JP5812900B2 - Fluid mixing device and dry exhaust gas treatment device - Google Patents
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Description
本発明は、たとえば脱硝装置の排ガス及び還元剤のように、異なる流体を混合させる流体混合装置及びこの流体混合装置を備えた乾式排ガス処理装置に関する。 The present invention relates to a fluid mixing device that mixes different fluids, such as exhaust gas and reducing agent of a denitration device, and a dry exhaust gas treatment device including the fluid mixing device.
自動車やボイラ等から排出される排ガス中には、光化学スモッグや酸性雨等の環境負荷を引き起こす窒素酸化物が含まれている。そこで、窒素酸化物が大気中に放出されることを防止するため、窒素酸化物を除去する手段として、脱硝装置が用いられている。
脱硝装置に用いられる脱硝法としては、排ガス中の窒素酸化物を還元剤のアンモニアと反応させ、触媒により水と窒素に分解するSCR法(乾式アンモニア選択接触還元法)がある。
The exhaust gas discharged from automobiles and boilers contains nitrogen oxides that cause environmental loads such as photochemical smog and acid rain. Therefore, a denitration apparatus is used as means for removing nitrogen oxides in order to prevent nitrogen oxides from being released into the atmosphere.
As a denitration method used in a denitration apparatus, there is an SCR method (dry ammonia selective catalytic reduction method) in which nitrogen oxides in exhaust gas are reacted with ammonia as a reducing agent and decomposed into water and nitrogen by a catalyst.
具体的に説明すると、SCR法の脱硝装置は、排ガスが通過するダクト内の直管部に、上流側から順に設置したアンモニア注入部、混合器(流体混合装置)及び触媒を備えている。従って、ダクト内に噴射したアンモニアは、排ガスとともに混合器を通過することにより、排ガス中の窒素酸化物がアンモニアと混合された状態となって触媒に流入する。
なお、アンモニア注入部には、アンモニア水を気化器により気化させたアンモニアガスを噴射するアンモニア注入グリッド(AIG)方式や、アンモニア水の液滴をダクト内に噴射し、ダクト内で気化させるアンモニア水液滴噴霧方式がある。
More specifically, the SCR denitration apparatus includes an ammonia injection section, a mixer (fluid mixing apparatus), and a catalyst that are installed in order from the upstream side in a straight pipe section in a duct through which exhaust gas passes. Therefore, the ammonia injected into the duct passes through the mixer together with the exhaust gas, so that the nitrogen oxide in the exhaust gas is mixed with ammonia and flows into the catalyst.
An ammonia injection grid (AIG) system that injects ammonia gas obtained by vaporizing ammonia water using a vaporizer, or ammonia water that injects ammonia water droplets into the duct and vaporizes in the duct is provided in the ammonia injection section. There is a droplet spray system.
従来の混合器としては、下記の特許文献1及び2に開示されているように、流れ方向に互い違いに板(羽根)を設置することで強制的に縦渦を生成し、この縦渦によって拡散混合効果を高めるものが知られている。
As a conventional mixer, as disclosed in
上述した従来技術によれば、流れ方向に互い違いに板(羽根)を設置することで強制的に縦渦を生成し、この縦渦によって拡散混合効果を高める混合器が使用されている。しかし、このような混合器は、強制的に縦渦を生成させるために、圧力損失が大きいという問題が指摘されている。
さらに、従来の混合器は、互い違いの板が接近して設置されているので、各板において生成された渦が互いに干渉することにより、せっかく形成された渦が減衰して拡散混合効果を低下させるという問題もある。
According to the prior art described above, a mixer is used in which vertical vortices are forcibly generated by installing plates (blades) alternately in the flow direction, and the diffusion mixing effect is enhanced by the vertical vortices. However, it has been pointed out that such a mixer has a large pressure loss in order to forcibly generate a longitudinal vortex.
Further, in the conventional mixer, the staggered plates are installed close to each other, so that the vortices generated in each plate interfere with each other, so that the vortex formed is attenuated to reduce the diffusion mixing effect. There is also a problem.
