TWI485355B - Vertical flow downflow type smoke denitrification device - Google Patents

Description

垂直流降流型排煙脫硝裝置

本發明是關於煤焚化鍋爐設備等設置的排煙脫硝裝置，尤其是關於在垂直流降流型排煙脫硝裝置所使用的，在用來將排廢氣所含有的氮氧化物(NO_X )去除的觸媒塊的間隙處設置的灰堆積防止板。

從發電所、汽車等所排出的排煙中的氮氧化物(NO_X )是成為光化學煙霧或酸雨的原因。在將排煙中的NO_X 分解成無害的(N₂ )與水(H₂ O)的技術中最實用化的選擇性接觸還原法，是將氨(NH₃ )使用作為還原劑，在脫硝觸媒的存在下，使上述NH₃ 與排廢氣中的NO_X 反應。

在火力發電用鍋爐所設置的排煙脫硝裝置3(參考第9圖)，所需要的脫硝率，是根據下面的計算式子所計算出的。

脫硝率=((入口NO_X 濃度-出口NO_X 濃度)/入口NO_X 濃度)×100%

為了達成以上述計算式子所算出的脫硝率，在排煙脫硝裝置3充填有：組裝有複數個最小單位的觸媒單元2的觸媒塊1，觸媒塊1是藉由脫硝裝置3(反應器)內的支承樑14所支承。觸媒單元2，將覆蓋基板表面的觸媒體以一定的間隔設置，將觸媒收容於框部內。

一般來說，排煙脫硝裝置的排廢氣溫度約為300~400 ℃的高溫，而且包含約10~20g/m³ N的大量的煤塵。包含NO_X 的排廢氣從鍋爐出口流向脫硝裝置3內，當通過觸媒塊1時，雖然會因為氨的存在藉由脫硝反應進行淨化處理，可是如果有灰等堆積於觸媒塊1上，則因為觸媒封閉而讓脫硝性能大幅降低。因此，在第10圖所示的框體13內配置有多數的觸媒塊1，在鄰接的觸媒塊1、1的間隙配置有山型鋼18(在圓框S1的放大圖也就是第11圖顯示)或圓鋼19(在圓框S2的放大圖也就是第12圖顯示)，將該山型鋼18或圓鋼19在設置有排煙脫硝裝置3的現場焊接固定於框體13，而達到防止灰的堆積。

作為習知文獻有下述的專利文獻1、2。尤其專利文獻2記載的發明揭示有：在排煙脫硝裝置3的內部配置的觸媒單元殼體的鄰接的殼體相互間的氣體上游側，安裝有山型鋼的灰塵附著防止用保護具，在分別鄰接的觸媒單元的間隙與觸媒單元與脫硝裝置3的內壁之間，安裝著灰塵附著防止用保護具。

〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕

[專利文獻1]日本特開2002-219336號公報

[專利文獻2]日本特開昭58-143828號公報

在專利文獻1記載的發明，在灰塵附著防止用保護具 使用焊接構造，並未考慮熱膨脹導致的裂紋。可是，藉由當鍋爐等的燃燒裝置起動停止時所產生的溫度變化，在較接近於燃燒裝置的排廢氣出口處配置的排煙脫硝裝置內，也產生同樣的溫度分佈。而在專利文獻2記載的發明，雖然是用來防止灰塵堆積的技術，可是並沒有揭示：在觸媒單元殼體的鄰接的殼體的間隙處安裝之在氣體上游側設置的山型的灰塵附著防止用保護具等的具體的安裝方法。

在上述第10圖所示的先前技術的觸媒塊1的鄰接的殼體相互間安裝的山型鋼18或圓鋼19等的灰塵附著防止用保護具的安裝構造，藉由在上述排煙脫硝裝置3內的溫度分佈，藉由觸媒塊1的配置位置，而會有因為溫度的差異導致伸縮差異而產生熱應力，而在灰塵附著防止用保護具的斷續焊接部產生裂紋，而且上述焊接部因為排煙脫硝裝置3運轉時的振動等導致產生裂紋的情形，而在上述裂紋部分連同排廢氣一起產生灰或氨等的吹落，會有對脫硝性能造成影響的問題。而產生上述焊接裂紋的話，則需要在燃燒裝置的運轉停止期間進行修補。

