TWI626984B - Exhaust gas treatment device - Google Patents

Abstract

對起因於直徑為100μm以上之灰粒子所導致的脫硝觸媒之摩耗作抑制。

其特徵為，係具備有：脫硝裝置(10)，係具有將從焚煤炭鍋爐(1)所排出的廢氣中之氮氧化物還原之脫硝觸媒(10b)，而構成之；和排氣管，係從焚煤炭鍋爐而將廢氣導引至脫硝裝置處，排氣管，係具備有被與焚煤炭鍋爐之廢氣出口(7)作了連接的水平排氣管(8)、和被與水平排氣管作了連接的垂直排氣管(9)、以及被設置在水平排氣管與垂直排氣管之連接部的下部處之斗(15)，在斗(15)之上端開口部處，係設置有使廢氣中之灰粒子作碰撞並落下至斗內的碰撞板(16)。

Description

廢氣處理裝置

本發明，係有關於廢氣處理裝置，特別是有關於具備有將在以煤炭作為燃料之鍋爐(例如，發電用)的廢氣中所包含之氮氧化物還原並除去的脫硝裝置之廢氣處理裝置。

例如，為了將焚煤炭火力發電用鍋爐之燃燒廢氣中的氮氧化物(NOx)除去，一般係採用有在廢氣中注入還原劑(例如，氨)並藉由脫硝觸媒來將NOx還原成N₂。此脫硝裝置，例如，係如同在專利文獻1中所記載一般，構成為將從以煤炭作為燃料之鍋爐的過熱器或節熱器(省煤炭器)等的熱交換器所排出之廢氣，經由水平排氣管和垂直排氣管而導引至脫硝裝置之頂部處。在脫硝裝置中，係具備有將氮氧化物還原的脫硝觸媒，並成為從被設置在脫硝觸媒之上游側的垂直排氣管或脫硝裝置之入口側的排氣管處之噴嘴來將還原劑注入至廢氣中。脫硝觸媒，一般而言，係將被形成為板狀或蜂巢狀之複數之觸媒層積為層狀所形成，觸媒層之網孔開度(opening)通常 係為5~6mm程度。

另一方面，焚煤炭鍋爐，係構成為將煤炭以磨機來粉碎成平均粒徑為100μm以下之微粉碳，並供給至火爐而進行燃燒。起因於該燃燒所產生的粉塵或灰(以下，總稱為灰粒子)之大小，通常係為數10μm以下。但是，若是將附著在鍋爐之導熱管或側壁上的熔渣或熔塊藉由吹灰器(Sootblower)等來吹飛，則會產生5~10mm之灰的結塊，並與廢氣一同地而一直飛到脫硝裝置處，而成為堆積在觸媒層上的原因。若是此種灰的結塊堆積於觸媒表面，則會有對於廢氣氣流造成妨礙並對脫硝反應造成阻礙的問題。

為了對起因於此種灰的結塊所導致之問題作對應，係如同在專利文獻1或專利文獻2中所記載一般地，而提案有在水平排氣管和垂直排氣管之連接部的下部設置斗並且在斗內而收集灰的結塊。又，係提案有將從鍋爐而導引至脫硫裝置中之排氣管內的廢氣流速減慢並在水平排氣管內或垂直排氣管內設置金網狀之網並收集灰的結塊。或者是，係提案有在垂直排氣管之內壁部設置由複數枚之板狀構件所成的百葉窗或者是設置阻礙板來收集灰的結塊並使其落下至垂直排氣管之下部的斗處。

又，若依據專利文獻3，則係提案有：在水平排氣管內之上游側處設置使廢氣氣流偏流至朝下的方向之板構件，並使灰粒子偏流至水平排氣管之底壁側處而使其被收集至斗中。又，在該文獻中，係提案有：將收集板從 水平排氣管之底壁起而延長設置至斗內之上部，並對於使廢氣氣流被捲入至收集板中的渦流作利用，而將灰粒子收集至斗內。進而，在該文獻中，係提案有：在水平排氣管內之廢氣氣流會發生碰撞的斗與垂直排氣管之間之連接部處，膨出於斗內之上部地而設置水平之偏向板，並藉由此偏向板來使流入至斗內之廢氣氣流被導引至上述之收集板的下面處，而提高灰粒子之收集效果。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開平2-95415號公報

[專利文獻2]日本特開平8-117559號公報

[專利文獻3]美國專利第7556674B2

然而，在上述之專利文獻中，係並未針對包含有直徑為100~300μm之灰粒子的情況作考慮。亦即是，在中國或印度等處，係規劃有並非使用澳洲產之高品質的煤炭而是使用灰份為多並且難以進行微粉碎的品質之煤炭的焚煤炭鍋爐。例如，在針對中國之內蒙古地區所生產的煤炭(A炭)之工業分析值以及在廢氣中所包含之灰粒子的粒徑分布作了測定後，其結果，澳洲產之煤炭(B 炭)的灰份係為約13%，相對於此，A炭之灰份係為47%而為多。又，灰份之粒度分布，於B炭的情況時，99%之粒子係為直徑100μm以下，相對於此，於A炭的情況時，100μm以下之粒子係為50%程度。亦即是，在A炭的情況時，灰的一半係為由100μm以上的粒子所構成。

