JPS637086B2 - - Google Patents
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- JPS637086B2 JPS637086B2 JP56025165A JP2516581A JPS637086B2 JP S637086 B2 JPS637086 B2 JP S637086B2 JP 56025165 A JP56025165 A JP 56025165A JP 2516581 A JP2516581 A JP 2516581A JP S637086 B2 JPS637086 B2 JP S637086B2
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Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
Description
本発明は、コークス炉排ガス中の窒素酸化物
（以下NOxと称する）を除去する際に、排ガ中の
NOxの濃度の変動に応じてアンモニアの添加量
を制御する制御装置に関するものである。 NOxは燃焼によつて必然的に発生するもので、
近年、光化学オキシダントの主要因物質として注
目されており、これを除去する方法が種々開発さ
れている。なかでも、アンモニアによる選択的接
触還元法は生成物が窒素と水であり、そのまま大
気中に放散でき、また比較的プロセスが簡略であ
る等の利点を有するため、排煙脱硝法の有力な方
法としてその開発が最も先行している。この場
合、この種のアンモニアによる選択的接触還元法
では、還元剤として使用するアンモニアの供給量
の制御が問題であり、現在、ボイラー等の比較的
排ガス組成や流量等の条件が一定しているもの、
もしくはその変動の緩慢なものに対しては、燃
焼量と発生するNOx量の関係を把握し、燃料の
使用量からフイードバツクしてアンモニア供給量
を制御する装置、及び排ガス中のNOx濃度を
分析計で直接測定し、これをフイードバツクして
NOx量に比例したアンモニア量を供給する装置、
等の制御装置が採用されている。 しかるに、これらの制御装置は、分析計、調節
弁等の時間遅れのために、アンモニアの適正量を
供給し得ない場合が生じる。即ち、排ガス組成や
流量等の変動が緩慢な場合は、時間遅れを比較的
吸収できるが、急激な変動に対しては十分追随せ
ず、アンモニアの目的とする量を供給できない。
このため、NOx量に対してアンモニアが過少と
なり、脱硝率の著しい低下を招いたり、またアン
モニアが過剰となつて、脱硝率の行きすぎと未反
応アンモニアの増加を生じ、この未反応アンモニ
アにより硫安、酸性硫安等の生成や２次公害の発
生を招き装置の腐食が生じると共に、経済性にも
問題がある等の不都合が生じる場合があつた。 本発明者らは、コークス炉排ガス中のNOxを
除去するに際し、アンモニアによる選択的接触還
元法を採用する場合について種々検討を行つた結
果、コークス炉排ガスが20〜40分毎に組成、流量
等の面でも急激な変動を繰返し、例えば排ガス成
分のうちでも特にO2が3.0〜5.0％から８〜14％
に、SO2が70〜100ppmから150〜250ppmに、更
にNOxが30〜50ppmから250〜450ppmにそれぞ
れ大きく変動し、また組成の変動の速度は、本発
明者らの測定した例によれば、変動の初期に
NOxが320ppmから38ppmに38秒という短時間で
減少し、その後NOx濃度が徐々に増加するとい
う経過をたどり、このため前記もしくはの制
御装置によりアンモニア供給量を制御する場合に
は、変動の初期におけるNOx濃度の減少に対し
て制御系が追随せず、従つてこれらの装置によつ
ては良好なNOx処理を行い難いが、脱硝用触媒
は還元剤としてのアンモニアをその表面や内部に
吸着する能力を有しているため、アンモニアの供
給を一時停止しても触媒に吸着されているアンモ
ニアの影響で脱硝能力が零になることなく、この
吸着アンモニアによりコークス炉排ガスのNOx
の濃度が急激に低下したNOxに対しては良好に
処理されること、換言すれば、急激なNOx濃度
減少時に、そのNOx濃度に対して何らかの装置
により正確に追従してアンモニアを供給すれば、
かえつてアンモニア過多となり未反応アンモニア
が生ずることを知見し、さらに、コークス炉排ガ
スのNOx処理に際しては、例えばコークス排ガ
スの変動周期に合せてタイマーを設定し調節弁の
入力信号をオン−オフさせて、NOx濃度の急激
な低下が生じる直前にアンモニア供給の停止及び
NOx濃度がその下限値を過ぎた後にアンモニア
供給の再開を動作させるようにし、しかも好まし
くはアンモニア供給時にはPID動作による制御を
行うことにより、コークス炉排ガスの脱硝処理が
初めて効果的に行われることを知見し、本発明を
なすに至つたものである。 即ち、本発明はコークス炉排ガス中のNOxを
アンモニアを還元剤として接触還元法によつて処
理する排煙脱硝方法において、前記排ガス中の
NOx濃度の急激な低下が生じる直前にアンモニ
