JPH07114921B2 - 発電ディーゼルエンジン排ガスのNOx低減装置 - Google Patents

発電ディーゼルエンジン排ガスのNOx低減装置

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JPH07114921B2
JPH07114921B2 JP62327624A JP32762487A JPH07114921B2 JP H07114921 B2 JPH07114921 B2 JP H07114921B2 JP 62327624 A JP62327624 A JP 62327624A JP 32762487 A JP32762487 A JP 32762487A JP H07114921 B2 JPH07114921 B2 JP H07114921B2
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    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、複数の発電用ディーゼルエンジンから排出
される排ガスを脱硝装置により脱硝する発電ディーゼル
エンジン排ガスのNOx低減装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、第2図に示す発電ディーゼルエンジン排ガスのNO
x低減装置にあっては、自家発電用のディーゼルエンジ
ンが複数台設備される場合、ディーゼルエンジン1から
排出される窒素酸化物(NOx)を低減するため、脱硝装
置8を個々のディーゼルエンジン1に設置していた。
すなわち、ディーゼルエンジン1と消音器4との間に排
気ダクト3に脱硝装置8を設け、排気ダクト3に設けた
ガスサンプリング部7、14からNOx計9、NOx量算出器10
及びNOx計15、NOx比較器16に接続してあるNH3(アンモ
ニア)量算出器19と、このNH3量算出器19に印加される
設定排出NOx濃度信号17と、NH3量比較器22、NH3流量発
信器21ならびにコントローラ23とにより、NH3流量調製
バルブ24の開度を調整して脱硝装置8へのNH3注入量を
制御するようになっている。
なお、第2図図中の符号11はガス量算出器である。
また、第3図は、実開昭58−10834号公報に開示される
「アンモニア注入制御装置」であって、『排煙脱硝装置
へ注入するアンモニアの量を制御するアンモニア注入制
御装置において、バーナ点消化によりON−OFFして、信
号発信器26からの信号を断続させて微分器27へ入力する
スイッチ28を設け、前記微分器27の出力をアンモニア流
量制御信号へ加算するように構成した』ものである。
さらにまた、第4図は、特開昭62−71517号公報に開示
される「燃焼排ガスの脱硝法」であって、『ボイラー29
等の排ガスの脱硝に当り、火炉に続く脱硝室30で排ガス
中に還元剤を噴霧して脱硝すると共に、該排ガスを水管
群31を介して煙道32に導き、他方前記水管群31の排ガス
流れ方向上流部から排ガスの一部を取り出し、これを前
記煙道32の排ガスと混合して触媒槽33に供給し、脱硝す
る』ものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、第2図の従来例の場合、自家発電用のディーゼ
ルエンジン1個々に脱硝装置8を設置するため、脱硝装
置8設置のためのスペースが多くなり、かつ、イニシャ
ルコストも高くなる。また、脱硝装置8を設置しない場
合、ディーゼルエンジン1のNOx排出量が多いことよ
り、ディーゼルエンジン1の運転時間が制限され、廃熱
回収システムを有効に活用できないという問題点があ
る。
そこで、このような問題点を解決するため、この発明
は、複数の発電用のディーゼルエンジンに設置する脱硝
装置を統合することにより、設備費を低減することを目
的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
そのため、この発明は上述の問題点を、複数のディーゼ
ルエンジンのいずれか一方の排気ダクトに脱硝装置を設
け、集合排気ダクトに設置したNOx計とガス量演算器と
を過剰NOx量算出器及び還元剤補正器に接続して、還元
剤注入量補正器と還元剤流量発信器とからの各信号を還
元剤量比較器により比較し、1系統に集約した脱硝装置
への還元剤の注入量を制御することにより解決しようと
するものである。
さらに詳しくは、第1図の符号を付して説明すると、複
数のディーゼルエンジン1,2に接続してある排気ダクト3
a,3bを消音器4に通じる集合排気ダクト5に連通させる
とともに、いずれかのディーゼルエンジン2の排気ダク
ト3bに脱硝装置8を設け、各ディーゼルエンジン1,2に
それぞれ備えたガス量算出器12,11をガス量演算器13に
接続し、また前記集合排気ダクト5に設置したNOx計15
と前記ガス量演算器13とを過剰NOx量算出器18に接続す
るとともに、この過剰NOx量算出器18を還元剤量算出器1
