脱硝触媒の再生方法、脱硝触媒の再生装置およびこれを用いた排ガス処理装置
【課題】 複雑で設備コストのかかる構成を要することなく、触媒を脱硝触媒装置から取り外すことなく、現場で効率のよい触媒の加熱再生を可能にすること。
【解決手段】 脱硝触媒装置１の導入流路Ｌｃと供出流路Ｌｄとを閉鎖するダンパＶｃおよびＶｄと、該導入流路Ｌｃと供出流路Ｌｄに接続する再生ガス流路Ｌｒと、再生ガス流路Ｌｒに設けられたヒータ４およびファン５によって循環系を形成するとともに、薬剤導入部２に接続される処理ガス流路Ｌｓと、これに繋がる集塵装置３に接続されるバイパス流路Ｌｔと、バイパス流路Ｌｔに設けられたアンモニア除去装置６によって再生ガス処理系が構成され、循環系内において循環しながら加熱された再生ガスの一部を取出し、処理ガス流路Ｌｓを介して再生ガス処理系に導入し、中和処理および除塵処理を行い、さらにアンモニア除去処理を行うことを特徴とする。
【解決手段】 脱硝触媒装置１の導入流路Ｌｃと供出流路Ｌｄとを閉鎖するダンパＶｃおよびＶｄと、該導入流路Ｌｃと供出流路Ｌｄに接続する再生ガス流路Ｌｒと、再生ガス流路Ｌｒに設けられたヒータ４およびファン５によって循環系を形成するとともに、薬剤導入部２に接続される処理ガス流路Ｌｓと、これに繋がる集塵装置３に接続されるバイパス流路Ｌｔと、バイパス流路Ｌｔに設けられたアンモニア除去装置６によって再生ガス処理系が構成され、循環系内において循環しながら加熱された再生ガスの一部を取出し、処理ガス流路Ｌｓを介して再生ガス処理系に導入し、中和処理および除塵処理を行い、さらにアンモニア除去処理を行うことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱硝触媒の再生方法、脱硝触媒の再生装置およびこれを用いた排ガス処理装置に関し、詳しくは、焼却設備などの燃焼設備から排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）を含む排ガスを通して脱硝処理する脱硝触媒装置における脱硝触媒の再生方法、脱硝触媒の再生装置およびこれを用いた排ガス処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種ゴミなどの廃棄物を焼却する焼却設備から排出される排ガス中には、ＮＯｘ等の有害物質が含まれており、排ガス中にアンモニア（ＮＨ３）を吹き込むことにより、脱硝触媒を有する脱硝反応設備で分解除去される。しかし、排ガス中に含まれる硫黄酸化物（ＳＯｘ、特にＳＯ３）や塩化水素（ＨＣＬ）等とこのＮＨ３が反応して酸性硫安（ＮＨ４ＨＳＯ４）や塩化アンモニウム（ＮＨ４ＣＬ）等を生成して、脱硝触媒表面を被毒させ、触媒性能を経年的に劣化させる。
【０００３】
そこで、劣化した触媒を再生して使用する方法が行われている。例えば、反応設備から一旦触媒を取り出し、加熱炉で酸性硫安および塩化アンモニウムを揮発させる方法（例えば特許文献１参照）、脱硝反応設備から一旦触媒を取り出し、水で酸性硫安および塩化アンモニウムを洗い流す方法、運転中の他系列の焼却設備より燃焼ガスを脱硝触媒装置に引き込み、脱硝触媒装置内で酸性硫安および塩化アンモニウムを揮発させて、再度他系列の排ガス処理設備に排出する方法、等がある。
【０００４】
さらに、焼却炉を停止することなく触媒の再生を行うことができる触媒の再生方法として、触媒塔の内部を２室以上に分割して、１室ずつ触媒再生を行いながら、残りの室に排ガスを通して処理する方法も提案されている。具体的には、図４に示すように、触媒塔１２０内に充填され、焼却炉１１０から触媒塔１２０内に供給される排ガス中に含まれるＮＯｘや有機ハロゲン化合物を分解するために用いられ、触媒塔１２０の内部を２室以上に分割し、１室ずつ触媒の再生を行いながら、残りの室に排ガスを通して排ガス中に含まれるＮＯｘや有機ハロゲン化合物を分解することができる（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１９０７８号公報
【特許文献２】特開平１０−１９２６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術の方法は、触媒反応塔の構造が複雑となり、そのための設備コストが必要となるため、少なくない処理コストを要するという問題がある。
【０００７】
また、触媒設備から劣化した触媒を取り出し、再生現場まで触媒を輸送して、再生設備に触媒を取り付けて再生を行うようにしている場合には、触媒の取り出し、輸送、取り付け時の衝撃などによって触媒が損傷するおそれがあり、さらに、水洗時に被毒物質と共に触媒成分である五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）などの担持物が溶出するという問題がある。
【０００８】
内部を２室以上に分割された触媒塔を用いる方法では、再生中は、再生対象の触媒塔を脱硝に利用できないことから、触媒塔の再生中も排ガス中のＮＯｘを脱硝処理するためには、触媒塔の容積を大きくする必要がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑みて、複雑で設備コストのかかる構成を要することなく、触媒を脱硝触媒装置から取り外すことなく、現場で効率のよい触媒の加熱再生を可能にする脱硝触媒の再生方法、脱硝触媒の再生装置およびこれを用いた排ガス処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、以下に示す脱硝触媒の再生方法、脱硝触媒の再生装置およびこれを用いた排ガス処理装置によって、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【００１１】
すなわち、本発明は、燃焼設備から発生する排ガス中の酸性ガス成分を中和処理するための薬剤を排ガス中に導入し、集塵装置により前記排ガス中の飛灰および／または反応生成物を処理するとともに、アンモニアが供給される脱硝触媒装置により排ガス中の窒素酸化物を脱硝処理する排ガス処理装置において、
該脱硝触媒装置に充填された脱硝触媒の再生方法であって、前記燃焼設備停止時に、前記排ガス処理系内のガスの一部を３５０〜５００℃に加熱し、再生ガスとして前記脱硝触媒装置に循環的に供給する循環系を形成するとともに、該再生ガスの一部を取出し、前記中和処理および除塵処理を行い、さらに該再生ガス中のアンモニア除去処理を行うことを特徴とする。
【００１２】
または、本発明は、燃焼設備から発生する排ガス中の酸性ガス成分を中和処理するための薬剤を排ガス中に導入する薬剤導入部と、前記排ガス中の飛灰および／または反応生成物を処理する集塵装置と、アンモニアが供給され、前記排ガス中の窒素酸化物を脱硝処理する脱硝触媒装置とからなる排ガス処理装置において、該脱硝触媒装置に充填された脱硝触媒の再生装置であって、
