(57)【要約】【課題】圧損を低減することができるとともに、ダクト出口側から流出するガスの流速分布を均一化することが可能となる脱硝装置を提供することを目的とする。【解決手段】ガスが流入するダクトと、ダクト内に配置された脱硝反応器２３と、を備えた脱硝装置２１において、脱硝反応器２３は、ダクト内に流入したガスと反応して、ガス中の窒素酸化物を除去する触媒を有するモジュール４を複数有しており、複数のモジュール４は、プリーツ状に配置されており、複数のモジュール４におけるダクトの出口側の面には、ガスの流れる方向と平行となるように、複数の整流板２７が複数のモジュール４と接しないように配置されている脱硝装置２１。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスが流入するダクトと、
該ダクト内に配置された脱硝反応器と、
を備えた脱硝装置において、
前記脱硝反応器は、前記ダクト内に流入した前記ガスと反応して、前記ガス中の窒素酸化物を除去する触媒を有するモジュールを複数有しており、
該複数のモジュールは、プリーツ状に配置されており、
前記複数のモジュールの間には、前記ダクト内に流入した前記ガスが流れる方向に、複数の抵抗体が互いに平行となるように等間隔に配置されていることを特徴とする脱硝装置。
【請求項２】
ガスが流入するダクトと、
該ダクト内に配置された脱硝反応器と、
を備えた脱硝装置において、
前記脱硝反応器は、前記ダクト内に流入した前記ガスと反応して、前記ガス中の窒素酸化物を除去する触媒を有するモジュールを複数有しており、
該複数のモジュールは、前記ダクト内に流入した前記ガスの流れる方向に対して傾斜しており、かつ、互いに平行に配置されており、
前記複数のモジュールの間には、前記ダクト内に流入した前記ガスが流れる方向に、複数の抵抗体が互いに平行となるように等間隔に配置されていることを特徴とする脱硝装置。
【請求項３】
前記抵抗体は、前記触媒を有する触媒シートであり、かつ、前記モジュールは、前記抵抗体よりも前記触媒を密に有するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の脱硝装置。
【請求項４】
前記抵抗体は、前記触媒を有さないシートであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の脱硝装置。
【請求項５】
一部の前記複数のモジュールの間には、前記抵抗体が配置されていないことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の脱硝装置。
【請求項６】
ガスが流入するダクトと、
該ダクト内に配置された脱硝反応器と、
を備えた脱硝装置において、
前記脱硝反応器は、前記ダクト内に流入した前記ガスと反応して、前記ガス中の窒素酸化物を除去する触媒を有するモジュールを複数有しており、
該複数のモジュールは、プリーツ状に配置されており、
前記複数のモジュールにおける前記ダクトの出口側の面には、前記ガスの流れる方向と平行となるように、複数の整流板が前記複数のモジュールと接しないように配置されていることを特徴とする脱硝装置。
【請求項７】
前記複数のモジュールにおける前記ダクトの入口側の端部には、前記ダクトの入口側に向かって突出するベーンが設けられていることを特徴とする請求項６に記載の脱硝装置。
【請求項８】
前記ベーンの形状は、前記ダクトの入口側に向かって凸となるように湾曲された円弧状又は前記ガスの上流側に向かって突出し、その幅が狭まるＶ字状であることを特徴とする請求項７に記載の脱硝装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、例えば排ガス処理装置等に適用される脱硝装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＧＴＣＣ（Ｇａｓ  Ｔｕｒｂｉｎｅ  Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｃｙｃｌｅ）複合発電設備等の発電設備においては、排ガスから窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去するための装置として脱硝装置が用いられてきている。近年、脱硝装置において、プラント効率の向上や競争力強化のため、脱硝に用いられる触媒を有するモジュール（触媒モジュール）の低圧損化が求められてきている。
【０００３】
従来から触媒モジュールとしてはハニカム構造のものが用いられてきたが、ハニカム構造とする場合、セル数を多くする必要があった。そこで、モジュールを低圧損化するために、特許文献１，２に示されるような、モジュールをプリーツ状に配置した脱硝反応器が報告されてきている。モジュールをプリーツ状に配置する場合、長さを短くする必要はあるものの、モジュールを通過するガスの流速低減を図ることができるため、圧損の低減が可能であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１６／０１９０５０号
