特許 5812900 流体混合装置及び乾式排ガス処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5812900

(24)【登録日】2015年10月2日

(45)【発行日】2015年11月17日

(54)【発明の名称】流体混合装置及び乾式排ガス処理装置

(51)【国際特許分類】

   B01F 5/00 20060101AFI20151029BHJP

   B01F 3/02 20060101ALI20151029BHJP

   B01D 53/56 20060101ALI20151029BHJP

   B01D 53/86 20060101ALI20151029BHJP

【ＦＩ】

   B01F5/00 EZAB

   B01F3/02

   B01D53/56 300

   B01D53/86 222

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-44426(P2012-44426)

(22)【出願日】2012年2月29日

(65)【公開番号】特開2013-180227(P2013-180227A)

(43)【公開日】2013年9月12日

【審査請求日】2014年1月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100118913

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 邦生

(72)【発明者】

【氏名】小田 学

【審査官】 藤崎 詔夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０５０９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１８０７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１３６７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０１１３１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｆ ５／００

Ｂ０１Ｄ ５３／５６

Ｂ０１Ｄ ５３／８６

Ｂ０１Ｆ ３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の流路を流れる排ガスと前記流路内に注入された還元剤とが通過して混合される流体混合装置であって、
前記流路内に前記排ガス及び前記還元剤が通過するように流体流れ方向と交差して配設された１または複数の層状混合体エレメントを備え、
前記層状混合体エレメントは、前記流体流れ方向の上流側の頂部に設けた矩形状平板の間隙形成部と、該間隙形成部の対向する２辺に上底側が連結された連結部で前記流体流れ方向の下流側へ折曲されている略台形状を有する２つの板状羽根部と、該板状羽根部に隣接して設けられた略台形状の開口部とにより略角錐台形状を形成する複数の混合セルを備え、
該混合セルが、前記板状羽根部及び前記開口部を９０度回転させた状態で互いに隣接して連結されており、
前記開口部は、前記層状混合体エレメントを前記流体流れ方向の上流側からみた場合に開口していることを特徴とする流体混合装置。

【請求項2】

前記間隙形成部の矩形辺長さ（Ｓ）は、前記板状羽根部の略台形状下底長さ（Ｄ）を基準にして１／５以上（Ｓ≧１／５Ｄ）に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の流体混合装置。

【請求項3】

前記層状混合体エレメントは、前記混合セルを上下左右に４つ連結してなる混合ユニットが複数連結されていることを特徴とする請求項１または２に記載の流体混合装置。

【請求項4】

前記混合ユニットは、前記混合セルの前記略角錘台形状を形成する２つの前記板状羽根部が、略台形状下底の端部どうしを互いに接するように配置された一方を残すとともに、他方の前記板状羽根部を除去して前記開口部とされることを特徴とする請求項３に記載の流体混合装置。

【請求項5】

前記層状混合体エレメントは、前記混合ユニットの間に間隙部を設けて連結されることを特徴とする請求項３または４に記載の流体混合装置。

【請求項6】

処理対象の排ガスを流す流路と、該流路の内部に還元剤を注入する還元剤注入部と、前記流路の直管部に設置されて前記排ガス及び前記還元剤を混合する請求項１から５のいずれか１項に記載の流体混合装置と、前記流路の内部に設置されて前記流体混合装置で混合された流体を通過させて分解する触媒と、を具備して構成したことを特徴とする乾式排ガス処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、たとえば脱硝装置の排ガス及び還元剤のように、異なる流体を混合させる流体混合装置及びこの流体混合装置を備えた乾式排ガス処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車やボイラ等から排出される排ガス中には、光化学スモッグや酸性雨等の環境負荷を引き起こす窒素酸化物が含まれている。そこで、窒素酸化物が大気中に放出されることを防止するため、窒素酸化物を除去する手段として、脱硝装置が用いられている。
脱硝装置に用いられる脱硝法としては、排ガス中の窒素酸化物を還元剤のアンモニアと反応させ、触媒により水と窒素に分解するＳＣＲ法（乾式アンモニア選択接触還元法）がある。

