JP2003269149A - Denitrification device - Google Patents
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- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は脱硝装置に関し、デ
ィーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの排気ガス中
に含まれる窒素酸化物を低減するためにエンジンの排気
系統に設けられる脱硝装置に適用して有用なものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a denitration device, which is useful when applied to a denitration device provided in an engine exhaust system for reducing nitrogen oxides contained in exhaust gas of diesel engines, gasoline engines and the like. It is a thing.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図８は従来の脱硝装置のシステム構成図
である。図８には定置形発電設備におけるディーゼルエ
ンジン１の排気系統に備えた脱硝装置の例を示す。発電
開始時にはディーゼルエンジン１を始動し、このディー
ゼルエンジン１によって発電機を回転駆動することによ
り発電を行う。2. Description of the Related Art FIG. 8 is a system configuration diagram of a conventional denitration device. FIG. 8 shows an example of the denitration device provided in the exhaust system of the diesel engine 1 in the stationary power generation facility. At the start of power generation, the diesel engine 1 is started, and the diesel engine 1 rotationally drives the generator to generate power.
【０００３】そして、運転中にディーゼルエンジン１か
ら排出される排気ガス２は排気ライン３の途中に設けら
れた脱硝触媒４に通気され、且つ、還元剤供給装置５か
らは尿素水やアンモニア等の還元剤６が供給される。そ
の結果、脱硝触媒４における排気ガス２と還元剤６との
化学反応（脱硝反応）により、排気ガス２中に含まれる
窒素化物（ＮＯｘ）が排気ガス２から選択的に除去され
る。窒素酸化物が除去された排気ガス２は消音器７を介
して排気系外へと排出される。Exhaust gas 2 discharged from the diesel engine 1 during operation is ventilated to a denitration catalyst 4 provided in the middle of the exhaust line 3, and urea water, ammonia, etc. are supplied from the reducing agent supply device 5. The reducing agent 6 is supplied. As a result, a nitrogen reaction (NOx) contained in the exhaust gas 2 is selectively removed from the exhaust gas 2 by a chemical reaction (DeNOx reaction) between the exhaust gas 2 and the reducing agent 6 in the denitration catalyst 4. The exhaust gas 2 from which the nitrogen oxides have been removed is discharged to the outside of the exhaust system via the silencer 7.
【０００４】但し、脱硝触媒４には温度特性（図２参
照）があるため、脱硝触媒４の温度が低いときには還元
剤６を供給しても、脱硝触媒２で脱硝反応が起こらずに
還元剤６がそのまま脱硝触媒４を通過して排気系外へ排
出されてしまうため、排気ガス２の通気によって脱硝触
媒４が触媒作動温度（図２参照）以上に予熱された後、
還元剤６を供給して脱硝反応を行っていた。However, since the denitration catalyst 4 has a temperature characteristic (see FIG. 2), even if the reducing agent 6 is supplied when the temperature of the denitration catalyst 4 is low, the denitration catalyst 2 does not cause the denitration reaction and the reducing agent does not react. Since 6 passes through the denitration catalyst 4 as it is and is discharged to the outside of the exhaust system, after the denitration catalyst 4 is preheated to the catalyst operating temperature (see FIG. 2) or more by the ventilation of the exhaust gas 2,
The reducing agent 6 was supplied to carry out the denitration reaction.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、排気ガス２
の熱量に対して脱硝触媒４の熱容量が大きい場合には、
ディーゼルエンジン１が始動してから脱硝触媒４が排気
ガス２によって触媒作動温度以上に加熱されるまでに長
時間（例えば１〜２時間）を要していた。このため、デ
ィーゼルエンジン１の運転時間に対する脱硝装置の運転
時間（脱硝時間）の比率が低くなり、脱硝装置としての
運転効率の低下を招いていた。特に、始動・停止の頻度
が高い発電設備においては、ディーゼルエンジン１の運
転時間に対する脱硝装置の運転時間の比率が非常に低く
なり、脱硝装置としての運転効率の大幅な低下を招いて
いた。However, the exhaust gas 2
When the heat capacity of the denitration catalyst 4 is larger than the heat quantity of
It took a long time (for example, 1 to 2 hours) from the start of the diesel engine 1 until the denitration catalyst 4 is heated to the catalyst operating temperature or higher by the exhaust gas 2. For this reason, the ratio of the operating time of the denitration device (denitration time) to the operating time of the diesel engine 1 becomes low, and the operating efficiency of the denitration device is lowered. In particular, in a power generation facility in which the frequency of starting and stopping is high, the ratio of the operating time of the denitration device to the operating time of the diesel engine 1 is extremely low, resulting in a significant decrease in the operating efficiency of the denitration device.
【０００６】従って、本発明は上記の事情に鑑み、エン
ジン始動時に脱硝装置が運転（脱硝）を開始するまでの
時間を短縮して、脱硝装置としての運転効率を向上させ
ることができる脱硝装置を提供することを課題とする。Therefore, in view of the above circumstances, the present invention provides a denitration device capable of improving the operation efficiency of the denitration device by shortening the time until the denitration device starts operating (denitration) at engine startup. The challenge is to provide.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第１
発明の脱硝装置は、エンジンの排気ガスを排気ラインに
設けた脱硝触媒に通気し、且つ、還元剤供給手段により
還元剤を供給して、脱硝反応により前記排気ガス中に含
まれる窒素酸化物を前記排気ガスから除去する脱硝装置
において、前記脱硝触媒を直接加熱する電気ヒータと、
前記脱硝触媒をバイパスするバイパス排気ラインと、前
記脱硝触媒の上流側に設けた排気切替手段と、前記排気
ガスの温度を検出する排気ガス温度検出手段と、制御手
段とを備え、この制御手段では、前記エンジンの始動に
際して、前記排気ガスが触媒作動温度以上になる前に前
記脱硝触媒を前記電気ヒータにより直接加熱して前記触
媒作動温度以上とし、その後、前記排気ガス温度検出手
段で検出する前記排気ガスの温度が前記触媒作動温度以
上になった時点で前記排気切替手段により前記バイパス
排気ラインから前記主排気ラインへ前記排気ガスの流れ
を切り替えて前記脱硝触媒に前記排気ガスを通気し、且
つ、前記還元剤供給手段による前記還元剤の供給を開始
して、前記脱硝触媒における脱硝反応を開始するように
制御することを特徴とする。[Means for Solving the Problems] First to solve the above problems
In the denitration apparatus of the invention, the exhaust gas of the engine is ventilated to the denitration catalyst provided in the exhaust line, and the reducing agent is supplied by the reducing agent supply means to remove the nitrogen oxides contained in the exhaust gas by the denitration reaction. In a denitration device that removes from the exhaust gas, an electric heater that directly heats the denitration catalyst,
A bypass exhaust line that bypasses the denitration catalyst, an exhaust switching means provided on the upstream side of the denitration catalyst, an exhaust gas temperature detection means for detecting the temperature of the exhaust gas, and a control means are provided. When the engine is started, the denitration catalyst is directly heated by the electric heater to reach the catalyst operating temperature or higher before the exhaust gas reaches the catalyst operating temperature or higher, and then detected by the exhaust gas temperature detecting means. When the temperature of the exhaust gas becomes equal to or higher than the catalyst operating temperature, the exhaust switching means switches the flow of the exhaust gas from the bypass exhaust line to the main exhaust line to ventilate the exhaust gas to the denitration catalyst, and , Controlling the supply of the reducing agent by the reducing agent supply means to start the denitration reaction in the denitration catalyst. To.
