JP5302618B2 - Nitrogen oxide treatment equipment - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nitrogen oxide treatment apparatus having a high followability to the variation of the concentration of nitrogen oxides. <P>SOLUTION: The nitrogen oxide treatment apparatus treats nitrogen oxides by supplying ammonia, and includes a first measuring instrument 21 measuring the concentration of nitrogen oxides at an outlet side; a second measuring instrument 22 measuring the concentration of nitrogen oxides at the outlet side having a responsive speed faster than that of the first measuring implement 21; and a control device 9 controlling the amount of ammonia supply by setting a target value for controlling the concentration of nitrogen oxides based on the measurement by the first measuring instrument 21 and to make the measurement by the second measuring instrument 22 to be the target value. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、アンモニアによって窒素酸化物を処理する窒素酸化物処理装置に関するものである。   The present invention relates to a nitrogen oxide treatment apparatus for treating nitrogen oxide with ammonia.

排ガス中の窒素酸化物(NOX)は、人体に直接影響を及ぼすだけでなく、酸性雨、光化学スモッグ等の原因となる。そのため各種排ガス中のNOX濃度が規制されており、この規制を遵守するために排ガス中の窒素酸化物を除去する必要がある。 Nitrogen oxides (NO x ) in the exhaust gas not only directly affect the human body, but also cause acid rain, photochemical smog, and the like. Therefore concentration of NO X variety in the exhaust gas is regulated, it is necessary to remove the nitrogen oxides in the exhaust gas in order to comply with this regulation.

排ガス中の窒素酸化物を除去する方法としては、例えば、排ガス中にアンモニアを供給し、これを触媒上で排ガス中の窒素酸化物と反応させて無害な窒素と水にする方法がある。具体的には、触媒を充填した触媒層に排ガスを流すとともに触媒層の上流側に設置した複数のアンモニア供給ノズルからアンモニアを噴霧供給し、アンモニアと窒素酸化物を反応させる。これにより、窒素と水を生成し、これらを触媒層の下流側に流出する。   As a method for removing nitrogen oxides in the exhaust gas, for example, there is a method in which ammonia is supplied into the exhaust gas and this is reacted with nitrogen oxides in the exhaust gas on a catalyst to form harmless nitrogen and water. Specifically, exhaust gas is allowed to flow through the catalyst layer filled with the catalyst, and ammonia is sprayed and supplied from a plurality of ammonia supply nozzles installed on the upstream side of the catalyst layer to react ammonia and nitrogen oxides. As a result, nitrogen and water are produced and flow out downstream of the catalyst layer.

上記反応においてアンモニアの供給量を決定するにあたり、従来は、触媒層の入口側および出口側に化学発光式のNOX濃度分析計(以下、化学発光式分析計という。)を設け、入口側分析計を先行制御用、出口側分析計をフィードバック制御用として用いている(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−290630号公報
In determining the supply amount of ammonia in the above reaction, conventionally, a chemiluminescent NO x concentration analyzer (hereinafter referred to as a chemiluminescent analyzer) is provided on the inlet side and outlet side of the catalyst layer, and the inlet side analysis is performed. The meter is used for advanced control, and the outlet side analyzer is used for feedback control (see, for example, Patent Document 1).
JP 2003-290630 A

しかしながら、化学発光式分析計を用いた場合には、サンプリングによって排ガス成分を測定することとなり、測定時間を長く必要とする。そのため、NOX濃度の変化に対する追従性が悪く、適切な量のアンモニアを供給できないという問題がある。
また、上記問題を緩和するため、窒素酸化物の排出源であるボイラ等の運転状況をパラメータとする種々の先行制御を行っている。そのために調整を要するパラメータが多く、窒素酸化物処理装置の制御回路が複雑となり、調整に時間を要するという問題もある。
However, when a chemiluminescence analyzer is used, the exhaust gas component is measured by sampling, which requires a long measurement time. Therefore, there is a problem that the followability with respect to the change in the NO x concentration is poor and an appropriate amount of ammonia cannot be supplied.
In order to alleviate the above problems, various advanced controls are performed using the operating status of a boiler or the like as a nitrogen oxide emission source as a parameter. Therefore, there are many parameters that need to be adjusted, the control circuit of the nitrogen oxide processing apparatus becomes complicated, and there is a problem that it takes time for the adjustment.

