(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収塔に供給される石灰石スラリーの流量を計測する流量計からの石灰石スラリー流量と、石灰石スラリーを供給しているスラリー供給装置において既に分っている石灰石スラリー濃度と、吸収塔の排ガス入口に設けた入口ＳＯｘ計からの入口ＳＯｘ濃度と、流量計からの排ガス流量と、吸収塔の排ガス出口に設けた出口ＳＯｘ計からの出口ＳＯｘ濃度とを入力する活性低下判断回路を設け、該活性低下判断回路は、石灰石スラリー流量と石灰石スラリー濃度から石灰石供給量を求めると共に、吸収塔の入口ＳＯｘ濃度と出口ＳＯｘ濃度と排ガス流量から吸収ＳＯｘ量を求め、前記石灰石供給量を吸収ＳＯｘ量で割算することにより石灰石過剰率を常時計算して求め、石灰石過剰率が上限設定値を設定時間連続して越えた時を吸収剤の活性低下として検出し、吸収剤の活性低下が検出された時は、吸収塔の吸収液のナトリウム濃度が設定濃度になるまで中和剤を注入することにより吸収剤の活性低下を解消し、その後再び吸収剤の活性低下が検出された場合には設定量の中和剤を注入することを特徴とする排煙脱硫装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石灰石・石膏法で灰混合方式の排煙脱硫装置の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、吸収剤として石灰石を用いて、排ガスの脱硫を行う排煙脱硫装置には、排煙脱硫装置の上流側に、水噴射によって排ガス中の煤塵を除去するようにした灰分離装置を備えていない、所謂灰混合式の排煙脱硫装置がある。尚、吸収剤としては、消石灰、生石灰、炭酸カルシウムＣａＣＯ3等を用いることも考えられるが、最も一般的に用いられている石灰石について説明する。
【０００３】
この様な灰混合方式で吸収塔一塔方式の排煙脱硫装置は、一般に図４に示されるように、下部に吸収液１の液溜部１ａが形成され且つ上部に多数のスプレーノズル２が配設された吸収塔３と、該吸収塔３の液溜部１ａの吸収液１を汲み上げ前記スプレーノズル２から噴霧させて循環させる循環ポンプ４と、前記吸収塔３の液溜部１ａに酸化用の空気を供給する酸化空気ブロワ５とを備えてなる構成を有している。
【０００４】
更に、前記吸収塔３には、石灰石をスラリー状にした石灰石スラリー６が、石灰石スラリー調節弁７を介して供給されるようになっている。また、前記吸収液１のｐＨ（ペーハー）がｐＨ計８により検出され、該ｐＨ計８にて検出されたｐＨ値９が、設定されたｐＨ設定値１０（例えばｐＨ値５．０）になるように前記石灰石スラリー調節弁７の弁開度を制御するようにした制御器１１が備えられている。更に、前記石灰石スラリー調節弁７の上流に設けた流量計１２により検出した石灰石スラリー流量１３が前記制御器１１に入力されており、吸収塔３に供給される石灰石スラリー６の流量が下限設定値１４以下には低下しないよう制御されるようになっている。
【０００５】
前述の如き排煙脱硫装置の場合、吸収液１が循環ポンプ４の作動によりスプレーノズル２から噴霧されつつ循環しており、図示していない石炭焚ボイラ等から吸収塔３に送り込まれた灰が混合された排ガスは、前記スプレーノズル２から噴霧される吸収液１と接触することにより、ＳＯｘ（硫黄酸化物）が吸収除去されると共に灰が除去された後、外部へ排出される。
【０００６】
一方、前記排ガスからＳＯｘを吸収した吸収液１の一部は、吸収塔３の液溜部１ａの底部から石膏スラリーとして回収され、該石膏スラリーから水分が除去され石膏が生成されるようになっている。
【０００７】
ところで、前記吸収塔３内における吸収液１のｐＨが一定に保持され、排ガス中の硫黄分と吸収剤中のカルシウムとが正常に一対一で反応している限りは、未反応な吸収剤はほとんどゼロとなり、排ガスの脱硫が確実に行われるが、排ガス中の煤塵や不純物の量が多い場合、吸収剤である石灰石中のカルシウムの吸収液１への溶解が阻害される現象、いわゆる吸収剤の活性低下が発生し、この吸収剤の活性低下が発生した場合には、排ガスの脱硫が充分に行われなくなり、脱硫性能が低下する虞れがある。
