JP5634979B2

JP5634979B2 - 脱硝触媒の閉塞除去工具

Info

Publication number: JP5634979B2
Application number: JP2011284545A
Authority: JP
Inventors: 敏和吉河; 吉田　和広; 和広吉田; 島田　裕; 裕島田
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2011-12-26
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2031-12-26
Also published as: JP2013132593A

Description

本発明は、火力発電所などの排煙脱硝装置で使用される脱硝触媒の閉塞を除去する閉塞除去工具に関する。

従来、石油、石炭、ガスなどを燃料とした火力発電所のボイラ及び各種大型ボイラ、その他の廃棄物焼却装置などには排煙脱硝装置が設けられており、排煙脱硝装置には、複数層の脱硝触媒が内蔵されている。

脱硝触媒としては、一般的には、担体としてＴｉＯ_２等、活性成分としてＶ_２Ｏ_５等を用い、助触媒成分としてタングステンやモリブデンの酸化物が添加されたものであり、ＶＯ_ｘ−ＷＯ_ｙ−ＴｉＯ_２やＶＯ_ｘ−ＭｏＯ_ｙ−ＴｉＯ_２のような複合酸化物の形態のものが使用されている。

また、触媒形状としては、一般的には、ハニカムタイプや板状タイプが使用されている。ハニカムタイプには、基材でハニカム形状を製造した後、触媒成分をコーティングしたコート形、基材に触媒成分を混練して成形した混練形、ハニカム形状の基材に触媒成分を含浸させた含浸形などがある。板状のものとは、芯金又はセラミックスに触媒成分をコーティングしたものである。

何れにしても、このような脱硝触媒の使用を続けていくと、石炭灰などのダストが触媒の流路の開口部近傍に堆積し、目詰まりを引き起こすことがある。このような目詰まりが発生すると、その流路へ処理ガスが流れなくなり、処理ガスの接触面積が低下するという問題がある。また、目詰まりのない流路へ流入するガス量が増加し、ガス流速が増大して処理ガスと触媒との接触時間が低減することで、触媒性能が低下するという問題もある。

そこで、従来、貫通孔に粉粒体が同伴された基体を所定の流速で通過させて貫通孔の内面に付着した異物を除去する方法が提案されている（特許文献１参照）。

しかしながら、この方法では、大がかりな装置が必要となり、また、完全に目詰まりした貫通孔についてはダストを除去することは困難であった。

よって、従来においては、目詰まりが生じた貫通孔（セル）については長い棒でつついて除去したり、細いノズルから加圧空気を噴射したりして、ダストを除去していた。

特開２００１−２２３４０４号公報

しかしながら、セルの目詰まりを除去しようとしてダストをより深く押し込んでしまったり、ダストを除去しようとして触媒自体を破損してしまったりするという問題があった。

また、一つの脱硝装置では、貫通孔（セル）を４００個程度有する触媒を１００本程度束ねて使用するが、目詰まりが全体のセルの５〜１０％程度に発生していたとしても、セルの目詰まりを除去するのに半日程度の作業時間が必要であるという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑み、脱硝触媒の目詰まりを効率的に除去することができる脱硝触媒の閉塞除去工具を提供することを課題とする。

前記課題を解決する本発明の第１の態様は、少なくとも一部が斜めに切断された先端部を有すると共に対象となる脱硝触媒の長さより若干長い寸法を有するとともに、対象とする脱硝触媒のセルに挿入可能な外径を有してセルの内部へ挿入可能な管と、該管を回転可能に保持する保持部と、前記管を前記保持部に対して回転させる回転手段と、前記管の基端部に接続される吸引手段とを具備し、前記保持部は、前記管の基端部を保持する第１の保持部と、該第１の保持部より前記先端部側で前記管を軸方向に移動可能且つ回転可能に保持する第２の保持部とからなり、前記第１の保持部及び第２の保持部は作業者が保持して作業するためのものであることを特徴とする脱硝触媒の閉塞除去工具にある。

