KR20210035240A - 배가스 정화 장치 - Google Patents

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가츠미 야노
가츠히로 야시로
아키히로 야마다
사토루 시시도
히로노리 기시
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Abstract

보일러로부터 배출된 배가스가 유통하는 가스 유통로에, 암모니아를 환원제로 하여 배가스 중의 질소 산화물을 환원 제거하는 탈초 촉매를 배치하여, 탈초 촉매의 상류측의 가스 유통로를 유통하는 배가스 중에 암모니아를 주입하는 배가스 정화 장치이며, 복수개의 교란판 지지 부재(21)와, 교란판(24)을 구비한다. 복수개의 교란판 지지 부재(21)는, 탈초 촉매의 하류측에 고정적으로 마련되어, 가스 유통로(16)를 횡단하도록 유로 단면 내에 직선상으로 연장하여 나열한다. 교란판(24)은, 상류측에 노출되는 배가스류 대향면(27)을 갖고, 유로 단면 내에서의 위치를 변경 가능하게 교란판 지지 부재(21)에 고정된다.

Description

배가스 정화 장치
본 발명은, 보일러로부터의 배가스를 정화하기 위한 배가스 정화 장치에 관한 것이다.
보일러에서 연료를 연소하여 발전을 행하는 화력 발전소에서는, 보일러로부터의 배가스를 배연 처리 계통에서 정화한 후에 대기 중에 배출하고 있다. 배연 처리 계통에는, 배가스 중의 질소 산화물(NOx)을 환원 제거하는 탈초 장치나, 배가스와의 열교환에 의해 연소용 공기를 가열하는 공기 예열기나, 배가스 중의 매진(연소 재)을 포집 제거하는 전기 집진기 등이 마련된다.
특허문헌 1 및 특허문헌 2에는, 암모니아를 환원제로 하는 탈초 촉매의 하류측에 암모니아의 농도를 계측하는 암모니아 농도 계측 장치를 마련하여, 탈초 촉매의 하류측의 암모니아의 농도에 따라 탈초 촉매의 상류측으로의 암모니아의 주입을 제어하는 탈초 장치가 기재되어 있다.
또한, 특허문헌 3 및 특허문헌 4에는, 암모니아를 환원제로 하는 탈초 촉매의 하류측에 암모니아 분해 촉매를 마련하여, 탈초 촉매와 암모니아 분해 촉매 사이에, 산화제 주입관으로부터 산화제를 주입하는 탈초 장치가 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제2013-176733호 공보 일본 특허 공개 제2017-113697호 공보 일본 특허 공개 평11-128686호 공보 일본 특허 공개 평9-150039호 공보
암모니아를 환원제로 하는 탈초 촉매를 사용한 탈초 장치의 경우, 탈초 촉매로부터 유출되는 누설 암모니아의 농도가 높으면, 산성 황산암모늄(황산수소암모늄: NH4HSO4)이 생성되어 탈초 장치의 하류측의 기기(예를 들어, 공기 예열기)에 부착 퇴적하여, 당해 기기의 열화나 기능 불완전(예를 들어, 공기 예열기의 폐색)을 초래할 우려가 있다. 누설 암모니아의 농도는 유로 단면 내에 있어서 동일하지 않기 때문에, 유로 단면 내의 평균 농도가 낮은 경우라도, 고농도의 부분이 존재하면, 하류측의 기기로의 산성 황산암모늄의 부착 퇴적이 발생할 수 있다.
이러한 누설 암모니아에 기인한 산성 황산암모늄의 하류측의 기기로의 부착 퇴적은, 특허문헌 1이나 특허문헌 2와 같이, 탈초 촉매의 하류측의 암모니아의 농도에 따라 탈초 촉매의 상류측으로의 암모니아의 주입을 제어하는 것이나, 특허문헌 3이나 특허문헌 4와 같이, 탈초 촉매의 하류측에 암모니아 분해 촉매를 마련함으로써 억제하는 것이 가능하다.
그러나, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에서는, 탈초 촉매의 하류측에 암모니아 농도 계측 장치를 마련하여, 탈초 촉매의 하류측의 암모니아의 농도에 따라 탈초 촉매의 상류측으로의 암모니아의 주입을 제어하므로, 탈초 장치의 복잡화나 제어의 번잡화를 초래한다. 또한, 특허문헌 3 및 특허문헌 4에서는, 탈초 촉매의 하류측에 암모니아 분해 촉매를 마련하여, 탈초 촉매와 암모니아 분해 촉매 사이에, 산화제 주입관으로부터 산화제를 주입하므로, 탈초 장치의 복잡화를 초래한다. 또한, 탈초 촉매에 더하여 암모니아 분해 촉매를 마련하므로, 탈초 촉매만을 마련하는 경우에 비해 압력 손실이 증대되고, 배가스를 유통시키는 팬의 부하가 증대된다.
