JP5052812B2 - 脱硝装置及びトンネル用脱硝設備 - Google Patents

Description

本発明は、都市部の自動車道路トンネルや地下駐車場等の閉鎖空間の窒素酸化物を除去する脱硝装置及びトンネル用脱硝設備に関する。

都市部の自動車道路トンネル内や地下駐車場内等の空気には自動車から排出された排ガスにより低濃度の窒素酸化物を含んでいるため、大気中に排気すると、周辺地域の環境汚染が懸念される。従って、窒素酸化物を除去してから排出されることが望まれるが、トンネル等に設置される脱硝装置は、自動車が走行するトンネルの延長方向（排ガスの流れ方向）と同じ方向には比較的設置スペースを確保し易いが、トンネル延長方向に垂直な方向、即ち高さ方向（トンネル延長に対して直交する鉛直方向を以下に高さ方向という。）や、幅方向（トンネル延長に対して直交する水平方向を以下に幅方向という。）には設置スペースを確保することが難しい。
また、脱硝装置に用いられる窒素酸化物除去剤（以下、脱硝剤）の処理風速は１〜３ｍ／ｓ程度と、電気集塵機等の集塵装置の処理風速９〜１３ｍ／ｓに対して約１１０〜１／３と遅いため、道路トンネル等の必要換気風量に対する設備規模が大きくなり、より多くの設置スペースが必要となる。
ゆえに、排ガスが流れる風路の中心軸方向に対して角度（傾斜）を持たせて脱硝剤ユニットを配置することにより、排ガスの流れ方向に対して垂直方向への設置スペースの広がりを小さく保ったままで、脱硝装置の圧力損失を低減することが提案されている（特許文献１参照）。
特開平１１−３３３２４９号公報（図１）

しかし、都市部の道路トンネル等では換気設備が地下に設置される場合が多く、地下トンネルには上り車線と下り車線を有し、それぞれの車線に換気設備を設けているため、車道の幅方向の排ガス風路寸法に制約がある。また高さ方向についてもトンネル建設費用削減のために必要最小限の深さで建設されるため排ガス風路の寸法に制約がある。これより、排ガス風路を有する換気設備はトンネル換気風量に対する設置スペース、特に風路断面積が極端に小さく、この狭い空間に前記脱硝装置をトンネル延長線上に配置しなければならない。
現在、排気ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝剤を充填した脱硝剤ユニットを通風路に配置する場合は、換気風量に対して、比較的設置スペースを小さくし、かつ圧力損失を小さくした配置方法として、脱硝剤ユニットを分割して配置する方法が行なわれている。しかし、都市部の非常に換気設備の設置スペースの小さいところでは、分割して配置する場合の脱硝剤ユニットの配置角度を、更に小さくする必要があるが、配置角度を小さくするほど、排ガスが脱硝装置の風下側に配置された脱硝剤ユニットに集中して流れる傾向が顕著となり、脱硝剤ユニットに流れ込む排ガスの風速分布が不均一となり、脱硝剤ユニットに充填された脱硝剤の除去性能を一様に使用することができないという課題があった。脱硝剤ユニットに流れ込む排ガスの風速分布とは、脱硝剤ユニットに対する排ガスの面風速分布を示す。
また、脱硝剤ユニットの配置角度を小さくすることにより脱硝装置の圧力損失が増加し、トンネル内の排ガスを換気するのに必要なファンのモータ出力が大きくなり、イニシャルコストおよびランニングコストが増加するという問題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、トンネル延長方向に対する高さ方向や幅方向が狭い形状の設置スペースでも、脱硝剤ユニットに組み込まれた脱硝剤に対する排ガスの面風速分布を均一化して、脱硝剤の除去性能を一様に使用し、かつ圧力損失の増加を抑えた脱硝装置及びトンネル用脱硝設備を提供することを目的としている。

