CN102755831A - 酸性气体的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种酸性气体的处理方法，其在根据酸性气体浓度测定信号来控制碱剂的添加量的反馈形式中，削减目前的反馈控制所具有的由计测延迟所引起的酸性气体的处理不良、及碱剂的过度添加。一种酸性气体的处理方法，其向含有酸性气体的燃烧排气中添加碱剂，并根据酸性气体浓度测定机器的测定信号来对碱剂的添加量进行反馈控制，酸性气体浓度测定机器是以测定收集粉尘后的酸性气体浓度的方式设置，该处理方法包括如下步骤：利用计测延迟时间彼此不同的HCl浓度测定机器(低速)(14)及HCl浓度测定机器(高速)(15)测定同一种酸性气体的浓度；以及根据多个酸性气体浓度测定机器的测定信号，通过反馈运算来算出碱剂的添加量输出值。

Description

酸性气体的处理方法
技术领域
本发明涉及一种城市垃圾废弃物焚烧炉、工业废弃物焚烧炉、发电锅炉、碳化炉、民间工厂等的燃烧设备中所产生的有害的氯化氢或硫氧化物等酸性气体的处理方法。详细而言，本发明涉及一种有效率地控制对酸性气体进行处理的碱剂的添加量的方法。
背景技术
包含有害的氯化氢或硫氧化物的排气通过消石灰或碳酸氢钠等碱剂来进行处理后，通过袋式过滤器(Bag Filter，BF)等集尘器进行除尘，然后从烟囱排出。另一方面，由集尘器所收集的飞灰含有有害的Pb、Cd等重金属类，对这些有害重金属进行稳定化处理后，实施填埋处理。
对酸性气体进行处理的碱剂即被加工成5μm～30μm的细粉的碳酸氢钠的反应性高于消石灰，可稳定地处理酸性气体，并且未反应成分少，从而可削减填埋处理量，是对于降低环境负荷有效的手段。另外，作为重金属处理方法，通常为利用二乙基二硫代氨基甲酸盐等螯合物进行不溶化处理的方法，虽然短期内重金属固定效果高，但留有如下的问题：因最终处理场中的由酸雨所引起的pH下降及螯合物的氧化自我分解，而导致铅等重金属再次溶出。另一方面，利用磷酸等的磷酸化合物的重金属固定因变化至作为无机矿物的羟基磷灰石的形态为止，故于最终处理场中的长期稳定性优异，就环境保护的观点而言是价值非常高的处理方法。进而，利用磷酸等重金属固定剂对由所述碳酸氢钠细粉进行了处理的飞灰进行处理的方法是具有充分的环境负荷降低效果的有效手段。
另外，控制对氯化氢或硫氧化物等酸性气体进行处理的消石灰或碳酸氢钠等碱剂的添加量不仅可削减酸性气体处理费用，而且可期待减少碱剂的未反应成分、削减飞灰的填埋处理量的效果。
对氯化氢或硫氧化物等酸性气体进行处理的碱剂的添加量通常是根据由设置在袋式过滤器的后段的离子电极式的氯化氢测定装置所测定的HCl浓度，通过比例-积分-微分(Proportion Integral Differential，PID)控制装置来进行反馈控制。但是，在焚烧设备等燃烧设备中，通常未设置测定入口的酸性气体浓度的装置，而在不清楚入口的变动状况的状态下，设定PID控制的参数并调整控制输出。然而，PID控制装置具有P、I、D、添加量(输出)下限、添加量(输出)上限这5个设定项目，并且将各项目的设定值复合来决定控制输出值，因此研究适当的添加控制需要大量的时间。因此，通常，多数设备是在PID控制装置的设定超过控制目标值(SV)时实施大幅度增加添加量的控制。
但是，通常的PID控制装置的控制输出仅可设定单一的上限，例如当将HCl浓度的控制目标值(SV)设定为40ppm时，在40ppm以上的浓度下将控制输出的单一的上限作为限度来添加碱剂，而成为过度添加碱剂的原因。另外，所述反馈控制会受到酸性气体测定装置的计测延迟的影响。袋式过滤器出口的HCl浓度通常是利用离子电极法(例如京都电子工业制造的HL-36)来测定，硫氧化物浓度是利用红外线吸收法(例如岛津制作所制造的NSA-3080)来测定，但若包含试样排气的采样时间、及计测器的应答时间，则会有5分钟～10分钟的极大的计测延迟。该计测延迟成为引起碱剂的添加延迟、导致酸性气体的处理不良、并且引起碱剂的过度添加的原因。
为了解决该课题而研究了各种控制方法。在专利文献1中，提出有在通常的PID控制式中进一步添加P的“P+PID控制”。该提案是考虑到利用通常的PID控制难以应对的酸性气体的突然产生的提案。另外，在专利文献2及专利文献3中提出有将前馈控制与反馈控制加以组合的控制方式，所述前馈控制是根据入口的酸性气体浓度来决定碱剂的添加量的控制方式，所述反馈控制是根据碱剂进行处理后的酸性气体浓度来补充碱剂的添加量的控制方式。一般认为该控制方式是可预期抑制反馈控制的过度添加的效果，并可获得酸性气体的稳定处理与削减碱剂的过度添加的效果的控制方式。
[先前技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2002-113327号公报
[专利文献2]日本专利特开平10-165752号公报
[专利文献3]日本专利特开2006-75758号公报
但是，在专利文献1中，虽然在某种程度上可应对入口的突发状况，但未考虑到所述测定装置的计测延迟，而无法应对由计测延迟所引起的碱剂的添加延迟而导致的酸性气体的处理不良。进而，在专利文献2及专利文献3中，集尘前的烟道的测定环境与集尘后的测定环境相比，酸性气体浓度高、且温度高，必须寻求测定机器材料的腐蚀对策。另外，由于除尘前的排气中存在大量的煤尘，因此需要除尘对策，而且在例如除尘过滤器的更换等维护中需要劳力。另外，由于酸性气体浓度的测定信号对碱剂的添加量造成直接影响，因此由这些测定机器的故障所产生的测定不良在稳定地管理出口的酸性气体浓度方面成为大问题。
发明内容
考虑到所述现状，本发明的目的在于提供一种酸性气体的处理方法，其在可稳定地测定酸性气体的测定环境，即根据集尘步骤后的酸性气体浓度测定信号来控制碱剂的添加量的反馈形式中，削减目前的反馈控制所具有的由计测延迟所引起的酸性气体的处理不良、及碱剂的过度添加。
(1)一种酸性气体的处理方法，其向含有酸性气体的燃烧排气中添加碱剂，并根据酸性气体浓度测定机器的测定信号，对碱剂的添加量进行反馈控制，所述酸性气体浓度测定机器是以测定收集粉尘后的酸性气体浓度的方式设置，该处理方法的特征在于包括如下步骤：利用计测延迟时间彼此不同的多个酸性气体浓度测定机器(例如，后述的HCl浓度测定机器(低速)14及HCl浓度测定机器(高速)15等)测定同一种酸性气体的浓度；以及根据所述多个酸性气体浓度测定机器的测定信号，通过反馈运算来算出碱剂的添加量输出值。
先前的袋式过滤器出口的酸性气体浓度，是通过例如计测延迟时间为5分钟～10分钟的利用离子电极法的单一的测定机器来测定，且根据其测定信号，通过反馈来控制碱剂的添加量。该方法会因测定机器的计测延迟而引起碱剂的过度添加。
相对于此，根据(1)的发明，根据计测延迟时间长的测定机器与计测延迟时间短的测定机器，即酸性气体浓度的计测延迟时间不同的多个测定机器的测定信号，通过反馈运算来算出碱剂的添加量输出值。由此，可将计测延迟时间长的测定机器与计测延迟时间短的测定机器加以组合，而非单一的计测延迟时间长的测定机器，因此可减轻反馈控制中的由酸性气体浓度的测定机器的计测延迟所引起的碱剂的过度添加。
另外，根据(1)的发明，由于具备计测延迟时间彼此不同的多个酸性气体浓度测定机器，因此可通过计测延迟时间长但测定可靠度高的测定机器来适当地测定袋式过滤器出口的酸性气体浓度，而且与通过计测延迟时间短但测定可靠度低的测定机器单独进行反馈控制相比，可提升测定可靠度。由此，可适当地添加碱剂，并可进一步提升酸性气体的处理效率。
进而，通过将计测延迟时间长的测定机器与计测延迟时间短的测定机器加以组合，当酸性气体增加时比先前控制更快地形成添加碱剂的时机，可改善由酸性气体测定装置的计测延迟所引起的酸性气体的处理不良。
