JP2005508486A - 燃焼源用汚染減少剤の連続的−可変的調節法 - Google Patents
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Abstract
【課題】あらゆるタイプの燃焼設備において燃焼負荷が広範囲に変動しても汚染の減少及び／又は操作の経済性が改良された方法を提供する
【解決手段】１以上の汚染種を含有する燃焼ガスを含む有限空間内の複数の位置に配した供給ノズル中に設けた別々に制御可能なソレノイド駆動且つパルス幅変調した複数の計量バルブ手段を用意し、センサー手段によって燃焼ガスの状態を監視し、監視された状態を表す流出物特性信号を調節器に送り、そして調節器内で流出物特性信号を参照データと比較して比較に基づいた調節信号を１以上の計量バルブ手段に送って流出物中への汚染調節用化学薬品の導入を連続的且つ可変的に調節する方法。
【選択図】図１
【解決手段】１以上の汚染種を含有する燃焼ガスを含む有限空間内の複数の位置に配した供給ノズル中に設けた別々に制御可能なソレノイド駆動且つパルス幅変調した複数の計量バルブ手段を用意し、センサー手段によって燃焼ガスの状態を監視し、監視された状態を表す流出物特性信号を調節器に送り、そして調節器内で流出物特性信号を参照データと比較して比較に基づいた調節信号を１以上の計量バルブ手段に送って流出物中への汚染調節用化学薬品の導入を連続的且つ可変的に調節する方法。
【選択図】図１
Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は還元性化学薬剤の注入による二次汚染調節装置の操作の改良に関する。本発明により広く変化する燃焼負荷の存在にも拘らず汚染の減少及び／又は経済性を増大させることができる。
【背景技術】
【０００２】
一酸化炭素、酸化窒素（ＮＯｘ）、酸化硫黄（ＳＯｘ）及び微粒子のような規制された汚染物の発散を減少させるための努力が多くの領域においてなされてきた。その技術は主要な手段として知られている燃焼条件及び燃料を変性する技術、及び二次的な手段として知られている燃焼後の排ガスを処理する技術を含む。主要な手段が採用されるときにも、二次的手段は更なる低減化を達成するためにそれでもなお採用することができる。
【０００３】
ＮＯｘ還元のための公知の二次的手段には選択的接触還元（ＳＣＲ）及び選択的非接触還元（ＳＮＣＲ）がある。それぞれはアンモニアと尿素の両方で実施されてきた。例えば、特許文献１を参照すると、リオンはＮＯｘ還元に有効な温度で一酸化窒素と混合するためにアンモニア、特定のアンモニア前駆体又はそれらの水溶液を流出物中に注入することによる燃焼流出物中の一酸化窒素（ＮＯ）の還元を開示している。アラン、ミューチオ及びソッターが尿素の場合特許文献２中で、そしてアラン、ミューチオ及びテイキセリアが特許文献３中で類似の方法を開示している。再度述べるが、温度は高く、そして低温の使用はできない。
【０００４】
ＳＯｘの調節のためには、同様な二次手段が採用される。例えば、特許文献４は尿素をＳＣＲによるＮＯｘの調節のために注入するときに炭酸カルシウム又はその類似物を大きな燃焼器からの燃焼ガス中に注入して硫黄を含むガスと化学的に結合させてＳＯｘの発散を減少させるシステムを記載している。
【０００５】
この何年かに亘って最も可能性のある化学薬品導入及び分布を達成させるための多くの注入器仕様が記載されてきている。例えば、特許文献５は分散剤又はキャリア流体の助けを借りて流体汚染調節用化学薬品を供給するための二軸、多管構造を記載している。同様に、特許文献６は別の多管式デザインを記載している。特許文献７は音速で二層流体を注入できるノズルを記載している。そして、特許文献８、
触媒のファウリングを防ぐために、ハグらは特許文献９において尿素で流出物を処理できる空気噴霧注入装置を提案している。この開示は注入装置中での尿素の加水分解を防ぐために尿素溶液を１００℃以下の温度に維持する必要がある問題点を明らかにしている。彼らは尿素を供給するときに適度の尿素圧力を使用することを提案しそして栓流にするためには供給ライン中に高圧の空気を導入するための代替手段をとる必要があることを見出している。ハグらによって採用されているノズルは分散を助けるために補助空気を使用する。また、彼らは希薄溶液を採用しており水を単純に蒸発させるためにかなりの熱を必要とする。また、特許文献１０及び特許文献１１を参照されたい。
【０００６】
尿素分解の問題は特許文献１２中では異なって取り扱われており、そこではタラブルスキーらは供給ラインと注入装置を比較的低温に保つために注入器への及び注入器からの尿素流量を一定にすることを記載している。この種の操作に適したノズルは特許文献１３に記載されており、記載された注入器は流体と注入器を保護しながら熱いガス流れに流体を運搬することができる。流体は注入器内の管状通路を循環し緩衝しない方法でそしてオリフィスが開いたときにオリフィスを通る流体の一部を追い出すようにして流体を冷却する。
【０００７】
特許文献１４において、ベターリックらは煙道ガス中にＮＯｘ阻害剤を注入する方法と装置を記載しており、そこではＮＯｘ阻害剤をＮＯｘの発散を減少させるためのパッケージ、ユーティリティー、又は工業的規模のボイラー煙道ガス中に適切な温度で注入するノズル付きの導管がある。ノズルの近傍に煙道ガスの温度を測定するためのセンサーが設置されており、それによって適切な温度窓を見出し、そして温度窓にノズルを動かして動きを調節する。
【０００８】
同様に、特許文献１５において、モスカルらは化石燃料燃焼ボイラーのような大規模燃焼装置中へ化学反応溶液を導入するために特に採用される引っ込め可能な化学薬品注入装置を記載している。その装置は槍状管を燃焼装置煙道ガス流れへと延ばしそしてそこから引っ込めることのできる燃焼装置の外側に位置する細長い炎にマウントされている槍状管を含んでいる。この槍状管は化学反応物を注入キャリア中に引き込みノズルから注入できる複数の軸分配排出ノズルを支えている。この注入装置は混合物が槍状管を通過する前に化学反応溶液を噴霧させそれによって槍状管を冷却しそして分配排出ノズルへの化学薬品溶液の分配を助ける。
【０００９】
参考としては、また特許文献１６、特許文献１７に記載されているような異なったシステムで行うこともできる。
【００１０】
上述の参考文献でそれぞれの開示はここではその全体を参照として取り込んでいる。
【００１１】
燃焼負荷が広範囲に変動しても汚染の減少及び／又は操作の経済性を改良することが望まれている。
【特許文献１】
ＵＳＰ３，９００，５５４
【特許文献２】
ＵＳＰ４，２０８，３８６
