JPH0715255B2 - 脱硝装置におけるアンモニア濃度の制御装置 - Google Patents
脱硝装置におけるアンモニア濃度の制御装置Info
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- JPH0715255B2 JPH0715255B2 JP1043289A JP4328989A JPH0715255B2 JP H0715255 B2 JPH0715255 B2 JP H0715255B2 JP 1043289 A JP1043289 A JP 1043289A JP 4328989 A JP4328989 A JP 4328989A JP H0715255 B2 JPH0715255 B2 JP H0715255B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はエンジンの排気ガスの脱硝のために用いられる
噴霧化したアンモニア水のアンモニア濃度を制御する脱
硝装置におけるアンモニア濃度の制御装置に関するもの
である。
噴霧化したアンモニア水のアンモニア濃度を制御する脱
硝装置におけるアンモニア濃度の制御装置に関するもの
である。
［従来の技術］ 従来の脱硝装置およびそのアンモニア濃度の制御装置は
第５図に示すように構成されていた。
第５図に示すように構成されていた。
同図において,1はディーゼルエンジン２によって駆動さ
れる交流発電機である。
れる交流発電機である。
３は排気管で，以上の１〜３によりディーゼル発電装置
４が構成される。５は液化アンモニアタンク,6はベーパ
ーライザーで，ここでタンク５から供給される液化アン
モニアを加熱用蒸気によって加熱してアンモニアガスへ
と気化させる。
４が構成される。５は液化アンモニアタンク,6はベーパ
ーライザーで，ここでタンク５から供給される液化アン
モニアを加熱用蒸気によって加熱してアンモニアガスへ
と気化させる。
６′はアンモニアギュレータで，アンモニアの供給器を
制御する弁Ｂを備えている。
制御する弁Ｂを備えている。
７はアンモニア混合器，８は排気ガス加熱・希釈装置で
ある。なお，排気ガス加熱・希釈装置８は燃料供給器8
a,ブロワー8b,混合器8cより成り，ディーゼル発電装置
４から供給される排気ガスが低温又は高温かによって燃
料供給器8a又はブロワー8bの一方を作動して混合器8cに
おいて後述する低温触媒に適温となるよう加熱又は冷却
するものである。7aはアンモニア混合器７から出るアン
モニアガスを後述する触媒反応器９に供給する供給管で
ある。９ は触媒反応器で，チタン系等の低温触媒9aを排気ガス
の通路に備えている。10はエンジン側からでる音を抑制
するための消音器,11は排気管である。12は排気ガス中
のNOx濃度センサ（NOx分析装置）であって，電気量の形
で検出する。センサ12は供給管12′の適所に設けられ
る。13はアンモニア濃度コントロール装置,14はコンピ
ュータ（以下CPUと略す）である。
ある。なお，排気ガス加熱・希釈装置８は燃料供給器8
a,ブロワー8b,混合器8cより成り，ディーゼル発電装置
４から供給される排気ガスが低温又は高温かによって燃
料供給器8a又はブロワー8bの一方を作動して混合器8cに
おいて後述する低温触媒に適温となるよう加熱又は冷却
するものである。7aはアンモニア混合器７から出るアン
モニアガスを後述する触媒反応器９に供給する供給管で
ある。９ は触媒反応器で，チタン系等の低温触媒9aを排気ガス
の通路に備えている。10はエンジン側からでる音を抑制
するための消音器,11は排気管である。12は排気ガス中
のNOx濃度センサ（NOx分析装置）であって，電気量の形
で検出する。センサ12は供給管12′の適所に設けられ
る。13はアンモニア濃度コントロール装置,14はコンピ
ュータ（以下CPUと略す）である。
コントロール装置13は，所要のプログラムを内蔵してい
て，センサ12から与えられるNOx濃度に対する電気信号
を受けてCPU14との連係のもとに，アンモニアレギュレ
ータ６′の弁Ｂの開き度を制御して，アンモニア混合器
７に供給されるアンモニアの量（濃度）がエンジンの出
力に対応して排気ガス中のNOxを適切な値とするために
必要なアンモニア濃度となるように制御するようになっ
ている。
て，センサ12から与えられるNOx濃度に対する電気信号
を受けてCPU14との連係のもとに，アンモニアレギュレ
ータ６′の弁Ｂの開き度を制御して，アンモニア混合器
７に供給されるアンモニアの量（濃度）がエンジンの出
力に対応して排気ガス中のNOxを適切な値とするために
必要なアンモニア濃度となるように制御するようになっ
ている。
液化アンモニアは，ベーパーライザー６を通過すること
で気化されてアンモニアガスとなり，アンモニアレギュ
レータ６′によって供給量が調節され，かつ排気ガス加
熱・希釈装置８を経て触媒の適応温度に調節されたディ
ーゼル発電装置４から排出された多量のNOxを含有する
排気ガスと混合器７において触媒反応器９に供給され
る。
