JP2018023968A - アンモニアに基づく脱硫装置のための自動アンモニア添加システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
アンモニアに基づく脱硫装置の入口連続排ガス監視システム(CEMS)及び出口CEMSによって提供されるガス量(又は関連するガス量)と、入口CEMSによって提供されるSO2濃度と、出口CEMSの予め決定されたSO2濃度とに基づいて、アンモニアの理論量を自動的に計算し;
アンモニアの理論量の補正係数として、除去された二酸化硫黄の実際量に対する添加されたアンモニアの実際量の比率の半分を用いて、アンモニアの補正理論量を計算し;
アンモニアの補正理論量±10%、好ましくは±5%、より好ましくは±3%、さらにより好ましくは±2%に相当するアンモニア吸収剤を、アンモニア計量手段及びアンモニア制御弁を介して、アンモニアに基づく脱硫装置に添加し、及び次いで、フィードバックとして出口CEMSによって提供される実際のSO2濃度及び変化傾向に基づいて実際のアンモニア流量を自動的に制御し、それにより自動アンモニア添加を達成する、
自動アンモニア添加システムを提供する。
アンモニアの理論量=(入口CEMSのガス量又は関連するガス量(Nm3/h)*入口SO2濃度(mg/Nm3)−出口CEMSのガス量又は関連するガス量(Nm3/h)*出口CEMSの予め決定されたSO2濃度(mg/Nm3))/1000/1000/64*34kg/h
アンモニアの理論量の補正係数=添加されたアンモニアの実モル数/除去された二酸化硫黄の実モル数/2
アンモニアの補正理論量=アンモニアの理論量*アンモニアの理論量の補正係数
のように計算される。
生煙道ガスが吸収塔の中間部〜下部から入り、次いで、連続的に冷却及び洗浄し、脱硫のために洗浄し、循環ポンプによって循環される洗浄液体によって微粒子物質を除去した後、塔の頂部の煙道ガス出口から排出され;及び
アンモニア供給システムは、吸収塔の酸化セクション、循環ポンプ等などの所定のアンモニア添加地点に対し、アンモニア制御弁によってアンモニア吸収剤を補い、それにより脱硫システムへの自動アンモニア添加を達成する。
入口CEMS7及び出口CEMS8によって提供されるガス量(又は関連するガス量)と、入口CEMS7によって提供されるSO2濃度と、出口CEMS8の予め決定されたSO2濃度とに基づいて、マイクロプロセッサを使用してアンモニアの理論量を自動的に計算し;
アンモニアの理論量の補正係数として、除去された二酸化硫黄の実際量に対する添加されたアンモニアの実際量の比率の半分を用いて、アンモニアの補正理論量を計算し;
アンモニアの補正理論量±10%、好ましくは±5%、より好ましくは±3%、さらにより好ましくは±2%に相当するアンモニア吸収剤を、アンモニア計量手段4及びアンモニア制御弁3を介して、アンモニアに基づく脱硫装置に添加し;及び次いで、
フィードバックとして出口CEMS8によって提供される実際のSO2濃度及び変化傾向に基づいて実際のアンモニア流量を自動的に制御し、それにより自動アンモニア添加を達成する。
生煙道ガス5が吸収塔1の中間部〜下部から入り、次いで、連続的に冷却及び洗浄し、脱硫のために洗浄し、循環ポンプ6によって循環される洗浄液体によって微粒子物質を除去した後、塔の頂部の煙道ガス出口から排出され;及び
アンモニア供給システム2は、酸化セクション9及び循環ポンプ6などの所定のアンモニア添加地点に対し、主アンモニア制御弁31及び補助アンモニア制御弁32を介して水性アンモニア吸収剤を補う。
1)入口CEMS7及び出口CEMS8のガス量(又は関連するガス量)と、入口CEMS7及び出口CEMS8のSO2濃度と、アンモニア計量データとを分散型制御システム(DCS)にアップロードし、その際、入口CEMS及び出口CEMSの水分含有量、温度及び圧力データはガス量補正計算に使用可能であり、
2)DCSによって出口SO2濃度を予め決定し、
3)添加されるアンモニアの理論量を計算し、
4)アンモニアの理論量の補正係数を計算し、
5)アンモニアの補正理論量を計算し、
6)主流量計4及び主アンモニア制御弁31を介して、アンモニアの流量をアンモニアの補正理論量の98%になるように制御し、