【特許文献３】
ＵＳＰ４，３２５，９２４
【特許文献４】
ＵＳＰ５，６５８，５４７
【特許文献５】
ＵＳＰ４，８４２，８３４
【特許文献６】
ＵＳＰ４，９８５，２１８
【特許文献７】
ＷＯ９１／１７８１４
【特許文献８】
ＵＳＰ５，６５８，５４７
【特許文献９】
ＵＳＰ５，４３１，８９３
【特許文献１０】
ＷＯ９７／０１３８７
【特許文献１１】
ＥＰ４８７，８８６Ａ１
【特許文献１２】
ＵＳＰ６，０６３，３５０
【特許文献１３】
ＵＳＰ６，２７９，６０３
【特許文献１４】
ＵＳＰ５，３１５，９４１
【特許文献１５】
ＵＳＰ５，５８５，０７２
【特許文献１６】
ＵＳＰ６，０１６，６５３
【特許文献１７】
ＷＯ９８／２８０７０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的はあらゆるタイプの燃焼設備において燃焼負荷が広範囲に変動しても汚染の減少及び／又は操作の経済性が改良された方法を提供することである。
【００１３】
本発明のより特徴的な目的は燃焼源からの発散を減少させるために汚染減少用化学薬品の導入を連続的に調節する改良された化学薬品導入システムを提供することである。
【００１４】
本発明の別の特徴的な目的は燃焼源からの発散を減少させるために汚染減少用化学薬品の導入を可変的に調節する改良された化学薬品導入システムを提供することである。
本発明の別の特徴的な目的は燃焼源からの発散を減少させるために汚染減少用化学薬品の導入を連続的且つ可変的に調節する改良された化学薬品導入システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の好ましい一方法としては、別々に制御可能なソレノイド駆動且つパルス幅変調した複数の計量バルブ手段は処理すべき１以上の汚染種を含有する燃焼ガスを含む有限空間内の複数の位置に配した供給ノズル中に設けられ、燃焼ガスの状態を、例えば、有限空間又はそれらの下流域内で、センサーによって監視し、監視された状態を表す流出物特性信号を調節器に送り、そして調節器は流出物特性信号を参照データと比較して比較に基づいた調節信号を１以上の計量バルブ手段に送って流出物中への汚染調節用化学薬品の導入を厳密に調節することを特徴とする。
【００１６】
本発明に従った燃焼源からの発散を減少させるための汚染減少用化学薬品の導入を連続的且つ可変的に調節する装置の好ましい形態は（ａ）処理すべき１以上の汚染種を含有する燃焼ガスを含む有限空間内の複数の位置に配した供給ノズル中に設けた別々に制御可能なソレノイド駆動且つパルス幅変調した複数の計量バルブ手段、（ｂ）例えば有限空間又はそれらの下流域内の燃焼ガスの状態を監視し、そして監視された状態を表す流出物特性信号を調節器に送るためのセンサー手段、（ｃ）そして流出物特性信号を参照データと比較して比較に基づいた調節信号を１以上の計量バルブ手段に送って流出物中への汚染調節用化学薬品の導入を調節するための調節器、からなることを特徴とする。
【００１７】
本発明の好ましい態様の多くは以下に記載される。等価の構成は予測可能なものとみなすべきである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の汚染減少用化学薬品の導入を連続的且つ可変的に調節する方法により、広範囲に変動する燃焼器の負荷が存在するにも拘らず、燃焼源からの汚染の発散を減少させるとともに操作の経済性を改良することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は広範囲に変動する燃焼器の負荷が存在するにも拘らず達成することのできる汚染減少及び／又は操作の経済性の改良方法に関する。別々に調節可能な供給ノズルを内包するパルス幅変調したソレノイド駆動の複数の計量バルブは燃焼器の流出物中への汚染減少用化学薬品の導入を厳密に調節する。ノズル及び汚染減少用化学薬品は過熱に対して保護され、それによって効率性と経済性の改良にたいして付加的な信頼性を与える。
【００２０】
好ましい態様においては、本発明は、パルス幅変調したソレノイド駆動の計量バルブを使用することによって、ボイラー、プロセスヒーター、内燃（ＩＣ）エンジン又はガスタービンの排気管又は二酸化硫黄及びより腐食性のある三酸化硫黄のような硫黄酸化物（ＳＯｘ）、一酸化窒素及びより問題を起こす可能性のある二酸化窒素のような窒素酸化物（ＮＯｘ）又は他のガスの調節において使用される反応器、及び注入のために尿素をアンモニアに転換する反応器中への液体薬剤注入を厳密に調節することができる。
【００２１】
ＳＯｘ還元のための多くのカルシウム及びマグネシウムベースの溶媒はよく知られており、生石灰、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、及びライムストーン、ドロマイトのような通常の鉱物形態、そして牡蠣殻、アルゴナイト、カルサイト、チョーク、大理石、マール、及びトラバーチンを含む炭酸カルシウム又は炭酸マグネシウムのその他の形態のようなそれらの混合物を含む。ドロマイトは炭酸マグネシウムを含む好ましい形態である。ライムストーンは炭酸カルシウムの別の好ましい形態であるがしかしもし望むならアルカリ性カルシウムの別の形態、例えば、水和石灰で置き換えることもできる。それは鉱山で採掘するか又は製造することができる。ここでの記載においては、用語の炭酸カルシウムとライムストーンは置き換え可能で用いられる。混合物も特に意図されている。
【００２２】
ＮＨ−を含む種々の組成物は、その純粋なそして典型的な市販形態において、水溶液中に導入されそして高められた温度に曝されると有効な気相ＮＯ還元剤（例えば、アミドジンラジカル、窒素及び水素、ＮＨ・・からなる遊離ラジカル）を生成する。著名なＮＨ−含有組成物としてはアンモニア、アンモニア前躯体（加熱したとき又は水中に溶解したときにアンモニアを発生する物質）、尿素、尿素前躯体（加熱したとき又は水中に溶解したときに尿素を発生する物質）、尿素の加水分解生成物（カルバミン酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、及び水酸化アンモニウムのような）尿素とそれ自身又は他の組成物との反応生成物、関連組成物、及びこれらの混合物からなる群から選ばれる組成物である。これらの化合物の中には他のアンモニウム塩（無機及び有機）特に有機酸の塩（例えばギ酸アンモニウム、クエン酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、シュウ酸アンモニウム）、種々の安定アミン、グアニジン、炭酸グアニジン、炭酸水素グアニジン、硫酸グアニル尿素、メラミン、ジシアンイミド、カルシウムシアナミド、ヴィウレット、１，１’アゾビスフォルムアミド、メチロール尿素、メチロール尿素−尿素、ジメチル尿素、ヘキサメチレンテトラミン（ＨＭＴＡ）、及びこれらの混合物がある。
