JP2002177741A

JP2002177741A - ボイラにおける脱硝装置の制御方法

Info

Publication number: JP2002177741A
Application number: JP2000383030A
Authority: JP
Inventors: Akira Wakasa; 暁若狭; Noboru Takubo; 昇田窪; Koichi Masuda; 幸一増田; Nobuyuki Ishizaki; 信行石▲崎▼; Yukihiro Isshiki; 幸博一色
Original assignee: Miura Co Ltd; Miura Institute of Research and Development Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd; Miura Institute of Research and Development Co Ltd
Priority date: 2000-12-18
Filing date: 2000-12-18
Publication date: 2002-06-25

Abstract

(57)【要約】【課題】ＮＯｘを確実に低減することができると
ともに、未反応の還元剤がボイラから流出することを防
止したボイラにおける脱硝装置の制御方法を提供するこ
と。【解決手段】ボイラ１において、燃焼量に応じた量の
還元剤を供給し、この還元剤を脱硝触媒１４において反
応させる脱硝装置７の制御方法であって、前記脱硝触媒
１４における還元剤の吸着量に応じて、還元剤の供給量
を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＮＯｘを低減す
るためのボイラにおける脱硝装置の制御方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ボイラについても一層の低ＮＯｘ
化が要望されている。その対策の１つとして、前記ボイ
ラに脱硝装置を設けることによって、ＮＯｘを低減する
方法がとられている。前記脱硝装置は、たとえば還元剤
としてのアンモニアを排ガスへ供給し、アンモニアと排
ガス中のＮＯｘとを前記脱硝触媒において反応させるこ
とによってＮＯｘを窒素と水とに分解するように構成さ
れている。そして、排ガスへのアンモニアの供給量は、
前記ボイラの燃焼量に応じて制御している。たとえば、
燃焼量が、高燃焼量，低燃焼量および待機のように多段
階で制御されるボイラにおいては、前記脱硝装置におけ
るアンモニアの供給量も各燃焼量に応じて多段階で制御
している。ここで、アンモニアの各供給量のそれぞれ
は、各燃焼量におけるＮＯｘの発生量と、前記ボイラか
ら排出されるＮＯｘの許容量とに応じて決定されてい
る。

【０００３】ところで、前記脱硝装置においては、各燃
焼量に応じてアンモニアの供給量を制御しているが、時
間の経過とともに、前記ボイラから排出されるＮＯｘが
増加したり、またアンモニアが前記ボイラから流出し始
めることがあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、ＮＯｘを確実に低減することができると
ともに、未反応の還元剤がボイラから流出することを防
止したボイラにおける脱硝装置の制御方法を提供するこ
とである。

【０００５】ここで、発明者等は、前記課題を解決する
ために、前記脱硝装置について鋭意研究，実験等を繰り
返した結果、つぎの知見を得た。この知見とは、ＮＯｘ
を低減するとともに、還元剤の漏れを防止するために
は、前記脱硝触媒における還元剤の吸着量を所定範囲内
に維持する必要があるということである。前記知見につ
いて、さらに説明すると、まず前記脱硝触媒において
は、還元剤が前記脱硝触媒に吸着され、この吸着された
還元剤とＮＯｘとが還元反応することによって、ＮＯｘ
が分解される。そのため、ＮＯｘを十分に分解するに
は、所定量以上の還元剤が前記脱硝触媒に吸着されてい
る必要がある。しかし、還元剤の吸着量が多すぎると、
還元剤が前記脱硝触媒に吸着され難くなり、また吸着さ
れていた還元剤が前記脱硝触媒から放出されるため、前
記ボイラ外への還元剤の漏れが発生する。したがって、
前記のように、ＮＯｘを低減するとともに、還元剤の漏
れを防止するためには、還元剤の吸着量を所定範囲内に
維持しなければならない。この点に鑑み、発明者等は、
前記知見に基づいて、前記課題を解決するための制御方
法を創作した。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記知見に
基づいて、前記課題を解決するためになされたもので、
請求項１に記載の発明は、ボイラにおいて、燃焼量に応
じた量の還元剤を供給し、この還元剤を脱硝触媒におい
て反応させる脱硝装置の制御方法であって、前記脱硝触
媒における還元剤の吸着量に応じて、還元剤の供給量を
調整することを特徴としている。

【０００７】請求項２に記載の発明は、ボイラにおい
て、燃焼量に応じた量の還元剤を供給し、この還元剤を
脱硝触媒において反応させる脱硝装置の制御方法であっ
て、燃焼量の積算値および還元剤の供給量の積算値のい
ずれか一方または両方に基づいて、還元剤の供給量を調
整することを特徴としている。

