JPH0710331B2 - 排煙脱硫装置の制御方法 - Google Patents

排煙脱硫装置の制御方法

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JPH0710331B2
JPH0710331B2 JP63335583A JP33558388A JPH0710331B2 JP H0710331 B2 JPH0710331 B2 JP H0710331B2 JP 63335583 A JP63335583 A JP 63335583A JP 33558388 A JP33558388 A JP 33558388A JP H0710331 B2 JPH0710331 B2 JP H0710331B2
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忠義 田丸
博雄 井上
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石川島播磨重工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は排ガスを吸収塔に入れて吸収液と接触させるこ
とにより排ガス中のSO2を吸収して除去させる排煙脱硫
装置を現時点から或る時間後を予測して制御するために
用いる排煙脱硫装置の制御方法に関するものである。
[従来の技術] ボイラからの排ガス中のSO2を吸収して脱硫する排煙脱
硫装置としては、下部に接続したガス入口管より流入さ
せたボイラの排ガスを、頂部のガス出口管より排出させ
るようにしてある吸収塔の下部に液溜タンクを設け、該
液溜タンク内の吸収液を複数の循環ポンプ、循環ライン
を経て上部のスプレー段に導き、スプレー段のスプレー
ノズルより吸収液を噴出させて上記排ガスと接触させる
ようにし、排ガス中のSO2を吸収液中の吸収剤で吸収さ
せて脱硫後のガスは塔頂のガス出口管より排出させ、一
方、SO2を吸収した吸収剤スラリーを液溜タンク内で空
気で酸化させることにより石膏スラリーとした後、石膏
として回収するようにした湿式石灰石膏法の排煙脱硫装
置が知られている。
かかる湿式石灰石膏法排煙脱硫装置の制御方法におい
て、現時点から或る時間後の脱硫率が最適となるように
吸収剤の供給量、循環ポンプ運転台数を予測制御するこ
とは従来全く行われていない。従来の制御方法は、吸収
塔へ入る排ガス流量、吸収塔へ入る排ガス中のSO2濃度
(入口SO2濃度)、吸収塔から出る排ガス中のSO2濃度
(出口SO2濃度)、循環される吸収液pH、等の現在のデ
ータから吸収塔への吸収剤の供給量を調整したり、循環
ポンプの運転台数を決めたりして、脱硫率、吸収液中吸
収剤濃度を制御するものであり、特に、循環ポンプの運
転台数を決定は、吸収塔出口SO2濃度を見ながら作業員
の勘により行われている。
[発明が解決しようとする課題] 上記従来の排煙脱硫装置の制御方法では、現在の運転デ
ータをもとに脱硫率を計算して最適な運転条件を見付け
ようとするものではないばかりでなく、予測制御をする
ものではないので、最適な制御ができなかった。
そこで、本発明は、現在の運転データや予定の入口排ガ
ス流量、予定の入口SO2濃度をベースとして或る時間後
の脱硫率を予測して計算して予測制御させると共に、該
予測制御での運転条件をリアルタイムでの運転条件に修
正できるようにして狂いのない最適な予測制御ができる
ようにしようとするものである。
[課題を解決するための手段] 本発明は、上記課題を解決するために、吸収塔への入口
排ガス流量、吸収液pH、吸収液中吸収剤濃度、吸収塔入
口及び出口のSO2濃度、循環ポンプ運転台数の如き現在
の運転データを初期値とし、現時点からt時間後の予定
の入口排ガス流量及び予定の入口SO2濃度から脱硫性能
の予測シミュレーションの計算をして、現時点からt時
間後の脱硫率を算出し、次いで、上記算出されたt時間
後の脱硫率と設定脱硫率とを比較し、計算上の予測脱硫
率が設定脱硫率よりも常に高くなる運転条件を決めて、
そのタイムスケジュールを記憶させ、このタイムスケジ
ュールどおりに吸収剤供給量、循環ポンプ運転台数を予
測制御させるようにし、この予測制御どおりの運転条件