그래서 본 발명은, 장치의 복잡화나 제어의 번잡화나 팬의 부하 증대를 억제하면서, 하류측의 기기로의 산성 황산암모늄의 부착 퇴적을 억제하는 것이 가능한 배가스 정화 장치의 제공을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 양태는, 보일러로부터 배출된 배가스가 유통하는 가스 유통로에, 암모니아를 환원제로 하여 배가스 중의 질소 산화물을 환원 제거하는 탈초 촉매를 배치하여, 탈초 촉매의 상류측의 가스 유통로를 유통하는 배가스 중에 암모니아를 주입하는 배가스 정화 장치이며, 복수개의 교란판 지지 부재와, 교란판을 구비한다.
복수개의 교란판 지지 부재는, 탈초 촉매의 하류측에 고정적으로 마련되어, 가스 유통로를 횡단하도록 유로 단면 내에 직선상으로 연장하여 나열한다. 교란판은, 상류측에 노출되는 배가스류 대향면을 갖고, 유로 단면 내에서의 위치를 변경 가능하게 교란판 지지 부재에 고정된다.
상기 구성에서는, 탈초 촉매의 하류측이고 또한 교란판 지지 부재에 의해 교란판이 지지되는 위치보다도 상류측(예를 들어, 탈초 촉매로부터의 출구 부근)에서의 누설 암모니아(미반응의 암모니아)의 농도를, 보일러의 운전 중(시험 운전 중이어도 됨)에 유로 단면 내의 복수 개소에서 측정하고, 운전 정지 중에, 운전 중의 측정에 의해 암모니아 농도가 높다고 판정된 개소와 배가스의 유통 방향으로 겹치도록 교란판을 배치하여 교란판 지지 부재에 고정한다. 이러한 상태에서 보일러를 운전하면, 암모니아 농도가 높은 개소의 배가스가 교란판의 배가스류 대향면에 닿아 교란되어 주위의 배가스와 혼합되기(교반되기) 때문에, 유로 단면 내에서의 암모니아 농도의 편차(평균 농도와의 차)가 작아진다. 이 때문에, 산성 황산암모늄이 생성되기 어려워져, 하류측의 기기(예를 들어, 공기 예열기)로의 산성 황산암모늄의 부착 퇴적을 억제할 수 있다.
장기간의 사용 등에 의해 유로 단면 내에서의 누설 암모니아의 농도 분포가 변동되고, 운전 중의 측정에 의해 암모니아 농도가 높은 개소가 변위되었다고 판정된 경우에는, 교란판의 고정을 해제하여, 암모니아 농도가 높다고 판정된 개소와 배가스의 유통 방향으로 겹치도록 교란판을 이동하여 교란판 지지 부재에 다시 고정한다. 이에 의해, 유로 단면 내에서의 누설 암모니아의 농도 분포가 변동된 경우라도, 하류측의 기기로의 산성 황산암모늄의 부착 퇴적을 억제할 수 있다.
교란판을 유로 단면의 전역이 아니라 부분적으로 배치하므로, 유로 단면의 전역에 암모니아 분해 촉매를 마련하는 경우에 비해 압력 손실이 증대되기 어렵고, 배가스를 유통시키는 팬의 부하 증대를 억제할 수 있다.
본 발명의 제2 양태는, 제1 양태의 배가스 정화 장치이며, 교란판은, 복수개의 교란판 지지 부재 중 인접하는 임의의 2개의 교란판 지지 부재에 각각 해제 가능하게 고정되는 양측의 피지지부와, 양측의 피지지부 사이에서 상류측에 노출되는 상기 배가스류 대향면을 갖는다.
상기 구성에서는, 배가스가 닿는 배가스류 대향면의 양측의 피지지부를 각각 교란판 지지 부재에 고정하므로, 교란판 지지 부재에 의한 교란판의 지지 상태가 안정된다.
본 발명의 제3 양태는, 제1 또는 제2 양태의 배가스 정화 장치이며, 교란판의 배가스류 대향면은, 상류측의 대향면 정상부로부터 하류측으로 경사지는 복수의 경사면을 갖는다.