前記脱硝触媒装置の入口側流路と出口側流路とを閉鎖して排ガス流路を遮断する閉鎖手段と、該閉鎖手段によって遮断された前記脱硝触媒装置の上流および下流の排ガス流路に接続する再生ガス流路と、該再生ガス流路に設けられたガス給送手段および加熱手段によって循環系を形成するとともに、前記薬剤導入部が接続された導入流路と前記再生ガス流路を接続する処理ガス流路と、前記集塵装置と前記入口側閉鎖手段の中間から前記出口側閉鎖手段の下流に接続されるバイパス流路と、該バイパス流路に設けられたアンモニア除去装置によって再生ガス処理系が構成され、
前記循環系内において循環しながら加熱された再生ガスの一部を取出し、前記処理ガス流路を介して前記再生ガス処理系に導入し、前記中和処理および除塵処理を行い、さらに該再生ガス中のアンモニア除去処理を行うことを特徴とする。
【００１３】
排ガス処理装置に配設された脱硝触媒の再生においては、上記のようにいくつかの課題があった。本発明は、
（ａ）別途の再生ガスを準備することなく、脱硝処理前後の排ガス処理系内のガスの一部を触媒再生用に利用する
（ｂ）加熱された再生ガスを脱硝触媒に供給する循環系を形成する
（ｃ）再生ガスの一部を取出し、排ガス処理装置の処理機能を利用して中和処理および除塵処理を行うとともに、さらに再生ガス中のアンモニア除去処理を行う
ことによって、自己完結的に脱硝触媒の再生を可能としたものである。これによって、複雑で設備コストのかかる構成を要することなく、触媒を脱硝触媒装置から取り外すことなく、現場で効率のよい触媒の加熱再生ができる脱硝触媒の再生方法または脱硝触媒の再生装置を提供することが可能となった。
【００１４】
本発明は、上記脱硝触媒の再生装置であって、前記バイパス流路のアンモニア除去装置の下流側と前記再生ガス流路の脱硝触媒装置の下流側が接続され、アンモニア除去処理後の再生ガスの一部を、前記循環系に導入することを特徴とする。
【００１５】
上記の再生装置においては、再生ガスの一部を取出し中和処理等清浄化して排出することを特徴とする。一方、循環系に用いる再生ガスは清浄化されたガスが好ましい。本発明は、こうした清浄化されたガスを再生ガスとして再度循環系に導入することによって、再生ガスの循環系と再生ガス処理系を双方向に接続し、脱硝触媒の再生機能を一層の向上させることが可能となる。
【００１６】
本発明は、燃焼設備から排出され、廃熱ボイラ、減温塔を介して導入された排ガスを、中和処理、除塵処理および脱硝処理を行い、清浄化されたガスとして排出する排ガス処理装置であって、前記脱硝処理を行う脱硝触媒装置に充填された脱硝触媒の再生処理を、上記の再生方法または再生装置を用いて行うことを特徴とする。
【００１７】
燃焼設備から排出された排ガスの処理装置においては、脱硝触媒は重要な役割を果たすとともに、その再生処理はその脱硝機能を維持確保するために不可欠であるといえる。本発明は、上記（ａ）〜（ｃ）のような自己完結的に脱硝触媒の再生を可能とするものであり、こうした再生方法または再生装置を用いることによって、設置現場においても効率のよい排ガス処理が可能な装置を構成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本発明に係る脱硝触媒の再生装置（以下「本装置」という）は、脱硝触媒装置の入口側流路と出口側流路とを閉鎖して排ガス流路を遮断し、再生ガス流路と、そこに設けられたガス給送手段および加熱手段によって循環系を形成するとともに、中和処理手段と、集塵装置とバイパス流路に設けられたアンモニア除去装置によって再生ガス処理系が構成され、循環系内において循環しながら加熱された再生ガスの一部を取出し、再生ガス処理系に導入し、中和処理および除塵処理を行い、さらにアンモニア除去処理を行うことを特徴とする。
【００１９】
＜本装置の１の実施態様（第１構成例）＞
本装置の１つの実施態様の概略を、図１に示す（第１構成例）。図１（Ａ）は、通常の排ガス処理運転時の本装置の稼動状態を例示し、脱硝触媒装置１に充填された脱硝触媒の再生時の本装置の稼動状態を図１（Ｂ）に例示する。
【００２０】
図１（Ａ）において、燃焼設備（図示せず）から排出された排ガスが、排ガス流路Ｌｏを介して導入流路Ｌａに導入され、排ガス処理が行われる。つまり、排ガス中の酸性ガス成分を中和処理するための薬剤を導入する薬剤導入部２と、排ガス中の飛灰および／または反応生成物を処理する集塵装置３と、アンモニアが供給され、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を脱硝処理する脱硝触媒装置１を経由して、中和、除塵処理および脱硝処理が行われる。このとき、排ガス流路Ｌｏは、再生時に機能する各流路とダンパＶ１〜Ｖ５によって遮断される。
【００２１】
図１（Ｂ）においては、排ガス流路ＬｏがダンパＶａによって遮断され、排ガスの新たな導入が停止される。と同時に、集塵装置３の供出流路Ｌｂと脱硝触媒装置１の出口側の排出流路ＬｅがダンパＶｃおよびＶｄ（閉鎖手段に相当）によって閉鎖され、脱硝触媒装置１への導入流路Ｌｃ、供出流路Ｌｄおよび再生ガス流路Ｌｒによって再生ガスの循環系が形成され、脱硝触媒の再生処理が行われる。また、再生ガス流路Ｌｒは、流量調整ダンパＤ１を介して処理ガス流路Ｌｓ、さらに導入流路Ｌａ、供出流路Ｌｂおよびバイパス流路Ｌｔからなる再生ガスの処理流路（再生ガス処理系）と接続し、脱硝触媒から脱離したＳＯｘやＮＨ３等の再生ガス中の成分の中和処理、除塵処理およびアンモニア除去処理が行われ、清浄化されたガスとして排出される。
【００２２】
このとき、再生ガスの循環系における脱硝触媒の再生処理は、循環流路に設けられたヒータ４（加熱手段に相当）で加熱された再生ガスが、ファン５（ガス給送手段に相当）で脱硝触媒装置１に循環的に給送されることによって行われる。つまり、触媒表面を被毒している酸性硫安や塩化アンモニウムなどが加熱分解して発生したＳＯｘやＨＣＬあるいはＮＨ３等が、触媒表面から脱離し、再生ガスに同伴されることによって、触媒表面を再生し活性化することができる。また、ＳＯｘやＨＣＬあるいはＮＨ３等を含む再生ガスの一部は、再生ガス処理系に給送され、ＳＯｘやＨＣＬ等の酸性ガス成分が薬剤導入部２から導入された薬剤によって中和処理され、これによって発生する反応生成物が集塵装置３によって除塵処理され、さらに未処理のＮＨ３等の成分がアンモニア除去装置６によって除去されることによって、大気に排出可能なレベルまで清浄化された再生ガスの処理を行うことができる。このとき、再生ガスの一部が再生ガス処理系に給送され循環系内の再生ガスが減少することから、ダンパＶ６を介して清浄な空気が循環系内に吸入される。また、再生ガス処理系に給送された再生ガスは、集塵装置３での処理に適したガス温度とするために、ダンパＶ７を介して清浄な空気を混合することによって調整される。
【００２３】
ここで、本装置の取扱い対象となるのは、脱硝処理を必要とする排ガス、具体的には、各種ボイラや焼却炉などの燃焼設備から排出された排ガスであり、ＮＯｘ以外に、ＳＯｘやＨＣＬなどの酸性成分が含まれることから、煙突等から大気に排出するに際して、いくつかの清浄化処理を必要とする。
【００２４】
