JP2003164725A - 廃棄物処理設備の脱硝触媒装置のアンモニア吹き込み制御方法 - Google Patents

廃棄物処理設備の脱硝触媒装置のアンモニア吹き込み制御方法

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JP2003164725A
JP2003164725A JP2001369281A JP2001369281A JP2003164725A JP 2003164725 A JP2003164725 A JP 2003164725A JP 2001369281 A JP2001369281 A JP 2001369281A JP 2001369281 A JP2001369281 A JP 2001369281A JP 2003164725 A JP2003164725 A JP 2003164725A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃棄物処理炉の排ガス処理設備において、煙
突NO濃度を安定して制御でき、リークアンモニア量
を低減することができる、脱硝触媒装置におけるアンモ
ニア吹き込み量制御方法を提供する。 【解決手段】 廃棄物処理設備の廃棄物処理炉から排出
される排ガスを処理する排ガス処理設備における脱硝触
媒装置にアンモニアを吹き込んでNOを分解する脱硝
触媒装置のアンモニア吹き込み量制御方法において、脱
硝触媒装置入口NO濃度が脱硝触媒装置を通過する排
ガス量に比例することから前記排ガス量に基づいて求め
たNOの分解に必要な量のアンモニアを吹き込んでN
を分解して煙突出口NO濃度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物処理設備に
おいて、溶融炉や焼却炉などの廃棄物処理炉の排ガス処
理設備における脱硝触媒装置のアンモニア吹き込み量制
御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】都市ごみなどの廃棄物の処理として、焼
却炉を用いた焼却処理、溶融炉を用いた溶融処理などが
知られている。これらの廃棄物処理設備は、廃棄物処理
炉から排出される排ガス中の有害物質を除去して無害化
するために、排ガス処理設備を備えている。
【0003】図5は従来の廃棄物溶融処理設備の排ガス
処理の系統図で、廃棄物溶融炉1、燃焼室2、廃熱ボイ
ラ3、排ガス温度調節器4、集じん器5、脱硝触媒装置
6、煙突7が順次接続されている。廃棄物溶融炉1で発
生した可燃性の排ガスは燃焼室2へ送って燃焼させ、燃
焼により発生した排ガスは廃熱ボイラ3に送られて熱回
収され、排ガス温度調節器4で排ガス温度を調整し、集
じん器5に導入して集じんする。
【0004】集じん器5から排出される排ガスは、触媒
層が形成された脱硝触媒装置(以下「SCR」とい
う。)に導入され、窒素酸化物(NO)がアンモニア
によって還元分解され、煙突7から放出される排ガスの
NO濃度を低減している。NO とアンモニア(NH
)とは、 4NO+4NH+O→4N+6HO の反応式で反応するので、この反応式から最適なアンモ
ニア吹き込み量を決定し、リークアンモニアを出さない
ようにし、かつNO濃度を規制値以下に抑えている。
【0005】図4(a)は従来のSCRへのアンモニア
吹き込みのフィードバック制御システムを示す図であ
り、(b)はフィードフォワード制御システムの例を示
す図である。
【0006】理想的なアンモニア吹き込み量の制御方法
は、図4(b)のようなフィードフォワード制御である
が、NO測定器15をもう1台必要とすること、及び
NO 測定の時間遅れがあり、実際のNO濃度変化に
十分追従できないこと等のために図4(a)に示すよう
なフィードバック制御がよく採用されている。
【0007】図4(a)では、SCR11に吹き込むア
ンモニア吹き込み量は、SCR11の出口の排ガス流量
を流量計12で測定するとともに、NO測定器13で
NO 濃度を測定して制御弁14によりアンモニア吹き
込み量を制御する。
【0008】図4(a)では、SCR11入口のNO
濃度をある値として仮定し、これに排ガス流量をかける
ことで必要なアンモニア供給量を算出して吹き込む方法
である。この際反応の過不足は出口NO濃度によって
アンモニア吹込量の過不足の修正を行う。
【0009】 NO濃度(仮定値)×排ガス量=NH吹込量 図3(a)は従来のフィードバック制御の場合のSCR
1の入口NO濃度と排ガス量との関係を示すグラフ、
(b)はアンモニア吹き込み量と排ガス量との関係を示
