JP2002191935A - 高イオウ油焚きボイラの排煙処理方法 - Google Patents
高イオウ油焚きボイラの排煙処理方法Info
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Abstract
のできる高イオウ油焚きボイラの排煙処理方法を提供す
る。 【解決手段】イオウ分の高い高イオウ油を燃料とする高
イオウ油焚きボイラ12から排出された排ガスに注入手
段22からアンモニアを注入してから電気集塵器16に
送気して排ガス中のダストを除去する高イオウ油焚きボ
イラの排煙処理方法において、アンモニアが注入される
排ガス中の燃焼酸素濃度の変化に応じて該アンモニアの
注入量を調整する制御装置26を設けた。
Description
イラの排煙処理方法に係わり、特に、イオウ分の含有率
の高い高イオウ燃料(以下「高S油燃料」と称す)を燃
料とする高イオウ油焚きボイラ(以下「高S油焚きボイ
ラ」と称す)の排煙処理方法に関する。
は、取り扱う排ガス及び排ガス中のダストに含有する水
分や三酸化イオウ(SO3 )のために排ガスの露点が高
く、機器腐食や灰詰まりを起こしたり、酸性の強いスマ
ットを生成するという問題があった。さらに、排ガス中
のダストが非常に細かく、電気固有抵抗率が低いため、
電気集塵器の電極板に捕集したダストが再飛散し易いと
いう問題もあった。
ガスを注入してSO3 を中和することによって上記問題
点の解決を図ってきた。前記アンモニアの注入量は、ボ
イラでのSO3 の生成量に応じて行われることが好まし
いが、SO3 の生成量を求めるのに必要な排ガス中のS
O3 濃度は、連続して測定することができない。そこ
で、アンモニア注入量は、手動又は試運転時等の排ガス
中のSO3 濃度の測定結果に基づき、燃料消費量に比例
した比例注入制御を行なっていた。また、SO3濃度の
変化に対しては、燃料に含まれるイオウ分の大小によっ
て注入比率を設定変更することによって対応していた。
ストの低減のために高S油燃料、例えばオイルコークス
や残渣油と呼ばれる超重質油(燃料中のイオウ分が通常
3%程度以上)を使用することが多くなってきている。
焚きボイラからの排ガスの場合には、排ガス中のSO3
発生濃度の変化は、ボイラ負荷(ボイラ出力)とは必ず
しも一致せず不安定になり易い。この結果、電気集塵器
に取り込まれる排ガスに従来の制御方法でアンモニアガ
スを注入すると、注入量が過不足するという問題が発生
する。例えば、SO3 濃度が高くなった場合には、アン
モニア注入量が不足し、未反応のSO3 によって電気集
塵器内に酸性イオウが発生し、電気集塵器内での機器腐
食や灰詰まりが生じやすいという欠点がある。
いような問題が生じる。これを防ぐには、アンモニアを
予め過剰に注入すればよいが、何の目安もなくアンモニ
アの注入量を増加すれば、アンモニアの注入量が過剰と
なり、経済的に不利益となるだけでなく、電気集塵器か
ら未反応のアンモニアが多量に排出されて新たな公害原
因となる。
もので、排ガスへ適切な量のアンモニアを注入すること
のできる高イオウ油焚きボイラの排煙処理方法を提供す
ることを目的とする。
目的を達成するために、イオウ分の高い高イオウ油を燃
料とする高イオウ油焚きボイラから排出された排ガスに
アンモニアを注入してから電気集塵器に送気して前記排
ガス中のダストを除去する高イオウ油焚きボイラの排煙
処理方法において、前記アンモニアが注入される排ガス
中の燃焼酸素濃度の変化に応じて該アンモニアの注入量
を調整することを特徴とする。
中の燃焼酸素濃度の変化が、排ガス中のSO3 濃度に影
響することに着目して成されたもので、排ガス中の燃焼
酸素濃度の変化に応じてアンモニアの注入量を調整する
ようにしたので、排ガスへのアンモニア注入量が過不足
することがない。これにより、電気集塵器内での機器腐
食や灰詰まりが生じにくくできる。
ガス中の燃焼酸素濃度の変化に応じてアンモニアの注入
量を調整する仕方を、排ガス中の燃焼酸素濃度の変化に
対応した注入比率を求め、該注入比率を前記高イオウ油
