JP2004017028A - 高温脱硝装置の触媒モジュール構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】起動時等に急激な温度変化に伴って触媒モジュールにおける筒状ユニットの外板が座屈することを回避し得、触媒の破損を防止し得る高温脱硝装置の触媒モジュール構造を提供する。
【解決手段】角型鋼管13とL型鋼14とによって組まれた額縁状の外枠15に対し外板16を熱膨張時にスライド自在となるよう取り付けて外枠パネルとしてのトップパネルとベースパネルとサイドパネル19とを形成し、該外枠パネルとしてのトップパネルとベースパネルとサイドパネル19とを組み付けて前後面を開口させた筒状ユニット20を形成し、該筒状ユニット20内に、触媒21を外枠15によって支持するよう充填し、触媒モジュール12を構成する。
【選択図】 図4
【解決手段】角型鋼管13とL型鋼14とによって組まれた額縁状の外枠15に対し外板16を熱膨張時にスライド自在となるよう取り付けて外枠パネルとしてのトップパネルとベースパネルとサイドパネル19とを形成し、該外枠パネルとしてのトップパネルとベースパネルとサイドパネル19とを組み付けて前後面を開口させた筒状ユニット20を形成し、該筒状ユニット20内に、触媒21を外枠15によって支持するよう充填し、触媒モジュール12を構成する。
【選択図】 図4
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温脱硝装置の触媒モジュール構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、従来のボイラ排ガス用脱硝装置は、図6及び図7に示される如く、前後面を開口させた筒状で且つ内部にボイラ(図示せず)からの排ガスが流通されるケーシング1内に、触媒充填枠体2を設置してなる構成を有している。
【0003】
前記触媒充填枠体2は、垂直方向へ延びる柱となる複数の縦フレーム材3を前記ケーシング1内における幅方向並びに排ガス流通方向へ所要間隔をあけて立設し、該複数の縦フレーム材3に対し水平方向へ延びる複数の横フレーム材4を溶接によって格子状に組み付け、これにより、触媒充填空間5が前記ケーシング1内における幅方向へ複数列、上下方向へ複数段形成され、且つ前記縦フレーム材3と横フレーム材4との間には、地震時等に発生する水平力に対する補強用として斜めに掛け渡すようにブレース材6が溶接により取り付けられている。尚、前記触媒充填枠体2は、同様の構造のものが連結される形で排ガス流通方向へ複数(図7に示す例では二個)並設されている。
【0004】
前記ケーシング1内には保温材7が内張りされており、運転時にはケーシング1と触媒充填枠体2との間に温度差が発生し、該温度差に伴って触媒充填枠体2の熱膨張量がケーシング1の熱膨張量より大きくなるため、ケーシング1内部における所要箇所において固定支持脚8により触媒充填枠体2を固定支持すると共に、その他の複数所要箇所においてスライド支持脚9により触媒充填枠体2をケーシング1の幅方向並びに排ガス流通方向へスライド自在に支持することにより、運転時における温度差に伴うケーシング1と触媒充填枠体2との間の熱膨張量の差を吸収できるようにしてある。
【0005】
前記ケーシング1の上部には、開閉可能な蓋10が取り付けられた触媒搬入出口11を突設してあり、蓋10を外した状態で、多数の触媒が充填された触媒モジュール12を、図7に示される如く、クレーン等で吊り下げ、触媒充填枠体2の各触媒充填空間5にセットするようにしてある。
【0006】
前記触媒モジュール12は、従来、図8〜図10に示される如く、角型鋼管13とL型鋼14とによって組まれた外枠15に対し外板16を直接溶接してトップパネル17とベースパネル18とサイドパネル19とを形成し、該トップパネル17とベースパネル18とサイドパネル19とを組み付けて前後面を開口させた筒状ユニット20を形成し、該筒状ユニット20内に、多数の触媒21を外板16によって支持するよう充填し、前記筒状ユニット20の前後の開口部に格子枠22を取り付け、更に、前記触媒21と、トップパネル17、ベースパネル18、サイドパネル19との間、並びに触媒21同士の間にそれぞれ、筒状ユニット20の熱膨張時に生じる隙間を埋めるための圧縮復元材23,24を介装してなる構成を有している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