請求項１記載の本発明の脱硝装置は、窒素酸化物を含む排ガスを排ガス風路内に導き、前記排ガス風路内に設置した脱硝剤ユニットに前記排ガスを通気させて前記窒素酸化物を除去する脱硝装置であって、前記脱硝剤ユニットを、隣り合う前記脱硝剤ユニットの端部同士を連接して前記排ガスの流れ方向に複数段配置し、上流側に配置される前記脱硝剤ユニットの排ガス流入面と前記排ガスの流れ方向との角度を、下流側に配置される前記脱硝剤ユニットの排ガス流入面と前記排ガスの流れ方向との角度よりも大きくしたことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の脱硝装置において、下流側に配置される前記脱硝剤ユニットの排ガス流入面を、前記排ガスの流れ方向と同じ方向としたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の脱硝装置において、前記脱硝剤ユニットを、前記排ガスの流れ方向に複数段配置し、最下流に配置される前記脱硝剤ユニットの排ガス流入面を、前記排ガスの流れ方向と同じ方向としたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項２又は請求項３に記載の脱硝装置において、前記排ガスの流れ方向に対する排ガス流入面の角度を同一とした前記脱硝剤ユニットを複数段含むことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の脱硝装置において、前記脱硝剤ユニットを複数段配置したユニット列を、複数列設けたことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の脱硝装置において、前記脱硝剤ユニットを複数段配置したユニット列を複数列設け、第１のユニット列の上流側に配置される前記脱硝剤ユニットと第２のユニット列の上流側に配置される前記脱硝剤ユニットとの間隔が、前記第１のユニット列の下流側に配置される前記脱硝剤ユニットと前記第２のユニット列の下流側に配置される前記脱硝剤ユニットとの間隔よりも大きくしたことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項６に記載の脱硝装置において、前記第１のユニット列の下流側に配置される前記脱硝剤ユニットの排ガス流入面と、前記第２のユニット列の下流側に配置される前記脱硝剤ユニットの排ガス流入面とを平行としたことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項６に記載の脱硝装置において、前記第１のユニット列と前記第２のユニット列との間に整流体を配置したことを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項８に記載の脱硝装置において、前記整流体を、前記第１のユニット列及び前記第２のユニット列の上流側に配置したことを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項８に記載の脱硝装置において、前記整流体を、前記第１のユニット列と前記第２のユニット列とに排ガス流れを分離する構造体としたことを特徴とする。
請求項１１記載の本発明は、請求項８に記載の脱硝装置において、前記整流体を、それぞれの前記脱硝剤ユニットに排ガス流れを分流する構造体としたことを特徴とする。
請求項１２記載の本発明のトンネル用脱硝設備は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の脱硝装置を備えたトンネル用脱硝設備であって、トンネル内の前記排ガスを前記排ガス風路内に導く換気ファンと、前記排ガス中の粉塵を集塵する集塵機とを備え、前記脱硝装置を、前記集塵機の下流側に配置したことを特徴とする。

本発明によれば、高さ方向や幅方向が狭い形状の設置スペースでも、設置スペースの制約を受けることなく、脱硝剤ユニットに組み込まれた脱硝剤に対する排ガスの面風速分布を均一化し、脱硝剤の除去性能を一様に使用でき、かつ圧力損失の増加を抑えることができる。

