WO2019220619A1 - 排ガス処理設備およびその制御方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an exhaust gas treatment facility and a control method thereof.
- An exhaust gas treatment facility of a medium-sized or larger plant generally includes a wet desulfurization apparatus that removes (desulfurizes) sulfur oxides by spraying an absorption liquid such as limestone slurry on the exhaust gas.
- the present invention has been made in view of such circumstances, and is an exhaust gas treatment facility capable of suppressing the emission amount of sulfur oxide to a regulated amount or less and preventing white smoke of the exhaust gas.
- An object of the present invention is to provide an exhaust gas treatment facility capable of omitting or reducing a heat exchanger for preventing smoke.
- An exhaust gas treatment facility includes a main channel that guides exhaust gas that has been taken into a chimney, a wet desulfurization device that is provided in the main channel and that can desulfurize the exhaust gas with a desired desulfurization performance, and the main stream.
- a bypass amount adjusting unit capable of adjusting a bypass amount, which is a flow rate of exhaust gas passing through the passage, and a sulfur oxide concentration of the combined exhaust gas formed by joining the exhaust gas that has passed through the desulfurization device and the exhaust gas that has passed through the bypass channel.
- the sulfur oxide concentration measuring unit capable of measuring the combined exhaust gas temperature measuring unit capable of measuring the temperature of the combined exhaust gas, and the sulfur acid of the combined exhaust gas measured by the sulfur oxide concentration measuring unit
- the bypass amount adjusting unit is controlled so that the bypass amount is decreased, and then the temperature of the combined exhaust gas measured by the combined exhaust gas temperature measuring unit is predetermined.
- the control unit controls the bypass amount adjusting unit so that the bypass amount increases after controlling the desulfurization device so that the desulfurization performance of the desulfurization device is improved And.
- the temperature of the combined exhaust gas can be set to a predetermined white smoke prevention temperature or more. it can. Therefore, the heat exchanger for preventing white smoke that increases the temperature of the exhaust gas that has passed through the desulfurization apparatus can be omitted or reduced.
- exhaust gas that has not been desulfurized is included in the combined exhaust gas. However, in order to adjust the bypass amount so that the sulfur oxide concentration of the combined exhaust gas is not more than the specified concentration, sulfur oxidation is not possible. It is possible to prevent the amount of discharged materials from exceeding the regulated amount.
- control method of the exhaust gas treatment facility includes a main channel that guides the exhaust gas taken into the chimney, and a wet desulfurization device that is provided in the main channel and that can desulfurize the exhaust gas with a desired desulfurization performance.
- a bypass flow path for dividing the exhaust gas from a portion upstream of the desulfurization device of the main flow channel and supplying the divided exhaust gas to a portion of the main flow channel downstream of the desulfurization device without desulfurization treatment A bypass amount adjusting unit capable of adjusting a bypass amount that is a flow rate of the exhaust gas passing through the bypass flow path, and a combined exhaust gas formed by combining the exhaust gas that has passed through the desulfurization apparatus and the exhaust gas that has passed through the bypass flow path.
- a control method for an exhaust gas treatment facility comprising a sulfur oxide concentration measurement unit capable of measuring a sulfur oxide concentration and a combined exhaust gas temperature measurement unit capable of measuring the temperature of the combined exhaust gas.
- the bypass amount adjusting unit is controlled so that the bypass amount is reduced, and then
- the desulfurizer is controlled so that the desulfurization performance of the desulfurizer is improved, and then the bypass The bypass amount adjusting unit is controlled so that the amount increases.
- the temperature of the combined exhaust gas is set to a predetermined white smoke prevention temperature or higher. can do. Therefore, the heat exchanger for preventing white smoke that increases the temperature of the exhaust gas that has passed through the desulfurization apparatus can be omitted or reduced. Further, in the above control method for exhaust gas treatment equipment, exhaust gas that has not been desulfurized is included in the combined exhaust gas, but in order to adjust the bypass amount so that the sulfur oxide concentration of the combined exhaust gas is not more than the specified concentration. It is possible to prevent the emission amount of sulfur oxide from exceeding the regulated amount.
- the exhaust gas treatment facility can suppress the emission amount of sulfur oxide below the regulated amount and prevent the exhaust gas from becoming white smoke, and the heat exchanger for preventing white smoke from heating the exhaust gas is omitted.
- an exhaust gas treatment facility that can be reduced can be provided.
- it is a control method for an exhaust gas treatment facility that can suppress the emission amount of sulfur oxide below a regulated amount and prevent the exhaust gas from becoming white smoke, omitting or reducing the heat exchanger for preventing white smoke from heating the exhaust gas It is possible to provide a method for controlling a possible exhaust gas treatment facility.
- FIG. 1 is a schematic view of an exhaust gas treatment facility.
- FIG. 2 is a flowchart of control by the control device.
- FIG. 1 is a schematic diagram of an exhaust gas treatment facility 100.
- the exhaust gas treatment facility 100 includes a main flow path 10, a desulfurization device 11, a bypass flow path 12, a bypass amount adjustment unit 13, a sulfur oxide concentration measurement unit 14, and a combined exhaust gas temperature measurement.