7)DCSによって出口CEMS8の実際のSO2濃度を取得し、
8)フィードバックとして出口CEMS8の実際のSO2濃度及び変化傾向に基づいて補助アンモニア制御弁32を制御し、それにより、出口SO2濃度が予め決定されたSO2濃度に設定されることが可能になり、及び
9)実際のアンモニア流量を取得し、除去された二酸化硫黄の実際量を一体化且つ取得し、及びDCSによって一体化して、次の制御ラウンドを実行する。
アンモニアに基づく脱硫装置の入口CEMS及び出口CEMSによって提供されるガス量(又は関連するガス量)と、入口CEMSによって提供されるSO2濃度と、出口CEMSの予め決定されたSO2濃度とから、添加されるアンモニアの理論量を自動的に計算する工程と、
アンモニアの理論量の補正係数として、除去された二酸化硫黄の実際量に対する添加されたアンモニアの実際量の比率の半分を用いて、アンモニアの補正理論量を計算する工程と、
アンモニアの補正理論量±10%、好ましくは±5%、より好ましくは±3%、さらにより好ましくは±2%に相当するアンモニア吸収剤を、アンモニア計量手段及びアンモニア制御弁を介して、アンモニアに基づく脱硫装置に添加し、及び次いで、フィードバックとして出口CEMSによって提供される実際のSO2濃度及び変化傾向に基づいて実際のアンモニア流量を自動的に制御し、それにより自動アンモニア添加を達成する工程と
を含む。
生煙道ガスを、図1に示されるような本発明の自動アンモニア添加システムを含むアンモニアに基づく脱硫装置を用いることによって処理した。図1中、1は吸収塔であり、2はアンモニア供給システムであり、3はアンモニア制御弁であり、4はアンモニア計量手段としての質量流量計であり、5は生煙道ガスであり、6は循環ポンプであり、7は入口CEMSであり、8は出口CEMSであり、9は酸化セクションである。生煙道ガスのガス量は360000〜510000Nm3/hであり、SO2濃度は1000〜30000mg/Nm3であり、合計粉塵濃度は15〜30mg/Nm3である。
生煙道ガス5が吸収塔1の中間部〜下部から入り、次いで、連続的に冷却及び洗浄し、脱硫のために洗浄し、循環ポンプ6によって循環される洗浄液体によって微粒子物質を除去した後、塔の頂部の煙道ガス出口から排出され;及び
アンモニア供給システム2は、酸化セクション9及び循環ポンプ6などのアンモニア添加地点に対し、主アンモニア制御弁31及び補助アンモニア制御弁32を介して液体アンモニア吸収剤を補う。
1)DCSによって関連データ、すなわち、395000Nm3/hの入口ガス量、2112mg/Nm3の入口SO2濃度、405000Nm3/hの出口ガス量、24mg/Nm3の出口SO2濃度、1940tの添加された液体アンモニアの実際の累積量、及び3653tの除去された二酸化硫黄の実際の累積量を取得し;
2)DCSによって23.9mg/Nm3の出口SO2濃度を予め決定し、
3)アンモニアの理論量=(395000*2112−405000*23.9)/1000/1000/64*34=438kg/hを計算し;
4)アンモニアの理論量の補正係数=1940/34/3653*64=0.9997を計算し;
5)アンモニアの補正理論量=438*0.9997=437.85kg/hを計算し;
6)質量流量計4及び主アンモニア制御弁31を介して433.47kg/h(すなわち、437.85kg/h*0.99)の流量で液体アンモニアを添加し;
7)出口CEMS8の実際のSO2濃度、23.9mg/Nm3を取得し;
8)フィードバックとして出口CEMS8の実際のSO2濃度及び変化傾向に基づいて補助アンモニア制御弁32を制御して、出口SO2濃度を23.5mg/Nm3に制御し;及び
9)438kg/hの実際の合計アンモニア流量を取得し、除去された二酸化硫黄の実際の量を一体化且つ取得し、及び一体化して、次の制御ラウンドを実行する。
Claims (18)
- 多段制御を用いる、アンモニアに基づく脱硫装置のための自動アンモニア添加システムであって、
