WO2021100250A1 - 加水分解システム、脱硝設備及び加水分解システムの制御方法 - Google Patents

加水分解システム、脱硝設備及び加水分解システムの制御方法 Download PDF

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匠磨 森
博仲 田中
恵美 庄野
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日立造船株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a hydrolysis system, a denitration facility, and a method for controlling the hydrolysis system.
  • denitration equipment for reducing nitrogen oxides (NO X) in engine exhaust gas
  • ammonia is introduced into a denitration catalyst such as SCR (Selective Catalytic Reduction) together with the exhaust gas to cause a reduction reaction of nitrogen oxides to purify the exhaust gas.
  • SCR Selective Catalytic Reduction
  • ammonia is supplied by hydrolyzing urea water, which is easy to handle, in a hydrolyzed container (vaporizer) in a high-temperature gas stream.
  • One aspect of the present invention is to realize a hydrolysis system capable of supplying the required ammonia to the denitration catalyst.
  • the hydrolysis system supplies a hydrolysis container that sprays urea water onto a gas stream to generate ammonia, and supplies the gas stream to the hydrolysis container.
  • the first fan is provided with a control device, and the control device changes the supply amount of the gas stream based on the supply amount of the urea water to the hydrolysis vessel. It has a configuration to control.
  • the method for controlling the hydrolysis system is a hydrolysis container for spraying urea water into a gas stream to generate ammonia, and the gas for the hydrolysis container.
  • a method for controlling a hydrolysis system including a first fan for supplying a stream, wherein the supply of the gas stream is changed based on the supply of urea water to the hydrolysis vessel. It has a configuration for controlling the first fan.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a denitration facility 1 provided with the hydrolysis system 10 according to the first embodiment.
  • the denitration equipment 1 denitrates the exhaust gas from an engine such as a diesel engine with the denitration catalyst 30 and discharges the exhaust gas.
  • An exhaust gas line 21 for introducing exhaust gas from the engine is connected to the denitration catalyst 30.
  • a discharge line 24 for discharging the denitrated gas is connected to the denitration catalyst 30.
  • the hydrolysis system 10 is an apparatus for supplying a processing gas containing ammonia to a denitration catalyst.
  • the hydrolysis system 10 includes a first fan 100, a burner unit 200, a second fan 300, a hydrolysis container 400, a pump 500, and a control device 600.
  • the first fan 100 takes in the bleed air from the discharge line 24 that discharges the gas deniturized by the denitration catalyst 30 into the hydrolysis system 10 through the bleed air line 22. As shown in FIG. 1, in the first embodiment, the bleeding line 22 branches from the discharge line 24.
  • the burner unit 200 is a device for heating the extracted air taken in by the first fan 100.
  • the burner unit 200 is provided with a combustion chamber 201 and a burner 202.
  • a fuel line 11 is connected to the burner 202.
  • the fuel supplied to the burner 202 through the fuel line 11 may be a gas fuel composed of A heavy oil, B heavy oil, C heavy oil, light oil, hydrocarbon gas, or other fuel.
  • the air taken in by the second fan 300 flows into the combustion chamber 201 through the outside air line 12, and the fuel is burned by the burner 202.
  • the shape of the combustion chamber 201 is a cylindrical shape that is long in the axial direction, more preferably a cylindrical shape, and the burner 202 is arranged at the end thereof.
  • the combustion is appropriately controlled.
  • the ratio of bleed air is usually controlled to be higher than that of the outside air.
  • the bleed air heated by the combustion chamber 201 is introduced into the hydrolysis vessel 400.
  • the hydrolysis container 400 is a device that hydrolyzes urea water to generate ammonia.
  • the hydrolysis container 400 is provided with a nozzle 401.
  • the flow rate of urea water is controlled and urea water is supplied to the nozzle 401 by the pump 500 through the supply line 13.
  • Nozzle 401 sprays urea water against the high temperature gas stream introduced into the hydrolysis vessel 400. Then, the sprayed urea water is hydrolyzed at a high temperature to generate ammonia, which is mixed with the exhaust gas through the processing gas line 23.
  • the shape of the hydrolysis container 400 is a tubular shape that is long in the axial direction and a square tubular shape that has a substantially square cross section in the radial direction.
  • the shape is not limited to a square cylinder, and may be a cylinder.
  • a hydrolysis catalyst may be installed in the hydrolysis container 400 to further promote the hydrolysis reaction.