かかる第１の態様では、吸引しながら管を回転した状態で脱硝触媒の閉塞部位に挿入すると、閉塞しているダストが崩されると共に吸引され、容易に除去できる。また、第１の保持部で保持すると共に第２の保持部を介して管の先端部近傍を支えながら先端部をセル内に挿入することができ、作業性がさらに向上する。

本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の脱硝触媒の閉塞除去工具において、前記吸引手段は、空気を吸引する吸引モードと、空気を噴出する噴出モードとが切り替え可能であることを特徴とする脱硝触媒の閉塞除去工具にある。

かかる第２の態様では、吸引モードで作業する途中で管内や吸引手段の途中に詰まりが生じた際に、噴出モードに切り替えることで、詰まりを排除することができる。

本発明の第３の態様は、第１又は２の態様に記載の脱硝触媒の閉塞除去工具において、前記吸引手段は、吸引時の圧力上昇を検出する圧力センサを具備することを特徴とする脱硝触媒の閉塞除去工具にある。

かかる第３の態様では、圧力センサにより管や吸引手段内での詰まりを検出することができ、これにより、手動で又は自動的に噴出モードへの切り替えを行うことができる。

本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様に記載の脱硝触媒の閉塞除去工具において、前記管の先端部の外周面には、ブラシが設けられていることを特徴とする脱硝触媒の閉塞除去工具にある。

かかる第４の態様では、ブラシを介してセル内の壁面に付着したダストをより完全に除去することができる。

本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様に記載の脱硝触媒の閉塞除去工具において、前記管には、水蒸気を噴出する水蒸気噴出管が内蔵されていることを特徴とする脱硝触媒の閉塞除去工具にある。

かかる第５の態様は、閉塞部のダストが強固に固結していても、水蒸気を噴出しながら回転している管の先端部を挿入することで、ダストをさらに容易に除去することができる。

以上説明したように、本発明の閉塞除去工具を用いると、脱硝触媒、特に石炭焚ボイラの排煙脱硝装置に使用された脱硝触媒のダストの目詰まりによる閉塞を比較的容易な作業で且つ短時間で除去することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る脱硝触媒の閉塞除去工具の概略構成を示す図である。本発明の一実施形態に係る脱硝触媒の閉塞除去工具の管の先端部及びその変形例を示す図である。本発明の実施形態２に係る脱硝触媒の閉塞除去工具の概略構成を示す図である。本発明の脱硝触媒の閉塞除去工具の変形例を示す図である。本発明の脱硝触媒の閉塞除去工具の変形例を示す図である。本発明の脱硝触媒の閉塞除去工具を用いた作業の様子を示す図である。

図１には、本発明の一実施形態に係る脱硝触媒の閉塞除去工具の概略構成を示す。
図１に示すように、本実施形態の閉塞除去工具１０は、管１１と、管１１の基端部を回転可能に保持する保持部１２とを具備し、保持部１２には管１１を軸周りに回転駆動する図示しないモータが内蔵されている。保持部１２に保持された管１１の基端部には、ホース１３と吸引装置１４とからなる吸引手段が接続されている。

ここで、管１１は、金属や硬質樹脂などからなる中空長尺のものであり、対象となる脱硝触媒の長さより若干長い寸法を有するとともに、対象とする脱硝触媒のセル（貫通孔）に挿入可能な外径を有する。例えば、脱硝触媒の長さ８００ｍｍ程度の場合には、管１１は、８５０〜１０００ｍｍ程度の長さとするのが好ましく、例えば、セルが６ｍｍ角の場合には、管１１の外径は５ｍｍ程度とするのが好ましい。

管１１の先端部は本実施形態では、図２（ａ）に示すように、斜めに切断されて、鋭利な先端部１１ａを有する。これは、セルを閉塞するダストに比較的容易に挿入することができるようにするためのものである。

