JP2002219337A - 脱硝装置の制御方法および装置 - Google Patents
脱硝装置の制御方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＮＨ3 消費量およびリークＮＨ3 量を低減
し、最適ＮＨ3 注入量で所定の脱硝率が得られる脱硝装
置の制御装置を提供する。 【解決手段】 排ガス中のＮＯｘに対して脱硝反応器内
部の触媒上でＮＨ3 を注入して反応させ、反応器の出口
ＮＯｘ濃度が所定範囲内に入るように注入ＮＨ3流量を
制御する脱硝装置の制御方法において、反応器入口ＮＯ
ｘ濃度１３と出口ＮＯｘ濃度２３との差および反応器出
口ＮＯｘ濃度設定値１６と計測値２３との偏差に基いて
現時点の必要モル比信号２７を求め、現時点からｎ時間
前のｎ時点に触媒に吸着されたＮＨ3 量に基づき現時点
の必要モル比信号２７を補正し、補正された必要モル比
信号２７と反応器入口ＮＯｘ量３０とにより現時点の必
要ＮＨ3 流量３３を求め、この必要ＮＨ3 流量と現在の
注入ＮＨ3 流量３９との偏差に基づき反応器へのＮＨ3
注入量を制御すること。
し、最適ＮＨ3 注入量で所定の脱硝率が得られる脱硝装
置の制御装置を提供する。 【解決手段】 排ガス中のＮＯｘに対して脱硝反応器内
部の触媒上でＮＨ3 を注入して反応させ、反応器の出口
ＮＯｘ濃度が所定範囲内に入るように注入ＮＨ3流量を
制御する脱硝装置の制御方法において、反応器入口ＮＯ
ｘ濃度１３と出口ＮＯｘ濃度２３との差および反応器出
口ＮＯｘ濃度設定値１６と計測値２３との偏差に基いて
現時点の必要モル比信号２７を求め、現時点からｎ時間
前のｎ時点に触媒に吸着されたＮＨ3 量に基づき現時点
の必要モル比信号２７を補正し、補正された必要モル比
信号２７と反応器入口ＮＯｘ量３０とにより現時点の必
要ＮＨ3 流量３３を求め、この必要ＮＨ3 流量と現在の
注入ＮＨ3 流量３９との偏差に基づき反応器へのＮＨ3
注入量を制御すること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、脱硝装置の制御方
法および装置に係り、特に石炭焚きボイラ等の排ガス中
の窒素酸化物（ＮＯｘ）を脱硝触媒の存在下アンモニア
（ＮＨ3 ）ガスの注入によって分解・除去する脱硝装置
の制御方法および装置であって、化学反応のおくれが大
きい系であっても最適に制御することができる脱硝装置
の制御方法および装置に関するものである。
法および装置に係り、特に石炭焚きボイラ等の排ガス中
の窒素酸化物（ＮＯｘ）を脱硝触媒の存在下アンモニア
（ＮＨ3 ）ガスの注入によって分解・除去する脱硝装置
の制御方法および装置であって、化学反応のおくれが大
きい系であっても最適に制御することができる脱硝装置
の制御方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】脱硝装置とは、還元剤としてＮＨ3 を排
ガス中に注入し、脱硝触媒上で注入したＮＨ3 と排ガス
中のＮＯｘを反応させて窒素と水にする装置のことであ
る。
ガス中に注入し、脱硝触媒上で注入したＮＨ3 と排ガス
中のＮＯｘを反応させて窒素と水にする装置のことであ
る。
【０００３】
【化１】 ＮＨ3 ＋ＮＯ＋１／４・Ｏ2 →Ｎ2 ＋３／２・Ｈ2 Ｏ
【０００４】排ガス中のＮＯｘは注入したＮＨ3 と上記
反応式により反応して窒素と水になるので、基本的には
注入するＮＨ3 量は処理すべきＮＯｘ量に見合った量を
注入することとなる。注入したＮＨ3 はＮＯｘとの反応
に使用される以外に、触媒表面上に吸着し得るだけ吸着
する。したがって、それを超えて注入するとリークＮＨ
3 として装置から流出する。一方、注入するＮＨ3 量が
処理すべきＮＯｘ量に対して不足するとＮＯｘが処理し
きれなくなり、出口ＮＯｘ濃度を規定値以下にすること
ができなくなる。
反応式により反応して窒素と水になるので、基本的には
注入するＮＨ3 量は処理すべきＮＯｘ量に見合った量を
注入することとなる。注入したＮＨ3 はＮＯｘとの反応
に使用される以外に、触媒表面上に吸着し得るだけ吸着
する。したがって、それを超えて注入するとリークＮＨ
3 として装置から流出する。一方、注入するＮＨ3 量が
処理すべきＮＯｘ量に対して不足するとＮＯｘが処理し
きれなくなり、出口ＮＯｘ濃度を規定値以下にすること
ができなくなる。
【０００５】本発明が適用される脱硝制御系における従
来の脱硝制御装置の系統を図３に示す。被処理ガス中の
ＮＯｘ量に見合ったＮＨ3 注入量を算出する注入量算出
器９は、脱硝反応器の入口ＮＯｘ濃度、出口ＮＯｘ濃度
設定値、出口ＮＯｘ濃度および処理ガス量等からＮＨ3
注入量を算出するものである。すなわち、脱硝反応器の
入口ＮＯｘ分析計１２で検出された入口ＮＯｘ信号１３
と、被処理ガス量２８の被処理ガス流量信号２９とを乗
算器３１で乗算し、総ＮＯｘ量信号３０を算出する。一
