JPH0249128B2 - - Google Patents

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JPH0249128B2
JPH0249128B2 JP62093114A JP9311487A JPH0249128B2 JP H0249128 B2 JPH0249128 B2 JP H0249128B2 JP 62093114 A JP62093114 A JP 62093114A JP 9311487 A JP9311487 A JP 9311487A JP H0249128 B2 JPH0249128 B2 JP H0249128B2
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JP
Japan
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catalyst
plate
substrate
exhaust gas
shaped
Prior art date
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JP62093114A
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JPS62247838A (ja
Inventor
Nobuyoshi Ishida
Yoshihide Kondo
Kunihiko Konishi
Hiroyuki Kamio
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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Publication date
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  • Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 この発明は、排ガス浄化用の板状触媒の構造に
関する。 〔従来の技術〕 近時公害防止の点より、各種燃焼設備からの排
ガスを浄化することが望まれている。特に、排ガ
ス中の窒素酸化物(以下、NOxと称す)の除去
のため種々の手段がとられている。その1つの手
段として、排ガス中に還元剤、例えばNH3(アン
モニア)を噴霧した後、この排ガスを触媒層を内
蔵する脱硝触媒装置に導き、NOxとNH3を選択
的に反応させ、N2とH2Oにすることにより、
NOxを無害化する方法がとられている。この場
合、排ガス中に煤塵を含むときは触媒装置にダス
トが堆積して機能を低下させるという問題があ
る。そのため排ガス流れについて抵抗の少ない装
置が要望され、板状の触媒を排ガス流に平行に設
けた脱硝装置が使用されている。 しかし、板状触媒については触媒と基板との付
着力が弱いことより触媒が剥離し、脱落し易いと
いう問題がある。これは単に付着力のみならず、
塗布した触媒層と基板とが排ガス温度の変化によ
り膨脹収縮が繰返され、触媒層に亀裂を発生して
より剥離脱落を助長しているものがある。また、
基板として金網を用いる手段もとられているが、
剛性の不足、取付け枠の加工、金網の取付けが面
倒であるという問題がある。 〔発明が解決しようとする課題〕 この発明は、このような問題を解決するもので
触媒の付着が強固で、製作も容易な排ガス浄化用
の板状触媒の構造について提案することを目的と
する。 〔課題を解決するための手段〕 要するにこの発明は、基板に触媒を付着させた
排ガス浄化用の板状触媒において、基板として多
数の連通孔を有する金属製の基板を用い、該基板
の全面に触媒がプレス圧着により付着形成され、
かつその断面が波形に形成されていることを特徴
とする。 〔実施例〕 この発明を以下、図面により説明する。第1図
は、NOxを含む排ガスの流れるダクト1内に単
位触媒2を複数個横断して並べ列3を形成し、こ
の列を排ガス流れに沿つて脱硝装置を形成するダ
クト1内に複数段設けた場合の横断面図である。
単位触媒2は複数個の板状触媒2aを並置して構
成され、この板状触媒2a(第2図に示す)は、
基板4の両面に触媒5を全面に付着させて形成さ
れるが、本発明では、触媒をロール圧着により基
板の両面の全面に付着させた後、プレス成形によ
り第3図または第4図に示すような波形に成形し
たものである。このような板状触媒は、第5図に
