JPH07121337B2 - 脱硝装置 - Google Patents

脱硝装置

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JPH07121337B2
JPH07121337B2 JP61292603A JP29260386A JPH07121337B2 JP H07121337 B2 JPH07121337 B2 JP H07121337B2 JP 61292603 A JP61292603 A JP 61292603A JP 29260386 A JP29260386 A JP 29260386A JP H07121337 B2 JPH07121337 B2 JP H07121337B2
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catalyst
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実 井筒
春男 荒川
富久 石川
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Mitsubishi Power Ltd
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Babcock Hitachi KK
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複合発電プラントの廃熱回収装置等から排出さ
れる燃焼排ガス中の窒素酸化物(NOX)を除去する脱硝
装置に係り、特に未処理ガスが水平に流れる脱硝装置に
関するものである。
〔従来の技術〕
急増する電力需要に応えるため大容量の火力発電所が建
設されているが、これらのボイラは部分負荷時において
も高い発電効率を得るために変圧運転を行なうことが要
求されている。
これは最近の電力需要の特徴として、原子力発電の伸び
と共に、負荷の最大と最小の差も増大し、火力発電はベ
ースロード用から負荷調整用へと移行する傾向にある。
つまり、火力発電ボイラはボイラ負荷を常に全負荷で運
転されるものは少なく、負荷を75%負荷、50%負荷、25
%負荷へと負荷を上げ、下げして運転したり、ボイラの
運転を停止するなど、いわゆる毎日起動停止(Daily S
tart Stop以下単にDSSという)や、週末起動停止(Wee
kly Start Stop以下単にWSSという)運転を行なつて
中間負荷を担い、発電効率を向上させることが行なわれ
ている。
例えば高効率発電の一環として、最近複合発電プラント
が注目されている。この複合発電プラントはまず、ガス
タービンによる発電を行なうと共に、ガスタービンから
排出される排ガス中の熱を廃熱回収装置(廃熱回収ボイ
ラ)によつて回収し、この廃熱回収ボイラで発生した蒸
気により蒸気タービンを駆動させて発電するものであ
る。
この複合発電プラントはガスタービンによる発電と、蒸
気タービンによる発電を行なうために発電効率が高いう
えにガスタービンは負荷応答性に優れ、このために急激
な電力需要の上昇にも十分に対応し得る負荷追従性に優
れた利点もあり、特にDSS運転やWSS運転には有効であ
る。
ところが、この複合発電プラントにおいては、LNG、灯
油などのクリーンな燃料を使用するので、SOX量やダス
ト量は少なくなるが、ガスタービンの燃料においては酸
素量が多く、高温燃焼を行なうために、排ガス中のNOX
量が増加するので、脱硝装置を内蔵した廃熱回収ボイラ
が開発されている。
第5図は脱硝装置が配置された複合発電プラントの概略
系統図である。第5図において、1はガスタービン、2
はガスタービン1からの未処理ガスGを導入する排ガス
通路、3は過熱器、4は第1の蒸発器、5は脱硝装置、
6は第2の蒸発器、7は節炭器である。過熱器3、第1
および第2の蒸発器4,6、脱硝装置5、節炭器7は排ガ
ス通路2内に配置されている。8は蒸気を発生するドラ
ム、9はドラム8で発生した蒸気により駆動される蒸気
タービン、10は蒸気を凝縮して水に戻す復水器、11は復
水器10の水をドラム8に給水するポンプ、12は給水管路
である。
復水器10の水はポンプ11により給水Wとなつて給水管路
12を経て節炭器6で未処理ガスGにより予熱されてドラ
ム8内に供給される。ドラム8内の水は下降管13を通つ
て下降し、管路14a、14bを経て蒸発器4,6へ導入され管
路15a、15bを経てドラム8内に戻る。このようにして、
循環流動する間に、蒸発器4,6において未処理ガスGと
の熱交換により生じた蒸気は飽和蒸気管16より過熱器3
に導入され、ここで未処理ガスGにより過熱され、過熱
蒸気として主蒸気管17を経て蒸気タービン9へ供給され
る。18は主蒸気管17に接続され、蒸気タービン9をバイ
パスして蒸気を直接復水器10に導くタービンバイパス管
である。又、19は蒸気タービン9への蒸気の流量を調節
する蒸気タービン加減弁、20は蒸気タービン9への蒸気
の供給量により蒸気のバイパス量を調節するタービンバ
イパス弁、21は排ガスダクト2のダンパである。
