JP4877645B2

JP4877645B2 - 非鉄金属製錬における排ガス処理設備の並列運転制御方法

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Publication number: JP4877645B2
Application number: JP2006067483A
Authority: JP
Inventors: 靖志一色; 英和青木; 浩佐藤
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2006-03-13
Filing date: 2006-03-13
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2026-03-13
Also published as: JP2007239086A

Description

本発明は、非鉄金属の製錬工程において、２系列以上の排ガス処理系設備の並列運転を実現する際の排ガスの制御方法に関するものである。

図１は、非鉄金属用の製錬設備１において、従来の１系列による排ガス処理系の設備を示している。非鉄金属用の製錬設備１は、自熔炉や転炉の他、それらの製錬工程制御用のプロセスコンピューターなどから構成されており、運転中に２酸化硫黄などの排ガスを発生する。その排ガスは、製錬設備１から排出された後に、排ガス煙道４、排ガス洗浄設備２を経て、Ｎｏ．１排ガス煙道１６の経路中に介在するＮｏ．１ブロワー入口弁８を経て、Ｎｏ．１ブロワー９に吸引され、最終的にＮｏ．１排ガス処理設備３に導かれ、その内部で処理される。なお、この排ガス処理系の設備全体は、硫酸プラントとも呼ばれる。

製錬設備１の製錬工程において、製錬設備１の自熔炉からの排ガスの流量は、比較的安定しているが、製錬設備１の転炉の稼働時に、そこからの排ガスの流量は、その稼動状態によって大きく変動し、不安定であり、特に、転炉の操業・操業停止によって、急峻に変化する。このため、排ガス煙道４の内部で排ガスの流量や圧力も短時間の内に大きく変動する。排ガスの流量や圧力が変動すると、Ｎｏ．１排ガス処理設備３の処理能力に対する過不足状態となるため、排ガスの漏れや、処理効率の点から好ましくない。このことから排ガス煙道４の内で排ガスの圧力は、ほぼ一定の値に維持しなければならない。

そこで、排ガス処理系の処理状態の監視、排ガスの圧力の自動制御のために、図１のように、排ガス処理系に状態監視制御装置５が付設される。状態監視制御装置５は、製錬設備１の出口側の排ガス煙道４の内で排ガスの圧力を所定の範囲でほぼ一定に保つために、排ガス煙道内圧力計６によって排ガス圧力を監視すると共に、排ガス洗浄装置２の出口側でＮｏ．１ガス流量計７によってＮｏ．１排ガス煙道１６の内で排ガスの流量を測定し、これらの監視、測定の結果に基づいてＮｏ．１ブロワー入口弁８の開度の制御、Ｎｏ．１ブロワー回転数制御装置１０によるＮｏ．１ブロワー９の回転数をフィードバック制御のもとに制御する。このフィードバック制御によって、製錬設備１の出口側での排ガスの圧力は、所定の範囲内の値に保たれる。

特に、前記のように、銅製錬工程では、製錬設備１での自熔炉からの排ガスのほかに、ＰＳ型の転炉からの排ガスをも同時に処理するが、自熔炉のほぼ安定した排ガス量に対し、転炉の回分式吹錬による排ガス量は大きく変動し、しかも急峻に変化すること、またフィードバック制御では、もともと制御対象の変化に対して修正動作が後追いとなるため、排ガスの制御は、フィードバック制御のみで充分に対処できない。

一方、特許文献１の技術は、プロセスコンピューターを利用して、転炉の排ガス吸引設備の回転数および転炉のスライド式ダンパーの動作情報を取り込み、転炉の各ステージに応じて、Ｎｏ．１ブロワー回転数制御装置１０の目標の回転数としての設定値を変更し、変更後の設定値を基本の回転数としてＮｏ．１ブロワー９を駆動することにより、排ガス煙道内圧力計６の圧力値を所定の範囲でほぼ一定の値に維持している。このような制御は、転炉の各ステージの動作状況を取り込んで、Ｎｏ．１ブロワー９を動作させるという観点からみれば、フィードバック制御にフィードフォワード制御を付加した併用制御方式と言える。

