JP2686273B2 - 湿式排煙脱硫装置 - Google Patents

湿式排煙脱硫装置

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JP2686273B2 JP63064565A JP6456588A JP2686273B2 JP 2686273 B2 JP2686273 B2 JP 2686273B2 JP 63064565 A JP63064565 A JP 63064565A JP 6456588 A JP6456588 A JP 6456588A JP 2686273 B2 JP2686273 B2 JP 2686273B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は湿式排煙脱硫装置に係り、特に排水処理装置
で使用される薬品量等を低減するのに好適な湿式排煙脱
硫装置に関する。
〔従来の技術〕
第4図は、従来技術による湿式排煙脱硫装置の系統図
である。図において、ボイラ1の燃焼排ガスは、電気集
塵器2でばい塵の一部が除去されたのち、脱硝装置3で
窒素酸化物が除去され、さらに空気予熱器4で冷却され
た後、脱硫装置5に導入される。脱硫装置5に導入され
たガスは、吸収塔循環ポンプ8によって供給される吸収
剤スラリと気液接触し、排ガス中の硫黄酸化物(SOx)
が吸収除去され、処理ガスとなって系外は排出される。
一方、吸収剤スラリに吸収されたSOxは亜鉛酸カルシ
ウム等を生成し、吸収塔循環タンク30に貯溜され、ここ
で酸化用空気ブロワ9により供給される酸化用空気で酸
化され、石膏を生成する。吸収剤スラリは、吸収剤スラ
リ調合ピット20において吸収剤21および後述するシック
ナオーバーフロー水タンク18から供給されるシックナオ
ーバフロー水を混合して得られ、吸収塔循環タンク30に
供給される。吸収塔循環タンク30の一部の吸収剤スラリ
は、吸収塔抜出ポンプ10により石膏スラリとして抜出さ
れ、石膏タンク11に導入される。石膏タンク11では硫酸
25を供給して未反応石灰石を石膏とする。次に石膏スラ
リは、シックナ14に導入され、石膏スラリが濃縮され
る。濃縮された石膏スラリは、脱水機供給タンク15で石
膏スラリの比重が調整され、脱水機16に導入されて製品
石膏22が除去される。脱水機16で分離された脱水排水
は、脱水機排水ピット17に貯えられた後、シックナ14に
戻される。シックナ14の石膏を含まない上澄み液は、シ
ックナオーバーフロー水タンク18に導入されたのち排水
抜出ポンプ26により脱硫排水として排水処理装置24に供
給され、処理される。なお、オーバーフロー水タンク18
には必要に応じて補給水19が供給される。
前記脱硫装置5に供給される排ガス、吸収剤および補
給水中には塩素(Cl)、フッ素(F)、アンモニア(NH
3)およびフライアッシュに含有される金属類等の不純
物が含まれ、これらは吸収剤スラリに吸収される。特に
石炭燃焼ガス中には多量のClが含まれ、吸収剤スラリに
吸収されたClは、吸収剤スラリ中でCa、Na等のアルカリ
イオンと反応して溶解し、蓄積、濃縮され、各機器、配
管の腐食の原因となる。これらの不純物を含んだ排水
は、シックナ14からのオーバフロー水として排水処理装
置24に送られ、不純物濃度が排水放流基準以下となるよ
うに処理されて放流される。
しかしながら、このような従来装置においては、排水
処理装置24に流入される脱硫排水の流量は、ボイラ負荷
変化、脱硫装置の運転条件の変化などによる吸収剤スラ
リに吸収されるClなどの不純物成分の濃度変化を考慮せ
ず、想定される最も高い濃度を基準にして処理が行われ
ている。従って、吸収剤スラリ中の不純物成分濃度が低
い時でも、排水処理装置24には薬品量が必要以上に多く
投入されていることになる。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、ボイラ、脱硫装置の運転状態量を基
に排水中のCl等の不純物成分濃度を実時間で推定し、不