- the unit 15 and the control device 16 are provided.
- these components will be described in order.
- the main flow path 10 is a flow path that guides exhaust gas taken from a boiler of a thermal power plant to the chimney 17. Most of the exhaust gas taken into the exhaust gas treatment facility 100 passes through the main flow path 10.
- the temperature of the exhaust gas taken into the main channel 10 is, for example, about 130 ° C to 150 ° C.
- the desulfurization device 11 is provided in the main flow path 10 and is a device that removes sulfur oxide from the exhaust gas (performs a desulfurization process).
- the desulfurization apparatus 11 of the present embodiment is a wet desulfurization apparatus that performs a desulfurization process by spraying an absorption liquid such as limestone slurry on exhaust gas. Therefore, when the exhaust gas passes through the desulfurization apparatus 11, the exhaust gas contains moisture and the temperature decreases, and the temperature of the exhaust gas at the outlet of the desulfurization apparatus 11 is, for example, about 50 ° C. to 55 ° C.
- the desulfurization apparatus 11 of this embodiment can set desulfurization performance arbitrarily.
- the desulfurization apparatus 11 can desulfurize exhaust gas with a desired desulfurization performance.
- the desulfurization performance can be adjusted, for example, by changing the spray amount of the absorbing solution or changing the pH of the absorbing solution by increasing the concentration of the lime slurry.
- the bypass flow path 12 is a flow path that diverts exhaust gas from a portion upstream of the desulfurization device 11 of the main flow channel 10 and supplies the diverted exhaust gas to a portion of the main flow channel 10 downstream of the desulfurization device 11. . That is, the bypass flow path 12 is a flow path that bypasses the desulfurization apparatus 11. Since the desulfurization device 11 is not provided in the bypass flow path 12, the bypass flow path 12 supplies the exhaust gas to the main flow path 10 without performing a desulfurization process. Note that the temperature of the exhaust gas passing through the bypass channel 12 is substantially the same as the temperature of the exhaust gas taken in by the main channel 10.
- the bypass amount adjusting unit 13 is a part that adjusts the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass passage 12 (hereinafter referred to as “bypass amount”). That is, according to the bypass amount adjusting unit 13, the ratio of the bypass amount to the flow rate of the exhaust gas that has passed through the desulfurization device 11 can be adjusted.
- the bypass amount adjusting unit 13 of the present embodiment is configured by a damper having flow control blades provided in the bypass flow path 12. The bypass amount can be adjusted by changing the angle of the flow control blade.
- the bypass amount adjusting unit 13 is not limited to the above configuration.
- a damper may be provided in the main channel 10 and the bypass amount adjusting unit 13 may be configured by these dampers. .
- the bypass amount adjusting unit 13 may have a narrow branch channel that branches from the bypass channel 12 and extends in parallel with the bypass channel 12. In this case, if the damper is provided also in the branch flow path and the opening degree of the damper is changed, the bypass amount can be adjusted more accurately.
- the sulfur oxide concentration measuring unit 14 measures the sulfur oxide concentration of exhaust gas (hereinafter referred to as “combined exhaust gas”) formed by combining exhaust gas that has passed through the desulfurization apparatus 11 and exhaust gas that has passed through the bypass flow path 12. It is.
- the sulfur oxide concentration measurement unit 14 of the present embodiment is a part of the main flow path 10 where the exhaust gas that has passed through the bypass flow path 12 and the exhaust gas that has passed through the desulfurization apparatus 11 merge (hereinafter referred to as “merging section”). Is a sulfur oxide densitometer located downstream.
- the sulfur oxide concentration measurement unit 14 is a sulfur oxide concentration meter located in a portion other than the above, and the sulfur oxide concentration of the combined exhaust gas is determined based on the measurement result of the sulfur oxide concentration of the exhaust gas in the portion. You may be comprised so that it may guess (measure).
- the combined exhaust gas temperature measurement unit 15 is a part that measures the temperature of the combined exhaust gas.
- the merged exhaust gas temperature measuring unit 15 of the present embodiment is a thermometer provided downstream of the merged portion of the main flow path 10.
- the combined exhaust gas temperature measurement unit 15 is a thermometer located in a portion other than the above, and is configured to estimate (measure) the temperature of the combined exhaust gas based on the measurement result of the exhaust gas temperature in the portion. May be.
- the control device 16 has a processor, a volatile memory, a nonvolatile memory, an I / O interface, and the like.
- the control device 16 is electrically connected to the sulfur oxide concentration measuring unit 14 and the combined exhaust gas temperature measuring unit 15, and acquires the sulfur oxide concentration and temperature of the combined exhaust gas based on signals transmitted from these devices. can do.
- the control device 16 is electrically connected to the bypass amount adjusting unit 13, and can control the bypass amount adjusting unit 13 by transmitting a control signal to the bypass amount adjusting unit 13 to adjust the bypass amount.
- the control device 16 is electrically connected to the desulfurization device 11, and can transmit a control signal to the desulfurization device 11 to control the desulfurization device 11 and adjust the desulfurization performance.
