(57)【要約】【課題】整流格子出口の入口ダクト側に低流速領域を生じることなく、脱硝触媒層入口の流速分布が可及的に均一になるようなダクト構造を有する脱硝装置を提供する。【解決手段】排ガスが流入する入口ダクトと、脱硝触媒を配置した触媒ダクトとがベンド部で直交して接続することにより構成された脱硝装置において、入口ダクト内の排ガスの流速分布が、入口ダクト底面部からの距離をもとに数式１を満足するように入口ダクトを構成したことを特徴とする排煙脱硝装置。【数式１】ＶＬ  ＞  ＶＡＶＬ；  ダクト底面部からダクト高さの５％の範囲内の平均流速（ｍ／ｓ）ＶＡ；  ダクト平均流速（ｍ／ｓ）【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスが流入する入口ダクトと脱硝触媒を配置した触媒ダクトとを、ベンド部で直交するように接続することにより構成された脱硝装置において、前記入口ダクト内の排ガスの流速分布が、該入口ダクト底面部からの距離をもとに下記数式１を満足するように入口ダクトを構成したことを特徴とする
排煙脱硝装置。
【数式１】
ＶＬ  ＞  ＶＡ
ＶＬ；  ダクト底面部からのダクト高さの５％の範囲内の排ガスの平均流速（ｍ／ｓ）
ＶＡ；  ダクト内の排ガスの平均流速（ｍ／ｓ）
【請求項２】
前記入口ダクトの流速分布を達成するように、該入口ダクト内に抵抗体を設置したことを特徴とする請求項１記載の排煙脱硝装置。
【請求項３】
前記抵抗体が多孔板、円管または整流板である請求項２記載の排煙脱硝装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は排煙脱硝装置に係り、特に脱硝装置入口ダクト構造に特徴を有する排煙脱硝装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ボイラ等の燃焼装置から排出される排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する装置の一つとして、排ガス流中に脱硝触媒層を配置する排煙脱硝装置が主として火力発電所用の大型ボイラ等に設置されている。図４は、従来の脱硝装置の構成を示す説明図である。この装置は、排ガスが流入する入口ダクト１と脱硝触媒を配置した触媒ダクト６とを、ベンド部２で直交するように接続し、ベンド部外側ケーシングを、ベンド部出口ダクトと入口ダクトの床面の延長線の交点Ｘと、ベンド部出口ダクトの延長線と入口ダクトの天井部との交点Ｙの間に差し渡すように配置し、かつ触媒ダクト内の整流格子の配置位置を、その排ガス流入面が入口ダクト床面とほぼ同一となるように構成したものである。ボイラ等の燃焼装置を出た排ガスＧは、入口ダクト１を経て、アンモニアのような還元剤混入装置（図示省略）から還元剤を混入された後、排ガスダクトの途中に形成したベンド部２に至り、その流れを９０度変更して下降し、触媒ダクト６の触媒層４に流入して脱硝されたのち出口ダクト５に至る。この種の脱硝装置において、特に石炭焚きボイラ等では、ダクトおよび触媒層の灰堆積が問題になるが、灰堆積は、触媒層上の偏流や脱硝装置の圧損上昇を引き起こし、脱硝触媒の劣化及びプラントの運転に影響を与える。そこで入口ダクト内にダストの堆積がなく、脱硝触媒入口における流速分布が均一となるダクト構造が望まれていた。
【０００３】
【特許文献１】特開平０１−１２７０２９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においていては、触媒層上の流れの均質化は不充分であり、特に触媒層上での整流格子の上面位置が入口ダクト１と一致しているため、慣性力により入口ダクト側部分に排ガスが触媒層ダクトに流入しにくく、触媒層上で低流速域を生じさせ、入口ダクト１の底面や、触媒層上に灰の堆積を生じるという問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、上記従来技術の欠点を解消し、整流格子出口の入口ダクト側に低流速領域を生じることなく、脱硝触媒層入口の流速分布が可及的に均一になるようなダクト構造を有する脱硝装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願で特許請求される発明は下記のとおりである。
（１）排ガスが流入する入口ダクトと脱硝触媒を配置した触媒ダクトとを、ベンド部で直交するように接続することにより構成された脱硝装置において、前記入口ダクト内の排ガスの流速分布が、該入口ダクト底面部からの距離をもとに下記数式１を満足するように入口ダクトを構成したことを特徴とする排煙脱硝装
置。
【数式１】
ＶＬ  ＞  ＶＡ
ＶＬ；  ダクト底面部からのダクト高さの５％の範囲内の排ガスの平均流速（ｍ／ｓ）