【０００８】また、第２発明の脱硝装置は、エンジンの
排気ガスを排気ラインに設けた脱硝触媒に通気し、且
つ、還元剤供給手段により還元剤を供給して、脱硝反応
により前記排気ガス中に含まれる窒素酸化物を前記排気
ガスから除去する脱硝装置において、前記脱硝触媒を直
接加熱する電気ヒータと、前記脱硝触媒をバイパスする
バイパス排気ラインと、前記脱硝触媒の上流側に設けた
排気切替手段と、前記排気ガスの温度を検出する排気ガ
ス温度検出手段と、前記脱硝触媒の温度を検出する脱硝
触媒温度検出手段と、制御手段とを備え、この制御手段
では、前記エンジンの始動に際して、前記脱硝触媒を前
記電気ヒータにより直接加熱し、前記脱硝触媒温度検出
手段で検出する前記脱硝触媒の温度及び前記排気ガス温
度検出手段で検出する前記排気ガスの温度が触媒作動温
度以上になった時点で前記排気切替手段により前記バイ
パス排気ラインから前記主排気ラインへ前記排気ガスの
流れを切り替えて前記脱硝触媒に前記排気ガスを通気
し、且つ、前記還元剤供給手段による前記還元剤の供給
を開始して、前記脱硝触媒における脱硝反応を開始する
ように制御することを特徴とする。Further, in the denitration apparatus of the second invention, the exhaust gas of the engine is ventilated to the denitration catalyst provided in the exhaust line, and the reducing agent is supplied by the reducing agent supply means to remove the exhaust gas in the exhaust gas by the denitration reaction. In a denitration device that removes nitrogen oxides contained in the exhaust gas from the exhaust gas, an electric heater that directly heats the denitration catalyst, a bypass exhaust line that bypasses the denitration catalyst, and an exhaust switching provided upstream of the denitration catalyst. Means, an exhaust gas temperature detecting means for detecting the temperature of the exhaust gas, a denitration catalyst temperature detecting means for detecting the temperature of the denitration catalyst, and a control means, the control means, at the time of starting the engine, The denitration catalyst is directly heated by the electric heater, and is detected by the denitration catalyst temperature detection means and the exhaust gas temperature detection means. When the temperature of the exhaust gas exceeds the catalyst operating temperature, the exhaust switching means switches the flow of the exhaust gas from the bypass exhaust line to the main exhaust line to ventilate the exhaust gas to the denitration catalyst, and The supply of the reducing agent by the reducing agent supply means is started to control so as to start the denitration reaction in the denitration catalyst.
【０００９】また、第３発明の脱硝装置は、第１又は第
２発明の脱硝装置において、前記脱硝触媒は前記排気ガ
スの通気方向に複数に分割し、この分割した脱硝触媒の
間に前記電気ヒータを配置したことを特徴とする。The denitration device of the third invention is the denitration device of the first or second invention, wherein the denitration catalyst is divided into a plurality of parts in the ventilation direction of the exhaust gas, and the electrolysis is performed between the divided denitration catalysts. It is characterized in that a heater is arranged.
【００１０】また、第４発明の脱硝装置は、第１又は第
２発明の脱硝装置において、前記排気ガスの通気方向に
沿って通気性の遮熱体と前記脱硝触媒とを配置し、この
遮熱体と脱硝触媒との間に前記電気ヒータを配置したこ
とを特徴とする。The denitration apparatus of the fourth invention is the denitration apparatus of the first or second invention, in which a gas-permeable heat shield and the denitration catalyst are arranged along the ventilation direction of the exhaust gas. The electric heater is arranged between the heating element and the denitration catalyst.
【００１１】また、第５発明の脱硝装置は、第１，第
２，第３又は第４発明の脱硝装置において、前記脱硝触
媒の外周部に保温材を設けたことを特徴とする。The denitration apparatus of the fifth invention is the denitration apparatus of the first, second, third or fourth invention, characterized in that a heat insulating material is provided on the outer peripheral portion of the denitration catalyst.
【００１２】また、第６発明の脱硝装置は、第１，第
２，第３，第４又は第５発明の脱硝装置において、前記
電気ヒータは前記脱硝触媒の外周部に設けたことを特徴
とする。The denitration apparatus of the sixth invention is the denitration apparatus of the first, second, third, fourth or fifth invention, wherein the electric heater is provided on an outer peripheral portion of the denitration catalyst. To do.
【００１３】また、第７発明の脱硝装置は、第６発明の
脱硝触媒において、前記電気ヒータの外周部に保温材を
設けたことを特徴とする。The denitration apparatus of the seventh invention is characterized in that, in the denitration catalyst of the sixth invention, a heat insulating material is provided on the outer peripheral portion of the electric heater.
【００１４】また、第８発明の脱硝装置は、第１，第
２，第３，第４，第５，第６又は第７に記載の脱硝装置
において、前記バイパス排気ラインは前記脱硝触媒の周
囲を囲む二重管構造としたことを特徴とする。The denitration apparatus of the eighth invention is the denitration apparatus of the first, second, third, fourth, fifth, sixth or seventh aspect, wherein the bypass exhaust line is located around the denitration catalyst. It is characterized by having a double tube structure surrounding the.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【００１６】＜実施の形態１＞図１は本発明の実施の形
態１に係る脱硝装置のシステム構成図である。また、図
２は脱硝触媒の温度特性例を示すグラフ、図３は前記脱
硝装置における制御系のタイミングチャート、図４は前
記脱硝装置における脱硝触媒の始動性向上例を示すグラ
フである。<First Embodiment> FIG. 1 is a system configuration diagram of a denitration apparatus according to the first embodiment of the present invention. 2 is a graph showing an example of the temperature characteristic of the denitration catalyst, FIG. 3 is a timing chart of the control system in the denitration device, and FIG. 4 is a graph showing an example of improving the startability of the denitration catalyst in the denitration device.
【００１７】図１には定置形発電設備におけるディーゼ
ルエンジン２１の排気系統に備えた脱硝装置の例を示
す。発電開始時にはディーゼルエンジン２１を始動し、
このディーゼルエンジン２１よって発電機を回転駆動す
ることにより発電を行う。FIG. 1 shows an example of the denitration device provided in the exhaust system of the diesel engine 21 in the stationary power generation equipment. At the start of power generation, start the diesel engine 21,
Electric power is generated by rotating the generator with the diesel engine 21.
【００１８】運転中にディーゼルエンジン２１から排出
される排気ガス２２は排気ライン２３の途中に設けられ
た脱硝触媒２４に通気され、且つ、還元剤供給装置２５
からは尿素水やアンモニア等の還元剤２６が供給され
る。その結果、脱硝触媒２４における排気ガス２２と還
元剤２６との化学反応（脱硝反応）により、排気ガス２
２中に含まれる窒素化物（ＮＯｘ）が排気ガス２２から
選択的に除去される。窒素酸化物が除去された排気ガス
２２は消音器２７を介して排気系外へと排出される。な
お、脱硝触媒２４としては例えばチタンの酸化物にタン
グステンやバナジウムの酸化物を混合したものなどを用
いる。Exhaust gas 22 discharged from the diesel engine 21 during operation is vented to a denitration catalyst 24 provided in the middle of an exhaust line 23, and a reducing agent supply device 25 is provided.
A reducing agent 26 such as urea water or ammonia is supplied from the above. As a result, due to a chemical reaction (denitration reaction) between the exhaust gas 22 and the reducing agent 26 in the denitration catalyst 24, the exhaust gas 2
Nitride (NOx) contained in 2 is selectively removed from the exhaust gas 22. The exhaust gas 22 from which the nitrogen oxides have been removed is discharged to the outside of the exhaust system via the silencer 27. As the denitration catalyst 24, for example, a mixture of titanium oxide and tungsten or vanadium oxide is used.
【００１９】そして、本実施の形態１では、脱硝触媒２
４の上流側において排気ライン２３を分岐することによ
り、脱硝触媒２４が配置された主排気ライン２９と、脱
硝触媒２４をバイパスするバイパス排気ライン２８とが
設けられている。主排気ライン２９及びバイパス排気ラ
イン２８には、脱硝触媒２４の上流側で排気ガス２２の
流れを切り替えるための排気切替手段として、排気切替
弁３０，３１がそれぞれ設けられている。なお、バイパ
ス排気ライン２８と主排気ライン２９は脱硝触媒２４の
下流側で合流している。In the first embodiment, the denitration catalyst 2
By branching the exhaust line 23 on the upstream side of 4, the main exhaust line 29 in which the denitration catalyst 24 is arranged and the bypass exhaust line 28 that bypasses the denitration catalyst 24 are provided. The main exhaust line 29 and the bypass exhaust line 28 are provided with exhaust switching valves 30 and 31, respectively, as exhaust switching means for switching the flow of the exhaust gas 22 on the upstream side of the denitration catalyst 24. The bypass exhaust line 28 and the main exhaust line 29 join together on the downstream side of the denitration catalyst 24.
【００２０】排気切替弁３０，３１の上流側には熱電対
などの温度検出器３２が設けられており、この温度検出
器３２によって排気ガス２２の温度が検出される。温度
検出器３２には温度判定器３３が接続されており、温度
判定器３３では、温度検出器３２によって検出される排
気ガス２２の温度Ｔｈが触媒作動温度Ｔｓ以上であるか
否かを判定し、排気ガス温度Ｔｈが触媒作動温度Ｔｓ以
上であると判定したときには判定信号ａを制御器３４へ
出力する。A temperature detector 32 such as a thermocouple is provided upstream of the exhaust switching valves 30 and 31, and the temperature of the exhaust gas 22 is detected by the temperature detector 32. A temperature determiner 33 is connected to the temperature detector 32. The temperature determiner 33 determines whether or not the temperature Th of the exhaust gas 22 detected by the temperature detector 32 is equal to or higher than the catalyst operating temperature Ts. When it is determined that the exhaust gas temperature Th is equal to or higher than the catalyst operating temperature Ts, the determination signal a is output to the controller 34.