(2)根据(1)所述的酸性气体的处理方法，其特征在于：所述通过反馈运算来算出添加量输出值包括如下步骤；算出根据所述多个测定信号而分别进行运算的多个添加量输出值的上限值(例如，后述的多个添加量输出值的100％的值)；以及针对所述已算出的多个上限值中的至少1个上限值，算出比该上限值小的值(例如，施加有后述的50％的输出限制的值)的添加量输出值。
根据(2)的发明，针对已算出的多个添加量输出值的上限值中的至少1个上限值，算出比该上限值小的值的添加量输出值。
由此，与使根据计测延迟时间长的测定机器及计测延迟时间短的测定机器的测定信号所算出的两个添加量输出值以上限值(100％)工作相比，通过仅对例如根据计测延迟时间长的测定机器的测定信号所算出的添加量输出值施加限制(例如50％的输出限制)，可谋求酸性气体的处理的稳定化，并进一步防止碱剂的过度添加。
进而，通过对根据计测延迟时间长的测定机器、及计测延迟时间短的测定机器的测定信号所算出的两个添加量输出值施加限制(例如50％的输出限制)，也可以谋求酸性气体的处理的稳定化，并进一步防止碱剂的过度添加。
(3)根据(1)或(2)所述的酸性气体的处理方法，其特征在于：所述通过反馈运算来算出添加量输出值的步骤还包括如下步骤：设定至少2个酸性气体浓度的斜率的范围(例如，后述的最接近的HCl浓度的斜率的6秒平均为正的范围及负的范围等)；在所述至少2个斜率的各自的范围内设定酸性气体浓度的控制目标值(例如，后述的实例8中的180ppm、220ppm等)；以及至少根据所述测定信号及所述斜率的各自的范围内的控制目标值，算出碱剂的添加量输出值；且在设定所述控制目标值的步骤中，所述酸性气体浓度的斜率的范围大的情况(例如，后述的最接近的HCl浓度的斜率的6秒平均为正的情况(酸性气体浓度上升时)下设定的控制目标值小于所述酸性气体浓度的斜率的范围小的情况(例如，后述的最接近的HCl浓度的斜率的6秒平均为负的情况(酸性气体浓度下降时))下设定的控制目标值。
根据(3)的发明，当袋式过滤器出口的酸性气体浓度的斜率为正时(酸性气体浓度上升时)，与斜率为负时(酸性气体浓度下降时)相比，使酸性气体浓度的控制目标值变小，因此可使酸性气体浓度上升时的碱剂添加量多于酸性气体浓度下降时。另外，相反地可使酸性气体浓度下降时的碱剂添加量少于酸性气体浓度上升时。由此，可提前实施利用反馈运算的碱剂的添加输出，而可进一步减轻由计测延迟所产生的影响。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的酸性气体的处理方法，其特征在于：所述通过反馈运算来算出添加量输出值的步骤还包括如下步骤：在根据所述测定信号所运算出的添加量输出值的下限值(例如，后述的表2、表3、表5的LO[控制输出下限])与上限值(例如，后述的表2、表3、表5的LH[控制输出上限])之间，对应于所述酸性气体浓度(例如，后述的表2、表3、表5的BF出口HCl浓度)而设定1个以上所述添加量输出值的新的上限值(例如，后述的表2、表3、表5的LM1[输出限制1]、LM2[输出限制2])。
通常的反馈运算中的输出上限仅为1个，若酸性气体浓度变成控制目标值以上，则不论入口的酸性气体浓度的大小，碱剂均可添加至上限值为止，从而引起过度添加。
相对于此，根据(4)的发明，在添加量输出值的下限值与上限值之间，施加对应于当前的酸性气体浓度的控制输出的限制，由此可对应于酸性气体浓度的大小而添加适当的碱剂，并可削减添加量。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的酸性气体的处理方法，其特征在于：所述碱剂是平均粒径为5μm～30μm的碳酸氢钠细粉。
本发明中所使用的碱剂优选与酸性气体的反应特别快且平均粒径调整成5μm～30μm的碳酸氢钠细粉。由于碳酸氢钠细粉的反应快，因此控制应答性良好，可有效地发挥本发明的性能。但是，本发明是取决于控制方法的发明，即便是消石灰，也可以应用。对于消石灰而言，与酸性气体的反应性高且比表面积例如为30m2/g以上的高比表面积的消石灰更可发挥本发明的性能。
(6)根据(5)所述的酸性气体的处理方法，其特征在于：并用与所述碳酸氢钠细粉不同的其他碱剂。
发挥本发明的效果的碱剂并无特别限制。作为碳酸氢钠细粉以外的碱剂，可例示：碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸钾、倍半碳酸钠、天然苏打、氢氧化钠、氢氧化钾、氧化镁、氢氧化镁等。另外，当碱剂为粉体时，优选与酸性气体的反应性高且粒径未满30μm，特别是5μm～20μm的细粉。可以应用事先调整了粒径的碱剂，也可以在现场设置粉碎设备，一面在现场粉碎粒径粗的碱剂一面进行添加。另外，即便是将各种碱剂溶解于水中而成的浆料或水溶液，也可以实施。
(7)根据(6)所述的酸性气体的处理方法，其特征在于：所述其他碱剂是选自由消石灰、氢氧化钠、氢氧化镁、氧化镁、碳酸钠、倍半碳酸钠、天然苏打、及粗碳酸氢钠所组成的组群中的至少1种碱剂。
并用与本发明的实施控制的碱剂不同的廉价的碱剂也成为在经济上有效的手段。作为通常所使用的廉价的碱剂，可例示：消石灰、氢氧化钠、氢氧化镁、氧化镁、碳酸钠、倍半碳酸钠、天然苏打、粗碳酸氢钠。
(发明的效果)
通过本发明，在可稳定地测定酸性气体的测定环境，即根据集尘步骤后的酸性气体浓度测定信号来控制碱剂的添加量的反馈形式中，可改善目前的反馈控制所具有的由测定机器的计测延迟所引起的酸性气体的处理不良、并可削减碱剂的过度添加、且可通过有效率地添加碱剂来进行稳定的酸性气体的处理。
附图说明
图1是表示向作为焚烧设备中的排气的HCl中添加碳酸氢钠细粉的酸性气体处理系统1的构成的方块图。
图2是模拟反应系统的基本构成图。
图3是表示排气反应中的碳酸氢钠细粉添加当量与HCl去除率的关系的图表。
图4是表示袋式过滤器上反应中的碳酸氢钠细粉添加当量与HCl去除率的关系的图表。
图5是表示入口HCl浓度的变化的图表。
图6是表示实体机器研究结果的碳酸氢钠细粉添加量及出口HCl浓度的变化的图表。
图7是表示模拟研究结果的碳酸氢钠细粉添加量及出口HCl浓度的变化的图表。
图8是表示入口HCl浓度的变化的图表。
图9是表示比较例1中的碳酸氢钠细粉添加量及出口HCl浓度的变化的图表。
图10是表示比较例2中的碳酸氢钠细粉添加量及出口HCl浓度的变化的图表。
图11是表示实例1中的碳酸氢钠细粉添加量及出口HCl浓度的变化的图表。
图12是表示实例2中的碳酸氢钠细粉添加量及出口HCl浓度的变化的图表。
图13是表示实例3中的碳酸氢钠细粉添加量及出口HCl浓度的变化的图表。
图14是表示实例4中的碳酸氢钠细粉添加量及出口HCl浓度的变化的图表。
图15是表示实例5中的碳酸氢钠细粉添加量及出口HCl浓度的变化的图表。
图16是表示实例6中的碳酸氢钠细粉添加量及出口HCl浓度的变化的图表。
图17是表示实例7中的碳酸氢钠细粉添加量及出口HCl浓度的变化的图表。
图18是表示实例8中的碳酸氢钠细粉添加量及出口HCl浓度的变化的图表。
图19是表示实例9中的碳酸氢钠细粉添加量及出口HCl浓度的变化的图表。
图20是表示实例10中的碳酸氢钠细粉添加量及出口HCl浓度的变化的图表。
图21是表示实例11中的碳酸氢钠细粉添加量及出口HCl浓度的变化的图表。
图22是表示实例12中的碳酸氢钠细粉添加量及出口HCl浓度的变化的图表。
图23是表示向作为焚烧设备中的排气的HCl中添加碳酸氢钠细粉的酸性气体处理系统2的构成的方块图。
