JPH0899015A - 湿式排煙脱硫装置の吸収剤供給量制御装置 - Google Patents

湿式排煙脱硫装置の吸収剤供給量制御装置

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JPH0899015A
JPH0899015A JP6234791A JP23479194A JPH0899015A JP H0899015 A JPH0899015 A JP H0899015A JP 6234791 A JP6234791 A JP 6234791A JP 23479194 A JP23479194 A JP 23479194A JP H0899015 A JPH0899015 A JP H0899015A
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JP
Japan
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absorbent
concentration
absorption
flue gas
amount
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JP6234791A
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English (en)
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Okikazu Ishiguro
興和 石黒
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Mitsubishi Power Ltd
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Babcock Hitachi KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸収液のpH値に影響を及ぼす因子をできる
だけオンラインで計測し、高速負荷変化時を含む、すべ
ての運転状態において、吸収液のpH値を目標値近傍に
維持できる脱硫装置の制御方式を提供すること。 【構成】 吸収液中の少なくとも硫黄酸化物吸収量、吸
収剤濃度、吸収剤溶解速度定数に基づき、吸収液のpH
を目標値に維持するのに必要な吸収剤濃度を演算する吸
収剤濃度演算器20を設置し、吸収液中の吸収剤濃度計
22の出力信号と吸収剤濃度演算器20の出力信号の偏
差により、吸収剤スラリ流量調整弁10の開閉度合いの
フィードバック補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は湿式排煙脱硫装置に係
り、特に吸収液pHを適切に制御して、吸収剤の消費量
を低減するのに好適な制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】現在主流の湿式排煙脱硫装置において使
用される吸収塔周りのシステムの概略を図2に示す。ま
ず、上記湿式排煙脱硫装置では排ガスを吸収塔12中に
導入し、ここで循環噴霧される吸収液11と気液接触さ
せる。排ガス中の硫黄酸化物(以下、SO2という)は
吸収液11に吸収された後、排ガスは排出ラインを通っ
て煙突から排出される。一方、SO2を吸収した吸収液
11は、吸収塔12の下部に一体的に設けられた吸収塔
循環タンク13に戻される。吸収塔循環タンク13には
吸収剤スラリ流量調整弁10により吸収剤が補給されて
おり、SO2の吸収性能を回復した吸収液11は吸収塔
循環ポンプ14により吸収塔12に循環供給される。な
お、吸収液11の一部は抜き出しライン15を通って排
出され、後工程において酸化されて石膏となり回収され
る。
【0003】このような湿式排煙脱硫装置において、従
来は吸収塔12への吸収剤供給量は次のように制御して
いた。pH計3により抜き出しライン15の吸収液のp
H値を検出し、この検出値を調節計9cに入力する。調
節計9cでは吸収塔12の塔頂に至る吸収液11のpH
値が設定値になるように信号を加算器8bに入力する。
一方、吸収塔12の排ガス入口部に設けられた負荷検出
器16で吸収塔12内に入る排ガス中のSO2量、すな
わち、脱硫プラントの負荷を検出し、加算器8bに入力
する。加算器8bでは調節計9cからのpH補正信号と