9に接続し、かつこの還元剤量算出器19と前記脱硝装置
8の上流側に設けたNOx量算出器10とを還元剤注入量補
正器20に接続し、この還元剤注入量補正器20により補正
された還元剤注入量信号と還元剤流量発信器21からの還
元剤流量信号とを還元剤量比較器22により比較して、脱
硝装置8への還元剤の注入量を制御するようにしたもの
である。
〔作用〕
この発明においては、複数のディーゼルエンジンのうち
いずれかのディーゼルエンジンから排出される排ガスが
脱硝装置8によって脱硝処理され、ここから排出される
排ガスと、他のディーゼルエンジンから排出される排ガ
スとが集合排気ダクト5から消音器4を介して排出され
る。その集合排気ダクト5におけるNOx量がNOx計15によ
って検出され、また各ディーゼルエンジン1,2からの排
ガス量の総計がガス量演算器13によって検出され、した
がってこれらの検出結果から過剰NOx量が得られる。一
方、脱硝装置8に流入するNOx量がその上流側に配置し
たNOx量算出器10によって検出されている。そこで、前
記過剰NOx量と脱硝装置8に流入するNOx量とから還元剤
注入量の補正量が求められ、実際に注入されている還元
剤量との比較結果に基づいて還元剤注入量が制御され
る。すなわちいずれかのディーゼルエンジンから排出さ
れる排ガス中のNOxを低減し、このようにして浄化した
排ガスによって他のディーゼルエンジンから排出される
排ガスを実質的に希釈して全体としてのNOx排出量を基
準内に抑制する。
〔実施例〕
以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例を説明す
る。
第1図は、この発明の実施例を示しており、複数台ある
自家発電用ディーゼルエンジン1、2のうち、一方のデ
ィーゼルエンジン1と他方のディーゼルエンジン2を排
気ダクト3a、3bにより消音器4に通じる集合排気ダクト
5に連通させてあり、消音器4に近接する集合排気ダク
ト5には、廃熱回収システム6が設けてある。
そして、他方のディーゼルエンジン2の排気ダクト3bに
は、ガスサンプリング部7を介して脱硝装置8が設けて
あり、前記ガスサンプリング部7には、NOx(窒素酸化
物)計9を介してNOx量算出器10を設け、このNOx量算出
器10は、他方のディーゼルエンジン2のガス量算出器11
からのガス量信号とNOx計9からのNOx濃度信号とによ
り、NOx量を算出するようになっている。
また、一方のディーゼルエンジン1のガス量算出器12か
らのガス量信号と、他方のディーゼルエンジン2のガス
量算出器11からのガス量信号とを合成し、合計ガス量を
算出するガス量演算器13を前記各ガス量算出器11、12に
接続してある。
一方、集合排気ダクト5中に設けられたガスサンプリン
グ部14は、NOx計15及びNOx比較器16に接続してあり、こ
のNOx計15の排出NOx濃度と設定排出NOx濃度信号17をNOx
比較器16により比較して、このNOx比較器16により過剰
及び過少NOx濃度を算出するようになっている。
さらに前記NOx比較器16の設定値に対する過剰もしくは
過少のNOx濃度信号と、ディーゼルエンジン合計ガス量
信号とに基づいてNOx量を算出する過剰NOx量算出器18
は、前記ガス量演算器13と前記NOx比較器16に接続して
ある。
また、過剰NOx量算出器18及び還元剤量算出器〔NH3(ア
ンモニア)量算出器〕19と、脱硝装置8に近接して設け
たNOx量算出器10とは、還元剤注入量補正器(NH3注入量
補正器)20に接続されている。
なお、前記NH3量算出器19は、前記過剰NOx量算出器18か
らのNOx量信号によりNH3量を算出するようになってお
り、また、NH3注入量補正器20はNH3量算出器19からのNH
3注入量信号と、NOx量算出器10からのNOx量信号とによ
り、過剰にNH3を脱硝装置8に注入しないよう、NH3注入
量を補正するようになっている。
従って、NH3注入量補正器20からの補正されたNH3注入量
信号と、NH3流量発信器21からのNH3流量信号とをNH3
比較器22により比較し、このNH3量比較器22によりコン
トローラ23を調整して、NH3流量調整バルブ24の開度を
調整するのである。なお符号25はNH3(アンモニア)で
ある。
この発明は以上のように構成されており、以下にその作
用について説明する。
発電負荷が高く、自家発電用のディーゼルエンジン1、
2とも運転している場合、ディーゼルエンジン1、2そ
れぞれのNOx濃度をX1、X2ppm、ガス量をQ1、Q2cm3/Hと
すると、脱硝をしない場合、NOx排出濃度は、 となる。
また、脱硝装置8により脱硝を行った場合、その脱硝率
をα(%)とすると、ディーゼルエンジン2のNOx排出
濃度は、 となり、ディーゼルエンジン1及び2合計のNOx排出濃
度は、 となり 分だけNOx濃度の低減となる。
これにより、NOx低減を図り、かつ脱硝装置8の数を低
減することによって、イニシャルコスト及びランニング
コストの低減が可能となる。
