(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】P2023166795
(43)【公開日】2023-11-22
(54)【発明の名称】触媒敷設用ノズル
(51)【国際特許分類】
B01J 8/02 20060101AFI20231115BHJP
F27D 17/00 20060101ALI20231115BHJP
B01J 23/648 20060101ALI20231115BHJP
【ＦＩ】
B01J8/02 A
F27D17/00 104G
B01J23/648 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022077582
(22)【出願日】2022-05-10
【新規性喪失の例外の表示】新規性喪失の例外適用申請有り
(71)【出願人】
【識別番号】502362758
【氏名又は名称】ＪＸ金属株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100110722
【弁理士】
【氏名又は名称】齊藤 誠一
(74)【代理人】
【識別番号】100213540
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 恵庭
(72)【発明者】
【氏名】羽田 圭太
(72)【発明者】
【氏名】末廣 敬
【テーマコード（参考）】
4G070
4G169
4K056
【Ｆターム（参考）】
4G070AA01
4G070AB07
4G070BB06
4G070CA07
4G070CB07
4G070CB18
4G070DA15
4G169AA03
4G169AA15
4G169BA02A
4G169BB04A
4G169BC54A
4G169CA02
4G169CA07
4G169CA12
4G169CB84
4G169EA06
4G169EB03
4G169EB08
4G169FB13
4K056AA05
4K056CA04
4K056DB04
(57)【要約】
【課題】輸送ホースを用いてガス反応設備の棚板へ固体触媒を敷設する際の作業環境を良好にし、設備の長期操業に貢献することの可能な触媒敷設用ノズルを提供する。
【解決手段】触媒敷設用ノズル１０１は、固体触媒を吐出するための吐出口を底面側に有した概略有蓋筒状の本体部１０１Ａと、輸送ホースで輸送されてくる固体触媒を本体部の内部へ供給するために当該本体部の側面に取り付けられた供給筒７０と、前記固体触媒が供給される際に本体部内で発生した粉塵を集塵ホースで吸引するために当該本体部の蓋面側に取り付けられた集塵筒１０２と、前記本体部の側面側から供給されてくる前記固体触媒が前記蓋面側の前記集塵筒へ吸引されることを防止して、当該固体触媒を前記吐出口側へ向かうようにするために前記本体部の内部に配置された邪魔板１０２Ａとを備えている。
【選択図】図４
【解決手段】触媒敷設用ノズル１０１は、固体触媒を吐出するための吐出口を底面側に有した概略有蓋筒状の本体部１０１Ａと、輸送ホースで輸送されてくる固体触媒を本体部の内部へ供給するために当該本体部の側面に取り付けられた供給筒７０と、前記固体触媒が供給される際に本体部内で発生した粉塵を集塵ホースで吸引するために当該本体部の蓋面側に取り付けられた集塵筒１０２と、前記本体部の側面側から供給されてくる前記固体触媒が前記蓋面側の前記集塵筒へ吸引されることを防止して、当該固体触媒を前記吐出口側へ向かうようにするために前記本体部の内部に配置された邪魔板１０２Ａとを備えている。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガス反応設備へ配置された棚板上へ固体触媒を敷設するための触媒敷設用ノズルであって、
前記固体触媒を吐出するための吐出口を底面側に有した概略有蓋筒状の本体部と、
輸送ホースで輸送されてくる前記固体触媒を前記本体部の内部へ供給するために当該本体部の側面に取り付けられた供給筒と、
前記固体触媒が供給される際に前記本体部内で発生した粉塵を集塵ホースで吸引するために当該本体部の蓋面側に取り付けられた集塵筒と、
前記本体部の側面側から供給されてくる前記固体触媒が前記蓋面側の前記集塵筒へ吸引されることを防止して、当該固体触媒を前記吐出口側へ向かうようにするために前記本体部の内部に配置された邪魔板と、
を備えていることを特徴とする触媒敷設用ノズル。
前記固体触媒を吐出するための吐出口を底面側に有した概略有蓋筒状の本体部と、
輸送ホースで輸送されてくる前記固体触媒を前記本体部の内部へ供給するために当該本体部の側面に取り付けられた供給筒と、
前記固体触媒が供給される際に前記本体部内で発生した粉塵を集塵ホースで吸引するために当該本体部の蓋面側に取り付けられた集塵筒と、
前記本体部の側面側から供給されてくる前記固体触媒が前記蓋面側の前記集塵筒へ吸引されることを防止して、当該固体触媒を前記吐出口側へ向かうようにするために前記本体部の内部に配置された邪魔板と、
を備えていることを特徴とする触媒敷設用ノズル。
【請求項2】
請求項１に記載の触媒敷設用ノズルにおいて、
前記邪魔板は、前記供給筒から供給されてくる前記固体触媒の進路と前記集塵筒に吸引される前記粉塵の進路とを仕切るように、当該供給筒の供給口と正対した姿勢で配置されている
ことを特徴とする触媒敷設用ノズル。
前記邪魔板は、前記供給筒から供給されてくる前記固体触媒の進路と前記集塵筒に吸引される前記粉塵の進路とを仕切るように、当該供給筒の供給口と正対した姿勢で配置されている
ことを特徴とする触媒敷設用ノズル。
【請求項3】
請求項２に記載の触媒敷設用ノズルにおいて、
前記邪魔板は、前記集塵筒と一体で形成されている
ことを特徴とする触媒敷設用ノズル。
前記邪魔板は、前記集塵筒と一体で形成されている
ことを特徴とする触媒敷設用ノズル。
【請求項4】
請求項３に記載の触媒敷設用ノズルにおいて、
前記集塵筒及びこれと一体で形成された前記邪魔板は、筒状部材の一部を半割状にしたものである
ことを特徴とする触媒敷設用ノズル。
前記集塵筒及びこれと一体で形成された前記邪魔板は、筒状部材の一部を半割状にしたものである
ことを特徴とする触媒敷設用ノズル。
【請求項5】
請求項４に記載の触媒敷設用ノズルにおいて、
前記本体部は、合成樹脂製である
ことを特徴とする触媒敷設用ノズル。
前記本体部は、合成樹脂製である
ことを特徴とする触媒敷設用ノズル。
【請求項6】
請求項５に記載の触媒敷設用ノズルにおいて、
前記供給筒は、
前記輸送ホースによって輸送されてくる前記固体触媒を前記本体部へと案内する多孔状の供給筒である内筒と、
前記内筒を覆うようにして設けられた外筒と、
前記内筒の多孔を介して前記外筒側へと移動した粉塵を第二の集塵ホースで排出するために前記外筒の途中に設けられた第二の集塵筒と、
を備えていることを特徴とする触媒敷設用ノズル。
