JPS60110321A - 排煙脱硫プラントの制御方法 - Google Patents

排煙脱硫プラントの制御方法

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JPS60110321A
JPS60110321A JP58217212A JP21721283A JPS60110321A JP S60110321 A JPS60110321 A JP S60110321A JP 58217212 A JP58217212 A JP 58217212A JP 21721283 A JP21721283 A JP 21721283A JP S60110321 A JPS60110321 A JP S60110321A
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JP
Japan
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exhaust gas
input
flow rate
value
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Application number
JP58217212A
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English (en)
Inventor
Kengo Hamanaka
浜中 健吾
Ichiro Toyoda
一郎 豊田
Katsuyuki Morinaga
森永 勝行
Yutaka Nonogaki
野々垣 豊
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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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、排煙脱硫プラントのSO,吸収装置において
、大幅かつ急激な負荷変化への追従性が優れ経済的な運
転を可能にする制御方法に関する。
一般にSO,吸収装置は、第1図に示すように構成され
、次のようKして脱硫する。排ガスIをダクト2から吸
収塔3中に入れ、ここで循環する吸収液4と接触させる
。排ガス中のSO,は(1)式の吸収反応により液中K
I(!So、を生成し、流下する。
So、+H,O→H,So、 ・・−・・・・・−・・
−・・−・・・・・ (1)この後排ガスを排出ライン
5を通って煙突から排出する。
一方、H,80,を生成した液を、塔底部から槽6に流
下させる。槽6には供給ライン7から中和剤(炭酸カル
シウム、その池水酸カルシウム等アルカリ性物質)が供
給されておシ、この中和剤でこの液を中和し、 Ca5
O,を生成する。中和された液をポンプ8により循環ラ
イン9を通って吸収塔3に供給する。なお循環液の一部
10を取出し、後工程においてCa5O,をCa804
・2H,O(石膏)に酸化する。
この802吸収装置において、従来は吸収液を次のよう
に制御している。pH検出器11で循環する吸収液のp
H値を検出し、調節計12に入力する。調節計12では
塔頂に至る吸収液のPH値が一定になるべく信号を加算
器13に入力する。
一方負荷検出器14で系内に入るSO2−,3(fll
えば排ガス流量と入口S○2濃就との債)つまり脱硫プ
ラントの負荷(以陵脱硫負荷という)を検出し、加算器
13に入力する。加算器13では調節計12からの信号
と負荷検出器14がらの信号とを加算し、流量調節計1
5に設定値信号として入力する。また供給ライン7の流
量を流量検出器16で検出し、流量調節計15に入力す
る。流量調節計15は、これら信号にもとづhて調節弁
17を制御する。
一方、(1)式の吸収反応の反応速度は、(2)式で表
わされる。
γ−=に−A・(CG−OL) ・・・・・・・曲・・
・・・・・ +21γ:吸収反応速度 A:ガスと液の接触面積 CG:ガス中のSO2慣度 0L:液中のH2So3濃度 K : So□吸収総括物質移動系数 (2)式から、この排煙脱硫装L口1では吸収反応速度
γを常に負荷に対応するように保ては、常に所要の吸収
反応性能を得ることができることがわかる。また(2)
式の中で任意に操作できるのは第一に液甲のH2SO,
濃度CLであり、第二にガスと液の接触面項八である。
CLについては、ガス中のSO2を吸収すると、液中の
H2SO,濃度が上昇するので液中のH2SO,濃度C
