JP2000279751A

JP2000279751A - 加圧流動床ボイラの脱硝方法及び脱硝装置

Info

Publication number: JP2000279751A
Application number: JP11086184A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Sakuno; 慎一作野; Nobuyuki Suzuki; 伸行鈴木; Yasunori Uchino; 靖則内野; Koji Sasazu; 浩司笹津; Kazunori Kihara; 和則木原; Hachiro Ueda; 八郎上田; Kazuyoshi Ishizawa; 一由石沢; Hideki Goto; 秀樹後藤; Koichi Tazawa; 浩一田澤; Taijiro Tsuji; 泰次郎辻
Original assignee: Electric Power Development Co Ltd
Current assignee: Electric Power Development Co Ltd
Priority date: 1999-03-29
Filing date: 1999-03-29
Publication date: 2000-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】脱硝効率が高くスリップアンモニアの量を低減
することが可能な流動床炉の触媒脱硝方法を提供する【解決手段】加圧流動床ボイラの脱塵装置後流の煙道に
アンモニア又はその前駆物質を還元剤として注入するこ
とにより無触媒脱硝を行い、前記無触媒脱硝時に生じる
未反応の前記還元剤を脱硝反応塔に導入し、前記脱硝反
応塔において前記還元剤により前記排ガス中のＮＯｘを
接触還元する構成より成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼器から発生す
る窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減するための脱硝装置及び
脱硝方法に関する。特に、加圧流動床ボイラにおけるＮ
Ｈ₃注入による加圧流動床ボイラの脱硝方法及び脱硝装
置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】近年、発電所やゴミ焼却炉等において、コ
ンプレッサからの空気で加圧することによりボイラ内の
酸素分圧を高めた状態のもとで燃料を流動化させ効率よ
く燃焼させる加圧流動床（ＰＦＢＣ）ボイラが研究・開
発されている。

【０００３】また、上記加圧流動床ボイラの燃焼時に発
生する窒素酸化物は、大気汚染の原因となるため、これ
を取り除く脱硝方法及び脱硝装置が求められている。

【０００４】従来の脱硝方法としては、酸素の存在下で
アンモニアガス（ＮＨ₃）又はアンモニア水、尿素
（（ＮＨ₂）₂ＣＯ₃）をボイラ内の高温ゾーン（７００
〜１３００℃）に噴霧してＮＯｘを選択還元する無触媒
脱硝方法（選択的無触媒還元（ＳＮＣＲ）式脱硝方法）
が知られている。

【０００５】このようなＳＮＣＲ式脱硝方法又はＳＮＣ
Ｒ式脱硝装置としては、例えば、特公昭５４−１７５７
８号公報、特公昭５５−１１８９１号公報、米国特許３
９００５５４号公報、米国特許４１２９６５１号公報、
米国特許４２０８３８６号公報、米国特許４３２５９２
４号公報などが開示されている。

【０００６】また、米国特許第４４２３０１７号公報に
は、約８５０〜１１００℃の還元領域にあるＮＯと酸素
を含む流動燃焼炉からの燃焼ガスにアンモニア又はアン
モニアと他の還元ガスとの混合物を注入することにより
ＮＯ濃度を減少させる無触媒燃焼過程において、還元領
域の終端に鉄合金、ニッケル合金、コバルト合金、酸化
物分散強化合金の耐熱性合金の何れかの金属材料を配置
し、前記金属は、アンモニア注入源から１秒以内のガス
の滞留領域において燃焼ガスの流量が１Ｎｍ³／Ｈあた
り０．５×１０^-2ｍ²の表面積を有すように配置した無
触媒脱硝方法が開示されている。

【０００７】また、特公昭６２−１６９９１７号公報に
は、被焼却物を流動床炉内で流動化し、その被焼却物を
熱分解させるとともに燃焼し、発生した可燃ガスをフリ
ーボード部内で二次空気により燃焼させるに際して、上
記フリーボード部に、その高さ方向に複数段かつ格段ご
とに平行な多数のノズルを設け、該ノズルから上記フリ
ーボード部内を横断するよう二次空気を噴出するととも
に少なくとも一段のノズル群から噴出する二次空気にア
ンモニアなどの脱硝剤を混入させることを特徴とする流
動床炉の無触媒脱硝方法が開示されている。

【０００８】また、特開平７−３９７７２０号公報に
は、流動層及びフリーボード部を有する流動層ボイラ内
で発生した燃焼排ガスを排気ガスダクトを経て外部に排
出するまでの過程で、ＮＨ₃を注入して該排ガス中のＮ
Ｏｘを低減する方法において、前記ＮＨ₃を燃焼ガス或
いは酸素を含有しない不活性ガスで希釈した上で前記排
気ガスダクト内または前記流動層ボイラのフリーボード
内に設置した１以上のＮＨ₃注入ノズルから供給する流
動層ボイラの無触媒脱硝方法が開示されている。

【０００９】また、特開平６−２７２８０９号公報に
は、燃焼を行う燃焼炉と、該燃焼炉内で燃焼ガスとアン
モニア、アンモニア化合物又は含窒素有機化合物とが反
応する燃焼ガス領域にアンモニア、アンモニア化合物又
は含窒素有機化合物を有する脱硝還元剤を供給する脱硝
還元剤供給手段と、前記燃焼炉内に前記脱硝還元剤の高
温酸化による窒素酸化物の生成を防止するための水を供
給する給水手段とを備えた燃焼装置が開示されている。

【００１０】これらＳＮＣＲ式脱硝方法においては、以
下のような還元反応を利用して脱硝を行う。４ＮＯ＋４ＮＨ₃＋Ｏ₂→４Ｎ₂＋６Ｈ₂Ｏ６ＮＯ₂＋８ＮＨ₃→７Ｎ₂＋１２Ｈ₂ＯＮＯ＋ＮＯ₂＋２ＮＨ₃→２Ｎ₂＋３Ｈ₂Ｏ４ＮＯ＋２（ＮＨ₂）₂ＣＯ＋Ｏ₂→４Ｎ₂＋４Ｈ₂Ｏ＋２
ＣＯ₂ 従って、理論的には、ＮＯが１ｍｏｌに対し、ＮＨ₃が
１ｍｏｌ又は尿素０．５ｍｏｌで反応が完結する。しか
しながら、実際には、ボイラ内の高温ゾーンで脱硝反応
のほかにＮＨ₃の燃焼反応が併発する。従って、還元剤
が消失し、ＮＯが１ｍｏｌに対し、ＮＨ₃が１．５〜２
ｍｏｌ又は尿素０．７５〜１ｍｏｌというように、化学
量論上の比に相当するよりも多量の量のアンモニア又は
尿素の注入を必要とする。

【００１１】一方、主成分である酸化タングステン（Ｗ
Ｏ₃）、酸化バナジウム（Ｖ₂Ｏ₅）などの触媒活性体
と、担体である酸化チタン（ＴｉＯ₂）とから構成され
る脱硝触媒を使用し、ＮＯｘを２００〜３５０℃の低温
ガス領域でＮＨ₃と反応させ選択還元する触媒脱硝法
（選択的触媒還元（ＳＣＲ）式脱硝方法）もよく用いら
れている。

【００１２】このようなＳＣＲ式脱硝方法又はＳＣＲ式
脱硝装置としては、例えば、特開平７−１６４３１号公
報に、排煙中に含まれる窒素酸化物をアンモニア又はそ
の前駆物質を還元剤として脱硝触媒と接触させて脱硝す
る装置において、煙道内の排ガスを前記アンモニア又は
その前駆物質注入装置の上流域から一部取り出す抽気管
と、同抽気管により取り出された排ガス中にアンモニア
又はその前駆物質を噴霧し蒸発させる気化器と、同気化
器内で気化された前記アンモニア又はその前駆物質を前
記脱硝触媒の上流煙道に噴霧するノズルとを具備してい
る事を特徴とする排煙脱硝装置が開示されている。

【００１３】また、特開平７−９６１４１号公報には、
アンモニア水を気化してアンモニアガスを発生させるア
ンモニア水気化塔と、還元剤としてアンモニアガスを用
いて燃焼ガス中のＮＯｘを接触還元する反応塔と、アン
モニア水気化塔と反応塔とを連通したガス導管とを備え
た触媒脱硝装置において、アンモニア水気化塔にアンモ
ニア水を供給するとともに、余熱した空気を流入するこ
とによってアンモニア水を蒸発させ、発生したアンモニ
アガスを上記空気との混合状態でガス導管を介して反応
塔へ送ることを特徴とする脱硝装置におけるアンモニア
供給方法が開示されている。

【００１４】また、特開平１０−８５５６０号公報に
は、被処理ガス中のＮＯ₂を還元剤であるＮＨ₃を用いて
選択的触媒還元により分解する二酸化窒素除去法におい
て、触媒活性点上の過剰酸素と反応しかつ３００℃以下
で酸化される物質を還元助剤として用いることを特徴と
する二酸化窒素除去法が開示されている。

【００１５】これらＳＣＲ式脱硝方法においても、ＳＮ
ＣＲ式脱硝方法と同様の還元反応を利用して脱硝を行
う。ＳＣＲ式脱硝方法においては、脱硝反応は化学量論
的に進行するため、ＮＨ₃が１ｍｏｌに対しＮＯが１ｍ
ｏｌが除去される。

【００１６】また、上記ＳＮＣＲ式脱硝とＳＣＲ式脱硝
を組み合わせた脱硝方法及び脱硝装置も知られている。

【００１７】例えば、特開昭５４−７７２７７号公報及
び米国特許４３０２４３１号公報に、燃焼装置内の７０
０〜１３００℃の温度領域にアンモニアを吹き込んで窒
素酸化物を酸素存在下で無触媒還元し、上記無触媒還元
処理後の排ガス温度が３００〜５００℃の領域に排ガス
の流れ方向に平行に触媒面が配置された触媒層に上記分
解処理後の排ガスを通過させて排ガス中の残存窒素化合
物と残存アンモニアとを同時に分解する脱硝方法、及
び、上記無触媒還元処理後の排ガスを触媒層に通過させ
るにあたり、排ガス中の窒素酸化物モル数の０．５〜
１．５倍当量（モル比）のアンモニアを新たに注入する
脱硝方法が開示されている。

