WO2020235657A1 - 排煙処理システム - Google Patents

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WO2020235657A1
WO2020235657A1 PCT/JP2020/020196 JP2020020196W WO2020235657A1 WO 2020235657 A1 WO2020235657 A1 WO 2020235657A1 JP 2020020196 W JP2020020196 W JP 2020020196W WO 2020235657 A1 WO2020235657 A1 WO 2020235657A1
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WO
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desulfurization
exhaust gas
gas passage
passage
treatment system
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/020196
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English (en)
French (fr)
Inventor
佐希 西山
一彦 梶川
晃三 小幡
片川 篤
Original Assignee
三菱日立パワーシステムズ株式会社
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
    • B01D53/50Sulfur oxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77Liquid phase processes
    • B01D53/78Liquid phase processes with gas-liquid contact
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/08Arrangements of devices for treating smoke or fumes of heaters

Definitions

  • the present invention relates to a flue gas treatment system equipped with a desulfurization apparatus.
  • Patent Document 1 describes a flue gas treatment system for treating exhaust gas containing sulfur oxides generated by a coal-fired boiler in a power generation facility or the like.
  • An attractive ventilator is connected to the flue connected to the boiler, a flue gas desulfurization device and a reheated gas gas heater are connected from the upstream side to the flue extending from the attractive ventilator, and after the blower is connected, The chimney is connected.
  • the upstream side of the flue gas desulfurization apparatus and the downstream side of the blower communicate with each other by a bypass flue having a bypass damper.
  • the air volume of the ventilator is controlled following the ventilator.
  • the fireplace is purged by light oil combustion at the time of test run or start-up of the plant, but the exhaust gas at the time of light oil combustion is discharged through the bypass flue in order to prevent deterioration of the liquid properties in the flue gas desulfurization apparatus.
  • the blower is started in advance, and after the attraction blower is started with the bypass damper fully opened, matching control between the attraction fan and the blower is performed. In addition, if the blower breaks down, the bypass damper will be fully opened as an explosion-proof measure for the fireplace.
  • Sulfur contained in the coal differs depending on the type of coal (coal species), in the SO 2 content is low (low SO 2 content) of coal species, by flue gas desulfurization Some can release exhaust gas to the atmosphere without desulfurization.
  • the running cost is reduced by completely stopping the desulfurization and reducing the power consumption, limestone consumption, drainage, make-up water, etc. of the blower associated with the desulfurization. Is preferable.
  • an object of the present invention is to provide a flue gas treatment system capable of completely stopping the desulfurization treatment according to the type of coal used.
  • the smoke exhaust treatment system of the first aspect of the present invention includes an exhaust gas passage, a desulfurization tower, a desulfurization gas passage, a desulfurization gas passage damper, and a desulfurization ventilator.
  • Exhaust gas from the boiler circulates in the exhaust gas passage.
  • the desulfurization tower removes sulfur oxides from the exhaust gas.
  • the desulfurization gas passage is the desulfurization outlet side that connects the branch portion of the exhaust gas passage and the exhaust gas inlet of the desulfurization tower, and the confluence of the exhaust gas outlet of the desulfurization tower and the exhaust gas passage on the downstream side of the branch portion. Has a passage.
  • the desulfurization gas passage damper can open and close the desulfurization gas passage.
  • the desulfurization ventilator when the desulfurization gas passage damper opens the desulfurization gas passage, a part of the exhaust gas flowing through the exhaust gas passage is introduced into the desulfurization tower from the branch part and returns from the confluence part to the exhaust gas passage. Dissipate exhaust gas through the desulfurization gas passage.
  • desulfurization gas when coal containing a large amount of sulfur (high SO 2 content) and desulfurization treatment is required for exhaust gas is burned in a boiler (a coal type that requires desulfurization treatment is used), desulfurization gas is used.
  • a desulfurization gas passage damper is set in the open state of the desulfurization gas passage, and a desulfurization blower is used so that a part of the exhaust gas flowing through the exhaust gas passage is introduced from the branch part to the desulfurization tower and returns from the confluence part to the exhaust gas passage. Distribute exhaust gas through the desulfurization gas passage.
  • a part of the exhaust gas flowing through the exhaust gas passage flows into the desulfurization gas passage from the branch part, is desulfurized in the desulfurization tower, and merges with the remaining exhaust gas flowing through the exhaust gas passage without flowing into the desulfurization gas passage at the confluence part. To do.
  • a second aspect of the present invention is the flue gas treatment system of the first aspect, which is desulfurization ventilation based on the type of coal burned in the boiler and the flow rate of the exhaust gas discharged from the boiler to the exhaust gas passage. It is equipped with ventilation control means for controlling the machine.
  • the ventilation control means drives the desulfurization ventilator when using a coal species that requires desulfurization treatment, and stops the desulfurization ventilator when using a coal species that does not require desulfurization treatment.
  • the ventilation control means uses a coal type that requires desulfurization treatment, the higher the SO 2 content of the coal type, the larger the flow rate of exhaust gas (desulfurization treatment flow rate) introduced into the desulfurization tower (desulfurization treatment rate).
  • the ventilation control means controls the desulfurization ventilator so that the larger the total flow rate of the exhaust gas discharged from the boiler to the exhaust gas passage (total exhaust gas flow rate), the larger the desulfurization treatment flow rate.
  • the desulfurization flow rate is controlled based on the coal type used (coal type used) and the total exhaust gas flow rate, so that the SO 2 concentration of the exhaust gas (merged exhaust gas) after merging at the confluence is set to the desired concentration. Can be lowered. In addition, it is possible to suppress an increase in running cost due to excessive desulfurization treatment.
  • a third aspect of the present invention is the flue gas treatment system of the second aspect, in which the ventilation control means burns the exhaust gas discharged from the boiler to the exhaust gas passage in proportion to the exhaust gas introduced into the desulfurization tower.
  • the desulfurization blower is controlled so that the ratio corresponds to the type of coal to be produced. That is, the ventilation control means controls the desulfurization ventilator so that the ratio of the desulfurization treatment flow rate to the total exhaust gas flow rate (desulfurization treatment rate) is maintained at a predetermined ratio corresponding to the coal type used.
  • a predetermined ratio corresponding to the use of coal species, as SO 2 concentration of the confluent exhaust gas even when the desulfurization process is used any of a plurality of coal types required is reduced to the desired concentration, SO 2 content
  • the SO 2 concentration of the combined exhaust gas can be reduced to a desired concentration regardless of which of the plurality of coal types requiring desulfurization treatment is used.
  • the control of the desulfurization ventilator by the ventilation control means can be stabilized.
  • the fourth aspect of the present invention is the smoke exhaust treatment system of the second or third aspect, and the ventilation control means controls the opening and closing of the desulfurization gas passage damper according to the type of coal burned in the boiler.
  • a desulfurization gas passage damper is set in an open state of the desulfurization gas passage, and when a coal type that does not require desulfurization treatment is used, a desulfurization gas passage is closed. Set the desulfurization gas passage damper in.
  • a fifth aspect of the present invention is the smoke exhaust treatment system of the first to fourth aspects, in which the amount of limestone slurry supplied to the desulfurization tower is introduced from the branch portion of the desulfurization blower into the desulfurization tower.
