JP3905752B2

JP3905752B2 - 吹き付け装置

Info

Publication number: JP3905752B2
Application number: JP2001379108A
Authority: JP
Inventors: 仁士中村; 昌則出本; 敬古小林; 義正岩崎
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-12-12
Filing date: 2001-12-12
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2021-12-12
Also published as: JP2003175346A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は吹き付け装置に関し、更に詳しくはボイラやガスタービンの排ガス煙道、或いは石炭ガス化炉に設けられる脱硝装置内の脱硝触媒や脱硫装置内の脱硫触媒等に強化液を塗布する吹き付け装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
脱硝装置や脱硫装置の内部には、処理対象との化学反応を促進する触媒が設置される。かかる触媒の端面には排ガス中の石炭、祖粉炭、焼塊又はその他の飛来物との接触による摩耗を防ぐため端面強化液が塗布されている。
【０００３】
端面強化液は硫酸マグネシウム等を含む液体からなり、比重が１．５程度と比較的大きいものである。脱硝触媒は形状によってハニカムタイプ、プレートタイプ、Ｓ型ペーパーハニカムタイプ、波板と平板との巻回しタイプ、その他のタイプなどがある。触媒の厚さ方向で所定深さ以上まで端面強化液を塗布すると触媒としての機能が損なわれてしまう。このため、端面強化剤を塗布する際には、ローラ、刷毛等を使用して、触媒の端面近傍にのみ強化液を手作業で塗布していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、手作業による塗布では作業時間が長くなり、歩留りが低下するという問題が生じていた。また、手作業に伴う作業コスト、人的コストの上昇を避けることができなかった。更に、手作業の塗布では端面から深さ方向の塗布量にバラツキが生じ易く、触媒の機能低下を避けることができなかった。
【０００５】
このような手作業による問題を回避するため、吹き付けにより端面強化剤を塗布する方法が考えられる。しかしながら、上述したように端面強化液の比重は１．５程度と大きく、また、粘性も高いため、通常の吹き付け方法により圧力を加えてノズルから噴射したとしても霧状に噴霧すること自体が困難となっていた。このため、噴射した端面強化剤の粒子が大きくなり、個々の粒子の自重が比較的大きくなるという欠点がある。
【０００６】
触媒に端面強化液を塗布する場合、耐摩耗性を確保するためには、触媒の表面から一定の深さまで浸透させる必要がある。通常の方法で吹き付けを行うと、上述のように端面強化剤の粒子の自重が重くなるため、吹き付けた端面強化剤が触媒の表面から下に向かって流れ落ちてしまうという問題が生じていた。このため、所定の深さ以上まで端面強化液が塗布されてしまい、触媒の機能を確保することが困難となっていた。
【０００７】
この発明は上述したような問題を解決するために成されたものであり、ボイラやガスタービンの排ガス煙道、或いは石炭ガス化炉などの脱硝装置内に設けられる脱硝触媒や脱硫装置内に設けられる脱硫触媒等に、必要な量の端面強化液を浸透させることにより、触媒の性能を維持しつつ耐摩耗性を高めることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記のような観点から、この発明は、第１に、噴射したエアーによって液体を霧状に噴霧する吹き付け装置において、吹き付け装置の先端部に形成された突起部と、吹き付け装置内の中心部に設けられたエアー通路に接続し、突起部を貫通して形成された、エアーを外部に向かって噴射する噴射口と、噴射口の先端に形成された凹部と、吹き付け装置内のエアー通路の周囲に設けた液体を通す液通路と、この液通路に接続し、吹き付け装置の先端から液体を外に放出するように形成された放出口と、突起部の側面に、放出口から凹部に向かって形成された溝と、を備えた吹き付け装置である。
