JPH11527A - 脱硝制御方法 - Google Patents
脱硝制御方法Info
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- JPH11527A JPH11527A JP9154898A JP15489897A JPH11527A JP H11527 A JPH11527 A JP H11527A JP 9154898 A JP9154898 A JP 9154898A JP 15489897 A JP15489897 A JP 15489897A JP H11527 A JPH11527 A JP H11527A
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- exhaust gas
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/10—Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 この発明は、好適に脱硝を行って大気へ放出
される排ガス中のＮＯｘ濃度及びリークアンモニア量の
急増を抑制することができる脱硝制御方法を提供するこ
とを課題とする。 【解決手段】 制御部は、流量計から重油の消費量Ｑｏ
を入力し（ステップＳ１）、この消費量Ｑｏに基づいて
排ガス中に発生するＮＯｘ濃度ＣＮの最大値及び最小値
を予測し（ステップＳ２）、煙突入口における排ガス量
Ｅｇを算出し（ステップＳ３）、尿素水溶液の注入量Ｑ
ｕを算出する（ステップＳ４）と共にＮＯｘ濃度ＣＮの
最大値及び最小値に対応する尿素水溶液の注入量の最大
値Ｑｍａｘ及び最小値Ｑｍｉｎを算出し（ステップＳ
５）、これら最大値Ｑｍａｘ及び最小値Ｑｍｉｎの範囲
内で排ガス中への尿素水溶液の注入量を制御する。
される排ガス中のＮＯｘ濃度及びリークアンモニア量の
急増を抑制することができる脱硝制御方法を提供するこ
とを課題とする。 【解決手段】 制御部は、流量計から重油の消費量Ｑｏ
を入力し（ステップＳ１）、この消費量Ｑｏに基づいて
排ガス中に発生するＮＯｘ濃度ＣＮの最大値及び最小値
を予測し（ステップＳ２）、煙突入口における排ガス量
Ｅｇを算出し（ステップＳ３）、尿素水溶液の注入量Ｑ
ｕを算出する（ステップＳ４）と共にＮＯｘ濃度ＣＮの
最大値及び最小値に対応する尿素水溶液の注入量の最大
値Ｑｍａｘ及び最小値Ｑｍｉｎを算出し（ステップＳ
５）、これら最大値Ｑｍａｘ及び最小値Ｑｍｉｎの範囲
内で排ガス中への尿素水溶液の注入量を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、脱硝制御方法に
係り、特にロータリーキルン焼成炉等の炉内で発生する
排ガス中のＮＯｘを低減する方法に関する。
係り、特にロータリーキルン焼成炉等の炉内で発生する
排ガス中のＮＯｘを低減する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、著しく増加しつつある都市ゴミの
焼却灰をセメント焼成原料として活用するセメントプラ
ントが提案されている。一般に、セメントプラントで
は、予熱装置で原料を予熱した後、ロータリキルン内で
半溶融状態まで加熱して焼成する。このとき、ロータリ
キルン内ではバーナーから十分な輻射伝熱を生じるよう
に高温の炎が生成され、このためロータリキルン内でＮ
Ｏｘの発生を余儀なくされていた。
焼却灰をセメント焼成原料として活用するセメントプラ
ントが提案されている。一般に、セメントプラントで
は、予熱装置で原料を予熱した後、ロータリキルン内で
半溶融状態まで加熱して焼成する。このとき、ロータリ
キルン内ではバーナーから十分な輻射伝熱を生じるよう
に高温の炎が生成され、このためロータリキルン内でＮ
Ｏｘの発生を余儀なくされていた。
【０００３】このＮＯｘの低減方法の一つとして、排ガ
ス中に尿素水溶液を注入する方法が提案されている。こ
こで、尿素はＮＨ３とＣＯ２に分解され、ＮＨ３が排ガ
ス中のＮＯｘと反応してＮＯｘはＮ２に還元される。従
来、尿素水溶液の注入量は、排ガス中のＮＯｘ濃度を計
測し、ＮＯｘ濃度の計測値からＮＯｘの総量を算出し、
さらにＮＯｘの総量から所望のＮＯｘ濃度となるように
決定されていた。具体的には、ＮＯｘ濃度の計測値に排
ガス流量の推定値を乗じてＮＯｘ総量を算出し、負荷指
