JPH0480156B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、パルプ生産工程における回収ボイラ
の操業管理に利用される装置に係わり、特に前記
回収ボイラから排出される燃焼排ガス内のSO₂濃
度を低減する手段の改良に関する。

〔従来の技術〕

一般に、パルプ生産工程においては、チツプ蒸
解工程より廃液として生じる黒液を燃焼し、発電
等に用いる蒸気を発生させると共にチツプ蒸解用
薬剤原料を回収する回収ボイラが使用されてい
る。この回収ボイラにおいては、黒液噴射機構に
より前記黒液が炉内へ噴射されると、この黒液が
浮遊乾燥して炉底部にチヤーベツドを形成し、こ
のチヤーベツドが燃焼することにより蒸気を発生
させ、かつその際の還元反応によつて薬剤原料を
回収するものとなつている。

ところで、回収ボイラに噴射される黒液には硫
化物が含まれている。このため、燃焼すると排ガ
ス内にSO₂が含まれるおそれがある。このSO₂は
公害物質であり、規制値以下に抑制して外部へ排
出しなければならない。そこで、従来は回収ボイ
ラ内に投入される燃焼用空気量を調整して燃焼状
態を変化させることによりSO₂濃度を制御するも
のとなつていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、前記回収ボイラにおいては、ナトリ
ウム分の回収効率を高めるために、燃焼排ガス中
に含まれている芒硝（Na₂SO₄）を回収し、この
芒硝を黒液に混入した後、再びボイラ内に噴射さ
せて燃焼させるものとなつているが、上記芒硝の
回収量すなわち黒液への混入量は種々の要因によ
つて変動しやすい。この芒硝の混入量の変動は直
ちに燃焼排ガス中のSO₂濃度に影響を与える。し
たがつて、前述したように燃焼用空気量を調節し
ただけでは、SO₂濃度を十分に制御することはで
きなかつた。

そこで本発明は、回収ボイラから排出される燃
焼排ガス中に含まれるSO₂濃度を高精度に制御で
き、SO₂濃度が上昇した場合には速やかに抑制す
ることが可能な回収ボイラのSO₂濃度低減装置を
提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記問題点を解決し目的を達成する
ために、回収ボイラ内に噴射される黒液の温度を
検出し、この検出された黒液温度が所定の噴射黒
液温度となるように調節すると共に、前記回収ボ
イラの燃焼排ガス内のSO₂濃度を検知し、この検
知されたSO₂濃度に応じて前記噴射黒液温度を制
御するようにしたものである。

〔作用〕

本発明は、このような手段を講じたことによ
り、SO₂濃度の変動に応じて黒液温度が変化し、
SO₂濃度の変動が抑制される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を説明するにあたり、先
ず、この発明の原理について説明する。回収ボイ
ラにおける種々の特性調査によつて次に示す原理
が判明している。すなわち、燃料となる噴射黒液
温度を上昇させると過渡的には第２図に示す如く
燃焼排ガス中のSO₂濃度が減少する。また、長期
的には第４図に示す如く燃焼排ガス中のSO₂濃度
が最小となる噴射黒液温度が存在する。

本発明は以上の原理に基いてなされたものであ
り、以下、本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の第１の実施例の構成を示す系
統図である。同図において１０は回収ボイラであ
つて、このボイラ１０内には噴射黒液１１が噴射
ガン１２により投入される。この投入された噴射
黒液１１は、回収ボイラ１０内にて浮遊乾燥し、
炉底部に着床してチヤーベツド１３を形成する。
そして、チヤーベツド１３上の高温雰囲気によつ
て還元反応が行なわれ、噴射黒液１１中の芒硝は
硫化ナトリウム（Na₂Ｓ）となつて回収され、パ
ルプ蒸解用薬剤として再利用される。

また、チヤーベツド１３の高温雰囲気によつて
燃焼された黒液の燃焼ガスは、図中矢印Ａで示す
如く上昇し、ボイラ１０内の種々の熱交換器１４
と熱交換して冷却された後、ボイラ１０外へ排出
される。そして、上記燃焼ガスはガス中の塵埃が
電気集塵器１５によつて集塵された後、煙突１６
から燃焼排ガスとして大気中に放出されるものと
なつている。

一方、第１図において１７はSO₂濃度検出器で
あつて、上記燃焼排ガス中のSO₂濃度を検出し、
このSO₂濃度に応じた電気信号をSO₂濃度信号Ｓ
１として不完全微分器１８に出力するものとなつ
ている。この不完全微分器１８は、SO₂濃度信号
Ｓ１を不完全微分して不完全微分信号Ｓ２をリミ
ツタ１９に発信するものであり、すなわち、SO₂
濃度が上昇時には正の不完全微分信号を発信し、
SO₂濃度が下降時には負の不完全微分信号を発信
する。上記リミツタ１９は、上記不完全微分信号
Ｓ２が負の信号である場合にはカツトし、正の信
号で上限値以下である場合には入力レベルに比例
した出力を発信し、上限値を越えた場合には入力
レベルによらずに一定した出力を発信して、黒液
温度補正信号Ｓ３として加算器２０の一方の入力
端に供給するものであり、上記加算器２０の他方
の入力端には、噴射黒液温度設定器２１にて設定
された黒液温度設定値に応じて黒液温度設定信号
Ｓ４が供給される。そして、加算器２０におい
て、黒液温度設定信号Ｓ４に黒液温度補償信号Ｓ
３を加算することにより黒液温度設定値が補償さ
れ、黒液目標温度Ｔ１として黒液温度調節計２２
に出力されるものとなつている。