【００２１】図２に示すように脱硝触媒の脱硝率は脱硝
触媒温度の上昇に伴って上昇する。そして、この図２に
示す温度特性に基づき、触媒作動温度Ｔｓは脱硝率が目
標値となるときの脱硝触媒温度（例えば３５０℃、４０
０℃等）とする。なお、脱硝触媒の種類などによって温
度特性も異なるため、具体的な触媒作動温度Ｔｓについ
ては、実験などにより、脱硝触媒の種類などに応じて適
宜設定すればよい。As shown in FIG. 2, the denitration rate of the denitration catalyst rises as the denitration catalyst temperature rises. Then, based on the temperature characteristics shown in FIG. 2, the catalyst operating temperature Ts is the denitration catalyst temperature (for example, 350 ° C., 40 ° C.) when the denitration rate reaches the target value.
0 ° C.). Since the temperature characteristic varies depending on the type of the denitration catalyst and the like, the specific catalyst operating temperature Ts may be set appropriately according to the type of the denitration catalyst through experiments and the like.
【００２２】また、図１に示すように脱硝触媒２４はケ
ーシング３７内に設けられ、排気ガス２２の通気方向に
２分割されている。そして、この分割された脱硝触媒２
４の間に触媒予熱用の電気ヒータ３５が設けられてお
り、この電気ヒータ３５によって脱硝触媒２４を直接加
熱する。つまり、間接的な加熱方法（電気ヒータによっ
て排気ガスを加熱し、この排気ガスによって脱硝触媒を
加熱する方法）ではなく、電気ヒータ３５によって直接
脱硝触媒２４を加熱するようになっている。電気ヒータ
３５としては、シーズタイプのパイプ状のものなどを適
宜用いればよい。脱硝触媒２４（ケーシング３７）の外
周部には、電気ヒータ３５の熱を逃がさないようにする
ために図中に一点鎖線で示すように保温材３８が設けら
れている。Further, as shown in FIG. 1, the denitration catalyst 24 is provided in the casing 37 and is divided into two in the ventilation direction of the exhaust gas 22. And, this divided denitration catalyst 2
4, an electric heater 35 for preheating the catalyst is provided, and the electric heater 35 directly heats the denitration catalyst 24. That is, the denitration catalyst 24 is directly heated by the electric heater 35 instead of the indirect heating method (method of heating the exhaust gas by the electric heater and heating the denitration catalyst by the exhaust gas). As the electric heater 35, a sheath type pipe or the like may be appropriately used. In order to prevent the heat of the electric heater 35 from escaping, a heat insulating material 38 is provided on the outer peripheral portion of the denitration catalyst 24 (casing 37) as shown by the chain line in the figure.
【００２３】脱硝触媒２４には熱電対などの温度検出器
３６が設けられており、この温度検出器３６によって脱
硝触媒２４の温度を検出する。温度検出器３６も温度判
定器３３に接続されており、温度判定器３３では、温度
検出器３６によって検出される脱硝触媒２４の温度Ｔｄ
が触媒作動温度Ｔｓ以上であるか否かを判定し、脱硝触
媒温度Ｔｄが触媒作動温度Ｔｓ以上であると判定したと
きには判定信号ｂを制御器３４へ出力する。The denitration catalyst 24 is provided with a temperature detector 36 such as a thermocouple, and the temperature detector 36 detects the temperature of the denitration catalyst 24. The temperature detector 36 is also connected to the temperature determiner 33, and in the temperature determiner 33, the temperature Td of the denitration catalyst 24 detected by the temperature detector 36.
Is greater than or equal to the catalyst operating temperature Ts, and when it is determined that the denitration catalyst temperature Td is greater than or equal to the catalyst operating temperature Ts, the determination signal b is output to the controller 34.
【００２４】また、ディーゼルエンジン２１からはエン
ジン始動信号ｃが制御器３４へ伝送される。そして、制
御器３４では、排気ガス温度の判定信号ａ、脱硝触媒温
度の判定信号ｂ及びエンジン始動信号ｃに基づいて、図
３のタイミングチャートに示すように電気ヒータ３５や
排気切替弁３０，３１の制御を行う。An engine start signal c is transmitted from the diesel engine 21 to the controller 34. Then, in the controller 34, based on the exhaust gas temperature determination signal a, the denitration catalyst temperature determination signal b, and the engine start signal c, as shown in the timing chart of FIG. 3, the electric heater 35 and the exhaust switching valves 30, 31 are used. Control.
【００２５】詳述すると、図３に示すようにディーゼル
エンジン２１の始動に際し、まず、排気切替弁３０を閉
とし排気切替弁３１を開とした状態で、ディーゼルエン
ジン２１の始動（エンジン始動信号ｃの入力）と同時に
電気ヒータ３５をＯＮにして、電気ヒータ３５による脱
硝触媒２４の加熱（予熱）を開始する。More specifically, when starting the diesel engine 21 as shown in FIG. 3, first, the diesel engine 21 is started (engine start signal c when the exhaust switching valve 30 is closed and the exhaust switching valve 31 is opened). At the same time, the electric heater 35 is turned on, and heating (preheating) of the denitration catalyst 24 by the electric heater 35 is started.
【００２６】その結果、図４に示すように脱硝触媒温度
Ｔｄが、従来の排気ガスで脱硝触媒を予熱する場合の脱
硝触媒温度Ｔｄ’の上昇速度に比べて非常に早く上昇
し、排気ガス温度Ｔｈが触媒作動温度Ｔｓ以上になる前
に触媒作動温度Ｔｓ以上となる。換言すれば、排気ガス
温度Ｔｈが触媒作動温度Ｔｓ以上になる前に脱硝触媒温
度Ｔｄが触媒作動温度Ｔｓ以上となるように電気ヒータ
３５の容量を設定している。排気ガス温度Ｔｈはエンジ
ン始動後に上昇し、例えば１０分後に触媒作動温度Ｔｓ
以上となる。As a result, as shown in FIG. 4, the denitration catalyst temperature Td rises much faster than the denitration catalyst temperature Td 'in the case of preheating the denitration catalyst with conventional exhaust gas, and the exhaust gas temperature Before Th reaches the catalyst operating temperature Ts or higher, the catalyst operating temperature Ts or higher is reached. In other words, the capacity of the electric heater 35 is set so that the denitration catalyst temperature Td becomes equal to or higher than the catalyst operating temperature Ts before the exhaust gas temperature Th becomes equal to or higher than the catalyst operating temperature Ts. The exhaust gas temperature Th rises after the engine starts, and for example, after 10 minutes, the catalyst operating temperature Ts
That is all.
【００２７】なお、電気ヒータ３５をＯＮにするタイミ
ングは、必ずしもディーゼルエンジン２１の始動（エン
ジン始動信号ｃの入力）と同時の場合に限定するもので
はなく、タイマなどによりディーゼルエンジン２１の起
動前にＯＮにしてもよく、また、電気ヒータ３５による
脱硝触媒２４の予熱温度上昇が充分に早いような場合に
はディーゼルエンジン２１の始動後に電気ヒータ３５を
ＯＮにしてもよい。The timing of turning on the electric heater 35 is not necessarily limited to the case where the diesel engine 21 is started (the engine start signal c is input), and it is possible to use a timer or the like before starting the diesel engine 21. The electric heater 35 may be turned on, or the electric heater 35 may be turned on after the diesel engine 21 is started when the preheating temperature of the denitration catalyst 24 is sufficiently raised by the electric heater 35.
【００２８】続いて、図３に示すように排気ガス温度Ｔ
ｈが触媒作動温度Ｔｓ以上となって判定信号ａがＯＮに
なると、排気切替弁３０を開け、排気切替弁３１を閉じ
ることにより、バイパス排気ライン２８から主排気ライ
ン２９へ排気ガス２２の流れを切り替え、且つ、還元剤
供給装置２５からの還元剤２６の供給も開始する。同時
に電気ヒータ３５をＯＦＦにする。Then, as shown in FIG. 3, the exhaust gas temperature T
When h is equal to or higher than the catalyst operating temperature Ts and the determination signal a is turned on, the exhaust gas switching valve 30 is opened and the exhaust gas switching valve 31 is closed, thereby causing the flow of the exhaust gas 22 from the bypass exhaust line 28 to the main exhaust line 29. The switching is also started, and the supply of the reducing agent 26 from the reducing agent supply device 25 is also started. At the same time, the electric heater 35 is turned off.
