(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料の燃焼により生成される固体粒子を含んだ排ガスが流動する排ガス通路と、
前記排ガス通路で前記排ガスに還元剤を供給する還元剤供給部を有する還元剤供給装置と、
前記排ガス通路における前記還元剤供給装置より排ガスの流れ方向の下流側に設けられて前記還元剤と排ガス中の窒素酸化物との反応を促進させる脱硝触媒と、
前記還元剤供給部より排ガスの流れ方向の上流側の水平部に設けられて前記還元剤供給部への前記排ガスの衝突を遮る保護部材と、
前記保護部材より排ガスの流れ方向の上流側の前記水平部に設けられて前記保護部材より前記固体粒子との反発係数が小さい低反発部と、
を備え、
前記還元剤供給部及び前記保護部材は、排ガスの流れ方向に交差する水平方向に所定間隔を空けて複数配置され、前記低反発部は、排ガスの流れ方向に交差する水平方向に所定間隔を空けて複数配置され、前記保護部材の上流側に排ガスの流れ方向の上流側から見て前記保護部材が全て隠れる位置に前記低反発部が配置される、
ことを特徴とする排気ダクト。
【請求項２】
前記還元剤供給部は、排ガス中に還元剤を注入する複数の還元剤注入ノズルと、前記複数の還元剤注入ノズルに還元剤を供給する分割還元剤注入配管とを備え、前記分割還元剤注入配管の外側表面に排ガスの流れ方向の下流側に向けて前記複数の還元剤注入ノズルが配置され、
前記保護部材は、前記分割還元剤注入配管及び前記複数の還元剤注入ノズルにおける排ガスの流れ方向の上流側に配置され、前記低反発部は、少なくとも排ガスの流れ方向の最も上流側に配置される前記保護部材より排ガスの流れ方向の上流側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の排気ダクト。
【請求項３】
前記分割還元剤注入配管及び前記保護部材は、排ガスの流れ方向に交差する水平方向にそれぞれずれて配置され、前記保護部材の上流側に前記低反発部が配置されることを特徴とする請求項２に記載の排気ダクト。
【請求項４】
前記低反発部は、第１多孔板により構成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の排気ダクト。
【請求項５】
前記第１多孔板は、金網部材により構成されることを特徴とする請求項４に記載の排気ダクト。
【請求項６】
前記第１多孔板と前記保護部材との間に、前記第１多孔板を通過した前記固体粒子が前記保護部材の表面で反発して前記第１多孔板で衝突して反発量が低下して落下するための隙間が設けられることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の排気ダクト。
【請求項７】
燃料の燃焼により生成される固体粒子を含んだ排ガスが流動する排ガス通路と、
前記排ガス通路で前記排ガスに還元剤を供給する還元剤供給部を有する還元剤供給装置と、
前記排ガス通路における前記還元剤供給装置より排ガスの流れ方向の下流側に設けられて前記還元剤と排ガス中の窒素酸化物との反応を促進させる脱硝触媒と、
前記還元剤供給部より排ガスの流れ方向の上流側の水平部に設けられて前記還元剤供給部への前記排ガスの衝突を遮る保護部材と、
前記保護部材より排ガスの流れ方向の上流側の前記水平部に設けられて前記保護部材より前記固体粒子との反発係数が小さい低反発部と、
を備え、
前記排ガス通路は、前記排ガスが水平方向に流れる前記排ガス通路の水平部と、前記水平部における前記排ガスの流れ方向の下流側に接続されて前記排ガスが鉛直方向に流れる前記排ガス通路の鉛直部とを備え、前記水平部に前記還元剤供給部が配置され、前記水平部と前記鉛直部の接続部に前記固体粒子を捕集するホッパが設けられ、前記還元剤供給部と前記ホッパとの間で、前記水平部の底面との間に所定の隙間を設けて舞い上がり防止部材が配置される、
ことを特徴とする排気ダクト。
【請求項８】
前記舞い上がり防止部材は、第２多孔板により構成されることを特徴とする請求項７に記載の排気ダクト。
【請求項９】
中空形状をなして鉛直方向に沿って設置される火炉と、
前記火炉に配置される燃焼装置と、
前記火炉における鉛直方向の上部に連結される請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の排気ダクトと、
を備えることを特徴とするボイラ。
【請求項１０】
排ガス通路を流れる排ガスに含まれる固体粒子を除去する方法において、
前記排ガス通路の水平部に排ガスの流れ方向に沿って低反発部と保護部材と舞い上がり防止部材が配置され、
固体粒子を還元剤供給部に設けられる前記保護部材より排ガスの流れ方向の上流側に配置される前記低反発部に衝突させて落下させ、
前記低反発部に衝突して落下した前記固体粒子を排ガスの流れにより前記排ガス通路の底面と隙間を有して設置される前記舞い上がり防止部材との間を通過させ、前記低反発部の排ガス流れ下流側に設けられるホッパにより前記固体粒子を捕集する、
ことを特徴とする固体粒子の除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気を生成するためのボイラに設けられる排気ダクト、この排気ダクトが設けられるボイラ、排気ダクトを流れる排ガス中の固体粒子を除去する固体粒子の除去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の石炭焚きボイラなどの大型のボイラは、中空形状をなして鉛直方向に設置される火炉を有し、この火炉壁に複数の燃焼バーナが周方向に沿って配設されている。また、石炭焚きボイラは、火炉の鉛直方向上方には煙道が連結されており、この煙道には内部で蒸気を生成する熱交換器が配置されている。そのため、燃焼バーナが火炉内に燃料と空気との混合気を噴射することで火炎を形成し、その火炎で燃焼ガスが生成されて煙道を流れる。そして、燃焼により発生した燃焼ガスにより熱交換器を流れるボイラ給水を加熱して蒸気が生成され、生成された蒸気を供給して蒸気タービンを回転駆動させ、蒸気タービンの回転軸に連結した発電機を回転駆動して発電を行うことができる。また、この煙道は、排ガス通路が連結され、この排ガス通路には、燃焼ガスの浄化を行うための脱硝装置、電気集塵機、脱硫装置などが設けられ、下流端部に煙突が設けられている。
【０００３】
このような石炭焚きボイラにて、排気ダクトに配置された脱硝装置は、アンモニアなどの還元剤を煙道に供給し、還元剤が供給された排ガスを窒素酸化物と還元剤との反応を促進させる触媒を通過させることで、排ガス中の窒素酸化物を還元し除去するものである。そのため、脱硝装置に配置された触媒（脱硝触媒）より排ガスの上流側の煙道に還元剤供給装置が設けられている。なお、このようなボイラとして、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−０８９７５４号公報
