溶融炉における排ガス脱硝方法および溶融炉における排ガス脱硝装置
【課題】二次燃焼部から外部に排出されるＮＯｘの量をより確実に低減することのできる燃焼処理設備における排ガス脱硝方法を提供する。
【解決手段】二次燃焼部２ｃ内に二次空気を供給する二次空気供給工程と、二次燃焼部２ｃのうち二次空気が供給される部分よりも上流の部分において、溶融炉２から二次燃焼部２ｃに導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度を検出する一酸化炭素濃度検出工程と、二次燃焼部２ｃのうち前記一酸化炭素の濃度が検出される部分よりも下流の部分に還元剤を供給する還元剤供給工程と、二次燃焼部２ｃに供給する還元剤の量を決定する還元剤量決定工程とを実施し、還元剤量決定工程では、一酸化炭素濃度検出工程で検出された排ガス中の一酸化炭素の濃度に基づき、前記還元剤の量を決定する。
【解決手段】二次燃焼部２ｃ内に二次空気を供給する二次空気供給工程と、二次燃焼部２ｃのうち二次空気が供給される部分よりも上流の部分において、溶融炉２から二次燃焼部２ｃに導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度を検出する一酸化炭素濃度検出工程と、二次燃焼部２ｃのうち前記一酸化炭素の濃度が検出される部分よりも下流の部分に還元剤を供給する還元剤供給工程と、二次燃焼部２ｃに供給する還元剤の量を決定する還元剤量決定工程とを実施し、還元剤量決定工程では、一酸化炭素濃度検出工程で検出された排ガス中の一酸化炭素の濃度に基づき、前記還元剤の量を決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物を燃焼処理する処理装置から排出された排ガスが燃焼処理される溶融炉において前記排ガスを脱硝処理するための方法およびこの排ガスを脱硝するための手段が設けられた排ガス脱硝装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、廃棄物処理システム等では、被処理物である廃棄物をガス化炉等の処理装置において燃焼処理した後、その処理物を溶融炉でさらに燃焼処理することが行われている。具体的には、溶融炉の上流側に設けられた溶融部において処理物中の灰分をスラグ化するとともに処理物中の排ガスを燃焼処理し、さらに溶融部から排出された排ガスを溶融炉の下流側に設けられた二次燃焼部にて燃焼処理することが行われている。また、前記二次燃焼部内に還元剤を投入することで二次燃焼部内において排ガス中のＮＯｘを還元処理すなわち脱硝処理して、二次燃焼部から外部に排出される排ガス中のＮＯｘを低減することが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、排ガスに空気を供給して内側で排ガスを燃焼させる二次燃焼部に還元剤としてアンモニアや尿素を供給して、排ガス中のＮＯｘを低減する方法が開示されている。この方法では、前記空気が供給される領域内の酸素濃度を検出して、この検出値に基づいて二次燃焼部から排出される排ガス中のＮＯｘの濃度を予測し、この予測値に基づいて二次燃焼部に供給する還元剤の量が決定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１９２４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来の方法では、二次燃焼部内のうち空気が供給される領域内の酸素濃度の検出値に基づいて還元剤の量が決定されており、溶融部から二次燃焼部に導入される排ガスの酸素濃度が０％の場合は前記酸素濃度の検出値は空気中の酸素濃度すなわち一定値となり、一定の量の還元剤が二次燃焼部内に供給される。
【０００６】
ところが、前記溶融部から二次燃焼部に導入される排ガスの酸素濃度が同じ０％であっても二次燃焼部から排出されるＮＯｘ量が異なり、前記従来の方法では二次燃焼部から排出されるＮＯｘを十分に低減できない場合がある。
【０００７】
これに対して、例えば、二次燃焼部の下流においてこの二次燃焼部から排出された排ガスのＮＯｘの濃度を検出して前記還元剤の量を補正する方法が考えられる。しかしながら、溶融炉の温度変化等に応じて二次燃焼部に導入される排ガスの成分等は変動する。そのため、二次燃焼部から排出されたＮＯｘの濃度に応じて還元剤の量を補正する前記方法では、この排ガスの成分等の変動に追従できずＮＯｘを十分に低減できないおそれがある。また、還元剤を余分に供給する方法が考えられるが、この場合には、二次燃焼部から外部に排出される排ガス中にアンモニア等が残存して白煙等を発生させるという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑み、二次燃焼部に適切な量の還元剤を供給して二次燃焼部から外部に排出されるＮＯｘの量をより確実に低減することのできる溶融炉における排ガス脱硝方法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】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明者等は、複数の溶融炉において、前記二次燃焼部内に還元剤が供給されない場合においてこの二次燃焼部から排出される排ガス中のＮＯｘの濃度である非脱硝時ＮＯｘ濃度と当該二次燃焼部から排出される排ガス中のその他の成分の濃度等との相関について鋭意研究した結果、溶融部から二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度と前記非脱硝時ＮＯｘ濃度とが高い相関関係にあることを見出した。特に、溶融部から二次燃焼部に導入される排ガス中の酸素濃度が０％となる場合であっても、一酸化炭素の濃度は正の値であって前記ＮＯｘ濃度に対応した値を示すことを見出した。この知見に基づき、本発明は、被処理物を燃焼処理する処理装置から排出された被溶融物と排ガスとが導入されて内側で当該被溶融物が溶融するとともに前記排ガスが燃焼する溶融部と、当該溶融部の下流に設けられるとともにこの溶融部から排出された排ガスが導入されて内側で当該排ガスが燃焼する二次燃焼部とを有する溶融炉において前記排ガスを脱硝処理するための溶融炉における排ガス脱硝方法であって、前記二次燃焼部内に前記排ガスを燃焼させるための二次空気を供給する二次空気供給工程と、前記二次燃焼部のうち前記二次空気が供給される部分よりも上流の部分において、前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度を検出する一酸化炭素濃度検出工程と、前記二次燃焼部のうち前記排ガス中の一酸化炭素の濃度が検出される部分よりも下流の部分に、前記排ガスを脱硝するための還元剤を供給する還元剤供給工程と、前記還元剤供給工程において前記二次燃焼部に供給する還元剤の量を決定する還元剤量決定工程とを含み、前記還元剤量決定工程では、前記一酸化炭素濃度検出工程で検出された前記排ガス中の一酸化炭素の濃度に基づいて前記還元剤の量が決定されており、前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度と前記還元剤の量との関係は、この一酸化炭素の濃度から予測可能な、前記二次燃焼部内に前記還元剤が供給されない場合において当該二次燃焼部から排出される排ガス中のＮＯｘの濃度である非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づいて設定されていることを特徴とする溶融炉における排ガス脱硝方法を提供する（請求項１）。
【００１０】
この方法によれば、二次燃焼部から外部に排出されるＮＯｘの排出量をより確実に低減することができる。すなわち、この方法では、前記二次燃焼部内に還元剤が供給されない場合においてこの二次燃焼部から排出される排ガス中のＮＯｘの濃度すなわち前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガスに含まれるＮＯｘと前記二次燃焼部内で生成するＮＯｘとからなるＮＯｘの濃度である前記非脱硝時ＮＯｘ濃度と相関の高い前記溶融炉から二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度に基づいて前記還元剤の量が決定されており、この溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガスに含まれるＮＯｘと前記二次燃焼部内で生成するＮＯｘとからなるＮＯｘの濃度に応じたより過不足ない適切な量の還元剤が供給されるため、二次燃焼部から排出される排ガス中に還元剤が残存することなく二次燃焼部から外部へのＮＯｘの排出量を低減することができる。特に、前記溶融炉では、前記溶融部でのＮＯｘの生成をより少なく抑えるべく溶融部内の酸素濃度を低く制御する場合がある。そして、この場合には、溶融部から二次燃焼部に導入される排ガスの酸素濃度が０％になる場合があるが、この場合においても、前記非脱硝時ＮＯｘ濃度に応じた適切な量の還元剤を供給することができる。また、前記一酸化炭素濃度は還元剤が供給される部分よりも上流の部分において検出されており、二次燃焼部に導入された排ガスの成分が変化した場合にもその変化に応じた適切な量の還元剤が供給される。
【００１１】
また、本発明者等は、前記非脱硝時ＮＯｘ濃度は、溶融炉から二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度が所定の基準濃度よりも低い場合には、この一酸化炭素濃度が高くなるほど低くなり、前記一酸化炭素濃度が前記基準濃度よりも高い場合には、この一酸化炭素濃度が高くなるほど高くなることを見出した。従って、本発明において、前記非脱硝時ＮＯｘ濃度が最小値となるときの前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素濃度を基準濃度として予め設定しておき、前記還元剤量決定工程では、前記一酸化炭素濃度検出工程で検出された排ガス中の一酸化炭素の濃度が前記基準濃度よりも低い場合には、この検出された排ガス中の一酸化炭素の濃度が高いほど低く予測される前記非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づき、前記還元剤の量を決定するとともに、前記一酸化炭素濃度検出工程で検出された排ガス中の一酸化炭素濃度が前記基準濃度よりも高い場合には、この検出された排ガス中の一酸化炭素の濃度が高いほど高く予測される前記非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づき、前記還元剤の量を決定するのが好ましい（請求項２）。
【００１２】
また、本発明において、前記二次燃焼部から排出される排ガスの流量を検出する流量検出工程を含み、前記還元剤量決定工程では、前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度と前記流量検出工程で検出された前記排ガスの流量とから予測可能な前記二次燃焼部内に前記還元剤が供給されない場合において当該二次燃焼部から排出される排ガス中のＮＯｘの量に基づき、前記還元剤の量を決定されるのが好ましい（請求項３）。
【００１３】
このようにすれば、排ガス中の一酸化炭素の濃度から予測可能な前記非脱硝時ＮＯｘ濃度が一定である一方排ガスの流量が異なることで前記二次燃焼部内に還元剤が供給されない場合においてこの二次燃焼部から排出されるＮＯｘの量が異なる場合においても、この二次燃焼部内のＮＯｘの量に応じたより適切な量の還元剤が供給されるため、過剰な還元剤を供給することなく二次燃焼部から外部に排出されるＮＯｘの排出量をより確実に低減することができる。
【００１４】
また、本発明において、前記二次燃焼部のうち前記二次空気が供給される部分よりも上流の部分において、前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の酸素の濃度を検出する酸素濃度検出工程を含み、前記還元剤量決定工程では、前記一酸化炭素濃度検出工程で検出された前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度が０％の場合は、前記酸素濃度検出工程で検出された前記排ガス中の酸素の濃度に基づいて前記還元剤の量が決定されており、この酸素の濃度と前記還元剤の量との関係は、この酸素の濃度から予測可能な前記非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づいて設定されているのが好ましい（請求項４）。
【００１５】
このようにすれば、前記溶融部において一酸化炭素が生成されないような酸素過剰な雰囲気で燃焼が行なわれた場合であっても、溶融部から二次燃焼部に導入される排ガスに残存する酸素の濃度に応じて適切な量の還元剤を供給することができる。すなわち、この方法によれば、溶融部において、一酸化炭素が生成されないような酸素過剰な雰囲気で燃焼が行なわれる場合と、酸素が残存しないような酸素不足の雰囲気で燃焼が行なわれる場合のいずれにおいても過剰な還元剤を供給することなくＮＯｘの排出量をより確実に低減することができる。