【０００８】
前記吸収剤の活性低下発生には、石炭の燃焼排ガス中のフッ素、アルミ、塩素等が関係していると言われており、これらの不純物の含有量は石炭の種類によって大きく異なり、不純物が多い石炭を燃焼した場合には吸収剤の活性低下が発生し易いという問題がある。
【０００９】
一方、前記吸収剤の活性低下が生じると、吸収液１のｐＨが減少するために、図４の制御器１１は、例えばｐＨ５．０のｐＨ設定値１０を維持するために、石灰石スラリー調節弁７の開度増により石灰石スラリー６の供給量を増加するように制御する。しかし、前記したように燃焼する石炭の種類の変更によって生じる吸収剤の活性低下は、一旦発生すると石灰石スラリー６の供給量を増やしてもｐＨ値がｐＨ設定値１０まで回復しなくなってしまう。
【００１０】
このために、従来より、吸収剤の活性低下が発生した場合には、吸収塔３内における吸収液１の液溜部１ａに、苛性ソーダ等のアルカリ剤からなる中和剤１６を注入することが行われている。
【００１１】
しかし中和剤の注入を行うには、まず吸収剤の活性低下を検出する必要があるが、このため、従来においては、まず吸収塔３内における吸収液１の一部を作業員が定期的にバルブ１５を開けて抽出し、手分析を行って吸収液１中における未反応吸収剤濃度を測定して、吸収剤の活性低下を判断することにより検出していた。
【００１２】
更に、上記により吸収剤の活性低下が検出された場合には、作業員が中和剤注入弁１７を開けることにより、吸収塔３の液溜部１ａに中和剤１６を注入し、これによって吸収剤の活性低下をなくして、排ガス中の硫黄分と吸収液１との反応を促進させるようにしていた。この時、中和剤１６の注入により吸収液１のｐＨは急激に大きく上昇することになり、そのために石灰石スラリー６の供給量は急激に減少されるように制御されるが、石灰石スラリー６の供給量は所要の下限設定値１４以下には減少しないように制御される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の如く、作業員が手分析で吸収液１中における未反応吸収剤濃度を測定することによって吸収剤の活性低下を判断し、吸収剤の活性低下が検出された場合には作業員が中和剤注入弁１７を開けて中和剤１６を注入するという方法では、活性低下現象に対応するための運転操作に時間遅れが生じ、且つ総ての操作が手作業であるために作業に手間がかかると共に、中和剤の注入量の判断も難しく、よって連続監視を行うことができないという問題を有していた。
【００１４】
本発明は、斯かる実情に鑑み、吸収塔内における吸収液の未反応吸収剤濃度を作業員が手分析で測定することなく、連続的に監視して吸収剤の活性低下を検出し、吸収剤の活性低下が検出された時に中和剤の注入を自動的に行わせるようにした排煙脱硫装置の制御方法を提供しようとするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、吸収塔に供給される石灰石スラリーの流量を計測する流量計からの石灰石スラリー流量と、石灰石スラリーを供給しているスラリー供給装置において既に分っている石灰石スラリー濃度と、吸収塔の排ガス入口に設けた入口ＳＯｘ計からの入口ＳＯｘ濃度と、流量計からの排ガス流量と、吸収塔の排ガス出口に設けた出口ＳＯｘ計からの出口ＳＯｘ濃度とを入力する活性低下判断回路を設け、該活性低下判断回路は、石灰石スラリー流量と石灰石スラリー濃度から石灰石供給量を求めると共に、吸収塔の入口ＳＯｘ濃度と出口ＳＯｘ濃度と排ガス流量から吸収ＳＯｘ量を求め、前記石灰石供給量を吸収ＳＯｘ量で割算することにより石灰石過剰率を常時計算して求め、石灰石過剰率が上限設定値を設定時間連続して越えた時を吸収剤の活性低下として検出し、吸収剤の活性低下が検出された時は、吸収塔の吸収液のナトリウム濃度が設定濃度になるまで中和剤を注入することにより吸収剤の活性低下を解消し、その後再び吸収剤の活性低下が検出された場合には設定量の中和剤を注入することを特徴とする排煙脱硫装置の制御方法、に係るものである。