Lが高くなり、吸収反応速度γが小さくなる。故にH2
S O3を中和して液中のH,So、濃度CLを低く保
つよう所要の中和剤を供給する必要がある。
一方Aは、ライン9を流れている吸収液の循環流量によ
り決まシ、この流量が大きいほどAは大きくなり、つま
りγは大きくなる。
脱硫性能は一般に吸収反応速度ではな(、+3)式の脱
硫率で表わす。
CGr ニブラント入口ガス中のSO2濃度CGo ニ
ブラント出口ガス中のSoz濃度脱硫率が100%に近
づくと性能は限界的となる。つまりηを85%から90
%にすることは容易だが、95チから96%にするには
、前記二つの操作量を高く保つための、すなわちPHを
高くするための中和剤供給及び循環流量を非常に多くす
る必要がある。
従って、操作量に対して性能は鈍くなっているので、脱
硫率の目標値を96%としてプロセスを制御したい揚台
、ηを検知しているのみでは95%寄りの操作をしてい
るのか、97チ寄りの操作をしているのか判然としない
また一般に流れている液がスラリのため、循環流量はポ
ンプの台数で操作している。
従って省エネルギ、省資源を図って無駄なく制御してい
くには、性能を高精度に知り、高精度な操作を行う必要
がある。
そこで本発明者は先に上記のだめの最適な操作針の設定
法を提案した。この方法は、第2図に示すように、負荷
量と最適稼動ポンプ台数との関係及び負荷線と最適運転
pHとの関係をコンピュータの内に記憶しておき、この
コンピュータに負荷量を入力し、負荷量の変動に応じて
最適稼動ポンプ台数と最適運転pHとを設定し、そ、れ
ぞれの設定信号をポンプ8のオン・オフ信号及びPH調
節計12のpH設定値信号として出力して制御する。こ
こで最適とは、目標の脱硫率を得る最低のpH1最低の
ポンプ台数である。また図中Mは、ポンプの最小必要数
を示す。
この方法によればポンプ8の稼動台数を変えて吸収液4
の循環流量を制御するので、変動すべきpHの範囲が狭
くなり負荷追従が容易とな)。又pH設定値の制御をお
こなっているのでポンプ8の台数も少なくてよい。
しかし第2図の特性は、予じめシミュレーション等によ
り作成しておくが、予想されたプラント特性により運転
できる保証はなく、又以下に述べる理由によシ特性が日
々変化する。即ち、排ガス中に含まれる(すなわちボイ
ラ燃料中に存在した)極微量のハロゲンやMn等の金属
及び原料中和剤中の同様の不純物で、これらが各種反応
の触媒的役割を果1ている。ま素中和剤であるCaC0
,は、前工程で固体(粉体)を水と混合して吸収塔に供
給しているが、原料ロットにより粒径や硬さくすなわち
吸収塔に入ってからの溶解の容易さ)が異なる。
従って、これらに起因してプロセスの特性が日々微妙に
変化する。この特性の変化幅は大きくないが、本発明の
目的が省エネルギ、省資源であるため目標に対して高精
度でなければならない。
そのために、先に提案した方法では第1及び第2のシミ
ュレーションモデルを用いて第3図に示す方法で修正を
行っている。第1のシミュレーションモデル2Iは、オ
ンラインリアルタイムシミュレーションモデルで、第2
シミユレーシヨンモデル22は第2図の特性を作成する
ときに用いたオンラインバッチシミュレーションモデル
である。まず第1のシミュレーションモデル2Iに、排
ガス流−猷G、人口5o26!US1、吸収液の循環流
量り及び吸収液の中和剤供給量F、の検出信号を入力す
る。そして第1のシミュレーションモデル2Iは、これ
ら入力信号にもとづいて槽6内の吸収液のpH(すなわ
ち循環する吸収液の塔頂でのPH)及び脱硫率を算出し
、比較手段23に人力する。
一方排ガス入口のS02濃1sIDと排ガス出口のS○
2濃度SODとを検出して脱硫率演算器24に出力する
。この演算器24は脱硫率ηDを計算して比較手段23
に出力する。又pHの検出値PHDを比較手段23に出
力する。
この比較手段23では、第1のシミュレーションモデル
2Iで計算されたpH値及び脱硫率と、実測されたpH
検出値PHDと脱硫率ηD とを比較し、その偏差を反
応定数修正手段25に出力する。・修正手段25は、こ
の偏差にもとづいてシミュレーションモデルに含まれて
いる反応定数を修正するもので、修正信号を第1のシミ
ュレーションモデル2Iにフィードバックしている。こ
の修正は偏差がなくなるように常におこなわれている。
一方反応定数修正手段25からの修正出力は、第2のシ
ミュレーションモデル22にも入力され、このシミュレ
ーションモデルの反応定数が自動的に修正される。そし
て修正された高精度のモデルにより最適設定値が算出さ
れる。
