JPH0352097Y2

JPH0352097Y2 -

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Publication number: JPH0352097Y2
Application number: JP7185386U
Authority: JP
Priority date: 1986-05-15
Filing date: 1986-05-15
Publication date: 1991-11-11
Also published as: JPS62183528U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は湿式排煙脱硫装置に係り、特に負荷変
動に対応して吸収液スラリを供給することができ
る湿式排煙脱硫装置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、発電需要が増大するにつれて、化石燃料
を主燃料とするボイラも大型化し、発電用ボイラ
が大気汚染に与える影響度も増加しつつある。

この大気汚染を拡大する公害物質のうち、多大
な比率をしめるSOxの排出規制は年々きびしくな
る傾向にある。この状勢下で第二次石油シヨツク
以来、石油を主燃料としてきた我が国の発電業界
は、より安価で、かつ十分な供給源をもつ石炭燃
料へと燃料転換しつつある。

ところが、ボイラが大型化する一方、発電コス
トを低下する目的で、発電需要に応じて頻繁な負
荷変動を行なうために、一日単位でボイラの起
動、停止運転を行なう毎日起動停止（Daily
Start Stop以下単にDSSという）運転や、周末起
動停止（Weekly Start Stop以下単にWSSとい
う）運転が繰り返されている。

それは最近の電力需要の特徴として、原子力発
電の伸びと共に、電力負荷の最大、最小差も増大
し、火力発電用ボイラをベースロード用から負荷
調整用へと移行する傾向にあり、この火力発電用
ボイラを負荷に応じて圧力を変化させて変圧運転
を行なう、いわゆる全負荷では超臨界圧域、部分
負荷では亜臨界圧域で運転する変圧運転ボイラと
することによつて、部分負荷での発電効率を数％
向上させることができるからである。

ところが、この様に一日単位で頻繁にDSS運転
や周単位でWSS運転を行なうために、この負荷
変動によつて排ガス量が変動し、石炭の炭種によ
つても可溶性酸性ガス量やフライアツシユ量が異
るために、例えば1/4、1/2、3/4負荷などの部分
負荷時には目標SOx値以下することができない。

例えば、火力発電所等に設置される湿式排煙脱
硫装置は、炭酸カルシユム（CaCo₃）、水酸化カ
ルシウム〔Ca（OH₂）〕または酸化カルシウム
（CaO）などを吸収液としたスラリからなる吸収
液スラリを用い、ボイラ等の排ガス中の硫黄酸化
物（SOx）を吸収し、得られた亜硫酸カルシウム
を酸化して、硫酸カルシウム、すなわち石膏とし
て回収する方法も最も一般的である。

この石灰石または石灰を用いる従来の湿式排煙
脱硫装置の概略構成図を第５図に示す。

第５図において、図示していないボイラ等から
の排ガスは煙道１により除じん塔２に導入され、
除じん塔２においては、除じん塔循環タンク３、
除じん塔循環ポンプ４により供給される吸収液ス
ラリとの気液接触により、排ガス中に含有される
ダストが除去されるとともに、SOxの一部が吸収
されて除去される。なお、吸収塔５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５においては、吸収塔循環タンク７、吸
収塔循環ポンプ８、吸収液スラリ循環配管９から
供給された吸収液スラリと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１０で同伴ミストが除去され、煙道１１より
処理ガスとして排出される。

吸収塔５の吸収塔循環タンク７には排ガス中の
SOxを吸収するに必要な吸収液スラリ１２が吸収
液スラリタンク１３、ポンプ１４、吸収液スラリ
流量調整弁１５を経て吸収液スラリ供給配管１６
から供給される。

この吸収塔循環タンク７内のSOxを吸収し生成
した亜硫酸カルシウムを含有する吸収液スラリの
一部は吸収塔ブリードポンプ１７により抜き出さ
れ、図示していい酸化塔において石膏となつて回
収される。

〔考案が解決しようとする問題点〕

この様に従来の湿式排煙脱硫装置においては、
吸収塔循環タンク７から吸収塔５へ吸収液スラリ
循環配管９と吸収塔循環ポンプ８で供給される吸
収液スラリ循環流量は負荷及び負荷変化率の大小
にかかわらず一定量供給されて運転されるため全
負荷時においては所定の脱硫性能を確保できるよ
う運転されている。

この様に負荷にかかわらず一定量の吸収液スラ
リ循環流量を供給して運転されるため、低負荷時
には必要以上に脱硫性能が向上し、吸収塔循環ポ
ンプ８の動力費も必要以上に消費されることにな
り、ユーテイリテイコストが高くなる欠点があ
る。

