TW202030015A - 還原劑供給裝置、及還原劑供給裝置之運用方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題在於抑制由起因於障礙物之偏流之影響所致的還原劑之局部之濃度分佈之不均衡。 本發明之還原劑供給裝置對配置有障礙物之廢氣流路內之SCR觸媒之上游供給還原劑，且具備：複數個噴射噴嘴，其等在廢氣之流動方向上之障礙物之下游，沿著與廢氣之流動方向交叉之一方向空開間隔地配置；及複數條還原劑供給線，其等對該複數個噴射噴嘴供給還原劑。在複數個噴射噴嘴中，將位於障礙物之下游之噴射噴嘴定義為第1噴射噴嘴，將不位於該下游之噴射噴嘴定義為第2噴射噴嘴之情形下，將複數個噴射噴嘴區分為複數個噴射噴嘴群，該複數個噴射噴嘴群係含有由同一條還原劑供給線供給還原劑之至少一個噴射噴嘴者，且包含：第1噴射噴嘴群，其係含有第1噴射噴嘴之噴射噴嘴群、及第2噴射噴嘴群，其係含有第2噴射噴嘴之噴射噴嘴群。

Description

還原劑供給裝置、及還原劑供給裝置之運用方法
本發明係關於一種還原劑供給裝置、及還原劑供給裝置之運用方法。
先前已知一種脫硝裝置，其構成為例如為了自化石燃料等之燃燒廢氣去除NOx，而於廢氣中混入氨等還原劑，利用脫硝觸媒(例如SCR觸媒等)促進反應。例如於專利文獻1揭示一種氨注入裝置，其構成為使安裝於氨供給管之噴嘴之朝向及角度沿著廢氣管道之廢氣流路形狀而變化，而使自噴嘴噴出之氨均一地分佈於廢氣中。 [先前技術文獻]  [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開平9-24246號公報
[發明所欲解決之問題]
然而，如上述之脫硝觸媒通常遍及廢氣流路之整個寬度而配置。因此，為了將廢氣流路之寬度方向之還原劑之濃度分佈均一且使觸媒通過，會於氨供給管在該供給管之延伸方向空開間隔配置複數個噴嘴。另一方面，會於流路內之氨供給管之上游配置包含配管或支柱等之各種障礙物。由於在如此之障礙物之下游局部地產生偏流，故上述寬度方向之還原劑之濃度分佈在障礙物之下游變得不均一，而有脫硝觸媒之脫硝性能降低之虞。 關於此點，在專利文獻1未揭示有關因位於氨供給管之上游之障礙物之存在而造成之偏流之影響所導致的還原劑之濃度分佈之不均衡之見解。
鑒於上述之事態，本發明之至少一實施形態之目的在於提供一種可抑制由起因於障礙物之偏流之影響所致的還原劑之局部之濃度分佈之不均衡的還原劑供給裝置、或還原劑供給裝置之運用方法。 [解決問題之技術手段]
(1)本發明之至少一實施形態之還原劑供給裝置係用於對配置有障礙物之廢氣之流路內之SCR觸媒之上游供給還原劑者，且具備： 複數個噴射噴嘴，其等在前述廢氣之流動方向上之前述障礙物之下游，沿著相對於前述廢氣之流動方向交叉之一方向空開間隔地配置；及 複數條還原劑供給線，其等構成為對前述複數個噴射噴嘴供給前述還原劑；且 在將前述複數個噴射噴嘴中之位於前述障礙物之下游之噴射噴嘴定義為第1噴射噴嘴，將不位於前述障礙物之下游之噴射噴嘴定義為第2噴射噴嘴之情形下， 前述複數個噴射噴嘴被區分為包含構成為由同一條前述還原劑供給線供給前述還原劑之至少一個噴射噴嘴的複數個噴射噴嘴群，且為含有包含前述第1噴射噴嘴之前述噴射噴嘴群即第1噴射噴嘴群、及包含前述第2噴射噴嘴之前述噴射噴嘴群即第2噴射噴嘴群的複數個噴射噴嘴群。