  • the hydrolysis vessel 400 supplies a high-temperature processing gas mixed with ammonia to the denitration catalyst 30 through the processing gas line 23.
  • the processing gas line 23 joins the exhaust gas line 21 before the denitration catalyst 30. Therefore, the processing gas from the hydrolysis container 400 is mixed with the exhaust gas before being introduced into the denitration catalyst 30.
  • the exhaust gas is denitrated by mixing the processing gas containing ammonia with the exhaust gas and passing through the denitration catalyst 30. The exhaust gas thus purified is discharged from the denitration catalyst 30 through the discharge line 24.
  • the control device 600 is a central device for executing the characteristic operation of the hydrolysis system 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block configuration diagram showing a control device 600 included in the hydrolysis system 10 according to the first embodiment.
  • the control device 600 includes a urea water supply amount detection unit 610, a gas flow rate calculation unit 620, and a fan control unit 630. The operations performed by each of these functional blocks will be described later.
  • the amount of nitrogen oxides in the exhaust gas flowing from the engine into the denitration catalyst 30 through the exhaust gas line 21 is represented by the product of the flow rate of the exhaust gas and the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas, both of which vary depending on the operating state of the engine. ..
  • the amount of ammonia to be supplied from the hydrolysis vessel 400 varies based on the amount of nitrogen oxides to be treated in the denitration catalyst 30. Therefore, the flow rate of the urea water supplied to the hydrolysis vessel 400 by the pump 500 is controlled.
  • the flow rate of the urea water supplied to the hydrolysis container 400 varies depending on the operating state of the engine.
  • Control of the urea water supply amount based on the amount of nitrogen oxides in the exhaust gas due to the operating state of such an engine can be performed by a known technique.
  • an engine control module that controls the operation of the engine estimates the amount of nitrogen oxides and controls the amount of urea water supplied.
  • a nitrogen oxide concentration sensor (NO x sensor) is provided on the discharge line 24, and feedback control of the urea water supply amount is executed based on the nitrogen oxide concentration indicated by the nitrogen oxide concentration sensor (NO x sensor).
  • the urea water flow rate signal which is a signal corresponding to the urea water supply amount, is input to the urea water supply amount detection unit 610 of the control device 600.
  • the urea water flow rate signal may be a signal for controlling the pump 500, or may be a signal output by the pump 500 itself.
  • the urea water supply amount detection unit 610 calculates the urea water supply amount based on the urea water flow rate signal.
  • the gas flow rate calculation unit 620 calculates the flow rate of the gas flow supplied to the hydrolysis container 400 by the first fan 100 based on the urea water supply amount calculated by the urea water supply amount detection unit 610.
  • the gas flow rate calculation unit 620 calculates so that the flow rate of the gas flow to be supplied increases as the urea water supply amount increases. Typically, the gas flow rate calculation unit 620 calculates so that the flow rate of the supplied gas flow is proportional to the amount of urea water supplied.
  • the fan control unit 630 controls the operation of the first fan 100 based on the flow rate of the supplied gas flow calculated by the gas flow rate calculation unit 620, and changes the supply amount of the gas flow supplied by the first fan 100. .. Under the control of the fan control unit 630, the first fan 100 sends the gas flow of the calculated flow rate to the hydrolysis container 400 via the burner unit 200.
  • the amount of bleed air supplied to the hydrolysis container 400 is controlled based on the amount of urea water supplied to the hydrolysis container 400. Therefore, in the hydrolysis vessel 400, it is suppressed that the supply (spraying) of urea water becomes excessive with respect to the supply of gas, the temperature of the gas flow decreases, and the supply of ammonia becomes insufficient.
  • urea may precipitate and stick to the wall surface inside the hydrolysis container 400 or the surface of the hydrolysis catalyst. is there. Then, it causes a trouble that the hydrolysis container 400 is clogged. However, according to the hydrolysis system 10, the occurrence of such troubles is suppressed.
  • FIG. 3 is a block configuration diagram showing a control device 600 in a modified example.
  • the control device 600 includes an outside air flow rate detection unit 640 in addition to the urea water supply amount detection unit 610, the gas flow rate calculation unit 620, and the fan control unit 630.
  • the outside air flow rate detection unit 640 monitors the outside air flow rate signal from the second fan 300 and calculates the outside air flow rate supplied by the second fan 300 to the burner unit 200.
  • the gas flow rate calculation unit 620 calculates the flow rate of the gas flow supplied by the first fan 100 to the hydrolysis container 400 based on the urea water supply amount calculated by the urea water supply amount detection unit 610. ..
