JPS6238741Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はガス処理装置内に充填された触媒が使
用途中に被毒物の蓄積により性能が低下したとき
に、該装置に触媒を充填した使用できる状態のま
まで、水洗賦活させる改良された装置を提供する
ものであり、石灰や石油を燃焼させた排ガスを触
媒に通過させて排ガス中の窒素酸化物を還元して
無害化除去する脱硝反応、一酸化炭素あるいは炭
化水素などを酸化燃焼させる反応等に適用される
各種触媒に燃焼排ガス中のダストに含まれるアル
カリ又はアルカリ土類金属（カリウム、ナトリウ
ム、マグネシウムなど）が蓄積して性能が低下し
た場合に特に有効な装置である。

カリウム、ナトリウムなどのアルカリ金属は、
脱硝触媒、燃焼触媒など燃焼排ガスを対象にした
触媒反応において、触媒活性を阻害する被毒物質
なので、できるだけその含有を低減させることが
望ましいが、合成反応に使用される触媒と異な
り、排ガス処理用の触媒は環境改善が主目的であ
り、触媒活性、寿命を保護するように該排ガスを
前処理するような配慮は皆無であり、最近では燃
料事情の悪化からますますダスト量、ダスト組成
の点で触媒に悪影響を与えるような排ガス源にな
つてきており、そこで使用される触媒に耐ダスト
被毒性を要求される状況にある。

本考案者らも上記の排ガス中に含有される窒素
酸化物をアンモニアで還元除去するに最適な脱硝
触媒を開発し、各排ガス源に対応して触媒組成、
形状、製法を変えて高活性、長期耐久性のある脱
硝装置を提供し、火力発電所、各種化学工場のボ
イラで数多くの実用機が既に数多く順調に稼動し
ている。

この場合、LNG焚きボイラの如くダスト、
SOxを含まないクリーンガスでは耐SOx性、耐ダ
スト閉塞性の心配がないため、Al₂O₃のような耐
SOx性の不十分な担体でも実用上は何ら問題な
く、安価なことからAl₂O₃にV₂O₅，WO₃，
Fe₂O₃，MoO₃などの活性成分を担持させた触媒
が使用され、ダスト閉塞性の心配もないことから
粒状、円柱状、だ円体状などに成形された触媒を
固定床で使用している。そして排ガス中のダスト
も皆無に近くダストによる性能低下は全くないと
いつても過言ではない。

一方、重油焚きボイラや石炭焚きボイラのよう
にダストとSOxを含有するダーテイガスでは耐
SOx性、耐ダスト被毒性、耐ダスト閉塞性、耐ダ
スト摩耗性などを考慮して最適な触媒仕様を選定
する必要があり、TiO₂を担体にすることで耐
SOx性が十分になることから、TiO₂にV₂O₅，
WO₃，Fe₂O₃，MoO₃などの活性成分を担持させ
た触媒が使用されている。又ダスト閉塞しない触
媒形状としては前述の粒状、円柱状、だ円体状な
どに成形された触媒を移動床で使用する方法、板
状、パイプ状、ハニカム状などの触媒構造体を固
定床にして排ガスを並行流で通過させる方法が比
較検討され、現在では経済性があり、保守の簡単
なハニカム触媒が主流となつている。そして石炭
焚きボイラの高ダスト側での脱硝反応にも硬度の
高いハニカム触媒が開発され、実用上ほとんど問
題のない状態である。

しかしダスト成分が触媒内部に入りこみ触媒性
能を低下させるのを防ぐ方法としては、ダストが
触媒内部に入りにくくするような触媒組成にして
できるだけその影響をやわらげる以外に方法はな
く、ダスト成分でも性能低下に特に悪影響を及ぼ
すカリウム（Ｋ）、ナトリウム（Na）、マグネシ
ウム（Mg）などのアルカリ又はアルカリ土類金
属に耐える活性成分の選択が重要であり、本考案
者らも種々のガス源に対応した最適の触媒組成を
提供してきた。重油、石炭は採取される場所によ
つてＫ，Na，Mg含有量が大きく異なり、これら
の金属含有量が多い程、耐アルカリダスト性が触
媒に要求される。しかしながらこれらの金属は排
ガス中では大部分硫酸塩として存在しているの
で、水に可溶であり、触媒表面にダストが付着し
た状態で水で濡れたり、ボイラ蒸発管やエコノマ
イザー給水管の破損事故で火炉中のダストを含ん
だ蒸気又は水が触媒を濡らす場合には、触媒内部
に急激にＫ，Na，Mgなどの被毒物が増加して、
予期していない性能低下をきたし、ボイラの運転
ができない場合もある。

