JP2011025122A

JP2011025122A - 触媒装置

Info

Publication number: JP2011025122A
Application number: JP2009171833A
Authority: JP
Inventors: Naoki Sato; 直樹佐藤
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2009-07-23
Filing date: 2009-07-23
Publication date: 2011-02-10

Abstract

【課題】流路に触媒を配置するスペースや流路の距離を抑制する触媒装置を提供する。
【解決手段】被処理流体を流出入させる収納容器１と、収納容器１内に配置され且つ表面２及び裏面３を有する触媒４とを備えた触媒装置であって、
収納容器１は、触媒４の表面２に対向するよう被処理流体の流入口１１を形成する一面９と、触媒４の裏面３に対向するよう被処理流体の流出口１２を形成する他面１０とを備え、
触媒４は、収納容器１の一面９の内面側に接触して一方向に延びる複数の第一頂部１３と、収納容器１の他面１０の内面側に接触して一方向に延びる複数の第二頂部１４と、第一頂部１３及び第二頂部１４に延在する延在面１５とを備え、
収納容器１の両端側と触媒４との間に隙間２１を配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、排ガス等の被処理流体を処理し得るように触媒を配置する触媒装置に関するものである。

一般に石炭焚きボイラの排ガス処理設備は、火炉から煙突へ排ガスを流す流路に、上流側から順に脱硝装置、集塵器、脱硫装置を設置している。

脱硝装置は、反応槽の内部にハニカム状の触媒を複数備えたものであり、触媒によりアンモニアの共存下で排ガス中のＮＯｘを還元処理して除去するようにしている（例えば、特許文献１）。又、集塵器は、電気集塵器やバグフィルタ等であり、排ガス中の煤や塵を除去するようにしている。更に脱硫装置は、炭酸カルシウムを含む反応液を噴霧する噴霧手段を備え、反応液の噴霧により排ガス中のＳＯｘを硫酸カルシウムにして除去するようにしている。

一方で、石炭焚きボイラで石炭を燃焼した際には、排ガス中に難溶性の金属水銀Ｈｇ^０が含まれる可能性があることから、排ガス中に塩化水素ＨＣｌを添加すると共に水銀酸化反応用の触媒を備え、難溶性の金属水銀Ｈｇ^０を水溶性の２価水銀Ｈｇ^２＋に形態変換させ［式１］、湿式脱硫装置で溶解除去することが考えられている。
［式１］
Ｈｇ^０＋２ＨＣｌ＋１／２Ｏ_２→ＨｇＣｌ_２＋Ｈ_２Ｏ
ここで２価水銀Ｈｇ^２＋はＨｇＣｌ_２で示されている。

又、水銀酸化反応用の触媒を用いる場合には、脱硝用のアンモニアが水銀酸化反応用の触媒の処理を阻害するため、アンモニア分解用の触媒を配置することが必要になる。

従って排ガスを処理する排ガス処理設備は、脱硝用の触媒を備えた脱硝装置のみならず、水銀酸化反応用の触媒を備えた触媒装置や、アンモニア分解用の触媒を備えた触媒装置を配置するものになっている。

なお、本発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、下記の特許文献１等が既に存在している。

特願平７−１９４５３４号公報

しかしながら、排ガス等の被処理流体を流す流路に、触媒を備えた触媒装置を複数配置する場合には、多くのスペースを必要とすると共に、触媒装置の間を接続する接続流路によって流路全体の距離が不必要に長くなるという問題があった。

又、触媒装置は一度配置すると、交換や組み変えを容易に行うことができず、適用の自由度が低いという問題があった。

本発明は、斯かる実情に鑑み、流路に触媒を配置するスペースや流路全体の距離を抑制する触媒装置を提供しようとするものである。

本発明の触媒装置は、被処理流体を流出入させる収納容器と、該収納容器内に配置され且つ表面及び裏面を有する触媒とを備えた触媒装置であって、
前記収納容器は、触媒の表面に対向するよう被処理流体の流入口を形成する一面と、触媒の裏面に対向するよう被処理流体の流出口を形成する他面とを備え、
前記触媒は、収納容器の一面の内面側に接触して一方向に延びる複数の第一頂部と、収納容器の他面の内面側に接触して一方向に延びる複数の第二頂部と、第一頂部及び第二頂部に延在する延在面とを備え、
前記収納容器の両端側と触媒との間に隙間を配置したものである。