【００２９】かくして、脱硝触媒２４には触媒作動温度
Ｔｓ以上の排気ガス２２が通気されるため、その後は、
この排気ガス２２によって脱硝触媒２４の温度が維持さ
れる。そして、脱硝触媒２４では排気ガス２２と還元剤
２６との化学反応（脱硝反応）が生じるため、排気ガス
２２から窒素酸化物が除去される。Thus, since the exhaust gas 22 having the catalyst operating temperature Ts or higher is ventilated through the denitration catalyst 24, after that,
The exhaust gas 22 maintains the temperature of the denitration catalyst 24. Then, the denitration catalyst 24 causes a chemical reaction (denitration reaction) between the exhaust gas 22 and the reducing agent 26, so that nitrogen oxides are removed from the exhaust gas 22.
【００３０】ところで、上記では排気ガス温度Ｔｈが触
媒作動温度Ｔｓ以上になる前に脱硝触媒温度Ｔｄが触媒
作動温Ｔｓ以上となるようにしているため、排気ガス温
度Ｔｈが脱硝触媒温度Ｔｓ以上となった時点で排気ガス
２２の流れをバイパス排気ライン２８から主排気ライン
２９への切り替えを行っている。しかし、排気ガス温度
Ｔｈが触媒作動温度Ｔｓ以上になる前に脱硝触媒温度Ｔ
ｄが触媒作動温Ｔｓ以上となることが確実ではないよう
な場合には、排気ガス温度Ｔｈが触媒作動温度Ｔｓ以上
となり、且つ、脱硝触媒温度Ｔｄも触媒作動温度Ｔｓ以
上となった時点、即ち、判定信号ａ及び判定信号ｂがＯ
Ｎになった時点でバイパス排気ライン２８から主排気ラ
イン２９へ排気ガス２２の流れを切り替えを行うように
してもよい。By the way, in the above, since the denitration catalyst temperature Td is set to be the catalyst operation temperature Ts or more before the exhaust gas temperature Th becomes the catalyst operation temperature Ts or more, the exhaust gas temperature Th is set to be the denitration catalyst temperature Ts or more. At that time, the flow of the exhaust gas 22 is switched from the bypass exhaust line 28 to the main exhaust line 29. However, before the exhaust gas temperature Th exceeds the catalyst operating temperature Ts, the denitration catalyst temperature T
When it is not certain that d becomes equal to or higher than the catalyst operating temperature Ts, the exhaust gas temperature Th becomes equal to or higher than the catalyst operating temperature Ts, and the denitration catalyst temperature Td also becomes equal to or higher than the catalyst operating temperature Ts, that is, , The determination signal a and the determination signal b are O
It is also possible to switch the flow of the exhaust gas 22 from the bypass exhaust line 28 to the main exhaust line 29 at the time when it becomes N.
【００３１】また、電気ヒータ３５をＯＦＦにするタイ
ミングも、判定信号ａがＯＮになった時点に限らず、判
定信号ａ及び判定信号ｂがＯＮになった時点でもよい。
更には、脱硝触媒温度Ｔｄが脱硝触媒２４の耐熱温度Ｔ
ｃ（例えば５００〜６００℃程度）を超えないように電
気ヒータ３５のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う必要もある。Further, the timing of turning off the electric heater 35 is not limited to the time when the judgment signal a is turned on, but may be the time when the judgment signal a and the judgment signal b are turned on.
Furthermore, the denitration catalyst temperature Td is the heat resistant temperature T of the denitration catalyst 24.
It is also necessary to perform ON / OFF control of the electric heater 35 so as not to exceed c (for example, about 500 to 600 ° C.).
【００３２】以上のように、本実施の形態１によれば、
ディーゼルエンジン２１の始動に際して、排気ガス２２
が触媒作動温度Ｔｓ以上になる前に脱硝触媒２４を電気
ヒータ３５により直接加熱して触媒作動温度Ｔｓ以上と
し、その後、排気ガス温度検出器３２で検出する排気ガ
ス２２の温度が触媒作動温度Ｔｓ以上になった時点（判
定信号ａがＯＮとなった時点）で排気切替弁３０，３１
によりバイパス排気ライン２８から主排気ライン２９へ
排気ガス２２の流れを切り替えて脱硝触媒２４に排気ガ
ス２２を通気し、且つ、還元剤供給装置２５による還元
剤２６の供給を開始して、脱硝触媒２４における脱硝反
応を開始するようしたため、次のような効果が得られ
る。As described above, according to the first embodiment,
When starting the diesel engine 21, exhaust gas 22
Before the temperature exceeds the catalyst operating temperature Ts, the denitration catalyst 24 is directly heated by the electric heater 35 to reach the catalyst operating temperature Ts or higher, and thereafter, the temperature of the exhaust gas 22 detected by the exhaust gas temperature detector 32 is the catalyst operating temperature Ts. When the above is reached (when the determination signal a is turned on), the exhaust switching valves 30, 31
To switch the flow of the exhaust gas 22 from the bypass exhaust line 28 to the main exhaust line 29 to ventilate the exhaust gas 22 to the denitration catalyst 24, and to start the supply of the reducing agent 26 by the reducing agent supply device 25 to remove the denitration catalyst. Since the denitration reaction in 24 is started, the following effects can be obtained.
【００３３】（１）電気ヒータ３５によって脱硝触媒２
４を直接加熱するため、間接的に脱硝触媒を加熱する場
合に比べて、効率よく脱硝触媒２４を加熱することがで
きる。また、電気ヒータ３５によって直接脱硝触媒２４
を加熱するほうが、間接的に加熱するよりも、脱硝触媒
温度Ｔｄの制御性がよく、例えば脱硝触媒温度Ｔｄが耐
熱温度Ｔｃを超えなようにすることも容易である。
（２）電気ヒータ３５で脱硝触媒２４を加熱している際
に低温の排気ガス２２を脱硝触媒２４に通気すると、こ
の排気ガス２２により電気ヒータ３５の熱が奪われて排
気系外に排出されてしまうが、ここでは電気ヒータ３５
によって脱硝触媒２４を加熱している間は排気ガス２２
をバイパスするため、電気ヒータ３５の熱を無駄にせず
に効率よく脱硝触媒２４を加熱することができる。
（３）脱硝装置の運転開始（脱硝開始）までの時間短縮
により、脱硝装置の始動性が向上し、ディーゼルエンジ
ン２１の始動の際に早期に排気ガス２２の脱硝を開始す
ることができる。
（４）ディーゼルエンジン２１の運転時間に対する脱硝
装置の運転時間の比率が高まるため、脱硝装置としての
運転効率が向上し、特にディーゼルエンジン２１の起動
・停止頻度が高い場合には脱硝装置としての大幅な運転
効率向上となる。
（５）脱硝装置としての運転効率の向上により、ディー
ゼルエンジン２１の窒素酸化物の排出量が低減される。(1) Denitration catalyst 2 by electric heater 35
Since the No. 4 is directly heated, the DeNOx catalyst 24 can be efficiently heated as compared with the case of indirectly heating the NOx removal catalyst. In addition, the electric heater 35 directly causes the denitration catalyst 24
It is better to control the denitration catalyst temperature Td than to indirectly heat it. For example, it is easy to prevent the denitration catalyst temperature Td from exceeding the heat resistant temperature Tc. (2) When the low temperature exhaust gas 22 is ventilated through the denitration catalyst 24 while the electric heater 35 is heating the denitration catalyst 24, the exhaust gas 22 deprives the electric heater 35 of heat and is discharged to the outside of the exhaust system. However, here the electric heater 35
While heating the denitration catalyst 24 by the exhaust gas 22
By bypassing, the NOx removal catalyst 24 can be efficiently heated without wasting the heat of the electric heater 35. (3) By shortening the time until the start of operation of the denitration device (start of denitration), the startability of the denitration device is improved, and the denitration of the exhaust gas 22 can be started early when the diesel engine 21 is started. (4) Since the ratio of the operating time of the denitration device to the operating time of the diesel engine 21 is increased, the operating efficiency of the denitration device is improved, and particularly when the diesel engine 21 is frequently started and stopped, the denitration device is significantly operated. It is possible to improve the operation efficiency. (5) By improving the operating efficiency of the denitration device, the emission amount of nitrogen oxides from the diesel engine 21 is reduced.