アの供給を停止すると共に、NOx濃度がその下
限値を過ぎた後にアンモニアの供給を開始するこ
とにより、急激なコークス炉排ガスの変動にもか
かわらず、それに応じたアンモニア量を供給し、
良好な脱硝率を得ることができると共に、未反応
アンモニア量を極力少なくし、２次公害の発生を
防ぐことができ、有効にアンモニア供給量を制御
して効果的かつ経済的にNOx除去を行うことが
できるアンモニアの添加量制御装置を提供するこ
とを目的とする。 以下、本発明を図面を参照して詳しく説明す
る。 第１図は、本発明に係るアンモニア制御装置の
一実施例を示すもので、図中１はコークス炉排ガ
ス中のNOxを処理するための反応塔で、その内
部に所定の触媒、例えば卑金属系触媒が充填され
ており、この反応塔１の一端には所定時間毎に切
換えのあるコークス炉の排ガスが導入される入口
ダクト２が接続していると共に、他端には出口ダ
クト３が接続している。４は出口ダクト３の所定
箇所に挿入された差圧検出器（例えばアニユーバ
流量検出器）、５はこの差圧検出器４で測定され
た差圧を送る差圧伝送器、６はこの差圧のmA信
号をＶ信号に変換するデイストリビユータであ
る。また、７は前記出口ダクト３に挿入された熱
電対で、この熱電対７で測定された温度のmV信
号が熱電温度変換器８でＶ信号に変換される。Ｖ
信号に変換された差圧流量と温度は温度補正演算
器９で除算されて、標準状態における差圧流量と
して開閉演算器１０に送られ、標準状態の排ガス
流量が算出される。 １１は乗除演算器で、前記開閉演算器１０から
送られる出力と、前記入口ダクト２に分岐管２ａ
を介して連結されたNOx分析計１２によりこの
分岐管２ａを通つて分析計１２に導びかれた排ガ
スを分析して求めたNOx濃度とが前記乗除演算
器１１にて乗算され、反応塔１に入る総NOx量
が算出される。乗除演算器１１の出力信号Ｖは電
空変換器１３によつて空気信号Kg／cm2に変換さ
れ、次いで比率設定器１４に入れ、ここで総
NOx量に対して何倍のアンモニアガスを供給す
るかが決められる。 １５は一端がアンモニア供給源（図示せず）と
連結され、他端が入口ダクト２に連結されたアン
モニア供給導管で、その導管１５にアンモニアの
流量を検出するアンモニア流量計（例えば面積式
流量計）１６が介装されている。この流量計１６
による測定値は、二乗演算器１７を経た後、圧力
補正演算器１８において絶対圧力伝送器１９から
のアンモニアガス圧力に基ずいて圧力補正を行
い、更に熱電対７ａで検出された温度信号mVを
抵抗空気変換器２１で空気信号に変換されて得ら
れたアンモニアガス温度に基ずいて温度補正演算
器２０で温度補正し、次いで開閉演算器２２を経
て流量記録周節計２３に入る。この流量記録調節
計２３では、前記比率設定器１４で算出された供
給アンモニア量とアンモニア量の実流量（開閉演
算器２２からの出力）の偏差を修正し、前記アン
モニア供給導管１５に介装されたアンモニア流量
調節弁２４を動かす。この場合、調節計２３で用
いられる一般的制御動作はPID動作である。 ２５は前記調節計２３と調節弁２４との間に介
装された３方電磁弁、２６はタイマーでこのタイ
マー２６は２個のタイマーT1及びT2よりなり、
これらタイマーT1，T2のオン−オフ動作で電磁
弁２５を介して調節弁２４が開閉される。即ち、
一方のタイマーT1がオンの時に他方のタイマー
T2はオフとなり、逆に一方のタイマーT1がオフ
の時に他方のタイマーT2がオンになるようにな
つており、一方のタイマーT1がオンの時に第２
図に示すように調節弁２４が開いてアンモニアガ
スが供給され、かつ調節弁２４は調節計２３によ
りNOx量に比例したアンモニア供給量制御信号
を受けて作動してアンモニア供給量が調節され、
また他方のタイマーT2がオンの時に調節弁２５
が閉じてアンモニアガスが停止されかつ調節計２
３からの信号が遮断されるようになつている。な
おタイマーT1がオンである時間、従つてタイマ
ーT2がオフでアンモニアガスが供給されている
状態の時間ａ、及びタイマーT2がオンである時
間、従つてタイマーT1がオフでアンモニアガス
の供給が停止されている時間ｂは脱硝率、未反応
アンモニア量、分析計の応答速度等によつて適宜
決定される。この場合、時間ａ＋ｂはコークス炉
排ガスの変動の１サイクルに相応して決定され、
かつタイマーT2がオフになる時間ｂの初めは排
ガス中のNOx濃度が減少する変動の初期の直前
に設定され、また時間ｂの終りは排ガス中の
NOx濃度が増加しつつある所定時期に設定され
る。なお、図中２７は減圧弁である。 次に上記のごとく構成されたアンモニア添加量
制御装置の動作を説明する。まず、所定時間毎に
切替えのあるコークスの切替えの１サイクルをタ
イマー２６の１サイクルとし、かつ例えばコーク
ス炉の切替モータの始動を基準時間設定のベース
として選定し、一方のタイマーT1がオンからオ
フに切替り他方のタイマーT2がオフからオンに
切替る時期をNOx量の変動が脱硝装置にあらわ
れる前に設定し、また一方のタイマーT1がオフ
からオンに切替り他方のタイマーT2がオンから
