JP4821102B2 - 脱塩制御装置及び脱塩制御方法 - Google Patents
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図1は、本発明に係る第1の実施の形態の脱塩制御方法が適用される排ガス処理設備の構成を示す図である。
ここで、αは、塩化水素の量から脱塩剤の量への換算係数(例えば、脱塩剤の分子量/塩化水素の分子量×モル比。モル比は、実験により又は経験により得られる数値で、例えば1.2。)であり、βは、塩化水素の濃度から量(例えば、質量)を求める際の換算係数である。
即ち、サンプリングPI制御は、制御した結果がプロセスに現れてから次の制御動作を行う制御である。従って、無駄時間の長いプロセスの制御に適した制御方法である。また、制御時間TCの間の制御が、PI制御を用いてD制御を用いていないのは、D制御の要素を組み込むことで制御系が不安定になることを避けるためである。しかし、一方、このサンプリングPI制御はサンプリング周期よりも短い周期の変動が生じた場合には、それに充分に追従して制御できないことが推定される。
図4は、第1の実施の形態の脱塩制御装置10の変形例を示す図である。図2に示す脱塩制御装置10とは、フィードバック制御部21のサンプリングPI制御部30の出力側に傾向補正部34を設けている点が異なっている。
次に、本発明に係る第2の実施の形態の脱塩制御方法について説明する。排ガス中には二酸化硫黄も存在し、この二酸化硫黄についても有害ガスとして除去する必要がある。また、脱塩剤は排ガス中の塩化水素のみでなく、二酸化硫黄とも反応する。そこで、第2の実施の形態では、塩化水素の測定値のみでなく、二酸化硫黄の測定値をも考慮して脱塩制御を行う点で第1の実施の形態と異なっている。
ここで、αは、塩化水素の量から脱塩剤の量への換算係数(例えば、脱塩剤の分子量/塩化水素の分子量×モル比)であり、α’は、二酸化硫黄の量から脱塩剤の量への換算係数(例えば、脱塩剤の分子量/二酸化硫黄の分子量×モル比)であり、βは、塩化水素の濃度から量(例えば、質量)を求める換算係数であり、β’は、二酸化硫黄の濃度から量(例えば、質量)を求める換算係数である。
図7は、第2の実施の形態の脱塩制御装置10の変形例を示す図である。図6に示す脱塩制御装置10とは、フィードバック制御部21のサンプリングPI制御部30の出力側に傾向補正部34を設け、更にサンプリングPI制御部32の出力側に傾向補正部35を設けている点が異なっている。
次に、本発明に係る第3の実施の形態の脱塩制御方法について説明する。排ガス中には二酸化硫黄も存在し、この二酸化硫黄についても有害ガスとして除去する必要がある。また、脱塩剤は排ガス中の塩化水素のみでなく、二酸化硫黄とも反応する。そこで、第3の実施の形態では、第2の実施形態と同様に塩化水素の測定値のみでなく、二酸化硫黄の測定値をも考慮して脱塩制御を行う。但し、第3の実施の形態の脱塩制御では塩化水素の分析値のみを用いる点で第2の実施の形態と異なっている。
ここで、Fは塩化水素濃度と二酸化硫黄濃度との関係を表わす関数である。
=A×(B×α×β + F(B)×α’×β’)
=A×H(B) …式(5)
ここで、Hは炉出口塩化水素濃度Bの関数である。
第3の実施の形態の脱塩制御装置10の変形例では、図4に示す第1の実施の形態の脱塩制御装置10の変形例と同様に、フィードバック制御部21のサンプリングPI制御部30の出力側に傾向補正部34を設けている。
次に、本発明に係る第4の実施の形態の脱塩制御方法について説明する。第4の実施の形態では、第3の実施形態と同様に塩化水素の分析値を用いて塩化水素と二酸化硫黄の処理を実行する。しかし、フィードバック制御においては、塩化水素の濃度と二酸化硫黄の濃度とを用いる点で第3の実施の形態と異なっている。従って、第3の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。
