CN107676813B - 通过实时分析锅炉废气来控制空燃比和氮氧化物的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通过实时分析锅炉废气来控制空燃比和氮氧化物的系统。该系统包括被构造成供应燃料的燃料管、通过线路连接至燃料管以向前投射火焰的燃烧器、被构造成通过线路向燃烧器供应空气的鼓风机、锅炉、连接至锅炉以排放废气的烟道、包括NOx传感器的传感器模块、布置在锅炉的后端和烟道之间的比例控制电子开关、包括可编程逻辑控制器并且附装有燃料风门马达控制器和空气风门马达控制器的控制单元、安装在线路上并且连接至燃料风门马达控制器的燃料风门马达以及安装在线路上并且连接至空气风门马达控制器的空气风门马达。

Description

通过实时分析锅炉废气来控制空燃比和氮氧化物的系统
技术领域
本发明涉及通过实时分析锅炉废气来控制空燃比和氮氧化物(NOx)的系统，更具体而言，涉及这样一种通过实时分析锅炉废气来控制空燃比和氮氧化物的系统，该系统包括：被构造成供应燃料的燃料管；燃烧器，该燃烧器通过线路连接至所述燃料管以向前投射火焰；鼓风机，该鼓风机被构造成通过线路向所述燃烧器供应空气；锅炉，该锅炉上安装有所述燃烧器，该燃烧器向所述锅炉供热；烟道，该烟道连接至所述锅炉以排放废气；传感器模块，该传感器模块包括安装在所述烟道上以感测所述废气中包含的NOx和O2的量的NOx传感器，其中所述传感器模块设置有传感器分析功能和通信功能；布置在所述锅炉的后端和所述烟道之间的比例控制电子开关，该比例控制电子开关允许以与所述废气中包含的NOx的量成比例的方式对选择性催化还原(SCR)或选择性非催化还原(SNCR)进行比例控制或对洗涤器进行比例控制；包括可编程逻辑控制器即PLC的控制单元，该控制单元附装有燃料风门马达控制器和空气风门马达控制器，从而控制从所述燃料管和所述鼓风机供应至所述燃烧器的燃料和空气的量，其中所述控制单元连接至所述传感器模块并且设置有被构造成临时存储通过所述通信功能接收的NOx值和O2值并且将该NOx至和O2值传输至所述PLC的功能；燃料风门马达，该燃料风门马达安装在所述线路上并且连接至所述燃料风门马达控制器；以及空气风门马达，该空气风门马达安装在所述线路上并且连接至所述空气风门马达控制器。
背景技术
化石燃料的使用随着工业化的快速发展而越来越多，并且已经导致了空气污染和全球变暖恶化。
空气污染的一个主要原因归因于来自车辆发动机和热力发电站及工厂中的热水和蒸汽产生设备的废气中包含的氧化硫(SOx)和氮氧化物(NOx)。近年来，随着环境保护意识的增强，在每个国家中都已经引入了氧化硫(SOx)和氮氧化物(NOx)的排放法规。
在从工业场所诸如工厂、办公大楼和家庭排放的废气当中，NOx加快了全球变暖并且导致环境破坏，并且已经成为微细灰尘(在下文中，称为PM2.5)的主要产生原因。近来，认为PM2.5是越来越严重的社会问题，因而当然需要采取对策。在韩国，排放由清洁空气保护法案和环境政策的框架法案来规定。
当前的清洁空气保护法案规定了强制法则的附录1中的所有污染物，并且通过强制法则的附录8中的污染物排放标准在法律上允许空气污染物。期望通过本发明减少的NOx是允许根据法律以60ppm或更小的水平排放的空气污染物(对于在2015年1月1日以后建立的锅炉来说，气态燃料每小时蒸发小于10吨)。
为了满足排放控制标准，各种设施通常适合于对工业燃烧设备或船用二冲程内燃发动机中的废气进行处理。
作为现有技术，在名称为“Boiler Having Automatic Low NOx Control System”的韩国注册专利No.10-1460775(2014年11月5日，下文称为“现有技术1”)中公开了一种氮氧化物控制设备。
根据现有技术1的锅炉包括：连接至燃料管101以向前发射火焰的燃烧器110；用于将空气供应至燃烧器110的鼓风机102；热交换器103，燃烧器110安装在该热交换器103上以向该热交换器103供应热；排气管104，该排气管104连接至热交换器103以排放废气；O2传感器105，该传感器105安装在排气管104上以感测废气中包含的氧含量；和控制单元107，该控制单元107连接至O2传感器105以控制鼓风机102，其中在该锅炉中设置有自动降低NOx控制系统T以减少NOx的量，并且其中该自动降低NOx控制系统T包括：NOx传感器106，该NOx传感器106安装在排气管104上以感测废气中包含的NOx的量并且传输数据；和所述控制单元107，该控制单元107连接至NOx传感器106以控制燃烧器110的火焰角。
