JPH02222712A - 排煙脱硫方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、湿式排煙脱硫方法に係り、特に脱硫装置出口
のミスト量を効率良く低減するのに好適なミストエリミ
ネータ洗浄方法に関する。

【従来の技術】

湿式排煙脱硫方法においては、アルカリ金属、アルカリ
土類金属、アンモニア等の水酸化物、炭酸塩、亜硫酸塩
または酸化物の溶液または懸濁液を用いて排ガス中の硫
黄酸化物を吸収、除去し、副生品とし安定な硫酸塩を回
収する方法が一般的である。第８図は、カルシウム系吸
収剤を用いて硫酸カルシウム（石膏）を回収する従来の
湿式排煙脱硫方法を適用した装置の概略系統図である。 ボイラ等からの排ガス１０１は除じん塔ｌに導かれ、こ
こで除じん塔循環タンク４から除じん塔循環ポンプ８を
経て供給されるスラリかスプレされることによって排ガ
ス１０１が除じん、冷却される。ついで排ガス中の飛散
ミストが除じん塔ミストエリミネータ１４により除去さ
れ、その後、吸収塔２に送られる。吸収塔２内では、ス
プレノズルから噴霧されるカルシウム系吸収剤によって
排ガス中の硫黄酸化物が吸収除去される。カルシウム系
吸収剤は吸収塔循環タンク３から吸収塔循環ポンプ７を
経て供給される。排ガス中の同伴ミストが吸収塔ミスト
エリミネータ（デミスタともいう。）　１５で除去され
、排ガスは吸収塔２より出る。この吸収塔２から出た排
ガスはまだ、約５００ｍｇ／Ｎｍ’のミストを含むので
、さらに脱硫装置の入口排ガスと出口排ガス間の熱交換
を行う熱交換器（以下ＧＧＨ；Ｇａｓ　Ｇａｓ　Ｈｅａ
ｔｅｒという。）前のミストエリミネータ１６でミスト
を除去し、最終的に約１５０ｍｇ／Ｎｍ’以下のミスト
含有量のものにして図示していない再加熱工程へ導かれ
る。 一方、硫黄酸化物を吸収したカルシウム系吸収剤を含む
循環液スラリは、吸収塔２及び吸収塔循環タンク３内で
反応して亜硫酸カルシウムとなるが、その一部、場合に
よっては全量が吸収塔２内に８いて排ガス中の酸素によ
って酸化されて石膏となる。この吸収剤スラリは吸収塔
循環ポンプ７により吸収塔２内で再び噴霧されるか、ま
たはブリードポンプ９によって反応槽ＩＯへ供給される
。 なお、吸収塔循環タンク３にはカルシウム系吸収剤とし
て炭酸カルシウムのスラリ１０４が補給される。反応槽
ｌＯでは硫酸１０５を添加することによって含有される
未反応炭酸カルシウムが石膏に転換され、また亜硫酸カ
ルシウムの酸化に好適なｐＨに調整される。このスラリ
は酸化塔供給ポンプ２２により酸化塔１１に供給され、
ここで亜硫酸カルシウムは空気２０６によって石膏に酸
化される。得られた石膏スラリはシラフナ１２へ導かれ
、固液分離された後、遠心分離機１３で脱水され、石膏
１０８が回収される。固液分離及び脱水後のろ過水１０
７はろ過水タンク２１に導かれ石灰石スラリの調整水、
補給水あるいは吸収塔ミストエリミネータ１５の洗浄水
に用いられる。排ガス中のミストを除去するためのこれ
らミストエリミネータ１４，１５および１６には排ガス
中のダスト、吸収剤固形物等に起因する固形物の付着、
堆積が起こり排ガス流路を狭め、場合とによってはこの
排ガス通路を閉塞する場合もあるため、定期的に新水、
ろ過水１０７またはその混合水により洗浄が行われる。 この洗浄方法として常時少量ずつ噴霧する連続洗浄と間
欠的に強力に洗浄する間欠洗浄が用いられる。現在は後
者が主流である。特に新水を用いて洗浄する場合には、
脱硫装置内での水の流入量と流出量を等しくする必要が
ある（以下水バランスという。）ため、むやみに洗浄す
ることができない。 ここで水バランスについて詳しく説明すると、まず、水
バランスとは流出水量（石膏Ｃａ５Ｏａ・２Ｈ８０及び
亜硫酸カルシウムＣａ５Ｏ，・１八Ｈ１０の結晶水、石
膏付着水、蒸発水、脱硫排水）と流入水量（各種機器シ
ール水、補給水、ミストエリミネータ洗浄水）を等しく
することであり、各負荷における流入水量と流出水量の
内訳は模式的に第１０図（ａ）及び（ｂ）に示すとおり
である。 ボイラ負荷が高い時は蒸発水量が多いのでこれに見合う
水量を補給水とミストエリミネータ洗浄水で賄うことに
より水バランスは保てる。しかしながら、負荷が下がる
に従い蒸発水量は減るが、ミストエリミネータの洗浄水
量は一定のため、第１０図（ｂ）に示すように、補給水
で不足流入水量を調整していたものが負荷２八Ｅ　ＣＲ
（ＥｃｏｎｏｍｉｃａｌＣｏｎＬｉｎｕｏｕｓ　Ｒａｔ
ｉｎｇ、　　ｒ経済負荷」とも言われ、経済的にボイラ
を連続運転しうる蒸発量のことである。）付近より調整
しろがなくなって、むしろ模式的に斜線部Ａで示すよう
に、使用水量が増加し、かつ第１Ｏ図（ａ）に示すよう
に排水量も増加する。使用水量が増加すると、脱硫系内
がオーバーフローしたり、吸収塔循環スラリのスラリ濃
度が低下し、スケーリングを助長する場合もある。また
、低負荷でも水バランスが崩れないよう予め全負荷にわ
たって洗浄水量を低く設定すると、ミストエリミネータ
への固形物の付着、堆積が起こり、ここでの圧力損失が
増加し、ときには、ガスの通過が困難になることもある
。 ところで、現在主流のミストエリミネータ洗浄方法は間
欠洗浄法であるが、この間欠洗浄法はミストエリミネー
タ１４．１５および１６の洗浄が必要な部分を幾つかの
セクションに分割し、サイクルタイマーを用いて、シー
ケンシャルに洗浄するもので、各セクション毎に約１時
間に１回、０．５〜ｌＯ分ずつ洗浄しミストエリミネー
タ　１４．１５８よび１６の全面積を洗浄する。理解を
容易にするために第９図を用いて吸収塔２に設置された
ミストエリミネータ１５の洗浄方法を説明する。第９図
（ａ）に示すようにミストエリミネータＩ５を洗浄する
各洗浄ノズルヘッダ１８（本図の場合は１６本）に遮断
弁１７を設置し、この遮断弁１７の開閉は第９図（ｂ）
に模式的に示した洗浄サイクルに従って行われ、ミスト
エリミネータ１５が洗浄される。これにより、各洗浄ノ
ズルへラダ１８により洗浄される各セクションは（本図
では１６セクシヨン）は強いインパクトで集中的に１．
分間ＮＯ，ｌより順次シーケンシャルに洗浄され、最終
段（本図の場合ＮＯ，１６）の洗浄が終わった時点で１
サイクルとなる。この洗浄方法は短時間に集中的に洗浄
するものなので、全面連続洗浄よりも少ない流量で、確
実に洗浄が行われ、ミストエリミネータが詰まるとか、
閉塞するといった問題はなかった。

