JP3217483B2 - 酸性排気ガス中和反応機用給水制御装置 - Google Patents

酸性排気ガス中和反応機用給水制御装置

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、焼却炉の排気ガスに含
まれている酸性成分を塩基性中和剤と中和反応させて除
去する中和反応機(中和除去装置)の技術分野で利用さ
れるものであって、具体的には、反応室に対して中和反
応と温度制御に必要な適量な水を送ることができる給水
制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の酸性排気ガス中和反応機は、反応
室の出口側に温度センサを設け、反応室より排出される
ガス温が所定の温度まで上昇すると、反応室に水或は水
と塩基性中和剤を混合したスラリーを噴霧し、その結
果、室内温度が所定の温度以下に下がれば上記の噴霧を
停止することによって、室内温度を常に中和反応に適し
た状態に制御していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の温
度制御は所謂ON/OFF制御であって、その温度制御
幅は例えば図6に示す如く±40℃と比較的広い範囲で
行われるため、反応室内の温度のバラツキが多く、低温
状態では室内への噴霧を停止してしまうこともあって、
中和反応を充分に促進することができなかた。
【0004】即ち、従来の給水装置では反応室内への水
の噴霧は上述の如く単純なON/OFF制御であるた
め、噴霧中の排気ガスに多寡状況の変化が生じたとして
も、給水量は常に一定であるから適正なバランスを保つ
ことができず、また、OFF状態になると給水が止まっ
て一時的に高温ガスが次工程の集塵機側に流れてバグフ
イルタを焼損することもあり、更に、ON状態では低温
時でも一定量の給水が行われるため、給水過多の状態に
成って中和用の消石灰が潮解性のために水を吸収し過ぎ
てそのまま次工程の集塵機に流れてバグフイルタに付着
し、目詰りを引き起す場合もあり、加えて、過噴霧のた
めに反応室の内部が水浸しになることもあって、掃除等
の面倒なメンテナンスを必要とする問題があった。
【0005】従って本発明の技術的課題は、反応室に対
する給水量を反応室内の温度に対応させて常に最適なも
のとすることによって、酸性排気ガスの中和反応を最適
な温度条件の下で安定した状態で行えるようにすること
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の技術的課題を解決
するために本発明で講じた手段は以下の如くである。焼
却炉から反応室内に送られて来る酸性排気ガスに、塩基
性中和剤と水を噴霧混入して中和処理する中和反応機に
於いて、
【0007】(1) 温度センサが検出した反応室内の
温度変化に応じて、給水ポンプ用作動モータへの出力を
制御して反応室への給水量を調節するPID出力制御手
段を備えること。
【0008】(2) 上記反応室内の検出温度が上昇中
である場合に、検出温度が高くなるに従って次第に上げ
幅が大きくなるように設定した上昇補正出力値を、上記
PID出力に加えた上昇用出力で上記の給水ポンプ用作
動モータを作動し、また、上記の検出温度が下降中であ
る場合には、検出温度が低くなるに従って次第に下げ幅
が大きくなるように設定した下降補正出力値を、上記P
ID出力から差し引いた下降用出力で上記のモータを作
動する出力補正手段を備えること。
【0009】(3) 給水ポンプ用作動モータへのPI
D出力を補正する出力補正手段に、反応室内の検出温度
が大幅に上昇している時は、PID出力に大幅な補正出
力を加算し、また、上記の検出温度が大幅に下降してい
る時には、PID出力から大幅な補正出力を差し引く出
力調整手段を具備せしめること。
【0010】(4) 反応室の内部に位置を変えて複数
個の温度センサを設けて、これ等各温度センサが検出し
た温度のうち最高の温度をPID用アナログ入力データ
とすると共に、反応室内の検出温度が設定温度を超える
と上記給水ポンプ用作動モータを稼動し、設定温度以下
の場合は未稼動とするように構成すること。
【0011】
【作用】上記の手段は以下の如く作用する。 上記(1)の要素によれば、反応室への給水を単純
なON/OFF制御ではなく、反応室内の検出温度に従
って比例動作と積分動作及び微分動作を組合せたPID
出力によって給水ポンプ用作動モータの運転を制御する
ため、反応室内の温度状況に応じた最適な給水を行っ
て、酸性排気ガスの中和反応を最適な温度条件の下で充
分に促進させることを可能にする。
【0012】 上記(2)で述べた要素によれば、温
度変化に対して反応が若干遅れるPID出力を、反応室
の温度状況の変化、即ち、室内温度が上昇中であるか下
降中であるかによって夫々予め設定した補正値で補正し
て、給水ポンプ用作動モータへの出力を適正なものにす
るため、反応室の温度状況の変化に追従して即座に給水
量を加減調節して、その温度制御幅を例えば±10℃前
後に挾ばめることができるから、反応室内の温度管理を
木目細かく行って、酸性排気ガスの中和処理を安定した
状態で行うことを可能にする。
【0013】 上記(3)で述べた要素によれば、反
応室の温度が大幅に上昇又は下降している時は、予め設
定してある大幅な補正出力をPID出力に加算するか、