根據上述(1)之構成，於廢氣之流路內沿著相對於該廢氣之流動方向交叉之一方向而配置之複數個噴射噴嘴，被區分為包含位於障礙物之下游之第1噴射噴嘴之第1噴射噴嘴群、及包含不位於障礙物之下游之第2噴射噴嘴之噴射噴嘴群，於各個噴射噴嘴群藉由同一條還原劑供給線供給有還原劑。藉此，可將自包含位於障礙物之下游之第1噴射噴嘴之第1噴射噴嘴群噴射之還原劑之噴射量與第2噴射噴嘴群獨立地進行調整。因此，即便假定因障礙物之存在而於該障礙物之下游產生有偏流，但若適切地調整供給至第1噴射噴嘴群之還原劑之量，則亦可抑制起因於上述偏流而在噴射噴嘴群之下游產生的在與廢氣之流動方向交叉之一方向上的還原劑之局部之濃度分佈之不均衡。亦即，可提供一種能夠抑制由起因於障礙物之偏流之影響所致的還原劑之局部之濃度分佈之不均衡的還原劑供給裝置。
(2)在若干個實施形態中，係如上述(1)之構成者，其中 一個前述第1噴射噴嘴群所含之前述第1噴射噴嘴之數目，可少於一個前述第2噴射噴嘴群所含之前述第2噴射噴嘴之數目。
根據上述(2)之構成，由於廢氣之流路之流路剖面積中第1噴射噴嘴群所佔之比例小於第2噴射噴嘴群，故可更加細微地抑制利用第2噴射噴嘴群無法對應的因流路剖面積中所佔之比例為小之障礙物(例如細的配管或支柱等)對局部之還原劑之濃度分佈帶來之影響，從而謀求濃度分佈之均一化。
(3)在若干個實施形態中，係如上述(1)或(2)之構成者，其中 作為前述一方向上之前述流路之寬度W、前述流動方向上之前述障礙物之寬度D，和前述流動方向上之前述障礙物與前述第1噴射噴嘴群之距離L，可滿足下式(i)或(ii)。 L≦2W・・・(i) L≦20D・・・(ii)
由於在充分離開障礙物之下游之位置，該障礙物之後流之影響小，而在相對於廢氣之流動方向交叉之一方向的還原劑之濃度分佈接近均一，故局部區分噴射噴嘴群之必要性降低。另一方面，藉由在障礙物與噴射噴嘴群之距離近、而後流之影響顯著之位置，局部區分噴射噴嘴群而可有效地降低局部之濃度分佈之不均衡。 關於此點，根據上述(3)之構成，藉由在滿足障礙物之後流之影響大之(i)或(ii)之關係之位置配置第1噴射噴嘴群，而可最大限度地享受上述(1)或(2)中所述之效果。
(4)在若干個實施形態中，係如上述(1)～(3)中任一項之構成者，其中 前述複數個噴射噴嘴可遍及前述流路之整個寬度離散地配置。
根據上述(4)之構成，可遍及廢氣之流路之整個寬度謀求還原劑之濃度分佈之均一化。因此，在例如於遍及流路之整個寬度而設置之SCR觸媒之上游配置還原劑供給裝置之情形下，可最大限度地享受上述(1)中所述之效果，從而最大限度地發揮上述SCR觸媒之脫硝性能。
(5)在若干個實施形態中，係如上述(1)～(4)中任一項之構成者，其中 還原劑供給裝置可更具備： 濃度感測器，其在前述流動方向上配置於前述複數個噴射噴嘴群之下游，用於測定前述一方向上之前述廢氣中之前述還原劑之濃度分佈； 與前述複數條還原劑供給線之各者對應地設置之複數個流量調整閥及可獨立地變更該複數個流量調整閥各者之開度之複數個閥致動器；以及 控制器，其根據前述濃度感測器之檢測信號以將前述一方向上之前述還原劑之濃度分佈均一化之方式驅動前述閥致動器。
根據上述(5)之構成，控制器可根據來自濃度感測器之檢測信號以將與廢氣之流動方向交叉之一方向上之還原劑之濃度分佈均一化之方式對各個閥致動器進行回饋控制。藉此，可無需例如由操作人員進行之個別之閥之開度調整作業，而將與廢氣之流動方向交叉之一方向上之還原劑之濃度分佈即時地均一化。
(6)本發明之至少一實施形態之還原劑供給裝置之運用方法， 係用於還原劑供給裝置者，該還原劑供給裝置用於對配置有障礙物之廢氣之流路內之SCR觸媒之上游供給還原劑，且 前述還原劑供給裝置具備： 複數個噴射噴嘴，其等在前述廢氣之流動方向上之前述障礙物之下游，沿著相對於前述廢氣之流動方向交叉之一方向空開間隔地配置；及 複數條還原劑供給線，其等構成為對前述複數個噴射噴嘴供給前述還原劑；且 在將前述複數個噴射噴嘴中之位於前述障礙物之下游之噴射噴嘴定義為第1噴射噴嘴，將不位於前述障礙物之下游之噴射噴嘴定義為第2噴射噴嘴之情形下， 前述複數個噴射噴嘴被區分為包含構成為由同一條前述還原劑供給線供給前述還原劑之至少一個噴射噴嘴的複數個噴射噴嘴群，且為含有包含前述第1噴射噴嘴之前述噴射噴嘴群即第1噴射噴嘴群、及包含前述第2噴射噴嘴之前述噴射噴嘴群即第2噴射噴嘴群的複數個噴射噴嘴群， 前述還原劑供給裝置之運用方法具備： 在前述廢氣之流動方向之前述複數個噴射噴嘴之下游測定前述一方向上之前述還原劑或NOx之濃度分佈之步驟，及 根據前述濃度分佈之測定結果，個別地調整供給至前述第1噴射噴嘴群及前述第2噴射噴嘴群之前述還原劑之量之步驟。