【００１６】
また、本発明は、被処理物を燃焼処理する処理装置から排出された被溶融物と排ガスとが導入されて内側で当該被溶融物が溶融するとともに前記排ガスが燃焼する溶融部と、前記溶融部の下流に設けられるとともにこの溶融部から排出された排ガスが導入されて内側で当該排ガスが燃焼する二次燃焼部とを備えた溶融炉における排ガス脱硝装置であって、前記二次燃焼部内に前記排ガスを燃焼させるための二次空気を供給する二次空気供給手段と、前記二次燃焼部のうち前記二次空気が供給される部分よりも上流の部分において、前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度を検出する一酸化炭素濃度検出手段と、前記二次燃焼部のうちの前記一酸化炭素濃度検出手段によって排ガス中の一酸化炭素の濃度が検出される部分よりも下流の部分に、前記排ガスを脱硝するための還元剤を供給する還元剤供給手段と、前記二次燃焼部に供給する前記還元剤の量を決定する還元剤量決定手段とを備え、前記還元剤量決定手段は、前記一酸化炭素濃度検出手段によって検出された前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度に基づいて前記還元剤の量を決定し、前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度と前記還元剤の量との関係は、この一酸化炭素の濃度から予測可能な、前記二次燃焼部内に前記還元剤が供給されない場合において当該二次燃焼部から排出される排ガス中のＮＯｘの濃度である非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づいて設定されていることを特徴とする溶融炉における排ガス脱硝装置を提供する（請求項５）。
【００１７】
この装置によれば、前記二次燃焼部内に還元剤が供給されない場合においてこの二次燃焼部から排出されるＮＯｘの濃度すなわち溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガスに含まれるＮＯｘと前記二次燃焼部内で生成するＮＯｘとからなるＮＯｘの濃度である前記非脱硝時ＮＯｘ濃度と相関の高い前記溶融部から二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度に基づいて還元剤の量が決定されており、二次燃焼部内の排ガス中のＮＯｘの濃度に応じてより過不足ない適切な量の還元剤が供給される。そのため、二次燃焼部から排出される排ガス中に還元剤が残存することなく外部へのＮＯｘの排出量を低減することができる。また、前記一酸化炭素濃度は還元剤が供給される部分よりも上流の部分において検出されており、二次燃焼部に導入された排ガスの成分が変化した場合にもその変化に応じた適切な量の還元剤が供給される。
【００１８】
前述のように、前記非脱硝時ＮＯｘ濃度は、溶融部から二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度が所定の基準濃度よりも低い場合には、この一酸化炭素濃度が高くなるほど低くなり、前記一酸化炭素濃度が前記基準濃度よりも高い場合には、この一酸化炭素濃度が高くなるほど高くなることが分かっている。そこで、前記装置において、前記還元剤量決定手段は、前記非脱硝時ＮＯｘ濃度が最小値となるときの前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素濃度を基準濃度として予め記憶しており、前記一酸化炭素濃度検出手段によって検出された排ガス中の一酸化炭素の濃度が前記基準濃度よりも低い場合には、この検出された排ガス中の一酸化炭素の濃度が高いほど低く予測される前記非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づき、前記還元剤の量を決定するとともに、前記一酸化炭素濃度検出手段によって検出された排ガス中の一酸化炭素濃度が前記基準濃度よりも高い場合には、この検出された排ガス中の一酸化炭素の濃度が高いほど高く予測される前記非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づき、前記還元剤の量を決定するのが好ましい（請求項６）。
【００１９】
前記装置において、前記還元剤量決定手段の具体的構成としては、前記還元剤量決定手段が、前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度に対するこの一酸化炭素濃度から予測可能な前記被脱硝時ＮＯｘ濃度に基づいて設定された前記還元剤の量のマップを予め記憶しており、当該マップから前記一酸化炭素濃度検出手段によって検出された一酸化炭素の濃度に対応する前記還元剤の量を抽出して、当該抽出された還元剤の量を前記二次燃焼部に供給する前記還元剤の量として決定するものが挙げられる（請求項７）。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明によれば、二次燃焼部から外部に排出されるＮＯｘの排出量をより確実に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る排ガス脱硝方法が適用される廃棄物処理システムの全体構成を示した図である。
【図２】図１に示す溶融炉付近の構成図である。
【図３】二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ濃度と二次燃焼後排ガス中のＮＯｘ濃度との関係を示す図である。
【図４】二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ濃度と二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＮＯｘ濃度との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る排ガス脱硝方法において還元剤の量を算出する手順を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態に係る溶融炉２を備える廃棄物処理システム１０の全体構成を示した概略図である。ここでは、廃棄物処理システム１０が、廃棄物を燃焼処理する処理装置として流動床式ガス化炉１を備え、前記溶融炉２がこの流動床式ガス化炉１の下流に設けられている場合、すなわち、流動床式ガス化溶融炉を構成している場合について説明する。
【００２４】
まず、この廃棄物処理システム１０における廃棄物の処理要領について説明する。
【００２５】
この廃棄物処理システム１０は、前記流動床式ガス化炉１と、溶融炉２と、廃熱ボイラー３と、排ガス減温塔４と、集じん器５と、煙突７とを有している。
【００２６】
産業廃棄物や都市ごみ等の廃棄物は、まず流動床式ガス化炉１に投入される。この流動床式ガス化炉１では、例えば空気比が０．２〜０．４の条件で前記廃棄物の部分燃焼が行われ、砂層等からなる流動層の温度を４５０℃〜６５０℃に維持した熱分解すなわちガス化が行われる。この流動床式ガス化炉１で発生した熱分解ガスは、前記溶融炉２に導かれる。一方、前記廃棄物のうち不燃物は炉床下部より抜き出され、非鉄金属、鉄分等にそれぞれ分離されて、再利用されるべくこの廃棄物処理システム１０の外部に搬送される。
【００２７】
前記溶融炉２では前記熱分解ガスがさらに燃焼される。この溶融炉２は、図２に示すように、溶融部２ａと、二次燃焼室（二次燃焼部）２ｂとを有している。前記溶融部２ａは、前記流動床式ガス化炉１につながっている。前記二次燃焼室２ｂは、前記溶融部２ａの下流に設けられており、前記廃熱ボイラー３につながっている。
【００２８】
前記溶融部２ａ内には、旋回流が形成されているとともに、一次空気供給装置（不図示）により一次空気が供給されている。この溶融部２ａ内では、前記一次空気との接触により前記熱分解ガスが燃焼する。この溶融部２ａでは、例えば、トータル空気比0.8〜１．2の条件下で約１３００℃の高温燃焼が行われる。
【００２９】
前記溶融部２ａでの燃焼過程において、前記熱分解ガス中の灰分は溶融され、溶融炉２内にはスラグが生成する。この生成したスラグは、前記溶融部２ａの下部に形成さシュート２ｃ内に導出されて、このシュート２ｃ内を流下してスラグ冷却装置に案内される。
【００３０】
前記灰分が分離された後に前記溶融部２ａから排出された熱分解ガス（以下溶融部燃焼後排ガスという）は前記二次燃焼室２ｂに導入される。この二次燃焼室２ｂ内には、二次空気供給装置（二次空気供給手段）１１から二次空気が供給されている。この二次燃焼室２ｂ内では、前記二次空気との接触により前記溶融部燃焼後排ガス中の未燃物の完全燃焼が行われる。
【００３１】
このようにして溶融炉２では前記流動床式ガス化炉１から排出された熱分解ガスの燃焼処理が行われ、この溶融炉２からは高温のガスが排出される。この溶融炉２より詳細には前記二次燃焼室２ｂから排出された高温のガスは、前記廃熱ボイラー３に導入されて、この廃熱ボイラー３にてその廃熱が回収される。廃熱ボイラー３から排出されたガスは前記排ガス減温塔４にて冷却された後、集塵器５で除塵された後、煙突７から排出される。
【００３２】
ここで、前記流動床式ガス化炉１および溶融炉２での燃焼時には、ＮＯｘが生成する。そのため、この廃棄物処理システム１０では、溶融炉２内に還元剤を供給して二次燃焼部２ｂ内でＮＯｘを還元処理する、すなわち、排ガスを脱硝処理する無触媒脱硝が行われている。
【００３３】
次に、この脱硝処理を行うための構成およびこの脱硝処理の手順について説明する。
【００３４】
廃棄物処理システム１０は、前記排ガスを脱硝するための排ガス脱硝装置として、還元剤供給装置（還元剤供給手段）１２と、ＣＯ濃度計（一酸化炭素濃度検出手段）１４と、温度計１６と、流量計１８と、演算装置（還元剤量決定手段）２０とを有している。
【００３５】
前記還元剤供給装置１２は、溶融炉２の前記二次燃焼室２ｂに前記還元剤としてのアンモニアあるいは尿素を供給するためのものである。この還元剤供給装置１２は、制御弁１２ａを介して二次燃焼室２ｂに接続されている。本実施形態では、この還元供給装置１２は、前記二次空気供給装置１１と二次燃焼室２ｂとの接続部分すなわち二次空気供給装置１１二次空気供給装置１１により二次燃焼室２ｂ内に二次空気が供給される部分よりも下流側に接続されている。
【００３６】
前記ＣＯ濃度計１４は、前記溶融部２ａから二次燃焼室２ｂに導入される溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ（一酸化炭素）濃度を検出するためのものである。このＣＯ濃度計１４は、前記二次燃焼室２ｂのうちの前記還元剤が供給される部分および前記二次空気が供給される部分よりも上流側に設けられており、この部分を通過する二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ濃度を検出する。このＣＯ濃度計１４で計測された値は、前記演算装置２０に送信される。このＣＯ濃度計１４は、前記溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ濃度を計測できるものであればどのようなものであってもよいが、応答性が高く高温のガス中のＣＯ濃度を精度良く計測できるものとして、半導体レーザーを光源としてＣＯの吸収スペクトルを測定する計測計が挙げられる。
【００３７】
前記温度計１６は、前記二次燃焼室２ｂ内の温度を計測するためのものである。この温度計１６は、前記二次燃焼室２ｂのうちの前記二次空気が供給される部分よりも下流側に設けられており、二次燃焼室２ｂ内の燃焼温度を計測する。この温度計１６で計測された値は、前記演算装置２０に送信される。
【００３８】
前記流量計１８は、前記二次燃焼室２ｂから排出された排ガス(以下二次燃焼後排ガスという)の流量を計測するためのものである。この流量計１８は、前記集じん器５の下流に設けられており、この部分を通過する前記二次燃焼後排ガスの流量を計測する。この流量計１８で計測された値は、前記演算装置２０に送信される。
【００３９】
前記演算装置２０は、前記還元剤供給装置１２により二次燃焼室２ｂ内に供給する還元剤の量を算出する部分である。この演算装置２０では、前記ＣＯ濃度計１４で計測された前記溶融部２ａから二次燃焼室２ｂに導入される二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガスのＣＯ濃度と、前記流量計１８で計測された二次燃焼室２ｂから排出される二次燃焼後排ガスの流量と、前記温度計１６で計測された二次燃焼室２ｂ内の温度とに基づいて、前記二次燃焼室２ｂ内に還元剤が供給されない場合において二次燃焼室２ｂから排出されるＮＯｘの量すなわち溶融部燃焼後排ガス中のＮＯｘと二次燃焼室２ｂ内での燃焼により生成するＮＯｘの合計ＮＯｘ量を予測し、この予測したＮＯｘ量に基づいて前記還元剤の量を算出する。この演算装置２０で算出された値は前記制御弁駆動装置４０に送信される。前記制御弁駆動装置４０は、前記還元剤供給装置１２から二次燃焼室２ｂに供給される還元剤の量が前記算出値となるように前記制御弁１２ａの開度を変更する。
