JPS6344924A - 排気ガスの脱硝処理方法 - Google Patents

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） 一般に、窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量が法的に規制さ
れているボイラーや加熱炉等にあっては、排気ガス中の
窒素酸化物量がかなり低減されるように工夫されている
が、かかる規制のないエンジンやガスタービンにあって
は、技術的に困難なこともあって、排気ガス中の窒素酸
化物量はさほど低減されておらず、したがって排気ガス
中の窒素酸化物を一次的に低減処理しておくことが必要
となる。本発明は、このようにディーゼルエンジン２ガ
スエンジンの如きエンジン又はガスタービンから排出さ
れる餠気ガス中の窒素酸化物を二次的に低減処理する方
法であって、特に、排気ガスを、これにアンモニアガス
を注入することによって、触媒の存在トで選択還元脱硝
処理させる方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、大型ボイラーや大型加熱炉から排出される排気ガ
スの脱硝処理方法として、第６図に示す如く、ボイラー
又は加熱炉６１−から煙突６２に至る排気ガスの排出管
路６３に、アンモニアガス貯溜装置６７からアンモニア
ガス注入管路６８を導いたアンモニアガス混合器６４、
適宜の触媒を内装した触媒塔６５及び排気ガスの熱を回
収する排熱回収装置６６を介設して、混合器６４内にお
いて排気ガスと注入管路６８から注入したアンモニアガ
スとを混合させた」−１窒素酸化物含有の排気ガスを、
触媒塔６５内触媒］ぐでアンモニアによって選択還元脱
硝処理させるようにする方法が良く知られている。

ところで、かかる脱硝処理方法にあって脱硝処理を効果
的に行わしめるためには、アンモニアガスの注入量を排
気ガス中の窒素酸化物濃度に応じて制御しておくことが
必要である。

そこで、従来にあっては、排出管路６３におけるアンモ
ニアガス混合器６４の１−流側部位及び触媒塔６５の下
流側部位に夫々窒素酸化物濃度検出器６９．７０を設け
ると共に、注入管路６８に流）１）調整弁７１を介設し
て、この流敏調整弁７１を、制御装置７２により、両検
出器６９．７０による検出値に応じて制御するようにし
ている。すなわち、制御装置７２により１両検出器６９
．７０によって検出された窒素酸化物濃度を比較して、
所定の脱硝率となるようにアンモニアガス注入量を制御
するのである。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、窒素酸化物濃度検出器６９．７０は回転数検
出器、温度検出器等の通常の検出器に比してかなり高価
なものであるから、上記した従来方法は、大型ボイラー
や大型加熱炉等における排気ガスの脱硝処理方法として
は採用し得ても、エンジン等における排気ガスの脱硝処
理方法としては、経済面からして到底採用し得ない。す
なわち大型ボイラー等においては、システム全体の設備
費に占める窒素酸化物濃度検出器６９．７０の設置費は
微々たるものであるが、エンジン等小型の設備において
は、窒素酸化物濃度検出器６９，７０の占める費用はか
なり大きなものとなる。

また、窒素酸化物濃度検出器６９．７０は精密機器であ
りかつ構造極めて複雑なものであるから、故障やサンプ
ルガス吸引系の詰まり等が生じ易く、適切なアンモニア
ガス注入量を確保できない虞れがある。特に、アンモニ
アガス注入量が過大となると、大景のリークアンモニア
を大気中に放出することになったり、アンモニアガス注
入個所の下流側に位置する排熱回収装置６内で酸性硫安
等が生成付着して、該装置６による作用を阻害するとい
った不都合を生じる。

しかも、排気ガス中の窒素酸化物濃度を窒素酸化物濃度
検出器６９．７０で直接検出することによってアンモニ
アガス注入量を制御させているため、制御システム自体
極めて複雑なものとなると共に、このことによって、」
二記問題は更に顕著となる。

