JP6278296B2 - 排ガス処理設備管理装置、排ガス処理設備、排ガス処理設備管理方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、排ガス処理設備管理装置、排ガス処理設備、排ガス処理設備管理方法及びプログラムに関する。

工場やごみ焼却施設などから排出される排煙（排ガス）には窒素酸化物ＮＯｘや硫黄酸化物ＳＯｘ等の被毒物質が多く含まれている。従来、排ガスから窒素酸化物ＮＯｘを除去するために、アンモニア（ＮＨ_３）等の還元剤の存在下において脱硝作用を促す触媒が幅広く利用されている。

しかしながら、この触媒は、晒される排ガスによって表面に粉塵などが堆積する影響で、その使用期間に応じて脱硝性能が徐々に低下していく。そこで、触媒の脱硝性能が所定の下限を下回らないように、例えば、所定の使用期間の経過ごとに新しい触媒に取り換えるなどして、脱硝性能の維持が図られている。

また、触媒が配置された排ガスの流路の入口及び出口に被毒物質や還元剤（アンモニア）の濃度等を検知するセンサを備えて、当該センサから取得される入口及び出口における被毒物質濃度に基づいて触媒の脱硝性能を算出し、その脱硝性能を把握する排ガス脱硝方法が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開平１０−１０９０１８号公報

一般的に、上述した触媒は、所定の交換可能単位ごとの塊（パレットと呼ぶ）を形成し、排ガスの流路内に複数配置されている。しかしながら、例えば特許文献１の方法では、流路の入口と出口における被毒物質濃度等を用いて脱硝性能を算出するため、触媒の脱硝性能は、流路の入口から出口の間に設置された触媒全体の脱硝性能の平均を把握することができるのみである。
したがって、実際には脱硝性能があまり低下していないパレットも交換の対象に含まれる場合も考えられ、触媒の効率的な使用が困難であった。そのため、排ガス処理設備のランニングコストが増加するという問題があった。

一方、上記パレット一つ一つにセンサを備えることとすれば、当該パレットごとの脱硝性能の推移を追跡することは可能となるが、その設置コストや手間が膨大となるため現実的でない。

そこでこの発明は、上述の問題を解決することのできる排ガス処理設備管理装置、排ガス処理設備、排ガス処理設備管理方法及びプログラムを提供することを目的としている。

本発明は、上述の課題を解決すべくなされたもので、排ガスを脱硝するための触媒を所定の交換可能単位に形成されたパレットが前記排ガスの流路内に複数配置されてなる排ガス脱硝部の脱硝性能に関わる情報の、その流路内における空間分布情報を算出する空間分布演算部と、前記排ガス脱硝部が配置される前記流路内に備えられたセンサ部を介して取得される前記脱硝性能に関わる情報と、前記空間分布情報と、前記パレットの配置される位置を示す情報と、に基づいて、前記パレットごとの脱硝性能を示す脱硝性能情報を算出する脱硝性能演算部と、を備えることを特徴とする排ガス処理設備管理装置である。前記空間分布演算部は、前記脱硝性能に関する情報として、少なくとも、前記流路内を流れる排ガスの流量、温度、及び、当該排ガスの被毒物質濃度を示す情報の、その流路内における前記空間分布情報を算出し、前記センサ部は、前記流路内の前記排ガス脱硝部が配置される部分の入口及び出口に備えられている。

また本発明は、上述の排ガス処理設備管理装置において、前記脱硝性能演算部が、前記パレットごとの現時点、及び、将来における脱硝性能を示す前記脱硝性能情報を算出することを特徴とする。

また本発明は、上述の排ガス処理設備管理装置において、前記脱硝性能演算部が、交換または洗浄による前記パレットの脱硝性能の回復に応じて、当該パレットについての前記脱硝性能情報を補正する処理を行うことを特徴とする。

また本発明は、上述の排ガス処理設備管理装置において、前記排ガス脱硝部が配置される前記流路内に設けられ、当該流路内を流れる前記排ガスの流量の空間分布を変更可能とするガイド部を、前記脱硝性能演算部が算出した前記脱硝性能情報に基づいて制御するガイド制御部を備えることを特徴とする。

また本発明は、上述に記載の排ガス処理設備管理装置と、前記排ガス脱硝部と、前記センサ部と、を備えることを特徴とする排ガス処理設備である。

また本発明は、空間分布演算部が、排ガスを脱硝するための触媒を所定の交換可能単位としたパレットが前記排ガスの流路内に複数配置されてなる排ガス脱硝部の脱硝性能に関する情報について、その流路内における空間分布情報を算出し、脱硝性能演算部が、前記排ガス脱硝部が配置される前記流路内に設けられたセンサ部を介して取得される前記脱硝性能に関する情報と、前記空間分布情報と、に基づいて、前記パレットごとの、その配置される位置に応じた脱硝性能を示す脱硝性能情報を算出することを特徴とする排ガス処理設備管理方法である。前記空間分布演算部は、前記脱硝性能に関する情報として、少なくとも、前記流路内を流れる排ガスの流量、温度、及び、当該排ガスの被毒物質濃度を示す情報の、その流路内における前記空間分布情報を算出し、前記センサ部は、前記流路内の前記排ガス脱硝部が配置される部分の入口及び出口に備えられている。