前記供給筒は、
前記輸送ホースによって輸送されてくる前記固体触媒を前記本体部へと案内する多孔状の供給筒である内筒と、
前記内筒を覆うようにして設けられた外筒と、
前記内筒の多孔を介して前記外筒側へと移動した粉塵を第二の集塵ホースで排出するために前記外筒の途中に設けられた第二の集塵筒と、
を備えていることを特徴とする触媒敷設用ノズル。
【請求項7】
請求項６に記載の触媒敷設用ノズルにおいて、
前記集塵ホース又は前記第二の集塵ホースはバキューム装置に接続可能とされ、
前記輸送ホースは空気輸送装置に接続可能とされていることを特徴とする触媒敷設用ノズル。
前記集塵ホース又は前記第二の集塵ホースはバキューム装置に接続可能とされ、
前記輸送ホースは空気輸送装置に接続可能とされていることを特徴とする触媒敷設用ノズル。
【請求項8】
請求項１から７のいずれか１項に記載の触媒敷設用ノズルにおいて、
前記ガス反応設備は、硫酸製造プラントにおける転化器であり、
前記固体触媒は、ＳｉＯ２である担体に、ＳＯ２ガス（二酸化硫黄ガス）をＳＯ３ガス（三酸化硫黄ガス）に酸化させるためのＶ２Ｏ５（五酸化バナジウム）が少なくとも担持されたものであることを特徴とする。
前記ガス反応設備は、硫酸製造プラントにおける転化器であり、
前記固体触媒は、ＳｉＯ２である担体に、ＳＯ２ガス（二酸化硫黄ガス）をＳＯ３ガス（三酸化硫黄ガス）に酸化させるためのＶ２Ｏ５（五酸化バナジウム）が少なくとも担持されたものであることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、輸送ホースを用いてガス反応設備の棚板へ固体触媒を敷設する際に用いられる触媒敷設用ノズルに関する。なお、本明細書でいう「ガス反応設備」には、銅等の金属製錬工程で発生するＳＯ２（亜硫酸ガス）を含む排ガスを利用して硫酸を製造する硫酸製造プラントの転化器やプレコンバータなどが含まれるものとする。
【背景技術】
【0002】
銅製錬工場では、銅製錬工程で発生するＳＯ２を含む排ガスを利用して硫酸の製造が行われている。酸化触媒としてＮＯ２ガスを用いて薄硫酸を製造する方式は硝酸式と呼ばれ、製錬排ガスは不純でＳＯ２濃度も低く、組成や量の変動も激しいことから従来はよく用いられたが、品質や輸送の問題、また窒素酸化物ガスの発生のおそれ等の問題から近年ではＶ２Ｏ５（五酸化バナジウム）を固体触媒とする接触式による濃硫酸製造が一般的となっている。この方法で製造された濃硫酸は純度も濃度も高く商品価値に優れ、発煙硫酸の製造も可能である。
【0003】
排ガス中のＳＯ２ガスを固体触媒であるＶ２Ｏ５と反応させるガス反応設備としての硫酸製造プラント（例えば特許文献１等を参照）では、転化器において外部から導入されたＳＯ２ガスを４００℃以上の高温状態で酸素とともに固体触媒と接触させることによってＳＯ３ガスへと転化させ、その後、ＳＯ３ガスを水に吸収させている。また、転化器に導入されるＳＯ２ガスの一部をプレコンバータに導入し、同様に固体触媒と接触させることによってＳＯ３ガスへと転化させ、プレコンバータから排出されたＳＯ３ガスを熱交換した後、転化器に導入することも行われる。このような硫酸製造プラントにおいて、転化器やプレコンバータの内部に敷設された固体触媒は、経年劣化により粉化するので、定期的に（例えば隔年で）篩分・入替えを行う必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１５－２１４４５４号公報
【特許文献2】特開２０１９－５１５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ここで、上記の硫酸製造プラントを構成する転化器は、例えば、高さ約１８ｍ、内径１２．８ｍ、プレコンバータは、例えば、高さ約７ｍ、内径８．９ｍの大型設備であって、しかもいずれも内部には複数段の棚板上にそれぞれ触媒層を配置しているので、従来は篩分・入替え先となる触媒層の高さ位置（高所）にまで固体触媒を運搬するためにコンベヤを設置する必要があり、そのための足場等を必要としていた。
【0006】
しかも、例えば３段分の触媒層を入れ替えるために昼夜作業でも約２７日間もの時間を要する上、雨天になるとベルトコンベヤ上の固体触媒に水分が付着してその性状が変化するリスクがあるため作業を中止せざるを得ないという問題があった。
【0007】
そのため、本発明者等は、転化器の棚板の高さまで触媒を輸送する方法として、固体触媒を空気等の流体と共に輸送ホースで輸送する方法を検討した（特許文献２等を参照）。例えば空気輸送方法を利用してフレキシブルな輸送ホースを適切に取り回せば、多数の固体触媒を高所へと効率的に搬送できるからである。
【0008】
しかしながら、発明者等が行った実験によると、輸送ホースによる空気輸送中には、固体触媒同士の接触による摩耗（粉化）や固体触媒と管壁との接触による摩耗（粉化）が生じるので、輸送ホースの先端側から粒状の固体触媒と共に多くの触媒粉（粉塵）が吐出されることが判明した。この場合、輸送ホースで固体触媒を棚板へ敷き詰める際に多くの粉塵が空中を舞うことになるので、作業環境を改善するためには当該粉塵の量をなるべく抑える必要があった。しかも、敷設された触媒層に粉塵が混ざると、敷設直後であるにも関わらず転化器に一定の圧力損失が生じるので、長期間継続して操業する際に設備の圧力損失の上限に達する時期が早まり、操業を停止して触媒の篩別作業が必要となる頻度が多くなるという問題も生じていた。
【0009】
そこで本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、輸送ホースを用いてガス反応設備の棚板へ固体触媒を敷設する際の作業環境を良好にし、ガス反応設備の長期操業に貢献することの可能な触媒敷設用ノズル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】
【0010】
上記目的を達成するため本発明は、ガス反応設備へ配置された棚板上へ固体触媒を敷設するための触媒敷設用ノズルであって、前記固体触媒を吐出するための吐出口を底面側に有した概略有蓋筒状の本体部と、輸送ホースで輸送されてくる前記固体触媒を前記本体部の内部へ供給するために当該本体部の側面に取り付けられた供給筒と、前記固体触媒が供給される際に前記本体部内で発生した粉塵を集塵ホースで吸引するために当該本体部の蓋面側に取り付けられた集塵筒と、前記本体部の側面側から供給されてくる前記固体触媒が前記蓋面側の前記集塵筒へ吸引されることを防止して、当該固体触媒を前記吐出口側へ向かうようにするために前記本体部の内部に配置された邪魔板と、を備えていることを特徴とする。
【0011】
上記目的を達成するため本発明の触媒敷設用ノズルにおいて、前記邪魔板は、前記供給筒から供給されてくる前記固体触媒の進路と前記集塵筒に吸引される前記粉塵の進路とを仕切るように、当該供給筒の供給口と正対した姿勢で配置されてもよい。
