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JP2016022425A - Denitration device - Google Patents

Denitration device Download PDF

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JP2016022425A
JP2016022425A JP2014148111A JP2014148111A JP2016022425A JP 2016022425 A JP2016022425 A JP 2016022425A JP 2014148111 A JP2014148111 A JP 2014148111A JP 2014148111 A JP2014148111 A JP 2014148111A JP 2016022425 A JP2016022425 A JP 2016022425A
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JP
Japan
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ash
denitration
exhaust gas
perforated body
catalyst layer
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Pending
Application number
JP2014148111A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
吉田 和生
Kazuo Yoshida
和生 吉田
清高 竹内
Kiyotaka Takeuchi
清高 竹内
博之 吉村
Hiroyuki Yoshimura
博之 吉村
圭吾 内山
Keigo Uchiyama
圭吾 内山
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Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
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Publication date
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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a denitration device capable of suppressing an increase in the pressure loss of flue gas due to clogging of lumps of ash on a denitration catalyst layer without disturbing a flow of the flue gas into the denitration catalyst layer.SOLUTION: A denitration device 1 in which denitration catalyst layers 30 reducing NOx in flue gas containing combustion ash are disposed horizontally, and an ash deposition protector 6 formed of a perforated body is disposed in a flow passage cross-section of an exhaust gas introduction flow passage for introducing the flue gas into the uppermost denitration catalyst layer, is configured so that the ash deposition protector 6 is formed to include a first perforated body 61 having an inclined surface 61a disposed in at least part of the flow passage cross-section; and a second perforated body 62 disposed in a lower end portion of the first perforated body and storing combustion ash dropped along the inclined surface 61a.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、燃焼灰を含む燃焼排ガス中の窒素酸化物(NOx)を還元する脱硝触媒層が配置された脱硝装置に関する。   The present invention relates to a denitration apparatus in which a denitration catalyst layer for reducing nitrogen oxide (NOx) in combustion exhaust gas containing combustion ash is disposed.

火力発電所や各種工場から排出される燃焼排ガス中の窒素酸化物(NOx)は、光化学スモッグや酸性雨の原因物質であり、その除去技術としてアンモニア(NH)を還元剤とする選択的接触還元反応による排煙脱硝法が用いられている。この選択的接触還元反応は下記式(1)に示すように、燃焼排ガス中に含まれるNOxに対してNHを注入して脱硝触媒により還元するものである。
4NO+4NH+O → 4N+6HO … (1)
Nitrogen oxide (NOx) in combustion exhaust gas discharged from thermal power plants and various factories is a causative substance of photochemical smog and acid rain, and selective removal using ammonia (NH 3 ) as a reducing agent as its removal technology A flue gas denitration method using a reduction reaction is used. As shown in the following formula (1), this selective catalytic reduction reaction is performed by injecting NH 3 into NOx contained in the combustion exhaust gas and reducing it with a denitration catalyst.
4NO + 4NH 3 + O 2 → 4N 2 + 6H 2 O (1)

特に、石炭を燃料とする火力発電所などの燃焼排ガスは、燃焼灰を含んでいるため、脱硝触媒層の目詰まりをもたらし、経時的な圧力損失の上昇や脱硝性能の低下を引き起こすことが懸念される。石炭を燃料とした高濃度の燃焼灰を含む排ガスの脱硝触媒層には、板状もしくはハニカム状のいわゆるパラレルフロー型のものが用いられる。このうち板状触媒は、ハニカム状触媒よりも燃焼排ガスの圧損が低く、燃焼灰の堆積が起こり難いとともに、摩耗に強いという利点を有する。一方、脱硝装置は、例えば複数の板状触媒エレメントを枠体内に所定ピッチで積層してユニット化し、これを複数積み重ねてブロック化して階層状に配置して形成される。そして、このような脱硝装置の最上段の脱硝触媒層の上方から燃焼排ガスを導入し、最下段の脱硝触媒層まで流過させ、次工程の排ガス処理装置に排出するようになっている。この場合、最上段の脱硝触媒層の上に燃焼灰が堆積するという問題がある。   In particular, combustion exhaust gas from thermal power plants that use coal as fuel contains combustion ash, which may lead to clogging of the denitration catalyst layer and cause an increase in pressure loss and denitration performance over time. Is done. A so-called parallel flow type plate-like or honeycomb-like is used for the denitration catalyst layer of the exhaust gas containing high-concentration combustion ash using coal as fuel. Of these, the plate-like catalyst has the advantage that the pressure loss of the combustion exhaust gas is lower than that of the honeycomb-like catalyst, combustion ash is hardly deposited, and it is resistant to wear. On the other hand, the denitration device is formed by stacking a plurality of plate-like catalyst elements at a predetermined pitch in a frame body to form a unit, and stacking a plurality of them into blocks and arranging them in a hierarchical manner. Combustion exhaust gas is introduced from above the uppermost denitration catalyst layer of such a denitration device, is allowed to flow to the lowermost denitration catalyst layer, and is discharged to the exhaust gas treatment device in the next step. In this case, there is a problem that combustion ash accumulates on the uppermost denitration catalyst layer.

