JP7262493B2

JP7262493B2 - 脱硝反応器

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Publication number: JP7262493B2
Application number: JP2021004437A
Authority: JP
Inventors: 祐占部; 勝美矢野; 克洋矢代; 良之竹内; 聡宍戸
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2021-01-14
Filing date: 2021-01-14
Publication date: 2023-04-21
Anticipated expiration: 2041-01-14
Also published as: JP2022109093A

Description

本発明は、脱硝反応器に関する。より詳細に、本発明は、一つの脱硝反応器内に相互に異種の触媒ユニットを装填したときに生じることがある触媒層における偏ったガス流れを防ぐ方法および相互に異種の触媒ユニットが装填されていても触媒層における偏ったガス流れの発生が抑えられた脱硝反応器に関する。

脱硝反応器に装填する触媒ユニットとして、様々な形状、構造、大きさのものが提供されている。一つの脱硝反応器に複数の触媒ユニットを装填する場合、一般的に、同種の触媒ユニットを用いることが多い。ところで、既装填の触媒ユニットとは異なる種の触媒ユニットの採用判断を行うための試験として、既装填の触媒ユニットの一部を異なる種の触媒ユニットに交換し既装填の触媒ユニットと該異種の触媒ユニットの性能の比較を一つの脱硝反応器において行うことがある。また、一つの脱硝反応器に、相互に異種の触媒ユニットのそれぞれの特長を最大限に活かすことを目的として、相互に異種の触媒ユニットをその目的に適う位置にそれぞれ装填することも提案されている。

例えば、特許文献１は、還元剤供給装置と、整流層と、第１脱硝触媒層と、第２脱硝触媒層と、第３脱硝触媒層と、圧力計と、窒素酸化物濃度計と、アンモニア濃度計と、制御装置と、報知部と、を有する、脱硝設備を開示している。この脱硝設備における、第１脱硝触媒層は、触媒ユニットを有し、その触媒ユニットは、板状触媒の触媒パックと、ハニカム触媒の触媒パックとがそれぞれ行列状に配置されている。ハニカム触媒と板状触媒とは、ハニカム触媒の方が板状触媒よりも圧力損失が大きく、その結果、ハニカム触媒は、板状触媒よりも排ガスが流れにくいと特許文献１は教示している。また、板状触媒は、ハニカム触媒よりも、同一の異物（ポップコーンアッシュ等）が飛来した場合における圧力損失の増加の抑制効果が大きい旨を、特許文献１は教示している。

特開２０１５－２２２１６３号公報

一つの脱硝反応器に相互に異種の触媒ユニットを装填すると各触媒ユニットの圧力損失の相違から触媒層において偏ったガス流れを生じることがある。圧力損失の相違が大きい場合には、燃焼排ガスが多量に流れる触媒ユニットと燃焼排ガスが少量しか若しくはほとんど流れない触媒ユニットが存在することになる。燃焼排ガスが多量に流れる触媒ユニットにはダストも多量に流れ込むので、該触媒ユニットの摩耗または劣化が進みやすい。脱硝反応器に流れ込む燃焼排ガスの多くを、燃焼排ガスが多量に流れる触媒ユニットが主になって浄化していることになるので、燃焼排ガスが多量に流れる触媒ユニットの摩耗または劣化は、脱硝反応器全体の脱硝率の低下を早める恐れがある。

本発明の課題は、一つの脱硝反応器内に相互に異種の触媒ユニットを装填したときに生じることがある触媒層における偏ったガス流れを防ぐ方法および相互に異種の触媒ユニットが装填されていても触媒層における偏ったガス流れの発生が抑えられた脱硝反応器を提供することである。

上記課題を解決するために検討した結果、以下の形態を包含する本発明を完成するに至った。

〔１〕燃焼排ガスを流すことができる反応器ダクト、
第一触媒ユニット、
第二触媒ユニット、および
流量調整ユニット
を具備し、
第一触媒ユニット、第二触媒ユニットおよび流量調整ユニットは、一方の側にガスが流入する開口、他方の側にガスが流出する開口、およびガスが流入する開口からガスが流出する開口までを連通する流路をそれぞれ有し、
第一触媒ユニットおよび第二触媒ユニットは、反応器ダクト内に、ガスが流入する開口を有する側がそれぞれ同じ側になるように、並列に設置されており、
第二触媒ユニットおよび流量調整ユニットは、第二触媒ユニットのガスが流出する開口を有する側に、流量調整ユニットのガスが流入する開口を有する側が対向するように、反応器ダクト内に、直列に設置されている、
脱硝反応器。

