JP6939677B2 - 薬剤の添加量制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、焼却炉排ガス等に対するアルカリ剤等の薬剤の添加量を制御する方法に関する。

都市ごみ廃棄物焼却炉、産業廃棄物焼却炉、発電ボイラ、炭化炉、民間工場等の燃焼施設において発生する、塩化水素や硫黄酸化物を含む排ガスは、消石灰や重曹等のアルカリ剤で処理され、その後バグフィルタ等の集塵機で除塵された後、煙突から排出される。

塩化水素や硫黄酸化物等の酸性ガスを処理するアルカリ剤の添加量は、一般的に、バグフィルタの後段に設置されたイオン電極式の塩化水素測定装置で測定されたＨＣｌ濃度をもとにＰＩＤ制御装置によりフィードバック制御されている（特許文献１，２）。

酸性ガスの処理のための消石灰や重曹などの酸性ガス処理薬剤は、テーブルフィーダや、スクリューフィーダ、ロータリーバルブなどの供給機によって添加される。

酸性ガス処理剤の添加量を自動制御する場合、供給機からの酸性ガス処理剤添加量は、供給機インバーターの周波数により可変制御されることが多い。

従来、供給機は、想定される酸性ガス負荷の最大値に対応した添加量にて薬剤を添加できる能力（容量）のものが選定される。インバータ制御方式の供給機の場合、供給量の最低量は、インバーターの性質上、最大値の１／１０程度となっている。例えば、最大値が３００ｋｇ／ｈ程度の供給機の場合、最小添加量は、３０ｋｇ／ｈ程度となっている。

近年、ごみの分別回収や、酸性ガス処理薬剤の性能向上により、酸性ガスの負荷は低下傾向にあり、また酸性ガス処理剤の必要量も低下傾向にある。そのため、インバーター制御における最低供給量でも薬剤が過剰供給になることがある。しかしながら、酸性ガスの負荷が低下したとはいっても、ごみ質等によっては、突発的に高い濃度の酸性ガスが発生することがあるので、供給機としては、想定される酸性ガスの最大負荷に対応したものを設置する必要がある。

特開２０１２−８６１０５号公報 特開２０１３−２２４７１号公報

本発明は、薬剤添加量の最大添加量を変えずに、最低添加量を下げることができ、これにより薬剤の過剰添加を解消することができる薬剤の添加量制御方法を提供することを目的とする。

本発明の薬剤の添加量制御方法は、被処理成分を含む流体に供給機から添加される薬剤の添加量を制御する方法であって、薬剤添加後又は薬剤添加前の被処理成分濃度を測定し、この測定結果に基づいて供給機からの目標薬剤添加量を決定する薬剤の添加量制御方法において、該目標薬剤添加量が前記供給機の最低供給量以上である場合、該供給機から薬剤を連続添加し、目標薬剤添加量が供給機の最低供給量を所定時間以上下回る場合、供給機から薬剤を間欠添加することを特徴とする。

本発明の一態様では、前記流体は焼却炉排ガスであり、前記薬剤はアルカリ剤である。

本発明の一態様では、前記所定時間は５〜１０秒であり、間欠添加時の添加時間及び添加停止時間はそれぞれ１０〜６０秒である。

本発明では、最低添加量が所定時間以上継続した場合、供給機を間欠運転することにより、薬剤の過剰添加が防止される。

実施の形態に係る薬剤の添加量制御方法が適用される排ガス処理設備の構成図である。 制御例の一例を示すフローチャートである。 実験結果を示すグラフである。 実験結果を示すグラフである。

図１は、本発明の一例に係る薬剤の添加量制御方法が適用される排ガス処理設備の構成図である。

焼却設備からの排ガスは、煙道１の途中で供給機２から薬剤（この実施の形態ではアルカリ剤）が添加され、バグフィルタ３にて集塵処理された後、煙道４を介して煙突へ送られる。煙道４に酸性ガス成分（この実施の形態ではＨＣｌ）濃度検出用のセンサ５が設けられており、該センサ５の検出信号が制御装置６に入力される。制御装置６は、センサ５の検出値に基づいて供給機２からの薬剤添加量を制御する。供給機３としては、テーブルフィーダ、スクリューフィーダ、ロータリバルブなど各種のものを用いることができる。以下、供給機３の最大供給量をＦｍａｘと表わし、最低供給量をＦｍｉｎと表わすことがある。Ｆｍｉｎ／Ｆｍａｘの比率は通常０．０５〜０．１５程度である。

制御装置６は、センサ５の検出濃度に基づいてＰＩＤ制御方式等によって薬剤の目標添加量を演算し、この添加量信号を供給機３に与える薬剤添加量のフィードバック制御を行う。