如此這般，係得知了，當在廢氣中包含有30~40%以上之灰份的情況時，或者是當包含有100μm以上之粒徑為大之灰粒子的情況時，會產生有脫硝觸媒會在短時間內而摩耗之新的問題。例如，在專利文獻所提案的金網狀網格中，雖然能夠將較觸媒層之網孔開度而更大的5~10mm程度之灰的結塊除去，但是，係並無法將較其而更小的100μm~5mm之灰粒子除去。

相對於此，若是將金網狀之網格的網孔開度例如設為100μm，則不僅是會導致在排氣管處之壓力損失的變大，也會發生網格之堵塞的發生頻率變高的問題。又，直徑為100~300μm之灰粒子，由於係伴隨於流速為數m/s之廢氣氣流，因此，就算是在排氣管之內壁處設置由複數枚之板狀構件所成之百葉窗，與百葉窗作了碰撞的灰也會再度伴隨於氣流而被吹飛至下游側處，故而，係並無法解決脫硝觸媒被摩耗的問題。

本發明所欲解決之課題，係在於提供一種能夠對起因於直徑為100μm以上之灰粒子所導致的脫硝觸媒之摩耗作抑制的廢氣處理裝置。

本發明之發明者們，係藉由數值分析手法來對於從鍋爐出口而經由水平排氣管和垂直排氣管所一直被導引至脫硝裝置的伴隨於廢氣之灰粒子的軌跡作了努力研究，其結果，如同後述一般，係發現了：直徑為30μm之灰粒子係會在排氣管內部而略均一地分散並一直到達至脫硝裝置處，相對於此，直徑為200μm之灰粒子，係會集中存在於水平排氣管之下部並伴隨於廢氣而移動。

因此，本發明係以下述構成作為第1特徵：亦即是，係為一種廢氣處理裝置，並具備有：脫硝裝置，係具有將從焚煤炭鍋爐所排出的廢氣中之氮氧化物還原之脫硝觸媒，而構成之；和排氣管，係從前述焚煤炭鍋爐而將前述廢氣導引至該脫硝裝置處，前述排氣管，係具備有被與前述焚煤炭鍋爐之廢氣出口作了連接的水平排氣管、和被與該水平排氣管作了連接的垂直排氣管、以及被設置在前述水平排氣管與前述垂直排氣管之連接部的下部處之斗，該廢氣處理裝置，其特徵為：在前述斗之上端開口部處，係設置有使前述廢氣中之灰粒子作碰撞並落下至前述斗內的碰撞板。

若依據具備有第1特徵之本發明，則藉由在斗之上端開口部、亦即是在水平排氣管之底壁的延長面處，設置使廢氣中之灰粒子作碰撞並落下至斗內之碰撞板，係能夠使集中存在於水平排氣管之下部的伴隨於廢氣之100μm以上的灰粒子與碰撞板相碰撞並選擇性地收集 於斗中。其結果，由於係能夠將100μm以上之灰粒子以高效率來集中至斗中，因此係能夠對起因於粒徑為大之灰粒子而導致脫硝觸媒摩耗的情形作抑制。

在此情況中，較理想，前述碰撞板，係被形成為長方形，並使下邊側之長邊位置在與前述水平排氣管之底壁的延長面相對應的前述斗之上端開口面處，並且延伸存在於前述水平排氣管之寬幅方向上地而作設置。若依據此，則係能夠使集中存在於身為水平排氣管之下部的底壁側處之伴隨於廢氣之100μm以上的灰粒子與碰撞板有效地相碰撞並落下至斗中。又，碰撞板，由於係只要身為具備有與100μm以上之灰粒子集中存在於水平排氣管之底壁側並飛散的區域相對應之短邊的長方形即可，因此係能夠將廢氣氣流的壓力損失抑制為低。

又，碰撞板之設置位置，係只要被設置在相當於當從水平排氣管來作觀察時之斗的上端開口之深處側之端起的上端開口之長度之1/4~3/4的範圍內即可。又，較理想，碰撞板，係相對於斗之上端開口面而朝向水平排氣管側作設定角度α之傾斜地來作設置，其中，α≦90°。

