JP3775694B2 - 排ガスの脱硝処理方法および脱硝装置 - Google Patents

排ガスの脱硝処理方法および脱硝装置 Download PDF

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、排ガス中の窒素酸化物を、アンモニア接触還元法により除去する脱硝方法およびその装置に関し、特に排ガス流量の急変,使用燃料の変更,空燃比の変更等の脱硝条件の急激な変化を伴うような脱硝処理条件においても、アンモニアの供給を適正量に制御し、未反応NH3 の漏出を生じることなく、効率よく脱硝処理を遂行し得るようにしたものである。
【0002】
【従来の技術】
窒素酸化物(以下「NOX 」)を含む排ガスにアンモニア(以下「NH3 」)を供給し、触媒の存在下に、下記の反応を生起させて、ガス中のNOX を水と窒素とに変換するアンモニア接触還元法による脱硝処理は、乾式処理であること、装置構成が比較的簡素であること等により、各種工業炉用加熱炉や大型ボイラ等から排出される燃焼排ガスの脱硝処理法として使用されている。
NO+NH3 +1/4 O2 →N2 + 2/3 H2
上記脱硝処理において、排ガスに対するNH3 供給量が不足すると、脱硝反応率の低下をきたし、これと反対にNH3 が過剰に供給された場合は、余分のNH3 が未反応のまま排ガスと共に大気中に漏出することになる。未反応NH3 を漏出させずに、NOX 濃度が目標値ないし設定値を満足するように脱硝処理を効率よく遂行するには、排ガスに対するNH3 供給量の適正な制御を確保することが不可欠である。
そのため、負荷変動を伴う炉の燃焼排ガスの脱硝処理におけるNH3 供給量の制御には、(a)脱硝処理前の排ガス組成の分析値に基いて、脱硝反応の理論量に相当するNH3 量を供給する方法、または(b)処理後のガス組成の分析値に基づいて、脱硝反応に必要なNH3 量を供給する方法、が採用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、燃焼排ガス量の急変,使用燃料の変更,空燃比の変更等に伴う脱硝処理条件の変動が激しい場合、NH3 供給量の制御を、上記従来のa法やb法により実施しても、効率的な脱硝処理を維持することが困難である。例えば、鋼板の加熱焼鈍炉では、炉の負荷の上昇に伴って、数分以内の短時間で排ガス量やNOX 濃度が大きく変動する。このような急激な変動を生じた場合、a法ではその変動に対する応答の遅延(NH3 の理論供給量と実操業状態との不一致)による脱硝反応率の低下・出口側のNOX 濃度の上昇、あるいは未反応NH3 の漏出等の不都合を生じる。b法による場合も、分析値のフィードバックの遅れ等により、NH3 供給量の過不足をきたし、出口側のNOX 濃度の上昇、未反応NH3 の漏出等の不都合を免れない。
【0004】
更に、NH3 流量制御装置についても、その流量制御範囲の下限値は、幅広いものでも、最大流量の約1/20程度であるため、操業に必要なNH3 流量制御範囲(実操業では、上記下限値より小さい値となる場合も少なくない)の全体に亘って信頼性のある流量制御を確保することは困難である。このことは、いかに理論NH3 量を適正に導出しても、NH3 量を理論どおりに投入することが不可能であることを意味しており、実際のNH3 量の供給能力限界による脱硝性能の低下および未反応NH3 の流出も避け得ない。
燃焼条件が急激に変動する場合だけでなく、炉の運転が一定領域に安定している場合であっても、低負荷運転過程においては、バーナのオン−オフ制御を行うのが通常であるため、そのオン−オフ制御による着火・消火の繰り返しにより、排ガス量は少ないながらも、NOX 濃度や排ガス温度が小きざみに急変する。それに伴い、必要なNH3 供給量も少量域で急激な増減変動を繰り返すため、前述と同様の不都合が生じる。
【0005】
