JP7267127B2 - 排ガス処理装置及び排ガス処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、排ガス処理装置及び排ガス処理方法に係り、詳しくは、ごみ焼却炉内でのごみの燃焼により発生する排ガス中の酸性ガスを除去する、排ガス処理装置及び排ガス処理方法に関する。

ごみ焼却炉内でのごみの燃焼によって発生する排ガスには、塩化水素（ＨＣｌ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）などの酸性ガスが含まれる。排ガス中のこれらの酸性ガスを除去する方法として、乾式法と湿式法とが知られている。

乾式法は、前記酸性ガスとアルカリ性の薬剤との固気接触反応である。乾式法では、一般には集じん器の上流で、排ガスが流れる煙道内に薬剤を噴霧により吹き込む。薬剤には、消石灰や重曹等が用いられる。薬剤吹込み装置は、薬剤の貯留槽、薬剤の供給フィーダ、薬剤の輸送ブロワー、薬剤輸送配管、吹込みノズルなどを備える。

湿式法は、吸収液を用いて排ガス中の酸性ガスを吸収する気液接触反応である。吸収液の中和には水酸化ナトリウム等が用いられる。

従来、乾式法では、煙道を流れる排ガスへの薬剤の吹込み量を制御するために、例えば、薬剤を吹き込んで処理した後の排ガス中の酸性ガスの濃度を測定し、その測定濃度と目標値との偏差がゼロに近づくように薬剤供給量をフィードバック制御する方法が知られている（特許文献１～５等）。

また、他の制御方法として、集じん器（バグフィルタ）の入口に酸性ガス濃度測定器を設置し、発生した酸性ガス濃度の測定値から目標の処理後濃度まで低減するために必要な脱塩剤量を演算し、集じん器入口から吹き込む、フィードフォワード制御も知られている（特許文献６）。

更に、排ガス中の酸性ガス量と消石灰注入量との間の対応関係を示す消石灰注入基準情報に基づき中和に必要な消石灰注入量を算出し、算出した消石灰注入量を集じん器出口の排ガス中の酸性ガス濃度と制御値（目標値）との偏差に基づいて補正し、補正後の消石灰注入量に基づき消石灰を排ガスに注入し、注入した消石灰の注入実績に基づいて消石灰注入基準情報を更新する制御方法も知られている（特許文献７）。

特開平１１－７６７４９号公報 特開２００５－１９９１９８号公報 特開２００６－７５７５８号公報 特開２００７－２３７０１９号公報 特開２０１５－１５７２５３号公報 特開２０００－３１７２６４号公報 特許第６４２９９３７号公報

しかしながら、上記特許文献１～５に記載されているようなフィードバック制御は、一般に応答の遅れが生じるため、排ガス中の酸性ガス濃度の変動に対して適正量の薬剤を注入できない場合が生じる。

一方、上記特許文献６に記載されているようなフィードフォワード制御は、フィードバック制御に比べて応答性が早いが、必要薬剤量を算出する演算式に用いられる消石灰当量比と酸性ガス除去率との関係については、排ガス処理温度のほか、そのごみ焼却処理施設で使用している酸性ガス処理薬剤の種類（銘柄）や、季節によるごみ質の違い（発生酸性ガス濃度、ガス中水分等の違い）、廃棄物焼却プラントの特性（煙道の薬剤吹込み位置から集じん器までの距離や集じん器の運転ろ過速度）等により一定でないため、上記演算式で算出される演算値と集じん器出口の酸性ガス濃度とが所定の値よりも大きく低下し、あるいは逆に薬剤量が不足し所定の値を大きくオーバーすることがある。

また、上記特許文献７の制御方法は、注入した消石灰の注入実績量に基づいて消石灰注入基準情報を更新する技術であるが、薬剤吹込み処理前の酸性ガス発生濃度を検出する検出器を設けないため、発生酸性ガス濃度を正確に把握することができず、必要な薬剤量を精度よく算出することができないという問題がある。

