脱硝设备以及催化剂的更换方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及去除废气所含的氮氧化物的脱硝设备、以及更换脱硝设备的催化剂的催化剂的更换方法。
【背景技术】
[0002]作为以煤炭为燃料而使其燃烧的燃烧器，有将燃料粉碎并作为粉煤进行燃烧的锅炉。在现有的粉煤焚烧炉中，供给将煤炭粉碎而成的粉煤(燃料)与搬运用空气(一次空气)的混合气，并且供给高温的二次空气，将该混合气与二次空气吹入火炉内，从而形成火焰，能够生成燃烧气体。并且，该火炉在上部连结有烟道，在该烟道中设有用于回收废气的热量的过热器、再热器、节煤器等，能够利用因燃烧而产生的废气来加热水并生成蒸汽。另夕卜，该烟道与废气通路连结，在该废气通路中设有脱硝设备、电集尘机、脱硫装置等，并在下游端部设有烟筒。
[0003]在脱硝设备中层叠配置有促进氮氧化物的还原反应的脱硝催化剂(参照专利文献I)。作为脱硝催化剂，有将板沿着与废气通过的方向正交的方向层叠而成的板状催化剂、以及呈蜂窝状开孔而成的蜂窝型催化剂。另外，作为在脱硝设备中使用的脱硝催化剂，在催化剂气体流入的一侧的端面上设有涂层(参照专利文献2)。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2008-126148号公报
[0007]专利文献2:日本特开2000-237600号公报
[0008]在此，在以煤炭作为燃料进行燃烧的情况下，向废气中混入燃灰、未燃成分，还混入燃灰、未燃成分粘结而成的爆裂灰分(块状灰)。若爆裂灰分以包含于废气的状态到达脱硝设备，有时会堆积在脱硝设备的脱硝催化剂之上。若爆裂灰分向脱硝催化剂之上堆积，则在该部分流动的废气减少或者不存在，氮氧化物的去除性能降低，需要进行更换等维护。
[0009]另外，若废气中含有灰尘等各种固形物，有时会使脱硝催化剂磨损。与此相对地，能够如专利文献2那样通过保护流入侧的一部分来提高耐磨损性，但脱硝性能降低。
【发明内容】
[0010]发明要解决的课题
[0011]本发明解决了上述的课题，其目的在于提供能够在更长期间内高效地去除氮氧化物的脱硝设备以及催化剂更换方法。
[0012]解决方案
[0013]为了实现所述目的，本发明的脱硝设备的特征在于，所述脱硝设备具有:废气通路，其供废气流动；整流兼脱硝催化剂层，其设置于所述废气通路；以及至少一层的脱硝催化剂层，其配置于所述废气通路的比所述整流兼脱硝催化剂层靠废气的流动方向下游侧的位置，所述整流兼脱硝催化剂层的所述废气的流动方向上的长度比所述脱硝催化剂层的所述废气的流动方向上的长度短。
[0014]优选构成为，所述整流兼脱硝催化剂层的催化剂开口部的水力直径比所述脱硝催化剂层的催化剂开口部的水力直径大。
[0015]另外，优选构成为，所述整流兼脱硝催化剂层的催化剂开口部的水力直径为8mm以上。
[0016]另外，优选构成为，所述整流兼脱硝催化剂层是板状催化剂，所述脱硝催化剂层是蜂窝状催化剂。
[0017]为了实现所述目的，本发明的脱硝设备的特征在于，所述脱硝设备具有:废气通路，其供废气流动；整流层，其设置于所述废气通路；以及至少两层的脱硝催化剂层，其配置于所述废气通路的比所述整流层靠废气的流动方向下游侧的位置，所述至少两层的脱硝催化剂层的所述废气的流动方向的最靠上游侧的脱硝催化剂层是板状催化剂，所述废气的流动方向的最靠下游侧的脱硝催化剂层是蜂窝状催化剂，所有的所述板状催化剂的脱硝催化剂层配置在比所述蜂窝状催化剂的脱硝催化剂层靠所述废气的流动方向的上游侧的位置。
[0018]为了实现所述目的，本发明的脱硝装置的特征在于，所述脱硝设备具有:废气通路，其供废气流动；整流层，其设置于所述废气通路；以及至少一层的脱硝催化剂层，其配置于所述废气通路的比所述整流层靠废气的流动方向下游侧的位置，在与流动于所述脱硝催化剂层的废气的平均流速相比流速相对慢的区域配置有板状催化剂，在与所述平均流速相比流速相对快的区域配置有蜂窝状催化剂。
[0019]另外，从抑制催化剂磨损以及异物所导致的压力损失的增加的观点出发，优选构成为，所述废气通路使所述废气从铅垂方向上侧朝向下侧流动。
