(57)【要約】【課題】流路に微粒子が堆積することを低減することが可能なダクト製造方法、ダクト及び脱硝装置を提供することを目的とする。【解決手段】流路にガイドベーンが設けられている既存のダクトを準備するステップと、ガイドベーンに形成される表面のうち法線が鉛直上方を向く鉛直上向き表面の面積が小さくなるようにガイドベーンを加工するステップとを備えている。鉛直上向き表面には、流路を流れるガスに混合されている微粒子が堆積しやすい。このようなダクト製造方法によって作製された新規のダクト２は、既存のダクトに比較して、鉛直上向き表面１４の面積が小さくなるため、微粒子がガイドベーン７−１〜７−ｎに堆積する堆積量を低減できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈曲している流路を形成するダクト本体と、前記流路を流れる流体を整流するガイドベーンとを備える既存のダクトを用いて実行されるダクト製造方法であって、
前記既存のダクトを準備するステップと、
前記ガイドベーンに形成される表面のうち法線が鉛直上方を向く鉛直上向き表面の面積が小さくなるように前記ガイドベーンを加工するステップと、
を備えるダクト製造方法。
【請求項２】
前記ダクト本体の内壁に形成される表面のうち法線が鉛直上方を向く鉛直上向き内壁表面の面積が小さくなるように前記ダクト本体を加工するステップを更に備える請求項１に記載されたダクト製造方法。
【請求項３】
屈曲している流路を形成するダクト本体と、前記流路を流れる流体を整流するガイドベーンとを備える既存のダクトを用いて実行されるダクト製造方法であって、
前記既存のダクトを準備するステップと、
前記ダクト本体の内壁に形成される表面のうち法線が鉛直上方を向く鉛直上向き内壁表面の面積が小さくなるように前記ダクト本体を加工するステップと、
を備えるダクト製造方法。
【請求項４】
屈曲している流路を形成するダクト本体と、前記流路を流れる流体を整流するガイドベーンとを備えるダクトを作製するダクト製造方法であって、
前記流体の属性に基づいて所定の面積を算出するステップと、
前記ガイドベーンに形成される表面のうち鉛直上方に向く鉛直上向き表面の面積が前記所定の面積より小さくなるように前記ガイドベーンを作製するステップと、
を備えるダクト製造方法。
【請求項５】
前記流体の属性に基づいて所定の内壁面積を算出するステップと、
前記ダクト本体の内壁に形成される表面のうち鉛直上方に向く鉛直上向き内壁表面の面積が前記所定の内壁面積より小さくなるように前記ガイドベーンを作製するステップと、
を更に備える請求項４に記載されたダクト製造方法。
【請求項６】
屈曲している流路を形成するダクト本体と、前記流路を流れる流体を整流するガイドベーンとを備えるダクトを作製するダクト製造方法であって、
前記流体の属性に基づいて所定の内壁面積を算出するステップと、
前記ダクト本体の内壁に形成される表面のうち鉛直上方に向く鉛直上向き内壁表面の面積が前記所定の内壁面積より小さくなるように前記ガイドベーンを作製するステップと、
を備えるダクト製造方法。
【請求項７】
屈曲している流路を形成するダクト本体と、
前記流路を流れる流体を整流するガイドベーンと、
を備え、
前記ガイドベーンは、前記ガイドベーンに形成される表面のうち任意の領域の法線が鉛直上方と異なる方向を向くように形成されているダクト。
【請求項８】
前記ダクト本体は、前記ダクト本体の内壁に形成される表面のうち任意の領域の法線が鉛直上方と異なる方向を向くように形成されている請求項７に記載されたダクト。
【請求項９】
屈曲している流路を形成するダクト本体と、
前記流路を流れる流体を整流するガイドベーンと、
を備え、
前記ダクト本体は、前記ダクト本体の内壁に形成される表面のうち任意の領域の法線が鉛直上方と異なる方向を向くように形成されているダクト。
【請求項１０】
請求項７から９のいずれか一項に記載されたダクトと、
前記流路を通過したガスを脱硝する反応器と、
を備える脱硝装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダクト製造方法、ダクト及び脱硝装置に関し、特に、微粒子が混合されている流体が流れるダクト、そのダクトを製造するダクト製造方法、及びそのダクトを備える脱硝装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラ、ガスタービン、各種エンジン、燃焼炉等に例示される燃焼設備から発生するダーティ排ガスから窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する脱硝装置が知られている。脱硝装置は、ダクトと反応器とを備えている。ダクトは、燃焼設備から反応器までダーティ排ガスが流れる流路を形成している。反応器は、ダクトを介して供給されるダーティ排ガスを脱硝することによって、クリーンな排ガスを生成する。
【０００３】
