酸性ガスの処理方法
【課題】フィードバック制御において、新たに高価な酸性ガス測定装置を導入せずに、酸性ガス測定装置の計測遅れによる酸性ガスの処理不良の改善並びにアルカリ剤の過剰添加を削減すること。
【解決手段】少なくとも２つの酸性ガス濃度の傾きの範囲を設定する工程と、少なくとも２つの傾きの範囲毎に酸性ガス濃度の制御目標値を設定する工程と、少なくとも酸性ガス測定装置の測定信号及び当該制御目標値に基づいてアルカリ剤の添加量を示す制御出力値を算出する工程と、を有し、制御目標値を設定する工程において、酸性ガス濃度の傾きの範囲が大きい場合（酸性ガス増加傾向時）に設定する制御目標値は、酸性ガス濃度の傾きの範囲が小さい場合（酸性ガス減少傾向時）に設定する制御目標値より小さい。
【解決手段】少なくとも２つの酸性ガス濃度の傾きの範囲を設定する工程と、少なくとも２つの傾きの範囲毎に酸性ガス濃度の制御目標値を設定する工程と、少なくとも酸性ガス測定装置の測定信号及び当該制御目標値に基づいてアルカリ剤の添加量を示す制御出力値を算出する工程と、を有し、制御目標値を設定する工程において、酸性ガス濃度の傾きの範囲が大きい場合（酸性ガス増加傾向時）に設定する制御目標値は、酸性ガス濃度の傾きの範囲が小さい場合（酸性ガス減少傾向時）に設定する制御目標値より小さい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ごみ廃棄物焼却炉、産業廃棄物焼却炉、発電ボイラ、炭化炉、民間工場等の燃焼施設において発生する有害な塩化水素や硫黄酸化物等の酸性ガスの処理方法に関する。詳しくは、酸性ガスを処理するアルカリ剤の添加量を効率的に制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有害な塩化水素や硫黄酸化物を含む排ガスは消石灰や重曹等のアルカリ剤で処理され、その後バグフィルター（ＢＦ）等の集塵機で除塵された後、煙突から排出される。一方、集塵機で集塵された飛灰は、有害なＰｂ、Ｃｄ等の重金属類を含有しており、これら有害重金属を安定化処理した後、埋立処分されている。
【０００３】
酸性ガスを処理するアルカリ剤である５〜３０μｍに微粉加工された重曹は、消石灰に比べ反応性が高く、酸性ガスを安定的に処理できるとともに未反応分が少なく、埋立処分量を削減でき環境負荷低減に有効な手段である。また、重金属処理方法としてはジエチルジチオカルバミン酸塩等のキレートで不溶化処理する方法が一般的であり、短期的には重金属固定効果は高いが、最終処分場における酸性雨によるｐＨ低下及びキレートの酸化自己分解により、鉛等の重金属が再溶出する問題が残る。一方、リン酸等のリン酸化合物による重金属固定は、無機鉱物であるヒドロキシアパタイト形態まで変化させる為、最終処分場における長期安定性に優れ、環境保護の観点から非常に価値の高い処理方法である。さらに、前記微粉重曹で処理した飛灰をリン酸等の重金属固定剤で処理する方法は、多くの環境負荷低減効果を持つ有効な手段である。
【０００４】
ところで、塩化水素や硫黄酸化物等の酸性ガスを処理する消石灰や重曹等のアルカリ剤の添加量を制御することは、酸性ガス処理費用を削減できるだけでなく、アルカリ剤の未反応分を低減し、飛灰の埋立処分量を削減する効果が期待できる。
【０００５】
塩化水素や硫黄酸化物等の酸性ガスを処理するアルカリ剤の添加量は、一般的に、バグフィルターの後段に設置されたイオン電極式の塩化水素測定装置で測定された塩化水素濃度をもとにＰＩＤ制御装置によりフィードバック制御されている。しかしながら、焼却施設等の燃焼施設においては通常入口の酸性ガス濃度を測定する装置は設置されておらず、入口の変動状況がわからない状態でＰＩＤ制御のパラメーターを設定し制御出力を調整する。ところがＰＩＤ制御装置はＰ、Ｉ、Ｄ、添加量（出力）下限、添加量（出力）上限の５つの設定項目があるとともに各項目の設定値が複合して制御出力値を決めることから適正な添加制御を検討するのに多大な時間を要する。このため、一般的にＰＩＤ制御装置による設定は、制御目標値（ＳＶ）を超えた際に添加量が大幅に増加する制御を実施している施設が多い。
【０００６】
しかしながら、通常のＰＩＤ制御装置の制御出力は、単一の上限しか設定できず、例えばＨＣｌ濃度の制御目標値（ＳＶ）を４０ｐｐｍに設定した場合、４０ｐｐｍ以上の濃度で制御出力の単一の上限を限度としてアルカリ剤の添加をすることとなり、アルカリ剤を過剰添加する原因となる。また、上記フィードバック制御は、酸性ガス測定装置の計測遅れの影響を受ける。バグフィルター出口の塩化水素濃度は通常イオン電極法（例えば京都電子工業製ＨＬ−３６）で測定され、硫黄酸化物濃度は赤外線吸収法（例えば島津製作所製ＮＳＡ−３０８０）で測定されているが、試料排ガスのサンプリング時間、及び計測器の応答時間を含めると５〜１０分の多大な計測遅れがある。本計測遅れは、アルカリ剤の添加ラグを引き起こし、酸性ガスの処理不良につながるとともにアルカリ剤の過剰添加を引き起こす原因となる。
【０００７】
本課題を解決するため種々制御手法が検討されている。特許文献１においては通常のＰＩＤ制御式にＰを更に加える「Ｐ＋ＰＩＤ制御」が提案されている。本提案は、通常のＰＩＤ制御で困難な酸性ガスの突発的発生の対応を考えてのものである。また、特許文献２及び３においては、入口の酸性ガス濃度をもとにアルカリ剤の添加量を決めるフィードフォワード制御と、アルカリ剤が処理した後の酸性ガス濃度をもとにアルカリ剤の添加量を補うフィードバック制御と、を組み合わせる制御方式が提案されている。本制御方式はフィードバック制御の過剰添加を抑制する効果が見込まれ、酸性ガスの安定処理とアルカリ剤の過剰添加を削減する効果は得られるものと考える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１１３３２７号公報
【特許文献２】特開平１０−１６５７５２号公報
【特許文献３】特開２００６−７５７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１においては、入口の突発的対応はある程度可能であるが、前記測定装置の計測遅れは加味されておらず、計測遅れによるアルカリ剤の添加ラグによる酸性ガスの処理不良には対応することができない。また、特許文献２及び３においては、焼却施設等の燃焼施設において、出口の酸性ガス濃度しか計測していない施設が多くを占めており、本制御方式を実施するためには、入口の酸性ガス濃度を計測する新たに高価な酸性ガス測定装置を導入する必要がある。
【００１０】
上記従来を勘案し、本発明は、新たな高価な酸性ガス測定装置を導入する必要のないフィードバック形式において、従来のフィードバック制御が抱える計測遅れによる酸性ガスの発生並びにアルカリ剤の過剰添加を抑制する酸性ガス処理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】
【００１１】
（１） 燃焼排ガスに含まれる酸性ガスにアルカリ剤を添加した後の工程に設置された酸性ガス測定装置の測定信号を基にアルカリ剤の添加量をフィードバック制御する酸性ガス処理方法において、少なくとも２つの酸性ガス濃度の傾きの範囲（例えば、後述する直近のＨＣｌ濃度の傾きの６秒平均が正の範囲及び負の範囲など）を設定する工程と、前記少なくとも２つの傾きの範囲毎に酸性ガス濃度の制御目標値（例えば、後述する実施例１における３０ｐｐｍ、４０ｐｐｍなど）を設定する工程と、少なくとも前記測定信号及び前記制御目標値に基づいてアルカリ剤の添加量を示す制御出力値を算出する工程と、を有し、前記制御目標値を設定する工程において、前記酸性ガス濃度の傾きの範囲が大きい場合（例えば、後述する直近のＨＣｌ濃度の傾きの６秒平均が正の場合（酸性ガス増加傾向時））に設定する制御目標値は、前記酸性ガス濃度の傾きの範囲が小さい場合（例えば、後述する直近のＨＣｌ濃度の傾きの６秒平均が負の場合（酸性ガス減少傾向時））に設定する制御目標値より小さいことを特徴とする。
【００１２】
従来のＰＩＤ制御では、例えば酸性ガス濃度の制御目標値（ＳＶ）を４０ｐｐｍに設定した場合、４０ｐｐｍに達してから制御出力が増加しアルカリ剤が添加され、添加されたアルカリ剤が酸性ガスと反応することで酸性ガス濃度が４０ｐｐｍ以下に達してから制御出力が減少する挙動となる。よって、酸性ガス濃度の増減の傾向が考慮されていなかった。
【００１３】
これに対し、（１）によれば、酸性ガス増加傾向時の酸性ガス濃度制御目標値を、減少傾向時の酸性ガス濃度目標値より小さくしたので、酸性ガス増加傾向時のアルカリ剤添加量の制御出力値が、酸性ガス減少傾向時の制御出力値に比べ大きくなる。
【００１４】
（２） （１）に記載の酸性ガス処理方法において、アルカリ剤の添加量を示す制御出力値の下限値（例えば、後述する図１５、図１７、図１９のＬＯ［制御出力下限］（微粉重曹の最小添加量））と上限値（例えば、後述する図１５、図１７、図１９のＬＯ［制御出力上限］（微粉重曹の最大添加量））との間に、前記酸性ガス濃度（例えば、後述する図１５、図１７、図１９のＢＦ出口ＨＣｌ濃度）に対応して前記制御出力値の新たな上限値（例えば、後述する図１５、図１７、図１９の制御出力添加量）を１つ以上設定する工程をさらに有することを特徴とする酸性ガスの処理方法。
【００１５】
通常のＰＩＤ制御装置は一つの制御出力上限しかなく、例えば酸性ガスの制御目標値（ＳＶ）が一定であると酸性ガス濃度の大きさにかかわらず、その上限値を限度としてアルカリ剤が添加されるため、過剰添加を引き起こす。これに対し、（２）によれば、現在の酸性ガス濃度に応じた制御出力の制限を加える（後述するステップ制御方式）ことにより、酸性ガス濃度の大きさに応じてアルカリ剤の適正な添加が可能となり、添加量の削減が可能となる。
【００１６】
（３） （１）または（２）に記載の酸性ガス処理方法において、前記酸性ガス測定装置がイオン電極法による塩化水素濃度測定装置であることを特徴とする。
【００１７】
（４） （１）ないし（３）に記載の酸性ガス処理方法において、前記酸性ガス測定装置が赤外線吸収法もしくは紫外線蛍光法による硫黄酸化物濃度測定装置であることを特徴とする酸性ガスの処理方法。
【００１８】
本発明に用いる酸性ガスの測定装置は計測方式によらず実施が可能である。塩化水素濃度は、イオン電極法、レーザーによる単一吸収線吸収分光法等で測定可能であり、硫黄酸化物は、赤外線吸収法、紫外線蛍光法等で測定が可能である。なお、本発明は、酸性ガスの計測遅れの改善を主な目的としていることから計測遅れが大きいイオン電極法による塩化水素測定装置や赤外線吸収法もしくは紫外線蛍光法による硫黄酸化物測定装置を用いてバグフィルター後段の酸性ガスを測定し、フィードバック制御を行っている施設において特に効果を発揮する。
【００１９】
なお、燃焼施設のバグフィルター後段の塩化水素濃度を計測遅れのないレーザー形式で測定しフィードバック制御することによりフィードバック制御の過剰添加を改善できる可能性がある。しかしながら、レーザー方式は、ＪＩＳ認定に技術的課題を残し、最終排ガスの酸性ガス濃度を判定する測定装置として普及が進んでいないのが従来である。
【００２０】
（５） （１）ないし（４）に記載の酸性ガス処理方法において、制御目標値を設定する酸性ガス濃度の傾きを直近７分以内の平均値とすることを特徴とする。
【００２１】
制御目標値を設定する酸性ガス濃度の傾きは、直近７分以内の平均値を用いるのが望ましい。７分以内の酸性ガスの傾きの平均値を用いた場合、適正な選択が可能となり、酸性ガスを安定して処理することができる。
【００２２】
（６） （１）ないし（５）に記載の酸性ガス処理方法において、塩化水素濃度から演算された制御出力と硫黄酸化物濃度から演算された制御出力の両出力を用いてアルカリ剤の添加量を制御することを特徴とする。
【００２３】