【特許文献２】特開２０１５−１２４９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、石炭焚きボイラでは、火炉で燃料としての微粉炭を燃焼することから、排ガスに石炭灰などの固体粒子（クリンカなど）が混入する。この固体粒子は、灰の塊であり、排ガスの流れとともに排気ダクトを流れていくことから、特に、排気ダクトの途中に設けられる脱硝装置の脱硝触媒に流入していくことがある。脱硝触媒は、ハニカム状や板状の基材にバナジウム系などの触媒が担持されているが、脱硝触媒に固体粒子が堆積する場合がある。脱硝触媒に固体粒子が堆積すると、触媒と排ガスの接触面積が低減して脱硝性能が低下する要因になる場合がある。また、触媒上での排ガス流路が狭くなると圧力損失が上昇して排ガスの送風機の動力が増加して、性能低下を招いてしまう場合がある。排ガス中の固体粒子を捕集する技術として、例えば、上記特許文献２に記載されたものがある。この特許文献２は、煙道に排ガス中の固体粒子を回収可能なホッパを設けると共に、このホッパからの固体粒子の流出を阻止する邪魔板を設けるものである。ところが、この特許文献２では、排ガス中に浮遊する固体粒子を捕集することは困難であるため、排ガス中に浮遊する固体粒子が下流側に配置された脱硝装置の脱硝触媒へ流入することを十分には抑制できない。
【０００６】
本発明は上述した課題を解決するものであり、排ガス中に浮遊する固体粒子を捕集する排気ダクト及びボイラ並びに固体粒子の除去方法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】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明の排気ダクトは、燃料の燃焼により生成される固体粒子を含んだ排ガスが流動する排ガス通路と、前記排ガス通路で排ガスに還元剤を供給する還元剤供給部を有する還元剤供給装置と、前記排ガス通路における前記還元剤供給装置より排ガスの流れ方向の下流側に設けられて前記還元剤と排ガス中の窒素酸化物との反応を促進させる脱硝触媒と、前記還元剤供給部より排ガスの流れ方向の上流側に設けられて前記還元剤供給部への前記排ガスの衝突を遮る保護部材と、前記保護部材より排ガスの流れ方向の上流側に設けられて前記保護部材より前記固体粒子との反発係数が小さい低反発部と、を備えることを特徴とするものである。
【０００８】
従って、排ガスが排ガス通路を流れるとき、還元剤供給装置の還元剤供給部がこの排ガス通路に還元剤を供給すると、脱硝触媒にて、還元剤と窒素酸化物との反応が促進されて排ガス中の窒素酸化物を低減する。このとき、還元剤供給部の上流側には、保護部材が既に設けられ、排ガス中に含まれる固体粒子が還元剤供給部に衝突することが抑制され、固体粒子の衝突による還元剤供給部の摩耗を低減するが、この保護部材の上流側に低反発部が設けられていることから、排ガス中に含まれる固体粒子の一部が低反発部に衝突するが、弾性変形し易くて反発係数が小さな低反発部では、固体粒子の反発量が小さいことから、大きく反発せずに自重により落下する。そのため、排ガス中に浮遊する固体粒子を捕集するに当たり、排気ダクトを流通する排ガスの圧力損失は上昇することが無く、保護部材に設けた低反発部により容易に捕集することができると共に、固体粒子が低反発部に衝突して反発せずに排ガス通路の下部に落下するため、捕集した固体粒子の排ガスへの再混入を抑制することができ、その結果、脱硝触媒への固体粒子の堆積を減少させることができる。また、保護部材の上流側に低反発部が設けられていることから、低反発部との相乗効果で保護部材自身の固体粒子の衝突による摩耗が抑制され、保護部材の寿命を延長することが可能となる。
【０００９】
本発明の排気ダクトでは、前記還元剤供給部は、排ガス中に還元剤を注入する複数の還元剤注入ノズルと、前記複数の還元剤注入ノズルに還元剤を供給する分割還元剤注入配管とを備え、前記分割還元剤注入配管の外側表面に排ガスの流れ方向の下流側に向けて前記複数の還元剤注入ノズルが配置され、前記保護部材は、前記分割還元剤注入配管及び前記複数の還元剤注入ノズルにおける排ガスの流れ方向の上流側に配置され、前記低反発部は、少なくとも排ガスの流れ方向の最も上流側に配置される前記保護部材の前記分割還元剤注入配管における排ガスの流れ方向の上流側に配置されることを特徴としている。
【００１０】
従って、分割還元剤注入配管及び各還元剤注入ノズルにおける排ガスの流れ方向の上流側に保護部材を配置することで、還元剤注入配管及び各還元剤注入ノズルに対する固体粒子の衝突を抑制して摩耗を低減することができると共に、最も上流側に配置される分割還元剤注入配管における排ガスの流れ方向の上流側に低反発部を配置することで、この低反発部に固体粒子を衝突させて落下させることで、排ガス中に浮遊する固体粒子を減少させることができる。
【００１１】
本発明の排気ダクトでは、前記分割還元剤注入配管及び前記保護部材は、排ガスの流れ方向に交差する水平方向にそれぞれずれて配置され、前記保護部材の上流側に前記低反発部が配置されることを特徴としている。
【００１２】
従って、保護部材による閉塞割合を増加させないので、排ガス流れの圧力損失を増加させることがなく、多くの排ガスを低反発部に衝突させて固体粒子を落下させることができるので、さらに容易に捕集することができる。
【００１３】
本発明の排気ダクトでは、前記低反発部は、第１多孔板により構成されることを特徴としている。
【００１４】
従って、低反発部を保護部材より上流側に配置される第１多孔板とすることで、保護部材と低反発部としての第１多孔板を別部材としている。そのため、固体粒子を衝突させて還元剤供給部の摩耗を防止する保護部材を強固に製造することができる一方で、固体粒子を衝突させて落下させる低反発部を反発量が小さくなるようにその機能に合わせて製造することができる。
【００１５】
本発明の排気ダクトでは、前記第１多孔板は、金網部材により構成されることを特徴としている。
【００１６】
従って、低反発部を構成する第１多孔板を金網部材とすることで、低反発部を簡単な構成で容易に、且つ、低コストで製造することができ、また、金網部材により容易に固体粒子の衝突力を吸収して落下させることができる。
【００１７】
本発明の排気ダクトでは、前記第１多孔板と前記保護部材との間に隙間が設けられることを特徴としている。
【００１８】
従って、低反発部を構成する第１多孔板と保護部材との間に隙間を設けることで、低反発網６２が隙間を通過した固体粒子Ａでも、プロテクタ６１表面で反発して低反発網６２に衝突して落下するので、容易に捕集することができる。また、第１多孔板を通過した排ガスの圧力損失が生じて隙間における排ガスの流れが著しく減速する領域ができることとなり、第１多孔板に衝突して落下する固体粒子の排ガスへの再混入が抑制されることとなり、第１多孔板に衝突した固体粒子を効果的に落下させることができる。
【００１９】
本発明の排気ダクトでは、前記排ガス通路は、前記排ガスが水平方向に流れる前記排ガス通路の水平部と、前記水平部における前記排ガスの流れ方向の下流側に接続されて前記排ガスが鉛直方向に流れる前記排ガス通路の鉛直部とを備え、前記水平部に前記還元剤供給部が配置され、前記水平部と前記鉛直部の接続部に前記固体粒子を捕集するホッパが設けられ、前記還元剤供給部と前記ホッパとの間で、前記水平部の底面との間に所定の隙間を設けて舞い上がり防止部材が配置されることを特徴としている。
【００２０】
