JP2006122873A

JP2006122873A - 脱硝用装置の吸着剤充填構造

Info

Publication number: JP2006122873A
Application number: JP2004318004A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ozora; 弘幸大空; Tsumoru Nakamura; 積中村; Michio Haneda; 道夫羽田; Hiroshi Suzumura; 鈴村　　洋; Hitoshi Fujimoto; 仁志藤元
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2004-11-01
Filing date: 2004-11-01
Publication date: 2006-05-18

Abstract

【課題】吸着剤の一部が目詰まりを生じた場合でも他の吸着剤に影響を与えずに圧力損失の上昇を最小限に抑えることができ、さらに、ガスの流路の断面積に対してガスが通過する吸着剤の表面積をより多く確保することで圧力損失を低減させることができる脱硝用装置の吸着剤充填構造を提供する。
【解決手段】トンネル等で使用される脱硝用装置において、単１層よりなる吸着剤層３が、間隔をおいてガスの流れ方向に対し垂直方向に平行に複数列配置され、各吸着剤層３はジグザグ状である構造とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、トンネルや交差点などにおいて自動車等から排出される排ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の中でも特に二酸化窒素（ＮＯ_２）を除去する脱硝用装置の吸着剤充填構造に関する。

自動車等による排ガス（以下、単にガスという）には健康障害要因である低濃度の窒素酸化物等が含まれ、特にトンネルや交差点のような場所においては、窒素酸化物のうち二酸化窒素の濃度が基準値を超えている場合がある。そこで、従来、ガス中の窒素酸化物、特に二酸化窒素の拡散、除去に関する技術開発が進められており、吸着剤によってガス中の二酸化窒素を処理する脱硝用装置の技術がよく知られている。

脱硝用装置の吸着剤充填構造は、図８に示すように吸着剤を充填した吸着剤層１３を単純に間隔をあけずに積層する構造であり、許容される圧力損失の値に制限されやすいものであった。また、大きな流路に対して一様に吸着剤を並べる構造であること、吸着剤支持の都合上偏流の起こりやすい流路となっていることから、ガスを偏流無く均一に流すための工夫が必要であった。

そこで、従来図９（ａ）に示すような、ガスの流れ方向に対して間隔をおかずに３層連ねた吸着剤層１３をジグザグ状となるように配置した構造のものが用いられている。即ち、吸着剤層１３を左右に交互に屈曲させて配置している。吸着剤層１３は、例えば、図９（ｂ）に示すように、４段に重ねた吸着剤ブロック１２を縦に３個連ね、横に３列並べて配置したものであり、吸着剤ブロック１２は、吸着剤１１を縦横各３個並べブロック状にしたものである。

このように吸着剤をジグザグ状に充填する構造にした場合、図８のような吸着剤層１３を単純に積層した構造に対し、ガスが通過する吸着剤１１の表面積を数倍確保し、吸着材１１を通過するガスの線速度を遅らせることができるので、圧力損失を減少させたい場合に有効（特許文献１）であり、また、ジグザグ状にすることで整流効果が生じることから、ガスの流れを偏流無く均一にすることが可能となっている。

特開２０００−７０６６７号公報

上述した図９に示す従来の脱硝用装置においては、吸着剤１１がガスの流れに対して間隔をおかない３層連なった構造であるため、例えば一部の吸着剤１１が目詰まりを生じた場合、目詰まりが生じた吸着剤１１の前後の吸着剤１１についてもガスの流れが遮られてしまうことで、圧力損失の上昇に繋がる可能性があるという問題、また、ガスの通過する吸着剤１１が３層連なっており、ジグザグ状を形成する直線部分と直線部分との角度を変えて設置することが困難なことから、表面積の拡大縮小が容易ではないという問題が考えられる。

従って、本発明の目的は上記問題点を解決する脱硝用装置の吸着剤充填構造を提供することにある。

本発明の請求項１に係る脱硝用装置の吸着剤充填構造は、単１層よりなる吸着剤層が、間隔をおいてガスの流れ方向に対し垂直方向に平行に複数列配置され、前記各吸着剤層はジグザグ状であることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る脱硝用装置の吸着剤充填構造は、請求項１において、複数列配置されたジグザグ状の前記吸着剤層が、前記ガスの流れに垂直な面についてそれぞれ対称となっていることを特徴とする。

