專利名稱：具有流速調節器的廢氣處理裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有擋板裝置的廢氣處理裝置。更明確地說，本發明涉及這樣一種裝置，其在催化劑裝置的入口處具有一擋板格柵，以改善在催化劑裝置中廢氣流速的分布，并且用于處理廢氣，尤其是用于廢氣的脫硝。
(ii)之所以要求移動到催化劑層4中的廢氣的流動與催化劑層4中廢氣的流動盡可能一致，是因為，例如在廢氣中包含比如飛塵和未燃燒物質的灰塵時，廢氣有時會傾斜地流入形成在用于廢氣的催化劑層內的催化劑(催化劑板)當中的流道中，且由此(a)灰塵直接撞到催化劑板上，從而磨損其表面，(b)灰塵粘附并沉積在催化劑板的前部上，從而阻止隨后的廢氣流入流道。
為了解決上面描述的(i)和(ii)中的問題，提出了兩種方法，一種方法是將擋板格柵3定位在催化劑管的入口處(日本專利第2637119號)，另一種方法是將一擋板裝置設在反應器的入口處，該擋板裝置具有既形成在梁上游端(上凸緣上)又形成在下游端(下凸緣上)的擋板(日本實用新型公開號昭59-102134)。
本發明的目的在于提供一種擋板裝置的結構，以防止流入一裝置的催化劑管中的廢氣發生溝流(不均勻流動)，所述裝置用于處理廢氣，它包括一進氣管、一彎曲部以及一催化劑管，廢氣通過該進氣管流入，催化劑管通過該彎曲部與進氣管相連并具有一種位于管中且用于凈化廢氣的催化劑，并且該裝置還具有一個擋板格柵，沿管子橫截面的方向位于催化劑管的入口處。
為了實現上述目的，將本發明概括如下(1)一種具有擋板裝置的廢氣處理裝置，它包括(a)一進氣管，廢氣通過該進氣管流入，(b)一彎曲部，(c)一催化劑管，通過彎曲部連接到進氣管上并具有一種位于其內且用于凈化廢氣的催化劑，擋板裝置為一擋板格柵，具有高度A且沿催化劑管的橫截面方向位于催化劑管的入口處，其中，為支承格柵，該擋板格柵設有一外框架，該外框架具有高度B且布置成使外框架的上端與擋板格柵的上端處在同一水平面上；該外框架在其交替支承框架的下端上設有梁，該梁與形成擋板格柵的矩形板平行；并且高度A與高度B之間滿足下列關系A＜B；(2)根據上述款(1)的廢氣處理裝置，其中，包括一對平板的擋板以對立的關系設置在用于支承擋板格柵的梁的上凸緣的上表面和下凸緣的下表面上，這樣，在擋板的表面與梁的上或下凸緣的上或下表面之間形成的角度α滿足下面的關系式0°＜α＜90°；(3)根據上述款(1)的廢氣處理裝置，其中，包括一對平板的擋板以對立的關系僅設置在用于支承擋板格柵的梁的上凸緣的上表面或下凸緣的下表面上，這樣，在擋板的表面與梁的上或下凸緣的上或下表面之間形成的角度α滿足下面的關系式0°＜α＜90°。
在本發明的廢氣處理裝置中，設在一個內有催化劑層的催化劑管中的擋板格柵的形狀可以為格柵狀、蜂窩狀或任何其它形狀，只要擋板格柵布置在催化劑管橫截面方向上的催化劑管的入口處。并且，位于本發明裝置內催化劑管6中催化劑層4所用的催化劑并不局限于脫硝催化劑，它可以是一種用于處理包含有害鹵素化合物、如二惡英的廢氣的催化劑，或別的催化劑。
標號說明附圖中標號的含義如下1-進氣管；2-彎曲部；3-擋板格柵；4-催化劑層；5-出氣管；6-用于支承擋板格柵外框架的梁；7-擋板格柵的外框架；8-擋板；9-催化劑管；G-廢氣。