  • the gas flow rate calculation unit 620 totals the flow rate of the gas flow supplied by the first fan 100 to the hydrolysis container 400 and the flow rate of the air taken in by the second fan 300 as the urea water supply amount increases. Is calculated so that becomes larger. Typically, the gas flow rate calculation unit 620 calculates the flow rate of the gas flow supplied to the hydrolysis vessel 400 by the first fan 100 so that the total flow rate is proportional to the urea water supply amount.
  • the fan control unit 630 controls the operation of the first fan 100 based on the flow rate of the supplied gas flow calculated by the gas flow rate calculation unit 620, and changes the supply amount of the gas flow supplied by the first fan 100. .. Under the control of the fan control unit 630, the first fan 100 sends the gas flow of the calculated flow rate to the hydrolysis container 400 via the burner unit 200.
  • the flow rate of air taken in by the burner unit 200 for combustion is usually smaller than the amount of air drawn by the first fan 100. Therefore, as in the first embodiment, it is sufficient if the amount of the extracted air taken in by the first fan 100 is controlled so as to be proportional to the amount of urea water supplied.
  • the amount of air taken in by the second fan 300 which is a part of the amount of gas supplied to the hydrolysis container 400, should be taken into consideration and controlled more precisely. Is preferable.
  • the hydrolysis system 10 according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment or a modification thereof.
  • the position of the bleed air taken in by the first fan 100 of the hydrolysis system 10 is different from that of the first embodiment shown in FIG.
  • the configuration and operation of the control device 600 are the same as those of the control device shown in FIG. 2 or FIG.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing the denitration equipment 2 of the second embodiment.
  • the bleeding line 22 branches from the exhaust gas line 21.
  • the branching position of the bleeding line 22 is on the upstream side of the merging position of the processing gas line 23 from the hydrolysis container 400. Therefore, in the second embodiment, the exhaust gas before the denitration catalyst 30 performs the denitration treatment is extracted. Also in the second embodiment, the same actions and effects as those of the first embodiment or its modified examples can be obtained.
  • Each control block of the control device 600 (particularly, urea water supply amount detection unit 610, gas flow rate calculation unit 620, fan control unit 630, outside air flow rate detection unit 640) is a logic circuit formed in an integrated circuit (IC chip) or the like. It may be realized by (hardware) or by software.
  • control device 600 includes a computer that executes the instructions of a program that is software that realizes each function.
  • the computer includes, for example, one or more processors and a computer-readable recording medium that stores the program.
  • the processor reads the program from the recording medium and executes it, thereby achieving the object of the present invention.
  • a CPU Central Processing Unit
  • the recording medium in addition to a “non-temporary tangible medium” such as a ROM (Read Only Memory), a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit, or the like can be used.
  • a RAM Random Access Memory
  • the program may be supplied to the computer via an arbitrary transmission medium (communication network, broadcast wave, etc.) capable of transmitting the program.
  • a transmission medium communication network, broadcast wave, etc.
  • one aspect of the present invention can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave, in which the above program is embodied by electronic transmission.
  • the hydrolysis system includes a hydrolysis container that sprays urea water on a gas stream to generate ammonia, a first fan that supplies the gas stream to the hydrolysis container, and a control device.
  • the control device includes, and controls the first fan so as to change the supply amount of the gas flow based on the supply amount of the urea water to the hydrolysis vessel.
  • the hydrolysis system according to the second aspect of the present invention may further include a burner unit for heating the gas stream between the first fan and the hydrolysis container in the first aspect.
  • the hydrolysis system according to the third aspect of the present invention may further include a second fan for taking in air for burning fuel in the burner unit in the second aspect.
  • the hydrolysis system according to the fourth aspect of the present invention has a configuration in which the control device changes the supply amount of the gas stream in proportion to the supply amount of the urea water in any one of the first to third aspects. You may have it.
  • control device has such that the total of the supply amount of the gas flow and the intake amount of the air is proportional to the supply amount of the urea water. It may have a structure which changes the supply amount of the gas flow.
  • the denitration equipment according to the sixth aspect of the present invention is the denitration equipment including the hydrolysis system according to any one of the above aspects 1 to 5 and a denitration catalyst for denitrifying the exhaust gas from the engine.
  • the fan has a configuration in which the gas discharged from the denitration equipment is extracted, and the processing gas from the hydrolysis vessel is mixed with the exhaust gas and introduced into the denitration catalyst.