根據上述(6)之方法，如在上述(1)中所述般，於廢氣之流路內沿著相對於該廢氣之流動方向交叉之一方向而配置之複數個噴射噴嘴，被區分為包含位於障礙物之下游之第1噴射噴嘴之第1噴射噴嘴群、及包含不位於障礙物之下游之第2噴射噴嘴之噴射噴嘴群，於各個噴射噴嘴群藉由同一條還原劑供給線供給還原劑。藉此，可將自包含位於障礙物之下游之第1噴射噴嘴之第1噴射噴嘴群噴射之還原劑之噴射量與第2噴射噴嘴群獨立地進行調整。因此，即便假定因障礙物之存在而於該障礙物之下游產生有偏流，但若適切地調整供給至第1噴射噴嘴群之還原劑之量，則亦可抑制起因於上述偏流而在噴射噴嘴群之下游產生的在與廢氣之流動方向交叉之一方向的還原劑之局部之濃度分佈之不均衡。亦即，可提供一種能夠抑制由起因於障礙物之偏流之影響所致的還原劑之局部之濃度分佈之不均衡的還原劑供給裝置之運用方法。又，如上述(5)中所述般，可根據在複數個噴射噴嘴之下游測定之與廢氣之流動方向交叉之一方向上之還原劑之濃度分佈個別地調整供給至第1噴射噴嘴群及第2噴射噴嘴群之還原劑之量。藉此，可無需例如由操作人員進行之個別之噴射噴嘴之開度調整作業，而將與廢氣之流動方向交叉之一方向上之還原劑之濃度分佈均一化。 [發明之效果]
根據本發明之至少一實施形態，可提供一種能夠抑制由起因於障礙物之偏流之影響所致的還原劑之局部之濃度分佈之不均衡的還原劑供給裝置、及還原劑供給裝置之運用方法。
以下參照附圖說明本發明之若干個實施形態。然而，實施形態所記載之或顯示於圖式之構成零件之尺寸、材質、形狀、其相對之配置等並非為將本發明之範圍限定於此之主旨，而僅為單純之說明例。 例如，表示「在某方向」、「沿著某方向」、「平行」、「正交」、「中心」、「同心」或「同軸」等相對性或絕對性之配置之表達，不僅嚴密地表示如此之配置，亦表示具有公差、或可獲得相同功能之程度之角度或距離而相對性變位之狀態。 又，例如，表示四角形狀或圓筒形狀等形狀之表達，不僅表示在幾何學上嚴密意義下之四角形狀或圓筒形狀等形狀，而且表示在獲得相同效果之範圍內，包含凹凸部或倒角部等之形狀。 另一方面，「包括」、「備置」、「具備」、「包含」、或「具有」一個構成要素之表達，非為將其他構成要素之存在除外之排他性表達。
圖1係顯示適用本發明之至少一實施形態之還原劑供給裝置10之鍋爐系統之廢氣流路下游側之構成之概略圖。 再者，在以下之說明中，作為一例而對於在燃煤鍋爐(鍋爐4)之廢氣流路2內配置脫硝裝置1之情形進行說明。鍋爐4具備：圖1所示之火爐5及燃燒裝置(省略圖示)、及連接於廢氣流路2之煙道6。
如圖1所示般，於鍋爐系統100之廢氣流路2下游側配置有脫硝裝置1。該脫硝裝置1在導引自鍋爐4排出之廢氣G之廢氣流路2內之下游側具備：SCR觸媒3，其以沿著與廢氣G之流動方向交叉之方向(亦即廢氣流路2之寬度方向)延伸之方式配置；及還原劑供給裝置10，其用於對廢氣流路2內之SCR觸媒3之上游供給還原劑8(例如無水氨、氨水、尿素、尿素水、或該等之至少一者與空氣之混合氣體等)。再者，在以下之說明中，作為還原劑8之一例而設為將氨(更詳細而言為氨與空氣之混合氣體)噴霧至廢氣G中者。