令の微分値に比例ゲインを乗じたものと予め設定したモ
ル比との和をＮＯｘ総量に乗じることにより尿素水溶液
の注入量を決定していた。
ス中に尿素水溶液を注入する方法が提案されている。こ
こで、尿素はＮＨ３とＣＯ２に分解され、ＮＨ３が排ガ
ス中のＮＯｘと反応してＮＯｘはＮ２に還元される。従
来、尿素水溶液の注入量は、排ガス中のＮＯｘ濃度を計
測し、ＮＯｘ濃度の計測値からＮＯｘの総量を算出し、
さらにＮＯｘの総量から所望のＮＯｘ濃度となるように
決定されていた。具体的には、ＮＯｘ濃度の計測値に排
ガス流量の推定値を乗じてＮＯｘ総量を算出し、負荷指
令の微分値に比例ゲインを乗じたものと予め設定したモ
ル比との和をＮＯｘ総量に乗じることにより尿素水溶液
の注入量を決定していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、排ガス
中のＮＯｘ濃度の計測には３〜５分程度の時間を要する
のが現実であり、ＮＯｘ濃度の変化に対する尿素水溶液
の注入量の追従が遅れをとっていた。このため、ＮＯｘ
濃度が急変した場合には、大気へ放出される排ガス中の
ＮＯｘ濃度が一時的に急増したり、逆に排ガス中のリー
クアンモニア量が急増するという問題点があった。ま
た、本出願人の出願による特願平８−２２７２２号に記
載した提案のように、ロータリーキルン内にノズルを挿
入して、このノズルから尿素水溶液を噴霧する方式で
は、ロータリーキルンから排ガスが排出される前に尿素
水溶液を注入するため、排ガス中のＮＯｘ濃度の計測が
困難であり、上述した従来の方法で尿素水溶液の好適な
注入量を決定することができなかった。
中のＮＯｘ濃度の計測には３〜５分程度の時間を要する
のが現実であり、ＮＯｘ濃度の変化に対する尿素水溶液
の注入量の追従が遅れをとっていた。このため、ＮＯｘ
濃度が急変した場合には、大気へ放出される排ガス中の
ＮＯｘ濃度が一時的に急増したり、逆に排ガス中のリー
クアンモニア量が急増するという問題点があった。ま
た、本出願人の出願による特願平８−２２７２２号に記
載した提案のように、ロータリーキルン内にノズルを挿
入して、このノズルから尿素水溶液を噴霧する方式で
は、ロータリーキルンから排ガスが排出される前に尿素
水溶液を注入するため、排ガス中のＮＯｘ濃度の計測が
困難であり、上述した従来の方法で尿素水溶液の好適な
注入量を決定することができなかった。
【０００５】この発明はこのような問題点を解消するた
めになされたもので、好適に脱硝を行って大気へ放出さ
れる排ガス中のＮＯｘ濃度及びリークアンモニア量の急
増を抑制することができる脱硝制御方法を提供すること
を目的とする。
めになされたもので、好適に脱硝を行って大気へ放出さ
れる排ガス中のＮＯｘ濃度及びリークアンモニア量の急
増を抑制することができる脱硝制御方法を提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る脱硝制御
方法は、大気へ放出される排ガス中のＮＯｘ濃度が一定
となるように燃焼炉で発生する排ガス中に尿素水溶液を
注入する方法において、燃焼炉における燃料の消費量を
検出し、燃料消費量の検出値に基づいて排ガス中に発生
するＮＯｘ濃度を予測すると共にこの予測値から所定の
範囲でＮＯｘ濃度の最大値及び最小値を設定し、ＮＯｘ
濃度の最大値及び最小値に対応する尿素水溶液の注入量
の最大値及び最小値を算出し、注入量の最大値及び最小
値の範囲内で排ガス中への尿素水溶液の注入量を制御す
る方法である。さらに、大気へ放出される排ガス中のリ
ークアンモニア濃度を計測し、リークアンモニア濃度の
計測値が所定値を越えた場合にリークアンモニア濃度が
所定値以下となるように尿素水溶液の注入量を制御する
ようにすることもできる。
方法は、大気へ放出される排ガス中のＮＯｘ濃度が一定
となるように燃焼炉で発生する排ガス中に尿素水溶液を
注入する方法において、燃焼炉における燃料の消費量を
検出し、燃料消費量の検出値に基づいて排ガス中に発生
するＮＯｘ濃度を予測すると共にこの予測値から所定の
範囲でＮＯｘ濃度の最大値及び最小値を設定し、ＮＯｘ
濃度の最大値及び最小値に対応する尿素水溶液の注入量
の最大値及び最小値を算出し、注入量の最大値及び最小
値の範囲内で排ガス中への尿素水溶液の注入量を制御す
る方法である。さらに、大気へ放出される排ガス中のリ