【発明が解決するための課題】

上記従来技術は、ボイラの負荷変化に対して一定の時間
間隔による洗浄サイクルで運転され、しかも、洗浄水量
もボイラからの排ガス流量の最大値を念頭におき設計さ
れいる。ところが、最近の火力発電用ボイラは中間負荷
運転されており、ボイラ負荷の増減、ボイラの起動、停
止等が頻繁に行われるにもかかわらず、ボイラ低負荷運
転時の水バランスの点について配慮がされてないため、
流入量である洗浄水は一定量で入り、低負荷運転に伴い
流出量が減少することがあった。このとき、脱硫系内の
水バランスが崩れ、脱硫系内の水のオーバー７０−、吸
収スラリ濃度の低下及びこれに伴う塔内スケーリングポ
テンシャルの増加という問題が生じる。 このような問題点に対して、吸収塔スラリ比重を検知し
て、ミストエリミネータの洗浄負荷を変える方法（特開
昭６２−１６３７２８号公報参照のこと。）が知られて
いる。しかし、吸収塔スラリ比重は時間遅れの大きい物
理量であるため、タイムリーにミストエリミネータの洗
浄負荷を検出できず、したがって、適切な水洗水量も決
定し得ない。なぜなら、排ガス処理量が多く、シたがっ
て、ミストエリミネータ入口のミスト量が多い場合でも
、吸収塔のスラリ比重が高いとは限らず、スラリ比重が
小さいことがある。この場合には、ミストエリミネータ
の洗浄負荷も小さいと判断され、ミストエリミネータエ
レメントへの固形物の付着、沈積が起こることがある。 そこで本発明者らは、排煙脱硫装置も頻繁に行われるボ
イラ負荷の増減、ボイラの起動、停止等に追従さすべく
、迅速に対応してミストエリミネータ洗浄水量を決める
ことができ、ボイラ低負荷運転時でも排煙脱硫装置の水
バランスを保ちながら、効果的にミストエリミネータを
洗浄し得る排煙脱硫方法を見いだすべく鋭意検討し、本
発明に至った。