【００２３】
加水分解生成物の中にはアンモニア、水酸化アンモニウム、カルバミン酸アンモニウムのようなカルバミン酸塩、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム及びその他のアンモニウム塩、種々の尿素錯体及び半アンモニア塩がある。これらの化合物の或る物の実際の形態はそれらを分析するために採用される技術がそれらの形成に影響を与えるために知られていないものもある。特許文献１８及び特許文献１９はここでは参照として取り込まれている。
【００２４】
プロセスの性質がそれを必要とするところでは、１以上の促進剤が採用できる。促進剤はその有効温度窓、その利用効率、等々に関して汚染減少剤の効率を変性する補助的物質である。促進剤としては適当に組み合わせて使用されるときは酸化した炭化水素、及びこれらの混合物である。酸化した炭化水素の例としてはケトン、アルデヒド、ポリオールを含むアルコール、カルボン酸、蔗糖、デンプン加水分解物、水素化デンプン加水分解物、糖蜜のような蔗糖含有残渣、及びこれらのいずれかの混合物がある。特許文献２０、特許文献２１及び特許文献２２の開示の全てはここでは参照として取り込まれている。
【００２５】
図１及び２は本発明に従った装置の好ましい形態を示す。図１は液体又はガス状炭化水素、石炭、廃物、等々のような炭素を含む燃料を燃焼させてスチ−ムを発生するために使用されるタイプの代表的な商業的ボイラーの水平断面を示す概略図である。典型的な大規模焼却炉のボイラー壁１２は、図には示されていないが、通常水を含む空間が設置されており、それは位置とそこからの流れを調節する能力の選択を重要なものとしている。典型的には、焼却炉は例えば特許文献２３（その全体の開示はここでは参照として取り込まれている）に記載されているようにコンピューター流体力学（ＣＦＤ）の助けを借りてモデル化されている。燃焼分野の熟練した当業者に公知なように、使用される燃料のタイプ、ボイラー形状及びスチーム使用量は全て燃焼ガスを含む有限空間での汚染発生の量、位置及び濃度に変化をもたらす。スチーム要求量は一日のうちで広範囲に変化するので、効率性と経済性のためには、より少ない発散を達成するように燃焼ガス内の濃度を減少させるための汚染減少用化学薬品の導入を連続的且つ可変的に調節することが必要である。ボイラーはＣＦＤ、実験的方法又はこれらの１以上を含む技術を組み合わせて使用することによりモデル化することができる。図１は焼却炉内の等しいＮＯｘ濃度のゾーン、例えば、２０００、２５００及び３０００ｐｐｍの線を示す。これはＣＦＤ又はプロセスコントロールを補助するための測定によって決定できる可能な一組のデータである。
【００２６】
図１を参照して焼却炉壁１２の周囲の、複数の位置に設置された本発明に従ったノズル１４の好ましい形態の一例を示す。図は単一面に通常のパターンで設置された複数のノズル１４を示しているが、これらは本発明の必須要件ではなく、ノズルの数と位置はそれぞれの焼却炉に応じてケースバイケースで決定すればよい。
【００２７】
好ましい形態としては、本発明のノズル１４は計量バルブ１６を含み、これは伝統的に自動車燃料噴射器として使用されているタイプであるが、その使用のためにデザインされた形状とは異なり伸長継ぎ手１８によってバルブの外側に炉水壁１２を通して流れ又は試薬を向けるか及び／又は排ガス又は他の燃焼ガス中に試薬を浸透させるようになっている。液体伸長管１８に加えて、噴霧化とガス流れへの浸透の両方を与える注入チップ２４を通して液体試薬を向けさせる噴霧媒体として供するための供給ラインから空気又はスチームを圧縮するための継ぎ手２０、例えば、２２、２２’がある。
【００２８】
図３は本発明に従った注入ノズルとして有用な計量バルブの好ましい形態の主要な構成の概略断面図を示す。特に有用な計量バルブは特許文献２４に記載されているものである。このタイプの計量バルブは特に熱ガス流れ中に液体を運ぶためにデザインされている。
【００２９】
図３を参照すると、本発明に従って使用できる計量バルブの拡大断面図が示されている。バルブ１６はオリフィス３６と流体連通している細長い管状室３４と一緒にバルブ本体を形成していることが示されている。プランジャーバルブ４０は室３４内に配置されており、プランジャーの端部４２はシート３８と噛み合ってシールするようになっている。プランジャー４０は開位置（左）と閉位置（右、図示されていない）の間を滑るように動きオリフィスを開閉、即ちバルブからの流れをオンオフでそれぞれ切り替える。流体入口４４と出口４６はバルブシート３８の近傍の室４８内の管状流体通路に流体を運ぶためにバルブ本体内に配置されている。
【００３０】
好ましい態様は汚染調節用化学薬品を供給ノズル中にある計量バルブ手段に連続的に供給し計量バルブ手段を絶えず冷却し、燃焼ガス中に導入されない化学薬品を該計量バルブの外側の回収手段に戻すための手段を含んでいる。図のように、流体は管状室３４を通ってバルブを冷却するために循環しそして流体の一部は図示のようにオリフィスが開いたときにオリフィス３６から排出される。計量バルブ手段は好ましくは調節器によって与えられるパルス時間幅でバルブ手段を開閉するようにソレノイドで駆動される軸栓を含む供給ノズル中に含まれる。図示のように、プランジャー４０は、例えばツアルニックらによって特許文献２４に示されるようにバルブ本体上部に設置されており、例えば、コイルスプリング（図示されていない）によって閉止位置に偏っておりそして好ましくはソレノイド駆動によって開放位置に移動することができる。計量バルブは内燃エンジン又はその他の焼却炉の排ガス導管に排ガスと流体連通しているオリフィスとともに設置されている。オリフィスの周りの熱遮蔽を排ガスとバルブ本体の間に入れることができる。また、所望により、放射熱反射器を注入器の露出部分と排ガス導管の間に位置させることもできる。同様に、噴霧用フックを排出流体の分散特性を調節するためにオリフィス面から離れた空間に置くこともできる。
【００３１】
本発明は形状が同種の複数の計量バルブを採用しそれらを別々に調節可能なようになっている。ソレノイド駆動によって、計量バルブ手段としての役割でそれらが運ぶ流体の量を電子的に調節するようにパルス幅変調することができる。これはオリフィスが開位置のときオンである時間の量、即ちその“オンタイム”を変化させ汚染減少用化学薬品流体を通過させることによって達成される。図示のように、この種の計量バルブ１６は処理すべき１以上の汚染種を含有する燃焼ガスを含む有限空間内の複数の位置に配した供給ノズル１４中に設けられる。