このような緊急事故により脱硝装置が所期の性
能を発揮しなくなつた時は、最悪の場合ボイラを
停止せざるを得ない状況になることも想定される
ので短期間で性能回復させる方法を提供する必要
がある。

前述のようにＫ，Na，Mgなどのアルカリ又は
アルカリ土類金属を主体としたダストが触媒又は
活性炭内部に蓄積した場合は、その水溶性を利用
して十分に水洗すれば良いことが知られており、
水洗再生法に関する種々の発明が提案されてい
る。

又、ハニカム型触媒を使用した触媒層の内部に
蓄積したダストをボイラの運転中に除去する手段
として、触媒層のガス入口面に設けたスーツブロ
ー装置からノズルを通して高圧のガス体を噴射せ
しめることも知られている。

これら従来法について、第１図の現在、普通に
使用されている脱硝装置の配置図で説明する。

ボイラ１の燃焼排ガス２はエコノマイザ３を経
て集塵装置４にて燃焼排ガス中の煤塵を除去した
後、もしくは除煤前の排ガスに、脱硝反応装置５
前において還元剤としてのアンモニア６を供給し
た後、該脱硝反応装置５に導き、前記排ガス２を
脱硝触媒７と接触せしめ、排ガス中の窒素酸化物
（以下NOxという）を無害なN₂と水とに分解させ
る。

このとき燃焼排ガスとして、前記の如く、例え
ば石炭焚きといつた高濃度の煤塵を含有する排ガ
ス、更には付着性の強い煤塵等を対象とした排ガ
スにおいては、運転時間の経過と共に触媒層７の
ガス通過孔部または内部のガスと接触し得る触媒
表面上にダストの付着、堆積を生じ、圧損が上昇
するに伴ない、次第に脱硝性能の低下をきたす。

この問題点を解消するために、脱硝触媒層７入
口部に、付着、堆積物を除去するためのスーツブ
ロー装置８が設けられている。この装置は長期
間、安定運転性を確保するために設置されたもの
であり、定期的または触媒層の圧損上昇が見られ
た場合にのみ使用する。この装置を使用すること
により付着、堆積物は除去でき、一時的に脱硝性
能は回復するが、脱硝触媒の活性点を阻害するカ
リウム、ナトリウムなどのアルカリ金属は除去し
にくく、特に触媒内部に浸漬した被毒物質の除去
しにくさはいうまでもない。したがつてスーツブ
ローを実施しても運転経過に伴ない次第に脱硝性
能に低下を生じてくるのは避けられないのが現状
である。

そこで従来法では脱硝性能に低下が認められ、
スーツブローのみでは性能が回復しない場合、ボ
イラの点検期間中を利用し、特に性能低下が著し
い箇所の触媒層を脱硝反応装置系外に抜出し、新
規触媒を充填するか、または熱処理、水洗処理等
の再生方法に基き、再生後の触媒を再充填してい
るのが現状であるが、いずれの方法においても非
常に時間と手間を必要とし実用性に欠けるし、取
出しや充填時の触媒の破砕のおそれもある。

本考案は上記従来法の改善を目的としたもの
で、触媒の性能が低下したときに、装置内に触媒
を充填したままの状態で短時間で性能を回復させ
る装置を提供するものであり、所定の断面形状を
備えたガス通路を有する平行流式触媒の端面に対
面するように、ブロー用ガス体導入路および洗浄
水導入路に相当する同心二重管構造の管を設け、
内管、外管には各々、前記ガス通路の開口に対向
する複数個のノズルを設けたことを特徴とする触
媒賦活装置に関する。内管に取付けるノズルの外
管貫通部は外管と気密になつており、触媒に蓄積
したダストおよび被毒成分をスーツブローで噴射
し、また洗浄水で溶出除去できるようにした構造
の装置である。

第２図Ａに本考案の触媒賦活装置を、触媒層を
竪配置とした脱硝装置に組込んだ態様を示す。す
なわち脱硝触媒層７のガス入口部に面した前部
に、付着ダスト、堆積物を除去するためのスーツ
ブロー用ガス体（蒸気または空気）配管８設け、
この配管８の途中から水洗用配管９を設け、この
両配管を一体化するために、図中、ａ部は第２図
Ｂに示すように二重管構造となつている。

スーツブロー用の配管は50(A)×3.8mmt、液配
管は25(A)×3.2mmt程度の大きさでよく、材質と
してはJISG3452の配管用炭素鋼等が用いられ
る。

両配管には各々、第３図Ａに示すように触媒層
のガス通路端面に対向するようにブロー用のノズ
ルが取付けられる。図のようにスーツブロー用ノ
ズル８−ａと水洗用ノズル９−ａとを交互に等間
隔に配置するのが好ましく、各ノズルは取外しが
可能になるように配管に設けたジヨイント１０
で、ネジ込み固定される。第３図Ｂはジヨイント
部での横断面図である。