近年、ガスタービンが発電に用いられることも多くなってきており、ガスタービンから排出される排ガスの脱硝を行う必要があり、このために、前述の如きボイラ排ガス用脱硝装置を、同様の構造をそのまま利用し、縦フレーム材3、横フレーム材4、ブレース材6等の材質を炭素鋼からステンレス鋼に変更し、ガスタービン排ガス用高温脱硝装置として使用することが考えられている。
【0008】
しかしながら、ガスタービン排ガス用高温脱硝装置の場合、起動時の入口ガス温度上昇速度が従来のボイラに比べ極端に速く、起動時間がおよそ十五分前後と非常に短いため、前記触媒モジュール12においては、筒状ユニット20の熱容量の小さい外板16が急速に温度上昇して膨張しようとするが、該外板16に比べて熱容量の大きい外枠15に膨張を阻害され、その結果、前記外板16が座屈し、筒状ユニット20内に外板16によって支持される形で充填されている触媒21が破損したりする虞があった。
【0009】
本発明は、斯かる実情に鑑み、起動時等に急激な温度変化に伴って触媒モジュールにおける筒状ユニットの外板が座屈することを回避し得、触媒の破損を防止し得る高温脱硝装置の触媒モジュール構造を提供しようとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、額縁状の外枠に対し外板を熱膨張時にスライド自在となるよう取り付けて外枠パネルを形成し、該外枠パネルを複数枚組み付けて前後面を開口させた筒状ユニットを形成し、該筒状ユニット内に、触媒を外枠によって支持するよう充填したことを特徴とする高温脱硝装置の触媒モジュール構造にかかるものである。
【0011】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【0012】
起動時に、触媒モジュール12における筒状ユニットの熱容量の小さい外板が急速に温度上昇して膨張しようとした場合、該外板は外枠に対しスライド自在に取り付けられているため、外板に比べて熱容量の大きい外枠に膨張を阻害されることがなくなり、これにより、前記外板が座屈せず、しかも、触媒は外枠によって支持するよう筒状ユニット内に充填してあるため、破損したりする心配もなくなる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【0014】
図1〜図5は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図6〜図10と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図6〜図10に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図1〜図5に示す如く、角型鋼管13とL型鋼14とによって組まれた額縁状の外枠15に対し外板16を熱膨張時にスライド自在となるよう取り付けて外枠パネルとしてのトップパネル17とベースパネル18とサイドパネル19とを形成し、該外枠パネルとしてのトップパネル17とベースパネル18とサイドパネル19とを組み付けて前後面を開口させた筒状ユニット20を形成し、該筒状ユニット20内に、触媒21を外枠15によって支持するよう充填し、触媒モジュール12を構成した点にある。
【0015】
本図示例の場合、前記外板16の周縁部所要箇所には、L型鋼14から突設したボルト25より大径の孔(図示せず)を穿設してあり、該孔をボルト25に嵌合させてナット26を締め付けることにより、外枠15に対し外板16が熱膨張時にスライド自在となるようにしてある。
【0016】
又、前記触媒21と、外枠パネルとしてのトップパネル17、ベースパネル18、サイドパネル19との間、並びに触媒21同士の間にはそれぞれ、筒状ユニット20の熱膨張時に生じる隙間を埋めるための圧縮復元材23,24を介装してあるが、該圧縮復元材23としては、セラミックスを直径数十[μm]又はそれ以下の繊維状に成形したセラミックファイバをマット状としてなるセラミックファイバマットを採用し、前記圧縮復元材24としては、前記セラミックファイバを紙状としてなるセラミックファイバペーパーを採用してある。
【0017】
尚、図4には、排ガス流通方向へ二段の触媒21を配置するようにした例を示しているが、この段数については二段に限らず、一段或いは三段以上としても良いことは言うまでもない。
【0018】
次に、上記図示例の作用を説明する。
【0019】
