JPH08126817A - 排煙脱硝装置の反応器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】占有空間が小さく、価格が安い排煙脱硝装置の
反応器を提供する。 【構成】反応器２の内部には、触媒１と、角筒形状のバ
イパス通路８が設けられている。バイパス通路８の入口
８ａには、蝶番１５で蓋１０が開閉自在に取り付けられ
ている。蓋１０にはリンク１３の一端が回動自在に取り
付けられている。リンク１３の他端には操作棒１４の一
端が回動自在に取り付けられている。操作棒１４は、本
体７の壁を貫通して本体７の外に突出している。この操
作棒１４をその軸方向に沿って移動させれば、蓋１０は
蝶番１５を軸にして回動し、バイパス通路８を開閉す
る。反応器２内の触媒１にダストが付着する等の原因
で、反応器２の入口２ａ側における排気ガスの圧力が運
転中に上昇した場合、蓋１０を反応器２外から操作して
開放する。排気ガスは反応器のバイパス通路８を通って
外部に排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼル機関等の内
燃機関が排出する排気から窒素酸化物を除去する排煙脱
硝装置において、触媒を収納している反応器の構造に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、船舶用ディーゼル機関の排気ガス
に対しても窒素酸化物（ＮＯ_X ）の排出を規制する動き
が出ている。窒素酸化物（ＮＯ_X ）に対する効果的な対
策の一つに、陸上に設置したディーゼル機関において使
用されている選択接触還元法（ＳＣＲ法）がある。この
方法は、触媒上で窒素酸化物（ＮＯ_X ）と還元剤（アン
モニア）を反応させて無害のＮ₂ とＨ₂ Ｏにする方法で
ある。

【０００３】図１６及び図１７は、上記選択接触還元法
（ＳＣＲ法）を行う従来の排煙脱硝装置を示している。
機関１００の排気管１０１には、内部に触媒１０３が充
填された反応器１０２が接続されている。反応器１０２
の手前の排気管１０１には、排気管１０１内に還元剤を
供給する還元剤供給装置１０４が設けられている。還元
剤供給装置１０４の手前の排気管１０１からはバイパス
管１０５が分岐しており、バイパス管１０５は開閉バル
ブ１０６Ａを介して反応器１０２の後方の排気管１０７
に接続されている。図１７の装置では、排気管１０１の
還元剤供給装置１０４からの配管合流部とバイパス管１
０５の分岐部との間にも、開閉バルブ１０６Ｂが設けら
れている。さらに図１７の装置では、反応器１０２の出
口と排気管１０７の間に開閉バルブ１０６が設けられて
いる。

【０００４】排煙脱硝装置を長時間使用すると、排ガス
中のダストが反応器内の触媒に堆積して機関の背圧を上
昇させ、機関の運転に支障を来すおそれがある。触媒に
堆積したダストを除去するためには、スートブローが一
般に行われている。スートブローは、排ガスが触媒を通
過する際の流速をエア又はスチームによって瞬間的に増
大させ、触媒に堆積しているダストを吹き飛ばす操作で
ある。

【０００５】前述した排煙脱硝装置の反応器１０２に充
填されている触媒１０３は、多数の貫通孔を有するハニ
カム状の構造を有している。ハニカム状の触媒に対する
ダストの付着・堆積はペレット状等の触媒の場合に比べ
て格段に少ないが、付着する部分はハニカムの入口部が
主で、通路部分へはほとんど付着しないのが普通であ
る。機関の負荷が低く排ガス流速が低い時には負荷が高
い時よりもダストが付着・堆積しやすい。高負荷時のダ
ストは乾いたススが主体で吹き飛ばしやすいが、低負荷
時のダストは高負荷時には少ない燃料油の未燃分や潤滑
油の未燃分が混じっており、触媒に付着した場合には前
記スートブローによって吹き飛ばすことが困難になる。

【０００６】船舶用ディーゼル機関の場合には低負荷運
転が多いため、前記スートブローによる触媒のダストの
除去効果が得にくく、運転中に機関の背圧が急激に上昇
する可能性がある。スートブローを実施しても背圧が回
復しなくなったような事態が発生した場合には、ディー
ゼル機関を停止して航行中の船舶を停止させ、反応器の
分解・入口部のハニカム状触媒の取り出し・付着ダスト
の除去を行うのが好ましい。しかしながら、このような
作業は長時間を要し、さらに航行中に作業員を確保する
のが困難であるという問題もある。仮に作業員が確保で
きても、停船中の海象急変への対処の問題等があるた
め、応急措置として前記バイパス管１０５の開閉バルブ
１０６を開け、更に開閉バルブ１６Ｂがある場合にはこ
れを閉じて前記背圧を開放し、機関の運転を継続する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の排煙脱硝装
置によれば、排ガスを触媒に通さず、そのまま外部に排
出させるためのバイパス通路を反応器の外部に設けたた
め、装置全体の容積が大きくなり、設置するために大き
な空間が必要になるという問題がある。このため、特に
狭い船舶内に設けることが困難であった。