【００３２】
図１はまた、例えば有限空間又はそれらの下流域内の燃焼ガスの状態を監視し、そして監視された状態を表す流出物特性信号を調節器に送るために採用することのできるそのような１以上のものを代表するセンサー手段２６を示す。
【００３３】
図４はブロックダイアグラムの形式において、１又は複数のセンサー（１−４で示す）から得られる流出物特性信号を調節器内に保持されている参照データと比較しそして比較に基づいた調節信号をソレノイド駆動且つパルス幅変調した１以上の計量バルブ（例えば、図１−３で示すような）に送るための調節器３０を示す概略図である。
【００３４】
好ましい一態様においては、供給ノズルは室５０に導かれておりガス状キャリア流体によって汚染調節用化学薬品を計量バルブ１６から処理すべき燃焼ガスを含む壁１２内の有限空間の一部に排出する手段、例えば手段２２、２２’を含んでいる。
【００３５】
図４に示される方法で操作される調節器によるバルブの電子的調節により、多数のバルブが与えられた用途における多数の注入器を支持するために使用されるとき、各注入器は注入が特定の注入点で調節されている種にマッチするように厳密に調節することができる。これは試薬の流量を容易に調節することができない固定流量注入器に対する実質上の改良である。例えば、石炭、油、ガス又は他の燃料を充填した大きな焼却炉においては、コンピューターによる流体力学モデルは炉を通してＮＯｘ濃度の予測を可能にする。これらのモデルは種々のボイラー負荷及びバーナー燃焼形態において濃度を予測することができる。この情報はそれぞれの注入器が予測されたＮＯｘ濃度に基づいて試薬の注入を最適化するために調節されるような単一平面又は多平面での炉の周囲に置かれた電子的に調節された注入器の配列の為に調節器の調節論理回路、例えば、プログラムされたデジタルコンピューター中にプログラムすることができる。炉又は排気ダクトの下流にあるＮＯｘセンサーは注入器の調節モジュールにフィードバックしてＮＯｘ減少を最大化させそして試薬消費を最小化するためにパルス幅変調を時間当たりパーセントオーダーで調節することによってそれぞれの計量バルブの操作をさらに精密にすることができる。この技術は選択的非−接触（ＳＮＣＲ）又は選択的接触（ＳＣＲ）還元プロセスに適用でき同様に尿素をアンモニアに転換させるプロセス又はその他のガス状種の調節に適用することができる。
【００３６】
上記の記載は熟練した当業者が本発明を実施できるように意図したものである。熟練した当業者がその記載を読めば明らかとなる可能な修正や変更の全てを詳細にすることを意図してはいない。しかしながら、全てのそのような修正や変更は上述の記載及び特許請求の範囲に規定された本発明の範囲内に含まれることを意図している。本特許請求の範囲は特に反対の記載がない限り本発明が意図した目的に適合するために有効な指定した要素及び如何なる配列又は工程もカバーすることを意味している。
【特許文献１８】
ＵＳＰ４，９９７，６３１
【特許文献１９】
ＷＯ９２／０２２９１
【特許文献２０】
ＵＳＰ４，７１９，０９２
【特許文献２１】
ＵＳＰ４，８４４，８７８
【特許文献２２】
ＵＳＰ４，８７７，５９１
【特許文献２３】
ＷＯ９４／２６６５９
【特許文献２４】
ＵＳＰ６，２７９，６０３
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、ボイラー、プロセスヒーター、内燃（ＩＣ）エンジン又はガスタービンの排気管又は二酸化硫黄及びより腐食性のある三酸化硫黄のような硫黄酸化物（ＳＯｘ）、一酸化窒素及びより問題を起こす可能性のある二酸化窒素のような窒素酸化物（ＮＯｘ）又は他のガスの調節において使用される反応器等のあらゆるタイプの燃焼設備において、一酸化炭素、酸化窒素（ＮＯｘ）、酸化硫黄（ＳＯｘ）及び微粒子のような規制された汚染物の発散を減少させるのに有用であり、燃焼負荷が広範囲に変動しても汚染の減少及び／又は操作の経済性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】代表的な商業用ボイラーの水平断面図で複数の注入ノズルを示す概略図である。
【図２】本発明に従った注入ノズルの好ましい形態の主構成を示す断面概略図である。
【図３】本発明に従って使用可能な計量バルブの拡大断面を示す概略図である。
【図４】ブロックダイアグラムの形式において、１又は複数のセンサー（１−４で示す）から得られる流出物特性信号を調節器内に保持されている参照データと比較しそして比較に基づいた調節信号を１以上の計量バルブ（１−４で示す）に送るための調節器３０を示す概略図である。
【０００１】
本発明は還元性化学薬剤の注入による二次汚染調節装置の操作の改良に関する。本発明により広く変化する燃焼負荷の存在にも拘らず汚染の減少及び／又は経済性を増大させることができる。
【背景技術】
【０００２】
一酸化炭素、酸化窒素（ＮＯｘ）、酸化硫黄（ＳＯｘ）及び微粒子のような規制された汚染物の発散を減少させるための努力が多くの領域においてなされてきた。その技術は主要な手段として知られている燃焼条件及び燃料を変性する技術、及び二次的な手段として知られている燃焼後の排ガスを処理する技術を含む。主要な手段が採用されるときにも、二次的手段は更なる低減化を達成するためにそれでもなお採用することができる。
【０００３】
ＮＯｘ還元のための公知の二次的手段には選択的接触還元（ＳＣＲ）及び選択的非接触還元（ＳＮＣＲ）がある。それぞれはアンモニアと尿素の両方で実施されてきた。例えば、特許文献１を参照すると、リオンはＮＯｘ還元に有効な温度で一酸化窒素と混合するためにアンモニア、特定のアンモニア前駆体又はそれらの水溶液を流出物中に注入することによる燃焼流出物中の一酸化窒素（ＮＯ）の還元を開示している。アラン、ミューチオ及びソッターが尿素の場合特許文献２中で、そしてアラン、ミューチオ及びテイキセリアが特許文献３中で類似の方法を開示している。再度述べるが、温度は高く、そして低温の使用はできない。
【０００４】
ＳＯｘの調節のためには、同様な二次手段が採用される。例えば、特許文献４は尿素をＳＣＲによるＮＯｘの調節のために注入するときに炭酸カルシウム又はその類似物を大きな燃焼器からの燃焼ガス中に注入して硫黄を含むガスと化学的に結合させてＳＯｘの発散を減少させるシステムを記載している。
【０００５】