方、入口ＮＯｘ信号１３と脱硝反応器の出口ＮＯｘ濃度
設定器１５で設定された設定ＮＯｘ信号１６との減算を
行う減算器１９を有する必要モル比演算部１８で必要モ
ル比（ＮＨ3 モル比／ＮＯｘモル比）信号２０を算出
し、出口ＮＯｘ分析計２２で検出された実測出口ＮＯｘ
信号２３と設定ＮＯｘ信号１６との偏差を減算器２４に
より算出し、加算器２６で前記必要モル比信号２０の補
正を行う。補正された必要モル比信号２７と先に述べた
総ＮＯｘ量信号３０とを乗算器３２で乗算し、必要とす
る必要ＮＨ3 流量信号３３を算出する。この必要ＮＨ 3
流量信号３３と実測ＮＨ3 流量計３８で検出された実測
ＮＨ3 流量信号３９を減算器４０で減算してＮＨ3 流量
偏差信号４１を算出し、これを比例積分演算器４２で弁
開度信号４３に変換して電空変換器４４により制御信号
４５に変換し、ＮＨ3 配管５の途中に設けられたＮＨ3
流量調節弁１０を開閉する。
来の脱硝制御装置の系統を図３に示す。被処理ガス中の
ＮＯｘ量に見合ったＮＨ3 注入量を算出する注入量算出
器９は、脱硝反応器の入口ＮＯｘ濃度、出口ＮＯｘ濃度
設定値、出口ＮＯｘ濃度および処理ガス量等からＮＨ3
注入量を算出するものである。すなわち、脱硝反応器の
入口ＮＯｘ分析計１２で検出された入口ＮＯｘ信号１３
と、被処理ガス量２８の被処理ガス流量信号２９とを乗
算器３１で乗算し、総ＮＯｘ量信号３０を算出する。一
方、入口ＮＯｘ信号１３と脱硝反応器の出口ＮＯｘ濃度
設定器１５で設定された設定ＮＯｘ信号１６との減算を
行う減算器１９を有する必要モル比演算部１８で必要モ
ル比（ＮＨ3 モル比／ＮＯｘモル比）信号２０を算出
し、出口ＮＯｘ分析計２２で検出された実測出口ＮＯｘ
信号２３と設定ＮＯｘ信号１６との偏差を減算器２４に
より算出し、加算器２６で前記必要モル比信号２０の補
正を行う。補正された必要モル比信号２７と先に述べた
総ＮＯｘ量信号３０とを乗算器３２で乗算し、必要とす
る必要ＮＨ3 流量信号３３を算出する。この必要ＮＨ 3
流量信号３３と実測ＮＨ3 流量計３８で検出された実測
ＮＨ3 流量信号３９を減算器４０で減算してＮＨ3 流量
偏差信号４１を算出し、これを比例積分演算器４２で弁
開度信号４３に変換して電空変換器４４により制御信号
４５に変換し、ＮＨ3 配管５の途中に設けられたＮＨ3
流量調節弁１０を開閉する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に係る比
例積分演算器２５によるフィードバック制御装置では出
口ＮＯｘ濃度の設定値への漸近を目的とするが、触媒上
のＮＨ3 吸着量に応じたＮＨ3 注入はできず、このため
吸着ＮＨ3 が残存しているような負荷降下時に出口ＮＯ
ｘの過剰除去・設定範囲からの下方への逸脱、過剰なＮ
Ｈ3 注入によるリークＮＨ3 の増大、ＮＨ3 使用総量の
過剰による不経済の発生等の問題が生じる。
例積分演算器２５によるフィードバック制御装置では出
口ＮＯｘ濃度の設定値への漸近を目的とするが、触媒上
のＮＨ3 吸着量に応じたＮＨ3 注入はできず、このため
吸着ＮＨ3 が残存しているような負荷降下時に出口ＮＯ
ｘの過剰除去・設定範囲からの下方への逸脱、過剰なＮ
Ｈ3 注入によるリークＮＨ3 の増大、ＮＨ3 使用総量の
過剰による不経済の発生等の問題が生じる。
【０００７】本発明の課題は、上記従来技術の問題点を
解決し、ＮＨ3 消費量およびリーフＮＨ3 量を低減し、
必要最小限のＮＨ3 注入量で所定の脱硝率を得ることが
できる脱硝触媒の制御方法および装置を提供することに
ある。
解決し、ＮＨ3 消費量およびリーフＮＨ3 量を低減し、
必要最小限のＮＨ3 注入量で所定の脱硝率を得ることが
できる脱硝触媒の制御方法および装置を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本願で特許請求する発明は以下のとおりである。 （１）排ガス中のＮＯｘに対して脱硝反応器内部の触媒
上でＮＨ3 を注入して反応させ、反応器の出口ＮＯｘ濃
度が所定範囲内に入るように注入ＮＨ3 流量を制御する
脱硝装置の制御方法において、反応器入口ＮＯｘ濃度と
出口ＮＯｘ濃度との差および反応器出口ＮＯｘ濃度設定
値と計測値との偏差に基づいて現時点の必要モル比信号
を求め、現時点からｎ時間前のｎ時点に触媒に吸着され
たＮＨ3量に基づき前記現時点の必要モル比信号を補正
し、補正された必要モル比信号と反応器入口ＮＯｘ量と
により現時点の必要ＮＨ3 流量を求め、求めた必要ＮＨ
3流量と現在の注入ＮＨ3 流量との偏差に基づき反応器
へのＮＨ3 注入量を制御することを特徴とする脱硝装置
の制御方法。
に、本願で特許請求する発明は以下のとおりである。 （１）排ガス中のＮＯｘに対して脱硝反応器内部の触媒
上でＮＨ3 を注入して反応させ、反応器の出口ＮＯｘ濃
度が所定範囲内に入るように注入ＮＨ3 流量を制御する