また、NH3 の供給操作(空気等でガス化して排ガスに供給される)に伴う空気等の混入により、本来の脱硝反応とは無関係に、出口側のO2 濃度が上昇する場合がある。このような場合、NH3 供給量が適正で、出口側におけるNOX 濃度が低い場合であっても、換算NOX 濃度(MAT)が高くなるので、換算NOX 濃度による排ガス規制が行われる場合に問題となる。特に、O2 濃度の変動が換算値を大きく左右する換算方式(O2 0%換算等)による場合の影響は、無視できない大きさとなる。
その対策として、NH3 のガス化に使用する空気のO2 濃度を低減させることも考えられるが、実操業でそのような措置を講ずることはコスト的にも困難であり、通常はNH3 を過剰に供給し、出口側NOX 濃度をより低い値に低減する方法が採用されている。しかし、従来のNH3 量制御方法では、NH3 供給量を適正な過剰量に制御することは困難であり、また過剰量のNH3 の供給が常時(過剰の供給を必要としないときにも)連続的に行われるため、NH3 の無駄な消費と、未反応NH3 の流出を余儀なくされることにもなる。
本発明は、上記従来法における欠点を解消し、負荷変動に伴う脱硝反応条件の急激な変化に対する応答性を高め、脱硝処理後の出口側のNOX 濃度を目標値ないし規制値以下に維持することを優先しつつ、未反応NH3 の流出量を可及的に少なくすることができる脱硝方法および装置を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明のアンモニア接触還元方式による第一の排ガス脱硝方法(請求項1)は、
排ガス流通経路の入口側で測定される排ガスの流量およびNOx濃度に基づいて、脱硝反応に必要な理論上のNH供給量(以下「NH理論供給量」)Qを算出すると共に、流通経路の出口側で測定されるNOx濃度と、予め設定された出口側のNOx濃度の目標値との差に基づいて、NH理論供給量Qの過不足量(以下「NH過不足量」)Q21を算出し、
脱硝処理操業で一定期間収集されるNH過不足量Q21と、そのときの脱硝処理条件との相関解析により求められる相関に基づいてNH理論供給量Qを補正し、補正されたNH理論供給量Q = +Q 31 )を前記NH過不足量Q21と加算して、排ガスに対するNH供給量を、その加算量(Q'+Q21)に制御する流量制御が行われる。(図3)
【0007】
本発明の第二の脱硝処理方法(請求項3)は、
排ガス流通経路の入口側で測定される排ガスの流量およびNOx濃度に基づいて、脱硝反応に必要な理論上のNH供給量(以下「NH理論供給量」)Qを算出すると共に、流通経路の出口側で測定されるNOx濃度および酸素濃度から、出口側排ガスの換算NOx濃度を求め、その換算NOx濃度と、予め設定された出口側の換算NOx濃度の目標値との差に基づいて、NH理論供給量Qの過不足量(以下「NH過不足量」)Q22を算出し、
脱硝処理操業で一定期間収集されるNH過不足量Q22と、そのときの脱硝処理条件との相関解析により求められる相関に基づいてNH理論供給量Qを補正し、補正されたNH理論供給量Q = +Q 32 を、前記NH過不足量Q22と加算して、排ガスに対するNH供給量を、その加算量(Q”+Q22)に制御する流量制御が行われる(図5)
【0008】
本発明の第一の脱硝処理方法を実施するための脱硝装置(請求項2)は、
NH理論供給量Qを算出する計算手段(以下「NH理論供給量計算手段」)15、NH理論供給量の過不足量Q21を算出する計算手段(以下「NH過不足量計算手段」)16、上記NH 理論供給量Q を、脱硝処理操業過程で一定期間収集された脱硝条件との相関に基づいて補正するための補正NH 量Q 31 を算出する演算制御回路(後記)および補正されたNH 理論供給量Q ’( = +Q 31 )を前記NH 過不足量21と加算する加算器17等を備え、加算器17の算出信号(Q ’+Q 21 を、NH流量制御装置10の制御信号として、排ガス流通経路に対するNH供給量が制御される回路構成を有している(図3)
