(57)【要約】【課題】液中のアンモニア濃度を吸収液のｐＨから推定可能な特徴を活かし、吸収塔ｐＨ信号から液の温度及びｐＨの最適量を求め調整することによってユーティリティーの低減を計ること。【解決手段】予め求められている吸収液中のアンモニア濃度と吸収液のｐＨの関係及び吸収液中のアンモニア濃度と吸収液の温度の関係に基づき、吸収液中のアンモニア濃度を吸収液のｐＨから推定し、吸収液のｐＨ値から吸収液中のアンモニアを除去するために必要な吸収液の温度及びｐＨを決定し、当該温度とｐＨにより脱硫装置内の吸収液中のアンモニア濃度を低減させる排煙脱硫方法である。アンモニアが溶け込んだ吸収液の温度及びｐＨを調節することにより吸収液中のアンモニア濃度を容易にコントロールすることができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼装置からの燃焼排ガス中の硫黄酸化物を脱硫用の吸収剤を含む吸収液により吸収除去する排煙脱硫方法において、
予め求められている吸収液中のアンモニア濃度と吸収液のｐＨの関係及び吸収液中のアンモニア濃度と吸収液の温度の関係に基づき、吸収液中のアンモニア濃度を吸収液のｐＨから推定し、吸収液のｐＨ値から吸収液中のアンモニアを除去するために必要な吸収液の温度及びｐＨを決定し、当該温度とｐＨにより吸収液中のアンモニア濃度を低減させることを特徴とする排煙脱硫方法。
【請求項２】
吸収液の温度は吸収液中への蒸気の供給量で調整し、吸収液のｐＨは吸収液中へのアルカリ剤の供給量で調整することを特徴とする請求項１記載の排煙脱硫方法。
【請求項３】
燃焼装置からの燃焼排ガスを導入し、脱硫用の吸収剤を含む吸収液と接触させる吸収塔と、
該吸収塔内で排ガス中の硫黄酸化物の吸収除去に用いられた吸収液を貯める吸収液タンクと、
吸収液タンク内のｐＨ計測用のｐＨ計と、
吸収液タンク内の吸収液の一部を抜き出して貯め、かつｐＨ調整用アルカリ剤及び吸収液加温用蒸気の供給部を備えたアンモニア放散塔と、
予め求められている吸収液中のアンモニア濃度と吸収液のｐＨの関係及び吸収液中のアンモニア濃度と吸収液の温度の関係に基づき、吸収液タンクのｐＨ計から得られた吸収液のｐＨ値から、吸収液中のアンモニア濃度を推定し、また、前記吸収液のｐＨ値に基づき吸収液中のアンモニアを除去するために必要なアンモニア放散塔へ供給するアルカリ剤の量と蒸気量を共に調整する制御装置と
を備えたことを特徴とする排煙脱硫装置。
【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方法と装置に係り、特に液中のアンモニアを除去する設備を設置している排煙脱硫方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
排煙脱硫装置の概略系統図を図８に示す。
ボイラ等の排ガスは煙道から入口ダクト１により吸収塔２に導かれるが、また、吸収塔２の下部にある吸収液タンク３内の石灰石等の吸収剤スラリを含む吸収液が吸収塔循環ポンプ５の動力によりスプレ配管６内を通り、吸収塔２内のスプレノズルから噴霧され、吸収剤と排ガスとの気液接触により排ガス中に含まれている硫黄酸化物が除去され、浄化された排ガスは出口ダクト７を経て煙突から排出される。
【０００３】
吸収塔２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をスラリ化した石灰石スラリが吸収液のｐＨにより制御されて供給され、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９により酸化用空気が吸収液タンク内の亜硫酸カルシウム含有液に供給され、硫黄酸化物を除去して生成された石膏スラリと石灰石スラリが吸収液タンク３内に蓄えられている。また、吸収液タンク３内の吸収液の一部は、吸収抜き出し流路に設けた吸収塔ブリードポンプ１１により石膏回収系８を経て排水処理系２５に送られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記排煙脱硫装置では、石灰石スラリを含む吸収液を吸収塔循環ポンプ５により循環し、吸収液との気液接触により排ガス中の硫黄酸化物を除去するが、排ガス中には硫黄酸化物以外にアンモニア等が含まれており、排ガスが吸収液と気液接触することによりアンモニアも吸収液中に吸収され、高いアンモニア濃度のまま系外へ排出されている。
