(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022121127
(43)【公開日】2022-08-19
(54)【発明の名称】脱硝装置、架台及びボイラ並びに脱硝触媒の設置方法
(51)【国際特許分類】
F23J 15/00 20060101AFI20220812BHJP
B01J 35/04 20060101ALI20220812BHJP
B01D 53/86 20060101ALI20220812BHJP
B01D 53/88 20060101ALI20220812BHJP
【ＦＩ】
F23J15/00 A
B01J35/04 301J
B01J35/04 ZAB
B01D53/86 222
B01D53/88
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021018299
(22)【出願日】2021-02-08
(71)【出願人】
【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】100140914
【弁理士】
【氏名又は名称】三苫 貴織
(74)【代理人】
【識別番号】100136168
【弁理士】
【氏名又は名称】川上 美紀
(74)【代理人】
【識別番号】100172524
【弁理士】
【氏名又は名称】長田 大輔
(72)【発明者】
【氏名】其木 俊昭
【テーマコード（参考）】
3K070
4D148
4G169
【Ｆターム（参考）】
3K070DA02
3K070DA22
3K070DA25
3K070DA72
4D148AA06
4D148AB02
4D148CA04
4D148CC08
4D148CC11
4D148CC54
4D148CD03
4D148DA03
4D148DA20
4D148EA08
4G169AA01
4G169CA01
4G169CA08
4G169CA13
4G169EA18
(57)【要約】
【課題】脱硝装置の構造を簡素化することを目的とする。
【解決手段】脱硝装置４３は、燃焼ガス中の窒素酸化物を取り除く脱硝装置４３である。脱硝装置４３は、筐体４７の内部に設けられ、燃焼ガスが通過する第１触媒パック１１０と、筐体４７の内部であって第１触媒パック１１０の下方に設けられ、第１触媒パック１１０を通過した燃焼ガスが通過する第２触媒パック１２０と、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０との間に設けられ、第１触媒パック１１０を第２触媒パック１２０に支持させる架台１４０と、第２触媒パック１２０を筐体４７に対して支持する鉄骨部１５０と、を備えている。
【選択図】図２
【解決手段】脱硝装置４３は、燃焼ガス中の窒素酸化物を取り除く脱硝装置４３である。脱硝装置４３は、筐体４７の内部に設けられ、燃焼ガスが通過する第１触媒パック１１０と、筐体４７の内部であって第１触媒パック１１０の下方に設けられ、第１触媒パック１１０を通過した燃焼ガスが通過する第２触媒パック１２０と、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０との間に設けられ、第１触媒パック１１０を第２触媒パック１２０に支持させる架台１４０と、第２触媒パック１２０を筐体４７に対して支持する鉄骨部１５０と、を備えている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
燃焼ガス中の窒素酸化物を取り除く脱硝装置であって、
筐体の内部に設けられ、燃焼ガスが通過する第１脱硝触媒と、
前記筐体の内部であって前記第１脱硝触媒の下方に設けられ、前記第１脱硝触媒を通過した燃焼ガスが通過する第２脱硝触媒と、
前記第１脱硝触媒と前記第２脱硝触媒との間に設けられ、前記第１脱硝触媒を前記第２脱硝触媒に支持させる架台と、
前記第２脱硝触媒を前記筐体に対して支持する支持部材と、を備える脱硝装置。
筐体の内部に設けられ、燃焼ガスが通過する第１脱硝触媒と、
前記筐体の内部であって前記第１脱硝触媒の下方に設けられ、前記第１脱硝触媒を通過した燃焼ガスが通過する第２脱硝触媒と、
前記第１脱硝触媒と前記第２脱硝触媒との間に設けられ、前記第１脱硝触媒を前記第２脱硝触媒に支持させる架台と、
前記第２脱硝触媒を前記筐体に対して支持する支持部材と、を備える脱硝装置。
【請求項2】
前記第１脱硝触媒と前記第２脱硝触媒とは、所定距離離間するように配置されている請求項１に記載の脱硝装置。
【請求項3】
前記所定距離は、５００ｍｍ以上である請求項２に記載の脱硝装置。
【請求項4】
前記第１脱硝触媒及び前記第２脱硝触媒は、前記第１脱硝触媒と前記第２脱硝触媒との間に前記筐体に形成されたマンホールが位置するように、配置されている請求項１から請求項３のいずれかに記載の脱硝装置。
【請求項5】
請求項１から請求項４のいずれかに記載された脱硝装置を備えたボイラ。
【請求項6】
筐体の内部に設けられ燃焼ガスが通過する第１脱硝触媒と、前記筐体の内部であって前記第１脱硝触媒よりも下方に設けられて支持部材によって前記筐体に対して支持されて燃焼ガスが通過する第２脱硝触媒との間に設けられ、前記第１脱硝触媒を前記第２脱硝触媒に支持させる架台。
【請求項7】
水平方向に延在する梁部と、
上下方向に延在する柱部と、を備え、
前記梁部と前記柱部とは剛接合されている請求項６に記載の架台。
上下方向に延在する柱部と、を備え、
前記梁部と前記柱部とは剛接合されている請求項６に記載の架台。
【請求項8】
前記第１脱硝触媒または前記第２脱硝触媒に対する水平方向の相対移動を規制する規制部を備える請求項６または請求項７に記載の架台。
【請求項9】
燃焼ガスが通過する脱硝触媒の設置方法であって、
前記脱硝触媒は、第１脱硝触媒と前記第１脱硝触媒の下方に配置される第２脱硝触媒を有し、
前記第２脱硝触媒を筐体に対して支持する支持部材に、前記第２脱硝触媒を支持させる工程と、
前記第２脱硝触媒の上方に架台を設ける工程と、
前記架台を介して前記第１脱硝触媒を前記第２脱硝触媒に支持させる工程と、を備える脱硝触媒の設置方法。
前記脱硝触媒は、第１脱硝触媒と前記第１脱硝触媒の下方に配置される第２脱硝触媒を有し、
前記第２脱硝触媒を筐体に対して支持する支持部材に、前記第２脱硝触媒を支持させる工程と、
前記第２脱硝触媒の上方に架台を設ける工程と、
前記架台を介して前記第１脱硝触媒を前記第２脱硝触媒に支持させる工程と、を備える脱硝触媒の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、脱硝装置、架台及びボイラ並びに脱硝触媒の設置方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
発電用ボイラなどの大型のボイラは、中空形状をなして鉛直方向に設置される火炉を有し、この火炉壁に複数のバーナが火炉の周方向に沿って配設されている。また、大型のボイラは、火炉の鉛直方向上方に煙道が連結されており、この煙道に蒸気を生成するための熱交換器が配置されている。そして、バーナが火炉内に燃料と空気（酸化性ガス）との混合気を噴射することで火炎が形成され、燃焼ガスが生成されて煙道に流れる。燃焼ガスが流れる領域に熱交換器が設置され、熱交換器を構成する伝熱管内を流れる水や蒸気を加熱して過熱蒸気が生成される。また、煙道内の熱交換器よりも下流側には、燃焼ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を取り除くために、脱硝装置が設置される。脱硝装置を設けたボイラとして、例えば、特許文献１に記載のボイラがある。
【0003】
特許文献１には、上下方向に階層状（３階層）となるように配置され、それぞれ多数の触媒ブロックを支持する３つの触媒支持構造を備える脱硝反応器が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１７－１０１８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１では、各触媒支持構造に対して１層のみ触媒ブロックを設けている。したがって、触媒ブロックの層の数だけ触媒支持構造を設ける必要があるので、構造が複雑化する可能性があった。