また本発明は、排ガス処理設備管理装置のコンピュータを、排ガスを脱硝するための触媒を所定の交換可能単位としたパレットが前記排ガスの流路内に複数配置されてなる排ガス脱硝部の脱硝性能に関する情報について、その流路内における空間分布情報を算出する空間分布演算手段、前記排ガス脱硝部が配置される前記流路内に設けられたセンサ部を介して取得される前記脱硝性能に関する情報と、前記空間分布情報と、に基づいて、前記パレットごとの、その配置される位置に応じた脱硝性能を示す脱硝性能情報を算出する脱硝性能演算手段、として機能させることを特徴とするプログラムである。前記空間分布演算手段は、前記脱硝性能に関する情報として、少なくとも、前記流路内を流れる排ガスの流量、温度、及び、当該排ガスの被毒物質濃度を示す情報の、その流路内における前記空間分布情報を算出し、前記センサ部は、前記流路内の前記排ガス脱硝部が配置される部分の入口及び出口に備えられている。

本発明によれば、排ガス処理設備における触媒の使用を効率化し、ランニングコストを軽減する効果が得られる。

第１の実施形態に係る排ガス処理設備の機能構成を示す図である。 第１の実施形態に係る劣化モデル特定部の機能を説明する図である。 第１の実施形態に係る空間分布演算部の機能を説明する図である。 第１の実施形態に係る脱硝性能演算部の機能を説明する第１の図である。 第１の実施形態に係る脱硝性能演算部の機能を説明する第２の図である。 第１の実施形態に係る排ガス処理設備管理装置の処理フローを示す図である。 第２の実施形態に係る排ガス処理設備の機能構成を示す図である。 第２の実施形態に係るガイド制御部の機能を説明する図である。 第２の実施形態に係る排ガス処理設備管理装置の処理フローを示す図である。

＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態に係る排ガス処理設備を、図面を参照して説明する。
図１は、第１の実施形態に係る排ガス処理設備の機能構成を示す図である。この図において、符号１は排ガス処理設備である。

本実施形態による排ガス処理設備１は、排ガスの流れを規制する流路２０と、流路２０の内部に設置された排ガス脱硝部１０と、排ガス処理設備管理装置３を備えている。また、流路２０の排ガス脱硝部１０が設置される部分の入口及び出口には、センサ部２１ａ、２１ｂが備えられている。
排ガス処理設備１は、工場やごみ焼却施設などから排出される排ガスに含まれる窒素酸化物ＮＯｘを除去する目的で用いられる。

図１に示すように、排ガス脱硝部１０は、排ガスを脱硝するための触媒を所定の交換可能単位に形成されたパレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・の集合体で構成される。パレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・は、流路２０内を流れる排ガスの流れ方向（Ｚ方向）、及び、その流れ方向に対する断面方向（ＸＹ平面に沿う方向）に、行列状に複数配置されている。

センサ部２１ａ、２１ｂは、それぞれ流路２０の入口及び出口における、排ガス脱硝部１０の脱硝性能に関わる種々の情報を取得する計器である。具体的には、センサ部２１ａ、２１ｂは、その脱硝性能に関わる情報として、被毒物質（窒素酸化物ＮＯｘ、硫黄酸化物ＳＯｘ等）の濃度を取得する種々の分析計を備えている。

また本実施形態において、入口に設置されるセンサ部２１ａは、脱硝性能に関わる情報として、さらに、排ガスの流量を検知する流量計、及び、排ガスの温度を検出する温度計を備えている。
センサ部２１ａ、２１ｂは、上述した被毒物質濃度、排ガスの流量、排ガスの温度を示す情報を取得すると、後述する排ガス処理設備管理装置３に送信する。
なお、上述の被毒物質濃度、排ガスの流量、排ガスの温度は、いずれも、排ガス脱硝部１０の脱硝性能に関わる情報として説明したが、この「脱硝性能に関わる情報」は、排ガス脱硝部１０の脱硝性能の推移に影響を与えるものであれば、これらに限られるものではない。例えば、排ガス処理設備１が、還元剤としてアンモニアを流通させるものである場合、さらに、脱硝性能に関わる情報として、還元剤であるアンモニア濃度が含まれてもよい。またセンサ部２１ａ、２１ｂは、当該アンモニア濃度を計測するための分析計を備えていてもよい。
その他、「脱硝性能に関わる情報」に含まれる具体的な測量値は、排ガス処理設備１において扱われる排ガスの含有物質やその処理の手法に応じて適宜最適なパラメータが選択される。
また、排ガスの流量及び排ガスの温度は、例として、センサ部２１ａが備える流量計及び温度計が取得するものとしたが、本実施形態においてこの態様に限定されることはない。すなわち、排ガスの流量及び排ガスの温度は、流路２０内において、出口側に設けられたセンサ部２１ｂに備えられる態様であってもよいし、センサ部２１ａ、２１ｂとは異なる箇所に設置された別の流量計及び温度計によって取得される態様であってもよい。

