[发明专利]排烟脱硝装置

说明书

技术领域

本发明涉及设置于燃煤锅炉设备等中的排烟脱硝装置，特别是涉及设置于垂直下降流（vertical downflow）型排烟脱硝装置所用的用于去除废气所含氮氧化物（NOx）的催化剂模块（catalyst block）的间隙中的灰尘堆积防止板。

背景技术

从发电厂、汽车等排出的排烟中的氮氧化物（NOx）是导致光化学烟雾、酸雨的物质。将排烟中的NOx分解为无害的氮气（N₂）和水（H₂O）的技术中实用化推广最好的选择性催化还原法，是使用氨（NH₃）作为还原剂，在脱硝催化剂的存在下使上述NH3与废气中的NOx发生反应的方法。

设置于火力发电用锅炉中的排烟脱硝装置3（参照图9）所需的脱硝率基于如下算式计算。

脱硝率＝（（入口NOx浓度－出口NOx浓度）／入口NOx浓度）×100％

为了达到按上述算式计算出的脱硝率，向排烟脱硝装置3中填充催化剂模块1，催化剂模块1是组合多个作为最小单位的催化剂单元2而成的，催化剂模块1由脱硝装置3（反应器）内的承载梁14支承。另外，催化剂单元2是通过将在基板表面覆盖催化剂而成的催化剂体以恒定间隔层叠，并将层叠后的催化剂体收容在框架内而形成的。

通常，排烟脱硝装置的废气温度是约达300℃～400℃的高温，并含有约10g/m³N～20g/m³N的大量的煤尘。含有NOx的废气自锅炉出口流向脱硝装置3内，在通过催化剂模块1时，在氨的存在下通过脱硝反应而被净化处理，但是，在催化剂模块1上堆积了灰尘等的情况下，会因催化剂被堵而导致脱硝性能大幅下降。因而，在图10所示的框体13内配置多个催化剂模块1之后，在相邻的催化剂模块1、1的间隙中配置角钢18（示于作为圆框S1的放大图的图11）、圆钢19（示于作为圆框S2的放大图的图12），在设置有排烟脱硝装置3的现场将该角钢18、圆钢19焊接固定于框体13，以图防止灰尘堆积。

作为公知文献，有下述专利文献1、2。特别是专利文献2所述的发明公开了一种结构，该结构为：在配置于排烟脱硝装置3内部的催化剂单元壳体的相邻壳体之间的气体上游侧安装了角钢的尘埃附着防止用保护器具，在各相邻催化剂单元的间隙，以及在催化剂单元和脱硝装置3的内壁之间安装了尘埃附着防止用保护器具。

专利文献1：日本特开2002－219336号公报

专利文献2：日本特开昭58－143828号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1所述的发明中，尘埃附着防止用保护器具使用了焊接结构，未考虑到由于热伸缩引起的裂纹。但是，由于锅炉等燃烧装置的启动及停止时产生的温度变化，在配置于离燃烧装置的废气出口较近的部位的排烟脱硝装置内也同样会产生温度分布。另外，专利文献2所述的发明虽是用于防止尘埃堆积的技术，但并未公开安装于催化剂单元壳体的相邻壳体的间隙中且设于气体上游侧的角型的尘埃附着防止用保护器具等的具体安装方法。

上述图10所示的现有技术的安装于催化剂单元1的相邻壳体之间的角钢18、圆钢19等尘埃附着防止用保护器具的安装结构存在如下问题：根据上述排烟脱硝装置3内的温度分布，根据催化剂模块1的配置位置，有时会因温度差异导致的伸缩差而产生热应力，从而在尘埃附着防止用保护器具的断续焊接部产生裂纹，另外上述焊接部会产生因排烟脱硝装置3运转时的振动等而导致的裂纹，在上述裂纹部分，灰尘、氨等会随废气一起吹入，对脱硝性能造成影响。另外，若产生上述焊接裂纹，则需要在燃烧装置停止运转后进行修补。

此外，存在灰尘向配置于图10所示的现有技术的催化剂模块1、1的间隙中的角钢18（作为图10的圆框S1的放大图的图11）的倾斜部周围、圆钢19（作为图10的圆框S2的放大图的图12）的弧面部、设于框体13的吊耳17（作为图10的圆框S3的放大图的图13）附着、堆积，并随时间成长的倾向，在排烟脱硝装置3长期运转时，灰尘的堆积物还可能会结块，从而堵塞催化剂模块1内的废气流通空间。

另外，在向排烟脱硝装置3内填充了满足脱硝性能的必要量的催化剂模块1之后，为了实施相邻的催化剂模块1、1之间的角钢18、圆钢19等尘埃附着防止用保护器具的现场焊接，增加了现场工时，因此需要大量的劳力和成本。此外，在排烟脱硝装置3的长期运转之后因催化剂劣化而需要更换催化剂模块1的情况下，为了搬出原有的催化剂模块1，需要切断拆解由角钢18、圆钢19构成的尘埃附着防止用保护器具。