JPS5944892B2 - ガス処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は胴内に通溝形ダクトを多数収め、その一端を開
孔を有する仕切板で固設し、胴内に固体粒子を充填する
ことにより煤煙を含有する排ガス中の窒素酸化物を除去
する装置に関するものである。

従来より乾式法による脱硝技術はいわゆるクリーン排ガ
スについては実用化の段階に達しているが、煤煙を含有
するいわゆるダーティ排ガスについては触媒活性の低下
、触媒への煤煙の付着あるいは目づまりなどによりいま
だに十分な成果が得られない現状である。

本発明は通溝形ダクトを供給用と排出用としてｘ、＞ｘ
２またはｙｌ〉ｙ２またはｘｌ＞ｘ２ 、 ｙｌ〉ｙ２ 〔但しＸｌは通溝形ダクトの断面の横方向の最大幅。

Ｘ２は通溝形ダクトの断面の最頂点が横方向に同一線上
にある隣接する通溝形ダクトの断面間の横方向距離。

ｙ、は通溝形ダクトの断面の縦方向の最大長さ。

ｙ２は通溝形ダクトの断面の最頂点が縦方向に同一線上
にある隣接する通溝形ダクトの断面間の縦方向距離。

〕の条件下に胴内に千鳥配列に多段に設け、該ダクトの
両端を支持仕切板で固設するとともに、排ガスの入る通
溝形ダクトは一端を入口仕切板で開孔し、他端を出口仕
切板で閉塞させ、排ガスの出る通溝形ダクトは一端を入
口仕切板で閉塞し他端を出口仕切板で開孔させて、これ
を隔設ごとに設けて胴内をガスが流通可能となし、処理
すべき排ガスが操業時に入口仕切板の開孔を通過し供給
用ダクトダクト流路の下面を通って固体流子充填層内に
流れ出て浄化された後、該供給用ダクトの四方に近接す
る排出用ダクトダクトに集合し、該排出用ダクトの端部
の出口仕切板の開孔をくぐり抜けることにより煙道排ガ
ス中の窒素酸化物の浄化を行なうようにしたことを特徴
とするものである。

これにより従来の固定床に比ベガスの通過する粒子層が
極めて薄層となり、煙道排ガス中に含有する煤塵のほと
んどがスリッピングして固体粒子層を通過するだけでな
く、固体粒子の単位充填層高が低いために装置本体の圧
損失も頗る低く、運転動力費からも極めて優れているも
のである。

すなわち、装置本体は固体粒子の形成する安息面によっ
て多段固定層と同一の機能を有しながらガス体が通過す
る固体粒子面で固定粒子の保持体を必要とせずダーティ
排ガス中の窒素酸化物の処理方法においては固体粒径が
小さいことによる保持体の困難さを免れることにおいて
製作上の複雑さ以上に特に煤塵の保持体への付着あるい
は目づまりの対策に安全な解決を生み出したことで煤塵
の多い系に対して十分に適用できるものである。

加えて、本発明における処理装置に関しては鉛直方向に
多段化させることにより、スケールアップも胴長の奥行
きのみを考慮すれば単なる１次元的な拡大で済む他装置
形状寸法に対しても、同一平面上で通溝形ダクトを該ダ
クトの断面の横方向の幅以内の間隔で胴内に配するかま
たは、該ダクトの下端が下段の該ダクトの頂点レベル下
に食込むことによって、５，０００−２０，０００ ｎ
ｍ−’と高い空間速度を有する触媒に対しても自由度が
大きく適用範囲を拡げまた構造簡単保守も容易であるな
ど多くの利点が認められるものである。

更に本発明による装置は胴上部に固体粒子の投入口及び
胴下部に該粒子の取出口を設け、抜き取った該粒子を胴
上部まで運搬する搬出装置を付帯することにより移動床
装置が可能となる。

すなわち、一定量の該粒子を間欠的に取出すことにより
固体粒子層内に堆積する懸念のある極めて多い煤塵を有
する系に対しても容易に固体粒子面を更新することによ
り、装置本体の圧損失の回復と触媒性能維持をはかるこ
とができるものである。

また間欠的に働かすことによって、移動層内における連
続定量のわずられしさや流動層における該粒子の浮遊化
の操作も必要とせず粒子自身の損耗も大きく軽減できる
ものである。

本発明における通溝形ダクトの形状は任意に選択できる
が上記の断面形状で言えば三角形、三角形の端を折りま
げた五角形（床形）、三角形の端下部にスリット形スカ
ートのついた形、さらに複雑な多角形、半円形、半ダ円
形またはこれらの複合形である。