【０００８】さらに、請求項３に記載の発明は、ボイラ
において、燃焼量に応じた量の還元剤を供給し、この還
元剤を脱硝触媒において反応させる脱硝装置の制御方法
であって、設定時間ごとに還元剤の供給量を調整するこ
とを特徴としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて説明する。この発明は、ボイラにおける脱硝装置
において好適に実施される。

【００１０】前記ボイラは、たとえば多管式ボイラであ
って、前記ボイラの缶体は、たとえば環状伝熱管列の内
側に燃焼室を形成するとともに、前記環状伝熱管列の外
側に環状のガス通路を形成し、このガス通路に煙道を接
続した構成である。

【００１１】また、前記脱硝装置は、前記ガス通路の出
口部に設けた噴出ノズルから、燃焼ガス中へ還元剤を噴
出させ、この還元剤と燃焼ガス中のＮＯｘとを脱硝触媒
において反応させることによってＮＯｘを窒素と水とに
分解する構成である。

【００１２】前記還元剤としては、アンモニアそのもの
を用いるほか、尿素水を加熱，分解して発生させたアン
モニアを用いることができる。また、尿素水のほかに、
加熱などによって分解し、アンモニアを発生するような
化合物，たとえばシアヌル酸，メラミン，ビウレットな
ども用いることができる。

【００１３】前記脱硝触媒は、還元剤によるＮＯｘの還
元反応を促進させる機能を有しており、前記煙道内に設
けられている。したがって、前記ガス通路の出口部にお
いて還元剤と混合した燃焼ガスが排ガスとして前記脱硝
触媒へ流れてくると、前記脱硝触媒により、ＮＯｘが窒
素と水とに速やかに分解される。

【００１４】つぎに、第一〜第三の制御方法について説
明する。ここで、以下の説明において、前記脱硝装置に
おける還元剤の供給量は、前記ボイラにおいて発生する
ＮＯｘをすべて除去することができるように設定されて
いる場合である。この場合、還元剤とＮＯｘとはすべて
が反応しないため、反応しなかった還元剤が前記脱硝触
媒に吸着され、吸着量が徐々に増加する。また、以下の
説明において、還元剤の吸着量は、つぎのような所定範
囲内に収まるように調整するものとしている。すなわ
ち、前記所定範囲は、ＮＯｘを所望の濃度以下とするの
に必要な還元剤の吸着量を下限値とし、還元剤の漏れを
所望の濃度以下とするのに必要な還元剤の吸着量を上限
値とする範囲である。

【００１５】まず、第一の制御方法について説明する。
この第一の制御方法においては、前記脱硝触媒における
還元剤の吸着量に応じて、還元剤の供給量を調整するこ
とにより、還元剤の吸着量を前記所定範囲内に維持す
る。

【００１６】さて、この第一の制御方法において、還元
剤の吸着量は、前記脱硝触媒の上流側と下流側とにおけ
るＮＯｘ濃度の比較と、前記脱硝触媒の上流側と下流側
とにおける還元剤濃度の比較とによって求める。ここ
で、ＮＯｘ濃度と還元剤濃度の比較によって、還元剤の
吸着量を求めることができる理由は、前記脱硝触媒が、
還元剤の吸着量に応じて、ＮＯｘの分解量と還元剤の漏
れ量が変化するという特性を有しているからである。

【００１７】そして、還元剤の吸着量に応じて、還元剤
の供給量を調整する。まず、吸着量が多いときには、還
元剤の供給量を少なくすることによって、還元剤の吸着
量を減少させる。逆に、吸着量が少ないときには、還元
剤の供給量を多くすることによって、還元剤の吸着量を
増加させる。このように、還元剤の供給量を調整するこ
とよって、還元剤の吸着量を前記所定範囲内に維持する
と、前記ボイラからのＮＯｘを低減した上で、還元剤が
漏れるのを防止することができる。

【００１８】ここで、この第一の制御方法において、還
元剤の吸着量は、前記脱硝触媒の上流側と下流側とにお
いてＮＯｘ濃度および還元剤濃度を比較することによっ
て求めているが、ＮＯｘ濃度の比較または還元剤濃度の
比較によって求めることもできる。また、還元剤の吸着
量を求めるに際して、前記脱硝触媒の上流側におけるＮ
Ｏｘ濃度の検出を省略することができる。この理由は、
前記脱硝触媒の上流側におけるＮＯｘ濃度は、予め測定
した値を用いることができるからである。また、前記脱
硝触媒の上流側における還元剤濃度の検出も省略するこ
とができる。この理由は、前記脱硝装置においては、燃
焼量に応じて還元剤の供給量を決定しているため、この
供給量と燃焼量に基づいて、前記脱硝触媒の上流側にお
ける還元剤濃度を求めることができるからである。