本発明の第１の実施の形態の脱硝装置は、脱硝剤ユニットを、隣り合う脱硝剤ユニットの端部同士を連接して排ガスの流れ方向に複数段配置し、上流側に配置される脱硝剤ユニットの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度を、下流側に配置される脱硝剤ユニットの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度よりも大きくしたものである。本実施の形態によれば、上流側に配置される脱硝剤ユニットと比較して下流側に配置される脱硝剤ユニットを通過する抵抗を大きくすることで、下流側に配置される脱硝剤ユニットに流れ込む排ガスの量を抑制できるため、排ガスの流れ方向に配置したそれぞれの脱硝剤ユニットを通過する排ガスの面風速を均一化でき、窒素酸化物の除去性能を均一化することができる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態の脱硝装置において、下流側に配置される脱硝剤ユニットの排ガス流入面を、排ガスの流れ方向と同じ方向としたものである。本実施の形態によれば、限られたスペースの中では、下流側の脱硝剤ユニットの排ガス流入面を排ガスの流れ方向と同じ方向とすることで、上流側の脱硝剤ユニットの排ガス流入面を、排ガスの流れに対してより直交する角度で配置することができ、さらに排ガスの面風速分布を均一化することができる。
本発明の第３の実施の形態は、第２の実施の形態の脱硝装置において、排ガスの流れ方向に複数段配置し、最下流に配置される脱硝剤ユニットの排ガス流入面を、排ガスの流れ方向と同じ方向としものである。本実施の形態によれば、排ガスの流れ方向に複数段脱硝剤ユニットを配置した場合でも、限られたスペースの中では、最下流の脱硝剤ユニットの排ガス流入面を排ガスの流れ方向と同じ方向とすることで、上流側の脱硝剤ユニットの排ガス流入面を、排ガスの流れに対してより直交する角度で配置することができ、さらに排ガスの面風速分布を均一化することができる。
本発明の第４の実施の形態は、第２又は第３の実施の形態の脱硝装置において、排ガスの流れ方向に対する排ガス流入面の角度を同一とした脱硝剤ユニットを複数段含むものである。本実施の形態によれば、排ガスの面風速分布を均一化することができるとともに、下流側の脱硝剤ユニット以外の脱硝剤ユニットを直線的に配置することができるため、設計・施工・メンテナンスを容易にすることができる。
本発明の第５の実施の形態は、第１から第３の実施の形態の脱硝装置において、脱硝剤ユニットを複数段配置したユニット列を、複数列設けたものである。本実施の形態によれば、トンネル内の換気風量に応じて脱硝剤ユニットを増減することができる。
本発明の第６の実施の形態は、第１から第３の実施の形態の脱硝装置において、脱硝剤ユニットを複数段配置したユニット列を複数列設け、第１のユニット列の上流側に配置される脱硝剤ユニットと第２のユニット列の上流側に配置される脱硝剤ユニットとの間隔が、第１のユニット列の下流側に配置される脱硝剤ユニットと第２のユニット列の下流側に配置される脱硝剤ユニットとの間隔よりも大きくしたものである。本実施の形態によれば、それぞれのユニット列における脱硝剤ユニットでの排ガスの面風速分布を均一化することができるとともに、トンネル内の換気風量に応じて脱硝剤ユニットを増減することができる。
本発明の第７の実施の形態は、第６の実施の形態の脱硝装置において、第１のユニット列の下流側に配置される脱硝剤ユニットの排ガス流入面と、第２のユニット列の下流側に配置される脱硝剤ユニットの排ガス流入面とを平行としたものである。本実施の形態によれば、限られたスペースの中では、下流側の脱硝剤ユニットの排ガス流入面を排ガスの流れ方向と同じ方向とすることで、上流側の脱硝剤ユニットの排ガス流入面を排ガスの流れに対して、より直交する角度で配置することができ、さらに排ガスの面風速分布を均一化することができる。
本発明の第８の実施の形態は、第６の実施の形態の脱硝装置において、第１のユニット列と第２のユニット列との間に整流体を配置したものである。本実施の形態によれば、脱硝剤ユニットの配置角度に応じて整流体を配置することで、それぞれの脱硝剤ユニットに排ガスをより均等に流すことができるため、脱硝剤ユニットの配置角度の変化だけでは排ガスの面風速分布が均一化できない設置スペースでも、脱硝剤ユニットに対する排ガスの面風速分布を均一化でき、脱硝剤ユニットの除去性能を一様に使用することができる。また、脱硝剤ユニットの排ガス流入面に対して排ガスを略直角方向に通過するのを補助することができるため、圧力損失の増加を抑制することができる。
本発明の第９の実施の形態は、第８の実施の形態の脱硝装置において、整流体を、第１のユニット列及び第２のユニット列の上流側に配置したものである。本実施の形態によれば、脱硝剤ユニットの配置角度に応じて整流体を配置することで、それぞれの脱硝剤ユニットに排ガスをより均等に流すことができるため、脱硝剤ユニットの配置角度の変化だけでは排ガスの面風速分布が均一化できない設置スペースでも、脱硝剤ユニットに対する排ガスの面風速分布を均一化でき、脱硝剤ユニットの除去性能を一様に使用することができる。また、脱硝剤ユニットの排ガス流入面に対して排ガスを略直角方向に通過するのを補助することができるため、圧力損失の増加を抑制することができる。