本考案はかかる従来技術の欠点を解消しようと
するもので、その目的とするところは、ボイラ等
の負荷変動に対する吸収液スラリ循環流量の追従
性をよくし、ユーテイリテイを低減できる湿式排
煙脱硫装置を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は前述の目的を達成するために、吸収塔
循環タンクから吸収塔へ吸収液スラリ循環分岐配
管を設け、吸収液スラリ循環分岐配管に台数制御
用循環ポンプと回転数制御用循環ポンプを配置し
たものである。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面を用いて説明す
る。第１図は本考案の実施例に係る湿式排煙脱硫
装置の概略構成図、第２図は第１図の吸収液スラ
リ循環流量の制御系統図、第３図は第１図の吸収
液スラリ流量の制御系統図、第４図は循環ポンプ
運転台数と吸収液スラリ循環流量デマンドとの関
係を示す特性曲線図である。

第１図から第３図において符号１から１７は従
来のものと同一のものを示す。

１８は吸収塔循環タンク７と吸収塔５を接続す
る吸収液スラリ循環分岐配管、１９，２０は吸収
液スラリ循環分岐配管１８に配置した台数制御用
循環ポンプと回転数制御用循環ポンプ、２１は入
口SO₂濃度検出器、２２は出口SO₂濃度検出器、
２３は排ガス流量検出器、２４はPH検出器、２５
は吸収液スラリ循環流量検出器、２６は吸収液ス
ラリ流量検出器、２７は脱硫率設定検出器であ
る。

この様な構造において、吸収塔循環タンク７か
ら吸収塔５へ吸収液スラリ循環分岐配管１８を設
け、この吸収液スラリ循環分岐配管１８に台数制
御用循環ポンプ１９と回転数制御用循環ポンプ２
０を配置することによつて、吸収液スラリ循環分
岐配管１８からのスラリ循環流量の流量制御がで
き、循環ポンプに台数制御用循環ポンプ１９と回
転数制御用循環ポンプ２０を組合わせることによ
つて、きめの細かいスラリ循環流量の制御が可能
となる。

それによつて、脱硫率は目標脱硫率の近傍に維
持できるので、特に低負荷時における循環ポンプ
１９，２０の動力費を低減できる。

第２図、第３図に吸収液スラリ循環流量と、吸
収液スラリ流量の制御系統図を示す。

第２図および第３図において、符号１５から２
６は第１図のものと同一のものを示す。

２７は脱硫率設定検出器、２８は入口SO₂濃度
検出信号、２９は出口SO₂濃度検出信号、３０は
引算器、３１はSO₂濃度偏差信号、３２は割算
器、３３は脱硫率検出信号、３４は脱硫率設定信
号、３５は引算器、３６は脱硫率偏差信号、３７
は調節計、３８は吸収液スラリ循環流量補正信
号、３９は排ガス流量検出信号、４０はPH検出信
号、４１は流量演算器、４２は循環流量信号、４
３は加算器、４４は循環流量設定信号、４５は循
環流量検出信号、４６は引算器、４７は循環流量
偏差信号、４８は調節計、４９は回転数制御用循
環ポンプ２０の制御信号、５０は関数発生器、５
１は台数制御用循環ポンプ１９の制御信号、５２
は乗算器、５３はSO₂量検出信号、５４は係数
器、５５は吸収液スラリ流量設定信号、５６は引
算器、５７は吸収液スラリ流量検出信号、５８は
吸収液スラリ流量偏差信号、５９は調節計、６０
は吸収液スラリ流量調整弁１５の制御信号であ
る。

第２図は吸収液スラリ循環流量の制御系統を示
したものであり、入口SO₂濃度検出器２１からの
入口SO₂濃度検出信号２８と出口SO₂濃度検出器
２２からの出口SO₂濃度検出信号２９より、引算
器３０でSO₂濃度偏差信号３１を求める割算器３
２で入口SO₂濃度検出信号２８とSO₂濃度偏差信
号３１から脱硫率検出信号３３を求めて引算器３
５に入力する。一方、脱硫率設定検出器２７から
の脱硫率設定信号３４との偏差を引算器３５で脱
硫率偏差信号３６として求めて調節計３７で処理
し、吸収液循環流量補正信号３８として加算器４
３に入力する。他方、入口SO₂濃度検出信号２
８、脱硫率設定信号３４、排ガス流量検出器２３
からの排ガス流量検出信号３９、PH検出器２４か
らのPH検出信号４０により流量演算器４１におい
て循環流量信号４２を求めこの循環流量信号４２
に吸収液循環流量補正信号３８を加算器４３で加
算する。加算器４３からの循環流量設定信号４４
と吸収液循環流量検出器２５からのスラリ循環流
量検出信号４５との偏差を引算器４６で循環流量
偏差信号４７として求め、調節計４８で回転数制
御用循環ポンプ２０の制御信号４９として処理
し、回転数制御用循環ポンプ２０の回転数制御に
よりスラリ循環流量の微調整を行なう。

流量演算器４２からの循環流量信号４２に対応
して、関数発生器５０で必要ポンプ台数を決定
し、台数制御用循環ポンプ１９の制御信号５１に
よつて台数制御用循環ポンプ１９を起動または停
止する。