〔２〕第一触媒ユニットがハニカム触媒を具備するものであり、第二触媒ユニットが板状触媒を具備するものである、〔１〕に記載の脱硝反応器。
〔３〕同一流速において、第一触媒ユニットの圧力損失が、第二触媒ユニットおよびと流量調整ユニットの合計圧力損失と、実際的に同じである、〔１〕または〔２〕に記載の脱硝反応器。

〔４〕一方の側にガスが流入する開口、他方の側にガスが流出する開口、およびガスが流入する開口からガスが流出する開口までを連通する流路を有する第一触媒ユニット、および一方の側にガスが流入する開口、他方の側にガスが流出する開口、およびガスが流入する開口からガスが流出する開口までを連通する流路を有する第二触媒ユニットを、反応器ダクト内に、ガスが流入する開口を有する側がそれぞれ同じ側になるように、並列に設置することで、触媒層を形成し、
一方の側にガスが流入する開口、他方の側にガスが流出する開口、およびガスが流入する開口からガスが流出する開口までを連通する流路を有する流量調整ユニットと前記の第二触媒ユニットとを、第二触媒ユニットのガスが流出する開口を有する側に、流量調整ユニットのガスが流入する開口を有する側が対向するように、反応器ダクト内に、直列に設置することを含む、
脱硝反応器の触媒層における偏ったガス流れを防ぐ方法。

〔５〕第一触媒ユニットがハニカム触媒を具備するものであり、第二触媒ユニットが板状触媒を具備するものである、〔４〕に記載の方法。
〔６〕流量調整ユニットと第二触媒ユニットとの設置を、同一流速において、第一触媒ユニットの圧力損失が、第二触媒ユニットおよび流量調整ユニットの合計圧力損失と、実際的に同じになるように、行う、〔４〕または〔５〕に記載の方法。

本発明の脱硝反応器は、相互に異種の触媒ユニットが装填されていても触媒層における偏ったガス流れの発生が抑えられている。触媒層における偏ったガス流れの発生が抑制されるので、触媒層の偏摩耗または偏劣化が防止される。本発明の脱硝反応器においては、触媒層に燃焼排ガスが均一に流れるので、装填したすべての触媒ユニットが均一に働き、高い脱硝率を長期間維持することができる。
本発明の方法によれば、既装填の触媒ユニットとは異なる種の触媒ユニットの採用判断を行うための試験における、既装填の触媒ユニットの一部を異なる種の触媒ユニットに交換して既装填の触媒ユニットと該異種の触媒ユニットの性能の比較を、公正に行うことができる。
本発明の脱硝反応器または方法によれば、相互に異種の触媒ユニットのそれぞれの特長を最大限に活かすこともできる。

本発明の脱硝反応器の一例を示す図である。第一触媒ブロックの一例を示す図である。第一触媒ユニットの一例を示す図である。第二触媒ブロックの一例を示す図である。第二触媒ユニットの一例を示す図である。流量調整ユニットの一例を示す図である。第二触媒ユニットと流量調整ユニットとの組み合わせの一例を示す図である。第二触媒ブロックの別の一例を示す図である。第二触媒ユニットと流量調整ユニットとの組み合わせの別の一例を示す図である。第二触媒ユニットと流量調整ユニットとの組み合わせの別の一例を示す図である。第二触媒ブロックの別の一例を示す図である。第二触媒ユニットと流量調整ユニットとの組み合わせの別の一例を示す図である。第二触媒ブロックの別の一例を示す図である。第二触媒ユニットと流量調整ユニットとの組み合わせの別の一例を示す図である。反応器ダクト内への第一触媒ブロック若しくは第二触媒ブロックの設置例を示す図である。板状の触媒体12bを枠体13bに収納する形態の一例を示す図である。第二触媒ユニットと流量調整ユニットとの組み合わせの別の一例を示す図である。第二触媒ユニットの別の一例を示す図である。第二触媒ブロックの別の一例を示す図である。第二触媒ブロックの別の一例を示す図である。第二触媒ブロックの別の一例を示す図である。第一触媒ユニットの別の一例を示す図である。第二触媒ブロックの別の一例を示す図である。