また、ボイラには、各触媒に対する作業（例えば、触媒設置作業やメンテナンス作業）を行うための床（以下、「作業床」と称する。）を設ける場合がある。一般的に、作業床の高さ位置は、触媒を煙道に対して支持させる支持部材（例えば、特許文献１の触媒支持構造）の高さ位置と略同一の高さ位置に設けられる。また、作業床は、支持部材毎に設けられる。このため、支持部材を複数設ける場合には、作業床も複数設けられる。作業床を複数設ける場合には、各作業床上の作業員が安全に通行できる高さとする必要があるため、作業床同士の間隔を比較的長い間隔（例えば、２ｍ程度）とする必要がある。上述のように、作業床と支持部材との位置は略同一の位置とされるため、作業床同士の間隔を比較的長い間隔とすると、支持部材同士の間隔も作業床の間隔に合わせることとなる。これにより、支持部材同士の間隔も作業床の間隔が比較的長いものとなる。このように、支持部材同士の間には比較的長い間隔を設ける必要がある。したがって、支持部材の数が多いほど、脱硝装置の上下方向の長さが長くなることとなる。よって、特許文献１のように、支持部材に対して１層のみ触媒を設けた場合には、支持部材の数が多くなるので、脱硝装置の上下方向の長さが長くなってしまう可能性があった。
また、ボイラには、各触媒に対する作業（例えば、触媒設置作業やメンテナンス作業）を行うための床（以下、「作業床」と称する。）を設ける場合がある。一般的に、作業床の高さ位置は、触媒を煙道に対して支持させる支持部材（例えば、特許文献１の触媒支持構造）の高さ位置と略同一の高さ位置に設けられる。また、作業床は、支持部材毎に設けられる。このため、支持部材を複数設ける場合には、作業床も複数設けられる。作業床を複数設ける場合には、各作業床上の作業員が安全に通行できる高さとする必要があるため、作業床同士の間隔を比較的長い間隔（例えば、２ｍ程度）とする必要がある。上述のように、作業床と支持部材との位置は略同一の位置とされるため、作業床同士の間隔を比較的長い間隔とすると、支持部材同士の間隔も作業床の間隔に合わせることとなる。これにより、支持部材同士の間隔も作業床の間隔が比較的長いものとなる。このように、支持部材同士の間には比較的長い間隔を設ける必要がある。したがって、支持部材の数が多いほど、脱硝装置の上下方向の長さが長くなることとなる。よって、特許文献１のように、支持部材に対して１層のみ触媒を設けた場合には、支持部材の数が多くなるので、脱硝装置の上下方向の長さが長くなってしまう可能性があった。
【0006】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、構造を簡素化することができる脱硝装置、架台及びボイラ並びに脱硝触媒の設置方法を提供することを目的とする。
また、本開示は、脱硝装置の上下方向の長さを短くすることができる脱硝装置、架台及びボイラ並びに脱硝触媒の設置方法を提供することを目的とする。
また、本開示は、脱硝装置の上下方向の長さを短くすることができる脱硝装置、架台及びボイラ並びに脱硝触媒の設置方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本開示の脱硝装置、架台及びボイラ並びに触媒の設置方法は以下の手段を採用する。
本開示の一態様に係る脱硝装置は、燃焼ガス中の窒素酸化物を取り除く脱硝装置であって、筐体の内部に設けられ、燃焼ガスが通過する第１脱硝触媒と、前記筐体の内部であって前記第１脱硝触媒の下方に設けられ、前記第１脱硝触媒を通過した燃焼ガスが通過する第２脱硝触媒と、前記第１脱硝触媒と前記第２脱硝触媒との間に設けられ、前記第１脱硝触媒を前記第２脱硝触媒に支持させる架台と、前記第２脱硝触媒を前記筐体に対して支持する支持部材と、を備える。
本開示の一態様に係る脱硝装置は、燃焼ガス中の窒素酸化物を取り除く脱硝装置であって、筐体の内部に設けられ、燃焼ガスが通過する第１脱硝触媒と、前記筐体の内部であって前記第１脱硝触媒の下方に設けられ、前記第１脱硝触媒を通過した燃焼ガスが通過する第２脱硝触媒と、前記第１脱硝触媒と前記第２脱硝触媒との間に設けられ、前記第１脱硝触媒を前記第２脱硝触媒に支持させる架台と、前記第２脱硝触媒を前記筐体に対して支持する支持部材と、を備える。
【0008】
本開示の一態様に係る触媒の設置方法は、燃焼ガスが通過する脱硝触媒の設置方法であって、前記脱硝触媒は、第１脱硝触媒と前記第１脱硝触媒の下方に配置される第２脱硝触媒を有し、前記第２脱硝触媒を前記筐体に対して支持する支持部材に、前記第２脱硝触媒を支持させる工程と、前記第２脱硝触媒の上方に架台を設ける工程と、前記架台を介して前記第１脱硝触媒を前記第２脱硝触媒に支持させる工程と、を備える。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、構造を簡素化することができる。
また、脱硝装置の上下方向の長さを短くすることができる。
また、脱硝装置の上下方向の長さを短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本開示の実施形態に係る石炭焚きボイラを示す概略構成図である。
【図2】本開示の実施形態に係る脱硝装置及び作業構造物を示す側面図である。
【図3】本開示の実施形態に係る脱硝装置及び作業構造物を示す平面図である。
【図4】本開示の実施形態に係る触媒パック及び架台を示す斜視図である。
【図5】本開示の実施形態に係る触媒を示す斜視図である。
【図6】本開示の実施形態に係る触媒パックの下部の断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に添付図面を参照して、本開示に係る好適な実施形態を図面を参照して説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。以降の説明で、上や上方とは鉛直方向上側を示し、下や下方とは鉛直方向下側を示すものであり、鉛直方向は厳密ではなく誤差を含むものである。
【0012】
図１は、本実施形態の石炭焚きボイラを表す概略構成図である。
【0013】
本実施形態の石炭焚きボイラ１０は、石炭（炭素含有固体燃料）を粉砕した微粉炭を微粉燃料として用い、この微粉燃料をバーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を給水や蒸気と熱交換して過熱蒸気を生成することが可能な石炭焚き（微粉炭焚き）ボイラである。
【0014】
本実施形態において、図１に示すように、石炭焚きボイラ１０は、火炉１１と燃焼装置１２と燃焼ガス通路１３を有している。火炉１１は、四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置されている。火炉１１を構成する火炉壁１０１は、複数の伝熱管とこれらを接続するフィンとで構成され、微粉燃料の燃焼により発生した熱を伝熱管の内部を流通する水や蒸気と熱交換して、火炉壁の温度上昇を抑制している。
【0015】
燃焼装置１２は、火炉１１を構成する火炉壁の下部側に設けられている。本実施形態では、燃焼装置１２は、火炉壁に装着された複数のバーナ(例えば２１，２２，２３，２４，２５)を有している。例えばバーナ２１,２２,２３,２４,２５は、火炉１１の周方向に沿って均等間隔で配設されたものが１セットとして、鉛直方向に沿って複数段（例えば、図１では５段）配置されている。但し、火炉の形状や一つの段におけるバーナの数、段数、配置などはこの実施形態に限定されるものではない。
【0016】
バーナ２１,２２,２３,２４,２５は、微粉炭供給管２６,２７,２８,２９,３０を介して複数の粉砕機（ミル）３１,３２,３３,３４,３５に連結されている。この粉砕機３１,３２,３３,３４,３５は、例えば、粉砕機のハウジング内に粉砕テーブル（図示省略）が駆動回転可能に支持され、この粉砕テーブルの上方に複数の粉砕ローラ（図示省略）が粉砕テーブルの回転に連動回転可能に支持されて構成されている。石炭が、複数の粉砕ローラと粉砕テーブルとの間に投入されると、粉砕され、搬送用ガス（一次空気、酸化性ガス）により粉砕機のハウジング内の分級機（図示省略）に搬送されて、所定の粒径範囲内に分級された微粉燃料を、微粉炭供給管２６,２７,２８,２９,３０からバーナ２１,２２,２３,２４,２５に供給することができる。
【0017】
また、火炉１１は、バーナ２１,２２,２３,２４,２５の装着位置に風箱３６が設けられており、この風箱３６に空気ダクト（風道）３７の一端部が連結されている。空気ダクト３７は、他端部に押込通風機（ＦＤＦ：Forced Draft Fan）３８が設けられている。
【0018】
燃焼ガス通路１３は、図１に示すように、火炉１１の鉛直方向上部に連結されている。燃焼ガス通路１３は、燃焼ガスの熱を回収するための熱交換器として、過熱器１０２,１０３,１０４、再熱器１０５,１０６、節炭器１０７が設けられており、火炉１１で発生した燃焼ガスと各熱交換器の内部を流通する給水や蒸気との間で熱交換が行われる。
【0019】
燃焼ガス通路１３は、図１に示すように、その下流側に熱交換を行った燃焼ガスが排出される煙道１４が連結されている。煙道１４は、空気ダクト３７との間にエアヒータ（空気予熱器）４２が設けられ、空気ダクト３７を流れる空気と、煙道１４を流れる燃焼ガスとの間で熱交換を行い、バーナ２１,２２,２３,２４,２５に供給する燃焼用空気を昇温することができる。
【0020】