  • the denitration equipment according to the seventh aspect of the present invention is the denitration equipment including the hydrolysis system according to any one of the above aspects 1 to 5 and a denitration catalyst for denitrifying the exhaust gas from the engine.
  • the fan has a configuration in which the exhaust gas from the engine is extracted, and the processing gas from the hydrolysis container is mixed with the exhaust gas and introduced into the denitration catalyst.
  • the method for controlling the hydrolysis system according to the eighth aspect of the present invention includes a hydrolysis container that sprays urea water on a gas stream to generate ammonia, a first fan that supplies the gas stream to the hydrolysis container, and a first fan.
  • the first fan is controlled so as to change the supply amount of the gas flow based on the supply amount of the urea water to the hydrolysis container. ..
  • the first fan 100 extracts the denitrated exhaust gas from the discharge line 24 or the exhaust gas of the engine from the exhaust gas line 21.
  • the gas taken in by the first fan 100 is not limited to these examples, and air (outside air) may be taken in.
  • the urea water flow rate signal acquired by the urea water supply amount detection unit 610 may be a signal from the flow rate sensor provided in the supply line 13.
  • the outside air flow rate signal acquired by the outside air flow rate detection unit 640 may be a signal from a flow rate sensor provided on the outside air line 12.
  • the fan control unit 630 controls the first fan 100 in order to change the gas flow rate supplied by the first fan 100 to the hydrolysis container 400
  • the first fan 100 is based on the unique characteristics of the first fan 100.
  • the operation of the fan 100 may be controlled (feedforward control).
  • a flow rate sensor may be provided on the bleeding line 22 and feedback control may be performed based on the signal.

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Abstract

脱硝触媒に対して所要のアンモニアを供給する。　加水分解システム（１０）は、ガス流に尿素水を噴霧しアンモニアを生成させる加水分解容器（４００）への尿素水の供給量に基づいて、ガス流の供給量を変化させるように、加水分解容器に対してガス流を供給する第１ファン（１００）を制御する制御装置（６００）を備える。

Description

加水分解システム、脱硝設備及び加水分解システムの制御方法
　本発明は、加水分解システム、脱硝設備及び加水分解システムの制御方法に関する。