ところが、上記の併用制御方式でも、排ガスの変動量が大きく、その変動が急峻に起きると、排ガスの変動量がＮｏ．１排ガス処理設備３の処理能力を越えたり、排ガス処理系の制御が排ガスの急峻な変動に追従できなくなる。その結果、製錬設備１の出口側での排ガスの圧力は、所定の範囲内の値に維持できなくなることもある。

図２は、Ｎｏ．１ブロワー９の回転数と製錬設備１の出口側（硫酸プラント入口側）での排ガスの圧力の変動との関係を示している。回転数制御によって、Ｎｏ．１ブロワー９の回転数は、２２００ｒｐｍ〜３５００ｒｐｍの範囲で制御される。このとき、製錬設備１の出口側（硫酸プラント入口側）での排ガスの圧力は、排ガス煙道４での排ガス煙道内圧力計６によって検出され、−９００Ｐａから５００Ｐａの範囲で大きく変動している。このような大きな圧力変動は、既述の通り、Ｎｏ．１排ガス処理設備３の処理能力に対する過不足となるため、排ガスの漏れや、処理能率の点から好ましくない。
特開昭６０−５０８５４号公報

本発明の課題は、非鉄金属の製錬工程各炉において発生する排ガス量の処理能力を高め、排ガスの処理に余裕を持たせ、制御を安定化することである。また、他の課題は、製錬工程での排ガスの発生量の急峻な変動に合わせて、排ガスの増減量に対して過不足無く速やかに応答できるようにし、もって排ガス煙道内の圧力の値を、通常運転時および転炉操業の起動操作および停止操作時にも、所定の範囲内に維持できるようにすることである。

上記課題の解決のために、本発明は、まず２系列以上の並列の排ガス処理設備を設置することにより、排ガス量の処理能力を高め、排ガスの処理に余裕を持たせながら、制御を安定化させ、また、排ガスを２系列以上の並列の排ガス処理設備に分配して供給して処理するに当たり、一方の系列においては排ガスの流量を制御対象とし、流量制御系を構成し、他方の系列においては排ガスの圧力を制御対象とし、圧力制御系を構成することにより、排ガス吸引用ブロワーの回転数をフィードバック制御のもとに実施している。

また、本発明において、製錬設備のプロセスコンピュータは、製錬工程から排出される排ガスの流量および圧力に急峻な変動の影響を及ぼすタイミングを状態監視制御装置へ電気的な信号により送信する。この信号は、製錬設備内の転炉の操業のステージ毎に、排ガスの圧力・流量共に増加する増加信号、排ガスの圧力・流量共に減少する減少信号の２種類として用意されている。状態監視制御装置は、上記の増加信号または減少信号をトリガーとして、排ガスの流量および圧力の急峻な変動に合わせて、流量制御系のブロワー入口弁の開度、ブロワーの回転数および圧力制御系のブロワー入口弁の開度、ブロワーの回転数を強制的に変更することによって、排ガスの圧力を所定の範囲内に維持する。

上記の制御は、流量制御系および圧力制御系のフィードバック制御の出力（操作量）に、排ガスの流量および圧力に急峻な変動によるフィードフォワード制御の出力（操作量）を重畳的に付加するものとなる。このような制御によって、排ガスの流量制御系と圧力制御系とは、互いに干渉することなく所期の制御動作を行えることになる。

ただし、先に述べたフィードフォワード制御の出力（操作量）は、制御対象の系列の風量を考慮したうえで設定しなければならず、少なからず風量制御側の負荷変動による影響を受けるため、製錬操業負荷の全体量が変化する都度、設定値も見直さなければならず煩雑である。

本発明は、その解決手段として、圧力制御系のブロワー回転数制御装置およびブロワーの回転数調整速度（応答速度）を、回転数の増加時および減少時共にブロワー本体回転数について１００ｒｐｍ／ｓｅｃの能力とすることにより、圧力変動に対する制御の応答速度を高め、制御動作を速やかに行えるようにしている。

