(57)【要約】【課題】脱硝装置内に供給される排ガスと脱硝触媒との接触面積を増加させ、前記排ガス中の水銀の酸化効率を一層向上させた排ガス処理装置及び排ガス処理システムを提供する。【解決手段】本実施例に係る排ガス処理装置１０は、排ガス中の窒素酸化物を除去すると共に、排ガス中に塩酸を噴霧して水銀を酸化する脱硝触媒層１３を有する排ガス処理装置であって、脱硝触媒層１３の通路１４内に、ハニカム触媒の通路１４内に設けられる鉛直軸２２と、鉛直軸２２に対して放射状に設けられ、排ガスに乱流を発生させる四つの旋回流発生翼２３とからなり、旋回流発生翼２３が鉛直軸２２方向に所定間隔を有して配置されてなる旋回流発生部材１５Ａを有するものである。これにより、脱硝触媒層１３の通路１４内において排ガスに旋回流を発生させることで、排ガスの脱硝触媒との接触時間を増加させ、排ガス中の水銀と脱硝触媒との酸化反応効率を向上させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラからの排ガス中の窒素酸化物を除去すると共に、排ガス中に塩化水素を噴霧して水銀を酸化する脱硝触媒層を少なくとも一つ以上有する排ガス処理装置であって、
前記脱硝触媒層がハニカム触媒であると共に、
該ハニカム触媒の通路内に、前記排ガスを層流から乱流に変化させる旋回流発生部材を有することを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記旋回流発生部材が、前記通路内に設けられる鉛直軸と、前記鉛直軸に対して所定間隔を有して直交しつつ放射状に設けられ、前記排ガスに乱流を発生させる複数の旋回流発生翼とからなることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記旋回流発生部材が、前記通路内に設けられる鉛直軸と、前記鉛直軸に対して所定間隔を有して直交しつつ設けられた複数のリング状部材とからなるものであることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記旋回流発生部材が、前記通路内に設けられる鉛直軸と、前記鉛直軸に螺旋状に巻き付けられた螺旋板とからなるものであることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記旋回流発生部材が、ハニカム触媒の各通路に対応する細孔を有する板状部材であり、
前記脱硝触媒層が前記排ガスの流れ方向に複数段で構成される際、
前記旋回流発生部材が、各々段の前記脱硝触媒層の間の各通路に介装されてなることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項６】
前記ボイラと、
前記ボイラの下流側の排ガス煙道に排出された排ガスに塩素化剤を注入する塩素化剤供給部と、
請求項１乃至５の何れか一つの排ガス処理装置と、
脱硝後の排ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置と、
脱硫後のガスを外部に排出する煙突とを有することを特徴とする排ガス処理システム。
【請求項７】
請求項６において、
前記ボイラの下流側の排ガス煙道に排出された排ガスにアンモニアを投入するアンモニア供給部が設けられてなることを特徴とする排ガス処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼装置から排出される排ガスの処理を行う排ガス処理装置及び排ガス処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば火力発電所等の燃焼装置である石炭焚ボイラから排出される排ガスには毒性の高い水銀が含まれるため、従来から排ガス中の水銀を除去するためのシステムが種々検討されてきた。
【０００３】
通常、石炭焚ボイラには排ガス中の硫黄分を除去するための湿式の脱硫装置が設けられている。このようなボイラに排ガス処理装置として脱硫装置が付設されてなる排煙処理設備においては、排ガス中の塩素（Ｃｌ）分が多くなると、水に可溶な２価の金属水銀（Ｈｇ）の割合が多くなり、前記脱硫装置で水銀が捕集しやすくなることが、広く知られている。