ただし底面はすべての場合開放されている。

加えて、本発明においては、通溝形ダクトをダクトの断
面の横方向の幅と同一距離以内の間隔で胴内で同一面上
に並列に配することにより胴内の幾何学的形状を繰返し
パターンに置くことができ、スケールアップの簡素化、
胴内のシンプル化ヲ行なえることができるとともに、ガ
ス流が触媒層を貫通することによっていわゆるハニカム
状の固定床またいわゆるバラレルパツセッジ型固定床の
反応層に比較して、固体粒子との接触効率が抜群に優れ
るものである。

すなわち、触媒表面に接するガス体比率が存在するハニ
カム状またいわゆるパラレルパツセツジ型の固定床に比
べ、本発明においては必ずガス体が触媒層をくぐり抜け
なければならない機構を有することにより、まんべんな
く触媒と接触することができ、同一能力を有する触媒に
対比し、装置効率を格段と上昇させることができるもの
である。

更に間欠移動時の通溝形ダクト間に形成される固体粒子
のブリッジ形成を阻止できるダクト間隔を設けることに
よって固体粒子の移動を送かに行なえるようになるとと
もに各通溝形ダクトをダクトの断面の横方向の幅以内の
間隔にすることにより、移動床の難点である胴内におさ
められた固体粒子の中抜け、すなわち固体粒子の移動の
際に一部の固体粒子が通溝形ダクトによってその流れが
変えられずに、固体粒子の投入口から取出口へ直線的に
移動してしまうために固体粒子面の更新が円滑にできな
くなること、を１且止できるものである。

また固体粒子の機械的強度においてスケールアップ化で
問題となる固体粒子自身の自重に対して通溝形ダクトを
千鳥配列することにより自重均一分散を各該ダクトにも
たせ該粒子の機械的強度面からの損耗を激減できるもの
である。

これらのことは必然的に触媒能の高い多孔質を有する強
度的に弱い固体粒子の使用を制限することなく広範囲に
利用できるものである。

更に該ダクトを千鳥配列に多段化することにより、固体
粒子を反応に有効に利用することになる。

千鳥配列すなわち三角ピッチ形成の方が方形ピンチより
も前記の自重均一分散の点からだけでなく、充填固体粒
子に有効に作用を及ぼす体積が大きく加えて該ダクト間
のクリヤランスを大きくとることが該ダクト頂角近傍に
ガスの流れない固体粒子の死空間を形成するため千鳥配
列でかつクリヤランスを狭くするのが好ましい。

しかし極端に例えばスカートの先端を下段のダクト頂点
下に食込ますと間欠移動時の固体粒子の移動が働かない
他、固体粒子間にブリッジ形成を生じやすくなる為、胴
内で通溝形ダクトを千鳥配列としクリヤランスをブリッ
ジ形成間隔以上に設けることによって全てのガス流の触
媒層を通過することで高効率接触を得ると同時に固体粒
子の間欠移動時での脈動及び胴内滞留分布のばらつきの
問題を完全に解決するものである。

本装置によって処理できるガスは排ガスの窒素酸化物の
他、硫黄酸化物、炭化水素や各種の悪臭物質等にも応用
でき、処理形式は触媒反応、吸着反応ともに利用できる
。

以下、このように簡素な装置機構でありながら優れた性
能を発揮する本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は装置全体を示す概略図である。

１はボイラーなど煤塵を伴ない窒素酸化物を含有する排
ガスである。

該排ガスは入口ダクト２より入口仕切板３上に設けられ
た入口開孔４より胴５の内部に導入され、胴内に設けら
れた通溝形ダクト６を介在して該ダクトの下面より胴内
に充填した固体粒子に接触したあと隣接逆溝形ダクト６
に導かれ地溝の出口仕切板７内に設けられた出口開孔面
８を貫通後出ロダクト９より浄化排風されるものである
。

また固体粒子を抜取り搬出口１２より払い出すことによ
り胴内の該粒子が一斉に重力落差により新しい触媒更新
面を形成することにより圧損失の回復および触媒能の維
持をはかるものである。

第２図は通溝形ダクトを支える入口仕切板３を表わし人
口開孔４の位置関係を示す一例である。

窒素酸化物と接触させて処理する固体粒子１０は第３図
のごとく充填され充填固体粒子１０は胴内で通溝形ダク
ト６の形成さる空間を除き滞りなく充填し、充填固体粒
子１０はここで通溝形ダクト６の下面にて排出法による
安息角β０に類似した傾斜面の形成にあずかる。