상기 구성에서는, 배가스류 대향면이 상류측의 대향면 정상부로부터 하류측으로 경사지는 복수의 경사면을 갖고, 배가스류 대향면에 닿은 배가스가 각 경사면을 따라 하류측으로 흐르므로, 배가스의 교반을 원활하고 또한 확실하게 행할 수 있다.
본 발명의 제4 양태는, 제1 내지 제3 양태의 배가스 정화 장치이며, 교란판의 하류측에 겹치도록 배치되어 공기를 분출하는 공기 분출 수단을 구비한다.
상기 구성에서는, 교란판에 의한 교반에 더하여 공기 분출 수단으로부터 분출되는 공기에 의해서도 배가스가 교반되므로, 배가스의 교반 능력을 높일 수 있다.
본 발명의 제5 양태는, 제1 내지 제4 양태의 배가스 정화 장치이며, 교란판에는, 미반응의 암모니아를 분해 처리하는 암모니아 분해 촉매가 담지되어 있다.
상기 구성에서는, 교란판에 담지된 암모니아 분해 촉매에 의해 누설 암모니아가 분해 처리되므로, 암모니아 농도가 높은 개소에 있어서 누설 암모니아의 농도를 저하시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 장치의 복잡화나 제어의 번잡화나 팬의 부하 증대를 억제하면서, 하류측의 기기로의 산성 황산암모늄의 부착 퇴적을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 배가스 정화 장치를 포함하는 배연 처리 계통의 모식도이다.
도 2는 도 1의 배가스 정화 장치의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
도 3은 도 2의 배가스 교란 기구를 상류측에서 본 사시도이다.
도 4는 배가스 교란 기구를 상류측에서 본 정면도이고, (a)는 슬라이드 영역이 가로 3열로 나열되는 도 3의 예의 정면도, (b)는 슬라이드 영역이 가로 4열로 나열되는 변형예의 정면도, (c)는 슬라이드 영역이 가로 5열로 나열되는 다른 변형예의 정면도이다.
도 5는 교란판 지지 부재와 교란판의 고정 부분을 도시하는 단면도이다.
도 6은 교란판 지지 부재와 교란판을 도시하는 사시도이다.
도 7은 교란판 지지 부재에 대한 교란판의 착탈을 설명하기 위한 단면도이고, (a)는 슬라이드 홈이 폐쇄된 상태를, (b)는 슬라이드 홈이 개방된 상태를 각각 도시한다.
도 8은 교란판의 주위의 배가스의 흐름을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 9는 제2 실시 형태의 교란판의 사시도이고, (a)는 L형으로 곡절된 교란판을, (b)는 각추형으로 형성된 교란판을 각각 도시한다.
도 10은 제3 실시 형태의 배가스의 흐름을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 11은 배가스 정화 장치의 변형예의 단면도이다.
본 발명의 제1 실시 형태에 관한 배가스 정화 장치에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 도면 중의 화살표 Df는 배가스의 유통 방향을, Da는 연소용 공기의 유통 방향을 나타낸다.
도 1에 도시한 바와 같이, 보일러(석탄 보일러)(1)로부터의 배가스를 정화하여 대기 중에 배출하는 배연 처리 계통에는, 탈초 장치(2), 공기 예열기(AH: 에어 히터)(3), 전기 집진기(4) 및 유인 통풍기(5)가 마련된다. 또한, 보일러(1)는, 석탄 이외의 보일러여도 된다.
탈초 장치(2)는, 보일러(1)의 하류에 배치되어, 배가스 중의 질소 산화물(NOx)을 환원 제거한다. 공기 예열기(3)는, 탈초 장치(2)의 하류에 배치되어, 배가스와의 열교환에 의해 연소용 공기를 가열한다. 전기 집진기(4)는, 공기 예열기(3)의 하류에 배치되어, 배가스 중의 매진(연소 재)을 포집 제거한다. 유인 통풍기(5)는, 전기 집진기(4)의 하류에 배치되어, 배가스를 유인하여 굴뚝(6)으로 유도한다.
보일러(1)와 탈초 장치(2) 사이 및 탈초 장치(2)와 공기 예열기(3) 사이는, 각각 배가스 덕트(8, 9)를 통해 연통하고, 보일러(1) 내로부터 공기 예열기(3)에 이르는 가스 유통로의 유로 단면(배가스의 유통 방향 Df와 대략 직교하는 단면)은, 대략 직사각 형상으로 형성되어 있다.
