JP5268320B2 - 排ガス脱硫装置における反応しない余剰スラリーの抑制方法 - Google Patents
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Description
吸収塔3では、高濃度SO2および吸収塔循環タンク8内の石膏・亜硫酸石膏濃度上昇(補給水減少)による効率低下が発生する。通常の石灰石過剰率は約11であるが、効率を維持するために、吸収塔循環タンク8に石灰石スラリーを過剰投入する。その結果、pH値も上昇するので、多量の石灰石、亜硫酸石膏を抜き出す。
酸化塔(4)において、前記吸収塔(3)で生成した亜硫酸カルシウムを酸化して石膏スラリーを生成するが、反応しない余剰の石灰石スラリーが残存したときに、前記吸収塔(3)において、該吸収塔(3)内のpH値が6.0を超えないように前記吸収塔循環タンク(8)への石灰石スラリーの張り込み量を減少させ、前記吸収塔循環タンク(8)内の石膏スラリー濃度が9.4wt%より上昇した、いわゆる煮詰り現象が生じたときに、該吸収塔循環タンク(8)において、石膏スラリー濃度を9.4wt%未満に低下させ、比重が1.06以下になるように薄め操作を実施するために、石灰石スラリーを抜き出す抜出し流量を増大し、前記酸化塔(4)において、その内部の温度が60℃を超えないように維持し、石膏スラリーが生成されず、反応しない余剰の石灰石スラリーが残存したときに、該酸化塔(4)への酸素の供給量を増加させ、前記酸化塔(4)で生成した石膏スラリーは、該酸化塔(4)の下流に備えた石膏濃縮槽(5)でろ過して濃縮し、前記石膏濃縮槽(5)で濃縮した石膏スラリーは、石膏スラリー槽(12)に貯留し、その下流に備えた遠心分離機(13)で石膏と分離排水に分離することにより、反応しない余剰の石膏スラリーの発生を抑制し、正常なスラリー状態にする、ことを特徴とする。
更に、反応しない余剰のスラリーの発生状態について、前記吸収塔(3)のpH値が6.0以上になり、前記酸化塔(4)の温度が上昇し始める状態を「初期状態」とし、石膏スラリー槽(12)の比重上昇が緩慢になり、遠心分離機(13)の起動間隔が長くなり、かつ石膏濃縮槽(5)の透明度が低下する状態を「中期状態」とし、前記石膏濃縮槽(5)から、石膏スラリー以外の反応しない余剰のスラリーがオーバーフローし、ろ過水タンク(16)に流入し、前記遠心分離機(13)に異常振動が発生し、トリップする状態を「末期状態」として三段階に判断基準を設け、前記反応しない余剰スラリーの発生状態が「末期状態」であるときに、前記遠心分離機(13)で分離した固形分を搬送する石膏コンベア(15)を停止し、前記石膏スラリー槽(12)の下流に備えたブロー槽(22)の攪拌機を起動し、前記ろ過水タンク(16)と脱硫排水原水受槽(20)間のろ過水排水流量調節弁後弁(19)を全閉にし、一方ろ過水タンク(16)から排水するろ過水タンクブロー弁(21)を開にし、前記石膏スラリー槽(12)の下流にある石膏スラリーポンプ循環ラインブロー弁(23)を開にし、前記石膏濃縮槽(5)と前記石膏スラリー槽(12)間にある石膏スラリー比重調節弁(24)を手動全開にし、ろ過水タンク補給水弁を開にすることにより、反応しない余剰の石膏スラリーの発生を抑制し、正常なスラリー状態にする、ことを特徴とする。
図1は本発明の反応しない余剰スラリーの抑制方法を実施する系統図である。図2は石膏濃縮槽周辺の系統図である。
本発明の排ガス脱硫装置における反応しない余剰スラリーの抑制方法を実施する排ガス脱硫装置は、上述した図5に示したように、火力発電所におけるボイラ1から排出された排ガスを冷却する冷却塔2と、冷却した排ガス中に含有する硫黄酸化物を除去するために石灰石スラリーを貯留した吸収塔3と、この吸収塔3で生成した亜硫酸カルシウムを酸化して石膏を生成する酸化塔4と、この生成した石膏を処理する石膏濃縮槽5を備えた設備である。
[吸収塔における発生原因と発生前の現象]