で気化されてアンモニアガスとなり，アンモニアレギュ
レータ６′によって供給量が調節され，かつ排気ガス加
熱・希釈装置８を経て触媒の適応温度に調節されたディ
ーゼル発電装置４から排出された多量のNOxを含有する
排気ガスと混合器７において触媒反応器９に供給され
る。
したがって，この混合気体が触媒反応器９の触媒9aと接
触することにより，次の（１），（２）式の化学反応に
よってNOxは窒素と水に還元される。
触することにより，次の（１），（２）式の化学反応に
よってNOxは窒素と水に還元される。
4NO＋４NH3＋O2→ ４N2＋６H2O・・・（１） ６NO2＋４NH3→７N2＋12H2O ・・・（２） 即ち，上記排気ガスの排出までの経路で，次に述べるよ
うに，アンモニア混合器７から供給されるアンモニアガ
スの濃度はコントロール装置13により制御され，一方ア
ンモニアガスの温度は排気ガス加熱・希釈装置４により
制御され常に適切なものとなっているから，消音器10を
経て，排気管11から大気に排出される排気ガス中のNOx
の値は制御所望の値以下となっている。
うに，アンモニア混合器７から供給されるアンモニアガ
スの濃度はコントロール装置13により制御され，一方ア
ンモニアガスの温度は排気ガス加熱・希釈装置４により
制御され常に適切なものとなっているから，消音器10を
経て，排気管11から大気に排出される排気ガス中のNOx
の値は制御所望の値以下となっている。
即ち，コントロール装置13はセンサ12からのアンモニア
濃度を検出し，エンジン２の出力との対応のもとにCPU1
4との連係のもとに制御信号を出して弁Ｂの開き度を制
御し，アンモニア混合器７に供給されるアンモニアガス
の濃度を制御する。
濃度を検出し，エンジン２の出力との対応のもとにCPU1
4との連係のもとに制御信号を出して弁Ｂの開き度を制
御し，アンモニア混合器７に供給されるアンモニアガス
の濃度を制御する。
一方，ディーゼル発電装置４の負荷の状態に応じて排気
ガス加熱・希釈装置８は次の動作をし，アンモニアガス
が混合された排気ガスの温度が低温触媒9aの適正温度と
なるようにしている。
ガス加熱・希釈装置８は次の動作をし，アンモニアガス
が混合された排気ガスの温度が低温触媒9aの適正温度と
なるようにしている。
即ち，負荷が定常状態のときは，発電装置４から排出さ
れる排気ガスの温度がたとえば200〜250℃のため装置８
を通過するだけであるが，負荷が低負荷の場合には発電
装置４から排出される排気ガスの温度がたとえば,100〜
150℃程度の低温となるため，装置８中の燃料供給器8a
が作動して200〜250℃になるよう加熱し，一方，負荷が
高負荷の場合は前記排気ガスの温度がたとえば,300℃と
いった高温となるので，今度は装置８中のブロワー8bを
作動して200〜250℃となるように冷却する。
れる排気ガスの温度がたとえば200〜250℃のため装置８
を通過するだけであるが，負荷が低負荷の場合には発電
装置４から排出される排気ガスの温度がたとえば,100〜
150℃程度の低温となるため，装置８中の燃料供給器8a
が作動して200〜250℃になるよう加熱し，一方，負荷が
高負荷の場合は前記排気ガスの温度がたとえば,300℃と
いった高温となるので，今度は装置８中のブロワー8bを
作動して200〜250℃となるように冷却する。
［発明が解決しようとする課題］ ところで，従来の脱硝装置におけるアンモニア濃度制御
装置では次の欠点（課題）があった。即ち，アンモニア
濃度の制御はセンサ12から検出されるアンモニア濃度を
もとにCPU14との連係のもとに，コントロール装置13と
アンモニアレギュレータ６′で行っており，コントロー
ル装置13に内蔵されたプログラムに基づいて行うもので
あるため，制御は正確，適正である反面，制御機構が複
雑となり，制御装置が高価で大形化するもととなってい
た。
装置では次の欠点（課題）があった。即ち，アンモニア
濃度の制御はセンサ12から検出されるアンモニア濃度を
もとにCPU14との連係のもとに，コントロール装置13と
アンモニアレギュレータ６′で行っており，コントロー
ル装置13に内蔵されたプログラムに基づいて行うもので
あるため，制御は正確，適正である反面，制御機構が複
雑となり，制御装置が高価で大形化するもととなってい
た。
このため，たとえば500KWクラスの中容量以下のエンジ
ン発電装置に対する脱硝装置用のアンモニア濃度の制御
装置としては経済的に釣り合わず，もっと安価な構成で
アンモニア濃度の制御をする制御装置が要望されてい
た。
ン発電装置に対する脱硝装置用のアンモニア濃度の制御
装置としては経済的に釣り合わず，もっと安価な構成で
アンモニア濃度の制御をする制御装置が要望されてい
た。
また，同様に，このようなアンモニアの濃度制御装置を
備えた脱硝装置全体としても，従来のものは次の課題
（問題点）があった。
備えた脱硝装置全体としても，従来のものは次の課題
（問題点）があった。
液化アンモニアは高圧ガス取締法の対象となってお
り，その設置場所には有資格者をおいてその取扱いを慎
重に行う必要がある。