負荷検出器16からの負荷検出信号とを加算し、調節計
9bに吸収剤スラリ流量デマンド信号17として入力す
る。吸収剤スラリ供給量は吸収剤スラリ流量計4で検出
し、調節計9bに入力する。調節計9bは、これらの信
号に基づいて吸収剤スラリ流量調整弁10を制御する
(排ガス流量計1と入口SO2濃度計2からなる負荷検
出器16は便宜上二つ図示した。)。
【0004】なお、上述した吸収剤供給量制御方式を制
御系統図にしたものを図3に示す。図3において、排ガ
ス流量計1と入口SO2濃度計2は図2の負荷検出器1
6を構成するものであり、図3の引算器5aおよび関数
発生器6cは図2の調節計9cを構成するものである。
また、図3の引算器5bおよび調節計9aは図2の調節
計9bを構成するものである。なお、図3の関数発生器
6aは入口SO2量の関数としてpH設定値を与え、関
数発生器6bは入口SO2量の関数として吸収剤過剰率
先行値を与えるものである。
【0005】したがって、この吸収剤供給量制御方式
は、過剰率先行値信号18(関数発生器6bの出力信
号)と吸収液pHの設定値に対するフィードバック信号
(関数発生器6cの出力信号)の加算値により、吸収剤
供給量を決定するものであり、これまで実機において採
用されてきた制御方式である。本制御方式のフィードバ
ック補正は、基本的には比例制御であり、吸収液のpH
値はSO2吸収量と液組成によって決まるので、SO2
収量および吸収液組成などの吸収液のpH値に影響を及
ぼす他の要因が異なっていても、同一のpH偏差に対し
て同一の吸収剤の供給量を補正する本制御方式では良好
なpHの制御性は得られないことになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、同一
のpH偏差(pH目標値と実pH値との差)に対して
は、同一の吸収剤供給量を補正する制御方式であり、吸
収液のpH値に影響を及ぼす他の因子、すなわち、SO
2吸収量および吸収液組成などについては配慮がされて
おらず、あらゆる運転状態において、吸収液のpH値を
目標値近傍に維持することが困難であるという問題があ
った。また、吸収剤の供給量変化に対するpHの応答遅
れは大きいので、従来の制御方式では高速負荷変化時に
は、特に制御性が悪くなるという点については配慮され
ていなかった。本発明の目的は、吸収液のpH値に影響
を及ぼす因子をできるだけオンラインで計測し、高速負
荷変化時を含む、すべての運転状態において、吸収液の
pH値を目標値近傍に維持できる脱硫装置の制御方式を
提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は次の
構成によって達成される。すなわち、ボイラなどの排ガ
スと吸収剤スラリを含む吸収液とを気液接触させて、排
ガス中の硫黄酸化物を吸収除去する湿式排煙脱硫装置に
おいて、吸収液のpHを目標値に維持するのに必要な吸
収剤濃度を演算する吸収剤濃度演算手段と、排ガスとの
気液接触部に循環供給される吸収液中の吸収剤濃度を測
定する吸収剤濃度計と、吸収剤濃度演算手段の出力信号
と吸収剤濃度計の出力信号との間の偏差信号に基づい
て、吸収液中に補給する吸収剤スラリの供給量を算出す
る手段を設けた湿式排煙脱硫装置の吸収剤供給量制御装
置である。前記吸収剤濃度演算手段は吸収液中の少なく
とも硫黄酸化物吸収量、吸収剤濃度、吸収剤溶解速度定
数に基づき、吸収液のpHを目標値に維持するのに必要
な吸収剤濃度を演算する機構を採用することができる。
【0008】
【作用】本発明の吸収剤濃度演算手段はSO2の吸収量
をオンライン計測値に基づいて演算する。吸収液のSO
2吸収量、吸収剤濃度および液組成の間には、一定の因
果関係が存在する。そこで、上記演算手段では吸収液p
Hの目標値、SO2吸収量および吸収液組成より吸収液
pHをその目標値に維持するのに必要な吸収剤濃度を演
算する。吸収剤濃度計で計測した吸収剤濃度と上記吸収
液中のpH値に影響を与える因子によりオンラインで迅
速に演算した吸収剤濃度の間の偏差に基づいて、吸収剤
供給量をフィードバック補正するので、あらゆる運転状
態において吸収液pH値は目標値から外れることがな
い。
【0009】
【実施例】本発明の湿式排煙脱硫装置の吸収剤供給量制
御方式の一実施例を図面と共に説明する。本実施例の図
1に示す吸収剤供給量制御装置は図2に示した湿式排煙