本発明は、莫大な設備費を必要とすることなく、アンモ
ニアガス注入量を容易にかつ良好に制御し得て、ディー
ゼルエンジン、ガスエンジンの如き−日　− エンジンやガスタービンから排出され、る排気ガス中の
窒素酸化物量を効果的に低減処理できる排気ガスの脱硝
処理方法を提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の脱硝処理方法は、エンジン又はガスタービンか
ら排出される窒素酸化物濃度１の１１１４気ガスを、こ
れにアンモニアガスを注入することによって、触媒の存
在下で選択還元脱硝処理する場合において、特に、エン
ジン、タービンからＩＦ出される排気ガスに含まれる窒
素酸化物濃度がエンジン。

タービンの出力の１／２乗に略比例すること、したがっ
て排気ガス中の窒素酸化物濃度はエンジン等の出力によ
って間接的に検出できること及びエンジン等の出力はガ
バナーモータ位置１回転数。

発電機への入力、排気ガスの温度、ピー１〜ポンプ圧縮
機の容量制御弁位置によって間接的に検出できることに
着目して、エンジン、タービンの出力を間接的に検出し
、これに基づいてアンモニアガスの注入量を制御するよ
うにしたものである。

すなわち、第１−の発明は、アンモニアガスの注入量を
、エンジン等のメカニカルガバナー又はエレクトリック
ガバナーのガバナーモータ位置を検出して、これに応じ
て制御するようにしたことを特徴とする排気ガスの脱硝
処理方法である。

また第２の発明は、アンモニアガスの注入量を、エンジ
ンの回転数を検出して、その検出値に応じて制御するよ
うにしたことを特徴とする排気ガスの脱硝処理方法であ
る。

また第３の発明は、エンジン等が発電機を備えたもので
ある場合において、アンモニアガスの注入量を１発電機
の人力つまり発電機における励磁機の電圧・電流を検出
して、その検出値に応じて制御するようにしたことを特
徴とするＭｌ：気ガスの脱硝処理方法である。

また第４の発明は、アンモニアガスの注入量を、排気ガ
スの温度を検出して、その検出値に応じて制御するよう
にしたことを特徴とする排気ガスの脱硝処理方法である
。

さらに第５の発明は、ピー１〜ポンプの駆動用エンジン
から排出される排気ガスを脱硝処理させる場合において
、アンモニアガスの注入量を、冷媒圧縮機の容量制御弁
位置を検出して、これに応じて制御するようにしたこと
を特徴とする排気ガスの脱硝処理方法である。

（作用） 第１の発明によれば、エンジン等のガバナーモータ位置
を検出することによって、間接的にエンジン等の出力し
たがって排気ガス中の窒素酸化物濃度が検出されること
になるから、ガバナーモータ位置に基づいてアンモニア
ガス注入量を制御することは、結果的に排気ガス中の窒
素酸化物濃度に基づいてアンモニアガス注入量を制御す
ることとなる。したがって、排気ガスは、その含有窒素
酸化物濃度に応じた量のアンモニアガスを注入されるこ
とになって、効果的に脱硝処理され、排気ガス中の窒素
酸化物が良好に低減されることになる。

第２の発明によれば、エンジン等の回転数を検出するこ
とによって１間接的にエンジン等の出力したがって排気
ガス中の窒素酸化物濃度が検出されることになるから、
エンジン等の回転数に基づいてアンモニアガス注入量を
制御することは、結果的に排気ガス中の窒素酸化物濃度
に〕λづいてアンモニアガス注入量を制御することとな
る。したがって、排気ガスは、その含有窒素酸化物濃度
しこ応じた量のアンモニアガスを注入されること［二な
って、効果的に脱硝処理され、狙：気ガス中の窒素酸化
物が良好に低減されることになる。