示すようにガス流に平行に所定のボツクス内に多
数並置され(第5図)、脱硝装置に組込まれる。
板状触媒の波形部は、ボツクス内に並置するとき
に、第5図に示すように板状触媒間のスペーサの
役割を果たし、特にスペーサを設ける必要がなく
なる。またガス流れの抵抗も少なく、かつダスト
堆積の機会も少なくなり、付着力の増大とあいま
つて触媒は充分その機能を発揮する。 本発明においては触媒層の厚みはできるだけ薄
く、しかも基板への付着力は大なる触媒層を形成
させようというものである。これは排ガスに対す
る触媒の反応促進効果は単にその触媒表面積に限
られること、ならびに単位触媒の重量をできるだ
け軽量にしようという趣旨よりするものである。
一方、触媒としては鉱石粉やバナジウム、チタ
ン、鉄の合金の粉粒が使用される。これら自身に
は付着力はなく、従来のように結合剤(バイン
ダ)と混練し基板に薄く塗り付け、または混練し
た液中に浸漬塗布するとき、その保持は主として
機械的な力によるものであることから付着力が弱
い。また、排ガス温度が300〜350℃もあり、ボイ
ラ等の負荷変動、起動停止により納膨脹収縮の繰
返しがあるのでクラツクが入り、剥離脱落するも
のである。このため、本発明では基板として多数
の連通孔を有する金属製の基板を用い、触媒をロ
ール圧着によりその両面の全面に塗布し、触媒を
連通孔の内部に食い込ませて付着力の増大を図つ
たものである。 この発明における板状触媒の基板4の形状は、
平板を第3図または第4図に示すように屈曲させ
て波形状(第3図に示す山形リブ状を含む)にし
たものである。このように波形に成形することに
より、板状触媒を並置したときにスペーサが不要
になり、ガス流れの抵抗を軽減し、また触媒装置
全体の軽量化の目的を達成することができる。 また、この発明は多数の連通孔をもつ基板への
付着のよい触媒層を形成するため、触媒と耐熱性
の繊維状物質、例えば無機質繊維、岩綿、栗イガ
状の微小体、極細金属線の切断片等を混練したも
のを使用することができる。これにより繊維状物
質を触媒中に微細化して均一に分散させ引張強度
を向上させることができる。 なお、多数の連通孔を有する基板に触媒を付着
させることにより、熱による基板材料の伸びと触
媒の伸びとの差は小さくなり、これにより生ずる
触媒のクラツクは、連通孔の数に応じて小さなク
ラツクで分散したものとすることができ、分解し
ようとするガスと触媒との接触面積も、この小ク
ラツクにより増加することとなる。また、触媒中
に耐熱性繊維を添加した場合、触媒中に分散して
いる耐熱性繊維物質は、クラツクの進行を阻止す
る効果をもつ。 本発明に用いる繊維状物質は耐熱、耐食であれ
ば何でもよいが、材料としては金属の毛細的寸法
のワイヤの切断したものでもよい。しかし、実験
の結果では無機質繊維が入手使用容易の点よりよ
く、5〜10mm角に切つたガラス繊維製布を切つた
もの(例えば商品名カオウール)を触媒と混練す
るときは、繊維素にばらばらに分解して視認でき
ない状態のものとなり、触媒層内に混在させるこ
とができる。 このカオウールの混入量は約0.1〜10%(重量)
で充分な効果を生じ、剥離がほとんどない。ま
た、この繊維の混入により触媒層の強度は大とな
り、耐摩耗の効果も生ずることが確認された。 また、繊維の耐熱性については排ガスの温度条
件が300〜350℃であることよりして、約500℃に
耐え、化学的には通常耐酸性のものであればよ
い。また、温度条件によつては500℃以下のもの
を選定できる。 〔試験例〕 本願発明の効果を確認するために、以下の試験
を行つた。 (1) 試験に使用した触媒 触媒の形成は、まず酸化チタン(TiO2)と酸
化モリブデン(MoO3)の200メツシユアンダー
の微粉を、重量比Ti/Moを約9/1にし、混合
したものに水を加え、混練機で混練し、しかる後
耐熱性繊維状物質(カオウール)を添加し、さら
に混練し、触媒ペーストをつくる。次いで、この
ペーストをSUS304材の金網(線径0.37mm、目開
き20メツシユ、厚さ0.74mm、空隙率76.2%)に加
圧ローラで塗布し、触媒の基板への接着力が大な
ることから、さらにプレスで第3図に示す山形リ
ブをもつ形状に形成することができ、これを乾燥
したのち焼成し、板状触媒にする。 (2) 排ガスによる摩耗の試験 実験に際しては、実機の場合と同様の条件とす
るために第5図に示すように、複数枚の板状触媒
を6mmピツチにして箱形に形成し、取付け枠で囲
み単位触媒箱12とした。この箱形の単位触媒箱
を下記条件の排ガスの流れるダクト内に複数段に