【0003】

具体的に説明すると、ＳＣＲ法の脱硝装置は、排ガスが通過するダクト内の直管部に、上流側から順に設置したアンモニア注入部、混合器（流体混合装置）及び触媒を備えている。従って、ダクト内に噴射したアンモニアは、排ガスとともに混合器を通過することにより、排ガス中の窒素酸化物がアンモニアと混合された状態となって触媒に流入する。
なお、アンモニア注入部には、アンモニア水を気化器により気化させたアンモニアガスを噴射するアンモニア注入グリッド（ＡＩＧ）方式や、アンモニア水の液滴をダクト内に噴射し、ダクト内で気化させるアンモニア水液滴噴霧方式がある。

【0004】

従来の混合器としては、下記の特許文献１及び２に開示されているように、流れ方向に互い違いに板（羽根）を設置することで強制的に縦渦を生成し、この縦渦によって拡散混合効果を高めるものが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００１−２５２５４５号公報

【特許文献2】米国特許第４８３０７９２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述した従来技術によれば、流れ方向に互い違いに板（羽根）を設置することで強制的に縦渦を生成し、この縦渦によって拡散混合効果を高める混合器が使用されている。しかし、このような混合器は、強制的に縦渦を生成させるために、圧力損失が大きいという問題が指摘されている。
さらに、従来の混合器は、互い違いの板が接近して設置されているので、各板において生成された渦が互いに干渉することにより、せっかく形成された渦が減衰して拡散混合効果を低下させるという問題もある。

【0007】

このように、排ガスと還元剤との混合が必要とされる脱硝装置等の乾式排ガス処理装置においては、排ガス中の窒素酸化物と還元剤とを混合させる混合装置（混合器）の圧力損失を低減し、消費動力が少なく運転効率のよい装置の開発が望まれている。また、混合装置の隣接する渦が干渉することに起因した減衰を抑制し、混合装置の拡散混合効率を向上させて運転効率のよい装置が望まれる。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、混合装置における圧力損失や渦の干渉による減衰の問題を解決することにより、運転効率のよい流体混合装置及び乾式排ガス処理装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係る流体混合装置は、所定の流路を流れる排ガスと前記流路内に注入された還元剤とが通過して混合される流体混合装置であって、前記流路内に前記排ガス及び前記還元剤が通過するように流体流れ方向と交差して配設された１または複数の層状混合体エレメントを備え、前記層状混合体エレメントは、前記流体流れ方向の上流側の頂部に設けた矩形状平板の間隙形成部と、該間隙形成部の対向する２辺に上底側が連結された連結部で前記流体流れ方向の下流側へ折曲されている略台形状を有する２つの板状羽根部と、該板状羽根部に隣接して設けられた略台形状の開口部とにより略角錐台形状を形成する複数の混合セルを備え、該混合セルが、前記板状羽根部及び前記開口部を９０度回転させた状態で互いに隣接して連結されており、前記開口部は、前記層状混合体エレメントを前記流体流れ方向の上流側からみた場合に開口していることを特徴とするものである。

【0009】

このような流体混合装置によれば、流路内に配設された層状混合体エレメントが、流れ方向上流側の頂部に設けた矩形状平板の間隙形成部と、該間隙形成部の対向する辺に連結された略台形状を有する２つの板状羽根部と、該板状羽根部に隣接して設けられた略台形状の開口部とにより略角錐台形状を形成する複数の混合セルを備え、該混合セルが、板状羽根部及び前記開口部を９０度回転させた状態で互いに隣接して連結されているので、各板状羽根部は、間隙形成部の分だけ互いに離間した配置になるとともに、流れ方向に対して傾斜した状態にある。このため、流体混合装置を通過する排ガス及び還元剤は、傾斜した板状羽根部から自然発生する縦渦（旋回流）が結合した大規模な縦渦により、効率よく拡散混合される。

【0010】

このとき、隣接する板状羽根部が間隙形成部の分だけ互いに離間しているので、各板状羽根から生成された渦が干渉して減衰することを抑制でき、従って、大規模な縦渦を効率よく形成することが可能になる。
また、間隙形成部を設けたことにより、混合セル及び層状混合体エレメントの制作性も向上する。

【0011】

上述した流体混合装置において、前記間隙形成部の矩形辺長さ（Ｓ）は、前記板状羽根部の略台形状下底長さ（Ｄ）を基準にして１／５以上（Ｓ≧１／５Ｄ）に設定されていることが好ましく、これにより、各板状羽根から生成された渦が互いに干渉して減衰することを確実に抑制できる。なお、間隙形成部の矩形辺長さ（Ｓ）の上限については、各板状羽根部の縦渦形成や各板状羽根部で自然発生した縦渦の結合を考慮すれば、できるだけ下限の１／５Ｄに近い値が望ましい。