【００４０】
ここで、前記二次燃焼室２ｂに還元剤を供給してＮＯｘを還元処理することは従来より行われている。また、この二次燃焼室２ｂ内のＮＯｘ量を予測して、この予測したＮＯｘ量に基づいて前記二次燃焼室２ｂ内に供給する還元剤の量を算出することも行われている。
【００４１】
例えば、特開２００６−１９２４０６号公報には、二次燃焼室２ｂに還元剤を供給してＮＯｘを還元処理する方法であって、二次燃焼室２ｂにおいて二次空気が供給される領域内の酸素濃度を検出して、この検出した酸素濃度に基づいて二次燃焼室２ｂ内に還元剤が供給されない場合において二次燃焼室２ｂから排出されるＮＯｘ量を予測する方法が開示されている。この方法を用いれば、ある運転条件では、この二次燃焼室２ｂから排出されるＮＯｘ量が高い精度で予測されて適切な量の還元剤を二次燃焼室２ｂに供給することができ、ＮＯｘの排出量を十分に小さく抑えることができる。しかしながら、本発明者らは、所定の運転条件、具体的には、前記溶融部２ａから二次燃焼室２ｂに導入される二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中の酸素濃度が０％となる運転条件では、前記方法を用いても二次燃焼室２ｂから外部に排出されるＮＯｘを十分に還元処理できないことに気づいた。すなわち、前記溶融部２ａから二次燃焼室２ｂに導入される溶融部燃焼後排ガス中の酸素濃度が同じ０％であるにも関わらず二次燃焼室２ｂから排出される二次燃焼後排ガス中のＮＯｘ量が大きく異なる場合があることに気づいた。
【００４２】
この問題について、本発明者らは、鋭意研究の結果、図３に示すように、二次燃焼室２ｂ内において溶融部燃焼後排ガスが還元剤が供給されない状態で二次空気の供給を受けて二次燃焼した場合においてこの二次燃焼室２ｂから排出される二次燃焼後排ガス中のＮＯｘの濃度である非脱硝時ＮＯｘ濃度と、前記溶融部２ａから二次燃焼室２ｂに導入される二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯの濃度との相関が非常に高いことを見出した。特に、排ガス中の酸素濃度が０％となる運転条件においても、この二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ濃度は前記非脱硝時ＮＯｘ濃度と対応して変化しており、このＣＯ濃度に基づいて前記非脱硝時ＮＯｘ濃度すなわち溶融部燃焼後排ガス中のＮＯｘと二次燃焼室２ｂ内での燃焼により生成するＮＯｘとからなるＮＯｘの濃度の予測が可能であることを見出した。具体的には、図３に示すように、前記溶融部２ａから二次燃焼室２ｂに導入される二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯの濃度が基準値Ｘ＿ＣＯ以下となる運転条件では、非脱硝時ＮＯｘ濃度はＣＯ濃度の増加に略比例して減少する。一方、ＣＯ濃度が基準値Ｘ＿ＣＯ以上となる条件では、非脱硝時ＮＯｘ濃度はＣＯ濃度に略比例して増加することを見出した。前記基準値Ｘ＿ＣＯはたとえば２％である。なお、この図３は、異なる２つの施設（Ａ施設、Ｂ施設）においてそれぞれ各濃度を計測した結果を示しており、前記二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ濃度とＮＯｘ濃度との相関関係は施設によらず一定となる。
【００４３】
ここで、図４に、溶融部２ａから二次燃焼室２ｂ側に排出された二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＮＯｘ濃度を計測して、この二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＮＯｘ濃度と二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ濃度との関係を調べた結果を示す。この図４に示されるように、二次燃焼前のＮＯｘ濃度は、二次燃焼前のＣＯ濃度が前記基準値Ｘ＿ＣＯより高い条件においても低い条件においても、ＣＯ濃度の増加とともに減少している。これに対して、前述のように、二次燃焼後のＮＯｘ濃度は、二次燃焼前のＣＯ濃度が基準値Ｘ＿ＣＯより高い場合には、ＣＯ濃度の増加とともに増加している。
【００４４】
このことから、前記二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ濃度が前記基準値Ｘ＿ＣＯよりも高い条件では、二次燃焼により二次燃焼室２ｂ内でサーマルＮＯｘが多く発生していると考えられる。すなわち、二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ濃度が前記基準値Ｘ＿ＣＯより高く溶融部２ａから二次燃焼室２ｂ側に排出された排ガス中の酸素濃度が非常に小さい運転条件では、溶融部２ａ内にて酸素不足の雰囲気での燃焼が行われてＣＯに代表される未燃ガスが二次燃焼室２ｂ内に多く導入されており、二次燃焼室２ｂ内でこの未燃ガスが燃焼することで燃焼温度が高温となりサーマルＮＯｘが多量に発生していると考えられる。そして、この未燃ガス量すなわちＣＯ濃度の増加に伴ってサーマルＮＯｘが増加していると考えられる。
【００４５】
一方、前記二次燃焼前のＣＯ濃度が前記基準値Ｘ＿ＣＯより低く溶融部２ａから二次燃焼室２ｂに導入される溶融部燃焼後排ガス中の酸素濃度がある程度高い運転条件では、溶融部２ａ内にて酸素過剰の雰囲気での燃焼が行われて二次燃焼室２ｂに導入される未燃ガスの量が小さく抑えられており、二次燃焼室２ｂ内でのサーマルＮＯｘの発生量が小さく抑えられる一方、溶融部２ａ内にて熱分解ガスに含まれる窒素が過剰な酸素によって酸化されることによりこの溶融部２ａ内でＮＯｘが多量に発生すると考えられる。そして、この酸素濃度の増加ひいては溶融部２ａから二次燃焼室２ｂに導入される溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ濃度の減少に伴ってＮＯｘが増加していると考えられる。
【００４６】
以上の研究結果より、本廃棄物処理システム１０では、前述のように、前記ＣＯ濃度計１４が前記溶融部２ａから二次燃焼室２ｂに導入される二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯの濃度を計測する。そして、前記演算装置２０が、この溶融部２ａから二次燃焼室２ｂに導入される二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯの濃度に基づいて前記二次燃焼室２ｂ内に還元剤が供給されない場合において二次燃焼室２ｂから排出されるＮＯｘ量を予測し、この予測したＮＯｘ量に基づいて二次燃焼室２ｂ内に供給する還元剤の量を決定する。
【００４７】
前記演算装置２０が前記還元剤の供給量を決定する具体的手順を図５のフローチャートを用いて説明する。
【００４８】
まず、演算装置２０は、ステップＳ１にて、前記ＣＯ濃度計１４で計測された前記溶融部２ａから二次燃焼室２ｂに導入される二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ濃度を読み込む。また、ステップＳ２にて、前記流量計１８で計測された二次燃焼室２ｂから排出される二次燃焼後排ガスの流量を読み込む。さらに、ステップＳ３にて、前記温度計１６で計測された二次燃焼室２ｂ内の温度を読み込む。
【００４９】
次に、ステップＳ４にて、前記ステップＳ１で読み込んだＣＯ濃度の値に基づき前記非脱硝時ＮＯｘ濃度すなわち前記溶融部２ａで生成されたＮＯｘと二次燃焼室２ｂ内で生成されたサーマルＮＯｘとからなるＮＯｘの濃度を予測する。具体的には、演算装置２０に、予め設定したＣＯ濃度に対する非脱硝時ＮＯｘ濃度のマップを記憶させておき、このマップから前記読み込んだＣＯ濃度に対する非脱硝時ＮＯｘ濃度の値を抽出する。このマップは、図３の実線で示すマップであって、ＣＯ濃度が基準値Ｘ＿ＣＯ以下の領域ではＣＯ濃度の増加に略比例して非脱硝時ＮＯｘ濃度は減少し、ＣＯ濃度が基準値Ｘ＿ＣＯより高い領域ではＣＯ濃度の増加に略比例して非脱硝時ＮＯｘ濃度が増加するように設定されている。従って、ステップＳ４では、前記ＣＯ濃度が基準値Ｘ＿ＣＯ以下の場合は、ＣＯ濃度が高くなるほど低い非脱硝時ＮＯｘ濃度が予測され、ＣＯ濃度が基準値Ｘ＿ＣＰより高い場合は、ＣＯ濃度が高くなるほど高い非脱硝時ＮＯｘ濃度が予測される。
【００５０】
次に、ステップＳ５にて、前記ステップＳ２で読み込んだ排ガスの流量と前記ステップＳ４で予測した非脱硝時ＮＯｘ濃度とに基づき、前記二次燃焼室２ｂ内に還元剤が供給されない場合において二次燃焼室２ｂから排出されるＮＯｘの量すなわち溶融部燃焼後排ガス中のＮＯｘと二次燃焼室２ｂ内での燃焼により生成するＮＯｘの合計ＮＯｘ量を予測する。具体的には、排ガスの流量とＮＯｘ濃度とを積算してＮＯｘ量を算出する。
【００５１】
次に、ステップＳ６にて、前記ステップＳ３で読み込んだ二次燃焼室２ｂ内の温度に基づき前記ステップＳ５で予測したＮＯｘ量を補正する。前記溶融部２ａで生成するＮＯｘ量および二次燃焼室２ｂで生成するＮＯｘ量は、それぞれ溶融部２ａ、二次燃焼室２ｂ内の燃焼温度によって変化する。そのため、これら燃焼温度によって前記ステップＳ５で予測したＮＯｘ量を補正すればＮＯｘ量の予測精度をより高めることができる。ここで、溶融部２ａ内の温度は二次燃焼室２ｂ内の燃焼温度と相関が高い。そこで、本実施形態では、このステップＳ６にて，前記ステップＳ３で読み込んだ二次燃焼室２ｂ内の温度に基づいて前記ＮＯｘ量を補正することで、燃焼温度によって変化する溶融部２ａ内で生成するＮＯｘ量および二次燃焼室２ｂで生成するＮＯｘ量の合計ＮＯｘ量をより精度良く算出する。具体的には、演算装置２０に、予め設定した二次燃焼室２ｂ内の温度と二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガスのＣＯ濃度とに対する前記二次燃焼室２ｂ内に還元剤が供給されない場合において二次燃焼室２ｂから排出されるＮＯｘ量の補正値のマップを記憶させておき、このマップから前記ステップＳ１で読込んだＣＯ濃度およびステップＳ３で読込んだ二次燃焼室２ｂ内の温度に応じた補正値を抽出して、前記ステップＳ５で算出した予測ＮＯｘ量を補正する。
【００５２】
次に、ステップＳ７にて、前記ステップＳ６で算出された予測ＮＯｘ量と前記ステップＳ３で読み込んだ二次燃焼室２ｂ内の温度とに基づき二次燃焼室２ｂ内に供給する還元剤の量を決定する。ここで、還元剤の還元率すなわち還元剤の全供給量に対してＮＯｘの還元に有効に用いられる還元剤量の割合は、二次燃焼室２ｂ内の燃焼温度に応じて変化する。そこで、本実施形態では、二次燃焼室２ｂ内の燃焼温度からこの燃焼温度時の還元率を算出するとともに、前記予測ＮＯｘ量のうち所定量を還元するために必要な還元剤の必要量を算出し、この必要量と前記還元率とに基づき還元剤の全供給量を算出する。具体的には、演算装置２０に、予め設定した二次燃焼室２ｂ内の温度と還元率とのマップと、ＮＯｘ量とこのＮＯｘ量を還元処理するのに必要な還元剤の必要量のマップを記憶させておき、これらマップから抽出した還元率と必要量とに基づき予測ＮＯｘ量に応じた還元剤の供給量を算出する。
【００５３】
以上のように、本廃棄物処理システム１０では、溶融部燃焼後排ガス中のＮＯｘと二次燃焼室２ｂ内での燃焼により生成するＮＯｘとからなり前記二次燃焼室２ｂ内に還元剤が供給されない場合において二次燃焼室２ｂから排出されるＮＯｘの濃度である非脱硝時ＮＯｘ濃度と相関の高い溶融部２ａから二次燃焼室２ｂ内に導入される二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ濃度を計測してこのＣＯ濃度に基づいて前記非脱硝時ＮＯｘ濃度を予測しており、この非脱硝時ＮＯｘ濃度を精度良く予測することができる。そして、この非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づいて還元剤の量を決定しており、溶融部燃焼後排ガス中のＮＯｘと二次燃焼室２ｂ内での燃焼により生成するＮＯｘとを還元処理するのに過不足のない適切な量の還元剤を二次燃焼室２ｂ内に供給することができ、二次燃焼室２ｂすなわち溶融炉２から排出されるＮＯｘを確実に低減することができる。
【００５４】