従って、還元剤供給部とホッパとの間に舞い上がり防止部材を配置することで、排ガス中に含まれる固体粒子の一部が低反発部に衝突し、この低反発部で衝突力が吸収されて落下するが、この落下した固体粒子は、排ガスの流れにより舞い上がり防止部材と水平部の底面との間の流路を流れてホッパに入り込むこととなり、低反発部で落下させた固体粒子が排ガス流路を流れる排ガスにより舞い上がりにより再混入することなく、ホッパへと導きホッパに貯留させることができ、排ガス中に浮遊する固体粒子を容易に捕集することができる。
【００２１】
本発明の排気ダクトでは、前記舞い上がり防止部材は、第２多孔板により構成されることを特徴としている。
【００２２】
従って、舞い上がり防止部材を第２多孔板とすることで、第２多孔板の上面部に落下した固体粒子が多数の孔から水平部の底面に落下し、舞い上がりにより排ガスに再混入することなく、排気ダクトの底面付近を流れる排ガスの流体力によりホッパに入り込むこととなり、舞い上がり防止部材の上面部への固体粒子の堆積を抑制することができる。
【００２３】
また、本発明のボイラは、中空形状をなして鉛直方向に沿って設置される火炉と、前記火炉に配置される燃焼装置と、前記火炉における鉛直方向の上部に連結される前記排気ダクトと、を備えることを特徴とするものである。
【００２４】
従って、燃焼装置により火炉内に燃料を吹き込むことで火炎が形成され、発生した燃焼ガスが排気ダクトに流れ込む。このとき、排ガス中に含まれる固体粒子の一部が低反発部に衝突し、大きく反発せずに自重により落下する。そのため、排ガス中に浮遊する固体粒子を低反発部により容易に捕集することで、脱硝触媒への固体粒子の堆積を減少させることができ、その結果、脱硝触媒による排ガスの浄化性能を維持することができると共に、耐久性を向上することができ、また、排気ダクトの圧力損失の増加を抑制して誘引送風機など排ガスを排出するための動力の上昇を抑制することができる。
【００２５】
また、本発明の固体粒子の除去方法は、排ガス通路を流れる排ガスに含まれる固体粒子を除去する方法において、固体粒子を還元剤供給部に設けられる保護部材より排ガスの流れ方向の上流側に配置される低反発部に衝突させて落下させ、前記低反発部に衝突して落下した前記固体粒子を排ガスの流れにより前記排ガス通路の底面と隙間を有して設置される舞い上がり防止部材との間を通過させ、前記低反発部の排ガス流れ下流側に設けられるホッパにより前記固体粒子を捕集する、ことを特徴とするものである。
【００２６】
従って、排ガス中に含まれる固体粒子の一部が低反発部に衝突し、大きく反発せずに自重により落下するため、排ガス中に浮遊する固体粒子を低反発部により容易に捕集することができると共に、捕集した固体粒子の排ガスへの再混入を抑制することができ、その結果、脱硝触媒への固体粒子の堆積を減少させることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の排気ダクト及びボイラ並びに固体粒子の除去方法によれば、還元剤供給部の摩耗抑制のために上流側に設けられた保護部材の上流側面に保護部材より反発係数が小さい低反発部を設けるので、排気ダクトを流通する排ガスの圧力損失が従来の排気ダクトの構造より増加することが無く、排ガス中に浮遊する固体粒子を低反発部により容易に捕集することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、第１実施形態の石炭焚きボイラを表す概略構成図である。
【図２】図２は、第１実施形態の排気ダクトを表す概略側面図である。
【図３】図３は、排気ダクトを表す図２のIII−III断面図である。
【図４】図４は、還元剤供給装置を表す正面図である。
【図５】図５は、還元剤供給装置を表す図４のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】図６は、還元剤供給装置を表す図４のVI−VI断面図である。
【図７】図７は、第２実施形態の排気ダクトを表す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る排気ダクト及びボイラ並びに固体粒子の除去方法の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００３０】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の石炭焚きボイラを表す概略構成図である。
【００３１】
第１実施形態のボイラは、固体燃料を燃焼させるものとして、石炭を粉砕した微粉炭を微粉燃料（固体燃料）として用い、この微粉炭を燃焼バーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を回収することが可能な微粉炭焚きボイラである。
【００３２】
第１実施形態において、図１に示すように、石炭焚きボイラ１０は、例えば、コンベンショナルボイラであって、火炉１１と燃焼装置１２と煙道１３を有している。火炉１１は、四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置され、この火炉１１を構成する火炉壁が伝熱管により構成され、給水と熱交換することにより火炉壁の温度上昇を抑制している。なお、上や上方及び上部とは鉛直方向の上側を表し、下や下方及び下部とは鉛直方向の下側を表すものである。
【００３３】
燃焼装置１２は、この火炉１１を構成する火炉壁（伝熱管）の鉛直下部側に設けられている。この燃焼装置１２は、火炉壁に装着された複数の燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５を有している。本実施形態にて、例えば、この燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、火炉１１の周方向に沿って４個均等間隔で配設されたものが１セットとして、鉛直方向に沿って５セット、つまり、５段配置されている。但し、火炉の形状や一つの段における燃焼バーナの数、段数はこの実施形態に限定されるものではない。
【００３４】
この各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０を介して粉砕機（微粉炭機／ミル）３１，３２，３３，３４，３５に連結されている。従って、石炭が図示しない搬送系統で搬送されて、粉砕機３１，３２，３３，３４，３５に投入されると、ここで所定の大きさまで粉砕され、搬送用空気（１次空気）により微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０から燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に粉砕された石炭（微粉炭）を供給することができる。
【００３５】
煙道１３は、火炉１１の上部に連結されている。この煙道１３は、燃焼ガスの熱を回収するための熱交換器として、過熱器（スーパーヒータ）４１，４２，４３、再熱器（リヒータ）４４，４５、節炭器（エコノマイザ）４６，４７が設けられており、火炉１１を構成する火炉壁の伝熱管と共に、火炉１１での燃焼で発生した燃焼ガスと給水との間で熱交換が行われる。
【００３６】
煙道１３は、その下流側に熱交換を行った燃焼ガスが排出されるガスダクト４８が連結されている。このガスダクト４８は、空気ダクト３７との間にエアヒータ４９が設けられ、空気ダクト３７を流れる空気と、ガスダクト４８を流れる排ガスとの間で熱交換を行い、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給する燃焼用空気を昇温することができる。