【００１９】さらに、還元剤の吸着量は、前記ボイラに
おけるバーナの特性と前記脱硝触媒の下流側の酸素濃度
とから求めることもできる。この場合には、まず前記脱
硝触媒の下流側の酸素濃度の検出値と前記バーナの特性
とに基づいて、ＮＯｘの発生量を求める。つぎに、この
ＮＯｘの発生量に基づいて、このＮＯｘを還元反応させ
る際の還元剤の必要量を求め、この還元剤の必要量と供
給量とを比較することによって、還元剤の吸着量を求め
る。

【００２０】つぎに、第二の制御方法および第三の制御
方法について説明する。これらの各制御方法は、前記第
一の制御方法のように、前記脱硝触媒における還元剤の
吸着量を検出することなく、還元剤の供給量を調整する
制御方法である。

【００２１】まず、第二の制御方法について説明する。
この第二の制御方法においては、燃焼量の積算値に基づ
いて、還元剤の供給量を調整する。すなわち、前記ボイ
ラにおける燃焼量を積算し、この燃焼量の積算値が所定
積算値に達したとき、還元剤の供給量を減少させる。す
ると、前記脱硝触媒に吸着されていた還元剤がＮＯｘと
の還元反応によって消費されるため、吸着量が減少す
る。ここで、前記所定積算値は、還元剤の吸着量が前記
所定範囲の下限値から上限値となるまでに必要な燃焼量
に基づいて設定した値である。

【００２２】そして、還元剤の供給量を減少させてから
設定時間が経過すると、還元剤の供給量を元に戻す。こ
こで、前記設定時間は、還元剤の吸着量を減少させたと
きに、還元剤の吸着量が前記所定範囲の上限値から下限
値となるまでに必要な時間に基づいて設定した値であ
る。また、還元剤の供給量を元に戻す際には、前記積算
値をリセットするように制御し、その後積算を行うよう
に制御する。以上のように、燃焼量の積算値に基づい
て、還元剤の供給量を調整することよって、還元剤の吸
着量を前記所定範囲内に維持することができる。

【００２３】ここで、燃焼量の積算値を用いる代わり
に、燃焼時間の積算値を用いることができ、また燃焼量
に基づくＮＯｘ発生量の積算値を用いることもできる。

【００２４】また、この第二の制御方法においては、燃
焼量の積算値の代わりに、還元剤の供給量の積算値を用
いることができる。この理由について説明すると、還元
剤の供給量は、燃焼量に応じて設定されているため、こ
の還元剤の供給量の積算値に基づいて、還元剤の吸着量
を判断することができるからである。

【００２５】さらに、この第二の制御方法においては、
燃焼量の積算値および還元剤の供給量の積算値に基づい
て、還元剤の供給量を調整するように構成することもで
きる。たとえば、燃焼量の積算値および還元剤の供給量
の積算値の両方または一方が所定の値となったとき、還
元剤の供給量を調整するように制御する。

【００２６】つぎに、第三の制御方法について説明す
る。この第三の制御方法においては、設定時間ごとに還
元剤の供給量を調整する。すなわち、前記ボイラが燃焼
量を多段階に制御される場合であっても、燃焼量に拘ら
ず、設定時間ごとに還元剤の供給量を減少させる。この
設定時間は、前記ボイラの運転時における燃焼量の平均
値および還元剤の供給量の平均値を求め、これらの各平
均値から還元剤の吸着量が前記所定範囲の下限値から上
限値となるまでの時間に基づいて設定した値である。

【００２７】そして、還元剤の供給量を減少させてから
設定時間が経過すると、還元剤の供給量を元に戻す。こ
こで、前記所定時間は、燃焼量の平均値に基づいて、還
元剤の供給量を減少させたときに、還元剤の吸着量が前
記所定範囲の上限値から下限値となるまでに必要な時間
に基づいて設定した値である。そして、以後，前記設定
時間ごとに還元剤の供給量を減少させるように制御す
る。以上のように、前記設定時間ごとに還元剤の供給量
を調整することよって、還元剤の吸着量を前記所定範囲
内に維持することができる。

【００２８】以上のように、第二の制御方法および第三
の制御方法によれば、前記脱硝触媒における還元剤の吸
着量を所定範囲内に維持することができるため、前記ボ
イラからのＮＯｘを低減した上で、還元剤が未反応のま
ま外部へ流出するのを確実に防止することができる。