オフに切替る時期をNOx濃度が下限のピークを
過ぎ上昇し始めた所定時期に設定すると共に、タ
イマーT1及びT2のそれぞれがオンである時間ａ，
ｂを決定する。そしてコークス炉排ガスを入口ダ
クト２より反応塔１内に導き、排ガス中のNOx
をアンモニア供給導管１５を通つて入口ダクト２
より反応塔１内に導びかれるアンモニアガスと反
応塔１内に充填された触媒の作用で窒素と水とに
分解、処理し、処理ガスは出口ダクト３より系外
に排出する。この間において、通常の状態ではタ
イマーT1がオンの状態にあり、この場合、アン
モニアガスの供給がNOx濃度に比例した供給量
を持つて連続的になされる。即ち出口ダクト３内
を流れる処理ガスの流量が差圧検出器４により検
出され、この検出器４で測定された差圧は差圧伝
送器５を経てデイストリピユータ６でmA信号が
Ｖ信号に変換されると共に、前記処理ガスの温度
が熱電対７で測定され、これが熱電温度変換器で
mA信号よりＶ信号に変換され、これらＶ信号に
変換された差圧流量と温度が温度補正演算器９で
除算され、開閉演算器１０で標準状態の排ガス流
量が算出される。これと同時に、入口ダクト２を
流れる排ガス中のNOx濃度がNOx分析計１２に
よつて検出され、このNOx濃度と前記開閉演算
器１０からの出力（排ガス流量）とが乗除演算器
１１により集算されて反応塔１に流入する総
NOx量が算出され、電空変換器１１でＶ信号が
空気信号Kg／cm2に変換され、比率設定器１４で総
NOx量に対するアンモニアガスの供給量が決定
される。一方、アンモニア供給導管１５を流れる
アンモニアの流量がアンモニア流量計１６により
検出され、これは二乗演算器１７を経て、圧力補
正演算器１８及び温度補正演算器２０でそれぞれ
絶対圧力伝送器１９及び熱電対７ａ、抵抗空気変
換器２１よりの信号に応じて圧力補正及び温度補
正され、開閉演算器２２より流量記録調節計２３
に入る。ここで、前記比率設定器１４で算出され
た供給アンモニア量とアンモニアの実流量との偏
差が修正され、これに応じて調節弁２４が動かさ
れ、PID動作によりアンモニア供給量が反応塔１
内に導入されるNOx量に比例して制御される。 而して、通常は上記のごとくコークス炉より排
出される排ガスの脱硝処理が行われるものである
が、コークス炉の可動中、コークス炉の切替えが
定期的に行われ、この切替時に排ガス組成、流量
等の急激な変動（特にNOx濃度の急激な低下）
が生じる。この場合、上記したようにあらかじめ
設定したタイマー２６が変動し、前記変動のあら
われる前にタイマーT1がオンからオフに切替る
と共にタイマーT2がオフからオンに切替り、電
磁弁２５が作動して調節計２３と調節弁２４との
間の信号が遮断され、調節弁２４が閉じてアンモ
ニアの供給が停止される。このように、変動の初
期にNOx濃度の急激な変動に応じてアンモニア
の供給が停止されるが、脱硝用触媒は還元剤とし
てのアンモニアをその表面や内部に吸着する能力
を有しているため、アンモニアの供給を停止して
も触媒に吸着されているアンモニアの影響で脱硝
能力が零になることはなく、この吸着アンモニア
により変動によつて急激に濃度の低下したNOx
が良好に処理され、このような変動にもかかわら
ずほぼ変動前と同様の脱硝効率が達成されると共
に、NOx濃度減少時のアンモニア過剰供給が停
止され、未反応アンモニアの増加を防止すること
ができる。 そして、NOx濃度が最低ピークを過ぎた後は、
NOx濃度は徐々に増加していくが、この場合ピ
ーク後の所定時期にあらかじめ設定されたタイマ
ー２６が作動し、タイマーT1がオフからオンに
切替ると共にタイマーT2がオンからオフに切替
り、電磁弁２５が作動し、調節計２３と調節弁２
４とが連絡し、調節弁２４が開いて調節計２３の
指令によりNOx量に比例した量のアンモニアが
供給され、上記したように、NOx量の増加の速
度が比較的緩慢であるため、PID動作により
NOx量の変動に確実に応答してアンモニアが供
給され、NOxが確実に処理されると共に、アン
モニアの過少及び過剰供給、未反応アンモニアの
増加もなく、良好に脱硝処理が行われる。 第３図乃至第６図は、実際の脱硝装置におい
て、アンモニアの供給をPID動作のみによつて制
御した場合と、PID動作とタイマーとによつて制
御した場合の比較を示すものであり、第３図及び
第４図はそれぞれPID動作のみによつて制御した
場合の入口及び出口NOx濃度と脱硝率を時間の
経過を追つて示したグラフ（なお、第３図中Ａは
入口NOx濃度、Ｂは出口NOx濃度を示す。）、ま
た第５図Ａ，Ｂ及び第６図はそれぞれPID動作と
タイマーとによつて制御した場合の入口NOx濃
度、出口NOx濃度及び脱硝率を時間の経過を追
つて示したグラフである。なお、第５図Ａ中Ｃは
アンモニアの供給量を示す。 上記結果より明らかなように、PID動作のみに
よる制御では、NOx量の急激な変動（低下）時
に制御系が追随せず、アンモニアの供給が確実に
制御されず、脱硝率の行きすぎ現象が生じると共
に、第１表に示すように未反応アンモニアが増加