この何年かに亘って最も可能性のある化学薬品導入及び分布を達成させるための多くの注入器仕様が記載されてきている。例えば、特許文献５は分散剤又はキャリア流体の助けを借りて流体汚染調節用化学薬品を供給するための二軸、多管構造を記載している。同様に、特許文献６は別の多管式デザインを記載している。特許文献７は音速で二層流体を注入できるノズルを記載している。そして、特許文献８、
触媒のファウリングを防ぐために、ハグらは特許文献９において尿素で流出物を処理できる空気噴霧注入装置を提案している。この開示は注入装置中での尿素の加水分解を防ぐために尿素溶液を１００℃以下の温度に維持する必要がある問題点を明らかにしている。彼らは尿素を供給するときに適度の尿素圧力を使用することを提案しそして栓流にするためには供給ライン中に高圧の空気を導入するための代替手段をとる必要があることを見出している。ハグらによって採用されているノズルは分散を助けるために補助空気を使用する。また、彼らは希薄溶液を採用しており水を単純に蒸発させるためにかなりの熱を必要とする。また、特許文献１０及び特許文献１１を参照されたい。
【０００６】
尿素分解の問題は特許文献１２中では異なって取り扱われており、そこではタラブルスキーらは供給ラインと注入装置を比較的低温に保つために注入器への及び注入器からの尿素流量を一定にすることを記載している。この種の操作に適したノズルは特許文献１３に記載されており、記載された注入器は流体と注入器を保護しながら熱いガス流れに流体を運搬することができる。流体は注入器内の管状通路を循環し緩衝しない方法でそしてオリフィスが開いたときにオリフィスを通る流体の一部を追い出すようにして流体を冷却する。
【０００７】
特許文献１４において、ベターリックらは煙道ガス中にＮＯｘ阻害剤を注入する方法と装置を記載しており、そこではＮＯｘ阻害剤をＮＯｘの発散を減少させるためのパッケージ、ユーティリティー、又は工業的規模のボイラー煙道ガス中に適切な温度で注入するノズル付きの導管がある。ノズルの近傍に煙道ガスの温度を測定するためのセンサーが設置されており、それによって適切な温度窓を見出し、そして温度窓にノズルを動かして動きを調節する。
【０００８】
同様に、特許文献１５において、モスカルらは化石燃料燃焼ボイラーのような大規模燃焼装置中へ化学反応溶液を導入するために特に採用される引っ込め可能な化学薬品注入装置を記載している。その装置は槍状管を燃焼装置煙道ガス流れへと延ばしそしてそこから引っ込めることのできる燃焼装置の外側に位置する細長い炎にマウントされている槍状管を含んでいる。この槍状管は化学反応物を注入キャリア中に引き込みノズルから注入できる複数の軸分配排出ノズルを支えている。この注入装置は混合物が槍状管を通過する前に化学反応溶液を噴霧させそれによって槍状管を冷却しそして分配排出ノズルへの化学薬品溶液の分配を助ける。
【０００９】
参考としては、また特許文献１６、特許文献１７に記載されているような異なったシステムで行うこともできる。
【００１０】
上述の参考文献でそれぞれの開示はここではその全体を参照として取り込んでいる。
【００１１】
燃焼負荷が広範囲に変動しても汚染の減少及び／又は操作の経済性を改良することが望まれている。
【特許文献１】
ＵＳＰ３，９００，５５４
【特許文献２】
ＵＳＰ４，２０８，３８６
【特許文献３】
ＵＳＰ４，３２５，９２４
【特許文献４】
ＵＳＰ５，６５８，５４７
【特許文献５】
ＵＳＰ４，８４２，８３４
【特許文献６】
ＵＳＰ４，９８５，２１８
【特許文献７】
ＷＯ９１／１７８１４
【特許文献８】
ＵＳＰ５，６５８，５４７
【特許文献９】
ＵＳＰ５，４３１，８９３
【特許文献１０】
ＷＯ９７／０１３８７
【特許文献１１】
ＥＰ４８７，８８６Ａ１
【特許文献１２】
ＵＳＰ６，０６３，３５０
【特許文献１３】
ＵＳＰ６，２７９，６０３
【特許文献１４】
ＵＳＰ５，３１５，９４１
【特許文献１５】
ＵＳＰ５，５８５，０７２
【特許文献１６】
ＵＳＰ６，０１６，６５３
【特許文献１７】
ＷＯ９８／２８０７０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的はあらゆるタイプの燃焼設備において燃焼負荷が広範囲に変動しても汚染の減少及び／又は操作の経済性が改良された方法を提供することである。
【００１３】
本発明のより特徴的な目的は燃焼源からの発散を減少させるために汚染減少用化学薬品の導入を連続的に調節する改良された化学薬品導入システムを提供することである。
【００１４】
本発明の別の特徴的な目的は燃焼源からの発散を減少させるために汚染減少用化学薬品の導入を可変的に調節する改良された化学薬品導入システムを提供することである。
本発明の別の特徴的な目的は燃焼源からの発散を減少させるために汚染減少用化学薬品の導入を連続的且つ可変的に調節する改良された化学薬品導入システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の好ましい一方法としては、別々に制御可能なソレノイド駆動且つパルス幅変調した複数の計量バルブ手段は処理すべき１以上の汚染種を含有する燃焼ガスを含む有限空間内の複数の位置に配した供給ノズル中に設けられ、燃焼ガスの状態を、例えば、有限空間又はそれらの下流域内で、センサーによって監視し、監視された状態を表す流出物特性信号を調節器に送り、そして調節器は流出物特性信号を参照データと比較して比較に基づいた調節信号を１以上の計量バルブ手段に送って流出物中への汚染調節用化学薬品の導入を厳密に調節することを特徴とする。
【００１６】
本発明に従った燃焼源からの発散を減少させるための汚染減少用化学薬品の導入を連続的且つ可変的に調節する装置の好ましい形態は（ａ）処理すべき１以上の汚染種を含有する燃焼ガスを含む有限空間内の複数の位置に配した供給ノズル中に設けた別々に制御可能なソレノイド駆動且つパルス幅変調した複数の計量バルブ手段、（ｂ）例えば有限空間又はそれらの下流域内の燃焼ガスの状態を監視し、そして監視された状態を表す流出物特性信号を調節器に送るためのセンサー手段、（ｃ）そして流出物特性信号を参照データと比較して比較に基づいた調節信号を１以上の計量バルブ手段に送って流出物中への汚染調節用化学薬品の導入を調節するための調節器、からなることを特徴とする。
【００１７】