また、煙道１４は、エアヒータ４２より上流側の位置に脱硝装置４３が設けられている。脱硝装置４３は、アンモニア、尿素水等の窒素酸化物を還元する作用を有する還元剤を煙道１４内に供給し、還元剤が供給された燃焼ガス中の窒素酸化物と還元剤との反応を、脱硝装置４３内に設置された脱硝触媒１１２（図４参照）の触媒作用により促進させることで、燃焼ガス中の窒素酸化物を除去、低減するものである。脱硝装置４３の詳細については、後述する。
煙道１４に連結されるガスダクト４１は、エアヒータ４２より下流側の位置に、電気集塵機などの集塵装置４４、誘引通風機（ＩＤＦ：Induced Draft Fan）４５、脱硫装置４６などが設けられ、下流端部に煙突５０が設けられている。
煙道１４に連結されるガスダクト４１は、エアヒータ４２より下流側の位置に、電気集塵機などの集塵装置４４、誘引通風機（ＩＤＦ：Induced Draft Fan）４５、脱硫装置４６などが設けられ、下流端部に煙突５０が設けられている。
【0021】
一方、複数の粉砕機３１,３２,３３,３４,３５が駆動すると、生成された微粉燃料が搬送用ガス（一次空気、酸化性ガス）と共に微粉炭供給管２６,２７,２８,２９,３０を通してバーナ２１,２２,２３,２４,２５に供給される。また、煙道１４から排出された排ガスとエアヒータ４２で熱交換することで、加熱された燃焼用空気（二次空気、酸化性ガス）が、空気ダクト３７から風箱３６を介してバーナ２１,２２,２３,２４,２５に供給される。バーナ２１,２２,２３,２４,２５は、微粉燃料と搬送用ガスとが混合した微粉燃料混合気を火炉１１に吹き込むと共に燃焼用空気を火炉１１に吹き込み、このときに微粉燃料混合気が着火することで火炎を形成することができる。火炉１１内の下部で火炎が生じ、高温の燃焼ガスがこの火炉１１内を上昇し、燃焼ガス通路１３に排出される。なお、酸化性ガスとして、本実施形態では空気を用いる。空気よりも酸素割合が多いものや逆に少ないものであってもよく、燃料流量との適正化を図ることで使用可能になる。
【0022】
その後、燃焼ガスは、図１に示すように、燃焼ガス通路１３に配置される第２過熱器１０３、第３過熱器１０４、第１過熱器１０２、（以下単に過熱器と記載する場合もある）、第２再熱器１０６、第１再熱器１０５（以下単に再熱器と記載する場合もある）、節炭器１０７で熱交換した後、煙道１４へ排出され、煙道１４に配置される脱硝装置４３で窒素酸化物が還元除去された後、エアヒータ４２で熱交換して、ガスダクト４１へ排出され、ガスダクト４１に配置される集塵装置４４で粒子状物質が除去され、脱硫装置４６で硫黄酸化物が除去された後、排ガスとして煙突５０から大気中に排出される。なお、各熱交換器は燃焼ガス流れに対して、必ずしも前記記載順に配置されなくともよい。
【0023】
次に、脱硝装置４３及び作業構造物の詳細について、図２から図１０を用いて説明する。以下の説明及び図２から図１０では、鉛直方向をＺ軸方向として説明する。また、水平方向のうちの一方向をＸ軸方向として、Ｚ軸方向及びＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向として説明する。なお、Ｚ軸方向を「上下方向」と称する場合もある。
【0024】
図１及び図２に示すように、煙道１４のＺ軸方向に延在する部分（以下、「鉛直部１４ａ」という。）の途中位置に脱硝装置４３が設けられている。また、図２に示すように、脱硝装置４３と隣接するように、作業用構造物１６０が設けられている。
【0025】
脱硝装置４３は、外殻を為す筐体４７と、複数の第１触媒パック（第１脱硝触媒）１１０と、第１触媒パック１１０よりも下方に設けられる複数の第２触媒パック（第２脱硝触媒）１２０と、第２触媒パック１２０よりも下方に設けられる複数の第３触媒パック１３０と、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０との間に設けられる複数の架台１４０と、筐体４７に固定されている複数の鉄骨部（支持部材）１５０と、を備えている。
【0026】
筐体４７は、図２に示すように、上端及び下端に開口が形成されている矩形筒状の部材である。筐体４７の上端の開口は、上流側の煙道１４に接続され、下端の開口は下流側の煙道１４に接続されている。上端の開口から筐体４７の内部に流入した燃焼ガスは、筐体４７内を上下方向に流通し、下端の開口から流出する。
【0027】
また、筐体４７の内部には、第１触媒パック１１０、第２触媒パック１２０及び第３触媒パック１３０が収容されている。第１触媒パック１１０、第２触媒パック１２０及び第３触媒パック１３０は、筐体４７内を流通する燃焼ガスが通過する。第１触媒パック１１０、第２触媒パック１２０及び第３触媒パック１３０は、通過する燃焼ガス中の窒素酸化物を還元し除去（脱硝）する。
また、筐体４７の側部には、各触媒パック１１０、１２０、１３０のそれぞれに対応する位置に個別にマンホールが形成さられている。図３に示すように、マンホール４８は、一例として第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０との間の高さ位置に設けられている。マンホール４８は開閉扉によって、開状態と閉状態とを切り換えることができる。
また、筐体４７の側部には、各触媒パック１１０、１２０、１３０のそれぞれに対応する位置に個別にマンホールが形成さられている。図３に示すように、マンホール４８は、一例として第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０との間の高さ位置に設けられている。マンホール４８は開閉扉によって、開状態と閉状態とを切り換えることができる。
【0028】
複数の第１触媒パック１１０は、図３に示すように、筐体４７の流路断面（Ｘ軸方向とＹ軸方向とで形成される断面）の略全域を覆うように並んで配置されている。なお、本実施形態では、Ｙ軸方向に５つ、Ｘ軸方向に４つ（合計２０個）設ける例について説明しているが、第１触媒パック１１０の数はこれに限定されない。
また、複数の第１触媒パック１１０は、図２に示すように、上下方向には重ねられていない。すなわち、複数の第１触媒パック１１０は、一つの層となるように配置されている。第１触媒パック１１０のＺ軸方向の長さは、例えば、１ｍ程度とされている。
各第１触媒パック１１０の構造は同一であるので、以下では代表して１つの第１触媒パック１１０の構造について説明する。
また、複数の第１触媒パック１１０は、図２に示すように、上下方向には重ねられていない。すなわち、複数の第１触媒パック１１０は、一つの層となるように配置されている。第１触媒パック１１０のＺ軸方向の長さは、例えば、１ｍ程度とされている。
各第１触媒パック１１０の構造は同一であるので、以下では代表して１つの第１触媒パック１１０の構造について説明する。
【0029】
第１触媒パック１１０は、図４に示すように、矩形筒状の矩形枠部１１１と、複数の脱硝触媒１１２（触媒）と、を有する。また、第１触媒パック１１０は、架台１４０によって下方から支持されている。架台１４０の詳細については、後述する。
【0030】
各脱硝触媒１１２は、図５に示すように、上下方向（燃焼ガスの流通方向）に延びる矩形の枠体である外枠部１１２ａと、外枠部１１２ａで区画された空間を複数（本実施形態では、一例として１６個）の流路に分割する分割壁１１２ｂと、を有する。各脱硝触媒１１２は、いわゆるハニカム形状とされている。なお、脱硝触媒１１２の形状は、ハニカム形状に限定されない。例えば、脱硝触媒１１２は、複数の板状の触媒を所定隙間で配列して並べたものでもよい。
【0031】
矩形枠部１１１は、上下方向に延びる矩形の枠体である。矩形枠部１１１の上端及び下端は開口となっている。矩形枠部１１１の下端には、中心方向に所定距離延びるフランジ部１１５（図８参照）が設けられている。フランジ部１１５は、矩形枠部１１１の周方向の全域に亘って設けられている。フランジ部１１５は、矩形の枠形状をしている。
【0032】
図６に示すように、矩形枠部１１１の下部の内周面には、４つの触媒受け部１１６が設けられている。各触媒受け部１１６は、矩形枠部１１１の４つの角部に１つずつ設けられている。各触媒受け部１１６は、平面視した際に９０度の円弧となる形状をしている。各触媒受け部１１６の周方向の端部は、矩形枠部１１１の内周面に固定されている。
【0033】
また、図６に示すように、矩形枠部１１１の下部には、格子状の触媒パック構造部材１１７が設けられている。触媒パック構造部材１１７は、触媒１１２を支持するとともに、矩形枠部１１１の構造を保持するための部材である。触媒パック構造部材１１７は、矩形枠部１１１の内周面に固定されており、矩形枠部１１１を水平面（ＸＹ平面）で切断した際の断面の全域を覆うように設けられている。触媒パック構造部材１１７と触媒受け部１１６とは、図８に示すように、上面同士が略同一の高さ位置に設けられており、その上面には脱硝触媒１１２が載置される。すなわち、触媒受け部１１６と触媒パック構造部材１１７は、下方から脱硝触媒１１２を支持している。