【００２９】ここで、第一〜第三の制御方法は、それぞ
れ単独で実施することができるが、それぞれを組み合わ
せて用いることもできる。とくに、前記第三の制御方法
は、経過時間のみによって還元剤の供給量を制御するこ
とができるため、前記第一の制御方法や前記第二の制御
方法のバックアップ制御として組み合わせることができ
る。たとえば、前記第二の制御方法と前記第三の制御方
法とを組み合わせ、燃焼量の積算値や還元剤の供給量の
積算値が所定の値となるか、または前記設定時間が経過
したかどうかによって、還元剤の供給量を調整するよう
に制御する。

【００３０】さらに、以上の前記各制御方法の説明にお
いては、還元剤の供給量が、ＮＯｘのすべてを除去する
ことができるように設定されている場合について説明し
たが、つぎのような場合においても、前記各制御方法を
適用することができる。すなわち、ＮＯｘの規制値に応
じて、ＮＯｘを所望濃度まで低減することができるよう
に、還元剤の供給量が設定されている場合である。この
場合には、ＮＯｘの発生量に対して還元剤の供給量が少
なく設定されるため、前記脱硝触媒に吸着されていた還
元剤がＮＯｘとの還元反応によって消費され、吸着量が
徐々に減少する。そのため、還元剤の供給量は、増加さ
せるように調整する。

【００３１】

【実施例】以下、この発明の具体的実施例を図面に基づ
いて詳細に説明する。まず、図１に基づいて、この発明
を実施するボイラにおける脱硝装置について説明する。
ここで、前記ボイラは、燃焼量が高燃焼，低燃焼および
待機の３段階で燃焼量を制御する，いわゆる３位置制御
式の燃焼制御を採用している。

【００３２】図１において、ボイラ１は、上部管寄せ
（図示省略）および下部管寄せ（図示省略）を備えてい
る。これら両管寄せ間には、複数の伝熱管２，２，…が
配置されている。これらの各伝熱管２は、前記両管寄せ
間に環状に配置されることによって、環状伝熱管列（符
号省略）を形成しており、前記各伝熱管２の上端および
下端のそれぞれは、前記上部管寄せおよび前記下部管寄
せにそれぞれ接続されている。そして、前記ボイラ１の
上部には、バーナ３が取り付けられており、前記環状伝
熱管列の内側が燃焼室４となっている。また、前記環状
伝熱管列の外側には、環状のガス通路５が設けられてい
る。さらに、前記ボイラ１の側壁には、前記ガス通路５
と連通する煙道６が接続されている。

【００３３】前記ボイラ１において、脱硝装置７は、前
記ガス通路５の出口部へ還元剤としてのアンモニアを供
給する構成である。すなわち、前記脱硝装置７は、前記
ガス通路５の出口部に設けた複数個のアンモニアの噴出
ノズル８，８，…を備えている。図１においては、前記
各噴出ノズル８は、前記ガス通路５の上流側へ向かって
アンモニアが噴出されるように、前記各伝熱管２の軸方
向に沿って６個配置してある。すなわち、前記各噴出ノ
ズル８は、前記ガス通路５における燃焼ガスの流れに対
向させてアンモニアを噴出するように配置してある。

【００３４】また、前記各噴出ノズル８には、アンモニ
ア供給管９を介してアンモニア生成手段１０が接続され
ている。このアンモニア生成手段１０は、尿素水を加熱
によって分解し、アンモニアを発生する手段であって、
前記アンモニア生成手段１０には、尿素水供給管１１を
介して尿素水タンク１２が接続されている。前記尿素水
供給管１１には、尿素水供給ポンプ１３が設けられてい
る。したがって、前記尿素水供給ポンプ１３を稼動させ
て、前記尿素水タンク１２から前記アンモニア生成手段
１０へ尿素水を供給し、前記アンモニア生成手段１０に
おいて尿素水を加熱してガス状のアンモニアを連続的に
生成し、このアンモニアを前記各噴出ノズル８へ供給し
て、前記各噴出ノズル８から噴出させる構成となってい
る。ここで、燃焼ガスに対するアンモニアの供給量の制
御は、前記尿素水供給ポンプ１３による尿素水の供給量
を制御することによって行われる。

【００３５】さらに、前記脱硝装置７は、アンモニアに
よるＮＯｘの還元反応を促進させるための脱硝触媒１４
を備えており、この脱硝触媒１４は、前記煙道６内に設
けられている。ここで、前記脱硝触媒１４の作用につい
て、さらに説明すると、前記脱硝触媒１４は、まずアン
モニアを吸着し、吸着したアンモニアによるＮＯｘの還
元反応を促進させることによって、ＮＯｘを窒素と水に
分解する。そのため、前記脱硝触媒１４上には所定量の
アンモニアが吸着されている必要がある。しかし、アン
モニアの吸着量が多すぎると、前記脱硝触媒１４へのア
ンモニアの吸着が難しくなり、また吸着されていたアン
モニアが前記脱硝触媒１４から放出されるため、前記ボ
イラ１外へのアンモニアの漏れが発生する。そのため、
前記脱硝装置７においては、前記脱硝触媒１４における
アンモニアの吸着量が所定範囲内に収まるように制御す
る必要がある。

