脱硝装置及びセメントキルン排ガス処理装置に関する。より具体的に、本発明は、付着性の高いダストを含むガスを排出するセメントプラントなどに適した脱硝装置及びセメントキルン排ガス処理装置に関する。 The present invention relates to a denitration device and a cement kiln exhaust gas treatment device . More specifically, the present invention relates to a denitration device and a cement kiln exhaust gas treatment device suitable for cement plants and the like that discharge gas containing highly adhesive dust.

セメントキルンから排出されるガスには、塩化水素、SOx、NOx等の酸性ガスが含まれている。そこで、排ガス中のNOx濃度を低減するために、アンモニアや尿素などの脱硝剤を添加して、排ガスの脱硝が行われている。これは、脱硝剤によりNOx(NO及びNO2)を窒素(N2)と水(H2O)に分解するものである。 Gas discharged from a cement kiln contains acid gases such as hydrogen chloride, SOx , and NOx . Therefore, in order to reduce the NOx concentration in the exhaust gas, denitrification of the exhaust gas is carried out by adding a denitrification agent such as ammonia or urea. This method involves decomposing NOx (NO and NO2 ) into nitrogen ( N2 ) and water ( H2O ) using the denitrification agent.

例えば、特許文献1は、セメントキルンの排ガス中のダストを集塵する集塵装置と、該集塵装置によってダストが集塵された後の排ガスに、発酵処理装置から排出されるアンモニアを含むガスを添加するガス添加装置と、該ガス添加装置によってアンモニアを含むガスが添加された後の排ガスを脱硝する触媒装置とを備えることを特徴とするセメントキルン排ガス処理装置を開示している。 For example, Patent Document 1 discloses a cement kiln exhaust gas treatment device that is characterized by including a dust collector that collects dust in the exhaust gas from the cement kiln, a gas addition device that adds ammonia-containing gas discharged from a fermentation treatment device to the exhaust gas after the dust has been collected by the dust collector, and a catalytic device that denitrifies the exhaust gas after the ammonia-containing gas has been added by the gas addition device.

特許文献2は、セメントキルン排ガス中のダストを集塵する集塵装置と、該集塵装置を通過したセメントキルン排ガスから触媒被毒物質を除去する触媒被毒物質除去装置と、該触媒被毒物質除去装置を通過したセメントキルン排ガスを予熱する予熱装置と、該予熱装置によって予熱したセメントキルン排ガス中の窒素酸化物、揮発性有機化合物、一酸化炭素、残留性有機汚染物質、炭化水素及び臭気物質から選択される一以上を除去する触媒装置とを備えることを特徴とするセメントキルン排ガス処理装置を開示している。 Patent Document 2 discloses a cement kiln exhaust gas treatment device that is characterized by comprising a dust collector that collects dust in the cement kiln exhaust gas, a catalyst poisoning substance removal device that removes catalyst poisoning substances from the cement kiln exhaust gas that has passed through the dust collector, a preheating device that preheats the cement kiln exhaust gas that has passed through the catalyst poisoning substance removal device, and a catalytic device that removes one or more substances selected from nitrogen oxides, volatile organic compounds, carbon monoxide, persistent organic pollutants, hydrocarbons, and odorous substances in the cement kiln exhaust gas preheated by the preheating device.

集塵装置を通過した後の排ガスには、ダストが少なからず残っており、それが脱硝装置に堆積することがある。その対策として種々の技術が提案されている。 After passing through the dust collector, a fair amount of dust remains in the exhaust gas, which can accumulate in the denitrification equipment. Various technologies have been proposed to deal with this problem.

例えば、特許文献3は、石炭焚ボイラあるいはセメントキルン排ガスボイラなど排ガス中に多くの灰分を含むボイラにおいて、ボイラ出口から煙突までの煙道の流れのよどみの生じやすい部分や、流速の遅い部分で灰が堆積しやすい箇所に、煙道を貫通させて灰の飛散ノズルを取付け、同ノズルを手動または自動的に回転させる機構を設けて空気の噴射方向を変化させることにより、灰を飛散させることを特徴とする灰飛散ノズル構造を開示している。 For example, Patent Document 3 discloses an ash scattering nozzle structure for boilers that contain a large amount of ash in the exhaust gas, such as coal-fired boilers or cement kiln exhaust gas boilers, in which an ash scattering nozzle is attached to penetrate the flue in areas where the flow in the flue from the boiler outlet to the chimney is likely to stagnate or where the flow speed is slow and ash is likely to accumulate, and a mechanism is provided to manually or automatically rotate the nozzle to change the air injection direction, thereby scattering the ash.