排ガス処理設備管理装置３は、情報集積部３０、劣化モデル特定部３１、空間分布演算部３２、脱硝性能演算部３３、及び、表示部３４を備えている。
情報集積部３０は、センサ部２１ａ、２１ｂが取得した脱硝性能に関わる種々の情報を受信する機能部である。情報集積部３０は、センサ部２１ａ、２１ｂが取得した脱硝性能に関わる種々の情報を一定期間ごとに受信して、これらを逐次記憶しておく。また、情報集積部３０は、取得した脱硝性能に関わる情報を脱硝性能演算部３３に出力する。

劣化モデル特定部３１は、排ガス脱硝部１０の脱硝性能を算出及び予測するための劣化モデル（演算式）を特定し、脱硝性能演算部３３に出力する機能部である。具体的には、劣化モデル特定部３１は、予め取得された脱硝性能に関わる情報を基に、排ガス脱硝部１０の脱硝性能を示す脱硝性能値を複数取得する。そして、劣化モデル特定部３１は、この複数の脱硝性能値の経時的推移に基づいて、脱硝性能の経時的推移を一般化した劣化モデルを特定する。

空間分布演算部３２は、流路２０及び排ガス脱硝部１０の構造データに基づいて、上述した脱硝性能に関わる情報の、その流路２０内における空間分布情報を算出する機能部である。空間分布演算部３２は、例えば「排ガスの温度」の空間分布情報として、流路２０における三次元的な温度分布を算出する機能を有している。排ガスの流量、被毒物質濃度についても同様である。

脱硝性能演算部３３は、情報集積部３０、劣化モデル特定部３１及び空間分布演算部３２から入力する種々の情報に基づいて、排ガス脱硝部１０の現時点及び将来における脱硝性能を算出し、予測する機能部である。具体的には、脱硝性能演算部３３は、劣化モデル特定部３１によって予め求められている脱硝性能の劣化モデル（演算式）に、情報集積部３０において取得された各種集積データ（被毒物質濃度、排ガスの流量、排ガスの温度等）を適用する。ここで、本実施形態に係る脱硝性能演算部３３は、単に、劣化モデルに集積データを代入するのではなく、その集積データと、空間分布演算部３２より算出される空間分布情報と、に基づいて空間配置に応じた脱硝性能を算出し、その脱硝性能を示す脱硝性能情報を出力する。

表示部３４は、排ガス処理設備管理装置３に備えられるディスプレイモニタであって、脱硝性能演算部３３が算出した脱硝性能の算出結果を、管理者に視覚的に認知させる機能部である。

図２は、第１の実施形態に係る劣化モデル特定部の機能を説明する図である
上述したように、劣化モデル特定部３１は、予め取得された脱硝性能に関わる情報を基に、排ガス脱硝部１０の脱硝性能を示す脱硝性能値Ｐを集積データとして複数取得する。ここで触媒の脱硝性能を評価する方法としては様々な方法があるが、例えば公知の例として、劣化モデル特定部３１は、ある流路の入口において計測された被毒物質濃度に対する出口において計測された被毒物質濃度の比［％］を、その入口及び出口の間に設置された触媒の脱硝性能を示す脱硝性能値Ｐとする。

そして、劣化モデル特定部３１は、排ガス処理設備１の過去の運転等において予め取得された脱硝性能に関わる情報（被毒物質濃度、排ガスの流量、排ガスの温度等）の実測値を基に、複数の脱硝性能値Ｐを取得する。このようにして取得される脱硝性能値Ｐの集積データは、図２のような経時的推移を示すプロットとして取得される。
劣化モデル特定部３１は、この集積データによって示される脱硝性能値Ｐの経時的推移に基づいて、脱硝性能の推移を一般化した劣化モデルを特定する。例えば、劣化モデル特定部３１は、線形または非線形モデルを用いた重回帰分析によって劣化モデル関数ｆを特定する。ここで劣化モデル関数ｆの独立変数（ａ、ｂ、ｃ・・・）は、脱硝性能に関わる情報、すなわち被毒物質濃度、排ガスの流量、排ガスの温度等を示す情報、及び、運転時間などである。劣化モデル関数ｆの従属変数は、触媒の脱硝性能値Ｐである。劣化モデル特定部３１は、特定された劣化モデル関数ｆに基づいて、脱硝性能値Ｐの経時的推移を示す予測線（図２）を得ることができる。
なお、劣化モデル特定部３１は、劣化モデル関数ｆを特定するにあたり、脱硝性能値Ｐと他の独立変数との関係、例えば、脱硝性能値Ｐの排ガス流量依存性や排ガス温度依存性を特定するための集積データを取得しておく。

劣化モデル特定部３１は、以上のようにして、過去に取得された実測値に基づいて、脱硝性能に関わる種々の情報を独立変数とした、当該脱硝性能についての劣化モデル関数ｆを特定する。

図３は、第１の実施形態に係る空間分布演算部の機能を説明する図である。
空間分布演算部３２は、流路２０、排ガス脱硝部１０の物理的形状や材質等を忠実に模した構造データを参照して、種々の情報についての流路２０内部における空間分布情報を算出する。例えば、空間分布演算部３２は、流路２０、排ガス脱硝部１０の構造データを基に、流路２０の入口から流体（排ガス）が所定の流量で流入した場合における流体の動きをシミュレーションし、流体の流量の三次元的な分布を算出する。
同様に、空間分布演算部３２は、ある温度の流体（排ガス）が流入した場合における流路２０内部における三次元的な温度分布を算出する。