　船舶等において、エンジンの排ガス中の窒素酸化物（ＮＯＸ）を低減するための、脱硝設備が知られている。このような脱硝設備では、アンモニアを排ガスとともにＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）といった脱硝触媒に導入することで、窒素酸化物の還元反応を生じさせて、排ガスの浄化を行っている。通常アンモニアは、取扱いの容易な尿素水を、加水分解容器（気化器）において高温のガス流中で加水分解して生成して、供給される。
日本国公開特許公報「特開２０１７－２１７９８２号公報」
　加水分解容器において、高温のガス流の流量に対して尿素水の供給量が過剰になると、加水分解容器内部の温度が低下する。すると、噴霧される尿素水の加水分解が不十分となって、所要のアンモニアが脱硝触媒に対して供給できなくなる。こうなると、脱硝触媒による排ガスの浄化が適正に行われなくなってしまう。
　本発明の一態様は、脱硝触媒に対して所要のアンモニアを供給できる加水分解システムを実現することを目的とする。
　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る加水分解システムは、ガス流に尿素水を噴霧しアンモニアを生成させる加水分解容器と、前記加水分解容器に対して前記ガス流を供給する第１ファンと、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記加水分解容器への前記尿素水の供給量に基づいて前記ガス流の供給量を変化させるように、前記第１ファンを制御する構成を備える。
　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る加水分解システムの制御方法は、ガス流に尿素水を噴霧しアンモニアを生成させる加水分解容器と、前記加水分解容器に対して前記ガス流を供給する第１ファンと、を備えた加水分解システムの制御方法であって、前記加水分解容器への前記尿素水の供給量に基づいて前記ガス流の供給量を変化させるように、前記第１ファンを制御する構成を備える。
　本発明の上記いずれかの態様によれば、脱硝触媒に対して所要のアンモニアを供給できる加水分解システムを実現できる。
本発明の実施形態１に係る加水分解システムを備える、脱硝設備を示す概略構成図である。 本発明の実施形態１に係る加水分解システムの制御装置を示す、ブロック構成図である。 本発明の変形例に係る加水分解システムの制御装置を示す、ブロック構成図である。 本発明の実施形態２に係る加水分解システムを備える、脱硝設備を示す概略構成図である。
　〔実施形態１〕
　以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ以下に説明する。本願における各図面に記載した構成の形状および寸法（長さ、幅、高さ等）は、実際の形状および寸法が必ずしも反映されたものではなく、図面の明瞭化および簡略化のために適宜変更されている。
　＜脱硝設備の概要＞
　図１は、実施形態１に係る加水分解システム１０を備えた、脱硝設備１を示す概略構成図である。脱硝設備１は、ディーゼルエンジン等のエンジンからの排ガスを脱硝触媒３０で脱硝処理して排出する。脱硝触媒３０には、エンジンからの排ガスを導入する排ガスライン２１が接続されている。また、脱硝触媒３０には、脱硝処理したガスを排出するための排出ライン２４が接続されている。
　＜加水分解システムの構成＞
　実施形態１に係る加水分解システム１０は、アンモニアを含んだ処理ガスを脱硝触媒に対して供給するための装置である。加水分解システム１０は、第１ファン１００、バーナユニット２００、第２ファン３００、加水分解容器４００、ポンプ５００と、制御装置６００と、を備えている。
　第１ファン１００は、脱硝触媒３０が脱硝処理したガスを排出する排出ライン２４からの抽気を、抽気ライン２２を通じて加水分解システム１０に取り込む。図１に示されるように、実施形態１において、抽気ライン２２は排出ライン２４から分岐する。
　バーナユニット２００は、第１ファン１００の取り込んだ抽気を加熱するための装置である。バーナユニット２００には、燃焼室２０１、バーナ２０２が設けられている。バーナ２０２には、燃料ライン１１が接続されている。燃料ライン１１を通じてバーナ２０２に供給される燃料は、Ａ重油、Ｂ重油、Ｃ重油、軽油、炭化水素ガスからなるガス燃料や、その他の燃料であり得る。
　また燃焼室２０１には、第２ファン３００が取り込んだ空気が外気ライン１２を通じて流入しバーナ２０２により燃料が燃焼される。燃焼室２０１の形状は、具体的な例示として、軸方向に長い筒状、より好ましくは円筒状であり、その端部にバーナ２０２が配置される。
　バーナユニット２００は、加水分解容器４００において尿素水の加水分解反応を生じさせるのに必要な高温に、ガス流を加熱するために、加水分解容器４００に対して供給するガスの流量と温度を参照して、適宜に燃焼を制御する。燃焼室２０１の動作時に、通常、外気よりも抽気の割合が多いように制御される。燃焼室２０１により加熱された抽気は、加水分解容器４００へと導入される。