り，その設置場所には有資格者をおいてその取扱いを慎
重に行う必要がある。
液化アンモニアを気化するためにベーパーライザー
を必要とし，又低温触媒に適応させるために排気ガス加
熱・希釈装置を備えるなど，装置が大型化，複雑化し，
高価となっていた。
を必要とし，又低温触媒に適応させるために排気ガス加
熱・希釈装置を備えるなど，装置が大型化，複雑化し，
高価となっていた。
このような脱硝装置は，たとえば5000KWなどの大発
電所向け用に開発されたものであるため大規模といえ
る。
電所向け用に開発されたものであるため大規模といえ
る。
ところが，最近では，公害防止関連の基準が管轄地毎に
厳しくなる傾向があり，従来は規制の対象外とされてい
た500KWクラスの低出力のディーゼル発電装置に対して
も，NOxの値をたとえば,500ppm以下にすることが要求さ
れる場合がでており，この場合には従来の大規模の設備
をそのまま適用するには難点があり，これを低コストの
小型の脱硝装置で行う必要性が生じている。
厳しくなる傾向があり，従来は規制の対象外とされてい
た500KWクラスの低出力のディーゼル発電装置に対して
も，NOxの値をたとえば,500ppm以下にすることが要求さ
れる場合がでており，この場合には従来の大規模の設備
をそのまま適用するには難点があり，これを低コストの
小型の脱硝装置で行う必要性が生じている。
本発明は従来のものの上記課題を解決するようにした脱
硝装置および脱硝装置におけるアンモニア濃度の制御装
置を提供することを目的とする。
硝装置および脱硝装置におけるアンモニア濃度の制御装
置を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明の脱硝装置におけるアンモニア濃度の制御装置
は，上記課題を解決するために，エンジンの排気ガスの
脱硝装置において，アンモニア水の供給手段として複数
個の噴霧ノズル19a,19b,19c,…，この各噴霧ノズル19a,
19b,19c,…に専属するアンモニア水供給制御用の複数個
の電磁弁20a,20b,20c,…と圧縮空気供給用の複数個の電
磁弁21a,21b,21c,…とシーケンサとを備え，予めの学習
によってエンジンの出力と所要のアンモニア濃度の特性
を得て上記シーケンサに記憶しておき，エンジンの出力
の増減に対応して上記シーケンサに記憶済みのアンモニ
ア濃度の特性をもとに各噴霧ノズル19a,19b,19c,…専属
のアンモニア水と圧縮空気の各供給用の電磁弁20a,20b,
20c,…;21a,21b,21c,…の内開となる数を段階的に増減
するように構成した。
は，上記課題を解決するために，エンジンの排気ガスの
脱硝装置において，アンモニア水の供給手段として複数
個の噴霧ノズル19a,19b,19c,…，この各噴霧ノズル19a,
19b,19c,…に専属するアンモニア水供給制御用の複数個
の電磁弁20a,20b,20c,…と圧縮空気供給用の複数個の電
磁弁21a,21b,21c,…とシーケンサとを備え，予めの学習
によってエンジンの出力と所要のアンモニア濃度の特性
を得て上記シーケンサに記憶しておき，エンジンの出力
の増減に対応して上記シーケンサに記憶済みのアンモニ
ア濃度の特性をもとに各噴霧ノズル19a,19b,19c,…専属
のアンモニア水と圧縮空気の各供給用の電磁弁20a,20b,
20c,…;21a,21b,21c,…の内開となる数を段階的に増減
するように構成した。
この場合，アンモニア水の供給手段として１本の噴霧ノ
ズルとこの噴霧ノズルに対してアンモニア水を供給する
各別の電磁弁とを有する複数個の分岐管，集合管および
アンモニア水供給源並びに上記噴霧ノズルに電磁弁を介
して圧縮空気を供給する圧縮空気供給源，シーケンサと
を備え，予めの学習によってエンジンの出力と所要のア
ンモニア濃度の特性を得て上記シーケンサに記憶してお
き，エンジンの出力の増減に対応して上記シーケンサに
記憶済みのアンモニア濃度の特性をもとに各分岐管専属
のアンモニア水供給用の複数個の電磁弁の内開となる数
を段階的に増減するようにし，一方，圧縮空気供給用の
電磁弁は一定量供給の開き度とするようにした脱硝装置
におけるアンモニア濃度の制御装置としても良い。
ズルとこの噴霧ノズルに対してアンモニア水を供給する
各別の電磁弁とを有する複数個の分岐管，集合管および
アンモニア水供給源並びに上記噴霧ノズルに電磁弁を介
して圧縮空気を供給する圧縮空気供給源，シーケンサと
を備え，予めの学習によってエンジンの出力と所要のア
ンモニア濃度の特性を得て上記シーケンサに記憶してお
き，エンジンの出力の増減に対応して上記シーケンサに
記憶済みのアンモニア濃度の特性をもとに各分岐管専属
のアンモニア水供給用の複数個の電磁弁の内開となる数
を段階的に増減するようにし，一方，圧縮空気供給用の
電磁弁は一定量供給の開き度とするようにした脱硝装置
におけるアンモニア濃度の制御装置としても良い。
また,1本の噴霧ノズルとこの噴霧ノズルに対してアンモ
ニア水を供給する電磁弁，モータ付き開閉弁，弁開閉制