- the control device 16 stores a “bypass amount adjusting program” and various data described later in a nonvolatile memory, and the processor performs arithmetic processing using the volatile memory based on the bypass amount adjusting program.
- FIG. 2 is a flowchart of the bypass amount adjustment program. The processing shown in FIG. 2 is executed by the control device 16.
- control device 16 acquires the sulfur oxide concentration of the combined exhaust gas based on the signal transmitted from the sulfur oxide concentration measuring unit 14 (step S1).
- the control device 16 determines whether or not the sulfur oxide concentration of the combined exhaust gas is higher than the specified concentration (step S2).
- the prescribed concentration can be determined in advance based on, for example, the emission regulation amount of sulfur oxides determined in each country and each region, the emission amount of exhaust gas discharged from the chimney 17, and the like.
- the specified concentration may be a fixed value or a variable value.
- step S2 When it is determined in step S2 that the sulfur oxide concentration of the combined exhaust gas is not higher than the specified concentration (NO in step S2), that is, when it is determined that the sulfur oxidation concentration of the combined exhaust gas is not more than the specified value, the control device 16 Returning to step S1 while maintaining the current state without performing control, the processing is performed from the beginning.
- step S2 determines whether the sulfur oxide concentration of the combined exhaust gas is higher than the specified value (YES in step S2). If it is determined in step S2 that the sulfur oxide concentration of the combined exhaust gas is higher than the specified value (YES in step S2), the process proceeds to step S3.
- step S ⁇ b> 3 the control device 16 transmits a control signal to the bypass amount adjusting unit 13 to reduce the bypass amount (reduces the opening of the damper). Since the exhaust gas that has passed through the bypass passage 12 has a higher sulfur oxide concentration than the exhaust gas that has passed through the desulfurization device 11, the sulfur oxide concentration of the combined exhaust gas can be reduced by reducing the amount of bypass.
- step S3 if the amount of bypass is reduced in step S3 as described above, the flow rate of the exhaust gas having a relatively high temperature that has passed through the bypass flow path 12 is reduced, so that the temperature of the combined exhaust gas may be reduced and white smoke may be generated. There is. Therefore, in order to grasp the possibility of white smoke, the control device 16 acquires the temperature of the combined exhaust gas based on the signal transmitted from the combined exhaust gas temperature measurement unit 15 in step S4.
- the control device 16 determines whether or not the temperature of the combined exhaust gas is lower than the white smoke prevention temperature (step S5).
- the white smoke prevention temperature of the present embodiment is set to a temperature (for example, about 80 ° C.) at which there is no possibility of white smoke when the combined exhaust gas is discharged from the chimney 17. That is, if the temperature of the combined exhaust gas is lower than the white smoke prevention temperature, the exhaust gas discharged from the chimney 17 may be white smoke. If the temperature of the combined exhaust gas is equal to or higher than the white smoke prevention temperature, the exhaust gas is discharged from the chimney 17. The exhaust gas produced does not become white smoke.
- step S5 When it is determined in step S5 that the temperature of the combined exhaust gas is not lower than the white smoke prevention temperature (NO in step S5), that is, when it is determined that the exhaust gas discharged from the chimney 17 is not white smoke, the control device 16 Returns to step S1 while maintaining the current state without performing control, and performs the process from the beginning.
- step S5 determines whether the temperature of the combined exhaust gas is lower than the white smoke prevention temperature (YES in step S5), that is, if it is determined that the exhaust gas discharged from the chimney 17 may be white smoke.
- the control device 16 transmits a control signal to the desulfurization device 11 to improve the desulfurization performance of the desulfurization device 11 (step S6), and then transmits a control signal to the bypass amount adjustment unit 13 to increase the bypass amount (step S6). S7).
- step S6 the desulfurization performance of the desulfurization apparatus 11 is improved (step S6) before the bypass amount is increased (step S7). This is because the concentration of sulfur oxide may increase when the bypass amount is increased. In order to prevent the sulfur oxide concentration from increasing even if the bypass amount is increased by improving the desulfurization performance in advance. It is.
- step S6 The reason why the desulfurization performance is not improved (step S6) and the bypass amount is increased simultaneously (step S7) is that the control device 16 transmits a control signal to the desulfurization device 11 until the desulfurization performance is actually improved. This is because it takes a certain time. By improving the desulfurization performance before increasing the amount of bypass, it is possible to suppress the release of sulfur oxide at a specified concentration or higher.
- step S1 to S7 it is possible to prevent the exhaust amount of sulfur oxide from exceeding a specified value while preventing whitening of the exhaust gas. Moreover, after passing through step S1 to S7, it returns to step S1 again and repeats step S1 to S7.
- the temperature of the combined exhaust gas is set to the white smoke prevention temperature or higher by merging the exhaust gas that has not been desulfurized with the exhaust gas whose temperature has been lowered by the desulfurization treatment. Can do. Therefore, in the exhaust gas treatment facility 100 according to the present embodiment, the heat exchanger for preventing white smoke provided in the conventional exhaust gas treatment facility is omitted. Further, in the exhaust gas treatment facility 100 according to the present embodiment, exhaust gas that has not been desulfurized is included in the combined exhaust gas, but the bypass amount is adjusted so that the sulfur oxide concentration of the combined exhaust gas is equal to or less than the specified concentration. ing.
