JP2798973B2 - 排ガス脱硫装置 - Google Patents

排ガス脱硫装置

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は排ガス脱硫装置に係り、特に脱硫性能を低下
させることなく吸収剤消費量を低減するに好適な排ガス
脱硫装置に関する。
〔従来の技術〕
従来の湿式排煙脱硫装置の吸収剤供給量制御系統図を
第4図に示す。排ガスはダクト25から吸収塔26中に導入
され、ここで循環する吸収液21と気液接触される。排ガ
ス中のSO2が吸収液に吸収された後、排ガスは排出ライ
ン28を通って煙突から排出される。
一方、SO2を吸収した吸収液21は、塔底部から循環タ
ンク22に流下する。循環タンク22には吸収剤スラリ供給
ライン29から吸収剤が供給されており、SO2の吸収性能
を回復した吸収液21は吸収塔循環ポンプ23により循環ラ
イン27を通って吸収塔26に供給される。なお、循環液の
一部は抜出しライン24を通って排出され、後工程におい
て酸化されて石膏となり回収される。
このような湿式排煙脱硫装置において、従来は吸収剤
供給量を次のように制御している。循環タンクpH計4で
吸収液のpH値を検出し、調節計13bに入力する。調節計1
3bでは塔頂に到る吸収液のpH値が設定値になるように信
号を加算器9cに入力する。
一方、負荷検出器30で系内に入るSO2量、すなわち脱
硫プラントの負荷を検出し、加算器9cに入力する。加算
器9cでは調節計13bからの信号と負荷検出器30からの信
号とを加算し、調節計13cに吸収剤スラリ流量デマンド
信号18として入力する。吸収剤スラリ供給ライン29の流
量を吸収剤スラリ流量計5で検出し、調節計13cに入力
する。調節計13cは、これらの信号に基づいて吸収剤ス
ラリ流量調整弁14を制御する。
なお、上述した吸収剤供給量制御方式を詳細な制御系
統図にしたものを第5図に示す。図においては、関数発
生器10dにおいて、SO2量の関数としてpH設定値を与え、
関数発生器10fにおいて、SO2量の関数として吸収剤過剰
率先行値を与えるものである。
したがって、この吸収剤供給量制御方式は、過剰率先
行値信号(関数発生器10fの出力信号)と吸収液pHの設
定値に対するフィ−ドバック信号(関数発生器10eの出
力信号)の加算値により、吸収剤供給量を決定するもの
であり、これまで実機において採用されてきた制御方式
である。
しかしながら、本制御方式では、特殊な運転状態にお
いては、良好な制御特性が得られないという点について
は配慮されていなかった。
すなわち、吸収液の酸化状態は、SO2の吸収量と、生
成する亜硫酸の酸化量との大小関係によって、全量酸化
状態(SO2吸収量<酸化量)と部分酸化領域(SO2吸収量
>酸化量)に分けられる。一般的には、高負荷で部分酸
化状態、低負荷では全量酸化状態となる。
ところが、低負荷から高負荷へ運転条件が移行する場
合には、全量酸化状態から部分酸化状態へ酸化状態が移
行するが、この遷移状態として、準全量酸化状態が発生
する。
この準全量酸化状態においては、吸収液中にSO2を吸
収して生成する亜硫酸塩の固形物が存在しないので、亜
硫酸イオンが晶析困難となって吸収液中の亜硫酸イオン
が過飽和状態となるので、吸収液中のSO2分圧が増加す
るため脱硫性能が低下する。
また、過飽和状態の亜硫酸イオンが吸収剤の表面に析
出して、吸収剤の溶解反応が鈍くなり、必要な脱硫性能
を維持できる吸収液のpHを保持するためには、大量の吸
収剤供給が必要となる。
第6図に、吸収液の酸化状態と脱硫率の関係を示す。
以上のように、従来の制御方式では、準全量酸化状態
における吸収剤の供給方式に対して配慮がされていなか
った。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は吸収液の酸化状態が準全量酸化状態に
移行して、脱硫性能が低下し、目標とする脱硫率を確保
できない可能性があるという点について配慮がされてお