或は、差し引くことによって、給水ポンプ用作動モータ
の出力を調整して給水量を制御するため、PID出力で
は対応しきれない急激な温度変化にも充分に追従して、
反応室の温度を常に最適な状態に維持することを可能に
する。
【0014】 上記(4)で述べた要素によれば、反
応室内に設けた複数個の温度センサが検出した温度のう
ち、最高の検出温度をPID出力アナログ入力データと
するため、絶えず変化する酸性排気ガスの燃焼状態を克
明に捕えて、高温ガスとか水を吸収した消石灰を次工程
の集塵機側に流してバグフイルタを焼損させたり目詰り
させることなく、中和反応を最適な温度条件の下で促進
させることができると共に、検出温度が設定温度を超え
ない時、具体的には焼却炉から酸性排気ガスが送られて
来ない時には、給水ポンプを止めて反応室へ水を送らな
いため、反応室が水浸しになることを防止することがで
きる。 以上の如くであるから、上記の手段によって上述した技
術的課題を解決して、前記従来の技術の問題点を解消す
ることができる。
【0015】
【実施例】以下に、上述した本発明に係る酸性排気ガス
中和反応機用給水制御装置の好適な実施例を添付した図
面と共に詳細に説明する。図1は本発明を実施する酸性
排気ガス中和反応機の機能を明示したブロック図、図2
はその構成図、図3はその要部の平面図を示すものであ
って、これ等の図面に於いて、1は反応室、2はこの反
応室1の底面に連設したサイクロン、1aは反応室1と
サイクロン2を区画する反応室1の底板であって、略擂
鉢状(ホッパー状)に絞って形成したこの底板1aの底
の部分には、略円筒状に形成した導入口1bが下側のサ
イクロン2内に向けて突設されている。
【0016】また、3はダクト4を介して上記のサイク
ロン2に連結された焼却炉、5は水と空気の混合体をパ
イプ5aを通して上記導入口1bの上側部分、即ち、反
応室1の内底部分に設けた噴霧ノズル5bに送って、こ
れを反応室1内に向けて上方に噴霧させる給水ポンプ、
6は石灰とか消石灰等の乾燥した塩基性中和剤をパイプ
6aを通して上記導入口1bの下側入口部分に設けた噴
射ノズル6bに送って、これを導入口1bを通して反応
室1内に向けて噴射する中和剤用ポンプ、7は反応室1
に対してダクト7aを通して吸引作用を及ぼして、酸性
成分を中和した排気ガスをバグフイルタ7bで濾過処理
する集塵機を示す。
【0017】本発明を実施する酸性排気ガス中和反応機
は以上述べた如き構成であるから、焼却炉3からダクト
4を通して送られて来る高温燃焼排気ガスをサイクロン
2に取り込んで旋回し、排気ガス中の比較的大きな燃焼
生成物を一時除去する。次いで、該排気ガスは高温のま
ま上昇気流となって導入口1bより反応室1内に送り込
まれる。
【0018】そして、この排気ガスの上昇気流に対して
導入口1bの入口部分に設けた噴射ノズル6bから乾燥
した中和剤が噴射され、その後、導入口1bの出口側に
設けた噴霧ノズル5bから該中和剤を混合した排気ガス
に対して水と空気の混合体が噴霧されるため、優れた中
和作用を発揮することができる。
【0019】即ち、本発明で使用する中和反応機では、
乾燥中和剤(石灰等)と酸性成分との反応に加えて、塩
化水素(HCl)の中和の場合は、高温状態での水の急
激な蒸発作用を利用し、続いて塩化水素とこの水蒸気と
の混合作用によって核形成が起って細かい塩化水素の霧
を形成できるため、この霧状の塩化水素に湿った石灰の
粒子が接触して液体の段階で中和が成され、塩化水素の
除去率を更に向上させることができる。
【0020】次に、以上の如く構成した中和反応機に実
施する本発明の給水制御装置の構成を説明する。図4は
本発明の電気的構成を説明したブロック図であって、図
中、5Mは上述した給水ポンプ5を作動するインダクシ
ョンモータ、T1,T2,T3は反応室1内の左右両側
と出口、即ち、排気用ダクト7aの口元部分に取付けた
温度センサ、10はマイコンシーケンサー、11はPI
D指示調節計(PID出力装置)であって、マイコンシ
ーケンサー10は各温度センサT1,T2,T3から送
られて来る検出温度の最高温度を捕え、その最高温度が
予め設定した運転最低温度(例えば120℃)以上であ
るか否か、即ち、焼却炉3から反応室1内へ酸性排気ガ
スが送られて来ているか否かを判断し、120℃以下の
場合はインダクションモータ5Mの作動を停止する一
方、120℃以上の場合はその最高温度データDnをP
ID用アナログ入力データとしてPID指示調節計11
に入力する機能を備えている。
【0021】PID指示調節計11は、マイコンシーケ
ンサー10を通して送られて来る最高検出温度Dnに応
じたPID出力Hzを上記のインダクションモータ5M
に送って給水ポンプ5を作動し、反応室1内の温度に適
した量の水をダクト5aを通してノズル5bから反応室
1内に噴射して、反応室1内の温度を中和反応に適した
温度に調節する機能を備えている。
【0022】また、上記のマイコンシーケンサー10に
は、検出最高温度が上昇中のものであるか、下降中或は
均衡中のものであるかを判断する手段と、図5に示した
如き検出温度に基づいた出力周波数表、即ち、PID出
力に加味する補正数値データが予め具備(プログラム)
されていて、反応室1内の検出温度が上昇中である場合
は、その検出温度の区分に応じて表に示したNo.