図面に基いて、本発明の実施形態を示して、本発明をより詳細に説明する。

本発明の脱硝反応器の一例は、反応器ダクト、第一触媒ユニット、第二触媒ユニット、および流量調整ユニットを少なくとも具備する。

反応器ダクトは、燃焼排ガスを流すことができる流路を有する。図１に示す脱硝反応器において、反応器ダクト2は、燃焼排ガスGを垂直ダウンフローとなるように流すことができる垂直流路を有する。ガス流れ方向から見た反応器ダクトの流路の断面形状は、特に制限されないが、矩形であることが好ましい。反応器ダクトの流路断面の大きさは、反応器ダクトの入口から反応器ダクトの出口まで、ほぼ同じであることが好ましい。

反応器ダクトの入口には、ボイラなどの燃焼装置の排気ダクトを経て燃焼排ガスGを流すことができる入口ダクト1が繋がる。反応器ダクトの出口には、触媒層にて処理された燃焼排ガスを流すことができる出口ダクト5が繋がる。入口ダクトは水平流路を有するものであってもよい。水平流路と垂直流路とを繋ぐ下向き傾斜流路を有する継手ダクトを、水平流路を有する入口ダクト1と垂直流路を有する反応器ダクト2との間に設けてもよい。入口ダクト1および出口ダクト5の流路断面の大きさは、反応器ダクトのそれに比べて小さくても、同じでも、大きくてもよい。反応器ダクト内には、燃焼排ガスを触媒層に均等に流すための装置（例えば、スクリーンプレート、整流板など）を設けることができる。さらに、アンモニアなどの還元剤を供給するための装置を、触媒層の手前、例えば、反応器ダクト2の上部、入口ダクト、または継手ダクトの中に、設けることができる。

図１に示す脱硝反応器においては、触媒層が、第一触媒段I、第二触媒段IIおよび第三触媒段IIIの三段で、反応器ダクト内に、設けられている。なお、段数は、三段に限定されず、一段、二段または四段以上であってもよい。また、各触媒段は、相互に異なる構成の触媒ブロックの組み合わせからなっているが、本発明は、このような構成に限定されるものではなく、本発明の主旨の範囲内において、適宜、変更することができる。

図１に示す第一触媒段Iは、第一触媒ブロック20aと第二触媒ブロック20bとを有する。第一触媒ブロック20aと第二触媒ブロック20bとは、同じ高さレベルに、並べて、反応器ダクト内に設置することができる。図１においては、反応器ダクト内のガス流れの中央部に対応する部分に第一触媒ブロック20aが三つ設置され、反応器ダクト内のガス流れの両方の端部に対応する部分に第二触媒ブロック20bがそれぞれ一つ設置されている、ように示されている。

図２に示すとおり、第一触媒ブロック20aは、第一枠状ケース21aと一つ以上の第一触媒ユニット101とを有してなる。第一触媒ブロック20aは、それの上面および下面に垂直ダウンフローが流入および流出することができる開口をそれぞれ有する。

第一枠状ケース21aは、全体的に、直方体若しくは立方体を成していることが好ましい。第一枠状ケース21aは、燃焼排ガスが、第一触媒ユニット101へ流入および第一触媒ユニット101から流出できるように、流入口および流出口を少なくとも有する。

第一触媒ユニット101は、一方の側にガスが流入する開口、他方の側にガスが流出する開口、およびガスが流入する開口からガスが流出する開口までを連通する流路を有する。第一触媒ユニット101は、それの流入口および流出口が、第一枠状ケース21aの流入口および流出口とそれぞれ同じ側となるように、第一枠状ケース21a内に組み込まれ、一体化されていることが好ましい。

第一触媒ユニット101は、第一枠状ケース21a内に、各上面または各下面の高さレベルが相互に実際的に同じになるように隣接して並べて設置される。なお、本願において「隣接して」とは、隣に密着している態様だけでなく、隣との間にすき間が開いている態様を包含する。

第一触媒ユニット101は、例えば、細長い９本の触媒体12aを束ねてなるもの（図３）である。また、それに代えて、個々の細長い触媒体12aを束ねずにそのまま第一枠状ケース21a内に並べて設置してもよいし、図２２に示すような、触媒体９本からなる第一触媒ユニット101の大きさに対応する第一触媒ユニット101lを用いてもよい。

