(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラ等の燃焼装置からの排ガスを導入する吸収塔と、該吸収塔内で脱硫剤であるカルシウム化合物のスラリを含む吸収液を排ガスと接触させて排ガス中の硫黄酸化物を吸収させ、排ガス中の硫黄酸化物を吸収した吸収液を溜める吸収液貯溜部と、該吸収液貯溜部に溜まった吸収液を吸収塔内に導き、再び排ガスと接触させる吸収液循環供給手段と、吸収液に消泡剤を添加する消泡剤添加手段とを備えた排煙脱硫装置において、
燃焼装置で用いられる燃料量、燃焼装置から吸収塔に導入される排ガス流量、該排ガス中のＨＣｌ濃度、吸収液貯溜部内の吸収液液量、石灰石スラリ中のマグネシウム濃度、吸収液貯溜部から抜き出される吸収液溜部抜出流量、吸収塔内に供給される石灰石スラリ流量、吸収液貯溜部から石膏回収用脱水機への吸収液供給量、石膏回収用脱水機からの脱硫排水流量、及び吸収液への消泡剤供給量から吸収液貯溜部での液組成を計算する手段と、前記液組成計算手段から算出した排ガス中の硫黄酸化物を吸収した吸収液中のＣｌ濃度、Ｍｇ濃度および消泡剤濃度を算出する手段と、前記消泡剤濃度算出手段の算出結果に基づき吸収液への最適な消泡剤供給量を供給消泡剤添加手段により供給させる制御装置とを設けたことを特徴とする排煙脱硫装置。
【請求項２】
ボイラ等の燃焼装置からの排ガスを吸収塔に導入し、該吸収塔内で脱硫剤である石灰石スラリを含む吸収液を排ガスと接触させて排ガス中の硫黄酸化物を吸収させて吸収液貯溜部に溜めて、吸収液貯溜部には消泡剤を添加し、該吸収液貯溜部の吸収液を吸収塔内に導き、再び排ガスと接触させる排煙脱硫方法において、
燃焼装置で用いられる燃料量、燃焼装置から吸収塔に導入される排ガス流量、該排ガス中のＨＣｌ濃度、吸収液貯溜部内の吸収液液量、石灰石スラリ中のマグネシウム濃度、吸収液貯溜部から抜き出される吸収液溜部抜出流量、吸収塔内に供給される石灰石スラリ流量、吸収液貯溜部から石膏回収用脱水機への吸収液供給量、石膏回収用脱水機からの脱硫排水流量、吸収液への消泡剤供給量から吸収液貯溜部での液組成を計算し、前記液組成の計算結果から算出した排ガス中の硫黄酸化物を吸収した吸収液中のＣｌ濃度、Ｍｇ濃度および消泡剤濃度を算出し、吸収液への消泡剤供給量を制御することを特徴とする排煙脱硫方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボイラ等の排ガス中に含まれる硫黄酸化物を低減する排煙脱硫装置に係わり、特に消泡剤設備を有する排煙脱硫装置と方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
排煙脱硫装置の概略系統図を図３に示す。ボイラ等から排出する排ガスは煙道に導かれて排煙脱硫装置の吸収塔３１内に入る。一方吸収塔３１内では吸収塔循環ポンプ３２から供給された石灰石等の吸収剤を含んだ吸収液がスプレノズル３３から噴霧され、前記排ガスと気液接触して、吸収液に排ガス中に含まれている硫黄酸化物が吸収されて、浄化された排ガスは煙突から排出される。
【０００３】
吸収塔３１には排ガス中に含まれている硫黄酸化物を吸収するのに必要な石灰石等のカルシウム化合物をスラリ化した吸収液が供給される。この吸収塔３１内の吸収液は石灰石の供給量により、吸収液ｐＨが制御されるが、吸収液は排ガス中の硫黄酸化物を吸収し、生成した亜硫酸カルシウムを酸化させて石膏とするために酸化空気ブロワにより酸化用空気が吸収液中に供給される。
【０００４】
