JPS58143825A - アンモニア注入量制御装置 - Google Patents

アンモニア注入量制御装置

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JPS58143825A
JPS58143825A JP57026097A JP2609782A JPS58143825A JP S58143825 A JPS58143825 A JP S58143825A JP 57026097 A JP57026097 A JP 57026097A JP 2609782 A JP2609782 A JP 2609782A JP S58143825 A JPS58143825 A JP S58143825A
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JP
Japan
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circuit
signal
concentration
flow rate
calculation
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Pending
Application number
JP57026097A
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English (en)
Inventor
Shigeo Watanabe
成夫 渡辺
Toshimichi Wada
和田 敏道
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Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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Publication date
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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】 本発明はアンモニア注入数制御装置に係り、特に排ガス
脱硝装置において入ロガス粂件の変動時にも1110ガ
スの窒素酸化物(N0x)濃度の変動を小さくすること
ができ、かつ負荷追従性の良好なアンモニア(NH3)
注入叶制御装置に関する。
従来の脱硝装置のN1−1 s注入制御方法を第1図お
よび第2図に従って説明する。ここでは、脱硝処理ガス
源としてボイラ排ガスを例にとった場合について説明す
る。
第1図の方法は、itη上必要NH3流敗信号14と、
実際のN1(3流量信号15との偏差から調節回路8お
よび調節弁9を介して自動的にNH3注大量を制御する
ものである。すなわち、入ロNO工濃度検出器1で検出
されたNOx信号11と空気流量検出器2(これは、空
気流量のみならず、燃料流量、チューブバンクの差圧等
、被処理ガス量として換嘗:できるものであれば、イロ
1れでもよい)で検出された信号12を関数変換器3で
変換した信号とを、乗算器4で掛は合わせた信号13に
、比率設定器15で任意の比率を掛けて計算上必要NH
3流量信号14とし、その信号14と実際のNH3流量
信号15との差が小さくなるよ5 VC、NH3流量調
節回路8でNH3流量調節弁9の開度調整を行なわせ、
NFI3ガス配管10のN)b 6人量を自動制御する
ものである。ここで、脱硝装置の運用方法には、(1)
[NH3)]/[NO,E等モル比違転、(2)脱硝率
一定運転、(3)出ロNOニ一定運転等の方法が有るが
、それらは関数変換器3と比率設定器50組み方で対応
できるものであり、以下の説明では、代表例として出口
N01一定運転の場合について述べる。
さて、出ロNOニ一定運転の場合には、各負荷定常時に
おいて出口NOx濃度が一定になるように関数変換器3
および比率設定器5を設定するため、負荷静定時には、
出ロ■工濃度は一定となる。しかしながら、一般に化学
反応は反応条件の変化に対し若干の遅れを生じろ。第3
図は、入ロNo工濃度17に対し入口NI(3濃度18
を変化させた場合の出ロNo工濃度19の変化を示した
ものであるが、触媒上の脱硝反応においては、注入NI
(3条件を変化させた場合に出口N0xI11度の変化
に若干の遅れを生じることが分る。このため、Noxt
4:に見合った分だけNH3を注入するという第1図の
制御方法では、負荷変動時、出口No工に大きな変動を
生じるという欠点がある。
第4図に示す負荷特性(定常状態)をもつ装置において
は、負荷に動時の出口NOx変動は第5図のようになる
。図中、17は入口N0xa度、18.18Aは人口N
H3濃度、19は出口NOx濃度、20はガス量、21
