JPS583623A - ガス流処理プラントの自動制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原料ガス中から酸性ガス等の所定のガスを分
離処理するためのガス流処理プラントの自動制御方法に
係り、さらに詳しくは、原料ガス中の所定ガスだけを吸
収剤中に吸収して分離し、この吸収剤を再生塔内で加熱
して前記所定の被吸収ガスを分離させて再生し、吸収剤
は再び吸収剤として循環再使用するように構成したガス
流処理プラントの自動制御方法に関するものである。

従来、燃料ガス、循環水素ガスなどの原料ガス中に含ま
れている硫化水素、炭酸ガスなどの酸性ガスを不純ガス
として除去する一般的な方法として、モノエタノールア
ン／（ＭＩＩＥ＠Ａ〕、デエタノールア２ン（Ｄ＠Ｅ・
Ａ）、デ・イノプｐパノールア之ン（Ａ−Ｄ＠Ｉ・Ｐ）
、熱炭酸カリ溶液（Ｈ−Ｐ＠Ｃ）などの溶液を１１収液
として用い、この吸収液と原料ガスとを接触させること
によシ、酸性ガスを吸収液中にとり込み、この吸収液を
循環させながら、再生塔に送９込み、加熱して酸性ガス
を放散させて再使用する方法が用いられている。

この場合原料ガスの流量に応じて吸収液の循環量と吸収
液の再生に必要な熱量とを制御する必要があり、従来は
、原料ガスの入口での流量を測定し、この流量から前記
循環量と熱量とを算出し制御を行なってい丸。

しかし、このような方法では、流入する原料ガスの流量
がたえず変動している時や急激に、しかも大ｌＩＫ羨動
し走時あるいは、原料ガス流量は変動しなくても、原料
ガス中の酸性ガスの濃度が変化した時には前記循環量と
熱量との吸収１１に対する対応が遅れ、吸収液の再生が
不＆になり、酸性ガスの吸収不良を起こし走り、を友そ
の丸めに金属材料の腐食を促進させたり、あるいは吸収
液に過憫の熱量を与えすぎて不経済となるなどの欠点を
有していた。

また、このような酸性ガスの吸収−再生システムに隈ら
ず、他の１般ガスの吸収−再生システムにおいても、経
済性が高く、かつ、適切な処理を行なえる制御方法の確
立が望まれていた。

本発明の目的は、原料ガスの流入流量の変動や、原料ガ
ス中の被吸収ガスの濃度が変化しても、再生塔における
吸収剤の再生処壜が常に適切に行なわれる徴収−再生シ
ステムに′よるガス流処理プラントの自動制御方法を提
供するＫある。

本発明祉、再生塔から放出される被吸収ガスの流量によ
抄吸収塔に循環される吸収剤の流量をフィードバック制
御するとともに、この吸収剤の循１ｌｔＩＬ量によ、り
再生塔の加熱手段をフィードフォワード制御するように
し、これにより原料ガスの流量の変動等圧対応するよう
圧して前記目的を達成しようとするものである。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

図は、本発明に係る自動制御方法を実施した吸収−再生
システムによるガス流処理プラントの−構成例を示すも
のである。

図に於いて、吸収塔゛１には不純ガスである酸性ガスを
被吸収ガスとして含む原料ガス２が導入され暮。吸収塔
１に轄別に酸性ガスの吸収液３が導入されており、ｌｌ
収塔１内での原料ガス２との気液反応吸収によって吸収
液３内に酸性ガスが吸収される。この結果、酸性ガスを
除去された原料ガス２は洗滌ガス４として吸収塔゛１の
上部から吐出される。

一方、酸性ガスを吸収した吸収液３は吸収塔１の下部か
ら出て、流量調整弁５．熱交換器６を通って再生塔７に
流れ込む。流量調整弁５は、液面検出器２９からの出力
信号により制御される。再生塔７内で酸性ガスを除去さ
゛れて再生された吸収液３は、再び熱交換器６を通り、
ここで！生塔７側に導入される吸収液３に熱を与え、さ
らＩｆＣＲ量調整弁８．流量検出器９を通って吸収塔１
にもどる。このように吸収液３は吸収塔１と再生塔１０
間を循環する、ようＫなっており、この循環は溶液循環
ポンプ１０により行なわれる。

前記再生塔Ｔの底部には、再生に゛必要な熱量會与え秦
ために１加熱手段としての再生塔再沸器１１が設けられ
ており、この再生塔再沸器１１内に導入され九ａ収液３
にはスチーム１２により熱量が加えられる。なお、スチ
ーム１２の流量は流量検出器１３によって検出され、流
量調整弁１４によシ調整されている。ま九再生塔再沸器
１１から出てくるスチーム１２から液体を分離するため
のスチームトラ゛ツブ１５がスチーム排出路内に設けら
れている。