する。これに対し、PID動作とタイマーとの制御
においては、アンモニアの停止Ｄ及び再開Ｅ時に
出口NOx濃度の若干の増加はあるが、総NOx排
出量はほぼ一定であり、未反応アンモニア量も第
１表に示すように減少し、アンモニアの供給が
NOxに対して確実に制御され、かつタイマー制
御を行わない場合に比べ第５図Ａ中斜線で示した
面積Ｓ分のアンモニアの供給量の節減が計られ
る。なお、第１表の時間は第５図Ａに示す時間で
ある。
（以下NOxと称する）を除去する際に、排ガ中の
NOxの濃度の変動に応じてアンモニアの添加量
を制御する制御装置に関するものである。 NOxは燃焼によつて必然的に発生するもので、
近年、光化学オキシダントの主要因物質として注
目されており、これを除去する方法が種々開発さ
れている。なかでも、アンモニアによる選択的接
触還元法は生成物が窒素と水であり、そのまま大
気中に放散でき、また比較的プロセスが簡略であ
る等の利点を有するため、排煙脱硝法の有力な方
法としてその開発が最も先行している。この場
合、この種のアンモニアによる選択的接触還元法
では、還元剤として使用するアンモニアの供給量
の制御が問題であり、現在、ボイラー等の比較的
排ガス組成や流量等の条件が一定しているもの、
もしくはその変動の緩慢なものに対しては、燃
焼量と発生するNOx量の関係を把握し、燃料の
使用量からフイードバツクしてアンモニア供給量
を制御する装置、及び排ガス中のNOx濃度を
分析計で直接測定し、これをフイードバツクして
NOx量に比例したアンモニア量を供給する装置、
等の制御装置が採用されている。 しかるに、これらの制御装置は、分析計、調節
弁等の時間遅れのために、アンモニアの適正量を
供給し得ない場合が生じる。即ち、排ガス組成や
流量等の変動が緩慢な場合は、時間遅れを比較的
吸収できるが、急激な変動に対しては十分追随せ
ず、アンモニアの目的とする量を供給できない。
このため、NOx量に対してアンモニアが過少と
なり、脱硝率の著しい低下を招いたり、またアン
モニアが過剰となつて、脱硝率の行きすぎと未反
応アンモニアの増加を生じ、この未反応アンモニ
アにより硫安、酸性硫安等の生成や２次公害の発
生を招き装置の腐食が生じると共に、経済性にも
問題がある等の不都合が生じる場合があつた。 本発明者らは、コークス炉排ガス中のNOxを
除去するに際し、アンモニアによる選択的接触還
元法を採用する場合について種々検討を行つた結
果、コークス炉排ガスが20〜40分毎に組成、流量
等の面でも急激な変動を繰返し、例えば排ガス成
分のうちでも特にO2が3.0〜5.0％から８〜14％
に、SO2が70〜100ppmから150〜250ppmに、更
にNOxが30〜50ppmから250〜450ppmにそれぞ
れ大きく変動し、また組成の変動の速度は、本発
明者らの測定した例によれば、変動の初期に
NOxが320ppmから38ppmに38秒という短時間で
減少し、その後NOx濃度が徐々に増加するとい
う経過をたどり、このため前記もしくはの制
御装置によりアンモニア供給量を制御する場合に
は、変動の初期におけるNOx濃度の減少に対し
て制御系が追随せず、従つてこれらの装置によつ
ては良好なNOx処理を行い難いが、脱硝用触媒
は還元剤としてのアンモニアをその表面や内部に
吸着する能力を有しているため、アンモニアの供
給を一時停止しても触媒に吸着されているアンモ
ニアの影響で脱硝能力が零になることなく、この
吸着アンモニアによりコークス炉排ガスのNOx
の濃度が急激に低下したNOxに対しては良好に
処理されること、換言すれば、急激なNOx濃度
減少時に、そのNOx濃度に対して何らかの装置
により正確に追従してアンモニアを供給すれば、
かえつてアンモニア過多となり未反応アンモニア
が生ずることを知見し、さらに、コークス炉排ガ
スのNOx処理に際しては、例えばコークス排ガ
スの変動周期に合せてタイマーを設定し調節弁の
入力信号をオン−オフさせて、NOx濃度の急激
な低下が生じる直前にアンモニア供給の停止及び
NOx濃度がその下限値を過ぎた後にアンモニア
供給の再開を動作させるようにし、しかも好まし
くはアンモニア供給時にはPID動作による制御を
行うことにより、コークス炉排ガスの脱硝処理が
初めて効果的に行われることを知見し、本発明を
なすに至つたものである。 即ち、本発明はコークス炉排ガス中のNOxを
アンモニアを還元剤として接触還元法によつて処
理する排煙脱硝方法において、前記排ガス中の
NOx濃度の急激な低下が生じる直前にアンモニ
アの供給を停止すると共に、NOx濃度がその下
限値を過ぎた後にアンモニアの供給を開始するこ
とにより、急激なコークス炉排ガスの変動にもか
かわらず、それに応じたアンモニア量を供給し、
良好な脱硝率を得ることができると共に、未反応
アンモニア量を極力少なくし、２次公害の発生を
防ぐことができ、有効にアンモニア供給量を制御
して効果的かつ経済的にNOx除去を行うことが
できるアンモニアの添加量制御装置を提供するこ
とを目的とする。 以下、本発明を図面を参照して詳しく説明す
