JP3931383B2 - 排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御における吸収液pH予測方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御における吸収液pH予測方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
吸収剤として炭酸カルシウム(CaCO3)を用いた排煙脱硫装置は、一般に図4に示されるように、下部に吸収液1の液溜部1aが形成され且つ上部に多数のスプレーノズル2が配設された吸収塔3と、該吸収塔3の液溜部1aの吸収液1を汲み上げ前記スプレーノズル2から噴霧させて循環させる複数台(図4の例では五台)の循環ポンプ4と、前記吸収塔3の液溜部1aに酸化用の空気を供給する酸化空気ブロワ5とを備えてなる構成を有している。
【0003】
前述の如き排煙脱硫装置の場合、吸収液1が循環ポンプ4の作動によりスプレーノズル2から噴霧されつつ循環しており、図示していない石炭焚ボイラ等から吸収塔3に送り込まれた排ガスは、前記スプレーノズル2から噴霧される吸収液1と接触することにより、SO2(硫黄酸化物)が吸収除去された後、外部へ排出される。
【0004】
一方、前記排ガスからSO2を吸収した吸収液1の一部は、吸収塔3の液溜部1aの底部から石膏スラリーとして回収され、該石膏スラリーから水分が除去され石膏が生成されるようになっており、又、前記吸収塔3には、必要に応じて適宜、吸収剤スラリーが供給されるようになっている。
【0005】
ところで、前述の如き従来の排煙脱硫装置においては、濃度分析計6によって検出される吸収塔入口SO2濃度6aと、流量検出器7によって検出される吸収塔入口排ガス流量7aと、pH計8によって検出される吸収液1のpHとが循環ポンプ台数制御装置9へ入力され、該循環ポンプ台数制御装置9において、前記吸収塔入口SO2濃度6aと吸収塔入口排ガス流量7aと吸収液1のpHとに基づき、循環ポンプ4の運転台数を何台にすれば吸収塔出口SO2濃度が環境規制等に適合する許容値以下となるかが予測演算され、循環ポンプ4の運転台数が決定され、この後、循環ポンプ選択回路10において複数台の循環ポンプ4のうちどのポンプを起動させるかが決定され、各循環ポンプ4へ循環ポンプ制御信号4aが出力され、所望の循環ポンプ4が駆動されるようになっている。
【0006】
尚、前記吸収塔3内における吸収液1のpHは、図示していないpHコントローラによって所望の値に制御されるようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、循環ポンプ4の運転台数が同じであっても、吸収塔3内における吸収液1のpHが異なると、脱硫性能も変化し、前記pHが高ければ、循環ポンプ4の運転台数がある程度少なくても脱硫性能は確保される反面、前記pHが低ければ、循環ポンプ4の運転台数を増加させないと脱硫性能が低下してしまうこととなる。
【0008】
前述の如き従来の排煙脱硫装置の場合、循環ポンプ4の運転台数を予測演算するために、現時点での吸収液1のpHを用いており、現時点から所要時間経過後の吸収液1のpHを予測していないため、例えば、吸収液1のpHが下がり傾向にあるような場合、現時点での吸収液1のpHに基づいて予測演算された循環ポンプ4の運転台数では吸収塔3内への吸収液1の噴霧量が不足することがあり、所望の脱硫性能が得られなくなる可能性があった。
【0009】
本発明は、斯かる実情に鑑み、現時点から所要時間経過後の吸収液のpHを確実に予測することができ、循環ポンプの運転台数制御の精度を高めて脱硫制御機能の向上を図り得る排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御における吸収液pH予測方法を提供しようとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、吸収塔内に吸収液を複数台の循環ポンプの作動により噴霧して循環させつつ、排ガスと接触せしめて排ガス中のSO2を吸収除去し、前記吸収塔内における吸収液のpHをpHコントローラによって制御設定値(aphs)に保持するようにした排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御における吸収液pH予測方法であって、