  • a slurry supply control means for controlling based on the flow rate, the SO 2 concentration of the exhaust gas flowing into the desulfurization tower, and the PH of the limestone slurry in the desulfurization tower is provided. That is, the slurry supply control means determines the supply amount of limestone slurry to the desulfurization tower (limestone slurry supply amount), the desulfurization treatment flow rate introduced into the desulfurization tower, and the SO 2 concentration of the exhaust gas flowing into the desulfurization tower (SO before desulfurization). 2 concentration) and the PH of the limestone slurry in the desulfurization column (in-tower slurry PH).
  • the amount of SO 2 treated in the desulfurization tower (SO 2 treatment amount) can be estimated (calculated) from the desulfurization treatment flow rate and the SO 2 concentration before desulfurization.
  • the slurry supply control means is, for example, a basic operation signal for calculating the SO 2 treatment amount using the desulfurization treatment flow rate and the SO 2 concentration before desulfurization, and controlling the limestone slurry supply amount according to the calculated SO 2 treatment amount. Is generated, and the operation signal obtained by adding the correction coefficient defined by the in-tower slurry PH to the generated basic operation signal is output to the control target (for example, a valve capable of controlling the supply amount of the limestone slurry).
  • the control target for example, a valve capable of controlling the supply amount of the limestone slurry.
  • the limestone slurry can be accurately supplied according to the SO 2 treatment amount and the in-column slurry PH.
  • a sixth aspect of the present invention is the flue gas treatment system of the fifth aspect, in which the slurry supply control means determines the amount of limestone slurry supplied to the desulfurization tower and the SO 2 concentration of the exhaust gas on the downstream side of the confluence. Control based on.
  • the SO 2 concentration of the combined exhaust gas can be appropriately controlled by the limestone slurry supply amount.
  • the desulfurization process can be completely stopped according to the type of coal used, and the running cost can be reduced.
  • the exhaust gas discharge mode in the flue gas treatment system of the present embodiment includes a desulfurization treatment execution mode and a desulfurization treatment stop mode.
  • a desulfurization treatment execution mode a part of the exhaust gas containing sulfur oxides generated by the combustion of coal in the boiler 1 is introduced into the desulfurization tower (absorption tower) 2, and the desulfurization treatment (wet limestone-plaster flue gas desulfurization treatment) is performed.
  • the desulfurized exhaust gas (desulfurized exhaust gas) is mixed with the remaining undesulfurized exhaust gas (non-desulfurized exhaust gas) and discharged from the chimney 3.
  • the desulfurization treatment stop mode is a mode in which the exhaust gas discharged from the boiler 1 is discharged from the chimney 3 without desulfurization treatment.
  • the switching of the exhaust gas emission mode is performed according to the type of coal to be burned in the boiler 1 (coal type used).
  • the ratio (desulfurization treatment rate) is controlled so that the SO 2 concentration of the exhaust gas (merged exhaust gas) after the desulfurized exhaust gas and the non-desulfurized gas are mixed is reduced to a desired concentration or less.
  • the exhaust gas discharged from the boiler 1 flows through the exhaust gas passage 4.
  • An induction ventilator (IDF: Induced Draft Fan) 5 is provided in the exhaust gas passage 4, and the exhaust gas from the boiler 1 is sent by the IDF 5 toward the chimney 3 at the downstream end of the exhaust gas passage 4.
  • IDF Induced Draft Fan
  • the exhaust gas passage 4 between the IDF 5 and the chimney 3 is provided with a branch portion 6 on the upstream side (IDF 5 side) and a confluence portion 7 on the downstream side (chimney 3 side).
  • the branch portion 6 of the exhaust gas passage 4 and the exhaust gas inlet 8 of the desulfurization tower 2 are connected by the desulfurization inlet side passage 11, and the exhaust gas outlet 9 of the desulfurization tower 2 and the confluence portion 7 of the exhaust gas passage 4 are connected to the desulfurization outlet side passage 12.
  • the desulfurization inlet side passage 11 and the desulfurization outlet side passage 12 form a desulfurization gas passage 10.
  • the exhaust gas passage 4 and the desulfurization gas passage 10 are partitioned by a tubular duct.
  • a spray header 13 provided with a large number of spray nozzles 14 is installed in the desulfurization tower 2, and the absorbing liquid is sprayed from the spray nozzle 14 as fine droplets.
  • the absorption liquid supply unit of the present embodiment is a spray type in which the absorption liquid is sprayed as fine droplets and the sprayed droplets are brought into contact with the exhaust gas flowing upward, and the absorption liquid supplied from the spray nozzle 14 is used. Absorbs and removes sulfur oxides in the exhaust gas. The minute droplets accompanying the exhaust gas flow are removed by a mist eliminator (not shown) installed in the upper part of the desulfurization tower 2.
  • the droplets sprayed from the spray nozzle 14 absorb sulfur oxides and then fall into the desulfurization tower tank 15 provided at the bottom of the desulfurization tower 2.
  • the absorbing liquid staying in the desulfurization tower tank 15 is sent by an absorbing liquid circulation pump (not shown) and supplied from the absorbing liquid circulation pipe 16 to the spray header 13 (spray nozzle 14).
  • the desulfurization tower tank 15 is provided with an air supply device (not shown) that supplies air to the accumulated absorption liquid.
  • the absorption liquid contains limestone (CaCO 3 ), and the sulfur oxide (SO 2 ) absorbed in the absorption liquid reacts with the limestone in the absorption liquid and is further oxidized by the air supplied to the desulfurization tower tank 15. the gypsum (CaSO 4 ⁇ 2H 2 O) Te.
  • the limestone which is an absorbent, is stored as limestone slurry in the limestone slurry tank 24, is sent by the limestone slurry pump 17, and is supplied from the slurry supply pipe 18 to the desulfurization tower tank 15.
  • the slurry supply pipe 18 is provided with a valve 19 for opening and closing the flow path of the limestone slurry.
  • the valve 19 opens and closes according to an instruction signal from the slurry supply control device (slurry supply control means) 31 described later, and the opening and closing of the valve 19 increases or decreases the supply amount of the limestone slurry to the desulfurization tower tank 15 or stops the supply.
  • the method of supplying the absorption liquid to the exhaust gas in the desulfurization tower 2 is not limited to the spray method, and other methods (for example, by ejecting the absorption liquid in a columnar shape from below to above, a liquid column is generated and generated. It may be a liquid column type) in which the liquid column is brought into contact with the exhaust gas flowing upward.
  • the desulfurization inlet side passage 11 is provided with an inlet damper (desulfurization gas passage damper) 20, and the desulfurization outlet side passage 12 is provided with an outlet damper (desulfurization gas passage damper) 21.
  • the inlet damper 20 can open and close the desulfurization inlet side passage 11 (desulfurization gas passage 10), and the outlet damper 21 can open and close the desulfurization outlet side passage 12 (desulfurization gas passage 10).
  • the inlet damper 20 and the outlet damper 21 of the present embodiment are opened and closed by manual operation. Since the inlet damper 20 is provided, switching between the desulfurization process execution mode and the desulfurization process stop mode is not delayed from the opening and closing of the inlet damper 20, and the responsiveness is good.