ークアンモニア濃度を計測し、リークアンモニア濃度の
計測値が所定値を越えた場合にリークアンモニア濃度が
所定値以下となるように尿素水溶液の注入量を制御する
ようにすることもできる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。図１にこの発明の実施の形
態に係る脱硝制御方法が適用されたセメントプラントを
示す。ロータリキルン１のクリンカ落ち口側にクーラー
２が接続され、クーラー２に冷却ファン３が接続される
と共に、クリンカ落ち口からロータリキルン１内にバー
ナー４が挿入されている。ロータリキルン１のキルンエ
ンドには排ガス冷却塔５が接続され、排ガス冷却塔５に
サイクロン６が接続されている。このサイクロン６の排
出口と図示しない原料供給設備の排出口がロータリーキ
ルン１のキルンエンド内に連絡している。また、サイク
ロン６には、バグフィルター７及びファン８を介して煙
突９が接続されている。
付図面に基づいて説明する。図１にこの発明の実施の形
態に係る脱硝制御方法が適用されたセメントプラントを
示す。ロータリキルン１のクリンカ落ち口側にクーラー
２が接続され、クーラー２に冷却ファン３が接続される
と共に、クリンカ落ち口からロータリキルン１内にバー
ナー４が挿入されている。ロータリキルン１のキルンエ
ンドには排ガス冷却塔５が接続され、排ガス冷却塔５に
サイクロン６が接続されている。このサイクロン６の排
出口と図示しない原料供給設備の排出口がロータリーキ
ルン１のキルンエンド内に連絡している。また、サイク
ロン６には、バグフィルター７及びファン８を介して煙
突９が接続されている。
【０００８】キルンエンドからクリンカ落ち口に向けて
ロータリキルン１内に噴霧ノズル１０が挿入されてい
る。このノズル１０は二つの流体供給口を有する二流体
噴霧ノズルであり、一方の流体供給口にはバルブ１１を
介して圧縮空気レシーバタンク１２が接続されている。
他方の流体供給口には、流量調節弁１３、流量計１４及
びポンプ１５を介して尿素水溶液タンク１６が接続され
ている。
ロータリキルン１内に噴霧ノズル１０が挿入されてい
る。このノズル１０は二つの流体供給口を有する二流体
噴霧ノズルであり、一方の流体供給口にはバルブ１１を
介して圧縮空気レシーバタンク１２が接続されている。
他方の流体供給口には、流量調節弁１３、流量計１４及
びポンプ１５を介して尿素水溶液タンク１６が接続され
ている。
【０００９】また、バーナー４には、バルブ１７、流量
計１８及びポンプ１９を介して重油タンク２０が接続さ
れている。さらに、ロータリーキルン１のキルンエンド
に排ガスサンプラー２１が配置され、排ガスサンプラー
２１にキルンエンドの酸素濃度を計測する酸素分析計２
２が接続されている。また、ファン８と煙突９との間の
煙道に排ガスサンプラー２３が接続され、この排ガスサ
ンプラー２３に酸素濃度を計測する酸素分析計２４、Ｎ
Ｏｘ濃度を計測するＮＯｘ分析計２５及びアンモニア濃
度を計測するアンモニア分析計２６がそれぞれ接続され
ている。
計１８及びポンプ１９を介して重油タンク２０が接続さ
れている。さらに、ロータリーキルン１のキルンエンド
に排ガスサンプラー２１が配置され、排ガスサンプラー
２１にキルンエンドの酸素濃度を計測する酸素分析計２
２が接続されている。また、ファン８と煙突９との間の
煙道に排ガスサンプラー２３が接続され、この排ガスサ
ンプラー２３に酸素濃度を計測する酸素分析計２４、Ｎ
Ｏｘ濃度を計測するＮＯｘ分析計２５及びアンモニア濃
度を計測するアンモニア分析計２６がそれぞれ接続され
ている。
【００１０】噴霧ノズル１０の流体供給口に接続された
流量調節弁１３には、この弁の開度を調節制御するため
の制御部２７が接続され、制御部２７に流量計１４（尿
素水溶液用）、流量計（重油用）１８、キルンエンド酸
素分析計２２、酸素分析計２４、ＮＯｘ分析計２５及び
アンモニア分析計２６がそれぞれ接続されている。
流量調節弁１３には、この弁の開度を調節制御するため
の制御部２７が接続され、制御部２７に流量計１４（尿
素水溶液用）、流量計（重油用）１８、キルンエンド酸
素分析計２２、酸素分析計２４、ＮＯｘ分析計２５及び
アンモニア分析計２６がそれぞれ接続されている。
【００１１】次に、セメントプラントにおける動作につ
いて説明する。図示しない原料供給設備から原料がロー
タリーキルン１内に送入されると、原料はロータリーキ
