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JP2009031080A - System for reducing harmful substance and combustion device - Google Patents

System for reducing harmful substance and combustion device Download PDF

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Publication number
JP2009031080A
JP2009031080A JP2007194224A JP2007194224A JP2009031080A JP 2009031080 A JP2009031080 A JP 2009031080A JP 2007194224 A JP2007194224 A JP 2007194224A JP 2007194224 A JP2007194224 A JP 2007194224A JP 2009031080 A JP2009031080 A JP 2009031080A
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JP
Japan
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carbon monoxide
concentration
gas
air ratio
sensor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2007194224A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Okubo
智浩 大久保
Takashi Shindo
貴志 新藤
Kohei Yamaguchi
浩平 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Miura Co Ltd
Miura Protec Co Ltd
Original Assignee
Miura Co Ltd
Miura Protec Co Ltd
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Publication date
Application filed by Miura Co Ltd, Miura Protec Co Ltd filed Critical Miura Co Ltd
Priority to JP2007194224A priority Critical patent/JP2009031080A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance safety by performing the self-diagnosis of a carbon monoxide concentration sensor. <P>SOLUTION: This system for reducing harmful substance is equipped with: an oxidizing catalyst 4 for oxidizing carbon monoxide contained in the gas from a gas producing source 1 by oxygen and for reducing nitrogen oxide by carbon monoxide; and a carbon monoxide concentration sensor 32 for detecting the concentration of carbon monoxide in the gas on the secondary side of the oxidizing catalyst 4. Also, the system is equipped with: a diagnosing gas contact means 33 for bringing the carbon monoxide concentration sensor 32 into contact with a diagnosing gas; and a judge means 8 for judging the abnormality of the carbon monoxide concentration sensor 32 when the output of the carbon monoxide concentration sensor 32 during the contact with the diagnosing gas is a set value or below. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、ガスタービンなどのガス発生源からの排ガス中の有害物質を浄化する有害物質低減システム,または水管ボイラ,吸収式冷凍機の再生器などに適用される燃焼装置に関する。   The present invention relates to a combustion apparatus applied to a harmful substance reduction system for purifying harmful substances in exhaust gas from a gas generation source such as a gas turbine, a water pipe boiler, a regenerator of an absorption refrigeration machine, or the like.

一般に、NOxの発生の抑制原理として、火炎(燃焼ガス)温度の抑制,高温燃焼ガスの滞留時間の短縮などが知られている。そして、これらの原理を応用した種々の低NOx化技術がある。たとえば、2段燃焼法,濃淡燃焼法,排ガス再循環燃焼法,水添加燃焼法,蒸気噴射燃焼法,水管群による火炎冷却燃焼法などが提案され実用化されている。   In general, as a principle for suppressing the generation of NOx, suppression of flame (combustion gas) temperature, shortening of residence time of high-temperature combustion gas, and the like are known. There are various NOx reduction technologies that apply these principles. For example, a two-stage combustion method, a concentration combustion method, an exhaust gas recirculation combustion method, a water addition combustion method, a steam injection combustion method, a flame cooling combustion method using a water tube group, and the like have been proposed and put into practical use.

ところで、水管ボイラなどの比較的容量の小さいNOx発生源についても環境への影響が高まり、一層の低NOx化が求められるようになってきている。この低NOx化においては、NOxの生成を低減するとCOの排出量が増加するので、NOxとCOを同時に削減することが難しい。   By the way, the influence on the environment is increasing even for a relatively small capacity NOx generation source such as a water tube boiler, and a further reduction in NOx has been demanded. In this reduction in NOx, if the generation of NOx is reduced, the amount of CO emissions increases, so it is difficult to simultaneously reduce NOx and CO.

その原因は、低NOx化と低CO化とが相反する技術的課題であることにある。すなわち、低NOxを推し進めるために燃焼ガス温度を急激に低下させ、900℃以下の低い温度に抑制すると、COが多量に発生すると共に発生したCOが酸化されないまま排出され、CO排出量が増大してしまう。逆に、COの排出量を少なくするために、燃焼ガス温度を高めに抑制すると、NOxの生成量の抑制が不十分となる。   The cause is that there is a technical problem in which NOx reduction and CO reduction are contradictory. That is, if the combustion gas temperature is drastically lowered to promote low NOx and suppressed to a low temperature of 900 ° C. or less, a large amount of CO is generated and the generated CO is discharged without being oxidized, resulting in an increase in CO emission. End up. Conversely, if the combustion gas temperature is suppressed to be high in order to reduce the amount of CO emission, the amount of NOx produced will be insufficiently suppressed.

この課題を解決するために、出願人は、低NOx化に伴い発生するCO量をできるだけ少なくするように、また発生したCOが酸化するように燃焼ガス温度を抑制する低NOxおよび低CO技術を提案し、製品化している(特許文献1参照)。しかしながら、この特許文献1記載の低NOx化技術は、現実には生成NOx値が25ppm程度にとどまっていた。   In order to solve this problem, the applicant has developed a low NOx and low CO technology that suppresses the combustion gas temperature so as to minimize the amount of CO generated with the reduction of NOx and to oxidize the generated CO. Proposed and commercialized (see Patent Document 1). However, the NOx reduction technology described in Patent Document 1 actually has a generated NOx value of only about 25 ppm.

この課題の解決案として、出願人は、NOx発生の抑制を排出CO値低減に優先するように燃焼ガス温度を抑制し生成NOx値を所定値以下とする低NOx化ステップを行い、その後に前記低NOx化ステップからの排出CO値を所定値以下とする低CO化ステップを行う低NOx燃焼方法を提案している(特許文献2参照)。この特許文献2の技術によれば、10ppmを下回る低NOx化が可能となるが、5ppmを下回る低NOx化を実現することは難しい。これは、燃焼の特性により、5ppm以上のNOxの生成が避けられないことによる。   As a solution to this problem, the applicant performs a NOx reduction step that suppresses the combustion gas temperature and lowers the generated NOx value to a predetermined value or less so that the suppression of NOx generation takes priority over the reduction of the exhausted CO value, and thereafter A low NOx combustion method that performs a low CO reduction step in which the CO emission value from the low NOx reduction step is set to a predetermined value or less has been proposed (see Patent Document 2). According to the technique of Patent Document 2, it is possible to reduce NOx below 10 ppm, but it is difficult to achieve NOx below 5 ppm. This is because the production of NOx of 5 ppm or more is inevitable due to the characteristics of combustion.

そして、特許文献2に記載の低NOx化技術は、図16に示すように、空気比が1.38以上の所謂高空気比燃焼領域Z1に属するものである。一方、空気比1.1以下(以下、「低空気比」という。)の予混合燃焼領域Z2では窒素酸化物の発生量が増えて、低NOx、低COが困難であること,および空気比が1以下となるとバックファイヤーを起こすなど安定燃焼制御が困難なことから、低空気比燃焼の領域Z2は、これまで殆ど研究開発の対象とされていなかった。図16において、ラインF,Eは、それぞれ本発明の燃焼装置による一次側のNOx特性およびCO特性を模式的に示し、ラインU,Jは、この発明の燃焼装置による触媒二次側のNOx特性およびCO特性を模式的に示している。前記特許文献2の低NOx化技術は、基本的には高空気比領域Z1にてバーナを燃焼させることでNOx生成を抑制し、生じたCOを酸化触媒にて除去する技術である。   And the NOx reduction technique described in Patent Document 2 belongs to a so-called high air ratio combustion region Z1 having an air ratio of 1.38 or more as shown in FIG. On the other hand, in the premixed combustion region Z2 having an air ratio of 1.1 or less (hereinafter referred to as “low air ratio”), the amount of nitrogen oxide generated increases, making it difficult to achieve low NOx and low CO, and the air ratio. Since it is difficult to control stable combustion, such as causing a backfire when it becomes 1 or less, the low air ratio combustion region Z2 has hardly been the subject of research and development so far. In FIG. 16, lines F and E schematically show the NOx characteristics and CO characteristics on the primary side by the combustion apparatus of the present invention, respectively, and lines U and J show NOx characteristics on the secondary side of the catalyst by the combustion apparatus of the present invention. And schematically show the CO characteristics. The technique for reducing NOx in Patent Document 2 is basically a technique for suppressing NOx generation by burning a burner in a high air ratio region Z1 and removing generated CO with an oxidation catalyst.

この発明の出願人は、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、特許文献2に記載の一酸化炭素を低減するための酸化触媒を備えたボイラにおいて、これまで殆ど研究が行われていなかった限りなく1に近い低空気比でのバーナの燃焼領域(図16の領域Z2)において、窒素酸化物および一酸化炭素の排出量を実質的に零とするポイントを見出した。そして、窒素酸化物および一酸化炭素の排出量を実質的に零とすることができた原因を追及した結果、酸化触媒一次側の酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の濃度比を基準所定濃度比とすることで、酸化触媒を用いて窒素酸化物および一酸化炭素の排出量を限りなく零に近く低減できるとともに、前記濃度比を前記基準所定濃度比の近傍で調整することにより、有害物質(窒素酸化物および一酸化炭素)の排出量を実質的に零または許容値まで低減可能であるいう新たな知見を得た。この知見に基づき、これまで殆ど研究が行われていなかった限りなく1に近い低空気比の燃焼領域において、窒素酸化物の排出量を限りなく零に近く低減でき、一酸化炭素排出量を許容範囲に低減できるとともに、低空気比による省エネルギーを実現できる業界初の燃焼装置の発明を創出し、これを先に出願した(特願2005−300343)。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the applicant of the present invention has so far conducted almost no research on a boiler provided with an oxidation catalyst for reducing carbon monoxide described in Patent Document 2. In the burner combustion region (region Z2 in FIG. 16) at a low air ratio as close to 1 as possible, a point was found at which the emissions of nitrogen oxides and carbon monoxide were substantially zero. As a result of pursuing the cause of the fact that the emission amounts of nitrogen oxides and carbon monoxide could be substantially zero, the concentration ratio of oxygen, nitrogen oxides and carbon monoxide on the primary side of the oxidation catalyst was determined as a reference predetermined concentration. By setting the ratio, the emission amount of nitrogen oxides and carbon monoxide can be reduced to almost zero using an oxidation catalyst, and by adjusting the concentration ratio in the vicinity of the reference predetermined concentration ratio, harmful substances can be obtained. A new finding was obtained that the emission amount of (nitrogen oxide and carbon monoxide) can be reduced to substantially zero or an allowable value. Based on this knowledge, the amount of nitrogen oxide emissions can be reduced to almost zero in the combustion region with a low air ratio as close to 1 as possible with little research, and carbon monoxide emissions are allowed. The invention of the industry's first combustion apparatus that can achieve energy savings with a low air ratio can be created, and this was filed earlier (Japanese Patent Application No. 2005-300343).

特許第3221582号公報(対応米国特許:米国特許第5353748号明細書)Japanese Patent No. 3221582 (corresponding US Patent: US Pat. No. 5,353,748) 特開2004−125378号公報(対応米国特許:米国特許第6792895号明細書)JP 2004-125378 A (corresponding US patent: US Pat. No. 6,792,895)

ところで、先の出願の発明においては、前記酸化触媒の劣化などにより、前記酸化触媒二次側に高濃度の一酸化炭素が漏れる虞がある。
この発明が解決しようとする課題は、一酸化炭素濃度センサの自己診断を行うことにより、安全性を向上させることにある。
By the way, in the invention of the previous application, there is a possibility that high concentration of carbon monoxide leaks to the secondary side of the oxidation catalyst due to deterioration of the oxidation catalyst or the like.
The problem to be solved by the present invention is to improve safety by performing a self-diagnosis of a carbon monoxide concentration sensor.

この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、ガス中に含まれる一酸化炭素を酸素により酸化し窒素酸化物を一酸化炭素により還元する酸化触媒と、前記酸化触媒の二次側のガス中の一酸化炭素濃度を検出する一酸化炭素濃度センサとを備える有害物質低減システムであって、前記一酸化炭素濃度センサと診断ガスとを接触させる診断ガス接触手段と、前記診断ガスとの接触時に前記一酸化炭素濃度センサの出力が設定値以下の時前記一酸化炭素濃度センサを異常と判定する判定手段とを備えたことを特徴としている。   The present invention has been made to solve the above problems, and the invention according to claim 1 is an oxidation catalyst for oxidizing carbon monoxide contained in a gas with oxygen and reducing nitrogen oxide with carbon monoxide. And a harmful substance reduction system comprising a carbon monoxide concentration sensor for detecting a carbon monoxide concentration in a gas on the secondary side of the oxidation catalyst, wherein the diagnosis is made to contact the carbon monoxide concentration sensor with a diagnostic gas. It is characterized by comprising gas contact means and determination means for judging that the carbon monoxide concentration sensor is abnormal when the output of the carbon monoxide concentration sensor is equal to or less than a set value upon contact with the diagnostic gas.

請求項1に記載の発明によれば、前記一酸化炭素濃度センサを診断ガスと接触させることにより、前記一酸化炭素濃度センサの自己診断を行うので、センサ異常を検出して、一酸化炭素漏れを防止でき、安全性の高い有害物質低減システムを提供することができる。   According to the first aspect of the present invention, since the carbon monoxide concentration sensor performs self-diagnosis by bringing the carbon monoxide concentration sensor into contact with a diagnostic gas, a sensor abnormality is detected and carbon monoxide leakage is detected. Therefore, it is possible to provide a highly safe hazardous substance reduction system.

請求項2に記載の発明は、バーナにて生成されるガス中の一酸化炭素濃度を検出する一酸化炭素濃度センサとを備える燃焼装置であって、前記一酸化炭素濃度センサと診断ガスとを接触させる診断ガス接触手段と、前記診断ガスとの接触時に前記一酸化炭素濃度センサの出力が設定値以下の時前記一酸化炭素濃度センサを異常と判定する判定手段とを備えたことを特徴としている。   Invention of Claim 2 is a combustion apparatus provided with the carbon monoxide concentration sensor which detects the carbon monoxide concentration in the gas produced | generated in a burner, Comprising: The said carbon monoxide concentration sensor and diagnostic gas are included. Diagnostic gas contact means for contacting, and determination means for determining that the carbon monoxide concentration sensor is abnormal when the output of the carbon monoxide concentration sensor is equal to or less than a set value when in contact with the diagnostic gas. Yes.

請求項2に記載の発明によれば、前記一酸化炭素濃度センサを診断ガスと接触させることにより、前記一酸化炭素濃度センサの自己診断を行うので、センサ異常を検出して、一酸化炭素漏れを防止でき、安全性の高い燃焼装置を提供することができる。   According to the second aspect of the present invention, since the carbon monoxide concentration sensor performs self-diagnosis by bringing the carbon monoxide concentration sensor into contact with a diagnostic gas, a sensor abnormality is detected and carbon monoxide leakage is detected. Can be prevented, and a highly safe combustion apparatus can be provided.

請求項3に記載の発明は、炭化水素含有の燃料を燃焼させて、酸素,窒素酸化物および一酸化炭素を含むガスを生成させるバーナと、前記バーナの空気比を調整する空気比調整手段と、前記ガスに含まれる一酸化炭素を酸素により酸化し窒素酸化物を一酸化炭素により還元する酸化触媒と、前記バーナの空気比を検出する空気比センサと、前記酸化触媒の二次側のガス中の一酸化炭素濃度を検出する一酸化炭素濃度センサとを備え、前記バーナは、前記空気比を設定空気比とした時、前記酸化触媒一次側のガス中の酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の濃度比が所定濃度比となる特性を有し、前記酸化触媒は、前記濃度比を前記所定濃度比とした時前記酸化触媒二次側の窒素酸化物濃度を実質的に零または所定値以下とし、一酸化炭素濃度を実質的に零または所定値以下とする特性を有し、前記バーナが前記設定空気比にて燃焼するNOx低減燃焼時に前記一酸化炭素濃度センサと診断ガスとを接触させる診断ガス接触手段と、前記診断ガスとの接触時に前記一酸化炭素濃度センサの出力が設定値以下の時前記一酸化炭素濃度センサを異常と判定する判定手段とを備えたことを特徴としている。   Invention of Claim 3 burns hydrocarbon-containing fuel, and produces | generates the gas containing oxygen, nitrogen oxide, and carbon monoxide, The air ratio adjustment means which adjusts the air ratio of the said burner, An oxidation catalyst for oxidizing carbon monoxide contained in the gas with oxygen and reducing nitrogen oxide with carbon monoxide, an air ratio sensor for detecting the air ratio of the burner, and a gas on the secondary side of the oxidation catalyst A carbon monoxide concentration sensor for detecting a carbon monoxide concentration in the gas, and the burner has oxygen, nitrogen oxides and monoxide in the gas on the primary side of the oxidation catalyst when the air ratio is a set air ratio. The concentration ratio of carbon has a predetermined concentration ratio, and the oxidation catalyst has a nitrogen oxide concentration on the secondary side of the oxidation catalyst substantially zero or a predetermined value when the concentration ratio is the predetermined concentration ratio. The carbon monoxide concentration is A diagnostic gas contact means for contacting the carbon monoxide concentration sensor with a diagnostic gas during NOx reduction combustion in which the burner burns at the set air ratio qualitatively having a characteristic of zero or less than a predetermined value; And determining means for determining that the carbon monoxide concentration sensor is abnormal when the output of the carbon monoxide concentration sensor is equal to or lower than a set value when in contact with the diagnostic gas.

ここで、窒素酸化物濃度が実質的に零とは、好ましくは、5ppm,さらに好ましくは、3ppm,さらに好ましくは、零である。一酸化炭素濃度が実質的に零とは、30ppm,さらに好ましくは、10ppmである。また、以下の説明で、酸素濃度が実質的に零とは、100ppm以下とするが、好ましくは、計測限界値以下とする。さらに、窒素酸化物濃度,一酸化炭素濃度が所定値以下とは、各国、各地域で定める排出基準濃度以下を意味するが、限りなく実質的に零に近い値に設定することが好ましいのはいうまでもない。このように排出基準値という意味において、「所定値」以下を「許容値」と称することができる。   Here, the nitrogen oxide concentration being substantially zero is preferably 5 ppm, more preferably 3 ppm, and still more preferably zero. The carbon monoxide concentration is substantially zero is 30 ppm, more preferably 10 ppm. Further, in the following description, the oxygen concentration substantially zero is 100 ppm or less, but is preferably less than the measurement limit value. Furthermore, the nitrogen oxide concentration and the carbon monoxide concentration below the predetermined values mean below the emission standard concentration determined in each country and each region, but it is preferable to set the values to almost zero as much as possible. Needless to say. Thus, in the meaning of the discharge reference value, “predetermined value” or less can be referred to as “allowable value”.

請求項3に記載の発明によれば、NOxおよびCOの排出量を実質的に零または所定値以下とするので、有害物質の排出量を低減した燃焼装置を提供できる。また、NOx低減燃焼時に前記一酸化炭素濃度センサを診断ガスと接触させることにより、前記一酸化炭素濃度センサの自己診断を行い、前記一酸化炭素濃度センサの出力が設定値以下を検出すると、前記一酸化炭素濃度センサを異常と判定するので、安全性の高い燃焼装置を提供することができる。   According to the third aspect of the present invention, since the NOx and CO emissions are substantially zero or less than or equal to a predetermined value, it is possible to provide a combustion apparatus that reduces the emission of harmful substances. In addition, when the carbon monoxide concentration sensor is brought into contact with a diagnostic gas during NOx reduction combustion, self-diagnosis of the carbon monoxide concentration sensor is performed, and when the output of the carbon monoxide concentration sensor detects a set value or less, Since the carbon monoxide concentration sensor is determined to be abnormal, a highly safe combustion apparatus can be provided.

請求項4に記載の発明は、請求項3において、前記判定手段が異常を判定した時、前記バーナを前記NOx低減時燃焼より空気比の高い空気比にて燃焼させるとともにセンサ異常を報知することを特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, when the determination means determines an abnormality, the burner is burned at a higher air ratio than the NOx reduction combustion and a sensor abnormality is reported. It is characterized by.

請求項4に記載の発明によれば、請求項3に記載の発明による効果に加えて、前記一酸化炭素濃度センサを異常と判定した時、前記バーナを前記NOx低減時燃焼より空気比の高い空気比にて燃焼させるので、徒に前記バーナの燃焼を停止することなく、安全を担保しながら燃焼装置の運転を行うことができる。さらに、センサの異常を報知するので、この報知情報に基づき異常の原因を追及することができるという効果を奏する。   According to the invention of claim 4, in addition to the effect of the invention of claim 3, when the carbon monoxide concentration sensor is determined to be abnormal, the burner has a higher air ratio than the NOx reduction combustion. Since combustion is performed at an air ratio, the combustion apparatus can be operated while ensuring safety without stopping the combustion of the burner. Furthermore, since the abnormality of the sensor is notified, there is an effect that the cause of the abnormality can be pursued based on the notification information.

請求項5に記載の発明は、請求項3において、前記判定手段が異常を判定した時、前記バーナの燃焼を停止するとともに、センサ異常を報知することを特徴としている。   The invention according to claim 5 is characterized in that, in claim 3, when the determination means determines abnormality, combustion of the burner is stopped and sensor abnormality is notified.

請求項5に記載の発明によれば、請求項3に記載の発明による効果に加えて、前記一酸化炭素濃度センサを異常と判定した時、前記バーナの燃焼を停止するとともに、センサの異常を報知するので、安全性の高い燃焼を行えるとともに、この報知情報に基づき異常の原因を追及することができるという効果を奏する。   According to the fifth aspect of the invention, in addition to the effect of the third aspect of the invention, when the carbon monoxide concentration sensor is determined to be abnormal, the combustion of the burner is stopped and the abnormality of the sensor is determined. Since the notification is made, it is possible to perform combustion with high safety and to pursue the cause of the abnormality based on the notification information.

請求項6に記載の発明は、請求項3〜5において、前記診断ガスを前記酸化触媒二次側のガスの一部としたことを特徴としている。   A sixth aspect of the invention is characterized in that, in the third to fifth aspects, the diagnostic gas is a part of the gas on the secondary side of the oxidation catalyst.

請求項6に記載の発明によれば、請求項3〜5に記載の発明による効果に加えて、簡易に前記診断ガスを得ることができるという効果を奏する。   According to the invention described in claim 6, in addition to the effect of the invention described in claims 3-5, there is an effect that the diagnostic gas can be easily obtained.

請求項7に記載の発明は、請求項6において、前記一酸化炭素濃度センサを接触燃焼式COセンサとしたことを特徴としている。   A seventh aspect of the invention is characterized in that, in the sixth aspect, the carbon monoxide concentration sensor is a catalytic combustion type CO sensor.

請求項7に記載の発明によれば、請求項6に記載の発明による効果に加えて、高温ガスの一酸化炭素濃度検出を簡易、かつ安価に行うことができるという効果を奏する。   According to the invention described in claim 7, in addition to the effect of the invention described in claim 6, there is an effect that the carbon monoxide concentration detection of the high-temperature gas can be performed easily and inexpensively.

この発明によれば、一酸化炭素濃度センサの自己診断を行うことにより、安全性の高い有害物質低減システムまたは燃焼装置を提供することができる。   According to the present invention, a highly safe hazardous substance reduction system or combustion apparatus can be provided by performing self-diagnosis of a carbon monoxide concentration sensor.

つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態を説明する前に、この出願において使用する用語について説明する。「ガス」とは、バーナから酸化触媒(酸化・還元触媒と称することができる。以下。単に「触媒」と称することができる。)を通過し終わるまでのガスをいい、触媒を通過した後のガスを「排ガス」という。したがって、ガスは、燃焼反応中(燃焼過程)のガスと燃焼反応が完結したガスとを含み、燃焼ガスと称することができる。ここにおいて、前記触媒がガスの流れに沿って多段に設けられている場合、「ガス」は、最終段の触媒を通過し終わるまでのガスをいい、「排ガス」は、最終段の触媒を通過した後のガスをいう。   Next, an embodiment of the present invention will be described. Before describing the embodiments of the present invention, terms used in this application will be described. “Gas” refers to the gas from the burner to the end of passing through the oxidation catalyst (which can be referred to as “oxidation / reduction catalyst”, hereinafter referred to as “catalyst”). Gas is called "exhaust gas". Therefore, the gas includes a gas in the combustion reaction (combustion process) and a gas in which the combustion reaction is completed, and can be referred to as a combustion gas. Here, when the catalyst is provided in multiple stages along the gas flow, “gas” refers to the gas until it has passed through the final stage catalyst, and “exhaust gas” refers to the final stage catalyst. The gas after it is done.

「触媒の一次側」とは、触媒に対しバーナが設けられている側であって、特に断らない限り、ガスがこの触媒を通過する直前をいい、「触媒の二次側」とは、触媒の一次側の反対側をいう。   The “primary side of the catalyst” is the side on which the burner is provided with respect to the catalyst. Unless otherwise specified, the gas immediately before passing through the catalyst, and the “secondary side of the catalyst” The opposite side of the primary side.