燃料の燃料消費量に比例した比例アンモニア注入量に乗
算するようにしたものである。
いて、注入比率の設定を、燃焼酸素濃度が定格値のとき
を1としたときの該定格値に対する比率で行うようにし
たものである。ここで、燃焼酸素濃度が定格値とは、ボ
イラが定常運転での燃焼酸素濃度の値をいう。
係る高イオウ油焚きボイラの排煙処理方法の好ましい実
施の形態について説明する。
排煙処理方法を適用する排煙処理システム10の概略構
造を示す構成図である。
は主として、高S油焚きボイラ12、空気予熱器14、
電気集塵器16、煙突18から構成され、高S油焚きボ
イラ12から排出された排ガスが、空気予熱器14を経
た後、電気集塵器16で脱塵され、煙突18から大気に
放出されるようになっている。
の注入手段22が設けられ、この注入手段22によって
ガス状のアンモニアが排ガス中に注入される。これによ
り、排ガスに含まれるSO3 は、アンモニアによって中
和されて硫酸アンモニウムを生成し、この硫酸アンモニ
ウムが電気集塵器16によって捕集される。
ニアの注入量は制御装置26によって制御される。制御
装置26には、高S油焚きボイラ12からの信号とし
て、高S油燃料消費量信号100、燃焼酸素濃度信号1
01がそれぞれ入力される。
イラ12から排出される排ガス中の酸素濃度であって、
アンモニアが注入される前の酸素濃度をいう。
れた信号100、101からの情報に基づいて演算され
たアンモニア注入量を注入量指令信号36として注入手
段22に出力する。
2の負荷上昇時又は下降時にSO3濃度の変化が特に大
きいことに着目し、その原因を検討したところ、負荷変
化時には排ガス中の燃焼酸素濃度の変化が大きく、この
燃焼酸素濃度の変化が排ガス中のSO3 濃度の変化に大
きく影響しているという知見を得た。
ので、イオウ分の高い高イオウ油を燃料とする高イオウ
油焚きボイラから排出された排ガスにアンモニアを注入
してから電気集塵器16に送気して排ガス中のダストを
除去する高イオウ油焚きボイラの排煙処理方法におい
て、アンモニアが注入される排ガス中の燃焼酸素濃度の
変化に応じて該アンモニアの注入量を調整するようにし
たものである。
の制御系統図である。
からの燃料消費量信号100による燃料消費量に対して
どの程度のアンモニア注入量を排ガス中に注入すればよ
いかの演算式FX1が設けられている。即ち、演算式F
X1によって排ガス中のSO 3 を中和するのに最低限必
要な基本のアンモニア注入量が求められ、求められた基
本アンモニア注入量が演算器37に出力される。
で、高S油燃料における燃料消費量に対する基本アンモ
ニア注入量を、FX1の特性に基づいた比例注入制御を
示したものである。比例注入制御は、燃料消費量が一定
以上、即ち排ガス中のSO3 濃度が高S油焚きボイラ1
2の負荷(ボイラ出力)に比例し易い安定状態での注入
制御で、燃料消費量に比例した注入制御を行う。
O3 +2NH3 +H2 O→(NH4)2 SO4 で表され
る。従って、排ガス中のSO3 を中和するために最低限
必要な基本アンモニア注入量は、次式(1)で求めら
れ、図3のFX1特性線は、この(1)式に基づいて構
成したものである。
きボイラ12からの燃焼酸素濃度信号101による燃焼
酸素濃度の変化に応じて基本アンモニア注入量をどの程
度調整すればよいかの演算式FX2が設けられている。
即ち、演算式FX2によって、排ガス中の燃焼酸素濃度
の変化に対応した注入比率が求められて演算器37に出
力される。そして、演算器37では、演算式FX1から
求められた基本アンモニア注入量に、演算式FX2から
求められた注入比率が乗算演算されて求められた乗算ア
ンモニア注入量がコントローラ44に出力される。コン
トローラ44では、この乗算アンモニア注入量を排ガス
に注入する注入量指令信号36としてポジショナ46を
介して注入弁31に出力する。また、注入管33を流れ
るアンモニア流量は、検出器32で検出されてカスケー
ド制御信号35として制御装置26のコントローラ44
に出力される。
で示したもので、排ガス中の燃焼酸素濃度の変化に対す