该燃烧器110包括：引导管111，该引导管111连接至燃料管101以引导燃料；覆盖引导管111的前部的帽112；排放管112，该排放管113从帽112的外表面通到帽112的内侧以将燃料排放到外侧；杆115，该杆115连接至帽112并向后延伸；线性致动器116，该线性致动器116连接至杆115并且由控制单元107控制；和管117，该管117被构造成容纳帽112和杆115并且固定至热交换器103。
管117的后部连接至鼓风机102，并且该锅炉包括沿着帽112的外表面的圆周形成并且布置在排放管113的前面的平坦罩S、穿过该平坦罩S的通孔T、附装至帽112的前端的平坦前罩K和穿过平坦前罩K的通孔R。
根据现有技术1，实时地从NOx传感器作为数据接收NOx的量，并且通过来回连续地移动杆来调整火焰角和火焰速度，从而防止NOx的量增加。
然而，没有采用控制空燃比的方法的现有技术1无法在减少NOx的同时控制空燃比。
此外，现有技术1并没有使用洗涤器或选择性催化还原(SCR)或选择性非催化还原(SNCR)，因此该方法以及由此减少的NOx的程度都受到限制。
而且，由于无法通过视觉检查来核查通过感测计算的NOx值和O2值以及在传感器故障时表示的错误代码，所以不能对此提供适当、精确的响应。
根据现有技术1，无法确定传感器模块是否存在异常，从而无法确认并确定传感器模块的异常操作，因而无法实现适当的空燃比控制和NOx减少。
此外，现有技术1不包括用于记录和存储从传感器获得的NOx值的装置，从而不可能核查NOx值的变化并将关于NOx测量值的数据传送到外部。
最后，现有技术1包括NOx传感器和O2传感器这两种传感器，它们单独地安装和使用，而本发明使用一个传感器测量两种物质，由此增加了成本效率。
在名称为“Economizer Having Scrubber”的韩国注册专利No.10-1433612(2014年8月19日，以下称为“现有技术2”)中公开了另一种传统的设备。
根据现有技术2的具有洗涤器的节能器包括连接至排气管的管110和穿过该管110的水管，并且进一步包括安装在管110的后部的洗涤器120。
根据现有技术2，洗涤器安装在管110的后部而形成节能器，从而使得防止了在节能器中进行热交换的废气的热量减少。此外，通过喷洒喷嘴V喷洒的水而溶解的诸如CO2和NOx之类的污染物通过排泄管W排出，其中可以通过水量控制单元130根据废气量来减少水量。
根据现有技术2，根据废气总量来调节每小时的喷水量，但是由于节能器不包括NOx传感器，不能精确地感测包含在废气中的NOx的量，因而不能最佳地对NOx的减少作出响应。
另外，没有采取控制空燃比的方法的现有技术2无法在减少NOx的同时控制空燃比。
此外，在现有技术2中，不同通过视觉检查来核查通过感测计算的NOx值和O2值以及在传感器故障时表示的错误代码，因此不能迅速地提供合适、精确的响应。
而且，根据现有技术2，不能确定传感器模块是否存在故障，从而无法核查和确定传感器模块的异常操作，因而不能实现合适的空燃比控制和NOx减少。
相关现有技术文献
专利文献
名称为“Boiler Having Automatic Low NOx Control System”的韩国注册专利No.10-1460775(2014年11月5日，下面称为“现有技术1”)；
名称为“Econmizer Having Scrubber”的韩国注册专利No.10-1433612(2014年8月19日，下面称为“现有技术2”)。
发明内容
本发明旨在提供一种通过实时分析废气来测量和监测废气中包含的NOx和O2的浓度并将分析结果传递至锅炉控制装置从而调节燃料和空气的混合比的快速、精确地实现最佳空燃比同时减少NOx量的技术。
本发明的构思的技术目的不限于以上公开，基于如下描述，其它目的将变得对本领域技术人员显而易见。