SCR觸媒3為選擇式觸媒還原(selective catalytic reduction：SCR，選擇催化還原)脫硝裝置所使用之脫硝觸媒，構成為促進例如含碳燃料等燃燒而產生之廢氣G中之氮氧化物(NOx)與自還原劑供給裝置10供給之還原劑8之反應，而去除廢氣G中之NOx成分。再者，省略SCR觸媒3之詳細之說明，該SCR觸媒3例如將各種陶瓷或氧化鈦等用作載體而構成。
還原劑供給裝置10係用於將上述之還原劑8噴霧至廢氣流路2內之裝置。本發明中所述之還原劑供給裝置10構成為以在與廢氣G之流動方向交叉之方向，使氨之濃度分佈變為均一之方式噴射氨。
接著，就本發明之至少一實施形態之還原劑供給裝置10進行說明。 圖2係概略地顯示一實施形態之還原劑供給裝置之構成之側剖視圖。圖3係概略地顯示一實施形態之還原劑供給裝置之構成之圖，係圖2所示之III部之部分放大圖。 如圖2及圖3所例示般，本發明之至少一實施形態之還原劑供給裝置10為亦被稱為氨注入裝置或注氨閘(ammonia injection grid：AIG)之裝置，構成為於內部可流通氨且具備在廢氣流路2內延伸之至少一個集管12。又，還原劑供給裝置10為用於在配置有障礙物7之廢氣G之流路(廢氣流路2)內之SCR觸媒3之上游供給還原劑8者，在廢氣G之流動方向上之障礙物7之下游，具備：複數個噴射噴嘴20，其等沿著相對於廢氣G之流動方向交叉之一方向空開間隔地配置；及複數條還原劑供給線30，其等構成為對複數個噴射噴嘴20供給還原劑8。
複數個噴射噴嘴20設置為：分別相對於集管12在廢氣G之流動方向之下游側配設於該集管12，而朝向該下游噴射還原劑8。例如複數個噴射噴嘴20可沿著集管12之延伸方向等間隔地隔開配置。 而且，在將該複數個噴射噴嘴20中之位於障礙物7之下游之噴射噴嘴20定義為第1噴射噴嘴21A，將不位於障礙物7之下游之噴射噴嘴20定義為第2噴射噴嘴22A之情形下，將上述複數個噴射噴嘴20區分為複數個噴射噴嘴群24，該複數個噴射噴嘴群24係含有構成為由同一條還原劑供給線30供給還原劑8之至少一個噴射噴嘴20，且包含：第1噴射噴嘴群21，其係含有第1噴射噴嘴21A之噴射噴嘴群24、及第2噴射噴嘴群22，其係含有第2噴射噴嘴22A之噴射噴嘴群24。
例如第1噴射噴嘴群21可在廢氣流路2內配置於較位於第1噴射噴嘴群21之上游之障礙物7朝下游之投影，在上述一方向寬度更寬之第1集管分區12A。該情形下，第2噴射噴嘴22A可配置於較第1集管分區12B，在上述一方向寬度更寬之第2集管分區12B。各集管分區12A、12B可包含用於將自各自之還原劑供給線30供給之還原劑，朝各自之噴射噴嘴20導引之內部流路。
上述複數條還原劑供給線30，可構成為可自未圖示之主供給線分支而在廢氣流路2內延伸，而將還原劑供給至各自對應之噴射噴嘴群24。
根據如上述般構成之還原劑供給裝置10，將在廢氣G之流路2內沿著相對於該廢氣G之流動方向交叉之一方向而配置之複數個噴射噴嘴20區分為：含有位於障礙物7之下游之第1噴射噴嘴21A之第1噴射噴嘴群21、及含有不位於障礙物7之下游之第2噴射噴嘴22A之噴射噴嘴群24，於各個噴射噴嘴群24藉由同一條還原劑供給線30供給有還原劑8。藉此，可將自包含位於障礙物7之下游之第1噴射噴嘴21A之第1噴射噴嘴群21噴射之還原劑8之噴射量與第2噴射噴嘴群22獨立地進行調整。因此，即便假定因障礙物7之存在而於該障礙物7之下游產生有偏流，但若適切地調整供給至第1噴射噴嘴群21之還原劑8之量，則亦可抑制起因於上述偏流而在噴射噴嘴群24之下游產生的在與廢氣G之流動方向交叉之一方向上的還原劑8之局部之濃度分佈之不均衡。亦即，可提供一種能夠抑制由起因於障礙物7之偏流之影響所致的還原劑8之局部之濃度分佈之不均衡的還原劑供給裝置10。
於上述構成中，在若干個實施形態中，例如如圖3所例示般，一個第1噴射噴嘴群21所含之第1噴射噴嘴21A之數目，可少於一個第2噴射噴嘴群22所含之第2噴射噴嘴22A之數目。