並且灰會附著、堆積到：在第10圖所示的習知的觸媒塊1、1的間隙配置的山型鋼18(第10圖的圓框S1的放大圖也就是第11圖)的傾斜部周圍、或圓鋼19(第10圖的圓框S2的放大圖也就是第12圖)的圓弧部或在框體13設置的懸吊凸片17(第10圖的圓框S3的放大圖也就是第13圖)，而會有隨時間成長的傾向，在排煙脫硝裝置3長期運轉時，灰的堆積物會成塊，而會有將觸媒塊1 內的排廢氣流通空間封閉的可能性。

並且在將符合脫硝性能的量的觸媒塊1充填到排煙脫硝裝置3內之後，為了實施：鄰接的觸媒塊1、1間的山型鋼18或圓鋼19等的灰塵附著防止用保護具的現場焊接，現場程序會增加，所以需要很大的勞力與成本。在排煙脫硝裝置3的長期運轉後，因為觸媒惡化而需要更換觸媒塊1的情況，為了將既有的觸媒塊1搬出，需要將由山型鋼18或圓鋼19所構成的灰塵附著防止用保護具切斷、分解。

因此，本發明的課題是要提供一種垂直流降流型排煙脫硝裝置，以讓灰等不會堆積於觸媒塊間的間隙的構造，讓觸媒塊表面的灰塵堆積成為最小，即使在溫度變化產生的運轉狀態下，也能吸收熱膨脹，具備有在觸媒填充及更換時不需要現場焊接作業的簡易的灰塵堆積防止板。

本發明的上述課題藉由下述構造來解決。

請求項1記載的發明，為垂直流降流型排煙脫硝裝置，設置有：組裝有觸媒單元(2)的複數個觸媒塊(1)，將從燃燒裝置排出而成為垂直流降流的排廢氣進行處理；在鄰接的觸媒塊(1、1)的間隙設置有可滑動的第一灰堆積防止板(9)與第二灰堆積防止板(10)；上述第一灰堆積防止板(9)的上部為山型構造，且下部具有鉤部(9a)，該鉤部(9a)插入於：在觸媒塊( 1)的上部配置的護板(11)的下部與觸媒塊(1)的上部之間。

請求項2記載的發明，在請求項1記載的垂直流降流型排煙脫硝裝置其中，在設置用來懸吊觸媒塊(1)的懸吊凸片(4)，設置有長孔(4a)，藉由貫穿懸吊凸片(4)的長孔(4a)所設置的卡止構件(5~7)，可自由裝卸地支承著上述第二灰堆積防止板(10)。

藉由請求項1記載的發明，在設置有鍋爐等的燃燒裝置的現場，將不需要焊接作業的第一灰堆積防止板9可滑動地安裝於排煙脫硝裝置3，所以也能因應：藉由脫硝裝置3內的溫度變化所產生的伸縮差所產生的熱應力導致的焊接部的裂紋、運轉時的振動等的焊接部的裂紋等、或觸媒塊1安裝時的構件間的公差的問題。

藉由用將設置於第一灰堆積防止板9的鉤部9a，插入於觸媒塊1的護板11的下部與觸媒塊1的上部之間這樣簡單的方法，將第一灰堆積防止板9安裝於排煙脫硝裝置3，利用護板11本身重量防止浮起，同時可設置不會因為振動等而脫落的第一灰堆積防止板9，所以能使觸媒塊1、1間的灰堆積成為最少，減少灰塊朝觸媒表面的落下及堆積，而能提升脫硝性能。

藉由請求項2記載的發明，除了請求項1記載的發明的效果之外，在用來懸吊觸媒塊1的懸吊凸片4設置有長 孔4a，所以藉由貫穿懸吊凸片4的長孔4a的卡止構件5~7，可自由裝卸地支承著第二灰堆積防止板10，變得不需要將懸吊凸片4焊接於框體13等，而且能將懸吊凸片4容易地卸下。

