JP2000237601A - 触媒ユニットおよび触媒ブロック構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドラフトロスを増加させることなく、しかも
単位触媒のずり落ちを防止することができる、触媒ユニ
ットおよび触媒ブロック構造体を提供する。 【解決手段】 両端部に緩衝材２を巻き付けた単位触媒
３を積み重ねてユニット枠１に収納し、各単位触媒３が
少なくとも１箇所で接触するように、触媒係止用の突起
物５を設けて触媒ユニット６とし、この触媒ユニット６
を複数積層してブロック枠７に収納し、ブロック枠７の
開口端の、触媒ユニット６相互の接合部または触媒ユニ
ット６を形成する単位触媒３相互の接合部に対応する位
置に、ユニット枠１に接触し、かつ単位触媒３との間に
間隙を有するように支持板８を設けたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、触媒ユニットおよ
び触媒ブロック構造体に係り、特に、火力発電所等の排
ガス脱硝処理に適用される、ハニカム構造の脱硝触媒を
積層した触媒ユニットおよび触媒ブロック構造体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】火力発電所や各種工場から排出される排
ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の除去方法として、前記
ＮＯｘとアンモニア等の還元剤との反応を促進させる、
脱硝触媒を用いて無害化する方法が採用されている。

【０００３】脱硝触媒の形状としては、金属や無機クロ
スからなる基材に触媒ペーストを塗り込んだ板状体、触
媒ペーストを口金と押出機によって成形したハニカム状
体、および触媒粉末を押固めた粒状体が知られており、
ガス焚装置からのクリーンガス中のＮＯｘを処理対象と
する場合には触媒反応器のコンパクト化の要求からハニ
カム触媒が好適に使用されている。

【０００４】ハニカム触媒は、その製法に起因する大き
さに制限があり、例えば最大でも１５０mm角程度のもの
が使用されている。このような大きさに制限があるハニ
カム触媒を排ガス煙道に組み込むためには、単位触媒を
ブロック化する必要があるが、ハニカム触媒をブロック
化する際は、必要以上のドラフトロスを発生させず、ま
た薄肉で非焼結体である単位触媒の強度を確保するよう
に留意する必要がある。

【０００５】触媒ブロック構造体としては、特公昭５６
−３７８６４号公報に開示されているような、ブロック
枠に単位触媒を無機繊維の緩衝材と固定部材によって積
み重ねたもの、特開平０６−１５１３８号公報に開示さ
れているような、ガス水平流型反応器を対象とし、単位
触媒数個をユニットと称する枠内に組み、このユニット
触媒をブロック枠内に積層したものが知られている。中
でも後者は単位触媒の寸法誤差や使用時の熱膨脹差をユ
ニット単位で緩和できることから、合理的なブロック構
造ということができるが、ドラフトロスの増大や、特に
ガス垂直流型反応器に適用する場合にはユニットからの
単位触媒のずり落ち等を防止する工夫が必要となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】すなわち上記従来の触
媒ブロック構造体は合理的な構造といえるが、これを例
えばガス垂直流型反応器に適用する場合、ユニット枠で
触媒を固定した触媒ユニットを、さらにブロック枠で固
定する必要があるために、固定部位の増加により必要以
上のドラフトロスを引き起こすという問題があった。

【０００７】本発明の課題は、上記従来技術の問題点を
解決し、ドラフトロスを増加させることなく単位触媒を
束ねてユニット化することができ、ガス垂直流型触媒反
応器に使用しても単位触媒のずり落ちを防止することが
できる、触媒ユニットおよび該触媒ユニットをブロック
化した触媒ブロック構造体を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願で特許請求する発明は以下のとおりである。 （１）複数の平行なガス流路を有する単位触媒を複数束
ねてユニット枠に収納した触媒ユニットにおいて、両端
部に緩衝材を巻き付けた前記単位触媒を２段×ｎ列積み
重ねて前記ユニット枠に収納し、該ユニット枠の少なく
とも一方の開口端に、各単位触媒が少なくとも１箇所で
接触するように、触媒係止用の突起物を設けたことを特
徴とする触媒ユニット。

【０００９】（２）前記突起物が、三角形状支持片また
は管状支持片であることを特徴とする上記（１）に記載
の触媒ユニット。 （３）前記支持片を、前記ユニット枠の開口端の、前記
単位触媒相互の接合部に対応する位置に設けたことを特
徴とする上記（１）または（２）に記載の触媒ユニッ
ト。

【００１０】（４）前記突起物が、前記ユニット枠の少
なくとも一方の開口端の対向する２辺に設けられた波状
支持板であることを特徴とする上記（１）に記載の触媒
ユニット。 （５）前記単位触媒の積層数が、２段×３列または２段
×４列であることを特徴とする上記（１）〜（４）の何
れかに記載の触媒ユニット。