また、「炭化水素を含まない」とは、燃焼反応の過程で全く炭化水素が生成されないことを意味するのではなく、燃焼反応の過程では、若干の炭化水素が生成されるが、燃焼反応が終了する段階,すなわち前記触媒に流入するガス中に窒素酸化物を還元する炭化水素が実質的に含まれていない(測定限界以下である)ことを意味している。前記「炭化水素を含まない」は、「炭化水素を除去する」と言い換えることができる。   Also, “not containing hydrocarbons” does not mean that no hydrocarbons are produced in the course of the combustion reaction, but some hydrocarbons are produced in the course of the combustion reaction, This means that the gas that flows into the catalyst, that is, the gas flowing into the catalyst is substantially free of hydrocarbons that reduce nitrogen oxides (below the measurement limit). The phrase “does not contain hydrocarbons” can be rephrased as “removes hydrocarbons”.

さらに、空気比mは、m=21/(21−[O2])と定義する。ただし、 [O2]は、触媒二次側の排ガス中の酸素濃度を表すが、空気比を求める際に用いる[O2]は、酸素過剰領域では過剰酸素濃度を表し、燃料過剰領域では一酸化炭素などの未燃ガスを空気比m=1で燃焼させるのに必要な不足酸素濃度を負の値として表す。 Further, the air ratio m is defined as m = 21 / (21− [O 2 ]). However, [O 2] is an oxygen concentration in the exhaust gas of the catalyst secondary side, used to obtain the air ratio [O 2] represents the excess oxygen concentration in the oxygen-excess region, one in the fuel excess region The deficient oxygen concentration required to burn unburned gas such as carbon oxide at an air ratio m = 1 is expressed as a negative value.

つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明は、ガスタービンなどのガス発生源からの排ガス中の有害物質を浄化する有害物質低減システムに、または小型貫流ボイラなどの水管ボイラ,給湯器,吸収式冷凍機の再生器などの燃焼装置(熱機器または燃焼機器と称しても良い。)に適用される。   Next, an embodiment of the present invention will be described. The present invention relates to a harmful substance reduction system for purifying harmful substances in exhaust gas from a gas generation source such as a gas turbine, or a combustion apparatus such as a water tube boiler such as a small once-through boiler, a water heater, a regenerator of an absorption refrigeration machine, etc. (It may be referred to as thermal equipment or combustion equipment.)

(実施の形態1)
この発明の実施の形態1は、ガス中に含まれる一酸化炭素を酸素により酸化し窒素酸化物を一酸化炭素により還元する酸化触媒と、前記酸化触媒の二次側のガス中の一酸化炭素濃度を検出する一酸化炭素濃度センサとを備える有害物質低減システムであって、前記一酸化炭素濃度センサと診断ガスとを接触させる診断ガス接触手段と、前記診断ガスとの接触時に前記一酸化炭素濃度センサの出力が設定値以下の時前記一酸化炭素濃度センサを異常と判定する判定手段とを備えたことを特徴とする有害物質低減システムでする。前記の
「センサの出力が設定値以下」は、「センサの出力が設定値を越えて上昇しない」と言い替えることができる。
(Embodiment 1)
Embodiment 1 of the present invention includes an oxidation catalyst that oxidizes carbon monoxide contained in a gas with oxygen and reduces nitrogen oxides with carbon monoxide, and carbon monoxide in a secondary gas of the oxidation catalyst. A harmful substance reduction system comprising a carbon monoxide concentration sensor for detecting a concentration, wherein the carbon monoxide is in contact with the diagnostic gas contact means for bringing the carbon monoxide concentration sensor into contact with the diagnostic gas. A harmful substance reduction system comprising: a determination unit that determines that the carbon monoxide concentration sensor is abnormal when the output of the concentration sensor is equal to or less than a set value. The above-mentioned “sensor output is less than or equal to the set value” can be rephrased as “sensor output does not increase beyond the set value”.

この実施の形態1によれば、前記一酸化炭素濃度センサの自己診断を行うには、前記診断ガス接触手段により診断ガスを前記一酸化炭素濃度センサと接触させる。そして、前記判定手段により、前記一酸化炭素濃度センサの出力が設定値以下の時前記一酸化炭素濃度センサを異常と判定する。センサ異常と判定した時、異常報知を行うことができる。   According to the first embodiment, in order to perform self-diagnosis of the carbon monoxide concentration sensor, the diagnostic gas is brought into contact with the carbon monoxide concentration sensor by the diagnostic gas contact means. Then, the determination means determines that the carbon monoxide concentration sensor is abnormal when the output of the carbon monoxide concentration sensor is equal to or less than a set value. When it is determined that the sensor is abnormal, an abnormality notification can be performed.

この実施の形態1においては、好ましくは、前記一酸化炭素濃度センサが、バーナの燃焼にて生成されるガス中の一酸化炭素濃度を検出する接触燃焼式COセンサである。この接触燃焼式COセンサは、半導体方式COセンサ,定電位電解式COセンサ,非分散形赤外線吸収式COセンサと比較して温度耐久性が高いとともに、安価であるので、燃焼装置の高温排ガス中の一酸化炭素濃度を検出するセンサとして好適である。   In the first embodiment, the carbon monoxide concentration sensor is preferably a catalytic combustion type CO sensor that detects the concentration of carbon monoxide in a gas generated by combustion of a burner. This contact combustion type CO sensor has higher temperature durability and is less expensive than a semiconductor type CO sensor, a constant potential electrolysis type CO sensor, and a non-dispersive infrared absorption type CO sensor. It is suitable as a sensor for detecting the concentration of carbon monoxide.

また、接触燃焼式COセンサを用いる場合には、前記診断ガスは、一酸化炭素および酸素を含むガスか,または前記可燃性ガスおよび酸素を含むガスとされる。   When a contact combustion CO sensor is used, the diagnostic gas is a gas containing carbon monoxide and oxygen, or a gas containing the combustible gas and oxygen.

前記診断ガス接触手段は、前記一酸化炭素濃度センサと診断ガスとを接触させる機能を有するが、好ましくは、診断ガスを前記一酸化炭素濃度センサへ導く案内管とこの案内管に設ける弁とを含んで構成される。そして、必要に応じて、前記案内管に加えて酸素を診断ガスに含ませる酸素導入管を前記診断ガス接触手段に含ませることができる。前記一酸化炭素濃度センサの自己診断は、前記一酸化炭素濃度センサの雰囲気中に一酸化炭素をほとんど含まない状態で行われる。   The diagnostic gas contact means has a function of bringing the carbon monoxide concentration sensor into contact with the diagnostic gas. Preferably, the diagnostic gas contact means includes a guide pipe for guiding the diagnostic gas to the carbon monoxide concentration sensor and a valve provided in the guide pipe. Consists of including. If necessary, the diagnostic gas contact means can include an oxygen introduction pipe for containing oxygen in the diagnostic gas in addition to the guide pipe. The self-diagnosis of the carbon monoxide concentration sensor is performed in a state where the carbon monoxide concentration sensor contains almost no carbon monoxide.

(実施の形態2)
この実施の形態1の有害物質低減システムは、実施の形態2としてつぎの燃焼装置に適用可能である。この実施の形態2は、炭化水素含有の燃料を燃焼させて、酸素,窒素酸化物および一酸化炭素を含むガスを生成させるバーナと、前記バーナの空気比を調整する空気比調整手段と、前記ガスに含まれる一酸化炭素を酸素により酸化し窒素酸化物を一酸化炭素により還元する酸化触媒と、前記バーナの空気比を検出する空気比センサと、前記酸化触媒の二次側のガス中の一酸化炭素濃度を検出する一酸化炭素濃度センサとを備え、前記バーナは、前記空気比を設定空気比とした時、前記酸化触媒一次側のガス中の酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の濃度比が所定濃度比となる特性を有し、前記酸化触媒は、前記濃度比を前記所定濃度比とした時前記酸化触媒二次側の窒素酸化物濃度を実質的に零または所定値以下とし、一酸化炭素濃度を実質的に零または所定値以下とする特性を有し、前記バーナが前記設定空気比にて燃焼するNOx低減燃焼時に前記一酸化炭素濃度センサと診断ガスとを接触させる診断ガス接触手段と、前記診断ガスとの接触時に前記一酸化炭素濃度センサの出力が設定値以下の時前記一酸化炭素濃度センサを異常と判定する判定手段とを備えたことを特徴とする燃焼装置である。
(Embodiment 2)
The hazardous substance reduction system according to the first embodiment can be applied to the next combustion apparatus as the second embodiment. The second embodiment includes a burner for burning a hydrocarbon-containing fuel to generate a gas containing oxygen, nitrogen oxides, and carbon monoxide, an air ratio adjusting means for adjusting the air ratio of the burner, and An oxidation catalyst that oxidizes carbon monoxide contained in the gas with oxygen and reduces nitrogen oxide with carbon monoxide, an air ratio sensor that detects an air ratio of the burner, and a secondary gas in the oxidation catalyst A carbon monoxide concentration sensor for detecting a carbon monoxide concentration, and the burner has a ratio of oxygen, nitrogen oxides and carbon monoxide in the gas on the primary side of the oxidation catalyst when the air ratio is a set air ratio. The oxidation catalyst has a characteristic that the concentration ratio is a predetermined concentration ratio, and the oxidation catalyst has a nitrogen oxide concentration on the secondary side of the oxidation catalyst substantially zero or a predetermined value or less when the concentration ratio is the predetermined concentration ratio. The carbon monoxide concentration is real Diagnostic gas contact means for bringing the carbon monoxide concentration sensor into contact with the diagnostic gas during NOx reduction combustion in which the burner burns at the set air ratio, and the diagnostic gas And a determination unit that determines that the carbon monoxide concentration sensor is abnormal when the output of the carbon monoxide concentration sensor is equal to or lower than a set value.

この実施の形態2によれば、前記バーナの燃焼により、酸素と、窒素酸化物および一酸化炭素とを含み、炭化水素を含まないガスが生成される。そして、前記触媒の一次側の前記ガスにおける酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の濃度比は、前記空気比調整手段による前記設定空気比に制御することにより、前記バーナの特性に基づいて調整される。そして、前記触媒にて、前記ガスが前記触媒と接触して前記ガス中の酸素により一酸化炭素が酸化され、一酸化炭素により窒素酸化物が還元され、前記触媒二次側の窒素酸化物濃度が実質的に零または所定値以下とされ、一酸化炭素濃度が実質的に零または所定値以下とされる。このNOx低減燃焼において、前記一酸化炭素濃度センサの自己診断が行われる。すなわち、前記診断ガス接触手段により診断ガスを前記一酸化炭素濃度センサと接触させる。そして、前記判定手段により、前記一酸化炭素濃度センサの出力が設定値以下の時前記一酸化炭素濃度センサを異常と判定する。   According to the second embodiment, combustion of the burner generates a gas containing oxygen, nitrogen oxides, and carbon monoxide, but not hydrocarbons. The concentration ratio of oxygen, nitrogen oxide and carbon monoxide in the gas on the primary side of the catalyst is adjusted based on the characteristics of the burner by controlling the set air ratio by the air ratio adjusting means. The Then, in the catalyst, the gas comes into contact with the catalyst, carbon monoxide is oxidized by oxygen in the gas, nitrogen oxides are reduced by carbon monoxide, and the concentration of nitrogen oxides on the catalyst secondary side Is substantially zero or below a predetermined value, and the carbon monoxide concentration is substantially zero or below a predetermined value. In this NOx reduction combustion, self-diagnosis of the carbon monoxide concentration sensor is performed. That is, the diagnostic gas is brought into contact with the carbon monoxide concentration sensor by the diagnostic gas contact means. Then, the determination means determines that the carbon monoxide concentration sensor is abnormal when the output of the carbon monoxide concentration sensor is equal to or less than a set value.

この実施の形態2において、前記一酸化炭素センサおよび前記診断ガス接触手段は、前記実施の形態1と同様に構成することができる。そして、前記接触燃焼式COセンサを用いる場合には、前記診断ガスとして、好ましくは、前記触媒一次側のガスの一部を用いるが、前記可燃性ガスおよび酸素を含むガスとすることができる。前記一酸化炭素濃度センサの自己診断は、前記一酸化炭素濃度センサの雰囲気中に一酸化炭素をほとんど含まない状態で行われる。   In the second embodiment, the carbon monoxide sensor and the diagnostic gas contact means can be configured in the same manner as in the first embodiment. When the catalytic combustion CO sensor is used, a part of the gas on the primary side of the catalyst is preferably used as the diagnostic gas, but can be a gas containing the combustible gas and oxygen. The self-diagnosis of the carbon monoxide concentration sensor is performed in a state where the carbon monoxide concentration sensor contains almost no carbon monoxide.

この実施の形態2において、センサ異常が判定されると、前記空気比調整手段は、つぎ
のセンサ異常時制御を行うように構成されている。このセンサ異常時制御は、前記バーナを前記NOx低減時燃焼より空気比の高い空気比にて燃焼させるとともにセンサ異常を報知する制御である。
In the second embodiment, when a sensor abnormality is determined, the air ratio adjusting means is configured to perform the next sensor abnormality control. This sensor abnormality control is a control in which the burner is burned at an air ratio having a higher air ratio than the NOx reduction combustion and at the same time a sensor abnormality is notified.

この実施の形態2において、前記センサ異常時制御は、前記バーナを燃焼を停止するとともに、センサ異常を報知する制御とすることができる。この後者のセンサ異常時制御によれば、センサ異常が判定された時、前記定格時燃焼を行うことなく、前記バーナを直ちに停止し、センサ異常の警報を行う。この後者のセンサ異常時制御によれば、安全性を優先した制御を行うことができるが、燃焼停止による経済的なダメージを受ける点で、前者のセンサ異常時制御と比較して不利となる。   In the second embodiment, the sensor abnormality time control may be a control for notifying the sensor abnormality while stopping the combustion of the burner. According to the latter control when the sensor is abnormal, when the sensor abnormality is determined, the burner is immediately stopped without performing the rated-time combustion, and a sensor abnormality alarm is issued. According to the latter control when the sensor is abnormal, it is possible to perform control giving priority to safety, but it is disadvantageous compared to the former control when the sensor is abnormal in that it is economically damaged by the stop of combustion.

(実施の形態3)
この実施の形態2は、好ましくは、つぎの実施の形態3に適用される。この実施の形態3は、バーナと、このバーナの燃焼量を変更するように燃料供給量を変更可能とした燃料供給手段と、前記バーナへ燃焼空気を供給する送風機を含む燃焼空気供給手段と、前記バーナの空気比を調整する空気比調整手段と、前記送風機の回転数を可変とするインバータと、前記バーナの空気比を検出するセンサとを備え、前記空気比調整手段は、つぎの通常燃焼時制御を行うことを特徴とする燃焼装置である。この通常燃焼時制御は、前記センサから信号に基づき、フィードバック制御により前記設定空気比(NOx低減燃焼時空気比であって、以下、低減時空気比と称する。)とするように前記インバータを制御するNOx低減燃焼時制御(以下、低減時制御と称するが、定常時制御と称することもできる。)と、低減時空気比より高い定格燃焼時空気比(以下、定格時空気比と称するが、変更時空気比と称することもできる。)とするように前記インバータを制御する定格燃焼時制御(以下、定格時制御と称するが、変更時制御と称することもできる。)とを選択可能としている。この実施の形態3および以下に説明する実施の形態4〜8において、前記燃料供給手段は、燃焼量の変更を段階的または連続的に行うように構成することができる。この実施の形態3および以下に説明する実施の形態4〜8においても前記実施の形態2と同様な前記一酸化炭素濃度センサの自己診断とセンサ異常が判定された時の異常時制御を行うが、以下の説明ではその説明を省略している。
(Embodiment 3)
The second embodiment is preferably applied to the following third embodiment. The third embodiment includes a burner, a fuel supply means capable of changing the fuel supply amount so as to change the combustion amount of the burner, a combustion air supply means including a blower for supplying combustion air to the burner, The air ratio adjusting means for adjusting the air ratio of the burner, an inverter for changing the rotational speed of the blower, and a sensor for detecting the air ratio of the burner, wherein the air ratio adjusting means comprises the following normal combustion A combustion apparatus characterized by performing time control. This normal combustion control is based on a signal from the sensor, and controls the inverter so as to achieve the set air ratio (NOx reduction combustion air ratio, hereinafter referred to as a reduction air ratio) by feedback control. NOx reduction combustion control (hereinafter referred to as reduction control but also referred to as steady control) and rated combustion air ratio higher than the reduction air ratio (hereinafter referred to as rated air ratio) It is possible to select rated combustion control (hereinafter referred to as rated control but also referred to as change control) for controlling the inverter so that the air ratio can be changed). . In the third embodiment and the fourth to eighth embodiments described below, the fuel supply means can be configured to change the combustion amount stepwise or continuously. In the third embodiment and the fourth to eighth embodiments described below, the self-diagnosis of the carbon monoxide concentration sensor and the control at the time of abnormality when a sensor abnormality is determined are performed as in the second embodiment. In the following description, the description is omitted.

この実施の形態3においては、好ましくは、前記定格時制御が燃焼量変更に対応する燃焼空気量の変更時に行われ、前記低減時制御が燃焼空気量の変更後に行われる。変更後の前記低減時制御への移行は、好ましくは、変更が終了して所定時間後とする。こうした構成とすることで、前記バーナの燃焼量を変更,たとえば高燃焼から低燃焼へ、また低燃焼から高燃焼への変更時は、前記空気比調整手段は、前記定格時制御を行い、空気比が高い前記定格時空気比にて前記バーナを燃焼させ、燃焼量変更時の不安定燃焼による一酸化炭素の発生を防止することができる。また、燃焼量の変更が終了すると、好ましくは、所定時間経過後に前記空気比調整手段は、前記低減時制御を行い、空気比が低い前記低減時空気比にて前記バーナを燃焼させ、前記低減時空気比をフィードバック制御により一定に保持する。これにより、空気比の変動による一酸化炭素の発生が防止される。前記低減時空気比は、好ましくは、1.1〜1.0とし、さらに好ましくは、1.0とする。この実施の形態3および以下の実施の形態4〜8における前記定格時制御は、好ましくは、フィードバック制御を行うが、フィードバック制御を行わないように構成することもできる。フィードバック制御をかけると、加減速に時間がかかるが、フィードバック制御をかけないことにより加減速の時間を短くでき、空気比を低減時空気比とするまでに排出されるNOxの量を低減できる。   In the third embodiment, the rated time control is preferably performed when the combustion air amount corresponding to the change in the combustion amount is changed, and the reduction time control is performed after the change in the combustion air amount. The shift to the reduction time control after the change is preferably after a predetermined time after the change is completed. With such a configuration, when the burner combustion amount is changed, for example, when changing from high combustion to low combustion or from low combustion to high combustion, the air ratio adjusting means performs the rated time control, The burner is burned at the rated air ratio having a high ratio, and generation of carbon monoxide due to unstable combustion when changing the combustion amount can be prevented. Further, when the change of the combustion amount is completed, preferably, after a predetermined time has elapsed, the air ratio adjusting means performs the control at the time of reduction, burns the burner at the air ratio at the time of reduction when the air ratio is low, and reduces the reduction. The air ratio is kept constant by feedback control. This prevents the generation of carbon monoxide due to fluctuations in the air ratio. The air ratio during reduction is preferably 1.1 to 1.0, and more preferably 1.0. The rated-time control in the third embodiment and the following fourth to fourth embodiments is preferably performed by feedback control, but may be configured not to perform feedback control. When feedback control is applied, it takes time to accelerate / decelerate, but by not applying feedback control, the acceleration / deceleration time can be shortened, and the amount of NOx discharged before the air ratio is reduced can be reduced.

前記実施の形態3は、典型的には、つぎの実施の形態4の燃焼装置に適用される。この実施の形態4は、炭化水素含有の燃料を燃焼させて、酸素,窒素酸化物および一酸化炭素を含むガスを生成させるバーナと、このバーナの燃焼量を変更するように燃料供給量を変
更可能とした燃料供給手段と、前記バーナへ燃焼空気を供給する送風機およびこの送風機の回転数を可変とするインバータを含む燃焼空気供給手段と、前記ガスに含まれる一酸化炭素を酸素により酸化し窒素酸化物を一酸化炭素により還元する触媒と、前記バーナの空気比を調整する空気比調整手段と、前記バーナの空気比を検出するセンサとを備え、前記バーナは、前記空気比を低減時空気比とした時、前記触媒一次側のガス中の酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の濃度比が所定濃度比となる特性を有し、前記触媒は、前記濃度比を前記所定濃度比とした時前記触媒二次側の窒素酸化物濃度を実質的に零または所定値以下とし、一酸化炭素濃度を実質的に零または所定値以下とするとする特性を有することを特徴とする燃焼装置である。この実施の形態4において、前記空気比調整手段は、前記センサから信号に基づき、フィードバック制御により前記低減時空気比とするように前記インバータを制御することで前記濃度比を所定濃度比とする低減時制御と、前記低減時空気比より高い定格時空気比とするように前記インバータを制御する定格時制御とを選択可能とする。この実施の形態4は、つぎの三つの実施の形態5〜7を含む。
The third embodiment is typically applied to the combustion apparatus according to the fourth embodiment. In the fourth embodiment, a hydrocarbon-containing fuel is burned to generate a gas containing oxygen, nitrogen oxides, and carbon monoxide, and the fuel supply amount is changed so as to change the combustion amount of the burner. Fuel supply means made possible, a blower for supplying combustion air to the burner, and a combustion air supply means including an inverter for changing the rotation speed of the blower, and carbon monoxide contained in the gas oxidized with oxygen and nitrogen A catalyst for reducing oxides with carbon monoxide; air ratio adjusting means for adjusting the air ratio of the burner; and a sensor for detecting the air ratio of the burner, wherein the burner reduces the air ratio when air is reduced. The ratio of oxygen, nitrogen oxide and carbon monoxide in the gas on the primary side of the catalyst has a predetermined concentration ratio, and the catalyst has the concentration ratio as the predetermined concentration ratio. The catalyst was less secondary side substantially zero or a predetermined value of nitrogen oxide concentration, a combustion apparatus characterized by having the property of substantially a zero or a predetermined value or less carbon monoxide concentration. In the fourth embodiment, the air ratio adjusting means reduces the concentration ratio to a predetermined concentration ratio by controlling the inverter so that the reduced air ratio is set by feedback control based on a signal from the sensor. It is possible to select the time control and the rated time control for controlling the inverter so that the rated air ratio is higher than the reduced air ratio. The fourth embodiment includes the following three fifth to seventh embodiments.

(実施の形態5)
前記実施の形態5は、炭化水素含有の燃料を燃焼させて、酸素,窒素酸化物および一酸化炭素を含むガスを生成させるバーナと、このバーナの燃焼量を変更するように燃料供給量を変更可能とした燃料供給手段と、前記バーナへ燃焼空気を供給する送風機およびこの送風機の回転数を可変とするインバータを含む燃焼空気供給手段と、前記ガスに含まれる一酸化炭素を酸素により酸化し窒素酸化物を一酸化炭素により還元する触媒と、前記バーナの空気比を調整する空気比調整手段と、前記バーナの空気比を検出するセンサとを備え、前記バーナは、前記空気比を低減時空気比とした時、前記触媒一次側のガス中の酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の濃度比Kが基準所定濃度比K0となる特性を有し、前記触媒は、前記濃度比Kを前記基準所定濃度比K0とした時前記触媒二次側の窒素酸化物濃度および一酸化炭素濃度を実質的に零とする特性を有することを特徴とする燃焼装置である。この実施の形態5において、前記空気比調整手段は、前記センサから信号に基づき、フィードバック制御により前記低減時空気比とするように前記インバータを制御することで前記濃度比Kを前記基準所定濃度比K0とする低減時制御と、前記低減時空気比より高い定格時空気比とするように前記インバータを制御する定格時制御とを選択可能とする。
(Embodiment 5)
In the fifth embodiment, a burner that burns hydrocarbon-containing fuel to generate a gas containing oxygen, nitrogen oxides, and carbon monoxide, and the fuel supply amount are changed so as to change the combustion amount of the burner. Fuel supply means made possible, a blower for supplying combustion air to the burner, and a combustion air supply means including an inverter for changing the rotation speed of the blower, and carbon monoxide contained in the gas oxidized with oxygen and nitrogen A catalyst for reducing oxides with carbon monoxide; air ratio adjusting means for adjusting the air ratio of the burner; and a sensor for detecting the air ratio of the burner, wherein the burner reduces the air ratio when air is reduced. The ratio of oxygen, nitrogen oxide and carbon monoxide in the gas on the primary side of the catalyst has a reference predetermined concentration ratio K0, and the catalyst uses the concentration ratio K as the reference. A combustion apparatus characterized by having the property of substantially zero concentration of nitrogen oxides and carbon monoxide concentration of the catalyst secondary side when a constant concentration ratio K0. In the fifth embodiment, the air ratio adjusting means controls the inverter so as to obtain the reduced air ratio by feedback control based on a signal from the sensor, thereby setting the concentration ratio K to the reference predetermined concentration ratio. The control at the time of reduction set to K0 and the control at the time of rating that controls the inverter so that the rated air ratio is higher than the air ratio at the time of reduction can be selected.