触媒体は、例えば、格子状、ハニカム状、コルゲート状、板状などの形状を成していることができる。なお、板状の触媒体12bは、図１６のように、複数枚を隙間を開けて重ねて使用することができる。隙間の間隔を均等にするためにスペーサを設けてもよい。板状の触媒体12bを具備する触媒ユニットを上下２段で用いる場合には、上下２段の各段における板面が相互に平行となってもよいし、相互に直交となってもよい。スペーサは、その構造等によって特に制限されないが、例えば、特開昭56-033136号公報などに開示されているような、凸条であってもよい。第一触媒ユニットは、それに具備する触媒体の形状によって特に限定されないが、ハニカム状の触媒体を具備するものであることが好ましい。

脱硝反応に用いられる触媒体には、脱硝触媒活性成分が含まれる。脱硝触媒活性成分としては、例えば、チタンの酸化物、モリブデンおよび／またはタングステンの酸化物、ならびにバナジウムの酸化物を含有して成るもの（チタン系触媒）；ＣｕやＦｅなどの金属成分が担持されたゼオライトなどのアルミノケイ酸塩を主に含有して成るもの（ゼオライト系触媒）；チタン系触媒とゼオライト系触媒とを混合して成るもの；多硬質セラミック担体にゼオライトやＰｔなどの貴金属成分を担持して成るものなどを挙げることができる。これらのうちチタン系触媒が好ましい。
チタン系触媒の例としては、Ｔｉ－Ｖ－Ｗ触媒、Ｔｉ－Ｖ－Ｍｏ触媒、Ｔｉ－Ｖ－Ｗ－Ｍｏ触媒等を挙げることができる。
Ｔｉ元素に対するＶ元素の割合は、Ｖ₂Ｏ₅／ＴｉＯ₂の重量百分率として、好ましくは２重量％以下、より好ましくは１重量％以下である。Ｔｉ元素に対するＭｏ元素および／またはＷ元素の割合は、（ＭｏＯ₃＋ＷＯ₃）／ＴｉＯ₂の重量百分率として、好ましくは１０重量％以下、より好ましくは５重量％以下である。
触媒体には、助触媒または添加物として、Ｐの酸化物、Ｓの酸化物、Ａｌの酸化物（例えば、アルミナ）、Ｓｉの酸化物（例えば、ガラス繊維）、Ｚｒの酸化物（例えば、ジルコニア）、石膏（例えば、二水石膏など）、ゼオライトなどが含まれていてもよい。これらは、粉末、ゾル、スラリ、繊維などの形態で、触媒調製時に用いることができる。

第二触媒ブロック20bは、第二枠状ケース21bと一つ以上の第二触媒ユニット102と一つ以上の流量調整ユニット102sとを有してなる（図４）。第二触媒ブロック20bは、それの上面および下面に垂直ダウンフローが流入および流出することができる開口をそれぞれ有する。

第二枠状ケース21bは、全体的に、直方体若しくは立方体を成していることが好ましい。第二枠状ケース21bは、燃焼排ガスが、第二触媒ユニット102および流量調整ユニット102sへ流入および第二触媒ユニット102および流量調整ユニット102sから流出できるように、流入口および流出口を少なくとも有する。
第二触媒ユニット102および流量調整ユニット102sは、それらの流入口および流出口が、第二枠状ケース21bの流入口および流出口とそれぞれ同じ側となるように、第二枠状ケース内に組み込まれ、一体化されていることが好ましい。第二枠状ケース21bは、その大きさが、第一枠状ケース21aと同じであってもよいし、第一枠状ケース21aと異なってもよい。

第二触媒ブロック20bにおいて、第二触媒ユニット102および流量調整ユニット102sは、第二枠状ケース21b内に、各上面または各下面の高さレベルが相互に実際的に同じになるように隣接して並べて設置されている。第二触媒ユニット102および流量調整ユニット102sは、一方の側にガスが流入する開口、他方の側にガスが流出する開口、およびガスが流入する開口からガスが流出する開口までを連通する流路をそれぞれ有する。
第二触媒ユニット102および流量調整ユニット102sは、第二触媒ユニット102のガスが流出する開口を有する側に、流量調整ユニット102sのガスが流入する開口を有する側が対向するように、反応器ダクト内に、直列に設置される（図７参照）。
第二触媒ブロック20bにおいては、一つの流量調整ユニット102sの上に一つの第二触媒ユニット102が載るように上下二段で積み重ねて、設置されており、流量調整ユニット102sと第二触媒ユニット102の積み上げ高さは、第一触媒ブロック20aにおける一つの第一触媒ユニット101の高さとほぼ同じであることが好ましい。流量調整ユニット102sと第二触媒ユニット102との間は、第二触媒ユニット102から流出するガスのほぼすべてがその下にある流量調整ユニット102sに流入するようにすることが好ましい。