このように、排ガスと還元剤との混合が必要とされる脱硝装置等の乾式排ガス処理装置においては、排ガス中の窒素酸化物と還元剤とを混合させる混合装置(混合器)の圧力損失を低減し、消費動力が少なく運転効率のよい装置の開発が望まれている。また、混合装置の隣接する渦が干渉することに起因した減衰を抑制し、混合装置の拡散混合効率を向上させて運転効率のよい装置が望まれる。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、混合装置における圧力損失や渦の干渉による減衰の問題を解決することにより、運転効率のよい流体混合装置及び乾式排ガス処理装置を提供することにある。
Thus, in a dry exhaust gas treatment device such as a denitration device that requires mixing of exhaust gas and a reducing agent, the pressure loss of the mixing device (mixer) that mixes nitrogen oxides in the exhaust gas and the reducing agent is reduced. There is a demand for the development of a device that reduces the amount of power consumed and has high operating efficiency. In addition, it is desired to provide a device with good operation efficiency by suppressing attenuation due to interference between adjacent vortices of the mixing device and improving the diffusion mixing efficiency of the mixing device.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to solve the problems of attenuation due to pressure loss and vortex interference in the mixing device, thereby improving the operation efficiency of the fluid mixing device. And providing a dry exhaust gas treatment apparatus.
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係る流体混合装置は、所定の流路を流れる排ガスと前記流路内に注入された還元剤とが通過して混合される流体混合装置であって、前記流路内に前記排ガス及び前記還元剤が通過するように流体流れ方向と交差して配設された1または複数の層状混合体エレメントを備え、前記層状混合体エレメントは、前記流体流れ方向の上流側の頂部に設けた矩形状平板の間隙形成部と、該間隙形成部の対向する2辺に上底側が連結された連結部で前記流体流れ方向の下流側へ折曲されている略台形状を有する2つの板状羽根部と、該板状羽根部に隣接して設けられた略台形状の開口部とにより略角錐台形状を形成する複数の混合セルを備え、該混合セルが、前記板状羽根部及び前記開口部を90度回転させた状態で互いに隣接して連結されており、前記開口部は、前記層状混合体エレメントを前記流体流れ方向の上流側からみた場合に開口していることを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
The fluid mixing device according to the present invention is a fluid mixing device in which an exhaust gas flowing through a predetermined flow path and a reducing agent injected into the flow path pass through and are mixed, and the exhaust gas and comprising one or more layered mixture elements arranged to intersect the fluid flow direction as the reducing agent passes, quadrature said layered mixture elements, provided on top of an upstream side of said fluid flow direction Two plate-like blades having a substantially trapezoidal shape bent to the downstream side in the fluid flow direction at a gap forming portion of a flat plate and a connecting portion in which the upper bottom side is connected to two opposite sides of the gap forming portion And a plurality of mixing cells forming a substantially truncated pyramid shape by a substantially trapezoidal opening provided adjacent to the plate-like blade portion, and the mixing cell includes the plate-like blade portion and the opening Contact are connected adjacent to each other in a state where part was rotated 90 degrees , The opening is characterized in that it is open when the layered mixture elements viewed from an upstream side of the fluid flow direction.
このような流体混合装置によれば、流路内に配設された層状混合体エレメントが、流れ方向上流側の頂部に設けた矩形状平板の間隙形成部と、該間隙形成部の対向する辺に連結された略台形状を有する2つの板状羽根部と、該板状羽根部に隣接して設けられた略台形状の開口部とにより略角錐台形状を形成する複数の混合セルを備え、該混合セルが、板状羽根部及び前記開口部を90度回転させた状態で互いに隣接して連結されているので、各板状羽根部は、間隙形成部の分だけ互いに離間した配置になるとともに、流れ方向に対して傾斜した状態にある。このため、流体混合装置を通過する排ガス及び還元剤は、傾斜した板状羽根部から自然発生する縦渦(旋回流)が結合した大規模な縦渦により、効率よく拡散混合される。 According to such a fluid mixing device, the laminar mixture element disposed in the flow path includes a rectangular flat plate gap forming portion provided at the top on the upstream side in the flow direction, and opposite sides of the gap forming portion. A plurality of mixed cells that form a substantially truncated pyramid shape by two plate-shaped blade portions connected to each other and a substantially trapezoidal opening provided adjacent to the plate-shaped blade portion. The mixing cells are connected adjacent to each other with the plate-like blade portion and the opening rotated by 90 degrees, so that the plate-like blade portions are arranged apart from each other by the gap forming portion. And in a state of being inclined with respect to the flow direction. For this reason, the exhaust gas and the reducing agent that pass through the fluid mixing device are efficiently diffused and mixed by the large-scale vertical vortex combined with the vertical vortex (swirl flow) that naturally occurs from the inclined plate-shaped blade portion.