本発明の第１０の実施の形態は、第８の実施の形態の脱硝装置において、整流体を、第１のユニット列と第２のユニット列とに排ガス流れを分離する構造体としたものである。本実施の形態によれば、第１のユニット列と第２のユニット列とに排ガスをより均等に流すことができるため、脱硝剤ユニットの配置角度の変化だけでは排ガスの面風速分布が均一化できない設置スペースでも、脱硝剤ユニットに対する排ガスの面風速分布を均一化でき、脱硝剤ユニットの除去性能を一様に使用することができる。また、脱硝剤ユニットの排ガス流入面に対して排ガスを略直角方向に通過するのを補助することができるため、圧力損失の増加を抑制することができる。
本発明の第１１の実施の形態は、第８の実施の形態の脱硝装置において、整流体を、それぞれの脱硝剤ユニットに排ガス流れを分流する構造体としたものである。本実施の形態によれば、それぞれの脱硝剤ユニットに排ガスをより均等に流すことができるため、脱硝剤ユニットの配置角度の変化だけでは排ガスの面風速分布が均一化できない設置スペースでも、脱硝剤ユニットに対する排ガスの面風速分布を均一化でき、脱硝剤ユニットの除去性能を一様に使用することができる。また、脱硝剤ユニットの排ガス流入面に対して排ガスを略直角方向に通過するのを補助することができるため、圧力損失の増加を抑制することができる。
本発明の第１２の実施の形態のトンネル用脱硝設備は、第１から第３の脱硝装置を備えたトンネル用脱硝設備であって、トンネル内の排ガスを排ガス風路内に導く換気ファンと、排ガス中の粉塵を集塵する集塵機とを備え、脱硝装置を、集塵機の下流側に配置したものである。本実施の形態によれば、あらかじめ集塵機によって粉塵を除去することで、脱硝剤ユニットの目詰まりを防止することができ、さらには集塵機の下流側に脱硝剤ユニットを配置することで、風速分布を均一化しやすい。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施例による脱硝装置を備えたトンネル用脱硝設備の概略構成図である。
本実施例によるトンネル用脱硝設備は、トンネル内の排ガスを排ガス風路１内に導く換気ファン２、排ガス中の粉塵を集塵する集塵機３、及び排ガスを中の窒素酸化物を除去する脱硝装置１０とを有する排ガス風路１を、トンネル内の車道４の上方に、車道４と平行に配置している。なお、脱硝装置１０は、換気ファン２及び集塵機３の下流側に配置している。
脱硝装置１０は、排ガスの流れ方向（段方向）に複数の脱硝剤ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ、１１Ｆを、隣り合う脱硝剤ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ、１１Ｆの端部同士を連接して配置した第１のユニット列と、同じく排ガスの流れ方向（段方向）に複数の脱硝剤ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆを、隣り合う脱硝剤ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆの端部同士を連接して配置した第２のユニット列とを設けている。そして、第１のユニット列の上流側に配置される脱硝剤ユニット１１Ａと第２のユニット列の上流側に配置される脱硝剤ユニット１２Ａとの間隔が、第１のユニット列の下流側に配置される脱硝剤ユニット１１Ｆと第２のユニット列の下流側に配置される脱硝剤ユニット１２Ｆとの間隔よりも大きくなるように配置している。また、第１のユニット列の排ガス流入面と第２のユニット列の排ガス流入面とは向き合って配置され、第１のユニット列と第２のユニット列とは対称に配置されている。
ここで、脱硝剤ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ、１１Ｆ、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆは、一般に窒素酸化物を吸収する吸収剤又は窒素酸化物を吸着する吸着剤といわれる脱硝剤が筐体内部に収納され、排ガス流入面と排ガス流出面とが対向するように設けられて構成されている。なお、収納される脱硝剤は、単一の構造体である場合の他に、複数個にカセット化されている場合もある。
なお、第１のユニット列を構成する脱硝剤ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ、１１Ｆの相互間は、シールプレート２１で遮蔽されている。また、第２のユニット列を構成する脱硝剤ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆの相互間もまた、シールプレート２１で遮蔽されている。なお、端部同士の連接は、シールプレート２１のように他の部材を介して連接する場合の他に、端部同士を直接連接してもよい。更に、第１のユニット列の最下流に配置される脱硝剤ユニット１１Ｆと第２のユニット列の最下流に配置される脱硝剤ユニット２１Ｆとの間もまた、シールプレート２１で遮蔽されている。