(実施の形態6)
また、前記実施の形態6は、炭化水素含有の燃料を燃焼させて、酸素,窒素酸化物および一酸化炭素を含むガスを生成させるバーナと、このバーナの燃焼量を変更するように燃料供給量を変更可能とした燃料供給手段と、前記バーナへ燃焼空気を供給する送風機およびこの送風機の回転数を可変とするインバータを含む燃焼空気供給手段と、前記ガスに含まれる一酸化炭素を酸素により酸化し窒素酸化物を一酸化炭素により還元する触媒と、前記バーナの空気比を調整する空気比調整手段と、前記バーナの空気比を検出するセンサとを備え、前記バーナは、前記空気比を前記実施の形態5の低減時空気比よりも低い値の低減時空気比とした時、前記触媒一次側のガス中の酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の濃度比Kが第一所定濃度比K1となる特性を有し、前記触媒は、前記濃度比Kを前記第一所定濃度比K1とした時前記触媒二次側の窒素酸化物濃度を実質的に零とし、一酸化炭素濃度を所定値以下とするとする特性を有することを特徴とする燃焼装置である。この実施の形態5において、前記空気比調整手段は、前記センサから信号に基づき、フィードバック制御により前記低減時空気比とするように前記インバータを制御することで前記濃度比Kを前記第一定濃度比K1とする低減時制御と、前記低減時空気比より高い定格時空気比とするように前記インバータを制御する定格時制御とを選択可能とする。
(Embodiment 6)
In the sixth embodiment, a burner that burns a hydrocarbon-containing fuel to generate a gas containing oxygen, nitrogen oxides, and carbon monoxide, and a fuel supply amount so as to change the combustion amount of the burner. The fuel supply means that can be changed, the blower that supplies combustion air to the burner, and the combustion air supply means that includes an inverter that makes the rotation speed of the blower variable, and the carbon monoxide contained in the gas is oxidized by oxygen And a catalyst for reducing nitrogen oxide with carbon monoxide, an air ratio adjusting means for adjusting the air ratio of the burner, and a sensor for detecting the air ratio of the burner, wherein the burner is configured to reduce the air ratio to the air ratio. When the reduced air ratio is lower than the reduced air ratio of the fifth embodiment, the concentration ratio K of oxygen, nitrogen oxides, and carbon monoxide in the gas on the primary side of the catalyst is the first predetermined concentration ratio K1. When The catalyst has a nitrogen oxide concentration on the secondary side of the catalyst substantially zero and a carbon monoxide concentration below a predetermined value when the concentration ratio K is the first predetermined concentration ratio K1. It is a combustion apparatus characterized by having the characteristic of In the fifth embodiment, the air ratio adjusting means controls the inverter so as to obtain the reduced air ratio by feedback control based on a signal from the sensor, thereby adjusting the concentration ratio K to the first constant concentration. The control at the time of reduction to be the ratio K1 and the control at the time of rating to control the inverter so that the air ratio at the time of rating higher than the air ratio at the time of reduction can be selected.

(実施の形態7)
また、前記実施の形態7は、炭化水素含有の燃料を燃焼させて、酸素,窒素酸化物および一酸化炭素を含むガスを生成させるバーナと、このバーナの燃焼量を変更するように燃
料供給量を変更可能とした燃料調整弁を有する燃料供給手段と、前記送風機の回転数を可変とするインバータと、前記バーナへ燃焼空気を供給する送風機およびこの送風機の回転数を可変とするインバータを含む燃焼空気供給手段と、前記ガスに含まれる一酸化炭素を酸素により酸化し窒素酸化物を一酸化炭素により還元する触媒と、前記バーナの空気比を調整する空気比調整手段と、前記バーナの空気比を検出するセンサとを備え、前記バーナは、前記空気比を前記実施の形態5の低減時空気比よりも高い値の低減時空気比とした時、前記触媒一次側のガス中の酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の濃度比Kが第二所定濃度比K2となる特性を有し、前記触媒は、前記濃度比Kを前記第二所定濃度比K2とした時前記触媒二次側の窒素酸化物濃度を所定値以下とし、一酸化炭素濃度を実質的に零とする特性を有することを特徴とする燃焼装置である。この実施の形態6において、前記空気比調整手段は、前記センサからの信号に基づき、フィードバック制御により前記設定空気比とするように前記インバータを制御することで前記濃度比Kを前記第二定濃度比K2とする。
(Embodiment 7)
In the seventh embodiment, a burner that burns hydrocarbon-containing fuel to generate a gas containing oxygen, nitrogen oxides, and carbon monoxide, and a fuel supply amount so as to change the combustion amount of the burner. Including a fuel supply means having a fuel adjustment valve that can be changed, an inverter that makes the rotational speed of the blower variable, a blower that supplies combustion air to the burner, and an inverter that makes the rotational speed of the blower variable An air supply means, a catalyst for oxidizing carbon monoxide contained in the gas with oxygen and reducing nitrogen oxide with carbon monoxide, an air ratio adjusting means for adjusting an air ratio of the burner, and an air ratio of the burner And the burner has an acid in the gas on the primary side of the catalyst when the air ratio is a reduced air ratio that is higher than the reduced air ratio in the fifth embodiment. , Nitrogen oxide and carbon monoxide concentration ratio K is a second predetermined concentration ratio K2, and the catalyst has a secondary side when the concentration ratio K is the second predetermined concentration ratio K2. The combustion apparatus is characterized in that the nitrogen oxide concentration of the carbon dioxide is not more than a predetermined value and the carbon monoxide concentration is substantially zero. In the sixth embodiment, the air ratio adjusting means controls the inverter so as to obtain the set air ratio by feedback control based on a signal from the sensor, thereby setting the concentration ratio K to the second constant concentration. The ratio is K2.

すなわち、前記基準所定濃度比K0,前記第一所定濃度比K1,前記第二所定濃度比K2は、前記低減時空気比をそれぞれ基準設定空気比,第一設定空気比,第二設定空気比に制御することにより、次の調整がなされる。
調整0:前記濃度比Kを前記触媒二次側の窒素酸化物濃度および一酸化炭素濃度を実質的に零とする基準所定濃度比K0に調整する。
調整1:前記濃度比Kを、前記基準所定濃度比K0より低く、前記触媒二次側の窒素酸化物濃度を実質的に零とするとともに一酸化炭素濃度を所定値以下とする第一所定濃度比K1に調整する。
調整2:前記濃度比Kを、前記触媒二次側の一酸化炭素濃度を実質的に零とするとともに窒素酸化物濃度を所定値以下とする第二所定濃度比K2に調整する。
That is, the reference predetermined concentration ratio K0, the first predetermined concentration ratio K1, and the second predetermined concentration ratio K2 are set such that the reduced air ratio is changed to the reference set air ratio, the first set air ratio, and the second set air ratio, respectively. By controlling, the following adjustments are made.
Adjustment 0: The concentration ratio K is adjusted to a reference predetermined concentration ratio K0 in which the nitrogen oxide concentration and carbon monoxide concentration on the catalyst secondary side are substantially zero.
Adjustment 1: The first predetermined concentration in which the concentration ratio K is lower than the reference predetermined concentration ratio K0, the nitrogen oxide concentration on the secondary side of the catalyst is substantially zero, and the carbon monoxide concentration is not more than a predetermined value. Adjust to the ratio K1.
Adjustment 2: The concentration ratio K is adjusted to a second predetermined concentration ratio K2 in which the carbon monoxide concentration on the secondary side of the catalyst is substantially zero and the nitrogen oxide concentration is not more than a predetermined value.

そして、前記触媒は、前記調整0を行うと、それぞれ前記触媒二次側の窒素酸化物濃度および一酸化炭素濃度を実質的に零とし、前記調整1を行うと前記触媒二次側の窒素酸化物濃度を実質的に零とするとともに一酸化炭素濃度を所定値以下とし、前記調整2を行うと前記触媒二次側の一酸化炭素濃度を実質的に零とするとともに窒素酸化物濃度を所定値以下とする特性を有している。   When the adjustment 0 is performed, the catalyst makes the nitrogen oxide concentration and the carbon monoxide concentration on the catalyst secondary side substantially zero, and when the adjustment 1 is performed, the nitrogen oxidation on the catalyst secondary side is performed. When the adjustment 2 is performed, the carbon monoxide concentration on the secondary side of the catalyst is substantially zero and the nitrogen oxide concentration is predetermined. It has the characteristic of being below the value.

これらの実施の形態5〜7において、濃度比Kとは、一酸化炭素濃度、窒素酸化物濃度および酸素濃度の相互の関係を意味する。前記調整0における基準所定濃度比K0は、次式(1)の判定式にて判定され、好ましくは、次式(2)を満たし、前記第一所定濃度比K1を前記基準所定濃度比K0より小さくし、前記第二所定濃度比K2を前記基準所定濃度比K0より大きくするように設定される。
([NOx]+2[O2])/[CO]=K …(1)
1.0≦K=K0≦2.0 …(2)
(式(1)において、[CO]、[NOx]および[O2]はそれぞれ一酸化炭素濃度、
窒素酸化物濃度および酸素濃度を示し、[O2]>0の条件を満たす。)
In these Embodiments 5 to 7, the concentration ratio K means the relationship between the carbon monoxide concentration, the nitrogen oxide concentration, and the oxygen concentration. The reference predetermined density ratio K0 in the adjustment 0 is determined by a determination formula of the following formula (1), and preferably satisfies the following formula (2), and the first predetermined density ratio K1 is determined from the reference predetermined density ratio K0. The second predetermined density ratio K2 is set to be smaller than the reference predetermined density ratio K0.
([NOx] +2 [O 2 ]) / [CO] = K (1)
1.0 ≦ K = K0 ≦ 2.0 (2)
(In Formula (1), [CO], [NOx] and [O 2 ] are the carbon monoxide concentration,
Nitrogen oxide concentration and oxygen concentration are shown, and the condition of [O 2 ]> 0 is satisfied. )

すなわち、前記基準所定濃度比K0は、前記触媒二次側の酸素濃度,窒素酸化物濃度および一酸化炭素濃度をそれぞれ実質的に零とする前記触媒の一次側の酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の濃度比である。前記式(1)は、前記基準所定濃度比K0を判定するための判定式であり、式(2)は、前記触媒二次側の酸素濃度,窒素酸化物濃度および一酸化炭素濃度をそれぞれ実質的に零とする条件を示している。理論的には、K0=1.0の条件で、各濃度を零とすることができる。しかしながら、実験結果によると、前記式(2)の範囲で各濃度を実質的に零とすることが確認されているが、前記K0の上限2.0は、前記触媒の特性によっては、2.0より大きい値をとることが考えられる。   That is, the reference predetermined concentration ratio K0 is such that the oxygen concentration, nitrogen oxide concentration, and monoxide concentration on the primary side of the catalyst, where the oxygen concentration, nitrogen oxide concentration, and carbon monoxide concentration on the catalyst secondary side are substantially zero, respectively. It is the concentration ratio of carbon. The equation (1) is a determination equation for determining the reference predetermined concentration ratio K0, and the equation (2) substantially represents the oxygen concentration, the nitrogen oxide concentration, and the carbon monoxide concentration on the catalyst secondary side. This shows the condition of zero. Theoretically, each concentration can be made zero under the condition of K0 = 1.0. However, according to the experimental results, it has been confirmed that each concentration is substantially zero within the range of the formula (2). However, the upper limit of K0 is 2.0 depending on the characteristics of the catalyst. It is conceivable to take a value greater than zero.

前記基準所定濃度比K0の値を下回るように,すなわち式(1)のKがK0よりも小さい前記第一所定濃度比K1となるように前記触媒の一次側の濃度比Kを調整する(前記調整1)と、前記触媒二次側の酸素濃度および窒素酸化物濃度が実質的に零となるとともに一酸化炭素濃度が所定値以下となる。この一酸化炭素濃度の所定値は、好ましくは、排出基準値(この値は、国により異なるので、国ごとに変更することが可能である。)以下に設定する。この所定値を決めると、実験的に前記第一所定濃度比K1を定めることができる。前記濃度比Kの値がK0よりも小さい前記第一所定濃度比K1となるような濃度比Kの調整は、具体的には、前記触媒一次側の一酸化炭素濃度に対する酸素濃度の割合を、前記基準所定濃度比K0を満たす一酸化炭素濃度に対する酸素濃度の割合よりも少なくすることで実現可能である。   The concentration ratio K on the primary side of the catalyst is adjusted so as to be lower than the value of the reference predetermined concentration ratio K0, that is, the first predetermined concentration ratio K1 that is smaller than K0 in the equation (1) (see above). In the adjustment 1), the oxygen concentration and the nitrogen oxide concentration on the secondary side of the catalyst become substantially zero, and the carbon monoxide concentration becomes a predetermined value or less. The predetermined value of the carbon monoxide concentration is preferably set to an emission standard value or less (this value varies depending on the country and can be changed for each country). When the predetermined value is determined, the first predetermined concentration ratio K1 can be determined experimentally. The adjustment of the concentration ratio K such that the value of the concentration ratio K is the first predetermined concentration ratio K1 smaller than K0, specifically, the ratio of the oxygen concentration to the carbon monoxide concentration on the primary side of the catalyst, This can be realized by reducing the ratio of the oxygen concentration to the carbon monoxide concentration satisfying the reference predetermined concentration ratio K0.

また、前記濃度比KがK0よりも大きい前記第二所定濃度比K2となるように前記触媒の一次側の濃度比Kを調整する(前記調整2)と、前記触媒二次側の一酸化炭素濃度が実質的に零となるとともに窒素酸化物濃度が所定値以下となる。この場合、前記触媒の二次側の酸素濃度は、所定濃度となる。この窒素酸化物濃度の所定値は、一酸化炭素濃度の前記所定値とは異なる値であり、好ましくは、各国で定められる排出基準値以下とする。この所定値を決めると、実験的に前記第二濃度比K2を定めることができる。前記第二所定濃度比K2とするための濃度比Kの調整は、具体的には、前記触媒一次側の一酸化炭素濃度に対する酸素濃度の割合を、前記基準所定濃度比K0を満たす一酸化炭素濃度に対する酸素濃度の割合よりも多くすることで実現可能である。   Further, when the concentration ratio K on the primary side of the catalyst is adjusted so that the concentration ratio K becomes the second predetermined concentration ratio K2 larger than K0 (the adjustment 2), carbon monoxide on the catalyst secondary side The concentration becomes substantially zero and the nitrogen oxide concentration becomes a predetermined value or less. In this case, the oxygen concentration on the secondary side of the catalyst becomes a predetermined concentration. The predetermined value of the nitrogen oxide concentration is a value different from the predetermined value of the carbon monoxide concentration, and is preferably equal to or less than the emission standard value determined in each country. When this predetermined value is determined, the second concentration ratio K2 can be determined experimentally. Specifically, the adjustment of the concentration ratio K to obtain the second predetermined concentration ratio K2 is performed by setting the ratio of the oxygen concentration to the carbon monoxide concentration on the primary side of the catalyst to carbon monoxide satisfying the reference predetermined concentration ratio K0. This can be realized by increasing the ratio of the oxygen concentration to the concentration.

以上の実施の形態4〜7においては、まず、前記バーナの燃焼により、酸素と、窒素酸化物および一酸化炭素とを含み、炭化水素を含まないガスが生成される。そして、前記触媒の一次側の前記ガスにおける酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の濃度比Kは、前記空気比調整手段による低減時空気比に制御することにより、前記バーナの特性に基づいて、それぞれ前記基準所定濃度比K0,前記第一所定濃度比K1に調整される。そして、前記触媒にて、前記ガスが前記触媒と接触して前記ガス中の酸素により一酸化炭素が酸化され、一酸化炭素により窒素酸化物が還元される。前記調整0または前記調整1が行われた場合の酸素の役割は、一酸化炭素濃度の調整,すなわち窒素酸化物を還元してその濃度を実質的に零とするのに必要な量以上に存在する一酸化炭素量を消費して低減するものである。この前記調整0,前記調整1後のガスと前記触媒との接触により、前記ガス中の窒素酸化物の排出量が実質的に零に低減され、一酸化炭素の排出量が実質的に零または所定値以下に低減される。また、前記調整2後のガスと前記触媒との接触により、前記ガス中の一酸化炭素の排出量が実質的に零とされ、窒素酸化物濃度が所定値以下に低減される。また、前記低減時制御は、フィードバック制御であるので、前記各所定濃度比K0,K1,K2の値の変動が抑制され、窒素酸化物排出量および一酸化炭素排出量の低減効果を安定して発揮することができる。特に、前記調整0において、窒素酸化物排出量を実質的に零とするには、前記低減時制御が重要である。   In Embodiments 4 to 7 described above, first, a gas containing oxygen, nitrogen oxides, and carbon monoxide and not containing hydrocarbons is generated by combustion of the burner. And the concentration ratio K of oxygen, nitrogen oxide and carbon monoxide in the gas on the primary side of the catalyst is controlled based on the characteristics of the burner by controlling the air ratio at the time of reduction by the air ratio adjusting means. They are adjusted to the reference predetermined density ratio K0 and the first predetermined density ratio K1, respectively. In the catalyst, the gas comes into contact with the catalyst, carbon monoxide is oxidized by oxygen in the gas, and nitrogen oxides are reduced by carbon monoxide. The role of oxygen when the adjustment 0 or the adjustment 1 is performed is more than the amount necessary to adjust the carbon monoxide concentration, that is, to reduce the nitrogen oxides so that the concentration becomes substantially zero. The amount of carbon monoxide to be consumed is reduced. Due to the contact between the gas after the adjustment 0 and the adjustment 1 and the catalyst, the emission amount of nitrogen oxide in the gas is substantially reduced to zero, and the emission amount of carbon monoxide is substantially zero or It is reduced below a predetermined value. Further, due to the contact between the gas after the adjustment 2 and the catalyst, the emission amount of carbon monoxide in the gas is substantially zero, and the nitrogen oxide concentration is reduced to a predetermined value or less. Further, since the control at the time of reduction is feedback control, fluctuations in the values of the predetermined concentration ratios K0, K1, and K2 are suppressed, and the reduction effect of the nitrogen oxide emission amount and the carbon monoxide emission amount is stabilized. It can be demonstrated. In particular, in the adjustment 0, the reduction control is important in order to make the nitrogen oxide emission substantially zero.

前記調整0の基準所定濃度比K0および前記調整1の第一所定濃度比K1は、次式(3)で包含して表現される。すなわち、式(3)を満たすと、前記触媒二次側の窒素酸化物濃度を実質的に零とし、一酸化炭素濃度を実質的に零とするか、低減する。一酸化炭素濃度の低減を前記所定値以下とするには、式(3)の左辺の値がK0よりも小さい値となるように前記触媒一次側の前記濃度比Kを調整し、前記第一所定濃度比K1とする。
([NOx]+2[O2])/[CO]=K≦2.0 …(3)
(式(3)において、[CO]、[NOx]および[O2]はそれぞれCO濃度、NOx濃度およびO2濃度を示し、[O2]>0の条件を満たす。)
The reference predetermined density ratio K0 of the adjustment 0 and the first predetermined density ratio K1 of the adjustment 1 are expressed by being included by the following equation (3). That is, when the expression (3) is satisfied, the nitrogen oxide concentration on the secondary side of the catalyst is substantially zero, and the carbon monoxide concentration is substantially zero or reduced. In order to reduce the carbon monoxide concentration below the predetermined value, the concentration ratio K on the primary side of the catalyst is adjusted so that the value on the left side of Equation (3) is smaller than K0, and the first The predetermined concentration ratio is K1.
([NOx] +2 [O 2 ]) / [CO] = K ≦ 2.0 (3)
(In Expression (3), [CO], [NOx] and [O 2 ] indicate the CO concentration, NOx concentration and O 2 concentration, respectively, and satisfy the condition of [O 2 ]> 0.)

([NOx]+2[O2])/[CO]の値(濃度比の値)は、好ましくは、1.5以下とする。また、窒素酸化物濃度([NOx])は、一酸化窒素濃度([NO])と二酸化
窒素濃度([NO2])との合計濃度である。また、前記式(3)を満たす一酸化炭素濃度、窒素酸化物濃度および酸素濃度の濃度比を所定濃度比という。
The value of ([NOx] +2 [O 2 ]) / [CO] (concentration ratio value) is preferably 1.5 or less. The nitrogen oxide concentration ([NOx]) is the total concentration of the nitric oxide concentration ([NO]) and the nitrogen dioxide concentration ([NO 2 ]). Further, the concentration ratio of the carbon monoxide concentration, the nitrogen oxide concentration, and the oxygen concentration satisfying the expression (3) is referred to as a predetermined concentration ratio.

前記所定濃度比の値が1の場合は、理論上は、前記触媒から排出される酸素濃度,窒素酸化物濃度および一酸化炭素濃度を零とすることができる。しかしながら、実験上は、僅かに一酸化炭素が排出されることが分かっている。前記式(1)における([NOx]+2[O2])/[CO]=1は、実験結果を考慮して、前記第一反応および第二反応から理論的に導き出したものである。 When the value of the predetermined concentration ratio is 1, theoretically, the oxygen concentration, nitrogen oxide concentration, and carbon monoxide concentration discharged from the catalyst can be made zero. However, experiments have shown that a small amount of carbon monoxide is emitted. ([NOx] +2 [O 2 ]) / [CO] = 1 in the formula (1) is theoretically derived from the first reaction and the second reaction in consideration of experimental results.

ここで、([NOx]+2[O2])/[CO]=1を如何にして導き出したかを説明する。この式は、前記基準所定濃度比K0を典型的に満足する式であるので、基準所定濃度充足式と称する。
前記触媒内では、前記第一反応(I)が主反応として起こることが知られている。
CO +1/2O2 → CO2 …(I)
また、Pt等の貴金属触媒を用いた前記触媒内では、酸素が存在しない雰囲気で前前記第二反応(II)によるCOによるNO還元反応が進行する。
CO +NO → CO2 +1/2N2 …(II)
そこで、前記第一反応(I)、前記第二反応(II)の反応に寄与する物質の濃度に着目し、前記基準濃度充足式を導きだした。
すなわち、CO濃度,NO濃度,O2濃度をそれぞれ[CO]ppm,[NO]ppm,[O2]ppmとすると、前記式(I)よりCOにより除去できる酸素濃度は、次式(III)で表される。
2[O2]= [CO]a …(III)
また、前記式(II)の反応を起こすためには、COがNOの等量必要であり、次式(IV)の関係がいえる。
[CO]b =[NO] …(IV)
前記式(I)、(II)の反応を前記触媒内で連続して起こす場合、前記式(III)と前記式(IV)を足し合わせることで得られる次式(V)の濃度関係が必要となる。
[CO]a +[CO]b=2[O2]+ [NO] …(V)
[CO]a +[CO]bは、同一成分であるため、前記触媒二次側のガス中のCO濃度として[CO]で表すことができる。
よって、前記基準所定濃度比充足式,すなわち[CO]=2[O2]+[NO]の関係を導くことができる。
Here, how [(NOx] +2 [O 2 ]) / [CO] = 1 is derived will be described. Since this expression typically satisfies the reference predetermined density ratio K0, it is referred to as a reference predetermined density sufficient expression.
In the catalyst, it is known that the first reaction (I) occurs as a main reaction.
CO + 1 / 2O 2 → CO 2 (I)
Further, in the catalyst using a noble metal catalyst such as Pt, the NO reduction reaction by CO in the second reaction (II) proceeds in an atmosphere in which no oxygen exists.
CO + NO → CO 2 + 1 / 2N 2 (II)
Therefore, paying attention to the concentration of substances contributing to the reaction of the first reaction (I) and the second reaction (II), the reference concentration satisfaction formula was derived.
That is, assuming that the CO concentration, NO concentration, and O 2 concentration are [CO] ppm, [NO] ppm, and [O 2 ] ppm, respectively, the oxygen concentration that can be removed by CO from the above formula (I) is the following formula (III): It is represented by
2 [O 2 ] = [CO] a (III)
Further, in order to cause the reaction of the above formula (II), an equal amount of NO is required for CO, and the relationship of the following formula (IV) can be said.
[CO] b = [NO] (IV)
When the reactions of the formulas (I) and (II) occur continuously in the catalyst, the concentration relationship of the following formula (V) obtained by adding the formula (III) and the formula (IV) is necessary. It becomes.
[CO] a + [CO] b = 2 [O 2 ] + [NO] (V)
Since [CO] a + [CO] b is the same component, it can be expressed as [CO] as the CO concentration in the gas on the catalyst secondary side.
Therefore, the reference predetermined concentration ratio satisfaction formula, that is, the relationship of [CO] = 2 [O 2 ] + [NO] can be derived.