御用のモータ，モータ制御装置およびアンモニア水供給
源ならびに上記噴霧ノズルに電磁弁を介して圧縮空気を
供給する圧縮空気供給源，シーケンサとを備え，予めの
学習によってエンジンの出力と所要のアンモニア濃度の
特性を得て上記シーケンサに記憶しておき，エンジンの
出力の増減に対応して上記シーケンサに記憶済みのアン
モニア濃度の特性をもとにアンモニア水供給用のモータ
付き開閉弁の開き度を上記制御装置によりモータを制御
し，段階的または連続的に増減するようにし，一方，圧
縮空気供給用の電磁弁は一定量供給の開き度とするよう
にした脱硝装置におけるアンモニア濃度の制御装置とし
ても良い。
ニア水を供給する電磁弁，モータ付き開閉弁，弁開閉制
御用のモータ，モータ制御装置およびアンモニア水供給
源ならびに上記噴霧ノズルに電磁弁を介して圧縮空気を
供給する圧縮空気供給源，シーケンサとを備え，予めの
学習によってエンジンの出力と所要のアンモニア濃度の
特性を得て上記シーケンサに記憶しておき，エンジンの
出力の増減に対応して上記シーケンサに記憶済みのアン
モニア濃度の特性をもとにアンモニア水供給用のモータ
付き開閉弁の開き度を上記制御装置によりモータを制御
し，段階的または連続的に増減するようにし，一方，圧
縮空気供給用の電磁弁は一定量供給の開き度とするよう
にした脱硝装置におけるアンモニア濃度の制御装置とし
ても良い。
［実施例］ 以下第１図〜第４図に示す実施例により本発明を具体的
に説明する。
に説明する。
第１図は本発明の基本系統図を示すもので，同図中，従
来のものと同等な構成については第５図のものと同一の
符号を付して示した。15 はアンモニア水供給量制御装置で，たとえば,25％濃
度のアンモニア水と図示しないコンプレッサーからの圧
縮空気とを供給され，噴霧状にしたアンモニア水とする
が，その噴霧状となったアンモニア水の量によって最終
的にきまるアンモニア濃度をエンジン２の出力に対応し
て排気ガス中のNOx規制値以下（たとえば,500ppm以下）
とするために必要なアンモニア濃度となるように制御す
る。
来のものと同等な構成については第５図のものと同一の
符号を付して示した。15 はアンモニア水供給量制御装置で，たとえば,25％濃
度のアンモニア水と図示しないコンプレッサーからの圧
縮空気とを供給され，噴霧状にしたアンモニア水とする
が，その噴霧状となったアンモニア水の量によって最終
的にきまるアンモニア濃度をエンジン２の出力に対応し
て排気ガス中のNOx規制値以下（たとえば,500ppm以下）
とするために必要なアンモニア濃度となるように制御す
る。
このアンモニア水供給量制御装置15の具体的な構成につ
いては第２図〜第４図により後述する。
いては第２図〜第４図により後述する。
16はアンモニア混合器で，ディーゼル発電装置４から排
出される排気ガスと装置15から供給される噴霧状のアン
モニア水とを混合してアンモニアガスに変化させた後，
触媒反応器17に供給する。なお，触媒反応器17は高温触
媒17aを備えているものとする。
出される排気ガスと装置15から供給される噴霧状のアン
モニア水とを混合してアンモニアガスに変化させた後，
触媒反応器17に供給する。なお，触媒反応器17は高温触
媒17aを備えているものとする。
18は触媒反応器17と消音器との連結管で，同管中に破線
で示めすようにガス水熱交換器19を備えれば排気ガスの
熱量を給湯装置として利用することが可能である。
で示めすようにガス水熱交換器19を備えれば排気ガスの
熱量を給湯装置として利用することが可能である。
次にアンモニア水供給量制御装置15の具体的構成につい
て，第２図〜第４図により説明する。
て，第２図〜第４図により説明する。
第２図（イ）はこの第１の実施例を示す。
19a〜19cは，その先端部にノズルを備えたアンモニア噴
霧ノズルで，それぞれの噴霧ノズルに専属の電磁弁20a
〜20cを介してアンモニア水が，また各噴霧ノズルに専
属の電磁弁21a〜21cを介して圧縮空気が供給されるよう
になっている。なお，図示しないが，別途シーケンサを
備えており，予めの学習によってエンジンの出力と所要
のアンモニア濃度の特性を得て記憶しておき，エンジン
の出力の増減に対応して上記記憶済みのアンモニア濃度
の特性をもとに各噴霧ノズル専属のアンモニア水と圧縮
空気の各供給用の電磁弁の内開となる数を段階的に増減
するように各電磁弁19a〜19c;20a〜20cの開閉制御を行
うようになっているものとする。
霧ノズルで，それぞれの噴霧ノズルに専属の電磁弁20a
〜20cを介してアンモニア水が，また各噴霧ノズルに専
属の電磁弁21a〜21cを介して圧縮空気が供給されるよう
になっている。なお，図示しないが，別途シーケンサを
備えており，予めの学習によってエンジンの出力と所要
のアンモニア濃度の特性を得て記憶しておき，エンジン
の出力の増減に対応して上記記憶済みのアンモニア濃度
の特性をもとに各噴霧ノズル専属のアンモニア水と圧縮
空気の各供給用の電磁弁の内開となる数を段階的に増減
するように各電磁弁19a〜19c;20a〜20cの開閉制御を行