では最適な脱硫率が得られないときに、上記t時間後に
至るまでの時間経過に伴うリアルタイムシミュレーショ
ンで求められる運転条件に上記予測制御の運転条件を修
正させる方法とする。
[作用] t時間後の脱硫率を予測してその脱硫率が設定脱硫率よ
りも高くなる運転条件のタイムスケジュールを記憶させ
て、そのタイムスケジュールどおりに吸収剤供給量と循
環ポンプ運転台数を予測制御させることと、現時点から
t時間後に至る時間経過に伴うリアルタイムシミュレー
ションによる制御とを組み合わせているので、予測制御
に誤差があっても修正されて脱硫の最適制御ができる。
[実 施 例] 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の方法の実施に使用する排煙脱硫装置の
概要を示すもので、下部に液溜タンクを設けて吸収液2
を溜めるようにした吸収塔1の上部に、スプレーノズル
4を有するスプレー段3を多段に配設し、各段のスプレ
ー段3に上記液溜タンクの吸収液2を導くための複数の
循環ライン5の途中に、それぞれ循環ポンプ6を設置
し、複数個の循環ポンプ6の運転により吸収液2がスプ
レー段3へ導かれてスプレーノズル4より噴出されるよ
うにする。一方、上記吸収塔1内の吸収液2の液面とス
プレー段3との間の位置に、ボイラ7からの排ガスを導
入させるようガス入口管8を接続すると共に、塔頂部に
ガス出口管9を接続し、ガス入口管8の途中に設置した
昇圧通風機10で昇圧されたボイラ排ガスが、各スプレー
段3のスプレーノズル4から噴出される吸収液2と接触
させられ、排ガス中のSO2が吸収液中の吸収剤に吸収さ
れ、ガスはガス出口管9より排出され、SO2は吸収剤と
してのCaCO3と反応し亜硫酸カルシウムとして吸収液2
中に入るようにし、更に、吸収塔1内の下部に空気吹込
口12を有する空気吹込管11を配設して、該空気吹込管11
に空気供給管13を接続すると共に、吸収液2中に吸収剤
としてのCaCO3を供給するライン14を吸収塔1の下部に
接続し、且つ吸収塔1の底部付近に液抜出管15を接続す
る。又、上記ガス入口管8の途中には、排ガスの流量を
検出する排ガス流量計16と、排ガス中のSO2濃度を検出
する入口SO2濃度計17とを設け、又、ガス出口管9に排
出されるガス中のSO2濃度を検出する出口SO2濃度計18を
設け、更に、各循環ライン5に、吸収液のpHを検出する
pH計19と吸収液中の吸収剤濃度を検出する吸収剤濃度計
20を設ける。21は排ガス流量計16からの値と入口SO2
度計17からのSO2濃度値とを掛算してSO2の量を求める掛
算器、22は加算器、23は吸収剤供給ライン14により供給
される吸収剤の供給量を調節させる流量調節計、24は該
流量調節計23により調節される調節弁、25は吸収液の抜
出管15から抜出される吸収液の量を調節する流量調節
計、26は該流量調節計25により調節される調節弁であ
る。
本発明では、上記構成のほかに、現在の運転データや、
ボイラの現在又は予定の負荷との関係で求めた予定の入
口排ガス流量、予定の入口SO2濃度をベースとして脱硫
率の予測シミュレーション計算を行ってt時間の脱硫率
を求め、そのときの運転条件を記憶しておけるようにし
てある計算機27を使用し、且つ現在の運転データとし
て、排ガス流量計16からの現在の排ガス流量、入口SO2
濃度計17からの現在の入口SO2濃度、出口SO2濃度計18か
らの現在の出口SO2濃度、pH計19からの現在の吸収液p
H、吸収剤濃度計20からの現在の吸収剤濃度、現在の循
環ポンプ運転台数を使用するため、これらのデータを計
算機27に入力させるように電気的に接続する。
第2図は上記計算機27の内部構成例を示すもので、28は
現在の運転データから脱硫効率ηと吸収液pHの計算のモ
デル式設定部、29はモデル式設定部28のモデル式に従い
且つ予定排ガス流量と予定入口SO2濃度の設定器30から
の予定入口排ガス流量と予定入口SO2濃度をベースとし
て脱硫性能予測シミュレーションの計算を行いt時間後
の脱硫率ηtを算出する計算部、31は上記計算されたt
時間後の脱硫率ηtと脱硫率設定器32からの設定脱硫率
ηsとを比較する比較部、33は比較部31で比較された結