【００３６】つぎに、前記ボイラ１および前記脱硝装置
７の制御構成について説明する。まず、前記ボイラ１に
は、圧力検出手段１５が設けられており、この圧力検出
手段１５により前記ボイラ１内の蒸気圧を検出する構成
となっている。そして、前記圧力検出手段１５および前
記バーナ３は、信号線１６，１６を介して制御器１７に
接続されており、前記圧力検出手段１５からの信号に基
づいて、前記バーナ３の燃焼量を多段階で制御する構成
となっている。前記ボイラ１は、高燃焼，低燃焼および
待機の３段階で燃焼量が制御され、蒸気圧が上昇して予
め設定した第一圧力を超えたとき、高燃焼から低燃焼へ
移行し、蒸気圧がさらに上昇して予め設定した第二圧力
を超えたとき、低燃焼から待機へ移行する。また、蒸気
圧が下降して前記第二圧力を下回ったとき、待機から低
燃焼へ移行し、蒸気圧がさらに下降して前記第一圧力を
下回ったとき、低燃焼から高燃焼へ移行する。

【００３７】また、前記脱硝装置７において、前記尿素
水供給ポンプ１３は、前記信号線１６を介して前記制御
器１７に接続されている。したがって、前記尿素水供給
ポンプ１３は、前記制御器１７により制御され、燃焼量
に応じて、尿素水の供給量，すなわちアンモニアの供給
量が制御される。ここで、アンモニアの供給量は、各燃
焼量時におけるＮＯｘの発生量に応じて設定されてい
る。

【００３８】さらに、前記脱硝装置７において、前記脱
硝触媒１４の下流側には、ＮＯｘ濃度を検出する第一濃
度検出手段１８およびアンモニア濃度を検出する第二濃
度検出手段１９が設けられており、これらの各濃度検出
手段１８，１９はそれぞれ前記信号線１６を介して前記
制御器１７にそれぞれ接続されている。そして、前記各
濃度検出手段１８，１９からの信号に基づいて、アンモ
ニアの供給量が制御される。

【００３９】以上のような構成において、前記バーナ３
を作動させると、前記燃焼室４内には、燃焼反応中のガ
ス，すなわち火炎状態の燃焼ガスが発生する。この火炎
状態の燃焼ガスは、前記燃焼室４内で燃焼反応がほぼ完
了し、前記ガス通路５へ流入する。そして、この燃焼ガ
スは、前記ガス通路５を流れた後、排ガスとして前記煙
道６を通って外部へ排出される。

【００４０】そして、前記バーナ３の作動中において、
前記尿素水供給ポンプ１３および前記アンモニア生成手
段１０を作動させると、尿素水から生成されたアンモニ
アが、前記アンモニア供給管９を介して前記各噴出ノズ
ル８から噴出する。前記各噴出ノズル８から噴出したア
ンモニアは、前記ガス通路５の出口部において、燃焼ガ
スと混合される。このとき、アンモニアは、燃焼ガスの
流通方向と対向する方向へ噴出するので、アンモニアと
燃焼ガスとの混合が促進される。そして、アンモニアが
混合された燃焼ガスは、前記脱硝触媒１４を通過する際
に、前記脱硝触媒１４により、アンモニアによるＮＯｘ
の還元反応が促進され、ＮＯｘが窒素と水とに速やかに
分解されるため、燃焼ガス中のＮＯｘが低減される。

【００４１】ここにおいて、前記ボイラ１の運転に対応
して、アンモニアの供給量は、つぎのように制御され
る。

【００４２】まず、第一の制御方法について、図２に基
づいて説明する。ここで、前記ボイラ１における燃焼量
および前記脱硝装置７におけるアンモニアの供給量につ
いては、図２に示すように設定されている。まず、高燃
焼時の燃焼量は第一燃焼量Ａに設定されており、低燃焼
時の燃焼量は、前記第一燃焼量Ａの約半分の第二燃焼量
Ｂに設定されており、また待機時の燃焼量はゼロに設定
されている。そして、前記第一燃焼量Ａに対応する高燃
焼時のアンモニアの供給量は、第一供給量Ｃに設定され
ており、前記第二燃焼量Ｂに対応する低燃焼時のアンモ
ニアの供給量は、第二供給量Ｄに設定されており、また
待機時のアンモニアの供給量はゼロに設定されている。
したがって、前記第二供給量Ｄは、前記第一供給量Ｃの
約半分となっている。ここで、以下の説明においては、
前記脱硝触媒１４には、予めアンモニアが吸着されてお
り、このアンモニアの吸着量は、所定範囲内とされてい
る。ここで、前記所定範囲について説明すると、前記所
定範囲は、ＮＯｘを所望の濃度以下とするのに必要な還
元剤の吸着量を下限値とし、還元剤の漏れを所望の濃度
以下とするのに必要な還元剤の吸着量を上限値とする範
囲である。