ダクトは、一般的に、流路のうち屈曲している部分の周辺に複数のガイドベーンが設けられている。複数のガイドベーンは、複数のガイドベーンより下流側に配置される流路のうち互いに異なる複数の位置をそれぞれ流れる流体の流速が概ね一様になるように、かつ、複数の位置を流体がそれぞれ流れる方向が概ね一様になるようにダーティ排ガスを整流する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２５５３２４号公報
【特許文献２】特開２０１０−４６５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ダクトは、ダーティ排ガスに含有されている微粒子が複数のガイドベーンに堆積することがある。産業用に利用される脱硝装置に例示される規模が小さい脱硝装置では、堆積した微粒子は、複数のガイドベーンの隙間を閉塞させたり、微粒子の塊が反応器に落下し、反応器が脱硝する能力を低減させたりすることがある。
【０００６】
特許文献１には、触媒層上での灰の堆積を防止する排煙脱硝装置が開示されている。特許文献２には、排ガスダクト内のアンモニア水注入ノズル下流付近において発生する未蒸発アンモニアとダクト底部に堆積した灰との化合物の堆積を抑制する排煙脱硝装置が開示されている。
【０００７】
本発明の課題は、流路に微粒子が堆積することを低減することが可能なダクト製造方法、ダクト及び脱硝装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１態様によるダクト製造方法は、屈曲している流路を形成するダクト本体と、流路を流れる流体を整流するガイドベーンとを備える既存のダクトを用いて実行されるダクト製造方法であって、既存のダクトを準備するステップと、ガイドベーンに形成される表面のうち法線が鉛直上方を向く鉛直上向き表面の面積が小さくなるようにガイドベーンを加工するステップとを備えている。
【０００９】
このようなダクト製造方法によって作製された新規のダクトは、既存のダクトに比較して、鉛直上向き表面の面積が小さくなるため、流路を流れるガスに混合されている微粒子がガイドベーンに堆積する堆積量を低減できる。すなわち、このようなダクト製造方法は、微粒子がガイドベーンに堆積する堆積量が低減されるように既存のダクトを改造することができる。
【００１０】
上記第１態様によるダクト製造方法は、ダクト本体の内壁に形成される表面のうち法線が鉛直上方を向く鉛直上向き内壁表面の面積が小さくなるようにダクト本体を加工するステップを更に備えてもよい。
【００１１】
このようなダクト製造方法によって作製された新規のダクトは、既存のダクトに比較して、鉛直上向き内壁表面の面積が小さくなるため、流路を流れるガスに混合されている微粒子が内壁に堆積する堆積量を低減できる。すなわち、このようなダクト製造方法は、微粒子が内壁に堆積する堆積量が低減されるように既存のダクトを改造することができる。
【００１２】
本発明の第２態様によるダクト製造方法は、屈曲している流路を形成するダクト本体と、流路を流れる流体を整流するガイドベーンとを備える既存のダクトを用いて実行されるダクト製造方法であって、既存のダクトを準備するステップと、ダクト本体の内壁に形成される表面のうち法線が鉛直上方を向く鉛直上向き内壁表面の面積が小さくなるようにダクト本体を加工するステップとを備えている。
【００１３】
このようなダクト製造方法によって作製された新規のダクトは、既存のダクトに比較して、鉛直上向き内壁表面の面積が小さくなるため、流路を流れるガスに混合されている微粒子が内壁に堆積する堆積量を低減できる。すなわち、このようなダクト製造方法は、微粒子が内壁に堆積する堆積量が低減されるように既存のダクトを改造することができる。
【００１４】
本発明の第３態様によるダクト製造方法は、屈曲している流路を形成するダクト本体と、流路を流れる流体を整流するガイドベーンとを備えるダクトを作製するダクト製造方法であって、流体の属性に基づいて所定の面積を算出するステップと、ガイドベーンに形成される表面のうち鉛直上方に向く鉛直上向き表面の面積が所定の面積より小さくなるようにガイドベーンを作製するステップとを備えている。
【００１５】
このようなダクト製造方法によって作製されたダクトは、ガイドベーンの鉛直上向き表面の面積を十分に小さくなるため、流路を流れるガスに混合されている微粒子がガイドベーンに堆積する堆積量を低減できる。
【００１６】
上記第３態様によるダクト製造方法は、流体の属性に基づいて所定の内壁面積を算出するステップと、ダクト本体の内壁に形成される表面のうち鉛直上方に向く鉛直上向き内壁表面の面積が所定の内壁面積より小さくなるようにガイドベーンを作製するステップとを更に備えてもよい。
【００１７】
このようなダクト製造方法によって作製されたダクトは、内壁のうち鉛直上向き内壁表面の面積を十分に小さくなるため、流路を流れるガスに混合されている微粒子が内壁に堆積する堆積量を低減できる。
【００１８】