ここで、前述のように、溶融部２ａから二次燃焼室２ｂ内に導入される二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中の酸素濃度が０％より高い場合には、この酸素濃度と非脱硝時ＮＯｘ濃度とは高い相関関係を維持している。そのため、前記二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガスのＣＯ濃度が０％となり前記二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガスの酸素濃度が０％より高い場合には、この酸素濃度に基づいて前記非脱硝時ＮＯｘ濃度を予測してもよい。この場合には、前記ＣＯ濃度計１４に加えて、前記二次燃焼室２ｂのうちの前記還元剤が供給される部分および前記二次空気が供給される部分よりも上流に、この部分を通過する二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中の酸素濃度を検出するための酸素濃度計を設ける。そして、前記演算装置２０に、予め設定したこの二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガスの酸素濃度に対する非脱硝時ＮＯｘ濃度のマップを記憶させておき、このマップから前記検出された酸素濃度の値に応じたＮＯｘ濃度の値を抽出し、このＮＯｘ濃度に基づいて溶融部燃焼後排ガス中のＮＯｘと二次燃焼室２ｂ内での燃焼により生成するＮＯｘ量ひいては二次燃焼室２ｂ内に供給する還元剤の量を決定する。
【００５５】
また、前記流量計１８およびこの流量計１８で計測された二次燃焼後排ガスの流量に基づいて前記二次燃焼室２ｂ内に還元剤が供給されない場合において二次燃焼室２ｂから排出されるＮＯｘ量を予測する前記ステップＳ５の演算は省略可能である。例えば、二次燃焼室２ｂから排出される二次燃焼後排ガスの流量がほぼ一定の場合には、前記非脱硝時ＮＯｘ濃度から還元剤の量を直接決定してもよい。具体的には、演算装置２０に、予め設定した前記非脱硝時ＮＯｘ濃度とこの非脱硝時ＮＯｘ濃度に対応した還元剤の量のマップを記憶させておく。そして、前記ステップＳ６にて、二次燃焼室２ｂ内の温度に基づき前記非脱硝時ＮＯｘ濃度を補正した後、前記マップから予測ＮＯｘ濃度に応じた還元剤の量を抽出する。
【００５６】
また、前記温度計１６およびこの温度計１６で計測された二次燃焼室２ｂ内の温度に基づいてＮＯｘ量を補正する前記ステップＳ６の演算は省略可能である。
【００５７】
また、前記溶融部２ａから二次燃焼室２ｂに導入された二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ濃度に基づいて前記非脱硝時ＮＯｘ濃度を予測する前記ステップＳ４の演算は省略可能である。すなわち、非脱硝時ＮＯｘ濃度を予測せずに、前記ＣＯ濃度から二次燃焼室２ｂに供給する還元剤の量を直接決定してもよい。この場合には、前記演算装置２０に、前記ＣＯ濃度に対する単位排ガス流量あたりの還元剤の量をマップ等で記憶させておき、検出された前記ＣＯ濃度に基づきこの単位排ガス流量あたりの還元剤の量を算出した後、この単位排ガス流量あたりの還元剤の量と排ガス流量を積算して、二次燃焼室２ｂに供給する還元算の量を算出する方法が挙げられる。
【００５８】
また、前記溶融炉２の上流に設けられる処理装置は、前記流動床式ガス化炉１に限らず、溶融炉２に所定の熱分解ガスを供給する燃焼設備であればよい。
【００５９】
また、前記集じん器５の下流にこの部分を通過する排ガスすなわち二次燃焼後排ガス中のＮＯｘ濃度を測定可能なＮＯｘ濃度計を設けておき、このＮＯｘ濃度計で測定した二次燃焼後排ガス中のＮＯｘ濃度を用いて二次燃焼室２ｂ内に供給する還元剤の量を補正するようにしてもよい。例えば、この二次燃焼後排ガス中のＮＯｘ濃度が所定値以上の場合は前記ステップＳ７で算出した還元剤量を増量する。このようにすれば、予測した非脱硝時ＮＯｘ濃度と実際の濃度とが一時的に異なった場合でも外部に排出されるＮＯｘ量をより確実に少なく抑えることができる。なお、この場合において、前記所定値は、還元剤の供給量が多くなりすぎてＮＯｘの還元に利用されずに残存した還元剤が無化アンモニアとなり白煙が生じるのをより確実に回避するべく、０以上の値、例えば５０ｐｐｍに設定されるのが好ましい。
【００６０】
また、前記実施形態では、無触媒脱硝が行われる場合について説明したが、前記集じん器５の下流に脱硝触媒を備えた脱硝装置を別途設け、この集じん器５の下流においてこの部分を通過する二次燃焼後排ガスを加温した後、この脱硝装置において脱硝処理するようにしてもよい。なお、この場合には、前記二次燃焼室２ｂ内に供給する還元剤とは別に脱硝装置の上流で還元剤を供給する。
【００６１】
また、前記実施形態では、集じん器５の下流に設けられた前記流量計１８を用いて、二次燃焼後排ガスの流量を計測し、前記予測された非脱硝時ＮＯｘ濃度とこの計測値に基づいて、二次燃焼室２ｂ内に還元剤が供給されない場合において二次燃焼室２ｂから排出されるＮＯｘの量を予測する場合について説明した。ここで、前記予測される非脱硝時ＮＯｘ濃度は、二次燃焼室２ｂにて二次燃焼後に存在するＮＯｘの濃度すなわち二次燃焼室２ｂの出口での濃度である。そのため、前記二次燃焼室２ｂから前記流量計１８までの間、例えば、前記集じん器５において、空気や水等が前記二次燃焼後排ガス中に供給される場合には、前記流量計１８からこれら供給された空気や水等を減算する補正を行い、この補正後の値と前記予測された非脱硝時ＮＯｘ濃度とに基づいて前記ＮＯｘの量を予測するのが好ましい。具体的には、前記流量計１８で計測された値に対して一定の補正係数を乗じて前記流量計１８の値を補正する方法が挙げられる。
【符号の説明】
【００６２】
１ 流動床式ガス化炉（処理装置）
２ 溶融炉
２ａ 溶融部
２ｂ 二次燃焼部
１０ 廃棄物処理システム
１１ 二次空気供給装置（二次空気供給手段）
１２ 還元剤供給装置（還元剤供給手段）
１４ ＣＯ濃度計（一酸化炭素濃度検出手段）
１６ 温度計
１８ 流量計
２０ 演算装置（還元剤量決定手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物を燃焼処理する処理装置から排出された排ガスが燃焼処理される溶融炉において前記排ガスを脱硝処理するための方法およびこの排ガスを脱硝するための手段が設けられた排ガス脱硝装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、廃棄物処理システム等では、被処理物である廃棄物をガス化炉等の処理装置において燃焼処理した後、その処理物を溶融炉でさらに燃焼処理することが行われている。具体的には、溶融炉の上流側に設けられた溶融部において処理物中の灰分をスラグ化するとともに処理物中の排ガスを燃焼処理し、さらに溶融部から排出された排ガスを溶融炉の下流側に設けられた二次燃焼部にて燃焼処理することが行われている。また、前記二次燃焼部内に還元剤を投入することで二次燃焼部内において排ガス中のＮＯｘを還元処理すなわち脱硝処理して、二次燃焼部から外部に排出される排ガス中のＮＯｘを低減することが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、排ガスに空気を供給して内側で排ガスを燃焼させる二次燃焼部に還元剤としてアンモニアや尿素を供給して、排ガス中のＮＯｘを低減する方法が開示されている。この方法では、前記空気が供給される領域内の酸素濃度を検出して、この検出値に基づいて二次燃焼部から排出される排ガス中のＮＯｘの濃度を予測し、この予測値に基づいて二次燃焼部に供給する還元剤の量が決定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１９２４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来の方法では、二次燃焼部内のうち空気が供給される領域内の酸素濃度の検出値に基づいて還元剤の量が決定されており、溶融部から二次燃焼部に導入される排ガスの酸素濃度が０％の場合は前記酸素濃度の検出値は空気中の酸素濃度すなわち一定値となり、一定の量の還元剤が二次燃焼部内に供給される。
【０００６】
ところが、前記溶融部から二次燃焼部に導入される排ガスの酸素濃度が同じ０％であっても二次燃焼部から排出されるＮＯｘ量が異なり、前記従来の方法では二次燃焼部から排出されるＮＯｘを十分に低減できない場合がある。
【０００７】
これに対して、例えば、二次燃焼部の下流においてこの二次燃焼部から排出された排ガスのＮＯｘの濃度を検出して前記還元剤の量を補正する方法が考えられる。しかしながら、溶融炉の温度変化等に応じて二次燃焼部に導入される排ガスの成分等は変動する。そのため、二次燃焼部から排出されたＮＯｘの濃度に応じて還元剤の量を補正する前記方法では、この排ガスの成分等の変動に追従できずＮＯｘを十分に低減できないおそれがある。また、還元剤を余分に供給する方法が考えられるが、この場合には、二次燃焼部から外部に排出される排ガス中にアンモニア等が残存して白煙等を発生させるという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑み、二次燃焼部に適切な量の還元剤を供給して二次燃焼部から外部に排出されるＮＯｘの量をより確実に低減することのできる溶融炉における排ガス脱硝方法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】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明者等は、複数の溶融炉において、前記二次燃焼部内に還元剤が供給されない場合においてこの二次燃焼部から排出される排ガス中のＮＯｘの濃度である非脱硝時ＮＯｘ濃度と当該二次燃焼部から排出される排ガス中のその他の成分の濃度等との相関について鋭意研究した結果、溶融部から二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度と前記非脱硝時ＮＯｘ濃度とが高い相関関係にあることを見出した。特に、溶融部から二次燃焼部に導入される排ガス中の酸素濃度が０％となる場合であっても、一酸化炭素の濃度は正の値であって前記ＮＯｘ濃度に対応した値を示すことを見出した。この知見に基づき、本発明は、被処理物を燃焼処理する処理装置から排出された被溶融物と排ガスとが導入されて内側で当該被溶融物が溶融するとともに前記排ガスが燃焼する溶融部と、当該溶融部の下流に設けられるとともにこの溶融部から排出された排ガスが導入されて内側で当該排ガスが燃焼する二次燃焼部とを有する溶融炉において前記排ガスを脱硝処理するための溶融炉における排ガス脱硝方法であって、前記二次燃焼部内に前記排ガスを燃焼させるための二次空気を供給する二次空気供給工程と、前記二次燃焼部のうち前記二次空気が供給される部分よりも上流の部分において、前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度を検出する一酸化炭素濃度検出工程と、前記二次燃焼部のうち前記排ガス中の一酸化炭素の濃度が検出される部分よりも下流の部分に、前記排ガスを脱硝するための還元剤を供給する還元剤供給工程と、前記還元剤供給工程において前記二次燃焼部に供給する還元剤の量を決定する還元剤量決定工程とを含み、前記還元剤量決定工程では、前記一酸化炭素濃度検出工程で検出された前記排ガス中の一酸化炭素の濃度に基づいて前記還元剤の量が決定されており、前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度と前記還元剤の量との関係は、この一酸化炭素の濃度から予測可能な、前記二次燃焼部内に前記還元剤が供給されない場合において当該二次燃焼部から排出される排ガス中のＮＯｘの濃度である非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づいて設定されていることを特徴とする溶融炉における排ガス脱硝方法を提供する（請求項１）。
【００１０】
この方法によれば、二次燃焼部から外部に排出されるＮＯｘの排出量をより確実に低減することができる。すなわち、この方法では、前記二次燃焼部内に還元剤が供給されない場合においてこの二次燃焼部から排出される排ガス中のＮＯｘの濃度すなわち前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガスに含まれるＮＯｘと前記二次燃焼部内で生成するＮＯｘとからなるＮＯｘの濃度である前記非脱硝時ＮＯｘ濃度と相関の高い前記溶融炉から二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度に基づいて前記還元剤の量が決定されており、この溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガスに含まれるＮＯｘと前記二次燃焼部内で生成するＮＯｘとからなるＮＯｘの濃度に応じたより過不足ない適切な量の還元剤が供給されるため、二次燃焼部から排出される排ガス中に還元剤が残存することなく二次燃焼部から外部へのＮＯｘの排出量を低減することができる。特に、前記溶融炉では、前記溶融部でのＮＯｘの生成をより少なく抑えるべく溶融部内の酸素濃度を低く制御する場合がある。そして、この場合には、溶融部から二次燃焼部に導入される排ガスの酸素濃度が０％になる場合があるが、この場合においても、前記非脱硝時ＮＯｘ濃度に応じた適切な量の還元剤を供給することができる。また、前記一酸化炭素濃度は還元剤が供給される部分よりも上流の部分において検出されており、二次燃焼部に導入された排ガスの成分が変化した場合にもその変化に応じた適切な量の還元剤が供給される。
【００１１】