圖1是示出本發明廢氣處理裝置的一實例中脫硝裝置附近的一裝置結構的視圖，包括局部裝置的放大視圖。該裝置包括進氣管1、彎曲部2、催化劑管9、擋板格柵3、外框架7以及梁6，其中，廢氣G通過該進氣管1流入，該催化劑管9通過彎曲部連接到進氣管上并在其內具有一層脫硝催化劑層4，擋板格柵3沿管子橫截面的方向位于催化劑管9的入口處并具有高度A，外框架7用于支承擋板隔柵并具有大于高度A的高度B，梁6平行于鍍成擋板隔柵的矩形板并用于交替支承設于外框架下端上的外框架7。
其內具有催化劑層4的催化劑管9布置成催化劑管的方向與進氣管1的方向垂直相交，并且兩管通過彎曲部2連接，以形成一個結構。然后，彎曲部的外殼2a使得彎曲部的末端與進氣管1的底面1a的延長線的交點X、通過一直線連接到催化劑管的進氣管端處壁面的延長線與進氣管1的頂部1b的交點Y上。外殼2a的傾斜度、也就是進氣管1頂部1b的延長線與彎曲部的外殼2a之間形成的角度θ由下列方程式表示θ＝tan-1(C/D)其中，C為進氣管1的寬度(或直徑)，而D為催化劑管9的寬度(或直徑)。
擋板格柵3布置成使其上端的水平面與催化劑管9的入口部分處進氣管的底面1a的水平面大致相同。在擋板格柵3中，具有高度A的矩形板相互平行布置，如圖所示，而具有高度B的外框架7設在擋板格柵3的外部。擋板格柵的外框架7布置成使框架上端的水平面與擋板格柵3的上端大致相同，而外框架設計成使框架的高度B大于如圖2所示擋板格柵3的高度A。
用于支承擋板格柵外框架的梁6布置成使外框架7下端的水平面與梁6的上凸緣的上表面的水平面相同，并且梁和框架形成這樣一種結構，即在其中，梁布置成與擋板格柵的矩形板平行并支承格柵的外框架7。在用于支承擋板格柵外框架的梁6的上凸緣的上表面和下凸緣的下表面上，在除去梁6的凸緣與外框架7接觸的那部分的延伸梁的整個長度上設置有一對擋板8，該對擋板均具有仰角α。該擋板的仰角的范圍滿足關系式0°＜α＜90°。
圖3中示出了在具有上述結構的本發明的裝置中廢氣的流動狀態。
當分別使廢氣在具有上述結構的裝置(如圖3所示)中流動和在一傳統裝置(如圖7所示)中流動，且觀察氣體的流動狀態時，發現下列事實(1)在傳統裝置(圖7)中，擋板格柵中一些板之間的流道用于直接支承擋板格柵的梁6的上凸緣堵塞，因為板的下端與上凸緣的上表面之間沒有空隙，且因此，原本應流入堵塞通道的廢氣就額外地流入堵塞通道進氣管端處的通道。因此，在傳統裝置中，氣體流速高的區域就局部地產生于催化劑層的入口。
(2)另一方面，在本發明的裝置中(圖3)，廢氣流經擋板格柵而不會被堵塞，因為在擋板格柵3的下端與支承外框架的梁6的上凸緣的上表面之間存在空隙，外框架交替支承擋板格柵3。并且，尤其在將擋板8設在梁6上凸緣的上表面和下凸緣的下表面上時，減小了對用于支承擋板格柵外框架的梁6造成的壞影響。因而，根據本發明，就可獲得廢氣非常均勻的氣流分布。