すグラフである。
【0010】図4(a)に示すフィードバック制御の場
合、図3(a)に示すように排ガス量に関係なくSCR
入口NO濃度を一定に設定し、排ガス量とアンモニア
吹き込み量との関係が図3(b)に示すように比例関係
となるように、アンモニア吹き込み量を制御し、SCR
11出口NO測定器13の測定結果にて過不足の調整
を行っている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
フィードバック制御の場合、SCRの入口NO濃度を
図3(a)に示すように実績値から一定値に設定し、ま
た、図3(b)に示すように、SCRの入口NO濃度
を一定に設定していることからアンモニアを排ガス量と
比例関係で吹き込む制御を行っている。しかし、実際
は、廃棄物の量及び質、排ガス量などによりNO濃度
が変化しており、SCR入口のNO濃度の変動に対し
て適正量のアンモニア吹き込みが難しい。
【0012】そのため、アンモニア過剰吹き込みによる
脱硝触媒の機能が低下や、あるいは逆にアンモニア吹き
込み量が不足によるSCR出口NO濃度が増加したり
し、その結果として煙突NO濃度は、図2の煙突NO
濃度と処理時間との関係を示すグラフの従来例に示す
ようにふれ幅が大きくなっている。
【0013】そこで、本発明は、廃棄物処理炉の排ガス
処理設備において、煙突NO濃度を安定して制御で
き、リークアンモニア量を低減することができる、脱硝
触媒装置におけるアンモニア吹き込み量制御方法を提供
するものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、廃棄物処理設
備の廃棄物処理炉から排出される排ガスを処理する排ガ
ス処理設備における脱硝触媒装置にアンモニアを吹き込
んでNOを分解する脱硝触媒装置のアンモニア吹き込
み量制御方法において、脱硝触媒装置入口NO 濃度が
脱硝触媒装置を通過する排ガス量に比例することから前
記排ガス量に基づいて求めたNOの分解に必要な量の
アンモニアを吹き込んでNOを分解して煙突出口NO
濃度を制御することを特徴とする。
【0015】前記構成において、煙突出口NO濃度に
よって補正を加えることで煙突出口NO濃度を制御す
ること、あるいは出口NO濃度、排ガス量、アンモニ
ア吹き込み量よりNO濃度を算出して最適なアンモニ
ア吹き込み量の設定を更新していくこともできる。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明者は、排ガス量とSCR入
口NO濃度の関係及び排ガス量とアンモニア吹き込み
量の関係について実験・検討した結果、排ガス量によっ
てSCR入口NO濃度が変化することを知見した。
【0017】すなわち、図1(a)の排ガス量とSCR
入口NO濃度の関係のグラフに示されるように、排ガ
ス量が増加するとSCR入口NO濃度も増加し、排ガ
ス量とSCR入口NO濃度が比例関係にあることを知
見した。これは、排ガス量の増減は燃焼負荷の増減と同
義であることから、燃焼負荷の増加により燃焼室内部で
高温部が多くなることでNO濃度が高くなり、逆に燃
焼負荷が減少すると燃焼室内部で高温部が少なくなるこ
とから、NO濃度が低くなることになるものと考えら
れる。
【0018】本発明は、SCR入口NO濃度が排ガス
量に比例するという関係から排ガス量に基づいてSCR
入口NO濃度を予測し、NO分解に必要なアンモニ
ア吹き込み量を算出して煙突出口NO濃度を制御する
ことが可能となる。
【0019】本発明は、図4(a)に示すフィードバッ
ク制御システムと同様のシステム構成で実施することが
可能であり、脱硝触媒装置を通過する排ガス量を脱硝触
媒装置の出側(あるいは入側)に設けられた流量計で測
定し、排ガス量により求められるSCR入口NO濃度
(図1(a))を求めNO分解に必要なアンモニア吹
き込み量(図1(b))を制御弁4により制御して脱硝
触媒装置にアンモニアを吹き込んで煙突出口NO濃度
を制御する。その結果、図2の煙突NO濃度と処理時
間との関係を示すグラフの実施例に示すように、煙突出
口NO濃度のふれ幅を小さくし、安定した煙突NO
濃度に制御することができる。また、排ガス量により予
測されたSCR入口NO濃度に対してNO分解に必
要なアンモニアが吹き込まれるので、アンモニア過剰吹
き込みによるリークアンモニアを低減させ、また、アン
モニア過剰吹き込みによる脱硝触媒の機能低下の防止を
図ることができる。
【0020】また、フィードフォワード制御に必要であ
るSCR入口NO測定器を設置する必要もない。
【0021】また、図4(a)に示すように、SCR出