前記所定濃度比の値が1よりも小さい場合は、一酸化炭素の濃度が前記窒素酸化物の還元に必要な濃度以上に存在するので、排出酸素濃度が零で、前記触媒通過後のガス中に一酸化炭素が残留する。このため前記式(3)における濃度比の下限値を設けていない。前記触媒通過後に、一酸化炭素が含まれる場合は、この残留一酸化炭素を酸化する酸化手段を更に設けることが好ましい。この酸化手段は、前記触媒と別個の触媒を設け、この触媒の上流側へ酸素を投入して一酸化炭素を酸化するように構成することができる。   When the value of the predetermined concentration ratio is smaller than 1, the concentration of carbon monoxide is higher than the concentration necessary for the reduction of the nitrogen oxides, so the exhaust oxygen concentration is zero and the gas in the gas after passing through the catalyst Carbon monoxide remains on the surface. For this reason, the lower limit of the concentration ratio in the formula (3) is not provided. When carbon monoxide is contained after passing through the catalyst, it is preferable to further provide an oxidizing means for oxidizing the residual carbon monoxide. The oxidation means can be configured to provide a catalyst separate from the catalyst and oxidize carbon monoxide by introducing oxygen upstream of the catalyst.

また、前記濃度比の値の1.0を越え、2.0までは、実験的に得られた値であるが、つぎの理由によると考えられる。前記触媒中で生じている反応は、完全に解明されておらず、前記第一反応および前記第二反応の主反応以外に、副反応が生じていることが考えられる。この副反応の一つとして、蒸気と一酸化炭素との反応により水素が生じ、この水素により窒素酸化物および酸素が還元される反応が考えられる。   Moreover, although the value of the concentration ratio exceeds 1.0 and reaches 2.0, it is an experimentally obtained value, which is considered to be due to the following reason. The reaction occurring in the catalyst has not been completely elucidated, and it is considered that a side reaction occurs in addition to the main reaction of the first reaction and the second reaction. As one of these side reactions, hydrogen is generated by the reaction between steam and carbon monoxide, and a reaction in which nitrogen oxides and oxygen are reduced by this hydrogen can be considered.

(実施の形態8)
前記実施の形態4は、つぎの実施の形態8にて表現できる。この実施の形態8は、炭化水素含有の燃料を燃焼させ、酸素,窒素酸化物および一酸化炭素を含むガスを生成させる
バーナと、このバーナの燃焼量を段階的に変更するように燃料供給量を変更可能とした燃料供給手段と、前記バーナへ燃焼空気を供給する送風機およびこの送風機の回転数を可変とするインバータを含む燃焼空気供給手段と、前記ガスに含まれる一酸化炭素を酸素により酸化し窒素酸化物を一酸化炭素により還元する触媒と、前記バーナの空気比を検出するためのセンサと、このセンサの検出信号に基づき設定空気比に前記バーナを制御する空気比調整手段とを備え、前記バーナは、前記空気比調整手段により前記空気比を低減時空気比に調整した時、前記触媒二次側の窒素酸化物濃度を実質的に零または所定値以下とし、一酸化炭素濃度を実質的に零または所定値以下とする前記触媒一次側における酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の所定濃度比を得ることができるように構成され、前記空気比調整手段は、前記センサから信号に基づき、フィードバック制御により前記低減時空気比とするように前記インバータを制御することで前記濃度比を所定濃度比とする低減時制御と、前記低減時空気比より高い定格時空気比とするように前記インバータを制御する定格時制御とを選択可能としたことを特徴とする燃焼装置である。
(Embodiment 8)
The fourth embodiment can be expressed by the following eighth embodiment. In the eighth embodiment, a hydrocarbon-containing fuel is burned to generate a gas containing oxygen, nitrogen oxides, and carbon monoxide, and the fuel supply amount is changed stepwise. The fuel supply means that can be changed, the blower that supplies the combustion air to the burner, and the combustion air supply means that includes an inverter that makes the rotation speed of the blower variable, and the carbon monoxide contained in the gas is oxidized by oxygen A catalyst for reducing nitrogen oxides with carbon monoxide, a sensor for detecting the air ratio of the burner, and an air ratio adjusting means for controlling the burner to a set air ratio based on a detection signal of the sensor. When the air ratio is adjusted to the reduced air ratio by the air ratio adjusting means, the burner makes the nitrogen oxide concentration on the catalyst secondary side substantially zero or a predetermined value or less. A predetermined concentration ratio of oxygen, nitrogen oxides, and carbon monoxide on the primary side of the catalyst that is substantially zero or less than a predetermined value, and the air ratio adjusting means is Based on the signal from the sensor, the inverter is controlled so as to obtain the reduced air ratio by feedback control, thereby reducing the concentration ratio to a predetermined concentration ratio, and the rated air ratio higher than the reduced air ratio. The combustion apparatus is characterized in that the control at the rated time for controlling the inverter can be selected.

以上の実施の形態4〜8において、前記低減時空気比は、好ましくは、1.0の設定空気比に制御するが、前記触媒での反応の結果、1.0の設定空気比を満たし得る前記触媒の一次側の酸素濃度が所定濃度となるように空気比を制御するように構成することもできる。   In the above Embodiments 4 to 8, the reduced air ratio is preferably controlled to a set air ratio of 1.0, but as a result of the reaction with the catalyst, the set air ratio of 1.0 can be satisfied. The air ratio may be controlled so that the oxygen concentration on the primary side of the catalyst becomes a predetermined concentration.

ここで、前記実施の形態4〜8における有害物質(窒素酸化物および一酸化炭素)の低減作用についてさらに詳しく説明する。この低減作用は、つぎのようにして行われると考えられる。HC(炭化水素)を含まないガスにおいて、前記触媒では、主反応として、一酸化炭素を酸化させる第一反応と窒素酸化物を一酸化炭素により還元させる第二反応とが生じている。そして、前記触媒における反応(触媒反応)おいて、酸素存在下では、前記第一反応が前記第二反応よりも優位であり、前記第一反応に基づき一酸化炭素は、酸素により消費されて、濃度調整された後、前記第二反応により窒素酸化物を還元する。この説明は、簡略化したものである。実際は、前記第一反応は、前記第二反応と競合反応であるが、一酸化炭素と酸素との反応が酸素存在下において前記第二反応と比較し見かけ上速く起こるため、第一段階で前記第一反応が行われ、第二段階で前記第二反応が行われると考えられる。   Here, the action of reducing harmful substances (nitrogen oxides and carbon monoxide) in Embodiments 4 to 8 will be described in more detail. This reduction action is considered to be performed as follows. In the gas not containing HC (hydrocarbon), in the catalyst, as the main reaction, a first reaction for oxidizing carbon monoxide and a second reaction for reducing nitrogen oxide with carbon monoxide are generated. In the reaction in the catalyst (catalytic reaction), in the presence of oxygen, the first reaction is superior to the second reaction, and based on the first reaction, carbon monoxide is consumed by oxygen, After the concentration is adjusted, nitrogen oxides are reduced by the second reaction. This description is simplified. Actually, the first reaction is a competitive reaction with the second reaction, but the reaction between carbon monoxide and oxygen occurs apparently faster than the second reaction in the presence of oxygen. It is considered that the first reaction is performed and the second reaction is performed in the second stage.

要するに、前記触媒において、酸素の存在下では、CO+1/2O2→CO2なる前記第一反応により、酸素が消費され、残りのCOを用いて、2CO+2NO→N2+2CO2なる前記第二反応により、窒素酸化物を還元して、排出窒素酸化物濃度を低減する。 In short, in the catalyst, in the presence of oxygen, oxygen is consumed by the first reaction of CO + 1 / 2O 2 → CO 2, and by the second reaction of 2CO + 2NO → N 2 + 2CO 2 using the remaining CO. Reduce nitrogen oxides by reducing nitrogen oxides.

ここで、前記の反応式の説明において、NOxを用いることなく、NOを用いているのは、高温場での生成窒素酸化物の組成は、主成分がNOであり、NO2が数%に過ぎないので、近似的に説明することができるからである。NO2は、存在してもNOと同様にCOにより還元されると考えられる。 Here, in the description of the above reaction formula, NO is used without using NOx. The composition of the generated nitrogen oxide in a high temperature field is NO as the main component, and NO 2 is several percent. This is because it can be described approximately. Even if NO 2 is present, it is considered that it is reduced by CO in the same manner as NO.

つぎに、前記調整0,前記調整1および前記調整2を行う濃度比調整手段について説明する。前記濃度比調整手段は、前記触媒一次側の酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の前記濃度比Kの調整を前記バーナの濃度比特性のみを利用して構成することができるが、好ましくは、前記バーナおよび前記吸熱手段の濃度比特性に基づき、前記バーナの空気比調整手段を用いて前記所定濃度比に制御することにより、前記触媒二次側の窒素酸化物濃度を実質的に零から所定値以下に、一酸化炭素濃度を実質的に零から所定値以下に調整するものである。そして、この濃度比調整は、つぎの第一,第二濃度比調整手段を用いて行うことができる。いずれの調整手段も好ましくは、前記空気比調整手段による濃度比の調整を行うものである。   Next, density ratio adjusting means for performing the adjustment 0, the adjustment 1 and the adjustment 2 will be described. The concentration ratio adjusting means can be configured to adjust the concentration ratio K of oxygen, nitrogen oxides, and carbon monoxide on the primary side of the catalyst using only the concentration ratio characteristics of the burner. Based on the concentration ratio characteristics of the burner and the endothermic means, the nitrogen ratio on the secondary side of the catalyst is controlled from substantially zero to a predetermined value by controlling the predetermined concentration ratio using the air ratio adjusting means of the burner. Below the value, the carbon monoxide concentration is adjusted from substantially zero to a predetermined value or less. The density ratio adjustment can be performed using the following first and second density ratio adjusting means. Any of the adjusting means preferably adjusts the concentration ratio by the air ratio adjusting means.

前記第一濃度比調整手段は、前記濃度比Kの調整を前記バーナの特性を利用するとともに、前記バーナおよび前記触媒の間に配置され前記ガスから吸熱する吸熱手段との特性を利用して、すなわち前記バーナおよび前記吸熱手段の濃度比特性を利用して行うものである。この濃度比特性とは、前記バーナの空気比を変化させて燃焼させることにより生成される前記吸熱手段の全部または一部を通過後の一酸化炭素量および窒素酸化物量が変化する特性である。また、この濃度比特性は、基本的には前記バーナによる濃度比特性により決まり、前記吸熱手段は、典型的には、前記バーナの濃度比特性を一部変化させるか、その濃度比特性を保持する機能を有する。前記吸熱手段を後記の第一の態様とする場合は、一酸化炭素濃度の増加をもたらすとともに、窒素酸化物濃度を抑制する。前記吸熱手段を後記の第二の態様とする場合は、典型的には、前記バーナによる濃度比特性を殆ど変更することなく、保持するものである。   The first concentration ratio adjusting means uses the characteristics of the burner to adjust the concentration ratio K, and uses the characteristics of the endothermic means disposed between the burner and the catalyst to absorb heat from the gas, That is, it is performed using the concentration ratio characteristics of the burner and the endothermic means. This concentration ratio characteristic is a characteristic in which the amount of carbon monoxide and the amount of nitrogen oxide after passing through all or part of the heat absorbing means generated by burning with the air ratio of the burner changed. The concentration ratio characteristic is basically determined by the concentration ratio characteristic of the burner, and the endothermic device typically changes or maintains the concentration ratio characteristic of the burner. It has the function to do. When the endothermic means is the first aspect described later, the carbon monoxide concentration is increased and the nitrogen oxide concentration is suppressed. When the endothermic means is a second embodiment described later, typically, the concentration ratio characteristic by the burner is held with almost no change.

前記第二濃度比調整手段は、前記濃度比Kの調整が、前記バーナと、前記バーナおよび前記触媒の間に配置され前記ガスから吸熱する吸熱手段との濃度比特性を利用するとともに、前記バーナおよび前記触媒の間に配置され前記補助調整手段を用いて行うものである。   The second concentration ratio adjusting means uses the concentration ratio characteristics of the burner and an endothermic means that is disposed between the burner and the catalyst and absorbs heat from the gas to adjust the concentration ratio K. And between the catalyst and using the auxiliary adjusting means.

前記補助調整手段は、前記バーナと前記触媒との間にあって、一酸化炭素を注入したり、酸素を吸着除去することにより、酸素濃度に対する一酸化炭素濃度の割合を増加させることにより前記調整を補助的に行う機能を有するものである。この補助調整手段としては、CO発生器や、排ガスの酸素またはCOの量を調整可能な補助的バーナとすることができる。   The auxiliary adjustment means is located between the burner and the catalyst and assists the adjustment by increasing the ratio of the carbon monoxide concentration to the oxygen concentration by injecting carbon monoxide or removing oxygen by adsorption. It has the function to perform automatically. As this auxiliary adjusting means, a CO generator or an auxiliary burner capable of adjusting the amount of oxygen or CO in the exhaust gas can be used.

この第二濃度比調整手段を用いて前記濃度比の調整を行う場合には、前記濃度比調整を前記バーナおよび前記吸熱手段の濃度比特性に加えて前記補助調整手段を利用して行うので、特定の構造のバーナに限定されることなく、前記バーナおよび前記吸熱手段の適用範囲を拡げることができる。   When adjusting the concentration ratio using the second concentration ratio adjusting means, the concentration ratio adjustment is performed using the auxiliary adjusting means in addition to the concentration ratio characteristics of the burner and the endothermic means. The application range of the burner and the heat absorbing means can be expanded without being limited to a burner having a specific structure.

つぎに、この発明の実施の形態の構成要素についてさらに説明する。前記バーナは、好ましくは、ガス燃料を予混合燃焼させる全一次空気式の予混合バーナとする。前記触媒にて、前記第一反応および前記第二反応を効果的に生じさせるには、酸素,窒素酸化物および一酸化炭素に関する前記(2)(3)式で示すような濃度比が重要である。前記バーナを予混合バーナとすることにより、低空気比領域で前記所定濃度比を比較的容易に得ることができる。しかしながら、前記触媒一次側のガス中における酸素,窒素酸化物および一酸化炭素が均一に混合され、それぞれの濃度を前記所定濃度比とする制御が可能であれば、予混合バーナ以外のバーナとすることができる。   Next, the components of the embodiment of the present invention will be further described. The burner is preferably an all-primary air premix burner that premixes and burns gas fuel. In order to effectively cause the first reaction and the second reaction to occur in the catalyst, the concentration ratio as shown in the equations (2) and (3) relating to oxygen, nitrogen oxides, and carbon monoxide is important. is there. By using the premix burner as the burner, the predetermined concentration ratio can be obtained relatively easily in a low air ratio region. However, if oxygen, nitrogen oxides, and carbon monoxide in the gas on the primary side of the catalyst are uniformly mixed and each concentration can be controlled to the predetermined concentration ratio, a burner other than the premix burner is used. be able to.

また、前記式(3)を満たすという条件下で前記触媒の一次側の酸素濃度O2を0%<O2≦1.00%とすると、空気比はほぼ1となり、排出濃度が零に近い低NOxと低COに加えて省エネルギーが実現され、低公害で、省エネルギーの燃焼装置を提供することができる。 In addition, when the oxygen concentration O 2 on the primary side of the catalyst is 0% <O 2 ≦ 1.00% under the condition that the expression (3) is satisfied, the air ratio is almost 1, and the exhaust concentration is close to zero. Energy saving is realized in addition to low NOx and low CO, and a low pollution and energy saving combustion apparatus can be provided.

前記吸熱手段は、好ましくは、ボイラなどの缶体を構成する水管群とする。この吸熱手段の形態としては、前記バーナの直近に燃焼空間を殆ど有さず、燃焼空間内に水管群を配置した第一の態様(前記特許文献1,2に相当)と、前記バーナと水管群との間に燃焼空間を有する第二の態様とを含む。前記吸熱手段は、前記バーナにて生成されるガスから吸熱してその熱を利用するとともに、前記ガスの温度を前記触媒の活性化温度近くに制御し、かつ熱的な劣化を防止する温度以下に抑制する,すなわちガス温度を前記第一反応および前記第二反応を効果的に生じさせ、かつ温度による劣化を抑制し、耐久性を考慮した温度に制御する機能を持たせることができる。また、前記吸熱手段に前記ガスの温度が約900℃以上に上昇するのを抑制して一酸化炭素の酸化を抑制し、前記バーナからのガスの濃度比が変化しないための手段として機能させることができる。   The heat absorbing means is preferably a water tube group constituting a can such as a boiler. As a form of this heat absorption means, there is a first aspect (corresponding to Patent Documents 1 and 2) in which there is almost no combustion space in the immediate vicinity of the burner and a water tube group is arranged in the combustion space, and the burner and water pipe. And a second embodiment having a combustion space between the groups. The endothermic means absorbs heat from the gas generated in the burner and uses the heat, controls the temperature of the gas close to the activation temperature of the catalyst, and prevents the thermal deterioration or less. In other words, the gas temperature can be effectively caused to cause the first reaction and the second reaction, the deterioration due to temperature can be suppressed, and the temperature can be controlled in consideration of durability. In addition, the endothermic means is prevented from increasing the temperature of the gas to about 900 ° C. or more, thereby suppressing the oxidation of carbon monoxide and functioning as a means for preventing the concentration ratio of the gas from the burner from changing. Can do.

前記触媒は、前記ガス中にHCが含まれない状態で効率良く前記窒素酸化物を還元する機能を有する触媒で、前記水管群の後流または前記水管群の途中に設けられ、通気性を有する基材に触媒活性物質を担持した構成とし、構造は特定のものに限定されない。前記基材としては、ステンレスなどの金属,セラミックが用いられ、排ガスとの接触面積を広くするような表面処理が施される。触媒活性物質としては、一般的に白金が用いられるが、実施に応じて、白金に代表される貴金属(Ag,Au,Rh,Ru,Pt,Pd)または金属酸化物を用いることができる。前記触媒を前記水管群の途中に設ける場合は、複数の水管間の隙間に設けるか、前記水管を基材として、その表面に触媒活性物質を担持した構成とすることができる。   The catalyst is a catalyst having a function of efficiently reducing the nitrogen oxides in a state where HC is not contained in the gas, and is provided in the downstream of the water pipe group or in the middle of the water pipe group and has air permeability. The structure is such that a catalytically active substance is supported on a substrate, and the structure is not limited to a specific one. As the base material, a metal such as stainless steel or ceramic is used, and a surface treatment is performed to increase the contact area with the exhaust gas. As the catalytically active substance, platinum is generally used, but noble metals represented by platinum (Ag, Au, Rh, Ru, Pt, Pd) or metal oxides can be used depending on the implementation. When the catalyst is provided in the middle of the water pipe group, it can be provided in a gap between a plurality of water pipes, or the water pipe can be used as a base material and a catalytically active substance can be supported on the surface thereof.

この触媒は、つぎのような特性を有している。すなわち、図6の模式図に示すように、前記触媒一次側の前記濃度比の特性ラインL(二次側[NOx]=0,二次側[CO]=0ライン)を有している。このラインL上に前記触媒一次側の前記濃度比Kが位置すると、前記触媒の二次側の窒素酸化物濃度および一酸化炭素濃度が実質的に零となる。このラインLは、理論的には前記式(3)の前記所定濃度比Kが1.0(前記式(2)ではK0=1.0)に対応し、図6では、この前記所定濃度比Kが1.0の場合の式(3)を図示している。しかしながら、前述のように、実験的に前記所定濃度比Kが1.0を越える2.0までの範囲で、前記触媒の二次側の窒素酸化物濃度および一酸化炭素濃度を実質的に零とすることができることが確認されているので、前記ラインLは、図5のラインに限定されない。   This catalyst has the following characteristics. That is, as shown in the schematic diagram of FIG. 6, the catalyst has a concentration ratio characteristic line L (secondary side [NOx] = 0, secondary side [CO] = 0 line) on the primary side of the catalyst. When the concentration ratio K on the primary side of the catalyst is located on the line L, the nitrogen oxide concentration and the carbon monoxide concentration on the secondary side of the catalyst become substantially zero. The line L theoretically corresponds to the predetermined concentration ratio K of the equation (3) being 1.0 (K0 = 1.0 in the equation (2)). In FIG. Expression (3) when K is 1.0 is illustrated. However, as described above, the nitrogen oxide concentration and the carbon monoxide concentration on the secondary side of the catalyst are substantially zero in the range where the predetermined concentration ratio K is experimentally in the range up to 2.0 exceeding 1.0. Therefore, the line L is not limited to the line shown in FIG.

そして、前記バーナおよび前記吸熱手段の前記一次特性のラインMと、前記ラインLとの交点における酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の濃度比Kを仮に特異基準所定濃度比(以下、特異基準濃度比という。)と称する。前記触媒の一次側の前記濃度比Kを前記特異基準濃度比K0Xに調整する(前記調整0)と、前記触媒の二次側の窒素酸化物濃度および一酸化炭素濃度を実質的に零とする。そして、前記特異基準濃度比K0Xに対応する基準酸素濃度SKよりも一次側酸素濃度を高くする(前記調整2),すなわち前記空気比調整手段により一次側酸素濃度を高くすると前記触媒二次側において一次側酸素濃度と基準酸素濃度の差に応じた濃度の酸素が検出されるとともに、前記触媒の二次側の窒素酸化物濃度が一次側の窒素酸化物濃度よりも低減し、かつ二次側の一酸化炭素濃度が実質的に零となる。また、前記特異基準濃度比K0Xよりも一次側酸素濃度を低くする(前記調整1)と前記触媒の二次側において一次側酸素濃度と基準酸素濃度の差に応じた濃度の一酸化炭素が検出されるとともに、前記触媒の二次側の窒素酸化物濃度が実質的に零となり、かつ二次側の一酸化炭素濃度が低減する。   Then, the concentration ratio K of oxygen, nitrogen oxide, and carbon monoxide at the intersection of the primary characteristic line M of the burner and the endothermic means and the line L is assumed to be a specific reference predetermined concentration ratio (hereinafter referred to as a specific reference concentration). Called ratio). When the concentration ratio K on the primary side of the catalyst is adjusted to the specific reference concentration ratio K0X (the adjustment 0), the nitrogen oxide concentration and the carbon monoxide concentration on the secondary side of the catalyst are substantially zero. . Then, when the primary oxygen concentration is set higher than the reference oxygen concentration SK corresponding to the specific reference concentration ratio K0X (the adjustment 2), that is, when the primary oxygen concentration is increased by the air ratio adjusting means, the catalyst secondary side A concentration of oxygen corresponding to the difference between the primary oxygen concentration and the reference oxygen concentration is detected, the nitrogen oxide concentration on the secondary side of the catalyst is lower than the nitrogen oxide concentration on the primary side, and the secondary side The carbon monoxide concentration becomes substantially zero. Further, when the primary oxygen concentration is made lower than the specific reference concentration ratio K0X (adjustment 1), carbon monoxide having a concentration corresponding to the difference between the primary oxygen concentration and the reference oxygen concentration is detected on the secondary side of the catalyst. In addition, the nitrogen oxide concentration on the secondary side of the catalyst becomes substantially zero, and the carbon monoxide concentration on the secondary side is reduced.

こうした前記触媒の特性と前記予混合バーナおよび前記水管群の前記一次特性とを利用すると、前記触媒の二次側の酸素濃度および/または一酸化炭素濃度を零に制御する,すなわち空気比を1.0に制御することで、簡易に排出NOx濃度および排出CO濃度を実質的に零に制御することができる。すなわち、前記触媒の二次側の酸素濃度および/または一酸化炭素濃度の制御により、空気比1.0で燃焼することによる超省エネルギーと、排出NOx濃度および排出CO濃度が実質的に零の超低公害化とを同時に実現することができる。   By utilizing the characteristics of the catalyst and the primary characteristics of the premix burner and the water tube group, the oxygen concentration and / or carbon monoxide concentration on the secondary side of the catalyst is controlled to zero, that is, the air ratio is set to 1. By controlling to 0.0, the exhaust NOx concentration and the exhaust CO concentration can be easily controlled to substantially zero. That is, by controlling the oxygen concentration and / or carbon monoxide concentration on the secondary side of the catalyst, super energy saving by burning at an air ratio of 1.0, and the exhaust NOx concentration and the exhaust CO concentration exceed substantially zero. Low pollution can be achieved at the same time.