また、噴射ガン１２に噴射黒液１１を供給する
噴射黒液供給ライン２３には上記噴射黒液１１の
温度を検出する黒液温度検出器２４が設けられて
おり、この黒液温度検出器２４にて検出された噴
射黒液温度Ｔ２は、前記黒液温度調節計２２に入
力される。そして、この黒液温度調節計２２にお
いて、噴射黒液温度Ｔ２が黒液目標温度Ｔ１に一
致するように、チツプ蒸解工程より排出される黒
液２５を加熱する黒液ヒータ２６の加熱量をフイ
ードバツク制御するものとなつている。

このように構成された本装置においては、燃焼
排ガス中のSO₂濃度がSO₂濃度検出器１７によつ
て常時検出されており、このSO₂濃度が下降する
と不完全微分演算器１８から負の不完全微分信号
Ｓ２が出力される。しかるに、この負の不完全微
分信号Ｓ２はリミツタ１９によつてカツトされる
ので、黒液温度補償信号Ｓ３は発信せず、噴射黒
液温度Ｔ２は変化しない。

一方、燃焼排ガス中のSO₂濃度が上昇すると、
不完全微分演算器１８から正の不完全微分信号Ｓ
２が出力される。そうすると、この不完全微分信
号Ｓ２に応じてリミツタ１９から噴射黒液温度Ｔ
２を高めるような黒液温度補償信号Ｓ３が出力さ
れ、加算器２０にて噴射黒液温度設定信号Ｓ４に
加算されて黒液目標温度Ｔ１が演算される。そし
て、黒液温度調節計２２によつて噴射黒液温度Ｔ
２が黒液目標温度Ｔ１となるように黒液ヒータ２
６の加熱量が操作され、フイードバツク制御され
る。なお、噴射黒液温度Ｔ２は黒液２５の沸点よ
りも僅かに低い温度に保たれており、噴射黒液温
度Ｔ２が沸点以上となつてはならないので、リミ
ツタ１９によつて黒液温度補償量には上限が設け
られており、過大な補償が行なわれないようにな
つている。

ところで、噴射黒液温度Ｔ２と燃焼排ガス中の
SO₂濃度との間には、第２図に示す如く過渡的に
は噴射黒液温度Ｔ２を上昇させるとSO₂濃度が減
少する傾向がある。

したがつて、本実施例によれば、燃焼排ガス中
のSO₂濃度が上昇すると、噴射黒液温度設定値を
高めるような補償を行なつて黒液目標温度Ｔ１を
演算し、この黒液目標温度Ｔ１に噴射黒液温度Ｔ
２が一致するように黒液ヒータ２６を制御するこ
とにより噴射黒液１１の温度を上昇させるように
したので、第２図から明らかなように過渡的には
燃焼排ガス中のSO₂濃度の上昇が抑制される。

かくして、黒液２５内に混入される芒硝の増加
等の外乱によつて燃焼排ガス中のSO₂濃度が上昇
しても、速やかにこの上昇を抑制することができ
るので、公害物質であるSO₂を常時規制値以下に
抑えられ、安定したボイラ操業を行なうことが可
能となる。

一方、噴射黒液温度とSO₂濃度との間には長期
的には第４図に示す如くSO₂濃度が最小となる噴
射黒液温度が存在することが判明している。そこ
で、公知のアルゴリズムである山登り法等を用い
て極値探索を行ない、最適な噴射黒液温度を見付
けてこれを保持し、SO₂濃度を最小状態に保つよ
うにすることが可能である。

第３図はこの極値探索法を用いた本発明の第２
の実施例の構成を示す系統図である。本実施例が
前記第１の実施例と異なる点は、不完全微分演算
器１８とリミツタ１９との代わりに極値探索器３
０を設けた点であり、その他の部分は同様である
ので同一符号を付し、詳しい説明は省略する。

上記極値探索器３０は、たとえば次の如く動作
する。すなわち、先ず、黒液温度検出器２４によ
つて検出された噴射黒液温度Ｔ２を取込み、この
黒液温度Ｔ２を所定温度ΔTだけ高めるような黒
液温度補償信号Ｓ３を加算器２０に出力する。そ
うすると、噴射黒液温度Ｔ２が所定温度ΔTだけ
上昇し、これによつてSO₂濃度が変動する。この
とき、SO₂濃度が減少したならば、再度、噴射黒
液温度Ｔ２を高めるような黒液温度補償信号Ｓ３
を出力し、逆にSO₂濃度が上昇した場合には噴射
黒液温度Ｔ２を低めるような黒液温度補償信号Ｓ
３を出力する。そして、再度、SO₂濃度の変動を
調べる。以下、この動作を繰返して山登り的に
SO₂濃度が最小となる噴射黒液温度Ｔ２を見付
け、この値を保持するものとなつている。

