CN103282104A - 排气处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及排气脱氮装置，容易地减少对堵塞及磨损带来影响的粒径大的灰尘，并防止堆积在反应器内。本发明的排气脱氮装置，具有脱氮反应器，该脱氮反应器具有除去燃烧排气中的氮氧化物的催化剂层，其中，所述排气脱氮装置具有管道结构，该管道结构具有在所述脱氮反应器的上游侧的排气管道中使该排气流从水平方向变化成竖直方向的立起部，所述排气脱氮装置在该立起部入口的所述水平方向的管道内和/或所述脱氮反应器内的所述催化剂层入口处具有：倾斜薄板狭缝，其是将多个薄板以比所述催化剂层的开口宽度小的狭缝宽度沿竖直方向且以规定的倾斜角度多个排列在排气流路截面上而形成的；和灰尘捕获排出部，其被安装在该倾斜薄板狭缝的下端。

Description

排气处理装置
技术领域
本发明涉及排气处理用装置，尤其是关于使用氨和催化剂以干式对包含灰尘的排气进行脱氮处理的系统的排气处理装置。
背景技术
作为排气中的氮氧化物的除去方法，以往使用催化剂利用氨有选地进行还原的方法成为主流，作为其装置采用了将成为还原剂的氨与排气一起导入具有脱氮活性的、填充了具有相对于排气平行的流路的催化剂层的反应器来进行脱氮反应的装置。
在如燃煤火力那样地在排气中含有灰尘的情况下，通常，在脱氮装置和空气预热器的尾流处设置电除尘器、袋式除尘器来除尘，但也有在脱氮装置的前流处设置电除尘器的情况。在前者的情况下，灰尘直接流入反应器，从而为了防止催化剂层的磨损，增大反应器的截面，降低流入催化剂层的气体流速。在后者的情况下，为了进行在排气温度高的条件下的处理，除尘设备成为大规模，另外，由于是在除尘后实施，所以催化剂的磨损显著地减轻，但残留的微小的灰尘容易附着在催化剂层上而堵塞。由此，采用增大催化剂层中的排气流路等的对策，催化剂容积变大。
另一方面，关于用于将排气导入反应器的管道的配置，采用了如下对策，在管道上设置与排气流垂直的垂直部，抑制块状煤这样的大的灰尘的输送，利用设置在该垂直部的下部的料斗捕获并排出煤。另外，还采用了如下对策，在锅炉出口的管道内设置金属网等的网筛（过滤器），捕获粒径比网眼大的灰尘。例如，专利文献1公开了一种方法，在管道截面上设置各种催化剂间隙以下的网眼状筛（作为参考例，节距5mm、线径1mm）来除去灰尘，或者在管道内设置百叶状的板，使大粒径的灰尘碰撞并落下。但是，由于锅炉的省煤器尾流的烟道中的排气的流速为约15m/s，所以由磨损所导致的老化。除此以外，还提出了以下方法，在反应器入口部与气流垂直地设置金属网等的网筛，通过调节筛的网眼来捕获比催化剂流路大的灰尘，但在该方法中，由于不具有除去灰尘的功能，所以担心随时间推移会发生堵塞。
而且，专利文献2记载以下内容，由于存在大粒径的灰尘向锅炉侧的反应器侧堆积的倾向，所以在上部的2片叶片的下部设置除去灰尘的网眼或多孔板来除去灰，但在该情况下，存在气流变得不均匀的倾向。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平2-95415号公报
专利文献2:日本特开2009-119384号公报
发明内容
发明要解决的课题
在脱氮反应器的尾流处设置除尘设备的情况下，为了防止催化剂的磨损，需要降低反应器内的流速，在低负载运用时容易堆积灰尘。另外，在脱氮反应器的前流处设置竖直管道及在其下部设置料斗的情况下，因电厂配置等的制约，不能充分地降低管道内的排气流速，另外，在不能充分地确保管道长度的情况下，块状灰这样的大灰尘的输送抑制也变得不充分，在比催化剂的排气流路大的块状煤的情况下，在催化剂内发生堵塞。另一方面，在管道内设置网筛的情况下，堵塞成为问题，并且在向流速快的管道内设置的情况下，筛自身磨损，需要频繁的维护。而且，存在如下的危险性，即，在反应器入口部与气流垂直地设置网筛的情况下，没有设置捕获灰尘的排出机构，在停锅炉（停缶）时进行清理排出，根据清理的频率，发生堵塞。
本发明的课题是解决上述问题，简单地减少对堵塞及磨损带来影响的粒径大的灰尘，并防止其堆积在反应器内。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明人通过在锅炉的省煤器出口烟道或反应器催化剂层上部设置特定的结构的倾斜薄板狭缝，有效率地除去灰尘，解决了上述课题。即，在本申请中，所提出的发明如下。
（1）一种排气脱氮装置，具有脱氮反应器，该脱氮反应器具有除去燃烧排气中的氮氧化物的催化剂层，其特征在于，所述排气脱氮装置具有管道结构，该管道结构具有在所述脱氮反应器的上游侧的排气管道中使该排气流从水平方向变化成竖直方向的立起部，所述排气脱氮装置在该立起部入口的所述水平方向的管道内和/或所述脱氮反应器内的所述催化剂层入口处具有：倾斜薄板狭缝，其是将多个薄板以比所述催化剂层的开口宽度小的狭缝宽度沿竖直方向且以规定的倾斜角度多个排列在排气流路截面上而形成的；和灰尘捕获排出部，其被安装在该倾斜薄板狭缝的下端。