又、本発明の触媒装置において、収納容器と、該収納容器内に配置される触媒とを一つのユニット体にし、複数のユニット体を重ねて配置すると共に一つのユニット体の流出口と他のユニット体の流入口とを接続する構成を備えることが好ましい。

更に本発明の触媒装置において、触媒の表面と裏面に種類の異なる触媒活性成分を備えることが好ましい。

又、本発明の触媒装置において、流入口から流入した被処理流体を収納容器の一方向と他方向に分け且つ収納容器の一面に沿って収納容器の両端側へ向かって流す一面側の流路と、一面側の流路を流下した被処理流体を両端側の隙間で収納容器の一面側から他面側へ折り返して流す両端側の流路と、両端側の流路を流下した両側の被処理流体を収納容器の他面に沿って収納容器の流出口へ向かって流し且つ流出口から流出させる他面側の流路とを構成したものである。

本発明の触媒装置によれば、一つの収納容器内で被処理流体を触媒の表面に沿って流し且つ折り返して触媒の裏面に沿って流すので、流路に触媒を配置するスペースや流路全体の距離を抑制することができるという優れた効果を奏し得る。

又、本発明の触媒装置において、収納容器と、収納容器内に配置される触媒とを一つのユニット体にし、複数のユニット体を重ねて配置すると共に一つのユニット体の流出口と他のユニット体の流入口とを接続する構成を備えると、触媒装置と他の触媒装置とを接続する接続流路を不要にしてスペースや流路全体の距離を大幅に抑制することができる。又、重ねて配置したユニット体のうち１つのユニット体が使用不能になった場合でも容易に交換することができると共に、異なる種類の触媒を配置したユニット体を組み入れるように、ユニット体を必要に応じて組み変えることができ、よって適用の自由度を高めることができる。

更に本発明の触媒装置において、触媒の表面と裏面に異なる触媒活性成分を配置すると、触媒装置と他の触媒装置とを接続する接続流路を不要にするので、全体のスペースや流路全体の距離を抑制することができる。

本発明の触媒装置を示す概念図である。本発明の触媒装置の構成を上方から示す平面図である。本発明の触媒装置の構成を下方から示す平面図である。本発明の触媒装置の構成を側方から示す側方面図である。本発明の触媒装置の他例の構成を側方から示す側方面図である。本発明の触媒装置であってユニット体を積み重ねた状態を示す概念図である。ユニット体を積み重ねるための構成の一例を示す概念図である。ユニット体を積み重ねるための構成の他例を示す概念図である。

以下、本発明の実施の形態例を図１〜図８を参照して説明する。

実施の形態例である触媒装置は、所定の内部空間を形成する収納容器１と、収納容器１内に配置され且つ表面２及び裏面３を有する触媒４とを備えている。

収納容器１は、第一側面５と、第一側面５の対向して位置する第二側面６（図２、図３参照）と、第一側面５と第二側面６を一側で接続する第三側面７と、第一側面５と第二側面６を他側で接続する第四側面８（図２、図３参照）とを備えると共に、第一側面５、第二側面６、第三側面７、第四側面８の上端に位置する上面（一面）９と、上面９に対向して第一側面５、第二側面６、第三側面７、第四側面８の下端に位置する下面（他面）１０（図４、図５参照）とを備えている。又、上面９の中央には、内部の触媒４の表面２に対向する被処理流体の流入口１１が形成されていると共に、下面１０の中央には、内部の触媒４の裏面３に対向する被処理流体の流出口１２（図３参照）が形成されている。