第３の発明によれば、エンジン等の発電機における励磁
機の電圧・電流を検出することによって、間接的にエン
ジン等の出力したがって排気ガス中の窒素酸化物濃度が
検出されることになるから、発電機における励磁機の電
圧・電流つまり発電機の入力に基づいてアンモニアガス
注入量を制御することは、結果的に排気ガス中の窒素酸
化物濃度に基づいてアンモニアガス注入量を制御するこ
ととなる。したがって、排気ガスは、その含有窒素酸化
物濃度に応じた量のアンモニアガスを注入されることに
なって、効果的に脱硝処理され、排気ガス中の窒素酸化
物が良好に低減されることになる。

第４の発明によれば、エンジン等から排出される排気ガ
スの温度を検出することによって、間接的にエンジン等
の出力したがって排気ガス中の窒素酸化物濃度が検出さ
れることになるから、排気ガスの温度に基づいてアンモ
ニアガス注入量を制御することは、結果的に排気ガス中
の窒素酸化物濃度に基づいてアンモニアガス注入量を制
御することとなる。したがって、排気ガスは、その含有
窒素酸化物濃度に応じた量のアンモニアガスを注入され
ることになって、効果的に脱硝処理され。

排気ガス中の窒素酸化物が良好に低減されることになる
。

第５の発明によれば、ヒートポンプにおける圧縮機の容
量制御弁位置を検出することによって、間接的にヒート
ポンプを駆動するエンジンの出力したがって該エンジン
から排出される排気ガス中の窒素酸化物濃度が検出され
ることになるから、このように圧縮機の制御弁位置に基
づいてアンモニアガス注入量を制御することは、結果的
に排気ガス中の窒素酸化物濃度に基づいてアンモニアガ
ス注入量を制御することとなる。したがって、ｌ１１４
気ガスは、その含有窒素酸化物濃度に応じた量のアンモ
ニアガスを注入されることになって、効果的に脱硝処理
され、排気ガス中の窒素酸化物が良好に低減されること
になる。

（実施例） 以下、本発明を第１図〜第５図に示す各実施例に基づい
て具体的に説明する。

第１図は第１実施例を示した系統図であり、第１図にお
いて、１はディーゼルエンジン、ガスエンジン等のエン
ジン又はガスタービン（以下、第１〜第４実施例の説明
において「エンジン」と総称する）で、エンジン１の回
転数を制御し且つその回転数を安定させるための、ガバ
ナーモータ２ａによって駆動されるメカニカルガバナー
又はエレクトリックガバナー２が設けられている。３は
ガバナー２のガバナーモータ位置を検出するフィードバ
ックポテンショメータ等のガバナーモータ＝１１＝ 位置検出器である。４はアンモニアガス貯溜装置５から
アンモニアガス注入管路６を導いたアンモニアガス混合
器で、アンモニアガス注入管路６には減圧弁７及び流量
調整弁８が介装されている。

９は適宜の触媒を内装した触媒塔であり、１０は排気ガ
スの熱を回収する排熱回収装置である。１１はエンジン
１から順次アンモニアガス混合器４゜触媒塔９．排熱回
収装置１０を経て煙突１２に至る排気ガスの排出管路で
ある。」３は前記ガバナーモータ位置検出器３により検
出されたガバナーモータ位置に基づいて前記流量調整弁
８を制御する制御装置である。

第１実施例においては、注入管路６から混合器４内にア
ンモニアガスを注入させると共に、エンジン１から排出
された排気ガスを、混合器４．触媒塔９．排熱回収装置
１０を経て煙突１２から大気中に放出させる。排気ガス
は、混合器４内においてアンモニアガスとを混合された
上、触媒塔９内でつまり触媒下でアンモニアガスによっ
て選択還元脱硝処理される。

このとき、アンモニアガス注入量をガバナーモー位置に
応じて制御させる。すなわち、ガバナーモータ位置をガ
バナーモータ位置検出器３で検出して、これに基づいて
流量調整弁８を制御装置１３により制御させ、排気ガス
中の窒素酸化物濃度に応じた最適量のアンモニアガスを
排気ガスに混入させるのである。したがって、排気ガス
のアンモニアガスによる脱硝率は変化することなく、予
め設定した一定範囲に維持される。