起動時に、触媒モジュール12における筒状ユニット20の熱容量の小さい外板16が急速に温度上昇して膨張しようとした場合、該外板16は外枠15に対しスライド自在に取り付けられているため、外板16に比べて熱容量の大きい外枠15に膨張を阻害されることがなくなり、これにより、前記外板16が座屈せず、しかも、触媒21は外枠15によって支持するよう筒状ユニット20内に充填してあるため、破損したりする心配もなくなる。
【0020】
本図示例においては、触媒21と、外枠パネルとしてのトップパネル17、ベースパネル18、サイドパネル19との間、並びに触媒21同士の間にそれぞれ、筒状ユニット20の熱膨張時に生じる隙間を埋めるための圧縮復元材23,24を介装してあるため、筒状ユニット20の熱膨張時に触媒21と、外枠パネルとしてのトップパネル17、ベースパネル18、サイドパネル19との間、並びに触媒21同士の間にそれぞれ生じる隙間は圧縮復元材23,24によって埋められるため、筒状ユニット20内に充填された触媒21ががたついたりせず安定して保持される形となる。
【0021】
こうして、起動時等に急激な温度変化に伴って触媒モジュール12における筒状ユニット20の外板16が座屈することを回避し得、触媒21の破損を防止し得る。
【0022】
尚、本発明の高温脱硝装置の触媒モジュール構造は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0023】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の高温脱硝装置の触媒モジュール構造によれば、起動時等に急激な温度変化に伴って触媒モジュールにおける筒状ユニットの外板が座屈することを回避し得、触媒の破損を防止し得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する形態の一例の斜視図である。
【図2】本発明を実施する形態の一例の分解斜視図である。
【図3】本発明を実施する形態の一例の側面図である。
【図4】本発明を実施する形態の一例の平断面図であって、図3のIV−IV矢視相当図である。
【図5】図3のV−V断面図である。
【図6】従来の脱硝装置の一例を表わす正面図である。
【図7】図6のVII−VII矢視図である。
【図8】従来の触媒モジュールの一例を表わす斜視図である。
【図9】従来の触媒モジュールの一例の側面図である。
【図10】従来の触媒モジュールの一例の平断面図であって、図9のX−X矢視相当図である。
【符号の説明】
1 ケーシング
2 触媒充填枠体
5 触媒充填空間
12 触媒モジュール
13 角型鋼管
14 L型鋼
15 外枠
16 外板
17 トップパネル(外枠パネル)
18 ベースパネル(外枠パネル)
19 サイドパネル(外枠パネル)
20 筒状ユニット
21 触媒
23 圧縮復元材
24 圧縮復元材
25 ボルト
26 ナット
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温脱硝装置の触媒モジュール構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、従来のボイラ排ガス用脱硝装置は、図6及び図7に示される如く、前後面を開口させた筒状で且つ内部にボイラ(図示せず)からの排ガスが流通されるケーシング1内に、触媒充填枠体2を設置してなる構成を有している。
【0003】
前記触媒充填枠体2は、垂直方向へ延びる柱となる複数の縦フレーム材3を前記ケーシング1内における幅方向並びに排ガス流通方向へ所要間隔をあけて立設し、該複数の縦フレーム材3に対し水平方向へ延びる複数の横フレーム材4を溶接によって格子状に組み付け、これにより、触媒充填空間5が前記ケーシング1内における幅方向へ複数列、上下方向へ複数段形成され、且つ前記縦フレーム材3と横フレーム材4との間には、地震時等に発生する水平力に対する補強用として斜めに掛け渡すようにブレース材6が溶接により取り付けられている。尚、前記触媒充填枠体2は、同様の構造のものが連結される形で排ガス流通方向へ複数(図7に示す例では二個)並設されている。
【0004】
前記ケーシング1内には保温材7が内張りされており、運転時にはケーシング1と触媒充填枠体2との間に温度差が発生し、該温度差に伴って触媒充填枠体2の熱膨張量がケーシング1の熱膨張量より大きくなるため、ケーシング1内部における所要箇所において固定支持脚8により触媒充填枠体2を固定支持すると共に、その他の複数所要箇所においてスライド支持脚9により触媒充填枠体2をケーシング1の幅方向並びに排ガス流通方向へスライド自在に支持することにより、運転時における温度差に伴うケーシング1と触媒充填枠体2との間の熱膨張量の差を吸収できるようにしてある。