연소용 공기는, 압입 통풍기(7)에 의해 공기 예열기(3)로 도입되고, 배가스의 열에 의해 예열되고, 공기 덕트(10)를 유통하여 보일러(1)로 공급된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 탈초 장치(2)는, 탈초 반응기(11), 촉매층(12) 및 복수의 환원제 주입 노즐(환원제 주입 수단)(13)을 구비한다. 탈초 반응기(11)의 내부에는, 유로 단면이 직사각 형상인 가스 유통로(14)가 구획된다. 촉매층(12) 및 환원제 주입 노즐(13)은, 가스 유통로(14)에 배치되고, 탈초 반응기(11)에 대하여 고정된다.
촉매층(12)은, 암모니아를 환원제로 하여 배가스 중의 질소 산화물을 환원 제거하는 탈초 촉매(암모니아 탈초 촉매)와, 탈초 촉매를 담지하는 담체로 구성된다. 촉매층(12)은, 1층(1단)이어도 되고, 복수층(복수단)이어도 된다.
환원제 주입 노즐(13)은, 촉매층(12)의 상류측의 가스 유통로(14)에 배치되어, 가스 유통로(14)를 유통하는 배가스 중으로 암모니아를 주입한다. 또한, 보일러(1)와 탈초 장치(2)를 접속하는 배가스 덕트(8)(도 1 참조) 내의 가스 유통로에 환원제 주입 노즐(13)을 배치해도 된다.
탈초 장치(2)와 공기 예열기(3)를 연통하는 배가스 덕트(9)는, 탈초 반응기(11)에 접속되어 대략 수평으로 연장되는 수평 덕트(15)를 갖고, 수평 덕트(15)의 내부에는, 유로 단면이 직사각 형상인 가스 유통로(16)가 구획된다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 수평 덕트(15)의 소정 위치에는, 유로 단면을 따라 등간격으로 나열하는 복수의 측정용 구멍(테스트 시트)(17)이 마련되고, 측정용 구멍(17)은, 덮개(18)에 의해 폐지 상태로 유지된다. 누설 암모니아(미반응의 암모니아)의 농도를 측정하는 경우에는, 덮개(18)가 제거되고, 측정용 구멍(17)으로부터 가스 유통로(16)로 농도 센서(도시 생략)가 삽입된다.
측정용 구멍(17)의 하류측의 가스 유통로(16)에는, 배가스 교란 기구(20)가 마련되어 있다. 배가스 교란 기구(20)는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 복수의 교란판 지지 부재(21)와, 상부 고정 부재(22)와, 하부 고정 부재(23)와, 하나 또는 복수(도 3 및 도 4의 (a)의 예에서는 2매)의 교란판(24)을 구비한다. 교란판 지지 부재(21)는, 양단의 교란판 지지 부재(21A)와, 복수(도 3 및 도 4의 (a)의 예에서는 2개)의 중간의 교란판 지지 부재(21B)로 구성된다.
양단의 교란판 지지 부재(21A)는, 일측에 슬라이드 홈(26)을 갖는 U상 단면의 긴 재이고, 유로 단면의 좌우 양측의 측부 에지를 따라 대략 연직 방향으로 직선상으로 연장된다. 중간의 교란판 지지 부재(21B)는, 양측에 슬라이드 홈(26)을 갖는 H상 단면의 긴 재이고, 양단의 교란판 지지 부재(21A) 사이에 등간격으로 배치되어, 대략 연직 방향으로 직선상으로 연장된다. 상부 고정 부재(22)는, 유로 단면의 상부 에지를 따라 대략 수평으로 연장되는 긴 재이고, 하부 고정 부재(23)는, 유로 단면의 하부 에지를 따라 대략 수평으로 연장되는 긴 재이다. 상부 고정 부재(22)는, 수평 덕트(15)의 상벽(천장)의 내면(하면)에 고정되고, 하부 고정 부재(23)는, 수평 덕트(15)의 하벽(저벽)의 내면(상면)에 고정된다. 교란판 지지 부재(21)의 상단 및 하단은, 인접하는 2개의 교란판 지지 부재(21)의 슬라이드 홈(26)이 서로 대향하는 상태로, 상부 고정 부재(22) 및 하부 고정 부재(23)에 각각 고정되어, 양단의 교란판 지지 부재(21A)는, 수평 덕트(15)의 측벽의 내면에 고정된다. 즉, 양단의 교란판 지지 부재(21A)와 상부 고정 부재(22)와 하부 고정 부재(23)에 의해 유로 단면의 외측 에지를 따른 직사각형 프레임이 구성되고, 복수의 교란판 지지 부재(21)가 등간격으로 대략 평행하게 격자상으로 나열된다. 인접하는 2개의 교란판 지지 부재(21)는, 교란판(24)이 연직 방향을 따라 슬라이드 가능하게 지지되는 직사각 형상의 슬라이드 영역(25)을 구획한다.