前記アンモニアに基づく脱硫装置の入口連続排ガス監視システム(CEMS)及び出口CEMSによって提供されるガス量又は関連するガス量と、前記入口CEMSによって提供されるSO2濃度と、前記出口CEMSの予め決定されたSO2濃度とに基づいて、添加されるアンモニアの理論量を自動的に計算し;
前記アンモニアの理論量の補正係数として、除去された二酸化硫黄の実際量に対する添加されたアンモニアの実際量の比率の半分を用いて、アンモニアの補正理論量を計算し;
前記アンモニアの補正理論量±10%に相当するアンモニア吸収剤を、アンモニア計量手段及びアンモニア制御弁を介して、前記アンモニアに基づく脱硫装置に添加し;及び次いで、
フィードバックとして前記出口CEMSによって提供される前記実際のSO2濃度及び変化傾向に基づいて実際のアンモニア流量を自動的に制御し、それにより自動アンモニア添加を達成する、
自動アンモニア添加システム。 - 吸収塔、アンモニア供給システム、アンモニア制御弁、アンモニア計量手段、循環ポンプ、入口CEMS、出口CEMS及び酸化セクションを含む、請求項1に記載の自動アンモニア添加システム。
- 前記入口及び出口CEMSの前記ガス量又は関連するガス量、前記入口及び出口CEMSの前記SO2濃度、並びにアンモニア計量のデータが、
前記添加されたアンモニアの実際量及び前記除去された二酸化硫黄の実際量を計算し、及び次いで、前記添加されるアンモニアの理論量、前記アンモニアの量の前記補正係数、及び前記アンモニアの補正理論量を計算するために
DCSにアップロードされる、
請求項1又は2に記載の自動アンモニア添加システム。 - 前記添加されるアンモニアの理論量、前記アンモニアの理論量の前記補正係数、及び前記アンモニアの補正理論量が、以下:
アンモニアの理論量=(前記入口CEMSのガス量又は関連するガス量(Nm3/h)*入口SO2濃度(mg/Nm3)−前記出口CEMSのガス量又は関連するガス量(Nm3/h)*前記出口CEMSの予め決定されたSO2濃度(mg/Nm3))/1000/1000/64*34kg/h
アンモニアの理論量の補正係数=添加されたアンモニアの実モル数対除去された二酸化硫黄の実モル数の比率/2
アンモニアの補正理論量=アンモニアの理論量*アンモニアの理論量の補正係数
のように計算される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の自動アンモニア添加システム。 - 出口SO2濃度勾配が、前記アンモニアの理論量の前記補正係数の計算の手段として使用される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の自動アンモニア添加システム。
- 前記出口SO2濃度値の時間曲線の傾斜が、出口SO2濃度の変化傾向を判断するための手段として使用される、請求項1〜5のいずれか一項に記載の自動アンモニア添加システム。
- 以下の特徴:
− 前記アンモニア供給システムによって供給される前記アンモニア吸収剤が、液体アンモニア、水性アンモニア及び気体アンモニアのうちの1つ又は複数であること;
− 前記自動アンモニア添加システムが、1つ又は複数のアンモニア制御弁、好ましくは2つのアンモニア制御弁を使用すること;
− 前記アンモニア計量手段が流量計及び/又は計量ポンプであること;
− 前記入口CEMSの測定項目が、水分含有量、温度及び圧力をさらに含むこと;
− 前記出口CEMSの測定項目が、水分含有量、温度及び圧力をさらに含むこと;
− 前記関連するガス量、例えばボイラ負荷及びボイラ空気量から計算されたガス量が、前記入口及び出口CEMSのガス量と入れ替わるために使用されること
の少なくとも1つを有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の自動アンモニア添加システム。 - 異なる制御能力を有する複数のアンモニア制御弁を使用する、請求項1に記載の自動アンモニア添加システム。
- 大きい制御能力を備えた制御弁がアンモニアの補正理論量の90〜99%の添加を制御するために使用され、且つ小さい制御能力を備えた制御弁が自動フィードバック調整及び制御のために使用される、請求項8に記載の自動アンモニア添加システム。