為了評定設在用于支承擋板格柵外框架的梁6上的擋板8的效果，分別使廢氣流入i)一個裝置(如圖1所示)，其中，擋板8不僅設在用于支承擋板格柵外框架的梁6的上凸緣的上表面上，還設在下凸緣的下表面上；ii)另一裝置(如圖4所示)，其中，擋板8僅設在用于支承擋板格柵外框架的梁6的上凸緣的上表面上；iii)再一裝置(如圖5所示)，其中，擋板8僅設在用于支承擋板格柵外框架的梁6的下凸緣的下表面上；iv)又一裝置(如圖6所示)，其中不設擋板；并分別觀察廢氣的流動狀態。表1示出了由此獲得的結果，還示出了作為對比的采用常規裝置時獲得的結果。
表1中示出的變化系數(ξ)、最大偏差(ε1)和最小偏差(ε2)由下列方程式限定
ξ＝σ/Va×100(其中“σ”為標準偏差，而“ Va”為平均氣體流速)ε1＝(max-Va)/Va×100(其中“max”為最大氣體流速值)ε2＝(min-Va)/Va×100(其中“min”為最小氣體流速值)表1
根據上面表1中所示的測試結果，可將裝置中阻礙效應的等級從高到低評定為擋板8設在用于支承擋板格柵外框架的梁6的上凸緣和下凸緣上的裝置(圖1)；擋板8僅設在梁6的上凸緣上的裝置(圖4)；擋板8僅設在梁6的下凸緣上的裝置(圖5)；不設擋板的裝置(圖6)；傳統裝置(圖7)。
根據下面的權利要求1所限定的本發明，可防止由直接支承擋板格柵的梁在催化劑層的入口處形成高氣體流速的局部區域，并可防止廢氣在催化劑層的入口處形成溝流(氣流分布不均勻)。
此外，根據下面的權利要求2或3所限定的本發明，可進一步增強催化劑層入口處的阻礙效應。
權利要求
1.一種具有擋板裝置的廢氣處理裝置，它包括(a)一進氣管，廢氣通過該進氣管流入，(b)一彎曲部，(c)一催化劑管，通過彎曲部連接到進氣管上，并具有一種位于其內且用于凈化廢氣的催化劑，該擋板裝置為一擋板格柵，具有高度A且沿催化劑管的橫截面方向位于催化劑管的入口處，其特征在于，為支承格柵，該擋板格柵設有一外框架，該外框架具有高度B，且布置成使外框架的上端與擋板格柵的上端處在同一水平面上；該外框架在其支承框架的下端上設有梁；并且高度A與高度B之間滿足下列關系A＜B。
2.如權利要求1所述的廢氣處理裝置，其特征在于，包括一對平板的擋板以對立的關系設置在用于支承擋板格柵外框架的梁的上凸緣的上表面和下凸緣的下表面上，這樣，在擋板的表面與梁的上或下凸緣的上或下表面之間形成的角度α滿足下面的關系式0°＜α＜90°。
3.如權利要求1所述的廢氣處理裝置，其特征在于，包括一對平板的擋板以對立的關系僅設置在用于支承擋板格柵外框架的梁的上凸緣的上表面或下凸緣的下表面上，這樣，在擋板的表面與梁的上或下凸緣的上或下表面之間形成的角度α滿足下面的關系式0°＜α＜90°。
全文摘要
一種廢氣處理裝置，包括一進氣管，廢氣通過該進氣管流入；一催化劑管，通過一彎曲部連接到進氣管并具有一種位于其內且用于凈化廢氣的催化劑；一流速調節格柵具有高度(A)且沿催化劑管的橫截面方向位于催化劑管的入口處；其中，流速調節格柵設有一高度為(B)的外框架，外框架的上端與格柵的上端處在同一水平面上，以支承格柵；格柵具有平行設置的支承梁，以支承格柵的外框架，并且高度(A)與高度(B)滿足關系A<B。該裝置防止了在催化劑層發生的偏流。
文檔編號B01D53/86GK1444500SQ01813489
公開日2003年9月24日 申請日期2001年7月27日 優先權日2000年8月3日
發明者宍戶聰, 淺海隆夫, 向井正人, 矢代克洋 申請人:巴布考克日立株式會社