なお、管１１の先端部の鋭利な形状は特に限定されず、例えば、図２（ｂ）に示すように、先端の全体を荒目ののこぎり状とした先端部１１ｂとしてもよいし、先端にＶ字状の切り込みを入れた先端部１１ｃとしてもよく、また、これらに限定されるものではない。

保持部１２は、管１１の基端部を軸受け筒を介して回転自在に支持する軸受１５を具備すると共に管１１を回転駆動する回転手段であるモータ１６を内蔵する。また、保持部１２は、管１１の先端部をセルに挿入する作業が容易になるような、保持し易い形状を有しており、本実施形態では、保持部１２の外周面に取っ手１２ａを備えている。なお、管１１の回転は急速回転である必要はなく、ゆっくりと回転、例えば、５０〜２００ｒｐｍ程度で十分である。

また、保持部１２に支持されている管１１の基端部に接続されているホース１３は、可撓性を有するゴムやエラストマーで、好ましくは繊維などの補強材を含有した材料で成形したものが好ましい。

ホース１１の他端部に接続されている吸引装置１４は、例えば、掃除機と同様な構造を具備するものであり、空気を吸引すると共に、空気と共に吸引されたダストを分離して排気を排出するものである。

このような閉塞除去工具１０は、保持部１２を手で保持した状態で、管１１を回転させながら吸引装置１４で吸引した状態で、管１１の鋭利な先端部１１ａを脱硝触媒の閉塞されたセルに徐々に挿入していく。これにより、セルを閉塞するダストが回転する先端部１１ａにより崩され、崩されたダストが管１１及びホース１３を介して吸引装置１４に吸引されるので、閉塞を極めて容易に除去することができる。

本発明の閉塞除去工具１０は、管１１を回転させながら且つ吸引しながら、その先端部１１ａをセルに徐々に挿入していくので、極めて容易に閉塞が除去できる。例えば、管１１から空気を噴出しながらセルに挿入すると、閉塞していたダストがセルの奥の方に詰まってしまって閉塞状態を悪化させる場合があり、好ましくない。また、管１１を回転させないで吸引しながらセルに挿入しても、強固に固化したダストは除去できない。すなわち、本発明の閉塞除去工具１０は、管１１を回転させながら且つ吸引しながら、セルに挿入していくので、ダストが強固に固化していても、先端部１１ａにより徐々に崩され且つ吸引されて除去されるので、目詰まりしているダストを徐々に且つ確実に除去することができるという効果を奏する。

かかる閉塞除去工具１０を用いての作業は、８００ｍｍ以上の長さの管１１の先端部１１ａを、例えば、６ｍｍ角のセルに挿入するものなので、管１１の先端部１１ａ近傍に手を添えて挿入するのが好ましい。

このような作業を容易にするための閉塞除去工具１０Ａを図３に示す。この閉塞除去工具１０Ａは、管１１を支持する保持部として、管１１の基端部を回転可能に支持する第１の保持部１２とは別に、先端部１１ａ近傍を支えるための第２の保持部１７を具備する。この第２の保持部１７は、管１１を回転自在に支持するもので、管１１の軸方向に移動可能となっている。よって、管１１の先端部１１ａをセルに挿入開始する段階では、第２の保持部１７は先端部１１ａ近傍に位置するようにし、管１１をセルに挿入していくに従って、第１の保持部１２の方向に移動させるようにする。

かかる閉塞除去工具１０Ａは、第２の保持部１７を具備することにより、管１１の先端部１１ａのセルへの挿入が容易にできるという利点がある。

さらに、本発明の閉塞除去工具の変形例を図４及び図５に示す。

図４の変形例では、二重管構造の管２１とし、管２１の中空部２１ａは吸引のために用い、壁内に設けた複数の貫通孔２２から水蒸気を噴出できるようにしたものである。このように管２１を回転させながら中空部２１ａから吸引を行い、貫通孔２２から水蒸気を噴出すると、閉塞したダストが固化していても、水蒸気により軟化させながら崩すことができ、さらに容易に閉塞を除去することができる。