脱硝装置の制御方法において、反応器入口ＮＯｘ濃度と
出口ＮＯｘ濃度との差および反応器出口ＮＯｘ濃度設定
値と計測値との偏差に基づいて現時点の必要モル比信号
を求め、現時点からｎ時間前のｎ時点に触媒に吸着され
たＮＨ3量に基づき前記現時点の必要モル比信号を補正
し、補正された必要モル比信号と反応器入口ＮＯｘ量と
により現時点の必要ＮＨ3 流量を求め、求めた必要ＮＨ
3流量と現在の注入ＮＨ3 流量との偏差に基づき反応器
へのＮＨ3 注入量を制御することを特徴とする脱硝装置
の制御方法。
【０００９】（２）（１）において、脱硝装置の触媒特
性である次の関数関係、モル比＝Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（吸
着ＮＨ3 量、入口ＮＯｘ濃度、運転条件）および脱硝率
＝Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（モル比、運転条件）に基づいて、
現時点および現時点からｎ時間前のｎ時点における脱硝
率から前記それぞれの時点におけるモル比および吸着Ｎ
Ｈ3 量を推算し、これらの吸着ＮＨ3 量に基づいて前記
現時点の必要モル比信号を補正することを特徴とする脱
硝装置の制御方法。
性である次の関数関係、モル比＝Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（吸
着ＮＨ3 量、入口ＮＯｘ濃度、運転条件）および脱硝率
＝Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（モル比、運転条件）に基づいて、
現時点および現時点からｎ時間前のｎ時点における脱硝
率から前記それぞれの時点におけるモル比および吸着Ｎ
Ｈ3 量を推算し、これらの吸着ＮＨ3 量に基づいて前記
現時点の必要モル比信号を補正することを特徴とする脱
硝装置の制御方法。
【００１０】（３）ＮＯｘ含有排ガスにＮＨ3 を注入し
て脱硝反応器内部の触媒に吸着させ、該触媒上でＮＯｘ
とＮＨ3 を接触反応させ、反応器出口排ガス中のＮＯｘ
濃度が所定範囲内に入るように注入ＮＨ3 流量を制御す
る装置であって、反応器入口ＮＯｘ濃度と出口ＮＯｘ濃
度設定値との偏差および出口ＮＯｘ濃度の設定値と計測
値の偏差に基づいて現時点での必要モル比信号を算出す
る手段と、被処理排ガスの総ＮＯｘ量と上記必要モル比
信号とにより現時点の必要ＮＨ3 流量信号を算出する手
段と、現在のＮＨ3 注入流量信号とこの現時点の必要Ｎ
Ｈ3 流量信号とにより反応器へのＮＨ3 注入流量を制御
する手段とを備えた脱硝装置の制御装置において、現時
点からｎ時間前のｎ時点での反応器入口ＮＯｘ濃度と出
口ＮＯｘ濃度に基づいてｎ時点での触媒への吸着ＮＨ3
量を求める手段と、現時点での反応器入口ＮＯｘ濃度と
出口ＮＯｘ濃度に基づいて現時点計測値ベースの触媒へ
の吸着ＮＨ3 量を求める手段と、ｎ時点から現在までの
各時点での排ガス発生源の負荷信号のｎ時点での負荷信
号に対する比率を積分する手段と、この積分された値と
ｎ時点での触媒への吸着ＮＨ3 量および現時点計測値ベ
ースでの触媒への吸着ＮＨ3 量とに基づいて必要モル比
補正信号を算出する手段と、この必要モル比補正信号に
より前記現時点での必要モル比信号を補正する手段とを
備えたことを特徴とする脱硝装置の制御装置。
て脱硝反応器内部の触媒に吸着させ、該触媒上でＮＯｘ
とＮＨ3 を接触反応させ、反応器出口排ガス中のＮＯｘ
濃度が所定範囲内に入るように注入ＮＨ3 流量を制御す
る装置であって、反応器入口ＮＯｘ濃度と出口ＮＯｘ濃
度設定値との偏差および出口ＮＯｘ濃度の設定値と計測
値の偏差に基づいて現時点での必要モル比信号を算出す
る手段と、被処理排ガスの総ＮＯｘ量と上記必要モル比
信号とにより現時点の必要ＮＨ3 流量信号を算出する手
段と、現在のＮＨ3 注入流量信号とこの現時点の必要Ｎ
Ｈ3 流量信号とにより反応器へのＮＨ3 注入流量を制御
する手段とを備えた脱硝装置の制御装置において、現時
点からｎ時間前のｎ時点での反応器入口ＮＯｘ濃度と出
口ＮＯｘ濃度に基づいてｎ時点での触媒への吸着ＮＨ3
量を求める手段と、現時点での反応器入口ＮＯｘ濃度と
出口ＮＯｘ濃度に基づいて現時点計測値ベースの触媒へ
の吸着ＮＨ3 量を求める手段と、ｎ時点から現在までの
各時点での排ガス発生源の負荷信号のｎ時点での負荷信
号に対する比率を積分する手段と、この積分された値と
ｎ時点での触媒への吸着ＮＨ3 量および現時点計測値ベ
ースでの触媒への吸着ＮＨ3 量とに基づいて必要モル比
補正信号を算出する手段と、この必要モル比補正信号に
より前記現時点での必要モル比信号を補正する手段とを
備えたことを特徴とする脱硝装置の制御装置。
【００１１】（４）ＮＯｘ含有排ガスにＮＨ3 を注入し
て脱硝反応器内部の触媒に吸着させ、該触媒上でＮＯｘ
とＮＨ3 を接触反応させ、反応器出口排ガス中のＮＯｘ