脱硫装置に用いられるものである。また、図1の部材で
図3と同一番号を使用したものは同一機能を持つもので
ある。また、吸収剤として石灰石を用いた場合を例にあ
げる。勿論、吸収剤は石灰石以外のアルカリ金属化合
物、アルカリ土類金属化合物を用いることもできる。図
1において、排ガス流量計1、入口SO2濃度計2、p
H計3、吸収剤スラリ流量計4および出口SO2濃度計
21と吸収剤濃度計22の各出力信号を用いて、吸収剤
濃度演算器20等により、以下に述べる手順で吸収剤供
給量の制御を行う。
【0010】まず、吸収剤濃度演算器20に排ガス流量
計1、入口SO2濃度計2、出口SO2濃度計21の出力
信号およびpH設定値信号23(排ガス流量計1と入口
SO2濃度計2とから加算器7aにより算出される入口
SO2量信号25に基づき関数発生器6aで算出され
る)の値が入力される。吸収剤濃度演算器20では、以
下の演算を実施する。すなわち、SO2の吸収量R
SO2は、 RSO2=Gg・(1−XH2O)SO2i・η …(1) η=(SO2i−SO2o)/SO2i …(2) 吸収剤の溶解量Ra(=RSO2)は Ra=k・[H+]・(Xaα/[Ca2+β)・V …(3) ここに、Gg:排ガス流量、 XH2O
排ガス中水分、SO2i:入口SO2濃度、 S
2o:出口SO2濃度、η:脱硫率、
k:吸収剤溶解速度定数、[H+]:水素イオン
濃度、 Xa:吸収剤濃度、[Ca2+]:カル
シウムイオン濃度、V:吸収塔循環タンク内容積、α、
β:定数である。
【0011】SO2の吸収量と吸収剤の溶解量はバラン
スするので、(1)〜(3)式より、pH=−log10
[H+]の関係を用い、pHの設定値(目標値)をpH
setとすると、必要な吸収剤濃度Xareqは、 Xareq=(RSO2・[Ca2+β/k・10-pHset・V)1/α …(4) となる。(4)式において、SO2吸収量RSO2は排ガス
流量計1と入口SO2濃度計2と出口SO2濃度計21と
によりオンラインで計測できるが、カルシウムイオン濃
度および吸収剤溶解速度定数については、使用吸収剤お
よびプラント固有の値を示すので、試運転時に十分なデ
ータ採取を行い、それらの値の信頼性を確保しておく。
ここでカルシウムイオン濃度は試運転時のデータを使用
し、前記吸収剤溶解速度定数は(1)、(2)、(3)
式から誘導される次式(5)により算出される。 k=Gg(1−XH2O)(SO2i−SO2O)/ [H+](Xaα/[Ca2+β)V …(5) ただし、[H+]=10-pHである。
【0012】このようにして、吸収剤濃度演算器20で
は吸収剤濃度設定値信号24が出力され、この吸収剤濃
度設定値信号24と吸収剤濃度計22の出力信号との間
の偏差を引算器5cで求め、この出力信号は調節計9b
で信号処理され、吸収剤濃度のフィードバック補正信号
として加算器8aに入力される。また、関数発生器6a
で演算されたpH設定値信号23とpH計3の測定値信
号との偏差が引算器5aで求められ、この出力信号によ
り関数発生器6cにおいて吸収液pH設定値に対するフ
ィードバック信号が求められ、この信号が加算器8aに
入力される。さらに、加算器8aには、掛算器7aから
の入口SO2量信号25に基づき関数発生器6bで演算
された吸収剤過剰率先行値の信号が入力される。
【0013】したがって、加算器8aの出力信号は、関
数発生器6aからのpH設定値信号23とpH計3の出
力信号との偏差に対するフィードバック信号(関数発生
器6cの出力信号)と入口SO2量に対応する吸収剤過
剰率先行値信号(関数発生器6bの出力信号)と吸収剤
濃度差に対するフィードバック吸収剤過剰率補正信号
(調節計9bの出力信号)との和であり、この加算器8
aの出力信号と入口SO2量信号25とを掛算器7bで
掛算処理して、吸収剤供給量デマンド信号26とし、吸
収剤スラリ流量計4との偏差を引算器5bで求め、調節
計9aで信号処理して、吸収剤スラリ流量調整弁10を
開閉することにより、吸収剤供給量を制御する。このよ
うに本実施例によれば、吸収液pHを設定値に維持する
のに必要な吸収剤濃度を演算し、吸収剤濃度計の出力信
号との偏差信号に基づいてフィードバック補正するの
で、従来に比較してより正確にかつ迅速に対応すること
になり、当然のことながら吸収液pHの制御性が向上
し、高速負荷変化時においても吸収液pHを目標値近傍
に維持できる。
【0014】
【発明の効果】本発明によれば、吸収剤濃度計および吸