【0034】
図２等に示すように、複数の第２触媒パック１２０は、第１触媒パック１１０と同様に、筐体４７の流路断面の略全域を覆うように並んで配置されている。また、複数の第２触媒パック１２０は、図２に示すように、上下方向には重ねられていない。すなわち、複数の第２触媒パック１２０は、１層となるように配置されている。各第２触媒パック１２０は、各第１触媒パック１１０の鉛直下方に配置されている。
各第２触媒パック１２０の構造は、第１触媒パック１１０の構造と同一であるので、詳細な説明は省略する。第２触媒パック１２０は、下方から架台１４０を支持している。また、第２触媒パック１２０は、鉄骨部１５０によって下方から支持されている。鉄骨部１５０の詳細については、後述する。
各第２触媒パック１２０の構造は、第１触媒パック１１０の構造と同一であるので、詳細な説明は省略する。第２触媒パック１２０は、下方から架台１４０を支持している。また、第２触媒パック１２０は、鉄骨部１５０によって下方から支持されている。鉄骨部１５０の詳細については、後述する。
【0035】
複数の第３触媒パック１３０は、第１触媒パック１１０及び第２触媒パック１２０と同様に、筐体４７の流路断面の略全域を覆うように並んで配置されている。また、複数の第３触媒パック１３０は、図２に示すように、上下方向には重ねられていない。すなわち、複数の第３触媒パック１３０は、１層となるように配置されている。
各第３触媒パック１３０の構造は、第１触媒パック１１０の構造と同一であるので、詳細な説明は省略する。第３触媒パック１３０は、鉄骨部１５０によって下方から支持されている。鉄骨部１５０の詳細については、後述する。
各第３触媒パック１３０の構造は、第１触媒パック１１０の構造と同一であるので、詳細な説明は省略する。第３触媒パック１３０は、鉄骨部１５０によって下方から支持されている。鉄骨部１５０の詳細については、後述する。
【0036】
複数の架台１４０は、各第１触媒パック１１０と各第２触媒パック１２０との間に配置されている。各架台１４０は、第１触媒パック１１０を第２触媒パック１２０に支持させている。各架台１４０は、下方から第１触媒パック１１０を支持している。また、各架台１４０は、下方から、第２触媒パック１２０に支持されている。各架台１４０は、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０とのＺ軸方向の間隔を所定の間隔に保つスペーサとしての役割も果たしている。各架台１４０の構造は同一であるので、以下では代表して１つの架台１４０の構造について説明する。
【0037】
架台１４０は、図４に示すように、水平方向に延在する梁部１４１と、上下方向に延在する複数の柱部１４２と、を有している。また、架台１４０は、図７から図１０に示すように、第１触媒との水平方向の移動を規制する複数の第１規制部１４３と、第２触媒に載置される係止部１４４を有している。
【0038】
梁部１４１は、図４に示すように、板材で構成され、中心領域に開口が形成された矩形枠状の部材である。梁部１４１を構成する板材は、板面（面積が広い面）が水平面となるように設けられている。また、梁部１４１は、上面が平面に形成されている。梁部１４１の上面には、図４に示すように、第１触媒パック１１０が載置される。詳細には、図８に示すように、梁部１４１の上面には、第１触媒パック１１０の矩形枠部１１１がフランジ部１１５を介して載置される。このとき、矩形枠部１１１は、梁部１４１の上面のうち、柱部１４２の内周面よりも内側（中心側）の部分に載置される。
【0039】
また、梁部１４１のＸ軸方向の長さは、第１触媒パック１１０の矩形枠部１１１のＸ軸方向の長さよりも長い。梁部１４１のＹ軸方向の長さは、第１触媒パック１１０の矩形枠部１１１のＹ軸方向の長さよりも長い。このように構成することで、梁部１４１の上面に、第１触媒パック１１０を載置し易くすることができる。
また、図８に示すように、梁部１４１の内端は、矩形枠部１１１のフランジ部１１５の内端よりも外側に位置している。このように構成することで、第１触媒パック１１０から第２触媒パック１２０へ向かう燃焼ガスの流れを梁部１４１が阻害しないようにすることができる。
また、図８に示すように、梁部１４１の内端は、矩形枠部１１１のフランジ部１１５の内端よりも外側に位置している。このように構成することで、第１触媒パック１１０から第２触媒パック１２０へ向かう燃焼ガスの流れを梁部１４１が阻害しないようにすることができる。
【0040】
複数（本実施形態では４つ）の柱部１４２は、図４に示すように、梁部１４１の４つの角部に一つずつ設けられる。詳細には、梁部１４１の４つの角部の外端から下方に延びている。
【0041】
各柱部１４２の上端は、梁部１４１の下面に剛接合されている。具体的には、柱部１４２の上端と梁部１４１の下面とは、例えば、溶接によって固定されている。すなわち、架台１４０は、ラーメン構造とされている。各柱部１４２の構造は同一であるので、以下では代表して１つの柱部１４２の構造について説明する。
【0042】
柱部１４２は、Ｚ軸方向に沿って延在する長尺状の部材である。柱部１４２は、長手方向の断面（ＸＹ平面で切断した際の断面）の形状がＬ字状の部材である。柱部１４２は、Ｌ字の角部が梁部１４１の角部に対応するように配置されている。
隣接する柱部１４２同士の間は、開口となっている。上述したように、架台１４０はラーメン構造とされている。すなわち、柱部１４２同士を連結する補強部材や、柱部１４２と梁部１４１と連結する補強部材（例えば、ブレース等）は設けられていない。このため、隣接する柱部１４２同士の間の開口を介して、作業員が架台１４０の内側の空間へ入り込むことができる。さらに、作業員が第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０との間の空間を容易に移動することができる。
隣接する柱部１４２同士の間は、開口となっている。上述したように、架台１４０はラーメン構造とされている。すなわち、柱部１４２同士を連結する補強部材や、柱部１４２と梁部１４１と連結する補強部材（例えば、ブレース等）は設けられていない。このため、隣接する柱部１４２同士の間の開口を介して、作業員が架台１４０の内側の空間へ入り込むことができる。さらに、作業員が第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０との間の空間を容易に移動することができる。
【0043】
柱部１４２のＺ軸方向の長さは、例えば、５００ｍｍとされている。なお、柱部１４２のＺ軸方向の長さは、５００ｍｍに限定されない。上述のように、架台１４０は、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０とのＺ軸方向の間隔を所定の間隔に保つスペーサとしての役割も果たしている。このため、柱部１４２のＺ軸方向の長さが、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０とのＺ軸方向の間隔となる。よって、柱部１４２のＺ軸方向の長さは、設定したい第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０とのＺ軸方向の間隔に応じて決定される。第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０とのＺ軸方向の間隔は、以下の観点から決定される。
【0044】
第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０との間隔が狭い場合には、第２触媒パック１２０の脱硝触媒１１２に目詰まりが生じる可能性がある。これは、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０との間隔が狭い場合には、第１触媒パック１１０を通過した燃焼ガスが、好適に第２触媒パック１２０の脱硝触媒１１２の流路に導かれないことに起因する。第１触媒パック１１０を通過した燃焼ガスは、分割壁１１２ｂの影響を受けてＸ－Ｙ断面の流速分布を有している。例えば、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０との間隔が狭いために、第１触媒パック１１０を通過した燃焼ガスの流速回復が十分でなく、Ｘ－Ｙ断面の流速分布が不均一な状態で第２触媒パック１２０の入口に到達した場合、流速が低い（淀みの発生している）領域では、燃焼ガスに混入した灰が第２触媒パック１２０の脱硝触媒１１２に付着・堆積することで、脱硝触媒１１２の目詰まりの要因となる。このため、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０とのＺ軸方向の間隔は、第２触媒パック１２０の脱硝触媒１１２に目詰まりが発生しない間隔とされることが望ましい。具体的には、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０とのＺ軸方向の間隔は、５００ｍｍ以上であることが望ましい。また、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０との間には、メンテナンス等の目的で作業員が入ることがある。このため、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０とのＺ軸方向の間隔は、作業員が這って入り込める程度の長さ以上であると好適である。このような観点からも、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０とのＺ軸方向の間隔は、５００ｍｍ以上であると望ましい。