らず、あらゆる運転状態(酸化状態)において安定した
脱硫性能を確保できないという問題があった。
本発明の目的は、特殊な運転状態すなわち準全量酸化
状態においても、目標とする脱硫率を確保できる吸収剤
の供給量制御方式を提案することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、排ガスと吸収液を接触させて排ガス中の
硫黄酸化物を吸収液に吸収させる吸収部と、吸収部で排
ガスと接触した後の吸収液を収容する循環タンクと、循
環タンク中の吸収液を吸収部に循環させる循環装置と、
上記吸収部での排ガスと接触する前の吸収液のpHを測定
する吸収前pH測定装置と、吸収部で排ガスと接触する前
の吸収液のpHを所定値に設定するpH設定装置と、吸収前
pH測定装置とpH設定装置とからの両信号を比較するpH比
較装置と、循環タンクまたは循環装置への吸収液供給量
を測定する吸収液流量計と、pH比較装置および吸収液流
量計からの信号に基づき上記吸収液供給量を制御する装
置とを備えた排ガス脱硫装置において、吸収部にて吸収
液中に吸収される硫黄酸化物量を算出する吸収硫黄酸化
物量算出装置と、吸収部にて排ガスと接触してpHの低下
した吸収液のpHを測定する吸収後pH測定装置と、吸収前
pH測定装置と吸収後pH測定装置からの両信号を比較する
吸収前後pH比較装置と、該装置および吸収酸化物量算出
装置からの信号に基づきpH設定装置の設定値を調整する
装置とを設けたことを特徴とする排ガス脱硫装置により
達成される。
〔作用〕
準全量酸化状態においては、吸収剤の活性が極端に低
下する。このため、吸収剤の溶解反応が鈍くなり、吸収
塔入口/出口のpHの差ΔpHが大きくなる。また、このΔ
pHはSO2の吸収量に対応して増加する。
したがって、上記ΔpHとSO2吸収量によって、準全量
酸化状態に移行したかどうかがオンラインで判定でき
る。この判定に基づいて、pHの設定値を増加させること
により、大量の吸収剤が投入できるので、準全量酸化状
態では、pHを増加させることにより脱硫率が極端に低下
することがない。
〔実施例〕
本発明の排ガス脱硫装置の具体的実施例を第1図に示
す。第2図では、本発明による排ガス脱硫装置の系統図
である。第1図において、12はpH補正器であり、排ガス
流量計1の出力信号と入口SO2濃度計2の出力信号を掛
算器8aで掛け合わせ、総SO2量信号15とする。入口SO2
度計2の出力信号および出口SO2濃度計3の出力信号よ
り脱硫率信号16を求める。この脱硫率信号16と総SO2
信号15を掛算器8bで掛け合わせ、吸収SO2量信号19とす
る。循環タンクpH計4の出力信号と第2図に示した吸収
塔出口pH計6の出力信号との差を減算器7bで求め、ΔpH
信号31とする。
pH補正器12では、第3図に示すように、吸収SO2量信
号19とΔpH信号31により酸化状態を判定する。すなわ
ち、一定のSO2吸収量に対しては、全量酸化状態、部分
酸化状態、準全量酸化状態の順にΔpHが増加する。
この関係を用いて、pH補正器12の出力信号であるpH補
正信号20は、以下のように決定される。
全量酸化状態:0 部分酸化状態:ΔP1 準全量酸化状態:ΔP2 (ΔP2>ΔP1) 通常の脱硫プラントにおいては、ΔP2=0.5、ΔP1
0.1程度とする。
関数発生器10aでは、総SO2量15に対して循環タンクpH
の設定値信号を与え、この信号に加算器9aで、pH補正信
号20を加算し、循環タンクpH計4の出力信号との偏差を
減算器7cで求め、関数発生器10bで信号処理して、加算
器9bに入力する。関数発生器10cは総SO2量信号15に対し
て吸収剤過剰率信号を与えるものであり、加算器9bで
は、この吸収剤過剰率信号と関数発生器10bの出力信号
であるpHフィ−ドバック信号を加算して、吸収剤過剰率
デマンド信号17とし、掛算器8cにおいて、この信号に吸
収SO2量信号19を掛けて、吸収剤スラリ流量デマンド信
号18とする。
引算器7dでは、吸収剤スラリ流量デマンド信号18と吸
