CN103002972A - 排烟脱硝装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种垂直下降流型排烟脱硝装置，用于对自燃烧装置排出并成为垂直下降流的废气进行处理，其设有多个组装有催化剂单元（2）的催化剂模块（1），在相邻的催化剂模块（1、1、1）的间隙中设有第2灰尘堆积防止板（10）和能滑动的第1灰尘堆积防止板（9），该脱硝装置由于设有上述灰尘堆积防止板（9、10）而不会在催化剂模块（1、1）之间的间隙中堆积灰尘等，且由即使在温度发生变化的运转状态下也能吸收上述防止板（9、10）的热胀，另外不需要在现场焊接上述防止板（9、10）的作业即可填充催化剂模块（1）内的催化剂和更换催化剂的结构构成。

Description

排烟脱硝装置
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。
因此，本发明的课题在于，提供一种垂直下降流型排烟脱硝装置，其具有简单的尘埃堆积防止板，该尘埃堆积防止板能够以灰尘等不堆积于催化剂模块之间的间隙中的构造使催化剂模块表面的尘埃堆积最少，在温度发生变化的运转状态下还能吸收热胀，在填充和更换催化剂时不需要现场焊接作业。
用于解决问题的方案
本发明的上述课题通过以下结构解决。
技术方案1所述的发明是一种垂直下降流型排烟脱硝装置，用于对自燃烧装置排出并成为垂直下降流的废气进行处理，其设有多个组装有催化剂单元（2）的催化剂模块（1），其特征在于，在相邻的催化剂模块（1、1）的间隙中设有第2灰尘堆积防止板（10）和能滑动的第1灰尘堆积防止板（9）。
技术方案2所述的发明以技术方案1所述的垂直下降流型排烟脱硝装置为基础，其特征在于，上述第1灰尘堆积防止板（9）的上部为角型结构，且下部具有钩（9a），该钩（9a）插入到配置于催化剂模块（1）的上部的护板（11）的下部与催化剂模块（1）的上部之间。
技术方案3所述的发明以技术方案1所述的垂直下降流型排烟脱硝装置为基础，其特征在于，在为了悬吊催化剂模块（1）而设的吊耳（4）上设有长孔（4a），利用贯通吊耳（4）的长孔（4a）而设的卡定构件（5～7）以装卸自如的方式支承上述第2灰尘堆积防止板（10）。
发明的效果
根据技术方案1所述的发明，以能滑动的方式在排烟脱硝装置3中安装了不需要在锅炉等燃烧装置的设置现场进行焊接作业的第1灰尘堆积防止板9，因此，能应对由于因脱硝装置3内的温度变化而产生的伸缩差导致的热应力所致的焊接部的裂纹、因运转时的振动等而产生的焊接部的裂纹等问题，以及装配催化剂模块1时的构件间的公差的问题。
根据技术方案2所述的发明，除了技术方案1所述发明的效果之外，通过用将设于第1灰尘堆积防止板9的钩9a插入到催化剂模块1的护板11的下部与催化剂模块1的上部之间这样的简单的方法将第1灰尘堆积防止板9安装于排烟脱硝装置3，从而能设置利用护板11的自重防止上浮，同时不会因振动等而脱落的第1灰尘堆积防止板9，因此能使催化剂模块1、1之间的灰尘堆积最少，能减少灰块向催化剂表面坠落及堆积，从而提高脱硝性能。
根据技术方案3所述的发明，除了技术方案1所述发明的效果之外，由于在用于悬吊催化剂模块1的吊耳4上设置了长孔4a，因此，能利用贯通吊耳4的长孔4a的卡定构件5～7以装卸自如的方式支承第2灰尘堆积防止板10，从而不需要将吊耳4焊接于框体13等，另外还能容易地拆卸吊耳4。
附图说明
图1是在催化剂模块之间设置有本发明的实施例的灰尘堆积防止板的排烟脱硝装置的局部立体图。
图2是图1的第1灰尘堆积防止板的立体图。
图3是图1的圆框S1部分的放大图。
图4是图3的A－A向视图。
图5是图1的圆框S2部分的放大图。
图6是图5的B－B向视图。
图7是图1的圆框S3的放大图。
图8是图7的C－C向视图。
图9是本发明的实施例的排烟脱硝装置的侧视图。
图10是在催化剂模块之间设置有现有技术的灰尘堆积防止板的排烟脱硝装置的立体图及其局部放大图。
图11是图10的圆框S1部分的放大图。
图12是图10的圆框S2部分的放大图。
图13是图10的圆框S3部分的放大图。
具体实施方式
下面，使用图1说明本发明的实施例。
图1表示将具有适用于图9的排烟脱硝装置的本实施例的灰尘堆积防止板的多个催化剂模块1收容于框体13内的情况的立体图。
在图1所示的例子中，催化剂单元2分上下两层组装于框体13内，6个催化剂单元构成一个催化剂模块1，催化剂模块1逐个排列配置在设于框体13内的多个分区内。图1示出了在框体13内配置了12个催化剂模块1的例子，收容了12个催化剂模块1的框体13沿横断直流下降流的废气管道16的方向配置。
如图9的排烟脱硝装置的侧视图所示，上述12个催化剂模块1在供废气直流下降流流动的废气管道16内上下配置有多层，收容在支承于承载梁14的框体13内而构成排烟脱硝装置。