空間分布演算部３２は、図３に示すように、流路２０内部のＸＹＺ座標で示される空間について、例えば、温度分布、流量分布、被毒物質濃度についての空間分布情報を算出する。なお、空間分布情報は、特定の数値（温度や流量）を示すものではなく、流路２０内部における分布のみを示す規格化された情報である。
このような空間分布情報を算出する具体的な手段としては、既に確立された三次元流体解析プログラム等を用いることができる。

図４、図５は、第１の実施形態に係る脱硝性能演算部の機能を説明する第１、第２の図である。
脱硝性能演算部３３は、情報集積部３０から入力する脱硝性能に関わる情報の実測値と、劣化モデル特定部３１から入力する劣化モデル関数ｆと、空間分布演算部３２から入力する空間分布情報に基づいて、排ガス脱硝部１０を構成するパレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・ごとの脱硝性能値Ｐｂを算出する。そして、脱硝性能演算部３３は、各脱硝性能値Ｐｂを、パレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・それぞれの脱硝性能を示す脱硝性能情報として表示部３４に出力する。

具体的には、脱硝性能演算部３３は、情報集積部３０よりセンサ部２１ａ、２１ｂを介して取得された流量、温度、被毒物質濃度等の実測値と、空間分布演算部３２より算出された空間分布情報を基に、流路２０内部においてパレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・が配置される位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）ごとの流量、温度、被毒物質濃度等を算出する。例えば、センサ部２１ａ、２１ｂを介して取得された流量、温度、被毒物質濃度等の実測値の情報群を（ａ、ｂ、ｃ、・・・）とすると、脱硝性能演算部３３は、これと空間分布情報を用いて、パレットＢ２１１が配置される位置（Ｘ２１１、Ｙ２１１、Ｚ２１１）における流量、温度、被毒物質濃度を示す各情報を算出し、パレットＢ２１１に対応する情報群（ａ２１１、ｂ２１１、ｃ２１１、・・・）を取得する。このように、脱硝性能演算部３３は、全てのパレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・のそれぞれに対応する情報群を算出する。

そして、脱硝性能演算部３３は、パレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・のそれぞれに対応する情報群を、劣化モデル関数ｆに代入する処理を行う。そして脱硝性能演算部３３は、その結果求まる脱硝性能値Ｐｂの予測線を、図４（ａ）に示すように、各パレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・ごとに、表示部３４を介して表示する。
なお、図４（ａ）に示す図は、その図が煩雑となるのを避けるため、パレットＢ２１１、Ｂ２２２、Ｂ２１４に関する脱硝性能値Ｐｂの予測線のみを示しているが、脱硝性能演算部３３は、実際には全てのパレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・についての脱硝性能値Ｐｂを表示する。
また、図４（ｂ）に示すように、脱硝性能演算部３３は、パレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・ごとの脱硝性能値Ｐｂの合計値を、排ガス脱硝部１０全体の脱硝性能値Ｐｔとして表示してもよい。
このようにすることで、排ガス処理設備１の管理者は、排ガス脱硝部１０全体の脱硝性能の推移を把握することができる。

また、脱硝性能演算部３３は、パレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・ごとの予測線に基づいて、パレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・それぞれについての使用期限を表示する。具体的には、図４（ａ）に示すように、脱硝性能値Ｐｂの予測線が予め定められた脱硝性能の下限値Ｐｂｃに達する時刻を算出して表示する。
このようにすることで、排ガス処理設備１の管理者は、どのパレットをいつ交換すればよいかを把握することができるので、排ガス処理設備１のメンテナンス計画（交換触媒の手配等）を迅速かつ正確に実施することができる。

また、脱硝性能演算部３３は、現時刻における脱硝性能値Ｐｂが、脱硝性能の下限値Ｐｂｃに一定のマージンｍ（ｍ＞０）を加えた値（Ｐｂｃ＋ｍ）を下回ったタイミングで、アラーム表示を行う等して管理者に通知する。
このようにすることで、パレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・の脱硝性能が下限値Ｐｂｃを下回る前に、管理者に対しパレット交換等の対応を促すことができる。

ここで排ガス処理設備１の管理者が、脱硝性能演算部３３による上記アラーム表示を認知して、使用期限が近づいたパレットＢ２１１の新品への交換（新替え）作業を行った場合を考える。この場合、脱硝性能演算部３３は、パレットＢ２１１が新替えされたことを情報として入力し、パレットＢ２１１の脱硝性能を新品の状態にまで回復させる補正α（図４（ａ））を行う。補正αとは、具体的には、パレットＢ２１１についての脱硝性能情報を、その初期における脱硝性能を示す値に更新する処理である。
また、脱硝性能演算部３３は、この補正αによって回復した脱硝性能を示す脱硝性能情報を、排ガス脱硝部１０全体としての脱硝性能値Ｐｔ（図５（ｂ））にも直ちに反映させる。
このようにすることで、管理者は、パレット単位で新品への交換作業を行った後でも、パレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・ごとの脱硝性能、及び、排ガス脱硝部１０全体としての脱硝性能の推移を引き続き把握することができる。