　加水分解容器４００は、尿素水を加水分解して、アンモニアを生成する装置である。加水分解容器４００にはノズル４０１が設けられている。ノズル４０１には、供給ライン１３を通じて、流量が制御されて尿素水がポンプ５００により供給される。ノズル４０１は、加水分解容器４００に導入された高温のガス流に対して尿素水を噴霧する。すると噴霧された尿素水が、高温で加水分解されてアンモニアが生成され、処理ガスライン２３を通じて排ガスに混合される。
　加水分解容器４００の形状は、具体的な例示として、軸方向に長い筒状、径方向断面略正方形の角筒状である。しかし、角筒状に限られず、円筒状であってもよい。加水分解容器４００中には、更に加水分解反応を促進するための、加水分解触媒が設置されていてもよい。加水分解容器４００は、アンモニアが混合された高温の処理ガスを処理ガスライン２３を通じて脱硝触媒３０に供給する。
　処理ガスライン２３は、脱硝触媒３０の手前で、排ガスライン２１に合流する。よって、加水分解容器４００からの処理ガスは、脱硝触媒３０に導入される前に排ガスに混合される。アンモニアを含んだ処理ガスが排ガスに混合されて脱硝触媒３０を通過することにより、排ガスの脱硝処理が行われる。こうして清浄化された排ガスが、脱硝触媒３０から排出ライン２４を通じて排出される。
　制御装置６００は、実施形態１に係る加水分解システム１０の特徴的な動作の実行のための中枢となる装置である。図２は、実施形態１に係る加水分解システム１０が備える制御装置６００を示すブロック構成図である。制御装置６００は、尿素水供給量検出部６１０、ガス流量演算部６２０と、ファン制御部６３０とを備える。これら各機能ブロックが行う動作については後述する。
　＜加水分解システムの動作＞
　次に、図１及び図２を参照しつつ、加水分解システム１０の動作について説明する。
　エンジンから排ガスライン２１を通じて脱硝触媒３０に流入する排ガス中の窒素酸化物の量は、排ガスの流量および排ガス中の窒素酸化物濃度の積で表され、これらの両方ともエンジンの運転状態によって変動する。脱硝触媒３０において処理されるべき窒素酸化物の量に基づいて、加水分解容器４００から供給されるべきアンモニアの量は変動する。そのため、ポンプ５００により加水分解容器４００に供給される尿素水の流量が、制御される。
　従って、加水分解容器４００に供給される尿素水の流量は、エンジンの運転状態によって変動する。このようなエンジンの運転状態に起因する排ガス中の窒素酸化物の量に基づいた尿素水供給量の制御は、公知技術により実行され得る。例えば、エンジンの運転の制御を行うエンジンコントロールモジュールにより、窒素酸化物の量が推定されて、尿素水供給量の制御が実行される。あるいは排出ライン２４に窒素酸化物濃度センサ（ＮＯｘセンサ）が設けられて、それが示す窒素酸化物濃度に基づいて、尿素水供給量のフィードバック制御が実行される。
　このような尿素水供給量に応じた信号である尿素水流量信号が、制御装置６００の尿素水供給量検出部６１０に入力される。尿素水流量信号は、ポンプ５００を制御するための信号であってもよく、あるいはポンプ５００自身が出力する信号であってもよい。尿素水供給量検出部６１０は、尿素水流量信号に基づき、尿素水供給量を算出する。
　次に、ガス流量演算部６２０が、尿素水供給量検出部６１０の算出した尿素水供給量に基づいて、第１ファン１００が加水分解容器４００に対して供給するガス流の流量を算出する。
　加水分解容器４００において、尿素水供給量に対して、供給される高温のガス流の流量が低下すると、ガス流の温度が低下する。すると、加水分解容器４００における尿素水の分解が十分に行われなくなる。そのため、ガス流量演算部６２０は、尿素水供給量が多くなるほど、供給すべきガス流の流量が大きくなるように算出する。典型的には、ガス流量演算部６２０は、供給するガス流の流量が尿素水供給量に比例するように算出する。
　更にファン制御部６３０が、ガス流量演算部６２０の算出した供給するガス流の流量に基づいて、第１ファン１００の動作を制御し、第１ファン１００が供給するガス流の供給量を変化させる。ファン制御部６３０の制御によって、第１ファン１００が、算出された流量のガス流をバーナユニット２００を介して、加水分解容器４００に送り込む。
　＜作用、効果＞
　実施形態１に係る加水分解システム１０は、加水分解容器４００への尿素水の供給量に基づいて、加水分解容器４００に供給される抽気の量が制御される。従って、加水分解容器４００において、ガスの供給に対して尿素水の供給（噴霧）が過剰となってガス流の温度が低下し、アンモニアの供給が不十分となることが抑制される。
　脱硝設備１の脱硝触媒３０へのアンモニアの供給が不十分となると、排ガスの脱硝処理が不十分となり、脱硝触媒３０を通じて排出される排出ガス中の窒素酸化物濃度が上昇し、規定以下の濃度を維持できなくなる。しかし、加水分解システム１０によれば、そのような事態の発生が抑制される。
　また、加水分解容器４００において、ガスの供給に対して尿素水の供給（噴霧）が大きく過剰であると、加水分解容器４００内部の壁面や加水分解触媒表面に尿素が析出して固着することがある。すると、加水分解容器４００が詰まるトラブルの発生の原因となる。しかし、加水分解システム１０によれば、このようなトラブルの発生が抑制される。
　〔変形例〕
　本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