また、石炭の性質やボイラの運転条件によっては、ポップコーンアッシュ(数mmから十数mmの灰の塊)に代表される大粒径の灰の塊が形成される場合がある。ポップコーンアッシュのような灰の塊は、細かい灰よりも脱硝触媒層に詰まり易いため、それだけ燃焼排ガスの圧力損失の上昇を引き起こし易い。特に、灰の塊の詰まりを発端として、細かい灰が脱硝触媒層内に堆積されるようになり、脱硝触媒層の全体に詰まりが広がってしまうおそれがある。   Depending on the nature of the coal and the operating conditions of the boiler, a large ash mass represented by popcorn ash (a mass of ash of several to several tens mm) may be formed. Ash masses such as popcorn ash are more likely to clog the denitration catalyst layer than fine ash, and thus easily increase the pressure loss of the combustion exhaust gas. In particular, starting from clogging of ash blocks, fine ash is deposited in the denitration catalyst layer, which may spread the entire denitration catalyst layer.

このための対策として、特許文献1には、グレーチングや金属網などの穴あき体により構成される平板状の灰堆積プロテクタを最上段の脱硝触媒層の上流側に配置し、触媒エレメントに対する灰の塊の堆積を防ぐことが開示されている。また、特許文献2〜4には、脱硝装置の上流側に金網などを設けて灰の塊をトラップ除去することが開示されている。   As a countermeasure for this, Patent Document 1 discloses that a flat ash accumulation protector composed of a perforated body such as a grating or a metal net is disposed upstream of the uppermost denitration catalyst layer, so Preventing lump accumulation is disclosed. Patent Documents 2 to 4 disclose that a ash lump is trapped and removed by providing a wire mesh or the like upstream of the denitration apparatus.

特公昭59−4180号公報Japanese Examined Patent Publication No.59-4180 特開2003−164729号公報JP 2003-164729 A 特開昭61−129029号公報JP 61-1229029 A 特開2009−119384号公報JP 2009-119384 A

しかしながら、特許文献1に開示された対策では、水平方向に配置した脱硝触媒層の上方から燃焼灰を含む燃焼排ガスが下方に向かって流れる脱硝装置の場合、最上段の脱硝触媒層に流入する燃焼排ガスを遮るように平板状の灰堆積プロテクタが配置される。したがって、触媒エレメントへの灰の塊の落下を抑制可能な一方で、灰堆積プロテクタの上に広範囲に亘って灰の塊が堆積するため、脱硝触媒層に対する燃焼排ガスの流れが阻害されてしまうおそれがある。また、特許文献2〜4に開示された対策では、脱硝装置の大掛かりな改造が必要となるだけでなく、灰の堆積状況に応じた汎用的な対応が難しいといった問題がある。   However, in the countermeasure disclosed in Patent Document 1, in the case of a denitration apparatus in which combustion exhaust gas containing combustion ash flows downward from above the denitration catalyst layer arranged in the horizontal direction, the combustion flowing into the uppermost denitration catalyst layer A flat ash accumulation protector is arranged to block the exhaust gas. Therefore, the ash mass can be prevented from falling onto the catalyst element, but the ash mass is deposited over a wide range on the ash accumulation protector, which may impede the flow of the combustion exhaust gas to the denitration catalyst layer. There is. In addition, the measures disclosed in Patent Documents 2 to 4 have a problem that not only a large-scale modification of the denitration apparatus is required, but also a general-purpose response according to the ash accumulation state is difficult.

本発明が解決しようとする課題は、脱硝触媒層への燃焼排ガスの流入を妨げることなく、灰の塊による脱硝触媒層の詰まりで燃焼排ガスの圧力損失が上昇することを抑制可能な脱硝装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a denitration device that can suppress an increase in pressure loss of combustion exhaust gas due to clogging of the denitration catalyst layer by lumps of ash without hindering the inflow of combustion exhaust gas to the denitration catalyst layer. Is to provide.