具体的に記載すると、本発明に係る非鉄金属製錬における排ガス処理設備の並列運転制御方法は、非鉄金属の製錬設備に（１）おいて発生する排ガスを排ガス煙道（４）から２系列以上に分岐して並列した排ガス煙道（１６、１７）により対応の排ガス処理設備（３、１１）に供給する過程で、各排ガス煙道（１６、１７）毎に、ブロワー入口弁（８、１３）およびブロワー（９、１４）を順次介在させると共に、各ブロワー（９、１４）のブロワー回転数制御装置（１０、１５）および各ブロワー入口弁（８、１３）を製錬工程の状態監視制御装置（５）により制御する際に、２系列以上のうち、ある系列を流量制御系とし、流量制御系の排ガス煙道（１６、１７）に設けたガス流量計（７）により排ガスの流量を検出し、検出したガスの流量にもとづいて、状態監視制御装置（５）により流量制御系のブロワー入口弁（８）の開度を制御し、かつ状態監視制御装置（５）および流量制御系のブロワー回転数制御装置（１０）により流量制御系のブロワー（９）の回転数を制御し、また、残りの系列を圧力制御系とし、排ガス煙道（４）にある排ガス煙道内圧力計（６）により排ガスの圧力を検出し、検出した排ガスの圧力にもとづいて、状態監視制御装置（５）によって圧力制御系のブロワー入口弁（１３）の開度を制御し、かつ状態監視制御装置（５）および圧力制御系のブロワー回転数制御装置（１５）により圧力制御系のブロワー（１４）の回転数を制御するとともに、状態監視制御装置（５）による製錬工程の情報を用いて、流量制御系および圧力制御系の少なくとも１系列以上について、排ガスの流量および圧力の急峻な変動に合わせ、ブロワー入口弁（８、１３）の開度、ブロワー（９、１４）の回転数を変更することによって、製錬設備（１）において発生する排ガスの圧力を所定の範囲内に維持している（請求項１）。

また、本発明に係る非鉄金属製錬における排ガス処理設備の並列運転制御方法は、非鉄金属の製錬設備（１）において発生する排ガスを排ガス煙道（４）から２系列以上に分岐して並列した排ガス煙道（１６、１７）により対応の排ガス処理設備（３、１１）に供給する過程で、各排ガス煙道（１６、１７）毎に、ブロワー入口弁（８、１３）およびブロワー（９、１４）を順次介在させるとともに、各ブロワー（９、１４）のブロワー回転数制御装置（１０、１５）および各ブロワー入口弁（８、１３）を製錬工程の状態監視制御装置（５）により制御する際に、２系列以上のうち、ある系列を流量制御系とし、流量制御系のガス流量計（７）により排ガスの流量を検出し、検出したガスの流量にもとづいて、状態監視制御装置（５）により流量制御系のブロワー入口弁（８）の開度を制御し、かつ状態監視制御装置（５）および流量制御系のブロワー回転数制御装置（１０）により流量制御系のブロワー（９）の回転数を制御し、また、残りの系列を圧力制御系とし、排ガス煙道（４）にある排ガス煙道内圧力計（６）により排ガスの圧力を検出し、検出した排ガスの圧力にもとづいて、状態監視制御装置（５）によって圧力制御系のブロワー入口弁（１３）の開度を制御し、かつ状態監視制御装置（５）および圧力制御系のブロワー回転数制御装置（１５）により圧力制御系のブロワー（１４）の回転数を制御するとともに、状態監視制御装置（５）による製錬工程の情報を用いて、流量制御系および圧力制御系の少なくとも１系列以上について、排ガスの流量および圧力の急峻な変動に合わせ、ブロワー入口弁（８、１３）の開度、ブロワー（９、１４）の回転数を変更することによって、製錬設備（１）において発生する排ガスの圧力を所定の範囲内に維持するに当たり、少なくとも１系列以上の圧力制御系のブロワー回転数制御装置（１５）およびブロワー（１４）の回転数調整速度を排ガス発生量の急峻な変動に対応可能な応答速度としている（請求項２）。

さらに、本発明に係る非鉄金属製錬における排ガス処理設備の並列運転制御方法は、請求項２において、圧力制御系のブロワー回転数制御装置（１５）およびブロワー（１４）の回転数減少方向の回転数調整速度が排ガスの流量および圧力の急峻な減少に追従可能なとき、少なくとも１系列以上の圧力制御系のブロワー回転数制御装置（１５）およびブロワー（１４）の回転数調整速度を排ガス発生量の急峻な増加に対応可能な応答速度としておき、排ガスの流量および圧力の急峻な増加に合わせて、上記１系列以上の圧力制御系のブロワー入口弁（１３）の開度を大きくし、かつブロワー（１４）の回転数を高くしている（請求項３）。