【００３４】また、脱硝触媒温度検出器３６で検出する
脱硝触媒２４の温度及び排気ガス温度検出器３２で検出
する排気ガス２２の温度が触媒作動温度Ｔｓ以上になっ
た時点で排気切替弁３０，３１によりバイパス排気ライ
ン２８から主排気ライン２９へ排気ガス２２の流れを切
り替えて脱硝触媒２４に排気ガス２２を通気し、且つ、
還元剤供給装置２５による還元剤２６の供給を開始する
ようにした場合には、例えば排気ガス温度Ｔｈが触媒作
動温度Ｔｓ以上になる前に脱硝触媒温度Ｔｄが触媒作動
温Ｔｓ以上となることが確実ではないような場合であっ
ても、確実に排気ガス温度Ｔｈ及び脱硝触媒温度Ｔｄが
触媒作動温度Ｔｓ以上となった時点で排気ガス２２の流
れをバイパス排気ライン２８から主排気ライン２９へ切
り替えることができる。When the temperature of the denitration catalyst 24 detected by the denitration catalyst temperature detector 36 and the temperature of the exhaust gas 22 detected by the exhaust gas temperature detector 32 exceed the catalyst operating temperature Ts, the exhaust switching valve 30, The flow of the exhaust gas 22 from the bypass exhaust line 28 to the main exhaust line 29 is switched by 31 to ventilate the exhaust gas 22 to the denitration catalyst 24, and
When the supply of the reducing agent 26 by the reducing agent supply device 25 is started, for example, the denitration catalyst temperature Td may become the catalyst operating temperature Ts or more before the exhaust gas temperature Th becomes the catalyst operating temperature Ts or more. Even if it is not certain, the flow of the exhaust gas 22 is switched from the bypass exhaust line 28 to the main exhaust line 29 when the exhaust gas temperature Th and the denitration catalyst temperature Td surely become equal to or higher than the catalyst operating temperature Ts. be able to.
【００３５】また、分割した脱硝触媒２４の間に電気ヒ
ータ３５を設けたため、より効率的に脱硝触媒２４全体
を加熱することができる。Since the electric heater 35 is provided between the divided denitration catalysts 24, the entire denitration catalyst 24 can be heated more efficiently.
【００３６】また、脱硝触媒２４の外周部に保温材３８
を設けたことにより、放熱を防止して、より効率的に電
気ヒータ３５による脱硝触媒２４の加熱を行うことがで
きる。A heat insulating material 38 is provided on the outer peripheral portion of the denitration catalyst 24.
By providing the above, it is possible to prevent the heat radiation and more efficiently heat the denitration catalyst 24 by the electric heater 35.
【００３７】＜実施の形態２＞図５は本発明の実施の形
態２に係る脱硝装置の要部構成図である。図５に示すよ
うに本実施の形態２では、ケーシング３７内に排気ガス
の通気方向（図中左右方向）に沿って多孔性のセラミッ
クス等からなる通気性の遮熱体４１と脱硝触媒２４とが
配置され、この遮熱体４１と脱硝触媒２４との間に電気
ヒータ３５が配置されている。なお、脱硝触媒２４の下
流側にも、遮熱体４１を配置してもよい。<Embodiment 2> FIG. 5 is a schematic view of the essential parts of a denitration apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. As shown in FIG. 5, in the second embodiment, the casing 37 is provided with a breathable heat shield 41 made of porous ceramics and the like along the ventilation direction of exhaust gas (left-right direction in the figure) and a denitration catalyst 24. The electric heater 35 is arranged between the heat shield 41 and the denitration catalyst 24. The heat shield 41 may be arranged on the downstream side of the denitration catalyst 24.
【００３８】本実施の形態２のその他の点については上
記実施の形態１と同様であるため、ここでの説明及び図
示は省略する。Since the other points of the second embodiment are the same as those of the first embodiment, description and illustration thereof are omitted here.
【００３９】本実施の形態２によれば、遮熱体４１を設
けたことにより、より効率的に電気ヒータ３５による脱
硝触媒２４の加熱を行うことができる。According to the second embodiment, since the heat shield 41 is provided, the denitration catalyst 24 can be more efficiently heated by the electric heater 35.
【００４０】＜実施の形態３＞図６は本発明の実施の形
態３に係る脱硝装置の要部構成図である。図６に示すよ
うに本実施の形態３では、脱硝装置２４の外周部（ケー
シング３７の回り）に触媒予熱用の電気ヒータ３５を設
けている。この場合、保温材３８は電気ヒータ３５の外
周部に設けられ、電気ヒータ３５の熱が外側に逃げるの
を防止する。また、脱硝触媒２４の上流側と下流側に遮
熱体を設けてもよい。<Third Embodiment> FIG. 6 is a schematic view of the essential parts of a denitration apparatus according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, in the third embodiment, an electric heater 35 for preheating the catalyst is provided on the outer peripheral portion (around the casing 37) of the denitration device 24. In this case, the heat insulating material 38 is provided on the outer peripheral portion of the electric heater 35 to prevent the heat of the electric heater 35 from escaping to the outside. Further, heat shields may be provided on the upstream side and the downstream side of the denitration catalyst 24.
【００４１】本実施の形態３のその他の点については上
記実施の形態１と同様であるため、ここでの説明及び図
示は省略する。Since the other points of the third embodiment are the same as those of the first embodiment, the description and illustration here are omitted.
【００４２】本実施の形態３によれば、電気ヒータ３５
を脱硝装置２４の外周部に設けたことにより、電気ヒー
タ３５が排気ガス２２に曝されないため、排気ガス２２
による電気ヒータ３５の腐食が懸念される場合に有効で
ある。According to the third embodiment, the electric heater 35
Since the electric heater 35 is not exposed to the exhaust gas 22, the exhaust gas 22
This is effective when there is a concern about corrosion of the electric heater 35 due to.
【００４３】＜実施の形態４＞図７（ａ）は本発明の実
施の形態４に係る脱硝装置の要部構成図、図７（ｂ）は
図７（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。図７に示すよ
うに本実施の形態４では、バイパス排気ライン２８にお
ける排気切替弁３１の下流側部分が、脱硝触媒２４の周
囲を囲む二重管構造となっている（二重管構造部２８
ａ）。なお、上流側の脱硝触媒２４は上記実施の形態２
（図５）と同様に遮熱体としてもよい。<Fourth Preferred Embodiment> FIG. 7A is a schematic view of the essential parts of a denitration apparatus according to a fourth preferred embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a view taken along the line AA of FIG. 7A. FIG. As shown in FIG. 7, in the fourth embodiment, the downstream side portion of the exhaust gas switching valve 31 in the bypass exhaust line 28 has a double pipe structure that surrounds the periphery of the denitration catalyst 24 (double pipe structure portion 28.
a). The denitration catalyst 24 on the upstream side is the same as in the second embodiment.
A heat shield may be used as in (FIG. 5).
【００４４】本実施の形態４のその他の点については上
記実施の形態１と同様であるため、ここでの説明及び図
示は省略する。Since the other points of the fourth embodiment are the same as those of the first embodiment, the description and illustration thereof are omitted here.
【００４５】本実施の形態４によれば、バイパス排気ラ
イン２８が脱硝触媒２４の周囲を囲む二重管構造となっ
ているため、排気ガス２２の流れがバイパス排気ライン
２８から主排気ライン２９に切り替えられるまではバイ
パス排気ライン２８の二重管構造部２８ａに流れる排気
ガス２２によって脱硝触媒２４を保温することができ
る。また、排気ガス２２の流れがバイパス排気ライン２
８から主排気ライン２９に切り替えられた後にも、バイ
パス排気ライン２８の二重管構造部２８ａの空間が断熱
層となって脱硝触媒２４を保温することができる。この
ため、脱硝触媒２４を保温するための保温材を不要にす
る、又は、低減することができる。According to the fourth embodiment, since the bypass exhaust line 28 has a double pipe structure surrounding the denitration catalyst 24, the flow of the exhaust gas 22 flows from the bypass exhaust line 28 to the main exhaust line 29. Until switched, the denitration catalyst 24 can be kept warm by the exhaust gas 22 flowing through the double pipe structure 28a of the bypass exhaust line 28. Further, the flow of the exhaust gas 22 is the bypass exhaust line 2
Even after switching from No. 8 to the main exhaust line 29, the space of the double pipe structure 28a of the bypass exhaust line 28 serves as a heat insulating layer to keep the denitration catalyst 24 warm. Therefore, it is possible to eliminate or reduce the heat insulating material for keeping the temperature of the denitration catalyst 24.