- the bypass amount adjusting unit 13 is controlled to increase the temperature of the combined exhaust gas so that the bypass amount increases.
- the desulfurization performance of the desulfurization apparatus 11 is improved, and the amount of sulfur oxide discharged from the combined exhaust gas is prevented from exceeding the regulated amount.
- the exhaust gas treatment facility 100 is not provided with a heat exchanger for preventing white smoke, but a heat exchanger for preventing white smoke may be provided in the main flow path 10. Even in this case, since the temperature of the combined exhaust gas is increased by the exhaust gas that has not been desulfurized, the heat exchanger for preventing white smoke can be reduced compared to the conventional one. it can.
- control device 16 adjusts the bypass amount by controlling the bypass amount adjusting unit 13, but the operator controls the bypass amount adjusting unit 13 instead of the control device 16 to bypass the bypass amount. May be adjusted.
Abstract
本発明の一態様に係る排ガス処理設備は、硫黄酸化物濃度計測部で計測した合流排ガスの硫黄酸化物濃度が所定の規定濃度よりも高くなったとき、パイパス量が減少するようにバイパス量調整部を制御し、その上で合流排ガス温度計測部で計測した合流排ガスの温度が所定の白煙化防止温度よりも低くなったときには、脱硫装置の脱硫性能が向上するように脱硫装置を制御した後、パイパス量が増加するようにバイパス量調整部を制御する。
Description
本発明は、排ガス処理設備およびその制御方法に関する。
火力発電所等から排出される排ガスは、大気汚染物質である硫黄酸化物を多く含むことから、硫黄酸化物の含有量を一定以下にしてから外部に放出する必要がある。中規模以上のプラントの排ガス処理設備では、一般的に石灰石スラリーなどの吸収液を排ガスに噴霧して硫黄酸化物を取り除く（脱硫する）湿式の脱硫装置を備えている。
ただし、湿式の脱硫装置を通過した排ガスは水分を多く含むため、そのまま煙突から排出すると、温度の低下により排ガス中の水蒸気が凝縮して排ガスが白煙化してしまう。硫黄酸化物の排出規制は世界中で行われているが、日本ではこの硫黄酸化物の排出規制に加え白煙化も防止対策されており、新興国でも同様に防止対策が増える傾向にある。白煙化を防止する方法としては、脱硫装置を通過した排ガスを熱交換器で加熱する方法がある（例えば、特許文献１参照）。この方法によれば、排ガスの温度が上昇する結果、水蒸気が凝縮するのを抑え白煙化を防止することができる。
ただし、上記のような熱交換器を用いて白煙化を防止する方法は、排ガス処理設備にある程度大きな熱交換器を設ける必要がある。本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、硫黄酸化物の排出量を規制量以下に抑えるとともに排ガスの白煙化を防止できる排ガス処理設備であって、排ガスを加熱する白煙化防止用の熱交換器を省略又は縮小可能な排ガス処理設備を提供することを目的としている。
また、硫黄酸化物の排出量を規制量以下に抑えるとともに排ガスの白煙化を防止できる排ガス処理設備の制御方法であって、排ガスを加熱する白煙化防止用の熱交換器を省略又は縮小可能な排ガス処理設備の制御方法を提供することを目的としている。
本発明の一態様に係る排ガス処理設備は、取り込んだ排ガスを煙突に導くメイン流路と、前記メイン流路に設けられ排ガスを所望の脱硫性能で脱硫可能な湿式の脱硫装置と、前記メイン流路の前記脱硫装置よりも上流の部分から排ガスを分流して、分流した排ガスを脱硫処理することなく前記メイン流路の前記脱硫装置よりも下流の部分に供給するバイパス流路と、前記バイパス流路を通過する排ガスの流量であるバイパス量を調整可能なバイパス量調整部と、前記脱硫装置を通過した排ガスと前記バイパス流路を通過した排ガスが合流して成る合流排ガスの硫黄酸化物濃度を計測可能な硫黄酸化物濃度計測部と、前記合流排ガスの温度を計測可能な合流排ガス温度計測部と、前記硫黄酸化物濃度計測部で計測した前記合流排ガスの硫黄酸化物濃度が所定の規定濃度よりも高くなったとき、前記パイパス量が減少するように前記バイパス量調整部を制御し、その上で前記合流排ガス温度計測部で計測した前記合流排ガスの温度が所定の白煙化防止温度よりも低くなったときには、前記脱硫装置の脱硫性能が向上するように前記脱硫装置を制御した後、前記パイパス量が増加するように前記バイパス量調整部を制御する制御装置と、を備えている。