ＶＡ；  ダクト内の排ガスの平均流速（ｍ／ｓ）
（２）前記入口ダクトの流速分布を達成するように、該入口ダクト内に抵抗体を設置したことを特徴とする（１）記載の排煙脱硝装置。
（３）前記抵抗体が多孔板、円管または整流板である（２）記載の排煙脱硝装置。
【０００７】
本発明においては、図１に示すように、ダクト１の底面部からの高さ方向の距離が入口ダクト高さの５％の範囲において、その範囲の排ガスの平均流速Ｈが入口ダクト内の排ガス平均流速より高くなるようにダクトを構成する。そのようにダクトを構成するには、例えば図２に示すように、ダクト１内の底面部に近接する部分を除き排ガス流路断面に多孔板９を設ける。そうすることにより、入口ダクト底面部のガス流量が増加し、この入口ダクト底面部の流量増加は、触媒層４上の入口ダクト側部分の排ガス流入流量の増加となるので、従来技術において課題となっていた触媒層上の低流域の発生を防止することができ、同時に、入口ダクト底面部の灰の堆積も防止できる。図３は、図２の実施例において、整流格子３の構造を入口ダクト端部からベンド部端部Ｘに向けて徐々に高くした場合の実施例を示す図である。この実施例によれば、触媒層上の偏流を防止し、流速分布をより均一にすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例１、２および比較例１、２
図１に示した基本ダクト構造を有する試験装置を用い、入口ダクト１に設置する多孔板９の大きさおよび設置位置を変化させ、触媒層４の直上の流速分布を測定し、偏流の有無とダクトへのダスト堆積状況を調べた。その結果を表１に示す。表中、実施例１は、入口ダクト１の底面部流速が平均流速より高い場合、比較例１および２は、同底面部流速が平均流速よりそれぞれ低い場合および同じ場合である。
【０００９】
【表１】
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【００１０】
ここでＶＬは入口ダクト底面部からダクト高さの５％の範囲における平均流速。ＶＡは入口ダクト平均流速である。ξは流速変動係数で、流速分布のばらつき度合いを表すものであり、数式２で定義される。
【００１１】
【数式２】
ξ＝σ／Ｖａ  ×１００  （σ：標準偏差、Ｖａ：平均流速）
比較例１では、入口ダクト１および触媒層６上で灰の堆積１０および触媒層上の偏流が確認された。比較例２では、灰堆積はみられなかったものの、触媒層上の偏流が確認された。これに対し、実施例１では、灰の堆積および触媒層上の偏流がみられず、流速分布が最も均一であることが確認された。
実施例２
図３に示すように、整流格子３の構造を入口ダクト側の端部からベンド部端部Ｘに向けて徐々に高くした以外は実施例１と同様にした。この整流格子の構造は特開２００２−３９５２４で提案されている。この実施例によれば、流速変動係数（ξ）が７％に向上した以外は実施例１と同様であった。
【００１２】
【発明の効果】
請求項に記載の本発明によれば、入口ダクト底面部のガス流速をダクト全体の平均流速より速くすることにより、触媒層４に対して可及的に均一に排ガスが流入し、これにより触媒層４の排ガス接触面積が有効に利用され、触媒全体の性能を高めることができる。
【００１３】
また触媒層４に形成されるガス流路と、触媒層４に入る直前の排ガスの流れが可及的に一致していることにより、例えば排ガス流中にフライアッシュ、未燃分等のダストを含有する場合、触媒にこのダストが衝突して触媒を摩耗させ、また先端部にこのダストが付着堆積して排ガスの流入を阻害することがないので、触媒寿命を長くすることができる。
【００１４】
さらに触媒層４に入る排ガス流れが均一になることにより、脱硝装置入口水平ダクト底面部におけるダストの堆積を防止し、ダストの堆積による偏流や、その偏流による触媒層上での流速の不均一並びに触媒層前流側で注入される還元剤の不均一および触媒層上での灰堆積を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示す脱硝装置の説明図。
【図２】本発明の実施例における脱硝装置の説明図。
【図３】本発明の他の実施例における脱硝装置の説明図。
【図４】本発明の比較例を示す従来の脱硝装置の説明図。
【図５】本発明の比較例を示す脱硝装置の説明図。
【図６】従来の脱硝装置を示す説明図。
【符号の説明】
１…入口ダクト、２…ベンド部、３…整流格子、４…触媒層、５…出口ダクト、６…触媒層ダクト、７…入口ダクト流速分布、８…触媒層上流速分布、９…多孔板、１０…灰堆積、１１…還元剤注入装置、Ｇ…排ガス。
【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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