はガス温度、22は(NHa ]/ (No。
〕モル比、23は脱硝率、24は負荷、25.25Aは
NH,注入量、26.26Aは出口NOx量度をそれぞ
れ示す。図示するように、負荷変動時のNOx量変化1
7に追従して必要NH3量25が注入されても、第3図
の反応遅れがあるため、出ロNo工濃度26が負荷変動
時に大きく変動することがわかり、前記の制御方法は負
荷追従性に欠点があることがわかる。
第2図のNH,注入制御装置は、上記欠点を改善するた
めに、第1図の制御系にN1−I、の先行注入回路を設
置したものである。この先行注入回路は負荷変動時等、
入ロNO工′a贋の変化率が大きい場合にN)■、先行
注入回路が働くものであり、具体的には、第5図中の破
線で示すように、NOx#度上昇時には上昇開始時にN
i−13を過多注入し、NOx濃度下降時には、下降開
始時にNH3を過少注入することによって、出口NOx
濃度26Aの変動幅を小さくするものである。
ところでこのN1−13先行注入の考え方は、使用する
触媒」−の脱硝反応がNo□濃度に律速されるという基
本的考え方に立っているものであるが、一般的な脱硝触
媒では、反応はNHs濃度律速であり、第2図の制御方
法では、NO工濃度の変化方向とM濃度の変化方向とが
異なる場合に問題を生じる場合がある。例えば、第6図
に示すような負荷特性(定常状態)をもつ装置では、低
負荷帯において、NOア濃度の変化方向とN1(1濃度
の変化方向とが逆になる場合がある。そこでNHa濃度
律速の触媒を使用した場合、第2図の制御系を使用する
と、第7図に示すように正負逆の先行信号25Aが入り
、図中27に示すように出口NO,の変動が逆に太きく
なってしまい、負荷追従性に問題を生じる。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、負
荷変動等入口ガス条件変動時でも、出口NOx濃度の変
動を小さくすることができる、負荷追従性の良好なNH
3注入針制御装置を提供することにある。
本発明は、窒素酸化物を含有するガスを処理する乾式脱
硝装置で還元剤として注入するアンモニア(↑[3)量
を計算上の必要NHs流量信号と実際のNH3流量信号
との偏差がらNH3流量調節回路を介して自動的に制御
するアンモニア注入制御装置において、上記NHs流量
調節回路に、上記計算上必要N)(a流計信号の急変時
に作動するNf(3先行注入回路を設け、該先行回路を
上記計算上必要NT(3濃度(または流量)信号により
作動するようにしたことを特徴とする。
本発明において、上記先行回路に上記唱薯上必要間(3
#度(または流f)の変化率の検出部を設け、その検出
値が設定変化率を越えた場合に棟(3先行注入回路が作
動するように構成することが好ましい。
以下、本発明を第8図、第9図および第10図によりさ
らに詳細に説明する、この場合も脱硝被処理ガス源とし
てボイラJJFガスを例にとって説明する。
第8図ないし第10図において、先行回路16が動作し
ないボイラ負荷靜定時のNH3注入制御方法は、前述の
従来技術と同様であるので説明を省略する。また、先行
回路16自体は、第2図と同様であるが、従来例と異な
る点は、先行回路作動の判定用信号として、計算上必要
NH,濃度信号(または↑徂、流量信号)を使用する点
である。これは、第2図の従来例では、反応の遅れが入
ロNO工濃度に支配されているとの考え方に基いていた
のに対し、本発明では、反応の遅れは注入NH,濃度に
支配されているとの考え方に基ずくためである。
この点において本発明は従来の制御方法とは根本的に異
なる。
第8図において、計算上必要NH3濃度信号28は、空
気流着信号12(従来技術で述べたように排ガス量が算
出できる信号であれば何れでも良い)を関数変換器29
により排ガス並着に変換した信号31で計算上必要Nf
(3流歌信号14を除算器3゜で除して求められる。ま
た、その他の方法上しては、第9図に示すように、入口
Noxmm:信号11を関数変換器32により計算上必
要NH,濃度信号28に変換してもよい。さらに簡単な
方法としては、第10図に示すように、計算上必要NH
s流轍信号[4を計算上必要NH3111!度とみなし
、この信号14をそのまま1”T)(3注入光行回路1
6に導いてもよい。
なお、NHs先行注入の内容としては、第11図(イ)
、(ロ)、(ハ)、に)に示すような種々の注入方法(
図中、33は計算上必要NHs流に134は実際のN1
13流葉、35は先行回路による変化を示す)があるが
、これら先行注入パターンの選択は、そのボイラの負荷
変化特性藷よび使用する触媒の特性によって決定される
べきである。いずれの注入パターンをとるにしても、本
発明においては、計算上必要NH3濃度急増時にNl(
3過多注入され、またR1算上必要NHm m変態減時
に間(、が過少注入されることになる。
このようなNH3先行注入回路を設置し、出ロNO工濃