　本変形例は実施形態１の変形例であり、制御装置６００の構成が、実施形態１とやや異なるが、加水分解システム１０のその他の構成は同様である。図３は、変形例における制御装置６００を示すブロック構成図である。変形例において、制御装置６００は、尿素水供給量検出部６１０、ガス流量演算部６２０、ファン制御部６３０に加えて、外気流量検出部６４０を備える。
　外気流量検出部６４０は、第２ファン３００からの外気流量信号を監視して、第２ファン３００がバーナユニット２００に対して供給する外気流量を算出する。変形例において、ガス流量演算部６２０は、尿素水供給量検出部６１０の算出した尿素水供給量に基づいて、第１ファン１００が加水分解容器４００に対して供給するガス流の流量を算出する。
　その際、ガス流量演算部６２０は、尿素水供給量が多くなるほど、第１ファン１００が加水分解容器４００に対して供給するガス流の流量と、第２ファン３００が取り込んだ空気の流量の合計が大きくなるように算出する。典型的には、ガス流量演算部６２０は、当該合計の流量が尿素水供給量に比例するように、第１ファン１００が加水分解容器４００に対して供給するガス流の流量を算出する。
　更にファン制御部６３０が、ガス流量演算部６２０の算出した供給するガス流の流量に基づいて、第１ファン１００の動作を制御し、第１ファン１００が供給するガス流の供給量を変化させる。ファン制御部６３０の制御によって、第１ファン１００が、算出された流量のガス流をバーナユニット２００を介して、加水分解容器４００に送り込む。
　上述のように、加水分解システム１０において通常、バーナユニット２００が燃焼のために取り込む空気の流量は、第１ファン１００が取り込む抽気の量と比べて小さい。そのため、実施形態1のように、第１ファン１００が取り込む抽気の量が、尿素水供給量に比例するように制御されれば十分である。しかし、変形例のように、加水分解容器４００に供給される気体の量の一部である、第２ファン３００が取り込んだ空気の量をも考慮して、より精密に制御するようにすることが好ましい。
　〔実施形態２〕
　実施形態２に係る加水分解システム１０は、実施形態１またはその変形例と同様である。実施形態２においては、加水分解システム１０の第１ファン１００が取り込む抽気の位置が、図１に示す実施形態１とは異なる。実施形態２において、制御装置６００の構成及び動作は、図２または図３に示された制御装置と同様である。
　図４は、実施形態２の脱硝設備２を示す概略構成図である。図示されるように、実施形態２では、抽気ライン２２は排ガスライン２１から分岐する。排ガスライン２１において、抽気ライン２２の分岐位置は、加水分解容器４００からの処理ガスライン２３の合流位置よりも上流側である。よって、実施形態２においては、脱硝触媒３０が脱硝処理を行う前の排ガスが、抽気される。実施形態２においても、実施形態１またはその変形例と同様の作用、効果が得られる。
　〔ソフトウェアによる実現例〕
　制御装置６００の各制御ブロック（特に、尿素水供給量検出部６１０、ガス流量演算部６２０、ファン制御部６３０、外気流量検出部６４０）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
　後者の場合、制御装置６００は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。
　そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。
　また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
　〔まとめ〕
　本発明の態様１に係る加水分解システムは、ガス流に尿素水を噴霧しアンモニアを生成させる加水分解容器と、前記加水分解容器に対して前記ガス流を供給する第１ファンと、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記加水分解容器への前記尿素水の供給量に基づいて前記ガス流の供給量を変化させるように、前記第１ファンを制御する構成を備える。
　本発明の態様２に係る加水分解システムは、上記態様１において、前記第１ファンと前記加水分解容器との間に、前記ガス流を加熱するバーナユニットを更に備えていてもよい。
　本発明の態様３に係る加水分解システムは、上記態様２において、前記バーナユニットにおいて燃料を燃焼させるための、空気を取り入れる第２ファンを更に備えていてもよい。
　本発明の態様４に係る加水分解システムは、上記態様１から３のいずれかにおいて、前記制御装置は、前記尿素水の供給量に比例するように、前記ガス流の供給量を変化させる構成を備えていてもよい。
　本発明の態様５に係る加水分解システムは、上記態様３において、前記制御装置は、前記ガス流の供給量と前記空気の取り入れ量の合計が、前記尿素水の供給量に比例するように、前記ガス流の供給量を変化させる構成を備えていてもよい。
　本発明の態様６に係る脱硝設備は、上記態様１から５のいずれかの加水分解システムと、エンジンからの排ガスの脱硝処理を行う脱硝触媒と、を備えた脱硝設備であって、前記第１ファンは、前記脱硝設備が排出したガスを抽気し、前記加水分解容器からの処理ガスは、前記排ガスに混合されて前記脱硝触媒に導入される構成を備える。