産業廃棄物焼却炉や民間工場の燃焼施設においては、塩化水素と硫黄酸化物が高濃度で発生することが多い。この際には、塩化水素と硫黄酸化物の両方が処理対象となり、バグフィルター後段に設けられた塩化水素濃度測定装置の塩化水素濃度をもとに求められた制御出力と硫黄酸化物濃度をもとに求められた制御出力を例えば加算することにより、塩化水素並びに硫黄酸化物の両酸性ガスを安定して処理することができる。
【００２４】
（７） （１）ないし（６）に記載の酸性ガス処理方法において、酸性ガスを処理するアルカリ剤は、平均粒子径が５〜３０μｍの微粉重曹であることを特徴とする酸性ガスの処理方法。
【００２５】
本発明に用いるアルカリ剤は、特に酸性ガスとの反応性が速い平均粒子径が５〜３０μｍに調整された微粉重曹であることが好ましい。微粉重曹の反応性が速いことから制御応答性が良く、本発明の性能を効果的に発揮することができる。ただし、本発明は制御手法によるものであり、消石灰でも適用が可能である。消石灰は、酸性ガスとの反応性が高い比表面積が例えば３０ｍ２／ｇ以上である高比表面積の消石灰である方が、本発明の性能を発揮できる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明により、新たな高価な酸性ガス測定装置を導入する必要のないフィードバック形式において、従来のフィードバック制御が抱える酸性ガス測定装置の計測遅れによる酸性ガスの処理不良の改善並びにアルカリ剤の過剰添加を削減し、効率的なアルカリ剤の添加で安定した酸性ガスの処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】焼却施設における排ガスであるＨＣｌに微粉重曹を添加する酸性ガス処理システム１の構成を表すブロック図である。
【図２】シミュレーション反応系１の基本構成図である。
【図３】微粉重曹添加当量とＨＣｌ除去率の関係を示すグラフである。
【図４】実機のバグフィルター出口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【図５】シミュレーション反応系１のバグフィルター出口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【図６】シミュレーション反応系２の基本構成図である。
【図７】排ガス反応における微粉重曹添加当量とＨＣｌ除去率の関係を示すグラフである。
【図８】バグフィルター上反応における微粉重曹添加当量とＨＣｌ除去率の関係を示すグラフである。
【図９】シミュレーション反応系２のバグフィルター出口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【図１０】比較例及び実施例ごとのバグフィルター出口ＨＣｌ濃度等を示す表である。
【図１１】入口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【図１２】比較例１における微粉重曹添加量および出口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【図１３】実施例１における微粉重曹添加量および出口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【図１４】実施例２における微粉重曹添加量および出口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【図１５】比較例２におけるステップ制御方式の制御設定の表である。
【図１６】比較例２における微粉重曹添加量および出口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【図１７】実施例３におけるステップ制御方式の制御設定の表である。
【図１８】実施例３における微粉重曹添加量および出口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【図１９】実施例４等におけるステップ制御方式の制御設定の表である。
【図２０】実施例４における微粉重曹添加量および出口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【図２１】実施例５における微粉重曹添加量および出口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【図２２】実施例６における微粉重曹添加量および出口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【図２３】実施例７における微粉重曹添加量および出口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【図２４】実施例８における微粉重曹添加量および出口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に実施形態を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２９】
図１は、焼却施設における排ガスであるＨＣｌに微粉重曹を添加する酸性ガス処理システム１の構成を表すブロック図である。
【００３０】
酸性ガス処理システム１は、制御装置１１、微粉重曹添加装置１２、バグフィルター１３及びＨＣｌ測定装置１４から構成されている。制御装置１１は、ＨＣｌ濃度測定信号等に基づいて微粉重曹添加量の制御出力値をＰＩＤ制御方式により算出する。微粉重曹添加装置１２は、制御装置１１が算出した微粉重曹添加量の制御出力値に基づいて排ガス中のＨＣｌに微粉重曹を添加する。
【００３１】
バグフィルター１３は、排ガス中のＨＣｌと微粉重曹の反応後の粉塵を除去する。ＨＣｌ測定装置１４は、バグフィルター１３上に蓄積した微粉重曹（排ガス中のＨＣｌとの反応によって残存した微粉重曹がバグフィルター１３上に蓄積される）と排ガス反応後のＨＣｌとが反応した後のＨＣｌ濃度（後述するバグフィルター出口ＨＣｌ濃度）を測定して、ＨＣｌ濃度測定信号を制御装置１１に送信する。
【００３２】
酸性ガス処理システム１は、このようなサイクルを繰り返してフィードバック制御を行うことで、制御装置１１は、微粉重曹添加量の制御出力値を適切なものとする制御を行う。
【００３３】
なお、ＨＣｌ濃度測定装置１４は、イオン電極式の塩化水素濃度測定装置である。
【００３４】
また、図１に示すように、バグフィルター１３上に蓄積した微粉重曹と排ガス反応後のＨＣｌとが反応した後のＨＣｌ濃度（後述するバグフィルター出口ＨＣｌ濃度）を測定するようにＨＣｌ濃度測定装置１４を設置するのが好ましい。これは、排ガス中のＨＣｌとの反応によって残存した微粉重曹がバグフィルター１３上に蓄積され、この蓄積された微粉重曹が排ガス反応後のＨＣｌと反応するため、より正確にＨＣｌ濃度の測定ができるからである。
【００３５】
なお、ＨＣｌ濃度測定装置１４の設置については、上記に限定されず、排ガス中のＨＣｌに微粉重曹添加装置１２により添加された微粉重曹を添加した後の工程であれば、いずれの工程であってもよい。
【００３６】
さらに、制御装置１１が行う制御について詳細に説明する。
【００３７】
制御装置１１は、ＨＣｌ濃度の傾き（濃度の時間変化率）が正の範囲と負の範囲の２つの範囲を設ける。そして、これら２つの範囲毎にＨＣｌ濃度の制御目標値を設定する。
【００３８】
ここで、ＨＣｌ濃度の制御目標値の設定は、ＨＣｌ濃度の傾きが正の範囲に対して設ける制御目標値が、負の範囲に対する制御目標値よりも小さくなるようにする。このようにすることで、ＨＣｌ濃度が増加傾向時の微粉重曹添加量の制御出力値を、ＨＣｌ濃度が減少傾向時の制御出力値よりも大きくすることができる。
【００３９】
なお、ＨＣｌ濃度の減少傾向時において、微粉重曹添加量の出力値を例えば０．７倍とする制御を併せて実行することにより微粉重曹添加量を直接小さくしてもよい。このようにすることで、ＨＣｌ濃度の減少傾向時に添加量をはやく低下させることができ、過剰添加を低減することができる。
【００４０】
次に、制御装置１１における制御方式を、ＰＩＤ制御方式に変わりステップ制御方式について説明する。
【００４１】
ステップ方式は、ＨＣｌ濃度に応じた制御出力を段階的に設定する制御方式である。具体的には、ＰＩＤ制御方式において設定されている制御出力値の上限値に加えて、制御出力値の新たな上限値をＨＣｌ濃度に対応して設定する。
【００４２】
ここで、通常のＰＩＤ制御では、微粉重曹の添加量の上限値は１つしかないため、ＨＣｌ濃度にかかわらずその上限値に達する範囲内で微粉重曹を添加してしまうこととなり、過剰添加が引き起こされる。そこで、ステップ制御方式を採用することにより、現在のＨＣｌ濃度に応じた新たな制御出力上限値を加えることにより、酸性ガス濃度の大きさに応じてアルカリ剤の適正な添加が可能となり、添加量の過剰添加の抑制が可能となる。
【００４３】
ここで、ＨＣｌ濃度に対応して新たな制御出力上限値が設定されるが、ＨＣｌ濃度が高いほど新たな制御出力上限値も高く設定される。ただし、アルカリ剤の過剰添加の抑制のためには、ＰＩＤ制御方式において設定されている制御出力値の上限値（例えば、後述する図１５、図１７及び図１９のＬＨ［制御出力上限］）より小さい値とすることが好ましい。
【００４４】
新たな制御出力上限値の設定例としては、後述する図１５、図１７及び図１９に記載のＢＦ出口ＨＣｌ濃度［演算入力値］に対応する制御出力添加量のように、ＨＣｌ濃度が高いほど新たな制御出力上限値も高く設定することが好ましい。
【００４５】
なお、本実施形態に用いる酸性ガス測定装置は、塩化水素（ＨＣｌ）濃度測定装置（ＨＣｌ測定装置１４）に限られず、赤外線吸収法もしくは紫外線蛍光法による硫黄酸化物濃度測定装置であってもよい。
【００４６】
また、本実施形態では、ＨＣｌ濃度の制御目標値を設定する酸性ガス濃度の傾きは、直近７分以内の平均値である。７分以内の酸性ガスの傾きの平均値を用いた場合、適正な選択が可能となり、酸性ガスを安定して処理することができるからである。
【００４７】
また、本実施形態では、塩化水素から演算された制御出力のみを用いたが、塩化水素濃度から演算された制御出力と硫黄酸化物濃度から演算された制御出力の両出力を用いてアルカリ剤の添加量を制御してもよい。産業廃棄物焼却炉や民間工場の燃焼施設においては、塩化水素と硫黄酸化物が高濃度で発生することが多いからである。
【００４８】
この場合には、塩化水素と硫黄酸化物の両方が処理対象となり、バグフィルター後段に設けられた塩化水素濃度測定装置の塩化水素濃度をもとに求められた制御出力と硫黄酸化物濃度をもとに求められた制御出力を例えば加算することにより、塩化水素並びに硫黄酸化物の両酸性ガスを安定して処理することができる。
【００４９】
本実施形態で用いる微粉重曹は、特に酸性ガスとの反応性が速い平均粒子径が５〜３０μｍに調整された微粉重曹であることが好ましい。微粉重曹の反応性が速いことから制御応答性が良いからである。
【００５０】
本実施形態では、アルカリ剤として微粉重曹を用いたが、本実施形態の効果を発揮するアルカリ剤としては特に制限はない。微粉重曹以外のアルカリ剤としては、炭酸ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム、セスキ炭酸ナトリウム、天然ソーダ、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム等が例示できる。また、アルカリ剤が粉体の場合、酸性ガスとの反応性が高い粒子径が３０μｍ未満、特に５〜２０μｍの微粉のほうが好ましい。あらかじめ粒径を調整した剤を適用しても良いし、現地に粉砕設備を設け、粒径の粗いアルカリ剤を現地で粉砕しながら添加しても良い。
【００５１】
また、入口の酸性ガスを測定している燃焼施設においては、フィードフォワード制御に加え、本制御方式でフィードバック制御するのも有効な手段である。更にバグフィルター後段に脱硝触媒設備が設置されている場合には２００℃前後で適用する必要があることからバグフィルター温度を１８０〜２３０℃に調整することにより再加熱エネルギーの熱的ロスを削減でき、経済的な運用が可能となる。