为了实现上述目的，根据本公开的一个方面，通过实时分析锅炉废气来控制空燃比和NOx的系统包括：被构造成供应燃料的燃料管；燃烧器，该燃烧器通过线路连接至所述燃料管以向前投射火焰；鼓风机，该鼓风机被构造成通过线路向所述燃烧器供应空气；锅炉，该锅炉中安装有所述燃烧器，该燃烧器被构造成向所述锅炉供热；烟道，该烟道连接至所述锅炉以排放废气；传感器模块，该传感器模块包括安装在所述烟道上以感测所述废气中包含的NOx和O2的量的NOx传感器，其中所述传感器模块设置有传感器分析功能和通信功能；布置在所述锅炉的后端和所述烟道之间的比例控制电子开关，该比例控制电子开关允许以与所述废气中包含的NOx的量成比例的方式对选择性催化还原(SCR)或选择性非催化还原(SNCR)进行比例控制或对洗涤器进行比例控制；包括可编程逻辑控制器即PLC的控制单元，该控制单元附装有燃料风门马达控制器和空气风门马达控制器，从而控制从所述燃料管和所述鼓风机供应至所述燃烧器的燃料和空气的量，其中所述控制单元设置有临时存储通过所述通信功能接收的NOx值和O2值并且将该NOx值和O2值传输至所述PLC的功能；燃料风门马达，该燃料风门马达安装在所述线路上并且连接至所述燃料风门马达控制器；以及空气风门马达，该空气风门马达安装在所述线路上并且连接至所述空气风门马达控制器。
从所述燃料管和所述鼓风机供应至所述燃烧器的燃料和空气的量的控制可以由调节安装在所述线路上的所述空气风门马达的开度的所述空气风门马达控制器和调节安装在所述线路上的所述燃料风门马达的开度的所述燃料风门马达控制器根据由存储在所述PLC中的序列程序处理的值来进行。
该系统可以进一步包括初级控制器，该初级控制器连接至所述空气风门马达或所述燃料风门马达并且附装至所述PLC，以调节所述空气风门马达或所述燃料风门马达的开度。
所述传感器模块可以包括一程序，该程序被编程为通过引发所述锅炉的燃烧条件的变化来确定所述NOx传感器是否存在异常。
所述PLC可以进一步包括人机界面(HMI)，该人机界面被配置成实时地检查由所述传感器模块计算的值以及所述传感器模块发生异常时的错误代码。
所述控制单元可以进一步包括存储装置，该存储装置被构造成作为数据段来记录并存储通过所述通信功能从所述控制单元接收的由所述传感器模块计算的值以及所述传感器模块发生异常时的错误代码，并且将该数据传输至存储介质。
附图说明
通过参照附图详细描述本发明的示例性实施方式，本发明的上述和其它目的、特征和优点对本领域技术人员来说将变得显而易见，在附图中：
图1是示出了根据本发明的示例性实施方式的通过实时分析锅炉废气来控制空燃比和NOx的设备的局部剖视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。附图中所示的每个元件的大小和粗细可能为了方便起见而被夸大。这里使用的技术术语是考虑到其在本发明中的功能而限定的，并且可能随着使用者和操作者的意图或习惯而改变。因而，应该基于说明书的全部内容来确定这些术语的定义。
图1是示出了根据本发明的示例性实施方式的通过实时分析锅炉废气来控制空燃比和NOx的设备的剖视图。
参照图1，根据本发明的示例性实施方式的通过实时分析锅炉废气来控制空燃比和NOx的设备包括燃料管5、燃烧器10、燃料风门马达5-1、鼓风机90、空气风门马达90-1、锅炉20、烟道30、传感器模块40、比例控制电子开关50、控制单元60、存储装置80和可编程逻辑控制器(PLC)70。
燃料管5包括气体吸收装置(gas train)或用于供应燃气以外的燃料(例如，油)的管。燃烧器10通过线路5L连接至燃料管5以在从燃料管5排出的燃料与从鼓风机90排出的空气一起供应时向前投射火焰。
燃料风门马达5-1安装在线路5L上，并且连接至控制单元60的燃料风门马达控制器61，安装在线路5L上的燃料风门马达5-1的开度由燃料风门马达控制器61控制。
鼓风机90通过线路90L向燃烧器10供应空气。
空气风门马达90-1安装在线路90L上，并且连接至控制单元60的空气风门马达控制器62，安装在线路90L上的空气风门马达90-1的开度由空气风门马达控制器62调节。