本発明の第二の脱硝処理方法を実施するための脱硝装置(請求項4)は、
NH理論供給量計算手段15、NH理論供給量の過不足量Q22を算出するNH過不足量計算手段19、上記NH 理論供給量Q を、脱硝処理操業過程で一定期間収集された脱硝条件との相関に基づいて補正するための補正NH 量Q 32 を算出する演算制御回路(後記)、および補正されたNH 理論供給量Q " = +Q 32 )を前記NH 過不足量22と加算する加算器17等を備え、加算器17の算出信号(Q " +Q 22 を、NH流量制御装置10の制御信号として、排ガス流通経路に対するNH供給量が制御される回路構成を有している(図5)
【0009】
上記脱硝装置におけるNH理論供給量Qを、実操業の具体的な脱硝条件との相関に基づいて補正するための制御回路構成は次のようである
その制御回路(図 3, 5 中「ブロックC」)は、NH過不足量計算手段16の計算値Q21(換算NOx濃度制御の場合はNH過不足量計算手段19の計算値Q22)と、
そのときの脱硝処理条件とを一定期間収集するデータ収集器21、収集されたデータの相関解析に基づいてNH理論量Qに対する補正量関数を演算する補正量関数導出器22、補正量関数導出器22より導出される補正量関数に基づいて補正NH量Q31(換算NOx濃度制御の場合はQ32)を算出する補正NH量計算手段24等からなる。
補正NH量Q31(またはQ32)は加算器25でNH理論供給量Qに加算され、その加算処理により補正されたNH理論供給量Q’(=Q+Q31)、またはQ”(=Q+Q32)は、加算器17において、NH過不足量計算手段16の算出値Q21(またはNH過不足量計算手段19の算出値Q22)と加算される。
その加算値Q’+Q21(NOx濃度制御の場合)、またはQ”+Q22(換算NOx濃度制御の場合)を、NH流量制御装置10の制御信号として、排ガス流通経路に対するNH供給量の制御が行われる。
【0010】
【作用】
アンモニア接触還元法による脱硝反応は、反応前の排ガスのNOX 量等に基づいて算出されるNH3 の理論量を排ガスに投入することによって、未反応NH3 の流出を最小限に抑えつつ所定の脱硝反応を確保し得るはずであるが、前述のように従来の制御法では、負荷変動に対する応答性の低さ、処理条件の変動等に伴う反応理論式からのズレ(NH3 量の過不足)等による不都合を免れず、更に所望の換算NOX 値を得たい場合にも、NH3 供給時の空気混入による換算NOX 値の見掛け上の値が高くなる等の不都合も回避することができない。
本発明は、これと異なって、NH3 の理論量の投入を行うと共に、その理論量の投入だけでは、脱硝処理条件の変化、あるいはNH3 供給回路の流量制御装置の制御能力限界域にNH3 理論供給量が入った場合の制御性能の不安定さ、に起因して短期的・短周期的に生じる不具合を、出口側の排ガス成分分析結果に基づいて算出されるNH3 過不足量を加算して投入することにより、効果的に回避することを可能にしている。また、脱硝触媒の劣化や排ガス流通経路(排ガスダクト)の詰まり等のような長期間・長周期で生じるの反応条件の変動に対しては、一定期間毎に脱硝処理条件のデータ収集を行い、収集されたデータと脱硝処理効果との間の相関解析により、NH3 理論供給量を補正し、適正化することにより、所望の脱硝性能を維持・確保することを可能にしている。
【0011】
以下、本発明について具体的に説明する。
本発明は、反応前の排ガスNOX 濃度等に基づいてNH3 理論供給量Q1 を算出するフィードフォワード制御操作と、反応後の排ガスのNOX 濃度目標値と実測されるNOX 濃度との差に基づいてNH3 理論量の過不足分Q21を算出するフィードバック制御操作を並行して実施し、NH3 供給量を、その加算値に制御するようにしているので、その制御効果として、処理条件の変動に対する良好な応答性を有し、NH3 供給量の不足による反応効率の低下や、過剰供給による未反応NH3 の漏出が抑制防止され、常時良好は脱硝処理が遂行される。