収剤スラリ流量計5の偏差を求め、この偏差信号を調節
計13aで信号処理し、吸収剤スラリ流量調整弁14を開閉
することにより、吸収剤供給量を調節する。
すなわち、本制御方式は、吸収剤過剰率先行値とpHフ
ィ−ドバックから、吸収剤供給量を決定しているが、吸
収液の酸化状態によってpHの設定値を変更するところに
特徴がある。
第7図には、本発明の制御方式に基づいた制御特性を
示す。図に示したように、低負荷から負荷上昇させ、高
負荷に保持させるような運転状態の場合には、全量酸化
状態から準全量酸化状態へ移行する場合がある。このよ
うな運転状態においても、本制御方式では、酸化状態を
判定して、吸収液のpHを変更させることにより、従来制
御方式に比較して、安定な脱硫性能を確保できる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、吸収液の酸化状態をオンラインで判
定できるので、準全量酸化状態のような特殊な運転状態
においても、吸収液のpHを適切に増加させることによ
り、必要な脱硫率を確保できるので、あらゆる運転条件
において、安定した脱硫性能を確保できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による排ガス脱硫装置の制御系統図、
第2図は、本発明による排ガス脱硫装置の系統図、第3
図は、脱硫装置におけるSO2吸収後の吸収液の酸化状態
と液のpH値の関係図、第4図は、従来技術による脱硫装
置の系統図、第5図は、従来技術による脱硫装置制御系
統図、第6図は、吸収液の酸化状態と脱硫率の関係図、
第7図は、本発明による脱硫装置による実験結果説明図
である。 1……排ガス流量計、2……入口SO2濃度計、3……出
口SO2濃度計、4……循環タンクpH計、5……吸収剤ス
ラリ流量計、6……吸収塔出口pH計、7……減算器、8
……掛算器、9……加算器、10……関数発生器、11……
割算器、12……pH補正器、13……調節計、14……吸収剤
スラリ流量調整弁、15……総SO2量信号、16……脱硫率
信号、17……吸収剤過剰率デマンド信号、18……吸収剤
スラリ流量デマンド信号、19……吸収SO2量信号、20…
…pH補正信号、21……吸収液、22……循環タンク、23…
…吸収塔循環ポンプ、24……抜出しライン、25……ダク
ト、26……吸収塔、27……循環ライン、28……排出ライ
ン、29……吸収剤スラリ供給ライン、30……負荷検出
器、31……ΔpH信号。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】排ガスと吸収液を接触させて排ガス中の硫
    黄酸化物を吸収液に吸収させる吸収部と、吸収部で排ガ
    スと接触した後の吸収液を収容する循環タンクと、循環
    タンク中の吸収液を吸収部に循環させる循環装置と、上
    記吸収部での排ガスと接触する前の吸収液のpHを測定す
    る吸収前pH測定装置と、吸収部で排ガスと接触する前の
    吸収液のpHを所定値に設定するpH設定装置と、吸収前pH
    測定装置とpH設定装置とからの両信号を比較するpH比較
    装置と、循環タンクまたは循環装置への吸収液供給量を
    測定する吸収液流量計と、pH比較装置および吸収液流量
    計からの信号に基づき上記吸収液供給量を制御する装置
    とを備えた排ガス脱硫装置において、吸収部にて吸収液
    中に吸収される硫黄酸化物量を算出する吸収硫黄酸化物
    量算出装置と、吸収部にて排ガスと接触してpHの低下し
    た吸収液のpHを測定する吸収後pH測定装置と、吸収前pH
    測定装置と吸収後pH測定装置からの両信号を比較する吸
    収前後pH比較装置と、該装置および吸収酸化物量算出装
    置からの信号に基づきpH設定装置の設定値を調整する装
    置とを設けたことを特徴とする排ガス脱硫装置。
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