[发明专利]焚化炉用氮氧化物削减系统

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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(2)表示。

4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O     式(1)

2NO₂+4NH₃+O₂→3N₂+6H₂O    式(2)

排气中的NOx由于大部分是NO，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，很难将排气均匀地导入到催化剂中，所以向催化剂导入的氨的浓度分布不均匀，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，在均匀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

发明内容

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，本发明的目的在于提供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，本发明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。

本发明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。