また、図４では、使用期限が近づいてきたパレットＢ２１１を新替えした例について説明したが、パレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・の脱硝性能を回復させる手段は、新替えのみに限定されない。例えば、管理者は、パレットＢ２１１を洗浄する対応を取ることもできる。この場合、図５に示すように、脱硝性能演算部３３は、パレットＢ２１１が洗浄されたことを情報として入力し、パレットＢ２１１の脱硝性能を洗浄後の状態にまで回復させる補正β（図５（ａ））を行う。なお、脱硝性能演算部３３は、洗浄によってどの程度脱硝性能が回復するかについて、事前に取得された計測データ等により予め把握しておく。
また、脱硝性能演算部３３は、この補正βによって回復した脱硝性能を示す脱硝性能情報を、排ガス脱硝部１０全体としての脱硝性能値Ｐｔ（図５（ｂ））にも直ちに反映させる。
このように、脱硝性能演算部３３は、所定の脱硝性能回復措置（新替え、洗浄など）によるパレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・各々の脱硝性能の回復に応じて、当該パレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・についての脱硝性能情報を補正する処理を行う。

図６は、第１の実施形態に係る排ガス処理設備管理装置の処理フローを示す図である。
次に、排ガス処理設備管理装置３の具体的な処理フローについて、図６を参照しながら詳細に説明する。
まず排ガス処理設備管理装置３の劣化モデル特定部３１は、予め取得された脱硝性能に関わる情報（被毒物質濃度、排ガスの流量、排ガスの温度等）の実測値から求まる脱硝性能値の集積データ（図２）に基づいて、劣化モデル関数ｆを特定する（ステップＳ００）。
一方、空間分布演算部３２は、予め用意された流路２０及び排ガス脱硝部１０の構造データ及び所定のシミュレーションプログラムに基づいて、脱硝性能に関わる情報（被毒物質濃度、排ガスの流量、排ガスの温度等）についての空間分布情報（図３）を算出する（ステップＳ０１）。
なお、上記ステップＳ００及びステップＳ０１は、排ガス処理設備１の運転に先だって予め行われる処理となる。

次に、排ガス処理設備１の実際の運転が開始されると、情報集積部３０は、センサ部２１ａ、２１ｂを介して取得される脱硝性能に関わる情報（被毒物質濃度、排ガスの流量、排ガスの温度等）の実測値を取得する（ステップＳ０２）。
次いで、脱硝性能演算部３３は、ステップＳ００で特定された劣化モデル、ステップＳ０１で算出された空間分布情報、及び、ステップＳ０２で計測された被毒物質濃度、排ガスの流量、排ガスの温度等を示す情報（実測値）に基づいて、パレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・ごとの脱硝性能を示す脱硝性能情報を算出する（ステップＳ０３）。具体的には、脱硝性能演算部３３は、Ｂ１１１、Ｂ１１２、・・・の配置される位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と、上記実測値及び空間分布情報とを基に、パレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・それぞれの位置に対応する被毒物質濃度、排ガスの流量、排ガスの温度等を示す情報を算出し、これらを独立変数として劣化モデル関数ｆに代入する。
脱硝性能演算部３３は、このようにして算出された現時刻及び将来における脱硝性能の経時的な推移を示す予測線を表示部３４に出力して表示させる（図４、図５）。

排ガス処理設備管理装置３は、排ガス処理設備１の運転停止を検知した場合（ステップＳ０４にてＹＥＳ）には、処理フローを終える。排ガス処理設備１の運転を継続する場合（ステップＳ０４にてＮＯ）には、次のステップＳ０５に進む。

次に、脱硝性能演算部３３は、パレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・ごとの脱硝性能値Ｐｂが下限値Ｐｂｃとマージンｍの和（Ｐｂｃ＋ｍ）を下回っているか否かを判定する（ステップＳ０５）。ここで脱硝性能演算部３３は、パレットごとの脱硝性能値Ｐｂのいずれもが下限値Ｐｂｃとマージンｍの和（Ｐｂｃ＋ｍ）を下回っていない場合（ステップＳ０５にてＹＥＳ）には、特別な処理を行うことなくステップＳ０２に戻り、情報集積部３０が新たな脱硝性能に関わる情報（被毒物質濃度、排ガスの流量、排ガスの温度等）の実測値を取得する。

一方、脱硝性能演算部３３は、パレットごとの脱硝性能値Ｐｂのいずれかが下限値Ｐｂｃとマージンｍの和（Ｐｂｃ＋ｍ）を下回っていた場合（ステップＳ０５にてＮＯ）には、該当するパレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・の脱硝性能値の使用期限が近付いていることを管理者に認知させるためのアラーム表示を行う（ステップＳ０６）。

そして、管理者が、特定のパレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・に使用期限が迫っていることを認知し、脱硝性能回復措置（新替え、洗浄など）を行った場合には、脱硝性能演算部３３は、その回復した脱硝性能を反映させるべく、該当するパレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・についての脱硝性能情報を補正する処理（図４、図５）を行う（ステップＳ０７）。