濃度が所定範囲内に入るように注入ＮＨ3 流量を制御す
る装置であって、反応器入口ＮＯｘ濃度と出口ＮＯｘ濃
度設定値との偏差および出口ＮＯｘ濃度の設定値と計測
値の偏差に基づいて現時点での必要モル比信号を算出す
る手段と、被処理排ガスの総ＮＯｘ量と上記必要モル比
信号とにより現時点の必要ＮＨ3 流量信号を算出する手
段と、現在のＮＨ3 注入流量信号とこの現時点の必要Ｎ
Ｈ3 流量信号とにより反応器へのＮＨ3 注入量を制御す
る手段とを備えた脱硝装置の制御装置において、現時点
からｎ時間前のｎ時点での触媒への吸着ＮＨ3 量を推定
する手段と、ｎ時点から現在までの排ガス発生源の負荷
指令のｎ時点での負荷指令に対する比率の積分値を算出
する手段と、算出された積分値とｎ時点での触媒への吸
着ＮＨ3 量に基づき現時点での触媒への必要ＮＨ3 吸着
量を算出する手段と、現時点での反応器入口ＮＯｘ濃度
および出口ＮＯｘ濃度計測値に基づき現時点計測値ベー
スの吸着ＮＨ3 量を算出する手段と、前記現時点での触
媒への必要ＮＨ3 吸着量に基づく現時点での必要モル比
信号と現時点計測値ベースの吸着量に基づくモル比信号
とにより必要モル比補正信号を算出する手段と、この必
要モル比補正信号により前記現時点の必要モル比信号を
補正する手段とを備えたことを特徴とする脱硝装置の制
御装置。
て脱硝反応器内部の触媒に吸着させ、該触媒上でＮＯｘ
とＮＨ3 を接触反応させ、反応器出口排ガス中のＮＯｘ
濃度が所定範囲内に入るように注入ＮＨ3 流量を制御す
る装置であって、反応器入口ＮＯｘ濃度と出口ＮＯｘ濃
度設定値との偏差および出口ＮＯｘ濃度の設定値と計測
値の偏差に基づいて現時点での必要モル比信号を算出す
る手段と、被処理排ガスの総ＮＯｘ量と上記必要モル比
信号とにより現時点の必要ＮＨ3 流量信号を算出する手
段と、現在のＮＨ3 注入流量信号とこの現時点の必要Ｎ
Ｈ3 流量信号とにより反応器へのＮＨ3 注入量を制御す
る手段とを備えた脱硝装置の制御装置において、現時点
からｎ時間前のｎ時点での触媒への吸着ＮＨ3 量を推定
する手段と、ｎ時点から現在までの排ガス発生源の負荷
指令のｎ時点での負荷指令に対する比率の積分値を算出
する手段と、算出された積分値とｎ時点での触媒への吸
着ＮＨ3 量に基づき現時点での触媒への必要ＮＨ3 吸着
量を算出する手段と、現時点での反応器入口ＮＯｘ濃度
および出口ＮＯｘ濃度計測値に基づき現時点計測値ベー
スの吸着ＮＨ3 量を算出する手段と、前記現時点での触
媒への必要ＮＨ3 吸着量に基づく現時点での必要モル比
信号と現時点計測値ベースの吸着量に基づくモル比信号
とにより必要モル比補正信号を算出する手段と、この必
要モル比補正信号により前記現時点の必要モル比信号を
補正する手段とを備えたことを特徴とする脱硝装置の制
御装置。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例である脱硝制御
装置について、図面を用いて説明する。図２は脱硝反応
装置の概略図である。脱硝反応器１は、被処理ガスＧの
発生源である、例えばボイラの排ガスを入口ダクト２か
ら導入し、ＮＨ3 の注入によって脱硝処理してから出口
ダクト３に排出し、さらに図示していない煙突により屋
外に排出する。この際、被処理ガスＧ中のＮＯｘは入口
ダクト２に設けられたＮＨ3 注入管４によって、被処理
ガスＧ中のＮＯｘ量に見合ったＮＨ3 がアンモニア流量
計３８およびアンモニア流量調節弁１０を介して注入さ
れ、脱硝反応器１の内部に充填された図示していない脱
硝触媒の働きによって無害な水蒸気と窒素ガスに分解さ
れ、除去される。通常、脱硝反応器１の運用は被処理ガ
スＧの発生源、例えばボイラ等の負荷変化時においても
脱硝反応器１の出口ＮＯｘ濃度が規定値以下になるよう
に制御される。ここで被処理ガスＧ中の入口ＮＯｘ濃度
は入口ＮＯｘ分析計１２で、出口ＮＯｘ濃度は出口ＮＯ
ｘ分析計２２で計測される。
装置について、図面を用いて説明する。図２は脱硝反応
装置の概略図である。脱硝反応器１は、被処理ガスＧの
発生源である、例えばボイラの排ガスを入口ダクト２か
ら導入し、ＮＨ3 の注入によって脱硝処理してから出口
ダクト３に排出し、さらに図示していない煙突により屋
外に排出する。この際、被処理ガスＧ中のＮＯｘは入口
ダクト２に設けられたＮＨ3 注入管４によって、被処理
ガスＧ中のＮＯｘ量に見合ったＮＨ3 がアンモニア流量
計３８およびアンモニア流量調節弁１０を介して注入さ
れ、脱硝反応器１の内部に充填された図示していない脱
硝触媒の働きによって無害な水蒸気と窒素ガスに分解さ
れ、除去される。通常、脱硝反応器１の運用は被処理ガ
スＧの発生源、例えばボイラ等の負荷変化時においても
脱硝反応器１の出口ＮＯｘ濃度が規定値以下になるよう
に制御される。ここで被処理ガスＧ中の入口ＮＯｘ濃度
は入口ＮＯｘ分析計１２で、出口ＮＯｘ濃度は出口ＮＯ
ｘ分析計２２で計測される。
