JPS62204829A

JPS62204829A - 湿式排ガス脱硫方法

Info

Publication number: JPS62204829A
Application number: JP61047027A
Authority: JP
Inventors: Okikazu Ishiguro; 石黒　興和
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1986-03-04
Filing date: 1986-03-04
Publication date: 1987-09-09
Anticipated expiration: 2010-04-05
Also published as: JPH0729023B2

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）本発明は湿式排ガス脱硫方法に係り、特に負荷変化時の
ように、脱硫装置への入口排ガスの条件が変わった場合
にも、適切な対応が可能な湿式排ガス脱硫方法に関する
ものである。

（従来の技術）湿式排ガス脱硫方法としては、石灰石、石灰等を吸収剤
として用い、ボイラ等の排ガス中のＳＯＸを吸収し、得
られた亜硫酸カルシウムを酸化して石膏を回収する方式
が現在広く採用されている。

湿式排ガス脱硫装置の系統を第４図に示す。

ボイラ等の排ガスは煙道１により除塵塔２に導入され除
塵塔循環ポンプ４により供給され、塔２の中に噴霧され
る循環液との気液接触により、飽和温度まで冷却される
とともに、排ガス中に含有されるダストが除去された後
、吸収塔７に送られる。なお、吸収塔７に送られるガス
中のミストを除去するために、ミストエリミネータ６が
設置される場合もある。

吸収塔７で吸収塔循環ポンプ１０から供給された循環吸
収液スラリかノズルにより吸収塔内に噴霧され、排ガス
との気液接触により排ガス中のＳＯｘが吸収、除去され
た後、デミスタ８で同伴ミストが除去され、煙道９より
排出される。

吸収塔７には排ガス中のＳＯｘを連続して吸収するに必
要なスラリかポンプ１３により新たに補給される一方、
吸収塔ブリード（排出）ポンプ１１により、ＳＯｘを吸
収し生成した亜硫酸カルシウムを含有するスラリの一部
が抜き出され、酸化塔（図示せず）において石膏となっ
て回収される。

本発明の対象は以上に述べた系統のうちの吸収塔への吸
収剤スラリの供給量の制御方法および吸収塔スラリ循環
流量の制御方法に関するものであり、その従来技術の一
例を以下に示す。

第５図は従来技術の一例を示したものであり、脱硫装置
に流入する排ガス流量と排ガス中のＳＯＸ濃度をそれぞ
れ計器１７と１８により検出し、掛算器２１によりＳＯ
ｘ量を算出し、これに係数器２２で一定の比率を掛けて
必要な吸収剤スラリ補給流量を決定する制御方法である
。したがって、この制御方法では、吸収剤の過剰率は流
入ＳＯｘ量にかかわらず一定である。なお、吸収塔への
スラリ循環流量に関しては、流入ＳＯｘ量にかかわらず
一定流量の制御を行なっている。

（発明が解決しようとする問題点）以上のような制御方法では、脱硫装置を高負荷運転から
低負荷運転に負荷を低下させて運転した場合、流入ＳＯ
ｘ量の低下および流入ＳＯｘ量の低下に起因する吸収塔
スラリのｐＨ値上昇により、脱硫性能が上昇する。この
ため、低負荷運転時には、必要以上の吸収剤の消費およ
び吸収塔スラリ循環ポンプ動力の不必要な消費、またそ
の結果として吸収剤スラリから石膏を製造する際多量の
硫酸を消費することになり、運転コストが高くなるとい
うような欠点があった。このような従来技術の欠点に対
して、第６図に示すような、各負荷において吸収塔内吸
収液スラリのｐＨを一定にする補正回路を付加した制御
方法が考案された。この方法は、低負荷時の脱硫率を目
標値に維持するために、吸収液のｐＨがあらかじめ設定
した値になるように、吸収液のｐＨを測定する測定計２
０の値とｐＨ設定器からのｐＨ設定値３８を調節計２３
に入力し、調節計２３により、吸収剤スラリの補給量を
制御するものである。ところが、ｐＨを一定に保って運
転した場合には、低負荷時すなわち流入ＳＯｘ量が低下
した場合には、吸収塔内の吸収液中の吸収剤濃度が低下
する。吸収塔のスラリ保有量は、一般に吸収塔からのス
ラリ排出量（吸収剤供給量にほぼ等しい）に対して約２
０時間分であり、流入排ガス側の負荷変化速度に対して
、吸収剤濃度の変化にはおくれが生じ、これがｐＨの応
答おくれの原因となる。