このとき、隣接する板状羽根部が間隙形成部の分だけ互いに離間しているので、各板状羽根から生成された渦が干渉して減衰することを抑制でき、従って、大規模な縦渦を効率よく形成することが可能になる。
また、間隙形成部を設けたことにより、混合セル及び層状混合体エレメントの制作性も向上する。
At this time, since the adjacent plate blades are separated from each other by the gap forming portion, it is possible to suppress the vortex generated from each plate blade from interfering and decaying, and therefore, large longitudinal vortices. Can be formed efficiently.
Further, by providing the gap forming portion, the productivity of the mixing cell and the layered mixture element is improved.
上述した流体混合装置において、前記間隙形成部の矩形辺長さ(S)は、前記板状羽根部の略台形状下底長さ(D)を基準にして1/5以上(S≧1/5D)に設定されていることが好ましく、これにより、各板状羽根から生成された渦が互いに干渉して減衰することを確実に抑制できる。なお、間隙形成部の矩形辺長さ(S)の上限については、各板状羽根部の縦渦形成や各板状羽根部で自然発生した縦渦の結合を考慮すれば、できるだけ下限の1/5Dに近い値が望ましい。 In the fluid mixing device described above, the rectangular side length (S) of the gap forming portion is 1/5 or more (S ≧ 1 /) based on the substantially trapezoidal lower bottom length (D) of the plate-like blade portion. 5D) is preferably set, so that it is possible to reliably suppress the vortices generated from the respective plate-shaped blades from interfering with each other and being attenuated. Note that the upper limit of the rectangular side length (S) of the gap forming portion is as low as 1 in consideration of the vertical vortex formation of each plate-like blade portion and the combination of the vertical vortices naturally generated in each plate-like blade portion. A value close to / 5D is desirable.
上述した流体混合装置において、前記層状混合体エレメントは、前記混合セルを上下左右に4つ連結してなる混合ユニットが複数連結されていることが好ましく、これにより、良好な拡散混合を実施できる。 In the fluid mixing apparatus described above, the laminar mixture element is preferably connected to a plurality of mixing units formed by connecting four mixing cells in the vertical and horizontal directions, thereby achieving good diffusion mixing.
また、上述した流体混合装置において、前記混合ユニットは、前記混合セルの前記混合セルの前記略角錘台形状を形成する2つの前記板状羽根部が、略台形状下底の端部どうしを互いに接するように配置された一方を残すとともに、他方の前記板状羽根部を除去して前記開口部とされることが好ましく、これにより、拡散混合の性能を確保しながら圧力損失を抑制することが可能になる。すなわち、大きな旋回流の形成に寄与する板状羽根部のみを残すことにより、拡散混合を行う縦渦を確実に形成するとともに、板状羽根部の半減により流路断面積を増して圧力損失の抑制が可能になる。 Further, in the fluid mixing apparatus described above, the mixing unit includes two plate-like blade portions forming the substantially truncated pyramid shape of the mixing cell of the mixing cell, and the end portions of the substantially trapezoidal lower bottom. It is preferable to leave one disposed so as to be in contact with each other and to remove the other plate-like blade portion to be the opening , thereby suppressing pressure loss while ensuring the performance of diffusion mixing. Is possible. That is, by leaving only the plate-like blade portion that contributes to the formation of a large swirling flow, the longitudinal vortex for diffusive mixing is reliably formed, and the cross-sectional area of the flow path is increased by halving the plate-like blade portion, thereby reducing pressure loss. Suppression becomes possible.
このような流体混合装置において、前記層状混合体エレメントは、前記混合ユニットの間に間隙部を設けて連結されることが好ましく、これにより、互いの干渉による減衰を抑制することができる。この場合、隣り合う渦は、互いに逆方向とすることで減衰が小さくなるので、上下左右方向に隣り合う渦が全て逆方向となるように層状混合体エレメントを配置することが望ましい。 In such a fluid mixing apparatus, it is preferable that the layered mixture element is connected with a gap between the mixing units, thereby suppressing attenuation due to mutual interference. In this case, since the adjacent vortices are attenuated in the opposite directions, the attenuation is reduced. Therefore, it is desirable to arrange the layered mixture elements so that all the adjacent vortices in the vertical and horizontal directions are in the opposite directions.