本發明，係更進而具備有下述之第2特徵：亦即是，係設置有於前述斗之內部而與前述水平排氣管之延長線相正交並且朝向鉛直方向而垂下的區劃板。

若依據第2特徵，則係能夠對於在水平排氣管中流通之廢氣的與斗之壁面相碰撞並從斗之側壁起朝向 底部前進並且在被收集於底部處的灰粒子之堆積面上而反轉並上升的氣流作抑制(縮小)。其結果，由於係能夠對於被收集於斗內之灰粒子的再飛散作抑制，因此係能夠對於到達脫硝觸媒處之100μm以上之灰粒子的量作抑制。於此情況，較理想，區劃板，係被設置在相當於從水平排氣管來作觀察時之斗的上端開口之深處側之端起的上端開口之長度之1/2的位置、亦即是中心位置處。

本發明，係具備有下述特徵：亦即是，被與前述水平排氣管作連接之前述廢氣出口，係被形成於被設置有前述焚煤炭鍋爐的熱回收導熱管之朝向下方的廢氣流路之側壁處，並從前述廢氣出口之前述廢氣流路的較前述水平排氣管而更上部的側壁起，而朝向廢氣流路內設置有膨出部。

若依據本發明，則係能夠對起因於直徑為100μm以上之灰粒子所導致的脫硝觸媒之摩耗作抑制。

1‧‧‧焚煤炭鍋爐

7‧‧‧廢氣出口

8‧‧‧水平排氣管

9‧‧‧垂直排氣管

10‧‧‧脫硝裝置

10b‧‧‧脫硝觸媒

10c‧‧‧氨供給噴嘴

15‧‧‧斗

16‧‧‧碰撞板

17‧‧‧區劃板

[圖1]係為本發明之廢氣處理裝置的第1實施形態之全體構成圖。

[圖2]係為身為第1實施形態之特徵的斗部之擴大立體圖。

[圖3]係為第1實施形態之脫硝觸媒的其中一例之立體圖。

[圖4]係為對起因於煤炭種類的差異所導致之灰粒子之粒徑分布的其中一例作展示之圖。

[圖5]係為對起因於於從鍋爐出口起而到達水平排氣管、垂直排氣管以及脫硫裝置處的灰粒子之粒徑的差異所導致之飛散軌跡作了數值分析之圖。

[圖6]係為對於設置了第1實施形態之碰撞板的情況時之氣體流速分布的分析結果作展示之圖。

[圖7]係為針對對於設置了第1實施形態之碰撞板的情況時之大粒徑的灰粒子之軌跡作了分析的結果作展示之圖。

[圖8]係為針對對於設置了第1實施形態之防止再飛散板的情況時之氣體流速分布作了分析的結果作展示之圖。

[圖9]係為針對對於第1實施形態之碰撞板的位置作了檢討的結果作展示之圖。

[圖10]係為針對對於第1實施形態之防止再飛散板的形狀作了檢討的結果作展示之圖。

[圖11]係為針對圖10之防止再飛散板的各種形狀之灰粒子收集率的差異作展示之圖。

[圖12]係為針對由第1實施形態所致的粒徑100、200、360μm之飛散比例而與先前技術作比較展示之圖。

[圖13]係為對於在第1實施形態中於被連接有水平 排氣管的鍋爐出口處設置了膨出部的變形例作說明之圖。

[圖14]係為針對起因於圖12之膨出部的有無所導致之灰粒子收集率的差異作展示之圖。

[圖15]係為本發明之廢氣處理裝置的第2實施形態之主要部分構成圖。

[圖16]係為對於第2實施形態之側壁碰撞板的角度α與灰粒子之收集率之間的計算結果作展示之圖。

[圖17]係為對於第2實施形態之側壁碰撞板的角度β與灰粒子之收集率之間的計算結果作展示之圖。

[圖18]係為對於第2實施形態之側壁碰撞板的板寬幅d與灰粒子之收集率之間的計算結果作展示之圖。

[圖19]係為對於第2實施形態之側壁碰撞板的下端和斗上部之間的分離距離L1與灰粒子之收集率之間的計算結果作展示之圖。

[圖20]係為對於第3實施形態之頂板碰撞板的詳細構成作展示之圖。

以下，針對本發明之廢氣處理裝置，根據實施形態而作說明。

[第1實施形態]

參考圖1，針對本發明之廢氣處理裝置的第1實施形態之全體構成作說明。焚煤炭鍋爐1，係具備有將藉由未 圖示之磨機等的粉碎機所粉碎了的煤炭2藉由燃燒用氣體3來燃燒的燃燒器4，而構成之。又，在焚煤炭鍋爐1之火爐內以及廢氣流路內，係被設置有使水作流通之複數之熱回收導熱管，進而，在焚煤炭鍋爐1之下游側的廢氣流路內，係被設置有身為熱回收導熱管之其中一者的節熱器(省煤炭器)6。藉由此，焚煤炭鍋爐1係成為產生驅動未圖示之發電渦輪機之蒸氣。