第4の実施の形態の脱塩制御装置10の変形例は、図13に示す第4の実施の形態の脱塩制御装置10において、フィードバック制御部21のサンプリングPI制御部30の出力側に傾向補正部34を設け、フィードバック制御部21のサンプリングPI制御部32の出力側に傾向補正部35を設けている点が異なっている。
次に、本発明に係る第5の実施の形態の脱塩制御方法について説明する。第5の実施の形態では、上述の第1〜第4の実施の形態並びにそれらの変形例において、塩化水素濃度分析装置に応答速度の速い分析装置を用いている点が異なっている。従って、第1〜第5の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。
図14は、従来のフィードバック制御による脱塩制御状況を示す図であり、図15は、本発明の第4の実施の形態の変形例に係る制御方法による脱塩制御状況を示す図である。図14、図15共に、煙突入口における塩化水素濃度の時間推移を示している。これらの図を比較すると本実施の形態に係る制御方法(本制御方法)が有効なことがわかる。
Claims (8)
- 塩化水素を含有する排ガスに脱塩剤を供給処理してこの塩化水素を低減する脱塩制御装置であって、
脱塩処理前の排ガスの塩化水素濃度に基づくフィードフォワード制御を主制御として行うフィードフォワード主制御部と、脱塩処理後の排ガスの塩化水素濃度に基づくフィードバック制御を補正制御として行うフィードバック補正制御部と、脱塩剤供給量制御部とを備え、
フィードフォワード主制御部は、排ガスの流量と脱塩処理前の排ガスの塩化水素濃度とに基づき脱塩剤の必要供給量を演算し、演算した必要供給量に対応する必要供給量信号を脱塩剤供給量制御部に出力し、
フィードバック補正制御部は、脱塩処理後の排ガスの塩化水素濃度測定値と、脱塩処理後の排ガスの目標塩化水素濃度設定値とに基づきサンプリングPI制御演算を行い制御信号を求め、脱塩処理後の排ガスの塩化水素濃度測定値の増減傾向に対応して前記制御信号を増減する傾向補正を実施し、傾向補正された制御信号に1より小さい所定のゲインを掛けた補正制御信号を脱塩剤供給量制御部に出力し、
脱塩剤供給量制御部は、フィードフォワード主制御部から入力された必要供給量信号に基づき脱塩剤供給装置の運転指示値を求め、該運転指示値をフィードバック補正制御部から入力された補正制御信号により補正し、補正後の運転指示値を脱塩剤供給装置に出力することを特徴とする脱塩制御装置。 - 塩化水素と二酸化硫黄とを含有する排ガスに脱塩剤を供給処理してこの塩化水素と二酸化硫黄とを低減する脱塩制御装置であって、
脱塩処理前の排ガスの塩化水素濃度と二酸化硫黄濃度に基づくフィードフォワード制御を主制御として行うフィードフォワード主制御部と、脱塩処理後の排ガスの塩化水素濃度と二酸化硫黄濃度に基づくフィードバック制御を補正制御として行うフィードバック補正制御部と、脱塩剤供給量制御部とを備え、
フィードフォワード主制御部は、排ガスの流量と脱塩処理前の排ガスの塩化水素濃度と二酸化硫黄濃度とに基づき塩化水素と二酸化硫黄とを低減するために必要な脱塩剤の量である必要供給量を演算し、演算した必要供給量に対応する必要供給量信号を脱塩剤供給量制御部に出力し、
フィードバック補正制御部は、
脱塩処理後の排ガスの塩化水素濃度測定値と、脱塩処理後の排ガスの目標塩化水素濃度設定値とに基づきサンプリングPI制御演算を行い塩化水素低減制御信号を求め、脱塩処理後の排ガスの塩化水素濃度測定値の増減傾向に対応して前記塩化水素低減制御信号を増減する傾向補正を実施し、
脱塩処理後の排ガスの二酸化硫黄濃度測定値と、脱塩処理後の排ガスの目標二酸化硫黄濃度設定値とに基づきサンプリングPI制御演算を行い二酸化硫黄低減制御信号を求め、脱塩処理後の排ガスの二酸化硫黄濃度測定値の増減傾向に対応して前記二酸化硫黄低減制御信号を増減する傾向補正を実施し、