【０００４】
そのため、近年、ＮＯｘを還元する脱硝装置、および、アルカリ吸収液を硫黄酸化物（ＳＯｘ）吸収剤とする湿式脱硫装置と組み合わせて、この金属水銀を処理する方法や装置について様々な考案がなされてきた。
【０００５】
排ガス中の金属水銀を処理する方法としては、活性炭やセレンフィルター等の吸着剤による除去方法が知られているが、特殊な吸着除去手段が必要であり、発電所排ガス等の大容量排ガスの処理には適していない。
【０００６】
そこで、大容量排ガス中の金属水銀を処理する方法として、煙道中、高温の脱硝装置の前流工程で塩素化剤をガス噴霧し、脱硝触媒上で水銀を酸化（塩素化）させ、水溶性の塩化水銀にした後、後流の湿式脱硫装置で吸収させる方法が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２、参照）。また、排ガス煙道にガス噴霧する装置および技術は脱硝装置のＮＨ3噴霧、塩素化剤のガス噴霧で実用化されている。
【０００７】
石炭焚きボイラの排ガス処理装置の概略図を図１２に示す。図１２に示すように、従来の排ガス処理システム１００は、燃料Ｆとして石炭を供給する石炭焚ボイラ１１からの排ガス１２中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去すると共に、排ガス１２中に塩酸（ＨＣｌ）を噴霧して水銀（Ｈｇ）を酸化する脱硝装置１３と、窒素酸化物（ＮＯｘ）除去後の排ガス１２中の熱を回収する空気予熱器１４と、熱回収後の排ガス１２中の煤塵を除去する電気集塵器１５と、除塵後の排ガス１２中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）、水銀（Ｈｇ）を除去する脱硫装置１６と、脱硫後の排ガス１２を浄化ガス１７として外部に排出する煙突１８とを具備するものである。
【０００８】
また、脱硝装置１３の前流の排ガス煙道１９には、塩酸（ＨＣｌ）の注入箇所が設けられており、塩酸（液体ＨＣｌ）供給部２０に貯蔵された塩酸（液体）は、塩化水素噴霧部２１で気化して塩化水素（ＨＣｌ）噴霧ノズル２１ａを介して塩化水素として排ガス１２に噴霧されている。
【０００９】
また、脱硝装置１３の前流の排ガス煙道１９には、アンモニア（ＮＨ3）の注入箇所が設けられており、ＮＨ3供給部２３から供給されるアンモニアはアンモニア噴霧ノズル２３ａにより排ガス１２に噴霧し、窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元を行うようにしている。
なお、図１２中、符号２５は酸化還元電位測定制御装置（ＯＲＰコントローラ）、２６は空気を各々図示する。
【００１０】
ここで、石炭焚ボイラ１１から排ガス１２は、脱硝装置１３に供給され、その後空気予熱器１４で熱交換により空気２７を加熱した後、電気集塵器１５に供給され、更に、脱硫装置１６に供給された後、浄化ガス１７として大気に排出される。
【００１１】
また、塩素化剤による装置への腐食破損等の影響を抑え信頼性を向上させるため、湿式脱硫後の排ガスについて水銀濃度を水銀モニターで測定し、脱硫後の水銀濃度に基づいて塩素化剤の供給量を調整するようにしている（例えば、特許文献２、参照）。
【００１２】
このように、従来においては、排ガス１２中に塩化水素とアンモニアとを供給することで、排ガス１２中のＮＯｘ（窒素酸化物）を除去すると共に、排ガス１２中の水銀（Ｈｇ）を酸化するようにしている。
【００１３】
即ち、ＮＨ3はＮＯｘの還元脱硝用に用い、ＮＨ3供給部２９から供給されるＮＨ3をアンモニア（ＮＨ3）噴霧ノズル２９ａを介して排ガス１２中に噴霧し、脱硝触媒層１３で、下記式のように還元反応によりＮＯｘを窒素（Ｎ2）に置換し、脱硝するようにしている。
４ＮＯ  ＋  ４ＮＨ3  ＋  Ｏ2  →  ４Ｎ2  ＋  ６Ｈ2Ｏ・・・（１）
ＮＯ  ＋  ＮＯ2  ＋  ２ＮＨ3  →  ２Ｎ2  ＋  ３Ｈ2Ｏ・・・（２）
【００１４】