本発明によると、非鉄金属の製錬設備において発生する排ガスが２系列以上に分岐して対応の排ガス処理設備に供給されるから、排ガスの処理量が設置系列分多くできる。２系列以上のうち、ある系列を流量制御系とし、また、残りの系列を圧力制御系とし、制御対象を異にして制御が実行されるから、各系列の制御が互いに干渉せず行える。制御対象が異なっていても、制御対象に排ガスの圧力が含まれているから、製錬設備の出口側の排ガスの圧力が所定の範囲内に維持できる。排ガスの流量の急峻な変動時に、製錬工程の状態監視制御装置の情報が用いられ、流量制御系における排ガス流量の目標の設定値および圧力制御系における排ガスの圧力の目標の設定値が変更されるから、流量制御系および圧力制御系が排ガスの流量、圧力の急峻な変動に対処できる（請求項１）。

また、本発明によると、非鉄金属の製錬設備において発生する排ガスが２系列以上に分岐して対応の排ガス処理設備に供給されるから、排ガスの処理量が設置系列分多くできる。２系列以上のうち、ある系列を流量制御系とし、また、残りの系列を圧力制御系とし、制御対象を異にして制御が実行されるから、各系列の制御が互いに干渉せず行える。制御対象が異なっていても、制御対象に排ガスの圧力が含まれているから、製錬設備の出口側の排ガスの圧力が所定の範囲内に維持できる。排ガスの流量の急峻な変動時に、製錬工程の状態監視制御装置の情報が用いられ、圧力制御系における排ガスの圧力の目標の設定値が変更されるから、圧力制御系が排ガスの流量、圧力の急峻な変動に対処できる。特に、少なくとも１系列以上の圧力制御系のブロワー回転数制御装置およびブロワーの回転数調整速度が排ガス発生量の急峻な変動に対応可能な応答速度となっているから、圧力制御系は排ガス発生量の急峻な変動に速やかに応答し、製錬設備において発生する排ガスの圧力が所定の範囲内に従来よりも正確に維持できる（請求項２）。

ブロワーの回転数調整速度が排ガス発生量の急峻な減少に対応可能な応答速度となっておれば、圧力制御系における排ガスの圧力の目標の設定値は排ガスの流量の急峻な増加時にのみ変更することで足り、その分制御が単純化できる（請求項３）。

図３は、２以上並列の排ガス処理系の一例として、２系列の排ガス処理系を示しており、そのうちの一方の系列、例えばＮｏ．１排ガス処理設備３側を流量制御系とし、他方の系列、Ｎｏ．２排ガス処理設備１１側を圧力制御系としている。

図３の２系列の排ガス処理系において、図１と同様に、非鉄金属の製錬設備１から排出された排ガスは、排ガス煙道４、排ガス洗浄設備２を経て、Ｎｏ．１の排ガス処理系となるＮｏ．１排ガス煙道１６の経路に入る。非鉄金属の製錬設備１は、前記と同様に、自熔炉や転炉の他、それらのプロセスコンピュータなどから構成されている。

Ｎｏ．１排ガス煙道１６は、排ガス洗浄装置２の出口側で、Ｎｏ．２排ガス煙道１７によって分岐し、Ｎｏ．２の排ガス処理系となっている。Ｎｏ．１排ガス煙道１６とＮｏ．２排ガス煙道１７との分岐点において、排ガスは、通常、常に一定の比率、例えば１：１の比率で分配されるものとする。しかし、この比率は、各排ガス処理系の処理能力に応じてそれ以外の比率で分配するこもできる。

Ｎｏ．１排ガス煙道１６内に流入した排ガスは、Ｎｏ．１排ガス煙道１６の途中に介在するＮｏ．１ブロワー入口弁８を経てＮｏ．１ブロワー９に吸引されて、最終的にＮｏ．１排ガス処理設備３に導かれ、その内部で処理される。また、Ｎｏ．２排ガス煙道１７内に流入した排ガスは、Ｎｏ．２排ガス煙道１７の途中に介在するＮｏ．２ブロワー入口弁１３を経てＮｏ．２ブロワー１４に吸引されて、最終的にＮｏ．２排ガス処理設備１１に導かれ、その内部で処理される。

