特許 7134323 排ガス処理装置及び制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-01

(45)【発行日】2022-09-09

(54)【発明の名称】排ガス処理装置及び制御方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/60 20060101AFI20220902BHJP

   B01D 53/82 20060101ALI20220902BHJP

   B01J 8/00 20060101ALI20220902BHJP

   B01J 8/12 20060101ALI20220902BHJP

【ＦＩ】

B01D53/60 ZAB

B01D53/82

B01J8/00 C

B01J8/12 331

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2021194310

(22)【出願日】2021-11-30

【審査請求日】2021-12-08

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】306022513

【氏名又は名称】日鉄エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100145012

【弁理士】

【氏名又は名称】石坂 泰紀

(74)【代理人】

【識別番号】100171099

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】野間田 裕昭

(72)【発明者】

【氏名】今村 彰伸

(72)【発明者】

【氏名】正木 秀幸

(72)【発明者】

【氏名】上田 芳裕

【審査官】河野 隆一朗

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－０６８６４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０５２３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－０１６０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１０３４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２１１７６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１５－００４０４１９（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ５３／３４ － ５３／８５

Ｂ０１Ｄ ５３／９２

Ｂ０１Ｄ ５３／９６

Ｂ０１Ｊ ８／００ － ８／４６

Ｂ６５Ｇ ４３／００ － ４３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

炭素質吸着材を収容する複数の吸着塔と、
前記複数の吸着塔を通過するように排ガスを導く排ガス流路と、
前記複数の吸着塔に前記炭素質吸着材をそれぞれ投入する複数の投入装置と、
前記複数の吸着塔から前記炭素質吸着材をそれぞれ切り出す複数の切出装置と、
前記複数の吸着塔における前記炭素質吸着材の充填レベルをそれぞれ検出する複数のレベル検出部と、
前記複数の吸着塔のそれぞれについて、対応する切出装置による前記炭素質吸着材の切り出し速度と、対応するレベル検出部により検出された充填レベルとに基づいて、対応する投入装置による前記炭素質吸着材の投入量を調節する投入制御部と、を備える排ガス処理装置。

【請求項2】

前記複数の吸着塔のそれぞれについて、前記切り出し速度と、前記充填レベルとに基づいて投入時間を算出する投入時間算出部を更に備え、
前記投入制御部は、前記複数の吸着塔のそれぞれについて、前記投入時間算出部により算出された前記投入時間に亘って前記炭素質吸着材を投入するように、前記投入装置を制御する、請求項１記載の排ガス処理装置。

【請求項3】

前記投入時間算出部は、前記複数のレベル検出部により検出された充填レベルを平均して平均充填レベルを算出し、前記複数の吸着塔のそれぞれについて、前記切り出し速度と全切出装置の切り出し速度とに基づいて、切り出された炭素質吸着材の量を補うようにフィードフォワード成分を算出し、前記平均充填レベルと前記充填レベルとの偏差を縮小するようにフィードバック成分を算出し、前記フィードフォワード成分に前記フィードバック成分を加算して前記投入時間を算出する、請求項２記載の排ガス処理装置。

【請求項4】

前記投入時間算出部は、前記複数の吸着塔のそれぞれについて、前記切り出し速度に相関しないように前記フィードバック成分を算出する、請求項３記載の排ガス処理装置。

【請求項5】

前記炭素質吸着材から吸着物を脱離させる脱離塔と、
前記複数の切出装置により切り出された前記炭素質吸着材を前記脱離塔に搬送する第１コンベヤと、
前記脱離塔から前記複数の吸着塔に前記炭素質吸着材を搬送する第２コンベヤと、を更に備え、
前記複数の投入装置は、前記第２コンベヤから前記複数の吸着塔に前記炭素質吸着材をそれぞれ投入する、請求項３又は４記載の排ガス処理装置。

【請求項6】

前記脱離塔から前記第２コンベヤに前記炭素質吸着材を切り出す脱離後切出装置と、
前記複数の切出装置による切り出し速度の合計値に基づいて、前記脱離後切出装置に対する脱離後目標速度を算出する速度算出部と、
前記速度算出部により算出された前記脱離後目標速度に対応する速度で前記脱離塔から前記炭素質吸着材を切り出すように前記脱離後切出装置を制御する切出制御部と、を更に備える、請求項５記載の排ガス処理装置。

【請求項7】

前記速度算出部は、目標レベルと、前記平均充填レベルとの偏差に更に基づいて前記脱離後目標速度を算出する、請求項６記載の排ガス処理装置。

【請求項8】

前記投入時間算出部は、前記複数の投入装置のそれぞれに対する前記投入制御部による制御が、前記平均充填レベルと前記充填レベルとの偏差に基づく比例制御となるように前記投入時間を算出し、
前記速度算出部は、前記脱離後切出装置に対する前記切出制御部による制御が、目標レベルと前記平均充填レベルとの偏差に基づく比例・積分制御となるように前記脱離後目標速度を算出する、請求項７記載の排ガス処理装置。

【請求項9】

前記複数の投入装置は前記第２コンベヤに沿って並び、
前記複数の投入装置のそれぞれは、前記第２コンベヤにおける下流側への前記炭素質吸着材の移動を遮断しながら、前記第２コンベヤから、対応する吸着塔に前記炭素質吸着材を投入するように構成され、
前記投入制御部は、前記第２コンベヤの上流側から下流側に向かう順序にて、前記複数の投入装置に順次前記炭素質吸着材の投入を実行させ、
前記複数の投入装置は、第１投入装置と、前記第２コンベヤにおいて第１投入装置よりも一つ下流側に位置する第２投入装置とを含み、
前記投入制御部は、前記第１投入装置が前記炭素質吸着材の投入を停止した後、前記第１投入装置から前記第２投入装置への前記炭素質吸着材の移動時間と、前記第２投入装置に対応する前記投入時間との合計時間が経過するまで、前記第２投入装置による前記炭素質吸着材の投入を継続させる、請求項５～８のいずれか一項記載の排ガス処理装置。

【請求項10】

前記投入制御部は、前記複数の投入装置のうち前記第２コンベヤにおける最下流の投入装置が前記炭素質吸着材を投入している期間に、前記複数の投入装置のうち前記第２コンベヤにおける最上流の投入装置に前記炭素質吸着材の投入を再開させ、前記最上流の投入装置が前記炭素質吸着材の投入を再開した後も、前記最下流の投入装置に前記炭素質吸着材の投入を一時的に継続させる、請求項９記載の排ガス処理装置。

【請求項11】

前記投入制御部は、前記最下流の投入装置に対応する前記投入時間の経過予定タイミングの前に、前記最上流の投入装置から前記最下流の投入装置への前記炭素質吸着材の移動時間を残したタイミングで、前記最上流の投入装置に前記炭素質吸着材の投入を再開させる、請求項１０記載の排ガス処理装置。

【請求項12】

前記複数の吸着塔は、前段吸着塔と、後段吸着塔とを含み、
前記排ガス流路は、前記前段吸着塔と、前記後段吸着塔とを順次通過するように排ガスを導き、
前記複数の投入装置は、前記前段吸着塔に対応する前段投入装置と、前記後段吸着塔に対応する後段投入装置とを含み、
前記複数の切出装置は、前記前段吸着塔に対応する前段切出装置と、前記後段吸着塔に対応する後段切出装置とを含み、
前記排ガス処理装置は、
前記炭素質吸着材から吸着物を脱離させる脱離塔と、
前記前段切出装置により切り出された前記炭素質吸着材を前記脱離塔に搬送する第１コンベヤと、
前記脱離塔から前記後段吸着塔に前記炭素質吸着材を搬送する第２コンベヤと、
前記後段切出装置により切り出された前記炭素質吸着材を前記前段吸着塔に搬送する第３コンベヤと、を更に備え、
前記後段投入装置は、前記第２コンベヤから前記後段吸着塔に前記炭素質吸着材を投入し、
前記前段投入装置は、前記第３コンベヤから前記前段吸着塔に前記炭素質吸着材を投入する、請求項３又は４記載の排ガス処理装置。

【請求項13】

前記脱離塔から前記第２コンベヤに前記炭素質吸着材を切り出す脱離後切出装置と、
前記後段切出装置による切り出し速度に基づいて、前記脱離後切出装置に対する脱離後目標速度を算出する速度算出部と、
前記速度算出部により算出された前記脱離後目標速度に対応する速度で前記脱離塔から前記炭素質吸着材を切り出すように前記脱離後切出装置を制御する脱離後切出制御部と、を更に備える、請求項１２記載の排ガス処理装置。