【0012】

上述した流体混合装置において、前記層状混合体エレメントは、前記混合セルを上下左右に４つ連結してなる混合ユニットが複数連結されていることが好ましく、これにより、良好な拡散混合を実施できる。

【0013】

また、上述した流体混合装置において、前記混合ユニットは、前記混合セルの前記混合セルの前記略角錘台形状を形成する２つの前記板状羽根部が、略台形状下底の端部どうしを互いに接するように配置された一方を残すとともに、他方の前記板状羽根部を除去して前記開口部とされることが好ましく、これにより、拡散混合の性能を確保しながら圧力損失を抑制することが可能になる。すなわち、大きな旋回流の形成に寄与する板状羽根部のみを残すことにより、拡散混合を行う縦渦を確実に形成するとともに、板状羽根部の半減により流路断面積を増して圧力損失の抑制が可能になる。

【0014】

このような流体混合装置において、前記層状混合体エレメントは、前記混合ユニットの間に間隙部を設けて連結されることが好ましく、これにより、互いの干渉による減衰を抑制することができる。この場合、隣り合う渦は、互いに逆方向とすることで減衰が小さくなるので、上下左右方向に隣り合う渦が全て逆方向となるように層状混合体エレメントを配置することが望ましい。

【0015】

本発明の乾式排ガス処理装置は、処理対象の排ガスを流す流路と、該流路の内部に還元剤を注入する還元剤注入部と、前記流路の直管部に設置されて前記排ガス及び前記還元剤を混合する請求項１から５のいずれか１項に記載の流体混合装置と、前記流路の内部に設置されて前記流体混合装置で混合された流体を通過させて分解する触媒と、を具備して構成したことを特徴とするものである。

【0016】

このような乾式排ガス処理装置によれば、請求項１から５のいずれか１項に記載の流体混合装置を備えているので、流体混合装置を通過する排ガス及び還元剤は、傾斜した板状羽根部から自然発生する縦渦が互いに干渉して減衰することなく結合した大規模な縦渦により効率よく拡散混合され。この結果、流体混合装置は、排ガス及び還元剤を効率よく混合して反応させることが可能になり、従って、触媒を通過する排ガス及び還元剤の混合流体も効率よく分解することができる。

【発明の効果】

【0017】

上述した本発明の流体混合装置によれば、脱硝装置における排ガス及び還元剤のような流体を、圧力損失の低減により少ない消費動力で効率よく混合できるようになる。また、本発明の流体混合装置によれば、隣接する渦が干渉することに起因した減衰を抑制し、混合装置の拡散混合効率を向上させて運転効率のよい装置となる。従って、この流体混合装置を備えた乾式排ガス処理装置は、必須の構成要素である混合装置において、圧力損失や渦の干渉による減衰の問題が解決されて運転効率のよい装置となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明に係る流体混合装置の一実施形態を示す図で、（ａ）は層状混合体エレメントの混合セル及び混合ユニットを示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の混合セル及び混合ユニットを背面（流れ方向下流）側から見た図である。

【図2】図１に示した混合セル及び混合ユニットを複数組み合わせて構成された層状混合体エレメントを正面（流れ方向上流）側から見た図である。

【図3】混合セルの背面において板状羽根部の端から形成される縦渦を示す斜視図である。

【図4】本発明に係る乾式排ガス処理装置の一実施形態を示す縦断面図である。

【図5】図２に示した層状混合体エレメントの第１変形例を示す正面（流れ方向上流）側から見た図である。

【図6】図２に示した層状混合体エレメントの第１変形例を示す図で、（ａ）は層状混合体エレメントを正面（流れ方向上流）側から見た図、（ｂ）は（ａ）の混合セルを背面側から見た図である。

【図7】層状混合体エレメントを流れ方向に２段配置する場合について、層状混合体エレメント間隔（距離Ｘ）と混合セルを構成する板状羽根部の略台形状下底長さ（Ｄ）との比（Ｘ／Ｄ）について、濃度バラツキ（％）と、圧力損失（１段との比率）との関係を示す図である。