ルン内で焼成された後、クリンカ落ち口からクーラー２
に落ちて冷却され、半製品となる。燃料となる重油は、
重油タンク２０からポンプ１９によりバーナー４に輸送
され、ロータリーキルン１内に吹き込まれる。重油の供
給量は、ロータリーキルン１内の最高温度を観察しなが
ら流量計１８の計測値を参考にバルブ１７によって調節
される。ロータリーキルン１内に吹き込まれた重油は、
バーナー４から噴出される一次空気とクーラー２で熱交
換された二次空気とによって燃焼し、このとき発生する
排ガスは排ガス冷却塔５で冷却され、サイクロン６及び
バグフィルター７で除塵された後、煙突９から大気中へ
放出される。
いて説明する。図示しない原料供給設備から原料がロー
タリーキルン１内に送入されると、原料はロータリーキ
ルン内で焼成された後、クリンカ落ち口からクーラー２
に落ちて冷却され、半製品となる。燃料となる重油は、
重油タンク２０からポンプ１９によりバーナー４に輸送
され、ロータリーキルン１内に吹き込まれる。重油の供
給量は、ロータリーキルン１内の最高温度を観察しなが
ら流量計１８の計測値を参考にバルブ１７によって調節
される。ロータリーキルン１内に吹き込まれた重油は、
バーナー４から噴出される一次空気とクーラー２で熱交
換された二次空気とによって燃焼し、このとき発生する
排ガスは排ガス冷却塔５で冷却され、サイクロン６及び
バグフィルター７で除塵された後、煙突９から大気中へ
放出される。
【００１２】ここで、ポンプ１５により尿素水溶液タン
ク１６から尿素水溶液が二流体噴霧ノズル１０に送ら
れ、圧縮空気レシーバタンク１２からの圧縮空気によっ
て微粒化されてノズル先端からクリンカ落ち口へ向けて
ロータリーキルン１内へ噴霧される。この尿素水溶液に
より排ガス中に含まれるＮＯｘが低減される。
ク１６から尿素水溶液が二流体噴霧ノズル１０に送ら
れ、圧縮空気レシーバタンク１２からの圧縮空気によっ
て微粒化されてノズル先端からクリンカ落ち口へ向けて
ロータリーキルン１内へ噴霧される。この尿素水溶液に
より排ガス中に含まれるＮＯｘが低減される。
【００１３】このとき、制御部２７は、排ガスサンプラ
ー２３に接続されたＮＯｘ分析計２５からＮＯｘ濃度を
入力し、このＮＯｘ濃度が一定となるように、流量調節
弁１３の開度を調節してロータリーキルン１内への尿素
水溶液の注入量を制御する。ただし、以下に示すように
して尿素水溶液の注入量の最大値Ｑｍａｘ及び最小値Ｑ
ｍｉｎを設定し、これら最大値Ｑｍａｘ及び最小値Ｑｍ
ｉｎの範囲内で注入量の制御を行う。
ー２３に接続されたＮＯｘ分析計２５からＮＯｘ濃度を
入力し、このＮＯｘ濃度が一定となるように、流量調節
弁１３の開度を調節してロータリーキルン１内への尿素
水溶液の注入量を制御する。ただし、以下に示すように
して尿素水溶液の注入量の最大値Ｑｍａｘ及び最小値Ｑ
ｍｉｎを設定し、これら最大値Ｑｍａｘ及び最小値Ｑｍ
ｉｎの範囲内で注入量の制御を行う。
【００１４】図２のフローチャートに基づいて尿素水溶
液の注入量の最大値Ｑｍａｘ及び最小値Ｑｍｉｎの算出
方法について述べる。まず、制御部２７は、ステップＳ
１で流量計１８から重油の消費量Ｑｏを入力し、ステッ
プＳ２でこの重油消費量Ｑｏに基づいて排ガス中に発生
するＮＯｘ濃度ＣＮの予測を行う。図３に重油の消費量
を変化させて多数の燃焼実験を行ったときのＮＯｘ濃度
の実測値を示す。多数の実測値に基づいて重油の消費量
Ｑｏ（Ｌ／ｈ）に対するＮＯｘ濃度ＣＮ（ｐｐｍ）の回
帰式を求めると、図２の破線Ｌ１で示されるように、 ＣＮ＝８８．９３９＋０．５５３９８×Ｑｏ ・・・ 式１ となる。さらに、多数の実測値のほとんどは、 ＣＮ＝８８．９３９＋０．５５３９８×Ｑｏ±５０ ・・・ 式２ で示される直線Ｌ２とＬ３の間に位置することがわか
る。ＮＯｘ濃度ＣＮは、燃料の成分、燃焼条件等によっ
て変動するが、上述した図３の例のように、概ね重油の
消費量Ｑｏから、 ＣＮ＝ａ＋ｂ×Ｑｏ±ｃ ・・・ 式３ と予測できる。ただし、ａ，ｂ，ｃはそれぞれ定数を示
す。
液の注入量の最大値Ｑｍａｘ及び最小値Ｑｍｉｎの算出
方法について述べる。まず、制御部２７は、ステップＳ
１で流量計１８から重油の消費量Ｑｏを入力し、ステッ
プＳ２でこの重油消費量Ｑｏに基づいて排ガス中に発生
するＮＯｘ濃度ＣＮの予測を行う。図３に重油の消費量
を変化させて多数の燃焼実験を行ったときのＮＯｘ濃度