この排ガス処理設備によれば、脱硫処理することで温度が低下した排ガスに脱硫処理していない排ガスを合流させていることから、合流排ガスの温度を所定の白煙化防止温度以上とすることができる。そのため、脱硫装置を通過した排ガスの温度を上昇させる白煙化防止用の熱交換器を省略又は縮小することができる。また、上記の排ガス処理設備では、脱硫処理していない排ガスが合流排ガスに含まれることになるが、合流排ガスの硫黄酸化物濃度が規定濃度以下となるようにバイパス量を調整するため、硫黄酸化物の排出量が規制量を超えるのを防止することができる。しかも、この調整により合流排ガスの温度が白煙化防止温度よりも低くなるようなときは、脱硫性能を向上させた後、バイパス量を増加させて合流排ガスの温度を上昇させている。そのため、排ガスの白煙化を防止しつつ硫黄酸化物の排出量が規定量を超えるのを防ぐことができる。
また、本発明の一態様に係る排ガス処理設備の制御方法は、取り込んだ排ガスを煙突に導くメイン流路と、前記メイン流路に設けられ排ガスを所望の脱硫性能で脱硫可能な湿式の脱硫装置と、前記メイン流路の前記脱硫装置よりも上流の部分から排ガスを分流して、分流した排ガスを脱硫処理することなく前記メイン流路の前記脱硫装置よりも下流の部分に供給するバイパス流路と、前記バイパス流路を通過する排ガスの流量であるバイパス量を調整可能なバイパス量調整部と、前記脱硫装置を通過した排ガスと前記バイパス流路を通過した排ガスが合流して成る合流排ガスの硫黄酸化物濃度を計測可能な硫黄酸化物濃度計測部と、前記合流排ガスの温度を計測可能な合流排ガス温度計測部と、を備えた排ガス処理設備の制御方法であって、前記硫黄酸化物濃度計測部で計測した前記合流排ガスの硫黄酸化物濃度が所定の規定濃度よりも高くなったとき、前記パイパス量が減少するように前記バイパス量調整部を制御し、その上で前記合流排ガス温度計測部で計測した前記合流排ガスの温度が所定の白煙化防止温度よりも低くなったときには、前記脱硫装置の脱硫性能が向上するように前記脱硫装置を制御した後、前記パイパス量が増加するように前記バイパス量調整部を制御する。
この排ガス処理設備の制御方法によれば、脱硫処理することで温度が低下した排ガスに脱硫処理していない排ガスを合流させていることから、合流排ガスの温度を所定の白煙化防止温度以上とすることができる。そのため、脱硫装置を通過した排ガスの温度を上昇させる白煙化防止用の熱交換器を省略又は縮小することができる。また、上記の排ガス処理設備の制御方法では、脱硫処理していない排ガスが合流排ガスに含まれることになるが、合流排ガスの硫黄酸化物濃度が規定濃度以下となるようにバイパス量を調整するため、硫黄酸化物の排出量が規制量を超えるのを防止することができる。しかも、この調整により合流排ガスの温度が白煙化防止温度よりも低くなるようなときは、脱硫性能を向上させた後、バイパス量を増加させて合流排ガスの温度を上昇させている。そのため、排ガスの白煙化を防止しつつ硫黄酸化物の排出量が規定量を超えるのを防ぐことができる。
上記の構成によれば、硫黄酸化物の排出量を規制量以下に抑えるとともに排ガスの白煙化を防止できる排ガス処理設備であって、排ガスを加熱する白煙化防止用の熱交換器を省略又は縮小可能な排ガス処理設備を提供することができる。また、硫黄酸化物の排出量を規制量以下に抑えるとともに排ガスの白煙化を防止できる排ガス処理設備の制御方法であって、排ガスを加熱する白煙化防止用の熱交換器を省略又は縮小可能な排ガス処理設備の制御方法を提供することができる。
＜排ガス処理設備＞
はじめに、実施形態に係る排ガス処理設備の全体構成について説明する。本実施形態に係る排ガス処理設備は、火力発電所等の設備から排出される排ガスを取り込んで浄化処理する設備である。図１は、排ガス処理設備１００の概略図である。図１に示すように、排ガス処理設備１００は、メイン流路１０と、脱硫装置１１と、バイパス流路１２と、バイパス量調整部１３と、硫黄酸化物濃度計測部１４と、合流排ガス温度計測部１５と、制御装置１６と、を備えている。以下、これらの構成要素について順に説明する。
はじめに、実施形態に係る排ガス処理設備の全体構成について説明する。本実施形態に係る排ガス処理設備は、火力発電所等の設備から排出される排ガスを取り込んで浄化処理する設備である。図１は、排ガス処理設備１００の概略図である。図１に示すように、排ガス処理設備１００は、メイン流路１０と、脱硫装置１１と、バイパス流路１２と、バイパス量調整部１３と、硫黄酸化物濃度計測部１４と、合流排ガス温度計測部１５と、制御装置１６と、を備えている。以下、これらの構成要素について順に説明する。