【課題を解決するための手段】

本発明者らは、第７図に示すようにボイラが低負荷運転
となると、排煙脱硫装置内の排ガス流量も小さくなり、
したがって飛散ミストも低下し、ミストエリミネータに
付着するダストや固形物の量は少なくなるという実験結
果を得た。湿式排煙脱硫装置系内から出ていく流出水量
は第１０図（ａ）に示すように流出水のうち排ガス中の
水分を飽和させるに必要な蒸発水量が相当な割合を占め
ているが、これは排ガス量及び排ガス温度が高い程大き
くなるのは周知のことである。したがって、排ガス流量
が下がると、この蒸発水量が減り、がっ副生ずる石膏に
起因する付着水や結晶水も減るので、系外に出て行く水
の量は減少する。したがって、水バランス上、流入水量
を減らす必要がある。 そこで本発明者らは、排ガス量及び排ガス温度をミスト
エリミネータの洗浄負荷の指標として用い、流入量を制
御することにより水バランスを保ちながら効果的にミス
トエリミネータの洗浄をする方法を見いだしたものであ
る。 すなわち、本発明は排ガス中の同伴ミストを除去するミ
ストエリミネータを間欠的に水洗する湿式排煙脱硫方法
において、排ガス量を検出し、各検出排ガス量に対応し
た予め設定されたミストエリミネータの洗浄間隔を求め
間欠洗浄を行う排煙脱硫方法を提供することである。

【作用】

ミストエリミネータの洗浄サイクルタイマは排ガス量を
検知し、排ガス量が定格よりも小さいときは、少なくと
も定格時よりも同等以下の洗浄サイクルに変化させるよ
うに作動する。それによって、第１０図（ｂ）に斡榛稲
Ｂでしめすように、例えば２／４ＥＣＲ以下の負荷時よ
りミストエリミネータ水洗水量を減少させることができ
る。このとき、脱硫系内の水バランスが崩れないように
流出水量にバランスする量の補給水（第１０［ｆｆｌ　
（ｂ　）の斜線部Ｃ）が加えられる。ただし、全流入水
量は図示のとおり従来法に比べて低減される。 （実施例］ 第１図に本発明になる排煙脱硫方法を適用した装置の全
体の系統図を示す。第８図で説明した従来技術の系統図
と同一の部分は同一番号を付し、その装置の説明は省略
する。排ガス温度計１９と排ガス流量計２０が除じん塔
ｌの入口に設けられ、これらにより脱硫装置に流入する
排ガス流量と排ガス温度が計測されている。 この排ガス流量と緋ガス温度の計測値に基づいて、第２
ｍ（ａ）に示す各遮断弁１７の洗浄サイクルを変化させ
る。即ち、各セクション毎の洗浄時間１、は一定とし遮
断弁１７全閉時間ｔ、を可変とし、各洗浄サイクル時間
Ｌ２を決める。排ガス量Ｇと遮断弁１７全閉時間（、と
の間に予め定められた一定の関係をもたせておく。すな
わち、第２図（ｂ）に示すように、排ガス量Ｇがそれぞ
れＧＡ、ＧＢのときｔ３がそれぞれ’に３＊Ｌ＠３とす
るとこの間にＧ　Ａ　＞　Ｇ　Ｂの関係が成り立ってい
る場合にｔＡ１≦ｔ８、となる様にサイクルタイマを変
化させる。これによりボイラ負荷に応じてミストエリミ
ネータの洗浄水量を自動的に変化させることができる。 あるいは図示していないが、遮断弁１７全閉時間む、を
一定とし排ガスｆｆ１Ｇと各セクション毎の洗浄時間