位置させ、その経過を観察した。 排ガスの条件: (イ) 排ガスの種類 石炭燃焼排ガス (ロ) ダスト濃度 15〜20g/Nm3 (ハ) 温度 350℃ (ニ) ガス流速 4m/s,6m/s,8m/s (ホ) 時間 2000hr 第1表はカオウールを添付したものと、しない
ものとの摩耗率を示すものである。 ここに摩耗率とは下記のものをいう。 摩耗率(%)=テスト前の触媒重量(Kg/m2
−テスト後の触媒重量(Kg/m2)/テスト前1m2当たり
の触媒成分量(Kg/m2)×100 この表より、カオウールを含む触媒は格段の効
果を収めることがわかる。
【表】 (3) 機械的強度試験 機械的強度確認とする剥離率の試験として、板
状触媒を1m高さより鉄板上に10回落下させ、触
媒の減量により計測したところ、カオウール混入
なしのものが平均55%の剥離率を示したが、カオ
ウール混入したものでは平均35%に低下した。 (4) 加熱冷却の繰返しによる剥離率試験 この試験に使用した装置は第6図に示すもの
で、容器15は電気炉13内に位置し、容器15
内には冷却空気流れる方向にその面を平行して複
数の板状触媒14が取付けられる。加熱は電気炉
で一定温度まで上昇させるが、その制御は符号1
8で示す電気炉温度制御器で制御される。所定温
度に達すると、冷却空気供給管路19の弁16が
開とされ、圧力をもつ冷却空気が容器15に供給
される。その制御は、触媒温度検知冷却空気用弁
制御器17によりされる。その温度条件と昇降温
速度は下記第2表に示すものである。 本願発明に係る板状触媒(金網基板、カオウー
ル混入)の剥離率(重量損失)は小さく、約4%
であつた。
〔実施例〕
図面を用いて本発明の一実施例を以下に説明す
る。 第5図に示す板状触媒を収容した単位触媒箱
(触媒ブロツク)と同様の触媒ブロツクを積み重
ね収容した脱硝装置の斜視図を第9図に示す。第
8図は、この脱硝装置を取付けした発電用ボイラ
プラントの構造を示す。押込送風機22から供給
される空気は空気予熱器23を通りボイラ24で
燃料を燃焼させて燃焼排ガスとなり、節炭器2
5、高温電気集塵機26を経由し流れ、脱硝反応
装置21で脱硝され、空気予熱器23、脱硫装置
27を経由し、煙突28より排出される。実用に
供したボイラは500MW石炭焚ボイラで、その運
転条件と脱硝性能は第3表に示すものである。
〔発明の効果〕
この発明を実施することにより、板状触媒の触
媒剥離防止の機能を著しく向上させ、耐摩耗性の
向上や強度増大、寿命の延長等種々の効果を奏す
るとともに、触媒生能そのものの向上をもたらす
ものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、板状触媒を用いた脱硝装置の縦断面
図、第2図は、単位触媒の斜視図、第3図、第4
図は、屈曲した板状触媒の基板の形状を示す斜視
図、第5図は、板状触媒を収容した単位触媒箱
(触媒ブロツク)の斜視図、第6図は、加熱冷却
の繰返し試験に使用した装置の説明図、第7図
は、加熱冷却サイクルの温度と時間との説明図、
第8図は、本発明の一実施例を示すもので実用に
供したボイラの系統図、第9図は、第8図に示す
脱硝装置21の斜視図である。 1……ダクト、2……単位触媒、2a……板状
触媒、3……単位触媒の列、4……基板、5……
触媒、12……単位触媒箱、21……脱硝装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 基板に触媒を付着させた排ガス浄化用の板状
    触媒において、基板として多数の連通孔を有する
    金属製の基板を用い、該基板の全面に触媒がプレ
    ス圧着により付着形成され、かつその断面が波形
    に形成されていることを特徴とする板状触媒。
JP62093114A 1987-04-17 1987-04-17 板状触媒 Granted JPS62247838A (ja)

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JPS62247838A JPS62247838A (ja) 1987-10-28
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JPH01207140A (ja) * 1988-12-05 1989-08-21 Babcock Hitachi Kk 板状触媒
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