吸収塔3における反応しない余剰スラリーの発生原因としては、高濃度SO2及び吸収塔循環タンク8内のスラリー濃度上昇(補給水減少)に伴う効率低下、pH計不調による吸収塔循環タンク8ヘの石灰石の過剰投入がある(図5参照)。
このような状態が発生する前の現象として、吸収塔循環タンク8のpH値が上昇する。そのpH値が6.2以上のときは注意を要する。急激な吸収反応でCO2が多量に脱気されることにより、吸収塔循環タンク8内等に泡が発生する。
このような吸収塔3における反応しない余剰スラリーが発生したときは、吸収塔循環タンク8への石灰石スラリーの張込みを減少させ、pH値の上昇を防止する。吸収塔循環タンク8内の石膏・亜硫酸石膏スラリー濃度が上昇している場合(煮詰り現象)には、濃度9.4wt%、比重1.06になるように薄め操作を実施し、反応しない余剰の石灰石分の抜出しを少し増やす。逆に石膏スラリー濃度が通常値で石灰石分が多い場合には、反応しない余剰の石灰石分の抜出しを1/2程度に絞る。
更に、吸収塔循環タンク8のpH計、pHポット、石灰石スラリー槽12の比重計等を点検する。また、反応槽10のpH設定値を0.1に下げる。
吸収塔3における反応しない余剰スラリーの他の発生原因としては、余剰の石灰石分の抜出し過多(量・濃度)、硫酸ポンプ不調、pH計不調による反応槽10の反応不良がある。
このような状態が発生する前の現象として、硫酸ポンプの注入開度が上昇し、反応槽10のpH値が上昇して不安定な状態になる。
このような反応しない余剰スラリーが発生したときは、反応槽10への抜出し量を減少させる。更に、硫酸ポンプ、反応槽10のpH計、pHポットを点検する。
酸化塔4における反応しない余剰スラリーの発生原因としては、酸化塔4のアトマイザートリップ、酸化空気量不足による酸化不良がある。
このような状態が発生する前の現象として、酸化塔4に流入する亜硫酸石膏スラリー濃度に対し、酸化量が少なくなり、酸化塔4の温度が低下する。石膏濃縮槽5の下部での温度上昇が見られる。
このような酸化塔4における反応しない亜硫酸石膏スラリーが発生したときは、アトマイザー11が起動不可能な場合には、反応槽10への抜出し量を減少させる。起動可能アトマイザー11の台数割合を標準抜出し量に乗算し、反応槽10への抜出し量を求める。例えば、アトマイザー11、1台当りの酸化空気量を、例えば+70Nm3増加させる。
他の酸化塔4における反応しない余剰スラリーの発生原因としては、酸化塔4へのスラリー流入量が過多のとき、酸化塔4レベル低下による酸化速度が不足するときがある。
このような状態が発生する前の現象として、酸化塔4に流入する亜硫酸石膏スラリー濃度に対し、酸化量が多くなり、酸化塔4の温度が上昇する。
このような酸化塔4における反応しない亜硫酸石膏スラリーが発生したときは、反応槽10への抜出し量を減少させ、アトマイザー11の酸化空気量を増加させる。酸化塔レベル低下の場合は、酸化塔レベルを確認する。即ち、酸化塔レベル計、水洗水を点検する。
反応しない余剰スラリーの発生状態について、「初期状態」、「中期状態」、「末期状態」の三段階に判断基準を設けてそれぞれの状態に応じた対応策を講じる。
反応しない余剰スラリーは、複合的な要因により発生することが多いため、計器監視およびサンプルを定期的に採取し、図4に示すようにスラリーのサンプルをメスシリンダに入れ、その沈降速度、比重濃度、温度等の監視管理を行なう。液組成化学分析も実施し、各タンクの性状を把握する。原因を根本から除去するために総合的に判断することが重要である。
化学反応であるため、時差遅れで症状が現れるため、2〜3日のスパンで経過を見るべきである。症状が多少緩和した場合でも、安易に極端な操作をしない(石灰石の過剰張込み、抜出し増加等)。
また、反応しない余剰分が多い場合は、石膏濃縮系統から中々排出されないため、長期的に系統内にとどまるので全ブローすることが望ましい。