また、塩化水素は水銀酸化用に用いており、塩素化剤として用いられる塩化水素はＨＣｌ供給部２０から塩化水素（ＨＣｌ）噴霧部２１に供給され、ここで塩酸は気化され、塩化水素（ＨＣｌ）として塩化水素噴霧ノズル２１ａにより排ガス１２中に噴霧することで、脱硝触媒層１３において、下記式のように脱硝触媒上で溶解度の低いＨｇを酸化(塩素化)し、水溶性の高い塩化水銀（ＨｇＣｌ2）に変換させ、後流側に設けられる脱硫装置１６で排ガス１２中に含有するＨｇを除去するようにしている。
Ｈｇ  ＋  ２ＨＣｌ  ＋  １／２Ｏ2  →  ＨｇＣｌ2  ＋  Ｈ2Ｏ・・・（３）
【００１５】
また、燃料として石炭又は重油を使用した場合、燃料中にはＣｌが含まれるため燃焼ガスにはＣｌ分が含まれるが、燃料の種類によりＣｌ分の含有量は異なり、排ガス中のＣｌ濃度を制御するのは困難であるため、排ガス処理装置１０の前流に必要量以上のＨＣｌ等を添加し、確実にＨｇを除去するようにするのが好ましい。
【００１６】
また、脱硝触媒層１３は、図１１に示すように、格子状に配列して四角形状の通路２８を有するハニカム形状のものに脱硝触媒を担持したものを用いており、その通路の断面形状は例えば三角形状や四角形状など多角形状からなる通路としている。
【００１７】
【特許文献１】特開平１０−２３０１３７号公報
【特許文献２】特開２００１−１９８４３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
ところで、従来の脱硝装置１３に供給される排ガス１２の気流は、脱硝装置１３の手前で整流化手段（図示せず）により整流化され、層流状態であり、その状態で脱硝装置１３のハニカム通路２８内に流入されるので、脱硝触媒との接触面積は限られることとなり、この結果、更なる水銀の酸化反応効率の向上を図るのが困難である、という問題がある。
【００１９】
本発明は、前記問題に鑑み、脱硝装置内に供給される排ガスと脱硝触媒との接触面積を増加させ、前記排ガス中の水銀の酸化効率を一層向上させた排ガス処理装置及び排ガス処理システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、ボイラからの排ガス中の窒素酸化物を除去すると共に、排ガス中に塩化水素を噴霧して水銀を酸化する脱硝触媒層を少なくとも一つ以上有する排ガス処理装置であって、前記脱硝触媒層がハニカム触媒であると共に、該ハニカム触媒の通路内に、前記排ガスを層流から乱流に変化させる旋回流発生部材を有することを特徴とする排ガス処理装置にある。
【００２１】
第２の発明は、第１の発明において、前記旋回流発生部材が、前記通路内に設けられる鉛直軸と、前記鉛直軸に対して所定間隔を有して直交しつつ放射状に設けられ、前記排ガスに乱流を発生させる複数の旋回流発生翼とからなることを特徴とする排ガス処理装置にある。
【００２２】
第３の発明は、第１の発明において、前記旋回流発生部材が、前記通路内に設けられる鉛直軸と、前記鉛直軸に対して所定間隔を有して直交しつつ設けられた複数のリング状部材とからなるものであることを特徴とする排ガス処理装置にある。
【００２３】
第４の発明は、第１の発明において、前記旋回流発生部材が、前記通路内に設けられる鉛直軸と、前記鉛直軸に螺旋状に巻き付けられた螺旋板とからなるものであることを特徴とする排ガス処理装置にある。
【００２４】
第５の発明は、第１の発明において、前記旋回流発生部材が、ハニカム触媒の各通路に対応する細孔を有する板状部材であり、前記脱硝触媒層が前記排ガスの流れ方向に複数段で構成される際、前記旋回流発生部材が、各々段の前記脱硝触媒層の間の各通路に介装されてなることを特徴とする排ガス処理装置にある。
【００２５】
第６の発明は、前記ボイラと、前記ボイラの下流側の排ガス煙道に排出された排ガスに塩素化剤を注入する塩素化剤供給部と、第１乃至５の何れか一つの発明の排ガス処理装置と、脱硝後の排ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置と、脱硫後のガスを外部に排出する煙突とを有することを特徴とする排ガス処理システムにある。
【００２６】
