JP6700952B2 - 排ガス脱塩装置及び排ガス脱塩方法 - Google Patents

Description

本発明は、ごみ焼却設備等において発生する燃焼排ガス中に含まれる酸性ガスを除去する排ガス脱塩装置及び排ガス脱塩方法に関する。

ごみ焼却炉等を備えるごみ焼却設備においては、燃焼排ガス中に含まれる酸性ガス（塩化水素、硫黄酸化物等）を低減するために排ガス脱塩装置が設けられている。当該排ガス脱塩装置は、燃焼排ガス中に消石灰、重曹等の脱塩剤を、集塵器の上流側で供給することにより、燃焼排ガス中の酸性ガスを脱塩剤と反応させて、酸性ガスを低減させる。

上記排ガス脱塩装置においては、一般的に、煙突（集塵器の下流側）で脱塩処理後の酸性ガス濃度を検出する吸引式の濃度分析計に基づいて、脱塩剤の供給量がフィードバック制御されている。そして、近年では、非吸引式のレーザ式濃度分析計が実用化され、煤塵が存在する集塵器の上流側においても酸性ガス濃度を計測できるようになった。そのため、煙突（集塵器の下流側）での計測に比べて酸性ガス濃度を早期に検出できるとともに、集塵器の上流側の酸性ガス濃度に応じて脱塩剤を供給するフィードフォワード制御にも活用できるようになった。

そこで、特許文献１に示すように、集塵器の上流側及び下流側のそれぞれに濃度分析計を設け、集塵器の上流側の濃度分析計が検出する酸性ガス濃度に基づいて、脱塩剤の供給量をフィードフォワード制御するとともに、集塵器の下流側の濃度分析計が検出する酸性ガス濃度に基づいて、上記脱塩剤の供給量を適正供給量に補正する排ガス脱塩装置が開発されている。集塵器の上流側の濃度分析計を用いて脱塩剤の供給量をフィードフォワード制御することで、酸性ガス濃度の増減に合わせて適切な量の脱塩剤を供給することができるため、煙突内（集塵器の下流側）の酸性ガス濃度を安定させることができる。

しかしながら、特許文献１の排ガス脱塩装置は、脱塩剤の供給量を制御するために２台の濃度検出計が必要となるためコストがかかるという問題があった。また、集塵器の下流側に用いられる濃度検出計は吸引式の検出計であるため、応答速度が遅く、保守費が高く、さらには使用時に吸収液が必要である等から操作が煩雑であるという問題点もあった。

そこで、特許文献２に示すように、脱塩剤の供給部より下流側にレーザ式の濃度検出計を設け、当該レーザ式の濃度検出計による計測結果に加え、燃焼炉へのゴミの投入量、燃焼状態の検出結果から燃焼排ガス中の酸性ガス濃度を予測し、その予測結果を加味して脱塩剤の供給量を制御する排ガス脱塩装置が提案されている。

特開２００６−７５７５８号公報 特開２０１１−７２８７７号公報

しかしながら、特許文献２に示す排ガス脱塩装置においては、集塵器での脱塩率を考慮せず、単に、燃焼炉へのゴミの投入量、燃焼状態の検出結果から燃焼排ガス中の酸性ガス濃度を予測して脱塩剤の供給量を制御しているため、ハンチングや過剰制御となり、脱塩剤の供給量を適正に制御することができないという問題があった。

そこで、本発明は、集塵器の下流側の酸性ガス濃度計測部によって計測される酸性ガス濃度に基づいて集塵器の上流側の酸性ガス濃度を推算して脱塩剤の供給量を制御することにより脱塩剤の供給量を適正に制御可能な排ガス脱塩装置を提供することを目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上であり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、本発明に係る排ガス脱塩装置は、燃焼排ガスの除塵処理を行う集塵器において前記燃焼排ガス中に含まれる酸性ガスを除去する排ガス脱塩装置であって、前記集塵器の上流側において前記燃焼排ガスに脱塩剤を供給する脱塩剤供給部と、前記集塵器の下流側において前記燃焼排ガス中に含まれる酸性ガスの濃度を計測する酸性ガス濃度計測部と、前記集塵器の下流側において前記燃焼排ガスの流量を計測する燃焼排ガス流量計測部と、前記脱塩剤供給部における前記脱塩剤の供給を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記酸性ガス濃度計測部により計測される酸性ガスの濃度に基づいて、前記集塵器の上流側の前記燃焼排ガス中に含まれる酸性ガスの濃度を推算する酸性ガス濃度推算手段と、前記酸性ガス濃度推算手段により推算される前記集塵器の上流側の前記燃焼排ガス中に含まれる酸性ガスの濃度と、前記燃焼排ガス流量計測部によって計測される集塵器の下流側での燃焼排ガスの流量と、に基づいて、前記脱塩剤供給部における前記脱塩剤の供給量を算出する脱塩剤供給量算出手段と、を備え、前記脱塩剤供給量算出手段により算出される前記脱塩剤の供給量は、前記脱塩剤の当量比と前記燃焼排ガスの脱塩率との関係と、前記酸性ガス濃度推算手段により推算される前記集塵器の上流側の前記燃焼排ガス中に含まれる酸性ガスの濃度と、前記燃焼排ガス流量計測部によって計測される集塵器の下流側での燃焼排ガスの流量と、に基づいて算出される前記脱塩剤の供給量であり、前記脱塩剤供給量算出手段は、前記酸性ガス濃度計測部によって計測される酸性ガスの濃度の移動平均値と、集塵器の下流側での目標とする酸性ガスの濃度と、を比較し、両者の差が所定の範囲に収束するように、前記脱塩剤の当量比と前記燃焼排ガスの脱塩率との関係を補正することにより、前記脱塩剤供給部における前記脱塩剤の供給量を算出するものである。