また第２図は第２実施例を示した系統図であり、第２図
において、２１はエンジン１の回転数を検出する回転数
検出器であり、２２は回転数検出器２１によって検出さ
れたエンジン１の回転数に基づいて流量調整弁８を制御
する制御装置である。

なお、第１実施例と同一の部分については、第２図にお
いて第１図におけると同一の符号を付して、その詳細は
省略することとする。

第２実施例においては、アンモニアガス注入量をエンジ
ン１の回転数に応じて制御させる。すなわち、エンジン
１の回転数を回転数検出器２１で検出して、これに基づ
いて流量調整弁８を制御装置２２により制御させ、排気
ガス中の窒素酸化物濃度に応じた最適量のアンモニアガ
スを排気ガスに混入させるのである。

また第３図は第３実施例を示した系統図であり、第２図
において、３１−はエンジン１の発電機であり、３２は
発電機３１における励磁機の配線に介設した電流計又は
電流計及び電圧計等からなる発電機入力検出器であり、
；３３は発電機入力検出器３２によって検出された発電
機入力に基づいて流量調整弁８を制御する制御装置であ
る。なお、第１実施例と同一の部分については、第３図
において第１図におけると同一の符号を付して、その詳
細は省略することとする。

第３実施例においては、アンモニアガス注入量を発電機
入力に応じて制御させる。すなわち、発電機３１におけ
る励磁機の電圧・電流を発電機人力検出器３２で検出し
て、これに基づいて流量調整弁８を制御装置３３しこよ
り制御させ、排気ガス中の窒素酸化物濃度に応じた最適
量のアンモニアガスを排気ガスに混入させるのである。

また第４図は第４実施例を示した系統図であり、第４図
において、４１は排出管路１］−におけるエンジン１．
混合器４間の部位に設りられた、排気ガスの温度を検出
する温度検出器であり、４２は温度検出器４１によって
検出された排気ガス温度に基づいて流量調整弁８を制御
する制御装置である。なお、第１実施例と同一の部分に
ついては、第４図において第１図におけると同一の符号
を付して、その詳細は省略することとする。

第４実施例においては、アンモニアガス注入量を排気ガ
ス温度に応じて制御させる。すなわち、排気ガス温度を
温度検出器４１で検出して、これに基づいて流量調整弁
８を制御装置４２により制御させ、排気ガス中の窒素酸
化物濃度に応じた最適量のアンモニアガスを排気ガスに
混入させるのである。

さらに第５図は第５実施例を示した系統図であり、第５
図において、５１はエンジン駆動ヒートポンプであり、
５２はエンジン５３により駆動される冷媒圧縮機、５４
は凝縮器、５５は膨張弁、５６は蒸発器、５７は圧縮機
５２から順次凝縮器５４、膨張弁５５２蒸発器５６を経
て圧縮機５２に至る冷媒の循環流路であり、５８は圧縮
機５２の容量制御弁位置を検出する容量制御弁位置検出
器であり、５９は容量制御弁位置検出器５８によって検
出された圧縮機５２の容量制御弁位置に基づいて流量調
整弁８を制御する制御装置である。

なお、第１実施例と同一の部分については、第５図にお
いて第１図におけると同一の符号を付して、その詳細は
省略することとする。

第５実施例においては、アンモニアガス注入量を圧縮機
５２の容量制御弁位置に応じて制御させる。すなわち、
圧縮機５２の容量制御弁位置を容量制御弁位置検出器５
８で検出して、これに基づいて流量調整弁８を制御装置
５９により制御させ、エンジン５３から排出される排気
ガス中の窒素酸化物濃度に応じた最適量のアンモニアガ
スを排気ガスに混入させるのである。