图24是表示比较例3中的碳酸氢钠细粉添加量、入口HCl浓度及出口HCl浓度的变化的图表。
图25是表示实例13中的碳酸氢钠细粉添加量、入口HCl浓度及出口HCl浓度的变化的图表。
图26是表示实例14中的碳酸氢钠细粉添加量、入口HCl浓度及出口HCl浓度的变化的图表。
图27是表示实例15中的碳酸氢钠细粉添加量、入口HCl浓度及出口HCl浓度的变化的图表。
图28是表示实例16中的碳酸氢钠细粉添加量、入口HCl浓度及出口HCl浓度的变化的图表。
[符号的说明]
1、2：酸性气体处理系统
11、21：控制装置
12、22、26：碳酸氢钠细粉添加装置
13、23：袋式过滤器
14：HCl浓度测定机器(低速)
15：HCl浓度测定机器(高速)
24：HCl浓度测定机器(离子电极方式)
25：HCl浓度测定机器(激光方式)
具体实施方式
以下列举实施形态来更具体地说明本发明，但本发明并不限定于此。
图1是表示向作为焚烧设备中的排气的HCl中添加碳酸氢钠细粉的酸性气体处理系统1的构成的方块图。
酸性气体处理系统1包括控制装置11、碳酸氢钠细粉添加装置12、袋式过滤器13、HCl浓度测定机器(低速)14及HCl浓度测定机器(高速)15。控制装置11根据从HCl浓度测定机器(低速)14及HCl浓度测定机器(高速)15传送来的HCl浓度测定信号，通过反馈控制(PID控制方式或分步方式)来算出碳酸氢钠细粉的添加量输出值。碳酸氢钠细粉添加装置12根据控制装置11所算出的碳酸氢钠细粉的添加量输出值，向排气中的HCl中添加碳酸氢钠细粉。
袋式过滤器13将排气中的HCl与碳酸氢钠细粉的反应后的粉尘去除。HCl浓度测定机器(低速)14及HCl浓度测定机器(高速)15测定蓄积在袋式过滤器13上的碳酸氢钠细粉(通过与排气中的HCl的反应而残存的碳酸氢钠细粉蓄积在袋式过滤器13上)与排气反应后的HCl进行反应后的HCl浓度(后述的袋式过滤器出口HCl浓度)，并将HCl浓度测定信号传送至控制装置11。
酸性气体处理系统1重复此种循环来进行反馈控制，由此控制装置11进行使碳酸氢钠细粉添加量的控制输出值变成适当的值的控制。
再者，HCl浓度测定机器(低速)14例如为离子电极式的HCl浓度测定装置，HCl浓度测定机器(高速)15例如为激光方式的HCl浓度测定装置。另外，关于HCl浓度的计测延迟时间，HCl浓度测定机器(低速)14比HCl浓度测定机器(高速)15长。
另外，如图1所示，优选以测定蓄积在袋式过滤器13上的碳酸氢钠细粉与排气反应后的HCl进行反应后的HCl浓度(后述的袋式过滤器出口HCl浓度)的方式，设置HCl浓度测定机器(低速)14及HCl浓度测定机器(高速)15。其原因在于：通过与排气中的HCl的反应而残存的碳酸氢钠细粉蓄积在袋式过滤器13上，该蓄积的碳酸氢钠细粉与排气反应后的HCl进行反应，因此可更准确地测定HCl浓度。
进而，对控制装置11所进行的控制加以详细说明。
控制装置11根据分别从HCl浓度测定机器(低速)14及HCl浓度测定机器(高速)15传送来的HCl浓度测定信号，算出碳酸氢钠细粉添加量的各个添加量输出值的上限值。在此情况下，也可以对所算出的各个上限值的两者或一者进行输出限制(例如，50％的输出限制)。
由此，与使根据分别从HCl浓度测定机器(低速)14及HCl浓度测定机器(高速)15传送来的HCl浓度测定信号所算出的多个添加量输出值的两者以上限值(100％)工作相比，通过仅对例如根据计测延迟时间长的HCl浓度测定机器(低速)14的测定信号所算出的添加量输出值施加限制(例如50％的输出限制)，可谋求酸性气体的处理的稳定化，并进一步防止碱剂的过度添加。
进而，通过对根据计测延迟时间长的HCl浓度测定机器(低速)14、及计测延迟时间短的HCl浓度测定机器(高速)15的测定信号所算出的两个添加量输出值施加限制(例如50％的输出限制)，也可以谋求酸性气体的处理的稳定化，并进一步防止碱剂的过度添加。
进而，控制装置11设定HCl浓度的斜率(浓度的时间变化率)为正的范围与负的范围这2个范围。而且，在所述2个范围的每个范围内设定HCl浓度的控制目标值。
此处，HCl浓度的控制目标值的设定也能够以如下方式进行设定：针对HCl浓度的斜率为正的范围所设定的控制目标值小于针对负的范围的控制目标值。通过如此设定，可使HCl浓度上升时的碳酸氢钠细粉添加量多于HCl浓度下降时。另外，相反地可使HCl浓度下降时的碳酸氢钠细粉添加量少于HCl浓度上升时。由此，可提前实施利用反馈运算的碳酸氢钠细粉的添加输出，而可进一步减轻由计测延迟所产生的影响。
另外，对应于HCl浓度的斜率而变更控制目标值的设定可以对HCl浓度测定机器(低速)14及HCl浓度测定机器(高速)15两者进行，也可以仅对任一者进行。
进而，控制装置11也可以进行利用分步方式的反馈控制。此处，分步方式是阶段性地设定对应于HCl浓度的控制输出的控制方式。具体而言，除在PID控制方式中所设定的控制输出值的上限值以外，对应于HCl浓度而设定控制输出值的新的上限值。
此处，通常的PID控制中的输出上限仅为1个，若酸性气体浓度变成控制目标值以上，则不论酸性气体浓度的大小，碱剂均可添加至上限值为止，从而引起过度添加。因此，通过采用分步控制方式，在添加量输出值的下限值与上限值之间，添加对应于当前的HCl浓度的新的控制输出上限值，由此可对应于HCl浓度的大小而添加适当的碳酸氢钠细粉，从而可抑制添加量的过度添加。
此处，对应于HCl浓度设定新的控制输出上限值是HCl浓度越高，将新的控制输出上限值也设定得越高。但是，为了抑制碱剂的过度添加，优选设为比在PID控制方式中所设定的控制输出值的上限值(例如，后述的表2、表3的LH[控制输出上限])小的值。
作为新的控制输出上限值的设定例，优选如后述的表2、表3中所记载的对应于BF出口HCl浓度的控制输出添加量般，HCl浓度越高，将新的控制输出上限值也设定得越高。
本实施形态中所使用的酸性气体浓度测定装置不论计测方式，只要测定机器的延迟时间不同便可实施。HCl浓度测定的主流是计测延迟时间长达5分钟～10分钟的离子电极法。再者，离子电极部的应答为3分钟左右，但若包含由气体采样所引起的延迟，则为5分钟～7分钟。进而，当如工业废弃物焚烧炉般存在溴混入至采样气体中的可能性时，由于会对氯化氢的测定值造成极大的影响，因此设置去除溴的除溴器。该除溴器通过时间为3分钟左右，计测延迟时间变成8分钟～10分钟左右。
另外，由利用激光的单一吸收线吸收分光法所得的氯化氢的计测延迟时间为数秒(1秒～2秒)而非常短。本发明可通过使用计测延迟时间不同的两个测定机器实施反馈控制来实施，但对目前的测定机器而言，最合适的是将这些测定装置加以组合。另外，硫氧化物浓度测定的主流是红外线吸收法，其延迟时间为3分钟～5分钟左右。与氯化氢同样地，硫氧化物浓度测定也可以通过将计测延迟时间不同的测定机器加以组合来实施。
再者，本发明将改善酸性气体浓度的计测延迟作为主要目的，因此使用计测延迟大的利用离子电极法的氯化氢测定装置来测定袋式过滤器后段的酸性气体，在进行反馈控制的设备中尤其发挥效果。
另外，在工业废弃物焚烧炉或民间工厂的燃烧设备中，高浓度地产生氯化氢与硫氧化物的情况多。此时，氯化氢与硫氧化物两者成为处理对象，例如将根据设置在袋式过滤器后段的HCl浓度测定装置的HCl浓度而在所述控制方式中求出的控制输出、与根据硫氧化物浓度而在所述控制方式中求出的控制输出相加，由此可稳定地处理氯化氢及硫氧化物这两种酸性气体。