【0012】
上記目的を達成するため本発明の触媒敷設用ノズルにおいて、前記邪魔板は、前記集塵筒と一体で形成されてもよい。
【0013】
上記目的を達成するため本発明の触媒敷設用ノズルにおいて、前記集塵筒及びこれと一体で形成された前記邪魔板は、筒状部材の一部を半割状にしたものであってもよい。
【0014】
上記目的を達成するため本発明の触媒敷設用ノズルにおいて、前記本体部は、合成樹脂製であってもよい。
【0015】
上記目的を達成するため本発明の触媒敷設用ノズルにおいて、前記供給筒は、前記輸送ホースによって輸送されてくる前記固体触媒を前記本体部へと案内する多孔状の供給筒である内筒と、前記内筒を覆うようにして設けられた外筒と、前記内筒の多孔を介して前記外筒側へと移動した粉塵を第二の集塵ホースで排出するために前記外筒の途中に設けられた第二の集塵筒と、を備えていてもよい。
【0016】
上記目的を達成するため本発明の触媒敷設用ノズルにおいて、前記集塵ホース又は前記第二の集塵ホースはバキューム装置に接続可能とされ、前記輸送ホースは空気輸送装置に接続可能とされていてもよい。
【0017】
上記目的を達成するため本発明の触媒敷設用ノズルにおいて、前記ガス反応設備は、硫酸製造プラントにおける転化器であり、前記固体触媒は、ＳｉＯ２である担体に、ＳＯ２ガス（二酸化硫黄ガス）をＳＯ３ガス（三酸化硫黄ガス）に酸化させるためのＶ２Ｏ５（五酸化バナジウム）が少なくとも担持されたものであってもよい。
【発明の効果】
【0018】
本発明に係る触媒敷設用ノズルは、前記固体触媒を吐出するための吐出口を底面側に有した概略有蓋筒状の本体部と、輸送ホースで輸送されてくる前記固体触媒を前記本体部の内部へ供給するために当該本体部の側面に取り付けられた供給筒と、前記固体触媒が供給される際に前記本体部内で発生した粉塵を集塵ホースで吸引するために当該本体部の蓋面側に取り付けられた集塵筒と、前記本体部の側面側から供給されてくる前記固体触媒が前記蓋面側の前記集塵筒へ吸引されることを防止して、当該固体触媒を前記吐出口側へ向かうようにするために前記本体部の内部に配置された邪魔板と、を備えている。よって、吐出口が前方斜め下向きになるように作業者が本体部を支持すれば、供給筒から供給された固体触媒を含む流体（例えば空気）は、最初に邪魔板の方向に向かい、その後、邪魔板の近傍にて進路を変化させて下方の吐出口に向かう。一方、固体触媒同士又は固体触媒及び管壁の衝突で生じた粉塵は、本体部内を浮遊するので、吐出口から下方へ落下することなく、邪魔板の反対側（集塵筒に正対する側）へと回り込むので、集塵筒へと吸引されていく。したがって、本発明に係る触媒敷設用ノズルによれば、吐出口から吐出される粉塵の量を軽減することにより、作業環境を良好にすることができると共に、固体触媒層に混入する粉塵の量が軽減された分だけ、ガス反応設備の初期の圧力損失が抑制されるため、より長期間の操業継続が可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明に係るガス反応設備における触媒敷設に用いられる触媒敷設用ノズルについて好ましい一実施形態に基づいて説明する。ここでは、硫酸製造プラントに配置されたガス反応設備の一例として、転化器及びプレコンバータについて説明する。この硫酸製造プラントは、銅等の金属製錬工程で発生するＳＯ２（亜硫酸ガス）を含む排ガスを利用して硫酸を製造するものである。
【0021】
［硫酸製造プラントの構成］
はじめに、図１を参照して硫酸製造プラントの全体構成について説明する。図１は硫酸製造プラントにおけるフロー図である。図１に示すとおり、硫酸製造プラント１には、転化器１０、プレコンバータ２０、廃熱ボイラー１１、ＳＯ３クーラー３０、吸収塔２５，２６、熱交換器１３ａ～１３ｆ、ミストエリミネータ２７，２８、ブロワ１２，２９などが備えられる。
はじめに、図１を参照して硫酸製造プラントの全体構成について説明する。図１は硫酸製造プラントにおけるフロー図である。図１に示すとおり、硫酸製造プラント１には、転化器１０、プレコンバータ２０、廃熱ボイラー１１、ＳＯ３クーラー３０、吸収塔２５，２６、熱交換器１３ａ～１３ｆ、ミストエリミネータ２７，２８、ブロワ１２，２９などが備えられる。
【0022】
転化器１０は、円筒縦型の塔として構成されたガス反応設備であって、その内部にＶ２Ｏ５等の触媒を保有する３～５層の段（本実施形態は４層）を有している。この転化器１０の各段には仕切りが設けられており、各層に存在する反応ガスが混ざらないようになっている。外部から転化器１０に導入されたＳＯ２ガスは、第１層、第２層、第３層、第４層の触媒へ順に接触し、反応熱を放出しつつＳＯ３ガスへと転化される。
【0023】
プレコンバータ２０は、転化器１０に供給される前のＳＯ２ガスの一部をＳＯ３ガスに転化するものであり、転化器１０と同様に円筒縦型の塔として構成されたガス反応設備である。このプレコンバータ２０の内部には、Ｖ２Ｏ５等の触媒を保有する複数層の段（本実施形態は２層）が備えられ、外部からプレコンバータ２０に導入されたＳＯ２ガスは上層及び下層の触媒の作用によりＳＯ３ガスへと転化される。
【0024】
廃熱ボイラー１１は、プレコンバータ２０の出口に配置され、当該プレコンバータ２０から排出されるガスの熱を蒸気として回収する装置である。この廃熱ボイラー１１によって回収された蒸気は、例えば発電用の蒸気タービンにおいて再利用される。
【0025】
ＳＯ３クーラー３０は、転化器１０の第２層の出口に配置され、当該転化器１０のいずれかの層から排出されるガス（以下、「出口ガス」と称す。）の熱を高温空気として回収する装置である。このＳＯ３クーラー３０によって回収された高温空気は、例えば乾燥設備や加温設備の熱源として再利用される。なお、図１の符号２９は、ＳＯ３クーラー３０が高温空気を回収する際に用いられるブロワである。
【0026】
吸収塔２５，２６は、Ｈ２Ｏ＋ＳＯ３＝Ｈ２ＳＯ４＋１３３ｋＪ／ｍｏｌの反応を生じる装置であって、併せて転化器１０のいずれかの層の出口ガスから熱を回収する装置としても機能する。
【0027】
熱交換器１３ａ～１３ｄは、転化器１０に供給される前のＳＯ２ガスの熱交換を行うための熱交換器であり、熱交換器１３ｅ，１３ｆは、転化器１０のいずれかの層の出口ガスの熱交換を行うための熱交換器である。これらの熱交換器１３ａ～１３ｆの作用（後述）によって転化器１０の各層の温度が適正に維持される。
【0028】
ミストエリミネータ２７，２８は、吸収塔２５，２６から個別に排出されるガスに含まれるミストを除去する装置である。
【0029】
［転化器及びその周辺］