傾向補正された塩化水素低減制御信号と、傾向補正された二酸化硫黄低減制御信号とを加算して又はいずれか大きい方を選択して、塩化水素と二酸化硫黄の低減制御信号とし、塩化水素と二酸化硫黄の低減制御信号に1より小さい所定のゲインを掛けた補正制御信号を脱塩剤供給量制御部に出力し、
脱塩剤供給量制御部は、フィードフォワード主制御部から入力された必要供給量信号に基づき脱塩剤供給装置の運転指示値を求め、該運転指示値をフィードバック補正制御部から入力された補正制御信号により補正し、補正後の運転指示値を脱塩剤供給装置に出力することを特徴とする脱塩制御装置。 - 塩化水素と二酸化硫黄とを含有する排ガスに脱塩剤を供給処理してこの塩化水素と二酸化硫黄とを低減する脱塩制御装置であって、
脱塩処理前の排ガスの塩化水素濃度に基づくフィードフォワード制御を主制御として行うフィードフォワード主制御部と、脱塩処理後の排ガスの塩化水素濃度に基づくフィードバック制御を補正制御として行うフィードバック補正制御部と、脱塩剤供給量制御部とを備え、
フィードフォワード主制御部は、排ガスの流量と脱塩処理前の排ガスの塩化水素濃度とに基づき塩化水素のみを低減するために必要な脱塩剤の量である塩化水素低減必要供給量を演算し、演算した塩化水素低減必要供給量と、予め求められた脱塩処理前の排ガスの塩化水素濃度と二酸化硫黄濃度との相関関係とに基づき、塩化水素と二酸化硫黄とを低減するために必要な脱塩剤の量である必要供給量を演算し、演算した必要供給量に対応する塩化水素・二酸化硫黄低減必要供給量信号を脱塩剤供給量制御部に出力し、
フィードバック補正制御部は、脱塩処理後の排ガスの塩化水素濃度測定値と、脱塩処理後の排ガスの目標塩化水素濃度設定値とに基づきサンプリングPI制御演算を行い制御信号を求め、制御信号に1より小さい所定のゲインを掛けた補正制御信号を脱塩剤供給量制御部に出力し、
脱塩剤供給量制御部は、フィードフォワード主制御部から入力された塩化水素・二酸化硫黄低減必要供給量信号に基づき脱塩剤供給装置の運転指示値を求め、該運転指示値をフィードバック補正制御部から入力された補正制御信号により補正し、補正後の運転指示値を脱塩剤供給装置に出力することを特徴とする脱塩制御装置。 - 塩化水素と二酸化硫黄とを含有する排ガスに脱塩剤を供給処理してこの塩化水素と二酸化硫黄とを低減する脱塩制御装置であって、
脱塩処理前の排ガスの塩化水素濃度に基づくフィードフォワード制御を主制御として行うフィードフォワード主制御部と、脱塩処理後の排ガスの塩化水素濃度と二酸化硫黄濃度に基づくフィードバック制御を補正制御として行うフィードバック補正制御部と、脱塩剤供給量制御部とを備え、
フィードフォワード主制御部は、排ガスの流量と脱塩処理前の排ガスの塩化水素濃度とに基づき塩化水素のみを低減するために必要な脱塩剤の量である塩化水素低減必要供給量を演算し、演算した塩化水素低減必要供給量と、予め求められた脱塩処理前の排ガスの塩化水素濃度と二酸化硫黄濃度との相関関係とに基づき、塩化水素と二酸化硫黄とを低減するために必要な脱塩剤の量である必要供給量を演算し、演算した必要供給量に対応する塩化水素・二酸化硫黄低減必要供給量信号を脱塩剤供給量制御部に出力し、
フィードバック補正制御部は、脱塩処理後の排ガスの塩化水素濃度測定値と、脱塩処理後の排ガスの目標塩化水素濃度設定値とに基づきサンプリングPI制御演算を行い塩化水素低減制御信号を求め、脱塩処理後の排ガスの二酸化硫黄濃度測定値と、脱塩処理後の排ガスの目標二酸化硫黄濃度設定値とに基づきサンプリングPI制御演算を行い二酸化硫黄低減制御信号を求め、塩化水素低減制御信号と、二酸化硫黄低減制御信号とを加算して又はいずれか大きい方を選択して、塩化水素と二酸化硫黄の低減制御信号とし、塩化水素と二酸化硫黄の低減制御信号に1より小さい所定のゲインを掛けた補正制御信号を脱塩剤供給量制御部に出力し、