【図8】層状混合体エレメントを流れ方向に２段配置する場合について、層状混合体エレメントのアスペクト比（２Ｌ／Ｄ）について、濃度バラツキ（％）と圧力損失（１段との比率）との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明に係る流体混合装置及び乾式排ガス処理装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図４には、乾式排ガス処理装置の一実施形態として、排ガス中の窒素酸化物を還元剤のアンモニアと反応させ、触媒により水と窒素に分解するＳＣＲ法（乾式アンモニア選択接触還元法）を採用した脱硝装置１が示されている。

【0020】

図示の脱硝装置１は、処理対象となる排ガスを流すダクト（流路）２と、ダクト２の内部にアンモニア（還元剤）を注入する還元剤注入部３と、ダクト２の直管部に設置されて排ガス及びアンモニアを混合する流体混合装置１０と、ダクト２の内部に設置されて流体混合装置１０で混合された流体を通過させて分解する触媒４と、を具備して構成される。
なお、この場合の還元剤注入部３は、アンモニア水を気化器により気化させたアンモニアガスを噴射するアンモニア注入グリッド（ＡＩＧ）方式、あるいは、アンモニア水の液滴をダクト内に噴射してダクト２の内部で気化させるアンモニア水液滴噴霧方式のいずれであってもよい。

【0021】

流体混合装置１０は、所定の流路を形成するダクト２の内部を流れる排ガスと、ダクト２の内部に注入された還元剤のアンモニアとが通過し、いずれも気体である排ガス及びアンモニアを混合させる装置である。この流体混合装置１０は、たとえば図１から図３に示すように、複数の混合セル２０を組み合わせて構成される層状混合体エレメント１１をダクト２の内部に設置したものである。
層状混合体エレメント１１は、全体として薄い層状（板状）をなす部材であり、排ガス及びアンモニアガスが通過して流れるように排ガスの流体流れ方向と交差して、好ましくは排ガスの流体流れ方向と直交するように、１枚（段）または複数枚（段）が設置されている。

【0022】

そして、層状混合体エレメント１１を構成する混合セル２０は、流れ方向上流側の頂部に設けた矩形状平板の間隙形成部２１と、間隙形成部２１の対向する辺に連結された略台形状を有する２つの板状羽根部２２と、板状羽根部２２に隣接して設けられた略台形状の開口部２３とにより、略角錐台形状を形成する部材である。このように構成された混合セル２０は、複数を組み合わせて層状混合体エレメント１１を形成するが、この場合、複数の混合セル２０は、板状羽根部２２及び開口部２３を９０度回転させた状態で互いに隣接して連結されている。すなわち、上下左右に隣接する混合セル２０は、板状羽根部２２及び開口部２３の下底部どうしが接するように、板状羽根部２２の下底となる辺の端部が連結されている。

【0023】

層状混合体エレメント１１は、たとえば図１に示すように、混合セル２０を上下左右に４つ連結してなる混合ユニット３０を形成し、この混合ユニット３０を複数連結することが望ましい。このため、図２に示す層状混合体エレメント１１は、縦方向に６個と横方向に１０個の混合セル２０が連結された構成、すなわち、合計１５（縦３列／横５列）の混合ユニット３０を連結した構成とされるが、この数に限定されることはない。この場合、層状混合体エレメント１１の混合ユニット３０は、上下左右のいずれにも間隙をもうけることなく連結されている。
また、各板状羽根部２２及び開口部２３は、上底長さＳ及び下底長さＤの略台形形状とされ、対向する一対の板状羽根部２２及び開口部２３と、１辺の長さがＳの矩形とした間隙形成部２１と、１辺の長さがＤの矩形とした開口面とにより、間隙形成部２１を上面とし開口面を仮想底面とする略角錐台形状が形成されている。

【0024】

上述した混合セル２０の制作には、１辺の長さがＳの正方形とした間隙形成部２１に対し、対向する２辺に上底長さＳ及び下底長さＤの台形とした板状羽根部２２を連結してなる板材を用意する。この後、間隙形成部２１と板状羽根部２２の上底とが連結された位置において、板状羽根部２２が流れ方向に対して傾斜するように折曲すれば、上述した略角錐台形状の混合セル２０となる。そして、複数の混合セル２０は、板状羽根部２２の下底となる辺が隣接する端部と適宜連結されることにより、１枚の層状混合体エレメント１１となる。