【特許文献２】特開２００６−１２２８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図３に、特許文献１，２に記載のような、モジュールをプリーツ状に配置した脱硝反応器を表す斜視図を示し、脱硝反応器を通過するガスの流れ方についてより詳細に説明する。図３に示す脱硝反応器１０３においては、複数のモジュール１０４が枠体１１０内にプリーツ状（ひだ状）に配置されている。この脱硝反応器１０３においては、ガスは図３中の矢印で示される向きで脱硝反応器１０３に流入する。
【０００６】
次に、図４に、図３中の斜線で示されたモジュールを通過するガスの流れる方向を表す概略図を示す。図４の実線の矢印はガスの流れる方向を示し、図４の波線の矢印はモジュール１０４内を通過するガスの流れる方向を示している。図４に示すように、モジュール１０４はガスの流れる方向に垂直な軸から角度δ（０°＜δ＜９０°）だけ傾斜している。従って、脱硝反応器１０３に流入したガスは、図４の波線の矢印の通り、モジュール１０４内を角度δだけ傾斜して通過していく。
【０００７】
ここで、図５に、図３の脱硝反応器を流れるガスの流速分布を調べた結果を表す図を示す。図５に示すように、プリーツ状に配置されたモジュールについて、矢印Ｐの方向から見た場合における手前側（プリーツの山側）では、モジュールを通過したガスは疎となり、流速は相対的に低くなる。一方、矢印Ｐの方向から見た場合における奥側（プリーツの谷側）では、モジュールを通過したガスは密となり、流速は相対的に高くなる。従って、脱硝反応器を通過したガスにおいては、プリーツ状に配置されたモジュールの配置状況に応じてプリーツ型の流速のバラつきが生じてしまうことが分かる。
【０００８】
図６は、図５において得られたガスの流速分布と無次元位置との関係を表すグラフである。図６においては、縦軸はガスの鉛直方向速度（ｍ／ｓ）を示しており、横軸は無次元位置を示す。図６からも、図３に示されるような脱硝反応器１０３をガスが通過すると、通過したガスにプリーツ型の流速のバラつきが生じてしまうことが分かる。このようなガスの流速のバラつきは、後流機器に悪影響を与えてしまう（例えば、伝熱管の伝熱性能が場所によって変わる等）場合がある。
【０００９】
図１２は、図３中の斜線で示されたモジュール近傍におけるガスの流速を等高線で示した図である。なお、図１２中の矢印はガスが流入する方向を示している（後述の図１４でも同様である）。図１２中に矢印で示す領域Ａの通り、ダクトの出口側から見て複数のモジュール１０４におけるプリーツの谷側では、ガスの流れが集中するため、ガスの流速が大きくなっていることが分かる。
【００１０】
図１３は、図１２中のａ地点からｂ地点におけるモジュール１０４内のガスの流速分布と無次元触媒幅方向との関係を表すグラフである。図１３においては、縦軸はモジュール（触媒）１０４内におけるガスの流速（ｍ／ｓ）を示しており、横軸は無次元触媒幅方向を示し、開口部（図１２中のａ地点）を０とし、頂点部（図１２中のｂ地点）を１としている。図１３に示すように、モジュール１０４の開口部付近では、ガスの流速が小さいので、ここでは十分にガスの脱硝が行われると判断できる。
【００１１】
一方、モジュール１０４の開口部から頂点部に向かうにつれて、ガスの流速は徐々に大きくなっていき、モジュール１０４の頂点部付近では、ガスの流速が最大になることが分かる。具体的には、モジュール１０４の開口部付近におけるガスの流速と、頂点部付近におけるガスの流速との差は約２．７５ｍ／ｓとなっている。また、モジュール１０４の頂点部付近では、モジュール１０４内を通過するガスの量も多くなるため、ここではガスの脱硝が十分に行われず、脱硝効率が低いと判断できる。
【００１２】
図１４は、図３中の斜線で示されたモジュール近傍における静圧を等高線で示した図である。図１４中に示す領域Ｂの通り、モジュール１０４におけるダクトの出口側の面の近傍では、ダクトの入口側から出口側へ向かう圧力勾配が生じてしまっていることが分かる。
【００１３】
このように、上記した特許文献１，２のような、モジュールをプリーツ状に配置した脱硝反応器を用いた場合、圧損を低減することはできるものの、ダクトの下流側に流速のバラつきが発生してしまうため、伝熱管等の後流機器に悪影響を与えてしまう場合があった。また、上記の流速のバラつきにより、局所的に脱硝効率の低下が引き起こされる場合があった。
【００１４】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、圧損を低減することができるとともに、ダクト出口側から流出するガスの流速分布を均一化することが可能となる脱硝装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本開示の脱硝装置は以下の手段を採用する。
本開示の幾つかの実施形態に係る脱硝装置は、ガスが流入するダクトと、該ダクト内に配置された脱硝反応器と、を備え、前記脱硝反応器は、前記ダクト内に流入した前記ガスと反応して、前記ガス中の窒素酸化物を除去する触媒を有するモジュールを複数有しており、該複数のモジュールは、プリーツ状に配置されており、前記複数のモジュールの間には、前記ダクト内に流入した前記ガスが流れる方向に、複数の抵抗体が互いに平行となるように等間隔に配置されている。
【００１６】