しかしこの制御方法は、循環流量をポンプ台数で制御す
るために設定値が不連続になる問題がある。例えば負荷
が85チの点でポンプの台数が5台と4台の切替点であ
る場合、負荷が87チで安定したとするとpHをわずか
に高めるだけでポンプ台数を載台できるにもかかわらず
稼動ポンプ台数を増加させる制御を行なってしまう。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものでその目的と
するところは、第2図に示す最適値を改良することによ
り、更に経済的な運転をすることができる排煙脱硫プラ
ントの制御方法を得んとするものである。
すなわち本発明は、排煙脱硫プラントの吸収塔に流入す
る排ガスの負荷量に対応して、シミュレーションモデル
により負荷安定時及び負荷変動時における吸収塔循環吸
収液の最適pH値及び吸収液循環用ポンプの最適稼動台
数をそれぞれ設定し、負荷が安定中か変動中かの判定に
より、これら設定値から所定の設定値を選定し、これら
選定値にもとづいて吸収液の供給QiL量及び稼動ポン
プ台数を制御することを特徴とする。
更に詳しく説明すれば、この発明は、先に提案した方法
を改良したもので、第2図及び第3図に示す制御方法を
基礎とする。この発明の改良点は第2図の最適設定値に
対して破線部を追加するものである。そして負荷が安定
または下降中の場合には、破線部で最適値を設定し、こ
の値にて運転するが、負荷が上昇中(プロセスにより異
なるがおおむね2%分以上の上昇速度)または短周期に
て変動している場合には、実線で示す設定値にもとづい
て運転を行う。例えば前述した列のように負荷が87%
近辺で安定しているときは、ポンプ稼動数を4台とする
このように2種類の設定値を設けたのは、次の理由によ
る。一般に中和剤は pHが高くなるほど溶解が困難に
なる。つまり、pHが高いところではpHを変化させる
ための応答性が悪く、PHを少し上げるにも犬くの中和
剤を供給する必要がある。従ってプロセス追従性が必要
な負荷上昇時には、実線で示すpH設定値(pH設定値
を低いところで抑えている)を用いる必要がるる。しか
しプロセス追従性がさほど必要でない負荷安定時には、
破線で示すpH設定値(、pH設定値を高いところまで
設けている)を用いポンプ台数を載台して経済的な運転
を行なうことができるためである。
なお第2図は一例であって、負荷間と最適稼動ポンプ台
数及び最適運転pHとの具体的関係は排ガス量、入口S
O2濃度、排ガスや供給水中に含まれる種々の不純物等
によりプ:17/ト毎に異なる。
以上説明したように本発明によれば、負荷変動時と負荷
安定時とに応じて吸収液の供給流量及び稼動ポンプ台数
を制御するので、大幅かつ急激な負荷変化への追従性に
優れ、しかも経済的に運転できる顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、S02吸収装置の説明図、第2図は本発明制
御方法における設定値の一例を示す説明図、第3図は設
定値の修正方法を示すブロック図でらる。 1・・・排ガス、2・・・ダクト、3・・・吸収塔、4
・・・吸収液、5・・・排出ライン、6・・・槽、7・
・・供給ライン、8・・・ポンプ、9・・夕循壌ライン
、11・・・PH検出器、12・・・調節計、13・・
・加算器、14・・・負荷検出器、15・・・流量調節
計、16・・・流量検出器、17・・・流量調節弁、2
1・・・第1のシミュレーションモデル、22・・・第
2のシミュレーションモデル、23・・・比較手段、2
4・・・脱硫軍演算器、25・・・反応定数修正手段。 出願人復代理人 弁理士 細 江 武 彦3 第2図 一睡1 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 排煙脱硫プラントの吸収塔に流入する排ガスの負荷量に
    対応して、シミュレーションモデルにより負荷安定時及
    び負荷変動時における吸収塔循環吸収液の最適pH値及
    び吸収液循環用ポンプの最適稼動台数をそれぞれ設定し
    、負荷が安定中か変動中かの判定により、これら設定値
    から所定の設定値を選定し、これら選定値にもとづいて
    吸収液の供給流量及び稼動ポンプ台数を制御することを
    特徴とする排煙脱硫プラントの制御方法。
JP58217212A 1983-11-18 1983-11-18 排煙脱硫プラントの制御方法 Pending JPS60110321A (ja)

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