JPH0545767B2 - - Google Patents
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- JPH0545767B2 JPH0545767B2 JP62240778A JP24077887A JPH0545767B2 JP H0545767 B2 JPH0545767 B2 JP H0545767B2 JP 62240778 A JP62240778 A JP 62240778A JP 24077887 A JP24077887 A JP 24077887A JP H0545767 B2 JPH0545767 B2 JP H0545767B2
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、内燃機関の排ガス浄化方法に関す
るものである。
るものである。
デイーゼルエンジンまたは空気過剰率を高く設
定した火花点火エンジン等の内燃機関の排ガスか
ら、大気汚染の原因となるNOxを除去する方法
として、排ガス中に還元剤または酸化剤を供給
し、還元剤または酸化剤によつてNOxを還元ま
たは酸化することによりこれを除去する方法が知
られている。
定した火花点火エンジン等の内燃機関の排ガスか
ら、大気汚染の原因となるNOxを除去する方法
として、排ガス中に還元剤または酸化剤を供給
し、還元剤または酸化剤によつてNOxを還元ま
たは酸化することによりこれを除去する方法が知
られている。
特に、残存酸素濃度の高い排ガスを対象とした
脱硝法として最も一般的なものは、NH3（アンモ
ニア）ガスを排ガス中に吹き込み、触媒を使つて
接触還元する方法である。
脱硝法として最も一般的なものは、NH3（アンモ
ニア）ガスを排ガス中に吹き込み、触媒を使つて
接触還元する方法である。
このような、NH3ガスによる脱硝法において、
脱硝後の排ガスのNOx濃度を所定値に調節する
ためにNH3ガスの吹込量を制御する方法として、
従来から次の２方法が知られている。
脱硝後の排ガスのNOx濃度を所定値に調節する
ためにNH3ガスの吹込量を制御する方法として、
従来から次の２方法が知られている。
第１の従来方法は、第３図に示すように、脱硝
反応槽３において脱硝される前の内燃機関１から
排出された排ガスのNOx濃度をNOx分析計７に
よつて計測し、そして、内燃機関１の吸込空気量
を流量計１５によつて計測するか、または、内燃
機関１からの排ガス流量を図示しない計器により
計測し、得られた測定値を制御盤１６に設けられ
た制御装置に伝送し、計測したNOx濃度と吸込
空気量または排ガス流量との積を制御盤１６にお
いて演算し、得られた値に比例した信号によつ
て、容器６から送られるNH3ガスの流量を流量
調節器４によつて制御することからなつている。
２は発電機である。
反応槽３において脱硝される前の内燃機関１から
排出された排ガスのNOx濃度をNOx分析計７に
よつて計測し、そして、内燃機関１の吸込空気量
を流量計１５によつて計測するか、または、内燃
機関１からの排ガス流量を図示しない計器により
計測し、得られた測定値を制御盤１６に設けられ
た制御装置に伝送し、計測したNOx濃度と吸込
空気量または排ガス流量との積を制御盤１６にお
いて演算し、得られた値に比例した信号によつ
て、容器６から送られるNH3ガスの流量を流量
調節器４によつて制御することからなつている。
２は発電機である。
第２の従来方法は、第４図に示すように、脱硝
反応槽３において脱硝後の内燃機関１の排ガスの
NOx濃度を、NOx分析計７によつて計測し、得
られた測定値を制御盤１７に設けられた制御装置
に伝送し、計測したNOx濃度が目標濃度と一致
するように、容器６から送られるNH3ガスの流
量を流量調節器４によつて制御することからなつ
ている。２は発電機である。
反応槽３において脱硝後の内燃機関１の排ガスの
NOx濃度を、NOx分析計７によつて計測し、得
られた測定値を制御盤１７に設けられた制御装置
に伝送し、計測したNOx濃度が目標濃度と一致
するように、容器６から送られるNH3ガスの流
量を流量調節器４によつて制御することからなつ
ている。２は発電機である。
前述した第１の従来方法は、機関出力の変動に
対する応答性は良好である。
対する応答性は良好である。
しかしながら、NOx濃度と排ガス流量との絶
対値によつてNH3ガス流量を制御するため、そ
の計測には極めて高い精度が要求される。
対値によつてNH3ガス流量を制御するため、そ
の計測には極めて高い精度が要求される。
例えば、平均脱硝率が95％程度のシステムで且
つ脱硝率の制御精度を±１％にする場合を仮定す