吸収塔３１の下部又は別個に設けられた吸収液貯溜部３４には、硫黄酸化物を除去し、生成された石膏と吸収剤を含む吸収液が蓄えられている。また、吸収液貯溜部３４から排出した石膏を含む吸収液は吸収塔ブリードポンプ３５により石膏回収系３６を経由して一部は吸収塔３１に、他の部分は脱硫排水３８として排水処理系３７に送られる。
【０００５】
吸収液貯溜部３４に存在する石膏と吸収剤を含む吸収液を吸収塔循環ポンプ３２により循環し、吸収塔３１との気液接触により硫黄酸化物を除去するが、排ガス性状または吸収塔３１に供給される吸収剤中の不純成分（Ｍｇ等）により吸収液貯溜部３４に蓄えられている吸収液内には、泡が発生して異常上昇を起こすことがある。このため、前記吸収液貯溜部３４には消泡剤が消泡剤供給ポンプ２９により供給されている。
【０００６】
以上のような系統において、吸収塔３１に供給されている消泡剤は脱硫装置の吸収塔３１へ流入する排ガス条件（排ガス流量およびＳＯ２濃度）の変化により制御される。図４に消泡剤供給量制御系統図を示す。すなわち、排ガス流量信号３と入口ＳＯ２濃度信号２２を乗算器２３で掛け算して総ＳＯ２量２４を算出し、これに基づき関数発生器２５により消泡剤供給量設定値２６を得て、これと実際の消泡剤供給量信号１２との偏差を比例積分を行う調節計２８で調節して消泡剤供給ポンプ２９を作動させる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、排ガスのガス性状（ＨＣｌ濃度など）の検出、吸収剤である石灰石の性状が把握できないことから吸収塔の吸収液貯溜部に蓄えられている保有液が異常上昇しない条件においても消泡剤を供給する必要があるとともに、消泡剤を過剰投入すると脱硫性能が低下するという問題があった。
【０００８】
本発明の課題は、吸収塔の吸収液貯溜部に蓄えられている吸収液の性状を算出することにより、最適な消泡剤の供給量を支援し、安定した排ガスの脱硫性能を得るとともに、脱硫装置の薬品消費量の低減を図ることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記課題は、連続計測できない状態量（ガス性状、液性状）を計測しているプロセス量から推定し、これらの情報から消泡剤添加の支援を行うことにより達成できる。
【００１０】
すなわち、本発明は次の二つの発明からなる。
（１）ボイラ等の燃焼装置からの排ガスを導入する吸収塔と、該吸収塔内で脱硫剤であるカルシウム化合物のスラリを含む吸収液を排ガスと接触させて排ガス中の硫黄酸化物を吸収させ、排ガス中の硫黄酸化物を吸収した吸収液を溜める吸収液貯溜部と、該吸収液貯溜部に溜まった吸収液を吸収塔内に導き、再び排ガスと接触させる吸収液循環供給手段と、吸収液に消泡剤を添加する消泡剤添加手段とを備えた排煙脱硫装置において、燃焼装置で用いられる燃料量、燃焼装置から吸収塔に導入される排ガス流量、該排ガス中のＨＣｌ濃度、吸収液貯溜部内の吸収液液量、石灰石スラリ中のマグネシウム濃度、吸収液貯溜部から抜き出される吸収液溜部抜出流量、吸収塔内に供給される石灰石スラリ流量、吸収液貯溜部から石膏回収用脱水機への吸収液供給量、石膏回収用脱水機からの脱硫排水流量、及び吸収液への消泡剤供給量から吸収液貯溜部での液組成を計算する手段と、前記液組成計算手段から算出した排ガス中の硫黄酸化物を吸収した吸収液中のＣｌ濃度、Ｍｇ濃度および消泡剤濃度を算出する手段と、前記消泡剤濃度算出手段の算出結果に基づき吸収液への最適な消泡剤供給量を供給消泡剤添加手段により供給させる制御装置とを設けた排煙脱硫装置。
【００１１】
（２）ボイラ等の燃焼装置からの排ガスを吸収塔に導入し、該吸収塔内で脱硫剤である石灰石スラリを含む吸収液を排ガスと接触させて排ガス中の硫黄酸化物を吸収させて吸収液貯溜部に溜めて、吸収液貯溜部には消泡剤を添加し、該吸収液貯溜部の吸収液を吸収塔内に導き、再び排ガスと接触させる排煙脱硫方法において、