現時点での吸収液のpH(phx2n)と、所要時間前の時点での吸収液のpH(aphp)との差(aphr)を求め、該pHの差(aphr)をその判断基準となるよう設定したしきい値(aphrt)と比較し、前記pHの差(aphr)がaphr>aphrtではなく且つaphr<−aphrtではない場合には、前記pHの差(aphr)に基づきその変化率を用いて現時点から所要時間経過後の吸収液のpH(aphf)を予測して求める一方、前記pHの差(aphr)がaphr>aphrtであるか或いはaphr<−aphrtである場合には、前記pHの差(aphr)を前記しきい値(aphrt或いは−aphrt)に置き換えその変化率を用いて現時点から所要時間経過後の吸収液のpH(aphf)を予測して求め、
前記予測された吸収液のpH(aphf)を前記pHコントローラにおける吸収液のpHの制御設定値(aphs)と比較し、該予測された吸収液のpH(aphf)が制御設定値(aphs)より大きい場合には、予測された吸収液のpH(aphf)を制御設定値(aphs)に置き換えて循環ポンプ台数制御装置へ出力する一方、前記予測された吸収液のpH(aphf)がaphf>aphsではなく且つaphf<aphs−apht(但し、aphtはaphfの判断基準となるよう設定したしきい値)ではない場合には、前記予測された吸収液のpH(aphf)をそのまま出力し、又、前記予測された吸収液のpH(aphf)がaphf>aphsではなく且つaphf<aphs−aphtである場合には、前記予測された吸収液のpH(aphf)を制御設定値(aphs)より小さい値(aphs−apht)に置き換えて循環ポンプ台数制御装置へ出力し、
前記循環ポンプ台数制御装置において、吸収塔入口SO 2 濃度と吸収塔入口排ガス流量と前記予測された吸収液のpH(aphf)とに基づき、循環ポンプの運転台数を何台にすれば吸収塔出口SO 2 濃度が許容値以下となるかを予測演算して該循環ポンプの運転台数を決定することを特徴とする排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御における吸収液pH予測方法にかかるものである。
【0011】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【0012】
排煙脱硫装置の運転時には、現時点での吸収液のpH(phx2n)と、所要時間前の時点での吸収液のpH(aphp)との差(aphr)が求められ、該pHの差(aphr)をしきい値(aphrt)と比較することにより前記pHの差(aphr)がaphr>aphrtではなく且つaphr<−aphrtではない場合には、前記pHの差(aphr)に基づきその変化率を用いて現時点から所要時間経過後の吸収液のpH(aphf)が予測されて求められる一方、前記pHの差(aphr)がaphr>aphrtであるか或いはaphr<−aphrtである場合には、該pHの差(aphr)が前記しきい値(aphrt或いは−aphrt)に置き換えられその変化率を用いて現時点から所要時間経過後の吸収液のpH(aphf)が予測されて求められる。
【0013】
続いて、前記予測された吸収液のpH(aphf)が制御設定値(aphs)と比較され、該予測された吸収液のpH(aphf)が制御設定値(aphs)より大きい場合には、予測された吸収液のpH(aphf)が制御設定値(aphs)に置き換えられて出力される一方、前記予測された吸収液のpH(aphf)が場合には、前記予測された吸収液のpH(aphf)がそのまま出力され、又、前記予測された吸収液のpH(aphf)がaphf>aphsではなく且つaphf<aphs−aphtである場合には、前記予測された吸収液のpH(aphf)が制御設定値(aphs)より小さい値(aphs−apht)に置き換えられて循環ポンプ台数制御装置へ出力され、吸収塔入口SO2濃度と吸収塔入口排ガス流量と予測された吸収液のpH(aphf)とに基づき、循環ポンプの運転台数を何台にすれば吸収塔出口SO2濃度が環境規制等に適合する許容値以下となるかが予測演算され、循環ポンプの運転台数が決定される。
【0014】