うようになっているものとする。
以上の19a〜21cにより第１の実施例のアンモニア水供給
量制御装置15が構成される。
量制御装置15が構成される。
この作用を第２図（ロ）により説明する。
同図中,Aはエンジンの排気ガスになんらの脱硝作用を行
わない場合の排気ガス中のNOx量−エンジンの出力特性,
Bは各噴霧ノズル19a〜19cを順次作動させて脱硝作用を
行った場合の排気ガス中のNOx量−エンジンの出力特
性，またＣおよびＤはそれぞれ上記Ｂの各場合において
供給されるアンモニア水供給量および圧縮空気の合計値
−エンジンの出力特性を示す。
わない場合の排気ガス中のNOx量−エンジンの出力特性,
Bは各噴霧ノズル19a〜19cを順次作動させて脱硝作用を
行った場合の排気ガス中のNOx量−エンジンの出力特
性，またＣおよびＤはそれぞれ上記Ｂの各場合において
供給されるアンモニア水供給量および圧縮空気の合計値
−エンジンの出力特性を示す。
各噴霧ノズル19a〜19cに付属のアンモニア水用，圧縮空
気用の各電磁弁19a,20a,19b,20b,19c,20cを開く区間を
前記シーケンサによって，次のように制御する。
気用の各電磁弁19a,20a,19b,20b,19c,20cを開く区間を
前記シーケンサによって，次のように制御する。
即ち，電磁弁19a,20aはそれぞれエンジンの出力の区間P
1→P4，また電磁弁19b,20bは区間P2→P4，電磁弁19c,20
cは区間P3→P4となるように順次噴霧ノズルが１本,2本,
3本と段階的に増大してゆくように制御すれば各噴霧ノ
ズル19a〜19cから噴射されるアンモニア水の濃度はＣに
示すように，また，供給される圧縮空気の量はＤに示す
ようにそれぞれ段階的に増大する。
1→P4，また電磁弁19b,20bは区間P2→P4，電磁弁19c,20
cは区間P3→P4となるように順次噴霧ノズルが１本,2本,
3本と段階的に増大してゆくように制御すれば各噴霧ノ
ズル19a〜19cから噴射されるアンモニア水の濃度はＣに
示すように，また，供給される圧縮空気の量はＤに示す
ようにそれぞれ段階的に増大する。
この結果，このように制御されたアンモニア濃度のアン
モニア水をアンモニア混合器16に供給して，触媒反応器
17で化学反応させれば，排気ガス中のNOxはＢに示すよ
うにたとえば,500ppmという規制値以下の値となるよう
に制御できる。
モニア水をアンモニア混合器16に供給して，触媒反応器
17で化学反応させれば，排気ガス中のNOxはＢに示すよ
うにたとえば,500ppmという規制値以下の値となるよう
に制御できる。
なお，第２図（ロ）はエンジンの出力はP1以下において
は，排気ガス中のNOxが規制値（たとえば,500ppm）以下
となる場合についての実施例で説明しているため，出力
P1以下では噴霧状アンモニア水を供給しないで放置する
制御としているが，エンジンの出力がP1以下でも排気ガ
スのNOx値が規制値以上である場合には,1本目の噴霧ノ
ズル19aの作動を開始させることになる。
は，排気ガス中のNOxが規制値（たとえば,500ppm）以下
となる場合についての実施例で説明しているため，出力
P1以下では噴霧状アンモニア水を供給しないで放置する
制御としているが，エンジンの出力がP1以下でも排気ガ
スのNOx値が規制値以上である場合には,1本目の噴霧ノ
ズル19aの作動を開始させることになる。
第３図は本発明のアンモニア水供給量制御装置15の第２
の実施例を示すものである。
の実施例を示すものである。
同図に示すように,1本の噴霧ノズル21,連結管22,集合管
23,たとえば３本の分岐管24a,25a,26a及びこの各分岐管
に挿入された電磁弁24b,25b,26b及びアンモニア水の供
給管27並びに圧縮空気供給管28と電磁弁29を接続して構
成し，圧縮空気の供給量はたとえば第２図の実施例の場
合の噴霧ノズル３本分の量に固定した一定量として，ア
ンモニア水の供給を各電磁弁24b,25b,26bを順次前記電
磁弁20a〜20cに準じて別途設置するシーケンサによって
開く制御を行うようにしても，第２図（ロ）に示すと同
様なB,Cの出力特性となる。
23,たとえば３本の分岐管24a,25a,26a及びこの各分岐管
に挿入された電磁弁24b,25b,26b及びアンモニア水の供
給管27並びに圧縮空気供給管28と電磁弁29を接続して構
成し，圧縮空気の供給量はたとえば第２図の実施例の場
合の噴霧ノズル３本分の量に固定した一定量として，ア
ンモニア水の供給を各電磁弁24b,25b,26bを順次前記電
磁弁20a〜20cに準じて別途設置するシーケンサによって
開く制御を行うようにしても，第２図（ロ）に示すと同
様なB,Cの出力特性となる。
なお，この場合は圧縮空気の供給量はＤ′のような特性
となる。
となる。
又，第４図に示すように，第３図と同様の１本の噴霧ノ
ズル21に対して供給する空気の供給側は同様の構成とし
たまま，アンモニア水の供給側だけは，モータ付き開閉
弁28,モータ28a,モータ制御装置30及び電磁弁31を接続