次に、転化器１０及びその周辺のフローを説明する。図１に示す硫酸製造プラント１には、自溶炉や転炉（いずれも図示せず）の排ガスであって、ＳＯ２を含有したもの（ＳＯ２含有ガス）が導入される。このＳＯ２含有ガスは、ブロワ１２で圧送された後に、原料ガスとして転化器１０へ供給される。そして、転化器１０の各層へ導入される原料ガスの入口温度は、熱交換器１３ａ～１３ｆによって各層の反応に適した温度にそれぞれ維持される。
具体的に、第１層の出口ガスは、熱交換器１３ｄにおける２５０℃～３５０℃の原料ガスとの熱交換により３９０℃～４６０℃に冷却された後、第２層に導入される。当該第２層の出口ガスは、熱交換器１３ｅ又は熱交換器１３ｆを経由することにより１８０℃～２３０℃に調整されてから、吸収塔２５へと送られる。そして、吸収塔２５から排出される低温の戻りガスは、ミストエリミネータ２７を経由した後に熱交換器１３ｅ，１３ｆに流入し、第２層の出口ガスとの熱交換に用いられ、４３０℃～４６０℃になった後に第３層に流入する。当該第３層の出口ガスは、熱交換器１３ｃにおける２５０℃～３００℃の原料ガスとの熱交換により４１０℃～４４０℃となり、第４層に流入する。当該第４層の出口ガスは、熱交換器１３ｂおよび熱交換器１３ａを経由し、ブロワ１２から圧送される原料ガスを２５０℃～３５０℃に加熱した後、吸収塔２６に送られる。当該吸収塔２６から排出されるガスは、ミストエリミネータ２８を経由して排出される。
以上の結果、図１の硫酸製造プラント１は、転化器１０内の温度を適正に維持しつつ硫酸を製造し、転化により生ずる余剰な熱を回収して再利用することが可能となる。
次に、転化器１０及びその周辺のフローを説明する。図１に示す硫酸製造プラント１には、自溶炉や転炉（いずれも図示せず）の排ガスであって、ＳＯ２を含有したもの（ＳＯ２含有ガス）が導入される。このＳＯ２含有ガスは、ブロワ１２で圧送された後に、原料ガスとして転化器１０へ供給される。そして、転化器１０の各層へ導入される原料ガスの入口温度は、熱交換器１３ａ～１３ｆによって各層の反応に適した温度にそれぞれ維持される。
具体的に、第１層の出口ガスは、熱交換器１３ｄにおける２５０℃～３５０℃の原料ガスとの熱交換により３９０℃～４６０℃に冷却された後、第２層に導入される。当該第２層の出口ガスは、熱交換器１３ｅ又は熱交換器１３ｆを経由することにより１８０℃～２３０℃に調整されてから、吸収塔２５へと送られる。そして、吸収塔２５から排出される低温の戻りガスは、ミストエリミネータ２７を経由した後に熱交換器１３ｅ，１３ｆに流入し、第２層の出口ガスとの熱交換に用いられ、４３０℃～４６０℃になった後に第３層に流入する。当該第３層の出口ガスは、熱交換器１３ｃにおける２５０℃～３００℃の原料ガスとの熱交換により４１０℃～４４０℃となり、第４層に流入する。当該第４層の出口ガスは、熱交換器１３ｂおよび熱交換器１３ａを経由し、ブロワ１２から圧送される原料ガスを２５０℃～３５０℃に加熱した後、吸収塔２６に送られる。当該吸収塔２６から排出されるガスは、ミストエリミネータ２８を経由して排出される。
以上の結果、図１の硫酸製造プラント１は、転化器１０内の温度を適正に維持しつつ硫酸を製造し、転化により生ずる余剰な熱を回収して再利用することが可能となる。
【0030】
［転化器の構成］
次に、ガス反応設備としての転化器１０の構成について説明する。図２は転化器及びプレコンバータ２０の構成を説明する概略断面図である。
図２（１－１）に示すとおり、転化器１０は、高さ方向に４段の棚板１０Ｂ，１０Ｂ，１０Ｂ，１０Ｂを有しており、各棚板１０Ｂ上に触媒層１０Ａが形成されている。そして、各触媒層１０Ａの上下には、図２（１－２）に示すとおり触媒層１０Ａを挟持するようにして保護層１０Ｃ，１０Ｃが形成されている。
触媒層１０Ａの構成要素は、図２（２）に示すとおり高さが１５～２０ｍｍの中空状の略筒体からなる固体触媒１００Ａであって、その側面には、表面積を大きくするために波板の凹凸が設けられており、固体触媒１００Ａの断面形状は例えば概略星形である。また、固体触媒１００Ａの材質は、ＳｉＯ２（二酸化ケイ素）である担体に、ＳＯ２ガス（二酸化硫黄ガス）をＳＯ３ガス（三酸化硫黄ガス）に酸化させるためのＶ２Ｏ５（五酸化バナジウム）が少なくとも担持されたものである。また、この固体触媒１００Ａのバナジウム品位（Ｖ品位）は、５％以下の範囲内で触媒の強度に影響しない程度の割合に設定してある（例えば２．８～５．０％程度）。
保護層１０Ｃの構成要素である保護材は、例えば、図２（３）に示すような直径が１５～２５ｍｍ（例えば、１９ｍｍ）の略球形状のセラミック製の磁器ボール１００Ｃである。このような磁器ボール１００Ｃを積層した保護層１０Ｃには、触媒層１０Ａの固体触媒１００Ａが飛散するのを防止する働きがある。
次に、ガス反応設備としての転化器１０の構成について説明する。図２は転化器及びプレコンバータ２０の構成を説明する概略断面図である。
図２（１－１）に示すとおり、転化器１０は、高さ方向に４段の棚板１０Ｂ，１０Ｂ，１０Ｂ，１０Ｂを有しており、各棚板１０Ｂ上に触媒層１０Ａが形成されている。そして、各触媒層１０Ａの上下には、図２（１－２）に示すとおり触媒層１０Ａを挟持するようにして保護層１０Ｃ，１０Ｃが形成されている。
触媒層１０Ａの構成要素は、図２（２）に示すとおり高さが１５～２０ｍｍの中空状の略筒体からなる固体触媒１００Ａであって、その側面には、表面積を大きくするために波板の凹凸が設けられており、固体触媒１００Ａの断面形状は例えば概略星形である。また、固体触媒１００Ａの材質は、ＳｉＯ２（二酸化ケイ素）である担体に、ＳＯ２ガス（二酸化硫黄ガス）をＳＯ３ガス（三酸化硫黄ガス）に酸化させるためのＶ２Ｏ５（五酸化バナジウム）が少なくとも担持されたものである。また、この固体触媒１００Ａのバナジウム品位（Ｖ品位）は、５％以下の範囲内で触媒の強度に影響しない程度の割合に設定してある（例えば２．８～５．０％程度）。
保護層１０Ｃの構成要素である保護材は、例えば、図２（３）に示すような直径が１５～２５ｍｍ（例えば、１９ｍｍ）の略球形状のセラミック製の磁器ボール１００Ｃである。このような磁器ボール１００Ｃを積層した保護層１０Ｃには、触媒層１０Ａの固体触媒１００Ａが飛散するのを防止する働きがある。
【0031】
［プレコンバータの構成］
次に、ガス反応設備としてのプレコンバータ２０の構成について説明する。
図２（２－１）に示すとおり、プレコンバータ２０は、高さ方向に２段の棚板１０Ｂ，１０Ｂを有しており、各棚板１０Ｂ上に触媒層１０Ａが形成されている。そして、各触媒層１０Ａの上下には、図２（２－２）に示すとおり触媒層１０Ａを挟持するようにして保護層１０Ｃ，１０Ｃが形成されている。なお、プレコンバータ２０における触媒層１０Ａ，保護層１０Ｃの構成は、転化器１０における触媒層１０Ａ，保護層１０Ｃの構成と基本的に同じである（層のサイズが異なるのみである）。
次に、ガス反応設備としてのプレコンバータ２０の構成について説明する。