进而，酸性气体的排出浓度管理有利用各酸性气体浓度(氯化氢浓度、硫氧化物浓度)的1小时平均值进行管理的设备。在控制过程中通常设定控制目标值(SV)来进行控制，但控制目标值始终是目标，往往存在如下的情况，即进行控制的结果是浓度超过目标值。尤其，由于削减添加量与酸性气体的稳定处理是相反的想法，因此越要求削减添加量，1小时平均值超过管理值的风险越增强。在此情况下，当达到1小时平均管理值以上或接近其的浓度时，通过大量的添加(规定某一固定的添加量)，可实现削减添加量与酸性气体的稳定处理能够并存且安心度高的控制。
本实施形态中所使用的碳酸氢钠细粉优选与酸性气体的反应特别快且平均粒径调整成5μm～30μm的碳酸氢钠细粉。其原因在于：由于碳酸氢钠细粉的反应快，因此控制应答性良好，可有效地发挥本实施形态的性能。但是，本实施形态是取决于控制方法的实施形态，即便是消石灰，也可以应用。对于消石灰而言，与酸性气体的反应性高且比表面积例如为30m2/g以上的高比表面积的消石灰更可发挥本实施形态的性能。
在本实施形态中，使用碳酸氢钠细粉作为碱剂，但发挥本实施形态的效果的碱剂并无特别限制。作为碳酸氢钠细粉以外的碱剂，可例示：碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸钾、倍半碳酸钠、天然苏打、氢氧化钠、氢氧化钾、氧化镁、氢氧化镁等。另外，当碱剂为粉体时，优选与酸性气体的反应性高且粒径未满30μm，特别是5μm～20μm的细粉。可以应用事先调整了粒径的碱剂，也可以在现场设置粉碎设备，一面在现场粉碎粒径粗的碱剂一面进行添加。另外，即便是将各种碱剂溶解于水中而成的浆料或水溶液，也可以实施。
并用与本实施形态的实施控制的碳酸氢钠细粉不同的廉价的碱剂也成为在经济上有效的方法。作为通常所使用的廉价的碱剂，可例示：消石灰、氢氧化钠、氢氧化镁、氧化镁。
[实例]
对模拟反应系统进行说明。
[模拟反应系统]：排气与袋式过滤器上的复合反应
在模拟反应系统中，碳酸氢钠细粉与氯化氢(HCL)的反应包括以下两种反应：在排气中瞬间产生的反应、及蓄积在袋式过滤器上的未反应的碳酸氢钠细粉与HCL的反应(参照图2)。另外，袋式过滤器中的捕获物的滞留时间通常为2小时左右。因此，在该模拟中设为如下的形态：袋式过滤器上的碳酸氢钠细粉在规定时间(设定为约2小时)内消失。
参照图2，对模拟反应系统的基本构成进行说明。
首先，在焚烧设备中的加药控制中，根据设置在袋式过滤器出口的离子电极式的HCl浓度测定机器(低速)、及例如激光方式等的HCl浓度测定机器(高速)的HCl浓度(处理后)信号，通过PID等的控制式的运算来决定药剂添加量(碳酸氢钠细粉添加量(Ag))(下述式(1))，然后将所决定的添加量的碳酸氢钠细粉(酸性气体处理剂)添加至排气(入口HCl浓度(Hi))中。添加至烟道中的碳酸氢钠细粉与排气中的HCl等酸性气体进行反应，而将排气中的HCl去除。
Ag＝(Ag1×K1÷100+Ag2×K2÷100)+LO          (1)
Ag：碳酸氢钠细粉添加量[kg/h]
Ag1：根据HCl浓度测定机器(低速)的输出所规定的添加量[kg/h]
Ag2：根据HCl浓度测定机器(高速)的输出所规定的添加量[kg/h]
LO：添加量下限[kg/h]
K1：HCl测定机器1(低速)用的调整系数[％]
K2：HCl测定机器2(高速)用的调整系数[％]
另外，利用碳酸氢钠细粉的入口HCl浓度的HCl去除率是根据本公司的碳酸氢钠细粉的应用知识，通过以下两种关系来估算：排气反应的碳酸氢钠细粉添加当量(Jg)与排气反应的HCl去除率(αg)的关系(图3)、及袋式过滤器上反应的碳酸氢钠细粉添加当量(Js)与袋式过滤器上反应的HCl去除率(αs)的关系(图4)。另外，将HCl与碳酸氢钠细粉的反应设为瞬间。首先，排气中的反应后的HCl浓度(Hg)是通过排气反应的碳酸氢钠细粉添加当量(Jg)与排气反应的HCl去除率(αg)来导出(下述式(2))。再者，排气反应的碳酸氢钠细粉添加当量(Jg)是通过下述式(3)来算出。
Hg＝Hi×(1-αg÷100)           (2)
Hi：入口HCl浓度(ppm)
Hg：排气反应后的HCl浓度(ppm)
αg：排气反应的HCl去除率(％)
[根据排气反应的碳酸氢钠细粉添加当量与HCl去除率的关系(图3)来设定]
Jg＝Ag÷{Hi÷0.614÷1000÷M1×M2×F÷1000}        (3)
Jg：排气反应的碳酸氢钠细粉添加当量
Ag：碳酸氢钠细粉添加量(kg/h)
Hi：入口HCl浓度(ppm)
M1：HCl分子量[设定为36.5]
M2：碳酸氢钠分子量[设定为84]
F：排气量(Nm3/h)[设定为55,000Nm3/h]
另外，通过排气反应而残存的碳酸氢钠细粉时常蓄积在袋式过滤器上。蓄积在BF上的碳酸氢钠细粉与排气反应后的HCl进行反应，而决定袋式过滤器出口的HCl浓度(Ho)。此时，蓄积在BF上的碳酸氢钠细粉量(As)是从排气反应中所蓄积的碳酸氢钠细粉减去在BF上与HCl进行反应的碳酸氢钠细粉量。另外，根据通过该蓄积在袋式过滤器上的碳酸氢钠细粉量(As)与排气反应后的HCl浓度(Hg)所估算的袋式过滤器上的碳酸氢钠细粉添加当量(Js)(下述式(5))，决定袋式过滤器上的HCl去除率(αs)，并决定袋式过滤器出口的HCl浓度(Ho)(下述式(4))。
Ho＝Hg×(1-αs÷100)                             (4)
Hg：排气反应后的HCl浓度(ppm)
Ho：袋式过滤器出口的HCl浓度(ppm)
αs：袋式过滤器上反应的HCl去除率(％)
[根据袋式过滤器上的碳酸氢钠细粉添加当量与HCl去除率的关系(图4)来设定]
Js＝As÷{Hg÷0.614÷1000÷M1×M2×F÷1000}       (5)
Js：袋式过滤器上的碳酸氢钠细粉添加当量
As：袋式过滤器上的碳酸氢钠细粉量(kg/h)
Hg：排气反应后的HCl浓度(ppm)
M1：HCl分子量[设定为36.5]
M2：碳酸氢钠分子量[设定为84]
F：排气量(Nm3/h)[设定为55,000Nm3/h]
As＝Zn÷Ts×3600             (6)
Zn：袋式过滤器上的碳酸氢钠细粉蓄积量(kg)
Ts：单位模拟时间(＝数据采样时间)(sec)
[设定为0.5sec]
Zn＝Zn′×(1-2.3÷T4×Ts)    (7)
Zn′：未反应碳酸氢钠细粉量(kg)
T4：蓄积在袋式过滤器上的碳酸氢钠细粉消失90％的时间常数(sec)
[设定为7,200sec]
Ts：单位模拟时间(＝数据采样时间)(sec)
[设定为0.5sec]
Zn′＝(Ag÷3600×Ts-Rg)+(Zn-1-Rs)    (8)
Ag：碳酸氢钠细粉添加量(kg/h)
Ts：单位模拟时间(＝数据采样时间)(sec)
[设定为0.5sec]
Rg：排气反应的碳酸氢钠反应量(kg/h)
Zn-1：Ts(Sec)前的袋式过滤器上的碳酸氢钠细粉蓄积量(kg)
Rs：袋式过滤器上反应的碳酸氢钠反应量(kg/h)
Rg＝(Hi÷0.614÷1000÷M1×M2×F÷1000)÷3600×Ts×αg÷100      (9)
Hi：入口HCl浓度(ppm)
M1：HCl分子量[设定为36.5]
M2：碳酸氢钠分子量[设定为84]
F：排气量(Nm3/h)[设定为55,000Nm3/h]
αg：排气反应中的HCl去除率(％)
Rs＝(Hg÷0.614÷1000÷M1×M2×F÷1000)÷3600×Ts×αs÷100       (10)
Hg：排气反应后的HCl浓度(ppm)
M1：HCl分子量[设定为36.5]
M2：碳酸氢钠分子量[设定为84]
F：排气量(Nm3/h)[设定为55,000Nm3/h]
αs：袋式过滤器上反应的HCl去除率(％)
