JPS61259732A - 吸収塔pH制御装置 - Google Patents

吸収塔pH制御装置

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JPS61259732A
JPS61259732A JP60100979A JP10097985A JPS61259732A JP S61259732 A JPS61259732 A JP S61259732A JP 60100979 A JP60100979 A JP 60100979A JP 10097985 A JP10097985 A JP 10097985A JP S61259732 A JPS61259732 A JP S61259732A
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進 河野
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は処理ガス中の亜硫酸ガス(SO2)を除去する
脱硫プラントに関し、特に循環液のpHを制御する吸収
塔pHf!111装置の改良に係る。
〔従来の技術〕
脱硫プラント例えば炭酸ガスを吸収剤とする湿式石灰石
こう法廃煙脱硫プラントの概略構成を第5図に示す系統
図を参照して説明する。
第5図において、吸収塔lには処理ガス導入ダクト2を
介して亜硫酸ガスを含有する処理ガス3が上方から導入
される。この吸収塔l下方に設けられたタンク4内には
循環液5が収容され、この酸基1内を循環されている。
前記処理ガス3は循環塔1内で循環液5と接触し、処理
ガス3中に含まれる亜硫酸ガスが除去される。すなわち
、処理ガス3中の802は次式(I)で示す反応により
H2SO3を生成して流下する。このH2SO。
の一部は処理ガス3中の酸素(02)により酸化され、
次式(■)で示すようにH2So4となる。また、残り
のH2So3はタンク4内で空気配管8から噴き込まれ
る空気中の酸素により酸化されてH2SO4となる。
so2+ H20→H2SO,・・・・・・(I)そし
て、吸収塔1を通過し、亜硫酸ガスが除去された処理ガ
スは排気ダクト9を介して処理済ガスとして大気中に放
出される。
以上のように吸収塔l内で処理ガス3との接触をつづけ
ると、前記循環液5中には上記(I)及び(■)で示し
た吸収反応及び酸化反応により生成したH2SO4が多
量に含まれるため、何らかの措置をとらなければS02
を吸収することが困難となる。そこで、タンク4内の循
環液5に流量検出器10及び流量調節弁11を介装した
吸収剤供給配管12を介して吸収剤、例えば炭酸カルシ
ウム(Ca CO3)を供給し、次式(III)に示す
ように循環液5を中和して亜硫酸ガスを容易に吸収し得
るように再生している。
H2So 4 +c a Co 3 →CJL SO4
+H20+CO2t ”” (m)上記(III)式に
より生成したCaSO4を含む循環液5の一部は移送配
管13を介して図示しない別の工程へ移送される。
以上の説明から示唆されるように、循環液5の   □
So2吸収能力が脱硫プラントの性能に多大な影響を及
ぼす、この循環液5のS02吸収能力の指    ′標
となるのは、循環液5のpHである。すなわち、循環液
5中のCaCO3濃度が高く、pHが高いほどSO2吸
収反応が促進される。
単純には循環液のpHを高く維持するために多量の吸収
剤を供給することが考えられるが、これはコストの面か
ら好ましいことではない。
こうしたことから、所望の性能を維持できる程    
7度のpHで脱硫プラントの運転を行なうことが要望さ
れている。これは、吸収塔l内での脱硫率、ひいては大
気中に放出する処理済ガス中の亜硫酸ガス濃度を所定値
に安定に維持し、かついかなる負荷(吸収塔入口のS0
2量)の変化にも応答性よく追従し得ることにつながる
ところで、上述したように循環液のpHを低下させるの
は循環液中のH2SO4濃度の増大であ −り、一方循
環液のpHを上昇させるのは循環液中のCa CO3濃
度である。したがって、循環液のpHは吸収したSO□
量とCaC0,濃度とのバランスにより決定される。
第5図図示の従来の脱硫プラントにおいては、循環液5
のpH制御装置は以下のようなものである。
すなわち、前記循環配管7にはpH検出器14が取付け
られており、このpH検出器14からの出力信号S 1
4はpH調節器15に入力される。このpH調節器15
では、予め設定されたpH設定PI又はPID(P:比
例、I:積分、D:微分)のフィードバック制御を行な