以上の説明は複合発電プラントにおける未処理ガスG、
給水Wの流れを説明した概要であるが一般に、排熱回収
ボイラ内には、過熱器3、蒸発器4,6および節炭器7が
組み込まれた未処理ガスG中の熱を回収すると共に未処
理ガスの脱硝を行なう脱硝装置5が配置されている。
第6図は従来の脱硝装置の縦断面図、第7図は従来の触
媒ブロツクの斜視図である。
第6図、第7図において、2は排ガス通路、5は脱硝装
置、22は触媒ユニツト、23は触媒ユニツト22の集合体で
触媒ブロツクを示す。24は触媒ブロツク枠、25はV型板
である。
触媒ブロツク23は第7図に示す様に触媒ブロツク枠24内
に触媒ユニツト22を積み重ねて形成し、この触媒ブロツ
ク23を第6図に示す様に排ガス通路2内に積み重ねて脱
硝装置5が構成されている。
一方、触媒ブロツク枠24は第7図に示すように、触媒ユ
ニツト22のサポートおよび触媒ブロツク枠24の強度を高
める目的で触媒ユニツト22の間にはV型板25が配置され
ている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、前述した様に複合発電プラントの大容量化に
伴ない脱硝装置5への触媒ブロツク23による充填触媒量
も多くなり、又最近では所内動力を低減する目的で脱硝
装置5のガス通路断面積を大きくし圧力損失の低減を計
ることも要求されている。
この様な複合発電プラントにおいては、触媒ブロツク23
の段積数が多くなることから、排ガス通路2の下部に配
置させる触媒ブロツク23は上部に配置された触媒ブロツ
クの重量による垂直荷重で座屈する欠点がある。
本発明はかかる従来の欠点を解消しようとするもので、
その目的とするところは下部の触媒ブロツクの座屈を防
止し、しかも安価な触媒ブロツクによつて脱硝装置を構
成しようとするものである。
〔発明を解消するための手段〕
本発明は前述の目的を達成するために、複数の触媒ユニ
ツトとそれら触媒ユニツト集合体の外側を囲う、例えば
触媒ブロツク枠ならびにV型板などからなる枠体とから
構成される触媒ブロツクを排ガス通路に積み重ねて、排
ガス通路の未処理ガスを前記触媒ブロツクで脱硝する脱
硝装置を対象とするものである。
そして前記枠体の一部をなす垂直荷重支持部の高さなら
びに触媒ユニツト集合体の高さの低い触媒ブロツクを、
前記排ガス通路の下部に配置し、 前記枠体の一部をなす垂直荷重支持部の高さならびに触
媒ユニツト集合体の高さの高い触媒ブロツクを、前記高
さの低い触媒ブロツクの上に積み重ねたことを特徴とす
るものである。
〔実施例〕
以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第1図は本発明の実施例に係る脱硝装置を示す縦断面
図、第2図、第3図は第1図の脱硝装置における触媒ブ
ロツクの斜視図、第4図はV型板の拡大図である。
第1図から第4図において、符号5から25までは従来の
ものと同一のものを示すが、説明の都合上触媒ブロツク
23の内、第2図に示す背の低い触媒ブロツクを23a、第
3図に示す背の高い触媒ブロツクを23bとする。
前述のように触媒ブロツク23は、複数の触媒ユニツト22
と、それら触媒ユニツト22の集合体の外側を囲う触媒ブ
ロツク枠24とV型板25からなる枠体とから構成される。
そして高さを低い触媒ブロツク23aは第2図に示すよう
に、触媒ユニツト集合体の高さを低く、かつ、枠体の一
部をなす垂直荷重支持部、すなわち触媒ブロツク枠24と
V型板25の垂直荷重を受ける縦の部分の高さも低くして
いる。これに対して高さの高い触媒ブロツク23bは第3
図に示すように、触媒ユニツト集合体の高さを高く、か
つ、枠体の一部をなす垂直荷重支持部、すなわち触媒ブ
ロツク枠24とV型板25の垂直荷重を受ける縦の部分の高
さも高くしている。
この様な構造において、本発明の実施例に係る脱硝装置
を説明する前に、最下部の触媒ブロツク23に加わる垂直
荷重について第4図を用いて説明する。
ここで触媒ブロツク23の1ケ当りの荷重をwとし積重ね
た触媒ブロツク23の数をnケとすると最下部(最下段)
の触媒ブロツク23に加わる垂直荷重Wは W=(n−1)×w となる。
この垂直荷重Wは触媒ブロツク枠24の側面のV型板25に
よつて支持されるが、このV型板25によつて支持される
許容支持荷重Pは同一部材で比較すると触媒ブロツク23
の高さlと次の関係にある。
(1)高さlが低い場合 P∝(1+l2) (2)高さlが高い場合 P∝1/l2 上記の(1),(2)とも触媒ブロツク23の高さlを低
くする程許容支持荷重Pは大きくなる(剛性を増す)。
又触媒ブロツク23の同一高さlのものにおいてV型板25
の板厚tと許容支持荷重Pとの関係は下式の様になり板
厚tを厚くする程許容支持荷重Pは大きくなる。
P∝t 従つて、垂直荷重Wの大きい下部に配置される触媒ブロ
ツク23は高さを低くするかV型板25の板厚tを厚くし剛
性を高める必要がある。
ここで、従来技術においては、最下部の荷重条件に耐え
る触媒ブロツク23と同一仕様のものを積重ねるか、下部
に配置される触媒ブロツク23のV型板25の板厚tを厚く