このように構成することにより、吹き付け装置に供給されたエアーは、エアー通路を通り噴射口から噴射される。この噴射口から噴射されたエアーは、噴射口の先端に形成された凹部によって、所定の角度範囲で吹き出される。
また、吹き付け装置に供給された液体は、吹き付け装置内のエアー通路の周囲に設けた液通路を通り吹き付け装置の先端の放出口から外に放出され、突起部の側面に形成された溝を通って、エアーの噴射口がある凹部に向かって流れる。
そして、噴射口から噴射しているエアーに、外部から液体を接触させることにより、霧状の微粒子にして噴霧する。
【０００９】
この発明の吹き付け装置は、第２に、噴射口の周囲を囲むように、複数の放出口を設けて構成する。
このように構成することにより、複数の放出口から放出した液体をエアーに接触させることにより、エアーに所望の量の液体を均一に混入できる。
【００１０】
この発明の吹き付け装置は、第３に、噴霧する液体の比重が１以上のものとする。
このような比重の大きい液体であっても、噴射したエアーに外部から液体を接触させることにより容易に霧状にすることができる。
【００１１】
この発明の吹き付け装置は、第４に、噴霧する液体の粘性率が水よりも高いものとする。
このような粘性の高い液体であっても、噴射したエアーに外部から接触させることにより容易に霧状にすることができる。
【００１２】
この発明の吹き付け装置は、第５に、脱硝触媒、脱硫触媒、その他の触媒を、吹き付け対象の液体とする。
例えば、この吹き付け装置では、ボイラやガスタービンの排ガス煙道、或いは石炭ガス化炉に設けられる脱硝装置内の脱硝触媒や脱硫装置内の脱硫触媒等を吹き付け対象の液体とする。
これらの触媒に塗布する端面強化液は、比重が１．５程度で噴霧に困難が伴う。また、この端面強化液は、端面から所定の深さ以上浸透させると触媒の性能を劣化させてしまう。
しかし、この吹き付け装置では、この端面強化液を霧状の微粒子にして噴霧できるため、所定の深さ以上まで浸透してしまうことを抑止できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１にかかる吹き付け装置１を示す概略断面図である。この吹き付け装置１は、ボイラやガスタービンの排ガス煙道、或いは石炭ガス化炉に設けられる脱硝装置内の脱硝触媒に端面強化剤を吹き付けるためのものである。図１に示すように、吹き付け装置１は先端のノズル部が下向きに設置され、下方の脱硝触媒に向かって端面強化剤を吹き付ける。吹き付け装置１の内部には、中心にエアー通路２が設けられており、エアー通路２の周囲に端面強化液が通る強化液通路３が同心状に設けられている。
【００２１】
エアー通路２は、吹き付け装置１の先端ノズル部に形成された噴射口２ａと接続されている。エアーは図１の上から下に向かって送られる。加圧されてエアー通路２から先端ノズル部に達したエアーは、噴射口２ａから所定の角度の広がりをもって下方に噴射される。
【００２２】
強化液通路３は吹き付け装置１の先端に形成された放出口３ａと接続されている。強化液通路３を通って放出口３ａに達した端面強化液は、放出口３ａから外に放出される。
【００２３】
図１に示すように、噴射口２ａは先端のノズル部に形成された突起部４を貫通している。突起部４の下端には凹部４ａが形成されている。このように、噴射口２ａの先端に凹部４ａを形成することにより、噴射口２ａから噴射したエアーを所定の角度範囲で吹き付けることが可能となる。
【００２４】
突起部４の側面には、放出口３ａから凹部４ａに向かって溝５が形成されている。図２は、図１の吹き付け装置１を下方から見た状態を示す下面図である。図２に示すように、放出口３ａは噴射口２ａの周囲を囲むように６箇所設けられている。そして、各放出口３ａと噴射口２ａを結ぶように放射状に溝５が設けられている。
【００２５】
これにより、溝５が液路となって、放出口３ａから放出された端面強化液が噴射口２ａから噴射されたエアーに接触することになる。これにより、端面強化液をエアーと混合することが可能となる。
【００２６】
