(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状触媒を多数積層し、上下に開口部を有する枠体内に収納した、垂直流型触媒反応器に用いる触媒構造体において、前記枠体の上下開口端の対向する内壁間に、それぞれ断面形状が流線型または菱形の支持棒を、該流線型または菱形の長軸がガス流れ方向と平行になるように架設したことを特徴とする触媒構造体。
【請求項２】
前記枠体の上部開口端に架設された支持棒と、枠体内に収納された板状触媒の上端部との間に、前記支持棒断面の長軸方向の長さの少なくとも３倍の間隙を設けたことを特徴とする請求項１に記載の触媒構造体。
【請求項３】
前記枠体の側面に複数の貫通孔を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の触媒構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、触媒構造体に係り、特に被処理排ガス中のダストの堆積を防止することができる、排ガス処理用の触媒構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
排ガス中の、例えば窒素酸化物を処理する触媒構造体としては、例えば板状触媒の積層体をガス流通方向が開口した枠体に収納したものが知られている。
【０００３】
図６は、従来の、垂直に流通する排ガスを処理する垂直流型の触媒構造体の説明図である。図において、この触媒構造体（以下、触媒ユットという）４は、板状触媒（以下、触媒エレメントという）１が垂直または略垂直になるように多数組み合わせられた触媒積層体を、例えば、厚さ約１mmの側壁からなる、上下両面が開口した枠体２に収納したものである。触媒エレメント１は、枠体２の４つの側壁のうち、相対する２面を構成する支持板３で落下しないように支持されている。すなわち、支持板３の下端部は、図７に示すように内側に折り曲げられており、この下部折り曲げ部８によって触媒エレメント１の落下が防止されている。また、支持板３の上端部も図７に示すように、内側に折り曲げられており、この上部折り曲げ部９は支持板３の剛性を増すと同時に、触媒ユニット４または枠体２自体を吊り下げるときの、支持具として機能するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の触媒構造体は、図８に示すように、排ガス中のダストが支持板３の下部折り曲げ部８に堆積し易いという欠点があり、これによって種々の不都合が発生していた。
【０００５】
すなわち、例えば都市ごみ焼却炉等から排出される燃焼排ガス処理用の、脱硝触媒または脱ダイオキシン触媒は、温度が低いと十分な触媒活性が得られないことから、排ガス温度が２００〜３００℃の場所で使用される場合が多く、特に触媒反応器の前流側に高温ＥＰ方式の除塵器が設置される場合には、触媒温度は２５０〜３００℃程度になる。
【０００６】
ところで、都市ごみ焼却炉等から排出される燃焼排ガスに含まれるダストは、該ダスト中の有機化合物と塩素（Ｃｌ）との反応により、２５０〜５５０℃程度の温度域でダイオキシンを再合成することが知られている。従って、２５０〜３００℃雰囲気で使用される脱硝用、脱ダイオキシン用または脱硝および脱ダイオキシン用触媒ユニットにおいて、図８に示したようにダストが堆積すると、ダイオキシンの再合成を引き起こすか、またはダイオキシンの除去率が著しく低下するという問題が生じる。なお、脱硝触媒の中で脱ダイオキシン活性を有するものとしては、例えばＴｉ−Ｖ系の触媒が知られている。
【０００７】
本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決し、ダイオキシン等の有害物質が再合成する原因となるダストの堆積しにくい触媒ユニットを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、触媒ユニットの枠体に設けられた、触媒エレメント支持用の折り曲げ部をなくし、ダストの堆積しにくいエレメント支持手段に代えることによって解決される。
【０００９】
すなわち、本願で特許請求する発明は、以下のとおりである。
（１）板状触媒を多数積層し、上下に開口部を有する枠体内に収納した、垂直流型触媒反応器に用いる触媒構造体において、前記枠体の上下開口端の対向する内壁間に、それぞれ断面形状が流線型または菱形の支持棒を、該流線型または菱形の長軸がガス流れ方向と平行になるように架設したことを特徴とする触媒構造体。
【００１０】
（２）前記枠体の上部開口端に架設された支持棒と、枠体内に収納された板状触媒の上端部との間に、前記支持棒断面の長軸方向の長さの少なくとも３倍の間隙を設けたことを特徴とする上記（１）に記載の触媒構造体。
（３）前記枠体の側面に複数の貫通孔を設けたことを特徴とする上記（１）または（２）に記載の触媒構造体。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例である触媒ユニット（触媒構造体）を示す説明図、図２は、図１のII−II線矢示方向断面図、図３は、図２の一部拡大図である。
【００１２】
図１および２において、この触媒ユニット４は、触媒エレメント（板状触媒）１を多数積層し、上下に開口部を有する枠体２内に収納した、垂直流型触媒反応器に用いる触媒ユニットであり、前記枠体２の上下開口端の対向する内壁間に、それぞれ断面形状が流線型または菱形の支持棒５を、該流線型または菱形の長軸がガス流れ方向と平行になるように架設したものである。
【００１３】
触媒エレメント１の積層数は、例えば７６枚であり、枠体２の寸法は、例えば縦４６０ｍｍ×横４６０ｍｍ×高さ５５０ｍｍである。枠体２の上部開口端に架設された支持棒５と、枠体２内に収納された触媒エレメント１の上端部との間隔は、前記支持棒５の断面の長軸方向の長さの少なくとも３倍とした。