この結果、循環ポンプの運転台数を予測演算するために、単に現時点での吸収液のpHを用いるのではなく、現時点から所要時間経過後の吸収液のpH(aphf)を予測して求めているため、例えば、吸収液のpHが下がり傾向にあるような場合には、それに対応した循環ポンプの運転台数が予測演算されて選定される形となり、予測演算された循環ポンプの運転台数では吸収塔内への吸収液の噴霧量が不足するようなことがなくなり、所望の脱硫性能が得られることとなる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【0016】
図1〜図3は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図4と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図4に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図1〜図3に示す如く、現時点での吸収液1のpHと、所要時間前の時点での吸収液1のpHとに基づいて、現時点から所要時間経過後の吸収液1のpHを予測して求めるpH予測演算器11を具備した点にある。
【0017】
前記pH予測演算器11の内部では、図2に示すような演算が行われるようになっており、図2に示す各変数は、それぞれ
phx2n:現時点での吸収液1のpH(現時点から過去30秒間の平均値)
aphp :所要時間前の時点での吸収液1のpH(1分前から30秒前までの平均値)
aphf :dt経過後の吸収液1のpH予測値(dt=2分)
aphs :pHコントローラにおける吸収液1のpHの制御設定値
aphr :phx2nとaphpとの差
aphrt:吸収液1のpHの変化率が妥当かどうか判断するためのしきい値(初期値0.05)
apht :aphfが妥当かどうか判断するためのしきい値(初期値0.50)
としてある。
【0018】
即ち、前記pH予測演算器11においては、現時点での吸収液1のpH(phx2n)と、所要時間前の時点での吸収液1のpH(aphp)との差(aphr)を求め、該pHの差(aphr)をしきい値(aphrt)と比較することにより前記pHの差(aphr)が妥当であるか否かを判断し、妥当である場合(つまり、aphr>aphrtではなく且つaphr<−aphrtではない場合)には、前記pHの差(aphr)に基づきその変化率を用いて現時点から所要時間経過後の吸収液1のpH(aphf)を予測して求める(図3参照)一方、前記pHの差(aphr)が妥当でない場合(つまり、aphr>aphrtであるか或いはaphr<−aphrtである場合)には、該pHの差(aphr)を前記しきい値(aphrt或いは−aphrt)に置き換えその変化率を用いて現時点から所要時間経過後の吸収液1のpH(aphf)を予測して求め、
前記予測された吸収液1のpH(aphf)を制御設定値(aphs)と比較し、該予測された吸収液1のpH(aphf)が制御設定値(aphs)より大きい場合には、予測された吸収液1のpH(aphf)を制御設定値(aphs)に置き換えて出力する一方、前記予測された吸収液1のpH(aphf)が制御設定値(aphs)より妥当な範囲内で小さい場合(つまり、aphf>aphsではなく且つaphf<aphs−aphtではない場合)には、前記予測された吸収液1のpH(aphf)をそのまま出力し、又、前記予測された吸収液1のpH(aphf)が制御設定値(aphs)より妥当な範囲を越えて小さい場合(つまり、aphf>aphsではなく且つaphf<aphs−aphtである場合)には、前記予測された吸収液1のpH(aphf)を制御設定値(aphs)より妥当な範囲で小さい値(aphs−apht)に置き換えて出力するようになっている。
【0019】
尚、前記吸収塔3内における吸収液1のpHは、基本的には、図示していないpHコントローラによって制御設定値(aphs)に保持されるようになっており、吸収液1のpHの変化率、或いは現時点から所要時間経過後の吸収液1のpH(aphf)が極端に大きくなったり小さくなったりすることはあり得ないため、こうした点を考慮して、前記しきい値(aphrt)及びしきい値(apht)を設定してある。
【0020】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【0021】