该反应后的袋式过滤器出口的HCl浓度是利用离子电极式的HCl浓度测定机器(低速)14及HCl浓度测定机器(高速)15来测定。然而，离子电极式的HCl浓度测定机器(低速)14存在由设备所引起的延迟时间(Ta)、由排气采样所引起的计测延迟时间(TBα)、及由离子电极式的测定所引起的计测延迟时间(Tbβ，应答时间)，而产生反馈特有的控制延迟。
因此，将该模拟的HCl浓度测定机器(低速)14的延迟时间(T1)设为由设备所引起的延迟时间(Ta)、与HCl浓度测定机器(低速)14的计测延迟时间(Tb)的合计(下述式(11))。再者，设定从烟道对HCl处理后的排气进行采样的计测延迟时间(Tbα)与离子电极式HCl浓度测定机器(Tbβ)的计测延迟时间(应答时间)，并将两者的和设为HCl浓度测定机器(低速)14的计测延迟时间(Tb)(下述式(12))。由于通常所使用的离子电极式的90％应答时间(计测延迟)会受到HCl气体朝吸收液扩散的影响，因此将Tbβ设为(下述式(13))。在该模拟中，计测延迟时间长的离子电极式根据实体设备的状况而设为Ta＝30秒、Tbα＝390秒(采样延迟210秒+除溴器通过延迟180秒)、Tbβ＝180秒的合计600秒(10分钟：Ta＝0.5分钟、Tb＝9.5分钟)。
另外，将该模拟的HCl浓度测定机器(高速)15的延迟时间(T2)设为由设备所引起的延迟时间(Ta)、与HCl浓度测定机器(高速)15的计测延迟时间(Tc)的合计(下述式(15))。再者，根据离子电极式来改变计测延迟时间短的HCl浓度测定机器(高速)15的计测延迟时间(Tc)，并确认变化。
另外，通过该反馈所求出的碳酸氢钠细粉添加量是根据由HCl浓度测定机器(低速)14所求出的添加输出(Ag1)、及由HCl浓度测定机器(高速)15所求出的添加输出(Ag2)而求出(所述式(1))。
[HCl浓度测定机器(低速应答、模拟离子电极式)]
T1＝Ta+Tb            (11)
T1：HCl浓度测定机器(低速)的模拟反应系统的延迟时间(sec)
Ta：设备的延迟时间(sec)[设定为30sec]
Tb：HCl浓度测定机器(低速)的计测延迟时间(sec)
Tb＝Tbα+Tbβ            (12)
Tbα：HCl浓度测定机器(低速)的排气采样时间(sec)
[设定为390sec]
Tbβ：HCl浓度测定机器(低速)的90％应答时间(sec)
[设定为180sec]
Tbβ＝2.3×τ            (13)
Yn＝Yn-1+(Xn-Yn-1)÷τ×Ts        (14)
τ：时间常数(sec)
Ts：单位模拟时间(＝数据采样时间)(sec)
[设定为0.5sec]
Xn：当前的测定装置输入HCl浓度(ppm)
Yn：当前的测定装置输出HCl浓度(ppm)
Yn-1：前次(Ts(sec)前)的测定装置输出HCl浓度(ppm)
[HCl浓度测定机器(高速应答)]
T2＝Ta+Tc            (15)
T2：HCl浓度测定机器(高速)的模拟反应系统的延迟时间(sec)
Ta：设备的延迟时间(sec)[设定为30sec]
Tc：HCl浓度测定机器(高速)的计测延迟时间(sec)
计测延迟时间短的测定机器仅对所述Tc进行设定变更。
另外，使用如图5所示般变动的入口HCl浓度，根据实体机器中的PID的添加变动、HCl产生状况(图6)及该模拟反应系统的结果(图7)，设定排气反应和BF上反应与HCl的反应效率。将该研究结果示于图6及图7。在该设备中，排气的HCl去除效率为80％，BF上反应的去除效率为65％，实体机器与模拟的行为一致(图6、图7)。因此，在该条件下进行以下的模拟。再者，在该模拟中，为了使取决于控制方法的控制应答性变得明确，使用变动比较大的时间带的入口HCl浓度(Hi)来实施。
以下表示在该模拟反应系统中对各种控制方法进行研究的结果。
再者，以下的实例1～实例12中所使用的碳酸氢钠细粉的平均粒径为5μm～30μm。另外，实例1～实例12中所使用的HCl浓度测定机器14利用离子电极法。
[比较例1]
使用图8所示的入口HCl浓度，在所述模拟中根据仅利用HCl浓度测定机器(低速)14(测定机器的计测延迟时间合计为9.5分钟)所计测的HCl浓度，将PID控制方式“P(比例增益)＝100％、I＝0.1秒、D＝0.1秒、添加量输出下限为200kg/h、添加量输出上限为480kg/h”中的出口HCl浓度的控制目标值(SV)设定为200ppm并进行反馈控制。
将碳酸氢钠细粉添加量与利用碳酸氢钠细粉进行处理后的袋式过滤器出口HCl浓度(平均、1小时平均最大、瞬间最大、1小时平均最少、瞬间最少)示于表1。另外，将该控制时的碳酸氢钠细粉添加量与袋式过滤器出口HCl浓度的变化示于图9。
根据比较例1，经常用作酸性气体的排出管理值的1小时平均值的HCl的最大值为234ppm，瞬间最大为416ppm。
[比较例2]
在所述模拟中，根据仅利用HCl浓度测定机器(高速)15(测定机器的计测延迟时间为2秒)所计测的HCl浓度进行反馈控制，除此以外，以与比较例1相同的方式进行控制。
将碳酸氢钠细粉添加量与利用碳酸氢钠细粉进行处理后的袋式过滤器出口HCl浓度示于表1。另外，将该控制时的碳酸氢钠细粉添加量与袋式过滤器出口HCl浓度的变化示于图10。
当如比较例2般，仅利用计测延迟少的高速应答的HCl浓度测定机器(高速)15进行反馈控制时，预测碱剂的添加量变化与出口HCl浓度的变化是瞬间产生的变化。但是，因碱剂添加变动而产生振荡，1小时平均值的HCl最大值为227ppm、瞬间最大为425ppm。
[实例1～实例5]
在所述模拟中，将以下两种添加输出相加来进行反馈控制：根据利用HCl浓度测定机器(低速)14(测定机器的计测延迟时间合计为9.5分钟)所计测的HCl浓度，在PID控制方式“P(比例增益)＝100％、I＝0.1秒、D＝0.1秒、添加量输出下限为200kg/h、添加量输出上限为480kg/h”中将出口的HCl浓度的控制目标值(SV)设定为200ppm并进行了反馈控制的添加输出；以及根据利用HCl浓度测定机器(高速)15所计测的HCl浓度，以同一设定将出口的控制目标值(SV)设为200ppm并进行了反馈控制的添加输出。
再者，HCl浓度测定机器(高速)15的测定机器计测延迟时间在实例1中为2秒，在实例2中为1分钟，在实例3中为3分钟，在实例4中为5分钟，在实例5中为7分钟。
将碳酸氢钠细粉添加量与利用碳酸氢钠细粉进行处理后的袋式过滤器出口HCl浓度示于表1。另外，将该控制时的碳酸氢钠细粉添加量与袋式过滤器出口HCl浓度的变化示于图11～图15。
根据实例1～实例5，对根据计测延迟时间不同的至少两个酸性气体测定机器的测定信号所估算的添加输出进行运算，并对碱剂的添加量进行运算，由此可实现酸性气体的稳定处理。
实例1是将测定机器的计测延迟时间为9.5分钟的HCl计与测定机器的计测延迟时间为2秒(瞬间)的HCl计加以组合来进行反馈控制的结果，但与比较例1及比较例2不同，可对应于出口的HCl浓度的目标值添加适当的碱剂。另外，该条件下的出口HCl浓度的1小时平均值为193ppm，瞬间最大为272ppm而为适当的加药控制的结果，可知是出口HCl浓度的变动少且容易管理的控制方法。
另外，即便测定机器的计测延迟时间为7分钟(实例5)，与比较例1及比较例2相比也得到改善，只要计测延迟时间不同即可。但是，作为加药管理，计测延迟时间越短，对于酸性气体的稳定处理越有效，优选7分钟以下，更优选3分钟以下。
[实例6]