【0012】
また、本発明は、換算NOX 濃度(MAT)〔例えば、O2 0%換算の場合、MAT%=NOX %×21/(21−O2 %)〕により排ガス規制が行われる場合のNH3 供給量の制御として、反応後の排ガスの実測される換算NOX 濃度と、予め設定されたMATの目標値との差に基づいて、NH3 理論量Q1 の過不足分Q22を求め、これを前記NH3 理論供給量Q1 と加算して、NH3 供給量を制御するようにしているので、この場合もフィードフォワード制御とフィードバック制御の重畳効果として、処理条件の変動に対する良好な応答性のもとに、未反応NH3 の流出を抑制しつつ、換算NOX 濃度の目標値を達成するに必要な脱硝性能を得ることができる。
【0013】
更に、上記各脱硝処理において、一定期間の操業過程で収集される脱硝条件と、NH3 過不足量Q21(換算NOX 濃度制御の場合はQ22)の相関解析により求められる相関に基づいてNH3 理論量Q1 を補正し、補正されたNH3 理論量Q1 ' (換算NOX 濃度制御の場合はQ1 '')に、NH3 過不足量Q21(換算NOX 濃度制御の場合はQ22)を加算して、排ガスに対するNH3 供給量をその加算量に制御する操作を付加する場合は、排ガスに対するNH3 供給量がより適正化され、脱硝性能が更に高められる。
【0014】
【実施例】
次に、本発明について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の脱硝処理を実施するための脱硝装置の制御回路構成の例を示している。
また、図2は、排ガスをNOX 濃度で管理する場合の脱硝処理において、NH3 理論供給量Q1 と、NH3 過不足量計算手段16の算出値Q21との加算値(Q1 +Q21)をNH3 供給量の制御信号として、排ガスに対するNH3 投入を行う制御形態、
図3は、図2におけるNH3 投入量の制御をより適正なものとするために、NH3 理論供給量Q1 を、実操業のデータとの相関に基づいて補正し、補正されたNH3 理論供給量Q1 ' とNH3 過不足量計算手段16の算出値Q21との加算値(Q1 ' +Q21)をNH3 供給量の制御信号として、NH3 投入を行う制御形態、
図4は、排ガスを換算NOX 濃度で管理する場合の脱硝処理において、NH3 理論供給量Q1 と、NH3 過不足量計算手段19の算出値Q22との加算値(Q1 +Q22)をNH3 供給量の制御信号として、排ガスに対するNH3 投入を行う制御形態、
図5は、図4におけるNH3 投入量の制御をより適正なものとするために、NH3 理論供給量Q1 を、実操業のデータとの相関に基づいて補正し、補正されたNH3 理論供給量Q1 ''とNH3 過不足量計算手段16の算出値Q22との加算値(Q1 ''+Q22)をNH3 供給量の制御信号として、NH3 投入を行う制御形態、をそれぞれ示している。
【0015】
図中、1は燃焼装置、3はアンモニア混合器、4は触媒塔であり、アンモニア混合器3と触媒塔4とで脱硝装置本体が構成されている。アンモニアガス混合器3は、アンモニア貯蔵槽6からアンモニア・空気混合器6aを介して送給されるアンモニアガスを排ガス中に添加混合する。10はNH3 流量制御装置(7は流量調節弁,8は流量検出器)である。
燃焼装置1の排ガスは、排ガス流路2を介して脱硝装置に導入され、NH3 混合器3,触媒塔4を通過して脱硝処理され、煙突5から放出される。
燃焼装置1には、燃料ガス流量を検出する検出器1a が設けられ、脱硝装置の入口側の排ガス流路には、NOX 濃度検出器11,O2 濃度検出器12、および排ガス流量演算手段12a等が設けられている。