このように、本実施例によれば、SO₂濃度が最
小となる噴射黒液温度Ｔ２を山登り法によつて見
付け、この値を保持するようにしたので、燃焼排
ガス中に含まれるSO₂濃度は常に最小な値となる
ように制御される。したがつて、SO₂濃度を規制
値よりもかなり低いレベルに抑えることができる
ので、より安定したボイラ操業を行なうことがで
きる。また、外乱が入つたりプラント状況が変化
したりすると最適な噴射黒液温度が変化するが、
このような場合には再び極値探索を行なつてその
状況に応じた最適温度を求めることにより、常に
安定したSO₂濃度制御が可能となる。

なお、本発明は前記各実施例に限定されるもの
ではない。たとえば前記実施例では噴射黒液温度
を所定の噴射黒液温度設定値となるように調節
し、この噴射黒液温度設定値をSO₂濃度に応じて
制御する場合の例を用いて説明したが、直接的に
黒液温度をSO₂濃度に応じて制御するように構成
してもよいことは言うまでもない。また、前記第
２の実施例では、極値探索器３０として山登り法
によりSO₂濃度が最小となる噴射黒液温度Ｔ２を
見付ける場合を示したが、複数組の噴射黒液温度
Ｔ２とこれに対応するSO₂濃度とのデータを求
め、これらデータから噴射黒液温度Ｔ２に対する
SO₂濃度の関数を最小２乗法等によつて演算し、
その関数値（SO₂濃度）を最小とする変数値（噴
射黒液温度）を求めて出力するようにしてもよ
い。また、前記第２の実施例では噴射黒液温度Ｔ
２を検出して極値探索を行なう場合を示したが、
噴射黒液温度設定器２１にて設定される噴射黒液
温度設定値を取込み、この設定値を基準として山
登り的にSO₂濃度が最小となる噴射黒液温度Ｔ２
を求めるようにしてもよい。このほか本発明の要
旨を越えない範囲で種々変形実施可能であるのは
勿論である。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明は、回収ボイラ内に
噴射される黒液の温度を検出し、この検出された
黒液温度が所定の噴射黒液温度となるように調節
すると共に、前記回収ボイラの燃焼排ガス内の
SO₂濃度を検知し、この検知されたSO₂濃度に応
じて前記噴射黒液温度を制御するようにしたもの
である。

したがつて、本発明によれば、SO₂濃度の変動
に応じて黒液温度が変化し、SO₂濃度の変動が抑
制されるので、回収ボイラから排出される燃焼排
ガス中に含まれるSO₂濃度を高精度に制御でき、
SO₂濃度が上昇した場合には速やかに抑制するこ
とが可能な回収ボイラのSO₂濃度低減装置を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を示す
図であつて、第１図は構成を示す系統図、第２図
は噴射黒液温度とSO₂濃度との過渡的な状態にお
ける関係を示す図、第３図は本発明の第２の実施
例の構成を示す系統図、第４図は噴射黒液温度と
SO₂濃度との長期的な状態における関係を示す図
である。 １０……回収ボイラ、１１……噴射黒液、１７
……SO₂濃度検出器、１８……不完全微分演算
器、１９……リミツタ、２０……加算器、２１…
…噴射黒液温度設定器、２２……黒液温度調節
計、２４……黒液温度検出器、２５……黒液ヒー
タ、３０……極値探索器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ チツプ蒸解工程より排出される黒液を燃焼し
   て蒸気を発生させると共にチツプ蒸解用薬剤原料
   を回収する回収ボイラにおいて、前記回収ボイラ
   内に噴射される黒液の温度を検出する黒液温度検
   出手段と、前記回収ボイラの燃焼排ガス内のSO₂
   濃度を検知するSO₂濃度検知手段と、このSO₂濃
   度検知手段にて検知されたSO₂濃度に応じて前記
   噴射黒液温度を制御する噴射黒液温度制御手段と
   を具備したことを特徴とする回収ボイラのSO₂濃
   度低減装置。 ２ 前記噴射黒液温度制御手段は、SO₂濃度が上
   昇したときにその上昇を抑制するように前記噴射
   黒液温度を変化させるようにしたものであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回収ボ
   イラのSO₂濃度低減装置。 ３ 前記噴射黒液温度制御手段は、SO₂濃度が最
   小となるように前記噴射黒液温度を変化させるよ
   うにしたものであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の回収ボイラのSO₂濃度低減装
   置。 ４ 前記噴射黒液温度制御手段は、極値探索法に
   よつてSO₂濃度が最小となるように前記噴射黒液
   温度を変化させるようにしたものであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の回収ボイラ
   のSO₂濃度低減装置。