  • outlet damper 21 since the outlet damper 21 is provided, it is possible to prevent the inflow (backflow) of the exhaust gas from the confluence portion 7 to the desulfurization outlet side passage 12 in the desulfurization treatment stop mode, and the upstream side of the outlet damper 21 (desulfurization tower 2). Corrosion of equipment on the side) can be suppressed.
  • One of the inlet damper 20 and the outlet damper 21 may be omitted.
  • a desulfurization ventilator (boost up fan, BUF: Boost Up Fan) 22 is provided in the desulfurization inlet side passage 11 between the inlet damper 20 and the exhaust gas inlet 8 of the desulfurization tower 2.
  • the BUF 22 sucks a part of the exhaust gas flowing through the exhaust gas passage 4 from the branch portion 6 into the desulfurization inlet side passage 11 in a state where the inlet damper 20 and the outlet damper 21 open the desulfurization gas passage 10.
  • the exhaust gas is introduced into the desulfurization tower 2, and the exhaust gas is circulated through the desulfurization gas passage 10 so as to return from the confluence 7 to the exhaust gas passage 4 via the desulfurization outlet side passage 12.
  • the drive / stop of the BUF 22 and the increase / decrease in the rotation speed (increase / decrease in the rotation speed of the fan) are controlled by the ventilation control device (ventilation control means) 30 described later.
  • the flow rate of the exhaust gas (desulfurization treatment flow rate) that is sucked into the desulfurization inlet side passage 11 from the branch portion 6 of the exhaust gas passage 4 and introduced into the desulfurization tower 2 increases or decreases as the rotation speed of the BUF 22 increases or decreases.
  • the BUF 22 may be provided in the desulfurization outlet side passage 12.
  • a gas gas heater 23 is provided in the desulfurization inlet side passage 11 between the BUF 22 and the exhaust gas inlet 8 of the desulfurization tower 2 and the desulfurization outlet side passage 12 between the exhaust gas outlet 9 and the outlet damper 21 of the desulfurization tower 2. , The exhaust gas flowing through the desulfurization gas passage 10 is heated by the gas gas heater 23.
  • the smoke exhaust treatment system of the present embodiment includes a ventilation control device 30 and a slurry supply control device 31.
  • the ventilation control device 30 controls the BUF 22 based on the type of coal burned in the boiler 1 and the flow rate of the exhaust gas discharged from the boiler 1 to the exhaust gas passage 4 (total exhaust gas flow rate).
  • the BUF 22 may be controlled by measuring the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust gas passage 4 on the upstream side of the branch portion 6 with a flow meter and using the measured value as the total exhaust gas flow rate. Further, since the total exhaust gas flow rate is determined according to the command information (for example, each command such as the boiler load command, the fuel flow rate command, and the air flow rate command) that indicates the operating conditions of the boiler 1, one of these commands is used.
  • BUF22 may be controlled. In this embodiment, the BUF 22 is controlled by using the boiler load command.
  • the ventilation control device 30 drives the BUF 22 when a coal type that requires desulfurization treatment is used, and stops the BUF 22 when a coal type that does not require desulfurization treatment is used. Further, when a coal type that requires desulfurization treatment is used, the higher the SO 2 content of the coal type, the larger the flow rate (desulfurization treatment flow rate) of the exhaust gas introduced into the desulfurization tower 2 (the higher the desulfurization treatment rate).
  • the BUF 22 is controlled so as to. Further, the BUF 22 is controlled so that the larger the total flow rate of the exhaust gas discharged from the boiler 1 to the exhaust gas passage 4 (the higher the boiler load indicated by the boiler load command), the larger the desulfurization treatment flow rate. Further, the BUF 22 is controlled so that the ratio of the desulfurization treatment flow rate to the total exhaust gas flow rate (desulfurization treatment rate) is maintained at a predetermined ratio corresponding to the coal type used.
  • a predetermined ratio corresponding to the use of coal species, as SO 2 concentration of the confluent exhaust gas even when the desulfurization process is used any of a plurality of coal types required is reduced to the desired concentration, SO 2 content
  • coal types used are coal A, coal B, coal C and coal D
  • coal A has the highest SO 2 content (Sa), then coal B (Sb), and then coal C (Sc).
  • SO 2 content (Sd) of coal D is the lowest (Sa>Sb>Sc> Sd)
  • coal A, coal B and coal C are coal types that require desulfurization treatment
  • coal D is desulfurization.
  • the boiler load command and the BUF suction amount (desulfurization treatment flow rate, rotation speed) have a correspondence relationship as shown in FIG. 2
  • the ventilation control device 30 has a correspondence relationship shown in FIG. It is stored in advance.
  • the ventilation control device 30 determines the BUF suction amount (rotational speed) according to the coal type used and the boiler load command from the above correspondence, and outputs a rotation control signal indicating rotation at the determined rotational speed to the BUF22. .. Further, the ventilation control device 30 outputs a rotation control signal to the slurry supply control device 31 at the same time as the output to the BUF 22.
  • the slurry supply control device 31 determines the amount of limestone slurry supplied to the desulfurization tower tank 15 (the amount of limestone slurry supplied), the desulfurization treatment flow rate introduced into the desulfurization tower 2, and the SO 2 concentration of the exhaust gas flowing into the desulfurization tower 2 (Control is performed based on the SO 2 concentration before desulfurization) and the PH of the limestone slurry in the desulfurization tower 2 (slurry PH in the column).
  • An IDF outlet densitometer 32 is provided in the exhaust gas passage 4 between the IDF 5 and the branch portion 6.
  • the IDF outlet concentration meter 32 sequentially measures the SO 2 concentration of the exhaust gas near the outlet of the IDF 5 (IDF outlet SO 2 concentration), and outputs the measured value as the SO 2 concentration before desulfurization to the slurry supply control device 31.
  • the desulfurization tower 2 is provided with a slurry PH meter 33.
  • the slurry PH meter 33 sequentially measures the PH of the limestone slurry in the desulfurization tower tank 15, and outputs the measured value as the slurry PH in the tower to the slurry supply control device 31.
  • the amount of SO 2 treated in the desulfurization tower 2 (SO 2 treatment amount) can be estimated (calculated) from the desulfurization treatment flow rate and the SO 2 concentration before desulfurization.
  • the flow rate of the exhaust gas flowing through the desulfurization inlet side passage 11 may be measured by a flow meter, and the measured value may be used as the desulfurization treatment flow rate to calculate the SO 2 treatment amount.
  • the slurry supply control device 31 of the present embodiment is the pre-desulfurization SO 2 concentration and the ventilation control device input from the IDF outlet densitometer 32.
  • the SO 2 processing amount is calculated using the rotation control signal input from 30.
  • the slurry supply control device 31 generates a basic operation signal for controlling the limestone slurry supply amount according to the calculated SO 2 processing amount, and obtains a correction coefficient defined by the in-tower slurry PH input from the slurry PH meter 33.
  • the operation signal added to the above-generated basic operation signal is output to the valve 19 to control the opening and closing of the valve 19.