る。 第１図は、本発明に係るアンモニア制御装置の
一実施例を示すもので、図中１はコークス炉排ガ
ス中のNOxを処理するための反応塔で、その内
部に所定の触媒、例えば卑金属系触媒が充填され
ており、この反応塔１の一端には所定時間毎に切
換えのあるコークス炉の排ガスが導入される入口
ダクト２が接続していると共に、他端には出口ダ
クト３が接続している。４は出口ダクト３の所定
箇所に挿入された差圧検出器（例えばアニユーバ
流量検出器）、５はこの差圧検出器４で測定され
た差圧を送る差圧伝送器、６はこの差圧のmA信
号をＶ信号に変換するデイストリビユータであ
る。また、７は前記出口ダクト３に挿入された熱
電対で、この熱電対７で測定された温度のmV信
号が熱電温度変換器８でＶ信号に変換される。Ｖ
信号に変換された差圧流量と温度は温度補正演算
器９で除算されて、標準状態における差圧流量と
して開閉演算器１０に送られ、標準状態の排ガス
流量が算出される。 １１は乗除演算器で、前記開閉演算器１０から
送られる出力と、前記入口ダクト２に分岐管２ａ
を介して連結されたNOx分析計１２によりこの
分岐管２ａを通つて分析計１２に導びかれた排ガ
スを分析して求めたNOx濃度とが前記乗除演算
器１１にて乗算され、反応塔１に入る総NOx量
が算出される。乗除演算器１１の出力信号Ｖは電
空変換器１３によつて空気信号Kg／cm2に変換さ
れ、次いで比率設定器１４に入れ、ここで総
NOx量に対して何倍のアンモニアガスを供給す
るかが決められる。 １５は一端がアンモニア供給源（図示せず）と
連結され、他端が入口ダクト２に連結されたアン
モニア供給導管で、その導管１５にアンモニアの
流量を検出するアンモニア流量計（例えば面積式
流量計）１６が介装されている。この流量計１６
による測定値は、二乗演算器１７を経た後、圧力
補正演算器１８において絶対圧力伝送器１９から
のアンモニアガス圧力に基ずいて圧力補正を行
い、更に熱電対７ａで検出された温度信号mVを
抵抗空気変換器２１で空気信号に変換されて得ら
れたアンモニアガス温度に基ずいて温度補正演算
器２０で温度補正し、次いで開閉演算器２２を経
て流量記録周節計２３に入る。この流量記録調節
計２３では、前記比率設定器１４で算出された供
給アンモニア量とアンモニア量の実流量（開閉演
算器２２からの出力）の偏差を修正し、前記アン
モニア供給導管１５に介装されたアンモニア流量
調節弁２４を動かす。この場合、調節計２３で用
いられる一般的制御動作はPID動作である。 ２５は前記調節計２３と調節弁２４との間に介
装された３方電磁弁、２６はタイマーでこのタイ
マー２６は２個のタイマーT1及びT2よりなり、
これらタイマーT1，T2のオン−オフ動作で電磁
弁２５を介して調節弁２４が開閉される。即ち、
一方のタイマーT1がオンの時に他方のタイマー
T2はオフとなり、逆に一方のタイマーT1がオフ
の時に他方のタイマーT2がオンになるようにな
つており、一方のタイマーT1がオンの時に第２
図に示すように調節弁２４が開いてアンモニアガ
スが供給され、かつ調節弁２４は調節計２３によ
りNOx量に比例したアンモニア供給量制御信号
を受けて作動してアンモニア供給量が調節され、
また他方のタイマーT2がオンの時に調節弁２５
が閉じてアンモニアガスが停止されかつ調節計２
３からの信号が遮断されるようになつている。な
おタイマーT1がオンである時間、従つてタイマ
ーT2がオフでアンモニアガスが供給されている
状態の時間ａ、及びタイマーT2がオンである時
間、従つてタイマーT1がオフでアンモニアガス
の供給が停止されている時間ｂは脱硝率、未反応
アンモニア量、分析計の応答速度等によつて適宜
決定される。この場合、時間ａ＋ｂはコークス炉
排ガスの変動の１サイクルに相応して決定され、
かつタイマーT2がオフになる時間ｂの初めは排
ガス中のNOx濃度が減少する変動の初期の直前
に設定され、また時間ｂの終りは排ガス中の
NOx濃度が増加しつつある所定時期に設定され
る。なお、図中２７は減圧弁である。 次に上記のごとく構成されたアンモニア添加量
制御装置の動作を説明する。まず、所定時間毎に
切替えのあるコークスの切替えの１サイクルをタ
イマー２６の１サイクルとし、かつ例えばコーク
ス炉の切替モータの始動を基準時間設定のベース
として選定し、一方のタイマーT1がオンからオ
フに切替り他方のタイマーT2がオフからオンに
切替る時期をNOx量の変動が脱硝装置にあらわ
れる前に設定し、また一方のタイマーT1がオフ
からオンに切替り他方のタイマーT2がオンから
オフに切替る時期をNOx濃度が下限のピークを
過ぎ上昇し始めた所定時期に設定すると共に、タ
イマーT1及びT2のそれぞれがオンである時間ａ，
ｂを決定する。そしてコークス炉排ガスを入口ダ
クト２より反応塔１内に導き、排ガス中のNOx
をアンモニア供給導管１５を通つて入口ダクト２
より反応塔１内に導びかれるアンモニアガスと反
応塔１内に充填された触媒の作用で窒素と水とに
分解、処理し、処理ガスは出口ダクト３より系外
に排出する。この間において、通常の状態ではタ