一方で、ジルコニア式のNOX濃度分析計(以下、ジルコニア式分析計という。)は、化学発光式分析計に比べて、応答速度が速く、NOX濃度分析計として優れた特性を有している。しかしながら、ジルコニア式分析計は、窒素酸化物だけでなくアンモニアをも検知してしまうという問題がある。さらに、化学発光式分析計は乾きガス基準濃度を指示するのに対し、ジルコニア式分析計は湿りガス基準濃度を計測するため、各計測値を単純に比較できないという問題がある。 On the other hand, zirconia-type NO x concentration analyzers (hereinafter referred to as zirconia-type analyzers) have faster response speeds than chemiluminescence-type analyzers, and have excellent characteristics as NO x concentration analyzers. Yes. However, the zirconia analyzer has a problem of detecting not only nitrogen oxides but also ammonia. Furthermore, while the chemiluminescence analyzer indicates the dry gas reference concentration, the zirconia analyzer measures the wet gas reference concentration, and therefore there is a problem that the measured values cannot be simply compared.

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、NOX濃度の変化に対する追従性が高い窒素酸化物処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object thereof is to provide a nitrogen oxide treatment apparatus having high followability to changes in the NO x concentration.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる窒素酸化物処理装置は、アンモニアを供給することによって、窒素酸化物を処理する窒素酸化物処理装置であって、出口側の窒素酸化物の濃度を計測する、化学発光式分析計とされる第一の計測手段と、該第一の計測手段よりも応答速度が速く、出口側の窒素酸化物の濃度を計測する、ジルコニア式分析計とされる第二の計測手段と、前記第一の計測手段による計測値に基づいて、前記窒素酸化物の濃度を制御するための目標値を設定し、前記第二の計測手段による計測値が前記目標値となるように、アンモニア供給量を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
That is, the nitrogen oxide treatment device according to the present invention, by supplying ammonia, a nitrogen oxide processing apparatus for processing nitrogen oxide, to measure the concentration of nitrogen oxides at the outlet side, chemiluminescence A first measuring means that is an analyzer, and a second measuring means that is a zirconia analyzer that has a faster response speed than the first measuring means and measures the concentration of nitrogen oxides on the outlet side. Based on the measured value by the first measuring means, a target value for controlling the concentration of the nitrogen oxide is set, so that the measured value by the second measuring means becomes the target value. And a control means for controlling the supply amount.

このような窒素酸化物処理装置によれば、第二の計測手段の応答速度によってアンモニア供給量の制御をすることができ、窒素酸化物濃度の変化に対するアンモニア供給量の追従性を向上させることが可能である。また、第一の計測手段のみで制御する場合には、応答速度の遅れを補償するために種々のパラメータによって制御する必要があるが、本発明にかかる窒素酸化物処理装置によれば、これらのパラメータは不要のため制御の容易化を図ることが可能となる。さらに、第二の計測手段の目標値は第一の計測手段より設定しているため、第一の計測手段のみで制御する場合との整合性を確保することが可能である。   According to such a nitrogen oxide processing apparatus, the ammonia supply amount can be controlled by the response speed of the second measuring means, and the followability of the ammonia supply amount with respect to changes in the nitrogen oxide concentration can be improved. Is possible. Further, in the case of controlling only with the first measuring means, it is necessary to control with various parameters in order to compensate for the delay in response speed, but according to the nitrogen oxide treatment apparatus according to the present invention, these Since no parameter is required, control can be facilitated. Furthermore, since the target value of the second measuring means is set by the first measuring means, it is possible to ensure consistency with the case where control is performed only by the first measuring means.

また、本発明にかかる窒素酸化物処理装置は、入口側に、窒素酸化物の濃度を計測する第三の計測手段を具備し、前記制御手段が、前記第三の計測手段による計測値に基づいて、上限値を設定する上限値設定部と、前記上限値と前記第二の計測手段による計測値とを比較して、小さい方の値を比較値として出力する比較部とを有し、前記比較値が前記目標値となるように、アンモニア供給量を制御することを特徴とする。 Further, nitrogen oxide processing apparatus according to the present invention, the inlet mouth side, provided with a third measuring means for measuring a concentration of nitrogen oxides, the control means, the measured value by the third measuring means An upper limit setting unit for setting an upper limit value, and a comparison unit that compares the upper limit value with a measurement value obtained by the second measurement unit and outputs a smaller value as a comparison value; The ammonia supply amount is controlled so that the comparison value becomes the target value.