本開示の幾つかの実施形態に係る脱硝装置においては、脱硝反応器における触媒を有するモジュールがプリーツ状の構造となっているため、ガスと触媒との反応面積を増やすことができるとともに、脱硝反応器を通過するガスの流速を低減することができる。これにより、圧損を低減することができる。また、モジュールの間に抵抗体が互いに平行となるように等間隔に配置されていることにより、ダクト内に流入するガスに対して圧損を負荷することができ、これにより、ダクト出口側から流出するガスの流速分布を均一化することが可能となる。従って、伝熱管の伝熱性能が場所によって変わる等の後流機器への影響を抑制することができる。
【００１７】
また、本開示の幾つかの実施形態に係る脱硝装置は、ガスが流入するダクトと、該ダクト内に配置された脱硝反応器と、を備え、前記脱硝反応器は、前記ダクト内に流入した前記ガスと反応して、前記ガス中の窒素酸化物を除去する触媒を有するモジュールを複数有しており、該複数のモジュールは、前記ダクト内に流入した前記ガスの流れる方向に対して傾斜しており、かつ、互いに平行に配置されており、前記複数のモジュールの間には、前記ダクト内に流入した前記ガスが流れる方向に、複数の抵抗体が互いに平行となるように等間隔に配置されている。
【００１８】
本開示の幾つかの実施形態に係る脱硝装置においては、脱硝反応器がモジュールを複数有しており、これらのモジュールが、ダクト内に流入したガスの流れる方向に対して傾斜しており、かつ、互いに平行に配置された構造（半プリーツ状の構造）となっているため、ガスと触媒との反応面積を増やすことができるとともに、脱硝反応器を通過するガスの流速を低減することができる。これにより、圧損を低減することができる。また、モジュールの間に抵抗体が互いに平行となるように等間隔に配置されていることにより、ダクト内に流入するガスに対して圧損を負荷することができ、これにより、ダクト出口側から流出するガスの流速分布を均一化することが可能となる。従って、伝熱管の伝熱性能が場所によって変わる等の後流機器への影響を抑制することができる。
【００１９】
上記脱硝装置において、前記抵抗体は、前記触媒を有する触媒シートであり、かつ、前記モジュールは、前記抵抗体よりも前記触媒を密に有するものであることが好ましい。
【００２０】
抵抗体が触媒シートであれば、抵抗体によってもガス中の窒素酸化物を除去することができるため、ダクト内に流入するガスの脱硝効率を向上させることができる。また、モジュールが抵抗体よりも触媒を密に有するものであれば、ダクト内に流入するガスとの反応面積を十分に確保することができることからガスの脱硝効率をより向上させることができ、かつ、圧損も十分に低減することができる。
【００２１】
上記脱硝装置において、前記抵抗体は、前記触媒を有さないシートであることが好ましい。
【００２２】
本開示の幾つかの実施形態においては、抵抗体が触媒を有さないシートであってもよく、例えばフィルタや金属製の整流シート等を本開示における抵抗体として用いることができる。本開示の幾つかの実施形態においては、このように触媒を有さないシートを抵抗体として用いることができ、これにより、圧損を低減できるとともに、ダクト出口側から流出するガスの流速分布を均一化することができる。
【００２３】
上記脱硝装置において、一部の前記複数のモジュールの間には、前記抵抗体が配置されていないことが好ましい。
【００２４】
本開示の幾つかの実施形態に係る脱硝装置においては、一部のモジュール間に抵抗体が配置されていない場合であっても、ダクト出口側から流出されるガスの流速分布を十分に均一化することができる。また、一部のモジュール間には抵抗体を配置しなくてもよいため、コストを低減することができる。
【００２５】
また、本開示の幾つかの実施形態に係る脱硝装置は、ガスが流入するダクトと、該ダクト内に配置された脱硝反応器と、を備えた脱硝装置において、前記脱硝反応器は、前記ダクト内に流入した前記ガスと反応して、前記ガス中の窒素酸化物を除去する触媒を有するモジュールを複数有しており、該複数のモジュールは、プリーツ状に配置されており、前記複数のモジュールにおける前記ダクトの出口側の面には、前記ガスの流れる方向と平行となるように、複数の整流板が前記複数のモジュールと接しないように配置されている。
【００２６】
本開示の幾つかの実施形態に係る脱硝装置においては、脱硝反応器における触媒を有するモジュールがプリーツ状の構造となっていることにより、ガスと触媒との反応面積を増やすことができるとともに、脱硝反応器を通過するガスの流速を低減することができる。これにより、圧損を低減することができる。また、モジュールの出口側の面に、ガスの流れる方向と平行となるように複数の整流板が配置されていることにより、モジュールの出口側におけるガスの流速を均一化させることができる。これにより、モジュールの出口側における静圧を均一化させることができる。また、複数の整流板が、複数のモジュールと接しないように、即ち各整流板の上流端と各モジュールとの間に隙間が形成されるように配置されていることにより、整流板とモジュールとの接点近傍で局所的にモジュール内でのガスの流速が減少し、流速アンバランスを誘起してしまうことを防止できる。従って、脱硝装置内のガスの流速を均一化させることができるため、脱硝効率を向上させることができる。