そこで、本発明は、ごみ焼却炉から排出される排ガス中の酸性ガスを薬剤で処理した後における排ガス中の酸性ガス濃度の変動を低減するとともに、薬剤の使用量を低減することのできる排ガス処理装置及び排ガス処理方法を提供することを主たる目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る排ガス処理装置の第１の態様は、ごみ焼却炉から排出される排ガスに酸性ガスを除去する薬剤を吹き込む薬剤吹込み装置と、前記薬剤の吹込み前の排ガス中の酸性ガス濃度を検出する第１濃度検出器と、前記薬剤の吹込み後の排ガス中の酸性ガス濃度を検出する第２濃度検出器と、排ガスの流量を検出する流量検出器と、前記薬剤吹込み装置の薬剤吹込み量を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第１濃度検出器の検出値、前記流量検出器の検出値、及び、排ガス中の水分量を用いて、前記第１濃度検出器で検出された酸性ガス濃度をゼロにするために必要な前記薬剤の理論当量を演算し、排ガス中の酸性ガス濃度を前記第１濃度検出器の検出値から設定基準値まで低減するために必要な必要除去率を演算し、酸性ガス除去率と吹込み当量比との関係を単純増加曲線で近似した近似関数から前記必要除去率に対応する必要吹込み当量比を演算し、前記理論当量に前記必要吹込み当量比を掛け合わせて薬剤吹込み量を演算するとともに、前記第１濃度検出器の検出値と前記第２濃度検出器の検出値とから実質除去率を演算し、前記実質除去率及び前記必要吹込み当量比に基づいて、前記近似関数を演算し、前記近似関数を更新することを特徴とする。

また、本発明に係る排ガス処理装置の第２の態様は、ごみ焼却炉から排出される排ガスに酸性ガスを除去する薬剤を吹き込む薬剤吹込み装置と、前記薬剤の吹込み前の排ガス中の酸性ガス濃度を検出する第１濃度検出器と、前記薬剤の吹込み後の排ガス中の酸性ガス濃度を検出する第２濃度検出器と、排ガスの流量を検出する流量検出器と、前記薬剤吹込み装置の薬剤吹込み量を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第１濃度検出器の検出値、前記流量検出器の検出値、及び、排ガス中の水分量を用いて、前記第１濃度検出器で検出された酸性ガス濃度をゼロにするために必要な前記薬剤の理論当量を演算し、排ガス中の酸性ガス濃度を前記第１濃度検出器の検出値から設定基準値まで低減するために必要な必要除去率を演算し、酸性ガス除去率と吹込み当量比との関係を単純増加曲線で近似した近似関数から前記必要除去率に対応する必要吹込み当量比を演算し、前記理論当量に前記必要吹込み当量比を掛け合わせて薬剤吹込み量を演算し、前記第２濃度検出器の検出値と前記設定基準値との偏差がゼロになるように前記薬剤吹込み量を補正し、補正された前記薬剤吹込み量を前記理論当量で除算することにより前記必要吹込み当量比を補正するとともに、前記第１濃度検出器の検出値と前記第２濃度検出器の検出値とから実質除去率を演算し、前記実質除去率及び前記補正後の必要吹込み当量比に基づいて、前記近似関数を演算し、前記近似関数を更新することを特徴とする。

前記制御装置は、前記第１濃度検出器の検出時と前記第２濃度検出器との検出時との間に所定のタイムラグを設けて、前記実質除去率を演算することができる。

前記タイムラグは、排ガスが前記第１濃度検出器から前記第２濃度検出器に至る時間のタイムラグを含むことができ、また、各検出器の応答遅れによるタイムラグを含むことができる。

前記第１の態様及び第２の態様の排ガス処理装置は、排ガス中の水分量を検出する水分検出器を更に備えることができる。
前記制御装置は、前記近似関数を可変設定時間毎に更新することができる。

また、上記目的を達成するため、本発明に係る排ガス処理法の第１の態様は、ごみ焼却炉から排出される排ガスに薬剤を吹き込んで酸性ガスを除去する排ガス処理方法であって、前記薬剤の吹込み前の排ガス中の酸性ガス濃度を第１濃度検出器により検出する第１濃度検出ステップと、前記薬剤の吹込み後の排ガス中の酸性ガス濃度を第２濃度検出器により検出する第２濃度検出ステップと、排ガスの流量を流量検出器により検出する流量検出ステップと、前記第１濃度検出器の検出値、前記流量検出器の検出値、及び、排ガス中の水分量を用いて、前記第１濃度検出器で検出された酸性ガス濃度をゼロにするために必要な前記薬剤の理論当量を演算する理論当量演算ステップと、排ガス中の酸性ガス濃度を前記第１濃度検出器の検出値から設定基準値まで低減するために必要な必要除去率を演算する必要除去率演算ステップと、酸性ガス除去率と吹込み当量比との関係を単純増加曲線で近似した近似関数から前記必要除去率に対応する必要吹込み当量比を演算し、前記理論当量に前記必要吹込み当量比を掛け合わせて薬剤吹込み量を演算する薬剤吹込み量演算ステップと、前記第１濃度検出器の検出値と前記第２濃度検出器の検出値とから実質除去率を演算し、前記必要吹込み当量比及び前記実質除去率に基づいて、前記近似関数を演算し、前記近似関数を更新する近似関数更新ステップと、を含む。