このような窒素酸化物処理装置によれば、第三の計測手段の計測値に基づいて定めた上限値を超えないように、アンモニア供給量を制御することができる。これにより、第二の計測手段であるジルコニア式分析計が、アンモニアを窒素酸化物として認識した場合においても、前述の上限値に基づいてアンモニアを供給することができる。したがって、必要以上にアンモニアを供給することを防止することが可能となる。   According to such a nitrogen oxide processing apparatus, the ammonia supply amount can be controlled so as not to exceed the upper limit value determined based on the measurement value of the third measuring means. Thereby, even when the zirconia analyzer which is the second measuring means recognizes ammonia as nitrogen oxide, ammonia can be supplied based on the above-described upper limit value. Therefore, it is possible to prevent ammonia from being supplied more than necessary.

また、本発明にかかる窒素酸化物処理装置は、前記制御手段が、一方の計測手段による計測値を、他方の測定方法の値に補正する補正部を具備することを特徴とする。 Further, nitrogen oxide processing apparatus according to the present invention, prior Symbol control means, the measurement value measured by one of the measuring means, characterized by comprising a correction unit for correcting the value of the other measurement methods.

このような窒素酸化物処理装置によれば、第一の計測手段および第二の計測手段が、乾式測定法と湿式測定法のいずれでも、第一の計測手段と第二の計測手段とを組み合わせて制御することが可能となる。   According to such a nitrogen oxide treatment apparatus, the first measuring means and the second measuring means are a combination of the first measuring means and the second measuring means in any of the dry measurement method and the wet measurement method. Can be controlled.

また、本発明にかかる窒素酸化物処理装置は、前記制御手段が、前記第三の計測手段による計測値に基づいて、先行制御値を設定する先行制御値設定部を有し、前記先行制御値と前記第二の計測手段による計測値または前記上限値とを加算した加算値が、前記目標値となるように、アンモニア供給量を制御することを特徴とする。   Further, in the nitrogen oxide treatment apparatus according to the present invention, the control unit has a preceding control value setting unit that sets a preceding control value based on a measurement value by the third measuring unit, and the preceding control value The ammonia supply amount is controlled so that an added value obtained by adding the measured value by the second measuring means or the upper limit value becomes the target value.

このような窒素酸化物処理装置によれば、入口部に設けられた第三の計測手段を用いて先行制御を行うことにより、第一の計測手段による制御の遅れを補填することができ、より適切な量のアンモニアを供給することが可能となる。   According to such a nitrogen oxide treatment apparatus, it is possible to compensate for the delay in control by the first measuring means by performing the preceding control using the third measuring means provided at the inlet, An appropriate amount of ammonia can be supplied.

本発明の窒素酸化物処理装置によれば、第一の計測手段および第三の計測手段によって制御の信頼性を確保しつつ、第二の計測手段の応答速度によってアンモニア供給量を制御することができ、NOX濃度の変化に対する追従性を向上させることが可能である。 According to the nitrogen oxide processing apparatus of the present invention, the ammonia supply amount can be controlled by the response speed of the second measuring means while ensuring the reliability of the control by the first measuring means and the third measuring means. It is possible to improve the followability to the change in the NO x concentration.

以下に、本発明に係る窒素酸化物処理装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る窒素酸化物処理装置は、排ガス中にアンモニアを供給し、触媒を用いて排ガス中の窒素酸化物と反応させて無害な窒素と水にする装置であって、触媒の上流側と下流側のNOX濃度を測定し、これらの測定結果に基づいてアンモニア供給量を調整するものである。
図1に本実施形態に係る窒素酸化物処理が適用される窒素酸化物処理システムの構成概略図を示す。
窒素酸化物処理システム8は、図1に示すように、例えば、窒素酸化物の発生源であるボイラ2の下流側に設置されている。ボイラ2には、排ガスが流通する煙道3が接続されている。ボイラ2の下流側には、排ガスが流通する順序に、窒素酸化物処理装置1と、排ガスの熱を熱交換する空気予熱器10と、排ガス中の煤塵を除去する集塵装置11と、排ガスを放出する煙突12とが配置されている。
Hereinafter, an embodiment of a nitrogen oxide treatment apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. The nitrogen oxide treatment apparatus according to the present embodiment is an apparatus that supplies ammonia into exhaust gas and reacts with nitrogen oxide in the exhaust gas using a catalyst to form harmless nitrogen and water, upstream of the catalyst and the concentration of NO X downstream measures and adjusts the ammonia supply amount based on these measurements.
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a nitrogen oxide treatment system to which the nitrogen oxide treatment according to the present embodiment is applied.
As shown in FIG. 1, the nitrogen oxide treatment system 8 is installed, for example, on the downstream side of the boiler 2 that is a nitrogen oxide generation source. A flue 3 through which exhaust gas flows is connected to the boiler 2. On the downstream side of the boiler 2, the nitrogen oxide treatment device 1, the air preheater 10 for exchanging the heat of the exhaust gas, the dust collector 11 for removing the dust in the exhaust gas, and the exhaust gas in the order in which the exhaust gas flows. And a chimney 12 that emits.