第３図Ｃはノズル８−ａ及び９−ａを固定する
部分の詳細を示したものであるが、ノズル８−ａ
又は９−ａ取付け時は、まず１０のジヨイントの
待部にシール用のパツキン１３を嵌入し、次にノ
ズル８−ａ又は９−ａのネジ部にさらにシール用
のテープを巻いてノズル８−ａ又は９−ａをネジ
込み固定する。尚ジヨイント１０と配管８，９
は、溶接により固定されており、内管９に溶接固
定されたジヨイント１０は外管８を貫通し、この
部分が外管８にも溶接されて外管との気密を保持
する結合手段を構成している。

内管に取付けるノズル９−ａが外管８を貫通す
る部分の外管８との気密を保持する結合手段は、
前述の構造に限られるものではなく、例えば内管
９に溶接固定されたジヨイントと同心の別のジヨ
イントを、外管８に溶接固定し、このジヨイント
の内側にスタフイングボツクスを形成せしめてこ
の中にグランドパツキン又はＯリンを挿入し、ノ
ズル９−ａを内管９のジヨイントにネジ込み固定
した後、該ノズル９−ａにパツキン押えを嵌挿し
該パツキン押えを締め付けることによつてノズル
９−ａの周りと外管８との間の気密を保持せしめ
るような結合手段を用いても良い。

ノズルの形状としては、スーツブロー用として
は末広タイプ、ストレート等があり、一方の水洗
用ノズルとしては、均等扇形ノズル、充円錐形ノ
ズル等がある。前者のスーツブロー用圧力として
は５〜８Kg／cm²Ｇ、後者の水洗圧力としては２〜
５Kg／cm²Ｇの範囲で使用されるのが一般的である
が、いずれにおいても、ノズル形状、噴射距離及
び使用圧力等との適切な組合せを選択する必要が
ある。

本考案装置を設けた脱硝反応装置では、脱硝触
媒層のガス通過面又は内部に付着、堆積したダス
トをスーツブロー装置からのガス体１１にて予め
除去し、次にスーツブロー装置で除去し得なかつ
た触媒への被毒成分（Ｋ，Na等）を、水洗用配
管９に切替え、水洗用ノズル９−ａより洗浄液１
２を一定量噴射し、触媒内部に浸入蓄積した前出
の被毒物質を溶出し除去する。洗浄後の排液は脱
硝反応装置下面に排液取り出し口を設け、常設の
排水ピツト槽へ導く経路にすれば良い。

又、脱硝触媒が横配置の場合は、第４図に示す
如く脱硝触媒層ガス入口面及びガス出口面に前記
と同様にスーツブロー用、水洗用二重管装置を設
置し、竪配置の場合と同様な手順でまずスーツブ
ロー装置にてダストによる付着、堆積物を除去
し、その後、水洗装置にて被毒物質を溶出除去す
る。尚この場合、スーツブロー、水洗は、ガス上
流側から実施するのが好ましいが、下流側から実
施しても支障はなく、両者を交互に行なうとより
効果的である。

以上の如く、本考案は触媒の性能低下時に装置
内に触媒を充填したまゝの状態で触媒性能を回復
させる装置で、従来のようにボイラーの定検期間
を利用し劣化触媒を系外に取り出し、熱処理等の
再生法に基づき再生後の触媒を再充填する方法、
あるいは、新規触媒を充填するといつた方法は必
要とせず、本考案を採用することにより非常に簡
易な方法にて触媒性能をを回復させる事が可能で
あり、実用上有望である。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な排ガス脱硝装置のフローバタ
ーンを示し、第２図は竪装置の触媒層からなる脱
硝装置に本考案装置を組込んだ場合を示す図であ
り、第３図は本考案の二重管装置に設けたノズル
の配管との関係を示す図であり、第４図は横配置
の触媒層に対して本考案装置を組込んだ一実施態
様を示す図である。 図中、７が触媒層、２がガスの流れであり、８
がスーツブロー用配管、９が水洗用配管、８−ａ
がスーツブロー用ノズル、９−ａが水洗用ノズ
ル、１０がノズルを固定するためのネジ込みタイ
プのジヨイント、１１はスーツブロー用ガス体の
流れ方向、１２は洗浄液の流れ方向、１３はパツ
キンを示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 所定の断面形状を備えたガス通路を有する平行
   流式触媒の端面に対面して設けられた、二重管構
   造からなり、二重管の一方はブロー用ガス体導入
   路、他方は洗浄水導入路に相当し、各管には前記
   ガス通路の開口に対向する複数個のノズルを有す
   ることを特徴とする、触媒の再生装置。