第二触媒ユニット102は、例えば、触媒体12bを第二枠体13b内に収容してなるもの（図５）または第二枠体13bと同様な形状の触媒体そのものである。第二触媒ユニットは、それに具備する触媒体の形状によって特に限定されるものでないが、板状の触媒体12bを具備するものであることが好ましい。

第二触媒ユニット102において用いられる触媒体は、第一触媒ユニットにおいて用いられる触媒体と、大きさ、形状、構造、組成などのいずれかが、同じであってもよいし、異なってもよい。ただ、本発明においては、同一流速において、一つの第一触媒ユニット101の圧力損失が、上下一組の第二触媒ユニット102と流量調整ユニット102sとの合計圧力損失と、実際的に同じであることが好ましい。また、一つの第一触媒ユニット101の高さが、上下一組の第二触媒ユニット102と流量調整ユニット102sとの合計高さと、実際的に同じであることが好ましい。第二触媒ユニットの高さおよび流量調整ユニットの高さは、同じであってもよいし、異なってもよい。例えば、図２３に示すように、一つの触媒ブロック内に、異なる高さの第二触媒ユニット102,102e"および流量調整ユニット102s,102s"を設置してもよい。

第二枠体13bは、触媒体を収容することができるものであれば、形状において、特に制限されないが、全体的に、直方体若しくは立方体を成していることが好ましい。第二枠体13bは、燃焼排ガスが、触媒体の収容された域（触媒域）へ流入および触媒域から流出できるように、流入口および流出口を少なくとも有する。

流量調整ユニット102sは、例えば、第三枠体13s内に、流量調整を行うことができる機構（以下、流量調整機構ということがある。）を収容してなるものである。流量調整機構としては、例えば、流量調整弁、絞り構造（ベンチュリなど）14、オリフィス板、網板、格子板などを挙げることができる。図６に示す流量調整ユニット102sは、流量調整機構が矩形の絞り構造14を具備するものである。なお、図９に示す流量調整ユニット102oは、流量調整機構が、矩形の絞り孔を有するオリフィス板を具備するものである。図１０に示す流量調整ユニット102vは、流量調整機構が、円形の絞り孔を有するオリフィス板を具備するものである。図１２に示す流量調整ユニット102pは、流量調整機構が、絞り孔を複数有するパンチングメタル板を具備するものである。流量調整ユニットが具備する流量調整機構によって、同一流速において、第二触媒ユニットと流量調整ユニットとの合計圧力損失を、第一触媒ユニット101の圧力損失と同じにすることができる。

第三枠体13sは、形状において、特に制限されないが、全体的に、直方体若しくは立方体を成していることが好ましい。第三枠体13sは、燃焼排ガスが、流量調整機構へ流入および流量調整機構から流出できるように、流入口および流出口を少なくとも有する。

第二触媒ブロック20bにおいては、一つの第二触媒ユニット102と一つの流量調整ユニット102sとの組み合わせが占める体積が、第一触媒ブロック20aにおける９本の触媒体12aからなる第一触媒ユニット101が占める体積とほぼ同じになっている。

図１に示す第三触媒段IIIは、第一触媒ブロック20aと第二触媒ブロック20cとを有する。第一触媒ブロック20aと第二触媒ブロック20cとは、同じ高さレベルに、並べて、反応器ダクト内に設置することができる。図１においては、反応器ダクト内のガス流れの中央部と両方の端部に対応する部分に第二触媒ブロック20cがそれぞれ一つ設置され、反応器ダクト内のガス流れの中央部と各端部との中間に対応する部分に第一触媒ブロック20aがそれぞれ一つ設置されている、ように示されている。

第二触媒ブロック20cは、第二枠状ケース21cと一つ以上の第一触媒ユニット101と一つ以上の第二触媒ユニット102と一つ以上の流量調整ユニット102sとを有してなる（図８）。第二触媒ブロック20cは、それの上面および下面に垂直ダウンフローが流入および流出することができる開口をそれぞれ有する。なお、図２１は、第一触媒ユニット101に代えて第一触媒ユニット101lを用いた第二触媒ブロックを示す図である。