【請求項14】

前記速度算出部は、目標レベルと、前記後段吸着塔の充填レベルとの偏差に更に基づいて前記脱離後目標速度を算出する、請求項１３記載の排ガス処理装置。

【請求項15】

前記速度算出部は、前記前段切出装置による切り出し速度に基づいて、前記後段切出装置に対する吸着後目標速度を更に算出し、
前記排ガス処理装置は、
前記速度算出部により算出された前記吸着後目標速度に対応する速度で前記後段吸着塔から前記炭素質吸着材を切り出すように前記後段切出装置を制御する吸着後切出制御部を更に備える、請求項１３記載の排ガス処理装置。

【請求項16】

前記速度算出部は、目標レベルと、前記後段吸着塔の充填レベルとの偏差に更に基づいて前記脱離後目標速度を算出し、前記目標レベルと、前記前段吸着塔の充填レベルとの偏差に更に基づいて前記吸着後目標速度を算出する、請求項１５記載の排ガス処理装置。

【請求項17】

排ガスが通過する複数の吸着塔のそれぞれに対する炭素質吸着材の充填レベルを取得することと、
前記複数の吸着塔のそれぞれについて、前記炭素質吸着材の切り出し速度を取得することと、
前記複数の吸着塔のそれぞれについて、前記炭素質吸着材の切り出し速度と、前記炭素質吸着材の充填レベルとに基づいて、投入装置による炭素質吸着材の投入量を調節することと、を含む制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、排ガス所為装置及び制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、炭素質吸着材が充填される複数の吸着塔と、複数の吸着塔それぞれの上部に接続され、炭素質吸着材を分配して吸着塔に供給する分配ホッパと、を備える排ガス処理装置であって、分配ホッパ内の炭素質吸着材のレベルを検出するレベル検出手段と、レベル検出手段によって検出された分配ホッパ内の炭素質吸着材のレベルと目標レベルとの差に基づいて、分配ホッパに対する炭素質吸着材の供給を、順次各分配ホッパごとに制御する供給制御手段と、を備える排ガス処理装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－５２３７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、より高度な排ガス処理を容易に遂行できる装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一側面に係る排ガス処理装置は、炭素質吸着材を収容する複数の吸着塔と、複数の吸着塔を通過するように排ガスを導く排ガス流路と、複数の吸着塔に炭素質吸着材をそれぞれ投入する複数の投入装置と、複数の吸着塔から炭素質吸着材をそれぞれ切り出す複数の切出装置と、複数の吸着塔における炭素質吸着材の充填レベルをそれぞれ検出する複数のレベル検出部と、複数の吸着塔のそれぞれについて、対応する切出装置による炭素質吸着材の切り出し速度と、対応するレベル検出部により検出された充填レベルとに基づいて、対応する投入装置による炭素質吸着材の投入量を調節する投入制御部と、を備える。

【0006】

排ガス流路が複数の吸着塔を通過する構成によれば、より高度な排ガス処理が可能となる。しかしながら、排ガス流路が複数の吸着塔を通過する構成においては、複数の吸着塔で、炭素質吸着材に対する物質の付着ペースに差が生じる。高度な排ガス処理性能を維持するためには、付着ペースが速い吸着塔においては、切出装置による切り出し速度を高くする必要がある。一方、付着ペースが遅い吸着塔においては、切出装置による切り出し速度を遅くし、吸着塔内の炭素質吸着材を有効活用して無駄なエネルギー消費を抑制する必要がある。このため、切出装置による切り出し速度が、複数の吸着塔で互いに異なる場合がある。複数の吸着塔で切り出し速度が異なる場合、複数の吸着塔のそれぞれについて、充填レベルに基づき投入装置を制御するのみでは、炭素質吸着材の投入量をタイムリーに調節できず、複数の吸着塔で充填レベルに差が生じる可能性がある。本排ガス処理装置によれば、複数の吸着塔のそれぞれについて、切り出し速度と、充填レベルとの両方に基づいて投入装置が制御される。これにより、複数の吸着塔のそれぞれに対する炭素質吸着材の投入量をタイムリーに調節することができる。従って、排ガス処理性能の向上に有効である。

【0007】

複数の吸着塔のそれぞれについて、切り出し速度と、充填レベルとに基づいて投入時間を算出する投入時間算出部を更に備え、投入制御部は、複数の吸着塔のそれぞれについて、投入時間算出部により算出された投入時間に亘って炭素質吸着材を投入するように、投入装置を制御してもよい。この場合、投入時間の調節によって、投入装置による炭素質吸着材の投入量を容易に調節することができる。

【0008】

投入時間算出部は、複数のレベル検出部により検出された充填レベルを平均して平均充填レベルを算出し、複数の吸着塔のそれぞれについて、切り出し速度に基づいてフィードフォワード成分を算出し、平均充填レベルと充填レベルとの偏差を縮小するようにフィードバック成分を算出し、フィードフォワード成分にフィードバック成分を加算して投入時間を算出してもよい。この場合、炭素質吸着材の投入量をよりタイムリーに調節することができる。

【0009】

投入時間算出部は、複数の吸着塔のそれぞれについて、切り出し速度に相関しないようにフィードバック成分を算出してもよい。この場合、炭素質吸着材の投入量をよりタイムリーに調節することができる。

【0010】

複数の切出装置により切り出された炭素質吸着材を搬送する第１コンベヤと、第１コンベヤにより搬送された炭素質吸着材を収容し、炭素質吸着材から吸着物を脱離させる脱離塔と、脱離塔から複数の吸着塔に炭素質吸着材を搬送する第２コンベヤと、を更に備え、複数の投入装置は、第２コンベヤから複数の吸着塔に炭素質吸着材をそれぞれ投入してもよい。この場合、第２コンベヤによる炭素質吸着材の搬送ペースを即時に変更することができないので、投入時間の調節により炭素質吸着材の投入量を調節することがより有効である。

【0011】

脱離塔から第２コンベヤに炭素質吸着材を切り出す脱離後切出装置と、複数の切出装置による切り出し速度の合計値に基づいて、脱離塔からの炭素質吸着材の脱離後目標速度を算出する速度算出部と、速度算出部により算出された脱離後目標速度に対応する速度で脱離塔から炭素質吸着材を切り出すように脱離後切出装置を制御する切出制御部と、を更に備えてもよい。この場合、複数の切出装置による切り出し速度の合計値に基づいて、脱離後切出装置による切り出し速度を調節することで、複数の吸着塔のそれぞれに対する炭素質吸着材の投入量をタイムリーに調節することができる。

【0012】

速度算出部は、目標レベルと、平均充填レベルとの偏差に更に基づいて脱離後目標速度を算出してもよい。この場合、複数の吸着塔のそれぞれに対する炭素質吸着材の投入量をよりタイムリーに調節することができる。

【0013】

投入時間算出部は、複数の投入装置のそれぞれに対する投入制御部による制御が、平均充填レベルと充填レベルとの偏差に基づく比例制御となるように投入時間を算出し、速度算出部は、脱離後切出装置に対する切出制御部による制御が、目標レベルと平均充填レベルとの偏差に基づく比例・積分制御となるように脱離後目標速度を算出してもよい。この場合、複数の投入装置に対しては、安定性を優先した比例制御を行いつつ、脱離後切出装置に対しては、比例・積分制御を行うことによって、複数の吸着塔と、脱離塔との間における炭素質吸着材の入出バランスを長期的に維持することができる。

【0014】

複数の投入装置は第２コンベヤに沿って並び、複数の投入装置のそれぞれは、第２コンベヤにおける下流側への炭素質吸着材の移動を遮断しながら、第２コンベヤから、対応する吸着塔に炭素質吸着材を投入するように構成され、投入制御部は、第２コンベヤの上流側から下流側に向かう順序にて、複数の投入装置に順次炭素質吸着材の投入を実行させ、複数の投入装置は、第１投入装置と、第２コンベヤにおいて第１投入装置よりも一つ下流側に位置する第２投入装置とを含み、投入制御部は、第１投入装置が炭素質吸着材の投入を停止した後、第１投入装置から第２投入装置への炭素質吸着材の移動時間と、第２投入装置に対応する投入時間との合計時間が経過するまで、第２投入装置による炭素質吸着材の投入を継続させてもよい。この場合、投入装置による炭素質吸着材の投入量をより適切に調節することができる。

【0015】

投入制御部は、複数の投入装置のうち第２コンベヤにおける最下流の投入装置が炭素質吸着材を投入している期間に、複数の投入装置のうち第２コンベヤにおける最上流の投入装置に炭素質吸着材の投入を再開させ、最上流の投入装置が炭素質吸着材の投入を再開した後も、最下流の投入装置に炭素質吸着材の投入を一時的に継続させてもよい。この場合、投入装置による炭素質吸着材の投入量をより適切に調節することができる。