再生塔Ｔ内で分離された被吸収ガスとしての酸性ガス１
６社再生塔Ｔの塔頂から排出される。この酸性ガス１６
中に＃ｉ吸収液３が混入しているためこれを除去するた
めに排出路中に凝縮器１７が設けられている。凝縮器１
７によって液化した吸収液３は環流槽１８で気液分離さ
れ、この環流槽１８から再生塔環流ポンプ１９．Ｒ量調
整弁２゜を介して再生塔ＴＫもどされる。流量調整弁２
゜のｒＪＲＪｆは液面検出器２１からの出力信号によっ
て制御されて因る。一方、環流槽１８を通った酸性ガス
１８Ｆｉ吸収液３を完全に除去されて次工程へ送出され
る。この送出される酸性ガス１６の流量を検出する良め
に酸性ガス流量１２２がその送出路に設けられている。

なお、再生塔７の塔頂温ｆＴ１は塔頂温度指示計２３に
より検出されるようになっている。

次に、上記のよ５１にシステムに於ける吸収１１３とス
チーム１２の流量との制御方法について説明する。

吸収Ｉｌ［３の流量は流量調整弁８によ量制御されるが
、この流量調整弁８を酸性ガス流量計２２と吸収液循環
制御手段２４を介してカスケード接続し、吸収液循環制
御手段２４からの出力信号によってフィードバック制御
する。化学量論的に必要とされる吸収液３の循環量ＱＲ
は（１）式で計算される。

こζで、Ｑ：酸性ガス流量 ａ：酸性ガス＃＆度 ｂ：溶液濃ｆ（ｌｊ収液の濃度） ｄ：溶液分子量（吸収液の分子量） である、この際、酸性ガス濃度、溶液濃度、溶液負荷、
溶液分子量等は当皺経路中に設けられた適宜な′検出器
によりあらかじめもしくは定期的なすｙ　７”　ＩＪ　
ｙグにより求められている。

一方、再生塔７の塔頂温度指示計２３とスチーム１２の
流量調整弁１４も、比゛例、積分、微分動作を行なうス
チーム流量制御手段２５を介してカスケード接続されて
おり、塔頂温度Ｔ１が設定値より下がれば再生塔再沸器
１１のスチーム１２の量を増大し、逆に塔頂温ＩＩＩＬ
Ｔ１が設定値よシ上が糺ば、スチーム１２の量を減少さ
せるように動作する。

このようにして吸収液゛循環量とスチームｉとの両者が
それぞれ送出される酸性ガス１６の流量と、再生塔７の
塔頂温度７１によって制御されるのであるが、流量調整
弁８によシ行なわれる吸収液循環量の変化に応答して、
あらかじ°め再生塔再沸器１１に導入されるスチーム１
２の流量調整弁１４“を変化させるフィードフォワード
制御を、上記のスチーム量制御機構に組み込むために遅
れ動作制御手段（ＬＥＡＤ　ＬＡＧ）　２６　、比例・
積分・微分動作子Ｒ（ＰＩＤ　Ｎ０Ｒ）　２７および合
算手段（ＳＵＭ）２８が附加されている。

流量検出１１ｓＫよって検出された吸収液３の流量便化
は、遅れ動作制御手段２６に伝達され、吸収液３が循環
することによる遅れに対応させるため一定時間遅嬌して
合算手段２８に出力される。

一方、塔頂温度指示計２３によって検出された塔頂温度
Ｔ１は比例書積分・微分動作手段２７に伝達され、塔頂
温度Ｔ１の変化に応じて比例・積分拳徽分勢の演算がさ
れた發に合算手段２８に出力される。合算手段２８は、
これらの両者の信号を適轟な比率で混合し、スチーム流
量制御手段２５に伝達する。このスチーム流量制御手段
２５は合算手段２８から伝達された信号に応じて比例・
積分・微分動作を行い、この出力信号によル流量調整弁
１４を制御している。

仁の゛よ５Ｋして、塔頂温［Ｔ１からのフィードバック
制′御量と、徴収液循環量からのフィードフォワード制
゛御−量とが一定の−合になるように設定することによ
り、流入原料ガスの流量変化、原料ガス中の酸性ガスの
Ｉｆ変化に対しても常１１Ｃ吸収液の吸収効率を一定に
保つよ５’にする事が出来るので、安定した吸収・再生
システムによるガス流処理プラントの自動制御が出来る
。

以上、詳細に説明したように１本実施例の制御方法では
、吸収液３の循環量と再生塔７の加熱量との制御を吸収
塔１に流入される。

原料ガス２の流量を基準として行うのではなく、再生塔
Ｔから送出される被吸収ガスとしての酸性ガス１６の流
量に基づいて行っているので、原料ガス２０大巾な流量
変動や、原料ガス２中の酸性ガス１６の濃度変動に対し
ても有効に追随出来、安定した吸収・再生システムの運
転ができるというすぐれた効果がある。また、再生塔Ｔ
の加熱を有効に行なえるため、無駄なエネルギーの消耗
もなく、さらに、従来のように調整おくれＫよる吸収液
３の再生不良がなくなり、原料ガス２中の酸性ガス１６
が完全に除去されるから、金属材料の腐食を生じさせる
こともない。