また、前記触媒の二次側の酸素濃度および/または一酸化炭素濃度を零の近傍にてその量を制御することにより、排出NOx濃度が実質的に零とすることができないまでも零に近い低い値に低減することができる。   Further, by controlling the oxygen concentration and / or carbon monoxide concentration on the secondary side of the catalyst in the vicinity of zero, the exhaust NOx concentration is close to zero until it cannot be substantially zero. It can be reduced to a low value.

前記空気比センサとしては、酸素過剰領域では過剰酸素濃度を表し、燃料過剰領域では一酸化炭素等の未燃ガスを空気比m=1で燃焼させるのに必要な不足酸素濃度を負の値として表す酸素濃度計を好適に用いることができる。また、前記センサとしては、酸素濃度センサと一酸化炭素濃度センサとを組み合わせ、近似的に空気比を求めることもできる。   The air ratio sensor represents an excess oxygen concentration in an oxygen excess region, and a deficient oxygen concentration required to burn unburned gas such as carbon monoxide at an air ratio m = 1 in a fuel excess region. The oxygen concentration meter to represent can be used suitably. Further, as the sensor, an oxygen ratio sensor and a carbon monoxide concentration sensor can be combined to obtain an air ratio approximately.

以上のようなセンサの取付位置は、好ましくは、前記触媒の二次側とするが、これに限定されるものではなく、前記触媒の一次側や、前記触媒の下流側に排熱回収器を設けた場合は、この下流側とすることができる。   The mounting position of the sensor as described above is preferably the secondary side of the catalyst, but is not limited thereto, and an exhaust heat recovery device is provided on the primary side of the catalyst or on the downstream side of the catalyst. When provided, it can be on the downstream side.

前記空気比調整手段は、好ましくは、前記バーナへ燃焼空気を送風する送風機と、この送風機を駆動するモータと、このモータの回転数を制御するインバータと、このインバータを制御する制御手段とを含む。この場合、前記インバータを制御することで前記バーナの燃料量に対する燃焼空気量の割合を変えることで、前記バーナの空気比を調整する。   The air ratio adjusting means preferably includes a blower that blows combustion air to the burner, a motor that drives the blower, an inverter that controls the rotation speed of the motor, and a control means that controls the inverter. . In this case, the air ratio of the burner is adjusted by changing the ratio of the combustion air amount to the burner fuel amount by controlling the inverter.

前記空気比調整手段は、前記送風機の回転数をインバータにより制御するものに限定されることなく、前記バーナへの燃焼用空気量をダンパにより調整するものとすることができる。   The air ratio adjusting means is not limited to the one in which the rotation speed of the blower is controlled by an inverter, and the amount of combustion air to the burner can be adjusted by a damper.

前記制御手段は、予め記憶した空気比制御プログラムに基づき、前記バーナの空気比を制御する。この空気比制御プログラムは、通常燃焼時制御とセンサ自己診断制御とを行うように構成されている。前記通常燃焼時制御は、前記センサからの信号に基づき、フィードバック制御により前記低減時空気比とするように前記インバータを制御することで前記濃度比を所定濃度比とする低減時制御と、前記低減時空気比より高い定格時空気比とするように前記インバータを制御する定格時制御とを選択可能とするものである。そして、前記定格時制御が燃焼量変更に対応する燃焼空気量の変更時および変更前に行われ、前記低減時制御が燃焼空気変更後に行われる。前記実施の形態3〜8における前記定格時制御は、好ましくは、フィードバック制御を行うが、フィードバック制御を行わないように構成することもできる。   The control means controls the air ratio of the burner based on an air ratio control program stored in advance. This air ratio control program is configured to perform normal combustion control and sensor self-diagnosis control. The normal combustion time control is based on a signal from the sensor, and the inverter is controlled so that the air ratio at the time of reduction is controlled by feedback control, thereby reducing the control at the time of reducing the concentration ratio to a predetermined concentration ratio by controlling the inverter. It is possible to select the rated time control for controlling the inverter so that the rated air ratio is higher than the rated air ratio. The rated time control is performed before and after the change of the combustion air amount corresponding to the combustion amount change, and the reduction time control is performed after the combustion air change. The rated time control in the third to eighth embodiments is preferably feedback control, but may be configured not to perform feedback control.

前記センサ自己診断制御は、前記低減時制御が行われている時、前記診断ガス接触手段により前記一酸化炭素濃度センサと前記診断ガスとが接触され、前記判定手段により接触時に前記一酸化炭素濃度センサの出力が設定値以下の時前記一酸化炭素濃度センサを異常と判定される。そして、前記判定手段が異常を判定した時、つぎのセンサ異常時制御を行うことができる。このセンサ異常時制御は、前記バーナを前記NOx低減時燃焼より空気比の高い空気比にて燃焼させるとともにセンサ異常を報知するように構成されている。   In the sensor self-diagnosis control, when the control at the time of reduction is performed, the carbon monoxide concentration sensor and the diagnostic gas are contacted by the diagnostic gas contact means, and the carbon monoxide concentration at the time of contact is determined by the determination means. When the output of the sensor is less than or equal to the set value, the carbon monoxide concentration sensor is determined to be abnormal. And when the said determination means determines abnormality, the following sensor abnormal time control can be performed. The sensor abnormality control is configured to combust the burner at an air ratio that is higher than the NOx reduction combustion and to notify the sensor abnormality.

前記実施の形態2〜8における前記低減時空気比は、好ましくは、省エネルギーの観点から1.1〜1.0とし、さらに好ましくは、1.0とする。また、前記定格時空気比は、好ましくは、1.27(排ガスO2:4.5%)以上とするが、これに限定されるものではない。 The air ratio at the time of reduction in Embodiments 2 to 8 is preferably 1.1 to 1.0, and more preferably 1.0 from the viewpoint of energy saving. The rated air ratio is preferably 1.27 (exhaust gas O 2 : 4.5%) or more, but is not limited thereto.

また、前記空気比調整手段によるフィードバック制御は、好ましくは、周知のPID制御とするが、これに限定されるものではない。また、前記モータへ周波数出力の供給は、つぎのふたつの態様をとることができる。第一の態様は、前記センサからの酸素濃度信号を直接前記インバータへ入力して、前記インバータ内で操作量を演算して、周波数出力に変換し、前記モータへ供給するものである。第二の態様は、前記センサからの酸素濃度信号を前記制御器へ入力して、前記制御器内で操作量を演算して、周波数指令信号に変換して、前記インバータへ出力し、前記インバータは、モータへ前記周波数出力を供給するものである。   The feedback control by the air ratio adjusting means is preferably a well-known PID control, but is not limited to this. Further, the supply of the frequency output to the motor can take the following two modes. In the first aspect, an oxygen concentration signal from the sensor is directly input to the inverter, an operation amount is calculated in the inverter, converted into a frequency output, and supplied to the motor. In a second aspect, an oxygen concentration signal from the sensor is input to the controller, an operation amount is calculated in the controller, converted into a frequency command signal, output to the inverter, and the inverter Supplies the frequency output to the motor.

(実施の形態9)
この発明は、前記実施の形態1〜8に限定されるものではなく、つぎの実施の形態9を含む。この実施の形態9は、バーナにて生成されるガス中の一酸化炭素濃度を検出する一酸化炭素濃度センサとを備える燃焼装置であって、前記一酸化炭素濃度センサと診断ガスとを接触させる診断ガス接触手段と、前記診断ガスとの接触時に前記一酸化炭素濃度センサの出力が設定値以下の時前記一酸化炭素濃度センサを異常と判定する判定手段とを備えたことを特徴とする燃焼装置である。
(Embodiment 9)
The present invention is not limited to the first to eighth embodiments, and includes the following ninth embodiment. The ninth embodiment is a combustion apparatus including a carbon monoxide concentration sensor for detecting a carbon monoxide concentration in a gas generated by a burner, and bringing the carbon monoxide concentration sensor into contact with a diagnostic gas. Combustion comprising diagnostic gas contact means and determination means for determining that the carbon monoxide concentration sensor is abnormal when the output of the carbon monoxide concentration sensor is equal to or less than a set value when in contact with the diagnostic gas Device.

この実施の形態9は、前記触媒により有害物質の低減を行うことを構成要件としない実施の形態である。   The ninth embodiment is an embodiment in which it is not a requirement to reduce harmful substances by the catalyst.

また、この発明は、燃料供給手段を前記バーナの燃焼量を段階的に変更するように燃料供給量を変更可能に構成した燃焼装置だけではなく、前記バーナの燃焼量を連続的に変更するように燃料供給量を変更可能に構成した燃焼装置にも適用可能である。   In addition, the present invention is not limited to a combustion apparatus in which the fuel supply means is configured to change the fuel supply amount so as to change the combustion amount of the burner stepwise, but also to continuously change the combustion amount of the burner. Further, the present invention can be applied to a combustion apparatus configured to be able to change the fuel supply amount.

さらに、前記実施の形態1〜9においては、COセンサの自己診断をCOまたは可燃ガスと酸素とを含む診断ガスにより行う診断(第一自己診断)としているが、この診断に加えて、COまたは可燃ガス濃度が零の状態におけるCOセンサの検出値が設定範囲内かどうかを判定し、前記設定範囲内に無いときセンサ異常と判定する第二自己診断を加えるようにすることができる。この第二自己診断によりセンサ異常と判定したときも前記第一自己診断時と同様なセンサ異常時制御を行うように構成することができる。   Further, in the first to ninth embodiments, the self-diagnosis of the CO sensor is performed as a diagnosis (first self-diagnosis) using CO or a diagnostic gas containing combustible gas and oxygen. In addition to this diagnosis, It is possible to determine whether or not the detection value of the CO sensor in a state where the combustible gas concentration is zero is within a set range, and to add a second self-diagnosis that determines that the sensor is abnormal when it is not within the set range. Even when the sensor abnormality is determined by the second self-diagnosis, it is possible to perform the sensor abnormality control similar to the first self-diagnosis.

ついで、この発明の燃焼装置を蒸気ボイラに適用した実施例を図面に従い説明する。図1は、本実施例1の蒸気ボイラの縦断面の説明図であり、図2は、図1のII−II線に沿う断面図であり、図3は、図2の触媒を排ガスの流れ方向から見た要部構成を示す図であり、図4は、図1の要部拡大断面の説明図であり、図5は、本実施例1の空気比−NOx・CO特性を説明する図であり、図6は、本実施例1のバーナおよび吸熱手段特性および触媒の特性を説明する模式図であり、図7は、本実施例1のセンサの出力特性を説明する図であり、図8は、本実施例1の通常燃焼時制御における空気比制御を説明するタイムチャート図であり、図9は、本実施例1のセンサ自己診断制御の動作を説明するフローチャート図であり、図10は、本実施例1のNOxおよびCO低減特性を説明する図であり、図11は、この発明によるNOx・CO一次特性および二次特性を説明する図である。   Next, an embodiment in which the combustion apparatus of the present invention is applied to a steam boiler will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view of a longitudinal section of the steam boiler of the first embodiment, FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is a flow of exhaust gas through the catalyst in FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of an enlarged cross section of the main part of FIG. 1, and FIG. 5 is a diagram for explaining the air ratio-NOx / CO characteristics of the first embodiment. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the characteristics of the burner and endothermic means and the catalyst of the first embodiment, and FIG. 7 is a diagram for explaining the output characteristics of the sensor of the first embodiment. 8 is a time chart illustrating air ratio control in normal combustion control according to the first embodiment. FIG. 9 is a flowchart illustrating the operation of sensor self-diagnosis control according to the first embodiment. FIG. 11 is a view for explaining the NOx and CO reduction characteristics of Example 1, and FIG. It is a figure explaining a CO primary characteristic and a secondary characteristic.

まず、本実施例1の蒸気ボイラについて説明する。この蒸気ボイラは、バーナ1と、このバーナ1から生成されるガスの吸熱を行う吸熱手段としての伝熱管(水管)群2を含む缶体3と、前記伝熱管群2通過後の酸素,窒素酸化物および一酸化炭素をそれぞれ所定濃度比で含むガスが接触して通過し、一酸化炭素を酸化させるとともに窒素酸化物を還元させる触媒(以下、単に「触媒」と称する。)4と、前記バーナ1へガス燃料を供給する燃料供給手段5と、前記バーナ1へ燃焼空気を供給するとともに燃焼空気および燃料を予混合する燃焼空気供給手段6と、前記触媒4の二次側において酸素濃度を検出する空気比センサ7と、この空気比センサ7などの信号を入力して前記燃料供給手段5および前記燃焼空気供給手段6などを制御するボイラ制御器としての制御器8とを主要部として備えている。   First, the steam boiler according to the first embodiment will be described. The steam boiler includes a burner 1, a can body 3 including a heat transfer tube (water tube) group 2 as heat absorption means for absorbing heat generated from the burner 1, and oxygen and nitrogen after passing through the heat transfer tube group 2. A catalyst (hereinafter simply referred to as “catalyst”) 4 that allows gas containing oxides and carbon monoxide to pass through in contact with each other to oxidize carbon monoxide and reduce nitrogen oxides, and the above. The fuel supply means 5 for supplying gas fuel to the burner 1, the combustion air supply means 6 for supplying combustion air to the burner 1 and premixing the combustion air and fuel, and the oxygen concentration on the secondary side of the catalyst 4. An air ratio sensor 7 to be detected and a controller 8 as a boiler controller that inputs signals from the air ratio sensor 7 and controls the fuel supply means 5 and the combustion air supply means 6 are provided as main parts. To have.

前記バーナ1は、平面状の燃焼面(予混合気の噴出面)を有する完全予混合式バーナである。このバーナ1は、特許文献1に記載のバーナと同様の構成である。   The burner 1 is a complete premix burner having a flat combustion surface (a premixed gas ejection surface). This burner 1 has the same configuration as the burner described in Patent Document 1.

前記缶体3は、上部管寄せ9および下部管寄せ10を備え、この両管寄せ間に前記水管群2を構成する複数の内側水管11,11,…配置している。そして、図2に示すように
、前記缶体3の長手方向の両側部に外側水管12,12,…連結部材13,13,…で連結して構成した一対の水管壁14,14を設け、この両水管壁14,14と前記上部管寄せ9および前記下管寄せ10との間に前記バーナ1からのガスがほぼ直線的に流通する第一ガス通路15を形成している。前記第一ガス通路15の一端には前記バーナ1が設けられ、他端の排ガス出口16には排ガスが流通する第二ガス通路(煙道)17が接続されている。この実施例1においては、前記バーナ1および前記缶体3は、公知のものを用いている。
The can body 3 includes an upper header 9 and a lower header 10, and a plurality of inner water tubes 11, 11,... Constituting the water tube group 2 are disposed between the headers. As shown in FIG. 2, a pair of water pipe walls 14, 14 are provided on both sides in the longitudinal direction of the can body 3 and connected by outer water pipes 12, 12,. A first gas passage 15 through which the gas from the burner 1 flows almost linearly is formed between the water pipe walls 14 and 14 and the upper header 9 and the lower header 10. The burner 1 is provided at one end of the first gas passage 15, and a second gas passage (smoke) 17 through which exhaust gas flows is connected to the exhaust gas outlet 16 at the other end. In the first embodiment, the burner 1 and the can 3 are known ones.

前記第二ガス通路17は水平部18と垂直部19とを含み、前記水平部18には、前記触媒4が装着されている。前記垂直部19には、前記触媒4の下流側に位置するように排熱回収器としての給水予熱器20が装着され、前記触媒4および前記給水予熱器20の間に前記空気比センサ7が配置されている。この第二ガス通路17は、従来の一般的なものでは、複数に分割され、分割したものをフランジ接続して一体化する。しかしながら、この実施例1においては、異常燃焼時には、前記第二ガス通路17を流れる排ガス中の濃度が高くなる虞があるので、溶接による一体構造のものとして、排ガスの洩れが生じない構造としている。   The second gas passage 17 includes a horizontal portion 18 and a vertical portion 19, and the catalyst 4 is attached to the horizontal portion 18. A feed water preheater 20 as an exhaust heat recovery device is mounted on the vertical portion 19 so as to be located downstream of the catalyst 4, and the air ratio sensor 7 is interposed between the catalyst 4 and the feed water preheater 20. Has been placed. In the conventional general gas, the second gas passage 17 is divided into a plurality of parts, and the divided parts are integrated by flange connection. However, in the first embodiment, there is a possibility that the concentration in the exhaust gas flowing through the second gas passage 17 may be increased during abnormal combustion, so that the exhaust gas leakage does not occur as an integral structure by welding. .

前記バーナ1,前水管群2を含む前記バーナ1から前記触媒4に至る構成要素(特にバーナ1と水管群2がその主要部)は、前記触媒4の一次側のガスにおける前記濃度比Kを前記所定濃度比K0,K1に調整する機能をなすものである。すなわち、後述する空気比調整手段28により設定空気比に調整した時、図5に示す空気比−NOx・CO特性が得られるように構成されている。この空気比―NOx・CO特性は、前記空気比調整手段28を制御して、空気比を変化して燃焼させた時に得られる前記触媒4の一次側の空気比―NOx・CO特性(以下、一次特性という。)である。そして、前記触媒4は、前記一次特性を有する前記ガスを前記触媒4に接触させることにより得られる前記触媒4の二次側空気比―NOx・CO特性(以下、二次特性という。)を有している。前記一次特性は、前記バーナ1から前記触媒4に至る構成要素による特性であり、前記二次特性は、前記触媒4による濃度比特性である。前記一次特性は、前記設定空気比を1.0に調整した時、前記触媒4の二次側のNOx濃度および一酸化炭素濃度を実質的に零とする。この時、前記触媒4の一次側のガスにおける基準所定濃度比K0は、特異基準所定濃度比(以下、特異基準濃度比という。)K0Xとなる(図6参照)。   The components from the burner 1 including the burner 1 and the front water pipe group 2 to the catalyst 4 (particularly, the main part of the burner 1 and the water pipe group 2) have the concentration ratio K in the gas on the primary side of the catalyst 4 It functions to adjust the predetermined concentration ratios K0 and K1. That is, the air ratio-NOx / CO characteristic shown in FIG. 5 is obtained when the air ratio adjusting means 28 (described later) adjusts to the set air ratio. The air ratio-NOx / CO characteristic is obtained by controlling the air ratio adjusting means 28 to change the air ratio and burning the primary side air ratio-NOx / CO characteristic of the catalyst 4 (hereinafter, referred to as "the air ratio-NOx / CO characteristic"). Called primary characteristics). The catalyst 4 has a secondary air ratio-NOx / CO characteristic (hereinafter referred to as a secondary characteristic) of the catalyst 4 obtained by bringing the gas having the primary characteristic into contact with the catalyst 4. is doing. The primary characteristic is a characteristic due to components from the burner 1 to the catalyst 4, and the secondary characteristic is a concentration ratio characteristic due to the catalyst 4. The primary characteristic is that the NOx concentration and carbon monoxide concentration on the secondary side of the catalyst 4 are substantially zero when the set air ratio is adjusted to 1.0. At this time, the reference predetermined concentration ratio K0 in the primary gas of the catalyst 4 becomes a specific reference predetermined concentration ratio (hereinafter referred to as a specific reference concentration ratio) K0X (see FIG. 6).

図5は、図16の低空気比領域Z2を引き延ばした模式図である。この図5において、第一ライン(特性線)Eは、前記触媒4一次側のCO濃度を示し、第二ラインFは、同じく一次側のNOx濃度を示している。また、第三ラインJは、前記触媒4二次側のCO濃度を示し、空気比1.0以上でCO濃度が実質的に零となり、空気比が1.0より小さくなるに従い、濃度が急激に増加する特性を有している。また、第四ラインUは、前記触媒4二次側のNOx濃度を示し、空気比1.0以下の所定の領域でNOx濃度が実質的に零となり、空気比が1.0を越えるに従い、実質的に零から濃度が増加し、やがて前記触媒4の一次側の濃度と等しくなる特性を有している。この前記触媒4の二次側NOx濃度が、一次側の濃度と等しくなる空気比以下の領域をNOx・CO低減領域と称する。このNOx・CO低減領域の下限は、前記触媒4の二次側のCO濃度が300ppm(日本のCO排出基準)となる空気比とすることができる。この空気比−NOx・CO特性は、これまで研究されてこなかった低空気比領域の新規な特性である。   FIG. 5 is a schematic diagram in which the low air ratio region Z2 of FIG. 16 is extended. In FIG. 5, a first line (characteristic line) E indicates the CO concentration on the primary side of the catalyst 4, and a second line F indicates the NOx concentration on the primary side. The third line J indicates the CO concentration on the secondary side of the catalyst 4. When the air ratio is 1.0 or more, the CO concentration becomes substantially zero, and the concentration rapidly increases as the air ratio becomes smaller than 1.0. It has an increasing characteristic. The fourth line U indicates the NOx concentration on the secondary side of the catalyst 4, and the NOx concentration becomes substantially zero in a predetermined region where the air ratio is 1.0 or less, and as the air ratio exceeds 1.0, It has a characteristic that the concentration increases substantially from zero and eventually becomes equal to the concentration on the primary side of the catalyst 4. A region where the secondary NOx concentration of the catalyst 4 is equal to or lower than the air ratio where the secondary side NOx concentration is equal to the primary side concentration is referred to as a NOx / CO reduction region. The lower limit of the NOx / CO reduction region can be an air ratio at which the CO concentration on the secondary side of the catalyst 4 is 300 ppm (Japanese CO emission standard). This air ratio-NOx / CO characteristic is a novel characteristic in a low air ratio region that has not been studied so far.

前記触媒4は、前記水管群2を通過後の炭化水素を含まない前記ガスに含まれる一酸化炭素を酸化する(第一反応)とともに窒素酸化物を還元する(第二反応)機能を有し、本実施例1では、触媒活性物質を白金とした触媒を用いている。前記「発明を実施するための最良の実施の形態」の欄で説明したように、実験結果に基づいて理論的に考察すると、前記式(3)の濃度比式を満たす前記ガスと前記触媒4の触媒活性物質との接触により、
主に一酸化炭素を酸化させる第一反応と窒素酸化物を一酸化炭素により還元させる第二反応とが生じると考えられる。前記第一反応は、酸素濃度により反応が進行するか、しないかが決定され、この触媒4においては、前記第一反応が前記第二反応に対して優位であると考えられる。
The catalyst 4 has a function of oxidizing nitrogen monoxide (second reaction) as well as oxidizing carbon monoxide contained in the gas not containing hydrocarbons after passing through the water tube group 2 (second reaction). In Example 1, a catalyst in which the catalytically active substance is platinum is used. As described in the section of “Best Mode for Carrying Out the Invention”, when theoretically considered based on experimental results, the gas and the catalyst 4 satisfying the concentration ratio formula of the formula (3) are described. Contact with the catalytically active substance of
It is considered that a first reaction that mainly oxidizes carbon monoxide and a second reaction that reduces nitrogen oxides by carbon monoxide occur. Whether or not the reaction proceeds in the first reaction is determined depending on the oxygen concentration. In the catalyst 4, the first reaction is considered to be superior to the second reaction.

前記触媒4をより具体的に説明すると、この触媒は、図3に示すような構造のもので、たとえば,つぎのようにして形成される。前記基材としての共にステンレス製の平板21および波板22のそれぞれの表面に多数の微小凹凸を形成し、その表面に触媒活性材料(図示省略)を担持する。ついで、所定幅の前記平板21および波板22を重ね合わせたうえで、螺旋状に巻回してロール状に形成する。このロール状のものを側板23にて包囲し固定して形成している。前記触媒活性材料としては、白金を用いている。なお、図3においては、前記平板21および前記波板22の一部のみを示している。   The catalyst 4 will be described more specifically. This catalyst has a structure as shown in FIG. 3 and is formed as follows, for example. A large number of fine irregularities are formed on the surfaces of both the stainless steel flat plate 21 and the corrugated plate 22 as the base material, and a catalytically active material (not shown) is carried on the surfaces. Next, the flat plate 21 and the corrugated plate 22 having a predetermined width are superposed and then wound spirally to form a roll. The roll-shaped material is surrounded and fixed by the side plate 23. Platinum is used as the catalytically active material. FIG. 3 shows only a part of the flat plate 21 and the corrugated plate 22.

この触媒4は、低温域で酸化活性を有し、前記第二ガス通路17の途中の前記水平部18であって、排ガス温度が約100〜350℃程度の位置に配置されている。そして、この触媒4は、性能が劣化した場合に交換可能なように、前記第二ガス通路17に対して着脱自在に装着されている。   The catalyst 4 has oxidation activity in a low temperature region, and is disposed in the horizontal portion 18 in the middle of the second gas passage 17 at a position where the exhaust gas temperature is about 100 to 350 ° C. The catalyst 4 is detachably attached to the second gas passage 17 so that it can be replaced when the performance deteriorates.

