Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPS623082B2 - - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPS623082B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS623082B2
JPS623082B2 JP56124817A JP12481781A JPS623082B2 JP S623082 B2 JPS623082 B2 JP S623082B2 JP 56124817 A JP56124817 A JP 56124817A JP 12481781 A JP12481781 A JP 12481781A JP S623082 B2 JPS623082 B2 JP S623082B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
reduction tower
amount
tower
reduction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP56124817A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5826009A (ja
Inventor
Yoshio Sato
Tadayoshi Saito
Hiroshi Matsumoto
Masahide Nomura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP56124817A priority Critical patent/JPS5826009A/ja
Publication of JPS5826009A publication Critical patent/JPS5826009A/ja
Publication of JPS623082B2 publication Critical patent/JPS623082B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、SO2還元塔のガス成分制御方法に係
り、特にボイラの負荷変動により排ガスのSO2
分濃度が変化する場合−すなわち、還元塔に流入
するSO2ガス量が変化する場合に適用するに好適
な、SO2還元塔のガス成分制御方法に関する。
最初に、従来のSO2還元塔の機器構成を第1図
に従つて説明する。
図において、1はSO2還元塔、2はガス混合
器、3はガス成分分析器、4は空気流量調節器、
5はバイパスガス量調節器、6,7はSO2還元塔
1内のガス温度検出器、8は制御装置である。
作動時には、SO2、H2O等を含む流入ガスは
SO2還元塔1内に送られ、還元塔1内でカーボン
と接触し、後述するような還元その他の反応を繰
り返す。そして、SO2還元塔1の出口では、
CO2、S2、H2S、H2、SO2(未反応量)等を含む
ガスとなる。
このガスは、ガス混合器2で、SO2還元塔1を
バイパスして来たガスと混合され、クラウス反応
炉へ送り込まれる。良く知られているように、ク
ラウス反応炉は、SO2とH2Sを供給され、S2
H2Oに分離反応させるものである。そして、この
反応をさせるためには、SO2とH2Sの比が1対2
の割合であるのが望まれる。
このような装置で、ガス混合器2の出口での、
ガスの成分は次のようにして制御される。まず、
空気流量調節器4を介してSO2還元塔1へ空気を
送り込み、SO2還元塔内のカーボンを燃焼させ、
塔1内で還元反応が進みやすい温度まで上昇させ
る。
これにより、還元塔1内では、(1)式ないし(4)式
で C+SO2→1/2S2+CO2 ……(1) C+H2O→CO+H2 ……(2) CO+H2O→CO2+H2 ……(3) H2+1/2S2→H2S ……(4) 示すような反応が起る。これにより、入力ガスに
含まれるSO2およびH2Oは、S2およびH2Sに変化
することになる。
ここで、前記の各反応は、瞬時に完了するので
はなく、温度やガス成分分圧により反応速度が決
まり、塔内のガスの滞留時間によつても変化す
る。
このようなSO2還元塔のガス成分制御方法とし
ては、流入空気量の制御によつて、還元塔1内の
温度を一定に制御し、還元塔1内でのS2回収率を
最大とすることが知られている。
前述のような制御を行なつた場合は、還元塔1