第７の発明は、第６の発明において、前記ボイラの下流側の排ガス煙道に排出された排ガスにアンモニアを投入するアンモニア供給部が設けられてなることを特徴とする排ガス処理システムにある。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、ボイラからの排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝触媒層の通路内に、前記排ガスを層流から乱流に変化させる旋回流発生部材が設けられているため、前記脱硝触媒層の通路内において前記排ガスに旋回流を発生させ、前記排ガスの気流を層流から乱流とした状態で、前記脱硝触媒層の通路内に対して前記欄集状態での排ガスを通過させることができ、前記排ガスの脱硝触媒との接触時間を増加させることができる。
このため、前記排ガス中に予めＨＣｌを供給しておくことで、前記排ガス中の水銀と脱硝触媒との酸化反応効率を向上させることができる。これにより、排ガス処理装置の後流側に設けられる脱硫装置により前記排ガス中の水銀を高効率で除去することができる。
【００２８】
また、前記排ガス中のＮＯｘの還元性能及び水銀の酸化性能を向上させることができるため、前記脱硝触媒層において用いる脱硝触媒量を低減することができると共に、前記排ガスに供給する塩素化剤の供給量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００３０】
本発明による実施例に係る排ガス処理装置について、図面を参照して説明する。
図１は、実施例に係る排ガス処理装置を示す概略図であり、図２は、実施例に係る排ガス処理装置の構成の一部を示す斜視図であり、図３は、旋回流発生部材を鉛直軸方向に対して直交する方向から見たときの図であり、図４は、旋回流発生部材を脱硝触媒層の鉛直軸方向から見たときの図である。
図１に示すように、本実施例に係る排ガス処理装置１０は、ボイラ１１からの排ガス１２中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去すると共に、排ガス１２中に塩酸（ＨＣｌ）を噴霧して水銀（Ｈｇ）を酸化する脱硝触媒層１３を有する排ガス処理装置であって、脱硝触媒層１３がハニカム触媒であると共に、脱硝触媒層１３の通路１４内に、排ガス１２を層流から乱流に変化させる旋回流発生部材（図示せず）を有するものである。
【００３１】
ここで、図２乃至図４に示すように、本実施例に係る排ガス処理装置１０に係る旋回流発生部材１５Ａは、ハニカム触媒の通路１４内に設けられる鉛直軸２２と、鉛直軸２２に対して放射状に設けられ、排ガス１２に乱流を発生させる四つの旋回流発生翼２３とからなり、この四つの旋回流発生翼２３が鉛直軸２２方向に所定間隔を有して複数配置されてなるものである。
【００３２】
また、本実施例では、四つの旋回流発生翼２３は鉛直軸２２方向から見たときの鉛直軸２２に十字型に配置されていると共に、鉛直軸２２方向から見たときの旋回流発生翼２３の形状を楕円形型としている。
また、鉛直軸２２方向から見たときに排ガス１２の下流側に設けられている一組の前記旋回流発生翼２３は、排ガス１２の上流側に設けられている一組の旋回流発生翼２３と重なるようにして設けている。
【００３３】
このように、脱硝触媒層１３のハニカム状の各通路１４内に、旋回流発生部材１５Ａを設けることにより、脱硝触媒層１３の通路１４内において排ガス１２に旋回流を発生させ、排ガス１２の気流を層流から乱流とした状態で、脱硝触媒層１３の通路１４内を通過させることができる。このため、排ガス１２の脱硝触媒との接触時間を増加させることができる。よって、排ガス１２中には予めＨＣｌを供給しておくことで、排ガス１２中の水銀と脱硝触媒との酸化反応効率を向上させることができる。
【００３４】
これにより、排ガス処理装置１０の後流側に設けられる脱硫装置（図示しない）により排ガス１２中のＨｇを高効率で除去することができる。
【００３５】
また、排ガス１２中のＮＯｘの還元性能及びＨｇの酸化性能を向上させることができるため、脱硝触媒層１３において用いる脱硝触媒量を低減することができると共に、排ガス１２に供給するＨＣｌ量を低減することができる。
