JPS58180221A - 吸収液のｐｈ検出方法 - 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】 本発明は湿式石灰性排煙脱硫装置の吸収塔に於いて吸収
塔循環吸収液のｐＨを検出して、所望の脱硫性能を維持
する為にそのｐＨ信号をもって吸収剤供給量を調整する
方法の改良に関するもので、ある。

従来、一般に実施されているｐＨ検出方法を第１図に基
づいて説明する。ｓｏｚを含んだ排ガス１は吸収塔２に
入り、ここで吸収液（以下本明細書で云う「・・・液」
とは溶解度の小さな化合物を懸濁したスラリーも含める
ものとする。）と気液接触して脱硫され浄化ガス３とな
って吸収塔２から出て行く。−力吸収剤は流量計１２、
調整弁４及びライン７を介して脱硫に必要な適量が吸収
塔循環タンク５に供給される。吸収塔循環タンク５には
吸収塔２からライン６を介してＳＯ２を吸収して酸性に
なった吸収塔循環液が流入して来るのでライン７からの
アルカリ吸収剤と攪拌機８で混合する。吸収塔循環タン
ク内の吸収液は次いで吸収塔循環ポンプ９によって吸収
塔２の塔頂に送られ、吸収塔内でｓｏｚを含んだ排ガス
と接触しながら流下しライン６を介して吸収塔循環タン
ク５に戻されると共に物質収支に基づいて、ライン１ｏ
より吸収液の一部を抜き出す。ｓｏｚを含んだ排ガスは
連続的に処理されるので所望の脱硫性能を維持する為に
アルカリ吸収剤を連続的に吸収塔循環タンク５に供給す
るが、吸収剤の供給量は吸収塔循環タンク内の吸収液の
ｐＨをｐＨ検出器１１によって連続的に測定することに
よって得られる信号で調整される。即ち高い脱硫率を望
む場合は吸収液のｐＨをアルカリ側に維持するように吸
収剤供給量を増やし、逆に低い脱硫率を望む場合は吸収
液のｐＨを酸性側に維持するように吸収剤供給量を減ら
せばよい。このように吸収塔循環液のｐＨは、吸収塔で
の脱硫率を゛コントロールする代表的な操作因子として
知られており、脱硫量と吸収剤供給量の化学量論比を制
御する因子として広く採用されている。

ところが最近の省資源化及び省エネルギー化に伴なって
ボイラなどの排ガス源装置の運用方法が変わり負荷変化
の遅れ時間を短縮して効率向上が図られるようになって
来た。これによって排煙脱硫装置も脱硫性能を損うこと
なしに負荷変化に追従することが必要となってきた。

しかし、従来の吸収塔循環液ｐＨの検出方法とそのｐＨ
信号によって吸収剤供給量を調整する方法では満足し得
ないものであ、ることを本発明者は認識するに至った。

ここで湿式石灰法排煙脱硫装置に於ける従来法の不具合
点を述べる。

吸収塔循環液のｐＨはＳＯｚを吸収して生成した亜硫酸
と、炭酸カルシウムや水酸化力ルンウムなどのアルカリ
吸収剤との中和反応の化学量論比を表わしている。しか
しこの化学量論比は一義的に定まらず特に排ガス処理量
やｓｏ２濃度が変化する等の負荷条件の相違によってこ
の化学量論比も変わることを本発明者らは確認したので
ある。即ち吸収塔循環液のｐＨが同一であっても吸収液
中に含まれる未反応の炭酸カルシウム（水酸化カルシウ
ムが吸収液中で転化して生成した炭酸カルシウムも含め
たもの）濃度が排ガス条件によって異なるのである。そ
して未反応の炭酸カルシウム濃度は同−ｐＨでも吸収塔
での脱硫負荷が高い時に高くなり、逆に脱硫負荷が低い
時“Ｋは未反応炭酸力ルンウム濃度も低くなるのである
。この理由は主に吸収剤の吸収塔循環タンクでの滞留時
間に起因しているのであって、脱硫負荷が高い時は吸収
剤の供給流量も多くなシ滞留時間が短かくなる為溶解度
の小さなカルシウム化合物の溶解が不十分になる結果、
未反応の炭酸カルシウム濃度が高くなるのである。逆に
脱硫負荷が低い時は吸収剤供給流量も少なくなって吸収
塔循環タンクでの滞留時間が長くなる為、カルシウム化
合物の溶解量がそれだけ増える結果、未反応の炭酸カル
シウム濃度を低くすることができ、るのである。°がか
る現象が生じていても従来のように排ガス源の負荷変動
が比較的少なく、しかも緩やかな場合には何ら不具合を
もたらさないものであった。ところが前述の通り排ガス
源の負荷変化が頻繁になりしかもその変化速度を大きく
した場合は吸収塔での脱硫性能を損なうことなしに負荷
変化に追従し得ないことがわかった。それは特に低負荷
から高負荷に変動する時、吸収液中の未反応炭酸カルシ
ウムがすでに低濃度になってしまっておシ、ガス側の急
速な負荷上昇に吸収液の吸収能（未反応炭酸カルシウム
の濃度が高い程、吸収能は大きい。）が追従し切れない
結果負荷上昇過渡期及び負荷が上昇し切った後のしばら
くの期間は脱硫率が低下してしまう不具合が生じるので
ある。