窒素酸化物処理装置1は、アンモニアと窒素酸化物との反応を促進する触媒を充填した触媒層4と、第一の計測器21(第一の計測手段)と、第二の計測器22(第二の計測手段)と、第三の計測器23(第三の計測手段)と、アンモニアを供給するアンモニア供給装置6(アンモニア供給量調節手段)と、アンモニアを噴霧するアンモニア供給ノズル5と、第一の計測器21と第二の計測器22と第三の計測器23の指示値に基づいてアンモニア供給量を決定しアンモニア供給装置6を制御する制御部9(制御手段)とを具備している。
触媒層4の上流側には、アンモニア供給装置6に接続された複数のアンモニア供給ノズル5と、アンモニア供給ノズル5の上流側に配置された第三の計測器23とが配置されている。
また、触媒層4の下流側には、第一の計測器21と、第一の計測器21より応答速度が速い第二の計測器22とが配置されている。本実施形態において、例えば、第一の計測器21として化学発光式分析計を、第二の計測器22および第三の計測器23としてジルコニア式分析計を用いる。
The nitrogen oxide treatment apparatus 1 includes a catalyst layer 4 filled with a catalyst that promotes a reaction between ammonia and nitrogen oxide, a first measuring instrument 21 (first measuring means), and a second measuring instrument 22 ( A second measuring means), a third measuring instrument 23 (third measuring means), an ammonia supply device 6 for supplying ammonia (ammonia supply amount adjusting means), an ammonia supply nozzle 5 for spraying ammonia, A control unit 9 (control means) for controlling the ammonia supply device 6 by determining the ammonia supply amount based on the indicated values of the first measurement device 21, the second measurement device 22 and the third measurement device 23; ing.
A plurality of ammonia supply nozzles 5 connected to the ammonia supply device 6 and a third measuring instrument 23 arranged on the upstream side of the ammonia supply nozzle 5 are arranged on the upstream side of the catalyst layer 4.
Further, on the downstream side of the catalyst layer 4, a first measuring instrument 21 and a second measuring instrument 22 having a response speed faster than that of the first measuring instrument 21 are arranged. In the present embodiment, for example, a chemiluminescence analyzer is used as the first measuring instrument 21, and a zirconia analyzer is used as the second measuring instrument 22 and the third measuring instrument 23.

図2には、窒素酸化物処理装置1の制御部9の機能ブロック図が示されている。以下、図2を用いて、制御部9について説明する。
制御部9は、第三の計測器23よって計測されたNOX濃度D3に基づいて先行制御値を設定する先行制御値設定部35と、第三の計測器23よって計測されたNOX濃度D3が入力され、該NOx濃度D3に基づいて上限値を設定する上限値設定部34と、前述の上限値と第二の計測器22よって計測されたNOX濃度D2とが入力され、これらを比較し、小さい方の値を出力する比較部33と、第一の計測器21によって計測されたNOX濃度D1が入力され、該NOx濃度D1に基づいて目標値を設定する目標値設定部31と、先行制御値設定部35から先行制御値が、比較部33から比較値が、目標値設定部31から目標値がそれぞれ入力され、先行制御値と比較値との和が、目標値となるようにアンモニア供給量の指令値を設定する指令値設定部32とを具備している。
FIG. 2 shows a functional block diagram of the control unit 9 of the nitrogen oxide treatment apparatus 1. Hereinafter, the control unit 9 will be described with reference to FIG.
The control unit 9 includes a preceding control value setting unit 35 that sets a preceding control value based on the NO X concentration D3 measured by the third measuring instrument 23, and the NO X concentration D3 measured by the third measuring instrument 23. Is input, and the upper limit setting unit 34 for setting the upper limit based on the NOx concentration D3, the aforementioned upper limit and the NO X concentration D2 measured by the second measuring instrument 22, are input, and these are compared. Then, the comparison unit 33 that outputs the smaller value, the NO x concentration D1 measured by the first measuring instrument 21, and the target value setting unit 31 that sets the target value based on the NOx concentration D1; The preceding control value is input from the preceding control value setting unit 35, the comparison value is input from the comparison unit 33, and the target value is input from the target value setting unit 31, so that the sum of the preceding control value and the comparison value becomes the target value. Set the ammonia supply amount command value to It has and a decree value setting unit 32.