在節熱器6之下方的鍋爐側壁處，係被設置有焚煤炭鍋爐1之廢氣出口7，在廢氣出口7處，係被連接有水平排氣管8。水平排氣管8之另外一端，係被與垂直排氣管9之側壁作連接，垂直排氣管9之上端，係被與脫硝裝置10之入口排氣管10a作連接。藉由此，藉由焚煤炭鍋爐1而燃燒煤炭所產生的廢氣，係成為從廢氣出口7起經由水平排氣管8和垂直排氣管9而被導引至脫硝裝置10之頂部處。脫硝裝置10，係於內部被填充有如同圖3中所示一般之脫硝觸媒10b，並成為從被設置在垂直排氣管9之途中的氨供給噴嘴10c來作為還原劑而注入氨。藉由此，脫硝裝置10，係成為將在廢氣中所包含的氮氧化物(NOx)還原並排出。從脫硝裝置10所排出的使NOx被作了除去的廢氣，係成為經過將燃燒用氣體加熱之空氣加熱器11、集塵器12、脫硫裝置13，而從煙囪14來放出至大氣中。

接著，針對本發明之特徵部分的構成作說明。如同圖1以及圖2中所示一般，在被連接於水平排氣 管8之終端處的垂直排氣管9的下部處，係沿著水平排氣管8之寬幅方向而被設置有複數之斗15。斗15之上端開口面，係與水平排氣管8之底壁面的位置相配合地而被作設置。係位置於斗15之上端開口面處地，而設置有使廢氣中之灰粒子作碰撞並落下至斗15內的碰撞板16。本實施形態之碰撞板16，係被形成為長方形，並使下邊之長邊位置在與水平排氣管8之底壁的延長面相對應的斗之上端開口面處，並且延伸存在於水平排氣管之寬幅方向上地而作設置。碰撞板16之短邊的寬幅，係如同後述一般，因應於沿著水平排氣管8之底壁而飛散的大粒徑之灰粒子的氣流之厚度而制定。例如，碰撞板16之短邊的寬幅，係能夠從水平排氣管8之縱寬幅H的2~7%之寬幅的範圍內來作選擇，並考慮廢氣氣流之壓力損失和灰粒子之收集率之間的關係來作制定。

又，在各斗15之內部，係設置有防止再飛散用之區劃板17。亦即是，係設置有於斗15之內部而與水平排氣管8之延長線相正交並且朝向鉛直方向而垂下的區劃板17。若依據此，則係能夠對於在水平排氣管8中流通之廢氣的與垂直排氣管9和斗15之壁面相碰撞並從斗15之側壁起朝向底部前進並且在被收集於底部處的灰粒子之堆積面上而反轉並上升的氣流作抑制(縮小)，而能夠對於被收集了的灰粒子之再飛散作抑制。

針對使用如此這般所構成的本發明之第1實施形態並使用表1中所示之身為低品質煤炭的A炭來進行 運轉的情況為例，來對於動作作說明。對於焚煤炭鍋爐1，而將煤炭2和作為燃燒用氣體3之空氣對於燃燒器4作供給，並使A炭燃燒。藉由起因於A炭之燃燒反應所產生的熱，來藉由未圖示之水冷壁、導熱管、過熱器5以及節熱器6等之熱回收導熱管而將水加熱並使蒸氣產生，以藉由未圖示之渦輪發電機來進行發電。

在焚煤炭鍋爐1中藉由A炭之燃燒所產生的廢氣，係從身為節熱器6之出口側的廢氣出口7而被排出。此時，由於A炭係身為低品質炭，因此在廢氣中係包含有多量的直徑為100~300μm之灰。此廢氣中之大徑(例如，直徑100~300μm)之灰粒子，係於在水平排氣管8中而流動的期間中，被集中於水平排氣管8之底壁部處。而，被集中於水平排氣管8之底壁部處的大徑之灰粒子，係與被設置在垂直排氣管9之下部的碰撞板16相碰撞，並落下至斗15內。又，在斗15內部，由於係設置有區劃板17，因此，被作了收集的大徑之灰粒子係並不會有再度飛散的情形，而被保持於斗15內。

如此這般，對於使大徑之灰粒子之絕大部分被作了除去的廢氣，而從被設置在垂直排氣管9處的氨供給噴嘴10c來供給氨，並將其導引至脫硝觸媒10b處。之後，在通過脫硝觸媒10b的期間中，廢氣中之NOx係被還原，並被分解成氮和水。於此，在通過脫硝觸媒10b之廢氣中的灰粒子中，由於100μm以上之粒子的絕大部分係被除去，因此係幾乎不會發生脫硝觸媒10b之摩耗的情 形。之後，廢氣係在空氣加熱器11處而與燃燒用空氣進行熱交換並成為低溫，並在集塵器12中而使灰粒子被除去，再進而藉由脫硫裝置13而使硫氧化物被除去，之後，從煙囪14而被放出至大氣中。