본 실시 형태에서는, 도 3 및 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 중간의 교란판 지지 부재(21B)를 2개 설치하고 있다. 양단의 교란판 지지 부재(21A) 및 중간의 2개의 교란판 지지 부재(21B)(총 4개의 교란판 지지 부재(21))에 의해, 수평 방향으로 나열하는 가로 3열(좌측, 중앙, 우측)의 슬라이드 영역(25)이 구획되고, 중앙을 제외한 좌우의 슬라이드 영역(25)에 각각 1매씩 교란판(24)이 배치되어 있다.
중간의 교란판 지지 부재(21B)는, 가스 유통로(16)의 크기 등에 맞추어 임의의 개수를 설치할 수 있다. 도 4의 (a)에서는 중간에 2개의 교란판 지지 부재(21B)를 설치한 예를 도시하고 있지만, 도 4의 (b)나 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이, 중간에 3개 이상의 교란판 지지 부재(21B)를 설치할 수 있다. 도 4의 (b)는, 중간에 3개의 교란판 지지 부재(21B)를 설치하여 가로 4열의 슬라이드 영역(25)을 마련한 예이고, 도 4의 (c)는, 중간에 4개의 교란판 지지 부재(21B)를 설치하여 가로 5열의 슬라이드 영역(25)을 마련한 예이다. 또한, 도 4의 (b)나 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이, 교란판(24)은, 가스 유통로(16)의 누설 암모니아 분포 상황에 따라, 교란판 지지 부재(21)에 의해 구분된 동일 구획(하나의 슬라이드 영역(25))에 복수 설치할 수 있다. 도 4의 (b)는, 좌측으로부터 2열째의 슬라이드 영역(25)에 2매의 교란판(24)을 설치한 예이고, 도 4의 (c)는, 좌측으로부터 2열째의 슬라이드 영역(25)에 3매의 교란판(24)을, 우측 단의 슬라이드 영역(25)에 2매의 교란판(24)을 각각 설치한 예이다. 또한, 교란판(24)을 설치하지 않은 구획(슬라이드 영역(25))이 있어도 된다. 도 4의 (a) 및 도 4의 (c)는, 중앙의 슬라이드 영역(25)에 교란판(24)을 설치하고 있지 않은 예이다.
도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 교란판(24)은, 배가스류 대향면(27)의 양측에 피지지부(28)를 일체적으로 갖는 직사각형 평판상이고, 양측의 피지지부(28)는, 인접하는 2개의 교란판 지지 부재(21)의 슬라이드 홈(26)에 각각 삽입되어 걸림 결합한다. 양측의 피지지부(28)가 슬라이드 홈(26)에 각각 걸림 결합함으로써, 교란판(24)은, 배가스류 대향면(27)이 상류측에 노출된 상태로, 슬라이드 영역(25) 내를 교란판 지지 부재(21)를 따라 슬라이드 이동 가능해진다.
교란판 지지 부재(21)에는, 슬라이드 홈(26)을 횡단하여 관통하는 복수의 볼트 삽입 관통 구멍(29)이 형성되어 있다. 복수의 볼트 삽입 관통 구멍(29)은, 교란판 지지 부재(21)의 연장 설치 방향(본 실시 형태에서는 대략 연직 방향)을 따라 소정 피치 P(예를 들어, 300㎜)로, 교란판 지지 부재(21)의 대략 전체 길이에 걸쳐서 직선상으로 나열된다. 교란판(24)의 피지지부(28)에는, 상기 소정 피치 P의 정수배의 거리만큼 이격되는 복수(예를 들어, 상하 2개소)의 볼트 삽입 관통 구멍(30)이 형성되어 있다. 피지지부(28)의 볼트 삽입 관통 구멍(30)을 교란판 지지 부재(21)의 임의의 볼트 삽입 관통 구멍(29)에 겹치고, 볼트 삽입 관통 구멍(29, 30)에 볼트(31)를 삽입 관통하고, 너트(32)를 나사 결합하여 조임으로써, 교란판(24)이 교란판 지지 부재(21)에 고정된다. 볼트(31)에 의한 체결을 해제하여 볼트(31)를 볼트 삽입 관통 구멍(29, 30)으로부터 빼고, 볼트(31)를 삽입 관통하는 볼트 삽입 관통 구멍(29)을 바꿈으로써, 교란판(24)의 고정 위치(본 실시 형태에서는 상하 위치)를 소정 피치 P에서 변경할 수 있다. 이와 같이, 교란판(24)의 양측의 피지지부(28)는, 복수개의 교란판 지지 부재(21) 중 인접하는 임의의 2개의 교란판 지지 부재(21)에 각각 해제 가능하게 고정된다.