【0025】

このように構成された流体混合装置１０の層状混合体エレメント１１において、各板状羽根部２２は、間隙形成部２１の分だけ互いに離間した配置になり、しかも、排ガスの流れ方向に対して傾斜した状態（角度をもって配置された状態）にある。すなわち、排ガス及びアンモニアガスの流れに縦渦を形成する板状羽根部２２は、流れ方向上流側の正面頂部となる部分が、１辺の長さをＳとした矩形の間隙形成部２１によって離間させられた状態にある。すなわち、図示の間隙形成部２１は、１辺の長さがＳの正方形とされるため、隣接する板状羽根部２２の上流側頂部には、間隙形成部２１の矩形辺長さＳだけクリアランスが設けられている。

【0026】

流体混合装置１０を通過する排ガス及びアンモニアガスの流れは、たとえば図１（ｂ）及び図３に矢印で示すように、開口部２３を通過した流れが、流れ方向下流側となる各混合セル２０の背面において、傾斜した板状羽根部２２から自然発生する縦渦（旋回流）ｆとなる。この縦渦ｆは、下底となる辺の端部どうしを連結した４つの混合セル２０毎に結合し、図中に矢印で示す大規模な合成縦渦（旋回流）Ｆとなる。このような合成縦渦Ｆが形成されると、排ガス及びアンモニアガスは、板状羽根部２２がいわゆるデルタ翼として機能することで、効率よく拡散混合される。

【0027】

このとき、隣接する板状羽根部２２が間隙形成部２１の辺長さＳだけ互いに離間しているので、各板状羽根２２から生成された縦渦ｆが干渉して減衰することを抑制できる。このため、液体混合装置１０の層状混合体エレメント１１は、大規模な合成縦渦Ｆを効率よく形成することができる。また、間隙形成部２１を設けたことは、混合セル２０及び層状混合体エレメント１１の制作性向上にも有効である。
特に、層状混合体エレメント１１は、混合セル２０を上下左右に４つ連結してなる混合ユニット３０を形成しているので、各混合ユニット３０において合成縦渦Ｆを効率よく形成して良好な拡散混合を実施できる。

【0028】

ところで、上述した流体混合装置１０においては、矩形とする間隙形成部２１の辺長さＳについて、略台形状とした板状羽根部２２の下底長さＤを基準にして１／５以上（Ｓ≧１／５Ｄ）に設定することが望ましい。この辺長さＳは、間隙形成部２１の減衰抑制効果が確実に得られていることを、すなわち、各板状羽根２２から生成される縦渦ｆが互いの干渉によって減衰することを確実に抑制できていることを、実証機や実験等によりを確認した値である。
従って、間隙形成部２１の辺長さＳは、１／５Ｄより短すぎると十分な干渉抑制ができなくなる。しかし、辺長さＳの上限については、各板状羽根部２２で自然発生する縦渦ｆの形成や、各板状羽根部２２で自然発生した縦渦ｆの結合による合成縦渦Ｆの形成を考慮すれば、混合セル２０における板状羽根部２２の割合が小さくなることは好ましくないので、できるだけ下限の１／５Ｄに近い値に設定することが望ましい。

【0029】

次に、図２に示した層状混合体エレメント１１の第１変形例について、図５を参照して説明する。なお、上述した実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第１変形例の層状混合体エレメント１１Ａは、混合セル２０を上下左右に４つ連結してなる混合ユニット３０が、隣接するユニット間に間隙部４０を設けて連結されている。図示の構成例では、縦に２列及び横に４列を配置して合計８つの混合ユニット３０が設けられている。そして、上下及び左右に隣接する混合ユニット３０の間には、上下方向及び左右方向の間隙部４０が設けられている。この間隙部４０は、混合セル２０が全く存在しない領域である。

【0030】

このような第１変形例の層状混合体エレメント１１Ａは、隣接する混合ユニット３０の間に間隙部４０が設けられているので、４つの混合セル２０で板状羽根部２２から自然発生する縦渦ｆがユニット毎に結合して大規模な合成縦渦Ｆとなる。この場合、隣接する混合ユニット３０の向きを逆方向に配置しておけば、すなわち、隣接する混合ユニット３０において板状羽根部２２及び開口部２３の向きが逆方向になれば、隣接する混合ユニット３０毎に逆方向の合成縦渦Ｆが形成されるようになり、互いの干渉による減衰が小さくなる。このため、間隙部４０を設けた層状混合体エレメント１１Ａにおいては、混合ユニット３０は、隣り合う渦が全て逆方向となるように配置することが望ましい。