〔本装置の構成要素の機能について〕
本装置においては、排ガス中の酸性成分の中和処理手段として、中和用薬剤とこれを排ガス導入流路Ｌａに導入する薬剤導入部２が設けられる。薬剤としては、カルシウム系あるいはナトリウム系やカリウム系薬剤であって、例えば、水酸化カルシウム（消石灰）、炭酸水素ナトリウム（重曹）、炭酸ナトリウムあるいは炭酸カリウムなどが例示され、特に水酸化カルシウムが好ましい。排ガス中のＳＯｘ等の酸性ガス成分に薬剤（消石灰）を噴霧することにより中和され、集塵装置３にて捕集される。薬剤の平均粒径は、５μｍ〜１０μｍが好ましい。以下、消石灰を用いた場合を例に説明する。
【００２５】
薬剤導入部２の下流側に設けられた集塵装置３では、排ガス中の粉塵等のみならず、中和反応によって発生する反応生成物である硫酸カルシウムや亜硫酸カルシウムなどが共存する水分によって生成する凝集物をも除塵処理される。これによって、後段の脱硝触媒装置１の負荷を軽減することができる。また、脱硝触媒の再生時においては、ＳＯｘ等と消石灰の反応生成物だけではなく、再生ガス中のＮＨ３の一部がＳＯｘと反応し、再度酸性硫安となりバグフィルタで捕集される。反応生成物を含む捕集された塵埃は、可能な限り薬剤導入部２に再循環して使用することが好ましい。集塵装置３としては、パルスジェット式、逆洗式などのバグフィルタ（ろ過式フィルタ）、電気集塵機あるいはサイクロン式集塵装置などを用いることができる。
【００２６】
脱硝触媒としては、Ｖ２Ｏ５−ＴｉＯ２触媒などのような遷移金属の酸化物系触媒、白金族系酸化触媒、これらを組み合わせた触媒などからなる既存の坦持触媒あるいは混合触媒などを使用することができる。例えば、酸化チタンを坦体として五酸化バナジウム、三酸化タングステン、酸化モリブデン等を含む触媒などである。また、触媒の形状は、特に限定されず、粒状、ペレット状、ハニカム状など、いずれの形状のものも使用できる。圧力損失や、導入される排ガスの流量や流速、触媒反応の効率の良さなどを考慮して、ハニカム形状やペレット形状などを選択することが好ましい。
【００２７】
再生ガスの循環系における加熱温度は、触媒部分において、被毒物質である酸性硫安を分解し、再生に必要な温度である３５０℃〜５００℃となるように制御することが好ましい。再生ガスの温度が３５０℃未満であると、脱硝触媒の再生効率が低くなって好ましくなく、５００℃を超えると脱硝触媒が熱分解する可能性があり劣化するため好ましくない。また、本装置では、機能を明確にするためにヒータ４を明示したが、バンドヒータやスチーム等によって再生ガス流路Ｌｒの外周全体を加熱保温することも可能である。
【００２８】
また、ファン５は、再生ガスの循環系を形成するとともに、再生ガス処理系に再生ガスを給送する。
【００２９】
薬剤導入部２および集塵装置３で除去されずに残ったＮＨ３は、後段のアンモニア除去装置６で除去され、清浄化されたガスが排出される。アンモニア除去装置６としては、活性炭吸着層やＮＨ３を分解する触媒（例えば、三元触媒など）あるいは湿式スクラバー等を用いた装置を挙げることができる。
【００３０】
その他、再生ガスの循環系内の圧力を監視する圧力計や脱硝触媒装置６の内部の温度を監視して、適正な触媒温度（再生時を含む）範囲内に調節するための温度計等が設けられる。
【００３１】
〔本装置の他の構成例〕
本装置の他の実施態様を、図２に示す（第２構成例）。バイパス流路Ｌｔのアンモニア除去装置６の下流側と再生ガス流路Ｌｒが脱硝触媒装置１の下流側で接続され、アンモニア除去処理後の再生ガスの一部が、再生ガスの循環系に導入されることを特徴とする。上記の説明においては、アンモニア除去装置６で最終処理された再生ガスを、そのまま、例えば煙突等を介して大気中に排出される場合について例示したが、こうした清浄化された再生ガスは、再度脱硝触媒の循環系の再生ガスとして利用することが可能である。触媒の再生機能は、再生ガス中の被毒物質が少ないほど高くなり、清浄化された再生ガスはこうした条件を十分に満たしたものである。つまり、第２構成例は、再生ガスの循環系と再生ガス処理系を双方向に接続し、こうした清浄化された再生ガスを有効に利用することが可能となった。
【００３２】
具体的には、アンモニア除去装置６から供出されたガスの一部（以下「再循環ガス」という）が、再循環ガス流路Ｌｕを介して再生ガス流路Ｌｒに導入される。このとき、導入される再循環ガスの流量は、再循環ガス流路Ｌｕに設けられた流量調整ダンパＤ２によって制御される。
【００３３】
＜本装置を用いた脱硝触媒の再生方法＞
次に、本装置を用いた脱硝触媒の再生プロセスを詳述する。燃焼設備および排ガス処理装置の稼動時は、図１（Ａ）に示すように、ダンパＶ１〜Ｖ５が閉状態にされ、燃焼設備からの排ガスに対して、薬剤導入部２から導入される薬剤による中和処理と、集塵装置３による除塵処理と、脱硝触媒装置１による脱硝処理が行われ、清浄化されたガスが供出される。本装置は、燃焼設備停止時に、排ガス処理系内のガスの一部を、脱硝触媒の使用温度よりも高温に加熱し、再生ガスとして脱硝触媒装置に循環的に供給する循環系を形成するとともに、該再生ガスの一部を取出し、中和処理および除塵処理を行い、さらに該再生ガス中のアンモニア除去処理を行うことを特徴とする。以下、図１の第１構成例に基づいて説明する。
【００３４】
（１）燃焼設備の停止
本装置における脱硝触媒の再生は、通常、定期的あるいは一時的な休止時や定期点検時等の燃焼設備の停止時に行う。このとき、本装置は、図１（Ｂ）に示すように、排ガス流路ＬｏをダンパＶａによって遮断するとともに、閉状態であったダンパＶ１〜Ｖ５を開状態にすることによって、脱硝触媒の再生に必要な、再生ガスの循環系および再生ガス処理系の形成の準備が可能となる。
【００３５】
（２）再生ガスの循環系の形成
図１（Ｂ）において、ダンパＶｃおよびＶｄを閉状態とし、集塵装置３の供出流路Ｌｂと脱硝触媒装置１への導入流路Ｌｃを遮断し、脱硝触媒装置１の供出流路Ｌｄと排出流路Ｌｅを遮断する。と同時に、再生ガス流路Ｌｒに設けられたヒータ４およびファン５を作動させることによって、脱硝触媒装置１から供出された再生ガス（残留していた排ガス）が供出流路Ｌｄから再生ガス流路Ｌｒおよび導入流路Ｌｃを介して、再度脱硝触媒装置１に導入される循環系が形成される。このとき、流量調整ダンパＤ１は閉状態とする。ヒータ４で加熱された再生ガスは、徐々に脱硝触媒の表面を被毒していた酸性硫安や塩化アンモニウムなどを分解し、触媒表面から脱離するＳＯｘやＨＣＬあるいはＮＨ３を同伴しながら循環する。通常、再生ガスは、温度３５０〜５００℃程度で循環させることが好ましい。
【００３６】
（３）再生ガス処理系の形成
燃焼設備停止状態において、薬剤導入部２および集塵装置３が停止状態にあれば、予めアンモニア除去装置６とともに、作動させておく。こうした準備の後、上記再生ガスの循環系が形成されて所定時間経過後の、脱硝触媒表面からの被毒物質が脱離し始めると、流量調整ダンパＤ１を開状態にして、ファン５で圧送された再生ガスを処理ガス流路Ｌｓに導入し、再生ガス処理系を形成する。このとき、再生ガスの一部を再生ガス処理系に給送する必要があるため、循環系内の再生ガスが減少することから、清浄な空気を循環系内に吸入する。空気の吸入量は、ダンパＶ６により調整される。