【００３７】
また、煙道１３は、エアヒータ４９より排ガスの流れ方向の上流側の位置に選択還元型触媒（脱硝触媒）５０が設けられている。選択還元型触媒５０は、窒素酸化物を還元する作用を有する還元剤が供給された排ガス中に存在する窒素酸化物と還元剤との反応を促進させるものであり、排ガス中の窒素酸化物を窒素と水に分解するなどにより除去、低減するために有効なものである。そのため、煙道１３は、選択還元型触媒５０より排ガスの流れ方向の上流側の煙道１３内に還元剤を供給する還元剤供給装置５１が設けられている。この還元剤供給装置５１は、煙道１３内における流路全面に下流側に向けて還元剤を供給して排ガス中に噴出することで、この還元剤を流路内に流れる排ガスの全体にわたって拡散し混入することができる。なお、還元剤としては、アンモニア水、気体のアンモニア、尿素水等を用いることができる。そして、煙道１３に連結されるガスダクト４８は、エアヒータ４９より下流側の位置に煤塵処理装置（電気集塵機、脱硫装置）５２、誘引送風機５３が設けられ、下流端部に煙突５４が設けられていて、排ガスは熱エネルギを回収され、浄化されて大気中へ排出される。
【００３８】
粉砕機３１，３２，３３，３４，３５が駆動して生成された微粉炭が搬送用空気と共に微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０を通して燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給される。また、送風機３８により燃焼用空気がエアヒータ４９で加熱されて空気ダクト３７から風箱３６を介して各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給される。すると、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉炭と搬送用空気とが混合した微粉燃料混合気を火炉１１に吹き込むと共に燃焼用空気を火炉１１に吹き込み、このとき、微粉燃料混合気又は燃焼用空気に着火することで火炎が形成される。この火炉１１は、微粉燃料混合気と燃焼用空気とが燃焼して火炎が生じ、この火炉１１内の鉛直下部側で火炎が生じると、燃焼ガスがこの火炉１１内を上昇し、煙道１３に排出される。
【００３９】
煙道１３に排出された燃焼ガスは、この煙道１３に配置される過熱器４１，４２，４３、再熱器４４，４５、節炭器４６，４７で給水や蒸気と熱交換されて排ガスとなる。発生した蒸気は、図示しない蒸気タービンに供給して蒸気タービンを回転駆動させ、蒸気タービンの回転軸に連結した図示しない発電機を回転駆動して発電を行うことができる。
還元剤供給装置５１は、熱交換後の排ガスに対して還元剤を噴出供給して拡散させ、選択還元型触媒５０は、この還元剤が供給された排ガス中の窒素酸化物と還元剤との反応を促進させ、排ガス中の窒素酸化物を還元して窒素と水に分解するなどして除去する。その後、排ガスは、煤塵処理装置５２で粒子状物質が除去されると共に硫黄分が除去されて浄化された後、煙突５４から大気中に排出される。
【００４０】
このように構成された石炭焚きボイラ１０にて、本実施形態では、火炉１１より下流側（煙道１３側）が第１実施形態の排気ダクトとして機能する。そして、この煙道１３は、第１水平煙道部１３ａ、第１垂直煙道部１３ｂ、第２水平煙道部１３ｃ、第２垂直煙道部１３ｄ、第３水平煙道部１３ｅ、第３垂直煙道部１３ｆが連続して設けられて構成されており、第３垂直煙道部１３ｆにガスダクト４８が接続されている。
【００４１】
そして、例えば、煙道１３は、第１水平煙道部１３ａ及び第１垂直煙道部１３ｂに、過熱器４１，４２、再熱器４３，４４、節炭器４５，４６，４７が配置されていてもよい。また、本実施形態では、煙道１３は、下向きの速度成分を有する排ガスが流れる第１垂直煙道部１３ｂの下端部に第１ホッパ５５が設置され、上向きの速度成分を有する排ガスが流れる第２垂直煙道部１３ｄの下端部に第２ホッパ５６が設置されている。更に、煙道１３は、排ガスが水平に流れる第２水平煙道部１３ｃに還元剤供給装置５１が配置され、排ガスが下向きに流れる第３垂直煙道部１３ｆに選択還元型触媒５０が配置されている。
【００４２】
以下、第１実施形態の排気ダクトについて説明する。図２は、第１実施形態の排気ダクトを表す概略側面図、図３は、排気ダクトを表す図２のIII−III断面図、図４は、還元剤供給装置を表す正面図、図５は、還元剤供給装置を表す図４のＶ−Ｖ断面図、図６は、還元剤供給装置を表す図４のVI−VI断面図である。
【００４３】
第１実施形態の排気ダクトは、図２及び図３に示すように、煙道（排ガス通路）１３と、選択還元型触媒５０（図１参照）と、還元剤供給装置５１と、プロテクタ（保護部材）６１と、低反発網（低反発部）６２とを備えている。
【００４４】
火炉１１で燃料としての微粉炭を燃焼することから、石炭灰などの固体粒子（クリンカなど）Ａが排ガスＧ中に混入して、排ガスＧ中を浮遊して排ガスＧと共に下流側へと流れる。この固体粒子Ａは、いわゆる灰の塊であり、構造物の摩耗の要因になるとともに、選択還元型触媒５０へ堆積すると排ガスの浄化性能が低下する要因になると共に、圧力損失の増加の要因となる。煙道１３では、固体粒子Ａが構造物などに衝突した場合は、反発して再び排ガスＧ中を浮遊する。また一部の固体粒子Ａは衝突で移動力を失い、重力で落下する。
【００４５】
第１ホッパ５５は、主として、排ガスＧ中に含まれる大径の固体粒子Ａを回収して貯留するものである。第１ホッパ５５は、第１鉛直煙道部１３ｂにおける排ガスＧの流れ方向の下流側であって、第２水平煙道部１３ｃにおける排ガスＧの流れ方向の上流側の底部に設けられていて、排ガスＧの流路方向が変わることで落下する固体粒子Ａを捕集する。第１ホッパ５５は、第２水平煙道部１３ｃの底部が鉛直下方に断面が略逆三角形となるような凹んだ形状をなし、第２水平煙道部１３ｃの幅方向に沿って設けられている。
【００４６】
第２ホッパ５６は、主として、排ガスＧ中に含まれる小径の固体粒子Ａを回収して貯留するものである。第２ホッパ５６は、第２鉛直煙道部１３ｄにおける排ガスの流れ方向の上流側であって、第２水平煙道部１３ｃにおける排ガスＧの流れ方向の下流側の底部に設けられている。第２ホッパ５６は、第２水平煙道部１３ｃの底部が鉛直下方に断面が略逆三角形となるような凹んだ形状をなし、第２水平煙道部１３ｃの幅方向に沿って設けられている。
【００４７】
還元剤供給装置５１は、図１から図３に示すように、第２水平煙道部１３ｃに設けられている。第２水平煙道部１３ｃは、断面が矩形状をなし、天井部７１ａと底部７１ｂと側壁部７１ｃ，７１ｄとから構成されている。還元剤供給装置５１は、還元剤供給部７２と、還元剤供給配管７３と、還元剤供給源７４と、開閉弁７５とから構成されている。還元剤供給部７２は、第２水平煙道部１３ｃの内部に配置されており、還元剤注入配管８１と複数の還元剤注入ノズル８２とから構成されている。
【００４８】