【００１８】また、米国特許５５１００９２号公報に
は、排ガス流中のＳＮＣＲ領域に排ガス中に含まれるＮ
Ｏの一部を還元するためにＮＨ₃を注入し、ＳＮＣＲ領
域より流出するＮＨ₃とＮＯとを含む排ガス中のＮＯを
更に還元するためにＮＯを触媒と接触させる脱硝システ
ムにおいて、ＳＮＣＲ領域の下流側、ＳＣＲ領域の上流
側に、排ガス中のＮＯの還元当量のＮＨ₃を注入し、Ｓ
ＣＲ領域には排ガス中のＮＯ濃度の最大量を還元するに
十分な量の触媒を備え、ＳＣＲ領域を通過するＮＯ量が
前記最大量を超えた場合にのみＳＮＣＲ領域にＮＨ₃を
注入する脱硝システムが開示されている。

【００１９】また、特開昭６０−２３２２３７号公報に
は、ゴミ焼却炉の火炎の存在しない高温域に還元剤を添
加して排ガスの無触媒脱硝を行い、次いでこの排ガスを
冷却、電気集塵した後排ガスの全部又は一部を触媒反応
装置により触媒脱硝することを特徴とするゴミ焼却炉の
脱硝方法が開示されている。

【００２０】また、特開平６−２６９６３４号公報に
は、ゴミ焼却炉の上段に尿素水を噴霧し、尿素の加水分
解によりアンモニアを生成せしめ、生成したアンモニア
の一部によりゴミ焼却炉内で無触媒脱硝反応を起こさ
せ、次いで、ゴミ焼却炉内の未反応アンモニアを用い
て、ゴミ焼却炉の下流側に接続された脱硝反応塔内で触
媒脱硝反応させることを特徴とするゴミ焼却炉における
排ガス脱硝方法が開示されている。

【００２１】また、米国特許５２８６４６７号公報に
は、温度約１５００゜Ｆ（８１３℃）〜２０００゜Ｆ
（１０９１℃）の排ガス中に、尿素、１乃至複数の尿素
の加水分解生成物、尿素の加水分解産物、炭酸アンモニ
ウム、重炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウ
ム、蟻酸アンモニウム、蓚酸アンモニウム、ヘキサメチ
レンテトラミン、又はこれらの混合物のうちの何れか一
つを還元剤として注入し、選択無触媒還元により窒素酸
化物濃度を減少させた後、無触媒還元の生じない条件
で、排ガス中のアンモニア量と窒素酸化物量との比が
１：１０〜５：１となる量のアンモニアを排ガス中に注
入し、これを触媒と接触させ窒素酸化物を還元する脱硝
方法が開示されている。

【００２２】このほか、ＳＮＣＲ式脱硝とＳＣＲ式脱硝
とを組み合わせた脱硝方法として、米国特許４９７８５
１４号公報、米国特許５１３９７５４号公報、米国特許
５１３９７６４号公報、米国特許５２３３９３４号公報
などが開示されている。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のＳＣＲ式脱硝方法では、以下のような課題を有して
いた。（１）ＳＣＲ式脱硝装置は排ガスの温度が３００〜４０
０℃の温度ゾーンに設置されることから、コンバインド
サイクルでは必然的にガスタービンの後流となり、低圧
であるため、ＳＣＲ単独で脱硝を行おうとすると広い設
置スペースを要する。（２）触媒脱硝を行うための脱硝反応塔に注入するアン
モニアを気化するために、別途アンモニアの気化設備が
必要である。（３）アンモニアを直接注入するため、注入部周辺の管
壁が窒化され劣化する。

【００２４】また、上記従来のＳＮＣＲ式脱硝方法で
は、以下のような課題を有していた。（４）還元剤として噴霧するＮＨ₃や尿素等は脱硝反応
および燃焼反応として分解される以外に、反応に関与せ
ず後流にスリップし、排ガス中のＨＣｌと反応し白煙の
原因となる塩化アンモニウム（ＮＨ₄Ｃｌ）を生成した
り、ＳＯ₂と反応し亜硫酸アンモニウム（（ＮＨ₄）ＳＯ
₃）を生成したり、未反応のまま後流にスリップする。
このようなスリップを防止するため、例えば、米国特許
４４２３０１７号公報に開示の脱硝方法においては還元
領域の終端に金属材料を配置しているが、実際にＮＨ₃
等のスリップ量を抑えるためにはＮＨ₃や（ＮＨ₂）₂Ｃ
Ｏの注入量が制限される。そのため、脱硝率も制限さ
れ、一般的に脱硝率は３０〜４０％であり、高い脱硝率
を得ることは難しいという問題点を有していた。（５）脱硝率を高めようとすると、ＮＨ₃のスリップ量
が増加するため、スリップしたＮＨ₃（以下、スリップ
アンモニアと呼ぶ。）の金属材料による低減措置を図る
必要があり、新たに設備を要しメンテナンス性やコスト
面に問題があった。（６）８００℃以下では高温ゾーンでの脱硝剤の滞留時
間がとれないため反応が鈍り、９００℃以上では還元剤
の燃焼が併発し反応効率が低下する。加圧流動床ボイラ
内では、燃焼条件の変動や火炎ゾーンの温度分布等が微
妙に変化するため、高い脱硝率を得ることが難しく安定
性に欠けるという問題点を有していた。（７）加圧流動床ボイラ出口（高灰分ゾーン）にＮＨ₃
を注入した場合には、ＮＯｘは還元されるが、ＣＯ、Ｓ
Ｏｘ、Ｎ₂Ｏ等の他の有害ガスの発生の増加が見られ
る。これは、加圧流動床ボイラ出口付近の高温域におい
て、以下のような反応によりＣＯ分圧が上昇するためで
あると考えられる。２ＮＨ₂→Ｎ₂＋２Ｈ₂ ＣａＣＯ₃＋Ｈ₂→ＣａＯ＋ＣＯ＋Ｈ₂ＯＭｇＣＯ₃＋Ｈ₂→ＭｇＯ＋ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ２ＮＯ＋ＣＯ→ＣＯ₂＋Ｎ₂Ｏすなわち、脱塩剤や脱硫剤として投入されたＣａＣＯ₃
やＭｇＣＯ₃等と脱硝還元剤として注入されたＮＨ₃とが
排ガス中に併存するために生じると考えられる。（８）排ガス中の塩素とＮＨ₃が反応し、（ＮＨ₄）Ｃｌ
が生成される。また、冷却器による冷却により排ガスの
温度を下げた場合や、加圧流動床ボイラの停止時に排ガ
スの温度が下がった場合、炭酸アンモニウム（ＮＨ₄）₂
ＣＯ₃が生成される。これら生成される（ＮＨ₄）Ｃｌ、
（ＮＨ₄）₂ＣＯ₃は粘稠性が高く、加圧流動床ボイラ内
壁、煙道、脱塵装置（セラミックフィルタ等）などに付
着する。また、脱塵装置により排ガスの除塵を行った場
合、上記（ＮＨ₄）Ｃｌが灰中に混入する。これによ
り、脱塵装置におけるフィルタの差圧が上昇したり、煙
道や脱塵装置等の排ガス流路や灰処理系の閉塞を生じさ
せる原因となり、メンテナンス性も悪いという問題を有
していた。（９）近年、加圧流動床ボイラからの排ガスを、セラミ
ックフィルタを用いて３００〜９００℃の高温状態で脱
塵を行う装置が研究開発されている。このような装置に
おいては、加圧流動床ボイラ内や加圧流動床ボイラ出口
（高灰分ゾーン）にＮＨ₃を注入した場合、例えば、脱
硫剤にＣａＣＯ₃やＭｇＣＯ₃を使用すると、加圧流動床
ボイラからＣＴＦにかけての排ガス中で以下のような反
応によりＣａＯやＭｇＯが多量に生成される。２ＮＨ₃→３Ｈ₂＋Ｎ₂ ＣａＣＯ₃＋Ｈ₂→ＣａＯ＋ＣＯ＋Ｈ₂ＯＭｇＣＯ₃＋Ｈ₂→ＭｇＯ＋ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ排ガス中のＣａＯやＭｇＯは、セラミックフィルタのフ
ィルタ表面乃至はフィルタ繊維網内において、以下のよ
うなオレーション反応を生じ、チェーン構造状の分子を
形成する。ｎＣａＯ＋ｎＳＯ₂＋ｎ／２Ｏ₂→［ＣａＯ・ＳＯ₃］_n ｎＣａＯ＋ｎＣＯ₂→［ＣａＯ・ＣＯ₂］_n ｎＭｇＯ＋ｎＳＯ₂＋ｎ／２Ｏ₂→［ＭｇＯ・ＳＯ₃］_n ｎＭｇＯ＋ｎＣＯ₂→［ＭｇＯ・ＣＯ₂］_n このようなオレーション反応がセラミックフィルタのフ
ィルタ繊維網内で生じた場合、灰燼の体積の膨張が生じ
る。従って、オレーション反応が多量に生じた場合、フ
ィルタの差圧が上昇するという問題を有している。ま
た、この反応がフィルタ内部で発生すると、フィルタ繊
維網内の灰燼の体積膨張によりフィルタが目詰まりを生
じ、上記膨張して目詰まりを起こした灰燼は、フィルタ
の逆洗によって除去することができず残留する。そのた
め、フィルタの差圧が上昇し、結果的にプラントを停止
した上でのフィルタの再生（フィルタ表面の切削）が必
要といった問題を有していた。また、上記オレーション
反応は、一定条件の下、ＰＦＢＣボイラや煙道内におい
ても生じるため、ＰＦＢＣボイラ内壁や煙道内壁に灰が
付着し、メンテナンス性に欠けるという問題点を有して
いた。