本実施例及び以下の実施例においては、一つのユニット列を６つの脱硝剤ユニットで構成した場合で説明するが、一つのユニット列は、２つ以上の脱硝剤ユニットで構成することができる。
本実施例における脱硝装置１０は、第１のユニット列を構成する脱硝剤ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ、１１Ｆにおいても、また第２のユニット列を構成する脱硝剤ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆにおいても、上流側に配置される脱硝剤ユニット１１Ａの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度を、下流側に配置される脱硝剤ユニット１１Ｆの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度よりも大きくしている。

次に、他の実施例による脱硝装置を説明する。なお、以下の実施例による脱硝装置もまた上記実施例におけるトンネル用脱硝設備の脱硝装置として用いられる。
図２は、他の実施例による脱硝装置の概略構成図である。
本実施例においては、脱硝剤ユニット１１Ａの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度をθＡ、脱硝剤ユニット１１Ｂの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度をθＢ、脱硝剤ユニット１１Ｃの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度をθＣ、脱硝剤ユニット１１Ｄの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度をθＤ、脱硝剤ユニット１１Ｅの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度をθＥ、脱硝剤ユニット１１Ｆの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度をθＦとしたとき、θＡ＞θＢ＞θＣ＞θＤ＞θＥ＞θＦの関係となっている。第１のユニット列を構成する脱硝剤ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ、１１Ｆにおいて説明したが、第２のユニット列を構成する脱硝剤ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆにおいても同様である。

図３は、更に他の実施例による脱硝装置の概略構成図である。
本実施例においては、脱硝剤ユニット１１Ａの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度をθＡ、脱硝剤ユニット１１Ｂの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度をθＢ、脱硝剤ユニット１１Ｃの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度をθＣ、脱硝剤ユニット１１Ｄの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度をθＤ、脱硝剤ユニット１１Ｅの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度をθＥ、脱硝剤ユニット１１Ｆの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度をθＦとしたとき、θＡ＞θＢ＞θＣ＞θＤ＞θＥ＞θＦ＝０の関係となっている。第１のユニット列を構成する脱硝剤ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ、１１Ｆにおいて説明したが、第２のユニット列を構成する脱硝剤ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆにおいても同様である。すなわち、最下流に配置される脱硝剤ユニット１１Ｆ、１２Ｆの排ガス流入面を、排ガスの流れ方向と同じ方向としている。
従って、第１のユニット列の下流側に配置される脱硝剤ユニット１１Ｆの排ガス流入面と、第２のユニット列の下流側に配置される脱硝剤ユニット１２Ｆの排ガス流入面とを平行としている。なお、最下流に配置される脱硝剤ユニット１１Ｆ、１２Ｆだけでなく、下流側に配置される脱硝剤ユニット１１Ｅ、１２Ｅについても、θＥ＝０として、脱硝剤ユニット１１Ｅの排ガス流入面と脱硝剤ユニット１２Ｅの排ガス流入面とを平行としてもよい。
また、図２及び図３に示す実施例において、最下流に配置される脱硝剤ユニット１１Ｆ、１２Ｆを除く一部又は全ての脱硝剤ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度をθＡ＝θＢ＝θＣ＝θＤ＝θＥとしてもよい。

図４は、更に他の実施例による脱硝装置の概略構成図である。
本実施例においては、脱硝剤ユニットを複数段配置したユニット列を、複数列設けた構成を示している。本実施例による脱硝装置１０は、ユニット列を６列設けた場合を示している。
なお、本実施例における脱硝剤ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ、１１Ｆ、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆは、図１から図３を用いて既に説明した排ガス流入面の角度で配置することができる。

図５は、更に他の実施例による脱硝装置の概略構成図である。
本実施例においては、第１のユニット列と第２のユニット列との間に整流体２２を配置したもので、整流体２２は、第１のユニット列及び第２のユニット列の上流側に配置している。
整流体２２は、第１のユニット列と第２のユニット列とに排ガス流れを分離する構造体で構成される。
なお、本実施例における脱硝剤ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ、１１Ｆ、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆは、図１から図３を用いて既に説明した排ガス流入面の角度で配置することができる。

図６は、更に他の実施例による脱硝装置の概略構成図である。
本実施例においては、第１のユニット列と第２のユニット列との間に整流体２３を配置したもので、整流体２３は、それぞれの脱硝剤ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ、１１Ｆ、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆに排ガス流れを分流する構造体で構成される。
なお、本実施例における脱硝剤ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ、１１Ｆ、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆは、図１から図３を用いて既に説明した排ガス流入面の角度で配置することができる。