果、計算上のt時間後の脱硫率ηtが設定脱硫率ηsよ
りも低いときに指示により変更される計算上の予定の運
転条件で、34は予定吸収剤供給量の値、35は予定循環ポ
ンプ運転台数の値である。36は上記t時間後の脱硫率η
tが設定脱硫率ηsよりも高いときの運転条件を決めて
そのタイムスケジュールを記憶する運転指示記憶装置、
37は現時点からt時間までの時間経過に伴うリアルタイ
ムの脱硫率を求めるリアルタイムシミュレーション部、
38は運転指示記憶装置36に記憶した運転条件による予測
制御指令に、リアルタイムシミュレーション部37からの
運転条件変更指示を加味させる加算部であり、予測制御
がリアルタイムの運転条件に修正されて吸収剤供給量、
循環ポンプ運転台数の制御が行われるようにしてある。
今、ボイラ7からの排ガスはガス入口管8を通り、昇圧
通風機10で昇圧されて吸収塔1内に入れられる。吸収塔
1では複数の循環ポンプ6の運転によりスプレー段3へ
導かれ、スプレーノズル4より吸収液2が噴出されてい
るので、上記吸収塔1に入った排ガスは、吸収液2と向
流接触させられて排ガス中のSO2が吸収液中の吸収剤(C
aCO3)に吸収されて除去され、ガスはガス出口管9より
排出され、吸収液は循環使用される。排ガス中のSO2
吸収した吸収剤は、SO2と反応して吸収液2中に入り、
ここで、吹き込まれる空気によって酸化させられ、石膏
スラリーとして液抜出管15より抜き出されることにな
る。
上記吸収塔1内では、順次導入される排ガス中のSO2
吸収による脱硫作用が行われているが、本発明の方法
は、現時点から或る時間(t時間)後の脱硫率を予測し
て、設定脱硫率よりも高い脱硫率となる運転条件を決め
て、そのタイムスケジュールどおりに吸収剤供給量、循
環ポンプ運転台数を予測制御するときに脱硫率が最適と
なるようにする。そのために、上記t時間後の脱硫率が
設定脱硫率よりも高くなる運転条件を決めてそのタイム
スケジュールどおりに予測制御することと、その予測制
御するときの運転条件を時間経過に伴うリアルタイムの
運転条件を指示させることとの組み合わせとし、予測制
御をフィードバックさせて修正させるような制御を行わ
せる。
詳述すると、先ず、予測制御のために、現在の運転デー
タとして、第2図に示す如く、現時点の排ガス流量、吸
収液pH、吸収液中吸収剤濃度、循環ポンプ運転台数、入
口SO2濃度、出口SO2濃度をモデル式設定部28に入力させ
て、モデル式に従って脱硫効率ηと吸収液pHの計算を行
う。すなわち、 脱硫効率ηは、 η=100{1-exp(-K・Pna・Gb・exp(pH-α・Y)・Ce} 吸収液pHは、 但し、K、Kc、a〜h:定数 Pn:循環ポンプ運転台数 G:入口排ガス流量 Y:入口SO2濃度 V:液溜タンク容量 Pc:吸収剤供給量 B:抜出液量 この場合、脱硫効率と循環ポンプ運転台数との関係は第
3図に示す如くであり、運転台数の増加に伴い脱硫効率
はよくなる。図中、Iは排ガス流量が少ないときの曲
線、IIは排ガス流量が多いときの曲線、IIIは排ガス流
量は上記の中間のときの曲線である。又、脱硫効率と吸
収液pHとの関係は、第4図に示す如くであり、吸収液pH
と吸収液中の吸収剤濃度との関係は、第5図に示す如く
であり、吸収液中の吸収剤濃度が決まれば吸収液pHが決
まる関係にある。第5図中、I′は吸収SO2量が少ない
場合、II′は吸収SO2量が中間の場合、III′は吸収SO2
量が多い場合の各曲線である。
上記の脱硫効率の計算式に従い、計算部29にて設定器30
からの予定の入口排ガス流量の入口SO2濃度をベースに
してt時間後の脱硫率ηtを予測して算出し、該t時間
後の脱硫率ηtと脱硫率設定器32からの設定脱硫率ηs
とを比較部31で比較させる。比較した結果、計算した脱
硫率ηtが設定脱硫率ηsより低い場合(ηt<ηs)
は、計算上の運転条件変更指示を出して、予定の運転条
件33としてt時間後の予定の吸収剤供給量の値34と同じ
く予定の循環ポンプ運転台数の値35を計算部29にインプ
ットしてt時間後の脱硫率ηtを再計算させる。計算し
た脱硫率ηtが設定脱硫率ηsよりも高い場合(ηt>
ηs)は、かかる脱硫率ηtのときの運転条件(吸収剤