根据存储在控制单元60的PLC 70中的序列程序，基于通过处理通过传感器模块40的传感器分析功能计算并通过控制器局域网(CAN)通信45传递的NOx值获得的指令，通过在通过燃料风门马达控制器61调节安装在管线5L上的燃料风门马达5-1的开度的同时通过空气风门马达控制器62调节片安装在线路90L上的空气风门马达90-1的开度，来控制从燃料管5和鼓风机90供应至燃烧器10的燃料量和空气量。
锅炉20具有燃烧器10，该燃烧器10安装在该锅炉20上以向该锅炉20供热。烟道30连接至锅炉20以排出废气。
传感器模块40具有安装在烟道30上以感测废气中包含的NOx和O2的量的NOx传感器，并且设置有通信功能和传感器分析功能，该传感器分析功能自动地计算与包含在废气中的NOx和O2的量对应的值。传感器模块40包括一程序，该程序被编程为通过引发锅炉20的燃烧条件的变化而确定NOx传感器是否异常。根据该示例性实施方式，NOx传感器被实现为二氧化锆陶瓷型NOx传感器，但本发明不限于此。根据其它示例性实施方式，可以将其它类型的NOx传感器实现为NOx传感器。
比例控制电子开关50布置在锅炉20的后端，以允许对选择性催化还原(SCR)或选择性非催化还原(SNCR)进行比例控制，或者在安装洗涤器时允许以与废气中包含的NOx的量成比例的方式与洗涤器的操作相关联地进行比例控制。参照图1，比例控制电子开关50通过线路(没有附图标记)连接至PLC 70。
SNCR是借助于还原剂而不使用催化剂将锅炉产生的NOx还原成氮和水即无害物质的方法。近年来，作为SNCR，已经开发了通过添加还原加速剂确保稳定性的技术。理论上，SNCR的NOx去除率为大约40％。
SCR是通过使废气和还原剂在300至400℃的温度下同时与催化剂层接触从而使得废气中的NOx与还原剂进行选择性还原并因而还原成氮和水来还原废气中包含的NOx的方法。还原剂利用氨、尿素等来提供，并且与载体气体混合，然后通过位于SCR催化器前端的喷射栅格喷射到废气内。SCR的NOx去除率为大约80％。
在本发明中，洗涤器被示出为安装在锅炉20的后端，该锅炉20位于排气管即连接至烟道30的管(未示出)的前端处。由于其构造已经在上面进行了描述并且在本领域中是大体公知的，因此在本发明中省略其图示。设置洗涤器是为了通过向热交换废气喷水而移除污染物。
控制单元60通过CAN通信45连接至传感器模块40，并且包括PLC 70、存储装置80、空气风门马达控制器62和燃料风门马达控制器61。
同时，术语“PLC”是英文“可编程逻辑控制器”的缩写，并且是指从各种传感器接收信号并且将这些信号发送到控制装置从而使得设备按照人类指示(编程)操作的装置。
术语“CAN”是英文“控制器局域网”的缩写，并且用来在车辆中的方便系统和安全系统的电子控制单元(ECU)之间进行数据传输，并且用于控制信息/通信系统和娱乐系统。由于CAN的高通信速度和稳定性，CAN已经变成车辆通信的标准。
设置根据本发明的示例性实施方式的PLC 70是为了控制从燃料管5和鼓风机90供应至燃烧器10的燃料和空气量，并且包括人机界面(HMI)71，该人机界面71被构造成可以实时地核查通过传感器模块40的分析功能计算的NOx值和O2值以及在传感器模块40发生故障时的错误代码。HMI 71是指这样的系统，该系统以屏幕的形式提供PLC的控制，该屏幕容易被用户识别，同时以各种形式诸如曲线图提供用于识别的必要数据。例如，HMI 71包括触摸面板和该触摸面板的屏幕配置。
设置存储装置80是为了作为数据段来记录并存储所计算的值以及在传感器模块40发生异常时的错误代码并且将数据传输至存储介质，所述值和错误代码通过通信功能从控制单元60接收。根据本发明的通过实时分析锅炉废气来控制空燃比和NOx的设备可以包括存储装置80，但是如果必要的话可以省去存储装置80。当省去存储装置80时，控制单元60可以用来记录并存储通过通信功能从控制单元60接收的计算值和传感器模块40发生异常时的错误代码。
在本发明的另一个示例性实施方式中，除了以上描述的空气风门马达控制器62和燃料风门马达控制器61之外，通过实时分析锅炉废气来控制空燃比和NOx的设备可以进一步包括初级控制器，该初级控制器连接至空气风门马达90-1或燃料风门马达5-1并且附装至PLC 70，以调节空气风门马达90-1或燃料风门马达5-1的开度。