図２（２－１）に示すとおり、プレコンバータ２０は、高さ方向に２段の棚板１０Ｂ，１０Ｂを有しており、各棚板１０Ｂ上に触媒層１０Ａが形成されている。そして、各触媒層１０Ａの上下には、図２（２－２）に示すとおり触媒層１０Ａを挟持するようにして保護層１０Ｃ，１０Ｃが形成されている。なお、プレコンバータ２０における触媒層１０Ａ，保護層１０Ｃの構成は、転化器１０における触媒層１０Ａ，保護層１０Ｃの構成と基本的に同じである（層のサイズが異なるのみである）。
【0032】
［触媒敷設方法の概要］
次に、転化器１０又はプレコンバータ２０の各棚板１０Ｂに対する触媒敷設方法の概要について説明する。転化器１０又はプレコンバータ２０の各棚板１０Ｂに固体触媒１００Ａを敷設する手順は、概略として以下の工程（１）～（７）を含む。
（１）上部の保護層１０Ｃの構成要素である磁器ボール１００Ｃの搬出
（２）触媒層１０Ａの構成要素である固体触媒１００Ａの搬出・篩別
（３）下部の保護層１０Ｃの構成要素である磁器ボール１００Ｃの搬出
（４）棚板１０Ｂ及びレンガの補修
（５）下部の保護層１０Ｃの構成要素である磁器ボール１００Ｃの敷設
（６）触媒層１０Ａの構成要素である固体触媒１００Ａの敷設
（７）上部の保護層１０Ｃの構成要素である磁器ボール１００Ｃの敷設
このうち工程（５），（６），（７）に本実施形態の触媒敷設用ノズル（後述）を適用することが可能である。特に工程（６）に適用した場合には作業環境の改善だけでなく反応効率アップという効果が得られるので有効である。以下、触媒敷設用ノズル（後述）が工程（６）に適用される場合を想定する。
次に、転化器１０又はプレコンバータ２０の各棚板１０Ｂに対する触媒敷設方法の概要について説明する。転化器１０又はプレコンバータ２０の各棚板１０Ｂに固体触媒１００Ａを敷設する手順は、概略として以下の工程（１）～（７）を含む。
（１）上部の保護層１０Ｃの構成要素である磁器ボール１００Ｃの搬出
（２）触媒層１０Ａの構成要素である固体触媒１００Ａの搬出・篩別
（３）下部の保護層１０Ｃの構成要素である磁器ボール１００Ｃの搬出
（４）棚板１０Ｂ及びレンガの補修
（５）下部の保護層１０Ｃの構成要素である磁器ボール１００Ｃの敷設
（６）触媒層１０Ａの構成要素である固体触媒１００Ａの敷設
（７）上部の保護層１０Ｃの構成要素である磁器ボール１００Ｃの敷設
このうち工程（５），（６），（７）に本実施形態の触媒敷設用ノズル（後述）を適用することが可能である。特に工程（６）に適用した場合には作業環境の改善だけでなく反応効率アップという効果が得られるので有効である。以下、触媒敷設用ノズル（後述）が工程（６）に適用される場合を想定する。
【0033】
［触媒敷設システムの概要］
以下、本実施形態の触媒敷設システムの概要について説明する。図３は、触媒敷設システムの概要を説明する説明図である。
図３に示すとおり、本実施形態の触媒敷設システム２には、例えば流動型圧送方式の空気輸送装置６０、バキューム車などのバキューム装置４０，４０、空気輸送装置６０に接続された輸送ホース６１、バキューム装置４０，４０に接続される集塵ホース７３，７３、輸送ホース６１及び集塵ホース７３，７３の先端側に接続される触媒敷設用ノズル１０１が備えられる。なお、図３の符号３００は、触媒敷設用ノズル１０１の吐出口１０１Ｂの下側端を支持する支持台である。この支持台３００は必要に応じて用いられるものであって必須ではない。
以下、本実施形態の触媒敷設システムの概要について説明する。図３は、触媒敷設システムの概要を説明する説明図である。
図３に示すとおり、本実施形態の触媒敷設システム２には、例えば流動型圧送方式の空気輸送装置６０、バキューム車などのバキューム装置４０，４０、空気輸送装置６０に接続された輸送ホース６１、バキューム装置４０，４０に接続される集塵ホース７３，７３、輸送ホース６１及び集塵ホース７３，７３の先端側に接続される触媒敷設用ノズル１０１が備えられる。なお、図３の符号３００は、触媒敷設用ノズル１０１の吐出口１０１Ｂの下側端を支持する支持台である。この支持台３００は必要に応じて用いられるものであって必須ではない。
【0034】
［触媒敷設用ノズルの構成］
以下、触媒敷設用ノズル１０１の構成について説明する。図４は、本発明に係る触媒敷設用ノズルの一実施形態を説明する概略側面図、図５（Ａ）は本体部の正面図（蓋部側から見た図）、図５（Ｂ）は本体部の斜視図（分解図）、図５（Ｃ）は本体部の背面図（吐出口側から見た図）である。これらの図４，図５に示すとおり、触媒敷設用ノズル１０１は、本体部１０１Ａと、供給筒７０と、集塵筒１０２と、邪魔板１０２Ａとを備えている。
以下、触媒敷設用ノズル１０１の構成について説明する。図４は、本発明に係る触媒敷設用ノズルの一実施形態を説明する概略側面図、図５（Ａ）は本体部の正面図（蓋部側から見た図）、図５（Ｂ）は本体部の斜視図（分解図）、図５（Ｃ）は本体部の背面図（吐出口側から見た図）である。これらの図４，図５に示すとおり、触媒敷設用ノズル１０１は、本体部１０１Ａと、供給筒７０と、集塵筒１０２と、邪魔板１０２Ａとを備えている。
【0035】
本体部１０１Ａは、固体触媒１００Ａを吐出するための吐出口１０１Ｂ（開口）を底面側に有した概略有蓋筒状の部材である。この本体部１０１Ａとしては例えば既製品のドラム缶を用いることができ、ドラム缶の材質としては合成樹脂を用いることができる。合成樹脂製のドラム缶を用いれば、触媒敷設用ノズル１０１に必要な強度を確保しつつ、その軽量化を図ることができるからである。
【0036】
供給筒７０は、輸送ホース６１で輸送されてくる固体触媒１００Ａを本体部１０１Ａの内部へ供給するために当該本体部１０１Ａの側面に取り付けられた概略筒状の部材である。供給筒７０の取り付け先は、図５に示すとおり、本体部１０１Ａの側面の蓋部１０１Ｃ寄りに設けられた楕円孔Ｈｉｎ（円筒側面と円筒側面とが交わる閉曲線状の孔）である。この楕円孔Ｈｉｎと供給筒７０のつなぎ目は、流体（空気）や粉塵２００の漏れがないようビニールテープやコーキング材などで隙間なく埋められている。なお、供給筒７０の詳細な構成については後述する。
【0037】
集塵筒１０２は、固体触媒１００Ａが供給される際に本体部１０１Ａ内で発生した粉塵２００を集塵ホース７３で吸引するために当該本体部１０１Ａの蓋面１０１Ｃ側に取り付けられた筒状の部材である。集塵筒１０２の取り付け先は、蓋部１０１Ｃの中央よりも供給筒７０から離れた側に設けられた円孔Ｈｏｕｔである（図５（Ｂ）参照）。この円孔Ｈｏｕｔと集塵筒１０２のつなぎ目は、流体（空気）や粉塵２００の漏れがないようビニールテープやコーキング材などで隙間なく埋められている。