特許文献4は、アンモニアの存在下に排ガス中の窒素酸化物を除去する触媒を備えた触媒反応器を排ガスの入口煙道に配置し、該触媒反応器の上流側の水平方向に排ガスが流れる入口煙道領域に複数のアンモニア水注入ノズルを配置した排煙脱硝装置において、アンモニア水注入ノズルの後流部の水平煙道領域の下部壁面上にスートブロワを設置することを特徴とする排煙脱硝装置を開示している。 Patent Document 4 discloses a flue gas denitration device in which a catalytic reactor equipped with a catalyst that removes nitrogen oxides in exhaust gas in the presence of ammonia is placed in the inlet flue of the exhaust gas, and multiple ammonia water injection nozzles are placed in the inlet flue region where exhaust gas flows horizontally upstream of the catalytic reactor, and the device is characterized in that a soot blower is installed on the lower wall surface of the horizontal flue region downstream of the ammonia water injection nozzle.

特許文献5は、横方向に延在する排ガスダクト内に、該排ガスダクトの上方から挿入されるアンモニア注入管と、該アンモニア注入管に備えられアンモニア水を噴霧するアンモニア水注入ノズルと、前記アンモニア注入管の排ガスの流れ方向の後流に設けられる脱硝触媒層を有する脱硝装置であって、前記アンモニア注入管の下方の前記排ガスダクトの底面に向けて気体を噴射する気体噴射手段を有することを特徴とする脱硝装置を開示している。 Patent Document 5 discloses a denitration device having an ammonia injection tube inserted from above an exhaust gas duct extending laterally, an ammonia water injection nozzle provided on the ammonia injection tube for spraying ammonia water, and a denitration catalyst layer provided downstream of the ammonia injection tube in the exhaust gas flow direction, characterized in that the denitration device has a gas injection means for injecting gas toward the bottom surface of the exhaust gas duct below the ammonia injection tube.

特許文献6は、反応器の上端に入口、反応器の下端に排気ポート、および触媒層と入口との間に設けられている灰受槽が設けられており、灰受槽にその一端が連通する灰受入通路が設けられており、灰受入通路の他端は排気ポートと連通しており、灰受入通路の途中にフラップと灰排出口が設けられており、触媒層に圧縮空気ノズルが配置されている、排煙窒素酸化物処理システムを開示している。 Patent Document 6 discloses a flue gas nitrogen oxide treatment system that has an inlet at the top end of a reactor, an exhaust port at the bottom end of the reactor, and an ash receiving tank between the catalyst layer and the inlet, an ash receiving passage with one end connected to the ash receiving tank, the other end of the ash receiving passage connected to the exhaust port, a flap and an ash discharge port provided midway through the ash receiving passage, and a compressed air nozzle disposed in the catalyst layer.

また、特許文献7は、石炭焚ボイラから排出される排ガス中の窒素酸化物を脱硝装置によって還元する排ガス処理装置であって、略水平方向に延びる水平ダクトと略鉛直方向に延びる垂直ダクトとを有し、前記水平ダクトの前端が前記石炭焚ボイラの排ガス出口に連通し、前記水平ダクトの後端が前記垂直ダクトの下端に連通し、前記石炭焚ボイラから排出される排ガスを前記水平ダクトから前記垂直ダクトの上方へ流通させて前記脱硝装置に導くダクト内空間を区画するダクトと、前記垂直ダクトの下方に設けられ、ホッパ上端開口を介して前記ダクト内空間と連通するホッパと、前記ホッパ上端開口の後端縁から連続して上方に延びて前記ダクト内空間の後方を区画する前記ダクトの後面に固定され、前記後面から前下方へ傾斜して延びる傾斜衝突板と、を備えることを特徴とする排ガス処理装置を開示している。 Patent Document 7 discloses an exhaust gas treatment device that reduces nitrogen oxides in exhaust gas discharged from a coal-fired boiler using a denitration device, and is characterized in that it has a horizontal duct extending in a substantially horizontal direction and a vertical duct extending in a substantially vertical direction, the front end of the horizontal duct communicating with the exhaust gas outlet of the coal-fired boiler, the rear end of the horizontal duct communicating with the lower end of the vertical duct, a duct that defines an internal space in the duct through which the exhaust gas discharged from the coal-fired boiler flows from the horizontal duct to the upper part of the vertical duct and is guided to the denitration device, a hopper provided below the vertical duct and communicating with the internal space in the duct through the upper end opening of the hopper, and an inclined collision plate that extends upward continuously from the rear end edge of the upper end opening of the hopper and is fixed to the rear surface of the duct that defines the rear of the internal space in the duct, and extends from the rear surface at an angle downward toward the front.