第二枠状ケース21cは、全体的に、直方体若しくは立方体を成していることが好ましい。第二枠状ケース21cは、燃焼排ガスが、第一触媒ユニット101、第二触媒ユニット102、および流量調整ユニット102sへ流入および第一触媒ユニット101、第二触媒ユニット102、および流量調整ユニット102sから流出できるように、流入口および流出口を少なくとも有する。
第一触媒ユニット101、第二触媒ユニット102、および流量調整ユニット102sは、それらの流入口および流出口が、第二枠状ケース21cの流入口および流出口とそれぞれ同じ側となるように、第二枠状ケース21c内に組み込まれ、一体化されていることが好ましい。第二枠状ケース21cは、その大きさが、第一枠状ケース21aと同じであってもよいし、第一枠状ケース21aと異なってもよい。

第一触媒ユニット101、第二触媒ユニット102、および流量調整ユニット102sは、第二枠状ケース21c内に、各上面または各下面の高さレベルが相互に実際的に同じになるように隣接して並べて設置される。
第二触媒ユニット102および流量調整ユニット102sは、第二触媒ユニット102のガスが流出する開口を有する側に、流量調整ユニット102sのガスが流入する開口を有する側が対向するように、直列に設置される。
図８に示す第二触媒ブロック20cにおいては、第一触媒ユニット101は、図８中、第二枠状ケース21c内の、左右の端に設置され、上下二段で積み重ねて設置された第二触媒ユニット102および流量調整ユニット102sの組は、図８中、第二枠状ケース21c内の、中央部に設置されている。

第二触媒ブロック20cにおいては、一つの第二触媒ユニット102と一つの流量調整ユニット102sとの組み合わせが占める体積が、９本の触媒体12aからなる第一触媒ユニット101が占める体積とほぼ同じになっているが、それに限定されない。ただ、本発明においては、同一流速において、一つの第一触媒ユニット101の圧力損失が、上下一組の第二触媒ユニット102と流量調整ユニット102sとの合計圧力損失と、実際的に同じであることが好ましい。また、一つの第一触媒ユニット101の高さが、上下一組の第二触媒ユニット102と流量調整ユニット102sとの合計高さと、実際的に同じであることが好ましい。第二触媒ユニットの高さおよび流量調整ユニットの高さは、同じであってもよいし、異なってもよい。

図１に示す第二触媒段IIは、第一触媒ブロック20aと第二触媒ブロック20dとを有する。第一触媒ブロック20aと第二触媒ブロック20dとは、同じ高さレベルに、並べて、反応器ダクト内に設置することができる。図１においては、反応器ダクト内のガス流れの中央部と両方の端部に対応する部分に第二触媒ブロック20dがそれぞれ一つ設置され、反応器ダクト内のガス流れの中央部と各端部との中間に対応する部分に第一触媒ブロック20aがそれぞれ一つ設置されている、ように示されている。

第二触媒ブロック20dは、第二枠状ケース21dと、一つ以上の第二触媒ユニット102lおよび一つ以上の流量調整ユニット102vの組と、一つ以上の第二触媒ユニット102lおよび一つ以上の流量調整ユニット102oの組とを有してなる（図１１）。第二触媒ブロック20dは、それの上面および下面に垂直ダウンフローが流入および流出することができる開口をそれぞれ有する。第二触媒ユニット102lに板状の触媒体12bを用いた場合、上下２段の各段における板面が相互に平行（例えば、図９と図１０との組）となってもよいし、相互に直交（例えば、図９と図１７との組）となってもよい。

第二触媒ユニット102lは、流量調整ユニット102v若しくは102oの高さ分だけ高さが低い以外は、第二触媒ユニット102と同じである。流量調整ユニット102v若しくは102oは矩形若しくは円形の孔を有するオリフィス板である。流量調整ユニット102v若しくは102oの代わりに流量調整ユニット102p若しくは102s'を用いてもよい。