ると、流量計１５およびNOx分析計７の計測精
度も±１％以下にする必要がある。
つ脱硝率の制御精度を±１％にする場合を仮定す
ると、流量計１５およびNOx分析計７の計測精
度も±１％以下にする必要がある。
しかしながら、内燃機関１への吸入空気および
内燃機関１からの排ガスは、いずれも脈動を伴う
ため、及び流量計の精度の点からこれを精度良く
計測することは困難である。
内燃機関１からの排ガスは、いずれも脈動を伴う
ため、及び流量計の精度の点からこれを精度良く
計測することは困難である。
また、NOx濃度の計測も長期に亘つて高精度
を維持することは困難で、これを達成するには計
測システムがかなり高価になる問題がある。
を維持することは困難で、これを達成するには計
測システムがかなり高価になる問題がある。
一方、前述した第２の従来方法は、NOx濃度
のみを計測すれば良いこと、および、NOx濃度
の計測精度が第３図に示す従来方法よりも1/10程
度でよいことから、計測システムが簡略化される
利点がある。
のみを計測すれば良いこと、および、NOx濃度
の計測精度が第３図に示す従来方法よりも1/10程
度でよいことから、計測システムが簡略化される
利点がある。
しかしながら、この方法は脱硝反応槽内の時間
遅れが大きく、機関出力の変動に対するNH3ガ
ス流量制御の追従性が悪いという問題がある。
遅れが大きく、機関出力の変動に対するNH3ガ
ス流量制御の追従性が悪いという問題がある。
即ち、通常時における、内燃機関の機関出口の
排ガスのNOx濃度は1000〜3000ppmであるが、
この内の95％を脱硝する場合を仮定すると、
NH3ガス流量制御系の追従遅れにより、NH3ガ
ス吹込量が10％過大な点があるとすれば一時的に
ではあるが、数10ppm〜百数十ppmのNH3ガス
が大気中に排出されることになる。
排ガスのNOx濃度は1000〜3000ppmであるが、
この内の95％を脱硝する場合を仮定すると、
NH3ガス流量制御系の追従遅れにより、NH3ガ
ス吹込量が10％過大な点があるとすれば一時的に
ではあるが、数10ppm〜百数十ppmのNH3ガス
が大気中に排出されることになる。
NH3ガスは臭気ガスであるために、その排出
濃度は厳しく制限されている。しかし、第２の従
来方法によつては、機関出力の急変に対して
NH3ガス排出濃度を許容値内に維持することは
極めて困難である問題があつた。
濃度は厳しく制限されている。しかし、第２の従
来方法によつては、機関出力の急変に対して
NH3ガス排出濃度を許容値内に維持することは
極めて困難である問題があつた。
従つて、この発明の目的は、比較的安価に設備
される計測システムによつて、排ガスのNH3濃
度に応じた正確なNH3ガス吹込量の制御を行う
ことができ、これによつて排ガス中のNOxを効
率よく除去し、同時にNH3ガスの大気中への放
出を極力防止することができる、内燃機関の排ガ
ス浄化方法を提供することにある。
される計測システムによつて、排ガスのNH3濃
度に応じた正確なNH3ガス吹込量の制御を行う
ことができ、これによつて排ガス中のNOxを効
率よく除去し、同時にNH3ガスの大気中への放
出を極力防止することができる、内燃機関の排ガ
ス浄化方法を提供することにある。
内燃機関が排出するNOx濃度および排ガス流
量は、機関出力と極めて強い相関がある。
量は、機関出力と極めて強い相関がある。
従つて、所定のNOx濃度まで脱硝するのに必
要なNH3ガス流量は基本的には機関出力の関数
で近似できる。
要なNH3ガス流量は基本的には機関出力の関数
で近似できる。
この関数からの変動要因としては、大気条件
（気温、気圧、湿度）、機関の経時変化、および、
機関出力が急変した際に、機関が熱的平衡状態に
達するまでの過度的なものが考えられるが、これ
らの要因はいずれも時間的にゆつくり変化するも
のである。
（気温、気圧、湿度）、機関の経時変化、および、
機関出力が急変した際に、機関が熱的平衡状態に
達するまでの過度的なものが考えられるが、これ
らの要因はいずれも時間的にゆつくり変化するも
のである。
この発明の方法は、上述の内燃機関の機関特性
に基づいてなされたものであつて、内燃機関の排
ガスにNH3ガスを吹込み、前記内燃機関の排ガ
ス中のNOxを接触還元することにより、排ガス
中からNOxを除去する内燃機関の排ガス浄化方
法において、前記内燃機関の機関出力または負
荷、および、脱硝後の排ガス中のNOx濃度を検
出し、得られた検出値を制御装置に伝送し、前記
制御装置において前記機関出力または負荷の検出
値に応じた定常状態における前記NH3ガス流量
を演算し、さらに、前記排ガスのNOx濃度の検