特許文献8は、石炭焚ボイラから排出される排ガス中の窒素酸化物を還元する脱硝触媒を有してなる脱硝装置と、該脱硝装置に前記石炭焚ボイラから前記排ガスを導くダクトとを備え、前記ダクトは、前記ボイラの排ガス出口に接続された水平ダクトと、該水平ダクトに接続された垂直ダクトと、前記水平ダクトと前記垂直ダクトの接続部の下部に設けられたホッパとを有してなる排ガス処理装置において、前記ホッパの上端開口部に、前記排ガス中の灰粒子を衝突させて前記ホッパ内に落下させる衝突板を設けてなることを特徴とする排ガス処理装置を開示している。 Patent Document 8 discloses an exhaust gas treatment device that includes a denitration device having a denitration catalyst that reduces nitrogen oxides in exhaust gas discharged from a coal-fired boiler, and a duct that guides the exhaust gas from the coal-fired boiler to the denitration device, the duct having a horizontal duct connected to the exhaust gas outlet of the boiler, a vertical duct connected to the horizontal duct, and a hopper provided below the connection between the horizontal duct and the vertical duct, and that is characterized in that a collision plate is provided at the upper opening of the hopper to collide ash particles in the exhaust gas and cause them to fall into the hopper.

特開2013-169495号公報JP 2013-169495 A WO 2006/073083 A1WO 2006/073083 A1 特開昭60―57117号号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-57117 特開2010-46579号公報JP 2010-46579 A 特開2010―54083号公報JP 2010-54083 A CN 109731462 ACN 109731462A 特開2019-147142号公報JP 2019-147142 A 特開2016-198701号公報JP 2016-198701 A

本発明の課題は、付着性の高いダストを含むガスを排出するセメントプラントなどに適
した脱硝装置及びセメントキルン排ガス処理装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a denitration device and a cement kiln exhaust gas treatment device suitable for cement plants and the like which discharge gas containing highly adhesive dust.

本発明は以下の態様を包含する。 The present invention includes the following aspects:

〔1〕 入口ダクト、脱硝反応器および出口ダクトを有し、
窯〔キルン〕炉〔ファーネス〕からの排ガスを入口ダクト、脱硝反応器および出口ダクトにこの順で流すことができ、
脱硝反応器は、排ガスがほぼ垂直方向に線速度5~8m/秒にて流れる流路を有し、該流路内にスクリーンプレートと脱硝触媒を含む固定床とが流れ方向に沿ってこの順で設けられており、且つ固定床は目開きが7mm以上であり、
入口ダクトは、入口側に排ガスが上向きに流れる流路を有し、出口側に排ガスが下向きに流れる流路を有し、上向きに流れる流路の流路断面の面積が前記流れ方向に沿って狭まり、下向きに流れる流路の流路断面の面積が前記流れ方向に沿って拡がり、上向きに流れる流路の下部にホッパが設けられており、且つ下向きに流れる流路に近い側のホッパの縁辺りに堰が設けられており、且つ
入口ダクトおよび/または脱硝反応器においてダストが堆積しやすい箇所に、スートブロワが設けられている、
脱硝装置。
[1] Having an inlet duct, a denitration reactor, and an outlet duct;
The exhaust gas from the kiln or furnace can be passed through the inlet duct, the denitrification reactor, and the outlet duct in that order;
the denitration reactor has a flow path through which exhaust gas flows in a substantially vertical direction at a linear velocity of 5 to 8 m/sec, a screen plate and a fixed bed containing a denitration catalyst are provided in this order along the flow direction within the flow path, and the fixed bed has an opening of 7 mm or more;
the inlet duct has a flow path on the inlet side through which the exhaust gas flows upward, and a flow path on the outlet side through which the exhaust gas flows downward, the cross-sectional area of the upward flow path narrows along the flow direction, and the cross-sectional area of the downward flow path expands along the flow direction, a hopper is provided at the bottom of the upward flow path, and a weir is provided around the edge of the hopper on the side closer to the downward flow path, and a soot blower is provided at a location in the inlet duct and/or the denitrification reactor where dust is likely to accumulate.
Denitrification equipment.