還元剤注入配管８１は、第２水平煙道部１３ｃで鉛直方向に沿うと共に、水平方向に所定間隔を空けて複数配置されており、上端部が天井部７１ａに支持され、下端部が底部７１ｂに支持されている。複数の還元剤注入ノズル８２は、複数の還元剤注入配管８１から排ガスＧの流れ方向の下流側に向けて延出されており、各還元剤注入配管８１の長手方向に所定間隔を空けて設けられている。
【００４９】
具体的に説明すると、図４から図６に示すように、還元剤注入配管８１は、円筒形状をなす配管であって、複数の還元剤注入ノズル８２は、還元剤注入配管８１の長手方向に所定間隔（望ましくは、均等間隔）を空けて固定されている。この場合、複数の還元剤注入ノズル８２は、排ガスＧの流れ方向に対して水平方向に所定角度をもって交互に固定されている。即ち、最上部にある還元剤注入ノズル８２は、第２水平煙道部１３ｃの幅方向における一方側を向き、２段目にある還元剤注入ノズル８２は、第２水平煙道部１３ｃの幅方向における他方側を向き、３段目にある還元剤注入ノズル８２は、第２水平煙道部１３ｃの幅方向における一方側を向くように配置されている。各還元剤注入ノズル８２のなす水平方向の角度は，各還元剤注入配管８１の本数や間隔に応じて適宜設定すればよいものである。
【００５０】
そして、図２及び図３に示すように、複数の還元剤注入配管８１は、上端部に還元剤供給配管７３を介して還元剤供給源７４が接続され、還元剤供給配管７３に開閉弁（または、流量調整弁）７５が設けられている。
【００５１】
保護部材を構成するプロテクタ６１は、還元剤供給部７２より排ガスＧの流れ方向の上流側に設けられている。プロテクタ６１は、例えば、金属製の板材（例えば、炭素鋼板）であって、第２水平煙道部１３ｃで鉛直方向に沿うと共に、第２水平煙道部１３ｃの幅方向に所定間隔を空けて複数配置されており、上端部が天井部７１ａまで延出し、下端部が底部７１ｂまで延出している。図４から図６に示すように、プロテクタ６１は、一方側（排ガスＧの流れ方向の下流側）の平面部が還元剤注入配管８１に密着し、一対のサポート部材８３により還元剤注入配管８１に固定されている。そのため、第２水平煙道部１３ｃにおける排ガスＧの上流側から見ると、図３に示すように、還元剤注入配管８１及び複数の還元剤注入ノズル８２は、プロテクタ６１に隠れる配置となっている。プロテクタ６１により、還元剤注入配管８１及び各還元剤注入ノズル８２に対する排ガスＧ中の固体粒子Ａの衝突を抑制して、摩耗を低減することができる。
【００５２】
低反発部は、第１多孔板であって、本実施形態では、金網部材としての低反発網６２により構成されている。この低反発網６２は、弾性変形し易いことで固体粒子Ａの衝突エネルギを効率良く吸収して反発量を低減することができるもので、プロテクタ６１よりも反発係数が小さいものであり、このプロテクタ６１より排ガスＧの流れ方向の上流側に設けられている。図３に示すように、低反発網６２は、プロテクタ６１と共に第２水平煙道部１３ｃで鉛直方向に沿うと共に、第２水平煙道部１３ｃの幅方向に所定間隔を空けて複数配置されており、上端部が天井部７１ａまで延出し、下端部が底部７１ｂまで延出している。図４から図６に示すように、低反発網６２は、一方側（排ガスの流れ方向の下流側）の平面部が、プロテクタ６１における他方側（排ガスＧの流れ方向の上流側）の平面部に対向してプロテクタ６１に固定されている。そのため、第２水平煙道部１３ｃにおける排ガスＧの上流側から見ると、プロテクタ６１は、低反発網６２に隠れる配置となっている。
【００５３】
即ち、低反発網６２は、プロテクタ６１とほぼ同様の大きさに設定されている。但し、この構成に限定されるものではなく、低反発網６２をプロテクタ６１より小さくしたり、または、大きくしたりしてもよく、複数に分割してプロテクタ６１における特定の位置に固定してもよい。また、設定低反発網６２を複数枚重ねてプロテクタ６１に固定してもよい。
【００５４】
また、本実施形態では、低反発部を第１多孔板としての低反発網６２とし、プロテクタ６１の反発係数より約半分以下の反発係数を示すものであるが、この構成に限定されるものではない。低反発部としては、低反発網６２の他に、例えば、グレーチング、多孔板、ネット、簾構造（鎧戸）などが使用可能である。低反発部として開口部を多数有するものでは、捕集したい粒径の固体粒子Ａが容易に通過できない大きさの開口部を多数有する格子状のものがさらに好ましいが、通過した固体粒子Ａがプロテクタ６１との相互作用で反発量を低下できれば、開口部の大きさに拘ることはない。特に、低反発網６２のように、固体粒子Ａの衝突を受けて弾性変形する素材の格子状の低反発部材を採用すると、弾性変形により固体粒子Ａの衝突エネルギを効率良く吸収して反発量を低減することができる。また、衝突した固体粒子Ａを回転させることにより、反発量を低減することもできる。また、低反発部は、その他、断熱材、ゴム系素材、マット、プラスチック製素材などもから使用環境（温度や排ガス成分など）に耐えうるものは採用可能である。更に、低反発部は、金属製の板材の表面に凹凸形状を設けて構成してもよく、プロテクタ６１の排ガスＧの流れ方向の上流側の表面に直接に凹凸を形成してもよい。
【００５５】
この場合、プロテクタ６１と低反発網６２は、密着して固定されていてもよいし、隙間を空けて固定されていてもよい。プロテクタ６１と低反発網６２が密着して固定されていると、プロテクタ６１に対する低反発網６２の取付作業が容易となる。一方、プロテクタ６１と低反発網６２が隙間を空けて固定されていると、低反発網６２が隙間を通過した固体粒子Ａは、プロテクタ６１表面で反発して低反発網６２のプロテクタ６１に面する側で衝突して反発量が低下して落下するので、容易に捕集することができる。また、低反発網６２に衝突する局所部分に注目すれば、排ガスＧが低反発網６２を通過しプロテクタ６１表面に衝突して乱れた流れが生じることで、排ガスＧの流れに圧力損失が生じて排ガスＧの流れが低速となる領域が発生するので、低反発網６２に衝突して落下する固体粒子Ａの排ガスＧへの再混入が抑制される。
【００５６】
ここで、第２水平煙道部１３ｃは、還元剤供給部７２より排ガスＧの流れ方向の上流側にプロテクタ６１が配置され、プロテクタ６１より排ガスＧの流れ方向の上流側に低反発網６２が配置されることで、一部の排ガス空間部が閉塞されるものの、各プロテクタ６１及び各低反発網６２の間に排ガスＧが通過可能な通過開口部が設けられている。本実施形態の場合は、第２水平煙道部１３ｃにおける各プロテクタ６１による閉塞割合は、３０％程度であるが、この各プロテクタ６１は、還元剤供給部７２の摩耗を低減するために設置するものであり、排ガスＧの圧力損失を見越して設置されたものである。
【００５７】
各プロテクタ６１による閉塞割合を増加して、排ガスＧの多くを低反発網６２に衝突させることで固体粒子Ａが落下してさらに容易に捕集することができ、排ガスＧの流れの圧力損失の増加が許容する範囲とすることで、特に限定するものではない。また、第２実施形態でも説明するが、排ガスＧの流れの上流側と下流側の間で位置をずらして低反発網６２を取り付けたプロテクタ６１を設置することで、排ガスＧの流れの圧力損失の増加させずに多くの排ガスＧを低反発網６２に衝突させて固体粒子Ａを落下させることができるので、さらに容易に捕集することができる。さらに、各プロテクタ６１の上流側に低反発網６２が設けられていることから、低反発網６２との相乗効果で各プロテクタ６１自身の固体粒子Ａの衝突による摩耗が抑制され、各プロテクタ６１の寿命を延長することが可能となる。