図７は、更に他の実施例による脱硝装置の概略構成図である。
本実施例においては、第１のユニット列と第２のユニット列との間に整流体２２を配置したもので、整流体２２は、第１のユニット列及び第２のユニット列の上流側に配置している。また、整流体２２は、第１のユニット列と第２のユニット列とに排ガス流れを分離する構造体で構成される。
なお、本実施例における脱硝剤ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ、１１Ｆ、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆは、排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度をθＡ＝θＢ＝θＣ＝θＤ＝θＥ＝θＦの角度で配置している。

図８は、更に他の実施例による脱硝装置の概略構成図である。
本実施例においては、第１のユニット列と第２のユニット列との間に整流体２３を配置したもので、整流体２３は、それぞれの脱硝剤ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ、１１Ｆ、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆに排ガス流れを分流する構造体で構成される。
なお、本実施例における脱硝剤ユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ、１１Ｆ、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆは、排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度をθＡ＝θＢ＝θＣ＝θＤ＝θＥ＝θＦの角度で配置している。

以下に実験例を示す。
図９は比較例による風速分布を示す図、図１０から図１３は本実験例による風速分布を示す図である。
本実験例では、脱硝剤ユニットを３段配置したユニット列を４列設け、全ての脱硝剤ユニットのそれぞれについて３ポイントで風速を測定した。上流側に配置される脱硝剤ユニットの風速測定ポイントを上流側からＡ１、Ａ２、Ａ３、中間に配置される脱硝剤ユニットの風速測定ポイントを上流側からＢ１、Ｂ２、Ｂ３、下流側に配置される脱硝剤ユニットの風速測定ポイントを上流側からＣ１、Ｃ２、Ｃ３として表している。なお、脱硝剤の平均面風速が1.0m/sとなるよう風量設定を行った。

図９は、全ての脱硝剤ユニットの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度を全て４度とし、下流側に配置される２つの脱硝剤ユニット間の距離を２００ｍｍとしたものである。図に示す通り、上流側に配置される脱硝剤ユニットの風速と、下流側に配置される脱硝剤ユニットの風速とで大きな差を生じた。なお、平均風速は０．８５ｍ／ｓ、圧力損失は１８９Ｐａであった。

図１０は、上流側に配置される脱硝剤ユニットの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度を１０度、中間に配置される脱硝剤ユニットの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度を４度、下流側に配置される脱硝剤ユニットの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度を０度とし、下流側に配置される２つの脱硝剤ユニット間の距離を２００ｍｍとしたものである。図に示す通り、上流側に配置される脱硝剤ユニットの風速と、下流側に配置される脱硝剤ユニットの風速との差は、比較例と比べて小さくなった。なお、平均風速は０．９１ｍ／ｓ、圧力損失は１７２Ｐａであった。

図１１は、上流側に配置される脱硝剤ユニットの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度を１０度、中間に配置される脱硝剤ユニットの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度を４度、下流側に配置される脱硝剤ユニットの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度を０度とし、下流側に配置される２つの脱硝剤ユニット間の距離を１００ｍｍとしたものである。図に示す通り、上流側に配置される脱硝剤ユニットの風速と、下流側に配置される脱硝剤ユニットの風速との差は、図１０の実施例よりも更に小さくなった。なお、平均風速は１．０３ｍ／ｓ、圧力損失は１７２Ｐａであった。

図１２は、上流側に配置される脱硝剤ユニットの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度を１０度、中間に配置される脱硝剤ユニットの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度を４度、下流側に配置される脱硝剤ユニットの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度を０度とし、下流側に配置される２つの脱硝剤ユニット間の距離を２００ｍｍとし、上流側に配置される２つの脱硝剤ユニット間の上流側にそれぞれ整流体を配置したものである。図に示す通り、図１０の実施例と比べて上流側に配置される脱硝剤ユニットの風速が大きくなった。なお、平均風速は１．０８ｍ／ｓ、圧力損失は１７７Ｐａであった。