〔2〕 セメントキルン排ガス中のダストを集塵するための集塵装置と、
セメントキルン排ガス中の窒素酸化物を除去するための〔1〕に記載の脱硝装置と
を具備し、
集塵装置および脱硝装置にセメントキルンからの排ガスをこの順で流すことができる、セメントキルン排ガス処理装置。
〔3〕 セメントキルン排ガス中の窒素酸化物を除去するための〔1〕に記載の脱硝装置と、
セメントキルン排ガス中のダストを集塵するための集塵装置と
を具備し、
脱硝装置および集塵装置にセメントキルンからの排ガスをこの順で流すことができる、セメントキルン排ガス処理装置。
〔4〕 脱硝装置の後流側に排ガスの熱を回収するための排熱回収ボイラをさらに具備する、〔2〕または〔3〕に記載のセメントキルン排ガス処理装置。
[2] A dust collector for collecting dust in cement kiln exhaust gas;
The denitrification apparatus according to [1] for removing nitrogen oxides from a cement kiln exhaust gas is provided.
A cement kiln exhaust gas treatment device capable of causing exhaust gas from a cement kiln to flow into a dust collector and a denitrification device in that order.
[3] A denitrification apparatus according to [1] for removing nitrogen oxides from a cement kiln exhaust gas;
and a dust collector for collecting dust in the cement kiln exhaust gas.
A cement kiln exhaust gas treatment device capable of causing exhaust gas from a cement kiln to flow through a denitrification device and a dust collector in that order.
[4] The cement kiln exhaust gas treatment device according to [2] or [3], further comprising a heat recovery boiler for recovering heat from the exhaust gas on the downstream side of the denitrification device.

本発明の脱硝装置およびセメントキルン排ガス処理装置は、付着性の高いダストが堆積などして排ガスの流路を詰まらせることがほとんどないので、高稼働率で運用できる。本発明の脱硝装置およびセメントキルン排ガス処理装置は、メンテナンスが楽であり、ランニングコストが低い。 The denitration device and cement kiln exhaust gas treatment device of the present invention can be operated at a high operating rate because there is almost no clogging of the exhaust gas flow path due to the accumulation of highly adhesive dust. The denitration device and cement kiln exhaust gas treatment device of the present invention are easy to maintain and have low running costs.

本発明のセメントキルン排ガス処理装置の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a cement kiln exhaust gas treatment device of the present invention. 本発明の脱硝装置の一例を示す図である。1 is a diagram showing an example of a denitration device of the present invention. 本発明の脱硝装置の別の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing another example of a denitration device of the present invention. 本発明の脱硝装置の別の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing another example of a denitration device of the present invention. 図4に示した脱硝装置の固定床上方におけるスートブロワの配置を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the arrangement of a soot blower above the fixed bed of the denitration apparatus shown in FIG. 4. 本発明の脱硝装置の別の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing another example of a denitration device of the present invention. 図6に示した脱硝装置の固定床上方におけるスートブロワの配置を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the arrangement of a soot blower above the fixed bed of the denitration apparatus shown in FIG. 6 . 脱硝装置の固定床上方におけるスートブロワの配置の別の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing another example of the arrangement of a soot blower above a fixed bed of a denitration device. 脱硝装置の固定床上方におけるスートブロワの配置の別の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing another example of the arrangement of a soot blower above a fixed bed of a denitration device. 本発明のセメントキルン排ガス処理装置の別の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing another example of the cement kiln exhaust gas treatment device of the present invention. 本発明のセメントキルン排ガス処理装置の別の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing another example of the cement kiln exhaust gas treatment device of the present invention.

本発明の実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。なお、以下の実施形態によって本発明の範囲は制限されない。 The embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the scope of the present invention is not limited to the following embodiments.

本発明の脱硝装置は、入口ダクト2、脱硝反応器1および出口ダクト3を有し、入口ダクト、脱硝反応器および出口ダクトに窯炉〔キルンkilnまたはファーネスfurnace)からの排ガスGをこの順で流すことができる。
入口ダクト、脱硝反応器および出口ダクトは、ガス流れ方向から見た流路断面の形状が、矩形、台形、円形、楕円形などであることができる。これらのうち、加工の易しさの点で矩形が好ましい。
The denitration apparatus of the present invention has an inlet duct 2, a denitration reactor 1, and an outlet duct 3, and exhaust gas G from a kiln or furnace can be made to flow through the inlet duct, the denitration reactor, and the outlet duct in that order.
The inlet duct, the denitration reactor, and the outlet duct may have a flow passage cross-sectional shape as viewed from the gas flow direction that is rectangular, trapezoidal, circular, elliptical, etc. Among these, a rectangular shape is preferred from the viewpoint of ease of processing.

入口ダクト2は、入口側に排ガスが上向きに流れる流路を有し、出口側に排ガスが下向きに流れる流路を有する。上向きに流れる流路と下向きに流れる流路との間には、実際上、水平に流れる流路があるが、水平に流れる流路を構成する壁は、図2に示すように上向きに流れる流路を構成する上向きの壁と下向きに流れる流路を構成する下向きの壁とが直接につながったものであってもよいし、図3に示すように上向きの壁と下向きの壁との間に水平な壁がつながったものであってもよい。入口ダクト2の出口は、脱硝反応器1の入口に接続されている。 The inlet duct 2 has a flow path on the inlet side through which exhaust gas flows upward, and a flow path on the outlet side through which exhaust gas flows downward. Between the upward flow path and the downward flow path, there is in fact a horizontal flow path, but the walls constituting the horizontal flow path may be directly connected between the upward wall constituting the upward flow path and the downward wall constituting the downward flow path as shown in Figure 2, or may be connected to a horizontal wall between the upward wall and the downward wall as shown in Figure 3. The outlet of the inlet duct 2 is connected to the inlet of the denitrification reactor 1.