燃焼装置で用いられる燃料量、燃焼装置から吸収塔に導入される排ガス流量、該排ガス中のＨＣｌ濃度、吸収液貯溜部内の吸収液液量、石灰石スラリ中のマグネシウム濃度、吸収液貯溜部から抜き出される吸収液溜部抜出流量、吸収塔内に供給される石灰石スラリ流量、吸収液貯溜部から石膏回収用脱水機への吸収液供給量、石膏回収用脱水機からの脱硫排水流量、吸収液への消泡剤供給量から吸収液貯溜部での液組成を計算し、前記液組成の計算結果から算出した排ガス中の硫黄酸化物を吸収した吸収液中のＣｌ濃度、Ｍｇ濃度および消泡剤濃度を算出し、吸収液への消泡剤供給量を制御する排煙脱硫方法。
【００１２】
前記消泡剤の添加量を制御する方法には、消泡剤供給手段の起動停止も含まれる。
【００１３】
【作用】
本発明においては、脱硫装置に流入する排ガス性状および吸収液の性状により消泡剤の最適量を出力するとともに、消泡剤の要否により消泡剤供給ポンプを起動停止させる信号を出力する。それによって、吸収塔に蓄えられている吸収液の異常上昇を防止できるだけでなく、薬品消費量の低減が可能であるとともに過剰投入による脱硫性能の低下防止を図れる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の排煙脱硫装置の消泡剤演算装置の制御系統図を図１に示し、この制御系統図は図３に示す排煙脱硫装置に適用されるものであり、ボイラ燃料量信号１と燃料性状信号２と排ガス流量信号３を排ガス性状演算器４により次の式（１）に従いＨＣｌ濃度５を算出する。ここでＨＣｌ濃度を選択する理由は、排ガス中のＨＣｌ濃度上昇により、脱硫装置内でのＣｌ−濃度が上昇し、これに従い、吸収液の泡が形成されやすくなるからである。
【００１５】
0003701526.tif 000002
ここで、２２．４は理想気体の標準体積（リットル）、３５．５は塩素の分子量である。
【００１６】
排ガス流量信号３とブリードポンプ３５により吸収液貯溜部３４から抜出され、石膏回収系３６内にある石膏回収用脱水機に供給される吸収液の脱水機供給流量信号９と吸収塔レベル信号７と吸収剤スラリ流量信号８と予め測定された石灰石不純物中のＭｇ濃度割合信号１０と脱硫排水流量信号１１と消泡剤供給量信号１２と排ガス性状演算器４により算出した排ガス中のＨＣｌ濃度５を液性状演算器１３に入力し、液性状演算器１３で演算された脱硫装置内のＣｌ−濃度１４とＭｇ２＋濃度１５と消泡剤濃度１６をそれぞれ式（２）、（３）、（４）に従って算出する。
【００１７】
0003701526.tif 000003
【００１８】
0003701526.tif 000004
【００１９】
0003701526.tif 000005
ここで、ｔは演算周期である。
【００２０】
この算出した脱硫装置内のＣｌ−濃度１４とＭｇ２＋濃度１５と消泡剤濃度１６と排ガス中のＨＣｌ濃度５と消泡剤供給流量信号１２から消泡剤演算装置１７により消泡剤の必要の要否の判断及び必要量の演算をするとともに、消泡剤供給量演算結果１８または消泡剤供給ポンプ起動指令１９、停止指令２０を制御装置２１に出力する。これにより、吸収塔に保有している吸収液の異常上昇が防止でき、薬品消費量の低減が図れるとともに過剰投入による脱硫性能の低下を防止することができる。
【００２１】
ここで脱硫装置内のＣｌ−濃度とＭｇ２＋濃度を測定する理由は、脱硫装置の吸収液中のＣｌ−とＭｇ２＋の濃度が上昇すると、泡が形成され、吸収液が異常上昇するためである。そのためＣｌ−とＭｇ２＋の濃度は、脱硫装置内で抑えることができないため、消泡剤を投入して形成された泡を消す必要がある。