収剤濃度演算器を設置することにより、非線形なpHフ
ィードバック制御がほぼ線形な吸収剤濃度フィードバッ
ク制御に置き換えられるので、従来の制御方式に比べ
て、高速負荷変化時を含むあらゆる運転状態において、
吸収液中のpHの制御性が向上し、pHを目標値近傍に
維持できるので安定した脱硫性能を確保できるととも
に、吸収剤の適切な供給量制御により吸収剤の過剰投入
を防止でき、吸収剤の消費量を低減できるという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例になる吸収剤供給量制御装
置を示す制御系統図である。
【図2】 従来技術の湿式排煙脱硫装置の概念図であ
る。
【図3】 従来の吸収剤供給量制御装置を示す制御系統
図である。
【符号の説明】
1…排ガス流量計、2…入口SO2濃度計、3…pH
計、4…吸収剤スラリ流量計、6a…関数発生器(pH
設定値用)、6b…関数発生器(吸収剤過剰率先行値
用)、6c…関数発生器(pH設定値に対するフィード
バック信号用)、10…吸収剤スラリ流量調整弁、11
…吸収液、12…吸収塔、13…吸収塔循環タンク、1
6…負荷検出器、20…吸収剤濃度演算器、21…出口
SO2濃度計、22…吸収剤濃度計、23…pH設定値
信号、24…吸収剤濃度設定値信号、25…入口SO2
量信号、26…吸収剤供給量デマンド信号
───────────────────────────────────────────────────── 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 53/34 125 E

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボイラなどの排ガスと吸収剤スラリを含
    む吸収液とを気液接触させて、排ガス中の硫黄酸化物を
    吸収除去する湿式排煙脱硫装置において、吸収液のpH
    を目標値に維持するのに必要な吸収剤濃度を演算する吸
    収剤濃度演算手段と、排ガスとの気液接触部に循環供給
    される吸収液中の吸収剤濃度を測定する吸収剤濃度計
    と、吸収剤濃度演算手段の出力信号と吸収剤濃度計の出
    力信号との間の偏差信号に基づいて、吸収液中に補給す
    る吸収剤スラリの供給量を算出する手段を設けたことを
    特徴とする湿式排煙脱硫装置の吸収剤供給量制御装置。
  2. 【請求項2】 吸収剤濃度演算手段は吸収液中の少なく
    とも硫黄酸化物吸収量、吸収剤濃度、吸収剤溶解速度定
    数に基づき、吸収液のpHを目標値に維持するのに必要
    な吸収剤濃度を演算することを特徴とする請求項1記載
    の湿式排煙脱硫装置の吸収剤供給量制御装置。
  3. 【請求項3】 吸収液中の少なくとも硫黄酸化物吸収
    量、pHを目標値に維持するのに必要な吸収剤濃度、吸
    収剤溶解速度定数はオンライン計測することにより算出
    することを特徴とする請求項2記載の湿式排煙脱硫装置
    の吸収剤供給量制御装置。
JP6234791A 1994-09-29 1994-09-29 湿式排煙脱硫装置の吸収剤供給量制御装置 Pending JPH0899015A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112206645A (zh) * 2019-07-10 2021-01-12 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司 一种火电厂脱硫效率控制方法及系统
CN113062874A (zh) * 2021-02-25 2021-07-02 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 一种湿法脱硫浆液循环泵浆液量自动控制系统

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CN112206645B (zh) * 2019-07-10 2022-10-04 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司 一种火电厂脱硫效率控制方法及系统
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