【００３６】
鉛直軸２２に固定する旋回流発生翼２３の数は、四つに限定されるものではなく、排ガス１２を旋回させて乱流を発生させることができればよく、二つ又は三つでもよく、又は五つ以上設けるようにしてもよい。また、鉛直軸２２は脱硝触媒層１３の上下両側で固定される。その固定方法は特に限定されるものではなく、脱硝触媒層１３の上下両側に鉛直軸２２を固定するための図示しない固定部材を設けるようにしてもよい。
【００３７】
また、脱硝触媒層１３の外側で脱硝触媒層１３を収納するための反応容器または排ガス煙道１６に鉛直軸２２を固定するための図示しない固定部材を設け、脱硝触媒層１３から飛出した鉛直軸２２の上下両側を固定するようにしてもよい。
【００３８】
また、図２乃至図４に示すように、脱硝触媒層１３の通路１４の断面の大きさは、排ガス１２と脱硝触媒との接触効率を向上させつつ、排ガス１２の圧損を低くするため、従来では５ｍｍ四方と狭くしている。本実施例では、旋回流発生部材１５Ａを脱硝触媒層１３の各通路１４内に設け、排ガス１２と脱硝触媒との接触効率を向上させつつ、排ガス１２の圧損を低くするため、脱硝触媒層１３の各通路１４の１辺の長さを例えば７〜１０ｍｍ四方など従来よりも大きくすることができる。
【００３９】
また、本実施例に係る排ガス処理装置１０においては、鉛直軸２２方向から見たときに排ガス１２の下流側に設けられている一組の前記旋回流発生翼２３は、排ガス１２の上流側に設けられている一組の旋回流発生翼２３と重なるように複数設けているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、鉛直軸２２方向から見たときに排ガス１２の下流側に設けられている一組の前記旋回流発生翼２３の一部又は全部が、排ガス１２の上流側に設けられている一組の旋回流発生翼２３と重ならにように鉛直軸２２に対して位置をずらして設けるようにしてもよい。これにより、更に効率良く排ガス１２に旋回流を発生させることができる。
【００４０】
また、本実施例では、鉛直軸２２方向から見たときの旋回流発生翼２３の形状を楕円型としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、排ガス１２に旋回流を発生させることができればよいため、旋回流発生翼２３の形状は例えば三角形状、四角形状などにしてもよい。
【００４１】
また、本実施例に係る排ガス処理装置１０においては、脱硝触媒層１３を一つのみ配設しているが、本発明はこれに限定されるものでなく、脱硝触媒層１３は複数配設してもよい。
【００４２】
また、本実施例では、脱硝触媒層１３を排ガス煙道１６に一つだけ配置しているため、旋回流発生部材１５Ａを一つしか設けていないが、脱硝触媒層１３を排ガス煙道１６に複数設ける場合には、各々の脱硝触媒層１３の間に旋回流発生部材１５Ａを設けるようにしてもよい。
【００４３】
ここで、本実施例に係る排ガス処理装置１０においては、還元脱硝用に脱硝触媒層１３で用いる脱硝触媒として、Ｖ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ等の金属酸化物又は硫酸塩あるいは、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒなどの貴金属、又はこれらの混合物を担体であるチタニア、シリカ、ジルコニア及びこれらの複合酸化物、又はゼオライトに担持したものを用いることができる。
【００４４】
また、本実施例において、用いるＨＣｌについて、特に濃度の制限はないが、例えば濃塩酸から５％程度の希塩酸を用いることができる。また、本実施例において、使用する塩素化剤として塩化水素（ＨＣｌ）を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、塩素化剤としては、排ガス中のＨｇが脱硝触媒の存在下で反応してＨｇＣｌ及び／又はＨｇＣｌ2の塩化水銀を生成するものであればよく、塩化アンモニウム、塩素、次亜塩素酸、次亜塩素酸アンモニウム、亜塩素酸、亜塩素酸アンモニウム、塩素酸、塩素酸アンモニウム、過塩素酸、過塩素酸アンモニウム、その他上記酸のアミン塩類、その他の塩類などが例示される。