排ガス処理設備管理装置３は、排ガス処理設備１の運転中、一定期間ごとにステップＳ０２に戻り、脱硝性能に関わる情報についての新たな実測値を取得するとともに、その時点における脱硝性能値Ｐｂの経時的推移を示す予測線を更新する。排ガス処理設備管理装置３は、このように、次々と新しい実測値が予測線に反映されることで、使用期限までの時間を精度よく予測することができる。

以上、第１の実施形態に係る排ガス処理設備管理装置によれば、管理者は、交換可能なパレット単位での脱硝性能の経時的推移を把握することができるので、当該パレットの脱硝性能が十分に劣化したことを認知した上で、新替え、洗浄等の対応作業を実施することが可能となる。したがって、排ガス処理設備における触媒の使用を効率化し、ランニングコストを軽減する効果が得られる。

また、第１の実施形態に係る排ガス処理設備管理装置によれば、管理者が、排ガス脱硝部１０一部のパレットのみについて脱硝性能回復措置を行った場合でも、パレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・ごとの脱硝性能、及び、排ガス脱硝部１０全体としての脱硝性能の推移を継続して把握することができる。

なお、本実施形態に係る排ガス処理設備管理装置３の処理フローは、図６で示したものに限定されず、その目的が達成される範囲において処理の順番は変更可能である。例えば、ステップＳ００の劣化モデル特定処理とステップＳ０１の空間分布算出処理等、互いの処理の結果に影響されない処理同士については、その順番は限定されない。

また、上述の実施形態において排ガス処理設備管理装置３は、所定のマージンｍを設けて、使用期限を迎える前の段階（Ｐｂｃ＋ｍを下回る段階）で所定のアラーム表示をもって、使用期限が近づいている旨を管理者に認知させる態様としている。しかし、他の実施形態に係る排ガス処理設備管理装置においては、このような事前のアラーム機能を有さず、単に使用期限Ｐｂｃを迎えたことをもって所定のアラーム表示を行うこととしてもよい。逆に、他の実施形態に係る排ガス処理設備管理装置は、異なる値のマージンｍを複数設けて、２回以上の事前のアラーム表示を行う態様であってもよい。

＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態に係る排ガス処理設備を、図面を参照して説明する。
図７は、第２の実施形態に係る排ガス処理設備の機能構成を示す図である。この図において、符号１は排ガス処理設備である。なお、第１の実施形態と同一の機能構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図７に示すように、第２の実施形態に係る排ガス処理設備１は、流路２０内にガイド部２２を備え、排ガス処理設備管理装置３にガイド制御部３５を備えている点で第１の実施形態と異なる。

図７に示すように、ガイド部２２は、流路２０の排ガス脱硝部１０が配置される部分の入口に設けられる１または２以上の板材であって、流体（排ガス）の流れ方向に対する自らの角度を変化させることで、流路２０内を流れる排ガスの流量の空間分布を変更可能とする機能部である。
また、ガイド制御部３５は、脱硝性能演算部３３が算出したパレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・ごとの脱硝性能情報（脱硝性能値Ｐｂ）に基づいて、ガイド部２２の角度を制御する機能部である。

図８は、第２の実施形態に係るガイド制御部の機能を説明する図である。
図８（ａ）は、流路２０のＸＹ平面（図７）による断面構造を示している。図８（ａ）には、パレットＢ１１１、Ｂ１２１、Ｂ２１１、Ｂ２２１のみを図示しているが、実際には、例えばパレットＢ１１１の奥手方向（＋Ｚ方向）に、パレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・と並んで配置されている。

ここで、脱硝性能演算部３３による脱硝性能値Ｐｂの算出の結果、図８（ａ）に示すように、−Ｘ方向側に配置される全パレットＢ１２１、Ｂ１２２、・・・、Ｂ１１１、Ｂ１１２、・・・における脱硝性能の劣化の進行度合いが、＋Ｘ方向側に配置される全パレットＢ２１１、Ｂ２１２・・・、Ｂ２２１、Ｂ２２２、・・・に比べて大きかったとする。
この場合において、ガイド制御部３５は、まず−Ｘ方向側に位置するパレットＢ１２１、Ｂ１２２、・・・、Ｂ１１１、Ｂ１１２、・・・の何れかが下限値Ｐｂｃ＋所定のマージンｎ（ｎ＞ｍ）を下回ったことをきっかけとして、パレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・ごとの脱硝性能値Ｐｂを参照しながら、その劣化の進行度合いの空間的な偏りを取得する。そしてこの場合において、ガイド制御部３５は、＋Ｘ方向側に配置されるパレットよりも−Ｘ方向側に配置されるパレットの方が全体として劣化が進行していることを把握し、排ガスの風量が−Ｘ方向側よりも＋Ｘ方向側の方が大きくなるように、ガイド部２２の角度を変更する制御を行う（図８（ｂ））。

なお、本実施形態に係る空間分布演算部３２は、ガイド部２２の排ガスの流れ方向に対する角度に応じた風量の空間分布情報を予め算出し、取得している。つまり、空間分布演算部３２は、ガイド部２２の角度の変化に応じて、風量の空間分布がどのように変化するかを予め把握している。