これらのＮｏ．１排ガス煙道１６、Ｎｏ．２排ガス煙道１７にそれぞれＮｏ．１ガス流量計７、Ｎｏ．２ガス流量計１２、Ｎｏ．１ブロワー回転数制御装置１０、Ｎｏ．２ブロワ回転数制御装置１５が付設される。Ｎｏ．１ガス流量計７、Ｎｏ．２ガス流量計１２の流量の信号は、２つの排ガス処理系に共通の状態監視制御装置５の入力信号となる。状態監視制御装置５は、流量の信号の他に、排ガス煙道４に介在する排ガス煙道内圧力計６の圧力の信号、製錬設備１から操業状態に応じた信号を受け取り、Ｎｏ．１ブロワー入口弁８およびＮｏ．２ブロワー入口弁１３の開度や、Ｎｏ．１ブロワー回転数制御装置１０およびＮｏ．２ブロワー回転数制御装置１１により対応のＮｏ．１ブロワー９、Ｎｏ．２ブロワー１４の回転数を制御する。

図３において、前記のとおり、２系列の排ガス処理系のうち、一方のＮｏ．１排ガス処理設備３側は流量制御系として構成されており、他方のＮｏ．２排ガス処理設備１１側は圧力制御系として構成されている。流量制御系および圧力制御系は、非鉄金属の製錬設備１の通常の操業時に、ともにフィードバック制御を実行する。

すなわち、非鉄金属の製錬設備１の通常の操業時に、状態監視制御装置５は、ガス流量計７により排ガスの流量を検出して、検出した排ガスの流量と目標流量とを比較し、その流量偏差にもとづく出力（操作量）により流量制御系のブロワー入口弁８の開度を制御し、同時にブロワー回転数制御装置１０を介してＮｏ．１ブロワー９の回転数を増減させると共に、排ガス煙道内圧力計６により排ガス煙道４での排ガスの圧力を検出して、検出した排ガスの圧力と目標圧力とを比較し、その圧力偏差にもとづく出力（操作量）により圧力制御系のブロワー入口弁１３の開度を制御し、同時にブロワー回転数制御装置１５を介してＮｏ．２ブロワー１４の回転数を増減させる。

このように、流量制御系は、Ｎｏ．１排ガス煙道１６に流入した排ガスを処理するように働き、また圧力制御系は、排ガス煙道４に排出された排ガスを処理することによって、最終の目的つまり排ガス煙道４内での排ガスの圧力を所定の範囲内に収めるように働くことになる。なお、目標流量および目標圧力は、状態監視制御装置５に予め入力され、設定値として与えられている。

〔制御態様１（請求項１）〕非鉄金属の製錬設備１の通常の操業時以外、つまり転炉操業の起動や停止時に、流量制御系および圧力制御系は、状態監視制御装置５によってフィードバック制御に加えて、それと並行して一時的にフィードフォワード制御を実行する（請求項１）。すなわち転炉操業の起動や停止時に、製錬設備１のプロセスコンピュータは、転炉操業のステージ毎に操業の起動または停止に応じて、排出される排ガスの圧力・流量の増加信号、減少信号を状態監視制御装置５に送る。

このため状態監視制御装置５は、増加信号の受信または減少信号の受信のときに、フィードフォワード制御を実行し、流量制御系および圧力制御系の少なくとも１系列以上の制御系において、流量偏差にもとづく出力に、転炉操業の各ステージに対応する流量の設定値を重畳的に加算し、（流量偏差にもとづく出力＋各ステージに対応する流量の設定値）を新たな操作量とし、この新たな操作量によって流量制御系のＮｏ．１ブロワー入口弁８の開度を制御し、同時にＮｏ．１ブロワー回転数制御装置１０を介してＮｏ．１ブロワー９の回転数を増減させるか、およびまたは圧力偏差にもとづく出力に、転炉操業の各ステージに対応する圧力の設定値を重畳的に加算し、（圧力偏差にもとづく出力＋各ステージに対応する圧力の設定値）を新たな操作量とし、この新たな操作量によって圧力制御系のＮｏ．２ブロワー入口弁１３の開度を制御し、同時にＮｏ．２ブロワー回転数制御装置１５を介してＮｏ．２ブロワー１４の回転数を増減させる。