【００４６】なお、本発明は定置形発電設備におけるデ
ィーゼルエンジンの脱硝装置に限らず、各種のディーゼ
ルエンジンの脱硝装置に適用することができる。また、
本発明はディーゼルエンジンに限らず、ガソリンエンジ
ンなどの脱硝装置にも適用することができる。The present invention can be applied not only to the denitration device for diesel engines in stationary power generation equipment, but also to denitration devices for various diesel engines. Also,
The present invention is not limited to diesel engines, but can be applied to denitration devices such as gasoline engines.
【００４７】また、排気切替手段としては、排気切替弁
３０，３１に限定するものではなく、例えば三方弁など
を用いてもよい。Further, the exhaust switching means is not limited to the exhaust switching valves 30 and 31, but may be a three-way valve or the like.
【００４８】[0048]
【発明の効果】以上、発明の実施の形態とともに具体的
に説明したように、第１発明の脱硝触媒は、エンジンの
排気ガスを排気ラインに設けた脱硝触媒に通気し、且
つ、還元剤供給手段により還元剤を供給して、脱硝反応
により前記排気ガス中に含まれる窒素酸化物を前記排気
ガスから除去する脱硝装置において、前記脱硝触媒を直
接加熱する電気ヒータと、前記脱硝触媒をバイパスする
バイパス排気ラインと、前記脱硝触媒の上流側に設けた
排気切替手段と、前記排気ガスの温度を検出する排気ガ
ス温度検出手段と、制御手段とを備え、この制御手段で
は、前記エンジンの始動に際して、前記排気ガスが触媒
作動温度以上になる前に前記脱硝触媒を前記電気ヒータ
により直接加熱して前記触媒作動温度以上とし、その
後、前記排気ガス温度検出手段で検出する前記排気ガス
の温度が前記触媒作動温度以上になった時点で前記排気
切替手段により前記バイパス排気ラインから前記主排気
ラインへ前記排気ガスの流れを切り替えて前記脱硝触媒
に前記排気ガスを通気し、且つ、前記還元剤供給手段に
よる前記還元剤の供給を開始して、前記脱硝触媒におけ
る脱硝反応を開始するように制御することを特徴とす
る。As described above in detail with the embodiments of the invention, the denitration catalyst of the first invention ventilates the exhaust gas of the engine to the denitration catalyst provided in the exhaust line and supplies the reducing agent. In the denitration device for supplying the reducing agent by means to remove the nitrogen oxides contained in the exhaust gas from the exhaust gas by the denitration reaction, the electric heater for directly heating the denitration catalyst and the denitration catalyst are bypassed. A bypass exhaust line, an exhaust gas switching means provided on the upstream side of the denitration catalyst, an exhaust gas temperature detecting means for detecting the temperature of the exhaust gas, and a control means are provided. Before the exhaust gas reaches the catalyst operating temperature or higher, the denitration catalyst is directly heated by the electric heater to the catalyst operating temperature or higher, and then the exhaust gas temperature When the temperature of the exhaust gas detected by the discharge means becomes equal to or higher than the catalyst operating temperature, the exhaust gas switching means switches the flow of the exhaust gas from the bypass exhaust line to the main exhaust line to the denitration catalyst. It is characterized in that the gas is ventilated, the supply of the reducing agent by the reducing agent supply means is started, and the denitration reaction in the denitration catalyst is started.
【００４９】従って、この第１発明の脱硝装置によれ
ば、次のような効果が得られる。Therefore, according to the denitration apparatus of the first invention, the following effects can be obtained.
【００５０】（１）電気ヒータによって脱硝触媒を直接
加熱するため、間接的に脱硝触媒を加熱する場合に比べ
て、効率よく脱硝触媒を加熱することができる。また、
電気ヒータによって直接脱硝触媒を加熱するほうが、間
接的に加熱するよりも、脱硝触媒温度の制御性がよく、
例えば脱硝触媒温度が耐熱温度を超えなようにすること
も容易である。
（２）電気ヒータで脱硝触媒を加熱している際に低温の
排気ガスを脱硝触媒に通気すると、この排気ガスにより
電気ヒータの熱が奪われて排気系外に排出されてしまう
が、ここでは電気ヒータによって脱硝触媒を加熱してい
る間は排気ガスをバイパスするため、電気ヒータの熱を
無駄にせずに効率よく脱硝触媒を加熱することができ
る。
（３）脱硝装置の運転開始（脱硝開始）までの時間短縮
により、脱硝装置の始動性が向上し、エンジンの始動の
際に早期に排気ガスの脱硝を開始することができる。
（４）エンジンの運転時間に対する脱硝装置の運転時間
の比率が高まるため、脱硝装置としての運転効率が向上
し、特にエンジンの起動・停止頻度が高い場合には脱硝
装置としての大幅な運転効率向上となる。
（５）脱硝装置としての運転効率の向上により、エンジ
ンの窒素酸化物の排出量が低減される。(1) Since the denitration catalyst is directly heated by the electric heater, the denitration catalyst can be heated more efficiently than when the denitration catalyst is indirectly heated. Also,
Direct heating of the denitration catalyst with an electric heater gives better control of the denitration catalyst temperature than heating indirectly.
For example, it is easy to set the denitration catalyst temperature so that it does not exceed the heat resistant temperature. (2) If low-temperature exhaust gas is ventilated through the denitration catalyst while the denitration catalyst is being heated by the electric heater, the heat of the electric heater is taken away by the exhaust gas and discharged to the outside of the exhaust system. Since the exhaust gas is bypassed while the denitration catalyst is being heated by the electric heater, the denitration catalyst can be efficiently heated without wasting the heat of the electric heater. (3) By shortening the time until the start of operation of the denitration device (start of denitration), the startability of the denitration device is improved, and the denitration of exhaust gas can be started early when the engine is started. (4) Since the ratio of the operating time of the denitration device to the operating time of the engine is increased, the operating efficiency of the denitration device is improved, and particularly when the engine start / stop frequency is high, the operating efficiency of the denitration device is greatly improved. Becomes (5) By improving the operating efficiency of the denitration device, the emission of nitrogen oxides from the engine is reduced.
【００５１】また、第２発明の脱硝装置は、エンジンの
排気ガスを排気ラインに設けた脱硝触媒に通気し、且
つ、還元剤供給手段により還元剤を供給して、脱硝反応
により前記排気ガス中に含まれる窒素酸化物を前記排気
ガスから除去する脱硝装置において、前記脱硝触媒を直
接加熱する電気ヒータと、前記脱硝触媒をバイパスする
バイパス排気ラインと、前記脱硝触媒の上流側に設けた
排気切替手段と、前記排気ガスの温度を検出する排気ガ
ス温度検出手段と、前記脱硝触媒の温度を検出する脱硝
触媒温度検出手段と、制御手段とを備え、この制御手段
では、前記エンジンの始動に際して、前記脱硝触媒を前
記電気ヒータにより直接加熱し、前記脱硝触媒温度検出
手段で検出する前記脱硝触媒の温度及び前記排気ガス温
度検出手段で検出する前記排気ガスの温度が触媒作動温
度以上になった時点で前記排気切替手段により前記バイ
パス排気ラインから前記主排気ラインへ前記排気ガスの
流れを切り替えて前記脱硝触媒に前記排気ガスを通気
し、且つ、前記還元剤供給手段による前記還元剤の供給
を開始して、前記脱硝触媒における脱硝反応を開始する
ように制御することを特徴とする。Further, in the denitration apparatus of the second invention, the exhaust gas of the engine is ventilated to the denitration catalyst provided in the exhaust line, and the reducing agent is supplied by the reducing agent supply means to remove the exhaust gas in the exhaust gas by the denitration reaction. In a denitration device that removes nitrogen oxides contained in the exhaust gas from the exhaust gas, an electric heater that directly heats the denitration catalyst, a bypass exhaust line that bypasses the denitration catalyst, and an exhaust switching provided upstream of the denitration catalyst. Means, an exhaust gas temperature detecting means for detecting the temperature of the exhaust gas, a denitration catalyst temperature detecting means for detecting the temperature of the denitration catalyst, and a control means, the control means, at the time of starting the engine, The denitration catalyst is directly heated by the electric heater, and is detected by the denitration catalyst temperature detection means and the exhaust gas temperature detection means. When the temperature of the exhaust gas exceeds the catalyst operating temperature, the exhaust switching means switches the flow of the exhaust gas from the bypass exhaust line to the main exhaust line to ventilate the exhaust gas to the denitration catalyst, and The supply of the reducing agent by the reducing agent supply means is started to control so as to start the denitration reaction in the denitration catalyst.