触媒４は、収納容器１の上面９の内面側に接触して一方向に延びる複数の第一頂部１３と、収納容器１の下面１０の内面側に接触するように一方向に延びる複数の第二頂部１４と、第一頂部１３及び第二頂部１４を接続するように延在する延在面１５とを備えて、ジグザグに屈曲する屈曲板で構成されている。ここで触媒４の構造は、ジグザグに屈曲するものに限定されるものでなく、図５に示す如く滑らかな波を有する曲板で構成されても良い。

又、触媒４は、被処理流体を触媒反応により処理し得る触媒活性成分が担体に担持されており、被処理流体が石炭焚きボイラからの排ガスであって脱硝用の触媒や水銀酸化反応用の触媒の場合には、担体がＴｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３,ＺｒＯ_２,ＳｉＯ_２等から選択され、触媒活性成分がＶ,Ｃｕ,Ｗ等の単体、酸化物、化合物から選択されている。更に触媒４は、一つの流路において複数の種類を配置する場合には、触媒４の表面２と裏面３に異なる触媒活性成分を配置しても良い。

更に又、触媒４は、収納容器１の下面１０の内面側に形成された凸状のストッパ部１６により固定されると共に、複数の第二頂部１４のうち外端に位置する第二頂部１４は、収納容器１の第三側面７と下面１０との角部１７（図４、図５参照）、及び第四側面８と下面１０の角部１８（図４、図５参照）に接触している。

同時に収納容器１と触媒４とは、収納容器１の上面９と触媒４の表面２との間に一面側の流路１９を形成していると共に、収納容器１の下面１０と触媒４の裏面３との間に他面側の流路２０を形成しており、更に収納容器１の両端側の第一側面５及び第二側面６と触媒４との間には所定の隙間を備え、一面側の流路１９と他面側の流路２０を接続する両端側の流路２１を形成している。

ここで触媒装置は、収納容器１と触媒４を一つのユニット体Ｕとし、図６〜図８に示す如く複数のユニット体Ｕを重ねて配置し得る構造にしても良い。具体的には収納容器１の下面１０の四隅に突起部２２を備えると共に上面９の四隅に挿入口２３を形成し、一の収納容器１の突起部２２を他の収納容器１の挿入口２３に挿入して複数のユニット体Ｕを所定位置に積み重ねるようにしても良い。又、収納容器１の側面５，６，７，８の四隅に下方へ突出する屈曲プレート状のガイド部２４を備え、ガイド部２４により一の収納容器１をガイドしつつ他の収納容器１に載置し、複数のユニット体Ｕを所定位置に積み重ねるようにしても良い。更に複数のユニット体Ｕを積み重ねて配置する場合には、一つの収納容器１の流出口１２の位置と、他の収納容器１の流入口１１の位置とを合わせて一つのユニット体Ｕの流出口１２と、他のユニット体Ｕの流入口１１とを接続するようにしている。更に又、ユニット体Ｕを重ねて配置する場合には、複数段ならば段数は制限されるものではなく（図６では３段）、必要に応じて適宜設定することが好ましい。

又、触媒装置の配置は、石炭焚きボイラからの排ガスの流路のみならず、廃棄物処理設備の流路や、医療用の廃棄物処理設備の流路等に適用されるものであり、設備の種類は特に制限されるものではない。

以下本発明を実施する形態例の作用を説明する。

排ガス等の被処理流体を処理する際には、被処理流体を流入口１１から収納容器１内へ流す。

収納容器１と触媒４は、流入口１１から流入した被処理流体を、一面側の流路１９により収納容器１の一方向と他方向に分け且つ収納容器１の上面９（触媒４の第一頂部１３の延在方向）に沿って収納容器１の両端側へ向けて流し、次に両端側の流路２１により収納容器１の一面側の流路１９から他面側の流路２０へ折り返して流し、続いて他面側の流路２０により収納容器１の下面１０（触媒４の第二頂部１４の延在方向）に沿って収納容器１の流出口１２へ向かって流し且つ流出口１２から流出させる。