【００１３】図１は、上記脱硝反応器１に備えられた脱
硝制御装置７の一実施の形態を示す制御回路である。脱
硝制御装置７は、アンモニアの注入量を算出する注入量
算出器９と、必要モル比を補正する必要モル比補正器５
０を有している。
硝制御装置７の一実施の形態を示す制御回路である。脱
硝制御装置７は、アンモニアの注入量を算出する注入量
算出器９と、必要モル比を補正する必要モル比補正器５
０を有している。
【００１４】注入量算出器９は、先に図３で説明したよ
うに、入口ＮＯｘ分析計１２による計測値と出口ＮＯｘ
設定器１５から必要モル比演算器１８によるモル比の演
算を行う。さらに、出口ＮＯｘ設定器１５により与えら
れた設定値と、出口ＮＯｘ分析計２２による計測値に偏
差が生じた場合は、加算器２６によりモル比の修正を行
う。以上のようにして得られた必要モル比を被処理ガス
量２８と、入口ＮＯｘ分析計１２による計測値との乗算
によって計算される被処理ガス中の総ＮＯｘ量に掛ける
ことにより、必要とするアンモニアの注入量３３を算出
する。
うに、入口ＮＯｘ分析計１２による計測値と出口ＮＯｘ
設定器１５から必要モル比演算器１８によるモル比の演
算を行う。さらに、出口ＮＯｘ設定器１５により与えら
れた設定値と、出口ＮＯｘ分析計２２による計測値に偏
差が生じた場合は、加算器２６によりモル比の修正を行
う。以上のようにして得られた必要モル比を被処理ガス
量２８と、入口ＮＯｘ分析計１２による計測値との乗算
によって計算される被処理ガス中の総ＮＯｘ量に掛ける
ことにより、必要とするアンモニアの注入量３３を算出
する。
【００１５】必要モル比補正器５０では分析計の測定お
くれを考慮するため、現時点からｎ時間前のｎ時点での
入口ＮＯｘ濃度６１と出口ＮＯｘ濃度６２に従って吸着
ＮＨ 3 演算器６３にて計算したｎ時点での吸着ＮＨ3 量
６４に基づき、ｎ時点から現時点までの負荷変化に従い
現時点の必要吸着ＮＨ3 量５８を算出する。また、現時
点での入口ＮＯｘ濃度１３と出口ＮＯｘ濃度２３に基づ
いた吸着ＮＨ3 量も同様に計算して、現時点計測値ベー
スの吸着ＮＨ3 量６５を算出する。ここでモル比が吸着
量と関係して決まる量であることを利用し、前記現時点
の必要吸着ＮＨ 3 量５８と現時点計測値ベースの吸着Ｎ
Ｈ3 量６５から、それぞれのモル比の偏差を必要モル比
補正信号６８として加算器２６へ入力する。
くれを考慮するため、現時点からｎ時間前のｎ時点での
入口ＮＯｘ濃度６１と出口ＮＯｘ濃度６２に従って吸着
ＮＨ 3 演算器６３にて計算したｎ時点での吸着ＮＨ3 量
６４に基づき、ｎ時点から現時点までの負荷変化に従い
現時点の必要吸着ＮＨ3 量５８を算出する。また、現時
点での入口ＮＯｘ濃度１３と出口ＮＯｘ濃度２３に基づ
いた吸着ＮＨ3 量も同様に計算して、現時点計測値ベー
スの吸着ＮＨ3 量６５を算出する。ここでモル比が吸着
量と関係して決まる量であることを利用し、前記現時点
の必要吸着ＮＨ 3 量５８と現時点計測値ベースの吸着Ｎ
Ｈ3 量６５から、それぞれのモル比の偏差を必要モル比
補正信号６８として加算器２６へ入力する。
【００１６】吸着ＮＨ3 量演算器６３では、以下のよう
な実験的に知られた触媒の特性を適用する。すなわち、 モル比＝Ｆｕｎｃｔｉｏｎ１（吸着ＮＨ3 量、入口ＮＯ
ｘ濃度、運転条件） および 脱硝率＝Ｆｕｎｃｔｉｏｎ２（モル比、運転条件） との関数関係を利用する。ここでＦｕｎｃｔｉｏｎ１、
Ｆｕｎｃｔｉｏｎ２は表示された引数の関数を表現する
記号である。これにより各時点での脱硝率からその時点
でのモル比、続いて吸着ＮＨ3 量を推算できる。Ｆｕｎ
ｃｔｉｏｎ１のモル比と吸着ＮＨ3 量、入口ＮＯｘ濃
度、運転条件との関係およびＦｕｎｃｔｉｏｎ２の脱硝
率とモル比、運転条件の関係は、脱硝装置内の触媒の材
料（例えばＴｉ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗなど）、構造（例えば粒
状触媒、板状触媒）、焼成条件、触媒量等に関係する。
な実験的に知られた触媒の特性を適用する。すなわち、 モル比＝Ｆｕｎｃｔｉｏｎ１（吸着ＮＨ3 量、入口ＮＯ
ｘ濃度、運転条件） および 脱硝率＝Ｆｕｎｃｔｉｏｎ２（モル比、運転条件） との関数関係を利用する。ここでＦｕｎｃｔｉｏｎ１、
Ｆｕｎｃｔｉｏｎ２は表示された引数の関数を表現する
記号である。これにより各時点での脱硝率からその時点
でのモル比、続いて吸着ＮＨ3 量を推算できる。Ｆｕｎ
ｃｔｉｏｎ１のモル比と吸着ＮＨ3 量、入口ＮＯｘ濃
度、運転条件との関係およびＦｕｎｃｔｉｏｎ２の脱硝
率とモル比、運転条件の関係は、脱硝装置内の触媒の材
料（例えばＴｉ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗなど）、構造（例えば粒
状触媒、板状触媒）、焼成条件、触媒量等に関係する。
【００１７】また、逆に吸着ＮＨ3 量からモル比を推算