【0005】
前記ケーシング1の上部には、開閉可能な蓋10が取り付けられた触媒搬入出口11を突設してあり、蓋10を外した状態で、多数の触媒が充填された触媒モジュール12を、図7に示される如く、クレーン等で吊り下げ、触媒充填枠体2の各触媒充填空間5にセットするようにしてある。
【0006】
前記触媒モジュール12は、従来、図8〜図10に示される如く、角型鋼管13とL型鋼14とによって組まれた外枠15に対し外板16を直接溶接してトップパネル17とベースパネル18とサイドパネル19とを形成し、該トップパネル17とベースパネル18とサイドパネル19とを組み付けて前後面を開口させた筒状ユニット20を形成し、該筒状ユニット20内に、多数の触媒21を外板16によって支持するよう充填し、前記筒状ユニット20の前後の開口部に格子枠22を取り付け、更に、前記触媒21と、トップパネル17、ベースパネル18、サイドパネル19との間、並びに触媒21同士の間にそれぞれ、筒状ユニット20の熱膨張時に生じる隙間を埋めるための圧縮復元材23,24を介装してなる構成を有している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
近年、ガスタービンが発電に用いられることも多くなってきており、ガスタービンから排出される排ガスの脱硝を行う必要があり、このために、前述の如きボイラ排ガス用脱硝装置を、同様の構造をそのまま利用し、縦フレーム材3、横フレーム材4、ブレース材6等の材質を炭素鋼からステンレス鋼に変更し、ガスタービン排ガス用高温脱硝装置として使用することが考えられている。
【0008】
しかしながら、ガスタービン排ガス用高温脱硝装置の場合、起動時の入口ガス温度上昇速度が従来のボイラに比べ極端に速く、起動時間がおよそ十五分前後と非常に短いため、前記触媒モジュール12においては、筒状ユニット20の熱容量の小さい外板16が急速に温度上昇して膨張しようとするが、該外板16に比べて熱容量の大きい外枠15に膨張を阻害され、その結果、前記外板16が座屈し、筒状ユニット20内に外板16によって支持される形で充填されている触媒21が破損したりする虞があった。
【0009】
本発明は、斯かる実情に鑑み、起動時等に急激な温度変化に伴って触媒モジュールにおける筒状ユニットの外板が座屈することを回避し得、触媒の破損を防止し得る高温脱硝装置の触媒モジュール構造を提供しようとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、額縁状の外枠に対し外板を熱膨張時にスライド自在となるよう取り付けて外枠パネルを形成し、該外枠パネルを複数枚組み付けて前後面を開口させた筒状ユニットを形成し、該筒状ユニット内に、触媒を外枠によって支持するよう充填したことを特徴とする高温脱硝装置の触媒モジュール構造にかかるものである。
【0011】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【0012】
起動時に、触媒モジュール12における筒状ユニットの熱容量の小さい外板が急速に温度上昇して膨張しようとした場合、該外板は外枠に対しスライド自在に取り付けられているため、外板に比べて熱容量の大きい外枠に膨張を阻害されることがなくなり、これにより、前記外板が座屈せず、しかも、触媒は外枠によって支持するよう筒状ユニット内に充填してあるため、破損したりする心配もなくなる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【0014】
図1〜図5は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図6〜図10と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図6〜図10に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図1〜図5に示す如く、角型鋼管13とL型鋼14とによって組まれた額縁状の外枠15に対し外板16を熱膨張時にスライド自在となるよう取り付けて外枠パネルとしてのトップパネル17とベースパネル18とサイドパネル19とを形成し、該外枠パネルとしてのトップパネル17とベースパネル18とサイドパネル19とを組み付けて前後面を開口させた筒状ユニット20を形成し、該筒状ユニット20内に、触媒21を外枠15によって支持するよう充填し、触媒モジュール12を構成した点にある。