在所述模拟中，对根据利用HCl浓度测定机器(低速)14(测定机器的计测延迟时间为9.5分钟)所计测的HCl浓度进行了反馈控制的添加输出施加50％的输出限制，对根据利用HCl浓度测定机器(高速)15(测定机器的计测延迟时间为2秒)所计测的HCl浓度进行了反馈控制的添加输出不施加限制(100％)，将所述两种添加输出相加来进行反馈控制。
将碳酸氢钠细粉添加量与利用碳酸氢钠细粉进行处理后的袋式过滤器出口HCl浓度示于表1。另外，将该控制时的碳酸氢钠细粉添加量与袋式过滤器出口HCl浓度的变化示于图16。
[实例7]
在所述模拟中，对根据利用HCl浓度测定机器(低速)14(测定机器的计测延迟时间为9.5分钟)所计测的HCl浓度进行了反馈控制的添加输出施加50％的输出限制，对根据利用HCl浓度测定机器(高速)15(测定机器的计测延迟时间为2秒)所计测的HCl浓度进行了反馈控制的添加输出施加50％的输出限制，将所述两种添加输出相加来进行反馈控制。
将碳酸氢钠细粉添加量与利用碳酸氢钠细粉进行处理后的袋式过滤器出口HCl浓度示于表1。表1是表示模拟研究结果的各比较例及实例的碱剂添加量等的表。另外，将该控制时的碳酸氢钠细粉添加量与袋式过滤器出口HCl浓度的变化示于图17。
此处，针对如实例6及实例7般，对根据计测延迟时间不同的至少两个酸性气体测定机器的测定信号所估算的添加输出的上限施加至少1个以上的限制时的酸性气体处理结果进行说明。
实例6是对根据HCl浓度测定机器(低速)14的测定信号所估算的添加输出施加50％的限制的例子。另外，实例7是对HCl浓度测定机器(低速)14及HCl浓度测定机器(高速)15的两种添加输出施加50％的限制的例子。可知在任一例中，HCl的处理水平均与实例1大致相同，并且添加量为271kg/h～300kg/h，与实例1(311kg/h)相比可削减碱剂的添加量。
[实例8]
在所述模拟中，将以下两种添加输出相加来进行反馈控制：当根据利用HCl浓度测定机器(低速)14(测定机器的计测延迟时间为9.5分钟)所计测的HCl浓度进行反馈控制时，在最接近的HCl浓度的斜率的6秒平均为正的情况下，将控制目标值(SV)设为180ppm(SV-20ppm)，在最接近的HCl浓度的斜率的6秒平均为负的情况下，将控制目标值(SV)设为220ppm(SV+20ppm)而进行了控制的添加输出；以及当根据利用HCl浓度测定机器(高速)15(测定机器的计测延迟时间为2秒)所计测的HCl浓度进行反馈控制时，将控制目标值(SV)设为200ppm而进行了控制的添加输出。
将碳酸氢钠细粉添加量与利用碳酸氢钠细粉进行处理后的袋式过滤器出口HCl浓度示于表1。另外，将该控制时的碳酸氢钠细粉添加量与袋式过滤器出口HCl浓度的变化示于图18。
[实例9]
在所述模拟中，对以下两种添加输出施加50％的输出限制后使两者相加来进行反馈控制：当根据利用HCl浓度测定机器(低速)14(测定机器的计测延迟时间为9.5分钟)所计测的HCl浓度进行反馈控制时，在最接近的HCl浓度的斜率的6秒平均为正的情况下，将控制目标值(SV)设为180ppm(SV-20ppm)，在最接近的HCl浓度的斜率的6秒平均为负的情况下，将控制目标值(SV)设为220ppm(SV+20ppm)而进行了控制的添加输出；以及当根据利用HCl浓度测定机器(高速)15(测定机器的计测延迟时间为2秒)所计测的HCl浓度进行反馈控制时，将控制目标值(SV)设为200ppm而进行了控制的添加输出。
将碳酸氢钠细粉添加量与利用碳酸氢钠细粉进行处理后的袋式过滤器出口HCl浓度示于表1。另外，将该控制时的碳酸氢钠细粉添加量与袋式过滤器出口HCl浓度的变化示于图19。
此处，对如实例8及实例9般，当根据计测延迟时间不同的至少两个酸性气体测定机器的测定信号进行估算时，在最接近的HCl浓度的斜率为正的情况下，降低控制目标值，在最接近的HCl浓度的斜率为负的情况下，提高控制目标值，并提前实施利用反馈的添加输出时的酸性气体处理结果进行说明。
实例8是将根据HCl浓度测定机器(低速)14的测定信号进行估算时变更所述控制目标值(SV)，并进行运算所得的添加输出，与根据HCl浓度测定机器(高速)15的测定信号而维持200ppm的控制目标值进行运算所得的添加输出相加，并进行了反馈控制的例子。另外，实例9是对实例8中的根据HCl浓度测定机器(低速)14与HCl浓度测定机器(高速)15的测定信号进行运算所得的两种添加输出施加50％的限制，并将两者相加的反馈控制。
在实例8中，可知添加量与实例1大致相同，尤其瞬间最大HCl从272ppm下降至248ppm，通过该控制方法而强化了对应波峰。另外，在实例9中，可知与实例1相比，瞬间最大为255ppm且对应波峰得到强化，并且添加量从实例8的315kg/h削减至279kg/h，可实施平衡良好的控制。
以下，对实例10～实例12进行说明。在实例10～实例12中，利用分步控制方式代替PID控制方式进行控制。
此处，对分步控制方式的概要进行说明。分步方式与PID控制方式不同，将其设为对应于出口的HCl浓度而阶段性地规定输出的控制方式。表2是实例10中的分步控制方式的控制设定的表。若利用实例10(表2)进行说明，则当HCl浓度为SV控制目标值[控制输出起始浓度(输出下限以上)]～SM1之间时，在LO与LM1之间阶段性地输出控制输出。设为如下的形式：若HCl浓度为SM1～SM2之间，则输出利用LM2所设定的控制输出，若HCl浓度为SM2以上，则输出LH(控制输出上限)。再者，在通常的PID控制式中无输出限制，仅为LO与LH的设定。另外，对基于HCl斜率的控制运算中所用的HCl浓度与控制输出进行决定的表格的修正是利用SVA1与SVA2来进行，当HCl斜率为正时从运算中所使用的HCl浓度减去SVA1，当HCl斜率为负时使运算中所使用的HCl浓度与SVA2相加。由此，使输入同一HCl浓度时进行运算的控制输出变成如下的形式：HCl斜率的值大时(酸性气体浓度增加的倾向)的控制输出值大于HCl斜率的值小时的控制输出值。
再者，碳酸氢钠细粉添加量(Ag)是通过所述式(1)来求出。
[实例10]
在所述模拟中，将以下两种添加输出相加来进行反馈控制：当根据利用HCl浓度测定机器(低速)14(测定机器的计测延迟时间为9.5分钟)所计测的HCl浓度进行反馈控制时，在分步方式的控制中将控制目标值(在该方式中，将碱剂的控制输出被添加至输出下限以上的浓度规定为SV)设定为200ppm而进行了控制的添加输出；以及当根据利用HCl浓度测定机器(高速)15(测定机器的计测延迟时间为2秒)所计测的HCl浓度进行反馈控制时，同样地在分步方式的控制中将控制目标值设定为200ppm而进行了控制的添加输出(参照表1及表2)。
将碳酸氢钠细粉添加量与利用碳酸氢钠细粉进行处理后的袋式过滤器出口HCl浓度示于表1。另外，将该控制时的碳酸氢钠细粉添加量与袋式过滤器出口HCl浓度的变化示于图20。
[实例11]
在所述模拟中，将以下两种添加输出相加来进行反馈控制：当根据利用HCl浓度测定机器(低速)14(测定机器的计测延迟时间为9.5分钟)所计测的HCl浓度进行反馈控制时，在分步方式的控制中最接近的HCl浓度的斜率的6秒平均为正的情况下，将控制目标值(SV)设为180ppm(SV-20ppm)，在最接近的HCl浓度的斜率的6秒平均为负的情况下，将控制目标值(SV)设为220ppm(SV+20ppm)而进行了控制的添加输出；以及当根据利用HCl浓度测定机器(高速)15(测定机器的计测延迟时间为2秒)所计测的HCl浓度进行反馈控制时，同样地在分步方式的控制中将控制目标值设定为200ppm而进行了控制的添加输出(参照表1及表3(表3是实例11及实例12中的分步控制方式的控制设定的表))。
将碳酸氢钠细粉添加量与利用碳酸氢钠细粉进行处理后的袋式过滤器出口HCl浓度示于表1。另外，将该控制时的碳酸氢钠细粉添加量与袋式过滤器出口HCl浓度的变化示于图21。