上記課題を解決するため、本発明の脱硝装置は、燃焼灰を含む燃焼排ガス中の窒素化合物を還元する脱硝触媒層が水平に配置され、最上段の脱硝触媒層に燃焼排ガスを導入する排ガス導入流路の流路断面に穴あき体からなる灰堆積プロテクタを配置してなり、前記灰堆積プロテクタは、前記流路断面の少なくとも一部に配置される傾斜面を有する第1穴あき体と、前記第1穴あき体の下端部に配置されて前記傾斜面に沿って落下する前記燃焼灰を貯留する第2穴あき体とからなることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, the denitration apparatus of the present invention has an exhaust gas introduction system in which a denitration catalyst layer for reducing nitrogen compounds in combustion exhaust gas containing combustion ash is disposed horizontally, and the combustion exhaust gas is introduced into the uppermost denitration catalyst layer. An ash accumulation protector made of a perforated body is disposed on a flow path cross section of the flow path, and the ash deposition protector includes a first perforated body having an inclined surface disposed in at least a part of the flow path cross section, It consists of a 2nd perforated body which stores the said combustion ash which is arrange | positioned at the lower end part of the said 1st perforated body, and falls along the said inclined surface.

これによれば、灰堆積プロテクタを排ガス導入流路の流路断面に配置することで、燃焼排ガス中の燃焼灰の塊を第1穴あき体の傾斜面で捕捉し、これを傾斜面に沿って落下させ、第2穴あき体により形成される溜まり部に貯留することができる。したがって、燃焼灰が脱硝触媒層に入り込むことを抑制でき、脱硝触媒層の詰まりを軽減できる。また、燃焼灰を第1穴あき体の傾斜面上を落下させることで、傾斜面に燃焼灰の塊が堆積されることを抑制できるから、燃焼排ガスの脱硝触媒層へのスムーズな流入を長期にわたって維持することができる。また、灰堆積プロテクタのメンテナンスは、定期点検等による脱硝装置の停缶時に第2穴あき体に形成された溜まり部に貯留された燃焼灰の塊を除去するだけで済むから、メンテナンス負荷を軽減することができる。   According to this, by arranging the ash accumulation protector on the cross section of the exhaust gas introduction flow path, the mass of the combustion ash in the combustion exhaust gas is captured by the inclined surface of the first perforated body, and this is along the inclined surface. And can be stored in a reservoir formed by the second perforated body. Therefore, the combustion ash can be prevented from entering the denitration catalyst layer, and clogging of the denitration catalyst layer can be reduced. In addition, by dropping the combustion ash on the inclined surface of the first perforated body, it is possible to suppress the accumulation of the combustion ash mass on the inclined surface, so that the smooth inflow of the combustion exhaust gas to the denitration catalyst layer can be prevented for a long time. Can be maintained over time. Also, the maintenance of the ash accumulation protector can be reduced by simply removing the lump of combustion ash stored in the reservoir formed in the second perforated body when the denitration device is stopped during regular inspections, etc. can do.

この場合、前記第1穴あき体は、前記燃焼排ガスの流過方向へ向かうに従って互いに離間するように、水平方向に対して傾斜する少なくとも一対の傾斜面を有する屋根型に形成することができ、前記第2の穴あき体は、前記第1穴あき体の下端部を取り囲む枠状に形成することができる。   In this case, the first perforated body can be formed in a roof shape having at least a pair of inclined surfaces inclined with respect to the horizontal direction so as to be separated from each other as it goes in the flow direction of the combustion exhaust gas. The second perforated body can be formed in a frame shape surrounding the lower end of the first perforated body.

本発明の脱硝装置によれば、脱硝触媒層への燃焼排ガスの流入を妨げることなく、灰の塊による脱硝触媒層の詰まりで燃焼排ガスの圧力損失が上昇することを抑制できる。   According to the denitration apparatus of the present invention, it is possible to suppress an increase in the pressure loss of the combustion exhaust gas due to clogging of the denitration catalyst layer due to ash blocks without hindering the inflow of combustion exhaust gas to the denitration catalyst layer.

本発明の一実施形態の脱硝装置を模式的に示す図である。1 is a diagram schematically showing a denitration apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態の脱硝装置が備える脱硝反応器に配置される脱硝触媒層の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the denitration catalyst layer arrange | positioned at the denitration reactor with which the denitration apparatus of one Embodiment of this invention is provided. 本発明の一実施形態の灰堆積プロテクタの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the ash accumulation protector of one Embodiment of this invention. 灰堆積プロテクタの第2穴あき体のポップコーンアッシュの貯留態様を示す図である。It is a figure which shows the storage aspect of the popcorn ash of the 2nd perforated body of an ash accumulation protector. 燃焼排ガス中の燃焼灰の脱硝触媒層に対する堆積状況の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the deposition condition with respect to the denitration catalyst layer of the combustion ash in combustion exhaust gas.

以下、本発明の脱硝装置について、添付図面を参照して説明する。図1に示すように、脱硝装置1は、石炭燃焼設備等から排出される燃焼灰を含む燃焼排ガスの流れに沿って、その上流側から順番に排ガス導入ダクト2、脱硝反応器3、排ガス排出ダクト4を備えて構成されている。   Hereinafter, a denitration apparatus of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. As shown in FIG. 1, the denitration apparatus 1 includes an exhaust gas introduction duct 2, a denitration reactor 3, and exhaust gas discharge in order from the upstream side along the flow of combustion exhaust gas containing combustion ash discharged from a coal combustion facility or the like. A duct 4 is provided.

