JPH0263524A - 排ガス脱硝装置のnh↓3注入量の制御方法 - Google Patents

排ガス脱硝装置のnh↓3注入量の制御方法

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JPH0263524A
JPH0263524A JP63215805A JP21580588A JPH0263524A JP H0263524 A JPH0263524 A JP H0263524A JP 63215805 A JP63215805 A JP 63215805A JP 21580588 A JP21580588 A JP 21580588A JP H0263524 A JPH0263524 A JP H0263524A
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JP
Japan
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exhaust gas
flow rate
nox
calculated
injected
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JP63215805A
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English (en)
Inventor
Takaaki Fujioka
藤岡 高明
Yoichi Momota
百田 陽一
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はボイラー、ゴミ焼却炉、加熱炉等に付設された
排ガス脱硝装置に還元剤として注入するNHzの注入量
制御方法に関する。
〔従来の技術〕
第9図は本出願人が先に出願した排ガス処理装置のNH
I注入量制御ブロック図(特願昭6l−228803)
を示すものである(以下、「先行法というJ)。図中、
まず燃料流量101と排ガス中02濃度102からの信
号を演算器103に供給する。演算器103内では前記
両信号に基づいて排ガス算出104を行い、この排ガス
流量に基づき(Nll3/NOx1)モル比算定105
を行う。この算定には予め定めた排ガス流量と該モル比
との関係を示すグラフ等を用いる。他方、排ガス算出1
04により得られた排ガス流量信号と排ガス中のNOx
濃度106とからNOx流量算出107する。次に、前
記(NH3/  NoX)モル比とNOx流量から所要
のNH3 !算出 108を行い、この信号に基づき、
NH,供給系制御109を行うものである。ただし、注
入NH+ 1は、下記■−■の順に計算して算出するこ
とができる。
■排ガス流量: G=0.21 x Q x m / (0,21−α/
100)Q:燃料流量(l/I+) m:理論燃焼空気比(N+w”/ l )d:排ガス0
2濃度(%) ■N低流量: G NOx = 10−’ Xβ×G β:NOx濃度(ppm) G:排ガス流!(Nm3/H)・・・上記計算値■注入
NH3流量: GNM3  = Gsox  X F (x)GNOx
  : NOx vLft(Nm’/H) ++上記計
算値F(x):排ガス量に対する、(NHz/NoX)
 モ)Ii比の関数 〔発明が解決しようとする課題〕 しカル上記先行法においては、排ガス発生設備の状況に
よって、該モル比の関数F (x)が変化することがあ
るため、脱硝装置出口側のNOオ濃度が所定の環境基準
値を超えないように、モル比を高めに設定して過剰脱硝
せざるを得なかった。その結果、必要以上のNHiを浪
費することになる上、余剰のNtbが排ガス中の硫黄酸
化物と反応して(NH4)zsOaおよびNH,HSO
,が発生して、脱硝装置や脱硝装置より下流の煙道内等
にダストとして付着して、脱硝効率の低下や腐食を来た
すという問題があった。
そこで本発明の主目的は、排ガス発生設備の状況の変化
等に応じて脱硝装置出口側のNOx?m度が変化しても
、安定して最適なNHi量を供給することができ、過剰
NH3の供給による害を防止できる、脱硝装置のNH3
供給制御方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するための本発明は、排ガス中のNOx
を除去する排ガス脱硝装置に還元剤として注入するNH
3の注入量の制御方法において、排ガス流量と排ガス中
のNOx含有濃度からNOx流量を算出し、予め定めた
排ガス流量と(NH3/N0x)モル比との関係から前
記排ガス流量に対応する(NHz/NOx ”)モル比
を算定し、前記算定(Nll3/No 、 )モル比と
前記算出NOx流量との関係から注入Nus 1を定め
るとともに、排ガス脱硝装置の出側の現排ガスNOx?