また、本発明に係る排ガス処理方法の第２の態様は、ごみ焼却炉から排出される排ガスに薬剤を吹き込んで酸性ガスを除去する排ガス処理方法であって、前記薬剤の吹込み前の排ガス中の酸性ガス濃度を第１濃度検出器により検出する第１濃度検出ステップと、前記薬剤の吹込み後の排ガス中の酸性ガス濃度を第２濃度検出器により検出する第２濃度検出ステップと、排ガスの流量を流量検出器により検出する流量検出ステップと、前記第１濃度検出器の検出値、前記流量検出器の検出値、及び、排ガス中の水分量を用いて、前記第１濃度検出器で検出された酸性ガス濃度をゼロにするために必要な前記薬剤の理論当量を演算する理論当量演算ステップと、排ガス中の酸性ガス濃度を前記第１濃度検出器の検出値から設定基準値まで低減するために必要な必要除去率を演算する必要除去率演算ステップと、酸性ガス除去率と吹込み当量比との関係を単純増加曲線で近似した近似関数から前記必要除去率に対応する必要吹込み当量比を演算し、前記理論当量に前記必要吹込み当量比を掛け合わせて薬剤吹込み量を演算する薬剤吹込み量演算ステップと、前記第２濃度検出器の検出値と前記設定基準値との偏差がゼロになるように前記薬剤吹込み量を補正し、補正された前記薬剤吹込み量を前記理論当量で除算することにより前記必要吹込み当量比を補正する補正ステップと、前記第１濃度検出器の検出値と前記第２濃度検出器の検出値とから実質除去率を演算し、前記実質除去率及び前記補正後の必要吹込み当量比に基づいて、前記近似関数を演算し、前記近似関数を更新する近似関数更新ステップと、を含む。

前記第１の態様及び第２の態様の排ガス処理方法は、前記第１濃度検出器の検出時と前記第２濃度検出器との検出時との間に所定のタイムラグを設けて、前記実質除去率を演算することができる。

前記第１の態様及び第２の態様の排ガス処理方法は、前記タイムラグが、排ガスが前記第１濃度検出器から前記第２濃度検出器に至る時間のタイムラグを含むことができ、また、各検出器の応答遅れによるタイムラグを含むことができる。

前記第１の態様及び第２の態様の排ガス処理方法は、排ガス中の水分量を検出する水分量検出ステップを更に含むことができる。

前記第１の態様及び第２の態様の排ガス処理方法は、前記近似関数を可変設定時間毎に更新することができる。

本発明によれば、酸性ガスを除去する薬剤の必要量を算出するために用いる吹込み当量比と酸性ガスの除去率との関係が、直近の実運転データをもとに更新されることにより、薬剤吹込み後の排ガス中の酸性ガス濃度の変動を低減するとともに、薬剤の使用量を低減することができる。

本発明に係る排ガス処理装置の一実施形態を示すブロック図である。 本発明に係る排ガス処理装置の一実施形態における制御フローを示すフローチャートである。 薬剤の吹込み当量比と酸性ガス（ＨＣｌガス）の除去率との関係を示すグラフの一例である。 薬剤の吹込み当量比と酸性ガス（ＳＯ_２ガス）の除去率との関係を示すグラフの一例である。 薬剤の吹込み当量比と酸性ガス除去率の関係を表わす近似関数を運転データに基づいて更新する状態を示すグラフの一例である。 図２の制御フローの説明するための制御ブロック図である。 本発明の他の実施形態の制御フローを説明するための制御ブロック図である。 図７の制御ブロック図の制御フローチャートである。

本発明の実施形態について、以下に図１～図８を参照して説明する。なお、全図、全実施形態を通じて、同一又は類似の構成部分には同符号を付した。
図１は、ごみ焼却炉の排ガス処理装置の一実施形態を示すシステムブロック図である。図１を参照して、ごみ焼却炉１から排出される排ガスは、誘引通風機２により、煙道３を誘引され、集じん器４を通過して煙突５から排出される。図示されていないが、集じん器４へ流入する排ガス温度を所定温度以下に下げるための熱回収装置や減温装置が集じん器４の上流側に配置され、また、集じん器４の下流側に排ガスの窒素酸化物を除去するための脱硝装置等が配置され得る。

ごみ焼却炉１と集じん器４との間に、煙道３内を流れる排ガスに酸性ガスを除去する薬剤を吹き込む薬剤吹込み装置６が配設されている。薬剤吹込み装置６は、粉体の薬剤を空気輸送して吹き込む方式を採用することができる。排ガス中の代表的な酸性ガスとして塩化水素（ＨＣｌ）や硫黄酸化物（ＳＯ_２）があり、これらの酸性ガスを中和するアルカリ性の薬剤としては、消石灰や重曹等が用いられる。集じん器４は、いわゆるバグフィルタが用いられ得る。