前記燃料供給手段5は、ガス燃料供給管24と、このガス燃料供給管24に設けた燃料流量を調整する燃料調整弁25とを含んで構成されている。前記燃料調整弁25は、燃料供給量を高燃焼用流量と低燃焼用流量とに制御する機能を有する。この燃料調整弁25は、単一の弁で構成しても、また互いに並列接続される複数の弁にて構成することができる。この実施例1では、後者の低燃弁と高燃弁(いずれも図示省略)とを並列接続したものとしている。   The fuel supply means 5 includes a gas fuel supply pipe 24 and a fuel adjustment valve 25 for adjusting the fuel flow rate provided in the gas fuel supply pipe 24. The fuel adjustment valve 25 has a function of controlling the fuel supply amount to a high combustion flow rate and a low combustion flow rate. The fuel adjustment valve 25 can be composed of a single valve or a plurality of valves connected in parallel to each other. In the first embodiment, the latter low fuel valve and high fuel valve (both not shown) are connected in parallel.

前記燃焼空気供給手段6は、送風機26と、この送風機26から前記バーナ1へ燃焼空気を供給する給気通路27と、この給気通路27を流れる燃焼空気量を調整することで前記バーナ1の空気比を調整する空気比調整手段28を含んで構成されている。前記給気通路27内へは、前記ガス燃料供給管24が燃料ガスを噴出するように接続されている。   The combustion air supply means 6 adjusts the amount of combustion air flowing through the air supply passage 27 and the air supply passage 27 for supplying combustion air from the air blower 26 to the burner 1. An air ratio adjusting means 28 for adjusting the air ratio is included. The gas fuel supply pipe 24 is connected to the supply passage 27 so as to eject the fuel gas.

前記空気比調整手段28は、前記バーナ1へ燃焼空気を送風する前記送風機26と、この送風機26を駆動するモータ29と、このモータ29の回転数を制御するインバータ30と、このインバータ30を制御する前記制御手段8とを含んで構成されている。また、この空気比調整手段28は、燃焼空気量を補助的に制御するためのダンパ31を備えている。   The air ratio adjusting means 28 controls the inverter 26 for controlling the rotational speed of the blower 26, a motor 29 for driving the blower 26, a motor 29 for driving the blower 26, and the air blower 26. And the control means 8 to be configured. The air ratio adjusting means 28 is provided with a damper 31 for assisting in controlling the amount of combustion air.

さらに、この実施例1においては、前記触媒4二次側の一酸化炭素濃度を検出する一酸化炭素濃度センサ(以下、COセンサという。)32と、前記バーナ1が前記設定空気比にて燃焼するNOx低減燃焼時(前記低減制御時)に前記COセンサ32と診断ガスとを接触させる診断ガス接触手段33と、診断ガスとの接触時に前記COセンサの出力が設定値以下の時前記COセンサを異常と判定する判定手段(前記制御器8の制御手順の一部として構成される。)とを備えている。   Further, in the first embodiment, the carbon monoxide concentration sensor (hereinafter referred to as a CO sensor) 32 for detecting the carbon monoxide concentration on the secondary side of the catalyst 4 and the burner 1 burn at the set air ratio. Diagnostic gas contact means 33 for bringing the CO sensor 32 into contact with the diagnostic gas during NOx reduction combustion (during the reduction control), and when the output of the CO sensor is below a set value when in contact with the diagnostic gas, the CO sensor Is determined as an abnormality (configured as part of the control procedure of the controller 8).

前記COセンサ32の取付構造を図4に基づき説明する。前記第二ガス通路15の垂直部19の前記給水予熱器20の上流側において、ガス検知部34を形成している。このガス検知部34は、前記垂直部19の壁面に形成したガス取り入れ口35と、このガス取り入れ口35を覆うように装着した検知箱36と、この検知箱36の反ガス取り入れ口側の壁面に装着した前記COセンサ32と、このCOセンサ32へ前記垂直部19を流れる二次側ガス37を案内するように検出ガス流路38を形成する案内板39とを含んで構成される。前記案内板39は、好ましくは、図示のように、一端が前記垂直部19内方へ突出
し、先端を下側へ屈曲させる。これにより、二次側ガス37の取り込みが効果的,すなわち前記COセンサ32へのガスの流れが効果的に生成される。
The mounting structure of the CO sensor 32 will be described with reference to FIG. A gas detector 34 is formed on the upstream side of the feed water preheater 20 in the vertical portion 19 of the second gas passage 15. The gas detector 34 includes a gas inlet 35 formed on the wall surface of the vertical portion 19, a detection box 36 mounted so as to cover the gas inlet 35, and a wall surface of the detection box 36 on the side opposite to the gas inlet And a guide plate 39 that forms a detection gas flow path 38 so as to guide the secondary gas 37 flowing through the vertical portion 19 to the CO sensor 32. The guide plate 39 preferably has one end protruding inward of the vertical portion 19 and the tip bent downward as shown in the figure. Thereby, the intake of the secondary gas 37 is effective, that is, the gas flow to the CO sensor 32 is effectively generated.

前記診断ガス接触手段33は、前記水平部18の前記触媒4の一次側を流れる一次側ガス40を前記検出ガス流路37の上流部へ導くように、前記触媒4一次側と前記検知箱35とを連絡する診断ガス案内管41と、この案内管41の途中に設けた診断ガス導入制御用の電磁弁42および流量調整手段としてのオリフィス43とを含んで構成される。この実施例1における診断ガスは、前記触媒4二次側の一酸化炭素と酸素を含むガスである。前記オリフィス43の開度は、前記COセンサ32が正常な状態において、低減燃焼時に前記電磁弁42を開いた時、前記COセンサ32による検出値が設定値よりも所定値高い値以上となるように、予め実験により求めて設定しておく。   The diagnostic gas contact means 33 causes the primary side of the catalyst 4 and the detection box 35 to guide the primary side gas 40 flowing on the primary side of the catalyst 4 of the horizontal portion 18 to the upstream part of the detection gas flow path 37. , A diagnostic gas introduction control electromagnetic valve 42 provided in the middle of the guide pipe 41 and an orifice 43 as a flow rate adjusting means. The diagnostic gas in the first embodiment is a gas containing carbon monoxide and oxygen on the secondary side of the catalyst 4. The opening of the orifice 43 is such that when the solenoid valve 42 is opened during reduced combustion when the CO sensor 32 is in a normal state, the value detected by the CO sensor 32 becomes a value higher than a set value by a predetermined value. In addition, it is obtained and set in advance by experiments.

前記制御器8は、予め記憶した空気比制御プログラムに基づき、前記バーナ1の空気比を制御する。この空気比制御プログラムは、図8に示すような通常燃焼時制御と図9に示すようなセンサ自己診断制御を行う。前記通常燃焼時制御は、前記空気比センサ7から信号に基づき、フィードバック制御により前記低減時空気比とするように前記インバータ30を制御することで前記濃度比Kを基準所定濃度比K0とする低減時制御と、前記フィードバック制御を行わず、前記低減時空気比より高い定格時空気比とするように前記インバータを制御する定格時制御とを選択可能とするように構成されている。本実施例1の前記低減時空気比は、1.0とし、前記定格時空気比は、好ましくは、1.27(排ガスO2:4.5%)としている。
The controller 8 controls the air ratio of the burner 1 based on a prestored air ratio control program. This air ratio control program performs normal combustion control as shown in FIG. 8 and sensor self-diagnosis control as shown in FIG. In the normal combustion control, based on the signal from the air ratio sensor 7, the concentration ratio K is reduced to the reference predetermined concentration ratio K0 by controlling the inverter 30 so as to obtain the reduced air ratio by feedback control. The time control and the feedback control are not performed, and the rated time control for controlling the inverter so that the rated air ratio is higher than the reduced air ratio can be selected. In the first embodiment, the reduced air ratio is 1.0, and the rated air ratio is preferably 1.27 (exhaust gas O 2 : 4.5%).

また、センサ自己診断制御は、低減時制御において、まず前記診断ガス接触手段33を作動させる,すなわち前記電磁弁42を開き、前記COセンサ32の検出値が前記設定値以下かどうかを前記判定手段により判定する。前記検出値が前記設定値以下の場合は、前記COセンサ32が異常と判定して、センサ異常時制御,すなわち前記低減時空気比より高い定格時空気比として前記バーナ1を燃焼させるとともに、センサ異常を報知するように構成されている。この制御手順は、図9にて示される。   Further, in the sensor self-diagnosis control, in the control at the time of reduction, first, the diagnostic gas contact means 33 is operated, that is, the electromagnetic valve 42 is opened, and the determination means determines whether the detected value of the CO sensor 32 is equal to or less than the set value. Judgment by When the detected value is less than or equal to the set value, the CO sensor 32 is determined to be abnormal, and the burner 1 is burned as a rated air ratio that is higher than the reduced air ratio. It is comprised so that abnormality may be alert | reported. This control procedure is shown in FIG.

前記センサ異常の報知は、前記制御器8に付設の報知器44にて行われるように構成されている。前記センサ異常の報知信号は、前記制御器8以外の管理装置(図示省略)やボイラの所有者の保守管理者の携帯電話などの端末や保守管理業者のメンテナンス員の端末に送信して警報と点検指示とを行うように構成することができる。   The notification of the sensor abnormality is configured to be performed by a notification device 44 attached to the controller 8. The sensor abnormality notification signal is transmitted to a management device other than the controller 8 (not shown), a terminal of a maintenance manager of a boiler owner, a terminal of a maintenance worker of a maintenance manager, and an alarm. It can be configured to provide inspection instructions.

前記センサ自己診断は、前記NOx低減燃焼が所定時間行った後、前記電磁弁42を開き、前記COセンサ32の診断を行うように構成することができる。前記所定時間とは、この間に前記触媒4からのCO洩れが無いかどうかを判定するに要する時間であり、この所定時間後に自己診断を行う。また、前記センサ自己診断の間隔は、数時間に1回とするが、これに限定されるものではない。   The sensor self-diagnosis may be configured such that after the NOx reduction combustion is performed for a predetermined time, the electromagnetic valve 42 is opened and the CO sensor 32 is diagnosed. The predetermined time is a time required to determine whether or not there is any CO leakage from the catalyst 4 during this period, and self-diagnosis is performed after this predetermined time. The sensor self-diagnosis interval is once every several hours, but is not limited thereto.

また、低減時制御は、前記触媒4の一次側の前記ガスの濃度比Kが次式(3)を満たす制御である。
([NOx]+2[O2])/[CO]≦2.0 …(3)
(式(3)において、[CO]、[NOx]および[O2]はそれぞれ一酸化炭素濃度、窒素酸化物濃度および酸素濃度を示し、[O2]>0の条件を満たす。)
この低減時制御を図5および図8に基づき以下に説明する。
The reduction control is control in which the gas concentration ratio K on the primary side of the catalyst 4 satisfies the following expression (3).
([NOx] +2 [O 2 ]) / [CO] ≦ 2.0 (3)
(In Formula (3), [CO], [NOx], and [O 2 ] indicate the carbon monoxide concentration, nitrogen oxide concentration, and oxygen concentration, respectively, and satisfy the condition of [O 2 ]> 0.)
This reduction control will be described below with reference to FIGS.

図5の空気比―NOx・CO特性は、前記バーナ1および前記水管群2を含む構成要素の前記一次特性と前記二次特性とに基づいて表現したものであるが、図6は、これを前記
触媒4一次側の酸素濃度に対する前記構成要素の前記一次特性と前記触媒4の特性とに基づいて表現したものである。
The air ratio-NOx / CO characteristics in FIG. 5 are expressed based on the primary characteristics and the secondary characteristics of the components including the burner 1 and the water pipe group 2, and FIG. This is expressed based on the primary characteristics of the constituent elements and the characteristics of the catalyst 4 with respect to the oxygen concentration on the primary side of the catalyst 4.

前記触媒4の特性は、図6に示すように、前記触媒4一次側の前記基準所定濃度比K0に関する第五ラインL(二次側[NOx]=0,二次側[CO]=0ライン)にてその特徴を表している。この第五ラインLは、そのライン上に前記触媒4一次側の前記濃度比Kが位置する(載る)と、前記触媒4の二次側の窒素酸化物濃度および一酸化炭素濃度を実質的に零とする,すなわち前記基準所定濃度比K0を満たすラインである。この第五ラインLは、前記式(3)の前記所定濃度比が1の場合に対応している。すなわち、この第五ラインLは、次式(3A)を表したラインである。
[NOx]+2[O2]=[CO] …(3A)
As shown in FIG. 6, the characteristics of the catalyst 4 are the fifth line L (secondary side [NOx] = 0, secondary side [CO] = 0 line for the reference predetermined concentration ratio K0 on the primary side of the catalyst 4). ) Represents its characteristics. In the fifth line L, when the concentration ratio K on the primary side of the catalyst 4 is positioned (placed) on that line, the nitrogen oxide concentration and the carbon monoxide concentration on the secondary side of the catalyst 4 are substantially increased. The line is zero, that is, the line satisfies the reference predetermined density ratio K0. The fifth line L corresponds to the case where the predetermined concentration ratio of the formula (3) is 1. That is, the fifth line L is a line representing the following expression (3A).
[NOx] +2 [O 2 ] = [CO] (3A)

ここで、[NOx]は、図9に示すように[CO]の1/30〜1/50程度であるので、図6においては、酸素濃度に対するNOx濃度特性を省略するとともに、式(3A)における[NOx]を無視している。この第五ラインLにおいて、一次側酸素濃度をX1とした場合、一次側一酸化炭素濃度Y1は、Y1=2X1+[NOx]となる。なお、前記所定濃度比の値が1.0を越える2.0までの範囲で、前記触媒4の二次側の窒素酸化物濃度および一酸化炭素濃度を実質的に零とする前記基準所定濃度比K0とすることができることが確認されているので、前記第五ラインLは、図示のラインLに限定されず、前記式(3)を満たすラインとすることができる。   Here, since [NOx] is about 1/30 to 1/50 of [CO] as shown in FIG. 9, the NOx concentration characteristic with respect to the oxygen concentration is omitted in FIG. [NOx] is ignored. In the fifth line L, when the primary oxygen concentration is X1, the primary carbon monoxide concentration Y1 is Y1 = 2X1 + [NOx]. The reference predetermined concentration that makes the nitrogen oxide concentration and carbon monoxide concentration on the secondary side of the catalyst 4 substantially zero within a range of the predetermined concentration ratio value exceeding 1.0 exceeding 2.0. Since it has been confirmed that the ratio K0 can be obtained, the fifth line L is not limited to the illustrated line L, and can be a line that satisfies the equation (3).

そして、前記バーナ1および前記水管群2の前記一次特性曲線を表す第六ラインMと、前記第五ラインLとの交点における酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の基準所定濃度比K0が前記特異基準濃度比K0Xである。前記触媒4は、その一次側の前記濃度比Kを前記特異基準濃度比K0Xとした場合、前記触媒4の二次側の窒素酸化物濃度および一酸化炭素濃度を実質的に零とする特性を有している。この前記基準濃度比K0Xとする調整が、前記調整0に相当する。   And the reference predetermined concentration ratio K0 of oxygen, nitrogen oxide and carbon monoxide at the intersection of the sixth line M representing the primary characteristic curve of the burner 1 and the water tube group 2 and the fifth line L is the unique The reference concentration ratio is K0X. The catalyst 4 has a characteristic that the nitrogen oxide concentration and the carbon monoxide concentration on the secondary side of the catalyst 4 are substantially zero when the concentration ratio K on the primary side is the specific reference concentration ratio K0X. Have. The adjustment to the reference density ratio K0X corresponds to the adjustment 0.

そして、前記触媒4は、前記特異基準濃度比K0Xに対応する基準酸素濃度SKよりも一次側酸素濃度を高くすると前記触媒4二次側において一次側酸素濃度と基準酸素濃度の差に応じた濃度の酸素が検出されるとともに、前記触媒4の二次側の一酸化炭素濃度を実質的に零とし、前記触媒4の二次側の窒素酸化物濃度を還元反応により一次側の窒素酸化物濃度よりも低減する特性を有している。この前記触媒4二次側において酸素が検出されるとともに、一次側の窒素酸化物濃度よりも低減する特性の領域を二次側NOx漏れ領域R1と称する。この二次側NOx漏れ領域R1では、前記バーナ1の空気比は、1.0を
越える。
The catalyst 4 has a concentration corresponding to the difference between the primary oxygen concentration and the reference oxygen concentration on the secondary side of the catalyst 4 when the primary oxygen concentration is set higher than the reference oxygen concentration SK corresponding to the specific reference concentration ratio K0X. Is detected, the carbon monoxide concentration on the secondary side of the catalyst 4 is made substantially zero, and the nitrogen oxide concentration on the secondary side of the catalyst 4 is reduced by the reduction reaction. It has the characteristic to reduce more. A region in which oxygen is detected on the secondary side of the catalyst 4 and the concentration is lower than the nitrogen oxide concentration on the primary side is referred to as a secondary NOx leakage region R1. In the secondary NOx leakage region R1, the air ratio of the burner 1 exceeds 1.0.

また、前記基準酸素濃度SKよりも一次側酸素濃度を低くすると前記触媒4の二次側において一次側酸素濃度と基準酸素濃度SKの差に応じた濃度の一酸化炭素が検出されるとともに、所定の範囲で前記触媒4の二次側の窒素酸化物濃度を実質的に零とする特性を有している。この前記触媒4二次側において一酸化炭素が検出されるとともに、窒素酸化物濃度を実質的に零とする特性の領域を二次側CO漏れ領域R2と称する。この二次側CO漏れ領域R2は、前記調整1を実現する領域であり、前記バーナ1の空気比が1.0未満である。前記バーナ1の空気比は、1.0未満に設定される場合でも、前記触媒4の一次側で、炭化水素を含まず、酸素を含む範囲で設定される。   Further, when the primary oxygen concentration is made lower than the reference oxygen concentration SK, carbon monoxide having a concentration corresponding to the difference between the primary oxygen concentration and the reference oxygen concentration SK is detected on the secondary side of the catalyst 4, and predetermined In this range, the nitrogen oxide concentration on the secondary side of the catalyst 4 is substantially zero. A region where carbon monoxide is detected on the secondary side of the catalyst 4 and the nitrogen oxide concentration is substantially zero is referred to as a secondary CO leakage region R2. This secondary side CO leakage region R2 is a region for realizing the adjustment 1, and the air ratio of the burner 1 is less than 1.0. Even when the air ratio of the burner 1 is set to be less than 1.0, it is set in a range including oxygen on the primary side of the catalyst 4 without containing hydrocarbons.

こうした図6に示す触媒4の特性は、図5に示す空気比―NOx・CO特性に符合するものである。この図5,6から明らかなように、前記触媒4の二次側の酸素濃度および/または一酸化炭素濃度を検出し、この酸素濃度および/または一酸化炭素濃度が零となるように前記空気比調整手段28を制御すると、前記触媒4の一次側における前記濃度比K
が前記特異基準濃度比K0Xに制御され、前記触媒4の二次側の窒素酸化物濃度および一酸化炭素濃度を実質的に零に制御できる。こうして、前記低減時制御が実現される。
The characteristics of the catalyst 4 shown in FIG. 6 are consistent with the air ratio-NOx / CO characteristics shown in FIG. As is clear from FIGS. 5 and 6, the oxygen concentration and / or carbon monoxide concentration on the secondary side of the catalyst 4 is detected, and the air concentration is adjusted so that the oxygen concentration and / or carbon monoxide concentration becomes zero. When the ratio adjusting means 28 is controlled, the concentration ratio K on the primary side of the catalyst 4 is controlled.
Is controlled to the specific reference concentration ratio K0X, and the nitrogen oxide concentration and the carbon monoxide concentration on the secondary side of the catalyst 4 can be controlled to substantially zero. Thus, the reduction control is realized.

前記空気比センサ7として、排出酸素濃度の分解能が50ppmで応答時間2sec以下の応答答性の良好なジルコニア式空燃比センサを用いている。この空気比センサ7の出力特性は、図7に示すように、出力Eが正側で酸素濃度に関係する出力となり、負側で一酸化炭素濃度等に関係する出力となる。すなわち、測定される酸素濃度(酸素過剰領域)および一酸化炭素濃度等(燃料過剰領域)から空気比mを算出し、この空気比mに対応した電流または電圧の出力を得ている。図7において、Q1は、酸素濃度検出帯を示し、Q2は、一酸化炭素濃度検出帯を示している。   As the air ratio sensor 7, a zirconia air-fuel ratio sensor having a good response response with a resolution of exhaust oxygen concentration of 50 ppm and a response time of 2 seconds or less is used. As shown in FIG. 7, the output characteristic of the air ratio sensor 7 is an output related to the oxygen concentration on the positive side and an output related to the carbon monoxide concentration on the negative side. That is, the air ratio m is calculated from the measured oxygen concentration (oxygen excess region), carbon monoxide concentration, etc. (fuel excess region), and a current or voltage output corresponding to the air ratio m is obtained. In FIG. 7, Q1 represents an oxygen concentration detection zone, and Q2 represents a carbon monoxide concentration detection zone.

そして、前記空気比制御プログラムは、前記低減時制御においては、前記空気比センサ7の出力信号に基づき、前記バーナ1の空気比mが前記低減時空気比(基準設定空気比)m0になるように、前記インバータ30をフィードバック制御するものである。また、前記定格時制御においては、前記空気比mが前記定格時空気比となるように制御するように構成されている。   The air ratio control program causes the air ratio m of the burner 1 to become the air ratio during reduction (reference air ratio) m0 based on the output signal of the air ratio sensor 7 during the reduction time control. In addition, the inverter 30 is feedback-controlled. In the rated time control, the air ratio m is controlled to be the rated air ratio.

つぎに、以上の構成の前記蒸気ボイラの動作を説明する。まず、蒸気ボイラの概略的動作について、前記送風機26から供給される燃焼空気(外気)は、前記ガス燃料供給管24から供給される燃料ガスと前記給気通路27内において予混合される。この予混合気は前記バーナ1から前記缶体3内の前記第一ガス通路15へ向けて噴出される。予混合気は、着火手段(図示しない)により着火され、燃焼する。この燃焼は、低空気比にて行われる。   Next, the operation of the steam boiler having the above configuration will be described. First, regarding the schematic operation of the steam boiler, the combustion air (outside air) supplied from the blower 26 is premixed in the supply air passage 27 with the fuel gas supplied from the gas fuel supply pipe 24. The premixed gas is ejected from the burner 1 toward the first gas passage 15 in the can body 3. The premixed gas is ignited by an ignition means (not shown) and burns. This combustion takes place at a low air ratio.

この燃焼に伴い生ずるガスは、上流側の水管群2と交叉して冷却された後、下流側の水管群2と熱交換して吸熱されて約100〜350℃のガスとなる。このガスは、炭化水素を含まず、酸素,窒素酸化物および一酸化炭素を含み、前記触媒4にて、処理され、窒素酸化物濃度および一酸化炭素濃度がほぼ零とされた後、排ガスとして前記第二ガス通路17から大気中へ排出される。   The gas generated by the combustion is cooled by crossing with the upstream water tube group 2 and then is heat-exchanged with the downstream water tube group 2 to become a gas of about 100 to 350 ° C. This gas does not contain hydrocarbons, contains oxygen, nitrogen oxides and carbon monoxide, and is treated with the catalyst 4 so that the nitrogen oxide concentration and the carbon monoxide concentration are substantially zero, and then, as exhaust gas. The gas is discharged from the second gas passage 17 into the atmosphere.

(通常燃焼時制御)
つぎに、前記空気比調整手段28による通常燃焼時制御における空気比制御を図8に基づき説明する。図8は、後記「メイントライ」制御段階(以下、ステージという。)より後のステージを図示している。本実施例1のボイラは、高燃焼と低燃焼とを切り替えて運転する。そのために、前記ダンパ29は、高燃焼風量位置と低燃焼風量位置のいずれかを選択して開度の大きいH、開度の小さいLとに切り換えられる。
(Normal combustion control)
Next, air ratio control in normal combustion control by the air ratio adjusting means 28 will be described with reference to FIG. FIG. 8 illustrates a stage after a “main trie” control stage (hereinafter referred to as a stage) described later. The boiler according to the first embodiment operates by switching between high combustion and low combustion. For this purpose, the damper 29 is switched between H with a large opening and L with a small opening by selecting either a high combustion air flow position or a low combustion air flow position.

まず、「プレパージ」ステージでは、前記モータ29がON,前記インバータ30からの出力周波数が前記定格時空気比対応の周波数とされ、フィードバック制御がOFFされ、前記ダンパがHとされ、周知のプレパージが行われる。   First, in the “pre-purge” stage, the motor 29 is turned on, the output frequency from the inverter 30 is set to the frequency corresponding to the rated air ratio, the feedback control is turned off, the damper is set to H, and the known pre-purge is performed. Done.

