JP5677787B2

JP5677787B2 - 脱硝制御装置及び脱硝制御方法

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Publication number: JP5677787B2
Application number: JP2010194515A
Authority: JP
Inventors: 古家　秀彦; 秀彦古家; 修治松熊; 徹絹川
Original assignee: NS Plant Designing Corp; Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd; Nippon Steel Plant Designing Corp
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2030-08-31
Also published as: JP2012050912A

Description

本発明は、廃棄物処理炉から排出される排ガス中のＮＯｘ濃度を低減するための脱硝制御装置及び脱硝制御方法に関する。

ごみなどの廃棄物の処理を行う廃棄物処理設備には、溶融炉や焼却炉などの廃棄物処理炉から排出される排ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去してＮＯｘ濃度を規制値以下とするための排ガス処理設備が備えられている。排ガス処理設備では、排ガス中にアンモニア（ＮＨ_３）を注入してＮＯｘと化学反応させることにより、ＮＯｘを窒素と水に分解してＮＯｘ濃度を低減させることが行われる。その際、過剰にアンモニアを注入すると、リークアンモニアとして外部に排出され問題となる一方、アンモニア注入量が不足すると、排ガス中のＮＯｘ濃度が規制値を超えて問題となる。

そのため、処理すべきＮＯｘ量に見合った適正なアンモニア量を注入するための脱硝制御方法が種々提案されている。例えば、特許文献１では、脱硝触媒装置入口ＮＯｘ濃度が脱硝触媒装置を通過する排ガス量に比例することから、排ガス量に基づいて求めたＮＯｘの分解に必要な量のアンモニアを吹込んで煙突出口ＮＯｘ濃度を制御する方法が開示されている。

また、特許文献２では、処理前のＮＯｘ流量と目標とするＮＯｘ流量との偏差量に対応した偏差ＮＯｘ流量を求める工程と、処理後のＮＯｘ濃度と目標とするＮＯｘ濃度との偏差量に対応したＮＯｘ濃度補正量を求める工程と、脱硝設備での実績の脱硝率と目標とする脱硝率との偏差量に対応した脱硝率補正量を求める工程と、処理後の排ガス中のアンモニア濃度と目標とするアンモニア濃度との偏差量に対応したアンモニア濃度補正量を求める工程と、ＮＯｘ濃度補正量、脱硝率補正量、アンモニア濃度補正量の内少なくとも１つの補正量に基づいて偏差ＮＯｘ流量を補正した補正ＮＯ_Ｘ流量を求める工程と、補正ＮＯｘ流量に基づいて吹込みアンモニア流量目標値を求めて処理前排ガスに注入するアンモニア流量を制御する工程とを備えた脱硝制御方法が開示されている。

さらにまた、特許文献３では、脱硝反応槽（脱硝触媒装置）の出側に設置したＮＯｘ分析計により得られる排ガス中のＮＯｘ濃度に基づいて、脱硝反応槽中のアンモニア量が常にアンモニア吸着能力の最大値以内に保持されるように、アンモニアの注入量をＯＮ−ＯＦＦ制御する方法が開示されている。

特開２００３−１６４７２５号公報特開２００５−１６９３３１号公報特開昭５５−１８５８号公報

しかしながら、特許文献１の制御方法では、脱硝プロセスにおける時間遅れ（数分〜数十分）を考慮していないため、ＮＯｘ濃度の急激な変動に追随できず制御精度が悪いという問題がある。
一方、特許文献２の制御方法は、脱硝プロセス内の遅れ時間を考慮するむだ時間補正部を備えているが、その効果について開示されていないうえ、制御系が複雑であるという問題がある。
また、特許文献３の制御方法は、吸着アンモニアがバッファーとなり脱硝プロセスにおける時間遅れを考慮する必要はないが、ＮＯｘ濃度が設定値まで上昇した際に電磁弁を開いてアンモニアを注入し、所定時間経過後、電磁弁を閉じるようにしているため、吸着アンモニア量が低下したときにＮＯｘ濃度が急激に変動した場合、ＮＯｘ濃度の急激な変動を処理できず、ＮＯｘ濃度のピークが規制値を超えるおそれがある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、脱硝プロセスの大きな時間遅れを考慮する必要が無く、ＮＯｘ量が急激に変動しても煙突出口ＮＯｘ濃度を規制値以下に抑えることが可能な脱硝制御装置及び脱硝制御方法を提供することを目的とする。