イマーT1がオンの状態にあり、この場合、アン
モニアガスの供給がNOx濃度に比例した供給量
を持つて連続的になされる。即ち出口ダクト３内
を流れる処理ガスの流量が差圧検出器４により検
出され、この検出器４で測定された差圧は差圧伝
送器５を経てデイストリピユータ６でmA信号が
Ｖ信号に変換されると共に、前記処理ガスの温度
が熱電対７で測定され、これが熱電温度変換器で
mA信号よりＶ信号に変換され、これらＶ信号に
変換された差圧流量と温度が温度補正演算器９で
除算され、開閉演算器１０で標準状態の排ガス流
量が算出される。これと同時に、入口ダクト２を
流れる排ガス中のNOx濃度がNOx分析計１２に
よつて検出され、このNOx濃度と前記開閉演算
器１０からの出力（排ガス流量）とが乗除演算器
１１により集算されて反応塔１に流入する総
NOx量が算出され、電空変換器１１でＶ信号が
空気信号Kg／cm2に変換され、比率設定器１４で総
NOx量に対するアンモニアガスの供給量が決定
される。一方、アンモニア供給導管１５を流れる
アンモニアの流量がアンモニア流量計１６により
検出され、これは二乗演算器１７を経て、圧力補
正演算器１８及び温度補正演算器２０でそれぞれ
絶対圧力伝送器１９及び熱電対７ａ、抵抗空気変
換器２１よりの信号に応じて圧力補正及び温度補
正され、開閉演算器２２より流量記録調節計２３
に入る。ここで、前記比率設定器１４で算出され
た供給アンモニア量とアンモニアの実流量との偏
差が修正され、これに応じて調節弁２４が動かさ
れ、PID動作によりアンモニア供給量が反応塔１
内に導入されるNOx量に比例して制御される。 而して、通常は上記のごとくコークス炉より排
出される排ガスの脱硝処理が行われるものである
が、コークス炉の可動中、コークス炉の切替えが
定期的に行われ、この切替時に排ガス組成、流量
等の急激な変動（特にNOx濃度の急激な低下）
が生じる。この場合、上記したようにあらかじめ
設定したタイマー２６が変動し、前記変動のあら
われる前にタイマーT1がオンからオフに切替る
と共にタイマーT2がオフからオンに切替り、電
磁弁２５が作動して調節計２３と調節弁２４との
間の信号が遮断され、調節弁２４が閉じてアンモ
ニアの供給が停止される。このように、変動の初
期にNOx濃度の急激な変動に応じてアンモニア
の供給が停止されるが、脱硝用触媒は還元剤とし
てのアンモニアをその表面や内部に吸着する能力
を有しているため、アンモニアの供給を停止して
も触媒に吸着されているアンモニアの影響で脱硝
能力が零になることはなく、この吸着アンモニア
により変動によつて急激に濃度の低下したNOx
が良好に処理され、このような変動にもかかわら
ずほぼ変動前と同様の脱硝効率が達成されると共
に、NOx濃度減少時のアンモニア過剰供給が停
止され、未反応アンモニアの増加を防止すること
ができる。 そして、NOx濃度が最低ピークを過ぎた後は、
NOx濃度は徐々に増加していくが、この場合ピ
ーク後の所定時期にあらかじめ設定されたタイマ
ー２６が作動し、タイマーT1がオフからオンに
切替ると共にタイマーT2がオンからオフに切替
り、電磁弁２５が作動し、調節計２３と調節弁２
４とが連絡し、調節弁２４が開いて調節計２３の
指令によりNOx量に比例した量のアンモニアが
供給され、上記したように、NOx量の増加の速
度が比較的緩慢であるため、PID動作により
NOx量の変動に確実に応答してアンモニアが供
給され、NOxが確実に処理されると共に、アン
モニアの過少及び過剰供給、未反応アンモニアの
増加もなく、良好に脱硝処理が行われる。 第３図乃至第６図は、実際の脱硝装置におい
て、アンモニアの供給をPID動作のみによつて制
御した場合と、PID動作とタイマーとによつて制
御した場合の比較を示すものであり、第３図及び
第４図はそれぞれPID動作のみによつて制御した
場合の入口及び出口NOx濃度と脱硝率を時間の
経過を追つて示したグラフ（なお、第３図中Ａは
入口NOx濃度、Ｂは出口NOx濃度を示す。）、ま
た第５図Ａ，Ｂ及び第６図はそれぞれPID動作と
タイマーとによつて制御した場合の入口NOx濃
度、出口NOx濃度及び脱硝率を時間の経過を追
つて示したグラフである。なお、第５図Ａ中Ｃは
アンモニアの供給量を示す。 上記結果より明らかなように、PID動作のみに
よる制御では、NOx量の急激な変動（低下）時
に制御系が追随せず、アンモニアの供給が確実に
制御されず、脱硝率の行きすぎ現象が生じると共
に、第１表に示すように未反応アンモニアが増加
する。これに対し、PID動作とタイマーとの制御
においては、アンモニアの停止Ｄ及び再開Ｅ時に
出口NOx濃度の若干の増加はあるが、総NOx排
出量はほぼ一定であり、未反応アンモニア量も第
１表に示すように減少し、アンモニアの供給が
NOxに対して確実に制御され、かつタイマー制
御を行わない場合に比べ第５図Ａ中斜線で示した
面積Ｓ分のアンモニアの供給量の節減が計られ
る。なお、第１表の時間は第５図Ａに示す時間で
ある。
【表】
以下実施例と比較例を示し、本発明を更に具体