NH3 理論供給量計算器15は、上記各検出器の検出信号に基づいて、燃焼排ガス中のNOX 濃度(または換算NOX 濃度)を目標値に低減させるのに必要なNH3 の理論供給量Q1 〔=NOX 量( ppm)×排ガス量( m3 /h)×NH3 モル換算係数〕を算出し、その算出値Q1 は加算器17に入力される。
【0016】
排ガス流通経路の出口側には、反応後の排ガスの組成分析のためのNOX 濃度検出器13,O2 濃度検出器14が設けられ、その検出信号は、ブロックA、またはブロックBの制御回路に入力される。ブロックAは、処理後の排ガスをNOX 濃度で管理する場合に使用される回路部分であり、ブロックBは換算NOX 濃度(MAT)で管理する場合に使用される回路部分である。
ブロックAの制御回路は、目標NOX 濃度設定手段13aを付帯する減算器13b、NH3 過不足量計算手段16等からなる。減算器13bは、NOX 濃度検出器13からの検出信号が入力され、そのNOX 濃度検出値と目標NOX 濃度との差値を出力する。NH3 過不足量計算手段16は、減算器13bの出力信号および排ガス流通経路の入口側からの検出信号※S(反応前の排ガスNOX 濃度,排ガス流量演算値等)に基づいて、NH3 過不足量Q21〔Q21(m3 /h) =(NOX 実測値−NOX 目標値)ppm ×排ガス流量(m 3 /h) ×NH3 モル換算比〕を算出するための演算を行い、あるいはその差値によるPID制御演算を行う。
NH3 過不足量計算手段16の算出値は、図2に示すように、切換弁20を介して加算器17に入力され、前記NH3 理論量計算手段15から出力された算出値Q21と加算される。その加算値(Q1 +Q21)は、NH3 流量制御装置10にその制御信号として入力される。
【0017】
他方、換算NOX 濃度を制御するためのブロックBの制御回路は、換算NOX 濃度計算手段18、目標換算NOX 濃度設定手段18aを付帯した減算器18b、およびNH3 過不足量計算手段19等により構成されている。
換算NOX 濃度計算手段18は、出口側のNOX 濃度検出器13およびO2 濃度検出器14からの検出信号に基づいて、換算NOX 濃度を算出し、減算器18bに出力する。減算器18bは、その換算NOX 濃度と目標換算NOX 濃度との差値を算出する。NH3 過不足量計算手段19は、減算器18bからの出力信号およびおよび排ガス流通経路の入口側からの検出信号※Sに基づいて、NH3 過不足量Q22〔Q22(m3 /h) =(MAT算出値−MAT目標値)ppm ×排ガス流量(m 3 /h) ×NH3 モル換算比〕を算出するための演算を行うか、あるいはその差値によるPID制御演算を行う。
NH3 過不足量計算手段19の算出値は、図4に示すように、切換弁20を介して加算器17に入力され、前記NH3 理論量計算手段15による算出値Q1 と加算される。その加算値(Q1 +Q22)は、NH3 流量制御装置10にその制御信号として入力される。
【0018】
図中、ブロックCに示した回路部分は、NH3 理論供給量Q1 を、実操業の具体的な脱硝条件との相関に基づいて補正するためのものであり、データ収集器21、補正量関数導出器22、補正NH3 量計算手段24等で構成されている。
データ収集器21には、一定の操業期間におけるNH3 理論供給量Q1 、流通経路の入口側の各検出器の検出信号※S、NH3 過不足量計算手段16による算出値Q21(換算NOX 濃度を管理する場合は、NH3 過不足量計算手段19の算出値Q22)、およびその運転期間における燃焼炉の燃料変更,空燃比変更,排ガス温度,その他の操業条件に関する各種因子Ka(K1,2,3,…Kn )が入力され、補正量関数導出器22による相関解析が行われる。
補正量関数導出器22により得られた相関に基づいて、補正NH3 量計算手段24は、NH3 の理論供給量Q1 に対する補正NH3 量Q31(またはQ32)〔=F(Ka )〕を算出する〔Q31:排ガスをNOX 濃度で管理する脱硝処理の場合の補正NH3 量、Q32:排ガスを換算NOX 濃度で管理する脱硝処理の場合の補正NH3 量〕。