[实例12]
在所述模拟中，对以下两种添加输出施加50％的输出限制后使两者相加来进行反馈控制：当根据利用HCl浓度测定机器(低速)14(测定机器的计测延迟时间为9.5分钟)所计测的HCl浓度进行反馈控制时，在分步方式的控制中最接近的HCl浓度的斜率的6秒平均为正的情况下，将控制目标值(SV)设为180ppm(SV-20ppm)，在最接近的HCl浓度的斜率的6秒平均为负的情况下，将控制目标值(SV)设为220ppm(SV+20ppm)而进行了控制的添加输出；以及当根据利用HCl浓度测定机器(高速)15(测定机器的计测延迟时间为2秒)所计测的HCl浓度进行反馈控制时，同样地在分步方式的控制中将控制目标值设定为200ppm而进行了控制的添加输出(参照表1及表3)。
将碳酸氢钠细粉添加量与利用碳酸氢钠细粉进行处理后的袋式过滤器出口HCl浓度示于表1。另外，将该控制时的碳酸氢钠细粉添加量与袋式过滤器出口HCl浓度的变化示于图22。
[表1]
Figure BDA0000156727710000241
[表2]
Figure BDA0000156727710000251
[表3]
Figure BDA0000156727710000261
实例10～实例12是利用分步方式进行反馈控制的实例。分步方式是对添加输出的上限值设定多个输出限制，防止添加损失的方案。
以分步控制方式为基础进行控制的结果，与比较例1及比较例2(1小时平均为227ppm～234ppm，瞬间最大为416ppm～425ppm)相比，实例10～实例12的1小时平均值为206ppm～218ppm，瞬间最大为253ppm～274ppm而表现出稳定的酸性气体处理性能。另外，可知与以PID为基础进行控制的实例1、实例8、及实例9(1小时平均为193ppm～205ppm，瞬间最大为248ppm～272ppm)相比，若1小时平均为206ppm～218ppm，瞬间最大为253ppm～274ppm，则酸性气体的管理性能略差，但添加量相对于279kg/h～315kg/h而削减为272kg/h～297kg/h。
本发明在PID方式、分步方式中均可实施，但认为根据所述结果当寻求酸性气体的稳定处理时，PID方式有效，当寻求添加量削减效果时，分步方式有效。
以下，当对作为实体机器研究结果的比较例3、实例13～实例16进行说明时，对比较例3、实例13～实例16中所使用的酸性气体处理系统2的构成进行说明。
图23是表示向作为焚烧设备中的排气的HCl中添加碳酸氢钠细粉的酸性气体处理系统2的构成的方块图。
酸性气体处理系统2包括控制装置21、碳酸氢钠细粉添加装置22、碳酸氢钠细粉添加装置26、袋式过滤器23、HCl浓度测定机器(离子电极方式)24及HCl浓度测定机器(激光方式)25。控制装置21根据从HCl浓度测定机器(离子电极方式)24及HCl浓度测定机器(激光方式)25传送来的HCl浓度测定信号，通过反馈控制(PID控制方式或分步方式)来算出碳酸氢钠细粉的添加量输出值。碳酸氢钠细粉添加装置22根据控制装置21所算出的碳酸氢钠细粉的添加量输出值，向排气中的HCl中添加碳酸氢钠细粉。另外，碳酸氢钠细粉添加装置26不论控制装置21所算出的碳酸氢钠细粉的添加量输出值，均将固定量的碳酸氢钠细粉添加至排气中的HCl。
袋式过滤器23将排气中的HCl与碳酸氢钠细粉的反应后的粉尘去除。HCl浓度测定机器(离子电极方式)24及HCl浓度测定机器(激光方式)25测定蓄积在袋式过滤器23上的碳酸氢钠细粉(通过与排气中的HCl的反应而残存的碳酸氢钠细粉蓄积在袋式过滤器23上)与排气反应后的HCl进行反应后的HCl浓度(后述的袋式过滤器出口HCl浓度)，并将HCl浓度测定信号传送至控制装置21。
酸性气体处理系统2重复此种循环来进行反馈控制，由此控制装置21进行使碳酸氢钠细粉添加量的控制输出值变成适当的值的控制。
再者，关于HCl浓度的计测延迟时间，HCl浓度测定机器(离子电极方式)24比HCl浓度测定机器(激光方式)25长。
另外，如图23所示，优选以测定蓄积在袋式过滤器23上的碳酸氢钠细粉与排气反应后的HCl进行反应后的HCl浓度(袋式过滤器出口HCl浓度)的方式，设置HCl浓度测定机器(离子电极方式)24及HCl浓度测定机器(激光方式)25。其原因在于：通过与排气中的HCl的反应而残存的碳酸氢钠细粉蓄积在袋式过滤器23上，该蓄积的碳酸氢钠细粉与排气反应后的HCl进行反应，因此可更准确地测定HCl浓度。
[比较例3]
在工业废弃物焚烧炉中，将激光形式的HCl浓度测定机器(京都电子工业制造的KLA-1)设置在减温塔出口与袋式过滤器之间，测定入口HCl浓度。另外，根据由袋式过滤器出口的离子电极方式的HCl浓度测定机器(京都电子工业制造的HL-36N)所测定的信号，利用管理排出基准值的氧换算值来实施反馈控制。再者，虽然将取决于出口的SO2浓度信号的反馈添加输出(SV为180ppm)与取决于HCl浓度的添加输出相加来实施，但在该设备中，未产生SO2。
另外，对酸性气体进行处理的碱剂是根据所述反馈控制而添加8μm的碳酸氢钠细粉[栗田工业制造的Highpurser B-200]。碱剂的添加装置因最大添加量的问题而有效地利用2台，1台设为180kg/h的定量添加，1台根据所述出口HCl浓度信号而以“下限为20kg/h、上限为300kg/h、PID控制设定P(比例增益)＝100％、I＝0.1秒、D＝0.1秒”进行反馈控制。
将袋式过滤器入口HCl浓度、袋式过滤器出口HCl浓度、以及碳酸氢钠细粉的添加量(添加装置合计2台)示于表4。表4是表示实体机器研究结果的各比较例及实例的碱剂添加量等的表。另外，将实施该控制时的碳酸氢钠细粉添加量、及袋式过滤器入口出口的HCl浓度的变化示于图24。
如上所示，碳酸氢钠细粉的添加粗略地进行，且是出口的HCl浓度大幅度变化的浪费多的控制。
[实例13]
在同一设备中，利用由袋式过滤器出口的离子电极方式的HCl浓度测定机器(京都电子工业制造的HL-36N)所测定的HCl浓度信号(氧换算值)、及由袋式过滤器出口的激光方式的HCl浓度测定机器(京都电子工业制造的KLA-1)所测定的HCl浓度信号(氧换算值)来实施反馈控制。再者，同样地将取决于出口的SO2浓度信号的反馈添加输出(SV为180ppm)与取决于HCl浓度的添加输出相加来实施，但在该设备中，未产生SO2。
另外，添加装置同样地将1台设为180kg/h的定量添加，1台根据所述出口HCl浓度信号而设为“下限为20kg/h、上限为300kg/h、PID控制设定P(比例增益)＝100％、I＝0.1秒、D＝0.1秒”，对根据离子电极方式与激光方式的两个测定机器的测定信号进行运算所得的两个添加输出施加67％的限制并使两者相加，并且进而独立于该控制，当相对于1小时平均值的设备管理浓度215ppm为213ppm以上时，实施了添加300kg/h的反馈控制。
将袋式过滤器入口HCl浓度、袋式过滤器出口HCl浓度、以及碳酸氢钠细粉的添加量(添加装置合计2台)示于表4。另外，将实施该控制时的碳酸氢钠细粉添加量、及袋式过滤器入口出口的HCl浓度的变化示于图25。
[实例14]
与实例13同样地，利用由袋式过滤器出口的离子电极方式的HCl浓度测定机器所测定的HCl浓度信号(氧换算值)、及由袋式过滤器出口的激光方式的HCl浓度测定机器(京都电子工业制造的KLA-1)所测定的HCl浓度信号(氧换算值)来实施反馈控制。再者，同样地将取决于出口的SO2浓度信号的反馈添加输出(SV为180ppm)与取决于HCl浓度的添加输出相加来实施，但在该设备中，未产生SO2。