的に説明する。 実施例 30分毎に切換えのあるコークス炉において、切
替モーターの始動を基準時間の設定のベースとし
て選定し、第１図に示す装置を使用してそのタイ
マーT1，T2をそれぞれ次のように設定し、アン
モニア供給量の制御をPID動作とタイマーによつ
て行い、コークス炉排ガスの脱硝処理を実施し
た。 実施例 １ T1設定時間(a)：25分35秒 T2 〃 (b)：４分25秒 基準時間：モーター始動15秒前 実施例 ２ T1設定時間(a)：25分50秒 T2 〃 (b)：４分10秒 基準時間：モーター始動と同時 実施例 ３ T1設定時間(a)：26分05秒 T2 〃 (b)：３分55秒 基準時間：モーター始動15秒後 比較例 全期間を通じてPID動作のみによつてアンモニ
ア供給量を制御し、コークス炉排ガスの脱硝処理
を行つた。 実施例及び比較例で得られた結果を第２表に示
す。
的に説明する。 実施例 30分毎に切換えのあるコークス炉において、切
替モーターの始動を基準時間の設定のベースとし
て選定し、第１図に示す装置を使用してそのタイ
マーT1，T2をそれぞれ次のように設定し、アン
モニア供給量の制御をPID動作とタイマーによつ
て行い、コークス炉排ガスの脱硝処理を実施し
た。 実施例 １ T1設定時間(a)：25分35秒 T2 〃 (b)：４分25秒 基準時間：モーター始動15秒前 実施例 ２ T1設定時間(a)：25分50秒 T2 〃 (b)：４分10秒 基準時間：モーター始動と同時 実施例 ３ T1設定時間(a)：26分05秒 T2 〃 (b)：３分55秒 基準時間：モーター始動15秒後 比較例 全期間を通じてPID動作のみによつてアンモニ
ア供給量を制御し、コークス炉排ガスの脱硝処理
を行つた。 実施例及び比較例で得られた結果を第２表に示
す。
【表】
なお、上記実施例では差圧検出器としてアニユ
ーバ流量検出器を使用したが、その他適宜な差圧
検出器を使用してもよく、またアンモニア流量計
として面積式の代りに差圧式オリフイス等の適宜
なものが使用でき、その他の構成についても本発
明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更して差支え
ない。 以上説明したように、本発明によればコークス
炉排ガス中のNOxをアンモニアにより無害な窒
素と水にする接触還元法において、急激な排ガス
条件の変動が生じてもこれに対応したアンモニア
量を供給し、良好でほぼ一定した脱硝率を得るこ
とができると共に、未反応アンモニア量を極力少
なくすることができ、２次公害の発生や装置の腐
食等を確実に防止することができ、アンモニア供
給量を有効に制御して効果的かつ経済的に脱硝処
理を行うことができる等の利点がある。
ーバ流量検出器を使用したが、その他適宜な差圧
検出器を使用してもよく、またアンモニア流量計
として面積式の代りに差圧式オリフイス等の適宜
なものが使用でき、その他の構成についても本発
明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更して差支え
ない。 以上説明したように、本発明によればコークス
炉排ガス中のNOxをアンモニアにより無害な窒
素と水にする接触還元法において、急激な排ガス
条件の変動が生じてもこれに対応したアンモニア
量を供給し、良好でほぼ一定した脱硝率を得るこ
とができると共に、未反応アンモニア量を極力少
なくすることができ、２次公害の発生や装置の腐
食等を確実に防止することができ、アンモニア供
給量を有効に制御して効果的かつ経済的に脱硝処
理を行うことができる等の利点がある。
第１図は本発明に係るアンモニア添加量制御装
置の一実施例を示す図、第２図は２個のタイマー
T1，T2、オン−オフ動作とアンモニアガスの供
給−停止の関係を示すタイミング図、第３図及び
第４図はそれぞれPID動作によりアンモニアの供
給を制御した場合の入口及び出口NOx濃度と脱
硝率の時間的変化を表わすグラフ、第５図Ａ，Ｂ
及び第６図はそれぞれPID動作とタイマーにより
アンモニアの供給を制御した場合の入口NOx濃
度、出口NOx濃度、及び脱硝率の時間的変化を
示すグラフである。 １……反応塔、２……入口ダクト、３……出口
ダクト、４……差圧検出器、１２……NOx分析
計、１４……比率設定器、１５……アンモニア供
給導管、１６……アンモニア流量計、２２……開
閉演算器、２３……流量記録節計、２４……アン
モニア流量調節弁、２５……三方電磁弁、２６…
…タイマー。
置の一実施例を示す図、第２図は２個のタイマー
T1，T2、オン−オフ動作とアンモニアガスの供
給−停止の関係を示すタイミング図、第３図及び
第４図はそれぞれPID動作によりアンモニアの供
給を制御した場合の入口及び出口NOx濃度と脱
硝率の時間的変化を表わすグラフ、第５図Ａ，Ｂ
及び第６図はそれぞれPID動作とタイマーにより
アンモニアの供給を制御した場合の入口NOx濃
度、出口NOx濃度、及び脱硝率の時間的変化を
示すグラフである。 １……反応塔、２……入口ダクト、３……出口