補正量関数導出器22の相関解析は、データ収集の進行に応じて反復される。相関解析の反復と、補正NH3 量計算手段24への出力の切換えは、切換器23により行われる。
【0019】
上記補正NH3 量Q31(またはQ32)は、加算器25で、前記NH3 理論量計算手段15の算出値Q1 に加算される。NH3 理論供給量Q1 は、その加算処理により、Q1 ' (=Q1 +Q31、NOX 濃度管理の場合)、またはQ1 ''(=Q1 +Q32,換算NOX 濃度管理の場合)に補正される。補正されたNH3 理論供給量Q1 ' (またはQ1 '')は切換器26を介して加算器17に入力される。
すなわち、NOX 濃度管理の場合の補正されたNH3 理論供給量Q1 ' (=Q1 +Q31)は、図3に示すように、ブロックAのNH3 過不足量計算手段16からの信号Q21と加算され、その加算値(Q1 ' +Q21)が、NH3 流量制御装置10の制御信号となり、また換算NOX 濃度管理の場合における補正されたNH3 理論供給量Q1 ''は、図5に示すように、ブロックBのNH3 過不足量計算手段19からの信号Q22と加算され、その加算値(Q1 ''+Q22)が、NH3 流量制御装置10の制御信号となって、排ガス流通経路に対するNH3 の供給量の制御が行われる。
【0020】
図6および図7は、鋼板加熱焼鈍炉から排出される燃焼排ガスの脱硝処理における入口側および出口側の排ガス成分の実測結果の例を示している。
図6は、本発明による脱硝処理〔図2に示したように、NH3 理論供給量計算手段15の計算値Q1 と、NH3 過不足量16の計算値Q21との加算値(Q1 +Q21)を制御信号として排ガスに対するNH3 供給量を制御〕であり、図7は、従来法による脱硝処理(NH3 理論量計算手段15の出力信号を、NH3 流量制御装置10に対する制御信号として、排ガスに対するNH3 供給量を制御)である。
各図中、(イ)は入口側のNOX 濃度、(ロ)は出口側のNOX 濃度、(ハ)は出口側の換算NOX 濃度〔O2 0%換算値〕、(ニ)は出口側のO2 濃度、を示している。
【0021】
上記発明例の脱硝処理と、比較例の脱硝処理(従来法)とを対比すると、従来法(図7)に比べ、発明例の脱硝処理(図6)による場合は、入口側の排ガスのNOX , O2 濃度が急激かつ大きく変化するような脱硝条件の変動にも拘らず、出口側のNOX 濃度は低く維持されており、その濃度変化も極めて小さく安定している。大気汚染防止に関する環境基準の設定等により、例えば排出ガスのNOX 濃度が25 ppm以下に規制されているような場合において、実操業では、それより更に低い値(約10 ppm以下)を目標値に設定して運転されるのが通常である。本発明によれば、図6に示されるように、そのような目標値をも十分に満足する脱硝処理を安定に維持することができる。また、本発明は、換算NOX 濃度で排出ガスを規制する場合にも、図示のように、NOX 濃度の規制の場合と同様に、出口側の換算NOX 濃度の変動が極めて小さく、かつ十分に低減された値に安定に維持し得ることがわかる。
【0022】
【発明の効果】
本発明によれば、アンモニア接触還元法による排ガスの脱硝処理において、処理条件の急激な変動を伴うような場合にも、その変動に対する良好な応答性により、排ガスに対するNH3 供給を、過不足のない適正量に制御することができる。そのNH3 供給量の制御効果として、高い脱硝効率を安定に維持することができ、未反応NH3 の漏出およびNH3 の無駄な消費も最小限に抑制される。この脱硝性能の改善効果は顕著であり、実用価値は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の脱硝処理制御回路構成の例を示す系統図である。