【０００８】また、前記バイパス通路を開閉する開閉バ
ルブが高価であり、このために装置の価格が高くなって
しまうという問題もあった。

【０００９】本発明は、占有空間が小さく、価格が安い
排煙脱硝装置の反応器を提供することを目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された排
煙脱硝装置の反応器は、内部に触媒を備え機関の排気管
に接続される排煙脱硝装置の反応器において、その内部
に機関の排気を通過させる触媒のない通路を設け、該通
路に開閉操作自在の蓋を設けたことを特徴としている。

【００１１】

【作用】反応器内の触媒にダストが付着する等の原因
で、機関と反応器の間の排気管における圧力が運転中に
許容値以上に上昇し、スートブローによっても回復しな
くなった場合、反応器内に設けた通路の蓋を反応器外か
ら操作して開放する。排気ガスは反応器の通路を通って
外部に排出される。

【００１２】

【実施例】本発明の第１実施例を図１〜図５を参照して
説明する。図１において、内部に触媒１を有する反応器
２の入口２ａには機関３の排気管４が接続されており、
その出口２ｂは外部に開放されている。反応器２の手前
の排気管４内には、排気管４内に還元剤を供給する供給
管５が設けられている。この供給管５は還元剤供給装置
６に接続されており、排気管４内で反応器２の触媒１に
向けてアンモニア等の還元剤を噴射する。

【００１３】前記反応器２は、その長手方向の両端にそ
れぞれ入口２ａと出口２ｂを有する角筒形状の本体７を
有している。本体７内には、その長手方向の両端にそれ
ぞれ入口８ａと出口８ｂを有する角筒形状のバイパス通
路８が設けられている。バイパス通路８は、本体７内の
隅部に本体７の長手方向と平行に設けられている。

【００１４】また、本体７の内面と前記バイパス通路８
の外面との間には、角柱形状の触媒１が多数本充填され
ている。各触媒１は、格子状の多数の孔が長手方向に貫
通したハニカム構造を有している。触媒１は、排気ガス
の流れ方向に沿って１層目と２層目の２箇所に分けて集
積されている。隣接する触媒１と触媒１の間、触媒１と
本体７の内面の間及び触媒１とバイパス通路８の外面の
間には、耐熱性のあるセラミックフェルトからなるパッ
キン材９が設けられ、排ガスをシールしている。

【００１５】図２及び図３に示すように、反応器２の本
体７の内部において、１層目の触媒１の入口側と２層目
の触媒１の入口側には、それぞれスートブロー管７０が
設けられている。スートブロー管７０は、各層において
集積された触媒１の各縦列ごとに設けられ、各触媒の中
心位置毎にノズル７１を有している。本体７０内にある
スートブロー管７０の一端部は閉止されており、他端部
側は本体７の壁部を貫通して本体７外に導出されてい
る。本体７外の各スートブロー管７０にはバルブ７２が
設けられている。スートブロー管７０に所定圧力の空気
又は蒸気を供給し、必要に応じてバルブを操作し、ノズ
ル７１から空気又は蒸気を触媒１の入口側に吹きつけれ
ば、同部分に堆積しているダストを吹き飛ばすことがで
きる。

【００１６】図４に示すように、前記バイパス通路８の
入口８ａには開閉操作自在の蓋１０が設けられている。
蓋１０は矩形の板材であり、その一辺においてバイパス
通路８の入口に蝶番で取り付けられている。蓋１０は、
バイパス通路８を閉止する位置において、バイパス通路
８の入口に設けられたシールパッキン１１に当接する。

【００１７】蓋１０の外面の略中央に固定された取り付
け板１２には、リンク１３の一端が回動自在に取り付け
られている。リンク１３の他端は操作棒１４の上端に回
動自在に取り付けられている。この操作棒１４は、本体
７の壁を貫通して本体７の外に突出している。この操作
棒１４をその軸方向に沿って移動させれば、蓋１０は蝶
番１５を軸にして回動し、バイパス通路８を開閉する。
リンク１３は蓋１０の略中央に取り付けられているの
で、蓋１０でバイパス通路８の入口８ａを閉止した時、
蓋１０の内面がバイパス通路８の入口８ａの４辺に均等
に密着する。