ダクト、４……差圧検出器、１２……NOx分析
計、１４……比率設定器、１５……アンモニア供
給導管、１６……アンモニア流量計、２２……開
閉演算器、２３……流量記録節計、２４……アン
モニア流量調節弁、２５……三方電磁弁、２６…
…タイマー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ コークス炉排ガスにアンモニアを添加して触
媒層を通過せしめて脱硝する脱硝装置のアンモニ
ア添加量制御装置において、触媒層に入る上記排
ガスに含有されるNOxの総量を検出し、演算す
る装置と、この装置により演算されたNOx量に
対して必要な、アンモニア量を決定する比率設定
器と、上記触媒層に入る排ガス中に導入されたア
ンモニア量を演算する装置と、上記比率設定器で
算出されたアンモニア量および排ガス中に導入さ
れたアンモニアの実流量との偏差を修正する調節
計と、この調節計に基づいて排ガス中に導入され
るアンモニア量を調節するアンモニア流量調節弁
と、上記排ガス中のNOxの変動パターンに基づ
いて、上記アンモニアの流量調節弁を閉又は開と
するタイマーとを具備してなるコークス炉排ガス
の脱硝におけるアンモニア添加量制御装置。 ２ アンモニア添加時における調節計の制御動作
をPID動作とした特許請求の範囲第１項記載のコ
ークス炉排ガスの脱硝におけるアンモニア添加量
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2516581A JPS56163742A (en) | 1981-02-23 | 1981-02-23 | Control device for amount of ammonia addition in denitration of coke oven waste gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2516581A JPS56163742A (en) | 1981-02-23 | 1981-02-23 | Control device for amount of ammonia addition in denitration of coke oven waste gas |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3196877A Division JPS53116269A (en) | 1977-03-23 | 1977-03-23 | Method of denitrating coke furnace exhaust gases |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56163742A JPS56163742A (en) | 1981-12-16 |
| JPS637086B2 true JPS637086B2 (ja) | 1988-02-15 |
Family
ID=12158392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2516581A Granted JPS56163742A (en) | 1981-02-23 | 1981-02-23 | Control device for amount of ammonia addition in denitration of coke oven waste gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56163742A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4473536A (en) * | 1982-12-27 | 1984-09-25 | General Electric Company | Catalytic pollution control system for gas turbine exhaust |
| US4473537A (en) * | 1982-12-27 | 1984-09-25 | General Electric Company | Ammonia control system for NOx emission control for gas turbine exhaust |
| JPS60216829A (ja) * | 1984-04-13 | 1985-10-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 脱硝装置 |
-
1981
- 1981-02-23 JP JP2516581A patent/JPS56163742A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56163742A (en) | 1981-12-16 |
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