本発明の好ましい態様の多くは以下に記載される。等価の構成は予測可能なものとみなすべきである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の汚染減少用化学薬品の導入を連続的且つ可変的に調節する方法により、広範囲に変動する燃焼器の負荷が存在するにも拘らず、燃焼源からの汚染の発散を減少させるとともに操作の経済性を改良することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は広範囲に変動する燃焼器の負荷が存在するにも拘らず達成することのできる汚染減少及び／又は操作の経済性の改良方法に関する。別々に調節可能な供給ノズルを内包するパルス幅変調したソレノイド駆動の複数の計量バルブは燃焼器の流出物中への汚染減少用化学薬品の導入を厳密に調節する。ノズル及び汚染減少用化学薬品は過熱に対して保護され、それによって効率性と経済性の改良にたいして付加的な信頼性を与える。
【００２０】
好ましい態様においては、本発明は、パルス幅変調したソレノイド駆動の計量バルブを使用することによって、ボイラー、プロセスヒーター、内燃（ＩＣ）エンジン又はガスタービンの排気管又は二酸化硫黄及びより腐食性のある三酸化硫黄のような硫黄酸化物（ＳＯｘ）、一酸化窒素及びより問題を起こす可能性のある二酸化窒素のような窒素酸化物（ＮＯｘ）又は他のガスの調節において使用される反応器、及び注入のために尿素をアンモニアに転換する反応器中への液体薬剤注入を厳密に調節することができる。
【００２１】
ＳＯｘ還元のための多くのカルシウム及びマグネシウムベースの溶媒はよく知られており、生石灰、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、及びライムストーン、ドロマイトのような通常の鉱物形態、そして牡蠣殻、アルゴナイト、カルサイト、チョーク、大理石、マール、及びトラバーチンを含む炭酸カルシウム又は炭酸マグネシウムのその他の形態のようなそれらの混合物を含む。ドロマイトは炭酸マグネシウムを含む好ましい形態である。ライムストーンは炭酸カルシウムの別の好ましい形態であるがしかしもし望むならアルカリ性カルシウムの別の形態、例えば、水和石灰で置き換えることもできる。それは鉱山で採掘するか又は製造することができる。ここでの記載においては、用語の炭酸カルシウムとライムストーンは置き換え可能で用いられる。混合物も特に意図されている。
【００２２】
ＮＨ−を含む種々の組成物は、その純粋なそして典型的な市販形態において、水溶液中に導入されそして高められた温度に曝されると有効な気相ＮＯ還元剤（例えば、アミドジンラジカル、窒素及び水素、ＮＨ・・からなる遊離ラジカル）を生成する。著名なＮＨ−含有組成物としてはアンモニア、アンモニア前躯体（加熱したとき又は水中に溶解したときにアンモニアを発生する物質）、尿素、尿素前躯体（加熱したとき又は水中に溶解したときに尿素を発生する物質）、尿素の加水分解生成物（カルバミン酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、及び水酸化アンモニウムのような）尿素とそれ自身又は他の組成物との反応生成物、関連組成物、及びこれらの混合物からなる群から選ばれる組成物である。これらの化合物の中には他のアンモニウム塩（無機及び有機）特に有機酸の塩（例えばギ酸アンモニウム、クエン酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、シュウ酸アンモニウム）、種々の安定アミン、グアニジン、炭酸グアニジン、炭酸水素グアニジン、硫酸グアニル尿素、メラミン、ジシアンイミド、カルシウムシアナミド、ヴィウレット、１，１’アゾビスフォルムアミド、メチロール尿素、メチロール尿素−尿素、ジメチル尿素、ヘキサメチレンテトラミン（ＨＭＴＡ）、及びこれらの混合物がある。
【００２３】
加水分解生成物の中にはアンモニア、水酸化アンモニウム、カルバミン酸アンモニウムのようなカルバミン酸塩、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム及びその他のアンモニウム塩、種々の尿素錯体及び半アンモニア塩がある。これらの化合物の或る物の実際の形態はそれらを分析するために採用される技術がそれらの形成に影響を与えるために知られていないものもある。特許文献１８及び特許文献１９はここでは参照として取り込まれている。
【００２４】
プロセスの性質がそれを必要とするところでは、１以上の促進剤が採用できる。促進剤はその有効温度窓、その利用効率、等々に関して汚染減少剤の効率を変性する補助的物質である。促進剤としては適当に組み合わせて使用されるときは酸化した炭化水素、及びこれらの混合物である。酸化した炭化水素の例としてはケトン、アルデヒド、ポリオールを含むアルコール、カルボン酸、蔗糖、デンプン加水分解物、水素化デンプン加水分解物、糖蜜のような蔗糖含有残渣、及びこれらのいずれかの混合物がある。特許文献２０、特許文献２１及び特許文献２２の開示の全てはここでは参照として取り込まれている。
【００２５】
図１及び２は本発明に従った装置の好ましい形態を示す。図１は液体又はガス状炭化水素、石炭、廃物、等々のような炭素を含む燃料を燃焼させてスチ−ムを発生するために使用されるタイプの代表的な商業的ボイラーの水平断面を示す概略図である。典型的な大規模焼却炉のボイラー壁１２は、図には示されていないが、通常水を含む空間が設置されており、それは位置とそこからの流れを調節する能力の選択を重要なものとしている。典型的には、焼却炉は例えば特許文献２３（その全体の開示はここでは参照として取り込まれている）に記載されているようにコンピューター流体力学（ＣＦＤ）の助けを借りてモデル化されている。燃焼分野の熟練した当業者に公知なように、使用される燃料のタイプ、ボイラー形状及びスチーム使用量は全て燃焼ガスを含む有限空間での汚染発生の量、位置及び濃度に変化をもたらす。スチーム要求量は一日のうちで広範囲に変化するので、効率性と経済性のためには、より少ない発散を達成するように燃焼ガス内の濃度を減少させるための汚染減少用化学薬品の導入を連続的且つ可変的に調節することが必要である。ボイラーはＣＦＤ、実験的方法又はこれらの１以上を含む技術を組み合わせて使用することによりモデル化することができる。図１は焼却炉内の等しいＮＯｘ濃度のゾーン、例えば、２０００、２５００及び３０００ｐｐｍの線を示す。これはＣＦＤ又はプロセスコントロールを補助するための測定によって決定できる可能な一組のデータである。
【００２６】
図１を参照して焼却炉壁１２の周囲の、複数の位置に設置された本発明に従ったノズル１４の好ましい形態の一例を示す。図は単一面に通常のパターンで設置された複数のノズル１４を示しているが、これらは本発明の必須要件ではなく、ノズルの数と位置はそれぞれの焼却炉に応じてケースバイケースで決定すればよい。
【００２７】