ごみ焼却炉１と集じん器４との間に、薬剤吹込み装置６による薬剤の吹込み前の排ガス中の酸性ガス濃度を検出する第１濃度検出器７が配設されている。また、薬剤吹込み装置６による薬剤の吹込み後の排ガス中の酸性ガス濃度を検出する第２濃度検出器８が配設されている。さらに、煙道３内を流れる排ガスの流量を検出する流量検出器９が、第２濃度検出器８の下流側に配設されている。また、煙道３を流れる排ガス中の水分量を検出する水分検出器１０が、第２の濃度検出器８の下流側に配設されている。

第１濃度検出器７、第２濃度検出器８、流量検出器９、及び、水分検出器１０から検出データを受け取り、薬剤吹込み装置６の薬剤吹込み量を制御する制御装置１１が配設されている。

制御装置１１による制御フローの一実施形態を、図２のフローチャートをも参照して、次に説明する。先ず、第１濃度検出器７、流量検出器９、及び、水分検出器１０の検出値を読み込み、その検出値を用いて、酸性ガスの中和、即ち第１濃度検出器７で検出された酸性ガス濃度をゼロにするために必要な薬剤の理論当量ＴＳを演算する。具体的には、第１濃度検出器７が検出したＨＣｌ濃度ρ_１（ppm-dry）及びＳＯ_２濃度ρ_２（ppm-dry）、流量検出器９が検出した排ガスの流量Ｑ（ｍ^３ _N／時）、水分検出器１０が検出した排ガス中の水分Ｗ（％）を読み込み（ステップＳ１）、下記式１により、薬剤（消石灰）の理論当量ＴＳ（ｋｇ／時）を演算する（ステップ２）。

ＴＳ＝（ρ_１+ρ_２÷２）×１０^－６÷２２．４×Ｑ×（１－Ｗ÷１００）×７４・・・（式１）
次に、第１濃度検出器７の検出値から酸性ガス濃度の設定基準値ＳＶまで排ガス中の酸性ガス濃度を低減するために必要な必要除去率ＭＳを演算する（ステップＳ３）。設定基準値ＳＶは、制御値又は目標値であり、例えば公的機関が定める環境基準値より低い値が用いられ得る。第１濃度検出器７の検出値は常に変化し、それに応じて必要除去率ＭＳも常に変化する。必要除去率ＭＳは、下記計算式により演算することができる。

必要除去率ＭＳ（％）＝（（（薬剤吹込み前の酸性ガス濃度）－（酸性ガス濃度の設定基準値））／（薬剤吹込み前の酸性ガス濃度））×１００
例えば、第１濃度検出器７で検出された酸性ガス濃度が３００ｐｐｍで設定基準値ＳＶが３０ｐｐｍであれば、必要除去率ＭＳは９０％である。

第１濃度検出器７の検出値は、常時変化し、その検出値は時系列で記憶される。制御装置１１は、第１濃度検出器７の検出値を時系列で記憶するために必要な、記憶装置、クロック発生回路、カウンタ回路等を含むことができる。

次に、排ガス中の酸性ガス除去率と吹込み当量比との関係を表わす近似関数から必要除去率ＭＳに対応する必要吹込み当量比ＲＮを演算する（ステップＳ４）。具体的には、図３を参照して、排ガス中のＨＣｌ除去率と吹込み当量比との関係を表わす近似関数Ｆ_１からＨＣｌの必要除去率ＭＳ_１に対応する必要吹込み当量比ＲＮ_１を求め、図４を参照して、排ガス中のＳＯ_２除去率と吹込み当量比との関係を表わす近似関数Ｆ_２からＳＯ_２の必要除去率ＭＳ_２に対応する必要吹込み当量比ＲＮ_２を求める。求められた必要吹込み当量比ＲＮ_１、ＲＮ_２は時系列で記憶される。制御装置１１は、必要吹込み当量比ＲＮ_１、ＲＮ_２を時系列で記憶するために必要な、記憶装置、クロック発生回路、カウンタ回路等を含むことができる。

薬剤の吹込み当量比と酸性ガス除去率との関係は、図３及び図４のグラフに近似関数Ｆで示されるように、薬剤の吹込み当量比が増えれば酸性ガス除去率は増加するが、線形でなく、単純増加曲線として表れる。薬剤の吹込み当量比と酸性ガス除去率との関係特性は、ごみ処理施設（プラント）の特性、季節（排ガス中水分）、ごみの特性（酸性ガス発生濃度）、薬剤の種類等によって変化する。