本発明の乾式排ガス処理装置は、処理対象の排ガスを流す流路と、該流路の内部に還元剤を注入する還元剤注入部と、前記流路の直管部に設置されて前記排ガス及び前記還元剤を混合する請求項1から5のいずれか1項に記載の流体混合装置と、前記流路の内部に設置されて前記流体混合装置で混合された流体を通過させて分解する触媒と、を具備して構成したことを特徴とするものである。
The dry exhaust gas treatment apparatus of the present invention includes a flow path for flowing the exhaust gas to be treated, a reducing agent injection section for injecting a reducing agent into the flow path, and a straight pipe section of the flow path. The fluid mixing apparatus according to any one of
このような乾式排ガス処理装置によれば、請求項1から5のいずれか1項に記載の流体混合装置を備えているので、流体混合装置を通過する排ガス及び還元剤は、傾斜した板状羽根部から自然発生する縦渦が互いに干渉して減衰することなく結合した大規模な縦渦により効率よく拡散混合され。この結果、流体混合装置は、排ガス及び還元剤を効率よく混合して反応させることが可能になり、従って、触媒を通過する排ガス及び還元剤の混合流体も効率よく分解することができる。
According to such a dry exhaust gas treatment device, since the fluid mixing device according to any one of
上述した本発明の流体混合装置によれば、脱硝装置における排ガス及び還元剤のような流体を、圧力損失の低減により少ない消費動力で効率よく混合できるようになる。また、本発明の流体混合装置によれば、隣接する渦が干渉することに起因した減衰を抑制し、混合装置の拡散混合効率を向上させて運転効率のよい装置となる。従って、この流体混合装置を備えた乾式排ガス処理装置は、必須の構成要素である混合装置において、圧力損失や渦の干渉による減衰の問題が解決されて運転効率のよい装置となる。 According to the fluid mixing device of the present invention described above, fluids such as exhaust gas and reducing agent in the denitration device can be mixed efficiently with less power consumption by reducing pressure loss. In addition, according to the fluid mixing device of the present invention, attenuation due to interference between adjacent vortices is suppressed, and the diffusion mixing efficiency of the mixing device is improved, resulting in a device with high operating efficiency. Therefore, the dry exhaust gas treatment apparatus provided with this fluid mixing apparatus is an indispensable component mixing apparatus, which solves the problems of attenuation due to pressure loss and vortex interference, and becomes an apparatus with high operating efficiency.
以下、本発明に係る流体混合装置及び乾式排ガス処理装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図4には、乾式排ガス処理装置の一実施形態として、排ガス中の窒素酸化物を還元剤のアンモニアと反応させ、触媒により水と窒素に分解するSCR法(乾式アンモニア選択接触還元法)を採用した脱硝装置1が示されている。
Hereinafter, an embodiment of a fluid mixing device and a dry exhaust gas treatment device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 4, an SCR method (dry ammonia selective catalytic reduction method) in which nitrogen oxide in exhaust gas is reacted with ammonia as a reducing agent and decomposed into water and nitrogen by a catalyst is adopted as an embodiment of a dry exhaust gas treatment apparatus. A
図示の脱硝装置1は、処理対象となる排ガスを流すダクト(流路)2と、ダクト2の内部にアンモニア(還元剤)を注入する還元剤注入部3と、ダクト2の直管部に設置されて排ガス及びアンモニアを混合する流体混合装置10と、ダクト2の内部に設置されて流体混合装置10で混合された流体を通過させて分解する触媒4と、を具備して構成される。