なお、ここでの転炉操業の各ステージに対応する流量の設定値や、圧力の設定値は、状態監視制御装置５に、フィードフォワード制御による補正量のデータとして、転炉操業の各ステージ毎に予め入力され、記憶されている。このため、状態監視制御装置５は、転炉操業の各ステージ毎に、対応の補正量のデータを読み出して、これらを流量偏差にもとづく出力や圧力偏差にもとづく出力に加算しながら出力することになる。

〔制御態様２（請求項２）〕上記の制御態様１において、排ガスの流量および圧力の急峻な変動に対応して、圧力制御系の排ガスの処理能力は、急速に増加または減少しなければならない。処理能力の急速な増加または減少は、圧力制御系における回転数制御の応答速度、特にＮｏ．２ブロワー回転数制御装置１５の回転数調整速度およびＮｏ．２ブロワー１４の本体回転数（ブロワー駆動モータ）の回転数調整速度に依存する。

そこで、本発明は、実施に当たって、少なくとも１系列以上の圧力制御系のＮｏ．２ブロワー回転数制御装置１５およびブロワー１４の回転数調整速度を排ガス発生量の急峻な変動に対応可能な応答速度としている。具体的には、ブロワー駆動モータの回転数調整速度は、回転数の増加時および回転数の減少時共に、ブロワー本体回転数について１００ｒｐｍ／ｓｅｃの能力にしてある。このことにより、急峻な圧力変動に対して、ブロワー１４は、回転数制御の応答速度を高め、目標の制御動作を速やかに、かつ容易に行えるようになる。これを実際に実現するために、必要な回転数調整速度に対する速やかな応答性を得る必要があり、回生制動機能が必要となるため、Ｎｏ．２ブロワー回転数制御装置１５としては標準回路にて容易に電力回生運転ができる直接高圧出力電流型インバーターが最適である。

〔制御態様３（請求項３）〕上記の制御態様２において、転炉操業の起動操作および停止操作時には、精錬側でのファン回転数の変更とスライド式ダンパーの動作が加わり、ブロワー回転数は１９００ｒｐｍから３２００ｒｐｍ回転に上昇する調整速度（調整時間）は回転負荷の増加のために６０から８０秒にて行われ、逆にブロワー回転数３２００ｒｐｍから１９００ｒｐｍに低下する調整速度（調整時間）は回転負荷の減少のために３０から４０秒という非常に短時間で行われる。

このように、圧力制御系のブロワー回転数制御装置１５およびブロワー１４の回転数減少方向の回転数調整速度がそれ自体の機能として排ガスの流量および圧力の急峻な減少に追従可能なとき、少なくとも１系列以上の圧力制御系のブロワー回転数制御装置１５およびブロワー１４の回転数調整速度を排ガス発生量の急峻な増加に対応可能な応答速度、例えは上記の１００ｒｐｍ／秒としておけば充分である。したがって、これまでフィードフォワード制御にて追従させていた転炉操業変化とブロワー回転数変化の遅れとをほぼ解消できる。これにより、製錬設備１の情報や風量制御側の排ガス流量を考慮するという煩雑な作業をせずとも、排ガスの出口側での圧力を容易に制御できるようになる。

実施例１は、図３の構成と同様に、２系列の排ガス処理系のうち、Ｎｏ．１側の排ガス処理系を流量制御系のものとして構成し、残りのＮｏ．２側の排ガス処理系を圧力制御系のものとして構成している。流量制御系および圧力制御系は、非鉄金属の製錬設備１の通常の操業時に、ともにフィードバック制御を実行し、非鉄金属の製錬設備１の通常の操業時以外、つまり転炉操業の起動や停止時に、フィードバック制御を継続しながら一時的にフィードフォワード制御を実行する。なお、圧力制御系によって排ガスの急峻な増減に対応可能であれば、流量制御系についてフィードフォワード制御は不要となる。

Ｎｏ．１ブロワー９およびＮｏ．２ブロワー１４についての仕様は、表１に比較して示す通りに設定されている。

上記仕様のもとで、製錬設備１の通常の製錬工程において、状態監視制御装置５および流量制御系のＮｏ．１ブロワー回転数制御装置１０は、フィードバック制御の出力によってＮｏ．１入口弁８の開度およびＮｏ．１ブロワー９の回転数制御動作を行なって、流量制御を行い、また、状態監視制御装置５および圧力制御系のＮｏ．２ブロワー回転数制御装置１５は、Ｎｏ．２入口弁１３の開度およびＮｏ．２ブロワー１４の回転数制御動作を行ない、排ガス煙道４内の圧力制御を行なう。