純物成分の濃度によって排水処理装置に供給する脱硫排
水量を調整して排水処理装置で処理される脱硫排水中の
不純物成分量を常に一定に保つことができる湿式排煙脱
硫装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、脱硫装置運転条件および実時間計測可能
な状態量をもとに排水中に含まれる例えばCl濃度が計算
できる各種検出器、演算器および排水量を制御する調整
弁を設けることにより達成される。
すなわち、本発明で特許請求される発明は以下のとお
りである。
(1)ボイラー等の燃焼装置で発生する排ガス中の硫黄
酸化物を、吸収剤スラリ調合ピットから供給される吸収
剤スラリとの気液接触によって除去する吸収塔と、硫黄
酸化物を吸収して生成した吸収剤スラリ中の石膏を除去
して脱硫排水とする脱水機および石膏が除かれた脱硫排
水を処理する排水処理装置とを有する湿式排煙脱硫装置
において、前記吸収塔前流に排ガス流量検出器および排
ガス中の不純物成分濃度を検出する濃度検出器を、前記
吸収剤スラリ調合ピット出口に吸収剤スラリ流量検出器
または前記脱水機前流に石膏スラリ流量検出器を、およ
び前記排水処理装置前流に排水流量検出器をそれぞれ設
け、さらにこれらの検出器の信号に基づいて排ガス中の
不純物成分量、脱硫排水量および石膏付着水量を算出し
て脱硫排水中の不純物成分濃度を演算し、該濃度信号と
脱硫排水の不純物成分設定濃度信号に基づいて排水処理
装置へ流入させる脱硫排水量を決定する演算器と、該演
算器からの信号によって脱硫排水流量を調整する排水流
量調整弁とを設けたことを特徴とする湿式排煙脱硫装
置。
(2)脱水機前流に補給水の流量検出器および不純物成
分濃度検出器をさらに設け、それぞれの検出器の信号に
基づいて排ガス中の不純物成分量、補給水中の不純物成
分量、脱硫排水量および石膏付着水量を算出して脱硫排
水中の不純物成分濃度を演算し、該濃度信号と脱硫排水
の不純物成分設定濃度信号に基づいて排水処理装置へ流
入させる脱硫排水量を決定する演算器を設置することを
特徴とする(1)に記載の湿式排煙脱硫装置。
本発明において不純物成分とは、塩素、フッ素、アン
モニア、フライアッシュに含有される金属類等の吸収剤
スラリ中で濃縮される成分をいう。本発明において、補
給水中に不純物成分が含まれている場合は、その濃度お
よび補給水量をも加味して脱硫排水流量を調節すること
が好ましい。
〔実施例〕 以下、本発明を実施例により詳しく説明する。
第1図は、本発明における排煙脱硫装置の系統図を示
す。第1図において第4図と同一部分は同一符号を付
し、説明を省略する。図において第4図と異なる点は、
脱硫装置5前流に排ガス流量検出器50および排ガス中の
Cl濃度を検出するCl濃度検出器51を、シックナオーバー
フロー水タンク18に水を補給する補給水ライン19に補給
水流量検出器52および該補給水中のCl濃度を検出するCl
濃度検出器53を、吸収剤スラリ調合ピット20出口に吸収
剤スラリ流量検出器56を、脱水機16前流に石膏スラリ流
量検出器57を、ならびに排水処理装置24前流に排水流量
検出器55をそれぞれ設け、さらに前記検出器から得られ
る信号によって脱水排水中のCl濃度を算出し、排水処理
装置24へ流入する脱硫排水量を決定する演算器58と、該
演算器58からの信号によって脱硫排水流量を調整する排
水流量調整弁54とを設けたことである。
このような装置においては、吸収剤スラリに溶解した
Clは、副生石膏の付着水および脱硫排水に含まれて系外
へ排出されるため、定常状態における脱硫排水中Cl濃度
は(1)式によって計算することができる。
但し、C1:排水中Cl濃度(ppm) G :排ガス量(m3N/h) CG:ガス中HCl濃度(Vol−ppm) FW:補給水量(l/h) CW:補給水中のCl濃度 FB:排水量(l/h) FS:石膏付着水量 これらの排ガス量G、ガス中HCl濃度CG、補給水量
FW、補給水中のCl濃度CW、排水量FBは、前記排ガス流量
検出器50および排ガスCl濃度検出器51、補給水流量検出