ガイド制御部３５は、空間分布演算部３２によって算出されたガイド部２２の角度に応じた風量の空間分布情報を参照して、以後の脱硝性能の劣化の進行速度が均一化されるようにガイド部２２の角度を変更する。より具体的には、ガイド制御部３５は、ガイド部２２の角度を、ガイド部２２の角度変更に伴う風量の空間分布変更後において脱硝性能演算部３３により再算出されるパレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・各々の使用期限に達するまでの時間が、設定可能な範囲で最も均一化されるような角度に設定する。
このようにすれば、パレット単位の使用期限までの時間が均一化されるので、排ガス処理設備管理装置３は、脱硝性能回復措置（新替え、洗浄など）の実施頻度を減らし、メンテナンスに費やす労力を軽減させることができる。

なお、ガイド部２２は、図８で説明した例に限定されることなく、例えば、±Ｙ方向についても風量の空間分布を変更可能である。また、ガイド部２２は、風量を±Ｘ方向いずれかに偏らせるのみならず、風量を、流路２０の中央付近、または、側面側に偏らせるような調整も可能である。さらに、ガイド部２２は、例えば、流路２０の入口だけでなく±Ｚ方向に沿う流路２０の内壁に複数箇所に設置されることで、流量の空間分布を±Ｚ方向について調整することも可能である。

図９は、第２の実施形態に係る排ガス処理設備管理装置の処理フローを示す図である。
図９に示す処理フローのうち、第１の実施形態と同一の処理については、同一の符号を付してその説明を省略する。

ステップＳ００からステップＳ０４の処理を行った後、本実施形態に係るガイド制御部３５は、パレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・ごとの脱硝性能値Ｐｂが下限値Ｐｂｃとマージンｎの和（Ｐｂｃ＋ｎ）を下回っているか否かを判定する（ステップＳ０８）。ここでガイド制御部３５は、パレットごとの脱硝性能値Ｐｂのいずれもが下限値Ｐｂｃとマージンｎの和（Ｐｂｃ＋ｎ）を下回っていない場合（ステップＳ０８にてＹＥＳ）には、特別な処理を行うことなくステップＳ０２以降の処理に戻る。

一方、ガイド制御部３５は、パレットごとの脱硝性能値Ｐｂのいずれかが下限値Ｐｂｃとマージンｎの和（Ｐｂｃ＋ｎ）を下回った場合（ステップＳ０８にてＮＯ）には、ガイド制御部３５は、ガイド部２２を制御して、排ガスの流量の空間分布を変更する処理を行う（ステップＳ０９）。具体的には、ガイド制御部３５は、脱硝性能演算部３３によるパレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・ごとの脱硝性能値Ｐｂを取得し、劣化の進行具合の空間的な偏りを把握する（図８（ａ））。そしてガイド制御部３５は、予め空間分布演算部３２にて取得されていた、ガイド部２２の可変角度に応じた排ガスの流量の空間分布情報を参照しながらガイド部２２の角度を変更する処理を行う（図８（ｂ））。さらにこのとき、ガイド制御部３５は、風量の空間分布の変更に伴って脱硝性能演算部３３により再算出されるパレットごとの脱硝性能値Ｐｂの予測線を参照しながら、パレットＢ１１１、Ｂ１１２、・・・それぞれの使用期限までの時間が、設定可能な範囲で最も均一となるようにガイド部２２の角度を設定する。

以上、第２の実施形態に係る排ガス処理設備管理装置によれば、第１の実施形態による効果に加え、風量の空間分布の制御可能な範囲において、パレットごとの性能劣化速度、すなわち、使用期限までの時間が均等となる。したがって、脱硝性能回復措置（新替え、洗浄など）の実施頻度を減らし、メンテナンスに費やす労力を軽減させることができる。

なお、第２の実施形態に係る排ガス処理設備管理装置は、上記に説明した内容に限定されず、以下のように変形可能である。
例えば、ガイド制御部３５は、図９の処理フローにおいて、ステップＳ０９の空間分布の変更処理を行った後、さらに別のマージンｎ’（ｎ＞ｎ’＞ｍ）に基づく判定処理（ステップＳ０８）を行って、再度の流量空間分布変更処理を行ってもよい。
このように、ガイド制御部３５は、複数回、または連続的な判定制御を行うことで、一層、劣化の進行度合いの均一化を図ることができる。

また、図９の処理フローにおいて、ガイド制御部３５は、あるパレットにおける脱硝性能値Ｐｂが所定の閾値（Ｐｂｃ＋ｎ）を下回ったことをきっかけ（ステップＳ０８）にして、流量の空間分布変更処理（ステップＳ０９）を行うこととしている。しかし、他の変形例によるガイド制御部３５は、例えば、±Ｘ方向における流量の空間分布を調整する場合において、±Ｘ方向に沿って配列されるパレット同士（Ｂ１１１、Ｂ２１１等）の使用期限を比較し、これらの使用期限の時間間隔が所定の閾値を上回ったことをきっかけとして、±Ｘ方向の空間分布を調整する処理を行うようにしてもよい。