【0016】

投入制御部は、最下流の投入装置に対応する投入時間の経過予定タイミングの前に、最上流の投入装置から最下流の投入装置への炭素質吸着材の移動時間を残したタイミングで、最上流の投入装置に炭素質吸着材の投入を再開させてもよい。この場合、投入装置による炭素質吸着材の投入量をより適切に調節することができる。

【0017】

複数の吸着塔は、前段吸着塔と、後段吸着塔とを含み、排ガス流路は、前段吸着塔と、後段吸着塔とを順次通過するように排ガスを導き、複数の投入装置は、前段吸着塔に対応する前段投入装置と、後段吸着塔に対応する後段投入装置とを含み、複数の切出装置は、前段吸着塔に対応する前段切出装置と、後段吸着塔に対応する後段切出装置とを含み、排ガス処理装置は、炭素質吸着材から吸着物を脱離させる脱離塔と、前段切出装置により切り出された炭素質吸着材を脱離塔に搬送する第１コンベヤと、脱離塔から後段吸着塔に炭素質吸着材を搬送する第２コンベヤと、後段切出装置により切り出された炭素質吸着材を前段吸着塔に搬送する第３コンベヤと、を更に備え、後段投入装置は、第２コンベヤから後段吸着塔に炭素質吸着材を投入し、前段投入装置は、第３コンベヤから前段吸着塔に炭素質吸着材を投入してもよい。

【0018】

下流側の後段吸着塔に比較して上流側の前段吸着塔における付着ペースが速くなる場合がある。これに対し、上述の構成によれば、後段吸着塔から切り出された炭素質吸着材が前段吸着塔で再利用されることとなる。このため、後段吸着塔からの炭素質吸着材の切り出し速度を、前段吸着塔からの炭素質吸着材の切り出し速度に合わせたとしても、付着が少ない状態で後段吸着塔から切り出された炭素質吸着材を前段吸着塔において有効活用することができる。このため、後段吸着塔からの炭素質吸着材の切り出し速度と、前段吸着塔からの炭素質吸着材の切り出し速度との差を小さくし得るので、複数の吸着塔における充填レベルの均一性を更に向上させることができる。

【0019】

脱離塔から第２コンベヤに炭素質吸着材を切り出す脱離後切出装置と、後段切出装置による切り出し速度に基づいて、脱離後切出装置に対する脱離後目標速度を算出する速度算出部と、速度算出部により算出された脱離後目標速度に対応する速度で脱離塔から炭素質吸着材を切り出すように脱離後切出装置を制御する脱離後切出制御部と、を更に備えてもよい。この場合、後段切出装置による切り出し速度に基づいて、脱離後切出装置による切り出し速度を調節することで、複数の吸着塔のそれぞれに対する炭素質吸着材の投入量をタイムリーに調節することができる。

【0020】

速度算出部は、目標レベルと、後段吸着塔の充填レベルとの偏差に更に基づいて脱離後目標速度を算出してもよい。この場合、複数の吸着塔のそれぞれに対する炭素質吸着材の投入量をよりタイムリーに調節することができる。

【0021】

速度算出部は、前段切出装置による切り出し速度に基づいて、後段切出装置に対する吸着後目標速度を更に算出し、排ガス処理装置は、速度算出部により算出された吸着後目標速度に対応する速度で後段吸着塔から炭素質吸着材を切り出すように後段切出装置を制御する吸着後切出制御部を更に備えてもよい。この場合、後段切出装置の制御演算を簡素化しつつ、複数の吸着塔における充填レベルの均一性を更に向上させることができる。

【0022】

速度算出部は、目標レベルと、後段吸着塔の充填レベルとの偏差に更に基づいて脱離後目標速度を算出し、目標レベルと、前段吸着塔の充填レベルとの偏差に更に基づいて吸着後目標速度を算出してもよい。この場合、前段切出装置の制御演算を簡素化しつつ、複数の吸着塔における充填レベルの均一性を更に向上させることができる。

【0023】

本開示の他の側面に係る制御方法は、排ガスが通過する複数の吸着塔のそれぞれに対する炭素質吸着材の充填レベルを取得することと、複数の吸着塔のそれぞれについて、炭素質吸着材の切り出し速度を取得することと、複数の吸着塔のそれぞれについて、炭素質吸着材の切り出し速度と、炭素質吸着材の充填レベルとに基づいて、投入装置による炭素質吸着材の投入量を調節することと、を含む。

【発明の効果】

【0024】

本開示によれば、より高度な排ガス処理を容易に遂行できる装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】排ガス処理装置の構成を例示する模式図である。

【図2】コントローラの機能的な構成を例示するブロック図である。

【図3】第２コンベヤの上流から下流に並ぶ二つの投入装置の動作を例示する模式図である。

【図4】第２コンベヤの最上流の投入装置と最下流の投入装置との動作を例示する模式図である。

【図5】コントローラのハードウェア構成を例示するブロック図である。

【図6】投入装置の制御手順を例示するフローチャートである。

【図7】排ガス処理装置の変形例を示す模式図である。

【図8】コントローラの変形例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0027】

〔排ガス処理装置〕
図１に示す排ガス処理装置１は、排ガスからＳＯｘ及びＮＯｘを除去する乾式脱硫脱硝装置である。排ガス処理装置１は、様々な設備からの排ガスに適用可能である。排ガス処理装置１が適用される設備の具体例としては、鉄鉱石の焼結設備等が挙げられる。

【0028】

図１に示すように、排ガス処理装置１は、複数の吸着塔１０と、排ガス流路２０と、複数の投入装置３０と、複数の切出装置４０と、を備える。吸着塔１０は、炭素質吸着材１７を収容し、排ガス中のＳＯｘ及びＮＯｘを炭素質吸着材１７によって除去する。例えば吸着塔１０は、炭素質吸着材１７によってＳＯｘを吸着し、炭素質吸着材１７によってＮＯｘをＮ２に還元する。炭素質吸着材１７の具体例としては、活性炭、活性チャー又は活性コークス等が挙げられる。

【0029】

例えば吸着塔１０は、塔本体１１と、ホッパ１２と、複数のシュート１３とを有する。塔本体１１は、炭素質吸着材１７を収容する。塔本体１１は、排ガス受入口１４と、排ガス送出口１５と、吸着材送出口１６とを有する。排ガス受入口１４は排ガスを塔本体１１内に受け入れる。排ガス送出口１５は、塔本体１１内の炭素質吸着材１７を通過した排ガスを塔本体１１外に送り出す。排ガス受入口１４及び排ガス送出口１５は、いずれも塔本体１１の側部に形成されている。吸着材送出口１６は塔本体１１の下端に形成され、ＳＯｘ及びＮＯｘの除去により劣化した炭素質吸着材１７を下方に送り出す。

【0030】

図示において、排ガス受入口１４及び排ガス送出口１５は、互いに反対向きに開口するように配置されているが必ずしもこれに限られない。排ガス受入口１４及び排ガス送出口１５は同じ向きに開口するように配置されていてもよい。また、排ガス受入口１４及び排ガス送出口１５は同じ高さに配置されているが必ずしもこれに限られない。例えば排ガス送出口１５が排ガス受入口１４よりも上方に形成されていてもよい。

【0031】

ホッパ１２は、吸着材送出口１６からの炭素質吸着材１７の送り出しに応じて塔本体１１に補充するための炭素質吸着材１７を一時的に収容する。ホッパ１２は塔本体１１の上方に設けられている。複数のシュート１３は、ホッパ１２内の下部から塔本体１１内の上部に炭素質吸着材１７を導く。複数のシュート１３は、塔本体１１内の複数箇所に炭素質吸着材１７を分配するように構成されている。これにより、塔本体１１内における炭素質吸着材１７の粒度分布の均一性が向上し、粒度分布の不均一性に起因する排ガスの偏流が抑制される。

【0032】

排ガス流路２０は、複数の吸着塔１０を通過するように排ガスを導く。排ガス流路２０は、複数の吸着塔１０の少なくとも二つを順次通過するように排ガスを導いてもよい。排ガス流路２０は、少なくとも二本の流路に分岐して、少なくとも二系統の流路によって、複数の吸着塔１０の少なくとも二つに排ガスをそれぞれ導いてもよい。