【００２５】また、上記従来のＳＮＣＲ式脱硝とＳＣＲ
式脱硝を組み合わせた脱硝方法では、以下のような課題
を有していた。（１０）加圧流動床ボイラにおいては、一般に燃料とと
もにＣａＣＯ₃やＭｇＣＯ₃等の脱硫剤が投入される。従
って、ボイラ内に還元剤を注入する場合、上記（９）に
述べたように、オレーション反応によるフィルタ閉塞や
灰の付着等が生じるという問題を有していた。（１１）ＮＨ₃でＮＯｘの還元脱硝を行うと、ＮＯｘが
減少するのとは逆に、ＳＯｘ、ＣＯ、Ｎ₂Ｏなどの他の
有害ガスが増加する傾向がみられるという問題点を有し
ていた。

【００２６】本発明の加圧流動床ボイラの脱硝方法は上
記従来の課題を解決するもので、排ガス温度が低い場合
でも高い脱硝効率を得ることができ、脱硝に伴う他の有
害ガスの増加がなくＮＯｘのみを高率で選択的に還元す
ることができ、スリップアンモニアを有効に利用すると
ともに、ＮＨ₃が集塵灰中に移行することによる灰処理
系における閉塞等のトラブルを回避することができ、更
に実施するための装置構成を著しくコンパクトに構成す
ることが可能で、実施に当たってのランニングコストの
低い加圧流動床ボイラの脱硝方法を提供することを目的
とする。

【００２７】また、本発明の脱硝装置は上記従来の課題
を解決するもので、装置構成を著しくコンパクト化で
き、ランニングコストを低減させ、メンテナンス性や大
気汚染防止性に優れ、排ガス温度が低い場合でも高い脱
硝効率を得ることができ、脱硝に伴う他の有害ガス（エ
ミッション）の増加がなくＮＯｘのみを選択的に還元す
ることが可能であり、スリップアンモニアを有効に利用
することが可能であり、ＮＨ₃が集塵灰中に移行するこ
とによる灰処理系における閉塞等を防ぎ後処理工程の作
業性に優れた、加圧流動床ボイラの脱硝装置を提供する
ことを目的とする。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の加圧流動床ボイラの脱硝方法は、加圧流動床
ボイラでの燃焼において発生する排ガス中に含まれる窒
素酸化物の濃度を低減する脱硝方法であって、加圧流動
床ボイラ内で脱塩剤や脱硫剤とともに燃料を燃焼させた
後に発生する排ガス、又は加圧流動床ボイラ内で燃料を
燃焼させた後に発生する排ガスに脱塩剤や脱硫剤を吹き
込むことにより脱塩や脱硫処理がされた排ガスを、高温
域においてセラミックフィルタにより脱塵する脱塵工程
と、脱塵後の４５０〜９００℃の温度域の排ガスに、ア
ンモニア、尿素、アミノ化合物等の脱硝還元剤を注入す
ることで脱硝還元剤により排ガス中の窒素酸化物を選択
的に無触媒還元する無触媒還元工程と、無触媒還元工程
を通過した排ガスを１５０〜５００℃の温度域において
脱硝還元触媒に接触させる触媒還元工程と、を備えた構
成より成る。

【００２９】この構成により、排ガス温度が低い場合で
も高い脱硝効率を得ることができ、脱硝に伴う他の有害
ガスの増加がなくＮＯｘのみを高率で選択的に還元する
ことができ、スリップアンモニアを有効に利用するとと
もに、ＮＨ₃が集塵灰中に移行することによる灰処理系
における閉塞等のトラブルを回避することができ、更に
実施するための装置構成を著しくコンパクトに構成する
ことが可能で、実施に当たってのランニングコストの低
い加圧流動床ボイラの脱硝方法を提供することができ
る。

【００３０】上記課題を解決するために本発明の脱硝装
置は、加圧流動床ボイラにおいて脱塩剤や脱硫剤と共に
燃料を燃焼することで発生する排ガス、又は加圧流動床
ボイラ内で燃料を燃焼させた後に発生する排ガスに脱塩
剤や脱硫剤を吹き込むことにより脱塩や脱硫処理がされ
た排ガス中の窒素酸化物濃度を低減する脱硝装置であっ
て、高温域において排ガスの脱塵を行うセラミックフィ
ルタと、セラミックフィルタの後流側の４５０〜９００
℃の温度域の排ガス流路にアンモニア、尿素、アミノ化
合物等の脱硝還元剤又はこれらを溶解した脱硝還元剤溶
液を注入する脱硝還元剤注入部と、排ガス流路の後流側
の１５０〜５００℃の温度域に配設され排ガスを脱硝還
元触媒に接触させることで排ガス中に残留する脱硝還元
剤により排ガス中に残留する窒素酸化物を還元する脱硝
反応装置と、を備えた構成より成る。

【００３１】この構成により、装置構成を著しくコンパ
クト化でき、ランニングコストを低減させ、メンテナン
ス性や大気汚染防止性に優れ、排ガス温度が低い場合で
も高い脱硝効率を得ることができ、脱硝に伴う他の有害
ガス（エミッション）の増加がなくＮＯｘのみを選択的
に還元することが可能であり、スリップアンモニアを有
効に利用することが可能であり、ＮＨ₃が集塵灰中に移
行することによる灰処理系における閉塞等を防ぎ後処理
工程の作業性に優れた、加圧流動床炉の脱硝装置を提供
することができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の脱硝方
法は、加圧流動床ボイラでの燃焼において発生する排ガ
ス中に含まれる窒素酸化物の濃度を低減する脱硝方法で
あって、加圧流動床ボイラ内で脱塩剤や脱硫剤とともに
燃料を燃焼させた後に発生する排ガス、又は加圧流動床
ボイラ内で燃料を燃焼させた後に発生する排ガスに脱塩
剤や脱硫剤を吹き込むことにより脱塩や脱硫処理がされ
た排ガスを、高温域においてセラミックフィルタにより
脱塵する脱塵工程と、脱塵後の４５０〜９００℃の温度
域の排ガスに、アンモニア、尿素、アミノ化合物等の脱
硝還元剤を注入することで脱硝還元剤により排ガス中の
窒素酸化物を選択的に無触媒還元する無触媒還元工程
と、無触媒還元工程を通過した排ガスを１５０〜５００
℃の温度域において脱硝還元触媒に接触させる触媒還元
工程と、を備えた構成としたものであり、この構成によ
り、以下のような作用が得られる。（１）燃焼により発生するＳＯｘは脱硫剤により脱硫さ
れる。また、燃焼により発生するＨＣｌは脱塩剤により
脱塩される。排ガスに混入し流出する脱塩剤や脱硫剤
（ＣａＣＯ₃、ＭｇＣＯ₃等）及びその反応生成物（Ｃａ
ＳＯ₄、ＭｇＳＯ₄、ＣａＣｌ₂、ＭｇＣｌ₂等）は、脱塵
工程において、セラミックフィルタにより、灰燼として
排ガス中から除去される。（２）脱塵工程において、セラミックフィルタにより脱
塩剤や脱硫剤及びその反応生成物その他の灰燼の除去さ
れた排ガスには、無触媒還元工程において、アンモニ
ア、尿素、アミノ化合物等の脱硝還元剤を注入される。
これにより、他のエミッションを増加させることなく排
ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）が選択的に無触媒還元
（以下、「選択的無触媒還元（ＳＮＣＲ）」と呼ぶ。）
され低減される。（３）無触媒還元工程において、選択的無触媒還元の反
応に関与しなかった脱硝還元剤は、排ガスと共に後流へ
送流され、触媒還元工程を行うための脱硝反応装置に流
入する。（４）触媒還元工程において、無触媒還元に関与せず排
ガス中に残留した脱硝還元剤が排ガスとともに脱硝反応
装置に流入し、この脱硝還元剤により、排ガス中に残留
するＮＯｘが選択的に接触還元（以下、「選択的触媒還
元（ＳＣＲ）」と呼ぶ。）され、排ガス中のＮＯｘが更
に低減される。（５）排ガス中から脱塩剤や脱硫剤やその反応生成物が
完全に除去された後に脱硝剤が注入されるため、脱硝還
元剤と脱塩剤や脱硫剤やその反応生成物とが排ガス中に
併存することがなく、脱硝による脱塩効率や脱硫効率の
低下を防ぎ設計量の脱塩剤や脱硫剤の流入でよく脱塩剤
や脱硫剤のロスを防ぐことができる。（６）選択的無触媒還元による脱硝後、選択的無触媒還
元において還元反応に関与しなかった脱硝還元剤を用い
て更に触媒による選択的触媒還元により脱硝がされるた
め、極めて効率よく脱硝を行うことができる。（７）セラミックフィルタで灰燼が除去された後に排ガ
ス中に脱硝還元剤が注入されるため、集塵された灰燼中
に脱硝還元剤又はその反応生成物が混入することがな
く、灰処理系における脱硝還元剤又はその反応生成物に
よる管閉塞等のトラブルがなくなる。（８）セラミックフィルタの上流で脱硝還元剤と脱塩剤
や脱硫剤及びその反応生成物とが排ガス中に併存するこ
とがないため、加圧流動床ボイラからセラミックフィル
タにかけての流路において、排ガスと共に流出する脱塩
剤や脱硫剤及びその反応生成物が、脱硝還元剤により還
元されることがない。従って、セラミックフィルタにお
いて、オレーション反応が多量に発生しセラミックフィ
ルタ繊維網内で灰燼が体積膨張しフィルタが目詰まりす
る現象が防止され、セラミックフィルタの運転時間を倍
増させるとともに耐久性を向上する。更に逆洗時間及び
逆洗回数を少なくすることができユーティリティの浪費
を防止できる。また、セラミックフィルタの繊維網内に
灰燼が詰塞しフィルタ自体の差圧が上昇するためにフィ
ルタ表面を切削し再生させるといった必要もなくなり、
プラントの長時間連続運転が可能となる。（９）ＣａＣＯ₃やＭｇＣＯ₃などの脱塩剤や脱硫剤及び
その反応生成物と脱硝還元剤とが排ガス中に併存するこ
とがないため、脱硝還元剤が脱塩剤や脱硫剤及びその反
応生成物を還元することがなく、ＣＯの増加が防止され
る。また、ＮＯとＣＯにより誘導されるＮ₂Ｏの増加も
防止できる。（１０）炉内に脱硝還元剤を注入する場合に比べ、脱硝
還元剤が高温域に滞留する時間が短く、脱硝還元剤自体
の熱分解量が抑えられ、脱硝に必要な脱硝還元剤のモル
比を少なくすることが可能となる。また、そのため、脱
硝還元剤の熱分解により発生するＨ₂等によりＣＯ₂が還
元され生じるＣＯの量も減少し、その他のエミッション
の増加も抑制される。