【実施例】
【００５２】
［試験例１］
実機検討結果からシミュレーション反応系を制作した。まず、第１のパターンとしてシミュレーション反応系１について説明する。なお、前記実機検討結果は、都市ごみ焼却施設において、平均粒子径８μｍに調整した微粉重曹（栗田工業製ハイパーサーＢ−２００）を従来制御であるＰＩＤ装置を用いてイオン電極法で測定（京都電子工業製ＨＬ−３６）された塩化水素濃度をもとにフィードバック制御したものである。
【００５３】
［シミュレーション反応系１］：排ガスにおける反応を想定
シミュレーション反応系１を検討するにあたり、重曹と塩化水素（ＨＣｌ）の反応が排ガス中で瞬時におきる反応とし、シミュレーション反応系１を図２に示すように構成した。
【００５４】
図２を参照して、シミュレーション反応系１の基本構成を説明する。
焼却施設における薬注制御は、バグフィルター出口に設置されたイオン電極式ＨＣｌ濃度測定装置のＨＣｌ濃度（処理後）信号を元にＰＩＤ等の制御式の演算により薬剤添加量（微粉重曹添加量（Ａｇ））を決定し、決定した添加量の微粉重曹（酸性ガス処理剤）を排ガス（入口ＨＣｌ濃度（Ｈｉ））に添加する。煙道に添加された微粉重曹は排ガス中のＨＣｌ等の酸性ガスと反応し、排ガス中のＨＣｌが除去される（ＨＣｌ除去率（α）に基づいて除去される）。本反応後のバグフィルター出口ＨＣｌ濃度（Ｈｏ）がイオン電極式ＨＣｌ測定装置で測定されるが、施設による計測遅れ、排ガスサンプリングによる計測遅れ、及びイオン電極式の測定による計測遅れ（応答時間）があり、フィードバック特有の制御遅れが発生する。そこで、本シミュレーションにおけるＨＣｌの計測遅れ時間（Ｔ）を下記式（１）のように設定した。
【００５５】
Ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３ （１）
Ｔ：シミュレーション反応系の計測遅れ時間
Ｔ１：施設の遅れ時間（ｓｅｃ）［３０ｓｅｃ設定］
Ｔ２：ＨＣｌ測定装置の排ガスサンプリング時間（ｓｅｃ）［２４０ｓｅｃ設定］
Ｔ３：ＨＣｌ測定装置の９０％応答時間（ｓｅｃ）［１８０ｓｅｃ設定］
【００５６】
なお、イオン電極式の９０％応答時間（計測遅れ）には、ＨＣｌガスの吸収液への拡散が影響するため、Ｔ３は下記式（２）とした。今回のシミュレーション検討において、本シミュレーションの計測遅れ時間は、施設の状況からＴ１＝３０秒，Ｔ２＝２４０秒，Ｔ３＝１８０秒と設定した。
【００５７】
Ｔ３＝２．３×τ （２）
Ｙｎ＝Ｙｎ−１＋（Ｘｎ−Ｙｎ−１）÷τ×Ｔｓ （３）
τ：時定数（ｓｅｃ）
Ｔｓ：単位シミュレーション時間（＝データサンプリング時間）（ｓｅｃ）［０．５ｓｅｃ設定］
Ｘｎ：現在の測定装置入力ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
Ｙｎ：現在の測定装置出力ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
Ｙｎ−１：前回［Ｔｓ（ｓｅｃ）前］の測定装置出力ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
【００５８】
また、微粉重曹による入口ＨＣｌ濃度（Ｈｉ）のＨＣｌ除去率（α）は、栗田工業製微粉重曹の適用知見から微粉重曹添加当量（Ｊ）とＨＣｌ除去率の関係（図３）から試算した。また、ＨＣｌ濃度と微粉重曹の反応は瞬時とした。なお、微粉重曹添加当量（Ｊ）は、下記式（４）により算出される。
【００５９】
Ｊ＝Ａｇ÷｛Ｈｉ÷０．６１４÷１０００÷Ｍ１×Ｍ２×Ｆ÷１０００｝ （４）
Ｊ：微粉重曹添加当量
Ａｇ：微粉重曹添加量（ｋｇ／ｈ）
Ｈｉ：入口ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
Ｍ１：ＨＣｌ分子量［３６．５で設定］
Ｍ２：重曹分子量［８４で設定］
Ｆ：排ガス量（Ｎｍ３／ｈ）［２５，０００Ｎｍ３／ｈで設定］
【００６０】
本理論に基づき微粉重曹を添加した実機と同一のＰＩＤ制御条件「Ｐ（比例ゲイン）＝１０％，Ｉ＝０．１秒，Ｄ＝０．１秒，添加量出力下限５ｋｇ／ｈ，添加量出力上限１００ｋｇ／ｈ」でシミュレーションした結果、シミュレーションと実機とでは出口ＨＣｌ濃度（Ｈｏ）の挙動は異なった（図４、図５）。なお、出口ＨＣｌ濃度（Ｈｏ）は、下記式（５）により算出される。
【００６１】
Ｈｏ＝Ｈｉ×（１−αｇ÷１００） （５）
Ｈｉ：入口ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
Ｈｏ：バグフィルター出口ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
α：ＨＣｌ除去率（％）［添加当量とＨＣｌ除去率の関係（図３）から設定］
【００６２】
微粉重曹を添加したＨＣｌ処理後のＨＣｌ濃度の推移を比較すると、本シミュレーション反応系１のＨＣｌ濃度の上昇速度は、実機に比べはやい。上記の計測遅れ時間等のパラメーターを変え検討したが、実機とシミュレーションの結果は一致しなかった。従って、実機における上記のＨＣｌ濃度上昇速度が本シミュレーション反応系１に比べて遅くなる原因は、バグフィルターで捕集された未反応の微粉重曹が、ＨＣｌと反応していることと考えられる。
【００６３】
［試験例２］
次に、第２のパターンとしてシミュレーション反応系２について説明する。
【００６４】
［シミュレーション反応系２］：排ガスとバグフィルター上における複合反応
上記検討結果から、バグフィルター上の未反応の微粉重曹とＨＣｌとの反応を勘案し、前記排ガスにおける反応に加え、バグフィルター上での反応を図６に示すように構成した。また、バグフィルターにおける捕集物の滞留時間は、通常２時間程度である。従って、本シミュレーション反応系２においては、バグフィルター上の微粉重曹は、規定時間（約２時間で設定）で消滅する形とした。
【００６５】
図６を参照して、シミュレーション反応系２の基本構成を説明する。
まず、焼却施設における薬注制御では、バグフィルター出口に設置されたイオン電極式ＨＣｌ濃度測定装置のＨＣｌ濃度（処理後）信号を元にＰＩＤ等の制御式の演算により薬剤添加量（微粉重曹添加量（Ａｇ））を決定し、決定した添加量の微粉重曹（酸性ガス処理剤）を排ガス（入口ＨＣｌ濃度（Ｈｉ））に添加する。
【００６６】
排ガスにおける反応後のＨＣｌ濃度（Ｈｇ）は、排ガス反応の微粉重曹添加当量（Ｊｇ）と排ガス反応ＨＣｌ除去率（αｇ）により導かれる（下記式（６））。なお、排ガス反応の微粉重曹添加当量（Ｊｇ）は、下記式（７）により算出される。
【００６７】
Ｈｇ＝Ｈｉ×（１−αｇ÷１００） （６）
Ｈｉ：入口ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
Ｈｇ：排ガス反応後ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
αｇ：排ガス反応におけるＨＣｌ除去率（％）
［排ガス反応微粉重曹添加当量とＨＣｌ除去率の関係（図７）から設定］
【００６８】
Ｊｇ＝Ａｇ÷｛Ｈｉ÷０．６１４÷１０００÷Ｍ１×Ｍ２×Ｆ÷１０００｝ （７）
Ｊｇ：排ガス反応微粉重曹添加当量
Ａｇ：微粉重曹添加量（ｋｇ／ｈ）
Ｈｉ：入口ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
Ｍ１：ＨＣｌ分子量［３６．５で設定］
Ｍ２：重曹分子量［８４で設定］
Ｆ：排ガス量（Ｎｍ３／ｈ）［２５，０００Ｎｍ３／ｈで設定］
【００６９】
また、排ガス反応により残存した微粉重曹は、バグフィルター上に随時蓄積する。バグフィルター上に蓄積した微粉重曹は、排ガス反応後のＨＣｌと反応し、バグフィルター出口のＨＣｌ濃度（Ｈｏ）が決まる。この際、バグフィルター上蓄積微粉重曹量（Ａｓ）は、排ガス反応で蓄積した微粉重曹からバグフィルター上でＨＣｌと反応した微粉重曹量を差し引いて求めた。
【００７０】
また、本バグフィルター上蓄積微粉重曹量（Ａｓ）と排ガス反応後のＨＣｌ濃度（Ｈｇ）から試算されるバグフィルター上微粉重曹添加当量（Ｊｓ）からバグフィルター上でのＨＣｌ除去率（αｓ）を決め、バグフィルター出口のＨＣｌ濃度（Ｈｏ）を決定した（下記式（８））。なお、バグフィルター上微粉重曹添加当量（Ｊｓ）は、下記式（９）により算出される。また、ＨＣｌ計測の遅れはシミュレーション反応系１と同様にＴ（＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）とした。
【００７１】
Ｈｏ＝Ｈｇ×（１−αｓ÷１００） （８）
Ｈｇ：排ガス反応後ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
Ｈｏ：バグフィルター出口ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
αｓ：バグフィルター上反応のＨＣｌ除去率（％）
［バグフィルター上微粉重曹添加当量とＨＣｌ除去率の関係（図８）から設定］
【００７２】
Ｊｓ＝Ａｓ÷｛Ｈｇ÷０．６１４÷１０００÷Ｍ１×Ｍ２×Ｆ÷１０００｝ （９）
Ｊｓ：バグフィルター上微粉重曹添加当量
Ａｓ：バグフィルター上微粉重曹量（ｋｇ／ｈ）
Ｈｇ：排ガス反応後ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
Ｍ１：ＨＣｌ分子量［３６．５で設定］
Ｍ２：重曹分子量［８４で設定］
Ｆ：排ガス量（Ｎｍ３／ｈ）［２５，０００Ｎｍ３／ｈで設定］
【００７３】
Ａｓ＝Ｚｎ÷Ｔｓ×３６００ （１０）
Ｚｎ：バグフィルター上微粉重曹蓄積量（ｋｇ）
Ｔｓ：単位シミュレーション時間（＝データサンプリング時間）（ｓｅｃ）
［０．５ｓｅｃ設定］
【００７４】
Ｚｎ＝Ｚｎ’×（１−２．３÷Ｔ４×Ｔｓ） （１１）
Ｚｎ’：未反応微粉重曹量（ｋｇ）
Ｔ４：バグフィルター上蓄積微粉重曹９０％消滅時定数（ｓｅｃ）
［７，２００ｓｅｃ設定］
Ｔｓ：単位シミュレーション時間（＝データサンプリング時間）（ｓｅｃ）
［０．５ｓｅｃ設定］
【００７５】
Ｚｎ’＝（Ａｇ÷３６００×Ｔｓ−Ｒｇ）＋（Ｚｎ−１−Ｒｓ） （１２）
Ａｇ：微粉重曹添加量（ｋｇ／ｈ）
Ｔｓ：単位シミュレーション時間（＝データサンプリング時間）（ｓｅｃ）
［０．５ｓｅｃ設定］
Ｒｇ：排ガス反応における重曹反応量（ｋｇ／ｈ）
Ｚｎ−１：Ｔｓ（Ｓｅｃ）前のバグフィルター上微粉重曹蓄積量（ｋｇ）
Ｒｓ：バグフィルター上反応における重曹反応量（ｋｇ／ｈ）
【００７６】
Ｒｇ＝（Ｈｉ÷０．６１４÷１０００÷Ｍ１×Ｍ２×Ｆ÷１０００）÷３６００×Ｔｓ×αｇ÷１００ （１３）
Ｈｉ：入口ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
Ｍ１：ＨＣｌ分子量［３６．５で設定］
Ｍ２：重曹分子量［８４で設定］
Ｆ：排ガス量（Ｎｍ３／ｈ）［２５，０００Ｎｍ３／ｈで設定］
αｇ：排ガス反応におけるＨＣｌ除去率（％）
【００７７】
Ｒｓ＝（Ｈｇ÷０．６１４÷１０００÷Ｍ１×Ｍ２×Ｆ÷１０００）÷３６００×Ｔｓ×αｓ÷１００ （１４）
Ｈｇ：排ガス反応後ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
Ｍ１：ＨＣｌ分子量［３６．５で設定］
Ｍ２：重曹分子量［８４で設定］
Ｆ：排ガス量（Ｎｍ３／ｈ）［２５，０００Ｎｍ３／ｈで設定］
αｓ：バグフィルター上反応のＨＣｌ除去率（％）
【００７８】
本理論において、排ガスにおける反応とバグフィルター上における反応によるＨＣｌ除去率を変えシミュレーションを行った結果、排ガス反応とバグフィルター上反応は、図７、図８に示すＨＣｌ除去率［排ガス反応９５％、バグフィルター上の反応７５％］で実機におけるバグフィルター出口ＨＣｌ濃度の挙動（図４）とほぼ一致した（図９）。これは、バグフィルター上の微粉重曹がＨＣｌと反応しているため、ＨＣｌ上昇速度が緩和されていることを裏付ける結果である。また、本シミュレーションにおいてはバグフィルター上でのＨＣｌとの反応は排ガス反応に比べ劣る結果である。これは、バグフィルター上での反応は、処理すべきＨＣｌ濃度が排ガス反応に比べ低いためＨＣｌ除去率が低いことによると考えられる。また、バグフィルターに蓄積する微粉重曹は、排ガスの温度により熱分解し炭酸ナトリウムになっていると考えられる。炭酸ナトリウムのＨＣｌ除去率は、微粉重曹に比べ劣るためバグフィルター上での除去率が低下した可能性がある。