【0033】

一例として、複数の吸着塔１０は、少なくとも一つの前段吸着塔１０Ａと、少なくとも一つの後段吸着塔１０Ｂとを含み、排ガス流路２０は、前段吸着塔１０Ａと後段吸着塔１０Ｂとを順次通過するように排ガスを導く。複数の吸着塔１０は、複数の前段吸着塔１０Ａと、複数の後段吸着塔１０Ｂとを含んでいてもよい。この場合、排ガス流路２０は、複数の前段吸着塔１０Ａよりも上流において複数系統の流路に分岐し、複数系統の流路によって、複数の前段吸着塔１０Ａに排ガスをそれぞれ導いてもよい。複数系統の流路は、複数の前段吸着塔１０Ａよりも下流において合流していてもよい。排ガス流路２０は、複数の後段吸着塔１０Ｂよりも上流において複数系統の流路に分岐し、複数系統の流路によって、複数の後段吸着塔１０Ｂに排ガスをそれぞれ導いてもよい。複数系統の流路は、複数の後段吸着塔１０Ｂよりも下流において合流していてもよい。

【0034】

図示においては、排ガス流路２０が二つの前段吸着塔１０Ａよりも上流において二系統の流路２１及び流路２２に分岐しており、流路２１及び流路２２が二つの前段吸着塔１０Ａに排ガスをそれぞれ導く。流路２１及び流路２２は、二つの前段吸着塔１０Ａよりも下流において合流している。排ガス流路２０は、二つの後段吸着塔１０Ｂよりも上流において二系統の流路２３及び流路２４に再分岐しており、流路２３及び流路２４が二つの後段吸着塔１０Ｂに排ガスをそれぞれ導く。流路２３及び流路２４は、二つの後段吸着塔１０Ｂよりも下流において合流している。

【0035】

前段吸着塔１０Ａの数と後段吸着塔１０Ｂの数とが等しい場合、複数の前段吸着塔１０Ａに排ガスを導く複数系統の流路と、複数の後段吸着塔１０Ｂに排ガスを導く複数系統の流路とが、合流箇所を経ずにそれぞれ接続されていてもよい。例えば流路２１が流路２３に接続され、流路２２が流路２４に接続されていてもよい。

【0036】

複数の投入装置３０は、複数の吸着塔１０に炭素質吸着材１７をそれぞれ投入する。例えば、複数の投入装置３０のそれぞれは、対応する吸着塔１０のホッパ１２に上方から炭素質吸着材１７を投入する。

【0037】

複数の切出装置４０は、複数の吸着塔１０から炭素質吸着材１７をそれぞれ切り出す。例えば、複数の切出装置４０のそれぞれは、対応する吸着塔１０の吸着材送出口１６から、塔本体１１内の炭素質吸着材１７を切り出す。切出装置４０の具体例としては、電動式のロータリーバルブ等が挙げられる。切出装置４０がロータリーバルブである場合、切出装置４０の回転速度を変更することによって、吸着塔１０からの炭素質吸着材１７の切り出し速度を変更することが可能である。

【0038】

排ガス処理装置１は、複数の吸着塔１０から複数の切出装置４０により切り出された炭素質吸着材１７を再生して複数の吸着塔１０に戻すように構成されていてもよい。例えば排ガス処理装置１は、第１コンベヤ７０と、脱離塔６０と、脱離後切出装置９０と、第２コンベヤ８０とを更に備える。

【0039】

第１コンベヤ７０は、複数の切出装置４０により切り出された炭素質吸着材１７を脱離塔６０に搬送する。例えば第１コンベヤ７０は、複数の吸着塔１０の下方を順次通過するように構成され、複数の切出装置４０により切り出された炭素質吸着材１７を順次取得しながら水平方向に搬送し、更に脱離塔６０の上方に搬送する。第１コンベヤ７０の具体例としては、ベルトコンベヤ又はバケットコンベヤ等が挙げられる。

【0040】

脱離塔６０は、第１コンベヤ７０により搬送された炭素質吸着材１７を収容し、炭素質吸着材１７からＳＯｘ等の吸着物を脱離させる。例えば脱離塔６０は、吸着材受入口６１と、吸着材送出口６２とを有する。吸着材受入口６１は脱離塔６０の上端に形成されており、第１コンベヤ７０により搬送された炭素質吸着材１７を上方から受け入れる。吸着材送出口６２は、脱離塔６０の下端に形成されており、吸着物の脱離が完了した炭素質吸着材１７を下方に送り出す。

【0041】

脱離塔６０においては、吸着部を脱離させるために炭素質吸着材１７の加熱及び冷却が行われる。脱離塔６０は、炭素質吸着材１７の割れ及び磨耗等により発生した細粒を篩い分け器で分離・除去するように構成されていてもよい。細粒の分離・除去により、炭素質吸着材１７は徐々に減少することとなる。これに応じ、新たな炭素質吸着材１７が適宜脱離塔６０に補充される。

【0042】

脱離後切出装置９０は、脱離塔６０から第２コンベヤ８０に炭素質吸着材１７を切り出す。例えば脱離後切出装置９０は、吸着材送出口６２から、脱離塔６０内の炭素質吸着材１７を切り出す。脱離後切出装置９０の具体例としては、電動式のロータリーバルブ等が挙げられる。脱離後切出装置９０がロータリーバルブである場合、脱離後切出装置９０の回転速度を変更することによって、脱離塔６０からの炭素質吸着材１７の切り出し速度を変更することが可能である。

【0043】

第２コンベヤ８０は、脱離塔６０による吸着部の脱離が完了した炭素質吸着材１７を複数の吸着塔１０に搬送する。例えば第２コンベヤ８０は、脱離塔６０の吸着材送出口６２から送り出された炭素質吸着材１７を複数の吸着塔１０の上方に順次搬送する。第２コンベヤ８０の具田例としては、ベルトコンベヤ等が挙げられる。

【0044】

上述した複数の投入装置３０は、第２コンベヤ８０に沿って並ぶ。このため、複数の投入装置３０は、第１投入装置と、第２コンベヤ８０において第１投入装置よりも一つ下流側に位置する第２投入装置とを含む。複数の投入装置３０のそれぞれは、第２コンベヤ８０から炭素質吸着材１７を取得し、取得した炭素質吸着材１７を対応する吸着塔１０のホッパ１２に投入する。

【0045】

投入装置３０は、対応する吸着塔１０に炭素質吸着材１７を投入する投入状態と、対応する吸着塔１０への炭素質吸着材１７の投入を停止する投入停止状態とを切り替える。投入装置３０は、投入状態において、第２コンベヤ８０における下流側への炭素質吸着材１７の移動を遮断しながら、第２コンベヤ８０から炭素質吸着材１７を取得し、取得した炭素質吸着材１７を対応する吸着塔１０に投入するように構成されていてもよい。投入装置３０は、投入停止状態において、第２コンベヤ８０における炭素質吸着材１７の移動を遮断せず、第２コンベヤ８０からの炭素質吸着材１７の取得も行わない。例えば投入装置３０は、上昇により投入停止状態を投入状態に切り替え、下降により投入状態を投入停止状態に切り替えるトリッパである。このように、複数の投入装置３０のそれぞれが、投入状態において下流側への炭素質吸着材１７の移動を遮断する構成によれば、複数の吸着塔１０のそれぞれに対する炭素質吸着材１７の投入が断続的に行われることとなる。

【0046】

ここで、吸着塔１０に収容される炭素質吸着材１７は、吸着塔１０からの排ガスのリークを防ぐマテリアルシールとしても機能する。このため、投入装置３０による吸着塔１０への炭素質吸着材１７の投入量の調節によって、吸着塔１０内における炭素質吸着材１７の充填レベルを適切に維持する必要がある。そこで、排ガス処理装置１は、複数のレベル検出部５０と、コントローラ１００とを更に備える。複数のレベル検出部５０は、複数の吸着塔１０における炭素質吸着材１７の充填レベルをそれぞれ検出する。レベル検出部５０の具体例としては、レーザ式等の非接触型のレベル計が挙げられる。一例として、複数のレベル検出部５０のそれぞれは、対応する吸着塔１０のホッパ１２内における炭素質吸着材１７の充填高さを検出する。複数のレベル検出部５０のそれぞれは、対応する吸着塔１０の塔本体１１内における炭素質吸着材１７の充填高さを検出するように構成されていてもよい。

【0047】

コントローラ１００は、複数のレベル検出部５０により検出された充填レベルに基づいて、複数の吸着塔１０に対する炭素質吸着材１７の投入量を調節するように複数の投入装置３０を制御する。

【0048】

上述したように、排ガス流路２０は、複数の吸着塔１０を通過するように排ガスを導く。このように、排ガス流路２０が複数の吸着塔１０を通過する構成によれば、より高度な排ガス処理が可能となる。しかしながら、排ガス流路２０が複数の吸着塔１０を通過する構成においては、複数の吸着塔１０で、炭素質吸着材１７に対する物質（例えばＳＯｘ）の付着ペースに差が生じる。例えば、排ガス流路２０の上流側の前段吸着塔１０Ａにおいては主としてＳＯｘの吸着が行われ、排ガス流路２０の下流側の後段吸着塔１０Ｂにおいては主としてＮＯｘの還元が行われることとなるため、下流側の後段吸着塔１０Ｂに比較して上流側の前段吸着塔１０Ａにおける付着ペースが速くなる場合がある。