  • a desulfurization tower outlet densitometer (not shown) that measures the SO 2 concentration (SO 2 concentration after desulfurization) near the outlet of the desulfurization tower 2 is desulfurized.
  • it may be calculated desulfurization before SO 2 concentration from SO 2 concentration after desulfurization.
  • the slurry supply control device 31 controls the amount of limestone slurry supplied to the desulfurization tower 2 based on the SO 2 concentration of the exhaust gas (merged exhaust gas) on the downstream side of the merging portion 7.
  • a merging exhaust gas concentration meter 34 is provided in the exhaust gas passage 4 between the merging portion 7 and the chimney 3.
  • the combined exhaust gas concentration meter 34 sequentially measures the SO 2 concentration of the combined exhaust gas, and outputs the measured value to the slurry supply control device 31.
  • the slurry supply control device 31 controls the opening and closing of the valve 19 so that the SO 2 concentration of the combined exhaust gas does not become higher than the desired concentration.
  • the slurry supply control device 31 controls the opening / closing of the valve 19 based on the desulfurization treatment flow rate, the SO 2 concentration before desulfurization, and the slurry PH in the column, and the opening / closing control of the valve 19 based on the SO 2 concentration of the combined exhaust gas, respectively. It may be executed individually, or both controls may be combined (generated a combined control signal) and executed.
  • coal containing a large amount of sulfur (high SO 2 content) and requiring desulfurization treatment for exhaust gas is burned in boiler 1 (a coal type requiring desulfurization treatment is used).
  • the exhaust gas is discharged in the desulfurization treatment execution mode.
  • the inlet damper 20 and the outlet damper 21 are manually set in the desulfurization gas passage open state in which the desulfurization gas passage 10 is opened, and the BUF 22 is driven.
  • the ventilation control device 30 controls the desulfurization treatment flow rate based on the coal type used and the total exhaust gas flow rate, so that the SO 2 concentration of the exhaust gas (merged exhaust gas) after merging at the merging section 7 is desired. Can be reduced to a concentration of. In addition, it is possible to suppress an increase in running cost due to excessive desulfurization treatment.
  • the ventilation control device 30 controls the desulfurization treatment flow rate so that the ratio of the desulfurization treatment flow rate to the total exhaust gas flow rate (desulfurization treatment rate) is maintained at a predetermined ratio corresponding to the coal type used, the desulfurization treatment is necessary. Regardless of which of the plurality of coal types is used, the SO 2 concentration of the combined exhaust gas can be reduced to a desired concentration.
  • the coal type used is not changed during the boiler operation, and the total exhaust gas flow rate does not increase or decrease frequently, so that the control of the BUF 22 by the ventilation control device 30 can be stabilized.
  • the exhaust gas is discharged in the desulfurization treatment stop mode.
  • the inlet damper 20 and the outlet damper 21 are manually set in the desulfurization gas passage closed state in which the desulfurization gas passage 10 is closed, and the BUF 22 is stopped to discharge the exhaust gas from the branch portion 6 to the desulfurization tower 2. Do not introduce. As a result, the desulfurization process can be completely stopped, and the running cost can be reduced.