次に、本実施形態に係る窒素酸化物処理装置の作用について図1および図2を用いて説明する。
図1において、ボイラ2から出力された排ガスのNOx濃度は、第三の計測器23によって計測され、制御部9に与えられる。また、触媒層4においてアンモニアと混合されることにより、NOx濃度が調整された後の排ガスが、第一の計測器21、第二の計測器22によってそれぞれ計測され、制御部9にそれぞれ与えられる。
制御部9において、第三の計測器23によって計測されたNOX濃度D3は、先行制御値設定部35および上限値設定部34にそれぞれ出力される。先行制御値設定部35では、NOX濃度D3に基づいて先行制御値が設定され、指令値設定部32に出力される。上限値設定部34では、NOX濃度D3に基づいて上限値が設定され、比較部33へ出力される。比較部33では、上限値設定部34からの上限値と第二の計測器22によって計測されたNOX濃度D2との大小が比較され、小さい方の値が比較値として指令値設定部32へ出力される。一方、目標値設定部31において、第一の計測器21によって計測されたNOX濃度D1に基づいて目標値が設定され、この目標値が指令値設定部32へ出力される。
指令値設定部32では、先行制御値設定部35から出力された先行制御値と比較部33から出力された比較値との和が、目標値設定部31から出力された目標値となるようにアンモニア供給量の指令値が設定され、この指令値がアンモニア供給装置6に出力される。アンモニア供給装置6では、指令値に基づくアンモニア供給量の調整が行われ、指令値に応じた量のアンモニアがアンモニア供給ノズル5から噴霧されることとなる(図1参照)。
Next, the effect | action of the nitrogen oxide processing apparatus which concerns on this embodiment is demonstrated using FIG. 1 and FIG.
In FIG. 1, the NOx concentration of the exhaust gas output from the boiler 2 is measured by a third measuring instrument 23 and given to the control unit 9. Further, the exhaust gas after the NOx concentration is adjusted by being mixed with ammonia in the catalyst layer 4 is measured by the first measuring instrument 21 and the second measuring instrument 22, respectively, and is supplied to the controller 9. .
In the control unit 9, the NO X concentration D <b> 3 measured by the third measuring instrument 23 is output to the preceding control value setting unit 35 and the upper limit value setting unit 34, respectively. In the preceding control value setting unit 35, the preceding control value is set based on the NO x concentration D3 and is output to the command value setting unit 32. In the upper limit setting unit 34, an upper limit is set based on the NO x concentration D3 and is output to the comparison unit 33. The comparison unit 33 compares the upper limit value from the upper limit value setting unit 34 with the NO x concentration D2 measured by the second measuring device 22, and the smaller value is compared to the command value setting unit 32 as a comparison value. Is output. On the other hand, in the target value setting unit 31, a target value is set based on the NO x concentration D < b > 1 measured by the first measuring instrument 21, and this target value is output to the command value setting unit 32.
In the command value setting unit 32, the sum of the preceding control value output from the preceding control value setting unit 35 and the comparison value output from the comparison unit 33 becomes the target value output from the target value setting unit 31. A command value for the ammonia supply amount is set, and this command value is output to the ammonia supply device 6. In the ammonia supply device 6, the ammonia supply amount is adjusted based on the command value, and an amount of ammonia corresponding to the command value is sprayed from the ammonia supply nozzle 5 (see FIG. 1).