【００１６】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１７】
本発明の排煙脱硫装置の制御方法においては、石灰石過剰率の変化によって吸収剤の活性低下を検出し、吸収剤の活性低下が検出されると、吸収塔の吸収液中のナトリウム濃度が設定濃度になるまで中和剤を注入することによって吸収剤の活性低下を解消し、更にその後に再び吸収剤の活性低下が発生した際には設定量の中和剤を注入する操作を繰返すように制御しているので、従来のように作業員が手分析で吸収液中における未反応吸収剤濃度を測定して吸収剤の活性低下を判断するような手間がなくなり、常に連続して吸収剤の活性低下を監視できると共に、中和剤の注入も自動的に行うことができるので、排煙脱硫装置の制御を容易にすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００１９】
図１は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、図１の排煙脱硫装置では、活性低下判断回路１８と、中和剤注入制御回路１９とを備えている。
【００２０】
前記活性低下判断回路１８には、流量計１２からの石灰石スラリー流量１３が入力されていると共に、石灰石スラリー６を供給している図示しないスラリー供給装置において既に分っている石灰石スラリー濃度２０が入力されている。
【００２１】
また、前記活性低下判断回路１８には、吸収塔３の排ガス入口に設けた入口ＳＯｘ計２１からの入口ＳＯｘ濃度２２と、流量計２３からの排ガス流量２４と、吸収塔３の排ガス出口に設けた出口ＳＯｘ計２５からの出口ＳＯｘ濃度２６とが入力されている。
【００２２】
上記活性低下判断回路１８では、図２に示すように、石灰石スラリー流量１３と石灰石スラリー濃度２０から石灰石供給量を計算により求め、更に、吸収塔３の入口ＳＯｘ濃度２２と出口ＳＯｘ濃度２６と排ガス流量２４から吸収ＳＯｘ量を計算により求め、前記した石灰石供給量と吸収ＳＯｘ量から石灰石過剰率Ｐを計算により求める。石灰石過剰率Ｐは、石灰石供給量によるＣａＣＯ3供給量を、吸収ＳＯｘ量で割った値である。
【００２３】
例えば、排ガス中の硫黄分と石灰石のカルシウムとがモル比で一対一で反応すれば、石灰石過剰率Ｐは１．００であるが、通常は安定した反応を行わせるために、石灰石過剰率Ｐを図３（Ａ）に示すように１．０１〜１．０２としており（図３では１．０１の場合を示している）、吸収ＳＯｘ量に対し石灰石がモル比で１〜２％多くなるように供給している。
【００２４】
従って、ボイラにて不純物を多く含有した石炭が燃焼された場合には、図３に示すように吸収剤の活性低下によって石灰石過剰率Ｐが急上昇するようになるので、この石灰石過剰率Ｐの変化を監視することにより吸収剤の活性低下を判断することができる。
【００２５】
活性低下判断回路１８では、図２及び図３に示すように、石灰石過剰率Ｐが上限設定値Ｈ（図３（Ａ）では１．５０）を設定時間Ｔ（例えば５分）連続して越えた時に、吸収剤の活性低下と判断することによって検出するようにしている。
【００２６】
前記石灰石過剰率Ｐの上限設定値Ｈは、種々の石炭を燃焼させた時の石灰石過剰率Ｐの変動から設定するようにし、また設定時間Ｔは、吸収剤の活性低下以外の理由、例えば流量計１２，２３やＳＯｘ計２１，２５のような計器からの検出値が瞬間的に大きく変動したり、またボイラの負荷の変動によって石灰石過剰率Ｐが瞬間的に増加するようなことがあっても、これらの変動によって吸収剤の活性低下が検出されないような充分な長さに設定する。
【００２７】