【００３７】
具体的には、流量調整ダンパＤ１によって、処理ガス流路Ｌｓを介して導入する再生ガスの流量を設定・制御し、導入流路Ｌａに導入する。導入された再生ガスは、導入流路Ｌａにおいて、同伴するＳＯｘやＨＣＬ等の酸性成分を薬剤導入部２から導入された消石灰等の薬剤と中和反応によって除去するとともに、その反応によって発生した微小粒子の反応生成物等を集塵装置３において除去する。再生ガスは、その供出流路Ｌｂを経由して、さらにダンパＶｃによってバイパス流路Ｌｔに誘導され、アンモニア除去装置６において、同伴するＮＨ３等の成分が吸着あるいは水洗によって除去される。こうした処理によって清浄化された再生ガスは、排出流路Ｌｅから排出される。通常、再生ガスは、温度３５０〜５００℃程度で処理することが好ましい。再生ガスに清浄な空気を混合することによって、集塵装置３での処理に適したガス温度とする。空気の混合量は、ダンパＶ７により調整される。
【００３８】
なお、本装置の第２構成例においては、図２のように、バイパス流路Ｌｔから分岐した再循環ガス流路Ｌｕに設けられた流量調整ダンパＤ２を開状態にして、再循環ガス処理系を形成する。つまり、清浄化された再生ガスは、排出流路Ｌｅから排出されるとともに、その一部が、再循環ガス流路Ｌｕを介して再循環ガスとして、再生ガス流路Ｌｒに吸引され、脱硝触媒の再生効率の向上を図ることができる。再循環ガスの吸引流量は、流量調整ダンパＤ２によって設定・制御される。
【００３９】
また、再循環ガスの吸引を再生ガス流路Ｌｒ内部の圧力Ｐに対応して制御することが好ましく、いくつかの制御方法が挙げられる。つまり、（ｉ）圧力Ｐが所定値以下に低下したときに再循環ガスを導入することによって、圧力変動の繰返しと低圧時の清浄化ガスの導入による再生ガスと清浄化ガスの効率的な置換を図ることができる。（ii）圧力Ｐが所定範囲となるように再循環ガスを導入することによって、脱硝触媒表面からのＳＯｘ等の定常的な脱離を図り、安定した再生ガス処理系を確保することができる。
【００４０】
以上の再生プロセスによって、脱硝触媒を脱硝触媒装置１から取り出すことなく、自己完結的に、高い効率の脱硝触媒の再生処理を行うことが可能となった。また、こうして再生された脱硝触媒は、再生後の触媒機能の低下が少なく、繰返しの使用・再生が可能である。
【００４１】
＜本発明に係る脱硝触媒の再生方法または再生装置を用いた排ガス処理装置＞
次に、上記本発明に係る脱硝触媒の再生方法または再生装置を用いた排ガス処理装置１０を、焼却炉２０を燃焼設備とした場合を例として、図３に示す。焼却炉２０から排出された排ガスが、廃熱ボイラ３０および減温塔４０を介して、排ガス処理装置１０に導入され、清浄化された後、煙突５０から排出される。このとき、排ガス処理装置１０には、焼却炉２０から排出される排ガス中の窒素酸化物を除去して排ガスを無害化する脱硝触媒装置が設けられ、そこに内蔵されている脱硝触媒を再生するために、上記の再生方法または再生装置が用いられる。
【００４２】
つまり、焼却炉２０から排出された約１０００〜１５００℃程度の排ガスが、廃熱ボイラ３０の動力源として、排ガスの温度が３００〜３５０℃になるように熱回収され、さらに減温塔４０において、２００℃以下に急速冷却され、温度調整された排ガスが排ガス処理装置１０に導入され、中和処理、除塵処理および脱硝処理が行われる。減温塔４０では、循環水を用いることによって効果的に冷却することができる。このように、脱硝触媒装置の脱硝機能を維持確保することによって、設置現場においても効率のよく、排ガスを処理することができる排ガス処理装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態に係る脱硝触媒の再生装置を示す説明図
【図２】本発明に係る脱硝触媒の再生装置の第２構成例を示す説明図
【図３】本発明の一実施形態に係る脱硝触媒の再生装置を用いる排ガス処理装置を示す説明図
【図４】従来技術に係る触媒の再生装置を示す説明図
【符号の説明】
【００４４】
１ 脱硝触媒装置
２ 薬剤導入部
３ 集塵装置
４ ヒータ（加熱手段）
５ ファン（ガス給送手段）
６ アンモニア除去装置
１０ 排ガス処理装置
Ｄ１，Ｄ２ 流量調整ダンパ
Ｌｏ 排ガス流路
Ｌａ，Ｌｃ 導入流路
Ｌｂ，Ｌｄ 供出流路
Ｌｅ 排出流路
Ｌｒ 再生ガス流路
Ｌｓ 処理ガス流路
Ｌｔ バイパス流路
Ｌｕ 再循環ガス流路
Ｖ１〜Ｖ５，Ｖａ〜Ｖｄ ダンパ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱硝触媒の再生方法、脱硝触媒の再生装置およびこれを用いた排ガス処理装置に関し、詳しくは、焼却設備などの燃焼設備から排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）を含む排ガスを通して脱硝処理する脱硝触媒装置における脱硝触媒の再生方法、脱硝触媒の再生装置およびこれを用いた排ガス処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種ゴミなどの廃棄物を焼却する焼却設備から排出される排ガス中には、ＮＯｘ等の有害物質が含まれており、排ガス中にアンモニア（ＮＨ３）を吹き込むことにより、脱硝触媒を有する脱硝反応設備で分解除去される。しかし、排ガス中に含まれる硫黄酸化物（ＳＯｘ、特にＳＯ３）や塩化水素（ＨＣＬ）等とこのＮＨ３が反応して酸性硫安（ＮＨ４ＨＳＯ４）や塩化アンモニウム（ＮＨ４ＣＬ）等を生成して、脱硝触媒表面を被毒させ、触媒性能を経年的に劣化させる。
【０００３】
そこで、劣化した触媒を再生して使用する方法が行われている。例えば、反応設備から一旦触媒を取り出し、加熱炉で酸性硫安および塩化アンモニウムを揮発させる方法（例えば特許文献１参照）、脱硝反応設備から一旦触媒を取り出し、水で酸性硫安および塩化アンモニウムを洗い流す方法、運転中の他系列の焼却設備より燃焼ガスを脱硝触媒装置に引き込み、脱硝触媒装置内で酸性硫安および塩化アンモニウムを揮発させて、再度他系列の排ガス処理設備に排出する方法、等がある。
【０００４】
さらに、焼却炉を停止することなく触媒の再生を行うことができる触媒の再生方法として、触媒塔の内部を２室以上に分割して、１室ずつ触媒再生を行いながら、残りの室に排ガスを通して処理する方法も提案されている。具体的には、図４に示すように、触媒塔１２０内に充填され、焼却炉１１０から触媒塔１２０内に供給される排ガス中に含まれるＮＯｘや有機ハロゲン化合物を分解するために用いられ、触媒塔１２０の内部を２室以上に分割し、１室ずつ触媒の再生を行いながら、残りの室に排ガスを通して排ガス中に含まれるＮＯｘや有機ハロゲン化合物を分解することができる（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１９０７８号公報