次に、上述した制御部9の各種機能を実現するための具体的な制御ブロックについて図3を参照して説明する。図3には、図2に示した制御部のブロック線図の一例が示されている。
図3において、先行制御値先行部35は、NOX濃度D3と排ガス流量計によって計測された排ガス流量とを乗算することにより、NOx流量を算出する乗算部41と、乗算部41からのNOx流量に予め設定された脱硝率を乗算することにより先行制御値を算出する乗算部43とを有している。乗算部43により算出された先行制御値は、後述する指令値設定部32の加算部57へ出力される。
上限値設定部34は、前述の乗算部41によって求められたNOX流量とアンモニア流量とを除算することにより期待脱硝率を算出する除算部42と、除算部42より求められた期待脱硝率を1から減算する減算部44と、減算部44より定まる値とNOX濃度D3とを乗算することにより余剰分のNOX濃度を算出する乗算部45と、乗算部45より定まる値に第三の計測器23の誤差の上限値を加算する加算部46とを有している。上記構成の上限値設定部34において、乗算部45にて定まる値に加算部46にて誤差の上限値が加算されることによって、脱硝すべきNOX濃度の上限値が設定され、後述する比較部33に出力される。
比較部33では、加算部46より出力された上限値とNOX濃度D2との大小を比較し、小さい方の値を比較値として後述する指令値設定部32の減算部55へ出力する。
目標値設定部31は、NOX濃度D1から予め定められた出口NOX設定値を減算する減算部51と、PI制御部52と、第一の計測器21による計測値を第二の計測器22の測定方法の値に補正する補正部53とを有している。補正部53では、例えば、発電機出力と燃料流量と定数との和によって補正値が決定される。上記構成の目標値設定部31において、減算部51にて定まる値を、PI制御部52および補正部53にて処理することにより、第二の計測器22の計測値と整合性がとれ、かつ、脱硝するNOX濃度の目標値が設定され、該目標値が後述する指令値設定部32の減算部55へ出力される。
指令値設定部32は、前述の先行制御値と比較値との和が、前述の目標値となるようにアンモニア供給量の指令値が設定され、この指令値がアンモニア流量制御弁61に出力される。指令値設定部32は、補正部53から出力された目標値から比較部33より出力された比較値を減算する減算部55と、PI制御部56と、乗算部43から出力された先行制御値とPI制御部56から出力された値とを加算する加算部57と、加算部57から出力された値とアンモニア流量値とを減算する減算部58と、PI制御部59とを有している。上記構成の指令値設定部32において、アンモニア流量制御弁61の開度指令値が設定され、アンモニア流量制御弁61へ出力される。
Next, specific control blocks for realizing the various functions of the control unit 9 will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows an example of a block diagram of the control unit shown in FIG.
In FIG. 3, the preceding control value preceding unit 35 multiplies the NO x concentration D3 by the exhaust gas flow rate measured by the exhaust gas flow meter, thereby calculating the NOx flow rate, and the NOx flow rate from the multiplication unit 41. And a multiplying unit 43 that calculates a preceding control value by multiplying by a preset denitration rate. The preceding control value calculated by the multiplication unit 43 is output to the addition unit 57 of the command value setting unit 32 described later.
The upper limit setting unit 34 divides the NO x flow rate obtained by the multiplication unit 41 and the ammonia flow rate to divide the expected denitration rate, and the expected denitration rate obtained by the division unit 42. a subtracting unit 44 for subtracting from 1, by multiplying the values and NO X concentrations D3 determined from the subtraction unit 44 and the multiplication unit 45 for calculating the concentration of NO X surplus, the third to the value determined from the multiplication section 45 And an adding unit 46 for adding the upper limit value of the error of the measuring instrument 23. In the upper limit setting unit 34 configured as described above, the upper limit value of the NO X concentration to be denitrated is set by adding the upper limit value of the error in the adding unit 46 to the value determined in the multiplying unit 45, and a comparison described later. Is output to the unit 33.
The comparator 33 compares the magnitude of the upper limit value and the NO X concentration D2 outputted from the addition unit 46, and outputs to subtraction unit 55 of the command value setting unit 32 to be described later smaller value as the comparison value.
The target value setting unit 31 subtracts a predetermined outlet NO X set value from the NO X concentration D1, a PI control unit 52, and a measured value obtained by the first measuring instrument 21 as a second measuring instrument. And a correction unit 53 that corrects the value to 22 measurement methods. In the correction unit 53, for example, the correction value is determined by the sum of the generator output, the fuel flow rate, and the constant. In the target value setting unit 31 having the above-described configuration, the value determined by the subtraction unit 51 is processed by the PI control unit 52 and the correction unit 53, thereby being consistent with the measurement value of the second measuring instrument 22, and , it is set a target value of the NO X concentration to denitration, and output to subtraction unit 55 of the command value setting unit 32 that the target value will be described later.
The command value setting unit 32 sets the command value of the ammonia supply amount so that the sum of the preceding control value and the comparison value becomes the target value, and the command value is output to the ammonia flow control valve 61. The The command value setting unit 32 includes a subtraction unit 55 that subtracts the comparison value output from the comparison unit 33 from the target value output from the correction unit 53, a PI control unit 56, and a preceding control value output from the multiplication unit 43. And a value output from the PI control unit 56, a subtraction unit 58 that subtracts the value output from the addition unit 57 and the ammonia flow rate value, and a PI control unit 59. . In the command value setting unit 32 having the above configuration, the opening command value of the ammonia flow control valve 61 is set and output to the ammonia flow control valve 61.