好ましい形態としては、本発明のノズル１４は計量バルブ１６を含み、これは伝統的に自動車燃料噴射器として使用されているタイプであるが、その使用のためにデザインされた形状とは異なり伸長継ぎ手１８によってバルブの外側に炉水壁１２を通して流れ又は試薬を向けるか及び／又は排ガス又は他の燃焼ガス中に試薬を浸透させるようになっている。液体伸長管１８に加えて、噴霧化とガス流れへの浸透の両方を与える注入チップ２４を通して液体試薬を向けさせる噴霧媒体として供するための供給ラインから空気又はスチームを圧縮するための継ぎ手２０、例えば、２２、２２’がある。
【００２８】
図３は本発明に従った注入ノズルとして有用な計量バルブの好ましい形態の主要な構成の概略断面図を示す。特に有用な計量バルブは特許文献２４に記載されているものである。このタイプの計量バルブは特に熱ガス流れ中に液体を運ぶためにデザインされている。
【００２９】
図３を参照すると、本発明に従って使用できる計量バルブの拡大断面図が示されている。バルブ１６はオリフィス３６と流体連通している細長い管状室３４と一緒にバルブ本体を形成していることが示されている。プランジャーバルブ４０は室３４内に配置されており、プランジャーの端部４２はシート３８と噛み合ってシールするようになっている。プランジャー４０は開位置（左）と閉位置（右、図示されていない）の間を滑るように動きオリフィスを開閉、即ちバルブからの流れをオンオフでそれぞれ切り替える。流体入口４４と出口４６はバルブシート３８の近傍の室４８内の管状流体通路に流体を運ぶためにバルブ本体内に配置されている。
【００３０】
好ましい態様は汚染調節用化学薬品を供給ノズル中にある計量バルブ手段に連続的に供給し計量バルブ手段を絶えず冷却し、燃焼ガス中に導入されない化学薬品を該計量バルブの外側の回収手段に戻すための手段を含んでいる。図のように、流体は管状室３４を通ってバルブを冷却するために循環しそして流体の一部は図示のようにオリフィスが開いたときにオリフィス３６から排出される。計量バルブ手段は好ましくは調節器によって与えられるパルス時間幅でバルブ手段を開閉するようにソレノイドで駆動される軸栓を含む供給ノズル中に含まれる。図示のように、プランジャー４０は、例えばツアルニックらによって特許文献２４に示されるようにバルブ本体上部に設置されており、例えば、コイルスプリング（図示されていない）によって閉止位置に偏っておりそして好ましくはソレノイド駆動によって開放位置に移動することができる。計量バルブは内燃エンジン又はその他の焼却炉の排ガス導管に排ガスと流体連通しているオリフィスとともに設置されている。オリフィスの周りの熱遮蔽を排ガスとバルブ本体の間に入れることができる。また、所望により、放射熱反射器を注入器の露出部分と排ガス導管の間に位置させることもできる。同様に、噴霧用フックを排出流体の分散特性を調節するためにオリフィス面から離れた空間に置くこともできる。
【００３１】
本発明は形状が同種の複数の計量バルブを採用しそれらを別々に調節可能なようになっている。ソレノイド駆動によって、計量バルブ手段としての役割でそれらが運ぶ流体の量を電子的に調節するようにパルス幅変調することができる。これはオリフィスが開位置のときオンである時間の量、即ちその“オンタイム”を変化させ汚染減少用化学薬品流体を通過させることによって達成される。図示のように、この種の計量バルブ１６は処理すべき１以上の汚染種を含有する燃焼ガスを含む有限空間内の複数の位置に配した供給ノズル１４中に設けられる。
【００３２】
図１はまた、例えば有限空間又はそれらの下流域内の燃焼ガスの状態を監視し、そして監視された状態を表す流出物特性信号を調節器に送るために採用することのできるそのような１以上のものを代表するセンサー手段２６を示す。
【００３３】
図４はブロックダイアグラムの形式において、１又は複数のセンサー（１−４で示す）から得られる流出物特性信号を調節器内に保持されている参照データと比較しそして比較に基づいた調節信号をソレノイド駆動且つパルス幅変調した１以上の計量バルブ（例えば、図１−３で示すような）に送るための調節器３０を示す概略図である。
【００３４】
好ましい一態様においては、供給ノズルは室５０に導かれておりガス状キャリア流体によって汚染調節用化学薬品を計量バルブ１６から処理すべき燃焼ガスを含む壁１２内の有限空間の一部に排出する手段、例えば手段２２、２２’を含んでいる。
【００３５】
図４に示される方法で操作される調節器によるバルブの電子的調節により、多数のバルブが与えられた用途における多数の注入器を支持するために使用されるとき、各注入器は注入が特定の注入点で調節されている種にマッチするように厳密に調節することができる。これは試薬の流量を容易に調節することができない固定流量注入器に対する実質上の改良である。例えば、石炭、油、ガス又は他の燃料を充填した大きな焼却炉においては、コンピューターによる流体力学モデルは炉を通してＮＯｘ濃度の予測を可能にする。これらのモデルは種々のボイラー負荷及びバーナー燃焼形態において濃度を予測することができる。この情報はそれぞれの注入器が予測されたＮＯｘ濃度に基づいて試薬の注入を最適化するために調節されるような単一平面又は多平面での炉の周囲に置かれた電子的に調節された注入器の配列の為に調節器の調節論理回路、例えば、プログラムされたデジタルコンピューター中にプログラムすることができる。炉又は排気ダクトの下流にあるＮＯｘセンサーは注入器の調節モジュールにフィードバックしてＮＯｘ減少を最大化させそして試薬消費を最小化するためにパルス幅変調を時間当たりパーセントオーダーで調節することによってそれぞれの計量バルブの操作をさらに精密にすることができる。この技術は選択的非−接触（ＳＮＣＲ）又は選択的接触（ＳＣＲ）還元プロセスに適用でき同様に尿素をアンモニアに転換させるプロセス又はその他のガス状種の調節に適用することができる。
【００３６】
上記の記載は熟練した当業者が本発明を実施できるように意図したものである。熟練した当業者がその記載を読めば明らかとなる可能な修正や変更の全てを詳細にすることを意図してはいない。しかしながら、全てのそのような修正や変更は上述の記載及び特許請求の範囲に規定された本発明の範囲内に含まれることを意図している。本特許請求の範囲は特に反対の記載がない限り本発明が意図した目的に適合するために有効な指定した要素及び如何なる配列又は工程もカバーすることを意味している。
【特許文献１８】
ＵＳＰ４，９９７，６３１
【特許文献１９】
ＷＯ９２／０２２９１
【特許文献２０】
ＵＳＰ４，７１９，０９２
【特許文献２１】
ＵＳＰ４，８４４，８７８
【特許文献２２】
ＵＳＰ４，８７７，５９１