出値と、予め設定されたNOx濃度との偏差を求
め、得られた偏差信号により前記NH3ガス流量
を補正することによつて、NH3ガス流量を制御
することに特徴を有するものである。
に基づいてなされたものであつて、内燃機関の排
ガスにNH3ガスを吹込み、前記内燃機関の排ガ
ス中のNOxを接触還元することにより、排ガス
中からNOxを除去する内燃機関の排ガス浄化方
法において、前記内燃機関の機関出力または負
荷、および、脱硝後の排ガス中のNOx濃度を検
出し、得られた検出値を制御装置に伝送し、前記
制御装置において前記機関出力または負荷の検出
値に応じた定常状態における前記NH3ガス流量
を演算し、さらに、前記排ガスのNOx濃度の検
出値と、予め設定されたNOx濃度との偏差を求
め、得られた偏差信号により前記NH3ガス流量
を補正することによつて、NH3ガス流量を制御
することに特徴を有するものである。
次に、この発明の方法を図面を参照しながら説
明する。
明する。
第１図はこの発明の方法の一実施態様を示すブ
ロツク図である。
ロツク図である。
第１図において、２は発電機、１は発電機２を
駆動する内燃機関、３は内燃機関１からの排ガス
を脱硝するための脱硝反応槽、６は脱硝反応槽３
に供給されるNH3ガスの容器、４は容器６から
送られるNH3ガスの流量調節器、７は脱硝反応
槽３の出側に設けられたNOxの分析計、８は発
電機２の電力計、５は流量調節器４に制御信号を
伝送するための制御盤である。
駆動する内燃機関、３は内燃機関１からの排ガス
を脱硝するための脱硝反応槽、６は脱硝反応槽３
に供給されるNH3ガスの容器、４は容器６から
送られるNH3ガスの流量調節器、７は脱硝反応
槽３の出側に設けられたNOxの分析計、８は発
電機２の電力計、５は流量調節器４に制御信号を
伝送するための制御盤である。
内燃機関１の排ガスは、脱硝反応槽３を経て大
気中に放出される。
気中に放出される。
脱硝反応槽３には、容器６から供給され、流量
調節器４によつて流量が制御されたNH3ガスが
吹き込まれ、排ガスの脱硝が行なわれる。
調節器４によつて流量が制御されたNH3ガスが
吹き込まれ、排ガスの脱硝が行なわれる。
NOx分析計７は、脱硝反応槽３から排出され
た排ガスのNOx濃度を計測し、得られたNOxの
濃度信号を制御盤５に伝送する。
た排ガスのNOx濃度を計測し、得られたNOxの
濃度信号を制御盤５に伝送する。
電力計８は発電機２の出力を検出し、得られた
発電機出力信号を、制御盤５に伝送する。
発電機出力信号を、制御盤５に伝送する。
第２図は制御盤内に設けられた制御装置の制御
回路を示すブロツク図である。
回路を示すブロツク図である。
第２図において、９は発電機出力信号に対応し
たNH3ガス流量信号を出力する入力処理器、１
０はNOx濃度設定器、１１はNOx濃度を比較し
偏差信号を出力する比較器、１２は偏差信号によ
り流量補正信号を出力するPID演算器、１３は発
電機出力信号に対応したNH3ガス流量信号と流
量補正信号とを加算する補正器、１４は流量調節
器４に制御信号を出力する信号調節器である。
たNH3ガス流量信号を出力する入力処理器、１
０はNOx濃度設定器、１１はNOx濃度を比較し
偏差信号を出力する比較器、１２は偏差信号によ
り流量補正信号を出力するPID演算器、１３は発
電機出力信号に対応したNH3ガス流量信号と流
量補正信号とを加算する補正器、１４は流量調節
器４に制御信号を出力する信号調節器である。
第２図に示すように、電力計８からの発電機出
力信号（KW）は入力処理器９に入る。
力信号（KW）は入力処理器９に入る。
入力処理器９には、標準的条件で運転したとき
の発電機出力と所要の脱硝率を得るのに必要な
（NH3）ガス流量との関係式が記憶されており、
発電機出力信号（KW）に対応した信号（Q1）を
出力する。発電機出力信号に対応したNH3ガス
流量信号（Q1）は補正器１３に入力される。又
同時にこの流量信号は比較器１１へも入力され
る。
の発電機出力と所要の脱硝率を得るのに必要な
（NH3）ガス流量との関係式が記憶されており、
発電機出力信号（KW）に対応した信号（Q1）を
出力する。発電機出力信号に対応したNH3ガス
流量信号（Q1）は補正器１３に入力される。又
同時にこの流量信号は比較器１１へも入力され
る。
NOx分析計からのNOx濃度信号（NOx）は、
Nox濃度設定器１０からの出力信号とともに比
較器１１に入力され、比較器１１から両者の偏差
信号（ΔNOx）が出力される。
Nox濃度設定器１０からの出力信号とともに比
較器１１に入力され、比較器１１から両者の偏差
信号（ΔNOx）が出力される。