また、本発明は、上記構成において、前記脱塩剤供給量算出手段は、前記酸性ガス濃度計測部によって計測される酸性ガスの濃度の移動平均値と、前記集塵器下流での目標とする酸性ガスの濃度と、の差が所定の範囲に収束するように、脱塩剤の当量比に初期値が１の所定の係数を乗じたものを新たな脱塩剤の当量比とし、前記新たな脱塩剤の当量比を用いて前記脱塩剤供給部における脱塩剤の供給量を算出するものであり、前記酸性ガス濃度計測部によって計測される酸性ガスの濃度の移動平均値と、前記集塵器下流での目標とする酸性ガスの濃度と、の差が所定の上限値を上回ると、前記係数を増加させ、前記酸性ガス濃度計測部によって計測される酸性ガスの濃度の移動平均値と、前記集塵器下流での目標とする酸性ガスの濃度と、の差が所定の下限値を下回ると、前記係数を減少させるものである。

さらに、本発明は、燃焼排ガスの除塵処理を行う集塵器において前記燃焼排ガス中に含まれる酸性ガスを除去する排ガス脱塩方法であって、前記集塵器の下流側において前記燃焼排ガス中に含まれる酸性ガスの濃度を計測する酸性ガス濃度計測部と、前記集塵器の下流側において前記燃焼排ガスの流量を計測する燃焼排ガス流量計測部と、を備え、初期状態における燃焼排ガスの脱塩率を任意の値で設定する第１工程と、前記第１工程において設定された前記燃焼排ガスの脱塩率と、前記酸性ガス濃度計測部によって計測された酸性ガスの濃度と、の関係から前記集塵器の上流側の燃焼排ガス中に含まれる酸性ガスの濃度を推算する第２工程と、リアルタイムで前記燃焼排ガスの必要脱塩率を算出する第３工程と、前記第３工程において算出された必要脱塩率に相当する脱塩剤の当量比を、事前に把握されている脱塩剤の当量比と、燃焼排ガスの脱塩率との関係から算出する第４工程と、前記集塵器の下流側の燃焼排ガスの流量を計測する第５工程と、前記第２工程において推算された酸性ガスの推算濃度と、前記必要脱塩率に相当する脱塩剤の当量比と、前記燃焼排ガス流量計測部によって計測される燃焼排ガスの流量と、の関係から脱塩剤の供給量を算出する第６工程と、前記第６工程において算出された前記脱塩剤の供給量に基づいて、前記脱塩剤を前記集塵器の上流側に噴射する第７工程と、前記第２工程において推算された前記酸性ガスの推算濃度と、前記酸性ガス濃度計測部によって計測された前記酸性ガスの濃度との関係から、前記燃焼排ガスの脱塩率を算出する第８工程と、を備え、前記第８工程で算出された前記燃焼排ガスの脱塩率を用いて、前記第２工程から前記第８工程を繰り返し行うとともに、前記酸性ガス濃度計測部によって計測される酸性ガスの濃度の移動平均値と、前記集塵器の下流側での目標とする酸性ガスの濃度と、を比較し、両者の差が所定の範囲に収束するように、前記脱塩剤の当量比と前記燃焼排ガスの脱塩率との関係を補正する方法である。
また、本発明は、前記脱塩剤の供給量を算出する前記第６工程が、前記酸性ガス濃度計測部によって計測される酸性ガスの濃度の移動平均値と、前記集塵器下流での目標とする酸性ガスの濃度との差が所定の範囲に収束するように、脱塩剤の当量比に初期値が１の所定の係数を乗じたものを新たな脱塩剤の当量比とし、新たな脱塩剤の当量比を用いて脱塩剤供給部における脱塩剤の供給量を算出するものであり、前記酸性ガス濃度計測部によって計測される酸性ガスの濃度の移動平均値と、前記集塵器下流での目標とする酸性ガスの濃度と、の差が所定の上限値を上回ると、前記係数を増加させ、前記酸性ガス濃度計測部によって計測される酸性ガスの濃度の移動平均値と、前記集塵器下流での目標とする酸性ガスの濃度と、の差が所定の下限値を下回ると、前記係数を減少させる方法である。