【００４５】
また、排ガス１２中に添加する塩素化剤の量は、水難溶性の水銀に対して化学量論量かそれよりも過剰であればよい。排ガス１２中のＨｇを効率よく除去すると共に、後流側で排出される排水中の塩素濃度を考慮して、排ガス煙道１６内における排ガス１２の塩素化剤の濃度としては、排ガス１２に対して１０００ｐｐｍ以下となるよう噴霧するようにすればよい。
【００４６】
また、排ガス煙道１６内における排ガス１２へのＨＣｌの添加位置は、ＮＨ3の添加位置よりも上流側としているが、ＮＨ3の添加位置よりも下流側としてもよい。
【００４７】
また、本実施例において、ボイラ１１から排出される排ガス１２にＨＣｌとＮＨ3の両方を添加しているが、排ガス煙道１６内における排ガス１２にＮＨ3を添加しなくてもよい。排ガス処理装置１０の脱硝触媒層１３では、排ガス１２中のＮＯｘ（窒素酸化物）を除去すると共に、排ガス１２中のＨｇを酸化し、後流側に設けられる脱硫装置（図示しない）でＨｇを除去するものであるため、排ガス煙道１６内で排ガス１２にＮＨ3を添加しなくても、脱硝触媒層１３の脱硝触媒の存在下でＨＣｌによりＨｇを塩化物に転換し、脱硫装置（図示しない）でＨｇを除去できる効果には変わりないからである。
【００４８】
このように、本実施例に係る排ガス処理装置１０によれば、ボイラ１１からの排ガス１２中のＮＯｘ（窒素酸化物）を除去すると共に、排ガス１２中にＨＣｌを噴霧してＨｇを酸化する脱硝触媒層１３を有する排ガス処理装置であって、脱硝触媒層１３がハニカム触媒であると共に、脱硝触媒層１３の通路１４内に、鉛直軸２２と、鉛直軸２２に対して放射状に設けられた四つの旋回流発生翼２３とからなり、この四つの旋回流発生翼２３を鉛直軸２２方向に間隔を空けて複数配置されてなる旋回流発生部材１５Ａを設ける。これにより、脱硝触媒層１３の通路１４内において排ガス１２に旋回流を発生させ、排ガス１２の気流を層流から乱流とした状態で、脱硝触媒層１３の通路１４内を排ガス１２を通過させることができるため、排ガス１２の脱硝触媒との接触時間を増加させることができる。このため、排ガス１２中には予めＨＣｌが供給されているため、排ガス１２中のＨｇと脱硝触媒との酸化反応効率を向上させることができる。この結果、排ガス処理装置１０の後流側に設けられる脱硫装置（図示しない）によりＨｇを高効率で除去することができる。
【００４９】
また、排ガス１２中のＮＯｘの還元性能及びＨｇの酸化性能を向上させることができるため、脱硝触媒層１３において用いる脱硝触媒量を低減することができると共に、排ガス１２に供給するＨＣｌ量を低減することができる。
【００５０】
また、本実施例では、石炭や重油などの硫黄、水銀等を含む化石燃料を燃焼する火力発電所のボイラから排出される排ガスを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＮＯｘ濃度が低く、二酸化炭素、酸素、ＳＯｘ、煤塵、あるいは水分を含む排ガス、硫黄、水銀等を含む燃料を燃焼する工場などから排出されるボイラ排ガス、金属工場、石油精製工場、石油化学工場等から排出される加熱炉排ガス等にも適用できる。
【実施例２】
【００５１】
本発明による実施例に係る排ガス処理装置について、図面を参照して説明する。
図５は、旋回流発生部材を鉛直軸方向に対して直交する方向から見たときの図であり、図６は、旋回流発生部材を脱硝触媒層の鉛直軸方向から見たときの図である。
本実施例に係る排ガス処理装置の構成は、上述の実施例１に係る排ガス処理装置と同様であるため、排ガス処理装置の構成を示す図は省略し、旋回流発生部材の構成を示す図のみを用いて説明する。
なお、図１の排ガス処理装置と同一の部材には同一の符号を付してその説明は省略する。
図５、６に示すように、本実施例に係る排ガス処理装置の旋回流発生部材１５Ｂは、通路１４内に設けられる鉛直軸２２と、鉛直軸２２に対して所定間隔を有して直交しつつ設けられた複数のリング状部材２４とからなるものである。
【００５２】