【００３３】ここで、加圧流動床ボイラにおいて燃焼さ
せる燃料としては、石炭、亜炭、褐炭、瀝青炭、コーク
ス、石油コークス、オイルコークス、オイルサンド、重
質油、石炭液化残査、ゴム、古タイヤ、廃油、一般ゴ
ミ、一般廃棄物、木質物、炭化物、ＲＤＦやその炭化
物、木屑、産業廃棄物、食品工場や農業等で排出される
有機残渣物等や、これらの混合物であってもよい。

【００３４】また、脱塩剤や脱硫剤としては上記のＣａ
ＣＯ₃（又は石灰石）やＭｇＣＯ₃（又はドロマイト）の
他、ＣａＯ（生石灰）、Ｃａ（ＯＨ）₂（消石灰）、Ｋ₂
ＣＯ ₃、ＫＯＨ、アルカリ粉体又はこれらの混合物等が
用いられる。

【００３５】脱塩剤や脱硫剤は、燃料とともに加圧流動
床ボイラ内に吹き込み炉内脱塩や炉内脱硫をするように
構成してもよく、又、加圧流動床ボイラの後流のセラミ
ックフィルタの上流側の煙道に吹き込み煙道内の気流中
で脱塩・脱硫を行うように構成してもよい。

【００３６】脱硝還元剤として用いられるアミノ化合物
としては、アミン、ヒドラジン、アミド、カルバミン酸
アンモニウム、ビウレット、ジメチロール尿素、メチロ
ール尿素、グアジニン炭酸塩、グアニル尿素硫酸塩、ヘ
キサメチルテトラミン、ジメチル尿素、メチル尿素、尿
素の加水分解生成物、尿素の加水分解産物、炭酸アンモ
ニウム、重炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウ
ム、蟻酸アンモニウム、蓚酸アンモニウム、ヘキサメチ
レンテトラミン、１，１’アゾビスホルムアルデヒド、
メラミン、アセトニトリル、メチルイソシアネート、ト
リアジン系化合物等の炭素−窒素多重結合を有する化合
物、ピリジン、アゾジカルボンアミド、２，２’−アゾ
ビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス−２−メ
チルブチロニトリル、２，２’−アゾビス−２，４−ジ
メチルバレロニトリル、１，１’−アゾビス−１−シク
ロヘキサンカルボニトリル、ジメチル−２，２’−アゾ
ビスイソブチレート、４，４’−アゾビス−４−シアノ
バレリックアシッド、２，２’−アゾビス−［２−アミ
ジンプロパン］ジヒドクロライド等の脂肪族アゾ化合物
等、又はこれらの混合物が挙げられる。これらは単独で
用いてもよいが、水やエタノール等の溶媒に溶解した溶
液で用いるのが好ましい。取り扱いが容易となり、運転
制御が容易となるからである。

【００３７】脱硝還元剤としてアンモニアを用いた場
合、ＮＨ₃の注入比率（［ＮＨ₃］／［ＮＯ］）はモル比
で０．２〜５好ましくは０．４〜２が好適である。モル
比が０．４以下となるにつれ還元されない未反応の窒素
酸化物が増加する傾向があり、モル比２以上となるにつ
れ脱硝触媒による選択的触媒還元でも未反応のアンモニ
アを分解しきれず選択的触媒還元後の排ガス中において
未反応の脱硝還元剤が残留する傾向が見られる。

【００３８】脱硝還元剤が注入されるときの排ガスの温
度は４５０〜９００℃、好ましくは７００〜８００℃と
される。７００℃より低温になるにつれ、ＮＯｘの無触
媒による還元反応が生じにくくなる傾向が見られ、ま
た、８００℃より温度を上げても、選択的無触媒還元反
応の効率が飽和する傾向が見られ、逆に前段のセラミッ
クフィルタの熱による劣化が顕著化する傾向が見られる
からである。

【００３９】セラミックフィルタによる排ガスの脱塵
は、上記脱硝還元剤が注入されるときの排ガスの温度よ
りも高い温度域において行われる。

【００４０】排ガスの脱塵に用いられるセラミックフィ
ルタとしては、内面濾過方式のセラミックチューブフィ
ルタ（ＣＴＦ）、外面濾過方式のキャンドル式セラミッ
クフィルタ、クロスフロー式（ハニカム式）セラミック
フィルタ、アニューラ型セラミックフィルタ等が使用さ
れるが、セラミックチューブフィルタを用いるのが好適
である。送入される排ガスの流れが下降流であるため、
逆洗時にフィルタチューブから分離した灰が逆洗後にフ
ィルタチューブを通り抜ける気流に巻き込まれ再付着す
るリエントレイメントとよばれる現象が生じないからで
ある。

【００４１】脱硝反応装置入口における排ガスの温度
は、１５０〜５００℃、好ましくは３００〜４００℃と
される。３００℃より低温になるにつれ脱硝還元反応が
生じにくくなる傾向が見られ、４００℃よりも高温にな
るにつれ脱硝触媒の活性が低下し、脱硝効率が低下する
傾向が見られる。

【００４２】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載の脱硝方法であって、脱硝還元剤は、水、エタ
ノール、メタノール等の溶媒に溶解された状態で排ガス
中に注入されることを特徴とする構成としたものであ
り、この構成により、以下のような作用が得られる。（１）脱硝還元剤の溶液の蒸発により排ガス中に脱硝還
元剤が拡散される。このとき、溶媒が拡散剤となり、溶
媒の気化時の体積膨張により脱硝還元剤は排ガス中に効
率よく拡散される。（２）排ガスに脱硝還元剤が効率よく拡散されるため、
脱硝効率が向上する。（３）脱硝還元剤の溶液が気化する際に、気化熱により
排ガスの温度が下がるため、脱硝還元剤の溶液の濃度を
調節することにより注入溶液量を調節することができ、
延いては選択的無触媒還元における反応温度を調節する
ことができる。

【００４３】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１に記載の脱硝方法であって、脱硝還元剤は、アンモニ
ア又は尿素の濃度が２重量％〜５０重量％のアンモニア
水又は尿素水であることを特徴とする構成としたもので
あり、この構成により以下の作用が得られる。（１）排ガスに含有されるＮＯを還元するのに必要なア
ンモニア水又は尿素水の量が適度であるため、水の気化
熱による排ガス温度の下降が少なく、選択的無触媒還元
反応の効率を高い状態に維持できる。（２）常圧でもアンモニア水又は尿素水の貯留が可能で
あり、アンモニア水又は尿素水の取り扱いが容易であ
る。

【００４４】本発明の請求項４に記載の脱硝装置は、加
圧流動床ボイラにおいて脱塩剤や脱硫剤と共に燃料を燃
焼することで発生する排ガス、又は加圧流動床ボイラ内
で燃料を燃焼させた後に発生する排ガスに脱塩剤や脱硫
剤を吹き込むことにより脱塩や脱硫処理がされた排ガス
中の窒素酸化物濃度を低減する脱硝装置であって、高温
域において排ガスの脱塵を行うセラミックフィルタと、
セラミックフィルタの後流側の４５０〜９００℃の温度
域の排ガス流路にアンモニア、尿素、アミノ化合物等の
脱硝還元剤又はこれらを溶解した脱硝還元剤溶液を注入
する脱硝還元剤注入部と、排ガス流路の後流側の１５０
〜５００℃の温度域に配設され排ガスを脱硝還元触媒に
接触させることで排ガス中に残留する脱硝還元剤により
排ガス中に残留する窒素酸化物を還元する脱硝反応装置
と、を備えた構成としたものであり、この構成により、
以下のような作用が得られる。（１）加圧流動床ボイラから発生する排ガスは、セラミ
ックフィルタにより脱塵された後、排ガス流路に送入さ
れる。このとき、燃料とともに炉内に投入され、排ガス
とともに加圧流動床ボイラから流出した脱塩剤や脱硫剤
（ＣａＣＯ₃、ＭｇＣＯ₃等）、又は加圧流動床ボイラ内
で燃料を燃焼させた後に発生する排ガスに吹き込まれた
脱塩剤や脱硫剤、及びそれらが排ガス中のＳＯｘやＨＣ
ｌと反応して生成された反応生成物（ＣａＳＯ₄、Ｍｇ
ＳＯ₄、ＣａＣｌ₂、ＭｇＣｌ₂等）も、セラミックフィ
ルタにおいて灰燼として排ガス中から除去される。（２）セラミックフィルタを通過して流出する排ガス中
には、脱硝還元剤注入部により、セラミックフィルタの
排ガス出口又は排ガス流路においてアンモニア、尿素、
アミノ化合物等の脱硝還元剤が注入され、選択的無触媒
還元反応により排ガスに含まれる窒素酸化物の濃度が低
減される。（３）セラミックフィルタの排ガス出口又は排ガス流路
において選択的無触媒還元反応に関与せず排ガス中に残
留した脱硝還元剤は、排ガスに混合して後流へ送られ、
排ガスとともに脱硝反応装置に流入する。（５）脱硝反応装置において、排ガス中に残留する窒素
酸化物は、排ガスとともに流入する脱硝還元剤により選
択的触媒還元で還元され、更に窒素酸化物の濃度が低減
される。（６）脱硝反応装置に供給するための脱硝還元剤の気化
装置や脱硝還元剤の拡散装置が不要となり、脱硝反応装
置のコンパクト化を図ることが可能となる。（７）脱硝反応装置に要求される脱硝効率を低減させる
ことができるため、脱硝反応装置のコンパクト化を図る
ことが可能となる。（８）燃焼により発生するＳＯｘは脱硫剤により脱硫さ
れる。また、燃焼により発生するＨＣｌは脱塩剤により
脱塩される。脱塩剤や脱硫剤及びその反応生成物はセラ
ミックフィルタにより、灰燼として排ガス中から除去さ
れる。従って、脱硝還元剤と脱塩剤や脱硫剤及びその反
応生成物とが排ガス中に併存することがなく、脱硝によ
り脱塩効率、脱硫効率が低下することが防止される。（９）セラミックフィルタで灰燼が除去された後に排ガ
ス中に脱硝還元剤が注入されるため、集塵された灰燼中
に脱硝還元剤又はその反応生成物が混入することがな
く、灰処理系における脱硝還元剤又はその反応生成物の
付着や固結等による管閉塞等のトラブルがなくなる。（１０）セラミックフィルタの上流で脱硝還元剤と脱塩
剤や脱硫剤及びその反応生成物とが排ガス中に併存する
ことがないため、加圧流動床ボイラからセラミックフィ
ルタにかけての流路において、排ガスと共に加圧流動床
ボイラから流出する脱塩剤や脱硫剤及びその反応物が、
脱硝還元剤により還元されることがない。従って、セラ
ミックフィルタにＣａＯやＭｇＯ等が多量に流入するこ
とがなく、オレーション反応が多量に発生しセラミック
フィルタ繊維網内で灰燼が体積膨張しフィルタが詰塞す
る現象が防止される。