【００７９】
本検討結果から燃焼排ガスにおける微粉重曹とＨＣｌの反応は、排ガスにおける反応とバグフィルター上に蓄積した微粉重曹の反応が複合した反応系となっているものと考えられる。また、バグフィルター出口のＨＣｌ濃度の挙動が実機とほぼ一致したことから、本シミュレーション反応系２は、微粉重曹を用いた制御手法を評価するツールとして有効であることがわかる。
【００８０】
本シミュレーション反応系２において各種制御手法を検討した結果を以下に示す。
なお、以下の実施例１〜８において用いた微粉重曹の平均粒子径は５〜３０μｍである。また、実施例１〜８において用いたＨＣｌ測定装置１４は、イオン電極法による塩化水素濃度測定装置である。
【００８１】
［比較例１］
図１１に示す入口ＨＣｌ濃度を用いて、シミュレーション反応系２においてＰＩＤ制御方式「Ｐ（比例ゲイン）＝１０％，Ｉ＝０．１秒，Ｄ＝０．１秒，添加量出力下限５ｋｇ／ｈ，添加量出力上限１００ｋｇ／ｈ」においてＨＣｌ処理の制御目標値（ＳＶ）を４０ｐｐｍに設定し制御した。微粉重曹添加量と微粉重曹で処理した後のバグフィルター出口ＨＣｌ濃度（平均，１時間平均最大，瞬時最大）を図１０に示す。また、本制御時の微粉重曹添加量とバグフィルター出口ＨＣｌ濃度の挙動を図１２に示す。
【００８２】
［実施例１］
比較例１に示すＰＩＤ同一設定条件において、直近のＨＣｌ濃度の傾きの６秒平均が正の場合、制御目標値（ＳＶ）を３０ｐｐｍとし、直近のＨＣｌ濃度の傾きの６秒平均が負の場合、制御目標値（ＳＶ）を４０ｐｐｍとして制御した。同様に微粉重曹添加量と微粉重曹で処理した後のバグフィルター出口ＨＣｌ濃度（平均，１時間平均最大，瞬時最大）を図１０に示す。また、本制御時の微粉重曹添加量とバグフィルター出口ＨＣｌ濃度の挙動を図１３に示す。
【００８３】
ＨＣｌ濃度の傾きが正（増加傾向）の場合、制御目標値を低く設定したことにより、ＨＣｌ濃度増加傾向時の微粉重曹添加量が多くなりＨＣｌのピークの発生を防止する効果があることがわかる。また、ＨＣｌ平均並びに１時間平均最大も低下しており、狙いどおりＨＣｌを安定して処理する効果が得られた。ただし、従来制御（比較例１）に比べ微粉重曹の添加量は増加するため、本制御は、ＨＣｌ濃度を例えば３０ｐｐｍ以下と安定して処理することが必要な施設において適した制御設定である。
【００８４】
［実施例２］
比較例１に示すＰＩＤ同一設定条件において、直近のＨＣｌ濃度の傾きの６秒平均が正の場合、制御目標値（ＳＶ）を３０ｐｐｍとし、直近のＨＣｌ濃度の傾きの６秒平均が負の場合、制御目標値（ＳＶ）を５０ｐｐｍとして制御した。同様に微粉重曹添加量と微粉重曹で処理した後のバグフィルター出口ＨＣｌ濃度（平均，１時間平均最大，瞬時最大）を図１０に示す。また、本制御時の微粉重曹添加量とバグフィルター出口ＨＣｌ濃度の挙動を図１４に示す。
【００８５】
ＨＣｌ濃度の傾きが正（増加傾向）の場合、実施例１と同様にＨＣｌピークの発生を防止する効果が得られるとともにＨＣｌも従来制御（比較例１）に比べ安定して処理することができた。また、ＨＣｌ濃度の傾きが負（減少傾向）の場合、実施例１に比べて制御目標値（ＳＶ）を大きくしたので、微粉重曹添加量が少なくなり添加がはやめに終了し、微粉重曹の添加量は実施例１に比べて低下した。ただし、従来制御（比較例１）に比べ添加量は増加していることから、本制御は、ＨＣｌ濃度を例えば３０ｐｐｍ以下と安定して処理することが必要な施設において適した制御設定である。
【００８６】
以下、比較例２及び実施例３〜８について説明する。比較例２及び実施例３〜８ではＰＩＤ制御方式に代わりステップ制御方式による制御を行う。
【００８７】
ここで、ステップ制御方式の概要を説明する。ステップ制御方式はＰＩＤ制御方式と異なり、出口のＨＣｌ濃度に応じて出力を段階的に規定する制御方式とした。まず、比較例２（図１５）で説明するとＨＣｌ濃度がＳＶ制御目標値［制御出力開始濃度（出力下限以上）］〜ＳＭ１間は制御出力をＬＯとＬＭ１間で段階的に出力する。ＨＣｌ濃度がＳＭ１〜ＳＭ２間ではＬＭ２で設定した制御出力を出力し、ＳＭ２以上ではＬＨ（制御出力上限）を出力する形式とした。なお、通常のＰＩＤ制御式では出力制限がなく、ＬＯとＬＨの設定だけである。また、ＨＣｌ傾きによる制御演算で用いるＨＣｌ濃度と制御出力を決めるテーブルの補正はＳＶＡ１とＳＶＢ１で行い、ＨＣｌ傾きが正の時は演算で用いるＨＣｌ濃度からＳＶＡ１を引き、ＨＣｌ傾きが負の時は演算で用いるＨＣｌ濃度にＳＶＢ１を足した。これにより同一のＨＣｌ濃度を入力した際に演算される制御出力が、ＨＣｌ傾きの値が大きい場合（酸性ガス濃度が増加傾向）の制御出力値がＨＣｌ傾きの値が小さい場合の制御出力値に比べ大きくなる形式とした。
【００８８】
［比較例２］
図１１に示す入口ＨＣｌ濃度を用いて、シミュレーション反応系２においてステップ制御方式において制御目標値（本方式ではアルカリ剤の制御出力が出力下限以上に添加される濃度をＳＶと規定する）を４０ｐｐｍに設定し制御した。微粉重曹添加量と微粉重曹で処理した後のバグフィルター出口ＨＣｌ濃度（平均，１時間平均最大，瞬時最大）を図１０に示す。また、バグフィルター出口ＨＣｌ濃度に応じた微粉重曹の制御出力添加量を図１５に示す。さらに、本制御時の微粉重曹添加量とバグフィルター出口ＨＣｌ濃度の挙動を図１６に示す。
【００８９】
本制御方式においては、制御出力の下限と上限の間にＨＣｌ濃度範囲により制御出力に制限を加えたことから、段階的にアルカリ剤が添加することができている。これより、アルカリ剤の過剰添加が防止され、微粉重曹の添加量は大幅に低下した。しかしながら、処理すべきＨＣｌの処理レベルは、従来制御（比較例１）に比べ大幅に悪化した。
【００９０】
［実施例３］
比較例２と同一のステップ制御方式において、直近のＨＣｌ濃度の傾きの６秒平均が正の場合、制御目標値（ＳＶ）を３０ｐｐｍとし、直近のＨＣｌ濃度の傾きの６秒平均が負の場合、制御目標値（ＳＶ）を４０ｐｐｍとして制御した。同様に微粉重曹添加量と微粉重曹で処理した後のバグフィルター出口ＨＣｌ濃度（平均，１時間平均最大，瞬時最大）を図１０に示す。また、バグフィルター出口ＨＣｌ濃度に応じた微粉重曹の制御出力添加量を図１７に示す。さらに、本制御時の微粉重曹添加量とバグフィルター出口ＨＣｌ濃度の挙動を図１８に示す。
【００９１】
本制御方式においては、比較例２と同様、段階的にアルカリ剤が添加され、従来制御（比較例１）に比べ微粉重曹添加量を削減する効果が得られた。また、ＨＣｌが増加傾向時は、計測遅れを考慮して微粉重曹をはやく添加したことにより、安定してＨＣｌを処理する効果が得られた。本制御手法は、従来制御（比較例１）に比べＨＣｌの処理レベルが向上するとともに添加量削減効果が得られており、非常に有効な手法である。
【００９２】
なお、今回バグフィルター出口ＨＣｌ濃度の測定値が４０ｐｐｍ〜５０ｐｐｍの間はＨＣｌ濃度に応じた添加量を設定し制御したが、本範囲間をＰＩＤにより制御しても制御出力の下限と上限の間にＨＣｌ濃度が５０ｐｐｍ以下では制御出力を５０ｋｇ／ｈ以下、５０ｐｐｍ〜６０ｐｐｍ間では制御出力を７０ｋｇ／ｈ以下と制限を加えていることから、同等のＨＣｌ処理効果と添加量削減効果が得られるものと考えられた。
【００９３】
［実施例４］
比較例２と同一のステップ制御方式において、直近のＨＣｌ濃度の傾きの６秒平均が正の場合、制御目標値（ＳＶ）を３０ｐｐｍとし、直近のＨＣｌ濃度の傾きの６秒平均が負の場合、制御目標値（ＳＶ）を５０ｐｐｍとして制御した。同様に微粉重曹添加量と微粉重曹で処理した後のバグフィルター出口ＨＣｌ濃度（平均，１時間平均最大，瞬時最大）を図１０に示す。また、バグフィルター出口ＨＣｌ濃度に応じた微粉重曹の制御出力添加量を図１９に示す。さらに、本制御時の微粉重曹添加量とバグフィルター出口ＨＣｌ濃度の挙動を図２０に示す。
【００９４】
本制御方式においては、比較例２と同様、段階的に微粉重曹が添加されるとともにＨＣｌが減少傾向時は実施例３に比べて制御目標値（ＳＶ）を大きくしたので、微粉重曹添加量が少なくなり添加がはやめに終了し、従来制御（比較例１）に比べ添加量を削減する効果が得られた。また、添加量を削減できたにもかかわらずＨＣｌの処理レベルも従来制御（比較例１）と同等レベルの処理が可能であった。本制御方式も、従来制御とほぼ同等のＨＣｌ処理を行えるとともに添加量を削減する効果が得られており非常に有用な制御手法と考えられた。
【００９５】
［実施例５〜８］
実施例４と同一の制御条件で制御演算式を選択する直近のＨＣｌ濃度の傾きの適正な平均時間を検討するため、本ＨＣｌ濃度の傾き平均時間を変えて検討を行った。同様に微粉重曹添加量と微粉重曹で処理した後のバグフィルター出口ＨＣｌ濃度（平均，１時間平均最大，瞬時最大）を図１０に示す。また、本制御時の微粉重曹添加量とバグフィルター出口ＨＣｌ濃度の挙動を図２１〜図２４に示す。
【００９６】
本検討の結果、制御式を選択するＨＣｌ濃度の傾きの平均時間を１０分にした際に大きなＨＣｌピークが発生した（実施例８）。これは、傾きの平均時間を長くとることにより微粉重曹を添加するタイミングがずれていることを示しており、７分超に設定した場合、本制御に不具合を生じることを示す。一方、本平均時間が７分以下の際には異常なＨＣｌの発生は見られず、適正なＨＣｌ傾きの平均時間は７分以下と考えられた（実施例５〜７）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ごみ廃棄物焼却炉、産業廃棄物焼却炉、発電ボイラ、炭化炉、民間工場等の燃焼施設において発生する有害な塩化水素や硫黄酸化物等の酸性ガスの処理方法に関する。詳しくは、酸性ガスを処理するアルカリ剤の添加量を効率的に制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有害な塩化水素や硫黄酸化物を含む排ガスは消石灰や重曹等のアルカリ剤で処理され、その後バグフィルター（ＢＦ）等の集塵機で除塵された後、煙突から排出される。一方、集塵機で集塵された飛灰は、有害なＰｂ、Ｃｄ等の重金属類を含有しており、これら有害重金属を安定化処理した後、埋立処分されている。
【０００３】
酸性ガスを処理するアルカリ剤である５〜３０μｍに微粉加工された重曹は、消石灰に比べ反応性が高く、酸性ガスを安定的に処理できるとともに未反応分が少なく、埋立処分量を削減でき環境負荷低減に有効な手段である。また、重金属処理方法としてはジエチルジチオカルバミン酸塩等のキレートで不溶化処理する方法が一般的であり、短期的には重金属固定効果は高いが、最終処分場における酸性雨によるｐＨ低下及びキレートの酸化自己分解により、鉛等の重金属が再溶出する問題が残る。一方、リン酸等のリン酸化合物による重金属固定は、無機鉱物であるヒドロキシアパタイト形態まで変化させる為、最終処分場における長期安定性に優れ、環境保護の観点から非常に価値の高い処理方法である。さらに、前記微粉重曹で処理した飛灰をリン酸等の重金属固定剤で処理する方法は、多くの環境負荷低減効果を持つ有効な手段である。
【０００４】
ところで、塩化水素や硫黄酸化物等の酸性ガスを処理する消石灰や重曹等のアルカリ剤の添加量を制御することは、酸性ガス処理費用を削減できるだけでなく、アルカリ剤の未反応分を低減し、飛灰の埋立処分量を削減する効果が期待できる。
【０００５】