本発明によれば、集塵器の下流側に設けられる酸性ガス濃度計測部（濃度分析計）によって計測される酸性ガス濃度から集塵器の上流側の酸性ガス濃度を推算し、推算した酸性ガス濃度と、集塵器の下流側での燃焼排ガスの流量と、に基づき、脱塩剤の供給量を、フィードフォワード制御と同様の制御で制御することから、脱塩剤の供給量を、集塵器の下流側に設けられる単体の酸性ガス濃度計測部（濃度分析計）のみで、適正に制御することができる。

本発明に係る排ガス脱塩装置を備えるごみ焼却設備の構成を示す概略図である。 本発明に係る排ガス脱塩装置における脱塩剤の供給量の制御方法を示すフローチャートである。 （ａ）は、本発明に係る排ガス脱塩装置における脱塩剤（消石灰）の当量比の経時変化を示すグラフ、（ｂ）は、本発明に係る排ガス脱塩装置における煙突内の酸性ガス（塩化水素）濃度の経時変化を示すグラフ、（ｃ）は、従来の排ガス脱塩装置における脱塩剤（消石灰）の当量比の経時変化を示すグラフ、（ｄ）は、従来の排ガス脱塩装置における煙突内の酸性ガス（塩化水素）濃度の経時変化を示すグラフである。

まず、本発明に係る排ガス脱塩装置３０を備えるごみ焼却設備１０について説明する。なお、本発明に係る排ガス脱塩装置３０は、以下に説明するごみ焼却設備１０に備えられるものには限定されない。

図１に示すように、ごみ焼却設備１０は、ごみＷを燃焼させることにより焼却する焼却炉１２と、焼却炉１２内にごみＷを投入するためのホッパー１１と、ホッパー１１に投入されたごみＷを焼却炉１２へ送り出すための給じん器１３と、を備える。焼却炉１２は、ごみＷを燃焼させる燃焼機器であり、ホッパー１１から投入されたごみＷを燃焼する。焼却炉１２は、可動式火格子（図示せず）が設けられた階段状の炉床１４と、ごみＷの燃え殻である焼却灰を排出する排出口１５と、を有する。

また、ごみ焼却設備１０は、焼却炉１２でのごみＷの燃焼により発生する燃焼排ガスＥを減温する減温塔１６と、燃焼排ガスＥを除塵するバグフィルタ１７（「集塵器」の一例）と、バグフィルタ１７からの燃焼排ガスＥを誘引通風機１９により誘引して大気中に放出する煙突２０と、を備える。

さらに、ごみ焼却設備１０は、焼却炉１２から排出される燃焼排ガスＥを案内する浄化用煙道１８を備え、上記各装置間に設けられる。具体的には、浄化用煙道１８は、焼却炉１２と減温塔１６とを連結し、減温塔１６とバグフィルタ１７とを連結し、バグフィルタ１７と煙突２０とを連結する。

次に、排ガス脱塩装置３０について説明する。図１に示すように、排ガス脱塩装置３０は、焼却炉１２から排出される燃焼排ガスＥ中に含まれる酸性ガスを除去する装置であり、バグフィルタ１７の上流側の燃焼排ガスＥに脱塩剤を供給する脱塩剤供給部３１と、バグフィルタ１７の下流側の燃焼排ガスＥ中に含まれる酸性ガスの濃度を計測する酸性ガス濃度計測部３２と、バグフィルタ１７の下流側の燃焼排ガスＥの流量を計測する燃焼排ガス流量計測部３３と、脱塩剤供給部３１における脱塩剤の供給を制御する制御部３４と、から主に構成されている。

脱塩剤供給部３１は、消石灰、重曹等の脱塩剤を浄化用煙道１８内に噴射する噴射手段であり、減温塔１６とバグフィルタ１７とを連結する浄化用煙道１８に設けられる。脱塩剤供給部３１は、制御部３４に接続され、制御部３４の制御により脱塩剤を浄化用煙道１８内に噴射する。