の出口でのH2SとSO2の比を所定値(2対1)に
保持することができなくなる。
このために、従来は、ガス成分分析器3によつ
てH2SとSO2の成分量を検出し、一方、第1図中
に示したように、ガス混合器2およびバイパスガ
ス量調整器5を設け、流入ガスのバイパス量を調
整することによつて、クラウス炉へ送られるH2S
とSO2の比を所定値(2対1)に保持するように
していた。
しかし、このような制御方法では、ガス成分分
析器3での分析結果を得るのに比較的長時間(現
状では10分程度)を要し、応答速度がおそいた
め、流入ガスのバイパス量調整が適確に行なえな
い欠点があつた。また、流入する排ガス流量が変
化した時、還元塔1内に滞留する時間が正確に把
握できないため、反応量の正確な把握ができず、
正確なガス成分量の制御ができないという欠点を
持つていた。
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を
なくし、還元塔内の正確な滞留時間と温度から反
応量を推定し、正確なガス成分制御を可能とする
SO2還元塔のガス成分制御方法を提供するにあ
る。
本発明は、還元塔の流れに沿つた2点以上のガ
ス温度検出値から、SO2還元塔内の温度分布を推
定すると共に、ガス流量から還元塔内の滞留時間
を推定し、この2つの推定値から流入ガスに含ま
れるSO2の成分濃度を正確に推定しながら、操作
量(空気量)を制御するところが特徴である。
第2図に、本発明を実施するのに好適なSO2
元塔の概略構成を示す。図中の、第1図と同一の
符号は同一または同等部分をあらわしているの
で、その説明は省略する。
なお、ガス混合器2およびバイパスガス量調節
器5を鎖線で示しているのは、これらが本発明の
実施のためには、理論上は不要であることをあら
わしている。
本発明の作動原理を理解するために、まず、前
にあげた(1)式及び(4)式の反応速度を調べると、化
学平衡の法則より、それぞれの反応速度r1,r2
次の(5)式および(6)式で示される。
r1=k1e-E1/RT〔PSO2〕(m2/sec) ……(5) r2=k2e-E2/RT〔PH2〕〔PS21/2(m2/sec) ……(6) こゝで、 k1、k2:反応速度定数 E1、E2:活性化エネルギ R:気体定数 T:絶対温度 〔PSO2〕、〔PH2〕、〔PS2〕:SO2、H2、S2の各分
圧 従つて、還元塔1内におけるSO2およびH2Sの
各反応量は、次の(7)式および(8)式で示すことがで
きる。
こゝで、 Fg:トータルガス流量 A:塔の断面積 l:塔の高さ したがつて、還元塔に流入したガスに含まれて
いたSO2の量をFSO2で示すと、このSO2は FSO2−Δ(SO2) となつて還元塔1から流出することが分る。した
がつて、流出されたガス中に含まれるSO2とH2S
の比は、(9)式で示されることになる。
SO2/H2S=FSO2−Δ(SO)/Δ(HS)……
(9) 前述のように、SO2還元塔1の出口でのSO2
H2Sの比は1/2となることが必要である。(9)式
の比を1/2にするためには、(10)式が成立するよ
うに 塔内の温度Tを決めれば良いことが分る。
ここで、塔内の温度を平均温度〒で代表される
ことにすれば、 ∫ Adx=V であるから、(10)式は(11)式のように変形できる。
こゝで、 V:塔内容積 従つて、(11)式を満足する平均温度〒rを求め、
〒rを設定値または目標値として、塔内の平均温
度が〒rに一致するように空気量を調節すれば良
いことが分る。
ところが、ここで問題となるのは、流入ガスに
含まれるSO2の量FSO2を直接測定できないこと
である。そこで、FSO2を間接的に推定する必要
がある。
ここで、ガス成分分析器3で測定したSO2量を
SO2aであらわし、塔内に流入するガス中に含ま
れるSO2の濃度をρSO2とし、バイパス弁5から
流入するガス量をF′gとすると、(12)式および
(13)式が成り立つ。
ここで、 FSO2=Fg・ρSO2 ……(13A) であるから、(13)式で求めたρSO2を(13A)式
に代入し、FSO2を推定することができる。
以上の解析により、具体的な制御方式は次のよ
うにすれば良いことが分る。すなわち、まず平均
温度〒を仮定し、(13)式により流入ガスのSO2
の濃度ρSO2を求める。
つぎに、(13A)式により、FSO2をFg・ρSO2
によつて推定演算し、さらに(11)式を利用して塔内
の平均温度〒を算出する。ここで(11)式から得られ