の実測値を示す。多数の実測値に基づいて重油の消費量
Ｑｏ（Ｌ／ｈ）に対するＮＯｘ濃度ＣＮ（ｐｐｍ）の回
帰式を求めると、図２の破線Ｌ１で示されるように、 ＣＮ＝８８．９３９＋０．５５３９８×Ｑｏ ・・・ 式１ となる。さらに、多数の実測値のほとんどは、 ＣＮ＝８８．９３９＋０．５５３９８×Ｑｏ±５０ ・・・ 式２ で示される直線Ｌ２とＬ３の間に位置することがわか
る。ＮＯｘ濃度ＣＮは、燃料の成分、燃焼条件等によっ
て変動するが、上述した図３の例のように、概ね重油の
消費量Ｑｏから、 ＣＮ＝ａ＋ｂ×Ｑｏ±ｃ ・・・ 式３ と予測できる。ただし、ａ，ｂ，ｃはそれぞれ定数を示
す。
【００１５】次に、制御部２７は、ステップＳ３で次式
４に基づいて煙突９の入口における排ガス量Ｅｇ（Ｎｍ
３／ｈ）を算出する。 Ｅｇ＝{((21/(21-PK)-1)×11.2+11.9)×0.9×Qo/60+2}×{(21-PK)/(21-PS)}× 60 ・・・ 式４ ここで、PK，PSはそれぞれロータリーキルン１のキルン
エンドにおける酸素分圧（％）、煙突９の入口における
酸素分圧（％）を示している。また、この式４の中の項
［((21/(21-PK)-1)×11.2+11.9)×0.9×Qo/60+2］はキ
ルンエンドにおける排ガス量（Ｎｍ３／ｈ）を表し、さ
らにこの項の中の［21/(21-PK)-1］は余剰空気比率を、
［11.2］は重油の理論燃焼空気量（Ｎｍ３／ｋｇ）を、
［11.9］は重油の理論燃焼排ガス量（Ｎｍ３／ｋｇ）
を、［0.9］は重油の比重を、［2］は原料から発生する
ＣＯ２及びＨ２Ｏ量（Ｎｍ３／ｍｉｎ）をそれぞれ示し
ている。また、［(21-PK)/(21-PS)］はリーク量を考慮
して煙突９での排ガス量に変換するための比率を示して
いる。
４に基づいて煙突９の入口における排ガス量Ｅｇ（Ｎｍ
３／ｈ）を算出する。 Ｅｇ＝{((21/(21-PK)-1)×11.2+11.9)×0.9×Qo/60+2}×{(21-PK)/(21-PS)}× 60 ・・・ 式４ ここで、PK，PSはそれぞれロータリーキルン１のキルン
エンドにおける酸素分圧（％）、煙突９の入口における
酸素分圧（％）を示している。また、この式４の中の項
［((21/(21-PK)-1)×11.2+11.9)×0.9×Qo/60+2］はキ
ルンエンドにおける排ガス量（Ｎｍ３／ｈ）を表し、さ
らにこの項の中の［21/(21-PK)-1］は余剰空気比率を、
［11.2］は重油の理論燃焼空気量（Ｎｍ３／ｋｇ）を、
［11.9］は重油の理論燃焼排ガス量（Ｎｍ３／ｋｇ）
を、［0.9］は重油の比重を、［2］は原料から発生する
ＣＯ２及びＨ２Ｏ量（Ｎｍ３／ｍｉｎ）をそれぞれ示し
ている。また、［(21-PK)/(21-PS)］はリーク量を考慮
して煙突９での排ガス量に変換するための比率を示して
いる。
【００１６】このようにして排ガス量Ｅｇを算出した
後、制御部２７はステップＳ４で次式５に基づいて尿素
水溶液の注入量Ｑｕ（Ｌ／ｈ）を算出する。 Ｑｕ＝〈NH3/NOx〉÷2×{Eg×CN×(21-PS)/(21-12)÷22.4×10-6}×60÷(Cu/1 00) ・・・ 式５ ここで、〈NH3/NOx〉はアンモニア／ＮＯｘモル比、CN
は酸素分圧１２％に換算したＮＯｘ濃度（％）、Cuは尿
素水溶液の濃度（％）をそれぞれ示している。また、こ
の式５の中に用いられた［2］は尿素１モルから得られ
るＮＨ３のモル数、［Eg×CN×(21-PS)/(21-12)÷22.4
×10-6］はロータリーキルン１のキルンエンドにおける
排ガス中のＮＯｘモル濃度、［(21-PS)/(21-12)］は酸
素分圧１２％でのＮＯｘ濃度をキルンエンドにおけるＮ
Ｏｘ濃度に変換するための比率を示している。
後、制御部２７はステップＳ４で次式５に基づいて尿素
水溶液の注入量Ｑｕ（Ｌ／ｈ）を算出する。 Ｑｕ＝〈NH3/NOx〉÷2×{Eg×CN×(21-PS)/(21-12)÷22.4×10-6}×60÷(Cu/1 00) ・・・ 式５ ここで、〈NH3/NOx〉はアンモニア／ＮＯｘモル比、CN
は酸素分圧１２％に換算したＮＯｘ濃度（％）、Cuは尿
素水溶液の濃度（％）をそれぞれ示している。また、こ
の式５の中に用いられた［2］は尿素１モルから得られ
るＮＨ３のモル数、［Eg×CN×(21-PS)/(21-12)÷22.4
×10-6］はロータリーキルン１のキルンエンドにおける