酸性ガス濃度計測部３２は、煙突２０での酸性ガスの濃度を計測するレーザ式の濃度分析計であり、煙突２０内に設けられる。すなわち、酸性ガス濃度計測部３２は、煙突２０内の燃焼排ガスＥ中に含まれる酸性ガスの濃度を計測する。酸性ガス濃度計測部３２は、制御部３４に接続され、煙突２０内で計測した燃焼排ガスＥ中に含まれる酸性ガスの濃度を検出信号として制御部３４に送信する。

燃焼排ガス流量計測部３３は、燃焼排ガスＥの流量を計測する流量計であり、煙突２０内に設けられる。すなわち、燃焼排ガス流量計測部３３は、煙突２０内の燃焼排ガスＥの流量を計測する。燃焼排ガス流量計測部３３は、制御部３４に接続され、煙突２０内で計測した燃焼排ガスＥの流量を検出信号として制御部３４に送信する。

制御部３４は、酸性ガス濃度計測部３２及び燃焼排ガス流量計測部３３の計測結果に基づいて、脱塩剤供給部３１における脱塩剤の供給量及び脱塩剤の噴射タイミングを制御する制御コントローラであり、例えば、ＣＰＵ、メモリ、ハードディスク等の記憶装置等に構成されて、メモリに記憶された制御プログラムに従って制御処理を行う。

図１に示すように、制御部３４は、酸性ガス濃度計測部３２により計測される酸性ガスの濃度に基づいて、バグフィルタ１７の上流側の燃焼排ガスＥ中に含まれる酸性ガスの濃度を推算する酸性ガス濃度推算手段３５と、酸性ガス濃度推算手段３５により推算される酸性ガスの濃度に基づいて、脱塩剤供給部３１における脱塩剤の供給量を算出する脱塩剤供給量算出手段３６と、を主に備える。すなわち、制御部３４は、煙突２０内の燃焼排ガスＥ中に含まれる酸性ガスの濃度に基づいて、バグフィルタ１７の上流側の燃焼排ガスＥ中に含まれる酸性ガスの濃度を推算し、推算した酸性ガスの濃度に基づいて脱塩剤供給部３１における脱塩剤の供給量を制御する。

酸性ガス濃度推算手段３５は、酸性ガス濃度計測部３２によって計測された酸性ガスの濃度と、燃焼排ガスＥの脱塩率と、の関係からバグフィルタ１７の上流側の燃焼排ガスＥ中に含まれる酸性ガスの濃度を推算する。具体的には、酸性ガス濃度推算手段３５は、次の式（１）に基づいて、酸性ガスの濃度を推算する。
Ｃｉｎ＝１００Ｃｐｖ／（１００−ｆ（ｘ）） （１）
ここで、Ｃｉｎは、バグフィルタ１７の上流側の燃焼排ガスＥ中に含まれる酸性ガスの推算濃度（乾きガスの酸素１２％換算濃度、ｐｐｍ）であり、Ｃｐｖは、酸性ガス濃度計測部３２によって計測された酸性ガスの計測濃度（乾きガスの酸素１２％換算濃度、ｐｐｍ）、すなわち、煙突２０内の酸性ガスの計測濃度である。
また、ｆ（ｘ）は、燃焼排ガスＥの脱塩率（％）であり、バグフィルタ１７の上流側の燃焼排ガスＥ中に含まれる酸性ガスの濃度と、バグフィルタ１７の下流側の燃焼排ガスＥ中に含まれる酸性ガスの濃度と、の関係から算出される割合である。すなわち、バグフィルタ１７通過後における燃焼排ガスＥ中の酸性ガスの除去割合である。

脱塩剤供給量算出手段３６は、酸性ガス濃度推算手段３５によって推算される酸性ガスの推算濃度と、脱塩剤の当量比（理論上バグフィルタ１７に流入する燃焼排ガスＥ中に含まれる酸性ガスを全て中和するのに必要な脱塩剤の量に対する実際の脱塩剤の供給量の割合）と、燃焼排ガス流量計測部３３によって計測されるバグフィルタ１７の下流側（煙突２０内）での燃焼排ガスＥの流量と、の関係から脱塩剤供給部３１における脱塩剤の供給量を算出する。具体的には、カルシウム系の脱塩剤（例えば、消石灰）を用いる場合、脱塩剤供給量算出手段３６は、次の式（２）に基づいて、脱塩剤の供給量を算出する。
Ｗ＝Ｃｉｎ’×１０^−６×Ｆ×（ｘ／２）×ａ／２２．４ （２）
ここで、Ｗは、脱塩剤供給部３１における脱塩剤の供給量（ｋｇ／ｈ）であり、Ｃｉｎ’は、バグフィルタ１７の上流側の燃焼排ガスＥ中に含まれる酸性ガス（塩化水素）の推算濃度（湿りガス濃度（酸素１２％換算せず）、ｐｐｍ）、すなわち、酸性ガス濃度推算手段３５によって推算される酸性ガスの推算濃度であり、Ｆは、燃焼排ガス流量計測部３３によって計測される煙突２０内の燃焼排ガスＥの流量（Ｎｍ^３／ｈ）であり、ｘは、脱塩剤の当量比であり、ａは、脱塩剤のモル質量（ｇ／ｍｏｌ）である。なお、ナトリウム系の脱塩剤（例えば、重曹）を用いる場合には、式（２）中の「（ｘ／２）」を「ｘ」に置き換える。