また、図５の変形例では、管３１の先端部の外周面に外方に向かって立設したブラシ３２を設けたものである。このような閉塞除去工具を用いると、例えば、セルの内面に付着したダストをより確実に除去することができ、さらに、断面形状が矩形であっても、角部のダストが除去できるという利点がある。

なお、本発明の閉塞除去工具では、吸引作業中に管やホースがダストで目詰まりする場合があるが、その場合には、管から空気を噴出するのが好ましい。すなわち、吸引装置が、吸引モードと噴出モーとを切り替え可能なものとするのが好ましい。また、この場合、吸引モードから噴出モードへの切り替えは、作業の様子で感知して手動で行ってもよいが、管及びホース内の圧力を検出するセンサを設けておき、急激な圧力上昇を検出して、切り替えを自動的に行ってもよい。これにより、管やホースの目詰まりを防止でき、また、閉塞除去作業の際に、吸引だけでは閉塞除去に時間がかかりそうな場合に、吸引噴出を交互に繰り返すことにより、作業を効率よく行うことができるという利点がある。

図６は、本発明の閉塞除去工具を用いた作業の様子を説明するためのものである。この図は、１５０ｍｍ×１５０ｍｍで長さが８６０ｍｍの単体の脱硝触媒を１００本束ねた脱硝触媒の閉塞除去作業を行った様子を示す。各脱硝触媒は、６ｍｍ角のセルを４００有するものであり、合計４０００個のセルの閉塞除去作業を行った。

閉塞除去作業は、目視で目詰まりが確認できるセルに図１の閉塞除去工具１０の管１１を挿入して閉塞を除去することにより行った。全体のセルの５〜１０％程度、すなわち、５０〜１００のセルについて作業を行ったが、１０分程度の作業時間であった。

因みに、従来、長い棒と、フロアを用いて同様な作業を行った場合には、ダストをセルの奥に押し込んでしまったり、棒をセル内に挿入するのにストレスが大きく、壁面を破壊しないようにする作業に時間がかかるため、半日程度の作業時間が必要であった。

１０閉塞除去工具
１１管
１２，１７保持部
１３ホース
１４吸引装置
１５軸受
１６モータ

Claims

少なくとも一部が斜めに切断された先端部を有すると共に対象となる脱硝触媒の長さより若干長い寸法を有するとともに、対象とする脱硝触媒のセルに挿入可能な外径を有してセルの内部へ挿入可能な管と、該管を回転可能に保持する保持部と、前記管を前記保持部に対して回転させる回転手段と、前記管の基端部に接続される吸引手段とを具備し、前記保持部は、前記管の基端部を保持する第１の保持部と、該第１の保持部より前記先端部側で前記管を軸方向に移動可能且つ回転可能に保持する第２の保持部とからなり、前記第１の保持部及び第２の保持部は作業者が保持して作業するためのものであることを特徴とする脱硝触媒の閉塞除去工具。
請求項１に記載の脱硝触媒の閉塞除去工具において、前記吸引手段は、空気を吸引する吸引モードと、空気を噴出する噴出モードとが切り替え可能であることを特徴とする脱硝触媒の閉塞除去工具。
請求項１又は２に記載の脱硝触媒の閉塞除去工具において、前記吸引手段は、吸引時の圧力上昇を検出する圧力センサを具備することを特徴とする脱硝触媒の閉塞除去工具。
請求項１〜３の何れか一項に記載の脱硝触媒の閉塞除去工具において、前記管の先端部の外周面には、ブラシが設けられていることを特徴とする脱硝触媒の閉塞除去工具。
請求項１〜４の何れか一項に記載の脱硝触媒の閉塞除去工具において、前記管には、水蒸気を噴出する水蒸気噴出管が内蔵されていることを特徴とする脱硝触媒の閉塞除去工具。