【００１１】（６）単位触媒を複数積層してユニット化
した触媒ユニットを複数積み重ねてブロック枠に収納し
た触媒ブロック構造体において、上記（１）〜（５）の
何れかに記載の触媒ユニットを複数積層してブロック枠
に収納し、該ブロック枠の少なくとも一方の開口端の前
記触媒ユニット相互の接合部または前記触媒ユニットを
形成する単位触媒相互の接合部に対応する位置に、前記
触媒ユニットのユニット枠に接触し、かつ単位触媒との
間に間隙を有するように、ブロック枠の支持板を設けた
ことを特徴とする触媒ブロック構造体。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明を実施例によりさら
に詳細に説明する。

【００１３】図１は、本発明の一実施例を示す触媒ユニ
ットを示す、一部切欠斜視図である。図において、両端
部に緩衝材２を巻き付けた、ハニカム状の単位触媒３が
２段×３列積み重ねられてユニット枠１に収納されてお
り、該ユニット枠１の開口端には、前記各単位触媒３が
少なくとも一個所で接触するように、例えば単位触媒３
相互の接合部４に対応する位置に、触媒係止用突起物５
としての三角形状支持片が設けられている。単位触媒３
の寸法は、例えば１５０mm角×５００〜１０００mmＬで
ある。

【００１４】この触媒ユニットによれば、ユニット枠１
内に単位触媒３を２段×３列配列し、前記ユニット枠１
の開口端の単位触媒３相互の接合部４に対応する位置
に、各単位触媒３が少なくとも一個所で接触するよう
に、触媒係止用突起５としての三角形状支持片を設けた
ことにより、単位触媒３の少なくとも１側面がユニット
枠１に接触し、かつ端面の少なくとも一個所が触媒係止
用突起物５に接触するようになるので、単位触媒３の接
合部全体に支持部を設けることなく触媒を固定すること
がきるので、必要以上のドラフトロスを発生させずに単
位触媒３をユニット化することができる。この場合、ユ
ニット枠１と単位触媒３との間のガスリークは、前記単
位触媒３の両端部に巻き付けられた緩衝材２によってシ
ールされる。また、緩衝材としては、無機繊維、例えば
シリカアルミナ繊維が好適に使用される。

【００１５】本発明において、ユニット枠内に積層する
単位触媒の積層数は、２段×３列または２段×４列であ
ることが好ましい。３段以上になるとユニット枠に接触
しない触媒が存在し、前記ユニット枠の開口端内部に支
持枠を設けなければならず、ドラフトロスが上昇する原
因となる。また２段であっても５列またはそれ以上にな
ると、単位触媒を扱い易い大きさに束ねるというユニッ
ト化の目的から外れ、組み立てやハンドリング等が困難
になる場合がある。

【００１６】本発明において、ユニット枠における単位
触媒の固定構造、すなわち触媒係止用突起物としての支
持片を設ける位置は、図１に示したものの他、各単位触
媒が少なくとも１箇所で接触するような位置であればよ
く、図２に正面図として示したように、突起物の一部を
ユニット枠のコーナー部に設けてもよい。また触媒係止
用突起物としての支持片の形状は三角形の他、ユニット
枠の開口端に設けられ、各単位触媒の少なくとも１個所
に接触するものであれば、図３に正面図として示したよ
うな円管状のものであってもよい。また前記突起物は、
図４に正面図として示したような波状板であってもよ
い。

【００１７】本発明において触媒係止用突起物は、図５
（正面図）および図６（断面図）に示したように、ユニ
ット枠の端部を内側に折り曲げ、その傾斜面と単位触媒
の端面とが接触するように触媒を固定するものであって
もよい。

【００１８】図７は、本発明の一実施例を示す触媒ブロ
ック構造体を示す一部切欠斜視図、図８は、図７の一部
断面図である。この触媒ブロック構造体は、上述した触
媒ユニット６を３段×４列積層してブロック枠７に収納
したものであり、ブロック枠７の少なくとも一方の開口
端の、前記触媒ユニット６相互の接合部または触媒ユニ
ット６を形成する単位触媒３相互の接合部に対応する位
置に、図８に示すように、前記触媒ユニット６のユニッ
ト枠１に接触し、かつ前記単位触媒３との間に間隙９を
有するように支持板８を設けたものである。

【００１９】本発明の触媒ブロック構造体によれば、ブ
ロック枠に取付けた支持板が、触媒ユニット相互の接合
部または触媒ユニットを形成する単位触媒相互の接合部
に対応する位置に、かつ単位触媒との間に間隙を有する
ように設けられているので、単位触媒の開孔面を直接塞
ぐことがなく、必要以上のドラフトロスの増大を回避し
つつ触媒をブロック化することができる。