た平均温度がさきに仮定した値に等しければ、こ
れを塔内平均温度に目標値〒rとして設定する。
このとき、もしも両者が一致しないときは、
(13)式で仮定した平均温度〒を微小量だけ補正
して、同様の計算を行ない−いわゆる収斂計算法
によつて前記塔内温度の目標値〒rを決定する。
なお、この場合、塔内平均温度の仮定は、現在
または直前の塔内温度の実測値に基づいて行なわ
れるのが普通である。
それ故に、仮に(11)式から得られる平均温度が
(13)式の演算の際に仮定した平均温度〒とくい
違つたとしても、その差は僅少であり、収斂計算
法によつて、比較的簡単に塔内温度の目標値〒r
を決定することができる。
前述のようにして目標値〒rが決定されたなら
ば、温度検知器6,7を利用して平均温度を求
め、これが〒rに一致するように空気流量調節器
4を、例えばフイードバツク制御すれば良い。
以上に詳述したように、本発明のSO2還元塔成
分制御方法では、 (イ) (13)式を用いて、流入ガス中のSO2の濃度
ρSO2を演算する。なお、このとき、塔内の平
均温度〒は、現在または直前の塔内温度実測値
に基づいて、これに近い値を仮定する。
(ロ) 前記(イ)で求めた濃度ρSO2を用いて、(13A)
式から、流入ガス中のSO2量FSO2を演算す
る。
(ハ) 前記(ロ)で求めたSO2量FSO2を(11)式に代入
し、塔内平均温度〒を演算する。
(ニ) 前記(ハ)で求めた平均温度が、先に仮定した塔
内平均温度と等しくなければ、仮定した塔内平
均温度を少しずつ変化させて、前記(イ)〜(ハ)の演
算をくり返し−すなわち、収斂計算法によつて
−両者が等しくなるようにする。
(ホ) 以上のようにして、求められた塔内平均温度
を目標値として、塔内平均温度実測値が目標値
に等しくなるように、空気流量調節器4の開度
を制御して空気供給量を調節する。
という工程によつて、SO2還元塔1の出口におけ
るSO2成分とH2S成分との比を、常に1対2に保
つようにしている。
したがつて、本発明の制御方法を適用すれば、
流入ガスをバイパスして還元塔1の出口側へ供給
する必要がなくなり、理論的にはガス混合器2と
バイパスガス量調節器5を省略することができ
る。
また、本発明では、流入ガスの量に基づいて還
元塔内の温度を制御するので、制御の応答時間が
従来例に比べて短かくなり、クラウス反応炉へ供
給されるSO2とH2Sとの成分比の制御が、より確
実となる利点がある。
しかし、実際には、塔内平均温度の目標値〒r
と実際の平均温度〒との間には偏差があることも
ある。特に、流入ガスの量が急激に増大するよう
な過渡時には、温度偏差が大きくなり、還元塔出
口における成分比を所定値に保つことが困難とな
る。
第2図に、鎖線で示しているガス混合器2およ
びバイパスガス量調節器5は、本発明の制御方法
を実施した時に、過渡的に生じる温度偏差に起因
して生ずるSO2やH2Sの成分偏差を補償するため
に、予備的に設備されるものである。これらのバ
イパスガス流量制御系は、次のように調節され
る。
すなわち、目標平均温度を〒r、実際の平均温
度を〒aとすると、(14)式であらわされるΔFS
O2分だけ、還元塔1の出口側において、SO2が不
足することになる。そこで、バイパス流量制御系
を介して、 この不足分に相当するSO2を補給してやる必要
がある。
F′g=ΔFSO2/ρSO2 ……(15) すなわち、(15)式より求まるF′gを目標にバ
イパスガス量調節器5を制御する必要がある。こ
こで、SO2が不足した場合は以上の考えで補償で
きるが、SO2が過剰になつた時は制御不能とな
る。それ故に、バイパスガス流量制御系による補
償を確実に行なうためには、(9)式に示すSO2
H2Sとの比をあらかじめ、1対2以上に設定して
おく必要がある。
以上に説明した制御方法は、制御装置8Aで実
現される。
第3図は、以上に説明した本発明の制御方法の
アルゴリズムを、ブロツク線図で説明したもので
ある。このアルゴリズムは、マイクロコンピユー
タ等で容易に実現できる。
図において、まずブロツク100は、還元塔1
内の実測された温度、ガス成分分析器3で得られ
た成分等を計算機に入力する機能である。ブロツ
ク101では、塔内の平均温度を仮定し、(13)
式を利用して流入ガス中のSO2濃度ρSO2を推定
し、さらに、(13A)式によつて流入SO2量FSO2
を推定・演算する。
次に、ブロツク102では、(11)式を利用し
て塔内の目標温度〒rを求める。なお、この場