第二触媒ユニット102l、および流量調整ユニット102v若しくは102oは、第二枠状ケース21d内に、各上面または各下面の高さレベルが相互に実際的に同じになるように隣接して並べて設置される。
第二触媒ユニット102lおよび流量調整ユニット102v若しくは102oは、第二触媒ユニット102lのガスが流出する開口を有する側に、流量調整ユニット102v若しくは102oのガスが流入する開口を有する側が対向するように、直列に設置される。
図１１においては、一つの流量調整ユニット102vの上に一つの第二触媒ユニット102lが載り、その上に別の一つの流量調整ユニット102oが載り、さらにその上に一つの第二触媒ユニット102lが載るように四段で積み重ねて、設置されている。
図１１における四段に積み重ねた第二触媒ユニット102lと流量調整ユニット102vおよび102oの複数の組のうち少なくとも一組を、第一触媒ユニット101に変更し、図８に示すごとく両者を混在させてもよい。流量調整ユニット102v、102p、102o若しくは102s'が具備する流量調整機構によって、同一流速において、二つの第二触媒ユニット102lと二つの流量調整ユニット102v、102p、102o若しくは102s'との合計圧力損失を、第一触媒ブロック20aに設置された９本の触媒体2aからなる第一触媒ユニット101の圧力損失と同じにすることができる。
二つの流量調整ユニット102v、102p、102o若しくは102s'と二つの第二触媒ユニット102lとの積み上げ高さは、第一触媒ブロック20aにおける一つの第一触媒ユニット101の高さとほぼ同じであることができる。流量調整ユニット102v、102p、102o若しくは102s'と第二触媒ユニット102lと間は、第二触媒ユニット102lから流出するガスのほぼすべてがその下にある流量調整ユニット102v、102p、102o若しくは102s'に流入するようにすることができる。

第二触媒ブロック20dにおいては、二つの第二触媒ユニット102lと二つの流量調整ユニット102v若しくは102oとの組み合わせが占める体積が、一つの第一触媒ユニット101が占める体積とほぼ同じになっている。

（別の形態の第二触媒ブロック）
第二触媒ブロックは、本発明の主旨に反しないものであれば、上述したものだけに限定されない。例えば、次のようなものを提示することができる。

図１３に示す第二触媒ブロック20c'は、第二触媒ユニット102と流量調整ユニット102sとの組４つのうち、２つの組を第一触媒ユニット101に置き換えた以外は、図８に示す第二触媒ブロック20cと同じ構造である。このように、第二触媒ユニット102と流量調整ユニット102sとの組一つが占める体積を第一触媒ユニット101一つが占める体積と実際的に同じにすることで、このような交換が容易にできる。

図１９に示す第二触媒ブロック20c"は、第二触媒ユニット102を、第二触媒ユニット102'に置き換えた以外は、図１３に示す第二触媒ブロック20c'と同じ構造である。
第二触媒ユニット102'は、第二触媒ユニット102の占める体積を細長く９分の１の大きさにした以外は第二触媒ユニット102と同じ構造のもの（細長い小型の触媒体）を９本束ねたものである。また、それに代えて、個々の細長い小型の触媒体を束ねずにそのまま第一枠状ケース21c内に並べて設置してもよい。第二触媒ユニット102'に細長い板状の触媒体12bを用いた場合、隣接する９本の第二触媒ユニットにおける板面が相互に平行となってもよいし、相互に直交（例えば、図１８）となってもよい。

図２０に示す第二触媒ブロック20d'は、第二触媒ユニット102'と流量調整ユニット102sの組２つを、第二触媒ユニット102l'と流量調整ユニット102s'との組４つに置き換えた以外は、図１９に示す第二触媒ブロック20c"と同じ構成である。第二触媒ユニット102l'と流量調整ユニット102s'との組は、図１４に示すような構造をしている。同一流速において、第二触媒ユニット102l'と流量調整ユニット102s'との組４つの合計圧力損失は、第一触媒ユニット101と実際的に同じであることが好ましい。

図２１に示す第二触媒ブロック20c"'は、第一触媒ユニット101を第一触媒ユニット101lに置き換えた以外は、第二触媒ブロック20cと同じ構成である。同一流速において、第二触媒ユニット102と流量調整ユニット102sとの合計圧力損失は、第一触媒ユニット101lと実際的に同じであることが好ましい。第一触媒ユニット101lは、図２２に示すとおり、触媒体９本からなる第一触媒ユニット101と同じ大きさのものである。

図２３に示す第二触媒ブロック20e"は、一つの第二触媒ユニット102を高さの異なる第二触媒ユニット102e"に置き換え、一つの流量調整ユニット102sを高さの異なる流量調整ユニット102s"に置き換えた以外は、第二触媒ブロック20cと同じ構成である。同一流速において、第二触媒ユニット102e"と流量調整ユニット102s"との合計圧力損失は第二触媒ユニット102と流量調整ユニット102sとの合計圧力損失と実際的に同じであることが好ましい。

各触媒ブロックを設置するために、反応器ダクト内に、好ましくは、ビーム33が水平にはり渡される。そして、各触媒ブロックを、２本のビーム間に架け渡し２本のビームによって支えて、枠状ケースの前面と後面が相対し隣接し且つ枠状ケースの右側面と左側面が相対し隣接するように、反応器ダクト内に複数並べて設置することができる。ビーム33は、断面が、通常、ボックス形状、Ｈ字形状、またはＴ字形状を成している。