【００２０】本発明の触媒ブロック構造体によれは、単
位触媒の寸法誤差や使用時の熱膨脹差をユニット単位で
緩和できるうえ、組み立ておよび現地充填時の作業性に
優れている。また、局所的な損傷の補修をユニット単位
で行うことができる。

【００２１】本発明の触媒ブロック構造体は、排ガスの
流通方向が水平流、垂直流にかかわらず、あらゆる流れ
方向の反応器に適用することができる。垂直流型反応器
に適用する場合は、ユニット枠の触媒係止用突起物およ
びブロック枠の支持板を設けた側が下方となるように配
置される。

【００２２】

【実施例】実施例１ 両端部に、それぞれ緩衝材として幅５０mm、厚さ６mmｔ
のシリカアルミナ繊維２を巻き付けた外形１５０mm角×
５５０mmＬ（ピッチ：３．３mm：リブ厚：０．５mm）の
単位触媒３を、２段×３列に積み、次いでこの触媒積層
体に、図１に示したように、開口端（エッジ）の、前記
単位触媒３相互の接合部に対応する位置、すなわち単位
触媒３の１段目および２段目の、１列目と２列目の間な
らびに２列目と３列目の間に三角形状支持片１１が設け
られた、０．５mm厚の鉄板からなるユニット枠１の構成
材料を添え、スポット溶接により固定し、触媒ユニット
６とした。

【００２３】得られた触媒ユニット６を、図７に示した
ように、触媒ユニット６の短辺方向に３段、長辺方向に
４列積み重ねてブロック枠７に収納し、前記触媒ユニッ
ト６相互の接合部または触媒ユニット６を形成する単位
触媒３相互の接合部に対応する位置に、かつ図８に示す
ように、触媒ユニット６のユニット枠１に接触し、かつ
単位触媒３との間に間隙９を有するように支持板８を設
けて触媒ブロック構造体とした。

【００２４】本実施例によれば、支持板８と単位触媒３
が直接接触することがなく、単位触媒３はユニット枠１
を介して固定されるので、単位触媒３の開口端が支持板
８で閉塞されることがなく、ドラフトロスの増加を回避
することができる。

【００２５】また、この触媒ブロック構造体は、水平流
型反応器はもちろんのこと、触媒係止用突起物５および
触媒ブロック支持板８を設けた側を下方に配置すること
により、垂直流型反応器にも適用することもできる。

【００２６】実施例２ ユニット枠１に設けられた触媒係止用突起物５の一部を
図２に示すように、ユニット枠１のコーナー部へ移動さ
せた以外は、上記実施例１と同様にして同様の触媒ユニ
ットを形成し、得られた触媒ユニットを実施例１と同様
にブロック化した。

【００２７】本実施例によれば、ユニット枠に設けた触
媒支持片１１によって触媒入り口の開口部が若干塞がる
ものの、その影響は全体の開口面積の０．５％程度であ
り、ドラフトロスに対してはほとんど影響はなかった。

【００２８】実施例３ ユニット枠１に設けられた触媒係止用突起物５を、図３
に示したように、ユニット枠の長辺の内側４個所に対向
するように設けた外径φ２１．７mm、厚さ２．８mm、長
さ１０mmの円管状支持片１２とし、該支持片１２で単位
触媒３の頂点エッジ部分を支持するようにした以外は上
記実施例１と同様にして同様の触媒ユニットを形成し、
該触媒ユニットを実施例１と同様にブロック化して触媒
ブロック構造体とした。

【００２９】本実施例においてもドラフトロスはほとん
ど増加しなかった。 実施例４ ユニット枠１に設けられた触媒係止用突起物５を、図４
に示したように、ユニット枠の対向する二つの長辺に沿
って設けられた、ピッチ１０mm、山高さ１０mm、厚さ
１．２mmの波状突起板１３とした以外は上記実施例１と
同様にして同様の触媒ユニットを形成し、該触媒ユニッ
トを実施例１と同様にブロック化して触媒ブロック構造
体とした。

【００３０】本実施例においても、ドラフトロスを増大
させることなく、単位触媒をユニット化およびブロック
化することができた。

【００３１】

【発明の効果】本願の請求項１記載の発明によれば、両
端部に緩衝材を巻き付けた単位触媒を２段ｎ列積み重ね
てユニット枠に収納し、該ユニット枠の少なくとも一方
の開口端に、各単位触媒が少なくとも１箇所で接触する
ように、触媒係止用突起物を設けたことにより、ドラフ
トロスを最小限に抑えつつ、触媒のユニット化およびブ
ロック化を達成できる。