次に、排ガス脱塩装置３０における脱塩剤の供給量の制御方法について説明する。図２に示すように、まず、排ガス脱塩装置３０の初期状態における燃焼排ガスＥの脱塩率を任意の値ｆ_０（ｘ）で設定する（Ｓ１）。ここで、燃焼排ガスＥの脱塩率の任意の値ｆ_０（ｘ）とは、排ガス脱塩装置３０の初期状態において任意に設定される燃焼排ガスＥ中の酸性ガスの目標とする除去割合（目標脱塩率）であり、煙突２０内での目標とする酸性ガスの濃度（バグフィルタ１７の下流側での目標とする酸性ガスの濃度）と、これに対するバグフィルタ１７の上流側の酸性ガスの濃度と、の関係から導き出される。例えば、目標とする煙突２０内での酸性ガスの濃度を１５ｐｐｍと設定し、これに対して、バグフィルタ１７の上流側の酸性ガスの濃度が３００ｐｐｍである場合には、当該任意の値ｆ_０（ｘ）である燃焼排ガスＥの目標脱塩率は、（（３００ｐｐｍ−１５ｐｐｍ）／３００ｐｐｍ）×１００＝９５％となる。

排ガス脱塩装置３０の初期状態における燃焼排ガスＥの脱塩率ｆ_０（ｘ）が設定されると（Ｓ１）、酸性ガス濃度推算手段３５は、設定された燃焼排ガスＥの脱塩率ｆ_０（ｘ）と、酸性ガス濃度計測部３２によって計測された酸性ガスの濃度Ｃｐｖと、の関係からバグフィルタ１７の上流側の燃焼排ガスＥ中に含まれる酸性ガスの濃度Ｃｉｎを、次の式（３）に基づいて推算する（Ｓ２）。
Ｃｉｎ＝１００Ｃｐｖ／（１００−ｆ_０（ｘ）） （３）
なお、ここで推算される酸性ガスの推算濃度Ｃｉｎは、任意の値ｆ_０（ｘ）で設定される排ガス脱塩装置３０の初期状態における燃焼排ガスＥの脱塩率に基づく値である。

バグフィルタ１７の上流側の酸性ガスの濃度が推算されると（Ｓ２）、脱塩剤供給量算出手段３６は、リアルタイムで燃焼排ガスＥの必要脱塩率ｆｓ（ｘ）を算出する（Ｓ３）。ここで、燃焼排ガスＥの必要脱塩率ｆｓ（ｘ）とは、煙突２０内での酸性ガスの濃度を、目標の酸性ガスの濃度とするために必要な燃焼排ガスＥ中の酸性ガスの除去割合である。
必要脱塩率ｆｓ（ｘ）は、次の式（４）に基づいて算出される。
ｆｓ（ｘ）＝（（Ｃｉｎ−Ｃｓｖ）／Ｃｉｎ）×１００ （４）
ここで、Ｃｓｖは、煙突２０内での目標とする酸性ガスの濃度（乾きガスの酸素１２％換算濃度、ｐｐｍ）であり、煙突２０より排出可能な酸性ガスの規制値より低い値に設定された酸性ガスの濃度（ｐｐｍ）である。

必要脱塩率ｆｓ（ｘ）が算出されると（Ｓ３）、脱塩剤供給量算出手段３６は、算出された必要脱塩率ｆｓ（ｘ）に相当する脱塩剤の当量比を、事前に把握されている脱塩剤の当量比と、燃焼排ガスＥの脱塩率との関係から算出する（Ｓ４）。ここで、事前に把握されている脱塩剤の当量比と、燃焼排ガスＥの脱塩率との関係とは、事前に把握されている脱塩剤の脱塩性能を示す関係であり、予め所定のごみ焼却設備を稼働させた際にデータとして得られる脱塩剤の当量比と、燃焼排ガスＥの脱塩率との関係である。