上向きに流れる流路と下向きに流れる流路との間にある流路の断面の面積は上向きに流れる流路断面の面積より小さい。上向きに流れる流路と下向きに流れる流路との間にある流路の断面の面積は下向きに流れる流路断面の面積より小さいことがさらに好ましい。例えば、上向きに流れる流路の流路断面の面積が流れ方向に沿って狭まり、下向きに流れる流路の流路断面の面積が流れ方向に沿って拡がるようにしてもよい。その結果、上向きに流れる流路と下向きに流れる流路との間にある流路では線流速が高まり、ダストの沈降を抑制することができる。 The cross-sectional area of the flow path between the upward flow path and the downward flow path is smaller than the cross-sectional area of the upward flow path. It is more preferable that the cross-sectional area of the flow path between the upward flow path and the downward flow path is smaller than the cross-sectional area of the downward flow path. For example, the cross-sectional area of the upward flow path may be narrowed along the flow direction, and the cross-sectional area of the downward flow path may be widened along the flow direction. As a result, the linear flow velocity is increased in the flow path between the upward flow path and the downward flow path, and the settling of dust can be suppressed.

上向きに流れる流路は、その下部にホッパ16が設けられている。ホッパ16によって上向きに流れる流路の断面の面積が広くなり、排ガスの線流速が低くなるので、ダストがホッパに沈降しやすくなる。さらに、下向きに流れる流路に近い側のホッパの縁辺りに堰15を設けている。この堰15によって、排ガスの流れに渦を生じさせてホッパにダストが落ちやすくするとともに、ホッパにて取り除き損ねたダストが下向きに流れる流路の側に溢れ出ることを防ぐことができる。 A hopper 16 is provided at the bottom of the upward flow path. The hopper 16 increases the cross-sectional area of the upward flow path and reduces the linear flow velocity of the exhaust gas, making it easier for dust to settle in the hopper. In addition, a weir 15 is provided around the edge of the hopper on the side closer to the downward flow path. This weir 15 creates a vortex in the exhaust gas flow, making it easier for dust to fall into the hopper, and also prevents dust that is not removed by the hopper from overflowing onto the downward flow path.

上向きに流れる流路の手前に水平に流れる流路が必要に応じてさらにあってもよい。上向きに流れる流路の手前に在る水平に流れる流路は、セメントキルンやボイラなどからの排ガスを上向きに流れる流路に導き入れるためのものである。 If necessary, there may be a horizontal flow passage before the upward flow passage. The horizontal flow passage before the upward flow passage is for directing exhaust gas from a cement kiln, boiler, etc. into the upward flow passage.

脱硝反応器1は、排ガスがほぼ垂直方向に流れる流路を有する。脱硝反応器は、排ガスが、線速度で、4~8m/秒にて流れるように、流路断面の面積が設定されている。
脱硝反応器の出口は、通常、出口ダクトの入口に接続されている。
The denitration reactor 1 has a flow passage through which the exhaust gas flows in a substantially vertical direction. The cross-sectional area of the flow passage is set so that the exhaust gas flows at a linear velocity of 4 to 8 m/sec.
The outlet of the denitration reactor is usually connected to the inlet of an outlet duct.

脱硝反応器の流路内にスクリーンプレート13と脱硝触媒を含む固定床12とが流れ方向に沿ってこの順で設けられている。 A screen plate 13 and a fixed bed 12 containing a denitration catalyst are arranged in this order along the flow direction in the flow path of the denitration reactor.

スクリーンプレート13は、通常、脱硝反応器の入口側に設けられる。脱硝反応器の入口側にスクリーンプレートを支える構造物、例えば、脱硝反応器内に渡されたビームなどを設置することができる。スクリーンプレート支持構造物によってスクリーンプレートを脱硝反応器内で支える。 The screen plate 13 is usually provided on the inlet side of the denitration reactor. A structure to support the screen plate, such as a beam that is stretched across the inside of the denitration reactor, can be installed on the inlet side of the denitration reactor. The screen plate is supported within the denitration reactor by the screen plate support structure.