塩化水素や硫黄酸化物等の酸性ガスを処理するアルカリ剤の添加量は、一般的に、バグフィルターの後段に設置されたイオン電極式の塩化水素測定装置で測定された塩化水素濃度をもとにＰＩＤ制御装置によりフィードバック制御されている。しかしながら、焼却施設等の燃焼施設においては通常入口の酸性ガス濃度を測定する装置は設置されておらず、入口の変動状況がわからない状態でＰＩＤ制御のパラメーターを設定し制御出力を調整する。ところがＰＩＤ制御装置はＰ、Ｉ、Ｄ、添加量（出力）下限、添加量（出力）上限の５つの設定項目があるとともに各項目の設定値が複合して制御出力値を決めることから適正な添加制御を検討するのに多大な時間を要する。このため、一般的にＰＩＤ制御装置による設定は、制御目標値（ＳＶ）を超えた際に添加量が大幅に増加する制御を実施している施設が多い。
【０００６】
しかしながら、通常のＰＩＤ制御装置の制御出力は、単一の上限しか設定できず、例えばＨＣｌ濃度の制御目標値（ＳＶ）を４０ｐｐｍに設定した場合、４０ｐｐｍ以上の濃度で制御出力の単一の上限を限度としてアルカリ剤の添加をすることとなり、アルカリ剤を過剰添加する原因となる。また、上記フィードバック制御は、酸性ガス測定装置の計測遅れの影響を受ける。バグフィルター出口の塩化水素濃度は通常イオン電極法（例えば京都電子工業製ＨＬ−３６）で測定され、硫黄酸化物濃度は赤外線吸収法（例えば島津製作所製ＮＳＡ−３０８０）で測定されているが、試料排ガスのサンプリング時間、及び計測器の応答時間を含めると５〜１０分の多大な計測遅れがある。本計測遅れは、アルカリ剤の添加ラグを引き起こし、酸性ガスの処理不良につながるとともにアルカリ剤の過剰添加を引き起こす原因となる。
【０００７】
本課題を解決するため種々制御手法が検討されている。特許文献１においては通常のＰＩＤ制御式にＰを更に加える「Ｐ＋ＰＩＤ制御」が提案されている。本提案は、通常のＰＩＤ制御で困難な酸性ガスの突発的発生の対応を考えてのものである。また、特許文献２及び３においては、入口の酸性ガス濃度をもとにアルカリ剤の添加量を決めるフィードフォワード制御と、アルカリ剤が処理した後の酸性ガス濃度をもとにアルカリ剤の添加量を補うフィードバック制御と、を組み合わせる制御方式が提案されている。本制御方式はフィードバック制御の過剰添加を抑制する効果が見込まれ、酸性ガスの安定処理とアルカリ剤の過剰添加を削減する効果は得られるものと考える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１１３３２７号公報
【特許文献２】特開平１０−１６５７５２号公報
【特許文献３】特開２００６−７５７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１においては、入口の突発的対応はある程度可能であるが、前記測定装置の計測遅れは加味されておらず、計測遅れによるアルカリ剤の添加ラグによる酸性ガスの処理不良には対応することができない。また、特許文献２及び３においては、焼却施設等の燃焼施設において、出口の酸性ガス濃度しか計測していない施設が多くを占めており、本制御方式を実施するためには、入口の酸性ガス濃度を計測する新たに高価な酸性ガス測定装置を導入する必要がある。
【００１０】
上記従来を勘案し、本発明は、新たな高価な酸性ガス測定装置を導入する必要のないフィードバック形式において、従来のフィードバック制御が抱える計測遅れによる酸性ガスの発生並びにアルカリ剤の過剰添加を抑制する酸性ガス処理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】
【００１１】
（１） 燃焼排ガスに含まれる酸性ガスにアルカリ剤を添加した後の工程に設置された酸性ガス測定装置の測定信号を基にアルカリ剤の添加量をフィードバック制御する酸性ガス処理方法において、少なくとも２つの酸性ガス濃度の傾きの範囲（例えば、後述する直近のＨＣｌ濃度の傾きの６秒平均が正の範囲及び負の範囲など）を設定する工程と、前記少なくとも２つの傾きの範囲毎に酸性ガス濃度の制御目標値（例えば、後述する実施例１における３０ｐｐｍ、４０ｐｐｍなど）を設定する工程と、少なくとも前記測定信号及び前記制御目標値に基づいてアルカリ剤の添加量を示す制御出力値を算出する工程と、を有し、前記制御目標値を設定する工程において、前記酸性ガス濃度の傾きの範囲が大きい場合（例えば、後述する直近のＨＣｌ濃度の傾きの６秒平均が正の場合（酸性ガス増加傾向時））に設定する制御目標値は、前記酸性ガス濃度の傾きの範囲が小さい場合（例えば、後述する直近のＨＣｌ濃度の傾きの６秒平均が負の場合（酸性ガス減少傾向時））に設定する制御目標値より小さいことを特徴とする。
【００１２】
従来のＰＩＤ制御では、例えば酸性ガス濃度の制御目標値（ＳＶ）を４０ｐｐｍに設定した場合、４０ｐｐｍに達してから制御出力が増加しアルカリ剤が添加され、添加されたアルカリ剤が酸性ガスと反応することで酸性ガス濃度が４０ｐｐｍ以下に達してから制御出力が減少する挙動となる。よって、酸性ガス濃度の増減の傾向が考慮されていなかった。
【００１３】
これに対し、（１）によれば、酸性ガス増加傾向時の酸性ガス濃度制御目標値を、減少傾向時の酸性ガス濃度目標値より小さくしたので、酸性ガス増加傾向時のアルカリ剤添加量の制御出力値が、酸性ガス減少傾向時の制御出力値に比べ大きくなる。
【００１４】
（２） （１）に記載の酸性ガス処理方法において、アルカリ剤の添加量を示す制御出力値の下限値（例えば、後述する図１５、図１７、図１９のＬＯ［制御出力下限］（微粉重曹の最小添加量））と上限値（例えば、後述する図１５、図１７、図１９のＬＯ［制御出力上限］（微粉重曹の最大添加量））との間に、前記酸性ガス濃度（例えば、後述する図１５、図１７、図１９のＢＦ出口ＨＣｌ濃度）に対応して前記制御出力値の新たな上限値（例えば、後述する図１５、図１７、図１９の制御出力添加量）を１つ以上設定する工程をさらに有することを特徴とする酸性ガスの処理方法。
【００１５】
通常のＰＩＤ制御装置は一つの制御出力上限しかなく、例えば酸性ガスの制御目標値（ＳＶ）が一定であると酸性ガス濃度の大きさにかかわらず、その上限値を限度としてアルカリ剤が添加されるため、過剰添加を引き起こす。これに対し、（２）によれば、現在の酸性ガス濃度に応じた制御出力の制限を加える（後述するステップ制御方式）ことにより、酸性ガス濃度の大きさに応じてアルカリ剤の適正な添加が可能となり、添加量の削減が可能となる。
【００１６】
（３） （１）または（２）に記載の酸性ガス処理方法において、前記酸性ガス測定装置がイオン電極法による塩化水素濃度測定装置であることを特徴とする。
【００１７】
（４） （１）ないし（３）に記載の酸性ガス処理方法において、前記酸性ガス測定装置が赤外線吸収法もしくは紫外線蛍光法による硫黄酸化物濃度測定装置であることを特徴とする酸性ガスの処理方法。
【００１８】
本発明に用いる酸性ガスの測定装置は計測方式によらず実施が可能である。塩化水素濃度は、イオン電極法、レーザーによる単一吸収線吸収分光法等で測定可能であり、硫黄酸化物は、赤外線吸収法、紫外線蛍光法等で測定が可能である。なお、本発明は、酸性ガスの計測遅れの改善を主な目的としていることから計測遅れが大きいイオン電極法による塩化水素測定装置や赤外線吸収法もしくは紫外線蛍光法による硫黄酸化物測定装置を用いてバグフィルター後段の酸性ガスを測定し、フィードバック制御を行っている施設において特に効果を発揮する。
【００１９】
なお、燃焼施設のバグフィルター後段の塩化水素濃度を計測遅れのないレーザー形式で測定しフィードバック制御することによりフィードバック制御の過剰添加を改善できる可能性がある。しかしながら、レーザー方式は、ＪＩＳ認定に技術的課題を残し、最終排ガスの酸性ガス濃度を判定する測定装置として普及が進んでいないのが従来である。
【００２０】
（５） （１）ないし（４）に記載の酸性ガス処理方法において、制御目標値を設定する酸性ガス濃度の傾きを直近７分以内の平均値とすることを特徴とする。
【００２１】
制御目標値を設定する酸性ガス濃度の傾きは、直近７分以内の平均値を用いるのが望ましい。７分以内の酸性ガスの傾きの平均値を用いた場合、適正な選択が可能となり、酸性ガスを安定して処理することができる。
【００２２】
（６） （１）ないし（５）に記載の酸性ガス処理方法において、塩化水素濃度から演算された制御出力と硫黄酸化物濃度から演算された制御出力の両出力を用いてアルカリ剤の添加量を制御することを特徴とする。
【００２３】
産業廃棄物焼却炉や民間工場の燃焼施設においては、塩化水素と硫黄酸化物が高濃度で発生することが多い。この際には、塩化水素と硫黄酸化物の両方が処理対象となり、バグフィルター後段に設けられた塩化水素濃度測定装置の塩化水素濃度をもとに求められた制御出力と硫黄酸化物濃度をもとに求められた制御出力を例えば加算することにより、塩化水素並びに硫黄酸化物の両酸性ガスを安定して処理することができる。
【００２４】
（７） （１）ないし（６）に記載の酸性ガス処理方法において、酸性ガスを処理するアルカリ剤は、平均粒子径が５〜３０μｍの微粉重曹であることを特徴とする酸性ガスの処理方法。
【００２５】
本発明に用いるアルカリ剤は、特に酸性ガスとの反応性が速い平均粒子径が５〜３０μｍに調整された微粉重曹であることが好ましい。微粉重曹の反応性が速いことから制御応答性が良く、本発明の性能を効果的に発揮することができる。ただし、本発明は制御手法によるものであり、消石灰でも適用が可能である。消石灰は、酸性ガスとの反応性が高い比表面積が例えば３０ｍ２／ｇ以上である高比表面積の消石灰である方が、本発明の性能を発揮できる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明により、新たな高価な酸性ガス測定装置を導入する必要のないフィードバック形式において、従来のフィードバック制御が抱える酸性ガス測定装置の計測遅れによる酸性ガスの処理不良の改善並びにアルカリ剤の過剰添加を削減し、効率的なアルカリ剤の添加で安定した酸性ガスの処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】焼却施設における排ガスであるＨＣｌに微粉重曹を添加する酸性ガス処理システム１の構成を表すブロック図である。
【図２】シミュレーション反応系１の基本構成図である。
【図３】微粉重曹添加当量とＨＣｌ除去率の関係を示すグラフである。
【図４】実機のバグフィルター出口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【図５】シミュレーション反応系１のバグフィルター出口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【図６】シミュレーション反応系２の基本構成図である。
【図７】排ガス反応における微粉重曹添加当量とＨＣｌ除去率の関係を示すグラフである。
【図８】バグフィルター上反応における微粉重曹添加当量とＨＣｌ除去率の関係を示すグラフである。
【図９】シミュレーション反応系２のバグフィルター出口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【図１０】比較例及び実施例ごとのバグフィルター出口ＨＣｌ濃度等を示す表である。
【図１１】入口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【図１２】比較例１における微粉重曹添加量および出口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【図１３】実施例１における微粉重曹添加量および出口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【図１４】実施例２における微粉重曹添加量および出口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【図１５】比較例２におけるステップ制御方式の制御設定の表である。
【図１６】比較例２における微粉重曹添加量および出口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【図１７】実施例３におけるステップ制御方式の制御設定の表である。