することも可能で、現時点での必要吸着ＮＨ3 量５８か
ら現時点での必要モル比５９、および現時点計測値ベー
スの吸着ＮＨ3 量６５から現時点計測値ベースのモル比
６７を得られる。
することも可能で、現時点での必要吸着ＮＨ3 量５８か
ら現時点での必要モル比５９、および現時点計測値ベー
スの吸着ＮＨ3 量６５から現時点計測値ベースのモル比
６７を得られる。
【００１８】ｎ時点での吸着ＮＨ3 量から現時点の吸着
ＮＨ3 量を推定するために、プロセスの変動を最も早く
とらえることができる負荷指令信号５１を用い、ｎ時点
での負荷指令５２に対する各時点での負荷指令５１の比
をｎ時点から現時点まで積分し、その積分値に対して触
媒、運転条件等を引数とする調整用の関数発生器５６に
て、ｎ時点での吸着ＮＨ3 量から現時点での吸着ＮＨ3
量を推定する比率を得る。
ＮＨ3 量を推定するために、プロセスの変動を最も早く
とらえることができる負荷指令信号５１を用い、ｎ時点
での負荷指令５２に対する各時点での負荷指令５１の比
をｎ時点から現時点まで積分し、その積分値に対して触
媒、運転条件等を引数とする調整用の関数発生器５６に
て、ｎ時点での吸着ＮＨ3 量から現時点での吸着ＮＨ3
量を推定する比率を得る。
【００１９】
【発明の効果】本発明では、分析計での計測おくれを考
慮し、ｎ時間前に測定され、得られた実測値をもとに触
媒上の吸着ＮＨ3 量を求め、負荷変化指令に従い現時点
の吸着ＮＨ3 量を推定する。したがって、時間遅れな
く、また予期せぬ負荷変化にも対応して現時点に必要な
ＮＨ3 注入量を求めることができるので、好適にアンモ
ニア注入制御できる効果がある。また、その結果、反応
器出口ＮＯｘ濃度の設定値範囲からの逸脱を回避し、リ
ークＮＨ3 量を低減し、ＮＨ3 消費量を低減するといっ
た効果が期待できる。
慮し、ｎ時間前に測定され、得られた実測値をもとに触
媒上の吸着ＮＨ3 量を求め、負荷変化指令に従い現時点
の吸着ＮＨ3 量を推定する。したがって、時間遅れな
く、また予期せぬ負荷変化にも対応して現時点に必要な
ＮＨ3 注入量を求めることができるので、好適にアンモ
ニア注入制御できる効果がある。また、その結果、反応
器出口ＮＯｘ濃度の設定値範囲からの逸脱を回避し、リ
ークＮＨ3 量を低減し、ＮＨ3 消費量を低減するといっ
た効果が期待できる。
【図１】本発明である脱硝制御装置の一実施例の制御回
路図。
路図。
【図２】脱硝反応器の窒素酸化物計測位置およびアンモ
ニア注入位置を示す概略図。
ニア注入位置を示す概略図。
【図３】従来技術の脱硝制御装置の制御回路図。
１…脱硝反応器、２…入口ダクト、３…出口ダクト、４
…ＮＨ3 注入管、５…ＮＨ3 配管、７…脱硝制御装置、
９…注入量算出器、１０…ＮＨ3 流量調節弁、１２…入
口ＮＯｘ分析計、１３…入口ＮＯｘ信号、１５…出口Ｎ
Ｏｘ濃度設定器、１６…設定ＮＯｘ信号、１８…必要モ
ル比演算部、１９…減算器、２０必要モル比信号、２２
…出口ＮＯｘ分析計、２３…出口ＮＯｘ信号、２４…減
算器、２５…比例積分演算器、２６…加算器、２７…必
要モル比信号、２８…被処理ガス量、２９…被処理ガス
流量信号、３０…総ＮＯｘ量信号、３１…乗算器、３２
…乗算器、３３…必要ＮＨ3 流量信号、３８…ＮＨ3 流
量計、３９…ＮＨ3 流量信号、４０…減算器、４１…Ｎ
Ｈ3 流量偏差信号、４２…比例積分器、４３…弁開度信
号、４４…電空変換器、４５…制御信号、５０…必要モ
ル比補正器、５１…負荷指令、５２…ｎ時点での負荷指
令、５３…比率演算器、５４…積分器、５６…関数発生
器、５８…必要吸着ＮＨ3 量、５９…現時点での必要モ
ル比、６１…ｎ時点での入口ＮＯｘ濃度、６２…ｎ時点
での出口ＮＯｘ濃度、６３…吸着ＮＨ 3 量演算器、６４
…ｎ時点での吸着ＮＨ3 量、６５…現時点計測値ベース
の吸着ＮＨ3 量、６７…現時点計測値ベースのモル比、
６８…必要モル比補正信号、６９…関数発生器。
…ＮＨ3 注入管、５…ＮＨ3 配管、７…脱硝制御装置、
９…注入量算出器、１０…ＮＨ3 流量調節弁、１２…入
口ＮＯｘ分析計、１３…入口ＮＯｘ信号、１５…出口Ｎ
Ｏｘ濃度設定器、１６…設定ＮＯｘ信号、１８…必要モ
ル比演算部、１９…減算器、２０必要モル比信号、２２
…出口ＮＯｘ分析計、２３…出口ＮＯｘ信号、２４…減
算器、２５…比例積分演算器、２６…加算器、２７…必
要モル比信号、２８…被処理ガス量、２９…被処理ガス
流量信号、３０…総ＮＯｘ量信号、３１…乗算器、３２
…乗算器、３３…必要ＮＨ3 流量信号、３８…ＮＨ3 流
量計、３９…ＮＨ3 流量信号、４０…減算器、４１…Ｎ
Ｈ3 流量偏差信号、４２…比例積分器、４３…弁開度信
号、４４…電空変換器、４５…制御信号、５０…必要モ
ル比補正器、５１…負荷指令、５２…ｎ時点での負荷指
令、５３…比率演算器、５４…積分器、５６…関数発生
器、５８…必要吸着ＮＨ3 量、５９…現時点での必要モ