排ガス中のＮＯｘモル濃度、［(21-PS)/(21-12)］は酸
素分圧１２％でのＮＯｘ濃度をキルンエンドにおけるＮ
Ｏｘ濃度に変換するための比率を示している。
【００１７】さらに、制御部２７は、ステップＳ５で式
５に式２で表されたＮＯｘ濃度ＣＮの最大値及び最小値
を代入することにより、尿素水溶液の注入量の最大値Ｑ
ｍａｘ及び最小値Ｑｍｉｎを算出する。
５に式２で表されたＮＯｘ濃度ＣＮの最大値及び最小値
を代入することにより、尿素水溶液の注入量の最大値Ｑ
ｍａｘ及び最小値Ｑｍｉｎを算出する。
【００１８】ここで、具体的な計算例１及び２を以下に
示す。 計算例１ 計算例２ 重油消費量Ｑｏ（Ｌ／ｈ） ２２０．０ ２４０．０ ＮＯｘ濃度予測値ＣＮ（ｐｐｍ） ２１０．８ ２２１．９ 尿素水溶液注入量Ｑｕ（Ｌ／ｈ） ５３．０ ６０．７ キルンエンドの酸素分圧ＰＫ（％） ５．０ ５．０ 煙突入口の酸素分圧ＰＳ（％） １７．０ １７．０ 煙突入口の排ガス量Ｅｇ（Ｎｍ３／ｈ） １２６７７．０ １３７８６．０ 尿素水溶液濃度Ｃｕ（％） ３．０ ３．０ ＮＨ３／ＮＯｘモル比 １．０ １．０ 最大値Ｑｍａｘ（Ｌ／ｈ） ６５．６ ７４．４ 最小値Ｑｍｉｎ（Ｌ／ｈ） ４０．４ ４７．０
示す。 計算例１ 計算例２ 重油消費量Ｑｏ（Ｌ／ｈ） ２２０．０ ２４０．０ ＮＯｘ濃度予測値ＣＮ（ｐｐｍ） ２１０．８ ２２１．９ 尿素水溶液注入量Ｑｕ（Ｌ／ｈ） ５３．０ ６０．７ キルンエンドの酸素分圧ＰＫ（％） ５．０ ５．０ 煙突入口の酸素分圧ＰＳ（％） １７．０ １７．０ 煙突入口の排ガス量Ｅｇ（Ｎｍ３／ｈ） １２６７７．０ １３７８６．０ 尿素水溶液濃度Ｃｕ（％） ３．０ ３．０ ＮＨ３／ＮＯｘモル比 １．０ １．０ 最大値Ｑｍａｘ（Ｌ／ｈ） ６５．６ ７４．４ 最小値Ｑｍｉｎ（Ｌ／ｈ） ４０．４ ４７．０
【００１９】制御部２７は、このようにして算出された
最大値Ｑｍａｘ及び最小値Ｑｍｉｎの範囲内で尿素水溶
液の注入量の制御を行う。すなわち、例えばＮＯｘ分析
計２５で計測されたＮＯｘ濃度が高いために大量の尿素
水溶液の注入が必要と判断された場合でも、尿素水溶液
の注入量は最大値Ｑｍａｘで頭打ちとする。これは、Ｎ
Ｏｘ分析計２５における排ガス中のＮＯｘ濃度の計測に
３〜５分程度の時間を要するために、ＮＯｘ分析計２５
で得られた計測値が真のＮＯｘ濃度に遅れをとってお
り、ＮＯｘ分析計２５における計測値に基づいてそのま
ま尿素水溶液の注入量の制御を行うと、注入量の調整が
過剰となる惧れがあるからである。
最大値Ｑｍａｘ及び最小値Ｑｍｉｎの範囲内で尿素水溶
液の注入量の制御を行う。すなわち、例えばＮＯｘ分析
計２５で計測されたＮＯｘ濃度が高いために大量の尿素
水溶液の注入が必要と判断された場合でも、尿素水溶液
の注入量は最大値Ｑｍａｘで頭打ちとする。これは、Ｎ
Ｏｘ分析計２５における排ガス中のＮＯｘ濃度の計測に
３〜５分程度の時間を要するために、ＮＯｘ分析計２５
で得られた計測値が真のＮＯｘ濃度に遅れをとってお
り、ＮＯｘ分析計２５における計測値に基づいてそのま
ま尿素水溶液の注入量の制御を行うと、注入量の調整が
過剰となる惧れがあるからである。
【００２０】また、制御部２７は、排ガスサンプラー２
３に接続されたアンモニア分析計２６からＮＨ３濃度す
なわちリークアンモニア濃度を入力し、このリークアン
モニア濃度の計測値が所定値を越えた場合には、リーク
アンモニア濃度が所定値以下となるように尿素水溶液の
注入量を抑制する制御を上記のＮＯｘ濃度の制御に優先
して行う。これは、温度等の条件が不十分なときには、
尿素水溶液の注入量を増加してもＮＯｘ濃度の低減効果
が改善されない場合があり、この場合には大気へ放出さ
れる排ガス中のリークアンモニアの量が多くなるだけだ
からである。ただし、ＮＯｘ濃度の制御とリークアンモ
ニア濃度の制御との切り替えが頻繁になることを防止す
るために、例えばリークアンモニア濃度の１分間平均値
が３回連続して所定値を越えた場合に限りＮＯｘ濃度の
制御に優先してリークアンモニア濃度の制御を行い、逆
にリークアンモニア濃度の１分間平均値が３回連続して
所定値以下になった場合に限りリークアンモニア濃度の
制御に優先してＮＯｘ濃度の制御を行うようにするとよ
い。
３に接続されたアンモニア分析計２６からＮＨ３濃度す
なわちリークアンモニア濃度を入力し、このリークアン