【
ｌとの間に予め定められた一定の関係をもたせておく。 すなわち、排ガス量ＧがそれぞれＧＡ、Ｇ！ｌのとき、
ヒ、がそれぞれｅＡ＋、ｔ□とすると、Ｇ　Ａ　＞　Ｇ
　ａの関係が成り立つ場合に１Ａ＋＞１１とすることに
よっても同様の効果が得られる。 第３図及び第４図にそれぞれ本発明の第１実施例、第２
実施例の各セクション毎の洗浄時間（、は一定とし遮断
弁１７全閉時間ｔ、を可変とし、排ガス量Ｇと遮断弁１
７全閉時間ｔ、との間に予め定められた一定の関係をも
たせ場合の排ガス量Ｇと遮断弁１７の全閉時間ｔ３の関
係を示す。第３図では排ガス量Ｇに対して遮断弁１７の
全閉時間ｔ、を段階的に変化させており、第４図では連
続的に変化させている。また排ガス温度に対しては温度
が高いもの程ｔ、を小さくする補正を行う。但し排ガス
量変化に比べ、影響が小さいのでこの温度補正は行わな
い場合もあり得る。また第３図及び第４図の破線は従来
の一定の時間間隔で遮断弁を閉じる洗浄方法を用いた場
合の例を示す。なお、このミストエリミネータの洗浄水
量を変化させるのは、全てのミストエリミネータであっ
ても、どれか一つでもあっても良い。また実用上の精度
を更に高めるために、タンクのレベル信号を用いてタン
クレベルが高い時には、洗浄サイクルを短くするような
補正を加えることも可能である。 本発明の第３図に示す第１実施例として実際の排ガス量
Ｇと排ガス設定量Ｇ、と比較しながらミストエリミネー
タ非洗浄時間ｔ、を段階的に決定する方法の制御文を第
５図に示す。温度未補正の排ガス量検出器３０からの排
ガスｉ（ｔ’ｏの時の排ガス量ｍ３／Ｈ）流量信号３６
０１および排ガス温度検出器３１からの排ガス温度信号
３７ｔを用いて補正演算器３２で［排ガス量Ｇ　、　Ｘ
２７３／（２７３＋　ｔ）　］なる計算式に基づき温度
補正して、標準状態の排ガス量信号３８Ｇ（０°Ｃの時
の排ガスｉＬＮｍ３／Ｈ）を求める。この排ガス量信号
３８ＧをＨ／Ｌ変換器３３〜３５の設定値（ａｔ＞　ｃ
　２　＞　ｃ　ｓなる大きさでＧｔ、Ｇｔ、Ｇｓなる設
定値）と比較し、例えばＧ）Ｇ　、の場合、ミストエリ
ミネータは洗浄上−ドｌで洗浄される。モード１は、非
洗浄時間ｔ３１が短く最も頻繁に洗浄される。 同様にｃ　ｒ　＞　ｃ　＞　ｃ　２であるときはモード
２によって非洗浄時間ｔ３’ｚで洗浄される。ざらにＧ
、〉Ｇ＞　ＧＳであればモード３によって非洗浄時間ｔ
３３で洗浄される。 また、この設定値はモード切替開始設定値とモード切替
戻し値とに差をつけることにより設定値付近でガス量が
７うついた場合にモード切替が頻繁に起こるのを防止す
ることができる。 また、第４図の本発明の第２実施例としての排ガス量に
対して遮断弁１７の全閉時間（、を連続的に変化させる
方法の制御図を第６図に示す。 第１実施例のように、まず、温度未補正の排ガス量検出
器３０からの排ガス量（Ｌ　’Ｏの時の排ガス量ｍ３／
Ｈ）流量信号３６Ｇ、および排ガス温度検出器３１から
の排ガス温度信号３７ｔを用いて補正演算器３２で［排
ガス量Ｇ、Ｘ２７３／（２７３＋ｔ）］　する計算式ニ
基づき温度補正して、標準状態の排ガス量信号３８Ｇ（
０°Ｃの時の排ガス量Ｎｍ”／Ｈ）を求める。この排ガ
ス量信号３８Ｇは第６図のグラフに示す、予め求められ
た排ガス量Ｇと遮断弁全閉時間り、との相関関係から得
られる関数を発生する関数発生器３９により遮断弁全閉
時間り、が求められる。 このとき、補正量がさほど大きくないので、温度補正さ
れた排ガス量に代えて温度補正しない排ガス量を用いて
もよい。 本発明においては、ボイラ負荷を脱硫装置で検出する便
宜上、排ガス量と排ガス温度に対して洗浄サイクルを変