ル比、６１…ｎ時点での入口ＮＯｘ濃度、６２…ｎ時点
での出口ＮＯｘ濃度、６３…吸着ＮＨ 3 量演算器、６４
…ｎ時点での吸着ＮＨ3 量、６５…現時点計測値ベース
の吸着ＮＨ3 量、６７…現時点計測値ベースのモル比、
６８…必要モル比補正信号、６９…関数発生器。
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 Ｆターム(参考） 3G091 AA00 AB04 AB05 BA14 CA13 CA17 CB08 DA01 DA02 DB06 DB07 DB10 DC01 EA30 EA33 HA36 HA37 HA42 3K070 DA02 DA14 DA22 DA25 DA60 4D002 AA12 AC01 BA06 CA07 DA07 GA03 GB06 4D048 AA06 AB02 AC04 CC61 DA01 DA02 DA08 DA10 EA04
Claims (4)
- 【請求項１】 排ガス中のＮＯｘに対して脱硝反応器内
部の触媒上でＮＨ3を注入して反応させ、反応器の出口
ＮＯｘ濃度が所定範囲内に入るように注入ＮＨ3 流量を
制御する脱硝装置の制御方法において、反応器入口ＮＯ
ｘ濃度と出口ＮＯｘ濃度との差および反応器出口ＮＯｘ
濃度設定値と計測値との偏差に基づいて現時点の必要モ
ル比信号を求め、現時点からｎ時間前のｎ時点に触媒に
吸着されたＮＨ3 量に基づき前記現時点の必要モル比信
号を補正し、補正された必要モル比信号と反応器入口Ｎ
Ｏｘ量とにより現時点の必要ＮＨ3 流量を求め、求めた
必要ＮＨ3 流量と現在の注入ＮＨ3 流量との偏差に基づ
き反応器へのＮＨ3 注入量を制御することを特徴とする
脱硝装置の制御方法。 - 【請求項２】 請求項１において、脱硝装置の触媒特性
である次の関数関係、モル比＝Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（吸着
ＮＨ3 量、入口ＮＯｘ濃度、運転条件）および脱硝率＝
Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（モル比、運転条件）に基づいて、現
時点および現時点からｎ時間前のｎ時点における脱硝率
から前記それぞれの時点におけるモル比および吸着ＮＨ
3 量を推算し、これらの吸着ＮＨ3 量に基づいて前記現
時点の必要モル比信号を補正することを特徴とする脱硝
装置の制御方法。 - 【請求項３】 ＮＯｘ含有排ガスにＮＨ3 を注入して脱
硝反応器内部の触媒に吸着させ、該触媒上でＮＯｘとＮ
Ｈ3 を接触反応させ、反応器出口排ガス中のＮＯｘ濃度
が所定範囲内に入るように注入ＮＨ3 流量を制御する装
置であって、反応器入口ＮＯｘ濃度と出口ＮＯｘ濃度設
定値との偏差および出口ＮＯｘ濃度の設定値と計測値の
偏差に基づいて現時点での必要モル比信号を算出する手
段と、被処理排ガスの総ＮＯｘ量と上記必要モル比信号
とにより現時点の必要ＮＨ3 流量信号を算出する手段
と、現在のＮＨ3 注入流量信号とこの現時点の必要ＮＨ
3流量信号とにより反応器へのＮＨ3 注入流量を制御す
る手段とを備えた脱硝装置の制御装置において、現時点
からｎ時間前のｎ時点での反応器入口ＮＯｘ濃度と出口
ＮＯｘ濃度に基づいてｎ時点での触媒への吸着ＮＨ3 量
を求める手段と、現時点での反応器入口ＮＯｘ濃度と出
口ＮＯｘ濃度に基づいて現時点計測値ベースの触媒への
吸着ＮＨ3 量を求める手段と、ｎ時点から現在までの各
時点での排ガス発生源の負荷信号のｎ時点での負荷信号
に対する比率を積分する手段と、この積分された値とｎ
時点での触媒への吸着ＮＨ3 量および現時点計測値ベー
スでの触媒への吸着ＮＨ3 量とに基づいて必要モル比補
正信号を算出する手段と、この必要モル比補正信号によ
り前記現時点での必要モル比信号を補正する手段とを備
えたことを特徴とする脱硝装置の制御装置。 - 【請求項４】 ＮＯｘ含有排ガスにＮＨ3 を注入して脱
硝反応器内部の触媒に吸着させ、該触媒上でＮＯｘとＮ
Ｈ3 を接触反応させ、反応器出口排ガス中のＮＯｘ濃度
が所定範囲内に入るように注入ＮＨ3 流量を制御する装
置であって、反応器入口ＮＯｘ濃度と出口ＮＯｘ濃度設
定値との偏差および出口ＮＯｘ濃度の設定値と計測値の
偏差に基づいて現時点での必要モル比信号を算出する手
段と、被処理排ガスの総ＮＯｘ量と上記必要モル比信号
とにより現時点の必要ＮＨ3 流量信号を算出する手段
と、現在のＮＨ3 注入流量信号とこの現時点の必要ＮＨ
3流量信号とにより反応器へのＮＨ3 注入量を制御する
手段とを備えた脱硝装置の制御装置において、現時点か
らｎ時間前のｎ時点での触媒への吸着ＮＨ3 量を推定す
る手段と、ｎ時点から現在までの排ガス発生源の負荷指
令のｎ時点での負荷指令に対する比率の積分値を算出す
る手段と、算出された積分値とｎ時点での触媒への吸着
ＮＨ3 量に基づき現時点での触媒への必要ＮＨ3 吸着量