して構成し，制御装置30によってモータ28a従って開閉
弁28の開き度によってきまるアンモニア水の量を別途設
置するシーケンサによって，第２図（イ）に準じて段階
制御すれば，この場合も第２図（ロ）のB,Cに示す出力
特性が得られる。
ズル21に対して供給する空気の供給側は同様の構成とし
たまま，アンモニア水の供給側だけは，モータ付き開閉
弁28,モータ28a,モータ制御装置30及び電磁弁31を接続
して構成し，制御装置30によってモータ28a従って開閉
弁28の開き度によってきまるアンモニア水の量を別途設
置するシーケンサによって，第２図（イ）に準じて段階
制御すれば，この場合も第２図（ロ）のB,Cに示す出力
特性が得られる。
この場合も圧縮空気の供給量はＤ′のような特性とな
る。
る。
なお，制御装置30によってモータ28aを連続制御するよ
うにすれば出力特性は段階的でなく，連続的な特性とす
ることができる。
うにすれば出力特性は段階的でなく，連続的な特性とす
ることができる。
［作用］ 次に，第１図に示すアンモニア濃度制御装置（アンモニ
ア水供給量制御装置）を備えた脱硝装置の作用を説明す
る。
ア水供給量制御装置）を備えた脱硝装置の作用を説明す
る。
ディーゼル発電装置４から排出されるNOxを多量に含有
する排気ガスは，アンモニア混合器16に排出される。一
方，混合器16には前記した経路によってアンモニア水と
図示しないコンプレッサーからの圧縮空気によってノズ
ル15から供給される噴霧状のアンモニアが供給される
が，前記の排気ガスの温度は350〜500℃と高温のため瞬
間的にアンモニアガス状に気化されて，触媒反応器17に
供給される。
する排気ガスは，アンモニア混合器16に排出される。一
方，混合器16には前記した経路によってアンモニア水と
図示しないコンプレッサーからの圧縮空気によってノズ
ル15から供給される噴霧状のアンモニアが供給される
が，前記の排気ガスの温度は350〜500℃と高温のため瞬
間的にアンモニアガス状に気化されて，触媒反応器17に
供給される。
したがって，同反応器17で高温触媒17aと接触すること
により，（１），（２）式に示す基本式に基づく化学反
応によって，NOxは無害の窒素と水に還元され，適正なp
pmのNOxの値となった排気ガスは消音器10を経て排気管1
1から大気に排出される。この間，管18を通過する高温
の排気ガスを利用してガス水熱交換器19を含む給湯系統
で所要の給湯を行うことができる。
により，（１），（２）式に示す基本式に基づく化学反
応によって，NOxは無害の窒素と水に還元され，適正なp
pmのNOxの値となった排気ガスは消音器10を経て排気管1
1から大気に排出される。この間，管18を通過する高温
の排気ガスを利用してガス水熱交換器19を含む給湯系統
で所要の給湯を行うことができる。
なお，この間，アンモニアガスの濃度は，アンモニア混
合器16に供給されるアンモニア水の供給量がアンモニア
水供給量制御装置15によって，エンジン２の出力に対応
して第２図（ロ）に示すように所要値となるように段階
的に制御したり，又同図には示すのは省略したが，第４
図のモータ28aの連続制御によってこの出力特性を連続
制御することにより触媒反応器17に供給されるアンモニ
アガスのアンモニア濃度が所要な値となるように制御さ
れるから，排気管11から排出される排気ガス中のNOxの
値を規制値（たとえば,500ppm）以下となるように制御
される。
合器16に供給されるアンモニア水の供給量がアンモニア
水供給量制御装置15によって，エンジン２の出力に対応
して第２図（ロ）に示すように所要値となるように段階
的に制御したり，又同図には示すのは省略したが，第４
図のモータ28aの連続制御によってこの出力特性を連続
制御することにより触媒反応器17に供給されるアンモニ
アガスのアンモニア濃度が所要な値となるように制御さ
れるから，排気管11から排出される排気ガス中のNOxの
値を規制値（たとえば,500ppm）以下となるように制御
される。
なお，装置15を構成する噴霧ノズルの１本ずつについて
みれば，アンモニア水の供給量は各制御区間毎に一定量
の供給制御を行っていることになる。
みれば，アンモニア水の供給量は各制御区間毎に一定量
の供給制御を行っていることになる。
［発明の効果］ 本発明はエンジンから排出される高温の排気ガスに対し
て，圧縮空気とノズルによって噴霧状としたアンモニア
水を混合させることによって気化状態のアンモニアとし
て，これを高温触媒と接触させることによって排気ガス
中のNOxを窒素と水とに還元するようにしたエンジンの
脱硝装置において，アンモニア濃度をエンジンの出力に
対応して適量となるように制御するためのアンモニア水
の供給量制御即ち脱硝装置におけるアンモニア濃度の制
御装置であるから，次のような優れた効果を有する。
て，圧縮空気とノズルによって噴霧状としたアンモニア
水を混合させることによって気化状態のアンモニアとし
て，これを高温触媒と接触させることによって排気ガス
中のNOxを窒素と水とに還元するようにしたエンジンの