【特許文献２３】
ＷＯ９４／２６６５９
【特許文献２４】
ＵＳＰ６，２７９，６０３
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、ボイラー、プロセスヒーター、内燃（ＩＣ）エンジン又はガスタービンの排気管又は二酸化硫黄及びより腐食性のある三酸化硫黄のような硫黄酸化物（ＳＯｘ）、一酸化窒素及びより問題を起こす可能性のある二酸化窒素のような窒素酸化物（ＮＯｘ）又は他のガスの調節において使用される反応器等のあらゆるタイプの燃焼設備において、一酸化炭素、酸化窒素（ＮＯｘ）、酸化硫黄（ＳＯｘ）及び微粒子のような規制された汚染物の発散を減少させるのに有用であり、燃焼負荷が広範囲に変動しても汚染の減少及び／又は操作の経済性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】代表的な商業用ボイラーの水平断面図で複数の注入ノズルを示す概略図である。
【図２】本発明に従った注入ノズルの好ましい形態の主構成を示す断面概略図である。
【図３】本発明に従って使用可能な計量バルブの拡大断面を示す概略図である。
【図４】ブロックダイアグラムの形式において、１又は複数のセンサー（１−４で示す）から得られる流出物特性信号を調節器内に保持されている参照データと比較しそして比較に基づいた調節信号を１以上の計量バルブ（１−４で示す）に送るための調節器３０を示す概略図である。
Claims (17)
- （ａ）処理すべき１以上の汚染種を含有する燃焼ガスを含む有限空間内の複数の位置に配した供給ノズル中に設けた別々に制御可能なソレノイド駆動且つパルス幅変調した複数の計量バルブ手段を用意し、（ｂ）センサー手段によって燃焼ガスの状態を監視し、監視された状態を表す流出物特性信号を調節器に送り、（ｃ）そして調節器内で流出物特性信号を参照データと比較して比較に基づいた調節信号を１以上の計量バルブ手段に送って流出物中への汚染調節用化学薬品の導入を調節することを特徴とする燃焼源からの発散を減少させるための汚染減少化学薬品の導入を連続的且つ可変的に調節する方法。
- 調節器が可能な操作条件範囲内の多くの操作条件に対する予測データ及び実際のＮＯｘ濃度データを含みそしてそれを利用する請求項１記載の方法。
- 調節器が調節信号を送って個々の計量バルブ手段をＮＯｘ濃度の予測値に基づいて開閉する時間を決定しそして操作条件の測定値に基づいてその時間を調整する請求項１記載の方法。
- 調節器がＮＯｘ濃度データ及び汚染調節用化学薬品の必要条件を予測するためにコンピューター流体力学によって得られたデータを利用する請求項１記載の方法。
- 供給ノズルが汚染調節用化学薬品をガス状キャリア流体によって計量バルブから処理すべき燃焼ガスを含む有限空間の一部に押し出すための手段を含んでいる請求項１記載の方法。
- 汚染調節用化学薬品を供給ノズル中にある計量バルブ手段に連続的に供給し計量バルブ手段を絶えず冷却し、燃焼ガス中に導入されない化学薬品を該計量バルブの外側の回収手段に戻す請求項１記載の方法。
- 供給ノズル中にある計量バルブ手段が調節器によって与えられるデザインされたパルス時間幅でバルブ手段を開閉するようにソレノイド駆動される軸栓を含む請求項１記載の方法。
- ガス状キャリア流体を供給ノズルに連続的に供給して計量バルブ手段で供給された汚染調節用化学薬品を分散させそしてノズル温度を調節する請求項１記載の方法。
- 状態を有限空間又は該位置の下流側で監視する請求項１記載の方法。
- （ａ）処理すべき１以上の汚染種を含有する燃焼ガスを含む有限空間内の複数の位置に配した供給ノズル中に設けた別々に制御可能なソレノイド駆動且つパルス幅変調した複数の計量バルブ手段を用意し、ここで該バルブのそれぞれは調節器によって与えられるパルス時間幅でバルブ手段を開閉するようにソレノイドで駆動される軸栓を含んでおり；（ｂ）汚染調節用化学薬品を供給ノズル中にある計量バルブ手段に連続的に供給し計量バルブ手段を絶えず冷却し、燃焼ガス中に導入されない化学薬品を該計量バルブの外側の回収手段に戻し；（ｃ）ガス状キャリア流体を供給ノズルに連続的に供給して計量バルブ手段で供給された汚染調節用化学薬品を分散させるとともにノズル温度を調節し；（ｄ）センサーによって状態を監視し、監視された状態を表す流出物特性信号を調節器に送り；（ｅ）そして調節器内で流出物特性信号をＮＯｘ濃度と汚染調節用化学薬品の必要条件を予測するためにコンピューター流体力学によって得られた参照データと比較して比較に基づいた調節信号を１以上の計量バルブ手段に送って流出物中への汚染調節用化学薬品の導入を調節することを特徴とする燃焼源からの発散を減少させるための汚染減少化学薬品の導入を連続的且つ可変的に調節する方法。
- 調節器がＮＯｘ濃度データ及び汚染調節用化学薬品の必要条件を予測するためにコンピューター流体力学によって得られた参照データを含む請求項１０記載の方法。
- 状態を有限空間又は該位置の下流側で監視する請求項１０記載の方法。
- （ａ）処理すべき１以上の汚染種を含有する燃焼ガスを含む有限空間内の複数の位置に配した供給ノズル中に設けた別々に制御可能なソレノイド駆動且つパルス幅変調した複数の計量バルブ手段、（ｂ）有限空間内の燃焼ガスの状態を監視し、そして監視された状態を表す流出物特性信号を調節器に送るためのセンサー手段、（ｃ）そして流出物特性信号を参照データと比較して比較に基づいた調節信号を１以上の計量バルブ手段に送って流出物中への汚染調節用化学薬品の導入を調節するための調節器、からなることを特徴とする燃焼源からの発散を減少させるための汚染減少化学薬品の導入を連続的且つ可変的に調節するための装置。
- 供給ノズルが汚染調節用化学薬品をガス状キャリア流体によって計量バルブから処理すべき燃焼ガスを含む有限空間の一部に押し出すための手段を含んでいる請求項１３記載の装置。
- 汚染調節用化学薬品を供給ノズル中にある計量バルブ手段に連続的に供給し計量バルブ手段を絶えず冷却し、燃焼ガス中に導入されない化学薬品を該計量バルブの外側の回収手段に戻すための手段を含んでいる請求項１３記載の装置。
- 供給ノズル中にある計量バルブ手段が調節器によって与えられるデザインされたパルス時間幅でバルブ手段を開閉するようにソレノイド駆動される軸栓を含んでいる請求項１３記載の装置。
- ガス状キャリア流体を供給ノズルに連続的に供給して計量バルブ手段で供給された汚染調節用化学薬品を分散させそしてノズル温度を調節するためのガス加圧手段を含んでいる請求項１３記載の装置。
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