  • the slurry supply control device 31 controls the limestone slurry supply amount based on the desulfurization treatment flow rate introduced into the desulfurization tower 2, the SO 2 concentration before desulfurization, and the slurry PH in the tower, the limestone slurry can be controlled by the SO 2 treatment amount. And it can be accurately supplied according to the slurry PH in the tower.
  • the slurry supply control device 31 controls the limestone slurry supply amount based on the SO 2 concentration of the combined exhaust gas, the SO 2 concentration of the combined exhaust gas can be appropriately managed by the limestone slurry supply amount.
  • the ventilation control device 30 controls the opening and closing of the inlet damper 20 and the outlet damper 21 according to the type of coal burned in the boiler 1. Specifically, when using a coal type that requires desulfurization treatment (in the case of the desulfurization treatment execution mode), the inlet damper 20 and the outlet damper 21 are set in the desulfurization gas passage open state, and the coal type that does not require desulfurization treatment is selected. When used (in the case of the desulfurization process stop mode), the inlet damper 20 and the outlet damper 21 are set in the desulfurization gas passage closed state. For example, in the coals A to D illustrated in the first embodiment, as shown in FIG. 4, in the case of coal A, coal B and coal C, the desulfurization gas passage is set to an open state, and in the case of coal D, the desulfurization gas is set. Set the passage closed state.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment and modification described as an example, and is not limited to the above-described embodiment and the like as long as it does not deviate from the technical idea of the present invention. , Various changes are possible depending on the design and the like.

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Abstract

ボイラ1からの排ガスは排ガス通路4を流通する。脱硫塔2は排ガスから硫黄酸化物を除去する。脱硫ガス通路10は、排ガス通路4の分岐部6と脱硫塔2の排ガス入口8とを接続する脱硫入口側通路11と、脱硫塔2の排ガス出口9と排ガス通路4の合流部7とを接続する脱硫出口側通路12とを有する。脱硫ガス通路ダンパ20,21は、脱硫ガス通路10を開閉可能である。脱硫通風機22は、脱硫ガス通路ダンパ20,21が脱硫ガス通路10を開放する脱硫ガス通路開放状態で、排ガス通路4を流通する排ガスの一部が分岐部6から脱硫塔2へ導入されて合流部7から排ガス通路4へ戻るように脱硫ガス通路10に排ガスを流通させる。

Description

[規則26に基づく補充 29.07.2020] 排煙処理システム
 本発明は、脱硫装置を備えた排煙処理システムに関する。
 特許文献1には、発電設備等に於ける石炭焚きボイラにより発生する硫黄酸化物を含む排ガスを処理するための排煙処理システムが記載されている。
 ボイラに連通された煙道には、誘引通風機が接続され、誘引通風機から延びる煙道には上流側より排煙脱硫装置、再加熱ガスガスヒータが接続され、さらに送風機が接続された後、煙突が接続される。排煙脱硫装置の上流側と送風機の下流側とは、バイパスダンパを有するバイパス煙道により連通する。
 誘引通風機と送風機との送風量のバランスを図るため、送風機の送風量は誘引通風機に追従して制御される。例えば、プラント試運転或は起動時には軽油燃焼による火炉パージが行われるが、軽油燃焼時の排ガスは、排煙脱硫装置内の液性状悪化防止のため、バイパス煙道を経て排出される。また、起動時には送風機を先行起動し、バイパスダンパを全開にした状態で誘引通風機を起動した後、誘引通風機と送風機とのマッチング制御が行われる。また、送風機が故障した場合には火炉の防爆対策としてバイパスダンパを全開とする。
特開2000-84353号公報
 石炭に含まれる硫黄分(SO含有量)は石炭の種類(石炭種)によって相違し、SO含有量が少ない(SO含有率が低い)石炭種の中には、排煙脱硫装置による脱硫処理を行うことなく、排ガスを大気へ放出可能なものもある。脱硫処理が不要な石炭種を使用する場合、脱硫処理を完全に停止し、脱硫処理に伴う送風機の電力消費量、石灰石消費量、排水量、補給水量等を削減することにより、ランニングコストを低減することが好ましい。
 しかし、特許文献1に記載のシステムでは、排煙脱硫装置の上流側と送風機の下流側とを連通するバイパス煙道にバイパスダンパが設けられているので、排煙脱硫装置への排ガスの導入を完全に停止することができない。このため、SO含有率が低く脱硫処理が不要な石炭種の使用時においても脱硫処理が行われることになり、ランニングコストを低減することができない。
 そこで本発明は、使用する石炭種に応じて脱硫処理を完全に停止することが可能な排煙処理システムの提供を目的とする。
 上記目的を達成すべく、本発明の第1の態様の排煙処理システムは、排ガス通路と脱硫塔と脱硫ガス通路と脱硫ガス通路ダンパと脱硫通風機とを備える。排ガス通路には、ボイラからの排ガスが流通する。脱硫塔は、排ガスから硫黄酸化物を除去する。脱硫ガス通路は、排ガス通路の分岐部と脱硫塔の排ガス入口とを接続する脱硫入口側通路と、脱硫塔の排ガス出口と分岐部の下流側の排ガス通路の合流部とを接続する脱硫出口側通路とを有する。脱硫ガス通路ダンパは、脱硫ガス通路を開閉可能である。脱硫通風機は、脱硫ガス通路ダンパが脱硫ガス通路を開放する脱硫ガス通路開放状態で、排ガス通路を流通する排ガスの一部が分岐部から脱硫塔へ導入されて合流部から排ガス通路へ戻るように脱硫ガス通路に排ガスを流通させる。