排ガス導入ダクト2は、脱硝反応器3へ導入される燃焼排ガスの流れが垂直下向きとなるように配管されている。脱硝反応器3は、脱硝触媒層30を水平に配置して構成され、これらの脱硝触媒層30に燃焼排ガスを上方から下方へ流過させることで、燃焼排ガス中の窒素酸化物(NOx)を、アンモニア(NH)を還元剤とする選択的接触還元反応により除去している。還元反応に必要なアンモニアは、最上段の脱硝触媒層30の上流に設けたノズル(図示しない)から燃焼排ガス中に注入されるようになっている。脱硝反応器3により窒素酸化物が除去された燃焼排ガスは、排ガス排出ダクト4から排出され、次工程の排ガス処理装置等に送られる。 The exhaust gas introduction duct 2 is piped so that the flow of the combustion exhaust gas introduced into the denitration reactor 3 is vertically downward. The denitration reactor 3 is configured by horizontally arranging a denitration catalyst layer 30, and the flue gas flows through the denitration catalyst layer 30 from the upper side to the lower side, thereby removing nitrogen oxide (NOx) in the flue gas. , By selective catalytic reduction using ammonia (NH 3 ) as a reducing agent. Ammonia necessary for the reduction reaction is injected into the combustion exhaust gas from a nozzle (not shown) provided upstream of the uppermost denitration catalyst layer 30. The combustion exhaust gas from which nitrogen oxides have been removed by the denitration reactor 3 is discharged from the exhaust gas discharge duct 4 and sent to an exhaust gas treatment device or the like in the next step.

脱硝反応器3に配置される脱硝触媒層30は、板状部材に触媒成分を担持して形成された多数の触媒エレメントを組み付けて構成されている。図2(a)に示すように、触媒エレメント31は、複数枚が同一ピッチ(4mm〜10mm程度)で並んで角筒状の枠体5に収容され、まずユニット化される。そして、触媒ユニット32は、図2(b),(c)に示すように、複数個を一組として組み付けられ、ブロック化される。この場合、互いの触媒エレメント31の配列方向が直交するように、触媒ユニット32を上下に積み重ねて1つの触媒ブロック33が構成されている。本実施形態では、触媒ブロック33が脱硝反応器3に、垂直方向に所定間隔をあけて3段に配置され、これらの触媒ブロック33により3層の脱硝触媒層30が形成されている。各層の脱硝触媒層30は、触媒ブロック33の上側の開口から燃焼排ガスを流入させ、下側の開口から排出させる。   The denitration catalyst layer 30 disposed in the denitration reactor 3 is configured by assembling a large number of catalyst elements formed by supporting a catalyst component on a plate-like member. As shown in FIG. 2 (a), a plurality of catalyst elements 31 are accommodated in a rectangular tube-shaped frame 5 arranged at the same pitch (about 4 mm to 10 mm), and are first unitized. Then, as shown in FIGS. 2B and 2C, a plurality of catalyst units 32 are assembled as a set and are blocked. In this case, one catalyst block 33 is configured by stacking the catalyst units 32 vertically so that the arrangement directions of the catalyst elements 31 are orthogonal to each other. In the present embodiment, the catalyst block 33 is arranged in three stages at a predetermined interval in the vertical direction in the denitration reactor 3, and the three denitration catalyst layers 30 are formed by these catalyst blocks 33. The denitration catalyst layer 30 of each layer allows combustion exhaust gas to flow in from the upper opening of the catalyst block 33 and discharge from the lower opening.

図1に示すように、脱硝装置1には、燃焼灰が脱硝触媒層30に流入して堆積することを防止する灰堆積プロテクタ6が設けられている。図3及び図4は、灰堆積プロテクタ6の構成を示す概略図である。図3に示すように、灰堆積プロテクタ6は、グレーチング7や金属網8などの穴あき部材で形成された第1穴あき体61と第2穴あき体62を備えている。   As shown in FIG. 1, the denitration apparatus 1 is provided with an ash accumulation protector 6 that prevents combustion ash from flowing into the denitration catalyst layer 30 and accumulating. 3 and 4 are schematic views showing the configuration of the ash deposition protector 6. As shown in FIG. 3, the ash accumulation protector 6 includes a first perforated body 61 and a second perforated body 62 formed of perforated members such as a grating 7 and a metal net 8.