一方、転炉の起動操作時に、製錬設備１の製錬工程から排出される排ガスの流量が急峻に増えるとき、製錬設備１は、状態監視制御装置５に対して、流量増加信号を送信する。このため、状態監視制御装置５は、流量制御のフィードバック制御の出力にフィードフォワード制御の出力を加算し、それらの和の新たな操作量によりＮｏ．１入口弁８の開度およびＮｏ．１ブロワー９の回転数制御動作を行なって、流量制御を行い、また、同時に圧力制御のフィードバック制御の出力にフィードフォワード制御の出力を加算し、それらの和の新たな操作量によりＮｏ．２入口弁１３の開度およびＮｏ．２ブロワー１４の回転数制御動作を行なって、圧力制御を行う。このようして制御は、排ガスの流量の急峻な増加に対処し、製錬設備１の排出側の圧力（硫酸プラント入口圧力）を所定の範囲内に維持していく。

逆に、転炉操業の停止操作時に、製錬設備１の製錬工程から排出される排ガスの流量が減少するが、このときに製錬設備１は、状態監視制御装置５に対して、流量減少信号を送信する。排ガスの流量の減少に対して、フィードバック制御は、短時間のうちに応答し、安定するから、上記の流量減少信号は、実施例では計器オペレーターへの注意喚起用にのみ用いられる。

図４は、Ｎｏ．１排ガス処理設備３を流量制御として、Ｎｏ．２排ガス処理設備１１を圧力制御とし、さらにＮｏ．２排ガス処理設備１１のブロワー１４に必要な回転数調整速度をもたせて運転したときの回転数や圧力の状況を時間軸上でグラフにより比較しながら示している。

図４において、硫酸プラント入口圧力（製錬設備１の排出側の圧力）の変動は、図２でのＮｏ．１処理系にて単独で運転した場合以上に安定しており、課題とした圧力値を通常運転時には−５００Ｐａから５００Ｐａにて容易に維持し、転炉操業の起動操作および停止操作時にも最大−１０００Ｐａから５００Ｐａ範囲以内に収められ、実際のデータでは−７００Ｐａから２００Ｐａと予定以上の効果を得られている。

銅製錬での排ガス処理に限らず、その他の非鉄金属製錬にも利用できる。また、本発明において、フィードフォワード制御は、流量制御系および圧力制御系の少なくとも何れかに適用すればよい。制御の最終目的は、製錬設備１の排出側の圧力であるから、フィードフォワード制御は、圧力制御系の１または２以上に適用して有効となる。なお、フィードフォワード制御のときにも、フィードバック制御は継続されているが、フィードフォワード制御の出力がフィードバック制御の出力を含むものであれば、フィードバック制御はフィードバック制御の期間に中断することもできる。

従来の１系列の排ガス処理系の設備の系統図である。従来の１系列の排ガス処理系の設備の動作特性の説明図である。本発明による２系列の排ガス処理系の設備の系統図である。本発明による２系列の排ガス処理系の設備の動作特性の説明図である。

符号の説明

１製錬設備
２排ガス洗浄設備
３Ｎｏ．１排ガス処理設備
４排ガス煙道
５状態監視制御装置
６排ガス煙道内圧力計
７Ｎｏ．１ガス流量計
８Ｎｏ．１ブロワ入口弁
９Ｎｏ．１ブロワ
１０Ｎｏ．１ブロワ回転数制御装置
１２Ｎｏ．２排ガス処理設備
１２Ｎｏ．２ガス流量計
１３Ｎｏ．２ブロワ入口弁
１４Ｎｏ．２ブロワ
１５Ｎｏ．２ブロワ回転数制御装置
１６Ｎｏ．１排ガス煙道
１７Ｎｏ．２排ガス煙道