反応しない余剰スラリー発生判断基準の「初期状態」では、その現象として、吸収塔3のpH値6.0以上が数時間継続する。特にpH値が6.2以上になったときは注意を要する。次に、硫酸ポンプの開度が上昇し、pH追従が悪くなる。最後に酸化塔4の温度が上昇する。特に温度が65℃以上になったときは注意を要する。
この「初期状態」の処理方法としては、主に吸収・反応系統を調整操作する。
例えば、石灰石スラリー流量を調整する。吸収塔3、冷却塔2からの抜出し流量を「1/2閉」にする。このとき、吸収塔3のPHポット廻りを確認する。
反応槽10のpH設定値を0.1下げる。このとき、反応槽10のpHポット廻りを確認する。
酸化塔4のアトマイザー11の空気量を+70Nm3に調整する。このとき、酸化塔4の内圧に注意する。
反応しない余剰スラリー発生判断基準の「中期状態」では、その現象として、石膏スラリー槽12の比重上昇が緩慢になり、遠心分離機13の起動間隔が長くなる。次に、石膏濃縮槽5の透明度が低下する。
なお、石膏スラリー槽12の比重計が不調であるとも考えられるため、この比重計の水洗と点検を実施し、手分析値と比較する。
正常な状態では、固形分が下層の石膏分のみであり、3分以内に沈降分離する。約1時間安置後、水分を排出した場合、固着して流出しない。
また、「中期状態」の遠心分離機13において、石膏内に水分を含んだ魂(ダマ〉が発生する。
例えば、石膏スラリー槽12の比重計を水洗し、点換する。このとき計器値と手分析値の比較をする。
石膏スラリー流量を調整する。このとき、遠心分離機排水槽14のレベルを確認する。
反応しない余剰スラリー発生判断基準の「末期状態」では、その現象として、石膏濃縮槽5から、反応しない余剰分がオーバーフローし、ろ過水タンク16に流入する。遠心分離機13に異常振動が発生し、トリップする。石膏コンベア15のシュートストレーナーが詰り、トリップする。
なお、石膏スラリー槽12における正常な状態では、固形分が下層の石膏分のみであり、3分以内に沈降分離する。約1時間安置後、水分を排出した場合、固着して流出しない。
正常な状態では、固形分が下層の石膏分のみであり、3分以内に沈降分離する。約1時間安置後、水分を排出した場合、固着して流出しない。
また、「末期状態」の遠心分離機13において、石膏付着水分が増大し、脱水されていない状態となる。
例えば、石膏コンベア15を停止する。これは遠心分離機13が異常振動を起したり、石膏付着水分が多量でトラブルが発生した場合の処理である。
ブロー槽22の攪拌機を起動する。このときはブロー槽22を確認する。
ろ過水タンク16の下流に備えたろ過水排水流量調節弁18と後弁19を全閉にする。
一方、ろ過水タンク16下流のろ過水タンクブロー弁21を開にする。このとき、ろ過水タンク16のレベルに注意する。
石膏濃縮槽5のレイキを停止する。
石膏スラリーポンプ循環ラインブロー弁23を開にする。このとき、ブロー槽22のレベルを注意すると共に、ラインを確認する。
石膏濃縮槽5の石膏スラリー比重調節弁24を手動全開にして石膏スラリー槽12に石膏スラリーを送る。このとき、石膏スラリー槽12のレベルに注意する。また、ろ過水タンク補給水弁を開にする。
2 冷却塔
3 吸収塔
4 酸化塔
5 石膏濃縮槽
12 石灰石スラリー槽
13 遠心分離機
16 ろ過水タンク
10 反応槽
11 アトマイザー
19 ろ過水排水流量調節弁後弁
21 ろ過水タンクブロー弁
22 ブロー槽
23 石膏スラリーポンプ循環ラインブロー弁
24 石膏スラリー比重調節弁
Claims (3)
- 火力発電所のボイラ(1)から排出される排ガスを冷却塔(2)で冷却し、
吸収塔(3)において、前記冷却塔(2)で冷却した排ガス中に含有する硫黄酸化物から、吸収塔循環タンク(8)に張り込まれる石灰石スラリーで亜硫酸カルシウムを生成し、
酸化塔(4)において、前記吸収塔(3)で生成した亜硫酸カルシウムを酸化して石膏スラリーを生成するが、反応しない余剰の石灰石スラリーが残存したときに、
前記吸収塔(3)において、該吸収塔(3)内のpH値が6.0を超えないように前記吸収塔循環タンク(8)への石灰石スラリーの張り込み量を減少させ、