この時、触媒４は、触媒活性成分によって被処理流体を処理しており、触媒４の表面２と裏面３に異なる触媒活性成分を担持した場合には、被処理流体の流下に伴い、二種類の触媒活性成分によって被処理流体を連続的に処理している。

一方、図６に示す如く、収納容器１と触媒４を一つのユニット体Ｕとし、複数のユニット体Ｕを重ねて配置した場合には、一つのユニット体Ｕで、流入口１１から流入した被処理流体を、同様に一面側の流路１９、両端側の流路２１、他面側の流路２０によって流出口１２から流出させる。そして被処理流体を一つのユニット体Ｕの流出口１２から他のユニット体Ｕの流入口１１へ流入させ、同じ処理を連続的に繰り返し、最終的に最下段のユニット体Ｕから流出させる。

而して、実施の形態例によれば、一つの収納容器１内で被処理流体を触媒４の表面２に沿って流し且つ折り返して触媒４の裏面３に沿って流すので、流路に触媒４を配置するスペースや流路全体の距離を抑制することができる。

又、実施の形態例において、収納容器１と、収納容器１内に配置される触媒４とを一つのユニット体Ｕにし、複数のユニット体Ｕを重ねて配置すると共に一つのユニット体Ｕの流出口１２と他のユニット体Ｕの流入口１１とを接続する構成を備えると、触媒装置と他の触媒装置とを接続する接続流路を不要にしてスペースや流路全体の距離を大幅に抑制することができる。又、重ねて配置したユニット体Ｕのうち１つのユニット体Ｕが触媒４の劣化等により使用不能になった場合でも容易に交換することができると共に、異なる種類の触媒を配置したユニット体Ｕを組み入れるように、ユニット体Ｕを必要に応じて組み変えることができ、よって適用の自由度を高めることができる。

更に、実施の形態例において、触媒４の表面２と裏面３に異なる触媒活性成分を配置すると、触媒装置と他の触媒装置とを接続する接続流路を不要にするので、スペースや流路全体の距離を抑制することができる。

尚、本発明の触媒装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、処理装置を縦置き、横置き、斜め置きにしても良いこと、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。

１収納容器
２表面
３裏面
４触媒
５第一側面
６第二側面
７第三側面
８第四側面
９上面（一面）
１０下面（他面）
１１流入口
１２流出口
１３第一頂部
１４第二頂部
１５延在面
１９一面側の流路
２０他面側の流路
２１両端側の流路（隙間）
Ｕユニット体

Claims

被処理流体を流出入させる収納容器と、該収納容器内に配置され且つ表面及び裏面を有する触媒とを備えた触媒装置であって、
前記収納容器は、触媒の表面に対向するよう被処理流体の流入口を形成する一面と、触媒の裏面に対向するよう被処理流体の流出口を形成する他面とを備え、
前記触媒は、収納容器の一面の内面側に接触して一方向に延びる複数の第一頂部と、収納容器の他面の内面側に接触して一方向に延びる複数の第二頂部と、第一頂部及び第二頂部に延在する延在面とを備え、
前記収納容器の両端側と触媒との間に隙間を配置したことを特徴とする触媒装置。
収納容器と、該収納容器内に配置される触媒とを一つのユニット体にし、複数のユニット体を重ねて配置すると共に一つのユニット体の流出口と他のユニット体の流入口とを接続する構成を備えたことを特徴とする請求項１に記載の触媒装置。
触媒の表面と裏面に種類の異なる触媒活性成分を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の触媒装置。
流入口から流入した被処理流体を収納容器の一方向と他方向に分け且つ収納容器の一面に沿って収納容器の両端側へ向かって流す一面側の流路と、一面側の流路を流下した被処理流体を両端側の隙間で収納容器の一面側から他面側へ折り返して流す両端側の流路と、両端側の流路を流下した両側の被処理流体を収納容器の他面に沿って収納容器の流出口へ向かって流し且つ流出口から流出させる他面側の流路とを構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の触媒装置。