近似関数Ｆは、初期設定時においては、例えば様々な仕様のごみ処理施設の排ガス処理装置において過去の運転データの蓄積から得られる予め用意された複数の近似関数から選択して設定することができる。例えば、季節ごとにごみ質が変わるごみ処理施設では、同様のごみ処理施設において、前年の同じ月のデータから得られた酸性ガス除去率と吹込み当量比との関係を表わす近似関数Ｆを初期設定に用いることができる。或いは、昼夜で運転負荷を変更するごみ処理施設では、同様のごみ処理施設の日中のデータ、夜間のデータそれぞれから得られた近似関数Ｆを初期設定に用いることができる。或いはまた、曜日によって搬入されるごみが変わるごみ処理施設では、同様のごみ処理施設の曜日ごとのデータ其々から得られた近似関数Ｆを初期設定に用いることもできる。

次に、理論当量ＴＳに必要吹込み当量比ＲＮを掛け合わせて薬剤吹込み量ＴＮ（ｋｇ／時）を演算する（ステップＳ５）。すなわち、ＴＮ＝ＴＳ×ＲＮにより薬剤吹込み量ＴＮを演算する。なお、薬剤吹込み当量ＴＮの算出において、ＨＣｌの必要除去率ＭＳ_１とＳＯ_２の必要除去率ＭＳ_２の其々の必要吹込み当量比ＲＮ_１、ＲＮ_２のうちの数値の大きい方の当量比を必要吹込み当量比ＲＮ（＝ＭＡＸ（ＲＮ_１，ＲＮ_２））とすることができる。

理論当量ＴＳは、薬剤吹込み前の酸性ガスを全て除去するのに理論上必要な薬剤量である。例えば、排ガス中の酸性ガス濃度が１００ｐｐｍの場合、理論当量ＴＳは酸性ガス濃度を０ｐｐｍ（除去率１００％）にするのに必要な薬剤量である。１００ｐｐｍの酸性ガス濃度を例えば５０ｐｐｍまで低減するためには、酸性ガスを５０％除去する必要があり、ＴＳ×０．５が理論上必要な薬剤量となる。しかしながら、実際には吹き込まれた薬剤全てが中和反応に寄与するわけではないため、０．５より大きい数値（例えば０．８）が必要吹込み当量比ＲＮとなる。

制御装置１１は、薬剤吹込み量ＴＮの薬剤が吹きこまれるように薬剤吹込み装置６を制御する（ステップＳ６）。薬剤吹込み後の排ガス中の酸性ガス濃度は、第２濃度検出器８で検出される。薬剤吹込み装置６から薬剤が吹きこまれた後、第２濃度検出器８の検出値ν_１、ν_２は時系列で図外の記憶装置に記憶される（ステップＳ７）。
ステップＳ１～Ｓ７が所定時間Ｔ経過するまで繰り返され、所定時間Ｔが経過したら次のステップＳ９に移行する（ステップＳ８）。

ステップＳ９において、図外の記憶部に時系列で記憶され蓄積されている第１濃度検出器７及び第２濃度検出器８の検出値を用いて、薬剤の吹込みより酸性ガスが実質的に除去された実質除去率ＭＲを演算する。

酸性ガスの実質除去率ＭＲは、薬剤吹込み前の酸性ガス濃度と薬剤吹込み後の酸性ガス濃度との差から求められる。すなわち、
実質除去率ＭＲ（％）＝（（（薬剤吹込み前の酸性ガス濃度）－（薬剤吹込み後の酸性ガス濃度））／（薬剤吹込み前の酸性ガス濃度））×１００
で表わされる。

本実施形態においては、第１濃度検出器７の検出した薬剤吹込み前のＨＣｌ濃度ρ_１、ＳＯ_２濃度ρ_２と、第２濃度検出器８の検出した薬剤吹込み後のＨＣｌ濃度ν_１（ppm-dry）、ＳＯ_２濃度ν_２（ppm-dry）とから、排ガス中のＨＣｌの実質除去率ＭＲ_１（％）及びＳＯ-_２の実質除去率ＭＲ_２（％）を演算し、演算した実質除去率ＭＲ_１、ＭＲ_２を時系列で記憶装置（図示せず。）に記憶する。

