JPH0231819A - 湿式排煙脱硫方法およびその装置 - 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】 〔発明の対象〕 本発明は湿式排煙脱硫装置に係り、特に排ガス中の硫黄
酸化物（Ｓ　Ｏｘ）を吸収除去する吸収塔において、処
理ガス流量などの急激な負荷変化が生じても吸収剤スラ
リのｐＨを好適に制御することが可能な吸収剤スラリの
ｐＨ制御方法およびその装置に関する。

〔従来技術〕

従来の湿式排煙脱硫装置において、排ガス中のＳＯｘを
吸収除去する吸収部は、装置の小型化と、ＳＯｘを効率
よく吸収させるためにスート混合方式が採用されている
。これは、排ガスを冷却し、かつ排ガス中のＳＯｘを吸
収除去する冷却塔および吸収塔を僅え、吸収剤として用
いる石灰石スラリを効率よく使用するために、冷却塔で
吸収剤スラリのｐＨを制御し、これを吸収塔へ循環する
システムが採用されている。

この種の排煙脱硫装置は、排ガス流量の急速な変動によ
る苛酷な負荷変化に対応して吸収剤スラリのｐＨの変動
を最小限に抑制することが必須の条件となっていた。吸
収剤スラリ（石灰石スラリまたは石灰スラリ）は、吸収
塔にまず流入し攪拌された後、吸収塔をオーバフローし
て冷却塔に流れ込み、この冷却塔に流れ込む量の増減に
よって、冷却塔における吸収剤スラリのｐＨ値も増減す
るのである。吸収剤スラリか吸収塔を介して冷却塔に流
入するとき、負荷（脱硫処理する排ガス量）が低い場合
と高い場合によって冷却塔への吸収剤スラリの流入量が
大きく変動する。すなわち、冷却塔から吸収塔への排ガ
スの流れによって生じる吸収剤スラリの飛沫同伴が、排
ガス量の増減、つまり負荷の高低によって異なり、吸収
剤スラリの飛沫同伴流量は、おおよそ、負荷の２乗に比
例して増減する。この現象によって、負荷が高いときに
は吸収塔下部に設けられている吸収剤スラリ循環タンク
の液面が上昇し、吸収塔からの溢流（オーバフロー）に
よって冷却塔へ流入する吸収剤スラリか多くなり、逆に
低負荷の場合には吸収剤スラリの飛沫同伴流量が少量で
あることから吸収塔から冷却塔への吸収剤スラリの流入
量は少なくなる。換言すれば、負荷に見合った量の吸収
剤スラリを投入しても、高負荷時には冷却塔への吸収剤
スラリの流入量が相対的に多くなって、吸収剤スラリの
ｐＨ値を大きく持ち上げ、低負荷時は逆にｐＨ値を大き
く下げることとなり、排ガス流量の負荷変化の激しい湿
式排煙脱硫プラントにおいては対応できないという問題
があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述したごとく、従来技術においては排ガス流量の大き
な変動によって冷却塔における吸収剤スラリのｐＨ値が
大きく変化し脱硫効率が低下するという問題があった。

本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解消し、
排ガス流量の急速な変動などにより脱硫の負荷が苛酷に
変化しても、任意に設定された最良のｐＨ値の範囲に、
冷却塔における吸収剤スラリのｐＨ値を制御して、脱硫
効率の向上をはかることのできる湿式排煙脱硫方法およ
びそれを実施するための装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記本発明の巨的は、脱硫する排ガス流量の変動による
冷却塔から吸収塔への吸収剤スラリの飛沫同伴流量の影
響をなくするために、冷却塔下部に設けられている冷却
塔循環タンク内の吸収剤スラリ循環液を、脱硫処理する
排ガス流量の負荷に応じて、吸収塔循環タンク内へ返送
する管路を設け、吸収塔から冷却塔へ流入する吸収剤ス
ラリの流量を常に、はぼ一定に制御することにより、達
成される。