根據如此般一個第1噴射噴嘴群21所含之第1噴射噴嘴21A之數目少於一個第2噴射噴嘴群22所含之第2噴射噴嘴22A之數目之構成，由於廢氣流路2之流路剖面積中第1噴射噴嘴群21所佔之比例小於第2噴射噴嘴群22，故可更加細微地抑制利用第2噴射噴嘴群22無法對應的因流路剖面積中所佔之比例為小之障礙物7(例如細的配管或支柱等)對局部之還原劑8之濃度分佈帶來之影響，從而謀求濃度分佈之均一化。
在上述任一構成中，在若干個實施形態中，例如如圖2及圖3所例示般，作為在與上述廢氣G之流動方向交叉之一方向上之廢氣流路2之寬度W、上述流動方向上之障礙物7之寬度D，和上述流動方向上之障礙物7與第1噴射噴嘴群21之距離L可滿足下式(i)或(ii)。 L≦2W・・・(i) L≦20D・・・(ii)
亦即，包含第1噴射噴嘴群21及第2噴射噴嘴群22之噴射噴嘴群24與障礙物7之沿著廢氣流路2之距離L既可為廢氣流路2之寬度W之大致2倍以下，又，亦可為障礙物7之寬度D(例如配管等為障礙物7之情形下其外徑)之大致20倍以下。
此處，由於在充分離開障礙物7之下游之位置，該障礙物7之後流之影響小，而在相對於廢氣G之流動方向交叉之一方向的還原劑8之濃度分佈接近均一，故局部區分噴射噴嘴群24之必要性降低。另一方面，藉由在障礙物7與噴射噴嘴群24之距離近、而後流之影響顯著之位置，局部區分噴射噴嘴群24而可有效地降低局部之濃度分佈之不均衡。 關於此點，如上述般，根據廢氣流路2之寬度W、障礙物7於廢氣G之流動方向上之寬度D、及上述流動方向上之障礙物7與第1噴射噴嘴群21之距離L滿足上述式(i)或式(ii)之構成，藉由在滿足障礙物7之後流之影響較大之式(i)或式(ii)之關係之位置配置第1噴射噴嘴群21，而可最大限度地享受上述任一實施形態中所述之效果。 再者，上述式(i)或(ii)之距離L，在廢氣G之流動方向上既可以集管12之下游側端部、亦即噴射噴嘴20之基端部作為下游側端，亦可將噴射噴嘴20之下游側端部作為下游側端。又，距離L之上游側端既可應用障礙物7之下游側端部，亦可將障礙物7之中心(例如圖3中之障礙物7之圖心)作為上游側端。
在上述任一者之構成中，在若干個實施形態中，例如如圖3所例示般，在將例如相對於廢氣G之流動方向至廢氣流路2之管軸、因障礙物7所致之偏流所及之角度範圍設為θ之情形下，第1噴射噴嘴群21可將相對於廢氣流路2之寬度W方向於D+2Lsinθ之範圍所含之噴射噴嘴20包含為第1噴射噴嘴21A。 又，在若干個實施形態中，例如可將相對於位於第1噴射噴嘴群21之上游之障礙物7之朝流動方向之投影在上述一方向偏移地配置之噴射噴嘴20定義為第1噴射噴嘴21A。例如第1噴射噴嘴21A可以相對於障礙物7朝向廢氣流路2之下游之投影而於該廢氣流路2之管軸方向觀察下整體被重疊之方式配置。又，第1噴射噴嘴21A亦可以相對於上述障礙物7之投影在該廢氣流路2之管軸方向觀察下至少一部分重疊之方式配置。進而，第1噴射噴嘴21A還可以與上述投影不重疊之方式在廢氣流路2之寬度方向偏移地配置。 再者，第1噴射噴嘴群21可包含相對於位於上游之障礙物7之投影，在廢氣流路2之寬度方向(與廢氣G之流動方向交叉之一方向)位於緊鄰上述投影處之噴射噴嘴20包含為第1噴射噴嘴21A。或者是，第1噴射噴嘴群21可將可受位於上游之障礙物7之後流之影響之範圍所含之一個或複數個噴射噴嘴20包含為第1噴射噴嘴21A。
此處，由於起因於障礙物7之偏流因該障礙物7之形狀、障礙物7與噴射噴嘴20之距離L、或廢氣G之流速等而可多樣地變化，故有在廢氣G之流動中僅憑藉調整來自配置於障礙物7之嚴密之下游位置之噴射噴嘴20之噴射量，而不能有效地進行濃度分佈之均一化之虞。 關於此點，根據上述之構成，可個別地調整朝包含相對於障礙物7朝廢氣G之流動方向之投影在與廢氣G之流動方向交叉之一方向偏移地配置之第1噴射噴嘴21A之第1噴射噴嘴群21的還原劑8之供給量。因此，可根據廢氣流路2內之障礙物7等之各種配置或設計，而提高在決定複數個噴射噴嘴20中區分為第1噴射噴嘴群21之噴射噴嘴20時之設計自由度。