したがって、この制御方法では、低負荷で安定したｐＨ
値、吸収液スラリ性状で運転している状態から急に負荷
上昇を行なった場合、負荷上昇に対して液組成（吸収剤
濃度）の変化がおくれ、一時的にｐＨが低下して脱硫率
の低下を招（ことになる。

このため、特に負荷変化の多いボイラ等に設置される脱
硫装置においては安定した運転ができないというような
欠点があった。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、ボ
イラ等の負荷変動に対する追従性がよく、かつ、吸収剤
および吸収塔スラリ循環ポンプ動力を低減できる湿式排
ガス脱硫方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）要するに本発明は、吸収剤スラリの補給量に対して、吸
収塔スラリＯｐＨ値を制御系に内蔵されたシミュレーシ
ョンモデルにより予測しておき、この予測結果に基づい
て、吸収剤スラリの補給量を決定するとともに、脱硫率
が常に目標値に追従できるように吸収塔スラリ循環流量
（吸収塔内への吸収剤スラリ噴Ｎ量に等しい）を決定す
るようにしたものである。すなわち、本発明は、硫黄酸
成分（ＳＯｘ）を含有する排ガスを吸収塔に供給して、
吸収塔内を循環する吸収液と接触させ、排ガス中のＳＯ
ｘを除去するに際し、吸収塔に供給される排ガス中のＳ
Ｏｘ量に対応して、吸収塔内を循環する吸収液のｐＨ値
を制御するようにした湿式排ガス脱硫方法において、排
ガス中のＳＯｘ量、循環吸収液のｐＨ値、吸収塔におけ
る脱硫率および吸収塔への吸収剤補給量に基づき、今後
の循環吸収液のｐＨ値を予測し、この予測ｐＨ値を用い
て吸収塔への吸収剤の補給量を制御することを特徴とす
る。

（実施例）本発明になる湿式排ガス脱硫方法の実施例を第１図およ
び第２図に示す。図において、１０は吸収塔循環ポンプ
、１５は吸収剤スラリ補給流量間整弁、１７は排ガス流
量計、１８は入口ＳＯｘ濃度計、１９は吸収剤スラリ補
給流量計、２０は吸収塔スラリｐＨ計、２１は掛算器、
２３は調節計、２４は電気／空気変換器、２５は脱硫率
設定器、２６は関数発生器、２７は減算器、２８は加算
器、２９はｐＨ予測演算器、３０はｐＨ予測現在値信号
、３１はパラメータ修正信号、３２はｔ分後のｐＨ予測
演算信号、３３はｔ分後のｐＨ目標値演算器、３４は出
口ＳＯｘｇ度計、３ｓは割算器、３６は吸収塔スラリ循
環流量計、３７は吸収塔スラリ循環流量演算器である。

湿式排ガス脱硫装置の制御方法は、吸収剤スラーリの供
給量制御とスラリ循環流量の制御に分けられるが、前者
に対しては第１図に示したように、排ガス流量計１７と
ＳＯｘ濃度計の計測値を掛算器２１ａで掛算した値を関
数発生器２６ａに入力し、ここにおいて、排ガス中のＳ
Ｏｘの絶対量に対してｐＨの設定値を設け、ｐＨＨ２Ｏ
２実測値との偏差を関数発生器２６ｃで補正し、これに
関数発生器２６ｂで、排ガス中のＳＯｘの絶対量に対し
て吸収剤スラリの過剰率の設定値を設けて加算器２８ａ
で加算する。さらに、排ガス流量計１７の信号、ＳＯｘ
濃度計１８の信号、脱硫率設定器２５の信号および吸収
剤スラリ補給流量計１９の信号から、ｐＨ予測演算器２
９により、を分後のｐＨ予測演算信号３２を求め、を分
後のｐＨ目標値演算器３３の信号との間の偏差を調節計
２３ａで補正した信号を上記加算器２８ａで加算する。

この加算器２８ａの出力信号は吸収剤スラリの過剰率で
あるので、掛算器２１ｂにおいてＳＯｘの絶対量と掛は
合わせて吸収剤スラリ流量の設定信号とし、吸収剤スラ
リ補給流量計１９との偏差を調節計２３ｃで補正した信
号により吸収剤スラリ補給流量調整弁１５を開閉するこ
とにより吸収塔への吸収剤スラリの補給量を調節する。