（発明の効果） 以上の説明から容易に理解されるように、本発明の脱硝
処理方法によれば、排気ガス中の窒素酸化物濃度を直接
検出することなく、エンジン又はガスタービンの出力し
たがってガバナ−モータ位置９回転数２発電機への入力
、排気ガスの温度。

ヒートポンプ圧縮機の容量制御弁位置を検出し、これに
基づいてアンモニアガス注入量を制御することによって
、排気ガス中の窒素酸化物濃度に応じた量のアンモニア
ガスを注入させるようにしたから、従来方法をエンジン
又はガスタービンの排気ガス脱硝処理に適用した場合に
比して、設備費を大幅に削減することができ、しかも安
定且つ良好な脱硝処理を行うことができると共に、アン
モニアガス注入量の制御も極めて簡単に行いうる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は夫々本発明の第１〜第５実施例を示す
系統図であり、第６図は従来技術を示す系統図である。 １−・・・エンジン又はガスタービン、２・・・ガバナ
ー、２ａ・・・ガバナーモータ、３・・・ガバナーモー
タ位置検出器、４・・・アンモニアガス混合器、５・・
・アンモニアガス貯溜装置、６・・・アンモニアガス注
入管路、８・・・流景調整弁、９・・・触媒塔、１０・
・・排熱回収装置、１１・・・排気ガスの排出管路、１
２・・・煙突、１３，２２，３３，４２．５９・・・制
御装置、２］−・・・回転数検出器、３１・・・発電機
、３２・・・発電機入力検出器、４１・・・温度検出器
、５１・・・ヒートポンプ、５２・・・冷媒圧縮機、５
３・・・ヒー１へポンプ駆動用エンジン、５８・・・圧
縮機の容量制御弁位置検出器。 特許出願人　　株式会社　タクマ 代　理　人　　弁理士　岩越重Ｍ［（他１名）＝１９−

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジン又はガスタービンから排出される窒素酸
   化物含有の排気ガスを、これにアンモニアガスを注入す
   ることによって、触媒の存在下で選択還元脱硝処理させ
   る場合において、アンモニアガスの注入量を、前記エン
   ジン等のメカニカルガバナー又はエレクトリックガバナ
   ーのガバナーモータ位置を検出して、これに応じて制御
   するようにしたことを特徴とする排気ガスの脱硝処理方
   法。
2. （２）エンジン又はガスタービンから排出される窒素酸
   化物含有の排気ガスを、これにアンモニアガスを注入す
   ることによって、触媒の存在下で選択還元脱硝処理させ
   る場合において、アンモニアガスの注入量を、前記エン
   ジン等の回転数を検出して、その検出値に応じて制御す
   るようにしたことを特徴とする排気ガスの脱硝処理方法
   。
3. （３）発電機を付設したエンジン又はガスタービンから
   排出される窒素酸化物含有の排気ガスを、これにアンモ
   ニアガスを注入することによって、触媒の存在下で選択
   還元脱硝処理させる場合において、アンモニアガスの注
   入量を、前記発電機における励磁機の電圧・電流を検出
   して、その検出値に応じて制御するようにしたことを特
   徴とする排気ガスの脱硝処理方法。
4. （４）エンジン又はガスタービンから排出される窒素酸
   化物含有の排気ガスを、これにアンモニアガスを注入す
   ることによって、触媒の存在下で選択還元脱硝処理させ
   る場合において、アンモニアガスの注入量を、前記排気
   ガスの温度を検出して、その検出値に応じて制御するよ
   うにしたことを特徴とする排気ガスの脱硝処理方法。
5. （５）ヒートポンプの駆動用エンジンから排出される窒
   素酸化物含有の排気ガスを、これにアンモニアガスを注
   入することによって、触媒の存在下で選択還元脱硝処理
   させる場合において、アンモニアガスの注入量を、前記
   ヒートポンプにおける冷媒圧縮機の容量制御弁位置を検
   出して、これに応じて制御するようにしたことを特徴と
   する排気ガスの脱硝処理方法。