以下針對本發明的實施例用第1圖來說明。

第1圖是顯示將具備有適用於第9圖的排煙脫硝裝置的本實施例的灰堆積防止板之複數的觸媒塊1，收納於框體13內的情況的立體圖。

在第1圖所示的例子，在框體13內上下組裝有兩層觸媒單元2，以6個觸媒單元構成一個觸媒塊1，將一個觸媒塊1分別並排配置於：在框體13內設置的複數的區塊內。在第1圖顯示將12個觸媒塊1配置於框體13內的例子，收納著12個觸媒塊1的框體13將成為垂直流降流的排廢氣管道16配置於橫剖方向。

如在第9圖顯示排煙脫硝裝置的側視圖，上述12個的觸媒塊1，在排廢氣垂直流降流流動的排廢氣管道16內，涵蓋上下配置複數層，收容於：被支承樑14支承的框體13內而構成排煙脫硝裝置。

排煙脫硝裝置的灰堆積防止板的構造，會因為有無懸吊凸片4而不同。在第2圖~第4圖，顯示了沒有懸吊凸片4的第一灰堆積防止板9。在第2圖顯示第1圖的第一灰堆積防止板9的立體圖，第3圖顯示第1圖的圓框S1 部分的放大圖，在第4圖顯示從第3圖的A-A線方向觀察的視圖。

如第2圖與第4圖所示，第一灰堆積防止板9是由薄板材(板厚度1.6mm)所構成，在其長邊方向的上部是藉由彎曲加工形成山型的頂部，從山型頂部朝向鉛直方向下方設置兩側壁部，在該兩側壁的下端部的兩端部具備有朝水平方向延伸的鉤部9a之構件，為複數個配置於：將鄰接的觸媒塊1、1的間隙埋住的位置。如第3圖所示，在觸媒塊1的上部配置有護板11。

而且藉由將第一灰堆積防止板9的鉤部9a插入到該護板11的下側與觸媒塊1的上部之間，則能將第一灰堆積防止板9將觸媒塊1、1的間隙封閉。在護板11與觸媒塊1的框體13之間具有約10mm的間隙，由於可容易插入的觸媒塊1的護板11很輕量，所以能抬起護板11，容易地將第一灰堆積防止板9的鉤部9a插入設置於護板11的下側與觸媒塊1的上部之間。鉤部9a並未固定而是自由的，所以能成為將第一灰堆積防止板9的安裝誤差及熱膨脹予以吸收的構造。因此不只是能在現場容易地安裝第一灰堆積防止板9，且當修補或更換時能容易地卸下。

在第5圖顯示第1圖的圓框S2部分的放大圖，在第6圖顯示從第5圖的B-B線方向觀察的視圖。第5圖是兩個第一灰堆積防止板9的連接部分的立體圖，以外殼12將兩個第一灰堆積防止板9、9的對接部覆蓋，而且在與設置有第一灰堆積防止板9的觸媒塊1、1的間隙偏移90 度的位置的觸媒塊1、1的間隙，設置有由ㄇ型的薄板材所構成的第二灰堆積防止板10。

第二灰堆積防止板10，如第1圖的圓框S3的放大圖也就是第7圖(第二灰堆積防止板10並未圖示)與從第7圖的C-C線方向觀察的視圖也就是第8圖所示，是由下端部互相面向而被同樣框體13所支承的ㄇ型的薄板材所構成，將懸吊凸片4覆蓋，該懸吊凸片4被位於鄰接的兩個觸媒塊1、1的間隙的框體13所支承；將螺栓5插入於：該ㄇ型的薄板材的兩側面、所設置的貫穿孔10a、與懸吊凸片4的孔部4a，以螺母6及墊片7、7、7將第二灰堆積防止板10卡止。

第二灰堆積防止板10的貫穿孔10a，在將螺栓5插入於懸吊凸片4的孔部4a之後，是被墊片7、7、7所封閉，所以灰不會通過。可是，懸吊凸片4的孔部4a是具有較螺栓5的直徑更大的直徑的長孔部，所以不只是可容易地調整螺栓5、螺母6、及墊片7構成的卡止位置，且即使第二灰堆積防止板10與懸吊凸片4或觸媒塊1、1的熱膨脹率有差異，也能將其吸收。