【００１８】蓋１０の開閉機構の他の実施例について説
明する。まず第２実施例の機構を図５を参照して説明す
る。同一の部分には第１実施例と同一の符号を付して説
明を省略する。前記リンク１３の他端は、連結部材１３
ａに回動自在に連結されている。操作棒１４の上端は、
この連結部材１３に回動自在となるように取り付けらえ
れている。反応器２の本体７の壁には、めねじが形成さ
れた軸受け１６が固定されている。前記操作棒１４には
おねじが形成されており、軸受け１６のめねじにかみ合
っている。本体７の外側にある操作棒１４の他端にはハ
ンドル１７が固定されている。本体７の外側の操作棒１
４にはロックナット１８がかみ合わされている。ハンド
ル１７を操作して操作棒１４を回転させれば、操作棒１
４は軸方向に移動し、連結部材１３ａ及びリンク１３を
介して蓋１０を開閉することができる。

【００１９】第３実施例の操作棒の移動機構について図
６を参照して説明する。反応器２の本体７の壁にはスラ
スト受け２０が固定されている。スラスト受け２０は、
ナット部材２１を回転自在かつ軸方向には移動しないよ
うに保持している。前記操作棒１４にはおねじが形成さ
れており、ナット部材２１にかみ合っている。ナット部
材２１にはハンドル２２が固定されている。ハンドル２
２を操作してナット部材２１を回転させれば、ナット部
材２１にかみ合った操作棒１４は軸方向に移動し、蓋１
０を開閉することができる。

【００２０】第４実施例の操作棒２５の移動機構につい
て図７を参照して説明する。反応器２の本体７の壁には
軸受け２６が固定されている。軸受け２６は、前記操作
棒２５を軸方向に移動自在となるように保持している。
軸受け２６には、操作棒２５を固定する止めねじ２７を
ねじ込むねじ込み孔が設けられている。このねじ込み孔
からねじ込まれた止めねじ２７が、操作棒２５に形成さ
れた止め孔２８に係合し、操作棒２５の軸方向の位置を
固定する。操作棒２５の止め孔２８は、前記蓋１０の開
位置と閉位置に対応する２か所に設けられている。止め
ねじ２７を緩めて操作棒２５を軸方向に移動させ、開位
置又は閉位置で止めねじ２７によって操作棒２５を固定
する。

【００２１】本発明の第５実施例を図８〜図１１を参照
して説明する。本実施例はバイパス通路８の蓋３０と、
蓋３０の開閉構造が前記各実施例と異なる。前記各実施
例と同一の部分については、説明を省略する。

【００２２】図１１に示すように、本実施例の蓋３０
は、バイパス通路８の入口８ａを塞ぐ平板状の蓋板部３
１と、蓋板部３１の外面の対向する左右２辺にそれぞれ
設けられたくさび部３２と、反応器２の本体７の外側に
近い蓋板部３１の下側の辺に設けられた操作板部３３と
を有している。操作板部３３の下面には、引き抜き用の
ジャッキボルトをねじ込むねじ孔３４が間隔ａで２か所
に設けられている。蓋板部３１の上端のバイパス通路８
側の縁辺３５には、バイパス通路８の入口のパッキンを
傷つけないように曲面加工が施してある。

【００２３】図８及び図９に示すように、本体７とバイ
パス通路８には蓋３０のくさび部３２に対応する位置に
くさび受け３５が設けられている。くさび受け３５は、
くさび部３２の斜面３２ａに接する凸曲面３５ａを有し
ている。前記蓋３０は、反応器２の本体７の壁に設けら
れた開口７ａから、本体７の内部にあるバイパス通路８
の入口８ａに取り付けられる。図８に示すように、蓋３
０のくさび部３２をくさび受け３５に挿入し、蓋板部３
１によってバイパス通路８の入口８ａを閉止する。

【００２４】本体７の開口７ａにカバー４０を取り付け
る。図１０に示すように、カバー４０は矩形の板体であ
り、外周に沿って取り付けボルト４１の取り付け孔４２
が複数個形成されている。取り付け孔４２の斜め方向の
間隔は、ジャッキボルトをねじ込むねじ孔３４の間隔ａ
に一致している。カバー４０の略中央には、押しボルト
４３のねじ孔４４が設けられている。

【００２５】図８に示すように、蓋３０をバイパス通路
８の入口８ａに取り付けた後、カバー４０を本体７に取
り付けて開口７ａを閉止する。カバー４０のねじ孔４４
に押しボルト４３をねじ込み、押しボルト４３の先端を
本体７の内部に突出させる。押しボルト４３の先端で蓋
３０の操作板部３３を押すことにより、蓋３０のくさび
部３２をくさび受け３５に食い込ませ、くさび受け３５
からの反力で蓋板部３１をバイパス通路８の入口８ａに
密着させる。蓋板部３１は入口８ａのシールパッキン１
１に密着し、バイパス通路８は閉止される。