【0049】

高度な排ガス処理性能を維持するためには、付着ペースが速い前段吸着塔１０Ａにおいては、切出装置４０による切り出し速度を高くする必要がある。一方、付着ペースが遅い後段吸着塔１０Ｂにおいては、切出装置４０による切り出し速度を遅くし、吸着塔１０内の炭素質吸着材１７を有効活用して無駄なエネルギー消費を抑制する必要がある。このため、切出装置４０による切り出し速度が、複数の吸着塔１０で互いに異なる場合がある。例えば、前段吸着塔１０Ａの切出装置４０による切り出し速度が、後段吸着塔１０Ｂの切出装置４０による切り出し速度よりも高くされる場合がある。

【0050】

複数の吸着塔１０で切り出し速度が異なる場合、複数の吸着塔１０のそれぞれについて、充填レベルに基づき投入装置３０を制御するのみでは、炭素質吸着材１７の投入量をタイムリーに調節できず、複数の吸着塔１０で充填レベルに差が生じる可能性がある。そこで、コントローラ１００は、複数の吸着塔１０のそれぞれについて、対応する切出装置４０による炭素質吸着材１７の切り出し速度と、対応するレベル検出部５０により検出された炭素質吸着材１７の充填レベルとに基づいて、対応する投入装置３０による炭素質吸着材１７の投入量を調節するように構成されている。これにより、複数の吸着塔１０のそれぞれに対する炭素質吸着材１７の投入量をタイムリーに調節することができる。

【0051】

一例として、図２に示すように、コントローラ１００は、機能ブロック（機能上の構成要素）として、速度設定値取得部１１１と、吸着後切出制御部１１２と、投入制御部１１４とを有する。速度設定値取得部１１１は、複数の切出装置４０のそれぞれの切り出し速度を示す情報を取得する。例えば速度設定値取得部１１１は、複数の切出装置４０に対する切り出し速度の設定値を取得する。以下、この設定値を「速度設定値」という。速度設定値は、排ガス処理装置１を通過した排ガスのＳＯｘ濃度、ＮＯｘ濃度等に基づいて、オペレータにより適宜調節される。ＳＯｘ濃度、ＮＯｘ等に基づいて、速度設定値が自動調節されてもよい。

【0052】

吸着後切出制御部１１２は、速度設定値取得部１１１が取得した速度設定値に対応する速度で炭素質吸着材１７を切り出すように、複数の切出装置４０を制御する。投入制御部１１４は、複数の吸着塔１０のそれぞれについて、対応する切出装置４０による炭素質吸着材１７の切り出し速度と、対応するレベル検出部５０により検出された炭素質吸着材１７の充填レベルとに基づいて、対応する投入装置３０による炭素質吸着材１７の投入量を調節する。

【0053】

コントローラ１００は、投入装置３０による炭素質吸着材１７の投入時間の長さによって、投入装置３０による炭素質吸着材１７の投入量を調節するように構成されていてもよい。例えばコントローラ１００は、投入時間算出部１１３を更に有する。投入時間算出部１１３は、複数の吸着塔１０のそれぞれについて、対応する切出装置４０による炭素質吸着材１７の切り出し速度と、対応する吸着塔１０における炭素質吸着材１７の充填レベルとに基づいて、対応する投入装置３０による炭素質吸着材１７の投入時間を算出する。例えば投入時間算出部１１３は、複数の吸着塔１０のそれぞれについて、速度設定値取得部１１１が取得した速度設定値と、対応するレベル検出部５０により検出された炭素質吸着材１７の充填レベルとに基づいて、対応する投入装置３０による炭素質吸着材１７の投入時間を算出する。

【0054】

投入制御部１１４は、複数の吸着塔１０のそれぞれについて、投入時間算出部１１３により算出された投入時間に亘って炭素質吸着材１７を投入するように、投入装置３０を制御する、例えば投入制御部１１４は、投入装置３０を投入停止状態から投入状態に切り替えて吸着塔１０に対する炭素質吸着材１７の投入を開始した後、投入時間が経過したタイミングで投入装置３０を投入状態から投入停止状態に切り替える。

【0055】

投入時間算出部１１３は、速度設定値（切り出し速度）に基づくフィードフォワード成分と、充填レベルに基づくフィードバック成分とを算出し、フィードフォワード成分とフィードバック成分とに基づいて投入時間を算出してもよい。例えば投入時間算出部１１３は、複数のレベル検出部５０により検出された充填レベルを平均して平均充填レベルを算出し、平均充填レベルと充填レベルとの偏差を縮小するようにフィードバック成分を算出し、フィードフォワード成分にフィードバック成分を加算して投入時間を算出してもよい。投入時間算出部１１３は、複数の吸着塔１０のそれぞれについて、速度設定値に相関しないようにフィードバック成分を算出してもよい。投入時間算出部１１３は、複数の投入装置３０のそれぞれに対する投入制御部１１４による制御が、平均充填レベルと充填レベルとの偏差に基づく比例制御となるように投入時間を算出してもよい。

【0056】

一例として、投入時間算出部１１３は、次式により投入時間Ｔを算出する。
Ｔ＝Ｔｆｆ＋Ｔｆｂ
Ｔｆｆ＝Ｔｓｔｄ×Ｎ×Ｖｎ／Ｖａｌｌ
Ｔｆｂ＝Ｔｓｔｄ×ｋ×（Ｌｒｅｆ－Ｌｎ）
Ｔｆｆ：フィードフォワード成分
Ｔｆｂ：フィードバック成分
Ｔｓｔｄ：予め定められた基準時間
Ｎ：吸着塔の数
Ｖｎ：自装置の切り出し速度
Ｖａｌｌ：全装置の切り出し速度合計値
ｋ：予め定められた比例定数
Ｌｒｅｆ：目標充填レベル
Ｌｎ：自装置の充填レベル

【0057】

投入制御部１１４は、第２コンベヤ８０の上流側から下流側に向かう順序にて、複数の投入装置３０に順次炭素質吸着材１７の投入を実行させる投入サイクルを繰り返すように構成されていてもよい。この場合、投入時間算出部１１３は、複数の吸着塔１０のそれぞれについて投入時間を算出することを、投入サイクルごとに実行する。

【0058】

上述したように、複数の投入装置３０のそれぞれが、投入状態において下流側への炭素質吸着材１７の移動を遮断する構成によれば、上流側の投入装置３０が炭素質吸着材１７の投入を停止した後、一つ下流側の投入装置３０が炭素質吸着材１７の投入を開始されるまでにはタイムラグが生じることとなる。

【0059】

例えば図３の（ａ）は、最上流の投入装置３０Ａが投入状態となり、直下の吸着塔１０に炭素質吸着材１７を投入している状態を示している。この状態において、投入装置３０Ａよりも下流側への炭素質吸着材１７の移動は遮断されているため、投入装置３０Ａよりも下流側には炭素質吸着材１７が存在しない状態となっている。図３の（ｂ）は、上流側の投入装置３０Ａが投入停止状態に切り替わり、一つ下流側の投入装置３０Ｂが投入状態に切り替わった状態を示している。図３の（ｂ）に示すように、投入装置３０Ａが投入停止状態に切り替わった後、図３の（ｃ）に示すように、炭素質吸着材１７が投入装置３０Ｂに到達するまでは、投入装置３０Ｂによる炭素質吸着材１７の投入は開始されない。

【0060】

そこで、投入制御部１１４は、投入装置３０Ａが炭素質吸着材１７の投入を停止した後、投入装置３０Ａから投入装置３０Ｂへの炭素質吸着材１７の移動時間と、投入装置３０Ｂに対応する投入時間との合計時間が経過するまで、投入装置３０Ｂによる炭素質吸着材１７の投入を継続させてもよい。これにより、投入時間に亘る炭素質吸着材１７の投入が確実に遂行される。

【0061】

また、投入サイクルの最終段階においては、最上流の投入装置３０から最下流の投入装置３０まで炭素質吸着材１７が存在している状態となるため、次の投入サイクルで最上流の投入装置３０が炭素質吸着材１７の投入を開始した直後には、最上流の投入装置３０から最下流の投入装置３０までの間に炭素質吸着材１７が残存することとなる。