必要脱塩率ｆｓ（ｘ）に相当する脱塩剤の当量比が算出されると（Ｓ４）、燃焼排ガス流量計測部３３は、バグフィルタ１７の下流側（煙突２０内）の燃焼排ガスＥの流量を計測する（Ｓ５）。そして、脱塩剤供給量算出手段３６は、酸性ガス濃度推算手段３５によって推算された酸性ガスの推算濃度Ｃｉｎと、必要脱塩率ｆｓ（ｘ）に相当する脱塩剤の当量比と、燃焼排ガス流量計測部３３によって計測される燃焼排ガスＥの流量と、の関係から脱塩剤供給部３１における脱塩剤の供給量を、上記の式（２）に基づいて算出する（Ｓ６）。

脱塩剤供給部３１における脱塩剤の供給量が算出されると（Ｓ６）、脱塩剤供給部３１は、算出された脱塩剤の供給量に基づいて、脱塩剤をバグフィルタ１７の上流側の浄化用煙道１８内に噴射する（Ｓ７）。

さらに、脱塩剤供給量算出手段３６は、酸性ガス濃度推算手段３５によって推算された酸性ガスの推算濃度Ｃｉｎと、酸性ガス濃度計測部３２によって計測された酸性ガスの濃度Ｃｐｖと、の関係から、燃焼排ガスＥの脱塩率ｆｐ（ｘ）を算出する（Ｓ８）。
燃焼排ガスＥの脱塩率ｆｐ（ｘ）は、次の式（５）に基づいて算出される。
ｆｐ（ｘ）＝（（Ｃｉｎ−Ｃｐｖ）／Ｃｉｎ）×１００ （５）
ここで、酸性ガスの推算濃度Ｃｉｎ及び酸性ガスの濃度Ｃｐｖを移動平均値（例えば、１分間移動平均値）とすることで、燃焼排ガスＥの脱塩率ｆｐ（ｘ）を移動平均値（例えば、１分間移動平均値）で算出することができる。

燃焼排ガスＥの脱塩率ｆｐ（ｘ）が算出されると（Ｓ８）、酸性ガス濃度推算手段３５は、算出された燃焼排ガスＥの脱塩率ｆｐ（ｘ）と、酸性ガス濃度計測部３２によって計測された酸性ガスの濃度Ｃｐｖと、の関係からバグフィルタ１７の上流側の燃焼排ガスＥ中に含まれる酸性ガスの濃度Ｃｉｎを、次の式（６）に基づいて推算する（Ｓ２）。
Ｃｉｎ＝１００Ｃｐｖ／（１００−ｆｐ（ｘ）） （６）
以後、Ｓ２からＳ８を繰り返す。

また、上述の「事前に把握されている脱塩剤の当量比と、燃焼排ガスＥの脱塩率との関係」、すなわち、脱塩剤の脱塩性能は、ごみ焼却設備１０の運転条件（主に、燃焼排ガスＥの温度、燃焼排ガスＥ中の水分濃度、ろ布上の煤塵の払落しのためのパルスの頻度）により影響を受ける。そのため、脱塩剤供給量算出手段３６は、定期的（例えば、毎時５５分）に、酸性ガス濃度計測部３２によって計測される酸性ガスの濃度Ｃｐｖ（煙突２０内の酸性ガス濃度）の移動平均値（例えば、４時間移動平均値）と、煙突２０内での目標とする酸性ガスの濃度Ｃｓｖと、を比較し、両者（Ｃｐｖの移動平均値及びＣｓｖ）の差が所定の範囲に収束するように、「事前に把握されている脱塩剤の当量比と、燃焼排ガスＥの脱塩率との関係」を補正する。

具体的には、脱塩剤供給量算出手段３６は、上記Ｃｐｖの移動平均値と、上記Ｃｓｖと、の差が所定の範囲に収束するように、脱塩剤の当量比ｘに所定の係数ｋ（ｋの初期値は１）を乗じたものを新たな脱塩剤の当量比ｋｘとし、その新たな脱塩剤の当量比ｋｘを用いて、脱塩剤供給部３１における脱塩剤の供給量を算出する。

脱塩剤供給量算出手段３６は、上記Ｃｐｖの移動平均値と、上記Ｃｓｖと、の差が所定の上限値（例えば、０．２ｐｐｍ）を上回ると、脱塩剤の供給量が不足していると判断して、上記係数ｋを段階的に（例えば、０．０１ずつ）増加させる。一方、脱塩剤供給量算出手段３６は、上記Ｃｐｖの移動平均値と、上記Ｃｓｖと、の差が所定の下限値（例えば、−０．２ｐｐｍ）を下回ると、脱塩剤の供給量が超過していると判断して、上記係数ｋを段階的に（例えば、０．０１ずつ）減少させる。