第1穴あき体61は、グレーチング7を芯材とし、グレーチング7の全体を覆うように金属網8を張り付けて形成されており、金属網8の穴(網目)から燃焼排ガスを通過させ、脱硝触媒層30に流入させられるようになっている。一方で、第1穴あき体61は、燃焼排ガスに含まれる数mmから十数mm程度の大粒径の灰の塊(以下、ポップコーンアッシュという。)よりも細目の金属網8をグレーチング7に張り付けることで、ポップコーンアッシュを通過させることなく、捕捉できるようになっている。   The first perforated body 61 is formed by using the grating 7 as a core material and a metal net 8 attached so as to cover the entire grating 7, and allows the combustion exhaust gas to pass through the holes (mesh) of the metal net 8 to remove the denitration. It is made to flow into the catalyst layer 30. On the other hand, the first perforated body 61 has a metal mesh 8 that is finer than the lump of ash having a large particle diameter of about several mm to several tens of mm (hereinafter referred to as popcorn ash) contained in the combustion exhaust gas. By sticking, it can be captured without passing through the popcorn ash.

第1穴あき体61には、ポップコーンアッシュを捕捉し、これを傾斜に沿って落下させる傾斜面61aが形成されている。本実施形態では、燃焼排ガスの流過方向である下方へ向かうに従って互いに離間するように、水平方向に対して傾斜する一対の傾斜面61aが第1穴あき体61に形成されている。一対の傾斜面61aは、いずれも矩形の平板状に延在していわゆる三角屋根型(逆V字型)をなし、最上段の脱硝触媒層30を構成する触媒ブロック33の排ガス流入口を覆うようになっている。これらの傾斜面61aの傾斜角度は、任意に設定することができるが、燃焼排ガス中のポップコーンアッシュが傾斜面61aに沿って容易に落下可能で、傾斜面61aの上に堆積することを抑制可能な45°前後(40°から50°程度の間)に設定することが好ましい。   The first perforated body 61 is formed with an inclined surface 61a that captures popcorn ash and drops it along the inclination. In the present embodiment, a pair of inclined surfaces 61 a that are inclined with respect to the horizontal direction are formed in the first perforated body 61 so as to be separated from each other as it goes downward in the flow direction of the combustion exhaust gas. Each of the pair of inclined surfaces 61a extends in the shape of a rectangular flat plate, forms a so-called triangular roof type (inverted V shape), and covers the exhaust gas inlet of the catalyst block 33 that forms the uppermost denitration catalyst layer 30. It is like that. The inclination angles of these inclined surfaces 61a can be arbitrarily set, but popcorn ash in the combustion exhaust gas can easily fall along the inclined surface 61a and can be prevented from being deposited on the inclined surface 61a. It is preferable to set the angle around 45 ° (between about 40 ° and 50 °).

第1穴あき体61の下端部には、傾斜面61aに沿って落下するポップコーンアッシュを貯留する第2穴あき体62が配置されている。第2穴あき体62は、一対をなす傾斜面61aの下端部からそれぞれ起立し、傾斜面61aとの間にポップコーンアッシュを貯留するたまり部62aを形成するとともに、これらの起立部分の間を連結して第1穴あき体61の下端部を取り囲むような枠状に形成されている。この場合、第1穴あき体61と一体的に第2穴あき体62を形成してもよいし、第1穴あき体61とは別体に形成した第2穴あき体62を第1穴あき体61と組み付けても構わない。いずれの場合であっても、第2穴あき体62は、第1穴あき体61と同様に、ポップコーンアッシュよりも細目の金属網8で形成すればよい。なお、グレーチングに金属網8を張り付けて第2穴あき体を形成してもよい。   At the lower end portion of the first perforated body 61, a second perforated body 62 for storing popcorn ash that falls along the inclined surface 61a is disposed. The second perforated body 62 rises from the lower end portions of the pair of inclined surfaces 61a, forms a pool portion 62a for storing popcorn ash between the inclined surfaces 61a, and connects between the raised portions. Then, it is formed in a frame shape surrounding the lower end portion of the first perforated body 61. In this case, the second perforated body 62 may be formed integrally with the first perforated body 61, or the second perforated body 62 formed separately from the first perforated body 61 may be used as the first perforated body 62. It may be assembled with the perforated body 61. In any case, the second perforated body 62 may be formed of the metal net 8 finer than the popcorn ash, like the first perforated body 61. Alternatively, the metal net 8 may be attached to the grating to form the second perforated body.

第2穴あき体62の起立高さは、任意に設定することができるが、図4に示すように、第1穴あき体61の傾斜面61aに沿って落下したポップコーンアッシュ9を、溜まり部62aで一定期間(例えば、定期点検の実施間隔)にわたって貯留することが可能な高さに設定する。この場合、燃焼排ガス中のポップコーンアッシュ9の含有量の予測等により起立高さを設定すればよいが、脱硝装置1の内部点検時等におけるポップコーンアッシュ9の貯留量に応じて、例えば角筒状の穴あき体を第2穴あき体62の上部に取り付けるなどして起立高さを適宜伸延させてもよい。   The standing height of the second perforated body 62 can be arbitrarily set, but as shown in FIG. 4, the popcorn ash 9 that has dropped along the inclined surface 61a of the first perforated body 61 At 62a, the height is set such that it can be stored for a certain period of time (for example, the periodic inspection interval). In this case, the standing height may be set by predicting the content of the popcorn ash 9 in the combustion exhaust gas, but depending on the stored amount of the popcorn ash 9 at the time of internal inspection of the denitration device 1, for example, a rectangular tube shape The standing height may be appropriately extended by attaching the perforated body to the upper portion of the second perforated body 62.