교란판 지지 부재(21)와 너트(32) 사이에는, 스페이서(33)를 개재시키고 있다. 스페이서(33)를 개재시킴으로써, 교란판 지지 부재(21) 및 교란판(24)이 볼트(31)의 나사부와 겹치지 않도록(수나사가 형성되어 있지 않은 굵은 직경의 비나사부와만 겹침) 체결할 수 있고, 교란판(24)을 견고하게 고정할 수 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, 중간의 교란판 지지 부재(21B)는, 수평 덕트(15)에 고정된 상태 그대로 교란판(24)의 설치 및 분리를 가능하게 하기 위해, 슬라이드 홈(26)의 일부 또는 전역이 상류측 또는 하류측으로 개방 가능하게 구성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 교란판 지지 부재(21B)의 하부가, 하부 고정 부재(23)에 고정되는 하류측의 고정측 부재(34)와, 고정측 부재(34)로부터 이탈 가능한 상류측의 가동측 부재(35)로 분할 구성되어 있다. 가동측 부재(35)의 상단은, 힌지(36)를 통해 그 상방의 교란판 지지 부재(21)에 회전 가능하게 연결되고, 가동측 부재(35)의 하단은, 볼트(37)에 의해 하부 고정 부재(23)에 체결 고정된다(도 7의 (a) 참조). 교란판(24)의 추가 및 삭감(증감)이나 다른 슬라이드 영역(25)으로의 수평 방향의 이동(고정하는 교란판 지지 부재(21)의 변경) 등을 행하는 경우, 볼트(37)의 체결을 해제하고, 힌지(36)를 중심으로 하여 가동측 부재(35)를 상류측으로 개방 이동한다(도 7의 (b) 참조). 이에 의해, 슬라이드 홈(26)의 상류측이 개방되어, 교란판(24)의 설치 및 분리(슬라이드 영역(25)에 대한 교란판(24)의 착탈)가 가능해진다. 또한, 도 4의 (b) 및 도 4의 (c)에서는, 가동측 부재(35) 및 힌지(36)의 도시를 생략하고 있다.
이와 같이, 복수개의 교란판 지지 부재(21)는, 탈초 촉매(촉매층(12))의 하류측에 고정적으로 마련되어, 가스 유통로(16)를 횡단하도록 유로 단면 내에 직선상으로 연장하여 나열된다. 교란판(24)은, 상류측에 노출되는 배가스류 대향면(27)을 갖고, 유로 단면 내에서의 위치를 변경 가능하게 교란판 지지 부재(21)에 고정된다.
배가스 교란 기구(20)에 설치하는 교란판(24)의 수와 고정 위치는, 유로 단면에 있어서 암모니아 농도가 높다고 판정된 개소와 배가스의 유통 방향 Df에 겹치도록 설정된다.
구체적으로는, 보일러(1)의 운전 중(또는 시험 운전 중)에, 탈초 촉매(촉매층(12))의 하류측이고 또한 배가스 교란 기구(20)보다도 상류측의 누설 암모니아(미반응의 암모니아)의 농도를, 측정용 구멍(17)으로부터 삽입한 농도 센서에 의해 유로 단면 내의 복수 개소에서 측정한다. 그리고, 보일러(1)의 운전 정지 중에, 운전 중의 측정에 의해 암모니아 농도가 높다(다른 측정 개소보다도 높음)고 판정된 개소(하나 또는 복수 개소)와 배가스의 유통 방향 Df에 겹치도록 교란판(24)을 배치하여 교란판 지지 부재(21)에 고정한다.
이러한 상태에서 보일러(1)를 운전하면, 도 8에 도시한 바와 같이, 암모니아 농도가 높은 개소의 배가스가 교란판(24)의 배가스류 대향면(27)에 닿아 교란되어 주위의 배가스와 혼합되기(교반되기) 때문에, 유로 단면 내에서의 암모니아 농도의 편차(평균 농도와의 차(농도의 변동))가 작아진다. 이 때문에, 산성 황산암모늄이 생성되기 어려워져, 하류측의 기기(예를 들어, 공기 예열기(3))로의 산성 황산암모늄의 부착 퇴적을 억제할 수 있다.