本実施形態に係る窒素酸化物処理装置1によれば、第二の計測器22の応答速度によってアンモニア供給量の制御をすることができ、NOX濃度の変化に対するアンモニア供給量の追従性を向上させることが可能である。また、第一の計測器21のみで制御する場合には、応答速度の遅れを補償するために種々のパラメータによって制御する必要があるが、本実施形態に係る窒素酸化物処理装置1によれば、これらのパラメータは不要のため制御の容易化を図ることが可能となる。さらに、第二の計測器22の目標値は第一の計測器21より設定しているため、第一の計測器21のみで制御する場合との整合性を確保することが可能である。
また、第三の計測器23の計測値に基づいて定めた上限値を超えないように、アンモニア供給量を制御することができる。これにより、ジルコニア式分析計である第二の計測器22が、アンモニアを窒素酸化物として認識した場合においても、前述の上限値に基づいてアンモニアを供給することができる。したがって、必要以上にアンモニアを供給することを防止することが可能となる。
また、触媒層4の入口部に設けられた第三の計測器23を用いて先行制御を行うことにより、第一の計測器21による制御の遅れを補填することができ、より適切な量のアンモニアを供給することが可能となる。
さらに、制御部9が、第一の計測器21による計測値を、第二の計測器22の測定方法の値に補正する補正部53を具備することにより、第一の計測器21および第二の計測器22が、乾式測定法と湿式測定法のいずれでも、第一の計測器21と第二の計測器22とを組み合わせて制御することが可能となる。なお、補正部53は、第二の計測器22による計測値を、第一の計測器21の測定方法の値に補正することとしても、同様の作用効果が得られる。
According to the nitrogen oxide treatment apparatus 1 according to the present embodiment, the ammonia supply amount can be controlled by the response speed of the second measuring instrument 22, and the followability of the ammonia supply amount with respect to changes in the NO x concentration is improved. It is possible to make it. Moreover, when controlling only with the 1st measuring device 21, although it is necessary to control by various parameters in order to compensate for the delay of a response speed, according to the nitrogen oxide processing apparatus 1 which concerns on this embodiment. Since these parameters are unnecessary, control can be facilitated. Furthermore, since the target value of the second measuring instrument 22 is set by the first measuring instrument 21, it is possible to ensure consistency with the case where the control is performed only by the first measuring instrument 21.
Further, the ammonia supply amount can be controlled so as not to exceed the upper limit value determined based on the measurement value of the third measuring instrument 23. Thereby, even when the 2nd measuring instrument 22 which is a zirconia type analyzer recognizes ammonia as nitrogen oxide, it can supply ammonia based on the above-mentioned upper limit. Therefore, it is possible to prevent ammonia from being supplied more than necessary.
Further, by performing the preceding control using the third measuring instrument 23 provided at the inlet of the catalyst layer 4, the control delay by the first measuring instrument 21 can be compensated, and a more appropriate amount can be compensated. Ammonia can be supplied.
Furthermore, the control unit 9 includes a correction unit 53 that corrects the measurement value obtained by the first measurement device 21 to the value of the measurement method of the second measurement device 22, whereby the first measurement device 21 and the second measurement device 21. The measuring instrument 22 can be controlled by combining the first measuring instrument 21 and the second measuring instrument 22 in any of the dry measurement method and the wet measurement method. The same operation and effect can be obtained even when the correction unit 53 corrects the measurement value obtained by the second measuring instrument 22 to the value of the measurement method of the first measuring instrument 21.