邪魔板１０２Ａは、供給筒７０から本体部１０１Ａ内へ供給されてくる固体触媒１００Ａを含む流体（ここでは空気）の進路を吐出口１０１Ｂの側へ向ける（折り曲げる）と共に、当該吐出口１０１Ｂに向かう当該固体触媒１００Ａが集塵筒１０２から吸引されることを防止するために本体部１０１Ａの内部に配置された部材である。そのために邪魔板１０２Ａは、供給筒７０から供給されてくる固体触媒１００Ａの進路と集塵筒１０２に吸引される粉塵２００の進路とを仕切るようにして、当該供給筒７０の開口（供給口）と正対し、且つ当該集塵筒１０２の中心線に沿った姿勢で配置されている。
邪魔板１０２Ａは、供給筒７０から本体部１０１Ａ内へ供給されてくる固体触媒１００Ａを含む流体（ここでは空気）の進路を吐出口１０１Ｂの側へ向ける（折り曲げる）と共に、当該吐出口１０１Ｂに向かう当該固体触媒１００Ａが集塵筒１０２から吸引されることを防止するために本体部１０１Ａの内部に配置された部材である。そのために邪魔板１０２Ａは、供給筒７０から供給されてくる固体触媒１００Ａの進路と集塵筒１０２に吸引される粉塵２００の進路とを仕切るようにして、当該供給筒７０の開口（供給口）と正対し、且つ当該集塵筒１０２の中心線に沿った姿勢で配置されている。
【0038】
なお、図４，図５に例示した邪魔板１０２Ａは、集塵筒１０２と一体で形成されており、集塵筒１０２及び邪魔板１０２Ａの全体は、筒状部材の一部を半割状にした形状となっている。このようにして集塵筒１０２及び邪魔板１０２Ａを一体で形成すれば、触媒敷設用ノズル１０１の部品点数を抑えてメンテナンス性を高めることができる。
【0039】
したがって、例えば、図３のとおり吐出口１０１Ｂが前方斜め下向きになるように作業者Ｕが本体部１０１Ａを保持すれば、供給筒７０から供給された固体触媒１００Ａを含む流体（ここでは空気）は、図４に示すとおり最初に邪魔板１０２Ａの方向に向かい、その後、邪魔板１０２Ａにて進路を変化させて下方の吐出口１０１Ｂに向かう。
【0040】
一方、固体触媒１００Ａ同士又は固体触媒１００Ａ及び管壁の衝突で生じた粉塵２００は、本体部１０１Ａ内を浮遊するので、吐出口１０１Ｂから下方へ落下することなく、邪魔板１０２の反対側（集塵筒１０２に正対する側）へと回り込むので（図５（Ｃ））、集塵筒１０２へと吸引されていく。
【0041】
なお、邪魔板１０２Ａの長さは本体部１０１Ａの長さの半分程度に設定されており、邪魔板１０２Ａの先端が本体部１０１Ａの内部中央に位置するようになっているので、吐出口１０１Ｂ寄りの略半分の空間は、邪魔板１２Ａの存在しない空間となっている。この空間では、吐出口１０１Ｂへ向かって落下する固体触媒１００Ａと、落下せずに浮遊して集塵筒１０２の側へ吸引されていく粉塵２００とが、互いに分離されるので（図５（Ｃ））、固体触媒１００Ａと共に吐出口１０１Ｂから外部へ出てしまう粉塵２００の量を少なく抑えることが可能である。
【0042】
［供給筒の構成］
次に、図４，図６～図９を参照して、本体部１０１Ａの上流側に位置する供給筒７０の構成について説明する。図６（Ａ）は供給筒の正面図（輸送ホース側から見た図）、図６（Ｂ）は供給筒の側面図、図６（Ｃ）は供給筒の背面図（本体部側から見た図）、図７（Ａ）は外筒の正面図（輸送ホース側から見た図）、図７（Ｂ）は外筒の側面図、図７（Ｃ）は外筒の背面図（本体部側から見た図）、図８（Ａ）は内筒の正面図（輸送ホース側から見た図）、図８（Ｂ）は内筒の側面図、図８（Ｃ）は内筒の背面図（本体部側から見た図）、図９は、図８とは別の周位置から見た内筒の側面図である。これらの図４及び図６～図９に示すとおり、供給筒７０は、内筒７０Ａ、外筒７０Ｂ、集塵筒７２を備えている。
次に、図４，図６～図９を参照して、本体部１０１Ａの上流側に位置する供給筒７０の構成について説明する。図６（Ａ）は供給筒の正面図（輸送ホース側から見た図）、図６（Ｂ）は供給筒の側面図、図６（Ｃ）は供給筒の背面図（本体部側から見た図）、図７（Ａ）は外筒の正面図（輸送ホース側から見た図）、図７（Ｂ）は外筒の側面図、図７（Ｃ）は外筒の背面図（本体部側から見た図）、図８（Ａ）は内筒の正面図（輸送ホース側から見た図）、図８（Ｂ）は内筒の側面図、図８（Ｃ）は内筒の背面図（本体部側から見た図）、図９は、図８とは別の周位置から見た内筒の側面図である。これらの図４及び図６～図９に示すとおり、供給筒７０は、内筒７０Ａ、外筒７０Ｂ、集塵筒７２を備えている。
【0043】
内筒７０Ａは、輸送ホース６１によって輸送されてくる固体触媒１００Ａを本体部１０１へと案内する多孔状（メッシュ状）の筒状部材である。内筒７０Ａの周面に設けられた多孔７０Ｃの各々の孔径は、固体触媒１００Ａの最小辺の長さより十分に小さく、かつ、除去すべき不要な粉塵２００の粒径より十分に大きいサイズに設定されている。
【0044】
外筒７０Ｂは、内筒７０Ａを覆うようにして設けられた概略筒状の部材である。ここで、図３，図４に示すとおり、触媒敷設用ノズル１０１の使用時には、本体部１０１Ａの吐出口１０１Ｂが作業者Ｕの前方斜め下向きの姿勢に設定されるので、外筒７０Ｂは、内筒７０Ａと共に作業者Ｕの前方斜め上向きの姿勢に設定される。この外筒７０Ｂは、内筒７０Ａと中心線を一致させた状態（同軸）で固定される。但し、使用時における内筒７０Ａと外筒７０Ｂとの隙間の上方側の空間Ａが大きくなるように、外筒７０Ｂと内筒７０Ａとが互いに偏心した状態で固定されてもよい（固定方法の例は後述する。）。
【0045】
集塵筒７２は、内筒７０Ａの多孔７０Ｃを介して外筒７０Ｂの空間Ａへと移動した粉塵２００を集塵ホース７３で排出するために、外筒７０Ｂの上部外壁の途中に設けられた筒状の部材である。輸送される固体触媒１００Ａ同士の接触による摩耗（粉化）や、固体触媒１００Ａと管壁との接触によって生じた粉塵２００は、内筒７０Ａの内部を浮遊するので、内筒７０Ａの多孔７０Ｃから上記の空間Ａへと入りこみ、集塵筒７２を介して集塵ホース７３へ吸引されていく。なお、当該空間Ａから集塵筒７２へと集塵２００をスムーズに吸引するために、集塵筒７２の姿勢は適当な角度だけ傾斜した姿勢に設定されている。
【0046】
因みに、触媒敷設用ノズル１０１の使用時には、供給筒７０の内筒７０Ａ及び外筒８０Ｂは、斜め上向きの姿勢に設定され、集塵筒７２姿勢は略水平に設定される。
また、図７～図９に示すとおり、内筒７０Ａの上流寄りには鍔部７０Ａ－１が設けられ、外筒７０Ｂの上流寄りには鍔部７０Ｂ－１が設けられており、図６に示すとおり外筒７０Ｂの内部に内筒７０Ａが挿入された状態では、互いの鍔部７０Ａ－１，７０Ｂ－１が重なり合うので、内筒７０Ａと外筒７０Ｂの位置決めを行うことが容易になっている。
また、図７～図９に示すとおり、内筒７０Ａの上流寄りには鍔部７０Ａ－１が設けられ、外筒７０Ｂの上流寄りには鍔部７０Ｂ－１が設けられており、図６に示すとおり外筒７０Ｂの内部に内筒７０Ａが挿入された状態では、互いの鍔部７０Ａ－１，７０Ｂ－１が重なり合うので、内筒７０Ａと外筒７０Ｂの位置決めを行うことが容易になっている。
【0047】