また、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０とのＺ軸方向の間隔が長くなるほど、脱硝装置４３のＺ軸方向の長さが長くなる。脱硝装置４３のＺ軸方向の長さ長くなると、脱硝装置４３が大型化するだけでなく、脱硝装置４３が設けられる石炭焚きボイラ１０の大型化の要因にもなる。このため、脱硝装置４３の大型化を回避するために、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０とのＺ軸方向の間隔は、２ｍよりも短く設定されることが望ましい。
このように、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０とのＺ軸方向の間隔は、５００ｍｍ以上であって、２ｍよりも短いと好適である。このため、柱部１４２のＺ軸方向の長さも、５００ｍｍ以上であって、２ｍよりも短い長さとされると好適である。
また、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０とのＺ軸方向の間隔が長くなるほど、脱硝装置４３のＺ軸方向の長さが長くなる。脱硝装置４３のＺ軸方向の長さ長くなると、脱硝装置４３が大型化するだけでなく、脱硝装置４３が設けられる石炭焚きボイラ１０の大型化の要因にもなる。このため、脱硝装置４３の大型化を回避するために、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０とのＺ軸方向の間隔は、２ｍよりも短く設定されることが望ましい。
このように、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０とのＺ軸方向の間隔は、５００ｍｍ以上であって、２ｍよりも短いと好適である。このため、柱部１４２のＺ軸方向の長さも、５００ｍｍ以上であって、２ｍよりも短い長さとされると好適である。
【0045】
第１規制部１４３は、各柱部１４２にそれぞれ１つずつ設けられている。第１規制部１４３は、図７及び図８に示すように、柱部１４２の上端部に設けられている。第１規制部１４３は、Ｚ軸方向に沿って延在する円柱状の当接部１４５と、当接部１４５を柱部１４２の内面に固定する２つの固定部１４６とを備える。
【0046】
各固定部１４６は、図７及び図８に示すように、柱部１４２の内面からＸ軸方向又はＹ軸方向に沿って、所定距離延びている。固定部１４６の内端（先端）は、梁部１４１の内端よりも内側に位置している。また、固定部１４６の内端（先端）は、第１触媒パック１１０のフランジ部１１５の内端よりも、わずかに内側に位置している。固定部１４６の内端には、当接部１４５の下部が固定されている。
【0047】
当接部１４５は、図８に示すように、固定部１４６から上方に延在している。当接部１４５は、上端部が梁部１４１よりも上方に位置している。また、当接部１４５は、上端がフランジ部１１５の上面よりも上方に位置している。当接部１４５は、上端部がフランジ部１１５の内端よりもわずかに内側に位置している。このため、架台１４０と第１触媒パック１１０とが水平方向に相対移動すると、当接部１４５とフランジ部１１５とが当接する。これにより、架台１４０と第１触媒パック１１０との水平方向の相対移動が規制される。
【0048】
係止部１４４は、図９及び図１０に示すように、柱部１４２の下部に設けられている。係止部１４４は、柱部１４２の内面に固定されている。係止部１４４は、平面視で略直角三角形状の板状の部材である。係止部１４４は、柱部１４２の下端よりもわずかに上方に位置している。係止部１４４は、第２触媒パック１２０の矩形枠部１１１の上面に載置される。これにより、架台１４０は第２触媒パック１２０に係止される。換言すれば、架台１４０は、第２触媒パック１２０によって、下方から支持される。
【0049】
また、図１０に示すように、柱部１４２の下端部（詳細には係止部１４４よりも下方部分）は、第２触媒パック１２０の上端部に嵌合している。具体的には、第２触媒パック１２０の上端部は、４つの柱部１４２の内側に嵌合している。すなわち、Ｘ軸方向に隣接する柱部１４２の内面同士の距離は、第２触媒パック１２０のＸ軸方向の長さよりもわずかに長く設定されている。また、Ｙ軸方向に隣接する柱部１４２の内面同士の距離は、第２触媒パック１２０のＹ軸方向の長さよりもわずかに長く設定されている。
このように、架台１４０の柱部１４２と第２触媒パック１２０とが嵌合することで、架台１４０と第２触媒パック１２０との水平方向の相対移動を規制している。すなわち、柱部１４２の下端部は、架台１４０と第２触媒パック１２０との水平方向の相対移動を規制する規制部（以下、「第２規制部１４７」と称する）の役割を果たしている。
このように、架台１４０の柱部１４２と第２触媒パック１２０とが嵌合することで、架台１４０と第２触媒パック１２０との水平方向の相対移動を規制している。すなわち、柱部１４２の下端部は、架台１４０と第２触媒パック１２０との水平方向の相対移動を規制する規制部（以下、「第２規制部１４７」と称する）の役割を果たしている。
【0050】
このように、第１規制部１４３と第２規制部１４７は、架台１４０の水平方向の移動を規制している。このように、構成することで、架台１４０や第１触媒パック１１０や第２触媒パック１２０において、設計時の寸法に対して、実際に製造された部材の寸法に誤差が生じた場合であっても、誤差を吸収することができる。
【0051】
複数（本実施形態では一例として２つ）の鉄骨部１５０は、図２に示すように、上下方向に離間して配置されている。鉄骨部１５０同士の離間する距離は、例えば、２ｍ程度とされている。なお、鉄骨部１５０同士の離間する距離は、後述の作業用構造物１６０の作業床１６１上の空間の高さに基づいて決定される。各鉄骨部１５０は、筐体４７の内面に固定されている。各鉄骨部１５０は、例えば、長尺状の鉄骨を格子状の配置したものである。
各鉄骨部１５０は、下方から触媒パックを支持している。具体的には、上方に設けられる鉄骨部１５０は、第２触媒パック１２０が載置されている。上述のように、第２触媒パック１２０の上には架台１４０が載置され、架台１４０の上には第１触媒パック１１０が載置される。すなわち、上方に設けられる鉄骨部１５０には、第１触媒パック１１０、架台１４０及び第２触媒パック１２０の荷重が作用する。下方に設けられる鉄骨部１５０は、第３触媒パック１３０を下方から支持している。下方に設けられる鉄骨部１５０には、第３触媒パック１３０の荷重のみが作用する。
各鉄骨部１５０は、下方から触媒パックを支持している。具体的には、上方に設けられる鉄骨部１５０は、第２触媒パック１２０が載置されている。上述のように、第２触媒パック１２０の上には架台１４０が載置され、架台１４０の上には第１触媒パック１１０が載置される。すなわち、上方に設けられる鉄骨部１５０には、第１触媒パック１１０、架台１４０及び第２触媒パック１２０の荷重が作用する。下方に設けられる鉄骨部１５０は、第３触媒パック１３０を下方から支持している。下方に設けられる鉄骨部１５０には、第３触媒パック１３０の荷重のみが作用する。
【0052】
作業用構造物１６０は、図２に示すように、２つの作業床１６１と、作業床１６１同士をつなぐ階段１６２と、を有している。
各作業床１６１は、上下方向に離間して配置されている。作業床１６１同士の離間する距離は、例えば、２ｍ程度とされている。これは、下方に配置される作業床１６１上の作業員が、当該作業床１６１上を安全に通行が可能で、かつ、各触媒パック１１０、１２０、１３０の搬入搬出作業が可能な高さとするためである。また、各作業床１６１の高さ位置は、鉄骨部１５０の高さ位置と同じとされている。
階段１６２は、各作業床１６１を繋いでいる。すなわち、階段１６２を昇降することで、作業員は上方の作業床１６１と下方の作業床１６１との間を移動する。