【００２７】
上記脱硝装置において、前記複数のモジュールにおける前記ダクトの入口側の端部には、前記ダクトの入口側に向かって突出するベーンが設けられていることが好ましい。
【００２８】
上記のようなベーンが設けられていれば、ダクト内に流入するガスをプリーツ状に配置されたモジュールにおけるダクトの入口側の開口部にスムーズに誘導することができる。これにより、モジュールにおけるダクトの入口側の端部近傍において、モジュール内のガスの流速低下を緩和することができる。これにより、脱硝効率をより向上させることができる。
【００２９】
上記脱硝装置において、前記ベーンの形状は、前記ダクトの入口側に向かって凸となるように湾曲された円弧状又は前記ガスの上流側に向かって突出し、その幅が狭まるＶ字状であることが好ましい。
【００３０】
このように、本開示の幾つかの実施形態に係る脱硝装置においては、ベーンの形状を例えば上記のような円弧状やＶ字状の形状とすることができる。
【発明の効果】
【００３１】
本開示の脱硝装置であれば、圧損を低減することができるとともに、ダクト出口側から流出するガスの流速分布を均一化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本開示の第１実施形態に係る脱硝装置を示す断面図である。
【図２】本開示の第２実施形態に係る脱硝装置を示す断面図である。
【図３】モジュールをプリーツ状に配置した脱硝反応器を表す斜視図である。
【図４】図３中の斜線で示されたモジュールを通過するガスの流れる方向を表す概略図である。
【図５】図３の脱硝反応器を流れるガスの流速分布を調べた結果を表す図である。
【図６】図５において得られたガスの流速分布と無次元位置との関係を表すグラフである。
【図７】本開示の第３実施形態に係る脱硝装置を示す図であり、（ａ）脱硝反応器の斜視図、（ｂ）脱硝装置の一部を示す断面図、及び（ｃ）（ｂ）中の点線の四角で囲んだ部分を拡大した断面図である。
【図８】図７（ｂ）の脱硝装置にガスを流した場合におけるガスの流速を等高線で示した図である。
【図９】図８中のａ’地点からｂ’地点におけるモジュール内のガスの流速分布と無次元触媒幅方向との関係を表すグラフである。
【図１０】図７（ｂ）の脱硝装置にガスを流した場合における静圧を等高線で示した図である。
【図１１】本開示の第４実施形態に係る脱硝装置の一部を示す断面図である。
【図１２】図３中の斜線で示されたモジュール近傍におけるガスの流速を等高線で示した図である。
【図１３】図１２中のａ地点からｂ地点におけるモジュール内のガスの流速分布と無次元触媒幅方向との関係を表すグラフである。
【図１４】図３中の斜線で示されたモジュール近傍における静圧を等高線で示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に、本開示に係る脱硝装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３４】
以下、本開示の第１実施形態について、図１を用いて説明する。
図１に示される脱硝装置１は、ガスが流入するダクト２と、ダクト２内に配置された脱硝反応器３と、を備えている。なお、図１中の矢印はガスが流入する方向を示している。
【００３５】
脱硝反応器３は、ダクト２内に流入したガスと反応して、ガス中の窒素酸化物を除去する触媒を有するモジュール４を複数有しており、複数のモジュール４は、プリーツ状に配置されている（ジグザグに配置されている）。複数のモジュール４はプリーツ入口面４１及びプリーツ出口面４２を形成しており、複数のモジュール４の内部隔壁によって画定されたガスの通路はプリーツ入口面４１からプリーツ出口面４２まで延びている。また、プリーツ入口面４１と脱硝反応器３の入口面４３とは、角度δを形成している（０°＜δ＜９０°）。なお、本実施形態では、図１の通り、プリーツ入口面４１とプリーツ出口面４２とが平行となっているモジュール４を一例として示している。このように、脱硝反応器３における触媒を有するモジュール４がプリーツ状の構造となっているため、ガスと触媒との反応面積を増やすことができるとともに、脱硝反応器３を通過するガスの流速を低減することができる。これにより、圧損を低減することができる。
【００３６】
複数のモジュール４の間には、ダクト２内に流入したガスが流れる方向に、複数の抵抗体５が互いに平行となるように等間隔に配置されている。このように、モジュール４の間に抵抗体５が互いに平行となるように等間隔に配置されていることにより、ダクト２内に流入するガスに対して圧損を負荷することができ、これにより、ダクト２出口側から流出するガスの流速分布を均一化することが可能となる。従って、伝熱管の伝熱性能が場所によって変わる等の後流機器への影響を抑制することができる。
【００３７】
複数のモジュール４を図１に示すようにプリーツ状に配置した場合、抵抗体５は三角形の形状とすることが好ましい。抵抗体５を三角形の形状とすることで、脱硝反応器３におけるガスの上流側と下流側に抵抗体５を対称に配置することができる。これにより、ガスが脱硝反応器３を通過した際に、各流路における圧損を同等にすることができる。
【００３８】