【００２２】
図２に本発明の実施の形態に係わる消泡剤供給量制御系統図を示す。
排ガス流量信号３と吸収塔入口ＳＯ２濃度信号２２が乗算器２３で乗算され、得られた総ＳＯ２量信号２４に基づき関数発生器２５で消泡剤供給量設定値信号２６を得る。この消泡剤供給量設定値に前記消泡剤供給量演算装置１７で得られた消泡剤供給量演算結果１８を加算器２７で加算し、得られた値と実際の消泡剤供給量との偏差を調節計２８で算出し、この偏差に基づき、比例積分により調整後の消泡剤供給量を決めて消泡剤供給ポンプ２９を作動させる。
【００２３】
こうして、脱硫装置内の液性状を計算し、消泡剤の過剰投入を防止でき、薬品消費量の低減が図れるとともに過剰投入による脱硫性能の低下を防止することができる。
【００２４】
上記した例では吸収塔に排ガスを導入し、スプレノズルなどで吸収液を排ガス中に噴霧する装置についての例を示したが、本発明の方法は排ガスの流れ方向や排ガスと吸収液の接触方式（濡れ壁式吸収装置等）に関係なくいずれの場合にも有効である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、ボイラ燃料の変化および吸収剤である石灰石の性状変化に関係なく最適な消泡剤を供給できるので安定した脱硫装置の運転ができるだけでなく、薬品消費量の低減の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係わる制御系統図である。
【図２】  本発明の実施の形態に係わる消泡剤供給量制御系統図である。
【図３】  本発明の実施の形態に係わる排煙脱硫装置の概略系統図である。
【図４】  従来技術における消泡剤供給量制御系統図である。
【符号の説明】
１  ボイラ燃料量信号                      ２  燃料性状信号
３  排ガス流量信号                        ４  排ガス性状演算器
５  ＨＣｌ濃度                            ７  吸収塔レベル信号
８  吸収剤スラリ流量信号                  ９  脱水機供給流量信号
１０  石灰石不純物中のＭｇ濃度割合信号    １１  脱硫排水流量信号
１２  消泡剤供給量信号                    １３  液性状演算器
１４  脱硫装置内のＣｌ−濃度
１５  脱硫装置内のＭｇ２＋濃度              １６  消泡剤濃度
１７  消泡剤演算装置
１８  消泡剤供給量演算結果
１９  消泡剤供給ポンプ起動指令
２０  消泡剤供給ポンプ供給停止指令
２１  制御装置
２２  吸収塔入口ＳＯ２濃度信号              ２３  乗算器
２４  総ＳＯ２量信号                        ２５  関数発生器
２６  消泡剤供給量設定値信号              ２７  加算器
２８  調節計                              ２９  消泡剤供給ポンプ
３１  吸収塔                              ３２  吸収塔循環ポンプ
３３  スプレノズル                        ３４  吸収液貯溜部
３５  吸収塔ブリードポンプ                ３６  石膏回収系
３７  排水処理系                          ３８  脱硫排水
【図１】
0003701526.tif 000006
【図２】
0003701526.tif 000007
【図３】
0003701526.tif 000008
【図４】
0003701526.tif 000009