なお、この場合の還元剤注入部3は、アンモニア水を気化器により気化させたアンモニアガスを噴射するアンモニア注入グリッド(AIG)方式、あるいは、アンモニア水の液滴をダクト内に噴射してダクト2の内部で気化させるアンモニア水液滴噴霧方式のいずれであってもよい。
The illustrated
In this case, the reducing
流体混合装置10は、所定の流路を形成するダクト2の内部を流れる排ガスと、ダクト2の内部に注入された還元剤のアンモニアとが通過し、いずれも気体である排ガス及びアンモニアを混合させる装置である。この流体混合装置10は、たとえば図1から図3に示すように、複数の混合セル20を組み合わせて構成される層状混合体エレメント11をダクト2の内部に設置したものである。
層状混合体エレメント11は、全体として薄い層状(板状)をなす部材であり、排ガス及びアンモニアガスが通過して流れるように排ガスの流体流れ方向と交差して、好ましくは排ガスの流体流れ方向と直交するように、1枚(段)または複数枚(段)が設置されている。
The
The layered
そして、層状混合体エレメント11を構成する混合セル20は、流れ方向上流側の頂部に設けた矩形状平板の間隙形成部21と、間隙形成部21の対向する辺に連結された略台形状を有する2つの板状羽根部22と、板状羽根部22に隣接して設けられた略台形状の開口部23とにより、略角錐台形状を形成する部材である。このように構成された混合セル20は、複数を組み合わせて層状混合体エレメント11を形成するが、この場合、複数の混合セル20は、板状羽根部22及び開口部23を90度回転させた状態で互いに隣接して連結されている。すなわち、上下左右に隣接する混合セル20は、板状羽根部22及び開口部23の下底部どうしが接するように、板状羽根部22の下底となる辺の端部が連結されている。
And the mixing
層状混合体エレメント11は、たとえば図1に示すように、混合セル20を上下左右に4つ連結してなる混合ユニット30を形成し、この混合ユニット30を複数連結することが望ましい。このため、図2に示す層状混合体エレメント11は、縦方向に6個と横方向に10個の混合セル20が連結された構成、すなわち、合計15(縦3列/横5列)の混合ユニット30を連結した構成とされるが、この数に限定されることはない。この場合、層状混合体エレメント11の混合ユニット30は、上下左右のいずれにも間隙をもうけることなく連結されている。
また、各板状羽根部22及び開口部23は、上底長さS及び下底長さDの略台形形状とされ、対向する一対の板状羽根部22及び開口部23と、1辺の長さがSの矩形とした間隙形成部21と、1辺の長さがDの矩形とした開口面とにより、間隙形成部21を上面とし開口面を仮想底面とする略角錐台形状が形成されている。
For example, as shown in FIG. 1, the layered
Each of the plate-
上述した混合セル20の制作には、1辺の長さがSの正方形とした間隙形成部21に対し、対向する2辺に上底長さS及び下底長さDの台形とした板状羽根部22を連結してなる板材を用意する。この後、間隙形成部21と板状羽根部22の上底とが連結された位置において、板状羽根部22が流れ方向に対して傾斜するように折曲すれば、上述した略角錐台形状の混合セル20となる。そして、複数の混合セル20は、板状羽根部22の下底となる辺が隣接する端部と適宜連結されることにより、1枚の層状混合体エレメント11となる。
In the production of the
このように構成された流体混合装置10の層状混合体エレメント11において、各板状羽根部22は、間隙形成部21の分だけ互いに離間した配置になり、しかも、排ガスの流れ方向に対して傾斜した状態(角度をもって配置された状態)にある。すなわち、排ガス及びアンモニアガスの流れに縦渦を形成する板状羽根部22は、流れ方向上流側の正面頂部となる部分が、1辺の長さをSとした矩形の間隙形成部21によって離間させられた状態にある。すなわち、図示の間隙形成部21は、1辺の長さがSの正方形とされるため、隣接する板状羽根部22の上流側頂部には、間隙形成部21の矩形辺長さSだけクリアランスが設けられている。
In the
流体混合装置10を通過する排ガス及びアンモニアガスの流れは、たとえば図1(b)及び図3に矢印で示すように、開口部23を通過した流れが、流れ方向下流側となる各混合セル20の背面において、傾斜した板状羽根部22から自然発生する縦渦(旋回流)fとなる。この縦渦fは、下底となる辺の端部どうしを連結した4つの混合セル20毎に結合し、図中に矢印で示す大規模な合成縦渦(旋回流)Fとなる。このような合成縦渦Fが形成されると、排ガス及びアンモニアガスは、板状羽根部22がいわゆるデルタ翼として機能することで、効率よく拡散混合される。
The flow of the exhaust gas and ammonia gas passing through the
このとき、隣接する板状羽根部22が間隙形成部21の辺長さSだけ互いに離間しているので、各板状羽根22から生成された縦渦fが干渉して減衰することを抑制できる。このため、液体混合装置10の層状混合体エレメント11は、大規模な合成縦渦Fを効率よく形成することができる。また、間隙形成部21を設けたことは、混合セル20及び層状混合体エレメント11の制作性向上にも有効である。
特に、層状混合体エレメント11は、混合セル20を上下左右に4つ連結してなる混合ユニット30を形成しているので、各混合ユニット30において合成縦渦Fを効率よく形成して良好な拡散混合を実施できる。