本発明者等は、排ガスを排出する煙突出口における窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度のピークが脱硝触媒装置内に残存する残存アンモニア量に依存することを発見した。図１０（Ａ）は従来の排ガス処理設備における脱硝触媒装置入口及び煙突出口におけるＮＯｘ濃度の時刻歴変化、図１０（Ｂ）はその際のアンモニア吹込量及び脱硝触媒装置内に残存する残存アンモニア量の時刻歴変化を示したものである。ここで、脱硝触媒装置内に残存する残存アンモニア量は、（アンモニア吹込量（ｋｇ／ｈ）−アンモニア消費量（ｋｇ／ｈ））の積算値である。同図より、脱硝触媒装置内にアンモニアが充分残存していると、煙突出口ＮＯｘ濃度が低くなりピークが発生しないという知見が得られた。

本願発明は上記知見に基づくものであり、第１の発明は、廃棄物処理炉から排出される排ガスを処理する排ガス処理設備に備えられた脱硝触媒装置にアンモニアを吹込んで前記排ガス中のＮＯｘを分解することにより、前記排ガスを排出する煙突出口における煙突出口ＮＯｘ濃度を低減する脱硝制御装置において、前記脱硝触媒装置入口における排ガス中のＮＯｘ量を算出し、算出された前記ＮＯｘ量に基づいて前記脱硝触媒装置に吹込むアンモニア吹込量を算出する手段と、単位時間当たりのアンモニア吹込量から単位時間当たりのアンモニア消費量を差し引いた値を積算し、その算出値を前記脱硝触媒装置内に残存する残存アンモニア量とし、前記残存アンモニア量が前記ＮＯｘ量の最大変動分を窒素と水に分解できる一定範囲となるように前記アンモニア吹込量を補正する手段とを備えることを特徴としている。
ただし、前記ＮＯｘ量の最大変動分は、前記排ガス処理設備の試運転時に、前記脱硝触媒装置入口に設置したＮＯｘ分析計によりＮＯｘ濃度を測定して平均値を求めておき、その値に、前記排ガス処理設備で想定される排ガス流量の変動率を掛けて求める。

また、第２の発明は、廃棄物処理炉から排出される排ガスを処理する排ガス処理設備に備えられた脱硝触媒装置にアンモニアを吹込んで前記排ガス中のＮＯｘを分解することにより、前記排ガスを排出する煙突出口における煙突出口ＮＯｘ濃度を低減する脱硝制御方法において、前記脱硝触媒装置入口における排ガス中のＮＯｘ量を算出し、算出された前記ＮＯｘ量に基づいて前記脱硝触媒装置に吹込むアンモニア吹込量を算出する工程と、単位時間当たりのアンモニア吹込量から単位時間当たりのアンモニア消費量を差し引いた値を積算し、その算出値を前記脱硝触媒装置内に残存する残存アンモニア量とし、前記残存アンモニア量が前記ＮＯｘ量の最大変動分を窒素と水に分解できる一定範囲となるように前記アンモニア吹込量を補正する工程とを備えることを特徴としている。
ただし、前記ＮＯｘ量の最大変動分は、前記排ガス処理設備の試運転時に、前記脱硝触媒装置入口に設置したＮＯｘ分析計によりＮＯｘ濃度を測定して平均値を求めておき、その値に、前記排ガス処理設備で想定される排ガス流量の変動率を掛けて求める。