ここで、抵抗体５は、触媒を有する触媒シートであり、かつ、モジュール４は、抵抗体５よりも触媒を密に有するものであることが好ましい。抵抗体５が触媒シートであれば、抵抗体５によってもガス中の窒素酸化物を除去することができるため、ダクト２内に流入するガスの脱硝効率を向上させることができる。また、モジュール４が抵抗体５よりも触媒を密に有するものであれば、ダクト２内に流入するガスとの反応面積を十分に確保することができることからガスの脱硝効率をより向上させることができ、かつ、圧損も十分に低減することができる。
【００３９】
また、抵抗体５は、触媒を有さないシートであってもよい。本実施形態においては、抵抗体５が触媒を有さないシートであってもよく、例えばフィルタや金属製の整流シート等を本実施形態における抵抗体５として用いることができる。特に、抵抗体５が三角形の形状であり、かつ、触媒を有さないシートであれば、製造も容易となる。
【００４０】
本実施形態においては、このように触媒を有さないシートを抵抗体５として用いることができ、これにより、圧損を低減できるとともに、ダクト２出口側から流出するガスの流速分布を均一化することができる。
【００４１】
また、一部の複数のモジュール４の間には、抵抗体５が配置されていないことが好ましい。本実施形態の脱硝装置１においては、一部のモジュール４間に抵抗体５が配置されていない場合であっても、ダクト２出口側から流出されるガスの流速分布を十分に均一化することができる。また、一部のモジュール４間には抵抗体５を配置しなくてもよいため、コストを低減することができる。
【００４２】
なお、図１中の符号６は従来の板状触媒の配置スペースを示している。本実施形態においては、図１から明らかなように、脱硝反応器３を従来の板状触媒よりも省スペース化することができる。
【００４３】
以上のように、本実施形態の脱硝装置であれば、圧損を低減することができるとともに、ダクト出口側から流出するガスの流速分布を均一化することが可能となる。
【００４４】
次に、本開示の第２実施形態について、図２を用いて説明する。
尚、第１実施形態である図１と同じものは図２においても同一の符号で表し、また、第１実施形態と同一の構成に対しては、一部説明を割愛する。
図２に示される脱硝装置１１は、ガスが流入するダクト２と、ダクト２内に配置された脱硝反応器１３と、を備えている。なお、図２中の矢印はガスが流入する方向を示している。
【００４５】
脱硝反応器１３は、ダクト２内に流入したガスと反応して、ガス中の窒素酸化物を除去する触媒を有するモジュール１４を複数有しており、複数のモジュール１４は、ダクト２内に流入したガスの流れる方向に対して傾斜しており、かつ、互いに平行に配置されている。このように、複数のモジュール１４が、ダクト２内に流入したガスの流れる方向に対して傾斜しており、かつ、互いに平行に配置された構造（半プリーツ状の構造）となっているため、ガスと触媒との反応面積を増やすことができるとともに、脱硝反応器１３を通過するガスの流速を低減することができる。これにより、圧損を低減することができる。
【００４６】
複数のモジュール１４の間には、ダクト２内に流入したガスが流れる方向に、複数の抵抗体１５が互いに平行となるように等間隔に配置されている。このように、モジュール１４の間に抵抗体１５が互いに平行となるように等間隔に配置されていることにより、ダクト２内に流入するガスに対して圧損を負荷することができ、これにより、ダクト２出口側から流出するガスの流速分布を均一化することが可能となる。従って、伝熱管の伝熱性能が場所によって変わる等の後流機器への影響を抑制することができる。
【００４７】
複数のモジュール１４を図２に示すように半プリーツ状に配置した場合、抵抗体１５の形状としては、例えば、脱硝反応器１３の両端の部分においては三角形とし、脱硝反応器１３の両端以外の部分においては平行四辺形とすることが好ましい。これにより、ガスが脱硝反応器１３を通過した際に、各流路における圧損を同等にすることができる。
【００４８】
なお、第１実施形態と同様に、抵抗体１５は触媒を有する触媒シートであり、かつ、モジュール１４は、抵抗体１５よりも触媒を密に有するものであることが好ましい。また、抵抗体１５は、触媒を有さないシートであってもよい。
【００４９】
また、第１実施形態と同様に、一部の複数のモジュール１４の間には、抵抗体１５が配置されていないことが好ましい。
【００５０】
なお、図２中の符号６は従来の板状触媒の配置スペースを示している。本実施形態においては、図２から明らかなように、脱硝反応器１３を従来の板状触媒よりも省スペース化することができる。
【００５１】
以上のように、本実施形態の脱硝装置であれば、圧損を低減することができるとともに、ダクト出口側から流出するガスの流速分布を均一化することが可能となる。
【００５２】
次に、本開示の第３実施形態について、図７を用いて説明する。
尚、第１実施形態である図１と同じものは図７においても同一の符号で表し、また、第１実施形態と同一の構成に対しては、一部説明を割愛する。
図７は、本実施形態に係る脱硝装置を示す図であり、（ａ）は脱硝反応器の斜視図であり、（ｂ）は脱硝装置の一部を示す断面図であり、（ｃ）は（ｂ）中の点線の四角で囲んだ部分を拡大した断面図である。図７（ａ）中の矢印はガスが流れる方向を示している。