実質除去率ＭＲの演算において、第１濃度検出器７の検出時と第２濃度検出時との間のタイムラグＴＬを計算に含めることができる。すなわち、第１濃度検出器７の検出値と、タイムラグＴＬを経過した時の第２濃度検出器８の検出値とを用いて、実質除去率ＭＲ_１，ＭＲ_２を演算することができる。タイムラグＴＬは、ごみ焼却処理施設プラントの仕様や排ガス流量Ｑ等から算出することができる。タイムラグＴＬは、各検出器の応答遅れ、薬剤供給装置において薬剤が貯留槽から空気輸送された吹込みノズルから吹き込まれる迄の時間等をも含むことができる。制御装置１１は、排ガス流量Ｑ、排ガス流路長その他の予め記憶されたパラメータからタイムラグＴＬを演算し、実質除去率ＭＲ_１，ＭＲ_２の演算に利用することもできるし、或いは、過去のデータから得られたタイムラグＴＬの推定値を予め設定しておき、予め設定されたタイムラグＴＬの推定値を利用することもできる。

記憶装置に蓄積された実質除去率ＭＲ_１，ＭＲ_２と必要吹込み当量比ＲＮとを用いて、酸性ガス除去率と吹込み当量比との関係を表わす近似関数Ｆを演算し、近似関数Ｆを更新する（ステップＳ１０）。

近似関数Ｆを演算する方法として、例えば最小二乗法等の近似法を用いることができる。図５は、吹込み当量比と酸性ガス除去率との関係を表わすグラフであり、初期設定時の近似関数Ｆが実線で表わされ、実質除去率ＭＲと必要吹込み当量比ＲＮの組の座標が黒塗り三角印で表示されている。実質除去率ＭＲ及び必要吹込み当量比ＲＮは、時系列で変化し得るため、それぞれの時間を対応させて、実質除去率ＭＲと必要吹込み当量比ＲＮの組の座標（ＲＮ、ＭＲ）がプロットされている。プロットされたデータに最小二乗法を適用し、破線で示された近似関数Ｆ´が得られる。
ステップＳ１０で近似関数Ｆが更新されると、ステップＳ１に戻る。近似関数を更新するタイミングは任意に設定することができる。例えば、更新が必要な時の直近１～３時間のデータで更新してもよい。

図６は、上記制御フローの制御ブロック図を示している。図６に示すフィードフォワード制御部は、図２に示されたステップＳ１～ステップＳ６を実行する。図６に示すデータ蓄積・更新部は、図２に示されたステップＳ７、Ｓ９、Ｓ１０を実行する。図６の吹込み当量比決定カーブは、近似関数Ｆである。

他の実施形態において、近似関数Ｆを更新するタイミングは、時間経過に代えて、酸性ガス除去率及び前記吹込み当量比を其々座標軸とする直交座標系（図５に示すグラフ）において、必要吹込み当量比及び実質除去率の座標（ＲＮ、ＭＲ）と近似関数Ｆとの距離（最短距離）を演算し、前記距離が所定値以上となった場合に近似関数Ｆを更新する。

また、他の実施形態において、近似関数Ｆは、近似関数Ｆを前記直交座標系上で平行移動することにより得られる。平行移動量は、プロットされた座標（ＲＮ、ＭＲ）と近似関数Ｆとの距離から定めることができる。

更に他の実施形態において、図７の制御ブロック図を参照して、制御装置１１は、第２濃度検出器８が検出した濃度ν_１、ν_２と排ガス中の酸性ガス濃度の設定基準値ＳＶとの偏差σを小さくするように薬剤吹込み量ＴＮを補正する。偏差σを小さくする補正方法として、ＰＩＤ制御又は差分補正制御等のフィードバック制御を用いることができる。酸性ガス濃度の設定基準値ＳＶは、例えば３０ｐｐｍに設定される。

図７の制御ブロック図の実施形態を、図８の制御フローチャートを参照して説明する。図８において、図２の制御フローチャートと同様のステップには同符号を付して重複説明を省略する。図８の制御フローチャートは、ステップＳ１１、ステップＳ１２が加えられている。ステップＳ１１では、薬剤吹込み量ＴＮを上記のように補正して薬剤吹込み量ＴＵが得られる。ステップＳ１２では、薬剤吹込み量ＴＵを理論当量比ＴＳで除算することにより、必要吹込み当量比ＲＮを補正して、補正後の必要吹込み当量比ＲＵを時系列で記憶する。すなわち、ＲＵ＝ＴＵ÷ＴＳにより必要吹込み当量比ＲＵを演算し、演算で求めた必要吹込み当量比ＲＵを、記憶装置（図示せず。）に時系列で記憶する。ステップＳ９において実質除去率（ＭＲ）が演算され、図２で説明したのと同様に、ステップ１０において、補正された必要吹込み当量比ＲＵと実質除去率ＭＲに基づいて近似関数Ｆが演算され、近似関数Ｆが更新される。

上記説明から明らかなように、本発明によれば、酸性ガス除去率と吹込み当量比との関係が運転中に収集されたデータにより運転中に更新されることにより、薬剤処理後における排ガス中の酸性ガス濃度の変動を低減するとともに、薬剤の使用量を低減することができる。