また、内筒７０Ａと外筒７０Ｂは、鍔部７０Ａ－１，７０Ｂ－１に設けられた複数のボルト孔ＨＢ，ＨＢ，…を介して同軸となるようボルトで固定される。なお、鍔部７０Ａ－１と鍔部７０Ｂ－１とは、ボルトで固定される代わりに、クランプで挟んで固定されてもよいし、溶接により固定されてもよい。特に、内筒７０Ａと外筒７０Ｂとを意図的に偏心させる場合には、内筒７０Ａと外筒７０Ｂとを偏心させた状態で、鍔部７０Ａ－１と鍔部７０Ｂ－１とをクランプ又は溶接により固定してもよい。
【0048】
そして、図３に示したバキューム装置４０，４０から吸引される粉塵２００を含む流体（ここでは空気）の流量（ｍ３／ｈ）と、輸送装置６０による固体触媒１００Ａの輸送速度（ｔ／ｈ）とは、それぞれ適切に設定されており、その結果として、吐出口１０１Ｂから単位時間当たりに吐出される粉塵２００の量が許容範囲に収まるようになっている。
【0049】
[触媒敷設用ノズルの仕様]
以下、触媒敷設用ノズル１０１の仕様の一例について説明する。
触媒敷設用ノズル１０１の材質：超高分子量ポリエチレン
触媒敷設用ノズル１０１の外径：４６４ｍｍ
触媒敷設用ノズル１０１の内径：４４５ｍｍ
吐出口１０１Ｂの径：４４５ｍｍ
触媒敷設用ノズル１０１の長さ：７５０ｍｍ
集塵筒１０２の材質：塩化ビニル
集塵筒１０２の外径：１１４ｍｍ
集塵筒１０２の内径：１０７ｍｍ
集塵筒１０２の長さ（邪魔板１０２除く）：１００ｍｍ
集塵筒１０２の長さ（邪魔板１０２含む）：３７０ｍｍ
外筒７０Ｂの材質：ＳＳ４００
外筒７０Ｂの外径：１６５ｍｍ
外筒７０Ｂの内径：１６１．８ｍｍ
外筒７０Ｂの長さ：５００ｍｍ
内筒７０Ａの材質：ＳＳ４００
内筒７０Ａの外径：１０１ｍｍ
内筒７０Ａの内径：９７．８ｍｍ
内筒７０Ａの長さ：６００ｍｍ
集塵筒７２の材質：ＳＳ４００
集塵筒７２の外径：７５．３ｍｍ
集塵筒７２の内径：７２．１ｍｍ
集塵筒７２の長さ：３００ｍｍ
１台分のバキューム装置４０の流量：８０ｍ３／ｈ
輸送装置６０の輸送速度：１．５（ｔ／ｈ）
以下、触媒敷設用ノズル１０１の仕様の一例について説明する。
触媒敷設用ノズル１０１の材質：超高分子量ポリエチレン
触媒敷設用ノズル１０１の外径：４６４ｍｍ
触媒敷設用ノズル１０１の内径：４４５ｍｍ
吐出口１０１Ｂの径：４４５ｍｍ
触媒敷設用ノズル１０１の長さ：７５０ｍｍ
集塵筒１０２の材質：塩化ビニル
集塵筒１０２の外径：１１４ｍｍ
集塵筒１０２の内径：１０７ｍｍ
集塵筒１０２の長さ（邪魔板１０２除く）：１００ｍｍ
集塵筒１０２の長さ（邪魔板１０２含む）：３７０ｍｍ
外筒７０Ｂの材質：ＳＳ４００
外筒７０Ｂの外径：１６５ｍｍ
外筒７０Ｂの内径：１６１．８ｍｍ
外筒７０Ｂの長さ：５００ｍｍ
内筒７０Ａの材質：ＳＳ４００
内筒７０Ａの外径：１０１ｍｍ
内筒７０Ａの内径：９７．８ｍｍ
内筒７０Ａの長さ：６００ｍｍ
集塵筒７２の材質：ＳＳ４００
集塵筒７２の外径：７５．３ｍｍ
集塵筒７２の内径：７２．１ｍｍ
集塵筒７２の長さ：３００ｍｍ
１台分のバキューム装置４０の流量：８０ｍ３／ｈ
輸送装置６０の輸送速度：１．５（ｔ／ｈ）
【0050】
[実施形態の効果]
以上説明したとおり、本実施形態に係る触媒敷設用ノズル１０１によれば、供給筒７０から供給された固体触媒１００Ａを含む流体（ここでは空気）は、最初に邪魔板１０２Ａの方向に向かい、その後、邪魔板１０２Ａにて進路を変化させて下方の吐出口に向かう（図４）。一方、固体触媒１００Ａ同士又は固体触媒１００Ａ及び管壁の衝突で生じた粉塵２００は、本体部１０１Ａ内を浮遊するので、吐出口１０１Ｂから下方へ落下することなく、邪魔板１０２の反対側（集塵筒１０２に正対する側）へと回り込むので、集塵筒１０２へと吸引されていく（図５（Ｃ））。したがって、本実施形態に係る触媒敷設用ノズル１０１によれば、吐出口１０１Ｂから吐出される粉塵２００の量を軽減することにより、作業環境を良好にすることができると共に、固体触媒層１０Ａに混入する粉塵２００の量が軽減された分だけ、転化器１０の初期の圧力損失が抑制されるため、より長期間の操業継続が可能になるという効果がある。
以上説明したとおり、本実施形態に係る触媒敷設用ノズル１０１によれば、供給筒７０から供給された固体触媒１００Ａを含む流体（ここでは空気）は、最初に邪魔板１０２Ａの方向に向かい、その後、邪魔板１０２Ａにて進路を変化させて下方の吐出口に向かう（図４）。一方、固体触媒１００Ａ同士又は固体触媒１００Ａ及び管壁の衝突で生じた粉塵２００は、本体部１０１Ａ内を浮遊するので、吐出口１０１Ｂから下方へ落下することなく、邪魔板１０２の反対側（集塵筒１０２に正対する側）へと回り込むので、集塵筒１０２へと吸引されていく（図５（Ｃ））。したがって、本実施形態に係る触媒敷設用ノズル１０１によれば、吐出口１０１Ｂから吐出される粉塵２００の量を軽減することにより、作業環境を良好にすることができると共に、固体触媒層１０Ａに混入する粉塵２００の量が軽減された分だけ、転化器１０の初期の圧力損失が抑制されるため、より長期間の操業継続が可能になるという効果がある。
【0051】
［邪魔板の第一の変形例］
なお、上述した実施形態では、集塵筒１０２及び邪魔板１０２Ａの全体が筒状部材の一部を半割状にした形状となっていたが、図１０に示すとおり集塵筒１０２と邪魔板１０２とは別体で構成されてもよい。図１０の例では、邪魔板１０２Ａの形状は板状とされており、邪魔板１０２Ａの幅は集塵筒１０２の径よりやや大きい程度に設定されており、図４，図５に示した邪魔板１０２Ａと同様に、図１０の邪魔板１０２Ａの左右端と本体部１０１Ａの内壁との間には隙間が設けられる。邪魔板１０２Ａの長さは、本体部１０１Ａの長さの半分程度に設定されており、邪魔板１０２Ａの取り付け先は、集塵筒１０２又は本体部１０１Ａの少なくとも一方である。
なお、上述した実施形態では、集塵筒１０２及び邪魔板１０２Ａの全体が筒状部材の一部を半割状にした形状となっていたが、図１０に示すとおり集塵筒１０２と邪魔板１０２とは別体で構成されてもよい。図１０の例では、邪魔板１０２Ａの形状は板状とされており、邪魔板１０２Ａの幅は集塵筒１０２の径よりやや大きい程度に設定されており、図４，図５に示した邪魔板１０２Ａと同様に、図１０の邪魔板１０２Ａの左右端と本体部１０１Ａの内壁との間には隙間が設けられる。邪魔板１０２Ａの長さは、本体部１０１Ａの長さの半分程度に設定されており、邪魔板１０２Ａの取り付け先は、集塵筒１０２又は本体部１０１Ａの少なくとも一方である。
【0052】
［邪魔板の第二の変形例］
なお、図４，図５の例又は図１０の例では、邪魔板１０２Ａの左右端と本体部１０１Ａの内壁との間に隙間を設け、邪魔板１０２の反対側（集塵筒１０２に正対する側）へ回り込む粉塵を増やして吸引効果を高めたが、このような隙間を介して一部の固体触媒が粉塵と共に吸引されてしまう可能性もある。そこで、粉塵の吸引効果の低下を許容して固体触媒の輸送効率を向上させたい場合には、邪魔板１０２Ａの幅を拡大して本体部１０１Ａの内壁に近接又は密接させてもよい。