本発明の第４態様によるダクト製造方法は、屈曲している流路を形成するダクト本体と、流路を流れる流体を整流するガイドベーンとを備えるダクトを作製するダクト製造方法であって、流体の属性に基づいて所定の内壁面積を算出するステップと、ダクト本体の内壁に形成される表面のうち鉛直上方に向く鉛直上向き内壁表面の面積が所定の内壁面積より小さくなるようにガイドベーンを作製するステップとを備えている。
【００１９】
このようなダクト製造方法によって作製されたダクトは、内壁のうち鉛直上向き内壁表面の面積を十分に小さくなるため、流路を流れるガスに混合されている微粒子が内壁に堆積する堆積量を低減できる。
【００２０】
本発明の第５態様によるダクトは、屈曲している流路を形成するダクト本体と、流路を流れる流体を整流するガイドベーンとを備え、ガイドベーンは、ガイドベーンに形成される表面のうち任意の領域の法線が鉛直上方と異なる方向を向くように形成されている。
【００２１】
このようなダクトは、鉛直上向き表面の面積が十分に小さいときに、流路を流れるガスに混合されている微粒子がガイドベーンに堆積しにくい。このため、このようなダクトは、堆積した微粒子によって流路の一部が閉塞されることを防止することができ、堆積した微粒子がガイドベーンから落下することによる不都合を防止することができる。
【００２２】
上記第５態様によるダクトにおいて、ダクト本体は、ダクト本体の内壁に形成される表面のうち任意の領域の法線が鉛直上方と異なる方向を向くように形成されてもよい。
【００２３】
このようなダクトは、鉛直上向き内壁表面の面積が十分に小さいときに、流路を流れるガスに混合されている微粒子が内壁に堆積しにくい。このため、このようなダクトは、堆積した微粒子によって流路の一部が閉塞されることを防止することができ、堆積した微粒子が内壁から落下することによる不都合を防止することができる。
【００２４】
本発明の第６態様によるダクトは、屈曲している流路を形成するダクト本体と、流路を流れる流体を整流するガイドベーンとを備えている。ダクト本体は、ダクト本体の内壁に形成される表面のうち任意の領域の法線が鉛直上方と異なる方向を向くように形成されている。
【００２５】
このようなダクトは、鉛直上向き内壁表面の面積が十分に小さいときに、流路を流れるガスに混合されている微粒子が内壁に堆積しにくい。このため、このようなダクトは、堆積した微粒子によって流路の一部が閉塞されることを防止することができ、堆積した微粒子が内壁から落下することによる不都合を防止することができる。
【００２６】
本発明の第７態様による脱硝装置は、上記第５又は第６態様によるダクトと、流路を通過したガスを脱硝する反応器とを備えている。このような脱硝装置は、堆積した微粒子によって流路の一部が閉塞されることを防止することができ、堆積した微粒子が内壁から反応器に落下することを防止することができ、ガスをより適切に脱硝することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によるダクトは、流路に面する表面のうち法線が鉛直上向きである表面の面積が小さいため、流路を流れる流体に混合される微粒子が流路に堆積することを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明によるダクトを示す断面図である。
【図２】図２は、本発明によるダクトの比較例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図面を参照して、本発明によるダクトの実施の形態を記載する。図１は、ダクトが適用された脱硝装置を示している。脱硝装置１は、ダクト２と反応器３とを備えている。ダクト２は、ダクト本体５と上流側ガイドベーン６と複数の下流側ガイドベーン７−１〜７−ｎ（ｎ＝２，３，４，…）とを備えている。
【００３０】
ダクト本体５は、屈曲した管状に形成され、内部に流路８を形成している。流路８は、図示されていないボイラから排気される排ガスが流路８に供給されるようにボイラに接続されている。ボイラは、燃料を燃焼させることによって、高圧の水蒸気を生成し、排ガスを生成する。排ガスは、概ね気体から形成され、窒素酸化物ＮＯｘを含有し、微粒子に形成されている灰が混合されている。流路８は、更に、排ガスが流路８を流れた後に排ガスが反応器３に供給されるように反応器３に接続されている。
【００３１】
流路８は、上流側流路１０と水平流路１１と下流側流路１２とを含んでいる。上流側流路１０は、概ね直線状に形成され、鉛直方向に概ね平行である直線に沿って配置されている。水平流路１１は、上流側流路１０の下流側に配置されている。水平流路１１は、概ね直線状に形成され、鉛直方向に概ね垂直である直線に沿って配置されている。下流側流路１２は、水平流路１１の下流側に配置され、概ね直線状に形成され、鉛直方向に概ね平行である直線に沿って配置されている。更に、ダクト本体５は、流路８を流れる流体が上流側流路１０を概ね鉛直上向きに流れるように、かつ、流体が水平流路１１を概ね水平方向に流れるように、かつ、流体が下流側流路１２を概ね鉛直下向きに流れるように形成されている。