排煙脱硫装置の運転時には、pH予測演算器11において、現時点での吸収液1のpH(phx2n)と、所要時間前の時点での吸収液1のpH(aphp)との差(aphr)が求められ、該pHの差(aphr)をしきい値(aphrt)と比較することにより前記pHの差(aphr)が妥当であるか否かが判断され、妥当である場合(つまり、aphr>aphrtではなく且つaphr<−aphrtではない場合)には、前記pHの差(aphr)に基づきその変化率を用いて現時点から所要時間経過後の吸収液1のpH(aphf)が予測されて求められる一方、前記pHの差(aphr)が妥当でない場合(つまり、aphr>aphrtであるか或いはaphr<−aphrtである場合)には、該pHの差(aphr)が前記しきい値(aphrt或いは−aphrt)に置き換えられその変化率を用いて現時点から所要時間経過後の吸収液1のpH(aphf)が予測されて求められる。
【0022】
続いて、前記予測された吸収液1のpH(aphf)が制御設定値(aphs)と比較され、該予測された吸収液1のpH(aphf)が制御設定値(aphs)より大きい場合には、予測された吸収液1のpH(aphf)が制御設定値(aphs)に置き換えられて出力される一方、前記予測された吸収液1のpH(aphf)が制御設定値(aphs)より妥当な範囲内で小さい場合(つまり、aphf>aphsではなく且つaphf<aphs−aphtではない場合)には、前記予測された吸収液1のpH(aphf)がそのまま出力され、又、前記予測された吸収液1のpH(aphf)が制御設定値(aphs)より妥当な範囲を越えて小さい場合(つまり、aphf>aphsではなく且つaphf<aphs−aphtである場合)には、前記予測された吸収液1のpH(aphf)が制御設定値(aphs)より妥当な範囲で小さい値(aphs−apht)に置き換えられて出力される。
【0023】
前記pH予測演算器11から出力される予測された吸収液1のpH(aphf)は、濃度分析計6によって検出される吸収塔入口SO2濃度6aと、流量検出器7によって検出される吸収塔入口排ガス流量7aと共に、循環ポンプ台数制御装置9へ入力され、該循環ポンプ台数制御装置9において、前記吸収塔入口SO2濃度6aと吸収塔入口排ガス流量7aと予測された吸収液1のpH(aphf)とに基づき、循環ポンプ4の運転台数を何台にすれば吸収塔出口SO2濃度が環境規制等に適合する許容値以下となるかが予測演算され、循環ポンプ4の運転台数が決定され、この後、循環ポンプ選択回路10において複数台の循環ポンプ4のうちどのポンプを起動させるかが決定され、各循環ポンプ4へ循環ポンプ制御信号4aが出力され、所望の循環ポンプ4が駆動される。
【0024】
例えば、図3に示す如く、現時点での吸収液1のpH(phx2n)と、所要時間前の時点での吸収液1のpH(aphp)とに基づき、これらの二点を結ぶ直線の延長線上に位置する現時点から所要時間経過後の吸収液1のpH(aphf)が、制御設定値(aphs)より大きい場合には、予測された吸収液1のpH(aphf)が制御設定値(aphs)に置き換えられて出力される形となるが、これは、現時点から所要時間経過後の吸収液1のpH(aphf)を低く見積もることであり、予測演算される循環ポンプ4の運転台数としては増える方向となり、所望の脱硫性能が得られる一方、現時点から所要時間経過後の吸収液1のpH(aphf)が、制御設定値(aphs)より妥当な範囲を越えて小さい場合(つまり、aphf>aphsではなく且つaphf<aphs−aphtである場合)には、前記予測された吸収液1のpH(aphf)が制御設定値(aphs)より妥当な範囲で小さい値(aphs−apht)に置き換えられて出力される形となり、これは、現時点から所要時間経過後の吸収液1のpH(aphf)を高く見積もることであるが、前述したように、吸収塔3内における吸収液1のpHは、基本的には、図示していないpHコントローラによって制御設定値(aphs)に保持されるようになっており、現時点から所要時間経過後の吸収液1のpH(aphf)が極端に小さくなったりすることはあり得ないため、このようにしても全く問題はない。
【0025】
この結果、循環ポンプ4の運転台数を予測演算するために、単に現時点での吸収液1のpHを用いるのではなく、現時点から所要時間経過後の吸収液1のpH(aphf)を予測して求めているため、例えば、吸収液1のpHが下がり傾向にあるような場合には、それに対応した循環ポンプ4の運転台数が予測演算されて選定される形となり、予測演算された循環ポンプ4の運転台数では吸収塔3内への吸収液1の噴霧量が不足するようなことがなくなり、所望の脱硫性能が得られることとなる。
【0026】