【図１８】実施例３における微粉重曹添加量および出口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【図１９】実施例４等におけるステップ制御方式の制御設定の表である。
【図２０】実施例４における微粉重曹添加量および出口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【図２１】実施例５における微粉重曹添加量および出口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【図２２】実施例６における微粉重曹添加量および出口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【図２３】実施例７における微粉重曹添加量および出口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【図２４】実施例８における微粉重曹添加量および出口ＨＣｌ濃度の挙動を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に実施形態を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２９】
図１は、焼却施設における排ガスであるＨＣｌに微粉重曹を添加する酸性ガス処理システム１の構成を表すブロック図である。
【００３０】
酸性ガス処理システム１は、制御装置１１、微粉重曹添加装置１２、バグフィルター１３及びＨＣｌ測定装置１４から構成されている。制御装置１１は、ＨＣｌ濃度測定信号等に基づいて微粉重曹添加量の制御出力値をＰＩＤ制御方式により算出する。微粉重曹添加装置１２は、制御装置１１が算出した微粉重曹添加量の制御出力値に基づいて排ガス中のＨＣｌに微粉重曹を添加する。
【００３１】
バグフィルター１３は、排ガス中のＨＣｌと微粉重曹の反応後の粉塵を除去する。ＨＣｌ測定装置１４は、バグフィルター１３上に蓄積した微粉重曹（排ガス中のＨＣｌとの反応によって残存した微粉重曹がバグフィルター１３上に蓄積される）と排ガス反応後のＨＣｌとが反応した後のＨＣｌ濃度（後述するバグフィルター出口ＨＣｌ濃度）を測定して、ＨＣｌ濃度測定信号を制御装置１１に送信する。
【００３２】
酸性ガス処理システム１は、このようなサイクルを繰り返してフィードバック制御を行うことで、制御装置１１は、微粉重曹添加量の制御出力値を適切なものとする制御を行う。
【００３３】
なお、ＨＣｌ濃度測定装置１４は、イオン電極式の塩化水素濃度測定装置である。
【００３４】
また、図１に示すように、バグフィルター１３上に蓄積した微粉重曹と排ガス反応後のＨＣｌとが反応した後のＨＣｌ濃度（後述するバグフィルター出口ＨＣｌ濃度）を測定するようにＨＣｌ濃度測定装置１４を設置するのが好ましい。これは、排ガス中のＨＣｌとの反応によって残存した微粉重曹がバグフィルター１３上に蓄積され、この蓄積された微粉重曹が排ガス反応後のＨＣｌと反応するため、より正確にＨＣｌ濃度の測定ができるからである。
【００３５】
なお、ＨＣｌ濃度測定装置１４の設置については、上記に限定されず、排ガス中のＨＣｌに微粉重曹添加装置１２により添加された微粉重曹を添加した後の工程であれば、いずれの工程であってもよい。
【００３６】
さらに、制御装置１１が行う制御について詳細に説明する。
【００３７】
制御装置１１は、ＨＣｌ濃度の傾き（濃度の時間変化率）が正の範囲と負の範囲の２つの範囲を設ける。そして、これら２つの範囲毎にＨＣｌ濃度の制御目標値を設定する。
【００３８】
ここで、ＨＣｌ濃度の制御目標値の設定は、ＨＣｌ濃度の傾きが正の範囲に対して設ける制御目標値が、負の範囲に対する制御目標値よりも小さくなるようにする。このようにすることで、ＨＣｌ濃度が増加傾向時の微粉重曹添加量の制御出力値を、ＨＣｌ濃度が減少傾向時の制御出力値よりも大きくすることができる。
【００３９】
なお、ＨＣｌ濃度の減少傾向時において、微粉重曹添加量の出力値を例えば０．７倍とする制御を併せて実行することにより微粉重曹添加量を直接小さくしてもよい。このようにすることで、ＨＣｌ濃度の減少傾向時に添加量をはやく低下させることができ、過剰添加を低減することができる。
【００４０】
次に、制御装置１１における制御方式を、ＰＩＤ制御方式に変わりステップ制御方式について説明する。
【００４１】
ステップ方式は、ＨＣｌ濃度に応じた制御出力を段階的に設定する制御方式である。具体的には、ＰＩＤ制御方式において設定されている制御出力値の上限値に加えて、制御出力値の新たな上限値をＨＣｌ濃度に対応して設定する。
【００４２】
ここで、通常のＰＩＤ制御では、微粉重曹の添加量の上限値は１つしかないため、ＨＣｌ濃度にかかわらずその上限値に達する範囲内で微粉重曹を添加してしまうこととなり、過剰添加が引き起こされる。そこで、ステップ制御方式を採用することにより、現在のＨＣｌ濃度に応じた新たな制御出力上限値を加えることにより、酸性ガス濃度の大きさに応じてアルカリ剤の適正な添加が可能となり、添加量の過剰添加の抑制が可能となる。
【００４３】
ここで、ＨＣｌ濃度に対応して新たな制御出力上限値が設定されるが、ＨＣｌ濃度が高いほど新たな制御出力上限値も高く設定される。ただし、アルカリ剤の過剰添加の抑制のためには、ＰＩＤ制御方式において設定されている制御出力値の上限値（例えば、後述する図１５、図１７及び図１９のＬＨ［制御出力上限］）より小さい値とすることが好ましい。
【００４４】
新たな制御出力上限値の設定例としては、後述する図１５、図１７及び図１９に記載のＢＦ出口ＨＣｌ濃度［演算入力値］に対応する制御出力添加量のように、ＨＣｌ濃度が高いほど新たな制御出力上限値も高く設定することが好ましい。
【００４５】
なお、本実施形態に用いる酸性ガス測定装置は、塩化水素（ＨＣｌ）濃度測定装置（ＨＣｌ測定装置１４）に限られず、赤外線吸収法もしくは紫外線蛍光法による硫黄酸化物濃度測定装置であってもよい。
【００４６】
また、本実施形態では、ＨＣｌ濃度の制御目標値を設定する酸性ガス濃度の傾きは、直近７分以内の平均値である。７分以内の酸性ガスの傾きの平均値を用いた場合、適正な選択が可能となり、酸性ガスを安定して処理することができるからである。
【００４７】
また、本実施形態では、塩化水素から演算された制御出力のみを用いたが、塩化水素濃度から演算された制御出力と硫黄酸化物濃度から演算された制御出力の両出力を用いてアルカリ剤の添加量を制御してもよい。産業廃棄物焼却炉や民間工場の燃焼施設においては、塩化水素と硫黄酸化物が高濃度で発生することが多いからである。
【００４８】
この場合には、塩化水素と硫黄酸化物の両方が処理対象となり、バグフィルター後段に設けられた塩化水素濃度測定装置の塩化水素濃度をもとに求められた制御出力と硫黄酸化物濃度をもとに求められた制御出力を例えば加算することにより、塩化水素並びに硫黄酸化物の両酸性ガスを安定して処理することができる。
【００４９】
本実施形態で用いる微粉重曹は、特に酸性ガスとの反応性が速い平均粒子径が５〜３０μｍに調整された微粉重曹であることが好ましい。微粉重曹の反応性が速いことから制御応答性が良いからである。
【００５０】
本実施形態では、アルカリ剤として微粉重曹を用いたが、本実施形態の効果を発揮するアルカリ剤としては特に制限はない。微粉重曹以外のアルカリ剤としては、炭酸ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム、セスキ炭酸ナトリウム、天然ソーダ、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム等が例示できる。また、アルカリ剤が粉体の場合、酸性ガスとの反応性が高い粒子径が３０μｍ未満、特に５〜２０μｍの微粉のほうが好ましい。あらかじめ粒径を調整した剤を適用しても良いし、現地に粉砕設備を設け、粒径の粗いアルカリ剤を現地で粉砕しながら添加しても良い。
【００５１】
また、入口の酸性ガスを測定している燃焼施設においては、フィードフォワード制御に加え、本制御方式でフィードバック制御するのも有効な手段である。更にバグフィルター後段に脱硝触媒設備が設置されている場合には２００℃前後で適用する必要があることからバグフィルター温度を１８０〜２３０℃に調整することにより再加熱エネルギーの熱的ロスを削減でき、経済的な運用が可能となる。
【実施例】
【００５２】
［試験例１］
実機検討結果からシミュレーション反応系を制作した。まず、第１のパターンとしてシミュレーション反応系１について説明する。なお、前記実機検討結果は、都市ごみ焼却施設において、平均粒子径８μｍに調整した微粉重曹（栗田工業製ハイパーサーＢ−２００）を従来制御であるＰＩＤ装置を用いてイオン電極法で測定（京都電子工業製ＨＬ−３６）された塩化水素濃度をもとにフィードバック制御したものである。
【００５３】
［シミュレーション反応系１］：排ガスにおける反応を想定
シミュレーション反応系１を検討するにあたり、重曹と塩化水素（ＨＣｌ）の反応が排ガス中で瞬時におきる反応とし、シミュレーション反応系１を図２に示すように構成した。
【００５４】
図２を参照して、シミュレーション反応系１の基本構成を説明する。
焼却施設における薬注制御は、バグフィルター出口に設置されたイオン電極式ＨＣｌ濃度測定装置のＨＣｌ濃度（処理後）信号を元にＰＩＤ等の制御式の演算により薬剤添加量（微粉重曹添加量（Ａｇ））を決定し、決定した添加量の微粉重曹（酸性ガス処理剤）を排ガス（入口ＨＣｌ濃度（Ｈｉ））に添加する。煙道に添加された微粉重曹は排ガス中のＨＣｌ等の酸性ガスと反応し、排ガス中のＨＣｌが除去される（ＨＣｌ除去率（α）に基づいて除去される）。本反応後のバグフィルター出口ＨＣｌ濃度（Ｈｏ）がイオン電極式ＨＣｌ測定装置で測定されるが、施設による計測遅れ、排ガスサンプリングによる計測遅れ、及びイオン電極式の測定による計測遅れ（応答時間）があり、フィードバック特有の制御遅れが発生する。そこで、本シミュレーションにおけるＨＣｌの計測遅れ時間（Ｔ）を下記式（１）のように設定した。
【００５５】
Ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３ （１）
Ｔ：シミュレーション反応系の計測遅れ時間
Ｔ１：施設の遅れ時間（ｓｅｃ）［３０ｓｅｃ設定］
Ｔ２：ＨＣｌ測定装置の排ガスサンプリング時間（ｓｅｃ）［２４０ｓｅｃ設定］
Ｔ３：ＨＣｌ測定装置の９０％応答時間（ｓｅｃ）［１８０ｓｅｃ設定］
【００５６】
なお、イオン電極式の９０％応答時間（計測遅れ）には、ＨＣｌガスの吸収液への拡散が影響するため、Ｔ３は下記式（２）とした。今回のシミュレーション検討において、本シミュレーションの計測遅れ時間は、施設の状況からＴ１＝３０秒，Ｔ２＝２４０秒，Ｔ３＝１８０秒と設定した。
【００５７】
Ｔ３＝２．３×τ （２）
Ｙｎ＝Ｙｎ−１＋（Ｘｎ−Ｙｎ−１）÷τ×Ｔｓ （３）
τ：時定数（ｓｅｃ）
Ｔｓ：単位シミュレーション時間（＝データサンプリング時間）（ｓｅｃ）［０．５ｓｅｃ設定］
Ｘｎ：現在の測定装置入力ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
Ｙｎ：現在の測定装置出力ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
Ｙｎ−１：前回［Ｔｓ（ｓｅｃ）前］の測定装置出力ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
【００５８】
また、微粉重曹による入口ＨＣｌ濃度（Ｈｉ）のＨＣｌ除去率（α）は、栗田工業製微粉重曹の適用知見から微粉重曹添加当量（Ｊ）とＨＣｌ除去率の関係（図３）から試算した。また、ＨＣｌ濃度と微粉重曹の反応は瞬時とした。なお、微粉重曹添加当量（Ｊ）は、下記式（４）により算出される。