偏差信号（ΔNOx）は発電機出力に対応した
NH3ガス流量信号（Q1）が予め設定してある下
限値（Q0）を超えている場合のみPID演算器１２
に入力される。PID演算器１２からは流量補正信
号（ΔQ）が出力され、補正器１３に入力され
る。
NH3ガス流量信号（Q1）が予め設定してある下
限値（Q0）を超えている場合のみPID演算器１２
に入力される。PID演算器１２からは流量補正信
号（ΔQ）が出力され、補正器１３に入力され
る。
補正器１３において、発電機出力信号に対応し
たNH3ガス流量信号（Q1）と流量補正信号
（ΔQ）とが加算され、加算によつて補正後の流
量信号（Q2）は信号調節器１４において、流量
調節器４に適合する信号に変換された調節信号
（Qout）となつて流量調節器４に出力される。
たNH3ガス流量信号（Q1）と流量補正信号
（ΔQ）とが加算され、加算によつて補正後の流
量信号（Q2）は信号調節器１４において、流量
調節器４に適合する信号に変換された調節信号
（Qout）となつて流量調節器４に出力される。
流量調節器４は調節信号（Qout）によつて、
NH3ガスの流量を制御し、脱硝反応槽３にNH3
ガスを吹き込む。
NH3ガスの流量を制御し、脱硝反応槽３にNH3
ガスを吹き込む。
以上により、脱硝反応槽３には常に適当量の
NH3ガスが吹き込まれる。
NH3ガスが吹き込まれる。
なお、内燃機関１が発電機以外の負荷装置を駆
動する場合においては、負荷装置から何らかの負
荷状態を表わす信号が検出できるときはその負荷
信号を、また、負荷信号を検出することが困難な
ときは内燃機関側から燃料供給量等の機関出力に
対応する変化量を検出し、その信号を前述した実
施態様における発電機出力信号に替えて制御回路
に入力すれば良い。
動する場合においては、負荷装置から何らかの負
荷状態を表わす信号が検出できるときはその負荷
信号を、また、負荷信号を検出することが困難な
ときは内燃機関側から燃料供給量等の機関出力に
対応する変化量を検出し、その信号を前述した実
施態様における発電機出力信号に替えて制御回路
に入力すれば良い。
また、PID演算器１２においては、計測された
NOx濃度が設定値を上回つたときは、低感度の
補正をする。すなわち、NH3ガス流量をゆつく
り増大させる。
NOx濃度が設定値を上回つたときは、低感度の
補正をする。すなわち、NH3ガス流量をゆつく
り増大させる。
逆に、計測されたNOx濃度が設定値を下回つ
たときは高感度の補正をする。すなわち、NH3
ガス流量をすばやく減少させるようにPID変数を
設定する。
たときは高感度の補正をする。すなわち、NH3
ガス流量をすばやく減少させるようにPID変数を
設定する。
これにより、過剰なNH3ガスの吹込みが最少
限に押えられ、臭気ガスのNH3ガスが大気に放
出されることは極力防止される。
限に押えられ、臭気ガスのNH3ガスが大気に放
出されることは極力防止される。
以上説明したように、この発明の方法によれ
ば、次に述べる有用な効果が得られる。
ば、次に述べる有用な効果が得られる。
(1) 内燃機関の機関出力または負荷の変化に対応
した機関出力信号（または負荷信号）によつて
NH3ガス吹込量を変化させるため、内燃機関
のNOx排出量の変化に十分追従するNH3ガス
吹込量の制御が可能である。
した機関出力信号（または負荷信号）によつて
NH3ガス吹込量を変化させるため、内燃機関
のNOx排出量の変化に十分追従するNH3ガス
吹込量の制御が可能である。
(2) 脱硝後のNOx濃度を計測し、これが目標濃
度と一致するようにNH3ガス吹込量を補正す
るため、機関出力（または負荷）検出器、
NOx分析計、および、NH3ガス流量調節器等
の計測機器の精度および制御回路に入力するデ
ータの精度をあまり厳しく管理しなくても総合
的に高い精度が得られる。
度と一致するようにNH3ガス吹込量を補正す
るため、機関出力（または負荷）検出器、
NOx分析計、および、NH3ガス流量調節器等
の計測機器の精度および制御回路に入力するデ
ータの精度をあまり厳しく管理しなくても総合
的に高い精度が得られる。
(3) NH3ガス吹込量を補正する際に、NH3ガス
流量の増加はゆつくりと、減少はすばやく行う
ように制御変数を設定することにより、過剰な
NH3ガスが大気に放出される危険性を極力回
避することができる。
流量の増加はゆつくりと、減少はすばやく行う
ように制御変数を設定することにより、過剰な
NH3ガスが大気に放出される危険性を極力回
避することができる。
第１図はこの発明の方法の一実施態様を示すブ
ロツク図、第２図は制御盤内に設けられた制御装