脱塩剤供給量制御部は、フィードフォワード主制御部から入力された塩化水素・二酸化硫黄低減必要供給量信号に基づき脱塩剤供給装置の運転指示値を求め、該運転指示値をフィードバック補正制御部から入力された補正制御信号により補正し、補正後の運転指示値を脱塩剤供給装置に出力することを特徴とする脱塩制御装置。 - 塩化水素を含有する排ガスに脱塩剤を供給処理してこの塩化水素を低減する脱塩制御方法であって、
脱塩処理前の排ガスの塩化水素濃度に基づくフィードフォワード制御を主制御として行うフィードフォワード主制御ステップと、脱塩処理後の排ガスの塩化水素濃度に基づくフィードバック制御を補正制御として行うフィードバック補正制御ステップと、脱塩剤供給量制御ステップとを備え、
フィードフォワード主制御ステップは、排ガスの流量と脱塩処理前の排ガスの塩化水素濃度とに基づき脱塩剤の必要供給量を演算し、演算した必要供給量に対応する必要供給量信号を脱塩剤供給量制御ステップにおいて用いるように出力し、
フィードバック補正制御ステップは、脱塩処理後の排ガスの塩化水素濃度測定値と、脱塩処理後の排ガスの目標塩化水素濃度設定値とに基づきサンプリングPI制御演算を行い制御信号を求め、脱塩処理後の排ガスの塩化水素濃度測定値の増減傾向に対応して前記制御信号を増減する傾向補正を実施し、傾向補正された制御信号に1より小さい所定のゲインを掛けた補正制御信号を脱塩剤供給量制御ステップにおいて用いるように出力し、
脱塩剤供給量制御ステップは、フィードフォワード主制御ステップから入力された必要供給量信号に基づき脱塩剤供給装置の運転指示値を求め、該運転指示値をフィードバック補正制御ステップから入力された補正制御信号により補正し、補正後の運転指示値を脱塩剤供給装置に出力することを特徴とする脱塩制御方法。 - 塩化水素と二酸化硫黄とを含有する排ガスに脱塩剤を供給処理してこの塩化水素と二酸化硫黄とを低減する脱塩制御方法であって、
脱塩処理前の排ガスの塩化水素濃度と二酸化硫黄濃度に基づくフィードフォワード制御を主制御として行うフィードフォワード主制御ステップと、脱塩処理後の排ガスの塩化水素濃度と二酸化硫黄濃度に基づくフィードバック制御を補正制御として行うフィードバック補正制御ステップと、脱塩剤供給量制御ステップとを備え、
フィードフォワード主制御ステップは、排ガスの流量と脱塩処理前の排ガスの塩化水素濃度と二酸化硫黄濃度とに基づき塩化水素と二酸化硫黄とを低減するために必要な脱塩剤の量である必要供給量を演算し、演算した必要供給量に対応する必要供給量信号を脱塩剤供給量制御ステップにおいて用いるように出力し、
フィードバック補正制御ステップは、
脱塩処理後の排ガスの塩化水素濃度測定値と、脱塩処理後の排ガスの目標塩化水素濃度設定値とに基づきサンプリングPI制御演算を行い塩化水素低減制御信号を求め、脱塩処理後の排ガスの塩化水素濃度測定値の増減傾向に対応して前記塩化水素低減制御信号を増減する傾向補正を実施し、
脱塩処理後の排ガスの二酸化硫黄濃度測定値と、脱塩処理後の排ガスの目標二酸化硫黄濃度設定値とに基づきサンプリングPI制御演算を行い二酸化硫黄低減制御信号を求め、脱塩処理後の排ガスの二酸化硫黄濃度測定値の増減傾向に対応して前記二酸化硫黄低減制御信号を増減する傾向補正を実施し、
傾向補正された塩化水素低減制御信号と、傾向補正された二酸化硫黄低減制御信号とを加算して又はいずれか大きい方を選択して、塩化水素と二酸化硫黄の低減制御信号とし、塩化水素と二酸化硫黄の低減制御信号に1より小さい所定のゲインを掛けた補正制御信号を脱塩剤供給量制御ステップにおいて用いるように出力し、
脱塩剤供給量制御ステップは、フィードフォワード主制御ステップから入力された必要供給量信号に基づき脱塩剤供給装置の運転指示値を求め、該運転指示値をフィードバック補正制御ステップから入力された補正制御信号により補正し、補正後の運転指示値を脱塩剤供給装置に出力することを特徴とする脱塩制御方法。 - 塩化水素と二酸化硫黄とを含有する排ガスに脱塩剤を供給処理してこの塩化水素と二酸化硫黄とを低減する脱塩制御方法であって、