図３において、支持棒５の傾き角、すなわち支持棒５の断面菱形の一辺ａが枠体２の上端辺７と交わる角度θは、例えば６０度である。
このような構成の触媒ユニット４は、必要に応じて多数積層され、垂直流型触媒反応器内に収納され、垂直に流れる、例えば都市ごみ焼却炉から排出される燃焼排ガスの処理に適用される。
【００１４】
本実施例によれば、枠体２の上下の開口端の対向する内壁間に、それぞれ支持棒５を架設したことにより、該支持棒５で触媒エレメント１の荷重を支持することができるので、枠体２の折り曲げ部分をなくしてダストの堆積を防止することができる。また、枠体２の板厚が薄い場合でも十分な強度が得られるので、枠体２が触媒エレメント１のパック圧によって外側へ湾曲するのを防止できる。
【００１５】
本実施例によれば、枠体２の上部の支持棒５と、触媒エレメント１の上端部との間に、前記支持棒５の断面の長軸方向の長さの少なくとも３倍の間隙を設けたことにより、上部支持棒５の下部に生じ易いガス流の乱れ（渦）が少なくなり、触媒エレメント１の上端部へのダストの堆積を防止することができる。
また本実施例によれば、支持棒５の傾き角θを６０度としたことにより、該支持棒５にダストが堆積することはない。
【００１６】
本実施例おいて、触媒エレメント１の荷重は、下部の支持棒５によって支持されが、触媒エレメント１の芯金としては、例えばメタルラス（ＳＵＳのラス）が用いられており、十分な強度を有するので支持棒５の小さな支持面積でも触媒エレメント１を十分に支持することができる。
【００１７】
本実施例において、上部の支持棒５と触媒エレメント１の上端部との間隙を、前記支持棒５の断面の長軸方向の長さの少なくとも３倍としたが、５倍程度であることが好ましい。この間隔が小さすぎると触媒エレメントの上端部にダストが堆積し易くなる。
【００１８】
本実施例において、支持棒５の傾き角を６０度としたが、傾き角が５５度以上であれば支持棒５へのダストの堆積を防止できる。
本実施例において、支持棒５の数は、上下各１本に限定するものではなく、必要に応じて増やしてもよい。支持棒５を上下に各１本づつ架設する場合は、触媒エレメント１の積層方向に沿って設けることが好ましい。
【００１９】
図４は、本発明の他の実施例を示す斜視図である。この触媒ユニット４が図１のものと異なるところは、枠体２に多数の貫通孔１０を設けた点である。
枠体２の板厚は、例えば１mmであり、例えば直径６mmの貫通孔１０が、例えば開口率５０％となるように設けられている。
【００２０】
本実施例によれば、枠体２に多数の貫通孔を設けたことにより、触媒ユニット４の軽量化が図れる。また、枠体２に貫通孔１０を設けることによって前記枠体２の剛性は小さくなり、触媒エレメント１のパック圧によって枠体２が外側に湾曲しようとするが、上下開口端の内壁間にそれぞれ触媒ユニット積層方向に沿って支持棒５が架設されているので、該支持棒５によって枠体２の湾曲を防止することができる。
本実施例において、枠体２の開口率を、例えば５０％としたが、枠体２の強度を確保できる範囲で開口率を変更してもよい。
【００２１】
図５は、本発明の別の実施例における、枠体２の上下開口端に架設された支持棒５の断面形状の一例を示したもので、それぞれ断面が、ガス流れ方向、すなわち上下方向に沿って長い、楕円形、六角形、８角形を呈している。このように、支持棒５の断面形状がガス流れ方向に沿った流線型であれば、前記支持棒５にダストが堆積することはない。
【００２２】
本発明において、触媒ユニットを積み重ねる場合、隣接する上下の触媒ユニットを交互に水平面上９０度回転させた状態で積層することが好ましい。これによって、下側の触媒ユニットの上部支持棒と、上側触媒ユニットの下部支持棒が９０度交差した状態で接触するので、上部触媒ユニットは下部触媒ユニットによって安定に支持される。
【００２３】
【発明の効果】
本願の請求項１に記載の発明によれば、枠体の上下開口端の対向する内壁間に、それぞれ断面形状が流線型または菱形の支持棒を、該流線型または菱形の長軸がガス流れ方向と平行になるように架設したことにより、該支持棒で触媒エレメントが支持されるので、ダストが堆積し易い枠体折り曲げ部分をなくすことができる。従って、ダストの堆積に起因するダイオキシン等の再合成を防止することができる。
【００２４】
本願の請求項２記載の発明によれば、枠体の上部開口端に架設された支持棒と、枠体内に収納された触媒エレメントの上端部との間に、前記支持棒断面の長軸方向の長さの少なくとも３倍の間隙を設けたことにより、上記発明の効果に加え、前記支持棒の下部におけるガス流の乱れ（渦）をなくして触媒エレメント上端部へのダストの堆積を回避することができる。
【００２５】
本願の請求項３記載の発明によれば、枠体の側面に複数の貫通孔を設けたことにより、上記発明の効果に加え、強度低下を生ずることなく、触媒ユニットの軽量化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である触媒ユニットを示す斜視図。
【図２】図１のII−II線矢示方向断面図。
【図３】図２の一部拡大図。
【図４】本発明の他の実施例を示す斜視図。
【図５】別の実施例における支持棒の断面形状の一例を示す図。
【図６】従来の触媒ユニットを示す斜視図。
【図７】図６の触媒エレメント支持部を示す説明図。
【図８】従来技術における触媒ユニット内のダスト堆積状況を示す図。
【符号の説明】
１…触媒エレメント（板状触媒）、２…枠体、３…支持板、４…触媒ユニット（触媒構造体）、５…支持棒、６…ダスト、７…枠体の上端辺、８…下部折り曲げ部、９…上部折り曲げ部。
【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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【図８】
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