【００５８】
また、第２水平煙道部１３ｃは、還元剤供給部７２と第２ホッパ５６との間で、底部７１ｂの上面に沿って舞い上がり防止網（舞い上がり防止部材）８５が配置されている。舞い上がり防止部材は、第２多孔板であって、本実施形態では、舞い上がり防止網８５により構成されている。舞い上がり防止網８５により、底部７１ｂに落下した固体粒子Ａの舞い上がりを抑制し、排ガスＧへの固体粒子Ａの再混入が抑制されるとともに、固体粒子Ａが第２ホッパ５６に向けて排ガスＧの気流により移動して捕集するものである。
【００５９】
舞い上がり防止網８５は、低反発網６２とほぼ同様のもので、固体粒子Ａの衝突を受けて弾性変形する素材で形成された格子状の低反発部材である。舞い上がり防止網８５は、低反発網６２に比べて開口部が少し大きく、固体粒子Ａが通過可能な大きさの開口部を多数有する格子状のものがさらに好ましい。舞い上がり防止網８５に落下した固体粒子Ａが、舞い上がり防止網８５の開口部を通過して底部７１ｂの上面に落下し、固体粒子Ａが舞い上がりを抑制されて排ガスＧへの再混入が抑制されながら、第２ホッパ５６に向けて排ガスＧの気流により移動する。舞い上がり防止網８５は、第２水平煙道部１３ｃにおける底部７１ｂと所定隙間を空けて底部７１ｂと略平行になるよう水平方向に沿って配置されている。そのため、この舞い上がり防止網８５と第２水平煙道部１３ｃの底部７１ｂとの間に水平方向に沿う流路が形成されることとなる。舞い上がり防止網８５と第２水平煙道部１３ｃの底部７１ｂとの所定隙間は、例えば、２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度である。
【００６０】
なお、舞い上がり防止部材は、舞い上がり防止網８５に限定されるものではない。即ち、必ずしも、プロテクタ６１より反発係数が小さいものである必要はない。例えば、金属製の板材であってもよいが、排ガスＧの流れの流体力を導入して底部７１ｂに落下した固体粒子Ａが第２ホッパ５６に向けて移動できるように多孔板により構成することが望ましい。また、舞い上がり防止網８５は、第２水平煙道部１３ｃの下部に水平方向に沿って配置されずに、排ガスＧの流れ方向の下流側が鉛直下方側に傾斜するように配置してもよい。これにより、舞い上がり防止網８５に落下した固体粒子Ａが、排ガスＧの流れの流体力に加えて重力により第２ホッパ５６に向けて移動できる。更に、舞い上がり防止網８５は、第２水平煙道部１３ｃは、還元剤供給部７２から第２ホッパ５６まで配置したが、第２ホッパ５６の手前までであってもよく、一部がホッパを塞ぐように配置してもよく、同様に底部７１ｂに落下した固体粒子Ａが舞い上がらずに排ガスＧへの再混入が抑制されるとともに、固体粒子Ａが第２ホッパ５６に向けて排ガスＧの気流により移動して捕集される。
【００６１】
ここで、第１実施形態の排気ダクトの作用、つまり、固体粒子Ａの除去方法について説明する。
【００６２】
第１実施形態の固体粒子の除去方法は、第２水平煙道部１３ｃを流れる排ガスＧに含まれる固体粒子Ａを還元剤供給部７２より排ガスＧの流れ方向の上流側に配置される低反発網６２に衝突させて落下させる工程と、低反発網６２に衝突して落下した固体粒子Ａを排ガスＧの流れにより第２水平煙道部１３ｃの底部７１ｂと舞い上がり防止網８５との間を通して第２ホッパ５６に導く工程とを有する。
【００６３】
即ち、排ガスＧは、煙道１３の過熱器４１，４２、再熱器４３，４４、節炭器４５，４６，４７（図１参照）で熱エネルギが回収された後、第１垂直煙道部１３ｂを下降し、略直角に屈曲して第２水平煙道部１３ｃに流れ込む。このとき、排ガスＧは、９０度屈曲して流れることで、慣性力により一部の大きな固体粒子Ａが第１ホッパ５５に自由落下して貯留される。
【００６４】
第１垂直煙道部１３ｂから第２水平煙道部１３ｃに流れる排ガスＧは、一部が還元剤供給部７２の間の通過開口を抜けて流れる一方、一部が還元剤供給部７２の上流側に配置された低反発網６２に衝突する。ここで、排ガスＧに含まれる固体粒子Ａが低反発網６２に衝突することで固体粒子Ａの移動力が低減され、自重により第２水平煙道部１３ｃの底部７１ｂ上に落下する。そのため、低反発網６２により排ガスＧ中に浮遊する一部の固体粒子Ａが容易に排ガスＧから分離されて捕集される。また、還元剤供給部７２に配置されたプロテクタ６１は、固体粒子Ａが還元剤供給部７２に直接に衝突することが抑制し、固体粒子Ａの衝突による還元剤供給部７２の摩耗を低減するものである。このプロテクタ６１は、排ガスＧの圧力損失を見越して設置されたものであり、プロテクタ６１に低反発網６２を追加設置しても、排ガスＧの圧力損失が増加することは無いので、低反発網６２の設置場所として好ましい。そして、低反発網６２に衝突して落下した固体粒子Ａは、各低反発網６２の間の通過開口部から舞い上がり防止網８５と第２水平煙道部１３ｃの底部７１ｂとの間の流路に入る。その後、この流路の固体粒子Ａは、排ガスＧの流れの流体力により下流側に移動して第２ホッパ５６に入り込むこととなる。そのため、舞い上がり防止網８５により固体粒子Ａの舞い上がりが抑制され、低反発網６２で捕集した固体粒子Ａが排ガスＧへ再混入することが抑制される。
【００６５】
その後、固体粒子Ａが減少した排ガスＧは、第２水平煙道部１３ｃから略直角に屈曲して第２鉛直煙道部１３ｄに流れ込む。このとき、排ガスＧは、９０度屈曲して流れることで、慣性力により一部の大きな固体粒子Ａが第２ホッパ５６に自由落下して貯留される。
【００６６】
このように第１実施形態の排気ダクトにあっては、排ガスＧが流動する煙道１３と、煙道１３に還元剤を供給する還元剤供給部７２が設けられる還元剤供給装置５１と、煙道１３における還元剤供給装置５１より排ガスＧの流れ方向の下流側に設けられて還元剤と窒素酸化物との反応を促進して排ガスＧ中の窒素酸化物を低減する選択還元型触媒５０と、還元剤供給部７２より排ガスＧの流れ方向の上流側に設けられるプロテクタ６１と、プロテクタ６１より排ガスＧの流れ方向の上流側に設けられてプロテクタ６１より反発係数が小さい低反発網６２とを設けている。
【００６７】
従って、排ガスＧが第２水平煙道部１３ｃを流れるとき、排ガスＧ中に含まれる固体粒子Ａが低反発網６２に衝突すると、この低反発網６２での反発量が小さいことから、ここで低反発網６２に固体粒子Ａの移動力が吸収されて固体粒子Ａが大きく反発することなく、自重により鉛直下方向に落下する。そのため、排ガスＧ中に浮遊する固体粒子Ａを低反発網６２により容易に捕集することができると共に、捕集した固体粒子Ａの排ガスＧへの再混入を抑制することができ、その結果、選択還元型触媒５０への固体粒子Ａの堆積を減少させることができる。
【００６８】
第１実施形態の排気ダクトでは、還元剤供給部７２として、第２水平煙道部１３ｃに鉛直方向に沿って配置される還元剤注入配管８１と、還元剤注入配管８１から排ガスＧの流れ方向の下流側に向けて延出される複数の還元剤注入ノズル８２を設け、プロテクタ６１を還元剤注入配管８１及び複数の還元剤注入ノズル８２における排ガスＧの流れ方向の上流側に配置している。従って、還元剤注入配管８１及び各還元剤注入ノズル８２に対する固体粒子Ａの衝突を抑制して摩耗を低減することができると共に、プロテクタ６１に設けられた低反発網６２に固体粒子Ａを衝突させて落下させることで、排ガスＧ中に浮遊する固体粒子Ａを減少させることができる。このプロテクタ６１は、排ガスＧの圧力損失を見越して設置されたものであり、プロテクタ６１に低反発網６２を追加設置しても、排ガスＧの圧力損失がさらに増加することは無い。さらに、プロテクタ６１の上流側に低反発網６２が設けられることで、プロテクタ６１自身の固体粒子Ａの衝突による摩耗が抑制され、プロテクタ６１の寿命を延長することが可能となる。
