JPS5929286B2 - コテイシヨウシキシヨクバイハンノウキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は煤塵を含む排ガスを処理するための固定床式
触媒反応器、たとえば乾式排煙脱硝装置の固定床式触媒
反応器に関するものである。

油焚ボイラ排ガスのように、煤塵たとえばカーボン、灰
分等を含む排ガスを固定床式触媒反応器で脱硝する場合
、煤塵が触媒層に堆積するため、触媒層における圧力損
失が経時的に増大し、また反応器内には排ガスの偏流が
生じて脱硝性能が低下する。

この状態からさらに運転を継続すると、触媒層における
圧力損失はますます増加し、ついには触媒反応器を連続
運転することが不可能になる。

このような煤塵堆積の防止対策としては触媒反応器の上
流側に除塵装置を設置することが一般的であるが、乾式
排煙脱硝装置は反応温度が３００〜４００℃と高く、こ
のような高温域での高性能除塵装置は技術的にも問題が
あり、かつ高価である。

この発明は上述の問題点を解決するためになされたもの
で、除塵しないままの排ガスを処理することができる固
定床式触媒反応器を提供することを目的とする。

この目的を達成するため、この発明においては２以上の
触媒層を設け、それらの触媒層それぞれのガス流出側に
ガス流れ方向に向かって断面積が減少するホッパ部を設
け、それらのホッパ部それぞれの後流側に上記触媒層を
通過するガス量を調整するためのガス量調整用ダンパを
取付け、それらの全てのガス量調整用ダンパの後流側と
連通した集合ダクトを設けるとともに、上記触媒層のガ
ス流入側にガス整流手段を設け、また上記触媒層のガス
流出側に触媒飛散防止手段を設ける。

第１図はこの発明に係る固定床式触媒反応器を示す概略
平断面図、第２図は同じく概略正断面図である。

図においてＩａ、１ｂは２つに分割された反応器、２ａ
、２ｂは触媒層２ａ 、２ｂのガス流出側に取付けら
れた触媒層、４は反応器１ａ。

１ｂの入口に接続された反応器入口ダクト、６は触媒層
２ａ 、２ｂのガス流入側に設けられたガス整流手段で
あるロスドル、１１ａ、１１ｂはそれぞれ触媒層２ａ
、２ｂのガス流出側に設けられたホッパ部で、ホッパ部
１１ａ、１１ｂの断面積はガス流れ方向に向かって減少
している。

３ａ 、 ３ｂはそれぞれホッパ部１１ａ、１１ｂの後
流側に取付けられたガス量調整用ダンパ、５はダンパ３
ａおよびダンパ３ｂの後流側と連通した集合ダクトであ
る反応器出口ダクトである。

この固定床式触媒反応器においては、通常排ガスがダク
ト４から反応器１ａ、Ｉｂに同容量づつ送られる。

この排ガスにはダクト３の上流側でＮＯｘ還元ガスたと
えはＮ）Ｉ３が添加されており、排ガスが触媒層２ａ、
２ｂを通過する際、脱硝反応が行なわれ、脱硝された排
ガスはダクト５から排出される。

このような運転を続けると、煤塵が触媒層２ａ 、２ｂ
に堆積し、触媒層２ａ、２ｂの圧力損失が経時的に増加
してくる。

そして、触媒層２ａ、２ｂの圧力損失が所定値になった
ときに、一方のダンパたとえばダンパ３ａを圧力損失に
応じて任意開度まで絞る。

すると、触媒層２ｂを通過する排ガスの速度が大きくな
り、触媒層２ｂの触媒粒子が流動化して、触媒粒子と煤
塵とが切り離され、切り離された煤塵はガス流に乗って
除去される。

この状態からダンパ３ａを開き、ダンパ３ｂを閉じると
、前述と同様にして触媒層２ａに堆積した煤塵が除去さ
れる。

ところで、触媒層２ａ 、２ｂのガス流入側にガス量調
整用ダンパを取付けたときには、ガス量調整用ダンパに
よって触媒層２ａ 、２ｂのガス流入側に排ガスの偏流
が生ずる。