 上記構成では、含有する硫黄分が多く(SO含有率が高く)、排ガスに対して脱硫処理が必要な石炭をボイラで燃焼させる(脱硫処理が必要な石炭種を使用する)場合、脱硫ガス通路を開放する脱硫ガス通路開放状態に脱硫ガス通路ダンパを設定し、排ガス通路を流通する排ガスの一部が分岐部から脱硫塔へ導入されて合流部から排ガス通路へ戻るように脱硫通風機によって脱硫ガス通路に排ガスを流通させる。排ガス通路を流通する排ガスの一部は、分岐部から脱硫ガス通路へ流入し、脱硫塔で脱硫処理されて、脱硫ガス通路へ流入せずに排ガス通路を流通した残りの排ガスと合流部で合流する。
 一方、SO含有率が低く、排ガスに対して脱硫処理が不要な石炭をボイラで燃焼させる(脱硫処理が不要な石炭種を使用する)場合、脱硫ガス通路を閉止する脱硫ガス通路閉止状態に脱硫ガス通路ダンパを設定するとともに、脱硫通風機を停止して、分岐部から脱硫塔へ排ガスを導入しない。これにより、脱硫処理を完全に停止することができ、ランニングコストを低減することができる。
 本発明の第2の態様は、第1の態様の排煙処理システムであって、ボイラで燃焼される石炭の種類と、ボイラから排ガス通路へ排出される排ガスの流量とに基づいて、脱硫通風機を制御する通風制御手段を備える。
 例えば、通風制御手段は、脱硫処理が必要な石炭種を使用する場合には脱硫通風機を駆動し、脱硫処理が不要な石炭種を使用する場合には脱硫通風機を停止する。また、通風制御手段は、脱硫処理が必要な石炭種を使用する場合において、SO含有率が高い石炭種ほど脱硫塔へ導入される排ガスの流量(脱硫処理流量)が多くなる(脱硫処理率が高くなる)ように脱硫通風機を制御する。さらに、通風制御手段は、ボイラから排ガス通路へ排出される排ガスの総流量(排ガス総流量)が多いほど脱硫処理流量も多くなるように脱硫通風機を制御する。
 上記構成では、使用する石炭種(使用石炭種)と排ガス総流量とに基づいて脱硫処理流量を制御するので、合流部で合流した後の排ガス(合流排ガス)のSO濃度を所望の濃度に低下させることができる。また、過剰な脱硫処理によるランニングコストの上昇を抑制することができる。
 本発明の第3の態様は、第2の態様の排煙処理システムであって、通風制御手段は、ボイラから排ガス通路へ排出される排ガスのうち脱硫塔へ導入する排ガスの割合がボイラで燃焼される石炭の種類に対応した所定割合となるように脱硫通風機を制御する。すなわち、通風制御手段は、排ガス総流量に対する脱硫処理流量の割合(脱硫処理率)が使用石炭種に対応した所定割合に維持されるように脱硫通風機を制御する。
 使用石炭種に対応する所定割合は、脱硫処理が必要な複数の石炭種の何れを使用した場合であっても合流排ガスのSO濃度が所望の濃度に低下するように、SO含有率が高い石炭種ほど高い割合に、使用する石炭種ごとに予め設定される。
 上記構成では、脱硫処理が必要な複数の石炭種の何れを使用した場合であっても合流排ガスのSO濃度を所望の濃度に低下させることができる。
 また、通常はボイラ運転中に使用石炭種を変更することはなく、排ガス総流量の大幅な増減が頻繁に生じることもないため、通風制御手段による脱硫通風機の制御を安定させることができる。
 本発明の第4の態様は、第2又は第3の態様の排煙処理システムであって、通風制御手段は、ボイラで燃焼される石炭の種類に応じて脱硫ガス通路ダンパを開閉制御する。
 通風制御手段は、例えば、脱硫処理が必要な石炭種を使用する場合は脱硫ガス通路開放状態に脱硫ガス通路ダンパを設定し、脱硫処理が不要な石炭種を使用する場合は脱硫ガス通路閉止状態に脱硫ガス通路ダンパを設定する。
 上記構成では、手動操作によって脱硫ガス通路ダンパを開閉する必要がないので、作業者の負担を軽減するとともに、手動操作に起因する脱硫ガス通路ダンパの誤設定を防止することができる。
 本発明の第5の態様は、第1~第4の態様の排煙処理システムであって、脱硫塔への石灰石スラリの供給量を、脱硫通風機が分岐部から脱硫塔へ導入する排ガスの流量と、脱硫塔へ流入する排ガスのSO濃度と、脱硫塔内の石灰石スラリのPHとに基づいて制御するスラリ供給制御手段を備える。すなわち、スラリ供給制御手段は、脱硫塔への石灰石スラリの供給量(石灰石スラリ供給量)を、脱硫塔へ導入される脱硫処理流量と、脱硫塔へ流入する排ガスのSO濃度(脱硫前SO濃度)と、脱硫塔内の石灰石スラリのPH(塔内スラリPH)とに基づいて制御する。
 脱硫塔で処理するSO量(SO処理量)は、脱硫処理流量と脱硫前SO濃度とから推定(算出)することができる。スラリ供給制御手段は、例えば、脱硫処理流量と脱硫前SO濃度とを用いてSO処理量を算出し、算出したSO処理量に応じて石灰石スラリ供給量を制御するための基本操作信号を生成し、生成した基本操作信号に塔内スラリPHによって規定される補正係数を加算した操作信号を制御対象(例えば、石灰石スラリの供給量を制御可能なバルブ)へ出力する。
 上記構成では、石灰石スラリをSO処理量及び塔内スラリPHに応じて的確に供給することができる。
 本発明の第6の態様は、第5の態様の排煙処理システムであって、スラリ供給制御手段は、脱硫塔への石灰石スラリの供給量を、合流部の下流側の排ガスのSO濃度に基づいて制御する。
 上記構成では、石灰石スラリ供給量を合流排ガスのSO濃度に基づいて制御するので、合流排ガスのSO濃度を石灰石スラリ供給量によって適正に管理することができる。
 本発明によれば、使用する石炭種に応じて脱硫処理を完全に停止することができ、ランニングコストを低減することができる。
本発明の第1実施形態に係る排煙処理システムを模式的に示す構成図である。 石炭種と脱硫通風機の吸込量とボイラ負荷指令との関係の一例を示す図である。 本発明の第2実施形態に係る排煙処理システムを模式的に示す構成図である。 石炭種と脱硫ガス通路ダンパの設定状態との関係の一例を示す図である。
 本発明の第1実施形態に係る排煙処理システムについて、図1を参照して説明する。
 本実施形態の排煙処理システムにおける排ガス排出モードは、脱硫処理実行モードと脱硫処理停止モードとを含む。脱硫処理実行モードは、ボイラ1での石炭の燃焼によって発生した硫黄酸化物を含む排ガスの一部を脱硫塔(吸収塔)2へ導入し、脱硫処理(湿式石灰石-石膏排煙脱硫処理)によって排ガスから硫黄酸化物を除去した後、脱硫処理した排ガス(脱硫排ガス)を脱硫処理していない残りの排ガス(非脱硫排ガス)と混合して煙突3から排出するモードである。脱硫処理停止モードは、ボイラ1から排出される排ガスを脱硫処理せずに煙突3から排出するモードである。排ガス排出モードの切替えは、ボイラ1で燃焼させる石炭の種類(使用石炭種)に応じて行われる。脱硫処理実行モードにおいて、ボイラ1から排出される排ガスの総流量(排ガス総流量)のうち脱硫塔2へ導入する排ガスの総流量(脱硫処理流量)の割合、すなわち排ガス総流量に対する脱硫処理流量の割合(脱硫処理率)は、脱硫排ガスと非脱硫ガスとが混合した後の排ガス(合流排ガス)のSO濃度が所望の濃度以下に低下するように制御される。
 図1に示すように、ボイラ1から排出された排ガスは、排ガス通路4を流通する。排ガス通路4には誘引通風機(IDF:Induced Draft Fan)5が設けられ、ボイラ1からの排ガスは、IDF5によって排ガス通路4の下流端の煙突3へ向けて送られる。
 IDF5と煙突3の間の排ガス通路4には、上流側(IDF5側)の分岐部6と下流側(煙突3側)の合流部7とが設けられる。排ガス通路4の分岐部6と脱硫塔2の排ガス入口8とは、脱硫入口側通路11によって接続され、脱硫塔2の排ガス出口9と排ガス通路4の合流部7とは、脱硫出口側通路12によって接続され、脱硫入口側通路11と脱硫出口側通路12とは、脱硫ガス通路10を構成する。排ガス通路4及び脱硫ガス通路10は、筒状のダクトによって区画形成される。