【特許文献２】特開平１０−１９２６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術の方法は、触媒反応塔の構造が複雑となり、そのための設備コストが必要となるため、少なくない処理コストを要するという問題がある。
【０００７】
また、触媒設備から劣化した触媒を取り出し、再生現場まで触媒を輸送して、再生設備に触媒を取り付けて再生を行うようにしている場合には、触媒の取り出し、輸送、取り付け時の衝撃などによって触媒が損傷するおそれがあり、さらに、水洗時に被毒物質と共に触媒成分である五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）などの担持物が溶出するという問題がある。
【０００８】
内部を２室以上に分割された触媒塔を用いる方法では、再生中は、再生対象の触媒塔を脱硝に利用できないことから、触媒塔の再生中も排ガス中のＮＯｘを脱硝処理するためには、触媒塔の容積を大きくする必要がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑みて、複雑で設備コストのかかる構成を要することなく、触媒を脱硝触媒装置から取り外すことなく、現場で効率のよい触媒の加熱再生を可能にする脱硝触媒の再生方法、脱硝触媒の再生装置およびこれを用いた排ガス処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、以下に示す脱硝触媒の再生方法、脱硝触媒の再生装置およびこれを用いた排ガス処理装置によって、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【００１１】
すなわち、本発明は、燃焼設備から発生する排ガス中の酸性ガス成分を中和処理するための薬剤を排ガス中に導入し、集塵装置により前記排ガス中の飛灰および／または反応生成物を処理するとともに、アンモニアが供給される脱硝触媒装置により排ガス中の窒素酸化物を脱硝処理する排ガス処理装置において、
該脱硝触媒装置に充填された脱硝触媒の再生方法であって、前記燃焼設備停止時に、前記排ガス処理系内のガスの一部を３５０〜５００℃に加熱し、再生ガスとして前記脱硝触媒装置に循環的に供給する循環系を形成するとともに、該再生ガスの一部を取出し、前記中和処理および除塵処理を行い、さらに該再生ガス中のアンモニア除去処理を行うことを特徴とする。
【００１２】
または、本発明は、燃焼設備から発生する排ガス中の酸性ガス成分を中和処理するための薬剤を排ガス中に導入する薬剤導入部と、前記排ガス中の飛灰および／または反応生成物を処理する集塵装置と、アンモニアが供給され、前記排ガス中の窒素酸化物を脱硝処理する脱硝触媒装置とからなる排ガス処理装置において、該脱硝触媒装置に充填された脱硝触媒の再生装置であって、
前記脱硝触媒装置の入口側流路と出口側流路とを閉鎖して排ガス流路を遮断する閉鎖手段と、該閉鎖手段によって遮断された前記脱硝触媒装置の上流および下流の排ガス流路に接続する再生ガス流路と、該再生ガス流路に設けられたガス給送手段および加熱手段によって循環系を形成するとともに、前記薬剤導入部が接続された導入流路と前記再生ガス流路を接続する処理ガス流路と、前記集塵装置と前記入口側閉鎖手段の中間から前記出口側閉鎖手段の下流に接続されるバイパス流路と、該バイパス流路に設けられたアンモニア除去装置によって再生ガス処理系が構成され、
前記循環系内において循環しながら加熱された再生ガスの一部を取出し、前記処理ガス流路を介して前記再生ガス処理系に導入し、前記中和処理および除塵処理を行い、さらに該再生ガス中のアンモニア除去処理を行うことを特徴とする。
【００１３】
排ガス処理装置に配設された脱硝触媒の再生においては、上記のようにいくつかの課題があった。本発明は、
（ａ）別途の再生ガスを準備することなく、脱硝処理前後の排ガス処理系内のガスの一部を触媒再生用に利用する
（ｂ）加熱された再生ガスを脱硝触媒に供給する循環系を形成する
（ｃ）再生ガスの一部を取出し、排ガス処理装置の処理機能を利用して中和処理および除塵処理を行うとともに、さらに再生ガス中のアンモニア除去処理を行う
ことによって、自己完結的に脱硝触媒の再生を可能としたものである。これによって、複雑で設備コストのかかる構成を要することなく、触媒を脱硝触媒装置から取り外すことなく、現場で効率のよい触媒の加熱再生ができる脱硝触媒の再生方法または脱硝触媒の再生装置を提供することが可能となった。
【００１４】
本発明は、上記脱硝触媒の再生装置であって、前記バイパス流路のアンモニア除去装置の下流側と前記再生ガス流路の脱硝触媒装置の下流側が接続され、アンモニア除去処理後の再生ガスの一部を、前記循環系に導入することを特徴とする。
【００１５】
上記の再生装置においては、再生ガスの一部を取出し中和処理等清浄化して排出することを特徴とする。一方、循環系に用いる再生ガスは清浄化されたガスが好ましい。本発明は、こうした清浄化されたガスを再生ガスとして再度循環系に導入することによって、再生ガスの循環系と再生ガス処理系を双方向に接続し、脱硝触媒の再生機能を一層の向上させることが可能となる。
【００１６】
本発明は、燃焼設備から排出され、廃熱ボイラ、減温塔を介して導入された排ガスを、中和処理、除塵処理および脱硝処理を行い、清浄化されたガスとして排出する排ガス処理装置であって、前記脱硝処理を行う脱硝触媒装置に充填された脱硝触媒の再生処理を、上記の再生方法または再生装置を用いて行うことを特徴とする。
【００１７】
燃焼設備から排出された排ガスの処理装置においては、脱硝触媒は重要な役割を果たすとともに、その再生処理はその脱硝機能を維持確保するために不可欠であるといえる。本発明は、上記（ａ）〜（ｃ）のような自己完結的に脱硝触媒の再生を可能とするものであり、こうした再生方法または再生装置を用いることによって、設置現場においても効率のよい排ガス処理が可能な装置を構成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本発明に係る脱硝触媒の再生装置（以下「本装置」という）は、脱硝触媒装置の入口側流路と出口側流路とを閉鎖して排ガス流路を遮断し、再生ガス流路と、そこに設けられたガス給送手段および加熱手段によって循環系を形成するとともに、中和処理手段と、集塵装置とバイパス流路に設けられたアンモニア除去装置によって再生ガス処理系が構成され、循環系内において循環しながら加熱された再生ガスの一部を取出し、再生ガス処理系に導入し、中和処理および除塵処理を行い、さらにアンモニア除去処理を行うことを特徴とする。
【００１９】
＜本装置の１の実施態様（第１構成例）＞
本装置の１つの実施態様の概略を、図１に示す（第１構成例）。図１（Ａ）は、通常の排ガス処理運転時の本装置の稼動状態を例示し、脱硝触媒装置１に充填された脱硝触媒の再生時の本装置の稼動状態を図１（Ｂ）に例示する。
【００２０】