各作業床１６１は、上下方向に離間して配置されている。作業床１６１同士の離間する距離は、例えば、２ｍ程度とされている。これは、下方に配置される作業床１６１上の作業員が、当該作業床１６１上を安全に通行が可能で、かつ、各触媒パック１１０、１２０、１３０の搬入搬出作業が可能な高さとするためである。また、各作業床１６１の高さ位置は、鉄骨部１５０の高さ位置と同じとされている。
階段１６２は、各作業床１６１を繋いでいる。すなわち、階段１６２を昇降することで、作業員は上方の作業床１６１と下方の作業床１６１との間を移動する。
【0053】
次に、第１触媒パック１１０及び第２触媒パック１２０の設置方法について説明する。
まず、上方に配置された鉄骨部１５０の上に、第２触媒パック１２０を載置する。これにより、鉄骨部１５０が第２触媒パック１２０を下方から支持した状態となる。
次に、第２触媒パック１２０の上に架台１４０を載置する。詳細には、第２触媒パック１２０の矩形枠部１１１の上面に、架台１４０の係止部１４４を載置する。このとき、第２触媒バックの矩形枠部１１１の上端部と、架台１４０の下端部とが嵌合するように、架台１４０を載置する。これにより、第２触媒パック１２０が下方から架台１４０を支持した状態となる。
次に、架台１４０の上に第１触媒パック１１０を載置する。詳細には、架台１４０の梁部１４１の上面に、第１触媒パック１１０を載置する。これにより、架台１４０が下方から第１触媒パック１１０を支持した状態となる。また、第１触媒パック１１０を載置する際には、第１規制部１４３の当接部１４５と第１触媒パック１１０のフランジ部１１５とが係合するように載置する。
まず、上方に配置された鉄骨部１５０の上に、第２触媒パック１２０を載置する。これにより、鉄骨部１５０が第２触媒パック１２０を下方から支持した状態となる。
次に、第２触媒パック１２０の上に架台１４０を載置する。詳細には、第２触媒パック１２０の矩形枠部１１１の上面に、架台１４０の係止部１４４を載置する。このとき、第２触媒バックの矩形枠部１１１の上端部と、架台１４０の下端部とが嵌合するように、架台１４０を載置する。これにより、第２触媒パック１２０が下方から架台１４０を支持した状態となる。
次に、架台１４０の上に第１触媒パック１１０を載置する。詳細には、架台１４０の梁部１４１の上面に、第１触媒パック１１０を載置する。これにより、架台１４０が下方から第１触媒パック１１０を支持した状態となる。また、第１触媒パック１１０を載置する際には、第１規制部１４３の当接部１４５と第１触媒パック１１０のフランジ部１１５とが係合するように載置する。
【0054】
次に、第１触媒パック１１０及び第２触媒パック１２０にメンテナンス作業を行う方法について説明する。
作業構造物の作業床１６１上の作業員が、筐体４７の側面に設けられたマンホールを介して、筐体４７の内部に入り込む。マンホールは、各触媒パック１１０、１２０、１３０のそれぞれに対応する位置に個別に設けられており、マンホール４８（図３参照）は、一例として第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０との間に設けられている。第１触媒パック１１０の上方に設けられたマンホール（不図示）を介して、筐体４７の内部へ入り込んだ作業員は、第１触媒パック１１０上面上を移動し、第１触媒パック１１０のメンテナンスを行う。また、図３に示すマンホール４８を介して、筐体４７の内部に入り込んだ作業員は、同様に第２触媒パック１２０の上面上を移動し、第２触媒パック１２０のメンテナンスを行う。
作業構造物の作業床１６１上の作業員が、筐体４７の側面に設けられたマンホールを介して、筐体４７の内部に入り込む。マンホールは、各触媒パック１１０、１２０、１３０のそれぞれに対応する位置に個別に設けられており、マンホール４８（図３参照）は、一例として第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０との間に設けられている。第１触媒パック１１０の上方に設けられたマンホール（不図示）を介して、筐体４７の内部へ入り込んだ作業員は、第１触媒パック１１０上面上を移動し、第１触媒パック１１０のメンテナンスを行う。また、図３に示すマンホール４８を介して、筐体４７の内部に入り込んだ作業員は、同様に第２触媒パック１２０の上面上を移動し、第２触媒パック１２０のメンテナンスを行う。
【0055】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、第１触媒パック１１０を第２触媒パック１２０に支持させる架台１４０を備えている。これにより、第１触媒パック１１０は、架台１４０、第２触媒パック１２０及び鉄骨部１５０を介して、筐体４７に支持される。したがって、第１触媒パック１１０のみを筐体４７に対して支持する部材を備える必要がない。よって、第１触媒パック１１０を筐体４７に対して支持する部材及び第２触媒パック１２０を筐体４７に対して支持する部材の２つ鉄骨部１５０を備える場合と比較して、構造を簡素化することができる。
本実施形態では、第１触媒パック１１０を第２触媒パック１２０に支持させる架台１４０を備えている。これにより、第１触媒パック１１０は、架台１４０、第２触媒パック１２０及び鉄骨部１５０を介して、筐体４７に支持される。したがって、第１触媒パック１１０のみを筐体４７に対して支持する部材を備える必要がない。よって、第１触媒パック１１０を筐体４７に対して支持する部材及び第２触媒パック１２０を筐体４７に対して支持する部材の２つ鉄骨部１５０を備える場合と比較して、構造を簡素化することができる。
【0056】
また、本実施形態では、各触媒パックに対する作業（例えば、触媒パックを設置する作業や触媒パックのメンテナンス作業）を行うための作業床１６１を筐体４７の外部に設けている。一般的に、作業床１６１の高さ位置は、鉄骨部１５０の高さ位置と略同一の高さ位置に設けられる。また、作業床１６１は、鉄骨部１５０毎に設けられる。このため、鉄骨部１５０を複数設ける場合には、作業床１６１も複数設けられる。作業床１６１を複数設ける場合には、各作業床１６１上の作業員が安全に通行できる高さとする必要があるため、作業床１６１同士の間隔を比較的長い間隔（例えば、２ｍ程度）とする必要がある。上述のように、作業床１６１と鉄骨部１５０との位置は略同一の位置とされるため、作業床１６１同士の間隔を比較的長い間隔とすると、鉄骨部１５０同士の間隔も作業床１６１の間隔に対応させて比較的長いものとなる。このような理由から、鉄骨部１５０を複数設ける場合には、鉄骨部１５０同士の間に比較的長い間隔を設ける必要がある。したがって、鉄骨部１５０の数が多いほど、脱硝装置４３の上下方向の長さが長くなることとなる。
一方、本実施形態では、第１触媒パック１１０のみを筐体４７に対して支持する鉄骨部１５０を備える必要がない。これにより、第１触媒パック１１０を筐体４７に対して支持する鉄骨部１５０及び第２触媒パック１２０を筐体４７に対して支持する鉄骨部１５０を備える場合と比較して、鉄骨部１５０の数を低減することができる。したがって、脱硝装置４３の上下方向の長さを短くすることができる。また、鉄骨部１５０に対応して作業床１６１を設ける場合には、作業床１６１の数を低減することができるので、構造を簡素化することができる。
一方、本実施形態では、第１触媒パック１１０のみを筐体４７に対して支持する鉄骨部１５０を備える必要がない。これにより、第１触媒パック１１０を筐体４７に対して支持する鉄骨部１５０及び第２触媒パック１２０を筐体４７に対して支持する鉄骨部１５０を備える場合と比較して、鉄骨部１５０の数を低減することができる。したがって、脱硝装置４３の上下方向の長さを短くすることができる。また、鉄骨部１５０に対応して作業床１６１を設ける場合には、作業床１６１の数を低減することができるので、構造を簡素化することができる。
【0057】
触媒パック同士の間に空間を設けずに触媒パックに直接触媒パックを積み重ねる場合、触媒パックにズレがあると積み重ね部分で、燃焼ガスの流れに乱れが生じ、燃焼ガスに混入した灰が付着・堆積し、流路が閉塞するおそれがある。一方、本実施形態では、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０とが所定距離離間している。これにより、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０との間において、燃焼ガスが淀み難くすることができる。