ついで、「プレイグニッション」ステージでは、前記ダンパ31をLとして、点火トランス(図示省略)が駆動される。その後、パイロット弁(図示省略)をONし、前記パイロット弁に点火する。着火が完了すると、点火トランスの作動を停止し、「パイロットオンリ」ステージへ移行する。その後、前記バーナ1の燃焼要求があると、前記低燃弁を開き、「メイントライ」ステージを行う。   Next, at the “pre-ignition” stage, the damper 31 is set to L and an ignition transformer (not shown) is driven. Thereafter, a pilot valve (not shown) is turned on to ignite the pilot valve. When ignition is completed, the operation of the ignition transformer is stopped and the process proceeds to the “pilot only” stage. Thereafter, when there is a combustion request for the burner 1, the low fuel valve is opened and a "main try" stage is performed.

このように「プレパージ」から「メイントライ」の間は、前記定格時制御が行われるので、従来と同様な、燃焼制御が支障無く行われる。   As described above, since the control at the rated time is performed between “pre-purge” and “main trie”, the combustion control similar to the conventional one is performed without any trouble.

図8を参照して、前記「メイントライ」終了後、「低燃焼」ステージに入ると、このステージ開始から前記触媒4の温度が約150℃以上となるまでの間T1(T1は温度検出により制御するか、時間計測により制御することができる)は、前記定格時制御が継続され、その後、前記制御器8は、前記低減時制御へ切り換える。この低減時制御は、前記空気比センサ7からの信号を受けてのフィードバック制御により行われる。すなわち、前記制御器8は、前記低減時空気比m0を保持するように前記インバータ30へ信号を出力する。その出力信号は、前記空気比センサ7の信号が図7のように変化するので、この信号を受けて、前記制御器8は、空気比mが、m0に集束するように、フィードバック制御により、前記インバータ30へ信号を出力する。このフィードバック制御による前記低減時制御により、外気温の変動などによる空気比の変動を最小限に抑えることができる。その結果、一酸化炭素の発生により、前記触媒4の処理能力を超えることが抑制され、一酸化炭素や窒素酸化物がボイラ外へ漏れることが抑制され、安定した有害物質低減効果が保証される。特に、この実施例1では、空気比1を1.0に設定しているので、僅かの空気比の変動でも多量の一酸化炭素の生成を生ずる虞があるので、この低減時制御は、効果が大きい。   Referring to FIG. 8, when the “low combustion” stage is entered after the “main trie” is completed, T1 (T1 is detected by temperature detection) from the start of this stage until the temperature of the catalyst 4 reaches about 150 ° C. or more. The control at the rated time is continued, and then the controller 8 switches to the control at the time of reduction. This reduction control is performed by feedback control in response to a signal from the air ratio sensor 7. That is, the controller 8 outputs a signal to the inverter 30 so as to maintain the reduced air ratio m0. Since the output signal of the air ratio sensor 7 changes as shown in FIG. 7, the controller 8 receives this signal, and the controller 8 performs feedback control so that the air ratio m converges to m0. A signal is output to the inverter 30. By the control at the time of reduction by this feedback control, fluctuations in the air ratio due to fluctuations in the outside air temperature can be minimized. As a result, the generation of carbon monoxide prevents the catalyst 4 from exceeding its processing capacity, and carbon monoxide and nitrogen oxides are prevented from leaking out of the boiler, thus ensuring a stable harmful substance reduction effect. . In particular, in the first embodiment, since the air ratio 1 is set to 1.0, there is a possibility that a large amount of carbon monoxide is generated even if the air ratio is slightly changed. Is big.

つぎに、高燃焼の要求を受けると、「高燃焼」ステージの制御を行う。前記制御器8は、まず、前記フィードバック制御をOFFとして、前記インバータ30の出力周波数が前記低減時空気比m0から定格時制御の空気比へ変更するように指令を発する。その結果、前記インバータ30からは、前記トリップが生じないように、図8に示すように徐々に上昇する周波数が出力される。定格時空気比に対応する周波数となり、前記「高燃焼」ステージ開始から所定時間T2が経過すると、まず、前記高燃弁を開き、所定時間遅れ,すなわち「高燃焼」ステージ開始から所定時間T3が経過すると、前記ダンパ29をHとする。そして、「高燃焼」ステージ開始から所定時間T4、前記定格時制御による高燃保持を行った後に、前記低減時制御へ切り換える。   Next, when a request for high combustion is received, the "high combustion" stage is controlled. First, the controller 8 issues a command to turn off the feedback control and change the output frequency of the inverter 30 from the reduced air ratio m0 to the rated air ratio. As a result, the inverter 30 outputs a gradually increasing frequency as shown in FIG. 8 so that the trip does not occur. When a predetermined time T2 has elapsed from the start of the "high combustion" stage and the frequency corresponds to the rated air ratio, first, the high combustion valve is opened, and a predetermined time is delayed, that is, the predetermined time T3 from the start of the "high combustion" stage. When the time has elapsed, the damper 29 is set to H. Then, after the “high combustion” stage is started, the high fuel holding by the control at the rated time is performed for a predetermined time T4, and then the control at the time of reduction is switched.

再び、低燃焼の要求を受けると、前記制御器8は、「低燃焼」ステージの制御を行う。前記フィードバック制御をOFFとして、前記インバータ30の出力周波数が前記低減時空気比m0から定格時制御の空気比へ変更するように指令を発する。その結果、前記インバータ30からは、図8に示すように徐々に上昇する周波数が出力される。定格時空気比に対応する周波数となり、前記「低燃焼」ステージ開始から所定時間T6が経過すると、まず、前記ダンパ29をHとし、所定時間遅れ,すなわち「低燃焼」ステージ開始から所定時間T5が経過すると、前記高燃弁を閉じる。そして、「低燃焼」ステージ開始から所定時間T7、前記定格時制御による低燃保持を行った後に、前記フィードバック制御をONとする前記低減時制御へ切り換える。   When the low combustion request is received again, the controller 8 controls the “low combustion” stage. The feedback control is turned off, and a command is issued so that the output frequency of the inverter 30 is changed from the reduced air ratio m0 to the rated control air ratio. As a result, the inverter 30 outputs a gradually increasing frequency as shown in FIG. When the predetermined time T6 has elapsed from the start of the “low combustion” stage and the frequency corresponds to the rated air ratio, first, the damper 29 is set to H, and the predetermined time T5 from the start of the “low combustion” stage is delayed by a predetermined time. When the time has elapsed, the high combustion valve is closed. Then, after the low fuel holding by the rated time control is performed for a predetermined time T7 from the start of the “low combustion” stage, the control is switched to the reduction time control in which the feedback control is turned on.

以上のインバータ30による空気比の制御において、一般的にはインバータ制御は、ダンパと比較して応答性が悪いと考えられている。その理由は、スリップが生ずるような操作量が大きい場合、出力周波数の増減勾配を小さくするためである。しかしながら、この実施例1のように、空気比1.0近傍で操作量が少ない制御においては、増減勾配を小さくする必要がないので、ダンパと比較して応答性に差はない。   In the air ratio control by the inverter 30 described above, it is generally considered that the inverter control is less responsive than the damper. The reason for this is to reduce the increase / decrease gradient of the output frequency when the operation amount causing slipping is large. However, in the control in which the operation amount is small in the vicinity of the air ratio of 1.0 as in the first embodiment, it is not necessary to reduce the increase / decrease gradient, so that there is no difference in responsiveness compared to the damper.

ここで、前記低減時制御による有害物質低減効果について説明する。
(実験例1)
単位時間当たり蒸発量を800kgの缶体3(出願人が製造の型式:SQ−800と称される缶体)で、燃焼量45.2m3N/hの予混合バーナ1で燃焼させ、触媒活性物質としてPtを2.0g/Lの割合で担持した体積10L、内径360mmの触媒とした場合の実験結果について説明する。前記基準設定空気比m0を1とした場合、前記触媒1の一次側(前記触媒4通過前)の一酸化炭素濃度,窒素酸化物濃度,酸素濃度がそれぞれ10分間の平均値で2295ppm,94ppm,1655ppmに調整され、前記触媒1の二次側(前記
触媒1通過後)のそれぞれの濃度が10分間の平均値で13ppm,0.3ppm,100ppm未満となった。ここで、前記触媒1の二次側の酸素濃度100ppmは、酸素濃度の測定限界である。また、前記触媒4の前後でのガスの温度は、それぞれ、約302℃,約327℃であった。本実験例1および以下の実験例2,3においては、前記触媒4を前記給水予熱器20のやや上流に配置し、その前後に測定装置を配置し、前記触媒4の通過後の各濃度およびガスの温度は、株式会社堀場製作所製PG−250を用い、通過前の各濃度は、株式会社堀場製作所製COPA−2000を用いて計測した。勿論、前記触媒4を図1に示す位置に配置しても測定濃度値は殆ど変わらないと考えられる。
Here, the harmful substance reduction effect by the reduction control will be described.
(Experimental example 1)
The catalyst is burned with a premix burner 1 having a combustion amount of 45.2 m 3 N / h in a can 3 having an evaporation amount of 800 kg per unit time (model manufactured by Applicant: SQ-800). An experimental result in the case of a catalyst having a volume of 10 L and an inner diameter of 360 mm carrying Pt at a rate of 2.0 g / L as an active substance will be described. When the reference air ratio m0 is 1, the carbon monoxide concentration, the nitrogen oxide concentration, and the oxygen concentration on the primary side of the catalyst 1 (before passing through the catalyst 4) are 2295 ppm, 94 ppm as average values for 10 minutes, respectively. The concentration was adjusted to 1655 ppm, and the respective concentrations on the secondary side of the catalyst 1 (after passing through the catalyst 1) were less than 13 ppm, 0.3 ppm, and 100 ppm on average for 10 minutes. Here, the oxygen concentration of 100 ppm on the secondary side of the catalyst 1 is the measurement limit of the oxygen concentration. The gas temperatures before and after the catalyst 4 were about 302 ° C. and about 327 ° C., respectively. In the present Experimental Example 1 and the following Experimental Examples 2 and 3, the catalyst 4 is disposed slightly upstream of the feed water preheater 20, and measuring devices are disposed before and after the catalyst 4. The temperature of the gas was measured using PG-250 manufactured by Horiba, Ltd., and each concentration before passing was measured using COPA-2000 manufactured by Horiba, Ltd. Of course, even if the catalyst 4 is disposed at the position shown in FIG.

(実験例2)
実験例1と同じバーナ1および缶体3を用い、燃焼量を実験例1と同じとし、触媒活性物質としてPdを2.0g/Lの割合で担持した体積10L、内径360mmの触媒とした場合の一酸化炭素濃度,窒素酸化物濃度,酸素濃度の各濃度比Kにおける値を図10に示す。ここで、触媒通過後の酸素濃度を実験例1と同様の酸素濃度センサを用いて測定したので、実際は100ppm以下の値であっても100ppmで示した。前記触媒4の前後でのガスの温度は、それぞれ、約323℃〜325℃,約344℃〜346℃であった。
(Experimental example 2)
When the same burner 1 and can 3 as in Experimental Example 1 are used, the combustion amount is the same as in Experimental Example 1, and the catalyst is a catalyst having a volume of 10 L and an inner diameter of 360 mm carrying Pd at a rate of 2.0 g / L as a catalytically active substance. FIG. 10 shows values at each concentration ratio K of carbon monoxide concentration, nitrogen oxide concentration, and oxygen concentration. Here, since the oxygen concentration after passing through the catalyst was measured using the same oxygen concentration sensor as in Experimental Example 1, even if the value was actually 100 ppm or less, it was indicated as 100 ppm. The gas temperatures before and after the catalyst 4 were about 323 ° C. to 325 ° C. and about 344 ° C. to 346 ° C., respectively.

(センサ自己診断制御)
つぎに、この発明の特徴とするセンサ自己診断制御を図9に基づき説明する。図9を参照して、処理ステップS1(以下、処理ステップSNは、単にSNと称する。)において、現在の制御ステージが低減時燃焼かどうかを判定する。ここでの判定がNOの場合は、S1に戻る。S1にてYESが判定されると、S2へ移行して、前記電磁弁42を開く。すると、今、濃度比が図10の1.44制御されているとすると、COおよびO2をそれぞれ、約2500ppm,約1700ppm含む前記触媒4の一次側のガスが前記案内管41を通して、前記検知箱35へ導入される。その結果、前記COセンサ32は、低減時燃焼時(前記触媒4二次側のCO濃度,O2は、それぞれ約20ppm,実質的に零)と比較して、高濃度のCOを検出することになる。
(Sensor self-diagnosis control)
Next, sensor self-diagnosis control as a feature of the present invention will be described with reference to FIG. Referring to FIG. 9, in processing step S <b> 1 (hereinafter, processing step SN is simply referred to as SN), it is determined whether or not the current control stage is reduction combustion. If the determination here is NO, the process returns to S1. If YES is determined in S <b> 1, the process proceeds to S <b> 2 and the electromagnetic valve 42 is opened. Then, assuming that the concentration ratio is controlled to 1.44 in FIG. 10, the gas on the primary side of the catalyst 4 containing about 2500 ppm and about 1700 ppm of CO and O 2 , respectively, passes through the guide tube 41 and the detection. It is introduced into the box 35. As a result, the CO sensor 32 detects a high concentration of CO as compared with the time of combustion at the time of reduction (the CO concentration on the secondary side of the catalyst 4 and O 2 is approximately 20 ppm, substantially zero, respectively). become.

ここで、前記COセンサ32が正常であれば、前記案内管41にて導入された診断ガス中に含まれるCOが前記COセンサ32において同診断ガス中に含まれるO2により燃焼する。その結果、前記COセンサ32による検出値は前記設定値を大きく上回るが、劣化などにより異常状態となっている場合には、前記設定値以下となる。その結果、S3において、YESが判定され、S5へ移行して、センサ異常時制御を行う。S5においては、前記定格時空気比による定格時燃焼で燃焼を継続する。その結果、前記バーナ1は、高空気比で燃焼するので、前記バーナ1からのガス中に含まれるCO量が例えば数十ppm以下のレベルに減少する。このS5の処理を行わない場合は、前記触媒4の劣化などにより、前記触媒4二次側に多量のCOが洩れ、前記COセンサ32の異常により、その洩れが検出できないという事態を回避することができる。しかもボイラを停止することなく、燃焼を継続できるので、ボイラを停止することによる経済的損失を被ることがなくなる。またS5においては、センサ異常の警報が、前記報知器44にて報知されるので、ボイラの所有者の管理者やメンテナンス業者による点検を行うことにより、異常を解消することができる。 Here, if the CO sensor 32 is normal, CO contained in the diagnostic gas introduced by the guide tube 41 is combusted by O 2 contained in the diagnostic gas in the CO sensor 32. As a result, the value detected by the CO sensor 32 greatly exceeds the set value. However, when it is in an abnormal state due to deterioration or the like, it becomes less than the set value. As a result, YES is determined in S3, and the process proceeds to S5 to perform sensor abnormality control. In S5, the combustion is continued at the rated time combustion by the rated air ratio. As a result, since the burner 1 burns at a high air ratio, the amount of CO contained in the gas from the burner 1 is reduced to a level of, for example, several tens of ppm or less. When the process of S5 is not performed, a situation where a large amount of CO leaks to the secondary side of the catalyst 4 due to deterioration of the catalyst 4 and the leakage cannot be detected due to abnormality of the CO sensor 32 is avoided. Can do. And since combustion can be continued without stopping a boiler, it will not suffer from the economic loss by stopping a boiler. In S5, since the alarm for sensor abnormality is notified by the alarm device 44, the abnormality can be eliminated by performing inspection by the manager of the boiler owner or a maintenance company.

S3にて、NOが判定されると、S4へ移行して、前記電磁弁42を閉じ、診断ガスの導入を停止して、低減時燃焼を継続する。   If NO is determined in S3, the process proceeds to S4, the electromagnetic valve 42 is closed, the introduction of the diagnostic gas is stopped, and the combustion at the time of reduction is continued.

以上のように、この実施例1の燃焼制御によれば、前記制御器8は、低減時燃焼のステージかどうかを判定し、低減時燃焼と判定すると、前記COセンサ32の自己診断を行い、センサ異常と判定すると、前記バーナ1の空気比を前記低減時空気比よりも高い定格時空気比に調整して燃焼を継続するとともに前記報知器44によりセンサ異常を報知する。
その結果、徒に前記バーナ1の燃焼を停止することなく、前記報知に基づき、ボイラを停止して保守管理が可能な時に前記COセンサ32を交換することができる。このように、低減時燃焼により生成される高濃度の一酸化炭素を診断ガスとして利用することにより、排ガスと別の診断ガスを注入することなくセンサの自己診断を行うことができる。
As described above, according to the combustion control of the first embodiment, the controller 8 determines whether or not it is the stage of combustion at the time of reduction, and when it is determined that combustion at the time of reduction, performs the self-diagnosis of the CO sensor 32, If it is determined that the sensor is abnormal, the air ratio of the burner 1 is adjusted to a rated air ratio that is higher than the reduced air ratio and combustion is continued.
As a result, the CO sensor 32 can be replaced when the boiler is stopped and maintenance management is possible based on the notification without stopping the combustion of the burner 1. In this way, by using the high concentration carbon monoxide generated by the combustion at the time of reduction as the diagnostic gas, the sensor can be self-diagnosed without injecting a diagnostic gas different from the exhaust gas.

また、この実施例1によれば、燃焼量変更時は、前記定格時制御により不安定な燃焼による不都合を回避できるとともに、定常燃焼時は、前記低減時制御により、前記バーナ1の空気比を1.0に近い低空気比とし、かつ前記触媒4の一次側のガスの濃度比変化幅が少なく制御され、前記式(3)を安定的に満たすことができる。その結果、前記触媒4の二次側の窒素酸化物濃度をほぼ零にするとともに、一酸化炭素濃度をほぼ零低減することができる。なお、設定空気比m0を1.0未満とすると、二次側の窒素酸化物濃度をほぼ零にするとともに、一酸化炭素濃度を実用範囲の所定値以下に低減することができる。   Further, according to the first embodiment, when the combustion amount is changed, inconvenience due to unstable combustion can be avoided by the rated time control, and at the time of steady combustion, the air ratio of the burner 1 is set by the reduction time control. A low air ratio close to 1.0 is controlled, and the concentration ratio change width of the gas on the primary side of the catalyst 4 is controlled to be small, so that the formula (3) can be satisfied stably. As a result, the nitrogen oxide concentration on the secondary side of the catalyst 4 can be made substantially zero, and the carbon monoxide concentration can be reduced by almost zero. If the set air ratio m0 is less than 1.0, the nitrogen oxide concentration on the secondary side can be made substantially zero, and the carbon monoxide concentration can be reduced to a predetermined value or less in the practical range.

また、前記実施例1によれば、前記空気比調整手段28により、空気比を1.0に制御することで、前記触媒4の一次側の酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の濃度比を前記特異基準濃度比K0Xに制御(前記調整0)することができ、排出NOx濃度および排出CO濃度を実質的に零に低減できる。したがって、水/蒸気添加による低NOx化技術や、脱硝剤の投入による低NOx化技術と比較して、空気比調整手段と触媒を用いた簡易な構成にて低NOxおよび低COを実現できる。   Further, according to the first embodiment, the air ratio adjusting means 28 controls the air ratio to 1.0, so that the concentration ratio of oxygen, nitrogen oxide and carbon monoxide on the primary side of the catalyst 4 is increased. The specific reference concentration ratio K0X can be controlled (the adjustment is 0), and the exhaust NOx concentration and the exhaust CO concentration can be reduced to substantially zero. Therefore, compared with the NOx reduction technology by water / steam addition and the NOx reduction technology by introduction of a denitration agent, low NOx and low CO can be realized with a simple configuration using the air ratio adjusting means and the catalyst.

また、空気比を実質的に1.0としているので、省エネ運転を行える。ちなみに、通常のボイラにおける酸素濃度4%(空気比約1.235)の運転と、酸素濃度0%(空気比約1.0)の運転とを比較すると、ボイラ効率約1〜2%アップを達成することができる。地球温暖化対策が叫ばれている昨今において、このボイラ効率アップ達成は、産業的価値が多大である。   Further, since the air ratio is substantially 1.0, energy saving operation can be performed. By the way, comparing the operation of an ordinary boiler with an oxygen concentration of 4% (air ratio about 1.235) and an operation with an oxygen concentration of 0% (air ratio of about 1.0), the boiler efficiency is increased by about 1 to 2%. Can be achieved. In recent years when countermeasures against global warming have been screamed, the achievement of increased boiler efficiency has great industrial value.

さらに、前記触媒4の二次側に前記空気比センサ7を設けて、空気比を制御しているので、前記触媒4の一次側に空気比センサを設けて制御するものと比較して制御を安定化することができる。また、酸素濃度100ppm以下の分解能で空気比を制御しているので、CO量が多く
、かつ空気比−CO特性においてCO増加率の高い領域での空気比制御を応答性よく、安定的に行うことができる。
Further, since the air ratio sensor 7 is provided on the secondary side of the catalyst 4 to control the air ratio, the control is performed in comparison with the control that is provided with the air ratio sensor on the primary side of the catalyst 4. Can be stabilized. In addition, since the air ratio is controlled with a resolution of oxygen concentration of 100 ppm or less, the air ratio control in a region where the amount of CO is large and the CO increase rate in the air ratio-CO characteristic is high is responsive and stable. be able to.

この発明の他の実施例2を図11に従い説明する。この実施例2は、酸素濃度を検出する空気比センサ7を前記触媒4の二次側でなく、一次側に設けたものである。この空気比センサ7は酸素濃度のみを検出する空気比センサとしているだけで、その他は、前記実施例1と同様であるので、説明を省略する。   Another embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the air ratio sensor 7 for detecting the oxygen concentration is provided not on the secondary side of the catalyst 4 but on the primary side. The air ratio sensor 7 is only an air ratio sensor that detects only the oxygen concentration, and the rest is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

この実施例2では、基準設定空気比m0を1(前記触媒4の二次側の酸素濃度を零)とするように、前記空気比センサ7により、前記触媒4の一次側の酸素濃度を検出して間接的に空気比を制御するものである。種々の実験結果に基づき、前記触媒4の一次側の酸素濃度O2を0%<O2≦1.00%の値に制御すると、前記式(3)を満たして、前記触媒4の二次側の酸素濃度をほぼ零にする,すなわち空気比をほぼ1.0にすることが可能であることが分かっている。 In the second embodiment, the air ratio sensor 7 detects the primary side oxygen concentration of the catalyst 4 so that the reference set air ratio m0 is 1 (the secondary side oxygen concentration of the catalyst 4 is zero). Thus, the air ratio is indirectly controlled. Based on various experimental results, when the oxygen concentration O 2 on the primary side of the catalyst 4 is controlled to a value of 0% <O 2 ≦ 1.00%, the above equation (3) is satisfied and the secondary of the catalyst 4 It has been found that the oxygen concentration on the side can be made substantially zero, that is, the air ratio can be made nearly 1.0.

この実施例3は、前記設定空気比を、図12に示すように、前記二次特性におけるNOx濃度が実質的に零を越え、前記一次特性におけるNOx濃度より低くなる値に設定した例である。この値は、前記設定空気比が、実質的に1.0を越える前記二次特性の二次側N
Ox漏れ領域R1の空気比である。この実施例3における濃度比Kの調整は、前記調整2である。
In the third embodiment, as shown in FIG. 12, the set air ratio is set such that the NOx concentration in the secondary characteristic substantially exceeds zero and becomes lower than the NOx concentration in the primary characteristic. . This value is the secondary side N of the secondary characteristic where the set air ratio substantially exceeds 1.0.
This is the air ratio of the Ox leakage region R1. The adjustment of the density ratio K in Example 3 is the adjustment 2.

この実施例3における制御範囲の中心(目標空気比)、たとえば空気比1.005(O2濃度:約1000ppm)とした場合である。これを図8にて説明すると、前記触媒4一次側の酸素濃度が前記基準酸素濃度SKよりも高い前記二次側NOx漏れ領域(前記調整2を実現する領域)R1にて空気比制御を行うことになる。 This is a case where the center of the control range (target air ratio) in the third embodiment, for example, an air ratio of 1.005 (O 2 concentration: about 1000 ppm) is used. This will be described with reference to FIG. 8. The air ratio control is performed in the secondary NOx leakage region (region where the adjustment 2 is realized) R1 in which the oxygen concentration on the primary side of the catalyst 4 is higher than the reference oxygen concentration SK. It will be.