【0062】

例えば図４の（ａ）は、投入サイクルの最終段階で、最下流の投入装置３０Ｃが直下の吸着塔１０に炭素質吸着材１７を投入している状態を示している。図４の（ｂ）は、最上流の投入装置３０Ａが投入停止状態から投入状態に切り替わり、次の投入サイクルが開始された状態を示している。図４の（ｂ）に示すように、次の投入サイクルが開始された直後においては、投入装置３０Ａから投入装置３０Ｃまでの間に炭素質吸着材１７が残存する。

【0063】

そこで、投入制御部１１４は、投入装置３０Ｃが炭素質吸着材１７を投入している期間に、投入装置３０Ａに炭素質吸着材１７の投入を再開させ、投入装置３０Ａが炭素質吸着材１７の投入を再開した後も、投入装置３０Ｃに炭素質吸着材１７の投入を一時的に継続させる（図４の（ｃ）参照）。投入制御部１１４は、投入装置３０Ｃに対応する投入時間の経過予定タイミングの前に、投入装置３０Ａから投入装置３０Ｃへの炭素質吸着材１７の移動時間を残したタイミングで、投入装置３０Ａに炭素質吸着材１７の投入を再開させてもよい。これにより、投入装置３０Ａから投入装置３０Ｃまでの間に残存する炭素質吸着材１７を無駄なく投入装置３０Ｃに投入することができる。

【0064】

コントローラ１００は、複数の切出装置４０による炭素質吸着材１７の切り出し速度に基づいて、脱離後切出装置９０による炭素質吸着材１７の切り出し速度を制御するように構成されていてもよい。例えばコントローラ１００は、速度算出部１１５と、脱離後切出制御部１１６とを更に有する。速度算出部１１５は、複数の切出装置４０による切り出し速度の合計値に基づいて、脱離後切出装置９０に対する脱離後目標速度を算出する。例えば速度算出部１１５は、複数の切出装置４０による切り出し速度の合計値に一致するように、脱離後目標速度を算出する。脱離後切出制御部１１６は、速度算出部１１５により算出された脱離後目標速度に対応する速度で脱離塔６０から炭素質吸着材１７を切り出すように脱離後切出装置９０を制御する。

【0065】

速度算出部１１５は、所定の目標レベルと、上述の平均充填レベルとの偏差に更に基づいて脱離後目標速度を算出してもよい。例えば速度算出部１１５は、上記切り出し速度の合計値に一致するように、基準目標速度を算出し、目標レベルと平均充填レベルとの偏差に基づき速度調節値を算出し、基準目標速度に速度調節値を加算して脱離後目標速度を算出しもよい。速度算出部１１５は、脱離後切出装置９０に対する脱離後切出制御部１１６による制御が、目標レベルと平均充填レベルとの偏差に基づく比例・積分制御となるように速度調節値を算出してもよい。

【0066】

図５は、コントローラ１００のハードウェア構成を例示する図である。コントローラ１００は、例えば排ガス処理装置１以上の制御用コンピュータにより構成されるプログラマブルロジックコントローラである。

【0067】

例えばコントローラ１００は、回路１９０を備える。回路１９０は、一以上のプロセッサ１９１と、メモリ１９２と、ストレージ１９３と、入出力ポート１９４とを有する。ストレージ１９３は、複数の吸着塔１０のそれぞれについて、対応する切出装置４０による炭素質吸着材１７の切り出し速度と、対応するレベル検出部５０により検出された炭素質吸着材１７の充填レベルとに基づいて、対応する投入装置３０による炭素質吸着材１７の投入量を調節することをコントローラ１００に実行させるためのプログラムを記憶している。例えばストレージ１９３は、上述の各機能ブロックをコントローラ１００に構成させるためのプログラムを記憶している。

【0068】

メモリ１９２は、ストレージ１９３からロードされたプログラムと、当該プログラムの実行過程で生成されるデータとを一時的に記憶する。プロセッサ１９１は、メモリ１９２が記憶するプログラムを実行することで、各機能ブロックとしてコントローラ１００を機能させる。入出力ポート１９４は、プロセッサ１９１からの指令に応じて、複数の投入装置３０と、複数の切出装置４０と、複数のレベル検出部５０との間で電気信号の入出力を行う。以上のハードウェア構成はあくまで一例であり、適宜変更可能である。例えば、各機能ブロックの少なくともいずれかが、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の専用の回路素子により構成されていてもよい。

【0069】

〔制御手順〕
続いて、制御方法の一例として、コントローラ１００が実行する複数の投入装置３０の制御手順を例示する。この手順は、複数の吸着塔１０のそれぞれに対する炭素質吸着材１７の充填レベルを取得することと、複数の吸着塔１０のそれぞれについて、炭素質吸着材１７の切り出し速度を取得することと、複数の吸着塔１０のそれぞれについて、炭素質吸着材１７の切り出し速度と、炭素質吸着材１７の充填レベルとに基づいて、投入装置３０による炭素質吸着材１７の投入量を調節することと、を含む。

【0070】

図６に示すように、コントローラ１００は、まずステップＳ０１，Ｓ０２，Ｓ０３，Ｓ０４を実行する。ステップＳ０１では、投入制御部１１４が、第２コンベヤ８０における最上流の投入装置３０を投入状態にする。これにより、最上流の投入装置３０による炭素質吸着材１７の投入が開始される。

【0071】

ステップＳ０２では、投入時間算出部１１３が、最上流の投入装置３０に対応する切出装置４０の速度設定値と、最上流の投入装置３０に対応するレベル検出部５０により検出された充填レベルとに基づいて、最上流の投入装置３０に対応する投入時間を算出する。

【0072】

ステップＳ０３では、投入制御部１１４が、ステップＳ０１の実行タイミングを起点として、ステップＳ０２で算出された投入時間が経過するのを待機する。ステップＳ０４では、投入制御部１１４が、最上流の投入装置３０を投入停止状態。これにより、最上流の投入装置３０による炭素質吸着材１７の投入が停止する。

【0073】

次に、コントローラ１００は、ステップＳ０５，Ｓ０６を実行する。ステップＳ０５では、投入制御部１１４が、直前に投入停止状態にした投入装置３０の一つ下流側の投入装置３０を投入状態にする。以下、ステップＳ０５で投入状態にした投入装置３０を、現在の投入装置３０という。ステップＳ０６では、現在の投入装置３０が最下流の投入装置３０であるか否かを投入制御部１１４が確認する。

【0074】

ステップＳ０６において、現在の投入装置３０が最下流の投入装置３０ではないと判定した場合、コントローラ１００はステップＳ０７，Ｓ０８，Ｓ０９を実行する。ステップＳ０７では、投入制御部１１４が、現在の投入装置３０による炭素質吸着材１７の投入の完了タイミングを算出する。例えば投入制御部１１４は、現在の投入装置３０に対応する切出装置４０の速度設定値と、現在の投入装置３０に対応するレベル検出部５０により検出された充填レベルとに基づいて、現在の投入装置３０に対応する投入時間を算出する。更に投入制御部１１４は、一つ上流側の投入装置３０から現在の投入装置３０への炭素質吸着材１７の移動時間と、現在の投入装置３０に対応する投入時間との合計時間を算出し、一つ上流の投入装置３０が炭素質吸着材１７の投入を停止したタイミングを起点として合計時間が経過するタイミングを完了タイミングとして算出する。

【0075】

ステップＳ０８では、投入制御部１１４が、ステップＳ０７で算出した完了タイミングを待機する。ステップＳ０９では、投入制御部１１４が、現在の投入装置３０を投入停止状態にする。これにより、現在の投入装置３０による炭素質吸着材１７の投入が停止する。その後、コントローラ１００は処理をステップＳ０５に戻す。以後、最下流の投入装置３０が現在の投入装置３０となるまでは、ステップＳ０５～Ｓ０９が繰り返される。

【0076】

ステップＳ０６において、現在の投入装置３０が最下流の投入装置３０であると判定した場合、コントローラ１００はステップＳ１１，ステップＳ１２を実行する。ステップＳ１１では、投入制御部１１４が、次の投入サイクルの開始タイミングを算出する。例えば投入制御部１１４は、現在の投入装置３０に対応する切出装置４０の速度設定値と、現在の投入装置３０に対応するレベル検出部５０により検出された充填レベルとに基づいて、現在の投入装置３０に対応する投入時間を算出する。更に投入制御部１１４は、一つ上流側の投入装置３０から現在の投入装置３０への炭素質吸着材１７の移動時間と、現在の投入装置３０に対応する投入時間との合計時間を算出し、一つ上流の投入装置３０が炭素質吸着材１７の投入を停止したタイミングを起点として合計時間が経過するタイミングを投入時間の経過予定タイミングとして算出する。更に投入制御部１１４は、経過予定タイミングの前に、最上流の投入装置３０から現在の投入装置３０への炭素質吸着材１７の移動時間を残したタイミングを、次の投入サイクルの開始タイミングとして算出する。