本発明はかかる従来法の不具合を解消する為になされた
もので吸収液の吸収能を検出する新しい方法を見い出１
２、これによって負荷上昇時の吸収液の吸収能低下を未
然に防止する方法に関するものである。

本発明方法の１実施態様を第２図によって説明する。

Ｓ０２を含Ｘ７だ排ガス１０１は吸収塔１０２に入り、
ここで吸収液と気液接触して脱硫され浄化ガス１０３と
なって吸収塔１０２から出て行く。−力吸収剤は流量計
１１２と調整弁１０４及びライン１０７を介して脱硫に
必要な適量が吸収塔循環タンク１０５に供給される。吸
収塔、＼循環タンク１０５には吸収塔１０２からライン
１０６を介してＳＯ，を吸収して酸性になった吸収塔循
環液が流入して来るのでライン１０７からのアルカリ吸
収剤である炭酸カルシウム又は水酸化カルシウムと攪拌
機１０８で混合する。

吸収塔循環タンク内の吸収液は次いで吸収塔循環ポンプ
１０９によって吸収塔１０２の塔頂に送られ、吸収塔内
でｓｏｌを含む排ガスと接触しながら流下しライン１０
６を通って吸収塔循環タンク１０５に戻されると共に物
質収支に基ついてライン１１０より吸収液の一部を抜き
だす。

吸収塔循環液の一部はパル７°１１３又は１１３′のど
ちらか一方からｐＨ検出器１１１を備えたセル１１４に
入り、直ちにライン１１７から抜き出される。吸収液を
連続的に流しながらｐＨ検出器１１１で測定したｐＨ信
号は信号演算器１１６に入り調整弁１０４の開度調整に
使用される。かかる運転状態が維持されている間に・（
ループ１１３又は１１３′　をすげやく閉じてセル１１
４への吸収液の流れを瞬時に停止させ、マグネチツクス
ターラ−１１５によりセル１１４内の吸収液を攪拌しな
がら吸収液ｐＨの経時変化を数分間測定する。ｐＨ経時
変化測定記録の例を第５図に示した。第３図に於いて、
重油燃焼排ガスを処理する定格２０００　ｄＮ／Ｈ規模
の第２図に示す如き湿式石灰性排煙脱硫プラントで、入
口ＳＯ２１５００ｐｐｍ　　の排ガスを２０００　ｔｒ
？Ｎ／Ｈ処理した時の定常状態運転に於ける吸収塔循環
スラリーをパルプ１１３からセル１１４に導き、瞬時に
パルプ１１３を閉にした後のｐＨ変化の様子を■で、排
ガス処理量をｓ　ｏ　ｏ　、／Ｎ／Ｈにして定常状態と
なし、同様にパルプ１１３を閉とした後のｐ）（変化の
様子を■で各々示した。■のｐＨ変化速度は■に比べて
遅く、吸収能の低い吸収液となっている為、■の曲線を
有する吸収液の状態のままで負荷の上昇がはじまると脱
硫率が低下してしまうので、ｐＨ変化曲線が■の状態に
なる様に調整弁１０４を調整する信号を信号演算器１１
６から発信し吸収剤の供給量を増やし続ける。これによ
ってただちに吸収能の高い吸収液が維持でき、負荷上昇
がはじまっても脱硫率の低下を来たさない結果が得られ
る。もちろん上述の吸収剤の供給量を増やし続けると云
ってもこの時の吸収塔循環タンク内の吸収液のｐＨはｔ
ｌとんどその変化が測定されない程度の量である。吸収
塔循環タンク内の吸収液のｐＨはパルプ１１３′を開き
（もちろんこの時パルプ１１５は月となる。）セル１１
４内に吸収液を通すことによって測定かできるが、第３
図の＠、■のいずれの場合も吸収塔循環タンク内の吸収
液ｐＨは５．５で同一であった。しかし吸収液の吸収能
（力価）は■、■の如き相異があり、本発明によっては
じめて力価のコントロールができるようになったのであ
る。

本発明によれば従来の如く単なる吸収液の連続的なｐＨ
の測定だけでは知ることのできなかった吸収液の力価（
吸収能）が測定可能となり吸収剤の供給量の微量調整を
実行して吸収液の力価を所望値に維持できる為負荷の急
速な変化に対しても安定した所望脱硫率が達成できる。