【００５９】
Ｊ＝Ａｇ÷｛Ｈｉ÷０．６１４÷１０００÷Ｍ１×Ｍ２×Ｆ÷１０００｝ （４）
Ｊ：微粉重曹添加当量
Ａｇ：微粉重曹添加量（ｋｇ／ｈ）
Ｈｉ：入口ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
Ｍ１：ＨＣｌ分子量［３６．５で設定］
Ｍ２：重曹分子量［８４で設定］
Ｆ：排ガス量（Ｎｍ３／ｈ）［２５，０００Ｎｍ３／ｈで設定］
【００６０】
本理論に基づき微粉重曹を添加した実機と同一のＰＩＤ制御条件「Ｐ（比例ゲイン）＝１０％，Ｉ＝０．１秒，Ｄ＝０．１秒，添加量出力下限５ｋｇ／ｈ，添加量出力上限１００ｋｇ／ｈ」でシミュレーションした結果、シミュレーションと実機とでは出口ＨＣｌ濃度（Ｈｏ）の挙動は異なった（図４、図５）。なお、出口ＨＣｌ濃度（Ｈｏ）は、下記式（５）により算出される。
【００６１】
Ｈｏ＝Ｈｉ×（１−αｇ÷１００） （５）
Ｈｉ：入口ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
Ｈｏ：バグフィルター出口ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
α：ＨＣｌ除去率（％）［添加当量とＨＣｌ除去率の関係（図３）から設定］
【００６２】
微粉重曹を添加したＨＣｌ処理後のＨＣｌ濃度の推移を比較すると、本シミュレーション反応系１のＨＣｌ濃度の上昇速度は、実機に比べはやい。上記の計測遅れ時間等のパラメーターを変え検討したが、実機とシミュレーションの結果は一致しなかった。従って、実機における上記のＨＣｌ濃度上昇速度が本シミュレーション反応系１に比べて遅くなる原因は、バグフィルターで捕集された未反応の微粉重曹が、ＨＣｌと反応していることと考えられる。
【００６３】
［試験例２］
次に、第２のパターンとしてシミュレーション反応系２について説明する。
【００６４】
［シミュレーション反応系２］：排ガスとバグフィルター上における複合反応
上記検討結果から、バグフィルター上の未反応の微粉重曹とＨＣｌとの反応を勘案し、前記排ガスにおける反応に加え、バグフィルター上での反応を図６に示すように構成した。また、バグフィルターにおける捕集物の滞留時間は、通常２時間程度である。従って、本シミュレーション反応系２においては、バグフィルター上の微粉重曹は、規定時間（約２時間で設定）で消滅する形とした。
【００６５】
図６を参照して、シミュレーション反応系２の基本構成を説明する。
まず、焼却施設における薬注制御では、バグフィルター出口に設置されたイオン電極式ＨＣｌ濃度測定装置のＨＣｌ濃度（処理後）信号を元にＰＩＤ等の制御式の演算により薬剤添加量（微粉重曹添加量（Ａｇ））を決定し、決定した添加量の微粉重曹（酸性ガス処理剤）を排ガス（入口ＨＣｌ濃度（Ｈｉ））に添加する。
【００６６】
排ガスにおける反応後のＨＣｌ濃度（Ｈｇ）は、排ガス反応の微粉重曹添加当量（Ｊｇ）と排ガス反応ＨＣｌ除去率（αｇ）により導かれる（下記式（６））。なお、排ガス反応の微粉重曹添加当量（Ｊｇ）は、下記式（７）により算出される。
【００６７】
Ｈｇ＝Ｈｉ×（１−αｇ÷１００） （６）
Ｈｉ：入口ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
Ｈｇ：排ガス反応後ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
αｇ：排ガス反応におけるＨＣｌ除去率（％）
［排ガス反応微粉重曹添加当量とＨＣｌ除去率の関係（図７）から設定］
【００６８】
Ｊｇ＝Ａｇ÷｛Ｈｉ÷０．６１４÷１０００÷Ｍ１×Ｍ２×Ｆ÷１０００｝ （７）
Ｊｇ：排ガス反応微粉重曹添加当量
Ａｇ：微粉重曹添加量（ｋｇ／ｈ）
Ｈｉ：入口ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
Ｍ１：ＨＣｌ分子量［３６．５で設定］
Ｍ２：重曹分子量［８４で設定］
Ｆ：排ガス量（Ｎｍ３／ｈ）［２５，０００Ｎｍ３／ｈで設定］
【００６９】
また、排ガス反応により残存した微粉重曹は、バグフィルター上に随時蓄積する。バグフィルター上に蓄積した微粉重曹は、排ガス反応後のＨＣｌと反応し、バグフィルター出口のＨＣｌ濃度（Ｈｏ）が決まる。この際、バグフィルター上蓄積微粉重曹量（Ａｓ）は、排ガス反応で蓄積した微粉重曹からバグフィルター上でＨＣｌと反応した微粉重曹量を差し引いて求めた。
【００７０】
また、本バグフィルター上蓄積微粉重曹量（Ａｓ）と排ガス反応後のＨＣｌ濃度（Ｈｇ）から試算されるバグフィルター上微粉重曹添加当量（Ｊｓ）からバグフィルター上でのＨＣｌ除去率（αｓ）を決め、バグフィルター出口のＨＣｌ濃度（Ｈｏ）を決定した（下記式（８））。なお、バグフィルター上微粉重曹添加当量（Ｊｓ）は、下記式（９）により算出される。また、ＨＣｌ計測の遅れはシミュレーション反応系１と同様にＴ（＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）とした。
【００７１】
Ｈｏ＝Ｈｇ×（１−αｓ÷１００） （８）
Ｈｇ：排ガス反応後ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
Ｈｏ：バグフィルター出口ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
αｓ：バグフィルター上反応のＨＣｌ除去率（％）
［バグフィルター上微粉重曹添加当量とＨＣｌ除去率の関係（図８）から設定］
【００７２】
Ｊｓ＝Ａｓ÷｛Ｈｇ÷０．６１４÷１０００÷Ｍ１×Ｍ２×Ｆ÷１０００｝ （９）
Ｊｓ：バグフィルター上微粉重曹添加当量
Ａｓ：バグフィルター上微粉重曹量（ｋｇ／ｈ）
Ｈｇ：排ガス反応後ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
Ｍ１：ＨＣｌ分子量［３６．５で設定］
Ｍ２：重曹分子量［８４で設定］
Ｆ：排ガス量（Ｎｍ３／ｈ）［２５，０００Ｎｍ３／ｈで設定］
【００７３】
Ａｓ＝Ｚｎ÷Ｔｓ×３６００ （１０）
Ｚｎ：バグフィルター上微粉重曹蓄積量（ｋｇ）
Ｔｓ：単位シミュレーション時間（＝データサンプリング時間）（ｓｅｃ）
［０．５ｓｅｃ設定］
【００７４】
Ｚｎ＝Ｚｎ’×（１−２．３÷Ｔ４×Ｔｓ） （１１）
Ｚｎ’：未反応微粉重曹量（ｋｇ）
Ｔ４：バグフィルター上蓄積微粉重曹９０％消滅時定数（ｓｅｃ）
［７，２００ｓｅｃ設定］
Ｔｓ：単位シミュレーション時間（＝データサンプリング時間）（ｓｅｃ）
［０．５ｓｅｃ設定］
【００７５】
Ｚｎ’＝（Ａｇ÷３６００×Ｔｓ−Ｒｇ）＋（Ｚｎ−１−Ｒｓ） （１２）
Ａｇ：微粉重曹添加量（ｋｇ／ｈ）
Ｔｓ：単位シミュレーション時間（＝データサンプリング時間）（ｓｅｃ）
［０．５ｓｅｃ設定］
Ｒｇ：排ガス反応における重曹反応量（ｋｇ／ｈ）
Ｚｎ−１：Ｔｓ（Ｓｅｃ）前のバグフィルター上微粉重曹蓄積量（ｋｇ）
Ｒｓ：バグフィルター上反応における重曹反応量（ｋｇ／ｈ）
【００７６】
Ｒｇ＝（Ｈｉ÷０．６１４÷１０００÷Ｍ１×Ｍ２×Ｆ÷１０００）÷３６００×Ｔｓ×αｇ÷１００ （１３）
Ｈｉ：入口ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
Ｍ１：ＨＣｌ分子量［３６．５で設定］
Ｍ２：重曹分子量［８４で設定］
Ｆ：排ガス量（Ｎｍ３／ｈ）［２５，０００Ｎｍ３／ｈで設定］
αｇ：排ガス反応におけるＨＣｌ除去率（％）
【００７７】
Ｒｓ＝（Ｈｇ÷０．６１４÷１０００÷Ｍ１×Ｍ２×Ｆ÷１０００）÷３６００×Ｔｓ×αｓ÷１００ （１４）
Ｈｇ：排ガス反応後ＨＣｌ濃度（ｐｐｍ）
Ｍ１：ＨＣｌ分子量［３６．５で設定］
Ｍ２：重曹分子量［８４で設定］
Ｆ：排ガス量（Ｎｍ３／ｈ）［２５，０００Ｎｍ３／ｈで設定］
αｓ：バグフィルター上反応のＨＣｌ除去率（％）
【００７８】
本理論において、排ガスにおける反応とバグフィルター上における反応によるＨＣｌ除去率を変えシミュレーションを行った結果、排ガス反応とバグフィルター上反応は、図７、図８に示すＨＣｌ除去率［排ガス反応９５％、バグフィルター上の反応７５％］で実機におけるバグフィルター出口ＨＣｌ濃度の挙動（図４）とほぼ一致した（図９）。これは、バグフィルター上の微粉重曹がＨＣｌと反応しているため、ＨＣｌ上昇速度が緩和されていることを裏付ける結果である。また、本シミュレーションにおいてはバグフィルター上でのＨＣｌとの反応は排ガス反応に比べ劣る結果である。これは、バグフィルター上での反応は、処理すべきＨＣｌ濃度が排ガス反応に比べ低いためＨＣｌ除去率が低いことによると考えられる。また、バグフィルターに蓄積する微粉重曹は、排ガスの温度により熱分解し炭酸ナトリウムになっていると考えられる。炭酸ナトリウムのＨＣｌ除去率は、微粉重曹に比べ劣るためバグフィルター上での除去率が低下した可能性がある。
【００７９】
本検討結果から燃焼排ガスにおける微粉重曹とＨＣｌの反応は、排ガスにおける反応とバグフィルター上に蓄積した微粉重曹の反応が複合した反応系となっているものと考えられる。また、バグフィルター出口のＨＣｌ濃度の挙動が実機とほぼ一致したことから、本シミュレーション反応系２は、微粉重曹を用いた制御手法を評価するツールとして有効であることがわかる。
【００８０】
本シミュレーション反応系２において各種制御手法を検討した結果を以下に示す。
なお、以下の実施例１〜８において用いた微粉重曹の平均粒子径は５〜３０μｍである。また、実施例１〜８において用いたＨＣｌ測定装置１４は、イオン電極法による塩化水素濃度測定装置である。
【００８１】
［比較例１］
図１１に示す入口ＨＣｌ濃度を用いて、シミュレーション反応系２においてＰＩＤ制御方式「Ｐ（比例ゲイン）＝１０％，Ｉ＝０．１秒，Ｄ＝０．１秒，添加量出力下限５ｋｇ／ｈ，添加量出力上限１００ｋｇ／ｈ」においてＨＣｌ処理の制御目標値（ＳＶ）を４０ｐｐｍに設定し制御した。微粉重曹添加量と微粉重曹で処理した後のバグフィルター出口ＨＣｌ濃度（平均，１時間平均最大，瞬時最大）を図１０に示す。また、本制御時の微粉重曹添加量とバグフィルター出口ＨＣｌ濃度の挙動を図１２に示す。
【００８２】
［実施例１］
比較例１に示すＰＩＤ同一設定条件において、直近のＨＣｌ濃度の傾きの６秒平均が正の場合、制御目標値（ＳＶ）を３０ｐｐｍとし、直近のＨＣｌ濃度の傾きの６秒平均が負の場合、制御目標値（ＳＶ）を４０ｐｐｍとして制御した。同様に微粉重曹添加量と微粉重曹で処理した後のバグフィルター出口ＨＣｌ濃度（平均，１時間平均最大，瞬時最大）を図１０に示す。また、本制御時の微粉重曹添加量とバグフィルター出口ＨＣｌ濃度の挙動を図１３に示す。
【００８３】
ＨＣｌ濃度の傾きが正（増加傾向）の場合、制御目標値を低く設定したことにより、ＨＣｌ濃度増加傾向時の微粉重曹添加量が多くなりＨＣｌのピークの発生を防止する効果があることがわかる。また、ＨＣｌ平均並びに１時間平均最大も低下しており、狙いどおりＨＣｌを安定して処理する効果が得られた。ただし、従来制御（比較例１）に比べ微粉重曹の添加量は増加するため、本制御は、ＨＣｌ濃度を例えば３０ｐｐｍ以下と安定して処理することが必要な施設において適した制御設定である。
【００８４】
［実施例２］
比較例１に示すＰＩＤ同一設定条件において、直近のＨＣｌ濃度の傾きの６秒平均が正の場合、制御目標値（ＳＶ）を３０ｐｐｍとし、直近のＨＣｌ濃度の傾きの６秒平均が負の場合、制御目標値（ＳＶ）を５０ｐｐｍとして制御した。同様に微粉重曹添加量と微粉重曹で処理した後のバグフィルター出口ＨＣｌ濃度（平均，１時間平均最大，瞬時最大）を図１０に示す。また、本制御時の微粉重曹添加量とバグフィルター出口ＨＣｌ濃度の挙動を図１４に示す。
【００８５】