【0077】

ステップＳ１２では、投入制御部１１４が、次の投入サイクルの開始タイミングを待機する。ステップＳ１２の後、コントローラ１００は処理をステップＳ０１に戻す。これにより、次の投入サイクルが開始される。コントローラ１００は以上の手順を繰り返し実行する。

【0078】

〔実施形態の効果〕
以上に説明したように、排ガス処理装置１は、炭素質吸着材１７を収容する複数の吸着塔１０と、複数の吸着塔１０を通過するように排ガスを導く排ガス流路２０と、複数の吸着塔１０に炭素質吸着材１７をそれぞれ投入する複数の投入装置３０と、複数の吸着塔１０から炭素質吸着材１７をそれぞれ切り出す複数の切出装置４０と、複数の吸着塔１０における炭素質吸着材１７の充填レベルをそれぞれ検出する複数のレベル検出部５０と、複数の吸着塔１０のそれぞれについて、対応する切出装置４０による炭素質吸着材１７の切り出し速度と、対応するレベル検出部５０により検出された充填レベルとに基づいて、対応する投入装置３０による炭素質吸着材１７の投入量を調節する投入制御部１１４と、を備える。

【0079】

排ガス流路２０が複数の吸着塔１０を通過する構成によれば、より高度な排ガス処理が可能となる。しかしながら、排ガス流路２０が複数の吸着塔１０を通過する構成においては、複数の吸着塔１０で、炭素質吸着材１７に対する物質の付着ペースに差が生じる。高度な排ガス処理性能を維持するためには、付着ペースが速い吸着塔１０においては、切出装置４０による切り出し速度を高くする必要がある。一方、付着ペースが遅い吸着塔１０においては、切出装置４０による切り出し速度を遅くし、吸着塔１０内の炭素質吸着材１７を有効活用して無駄なエネルギー消費を抑制する必要がある。このため、切出装置４０による切り出し速度が、複数の吸着塔１０で互いに異なる場合がある。複数の吸着塔１０で切り出し速度が異なる場合、複数の吸着塔１０のそれぞれについて、充填レベルに基づき投入装置３０を制御するのみでは、炭素質吸着材１７の投入量をタイムリーに調節できず、複数の吸着塔１０で充填レベルに差が生じる可能性がある。これに対し、本排ガス処理装置１では、複数の吸着塔１０のそれぞれについて、切り出し速度と、充填レベルとの両方に基づいて投入装置３０が制御される。これにより、複数の吸着塔１０のそれぞれに対する炭素質吸着材１７の投入量をタイムリーに調節することができる。従って、排ガス処理性能の向上に有効である。

【0080】

複数の吸着塔１０のそれぞれについて、切り出し速度と、充填レベルとに基づいて投入時間を算出する投入時間算出部１１３を更に備え、投入制御部１１４は、複数の吸着塔１０のそれぞれについて、投入時間算出部１１３により算出された投入時間に亘って炭素質吸着材１７を投入するように、投入装置３０を制御してもよい。この場合、投入時間の調節によって、投入装置３０による炭素質吸着材１７の投入量を容易に調節することができる。

【0081】

投入時間算出部１１３は、複数のレベル検出部５０により検出された充填レベルを平均して平均充填レベルを算出し、複数の吸着塔１０のそれぞれについて、切り出し速度に基づいてフィードフォワード成分を算出し、平均充填レベルと充填レベルとの偏差を縮小するようにフィードバック成分を算出し、フィードフォワード成分にフィードバック成分を加算して投入時間を算出してもよい。この場合、炭素質吸着材１７の投入量をよりタイムリーに調節することができる。

【0082】

投入時間算出部１１３は、複数の吸着塔１０のそれぞれについて、切り出し速度に相関しないようにフィードバック成分を算出してもよい。この場合、炭素質吸着材１７の投入量をよりタイムリーに調節することができる。

【0083】

炭素質吸着材１７から吸着物を脱離させる脱離塔６０と、複数の切出装置４０により切り出された炭素質吸着材１７を脱離塔６０に搬送する第１コンベヤ７０と、脱離塔６０から複数の吸着塔１０に炭素質吸着材１７を搬送する第２コンベヤ８０と、を更に備え、複数の投入装置３０は、第２コンベヤ８０から複数の吸着塔１０に炭素質吸着材１７をそれぞれ投入してもよい。この場合、第２コンベヤ８０による炭素質吸着材１７の搬送ペースを即時に変更することができないので、投入時間の調節により炭素質吸着材１７の投入量を調節することがより有効である。

【0084】

脱離塔６０から第２コンベヤ８０に炭素質吸着材１７を切り出す脱離後切出装置９０と、複数の切出装置４０による切り出し速度の合計値に基づいて、脱離後切出装置９０に対する脱離後目標速度を算出する速度算出部１１５と、速度算出部１１５により算出された脱離後目標速度に対応する速度で脱離塔６０から炭素質吸着材１７を切り出すように脱離後切出装置９０を制御する切出制御部と、を更に備えてもよい。この場合、複数の切出装置４０による切り出し速度の合計値に基づいて、脱離後切出装置９０による切り出し速度を調節することで、複数の吸着塔１０のそれぞれに対する炭素質吸着材１７の投入量をタイムリーに調節することができる。

【0085】

速度算出部１１５は、目標レベルと、平均充填レベルとの偏差に更に基づいて脱離後目標速度を算出してもよい。この場合、複数の吸着塔１０のそれぞれに対する炭素質吸着材１７の投入量をよりタイムリーに調節することができる。

【0086】

投入時間算出部１１３は、複数の投入装置３０のそれぞれに対する投入制御部１１４による制御が、平均充填レベルと充填レベルとの偏差に基づく比例制御となるように投入時間を算出し、速度算出部１１５は、脱離後切出装置９０に対する切出制御部による制御が、目標レベルと平均充填レベルとの偏差に基づく比例・積分制御となるように脱離後目標速度を算出してもよい。この場合、複数の投入装置３０に対しては、安定性を優先した比例制御を行いつつ、脱離後切出装置９０に対しては、比例・積分制御を行うことによって、複数の吸着塔１０と、脱離塔６０との間における炭素質吸着材１７の入出バランスを長期的に維持することができる。

【0087】

複数の投入装置３０は第２コンベヤ８０に沿って並び、複数の投入装置３０のそれぞれは、第２コンベヤ８０における下流側への炭素質吸着材１７の移動を遮断しながら、第２コンベヤ８０から、対応する吸着塔１０に炭素質吸着材１７を投入するように構成され、投入制御部１１４は、第２コンベヤ８０の上流側から下流側に向かう順序にて、複数の投入装置３０に順次炭素質吸着材１７の投入を実行させ、複数の投入装置３０は、第１投入装置３０と、第２コンベヤ８０において第１投入装置３０よりも一つ下流側に位置する第２投入装置３０とを含み、投入制御部１１４は、第１投入装置３０が炭素質吸着材１７の投入を停止した後、第１投入装置３０から第２投入装置３０への炭素質吸着材１７の移動時間と、第２投入装置３０に対応する投入時間との合計時間が経過するまで、第２投入装置３０による炭素質吸着材１７の投入を継続させてもよい。この場合、投入装置３０による炭素質吸着材１７の投入量をより適切に調節することができる。

【0088】

投入制御部１１４は、複数の投入装置３０のうち第２コンベヤ８０における最下流の投入装置３０が炭素質吸着材１７を投入している期間に、複数の投入装置３０のうち第２コンベヤ８０における最上流の投入装置３０に炭素質吸着材１７の投入を再開させ、最上流の投入装置３０が炭素質吸着材１７の投入を再開した後も、最下流の投入装置３０に炭素質吸着材１７の投入を一時的に継続させてもよい。この場合、投入装置３０による炭素質吸着材１７の投入量をより適切に調節することができる。

【0089】

投入制御部１１４は、最下流の投入装置３０に対応する投入時間の経過予定タイミングの前に、最上流の投入装置３０から最下流の投入装置３０への炭素質吸着材１７の移動時間を残したタイミングで、最上流の投入装置３０に炭素質吸着材１７の投入を再開させてもよい。この場合、投入装置３０による炭素質吸着材１７の投入量をより適切に調節することができる。