　本発明の態様７に係る脱硝設備は、上記態様１から５のいずれかの加水分解システムと、エンジンからの排ガスの脱硝処理を行う脱硝触媒と、を備えた脱硝設備であって、前記第１ファンは、前記エンジンからの前記排ガスを抽気し、前記加水分解容器からの処理ガスは、前記排ガスに混合されて前記脱硝触媒に導入される構成を備える。
　本発明の態様８に係る加水分解システムの制御方法は、ガス流に尿素水を噴霧しアンモニアを生成させる加水分解容器と、前記加水分解容器に対して前記ガス流を供給する第１ファンと、を備えた加水分解システムの制御方法であって、前記加水分解容器への前記尿素水の供給量に基づいて前記ガス流の供給量を変化させるように、前記第１ファンを制御する構成を備える。
　〔付記事項〕
　本発明は上述した実施形態、変形例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。例えば、図２または図３に示される制御装置６００のいずれもが、実施形態２の加水分解システム１０に適用され得る。
　上記各実施形態において、第１ファン１００は、排出ライン２４から脱硝処理された排出ガスを、あるいは、排ガスライン２１からエンジンの排ガスを抽気する例が示された。しかし、第１ファン１００が取り入れる気体は、これらの例に限られず、空気（外気）を取り入れてもよい。
　尿素水供給量検出部６１０が取得する尿素水流量信号は、供給ライン１３に設けられる流量センサからの信号であってもよい。外気流量検出部６４０が取得する外気流量信号は、外気ライン１２に設けられる流量センサからの信号であってもよい。
　第１ファン１００が加水分解容器４００に対して供給するガス流量を変化させるために、ファン制御部６３０が第１ファン１００を制御するに当たり、第１ファン１００の固有の特性に基づいて、第１ファン１００の動作を制御してもよい（フィードフォワード制御）。しかし、抽気ライン２２に流量センサが設けられて、その信号に基づいてフィードバック制御を行うものであってもよい。
　１、２　脱硝設備
　１０　加水分解システム
　１００　第１ファン
　２００　バーナユニット
　２０１　燃焼室
　２０２　バーナ
　３００　第２ファン
　４００　加水分解容器
　４０１　ノズル
　５００　ポンプ
　６００　制御装置
　６１０　尿素水供給量検出部
　６２０　ガス流量演算部
　６３０　ファン制御部
　６４０　外気流量検出部
　３０　脱硝触媒
　１１　燃料ライン
　１２　外気ライン
　１３　供給ライン
　２１　排ガスライン
　２２　抽気ライン
　２３　処理ガスライン
　２４　排出ライン

Claims (8)

  1. 　ガス流に尿素水を噴霧しアンモニアを生成させる加水分解容器と、
    　前記加水分解容器に対して前記ガス流を供給する第１ファンと、
    　制御装置と、を備え、
    　前記制御装置は、前記加水分解容器への前記尿素水の供給量に基づいて前記ガス流の供給量を変化させるように、前記第１ファンを制御することを特徴とする、加水分解システム。
  2. 　前記第１ファンと前記加水分解容器との間に、前記ガス流を加熱するバーナユニットを更に備える、請求項１に記載の加水分解システム。
  3. 　前記バーナユニットにおいて燃料を燃焼させるための、空気を取り入れる第２ファンを更に備えることを特徴とする、請求項２に記載の加水分解システム。
  4. 　前記制御装置は、前記尿素水の供給量に比例するように、前記ガス流の供給量を変化させることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の加水分解システム。
  5. 　前記制御装置は、前記ガス流の供給量と前記空気の取り入れ量の合計が、前記尿素水の供給量に比例するように、前記ガス流の供給量を変化させることを特徴とする、請求項３に記載の加水分解システム。
  6. 　請求項１から５のいずれか１項に記載の加水分解システムと、
    　エンジンからの排ガスの脱硝処理を行う脱硝触媒と、を備えた脱硝設備であって、
    　前記第１ファンは、前記脱硝設備が排出したガスを抽気し、
    　前記加水分解容器からの処理ガスは、前記排ガスに混合されて前記脱硝触媒に導入されることを特徴とする、脱硝設備。
  7. 　請求項１から５のいずれか１項に記載の加水分解システムと、
    　エンジンからの排ガスの脱硝処理を行う脱硝触媒と、を備えた脱硝設備であって、
    　前記第１ファンは、前記エンジンからの前記排ガスを抽気し、
    　前記加水分解容器からの処理ガスは、前記排ガスに混合されて前記脱硝触媒に導入されることを特徴とする、脱硝設備。
  8. 　ガス流に尿素水を噴霧しアンモニアを生成させる加水分解容器と、
    　前記加水分解容器に対して前記ガス流を供給する第１ファンと、を備えた加水分解システムの制御方法であって、
    　前記加水分解容器への前記尿素水の供給量に基づいて前記ガス流の供給量を変化させるように、前記第１ファンを制御することを特徴とする、加水分解システムの制御方法。
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