JPH0243473Y2 - - Google Patents

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JPH0243473Y2
JPH0243473Y2 JP7047585U JP7047585U JPH0243473Y2 JP H0243473 Y2 JPH0243473 Y2 JP H0243473Y2 JP 7047585 U JP7047585 U JP 7047585U JP 7047585 U JP7047585 U JP 7047585U JP H0243473 Y2 JPH0243473 Y2 JP H0243473Y2
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【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は処理ガス中の亜硫酸ガス(SO2)を除
去する脱硫プラントに関し、特に循環液のPHを制
御する吸収塔PH制御装置の改良に係る。
〔従来の技術〕 脱硫プラント例えば炭酸カルシウムを吸収剤と
する湿式石灰石こう法廃煙脱硫プラントの概略構
成を第5図に示す系統図を参照して説明する。
第5図において、吸収塔1には処理ガス導入ダ
クト2を介して亜硫酸ガスを含有する処理ガス3
が上方から導入される。この吸収塔1下方に設け
られたタンク4内には循環液5が収容され、この
循環液5は循環ポンプ6及び循環配管7により吸
収塔1内を循環されている。前記処理ガス3は循
環塔1内で循環液5と接触し、処理ガス3中に含
まれる亜硫酸ガスが除去される。すなわち、処理
ガス3中のSO2は次式()で示す反応により
H2SO3を生成して流下する。このH2SO3の一部
は処理ガス3中の酸素(O2)により酸化され、
次式()で示すようにH2SO4となる。
SO2+H2O→H2SO3…() H2SO3+1/2O2→H2SO4…() そして、吸収塔1を通過し、亜硫酸ガスが除去
された処理ガスは排気ダクト8を介して処理済ガ
スとして大気中に放出される。
以上のように吸収塔1内で処理ガス3との接触
をつづけると、前記循環液5中には上記()及
び()で示した吸収反応及び酸化反応により生
成したH2SO3及びH2SO4が多量に含まれるため、
何らかの措置をとらなければSO2を吸収すること
が困難となる。そこで、タンク4内の循環液5に
流量検出器9及び流量調節弁10を介装した吸収
剤供給配管11を介して吸収剤、例えば炭酸カル
シウム(CaCO3)を供給し、次式()に示す
ように循環液5を中和して亜硫酸ガスを容易に吸
収し得るように再生している。
H2SO4+CaCO3→CaSO4+H2O+CO2↑…
() 上記()式により生成したCaSO4を含む循環
液5の一部は移送配管12を介して図示しない別
の工程へ移送される。
以上の説明から示唆されるように、循環液5の
SO2吸収能力が脱硫プラントの性能に多大な影響
を及ぼす。この循環液5のSO2吸収能力の指標と
なるのは、循環液5のPHである。すなわち、循環
液5中のCaCO3濃度が高く、PHが高いほどSO2
収反応が促進される。
単純には循環液のPHを高く維持するために多量
の吸収剤を供給することが考えられるが、これは
コストの面から好ましいことではない。
こうしたことから、所望の性能を維持できる程
度のPHで脱硫プラントの運転を行なうことが要望
されている。これは、吸収塔1内での脱硫率、ひ
いては大気中に放出する処理済ガス中の亜硫酸ガ
ス濃度を所定値に安定に維持し、かついかなる負
荷(吸収塔入口のSO2量)の変化にも応答性よく
追従し得ることにつながる。
ところで、上述したように循環液のPHを低下さ
せるのは循環液中のH2SO3濃度あるいはH2SO4
濃度の増大であり、一方循環液のPHを上昇させる
のは循環液中のCaCO3濃度である。したがつて、
循環液のPHは吸収したSO2量とCaCO3濃度とのバ
ランスにより決定される。
第5図図示の従来の脱硫プラントにおいては、
循環液5のPH制御装置は以下のようなものであ
る。
すなわち、前記循環配管7にはPH検出器13が
取付けられており、このPH検出器13からの出力
信号S13はPH調節器14に入力される。このPH調
節器14では、予め設定されたPH設定値とPH検出
器13からの出力信号とを比較し、PI又はPID
(P:比例、I:積分、D:微分)のフイードバ
ツク制御を行なう。一方、ボイラデマンド信号SB
もPH調節器14に入力される。PH調節器14で
は、ボイラデマンド信号SBによりP又はPDのフ
イードフオワード制御を行なう。PH調節器14は
これらフイードバツク制御とフイードフオワード
制御との出力信号和である吸収剤流量補正信号
S14を出力する。なお、ボイラデマンド信号の代
わりに処理ガス流量又は処理ガス流量×入口SO2
濃度の信号が入力される場合もある。この吸収剤
流量補正信号S14は流量検出器9の出力信号とと
もに吸収剤流量調節器15に入力され、流量調整
弁10の開度を調整する。このようにして、循環
液5のPHが所定値となるように制御している。
〔考案が解決すべき問題点〕
脱硫プラントではボイラの高速負荷変化に応答
性よく追従することが要求されている。しかし、