図１３は、上流側に配置される脱硝剤ユニットの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度を１０度、中間に配置される脱硝剤ユニットの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度を４度、下流側に配置される脱硝剤ユニットの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度を０度とし、下流側に配置される２つの脱硝剤ユニット間の距離を２００ｍｍとし、上流側に配置される２つの脱硝剤ユニット間の下流側にそれぞれ整流体を配置したものである。図に示す通り、図１０の実施例と比べて上流側に配置される脱硝剤ユニットの風速が若干大きくなった。なお、平均風速は０．９４ｍ／ｓ、圧力損失は１７５Ｐａであった。

以上のように本実施例によれば、脱硝剤ユニットを、排ガスの流れ方向に複数段配置し、上流側に配置される脱硝剤ユニットの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度を、下流側に配置される脱硝剤ユニットの排ガス流入面と排ガスの流れ方向との角度よりも大きくしたことで、上流側に配置される脱硝剤ユニットと比較して下流側に配置される脱硝剤ユニットを通過する抵抗を大きくすることができる。このように、下流側に配置される脱硝剤ユニットに流れ込む排ガスの量を抑制できるため、排ガスの流れ方向に複数段配置したそれぞれの脱硝剤ユニットを通過する排ガスの面風速を均一化でき、窒素酸化物の除去性能をそれぞれの脱硝剤ユニットで均一化することができる。
また本実施例によれば、限られたスペースの中では下流側に配置される脱硝剤ユニットの排ガス流入面を、排ガスの流れ方向と同じ方向とすることで、上流側の脱硝剤ユニットの排ガス流入面を排ガスの流れに対して、より直交する角度で配置することができ、さらに排ガスの面風速分布を均一化することができる。
また本実施例によれば、排ガス流入面の排ガスの流れ方向に対する角度を同一とした脱硝剤ユニットを複数段配置し、下流側の脱硝剤ユニット以外の脱硝剤ユニットを直線的に配置することで、設計・施工・メンテナンスを容易にすることができる。
また本実施例によれば、脱硝剤ユニットを複数段配置したユニット列を、複数列設けることで、トンネル内の換気風量に応じて脱硝剤ユニットを増減することができる。
また本実施例によれば、脱硝剤ユニットを複数段配置したユニット列を複数列設け、第１のユニット列の上流側に配置される脱硝剤ユニットと第２のユニット列の上流側に配置される脱硝剤ユニットとの間隔を、第１のユニット列の下流側に配置される脱硝剤ユニットと第２のユニット列の下流側に配置される脱硝剤ユニットとの間隔よりも大きくすることで、それぞれのユニット列における脱硝剤ユニットでの排ガスの面風速分布を均一化することができるとともに、トンネル内の換気風量に応じて脱硝剤ユニットを増減することができる。
また本実施例によれば、限られたスペースの中では第１のユニット列の下流側に配置される脱硝剤ユニットの排ガス流入面と、第２のユニット列の下流側に配置される脱硝剤ユニットの排ガス流入面とを平行とすることで、上流側の脱硝剤ユニットの排ガス流入面を排ガスの流れに対して、より直交する角度で配置することができ、さらに排ガスの面風速分布を均一化することができる。
また本実施例によれば、第１のユニット列と第２のユニット列との間に整流体を配置することで、それぞれの脱硝剤ユニットに排ガスをより均等に流すことができるため、脱硝剤ユニットの配置角度の変化だけでは排ガスの面風速分布が均一化できない設置スペースでも、脱硝剤ユニットに対する排ガスの面風速分布を均一化でき、脱硝剤ユニットの除去性能を一様に使用することができる。また、脱硝剤ユニットの排ガス流入面に対して排ガスを略直角方向に通過するのを補助することができるため、圧力損失の増加を抑制することができる。
また本実施例によれば、脱硝装置を、集塵機の下流側に配置してあらかじめ集塵機によって粉塵を除去することで、脱硝剤ユニットの目詰まりを防止することができ、さらには集塵機の下流側に脱硝剤ユニットを配置することで、風速分布を均一化しやすい。
また本実施例によれば、換気ファン、集塵機、及び脱硝装置を有する排ガス風路を、トンネル内の車道の上方に、車道と平行に配置したことで、トンネル換気風量に対する設置スペース、特に風路断面積が極端に小さく、狭い空間であっても配置することができる。従って、トンネル延長方向に対して高さ方向、又は幅方向への設置スペースを小さくすることができるため、都市部の道路トンネル等のように換気設備が地下に設置されて、高さ方向や幅方向を広く取ることができないような形状の設置スペースでも、制約を受けずにフレキシブルに対応できる。