排烟脱硝装置的灰尘堆积防止板的结构因有无吊耳4而不同。图2～图4表示没有吊耳4的第1灰尘堆积防止板9。图2表示图1的第1灰尘堆积防止板9的立体图，图3表示图1的圆框S1部分的放大图，图4表示图3的A－A向视图。
如图2和图4所示，第1灰尘堆积防止板9由薄板材（板厚1．6ｍｍ）构成，第1灰尘堆积防止板9是在其长度方向的上部通过弯曲加工形成有角型的顶部，自角型顶部朝铅直方向下方设有两侧壁部，在该两侧壁的下端部的两端部具有沿水平方向延伸的钩9a的构件，在填埋相邻的催化剂模块1、1的间隙的位置上配置有多个第1灰尘堆积防止板9。此外，如图3所示，在催化剂模块1的上部配置有护板11。
于是，仅通过将第1灰尘堆积防止板9的钩9a插入到该护板11的下侧与催化剂模块1的上部之间，即可用第1灰尘堆积防止板9填塞催化剂模块1、1的间隙。在护板11与催化剂模块1的框体13之间约有10mm的间隙，能够容易地插入钩9a，另外由于催化剂模块1的护板11重量轻，因此也能抬起护板11而容易地将第1灰尘堆积防止板9的钩9a插入并设置于护板11的下侧与催化剂模块1的上部之间。由于钩9a未被固定，是自由的，因此，能够实现吸收第1灰尘堆积防止板9的装配误差以及热胀的结构。因此，不仅能在现场容易地安装第1灰尘堆积防止板9，而且在修补时或更换时也能容易地拆卸第1灰尘堆积防止板9。
此外，图5表示图1的圆框S2部分的放大图，图6表示图5的B－B向视图。图5是两个第1灰尘堆积防止板9的连接部分的立体图，用罩12覆盖两个第1灰尘堆积防止板9、9的对接部，另外在与设置有第1灰尘堆积防止板9的催化剂模块1、1的间隙呈90度的位置处的催化剂模块1、1的间隙中，设置由コ型的薄板材构成的第2灰尘堆积防止板10。
如作为图1的圆框S3的放大图的图7（第2灰尘堆积防止板10未图示）以及作为图7的C－C向视图的图8所示，第2灰尘堆积防止板10由覆盖支承于相邻的两个催化剂模块1、1的间隙处的框体13上的吊耳4的コ型的薄板材构成，且第2灰尘堆积防止板10的下端部彼此相向地也支承于框体13，将螺栓5插入到设于该コ型的薄板材的两侧面的贯通孔10a和吊耳4的孔4a中，用螺母6及垫片7、7、7卡定第2灰尘堆积防止板10。
在将螺栓5插入到吊耳4的孔4a中之后，第2灰尘堆积防止板10的贯通孔10a被垫片7、7、7堵住，因此灰尘无法进入。但是，由于吊耳4的孔4a是孔径大于螺栓5的直径的长孔，因此，不仅能容易地调整由螺栓5、螺母6及垫片7卡定的卡定位置，而且，即使第2灰尘堆积防止板10与吊耳4或催化剂模块1、1的热膨胀率存在差异，也能吸收该热膨胀率的差异。
在图10所示的现有技术的灰尘堆积防止结构中，在长期运转时，确认到了在催化剂模块1的吊耳17、圆钢19的弧面部、角钢18的倾斜部周围附着、堆积有有可能因结块了引起堵塞催化剂而导致脱硝性能降低的灰尘。
另一方面，采用本实施例的角型结构的第1灰尘堆积防止板9、コ字状的第2灰尘堆积防止板10时，未发现因温度变化以及振动而产生的裂纹、灰尘堆积。另外，未发现废气泄露。此外，不需要填充及更换催化剂模块1时的现场焊接作业以及撤去作业等，能减少现场工时。
产业上的可利用性
本发明主要适用于火力发电用锅炉的脱硝装置，由于安装要领简单且不需焊接，因此，也能有效利用于催化剂量大且填充作业工期短的场合。
附图标记说明
1：催化剂模块；S：催化剂单元；3：排烟脱硝装置；4：催化剂模块吊耳；4a：长孔；5：螺栓；6：螺母；7：垫片；9：第1灰尘堆积防止板；9a：钩；10：第2灰尘堆积防止板；10a：贯通孔；11：护板；12：罩；13：框体；14：承载梁；16：废气管道；17：吊耳（现有技术）；18：角钢（现有技术）；19：圆钢（现有技术）。

Claims (3)

1.一种垂直下降流型排烟脱硝装置，用于对自燃烧装置排出并成为垂直下降流的废气进行处理，其设有多个组装有催化剂单元（2）的催化剂模块（1），其特征在于，
在相邻的催化剂模块（1、1）的间隙中设有第2灰尘堆积防止板（10）和能滑动的第1灰尘堆积防止板（9）。
2.根据权利要求1所述的垂直下降流型排烟脱硝装置，其特征在于，
上述第1灰尘堆积防止板（9）的上部为角型结构，且下部具有钩（9a），该钩（9a）插入到配置于催化剂模块（1）上部的护板（11）的下部与催化剂模块（1）的上部之间。
3.根据权利要求1所述的垂直下降流型排烟脱硝装置，其特征在于，
在为了悬吊催化剂模块（1）而设的吊耳（4）上设有长孔（4a），利用贯通吊耳（4）的长孔（4a）而设的卡定构件（5～7）以装卸自如的方式支承上述第2灰尘堆积防止板（10）。
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