化させているが、これに代えてボイラの蒸気圧力などボ
イラ負荷に直接関連するパラメータあるいは負荷指令信
号を用いて洗浄サイクルを変化させることによっても同
様の効果が得られる。 【発明の効果】 本発明によれば、応答性のいい排ガス量に基ずいてミス
トエリミネータ洗浄水量を決める事ができるので、ボイ
ラが低負荷運転時であってもミストエリミネータ洗浄水
量を迅速に低減でき、排煙脱硫系内の水バランスを一定
に保つことができる。 また、排煙脱硫系内の水バランスを一定に保つことによ
り、脱硫塔スラリ濃度が安定し、スケーリングポテンシ
ャルも低下し、かつ使用水量も低減できるという効果も
ある。この場合、ミストエリミネータへの固形物の飛散
量も低下するので、詰まり等の問題は生じない。また本
発明によれば、ミストエリミネータ洗浄用に補給する水
量は装置全体の必要流入水量よりも低くできるのでスラ
リ濃度の低下等は起きにくいし、脱硫塔内スラリ濃度の
コントロールも補給水の流量コントロールで実施できる
という効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の排煙脱硫方法を適用した装置の系統
図、第２図は、本発明の洗浄方法模式図、第３図及び第
４図は本発明の実施例の一例で第３図では排ガス量に対
して遮断弁の全閉時間を段階的に変化させており、第４
図では連続的に変化させた場合である。第５図は、本発
明の第１実施例として実際の排ガス量と排ガス設定量と
比較しながらミストエリミネータ洗浄間隔を段階的に決
定する方法を示す制御系統図、第６図は、本発明の第２
実施例として緋ガス量に応じてミストエリミネータ洗浄
間隔を連続的に決定する方法を示す制御系統図、第７図
はミストエリミネータ人ロミスト量と排ガス量の関係、
第８図は従来の排煙脱硫方法を適用した装置の系統図、
第９図は従来技術の洗浄方法模式図、第１Ｏ図（ａ）、
（ｂ）はボイラ負荷に対する流入水量と流出水量の内訳
を模式的に示す図である。 １０１・・・排ガス、２・・・吸収塔、３・・・吸収塔
循環タンク、１４・・・除塵塔ミストエリミネータ、１
５・・・吸収塔ミストエリミネータ、１６・・・ＧＧＨ
前ミスミストエリミネータ７・・・遮断弁、１８−・・
洗浄スプレッダ代理人　弁理士　松永孝義　外１名 ２：＠収塔 ３：吸収塔循環タンク ＋７　：　ｌｌ断弁 １９：ａ度肝 ２０　　排ガス流量計 第３図 排ガス量Ｇ（％） 第４図 排ガス量Ｇ（％） 第２　図 し、：遮断弁全閉時間 第５ｒＸｉ 排ガス量 排ガス温度 Ｇ【：排ガス量 第６ 図 排ガス量 排ガス温度 排ガス量 遮断弁全閉時間 （：排ガス温度 Ｇ動：排ガス量 ｔ、：遮断弁全閉時間 第８図 第７ 排ガス流量（％） Ｅ９ （シ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）排ガス中の同伴ミストを除去するミストエリミネ
   ータを間欠的に水洗する湿式排煙脱硫方法において、排
   ガス量を検出し、各検出排ガス量に対応した予め設定さ
   れたミストエリミネータの洗浄間隔を求め間欠洗浄を行
   うことを特徴とする排煙脱硫方法。
2. （２）検出排ガス量として排ガス温度により温度補正さ
   れた値を用いることを特徴とする請求項１記載の排煙脱
   硫方法。
3. （３）ミストエリミネータの洗浄時間を一定にし、ミス
   トエリミネータの非洗浄時間を検出排ガス量に対応させ
   たことを特徴とする請求項１記載の湿式排煙脱硫方法。
4. （４）ミストエリミネータの非洗浄時間を一定にし、ミ
   ストエリミネータの洗浄時間を検出排ガス量に対応させ
   たことを特徴とする請求項１記載の湿式排煙脱硫方法。