る注入比率を、燃焼酸素濃度が定格値(OT )の場合を
1としたときに該定格値に対する比率として設定したも
のである。例えば、排ガス中の燃焼酸素濃度が定格値の
場合には注入比率は1となり、排ガスに注入する乗算ア
ンモニア注入量は基本アンモニア注入量に1を乗算した
注入量となる。また、排ガス中の燃焼酸素濃度が定格値
の2倍の場合には注入比率は2となり、排ガスに注入す
る乗算アンモニア注入量は基本アンモニア注入量に2を
乗算した注入量となる。
酸素濃度の変化に対応した注入比率を求め、該注入比率
を燃料消費量に比例した基本アンモニア注入量に乗算し
た値である乗算アンモニア注入量を排ガスに注入するよ
うにしたので、高S油燃料を使用した油焚きボイラ12
からの排ガスの場合にも排ガスへのアンモニア注入量が
不足することがない。これにより、電気集塵器16内で
の機器腐食や灰詰まりが生じにくくできる。
油焚きボイラの排煙処理方法によれば、高イオウ油を燃
料とする排ガスの場合にも、適切な量のアンモニアを注
入することができる。特に、高S油焚きボイラの負荷変
化時、特に高S油焚きボイラの燃焼酸素変化時における
排ガスへのアンモニア注入量を適切に制御できる。これ
により、電気集塵器内での機器腐食や灰詰まりを生じに
くくできる。
を適用する排煙処理システムの構成図
明図
4…空気予熱器、16…電気集塵器、18…煙突、22
…注入手段、26…制御装置、31…注入弁、32…検
出器、33…注入管、35…カスケード制御信号、36
…注入量指令信号、37…演算器、44…コントロー
ラ、100…高S油燃料消費量信号、101…燃焼酸素
濃度信号
Claims (3)
- 【請求項1】イオウ分の高い高イオウ油を燃料とする高
イオウ油焚きボイラから排出された排ガスにアンモニア
を注入してから電気集塵器に送気して前記排ガス中のダ
ストを除去する高イオウ油焚きボイラの排煙処理方法に
おいて、 前記アンモニアが注入される排ガス中の燃焼酸素濃度の
変化に応じて該アンモニアの注入量を調整することを特
徴とする高イオウ油焚きボイラの排煙処理方法。 - 【請求項2】前記排ガス中の燃焼酸素濃度の変化に応じ
た注入比率を求め、該注入比率を前記高イオウ油燃料の
燃料消費量に比例した基本アンモニア注入量に乗算する
ことにより、前記排ガス中に注入するアンモニアの注入
量を調整することを特徴とする請求項1に記載の高イオ
ウ油焚きボイラの排煙処理方法。 - 【請求項3】前記注入比率は、前記燃焼酸素濃度が定格
値の場合を1としたときの該定格値に対する比率である
ことを特徴とする請求項2に記載の高イオウ油焚きボイ
ラの排煙処理方法。
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---|---|---|---|
JP2000394756A JP3731471B2 (ja) | 2000-12-26 | 2000-12-26 | 高イオウ油焚きボイラの排煙処理方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101010727B1 (ko) * | 2008-12-19 | 2011-01-24 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 연소 배가스의 황산화물 제거 시스템 및 그의 방법 |
-
2000
- 2000-12-26 JP JP2000394756A patent/JP3731471B2/ja not_active Expired - Fee Related
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KR101010727B1 (ko) * | 2008-12-19 | 2011-01-24 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 연소 배가스의 황산화물 제거 시스템 및 그의 방법 |
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