本発明の請求項３に係る脱硝用装置の吸着剤充填構造は、請求項１あるいは請求項２において、前記各吸着剤層が、前記吸着剤層をＶ字形に配置したユニットを複数連結したものであることを特徴とする。

本発明の請求項１にかかる吸着剤充填構造によれば、ジグザグ状になった吸着剤層のそれぞれの列が各１層で、ガスの流れ方向において吸着剤が間隔をおいて配置されているので、一部の吸着剤が目詰まりを生じた場合でも前後の吸着剤を通過するガスの流れを妨げることがなく、圧力損失の上昇を抑えることができる。

また、図９に示す従来の構造に比べ、ガスの流れ方向に対して吸着剤層が各１層であることから、ジグザグ状を形成する直線部分と直線部分との角度を変更して設置することが容易となるため、ガスの通過する吸着剤の表面積を必要に応じて変更することが可能となり、ガス流路の大小によらず圧力損失を抑えやすくなる。

また、請求項２に係る吸着剤充填構造によれば、複数列並んだジグザグ状の吸着剤層をガスの流れ方向に垂直な面に対してそれぞれ対称に配置するので、同向きに配置する場合に比べ、吸着剤を通過するガスがより円滑に流れるようになり、さらに圧力損失を低減させることができる。

以上、吸着を利用してＮＯ_２を除去する吸着剤について述べたが、反応吸収によってＮＯ_２を除去する吸着剤においても同様である。

図１に示すように本形態による脱硝用装置の吸着剤充填構造は、吸着剤層３をＶ字形に配置したユニット４（図中、一点鎖線で示す）を３段重ねたものをガスの流れ方向に垂直な面に沿って配置し、さらにガスの流れ方向に対し吸着剤同士が間隔を有するように平行に２列並べる。これにより、吸着剤層３はジグザグ状に連続して配置されることになる。ここでのユニット４の段数は、所定のガス流速とするための断面積となる段数であり、また、これを並べる列数は所定の圧力損失内に抑えることができる列数となる。ここで、吸着剤層３は、吸着剤を縦横に数個ずつ配列したものである。

また、Ｖ字形の吸着剤層３からなるユニット４（図中、一点鎖線で示す）を連ねてガスの流れ方向に複数列並べる際、図２に示すようにユニット４を形成する吸着剤層３のＶ字の向きをガスの流れ方向に垂直な面に対してそれぞれ対称となるように配置してもよい。即ち、例えば１列目が左端の広いＶ字形のユニット４を並べたものであれば、２列目には右端が広いＶ字形のユニット４を並べ、３列目は再び左端が広いユニット４、４列目は右端が広いユニット４を並べたものを配置するというような配列としてもよい。

上述した本発明を実施するための最良の形態によれば、一部の吸着剤１が目詰まりを生じた場合でも、目詰まりした吸着剤１は、ガスの流れ方向に対し他の吸着剤１と間隔をあけて配置されているため、他の吸着剤１を通過するガスの流れを遮ることがなく、吸着剤１の目詰まりによる圧力損失の上昇を最小限に抑えることができる。

また、各吸着剤層３をガスの流れに対して幅をとらない１層の構造にしたことで、特にジグザグ状を形成している吸着剤層３と吸着剤層３との角度を小さく設定することが容易になり、ガス流路の高さが確保できない場合でも、ガスが通過する吸着剤１について一定の表面積を確保し、圧力損失を抑えることが可能となる。

また、図３に示すようにユニット４のＶ字の向きを同方向にして並べた場合のガスの流れに比べ、図４に示すようにユニット４のＶ字の向きをガスの流れ方向に垂直な面に対してそれぞれ対称になるように配置することで、ガスの流れがより円滑になり圧力損失をさらに低下させることができる。

本発明の第一の実施例を図に基づいて説明する。図５に示すように、ガスの流路（図中、破線で示す）に対しユニット４を垂直方向へ同方向に８段重ね、さらにガスの流れ方向に４列平行に並べる。ここで、ユニット４は図６（ｃ）に示すように、骨組み６を設けレール等を使用して吸着剤層３を左端が上下に広がったＶ字形に配置したものであり、ユニット４を同向きに重ねることで吸着剤層３はジグザグ状に配置されている。