於此，針對由第1實施形態所致之大徑之灰粒子的除去作用，參考圖5~圖8而作詳細說明。首先，針對在直到完成本發明為止的過程中之根據數值分析所得到的知識作說明。於圖5中，對於針對從廢氣出口7起直到脫硝觸媒10b為止的灰粒子之軌跡進行了分析的結果作展示。數值分析，係在並不設置第1實施形態之碰撞板16以及區劃板17的條件下，假定在焚煤炭鍋爐1之節熱器6的出口面處灰粒子會均勻地分散，而求取出了廢氣之氣流和灰粒子之軌跡。圖5(a)，係為灰粒子之直徑為30μm之例，圖5(b)，係對於200μm的情況時之軌跡作展示。根據該些之圖，可以得知，直徑為30μm之灰粒子，係在排氣管內部而略均一地分散並一直到達至脫硝觸媒10b處。相對於此，可以得知，直徑為200μm之灰粒子，係在垂直排氣管9之入口部分處而集中存在於水平排氣管8之下部處。基於此結果，在第1實施形態中，係構成為藉由於垂直排氣管9之下部處設置斗15並於斗15之上部設置碰撞板16，來將集中存在於水平排氣管8之下部而飛散的灰粒子選擇性地導引至斗15處並作收集。

於圖7中，針對當在斗15之上部設置了碰撞板16的情況時之數值分析結果作展示。可以得知，集中 存在於水平排氣管8之下部處的灰粒子，係如同軌跡20所示一般，與碰撞板16相碰撞，並被收集於斗15中。又，係於圖6中亦將此情況下之速度分布的計算結果一併作展示，但是，由於斗15之內部的廢氣流速係成為減慢至數m/s以下，因此，係能夠將斗15之內部的灰粒子之再度飛散的比例降低。

進而，於圖8中，針對當在斗15之內部設置了區劃板17的情況時之數值分析結果作展示。藉由在斗15之內部設置區劃板17，斗15內部之廢氣氣流係被抑制，而能夠將被收集至斗15之內部的灰之再飛散量作大幅度的降低。

接著，於圖9中，針對對於碰撞板16之最適當的設置位置作了檢討的結果作展示。如同該圖(a)中所示一般地而改變碰撞板16之位置，並對於煤塵收集率作了評價，將該結果展示於該圖(b)中。碰撞板16之位置，係以當從水平排氣管8側來作了觀察時之斗15的上端開口之深處側之端作為原點0，並朝向水平排氣管8側而偏移至原點0以及與斗上端開口之長度L之1/4~3/4相對應的位置處，而作了設定。其結果，如同圖9(b)中所示一般，可以得知，在將碰撞板16之位置設置於原點0處的情況時，收集率係降低。根據圖9(b)之結果，可以得知，碰撞板16之位置，係以相對於圖9(a)之長度L的從原點0起之1/4~3/4的位置為有效。又，若是對於廢氣氣流之影響作考慮，則如同圖6中所示一 般，可以推測到，係以設置在不會對於廢氣氣流造成妨礙的從原點0起之1/4的位置處為最適當。

接著，於圖10、圖11中，針對對於防止再度飛散用之區劃板17之形狀作了檢討的結果作展示。區劃板17，係如同圖10(a)~(d)中所示一般，同樣均為在從斗15之上述之原點0起的相對於斗上端開口之長度L之略1/2的位置處而垂下設置。圖10(a)，係為涵蓋斗15之高度方向的全體而設置了區劃板17的情況，該圖(b)，係為將下部作了1/4之縮短的情況，該圖(c)，係為將上部作了1/4之縮短的情況，該圖(d)，係為將上部、下部分別作了1/4之縮短的情況。其結果，如同圖11中所示一般，不論是何者之形狀，防止再度飛散之效果的差異均為小，而可得知，區劃板17之鉛直方向的長度之對於防止再度飛散所造成的影響係為小。

如同以上所述一般，若依據第1實施形態，則係能夠將直徑為至少100μm以上之灰粒子在到達脫硝觸媒10b處之前而使絕大部分被收集於斗15中。其結果，由於係能夠將該些之大粒徑之灰粒子的到達脫硝觸媒10b處之量作大幅度的降低，因此係能夠對於脫硝觸媒10b之摩耗作抑制。

另外，如同圖4、表1中所示一般，A炭例如係為在中國之內蒙古地區所生產的煤炭，B炭係為澳洲產之煤炭。若是針對表1之工業分析值以及在廢氣中所包含之灰粒子的粒徑分布之測定結果作觀察，則可以得知，A 炭之煤炭中的灰份係為47%而為多。又，若是對於圖4中所示之灰份之粒度分布作觀察，則可以得知，於B炭的情況時，99%之粒子係為直徑100μm以下，相對於此，於A炭的情況時，100μm以下之粒子係為50%程度，灰粒子之一半以上係為由100μm以上之灰粒子所構成。