【００３２】本願の請求項２記載の発明によれば、前記
触媒係止用突起物を、三角形状支持片または管状支持片
としたことにより、上記発明の効果に加え、単位触媒を
少ない突起物で効果的に支持することができる。

【００３３】本願の請求項３記載の発明によれば、前記
支持片を、前記ユニット枠の開口端の、前記単位触媒相
互の接合部に対応する位置に設けたことにより、上記発
明の効果に加え、より少ない突起物で単位触媒を効果的
に支持することができる。

【００３４】本願の請求項４記載の発明によれば、前記
突起物を、ユニット枠の開口端の対向する２辺に設けら
れた波状支持板としたことにより、ドラフトロスを最小
限に抑えつつ、触媒のユニット化およびブロック化を達
成できる。

【００３５】本願の請求項５記載の発明によれば、前記
単位触媒の積層数を、２段×３列または２段×４列とし
たことにより、上記発明の効果に加え、全ての単位触媒
の一側面がユニット枠と接触して支持されるので、該ユ
ニット枠の開口面内に支持体を設ける必要がなく、ドラ
フトロスの上昇を回避できるとともに触媒ユニットの大
きさが適当なものとなり、組み立てやハンドリングが容
易となる。

【００３６】本願の請求項６記載の発明によれば、触媒
ユニットを複数積層してブロック枠に収納し、該ブロッ
ク枠の少なくとも一方の開口端の前記触媒ユニット相互
の接合部または前記触媒ユニットを形成する単位触媒相
互の接合部に対応する位置に、前記触媒ユニットのユニ
ット枠に接触し、かつ単位触媒との間に間隙を有するよ
うに、支持板を設けたことにより、ドラフトロスを最小
限に抑えつつ、現地での組立および充填作業性、局所的
補修性に優れ、かつ使用時の熱膨脹差を緩和することが
できる触媒ブロック構造体が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す触媒ユニットの一部切
欠斜視図。

【図２】本発明の他の実施例を示す説明図。

【図３】本発明の別の実施例を示す説明図。

【図４】本発明のさらに別の実施例を示す説明図。

【図５】本発明のさらに別の実施例を示す説明図。

【図６】図５の一部断面図。

【図７】本発明一実施例を示す触媒ブロック構造体の一
部切欠斜視図。

【図８】図７の一部断面図。

【符号の説明】

１…ユニット枠、２…緩衝材、３…単位触媒、４…単位
触媒の接合部、５…触媒係止用突起物、６…触媒ユニッ
ト、７…ブロック枠、８…ブロック枠の支持板、９…間
隙、１０…触媒ブロック構造体、１１…三角形状支持
片、１２…円管状支持片、１３…波状支持板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 勇人 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉工場内 (72)発明者 吉武 庸夫 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉工場内 (72)発明者 伊藤 和典 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉工場内 Ｆターム(参考） 4D048 AA06 BB02 CA02 CC02 CC08 CC10 CC38 4G069 AA08 CA02 CA03 DA06 EA18 ED03

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の平行なガス流路を有する単位触媒
   を複数束ねてユニット枠に収納した触媒ユニットにおい
   て、両端部に緩衝材を巻き付けた前記単位触媒を２段×
   ｎ列積み重ねて前記ユニット枠に収納し、該ユニット枠
   の少なくとも一方の開口端に、各単位触媒が少なくとも
   １箇所で接触するように、触媒係止用の突起物を設けた
   ことを特徴とする触媒ユニット。
2. 【請求項２】 前記突起物が、三角形状支持片または管
   状支持片であることを特徴とする請求項１に記載の触媒
   ユニット。
3. 【請求項３】 前記支持片を、前記ユニット枠の開口端
   の、前記単位触媒相互の接合部に対応する位置に設けた
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の触媒ユニッ
   ト。
4. 【請求項４】 前記突起物が、前記ユニット枠の少なく
   とも一方の開口端の対向する２辺に設けられた波状支持
   板であることを特徴とする請求項１に記載の触媒ユニッ
   ト。
5. 【請求項５】 前記単位触媒の積層数が、２段×３列ま
   たは２段×４列であることを特徴とする請求項１〜４の
   何れかに記載の触媒ユニット。
6. 【請求項６】 単位触媒を複数積層してユニット化した
   触媒ユニットを複数積み重ねてブロック枠に収納した触
   媒ブロック構造体において、請求項１〜５の何れかに記
   載の触媒ユニットを複数積層してブロック枠に収納し、
   該ブロック枠の少なくとも一方の開口端の前記触媒ユニ
   ット相互の接合部または前記触媒ユニットを形成する単
   位触媒相互の接合部に対応する位置に、前記触媒ユニッ
   トのユニット枠に接触し、かつ単位触媒との間に間隙を
   有するように、ブロック枠の支持板を設けたことを特徴
   とする触媒ブロック構造体。