本発明は、吸収剤スラリを循環させながら燃焼排ガスを
冷却すると同時に排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去する
冷却塔と、該冷却塔を通過した排ガスを、さらに上記吸
収剤スラリを循環させながらほぼ完全に脱硫する吸収塔
とを、少なくとも連設して設けた湿式排煙脱硫装置にお
いて、上記冷却塔および吸収塔には、吸収剤スラリ循環
液のｐＨ値を検出して吸収剤スラリを補給し上記循環液
のｐＨ値を制御する吸収剤スラリ供給量制御手段を設け
、上記冷却塔下部に設けられた吸収剤スラリ循環液を貯
留する冷却塔循環タンクと、上記吸収塔下部に設けられ
た吸収剤スラリ循環液を貯留する吸収塔循環タンクとの
間に、吸収塔循環タンク内の循環液の液面を所定のレベ
ルに保持し。

かつ吸収塔に流入する循環液を上記冷却塔循環タンクに
溢流させる連通管路を設け、さらに脱硫処理する排ガス
流量の負荷に応じて、上記冷却塔循環タンク内の循環液
の所定流量を上記吸収塔循環タンクに返送する吸収塔返
送管路を設け、上記吸収塔循環タンクから冷却塔循環タ
ンク内に溢流させる循環液の流量をほぼ一定に保持し、
冷却塔循環液のｐＨ値を、任意の設定値であるほぼ一定
の値に制御する湿式排煙脱硫方法である。

本発明の湿式排煙脱硫方法において、脱硫処理する排ガ
ス流量が最大である最大負荷時における冷却塔循環液の
吸収塔への飛沫同伴流量から、任意の負荷時における飛
沫同伴流量を差引いた流量に相当する冷却塔循環液を、
冷却塔循環タンクから吸収塔循環タンクに返送して、連
通管路によって吸収塔循環タンクから冷却塔循環タンク
に溢流させる循環液の流量をほぼ一定に保持することに
よって、冷却塔循環液のｐＨ値を、任意の設定値である
ほぼ一定の値に制御することができる。

本発明は、吸収剤スラリを循環させながら燃焼排ガスを
冷却すると同時に排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去する
冷却塔と、該冷却塔を通過した排ガスを、さらに上記吸
収剤スラリを循環させながらほぼ完全に脱硫する吸収塔
とを、少なくとも連設して設けた湿式排煙脱硫装置にお
いて、上記冷却塔および吸収塔における吸収剤スラリ循
環液のｐＨ値を検出して吸収剤スラリを補給し上記循環
液のＰＲ値を制御する咳収剤スラリ供給量制御手段を有
し、上記冷却塔下部に設けられている冷却塔循環タンク
と上記吸収塔下部に設けられている吸収塔循環タンクと
の間に、吸収塔循環タンク内の循環液の液面を所定のレ
ベルに保持し、かつ吸収塔に流入する循環液を上記冷却
塔循環タンクに溢流させる連通管路と、さらに脱硫処理
する排ガス流量の負荷に応じて上記冷却塔循環タンク内
の循環液を上記吸収塔循環タンクに返送する吸収塔返送
管路を設け、上記吸収塔循環タンクから冷却塔循環タン
ク内に溢流させる循環液の流量をほぼ一定に保持して、
上記冷却塔循環タンク内の吸収剤スラリ循環液のｐＨ値
を、任意の設定値であるほぼ一定の値に制御する手段を
備えた湿式排煙脱硫装置である。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例を挙げ、図面に基づいてさらに
詳細に説明する。

第１図に本発明の湿式排煙脱硫装置におけるＳＯｘ吸収
部の楕成の一例を示す。図に示すごとく、排ガス１は冷
却塔３に入り、サンプ室４を通って吸収塔５に導入され
、排ガス１中のＳＯｘは冷却塔３および吸収塔５で吸収
除去される。冷却塔３には、吸収剤を含む冷却塔循環液
６を、冷却塔３のスロート部ヘスプレし冷却塔循環タン
ク７へ落下するように、冷却塔循環ポンプ８により循環
されている。吸収塔５では、冷却塔３とほぼ同様に吸収
剤を含む吸収塔循環液１２を、吸収塔循環ポンプ１４に
より、吸収塔５内のスプレノズル１５で噴霧し、吸収塔
５の底部の吸収塔循環タンク１３に落下する際の気液接
触で排ガス中のＳＯｘはほぼ完全に吸収除去される。