次に、本発明に係る排ガス脱塩装置３０における煙突２０内の酸性ガス濃度及び脱塩剤の供給量（当量比）の制御の安定性について、従来の排ガス脱塩装置と比較しながら説明する。なお、従来の排ガス脱塩装置は、脱塩剤の供給量を、煙突内の酸性ガス濃度に基づき、フィードバック制御する装置である。

従来の排ガス脱塩装置においては、煙突内の酸性ガス濃度に基づき脱塩剤の供給量をフィードバック制御している。そして、煙突内の酸性ガス濃度が増加した場合には、それに比例させて脱塩剤の供給量を増加させる。しかし、図３（ｃ）に示すように、脱塩剤の供給量（当量比）が不安定となる。また、図３（ｄ）に示すように、煙突内の酸性ガス濃度を所定の規制値（図３（ｄ）においては５０ｐｐｍ）以下で安定して制御することが難しくなる（値が安定しない）。

一方、本発明に係る排ガス脱塩装置３０においては、煙突２０内の酸性ガス濃度からバグフィルタ１７の上流側の酸性ガス濃度を推算し、推算した酸性ガス濃度に基づき脱塩剤の供給量をフィードフォワード制御と同様の制御で制御するため、図３（ａ）に示すように、脱塩剤の供給量（当量比）が安定する。また、図３（ｂ）に示すように、煙突２０内の酸性ガス濃度を所定の規制値（図３（ｂ）においては５０ｐｐｍ）以下で安定して制御することができる。

以上のように、排ガス脱塩装置３０においては、バグフィルタ１７の下流側に設けられる酸性ガス濃度計測部３２によって計測される酸性ガス濃度からバグフィルタ１７の上流側の酸性ガス濃度を推算し、推算した酸性ガス濃度に基づき、脱塩剤の供給量を、フィードフォワード制御と同様の制御で制御することから、脱塩剤の供給量を、バグフィルタ１７の下流側に設けられる単体の酸性ガス濃度計測部３２のみで、適正に制御することができる。すなわち、排ガス脱塩装置３０においては、酸性ガス濃度の増減に合わせて適切な量の脱塩剤を供給することができ、煙突２０内の酸性ガス濃度を安定させることができるというフィードフォワード制御と同様の効果を、バグフィルタ１７の下流側に設けられる単体の酸性ガス濃度計測部３２のみで得ることができる。

１７ バグフィルタ（集塵器）
３０ 排ガス脱塩装置
３１ 脱塩剤供給部
３２ 酸性ガス濃度計測部
３３ 燃焼排ガス流量計測部
３４ 制御部
３５ 酸性ガス濃度推算手段
３６ 脱塩剤供給量算出手段
Ｅ 燃焼排ガス

Claims (4)