【００５３】
図７（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態の脱硝装置２１において、脱硝反応器２３は、プリーツ状に配置されている複数のモジュール４を備えている。複数のモジュール４におけるダクトの出口側の面には、ガスの流れる方向と平行となるように、複数の整流板２７が複数のモジュール４と接しないように、即ち各整流板２７の上流端と各モジュール４との間に隙間が形成されるように、不図示のフレームを介して配置されている。特に、ガスの流れる方向の最下流側に配置される整流板２７は、その下流側の端部がモジュール４の下流側の端部よりも下流側に向かって突出するように配置されている。
【００５４】
ここで、図７（ｃ）に示すように、モジュール４の板厚方向の厚みをｔとした場合、整流板２７とモジュール４との最短距離が０．２ｔとなるように、複数の整流板２７はそれぞれ配置されている。また、複数のモジュール４の開口部から頂点部までの距離をｌとした場合、ガスの流れる方向の最下流側に配置される整流板２７は、その下流側の端部がモジュール４の下流側の端部よりも０．０８３ｌだけ下流側に向かって突出するように配置されている。
【００５５】
また、複数のモジュール４におけるダクトの入口側の端部には、ダクトの入口側に向かって突出するベーン２８が複数設けられている。このベーン２８の形状は、ダクトの入口側に向かって凸となるように湾曲された円弧状となっている。
【００５６】
次に、図８〜図１０を示して、図７（ｂ）の脱硝装置２１を適用して脱硝を行った場合のガスの流速や静圧への影響について具体的に説明する。
図８は、図７（ｂ）の脱硝装置にガスを流した場合におけるガスの流速を等高線で示した図である。なお、図８中の矢印はガスが流入する方向を示している（後述の図１０でも同様である）。図８中に矢印で示す領域Ａ’の通り、ダクトの出口側から見て複数のモジュール４におけるプリーツの谷側では、ガスの流れの集中が解消されており、ガスの流速のバラつきが小さくなっていることが分かる。
【００５７】
図９は、図８中のａ’地点からｂ’地点におけるモジュール４内のガスの流速分布と無次元触媒幅方向との関係を表すグラフである。図９においては、縦軸はモジュール（触媒）４内におけるガスの流速（ｍ／ｓ）を示しており、横軸は無次元触媒幅方向を示し、開口部（図８中のａ’地点）を０とし、頂点部（図８中のｂ’地点）を１としている。
【００５８】
図９に示すように、図１３と比較すると、モジュール４の開口部から頂点部において、ガスの流速の変化は小さくなっていることが分かる。また、モジュール４の開口部付近におけるガスの流速と、頂点部付近におけるガスの流速との差は約１．５ｍ／ｓとなっており、このことからもモジュール４内においては、開口部から頂点部にかけて、ガスの流速のバラつきが小さくなっていることが分かる。従って、モジュール４内におけるガスの流速が全体としてより均一になることから、モジュール４全体においてガスの脱硝効率を上げることができていると判断できる。
【００５９】
図１０は、図７（ｂ）の脱硝装置にガスを流した場合における静圧を等高線で示した図である。図１０中に示す領域Ｂ’の通り、モジュール４におけるダクトの出口側の面の近傍では、ダクトの入口側から出口側へ向かう圧力勾配が生じていないことが分かる。即ち、モジュール４におけるダクトの出口側での静圧が均一化されていることが分かる。
【００６０】
以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態に係る脱硝装置２１では、脱硝反応器２３における触媒を有するモジュール４がプリーツ状の構造となっているため、ガスと触媒との反応面積を増やすことができるとともに、脱硝反応器２３を通過するガスの流速を低減することができる。これにより、圧損を低減することができる。また、モジュール４の出口側の面に、ガスの流れる方向と平行となるように複数の整流板２７が配置されていることにより、モジュール４の出口側におけるガスの流速を均一化させることができる。これにより、モジュール４の出口側における静圧を均一化させることができる。また、複数の整流板２７が、複数のモジュール４と接しないように、即ち各整流板２７の上流端と各モジュール４との間に隙間が形成されるように配置されていることにより、整流板２７とモジュール４との接点近傍で局所的にモジュール４内でのガスの流速が減少し、流速アンバランスを誘起してしまうことを防止できる。従って、脱硝装置２１内のガスの流速を均一化させることができるため、脱硝効率を向上させることができる。
【００６１】
また、ベーン２８が設けられていれば、ダクト内に流入するガスをプリーツ状に配置されたモジュール４におけるダクトの入口側の開口部にスムーズに誘導することができる。これにより、モジュール４におけるダクトの入口側の端部近傍において、モジュール４内のガスの流速低下を緩和することができる。これにより、脱硝効率をより向上させることができる。
【００６２】
また、本実施形態のように、ベーン２８の形状は例えば上記のような円弧状の形状とすることができる。
【００６３】