う、一方、処理ガス導入ダクト2の途中に設けられた処
理ガス流   l量検出器16からの出力信号と502
濃度検出器   )17からの出力信号とを乗算した乗
算器18の出力信号S tOもpH調節器15に入力さ
れる。pH“TAWI器15では、乗算器18の出力信
号S 111によりP又はPDのフィードフォワード制
御を行な   :う、pH調節器15はこれらフィード
バック制御   :とフィードフォワード制御との出力
信号和である吸収剤流量補正信号S 15を出力する。
この信号は流量検出器10の出力信号とともに吸収剤流
量調   :部器19に入力され、流量調整弁11の開
度を調   □゛整する。このようにして、循環液5の
pHが所定値となるように制御している。
〔発明が解決すべき問題点〕
脱硫プラントではボイラの高速負荷変化に応答性よく追
従することが要求されている。しかし、    ・□従
来のpH制御装置では高速負荷上昇時に循環液   ゛
の結果処理済ガス中のSO2濃度(出口S02濃度)が
規制値を逸脱してしまうおそれがあった。
また、このように処理済ガスのSO2濃度が規制値を逸
脱するのを防止するためには、循環液5のpH値を予め
必要以上に高くするという操作がとられるため、ランニ
ングコストを上昇させてしまうという不具合があった。
本発明者らは1以上のような現象に対する原因を究明し
た結果、以下の事実を見出した。すなわち、系内におけ
る残留CaCO3量は処理SO□総量(処理ガス流量×
処理ガス中のS O2濃度)にほぼ比例する。その関係
の一例を第6図に示す、第6図、は横軸を処理S O2
総量、縦軸を系内の残留CaC01として両者の関係を
示したものである。第6図から、負荷上昇を考えた場合
、増加する脱硫S O2当量分だけでなく、循環液中の
残留CaCO3量を増加させるために吸収剤を余分に供
給する必要があることがわかる。シ゛たがって、もし負
荷上昇に対応して残留CaCO3が増加しない場合には
中和反応が抑制されてpHが低下し、ひいては出口So
2濃度が規制値を逸脱してしまう。
いま、負荷上昇率が小さい(1〜2%/分)場合には、
残留CaC0z量の変化率Iが小さいため、従来のpH
制御装置でも循環液のpHとpH設定値との偏差が大き
くなる以前に追従することができる。しかし、負荷上昇
率が大きい(,3〜5%/分)場合には、残留CaCO
3量の変化率が大きいため、従来のpH制御装置では追
従し・きれない、このため、従来のpH制御装置では高
速負荷変化時の即応性が鈍い。
また第7図に処理S02総量と単位処理S02総量(1
0kgmol/H)当りの残留Ca CO3量との関係
を示す、第7図から、処理S02総量が増加するにつれ
て残留Caco3量を増加させなければならないことが
わかる。
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであ
り、高速負荷変化に対しても速やかに循環液のpHを設
定値に追従させることができ、ランニングコストを低減
し得る吸収塔pH制御装置を提供することを目的とする
ものである。
C問題点を解決するための手段〕 以上の説明から、1i環液のpHをpH設定値に応答性
よく追従させるためには、高速負荷変化による処理SO
2総量の増加に合わせて、吸収剤供給量の積分量である
残留Ca COa量を第6図に示すように増加させれば
よいことがわかる0本発明者らは、負荷上昇時に従来の
pH制御装置だけではpH偏差が大きくなりすぎる場合
にのみ処理502Ia量に比例した量だけ吸収剤流量を
増加させることを考え1本発明をなすに至った。
すなわち、本発明の吸収塔pHffjJ御装置は、吸収
塔に導入される処理ガスの流量を検出する処理ガス流量
検出器と、処理ガス中のSo2濃度を検出するSO2濃
度検出器と、前記処理ガス流量検出器の出力信号とSO
2濃度検出器の出力信号とを入力し、乗算する第1の乗
算器と、前記循環液のpHを検出するpH検出器と、前
記第1の乗算器の出力信号と前記pH検出器の出力信号
とを入−hl     rIrLIt[7*II  m
!’ldl  7 7:rst  +−m−hl  f
  −tv  snm  mと、前記pH検出器の出力
信号に応じて2値信号を出力する関数演算器と、前記第
1の乗算器の出力信号と前記関数演算器の出力信号とを
乗算する第2の乗算器と、前記pH調節器の出力信号と
前記第2の乗算器の出力信号とを入力し、加算出力する
加算器と、前記吸収塔に供給する吸収剤流量を検出する