脱硝触媒層１３の通路１４内に、通路１４内に設けられる鉛直軸２２と、鉛直軸２２に対して所定間隔を有して直交しつつ設けられた複数のリング状部材２４とからなる旋回流発生部材１５Ｂを設けることにより、上記実施例と同様に、脱硝触媒層１３の通路１４内で排ガス１２に旋回流を発生させ、排ガス１２の気流を層流から乱流とした状態で、脱硝触媒層１３の通路１４内を排ガス１２を通過させることができるため、排ガス１２の脱硝触媒との接触時間を増加させることができる。このため、排ガス１２中には予めＨＣｌが供給されているため、排ガス１２中のＨｇと脱硝触媒との酸化反応効率を向上させることができる。
【００５３】
これにより、本実施例に係る排ガス処理装置の後流側に設けられる脱硫装置（図示しない）により排ガス１２中のＨｇを高効率で除去することができる。
【実施例３】
【００５４】
本発明による実施例に係る排ガス処理装置について、図面を参照して説明する。
図７は、旋回流発生部材を鉛直軸方向に対して直交する方向から見たときの図であり、図８は、旋回流発生部材を脱硝触媒層の鉛直軸方向から見たときの図である。
本実施例に係る排ガス処理装置の構成は、上述の実施例１に係る排ガス処理装置と同様であるため、排ガス処理装置の構成を示す図は省略し、旋回流発生部材の構成を示す図のみを用いて説明する。
なお、図１の排ガス処理装置と同一の部材には同一の符号を付してその説明は省略する。
図７、８に示すように、本実施例に係る排ガス処理装置の旋回流発生部材１５Ｃは、通路１４内に設けられる鉛直軸２２と、鉛直軸２２に螺旋状に巻き付けられた螺旋板２５とからなるものである。
【００５５】
脱硝触媒層１３の通路１４内に、鉛直軸２２と、鉛直軸２２に螺旋状に巻き付けられた螺旋板２５とからなる旋回流発生部材１５Ｃを設けることにより、上記実施例と同様に、脱硝触媒層１３の通路１４内で排ガス１２に旋回流を発生させ、排ガス１２の気流を層流から乱流とした状態で、排ガス１２を通過させることができるため、排ガス１２の脱硝触媒との接触時間を増加させることができる。このため、排ガス１２中には予めＨＣｌが供給されているため、排ガス１２中のＨｇと脱硝触媒との酸化反応効率を向上させることができる。
【００５６】
これにより、本実施例に係る排ガス処理装置の後流側に設けられる脱硫装置（図示しない）により排ガス１２中のＨｇを高効率で除去することができる。
【実施例４】
【００５７】
本発明による実施例に係る排ガス処理装置について、図面を参照して説明する。
図９は、旋回流発生部材を鉛直軸方向に対して直交する方向から見たときの図であり、図１０は、旋回流発生部材を脱硝触媒層の鉛直軸方向から見たときの図である。
本実施例に係る排ガス処理装置の構成は、上述の実施例１に係る排ガス処理装置と同様であるため、排ガス処理装置の構成を示す図は省略し、旋回流発生部材の構成を示す図のみを用いて説明する。
なお、図１の排ガス処理装置と同一の部材には同一の符号を付してその説明は省略する。
図９、１０に示すように、本実施例に係る排ガス処理装置の旋回流発生部材１５Ｄは、ハニカム触媒の各通路１４に対応する細孔２６を有する板状部材２７であり、脱硝触媒層１３が排ガス１２の流れ方向に四段で構成される際、旋回流発生部材１５Ｄが、排ガス１２の流れ方向に四段で構成される各々の脱硝触媒層１３の間の各通路１４に介装されてなるものである。
【００５８】
即ち、ハニカム状通路に対応する細孔２６は、排ガス１２が噴流して出る開口部となり、オリフィスとして機能するものである。この細孔２６が排ガス流路の絞りとして機能することで、排ガス１２の流量を制御する機能を有する。よって、排ガス１２が細孔２６を通過した際、排ガス１２が細孔２６から噴出して出てくることで、通路１４内で排ガス１２が旋回して通路１４内を通過することができる。
【００５９】
また、本実施例では、脱硝触媒層１３は排ガス１２の流れ方向に四つで構成されているため、旋回流発生部材１５Ｄは各々の脱硝触媒層１３の間の各通路１４に三つ設けるようにしているが、脱硝触媒層１３の数に応じて各々の脱硝触媒層１３の間に旋回流発生部材１５Ｄを設けるようにすればよい。
【００６０】