圖4係概略地顯示由一實施形態之還原劑供給裝置進行之還原劑之濃度調整之側剖視圖。 在上述之任一者之構成中，在若干個實施形態中，例如如圖2～圖4所例示般，複數個噴射噴嘴20可遍及廢氣流路2之整個寬度而離散地配置。各噴射噴嘴20間之間隔、及廢氣流路2之寬度方向上之噴射噴嘴20之數目等可任意地設定。
如此般，根據複數個噴射噴嘴20遍及廢氣流路2之整個寬度而離散地配置之構成，可遍及廢氣流路2之整個寬度而謀求還原劑8之濃度分佈之均一化。因此，在例如在遍及廢氣流路2之整個寬度而設置之SCR觸媒3之上游配置還原劑供給裝置10之情形下，可最大限度地享受將廢氣流路2之寬度方向之還原劑之濃度分佈均一化之效果，從而可最大限度地發揮上述SCR觸媒3之脫硝性能。 再者，複數個噴射噴嘴20例如如圖4所例示般，可在廢氣流路2內之寬度方向，針對廢氣G之流速不同之每個流速區域而予以區分。
圖5係顯示一實施形態之還原劑供給裝置之控制系統之構成之方塊圖。 在上述任一者之構成中，在若干個實施形態中，例如如圖2、圖4及圖5所例示般，還原劑供給裝置10可進一步具備：濃度感測器40，其在流動方向上配置於複數個噴射噴嘴群24之下游，用於測定在與上述廢氣G之流動方向交叉之一方向上之廢氣G中之還原劑8之濃度分佈；與複數條還原劑供給線30各者對應地設置之複數個流量調整閥32、及可獨立地變更該複數個流量調整閥32各者之開度之複數個閥致動器34；以及控制器50，其根據濃度感測器40之檢測信號，以將與廢氣G之流動方向交叉之一方向上之還原劑8之濃度分佈均一化之方式，驅動閥致動器34。
濃度感測器40可構成為例如測定在廢氣流路2之寬度方向之還原劑之濃度分佈。
控制器50例如為電腦，除了CPU51、用於記憶該CPU51所執行之各種程式或表等資料之作為記憶部之ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)53、作為執行各程式時之展開區域及運算區域等工作區域而發揮功能之RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)52以外，還可具備未圖示之作為大容量記憶裝置之硬碟機(HDD)、用於連接於通訊網路之通訊介面、及供安裝外部記憶裝置之存取部等。該等全部經由匯流排55連接。進而，控制器50例如亦可與包含鍵盤或滑鼠、觸控面板等輸入部(省略圖示)及包含顯示資料之液晶顯示裝置等顯示部(省略圖示)等連接。
在若干個實施形態中，於ROM53內可儲存有還原劑噴射量調整程式54，該還原劑噴射量調整程式54用於例如根據來自濃度感測器40之檢測信號，以將廢氣流路2之寬度方向上之還原劑之濃度變為均一之方式，驅動各個閥致動器34而調整流量調整閥32之開度，從而調整自各個第1噴射噴嘴群21或第2噴射噴嘴群22之噴射噴嘴20噴射之還原劑之噴射量。
根據如此般進一步具備濃度感測器40、流量調整閥32、閥致動器34及控制器50之構成，控制器50可根據來自濃度感測器40之檢測信號，以將與廢氣G之流動方向交叉之一方向上之還原劑8之濃度分佈均一化之方式，對各個閥致動器34進行回饋控制。藉此，無需例如由操作人員進行個別之流量調整閥32之開度調整作業，而可將與廢氣G之流動方向交叉之一方向上之還原劑8之濃度分佈即時地均一化。