【０００５】
従来技術では、吸収液に溶け込んだアンモニアの濃度を推定することができないために過剰な苛性ソーダや蒸気を吸収液に供給し、アンモニアを除去する必要があったため、ユーティリティーを多く使用するという問題があった。
【０００６】
吸収液に溶け込んだアンモニアを除去する方法として、特開平７−１０８１３１号公報にはｐＨを１０以上にすることと温度を上げる方法を用いることが記載されている。しかしこの方法はｐＨを単に１０以上にすることとｐＨ値との関連性もなく、吸収液の温度を上げる方法であるため、運転状態によってはアンモニアを吸収液から除去できないことがあり、また余計な量のｐＨ調整剤を添加したり、あるいは吸収液の温度を上げ過ぎたりすることがある。
【０００７】
本発明の課題は、液中のアンモニア濃度を吸収液のｐＨから推定可能な特徴を活かし、吸収塔ｐＨ信号から液の温度及びｐＨの最適量を求め調整することによってユーティリティーの低減を計るものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の課題は、次の構成により解決される。
請求項１の発明は、燃焼装置からの燃焼排ガス中の硫黄酸化物を脱硫用の吸収剤を含む吸収液により吸収除去する排煙脱硫方法において、予め求められている吸収液中のアンモニア濃度と吸収液のｐＨの関係及び吸収液中のアンモニア濃度と吸収液の温度の関係に基づき、吸収液中のアンモニア濃度を吸収液のｐＨから推定し、吸収液のｐＨ値から吸収液中のアンモニアを除去するために必要な吸収液の温度及びｐＨを決定し、当該温度とｐＨにより吸収液中のアンモニア濃度を低減させる排煙脱硫方法である。
【０００９】
請求項２記載の発明は、吸収液の温度は吸収液中への蒸気の供給量で調整し、吸収液のｐＨは吸収液中へのアルカリ剤の供給量で調整する請求項１記載の排煙脱硫方法である。
【００１０】
請求項３記載の発明は、燃焼装置からの燃焼排ガスを導入し、脱硫用の吸収剤を含む吸収液と接触させる吸収塔と、該吸収塔内で排ガス中の硫黄酸化物の吸収除去に用いられた吸収液を貯める吸収液タンクと、吸収液タンク内のｐＨ計測用のｐＨ計と、吸収液タンク内の吸収液の一部を抜き出して貯め、かつｐＨ調整用アルカリ剤及び吸収液加温用蒸気の供給部を備えたアンモニア放散塔と、予め求められている吸収液中のアンモニア濃度と吸収液のｐＨの関係及び吸収液中のアンモニア濃度と吸収液の温度の関係に基づき、吸収液タンクのｐＨ計から得られた吸収液のｐＨ値から、吸収液中のアンモニア濃度を推定し、また、前記吸収液のｐＨ値に基づき吸収液中のアンモニアを除去するために必要なアンモニア放散塔へ供給するアルカリ剤の量と蒸気量を共に調整する制御装置とを備えた排煙脱硫装置である。
【００１１】
【作用】
本発明の請求項１〜３記載の発明によれば、アンモニアを系内の温度を上昇させるための補助蒸気量及び液のｐＨを高めるための苛性ソーダ量の制御指令を出力する。それによって、液に溶け込んでいるアンモニアを気化させ、液中のアンモニアを低減させることができる。
排煙脱硫装置から排出されるアンモニアを低減できることにより、脱硫排水を処理する排水処理装置のユーティリティーの低減も可能となる。