【００４３】さて、前記ボイラ１の運転を開始してから
は、前記各濃度検出手段１８，１９によって、前記脱硝
触媒１４の下流側のＮＯｘ濃度およびアンモニア濃度を
検出している。そして、これらの各濃度の検出値に基づ
いて、前記脱硝触媒１４におけるアンモニアの吸着量を
監視している。

【００４４】そして、待機から低燃焼へ移行するとき
は、燃焼量がゼロから前記第二燃焼量Ｂへ切り換わると
ともに、アンモニアの供給量がゼロから前記第二供給量
Ｄへ切り換わる。そして、ＮＯｘの分解に使用されなか
ったアンモニアは、前記脱硝触媒１４に吸着され、吸着
量が増加し始める。

【００４５】ここで、この低燃焼状態のとき、アンモニ
アの吸着量が前記所定範囲を超えると、アンモニアの供
給量が前記第二供給量Ｄから第三供給量Ｅへ切り換わ
る。この第三供給量Ｅは、前記第二供給量Ｄより少ない
値，たとえば約半分に設定されている。すると、ＮＯｘ
の発生量に対してアンモニアの供給量が減少するため、
前記脱硝触媒１４に吸着されていたアンモニアがＮＯｘ
の分解に消費されることになる。したがって、前記脱硝
触媒１４におけるアンモニアの吸着量が減少する。

【００４６】そして、アンモニアの吸着量が前記所定範
囲を下回ったときには、アンモニアの供給量が前記第三
供給量Ｅから前記第二供給量Ｄへ切り換わる。すると、
アンモニアの供給量は、前記第二燃焼量Ｂに応じた供給
量となるため、ＮＯｘの分解に使用されなかったアンモ
ニアは、前記脱硝触媒１４に吸着され、吸着量が再び増
加し始める。この後、燃焼量が前記第一燃焼量Ａのと
き、アンモニアの吸着量が前記所定範囲を超えたとする
と、アンモニアの供給量を前記第一供給量Ｃから前記第
二供給量Ｄへ切り換え、供給量を半分に減少させる。そ
して、以後、前記各濃度検出手段１８，１９によって、
前記脱硝触媒１４の下流側のアンモニア濃度およびＮＯ
ｘ濃度を監視しながら、アンモニアの供給量を調整す
る。

【００４７】以上のように、第一の制御方法によれば、
アンモニアの供給量を制御することにより、前記脱硝触
媒１４におけるアンモニアの吸着量を前記所定範囲に維
持することができるため、前記ボイラ１からのＮＯｘを
低減した上で、アンモニアが漏れるのを防止することが
できる。

【００４８】つぎに、第二の制御方法について、図３に
基づいて説明する。この第二の制御方法は、燃焼量の積
算値に基づいて、アンモニアの供給量を調整する制御方
法である。この第二の制御方法において、以下の説明で
は、燃焼量の積算値の代わりに燃焼時間の積算値を用い
ている。ここで、前記ボイラ１は、３位置制御式の燃焼
制御を採用しているため、高燃焼時の燃焼量を基準とし
て燃焼時間を積算するようにしている。すなわち、前記
ボイラ１においては、前記第二燃焼量Ｂは、前記第一燃
焼量Ａの約半分に設定しているため、前記第二燃焼量Ｂ
での燃焼時間は、その半分の値を積算するようにしてい
る。そして、燃焼時間の積算値が所定積算時間に達した
とき、アンモニアの供給量を減少させるように制御す
る。この所定積算時間は、アンモニアの吸着量が前記所
定範囲の下限値から上限値となるまでに必要な燃焼時間
に基づいて設定した値である。