図１（Ａ）において、燃焼設備（図示せず）から排出された排ガスが、排ガス流路Ｌｏを介して導入流路Ｌａに導入され、排ガス処理が行われる。つまり、排ガス中の酸性ガス成分を中和処理するための薬剤を導入する薬剤導入部２と、排ガス中の飛灰および／または反応生成物を処理する集塵装置３と、アンモニアが供給され、排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を脱硝処理する脱硝触媒装置１を経由して、中和、除塵処理および脱硝処理が行われる。このとき、排ガス流路Ｌｏは、再生時に機能する各流路とダンパＶ１〜Ｖ５によって遮断される。
【００２１】
図１（Ｂ）においては、排ガス流路ＬｏがダンパＶａによって遮断され、排ガスの新たな導入が停止される。と同時に、集塵装置３の供出流路Ｌｂと脱硝触媒装置１の出口側の排出流路ＬｅがダンパＶｃおよびＶｄ（閉鎖手段に相当）によって閉鎖され、脱硝触媒装置１への導入流路Ｌｃ、供出流路Ｌｄおよび再生ガス流路Ｌｒによって再生ガスの循環系が形成され、脱硝触媒の再生処理が行われる。また、再生ガス流路Ｌｒは、流量調整ダンパＤ１を介して処理ガス流路Ｌｓ、さらに導入流路Ｌａ、供出流路Ｌｂおよびバイパス流路Ｌｔからなる再生ガスの処理流路（再生ガス処理系）と接続し、脱硝触媒から脱離したＳＯｘやＮＨ３等の再生ガス中の成分の中和処理、除塵処理およびアンモニア除去処理が行われ、清浄化されたガスとして排出される。
【００２２】
このとき、再生ガスの循環系における脱硝触媒の再生処理は、循環流路に設けられたヒータ４（加熱手段に相当）で加熱された再生ガスが、ファン５（ガス給送手段に相当）で脱硝触媒装置１に循環的に給送されることによって行われる。つまり、触媒表面を被毒している酸性硫安や塩化アンモニウムなどが加熱分解して発生したＳＯｘやＨＣＬあるいはＮＨ３等が、触媒表面から脱離し、再生ガスに同伴されることによって、触媒表面を再生し活性化することができる。また、ＳＯｘやＨＣＬあるいはＮＨ３等を含む再生ガスの一部は、再生ガス処理系に給送され、ＳＯｘやＨＣＬ等の酸性ガス成分が薬剤導入部２から導入された薬剤によって中和処理され、これによって発生する反応生成物が集塵装置３によって除塵処理され、さらに未処理のＮＨ３等の成分がアンモニア除去装置６によって除去されることによって、大気に排出可能なレベルまで清浄化された再生ガスの処理を行うことができる。このとき、再生ガスの一部が再生ガス処理系に給送され循環系内の再生ガスが減少することから、ダンパＶ６を介して清浄な空気が循環系内に吸入される。また、再生ガス処理系に給送された再生ガスは、集塵装置３での処理に適したガス温度とするために、ダンパＶ７を介して清浄な空気を混合することによって調整される。
【００２３】
ここで、本装置の取扱い対象となるのは、脱硝処理を必要とする排ガス、具体的には、各種ボイラや焼却炉などの燃焼設備から排出された排ガスであり、ＮＯｘ以外に、ＳＯｘやＨＣＬなどの酸性成分が含まれることから、煙突等から大気に排出するに際して、いくつかの清浄化処理を必要とする。
【００２４】
〔本装置の構成要素の機能について〕
本装置においては、排ガス中の酸性成分の中和処理手段として、中和用薬剤とこれを排ガス導入流路Ｌａに導入する薬剤導入部２が設けられる。薬剤としては、カルシウム系あるいはナトリウム系やカリウム系薬剤であって、例えば、水酸化カルシウム（消石灰）、炭酸水素ナトリウム（重曹）、炭酸ナトリウムあるいは炭酸カリウムなどが例示され、特に水酸化カルシウムが好ましい。排ガス中のＳＯｘ等の酸性ガス成分に薬剤（消石灰）を噴霧することにより中和され、集塵装置３にて捕集される。薬剤の平均粒径は、５μｍ〜１０μｍが好ましい。以下、消石灰を用いた場合を例に説明する。
【００２５】
薬剤導入部２の下流側に設けられた集塵装置３では、排ガス中の粉塵等のみならず、中和反応によって発生する反応生成物である硫酸カルシウムや亜硫酸カルシウムなどが共存する水分によって生成する凝集物をも除塵処理される。これによって、後段の脱硝触媒装置１の負荷を軽減することができる。また、脱硝触媒の再生時においては、ＳＯｘ等と消石灰の反応生成物だけではなく、再生ガス中のＮＨ３の一部がＳＯｘと反応し、再度酸性硫安となりバグフィルタで捕集される。反応生成物を含む捕集された塵埃は、可能な限り薬剤導入部２に再循環して使用することが好ましい。集塵装置３としては、パルスジェット式、逆洗式などのバグフィルタ（ろ過式フィルタ）、電気集塵機あるいはサイクロン式集塵装置などを用いることができる。
【００２６】
脱硝触媒としては、Ｖ２Ｏ５−ＴｉＯ２触媒などのような遷移金属の酸化物系触媒、白金族系酸化触媒、これらを組み合わせた触媒などからなる既存の坦持触媒あるいは混合触媒などを使用することができる。例えば、酸化チタンを坦体として五酸化バナジウム、三酸化タングステン、酸化モリブデン等を含む触媒などである。また、触媒の形状は、特に限定されず、粒状、ペレット状、ハニカム状など、いずれの形状のものも使用できる。圧力損失や、導入される排ガスの流量や流速、触媒反応の効率の良さなどを考慮して、ハニカム形状やペレット形状などを選択することが好ましい。
【００２７】
再生ガスの循環系における加熱温度は、触媒部分において、被毒物質である酸性硫安を分解し、再生に必要な温度である３５０℃〜５００℃となるように制御することが好ましい。再生ガスの温度が３５０℃未満であると、脱硝触媒の再生効率が低くなって好ましくなく、５００℃を超えると脱硝触媒が熱分解する可能性があり劣化するため好ましくない。また、本装置では、機能を明確にするためにヒータ４を明示したが、バンドヒータやスチーム等によって再生ガス流路Ｌｒの外周全体を加熱保温することも可能である。
【００２８】
また、ファン５は、再生ガスの循環系を形成するとともに、再生ガス処理系に再生ガスを給送する。
【００２９】
薬剤導入部２および集塵装置３で除去されずに残ったＮＨ３は、後段のアンモニア除去装置６で除去され、清浄化されたガスが排出される。アンモニア除去装置６としては、活性炭吸着層やＮＨ３を分解する触媒（例えば、三元触媒など）あるいは湿式スクラバー等を用いた装置を挙げることができる。
【００３０】
その他、再生ガスの循環系内の圧力を監視する圧力計や脱硝触媒装置６の内部の温度を監視して、適正な触媒温度（再生時を含む）範囲内に調節するための温度計等が設けられる。
【００３１】
〔本装置の他の構成例〕
本装置の他の実施態様を、図２に示す（第２構成例）。バイパス流路Ｌｔのアンモニア除去装置６の下流側と再生ガス流路Ｌｒが脱硝触媒装置１の下流側で接続され、アンモニア除去処理後の再生ガスの一部が、再生ガスの循環系に導入されることを特徴とする。上記の説明においては、アンモニア除去装置６で最終処理された再生ガスを、そのまま、例えば煙突等を介して大気中に排出される場合について例示したが、こうした清浄化された再生ガスは、再度脱硝触媒の循環系の再生ガスとして利用することが可能である。触媒の再生機能は、再生ガス中の被毒物質が少ないほど高くなり、清浄化された再生ガスはこうした条件を十分に満たしたものである。つまり、第２構成例は、再生ガスの循環系と再生ガス処理系を双方向に接続し、こうした清浄化された再生ガスを有効に利用することが可能となった。