接著，就本發明之至少一實施形態之還原劑供給方法進行說明。 圖6係顯示本發明之至少一實施形態之還原劑供給方法之流程圖。 如圖6所例示般，本發明之至少一實施形態之還原劑供給裝置10之運用方法係用於還原劑供給裝置10者，該還原劑供給裝置10用於對配置有障礙物7之廢氣流路2內之SCR觸媒3之上游供給還原劑8。 該方法之還原劑供給裝置10具備：複數個噴射噴嘴20，其等在廢氣G之流動方向上之障礙物7之下游，沿著相對於廢氣G之流動方向交叉之一方向空開間隔地配置；及複數條還原劑供給線30，其等構成為對複數個噴射噴嘴20供給還原劑8。在複數個噴射噴嘴20中，將位於障礙物7之下游之噴射噴嘴20定義為第1噴射噴嘴21A，將不位於障礙物7之下游之噴射噴嘴20定義為第2噴射噴嘴22A之情形下，將複數個噴射噴嘴20區分為複數個噴射噴嘴群24，該複數個噴射噴嘴群24係含有構成為由同一條還原劑供給線30供給還原劑8之至少一個噴射噴嘴20，且包含：第1噴射噴嘴群21，其係含有第1噴射噴嘴21A之噴射噴嘴群24、及第2噴射噴嘴群22，其係含有第2噴射噴嘴22A之噴射噴嘴群24。 而且，還原劑供給裝置10之運用方法具備：在廢氣G之流動方向上之複數個噴射噴嘴20之下游測定與上述廢氣G之流動方向交叉之一方向上之還原劑8或NOx之濃度分佈之步驟(步驟S10)；及根據該濃度分佈之測定結果，個別地調整供給至第1噴射噴嘴群21及第2噴射噴嘴群22之還原劑8之量之步驟(步驟S20)。
根據該方法，在廢氣G之流路2內沿著相對於該廢氣G之流動方向交叉之一方向而配置之複數個噴射噴嘴20被區分為：包含位於障礙物7之下游之第1噴射噴嘴21A之第1噴射噴嘴群21、及包含不位於障礙物7之下游之第2噴射噴嘴22A之噴射噴嘴群24，於各個噴射噴嘴群24藉由同一條還原劑供給線30供給有還原劑8。藉此，可將自包含位於障礙物7之下游之第1噴射噴嘴21A之第1噴射噴嘴群21噴射之還原劑8之噴射量與第2噴射噴嘴群22獨立地進行調整。因此，即便假定因障礙物7之存在而於該障礙物7之下游產生有偏流，但若適切地調整供給至第1噴射噴嘴群21之還原劑8之量，則亦可抑制起因於上述偏流而在噴射噴嘴群24之下游產生的在與廢氣G之流動方向交叉之一方向上的還原劑8之局部之濃度分佈之不均衡。進而，可根據在複數個噴射噴嘴20之下游測定之與廢氣G之流動方向交叉之一方向上之還原劑8之濃度分佈以將還原劑8之濃度分佈均一化之方式個別地調整供給至第1噴射噴嘴群21及第2噴射噴嘴群22之還原劑8之量。藉此，可無需例如由操作人員進行之個別之噴射噴嘴20之開度調整作業，而將與廢氣G之流動方向交叉之一方向上之還原劑8之濃度分佈均一化。
根據以上所述之本發明之至少一實施形態，可提供一種能夠抑制由起因於障礙物7之偏流之影響所致的還原劑8之局部之濃度分佈之不均衡的還原劑供給裝置10、及還原劑供給裝置10之運用方法。
本發明並不限定於上述實施形態，亦包含對於上述實施形態施加變化之形態、及將該等形態適當組合之形態。
1:脫硝裝置 2:廢氣流路(流路) 3:SCR觸媒 5:火爐 6:煙道 7:障礙物 8:還原劑 10:還原劑供給裝置 12:集管 12A:第1集管分區 12B:第2集管分區 20:噴射噴嘴 21:第1噴射噴嘴群 21A:第1噴射噴嘴 22:第2噴射噴嘴群 22A:第2噴射噴嘴 24:噴射噴嘴群 30:還原劑供給線 32:流量調整閥 34:閥致動器 40:濃度感測器 50:控制器 51:CPU 52:RAM 53:ROM 54:還原劑噴射量調整程式 55:匯流排 100:鍋爐系統 D:寬度 G:廢氣 S10:步驟 S20:步驟 W:寬度
圖1係顯示適用本發明之一實施形態之還原劑供給裝置之鍋爐系統之廢氣流路下游側之構成之概略圖。 圖2係概略地顯示一實施形態之還原劑供給裝置之構成之側剖視圖。 圖3係概略地顯示一實施形態之還原劑供給裝置之構成之圖，係圖2所示之III部之部分放大圖。 圖4係概略地顯示由一實施形態之還原劑供給裝置進行之還原劑之濃度調整之側剖視圖。 圖5係顯示一實施形態之還原劑供給裝置之控制系統之構成之方塊圖。 圖6係顯示本發明之至少一實施形態之還原劑供給方法之流程圖。