これば従来法ではなし得なかったことである。

即ち本発明は気液接触部と吸収液循環タンクとを循環す
る吸収液のｐＨを検出するに当り、吸収液の一部を連続
的にｐＨ検出部へ流しながら吸収液のｐＨを検出できる
機能を有すると共に該ｐＨ検出部への吸収液の流れを一
時的且瞬時に停止させる停止弁によって、吸収液流れを
停止させて該ｐ青　検出部に滞留した吸収液のｐＨの経
時変化を検出する機能を持たせ、このｐＨ経時変化情報
を吸収剤供給量調整に利用することを特徴とする吸収液
のｐＨ検出方法である。

実施例 重油燃焼排ガスを処理する定格２．　ＯＯＯｒｒ？Ｎ／
Ｈ規模の湿式石灰性排煙脱硫プラントのフローシートを
第２図に示す。吸収塔１０２はグリッド充填塔を囲いだ
。吸収塔入口の排ガス１０１は約１，５００　ｐｐｍの
ｓｏ２を含み、重油燃焼量を変化させて排ガス量を５０
０−２００　Ｏｎ？Ｎ／Ｈの範囲で負荷変化させた≧吸
収剤には石灰石粉を用い、懸濁液として流量計１１２と
流量調整弁１０４を介して吸収塔循環タンク１０５〈供
給した。流量調整弁１０４に入るｐＨ信号はパルプ１１
３′を開パルプ１１３を閉にして吸収塔循環ポンプ１０
９を介して流れている吸収液を連続的に約１ｏ　ｏ　ｔ
／Ｈでセル１１４に流して得られる測定信号を利用し、
この吸収液のｐＨが５．５近傍となるように調整弁１０
４から吸収剤を供給し乍ら連続運転した。約１０分に１
回の割合でパルプ１１３′を閉とし、同時にパルプ１１
３を開としてセル−１１４を流れる吸収液を切り換え、
約１分間連続的に吸収液のｐ［（を測定した。その時の
ｐＨは５．０５であった。次に瞬時にパルプ１１３を閉
とし、セル１１４内に滞留した約２００−の吸収液をマ
グ不チソクスターラー１１５で攪拌しながらｐＨの経時
変化を測定した結果、第３図の■が得られた。この時の
排ガス処理量は５００　ｍＩＮ／Ｈであった。再びパル
プ１１３′とパルプ１１３の切り換え操作を前述の如く
繰り返し乍ら第５図の０の曲線が得られるように調整弁
１０４を調整する信号を信号−算器１１６から発信し吸
収剤の供給量をコントロールした。その後５００　ｒｌ
Ｎ／Ｈの排ガス流量を１分間に１５０　ｒｒ？Ｎ／Ｈの
割合で増加させ２０００ｎ／Ｎ／ＨＫまで負荷上昇させ
たが脱硫率は常に９０チ以上が維持され、従来のように
８０チにまで脱硫率が低下する不具合は解消された。

【図面の簡単な説明】

第１図は湿式排煙脱硫装置の吸収塔に於ける吸収液のｐ
Ｈ検出方法と吸収剤の供給方法に関する従来法を示す。 １　人口排ガス、２・・吸収塔、３−浄化排ガス、４・
・調整弁、５・吸収塔循環タンク、８　攪拌機、９・・
吸収塔循環ポンプ、１１　　ｐＨ検出器、１２・・流量
計。 第２図は本発明による吸収液のｐＨ検出方法の一実施態
様を示す。１０１　　人口排ガス、１０２・銖収塔、１
０３　・浄化排ガス、１０４・調整弁、１０５・吸収塔
循環タンク、１０８攪拌機、１０９・吸収塔循環ポンプ
、１１１−ｐＨ検出器−１１１２流量計、１１３・パル
プ、１１３′・・、パルプ、１１４　セル、１１５マグ
ネチンクスターラー、１１６・・信号演算器。 第３図は本発明方法によるｐＨ１ｌｌｌ定記録の例を示
す。 復代理人　内　１）　　　明 復代理人　萩　原　亮　− 第３図 経　過　哨　間　４分）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 気液接触部と吸収液循環タンクとを循環する吸収液のｐ
   Ｈを検・出するに当り、吸収液の一部を連続的にｐＨ検
   出部へ流しながら吸収液のｐＨを検出できる機能を有す
   ると共に該ｐＨ検出部への吸収液の流れを一時的に停止
   させて該ｐＨ検出部に滞留した吸収液のｐ［−（の経時
   変化を検出する機能を持たせ、このｐＨ経時変化の情報
   を吸収剤の供給量調整に利用することを特徴とする吸収
   液のｐＨ検出方法。