또한, 장기간의 사용 등에 의해 유로 단면 내에서의 누설 암모니아의 농도 분포가 변동되고, 운전 중의 측정에 의해 암모니아 농도가 높은 개소가 변위되었다고 판정된 경우에는, 교란판(24)의 고정을 해제하고, 암모니아 농도가 높다고 판정된 개소와 유통 방향 Df에 겹치도록 교란판(24)을 이동하여 교란판 지지 부재(21)에 다시 고정한다. 이에 의해, 유로 단면 내에서의 누설 암모니아의 농도 분포가 변동된 경우라도, 하류측의 기기로의 산성 황산암모늄의 부착 퇴적을 억제할 수 있다. 또한, 이 경우, 교란판(24)의 설치 수의 증감이나 다른 슬라이드 영역(25)으로의 수평 방향의 이동을 행해도 된다.
또한, 교란판(24)을 유로 단면의 전역이 아니라 부분적으로 배치하므로, 유로 단면의 전역에 암모니아 분해 촉매를 마련하는 경우에 비해 압력 손실이 증대되기 어렵고, 배가스를 유통시키는 팬의 부하의 증대를 억제할 수 있다.
또한, 배가스가 닿는 배가스류 대향면(27)의 양측의 피지지부(28)를 각각 교란판 지지 부재(21)에 고정하므로, 교란판 지지 부재(21)에 의한 교란판(24)의 지지 상태가 안정된다.
이어서, 본 발명의 제2 실시 형태에 대하여, 도 9를 참조하여 설명한다. 본 실시 형태는, 교란판의 형상이 제1 실시 형태와 상이한 것이고, 다른 구성은 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 기타 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 9에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 교란판(40, 41)의 배가스류 대향면(42, 43)에는, 상류측의 대향면 정상부(44, 45)로부터 하류측으로 경사지는 복수의 경사면(46, 47)이 마련되어 있다. 도 9의 (a)는, L형으로 곡절된 교란판(40)의 예이고, 배가스류 대향면(42)에는, 대향면 정상부(능선부)(44)로부터 경사지는 2개소의 경사면(46)이 마련되어 있다. 도 9의 (b)는, 각추형으로 형성한 교란판(41)의 예이고, 배가스류 대향면(43)에는, 대향면 정상부(45)로부터 경사지는 4개소의 경사면(47)이 마련되어 있다.
이와 같이, 배가스류 대향면(42, 43)이 상류측의 대향면 정상부(44, 45)로부터 하류측으로 경사지는 복수의 경사면(46, 47)을 갖고 있으므로, 배가스류 대향면(42, 43)에 닿은 배가스가 각 경사면(46, 47)을 따라 하류측으로 흐른다. 따라서, 배가스의 교반을 원활하고 또한 확실하게 행할 수 있다.
이어서, 본 발명의 제3 실시 형태에 대하여, 도 10을 참조하여 설명한다. 본 실시 형태는, 공기 분출 노즐(공기 분출 수단)(50)을 마련한 것이고, 다른 구성은 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 기타 구성에 대한 설명은 생략한다.
공기 분출 노즐(50)은, 교란판(24)의 하류측에 겹치도록 배치되어 하류측을 향해 공기를 분출한다. 교란판(24)에 의한 교반에 더하여 공기 분출 노즐(50)로부터 분출되는 공기에 의해서도 배가스가 교반되므로, 배가스의 교반 능력을 높일 수 있다.
이어서, 본 발명의 제4 실시 형태에 대하여 설명한다. 본 실시 형태는, 제1 내지 제3 실시 형태의 교란판(24, 40, 41)에, 미반응의 암모니아를 분해 처리하는 암모니아 분해 촉매를 담지시킨 것이고, 다른 구성은 제1 내지 제3 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 기타 구성에 대한 설명은 생략한다.
암모니아 분해 촉매는, 예를 들어 배가스류 대향면(27, 42, 43)의 표면에 박막상으로 고착함으로써 교란판(24, 40, 41)에 담지되어, 암모니아 분해 촉매에 의해 배가스 중의 누설 암모니아가 분해 처리된다. 따라서, 암모니아 농도가 높은 개소에 있어서 누설 암모니아의 농도를 저하시킬 수 있다.