2:廢氣流路(流路)
7:障礙物
10:還原劑供給裝置
12:集管
12A:第1集管分區
20:噴射噴嘴
21:第1噴射噴嘴群
21A:第1噴射噴嘴
22:第2噴射噴嘴群
22A:第2噴射噴嘴
24:噴射噴嘴群
30:還原劑供給線
32:流量調整閥
40:濃度感測器
50:控制器
G:廢氣
W:寬度

Claims (6)

  1. 一種還原劑供給裝置，其係用於對配置有障礙物之廢氣之流路內之SCR觸媒之上游供給還原劑者，且包含： 複數個噴射噴嘴，其等在前述廢氣之流動方向上之前述障礙物之下游，沿著相對於前述廢氣之流動方向交叉之一方向空開間隔地配置；及 複數條還原劑供給線，其等構成為對前述複數個噴射噴嘴供給前述還原劑；且 在前述複數個噴射噴嘴中，將位於前述障礙物之下游之噴射噴嘴定義為第1噴射噴嘴，將不位於前述障礙物之下游之噴射噴嘴定義為第2噴射噴嘴之情形下， 將前述複數個噴射噴嘴區分為複數個噴射噴嘴群，該複數個噴射噴嘴群係含有構成為由同一條前述還原劑供給線供給前述還原劑之至少一個噴射噴嘴者，且包含：第1噴射噴嘴群，其係含有前述第1噴射噴嘴之前述噴射噴嘴群、及第2噴射噴嘴群，其係含有前述第2噴射噴嘴之前述噴射噴嘴群。
  2. 如請求項1之還原劑供給裝置，其中一個前述第1噴射噴嘴群所含之前述第1噴射噴嘴之數目，少於一個前述第2噴射噴嘴群所含之前述第2噴射噴嘴之數目。
  3. 如請求項1或2之還原劑供給裝置，其中作為前述一方向上之前述流路之寬度W、前述流動方向上之前述障礙物之寬度D，和前述流動方向上之前述障礙物與前述第1噴射噴嘴群之距離L，滿足下式(i)或(ii)， L≦2W・・・(i) L≦20D・・・(ii)。
  4. 如請求項1或2之還原劑供給裝置，其中前述複數個噴射噴嘴遍及前述流路之整個寬度而離散地配置。
  5. 如請求項1或2之還原劑供給裝置，其進而包含：濃度感測器，其在前述流動方向上配置於前述複數個噴射噴嘴群之下游，用於測定前述一方向上之前述廢氣中之前述還原劑或NOx之濃度分佈； 與前述複數條還原劑供給線之各者對應地設置之複數個流量調整閥、及可獨立地變更該複數個流量調整閥各者之開度之複數個閥致動器；以及 控制器，其根據前述濃度感測器之檢測信號驅動前述閥致動器。
  6. 一種還原劑供給裝置之運用方法，其係用於還原劑供給裝置者，該還原劑供給裝置係用於對配置有障礙物之廢氣之流路內之SCR觸媒之上游供給還原劑，且 前述還原劑供給裝置包含： 複數個噴射噴嘴，其等在前述廢氣之流動方向上之前述障礙物之下游，沿著相對於前述廢氣之流動方向交叉之一方向空開間隔地配置；及 複數條還原劑供給線，其等構成為對前述複數個噴射噴嘴供給前述還原劑；且 在前述複數個噴射噴嘴中，將位於前述障礙物之下游之噴射噴嘴定義為第1噴射噴嘴，將不位於前述障礙物之下游之噴射噴嘴定義為第2噴射噴嘴之情形下， 將前述複數個噴射噴嘴區分為複數個噴射噴嘴群，該複數個噴射噴嘴群係含有構成為由同一條前述還原劑供給線供給前述還原劑之至少一個噴射噴嘴者，且包含：第1噴射噴嘴群，其係含有前述第1噴射噴嘴之前述噴射噴嘴群、及第2噴射噴嘴群，其係含有前述第2噴射噴嘴之前述噴射噴嘴群； 前述還原劑供給裝置之運用方法包含： 在前述廢氣之流動方向之前述複數個噴射噴嘴之下游，測定前述一方向上之前述還原劑或NOx之濃度分佈之步驟，及 根據前述濃度分佈之測定結果，個別地調整供給至前述第1噴射噴嘴群及前述第2噴射噴嘴群之前述還原劑之量之步驟。
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