Claims

非鉄金属の製錬設備（１）において発生する排ガスを排ガス煙道（４）から２系列以上に分岐して並列した排ガス煙道（１６、１７）により対応の排ガス処理設備（３、１１）に供給する過程で、各排ガス煙道（１６、１７）毎に、ブロワー入口弁（８、１３）およびブロワー（９、１４）を順次介在させると共に、各ブロワー（９、１４）のブロワー回転数制御装置（１０、１５）および各ブロワー入口弁（８、１３）を製錬工程の状態監視制御装置（５）により制御する際に、２系列以上のうち、ある系列を流量制御系とし、流量制御系の排ガス煙道（１６、１７）に設けたガス流量計（７）により排ガスの流量を検出し、検出したガスの流量にもとづいて、状態監視制御装置（５）により流量制御系のブロワー入口弁（８）の開度を制御し、かつ状態監視制御装置（５）および流量制御系のブロワー回転数制御装置（１０）により流量制御系のブロワー（９）の回転数を制御し、また残りの系列を圧力制御系とし、排ガス煙道（４）にある排ガス煙道内圧力計（６）により排ガスの圧力を検出し、検出した排ガスの圧力にもとづいて、状態監視制御装置（５）によって圧力制御系のブロワー入口弁（１３）の開度を制御し、かつ状態監視制御装置（５）および圧力制御系のブロワー回転数制御装置（１５）により圧力制御系のブロワー（１４）の回転数を制御するとともに、状態監視制御装置（５）による製錬工程の情報を用いて、流量制御系および圧力制御系の少なくとも１系列以上について、排ガスの流量および圧力の急峻な変動に合わせ、ブロワー入口弁（８、１３）の開度、ブロワー（９、１４）の回転数を変更することによって、製錬設備（１）において発生する排ガスの圧力を所定の範囲内に維持する、ことを特徴とする非鉄金属製錬における排ガス処理設備の並列運転制御方法。
非鉄金属の製錬設備（１）において発生する排ガスを排ガス煙道（４）から２系列以上に分岐して並列した排ガス煙道（１６、１７）により対応の排ガス処理設備（３、１１）に供給する過程で、各排ガス煙道（１６、１７）毎に、ブロワー入口弁（８、１３）およびブロワー（９、１４）を順次介在させると共に、各ブロワー（９、１４）のブロワー回転数制御装置（１０、１５）および各ブロワー入口弁（８、１３）を製錬工程の状態監視制御装置（５）により制御する際に、２系列以上のうち、ある系列を流量制御系とし、流量制御系のガス流量計（７）により排ガスの流量を検出し、検出したガスの流量にもとづいて、状態監視制御装置（５）により流量制御系のブロワー入口弁（８）の開度を制御し、かつ状態監視制御装置（５）および流量制御系のブロワー回転数制御装置（１０）により流量制御系のブロワー（９）の回転数を制御し、また、残りの系列を圧力制御系とし、排ガス煙道（４）にある排ガス煙道内圧力計（６）により排ガスの圧力を検出し、検出した排ガスの圧力にもとづいて、状態監視制御装置（５）により圧力制御系のブロワー入口弁（１３）の開度を制御し、かつ状態監視制御装置（５）および圧力制御系のブロワー回転数制御装置（１５）により圧力制御系のブロワー（１４）の回転数を制御するとともに、状態監視制御装置（５）による製錬工程の情報を用いて、流量制御系および圧力制御系の少なくとも１系列以上について、排ガスの流量および圧力の急峻な変動に合わせ、ブロワー入口弁（８、１３）の開度、ブロワー（９、１４）の回転数を変更することによって、製錬設備（１）において発生する排ガスの圧力を所定の範囲内に維持するに当たり、
少なくとも１系列以上の圧力制御系のブロワー回転数制御装置（１５）およびブロワー（１４）の回転数調整速度を排ガス発生量の急峻な変動に対応可能な応答速度とする、ことを特徴とする非鉄金属製錬における排ガス処理設備の並列運転制御方法。
圧力制御系のブロワー回転数制御装置（１５）およびブロワー（１４）の回転数減少方向の回転数調整速度が排ガスの流量および圧力の急峻な減少に追従可能なとき、少なくとも１系列以上の圧力制御系のブロワー回転数制御装置（１５）およびブロワー（１４）の回転数調整速度を排ガス発生量の急峻な増加に対応可能な応答速度としておき、排ガスの流量および圧力の急峻な増加に合わせて、上記１系列以上の圧力制御系のブロワー入口弁（１３）の開度を大きくし、かつブロワー（１４）の回転数を高くする、ことを特徴とする請求項２記載の非鉄金属製錬における排ガス処理設備の並列運転制御方法。