(57)【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、排ガス浄化触媒層を有する触媒ダクトとがベンド部を介して直角に接続することにより構成され、該触媒ダクト入口の断面方向に複数の整流板を配列した整流構造体を有すると共に、その後流に前記触媒層が配置された排ガス処理装置において、前記整流構造体の前記入口ダクト側の整流板の高さを、前記入口ダクト側の端部からベンド部側の端部までの距離Ｌ0 とすると、所定の距離Ｌ1 までは徐々に高くし、それ以降のＬ1 の点からＬ0 の点までは整流板の高さを一定にしたことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２】
前記整流板の高さＨが、０≦Ｌ≦Ｌ1 の範囲において、下記式（１）および式（３）を満足するように、Ｌ1 ≦Ｌ≦Ｌ0 の範囲において、式（２）および式（３）を満足することを特徴とする請求項１記載の排ガス処理装置。
Ｈ＝Ｌ／Ｌ1 ×ｈ1 ＋ｈ0 （０≦Ｌ≦Ｌ1 ） （１）
Ｈ＝ｈ1 ＋ｈ0 （Ｌ1 ≦Ｌ≦Ｌ0 ）         （２）
０＜Ｌ1 ≦Ｌ0 ／２                     （３）
ここでＨは整流板の高さ、Ｌは、整流構造体の入口ダクト側の端部からベンド部側の端部に向かって任意の整流板までの距離、ｈ1 は、入口ダクト底面からベンド部側の端部における整流板上面までの距離、ｈ0 は、前記入口ダクト側の端部の整流板の高さ、Ｌ0 は、整流構造体の入口ダクト側の端部からベンド部側の端部までの距離、Ｌ1 は、前記入口ダクト側の端部からベンド部側の端部に向かって整流板が徐々に高くなっている距離、である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、整流構造体を有する排ガス処理装置に係り、特に触媒装置入口の流速分布を改善した整流構造体を有する排ガス処理装置、特に排ガス脱硝装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、火力発電所用の大型ボイラ等には脱硝装置のような大型の排ガス処理装置が設置されている。図３は、このような燃焼装置の排ガスダクトに設置された脱硝装置近辺の構成を示す図である。この装置は、排ガスＧが流入する入口ダクト１と、脱硝触媒層４を配置した触媒ダクト６がベンド部２で接続され、触媒ダクト６入口の断面方向に複数の整流板３Ａを配列した整流構造体３を配設した排ガス処理装置が知られている。この装置では、排ガスＧは、入口ダクト１を経て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度変更して触媒ダクト６の触媒層４に流入し、脱硝された後出口ダクト５に至るが、このような構造においては、触媒装置６入口における流速分布が均一であることが望ましい。すなわち、
（１）触媒層４に対してできるだけ均一に排ガスが流入すること、
（２）触媒層４に流入する排ガスの流れが、触媒層４での排ガス流れとできるだけ一致すること、つまり触媒層に形成された排ガス流路と、触媒層４に入る直前の排ガスの流れが一致していることが望ましいが、これらは次の理由によるものである。
【０００３】
すなわち、（１）の触媒層４に対してできるだけ均一に排ガスが流入することが要求されるのは、触媒層４の排ガス接触面積を有効に利用するためであり、排ガスの流入が不均一であると、触媒層４内の特定の部分が大量の排ガスと接触することになり、触媒全体としては触媒性能が低下することになる。また大量に排ガスが接触する触媒部分はその劣化が著しく、触媒の寿命が短くなるという問題がある。
【０００４】
次に（２）の触媒層４に流入する排ガスの流れが、触媒層４内の排ガスの流れとできるだけ一致する必要があるのは、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には、触媒の間に形成された排ガス流路に対して排ガスが斜めに流入することがあり、これによって触媒にダストが直接衝突して触媒を摩耗させ、また先端部にこれらのダストが付着堆積して排ガスの流路を阻害することになる。
上述の（１）、（２）の問題を解決するために、触媒装置６入口に整流格子のような整流構造体３を設置する方法（特許第２６３７１１９号）が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、整流構造体３の配置位置は触媒ダクト６入口であり、また入口ダクト床面と同一高さとされている。この整流構造体はベンド部２に設置されるガイドベーンと比べて整流効果は大きいが、排ガスの慣性力により入口ダクト１側の排ガス流速が遅くなるという問題を生じ、これに対する解決が未だなされていなかった。
【０００６】
本発明の課題は、触媒層４が設置された触媒ダクト６の入口に設置される整流構造体３において、排ガスの慣性力によって生じる流速分布の不均一、つまり偏流を防止し、触媒層４に均一な流速で排ガスを供給し、該触媒層４における排ガスの均一な供給によりその処理効率を高め、触媒寿命を向上させることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本願で特許請求される発明は以下のとおりである。