At this time, since the adjacent plate-
In particular, the layered
ところで、上述した流体混合装置10においては、矩形とする間隙形成部21の辺長さSについて、略台形状とした板状羽根部22の下底長さDを基準にして1/5以上(S≧1/5D)に設定することが望ましい。この辺長さSは、間隙形成部21の減衰抑制効果が確実に得られていることを、すなわち、各板状羽根22から生成される縦渦fが互いの干渉によって減衰することを確実に抑制できていることを、実証機や実験等によりを確認した値である。
従って、間隙形成部21の辺長さSは、1/5Dより短すぎると十分な干渉抑制ができなくなる。しかし、辺長さSの上限については、各板状羽根部22で自然発生する縦渦fの形成や、各板状羽根部22で自然発生した縦渦fの結合による合成縦渦Fの形成を考慮すれば、混合セル20における板状羽根部22の割合が小さくなることは好ましくないので、できるだけ下限の1/5Dに近い値に設定することが望ましい。
By the way, in the
Therefore, if the side length S of the
次に、図2に示した層状混合体エレメント11の第1変形例について、図5を参照して説明する。なお、上述した実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第1変形例の層状混合体エレメント11Aは、混合セル20を上下左右に4つ連結してなる混合ユニット30が、隣接するユニット間に間隙部40を設けて連結されている。図示の構成例では、縦に2列及び横に4列を配置して合計8つの混合ユニット30が設けられている。そして、上下及び左右に隣接する混合ユニット30の間には、上下方向及び左右方向の間隙部40が設けられている。この間隙部40は、混合セル20が全く存在しない領域である。
Next, a first modification of the layered
In the
このような第1変形例の層状混合体エレメント11Aは、隣接する混合ユニット30の間に間隙部40が設けられているので、4つの混合セル20で板状羽根部22から自然発生する縦渦fがユニット毎に結合して大規模な合成縦渦Fとなる。この場合、隣接する混合ユニット30の向きを逆方向に配置しておけば、すなわち、隣接する混合ユニット30において板状羽根部22及び開口部23の向きが逆方向になれば、隣接する混合ユニット30毎に逆方向の合成縦渦Fが形成されるようになり、互いの干渉による減衰が小さくなる。このため、間隙部40を設けた層状混合体エレメント11Aにおいては、混合ユニット30は、隣り合う渦が全て逆方向となるように配置することが望ましい。
In the
次に、図2に示した層状混合体エレメント11の第2変形例について、図6を参照して説明する。なお、上述した実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第2変形例の層状混合体エレメント11Bは、異なる形状の混合セル20Aを採用している。この混合セル20Aは、上述した実施形態の混合セル20から板状羽根部22が1枚除去されたものであり、矩形状平板の間隙形成部21と、間隙形成部21の1辺に連結された略台形状を有する1つの板状羽根部22と、板状羽根部22に隣接して設けられた略台形状の3つの開口部23とにより、略角錐台形状を形成する部材である。
Next, a second modification of the layered
The layered
具体的に説明すると、1つの混合セル20Aには、略台形状下底の端部どうしを互いに接するように配置された1つの板状羽根部22が設けられているので、この板状羽根部22の底辺端部どうしを4つ連結することにより、第2変形例の混合ユニット30Aが構成されている。なお、図示の構成例では、ユニット間に間隙部40を設けて合成縦渦40が同方向となるようにしているが、図2に示した実施形態のように、間隙部40のない構成としてもよい。
More specifically, since one
このような第2変形例では、大きな旋回流の形成に寄与するユニット内側の板状羽根部22を残すことにより、拡散混合を行う大規模な合成縦渦Fを確実に形成することができる。換言すれば、混合ユニット30Aにおいて4つの板状羽根部22が連結される位置にあり、合成縦渦Fの形成に有効なものだけを残し、ユニット内に設けられる板状羽根部22の数を半減させているので、大規模な合成縦渦Fを確実に形成できるだけでなく、板状羽根部22の減少分だけ流路断面積が増すので、圧力損失の抑制も可能になる。
In such a 2nd modification, the large synthetic | combination vertical vortex F which performs diffusive mixing can be reliably formed by leaving the plate-shaped blade |
上述した実施形態の流体混合装置10によれば、強制的に縦渦を生成させるものと比較して圧力損失が低減するので、排ガス及び還元剤を少ない消費動力で効率よく混合することができる。
また、上述した流体混合装置10によれば、隣接する渦の干渉による減衰を抑制して拡散混合効率を向上させることができるので、運転効率のよい装置となる。従って、この流体混合装置10を備えた脱硝装置1のような乾式排ガス処理装置は、必須の構成要素である流体混合装置10において、圧力損失や渦の干渉による減衰の問題が解決されて運転効率のよい装置となる。
According to the
Moreover, according to the