【００４９】さて、第二の制御方法においては、前記ボ
イラ１が待機から低燃焼へ移行したとき、燃焼時間の積
算を開始する。そして、この燃焼時間の積算値が、前記
所定積算時間に達したとき、アンモニアの供給量を減少
させる。ここで、低燃焼のとき、前記所定積算時間に達
したとすると、アンモニアの供給量が前記第二供給量Ｄ
から前記第三供給量Ｅへ切り換わる。すると、ＮＯｘの
発生量に対してアンモニアの供給量が減少するため、前
記のように、前記脱硝触媒１４におけるアンモニアの吸
着量が減少する。そして、前記第三供給量Ｅに切り換え
てから第一設定時間Ｆが経過するまで、アンモニアの供
給量を減少させた状態を維持する。ここで、前記第一設
定時間Ｆは、低燃焼のときに、アンモニアの吸着量が前
記所定範囲の上限値から下限値となるまでに必要な時間
に基づいて設定した値である。したがって、前記第三供
給量Ｅに切り換えてから第一設定時間Ｆが経過したとき
には、アンモニアの吸着量は前記所定範囲の下限値とな
っている。

【００５０】そして、前記第一設定時間Ｆが経過する
と、アンモニアの供給量は、前記第二供給量Ｄへ切り換
わる。すると、アンモニアの供給量は、前記第二燃焼量
Ｂに対応した供給量となるため、ＮＯｘの分解に使用さ
れなかったアンモニアは、前記脱硝触媒１４に吸着さ
れ、吸着量が再び増加し始める。ここで、アンモニアの
供給量を前記第二供給量Ｄへ切り換わるときには、前記
積算値をリセットし、燃焼時間の積算を最初から行う。

【００５１】この後、燃焼量が前記第一燃焼量Ａのと
き、燃焼時間の積算値が再び前記所定積算時間に達する
と、アンモニアの供給量を前記第一供給量Ｃから前記第
二供給量Ｄへ切り換え、供給量を半分に減少させる。そ
して、前記第二供給量Ｄに切り換えてから第二設定時間
Ｇが経過するまで、アンモニアの供給量を減少させた状
態を維持する。ここで、前記第二設定時間Ｇは、高燃焼
のときに、アンモニアの吸着量が前記所定範囲の上限値
から下限値となるまでに必要な時間に基づいて設定した
値である。前記第二設定時間Ｇは、前記第一設定時間Ｆ
の約半分の長さである。この理由は、高燃時において
は、低燃焼時の２倍の燃焼量であり、またＮＯｘの発生
量も２倍になっているため、その分前記脱硝触媒１４に
吸着されているアンモニアの消費量が増加するからであ
る。

【００５２】そして、前記第二設定時間Ｇが経過する
と、アンモニアの供給量は、前記第一供給量Ｃへ切り換
わる。すると、アンモニアの供給量は、前記第一燃焼量
Ａに対応する供給量となるため、吸着量が再び増加し始
める。ここで、アンモニアの供給量を前記第一供給量Ｃ
へ切り換えるときには、前記積算値をリセットし、燃焼
時間の積算を最初から行う。

【００５３】これ以後は、燃焼時間の積算値に基づい
て、前記アンモニアの供給量を調整する。以上のよう
に、アンモニアの供給量を制御することにより、前記脱
硝触媒１４におけるアンモニアの吸着量を前記所定範囲
に維持することができるため、前記ボイラ１からのＮＯ
ｘを低減した上で、アンモニアが漏れるのを防止するこ
とができる。

【００５４】さらに、この第二の制御方法においては、
燃焼量の積算値の代わりに、アンモニアの供給量の積算
値を用い、アンモニアの供給量積算値が所定積算値に達
したとき、アンモニアの供給量を減少させるように制御
することもできる。この場合には、前記所定積算値は、
アンモニアの吸着量が前記所定範囲の下限値から上限値
となるまでに必要なアンモニアの供給量に基づいて設定
した値とする。

【００５５】つぎに、第三の制御方法について、図３に
基づいて説明する。この第三の制御方法においては、前
記ボイラ１の燃焼開始後、燃焼量やアンモニアの供給量
に関係なく、第三設定時間Ｈが経過するたびに、アンモ
ニアの供給量を減少させる。ここで、前記第三設定時間
Ｈは、前記ボイラ１の運転時における燃焼量の平均値お
よびアンモニアの供給量の平均値を求め、これらの各平
均値からアンモニアの吸着量が前記所定範囲の下限値か
ら上限値となるまでの時間に基づいて設定した値であ
る。