【0015】
本図示例の場合、前記外板16の周縁部所要箇所には、L型鋼14から突設したボルト25より大径の孔(図示せず)を穿設してあり、該孔をボルト25に嵌合させてナット26を締め付けることにより、外枠15に対し外板16が熱膨張時にスライド自在となるようにしてある。
【0016】
又、前記触媒21と、外枠パネルとしてのトップパネル17、ベースパネル18、サイドパネル19との間、並びに触媒21同士の間にはそれぞれ、筒状ユニット20の熱膨張時に生じる隙間を埋めるための圧縮復元材23,24を介装してあるが、該圧縮復元材23としては、セラミックスを直径数十[μm]又はそれ以下の繊維状に成形したセラミックファイバをマット状としてなるセラミックファイバマットを採用し、前記圧縮復元材24としては、前記セラミックファイバを紙状としてなるセラミックファイバペーパーを採用してある。
【0017】
尚、図4には、排ガス流通方向へ二段の触媒21を配置するようにした例を示しているが、この段数については二段に限らず、一段或いは三段以上としても良いことは言うまでもない。
【0018】
次に、上記図示例の作用を説明する。
【0019】
起動時に、触媒モジュール12における筒状ユニット20の熱容量の小さい外板16が急速に温度上昇して膨張しようとした場合、該外板16は外枠15に対しスライド自在に取り付けられているため、外板16に比べて熱容量の大きい外枠15に膨張を阻害されることがなくなり、これにより、前記外板16が座屈せず、しかも、触媒21は外枠15によって支持するよう筒状ユニット20内に充填してあるため、破損したりする心配もなくなる。
【0020】
本図示例においては、触媒21と、外枠パネルとしてのトップパネル17、ベースパネル18、サイドパネル19との間、並びに触媒21同士の間にそれぞれ、筒状ユニット20の熱膨張時に生じる隙間を埋めるための圧縮復元材23,24を介装してあるため、筒状ユニット20の熱膨張時に触媒21と、外枠パネルとしてのトップパネル17、ベースパネル18、サイドパネル19との間、並びに触媒21同士の間にそれぞれ生じる隙間は圧縮復元材23,24によって埋められるため、筒状ユニット20内に充填された触媒21ががたついたりせず安定して保持される形となる。
【0021】
こうして、起動時等に急激な温度変化に伴って触媒モジュール12における筒状ユニット20の外板16が座屈することを回避し得、触媒21の破損を防止し得る。
【0022】
尚、本発明の高温脱硝装置の触媒モジュール構造は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0023】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の高温脱硝装置の触媒モジュール構造によれば、起動時等に急激な温度変化に伴って触媒モジュールにおける筒状ユニットの外板が座屈することを回避し得、触媒の破損を防止し得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する形態の一例の斜視図である。
【図2】本発明を実施する形態の一例の分解斜視図である。
【図3】本発明を実施する形態の一例の側面図である。
【図4】本発明を実施する形態の一例の平断面図であって、図3のIV−IV矢視相当図である。
【図5】図3のV−V断面図である。
【図6】従来の脱硝装置の一例を表わす正面図である。
【図7】図6のVII−VII矢視図である。
【図8】従来の触媒モジュールの一例を表わす斜視図である。
【図9】従来の触媒モジュールの一例の側面図である。
【図10】従来の触媒モジュールの一例の平断面図であって、図9のX−X矢視相当図である。
【符号の説明】
1 ケーシング
2 触媒充填枠体
5 触媒充填空間
12 触媒モジュール
13 角型鋼管
14 L型鋼
15 外枠
16 外板
17 トップパネル(外枠パネル)
18 ベースパネル(外枠パネル)
19 サイドパネル(外枠パネル)
20 筒状ユニット
21 触媒
23 圧縮復元材
24 圧縮復元材
25 ボルト
26 ナット
Claims (1)
- 額縁状の外枠に対し外板を熱膨張時にスライド自在となるよう取り付けて外枠パネルを形成し、該外枠パネルを複数枚組み付けて前後面を開口させた筒状ユニットを形成し、該筒状ユニット内に、触媒を外枠によって支持するよう充填したことを特徴とする高温脱硝装置の触媒モジュール構造。
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