ところで、NH3注入量のコントロールは以下のように行
う。
集合排気ダクト5中のガスサンプリング部14よりガスを
サンプリングし、NOx計15にてNOx濃度を計測する。この
NOx濃度と設定排出NOx濃度信号17により、設定信号に対
して過剰及び過少のNOx濃度をNOx比較器16にて算出す
る。
ディーゼルエンジン1及び2に設けられたガス量算出器
12及び11によりそれぞれの排ガス量を算出する。このガ
ス量信号に基づいてガス量演算器13で合計のガス量を算
出する。この合計のガス量信号と前記設定排出NOx濃度
信号17とにより、過剰もしは減少のNOx量を過剰NOx量算
出器18により算出する。NOxとNH3の反応モル比は、1:1
〜1:08であるから、設定したモル比に対するNH3量を、N
H3量算出器19により算出する。
なお、エンジン排ガス中の酸素濃度は、エンジンの負荷
に関係なくほぼ一定であることにより、エンジンの燃料
流量信号をもらい、燃料を1kg燃焼した時の排ガス量K
を乗じて、排ガス流量とすることもできる。
また、脱硝装置8のガスサンプリング部7に接続されて
いるNOx計9及びガス量算出器11からの信号により、脱
硝前のNOx濃度をNOx量算出器10により算出する。この脱
硝前のNOx量信号と、NH3量算出器19からのNH3注入量信
号とより、注入NH3がNOx/NH3モル比1.0を超えないよう
にNH3注入量補正器20において補正する。
その理由は、NH3をモル比1.0以上注入しても、脱硝率の
増加は認められないにもかかわらず、残留NH3量が増加
するためである。
前記NH3注入量補正器20からのNH3量信号及びNH3流量発
信器21の信号により、NH3注入量をコントローラ23及びN
H3流量調整バルブ24により制御するのである。
〔発明の効果〕 この発明は上述のように、複数のディーゼルエンジンの
いずれか一方の排気ダクトに脱硝装置を設け、集合排気
ダクトに設置したNOx計とガス量演算器を過剰NOx量算出
器及び還元剤補正器に接続して、還元剤注入量補正器と
還元剤流量発信器からの各信号を還元剤量比較器により
比較し、1系統に集約した脱硝装置への還元剤の注入量
を制御するようにしたため、 (イ)自家発電用のディーゼルエンジンが複数設備され
る場合、従来、各エンジン毎に設置していた脱硝装置を
1系統に集約することにより、脱硝装置及び制御装置の
イニシャルコスト(設置費)が低減できる。
(ロ)脱硝装置及びその設置スペースを低減することが
できる。
(ハ)NOx計測装置の低減が図られる。
(ニ)NH3消費量が低減できる。
(ホ)触媒使用量の低減が図られる。
(ヘ)ガス温度を低減させず、NOx濃度が低減できるこ
とにより、ディーゼルエンジンの運転時間制限がなく、
効率的に廃熱回収システムを有効に活用して運転できる
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の実施例を示す構成図、 第2図から第4図までの図面は、それぞれの従来例を示
しており、第2図は1つの従来例を示す図面、 第3図は他の従来例を示す図面、 第4図はさらに他の従来例を示す図面である。 1、2……ディーゼルエンジン 3a、3b……排気ダクト 4……消音器 5……集合排気ダクト 8……脱硝装置 11、12……ガス量算出器 13……ガス量演算器 15……NOx計 18……過剰NOx量算出器 19……還元剤量算出器 20……還元剤注入量補正器 21……還元剤流量発信器 22……還元剤量比較器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01N 3/08 B

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の発電用のディーゼルエンジンから排
    出される排ガスを脱硝装置により脱硝する発電ディーゼ
    ルエンジン排ガスのNOx低減装置において、 複数のディーゼルエンジンに接続してある排気ダクトを
    消音器に通じる集合排気ダクトに連通させるとともに、
    いずれかのディーゼルエンジンの排気ダクトに脱硝装置
    を設け、各ディーゼルエンジンにそれぞれ備えたガス量
    算出器をガス量演算器に接続し、また前記集合排気ダク
    トに設置したNOx計と前記ガス量演算器とを過剰NOx量算
    出器に接続するとともに、この過剰NOx量算出器を還元
    剤量算出器に接続し、かつこの還元剤量算出器と前記脱
    硝装置の上流側に設けたNOx量算出器とを還元剤注入量
    補正器に接続し、この還元剤注入量補正器により補正さ
    れた還元剤注入量信号と還元剤流量発信器からの還元剤
    流量信号とを還元剤量比較器により比較して、脱硝装置
    への還元剤の注入量を制御することを特徴とする発電デ
    ィーゼルエンジン排ガスのNOx低減装置。
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