吸収剤流量検出器と、前記加算器の出力信号と前記吸収
剤流量検出器の中力信号とを入力して吸収剤調節弁の開
度を7JRWiする吸収剤流量調節器とを具備したこと
を特徴とするものである。
〔作用〕
このような吸収塔pH制御装置によれば、pH偏差に対
応する関数演算器の出力信号及び処理SO2総最に応じ
て吸収剤の流量を変化させることができる。このため、
pH偏差が小さいときには穏やかな制御ができるととも
に、高速負荷変化に対してもpH偏差がある程度大きく
なる以前に従来の装置による補正よりも大きな補正を行
なうので速やかに循環液のpHを設定値に追従させるこ
とができる、この結果、吸収剤の供給量を必要以上に増
加させなくてもよいので、ランニングコストを低減する
ことができる。
〔実施例〕
以下、・本発明の実施例を第1図を参照して説明する。
なお、第5図に示す従来の装置と同一の機器等には同一
の番号を付して説明を省略する0本発明に係る吸収塔p
H制御装置において新たに設けられた機器は、関数演算
器21、第2の乗算器22及び加算器23である。
第1図において、関数演算器21はpH検出器14の出
力信号を入力し、pH偏差、すなわち予め設定されたp
H設定値と循環液5のpHとの差を演算し、そのpH偏
差に応じて2値信号を出力するものである。この関係の
一例を第2図に示す、すなわち、循環液5のpHがpH
設定値に対して低下し、予め設定されたしきい値(第2
図ではβ)より大きくなると、出力信号がOoOから1
.0に変化し、pH偏差が0.0になるまで保持する。
いま、負荷上昇の場合について説明する。負荷上昇に伴
い、吸収塔1内での脱硫量が増加し、脱硫量が循環液5
中の残留CaCO3により中和し得る量を上まわると、
循環液5のpHが低下する。pHtJRNI器15はp
H器差5応じて吸収剤流量補正信号SLsを増大させ、
循環液5のpHを補正しようとする。負荷上昇率及び負
荷変化幅が比較的小さい場合には、pH偏差が小さいう
ちにpHi!節器15だけで循環液5のpHが補正され
、処理済ガス中のS02濃度が規制値を逸脱することは
ない、一方、負荷上昇率及び負荷変化幅が大きい場合に
は、pH調節器15による吸収剤流量補正だけでは中和
に必要な残留Ca CO3量が負荷上昇に追いつかず、
pH偏差が大きくなる。そして、pH偏差が関数演算器
21における    □しきい値βを超えた時点からp
H偏差がOになるまで関数演算器21の出力は1.0と
なり、第2の乗算器22に入力される。
第2の乗算器22では乗算器(第1の乗算器)18の出
力信号に比例した出力信号S22が出力され、加算器2
3に入力される。加算器23ではpH2ljlji!l
 5ニJ:6吸収剤流量調節器号s ts ニ第2の乗
算器22の出力信号S22が加算され、吸収剤流量調節
器19の設定値信号として出力される。
このような吸収塔pHfllll装置によれば、処理済
ガス中のS02濃度を規制値から逸脱させるほどpH偏
差が大きくなる前に、既設のpH7llWII器15と
は別にオン−オフ制御によりそのときの処理S O2!
a量に比例した量だけ吸収剤が供給されるため、pH偏
差を小さく抑えることができる。
この結果、処理済ガス中のS02を規制値以下に維持す
ることができ、高速負荷変化に対しても応答性よく追従
することができる。したがって、吸収剤の供給量を必要
以上に増加させなくてもよく、ランニングコストを低減
することができる。
実際に従来のpHItillil装置及び上記実施例の
pH制御装置により処理ガスの脱硫を行な、つた結果を
それぞれ第3図及び第4図に示す、なお、いJJ+^J
ll AJ−a薯六ル市I↓区O7lムー!^第3図に
示す従来の装置の場合には、高速負荷上昇時にpH偏差
が一時的に大きくなり、その結   □果吸酸基出口の
処理済ガス中のS02濃度も一時   的に大きくなっ
ている。これに対して第4図に示   bす上記実施例
の装置の場合には、高速負荷上昇時   i′でもpH
偏差が小さく抑えられ、その結果処理済ガス中のSO・
濃度も規制値を超えないように維   ′;:]ぐ 持できることがわかる。また、負荷上昇時の吸収   
:(剤供給量の補正が従来のpH調整器のみによる場 
  ”′合よりも大きいので、pH調整時間が短く、応
答性が良好であることがわかる。また、負荷減少時  
 “□には、残留CaCO3量が必要量より多く、循環
   :を 液5のpHがpH設定値よりも高く維持されるたあ、従
来c、)p)(制お装置よ同様、)2□制御、ヶヶ  
 1′・ゎゎ6.                 