モニア濃度の計測値が所定値を越えた場合には、リーク
アンモニア濃度が所定値以下となるように尿素水溶液の
注入量を抑制する制御を上記のＮＯｘ濃度の制御に優先
して行う。これは、温度等の条件が不十分なときには、
尿素水溶液の注入量を増加してもＮＯｘ濃度の低減効果
が改善されない場合があり、この場合には大気へ放出さ
れる排ガス中のリークアンモニアの量が多くなるだけだ
からである。ただし、ＮＯｘ濃度の制御とリークアンモ
ニア濃度の制御との切り替えが頻繁になることを防止す
るために、例えばリークアンモニア濃度の１分間平均値
が３回連続して所定値を越えた場合に限りＮＯｘ濃度の
制御に優先してリークアンモニア濃度の制御を行い、逆
にリークアンモニア濃度の１分間平均値が３回連続して
所定値以下になった場合に限りリークアンモニア濃度の
制御に優先してＮＯｘ濃度の制御を行うようにするとよ
い。
【００２１】実際に、セメントプラントを連続運転し、
初めの６時間は従来の方式による脱硝制御方法を適用
し、その後本発明による脱硝制御方法を適用したときの
煙突入口における排ガス中のＮＯｘ濃度及びＮＨ３濃度
を測定したところ、図４に示すような結果が得られた。
従来の方法で脱硝を行うと、尿素水溶液の注入量の追従
遅れによりＮＯｘ濃度及びＮＨ３濃度共に大きく変動し
たが、本発明のように最大値Ｑｍａｘ及び最小値Ｑｍｉ
ｎの範囲内で尿素水溶液の注入量の制御を行うことによ
りＮＨ３濃度の急増を抑制しつつ好適な脱硝制御が行わ
れていることがわかる。
初めの６時間は従来の方式による脱硝制御方法を適用
し、その後本発明による脱硝制御方法を適用したときの
煙突入口における排ガス中のＮＯｘ濃度及びＮＨ３濃度
を測定したところ、図４に示すような結果が得られた。
従来の方法で脱硝を行うと、尿素水溶液の注入量の追従
遅れによりＮＯｘ濃度及びＮＨ３濃度共に大きく変動し
たが、本発明のように最大値Ｑｍａｘ及び最小値Ｑｍｉ
ｎの範囲内で尿素水溶液の注入量の制御を行うことによ
りＮＨ３濃度の急増を抑制しつつ好適な脱硝制御が行わ
れていることがわかる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、重油の消費量等の変動が生じても、大気へ放出され
る排ガス中のＮＯｘ濃度及びリークアンモニア濃度の急
増を抑制して効果的な脱硝を行うことが可能となる。
ば、重油の消費量等の変動が生じても、大気へ放出され
る排ガス中のＮＯｘ濃度及びリークアンモニア濃度の急
増を抑制して効果的な脱硝を行うことが可能となる。
【図１】この発明の実施の形態に係る脱硝制御方法が適
用されたセメントプラントを示すフロー図である。
用されたセメントプラントを示すフロー図である。
【図２】尿素水溶液の注入量の最大値及び最小値を算出
する方法を示すフローチャートである。
する方法を示すフローチャートである。
【図３】重油の消費量に対する排ガス中のＮＯｘ濃度の
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図４】従来の脱硝制御方法と本発明による脱硝制御方
法をそれぞれ適用したときの煙突入口における排ガス中
のＮＯｘ濃度及びＮＨ３濃度を測定した結果を示す図で
ある。
法をそれぞれ適用したときの煙突入口における排ガス中
のＮＯｘ濃度及びＮＨ３濃度を測定した結果を示す図で
ある。
１ ロータリーキルン ４ バーナー ９ 煙突 １０ 噴霧ノズル １３ 流量調節弁 １４ 流量計（尿素水溶液用） １５，１９ ポンプ １６ 尿素水溶液タンク １７ バルブ １８ 流量計（重油用） ２０ 重油タンク ２１，２３ 排ガスサンプラー ２２，２４ 酸素分析計 ２５ ＮＯｘ分析計 ２６ アンモニア分析計 ２７ 制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金丸 正敏 千葉県佐倉市大作二丁目４番２号 秩父小 野田株式会社中央研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 大気へ放出される排ガス中のＮＯｘ濃度
が一定となるように燃焼炉で発生する排ガス中に尿素水
溶液を注入する方法において、 燃焼炉における燃料の消費量を検出し、 燃料消費量の検出値に基づいて排ガス中に発生するＮＯ
ｘ濃度を予測すると共にこの予測値から所定の範囲でＮ
Ｏｘ濃度の最大値及び最小値を設定し、 ＮＯｘ濃度の最大値及び最小値に対応する尿素水溶液の