器52および補給水Cl濃度検出器53、ならびに排水流量検
出器55から求めることができる。石膏付着水量FSは直接
計測できないが、この量は吸収剤スラリ流量検出器56に
より計測できる吸収剤スラリ流量Fa、または石膏スラリ
流量検出器57により計測できる脱水機16への供給スラリ
流量FGに比例するため、下記の(2)または(3)式を
用いて計算することができる。
FS=Ka×Fa…(2) FS=KG×FG…(3) 第2図は、第1図の演算器58内の制御フローチャート
である。図において、排ガス流量検出器50および排ガス
Cl濃度検出器51によって検出された排ガス流量信号61お
よび排ガスCl濃度信号62と、補給水流量検出器52および
補給水Cl濃度検出器53によって検出された補給水流量信
号65および補給水Cl濃度信号66とは、それぞれ掛算器6
3、67を経てCl量信号64、68となって加算器69に送ら
れ、ここで算出された総Cl流入量信号70が割算器79に送
られる。一方、吸収剤スラリ流量検出器56から検出され
た吸収剤スラリ流量信号は、一次遅れ要素71を経て定数
演算器73から石膏付着水量信号74となって、また排水流
量検出器55から検出された排水量信号75は、一次遅れ要
素76を経て、加算器77に送られて総流出水量が算出さ
れ、信号78となって割算器79に送られる。該割算器79で
は前記総Cl流入量信号70と総流出水量信号78から排水Cl
濃度が算出され、信号80となって調節計81に送られ、排
水中Cl濃度設定信号82と比較され、排水調整量が偏差信
号83となって前記排水流量調整弁54に送られる。
排水の調整量は、排水中Cl濃度検出信号80がCl濃度設
定信号82より小さい場合には、排水流量調整弁を開いて
排水量が増えるように、また排水Cl濃度検出信号80がCl
濃度設定信号82より大きい場合には、排水流量調整弁54
を閉じて排水量が減少するように調整される。
このようにCl濃度によって排水量を増、減させること
ができるため、ボイラ燃料の種類、運転負荷に追従して
排水量を調整でき、これにより排水処理装置24での過剰
の薬品投入がなくなり、薬品量を節減することができ
る。
本発明においては、排ガス中のClの流入量を、燃料使
用量と燃料中のCl濃度を測定することによっても算出す
ることができる。
また本発明においては、排ガス中および補給水中のCl
濃度検出器51および53の精度が不十分な場合は、手分析
値を外部から入力できる演算器とすることが望ましい。
さらに前述したCl濃度の演算方法と同様な手法により
Cl以外の不純物、例えばNa、Mg等の金属類またはNH3
を測定することも可能である。この場合は、脱硫装置5
前流にばい塵濃度計またはNH3濃度計を設置すればよ
い。
第3図は、第1図のCl濃度検出器51の代わりにばい塵
濃度計59を設置した場合の演算器58′の制御フローチャ
ートである。第1図の演算器58を用いた場合と異なる点
は、排ガス流量検出器50およびばい塵濃度計59から測定
された排ガス流量信号61およびばい塵濃度信号84によっ
て掛算器63で流入ばい塵量を計算し、該流入ばい塵量信
号85と、予め手分析により求めたフライアッシュのばい
塵分析値信号86とを掛算器91に送り、総成分流入量87を
算出し、総流出水量信号78とともに割算器79に送って排
水中各成分濃度を算出するようにしたことである。ここ
で算出された排水中各成分濃度信号88は、排水中各成分
濃度指示計89に表示され、排水処理装置24の運転計画、
薬品の投入計画の基礎とすることができる。さらにこれ
らの指示値を排水処理制御装置90に送り、排水処理装置
24での処理の制御性を向上させることもできる。
また排水中のNH3についてもNH3濃度計(図示せず)を
設置することにより同様に濃度を算出して排水中NH3
度指示計(図示せず)に表示することができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、Cl濃度によって排水処理装置に供給