また、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０との距離が比較的短いと、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０との間で燃焼ガスの淀みが生じ易い。一方、本実施形態では、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０とが５００ｍｍ以上離間している。これにより、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０との間において、燃焼ガスの淀みの発生を好適に抑制することができる。したがって、第１触媒パック１１０を通過した燃焼ガスをより好適に第２触媒パック１２０に導くことができる。よって、燃焼ガスに灰が含まれている場合であっても、第２触媒パック１２０に灰が付着・堆積し難くすることができるので、第２触媒パック１２０の目詰まりをより抑制することができる。
また、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０との距離が比較的短いと、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０との間で燃焼ガスの淀みが生じ易い。一方、本実施形態では、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０とが５００ｍｍ以上離間している。これにより、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０との間において、燃焼ガスの淀みの発生を好適に抑制することができる。したがって、第１触媒パック１１０を通過した燃焼ガスをより好適に第２触媒パック１２０に導くことができる。よって、燃焼ガスに灰が含まれている場合であっても、第２触媒パック１２０に灰が付着・堆積し難くすることができるので、第２触媒パック１２０の目詰まりをより抑制することができる。
【0058】
また、本実施形態では、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０との間にマンホール４８が設けられている。これにより、マンホール４８を介して、作業員が第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０との間の空間に入ることができる。したがって、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０との間の空間に入った作業員が、第２触媒パック１２０に対して作業を行うことができる。
【0059】
また、本実施形態では、梁部１４１と柱部１４２材は剛接合されている。すなわち、架台１４０は、ラーメン構造とされている。このように、梁部１４１と柱部１４２との間に、補強部材（例えば、ブレース等）が設けられていないので、梁部１４１と柱部１４２との間を介して作業員が架台１４０の内側に入ることができる。さらに、作業員が第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０との間の空間を容易に移動することができる。したがって、第１触媒パック１１０と第２触媒パック１２０との間の空間に入った作業員が、水平方向に配置された複数の第２触媒パック１２０に対してそれぞれ作業を行うことができる。作業とは、例えば、点検や清掃等のメンテナンス作業が挙げられる。
【0060】
また、本実施形態では、第１触媒パック１１０及び第２触媒パック１２０に対する水平方向の相対移動を規制する第１規制部１４３及び第２規制部１４７を備えている。これにより、第１触媒パック１１０及び第２触媒パック１２０と架台１４０との水平方向の相対移動を規制することができる。したがって、第１触媒パック１１０を安定して第２触媒パック１２０に支持させることができる。
【0061】
本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。
例えば、上述した実施形態では、本開示のボイラを石炭焚きボイラとしたが、燃料としては、バイオマス燃料や石油精製時に発生するＰＣ（石油コークス：Petroleum Coke）燃料、石油残渣などの固体燃料を使用するボイラであってもよい。また、燃料として固体燃料に限らず、重油、軽油、重質油などの石油類や工場廃液などの液体燃料も使用することができ、更には、燃料として気体燃料(天然ガス、副生ガスなど)も使用することができる。さらに、これら燃料を組み合わせて使用する混焼ボイラにも適用することができる。
例えば、上述した実施形態では、本開示のボイラを石炭焚きボイラとしたが、燃料としては、バイオマス燃料や石油精製時に発生するＰＣ（石油コークス：Petroleum Coke）燃料、石油残渣などの固体燃料を使用するボイラであってもよい。また、燃料として固体燃料に限らず、重油、軽油、重質油などの石油類や工場廃液などの液体燃料も使用することができ、更には、燃料として気体燃料(天然ガス、副生ガスなど)も使用することができる。さらに、これら燃料を組み合わせて使用する混焼ボイラにも適用することができる。
【0062】
また、例えば、鉄骨部１５０を１つにして、該鉄骨部１５０に対して、第１触媒パック１１０、第２触媒パック１２０及び第３触媒パック１３０を支持させてもよい。この場合には、第３触媒パック１３０と第２触媒パック１２０の間にも架台１４０を設ける。すなわち、第１触媒パック１１０、第２触媒パック１２０及び第３触媒パック１３０が、架台１４０を介して三重に重なるように設けられる。このようにすることで、鉄骨部１５０の数をさらに低減することができるので、構造の更なる簡素化及び脱硝装置４３の上下方向の長さをより短くすることができる。ただし、上述の本実施形態のように、第１触媒パック１１０及び第２触媒パック１２０と、第３触媒パック１３０とで支持される鉄骨部１５０を分けた場合には、第１触媒パック１１０、第２触媒パック１２０及び第３触媒パック１３０を三重に設ける場合と比較して、触媒パック（特に第３触媒パック１３０）の交換を容易に行うことができる。
【0063】
以上説明した実施形態に記載の脱硝装置、架台及びボイラ並びに脱硝触媒の設置方法は、例えば以下のように把握される。
本開示の一態様に係る脱硝装置は、燃焼ガス中の窒素酸化物を取り除く脱硝装置（４３）であって、筐体（４７）の内部に設けられ、燃焼ガスが通過する第１脱硝触媒（１１０）と、前記筐体（４７）の内部であって前記第１脱硝触媒（１１０）の下方に設けられ、前記第１脱硝触媒（１１０）を通過した燃焼ガスが通過する第２脱硝触媒（１２０）と、前記第１脱硝触媒（１１０）と前記第２脱硝触媒（１２０）との間に設けられ、前記第１脱硝触媒（１１０）を前記第２脱硝触媒（１２０）に支持させる架台（１４０）と、前記第２脱硝触媒（１２０）を前記筐体（４７）に対して支持する支持部材（１５０）と、を備える。
本開示の一態様に係る脱硝装置は、燃焼ガス中の窒素酸化物を取り除く脱硝装置（４３）であって、筐体（４７）の内部に設けられ、燃焼ガスが通過する第１脱硝触媒（１１０）と、前記筐体（４７）の内部であって前記第１脱硝触媒（１１０）の下方に設けられ、前記第１脱硝触媒（１１０）を通過した燃焼ガスが通過する第２脱硝触媒（１２０）と、前記第１脱硝触媒（１１０）と前記第２脱硝触媒（１２０）との間に設けられ、前記第１脱硝触媒（１１０）を前記第２脱硝触媒（１２０）に支持させる架台（１４０）と、前記第２脱硝触媒（１２０）を前記筐体（４７）に対して支持する支持部材（１５０）と、を備える。
【0064】
上記構成では、第１脱硝触媒を第２脱硝触媒に支持させる架台を備えている。これにより、第１脱硝触媒は、架台、第２脱硝触媒及び支持部材を介して、筐体に支持される。したがって、第１脱硝触媒を筐体に対して支持する部材を備える必要がない。よって、第１脱硝触媒を筐体に対して支持する部材及び第２脱硝触媒を筐体に対して支持する部材の２つ支持部材を備える場合と比較して、構造を簡素化することができる。
また、各脱硝触媒に対する作業（例えば、脱硝触媒を設置する作業や脱硝触媒のメンテナンス作業）を行うための床（以下、「作業床」と称する。）を筐体の外部に設ける場合がある。一般的に、作業床の高さ位置は、支持部材の高さ位置と略同一の高さ位置に設けられる。また、作業床は、支持部材毎に設けられる。このため、支持部材を複数設ける場合には、作業床も複数設けられる。作業床を複数設ける場合には、各作業床上の作業員が安全に通行できる高さとする必要があるため、作業床同士の間隔を比較的長い間隔（例えば、２ｍ程度）とする必要がある。上述のように、作業床と支持部材との位置は略同一の位置とされるため、作業床同士の間隔を比較的長い間隔とすると、支持部材同士の間隔も作業床の間隔に対応させて比較的長いものとなる。このような理由から、支持部材を複数設ける場合には、支持部材同士の間に比較的長い間隔を設ける必要がある。したがって、支持部材の数が多いほど、脱硝装置の上下方向の長さが長くなることとなる。