また、図６（ａ）（ｂ）に示すように、吸着剤層３は吸着剤ブロック２を縦横に数個ずつ並べたものであり、吸着剤ブロック２はハニカム化した吸着剤１を取手等のついたトレイ５に縦横数個ずつ載せてブロック状としたものとする。

なお、本実施例において、ユニット４を形成する吸着剤層３のＶ字形を左端が上下に広がったものとしたが、右端が広がったＶ字形でもよく、また、上下に広がった形状に限らない。また、ユニット４を形成する吸着剤層３のＶ字形の向きを全て同向きに並べる例を示したが、これに限らない。また、吸着剤１はハニカム化したものだけでなくペレット化したものでも構成可能である。

本発明の第二の実施例を図に基づいて説明する。本実施例は、上述した実施例１において、ユニット４（図中、一点鎖線で示す）を連ねジグザグ状になった吸着剤層３をガスの流路（図中、破線で示す）に垂直な面に対して複数列並べる際、図１０に示すように各列がそれぞれガス流れに垂直な面に対して対称となるように配置するものである。

本発明の第三の実施例を図に基づいて説明する。本実施例は、図７に示すように上述した実施例１において、ユニット４（図中、一点鎖線で示す）を連ねジグザグ状になった吸着剤層３をガスの流路（図中、破線で示す）に垂直な面に対し平行に複数列並べる際、ユニット４の半分すなわちＶ字の一直線部分に当たる高さだけ、１列置きに上方にずらして配置するものである。

「本発明を実施するための最良の形態」で述べた図２に示す構造のように、ユニット４を形成する吸着剤層３のＶ字の向きをガスの流れ方向に垂直な面に対してそれぞれ対称となるように配置する場合、各列を形成するユニット４の向きをそれぞれ考慮しなければならないが、本実施例によれば、ユニット４の向きが同じであっても、ユニット４を連ねてジグザグ状になった吸着剤層３を上下に移動させることで、図２に示す配列と同様の配列となるため、ユニット４の向きを考慮する煩雑さを解消しながら圧力損失の少ない配列を実現することができる。

本発明は、トンネルや交差点などにおいて自動車等から排出される排ガス中に含まれる窒素酸化物の中でも特に二酸化窒素を除去する脱硝用装置の吸着剤充填構造に利用可能である。

本発明に係る脱硝用装置の最良の形態によるユニットを同向きに並べた吸着剤充填構造を示す断面図である。本発明に係る脱硝用装置の最良の形態によるユニットを線対称に並べた吸着剤充填構造を示す断面図である。本発明に係る脱硝用装置の最良の形態によるユニットを同向きに並べた吸着剤充填構造におけるガスの流れを示す説明図である。本発明に係る脱硝用装置の最良の形態によるユニットを線対称に並べた吸着剤充填構造におけるガスの流れを示す説明図である。本発明に係る脱硝用装置の実施例１による吸着剤充填構造を示す断面図である。図６（ａ）は吸着剤を示す斜視図、図６（ｂ）は吸着剤ブロックを示す斜視図、図６（ｃ）はユニットを示す斜視図である。本発明に係る脱硝用装置の実施例３による吸着剤充填構造を示す断面図である。従来の脱硝用装置の単純な積層構造を示す断面図である。図９（ａ）は従来の脱硝用装置のジグザグ状の吸着剤充填構造を示す断面図、図９（ｂ）は従来の３層に連なった吸着剤層を示す斜視図である。本発明に係る脱硝用装置の実施例２による吸着剤充填構造を示す断面図である。

符号の説明

１，１１吸着剤
２，１２吸着剤ブロック
３，１３吸着剤層
４ユニット
５トレイ
６骨組み

Claims

単１層よりなる吸着剤層が、間隔をおいてガスの流れ方向に対し垂直方向に平行に複数列配置され、前記各吸着剤層はジグザグ状であることを特徴とする脱硝用装置の吸着剤充填構造。
請求項１において、複数列配置されたジグザグ状の前記吸着剤層が、前記ガスの流れに垂直な面についてそれぞれ対称となっていることを特徴とする脱硝用装置の吸着剤充填構造。
請求項１あるいは請求項２において、前記各吸着剤層が、前記吸着剤層をＶ字形に配置したユニットを複数連結したものであることを特徴とする脱硝用装置の吸着剤充填構造。