【００３２】
上流側ガイドベーン６は、屈曲した板から形成されている。上流側ガイドベーン６は、流路８に配置され、上流側流路１０と水平流路１１との境目の周辺に配置されている。上流側ガイドベーン６は、更に、上流側流路１０を流れた排ガスが整流されるように形成されている。すなわち、上流側ガイドベーン６は、水平流路１１のうち互いに異なる複数の位置をそれぞれ流れる流体の流速が概ね一様になるように、かつ、複数の位置を流体がそれぞれ流れる方向が概ね一様になるように形成されている。
【００３３】
複数の下流側ガイドベーン７−１〜７−ｎの任意の下流側ガイドベーン７−ｉ（ｉ＝１，２，３，…，ｎ）は、屈曲した板から形成されている。下流側ガイドベーン７−ｉは、流路８に配置され、水平流路１１と下流側流路１２との境目の周辺に配置されている。下流側ガイドベーン７−ｉは、下流側ガイドベーン７−（ｉ＋１）と隣り合うように、かつ、下流側ガイドベーン７−ｉと下流側ガイドベーン７−（ｉ＋１）との間隔が所定の距離以上に離れるように配置されている。
【００３４】
複数の下流側ガイドベーン７−１〜７−ｎは、更に、水平流路１１を流れた排ガスが整流されるように形成されている。すなわち、複数の下流側ガイドベーン７−１〜７−ｎは、下流側流路１２のうち互いに異なる複数の位置をそれぞれ流れる流体の流速が概ね一様になるように、かつ、複数の位置を流体がそれぞれ流れる方向が概ね一様になるように形成されている。
【００３５】
下流側ガイドベーン７−ｉに形成される表面は、鉛直上向き表面１４を含んでいる。鉛直上向き表面１４の法線方向は、鉛直上向きに等しい。鉛直上向き表面１４は、ボイラの排ガスが流路８を流れるときに、表面のうち鉛直上向き表面１４を除く他の表面に比較して、排ガスに混合されている灰が堆積しやすい。
【００３６】
下流側ガイドベーン７−ｉは、更に、鉛直上向き表面１４の面積が所定面積より小さくなるように水平流路１１を流体が流れる方向に関する鉛直上向き表面１４の差渡し幅が所定長さより小さくなるように形成されている。所定面積と所定長さは、排ガスが流路８を流れるときに、排ガスに混合されている灰が鉛直上向き表面１４に所定量以上に堆積しないように設計される。所定量は、鉛直上向き表面１４に灰が所定量以上に堆積したときに、下流側ガイドベーン７−ｉと下流側ガイドベーン７−（ｉ＋１）との隙間を閉塞しないように、かつ、反応器３の脱硝能力に悪影響を及ぼす程度の量の灰が反応器３に落下しないように流路８と灰とに関する設計情報に基づいて算出される。設計情報は、流路８の形状、流路８を流れる排ガスの密度、流路８を排ガスが流れる流速、又は、灰の属性等を示している。灰の属性としては、灰の粒径、灰の形状、灰の密度が例示される。
【００３７】
ダクト本体５に形成される内壁表面は、鉛直上向き内壁表面１５を含んでいる。鉛直上向き内壁表面１５は、流路８に面し、鉛直上向き内壁表面１５の法線方向は、鉛直上向きに等しい。鉛直上向き内壁表面１５は、ボイラの排ガスが流路８を流れるときに、内壁表面のうち鉛直上向き内壁表面１５を除く他の内壁表面に比較して、排ガスに混合されている灰が堆積しやすい。
【００３８】
ダクト本体５は、更に、鉛直上向き内壁表面１５の面積が所定内壁面積より小さくなるように水平流路１１を流体が流れる方向に関する鉛直上向き内壁表面１５の差渡し幅が所定内壁長さより小さくなるように形成されている。所定内壁面積と所定内壁長さは、排ガスが流路８を流れるときに、排ガスに混合されている灰が鉛直上向き内壁表面１５に所定量以上に堆積しないように設計される。所定量は、鉛直上向き内壁表面１５に灰が所定量以上に堆積したときに、鉛直上向き内壁表面１５と下流側ガイドベーン７−１との隙間を閉塞しないように、かつ、反応器３の脱硝能力に悪影響を及ぼす程度の量の灰が反応器３に落下しないように流路８と灰とに関する設計情報に基づいて算出される。設計情報は、流路８の形状、流路８を流れる排ガスの密度、流路８を排ガスが流れる流速、又は、灰の属性等を示している。
【００３９】
反応器３は、図示されていない触媒を備えている。触媒は、窒素酸化物ＮＯｘを窒素Ｎ２と水Ｈ２Ｏとに分解する反応を促進する。反応器３は、下流側流路１２の概ね鉛直下側に配置されている。反応器３は、ダクト２を介して供給されるダーティ排ガスを脱硝することによって、クリーン排ガスを生成する。クリーン排ガスの窒素酸化物の濃度は、ダーティ排ガスの窒素酸化物の濃度より小さい。反応器３は、更に、ダクト２によって整流された排ガスが供給されるため、整流されない排ガスが供給される場合に比較して、排ガスをより高効率に脱硝することができる。
【００４０】
反応器３は、下流側流路１２の概ね鉛直下側に配置されていることによって、ダクト本体５又は複数の下流側ガイドベーン７−１〜７−ｎに堆積した灰が落下したときに、灰が触媒の表面を被覆することがある。反応器３は、触媒の表面が灰によって被覆されることによって、脱硝する能力が低減することがある。