中和剤注入制御回路１９は、活性低下判断回路１８で吸収剤の活性低下が検出されると、図２及び図３（Ｂ）に示すように、吸収塔３の吸収液１中のナトリウム濃度が設定濃度Ｘ（例えば３０００ｐｐｍ前後）になるまで中和剤１６を注入することにより吸収剤の活性低下を解消するようにしている。吸収剤の活性低下が生じていない安定運転時における吸収液１中のナトリウム濃度は、通常、数百ｐｐｍ（例えば５００ｐｐｍ前後）であり、このような５００ｐｐｍ前後のナトリウム濃度の吸収液１に、苛性ソーダによる中和剤１６を供給して３０００ｐｐｍ前後のナトリウム濃度とすることにより、前記吸収剤の活性低下を確実に解消することができる。
【００２８】
前記中和剤１６の注入量は、予め容量が分っている吸収塔３内の吸収液１を、５００ｐｐｍ前後のナトリウム濃度から３０００ｐｐｍ前後のナトリウム濃度に上昇させるために必要な量であり、この中和剤１６の注入量は計算にて求めることができる。
【００２９】
上記によって吸収剤の活性低下が解消されても、不純物を含有した石炭の燃焼が継続されていると、図３（Ａ）に示すように、再び吸収剤の活性低下が発生することによって石灰石過剰率Ｐが上昇するようになり、上限設定値Ｈを設定時間Ｔ連続して越えると、吸収剤の活性低下が再び検出される。
【００３０】
しかし、２回目以降の中和剤１６の注入は、図３（Ｂ）に示すように、設定量（例えば１ｍ3）のような少量を注入する。この２回目以降の中和剤１６の注入は、前記１回目の中和剤１６の注入以後、吸収液１中のナトリウム濃度がどのような値になっているかが不明であるので、例えば１ｍ3のような少量を注入するようにしている。この２回目以降の中和剤１６の注入量の設定は、実験によって好適な値としたり、或いは１回目の吸収剤の活性低下の検出から２回目の吸収剤の活性低下が検出されるまでの時間等に基づいて、任意の量を設定することができる。
【００３１】
前記２回目の吸収剤の活性低下が検出された以降の中和剤１６の注入は、ボイラで燃焼される石炭の種類が変更される等によって吸収剤の活性低下が検出されなくなるまで、設定量Ｙが繰返し注入されることになる。
【００３２】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【００３３】
活性低下判断回路１８には、図１及び図２に示すように、流量計１２からの石灰石スラリー流量１３と、石灰石スラリー濃度２０と、入口ＳＯｘ計２１からの入口ＳＯｘ濃度２２と、流量計２３からの排ガス流量２４と、出口ＳＯｘ計２５からの出口ＳＯｘ濃度２６とが常時入力されていて、石灰石過剰率Ｐが常時計算によって求められている。更に、活性低下判断回路１８では、求められた石灰石過剰率Ｐが上限設定値Ｈ（例えば１．５０）を設定時間Ｔ（例えば５分）連続して越えた時に、吸収剤の活性低下と判断して検出し、活性低下判断回路１８で検出された吸収剤の活性低下の信号は中和剤注入制御回路１９に入力される。
【００３４】
中和剤注入制御回路１９は、前記吸収剤の活性低下の信号が入力されると、図２及び図３に示すように、吸収塔３の吸収液１中のナトリウム濃度が設定濃度Ｘ（例えば３０００ｐｐｍ前後）になるまで中和剤１６を注入するように中和剤注入弁１７を開ける制御を行う。これによって吸収剤の活性低下が解消される。
【００３５】
このようにして吸収剤の活性低下が解消された後も、不純物を含有する石炭の燃焼が継続されることによって、再び吸収剤の活性低下が発生して石灰石過剰率Ｐが上昇することになり、この石灰石過剰率Ｐが上限設定値Ｈを設定時間Ｔ連続して越えた場合には、再び吸収剤の活性低下が検出される。
【００３６】
２回目の吸収剤の活性低下が検出された後は、中和剤注入制御回路１９は中和剤１６の注入が設定量Ｙ（例えば１ｍ3）になるように中和剤注入弁１７を制御する。このように、不純物を含有する石炭が燃焼されている限りは吸収剤の活性低下が繰返し発生し、よって設定量Ｙの中和剤１６の注入が繰返し行われることになり、ボイラで燃焼される石炭の炭種が変更されること等によって吸収剤の活性低下が検出されなくなると、上記中和剤１６の注入は行われなくなる。従って、吸収剤の活性低下が自動的に解消されることになる。