口にNO濃度測定器13を設け、SCR出口NO
度の増減にあわせてNH供給量の補正を加えるフィー
ドバック制御もかけてもよい。
【0022】さらに、触媒が健全な状態であれば、SC
R出口NO濃度+(アンモニア吹き込み量/排ガス
量)=SCR入口NO濃度であることから、図1
(a)の関係と随時更新することで、より精度の高いS
CR入口NO濃度の予測も可能である。
【0023】
【発明の効果】脱硝触媒入口NO計を設置することな
く、入口NO濃度を予測することで適正量のアンモニ
ア供給が可能になり、リークアンモニア量を減らし、か
つ、煙突NO濃度を一定に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)の排ガス量とSCR入口NO濃度の関
係のグラフ、(b)は排ガス量とアンモニア吹き込み量
の関係を示すグラフ
【図2】煙突NO濃度と処理時間との関係を示すグラ
【図3】(a)は従来のフィードバック制御の場合のS
CR1の入口NO濃度と排ガス量との関係を示すグラ
フ、(b)はNH吹込量と排ガス量との関係を示すグ
ラフ
【図4】(a)はSCRへのNH吹き込みのフィード
バック制御システムを示す図であり、(b)はフィード
フォワード制御システムの例を示す図
【図5】従来の廃棄物溶融処理設備の排ガス処理の系統
図。
【符号の説明】
1:廃棄物溶融炉 2:燃焼室 3:廃熱ボイラ 4:
排ガス温度調節器 5:集じん器 6:脱硝触媒装置
7:煙突 11:SCR 12:流量計 13:NO
濃度測定器 14:制御弁 15:NO濃度測定器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 淳志 北九州市戸畑区大字中原46−59 新日本製 鐵株式会社エンジニアリング事業本部内 Fターム(参考) 4D002 AA12 AC04 BA06 BA14 CA07 DA07 EA02 GA02 GA03 GB01 GB02 GB06 4D048 AA06 AB02 AC04 CC38 CC61 DA01 DA02 DA03 DA05 DA08 DA10

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 廃棄物処理設備の廃棄物処理炉から排出
    される排ガスを処理する排ガス処理設備における脱硝触
    媒装置にアンモニアを吹き込んでNOを分解する脱硝
    触媒装置のアンモニア吹き込み制御方法において、脱硝
    触媒装置入口NO濃度が脱硝触媒装置を通過する排ガ
    ス量に比例することから前記排ガス量に基づいて求めた
    NOの分解に必要なアンモニア吹き込み量のアンモニ
    アを吹き込んでNOを分解して煙突出口NO濃度を
    制御することを特徴とする廃棄物処理設備の脱硝触媒装
    置のアンモニア吹き込み制御方法。
  2. 【請求項2】 煙突出口NO濃度によって補正を加え
    ることで煙突出口NO濃度を制御することを特徴とす
    る請求項1記載の廃棄物処理設備の脱硝触媒装置のアン
    モニア吹き込み制御方法。
  3. 【請求項3】 煙突出口NO濃度、排ガス量、アンモ
    ニア吹き込み量よりNO濃度を算出して最適なアンモ
    ニア吹き込み量の設定を更新していくことを特徴とする
    請求項1または2記載の廃棄物処理設備の脱硝触媒装置
    のアンモニア吹き込み制御方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005169331A (ja) * 2003-12-15 2005-06-30 Jfe Engineering Kk 脱硝制御方法及びそのプログラム
JP2012050912A (ja) * 2010-08-31 2012-03-15 Nippon Steel Engineering Co Ltd 脱硝制御装置及び脱硝制御方法
JP2013132566A (ja) * 2011-12-26 2013-07-08 Hitachi Zosen Corp 焼却設備における還元剤供給方法および還元剤供給装置
JP2015205272A (ja) * 2015-06-22 2015-11-19 日立造船株式会社 焼却設備における還元剤供給方法
CN113304609A (zh) * 2021-05-28 2021-08-27 上海明华电力科技有限公司 一种用于火电机组脱硝***的平衡控制方法

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