(57)【特許請求の範囲】
【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ＮＯｘ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、
前記脱硝触媒装置の出側あるいは入側に設置した流量計により排ガス量を測定し、脱硝触媒装置入口のＮＯＸ濃度が排ガス量に比例するという関係から前記排ガス量に基づいて脱硝触媒装置の入口のＮＯｘ濃度を算出し、該ＮＯｘ濃度の分解に必要なアンモニア吹込量を脱硝触媒装置の入側から制御弁により制御して吹き込んで煙突出口のＮＯｘ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。
【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（ＮＯＸ）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ＮＯＸ濃度を低減している。ＮＯＸとアンモニア（ＮＨ３）とは、
４ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２→４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ
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ＮＯＸ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、ＮＯＸ測定器１５をもう１台必要とすること、及びＮＯＸ測定の時間遅れがあり、実際のＮＯＸ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、ＮＯＸ測定器１３でＮＯＸ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ＮＯＸ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ＮＯＸ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】
ＮＯＸ濃度（仮定値）×排ガス量＝ＮＨ３吹込量
図３（ａ）は従来のフィードバック制御の場合のＳＣＲ１の入口ＮＯＸ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ＮＯＸ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、ＳＣＲ１１出口ＮＯＸ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ＮＯＸ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ＮＯＸ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ＮＯＸ濃度が変化しており、ＳＣＲ入口のＮＯＸ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ＮＯＸ濃度が増加したりし、その結果として煙突ＮＯＸ濃度は、図２の煙突ＮＯＸ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ＮＯＸ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ＮＯｘ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、前記脱硝触媒装置の出側あるいは入側に設置した流量計により排ガス量を測定し、脱硝触媒装置入口のＮＯＸ濃度が排ガス量に比例するという関係から前記排ガス量に基づいて脱硝触媒装置の入口のＮＯｘ濃度を算出し、該ＮＯｘ濃度の分解に必要なアンモニア吹込量を脱硝触媒装置の入側から制御弁により制御して吹き込んで煙突出口のＮＯｘ濃度を制御することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明者は、排ガス量とＳＣＲ入口ＮＯＸ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ＮＯＸ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ＮＯＸ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ＮＯＸ濃度も増加し、排ガス量とＳＣＲ入口ＮＯＸ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ＮＯＸ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、ＮＯＸ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ＮＯＸ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ＮＯＸ濃度を予測し、ＮＯＸ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ＮＯＸ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ＮＯｘ濃度（図１（ａ））を求めＮＯｘ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ＮＯｘ濃度を制御する。その結果、図２の煙突ＮＯｘ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ＮＯｘ濃度のふれ幅を小さくし、安定した煙突ＮＯｘ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ＮＯｘ濃度に対してＮＯｘ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ＮＯＸ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ＮＯＸ濃度測定器１３を設け、ＳＣＲ出口ＮＯＸ濃度の増減にあわせてＮＨ３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、ＳＣＲ出口ＮＯＸ濃度＋（アンモニア吹き込み量／排ガス量）＝ＳＣＲ入口ＮＯＸ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ＳＣＲ入口ＮＯＸ濃度の予測も可能である。
【００２３】
【発明の効果】
脱硝触媒入口ＮＯＸ計を設置することなく、入口ＮＯＸ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ＮＯＸ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ＮＯＸ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ＮＯＸ濃度と処理時間との関係を示すグラフ
【図３】  （ａ）は従来のフィードバック制御の場合のＳＣＲ１の入口ＮＯＸ濃度と排ガス量との関係を示すグラフ、（ｂ）はＮＨ３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ＮＨ３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：ＮＯＸ濃度測定器  １４：制御弁  １５：ＮＯＸ濃度測定器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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