端面強化液は比重が１．５程度と大きく、また、粘性率も高いので、かかる比重が大きく、また粘性も高い液体をエアーと混合した後にノズルから噴射しても霧状にすることはできない。この実施の形態のように、噴射したエアーに対して外側から端面強化液を接触させることによって、比重の大きな液体や粘性の高い液体を確実に霧状にすることができる。従って、端面強化液を微細な粒子にしてエアーとともに脱硝触媒に吹き付けることが可能となる。
【００２７】
そして、端面強化液を霧状にして噴霧できるため、形状によってハニカムタイプ、プレートタイプ、Ｓ型ペーパーハニカムタイプ、波板と平板との巻回しタイプ、その他のタイプなどの脱硝触媒の上端面から必要な深さまで端面強化液を浸透させることが可能となる。これにより、必要な深さ以上まで端面強化液が塗布されてしまうことを抑止でき、脱硝触媒の性能を損なうことなく耐摩耗性能を向上させることが可能となる。脱硝触媒の端面から所望の深さまで強化液を浸透させるためには、エアーの圧力、端面強化液の液送圧力、触媒１本あたりに使用する端面強化液の液量、触媒１本あたりの塗布時間、ノズル先端と触媒端面との間の距離などのパラメータを適切な値に調整する。これにより、端面から所望の深さまで強化液を浸透させることが可能となる。
【００２８】
次に、この吹き付け装置１の吹き付け対象の一例である脱硝触媒について説明する。図３は、かかる脱硝触媒を有する脱硝装置の全体構成を示す斜視図である。脱硝装置２０は、角筒型の反応器２１を立設して、その内部に脱硝触媒２２を複数かつ層状に配置する。燃焼ガス３０は、この反応器２１内を上方から下方に流れて脱硝触媒２２を通過し、脱硝処理されて反応器２０下部の出口から排出される。図４は、図３に記載した脱硝触媒の単体を示す斜視図である。脱硝触媒２２は、ハニカム構造を有する角柱部材からなり、上端面２３から下端面に抜ける多数の貫通孔２４を有する。吹き付け装置１は、端面強化液を、この脱硝触媒２２の上端面２３に吹き付け、且つ、一定深さまで浸透させる。なお、端面強化液の吹き付け作業は、作業員が脱硝触媒２２の上に乗り、上記吹き付け装置１を用いて端面強化液を脱硝触媒２３上方から吹き付ける。
【００２９】
次に、図５に基づいて吹き付け装置１を備えた塗布システムの構成を説明する。エアーホース７によって供給されたエアーはエアーレシーバ８へ送られ、エアーレシーバ８からエアーホース１４を介して分流器９へ送られる。分流器９では、送られたエアーを吹き付け装置１のエアー通路２と強化液通路３の２方向に分流する。すなわち、分流された一方のエアーはエアーホース６を介して吹き付け装置１のエアー通路２へ送られる。
【００３０】
分流器９で分流されたエアーの他方は、エアーホース１０を介して端面強化液の入れられたタンク１１へ送られる。タンク１１と吹き付け装置１の強化液通路３とは流量調整弁１２を介して接続されている。従って、タンク１１内の端面強化液はエアーホース１０からのエアーの圧力と、自重によって強化液通路３へ送られ、放出口３ａから放出される。
【００３１】
タンク１１よりも高い位置には、端面強化液の入れられたタンク１３は上流側の触媒パックの格子状部分等に吊り下げられている。タンク１１内の端面強化液の量が少なくなると、タンク１３からホース１５を介して端面強化液が補充される。ここではタンク１３内の端面強化液の自重によってタンク１３からタンク１１へ端面強化液を送るようにしているが、タンク１３をタンク１１よりも低い位置に配置し、ポンプを用いて端面強化液を送るようにしてもよい。この場合には、比較的重量の重いタンク１３を高い位置まで吊り上げる必要がなくなるというメリットがある。
【００３２】
以上説明したように実施の形態１では、吹き付け装置１にエアー通路２と端面強化液の通路３を設け、吹き付け装置１の先端でエアー通路２から噴射させたエアーと通路３から放出させた端面強化液を混合するようにしたため、特に比重が大きく、また粘性も高い端面強化液であっても霧状にして吹き付けることが可能となる。
【００３３】
また、吹き付け装置１の先端部において、放出口３ａから噴射口２ａに向かって溝５を形成したため、強化液通路３から放出した端面強化液を噴射したエアーに向かって確実に導くことが可能となる。また、溝５の加工は通常の工作機械で行うことができるため、装置のコスト上昇を最小限に抑えることが可能となる。