第１及び第２の発明では、脱硝触媒装置内に残存する残存アンモニア量が、脱硝触媒装置入口におけるＮＯｘ量の最大変動分を窒素と水に分解できる一定範囲となるように制御することにより、ＮＯｘ量の急激な変動に対して脱硝触媒装置内の残存アンモニアで処理（ＮＯｘを窒素と水に分解してＮＯｘ濃度を低減）することが可能となる。その結果、煙突出口ＮＯｘ濃度のピークが抑えられ、煙突出口ＮＯｘ濃度を常に規制値以下に維持することができる。

また、第１の発明に係る脱硝制御装置では、前記煙突出口ＮＯｘ濃度が設定値を超えると、前記アンモニア吹込量を一定時間強制的に増量すると共に、前記残存アンモニア量の算出値を補正する手段を備えることを好適とする。

また、第２の発明に係る脱硝制御方法では、前記煙突出口ＮＯｘ濃度が設定値を超えると、前記アンモニア吹込量を一定時間強制的に増量すると共に、前記残存アンモニア量の算出値を補正する工程を備えることを好適とする。

前記残存アンモニア量の算出値は、各計測器（排ガス流量計、ＮＯｘ分析計、アンモニア流量計）の計器誤差及び脱硝触媒装置の経年変化による性能変化等により、実際の残存アンモニア量との間に生じる誤差が累積する懸念があるが、上記構成により、累積誤差を解消することができる。

また、第１の発明に係る脱硝制御装置では、前記煙突出口ＮＯｘ濃度の測定値と前記煙突出口ＮＯｘ濃度の目標値との偏差に比例する制御出力の時間平均値に基づいて脱硝触媒装置入口におけるＮＯｘ量を補正する手段を備えていてもよい。

また、第２の発明に係る脱硝制御方法では、前記煙突出口ＮＯｘ濃度の測定値と前記煙突出口ＮＯｘ濃度の目標値との偏差に比例する制御出力の時間平均値に基づいて脱硝触媒装置入口におけるＮＯｘ量を補正する工程を備えていてもよい。

上記構成により、脱硝触媒装置入口におけるＮＯｘ量の算出値を実際のＮＯｘ量に近づけることができ、アンモニアの無駄吹き（ＮＯｘ濃度が低いにもかかわらずアンモニアの吹込みを行うこと）を防止することができる。

本発明では、脱硝触媒装置内に残存する残存アンモニア量を算出し、残存アンモニア量が脱硝触媒装置入口におけるＮＯｘ量の最大変動分を窒素と水に分解できる一定範囲となるようにアンモニア吹込量を制御することにより、脱硝プロセスの大きな時間遅れを考慮すること無く、ＮＯｘ量が急激に変動しても煙突出口ＮＯｘ濃度を規制値以下に抑えることが可能となる。

排ガス処理設備の構成の一例を示す模式図である。本発明の一実施の形態に係る脱硝制御装置のブロック図である。制御出力と第１補正係数との関係の一例を示すグラフである。ＮＯｘ量とアンモニア吹込量との関係の一例を示すグラフである。残存アンモニア量と第２補正係数との関係の一例を示すグラフである。排ガス量とアンモニア吹込量との関係の一例を示すグラフである。制御出力とアンモニア吹込量との関係の一例を示すグラフである。（Ａ）は煙突出口ＮＯｘ濃度、（Ｂ）はアンモニア吹込量それぞれの時刻歴変化の一例を示したグラフである。排ガス中のＮＯｘ濃度の低減効果について、本発明の一実施の形態に係る脱硝制御方法と従来の脱硝制御方法とを比較した試験結果のグラフである。（Ａ）は従来の排ガス処理設備における脱硝触媒装置入口及び煙突出口におけるＮＯｘ濃度、（Ｂ）はその際のアンモニア吹込量及び脱硝触媒装置内に残存する残存アンモニア量それぞれの時刻歴変化を示した試験結果のグラフである。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態に付き説明し、本発明の理解に供する。