メイン流路１０は、火力発電所のボイラ等から取り込んだ排ガスを煙突１７まで導く流路である。排ガス処理設備１００に取り込まれた排ガスのほとんどが、このメイン流路１０を通過する。メイン流路１０に取り込まれる排ガスの温度は、例えば１３０°Ｃから１５０°Ｃ程度である。
脱硫装置１１は、メイン流路１０に設けられており、排ガスから硫黄酸化物を取り除く（脱硫処理を行う）装置である。本実施形態の脱硫装置１１は、石灰石スラリーなどの吸収液を排ガスに噴霧して脱硫処理を行う湿式の脱硫装置である。そのため、排ガスは脱硫装置１１を通過する際に水分を含むとともに温度が低下し、脱硫装置１１の出口における排ガスの温度は、例えば５０°Ｃから５５°Ｃ程度となる。なお、本実施形態の脱硫装置１１は、脱硫性能を任意に設定できる。つまり、脱硫装置１１は、排ガスを所望の脱硫性能で脱硫可能である。脱硫性能は、例えば、吸収液の噴霧量を変更したり、石灰スラリーの濃度を上げるなどして吸収液のｐＨを変更したりすることで調整できる。
バイパス流路１２は、メイン流路１０の脱硫装置１１よりも上流の部分から排ガスを分流して、分流した排ガスをメイン流路１０の脱硫装置１１よりも下流の部分に供給する流路である。つまり、バイパス流路１２は、脱硫装置１１をパイパスする流路である。バイパス流路１２には脱硫装置１１は設けられていないため、バイパス流路１２は排ガスを脱硫処理することなくメイン流路１０に供給する。なお、バイパス流路１２を通過する排ガスの温度はメイン流路１０が取り込んだ排ガスの温度とほぼ同じである。
バイパス量調整部１３は、バイパス流路１２を流れる排ガスの流量（以下、「バイパス量」と称する）を調整する部分である。つまり、バイパス量調整部１３によれば、脱硫装置１１を通過した排ガスの流量に対するバイパス量の割合を調整することができる。本実施形態のバイパス量調整部１３は、バイパス流路１２に設けられた流調翼を有するダンパによって構成されている。この流調翼の角度を変更することでバイパス量を調整することができる。
ただし、バイパス量調整部１３は上記のような構成に限定されない。例えば、上記のようにダンパをバイパス流路１２に設けることに加えて（又はこれに代えて）、ダンパをメイン流路１０に設け、これらのダンパによってバイパス量調整部１３を構成しても良い。メイン流路１０にダンパを設けることで、メイン流路１０を流れる排ガスの流量を調整することができ、その結果、パイパス流路１２を流れる排ガスの流量を調整することができる。また、バイパス量調整部１３は、上記の構成に加え、バイパス流路１２から分岐し、バイパス流路１２に並行して延びる細径の分岐流路を有していてもよい。この場合、分岐流路にもダンパを設けて当該ダンパの開度を変更すれば、バイパス量をより精度よく調整することができる。
硫黄酸化物濃度計測部１４は、脱硫装置１１を通過した排ガスとバイパス流路１２を通過した排ガスが合流して成る排ガス（以下、「合流排ガス」と称す）の硫黄酸化物濃度を計測する部分である。本実施形態の硫黄酸化物濃度計測部１４は、メイン流路１０のうちバイパス流路１２を通過した排ガスと脱硫装置１１を通過した排ガスが合流する部分（以下、「合流部」と称する）よりも下流に位置する硫黄酸化物濃度計である。ただし、硫黄酸化物濃度計測部１４は、上記以外の部分に位置する硫黄酸化物濃度計であって、当該部分における排ガスの硫黄酸化物濃度の測定結果に基づいて合流排ガスの硫黄酸化物濃度を推測（計測）するように構成されていてもよい。
合流排ガス温度計測部１５は、合流排ガスの温度を計測する部分である。本実施形態の合流排ガス温度計測部１５は、メイン流路１０の合流部よりも下流に設けられた温度計である。ただし、合流排ガス温度計測部１５は、上記以外の部分に位置する温度計であって、当該部分における排ガスの温度の測定結果に基づいて合流排ガスの温度を推測（計測）するように構成されていてもよい。
制御装置１６は、プロセッサ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、及び、Ｉ／Ｏインターフェース等を有している。制御装置１６は、硫黄酸化物濃度計測部１４および合流排ガス温度計測部１５と電気的に接続されており、これらの機器から送信される信号に基づいて合流排ガスの硫黄酸化物濃度および温度を取得することができる。また、制御装置１６はバイパス量調整部１３と電気的に接続されており、バイパス量調整部１３に制御信号を送信してバイパス量調整部１３を制御し、バイパス量を調整することができる。さらに、制御装置１６は脱硫装置１１と電気的に接続されており、脱硫装置１１に制御信号を送信して脱硫装置１１を制御し、脱硫性能を調整することができる。
制御装置１６には、不揮発性メモリに後述の「バイパス量調整プログラム」および種々のデータが保存されており、プロセッサがこのバイパス量調整プログラムに基づき揮発性メモリを用いて演算処理を行う。
＜バイパス量調整プログラム＞
次に、バイパス量調整プログラムについて説明する。図２は、バイパス量調整プログラムのフローチャートである。図２で示す処理は、制御装置１６によって実行される。
次に、バイパス量調整プログラムについて説明する。図２は、バイパス量調整プログラムのフローチャートである。図２で示す処理は、制御装置１６によって実行される。