下面将举例说明具有上述构造的本发明的操作。
首先，通过燃料管5供应诸如燃气或油之类的燃料时，燃料通过线路5L供应至燃烧器10。空气通过鼓风机90引入到燃烧器10并且与燃料混合。在该状态下，当与空气混合的燃料在燃烧器10中通过点火器(未示出)而点燃时，在锅炉20中在燃烧器10的前方投身火焰。这样产生的废气通过烟道30排放到外部。
该废气包括氮氧化物(NOx)和氧气(O2)。传感器模块40中的NOx传感器感测废气中包含的NOx和O2的量，并且通过设置在传感器模块40中的传感器分析功能自动地计算与NOx和O2的量对应的值，并且通过CAN通信45将这些值传输给控制单元60。
传感器模块40发生异常时的错误代码以及所计算的值通过CAN通信45传输并记录且存储在存储装置80中。
此外，通过传感器模块40的传感器分析功能计算的值通过CAN通信45传输至控制单元60的PLC 70，从而基于由PLC 70中输入的序列程序处理的值，燃料风门马达控制器61调节安装在线路5L上的燃料风门马达5-1的开度，并且空气风门马达控制器62调节安装在线路90L上的空气风门马达90-1的开度，进而根据所调节的开度来控制从燃料管5和鼓风机90供应至燃烧器10的燃料和空气量。因而，建立最佳空燃比并且产生具有最小NOx水平的火焰。
另外，根据附装在锅炉20的后端和烟道30之间的比例控制电子开关50的选择，选择性地应用SCR或SNCR的比例控制或洗涤器的比例控制，从而使得从锅炉排出最少量的NOx。
从上述可以看出，通过实时分析废气来测量并监测废气中包含的NOx和O2的浓度并将分析结果传输至锅炉控制装置从而在通过SCR、SNCR或洗涤器减少NOx的量的同时调节燃料和空气的混合比能够快速准确地实现最佳空燃比。
尽管已经为了图示目的描述了本发明的示例性实施方式，但是本领域技术人员应该认识到，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、改变和替换。
相关申请的交叉参考
本申请要求2016年8月2日提交的韩国专利申请No.2016-0098633的优先权和权益，通过参考将该申请的公开全部结合在本文中。

Claims (1)

1.一种通过实时分析锅炉废气来控制空燃比和氮氧化物即NOx的系统，该系统包括：
被构造成供应燃料的燃料管(5)；
燃烧器(10)，该燃烧器(10)通过线路(5L)连接至所述燃料管(5)并且被构造成向前投射火焰；
鼓风机(90)，该鼓风机(90)被构造成通过线路(90L)向所述燃烧器(10)供应空气；
锅炉(20)，该锅炉(20)上安装有所述燃烧器(10)，该燃烧器被构造成向所述锅炉供热；
烟道(30)，该烟道(30)连接至所述锅炉(20)并且被构造成排放废气；
传感器模块(40)，该传感器模块(40)包括安装在所述烟道(30)上并且被构造成感测所述废气中包含的NOx和O2的量的NOx传感器，其中所述传感器模块(40)设置有传感器分析功能和通信功能，所述NOx传感器为二氧化锆陶瓷型的传感器；
比例控制电子开关(50)，该比例控制电子开关(50)布置在所述锅炉(20)的后端并且被构造成允许以与所述废气中包含的NOx的量成比例的方式对选择性催化还原(SCR)或选择性非催化还原(SNCR)进行比例控制或对洗涤器进行比例控制，其中所述洗涤器设置在所述锅炉(20)的后端和所述烟道(30)的前端，所述选择性催化还原(SCR)是将氨与载体气体混合而通过喷射栅格喷射到废气内的方法；
包括可编程逻辑控制器即PLC(70)的控制单元(60)，该控制单元(60)附装有燃料风门马达控制器(61)和空气风门马达控制器(62)并且被构造成控制从所述燃料管(5)和所述鼓风机(90)供应至所述燃烧器(10)的燃料和空气的量，其中所述控制单元(60)设置有将通过所述传感器模块(40)的所述传感器分析功能计算的NOx值和O2值传输至所述PLC(70)的功能，所述控制单元(60)通过控制器局域网通信(45)连接至所述传感器模块(40)；
燃料风门马达(5-1)，该燃料风门马达(5-1)安装在所述线路(5L)上并且连接至所述燃料风门马达控制器(61)；
空气风门马达(90-1)，该空气风门马达(90-1)安装在所述线路(90L)上并且连接至所述空气风门马达控制器(62)；