図１は、廃棄物処理設備に備えられている排ガス処理設備の一例を示した模式図である。溶融炉や焼却炉などの廃棄物処理炉（図示省略）から排出された排ガスは、ボイラ１１に送られて熱回収された後、排ガス温度調節器１２で所定温度まで冷却され、濾過式集塵器１３で除塵される。除塵された排ガスは、誘引通風機１４により脱硝触媒装置１５に送られ、脱硝触媒装置１５において脱硝された後、煙突１６から排出される。

脱硝触媒装置１５内では、排ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）が、装置内部に配置された触媒層に吸着したアンモニア（ＮＨ_３）と反応して窒素と水に分解する。
誘引通風機１４と脱硝触媒装置１５との間に設けられた排ガス管路１７にはアンモニア管路２１の終端が接続されており、アンモニア管路２１の始端に備えられたアンモニア供給装置１８からアンモニア管路２１を介して送給されたアンモニアは、排ガス管路１７内に吹込まれることにより脱硝触媒装置１５内に供給される。

また、アンモニア管路２１の経路上には制御弁２０が設けられており、後述する（図２に示す）脱硝制御装置１０によって制御弁２０の開閉度を制御することにより、アンモニアの吹込量が調節される。脱硝制御装置１０は、誘引通風機１４と脱硝触媒装置１５との間に設置したＮＯｘ分析計２２、煙突１６に設置したＮＯｘ分析計２３及び排ガス流量計２４、並びにアンモニア管路２１上に設置したアンモニア流量計１９の各出力に基づいてアンモニア吹込量を算出して制御弁２０の開閉度を制御することにより、煙突出口における煙突出口ＮＯｘ濃度を低減している。

本発明の一実施の形態に係る脱硝制御装置１０のブロック図を図２に示す。本脱硝制御装置１０が備える主たる機能は以下の通りである。
（１）アンモニア吹込量算出手段（工程）：脱硝触媒装置１５入口における排ガス中のＮＯｘ量を算出（ＮＯｘ量算出部３５）し、算出されたＮＯｘ量に基づいて脱硝触媒装置１５に吹込むアンモニア吹込量を算出（アンモニア吹込量算出部４０）する。
（２）第１の補正手段（工程）：煙突出口ＮＯｘ濃度の測定値と煙突出口ＮＯｘ濃度の目標値との偏差に比例する制御出力（煙突出口ＮＯｘ濃度調節部３２）の時間平均値を算出（制御出力傾向演算部３６）し、この時間平均値に基づいてＮＯｘ量の算出値を補正（第１補正係数算出部３７）する。
（３）第２の補正手段（工程）：脱硝触媒装置１５内に残存する残存アンモニア量を算出（残存アンモニア量算出部４１）し、ＮＯｘ量の最大変動分を処理できる範囲で残存アンモニア量が一定となるようにアンモニア吹込量の算出値を補正（第２補正係数算出部４３）する。ＮＯｘ量の最大変動範囲は、廃棄物処理設備の試運転時に、脱硝触媒装置１５入口に設置したＮＯｘ分析計２２によりＮＯｘ濃度を測定して平均値を求めておき、その値に、廃棄物処理設備で想定される排ガス流量（脱硝触媒装置１５入口におけるガス流量）の変動率を掛けて求める。
（４）アンモニア強制増量手段（工程）：煙突出口ＮＯｘ濃度が設定値（例えば、規制値の８割の値）を超えると、アンモニア吹込量を一定時間強制的に増量（アンモニア強制増量部４５）すると共に、残存アンモニア量の算出値を補正（残存アンモニア量算出部４１）する。