つぎにこの発明の実施例4を図13に基づき説明する。この実施例4は、前記空気比制御手段28を、前記給気通路27の開度(流路断面積)を調整する流量調整手段としてのダンパ31と、このダンパ31の開度位置を調整するためのダンパ位置調整装置45と、このダンパ位置調整装置45の作動を制御する前記制御器8とを含んで構成している点で前記実施例1と異なる。すなわち、この実施例4では、空気比の調整,すなわち燃焼用空気量の割合を前記ダンパ31の開度を調整することにより行うものである。その他の構成は、前記実施例1と同様であるので、その説明を省略する。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, the air ratio control means 28 adjusts the damper 31 as a flow rate adjusting means for adjusting the opening degree (flow passage sectional area) of the air supply passage 27 and the opening position of the damper 31. The first embodiment is different from the first embodiment in that a damper position adjusting device 45 for controlling the operation of the damper position adjusting device 45 is included. That is, in the fourth embodiment, the air ratio is adjusted, that is, the ratio of the combustion air amount is adjusted by adjusting the opening degree of the damper 31. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the description thereof is omitted.

また、この発明の実施例5を図14に基づき説明する。この実施例5は、前記実施例1と異なり、前記触媒4を備えない蒸気ボイラである。この実施例5のボイラは、前記実施例1の低減時燃焼を行わず、定格時燃焼のみ行うように構成している。そして、この定格時燃焼時は、制御器8により前記空気比センサ7の信号に基づき、定格時空気比となるようにフィードバック制御により燃焼制御される。   A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The fifth embodiment is a steam boiler that does not include the catalyst 4, unlike the first embodiment. The boiler of the fifth embodiment is configured not to perform the combustion at the time of reduction of the first embodiment but to perform only the combustion at the rated time. At the time of rated combustion, the controller 8 controls the combustion by feedback control so that the rated air ratio is obtained based on the signal of the air ratio sensor 7.

そして、前記バーナ1が異常な空気比にて燃焼した際に発生する多量のCOを検出するためにCOセンサ32を備えるとともに、前記バーナ1が前記定格時空気比にて燃焼する時に前記COセンサ32と診断ガスとを接触させる診断ガス接触手段33と、診断ガスとの接触時に前記COセンサの出力が設定値以下の時前記COセンサを異常と判定する判定手段(前記制御器8の制御手順の一部として構成される。)とを備えている。前記診断ガスは、ガス燃料供給管24にて供給される可燃ガス一部を用いるように、案内管41を前記ガス燃料供給管24に接続している。この実施例5において、前記実施例1と同じ構成は同じ符号を付してその説明を省略する。また、前記ガス検知部34の構成は、前記実施例1の図4に示すものと同様であるので、その説明を省略する。   A CO sensor 32 is provided to detect a large amount of CO generated when the burner 1 burns at an abnormal air ratio, and the CO sensor is used when the burner 1 burns at the rated air ratio. Diagnostic gas contact means 33 for bringing the gas sensor 32 into contact with the diagnostic gas, and determination means for determining that the CO sensor is abnormal when the output of the CO sensor is equal to or less than a set value when contacting the diagnostic gas (control procedure of the controller 8) As a part of.). A guide pipe 41 is connected to the gas fuel supply pipe 24 so that the diagnostic gas uses a part of the combustible gas supplied through the gas fuel supply pipe 24. In the fifth embodiment, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Further, the configuration of the gas detector 34 is the same as that shown in FIG.

この実施例5においては、前記制御器8は、定格燃焼時に前記診断ガス接触手段33を作動させて、電磁弁42を開き診断ガスとしての可燃ガスを前記COセンサ32と接触させ、前記COセンサ32に異常を前記実施例1と同様に前記COセンサ32の自己診断を行い、前記COセンサ32の出力が設定値以下の時、センサ異常と判定し、前記報知器44にて報知するように構成している。   In the fifth embodiment, the controller 8 operates the diagnostic gas contact means 33 during rated combustion to open the electromagnetic valve 42 to contact the combustible gas as the diagnostic gas with the CO sensor 32. As in the first embodiment, the CO sensor 32 is self-diagnosed in the same manner as in the first embodiment. When the output of the CO sensor 32 is equal to or lower than a set value, it is determined that the sensor is abnormal, and the notification device 44 notifies the abnormality. It is composed.

また、この発明の実施例6を図15に基づき説明する。この実施例6は、ガス中に含まれる一酸化炭素を酸素により酸化し窒素酸化物を一酸化炭素により還元する触媒4と、前記触媒の二次側のガス中の一酸化炭素濃度を検出するCOセンサ7とを備える有害物質低減システムであって、前記COセンサ7と診断ガスとを接触させる診断ガス接触手段33と、前記診断ガスとの接触時に前記COセンサ32の出力が設定値以下の時前記COセンサ32を異常と判定する判定手段(前記制御器8の制御手順の一部として構成される。)とを備えたことを特徴とするものである。   A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In Example 6, the catalyst 4 that oxidizes carbon monoxide contained in the gas with oxygen and reduces the nitrogen oxide with carbon monoxide, and the concentration of carbon monoxide in the gas on the secondary side of the catalyst are detected. A harmful substance reduction system comprising a CO sensor 7, wherein a diagnostic gas contact means 33 for bringing the CO sensor 7 into contact with a diagnostic gas, and an output of the CO sensor 32 when the diagnostic gas is in contact with a set value or less. And determining means for determining that the CO sensor 32 is abnormal (configured as part of the control procedure of the controller 8).

この実施例1の有害物質低減システムは、排出するガスの組成および温度が変動する排
ガス発生源としてのガスタービン51と、このガスタービン51の下流に設けられ、前記排ガスの酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の組成および温度をそれぞれ所定濃度比,所定温度に調整するガス性状調整手段52と、このガス性状調整手段52の下流に設けられ、一酸化炭素を酸化させる第一反応と窒素酸化物を一酸化炭素により還元させる第二反応とにより、一酸化炭素および窒素酸化物濃度を低減する触媒4と、この触媒4の下流側に設けられる排ガスボイラ53とを主要部として備える。以下に、この実施例6の構成要素を説明する。
The harmful substance reduction system of the first embodiment is provided with a gas turbine 51 as an exhaust gas generation source in which the composition and temperature of the exhaust gas fluctuate, and provided downstream of the gas turbine 51, and the exhaust gas oxygen, nitrogen oxides and A gas property adjusting means 52 for adjusting the composition and temperature of carbon monoxide to a predetermined concentration ratio and a predetermined temperature, respectively, and a first reaction and nitrogen oxide provided downstream of the gas property adjusting means 52 for oxidizing carbon monoxide The catalyst 4 for reducing the carbon monoxide and nitrogen oxide concentrations by the second reaction of reducing the catalyst with carbon monoxide and the exhaust gas boiler 53 provided downstream of the catalyst 4 are provided as main parts. The components of the sixth embodiment will be described below.

前記ガスタービン51は、排出するガスの酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の組成および温度が負荷により変動する。   In the gas turbine 51, the composition and temperature of the oxygen, nitrogen oxide, and carbon monoxide of the gas to be discharged vary depending on the load.

前記ガス性状調整手段52は、前記ガスタービン51から排出される排ガスの組成および温度を検出する第一検出手段54と、前記触媒4一次側の排ガスの一酸化炭素、窒素酸化物および酸素の濃度比と温度とを調整するバーナ55と、このバーナ55により濃度および温度が調整された排ガスの組成および温度を検出する第二検出手段56と、前記第一検出手段54,前記第二検出手段56による検出値に基づき、前記バーナ55の燃焼を制御して、前記濃度比が前記式(3)を満たし、前記排ガスの温度が前記触媒4が活性化する所定温度となるように制御する制御器8とを含んで構成されている。   The gas property adjusting means 52 includes a first detection means 54 for detecting the composition and temperature of the exhaust gas discharged from the gas turbine 51, and concentrations of carbon monoxide, nitrogen oxides and oxygen of the exhaust gas on the primary side of the catalyst 4. A burner 55 that adjusts the ratio and temperature, a second detection means 56 that detects the composition and temperature of the exhaust gas whose concentration and temperature are adjusted by the burner 55, the first detection means 54, and the second detection means 56 A controller that controls the combustion of the burner 55 based on the detected value by the control so that the concentration ratio satisfies the equation (3) and the temperature of the exhaust gas becomes a predetermined temperature at which the catalyst 4 is activated. 8 and so on.

より具体的には、前記触媒4流入前の排ガスに含まれる一酸化炭素、窒素酸化物および酸素の濃度比が前記の式(3)を満足するように調整するとともに、前記排ガスの温度を所定温度(この実施例6の触媒4の活性化温度である150℃〜500℃)に調整するように構成される。   More specifically, the concentration ratio of carbon monoxide, nitrogen oxide and oxygen contained in the exhaust gas before flowing in the catalyst 4 is adjusted so as to satisfy the formula (3), and the temperature of the exhaust gas is set to a predetermined value. It is comprised so that it may adjust to temperature (150 degreeC-500 degreeC which is the activation temperature of the catalyst 4 of this Example 6).

前記第一検出手段54および前記第二検出手段56は、それぞれガス組成の調整ための酸素濃度センサ,一酸化炭素センサと、ガス温度の調整のため流量センサ,ガス温度センサと(いずれも図示省略)を含んで構成される。   The first detection means 54 and the second detection means 56 are respectively an oxygen concentration sensor and a carbon monoxide sensor for adjusting the gas composition, and a flow rate sensor and a gas temperature sensor for adjusting the gas temperature (both not shown). ).

前記バーナ55は、前記排ガスの一酸化炭素および酸素の濃度比および温度を調整する機能を有する予混合式バーナである。このバーナ55による一酸化炭素および酸素の調整は、前記バーナ55を不完全燃焼させることにより一酸化炭素濃度を上昇させ、高O2燃焼によりO2濃度を上昇させるように構成されている。また、前記バーナ55の燃焼量を変えることで、前記ガスの温度を調整するように構成されている。 The burner 55 is a premixed burner having a function of adjusting the concentration ratio and temperature of carbon monoxide and oxygen of the exhaust gas. The adjustment of carbon monoxide and oxygen by the burner 55 is configured such that the carbon monoxide concentration is increased by incomplete combustion of the burner 55 and the O 2 concentration is increased by high O 2 combustion. Further, the temperature of the gas is adjusted by changing the combustion amount of the burner 55.

このバーナ55には、ガス燃料供給量調整手段としての燃料弁57と燃焼空気供給量調整手段としての回転数制御可能な送風機58とが備えられ、前記制御器8により、前記燃料弁57と前記送風機58の回転数を制御することで、前記濃度比および温度の調整が実現されるように構成されている。符号59,60は、第一流路,第二流路である。   The burner 55 is provided with a fuel valve 57 as a gas fuel supply amount adjusting means and a blower 58 capable of controlling the rotation speed as a combustion air supply amount adjusting means. The concentration ratio and the temperature are adjusted by controlling the rotational speed of the blower 58. Reference numerals 59 and 60 denote a first flow path and a second flow path.

前記制御器8による制御は、予め記憶したガス性状調整プログラムとセンサ自己診断プログラムにより実現される。前記調整プログラムは、前記第一検出手段54の第一検出値と前記濃度比の設定値(一例として、一酸化炭素濃度:4000ppm、酸素濃度:2000ppm)との差信号および前記第一検出手段54と所定温度との差信号に基づき、第一制御信号を前記燃料弁57および前記送風機58へ送り、粗い調整を行い、前記第二検出手段56の第二検出値と前記濃度比の設定値との差信号および前記第二検出値と前記温度の設定値との差信号に基づき、第二制御信号を前記燃料弁57および前記送風機58へ送り、微調制御を行うように構成している。すなわち、この制御は、前記バーナ55の上流側である前記第一検出手段54の検出値に基づき、前記バーナ55の燃焼を主制御し、前記バーナ55の下流側である前記第二検出手段56の検出値に基づき、前記主制御を補正する制御である。   The control by the controller 8 is realized by a gas property adjustment program and a sensor self-diagnosis program stored in advance. The adjustment program includes a difference signal between the first detection value of the first detection unit 54 and a set value of the concentration ratio (for example, carbon monoxide concentration: 4000 ppm, oxygen concentration: 2000 ppm) and the first detection unit 54. The first control signal is sent to the fuel valve 57 and the blower 58 based on the difference signal between the second detection means 56 and the concentration ratio, based on the difference signal between the second detection means 56 and the concentration ratio. The second control signal is sent to the fuel valve 57 and the blower 58 based on the difference signal and the difference signal between the second detection value and the set value of the temperature to perform fine control. That is, this control mainly controls the combustion of the burner 55 based on the detection value of the first detection means 54 that is upstream of the burner 55, and the second detection means 56 that is downstream of the burner 55. The main control is corrected based on the detected value.

前記センサ自己診断プログラムは、定格燃焼時に前記診断ガス接触手段33を作動させて、電磁弁42を開き診断ガスとしての可燃ガスを前記COセンサ32と接触させ、前記COセンサ32に異常を前記実施例1と同様に前記COセンサ32の自己診断を行い、前記COセンサ32の出力が設定値以下の時、センサ異常と判定し、前記報知器44にて報知するように構成している。   The sensor self-diagnosis program activates the diagnostic gas contact means 33 during rated combustion, opens the electromagnetic valve 42, contacts the combustible gas as diagnostic gas with the CO sensor 32, and performs an abnormality in the CO sensor 32. As in Example 1, the self-diagnosis of the CO sensor 32 is performed, and when the output of the CO sensor 32 is equal to or less than a set value, it is determined that the sensor is abnormal, and the notification device 44 notifies the user.

また、前記診断ガス接触手段33の案内管41の一端は、前記燃料弁57の下流側のガス燃料供給管61と接続しているが、前記燃料弁57の上流側のガス燃料供給管(図示省略)と接続することができる。ガス検知部34の構造は、実施例1と同様であるのでその説明を省略する。   One end of the guide pipe 41 of the diagnostic gas contact means 33 is connected to a gas fuel supply pipe 61 on the downstream side of the fuel valve 57, but a gas fuel supply pipe (illustrated) on the upstream side of the fuel valve 57. (Omitted). Since the structure of the gas detector 34 is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

この発明は、前記実施例1〜6に限定されるものではない。たとえば、前記実施例1では、前記制御器8が異常を判定した時、前記バーナ1を前記NOx低減時燃焼より空気比の高い空気比にて燃焼させるとともにセンサ異常を報知するように構成しているが、前記制御器8が異常を判定した時、前記バーナ1の燃焼を停止するとともに、センサ異常を報知するように構成することができる。これは、図9のS5の処理を前記バーナ1の燃焼停止するとともに、警報を行うものとすることで実現できる。   The present invention is not limited to the first to sixth embodiments. For example, in the first embodiment, when the controller 8 determines an abnormality, the burner 1 is combusted at an air ratio having a higher air ratio than the NOx reduction combustion and a sensor abnormality is notified. However, when the controller 8 determines abnormality, the combustion of the burner 1 can be stopped and the sensor abnormality can be notified. This can be realized by performing the process of S5 in FIG. 9 to stop the combustion of the burner 1 and to give an alarm.

また、図5および図12に示す空気比−NOx・CO特性は、燃焼装置の前記バーナ1および前記缶体3の構造に応じて曲線および濃度値が異なるので、異なった特性を用いることができる。また、前記実施例1,2では、設定空気比を1.0以上としているが、燃焼性を損なわず、炭化水素を生成しない範囲で、空気比1.0より低い値とすることができる。   The air ratio-NOx / CO characteristics shown in FIGS. 5 and 12 have different curves and concentration values depending on the structure of the burner 1 and the can 3 of the combustion apparatus, and therefore different characteristics can be used. . In the first and second embodiments, the set air ratio is set to 1.0 or more. However, the air ratio can be set to a value lower than 1.0 within a range in which the combustibility is not impaired and hydrocarbons are not generated.

また、前記インバータ30を単一の制御器(ボイラ制御用の制御器)8にて制御しているが、この制御器8と別に前記インバータ30用の別の制御器(図示省略)を設け、この制御器8と前記空気比センサ7,前記制御器8を接続して、空気比制御を行うように構成することができる。   In addition, the inverter 30 is controlled by a single controller (controller for boiler control) 8, but another controller (not shown) for the inverter 30 is provided separately from the controller 8. The controller 8, the air ratio sensor 7, and the controller 8 can be connected to perform air ratio control.

本実施例1の蒸気ボイラの縦断面の説明図である。It is explanatory drawing of the longitudinal cross-section of the steam boiler of the present Example 1. FIG. 図1のII−II線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the II-II line of FIG. 図2の触媒を排ガスの流れ方向から見た要部構成を示す図である。It is a figure which shows the principal part structure which looked at the catalyst of FIG. 2 from the flow direction of waste gas. 図1の要部拡大断面の説明図である。It is explanatory drawing of the principal part expanded cross section of FIG. 本実施例1の空気比−NOx・CO特性を示す図である。It is a figure which shows the air ratio -NOx * CO characteristic of the present Example 1. FIG. 本実施例1のバーナおよび吸熱手段の特性および触媒の特性を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the characteristic of the burner of this Example 1, an endothermic means, and the characteristic of a catalyst. 本実施例1の空気比センサの出力特性を説明する図である。It is a figure explaining the output characteristic of the air ratio sensor of the present Example 1. FIG. 本実施例1の空気比制御による燃焼制御を説明する図である。It is a figure explaining the combustion control by the air ratio control of the first embodiment. 本実施例1のセンサ自己診断制御を説明するフローチャート図である。It is a flowchart explaining the sensor self-diagnosis control of the first embodiment. 本実施例1のNOxおよびCO低減特性を説明する図である。It is a figure explaining the NOx and CO reduction characteristic of the present Example 1. 本実施例2の蒸気ボイラの縦断面の説明図である。It is explanatory drawing of the longitudinal cross-section of the steam boiler of the present Example 2. 本実施例3のNOxおよびCO低減特性を説明する図である。It is a figure explaining the NOx and CO reduction characteristic of the present Example 3. 本実施例4の蒸気ボイラの縦断面の説明図である。It is explanatory drawing of the longitudinal cross-section of the steam boiler of the present Example 4. 本実施例5の蒸気ボイラの縦断面の説明図である。It is explanatory drawing of the longitudinal cross-section of the steam boiler of the present Example 5. 本実施例6の有害物質低減システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the harmful substance reduction system of the present Example 6. この発明によるNOx・CO一次特性および二次特性を説明する図であるIt is a figure explaining the NOx * CO primary characteristic and secondary characteristic by this invention

1 バーナ
4 触媒
7 空気比センサ
8 制御器
25 燃料調整弁
28 空気比調整手段
29 モータ
30 インバータ
32 COセンサ
33 診断ガス接触手段
44 報知器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Burner 4 Catalyst 7 Air ratio sensor 8 Controller 25 Fuel adjustment valve 28 Air ratio adjustment means 29 Motor 30 Inverter 32 CO sensor 33 Diagnostic gas contact means 44 Alarm

Claims (7)

ガス発生源からのガス中に含まれる一酸化炭素を酸素により酸化し窒素酸化物を一酸化炭素により還元する酸化触媒と、
前記酸化触媒の二次側のガス中の一酸化炭素濃度を検出する一酸化炭素濃度センサとを備える有害物質低減システムであって、
前記一酸化炭素濃度センサと診断ガスとを接触させる診断ガス接触手段と、
前記診断ガスとの接触時に前記一酸化炭素濃度センサの出力が設定値以下の時前記一酸化炭素濃度センサを異常と判定する判定手段とを備えたことを特徴とする有害物質低減システム。
An oxidation catalyst for oxidizing carbon monoxide contained in a gas from a gas generation source with oxygen and reducing nitrogen oxide with carbon monoxide;
A harmful substance reduction system comprising a carbon monoxide concentration sensor for detecting a carbon monoxide concentration in a gas on the secondary side of the oxidation catalyst,
Diagnostic gas contact means for bringing the carbon monoxide concentration sensor into contact with the diagnostic gas;
A harmful substance reduction system comprising: a determination unit that determines that the carbon monoxide concentration sensor is abnormal when the output of the carbon monoxide concentration sensor is equal to or less than a set value when in contact with the diagnostic gas.
バーナにて生成されるガス中の一酸化炭素濃度を検出する一酸化炭素濃度センサとを備える燃焼装置であって、
前記一酸化炭素濃度センサと診断ガスとを接触させる診断ガス接触手段と、
前記診断ガスとの接触時に前記一酸化炭素濃度センサの出力が設定値以下の時前記一酸化炭素濃度センサを異常と判定する判定手段とを備えたことを特徴とする燃焼装置。
A combustion apparatus comprising a carbon monoxide concentration sensor for detecting a carbon monoxide concentration in a gas generated by a burner,
Diagnostic gas contact means for bringing the carbon monoxide concentration sensor into contact with the diagnostic gas;
A combustion apparatus comprising: a determination unit that determines that the carbon monoxide concentration sensor is abnormal when the output of the carbon monoxide concentration sensor is equal to or less than a set value when in contact with the diagnostic gas.
炭化水素含有の燃料を燃焼させて、酸素,窒素酸化物および一酸化炭素を含むガスを生成させるバーナと、
前記バーナの空気比を調整する空気比調整手段と、
前記ガスに含まれる一酸化炭素を酸素により酸化し窒素酸化物を一酸化炭素により還元する酸化触媒と、
前記バーナの空気比を検出する空気比センサと、
前記酸化触媒の二次側のガス中の一酸化炭素濃度を検出する一酸化炭素濃度センサとを備え、
前記バーナは、前記空気比を設定空気比とした時、前記酸化触媒一次側のガス中の酸素,窒素酸化物および一酸化炭素の濃度比が所定濃度比となる特性を有し、
前記酸化触媒は、前記濃度比を前記所定濃度比とした時前記酸化触媒二次側の窒素酸化物濃度を実質的に零または所定値以下とし、一酸化炭素濃度を実質的に零または所定値以下とする特性を有し、
前記バーナが前記設定空気比にて燃焼するNOx低減燃焼時に前記一酸化炭素濃度センサと診断ガスとを接触させる診断ガス接触手段と、
前記診断ガスとの接触時に前記一酸化炭素濃度センサの出力が設定値以下の時前記一酸化炭素濃度センサを異常と判定する判定手段とを備えたことを特徴とする燃焼装置。
A burner that burns a hydrocarbon-containing fuel to produce a gas containing oxygen, nitrogen oxides, and carbon monoxide;
An air ratio adjusting means for adjusting the air ratio of the burner;
An oxidation catalyst for oxidizing carbon monoxide contained in the gas with oxygen and reducing nitrogen oxide with carbon monoxide;
An air ratio sensor for detecting an air ratio of the burner;
A carbon monoxide concentration sensor for detecting a carbon monoxide concentration in a gas on the secondary side of the oxidation catalyst,
The burner has a characteristic that when the air ratio is a set air ratio, the concentration ratio of oxygen, nitrogen oxide and carbon monoxide in the gas on the primary side of the oxidation catalyst is a predetermined concentration ratio,
In the oxidation catalyst, when the concentration ratio is the predetermined concentration ratio, the nitrogen oxide concentration on the secondary side of the oxidation catalyst is substantially zero or less than a predetermined value, and the carbon monoxide concentration is substantially zero or a predetermined value. It has the following characteristics:
Diagnostic gas contact means for contacting the carbon monoxide concentration sensor and diagnostic gas during NOx reduction combustion in which the burner burns at the set air ratio;
A combustion apparatus comprising: a determination unit that determines that the carbon monoxide concentration sensor is abnormal when the output of the carbon monoxide concentration sensor is equal to or less than a set value when in contact with the diagnostic gas.
前記判定手段が異常を判定した時、前記バーナを前記NOx低減時燃焼より空気比の高い空気比にて燃焼させるとともにセンサ異常を報知することを特徴とする請求項3に記載の燃焼装置。   4. The combustion apparatus according to claim 3, wherein when the determination means determines abnormality, the burner is burned at an air ratio having an air ratio higher than that of the NOx reduction combustion and a sensor abnormality is reported. 前記判定手段が異常を判定した時、前記バーナの燃焼を停止するとともに、センサ異常を報知することを特徴とする請求項3に記載の燃焼装置。   The combustion apparatus according to claim 3, wherein when the determination means determines abnormality, the combustion of the burner is stopped and a sensor abnormality is notified. 前記診断ガスを前記酸化触媒二次側のガスの一部としたことを特徴とする請求項3〜
請求項4に記載の燃焼装置。
The diagnostic gas is a part of the gas on the secondary side of the oxidation catalyst.
The combustion apparatus according to claim 4.
前記一酸化炭素濃度センサを接触燃焼式COセンサとしたことを特徴とする請求項6に記載の燃焼装置。   The combustion apparatus according to claim 6, wherein the carbon monoxide concentration sensor is a catalytic combustion type CO sensor.
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