【００４１】
ボイラは、燃料を燃焼させることによって、高圧の水蒸気を生成し、排ガスを生成する。ボイラは、更に、排ガスを脱硝装置１に供給する。
【００４２】
脱硝装置１は、排ガスが供給されると、排ガスがダクト２のダクト本体５に流れるように排ガスをダクト本体５に供給する。排ガスは、ダクト２に供給されると、まず、上流側流路１０を鉛直上向きに流れる。排ガスは、上流側流路１０を鉛直上向きに流れた後に、水平流路１１を水平方向に平行に流れる。このとき、排ガスは、水平流路１１のうち互いに異なる複数の位置をそれぞれ流れる排ガスの流速が概ね一様になるように、かつ、複数の位置を排ガスがそれぞれ流れる方向が概ね一様になるように上流側ガイドベーン６によって整流される。
【００４３】
排ガスは、水平流路１１を水平方向に平行に流れた後に、下流側流路１２を鉛直下向きに流れる。このとき、排ガスは、下流側流路１２のうち互いに異なる複数の位置をそれぞれ流れる排ガスの流速が概ね一様になるように、かつ、複数の位置を排ガスがそれぞれ流れる方向が概ね一様になるように複数の下流側ガイドベーン７−１〜７−ｎによって整流される。
【００４４】
排ガスは、下流側流路１２を鉛直下向きに流れた後に、反応器３に供給される。反応器３は、ダクト２を介して供給される排ガスを脱硝することによって、排ガスをクリーン排ガスに変換する。クリーン排ガスの窒素酸化物の濃度は、ダーティ排ガスの窒素酸化物の濃度より小さい。
【００４５】
ダクト２は、下流側ガイドベーン７−ｉの鉛直上向き表面１４の面積が比較的に小さくなるように形成されているため、灰が下流側ガイドベーン７−ｉに堆積することが防止される。ダクト２は、灰がダクト本体５に堆積することが防止されるため、下流側ガイドベーン７−ｉと下流側ガイドベーン７−（ｉ＋１）との間に形成される隙間が灰によって閉塞されることが防止される。
【００４６】
ダクト２は、更に、ダクト本体５の鉛直上向き内壁表面１５の面積が比較的に小さくなるように形成されているため、ダクト本体５に灰が堆積することが防止される。ダクト２は、ダクト本体５に灰が堆積することが防止されるため、ダクト本体５と下流側ガイドベーン７−１との間に形成される隙間が灰によって閉塞されることが防止される。
【００４７】
ダクト２は、灰がダクト本体５又は複数の下流側ガイドベーン７−１〜７−ｎに堆積することが防止されるため、複数の下流側ガイドベーン７−１〜７−ｎ又はダクト本体５の内壁から灰の塊が反応器３に落下することが防止される。ダクト２は、灰の塊が落下することが防止されるため、反応器３が備える触媒が灰によって被覆されることが防止され、反応器３が脱硝する能力が低減することを防止できる。その結果、ダクト２が適用された脱硝装置１は、排ガスをより適切に脱硝することができる。
【００４８】
図２は、本発明によるダクトの比較例を示している。比較例のダクト１０２は、既述の実施の形態におけるダクト２と概ね同様に形成され、脱硝装置１０１に適用され、ダクト本体１０５と複数の下流側ガイドベーン１０７−１〜１０７−ｎとを備えている。
【００４９】
ダクト本体１０５は、屈曲した管状に形成され、その内部に流路１０８を形成している。流路１０８は、図示されていないボイラに接続されている。流路１０８は、更に、流路１０８を流れる流体が反応器１０３に供給されるように反応器１０３に接続されている。
【００５０】
流路１０８は、上流側流路１１０と水平流路１１１と下流側流路１１２とを含んでいる。上流側流路１１０は、概ね直線状に形成され、鉛直方向に概ね平行である直線に沿って配置されている。水平流路１１１は、上流側流路１１０の下流側に配置されている。水平流路１１１は、概ね直線状に形成され、鉛直方向に概ね垂直である直線に沿って配置されている。下流側流路１１２は、水平流路１１１の下流側に配置され、概ね直線状に形成され、鉛直方向に概ね平行である直線に沿って配置されている。更に、ダクト本体１０５は、流路１０８を流れる流体が上流側流路１１０を概ね鉛直上向きに流れるように、かつ、流体が水平流路１１１を概ね水平方向に流れるように、かつ、流体が下流側流路１１２を概ね鉛直下向きに流れるように形成されている。
【００５１】
上流側ガイドベーン１０６は、屈曲した板に形成され、流路１０８に配置され、上流側流路１１０と水平流路１１１との境目の周辺に配置されている。上流側ガイドベーン１０６は、更に、水平流路１１１のうち互いに異なる複数の位置をそれぞれ流れる流体の流速が概ね一様になるように、かつ、複数の位置を流体がそれぞれ流れる方向が概ね一様になるように形成されている。
【００５２】
複数の下流側ガイドベーン１０７−１〜１０７−ｎの任意の下流側ガイドベーン１０７−ｉは、屈曲した板に形成され、水平流路１１１と下流側流路１１２との境目の周辺に配置されている。下流側ガイドベーン１０７−ｉは、下流側ガイドベーン１０７−（ｉ＋１）と隣り合うように、かつ、下流側ガイドベーン１０７−ｉと下流側ガイドベーン１０７−（ｉ＋１）との間隔が所定の距離以上に離れるように配置されている。