【００６９】
第１実施形態の排気ダクトでは、低反発部を第１多孔板としての低反発網６２としている。従って、プロテクタ６１と低反発網６２を別部材とすることで、固体粒子Ａを衝突させて還元剤供給部７２の摩耗を防止するプロテクタ６１を強固に製造することができる一方で、固体粒子Ａを衝突させて落下させる低反発網６２を反発量が小さくなるようにその機能に合わせて製造することができる。低反発部（低反発網６２）を簡単な構成で容易に、且つ、低コストで製造することができ、また、容易に固体粒子Ａの衝突力を吸収して落下させることができる。
【００７０】
第１実施形態の排気ダクトでは、プロテクタ６１と低反発網６２との間に隙間を設けている。従って、低反発網６２が隙間を通過した固体粒子Ａでも、プロテクタ６１表面で反発して低反発網６２に衝突して落下するので、容易に捕集することができる。また、低反発網６２を通過した排ガスＧの圧力損失が生じて隙間における排ガスＧの流れが著しく減速する領域ができることとなり、低反発網６２に衝突して落下する固体粒子Ａの排ガスＧへの再混入が抑制されることとなり、低反発網６２に衝突した固体粒子Ａを効果的に落下させることができる。
【００７１】
第１実施形態の排気ダクトでは、還元剤供給部７２と第２ホッパ５６との間で、第２水平煙道部１３ｃの底部７１ｂに沿って第２多孔板としての舞い上がり防止網８５を配置している。従って、排ガスＧ中に含まれる固体粒子Ａの一部が低反発網６２に衝突し、この低反発網６２で衝突力が吸収されて落下するが、この落下した固体粒子Ａは、排ガスＧの流れにより舞い上がり防止網８５と底部７１ｂとの間の流路を流れて第２ホッパ５６に入り込むこととなり、低反発網６２で落下させた固体粒子Ａが排ガス流路１３を流れる排ガスＧにより舞い上がり、排ガスＧに再混入することなく第２ホッパ５６に貯留させることができ、排ガスＧ中に浮遊する固体粒子Ａを容易に捕集することができる。
【００７２】
第１実施形態の排気ダクトでは、舞い上がり防止部材を固体粒子Ａが通過可能な大きさの開口部を多数有する舞い上がり防止網８５としている。従って、舞い上がり防止網８５の上面部に落下した固体粒子Ａが多数の孔から底部７１ｂの上面に落下し、排ガスＧの流れにより第２ホッパ５６に入り込むこととなり、舞い上がり防止網８５上面部への固体粒子Ａの堆積を抑制することができる。
【００７３】
また、第１実施形態のボイラにあっては、中空形状をなして鉛直方向に沿って設置される火炉１１と、火炉１１に配置される燃焼装置１２と、火炉１１における鉛直方向の上部に連結される排気ダクトとを備えている。
【００７４】
従って、燃焼装置１２により火炉１１内に燃料を吹き込むことで火炎が形成され、発生した燃焼ガスが煙道１３に流れ込む。燃焼ガスは煙道１３に配置された熱交換器と熱交換を行って排ガスＧとなり、煙道１３を流動する。このとき、排ガスＧと排ガスＧ中に含まれる固体粒子Ａが煙道１３に配置された低反発網６２に衝突すると、ここで固体粒子Ａの移動力が低反発網６２に吸収されて固体粒子Ａが大きく反発することなく、自重により鉛直下方向に落下する。そのため、排ガスＧ中に浮遊する固体粒子Ａを低反発網６２で捕集することで、排ガスＧ中に浮遊する固体粒子Ａが減少し、選択還元型触媒５０への固体粒子Ａの堆積を減少させることができる。その結果、選択還元型触媒５０による排ガスＧの浄化性能を維持することができると共に、耐久性を向上することができ、また、排気ダクトの圧力損失の増加を抑制して送風機など排ガスＧを排出するための動力の上昇を抑制することができる。
【００７５】
また、第１実施形態の固体粒子の除去方法にあっては、第２水平煙道部１３ｃを流れる排ガスＧに含まれる固体粒子Ａを還元剤供給部７２より排ガスＧの流れ方向の上流側に配置される低反発部６２に衝突させて第２水平煙道部１３ｃの底部７１ｂに落下させる工程と、第２水平煙道部１３ｃの底部７１ｂに落下した固体粒子Ａを排ガスＧの流れにより第２水平煙道部１３ｃの底部７１ｂと舞い上がり防止網８５との間を通して第２ホッパ５６に導く工程とを有している。
【００７６】
従って、還元剤供給部７２の摩耗を低減するプロテクタ６１に低反発網６２を設置することで、排ガスＧ中に浮遊する固体粒子Ａを低反発網６２で容易に捕集することができると共に、捕集した固体粒子Ａの排ガスＧへの再混入を抑制することができ、その結果、選択還元型触媒５０への固体粒子Ａの堆積を減少させることができる。また、プロテクタ６１は排ガスＧの圧力損失を見越して設置されているので、低反発網６２を追加設置しても排ガスＧの圧力損失がさらに増加することは無いので、ボイラ性能へ影響を発生しない。
【００７７】
［第２実施形態］
図７は、第２実施形態の排気ダクトを表す概略側面図である。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７８】
第２実施形態の排気ダクトは、図７に示すように、煙道１３と、選択還元型触媒５０（図１参照）と、還元剤供給装置９１と、プロテクタ（保護部材）１０１，１０２，１０３と、低反発網（低反発部）１０４とを備えている。
【００７９】
還元剤供給装置９１は、第２水平煙道部１３ｃに設けられている。還元剤供給装置９１は、還元剤供給部９２と、還元剤供給配管７３と、還元剤供給源７４と、開閉弁７５とから構成されている。還元剤供給部９２は、第２水平煙道部１３ｃの内部に配置されており、還元剤注入配管と複数の還元剤注入ノズルとから構成されている。
【００８０】
還元剤注入配管は、設置される排気ダクトの断面方向において、還元剤の注入量が最適になるよう還元剤注入配管上流に設置される弁にて注入量を調整するため、複数に分割しておく必要がある。排ガスＧの流れ方向の下流側に向けて長さが短くなる複数（本実施形態では、３個）の分割還元剤注入配管９３，９４，９５により構成されている。各分割還元剤注入配管９３，９４，９５は、第２水平煙道部１３ｃで鉛直方向に沿うと共に、それぞれが水平方向に所定間隔を空けて複数配置されている。各分割還元剤注入配管９３，９４，９５は、排ガスＧの流れ方向に所定間隔を空けて配置され、それぞれの上端部が天井部７１ａに支持され、下端部が底部７１ｂ側に延出されている。つまり、最上流側の分割還元剤注入配管９３は、下端部が第２水平煙道部１３ｃの底部７１ｂに支持され、分割還元剤注入配管９４は、下端部が第２水平煙道部１３ｃの中間部に位置し、分割還元剤注入配管９は、下端部が第２水平煙道部１３ｃの上部に位置している。各分割還元剤注入配管９３，９４，９５は、排ガスＧの流れ方向の下流側に向けて複数の還元剤注入ノズル９６，９７，９８がそれぞれ固定されている。
【００８１】