スクリーンプレートは、好ましくは複数の羽板を含んでなるものである。複数の羽板は、通常、主面どうしが相互に平行になるように配置される。複数の羽板のそのような配置を固定するために、各羽板の主面に直交する方向に沿って線材または板材(クロス部材)が各羽板に接合され、格子を成していてもよい。また、複数の羽板の両端に外枠材(エンド部材)を設けてもよい。
スクリーンプレートは、脱硝反応器の流路の入口側に、流路断面の全部に亘って、羽板の長手が入口ダクトにおける水平なガス流れ方向に実質的に直交するようにスクリーンプレートを設置することが好ましい。
The screen plate preferably comprises a plurality of blades. The blades are usually arranged so that their main surfaces are parallel to each other. In order to fix such an arrangement of the blades, wires or plates (cross members) may be joined to each blade along a direction perpendicular to the main surface of each blade to form a lattice. Also, outer frame members (end members) may be provided on both ends of the blades.
The screen plate is preferably installed on the inlet side of the flow passage of the denitration reactor so that the longitudinal direction of the blades is substantially perpendicular to the horizontal gas flow direction in the inlet duct over the entire cross section of the flow passage.

触媒固定床12は、通常、脱硝反応器の出口側に設けられる。脱硝反応器の出口側に触媒固定床を支える構造物、例えば、脱硝反応器内に渡されたビームなどを設置することができる。触媒固定床支持構造物によって触媒固定床を脱硝反応器内で支える。触媒固定床は、図2においては単数段設けているだけだが、必要に応じて複数段設けてもよい。 The fixed catalyst bed 12 is usually provided on the outlet side of the denitration reactor. A structure supporting the fixed catalyst bed, such as a beam that is placed inside the denitration reactor, can be provided on the outlet side of the denitration reactor. The fixed catalyst bed is supported inside the denitration reactor by the fixed catalyst bed support structure. Although only a single stage of fixed catalyst bed is provided in FIG. 2, multiple stages of fixed catalyst beds may be provided if necessary.

脱硝反応器に設けられた固定床は、格子状、コルゲート状、ハニカム状、プレート状などの形を成した触媒体を装填して成る。触媒体は、脱硝触媒の活性成分を含む。脱硝触媒の活性成分としては、チタンの酸化物、モリブデンおよび/またはタングステンの酸化物、ならびにバナジウムの酸化物を含有して成るもの(チタン系触媒); CuやFeなどの金属が担持されたゼオライトなどのアルミノケイ酸塩を主に含有して成るもの(ゼオライト系触媒); チタン系触媒とゼオライト系触媒とを混合して成るものなどを挙げることができる。 The fixed bed installed in the denitration reactor is loaded with a catalyst body in the shape of a lattice, corrugated, honeycomb, plate, etc. The catalyst body contains the active component of the denitration catalyst. Examples of the active component of the denitration catalyst include those containing oxides of titanium, oxides of molybdenum and/or tungsten, and oxides of vanadium (titanium-based catalysts); those containing mainly aluminosilicates such as zeolites carrying metals such as Cu and Fe (zeolite-based catalysts); and those made by mixing titanium-based catalysts and zeolite-based catalysts.

固定床は、目開きが、7mm以上、好ましくは10mm以上である。目開きの上限は、好ましくは20mmである。目開きは、格子状、コルゲート状、またはハニカム状の形を成した触媒体においては、それらの目の大きさであり、プレート状の形を成した触媒体においては、プレート間の隙間の大きさである。 The fixed bed has an opening of 7 mm or more, preferably 10 mm or more. The upper limit of the opening is preferably 20 mm. In a catalyst body having a lattice, corrugated, or honeycomb shape, the opening is the size of the openings, and in a catalyst body having a plate shape, the opening is the size of the gap between the plates.

入口ダクトおよび/または脱硝反応器においてダストが堆積しやすい箇所に、スートブロワ14が設けられている。
スートブロワは、噴射媒体を吹き付けて、付着したダストを吹き飛ばすものである。噴射媒体としては、例えば、水、水蒸気、圧縮空気(若しくは圧力波)などが用いられる。ランスと呼ばれる管にノズルが設置されていて、そのノズルから噴射媒体が噴出する。ランスの動作によって、往復動式スートブロワ、定置式スートブロワ、長抜差式スートブロワ、回転式スートブロワなどと呼ばれることがある。ランスの長さおよび形ならびにノズルの数は、入口ダクトおよび/または脱硝反応器における流路の大きさに応じて適宜設定できる。
A soot blower 14 is provided in the inlet duct and/or at a location in the denitration reactor where dust is likely to accumulate.
A soot blower blows off attached dust by spraying an injection medium. Examples of the injection medium that can be used include water, steam, and compressed air (or pressure waves). A nozzle is attached to a tube called a lance, and the injection medium is ejected from the nozzle. Depending on the operation of the lance, it may be called a reciprocating soot blower, a fixed soot blower, a long-slot soot blower, or a rotary soot blower. The length and shape of the lance and the number of nozzles can be set appropriately depending on the size of the flow path in the inlet duct and/or the denitrification reactor.