【図2】排ガスをNOX 濃度で管理する場合において、NH3 理論供給量とNH3 過不足量との加算値をNH3 供給量の制御信号とするNH3 投入量制御の説明図である。
【図3】排ガスをNOX 濃度で管理する場合において、補正されたNH3 理論供給量とNH3 過不足量との加算値をNH3 供給量の制御信号とするNH3 投入量制御の説明図である。
【図4】排ガスを換算NOX 濃度で管理する場合において、NH3 理論供給量とNH3 過不足量との加算値をNH3 供給量の制御信号とするNH3 投入量制御の説明図である。
【図5】排ガスを換算NOX 濃度で管理する場合において、補正されたNH3 理論供給量とNH3 過不足量との加算値をNH3 供給量の制御信号とするNH3 投入量制御の説明図である。
【図6】本発明による脱硝処理排ガス組成の測定結果を示すグラフである。
【図7】従来法による脱硝処理の排ガス組成の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
1:燃焼装置
1a:燃料ガス流量検出器
2:排ガス流通経路
3:アンモニア混合器
4:脱硝反応触媒塔
6:アンモニア貯蔵槽
6a:アンモニア・空気混合器
7:アンモニア流量調節弁
8:アンモニア流量検出器
10:アンモニア流量制御装置
11:NOX 濃度検出器
12:O2 濃度検出器
12a:排ガス流量演算手段
13:NOX 濃度検出器
13a:目標NOX 濃度設定手段
13b:減算器
14:O2 濃度検出器
15:NH3 理論供給量計算手段
16:NH3 過不足量計算手段
17:加算器
18:換算NOX 濃度計算手段
18a:目標換算NOX 濃度設定手段
18b:減算器
19:NH3 過不足量計算手段
20:切換器
21:実操業データ収集器
22:NH3 理論供給量補正関数導出器
23:切換器
24:補正NH3 量計算手段
25:加算器
26:切換器
1 , 1 '':補正されたNH3 理論供給量
21,Q22:NH3 過不足量。
31,Q32:補正NH3

Claims (4)

  1. 排ガスの流通経路にアンモニア(以下「NH」)を供給し、触媒の存在下に、排ガス中の窒素酸化物(以下「NOx」)をNHと反応させて水と窒素に変換するアンモニア接触還元法による脱硝処理方法において、
    排ガス流通経路の入口側で測定される排ガスの流量およびNOx濃度に基づいて、脱硝反応に必要な理論上のNH供給量(以下「NH理論供給量」)Qを算出すると共に、流通経路の出口側で測定されるNOx濃度と、予め設定された出口側のNOx濃度の目標値との差に基づいて、NH理論供給量Qの過不足量(以下「NH過不足量」)Q21を算出し、
    脱硝処理操業で一定期間収集されたNH過不足量Q21と、そのときの脱硝処理条件との相関解析により求められた相関に基づいて、NH理論供給量Qに対する補正NH量Q31を算出し、これを前記NH理論供給量Qに加算することにより補正されたNH理論供給量Q’(=Q+Q31)を得、
    排ガスに対するNH供給量を、前記補正されたNH理論供給量Q’とNH過不足量Q21との加算量(Q’+Q21)に制御することを特徴とする排ガスの脱硝処理方法。
  2. 脱硝触媒を内蔵した排ガス流通経路に、アンモニア供給装置からアンモニア(以下「NH」)を供給して排ガス中の窒素酸化物(以下「NOx」)をNHと反応させ、水と窒素に変換するアンモニア接触還元法による脱硝処理装置において、
    流通経路の入口側で測定される排ガスの流量およびNOx濃度から、脱硝反応に必要な理論上のNH理論供給量Qを算出する計算手段(以下「NH理論供給量計算手段」)15、
    流通経路の出口側で検出されるNOx濃度と、予め設定された出口側のNOx濃度の目標値との差に基づいて、NH理論供給量の過不足量Q21を算出する計算手段(以下「NH過不足量計算手段」)16、