度一定運転をした場合の、負荷追従性の例を第12図お
よび第13図に示す。第12図は第4図の負荷特性(定
常状態)をもつ装置の場合、第13図は第6図の負荷特
性をもつ装置の場合である。
図中、18Bは入口IGI 3濃度、25BはNHs注
入駿、26Bは出口NO,fi度、36は出口NHs濃
度を示す。
上図から明らかなように、NH3が反応律速である一般
的な脱硝触媒を使用した脱硝装置において、本発明のN
Hx注入制御方式を採用すれば、どのような負荷特性の
場合でも、負荷変動等の入口条件変動時において出口N
Ox濃度26Bの変動幅を小さくすることができ、安定
した脱硝性能を得ることができる。このようにして通常
のボイラ排ガス処理であれば、出口NOx濃度の変動幅
は、12〜31)声程度に抑えることが可能である。
なお、第12図、第13図には、反応器量0NH3(9
) 濃度36も併せて示しであるが、負荷変動時、過多注入
されたN′H3は触媒上に蓄えられているため、負荷上
昇、下降時とも大きな変動は生じず、全体のNHs注入
量は、先行回路の有無に関らず一定であり、これによる
運転コストの増加もない。また上記実施例は、出口NO
x一定運転の場合について述べたものであるが、本発明
は脱硝率一定運転、[NI(3] / 〔N013モル
比一定運転の場合においても全く同様に適用することが
でき、また脱硝処理ガス源は、ボイラ以外にガスタービ
ン排ガス処理の場合、・その他燃焼ガス等、NOXを含
むガスを処理する場合にも適用される。
以上、本発明によれば、負荷変動等、入口ガス条件変動
時でも、脱硝反応器出口NOx濃度の変動を抑えた安定
した運転が可能になる。また還元剤として注入するNH
3の経済性も考慮したNf−I 3注入も可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は、それぞれ従来のNHa注入制御
装置の系統図、第3図は、触媒上の脱鞘反(10) 6如おいて注入NH3条件が変化した場合の出ロNO工
濃度の変化遅れの概念図、第4図、第6図は、定常状態
での負荷特性の概念図、第5図は、第4図の負荷特性を
もつ装置での第1図、第2図の制御方法での負荷追従性
の概念図、第7図は、第6図の負荷特性をもつ装置にお
ける同上の概念図、第8図、第9図および第10図は、
それぞれ本発明によるNH,注入制御装置の実施例を示
す系統図、第11図(イ)、(ロ)、(ハ)、に)は、
それぞれ負荷変動時の割算上必要NH1濃変態変時の先
行注入パターンの概念図、第12図および13図は、本
発明のNHs注入制御を採用した場合の脱硝装置負荷追
従性を示す運転概念図である。 1・・・脱硝装置入口NO工濃度検出器、2・・・ボイ
ラ空気流量検出器、7・・・実際のNHs流量検出器、
8・・−NHs流を調節回路、12・・・空気流量信号
、14・・・計算上必要NH3流量信号、16・・・N
Hs先行注入回路、28・・・計算上必要N)(3濃度
信号、30・・・除算器、32・・・関数発生器。 代理人 弁理士  川 北 武 長 (11) 第3図    第4図 第1図 第2図 第7図 負荷 第5図    第6図 時間     q河 第8図 第9図 第10図 第11図 第12図    第13図 時間           時間

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)窒素酸化物を含有するガスを処理する乾式脱硝装
    置で還元剤として注入するアンモニア(N)I*>tn
    を計算上の必要NH3流量信号と実際のNH3流醍信号
    との偏差からNH3流1流部調節回路して自動的に制御
    するアンモニア注入量制御装置において上記N1(3流
    量調節回路に、上記計算上必要N113流址信号の急変
    時に作動するNH3先行注入回路を設け、該先行回路を
    上記計算上必要NI(s濃度(または流t)信号により
    作動するようにしたことを特徴とするアンモニア注入量
    制御装置。 (2、特許請求の範囲第1項において、上記先行回路は
    上記計算上必要NH38度(または流量)の変化率の検
    出部を有し、その検出部が設定変化率を越えた場合にN
    Hs先行注入回路が作動するようにしたことを特徴とす
    るアンモニア注入量制御装置。
JP57026097A 1982-02-22 1982-02-22 アンモニア注入量制御装置 Pending JPS58143825A (ja)

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Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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