【００３２】
具体的には、アンモニア除去装置６から供出されたガスの一部（以下「再循環ガス」という）が、再循環ガス流路Ｌｕを介して再生ガス流路Ｌｒに導入される。このとき、導入される再循環ガスの流量は、再循環ガス流路Ｌｕに設けられた流量調整ダンパＤ２によって制御される。
【００３３】
＜本装置を用いた脱硝触媒の再生方法＞
次に、本装置を用いた脱硝触媒の再生プロセスを詳述する。燃焼設備および排ガス処理装置の稼動時は、図１（Ａ）に示すように、ダンパＶ１〜Ｖ５が閉状態にされ、燃焼設備からの排ガスに対して、薬剤導入部２から導入される薬剤による中和処理と、集塵装置３による除塵処理と、脱硝触媒装置１による脱硝処理が行われ、清浄化されたガスが供出される。本装置は、燃焼設備停止時に、排ガス処理系内のガスの一部を、脱硝触媒の使用温度よりも高温に加熱し、再生ガスとして脱硝触媒装置に循環的に供給する循環系を形成するとともに、該再生ガスの一部を取出し、中和処理および除塵処理を行い、さらに該再生ガス中のアンモニア除去処理を行うことを特徴とする。以下、図１の第１構成例に基づいて説明する。
【００３４】
（１）燃焼設備の停止
本装置における脱硝触媒の再生は、通常、定期的あるいは一時的な休止時や定期点検時等の燃焼設備の停止時に行う。このとき、本装置は、図１（Ｂ）に示すように、排ガス流路ＬｏをダンパＶａによって遮断するとともに、閉状態であったダンパＶ１〜Ｖ５を開状態にすることによって、脱硝触媒の再生に必要な、再生ガスの循環系および再生ガス処理系の形成の準備が可能となる。
【００３５】
（２）再生ガスの循環系の形成
図１（Ｂ）において、ダンパＶｃおよびＶｄを閉状態とし、集塵装置３の供出流路Ｌｂと脱硝触媒装置１への導入流路Ｌｃを遮断し、脱硝触媒装置１の供出流路Ｌｄと排出流路Ｌｅを遮断する。と同時に、再生ガス流路Ｌｒに設けられたヒータ４およびファン５を作動させることによって、脱硝触媒装置１から供出された再生ガス（残留していた排ガス）が供出流路Ｌｄから再生ガス流路Ｌｒおよび導入流路Ｌｃを介して、再度脱硝触媒装置１に導入される循環系が形成される。このとき、流量調整ダンパＤ１は閉状態とする。ヒータ４で加熱された再生ガスは、徐々に脱硝触媒の表面を被毒していた酸性硫安や塩化アンモニウムなどを分解し、触媒表面から脱離するＳＯｘやＨＣＬあるいはＮＨ３を同伴しながら循環する。通常、再生ガスは、温度３５０〜５００℃程度で循環させることが好ましい。
【００３６】
（３）再生ガス処理系の形成
燃焼設備停止状態において、薬剤導入部２および集塵装置３が停止状態にあれば、予めアンモニア除去装置６とともに、作動させておく。こうした準備の後、上記再生ガスの循環系が形成されて所定時間経過後の、脱硝触媒表面からの被毒物質が脱離し始めると、流量調整ダンパＤ１を開状態にして、ファン５で圧送された再生ガスを処理ガス流路Ｌｓに導入し、再生ガス処理系を形成する。このとき、再生ガスの一部を再生ガス処理系に給送する必要があるため、循環系内の再生ガスが減少することから、清浄な空気を循環系内に吸入する。空気の吸入量は、ダンパＶ６により調整される。
【００３７】
具体的には、流量調整ダンパＤ１によって、処理ガス流路Ｌｓを介して導入する再生ガスの流量を設定・制御し、導入流路Ｌａに導入する。導入された再生ガスは、導入流路Ｌａにおいて、同伴するＳＯｘやＨＣＬ等の酸性成分を薬剤導入部２から導入された消石灰等の薬剤と中和反応によって除去するとともに、その反応によって発生した微小粒子の反応生成物等を集塵装置３において除去する。再生ガスは、その供出流路Ｌｂを経由して、さらにダンパＶｃによってバイパス流路Ｌｔに誘導され、アンモニア除去装置６において、同伴するＮＨ３等の成分が吸着あるいは水洗によって除去される。こうした処理によって清浄化された再生ガスは、排出流路Ｌｅから排出される。通常、再生ガスは、温度３５０〜５００℃程度で処理することが好ましい。再生ガスに清浄な空気を混合することによって、集塵装置３での処理に適したガス温度とする。空気の混合量は、ダンパＶ７により調整される。
【００３８】
なお、本装置の第２構成例においては、図２のように、バイパス流路Ｌｔから分岐した再循環ガス流路Ｌｕに設けられた流量調整ダンパＤ２を開状態にして、再循環ガス処理系を形成する。つまり、清浄化された再生ガスは、排出流路Ｌｅから排出されるとともに、その一部が、再循環ガス流路Ｌｕを介して再循環ガスとして、再生ガス流路Ｌｒに吸引され、脱硝触媒の再生効率の向上を図ることができる。再循環ガスの吸引流量は、流量調整ダンパＤ２によって設定・制御される。
【００３９】
また、再循環ガスの吸引を再生ガス流路Ｌｒ内部の圧力Ｐに対応して制御することが好ましく、いくつかの制御方法が挙げられる。つまり、（ｉ）圧力Ｐが所定値以下に低下したときに再循環ガスを導入することによって、圧力変動の繰返しと低圧時の清浄化ガスの導入による再生ガスと清浄化ガスの効率的な置換を図ることができる。（ii）圧力Ｐが所定範囲となるように再循環ガスを導入することによって、脱硝触媒表面からのＳＯｘ等の定常的な脱離を図り、安定した再生ガス処理系を確保することができる。
【００４０】
以上の再生プロセスによって、脱硝触媒を脱硝触媒装置１から取り出すことなく、自己完結的に、高い効率の脱硝触媒の再生処理を行うことが可能となった。また、こうして再生された脱硝触媒は、再生後の触媒機能の低下が少なく、繰返しの使用・再生が可能である。
【００４１】
＜本発明に係る脱硝触媒の再生方法または再生装置を用いた排ガス処理装置＞
次に、上記本発明に係る脱硝触媒の再生方法または再生装置を用いた排ガス処理装置１０を、焼却炉２０を燃焼設備とした場合を例として、図３に示す。焼却炉２０から排出された排ガスが、廃熱ボイラ３０および減温塔４０を介して、排ガス処理装置１０に導入され、清浄化された後、煙突５０から排出される。このとき、排ガス処理装置１０には、焼却炉２０から排出される排ガス中の窒素酸化物を除去して排ガスを無害化する脱硝触媒装置が設けられ、そこに内蔵されている脱硝触媒を再生するために、上記の再生方法または再生装置が用いられる。
【００４２】
つまり、焼却炉２０から排出された約１０００〜１５００℃程度の排ガスが、廃熱ボイラ３０の動力源として、排ガスの温度が３００〜３５０℃になるように熱回収され、さらに減温塔４０において、２００℃以下に急速冷却され、温度調整された排ガスが排ガス処理装置１０に導入され、中和処理、除塵処理および脱硝処理が行われる。減温塔４０では、循環水を用いることによって効果的に冷却することができる。このように、脱硝触媒装置の脱硝機能を維持確保することによって、設置現場においても効率のよく、排ガスを処理することができる排ガス処理装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態に係る脱硝触媒の再生装置を示す説明図