以下、脱硝制御装置１０の構成及び動作について詳細に説明する。
脱硝触媒装置入口ＮＯｘ濃度算出部３１では、誘引通風機１４と脱硝触媒装置１５との間に設置したＮＯｘ分析計２２の出力に基づいて脱硝触媒装置１５入口におけるＮＯｘ濃度を算出する。また、排ガス流量算出部３０では、煙突１６に設置された排ガス流量計２４の出力に基づいて排ガス流量を算出する。脱硝触媒装置入口ＮＯｘ濃度算出部３１で算出された脱硝触媒装置入口ＮＯｘ濃度と排ガス流量算出部３０で算出された排ガス流量は、ＮＯｘ量算出部３５において掛け合わされ、脱硝触媒装置１５入口におけるＮＯｘ量が算出される。

一方、煙突出口ＮＯｘ濃度調節部３２では、煙突１６に設置したＮＯｘ分析計２３の出力に基づいて制御出力（操作出力）を算出する。具体的には、ＮＯｘ分析計２３により得られた煙突出口における煙突出口ＮＯｘ濃度の測定値と、図示しない入力装置を用いて入力された煙突出口ＮＯｘ濃度の目標値との偏差に比例する制御出力を０〜１００％の範囲で算出する。
そして、制御出力傾向演算部３６において、制御出力の時間平均値（例えば１時間当たりの制御出力の平均値）が算出され、制御出力の時間平均値に基づいて、前述したＮＯｘ量算出部３５において算出された脱硝触媒装置１５入口におけるＮＯｘ量を補正するための第１補正係数が第１補正係数算出部３７において算出される。第１補正係数算出部３７では、図３に示すような制御出力と第１補正係数との関係に基づいて第１補正係数を算出する。即ち、制御出力がｂ_１％以上ｂ_２％以下の場合は第１補正係数を１とし、制御出力がｂ_１％未満の場合は、制御出力の大きさに応じて第１補正係数を１より小さくする（例えば、制御出力０％のとき第１補正係数を０．９とする。）と共に、制御出力がｂ_２％超の場合は、制御出力の大きさに応じて第１補正係数を１より大きくする（例えば、制御出力１００％のとき第１補正係数を１．１とする。）。ここで、ｂ_１としては例えば２０〜３０％、ｂ_２としては例えば７０〜８０％とすることができる。

第１補正部３８では、ＮＯｘ量算出部３５において算出されたＮＯｘ量に、第１補正係数算出部３７において算出された第１補正係数を掛け合わせてＮＯｘ量の補正を行う。即ち、煙突出口ＮＯｘ濃度が高くなるとＮＯｘ量を増量する補正が行われ、煙突出口ＮＯｘ濃度が低くなるとＮＯｘ量を減量する補正が行われる。

アンモニア吹込量算出部４０では、図４に示すようなＮＯｘ量とアンモニア吹込量との関係に基づいてアンモニア吹込量を算出する。図４の例では、ＮＯｘ量がｃ（Ｎｍ^３／ｈ）以下の場合はアンモニア吹込量を一定値とし、最低アンモニア吹込量としている。一方、ｃ（Ｎｍ^３／ｈ）を超えると、ＮＯｘ量の大きさに応じてアンモニア吹込量を増量するようにしている。ここで、ｃとしては例えば、最大ＮＯｘ量を１８Ｎｍ^３／ｈとすると、その１割の１．８Ｎｍ^３／ｈとすることができる。
なお、アンモニア吹込量は、ＮＯｘ量にアンモニア当量比（０．７〜１．３）を掛けて算出する。この当量比は、廃棄物処理設備の試運転において、脱硝触媒装置１５の入／出のＮＯｘ量及び脱硝率を測定、検証して決定する。