つまり、本実施形態において、邪魔板１０２Ａの左右端と本体部１０１Ａとの間の隙間の大きさは、粉塵の吸引効果と固体触媒の輸送効率とのバランスが所望のバランスになるよう適切に設定されることが望ましい。
同様に、本実施形態において、本体部１０１Ａの吐出口寄りに設けられる邪魔板１０２Ａの存在しない空間の大きさ（邪魔板１０２Ａの長さによって決まる大きさ）は、粉塵の吸引効果と固体触媒の輸送効率とのバランスが所望のバランスになるよう適切に設定されることが望ましい。
なお、図４，図５の例又は図１０の例では、邪魔板１０２Ａの左右端と本体部１０１Ａの内壁との間に隙間を設け、邪魔板１０２の反対側（集塵筒１０２に正対する側）へ回り込む粉塵を増やして吸引効果を高めたが、このような隙間を介して一部の固体触媒が粉塵と共に吸引されてしまう可能性もある。そこで、粉塵の吸引効果の低下を許容して固体触媒の輸送効率を向上させたい場合には、邪魔板１０２Ａの幅を拡大して本体部１０１Ａの内壁に近接又は密接させてもよい。
つまり、本実施形態において、邪魔板１０２Ａの左右端と本体部１０１Ａとの間の隙間の大きさは、粉塵の吸引効果と固体触媒の輸送効率とのバランスが所望のバランスになるよう適切に設定されることが望ましい。
同様に、本実施形態において、本体部１０１Ａの吐出口寄りに設けられる邪魔板１０２Ａの存在しない空間の大きさ（邪魔板１０２Ａの長さによって決まる大きさ）は、粉塵の吸引効果と固体触媒の輸送効率とのバランスが所望のバランスになるよう適切に設定されることが望ましい。
【0053】
［邪魔板の第三の変形例］
また、図４，図５に示す邪魔板１０２Ａ、又は、図１０に示す邪魔板１０２Ａには、固体触媒２００Ａが通過できずに粉塵２００が通過可能なサイズの多孔が形成されていてもよい。また、その場合は、邪魔板１０２の長さを本体部１０１Ａの長さと同じ程度まで延在させ、邪魔板１０２Ａの幅を本体部１０１Ａの内壁に近接する程度まで延在させてもよい。なぜなら、邪魔板１０２Ａに多孔を設けた場合には、吐出口１０１Ｂ寄りに邪魔板１２Ａの存在しない空間や、本体部１０１Ａの内壁と邪魔板１０２Ａとの間の隙間を設けなかったとしても、邪魔板１０２Ａの多孔を介して集塵筒１０２の側へ粉塵のみを送ることができるので、固体触媒の輸送効率と粉塵の吸引効果との両立を図ることができるからである。
また、図４，図５に示す邪魔板１０２Ａ、又は、図１０に示す邪魔板１０２Ａには、固体触媒２００Ａが通過できずに粉塵２００が通過可能なサイズの多孔が形成されていてもよい。また、その場合は、邪魔板１０２の長さを本体部１０１Ａの長さと同じ程度まで延在させ、邪魔板１０２Ａの幅を本体部１０１Ａの内壁に近接する程度まで延在させてもよい。なぜなら、邪魔板１０２Ａに多孔を設けた場合には、吐出口１０１Ｂ寄りに邪魔板１２Ａの存在しない空間や、本体部１０１Ａの内壁と邪魔板１０２Ａとの間の隙間を設けなかったとしても、邪魔板１０２Ａの多孔を介して集塵筒１０２の側へ粉塵のみを送ることができるので、固体触媒の輸送効率と粉塵の吸引効果との両立を図ることができるからである。
【0054】
［固体触媒の変形例］
上述した実施形態では、空気輸送の対象を断面星形の中空状の固体触媒１００Ａとしたが、固体触媒の形状はこれに限定されることはなく、複数の中空部を有した固体触媒（例えば井桁状の固体触媒）や、星形以外の断面形状を有した固体触媒や、側面に多数の溝を形成した固体触媒など、様々な形状の固体触媒を適用することができる。また、固体触媒の性状（Ｖ品位など）も上述したものに限定されることはない。
上述した実施形態では、空気輸送の対象を断面星形の中空状の固体触媒１００Ａとしたが、固体触媒の形状はこれに限定されることはなく、複数の中空部を有した固体触媒（例えば井桁状の固体触媒）や、星形以外の断面形状を有した固体触媒や、側面に多数の溝を形成した固体触媒など、様々な形状の固体触媒を適用することができる。また、固体触媒の性状（Ｖ品位など）も上述したものに限定されることはない。
【0055】
［敷設対象の変形例］
上述した実施形態では、転化器１０の触媒層１０Ａを敷設対象としたが、転化器１０の保護層１０Ｃとしてもよい。
上述した実施形態では、転化器１０の触媒層１０Ａを敷設対象としたが、転化器１０の保護層１０Ｃとしてもよい。
【0056】
［ガス反応設備の変形例］
また、上述した実施形態では、固体触媒又は磁器ボールの敷設先となるガス反応設備を転化器１０をとしたが、プレコンバータ２０を敷設先とすることも可能である。
また、上述した実施形態では、固体触媒又は磁器ボールの敷設先となるガス反応設備を転化器１０をとしたが、プレコンバータ２０を敷設先とすることも可能である。
【0057】
［その他の変形例］
以上のように、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能であることはいうまでもない。
以上のように、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【0058】
１ 硫酸製造プラント
１０ 転化器
１００Ａ 固体触媒
１００Ｃ 磁器ボール
１０１ 触媒敷設用ノズル
１０１Ａ 本体部
１０１Ｂ 吐出口
１０１Ｃ 蓋部
１０２ 集塵筒
１０２Ａ 邪魔板
１０Ａ 触媒層
１０Ｂ 棚板
１０Ｃ 保護層
１１ 廃熱ボイラー１１
１２ ブロワ
１３ａ～１３ｆ 熱交換器
２ 触媒敷設システム
２０ プレコンバータ
２００ 触媒粉（粉塵）
２５，２６ 吸収塔
２７，２８ ミストエリミネータ
２９ ブロワ２９
３０ 篩別器
３０ ＳＯ３クーラー
３００ 支持台
４０ バキューム装置
６０ 空気輸送装置
６１ 輸送ホース（輸送配管）
７０ 供給筒
７０ 集塵ノズル
７０Ａ 内筒
７０Ａ－１ 鍔部
７０Ｂ 外筒
７０Ｂ－１ 鍔部
７０Ｃ 多孔
７１ 外筒
７２ 集塵筒
７３ 集塵ホース
ＨＢ ボルト孔
Ｈｉｎ 楕円孔
Ｈｏｕｔ 円孔
１０ 転化器
１００Ａ 固体触媒
１００Ｃ 磁器ボール
１０１ 触媒敷設用ノズル
１０１Ａ 本体部
１０１Ｂ 吐出口
１０１Ｃ 蓋部
１０２ 集塵筒
１０２Ａ 邪魔板
１０Ａ 触媒層
１０Ｂ 棚板
１０Ｃ 保護層
１１ 廃熱ボイラー１１
１２ ブロワ
１３ａ～１３ｆ 熱交換器
２ 触媒敷設システム
２０ プレコンバータ
２００ 触媒粉（粉塵）
２５，２６ 吸収塔
２７，２８ ミストエリミネータ
２９ ブロワ２９
３０ 篩別器
３０ ＳＯ３クーラー
３００ 支持台
４０ バキューム装置
６０ 空気輸送装置
６１ 輸送ホース（輸送配管）
７０ 供給筒
７０ 集塵ノズル
７０Ａ 内筒
７０Ａ－１ 鍔部
７０Ｂ 外筒
７０Ｂ－１ 鍔部
７０Ｃ 多孔
７１ 外筒
７２ 集塵筒
７３ 集塵ホース
ＨＢ ボルト孔
Ｈｉｎ 楕円孔
Ｈｏｕｔ 円孔
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】