このような第1穴あき体61及び第2穴あき体62からなる灰堆積プロテクタ6は、燃焼排ガスを通過させる一方で、燃焼排ガス中のポップコーンアッシュを捕捉するフィルタ機能を果たしており、最上段の脱硝触媒層30に燃焼排ガスを導入する排ガス導入流路の流路断面(排ガス導入流路の軸方向と直交する平面)に配置される。本実施形態では、排ガス導入流路を水平方向に遮断するように配置される最上段の脱硝触媒層30を構成する触媒ブロック33の上に、灰堆積プロテクタ6が配置されている。   The ash accumulation protector 6 including the first perforated body 61 and the second perforated body 62 has a filter function of capturing the popcorn ash in the combustion exhaust gas while allowing the combustion exhaust gas to pass therethrough. The exhaust gas is introduced into the denitration catalyst layer 30 on the cross section of the exhaust gas introduction passage (a plane perpendicular to the axial direction of the exhaust gas introduction passage). In the present embodiment, the ash deposition protector 6 is disposed on the catalyst block 33 constituting the uppermost denitration catalyst layer 30 disposed so as to block the exhaust gas introduction flow path in the horizontal direction.

これにより、燃焼排ガスの脱硝触媒層30への流入を妨げることなく、ポップコーンアッシュ9のみを第1穴あき体61の傾斜面61aで捕捉して傾斜面61aに沿って落下させ、第2穴あき体62に貯留することができる。したがって、ポップコーンアッシュ9が脱硝触媒層30に入り込んでしまうことを抑制でき、触媒エレメント31間の詰まりを軽減できる。また、ポップコーンアッシュ9が第1穴あき体61の傾斜面61aの上に堆積されることを抑制できるから、燃焼排ガスの脱硝触媒層30へのスムーズな流入を長期にわたって維持することができる。すなわち、燃焼排ガスがポップコーンアッシュ9を含んでいたとしても、脱硝触媒層30における燃焼排ガスの圧力損失の上昇を最小限に抑えることができ、脱硝効率の低下を防止することができる。また、灰堆積プロテクタ6のメンテナンスは、定期点検等による脱硝装置1の停缶時に第2穴あき体62の溜まり部62aに貯留された燃焼灰を除去するだけで済むから、メンテナンス負荷を軽減することができる。   Thus, only the popcorn ash 9 is captured by the inclined surface 61a of the first perforated body 61 and dropped along the inclined surface 61a without disturbing the inflow of the combustion exhaust gas into the denitration catalyst layer 30, and the second perforated It can be stored in the body 62. Therefore, the popcorn ash 9 can be prevented from entering the denitration catalyst layer 30, and clogging between the catalyst elements 31 can be reduced. Further, since the popcorn ash 9 can be prevented from being deposited on the inclined surface 61a of the first perforated body 61, the smooth inflow of the combustion exhaust gas to the denitration catalyst layer 30 can be maintained over a long period of time. That is, even if the combustion exhaust gas contains popcorn ash 9, an increase in the pressure loss of the combustion exhaust gas in the denitration catalyst layer 30 can be minimized, and a decrease in the denitration efficiency can be prevented. Further, the maintenance of the ash accumulation protector 6 only needs to remove the combustion ash stored in the pool portion 62a of the second perforated body 62 when the denitration apparatus 1 is stopped by periodic inspection or the like, thus reducing the maintenance load. be able to.

例えば、脱硝装置1の設計段階で燃焼排ガス中にポップコーンアッシュ9のような灰の塊が含まれることが予測されている場合、脱硝反応器3に脱硝触媒層30を充填する際に、最上段の脱硝触媒層30の全体もしくは一部の上に灰堆積プロテクタ6を予め配置しておけば、脱硝反応器3への充填時から脱硝触媒層30に対するポップコーンアッシュ9の堆積防止を図り、燃焼排ガスの圧損上昇を確実に抑制することができる。具体的には、シミュレーション等を用いてポップコーンアッシュ9の堆積量分布を事前に行い、堆積量が多いと予想される箇所の触媒ブロック33の上に灰堆積プロテクタ6を配置する。   For example, when it is predicted that ash masses such as popcorn ash 9 are included in the combustion exhaust gas at the design stage of the denitration device 1, when the denitration reactor 3 is filled with the denitration catalyst layer 30, If the ash accumulation protector 6 is disposed in advance on all or a part of the denitration catalyst layer 30, the popcorn ash 9 is prevented from being deposited on the denitration catalyst layer 30 from when the denitration reactor 3 is filled, and combustion exhaust gas is obtained. An increase in pressure loss can be reliably suppressed. Specifically, the accumulation amount distribution of the popcorn ash 9 is performed in advance using a simulation or the like, and the ash accumulation protector 6 is disposed on the catalyst block 33 where the accumulation amount is expected to be large.