(1),(2),(3),(10),(11),(1
2)の各上昇補正値Hz…がPID出力に加えられ、反
対に検出温度が下降中である場合は、その検出温度の区
分に応じて表に示したNo.(4),(5),(6),
(7),(8),(9)の各下降補正値HzがPID出
力から差し引かれて、これ等補正した上昇用と下降用の
各出力でインダクションモータ5Mを作動する仕組に成
っている。
【0023】即ち、図5に示した出力周波数表に於い
て、No.(10),(11),(12),(1),
(2),(3)の順番に配列された上昇用の各補正値
は、温度区分が高くなるに従ってその上げ幅を次第に大
きくするように設定され、また、反対にNo.(4),
(5),(6),(7),(8),(9)の順番に配列
された下降用の各補正値は、温度区分が低くなるに従っ
てその下げ幅を次第に大きくするように設定されてい
て、絶えず変化する反応室1内の温度状況に追従して、
PID出力を補正しながら水の給水量を加減できるよう
に構成されており、従って、本発明によればこの木目の
細かな温度管理によって、反応室1内の温度を図6に示
すように±10℃前後の範囲内に制御することを可能に
する。
【0024】また、上記のマイコンシーケンサー10に
は、反応室1の検出温度が大幅に上昇(例えば4sec
で1.6℃以上)中である場合は、PID出力に大幅上
昇用の補正値(例えば60Hz)を加えて出力し、反対
に検出温度が大幅に下降(例えば4secで1.6℃以
上)中である場合には、PID出力から大幅下降用の補
正値(例えば60Hz)を差し引いて出力する出力調整
手段が具備(プログラム)されている。
【0025】次に、上記マイコンシーケンサー10が具
備するプログラムに従って実行される本発明の作用を図
7に示したフローチャートに従って説明する。始めのス
テップS1では各温度センサT1,T2,T3が検出し
た反応室1内の温度のうち、その最高温度Dnを捕え
て、次のステップS2でこの最高温度DnをPID用ア
ナログ入力データとする。
【0026】次のステップS3では、上記の最高温度D
nが運転最低温度120℃以上であるか否かが判断さ
れ、120℃以下の場合は再びステップS1に戻って処
理を繰返し、120℃以上の場合は次のステップS4に
進んで最高温度Dnが上昇中であるか否かが判断され、
上昇中である場合はステップS7に進み、上昇中でない
場合は次のステップS5に進んで最高温度Dnが下降中
であるか否かが判断されて、下降中でない場合、即ち、
均衡中である場合は次のステップS6に進んでPID出
力を前回のデータをホールドしたまま出力し、下降中で
あると判断した場合はステップS11に進む。
【0027】上述したステップS7では、上昇中の最高
温度Dnが大幅に上昇(例えば4secで1.6℃以
上)中であるか否かが判断され、大幅上昇中である場合
には、次のステップS8に進んでPID出力に大幅上昇
補正値(例えば60Hz)をプラスして出力する強制出
力補正が成され、大幅上昇中でないと判断された場合に
は、次のステップS9に進んで検出した温度Dnに基づ
いて図5に示した数値表のNo.(1),(2),
(3),(10),(11),(12)の中からいずれ
かの上昇補正値が抽出され、次のステップS10でこの
抽出(検出)された補正値がPID出力にプラスされ
て、インダクションモータ5Mに対する出力が補正され
る。即ち、例えば上昇中の最高温度Dnの温度区分がN
o.(1)の範囲内である場合は、PID出力に20H
zがプラスされて出力される。
【0028】一方、上述したステップS11では、下降
中の最高温度Dnが大幅に下降(例えば4secで1.