【００２６】蓋３０を取り外してバイパス通路８を開放
する時には、まずカバー４０を外す。外したカバー４０
を本体７の開口７ａに対して斜めに配置し、間隔ａで斜
めに並んだ２個の取り付け孔４２，４２を蓋３０の操作
板部３３のねじ孔３４，３４に対向させる。カバー４０
の取り付け孔４２から差し込んだジャッキボルトを蓋３
０の操作板部３３のねじ孔３４にねじ込んでいく。カバ
ー４０は本体７の開口７ａに当接した位置で動かず、こ
のカバー４０に押さえられたジャッキボルトは一定位置
で回転するので、蓋３０は開口７ａの方に引き出されて
いく。蓋３０は、押しボルト４３による押圧力と、くさ
び部３２及びくさび受け３５によって入口８ａの閉止位
置に強固に固定されているが、前記ジャッキボルトによ
って確実に閉止位置から引き抜かれる。

【００２７】本発明の第６実施例を図１２〜図１４を参
照して説明する。本実施例はバイパス通路８の蓋５０
と、蓋５０の開閉構造が前記各実施例と異なる。前記各
実施例と同一の部分については、同一の符号を付して説
明を省略する。

【００２８】図１２に示すように、蓋５０の平面とアー
ム５１の長手方向が略平行となるように、蓋５０とアー
ム５１の先端はピン５２で連結されている。蓋５０の平
面とアーム５１の長手方向が略平行となる位置を中心
に、蓋５０はアーム５１に対して５〜１０°の角度範囲
において揺動できるようになっている。蓋５０がバイパ
ス通路８の入口８ａを閉止した時、蓋５０の４辺は均等
に入口８ａに密着する。

【００２９】図１２及び図１３に示すように、前記アー
ム５１の基端には、アーム５１の長手方向と直交するよ
うに駆動軸５３が固定されている。駆動軸５３の両端部
は、本体７の対向する一対の壁にそれぞれ設けられた軸
受け５４ａ，５４ｂに支えられており、その一方の端部
は軸受け５４ｂを貫通して本体７の外に突出している。
外に突出した駆動軸５３の端部にはハンドル５５が固定
されている。ハンドル５５を９０°回すことによって蓋
５０をバイパス通路８の開位置と閉位置との間で移動さ
せることができる。

【００３０】図１３及び図１４に示すように、本体７の
外側にはハンドル５５に当接する押しボルト５６が設け
られている。押しボルト５６はバイパス通路８が開いた
時のハンドル５５の位置を定めるものであり、この位置
から９０°ハンドル５５を回せばバイパス通路８を閉止
することができる。

【００３１】本発明の第７実施例を図１５を参照して説
明する。本実施例はバイパス通路の構造と、バイパス通
路を開閉する蓋の構造が前記各実施例と異なる。前記各
実施例と同一の部分については、説明を省略する。

【００３２】バイパス通路６１の大部分は前記各実施例
と同様に角筒形状であるが、その入口部分は断面略円形
の導入ダクト６２とされている。導入ダクト６２の入口
６２ａには、密閉型のダンパ６３が取り付けられてい
る。このダンパ６３は、軸６４を中心に開閉する蓋６０
を有している。本実施例によれば、前記各実施例と略同
様の効果を得ることができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明に係る排煙脱硝装置の反応器によ
れば、内部に設けたバイパス用の通路を蓋で開閉するよ
うにしたので、従来のように反応器の外部にバイパス管
を設けたものよりも占有空間が小さく、価格が安い排煙
脱硝装置の反応器を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例が適用される脱硝反応装置
の全体構成を示す断面図である。

【図２】本発明の第１実施例における反応器の断面図で
ある。

【図３】図２におけるＡ矢視図である。

【図４】第１実施例における蓋とその開閉機構を示す断
面図である。

【図５】（ａ）は第２実施例における蓋の開閉機構を示
す断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ切断線における断面
図である。

【図６】（ａ）は第３実施例における蓋の開閉機構を示
す断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ切断線における断面
図である。

【図７】第４実施例における蓋の開閉機構を示す断面図
である。

【図８】第５実施例における蓋とその開閉機構を示す断
面図である。

【図９】図８のＤ−Ｄ切断線における断面図である。

【図１０】第５実施例におけるカバーの正面図である。

【図１１】第５実施例における蓋の斜視図である。

【図１２】第６実施例における蓋とその開閉機構を示す
断面図である。

【図１３】図１２のＥ−Ｅ切断線における断面図であ
る。

【図１４】図１３のＦ矢視図である。

【図１５】第７実施例の断面図である。

【図１６】従来の脱硝反応装置の構成を示す図である。

【図１７】従来の脱硝反応装置の他の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 触媒 ２ 反応器 ３ 機関 ４ 排気管 ８，６１ バイパス通路 １０，３０，５０，６０ 蓋

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に触媒を備え機関の排気管に接続さ
   れる排煙脱硝装置の反応器において、その内部に機関の
   排気を通過させる触媒のない通路を設け、該通路に開閉
   操作自在の蓋を設けたことを特徴とする排煙脱硝装置の
   反応器。