また、本発明者等は、前記非脱硝時ＮＯｘ濃度は、溶融炉から二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度が所定の基準濃度よりも低い場合には、この一酸化炭素濃度が高くなるほど低くなり、前記一酸化炭素濃度が前記基準濃度よりも高い場合には、この一酸化炭素濃度が高くなるほど高くなることを見出した。従って、本発明において、前記非脱硝時ＮＯｘ濃度が最小値となるときの前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素濃度を基準濃度として予め設定しておき、前記還元剤量決定工程では、前記一酸化炭素濃度検出工程で検出された排ガス中の一酸化炭素の濃度が前記基準濃度よりも低い場合には、この検出された排ガス中の一酸化炭素の濃度が高いほど低く予測される前記非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づき、前記還元剤の量を決定するとともに、前記一酸化炭素濃度検出工程で検出された排ガス中の一酸化炭素濃度が前記基準濃度よりも高い場合には、この検出された排ガス中の一酸化炭素の濃度が高いほど高く予測される前記非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づき、前記還元剤の量を決定するのが好ましい（請求項２）。
【００１２】
また、本発明において、前記二次燃焼部から排出される排ガスの流量を検出する流量検出工程を含み、前記還元剤量決定工程では、前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度と前記流量検出工程で検出された前記排ガスの流量とから予測可能な前記二次燃焼部内に前記還元剤が供給されない場合において当該二次燃焼部から排出される排ガス中のＮＯｘの量に基づき、前記還元剤の量を決定されるのが好ましい（請求項３）。
【００１３】
このようにすれば、排ガス中の一酸化炭素の濃度から予測可能な前記非脱硝時ＮＯｘ濃度が一定である一方排ガスの流量が異なることで前記二次燃焼部内に還元剤が供給されない場合においてこの二次燃焼部から排出されるＮＯｘの量が異なる場合においても、この二次燃焼部内のＮＯｘの量に応じたより適切な量の還元剤が供給されるため、過剰な還元剤を供給することなく二次燃焼部から外部に排出されるＮＯｘの排出量をより確実に低減することができる。
【００１４】
また、本発明において、前記二次燃焼部のうち前記二次空気が供給される部分よりも上流の部分において、前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の酸素の濃度を検出する酸素濃度検出工程を含み、前記還元剤量決定工程では、前記一酸化炭素濃度検出工程で検出された前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度が０％の場合は、前記酸素濃度検出工程で検出された前記排ガス中の酸素の濃度に基づいて前記還元剤の量が決定されており、この酸素の濃度と前記還元剤の量との関係は、この酸素の濃度から予測可能な前記非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づいて設定されているのが好ましい（請求項４）。
【００１５】
このようにすれば、前記溶融部において一酸化炭素が生成されないような酸素過剰な雰囲気で燃焼が行なわれた場合であっても、溶融部から二次燃焼部に導入される排ガスに残存する酸素の濃度に応じて適切な量の還元剤を供給することができる。すなわち、この方法によれば、溶融部において、一酸化炭素が生成されないような酸素過剰な雰囲気で燃焼が行なわれる場合と、酸素が残存しないような酸素不足の雰囲気で燃焼が行なわれる場合のいずれにおいても過剰な還元剤を供給することなくＮＯｘの排出量をより確実に低減することができる。
【００１６】
また、本発明は、被処理物を燃焼処理する処理装置から排出された被溶融物と排ガスとが導入されて内側で当該被溶融物が溶融するとともに前記排ガスが燃焼する溶融部と、前記溶融部の下流に設けられるとともにこの溶融部から排出された排ガスが導入されて内側で当該排ガスが燃焼する二次燃焼部とを備えた溶融炉における排ガス脱硝装置であって、前記二次燃焼部内に前記排ガスを燃焼させるための二次空気を供給する二次空気供給手段と、前記二次燃焼部のうち前記二次空気が供給される部分よりも上流の部分において、前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度を検出する一酸化炭素濃度検出手段と、前記二次燃焼部のうちの前記一酸化炭素濃度検出手段によって排ガス中の一酸化炭素の濃度が検出される部分よりも下流の部分に、前記排ガスを脱硝するための還元剤を供給する還元剤供給手段と、前記二次燃焼部に供給する前記還元剤の量を決定する還元剤量決定手段とを備え、前記還元剤量決定手段は、前記一酸化炭素濃度検出手段によって検出された前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度に基づいて前記還元剤の量を決定し、前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度と前記還元剤の量との関係は、この一酸化炭素の濃度から予測可能な、前記二次燃焼部内に前記還元剤が供給されない場合において当該二次燃焼部から排出される排ガス中のＮＯｘの濃度である非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づいて設定されていることを特徴とする溶融炉における排ガス脱硝装置を提供する（請求項５）。
【００１７】
この装置によれば、前記二次燃焼部内に還元剤が供給されない場合においてこの二次燃焼部から排出されるＮＯｘの濃度すなわち溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガスに含まれるＮＯｘと前記二次燃焼部内で生成するＮＯｘとからなるＮＯｘの濃度である前記非脱硝時ＮＯｘ濃度と相関の高い前記溶融部から二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度に基づいて還元剤の量が決定されており、二次燃焼部内の排ガス中のＮＯｘの濃度に応じてより過不足ない適切な量の還元剤が供給される。そのため、二次燃焼部から排出される排ガス中に還元剤が残存することなく外部へのＮＯｘの排出量を低減することができる。また、前記一酸化炭素濃度は還元剤が供給される部分よりも上流の部分において検出されており、二次燃焼部に導入された排ガスの成分が変化した場合にもその変化に応じた適切な量の還元剤が供給される。
【００１８】
前述のように、前記非脱硝時ＮＯｘ濃度は、溶融部から二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度が所定の基準濃度よりも低い場合には、この一酸化炭素濃度が高くなるほど低くなり、前記一酸化炭素濃度が前記基準濃度よりも高い場合には、この一酸化炭素濃度が高くなるほど高くなることが分かっている。そこで、前記装置において、前記還元剤量決定手段は、前記非脱硝時ＮＯｘ濃度が最小値となるときの前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素濃度を基準濃度として予め記憶しており、前記一酸化炭素濃度検出手段によって検出された排ガス中の一酸化炭素の濃度が前記基準濃度よりも低い場合には、この検出された排ガス中の一酸化炭素の濃度が高いほど低く予測される前記非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づき、前記還元剤の量を決定するとともに、前記一酸化炭素濃度検出手段によって検出された排ガス中の一酸化炭素濃度が前記基準濃度よりも高い場合には、この検出された排ガス中の一酸化炭素の濃度が高いほど高く予測される前記非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づき、前記還元剤の量を決定するのが好ましい（請求項６）。
【００１９】
前記装置において、前記還元剤量決定手段の具体的構成としては、前記還元剤量決定手段が、前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度に対するこの一酸化炭素濃度から予測可能な前記被脱硝時ＮＯｘ濃度に基づいて設定された前記還元剤の量のマップを予め記憶しており、当該マップから前記一酸化炭素濃度検出手段によって検出された一酸化炭素の濃度に対応する前記還元剤の量を抽出して、当該抽出された還元剤の量を前記二次燃焼部に供給する前記還元剤の量として決定するものが挙げられる（請求項７）。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明によれば、二次燃焼部から外部に排出されるＮＯｘの排出量をより確実に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る排ガス脱硝方法が適用される廃棄物処理システムの全体構成を示した図である。
【図２】図１に示す溶融炉付近の構成図である。
【図３】二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ濃度と二次燃焼後排ガス中のＮＯｘ濃度との関係を示す図である。
【図４】二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ濃度と二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＮＯｘ濃度との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る排ガス脱硝方法において還元剤の量を算出する手順を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態に係る溶融炉２を備える廃棄物処理システム１０の全体構成を示した概略図である。ここでは、廃棄物処理システム１０が、廃棄物を燃焼処理する処理装置として流動床式ガス化炉１を備え、前記溶融炉２がこの流動床式ガス化炉１の下流に設けられている場合、すなわち、流動床式ガス化溶融炉を構成している場合について説明する。
【００２４】
まず、この廃棄物処理システム１０における廃棄物の処理要領について説明する。
【００２５】
この廃棄物処理システム１０は、前記流動床式ガス化炉１と、溶融炉２と、廃熱ボイラー３と、排ガス減温塔４と、集じん器５と、煙突７とを有している。
【００２６】
産業廃棄物や都市ごみ等の廃棄物は、まず流動床式ガス化炉１に投入される。この流動床式ガス化炉１では、例えば空気比が０．２〜０．４の条件で前記廃棄物の部分燃焼が行われ、砂層等からなる流動層の温度を４５０℃〜６５０℃に維持した熱分解すなわちガス化が行われる。この流動床式ガス化炉１で発生した熱分解ガスは、前記溶融炉２に導かれる。一方、前記廃棄物のうち不燃物は炉床下部より抜き出され、非鉄金属、鉄分等にそれぞれ分離されて、再利用されるべくこの廃棄物処理システム１０の外部に搬送される。
【００２７】
前記溶融炉２では前記熱分解ガスがさらに燃焼される。この溶融炉２は、図２に示すように、溶融部２ａと、二次燃焼室（二次燃焼部）２ｂとを有している。前記溶融部２ａは、前記流動床式ガス化炉１につながっている。前記二次燃焼室２ｂは、前記溶融部２ａの下流に設けられており、前記廃熱ボイラー３につながっている。
【００２８】
前記溶融部２ａ内には、旋回流が形成されているとともに、一次空気供給装置（不図示）により一次空気が供給されている。この溶融部２ａ内では、前記一次空気との接触により前記熱分解ガスが燃焼する。この溶融部２ａでは、例えば、トータル空気比0.8〜１．2の条件下で約１３００℃の高温燃焼が行われる。
【００２９】
前記溶融部２ａでの燃焼過程において、前記熱分解ガス中の灰分は溶融され、溶融炉２内にはスラグが生成する。この生成したスラグは、前記溶融部２ａの下部に形成さシュート２ｃ内に導出されて、このシュート２ｃ内を流下してスラグ冷却装置に案内される。
【００３０】
前記灰分が分離された後に前記溶融部２ａから排出された熱分解ガス（以下溶融部燃焼後排ガスという）は前記二次燃焼室２ｂに導入される。この二次燃焼室２ｂ内には、二次空気供給装置（二次空気供給手段）１１から二次空気が供給されている。この二次燃焼室２ｂ内では、前記二次空気との接触により前記溶融部燃焼後排ガス中の未燃物の完全燃焼が行われる。
【００３１】
このようにして溶融炉２では前記流動床式ガス化炉１から排出された熱分解ガスの燃焼処理が行われ、この溶融炉２からは高温のガスが排出される。この溶融炉２より詳細には前記二次燃焼室２ｂから排出された高温のガスは、前記廃熱ボイラー３に導入されて、この廃熱ボイラー３にてその廃熱が回収される。廃熱ボイラー３から排出されたガスは前記排ガス減温塔４にて冷却された後、集塵器５で除塵された後、煙突７から排出される。
【００３２】