6℃以上)中であるか否かが判断され、大幅下降中であ
る場合には、次のステップS12に進んでPID出力か
ら大幅下降補正値(例えば60Hz)をマイナスして出
力する強制出力補正が成され、大幅下降中でないと判断
された場合には、次のステップS13に進んで検出した
温度Dnに基づいて図5に示した数値表のNo.
(4),(5),(6),(7),(8),(9)の中
からいずれかの下降補正値が抽出され、次のステップS
14でこの抽出した補正値がPID出力からマイナスさ
れて、インダクションモータ5Mに対する出力が補正さ
れる。即ち、例えば下降中の最高温度Dnの温度区分が
No.(8)の範囲内である場合は、PID出力から2
5Hzがマイナスされて出力される。
【0029】
【発明の効果】以上述べた次第で、本発明に係る酸性排
気ガス中和反応機用給水制御装置によれば、反応室に対
して水を供給する給水ポンプ用作動モータの制御を、単
純なON/OFF制御ではなく反応室の検出温度に基づ
いてPID出力によって制御するため、反応室の温度状
況に応じた給水を行って酸性排気ガスの中和処理を最適
な温度条件下で充分に促進させることができるのである
が、本発明では特に、反応室の温度が上昇或は下降して
いる場合は、予め設定した補正値でPID出力を補正し
て出力するため、温度変化に対して反応が若干遅れるP
ID出力を的確に補正することができ、また、急激な温
度上昇或は下降にも追従してPID出力を補正すること
ができるから、反応室の温度状況の変化に合せて給水量
を即座に加減調節して、反応室内の温度を常に中和反応
に適した状態に維持して反応効率を向上させることがで
きるものであって、次工程の集塵機に設けたバグフイル
タを焼損させたり、水を吸収し過ぎた中和剤がバグフイ
ルタを目詰りさせたりすることもなく、更に、焼却炉か
ら酸性排気ガスが送られて来ない時は給水ポンプを未稼
動として給水を完全に停止するため、反応室の内部が水
浸しになると云った問題も解消できるものであって、そ
の効果は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る給水制御装置を実施する酸性排気
ガス中和反応機の機能を明示したブロック図である。
【図2】酸性排気ガス中和反応機の全体を示した構成図
である。
【図3】酸性排気ガス中和反応機の要部平面図である。
【図4】本発明の電気的構成を説明したブロック図であ
る。
【図5】PID出力に加味する補正数値表である。
【図6】本発明による温度制御範囲と従来装置の温度制
御範囲を比較して示した線図である。
【図7】本発明による給水制御の処理手順を説明したフ
ローチャートである。
【符号の説明】
1 反応室 T1,T2,T3 温度センサ 3 焼却炉 5 給水ポンプ 5M インダクションモータ 6 中和剤用ポンプ 7 集塵機 7b バグフイルタ 10 マイコンシーケンサー 11 PID指示調節計
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−114716(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 53/40 B01D 51/10 B01D 53/77 F23J 15/04

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 焼却炉から反応室内に送られて来る酸性
    排気ガスに、塩基性中和剤と水を噴霧混入して中和処理
    する中和反応機に於いて、 温度センサが検出した反応室内の温度変化に応じて、給
    水ポンプ用作動モータへの出力を制御して反応室への給
    水量を調節するPID出力制御手段と、上記反応室内の
    検出温度が上昇中である場合に、検出温度が高くなるに
    従って次第に上げ幅が大きくなるように設定した上昇補
    正出力値を、上記PID出力に加えた上昇用出力で上記
    の給水ポンプ用作動モータを作動し、また、上記の検出
    温度が下降中である場合には、検出温度が低くなるに従
    って次第に下げ幅が大きくなるように設定した下降補正
    出力値を、上記PID出力から差し引いた下降用出力で
    上記のモータを作動する出力補正手段とを備えて成るこ
    とを特徴とする酸性排気ガス中和反応機用給水制御装
    置。
  2. 【請求項2】 給水ポンプ用作動モータへのPID出力
    を補正する出力補正手段に、反応室内の検出温度が大幅
    に上昇している時は、PID出力に大幅な補正出力を加
    算し、また、上記の検出温度が大幅に下降している時に
    は、PID出力から大幅な補正出力を差し引く出力調整
    手段を具備せしめたことを特徴とする請求項1記載の酸
    性排気ガス中和反応機用給水制御装置。
  3. 【請求項3】 反応室の内部に位置を変えて複数個の温
    度センサを設けて、これ等各温度センサが検出した温度
    のうち最高の温度をPID用アナログ入力データとする
    と共に、反応室内の検出温度が設定温度を超えると上記
    給水ポンプ用作動モータを稼動し、設定温度以下の場合
    は未稼動とするように構成したことを特徴とする請求項
    1記載の酸性排気ガス中和反応機用給水制御装置。
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