JPS58177123A - 排煙脱硫装置 - 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】 本発明は湿式石灰石膏法による排煙脱硫装置の改良に関
し、特に脱硫系に供給する石灰量を合口的々に制御し得
る制御装置を備えた排煙脱硫装置に係る。

湿式石灰石膏性排煙脱硫装置において石灰スラリで排ガ
ス中のＳ０２を吸収する工程（吸収塔）では従来出口ガ
スＳ０２濃度の関数である吸収塔循環液のｐＨ（イオン
濃度指数）に着目し、この−値を所定の値に保つように
制御系を組んでいる。第１図にその制御方式を示す。排
ガス源を出たＳ０２を多量に含んだ排ガスは入口ダクト
１をとおって吸収塔２に入る。塔内においてこの排ガス
は循環ポンプ９にて循環されている循環ライン３中の石
灰スラリと接触しＳＯ２が吸収され、出口ダクト７をと
おって脱硫されたガスとして塔外にいたる。一方ガスと
接触した石灰スラリは亜硫酸石灰を生成しつつ吸収塔受
検１１にいたり、循環ポンプにて吸収塔抜きとり液とし
て抜きとりライン８から一部塔外にいたる。

吸収塔底部ではほぼ気液平衝状態であると想定され、受
槽から抜き出される石灰スラリ液の−（循環液ｐＨ）を
所定の値に保てば出口ガスＳＯ２濃度を保証しうると考
えられている。４はこのだめの循環液−検出器であり５
は調節針である。

すなわち従来の制御方式は４で検出したーが調節計５で
設定した値になるように操作バルブ１０を操作して石灰
乳供給ライン６から石灰乳流量（原料）をフィードして
いる。

吸収工程の運転条件は排ガス源の排出するガスの量、Ｓ
Ｏ□濃度、および吸収剤（石灰乳）供給量等から決定さ
れるが、プラントの経済性およびプロセス上から−が俳
い、すなわち吸収剤供給量の少ない状態で運転すること
が望ましい。

従ってプラント運転条件の設定にあたワては公害規制の
上から出口ガスＳＯ２濃度が許容限度内であること、か
つ経済性から原料消費量をできるだけ少なくすること、
すなわち吸収塔循環液−の設定値を極力下げることの両
方を勘案して決める。

ところが上記のような運転では、負荷が一定の場合や減
少する場合には出口ガス中のＳＯ２濃度を許容値以下に
維持し得るが、負荷が上昇する場合、特にその負荷変化
が速いときにはその負荷変動に追従しきれずに出口ガス
のＳＯ２濃度が許容値を逸脱する事態が生じるという問
題があっ九、そこで入口ダクト１の排ガス流量に基づく
比例的なフィードフォワード制御を併用する提案もなさ
れているが、その場合にも負荷上袢の速度が速いときに
は上記の事態を回避できなかった。その主な理由は種々
の要因により吸収塔２人口のＳＯ□総量が急速な負荷上
昇時に微分的に増大−Ｙることによるものである。しか
も、この現象は高負荷になるほど大きくなる傾向にある
ため、前記フィードフォワード制御としてＰ動作以外に
Ｄ動作を加えた場合にも充分な追従性は得られなかった
。また、−既述のように負荷の低い領域における排煙脱
硫装置の運転は、経済性の観点から吸収塔循環液のμ値
をできるだけ低くして行なわれており、これも上記のよ
うな事態を生じる要因となっている。即ち、吸収塔２の
プロセス特性として吸収塔循環液のμ値が低くなる＃１
どパワファー能が小さくなり、負荷変動による影響が鋭
敏に現われることになる。

これに対して、吸収塔２に排ガスを送出する排ガス源、
例えばディラ等では追従性の向上により両速負荷変化に
対応し得るシステムが採用されて来ており、当然ながら
排煙脱硫装置としてもより苛酷な負荷変化に充分対応し
得ることが要求されている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、出口ガス中
のＳＯ２濃度を許容値に維持できる範囲で吸収塔循環液
のμ値を極カ低くして経済的に運転できると共に、吸収
塔に流入する排ガス流蓋が急速に増大する負荷変動時に
おいても出口ガス中のＳＯ□濃度が許容値以下に収まる
ように負荷変動に充分対応して吸収塔への石灰乳供給量
を制御できる排煙脱硫装置を提供するものである。