従来のPH制御装置では高速負荷上昇時に循環液5
のPHがPH設定値に追従できずに低下し、その結果
処理済ガス中のSO2濃度(出口SO2濃度)が規制
値を逸脱してしまうおそれがあつた。
また、このように処理済ガスのSO2濃度が規制
値を逸脱するのを防止するためには、循環液5の
PH値を予め必要以上に高くするという操作がとら
れるため、ランニングコストを上昇させてしまう
という不具合があつた。
本考案者らは、以上のような現象に対する原因
を究明した結果、以下の事実を見出した。すなわ
ち、吸収塔内で脱硫することにより、一部酸化さ
れた循環液を再生するための指標となる系内にお
ける残留CaCO3量は、負荷と循環液のPHとの関
数である。その関係の一例を第6図に示す。第6
図は横軸を負荷、縦軸を残留CaCO3として両者
の関係を循環液のPHをパラメータとして示したも
のである。第6図から明らかなように、循環液の
PHをPH設定値と一致させるために必要な残留
CaCO3は負荷に対して増加関数となつている。
このため、負荷上昇を考えた場合、増加する脱硫
SO2当量分だけでなく、循環液中の残留CaCO3
を増加させるために吸収剤を余分に供給する必要
があることがわかる。したがつて、もし負荷上昇
に対応して残留CaCO3が増加しない場合には中
和反応が抑制されてPHが低下し、ひいては出口
SO2濃度が規制値を逸脱してしまう。
いま、負荷上昇率が小さい(1〜2%/分)場
合には、残留CaCO3量の変化率が小さいため、
従来のPH制御装置でも循環液のPHとPH設定値との
偏差が大きくなる以前に追従することができる。
しかし、負荷上昇率が大きく(3〜5%/分以
上)、かつ負荷変化幅が大きい場合には、PH設定
値を維持するための残留CaCO3量の変化率が大
きいため、従来のPH制御装置では追従しきれな
い。この結果、循環液のPHが低下し、処理済ガス
中のSO2濃度が規制値を逸脱してしまうことにな
る。このように、従来のPH制御装置では高速負荷
変化時の即応性が鈍い。
これを防止するには、PH調節器の比例感度を大
きくすることが考えられるが、比例感度を大きく
すると低負荷時の制御が不安定となるため、ある
程度以上には比例感度を大きくすることができな
い。
本考案は上記問題点を解消するためになされた
ものであり、高速負荷変化に対しても速やかに循
環液のPHを設定値に追従させることができ、ラン
ニングコストを低減し得る吸収塔PH制御装置を提
供することを目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本考案者らは、負荷上昇時に従来のPH制御装置
だけではPH偏差が大きくなりすぎる場合に、PH調
節器による制御に加えて吸収剤流量を増加させる
制御を行なうことを考え、本考案をなすに至つ
た。
すなわち、本考案の吸収塔PH制御装置は、循環
液のPHを検出するPH検出器と、前記PH検出器の出
力信号とボイラデマンド信号とを入力し、吸収剤
流量補正信号を出力するPH調節器と、前記PH検出
器の出力信号と前記PH調節器の設定値との偏差信
号に応じて2値信号を出力する関数演算器と、前
記PH調節器の出力信号と前記関数演算器の出力信
号とを入力し、加算演算する加算器と、前記吸収
塔に供給する吸収剤流量を検出する吸収剤流量検
出器と、前記加算器の出力信号と前記吸収剤流量
検出器の出力信号とを入力して吸収剤調節弁の開
度を調節する吸収剤流量調節器とを具備したこと
を特徴とするものである。
〔作用〕
このような吸収塔PH制御装置によれば、PH偏差
に対応する関数演算器の出力信号及びボイラデマ
ンド信号に応じて吸収剤の流量を変化させること
ができる。このため、PH偏差が小さいときには穏
やかな制御ができるとともに、高速負荷変化に対
してもPH偏差がある程度大きくなる以前に従来の
装置による補正よりも大きな補正を行なうので速
やかに循環液のPHを設定値に追従させることがで
きる。この結果、吸収剤の供給量を必要以上に増
加させなくてもよいので、ランニングコストを低
減することができる。
〔実施例〕
以下、本考案の実施例を第1図を参照して説明
する。なお、第5図に示す従来の装置と同一の機
器等には同一の番号を付して説明を省略する。本
考案に係る吸収塔PH制御装置において新たに設け
られた機器は、関数演算器21及び加算器22で
ある。
第1図において、関数演算器21はPH検出器1
3の出力信号を入力し、PH偏差、すなわち予め設
定されたPH設定値と循環液5のPHとの差を演算
し、そのPH偏差に応じて2値信号を出力するもの
である。この関係の一例を第2図に示す。すなわ
ち、循環液5のPHがPH設定値に対して低下し、PH
偏差が予め設定されたしきい値(第2図ではβ)
より大きくなると、出力信号が0.0から予め設定
された値(第2図ではα)に変化し、PH偏差が0
になるまで保持する。
いま、負荷上昇の場合について説明する。負荷
上昇に伴い、吸収塔1内での脱硫量が増加し、脱
硫量が循環液5中の残留CaCO3により中和し得
る量を上まわると、循環液5のPHが低下する。PH
調節器14はPH偏差の応じて吸収剤流量補正信号
S14を増大させ、循環液5のPHを補正しようとす
る。負荷上昇率及び負荷変化幅が比較的小さい場