供給量、循環ポンプ運転台数)を決めて、そのタイムス
ケジュールを運転指示記憶装置36に記憶させておく。こ
れにより予測制御を行うときは、上記記憶されたタイム
スケジュールどおりに吸収剤供給量と循環ポンプ運転台
数を予測制御させるようにする。
上記予測制御において、現時点からt時間までの時間が
長いと、入口排ガス流量や入口SO2濃度に誤差が生じて
来ることがあって信頼性に欠ける場合が生じることか
ら、予測制御のみでは、誤差が生じて来るおそれがあ
る。そのため、予測制御の結果をフィードバックさせる
ことが望ましい。この点、本発明では、予測制御のフィ
ードバックとして、リアルタイムシミュレーション部37
からの運転条件変更指示により修正させる、いわゆるリ
アルタイムシミュレーション制御を働かせるので、予測
制御するときの運転条件に誤差があっても修正できて脱
硫の最適制御を行わせることができる。
[発明の効果] 以上述べた如く、本発明の排煙脱硫装置の制御方法によ
れば、現在の運転データと予定の入口排ガス流量、予定
の入口SO2濃度からt時間後の脱硫率を算出して最適な
脱硫率となる運転条件を決め、この運転条件のタイムス
ケジュールどおりに制御する予測制御に、時間経過に伴
うリアルタイムシミュレーション制御を組み合わせるよ
うにしてあるので、現時点からt時間までの間で予定の
運転条件が変った場合でも、脱硫装置を最適に運転でき
ると共に、予測制御のフィードバックとしてリアルタイ
ムシミュレーション制御が働くので、脱硫の最適制御が
できる、という優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法の実施に使用する排煙脱硫装置の
一例を示す概略図、第2図は第1図に示す計算機の内部
構成例を示すブロック図、第3図は脱硫効率と循環ポン
プ運転台数との関係図、第4図は脱硫効率と吸収液pHと
の関係図、第5図は吸収液pHと吸収液中吸収剤濃度との
関係図である。 1……吸収塔、2……吸収液、3……スプレー段、5…
…循環ライン、6……循環ポンプ、8……ガス入口管、
9……ガス出口管、11……空気吹込管、14……吸収剤供
給ライン、16……排ガス流量計、17……入口SO2濃度
計、18……出口SO2濃度計、19……pH計、20……吸収剤
濃度計、23……流量調節計、27……計算機、28……モデ
ル式設定部、29……計算部、30……予定の排ガス流量の
入口SO2濃度設定器、31……比較部、32……脱硫率設定
器、36……運転指示記憶装置、37……リアルタイムシミ
ュレーション部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01D 53/34 ZAB

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸収塔への入口排ガス流量、吸収液pH、吸
    収液中吸収剤濃度、吸収塔入口及び出口のSO2濃度、循
    環ポンプ運転台数の如き現在の運転データを初期値と
    し、現時点からt時間後の予定の入口排ガス流量及び予
    定の入口SO2濃度から脱硫性能の予測シミュレーション
    の計算をして、現時点からt時間後の脱硫率を算出し、
    次いで、上記算出されたt時間後の脱硫率と設定脱硫率
    とを比較し、計算上の予測脱硫率が設定脱硫率よりも常
    に高くなる運転条件を決めて、そのタイムスケジュール
    を記憶させ、このタイムスケジュールどおりに吸収剤供
    給量、循環ポンプ運転台数を予測制御させるようにし、
    この予測制御どおりの運転条件では最適な脱硫率が得ら
    れないときに、上記t時間後に至るまでの時間経過に伴
    うリアルタイムシミュレーションで求められる運転条件
    に上記予測制御の運転条件を修正させることを特徴とす
    る排煙脱硫装置の制御方法。
JP63335583A 1988-12-29 1988-12-29 排煙脱硫装置の制御方法 Expired - Lifetime JPH0710331B2 (ja)

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