【００５２】従って、この第２発明の脱硝装置によれ
ば、上記第１発明と同様の効果が得られ、しかも、脱硝
触媒温度検出手段で検出する脱硝触媒の温度及び排気ガ
ス温度検出手段で検出する排気ガスの温度が触媒作動温
度以上になった時点でバイパス排気ラインから主排気ラ
インへ排気ガスの流れを切り替えるため、例えば排気ガ
ス温度が触媒作動温度以上になる前に脱硝触媒温度が触
媒作動温以上となることが確実ではないような場合であ
っても、確実に排気ガス温度及び脱硝触媒温度が触媒作
動温度以上となった時点で排気ガスの流れをバイパス排
気ラインから主排気ラインへ切り替えることができる。Therefore, according to the denitration apparatus of the second aspect of the present invention, the same effect as that of the first aspect of the present invention can be obtained, and moreover, the temperature of the denitration catalyst detected by the denitration catalyst temperature detection means and the exhaust gas temperature detection means are detected. The exhaust gas flow is switched from the bypass exhaust line to the main exhaust line when the temperature of the exhaust gas exceeds the catalyst operating temperature. Even if it is not certain that the temperature will become higher than the certain temperature, the exhaust gas flow is switched from the bypass exhaust line to the main exhaust line when the exhaust gas temperature and the NOx removal catalyst temperature reach the catalyst operating temperature. be able to.
【００５３】また、第３発明の脱硝装置は、第１又は第
２発明の脱硝装置において、前記脱硝触媒は前記排気ガ
スの通気方向に複数に分割し、この分割した脱硝触媒の
間に前記電気ヒータを配置したことを特徴とする。Further, the denitration apparatus of the third invention is the denitration apparatus of the first or second invention, wherein the denitration catalyst is divided into a plurality of parts in the exhaust gas ventilation direction, and the electric denitration catalyst is divided between the divided denitration catalysts. It is characterized in that a heater is arranged.
【００５４】従って、この第３発明の脱硝装置によれ
ば、分割した脱硝触媒の間に電気ヒータを設けたため、
より効率的に脱硝触媒全体を加熱することができる。Therefore, according to the denitration apparatus of the third invention, the electric heater is provided between the divided denitration catalysts.
The entire denitration catalyst can be heated more efficiently.
【００５５】また、第４発明の脱硝装置は、第１又は第
２発明の脱硝装置において、前記排気ガスの通気方向に
沿って通気性の遮熱体と前記脱硝触媒とを配置し、この
遮熱体と脱硝触媒との間に前記電気ヒータを配置したこ
とを特徴とする。Further, the denitration apparatus of the fourth invention is the denitration apparatus of the first or second invention, in which a gas-permeable heat shield and the denitration catalyst are arranged along the ventilation direction of the exhaust gas, and the shielding is performed. The electric heater is arranged between the heating element and the denitration catalyst.
【００５６】従って、この第４発明の脱硝装置によれ
ば、遮熱体を設けたことにより、より効率的に電気ヒー
タによる脱硝触媒の加熱を行うことができる。Therefore, according to the denitration apparatus of the fourth aspect of the present invention, the denitration catalyst can be more efficiently heated by the electric heater by providing the heat shield.
【００５７】また、第５発明の脱硝装置は、第１，第
２，第３又は第４発明の脱硝装置において、前記脱硝触
媒の外周部に保温材を設けたことを特徴とする。Further, the denitration apparatus of the fifth invention is characterized in that, in the denitration apparatus of the first, second, third or fourth invention, a heat insulating material is provided on the outer peripheral portion of the denitration catalyst.
【００５８】従って、この第５発明の脱硝装置によれ
ば、脱硝触媒の外周部に保温材を設けたことにより、放
熱を防止して、より効率的に電気ヒータによる脱硝触媒
の加熱を行うことができる。Therefore, according to the denitration apparatus of the fifth aspect of the present invention, by providing the heat insulating material on the outer peripheral portion of the denitration catalyst, it is possible to prevent heat radiation and more efficiently heat the denitration catalyst by the electric heater. You can
【００５９】また、第６発明の脱硝装置は、第１，第
２，第３，第４又は第５発明の脱硝装置において、前記
電気ヒータは前記脱硝触媒の外周部に設けたことを特徴
とする。The denitration apparatus of the sixth invention is the denitration apparatus of the first, second, third, fourth or fifth invention, wherein the electric heater is provided on the outer peripheral portion of the denitration catalyst. To do.
【００６０】従って、この第６発明の脱硝装置によれ
ば、電気ヒータを脱硝装置の外周部に設けたことによ
り、電気ヒータが排気ガスに曝されないため、排気ガス
による電気ヒータの腐食が懸念される場合に有効であ
る。Therefore, according to the denitration apparatus of the sixth aspect of the present invention, since the electric heater is provided on the outer peripheral portion of the denitration apparatus, the electric heater is not exposed to the exhaust gas, so that there is a concern that the electric heater may be corroded by the exhaust gas. It is effective when
【００６１】また、第７発明の脱硝装置は、第６発明の
脱硝触媒において、前記電気ヒータの外周部に保温材を
設けたことを特徴とする。Further, the denitration apparatus of the seventh invention is characterized in that, in the denitration catalyst of the sixth invention, a heat insulating material is provided on the outer peripheral portion of the electric heater.
【００６２】従って、この第７発明の脱硝装置によれ
ば、保温材によって電気ヒータの熱が外側に逃げるのを
防止する。Therefore, according to the denitration apparatus of the seventh invention, the heat insulating material prevents the heat of the electric heater from escaping to the outside.
【００６３】また、第８発明の脱硝装置は、第１，第
２，第３，第４，第５，第６又は第７に記載の脱硝装置
において、前記バイパス排気ラインは前記脱硝触媒の周
囲を囲む二重管構造としたことを特徴とする。The denitration apparatus of the eighth invention is the denitration apparatus of the first, second, third, fourth, fifth, sixth or seventh aspect, wherein the bypass exhaust line is located around the denitration catalyst. It is characterized by having a double tube structure surrounding the.
【００６４】従って、この第８発明の脱硝装置によれ
ば、バイパス排気ラインが脱硝触媒の周囲を囲む二重管
構造となっているため、排気ガスの流れがバイパス排気
ラインから主排気ラインに切り替えられるまではバイパ
ス排気ラインの二重管構造部に流れる排気ガスによって
脱硝触媒を保温することができる。また、排気ガスの流
れがバイパス排気ラインから主排気ラインに切り替えら
れた後にも、バイパス排気ラインの二重管構造部の空間
が断熱層となって脱硝触媒を保温することができる。こ
のため、脱硝触媒を保温するための保温材を不要にす
る、又は、低減することができる。Therefore, according to the denitration apparatus of the eighth aspect of the present invention, since the bypass exhaust line has the double pipe structure surrounding the denitration catalyst, the flow of exhaust gas is switched from the bypass exhaust line to the main exhaust line. Until then, the denitration catalyst can be kept warm by the exhaust gas flowing through the double pipe structure of the bypass exhaust line. Further, even after the flow of the exhaust gas is switched from the bypass exhaust line to the main exhaust line, the space of the double pipe structure portion of the bypass exhaust line serves as a heat insulating layer to keep the denitration catalyst warm. Therefore, it is possible to eliminate or reduce the heat retaining material for retaining the temperature of the denitration catalyst.
【図１】本発明の実施の形態１に係る脱硝装置のシステ
ム構成図である。FIG. 1 is a system configuration diagram of a denitration device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】脱硝触媒の温度特性例を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing an example of temperature characteristics of a denitration catalyst.
【図３】前記脱硝装置における制御系のタイミングチャ
ートである。FIG. 3 is a timing chart of a control system in the denitration device.
【図４】前記脱硝装置における脱硝触媒の始動性向上例
を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing an example of improving the startability of a denitration catalyst in the denitration device.
【図５】本発明の実施の形態２に係る脱硝装置の要部構
成図である。FIG. 5 is a main part configuration diagram of a denitration device according to a second embodiment of the present invention.
【図６】本発明の実施の形態３に係る脱硝装置の要部構
成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a main part of a denitration device according to a third embodiment of the present invention.