保護部材を構成するプロテクタ１０１，１０２，１０３は、還元剤供給部９２より排ガスＧの流れ方向の上流側に設けられている。プロテクタ１０１は、還元剤注入配管９３及び複数の還元剤注入ノズル９６における排ガスＧの流れ方向の上流側に配置され、プロテクタ１０２は、還元剤注入配管９４及び複数の還元剤注入ノズル９７における排ガスＧの流れ方向の上流側に配置され、プロテクタ１０３は、還元剤注入配管９５及び複数の還元剤注入ノズル９８における排ガスＧの流れ方向の上流側に配置されている。第２実施形態のプロテクタ１０１，１０２，１０３は、第１実施形態のプロテクタ６１とほぼ同様の構成である。
【００８２】
低反発部は、第１多孔板であって、本実施形態では、金網部材としての低反発網１０４により構成されている。この低反発網１０４は、プロテクタ１０１より反発係数が小さいものであり、このプロテクタ１０１より排ガスＧの流れ方向の上流側に設けられている。なお、本実施形態では、低反発網１０４は、プロテクタ１０２，１０３には設けられていないが、固体粒子Ａとの衝突頻度は低くなり、固体粒子Ａの捕集量は大きく増加しないまでも、低反発網１０４は、プロテクタ１０２，１０３に設けてもよい。また、低反発網１０４は、各プロテクタ１０１，１０２，１０３との間に隙間を設けて固定してもよい。第２実施形態の低反発網１０４は、第１実施形態の低反発網６２とほぼ同様の構成である。
【００８３】
また、第２水平煙道部１３ｃは、還元剤供給部９２と第２ホッパ５６との間で、底部７１ｂの上面に沿って舞い上がり防止網８５が配置されている。
【００８４】
そのため、第２水平煙道部１３ｃを流れる排ガスＧは、一部が還元剤供給部９２の間の通過開口を抜けて流れる一方、一部が還元剤供給部９２における分割還元剤注入配管９３及び各還元剤注入ノズル９６の上流側に配置された低反発網１０４に衝突する。ここで、排ガスＧに含まれる固体粒子Ａが低反発網１０４に衝突することで固体粒子Ａの移動力が低減され、自重により第２水平煙道部１３ｃの底部７１ｂ上に落下する。そのため、低反発網１０４により排ガスＧ中に浮遊する一部の固体粒子Ａが分離され捕集される。また、分割還元剤注入配管９３，９４，９５及び各還元剤注入ノズル９６，９７，９８より上流側に配置されたプロテクタ１０１，１０２，１０３により、固体粒子Ａが分割還元剤注入配管９３，９４，９５及び各還元剤注入ノズル９６，９７，９８に直接に衝突することが抑制され、固体粒子Ａの衝突による摩耗が低減される。そして、低反発網１０４に衝突して落下した固体粒子Ａは、各低反発網１０４の間の通過開口部から舞い上がり防止網８５と第２水平煙道部１３ｃの底部７１ｂとの間の流路に入る。その後、この流路の固体粒子Ａは、排ガスＧの流体力により下流側に移動して第２ホッパ５６に入り込むこととなる。そのため、舞い上がり防止網８５により固体粒子Ａの舞い上がりが抑制され、捕集した固体粒子Ａの排ガスＧへの再混入が抑制される。
【００８５】
第２実施形態の排気ダクトにあっては、排ガスＧの流れ方向の下流側に向けて長さが短くなる複数の分割還元剤注入配管９３，９４，９５を設け、プロテクタ１０１，１０２，１０３を分割還元剤注入配管９３，９４，９５及び各還元剤注入ノズル９６，９７，９８における排ガスＧの流れ方向の上流側に配置し、低反発網１０４を少なくとも排ガスＧの流れ方向の最も上流側に配置される分割還元剤注入配管９３におけるプロテクタ１０１の排ガスＧの流れ方向の上流側に配置している。
【００８６】
従って、分割還元剤注入配管９３，９４，９５及び各還元剤注入ノズル９６，９７，９８に対する固体粒子Ａの衝突を抑制して摩耗を低減することができると共に、少なくとも最も上流側に配置される分割還元剤注入配管９３における排ガスＧの流れ方向の上流側に低反発網１０４部を配置することで、この低反発網１０４に固体粒子Ａを衝突させて落下させることで、排ガスＧ中に浮遊する固体粒子Ａを減少させることができる。
【００８７】
第２実施形態の変形例として、各分割還元剤注入配管９３，９４，９５及び排ガスＧの流れ方向の上流側に設置したプロテクタ１０１，１０２，１０３を、第２水平煙道部１３ｃの断面にて水平方向に設置位置をずらしてある。すなわち、排ガスＧの下流に向けて、各分割還元剤注入配管９３，９４，９５が、各プロテクタ１０１，１０２，１０３の略幅ずつ、断面の水平方向（図７の紙面垂直方向）にずらして設置されている。第２水平煙道部１３ｃにおける排ガスＧの上流側から見ると、各分割還元剤注入配管９３，９４，９５に取り付けた各プロテクタ１０１，１０２，１０３が重複することなく隠れない配置となっている。
【００８８】
低反発網１０４は、各分割還元剤注入配管９３，９４，９５の各プロテクタ１０１，１０２，１０３における排ガスＧの流れ方向の上流側に配置している。このように、排ガス流れの上流側と下流側の間で位置をずらして低反発網６２を取り付けたプロテクタ６１を設置することで、第２水平煙道部１３ｃの断面における各プロテクタ１０１，１０２，１０３による閉塞割合を増加しないので、排ガス流れの圧力損失を増加させることがなく、多くの排ガスＧを低反発網１０４に衝突させて固体粒子Ａを落下させることができるので、さらに容易に捕集することができる。
【００８９】
なお、上述した実施形態では、本発明の保護部材をプロテクタ６１とし、低反発部を低反発網６２として別部材として設けたが、この構成に限定されるものではなく、保護部材と低反発部とを一つの部材として構成してもよい。例えば、プロテクタ６１における排ガスＧの流れ方向の上流側の平面部を凹凸形状とすることで、低反発部を一体的に構成してもよい。
【００９０】
また、上述した実施形態にて、還元剤供給装置５１とプロテクタ６１と低反発網６２を第２水平煙道部１３ｃに設けたが、この位置に限定されるものではない。例えば、第２鉛直煙道部１３ｄに配置してもよい。
【００９１】
また、上述した実施形態では、本発明のボイラを石炭焚きボイラとしたが、固体燃料としては、バイオマスや石油コークス、石油残渣などを使用するボイラであってもよい。また、燃料として固体燃料に限らず、重質油などの油焚きボイラにも排ガスＧ中に固体粒子Ａが発生するボイラに使用することができ、更には、燃料としてガス(副生ガス)も使用することができる。そして、これら燃料の混焼焚きにも適用することができる。
【符号の説明】
【００９２】
１０  石炭焚きボイラ（ボイラ）
１１  火炉
１２  燃焼装置
１３  煙道（排ガス通路）
１３ａ  第１水平煙道部
１３ｂ  第１垂直煙道部
１３ｃ  第２水平煙道部
１３ｄ  第２垂直煙道部
１３ｅ  第３水平煙道部
１３ｆ  第３垂直煙道部
２１，２２，２３，２４，２５  燃焼バーナ
４１，４２，４３  過熱器（熱交換器）
４４，４５  再熱器（熱交換器）
４６，４７  節炭器（熱交換器）
４８  ガスダクト
５０  選択還元型触媒（脱硝触媒）
５１，９１  還元剤供給装置
５５  第１ホッパ
５６  第２ホッパ
６１，１０１，１０２，１０３  プロテクタ（保護部材）
６２，１０４  低反発網（低反発部、第１多孔板）
７２，９２  還元剤供給部
８１，９３，９４，９５  還元剤注入配管
９３，９４，９５  分割還元剤注入配管（還元剤注入配管）
８２，９６，９７，９８  還元剤注入ノズル
８３  サポート部材
８５  舞い上がり防止網（舞い上がり防止部材、第２多孔板）
Ｇ  排ガス
Ａ  固体粒子
【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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