1. 燃焼排ガスの除塵処理を行う集塵器において前記燃焼排ガス中に含まれる酸性ガスを除去する排ガス脱塩装置であって、
   前記集塵器の上流側において前記燃焼排ガスに脱塩剤を供給する脱塩剤供給部と、
   前記集塵器の下流側において前記燃焼排ガス中に含まれる酸性ガスの濃度を計測する酸性ガス濃度計測部と、
   前記集塵器の下流側において前記燃焼排ガスの流量を計測する燃焼排ガス流量計測部と、
   前記脱塩剤供給部における前記脱塩剤の供給を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記酸性ガス濃度計測部により計測される酸性ガスの濃度に基づいて、前記集塵器の上流側の前記燃焼排ガス中に含まれる酸性ガスの濃度を推算する酸性ガス濃度推算手段と、
   前記酸性ガス濃度推算手段により推算される前記集塵器の上流側の前記燃焼排ガス中に含まれる酸性ガスの濃度と、前記燃焼排ガス流量計測部によって計測される集塵器の下流側での燃焼排ガスの流量と、に基づいて、前記脱塩剤供給部における前記脱塩剤の供給量を算出する脱塩剤供給量算出手段と、
   を備え、
   前記脱塩剤供給量算出手段により算出される前記脱塩剤の供給量は、前記脱塩剤の当量比と前記燃焼排ガスの脱塩率との関係と、前記酸性ガス濃度推算手段により推算される前記集塵器の上流側の前記燃焼排ガス中に含まれる酸性ガスの濃度と、前記燃焼排ガス流量計測部によって計測される集塵器の下流側での燃焼排ガスの流量と、に基づいて算出される前記脱塩剤の供給量であり、
   前記脱塩剤供給量算出手段は、前記酸性ガス濃度計測部によって計測される酸性ガスの濃度の移動平均値と、集塵器の下流側での目標とする酸性ガスの濃度と、を比較し、両者の差が所定の範囲に収束するように、前記脱塩剤の当量比と前記燃焼排ガスの脱塩率との関係を補正することにより、前記脱塩剤供給部における前記脱塩剤の供給量を算出すること
   を特徴とする排ガス脱塩装置。
2. 前記脱塩剤供給量算出手段は、
   前記酸性ガス濃度計測部によって計測される酸性ガスの濃度の移動平均値と、前記集塵器下流での目標とする酸性ガスの濃度と、の差が所定の範囲に収束するように、脱塩剤の当量比に初期値が１の所定の係数を乗じたものを新たな脱塩剤の当量比とし、前記新たな脱塩剤の当量比を用いて前記脱塩剤供給部における脱塩剤の供給量を算出するものであり、
   前記酸性ガス濃度計測部によって計測される酸性ガスの濃度の移動平均値と、前記集塵器下流での目標とする酸性ガスの濃度と、の差が所定の上限値を上回ると、前記係数を増加させ、
   前記酸性ガス濃度計測部によって計測される酸性ガスの濃度の移動平均値と、前記集塵器下流での目標とする酸性ガスの濃度と、の差が所定の下限値を下回ると、前記係数を減少させること
   を特徴とする請求項１に記載の排ガス脱塩装置。
3. 燃焼排ガスの除塵処理を行う集塵器において前記燃焼排ガス中に含まれる酸性ガスを除去する排ガス脱塩方法であって、
   前記集塵器の下流側において前記燃焼排ガス中に含まれる酸性ガスの濃度を計測する酸性ガス濃度計測部と、
   前記集塵器の下流側において前記燃焼排ガスの流量を計測する燃焼排ガス流量計測部と、
   を備え、
   初期状態における燃焼排ガスの脱塩率を任意の値で設定する第１工程と、
   前記第１工程において設定された前記燃焼排ガスの脱塩率と、前記酸性ガス濃度計測部によって計測された酸性ガスの濃度と、の関係から前記集塵器の上流側の燃焼排ガス中に含まれる酸性ガスの濃度を推算する第２工程と、
   リアルタイムで前記燃焼排ガスの必要脱塩率を算出する第３工程と、
   前記第３工程において算出された必要脱塩率に相当する脱塩剤の当量比を、事前に把握されている脱塩剤の当量比と、燃焼排ガスの脱塩率との関係から算出する第４工程と、
   前記集塵器の下流側の燃焼排ガスの流量を計測する第５工程と、
   前記第２工程において推算された酸性ガスの推算濃度と、前記必要脱塩率に相当する脱塩剤の当量比と、前記燃焼排ガス流量計測部によって計測される燃焼排ガスの流量と、の関係から脱塩剤の供給量を算出する第６工程と、
   前記第６工程において算出された前記脱塩剤の供給量に基づいて、前記脱塩剤を前記集塵器の上流側に噴射する第７工程と、
   前記第２工程において推算された前記酸性ガスの推算濃度と、前記酸性ガス濃度計測部によって計測された前記酸性ガスの濃度との関係から、前記燃焼排ガスの脱塩率を算出する第８工程と、
   を備え、
   前記第８工程で算出された前記燃焼排ガスの脱塩率を用いて、前記第２工程から前記第８工程を繰り返し行うとともに、前記酸性ガス濃度計測部によって計測される酸性ガスの濃度の移動平均値と、前記集塵器の下流側での目標とする酸性ガスの濃度と、を比較し、両者の差が所定の範囲に収束するように、前記脱塩剤の当量比と前記燃焼排ガスの脱塩率との関係を補正すること
   を特徴とする排ガス脱塩方法。
4. 前記脱塩剤の供給量を算出する前記第６工程は、
   前記酸性ガス濃度計測部によって計測される酸性ガスの濃度の移動平均値と、前記集塵器下流での目標とする酸性ガスの濃度との差が所定の範囲に収束するように、脱塩剤の当量比に初期値が１の所定の係数を乗じたものを新たな脱塩剤の当量比とし、新たな脱塩剤の当量比を用いて脱塩剤供給部における脱塩剤の供給量を算出するものであり、
   前記酸性ガス濃度計測部によって計測される酸性ガスの濃度の移動平均値と、前記集塵器下流での目標とする酸性ガスの濃度と、の差が所定の上限値を上回ると、前記係数を増加させ、
   前記酸性ガス濃度計測部によって計測される酸性ガスの濃度の移動平均値と、前記集塵器下流での目標とする酸性ガスの濃度と、の差が所定の下限値を下回ると、前記係数を減少させること
   を特徴とする請求項３に記載の排ガス脱塩方法。

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