JP2010227749A - 排ガス処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第一の酸性ガス除去工程で、濃度計測工程で計測された二酸化硫黄濃度に基づき、排ガス中の二酸化硫黄濃度が所定の目標濃度に近づくように液状アルカリ剤の供給量をフィードバック制御し、第二の酸性ガス除去工程で、濃度計測工程で計測された塩化水素濃度及び二酸化硫黄濃度の計測値に基づき、排ガス中の塩化水素濃度及び二酸化硫黄濃度がそれぞれの所定の目標濃度に近づくように粉末アルカリ剤の供給量をフィードフォワード制御する。
【選択図】図1
Description
2HCl+Ca(OH)2→CaCl2+2H2O
の反応のもとに、塩化カルシウム(CaCl2)を生成し、この塩化カルシウムをフィルタにて煤塵とともに捕集している。
Z=3.3×10−3(X0−X1)・Q・KX+3.3×10−3(Y0−Y1)
・Q・KY (1)
ここで、
Z:消石灰の供給量(g/h)
X0:塩化水素濃度計測値(ppm)
X1:目標塩化水素濃度(ppm)
Y0:二酸化硫黄濃度計測値(ppm)
Y1:目標二酸化硫黄濃度(ppm)
Q :排ガス流量(Nm3/h)
KX:モル係数(塩化水素との反応)
KY:モル係数(二酸化硫黄との反応)
(数2)
Z=(X0−X1)×10−6・Q・103・74・KX/22.4
+(Y0−Y1)×10−6・Q・103・74・KY/22.4
=3.3×10−3(X0−X1)・Q・KX+3.3×10−3(Y0−Y1)
・Q・KY (2)
74:消石灰の式量 g/mol
22.4:理想気体のモル体積 l/mol
ここで、モル係数について、説明を加えておく。
HCl+1/2Ca(OH)2→1/2 CaCl2+H2O
(数3)
モル係数KX=(100÷96)×3×1/2=1.56 (3)
SO2+Ca(OH)2+1/2O2→CaSO4+H2O
(数4)
モル係数KY=(100÷45)×2=4.44 (4)
消石灰は塩化水素と反応する際に次のような2段階の反応で進む。
第2段階の反応:HCl+CaClOH→CaCl2+H2O
排ガス中の二酸化硫黄濃度が比較的高い場合には、次のように塩化水素と消石灰の反応により生じたCaCl2が二酸化硫黄および排ガス中の水分と反応して、石膏(CaSO4)が生成される。石膏は煤塵粒子を凝集させたり煤塵粒子をフィルタに固着させてしまう等、不具合をもたらす。
CaCl2とSO2の反応:CaCl2+SO2+H2O→CaSO4+2HCl
Ca(OH)2とSO2の反応:Ca(OH)2+SO2→CaSO3+H2O
(数5)
W=3.3×10−3(X0+Y0)・Q (5)
W:消石灰の供給量(g/h)
X0:塩化水素濃度(ppm)
Y0:二酸化硫黄濃度(ppm)
Q :排ガス流量(Nm3/h)
W=(X0+Y0)×10−6・Q×103×74/22.4
=3.3×10−3(X0+Y0)・Q
74:消石灰の式量 g/mol
22.4:理想気体のモル体積 l/mol
HCl+NaOH→NaCl+H2O
SO2+2NaOH+1/2 O2→Na2SO4+H2O
(数6)
V=1.8×10−3(Y0−Y(1))・Q・KNY (6)
ここで、
V:消石灰の供給量(g/h)
Y0:二酸化硫黄濃度計測値(ppm)
Y(1):ガス冷却塔出口側での目標二酸化硫黄濃度(ppm)
Q :排ガス流量(Nm3/h)
KNY:モル係数(苛性ソーダと二酸化硫黄との反応)
(数7)
V=(Y0−Y(1))×10−6・Q・103・40・KNY/22.4
=1.8×10−3(Y0−Y(1))・Q・KNY (7)
40:苛性ソーダの式量 g/mol
22.4:理想気体のモル体積 l/mol
排ガス流量180Nm3/hの燃焼炉で模擬ごみを燃焼させ、後段に設けられたガス冷却塔の出口の排ガス温度が180℃になるようにガス冷却塔における減温水の吹込み量を制御して排ガスを冷却した。
比較例として、ガス冷却塔での苛性ソーダ水溶液の供給量を2.0L/h又は1.0L/hの一定量に固定し、バグフィルタ出口に設置した塩化水素濃度計および二酸化硫黄濃度計のデータに基づき、バグフィルタ入口部で噴霧する消石灰吹込み量をバグフィルタ出口における目標値(塩化水素=100ppm、二酸化硫黄=50ppm)以下になるようフィードバック制御を行った。
ガス冷却塔出口に設置した塩化水素濃度計および二酸化硫黄濃度計のデータを用いて、苛性ソーダ水溶液および消石灰の吹込み量の制御を行った。ガス冷却塔における苛性ソーダ水溶液の吹込み量については、ガス冷却塔出口における二酸化硫黄濃度の目標値を定め、該二酸化硫黄濃度がその目標値になるようにフィードバック制御をおこなった。
10 ガス冷却塔
20 液状アルカリ剤供給装置
30 二酸化硫黄濃度計
40 塩化水素濃度計
50 粉末アルカリ剤供給装置
60 制御装置
61 液状アルカリ剤供給量制御部
62 粉末アルカリ剤供給量制御部
Claims (2)
- 塩化水素と二酸化硫黄を含む酸性ガスを含有する排ガスをガス冷却塔で冷却する冷却工程と、
ガス冷却塔で排ガスに液状アルカリ剤を供給する第一の酸性ガス除去工程と、
ガス冷却塔から排出された排ガスに粉末アルカリ剤を供給する第二の酸性ガス除去工程と、
粉末アルカリ剤が供給された排ガス中のダストを除去するとともに、酸性ガスと粉末アルカリ剤との反応生成物を集塵器で除去する集塵工程と、
を有する排ガス処理方法において、
上記第一の酸性ガス除去工程と上記第二の酸性ガス除去工程との間で、ガス冷却塔から排出された排ガス中の塩化水素濃度及び二酸化硫黄濃度を計測する濃度計測工程を有し、
上記第一の酸性ガス除去工程で、上記濃度計測工程で計測された二酸化硫黄濃度に基づき、排ガス中の二酸化硫黄濃度が所定の目標濃度に近づくように液状アルカリ剤の供給量をフィードバック制御し、
上記第二の酸性ガス除去工程で、上記濃度計測工程で計測された塩化水素濃度及び二酸化硫黄濃度の計測値に基づき、排ガス中の塩化水素濃度及び二酸化硫黄濃度がそれぞれの所定の目標濃度に近づくように粉末アルカリ剤の供給量をフィードフォワード制御する
ことを特徴とする排ガス処理方法。 - 第二の酸性ガス除去工程で、塩化水素と反応してCaClOHを生成するとともに二酸化硫黄と反応してCaSO3を生成するために必要十分な粉末アルカリ剤としての消石灰の供給量Wを(A)式により演算し、該供給量Wを下限量として消石灰を供給する
こととする請求項1に記載の排ガス処理方法。
W=3.3×10−3(X0+Y0)・Q (A)
W:消石灰の供給量(g/h)
X0:塩化水素濃度(ppm)
Y0:二酸化硫黄濃度(ppm)
Q :排ガス流量(Nm3/h)
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