また、なお、本実施形態に係る排ガス処理設備管理装置３の処理フローは、第１の実施形態と同様、図９で示したものに限定されず、その目的が達成される範囲において処理の順番は変更可能である。

また、ガイド部２２の態様は、流体の流れ方向に対する自らの角度を変化させて、排ガスの流量の空間分布を変更するものとしたが、他の変形例においては、この態様に限定されない。例えば、流路２０内に備えられた“ファン”によって排ガスの流量の空間分布を変更してもよい。この場合、ガイド制御部３５は、当該ファンの回転数や送風方向を制御することで流量の空間分布を調整するものとする。

なお、上述の各実施形態に係る排ガス処理設備管理装置３は、内部にコンピュータシステムを有している構成であってもよい。そして、上述した排ガス処理設備管理装置３の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）または半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものとする。

１・・・排ガス処理設備
１０・・・排ガス脱硝部
２０・・・流路
２１ａ、２１ｂ・・・センサ部
２２・・・ガイド部
３・・・排ガス処理設備管理装置
３０・・・情報集積部
３１・・・劣化モデル特定部
３２・・・空間分布演算部
３３・・・脱硝性能演算部
３４・・・表示部
３５・・・ガイド制御部

Claims (7)

1. 排ガスを脱硝するための触媒を所定の交換可能単位に形成されたパレットが前記排ガスの流路内に複数配置されてなる排ガス脱硝部の脱硝性能に関わる情報の、その流路内における空間分布情報を算出する空間分布演算部と、
   前記排ガス脱硝部が配置される前記流路内に備えられたセンサ部を介して取得される前記脱硝性能に関わる情報と、前記空間分布情報と、前記パレットの配置される位置を示す情報と、に基づいて、前記パレットごとの脱硝性能を示す脱硝性能情報を算出する脱硝性能演算部と、
   を備え、
   前記空間分布演算部は、
   前記脱硝性能に関する情報として、少なくとも、前記流路内を流れる排ガスの流量、温度、及び、当該排ガスの被毒物質濃度を示す情報の、その流路内における前記空間分布情報を算出し、
   前記センサ部は、
   前記流路内の前記排ガス脱硝部が配置される部分の入口及び出口に備えられている
   ことを特徴とする排ガス処理設備管理装置。
2. 前記脱硝性能演算部は、
   前記パレットごとの現時点、及び、将来における脱硝性能を示す前記脱硝性能情報を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の排ガス処理設備管理装置。
3. 前記脱硝性能演算部は、
   交換または洗浄による前記パレットの脱硝性能の回復に応じて、当該パレットについての前記脱硝性能情報を補正する処理を行う
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排ガス処理設備管理装置。
4. 前記排ガス脱硝部が配置される前記流路内に設けられ、当該流路内を流れる前記排ガスの流量の空間分布を変更可能とするガイド部を、前記脱硝性能演算部が算出した前記脱硝性能情報に基づいて制御するガイド制御部
   を備えることを特徴とする請求項３に記載の排ガス処理設備管理装置。
5. 請求項１から請求項４の何れか一項に記載の排ガス処理設備管理装置と、
   前記排ガス脱硝部と、前記センサ部と、
   を備えることを特徴とする排ガス処理設備。
6. 空間分布演算部が、排ガスを脱硝するための触媒を所定の交換可能単位としたパレットが前記排ガスの流路内に複数配置されてなる排ガス脱硝部の脱硝性能に関する情報について、その流路内における空間分布情報を算出し、
   脱硝性能演算部が、前記排ガス脱硝部が配置される前記流路内に設けられたセンサ部を介して取得される前記脱硝性能に関する情報と、前記空間分布情報と、に基づいて、前記パレットごとの、その配置される位置に応じた脱硝性能を示す脱硝性能情報を算出し、
   前記空間分布演算部は、
   前記脱硝性能に関する情報として、少なくとも、前記流路内を流れる排ガスの流量、温度、及び、当該排ガスの被毒物質濃度を示す情報の、その流路内における前記空間分布情報を算出し、
   前記センサ部は、
   前記流路内の前記排ガス脱硝部が配置される部分の入口及び出口に備えられている
   ことを特徴とする排ガス処理設備管理方法。
7. 排ガス処理設備管理装置のコンピュータを、
   排ガスを脱硝するための触媒を所定の交換可能単位としたパレットが前記排ガスの流路内に複数配置されてなる排ガス脱硝部の脱硝性能に関する情報について、その流路内における空間分布情報を算出する空間分布演算手段、
   前記排ガス脱硝部が配置される前記流路内に設けられたセンサ部を介して取得される前記脱硝性能に関する情報と、前記空間分布情報と、に基づいて、前記パレットごとの、その配置される位置に応じた脱硝性能を示す脱硝性能情報を算出する脱硝性能演算手段、
   として機能させ、
   前記空間分布演算手段は、
   前記脱硝性能に関する情報として、少なくとも、前記流路内を流れる排ガスの流量、温度、及び、当該排ガスの被毒物質濃度を示す情報の、その流路内における前記空間分布情報を算出し、
   前記センサ部は、
   前記流路内の前記排ガス脱硝部が配置される部分の入口及び出口に備えられている
   ことを特徴とするプログラム。

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