また、本実施例では、旋回流発生部材１５Ｄは、各々の脱硝触媒層１３の間に設けるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、脱硝触媒層１３の通路１４内に設けるようにしてもよい。
【００６１】
よって、ハニカム触媒の各通路１４に対応する細孔２６を有する板状部材２７からなる旋回流発生部材１５Ｄを排ガス１２の流れ方向に複数段で構成される各々の脱硝触媒層１３の間の各通路１４に介装させることにより、上記実施例と同様に、脱硝触媒層１３の通路１４内で排ガス１２に旋回流を発生させ、排ガス１２の気流を層流から乱流とした状態で、排ガス１２を通過させることができるため、排ガス１２の脱硝触媒との接触時間を増加させることができる。このため、排ガス１２中には予めＨＣｌが供給されているため、排ガス１２中のＨｇと脱硝触媒との酸化反応効率を向上させることができる。
【００６２】
これにより、本実施例に係る排ガス処理装置の後流側に設けられる脱硫装置（図示しない）により排ガス１２中のＨｇを高効率で除去することができる。
【００６３】
このように、本実施例に係る排ガス処理装置を適用した排ガス処理システムによれば、脱硝装置１０において脱硝触媒層１３の通路１４内に、鉛直軸２２と、鉛直軸２２に対して放射状に設けられた例えば図２に示すような四つの旋回流発生翼２３とからなる旋回流発生部材１５Ａを設けることで、脱硝触媒層１３の通路１４内で排ガス１２に旋回流を発生させ、脱硝装置１０へ導入された排ガス１２の脱硝触媒との接触時間を増加させ、排ガス１２中のＨｇと脱硝触媒との酸化反応効率を向上させることができる。このため、脱硝装置１０において排ガス１２中のＮＯｘ（窒素酸化物）を除去すると共に、脱硫装置３３において排ガス１２中のＳＯｘ（硫黄酸化物）及びＨｇを効率良く除去することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上のように、本発明に係る排ガス処理装置は、排ガスに旋回流を発生させて前記排ガスの気流を層流から乱流にした状態で、前記脱硝触媒層の通路内を前記排ガスが通過することで、前記排ガスの脱硝触媒との接触時間が増加し、水銀と脱硝触媒との酸化反応効率が向上するので、火力発電所等の水銀を含有する石炭や重油などの化石燃料を燃焼する装置から排出される排ガスの処理に用いるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施例１に係る排ガス処理装置を示す概略図である。
【図２】脱硝触媒層の構成の一部を示す斜視図である。
【図３】旋回流発生部材を鉛直軸方向に対して直交する方向から見たときの図である。
【図４】旋回流発生部材を脱硝触媒層の鉛直軸方向から見たときの図である。
【図５】本発明の実施例２に係る排ガス処理装置の旋回流発生部材を鉛直軸方向に対して直交する方向から見たときの図である。
【図６】本発明の実施例２に係る排ガス処理装置の旋回流発生部材を脱硝触媒層の鉛直軸方向から見たときの図である。
【図７】本発明の実施例３に係る排ガス処理装置の旋回流発生部材を鉛直軸方向に対して直交する方向から見たときの図である。
【図８】本発明の実施例３に係る排ガス処理装置の旋回流発生部材を脱硝触媒層の鉛直軸方向から見たときの図である。
【図９】本発明の実施例４に係る排ガス処理装置の旋回流発生部材を鉛直軸方向に対して直交する方向から見たときの図である。
【図１０】本発明の実施例４に係る排ガス処理装置の旋回流発生部材を脱硝触媒層の鉛直軸方向から見たときの図である。
【図１１】ハニカム触媒の斜視図である。
【図１２】石炭焚きボイラの排ガス処理装置の概略図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０  排ガス処理装置
１３  脱硝触媒層
１４  通路
１５Ａ〜１５Ｄ  旋回流発生部材
２２  鉛直軸
２３  旋回流発生翼
２４  リング状部材
２５  螺旋板
２６  細孔
２７  板状部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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