本実施形態において、整流板２７は、その端部がモジュール４の下流側の端部よりも下流側に向かって突出するように配置されている。これにより、モジュール４の頂点部において、ガスの流速が極大となってしまうことを抑制できる。
【００６４】
なお、本実施形態では、整流板２７とモジュール４との最短距離を０．２ｔとした場合を例として説明したが、これに限定されない。好ましくは、整流板２７とモジュール４との最短距離は、０．１ｔ〜１．０ｔの範囲となるように設定される。
【００６５】
また、本実施形態では、整流板２７の下流側の端部がモジュール４の下流側の端部よりも０．０８３ｌだけ下流側に向かって突出する場合を例として説明したが、これに限定されない。好ましくは、整流板２７の下流側の端部はモジュール４の下流側の端部よりも、０．０１ｌ〜０．２ｌの範囲で下流側に向かって突出するように設定される。
【００６６】
次に、本開示の第４実施形態について、図１１を用いて説明する。
本実施形態の基本構成は、第３実施形態と基本的に同様であるが、第３実施形態とは、円弧状の形状であるベーン２８の代わりにＶ字状の形状であるベーン３８が設けられている点が異なっている。よって、本実施形態においては、この異なっている部分を説明し、その他の重複するものについては説明を省略する。
なお、第１実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。
【００６７】
図１１は、本実施形態に係る脱硝装置の一部を示す断面図である。
図１１に示すように、本実施形態に係る脱硝装置３１が備える脱硝反応器３３には、ガスの上流側に向かって突出し、その幅が狭まるＶ字状の形状となっているベーン３８（一部不図示）が設けられている。
【００６８】
以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態のように、ベーン３８の形状は例えば上記のようなＶ字状の形状とすることができる。上記のようなＶ字状のベーン３８であれば、直線状の板を配置するだけでベーン３８を設計できるので、設計が容易となる。
【符号の説明】
【００６９】
１，１１，２１，３１  脱硝装置
２  ダクト
３，１３，２３，３３，１０３  脱硝反応器
４，１４，１０４  モジュール
５，１５  抵抗体
６  従来の板状触媒の配置スペース
２７  整流板
２８，３８  ベーン
４１  プリーツ入口面
４２  プリーツ出口面
４３  （脱硝反応器の）入口面
１１０  枠体
δ  角度
Ｐ  矢印
【図１】
2019076885.tif 000003
【図２】
2019076885.tif 000004
【図３】
2019076885.tif 000005
【図４】
2019076885.tif 000006
【図５】
2019076885.tif 000007
【図６】
2019076885.tif 000008
【図７】
2019076885.tif 000009
【図８】
2019076885.tif 000010
【図９】
2019076885.tif 000011
【図１０】
2019076885.tif 000012
【図１１】
2019076885.tif 000013
【図１２】
2019076885.tif 000014
【図１３】
2019076885.tif 000015
【図１４】
2019076885.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月13日(2019.2.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスが流入するダクトと、
該ダクト内に配置された脱硝反応器と、
を備えた脱硝装置において、
前記脱硝反応器は、前記ダクト内に流入した前記ガスと反応して、前記ガス中の窒素酸化物を除去する触媒を有するモジュールを複数有しており、
該複数のモジュールは、プリーツ状に配置されており、
前記複数のモジュールの間には、前記ダクト内に流入した前記ガスが流れる方向に、複数の抵抗体が互いに平行となるように等間隔に配置されており、
前記抵抗体は、前記触媒を有する触媒シートであり、かつ、前記モジュールは、前記抵抗体よりも前記触媒を密に有するものであることを特徴とする脱硝装置。
【請求項２】
ガスが流入するダクトと、
該ダクト内に配置された脱硝反応器と、
を備えた脱硝装置において、
前記脱硝反応器は、前記ダクト内に流入した前記ガスと反応して、前記ガス中の窒素酸化物を除去する触媒を有するモジュールを複数有しており、
該複数のモジュールは、前記ダクト内に流入した前記ガスの流れる方向に対して傾斜しており、かつ、互いに平行に配置されており、
前記複数のモジュールの間には、前記ダクト内に流入した前記ガスが流れる方向に、複数の抵抗体が互いに平行となるように等間隔に配置されており、
前記抵抗体は、前記触媒を有する触媒シートであり、かつ、前記モジュールは、前記抵抗体よりも前記触媒を密に有するものであることを特徴とする脱硝装置。
【請求項３】
一部の前記複数のモジュールの間には、前記抵抗体が配置されていないことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の脱硝装置。
【請求項４】
ガスが流入するダクトと、