又，在如同A炭的材料一般之於廢氣中包含有30~40%以上之灰份的情況時或者是當包含有100μm以上之粒徑為大之灰粒子的情況時，會產生有脫硝觸媒會在短時間內而摩耗之新的問題。例如，在專利文獻1所提案的為了將5~10mm程度之灰的節塊除去所設置之金網狀網格的情況時，雖然能夠將較脫硝觸媒10b之網孔開度而更大之灰的結塊除去，但是，係並無法將較其而更小的100μm~5mm之灰粒子除去。相反地，若是將金網狀之網格的網孔開度例如設為100μm，則不僅是會導致在排氣管處之壓力損失的變大，網格之堵塞的發生頻率也會變高。又，直徑為100~300μm之灰粒子，由於係伴隨於流速為數m/s之廢氣氣流，因此，就算是在排氣管之內壁處設置由複數枚之板狀構件所成之百葉窗狀板，與百葉窗作了碰撞的灰也會再度伴隨於氣流而被吹飛至下游側處，脫硝觸媒係成為被摩耗。若依據本發明之第1實施形態，則係對於先前技術之問題作解決，而就算是使用包含有100μm以上的灰粒子之煤炭，也能夠藉由簡單的構成來防止起因於包含有100μm以上之灰粒子的廢氣所導致之脫硝觸媒的摩耗損傷。

(第1實施形態之變形例)

在第1實施形態中，如同圖13(a)中所示一般，當被連接有水平排氣管8之廢氣出口係被形成於節熱器6之側壁之下方處的情況時，係亦可從廢氣出口7之開口上部的側壁起而朝向廢氣流路內設置膨出部23。亦即是，被連接有水平排氣管8之廢氣出口7，係被形成於被設置有身為焚煤炭鍋爐1之熱回收導熱管的其中一者之節熱器6的朝向下方之廢氣流路的側壁處。特別是從廢氣出口7之較水平排氣管8而更上部的廢氣流路之側壁起，而朝向廢氣流路內設置有膨出部23。圖13(b)，係相當於並未設置膨出部23的第1實施形態。

若依據本變形例，則如同圖14中所示一般，可以得知，藉由設置膨出部23，灰粒子收集率A係相較於並未設置膨出部23之灰粒子收集率B而大幅度的提升。可以推測到，此係因為，藉由設置膨出部23，將灰粒子集中於水平排氣管之下側處的效果係增大，在斗15處之灰粒子收集率係提昇。另外，若是膨出部23之膨出量越大，則能夠期待有越大的灰粒子分離效果，但是，考慮到伴隨著壓力損失所導致的風扇動力之增加，較理想，係設為最大為流路之1/4程度。

(第2實施形態)

於圖15中，對於本發明之廢氣處理裝置的第2實施 形態之主要部分的構成圖作展示。第2實施形態之與第1實施形態相異之點，係在於在水平排氣管8內設置有側壁碰撞板一事，除此之外之構成，由於係為與第1實施形態相同，因此，針對相同之構成零件，係附加相同的元件符號，並省略其說明。

圖15(a)，係為對於水平排氣管8和斗15之內部作透視展示的側面圖，該圖之(b)，係為對於水平排氣管8和斗15之內部作透視展示的平面圖。如同圖15(b)中所示一般，在水平排氣管8之相對向之側壁處，係對稱性地設置有一對之側壁碰撞板31a、31b。此一對之側壁碰撞板31a、31b，係如同圖15(b)中所示一般，相對於水平排氣管8之上游側的側壁而作角度α之傾斜地來作設置。又，側壁碰撞板31a、31b，係如同圖15(a)中所示一般，相對於水平排氣管8之上游側的底壁而作角度β之傾斜地來作設置。進而，側壁碰撞板31a、31b之下端的位置，係從水平排氣管8和斗15之間之連接位置起而朝向水平排氣管8之上游側空出有距離L1地來作設置，並且係從水平排氣管8之底壁起浮起有距離L2地來作設置。又，側壁碰撞板31a、31b之板寬幅d，係被設定為從水平排氣管18之橫寬幅D的2~7%之範圍所選擇的寬幅。

於此，關於側壁碰撞板31a、31b之傾斜角度α、β、寬幅d、距離L1，係基於圖16~圖19中所示之灰粒子之收集率計算值來作決定。亦即是，圖16，係對 於角度α與灰粒子之收集率之間的關係作展示。如同該圖中所示一般，若是將角度α增大，則起因於一對之側壁碰撞板31a、31b所導致的廢氣氣流之壓力損失係降低。可以推測到，此係因為，廢氣氣流之剝離區域係隨著角度α之增加而降低之故。但是，由於灰粒子之收集率，係在α為30°~60°之間而存在有於45°處朝上凸起之峰值的關係，因此，可以推測到，係以α=45°為最理想。又，若是超過45°，則灰粒子之收集率係降低。若是對於此些作考慮，則角度α，係可採用30°~60°之範圍，但是，較理想，係從30°~45°之範圍來作選擇。