ここで、排ガス１は冷却塔３．サンプ室４を通過する際
に、吸収剤を含む冷却塔循環液６が飛沫同伴で吸収塔５
に移行し、吸収剤を含む吸収塔循環液１２と合流し吸収
塔５下部に設けられている吸収塔循環タンク１３内の液
面が上昇することになる。

その上昇分の吸収塔循環液１２は、吸収塔循環タンク１
３と冷却塔循環タンク７との間に設けられている連通管
２１を通って冷却塔循環タンク７内に流入される。この
連通管２１は、サンプ室４出口（吸収塔の排ガス１の入
口）の反射側に位置する吸収塔循環タンク１３の液面部
から冷却塔循環タンク７へ接続することが望ましい。こ
れは、飛沫同伴によって吸収塔５に入る吸収剤を含む冷
却塔循環液６が、再び冷却塔３側に移行するのを防止す
るためである。この冷却塔循環液６の飛沫同伴流量は、
負荷（排ガス１の流量）によって異なり、この負荷（最
高の排ガス１の流量を１とする）と冷却塔循環液６の飛
沫同伴流量Ｗ　（ｔ／ｈ）との関係を第２図に示す。図
に示すごとく、負荷の上昇にしたがって飛沫同伴流量Ｗ
が増加し、比較的吸収剤スラリ濃度の高い吸収塔循環液
１２が、連通管２１を通って冷却塔３側に流入する。す
なわち、負荷が高い程吸収塔循環液１２が冷却塔循環液
６中に多く移行することになり、冷却塔循環液６中の吸
収剤スラリ濃度が上昇し、したがって冷却塔循環液６の
ｐＨ値も上昇することになる。

冷却塔循環液６のｐＨは、第１図において図示した吸収
剤スラリ１６を、吸収剤供給ポンプ１７を介して、吸収
剤流量計１８と吸収剤流量制御弁１９によって、吸収剤
スラリ１６の流量を増減し、連通管２１を介して冷却塔
循環タンク７へ流入する吸収塔循環液１２を増減するこ
とによって制御されるが、上記飛沫同伴流量の増減によ
って冷却塔循環液６のｐＨが大きく左右される。この飛
沫同伴流量の増減による冷却塔循環液６のｐＨ値の変動
を抑制するため、冷却塔循環液６を分岐して、吸収塔返
送配管１０．吸収塔返送流量計１１、吸収塔返送流量制
御弁２０を設置し、第２図に示すように、最大負荷時に
おける飛沫同伴流量Ｗｍから各負荷時における飛沫同伴
流量Ｗを差引いた流ｊｉＲに相当する冷却塔循環液６、
つまり各負荷時における飛沫同伴流量Ｗと冷却塔循環液
６を吸着塔へ返送する吸収塔返送流量Ｒとの合計（Ｗ　
ｍ　）が常にほぼ一定となるような流量の冷却塔循環液
６を、冷却塔循環タンク７から吸収塔循環タンク内へ返
送し、いずれの負荷帯においても、連通管２１によって
溢流される冷却塔３から吸収塔５への吸収剤を含む循環
液の移動量をほぼ同一として、冷却塔における吸収剤ス
ラリ循環液のｐＨを、はぼ設定のｐＨ値の範囲に制御す
るものである。第２図において、実線で示すＷは、負荷
に対する飛沫同伴流量の変化を示す一例であり、破線で
示すＲは冷却塔循環タンク７から吸収塔循環タンク１３
への吸収剤スラリ循環液の返送流量を示す一例である。

次に、本発明の湿式排煙脱硫装置において、冷却塔３か
ら吸収塔５へ吸収剤スラリ循環液を返送して、冷却塔循
環液６のｐＨを制御する方法について説明する。第３図
は、その制御系統を示す一例である。図において、湿式
排煙脱硫装置の入口に流入する排ガス１の排ガス流量ａ
に、ＳＯｘ濃度測定部２において測定されたＳＯｘ濃度
すを乗じて総５ＯｘＪｉｃを算出し、関数発生器Ｆ　（
ｘ）によって、冷却塔循環液６のｐＨ値を設定する。