を算出する手段と、現時点での反応器入口ＮＯｘ濃度お
よび出口ＮＯｘ濃度計測値に基づき現時点計測値ベース
の吸着ＮＨ3 量を算出する手段と、前記現時点での触媒
への必要ＮＨ3 吸着量に基づく現時点での必要モル比信
号と現時点計測値ベースの吸着量に基づくモル比信号と
により必要モル比補正信号を算出する手段と、この必要
モル比補正信号により前記現時点の必要モル比信号を補
正する手段とを備えたことを特徴とする脱硝装置の制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001021690A JP2002219337A (ja) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | 脱硝装置の制御方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001021690A JP2002219337A (ja) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | 脱硝装置の制御方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002219337A true JP2002219337A (ja) | 2002-08-06 |
Family
ID=18887208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001021690A Pending JP2002219337A (ja) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | 脱硝装置の制御方法および装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002219337A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010053702A (ja) * | 2008-08-26 | 2010-03-11 | Delphi Technologies Inc | 選択的触媒還元制御システム及び方法 |
| US8596042B2 (en) | 2008-08-28 | 2013-12-03 | Delphi International Operations Luxembourg S.A.R.L. | System and method for selective catalytic reduction control |
| CN109529590A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-03-29 | 王煜翔 | 一种烟气脱硝装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04346819A (ja) * | 1991-05-23 | 1992-12-02 | Niigata Eng Co Ltd | 脱硝制御装置及び方法 |
| JPH0788331A (ja) * | 1993-09-20 | 1995-04-04 | Babcock Hitachi Kk | 脱硝装置のアンモニア注入量制御方法および装置 |
| JPH0857251A (ja) * | 1994-08-25 | 1996-03-05 | Babcock Hitachi Kk | 脱硝装置のアンモニア注入量制御方法および装置 |
| JPH08168639A (ja) * | 1994-12-20 | 1996-07-02 | Babcock Hitachi Kk | 脱硝触媒を内蔵した脱硝装置へのアンモニア注入量制御方法および制御装置 |
| JP2000262862A (ja) * | 1999-03-16 | 2000-09-26 | Babcock Hitachi Kk | 脱硝制御装置 |
| JP2001027113A (ja) * | 1999-07-16 | 2001-01-30 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
-
2001
- 2001-01-30 JP JP2001021690A patent/JP2002219337A/ja active Pending
Patent Citations (6)
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| CN109529590A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-03-29 | 王煜翔 | 一种烟气脱硝装置 |
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