【００３７】
上記したように、石灰石過剰率Ｐの変化によって吸収剤の活性低下を検出し、吸収剤の活性低下が検出されると、吸収塔３の吸収液１中のナトリウム濃度が設定濃度Ｘになるまで中和剤１６を注入するように中和剤注入弁１７が制御されることによって吸収剤の活性低下が解消され、更にその後に再び吸収剤の活性低下が発生した際には設定量Ｙの中和剤１６を注入する操作を繰返すように制御しているので、従来のように作業員が手分析で吸収液１中における未反応吸収剤濃度を測定して吸収剤の活性低下を判断するような手間がなくなり、常に連続して吸収剤の活性低下を監視できると共に、中和剤１６の注入も自動的に行うことができるので、排煙脱硫装置の制御を容易にすることができる。
【００３８】
尚、本発明の排煙脱硫装置の制御方法は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３９】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の排煙脱硫装置の制御方法によれば、吸収塔に供給される石灰石スラリーの流量を計測する流量計からの石灰石スラリー流量と、石灰石スラリーを供給しているスラリー供給装置において既に分っている石灰石スラリー濃度と、吸収塔の排ガス入口に設けた入口ＳＯｘ計からの入口ＳＯｘ濃度と、流量計からの排ガス流量と、吸収塔の排ガス出口に設けた出口ＳＯｘ計からの出口ＳＯｘ濃度とを入力する活性低下判断回路を設け、該活性低下判断回路は、石灰石スラリー流量と石灰石スラリー濃度から石灰石供給量を求めると共に、吸収塔の入口ＳＯｘ濃度と出口ＳＯｘ濃度と排ガス流量から吸収ＳＯｘ量を求め、前記石灰石供給量を吸収ＳＯｘ量で割算することにより石灰石過剰率を常時計算して求め、石灰石過剰率が上限設定値を設定時間連続して越えた時を吸収剤の活性低下として検出し、吸収剤の活性低下が検出された時は、吸収塔の吸収液中のナトリウム濃度が設定濃度になるまで中和剤を注入することによって吸収剤の活性低下を解消し、更にその後に再び吸収剤の活性低下が発生した際には設定量の中和剤を注入する操作を繰返すように制御しているので、従来のように作業員が手分析で吸収液中における未反応吸収剤濃度を測定して吸収剤の活性低下を判断するような手間がなくなり、常に連続して吸収剤の活性低下を監視できると共に、中和剤の注入も自動的に行うことができるので、排煙脱硫装置の制御を容易にすることができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例の全体概要構成図である。
【図２】本発明を実施する形態の一例における制御手順を示すブロック図である。
【図３】（Ａ）は吸収剤の活性低下による石灰石過剰率の変動を示す線図、（Ｂ）は中和剤注入量を示す線図である。
【図４】従来例の全体概要構成図である。
【符号の説明】
１          吸収液
３          吸収塔
６ 石灰石スラリー
１２ 流量計
１３          石灰石スラリー流量
１６          中和剤
１８ 活性低下判断回路
１９ 中和剤注入制御回路
２０          石灰石スラリー濃度
２１ 入口ＳＯｘ計
２２          入口ＳＯｘ濃度
２３ 流量計
２４          排ガス流量
２５ 出口ＳＯｘ計
２６          出口ＳＯｘ濃度
Ｈ          上限設定値
Ｐ          石灰石過剰率
Ｔ          設定時間
Ｘ          設定濃度
Ｙ          設定量
【図１】
0003757585.tif 000002
【図２】
0003757585.tif 000003
【図３】
0003757585.tif 000004
【図４】
0003757585.tif 000005