【0090】

以上、排ガス処理装置１の具体的な構成を例示したが、排ガス処理装置１の構成は適宜変更可能である。

【0091】

図７に示すように、複数の投入装置３０は、前段吸着塔１０Ａに対応する前段投入装置３１Ａと、後段吸着塔１０Ｂに対応する後段投入装置３１Ｂとを含み、複数の切出装置４０は、前段吸着塔１０Ａに対応する前段切出装置４０Ａと、後段吸着塔１０Ｂに対応する後段切出装置４０Ｂとを含んでいてもよい。複数の吸着塔１０が複数の前段吸着塔１０Ａを含む場合、これに対応して、複数の投入装置３０が複数の前段投入装置３１Ａを含み、複数の切出装置４０が複数の前段切出装置４０Ａを含んでいてもよい。複数の吸着塔１０が複数の後段吸着塔１０Ｂを含む場合、これに対応して、複数の投入装置３０が複数の後段投入装置３１Ｂを含み、複数の切出装置４０が複数の後段切出装置４０Ｂを含んでいてもよい。

【0092】

排ガス処理装置１は、第１コンベヤ７０及び第２コンベヤ８０に代えて、第１コンベヤ７０Ａと、第２コンベヤ８０Ａと、第３コンベヤ８０Ｂとを備えてもよい。第１コンベヤ７０Ａは、複数の前段切出装置４０Ａにより切り出された炭素質吸着材１７を脱離塔６０に搬送する。第２コンベヤ８０Ａは、脱離塔６０から複数の後段吸着塔１０Ｂに炭素質吸着材１７を搬送する。第３コンベヤ８０Ｂは、複数の後段切出装置４０Ｂにより切り出された炭素質吸着材１７を複数の前段吸着塔１０Ａに搬送する。複数の後段投入装置３１Ｂのそれぞれは、第２コンベヤ８０Ａから後段吸着塔１０Ｂに炭素質吸着材１７を投入し、複数の前段投入装置３１Ａのそれぞれは、第３コンベヤ８０Ｂから前段吸着塔１０Ａに炭素質吸着材１７を投入する。

【0093】

上述したように、下流側の後段吸着塔１０Ｂに比較して上流側の前段吸着塔１０Ａにおける付着ペースが速くなる場合がある。図７の構成によれば、後段吸着塔１０Ｂから切り出された炭素質吸着材１７が前段吸着塔１０Ａで再利用されることとなる。このため、後段吸着塔１０Ｂからの炭素質吸着材１７の切り出し速度を、前段吸着塔１０Ａからの炭素質吸着材１７の切り出し速度に合わせたとしても、付着が少ない状態で後段吸着塔１０Ｂから切り出された炭素質吸着材１７を前段吸着塔１０Ａにおいて有効活用することができる。このため、後段吸着塔１０Ｂからの炭素質吸着材１７の切り出し速度と、前段吸着塔１０Ａからの炭素質吸着材１７の切り出し速度との差を小さくし得るので、複数の吸着塔１０における充填レベルの均一性を更に向上させることができる。

【0094】

コントローラ１００は、後段切出装置４０Ｂによる切り出し速度に基づいて、第２コンベヤ８０に対する脱離後目標速度を算出し、脱離後目標速度に対応する速度で脱離塔６０から炭素質吸着材１７を切り出すように脱離後切出装置９０を制御するように構成されていてもよい。また、コントローラ１００は、前段切出装置４０Ａによる切り出し速度に基づいて、後段切出装置４０Ｂに対する吸着後目標速度を更に算出し、吸着後目標速度に対応する速度で後段吸着塔１０Ｂから炭素質吸着材１７を切り出すように後段切出装置４０Ｂを制御するように構成されていてもよい。

【0095】

例えば図８に示すように、コントローラ１００は、吸着後切出制御部１１２、速度算出部１１５及び脱離後切出制御部１１６に代えて、吸着後切出制御部１１２Ａ，１１２Ｂと、速度算出部１１５Ａと、脱離後切出制御部１１６Ａとを有する。吸着後切出制御部１１２Ａは、速度設定値取得部１１１が取得した速度設定値に対応する速度で炭素質吸着材１７を切り出すように、複数の前段切出装置４０Ａを制御する。速度算出部１１５Ａは、複数の前段切出装置４０Ａによる切り出し速度に基づいて、後段切出装置４０Ｂに対する吸着後目標速度を算出する。速度算出部１１５Ａは、目標レベルと、前段吸着塔１０Ａの充填レベル（例えば複数の前段吸着塔１０Ａの平均充填レベル）との偏差に更に基づいて吸着後目標速度を算出してもよい。吸着後切出制御部１１２Ｂは、速度算出部１１５Ａにより算出された吸着後目標速度に対応する速度で後段吸着塔１０Ｂから炭素質吸着材１７を切り出すように後段切出装置４０Ｂを制御する。

【0096】

速度算出部１１５Ａは、複数の後段切出装置４０Ｂによる切り出し速度に基づいて、脱離後切出装置９０に対する脱離後目標速度を更に算出する。速度算出部１１５Ａは、上記目標レベルと、後段吸着塔１０Ｂの充填レベル（例えば複数の後段吸着塔１０Ｂの平均充填レベル）との偏差に更に基づいて脱離後目標速度を算出してもよい。脱離後切出制御部１１６Ａは、速度算出部１１５Ａにより算出された脱離後目標速度に対応する速度で脱離塔６０から炭素質吸着材１７を切り出すように脱離後切出装置９０を制御する。

【0097】

このように、速度算出部１１５Ａは、脱離塔６０から第２コンベヤ８０に炭素質吸着材１７を切り出す脱離後切出装置９０と、後段切出装置４０Ｂによる切り出し速度に基づいて、脱離後切出装置９０に対する脱離後目標速度を算出し、脱離後切出制御部１１６Ａは、速度算出部１１５Ａにより算出された脱離後目標速度に対応する速度で脱離塔６０から炭素質吸着材１７を切り出すように脱離後切出装置９０を制御してもよい。この場合、後段切出装置４０Ｂによる切り出し速度に基づいて、脱離後切出装置９０による切り出し速度を調節することで、複数の吸着塔１０のそれぞれに対する炭素質吸着材１７の投入量をタイムリーに調節することができる。

【0098】

速度算出部１１５Ａは、目標レベルと、後段吸着塔１０Ｂの充填レベルとの偏差に更に基づいて脱離後目標速度を算出してもよい。この場合、複数の吸着塔１０のそれぞれに対する炭素質吸着材１７の投入量をよりタイムリーに調節することができる。

【0099】

速度算出部１１５Ａは、前段切出装置４０Ａによる切り出し速度に基づいて、後段切出装置４０Ｂに対する吸着後目標速度を更に算出し、吸着後切出制御部１１２Ｂは、速度算出部１１５Ａにより算出された吸着後目標速度に対応する速度で後段吸着塔１０Ｂから炭素質吸着材１７を切り出すように後段切出装置４０Ｂを制御してもよい。この場合、後段切出装置４０Ｂの制御演算を簡素化しつつ、複数の吸着塔１０における充填レベルの均一性を更に向上させることができる。

【0100】

速度算出部１１５Ａは、目標レベルと、後段吸着塔１０Ｂの充填レベルとの偏差に更に基づいて脱離後目標速度を算出し、目標レベルと、前段吸着塔１０Ａの充填レベルとの偏差に更に基づいて吸着後目標速度を算出してもよい。この場合、前段切出装置４０Ａの制御演算を簡素化しつつ、複数の吸着塔１０における充填レベルの均一性を更に向上させることができる。

【0101】

以上、実施形態について説明したが、本発明は必ずしも例示した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0102】

１…排ガス処理装置、１０…吸着塔、１７…炭素質吸着材、２０…排ガス流路、３０…投入装置、４０…切出装置、７０…第１コンベヤ、６０…脱離塔、９０…脱離後切出装置、８０…第２コンベヤ、５０…レベル検出部、１１４…投入制御部、１１３…投入時間算出部、１１５…速度算出部、１１６…脱離後切出制御部。

【要約】

【課題】より高度な排ガス処理を容易に遂行できる装置を提供する。
【解決手段】排ガス処理装置１は、炭素質吸着材１７を収容する複数の吸着塔１０と、複数の吸着塔１０を順次通過するように排ガスを導く排ガス流路２０と、複数の吸着塔１０に炭素質吸着材１７をそれぞれ投入する複数の投入装置３０と、複数の吸着塔１０から炭素質吸着材１７をそれぞれ切り出す複数の切出装置４０と、複数の吸着塔１０における炭素質吸着材１７の充填レベルをそれぞれ検出する複数のレベル検出部５０と、複数の吸着塔１０のそれぞれについて、対応する切出装置４０による炭素質吸着材１７の切り出し速度と、対応するレベル検出部５０により検出された充填レベルとに基づいて、対応する投入装置３０による炭素質吸着材１７の投入量を調節する投入制御部１１４と、を備える。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】