こうして、現時点から所要時間経過後の吸収液1のpH(aphf)を確実に予測することができ、循環ポンプ4の運転台数制御の精度を高めて脱硫制御機能の向上を図り得る。
【0027】
尚、本発明の排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御における吸収液pH予測方法は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0028】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御における吸収液pH予測方法によれば、現時点から所要時間経過後の吸収液のpHを確実に予測することができ、循環ポンプの運転台数制御の精度を高めて脱硫制御機能の向上を図り得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する形態の一例の全体概要構成図である。
【図2】図1に示すpH予測演算器におけるpHの予測演算の過程を表わすフローチャートである。
【図3】図1に示すpH予測演算器におけるpHの予測演算の概要を表わす線図である。
【図4】従来例の全体概要構成図である。
【符号の説明】
1 吸収液
3 吸収塔
4 循環ポンプ
8 pH計
11 pH予測演算器
phx2n 現時点での吸収液のpH
aphp 所要時間前の時点での吸収液のpH
aphf 現時点から所要時間経過後の吸収液のpH予測値
aphs 吸収液のpHの制御設定値
aphr phx2nとaphpとの差
aphrt 吸収液のpHの変化率が妥当かどうか判断するためのしきい値
apht aphfが妥当かどうか判断するためのしきい値
Claims (1)
- 吸収塔内に吸収液を複数台の循環ポンプの作動により噴霧して循環させつつ、排ガスと接触せしめて排ガス中のSO2を吸収除去し、前記吸収塔内における吸収液のpHをpHコントローラによって制御設定値(aphs)に保持するようにした排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御における吸収液pH予測方法であって、
現時点での吸収液のpH(phx2n)と、所要時間前の時点での吸収液のpH(aphp)との差(aphr)を求め、該pHの差(aphr)をその判断基準となるよう設定したしきい値(aphrt)と比較し、前記pHの差(aphr)がaphr>aphrtではなく且つaphr<−aphrtではない場合には、前記pHの差(aphr)に基づきその変化率を用いて現時点から所要時間経過後の吸収液のpH(aphf)を予測して求める一方、前記pHの差(aphr)がaphr>aphrtであるか或いはaphr<−aphrtである場合には、前記pHの差(aphr)を前記しきい値(aphrt或いは−aphrt)に置き換えその変化率を用いて現時点から所要時間経過後の吸収液のpH(aphf)を予測して求め、
前記予測された吸収液のpH(aphf)を前記pHコントローラにおける吸収液のpHの制御設定値(aphs)と比較し、該予測された吸収液のpH(aphf)が制御設定値(aphs)より大きい場合には、予測された吸収液のpH(aphf)を制御設定値(aphs)に置き換えて循環ポンプ台数制御装置へ出力する一方、前記予測された吸収液のpH(aphf)がaphf>aphsではなく且つaphf<aphs−apht(但し、aphtはaphfの判断基準となるよう設定したしきい値)ではない場合には、前記予測された吸収液のpH(aphf)をそのまま出力し、又、前記予測された吸収液のpH(aphf)がaphf>aphsではなく且つaphf<aphs−aphtである場合には、前記予測された吸収液のpH(aphf)を制御設定値(aphs)より小さい値(aphs−apht)に置き換えて循環ポンプ台数制御装置へ出力し、
前記循環ポンプ台数制御装置において、吸収塔入口SO 2 濃度と吸収塔入口排ガス流量と前記予測された吸収液のpH(aphf)とに基づき、循環ポンプの運転台数を何台にすれば吸収塔出口SO 2 濃度が許容値以下となるかを予測演算して該循環ポンプの運転台数を決定することを特徴とする排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御における吸収液pH予測方法。
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