JP2015505724A5 - - Google Patents

Description

本発明による反応器構造の各実施形態は図面に示されている。本発明による反応器構造の一実施形態は、寸法比Ｌ／ｄ＜５０で形成される。定置排出源で発生する含塵ガスは、熱的に環境の影響を受けにくい供給流路１を用いて供給され、そして、含塵ガスは、ガス噴流により運ばれる粉塵中の炭素粒子を酸化するだけでなく、ＮＯ及び固体粒子を除去する起伏のある内面を備えた円筒チャンバー３の表面へ、含塵ガス入口２を用いて接線方向から導入される。ガス混合物及び炭素粒子の酸化物からのＮＯの除去を可能にする触媒は、耐酸性のオーステナイト系ステンレス鋼箔を用いて作製された起伏のある円筒内面上に存在する。酸化により耐酸性のオーステナイト系ステンレス鋼箔上に形成された酸化物相は、触媒として生じる傾向にある。円筒状かつ起伏のあるチャンバー３の内側には、酸化物相により覆われたオーステナイト系の耐酸性鋼でできた螺旋状バンド４が配置されてチャンバー３の下方向へ下降しており、ＮＯの除去かつ粉塵内に含まれる炭素粒子の酸化を行う触媒を担持する。螺旋状バンド４は一部品から作製されるか、あるいは、図４に示すように、螺旋状バンド４を形成する個々の部品から作製されてもよいが、各接合部間の距離は螺旋状バンド４のピッチ（pitch）に従って重複すべきではない。螺旋状バンド４は、バンドフレーム１５上で伸ばされる。円筒状かつ起伏のある反応器チャンバー３は、円筒部５ａ及び円錐部５ｂで構成されたケース内に配置されている。ケースは、例えば、軽量の耐熱断熱材などの断熱材を含み、この断熱材は、２つの同軸壁間すなわちケースの外壁６ａ及び内壁６ｂ間に配置されるが、ケース加熱器７は内壁６ｂと接触している。定期的に浄化される粉塵容器でもある反応器の下側部分の円錐部５ｂは、密閉具８を備えている。円筒状かつ起伏のあるチャンバー３の幾何軸には、複数層のモノリス触媒を含む加熱チャンバー９が配置され、その表面は触媒の活性成分により覆われている。複数層のモノリス触媒を含む加熱チャンバー９内には、複数層のモノリス触媒１０，１６が配置され、これらは流路横断面の異なる領域にある。複数層のモノリス触媒１０，１６は、起伏のある表面３及び螺旋状バンド４を備えた反応器の円筒チャンバーと同じ活性成分の触媒により覆われている。

複数層のモノリス触媒１０は同一の、又は様々な形状や寸法の流路横断面を有していてもよく、また、各チャンバーが様々な形状や横断面を有する複数層のモノリス触媒を含んでもよい。
[符号の説明]
１ 供給流路
２ 含塵ガス入口
３ 起伏のある内面を備えた円筒状のチャンバー
４ 螺旋状バンド
５ａ ケースの円筒部
５ｂ ケースの円錐部
６ａ ケースの外壁
６ｂ ケースの内壁
７ 加熱器
８ 密閉具
９ 加熱チャンバー
１０ モノリス触媒層
１１ 配向スペーサ
１２ チャンバー加熱器
１３ 軸方向加熱器
１４ ガス出口
１５ バンドフレーム
１６ 様々な形状及び寸法の流路横断面を有するモノリス触媒層
１７ ブレード
１８ 外輪
１９ 内輪
２０ モノリス触媒層の流路

Claims (19)