- 前記入口CEMSの前記ガス量が前記出口CEMSの前記ガス量と置き換わるために使用され、又は前記出口CEMSの前記ガス量が前記入口CEMSの前記ガス量と置き換わるために使用され、且つ前記入口及び出口CEMSの水分含有量、温度及び圧力データがガス量補正計算のために使用される、請求項1に記載の自動アンモニア添加システム。
- アンモニアに基づく脱硫装置のための自動アンモニア添加方法であって、
前記アンモニアに基づく脱硫装置の入口CEMS及び出口CEMSによって提供されるガス量(又は関連するガス量)と、前記入口CEMSによって提供されるSO2濃度と、前記出口CEMSの予め決定されたSO2濃度とから、添加されるアンモニアの理論量を自動的に計算する工程と、
前記アンモニアの理論量の補正係数として、除去された二酸化硫黄の実際量に対する添加されたアンモニアの実際量の比率の半分を用いて、アンモニアの補正理論量を計算する工程と、
前記アンモニアの補正理論量±10%、好ましくは±5%、より好ましくは±3%、さらにより好ましくは±2%に相当するアンモニア吸収剤を、アンモニア計量手段及びアンモニア制御弁を介して、前記アンモニアに基づく脱硫装置に添加し、及び次いで、フィードバックとして前記出口CEMSによって提供される前記実際のSO2濃度及び変化傾向に基づいて実際のアンモニア流量を自動的に制御し、それにより自動アンモニア添加を達成する工程と
を含む、自動アンモニア添加方法。 - 前記添加されるアンモニアの理論量、前記アンモニアの理論量の前記補正係数、及び前記アンモニアの補正理論量が、以下:
アンモニアの理論量=(前記入口CEMSのガス量又は関連するガス量(Nm3/h)*入口SO2濃度(mg/Nm3)−前記出口CEMSのガス量又は関連するガス量(Nm3/h)*前記出口CEMSの予め決定されたSO2濃度(mg/Nm3))/1000/1000/64*34kg/h
アンモニアの理論量の補正係数=添加されたアンモニアの実モル数対除去された二酸化硫黄の実モル数の比率/2
アンモニアの補正理論量=アンモニアの理論量*アンモニアの理論量の補正係数
のように計算される、請求項11に記載の自動アンモニア添加方法。 - 出口SO2濃度勾配が、前記アンモニアの理論量の前記補正係数の計算の手段として使用される、請求項11に記載の自動アンモニア添加方法。
- 前記出口SO2濃度値の時間曲線の傾斜が、出口SO2濃度の変化傾向を判断するための手段として使用される、請求項11に記載の自動アンモニア添加方法。
- 以下の特徴:
− 前記アンモニア供給システムによって供給される前記アンモニア吸収剤が、液体アンモニア、水性アンモニア及び気体アンモニアのうちの1つ又は複数であること;
− 前記アンモニア制御弁が、1つ又は複数のアンモニア制御弁、好ましくは2つのアンモニア制御弁を含むこと;
− 前記アンモニア計量手段が流量計及び/又は計量ポンプであること;
− 前記入口CEMSの測定項目が、水分含有量、温度及び圧力をさらに含むこと;
− 前記出口CEMSの測定項目が、水分含有量、温度及び圧力をさらに含むこと;
− 前記関連するガス量、例えばボイラ負荷及びボイラ空気量から計算されたガス量が、前記入口及び出口CEMSのガス量と入れ替わるために使用されること
の少なくとも1つを有する、請求項11〜14のいずれか一項に記載の自動アンモニア添加方法。 - 前記アンモニア制御弁が、異なる制御能力を有する複数のアンモニア制御弁を含む、請求項11に記載の自動アンモニア添加方法。
- 大きい制御能力を備えた制御弁がアンモニアの補正理論量の90〜99%の添加を制御するために使用され、且つ小さい制御能力を備えた制御弁が自動フィードバック調整及び制御のために使用される、請求項16に記載の自動アンモニア添加方法。
- 前記入口CEMSの前記ガス量が前記出口CEMSの前記ガス量と置き換わるために使用され、又は前記出口CEMSの前記ガス量が前記入口CEMSの前記ガス量と置き換わるために使用され、且つ前記入口及び出口CEMSの水分含有量、温度及び圧力データがガス量補正計算のために使用される、請求項1に記載の自動アンモニア添加方法。
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