供給機３は、通常は薬剤を連続的に煙道１に添加する。焼却設備からの排ガス中の酸性ガス濃度が低い場合には、処理ガス中の酸性ガス濃度は低く、制御装置６は、供給機３からの目標添加量を少ない量とする。処理ガス中の酸性ガス濃度が十分に低くなると、制御装置６が演算する目標薬剤添加量が供給機３の最低供給量Ｆｍｉｎを下回るようになる。この目標薬剤添加量が最低供給量Ｆｍｉｎを下回る時間が所定時間を上回るようになった場合には、供給機３の運転を連続運転から間欠運転に切り替える。即ち、演算された目標添加量がＦｍｉｎを継続して下回る時間がＡ秒以上継続した際に、供給機３をＢ秒間停止／Ｃ秒間作動する間欠運転パターンとする。

なお、関欠運転から連続運転への復帰は、制御装置６が演算する目標薬剤添加量が供給機３の最低供給量Ｆｍｉｎ以上となるか、又はセンサ５による酸性ガスの検出値が制御目標値以上となった際に行われる。

ここで、Ａの値は、連続運転からすみやかに間欠運転へ移行させるために、５〜１０秒に設定されることが望ましい。

Ｂ、Ｃの値は、インバーターの保護の観点、また、無添加時間が長い場合に、集塵機での薬剤付着層が著しく低減し、急激な濃度上昇を招く懸念があるため、それぞれ１０〜６０秒に設定することが望ましい。

本実施形態で用いる酸性ガスの測定装置は計測方式によらず実施が可能である。塩化水素濃度は、イオン電極法、レーザーによる単一吸収線吸収分光法等で測定可能であり、硫黄酸化物は、赤外線吸収法、紫外線蛍光法等で測定が可能である。

本実施形態で用いるアルカリ剤は、特に制限はなく、重曹、消石灰、炭酸ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム、セスキ炭酸ナトリウム、天然ソーダ、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム等が例示できる。

また、アルカリ剤以外の有機系キレート剤や、無機系重金属固定剤を用いてもよい。

排ガスの排出源としては、都市ごみ廃棄物焼却炉、産業廃棄物焼却炉、発電ボイラ、炭化炉、民間工場等の燃焼施設が例示されるが、これらに限定されない。本発明は、焼却施設からの酸性ガス処理のみに限らず、その他の流体に対する薬注制御にも適用可能である。

上記実施の形態では、センサ５を煙道４に設置してフィードバック制御を行っているが、センサ５を薬注点よりも上流側の煙道１に設置してフィードフォワード制御を行ってもよい。

Ｘ清掃工場での実施例及び比較例を以下に説明する。

処理対象となっているＨＣｌ濃度の制御目標値は、７５〜１５０ｐｐｍであり、制御装置６として栗田工業（株）薬注制御装置ハイパーコントローラー（登録商標）が設置されている。

供給機３からの供給量の最大値Ｆｍａｘは５００ｋｇ／ｈであり、最小値Ｆｍｉｎは、約５０ｋｇ／ｈとなっている。酸性ガス処理剤には、栗田工業（株）製ハイパーサー（登録商標）Ｂ−３００を用いた。

比較例１では、ＨＣｌ濃度が７５ｐｐｍを下回っても、最低添加量の５０ｋｇ／ｈを継続する運転とした。その結果、図３に示すように、さらにＨＣｌ濃度が下がり、薬剤が過剰添加となった。

実施例では、最低添加量５０ｋｇ／ｈが５秒以上継続した際に間欠運転モードに変更し、１０秒運転／３０秒停止の間欠運転モードとした。この際の平均薬剤供給量は、１３ｋｇ／ｈに相当する。結果を図４に示す。

図４の通り、ＨＣｌ負荷が低い場合、１時間当りの平均添加量が１３ｋｇ／ｈとなり、過剰添加を避けることで、ＨＣｌ濃度を７５〜１５０ｐｐｍの適正な範囲で制御できた。結果的に過剰な薬剤を使用することなく、また煤塵量の低減にもつながった。

１，４ 煙道
２ 供給機
３ バグフィルタ
５ 酸性ガス成分濃度検出用センサ
６ 制御装置

Claims (3)

1. 被処理成分を含む流体に供給機から添加される薬剤の添加量を制御する方法であって、薬剤添加後又は薬剤添加前の被処理成分濃度を測定し、この測定結果に基づいて供給機からの目標薬剤添加量を決定する薬剤の添加量制御方法において、
   該目標薬剤添加量が前記供給機の最低供給量以上である場合、該供給機から薬剤を連続添加し、目標薬剤添加量が供給機の最低供給量を所定時間以上下回る場合、供給機から薬剤を間欠添加することを特徴とする薬剤の添加量制御方法。
2. 前記流体は焼却炉排ガスであり、前記薬剤はアルカリ剤であることを特徴とする請求項１の薬剤の添加量制御方法。
3. 前記所定時間は５〜１０秒であり、間欠添加時の添加時間及び添加停止時間はそれぞれ１０〜６０秒であることを特徴とする請求項２の薬剤の添加量制御方法。

Images