次に、脱硝触媒装置１５内に残存する残存アンモニア量が一定となるようにアンモニア吹込量を補正する手段（工程）について説明する。
アンモニア流量算出部３３では、アンモニア管路２１上に設置したアンモニア流量計１９の出力に基づいてアンモニア供給装置１８から供給されるアンモニア流量を算出する。
残存アンモニア量算出部４１では、アンモニア流量算出部３３において算出されたアンモニア流量とアンモニア吹込量算出部４０において算出されたアンモニア吹込量に基づいて、脱硝触媒装置１５内に残存する残存アンモニア量が算出される。具体的には、単位時間当たりのアンモニア吹込量から単位時間当たりのアンモニア消費量を差し引いた値を積算し、その積算値を残存アンモニア量としている。その際、アンモニア流量算出部３３において算出されたアンモニア流量を単位時間当たりのアンモニア吹込量とし、アンモニア吹込量算出部４０において算出されたアンモニア吹込量を単位時間当たりのアンモニア消費量としている。

残存アンモニア量が算出されると、想定されるＮＯｘ量の最大変動分を処理できる範囲で残存アンモニア量が一定となるようにアンモニア吹込量を補正するための第２補正係数の算出が第２補正係数算出部４３において行われる。
第２補正係数算出部４３では、図５に示すような残存アンモニア量と第２補正係数との関係に基づいて第２補正係数を算出する。即ち、残存アンモニア量がｄ_１ｋｇ以上ｄ_２ｋｇ以下（ＮＯｘ量の最大変動分を処理できる範囲）の場合は第２補正係数を１とし、残存アンモニア量がｄ_１ｋｇ未満の場合は、残存アンモニア量の減少に応じて第２補正係数を１より大きくする（例えば、残存アンモニア量が０ｋｇのとき第２補正係数を１．１とする。）と共に、残存アンモニア量がｄ_２ｋｇ超の場合は、残存アンモニア量の増加に応じて第２補正係数を１より小さくする（例えば、残存アンモニア量ｄ_３ｋｇのとき第２補正係数を０．９とする。）。ここで、ｄ_１としては例えば−４〜−２ｋｇ、ｄ_２としては例えば５〜６ｋｇ、ｄ_３としては例えば９〜１１ｋｇとすることができる。

第２補正部４２では、アンモニア吹込量算出部４０において算出されたアンモニア吹込量に、第２補正係数算出部４３において算出された第２補正係数を掛け合わせてアンモニア吹込量の補正を行う。即ち、残存アンモニア量が少なくなるとアンモニア吹込量を増量し、残存アンモニア量が多くなるとアンモニア吹込量を減量することにより、ＮＯｘ量の最大変動分を処理できる範囲で残存アンモニア量が一定となるようにアンモニア吹込量が補正される。

また、本脱硝制御装置１０では、排ガス流量算出部３０において算出された排ガス流量に基づいてアンモニア吹込量の補正を行うＦＦ補正部３４と、煙突出口ＮＯｘ濃度調節部３２において算出された制御出力に基づいてアンモニア吹込量の補正を行うＦＢ補正部３９とを備えている。
ＦＦ補正部３４では、図６に示すような排ガス量とアンモニア吹込量との関係に基づいてアンモニア吹込量の補正量を算出し、ＦＢ補正部３９では、図７に示すような制御出力とアンモニア吹込量との関係に基づいてアンモニア吹込量の補正量を算出する。因みに、図６の例では、排ガス量がｅ（Ｎｍ^３／ｈ）以下の場合はアンモニア吹込量を一定値とし、ｅ（Ｎｍ^３／ｈ）を超えると、排ガス量の大きさに応じてアンモニア吹込量を増量するようにしている。また、図７の例では、制御出力とアンモニア吹込量とが正比例の関係にあるとしている。ここで、ｅとしては例えば、最大排ガス流量を４００００Ｎｍ^３／ｈとすると、その１割の４０００Ｎｍ^３／ｈとすることができる。

第２補正部４２において補正されたアンモニア吹込量は、加算部４４において、ＦＦ補正部３４及びＦＢ補正部３９によって算出されたアンモニア吹込量の各補正量と合算され、アンモニア吹込量の目標値とされる。

アンモニア流量調節部４７では、アンモニア流量算出部３３により得られたアンモニア吹込量（アンモニア流量）の測定値と、加算部４４によって算出されたアンモニア吹込量の目標値との偏差に比例する制御信号を出力し、制御弁２０の開閉度を制御する。