【００５３】
複数の下流側ガイドベーン１０７−１〜１０７−ｎは、更に、下流側流路１１２のうち互いに異なる複数の位置をそれぞれ流れる流体の流速が概ね一様になるように、かつ、複数の位置を流体がそれぞれ流れる方向が概ね一様になるように形成されている。
【００５４】
下流側ガイドベーン１０７−ｉに形成される表面は、鉛直上向き表面１１４を含んでいる。鉛直上向き表面１１４の法線方向は、鉛直上向きに等しい。下流側ガイドベーン１０７−ｉは、更に、既述の実施の形態における鉛直上向き表面１４の面積より鉛直上向き表面１１４の面積が大きくなるように形成されている。
【００５５】
複数の下流側ガイドベーン１０７−１〜１０７−ｎは、鉛直上向き表面１１４の面積が鉛直上向き表面１４の面積より大きいため、既述の実施の形態における複数の下流側ガイドベーン７−１〜７−ｎに比較して、排ガスをより適切に整流することができる。
【００５６】
ダクト本体１０５に形成される内壁表面は、流路１０８に面する鉛直上向き内壁表面１１５を含んでいる。鉛直上向き内壁表面１１５の法線方向は、鉛直上向きに等しい。ダクト本体１０５は、既述の実施の形態における鉛直上向き内壁表面１５の面積より、鉛直上向き内壁表面１１５の面積が大きくなるように形成されている。
【００５７】
比較例のダクト１０２は、任意の下流側ガイドベーン１０７−ｉの鉛直上向き表面１１４が既述の実施の形態における鉛直上向き表面１４より大きいため、既述の実施の形態におけるダクト２に比較して、流路１０８を流れる排ガスをより高精度に整流することができる。
【００５８】
このとき、本発明によるダクト２は、比較例のダクト１０２に比較して、排ガスを整流する能力が低い。ダクト２は、反応器３が排ガスを十分に高効率に脱硝することができる程度に、流路８を流れる排ガスを十分に整流することができるように複数の下流側ガイドベーン７−１〜７−ｎが形成される。
【００５９】
本発明によるダクト２は、下流側ガイドベーン７−ｉの鉛直上向き表面１４の面積が比較例の鉛直上向き表面１１４の面積より小さくなるように形成されているため、比較例のダクト１０２に比較して、灰が複数の下流側ガイドベーン７−１〜７−ｎに堆積することがより防止される。このため、ダクト２は、比較例のダクト１０２に比較して、下流側ガイドベーン７−ｉと下流側ガイドベーン７−（ｉ＋１）との間に形成される隙間が灰によって閉塞されることがより確実に防止される。
【００６０】
ダクト２は、更に、ダクト本体５の鉛直上向き内壁表面１５の面積が比較例の鉛直上向き内壁表面１１５の面積より小さくなるように形成されているため、ダクト本体５に灰が堆積することがより確実に防止される。このため、ダクト２は、比較例のダクト１０２に比較して、ダクト本体５と下流側ガイドベーン７−１との間に形成される隙間が灰によって閉塞されることがより確実に防止される。
【００６１】
ダクト２は、更に、灰がダクト本体５又は複数の下流側ガイドベーン７−１〜７−ｎに堆積することが防止されるため、比較例のダクト１０２に比較して、複数の下流側ガイドベーン７−１〜７−ｎ又はダクト本体５の内壁から灰の塊が反応器３に落下することがより確実に防止される。ダクト２は、灰の塊が落下することが防止されるため、比較例のダクト１０２に比較して、反応器３の触媒が灰によって被覆されることがより確実に防止され、反応器３が脱硝する能力が被覆によって低減することをより確実に防止することができる。
【００６２】
その結果、ダクト２が適用される脱硝装置１は、比較例のダクト１０２が適用される脱硝装置１０１に比較して、排ガスをより適切に脱硝することができる。
【００６３】
なお、下流側ガイドベーン７−ｉは、鉛直上向き表面１４の面積が０に概ね等しくなるように、すなわち、下流側ガイドベーン７−ｉに形成される表面のうち任意の領域の法線が鉛直上方と異なる方向を向くように形成されることもできる。ダクト本体５は、鉛直上向き内壁表面１５の面積が０に概ね等しくなるようにすなわち、ダクト本体５の内壁に形成される表面のうち任意の領域の法線が鉛直上方と異なる方向を向くように形成されることもできる。このようなダクトは、任意のダクトに比較して、鉛直上向き表面１４又は鉛直上向き内壁表面１５の面積がより小さく、ダクト本体又は複数の下流側ガイドベーンの一方に堆積する灰の堆積量を低減することができ、灰が流路に堆積する堆積量をより低減できる。
【００６４】
なお、ダクト２は、ダクト本体５が比較例のダクト本体１０５に置換されることもできる。または、ダクト２は、複数の下流側ガイドベーン７−１〜７−ｎが比較例の複数の下流側ガイドベーン１０７−１〜１０７−ｎに置換されることもできる。このようなダクトも、ダクト本体又は複数の下流側ガイドベーンの一方に堆積する灰の堆積量を低減することができ、ダクト１０２に比較して、灰が流路に堆積する堆積量をより低減できる。
【００６５】