一例として、図5に示すようなポップコーンアッシュ9の堆積量分布が予想される場合には、同図において左右方向両側の堆積量の多い箇所の触媒ブロック33の上に灰堆積プロテクタ6を配置すればよい。すなわち、該当箇所に灰堆積プロテクタ6を配置するだけで済むため、比較的短工期で簡便に、かつピンポイントで脱硝触媒層30に対するポップコーンアッシュ9の堆積防止を図ることができる。なお、図5において、堆積量が少ないと予想される箇所の触媒ブロック33の上には、グレーチングや金属網のような穴あき部材で平板状に形成されたプロテクタ(フィルタ部材)10を配置すればよい。この場合、プロテクタ10は、灰堆積プロテクタ6と同様に、ポップコーンアッシュ9よりも穴の小さな穴あき部材で形成することが好ましい。   As an example, when the accumulation amount distribution of the popcorn ash 9 as shown in FIG. 5 is predicted, the ash accumulation protector 6 is disposed on the catalyst block 33 in the portion where the accumulation amount is large on both sides in the left-right direction in the same figure. That's fine. That is, since it is only necessary to arrange the ash accumulation protector 6 at the corresponding location, it is possible to prevent the popcorn ash 9 from being deposited on the denitration catalyst layer 30 easily and pinpointly in a relatively short construction period. In FIG. 5, a protector (filter member) 10 formed in a flat plate shape with a perforated member such as a grating or a metal net is disposed on the catalyst block 33 where the accumulation amount is expected to be small. That's fine. In this case, like the ash accumulation protector 6, the protector 10 is preferably formed of a perforated member having a smaller hole than the popcorn ash 9.

これに対し、脱硝反応器3への脱硝触媒層30の充填時に灰堆積プロテクタ6を配置していない場合であっても、脱硝装置1の内部点検時等に脱硝触媒層30の所定箇所(触媒ブロック33)の上にポップコーンアッシュ9を含む燃焼灰の堆積が確認されれば、脱硝装置1の停缶期間等に、燃焼灰の堆積が著しい箇所の触媒ブロック33の上に灰堆積プロテクタ6を配置するだけで、以後の脱硝触媒層30に対する燃焼灰の堆積防止を図ることができる。すなわち、必要な個所のみに灰堆積プロテクタ6を事後配置すればよいため、実際の灰の堆積状況に応じて汎用的に対応することができ、無駄なく低コストに、かつ即効性を持って燃焼灰の堆積防止を図ることができる。本実施形態では、灰堆積プロテクタ6を第1穴あき体61と第2穴あき体62のみからなる簡素な構成とすることで、このような汎用的な対応を可能としている。一例として、図5に示すような燃焼灰の堆積状況が確認された場合には、同図に示すように左右方向両側の堆積量の多い箇所の触媒ブロック33の上に灰堆積プロテクタ6を新たに配置すればよい。   On the other hand, even when the ash deposition protector 6 is not disposed when the denitration reactor 3 is filled with the denitration catalyst layer 30, a predetermined portion (catalyst of the denitration catalyst layer 30 at the time of the internal inspection of the denitration apparatus 1 or the like If the accumulation of combustion ash containing popcorn ash 9 is confirmed on the block 33), the ash accumulation protector 6 is placed on the catalyst block 33 where the combustion ash is remarkably deposited during the denitration period of the denitration apparatus 1 or the like. It is possible to prevent the combustion ash from being deposited on the subsequent denitration catalyst layer 30 simply by disposing it. In other words, since the ash accumulation protector 6 only needs to be placed after the fact, it can be used universally according to the actual ash accumulation situation, and it is burned at a low cost and with immediate effect without waste. It is possible to prevent ash accumulation. In this embodiment, the ash accumulation protector 6 has a simple configuration including only the first perforated body 61 and the second perforated body 62, thereby enabling such general-purpose correspondence. As an example, when the combustion ash accumulation state as shown in FIG. 5 is confirmed, the ash accumulation protector 6 is newly installed on the catalyst block 33 at the portion where the accumulation amount is large on both sides in the left-right direction as shown in FIG. Should be arranged.