【図７】（ａ）は本発明の実施の形態４に係る脱硝装置
の要部構成図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図で
ある。FIG. 7A is a configuration diagram of a main part of a denitration device according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a sectional view taken along the line AA of FIG.
【図８】従来の脱硝装置のシステム構成図である。FIG. 8 is a system configuration diagram of a conventional denitration device.
２１ ディーゼルエンジン ２２ 排気ガス ２３ 排気ライン ２４ 脱硝触媒 ２５ 還元剤供給装置 ２６ 還元剤 ２７ 消音器 ２８ バイパス排気ライン ２８ａ 二重管構造部 ２９ 主排気ライン ３０，３１ 排気切替弁 ３２ 排気ガス温度検出器 ３３ 温度判定器 ３４ 制御器 ３５ 電気ヒータ ３６ 脱硝触媒温度検出器 ３７ ケーシング ３８ 保温材 ４１ 遮熱体 21 diesel engine 22 Exhaust gas 23 Exhaust line 24 DeNOx catalyst 25 Reductant supply device 26 Reducing agent 27 silencer 28 Bypass exhaust line 28a Double pipe structure 29 Main exhaust line 30, 31 Exhaust switching valve 32 Exhaust gas temperature detector 33 Temperature determiner 34 Controller 35 Electric heater 36 DeNOx catalyst temperature detector 37 casing 38 Thermal insulation 41 Heat shield
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G091 AA06 AA18 AB04 BA03 BA14 CA03 CA04 CA10 CA17 EA17 FB02 FC05 FC06 FC07 GB10W HA45 HB03 4D048 AA06 AB02 BA07X BA23X BA27X BA41X CC26 CC53 DA02 DA06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 3G091 AA06 AA18 AB04 BA03 BA14 CA03 CA04 CA10 CA17 EA17 FB02 FC05 FC06 FC07 GB10W HA45 HB03 4D048 AA06 AB02 BA07X BA23X BA27X BA41X CC26 CC53 DA02 DA06
Claims (8)
た脱硝触媒に通気し、且つ、還元剤供給手段により還元
剤を供給して、脱硝反応により前記排気ガス中に含まれ
る窒素酸化物を前記排気ガスから除去する脱硝装置にお
いて、 前記脱硝触媒を直接加熱する電気ヒータと、 前記脱硝触媒をバイパスするバイパス排気ラインと、 前記脱硝触媒の上流側に設けた排気切替手段と、 前記排気ガスの温度を検出する排気ガス温度検出手段
と、 制御手段とを備え、 この制御手段では、前記エンジンの始動に際して、前記
排気ガスが触媒作動温度以上になる前に前記脱硝触媒を
前記電気ヒータにより直接加熱して前記触媒作動温度以
上とし、その後、前記排気ガス温度検出手段で検出する
前記排気ガスの温度が前記触媒作動温度以上になった時
点で前記排気切替手段により前記バイパス排気ラインか
ら前記主排気ラインへ前記排気ガスの流れを切り替えて
前記脱硝触媒に前記排気ガスを通気し、且つ、前記還元
剤供給手段による前記還元剤の供給を開始して、前記脱
硝触媒における脱硝反応を開始するように制御すること
を特徴とする脱硝装置。1. An engine exhaust gas is ventilated through a denitration catalyst provided in an exhaust line, and a reducing agent is supplied by a reducing agent supply means to remove nitrogen oxides contained in the exhaust gas by a denitration reaction. In a denitration device that removes from exhaust gas, an electric heater that directly heats the denitration catalyst, a bypass exhaust line that bypasses the denitration catalyst, an exhaust switching unit provided on the upstream side of the denitration catalyst, and a temperature of the exhaust gas An exhaust gas temperature detecting means for detecting the exhaust gas temperature, and a control means, which directly heats the denitration catalyst by the electric heater before the exhaust gas reaches a catalyst operating temperature or higher when the engine is started. The temperature of the exhaust gas detected by the exhaust gas temperature detecting means is equal to or higher than the catalyst operating temperature. The exhaust switching means switches the flow of the exhaust gas from the bypass exhaust line to the main exhaust line to ventilate the exhaust gas to the denitration catalyst, and starts the supply of the reducing agent by the reducing agent supply means. Then, the denitration apparatus is controlled so as to start the denitration reaction in the denitration catalyst.
た脱硝触媒に通気し、且つ、還元剤供給手段により還元
剤を供給して、脱硝反応により前記排気ガス中に含まれ
る窒素酸化物を前記排気ガスから除去する脱硝装置にお
いて、 前記脱硝触媒を直接加熱する電気ヒータと、 前記脱硝触媒をバイパスするバイパス排気ラインと、 前記脱硝触媒の上流側に設けた排気切替手段と、 前記排気ガスの温度を検出する排気ガス温度検出手段
と、 前記脱硝触媒の温度を検出する脱硝触媒温度検出手段
と、 制御手段とを備え、 この制御手段では、前記エンジンの始動に際して、前記
脱硝触媒を前記電気ヒータにより直接加熱し、前記脱硝
触媒温度検出手段で検出する前記脱硝触媒の温度及び前
記排気ガス温度検出手段で検出する前記排気ガスの温度
が触媒作動温度以上になった時点で前記排気切替手段に
より前記バイパス排気ラインから前記主排気ラインへ前
記排気ガスの流れを切り替えて前記脱硝触媒に前記排気
ガスを通気し、且つ、前記還元剤供給手段による前記還
元剤の供給を開始して、前記脱硝触媒における脱硝反応
を開始するように制御することを特徴とする脱硝装置。2. An engine exhaust gas is ventilated through a denitration catalyst provided in an exhaust line, and a reducing agent is supplied by a reducing agent supply means to remove nitrogen oxides contained in the exhaust gas by a denitration reaction. In a denitration device that removes from exhaust gas, an electric heater that directly heats the denitration catalyst, a bypass exhaust line that bypasses the denitration catalyst, an exhaust switching unit provided on the upstream side of the denitration catalyst, and a temperature of the exhaust gas An exhaust gas temperature detecting means for detecting the temperature of the denitration catalyst, a denitration catalyst temperature detecting means for detecting the temperature of the denitration catalyst, and a control means, wherein the denitration catalyst is controlled by the electric heater when the engine is started. Directly heated, the temperature of the denitration catalyst detected by the denitration catalyst temperature detection means and the temperature of the exhaust gas detected by the exhaust gas temperature detection means When the temperature exceeds the medium operating temperature, the exhaust gas switching means switches the flow of the exhaust gas from the bypass exhaust line to the main exhaust line to ventilate the exhaust gas to the denitration catalyst, and the reducing agent supply means. The denitration apparatus is controlled so that the denitration reaction in the denitration catalyst is started by starting the supply of the reducing agent.
て、 前記脱硝触媒は前記排気ガスの通気方向に複数に分割
し、この分割した脱硝触媒の間に前記電気ヒータを配置
したことを特徴とする脱硝装置。3. The denitration device according to claim 1, wherein the denitration catalyst is divided into a plurality of parts in a ventilation direction of the exhaust gas, and the electric heater is arranged between the divided denitration catalysts. Denitration equipment
て、 前記排気ガスの通気方向に沿って通気性の遮熱体と前記
脱硝触媒とを配置し、この遮熱体と脱硝触媒との間に前
記電気ヒータを配置したことを特徴とする脱硝装置。4. The denitration apparatus according to claim 1 or 2, wherein a gas permeable heat shield and the denitration catalyst are arranged along a ventilation direction of the exhaust gas, and the heat shield and the denitration catalyst are combined. A denitration device, characterized in that the electric heater is arranged between them.
置において、 前記脱硝触媒の外周部に保温材を設けたことを特徴とす
る脱硝装置。5. The denitration device according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein a heat insulating material is provided on an outer peripheral portion of the denitration catalyst.
硝装置において、 前記電気ヒータは前記脱硝触媒の外周部に設けたことを
特徴とする脱硝装置。6. The denitration device according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, wherein the electric heater is provided on an outer peripheral portion of the denitration catalyst.
する脱硝触媒。7. The denitration catalyst according to claim 6, wherein a heat insulating material is provided on an outer peripheral portion of the electric heater.
記載の脱硝装置において、 前記バイパス排気ラインは前記脱硝触媒の周囲を囲む二
重管構造としたことを特徴とする脱硝装置。8. The denitration device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, wherein the bypass exhaust line has a double pipe structure surrounding the denitration catalyst. Denitration equipment.
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