するなどの対応を行なつていた。
しかし、V型板25の板厚tを厚くすると触媒ブロツク23
の重量も増加し不経済であると共に、上部、下部の触媒
ブロツク23の幅方向の寸法が異なることにより、上部と
下部の触媒ブロツク23と排ガス通路2間に隙間が生じ、
この隙間から未処理ガスのリークにより脱硝性能が低下
する欠点がある。
従つて、本発明の一実施例においては第1図に示す様に
排ガス通路2の下部には背の低い触媒ブロツク23aを配
置し、その上部には背の高い触媒ブロツク23bを積み重
ねたのである。
つまり、脱硝装置5の下部には、第2図に示す触媒ユニ
ツト22の組込段数が少なく(二段)座屈強度の強い背の
低い触媒ブロツク23aを充填し、その上部には第3図に
示す触媒ユニツト22の組込み段数が多く(三段)、下部
よりも背の高い触媒ブロツク23bを積み重ねて脱硝装置
5を構成したのである。
この様に、大きい垂直荷重の加わる下部には、座屈に対
し剛性を有する背の低い触媒ブロツク23aを充填し、小
さい垂直荷重の加わる上部には背の高い触媒ブロツク23
bを充填することにより下部の触媒ブロツクの座屈が防
止できて剛性が増す。
また、背の低い触媒ブロツク23aと背の高い触媒ブロツ
ク23bのV型板25は同一板厚の部材が利用できるので触
媒ブロツクも安価に製作でき、しかもV型板25は同一板
厚の部材であることから排ガス通路2に対する触媒ブロ
ツクの上部、下部の幅寸法も同一となり、触媒ブロツク
の寸法差による排ガス通路2との隙間もなくなるので、
未処理ガスのリーク量が少なく、それだけ脱硝性能は向
上する。
以上、本発明の実施例においては、複合発電プラントに
用いられる水平流型脱硝装置について説明したが、本発
明は本実施例に限定されるものではなく、LNG、灯油な
どのクリーン燃料よりもダスト量の多い重油、石炭など
のダーティ燃料を焚く他の発電プラントに用いられる垂
直流型脱硝装置にも応用できる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、下部の触媒ブロツクを剛性にすること
ができ、しかも安価な触媒ブロツクによつて脱硝性能も
向上する脱硝装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係る脱硝装置の縦断面図、第
2図及び第3図は第1図の脱硝装置における触媒ブロツ
クの斜視図、第4図は第2図及び第3図のV型板の拡大
図、第5図は複合発電プラントの概略系統図、第6図は
従来の脱硝装置の縦断面図、第7図は従来の触媒ブロツ
クの斜視図である。 2……排ガス通路、5……脱硝装置、22……触媒ユニツ
ト、23……触媒ブロツク、23a……背の低い触媒ブロツ
ク、23b……背の高い触媒ブロツク、24……触媒ブロツ
ク枠、25……V型板、G……未処理ガス。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−71766(JP,A) 特開 昭53−123366(JP,A) 実開 昭54−46846(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の触媒ユニツトとそれら触媒ユニツト
    集合体の外側を囲う枠体とから構成される触媒ブロツク
    を排ガス通路に積み重ねて、排ガス通路の未処理ガスを
    前記触媒ブロツクで脱硝するものにおいて、 前記枠体の一部をなす垂直荷重支持部の高さならびに触
    媒ユニツト集合体の高さの低い触媒ブロツクを、前記排
    ガス通路の下部に配置し、 前記枠体の一部をなす垂直荷重支持部の高さならびに触
    媒ユニツト集合体の高さの高い触媒ブロツクを、前記高
    さの低い触媒ブロツクの上に積み重ねたことを特徴とす
    る脱硝装置。
JP61292603A 1986-12-10 1986-12-10 脱硝装置 Expired - Lifetime JPH07121337B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS53123366A (en) * 1977-04-04 1978-10-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Catalytic denitration apparatus for exhaust gas
JPS5714903Y2 (ja) * 1977-09-08 1982-03-27
JPS5471766A (en) * 1977-11-18 1979-06-08 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Method and apparatus for installing honeycomb-shaped catalyst
JPS6113063U (ja) * 1984-06-29 1986-01-25 日本ラインツ株式会社 ガスケツト

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