本発明は、都市部の自動車道路トンネルや地下駐車場等の閉鎖空間に設置される脱硝装置や脱硝設備として適している。

本発明の一実施例による脱硝装置を備えたトンネル用脱硝設備の概略構成図 本発明の他の実施例による脱硝装置の概略構成図 本発明の更に他の実施例による脱硝装置の概略構成図 本発明の更に他の実施例による脱硝装置の概略構成図 本発明の更に他の実施例による脱硝装置の概略構成図 本発明の更に他の実施例による脱硝装置の概略構成図 本発明の更に他の実施例による脱硝装置の概略構成図 本発明の更に他の実施例による脱硝装置の概略構成図 比較例による風速分布を示す図 本実験例による風速分布を示す図 本実験例による風速分布を示す図 本実験例による風速分布を示す図 本実験例による風速分布を示す図

１ 排ガス風路
２ 換気ファン
３ 集塵機
４ 車道
１０ 脱硝装置
１１Ａ〜１１Ｆ 脱硝剤ユニット
１２Ａ〜１２Ｆ 脱硝剤ユニット
２２ 整流体
２３ 整流体

Claims (12)

1. 窒素酸化物を含む排ガスを排ガス風路内に導き、前記排ガス風路内に設置した脱硝剤ユニットに前記排ガスを通気させて前記窒素酸化物を除去する脱硝装置であって、
   前記脱硝剤ユニットを、隣り合う前記脱硝剤ユニットの端部同士を連接して前記排ガスの流れ方向に複数段配置し、
   上流側に配置される前記脱硝剤ユニットの排ガス流入面と前記排ガスの流れ方向との角度を、下流側に配置される前記脱硝剤ユニットの排ガス流入面と前記排ガスの流れ方向との角度よりも大きくしたことを特徴とする脱硝装置。
2. 下流側に配置される前記脱硝剤ユニットの排ガス流入面を、前記排ガスの流れ方向と同じ方向としたことを特徴とする請求項１に記載の脱硝装置。
3. 前記脱硝剤ユニットを、前記排ガスの流れ方向に複数段配置し、最下流に配置される前記脱硝剤ユニットの排ガス流入面を、前記排ガスの流れ方向と同じ方向としたことを特徴とする請求項２に記載の脱硝装置。
4. 前記排ガスの流れ方向に対する排ガス流入面の角度を同一とした前記脱硝剤ユニットを複数段含むことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の脱硝装置。
5. 前記脱硝剤ユニットを複数段配置したユニット列を、複数列設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の脱硝装置。
6. 前記脱硝剤ユニットを複数段配置したユニット列を複数列設け、第１のユニット列の上流側に配置される前記脱硝剤ユニットと第２のユニット列の上流側に配置される前記脱硝剤ユニットとの間隔が、前記第１のユニット列の下流側に配置される前記脱硝剤ユニットと前記第２のユニット列の下流側に配置される前記脱硝剤ユニットとの間隔よりも大きくしたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の脱硝装置。
7. 前記第１のユニット列の下流側に配置される前記脱硝剤ユニットの排ガス流入面と、前記第２のユニット列の下流側に配置される前記脱硝剤ユニットの排ガス流入面とを平行としたことを特徴とする請求項６に記載の脱硝装置。
8. 前記第１のユニット列と前記第２のユニット列との間に整流体を配置したことを特徴とする請求項６に記載の脱硝装置。
9. 前記整流体を、前記第１のユニット列及び前記第２のユニット列の上流側に配置したことを特徴とする請求項８に記載の脱硝装置。
10. 前記整流体を、前記第１のユニット列と前記第２のユニット列とに排ガス流れを分離する構造体としたことを特徴とする請求項８に記載の脱硝装置。
11. 前記整流体を、それぞれの前記脱硝剤ユニットに排ガス流れを分流する構造体としたことを特徴とする請求項８に記載の脱硝装置。
12. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の脱硝装置を備えたトンネル用脱硝設備であって、トンネル内の前記排ガスを前記排ガス風路内に導く換気ファンと、前記排ガス中の粉塵を集塵する集塵機とを備え、前記脱硝装置を、前記集塵機の下流側に配置したことを特徴とするトンネル用脱硝設備。

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