（2）是在（1）所记载的装置中，所述催化剂层的开口宽度为3mm～10mm、所述倾斜薄板狭缝的高度为30mm～100mm、以及所述倾斜角度为相对于水平方向5度～45度的范围。
在本发明中，设置在所述管道内或催化剂层入口处的薄板狭缝是将薄板例如厚度为3mm以下、高度为30mm～100mm的金属制薄板以比催化剂层的开口宽度为3mm～10mm小的狭缝宽度沿竖直方向排列多片而形成的。薄板的形状在后述的实施例中使用了细长的菱形形状的部件，但只要是能够设置在排气流路截面上的形状，也可以采用任意的形状。另外，其高度也可以考虑灰尘的捕获效率、压力损失等从30mm～100mm的范围选择。
倾斜薄板狭缝是使该薄板狭缝相对于水平方向成为5度～45度的角度地排列在排气流路截面上而形成的。在上述狭缝宽度比催化剂层的开口宽度大时，灰尘容易堵塞在催化剂层，另外，在薄板狭缝的倾斜角度相对于水平方向不足5度时，灰尘的捕获效果变小，另外在超过45度时，灰尘对薄板的磨损、压力损失容易增大。
发明的效果
根据本发明，能够从导入催化剂反应器的排气中减少粒径大的灰尘，并能够抑制催化剂层的磨损及闭塞。本发明所使用的倾斜薄板狭缝与以往的网筛、金属线网格（金属网）相比，具有更强的耐磨损性，另外，通过倾斜狭缝的结构，在灰尘落下方向不会产生钩挂，能够有效率地将灰尘捕获到下端的料斗中。而且，不需要使导入催化剂层的气体流速大幅度降低，能够抑制灰尘输送力的降低，并能够抑制灰尘向催化剂层的堆积。而且，由于具有灰尘排出机构，所以能够不受停锅炉时的捕获灰尘的清理影响地使电厂运转。
附图说明
图1是表示本发明的一实施例的排气处理装置的说明图。
图2是本发明所使用的倾斜薄板狭缝的局部示意图。
具体实施方式
以下，使用实施例详细说明本发明。
图1是表示本发明的一实施例的排气处理装置的说明图，图2是本发明所使用的倾斜薄板狭缝的局部示意图。该装置具有：脱氮反应器2，其具有除去从锅炉等排出的燃烧排气1中的氮氧化物的催化剂层3；立起部9，其设置在该脱氮反应器2的排气入口上游侧的水平管道10上，使该排气流从水平方向变化成竖直方向。在该立起部9入口的所述水平方向的管道9内及所述脱氮反应器2内的所述催化剂层3入口处设置倾斜薄板狭缝13A及13B，其是将细长的菱形形状的薄板14以比所述催化剂层的开口宽度小的狭缝宽度沿竖直方向且以规定的倾斜角度多个排列在排气流路截面上而形成的，在该倾斜薄板狭缝13A及13B的下端分别设置灰尘捕获排出部11及12。此外，在图中，4表示设置在省煤器5出口的水平管道上的料斗，7表示设置在脱氮反应器入口上的过滤板。
在上述装置中，排气1从锅炉出口经由水平管道、竖直管道及水平管道进入脱氮反应器2，并在催化剂层3中被处理，但倾斜薄板狭缝13是在省煤器5出口的水平管道上设置了1片、以及在反应器内的催化剂层3的入口处设置了1片。由此，粒子径大的灰尘被倾斜薄板狭缝13A及13B捕获，并且分别被设置在其下端部的灰尘捕获排出部，即，所述立起部管道9下部的料斗11及设置在反应器横向的料斗12捕获。其结果，向催化剂层流入的粒径大的灰尘减少，减轻催化剂层的堵塞。
在上述实施例中，设置了2片（13A及13B）倾斜薄板狭缝，而在排气中的灰尘少的情况下，设置在竖直管道9的入口的水平管道或反应器内的催化剂层3的入口中的任意一方即可。
此外，作为比较，在图1的装置中，在没有设置倾斜薄板狭缝13A、13B的情况下，以通常的15m/s设定了竖直管道9的情况下，块状灰被输送到反应器2，观察到比催化剂的排气流路大的灰尘是否蓄积在位于锅炉侧的催化剂层上。
另一方面，在锅炉出口上设置有网筛的情况下，能够捕获使催化剂堵塞的大的粒径的灰尘，但观察到因捕获灰尘，网筛格局部的流路局部的堵塞，或者局部的磨损。
附图标记的说明
1锅炉排气，2脱氮反应器，3催化剂层，4省煤器，5料斗，7过滤板，9管道（立起部），11、12料斗，13A、13B倾斜薄板狭缝，14倾斜薄板。

Claims (2)

1.一种排气脱氮装置，具有脱氮反应器，该脱氮反应器具有除去燃烧排气中的氮氧化物的催化剂层，其特征在于，
所述排气脱氮装置具有管道结构，该管道结构具有在所述脱氮反应器的上游侧的排气管道中使该排气流从水平方向变化成竖直方向的立起部，所述排气脱氮装置在该立起部入口的所述水平方向的管道内和/或所述脱氮反应器内的所述催化剂层入口处具有：倾斜薄板狭缝，其是将多个薄板以比所述催化剂层的开口宽度小的狭缝宽度沿竖直方向且以规定的倾斜角度多个排列在排气流路截面上而形成的；和灰尘捕获排出部，其被安装在该倾斜薄板狭缝的下端。
2.如权利要求1所述的排气脱氮装置，其特征在于，所述催化剂层的开口宽度为3mm～10mm、所述倾斜薄板狭缝的高度为30mm～100mm、以及所述倾斜角度为相对于水平方向5度～45度的范围。
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