ここで、前記流動床式ガス化炉１および溶融炉２での燃焼時には、ＮＯｘが生成する。そのため、この廃棄物処理システム１０では、溶融炉２内に還元剤を供給して二次燃焼部２ｂ内でＮＯｘを還元処理する、すなわち、排ガスを脱硝処理する無触媒脱硝が行われている。
【００３３】
次に、この脱硝処理を行うための構成およびこの脱硝処理の手順について説明する。
【００３４】
廃棄物処理システム１０は、前記排ガスを脱硝するための排ガス脱硝装置として、還元剤供給装置（還元剤供給手段）１２と、ＣＯ濃度計（一酸化炭素濃度検出手段）１４と、温度計１６と、流量計１８と、演算装置（還元剤量決定手段）２０とを有している。
【００３５】
前記還元剤供給装置１２は、溶融炉２の前記二次燃焼室２ｂに前記還元剤としてのアンモニアあるいは尿素を供給するためのものである。この還元剤供給装置１２は、制御弁１２ａを介して二次燃焼室２ｂに接続されている。本実施形態では、この還元供給装置１２は、前記二次空気供給装置１１と二次燃焼室２ｂとの接続部分すなわち二次空気供給装置１１二次空気供給装置１１により二次燃焼室２ｂ内に二次空気が供給される部分よりも下流側に接続されている。
【００３６】
前記ＣＯ濃度計１４は、前記溶融部２ａから二次燃焼室２ｂに導入される溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ（一酸化炭素）濃度を検出するためのものである。このＣＯ濃度計１４は、前記二次燃焼室２ｂのうちの前記還元剤が供給される部分および前記二次空気が供給される部分よりも上流側に設けられており、この部分を通過する二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ濃度を検出する。このＣＯ濃度計１４で計測された値は、前記演算装置２０に送信される。このＣＯ濃度計１４は、前記溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ濃度を計測できるものであればどのようなものであってもよいが、応答性が高く高温のガス中のＣＯ濃度を精度良く計測できるものとして、半導体レーザーを光源としてＣＯの吸収スペクトルを測定する計測計が挙げられる。
【００３７】
前記温度計１６は、前記二次燃焼室２ｂ内の温度を計測するためのものである。この温度計１６は、前記二次燃焼室２ｂのうちの前記二次空気が供給される部分よりも下流側に設けられており、二次燃焼室２ｂ内の燃焼温度を計測する。この温度計１６で計測された値は、前記演算装置２０に送信される。
【００３８】
前記流量計１８は、前記二次燃焼室２ｂから排出された排ガス(以下二次燃焼後排ガスという)の流量を計測するためのものである。この流量計１８は、前記集じん器５の下流に設けられており、この部分を通過する前記二次燃焼後排ガスの流量を計測する。この流量計１８で計測された値は、前記演算装置２０に送信される。
【００３９】
前記演算装置２０は、前記還元剤供給装置１２により二次燃焼室２ｂ内に供給する還元剤の量を算出する部分である。この演算装置２０では、前記ＣＯ濃度計１４で計測された前記溶融部２ａから二次燃焼室２ｂに導入される二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガスのＣＯ濃度と、前記流量計１８で計測された二次燃焼室２ｂから排出される二次燃焼後排ガスの流量と、前記温度計１６で計測された二次燃焼室２ｂ内の温度とに基づいて、前記二次燃焼室２ｂ内に還元剤が供給されない場合において二次燃焼室２ｂから排出されるＮＯｘの量すなわち溶融部燃焼後排ガス中のＮＯｘと二次燃焼室２ｂ内での燃焼により生成するＮＯｘの合計ＮＯｘ量を予測し、この予測したＮＯｘ量に基づいて前記還元剤の量を算出する。この演算装置２０で算出された値は前記制御弁駆動装置４０に送信される。前記制御弁駆動装置４０は、前記還元剤供給装置１２から二次燃焼室２ｂに供給される還元剤の量が前記算出値となるように前記制御弁１２ａの開度を変更する。
【００４０】
ここで、前記二次燃焼室２ｂに還元剤を供給してＮＯｘを還元処理することは従来より行われている。また、この二次燃焼室２ｂ内のＮＯｘ量を予測して、この予測したＮＯｘ量に基づいて前記二次燃焼室２ｂ内に供給する還元剤の量を算出することも行われている。
【００４１】
例えば、特開２００６−１９２４０６号公報には、二次燃焼室２ｂに還元剤を供給してＮＯｘを還元処理する方法であって、二次燃焼室２ｂにおいて二次空気が供給される領域内の酸素濃度を検出して、この検出した酸素濃度に基づいて二次燃焼室２ｂ内に還元剤が供給されない場合において二次燃焼室２ｂから排出されるＮＯｘ量を予測する方法が開示されている。この方法を用いれば、ある運転条件では、この二次燃焼室２ｂから排出されるＮＯｘ量が高い精度で予測されて適切な量の還元剤を二次燃焼室２ｂに供給することができ、ＮＯｘの排出量を十分に小さく抑えることができる。しかしながら、本発明者らは、所定の運転条件、具体的には、前記溶融部２ａから二次燃焼室２ｂに導入される二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中の酸素濃度が０％となる運転条件では、前記方法を用いても二次燃焼室２ｂから外部に排出されるＮＯｘを十分に還元処理できないことに気づいた。すなわち、前記溶融部２ａから二次燃焼室２ｂに導入される溶融部燃焼後排ガス中の酸素濃度が同じ０％であるにも関わらず二次燃焼室２ｂから排出される二次燃焼後排ガス中のＮＯｘ量が大きく異なる場合があることに気づいた。
【００４２】
この問題について、本発明者らは、鋭意研究の結果、図３に示すように、二次燃焼室２ｂ内において溶融部燃焼後排ガスが還元剤が供給されない状態で二次空気の供給を受けて二次燃焼した場合においてこの二次燃焼室２ｂから排出される二次燃焼後排ガス中のＮＯｘの濃度である非脱硝時ＮＯｘ濃度と、前記溶融部２ａから二次燃焼室２ｂに導入される二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯの濃度との相関が非常に高いことを見出した。特に、排ガス中の酸素濃度が０％となる運転条件においても、この二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ濃度は前記非脱硝時ＮＯｘ濃度と対応して変化しており、このＣＯ濃度に基づいて前記非脱硝時ＮＯｘ濃度すなわち溶融部燃焼後排ガス中のＮＯｘと二次燃焼室２ｂ内での燃焼により生成するＮＯｘとからなるＮＯｘの濃度の予測が可能であることを見出した。具体的には、図３に示すように、前記溶融部２ａから二次燃焼室２ｂに導入される二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯの濃度が基準値Ｘ＿ＣＯ以下となる運転条件では、非脱硝時ＮＯｘ濃度はＣＯ濃度の増加に略比例して減少する。一方、ＣＯ濃度が基準値Ｘ＿ＣＯ以上となる条件では、非脱硝時ＮＯｘ濃度はＣＯ濃度に略比例して増加することを見出した。前記基準値Ｘ＿ＣＯはたとえば２％である。なお、この図３は、異なる２つの施設（Ａ施設、Ｂ施設）においてそれぞれ各濃度を計測した結果を示しており、前記二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ濃度とＮＯｘ濃度との相関関係は施設によらず一定となる。
【００４３】
ここで、図４に、溶融部２ａから二次燃焼室２ｂ側に排出された二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＮＯｘ濃度を計測して、この二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＮＯｘ濃度と二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ濃度との関係を調べた結果を示す。この図４に示されるように、二次燃焼前のＮＯｘ濃度は、二次燃焼前のＣＯ濃度が前記基準値Ｘ＿ＣＯより高い条件においても低い条件においても、ＣＯ濃度の増加とともに減少している。これに対して、前述のように、二次燃焼後のＮＯｘ濃度は、二次燃焼前のＣＯ濃度が基準値Ｘ＿ＣＯより高い場合には、ＣＯ濃度の増加とともに増加している。
【００４４】
このことから、前記二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ濃度が前記基準値Ｘ＿ＣＯよりも高い条件では、二次燃焼により二次燃焼室２ｂ内でサーマルＮＯｘが多く発生していると考えられる。すなわち、二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ濃度が前記基準値Ｘ＿ＣＯより高く溶融部２ａから二次燃焼室２ｂ側に排出された排ガス中の酸素濃度が非常に小さい運転条件では、溶融部２ａ内にて酸素不足の雰囲気での燃焼が行われてＣＯに代表される未燃ガスが二次燃焼室２ｂ内に多く導入されており、二次燃焼室２ｂ内でこの未燃ガスが燃焼することで燃焼温度が高温となりサーマルＮＯｘが多量に発生していると考えられる。そして、この未燃ガス量すなわちＣＯ濃度の増加に伴ってサーマルＮＯｘが増加していると考えられる。
【００４５】
一方、前記二次燃焼前のＣＯ濃度が前記基準値Ｘ＿ＣＯより低く溶融部２ａから二次燃焼室２ｂに導入される溶融部燃焼後排ガス中の酸素濃度がある程度高い運転条件では、溶融部２ａ内にて酸素過剰の雰囲気での燃焼が行われて二次燃焼室２ｂに導入される未燃ガスの量が小さく抑えられており、二次燃焼室２ｂ内でのサーマルＮＯｘの発生量が小さく抑えられる一方、溶融部２ａ内にて熱分解ガスに含まれる窒素が過剰な酸素によって酸化されることによりこの溶融部２ａ内でＮＯｘが多量に発生すると考えられる。そして、この酸素濃度の増加ひいては溶融部２ａから二次燃焼室２ｂに導入される溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ濃度の減少に伴ってＮＯｘが増加していると考えられる。
【００４６】
以上の研究結果より、本廃棄物処理システム１０では、前述のように、前記ＣＯ濃度計１４が前記溶融部２ａから二次燃焼室２ｂに導入される二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯの濃度を計測する。そして、前記演算装置２０が、この溶融部２ａから二次燃焼室２ｂに導入される二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯの濃度に基づいて前記二次燃焼室２ｂ内に還元剤が供給されない場合において二次燃焼室２ｂから排出されるＮＯｘ量を予測し、この予測したＮＯｘ量に基づいて二次燃焼室２ｂ内に供給する還元剤の量を決定する。
【００４７】
前記演算装置２０が前記還元剤の供給量を決定する具体的手順を図５のフローチャートを用いて説明する。
【００４８】
まず、演算装置２０は、ステップＳ１にて、前記ＣＯ濃度計１４で計測された前記溶融部２ａから二次燃焼室２ｂに導入される二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ濃度を読み込む。また、ステップＳ２にて、前記流量計１８で計測された二次燃焼室２ｂから排出される二次燃焼後排ガスの流量を読み込む。さらに、ステップＳ３にて、前記温度計１６で計測された二次燃焼室２ｂ内の温度を読み込む。
【００４９】
次に、ステップＳ４にて、前記ステップＳ１で読み込んだＣＯ濃度の値に基づき前記非脱硝時ＮＯｘ濃度すなわち前記溶融部２ａで生成されたＮＯｘと二次燃焼室２ｂ内で生成されたサーマルＮＯｘとからなるＮＯｘの濃度を予測する。具体的には、演算装置２０に、予め設定したＣＯ濃度に対する非脱硝時ＮＯｘ濃度のマップを記憶させておき、このマップから前記読み込んだＣＯ濃度に対する非脱硝時ＮＯｘ濃度の値を抽出する。このマップは、図３の実線で示すマップであって、ＣＯ濃度が基準値Ｘ＿ＣＯ以下の領域ではＣＯ濃度の増加に略比例して非脱硝時ＮＯｘ濃度は減少し、ＣＯ濃度が基準値Ｘ＿ＣＯより高い領域ではＣＯ濃度の増加に略比例して非脱硝時ＮＯｘ濃度が増加するように設定されている。従って、ステップＳ４では、前記ＣＯ濃度が基準値Ｘ＿ＣＯ以下の場合は、ＣＯ濃度が高くなるほど低い非脱硝時ＮＯｘ濃度が予測され、ＣＯ濃度が基準値Ｘ＿ＣＰより高い場合は、ＣＯ濃度が高くなるほど高い非脱硝時ＮＯｘ濃度が予測される。
【００５０】
次に、ステップＳ５にて、前記ステップＳ２で読み込んだ排ガスの流量と前記ステップＳ４で予測した非脱硝時ＮＯｘ濃度とに基づき、前記二次燃焼室２ｂ内に還元剤が供給されない場合において二次燃焼室２ｂから排出されるＮＯｘの量すなわち溶融部燃焼後排ガス中のＮＯｘと二次燃焼室２ｂ内での燃焼により生成するＮＯｘの合計ＮＯｘ量を予測する。具体的には、排ガスの流量とＮＯｘ濃度とを積算してＮＯｘ量を算出する。
【００５１】