本発明によるダクト製造方法の実施の形態は、ダクト２を生産する方法である。ダクト製造方法では、まず、設計情報が作成される。設計情報は、ダクト本体５によって形成される流路８の形状、流路８を流れる排ガスの密度、流路８を排ガスが流れる流速、排ガスに混合される灰の属性等を示している。灰の属性としては、灰の粒径、灰の形状、灰の密度が例示される。設計情報が作成された後に、設計情報に基づいて所定内壁面積と所定内壁長さとが算出される。ダクト本体５は、鉛直上向き内壁表面１５の面積が所定内壁面積より小さくなるように水平流路１１を流体が流れる方向に関する鉛直上向き内壁表面１５の差渡し幅が所定内壁長さより小さくなるように設計され、作製される。
【００６６】
このとき、所定内壁面積と所定内壁長さは、排ガスが流路８を流れるときに、排ガスに混合されている灰が鉛直上向き内壁表面１５に所定量以上に堆積しないように算出される。所定量は、鉛直上向き内壁表面１５に灰が所定量以上に堆積したときに、鉛直上向き内壁表面１５と下流側ガイドベーン７−１との隙間を閉塞しないように、かつ、反応器３の脱硝能力に悪影響を及ぼす程度の量の灰が反応器３に落下しないように算出される。
【００６７】
設計情報が作成された後に、更に、設計情報に基づいて所定面積と所定長さとが算出される。複数の下流側ガイドベーン７−１〜７−ｎは、鉛直上向き表面１４の面積が所定面積より小さくなるように水平流路１１を流体が流れる方向に関する鉛直上向き表面１４の差渡し幅が所定長さより小さくなるように設計され、作製される。
【００６８】
このとき、所定面積と所定長さは、排ガスが流路８を流れるときに、排ガスに混合されている灰が鉛直上向き表面１４に所定量以上に堆積しないように設計される。所定量は、鉛直上向き表面１４に灰が所定量以上に堆積したときに、下流側ガイドベーン７−ｉと下流側ガイドベーン７−（ｉ＋１）との隙間を閉塞しないように、かつ、反応器３の脱硝能力に悪影響を及ぼす程度の量の灰が反応器３に落下しないように算出される。
【００６９】
複数の下流側ガイドベーン７−１〜７−ｎは、ダクト本体５に取り付けられ、最終的にダクト２に作製される。ダクト２は、反応器３に取り付けられ、脱硝装置１に作製される。
【００７０】
上述したダクト製造方法によって作製されたダクト２は、灰の堆積に頓着しないで設計された他のダクトに比較して、灰が流路８に堆積する堆積量を低減できる。このため、ダクト２は、流路８の一部が灰によって閉塞されることをより確実に防止することができ、灰の塊が落下することを防止することができる。その結果、ダクト２が適用された脱硝装置１は、反応器３が脱硝する能力が灰によって低減することをより確実に防止することができ、排ガスをより適切に脱硝することができる。
【００７１】
なお、上述したダクト製造方法は、所定面積又は所定長さの一方を利用しないで複数の下流側ガイドベーン７−１〜７−ｎを作製する他のダクト製造方法に置換することもできる。更に、上述したダクト製造方法は、所定内壁面積又は所定内壁長さの一方を利用しないでダクト本体５を作製する他のダクト製造方法に置換することもできる。このようなダクトも、既述の実施の形態におけるダクト製造方法によって作製されたダクトと同様にして、灰が鉛直上向き表面１４又は鉛直上向き内壁表面１５に堆積する堆積量を低減できる。
【００７２】
なお、上述したダクト製造方法は、ダクト本体５を比較例のダクト本体１０５と同様に作製する他のダクト製造方法に置換されることもできる。このようなダクト製造方法によって作製されたダクトも、既述の実施の形態におけるダクトと同様にして、灰が複数の下流側ガイドベーン７−１〜７−ｎに堆積する堆積量を低減できる。
【００７３】
なお、上述したダクト製造方法は、所定面積と所定長さとを算出しない他の製造方法に置換されることもできる。このようなダクト製造方法によって作製されたダクトも、比較例のダクト１０２に比較して、ダクト本体に堆積する灰の堆積量を低減できる。更に、このようなダクト製造方法によって作製されたダクトは、ダクト本体５の鉛直上向き内壁表面１５の面積が小さいために、所定面積と所定長さとに頓着しないで整流性能を重視して複数の下流側ガイドベーン７−１〜７−ｎを設計しても、複数の下流側ガイドベーン７−１〜７−ｎの鉛直上向き表面１４が比較的小さく形成されることがある。このため、このようなダクトは、既述の実施の形態におけるダクト２と同様にして、複数の下流側ガイドベーンに堆積する灰の堆積量を低減できる。
【００７４】
本発明によるダクト製造方法の実施の他の形態は、既述の比較例のダクト１０２を改造することによって新規のダクトを生産する方法である。すなわち、他の形態のダクト製造方法では、まず、既存のダクト１０２が準備され、設計情報に基づいて所定内壁面積と所定内壁長さと所定面積と所定長さとが算出される。設計情報は、ダクト本体１０５によって形成される流路１０８の形状、流路１０８を流れる排ガスの密度、流路１０８を排ガスが流れる流速、排ガスに混合される灰の属性等を示している。灰の属性としては、灰の粒径、灰の形状、灰の密度が例示される。