図２に示すように処理が開始されると、まず制御装置１６は、硫黄酸化物濃度計測部１４から送信される信号に基づいて、合流排ガスの硫黄酸化物濃度を取得する（ステップＳ１）。
続いて、制御装置１６は、合流排ガスの硫黄酸化物濃度が規定濃度より高いか否かを判定する（ステップＳ２）。上記の規定濃度は、例えば各国や各地域で定められた硫黄酸化物の排出規制量および煙突１７から排出される排ガスの排出量等に基づいて予め定めることができる。なお、規定濃度は固定値であってもよく変動値であってもよい。
ステップＳ２において、合流排ガスの硫黄酸化物濃度が規定濃度より高くないと判定した場合（ステップＳ２でＮＯ）、つまり合流排ガスの硫黄酸化濃度が規定値以下であると判定した場合、制御装置１６は制御を行わずに現状を維持したままステップＳ１へ戻り、処理をはじめから行う。
一方、ステップＳ２において、合流排ガスの硫黄酸化物濃度が規定値よりも高いと判定した場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、ステップＳ３へ進む。ステップＳ３では、制御装置１６は、バイパス量調整部１３に制御信号を送信してバイパス量を減少させる（ダンパの開度を縮小する）。バイパス流路１２を通過した排ガスは、脱硫装置１１を通過した排ガスに比べて硫黄酸化物濃度が高いため、バイパス量を減少させることで、合流排ガスの硫黄酸化物濃度を低下させることができる。
ここで、上記のとおりステップＳ３においてバイパス量を減少させると、バイパス流路１２を通過した比較的温度の高い排ガスの流量が減るため、合流排ガスの温度が低下して白煙化が生じる可能性がある。そこで、白煙化の可能性を把握するために、ステップＳ４において、制御装置１６は、合流排ガス温度計測部１５から送信される信号に基づいて、合流排ガスの温度を取得する。
そして、制御装置１６は、合流排ガスの温度が白煙化防止温度よりも低いか否かを判定する（ステップＳ５）。本実施形態の白煙化防止温度は、合流排ガスが煙突１７から排出されたときに白煙化するおそれのない温度（例えば８０°Ｃ程度）に設定されている。つまり、合流排ガスの温度が白煙化防止温度よりも低ければ煙突１７から排出される排ガスは白煙化するおそれがあり、合流排ガスの温度が白煙化防止温度以上であれば煙突１７から排出される排ガスは白煙化しない。
ステップＳ５において、合流排ガスの温度が白煙化防止温度よりも低くないと判定した場合（ステップＳ５でＮＯ）、つまり煙突１７から排出される排ガスが白煙化しないと判定した場合、制御装置１６は制御を行わずに現状を維持したままステップＳ１へ戻り、処理をはじめから行う。
一方、ステップＳ５において、合流排ガスの温度が白煙化防止温度よりも低いと判定した場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、つまり煙突１７から排出される排ガスが白煙化するおそれがあると判定した場合、制御装置１６は脱硫装置１１に制御信号を送信して脱硫装置１１の脱硫性能を向上させ（ステップＳ６）、その後、バイパス量調整部１３に制御信号を送信してバイパス量を増加させる（ステップＳ７）。
これにより、バイパス流路１２を通過した比較的温度の高い排ガスが増加するため、合流排ガスの温度が上昇して白煙化を抑制することができる。ただし、上記のとおり本実施形態では、バイパス量を増加させる（ステップＳ７）前に、脱硫装置１１の脱硫性能を向上させている（ステップＳ６）。これは、バイパス量を増加させると硫黄酸化物の濃度が高くなるおそれがあるが、予め脱硫性能を向上させることにより、バイパス量を増加させても硫黄酸化物の濃度が高くなるのを防ぐためである。
なお、脱硫性能の向上（ステップＳ６）とバイパス量の増加（ステップＳ７）を同時に行わないのは、制御装置１６が脱硫装置１１に制御信号を送信してから実際に脱硫性能が向上するまでには一定の時間がかかるためである。バイパス量を増加させる前に脱硫性能を向上させることで、規定濃度以上の硫黄酸化物が放出されるのを抑えることができる。
上述したステップＳ１からＳ７を経ることにより、排ガスの白煙化を防止しつつ硫黄酸化物の排出量が規定値を超えるのを防ぐことができる。また、ステップＳ１からＳ７を経た後は、再度ステップＳ１に戻ってステップＳ１からＳ７を繰り返す。
以上が本実施形態に係る排ガス処理設備１００の説明である。本実施形態に係る排ガス処理設備１００によれば、脱硫処理することで温度が低下した排ガスに脱硫処理していない排ガスを合流させることにより、合流排ガスの温度を白煙化防止温度以上とすることができる。そのため、本実施形態に係る排ガス処理設備１００では、従来の排ガス処理設備が備えていた白煙化防止用の熱交換器を省略している。また、本実施形態に係る排ガス処理設備１００では、脱硫処理していない排ガスが合流排ガスに含まれることになるが、合流排ガスの硫黄酸化物濃度が規定濃度以下となるようにバイパス量を調整している。そのため、硫黄酸化物の排出量が規制量を超えるのを抑制することができる。さらに、バイパス量を調整した際に合流排ガスの温度が白煙化防止温度よりも低くなるようであれば、バイパス量が増加するようにバイパス量調整部１３を制御して合流排ガスの温度を上昇させて白煙化を防止するとともに、脱硫装置１１の脱硫性能を向上させて合流排ガスの硫黄酸化物の排出量が規制量を超えるのを抑制している。