ＨＣｌ濃度の傾きが正（増加傾向）の場合、実施例１と同様にＨＣｌピークの発生を防止する効果が得られるとともにＨＣｌも従来制御（比較例１）に比べ安定して処理することができた。また、ＨＣｌ濃度の傾きが負（減少傾向）の場合、実施例１に比べて制御目標値（ＳＶ）を大きくしたので、微粉重曹添加量が少なくなり添加がはやめに終了し、微粉重曹の添加量は実施例１に比べて低下した。ただし、従来制御（比較例１）に比べ添加量は増加していることから、本制御は、ＨＣｌ濃度を例えば３０ｐｐｍ以下と安定して処理することが必要な施設において適した制御設定である。
【００８６】
以下、比較例２及び実施例３〜８について説明する。比較例２及び実施例３〜８ではＰＩＤ制御方式に代わりステップ制御方式による制御を行う。
【００８７】
ここで、ステップ制御方式の概要を説明する。ステップ制御方式はＰＩＤ制御方式と異なり、出口のＨＣｌ濃度に応じて出力を段階的に規定する制御方式とした。まず、比較例２（図１５）で説明するとＨＣｌ濃度がＳＶ制御目標値［制御出力開始濃度（出力下限以上）］〜ＳＭ１間は制御出力をＬＯとＬＭ１間で段階的に出力する。ＨＣｌ濃度がＳＭ１〜ＳＭ２間ではＬＭ２で設定した制御出力を出力し、ＳＭ２以上ではＬＨ（制御出力上限）を出力する形式とした。なお、通常のＰＩＤ制御式では出力制限がなく、ＬＯとＬＨの設定だけである。また、ＨＣｌ傾きによる制御演算で用いるＨＣｌ濃度と制御出力を決めるテーブルの補正はＳＶＡ１とＳＶＢ１で行い、ＨＣｌ傾きが正の時は演算で用いるＨＣｌ濃度からＳＶＡ１を引き、ＨＣｌ傾きが負の時は演算で用いるＨＣｌ濃度にＳＶＢ１を足した。これにより同一のＨＣｌ濃度を入力した際に演算される制御出力が、ＨＣｌ傾きの値が大きい場合（酸性ガス濃度が増加傾向）の制御出力値がＨＣｌ傾きの値が小さい場合の制御出力値に比べ大きくなる形式とした。
【００８８】
［比較例２］
図１１に示す入口ＨＣｌ濃度を用いて、シミュレーション反応系２においてステップ制御方式において制御目標値（本方式ではアルカリ剤の制御出力が出力下限以上に添加される濃度をＳＶと規定する）を４０ｐｐｍに設定し制御した。微粉重曹添加量と微粉重曹で処理した後のバグフィルター出口ＨＣｌ濃度（平均，１時間平均最大，瞬時最大）を図１０に示す。また、バグフィルター出口ＨＣｌ濃度に応じた微粉重曹の制御出力添加量を図１５に示す。さらに、本制御時の微粉重曹添加量とバグフィルター出口ＨＣｌ濃度の挙動を図１６に示す。
【００８９】
本制御方式においては、制御出力の下限と上限の間にＨＣｌ濃度範囲により制御出力に制限を加えたことから、段階的にアルカリ剤が添加することができている。これより、アルカリ剤の過剰添加が防止され、微粉重曹の添加量は大幅に低下した。しかしながら、処理すべきＨＣｌの処理レベルは、従来制御（比較例１）に比べ大幅に悪化した。
【００９０】
［実施例３］
比較例２と同一のステップ制御方式において、直近のＨＣｌ濃度の傾きの６秒平均が正の場合、制御目標値（ＳＶ）を３０ｐｐｍとし、直近のＨＣｌ濃度の傾きの６秒平均が負の場合、制御目標値（ＳＶ）を４０ｐｐｍとして制御した。同様に微粉重曹添加量と微粉重曹で処理した後のバグフィルター出口ＨＣｌ濃度（平均，１時間平均最大，瞬時最大）を図１０に示す。また、バグフィルター出口ＨＣｌ濃度に応じた微粉重曹の制御出力添加量を図１７に示す。さらに、本制御時の微粉重曹添加量とバグフィルター出口ＨＣｌ濃度の挙動を図１８に示す。
【００９１】
本制御方式においては、比較例２と同様、段階的にアルカリ剤が添加され、従来制御（比較例１）に比べ微粉重曹添加量を削減する効果が得られた。また、ＨＣｌが増加傾向時は、計測遅れを考慮して微粉重曹をはやく添加したことにより、安定してＨＣｌを処理する効果が得られた。本制御手法は、従来制御（比較例１）に比べＨＣｌの処理レベルが向上するとともに添加量削減効果が得られており、非常に有効な手法である。
【００９２】
なお、今回バグフィルター出口ＨＣｌ濃度の測定値が４０ｐｐｍ〜５０ｐｐｍの間はＨＣｌ濃度に応じた添加量を設定し制御したが、本範囲間をＰＩＤにより制御しても制御出力の下限と上限の間にＨＣｌ濃度が５０ｐｐｍ以下では制御出力を５０ｋｇ／ｈ以下、５０ｐｐｍ〜６０ｐｐｍ間では制御出力を７０ｋｇ／ｈ以下と制限を加えていることから、同等のＨＣｌ処理効果と添加量削減効果が得られるものと考えられた。
【００９３】
［実施例４］
比較例２と同一のステップ制御方式において、直近のＨＣｌ濃度の傾きの６秒平均が正の場合、制御目標値（ＳＶ）を３０ｐｐｍとし、直近のＨＣｌ濃度の傾きの６秒平均が負の場合、制御目標値（ＳＶ）を５０ｐｐｍとして制御した。同様に微粉重曹添加量と微粉重曹で処理した後のバグフィルター出口ＨＣｌ濃度（平均，１時間平均最大，瞬時最大）を図１０に示す。また、バグフィルター出口ＨＣｌ濃度に応じた微粉重曹の制御出力添加量を図１９に示す。さらに、本制御時の微粉重曹添加量とバグフィルター出口ＨＣｌ濃度の挙動を図２０に示す。
【００９４】
本制御方式においては、比較例２と同様、段階的に微粉重曹が添加されるとともにＨＣｌが減少傾向時は実施例３に比べて制御目標値（ＳＶ）を大きくしたので、微粉重曹添加量が少なくなり添加がはやめに終了し、従来制御（比較例１）に比べ添加量を削減する効果が得られた。また、添加量を削減できたにもかかわらずＨＣｌの処理レベルも従来制御（比較例１）と同等レベルの処理が可能であった。本制御方式も、従来制御とほぼ同等のＨＣｌ処理を行えるとともに添加量を削減する効果が得られており非常に有用な制御手法と考えられた。
【００９５】
［実施例５〜８］
実施例４と同一の制御条件で制御演算式を選択する直近のＨＣｌ濃度の傾きの適正な平均時間を検討するため、本ＨＣｌ濃度の傾き平均時間を変えて検討を行った。同様に微粉重曹添加量と微粉重曹で処理した後のバグフィルター出口ＨＣｌ濃度（平均，１時間平均最大，瞬時最大）を図１０に示す。また、本制御時の微粉重曹添加量とバグフィルター出口ＨＣｌ濃度の挙動を図２１〜図２４に示す。
【００９６】
本検討の結果、制御式を選択するＨＣｌ濃度の傾きの平均時間を１０分にした際に大きなＨＣｌピークが発生した（実施例８）。これは、傾きの平均時間を長くとることにより微粉重曹を添加するタイミングがずれていることを示しており、７分超に設定した場合、本制御に不具合を生じることを示す。一方、本平均時間が７分以下の際には異常なＨＣｌの発生は見られず、適正なＨＣｌ傾きの平均時間は７分以下と考えられた（実施例５〜７）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼排ガスに含まれる酸性ガスにアルカリ剤を添加した後の工程に設置された酸性ガス測定装置の測定信号を基にアルカリ剤の添加量をフィードバック制御する酸性ガス処理方法において、
少なくとも２つの酸性ガス濃度の傾きの範囲を設定する工程と、
前記少なくとも２つの傾きの範囲毎に酸性ガス濃度の制御目標値を設定する工程と、
少なくとも前記測定信号及び前記制御目標値に基づいてアルカリ剤の添加量を示す制御出力値を算出する工程と、を有し、
前記制御目標値を設定する工程において、前記酸性ガス濃度の傾きの範囲が大きい場合に設定する制御目標値は、前記酸性ガス濃度の傾きの範囲が小さい場合に設定する制御目標値より小さいことを特徴とする酸性ガスの処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の酸性ガス処理方法において、
アルカリ剤の添加量を示す制御出力値の下限値と上限値との間に、前記酸性ガス濃度に対応して前記制御出力値の新たな上限値を１つ以上設定する工程をさらに有することを特徴とする酸性ガスの処理方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の酸性ガス処理方法において、
前記酸性ガス測定装置がイオン電極法による塩化水素濃度測定装置であることを特徴とする酸性ガスの処理方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３に記載の酸性ガス処理方法において、
前記酸性ガス測定装置が赤外線吸収法もしくは紫外線蛍光法による硫黄酸化物濃度測定装置であることを特徴とする酸性ガスの処理方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４に記載の酸性ガス処理方法において、
前記制御目標値を設定する酸性ガス濃度の傾きを直近７分以内の平均値とすることを特徴とする酸性ガスの処理方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５に記載の酸性ガス処理方法において、
塩化水素濃度から演算された制御出力と硫黄酸化物濃度から演算された制御出力の両出力を用いてアルカリ剤の添加量を制御することを特徴とする酸性ガスの処理方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６に記載の酸性ガス処理方法において、
酸性ガスを処理するアルカリ剤は、平均粒子径が５〜３０μｍの微粉重曹であることを特徴とする酸性ガスの処理方法。
【請求項１】
燃焼排ガスに含まれる酸性ガスにアルカリ剤を添加した後の工程に設置された酸性ガス測定装置の測定信号を基にアルカリ剤の添加量をフィードバック制御する酸性ガス処理方法において、
少なくとも２つの酸性ガス濃度の傾きの範囲を設定する工程と、
前記少なくとも２つの傾きの範囲毎に酸性ガス濃度の制御目標値を設定する工程と、
少なくとも前記測定信号及び前記制御目標値に基づいてアルカリ剤の添加量を示す制御出力値を算出する工程と、を有し、
前記制御目標値を設定する工程において、前記酸性ガス濃度の傾きの範囲が大きい場合に設定する制御目標値は、前記酸性ガス濃度の傾きの範囲が小さい場合に設定する制御目標値より小さいことを特徴とする酸性ガスの処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の酸性ガス処理方法において、
アルカリ剤の添加量を示す制御出力値の下限値と上限値との間に、前記酸性ガス濃度に対応して前記制御出力値の新たな上限値を１つ以上設定する工程をさらに有することを特徴とする酸性ガスの処理方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の酸性ガス処理方法において、
前記酸性ガス測定装置がイオン電極法による塩化水素濃度測定装置であることを特徴とする酸性ガスの処理方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３に記載の酸性ガス処理方法において、
前記酸性ガス測定装置が赤外線吸収法もしくは紫外線蛍光法による硫黄酸化物濃度測定装置であることを特徴とする酸性ガスの処理方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４に記載の酸性ガス処理方法において、
前記制御目標値を設定する酸性ガス濃度の傾きを直近７分以内の平均値とすることを特徴とする酸性ガスの処理方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５に記載の酸性ガス処理方法において、
塩化水素濃度から演算された制御出力と硫黄酸化物濃度から演算された制御出力の両出力を用いてアルカリ剤の添加量を制御することを特徴とする酸性ガスの処理方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６に記載の酸性ガス処理方法において、
酸性ガスを処理するアルカリ剤は、平均粒子径が５〜３０μｍの微粉重曹であることを特徴とする酸性ガスの処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１２−８６１０５（Ｐ２０１２−８６１０５Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３２３４２（Ｐ２０１０−２３２３４２）
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
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