 脱硫塔2内には、多数のスプレノズル14を備えたスプレヘッダ13が設置され、スプレノズル14から吸収液が微細な液滴として噴霧される。噴霧された吸収液が排ガス(排ガス入口8から排ガス出口9へ向かって上方へ流れる排ガス)と接触(気液接触)することにより、排ガス中の硫黄酸化物が吸収液滴の表面で化学的に除去され、排ガス出口9から排出される。このように、本実施形態の吸収液供給部は、吸収液を微細な液滴として噴霧し、噴霧した液滴を上方へ流れる排ガスに接触させる噴霧式であり、スプレノズル14から供給された吸収液により排ガス中の硫黄酸化物が吸収除去される。排ガス流れに同伴する微小な液滴は、脱硫塔2の上部に設置されたミストエリミネータ(図示省略)で除去される。
 スプレノズル14から噴霧された液滴は、硫黄酸化物を吸収した後、脱硫塔2の下部に設けられた脱硫塔タンク15に落下する。脱硫塔タンク15内に滞留する吸収液は、吸収液循環ポンプ(図示省略)によって送液されて吸収液循環配管16からスプレヘッダ13(スプレノズル14)に供給される。
 脱硫塔タンク15には、滞溜する吸収液に空気を供給する空気供給装置(図示省略)が設けられている。吸収液には石灰石(CaCO)が含まれ、吸収液に吸収された硫黄酸化物(SO)は、吸収液中の石灰石と反応し、さらに脱硫塔タンク15に供給される空気によって酸化されて石膏(CaSO・2HO)となる。吸収剤である石灰石は、石灰石スラリタンク24に石灰石スラリとして貯えられ、石灰石スラリポンプ17によって送液されてスラリ供給配管18から脱硫塔タンク15に供給される。
 スラリ供給配管18には、石灰石スラリの流通路を開閉するバルブ19が設けられている。バルブ19は、後述するスラリ供給制御装置(スラリ供給制御手段)31からの指示信号に従って開閉し、バルブ19の開閉によって脱硫塔タンク15への石灰石スラリの供給量が増減し又は供給が停止する。
 なお、脱硫塔2内の排ガスに吸収液を供給する方式は上記噴霧式に限定されず、他の方式(例えば、吸収液を下方から上方に柱状に噴出することで液柱を発生させ、発生させた液柱を上方へ流れる排ガスに接触させる液柱式)であってもよい。
 脱硫入口側通路11には入口ダンパ(脱硫ガス通路ダンパ)20が設けられ、脱硫出口側通路12には出口ダンパ(脱硫ガス通路ダンパ)21が設けられる。入口ダンパ20は脱硫入口側通路11(脱硫ガス通路10)を開閉可能であり、出口ダンパ21は脱硫出口側通路12(脱硫ガス通路10)を開閉可能である。本実施形態の入口ダンパ20及び出口ダンパ21は、手動操作によって開閉する。入口ダンパ20を設けているので、脱硫処理実行モードと脱硫処理停止モードとの切替えが入口ダンパ20の開閉から遅延せず、応答性が良い。また、出口ダンパ21を設けているので、脱硫処理停止モード時に合流部7から脱硫出口側通路12への排ガスの流入(逆流)を防止することができ、出口ダンパ21の上流側(脱硫塔2側)の設備の腐食等を抑制することができる。なお、入口ダンパ20及び出口ダンパ21の一方を省略してもよい。
 入口ダンパ20と脱硫塔2の排ガス入口8との間の脱硫入口側通路11には、脱硫通風機(昇圧通風機、BUF:Boost Up Fan)22が設けられる。BUF22は、入口ダンパ20及び出口ダンパ21が脱硫ガス通路10を開放する脱硫ガス通路開放状態で、排ガス通路4を流通する排ガスの一部を分岐部6から脱硫入口側通路11に吸込み、吸込んだ排ガスを脱硫塔2へ導入し、脱硫出口側通路12を介して合流部7から排ガス通路4へ戻すように、脱硫ガス通路10に排ガスを流通させる。BUF22の駆動/停止及び回転数の増減(ファンの回転速度の増減)は、後述する通風制御装置(通風制御手段)30によって制御される。BUF22の回転数の増減によって排ガス通路4の分岐部6から脱硫入口側通路11に吸い込まれて脱硫塔2へ導入される排ガスの流量(脱硫処理流量)が増減する。なお、BUF22を脱硫出口側通路12に設けてもよい。
 BUF22と脱硫塔2の排ガス入口8との間の脱硫入口側通路11と、脱硫塔2の排ガス出口9と出口ダンパ21との間の脱硫出口側通路12とには、ガスガスヒータ23が設けられ、脱硫ガス通路10を流通する排ガスがガスガスヒータ23によって加熱される。
 本実施形態の排煙処理システムは、通風制御装置30とスラリ供給制御装置31とを備える。
 通風制御装置30は、ボイラ1で燃焼される石炭の種類と、ボイラ1から排ガス通路4へ排出される排ガスの流量(排ガス総流量)とに基づいて、BUF22を制御する。分岐部6の上流側の排ガス通路4を流通する排ガスの流量を流量計によって測定し、その測定値を排ガス総流量として用いてBUF22を制御してもよい。また、排ガス総流量は、ボイラ1の運転条件を指示する指令情報(例えば、ボイラ負荷指令や燃料流量指令や空気流量指令などの各指令)に応じて決まるため、これらの指令の一つを用いてBUF22を制御してもよい。本実施形態では、ボイラ負荷指令を用いてBUF22を制御する。
 具体的には、通風制御装置30は、脱硫処理が必要な石炭種を使用する場合にはBUF22を駆動し、脱硫処理が不要な石炭種を使用する場合にはBUF22を停止する。また、脱硫処理が必要な石炭種を使用する場合において、SO含有率が高い石炭種ほど脱硫塔2へ導入される排ガスの流量(脱硫処理流量)が多くなる(脱硫処理率が高くなる)ようにBUF22を制御する。また、ボイラ1から排ガス通路4へ排出される排ガス総流量が多い(ボイラ負荷指令が示すボイラ負荷が高い)ほど脱硫処理流量も多くなるようにBUF22を制御する。さらに、排ガス総流量に対する脱硫処理流量の割合(脱硫処理率)が使用石炭種に対応した所定割合に維持されるようにBUF22を制御する。
 使用石炭種に対応する所定割合は、脱硫処理が必要な複数の石炭種の何れを使用した場合であっても合流排ガスのSO濃度が所望の濃度に低下するように、SO含有率が高い石炭種ほど高い割合に、使用する石炭種ごとに予め設定される。
 例えば、使用石炭種が石炭A、石炭B、石炭C及び石炭Dであり、石炭AのSO含有率(Sa)が最も高く、次に石炭B(Sb)が高く、次に石炭C(Sc)が高く、石炭DのSO含有率(Sd)が最も低く(Sa>Sb>Sc>Sd)、石炭A、石炭B及び石炭Cは脱硫処理が必要な石炭種であり、石炭Dは脱硫処理が不要な石炭種である場合、ボイラ負荷指令とBUF吸込量(脱硫処理流量、回転数)とは、図2に示すような対応関係となり、通風制御装置30には図2の対応関係が予め記憶される。図2中の二点鎖線(石炭Dの対応関係)は、回転停止を意味する。通風制御装置30は、使用石炭種とボイラ負荷指令とに応じたBUF吸込量(回転数)を上記対応関係から決定し、決定した回転数での回転を指示する回転制御信号をBUF22へ出力する。また、通風制御装置30は、BUF22への出力と同時にスラリ供給制御装置31にも回転制御信号を出力する。
 スラリ供給制御装置31は、脱硫塔タンク15への石灰石スラリの供給量(石灰石スラリ供給量)を、脱硫塔2へ導入される脱硫処理流量と、脱硫塔2へ流入する排ガスのSO濃度(脱硫前SO濃度)と、脱硫塔2内の石灰石スラリのPH(塔内スラリPH)とに基づいて制御する。IDF5と分岐部6との間の排ガス通路4には、IDF出口濃度計32が設けられる。IDF出口濃度計32は、IDF5の出口付近の排ガスのSO濃度(IDF出口SO濃度)を逐次測定し、その測定値を脱硫前SO濃度としてスラリ供給制御装置31へ出力する。脱硫塔2には、スラリPH計33が設けられる。スラリPH計33は、脱硫塔タンク15内の石灰石スラリのPHを逐次測定し、その測定値を塔内スラリPHとしてスラリ供給制御装置31へ出力する。
 脱硫塔2で処理するSO量(SO処理量)は、脱硫処理流量と脱硫前SO濃度とから推定(算出)することができる。脱硫入口側通路11を流通する排ガスの流量を流量計によって測定し、その測定値を脱硫処理流量として用いてSO処理量を算出してもよい。また、脱硫処理流量は、通風制御装置30から出力される回転制御信号によって決まるため、本実施形態のスラリ供給制御装置31は、IDF出口濃度計32から入力した脱硫前SO濃度と通風制御装置30から入力した回転制御信号とを用いてSO処理量を算出する。スラリ供給制御装置31は、算出したSO処理量に応じて石灰石スラリ供給量を制御するための基本操作信号を生成し、スラリPH計33から入力した塔内スラリPHによって規定される補正係数を上記生成した基本操作信号に加算した操作信号をバルブ19へ出力して、バルブ19を開閉制御する。なお、脱硫前SO濃度を測定するIDF出口濃度計32に代えて、脱硫塔2の出口付近のSO濃度(脱硫後SO濃度)を測定する脱硫塔出口濃度計(図示省略)を脱硫出口側通路12に設け、脱硫後SO濃度から脱硫前SO濃度を演算してもよい。