또한, 본 발명은, 일례로서 설명한 상술한 실시 형태 및 변형예에 한정되지 않고, 상술한 실시 형태 등 이외라도, 본 발명에 관한 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위라면, 설계 등에 따라 다양한 변경이 가능하다.
예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 탈초 장치(2)와 공기 예열기(3)를 연통하는 배가스 덕트(9)의 수평 덕트(15) 내의 가스 유통로(16)에 배가스 교란 기구(20)(교란판(24, 40, 41))를 마련했지만, 이것 대신에, 도 11에 도시한 바와 같이, 배가스 덕트(9)의 수직 덕트(51) 내의 가스 유통로(배가스의 유통 방향 Df가 연직 하방으로 되는 유통로)(52)에 배가스 교란 기구(20)를 마련해도 된다. 이 경우, 복수의 교란판 지지 부재는, 대략 수평 방향으로 직선상으로 연장되고, 교란판은 연직 방향과 대략 직교한다.
또한, 본 실시 형태에서는, 교란판(24)이 상하 방향(연직 방향)으로 이동하도록 교란판 지지 부재(21)를 배치했지만, 교란판(24)이 다른 방향(예를 들어, 수평 방향 등)으로 이동하도록 교란판 지지 부재(21)를 배치해도 된다.
또한, 볼트(31)에 의한 체결 이외의 방법(예를 들어, 용접 등)에 의해 교란판(24)을 교란판 지지 부재(21)에 고정해도 된다.
또한, 교란판 지지 부재(21)의 형상은 U상 단면이나 H상 단면에 한정되지 않고, 다른 형상이어도 된다.
1: 보일러
2: 탈초 장치
3: 공기 예열기
4: 전기 집진기
5: 유인 통풍기
6: 굴뚝
7: 압입 통풍기
8, 9: 배가스 덕트
10: 공기 덕트
11: 탈초 반응기
12: 촉매층
13: 환원제 주입 노즐(환원제 주입 수단)
14, 16, 52: 가스 유통로
15: 수평 덕트
17: 측정용 구멍
18: 덮개
20: 배가스 교란 기구
21, 21A, 21B: 교란판 지지 부재
22: 상부 고정 부재
23: 하부 고정 부재
24, 40, 41: 교란판
25: 슬라이드 영역
26: 슬라이드 홈
27, 42, 43: 배가스류 대향면
28: 피지지부
29, 30: 볼트 삽입 관통 구멍
31, 37: 볼트
32: 너트
33: 스페이서
34: 고정측 부재
35: 가동측 부재
36: 힌지
44, 45: 대향면 정상부
46, 47: 경사면
50: 공기 분출 노즐(공기 분출 수단)
51: 수직 덕트

Claims (5)

  1. 보일러로부터 배출된 배가스가 유통하는 가스 유통로에, 암모니아를 환원제로 하여 배가스 중의 질소 산화물을 환원 제거하는 탈초 촉매를 배치하여, 상기 탈초 촉매의 상류측의 상기 가스 유통로를 유통하는 배가스 중에 암모니아를 주입하는 배가스 정화 장치이며,
    상기 탈초 촉매의 하류측에 고정적으로 마련되어, 상기 가스 유통로를 횡단하도록 유로 단면 내에 직선상으로 연장하여 나열하는 복수개의 교란판 지지 부재와,
    상류측에 노출되는 배가스류 대향면을 갖고, 상기 유로 단면 내에서의 위치를 변경 가능하게 상기 교란판 지지 부재에 고정되는 교란판을 구비한
    것을 특징으로 하는 배가스 정화 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 교란판은, 상기 복수개의 교란판 지지 부재 중 인접하는 임의의 2개의 교란판 지지 부재에 각각 해제 가능하게 고정되는 양측의 피지지부와, 상기 양측의 피지지부 사이에서 상류측에 노출되는 상기 배가스류 대향면을 갖는
    것을 특징으로 하는 배가스 정화 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 교란판의 상기 배가스류 대향면은, 상류측의 대향면 정상부로부터 하류측으로 경사지는 복수의 경사면을 갖는
    것을 특징으로 하는 배가스 처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 교란판의 하류측에 겹치도록 배치되어 공기를 분출하는 공기 분출 수단을 구비한
    것을 특징으로 하는 배가스 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 교란판에는, 미반응의 암모니아를 분해 처리하는 암모니아 분해 촉매가 담지되어 있는
    것을 특징으로 하는 배가스 처리 장치.
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