【００４５】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
４に記載の脱硝装置であって、排ガス流路の後流側、脱
硝反応装置の上流側に配設されたガスタービンを備えた
構成としたものであり、この構成により、以下の作用が
得られる。（１）セラミックフィルタにより脱塵された排ガスは、
脱硝還元剤が注入拡散された後、排ガス流路から、ガス
タービンに送入され、ガスタービンを駆動し、断熱膨張
により冷却された後、脱硝反応装置に送入される。（２）排ガスは、ガスタービンの上流で選択的無触媒還
元による脱硝後、選択的触媒還元による脱硝がされるた
め、効率よく脱硝を行うことができる。（３）排ガスに注入された脱硝還元剤は、ガスタービン
により十分に排ガスと混合され、後流の脱硝反応等にお
ける脱硝効率を上げることができる。

【００４６】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
４又は５に記載の脱硝装置であって、脱硝還元剤は、脱
硝還元剤の濃度が２重量％〜５０重量％のアンモニア又
は尿素の水、エタノール若しくはメタノール等の溶媒に
溶解された溶液であること、及び／又は脱硝還元剤注入
部は、脱硝還元剤と溶媒との混合比を調節する混合比調
節手段を備えた構成としたものであり、この構成によ
り、以下のような作用が得られる。（１）脱硝還元剤の溶液の蒸発により排ガス中に脱硝還
元剤が拡散される。このとき、溶媒が拡散剤となり、溶
媒の気化時の体積膨張により脱硝還元剤は排ガス中に効
率よく拡散される。（２）排ガスに脱硝還元剤が効率よく拡散されるため、
脱硝効率が向上する。（３）脱硝反応装置にアンモニアガス等の脱硝還元剤を
気化し注入する必要がなくなり、還元剤の気化器等の脱
硝反応装置への還元剤供給装置が不要となり設備が簡易
化、コンパクト化される。（４）排ガスに含有されるＮＯを還元するのに必要なア
ンモニア又は尿素の水、エタノール若しくはメタノール
溶液の量が適度であるため、水の気化熱による排ガス温
度の下降が少なく、選択的無触媒還元反応の効率を高い
状態に維持できる。（５）常圧でもアンモニア又は尿素の水、エタノール若
しくはメタノール溶液の貯留が可能であり、アンモニア
水又は尿素水の取り扱いが容易である。（６）加圧流動床ボイラの運転時温度に適応して脱硝還
元剤の溶液の濃度を調節することが可能となる。（７）加圧流動床ボイラから発生する排ガス中の窒素酸
化物の濃度に適応して脱硝還元剤の溶液の濃度を調節す
ることにより、選択的無触媒還元の反応温度を調節する
ことが可能となり、延いては選択的無触媒還元による脱
硝の効率を調節することが可能となる。

【００４７】以下に本発明の一実施の形態について、図
面を参照しながら説明する。（実施の形態１）図１は本発明の実施の形態１における
脱硝装置のブロック図である。

【００４８】図１において、１はコンプレッサからの空
気で加圧することによりボイラ内の燃料を流動化させ効
率よく燃焼させる加圧流動床ボイラ、２は加圧流動床ボ
イラ１から発生する排ガスから粗粒灰を分離するサイク
ロン、３は加圧流動床ボイラ１及びサイクロン２を内設
しコンプレッサからの空気により内部を高圧状態に保つ
圧力容器である。

【００４９】加圧流動床ボイラ１には、燃料とともに石
灰石（ＣａＣＯ₃）、ドロマイト（ＣａＣＯ₃、ＭｇＣＯ
₃）、炭酸カリウム（Ｋ₂ＣＯ₃）、水酸化カリウム（Ｋ
ＯＨ）等の脱塩剤や脱硫剤が投入される。サイクロン２
で分離された粗粒灰は加圧流動床ボイラ１に戻される。

【００５０】４はサイクロン２で粗粒灰が除塵された排
ガス及び微粒灰を同伴した高温の排ガスが流入され排ガ
ス中の微粒子の脱塵を行うセラミックチューブフィルタ
（ＣＴＦ）、５はセラミックチューブフィルタ４の後流
側に連通する排ガス流路、６は排ガス流路５の後流側に
連通して配設され排ガス流路５からの排ガスにより回転
するガスタービン、６ａはガスタービン６により回転駆
動された発電機、７はガスタービン６の後流側に連通し
て配設され選択的触媒還元法（ＳＣＲ）により排ガス中
のＮＯｘを触媒により接触還元する脱硝反応塔、８は脱
硝反応塔７の後流側に連通して配設され排ガスの有する
熱により給水を余熱するエコノマイザ、９はエコノマイ
ザ８の後流側に連通して配設され排ガスに残留する灰燼
を除塵するバグフィルタ、１０はバグフィルタ９の後流
側に連通して配設され排ガスを大気に放出する煙突であ
る。

【００５１】１１は排ガス流路５に脱硝還元剤溶液を注
入する脱硝還元剤溶液注入管、１２は脱硝還元剤である
アンモニアを貯留する脱硝還元剤タンク、１３は脱硝還
元剤を希釈し所定の濃度に調整する濃度調整用の水（調
整水）を貯留する調整水タンク、１４ａは脱硝還元剤タ
ンク１２の脱硝還元剤を輸送する脱硝還元剤輸送管、１
４ｂは調整水タンク１３の調整水を輸送する調整水輸送
管、１５は脱硝還元剤輸送管１４ａ及び調整水輸送管１
４ｂの各端部に配設され脱硝還元剤のアンモニアと調整
水とを所定の濃度になるように流量比の調節を行う混合
比調節弁、１４ｃは所定濃度に調整された脱硝還元剤溶
液を供給する脱硝還元剤溶液供給管、１６は脱硝還元剤
溶液供給管１４ｃに配設され脱硝還元剤／ＮＯを所定モ
ル比になるように脱硝還元剤溶液を供給する定量供給ポ
ンプ、１７はガスタービン６により回転駆動され加圧流
動床ボイラ１内の気圧を昇圧するための空気を圧縮する
コンプレッサである。

【００５２】１８は加圧流動床ボイラ１内に配設された
熱交換器、１８ａは熱交換器１８により発生する蒸気が
通気する蒸気管、１９は蒸気管１８ａから送気される蒸
気により回転駆動される蒸気タービン、１９ａは蒸気タ
ービン１９により回転駆動される発電機、２０は蒸気タ
ービン１９から排出される蒸気を冷却し復水する復水
器、２１は復水器２０で復水された水を循環させる復水
ポンプ、２２は復水ポンプ２１からエコノマイザ８へ送
水する送水管、２３はエコノマイザ８で加熱された水を
熱交換器１８に送水する給水管である。

【００５３】脱硝還元剤タンク１２に貯留される還元剤
としては、ＮＨ₃の他に、尿素、重炭酸アンモニウム等
のアンモニウム化合物等の還元剤であってもよい。脱硝
還元剤タンク１２には、還元剤を水やメタノール、エタ
ノール等のアルコール溶剤などの溶媒に溶解した溶液状
で貯留してもよい。

【００５４】以上のように構成された本実施の形態の脱
硝装置について、以下その脱硝方法について説明する。

【００５５】加圧流動床ボイラ１において、ＣａＯ、Ｃ
ａＣＯ₃、ＭｇＣＯ₃、ＫＣＯ₃、ＫＯＨ等の脱塩剤や脱
硫剤と共に石炭やＲＤＦ（ゴミ等の廃棄物をペレット化
したもの）等の燃料が６００〜９５０℃で燃焼される。
燃焼により発生する排ガスは、サイクロン２に送入さ
れ、排ガス中の粒径の大きい粗粒灰が分離され、分離さ
れた粗粒灰は再び加圧流動床ボイラ１内に戻される。
尚、加圧流動床ボイラ１の炉内においては、燃料と共に
投入される脱塩剤や脱硫剤により炉内脱塩・炉内脱硫が
される。

【００５６】サイクロン２において脱塵された３００〜
９００℃の高温の排ガスは、圧力容器３の外部に配設さ
れたセラミックチューブフィルタ４に送入され、排ガス
から微粒子の灰燼が除塵される。このとき、排ガスに混
入してセラミックチューブフィルタ４に流入する脱硫剤
も灰燼として除塵される。除塵された排ガスは後流の排
ガス流路５に送出される。セラミックチューブフィルタ
４のフィルタチューブ表面には、加圧流動床ボイラ１か
ら流出する未反応の脱塩剤や脱硫剤が付着しており、セ
ラミックチューブフィルタ４においても脱塩・脱硫が行
われる。

【００５７】排ガス流路５に送入された排ガスには、脱
硝還元剤溶液注入管１１から脱硝還元剤溶液が噴射注入
される。脱硝還元剤溶液は、脱硝還元剤タンク１２に貯
留されており、調整水タンク１３に貯留された調整水と
混合比調節弁１５において適度な濃度に調整され、定量
供給ポンプ１６により脱硝還元剤溶液注入管１１へ送ら
れ噴射される。