即ち、本発明は、排ガス源からの排ガスが導入される吸
収塔と、該吸収塔に導入される亜硫酸吸収液の流量を調
節する流量調節弁ξ、前記吸収塔内の亜硫酸吸収液のμ
値を検出する一検出器と、該−検出器の出力からこの出
力を所定値に保つための制御信号を出力する一調節計と
、前記吸収塔で処理されるべき排ガス量を検出するガス
量検出器と、該ガス量検出器の出力を微分演算する微分
器と、前記ガス量検出器の出力に応じた所定の補正因子
を演算出力する関数演算器と、該関数演算器の出力と前
記微分器の出力とを剰じる剰算器と、該剰算器の出力と
前記ガス量検出器の出力とを加算する第１の加算器と、
該加真器の出力および前記ガス量検出器の出力の両者か
ら大きい方の出力を選択して出力するハイセレクタと、
該ハイセレクタの出力と前記−調節計の出力とを加算す
る第２の加算器とを具備し、該第２の加算器の出力によ
り前記流量調節弁の開度を制御して吸収塔に導入される
亜硫酸ガス吸収准の流量を制御することを特徴とする排
煙脱硫装置である。

本発明において、前記ガス量検出器は吸収塔へ導かれる
排ガスの流量を検出するものの他、排ガス源のゲイラで
消費される重油の流量を検出するものを用いることがで
き、また発電用がイラが排ガス源である場合には発電機
の発電量信号を検出するものを用いてもよい。

本発明の排煙脱硫装置は前記ガス量検出器から得られる
負荷信号を演算することにより入口Ｓ０２総量を推算し
、負荷上昇時における負荷上昇速度ならびに負荷量に応
じて速やかに多量の石灰乳等を供給することによシ、負
荷上昇時にも出口ガスＳ０２濃度を許容値１以下に収め
得る経済的な運転を可能としたものである。

以下、第２図を診照して本発明の一実施例を説明する。

第２図は本発明の一実施例になる排煙脱硫装置の説明図
である。同図において１〜１１は第１図の従来例につい
て説明したのと同様の構成部分を示し、作用４第１図の
場合と同様であるから説明を省略する。ただし、−調節
計５が直接操作パルプ１０を制御せずに、加算器２６の
一方の入力端に接続されている点で第１図の場合と相違
している。この相違は、この実施例の排煙、脱硫装置が
脱硫塔２への石灰乳供給量を制御するために、第１図の
フィードパ、り制御機構に加えて下記の構成によるフィ
ードフォワード制御機構を併用していることに基づくも
のである。即ち、入口ダクト１には吸収塔２へ流入する
排ガスの流量を検出するための処理ガス曾検出器２０が
設けられ、該検出器２１によって制御系に対する外乱要
因である負荷量が検出される。この処理ガス量検出器２
ｏは微分器瞥 ２ノおよび関数演算器２２の入力端、加算係数器２４お
よびハイセレクタ２５一方の入力端に接続されている。

前記微分器２ｏおよび関数演算器２２の出力端は夫々剰
算器２３０入力端に接続され、該剰算器２３の出力端は
前記加算計数器２４のもう一つの入力端に接続されてい
る。

この加算係数器２４の出力端は前記ハイセレクタ２５の
もう一つの入力端に接続され、該ハイセレクタ２５の出
力端から最終的なフィードフォワード制御信号が出力さ
れる。そして、ハイセレクタ２５の出力端は前記加算係
数器２６のもう一方の入力端に接続され、該加算係数器
２６は一調節計５からのフィードバック制御信号とハイ
セレクタ２５からのフィードフォワード制御信号を加算
し、この加算信号によって操作パルプ１０の開度を制御
するようになってぃ次に、上記フィードフォワード制御
信号を発生するだめの機構２０〜２５についてより詳細
に説明する。まず、処理ガス量検出器２ｏの出力は吸収
塔２Ｖｃ対する負荷に比例して変動するから、これを負
荷に比例した制御信号（以下Ｐ制御信号という）として
用いることができる。

そして、がス量検出器２０から加算器２４およびハイセ
レクタ２５に出力された信号はこのＰ制御信号としてそ
のまま用いられる。他方、処理ガス量検出器２０へ入力
された処理ガス量検出器２０からの信号は、ここで時間
に関する微分演算を受けて負荷の微分的増大に対応する
微分制御信号（以下り制御信号という）が形成される。

このＤ制御信号による制御は負荷が仮謂ステップ的に増
大するような系の制御に用いられ、通常り動作と呼ばれ
るものである。微分器２１の特性はその入力（Ｐ）と出
力（Ｄ）との間の関係として下記（１）式で表わされる
。