そして、冷却塔循環液流量計９の出口部で実測した冷却
塔循環液のｐＨ測定値ｄと上記の設定のｐＨ値とを比較
演算して冷却塔循環液６のｐＨ偏差値ｅを算出する。次
に、このｐＨ偏差値ｅと総ＳＯ２量Ｃとを乗じ、さらに
吸収剤過剰率ｆを加算（Σ）し、必要とする吸収剤流量
を求めて、吸収剤流量制御弁１９と吸収剤流量計１８に
より適正量の吸収剤スラリ１６が吸収塔へ投入される。

そして、負荷変化時には、負荷指令２２によりｐＨ偏差
値ｅが微分加算（減算）され、急速負荷変化の場合には
、吸収剤スラリを急速投入・減量させる回路を有してい
る。

本発明の湿式排煙脱硫装置は、上記の冷却塔循環液６の
ｐＨ制御の基本回路に加えて、総ＳＯｘ量Ｃに冷却塔循
環液６のｐＨ偏差値ｅを加算し、これから適正な吸収塔
返送流量りを求め、吸収塔返送流量計１１と吸収塔返送
流量制御弁２０によって、冷却塔３の下部に設けられて
いる冷却塔循環タンク７から冷却塔循環液６を吸収塔循
環タンク１３内に返送（第２図の破線で示す吸収塔返送
流量Ｒ）するように制御される。これにより、排ガス流
量ａの負荷変化時における冷却塔３から吸収塔５への飛
沫同伴流量の変動により生じる冷却塔循環液６のｐＨ値
の変化を抑制することができる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したごとく、本発明の吸収剤スラリを循
環して排ガス中のＳＯｘを吸収除去する冷却塔と吸収塔
を備えた湿式排煙脱硫装置において、排ガス流量が大幅
に変動し、吸収塔へ移行する冷却塔循環液（吸収剤スラ
リ）の飛沫同伴流量に大幅な変化があった場合において
も、連通管を通して吸収塔循環タンクから冷却塔循環タ
ンク内へ流入（溢流）する吸収塔循環液の流量を、任意
の設定値でほぼ一定に保持することができるので、循環
液である吸収剤スラリの組成も必然的にほぼ一定となり
、設定された最適のｐＨ値に容易に制御することが可能
となるので脱硫効率の向上をはかることができる。