从所述燃料管(5)和所述鼓风机(90)供应至所述燃烧器(10)的燃料和空气的量的控制根据由存储在所述PLC(70)中的序列程序处理的值来进行由调节安装在所述线路(90L)上的所述空气风门马达(90-1)的开度的所述风门马达控制器(62)和调节安装在所述线路(5L)上的所述燃料风门马达(5-1)的开度的所述燃料风门马达控制器(61)；以及
初级控制器，该初级控制器连接至所述空气风门马达(90-1)或所述燃料风门马达(5-1)并且附装至所述PLC(70)，以调节所述空气风门马达(90-1)或所述燃料风门马达(5-1)的开度，
其中，所述传感器模块(40)包括一程序，该程序被编程为引发所述锅炉(20)的燃烧条件的变化并确定所述NOx传感器是否存在异常，
所述PLC(70)包括人机界面(HMI)，该人机界面被配置成实时地检查由所述传感器模块(40)的所述传感器分析功能计算的NOx值和O2值以及所述传感器模块(40)发生异常时的错误代码，
所述人机界面被配置为将数据和曲线图显示于触摸面板，
所述控制单元(60)进一步包括存储装置(80)，该存储装置(80)被构造成记录并存储由所述传感器模块(40)的所述传感器分析功能计算的NOx值和O2值以及所述传感器模块(40)发生异常时的错误代码，并且将该数据传输至存储介质，
所述燃料为燃气或油。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101965438B1 (ko) * 2017-06-12 2019-04-04 대림로얄이앤피(주) 댐핑모듈을 포함하는 보일러
KR101965437B1 (ko) * 2018-08-21 2019-04-04 대림로얄이앤피(주) 실시간 배기가스 성분검출을 통해 연소공기를 조정하여 질화산화물을 저감시키기 위한 보일러 제어방법
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CN109611872B (zh) * 2018-12-05 2021-08-27 新奥数能科技有限公司 一种降低锅炉燃烧产生的氮氧化物的方法及装置
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KR102078242B1 (ko) * 2019-07-19 2020-04-07 대림로얄이앤피(주) 질소산화물 배출량 자동측정장치를 구비한 산업용 보일러
KR102153062B1 (ko) * 2019-12-26 2020-09-07 대림로얄이앤피(주) 지능형 산업용 보일러의 고장진단 및 예측시스템
KR20240050638A (ko) 2022-10-12 2024-04-19 성균관대학교산학협력단 보일러 배기가스의 질소산화물 농도 선행 예측방법 및 이를 위한 선행 예측장치
KR20240114581A (ko) 2023-01-17 2024-07-24 성균관대학교산학협력단 미반응 질소산화물 농도 예측을 통한 배기가스의 암모니아 투입량 결정방법 및 이를 위한 암모니아 투입량 결정장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH041264B2 (zh) * 1988-05-09 1992-01-10 Yukijirushi Nyugyo Kk
CN102625891A (zh) * 2009-08-21 2012-08-01 阿尔斯通技术有限公司 烟道气的光学监测和控制

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH041264B2 (zh) * 1988-05-09 1992-01-10 Yukijirushi Nyugyo Kk
CN102625891A (zh) * 2009-08-21 2012-08-01 阿尔斯通技术有限公司 烟道气的光学监测和控制

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