上記（１）式において時定数を含む項Ｔ８は、吸収塔２
に供給される石灰乳の量をＤ動作にょシ急激に増加した
婢、徐々に減少させるために導入されたもので、後述の
ようにどれも外乱の実態に適合させるためのものである
。（１）式で示されるＤ制御信号によって、急速な負荷
上昇時に吸収塔２人口のＳ０２総量が微分的に増大する
という現象をも考慮した制御が可能となる。しかしかか
ら、既述のようにこの現象はその時の負荷量によって程
度が異なり、負荷上昇速度が同じ場合でも負荷量が高い
領域においてより著しく現われるから、（１）式のＤ制
御信号だけでは上記のような現象に充分追従することは
できない。

従って、上記の現象に充分追従するためには（１）式の
Ｄ制御信号をそのときの負荷量に応じて補正する必要が
ある。関数演算器２２および剰算器２３はこのために設
けられ九ものである。

即ち、関数演算器２２には処理ガス量検出器２０から入
力される負荷量信号、即ち前記Ｐ制御信号からそのとき
の負荷量における前記り制御信号の影響比（Ｌ）を出力
するような所定の関数ｆが設定されている。即ち、関数
演算器２２は下記（２）式の演算を行危う。

Ｌ−ｆ　　　　　・・・・・・・・・・・・・・・・　
（２）＜ｐ＞ 設定される関数ｆは排ガス源の種類等によって種々異彦
るが、その−例として発電量定格６００ＭＷのがイラの
ための排煙脱硫装置に適用した場合の例を第３図に示す
、同図においてＰ制御信号カ５０　Ｓ以下ｆ′ＦｉＬ＝
　０となるように／（Ｐ）が設定されているのは、この
領域では負荷上昇時にも人口Ｓ０２総量が微分的に上昇
するような現象が認められなかったからである。こうし
て関数演算器２２で演算された（２）式の出力信号りは
微分器２１で演算された（１）式のＤ制御信号と共に剰
算器２３に入力され、下記（３）式に従って剰算されて
補正された微分制御偏号（以下Ｄ′制御信号という）を
出力する。

Ｄ’＝ＬＸＤ ＝ｂ戸１．５−Ｐ　　　・・・・・・・・・・・・・・
・・・・（３）１＋Ｔ８ こうして、剰算器２３からはＤ制御信号をその１′ ときの負荷量に応じて補正した上記Ｄ′制御信号が出力
されることになる。換言すれば、（３）式はＤ′制御信
号による微分制御が微分時間／（Ｐ）　”。

で行なわれることを示してお）、その微分時間が負荷量
に応じて自動的に変化することを意味している。微分時
間は制御系における微分制御の影響度を示す定数である
から、Ｄ制御信号によれば既述したよりな外乱の実態に
則した微分制御が可能となる。

上記Ｄ′制御信号は加算係数器２４に入力され、加算係
数器２４はＤ′制御信号と処理ガス量検出器２０から入
力される前記Ｐ制御信号とを加算した比例微分制御信号
（以下Ｐ　Ｄ’制御信号という）をハイセレクタ２５に
出力する。ハイセレクタ２５は加算器２４から入力され
るＰＤ’制御信号と処理ガス量検出器１１から直接入力
されるＰ制御信号とを比較し、このうちのレベルの高い
方の制御信号をフィードフォワード制御信号として選択
して加算係数器２６へ出力するようになっている。

上記構成から々る排煙脱硫装置の所謂定常運転中におい
て突然処理ガス量がステ、プ的に増大すると、処理ガス
量中の８０２濃度は微分的に増大する。例えば排ガス源
である定格６００　ＭＩｉＶ、ノ＆　イラが２０分程度
で４５０　ＭＷから６００　ＭＷに変化した場合、入力
ＳＯ，濃度は変化前に３２０ｐｐｒｎであっ九ものが変
化しはじめて２０〜２５分後には３９０ｐｐｍにも達し
、その後は徐々に減少して７０〜９０分後には３４０ｐ
ｐｍ程度で安定するといった変化を示す、処理ガス量が
上記のように変化すると、処理ガス量検出器２０がこれ
を検出し、微分器２１．関数演算器２２および剰算器２
３によりこのときの変化速度と負荷量に応じた前記Ｄ′
制御信号が剰算器２３から出力される。