また、冷却塔から吸収塔への冷却塔循環液の飛沫同伴流
量は、脱硫プラントの型式、大きさなどによっても異な
るが、そのような場合においても冷却塔循環液の吸収塔
への設定返送流量を変更するだけで柔軟に対応すること
ができ、冷却塔循環液のｐＨ変動幅も従来の１．０に対
し０．１程度にまで減少させることができ優れた脱硫効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例において例示した湿式排煙脱硫
装置の構成を示す系統図、第２図は第１図の脱硫装置に
おける負荷と冷却塔循環液の吸収塔への飛沫同伴流量の
関係を示すグラフ、第３図は第１図の脱硫装置における
冷却塔循環液のｐＨ制御系統図である。 １・・・排ガス　　　　　　２・・・ＳＯｘ濃度測定部
３・・・冷却塔　　　　　　４・・・サンプ室５・・・
吸収塔　　　　　　６・・・冷却塔循環液７・・・冷却
塔循環タンク　８・・・冷却塔循環ポンプ９・・・冷却
塔循環液流量計 １０・・・吸収塔返送配管　　１１・・・吸収塔返送流
量計１２・・・吸収塔循環液　　　１３・・・吸収塔循
環タンク１４・・・吸収塔循環ポンプ　１５・・・スプ
レノズル１６・・・吸収剤スラリ　　　１７・・・吸収
剤供給ポンプ１８・・・吸収剤流量計　　　１９・・・
吸収剤流量制御弁２０・・・吸収塔返送流量制御弁 ２１・・・連通管　　　　　　２２・・・負荷指令２３
・・・制御空気 ａ・・・排ガス流量 ｂ・・・ＳＯｘ濃度 Ｃ・・・総ＳＯｘ量 ｄ・・・冷却塔循環液のｐＨ測定値 ｅ・・・ｐＨ偏差値 ｆ・・・吸収剤過剰率 ｇ・・・吸収剤流量 ｈ・・・吸収塔返送流量 Ｆ　（ｘ）・・・関数発生器 Ｘ・・・乗算器 Σ／Ｂ・・・加算・演算器 Ｈ／Ａ・・・手動・自動切替器 Σ・・・加算器 Ｐ−＋４・・・比例・積分器 Ｉ／Ｐ・・・電空変換器 Δ・・・減算器 ｄ／ｄｔ・・・微分器 Ｋ・・・比率設定器 ＞稼・・・上限・下限制限器 〉・・・変化率制限器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、吸収剤スラリを循環させながら燃焼排ガスを冷却す
   ると同時に排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去する冷却塔
   と、該冷却塔を通過した排ガスを、さらに上記吸収剤ス
   ラリを循環させながらほぼ完全に脱硫する吸収塔とを、
   少なくとも連設して設けた湿式排煙脱硫装置において、
   上記冷却塔および吸収塔には、吸収剤スラリ循環液のｐ
   Ｈ値を検出して吸収剤スラリを補給し上記循環液のｐＨ
   値を制御する吸収剤スラリ供給量制御手段を設け、上記
   冷却塔下部に設けられた吸収剤スラリ循環液を貯留する
   冷却塔循環タンクと、上記吸収塔下部に設けられた吸収
   剤スラリ循環液を貯留する吸収塔循環タンクとの間に、
   吸収塔循環タンク内の循環液の液面を所定のレベルに保
   持し、かつ吸収塔に流入する循環液を上記冷却塔循環タ
   ンクに溢流させる連通管路を設け、さらに脱硫処理する
   排ガス流量の負荷に応じて、上記冷却塔循環タンク内の
   循環液の所定流量を上記吸収塔循環タンクに返送する吸
   収塔返送管路を設け、上記吸収塔循環タンクから冷却塔
   循環タンク内に溢流させる循環液の流量をほぼ一定に保
   持し、冷却塔循環液のｐＨ値を、任意の設定値であるほ
   ぼ一定の値に制御することを特徴とする湿式排煙脱硫方
   法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の方法において、脱硫処
   理する排ガス流量が最大である最大負荷時における冷却
   塔循環液の吸収塔への飛沫同伴流量から、任意の負荷時
   における飛沫同伴流量を差引いた流量に相当する冷却塔
   循環液を、冷却塔循環タンクから吸収塔循環タンクに返
   送して、連通管路によって吸収塔循環タンクから冷却塔
   循環タンクに溢流させる循環液の流量をほぼ一定に保持
   し、冷却塔循環液のｐＨ値を、任意の設定値であるほぼ
   一定の値に制御することを特徴とする湿式排煙脱硫方法
   。 ３、吸収剤スラリを循環させながら燃焼排ガスを冷却す
   ると同時に排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去する冷却塔
   と、該冷却塔を通過した排ガスを、さらに上記吸収剤ス
   ラリを循環させながらほぼ完全に脱硫する吸収塔とを、
   少なくとも連設して設けた湿式排煙脱硫装置において、
   上記冷却塔および吸収塔における吸収剤スラリ循環液の
   ｐＨ値を検出して吸収剤スラリを補給し上記循環液のｐ
   Ｈ値を制御する吸収剤スラリ供給量制御手段を有し、上
   記冷却塔下部に設けられている冷却塔循環タンクと上記
   吸収塔下部に設けられている吸収塔循環タンクとの間に
   、吸収塔循環タンク内の循環液の液面を所定のレベルに
   保持し、かつ吸収塔に流入する循環液を上記冷却塔循環
   タンクに溢流させる連通管路と、さらに脱硫処理する排
   ガス流量の負荷に応じて上記冷却塔循環タンク内の循環
   液を上記吸収塔循環タンクに返送する吸収塔返送管路を
   設け、上記吸収塔循環タンクから冷却塔循環タンク内に
   溢流させる循環液の流量をほぼ一定に保持して、上記冷
   却塔循環タンク内の吸収剤スラリ循環液のｐＨ値を、任
   意の設定値であるほぼ一定の値に制御する手段を備えた
   ことを特徴とする湿式排煙脱硫装置。