 また、スラリ供給制御装置31は、脱硫塔2への石灰石スラリの供給量を、合流部7の下流側の排ガス(合流排ガス)のSO濃度に基づいて制御する。合流部7と煙突3との間の排ガス通路4には、合流排ガス濃度計34が設けられる。合流排ガス濃度計34は、合流排ガスのSO濃度を逐次測定し、その測定値をスラリ供給制御装置31へ出力する。スラリ供給制御装置31は、合流排ガスのSO濃度が所望の濃度よりも高くならないように、バルブ19を開閉制御する。なお、スラリ供給制御装置31は、脱硫処理流量と脱硫前SO濃度と塔内スラリPHとに基づくバルブ19の開閉制御と、合流排ガスのSO濃度に基づくバルブ19の開閉制御とを、それぞれ個別に実行してもよく、両制御を合わせて(合成した制御信号を生成して)実行してもよい。
 本実施形態によれば、含有する硫黄分が多く(SO含有率が高く)、排ガスに対して脱硫処理が必要な石炭をボイラ1で燃焼させる(脱硫処理が必要な石炭種を使用する)場合、脱硫処理実行モードで排ガスを排出する。脱硫処理実行モードでは、脱硫ガス通路10を開放する脱硫ガス通路開放状態に入口ダンパ20及び出口ダンパ21を手動操作によって設定し、BUF22を駆動する。脱硫ガス通路開放状態でBUF22が回転することにより、排ガス通路4を流通する排ガスの一部は、分岐部6から脱硫ガス通路10へ流入し、脱硫塔2で脱硫処理されて、脱硫ガス通路10へ流入せずに排ガス通路4を流通した残りの排ガスと合流部7で合流する。
 脱硫処理実行モードにおいて、通風制御装置30は、使用石炭種と排ガス総流量とに基づいて脱硫処理流量を制御するので、合流部7で合流した後の排ガス(合流排ガス)のSO濃度を所望の濃度に低下させることができる。また、過剰な脱硫処理によるランニングコストの上昇を抑制することができる。
 また、通風制御装置30は、排ガス総流量に対する脱硫処理流量の割合(脱硫処理率)が使用石炭種に対応した所定割合に維持されるように脱硫処理流量を制御するので、脱硫処理が必要な複数の石炭種の何れを使用した場合であっても合流排ガスのSO濃度を所望の濃度に低下させることができる。
 また、通常はボイラ運転中に使用石炭種を変更することはなく、排ガス総流量の大幅な増減が頻繁に生じることもないため、通風制御装置30によるBUF22の制御を安定させることができる。
 一方、SO含有率が低く、排ガスに対して脱硫処理が不要な石炭をボイラ1で燃焼させる(脱硫処理が不要な石炭種を使用する)場合、脱硫処理停止モードで排ガスを排出する。脱硫処理停止モードでは、脱硫ガス通路10を閉止する脱硫ガス通路閉止状態に入口ダンパ20及び出口ダンパ21を手動操作によって設定するとともに、BUF22を停止して、分岐部6から脱硫塔2へ排ガスを導入しない。これにより、脱硫処理を完全に停止することができ、ランニングコストを低減することができる。
 スラリ供給制御装置31は、石灰石スラリ供給量を、脱硫塔2へ導入される脱硫処理流量と脱硫前SO濃度と塔内スラリPHとに基づいて制御するので、石灰石スラリを、SO処理量及び塔内スラリPHに応じて的確に供給することができる。
 また、スラリ供給制御装置31は、石灰石スラリ供給量を合流排ガスのSO濃度に基づいて制御するので、合流排ガスのSO濃度を石灰石スラリ供給量によって適正に管理することができる。
 次に、本発明の第2実施形態に係る排煙処理システムについて、図3を参照して説明する。
 本実施形態は、入口ダンパ20及び出口ダンパ21の開閉を通風制御装置30が制御するように構成した以外は第1実施形態と共通するため、第1実施形態と共通する構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
 図3に示すように、通風制御装置30は、ボイラ1で燃焼される石炭の種類に応じて入口ダンパ20及び出口ダンパ21を開閉制御する。具体的には、脱硫処理が必要な石炭種を使用する場合(脱硫処理実行モードの場合)は脱硫ガス通路開放状態に入口ダンパ20及び出口ダンパ21を設定し、脱硫処理が不要な石炭種を使用する場合(脱硫処理停止モードの場合)は脱硫ガス通路閉止状態に入口ダンパ20及び出口ダンパ21を設定する。例えば第1実施形態で例示した石炭A~Dでは、図4に示すように、石炭A、石炭B及び石炭Cの場合には脱硫ガス通路開放状態に設定し、石炭Dの場合には脱硫ガス通路閉止状態に設定する。
 本実施形態によれば、手動操作によって入口ダンパ20及び出口ダンパ21を開閉する必要がないので、作業者の負担を軽減するとともに、手動操作に起因する入口ダンパ20及び出口ダンパ21の誤設定を防止することができる。
 なお、本発明は、一例として説明した上述の実施形態及び変形例に限定されることはなく、上述の実施形態等以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
1:ボイラ
2:脱硫塔
3:煙突
4:排ガス通路
5:誘引通風機(IDF)
6:分岐部
7:合流部
8:排ガス入口
9:排ガス出口
10:脱硫ガス通路
11:脱硫入口側通路
12:脱硫出口側通路
13:スプレヘッダ
14:スプレノズル
15:脱硫塔タンク
16:吸収液循環配管
17:石灰石スラリポンプ
18:スラリ供給配管
19:バルブ
20:入口ダンパ(脱硫ガス通路ダンパ)
21:出口ダンパ(脱硫ガス通路ダンパ)
22:脱硫通風機(BUF)
23:ガスガスヒータ
24:石灰石スラリタンク
30:通風制御装置(通風制御手段)
31:スラリ供給制御装置(スラリ供給制御手段)
32:IDF出口濃度計
33:スラリPH計
34:合流排ガス濃度計

Claims (6)

  1.  ボイラからの排ガスが流通する排ガス通路と、
     排ガスから硫黄酸化物を除去する脱硫塔と、
     前記排ガス通路の分岐部と前記脱硫塔の排ガス入口とを接続する脱硫入口側通路と、前記脱硫塔の排ガス出口と前記分岐部の下流側の前記排ガス通路の合流部とを接続する脱硫出口側通路とを有する脱硫ガス通路と、
     前記脱硫ガス通路を開閉可能な脱硫ガス通路ダンパと、
     前記脱硫ガス通路ダンパが前記脱硫ガス通路を開放する脱硫ガス通路開放状態で、前記排ガス通路を流通する排ガスの一部が前記分岐部から前記脱硫塔へ導入されて前記合流部から前記排ガス通路へ戻るように前記脱硫ガス通路に排ガスを流通させる脱硫通風機と、を備える
     ことを特徴とする排煙処理システム。
  2.  請求項1に記載の排煙処理システムであって、
     前記ボイラで燃焼される石炭の種類と、前記ボイラから前記排ガス通路へ排出される排ガスの流量とに基づいて、前記脱硫通風機を制御する通風制御手段を備える
     ことを特徴とする排煙処理システム。
  3.  請求項2に記載の排煙処理システムであって、
     前記通風制御手段は、前記ボイラから前記排ガス通路へ排出される排ガスのうち前記脱硫塔へ導入する排ガスの割合が前記ボイラで燃焼される石炭の種類に対応した所定割合となるように前記脱硫通風機を制御する
     ことを特徴とする排煙処理システム。
  4.  請求項2又は請求項3に記載の排煙処理システムであって、
     前記通風制御手段は、前記ボイラで燃焼される石炭の種類に応じて前記脱硫ガス通路ダンパを開閉制御する
     ことを特徴とする排煙処理システム。
  5.  請求項1~請求項4のうち何れか1項に記載の排煙処理システムであって、
     前記脱硫塔への石灰石スラリの供給量を、前記脱硫通風機が前記分岐部から前記脱硫塔へ導入する排ガスの流量と、前記脱硫塔へ流入する排ガスのSO濃度と、前記脱硫塔内の石灰石スラリのPHとに基づいて制御するスラリ供給制御手段を備える
     ことを特徴とする排煙処理システム。
  6.  請求項5に記載の排煙処理システムであって、
     前記スラリ供給制御手段は、前記脱硫塔への石灰石スラリの供給量を、前記合流部の下流側の排ガスのSO濃度に基づいて制御する
     ことを特徴とする排煙処理システム。
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