（１） 排ガスが流入する入口ダクトと、排ガス浄化触媒層を有する触媒ダクトとがベンド部を介して直角に接続することにより構成され、該触媒ダクト入口の断面方向に複数の整流板を配列した整流構造体を有すると共に、その後流に前記触媒層が配置された排ガス処理装置において、前記整流構造体の前記入口ダクト側の整流板の高さを、前記入口ダクト側の端部からベンド部側の端部までの距離Ｌ0 とすると、所定の距離Ｌ1 までは徐々に高くし、それ以降のＬ1 の点からＬ0 の点までは整流板の高さを一定にしたことを特徴とする排ガス処理装置。
（２） 前記整流板の高さＨが、０≦Ｌ≦Ｌ1 の範囲において、下記式（１）および式（３）を満足するように、Ｌ1 ≦Ｌ≦Ｌ0 の範囲において、式（２）および式（３）を満足することを特徴とする（１）記載の排ガス処理装置。
【０００８】
Ｈ＝Ｌ／Ｌ1 ×ｈ1 ＋ｈ0   （０≦Ｌ≦Ｌ1 ）      （１）
Ｈ＝ｈ1 ＋ｈ0   （Ｌ1 ≦Ｌ≦Ｌ0 ）              （２）
０＜Ｌ1 ≦Ｌ0 ／２                             （３）
ここでＨは整流板の高さ、
Ｌは、整流構造体の入口ダクト側の端部からベンド部側の端部に向かって任意の整流板までの距離、
ｈ1 は、入口ダクト底面からベンド部側の端部における整流板上面までの距離、
ｈ0 は、前記入口ダクト側の端部の整流板の高さ、
Ｌ0 は、整流構造体の入口ダクト側の端部からベンド部側の端部までの距離、
Ｌ1 は、前記入口ダクト側の端部からベンド部側の端部に向かって整流板が徐々に高くなっている距離、である。
【０００９】
本発明において、整流構造体を構成する整流板は触媒ダクト入口の断面方向に配列され、各整流板が触媒ダクトと平行に配置されているものであればその構成は格子状、ハニカム状等どのような形でもよい。また本発明の触媒ダクト６の触媒層は、脱硝触媒に限定されず、ダイオキシン類のような有害ハロゲン化合物含有排ガスの除去触媒等他の触媒層でもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施例によりさらに詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例を示す脱硝装置近辺の構成を示す図である。この装置は、排ガスＧが流入する入口ダクト１と、これにベンド部を介して接続された、脱硝触媒層４が配置された触媒ダクト６と、触媒ダクト入口の断面方向に複数の整流板３Ａを配列した整流構造体３とからなる。この場合の整流板３Ａは格子状に構成され、整流構造体３を形成している。この整流構造体３の整流板３Ａの高さは、前述の式（１）、式（２）および式（３）を満足するように配置されている。
【００１１】
以上に示した本発明の装置および図３に示した従来装置に対してそれぞれ排ガスを流して流動状況を観察したところ、従来装置では、図４に示すように、整流構造体３の上面位置が触媒ダクト６入口の端部と一致しているため、触媒ダクト６の入口ダクト１側部分（図面上左側部分）で排ガスが触媒ダクト６に流入しににく、触媒層４の入口で低速流域を生じさせる結果となり、触媒層４に流入するガス流が不均一になっていることがわかる。一方、本発明装置では、触媒ダクト６の入口ダクト１側で排ガスが流入しやすくなるため、図２に示すように触媒層４入口で非常に均一な流速分布を得ることができる。
【００１２】
本発明に用いた整流構造体３の効果を確認するため、図１および図３に示す本発明および従来技術の装置についてその流動状況を調べた。表１にその結果を示す。表中の変動係数（ξ）、最大偏差（ε１）、最少偏差（ε２）は以下の式により定義される。
【００１３】
ξ＝σ／Ｖａ×１００  （σ＝標準偏差、Ｖａ：平均流速）      （４）
ε１＝（ｍａｘ−Ｖａ）／Ｖａ×１００（ｍａｘ：流速最大値）  （５）
ε２＝（ｍｉｎ−Ｖａ）／Ｖａ×１００（ｍｉｎ：流速最少値）  （６）
【００１４】
【表１】
0004053219.tif 000002
上記の結果から本発明が従来技術より整流効果が高いことが確認された。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、触媒装置における触媒層入口の整流構造体上面の位置を入口ダクト側から徐々に高くすることにより、触媒層入口における偏流を防止し、触媒の寿命を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す脱硝装置近辺の構成を示す説明図。
【図２】図１の装置による排ガスの流速分布の状況を示した説明図。
【図３】従来の脱硝装置近辺の構成を示す説明図。
【図４】図３に示した装置における排ガスの流速分布を示した説明図。
【符号の説明】
１…入口ダクト、２…ベンド部、３…整流構造体、４…触媒層、５…出口ダクト、６…触媒ダクト、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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