合には、PH偏差が小さいうちにPH調節器14だけ
で循環液5のPHが補正され、処理済ガス中のSO2
濃度が規制値を逸脱することはない。一方、負荷
上昇率及び負荷変化幅が大きい場合には、PH調節
器14による吸収剤流量補正だけでは中和に必要
な残留CaCO3量が負荷上昇に追いつかず、PH偏
差が大きくなる。そして、PH偏差が関数演算器2
1におけるしきい値βを超えた時点からPH偏差が
0になるまで関数演算器21からは出力信号αが
出力される。
関数演算器21の出力信号S21は加算器22に
よりPH調節器14による吸収剤流量補正信号S14
に加算され、吸収剤流量調節器15の設定値信号
S22として出力される。
このような吸収塔PH制御装置によれば、処理済
ガス中のSO2濃度を規制値から逸脱させるほどPH
偏差が大きくなる前に、既設のPH調節器14とは
別にオン−オフ制御により吸収剤が供給されるた
め、PH偏差を小さく抑えることができる。この結
果、処理済ガス中のSO2を規制値以下に維持する
ことができ、高速負荷変化に対しても応答性よく
追従することができる。したがつて、吸収剤の供
給量を必要以上に増加させなくてもよく、ランニ
ングコストを低減することができる。
実際に従来のPH制御装置及び上記実施例のPH制
御装置により処理ガスの脱硫を行なつた結果をそ
れぞれ第3図及び第4図に示す。なお、いずれの
場合も負荷変化率は5%/分とした。
第3図に示す従来の装置の場合には、高速負荷
上昇時にPH偏差が一時的に大きくなり、その結果
吸収塔出口の処理済ガス中のSO2濃度も一時的に
大きくなつている。これに対して第4図に示す上
記実施例の装置の場合には、高速負荷上昇時でも
PH偏差が小さく抑えられ、その結果処理済ガス中
のSO2濃度も規制値を超えないように維持できる
ことがわかる。また、負荷上昇時の吸収剤供給量
の補正が従来のPH調整器のみによる場合よりも大
きいので、PH調整時間が短く、応答性が良好であ
ることがわかる。また、負荷減少時には、残留
CaCO3量が必要量より多く、循環液5のPHがPH
設定値よりも高く維持されるため、従来のPH制御
装置と同様のPH制御が行なわれる。
〔考案の効果〕
以上詳述した如く本考案によれば、高速負荷変
化に対しても速やかに循環液のPHを設定値に追従
させることができ、必要以上の吸収剤を用いなく
てもすみ、ランニングコストを低減し得る吸収塔
PH制御装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の実施例における吸収塔PH制御
装置の系統図、第2図は本考案の実施例における
吸収塔PH制御装置の関数演算器の出力特性図、第
3図は従来のPH制御装置を用いた場合の高速負荷
上昇時の循環液PH及び出口SO2濃度の変化を示す
特性図、第4図は本考案の実施例におけるPH制御
装置を用いた場合の高速負荷上昇時の循環液PH及
び出口SO2濃度の変化を示す特性図、第5図は従
来の吸収塔PH制御装置の系統図、第6図は負荷と
循環液中の残留CaCO3量との関係を循環液のPH
をパラメータとして示す特性図である。 1……吸収塔、2……処理ガス導入ダクト、3
……処理ガス、4……タンク、5……循環液、6
……循環ポンプ、7……循環配管、8……排気ダ
クト、9……流量検出器、10……流量調整弁、
11……吸収剤供給配管、12……移送配管、1
3……PH検出器、14……PH調節器、15……吸
収剤流量調節器、21……関数演算器、22……
加算器。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 亜硫酸ガスを含有する処理ガスを吸収塔内に導
    入し、吸収剤を含有し、吸収塔内を循環する循環
    液と接触させて脱硫する脱硫プラントにおいて、
    前記循環液のPHを検出するPH検出器と、前記PH検
    出器の出力信号とボイラデマンド信号とを入力
    し、吸収剤流量補正信号を出力するPH調節器と、
    前記PH検出器の出力信号と前記PH調節器の設定値
    との偏差信号に応じて2値信号を出力する関数演
    算器と、前記PH調節器の出力信号と前記関数演算
    器の出力信号とを入力し、加算演算する加算器
    と、前記吸収搭に供給する吸収剤流量を検出する
    吸収剤流量検出器と、前記加算器の出力信号と前
    記吸収剤流量検出器の出力信号とを入力して吸収
    剤調節弁の開度を調節する吸収剤流量調節器とを
    具備したことを特徴とする吸収塔PH制御装置。
JP7047585U 1985-05-13 1985-05-13 Expired JPH0243473Y2 (ja)

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JP7047585U JPH0243473Y2 (ja) 1985-05-13 1985-05-13

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JPS61187229U JPS61187229U (ja) 1986-11-21
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