注入量の最大値及び最小値を算出し、 注入量の最大値及び最小値の範囲内で排ガス中への尿素
水溶液の注入量を制御することを特徴とする脱硝制御方
法。 - 【請求項２】 大気へ放出される排ガス中のリークアン
モニア濃度を計測し、 リークアンモニア濃度の計測値が所定値を越えた場合に
リークアンモニア濃度が所定値以下となるように尿素水
溶液の注入量を制御することを特徴とする請求項１に記
載の脱硝制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9154898A JPH11527A (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 脱硝制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9154898A JPH11527A (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 脱硝制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11527A true JPH11527A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15594379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9154898A Pending JPH11527A (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 脱硝制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11527A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010048456A (ja) * | 2008-08-21 | 2010-03-04 | Takuma Co Ltd | 排ガス処理装置及び排ガス処理方法 |
| CN104932265A (zh) * | 2015-06-07 | 2015-09-23 | 陈亮 | 一种基于数学模型的烟气脱硝的控制系统 |
| CN106121796A (zh) * | 2016-08-23 | 2016-11-16 | 成都乾威科技有限公司 | 一种检测车辆尾气排放达标状态的方法及装置 |
| CN106296544A (zh) * | 2016-08-23 | 2017-01-04 | 成都乾威科技有限公司 | 一种车辆达标状态确定方法及系统 |
-
1997
- 1997-06-12 JP JP9154898A patent/JPH11527A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010048456A (ja) * | 2008-08-21 | 2010-03-04 | Takuma Co Ltd | 排ガス処理装置及び排ガス処理方法 |
| CN104932265A (zh) * | 2015-06-07 | 2015-09-23 | 陈亮 | 一种基于数学模型的烟气脱硝的控制系统 |
| CN104932265B (zh) * | 2015-06-07 | 2017-10-03 | 陈亮 | 一种基于数学模型的烟气脱硝的控制系统 |
| CN106121796A (zh) * | 2016-08-23 | 2016-11-16 | 成都乾威科技有限公司 | 一种检测车辆尾气排放达标状态的方法及装置 |
| CN106296544A (zh) * | 2016-08-23 | 2017-01-04 | 成都乾威科技有限公司 | 一种车辆达标状态确定方法及系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040224 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041215 |
|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041221 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050419 |