以上のような制御を行うことにより、第一の計測器21、第二の計測器22および第三の計測器23の計測値に基づいてアンモニア供給量の制御をすることができ、信頼性を確保しつつNOX濃度の変化に対する追従性を向上させることが可能となる。 By performing the control as described above, the ammonia supply amount can be controlled based on the measured values of the first measuring instrument 21, the second measuring instrument 22, and the third measuring instrument 23, and the reliability is improved. It is possible to improve the followability to the change in the NO x concentration while ensuring.

本発明の一実施形態として示した窒素酸化物処理装置の構成概略図である。1 is a schematic configuration diagram of a nitrogen oxide processing apparatus shown as an embodiment of the present invention. 図1に示す窒素酸化物処理装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the nitrogen oxide processing apparatus shown in FIG. 図2に示した制御部のブロック線図である。It is a block diagram of the control part shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 窒素酸化物処理装置
6 アンモニア供給装置
9 制御部
21 第一の計測器
22 第二の計測器
23 第三の計測器
31 目標値設定部
32 指令値設定部
33 比較部
34 上限値設定部
35 先行制御値設定部
53 補正部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nitrogen oxide processing apparatus 6 Ammonia supply apparatus 9 Control part 21 1st measuring instrument 22 2nd measuring instrument 23 3rd measuring instrument 31 Target value setting part 32 Command value setting part 33 Comparison part 34 Upper limit setting part 35 Prior control value setting unit 53 Correction unit

Claims (4)

アンモニアを供給することによって、窒素酸化物を処理する窒素酸化物処理装置であって、
出口側の窒素酸化物の濃度を計測する、化学発光式分析計とされる第一の計測手段と、
該第一の計測手段よりも応答速度が速く、出口側の窒素酸化物の濃度を計測する、ジルコニア式分析計とされる第二の計測手段と、
前記第一の計測手段による計測値に基づいて、前記窒素酸化物の濃度を制御するための目標値を設定し、前記第二の計測手段による計測値が前記目標値となるように、アンモニア供給量を制御する制御手段とを具備する窒素酸化物処理装置。
A nitrogen oxide treatment apparatus for treating nitrogen oxides by supplying ammonia,
A first measuring means that is a chemiluminescent analyzer for measuring the concentration of nitrogen oxides on the outlet side;
A second measuring means which is a zirconia type analyzer which has a faster response speed than the first measuring means and measures the concentration of nitrogen oxide on the outlet side;
Based on the measured value by the first measuring means, a target value for controlling the concentration of the nitrogen oxide is set, and the ammonia supply is performed so that the measured value by the second measuring means becomes the target value. And a nitrogen oxide treatment apparatus comprising a control means for controlling the amount.
口側に、窒素酸化物の濃度を計測する第三の計測手段を具備し、
前記制御手段が、
前記第三の計測手段による計測値に基づいて、上限値を設定する上限値設定部と、
前記上限値と前記第二の計測手段による計測値とを比較して、小さい方の値を比較値として出力する比較部とを有し、
前記比較値が前記目標値となるように、アンモニア供給量を制御する請求項1に記載の窒素酸化物処理装置。
The inlet port side, comprises a third measuring means for measuring a concentration of nitrogen oxides,
The control means is
An upper limit setting unit for setting an upper limit based on a measurement value obtained by the third measurement unit;
A comparison unit that compares the upper limit value with the measurement value obtained by the second measurement means and outputs the smaller value as a comparison value;
The nitrogen oxide treatment apparatus according to claim 1, wherein an ammonia supply amount is controlled so that the comparison value becomes the target value.
記制御手段が、一方の計測手段による計測値を、他方の測定方法の値に補正する補正部を具備する請求項1または2に記載の窒素酸化物処理装置。 Before SL control means, one of the measurement value measured by the measuring means, nitrogen oxide treatment apparatus according to claim 1 or 2 comprising a correcting unit for correcting the value of the other measurement methods. 前記制御手段が、前記第三の計測手段による計測値に基づいて、先行制御値を設定する先行制御値設定部を有し、
前記先行制御値と前記第二の計測手段による計測値または前記上限値とを加算した加算値が、前記目標値となるように、アンモニア供給量を制御する請求項1から3のいずれかに記載の窒素酸化物処理装置。
The control means has a preceding control value setting unit for setting a preceding control value based on a measured value by the third measuring means,
4. The ammonia supply amount is controlled such that an added value obtained by adding the preceding control value and the measured value by the second measuring means or the upper limit value becomes the target value. 5. Nitrogen oxide treatment equipment.
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