該ダクト内に配置された脱硝反応器と、
を備えた脱硝装置において、
前記脱硝反応器は、前記ダクト内に流入した前記ガスと反応して、前記ガス中の窒素酸化物を除去する触媒を有するモジュールを複数有しており、
該複数のモジュールは、プリーツ状に配置されており、
前記複数のモジュールにおける前記ダクトの出口側の面には、前記ガスの流れる方向と平行となるように、複数の整流板が前記複数のモジュールと接しないように配置されていることを特徴とする脱硝装置。
【請求項５】
前記複数のモジュールにおける前記ダクトの入口側の端部には、前記ダクトの入口側に向かって突出するベーンが設けられていることを特徴とする請求項４に記載の脱硝装置。
【請求項６】
前記ベーンの形状は、前記ダクトの入口側に向かって凸となるように湾曲された円弧状又は前記ガスの上流側に向かって突出し、その幅が狭まるＶ字状であることを特徴とする請求項５に記載の脱硝装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
上記課題を解決するために、本開示の脱硝装置は以下の手段を採用する。
本開示の幾つかの実施形態に係る脱硝装置は、ガスが流入するダクトと、該ダクト内に配置された脱硝反応器と、を備え、前記脱硝反応器は、前記ダクト内に流入した前記ガスと反応して、前記ガス中の窒素酸化物を除去する触媒を有するモジュールを複数有しており、該複数のモジュールは、プリーツ状に配置されており、前記複数のモジュールの間には、前記ダクト内に流入した前記ガスが流れる方向に、複数の抵抗体が互いに平行となるように等間隔に配置されており、前記抵抗体は、前記触媒を有する触媒シートであり、かつ、前記モジュールは、前記抵抗体よりも前記触媒を密に有するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本開示の幾つかの実施形態に係る脱硝装置においては、脱硝反応器における触媒を有するモジュールがプリーツ状の構造となっているため、ガスと触媒との反応面積を増やすことができるとともに、脱硝反応器を通過するガスの流速を低減することができる。これにより、圧損を低減することができる。また、モジュールの間に抵抗体が互いに平行となるように等間隔に配置されていることにより、ダクト内に流入するガスに対して圧損を負荷することができ、これにより、ダクト出口側から流出するガスの流速分布を均一化することが可能となる。従って、伝熱管の伝熱性能が場所によって変わる等の後流機器への影響を抑制することができる。
また、抵抗体が触媒シートであれば、抵抗体によってもガス中の窒素酸化物を除去することができるため、ダクト内に流入するガスの脱硝効率を向上させることができる。また、モジュールが抵抗体よりも触媒を密に有するものであれば、ダクト内に流入するガスとの反応面積を十分に確保することができることからガスの脱硝効率をより向上させることができ、かつ、圧損も十分に低減することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、本開示の幾つかの実施形態に係る脱硝装置は、ガスが流入するダクトと、該ダクト内に配置された脱硝反応器と、を備え、前記脱硝反応器は、前記ダクト内に流入した前記ガスと反応して、前記ガス中の窒素酸化物を除去する触媒を有するモジュールを複数有しており、該複数のモジュールは、前記ダクト内に流入した前記ガスの流れる方向に対して傾斜しており、かつ、互いに平行に配置されており、前記複数のモジュールの間には、前記ダクト内に流入した前記ガスが流れる方向に、複数の抵抗体が互いに平行となるように等間隔に配置されており、前記抵抗体は、前記触媒を有する触媒シートであり、かつ、前記モジュールは、前記抵抗体よりも前記触媒を密に有するものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本開示の幾つかの実施形態に係る脱硝装置においては、脱硝反応器がモジュールを複数有しており、これらのモジュールが、ダクト内に流入したガスの流れる方向に対して傾斜しており、かつ、互いに平行に配置された構造（半プリーツ状の構造）となっているため、ガスと触媒との反応面積を増やすことができるとともに、脱硝反応器を通過するガスの流速を低減することができる。これにより、圧損を低減することができる。また、モジュールの間に抵抗体が互いに平行となるように等間隔に配置されていることにより、ダクト内に流入するガスに対して圧損を負荷することができ、これにより、ダクト出口側から流出するガスの流速分布を均一化することが可能となる。従って、伝熱管の伝熱性能が場所によって変わる等の後流機器への影響を抑制することができる。
また、抵抗体が触媒シートであれば、抵抗体によってもガス中の窒素酸化物を除去することができるため、ダクト内に流入するガスの脱硝効率を向上させることができる。また、モジュールが抵抗体よりも触媒を密に有するものであれば、ダクト内に流入するガスとの反応面積を十分に確保することができることからガスの脱硝効率をより向上させることができ、かつ、圧損も十分に低減することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2019076885.tif 000017