脱塩処理前の排ガスの塩化水素濃度に基づくフィードフォワード制御を主制御として行うフィードフォワード主制御ステップと、脱塩処理後の排ガスの塩化水素濃度に基づくフィードバック制御を補正制御として行うフィードバック補正制御ステップと、脱塩剤供給量制御ステップとを備え、
フィードフォワード主制御ステップは、排ガスの流量と脱塩処理前の排ガスの塩化水素濃度とに基づき塩化水素のみを低減するために必要な脱塩剤の量である塩化水素低減必要供給量を演算し、演算した塩化水素低減必要供給量と、予め求められた脱塩処理前の排ガスの塩化水素濃度と二酸化硫黄濃度との相関関係とに基づき、塩化水素と二酸化硫黄とを低減するために必要な脱塩剤の量である必要供給量を演算し、演算した必要供給量に対応する塩化水素・二酸化硫黄低減必要供給量信号を脱塩剤供給量制御ステップにおいて用いるように出力し、
フィードバック補正制御ステップは、脱塩処理後の排ガスの塩化水素濃度測定値と、脱塩処理後の排ガスの目標塩化水素濃度設定値とに基づきサンプリングPI制御演算を行い制御信号を求め、制御信号に1より小さい所定のゲインを掛けた補正制御信号を脱塩剤供給量制御ステップにおいて用いるように出力し、
脱塩剤供給量制御ステップは、フィードフォワード主制御ステップから入力された塩化水素・二酸化硫黄低減必要供給量信号に基づき脱塩剤供給装置の運転指示値を求め、該運転指示値をフィードバック補正制御ステップから入力された補正制御信号により補正し、補正後の運転指示値を脱塩剤供給装置に出力することを特徴とする脱塩制御方法。 - 塩化水素と二酸化硫黄とを含有する排ガスに脱塩剤を供給処理してこの塩化水素と二酸化硫黄とを低減する脱塩制御方法であって、
脱塩処理前の排ガスの塩化水素濃度に基づくフィードフォワード制御を主制御として行うフィードフォワード主制御ステップと、脱塩処理後の排ガスの塩化水素濃度と二酸化硫黄濃度に基づくフィードバック制御を補正制御として行うフィードバック補正制御ステップと、脱塩剤供給量制御ステップとを備え、
フィードフォワード主制御ステップは、排ガスの流量と脱塩処理前の排ガスの塩化水素濃度とに基づき塩化水素のみを低減するために必要な脱塩剤の量である塩化水素低減必要供給量を演算し、演算した塩化水素低減必要供給量と、予め求められた脱塩処理前の排ガスの塩化水素濃度と二酸化硫黄濃度との相関関係とに基づき、塩化水素と二酸化硫黄とを低減するために必要な脱塩剤の量である必要供給量を演算し、演算した必要供給量に対応する塩化水素・二酸化硫黄低減必要供給量信号を脱塩剤供給量制御ステップにおいて用いるように出力し、
フィードバック補正制御ステップは、脱塩処理後の排ガスの塩化水素濃度測定値と、脱塩処理後の排ガスの目標塩化水素濃度設定値とに基づきサンプリングPI制御演算を行い塩化水素低減制御信号を求め、脱塩処理後の排ガスの二酸化硫黄濃度測定値と、脱塩処理後の排ガスの目標二酸化硫黄濃度設定値とに基づきサンプリングPI制御演算を行い二酸化硫黄低減制御信号を求め、塩化水素低減制御信号と、二酸化硫黄低減制御信号とを加算して又はいずれか大きい方を選択して、塩化水素と二酸化硫黄の低減制御信号とし、塩化水素と二酸化硫黄の低減制御信号に1より小さい所定のゲインを掛けた補正制御信号を脱塩剤供給量制御ステップにおいて用いるように出力し、
脱塩剤供給量制御ステップは、フィードフォワード主制御ステップから入力された塩化水素・二酸化硫黄低減必要供給量信号に基づき脱塩剤供給装置の運転指示値を求め、該運転指示値をフィードバック補正制御ステップから入力された補正制御信号により補正し、補正後の運転指示値を脱塩剤供給装置に出力することを特徴とする脱塩制御方法。
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