【００３４】
なお、この実施の形態１では、液体の吹き付け装置１について、脱硝触媒２３への端面強化液の吹き付け作業を例示しつつ説明した。ここで、端面強化液は、車輌や家屋の壁面の塗装等に用いられる塗料と比較して、比重が大きく、また、粘性も高い。従って、スプレーガン等の一般的な吹き付け装置では、端面強化液を霧状に噴霧できない。他方、脱硝触媒、脱硫触媒その他の触媒では、触媒の機能を確保するため、端面強化液を触媒に対して均一に噴霧し、また、噴霧を触媒の上端面から一定深さまでの範囲に止める必要がある。このため、触媒への端面強化液の吹き付けには、端面強化液を微細な霧状に形成できる吹き付け装置が必要となる。この点に鑑みれば、この実施の形態１にかかる吹き付け装置１を脱硝触媒、脱硫触媒その他の触媒への端面強化液の吹き付けに適用することは、好ましい。しかしながら、上記吹き付け装置の用途はこれに限定されず、比重が大きく又は粘性が高い他の液体の塗布手段として用いてもよい。これにより、液体を霧状に噴霧できる利点がある。
【００３５】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２にかかる吹き付け装置１を示す概略断面図である。図６に示すように、実施の形態２では、突起部４を放出口３ａの下部に達するように拡大し、突起部４に形成した孔１６によって放出口３ａと噴射口２ａとを接続している。ノズル先端部以外の吹き付け装置１の構成は実施の形態１と同様である。
【００３６】
このように、ノズル先端部において放出口３ａから噴射口２ａに向かって孔１６を設けることにより、孔１６が液路となって強化液を噴射口２ａに向かって流すことができる。従って、放出口３ａからの強化液が下に向かって滴下したり、外方へ飛散することを抑止でき、端面強化液とエアーを確実に混合することができる。
【００３７】
図７は、実施の形態２にかかる吹き付け装置１の別の例を示す概略断面図である。図７の例は、放出口３ａと噴射口２ａとをパイプ１７で接続し、パイプ１４を液路とすることにより強化液通路３から放出した端面強化液をエアー通路２から噴射したエアーへ導くようにしたものである。図７の例では、パイプ１４を別部品とすることができ、加工性を向上させてコストを低減することが可能となる。また、粘性の高い液を噴霧する場合、塗布液によりパイプが目詰まりする可能性があるが、パイプを交換するのみでよい。
【００３８】
図１０は、図７と同様にパイプ１８を用いた例であるが、パイプ１８をより下側に伸ばして先端をエアーの噴射角度内に入れたものである。このように、放出口３ａからエアーに向かって伸ばした液路をエアーの噴射角度内まで形成するようにしてもよい。
【００３９】
図８は、実施の形態２にかかる吹き付け装置１の更に別の例を示す概略断面図である。図８の例では、エアー通路２の噴射口２ａよりも先端側に強化液通路３の放出口３ａを設けている。また、図９は、図８の例で放出口３ａを中心に向かって屈曲させたものである。このように、強化液通路３の放出口３ａをエアー通路２の噴射口２ａよりも先端側に配置することにより、噴射口２ａから所定の角度で噴射したエアーが拡散した位置で端面強化液をエアーに接触させることができる。また、図９のように放出口３ａを中心に向かって屈曲させることにより、強化液が外方に流れることを抑止でき、強化液とエアーとを確実に接触させることができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の吹き付け装置では、外部に噴射したエアーに塗料を接触させるようにしたため、塗料の材料、特性に制約を受けることなく確実に霧状の微粒子を噴霧することができる。
【００４１】
また、液路を溝状としたため、エアーに塗料を導いて確実に接触させることができる。溝は加工が容易であるため、製造コストを低減させることができる。
【００４２】
また、液路を管状にして塗料が漏れないようにしため、放出した塗料を確実に噴霧することができる。
【００４３】
また、複数の塗料出口から放出した塗料をエアーに接触させることにより、塗布対象に応じてエアーに所望の量の塗料を均一に混入できる。