上記一連の動作が脱硝制御装置１０における平時の動作であるが、算出値と測定値との間に生じる累積誤差により、煙突出口ＮＯｘ濃度が設定値を超えた場合の動作であるアンモニア強制増量手段（工程）について説明する。
アンモニア強制増量部４５では、煙突出口ＮＯｘ濃度調節部３２を介して得られる煙突出口ＮＯｘ濃度が、上限値（規制値）より低い値に設定された設定値（例えば、規制値の８割の値）を超える（図８（Ａ）のｔ_１時刻参照）と、アンモニア吹込量を強制的に増量（例えば、平均アンモニア吹込量を３．５ｋｇ／ｈとすると、その量の２倍の７ｋｇ／ｈを吹き込む。）する（図８（Ｂ）のｔ_１時刻参照）。そして、煙突出口ＮＯｘ濃度が下限値（例えば、規制値の４割の値）を下回る（図８（Ａ）のｔ_２時刻参照）と、図示しないタイマーが作動し、ｔ_２時刻から所定時間（例えば５分）経過した後、アンモニア吹込量の増量を停止する（図８（Ｂ）のｔ_２時刻参照）。
また上記動作と連動して、残存アンモニア量算出部４１では、煙突出口ＮＯｘ濃度が下限値を下回った時点（ｔ_２時刻）で残留アンモニア量をゼロにリセット（補正）し、演算値と実際の値とのズレを解消する。

なお、アンモニア流量調節部４７の前段には、加算部４４の出力とアンモニア強制増量部４５の出力との間で切替を行う切替部４６が設けられている。切替部４６では、平時、加算部４４の出力が選択されるが、アンモニア吹込量を強制的に増量する場合は、その間、アンモニア強制増量部４５の出力が選択される。

図９は、排ガス中のＮＯｘ濃度の低減効果について、本発明の一実施の形態に係る脱硝制御方法と従来の脱硝制御方法とを比較した試験結果を示したものである。同図より、本実施の形態に係る脱硝制御方法によれば、煙突出口ＮＯｘ濃度が目標値２０ｐｐｍ以下に制御され、２０ｐｐｍを超えるピークが抑えられていることがわかる。また、煙突出口ＮＯｘ濃度が０ｐｐｍ付近となることもなくなり、無駄吹きも改善されていることがわかる。

以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、上記実施の形態では、誘引通風機と脱硝触媒装置との間に設置したＮＯｘ分析計を用いて脱硝触媒装置入口ＮＯｘ濃度を求めているが、煙突出口ＮＯｘ濃度に比例する制御出力の時間平均値に基づいてＮＯｘ量を補正するので、誘引通風機と脱硝触媒装置との間にＮＯｘ分析計を設置せず、脱硝触媒装置入口ＮＯｘ濃度を固定値としてもよい。また、上記実施の形態では、煙突出口ＮＯｘ濃度調節部やアンモニア流量調節部では、制御出力を偏差に比例させるＰ制御としているが、それに加えて偏差の積分や微分に比例するＰＩＤ制御としてもよい。

１０：脱硝制御装置、１１：ボイラ、１２：排ガス温度調節器、１３：濾過式集塵器、１４：誘引通風機、１５：脱硝触媒装置、１６：煙突、１７：排ガス管路、１８：アンモニア供給装置、１９：アンモニア流量計、２０：制御弁、２１：アンモニア管路、２２、２３：ＮＯｘ分析計、２４：排ガス流量計、３０：排ガス流量算出部、３１：脱硝触媒装置入口ＮＯｘ濃度算出部、３２：煙突出口ＮＯｘ濃度調節部、３３：アンモニア流量算出部、３４：ＦＦ補正部、３５：ＮＯｘ量算出部、３６：制御出力傾向演算部、３７：第１補正係数算出部、３８：第１補正部、３９：ＦＢ補正部、４０：アンモニア吹込量算出部、４１：残存アンモニア量算出部、４２：第２補正部、４３：第２補正係数算出部、４４：加算部、４５：アンモニア強制増量部、４６：切替部、４７：アンモニア流量調節部