本発明は、上記実施形態に限定解釈されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、排ガス中の水分量を検出するために水分検出器を設けたが、排ガス中の水分が比較的安定してるプラントでは、水分検出器を設置せず、固定値を用いることもできる。そのような固定値は、ＪＩＳ Ｚ ８８０８「排ガス中のダスト濃度の測定方法」で規定される排ガス中の水分量の測定方法に従って手分析によって測定した値を用いることができる。

また、上記実施形態では、第１濃度検出器及び第２濃度検出器において、ＨＣｌ濃度とＳＯ_２濃度を検出する例について説明したが、ＳＯ_２濃度が低い場合、或いは安定している場合は、第１濃度検出器及び第２濃度検出器はＨＣｌ濃度のみを検出し、ＳＯ_２濃度は、所定の固定値を用いることもできる。そのような固定値は、例えばポータブル型濃度測定器を用いて測定した値を用いることができるし、若しくは、ＪＩＳ Ｋ ０１０３「排ガス中の硫黄酸化物分析方法」に従って手分析によって測定した値を用いることができる。

１ ごみ焼却炉
２ 誘引通風機
３ 煙道
４ 集じん器
５ 煙突
６ 薬剤吹込み装置
７ 第１濃度検出器
８ 第２濃度検出器
９ 流量検出器
１０ 水分検出器
１１ 制御装置
ＴＳ 理論当量
ＴＮ 薬剤吹込み量
ＴＵ 補正後の薬剤吹込み量
ＲＮ 必要吹込み当量比
ＲＵ 補正後の必要吹込み当量比

Claims (12)