なお、ｐＨ予測演算器２９では、吸収塔スラリｐＨ計２
０の信号とｐＨ予測現在値信号３０との偏差を調節計２
３ｂで補正してパラメータ修正信号３１をｐＨ予測演算
器２９にフィードバックして内蔵シミュレーションモデ
ルの自動修正を行なう。シミュレーションモデルの概略
を以下に示す。

・・・・・・　（１）・・・・・・　（２）ここに、ｐＨ：吸収液スラリｐＨ，に：修正パラメータ
、α、β、ａ、ｂ：定数、η：設定脱硫率、Ｘ：吸収塔
内循環スラリの吸収剤濃度（約１ｗｔ％）、Ｇｇ：排ガ
ス流量（Ｎｒｒｒ／ｈ）　、Ｘ　Ｈ２Ｏ：水分、Ｃ５Ｏ
ｘ：入口ＳＯｘ濃度（ｐｐｍ）、（Ｃａ”〕　：カルシ
ウムイオン濃度（ｇイオン／ｌ）、△ｔ：タイムステッ
プ、ＧｓＪ！、：吸収剤スラリ補給流量（ｋｇ／ｈ）　
、Ｘｓ　　：吸収塔に補給する吸収剤スラリ中の吸収剤
濃度（約２Ｑｗｔ％）、ＧＨ２０：補給水ｉｔ　（ｋｇ
／　ｈ）　、Ｘ“　：△を前の吸収塔内循環スラリの吸
収剤スラリ濃度（１）、（２）式よりｔ分後のｐＨを予
測演算する。

次にｔ分後のｐＨ目標値演算器３３では、ＳＯＸ量の絶
対値に対して、ｐＨの設定値を決めるので、ＳＯｘ量を
オンライン計測データより線形予測することによりｐＨ
目標値を求める。

吸収塔スラリ循環流量の制御に対しては、第２図に示し
たように、オンライン計算による脱硫率信号すなわち、
入口ＳＯｘ濃度計１８の測定値と出口ＳＯｘ濃度計の測
定値の差を減算器２７で求め、この値を１８の測定値で
割算した、割算器３５の出力信号と脱硫率設定器２５の
信号との偏差を調節計２３ｄで補正した信号に、ＳＯｘ
濃度計１８、脱硫率設定器２５、吸収塔スラリｐＨ計２
０および排ガス流量計１７の信号より吸収剤スラリ循環
流量演算器３７において吸収塔スラリ循環流量デマンド
（要求Ｍ）を演算し、この信号を加算器２８ｂで加算し
、吸収塔スラリ循環流量計３６の測定信号との偏差を調
節計２３６により補正して吸収塔循環ポンプ１０の回転
数制御または台数制御により脱硫率を設定値に維持する
。

なお、吸収塔スラリ循環流量演算器３７では以下のよう
に流量デマンドを計算する。

７７−１−ＢＴｔｌ−ＥＸＰ　（−ＲＴＵＩ−ＲＴＵ２
・ＲＴＵ３・ＲＴＵ４）　　　・・・・・・（１）ＲＴ
ＵＩ−ｆ　（ｐＨ）　、ＲＴＵ２−ｆ　　（Ｇｇ　）、
ＲＴＵ３＝ｆ　（Ｃ５Ｏｘ）　、ＲＴＵ４−ｆ　　（Ｌ
／Ｇ）　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（
２）ここに、η：脱硫率、ＢＴＵ　：定数、ｐＨ：吸収
塔スラリｐＨ，Ｇｇ：排ガス流量量、Ｃ３Ｏｘ：入ロ排
ガス５Ｏｘａ度、Ｌ／Ｇ　：液ガス比（循環スラリ量／
排ガスｆりであり、ＢＴＵは次式より求める。

ＢＴＵ＝−１ｏ　ｇ　ｅ　　（１−７７ｏ　）η０は基
準脱硫率であり、いまη０を０．９とすると、ＢＴＵＩ
＝１２．３０となる。また、ＲＴＵＩ、ＲＴＵ２）ＲＴ
Ｕ３、ＲＴＵ４の値は第３図に示す関係図より求める。

（１）、（２）式の関係よりオンライン計測データを用
いて、吸収塔スラリ循環流量デマンドＬを計算する。

（発明の効果））以上のように、本発明では吸収剤スラリ補給流量の制御
にシミュレーシッンモデルによるｐＨ予測制御、吸収塔
スラリ循環流量の制御に脱硫率制御を採用しているので
、ｐＨの応答性を改善して、ｐＨを早（適正な設定値に
追従させることができること、また吸収塔スラリ循環流
量による脱硫率制御は応答が早く、負荷分間時において
も、脱硫率はほぼ設定値に維持できるので、ユーティリ
ティコストすなわち、吸収剤消費量および吸収塔スラリ
循環ポンプの動力コストを低減することができる。