【００５８】このとき、排ガス流路５の温度は、４５０
〜９００℃、好ましくは７００〜８００℃とするのが好
適である。７００℃より低温になるにつれ、ＮＯｘの還
元反応（選択的無触媒還元反応）の反応率が低下する傾
向が見られ、８００℃より温度を上げても、選択的無触
媒還元反応の反応率が平衡に達する傾向が見られるとと
もに、セラミックフィルタが熱により劣化する傾向が顕
在化していくからである。

【００５９】排ガス流路５に注入された脱硝還元剤溶液
は即座に蒸発して脱硝還元剤であるＮＨ₃ガスを拡散す
る。このとき、脱硝還元剤溶液に含まれる水の急激な体
積膨張により、ＮＨ₃は高速で排ガス中に拡散混合され
るため、高い反応効率で選択的無触媒還元反応を生じさ
せることが可能となる。更に、ＮＨ₃は脱硝還元剤溶液
の状態において適度な濃度に薄められているため、排ガ
ス流路５に注入後にＮＨ₃の濃度が局所的に高くなるこ
とが防止され、排ガス流路５内の管壁が窒化され劣化す
ることが防止される。

【００６０】また、脱硝還元剤としてアンモニア水を使
用するため、気体のＮＨ₃を用いる場合に比べ貯留性や
操作性に優れ、ＮＨ₃の気化器も必要としない。

【００６１】アンモニア水濃度は２〜５０ｗ％、好まし
くは５〜３０ｗ％とするのが好適である。アンモニア水
濃度が５ｗ％より低くなるにつれ、排ガスに含有される
ＮＯを還元するのに必要なアンモニア水が増加するため
に水の気化熱による排ガス温度の下降が顕著となり選択
的無触媒還元の効率が低下する傾向が見られ、３０ｗ％
よりも高濃度になるにつれ常圧でのアンモニア水の貯留
が難しくなり、加圧状態でアンモニア水を貯留する必要
が生じるため、取り扱いの利便性が低下するからであ
る。

【００６２】脱硝還元剤溶液中のＮＨ₃の注入比率
（［ＮＨ₃］／［ＮＯ］）はモル比で０．２〜５好まし
くは０．４〜２が好適である。モル比が０．４以下とな
るにつれ還元されない未反応のＮＯｘが増加する傾向が
あり、モル比が２以上となるにつれ脱硝反応塔の出口に
おいてスリップアンモニアが発生する傾向が見られる。

【００６３】ＮＨ₃が注入され選択的無触媒還元の行わ
れた排ガス流路５内の排ガスは、ガスタービン６に送入
されガスタービン６を回転させるとともに体積膨張によ
り冷却される。

【００６４】その後、排ガスは脱硝反応塔７に送入され
る。脱硝反応塔７に送入される排ガス中には、排ガス流
路５において還元剤として注入されたＮＨ₃のうち選択
的無触媒還元反応に関与せず後流に流れる有効アンモニ
アが含まれている。脱硝反応塔７においては、この有効
アンモニアを脱硝還元剤として、脱硝反応塔７内の触媒
表面において排ガス中に残留するＮＯｘの選択的触媒還
元が行われ、脱硝の完全化が行われる。

【００６５】このとき、脱硝反応塔７の入り口では、排
ガスの温度は１５０〜５００℃、好ましくは３００〜４
００℃である。３００℃より低温になるにつれ脱硝還元
反応が生じにくくなる傾向が見られ、４００℃よりも高
温になるにつれ脱硝触媒の活性が低下し脱硝効率が低下
する傾向が見られるためである。

【００６６】脱硝反応塔７では、排ガスとともに流入す
る有効アンモニアを用いて脱硝を行うため、別途アンモ
ニアの注入や拡散が不要となる。また、アンモニアを直
接注入しないため、局部的にアンモニア濃度が高い状態
が生じ煙道管壁において窒化が生じ機器の耐久性を損な
うということが防止される。

【００６７】また、脱硝後に更に、選択的触媒還元が行
われるため、高い脱硝率が得られる。更に、排ガス流路
５での選択的無触媒還元において有効アンモニアが生じ
ても、後流の脱硝反応塔７において脱硝反応に使用さ
れ、その後流へスリップすることが防止されるため、排
ガス流路５の脱硝効率を最適とするモル比でアンモニア
水を注入可能となる。従って、脱硝反応塔７の出口での
ＮＯｘ量を、排ガス流路５へのＮＨ₃注入量（ＮＨ₃とＮ
Ｏのモル比）を調整することにより調整可能となる。

【００６８】脱硝反応塔７で脱硝された排ガスは、エコ
ノマイザ８において送水管２２から供給される水との熱
交換が行われ、バグフィルタ９で更に除塵された後、煙
突１０より大気に放出される。

【００６９】

【実施例】以下、加圧流動床ボイラの石炭スラリ燃焼実
験について、本発明を実施した例について説明する。

【００７０】本実験において、脱硝装置は図１に示した
脱硝装置を使用し、窒素酸化物が環境に放出するのを防
止するため、脱硝反応塔７には追加的に還元剤としてＮ
Ｈ₃を注入することが可能なようにした。また、脱硝反
応塔７出口における排ガス中のＮＯの濃度を常に一定の
レベル以下とするように、脱硝反応塔７の排ガス中に追
加的に適量のＮＨ₃を注入できるようにして行った。

【００７１】図２（ａ）は加圧流動床ボイラ出口のガス
ダクトに脱硝還元剤溶液としてのアンモニア水を注入し
た場合における注入ＮＨ₃と排ガス中のＮＯのモル比と
脱硝反応塔入口における脱硝効率との関係を表す図であ
り、図２（ｂ）はＣＴＦ出口の排ガス流路にアンモニア
水を注入した場合における注入ＮＨ₃と排ガス中のＮＯ
のモル比と脱硝反応塔入口における脱硝効率との関係を
表す図である。

【００７２】図２の燃焼実験においては、｛加圧流動床
ボイラ１の出口の排ガス温度、セラミックチューブフィ
ルタ４の出口の排ガス温度、脱硝反応塔７の入口のガス
温度｝が、それぞれ、｛６７０℃、６４０℃、２３０
℃｝、及び｛７２５℃、６９５℃、２８５℃｝、並びに
｛７８５℃、７５５℃、３４０℃｝、並びに｛８００
℃、７７０℃、３５０℃｝の場合の４条件について行っ
た。また、注入したアンモニア水の濃度は２５ｗ％とし
た。

【００７３】また、図２（ａ）において、モル比は、（モル比）＝（加圧流動床ボイラ出口に注入したＮＨ₃
のモル数）／（加圧流動床ボイラ出口におけるＮＯのモ
ル数）の値であり、図２（ｂ）において、モル比は、（モル比）＝（ＣＴＦ出口に注入したＮＨ₃のモル数）
／（加圧流動床ボイラ出口におけるＮＯのモル数）の値である。また、図２（ａ）、（ｂ）において、脱硝
効率は、次式（脱硝効率）＝｛（脱硝反応塔入口におけるＮＯのモル
数）／（加圧流動床ボイラ出口におけるＮＯのモル
数）｝×１００［％］で得られた値である。

【００７４】図２（ａ），（ｂ）から明らかなように、
加圧流動床ボイラ１の出口において排ガス中に脱硝還元
剤溶液としてアンモニア水を注入した場合（図２（ａ）
参照）、例えば、加圧流動床ボイラ１の出口の排ガス温
度が７８５℃では、モル比０．５で脱硝効率約８％、モ
ル比１で脱硝効率１８％であり、モル比０．５〜１の領
域ではモル比に略比例して脱硝効率が上昇する。

【００７５】一方、本発明の実施の形態における排ガス
流路５に脱硝還元剤溶液としてアンモニア水を注入した
場合（図２（ｂ）参照）、例えば、加圧流動床ボイラ１
の出口の排ガス温度が７８５℃の場合、脱硝反応塔７の
入口における脱硝効率はモル比０．５で１２％、モル比
１で約１５％となり、排ガス流路５において選択的無触
媒還元（ＳＮＣＲ）による脱硝が行われていることがわ
かる。

【００７６】図３（ａ）は図２の燃焼実験における加圧
流動床ボイラの出口の排ガス温度が７８５℃の場合の注
入ＮＨ₃と排ガス中のＮＯのモル比と総合脱硝効率との
関係を表す図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の燃焼実
験の注入ＮＨ₃と排ガス中のＮＯのモル比とＮＨ₃全使用
量との関係を表す図であり、図３（ｃ）は図３（ａ）の
燃焼実験の注入ＮＨ₃と排ガス中のＮＯのモル比と脱硝
反応塔入口における有効アンモニア量との関係を表す図
である。

【００７７】図３のデータは、図２（ａ）の燃焼実験の
うち加圧流動床ボイラ１の出口の排ガス温度が７８５℃
の場合の燃焼実験、及び、図２（ｂ）の燃焼実験のうち
加圧流動床ボイラ１の出口の排ガス温度が７８５℃の場
合の燃焼実験において得られたデータである。

【００７８】図３において、モル比の定義は図２（ａ）
又は（ｂ）と同様である。図３（ａ）において、（総合脱硝効率）＝｛（脱硝反応塔出口におけるＮＯの
モル数）／（加圧流動床ボイラ出口におけるＮＯのモル
数）｝×１００［％］であり、図３（ｂ）において、（使用量比）＝（（加圧流動床ボイラ出口又はＣＴＦ出
口に注入したＮＨ₃の総量）＋（脱硝反応塔に注入した
ＮＨ₃の総量））／（モル比が０の場合における脱硝反
応塔に注入したＮＨ₃の総量）であり、図３（ｃ）において、縦軸は、脱硝反応塔入口
において測定された有効アンモニアの流量を表す。