このため、触媒層２ａ 、２ｂの入口表面に局部的に煤
塵が付着し、煤塵が付着した部分は排ガスが通りにくく
なるので、排ガスは煤塵が付着しない部分のみを通るか
ら、排ガスが触媒層２ａ 、２ｂを通過するときの速度
が大きくなり、局部的（こ触媒層２ａ 、２ｂの流動化
が起こって、その部分の触媒が排ガスとともに下流側に
飛散し、吹きぬけ現象が生ずる。

この現象が生ずると、その部分からは排ガスが未処理の
まま反応器１ａ。

１ｂを通過することになる。

しかるに、この発明においては、触媒層２ａ 、２ｂの
ガス流出側にダンパ３ａ 、３ｂを取付けているから、
ダンパ３ａ。

３ｂによって触媒層２ａ 、２ｂのガス流入側に排ガス
の偏流が生ずることがないので、上述のような吹きぬけ
現象が生ずることがなく、排ガスを確実に処理すること
が可能である。

なお、上述実施例においてはダンパ３ａ、３ｂを開閉し
て、触媒層２ａ 、２ｂの触媒粒子を流動化したが、ダ
ンパ３ａ、３ｂを開閉することにより、触媒層２ａ、２
ｂを通過する排ガスの速度を小さくして、触媒層２ａ、
２ｂの均衡を崩し、触媒粒子と煤塵とを切り離して、煤
塵を除去してもよい。

すなわち、触媒粒子をただ単にある層高に充填した触媒
層２ａ 、２ｂにおいては、触媒自重と排ガスが触媒層
２を通過する場合の触媒を押上げようとする力との均衡
から、触媒粒子間の空隙には変化が起こりにくい。

しかし、触媒層２ ａ ｐ２ｂを通過する排ガスの速度
を小さくすると、上述の触媒を押上げようとする力が小
さくなり、触媒自重とのバランスが崩れるから、触媒粒
子の配列が変り、触媒粒子と煤塵とが切り離され、煤塵
が除去されて圧力損失が減少する。

このことは実験によって裏づけられている。

第３図はその実験の結果を示す図である。

この実験においては、約３５０℃のボイラ排ガスを、通
常１．７ｍ／ｓで触媒層２ａ 、２ｂを通過させて、煤
塵を堆積させたのち、３回に及んで排ガスの速度を１．
２ｍ／ｓに短時間下げた。

第１回目の減速操作は、煤塵の除去効果を明確にするた
め、触媒層２ａ、２ｂの表面が局部的に吹きぬけ現象を
起こす程度に触媒層２ａ 、２ｂに煤塵を堆積させた状
態で行なった。

この結果、排ガスの速度を１．７ ｍ／ ｓに戻した時
点で、触媒層２ａ 、２ｂの圧力損失は初期圧力損失２
０５ｍｍＡｑにほぼ近い２４０ｍｍＡｑまで低減し、そ
の効果の著しさを示している。

第２回目、第３回目の減速操作の時点では、触媒層２ａ
。

２ｂに堆積した煤塵が少ないことから圧力損失の低減は
少ないが、効果があることは明らかであり、また定期的
に減速操作を行なえば、堆積する煤塵の量を任意の量以
下にすることができることを裏づけるものである。

以上のことから、ダンパ３ａ 、３ｂの操作としては、
触媒層２ａ 、２ｂを通過する排ガスの速度を大きくし
てもよいし、小さくしてもよいということができる。

すなわち、触媒層２ａ、２ｂを通過する排ガスの速度を
通常の速度と異なる速度にし、触媒層２ａ 、２ｂの触
媒粒子と煤塵とを切り離すことによって、煤塵を除去す
ることができるのである。

第４図はこの発明に係る他の固定床式触媒反応器を示す
一部切断平面図、第５図は同じく一部切断側面図である
。

図において１は反応器、６は反応器１に固定されたロス
ドル、７はロスドル６上に敷かれた触媒支持網、８は反
応器１とロスドル６に固定された仕切壁で、仕切壁８に
よって触媒層２が６つに分割されている。