【００５６】さて、この第三の制御方法においては、前
記ボイラ１の燃焼開始後，すなわち待機から低燃へ移行
してからの経過時間を監視し、前記第三設定時間Ｈが経
過するごとに、アンモニアの供給量を減少させる。ここ
で、低燃焼のときに前記第三設定時間Ｈが経過したとき
は、アンモニアの供給量は前記第二供給量Ｄからゼロへ
切り換わる。すると、前記のように、前記脱硝触媒１４
におけるアンモニアの吸着量が減少する。そして、アン
モニアの供給量をゼロに切り換えてから第四設定時間Ｊ
が経過するまで、アンモニアの供給量をゼロとした状態
を維持する。ここで、前記第四設定時間Ｊは、低燃焼の
ときにアンモニアの供給を停止したときに、アンモニア
の吸着量が前記所定範囲の上限値から下限値となるまで
に必要な時間に基づいて設定した値である。したがっ
て、前記第四設定時間Ｊが経過したときには、アンモニ
アの吸着量は前記所定範囲の下限値となっている。

【００５７】そして、前記第四設定時間Ｊが経過する
と、アンモニアの供給量は、前記第二供給量Ｄへ切り換
わる。すると、前記のように、前記脱硝触媒１４におけ
るアンモニアの吸着量が増加し始める。この後、アンモ
ニアの供給量が前記第二供給量Ｄへ切り換わってから、
前記第三設定時間Ｈが経過すると、ふたたびアンモニア
の供給を停止する。このとき、燃焼量が前記第一燃焼量
Ａのときに、前記第三設定時間Ｈが経過したとすると、
アンモニアの供給の停止は、第五設定時間Ｋの間行う。
ここで、前記第五設定時間Ｋは、高燃焼のときにアンモ
ニアの供給を停止したときに、アンモニアの吸着量が前
記所定範囲の上限値から下限値となるまでに必要な時間
に基づいて設定した値であり、前記第四設定時間Ｊの約
半分の長さである。

【００５８】そして、前記第五設定時間Ｋが経過する
と、アンモニアの供給量は、前記第一供給量Ｃへ切り換
わる。すると、ＮＯｘの発生量に応じたアンモニアの供
給量となるため、吸着量が再び増加し始める。これ以後
は、燃焼時間が前記第三設定時間Ｈが経過するごとに、
アンモニアの供給量を調整する。以上のようにアンモニ
アの供給量を制御することにより、前記脱硝触媒１４に
おけるアンモニアの吸着量を前記所定範囲に維持するこ
とができるため、前記ボイラ１からのＮＯｘを低減した
上で、アンモニアが漏れるのを防止することができる。

【００５９】以上のように、前記各制御方法によれば、
前記脱硝触媒におけるアンモニアの吸着量を所定範囲内
に維持することができるため、前記ボイラからのＮＯｘ
を低減した上で、アンモニアが未反応のまま外部へ流出
するのを確実に防止することができる。

【００６０】

【発明の効果】この発明によれば、ＮＯｘを低減した上
で、還元剤が未反応のまま外部へ流出するのを確実に防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を実施するボイラにおける脱硝装置の
一例を示す説明図である。

【図２】この発明における第一の制御方法を示す説明図
である。

【図３】この発明における第二の制御方法を示す説明図
である。

【図４】この発明における第三の制御方法を示す説明図
である。

【符号の説明】

１ボイラ７脱硝装置１４脱硝触媒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２３Ｊ 15/00 Ｆ２３Ｊ 15/00 Ｈ (72)発明者増田幸一愛媛県松山市堀江町７番地株式会社三浦研究所内 (72)発明者石▲崎▼ 信行愛媛県松山市堀江町７番地三浦工業株式会社内 (72)発明者一色幸博愛媛県松山市堀江町７番地三浦工業株式会社内Ｆターム(参考） 3K070 DA02 DA14 DA22 DA26 4D002 AA12 AC01 BA04 BA06 CA01 DA07 DA57 GA02 GA03 GB01 GB02 GB04 GB06 GB08 4D048 AA06 AB02 AB03 AC03 AC04 CA03 CC39 DA01 DA02 DA10 DA20 EA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボイラ１において、燃焼量に応じた量の
還元剤を供給し、この還元剤を脱硝触媒１４において反
応させる脱硝装置７の制御方法であって、前記脱硝触媒
１４における還元剤の吸着量に応じて、還元剤の供給量
を調整することを特徴とするボイラにおける脱硝装置の
制御方法。
【請求項２】ボイラ１において、燃焼量に応じた量の
還元剤を供給し、この還元剤を脱硝触媒１４において反
応させる脱硝装置７の制御方法であって、燃焼量の積算
値および還元剤の供給量の積算値のいずれか一方または
両方に基づいて、還元剤の供給量を調整することを特徴
とするボイラにおける脱硝装置の制御方法。
【請求項３】ボイラ１において、燃焼量に応じた量の
還元剤を供給し、この還元剤を脱硝触媒１４において反
応させる脱硝装置７の制御方法であって、設定時間ごと
に還元剤の供給量を調整することを特徴とするボイラに
おける脱硝装置の制御方法。