    NH過不足量計算手段16により算出されるNH過不足量Q21と、そのときの脱硝処理条件とを一定期間収集するデータ収集器21、収集された上記データの相関解析に基づいて、NH理論供給量Qを補正するための補正量関数を演算する補正量関数導出器22、補正量関数導出器22により導出される補正量関数に基づいて補正NH量Q31を算出する補正NH量計算手段24、補正量計算手段24により算出された補正NH量Q31を上記NH理論供給量Qと加算する加算器25、
    加算器25により得られる補正されたNH理論供給量Q’(=Q+Q31)と、
    NH過不足量計算手段16の算出値Q21とを加算する加算器17を有し、その加算値(Q’+Q21)をアンモニア供給装置のアンモニア供給量制御信号として、排ガス流通経路に対するNH供給量が制御されることを特徴とする排ガス脱硝装置。
  3. 排ガスの流通経路にアンモニア(以下「NH」)を供給し、触媒の存在下に、排ガス中の窒素酸化物(以下「NOx」)をNHと反応させて水と窒素に変換するアンモニア接触還元法による脱硝処理方法において、
    排ガス流通経路の入口側で測定される排ガスの流量およびNOx濃度に基づいて、脱硝反応に必要な理論上のNH供給量(以下「NH理論供給量」)Qを算出すると共に、流通経路の出口側で測定されるNOx濃度および酸素濃度から、出口側排ガスの換算NOx濃度を求め、その換算NOx濃度と、予め設定された出口側の換算NOx濃度の目標値との差に基づいて、NH理論供給量Qの過不足量(以下「NH過不足量」)Q22を算出し、
    脱硝処理操業で一定期間収集されたNH過不足量Q22と、そのときの脱硝処理条件との相関解析により求められた相関に基づいて、NH理論供給量Qに対する補正NH量Q32を算出し、これを前記NH理論供給量Qに加算することにより補正されたNH理論供給量Q”(=Q+Q32)を得、
    排ガスに対するNH供給量を、前記補正されたNH理論供給量Q”とNH過不足量Q22との加算量(Q”+Q22)に制御することを特徴とする排ガスの脱硝処理方法。
  4. 脱硝触媒を内蔵した排ガス流通経路に、アンモニア供給装置からアンモニア(以下「NH」)を供給して排ガス中の窒素酸化物(以下「NOx」)をNHと反応させ、水と窒素に変換するアンモニア接触還元法による脱硝処理装置において、
    流通経路の入口側で測定される排ガスの流量およびNOx濃度から、脱硝反応に必要な理論上のNH理論供給量Qを算出する計算手段(以下「NH理論供給量計算手段」)15、
    流通経路の出口側で測定されるNOx濃度および酸素濃度から、換算NOx濃度を算出する計算手段(以下「換算NOx濃度計算手段」)18、および換算NOx濃度計算手段18の算出値と、予め設定された出口側の換算NOx濃度の目標値との差に基づいて、NH理論供給量の過不足量Q22を算出する計算手段(以下「NH過不足量計算手段」)19、
    NH過不足量計算手段19により算出されるNH過不足量Q22と、そのときの脱硝処理条件とを一定期間収集するデータ収集器21、収集された上記データの相関解析に基づいて、NH理論供給量Qを補正するための補正量関数を演算する補正量関数導出器22、補正量関数導出器22により導出される補正量関数に基づいて補正NH量Q32を算出する補正NH量計算手段24、補正量計算手段24により算出された補正NH量Q32を上記NH理論供給量Qと加算する加算器25、
    加算器25により得られる補正されたNH理論供給量Q”(=Q+Q32)と、
    NH過不足量計算手段16の算出値Q22とを加算する加算器17を有し、その加算値(Q”+Q22)を、アンモニア供給装置のアンモニア供給量制御信号として、排ガス流通経路に対するNH供給量が制御されることを特徴とする排ガス脱硝装置。
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