スートブロワの設置場所のひとつとしては、入口ダクトの上向きに流れる流路と下向きに流れる流路との間にある流路を挙げることができる。ここには、アンモニアや尿素などの脱硝剤の注入装置を設けることがあるので、注入装置とスートブロワとを一体化したものを設置してもよい(例えば、特許文献4、5など参照)。 One possible location for installing a soot blower is the passage between the upward flow passage and the downward flow passage of the inlet duct. An injection device for ammonia, urea, or other denitrification agent may be installed here, so an integrated injection device and soot blower may be installed (see, for example, Patent Documents 4 and 5).

スートブロワの設置場所の別のひとつとしては、脱硝反応器にあるスクリーンプレートまたは固定床のガス流入側を挙げることができる。スクリーンプレートまたは固定床のガス流入側にはダストが付着しやすい。スートブロワは、脱硝反応器内に、例えば、図5、7、8または9に示すように配置することができる。ダストの堆積しやすい場所(具体的には、壁際、水平部など)に、ランス若しくはノズルを高密度で配置することが好ましい。また、図7に示すように、ランスの長手が入口ダクトにおける水平なガス流れ方向に実質的に直交するようにスートブロワを設置することが好ましい。さらに、図9に示すように、ソニックホーン17を併用することもできる。 Another possible location for the soot blower is the gas inlet side of the screen plate or fixed bed in the denitration reactor. Dust is likely to adhere to the gas inlet side of the screen plate or fixed bed. The soot blower can be placed in the denitration reactor, for example, as shown in Figures 5, 7, 8, or 9. It is preferable to place the lances or nozzles at a high density in places where dust is likely to accumulate (specifically, near walls, horizontal parts, etc.). It is also preferable to install the soot blower so that the length of the lance is substantially perpendicular to the horizontal gas flow direction in the inlet duct, as shown in Figure 7. Furthermore, a sonic horn 17 can be used in combination, as shown in Figure 9.

本発明の脱硝装置においては、入口ダクトに設けた、ホッパ、堰およびスートブロワによって、排ガスからダストを効果的に取り除くことができる。本発明の脱硝装置においては、脱硝反応器に設けたスクリーンプレートおよび固定床にダストが堆積し難い。その結果、ダストの堆積による脱硝率の低下を抑制できる。 In the denitration device of the present invention, dust can be effectively removed from the exhaust gas by the hopper, weir, and soot blower installed in the inlet duct. In the denitration device of the present invention, dust is less likely to accumulate on the screen plate and fixed bed installed in the denitration reactor. As a result, the decrease in the denitration rate due to dust accumulation can be suppressed.

本発明のセメントキルン排ガス処理装置は、集塵装置5と脱硝装置とを具備する。集塵装置5は、図1に示すように脱硝装置の前流側に設けてもよいし、図11に示すように脱硝装置の後流側に設けてもよい。脱硝装置の後流側に設けることができる集塵装置は低温ガス用の電気集塵機であることができる。低温ガス用の電気集塵機は、高温ガス用の電気集塵機に比べて設備費が安価である。 The cement kiln exhaust gas treatment device of the present invention is equipped with a dust collector 5 and a denitration device. The dust collector 5 may be provided upstream of the denitration device as shown in FIG. 1, or downstream of the denitration device as shown in FIG. 11. The dust collector that can be provided downstream of the denitration device can be an electric dust collector for low-temperature gas. An electric dust collector for low-temperature gas has lower installation costs than an electric dust collector for high-temperature gas.

また、本発明のセメントキルン排ガス処理装置は、排熱回収ボイラをさらに具備することが好ましい。排熱回収ボイラ18は脱硝装置の前流側に設けてもよいし、図11に示すように脱硝装置の後流側に設けてもよい。排熱回収ボイラ18と集塵装置5は図11に示す順で配置してもよいし、その逆の順で配置してもよい。排熱回収ボイラによって熱を有効利用することができる。ボイラで生成したスチームはスートブロワの噴射媒体として使用することもできる。 The cement kiln exhaust gas treatment device of the present invention preferably further comprises a heat recovery boiler. The heat recovery boiler 18 may be provided upstream of the denitration device, or downstream of the denitration device as shown in FIG. 11. The heat recovery boiler 18 and the dust collector 5 may be arranged in the order shown in FIG. 11, or in the reverse order. The heat recovery boiler allows heat to be used effectively. The steam generated in the boiler can also be used as an injection medium for a soot blower.