另外，将实施了控制的添加装置的控制设为“下限为20kg/h、上限为300kg/h、PID控制设定P(比例增益)＝100％、I＝0.1秒、D＝0.1秒”，对根据两个测定机器的测定信号进行运算所得的两个添加输出施加33％的限制并使两者相加，并且独立于该控制，当1小时平均值为213ppm以上时实施了添加300kg/h的反馈控制。
将袋式过滤器入口HCl浓度、袋式过滤器出口HCl浓度、以及碳酸氢钠细粉的添加量(添加装置合计2台)示于表4。另外，将实施该控制时的碳酸氢钠细粉添加量、及袋式过滤器入口出口的HCl浓度的变化示于图26。
实例13及实例14与比较例3相比，出口的HCl浓度的变动均变少，实施了添加损失少的控制。另外，碱剂的添加量的必需量根据入口HCl浓度而不同，通常以表示平均入口HCl浓度的添加量的当量来进行评价。可知该添加当量与比较例相比得到削减，且进行了有效率的添加。
以下，对实例15及实例16进行说明。在实例15及实例16中，利用分步控制方式代替PID控制方式进行控制。再者，分步控制方式的概要与实例10中所说明的概要相同。
[实例15]
在同一设备中，利用由袋式过滤器出口的离子电极方式的HCl浓度测定机器(京都电子工业制造的HL-36N)所测定的HCl浓度信号(氧换算值)、及由袋式过滤器出口的激光方式的HCl浓度测定机器(京都电子工业制造的KLA-1)所测定的HCl浓度信号(氧换算值)来实施反馈控制。再者，同样地将取决于出口的SO2浓度信号的反馈添加输出(SV为180ppm)与取决于HCl浓度的添加输出相加来实施，但在该设备中，未产生SO2。
另外，添加装置同样地将1台设为180kg/h的定量添加，将1台设为分步方式，对根据两个测定器的测定信号进行运算所得的两个添加输出施加50％的限制并使两者相加，且独立于该控制，当1小时平均值为213ppm以上时实施了添加300kg/h的反馈控制(参照表4及表5(表5是实例15及实例16中的分步控制方式的控制设定的表))。
将袋式过滤器入口HCl浓度、袋式过滤器出口HCl浓度、以及碳酸氢钠细粉的添加量(添加装置合计2台)示于表4。另外，将实施该控制时的碳酸氢钠细粉添加量、及袋式过滤器入口出口的HCl浓度的变化示于图27。
实例15是利用分步方式的实例。与比较例3相比，出口的HCl浓度的变动变少，实施了添加损失少的控制。该添加当量与比较例相比得到削减，且进行了有效率的添加。
[实例16]
在同一设备中，利用由袋式过滤器出口的离子电极方式的HCl浓度测定机器(京都电子工业制造的HL-36N)所测定的HCl浓度信号(氧换算值)、及由袋式过滤器出口的激光方式的HCl浓度测定机器(京都电子工业制造的KLA-1)所测定的HCl浓度信号(氧换算值)来实施反馈控制。再者，同样地将取决于出口的SO2浓度信号的反馈添加输出(SV为180ppm)与取决于HCl浓度的添加输出相加来实施，但在该设备中，未产生SO2。
另外，将1台添加装置设为定量添加170kg/h的比表面积为30m2/g以上的高反应消石灰(奥多摩工业(股份)制造的Tamakalk ECO)，将另1台设为分步方式，对根据两个测定器的测定信号进行运算所得的两个添加输出施加50％的限制并使两者相加，且独立于该控制，当1小时平均值为213ppm以上时实施了添加300kg/h的反馈控制(参照表4及表5)。
将袋式过滤器入口HCl浓度、袋式过滤器出口HCl浓度、以及碳酸氢钠细粉的添加量示于表4。另外，将实施该控制时的碳酸氢钠细粉添加量、及袋式过滤器入口出口的HCl浓度的变化示于图28。
实例16是将在工业上比较廉价的消石灰与碳酸氢钠细粉一并有效地利用的实例。在该方法中，也可以稳定地获得酸性气体的稳定处理效果。由于有效地利用廉价的消石灰而削减酸性气体处理费用，因此是在工业上有效的方法。
[表4]
Figure BDA0000156727710000321
[表5]
Figure BDA0000156727710000331

Claims (11)

1.一种酸性气体的处理方法，其向含有酸性气体的燃烧排气中添加碱剂，并根据测定收集粉尘后的酸性气体浓度的酸性气体浓度测定机器的测定信号，对碱剂的添加量进行反馈控制，其特征在于包括如下步骤：
利用计测延迟时间彼此不同的多个酸性气体浓度测定机器测定同一种酸性气体的浓度；以及
根据所述多个酸性气体浓度测定机器的测定信号，通过反馈运算来算出碱剂的添加量输出值。
2.根据权利要求1所述的酸性气体的处理方法，其特征在于：
所述通过反馈运算来算出添加量输出值包括如下步骤；
算出根据所述多个测定信号所分别运算出的多个添加量输出值的上限值；以及
针对所述已算出的多个上限值中的至少1个上限值，算出比该上限值小的值的添加量输出值。
3.根据权利要求1所述的酸性气体的处理方法，其特征在于：
所述通过反馈运算来算出添加量输出值的步骤还包括如下步骤：
设定至少2个酸性气体浓度的斜率的范围；
在所述至少2个斜率的各自的范围内设定酸性气体浓度的控制目标值；以及
至少根据所述测定信号及所述斜率的各自的范围的控制目标值，算出碱剂的添加量输出值；且
在设定所述控制目标值的步骤中，所述酸性气体浓度的斜率的范围大的情况下设定的控制目标值小于所述酸性气体浓度的斜率的范围小的情况下设定的控制目标值。
4.根据权利要求2所述的酸性气体的处理方法，其特征在于：
所述通过反馈运算来算出添加量输出值的步骤还包括如下步骤：
设定至少2个酸性气体浓度的斜率的范围；
在所述至少2个斜率的各自的范围内设定酸性气体浓度的控制目标值；以及
至少根据所述测定信号及所述斜率的各自的范围的控制目标值，算出碱剂的添加量输出值；且
在设定所述控制目标值的步骤中，所述酸性气体浓度的斜率的范围大的情况下设定的控制目标值小于所述酸性气体浓度的斜率的范围小的情况下设定的控制目标值。
5.根据权利要求1所述的酸性气体的处理方法，其特征在于：
所述通过反馈运算来算出添加量输出值的步骤还包括如下步骤：
在根据所述测定信号所运算出的添加量输出值的下限值与上限值之间，对应于所述酸性气体浓度而设定1个以上所述添加量输出值的新的上限值。
6.根据权利要求2所述的酸性气体的处理方法，其特征在于：
所述通过反馈运算来算出添加量输出值的步骤还包括如下步骤：
在根据所述测定信号所运算出的添加量输出值的下限值与上限值之间，对应于所述酸性气体浓度而设定1个以上所述添加量输出值的新的上限值。
7.根据权利要求3所述的酸性气体的处理方法，其特征在于：
所述通过反馈运算来算出添加量输出值的步骤还包括如下步骤：
在根据所述测定信号所运算出的添加量输出值的下限值与上限值之间，对应于所述酸性气体浓度而设定1个以上所述添加量输出值的新的上限值。
8.根据权利要求4所述的酸性气体的处理方法，其特征在于：
所述通过反馈运算来算出添加量输出值的步骤还包括如下步骤：
在根据所述测定信号所运算出的添加量输出值的下限值与上限值之间，对应于所述酸性气体浓度而设定1个以上所述添加量输出值的新的上限值。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的酸性气体的处理方法，其特征在于：
所述碱剂是平均粒径为5μm～30μm的碳酸氢钠细粉。
10.根据权利要求9所述的酸性气体的处理方法，其特征在于：
并用与所述碳酸氢钠细粉不同的其他碱剂。
11.根据权利要求10所述的酸性气体的处理方法，其特征在于：
所述其他碱剂是选自由消石灰、氢氧化钠、氢氧化镁、氧化镁、碳酸钠、倍半碳酸钠、天然苏打、及粗碳酸氢钠所组成的组群中的至少1种碱剂。
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