流量演算器４２では例えば下記の演算をする。

脱硫率ηと入口SO₂濃度x_sp2、PHxPH、排ガス
流量ｘＧ、スラリ循環流量x_Lの間には次式の関係
がある。すなわち、η＝ｆ（x_sp2、xPH、x_G、x_L）そこで、上式から、必要脱硫率をη₀とすると、 x_L＝ｇ（x_SO2xPH、x_G、η₀）上式よりスラリ循環流量が計算できる。

次に関数発生器５０は、第４図に示したよう
に、流量デマンドに対して実線Ａで示すように循
環ポンプ１９の運転台数を設定する。ここでQ₁
〜Q₄はそれぞれ台数制御循環ポンプ１９の３台
と、回転数制御用循環ポンプ２０の１台の合計４
台のポンプ運転によつて得られるスラリ循環流量
を示している。第４図の斜線Ｂで示した部分は回
転数制御用循環ポンプ２０の回転数制御によつて
補なわれる吸収液スラリ循環流量を示しており、
この例では、ポンプ４台のうち、３台を台数制
御、１台は回転数制御としたものである。

なお、このように回転数制御用循環ポンプ２０
を１台にした理由は、回転数制御は流体継手など
の付属設備が高価であること、回転数制御では、
低流量時にポンプ吐出圧力が低下するため、スプ
レ背圧の低下により、スプレ噴霧液滴が大粒径化
して、液滴全体の表面積が減少して脱硫性能が低
下するため、ポンプの動力節減効果が減少するこ
と等の理由によるものである。

第３図は吸収液スラリ流量の制御系統を示した
ものであり、入口SO₂濃度検出信号２８と排ガス
流量検出器２３からの排ガス流量検出信号３９を
乗算器５２で乗算して、総SO₂量検出信号５３を
算出し、係数器５４で一定の比率を掛けて吸収液
スラリ流量設定信号５５を引算器５６に入力す
る。一方、吸収液スラリ流量検出器２６からの吸
収液スラリ流量検出信号５７と吸収液スラリ流量
設定信号５５は引算器５６で比較して吸収液スラ
リ流量偏差信号５８を求め、この信号５８を調節
計５９で処理して吸収液スラリ流量調整弁１５を
開閉する制御信号６０によつて吸収液スラリ供給
配管１６の吸収液スラリ流量を調整する。

この制御は、吸収液過剰率一定制御であり、低
負荷時には高いPH、高負荷時には低いPHとなる。

また、吸収液スラリ流量制御として、吸収液過
剰率一定制御を選んだ理由は、PHをなるべく高い
値として、循環ポンプ１９，２０の動力消費量を
低減するためであり、一般的には、スラリの消費
コストに比べて循環ポンプ１９，２０の動力消費
量のコストの方が高いことによるものである。

本考案の実施例によれば、あらゆる運転状態に
おいて、脱硫率を目標脱硫率の近傍に維持できる
ので、負荷応答性の改善、大巾で高負荷変化率の
運転時においても所定の脱硫率を確保でき、特に
低負荷時の循環ポンプの動力消費量を低減でき
る。

また、本実施例では、回転数制御用循環ポンプ
２０の吸収液スラリ循環分岐配管１８を吸収塔５
の最上段のスプレに連結されているため、低流量
時のスプレ背圧低下時にも、脱硫性能の低下は小
さく、回転数制御用循環ポンプ２０の動力費用を
少なくする利点がある。

〔考案の効果〕

本考案によれば負荷変動に対する吸収液スラリ
循環流量の追従性がよくなり、DSS運転やWSS
運転時であつても循環ポンプ消費動力費が低減で
き、ユーテイリテイを低減できる湿式排煙脱硫装
置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る湿式排煙脱硫装
置の概略構成図、第２図は第１図の吸収液スラリ
循環流量の制御系統図、第３図は第１図の吸収液
スラリ流量の制御系統図、第４図は循環ポンプの
運転台数と吸収液スラリ循環流量デマンドとの関
係を示す特性曲線図、第５図は従来の湿式排煙脱
硫装置の概略構成図である。５……吸収塔、７……吸収塔循環タンク、８…
…吸収塔循環ポンプ、９……吸収液スラリ循環配
管、１８……吸収液スラリ循環分岐配管、１９…
…台数制御用循環ポンプ、２０……回転数制御用
循環ポンプ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

排ガス中の硫黄酸化物を吸収液スラリで吸収す
る吸収塔と、この吸収液スラリを貯蔵する吸収塔
循環タンクを備え、吸収塔循環タンクから吸収塔
へ吸収液スラリ循環配管と吸収塔循環ポンプによ
つて吸収液スラリを供給するものにおいて、前記
吸収塔循環タンクから吸収塔へ吸収液スラリ循環
分岐配管を設け、吸収液スラリ循環分岐配管に台
数制御用循環ポンプと回転数制御用循環ポンプを
配置したことを特徴とする湿式排煙脱硫装置。