以上、本発明を図1〜図5に示すような一実施形態に基づいて説明したが、上述した実施形態は本発明の一例に過ぎないものであり、本発明は上述した実施形態の構成のみに限定されるものではない。   Although the present invention has been described based on one embodiment as shown in FIGS. 1 to 5, the above-described embodiment is merely an example of the present invention, and the present invention is only the configuration of the above-described embodiment. It is not limited to.

例えば、上述した本実施形態では、灰堆積プロテクタ6の第1穴あき体61には一対の傾斜面61aを形成しているが、一対の台形状もしくは三角形状に延在する傾斜面を形成するとともに、これらの傾斜面の間に三角形状に延在する傾斜面をもう一対形成することで、第1穴あき体を4面体としてもよい。なお、一対であるか二対であるかを問わず、傾斜面の水平方向に対する傾斜角度は、対をなす傾斜面同士で同一でなくとも構わない。また、垂直方向に起立して矩形状に延在する鉛直面と、その鉛直面から燃焼排ガスの流過方向である下方へ向かうに従って離間するように傾斜する一面の傾斜面を形成し、第1穴あき体をいわゆる鋸屋根型としてもよい。   For example, in the present embodiment described above, the first perforated body 61 of the ash accumulation protector 6 is formed with a pair of inclined surfaces 61a, but a pair of trapezoidal or triangular inclined surfaces are formed. In addition, the first perforated body may be a tetrahedron by forming another pair of inclined surfaces extending in a triangular shape between these inclined surfaces. It should be noted that the angle of inclination of the inclined surfaces with respect to the horizontal direction is not necessarily the same between the pair of inclined surfaces, regardless of whether they are a pair or two pairs. In addition, a vertical surface standing in the vertical direction and extending in a rectangular shape, and an inclined surface that is inclined so as to be separated from the vertical surface toward a downward direction that is a flow direction of the combustion exhaust gas are formed. The perforated body may be a so-called saw roof type.

また、上述した本実施形態では、最上段の脱硝触媒層30を構成する触媒ブロック33の上に、灰堆積プロテクタ6を配置しているが、最上段の脱硝触媒層30よりも上流側、例えば排ガス導入ダクト2内などに灰堆積プロテクタ6を配置してもよいし、最上段に加えて中段及び最下段の脱硝触媒層30を構成する触媒ブロック33の上に灰堆積プロテクタ6を配置することも可能である。   Further, in the present embodiment described above, the ash accumulation protector 6 is disposed on the catalyst block 33 constituting the uppermost denitration catalyst layer 30, but the upstream side of the uppermost denitration catalyst layer 30, for example, The ash accumulation protector 6 may be disposed in the exhaust gas introduction duct 2 or the like, and the ash accumulation protector 6 is disposed on the catalyst block 33 that constitutes the denitration catalyst layer 30 in the middle and lower stages in addition to the uppermost stage. Is also possible.

1 脱硝装置
6 灰堆積プロテクタ
30 脱硝触媒層
61 第1穴あき体
61a 傾斜面
62 第2穴あき体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Denitration device 6 Ash accumulation protector 30 Denitration catalyst layer 61 1st hole body 61a Inclined surface 62 2nd hole body

Claims (2)

燃焼灰を含む燃焼排ガス中の窒素化合物を還元する脱硝触媒層が水平に配置され、最上段の脱硝触媒層に燃焼排ガスを導入する排ガス導入流路の流路断面に穴あき体からなる灰堆積プロテクタを配置してなり、
前記灰堆積プロテクタは、前記流路断面の少なくとも一部に配置される傾斜面を有する第1穴あき体と、前記第1穴あき体の下端部に配置されて前記傾斜面に沿って落下する前記燃焼灰を貯留する第2穴あき体とからなることを特徴とする脱硝装置。
An ash deposit consisting of a perforated body in the cross section of the exhaust gas introduction flow path where the denitration catalyst layer that reduces the nitrogen compounds in the combustion exhaust gas containing combustion ash is horizontally arranged and introduces the combustion exhaust gas into the top denitration catalyst layer A protector,
The ash accumulation protector is disposed at a lower end portion of the first perforated body having an inclined surface disposed in at least a part of the cross section of the flow path, and falls along the inclined surface. A denitration apparatus comprising the second perforated body for storing the combustion ash.
前記第1穴あき体は、前記燃焼排ガスの流過方向へ向かうに従って互いに離間するように、水平方向に対して傾斜する少なくとも一対の傾斜面を有する屋根型に形成され、
前記第2の穴あき体は、前記第1穴あき体の下端部を取り囲む枠状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の脱硝装置。
The first perforated body is formed in a roof shape having at least a pair of inclined surfaces inclined with respect to a horizontal direction so as to be separated from each other as it goes in a flow direction of the combustion exhaust gas,
2. The denitration apparatus according to claim 1, wherein the second perforated body is formed in a frame shape surrounding a lower end portion of the first perforated body.
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