脱硝装置において，アンモニア濃度をエンジンの出力に
対応して適量となるように制御するためのアンモニア水
の供給量制御即ち脱硝装置におけるアンモニア濃度の制
御装置であるから，次のような優れた効果を有する。
本発明のものでは，アンモニア濃度の制御を事前に
学習によって得られた排気ガス中のNOxとエンジンの出
力に対応して必要となるアンモニア濃度を学習して得ら
れた特性をシーケンサに記憶しておき，これをもとにし
て，アンモニア水の噴霧ノズルに対する供給量を段階的
または連続的に制御するようにしたものであるから，こ
の制御のための構成は，シーケンスを主要部とする安価
な構成でよいので，たとえば,500KWクラスのディーゼル
発電装置用としては実用性のある安価な装置となる。
学習によって得られた排気ガス中のNOxとエンジンの出
力に対応して必要となるアンモニア濃度を学習して得ら
れた特性をシーケンサに記憶しておき，これをもとにし
て，アンモニア水の噴霧ノズルに対する供給量を段階的
または連続的に制御するようにしたものであるから，こ
の制御のための構成は，シーケンスを主要部とする安価
な構成でよいので，たとえば,500KWクラスのディーゼル
発電装置用としては実用性のある安価な装置となる。
さらに，アンモニア水の供給量を連続的に制御すれ
ばそのアンモニア濃度の供給量制御は円滑となる。
ばそのアンモニア濃度の供給量制御は円滑となる。
また，このようなアンモニア濃度制御装置を備えた脱硝
装置に関しては，従来のものに比べて次のような優れた
効果を有する。
装置に関しては，従来のものに比べて次のような優れた
効果を有する。
NOxと還元作用を行うためのアンモニアとして従来
のアンモニアガスに代えて，アンモニア水を用いるよう
にしたため，これは市販品のものを使用すれば良くその
取り扱いが楽となった。
のアンモニアガスに代えて，アンモニア水を用いるよう
にしたため，これは市販品のものを使用すれば良くその
取り扱いが楽となった。
高温触媒を使用し，これと噴霧状のアンモニア水を
接触させて気化させるようにしたため，従来の排気ガス
加熱・希釈装置は不要となり，又ベーパーライザーは簡
単な構成のアンモニア噴霧ノズルで置換されるため，装
置を小型化，簡単化し，安価とできるようになった。
接触させて気化させるようにしたため，従来の排気ガス
加熱・希釈装置は不要となり，又ベーパーライザーは簡
単な構成のアンモニア噴霧ノズルで置換されるため，装
置を小型化，簡単化し，安価とできるようになった。
排気ガスが高温のままNOxを所要値以下にして排出
できるようにしたものであるから，その排出過程で，ガ
ス水熱交換器等の熱回収の系統を組み込むことにより給
湯装置としての用途をもつことが可能である。
できるようにしたものであるから，その排出過程で，ガ
ス水熱交換器等の熱回収の系統を組み込むことにより給
湯装置としての用途をもつことが可能である。
第１図は本発明の適用例を示す系統図，第２図（イ）〜
第４図は本発明の第１〜第３の各実施例を示す接続図，
第２図（ロ）はエンジンの出力に対する各特性図であ
る。 又，第５図は従来例を示す系統図である。 2:エンジン15 ：アンモニア水供給量制御装置 17:触媒反応器 17a:高温触媒 19a〜19c,21:噴霧ノズル 20a〜20c,21a〜21c:電磁弁 24b〜26b,29,31:電磁弁 28a:モータ 30:制御装置
第４図は本発明の第１〜第３の各実施例を示す接続図，
第２図（ロ）はエンジンの出力に対する各特性図であ
る。 又，第５図は従来例を示す系統図である。 2:エンジン15 ：アンモニア水供給量制御装置 17:触媒反応器 17a:高温触媒 19a〜19c,21:噴霧ノズル 20a〜20c,21a〜21c:電磁弁 24b〜26b,29,31:電磁弁 28a:モータ 30:制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−44924（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−111924（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−149222（ＪＰ，Ｕ)
Claims (3)
- 【請求項１】エンジンの排気ガスの脱硝装置において，
アンモニア水の供給手段として複数個の噴霧ノズル19a,
19b,19c,…，この各噴霧ノズル19a,19b,19c,…に専属す
るアンモニア水供給制御用の複数個の電磁弁20a,20b,20
c,…と圧縮空気供給用の複数個の電磁弁21a,21b,21c,…
とシーケンサとを備え，予めの学習によってエンジンの
出力と所要のアンモニア濃度の特性を得て上記シーケン
サに記憶しておき，エンジンの出力の増減に対応して上
記シーケンサに記憶済みのアンモニア濃度の特性をもと
に各噴霧ノズル19a,19b,19c,…専属のアンモニア水と圧
縮空気の各供給用の電磁弁20a,20b,20c,…;21a,21b,21
c,…の内開となる数を段階的に増減するようにしたこと