する脱硫排水量を調整して排水処理装置で処理される脱
硫排水中のCl量を常に一定に保つことができる。従っ
て、排水処理装置での過剰な薬品の投入がなくなり、経
済性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明になる湿式排煙脱硫装置の系統図、第
2図は、第1図における制御フローチャート、第3図
は、第1図のCl濃度検出器の代わりにばい塵濃度計を設
けた場合の制御フローチャート、第4図は、従来技術に
よる湿式排煙脱硫装置の系統図である。 1……ボイラ、2……電気集塵器、3……脱硝装置、4
……空気予熱器、5……脱硫装置、11……石膏タンク、
14……シックナ、15……脱水機供給タンク、16……脱水
機、17……脱水機用排水ピット、18……シックナオーバ
ーフロー水タンク、19……補給水、20……吸収剤スラリ
調合ピット、21……吸収剤、22……製品石膏、24……排
水処理装置、25……硫酸、26……排水抜出ポンプ、50…
…排ガス流量検出器、51……排ガスCl濃度検出器、53…
…補給水Cl濃度検出器、52……補給水流量検出器、54…
…排水流量調整弁、55……排水流量検出器、56……吸収
剤スラリ流量検出器、57……石膏スラリ流量検出器、5
8、58′……演算器、59……ばい塵濃度計、61……排ガ
ス流量信号、62……排ガスCl濃度信号、66……補給水Cl
濃度信号、63、67、91……掛算器、64……排ガスCl量信
号、68……補給水Cl量信号、69、77……加算器、70……
総Cl流入量信号、71一次遅れ要素、72……吸収剤スラリ
流量信号、73……定数演算器、74……石膏付着水量信
号、75……排水量信号、76……二次遅れ要素、78……総
流出水量信号、80……排水Cl濃度演算信号、81……調整
計、82……排水Cl濃度設定信号、83……偏差信号、84…
…ばい塵濃度信号、85……流入ばい塵量信号、86……ば
い塵分析値、87……総成分流入量、88……排水中各成分
濃度信号、89……排水中各成分濃度指示計。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ボイラー等の燃焼装置で発生する排ガス中
    の硫黄酸化物を、吸収剤スラリ調合ピットから供給され
    る吸収剤スラリとの気液接触によって除去する吸収塔
    と、硫黄酸化物を吸収して生成した吸収剤スラリ中の石
    膏を除去して脱硫排水とする脱水機および石膏が除かれ
    た脱硫排水を処理する排水処理装置とを有する湿式排煙
    脱硫装置において、前記吸収塔前流に排ガス流量検出器
    および排ガス中の不純物成分濃度を検出する濃度検出器
    を、前記吸収剤スラリ調合ピット出口に吸収剤スラリ流
    量検出器または前記脱水機前流に石膏スラリ流量検出器
    を、および前記排水処理装置前流に排水流量検出器をそ
    れぞれ設け、さらにこれらの検出器の信号に基づいて排
    ガス中の不純物成分量、脱硫排水量および石膏付着水量
    を算出して脱硫排水中の不純物成分濃度を演算し、該濃
    度信号と脱硫排水の不純物成分設定濃度信号に基づいて
    排水処理装置へ流入させる脱硫排水量を決定する演算器
    と、該演算器からの信号によって脱硫排水流量を調整す
    る排水流量調整弁とを設けたことを特徴とする湿式排煙
    脱硫装置。
  2. 【請求項2】脱水機前流に補給水の流量検出器および不
    純物成分濃度検出器をさらに設け、それぞれの検出器の
    信号に基づいて排ガス中の不純物成分量、補給水中の不
    純物成分量、脱硫排水量および石膏付着水量を算出して
    脱硫排水中の不純物成分濃度を演算し、該濃度信号と脱
    硫排水の不純物成分設定濃度信号に基づいて排水処理装
    置へ流入させる脱硫排水量を決定する演算器を設置する
    ことを特徴とする請求項1に記載の湿式排煙脱硫装置。
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