1. 金属製モノリス担体上に配置されて窒素酸化物を直接分解する触媒を備えた反応器内において、燃焼排ガスからＮＯ並びに炭素粒子及び非有機系の粉塵を同時に除去する方法であって、
   前記燃焼排ガスを前記反応器の外周から接線方向に導入して、前記反応器の下方向へ向けて前記燃焼排ガスの回転流を発生させ、これに伴い、前記反応器のチャンバーを内包するケースの内壁（６ｂ）上の周囲に配置され触媒の活性成分で覆われた金属箔の起伏のある面に前記燃焼排ガスの噴流が接触して生じる前記回転流の攪乱と、前記反応器の下部へ下降する螺旋状バンド（４）上に存在する触媒との接触による燃焼排ガスの噴流の分離と、を同時に起こし、
   前記燃焼排ガスの噴流を複数層のモノリス触媒を含む円筒状の加熱チャンバー（９）に向けて向流的に変化させ、前記燃焼排ガスの層流を攪乱し、堆積した汚染物質の固体粒子を前記反応器の下部から除去する、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記加熱チャンバー（９）における前記燃焼排ガスの層流の攪乱が、平行な前記複数層のモノリス触媒（１０）の間に配向スペーサ（１１）を配置することで得られる、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記加熱チャンバー（９）における前記燃焼排ガスの層流の攪乱が、前記複数層のモノリス触媒（１０）を互いに非平行に配置することで得られる、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記複数層のモノリス触媒（１０）には、様々な形状及び寸法が適用される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記反応器の内部温度は１５０℃から４５０℃の範囲に維持される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 窒素酸化物の除去と、燃焼排ガスにより運ばれる粉塵内に含まれる炭素粒子の燃焼と、が同時に進行することを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 定置排出源から生じる窒素酸化物の除去が起こる、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 少なくとも部分的に円筒形状で、接線方向から含塵ガスを導入する入口が上部に位置し、断熱材を備え、窒素酸化物を直接除去する複数層のモノリス触媒を含み、燃焼排ガスからＮＯ並びに炭素粒子及び非有機系の粉塵を除去する触媒の反応器であって、
   前記反応器の上部に配置され、触媒の活性相を有し、かつ、起伏のある内面を有する円筒状のチャンバー（３）を含み、
   前記円筒状のチャンバー（３）の内側に、下部に向けて下降し、表面に触媒の活性成分を有する螺旋状バンド（４）が配置され、
   前記円筒状のチャンバー（３）の幾何軸には、チャンバー加熱器（１２）により加熱される加熱チャンバー（９）が配置され、
   前記加熱チャンバー（９）内には複数層のモノリス触媒（１０、１６）が配置され、
   同軸の外壁（６ａ）及び内壁（６ｂ）の間に耐熱材料が配置されたケースを備え、
   前記ケースの内壁（６ｂ）の少なくとも一部に接触する加熱器（７）が配置され、
   前記反応器の下部に、粉塵容器となる密閉具（８）が配置された、
   ことを特徴とする反応器。
9. 前記加熱チャンバー（９）の内壁上には触媒の活性成分がある、ことを特徴とする請求項８に記載の反応器。
10. 前記複数層のモノリス触媒（１０）は、互いに平行であり、かつ、前記反応器の軸に垂直であることを特徴とする請求項８に記載の反応器。
11. 前記複数層のモノリス触媒（１０）間に、配向スペーサ（１１）が配置されている、ことを特徴とする請求項８又は請求項１０に記載の反応器。
12. 前記配向スペーサ（１１）の形状は燃焼排ガスの噴流を回転流にする、ことを特徴とする請求項１１に記載の反応器。
13. 前記配向スペーサ（１１）の形状はプロペラに類似するものである、ことを特徴とする請求項１２に記載の反応器。
14. 前記加熱チャンバー（９）の軸に軸方向加熱器（１３）が配置されている、ことを特徴とする請求項８に記載の反応器。
15. 前記複数層のモノリス触媒（１０）の最前面が比率Ｌ／ｄで５０より大きくなる位置にある場合、前記複数層のモノリス触媒（１０）への入口の前に配向スペーサ（１１）が配置され、前記最前面が比率Ｌ／ｄで５０未満となる位置にある場合、前記配向スペーサ（１１）は前記複数層のモノリス触媒（１０）への入口の前に配置されない、ことを特徴とする請求項８に記載の反応器。
16. 前記複数層のモノリス触媒（１０）は、互いに、かつ、前記反応器の軸に対して、斜めに配置されている、ことを特徴とする請求項８に記載の反応器。
17. 前記ケースの内壁（６ｂ）は前記円筒状のチャンバー（３）と接触している、ことを特徴とする請求項８に記載の反応器。
18. 前記ケースは、前記円筒状のチャンバー（３）が配置される円筒部と残りの円錐部とを含んで構成される、ことを特徴とする請求項８に記載の反応器。
19. 燃焼排ガスからの窒素酸化物の除去、燃焼排ガスにより運ばれる粉塵に含まれる炭素粒子の燃焼、及び非有機系の粉塵の除去を同時に行うために用いられる、ことを特徴とする請求項１１に記載の反応器。