【００４４】
また、比重の大きい液体であっても、容易に霧状にすることができるため、塗料の比重に制約を受けることなく確実に霧状の微粒子を噴霧することができる。
【００４５】
また、粘性率が水よりも高い液体であっても、噴射したエアーに外部から接触させることにより容易に霧状にすることができる。
【００４６】
また、触媒に塗布する端面強化液を霧状の微粒子にして噴霧できるため、端面強化液が触媒の端面から所定の深さ以上まで浸透してしまうことを抑止できる。従って、触媒の性能を損なうことなく端面強化液を塗布することができ、触媒の耐摩耗性を高めることができる。
【００４７】
また、この吹き付け方法では、外部に噴射した後のエアーに塗料を接触させるため、塗料の材料、特性に制約を受けることなく確実に塗料を霧状に噴霧することができる。
【００４８】
また、この吹き付け方法では、比重の大きい液体であっても、容易に霧状にすることができるため、塗料の比重に制約を受けることなく確実に霧状の微粒子を噴霧することができる。
【００４９】
また、この吹き付け方法では、粘性率が水よりも高い液体であっても、噴射したエアーに外部から接触させることにより容易に霧状にすることができる。
【００５０】
また、この吹き付け方法では、触媒に塗布する端面強化液を霧状の微粒子にして噴霧できるため、端面強化液が触媒の端面から所定の深さ以上まで浸透してしまうことを抑止できる。従って、触媒の性能を損なうことなく端面強化液を塗布することができ、触媒の耐摩耗性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１にかかる吹き付け装置１を示す概略断面図である。
【図２】図１の吹き付け装置を下方から見た状態を示す模式図である。
【図３】脱硝触媒を有する脱硝装置の全体構成を示す斜視図である。
【図４】図３に記載した脱硝触媒の単体を示す斜視図である。
【図５】吹き付け装置を備えた塗布システムの構成を示す模式図である。
【図６】この発明の実施の形態２にかかる吹き付け装置を示す概略断面図である。
【図７】実施の形態２にかかる吹き付け装置の別の例を示す概略断面図である。
【図８】実施の形態２にかかる吹き付け装置の更に別の例を示す概略断面図である。
【図９】放出口を中心に向かって屈曲させた吹き付け装置を示す概略断面図である。
【図１０】パイプの先端をエアーの噴射角度内に入れた吹き付け装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１吹き付け装置
２エアー通路
３強化液通路
４突起部
４ａ凹部
５溝
６，７，１０，１４エアーホース
８エアーレシーバ
９分流器
１１，１３タンク
１２流量調整弁
１５ホース
１６孔
１７，１８パイプ

Claims

噴射したエアーによって液体を霧状に噴霧する吹き付け装置において、
前記吹き付け装置の先端部に形成された突起部と、
前記吹き付け装置内の中心部に設けられたエアー通路に接続し、前記突起部を貫通して形成された、エアーを外部に向かって噴射する噴射口と、
前記噴射口の先端に形成された凹部と、
前記吹き付け装置内の前記エアー通路の周囲に設けた液体を通す液通路と、
前記液通路に接続し、前記吹き付け装置の先端から液体を外に放出するように形成された放出口と、
前記突起部の側面に、前記放出口から前記凹部に向かって形成された溝と、
を備えたことを特徴とする吹き付け装置。
前記噴射口の周囲を囲むように、複数の前記放出口が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の吹き付け装置。
前記噴霧する液体の比重が１以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の吹き付け装置。
前記噴霧する液体の粘性率が水よりも高いことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の吹き付け装置。
脱硝触媒、脱硫触媒、その他の触媒を、吹き付け対象の前記液体としたことを特徴とする請求項１又は請求項４のいずれか一項に記載の吹き付け装置。