なお、以上説明した実施例では、再生塔再沸器１１への
スチーム１２の制御には、再生塔塔頂温度Ｔ１と流量検
出器９からの出力信号とを用いて制御を行った場合につ
いて述べたが、本発明はこれに＠定されるものではなく
、再生塔再沸器ｔＴ１の信号の代りに１酸性ガス流量計
２２からの信号によ〉下記の（３）弐に示すようにスチ
ーム／酸性ガス比を求め、この比が所定の値に常に一定
になるように調整弁１４を制御しても同様の効果がある
。

従って、本発１ｊｌｌにおいては、酸性ガス等の被吸収
ガスの流量を用いて吸収液（吸収剤）の循環流量をフィ
ードバック制御することと、この吸収液の循環流量によ
り再生塔再沸器等の加熱手段の加熱量をフィードフォワ
ード制御することが重要で、これに被吸収ガスの再生塔
塔頂温度あるいは流量等の状態量を用いて加熱手段の制
御に関与さぜることによって再生塔における吸収剤の再
生処理をより適切に行なおうとするものである。

また、被吸収ガスとしては酸性ガス１６に限らず、他の
ガスでもよく、さらに１吸収液３も単なる液に限らずス
ラリー状、その他の吸収剤でもよい、さらに、加熱手段
としてはスチーム１２によるものに限らず電気的等信の
加熱手段でもよい。

次に、前記図ＫＭしたシステムを用いた具体的な実施例
を説明する。

〔実施例〕

を収液３としてモノエタノールアミン（Ｍ−Ｅ・Ａ）を
使用し、原料ガス２である水素ガス中の酸性ガス３であ
る硫化水素を吸収除去するシステムに於いて、環流槽１
８から送出される硫化水素ガスの１ｌｔａｔ９９−、モ
ノエタノールアミンの澄液濃度ｂｔ２０重量−に設定し
、また溶液負荷Ｃをα３５〜α５の範囲で金属の腐食度
を見ながら設定し、この場合は０．４とし１．さらＫｆ
ｌｌ！分子量ｄを６１で実施した。また、合算手段２８
では遅れ動作制御手段２６からの信号ｔ４割、比例・積
分・微分動作子Ｒ２７からの信号を６割として合算する
ように設定し、さらに塔頂温度Ｔ１は１０３〜１０８℃
の範Ｉ！ＩＫ入るよう制御したところ、再生塔再沸器１
１て用いられた蒸気量は、従来に比べ約３〇−削減でき
た。

【図面の簡単な説明】

、図は、本発明に係る自動制御方法を実施した吸収−再
生システムによるガス流処理プラントの構成図の一例を
示すものである。 １・・・吸収塔、２・・・原料ガス、３・・・吸収剤と
しての吸収液、４・・・・洗滌ガス、７・・・再生塔、
８・・・流量調整弁、９・・・流量検出器、１．１・・
・加熱手段としての再生塔再沸器、１２・・・スチーム
、１４・・・流量調整弁、１６・・・被吸収ガスとして
の酸性ガス、２２・・・酸性ガス流量計、２３・・・塔
頂温度指示針、２４・・・吸収液循環制御手段、２５・
・・スチーム流量制御手段、２６・・・遅れ動作制御手
段、２７・・・比例・積分・微分動作手段、２８−・・
合算手段。 代理人　弁理士　木　下　實　三

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　原料ガス流中の暫定の被吸収ガスを吸収剤中
   Ｋｌｌ収させる吸収塔と、この吸収塔を通過し九歇収剤
   中の被ａａガスを分離送出させて吸収剤を再生させ前記
   吸収塔へ循環させる再生塔と、この再生塔に再生に必要
   な熱を付与する加熱手段とを備え九ガス流処理プラント
   において、前記再生塔の塔頂部から送出される被吸収ガ
   スの流量を検出し、この被徴収ガスの流量を用いて吸収
   塔に循環される吸収剤の循環流量をフィードバック制御
   するとともに、この吸収剤の循環流量を検出し、この吸
   収剤Ｏ＊ｍ重量を用いて前記加熱手段の加熱量をフィー
   ドフォワード制御することｔ−特徴とするガス流処理プ
   ラントの自動制御方法。 （１）　　前記特許請求の範囲第１項において、前記加
   熱手段の加熱量の制御にあたり、前記被吸収ガスの状態
   量に基づくフィードバック制御を加味することを特徴と
   するガス流処理プラン）の自動制御方法。 （−）前記特許請求の範囲第２項において、前記被吸収
   ガスの状態量として被吸収ガスの再生塔塔頂部温度を選
   択し、この塔頂部温度による制御信号と前記吸収剤の循
   環流量による制御信号とを所定の割合で合算して制御す
   る仁とを特徴とするガス流処理プラントの自動制御方法
   。 （４）前記特許請求の範囲第２項におりて、加熱手段を
   スチームを用いる再生塔再沸器により構−成するととも
   に、前記被吸収ガスの状態量として被吸収ガスの流量を
   選択し、前記再生塔再沸器のスチームの流量・と被吸収
   ガスの流量との比が常に所定Ｏ値ＴｌＣ−！一定となる
   よう制御する仁とを特徴とするガス流処ｌＩプラントの
   自動制御方法。