このように、アンモニアが溶け込んだ吸収液の温度及びｐＨを調節することにより吸収液中のアンモニア濃度を容易にコントロールすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面とともに説明する。
図１に本実施の形態の排煙脱硫システムの系統図を示す。ボイラ等の排ガスは煙道により入口ダクト１から吸収塔２内に導かれる。一方、吸収塔２の下部に設けられた吸収液タンク３内の石灰石等の吸収剤スラリを含む吸収液が吸収塔循環ポンプ５の動力によりスプレ配管６内を通り、吸収塔２内のスプレノズルから噴霧され、吸収剤と排ガスとの気液接触により排ガス中に含まれている硫黄酸化物が除去され、浄化された排ガスは出口ダクト７を経て煙突から排出される。
【００１３】
吸収塔２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をスラリ化した石灰石スラリが新たに補給されるが、その補給量は吸収液ｐＨにより制御されている。
【００１４】
また、排ガス中の硫黄酸化物を吸収した吸収液は吸収液タンク３内に落下するが、排ガス中の硫黄酸化物を吸収して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吸収液タンク３内に吸収液には酸化空気ブロワ９により酸化用空気が供給される。こうして吸収液タンク３内には硫黄酸化物を除去して生成された石膏スラリと石灰石スラリが蓄えられる。
【００１５】
吸収液タンク３内の吸収液の一部は、吸収液抜き出し流路に設けた吸収塔ブリードポンプ１１により石膏回収系８を経てアンモニア放散塔１０に供給される。アンモニア放散塔１０には蒸気の供給設備及び苛性ソーダの供給設備１２が設けられている。また、アンモニア放散塔１０には、液の温度を計測する温度計１３と液のｐＨを測定するｐＨ計１４も設置されている。
【００１６】
次に本実施の形態の吸収液中に溶け込んだアンモニア濃度コントロールについて説明する。
脱硫装置内の吸収液中のアンモニア濃度は、図４の相関図に示す通り、吸収液中のｐＨにより推定することができる。また図５に示すように、吸収液中に溶け込んだアンモニア濃度は吸収液の温度にも依存するので、吸収液中に溶け込んだアンモニアを除去するのは液のｐＨ及び温度を変化させることで可能である。
【００１７】
図２にはアンモニア放散塔１０に供給する液のｐＨ制御系統図を示す。
排煙脱硫装置内の吸収液から除去するアンモニアの量は、排煙脱硫装置内の吸収液で保有しているアンモニア濃度により決定される。
【００１８】
図４の相関図に示すように、吸収液タンク３内の吸収液中のアンモニア濃度は吸収液ｐＨにより把握することができるため、アンモニア放散塔１０へ供給される吸収液のｐＨ制御方法は、吸収液タンク３からの吸収液流出流路１８に設けられるｐＨ計１５により測定される吸収液ｐＨ信号から関数発生器１６によりアンモニア放散塔１０へ供給する吸収液のｐＨ設定値を決定し、アンモニア放散塔１０のｐＨ計１４による計測信号であるアンモニア放散塔ｐＨ信号からｐＨ調節計１７によりｐＨを上昇させる苛性ソーダ量を演算し、苛性ソーダの供給設備１２の調節弁１９によりアンモニア放散塔１０へ所定量の苛性ソーダを供給する。
【００１９】
図３は、アンモニア放散塔１０の液温度制御系統図を示す。
アンモニア放散塔１０の液の温度を上昇させるのは、最終段のアンモニア除去工程であり、図２に示すｐＨ制御系統で除去できなかったアンモニア放散塔１０内のアンモニアを除去するものである。従って、その制御方法は、アンモニア放散塔１０のｐＨ計１４による求められるｐＨ信号から関数発生器２０にてアンモニア放散塔１０からアンモニアを放散するために必要なアンモニア放散塔１０内の温度設定値を演算し、アンモニア放散塔１０の温度計１３による計測信号であるアンモニア放散塔１０内の液の温度信号から温度調節計２１により温度上昇させるために必要な蒸気量を演算し、調節弁２２によりアンモニア放散塔１０に供給する補助蒸気量を調節する。