另一方面，角度β若是較45°而更小，則由於水平方向之長度會變長，因此係並不理想。相反的，若是設為較45°而更大，則如同圖17中所示一般，雖然灰粒子之收集率會產生些許的上升，然而該上升率係為小。但是，若是設為80°，則壓力損失會急遽地降低，配合於此，灰粒子之收集率也會有降低的傾向。若是對此些作考慮，則角度β，係從45°~70°之範圍作選擇，較理想係從60°~70°之範圍作選擇。

又，側壁碰撞板31a、31b之寬幅d，係如同圖18中所示一般，在d/D=7~20%的區間中，不僅是無法發現到灰粒子之收集率的大幅度之提昇，並且壓力損失也會增加。若是對此些作考慮，則寬幅d，較理想，係在水平排氣管寬幅D之2~7%的範圍內作選擇。

進而，側壁碰撞板31a、31b之下端、和水平 排氣管8與斗15之間之連接位置，此兩者間的距離L1，係如同圖19中所示一般，就算是使距離L1增加，對於灰粒子之收集率也不會造成影響。又，壓力損失亦係為些許降低的程度。故而，側壁碰撞板31a、31b之下端，係亦可設置在斗15之上端開口的位置、亦即是亦可設置在L1=0處。

又，使側壁碰撞板31a、31b之下端從水平排氣管8之底壁而浮起的距離L2，係為對於藉由側壁碰撞板31a、31b所收集到的灰粒子落下至水平排氣管8之底壁處一事作了考慮者。但是，由於就算是設為距離L2=0，落下的灰粒子之大部分最終也會被回收至斗15中，因此係並不會發生問題。

若依據如此這般所構成之第2實施形態，則當大粒徑之灰粒子不僅是沿著水平排氣管8之底壁而亦沿著側壁來伴隨於廢氣氣流前進的情況時，藉由一對之側壁碰撞板31a、31b，係能夠相較於第1實施形態而使灰粒子之收集率作更進一步的提升。特別是，側壁碰撞板31a、31b，由於係能夠並不使壓力損失發生大幅度之上升地而將大粒徑之灰粒子作收集，因此，藉由與第1實施形態等作組合，係能夠有效地將大粒徑之灰粒子的收集率提昇。

(第3實施形態)

於圖20中，對於本發明之廢氣處理裝置的第3實施 形態之主要部分的構成圖作展示。第3實施形態之與第1、2實施形態相異之點，係在於使水平排氣管8之頂板壁垂下而設置頂板碰撞板一事。除此之外之構成，由於係為與第1、2實施形態相同，因此，針對相同之構成零件，係附加相同的元件符號，並省略其說明。

圖20(a)，係為對於水平排氣管8和斗15之內部作透視展示的側面圖，該圖之(b)，係為對於水平排氣管8和斗15之內部作透視展示的平面圖。如同該些之圖中所示一般，係從水平排氣管8之頂板壁而垂下並設置有頂板碰撞板32。頂板碰撞板32，係位置於一對之側壁碰撞板31a、31b之上游側處地而被作設置。又，頂板碰撞板32，係藉由從頂板壁之寬幅的中央部起朝向兩側壁而延伸存在的一對之板片32a、32b所形成，一對之板片所成的角度γ，係被設定為45°~70°、較理想係被設定為60°~70°。又，係將一對之板片32a、32b的板面，在水平排氣管8之上游側處相對於頂板壁而使角度δ作30°~60°、較理想為45°~60°之傾斜地來作設置。進而，頂板碰撞板32之一對之板片32a、32b，係使兩側壁側之端部與所對應之側壁至少離開有側壁碰撞板之板寬幅(高度)之距離地而被作設置。

第3實施形態，在使用有旋轉型燃燒爐之焚煤炭鍋爐1的情況時，係為合適。亦即是，在旋轉型燃燒爐的情況時，由於大粒徑之灰粒子係亦會有飛散至水平排氣管8之頂板壁側處的情形，因此，係使此些之灰粒子與 頂板碰撞板32相碰撞並作收集。藉由此，來對於100μm以上之灰粒子的到達脫硝觸媒10b處之情形作抑制，而能夠將觸媒之摩耗作大幅度的降低。

另外，使頂板碰撞板32之一對之板片32a、32b之端部從所對應之側壁而分離的距離L3，係至少離開有側壁碰撞板31a、31b之板寬幅d或者是較L3=dtan α而更小之距離地來作設置。亦即是，較理想，係較側壁碰撞板31a、31b之突出寬幅(=dtan α)而更小。