!度とその排ガス濃度基準の設定値との差をサンプル値
pH節し、この補正値を前記注入NHI量に加算し、こ
の最終注入NH31j!kによってNH3供給系を制御
することを特徴とするものである。
〔作用〕
本発明では、排ガス流量に応じた(NHz/NoX)モ
ル比の関係を予め演算器に設定記憶させ、排ガス流量と
排ガス中のNOx流量に応じたNHz量を脱硝装置に注
入するフィードフォワード制御を行う一方で、脱硝装置
の反応の無駄時間と遅れ時間を考慮して、サンプル値P
Il1節計をフィードバック制御に組み込んでいるから
、(NH3供給系イ)のモル比を低減させ、使用するN
HI 1を低減し、有害な(NH4) zsO4やNH
,I(So、などによるダストの発生を防止できる。ま
た、排ガス発生設備の状況の変化等に起因して、脱硝装
置出口側のNOx濃度が上昇気味になった場合でも、上
記フィードバック制御により、NOx濃度が環境基準値
を超えることもない。
〔発明の具体的構成〕
以下本発明を図面に基づきさらに具体的に説明する。第
1図は本発明に係わる排ガス脱硝装置のNH3注入量制
御方法の概略説明図であり、第2図は本発明に係わる制
御ブロック図である。第1図において、加熱炉lの煙道
2に熱交換器3が設けられ、この熱交換器3の下流側に
排ガス脱硝装置4が設けられている。
他方、前記加熱炉1は、そのバーナに燃料を供給するた
めの燃料供給配管5が接続され、また前記燃料が燃焼す
るに必要な空気を供給するための燃焼用空気供給管6か
らもバーナに接続され、燃焼用空気供給管6からの燃焼
用空気はブロワ11により供給され、熱交換器3を経由
することによって昇温されることになっている。
燃料供給管5には、流量計7と流量調節弁8が設置され
、燃焼用空気供給管6にも流量調節弁9が設けられ、流
量計7からの計測信号は燃焼制御装置10からの信号に
よってその弁開度が制御されている。
燃焼制御装置10内では、予め目標燃料流量値と、その
燃料に対する燃焼空気比とが設定されており、流量計7
より送信される流量計測信号と目標燃料流量値と時々刻
々対比しながら流量計測信号が目標燃料流量値になるよ
うにつき流量調節弁8にその弁開度信号を送信し、また
、流量調節弁9に対しては、流量計7からの流量計測信
号と予め設定された燃焼空気比との積により燃焼空気量
を算出し、この算出した燃焼空気量の信号を送信する。
排ガス脱硝装置4では、その内部に例えば酸化バナジウ
ム等の触媒が層状に充填されており、その上流位置で注
入されるNH,によってNOxがN2に還元される化学
反応が起こり排ガス中のNOxが脱硝される。前記NH
,の注入は、貯槽12に貯蔵されたNH3をNHs供給
配管13より煙道2内に注入される。この際、前記N1
(3供給配管13に設けた流量調節弁14の開度により
注入量が調節されるが、前記弁140開度信号は、演算
器15より発信される。煙道2に設けた16は、排ガス
中の02濃度を測定する0□濃度計を示し、17は、排
ガス中のNOxtM度を測定するNOx?M度計を示し
、それぞれの測定信号は、演算器15に送信される。さ
らに、排ガス脱硝装置4の出口側の煙道2内に出口側排
ガスNOx濃度計18を設け、その信号を演算器15に
送信する。なお、演算器15には外部から前記脱硝装置
4の出口排ガス中のNOx設定値を入力する。
次に、第2図により上記排ガス脱硝装置へのNH3供給
量の制御ロジックについて説明する。
まず燃料流量20と排ガス中の024度21とから演算
器15により排ガス流量を算出22し、対応する(NH
3/N0X)モル比を算定23する。なお、排ガス流量
と上記モル比との相関関係は予め演算装置15内に記憶
させである。他方、排ガス脱硝装置の入口における排ガ
ス中NOイ濃度24と前記排ガス流量算出22とからN
Ox流量を算出25し、前記算定モル比とこのNOx流
量とからフィードフォワード操作量として注入NH32
6を定める。
一方、排ガス脱硝装置の出口側の排ガス中のNo。
濃度27を測定するとともに、環境基準値に適合させる
べく設けた上記出口側排ガスのNOx設定値28とをサ
ンプル値PIl1節計29に送信し、出口排ガスNOx
濃度がその設定値を超えないように、フィードバック制
御の操作量を演算する。最後に、この演算による操作量
と前記フィードフォワード制御の操作量を加算30して