一方、上記構成では、第１脱硝触媒を筐体に対して支持する部材を備える必要がない。これにより、第１脱硝触媒を筐体に対して支持する部材及び第２脱硝触媒を筐体に対して支持する部材の２つ支持する部材を備える場合と比較して、支持部材の数を低減することができる。したがって、脱硝装置の上下方向の長さを短くすることができる。また、支持部材に対応して作業床を設ける場合には、作業床の数を低減することができるので、構造を簡素化することができる。
また、各脱硝触媒に対する作業（例えば、脱硝触媒を設置する作業や脱硝触媒のメンテナンス作業）を行うための床（以下、「作業床」と称する。）を筐体の外部に設ける場合がある。一般的に、作業床の高さ位置は、支持部材の高さ位置と略同一の高さ位置に設けられる。また、作業床は、支持部材毎に設けられる。このため、支持部材を複数設ける場合には、作業床も複数設けられる。作業床を複数設ける場合には、各作業床上の作業員が安全に通行できる高さとする必要があるため、作業床同士の間隔を比較的長い間隔（例えば、２ｍ程度）とする必要がある。上述のように、作業床と支持部材との位置は略同一の位置とされるため、作業床同士の間隔を比較的長い間隔とすると、支持部材同士の間隔も作業床の間隔に対応させて比較的長いものとなる。このような理由から、支持部材を複数設ける場合には、支持部材同士の間に比較的長い間隔を設ける必要がある。したがって、支持部材の数が多いほど、脱硝装置の上下方向の長さが長くなることとなる。
一方、上記構成では、第１脱硝触媒を筐体に対して支持する部材を備える必要がない。これにより、第１脱硝触媒を筐体に対して支持する部材及び第２脱硝触媒を筐体に対して支持する部材の２つ支持する部材を備える場合と比較して、支持部材の数を低減することができる。したがって、脱硝装置の上下方向の長さを短くすることができる。また、支持部材に対応して作業床を設ける場合には、作業床の数を低減することができるので、構造を簡素化することができる。
【0065】
また、本開示の一態様に係る脱硝装置は、前記第１脱硝触媒（１１０）と前記第２脱硝触媒（１２０）とは、所定距離離間するように配置されている。
【0066】
上記構成では、第１脱硝触媒と第２脱硝触媒とが所定距離離間している。これにより、第１脱硝触媒と第２脱硝触媒との間において、燃焼ガスが淀み難い。したがって、第１脱硝触媒を通過した燃焼ガスを好適に第２脱硝触媒に導くことができる。よって、燃焼ガスに灰が含まれている場合であっても、第２脱硝触媒に灰が付着・堆積し難くすることができるので、第２脱硝触媒の目詰まりを抑制することができる。
【0067】
また、本開示の一態様に係る脱硝装置は、前記所定距離は、５００ｍｍ以上である。
【0068】
第１脱硝触媒と第２脱硝触媒との距離が比較的短いと、第１脱硝触媒と第２脱硝触媒との間で燃焼ガスの淀みが生じ易い。一方、上記構成では、第１脱硝触媒と第２脱硝触媒とが５００ｍｍ以上離間している。これにより、第１脱硝触媒と第２脱硝触媒との間において、燃焼ガスの淀みの発生を好適に抑制することができる。したがって、第１脱硝触媒を通過した燃焼ガスをより好適に第２脱硝触媒に導くことができる。よって、燃焼ガスに灰が含まれている場合であっても、第２脱硝触媒に灰が付着・堆積し難くすることができるので、第２脱硝触媒の目詰まりをより抑制することができる。
【0069】
また、本開示の一態様に係る脱硝装置は、前記第１脱硝触媒（１１０）及び前記第２脱硝触媒（１２０）は、前記第１脱硝触媒（１１０）と前記第２脱硝触媒（１２０）との間に前記筐体（４７）に形成されたマンホール（４８）が位置するように、配置されている。
【0070】
上記構成では、第１脱硝触媒と第２脱硝触媒との間にマンホール４８が設けられている。これにより、マンホールを介して、作業員が第１脱硝触媒と第２脱硝触媒との間の空間に入ることができる。したがって、第１脱硝触媒と第２脱硝触媒との間の空間に入った作業員が、第２脱硝触媒に対して作業を行うことができる。作業とは、例えば、メンテナンス作業が挙げられる。
【0071】
本開示の一態様に係るボイラは、上記のいずれかに記載の脱硝装置を備える。
【0072】
本開示の一態様に係る架台は、筐体（４７）の内部に設けられ燃焼ガスが通過する第１脱硝触媒（１１０）と、前記筐体（４７）の内部であって前記第１脱硝触媒（１１０）よりも下方に設けられて支持部材（１５０）によって前記筐体（４７）に対して支持されて燃焼ガスが通過する第２脱硝触媒（１２０）との間に設けられ、前記第１脱硝触媒（１１０）を前記第２脱硝触媒（１２０）に支持させる。
【0073】
また、本開示の一態様に係る架台は、水平方向に延在する梁部（１４１）と、上下方向に延在する柱部（１４２）と、を備え、前記梁部（１４１）と前記柱部（１４２）とは剛接合されている。
【0074】
上記構成では、梁部と柱部材は剛接合されている。すなわち、架台は、ラーメン構造とされている。このように、梁部と柱部との間に、補強部材（例えば、ブレース等）が設けられていないので、梁部と柱部との間を介して作業員が架台の内側に入ることができる。さらに、作業員が第１脱硝触媒と第２脱硝触媒との間の空間を容易に移動することができる。したがって、第１脱硝触媒と第２脱硝触媒との間の空間に入った作業員が、水平方向に配置された複数の第２脱硝触媒に対してそれぞれ作業を行うことができる。作業とは、例えば、メンテナンス作業が挙げられる。
【0075】
また、本開示の一態様に係る架台は、前記第１脱硝触媒（１１０）または前記第２脱硝触媒（１２０）に対する水平方向の相対移動を規制する規制部（１４３，１４７）を備える。
【0076】
上記構成では、第１脱硝触媒または第２脱硝触媒に対する水平方向の相対移動を規制する規制部を備えている。これにより、第１脱硝触媒または第２脱硝触媒と架台との水平方向の相対移動を規制することができる。したがって、第１脱硝触媒を安定して第２脱硝触媒に支持させることができる。
【0077】
本開示の一態様に係る脱硝触媒の設置方法は、燃焼ガスが通過する脱硝触媒（１１０，１２０）の設置方法であって、前記脱硝触媒は、第１脱硝触媒（１１０）と前記第１脱硝触媒（１１０）の下方に配置される第２脱硝触媒（１２０）を有し、前記第２脱硝触媒（１２０）を筐体（４７）に対して支持する支持部材（１５０）に、前記第２脱硝触媒（１２０）を支持させる工程と、前記第２脱硝触媒（１２０）の上方に架台（１４０）を設ける工程と、前記架台（１４０）を介して前記第１脱硝触媒（１１０）を前記第２脱硝触媒（１２０）に支持させる工程と、を備える。
【符号の説明】
【0078】
１０ ：石炭焚きボイラ
１１ ：火炉
１２ ：燃焼装置
１３ ：燃焼ガス通路
１４ ：煙道
１４ａ ：鉛直部
２１ ：バーナ
２６ ：微粉炭供給管
３１ ：粉砕機
３６ ：風箱
３７ ：空気ダクト
４１ ：ガスダクト
４２ ：エアヒータ
４３ ：脱硝装置
４４ ：集塵装置
４６ ：脱硫装置
４７ ：筐体
４８ ：マンホール
５０ ：煙突
１０１ ：火炉壁
１０２ ：第１過熱器
１０３ ：第２過熱器
１０４ ：第３過熱器
１０５ ：第１再熱器
１０６ ：第２再熱器
１０７ ：節炭器
１１０ ：第１触媒パック（第１脱硝触媒）
１１１ ：矩形枠部
１１２ ：脱硝触媒（触媒）
１１２ａ ：外枠部
１１２ｂ ：分割壁
１１５ ：フランジ部
１１６ ：触媒受け部
１１７ ：触媒パック構造部材
１２０ ：第２触媒パック（第２脱硝触媒）
１３０ ：第３触媒パック
１４０ ：架台
１４１ ：梁部
１４２ ：柱部
１４３ ：第１規制部
１４４ ：係止部
１４５ ：当接部
１４６ ：固定部
１４７ ：第２規制部
１５０ ：鉄骨部（支持部材）
１６０ ：作業用構造物
１６１ ：作業床
１６２ ：階段
１１ ：火炉
１２ ：燃焼装置
１３ ：燃焼ガス通路
１４ ：煙道
１４ａ ：鉛直部
２１ ：バーナ
２６ ：微粉炭供給管
３１ ：粉砕機
３６ ：風箱
３７ ：空気ダクト
４１ ：ガスダクト
４２ ：エアヒータ
４３ ：脱硝装置
４４ ：集塵装置
４６ ：脱硫装置
４７ ：筐体
４８ ：マンホール
５０ ：煙突
１０１ ：火炉壁
１０２ ：第１過熱器
１０３ ：第２過熱器
１０４ ：第３過熱器
１０５ ：第１再熱器
１０６ ：第２再熱器
１０７ ：節炭器
１１０ ：第１触媒パック（第１脱硝触媒）
１１１ ：矩形枠部
１１２ ：脱硝触媒（触媒）
１１２ａ ：外枠部
１１２ｂ ：分割壁
１１５ ：フランジ部
１１６ ：触媒受け部
１１７ ：触媒パック構造部材
１２０ ：第２触媒パック（第２脱硝触媒）
１３０ ：第３触媒パック
１４０ ：架台
１４１ ：梁部
１４２ ：柱部
１４３ ：第１規制部
１４４ ：係止部
１４５ ：当接部
１４６ ：固定部
１４７ ：第２規制部
１５０ ：鉄骨部（支持部材）
１６０ ：作業用構造物
１６１ ：作業床
１６２ ：階段
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