第３図のごとくガス体が通過する固体粒子傾斜面１１で
は何ら固体粒子１０の保持体を必要とせず固体粒子自身
の有する内部摩擦力や付着力により容易に傾斜面を創造
できるものである。

ここで固体粒子の単位充填層高がｈｍｒｎであり排ガス
１は僅か層高ｈｍｍの単位充填層高を通過すればよく、
多段固定層の態様を示しながらおおかたの煤塵等も容易
に該層高を貫通排出し、層内用損失も従来の固定層方式
のものとは比較にならぬ程の大きな低減を示している。

また触媒移動時でのブリッジ形成による移動不能に陥い
らないことを目ざす為に通溝形ダクトの下端と下段の該
ダクトの距離は成る一定以上の距離を有することが必要
であるが、固体粒子の１０倍以上、望ましくは２０倍以
上設けられば煤塵のすこぶる高い系においても運転中で
の固体粒子の移動不能を完全に防止することが可能であ
る。

また、通溝形ダクトの頂角αは固体粒子の形成する安息
角βに対し、α≦（１８０−２β）で抑えれば間欠移動
時に対し十分目的を遂げることができるが、ダスト堆積
中での間欠移動を実施することを鑑み好ましくは６０°
〜１１０°の範囲である。

第４図〜第７図は通溝形ダクトの種々の実施態様を示す
もので第４図１〜５はその配列組合せを、第５図は形状
組合せを、第６図は第４図−１における配列組合せを、
第７図は第４図−１における大きさの組合せを、それぞ
れ示すものであっていずれも本発明の目的を達成し得る
ものである。

以上本発明においては固体粒子の形成する安息面により
従来の固体粒子の保持板で支障をきたす煤塵の付着閉塞
等数々の難点を完全に解決し、多段固定層化にある固体
粒子の薄層からくる圧損軽減の利点及び通溝形ダクトの
千鳥配列による固体粒子自体の自重の均一分散による該
粒子の損耗度の激減及び簡素な装置ながら間欠移動時で
の脈動の防止、固体粒子の胴内滞留時間の均一化などそ
の作用はなんの抵抗もなく極めて相乗的に円滑に実施さ
れ、多大の効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の一部切欠き概略側面図、第２図
は第１図の横断面図、第３図は本発明装置に用うる通溝
形ダクトと固体粒子との関係を説明する断面図、第４図
〜第７図は通溝形ダクトの種種の実施態様を示すもので
ある。 １は排ガス、２は入口ダクト、３は入口仕切板、５は胴
、６は通溝形ダクト、７は出口仕切板、９は出口ダクト
、１０は固体粒子である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 煙道排ガス中の窒素酸化物を固体粒子と接触させて
   処理する装置において、固体粒子を充填した胴の頂部に
   該粒子の供給部を、底部に該粒子の排出部をそれぞれ設
   け、該粒子を充填した層内に底面部が開放された１個以
   上の排ガス用の通溝形ダクトを供給用と排出用として、 Ｘｌ〉Ｘ２またはＹｌ〉Ｙ２またはＸｌ〉Ｘ２．Ｙｌ〉
   Ｙ２ 〔ただし、Ｘｌは通溝形ダクトの断面の横方向の最大幅
   。 Ｘ２は通溝形ダクトの断面の最頂点が横方向に同一線上
   にある隣接する通溝形ダクトの断面間の横方向距離。 Ｙｌは通溝形ダクトの断面の縦方向の最大長さ。 Ｙ２は通溝形ダクトの断面の最頂点が縦方向に同一線上
   にある隣接する通溝形ダクトの断面間の縦方向距離。 〕の条件下に千鳥配列に２段あるいはそれ以上を胴内に
   設置し、その両端を支持仕切板で固設するとともに、排
   ガスの入る通溝形ダクトは一端を入口仕切板で開孔し、
   他端を出口仕切板で閉塞させ、排ガスの出る通溝形ダク
   トは一端を入口仕切板で閉塞し、他端を出口仕切板で開
   孔させて、これを隔設ごとに設けて胴内をガスが流通可
   能となし、処理すべき排ガスが操業時に人口仕切板の開
   孔を通過し、供給用ダクトダクトの流路の下面を通って
   固体粒子充填層内に流れ出て浄化された後、該供給用ダ
   クトの四方に近接する排出用ダクトダクトに集合し、該
   排出用ダクトの端部の出口仕切板の開孔をくぐり抜ける
   ことにより煙道排ガス中の窒素酸化物の浄化を行なうよ
   うにしたことを特徴とするガス処理装置。