若依據第3實施形態，則就算是在使用了旋轉型燃燒爐之焚煤炭鍋爐1的情況時，藉由與第1實施形態乃至第2實施形態作組合來使用，係能夠有效地將大粒徑之灰粒子的收集率提昇。

以上，雖係基於實施形態來對於本發明作了說明，但是，本發明係並不被限定於此些實施形態，對於當業者而言，明顯的，係能夠在本發明之主旨的範圍內，而以作了變形或變更的形態來實施，當然的，此種作了變形或變更的形態，係亦隸屬於本案發明之申請專利範圍中。

Claims (11)

1. 一種廢氣處理裝置，係具備有：脫硝裝置，係具有將從焚煤炭鍋爐所排出的廢氣中之氮氧化物還原之脫硝觸媒，而構成之；和排氣管，係從前述焚煤炭鍋爐將前述廢氣導引至該脫硝裝置處，前述排氣管，係具備有被與前述鍋爐之廢氣出口作了連接的水平排氣管、和被與該水平排氣管作了連接的垂直排氣管、以及被設置在前述水平排氣管與前述垂直排氣管之連接部的下部處之斗，該廢氣處理裝置，其特徵為：在前述斗之上端開口部處，係設置有使前述廢氣中之灰粒子作碰撞並落下至前述斗內的一枚碰撞板，前述碰撞板係形成為長方形，短邊的寬幅設定為前述水平排氣管的縱寬幅之2~7%，並使下邊之長邊位置在與前述水平排氣管之底壁的延長面相對應的前述斗之上端開口面處，並且延伸存在於前述水平排氣管之寬幅方向上，且設置於與當從前述水平排氣管來作觀察時之前述斗的上端開口之深處側之端起的上端開口之長度之1/4~3/4的範圍處。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之廢氣處理裝置，其中，前述碰撞板，係被設置於與當從前述水平排氣管來作觀察時之前述斗的上端開口之深處側之端起的上端開口之長度之1/4相對應的範圍處。
3. 如申請專利範圍第1項所記載之廢氣處理裝置，其中，前述碰撞板，係相對於前述斗之上端開口面而朝向前述水平排氣管側作設定角度α之傾斜地來作設置，其中，0°<α<90°。
4. 如申請專利範圍第1項所記載之廢氣處理裝置，其中，前述斗，係更進而設置有於內部與前述水平排氣管之延長線相正交並且朝向鉛直方向而垂下的區劃板。
5. 如申請專利範圍第1項所記載之廢氣處理裝置，其中，前述區劃板，係被設置在相當於從前述水平排氣管來作觀察時之前述斗的上端開口之深處側之端起的上端開口之長度之1/2的位置處。
6. 如申請專利範圍第1至5項中之任一項所記載之廢氣處理裝置，其中，前述廢氣出口，係被形成於被設置有前述焚煤炭鍋爐的熱回收導熱管之朝向下方的廢氣流路之側壁處，並從前述廢氣出口之前述廢氣流路的較前述水平排氣管而更上部的側壁起，而朝向廢氣流路內設置有膨出部。
7. 如申請專利範圍第6項所記載之廢氣處理裝置，其中，前述水平排氣管，係更進而從前述斗之上游側的作了遠離之位置之相對向之一對的側壁之上端起一直涵蓋至下端地，而設置有一對的側壁碰撞板。
8. 如申請專利範圍第7項所記載之廢氣處理裝置，其中，前述側壁碰撞板，係相對於前述水平排氣管之上游側之側壁而作30°~60°、較理想為30°~45°之傾斜設置，並相對於前述水平排氣管之上游側之底壁而作45°~70°、較理想為60°~70°之傾斜設置。
9. 如申請專利範圍第8項所記載之廢氣處理裝置，其中，前述側壁碰撞板，係被設定為前述水平排氣管之橫寬幅的2~7%之寬幅，並且使下端從前述水平排氣管之底壁浮起地而被作設置。
10. 如申請專利範圍第7項所記載之廢氣處理裝置，其中，前述水平排氣管，係更進而從前述一對之側壁碰撞板之上游側的頂板壁起來垂下設置有頂板碰撞板，該頂板碰撞板，係藉由從頂板壁之寬幅的中央部起朝向兩側壁而延伸存在的一對之板片所形成，該一對之板片所成的角度，係被設定為45°~70°、較理想係被設定為60°~70°，並且，係將板面在前述水平排氣管之上游側處相對於頂板壁而作30°~60°、較理想為45°~60°之傾斜設置。
11. 如申請專利範圍第10項所記載之廢氣處理裝置，其中，前述頂板碰撞板，係使前述兩側壁側之端部與所對應之側壁至少離開有前述側壁碰撞板之高度之距離地而被作設置。