【００７９】加圧流動床ボイラ１の出口のガスダクトに
アンモニア水を注入した場合には、モル比０〜１の範囲
では、脱硝反応塔７入口における有効アンモニアはほと
んど観測されない（図３（ｃ）参照）。尚、この燃焼実
験では、加圧流動床ボイラ１の出口の排ガス温度が７８
５℃の場合、脱硝反応塔７の出口の脱硝効率を常に８０
％程度に維持するように脱硝反応塔７の入口に追加的に
ＮＨ₃を注入して行った（図３（ａ）参照）。従って、
脱硝反応塔７には有効アンモニアが流入しないため、脱
硝反応塔７の出口の脱硝効率を８０％に維持するために
脱硝反応塔７の入口に多量のアンモニアを追加的に注入
する必要があった。また、このとき、脱硝効率を８０％
に維持するために必要なＮＨ₃量（即ち、加圧流動床ボ
イラ１の出口のガスダクトに注入したＮＨ₃量と脱硝反
応塔７の入口に追加的に注入したＮＨ₃量との総和量）
は、図３（ｂ）に示したように、加圧流動床ボイラ出口
に注入するＮＨ₃のモル比に略比例して上昇する。これ
は、注入されたＮＨ₃が、排ガス中に含まれるＳＯ₂やＣ
ａＣＯ₃やＣａＳＯ₄などを還元する反応に使われ、又
は、ＣＴＦにおいて集塵される灰塵中に混入して排出さ
れ、若しくは、熱によりＮ₂とＨ₂とに分解される量がモ
ル比の上昇とともに増加するためである。

【００８０】一方、本発明の実施の形態におけるＣＴＦ
出口の排ガス流路にアンモニア水を注入した場合、図３
（ｃ）に示すように、脱硝反応塔７には排ガスとともに
有効アンモニアが流入する。この有効アンモニアの量
は、モル比に比例して増加する。従って、図３（ｂ）に
示すように、加圧流動床ボイラ１の出口においてアンモ
ニア水を注入した場合に比べ脱硝反応塔７に注入するＮ
Ｈ₃量が少量の場合でも、脱硝反応塔７の出口での脱硝
効率は容易に９０％以上を達成することが可能となる
（図３（ａ）参照）。尚、本実験においては、環境への
ＮＯｘの放出を防止するために、安全上の理由から、脱
硝反応塔７へ追加的にＮＨ₃の注入を行っているが、実
験結果から分かるように、脱硝反応塔において、有効ア
ンモニアのみにより選択的触媒還元（ＳＣＲ）による脱
硝を行うことも十分に可能である。

【００８１】図４は加圧流動床ボイラ出口のガスダクト
又はＣＴＦ出口の排ガス流路にアンモニア水を注入した
場合における注入ＮＨ₃と排ガス中のＮＯのモル比と脱
硝反応に寄与するＮＨ₃の割合との関係を表す図であ
る。

【００８２】図４において、モル比の定義は図２
（ａ），（ｂ）で述べたのと同様であり、脱硝反応に寄
与したＮＨ₃量は次式で求めた。（脱硝反応に寄与するＮＨ₃量）＝（加圧流動床ボイラ
出口又はＣＴＦ出口に注入したＮＨ₃の量）×（無触媒
脱硝効率）＋（有効アンモニア量）とし、（脱硝反応に寄与したＮＨ₃の割合）＝｛（脱硝反応に
寄与したＮＨ₃量）／（加圧流動床ボイラ出口又はＣＴ
Ｆ出口に注入したＮＨ₃の量）｝×１００［％］とした。ここで、無触媒脱硝効率とは、注入したＮＨ₃
の量に対する無触媒脱硝反応において消費されるＮＨ₃
の量の割合である。

【００８３】加圧流動床ボイラ１の出口のガスダクトに
アンモニア水を注入した場合には、選択的無触媒脱硝反
応に寄与しないＮＨ₃は、排ガス中に含まれるＣＯ₂やＣ
ａＣＯ₃やＣａＳＯ₄などを還元する反応に使われ、又
は、ＣＴＦにおいて集塵される灰塵中に混入して排出さ
れ、若しくは、燃焼により分解されることによって消費
される。このような余分なＮＨ₃の消費量が多いため、
脱硝反応に寄与するＮＨ₃の割合は低いと考えられる。
また、燃焼によるＮＨ₃の分解反応（２ＮＨ₃→Ｎ₂＋３
Ｈ₂）によって生じるＨ₂により、ＣＯ₂が還元され（Ｃ
Ｏ₂＋Ｈ₂→ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ）、ＣＯが増加する。

【００８４】一方、本発明の実施の形態におけるＣＴＦ
出口の排ガス流路にアンモニア水を注入した場合、上記
余分なＮＨ₃の消費がほとんどないため、加圧流動床ボ
イラ１の出口のガスダクトにアンモニア水を注入した場
合に比べ脱硝反応に寄与するＮＨ₃の割合が高いことが
わかる。

【００８５】図５（ａ）は注入ＮＨ₃と排ガス中のＮＯ
のモル比とＮ₂Ｏの流量との関係を表す図であり、図５
（ｂ）は注入ＮＨ₃と排ガス中のＮＯのモル比とＳＯ₂の
流量との関係を表す図であり、図５（ｃ）は注入ＮＨ₃
と排ガス中のＮＯのモル比とＣＯの流量との関係を表す
図である。

【００８６】図５のデータは、図２（ａ）の燃焼実験の
うち加圧流動床ボイラ１の出口の排ガス温度が７８５℃
の場合の燃焼実験、及び、図２（ｂ）の燃焼実験のうち
加圧流動床ボイラ１の出口の排ガス温度が７８５℃の場
合の燃焼実験において得られたデータである。

【００８７】図５において、モル比の定義は図２（ａ）
又は図２（ｂ）と同様である。

【００８８】また、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）におい
て、縦軸の流量は、それぞれ、脱硝反応塔入口で検出さ
れた排ガス中に含まれるＮ₂Ｏ、ガスタービン出口で検
出された排ガス中に含まれるＳＯ₂、ガスタービン出口
で検出された排ガス中に含まれるＣＯの流量であり、各
々、モル比０のときの流量を基準とした値（すなわち、
モル比ｘに対する（モル比ｘのときの流量）／（モル比
０のときの流量）の値）を表している。

【００８９】加圧流動床ボイラ１の出口のガスダクトに
アンモニア水を注入した場合、脱硝反応塔入口で検出さ
れるＮ₂Ｏの流量、ガスタービン出口で検出されるＳＯ₂
の流量、ガスタービン出口で検出されるＣＯの流量は、
加圧流動床ボイラ出口に注入するＮＨ₃のモル比の増加
に伴い増加する傾向がみられる。これは、脱硝還元剤が
分解することによって生じるＨ₂により、ＣＯ₂、ＣａＣ
Ｏ₃、ＭｇＣＯ₃などが還元された結果これらのエミッシ
ョンが増加するためである。

【００９０】一方、本発明の実施の形態におけるＣＴＦ
出口の排ガス流路にアンモニア水を注入した場合、脱硝
反応塔入口で検出されるＮ₂Ｏの流量、ガスタービン出
口で検出されるＳＯ₂の流量、ガスタービン出口で検出
されるＣＯの流量は、ＣＴＦ出口に注入するＮＨ₃のモ
ル比の増加に伴い僅かに増加するものの、その増加する
割合は、アンモニア水を加圧流動床ボイラ出口に注入し
た場合に比較して低く、また、アンモニア水をＣＴＦ出
口に注入した場合、一定の総合脱硝効率を得るためにＣ
ＴＦ出口に注入するＮＨ₃のモル比は、アンモニア水を
加圧流動床ボイラ出口に注入した場合に比較して少量で
よいため、Ｎ₂Ｏ、ＳＯ₂、ＣＯの流量の増加も低く抑え
ることができることが分かった。なお、本実験により、
図５に示したように注入するＮＨ₃のモル比が０．４以
上で、ＳＯ₂及びＮ₂Ｏの生成量が抑制されることが分か
った。

【００９１】

【発明の効果】以上のように本発明の加圧流動床ボイラ
の脱硝方法によれば、以下のような有利な効果を得るこ
とができる。

【００９２】請求項１に記載の発明によれば、（１）４５０〜９００℃の温度域における選択的無触媒
還元による脱硝後、１５０〜５００℃の温度域における
触媒による選択的触媒還元による脱硝が行われるため、
高い脱硝効率を実現することができる。（２）煙道での選択的無触媒還元による脱硝において生
じる還元反応に関与せずに排ガス中に残留する脱硝還元
剤は、後流の脱硝還元触媒に接触し窒素酸化物の還元に
使用されるか又は分解されるため、後流へスリップする
ことが防止される。従って、選択的無触媒還元における
還元反応効率を最適とするモル比で脱硝還元剤を注入す
ることで脱硝還元剤のロスを防ぐと共に、脱硝還元剤の
スリップによる大気汚染等の事故を防止できる。（３）選択的触媒還元による脱硝（脱硝反応塔）では、
上流側の選択的無触媒還元による脱硝において排ガス中
に残留した脱硝還元剤を用いて脱硝を行うため、脱硝還
元剤の注入、拡散が不要でコンパクトな脱硝装置を実現
できる。（４）脱硝還元剤と脱塩剤や脱硫剤及びその反応生成物
とが排ガス中に併存することがなく、脱硝により脱塩・
脱硫効率が低下するのを防止できる。（５）集塵された灰燼中に脱硝還元剤又はその反応生成
物が混入することがなく、灰処理系における脱硝還元剤
又はその反応生成物による管閉塞等のトラブルを防止し
メンテナンス性を向上させる。（６）脱硝還元剤をセラミックフィルタの下流に注入す
るので、オレーション反応によるセラミックフィルタ繊
維網内での灰燼の体積膨張によるフィルタの目詰まりの
生成を防止し、セラミックチューブフィルタの寿命を著
しく向上させることができる。（７）炉内に脱硝還元剤を注入する場合に比べ、脱硝還
元剤が高温域に滞留する時間が短く、脱硝還元剤自体の
熱分解量が抑えられるため、脱硝に必要な脱硝還元剤の
モル比を少なくすることが可能で、運転コストを著しく
低減化できる。また、そのため、脱硝還元剤の熱分解に
より発生するＨ₂等によりＣＯ₂が還元されるのを防ぎＣ
Ｏの生成量を著しく減少させるため、脱硝によるその他
のエミッションの増加を抑制することができる。