[0020]为了实现所述目的，本发明的催化剂的更换方法是脱硝设备的催化剂的更换方法，该脱硝设备具有整流层、以及配置于在废气的流动方向上比所述整流层靠下游侧的位置的脱硝催化剂层，其特征在于，该催化剂的更换方法包括以下步骤:判断所述整流层是否具备催化剂功能；以及在所述整流层不具备催化剂功能的情况下，将所述整流层更换为具备脱硝催化剂的功能的整流兼脱硝催化剂层。
[0021]另外，优选构成为，所述整流兼脱硝催化剂层的催化剂开口部的水力直径为8mm以上。
[0022]另外，优选构成为，所述整流兼脱硝催化剂层是板状催化剂。
[0023]为了实现所述目的，本发明的催化剂的更换方法是脱硝设备的催化剂的更换方法，该脱硝设备具有整流层、以及配置于在废气的流动方向上比所述整流层靠下游侧的位置的至少两层的脱硝催化剂层，其特征在于，该催化剂的更换方法包括以下步骤:查明要更换的脱硝催化剂层；以及在所述要更换的脱硝催化剂层在所述废气的流动方向的上游侧不具有蜂窝状催化剂的情况下，更换为板状催化剂。
[0024]为了实现所述目的，本发明的催化剂的更换方法是脱硝设备的催化剂的更换方法，该脱硝设备具有整流层、以及配置于在废气的流动方向上比所述整流层靠下游侧的位置的至少一层的脱硝催化剂层，其特征在于，所述催化剂的更换方法包括以下步骤:查明要更换的脱硝催化剂层；以及将所述要更换的脱硝催化剂层更换为在流速相对慢的区域配置有板状催化剂且在流速相对快的区域配置有蜂窝状催化剂的脱硝催化剂层。
[0025]发明效果
[0026]根据本发明的脱硝设备以及催化剂更换方法，能够在更长期间内高效地去除氮氧化物。
【附图说明】
[0027]图1是表示应用了第一实施方式的脱硝设备的粉煤焚烧炉的简要结构图。
[0028]图2是示出第一实施方式的脱硝设备的简要结构图。
[0029]图3是整流兼脱硝催化剂层的俯视图。
[0030]图4是放大示出整流兼脱硝催化剂层的板状催化剂的放大俯视图。
[0031]图5是放大示出脱硝催化剂层的蜂窝状催化剂的放大俯视图。
[0032]图6是示出运转时间与脱硝性能的转换的一例的曲线图。
[0033]图7是示出催化剂长度与转换系数之间的关系的曲线图。
[0034]图8是示出脱硝设备的催化剂的更换方法的一例的流程图。
[0035]图9是示出第二实施方式的脱硝设备的简要结构图。
[0036]图10是示出脱硝设备的催化剂的更换方法的一例的流程图。
[0037]图11是示出第三实施方式的脱硝设备的简要结构图。
[0038]图12是脱硝催化剂层的俯视图。
[0039]图13是示出脱硝催化剂与压力损失之间的关系的曲线图。
[0040]图14是示出脱硝设备的催化剂的更换方法的一例的流程图。
[0041]图15是示出第四实施方式的脱硝催化剂的其他例的俯视图。
[0042]附图标记说明如下:
[0043]10:粉煤焚烧炉
[0044]11:火炉
[0045]21:燃烧器
[0046]40:烟道(废气通路)
[0047]41,42:过热器(热回收部)
[0048]43,44:再热器(热回收部)
[0049]45,46,47:节煤器(热回收部)
[0050]50、50a、50b:脱硝设备
[0051]61、62:料斗
[0052]70:还原剂供给装置
[0053]80:整流兼脱硝催化剂层
[0054]82、82a、182:第一脱硝催化剂层
[0055]84、184:第二脱硝催化剂层
[0056]86、186:第三脱硝催化剂层
[0057]10UlOa,250,260,270,310:板状催化剂
[0058]102、112、112a、122、132、162、212、222、232:支承机构
[0059]110、120、130、252、262、272、312:蜂窝状催化剂
[0060]150:控制装置
[0061]152:报告部
[0062]160:整流层
【具体实施方式】
[0063]以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要说明的是，并不由该实施方式来限定本发明，另外，在存在多个实施方式的情况下，组合各实施方式而构成的方案也包含于本发明。
[0064][第一实施方式]
[0065]图1是表示应用了第一实施方式的脱硝设备的粉煤焚烧炉的简要结构图。应用了第一实施方式的脱硝设备的粉煤焚烧炉能够使用将煤炭粉碎而成的粉煤作为固体燃料，利用燃烧器使该粉煤燃烧，并回收因该燃烧而产生的热量。需要说明的是，在此，虽应用粉煤焚烧炉而进行说明，但本发明不限定于此形式的锅炉。脱硝设备能够用作从使含有