９は仕切壁８に取付けられた触媒移動防止網、１０は触
媒層２のガス流出側に設けられた触媒飛散防止網で、触
媒飛散防止網１０は仕切壁８に取付けられている。

１１は仕切壁８の上部に取付けられた角錐ホッパ、１２
はホッパ１１の後流側に取付けられたガス量調整用ダン
パ、１３はダンパ１２に設けられたダンパシャフト、１
４はダンパ１２を開閉するためのエアシリンダである。

この固定床式触媒反応器において、触媒層２に堆積した
煤塵を除去するには、あるダンパ１２を全開にし、他の
ダンパ１２を一斉にあるいは１つづつ順次閉にして、上
記あるダンパ１２が設けられた触媒層２を流動化し、煤
塵を除去する。

この操作を順次各触媒層２について行なう。

そして、この固定床式触媒反応器においては、触媒層２
のガス流出側に触媒飛散防止網１０が設けられでいるか
ら、触媒層２を流動化して煤塵を除去するときに、煤塵
とともに触媒が飛散するのを防止することができる。

また、ホッパ１１が取付けられているため、ダンパ１２
が小さくなり、ダンパ１２を駆動するためのトルクが小
さくて済む。

さらに、触媒移動防止網９が設けられているので、触媒
層２の表面高さが著しく異なって反応程度が場所によっ
て区々になることはない。

以上説明したように、この発明に係る固定床式触媒反応
器においては、触媒層に堆積した煤塵を除去することが
できるから、除塵していない排ガスを、運転を中止する
ことなしに処理することが可能であり、しかも煤塵除去
時にも排ガス処理量を変える必要がなく、また排ガスを
確実に処理することができ、さらに触媒が飛散するのを
防止することが可能である。

また、大形の固定床式触媒反応器の場合には、適当な数
に触媒層を分割することによって、有効に触媒層に堆積
した煤塵を除去することができる。

なお、上述実施例においては平面状の触媒層を分割した
が、２以上の触媒層を多段に設け、そのそれぞれの触媒
層にガス量調整用ダンパを取付けてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る固定床式触媒反応器を干す概略
平断面図、第２図は同じく概略正断面図、第３図はこの
発明を説明するためのグラフ、第４図はこの発明に係る
他の固定床式触媒反応器を示す一部切断平面図、第５図
は同じく一部切断側面図である。 １ 、１ ａ 、 １ ｂ−−反応器、２ 、２ａ 、
２ｂ−・・・・・触媒層、３ａ 、 ３ｂ・・・・・
・ガス量調整用ダンパ、４・・・・・・反応器入口ダク
ト、５・・・・・・反応器出口ダクト、６・・・・・・
ロスドル、７・・・・・・触媒支持網、８・・・・・・
仕切壁、９・・・・・・触媒移動防止網、１０・・・・
・・触媒飛散防止網、１１・・・・・・角錐ホッパ、１
１ａ、１１ｂ・・・・・・ホッパ部、１２・・・・・・
ガス量調整用ダンパ、１４・・・・・・エアシリンダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １２以上の触媒層を設け、それらの触媒層それぞれのガ
   ス流出側にガス流れ方向に向かって断面積が減少するホ
   ッパ部を設け、それらのホッパ部それぞれの後流側に上
   記触媒層を通過するガス量を調整するためのガス量調整
   用ダンパを取付け、それらの全てのガス量調整用ダンパ
   の後流側と連通した集合ダクトを設けるとともに、上記
   触媒層のガス流入側にガス整流手段を設けたことを特徴
   とする固定床式触媒反応器。 ２２以上の触媒層を設け、それらの触媒層それぞれのガ
   ス流出側にガス流れ方向に向かって断面積が減少するホ
   ッパ部を設け、それらのホッパ部それぞれの後流側に上
   記触媒層を通過するガス量を調整するためのガス量調整
   用ダンパを取付け、それらの全てのガス量調整用ダンパ
   の後流側と連通した集合ダクトを設け、上記触媒層のガ
   ス流入側にガス整流手段を設けるとともに、上記触媒層
   のガス流出側に触媒飛散防止手段を設けたことを特徴と
   する固定床式触媒反応器。