【図２】本発明に係る脱硝触媒の再生装置の第２構成例を示す説明図
【図３】本発明の一実施形態に係る脱硝触媒の再生装置を用いる排ガス処理装置を示す説明図
【図４】従来技術に係る触媒の再生装置を示す説明図
【符号の説明】
【００４４】
１ 脱硝触媒装置
２ 薬剤導入部
３ 集塵装置
４ ヒータ（加熱手段）
５ ファン（ガス給送手段）
６ アンモニア除去装置
１０ 排ガス処理装置
Ｄ１，Ｄ２ 流量調整ダンパ
Ｌｏ 排ガス流路
Ｌａ，Ｌｃ 導入流路
Ｌｂ，Ｌｄ 供出流路
Ｌｅ 排出流路
Ｌｒ 再生ガス流路
Ｌｓ 処理ガス流路
Ｌｔ バイパス流路
Ｌｕ 再循環ガス流路
Ｖ１〜Ｖ５，Ｖａ〜Ｖｄ ダンパ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼設備から発生する排ガス中の酸性ガス成分を中和処理するための薬剤を排ガス中に導入し、集塵装置により前記排ガス中の飛灰および／または反応生成物を処理するとともに、アンモニアが供給される脱硝触媒装置により排ガス中の窒素酸化物を脱硝処理する排ガス処理装置において、該脱硝触媒装置に充填された脱硝触媒の再生方法であって、
前記燃焼設備停止時に、前記排ガス処理系内のガスの一部を３５０〜５００℃に加熱し、再生ガスとして前記脱硝触媒装置に循環的に供給する循環系を形成するとともに、該再生ガスの一部を取出し、前記中和処理および除塵処理を行い、さらに該再生ガス中のアンモニア除去処理を行うことを特徴とする脱硝触媒の再生方法。
【請求項２】
燃焼設備から発生する排ガス中の酸性ガス成分を中和処理するための薬剤を排ガス中に導入する薬剤導入部と、前記排ガス中の飛灰および／または反応生成物を処理する集塵装置と、アンモニアが供給され、前記排ガス中の窒素酸化物を脱硝処理する脱硝触媒装置とからなる排ガス処理装置において、該脱硝触媒装置に充填された脱硝触媒の再生装置であって、
前記脱硝触媒装置の入口側流路と出口側流路とを閉鎖して排ガス流路を遮断する閉鎖手段と、該閉鎖手段によって遮断された前記脱硝触媒装置の上流および下流の排ガス流路に接続する再生ガス流路と、該再生ガス流路に設けられたガス給送手段および加熱手段によって循環系を形成するとともに、前記薬剤導入部が接続された導入流路と前記再生ガス流路を接続する処理ガス流路と、前記集塵装置と前記入口側閉鎖手段の中間から前記出口側閉鎖手段の下流に接続されるバイパス流路と、該バイパス流路に設けられたアンモニア除去装置によって再生ガス処理系が構成され、
前記循環系内において循環しながら加熱された再生ガスの一部を取出し、前記処理ガス流路を介して前記再生ガス処理系に導入し、前記中和処理および除塵処理を行い、さらに該再生ガス中のアンモニア除去処理を行うことを特徴とする脱硝触媒の再生装置。
【請求項３】
前記バイパス流路のアンモニア除去装置の下流側と前記再生ガス流路の脱硝触媒装置の下流側が接続され、アンモニア除去処理後の再生ガスの一部を、前記循環系に導入することを特徴とする請求項２記載の脱硝触媒の再生装置。
【請求項４】
燃焼設備から排出され、廃熱ボイラ、減温塔を介して導入された排ガスを、中和処理、除塵処理および脱硝処理を行い、清浄化されたガスとして排出する排ガス処理装置であって、前記脱硝処理を行う脱硝触媒装置に充填された脱硝触媒の再生処理を、請求項１記載の再生方法または請求項２または３記載の再生装置を用いて行うことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１】
燃焼設備から発生する排ガス中の酸性ガス成分を中和処理するための薬剤を排ガス中に導入し、集塵装置により前記排ガス中の飛灰および／または反応生成物を処理するとともに、アンモニアが供給される脱硝触媒装置により排ガス中の窒素酸化物を脱硝処理する排ガス処理装置において、該脱硝触媒装置に充填された脱硝触媒の再生方法であって、
前記燃焼設備停止時に、前記排ガス処理系内のガスの一部を３５０〜５００℃に加熱し、再生ガスとして前記脱硝触媒装置に循環的に供給する循環系を形成するとともに、該再生ガスの一部を取出し、前記中和処理および除塵処理を行い、さらに該再生ガス中のアンモニア除去処理を行うことを特徴とする脱硝触媒の再生方法。
【請求項２】
燃焼設備から発生する排ガス中の酸性ガス成分を中和処理するための薬剤を排ガス中に導入する薬剤導入部と、前記排ガス中の飛灰および／または反応生成物を処理する集塵装置と、アンモニアが供給され、前記排ガス中の窒素酸化物を脱硝処理する脱硝触媒装置とからなる排ガス処理装置において、該脱硝触媒装置に充填された脱硝触媒の再生装置であって、
前記脱硝触媒装置の入口側流路と出口側流路とを閉鎖して排ガス流路を遮断する閉鎖手段と、該閉鎖手段によって遮断された前記脱硝触媒装置の上流および下流の排ガス流路に接続する再生ガス流路と、該再生ガス流路に設けられたガス給送手段および加熱手段によって循環系を形成するとともに、前記薬剤導入部が接続された導入流路と前記再生ガス流路を接続する処理ガス流路と、前記集塵装置と前記入口側閉鎖手段の中間から前記出口側閉鎖手段の下流に接続されるバイパス流路と、該バイパス流路に設けられたアンモニア除去装置によって再生ガス処理系が構成され、
前記循環系内において循環しながら加熱された再生ガスの一部を取出し、前記処理ガス流路を介して前記再生ガス処理系に導入し、前記中和処理および除塵処理を行い、さらに該再生ガス中のアンモニア除去処理を行うことを特徴とする脱硝触媒の再生装置。
【請求項３】
前記バイパス流路のアンモニア除去装置の下流側と前記再生ガス流路の脱硝触媒装置の下流側が接続され、アンモニア除去処理後の再生ガスの一部を、前記循環系に導入することを特徴とする請求項２記載の脱硝触媒の再生装置。
【請求項４】
燃焼設備から排出され、廃熱ボイラ、減温塔を介して導入された排ガスを、中和処理、除塵処理および脱硝処理を行い、清浄化されたガスとして排出する排ガス処理装置であって、前記脱硝処理を行う脱硝触媒装置に充填された脱硝触媒の再生処理を、請求項１記載の再生方法または請求項２または３記載の再生装置を用いて行うことを特徴とする排ガス処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−５８０６７（Ｐ２０１０−５８０６７Ａ）
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２７２４７（Ｐ２００８−２２７２４７）
【出願日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【出願人】（０００１３３０３２）株式会社タクマ (308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【出願人】（０００１３３０３２）株式会社タクマ (308)
【Ｆターム（参考）】
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