図示しないが、各枠状ケースの下部には、最下段の各触媒ユニット若しくは流量調整ユニットの底面がビームの上面よりも高い位置になるように、脚が設けられていてもよい。脚は、その形状によって制限されず、枠状ケースを構成する枠部材の下部を下方に伸ばした筒状または格子状のものであってもよいし、筒状または格子状の脚部材を枠状ケースの底面に取り付けてもよい。

枠状ケースには、第一吊り金具22、第二吊り金具23、スペーサ部材25、上部シール部材32および下部シール部材26をそれぞれ有することができる。これらは、触媒ブロックを均等間隔で設置するために有用である。第一吊り金具22、第二吊り金具23、スペーサ部材25、上部シール部材32および下部シール部材26の説明は、特願２０２０－１９２００に記載の説明を引用することによって、本願明細書の一部とする。

（その他の実施形態）
従来技術で構成された脱硝反応器の触媒ブロックの一部を本発明に用いられる触媒ブロックに置き換えてもよい。また、各触媒ユニットの形状および大きさならびに枠状ケースの形状および大きさは、反応器ダクトの形状や大きさに応じて、適宜変更することができる。

1：入口ダクト
2：反応器ダクト
5：出口ダクト
G：脱硝前の燃焼排ガス
33：ビーム
20a：第一触媒ブロック
20b，20c，20c'，20c"，20d，20d'：第二触媒ブロック
101，101l：第一触媒ユニット
102，102l：第二触媒ユニット
102s，102o，102p，102v：流量調整ユニット
12，12a，12b：触媒体
20：各触媒ブロック
31，32：上部シール部材
26：下部シール部材
22，23：吊り金具
25：スペーサ部材

Claims

燃焼排ガスを流すことができる反応器ダクト、
第一触媒ユニット、
第二触媒ユニット、および
流量調整ユニット
を具備し、
第一触媒ユニット、第二触媒ユニットおよび流量調整ユニットは、一方の側にガスが流入する開口、他方の側にガスが流出する開口、およびガスが流入する開口からガスが流出する開口までを連通する流路をそれぞれ有し、
第一触媒ユニットおよび第二触媒ユニットは、反応器ダクト内に、ガスが流入する開口を有する側がそれぞれ同じ側になるように、並列に設置されており、
第二触媒ユニットおよび流量調整ユニットは、第二触媒ユニットのガスが流出する開口を有する側に、流量調整ユニットのガスが流入する開口を有する側が対向するように、反応器ダクト内に、直列に設置されている、
脱硝反応器。
第一触媒ユニットがハニカム触媒を具備するものであり、第二触媒ユニットが板状触媒を具備するものである、請求項１に記載の脱硝反応器。
同一流速において、第一触媒ユニットの圧力損失が、第二触媒ユニットと流量調整ユニットとの合計圧力損失と、実際的に同じである、請求項１または２に記載の脱硝反応器。
一方の側にガスが流入する開口、他方の側にガスが流出する開口、およびガスが流入する開口からガスが流出する開口までを連通する流路を有する第一触媒ユニット、および一方の側にガスが流入する開口、他方の側にガスが流出する開口、およびガスが流入する開口からガスが流出する開口までを連通する流路を有する第二触媒ユニットを、反応器ダクト内に、ガスが流入する開口を有する側がそれぞれ同じ側になるように、並列に設置することで、触媒層を形成し、
一方の側にガスが流入する開口、他方の側にガスが流出する開口、およびガスが流入する開口からガスが流出する開口までを連通する流路を有する流量調整ユニットと前記の第二触媒ユニットとを、第二触媒ユニットのガスが流出する開口を有する側に、流量調整ユニットのガスが流入する開口を有する側が対向するように、反応器ダクト内に、直列に設置することを含む、
脱硝反応器の触媒層における偏ったガス流れを防ぐ方法。
第一触媒ユニットがハニカム触媒を具備するものであり、第二触媒ユニットが板状触媒を具備するものである、請求項４に記載の方法。
流量調整ユニットと第二触媒ユニットとの設置を、同一流速において、第一触媒ユニットの圧力損失が、第二触媒ユニットと流量調整ユニットとの合計圧力損失と、実際的に同じになるように、行う、請求項４または５に記載の方法。