【００９３】請求項２に記載の発明によれば、（１）溶媒の気化時の体積膨張による拡散力により脱硝
還元剤は排ガス中に極めて効率よく拡散分散されるた
め、脱硝効率を著しく向上させることができる。（２）選択的無触媒還元による脱硝の際の反応温度を調
節することが可能で装置の運転性を向上させ安定性を高
めることができる。

【００９４】請求項３に記載の発明によれば、（１）排ガスに含有されるＮＯを還元するのに必要なア
ンモニア水又は尿素水の量が適度であるため、水の気化
熱による排ガス温度の下降が少なく、選択的無触媒還元
反応の効率を高い状態に維持することが可能で高い脱硝
効率を得ることができる。（２）常圧でもアンモニア水又は尿素水の貯留が可能で
あり、脱硝還元剤の取り扱いが容易で安全運転性に優れ
る。

【００９５】また、本発明の脱硝装置によれば、以下の
ような有利な効果を得ることができる。

【００９６】請求項４に記載の発明によれば、（１）選択的無触媒還元による脱硝後、選択的触媒還元
による脱硝が行われるため、高い脱硝率を得ることがで
きる。（２）脱硝反応装置では排ガスとともに流入する脱硝還
元剤を用いて脱硝を行うため、脱硝還元剤の注入、拡散
が不要な脱硝装置を著しくコンパクト化することができ
る。（３）脱硝反応装置出口でのＮＯｘ量を、脱硝還元剤注
入量を調節することにより調節することが可能で燃料の
種類や運転条件の変化に容易に対応できる。

【００９７】請求項５に記載の発明によれば、（１）ガスタービンの上流で選択的無触媒還元による脱
硝後、選択的触媒還元による脱硝がされ、効率よく排ガ
スの脱硝を行うことができるため、窒素酸化物の発生を
抑えるために制限されていた加圧流動床ボイラの運転温
度の上限値が緩和され、加圧流動床ボイラをより高温で
運転することが可能となり、高い効率でガスタービンを
駆動することができる。（２）排ガスに注入された脱硝還元剤は、ガスタービン
により十分に排ガスと混合されるため、後流の脱硝反応
等における脱硝効率を著しく高めることができる。

【００９８】請求項６に記載の発明によれば、（１）排ガス流路において、脱硝還元剤の溶液の気化時
の体積膨張により脱硝還元剤は排ガス中に効率よく拡散
されるため、脱硝効率を著しく高めることができる。（２）排ガスに含有されるＮＯを還元するのに必要なア
ンモニア又は尿素の水、エタノール若しくはメタノール
溶液の量が適度であるため、水の気化熱による排ガス温
度の下降が少なく、選択的無触媒還元反応の効率を高い
状態に維持することができる。（３）常圧でもアンモニア又は尿素の水、エタノール若
しくはメタノール溶液の貯留が可能であり、脱硝還元剤
の取り扱いが容易となる。（４）加圧流動床ボイラの運転時温度に適応して脱硝還
元剤の溶液の濃度を調節することが可能となり、無触媒
脱硝における温度の調節が可能となる。（５）選択的無触媒還元による脱硝の効率を調節するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における脱硝装置のブロ
ック図

【図２】（ａ）加圧流動床ボイラ出口のガスダクトにア
ンモニア水を注入した場合における注入ＮＨ₃と排ガス
中のＮＯのモル比と脱硝反応塔入口における脱硝効率と
の関係を表す図（ｂ）ＣＴＦ出口の排ガス流路にアンモニア水を注入し
た場合における注入ＮＨ₃と排ガス中のＮＯのモル比と
脱硝反応塔入口における脱硝効率との関係を表す図

【図３】（ａ）図２の燃焼実験における加圧流動床ボイ
ラの出口の排ガス温度が７８５℃の場合の注入ＮＨ₃と
排ガス中のＮＯのモル比と総合脱硝効率との関係を表す
図（ｂ）図３（ａ）の燃焼実験の注入ＮＨ₃と排ガス中の
ＮＯのモル比とＮＨ₃全使用量との関係を表す図（ｃ）図３（ａ）の燃焼実験の注入ＮＨ₃と排ガス中の
ＣＯのモル比と脱硝反応塔入口における有効アンモニア
量との関係を表す図

【図４】脱硝に使用したＮＨ₃の総量に対するＳＣＲに
使用されたＮＨ₃の量の割合のモル比による変化を測定
した結果を表す図

【図５】（ａ）注入ＮＨ₃と排ガス中のＮＯのモル比と
Ｎ₂Ｏの流量との関係を表す図（ｂ）注入ＮＨ₃と排ガス中のＮＯのモル比とＳＯ₂の流
量との関係を表す図（ｃ）注入ＮＨ₃と排ガス中のＮＯのモル比とＣＯの流
量との関係を表す図

【符号の説明】

１加圧流動床ボイラ２サイクロン３圧力容器４セラミックチューブフィルタ５排ガス流路６ガスタービン６ａ発電機７脱硝反応塔８エコノマイザ９バグフィルタ１０煙突１１脱硝還元剤溶液注入管１２脱硝還元剤タンク１３調整水タンク１４ａ脱硝還元剤輸送管１４ｂ調整水輸送管１４ｃ脱硝還元剤溶液供給管１５混合比調節弁１６定量供給ポンプ１７コンプレッサ１８熱交換器１８ａ蒸気管１９蒸気タービン１９ａ発電機２０復水器２１復水ポンプ２２送水管２３給水管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者内野靖則福岡県北九州市若松区柳崎町１番電源開発株式会社若松総合事業所内 (72)発明者笹津浩司福岡県北九州市若松区柳崎町１番電源開発株式会社若松総合事業所内 (72)発明者木原和則福岡県北九州市若松区柳崎町１番電源開発株式会社若松総合事業所内 (72)発明者上田八郎福岡県北九州市若松区柳崎町１番電源開発株式会社若松総合事業所内 (72)発明者石沢一由福岡県北九州市若松区柳崎町１番電源開発株式会社若松総合事業所内 (72)発明者後藤秀樹福岡県北九州市若松区柳崎町１番電源開発株式会社若松総合事業所内 (72)発明者田澤浩一福岡県北九州市若松区柳崎町１番電源開発株式会社若松総合事業所内 (72)発明者辻泰次郎東京都中央区銀座六丁目15番１号電源開発株式会社内Ｆターム(参考） 3K070 DA02 DA07 DA12 DA14 DA22 DA81 4D002 AA12 AC04 AC10 BA06 BA14 BA15 CA01 CA13 DA07 DA31 DA57 DA70 EA02 GA01 GA02 GA03 GB01 GB02 GB03 GB04 GB08 HA03 HA08 4D048 AA06 AB02 AC03 AC04 BA07Y BA23Y BA27Y BA41Y CA03 CC38 CD05 CD08 DA03 DA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加圧流動床ボイラでの燃焼において発生
する排ガス中に含まれる窒素酸化物の濃度を低減する脱
硝方法であって、加圧流動床ボイラ内で脱塩剤や脱硫剤
とともに燃料を燃焼させた後に発生する排ガス、又は加
圧流動床ボイラ内で燃料を燃焼させた後に発生する排ガ
スに脱塩剤や脱硫剤を吹き込むことにより脱塩や脱硫処
理がされた排ガスを、高温域においてセラミックフィル
タにより脱塵する脱塵工程と、脱塵後の４５０〜９００
℃の温度域の前記排ガスに、アンモニア、尿素、アミノ
化合物等の脱硝還元剤を注入することで前記脱硝還元剤
により前記排ガス中の窒素酸化物を選択的に無触媒還元
する無触媒還元工程と、前記無触媒還元工程を通過した
排ガスを１５０〜５００℃の温度域において脱硝還元触
媒に接触させる触媒還元工程と、を備えたことを特徴と
する脱硝方法。
【請求項２】前記脱硝還元剤は、水、エタノール、メ
タノール等の溶媒に溶解された状態で前記排ガス中に注
入されることを特徴とする請求項１に記載の脱硝方法。
【請求項３】前記脱硝還元剤は、アンモニア又は尿素
の濃度が２重量％〜５０重量％のアンモニア水又は尿素
水であることを特徴とする請求項１に記載の脱硝方法。
【請求項４】加圧流動床ボイラにおいて脱塩剤や脱硫
剤と共に燃料を燃焼することで発生する排ガス、又は加
圧流動床ボイラ内で燃料を燃焼させた後に発生する排ガ
スに脱塩剤や脱硫剤を吹き込むことにより脱塩や脱硫処
理がされた排ガス中の窒素酸化物濃度を低減する脱硝装
置であって、高温域において前記排ガスの脱塵を行うセ
ラミックフィルタと、前記セラミックフィルタの後流側
の４５０〜９００℃の温度域の排ガス流路にアンモニ
ア、尿素、アミノ化合物等の脱硝還元剤又はこれらを溶
解した脱硝還元剤溶液を注入する脱硝還元剤注入部と、
前記排ガス流路の後流側の１５０〜５００℃の温度域に
配設され前記排ガスを脱硝還元触媒に接触させることで
前記排ガス中に残留する前記脱硝還元剤により前記排ガ
ス中に残留する窒素酸化物を還元する脱硝反応装置と、
を備えたことを特徴とする脱硝装置。
【請求項５】前記排ガス流路の後流側、前記脱硝反応
装置の上流側に配設されたガスタービンを備えたことを
特徴とする請求項４に記載の脱硝装置。
【請求項６】前記脱硝還元剤は、前記脱硝還元剤の濃
度が２重量％〜５０重量％のアンモニア又は尿素の水、
エタノール若しくはメタノール等の溶媒に溶解された溶
液であること、及び／又は前記脱硝還元剤注入部は、前
記脱硝還元剤と前記溶媒との混合比を調節する混合比調
節手段を備えたことを特徴とする請求項４又は５に記載
の脱硝装置。