Claims

廃棄物処理炉から排出される排ガスを処理する排ガス処理設備に備えられた脱硝触媒装置にアンモニアを吹込んで前記排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を分解することにより、前記排ガスを排出する煙突出口における煙突出口ＮＯｘ濃度を低減する脱硝制御装置において、
前記脱硝触媒装置入口における排ガス中のＮＯｘ量を算出し、算出された前記ＮＯｘ量に基づいて前記脱硝触媒装置に吹込むアンモニア吹込量を算出する手段と、単位時間当たりのアンモニア吹込量から単位時間当たりのアンモニア消費量を差し引いた値を積算し、その算出値を前記脱硝触媒装置内に残存する残存アンモニア量とし、前記残存アンモニア量が前記ＮＯｘ量の最大変動分を窒素と水に分解できる一定範囲となるように前記アンモニア吹込量を補正する手段とを備えることを特徴とする脱硝制御装置。
ただし、前記ＮＯｘ量の最大変動分は、前記排ガス処理設備の試運転時に、前記脱硝触媒装置入口に設置したＮＯｘ分析計によりＮＯｘ濃度を測定して平均値を求めておき、その値に、前記排ガス処理設備で想定される排ガス流量の変動率を掛けて求める。
請求項１記載の脱硝制御装置において、前記煙突出口ＮＯｘ濃度が設定値を超えると、前記アンモニア吹込量を一定時間強制的に増量すると共に、前記残存アンモニア量の算出値を補正する手段を備えることを特徴とする脱硝制御装置。
請求項１又は２記載の脱硝制御装置において、前記煙突出口ＮＯｘ濃度の測定値と前記煙突出口ＮＯｘ濃度の目標値との偏差に比例する制御出力の時間平均値に基づいて前記ＮＯｘ量を補正する手段を備えることを特徴とする脱硝制御装置。
廃棄物処理炉から排出される排ガスを処理する排ガス処理設備に備えられた脱硝触媒装置にアンモニアを吹込んで前記排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を分解することにより、前記排ガスを排出する煙突出口における煙突出口ＮＯｘ濃度を低減する脱硝制御方法において、
前記脱硝触媒装置入口における排ガス中のＮＯｘ量を算出し、算出された前記ＮＯｘ量に基づいて前記脱硝触媒装置に吹込むアンモニア吹込量を算出する工程と、単位時間当たりのアンモニア吹込量から単位時間当たりのアンモニア消費量を差し引いた値を積算し、その算出値を前記脱硝触媒装置内に残存する残存アンモニア量とし、前記残存アンモニア量が前記ＮＯｘ量の最大変動分を窒素と水に分解できる一定範囲となるように前記アンモニア吹込量を補正する工程とを備えることを特徴とする脱硝制御方法。
ただし、前記ＮＯｘ量の最大変動分は、前記排ガス処理設備の試運転時に、前記脱硝触媒装置入口に設置したＮＯｘ分析計によりＮＯｘ濃度を測定して平均値を求めておき、その値に、前記排ガス処理設備で想定される排ガス流量の変動率を掛けて求める。
請求項４記載の脱硝制御方法において、前記煙突出口ＮＯｘ濃度が設定値を超えると、前記アンモニア吹込量を一定時間強制的に増量すると共に、前記残存アンモニア量の算出値を補正する工程を備えることを特徴とする脱硝制御方法。
請求項４又は５記載の脱硝制御方法において、前記煙突出口ＮＯｘ濃度の測定値と前記煙突出口ＮＯｘ濃度の目標値との偏差に比例する制御出力の時間平均値に基づいて前記ＮＯｘ量を補正する工程を備えることを特徴とする脱硝制御方法。