”□〔発明の効果〕 以上詳述した如く本発明によれば、高速負荷変   □
化に対しても速やかに循環液のpHを設定値に追   
 :。
従させることができ、必要以上の吸収剤を用いなくても
すみ、ランニングコストを低減し得る吸収   ゛W1
pH制御装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例における吸収塔pH制御装置の
系統図、第2図は本発明の実施例における吸収塔pH制
御装置の関数演算器の出力特性図、第3図は従来のpH
制御装置を用いた場合の高速負荷上昇時の循環液pH及
び出口SO2濃度の変化を示す特性図、第4図は本発明
の実施例におけるpH制御装置を用いた場合の高速負荷
上昇時の循環液pH及び出口S02濃度の変化を示す特
性図、第5図は従来の吸収塔pH制御装置の系統図、第
6図は処理SO□総量と循環液中の残留Cacos量と
の関係を示す特性図、第7図は処理So2総量と処理S
O□総量10 (kgm61 /H〕当りの残留Ca 
COz量との関係を示す特性図である。 1・・・吸収塔、2・・・処理ガス導入ダクト、3・・
・処理ガス、4・・・タンク、5・・・循環液、6・・
・循環ポンプ、7・・・循環配管、8・・・空気配管、
9・・・排気ダクト、10・・・流量検出器、11・・
・流量調整弁、12・・・吸収剤供給配管、13・・・
移送配管、14・・・pH検出器、15・・・pH調節
器、16・・・処理ガス流量検出器、17・・・So、
濃度検出器、18・・・乗算器(第1の乗算器)、19
・・・吸収剤流量調節器。 21・・・関数演算器、22・・・第2の乗算器、23
・・・加算器。 出願人復代理人 弁理士 給圧 武彦 第 2 図 関 敦 膚 M 5 図 第 6 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 亜硫酸ガスを含有する処理ガスを吸収塔内に導入し、吸
    収剤を含有し、吸収塔内を循環する循環液と接触させて
    脱硫する脱硫プラントにおいて、吸収塔に導入される処
    理ガスの流量を検出する処理ガス流量検出器と、処理ガ
    ス中のSO_2濃度を検出するSO_2濃度検出器と、
    前記処理ガス流量検出器の出力信号とSO_2濃度検出
    器の出力信号とを入力し、乗算する第1の乗算器と、前
    記循環液のpHを検出するpH検出器と、前記第1の乗
    算器の出力信号と前記pH検出器の出力信号とを入力し
    、吸収剤流量補正信号を出力するpH調節器と、前記p
    H検出器の出力信号に応じて2値信号を出力する関数演
    算器と、前記第1の乗算器の出力信号と前記関数演算器
    の出力信号とを乗算する第2の乗算器と、前記pH調節
    器の出力信号と前記第2の乗算器の出力信号とを入力し
    、加算出力する加算器と、前記吸収塔に供給する吸収剤
    流量を検出する吸収剤流量検出器と、前記加算器の出力
    信号と前記吸収剤流量検出器の出力信号とを入力して吸
    収剤調節弁の開度を調節する吸収剤流量調節器とを具備
    したことを特徴とする吸収塔pH制御装置。
JP60100979A 1985-05-13 1985-05-13 吸収塔pH制御装置 Granted JPS61259732A (ja)

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JPH0579363B2 JPH0579363B2 (ja) 1993-11-02

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63160927U (ja) * 1987-04-10 1988-10-20

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63160927U (ja) * 1987-04-10 1988-10-20

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