【0031】

次に、図２に示した層状混合体エレメント１１の第２変形例について、図６を参照して説明する。なお、上述した実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第２変形例の層状混合体エレメント１１Ｂは、異なる形状の混合セル２０Ａを採用している。この混合セル２０Ａは、上述した実施形態の混合セル２０から板状羽根部２２が１枚除去されたものであり、矩形状平板の間隙形成部２１と、間隙形成部２１の１辺に連結された略台形状を有する１つの板状羽根部２２と、板状羽根部２２に隣接して設けられた略台形状の３つの開口部２３とにより、略角錐台形状を形成する部材である。

【0032】

具体的に説明すると、１つの混合セル２０Ａには、略台形状下底の端部どうしを互いに接するように配置された１つの板状羽根部２２が設けられているので、この板状羽根部２２の底辺端部どうしを４つ連結することにより、第２変形例の混合ユニット３０Ａが構成されている。なお、図示の構成例では、ユニット間に間隙部４０を設けて合成縦渦４０が同方向となるようにしているが、図２に示した実施形態のように、間隙部４０のない構成としてもよい。

【0033】

このような第２変形例では、大きな旋回流の形成に寄与するユニット内側の板状羽根部２２を残すことにより、拡散混合を行う大規模な合成縦渦Ｆを確実に形成することができる。換言すれば、混合ユニット３０Ａにおいて４つの板状羽根部２２が連結される位置にあり、合成縦渦Ｆの形成に有効なものだけを残し、ユニット内に設けられる板状羽根部２２の数を半減させているので、大規模な合成縦渦Ｆを確実に形成できるだけでなく、板状羽根部２２の減少分だけ流路断面積が増すので、圧力損失の抑制も可能になる。

【0034】

上述した実施形態の流体混合装置１０によれば、強制的に縦渦を生成させるものと比較して圧力損失が低減するので、排ガス及び還元剤を少ない消費動力で効率よく混合することができる。
また、上述した流体混合装置１０によれば、隣接する渦の干渉による減衰を抑制して拡散混合効率を向上させることができるので、運転効率のよい装置となる。従って、この流体混合装置１０を備えた脱硝装置１のような乾式排ガス処理装置は、必須の構成要素である流体混合装置１０において、圧力損失や渦の干渉による減衰の問題が解決されて運転効率のよい装置となる。

【0035】

ところで、上述した層状混合体エレメント１１を流れ方向に２段配置する場合、図７に示すように、層状混合体エレメント１１の間隔（距離Ｘ）と、混合セル２０を構成する板状羽根部２２の略台形状下底長さＤとの比（Ｘ／Ｄ）は、３以上（Ｘ／Ｄ≧３）となる。これは、下底長さＤを一定にして距離Ｘを広げると、濃度バラツキは減少するものの、圧力損失は増加するので、距離Ｘの変動に対して濃度バラツキ及び圧力損失の変化が比較的小さいく傾きの緩やかな領域を比（Ｘ／Ｄ）の最適値とするものである。

【0036】

また、層状混合体エレメント１１を流れ方向に２段配置する場合、図８に示すように、層状混合体エレメント１１の最適なアスペクト比（２Ｌ／Ｄ）は、０．８程度となる。これは、アスペクト比の増加とともに圧力損失は低減するので、濃度バラツキの極小値を最適値とするものである。なお、アスペクト比を算出する分子のＬは、混合セル２０の流れ方向幅（略角錐台形状の高さ）である。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。

【符号の説明】

【0037】

１ 脱硝装置（乾式排ガス処理装置）
２ ダクト（流路）
３ 還元剤注入部
４ 触媒
１０ 流体混合装置
１１，１１Ａ，１１Ｂ 層状混合体エレメント
２０，２０Ａ 混合セル
２１ 間隙形成部
２２ 板状羽根部
２３ 開口部
３０，３０Ａ 混合ユニット
４０ 間隙部
ｆ 縦渦（旋回流）
Ｆ 合成縦渦（旋回流）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】