【００２０】
このように、アンモニア放散塔１０へ供給する苛性ソーダ量と蒸気量を共に調整することで、常に適切な量の苛性ソーダ量と蒸気量をアンモニア放散塔１０に供給でき、しかも吸収液中に溶け込んだアンモニア濃度をコントロールすることができる。
【００２１】
図７に図１の排煙脱硫システムの吸収液中のアンモニア濃度制御のフローの一例を示す。
予め求められている吸収塔タンク３内の吸収液中のアンモニア濃度と吸収液のｐＨの関係（図４）に基づき、吸収塔タンク３内の吸収液中のアンモニア濃度を吸収液のｐＨの測定値から推定し、吸収塔タンク３内の吸収液のｐＨが所定値より高いとアンモニア放散塔１０の吸収液ｐＨを所定値に下げるように苛性ソーダの補給は止めておく。また吸収塔タンク３内の吸収液のｐＨが所定値より低いとアンモニア放散塔１０の吸収液ｐＨを所定値に上げるように苛性ソーダをアンモニア放散塔１０へ供給する。
【００２２】
吸収塔タンク３内の吸収液のｐＨとアンモニア放散塔１０の吸収液ｐＨの関係は予め求めておくことで、吸収塔タンク３内の吸収液のｐＨの測定値からアンモニア放散塔１０のｐＨの所定値およびアンモニア放散塔１０へ供給する苛性ソーダの量を決めることができる。
【００２３】
次いで予め求められるアンモニア放散１０内のｐＨとアンモニア放散塔１０内の吸収液の温度の関係から、アンモニア放散塔１０内の吸収液のｐＨが所定値より高いとアンモニア放散塔１０への補助蒸気の供給を停止することで吸収液温度を低くする。またアンモニア放散塔１０内の吸収液のｐＨが所定値より低いとアンモニア放散塔１０へ蒸気を供給して温度を上げる。
【００２４】
こうして、アンモニア放散塔１０内の吸収液のｐＨが所定の値になるようにアンモニア放散塔１０への苛性ソーダと補助蒸気の供給量を制御することで図５および図６に示す関係から、アンモニア放散塔１０内の液中のアンモニア濃度を所定値以下に低減することができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、吸収液中のアンモニア濃度を低減させることができるのでアンモニ規定値を満足した排煙脱硫装置の運転ができるだけでなく、脱硫排水を処理する排水処理装置の設備の縮小及びユーティリティー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排煙脱硫システムの系統図である。
【図２】図１の排煙脱硫システムのアンモニア放散塔内の吸収液のｐＨ制御系統図である。
【図３】図１の排煙脱硫システムのアンモニア放散塔の吸収液温度制御系統図である。
【図４】図１の排煙脱硫システムの吸収塔内の吸収液ｐＨと液中アンモニア濃度の相関図である。
【図５】図１の排煙脱硫システムのアンモニア放散塔内の吸収液温度と液中アンモニア濃度の相関図である。
【図６】図１の排煙脱硫システムのアンモニア放散塔の吸収液のｐＨと液中アンモニアの相関図である。
【図７】図１の排煙脱硫システムの吸収液中のアンモニア濃度制御のフロー図である。
【図８】従来の排煙脱硫システムの系統図である。
【符号の説明】
１　入口ダクト　　　　　　　　２　吸収塔
３　吸収液タンク　　　　　　　５　吸収塔循環ポンプ
６　スプレ配管　　　　　　　　７　出口ダクト
８　石膏回収系　　　　　　　　９　酸化空気ブロワ
１０　アンモニア放散塔　　　　１１　吸収塔ブリードポンプ
１２　苛性ソーダの供給設備　　１３　温度計
１４、１５　ｐＨ計　　　　　　１６、２０　関数発生器
１７　ｐＨ調節計　　　　　　　１９、２２　調節弁
２１　温度調節計　　　　　　　２５　排水処理系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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