置の制御回路を示すブロツク図、第３図は従来の
排ガス浄化方法の一例を示すブロツク図、第４図
は他の例を示すブロツク図である。図面におい
て、 １……内燃機関、２……発電機、３……脱硝反
応槽、４……流量調節器、５……制御盤、６……
NH3ガス容器、７……NOx分析計、８……電力
計、９……入力処理器、１０……NOx濃度設定
器、１１……比較器、１２……PID演算器、１３
……補正器、１４……信号調節器、１５……流量
計、１６……制御盤、１７……制御盤。
ロツク図、第２図は制御盤内に設けられた制御装
置の制御回路を示すブロツク図、第３図は従来の
排ガス浄化方法の一例を示すブロツク図、第４図
は他の例を示すブロツク図である。図面におい
て、 １……内燃機関、２……発電機、３……脱硝反
応槽、４……流量調節器、５……制御盤、６……
NH3ガス容器、７……NOx分析計、８……電力
計、９……入力処理器、１０……NOx濃度設定
器、１１……比較器、１２……PID演算器、１３
……補正器、１４……信号調節器、１５……流量
計、１６……制御盤、１７……制御盤。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関の排ガスにNH3（アンモニア）ガス
を吹込み、前記内燃機関の排ガス中のNOxを接
触還元することにより、排ガス中からNOxを除
去する内燃機関の排ガス浄化方法において、 前記内燃機関の機関出力または負荷、および、
脱硝後の排ガス中のNOx濃度を検出し、得られ
た検出値を制御装置に伝送し、前記制御装置にお
いて前記機関出力または負荷の検出値に応じた定
常状態における前記NH3ガス流量を演算し、さ
らに、前記排ガスのNOx濃度の検出値と、予め
設定されたNOx濃度との偏差を求め、得られた
偏差信号により前記NH3ガス流量を補正するこ
とによつて、NH3ガス流量を制御することを特
徴とする、内燃機関の排ガス浄化方法。 ２ 前記制御装置は、前記機関出力または負荷信
号に基づき、定常状態において所定の脱硝率を得
るのに必要なNH3流量を算出するための入力処
理器と、脱硝後の排ガスの適正NOx濃度を設定
するためのNOx濃度設定器と、前記NOx濃度設
定器からの信号と前記NOx分析計からの入力信
号との偏差から補正量を算出するためのPID演算
器と、前記入力処理器からの信号と前記PID演算
器からの信号とにより前記NH3ガス流量を補正
するための補正器とからなることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の内燃機関の排ガス浄化
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62240778A JPS6483816A (en) | 1987-09-28 | 1987-09-28 | Exhaust gas purifying method for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62240778A JPS6483816A (en) | 1987-09-28 | 1987-09-28 | Exhaust gas purifying method for internal combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6483816A JPS6483816A (en) | 1989-03-29 |
| JPH0545767B2 true JPH0545767B2 (ja) | 1993-07-12 |
Family
ID=17064565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62240778A Granted JPS6483816A (en) | 1987-09-28 | 1987-09-28 | Exhaust gas purifying method for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPS6483816A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1987
- 1987-09-28 JP JP62240778A patent/JPS6483816A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6483816A (en) | 1989-03-29 |
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