そして、加算係数器２４はこのＤ′制御信号に負侑菫に
比例したＰ制御信号を加えた前記Ｐ　＋　Ｄ’制御１ど
号を出力する。このときノ・イセレクタ２５は加算係数
器２４からのＰ　＋　Ｄ’制御信号を選択し、これをフ
ィードフォワード制御信号として加算係数器２６に与え
る。従って、操作バルブ１１は入口ＳＯ２総量の急激な
変化に対応して速やかＫその開度が大きくなるように作
動し、多量の石灰乳が供給されることとなる。この結果
吸収塔２は循環吸収液の一低下を来たすことなく良好な
状態で運転されることとなり、−検出器４の検出値はほ
ぼ所定値近傍に保たれると共に、出口ＳＯ２濃度が上昇
することもない、！また、微分器２１の・やラメータＴ
（時定数）を適宜設定することにより、前記のように微
分的に増大した後に徐々に減少する入口Ｓ０２総量変化
に対応して、石灰乳の供給量も速やかに増大させた後に
は徐々に減少するように制御することができる。更に、
−調節計５によるフィードパ、り制御も併用されている
から、吸収塔循環液のμ値は最終的には設定値で安定す
ることになる。

他方、上記には逆に負荷が減少するときＫは、ハイセレ
クタ２５が処理ガス量検出器２ｏからの前記Ｐ制御信号
を選択し、該Ｐ制御信号がフィードフォワード制御信号
として加算係数器２６に与えられる。この結果、操作バ
ルブ１゜の開度は負荷量に比例して速やかに絞られるこ
ととなる。また、湿式排煙脱硫装置の応答が緩やかなた
め、負荷減少時には吸収塔循環液のμ値が設定値を大き
く下まわる様な恐れはなく、出口Ｓ０２濃度も所定値以
上になる事態はない。

もちろん、最終的には負荷上昇時と同様の作用により循
環液の−は処理ガス量に応じた吸収塔循環液−億でバラ
ンスすることになる。

以上詳述したように１本発明による排煙脱硫装置によれ
ば負荷上昇時においても出口ガスＳ０２濃度を許容値以
下に安定に維持することができ、かつこれによって吸収
塔循環液−の制御偏差を少なくするための吸収塔循環液
の設定−値を極力低くして運転することができるから経
済的な運転を達成できる等、顕著な効果を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の排煙脱硫装置を示す説明図、第２図は本
発明の一実施例になる排煙脱硫装置の説明図、第３図は
礒２図における関数演算器の特性例を示す線図である。 １・・・入口ダクト、２・・・吸収塔、３・・・循環ラ
イン、４・・・−検出器、５・・・−調節計、６・・・
石灰乳供給ライン、７・・・出口ダクト、８・・・抜き
取りライン、９・・・循環ポンプ、１０・・・操作パル
プ、１１・・・吸収液受検、２０・・・処理ガス量検出
器、２ノ・・・微分器、２２・・・関数演算器、２３・
・・剰算器、２４゜２６・・・加算係数器、２５・・・
ハイセレクタ。 出願人復代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦Ｊｌｒ１図 牙２　図 ５Ｆ３図 （Ｊ、） 朶シｚｌ−ａ’ス量検畝各の気力 〔Ｐ〕

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 排ガス源からの排ガスが導入される吸収塔と、該吸収塔
   に導入される亜硫酸吸収液の流量を調節する流量調節弁
   と、前記吸収塔内の亜流酸吸収液の一億を検出する声検
   出器と、該−検出器の出力からこの出力を所定値に保つ
   ための制御信号を出力する一調節計と、前記吸収塔で処
   理されるべき排ガス量を検出するガス量検出器と、該ガ
   ス量検出器の出力を微分演算する微分器と、前記ガス量
   検出器の出力に応じた所定の補正因子を演算出力する関
   数演算器と、該関数演算器の出力と前記微分器の出力と
   を剰じる剰算器と、該剰算器の出力と前記ガス蓋検出器
   の出力とを加算する第１の加算器と、該加算器の出力お
   よび前記ガス量検出器の出力の両者から大きい方の出力
   を選択して出力するハイセレクタと、咳ハイセレクタの
   出力と前記−調節計の出力とを加算する第２の加算器と
   を具備し、該第２の加算器の出力により前記流量調節弁
   の開度を制御して吸収塔に導入される亜硫酸ガス吸収液
   の流量を制御することを特徴とする排煙脱硫装置。