【００７５】
ダクト本体１０５は、鉛直上向き内壁表面１１５の面積が所定内壁面積より小さくなるように水平流路１１１を流体が流れる方向に関する鉛直上向き内壁表面１１５の差渡し幅が所定内壁長さより小さくなるように機械加工される。複数の下流側ガイドベーン１０７−１〜１０７−ｎは、鉛直上向き表面１１４の面積が所定面積より小さくなるように水平流路１１１を流体が流れる方向に関する鉛直上向き表面１１４の差渡し幅が所定長さより小さくなるように機械加工される。
【００７６】
このとき、所定内壁面積と所定内壁長さは、ダクト本体１０５が機械加工された後に、排ガスが流路１０８を流れるときに、排ガスに混合されている灰がダクト本体１０５に所定量以上に堆積しないように算出される。所定量は、ダクト本体１０５に灰が所定量以上に堆積したときに、ダクト本体１０５と下流側ガイドベーン１０７−１との隙間を閉塞しないように、かつ、反応器１０３の脱硝能力に悪影響を及ぼす程度の量の灰が反応器１０３に落下しないように算出される。
【００７７】
所定面積と所定長さは、複数の下流側ガイドベーン１０７−１〜１０７−ｎが機械加工された後に、排ガスが流路１０８を流れるときに、排ガスに混合されている灰が下流側ガイドベーン１０７−ｉに所定量以上に堆積しないように算出される。所定量は、下流側ガイドベーン１０７−ｉに灰が所定量以上に堆積したときに、下流側ガイドベーン１０７−ｉと下流側ガイドベーン１０７−（ｉ＋１）との隙間を閉塞しないように、かつ、反応器１０３の脱硝能力に悪影響を及ぼす程度の量の灰が反応器１０３に落下しないように算出される。
【００７８】
上述したダクト製造方法によって作製された新規のダクトは、ダクト１０２に比較して、灰が流路１０８に堆積する堆積量を低減できる。このため、ダクトは、流路１０８の一部が灰によって閉塞されることをより確実に防止することができ、灰の塊が反応器１０３に落下することをより確実に防止することができる。その結果、ダクトが適用された脱硝装置は、排ガスをより適切に脱硝することができる。
【００７９】
なお、新規のダクトは、ダクト本体１０５を加工しないで複数の下流側ガイドベーン１０７−１〜１０７−ｎを加工することによって作製されることもできる。新規のダクトは、更に、複数の下流側ガイドベーン１０７−１〜１０７−ｎを加工しないでダクト本体１０５を加工することによって作製されることもできる。このようなダクト製造方法によって作製されたダクトも、既述の実施の形態における新規のダクトと同様にして、ダクト１０２に比較して、灰が流路に堆積する堆積量を低減できる。
【００８０】
なお、下流側ガイドベーンのみ鉛直上向き表面を削除することもできる。又は、ダクト本体５の内壁のみ鉛直上向き内壁表面を削除することもできる。このように作成されたダクトも、鉛直上向き表面１１４の面積又は鉛直上向き内壁表面１１５の面積が低減するため、ダクト１０２に比較して、灰が流路に堆積する堆積量を低減できる。
【００８１】
なお、本発明によるダクトは、上流側流路１０が鉛直上向きと異なる方向に流体を流す他の上流側流路に置換され、又は、下流側流路１２が鉛直下向きと異なる方向に流体を流す他の下流側流路に置換されることもできる。上流側流路は、上流側流路を流体が流れる方向の鉛直上向き方向の成分が正である。下流側流路は、上流側流路を流体が流れる方向の鉛直上向き方向の成分が負である。このようなダクトも、既述の実施の形態におけるダクト２と同様にして、灰が流路に堆積する堆積量を低減できる。
【００８２】
なお、ダクトは、脱硝装置と異なる他の設備に適用されることもできる。他の設備としては、気体と微粒子との混合物から微粒子を除去する集塵装置が例示される。本発明によるダクトは、このような設備に適用される場合も、既述の実施の形態におけるダクト２と同様にして、内部に微粒子が堆積することを防止することができ、その設備を適切に運用させることができる。
【符号の説明】
【００８３】
１          ：脱硝装置
２          ：ダクト
３          ：反応器
５          ：ダクト本体
６          ：上流側ガイドベーン
７          ：下流側ガイドベーン
８          ：流路
１０        ：上流側流路
１１        ：水平流路
１２        ：下流側流路
１４        ：鉛直上向き表面
１５        ：鉛直上向き内壁表面
１０１      ：脱硝装置
１０２      ：ダクト
１０３      ：反応器
１０５      ：ダクト本体
１０６      ：上流側ガイドベーン
１０７      ：下流側ガイドベーン
１０８      ：流路
１１０      ：上流側流路
１１１      ：水平流路
１１２      ：下流側流路
１１４      ：鉛直上向き表面
１１５      ：鉛直上向き内壁表面
【図１】
2018173212.tif 000003
【図２】
2018173212.tif 000004