次に、ステップＳ６にて、前記ステップＳ３で読み込んだ二次燃焼室２ｂ内の温度に基づき前記ステップＳ５で予測したＮＯｘ量を補正する。前記溶融部２ａで生成するＮＯｘ量および二次燃焼室２ｂで生成するＮＯｘ量は、それぞれ溶融部２ａ、二次燃焼室２ｂ内の燃焼温度によって変化する。そのため、これら燃焼温度によって前記ステップＳ５で予測したＮＯｘ量を補正すればＮＯｘ量の予測精度をより高めることができる。ここで、溶融部２ａ内の温度は二次燃焼室２ｂ内の燃焼温度と相関が高い。そこで、本実施形態では、このステップＳ６にて，前記ステップＳ３で読み込んだ二次燃焼室２ｂ内の温度に基づいて前記ＮＯｘ量を補正することで、燃焼温度によって変化する溶融部２ａ内で生成するＮＯｘ量および二次燃焼室２ｂで生成するＮＯｘ量の合計ＮＯｘ量をより精度良く算出する。具体的には、演算装置２０に、予め設定した二次燃焼室２ｂ内の温度と二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガスのＣＯ濃度とに対する前記二次燃焼室２ｂ内に還元剤が供給されない場合において二次燃焼室２ｂから排出されるＮＯｘ量の補正値のマップを記憶させておき、このマップから前記ステップＳ１で読込んだＣＯ濃度およびステップＳ３で読込んだ二次燃焼室２ｂ内の温度に応じた補正値を抽出して、前記ステップＳ５で算出した予測ＮＯｘ量を補正する。
【００５２】
次に、ステップＳ７にて、前記ステップＳ６で算出された予測ＮＯｘ量と前記ステップＳ３で読み込んだ二次燃焼室２ｂ内の温度とに基づき二次燃焼室２ｂ内に供給する還元剤の量を決定する。ここで、還元剤の還元率すなわち還元剤の全供給量に対してＮＯｘの還元に有効に用いられる還元剤量の割合は、二次燃焼室２ｂ内の燃焼温度に応じて変化する。そこで、本実施形態では、二次燃焼室２ｂ内の燃焼温度からこの燃焼温度時の還元率を算出するとともに、前記予測ＮＯｘ量のうち所定量を還元するために必要な還元剤の必要量を算出し、この必要量と前記還元率とに基づき還元剤の全供給量を算出する。具体的には、演算装置２０に、予め設定した二次燃焼室２ｂ内の温度と還元率とのマップと、ＮＯｘ量とこのＮＯｘ量を還元処理するのに必要な還元剤の必要量のマップを記憶させておき、これらマップから抽出した還元率と必要量とに基づき予測ＮＯｘ量に応じた還元剤の供給量を算出する。
【００５３】
以上のように、本廃棄物処理システム１０では、溶融部燃焼後排ガス中のＮＯｘと二次燃焼室２ｂ内での燃焼により生成するＮＯｘとからなり前記二次燃焼室２ｂ内に還元剤が供給されない場合において二次燃焼室２ｂから排出されるＮＯｘの濃度である非脱硝時ＮＯｘ濃度と相関の高い溶融部２ａから二次燃焼室２ｂ内に導入される二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ濃度を計測してこのＣＯ濃度に基づいて前記非脱硝時ＮＯｘ濃度を予測しており、この非脱硝時ＮＯｘ濃度を精度良く予測することができる。そして、この非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づいて還元剤の量を決定しており、溶融部燃焼後排ガス中のＮＯｘと二次燃焼室２ｂ内での燃焼により生成するＮＯｘとを還元処理するのに過不足のない適切な量の還元剤を二次燃焼室２ｂ内に供給することができ、二次燃焼室２ｂすなわち溶融炉２から排出されるＮＯｘを確実に低減することができる。
【００５４】
ここで、前述のように、溶融部２ａから二次燃焼室２ｂ内に導入される二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中の酸素濃度が０％より高い場合には、この酸素濃度と非脱硝時ＮＯｘ濃度とは高い相関関係を維持している。そのため、前記二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガスのＣＯ濃度が０％となり前記二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガスの酸素濃度が０％より高い場合には、この酸素濃度に基づいて前記非脱硝時ＮＯｘ濃度を予測してもよい。この場合には、前記ＣＯ濃度計１４に加えて、前記二次燃焼室２ｂのうちの前記還元剤が供給される部分および前記二次空気が供給される部分よりも上流に、この部分を通過する二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中の酸素濃度を検出するための酸素濃度計を設ける。そして、前記演算装置２０に、予め設定したこの二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガスの酸素濃度に対する非脱硝時ＮＯｘ濃度のマップを記憶させておき、このマップから前記検出された酸素濃度の値に応じたＮＯｘ濃度の値を抽出し、このＮＯｘ濃度に基づいて溶融部燃焼後排ガス中のＮＯｘと二次燃焼室２ｂ内での燃焼により生成するＮＯｘ量ひいては二次燃焼室２ｂ内に供給する還元剤の量を決定する。
【００５５】
また、前記流量計１８およびこの流量計１８で計測された二次燃焼後排ガスの流量に基づいて前記二次燃焼室２ｂ内に還元剤が供給されない場合において二次燃焼室２ｂから排出されるＮＯｘ量を予測する前記ステップＳ５の演算は省略可能である。例えば、二次燃焼室２ｂから排出される二次燃焼後排ガスの流量がほぼ一定の場合には、前記非脱硝時ＮＯｘ濃度から還元剤の量を直接決定してもよい。具体的には、演算装置２０に、予め設定した前記非脱硝時ＮＯｘ濃度とこの非脱硝時ＮＯｘ濃度に対応した還元剤の量のマップを記憶させておく。そして、前記ステップＳ６にて、二次燃焼室２ｂ内の温度に基づき前記非脱硝時ＮＯｘ濃度を補正した後、前記マップから予測ＮＯｘ濃度に応じた還元剤の量を抽出する。
【００５６】
また、前記温度計１６およびこの温度計１６で計測された二次燃焼室２ｂ内の温度に基づいてＮＯｘ量を補正する前記ステップＳ６の演算は省略可能である。
【００５７】
また、前記溶融部２ａから二次燃焼室２ｂに導入された二次燃焼前の溶融部燃焼後排ガス中のＣＯ濃度に基づいて前記非脱硝時ＮＯｘ濃度を予測する前記ステップＳ４の演算は省略可能である。すなわち、非脱硝時ＮＯｘ濃度を予測せずに、前記ＣＯ濃度から二次燃焼室２ｂに供給する還元剤の量を直接決定してもよい。この場合には、前記演算装置２０に、前記ＣＯ濃度に対する単位排ガス流量あたりの還元剤の量をマップ等で記憶させておき、検出された前記ＣＯ濃度に基づきこの単位排ガス流量あたりの還元剤の量を算出した後、この単位排ガス流量あたりの還元剤の量と排ガス流量を積算して、二次燃焼室２ｂに供給する還元算の量を算出する方法が挙げられる。
【００５８】
また、前記溶融炉２の上流に設けられる処理装置は、前記流動床式ガス化炉１に限らず、溶融炉２に所定の熱分解ガスを供給する燃焼設備であればよい。
【００５９】
また、前記集じん器５の下流にこの部分を通過する排ガスすなわち二次燃焼後排ガス中のＮＯｘ濃度を測定可能なＮＯｘ濃度計を設けておき、このＮＯｘ濃度計で測定した二次燃焼後排ガス中のＮＯｘ濃度を用いて二次燃焼室２ｂ内に供給する還元剤の量を補正するようにしてもよい。例えば、この二次燃焼後排ガス中のＮＯｘ濃度が所定値以上の場合は前記ステップＳ７で算出した還元剤量を増量する。このようにすれば、予測した非脱硝時ＮＯｘ濃度と実際の濃度とが一時的に異なった場合でも外部に排出されるＮＯｘ量をより確実に少なく抑えることができる。なお、この場合において、前記所定値は、還元剤の供給量が多くなりすぎてＮＯｘの還元に利用されずに残存した還元剤が無化アンモニアとなり白煙が生じるのをより確実に回避するべく、０以上の値、例えば５０ｐｐｍに設定されるのが好ましい。
【００６０】
また、前記実施形態では、無触媒脱硝が行われる場合について説明したが、前記集じん器５の下流に脱硝触媒を備えた脱硝装置を別途設け、この集じん器５の下流においてこの部分を通過する二次燃焼後排ガスを加温した後、この脱硝装置において脱硝処理するようにしてもよい。なお、この場合には、前記二次燃焼室２ｂ内に供給する還元剤とは別に脱硝装置の上流で還元剤を供給する。
【００６１】
また、前記実施形態では、集じん器５の下流に設けられた前記流量計１８を用いて、二次燃焼後排ガスの流量を計測し、前記予測された非脱硝時ＮＯｘ濃度とこの計測値に基づいて、二次燃焼室２ｂ内に還元剤が供給されない場合において二次燃焼室２ｂから排出されるＮＯｘの量を予測する場合について説明した。ここで、前記予測される非脱硝時ＮＯｘ濃度は、二次燃焼室２ｂにて二次燃焼後に存在するＮＯｘの濃度すなわち二次燃焼室２ｂの出口での濃度である。そのため、前記二次燃焼室２ｂから前記流量計１８までの間、例えば、前記集じん器５において、空気や水等が前記二次燃焼後排ガス中に供給される場合には、前記流量計１８からこれら供給された空気や水等を減算する補正を行い、この補正後の値と前記予測された非脱硝時ＮＯｘ濃度とに基づいて前記ＮＯｘの量を予測するのが好ましい。具体的には、前記流量計１８で計測された値に対して一定の補正係数を乗じて前記流量計１８の値を補正する方法が挙げられる。
【符号の説明】
【００６２】
１ 流動床式ガス化炉（処理装置）
２ 溶融炉
２ａ 溶融部
２ｂ 二次燃焼部
１０ 廃棄物処理システム
１１ 二次空気供給装置（二次空気供給手段）
１２ 還元剤供給装置（還元剤供給手段）
１４ ＣＯ濃度計（一酸化炭素濃度検出手段）
１６ 温度計
１８ 流量計
２０ 演算装置（還元剤量決定手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を燃焼処理する処理装置から排出された被溶融物と排ガスとが導入されて内側で当該被溶融物が溶融するとともに前記排ガスが燃焼する溶融部と、当該溶融部の下流に設けられるとともにこの溶融部から排出された排ガスが導入されて内側で当該排ガスが燃焼する二次燃焼部とを有する溶融炉において前記排ガスを脱硝処理するための溶融炉における排ガス脱硝方法であって、
前記二次燃焼部内に前記排ガスを燃焼させるための二次空気を供給する二次空気供給工程と、
前記二次燃焼部のうち前記二次空気が供給される部分よりも上流の部分において、前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度を検出する一酸化炭素濃度検出工程と、
前記二次燃焼部のうち前記排ガス中の一酸化炭素の濃度が検出される部分よりも下流の部分に、前記排ガスを脱硝するための還元剤を供給する還元剤供給工程と、
前記還元剤供給工程において前記二次燃焼部に供給する還元剤の量を決定する還元剤量決定工程とを含み、
前記還元剤量決定工程では、前記一酸化炭素濃度検出工程で検出された前記排ガス中の一酸化炭素の濃度に基づいて前記還元剤の量が決定されており、
前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度と前記還元剤の量との関係は、この一酸化炭素の濃度から予測可能な、前記二次燃焼部内に前記還元剤が供給されない場合において当該二次燃焼部から排出される排ガス中のＮＯｘの濃度である非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づいて設定されていることを特徴とする溶融炉における排ガス脱硝方法。
【請求項２】
請求項１に記載の溶融炉における排ガス脱硝方法であって、
前記非脱硝時ＮＯｘ濃度が最小値となるときの前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素濃度を基準濃度として予め設定しておき、
前記還元剤量決定工程では、前記一酸化炭素濃度検出工程で検出された排ガス中の一酸化炭素の濃度が前記基準濃度よりも低い場合には、この検出された排ガス中の一酸化炭素の濃度が高いほど低く予測される前記非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づき、前記還元剤の量が決定されるとともに、前記一酸化炭素濃度検出工程で検出された排ガス中の一酸化炭素濃度が前記基準濃度よりも高い場合には、この検出された排ガス中の一酸化炭素の濃度が高いほど高く予測される前記非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づき、前記還元剤の量が決定されることを特徴とする溶融炉における排ガス脱硝方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の溶融炉における排ガス脱硝方法であって、
前記二次燃焼部から排出される排ガスの流量を検出する流量検出工程を含み、
前記還元剤量決定工程では、前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度と前記流量検出工程で検出された前記排ガスの流量とから予測可能な前記二次燃焼部内に前記還元剤が供給されない場合において当該二次燃焼部から排出される排ガス中のＮＯｘの量に基づき、前記還元剤の量が決定されることを特徴とする溶融炉における排ガス脱硝方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の溶融炉における排ガス脱硝方法であって、
前記二次燃焼部のうち前記二次空気が供給される部分よりも上流の部分において、前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の酸素の濃度を検出する酸素濃度検出工程を含み、