を特徴とする脱硝装置におけるアンモニア濃度の制御装
置。 - 【請求項２】エンジンの排気ガスの脱硝装置において，
アンモニア水の供給手段として１本の噴霧ノズル21とこ
の噴霧ノズル21に対してアンモニア水を供給する各別の
電磁弁24b,25b,26bを有する複数個の分岐管24a,25a,26
a,集合管23およびアンモニア水供給源並びに噴霧ノズル
21に電磁弁29を介して圧縮空気を供給する圧縮空気供給
源，シーケンサを備え，予めの学習によってエンジンの
出力と所要のアンモニア濃度の特性を得て上記シーケン
サに記憶しておき，エンジンの出力の増減に対応して上
記シーケンサに記憶済みのアンモニア濃度の特性をもと
に各分岐管専属のアンモニア水供給用の電磁弁24b,25b,
26b,…の内開となる数を段階的に増減するようにし，一
方，圧縮空気供給用の電磁弁29は一定量供給の開き度と
するようにしたことを特徴とする脱硝装置におけるアン
モニア濃度の制御装置。 - 【請求項３】エンジンの排気ガスの脱硝装置において，
アンモニア水の供給手段として１本の噴霧ノズル21,こ
の噴霧ノズル21に対してアンモニア水を供給する電磁弁
31,モータ付き開閉弁28,弁開閉制御用のモータ28a,モー
タ制御装置30とアンモニア水供給源と噴霧ノズル21とに
電磁弁29を介して圧縮空気を供給する圧縮空気供給源お
よびシーケンサとを備え，予めの学習によってエンジン
の出力と所要のアンモニア濃度の特性を得て上記シーケ
ンサに記憶しておき，エンジンの出力の増減に対応して
上記シーケンサに記憶済みのアンモニア濃度の特性をも
とにアンモニア水供給用のモータ付き開閉弁28の開き度
を上記制御装置30によりモータ28aを制御し，段階的ま
たは連続的に増減するようにし，一方，圧縮空気供給用
の電磁弁29は一定量供給の開き度とするようにしたこと
を特徴とする脱硝装置におけるアンモニア濃度の制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1043289A JPH0715255B2 (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | 脱硝装置におけるアンモニア濃度の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1043289A JPH0715255B2 (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | 脱硝装置におけるアンモニア濃度の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02223623A JPH02223623A (ja) | 1990-09-06 |
| JPH0715255B2 true JPH0715255B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=12659642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1043289A Expired - Lifetime JPH0715255B2 (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | 脱硝装置におけるアンモニア濃度の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0715255B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015091699A (ja) * | 2014-12-25 | 2015-05-14 | ヤンマー株式会社 | 船舶におけるエンジンの排気ガス浄化システム |
| CN114961934A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-08-30 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种发动机尾气处理装置及方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6344924A (ja) * | 1986-08-11 | 1988-02-25 | Takuma Co Ltd | 排気ガスの脱硝処理方法 |
| JPS63111924U (ja) * | 1987-01-16 | 1988-07-19 | ||
| JPS63149222U (ja) * | 1987-03-24 | 1988-09-30 |
-
1989
- 1989-02-27 JP JP1043289A patent/JPH0715255B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02223623A (ja) | 1990-09-06 |
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