1:脱硝反応器
2:入口ダクト
3:出口ダクト
4:脱硝剤添加装置
5:集塵装置
6:セメント原料
7:仮焼炉
8:セメントキルン
9:クリンカクーラ
10:煙突
11:プレヒータ
12:触媒固定床
13:スクリーンプレート
14:スートブロワ
15:堰
16:ホッパ
17:ソニックホーン(Sonic Horn)
18:排熱回収ボイラ
G:排ガス
1: Denitrification reactor
2: Inlet duct
3: Exit duct
4: Denitrification agent addition device
5: Dust collector
6: Cement raw materials
7: Calcination furnace
8. Cement kiln
9. Clinker cooler
10: Chimney
11: Preheater
12: Catalyst fixed bed
13: Screen plate
14: Sootblower
15: Weir
16: Hopper
17: Sonic Horn
18: Waste heat recovery boiler
G: Exhaust gas

Claims (4)

入口ダクト、脱硝反応器および出口ダクトを有し、
窯炉からの排ガスを入口ダクト、脱硝反応器および出口ダクトにこの順で流すことができ、
脱硝反応器は、排ガスがほぼ垂直方向に線速度5~8m/秒にて流れる流路を有し、該流路内にスクリーンプレートと脱硝触媒を含む固定床とが流れ方向に沿ってこの順で設けられており、且つ固定床は目開きが7mm以上であり、
入口ダクトは、入口側に排ガスが上向きに流れる流路を有し、出口側に排ガスが下向きに流れる流路を有し、上向きに流れる流路の流路断面の面積が前記流れ方向に沿って狭まり、下向きに流れる流路の流路断面の面積が前記流れ方向に沿って拡がり、上向きに流れる流路の下部にホッパが設けられており、且つ下向きに流れる流路に近い側のホッパの縁辺りに堰が設けられており、且つ
入口ダクトおよび/または脱硝反応器においてダストが堆積しやすい箇所に、スートブロワが設けられている、
脱硝装置。
An inlet duct, a denitration reactor, and an outlet duct;
The exhaust gas from the furnace can be passed through the inlet duct, the denitrification reactor, and the outlet duct in that order.
the denitration reactor has a flow path through which exhaust gas flows in a substantially vertical direction at a linear velocity of 5 to 8 m/sec, a screen plate and a fixed bed containing a denitration catalyst are provided in this order along the flow direction within the flow path, and the fixed bed has an opening of 7 mm or more;
the inlet duct has a flow path on the inlet side through which the exhaust gas flows upward, and a flow path on the outlet side through which the exhaust gas flows downward, the cross-sectional area of the upward flow path narrows along the flow direction, and the cross-sectional area of the downward flow path expands along the flow direction, a hopper is provided at the bottom of the upward flow path, and a weir is provided around the edge of the hopper on the side closer to the downward flow path, and a soot blower is provided at a location in the inlet duct and/or the denitrification reactor where dust is likely to accumulate.
Denitrification equipment.
セメントキルン排ガス中のダストを集塵するための集塵装置と、
セメントキルン排ガス中の窒素酸化物を除去するための請求項1に記載の脱硝装置と
を具備し、
集塵装置および脱硝装置にセメントキルンからの排ガスをこの順で流すことができる、セメントキルン排ガス処理装置。
A dust collector for collecting dust in the cement kiln exhaust gas;
and a denitrification apparatus according to claim 1 for removing nitrogen oxides from exhaust gas from a cement kiln.
A cement kiln exhaust gas treatment device capable of causing exhaust gas from a cement kiln to flow into a dust collector and a denitrification device in that order.
セメントキルン排ガス中の窒素酸化物を除去するための請求項1に記載の脱硝装置と、
セメントキルン排ガス中のダストを集塵するための集塵装置と
を具備し、
脱硝装置および集塵装置にセメントキルンからの排ガスをこの順で流すことができる、セメントキルン排ガス処理装置。
A denitrification apparatus according to claim 1 for removing nitrogen oxides from a cement kiln exhaust gas;
and a dust collector for collecting dust in the cement kiln exhaust gas.
A cement kiln exhaust gas treatment device capable of causing exhaust gas from a cement kiln to flow through a denitrification device and a dust collector in that order.
脱硝装置の後流側に排ガスの熱を回収するための排熱回収ボイラをさらに具備する、請求項2または3に記載のセメントキルン排ガス処理装置。 The cement kiln exhaust gas treatment device according to claim 2 or 3, further comprising a heat recovery boiler for recovering heat from the exhaust gas downstream of the denitrification device.
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