なお、以上では、排ガス処理設備１００が白煙化防止用の熱交換器を備えていない場合について説明したが、メイン流路１０に白煙化防止用の熱交換器を設けてもよい。この場合であっても、脱硫処理が行われていない排ガスによって合流排ガスの温度を上昇させることに変わりないため、白煙化防止用の熱交換器を従来のものに比べて縮小化することができる。
また、本実施形態では、制御装置１６がバイパス量調整部１３を制御することでバイパス量を調整しているが、制御装置１６ではなく作業者がバイパス量調整部１３を制御することでバイパス量を調整してもよい。
１０ メイン流路
１１ 脱硫装置
１２ バイパス流路
１３ バイパス量調整部
１４ 硫黄酸化物濃度計測部
１５ 合流排ガス温度計測部
１６ 制御装置
１７ 煙突
１００ 排ガス処理設備
１１ 脱硫装置
１２ バイパス流路
１３ バイパス量調整部
１４ 硫黄酸化物濃度計測部
１５ 合流排ガス温度計測部
１６ 制御装置
１７ 煙突
１００ 排ガス処理設備
Claims (2)
- 取り込んだ排ガスを煙突に導くメイン流路と、
前記メイン流路に設けられ排ガスを所望の脱硫性能で脱硫可能な湿式の脱硫装置と、
前記メイン流路の前記脱硫装置よりも上流の部分から排ガスを分流して、分流した排ガスを脱硫処理することなく前記メイン流路の前記脱硫装置よりも下流の部分に供給するバイパス流路と、
前記バイパス流路を通過する排ガスの流量であるバイパス量を調整可能なバイパス量調整部と、
前記脱硫装置を通過した排ガスと前記バイパス流路を通過した排ガスが合流して成る合流排ガスの硫黄酸化物濃度を計測可能な硫黄酸化物濃度計測部と、
前記合流排ガスの温度を計測可能な合流排ガス温度計測部と、
前記硫黄酸化物濃度計測部で計測した前記合流排ガスの硫黄酸化物濃度が所定の規定濃度よりも高くなったとき、前記パイパス量が減少するように前記バイパス量調整部を制御し、その上で前記合流排ガス温度計測部で計測した前記合流排ガスの温度が所定の白煙化防止温度よりも低くなったときには、前記脱硫装置の脱硫性能が向上するように前記脱硫装置を制御した後、前記パイパス量が増加するように前記バイパス量調整部を制御する制御装置と、を備えた排ガス処理設備。 - 取り込んだ排ガスを煙突に導くメイン流路と、
前記メイン流路に設けられ排ガスを所望の脱硫性能で脱硫可能な湿式の脱硫装置と、
前記メイン流路の前記脱硫装置よりも上流の部分から排ガスを分流して、分流した排ガスを脱硫処理することなく前記メイン流路の前記脱硫装置よりも下流の部分に供給するバイパス流路と、
前記バイパス流路を通過する排ガスの流量であるバイパス量を調整可能なバイパス量調整部と、
前記脱硫装置を通過した排ガスと前記バイパス流路を通過した排ガスが合流して成る合流排ガスの硫黄酸化物濃度を計測可能な硫黄酸化物濃度計測部と、
前記合流排ガスの温度を計測可能な合流排ガス温度計測部と、を備えた排ガス処理設備の制御方法であって、
前記硫黄酸化物濃度計測部で計測した前記合流排ガスの硫黄酸化物濃度が所定の規定濃度よりも高くなったとき、前記パイパス量が減少するように前記バイパス量調整部を制御し、その上で前記合流排ガス温度計測部で計測した前記合流排ガスの温度が所定の白煙化防止温度よりも低くなったときには、前記脱硫装置の脱硫性能が向上するように前記脱硫装置を制御した後、前記パイパス量が増加するように前記バイパス量調整部を制御する、排ガス処理設備の制御方法。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2020518921A JP6975851B2 (ja) | 2018-05-18 | 2018-05-18 | 排ガス処理設備およびその制御方法 |
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| WO2019220619A1 true WO2019220619A1 (ja) | 2019-11-21 |
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ID=68539719
Family Applications (1)
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| PCT/JP2018/019278 WO2019220619A1 (ja) | 2018-05-18 | 2018-05-18 | 排ガス処理設備およびその制御方法 |
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Citations (6)
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-
2018
- 2018-05-18 WO PCT/JP2018/019278 patent/WO2019220619A1/ja active Application Filing
- 2018-05-18 JP JP2020518921A patent/JP6975851B2/ja active Active
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