本発明によれば、負荷変化時を含めたすべての運転条件
において、脱硫率をほぼ目標脱硫率に維持できるので、
負荷応答性が向上し、安定した運転を確保できる。

通常の脱硫装置においては、吸収剤の消費コストと吸収
塔循環ポンプ動力コストはほぼ等しいが、スラリ循環流
量を加減して脱硫率一定制御を実施した場合、−日の負
荷パターンは第７図のようになっており、また２５％負
荷ではポンプ動力は１００％負荷時の１／２程度である
ので、循環ポンプ動力の低減割合は、となる。

一方、ｐＨの予・測制御により石灰石の過剰率を１．０
５から１．０２に切り下げることが可能であり、よって
・の低減ができる。

したがって、ポンプ動力コストの低減効果のほうが大き
いので、低負荷時のｐＨの設定値を高めにして、ｐＨ予
測制御により、この最適ｐＨ値を負荷変化時にも、いち
早く達成することにより、トータルユーティリティコス
トを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明になる湿式排ガス脱硫方法における吸
収剤スラリの補給量制御を示す図、第２図は、本発明に
なる吸収塔における吸収液循環量制御を示す図面、第３
図は、第２図の実施例において循環流量を決定する因子
の関係図、第４図は、従来の湿式脱硫装置の系統図、第
５図および第６図は、従来技術になる吸収剤スラリ補給
量の制御系図、第７図は、本発明を実施した場合におけ
る゛脱硫装置の負荷変化を示す図である。７・・・吸収塔、１０・・・吸収液循環ポンプ、１５・
・・吸収剤スラリ補給流量調整弁、１７・・・排ガス流
量計、１８・・・排ガス人口ＳＯｘ濃度針、１９・・・
吸収剤スラリ補給流量針、２０・・・吸収塔スラリｐＨ
計、２１ａ、２１ｂ・・・掛算器、２３ａ、２３ｂ、２
３Ｃ１２３ｄ、２３ｅ・・・調節計、２５・・・説硫率
設定器、２６ａ、２６ｂ、２６Ｃ・・・関数発生器、２
７−ｉｄ算器、２８ａ、２８ｂ、加算器、２９　・ｐ　
Ｈ予測演算器、３０・・・ｐＨ予測現在値信号、３２・
・・を分後のｐＨ予測演算信号、３３・・・を分後のｐ
Ｈ目標値演算器、３４・・・排ガス出口ＳＯｘ濃度針、
３５・・・割算器、３６・・・吸収塔スラリ循環流量計
、３７・・・吸収塔スラリ循環流量演算器。代理人　弁理士　川　北　武　長第１図１３：吸収剤スラリ補給　１４：吸収剤スラリ１５：吸
収剤スラリ補給ポンプ　　　　　　　　　タンク　　　
　　　　　流量調整弁１６：吸収剤スラリ１７：排ガス
流ｍ１１１・　　　１８：排ガス人口Ｏ５ｘ濃度計２５：脱流率設定″”／Ｓ　　　　２６：関数発生器第
２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）硫黄酸成分（ＳＯｘ）を含有する排ガスを吸収塔
に供給して、吸収塔内を循環する吸収液と接触させ、排
ガス中のＳＯｘを除去するに際し、吸収塔に供給される
排ガス中のＳＯｘ量に対応して、吸収塔内を循環する吸
収液のｐＨ値を制御するようにした湿式排ガス脱硫方法
において、排ガス中のＳＯｘ量、循環吸収液のｐＨ値、
吸収塔における脱硫率および吸収塔への吸収剤補給量に
基づき、今後の循環吸収液のｐＨ値を予測し、この予測
ｐＨ値を用いて吸収塔への吸収剤の補給量を制御するこ
とを特徴とする湿式排ガス脱硫方法。
（２）特許請求の範囲第１項記載の湿式排ガス脱硫方法
において、吸収塔における脱硫率の現在値と脱硫率設定
器よりの設定値との偏差値を求め、この偏差値とさらに
、入口排ガス量およびその排ガス中のＳＯｘ濃度と循環
吸収液流量とその吸収液のｐＨ値とに基づいて、今後の
循環吸収液流量を制御することを特徴とする湿式排ガス
脱硫方法。