前記吸収塔循環タンク(8)内の石膏スラリー濃度が9.4wt%より上昇した、いわゆる煮詰り現象が生じたときに、該吸収塔循環タンク(8)において、石膏スラリー濃度を9.4wt%未満に低下させ、比重が1.06以下になるように薄め操作を実施するために、石灰石スラリーを抜き出す抜出し流量を増大し、
前記酸化塔(4)において、その内部の温度が60℃を超えないように維持し、石膏スラリーが生成されず、反応しない余剰の石灰石スラリーが残存したときに、該酸化塔(4)への酸素の供給量を増加させ、
前記酸化塔(4)で生成した石膏スラリーは、該酸化塔(4)の下流に備えた石膏濃縮槽(5)でろ過して濃縮し、
前記石膏濃縮槽(5)で濃縮した石膏スラリーは、石膏スラリー槽(12)に貯留し、その下流に備えた遠心分離機(13)で石膏と分離排水に分離することにより、反応しない余剰の石膏スラリーの発生を抑制し、正常なスラリー状態にする、ことを特徴とする排ガス脱硫装置における反応しない余剰スラリーの抑制方法。 - 反応しない余剰のスラリーの発生状態について、
前記吸収塔(3)のpH値が6.0以上になり、前記酸化塔(4)の温度が上昇し始める状態を「初期状態」とし、
石膏スラリー槽(12)の比重上昇が緩慢になり、遠心分離機(13)の起動間隔が長くなり、かつ石膏濃縮槽(5)の透明度が低下する状態を「中期状態」とし、
前記石膏濃縮槽(5)から、石膏スラリー以外の反応しない余剰のスラリーがオーバーフローし、ろ過水タンク(16)に流入し、前記遠心分離機(13)に異常振動が発生し、トリップする状態を「末期状態」として三段階に判断基準を設け、
前記反応しない余剰スラリーの発生状態が「初期状態」であるときに、
前記吸収塔(3)・吸収塔循環タンク(8)への石灰石スラリーの張り込みを停止し、該吸収塔(3)、冷却塔(2)から石灰石スラリーを抜き出す抜出し流量を1/2に低減し、該吸収塔(3)から抜き出された反応しない余剰の石灰石スラリーに見合った硫酸を添加し、亜硫酸石膏を生成する反応槽(10)のpH設定値を0.1下げ、
前記酸化塔(4)のアトマイザー(11)の空気量を増加することにより、反応しない余剰の石膏スラリーの発生を抑制し、正常なスラリー状態にする、ことを特徴とする請求項1の排ガス脱硫装置における反応しない余剰スラリーの抑制方法。 - 反応しない余剰のスラリーの発生状態について、
前記吸収塔(3)のpH値が6.0以上になり、前記酸化塔(4)の温度が上昇し始める状態を「初期状態」とし、
石膏スラリー槽(12)の比重上昇が緩慢になり、遠心分離機(13)の起動間隔が長くなり、かつ石膏濃縮槽(5)の透明度が低下する状態を「中期状態」とし、
前記石膏濃縮槽(5)から、石膏スラリー以外の反応しない余剰のスラリーがオーバーフローし、ろ過水タンク(16)に流入し、前記遠心分離機(13)に異常振動が発生し、トリップする状態を「末期状態」として三段階に判断基準を設け、
前記反応しない余剰スラリーの発生状態が「末期状態」であるときに、
前記遠心分離機(13)で分離した固形分を搬送する石膏コンベア(15)を停止し、
前記石膏スラリー槽(12)の下流に備えたブロー槽(22)の攪拌機を起動し、
前記ろ過水タンク(16)と脱硫排水原水受槽(20)間のろ過水排水流量調節弁後弁(19)を全閉にし、一方ろ過水タンク(16)から排水するろ過水タンクブロー弁(21)を開にし、
前記石膏スラリー槽(12)の下流にある石膏スラリーポンプ循環ラインブロー弁(23)を開にし、
前記石膏濃縮槽(5)と前記石膏スラリー槽(12)間にある石膏スラリー比重調節弁(24)を手動全開にし、ろ過水タンク補給水弁を開にすることにより、反応しない余剰の石膏スラリーの発生を抑制し、正常なスラリー状態にする、ことを特徴とする請求項1の排ガス脱硫装置における反応しない余剰スラリーの抑制方法。
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