得られるNH3供給量31を、全操作量として流M調節
弁14(第1図参照)の開度をコントロールすることに
よりNH3供給系の制御32を行うものである。
本発明で使用する前記フィードバック制御系内の調節計
は通常のPID調節計ではな(、サンプル値Pr調節計
を使用する必要がある。その理由を第3図〜第6図によ
り説明すると、まず本発明のサンプル値PI制御系は第
3図に示すようなフィードバック系であり、その応答は
第4図に示すように、周期を毎に出口NO8濃度をチエ
ツクして、時間τだけNH3流量を操作するものである
系の応答を確認しながら操作するので、Nlh流量を過
不足させることなく、整定性の良い制御系を設計できる
それに対して、通常のPID調節計による制御系は第5
図に示すようなものであり、この場合、第6図に示すよ
うに、外乱等が加わり出口NOx?a度が変化した場合
、NH,流量を調節して、設定値γに追従させようとす
る。しかし、系にむだ時間が存在すると、NH,の供給
を変化させてから応答するまでに、時間の遅れが存在す
るためにN113を過剰に供給したり、不足させたりす
るので系が不安定になる。
〔実施例〕
次に実施例を示す。
先行法に係わるフィードフォワード制御(FF制御)お
よび本発明に係わるフィードフォワード制御とフィード
バック制御との組合わせ制御(FB制御)により操業し
た。その結果、第7図および第8図に示す結果を得た。
なおここで、脱硝率− (口  NoX ’    (m))  −(口  N
Ox     (m))入口側NOx濃度(ppn+) である。
これらの図より、フィードフォワードのみで制御した場
合、脱硝率が90%前後で、出口側NOx濃度も30〜
90ppmであって、過剰脱硝気味でばらついている。
他方、フィードフォワードとフィードバック制御を組合
わせた場合、脱硝率は70〜85%で、出口側N0Xt
HL度も80〜130ppmになり、脱硝状況が適正化
され安定していることがわかる。
〔発明の効果〕
以上の通り、本発明によれば、安定して最適、なN)1
3量を供給でき、NH3の節減ができるとともに、過剰
なNH,+により生成するダスト付着等のトラブルを防
止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係わる設備構成図、第2図本発明に係
わる制御ロジックを示すブロック図、第3図と第4図は
、それぞれサンプル値PI調節計による制御系のブロッ
ク図とその応答を示す図、第5図と第6図はそれぞれ通
常のPTD調節計による制御系のブロック図とその応答
を示す図、第7図は排ガス流量に対する脱硝率を示す図
、第8図は排ガス流量に対する出口側NOx濃度を示す
図、第9図は先行法に係わる制御ロジックを示すブロッ
ク図である。 1・・・加熱炉、4・・・排ガス脱硝装置、12・・・
NHx貯蔵タンク、14・・・流量調節弁、15・・・
演算器、16・・・0zfHr度計、17・・・入口側
NOx濃度計、18・・・出口側NOx濃度計。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)排ガス中のNO_xを除去する排ガス脱硝装置に
    還元剤として注入するNH_3の注入量の制御方法にお
    いて、排ガス流量と排ガス中のNO_x含有濃度からN
    O_x流量を算出し、予め定めた排ガス流量と(NH_
    3/NO_x)モル比との関係から前記排ガス流量に対
    応する(NH_3/NO_x)モル比を算定し、前記算
    定(NH_3/NO_x)モル比と前記算出NO_x流
    量との関係から注入NH_3量を定めるとともに、排ガ
    ス脱硝装置の出側の現排ガスNO_x濃度とその排ガス
    濃度基準の設定値との差をサンプル値PI調節し、この
    補正値を前記注入NH_3量に加算し、この最終注入N
    H_3量によってNH_3供給系を制御することを特徴
    とする排ガス脱硝装置のNH_3注入量の制御方法。
JP63215805A 1988-08-30 1988-08-30 排ガス脱硝装置のnh↓3注入量の制御方法 Pending JPH0263524A (ja)

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