在第10圖所示的習知的灰堆積防止構造，觸媒塊1的懸吊凸片17或圓鋼19的圓弧部或山型鋼18的傾斜部周圍，在長期運轉時，確認了因為成塊的觸媒堵塞而有讓脫硝性能降低的可能性的灰的附著堆積情形。

另一方面，在本實施例的山型構造的第一灰堆積防止板9或ㄇ字型的第二灰堆積防止板10，並沒有發現因為溫 度變化或振動導致裂紋或灰堆積。而且也未發現排廢氣洩漏。並且不需要觸媒塊1充填或更換時的現場焊接作業及撤出作業等，可減少現場加工程序。

〔產業上的可利用性〕

本發明主要可適用於火力發電用鍋爐的脫硝裝置，由於安裝方法簡易且不需要焊接，所以在觸媒量多且在短期間的充填作業工期的情況能有效利用。

1‧‧‧觸媒塊

2‧‧‧觸媒單元

3‧‧‧排煙脫硝裝置

4‧‧‧觸媒塊懸吊凸片

4a‧‧‧長孔

5‧‧‧螺栓

6‧‧‧螺母

7‧‧‧墊片

9‧‧‧第一灰堆積防止板

9a‧‧‧鉤部

10‧‧‧第二灰堆積防止板

10a‧‧‧貫穿孔

11‧‧‧護板

12‧‧‧外殼

13‧‧‧框體

14‧‧‧支承樑

16‧‧‧排廢氣管道

17‧‧‧懸吊凸片(習知)

18‧‧‧山型鋼(習知)

19‧‧‧圓鋼(習知)

第1圖是將本發明的實施例的灰堆積防止板設置於觸媒塊之間的排煙脫硝裝置的局部立體圖。

第2圖是第1圖的第一灰堆積防止板的立體圖。

第3圖是第1圖的圓框S1部分的放大圖。

第4圖為從第3圖的A-A線方向觀察的視圖。

第5圖是第1圖的圓框S2部分的放大圖。

第6圖為從第5圖的B-B線方向觀察的視圖。

第7圖是第1圖的圓框S3部分的放大圖。

第8圖為從第7圖的C-C線方向觀察的視圖。

第9圖是本發明的實施例的排煙脫硝裝置的側視圖。

第10圖是習知的將灰堆積防止板設置於觸媒塊之間的排煙脫硝裝置的立體圖與其局部放大圖。

第11圖是第10圖的圓框S1部分的放大圖。

第12圖是第10圖的圓框S2部分的放大圖。

第13圖是第10圖的圓框S3部分的放大圖。

1‧‧‧觸媒塊

2‧‧‧觸媒單元

9‧‧‧第一灰堆積防止板

9a‧‧‧鉤部

11‧‧‧護板

13‧‧‧框體

S1‧‧‧圓框

S2‧‧‧圓框

S3‧‧‧圓框

Claims (2)

1. 一種垂直流降流型排煙脫硝裝置，設置有：組裝有觸媒單元(2)的複數個觸媒塊(1)，將從燃燒裝置排出而成為垂直流降流的排廢氣進行處理；其特徵為：各觸媒塊(1)是收納於框體(13)，在鄰接的觸媒塊(1、1)的框體(13、13)之間的間隙設置有：可滑動的第一灰堆積防止板(9)與第二灰堆積防止板(10)，上述第一灰堆積防止板(9)的上部為山型構造，且第一灰堆積防止板(9)的下端部具有鉤部(9a)，該鉤部(9a)係載置於框體(13)上，並且在其上面載置有觸媒塊(1、1)的護板(11)。
2. 如申請專利範圍第1項的垂直流降流型排煙脫硝裝置，其中在設置用來懸吊觸媒塊(1)之懸吊凸片(4)，設置有長孔(4a)，藉由貫穿懸吊凸片(4)的長孔(4a)所設置的卡止構件(5、6、7)，可自由裝卸地支承著上述第二灰堆積防止板(10)。