前記還元剤量決定工程では、前記一酸化炭素濃度検出工程で検出された前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度が０％の場合は、前記酸素濃度検出工程で検出された前記排ガス中の酸素の濃度に基づいて前記還元剤の量が決定されており、この酸素の濃度と前記還元剤の量との関係は、この酸素の濃度から予測可能な前記非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づいて設定されていることを特徴とする溶融炉における排ガス脱硝方法。
【請求項５】
被処理物を燃焼処理する処理装置から排出された被溶融物と排ガスとが導入されて内側で当該被溶融物が溶融するとともに前記排ガスが燃焼する溶融部と、前記溶融部の下流に設けられるとともにこの溶融部から排出された排ガスが導入されて内側で当該排ガスが燃焼する二次燃焼部とを備えた溶融炉における排ガス脱硝装置であって、
前記二次燃焼部内に前記排ガスを燃焼させるための二次空気を供給する二次空気供給手段と、
前記二次燃焼部のうち前記二次空気が供給される部分よりも上流の部分において、前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度を検出する一酸化炭素濃度検出手段と、
前記二次燃焼部のうちの前記一酸化炭素濃度検出手段によって排ガス中の一酸化炭素の濃度が検出される部分よりも下流の部分に、前記排ガスを脱硝するための還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記二次燃焼部に供給する前記還元剤の量を決定する還元剤量決定手段とを備え、
前記還元剤量決定手段は、前記一酸化炭素濃度検出手段によって検出された前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度に基づいて前記還元剤の量を決定し、
前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度と前記還元剤の量との関係は、この一酸化炭素の濃度から予測可能な、前記二次燃焼部内に前記還元剤が供給されない場合において当該二次燃焼部から排出される排ガス中のＮＯｘの濃度である非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づいて設定されていることを特徴とする溶融炉における排ガス脱硝装置。
【請求項６】
請求項５に記載の溶融炉における排ガス脱硝装置であって、
前記還元剤量決定手段は、前記非脱硝時ＮＯｘ濃度が最小値となるときの前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素濃度を基準濃度として予め記憶しており、前記一酸化炭素濃度検出手段によって検出された排ガス中の一酸化炭素の濃度が前記基準濃度よりも低い場合には、この検出された排ガス中の一酸化炭素の濃度が高いほど低く予測される前記非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づき、前記還元剤の量を決定するとともに、前記一酸化炭素濃度検出手段によって検出された排ガス中の一酸化炭素濃度が前記基準濃度よりも高い場合には、この検出された排ガス中の一酸化炭素の濃度が高いほど高く予測される前記非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づき、前記還元剤の量を決定することを特徴とする溶融炉における排ガス脱硝装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の溶融炉における排ガス脱硝装置であって、
前記還元剤量決定手段は、前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度に対するこの一酸化炭素濃度から予測可能な前記被脱硝時ＮＯｘ濃度に基づいて設定された前記還元剤の量のマップを予め記憶しており、当該マップから前記一酸化炭素濃度検出手段によって検出された一酸化炭素の濃度に対応する前記還元剤の量を抽出して、当該抽出された還元剤の量を前記二次燃焼部に供給する前記還元剤の量として決定することを特徴とする溶融炉における排ガス脱硝装置。
【請求項１】
被処理物を燃焼処理する処理装置から排出された被溶融物と排ガスとが導入されて内側で当該被溶融物が溶融するとともに前記排ガスが燃焼する溶融部と、当該溶融部の下流に設けられるとともにこの溶融部から排出された排ガスが導入されて内側で当該排ガスが燃焼する二次燃焼部とを有する溶融炉において前記排ガスを脱硝処理するための溶融炉における排ガス脱硝方法であって、
前記二次燃焼部内に前記排ガスを燃焼させるための二次空気を供給する二次空気供給工程と、
前記二次燃焼部のうち前記二次空気が供給される部分よりも上流の部分において、前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度を検出する一酸化炭素濃度検出工程と、
前記二次燃焼部のうち前記排ガス中の一酸化炭素の濃度が検出される部分よりも下流の部分に、前記排ガスを脱硝するための還元剤を供給する還元剤供給工程と、
前記還元剤供給工程において前記二次燃焼部に供給する還元剤の量を決定する還元剤量決定工程とを含み、
前記還元剤量決定工程では、前記一酸化炭素濃度検出工程で検出された前記排ガス中の一酸化炭素の濃度に基づいて前記還元剤の量が決定されており、
前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度と前記還元剤の量との関係は、この一酸化炭素の濃度から予測可能な、前記二次燃焼部内に前記還元剤が供給されない場合において当該二次燃焼部から排出される排ガス中のＮＯｘの濃度である非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づいて設定されていることを特徴とする溶融炉における排ガス脱硝方法。
【請求項２】
請求項１に記載の溶融炉における排ガス脱硝方法であって、
前記非脱硝時ＮＯｘ濃度が最小値となるときの前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素濃度を基準濃度として予め設定しておき、
前記還元剤量決定工程では、前記一酸化炭素濃度検出工程で検出された排ガス中の一酸化炭素の濃度が前記基準濃度よりも低い場合には、この検出された排ガス中の一酸化炭素の濃度が高いほど低く予測される前記非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づき、前記還元剤の量が決定されるとともに、前記一酸化炭素濃度検出工程で検出された排ガス中の一酸化炭素濃度が前記基準濃度よりも高い場合には、この検出された排ガス中の一酸化炭素の濃度が高いほど高く予測される前記非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づき、前記還元剤の量が決定されることを特徴とする溶融炉における排ガス脱硝方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の溶融炉における排ガス脱硝方法であって、
前記二次燃焼部から排出される排ガスの流量を検出する流量検出工程を含み、
前記還元剤量決定工程では、前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度と前記流量検出工程で検出された前記排ガスの流量とから予測可能な前記二次燃焼部内に前記還元剤が供給されない場合において当該二次燃焼部から排出される排ガス中のＮＯｘの量に基づき、前記還元剤の量が決定されることを特徴とする溶融炉における排ガス脱硝方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の溶融炉における排ガス脱硝方法であって、
前記二次燃焼部のうち前記二次空気が供給される部分よりも上流の部分において、前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の酸素の濃度を検出する酸素濃度検出工程を含み、
前記還元剤量決定工程では、前記一酸化炭素濃度検出工程で検出された前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度が０％の場合は、前記酸素濃度検出工程で検出された前記排ガス中の酸素の濃度に基づいて前記還元剤の量が決定されており、この酸素の濃度と前記還元剤の量との関係は、この酸素の濃度から予測可能な前記非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づいて設定されていることを特徴とする溶融炉における排ガス脱硝方法。
【請求項５】
被処理物を燃焼処理する処理装置から排出された被溶融物と排ガスとが導入されて内側で当該被溶融物が溶融するとともに前記排ガスが燃焼する溶融部と、前記溶融部の下流に設けられるとともにこの溶融部から排出された排ガスが導入されて内側で当該排ガスが燃焼する二次燃焼部とを備えた溶融炉における排ガス脱硝装置であって、
前記二次燃焼部内に前記排ガスを燃焼させるための二次空気を供給する二次空気供給手段と、
前記二次燃焼部のうち前記二次空気が供給される部分よりも上流の部分において、前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度を検出する一酸化炭素濃度検出手段と、
前記二次燃焼部のうちの前記一酸化炭素濃度検出手段によって排ガス中の一酸化炭素の濃度が検出される部分よりも下流の部分に、前記排ガスを脱硝するための還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記二次燃焼部に供給する前記還元剤の量を決定する還元剤量決定手段とを備え、
前記還元剤量決定手段は、前記一酸化炭素濃度検出手段によって検出された前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度に基づいて前記還元剤の量を決定し、
前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度と前記還元剤の量との関係は、この一酸化炭素の濃度から予測可能な、前記二次燃焼部内に前記還元剤が供給されない場合において当該二次燃焼部から排出される排ガス中のＮＯｘの濃度である非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づいて設定されていることを特徴とする溶融炉における排ガス脱硝装置。
【請求項６】
請求項５に記載の溶融炉における排ガス脱硝装置であって、
前記還元剤量決定手段は、前記非脱硝時ＮＯｘ濃度が最小値となるときの前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素濃度を基準濃度として予め記憶しており、前記一酸化炭素濃度検出手段によって検出された排ガス中の一酸化炭素の濃度が前記基準濃度よりも低い場合には、この検出された排ガス中の一酸化炭素の濃度が高いほど低く予測される前記非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づき、前記還元剤の量を決定するとともに、前記一酸化炭素濃度検出手段によって検出された排ガス中の一酸化炭素濃度が前記基準濃度よりも高い場合には、この検出された排ガス中の一酸化炭素の濃度が高いほど高く予測される前記非脱硝時ＮＯｘ濃度に基づき、前記還元剤の量を決定することを特徴とする溶融炉における排ガス脱硝装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の溶融炉における排ガス脱硝装置であって、
前記還元剤量決定手段は、前記溶融部から前記二次燃焼部に導入される排ガス中の一酸化炭素の濃度に対するこの一酸化炭素濃度から予測可能な前記被脱硝時ＮＯｘ濃度に基づいて設定された前記還元剤の量のマップを予め記憶しており、当該マップから前記一酸化炭素濃度検出手段によって検出された一酸化炭素の濃度に対応する前記還元剤の量を抽出して、当該抽出された還元剤の量を前記二次燃焼部に供給する前記還元剤の量として決定することを特徴とする溶融炉における排ガス脱硝装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１８３２９２（Ｐ２０１１−１８３２９２Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５０３６３（Ｐ２０１０−５０３６３）
【出願日】平成２２年３月８日（２０１０．３．８）
【出願人】（０００１９２５９０）株式会社神鋼環境ソリューション (534)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月８日（２０１０．３．８）
【出願人】（０００１９２５９０）株式会社神鋼環境ソリューション (534)
【Ｆターム（参考）】
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