ところで、上述した層状混合体エレメント11を流れ方向に2段配置する場合、図7に示すように、層状混合体エレメント11の間隔(距離X)と、混合セル20を構成する板状羽根部22の略台形状下底長さDとの比(X/D)は、3以上(X/D≧3)となる。これは、下底長さDを一定にして距離Xを広げると、濃度バラツキは減少するものの、圧力損失は増加するので、距離Xの変動に対して濃度バラツキ及び圧力損失の変化が比較的小さいく傾きの緩やかな領域を比(X/D)の最適値とするものである。
By the way, when the
また、層状混合体エレメント11を流れ方向に2段配置する場合、図8に示すように、層状混合体エレメント11の最適なアスペクト比(2L/D)は、0.8程度となる。これは、アスペクト比の増加とともに圧力損失は低減するので、濃度バラツキの極小値を最適値とするものである。なお、アスペクト比を算出する分子のLは、混合セル20の流れ方向幅(略角錐台形状の高さ)である。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
When the layered
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, In the range which does not deviate from the summary, it can change suitably.
1 脱硝装置(乾式排ガス処理装置)
2 ダクト(流路)
3 還元剤注入部
4 触媒
10 流体混合装置
11,11A,11B 層状混合体エレメント
20,20A 混合セル
21 間隙形成部
22 板状羽根部
23 開口部
30,30A 混合ユニット
40 間隙部
f 縦渦(旋回流)
F 合成縦渦(旋回流)
1 Denitration equipment (dry exhaust gas treatment equipment)
2 Duct (flow path)
DESCRIPTION OF
F Synthetic longitudinal vortex (swirl flow)
Claims (6)
前記流路内に前記排ガス及び前記還元剤が通過するように流体流れ方向と交差して配設された1または複数の層状混合体エレメントを備え、
前記層状混合体エレメントは、前記流体流れ方向の上流側の頂部に設けた矩形状平板の間隙形成部と、該間隙形成部の対向する2辺に上底側が連結された連結部で前記流体流れ方向の下流側へ折曲されている略台形状を有する2つの板状羽根部と、該板状羽根部に隣接して設けられた略台形状の開口部とにより略角錐台形状を形成する複数の混合セルを備え、
該混合セルが、前記板状羽根部及び前記開口部を90度回転させた状態で互いに隣接して連結されており、
前記開口部は、前記層状混合体エレメントを前記流体流れ方向の上流側からみた場合に開口していることを特徴とする流体混合装置。 A fluid mixing device in which an exhaust gas flowing through a predetermined flow path and a reducing agent injected into the flow path are passed through and mixed,
Comprising one or a plurality of layered mixture elements arranged to intersect the fluid flow direction so that the exhaust gas and the reducing agent pass through the flow path;
The laminar mixture element includes a gap between a rectangular flat plate provided at the top on the upstream side in the fluid flow direction and a connecting portion in which an upper bottom side is connected to two opposite sides of the gap forming portion. A substantially truncated pyramid shape is formed by two plate-like blade portions having a substantially trapezoidal shape bent toward the downstream side in the direction and a substantially trapezoidal opening provided adjacent to the plate-like blade portion. With multiple mixing cells,
The mixing cells are connected adjacent to each other with the plate-like blade portion and the opening rotated by 90 degrees ,
The fluid mixing apparatus , wherein the opening is opened when the layered mixture element is viewed from the upstream side in the fluid flow direction .
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