1. ごみ焼却炉から排出される排ガスに酸性ガスを除去する薬剤を吹き込む薬剤吹込み装置と、
   前記薬剤の吹込み前の排ガス中の酸性ガス濃度を検出する第１濃度検出器と、
   前記薬剤の吹込み後の排ガス中の酸性ガス濃度を検出する第２濃度検出器と、
   排ガスの流量を検出する流量検出器と、
   前記薬剤吹込み装置の薬剤吹込み量を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記第１濃度検出器の検出値、前記流量検出器の検出値、及び、排ガス中の水分量を用いて、前記第１濃度検出器で検出された酸性ガス濃度をゼロにするために必要な前記薬剤の理論当量を演算し、
   排ガス中の酸性ガス濃度を前記第１濃度検出器の検出値から設定基準値まで低減するために必要な必要除去率を演算し、
   酸性ガス除去率と吹込み当量比との関係を単純増加曲線で近似した近似関数から前記必要除去率に対応する必要吹込み当量比を演算し、前記理論当量に前記必要吹込み当量比を掛け合わせて薬剤吹込み量を演算するとともに、
   前記第１濃度検出器の検出値と前記第２濃度検出器の検出値とから実質除去率を演算し、前記実質除去率及び前記必要吹込み当量比に基づいて、前記近似関数を演算し、前記近似関数を更新することを特徴とする、排ガス処理装置。
2. ごみ焼却炉から排出される排ガスに酸性ガスを除去する薬剤を吹き込む薬剤吹込み装置と、
   前記薬剤の吹込み前の排ガス中の酸性ガス濃度を検出する第１濃度検出器と、
   前記薬剤の吹込み後の排ガス中の酸性ガス濃度を検出する第２濃度検出器と、
   排ガスの流量を検出する流量検出器と、
   前記薬剤吹込み装置の薬剤吹込み量を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記第１濃度検出器の検出値、前記流量検出器の検出値、及び、排ガス中の水分量を用いて、前記第１濃度検出器で検出された酸性ガス濃度をゼロにするために必要な前記薬剤の理論当量を演算し、
   排ガス中の酸性ガス濃度を前記第１濃度検出器の検出値から設定基準値まで低減するために必要な必要除去率を演算し、
   酸性ガス除去率と吹込み当量比との関係を単純増加曲線で近似した近似関数から前記必要除去率に対応する必要吹込み当量比を演算し、前記理論当量に前記必要吹込み当量比を掛け合わせて薬剤吹込み量を演算し、
   前記第２濃度検出器の検出値と前記設定基準値との偏差がゼロになるように前記薬剤吹込み量を補正し、補正された前記薬剤吹込み量を前記理論当量で除算することにより前記必要吹込み当量比を補正するとともに、
   前記第１濃度検出器の検出値と前記第２濃度検出器の検出値とから実質除去率を演算し、前記実質除去率及び前記補正後の必要吹込み当量比に基づいて、前記近似関数を演算し、前記近似関数を更新することを特徴とする、排ガス処理装置。
3. 前記制御装置は、前記第１濃度検出器の検出時と前記第２濃度検出器との検出時との間に所定のタイムラグを設けて、前記実質除去率を演算することを特徴とする、請求項１又は２に記載の排ガス処理装置。
4. 前記タイムラグは、排ガスが前記第１濃度検出器から前記第２濃度検出器に至る時間のタイムラグを含む、請求項３に記載の排ガス処理装置。
5. 排ガス中の水分量を検出する水分検出器を更に備える請求項１～４の何れかに記載の排ガス処理装置。
6. 前記制御装置は、前記近似関数を可変設定時間毎に更新することを特徴とする請求項１～５の何れかに記載の排ガス処理装置。
7. ごみ焼却炉から排出される排ガスに薬剤を吹き込んで酸性ガスを除去する排ガス処理方法であって、
   前記薬剤の吹込み前の排ガス中の酸性ガス濃度を第１濃度検出器により検出する第１濃度検出ステップと、
   前記薬剤の吹込み後の排ガス中の酸性ガス濃度を第２濃度検出器により検出する第２濃度検出ステップと、
   排ガスの流量を流量検出器により検出する流量検出ステップと、
   前記第１濃度検出器の検出値、前記流量検出器の検出値、及び、排ガス中の水分量を用いて、前記第１濃度検出器で検出された酸性ガス濃度をゼロにするために必要な前記薬剤の理論当量を演算する理論当量演算ステップと、
   排ガス中の酸性ガス濃度を前記第１濃度検出器の検出値から設定基準値まで低減するために必要な必要除去率を演算する必要除去率演算ステップと、
   酸性ガス除去率と吹込み当量比との関係を単純増加曲線で近似した近似関数から前記必要除去率に対応する必要吹込み当量比を演算し、前記理論当量に前記必要吹込み当量比を掛け合わせて薬剤吹込み量を演算する薬剤吹込み量演算ステップと、
   前記第１濃度検出器の検出値と前記第２濃度検出器の検出値とから実質除去率を演算し、前記必要吹込み当量比及び前記実質除去率に基づいて、前記近似関数を演算し、前記近似関数を更新する近似関数更新ステップと、
   を含む、排ガス処理方法。
8. ごみ焼却炉から排出される排ガスに薬剤を吹き込んで酸性ガスを除去する排ガス処理方法であって、
   前記薬剤の吹込み前の排ガス中の酸性ガス濃度を第１濃度検出器により検出する第１濃度検出ステップと、
   前記薬剤の吹込み後の排ガス中の酸性ガス濃度を第２濃度検出器により検出する第２濃度検出ステップと、
   排ガスの流量を流量検出器により検出する流量検出ステップと、
   前記第１濃度検出器の検出値、前記流量検出器の検出値、及び、排ガス中の水分量を用いて、前記第１濃度検出器で検出された酸性ガス濃度をゼロにするために必要な前記薬剤の理論当量を演算する理論当量演算ステップと、
   排ガス中の酸性ガス濃度を前記第１濃度検出器の検出値から設定基準値まで低減するために必要な必要除去率を演算する必要除去率演算ステップと、
   酸性ガス除去率と吹込み当量比との関係を単純増加曲線で近似した近似関数から前記必要除去率に対応する必要吹込み当量比を演算し、前記理論当量に前記必要吹込み当量比を掛け合わせて薬剤吹込み量を演算する薬剤吹込み量演算ステップと、
   前記第２濃度検出器の検出値と前記設定基準値との偏差がゼロになるように前記薬剤吹込み量を補正し、補正された前記薬剤吹込み量を前記理論当量で除算することにより前記必要吹込み当量比を補正する補正ステップと、
   前記第１濃度検出器の検出値と前記第２濃度検出器の検出値とから実質除去率を演算し、前記実質除去率及び前記補正後の必要吹込み当量比に基づいて、前記近似関数を演算し、前記近似関数を更新する近似関数更新ステップと、
   を含む、排ガス処理方法。
9. 前記第１濃度検出器の検出時と前記第２濃度検出器との検出時との間に所定のタイムラグを設けて、前記実質除去率を演算することを特徴とする、請求項７または８に記載の排ガス処理方法。
10. 前記タイムラグは、排ガスが前記第１濃度検出器から前記第２濃度検出器に至る時間のタイムラグを含む、請求項９に記載の排ガス処理方法。
11. 排ガス中の水分量を検出する水分量検出ステップを更に含む、請求項７～９の何れかに記載の排ガス処理方法。
12. 前記近似関数を可変設定時間毎に更新することを特徴とする請求項７～１１の何れかに記載の排ガス処理方法。

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