合、(11)式から求めた塔内平均温度(目標値)
がさきに仮定した値と異なるときは、前記仮定値
を少し変化させて、前記101および102の機
能をくり返し実行させる。両者の値が等しくなつ
たとき、塔内目標温度〒rを確定し、ブロツク1
03へ進む。
ブロツク103では、この目標温度〒rに塔内
の温度〒aが一致するように、公知の比例・積分
制御等の適宜のアルゴリズムを実施し、空気流量
調節器4の開度目標200を決定する。
次に、必要があれば、ブロツク104で、過渡
的な温度偏差による外乱を補償するため、(14)、
(15)式を利用してF′gを求める。さらに、ブロ
ツク105では、バイパスガス流量がこのF′gに
一致するようにバイパスガス量調節器5の開度目
標201を決定する。
最後に、ブロツク106で、計算機の出力とし
て、これら2つの(調節器4,5の)弁の開度目
標200,201を、それぞれ該当する調節弁へ
出力して、それぞれの流量制御を、公知の適宜な
手法によつて実行する。
又、(8)式における反応速度定数k2は、圧力、温
度によつても変化する。それ故に、ガス成分分析
器3の結果(H2Sガス量)にしたがつて、これを
補正することが望ましい。
第4図は、k2補正のアルゴリズムを示したもの
である。基本的には、n組のガス温度平均値〒
i、ガス流量FgiおよびH2Sガス量測定値FH2Sai
(ここで、前記iは1〜n)のデータの回帰分析
によりk2を推定する。
第4図で、ブロツク300は、このn組のデー
タの収集機能を示す。次に、ブロツク301で
は、n組のデータから、(16)式に示す評価基準
Jを導入する。
そして 前記評価基準Jを最小にするk2を求める。すな
わち、∂J/∂k2=0とおき、整理すると、
(17)式が得られ、これからk2が求められる。
最後に、ブロツク302においては、以上のよ
うにして求まつたk2で、(11)式のk2を修正す
る。
以上示したような反応速度定数k2の補正方法を
採用することによつて、塔内の反応量をより一層
正確に推定できるようになる。それ故に、還元塔
出口でのSO2とH2Sの比率を常に所定の値に保つ
ことがより一層確実となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のSO2還元塔の機器構成を示す概
略図、第2図は本発明のガス成分制御方法を実施
するのに好適なSO2還元塔の概略構成を示す図、
第3図および第4図は本発明の制御アルゴリズム
を示すブロツク線図である。 1……SO2還元塔、2……ガス混合器、3……
ガス成分分析器、4……空気流量調節器、5……
バイパスガス流量調節器、6,7……ガス温度検
出器、8,8A……制御装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 SO2を含むガスを還元塔へ流入させ、流入さ
    れたガス中のSO2を還元剤の存在下でH2Sに還元
    し、還元塔出口におけるSO2とH2Sとの比を所定
    値に保持するSO2還元塔のガス成分制御方法であ
    つて、流入ガス量を検出し、前記流入ガス流量、
    還元塔の出口におけるSO2量および還元塔内のガ
    ス温度から流入ガス中のSO2量を推定演算し、こ
    のようにして求めた流入ガス中のSO2量から、還
    元塔出口におけるSO2とH2Sとの比を所定値にす
    るのに必要な還元塔内のガス温度目標値を決定
    し、還元塔内のガス温度が前記目標値に等しくな
    るように、還元塔内への流入空気量を制御するこ
    とを特徴とするSO2還元塔のガス成分制御方法。 2 還元塔出口におけるH2S量を検出し、これを
    用いて還元塔内におけるH2S生成反応の反応速度
    定数の補正値を求め、これによつて流入ガス中の
    SO2量を補正することを特徴とする前記特許請求
    の範囲第1項記載のSO2還元塔のガス成分制御方
    法。 3 SO2を含むガス、空気および還元剤を流入さ
    れ、その出口においてSO2およびH2Sを生ずる
    SO2還元塔と、流入空気流量調節手段と、還元塔
    内のガス温度を検出する手段と、流入ガス流量を
    検出する手段と、還元塔出口におけるガス成分
    (SO2)を分析する手段と、流入ガス流量、還元塔
    出口におけるSO2量、および還元塔内のガス温度
    を入力されて、流入ガス中のSO2量を推定演算
    し、さらに、還元塔出口におけるSO2とH2Sとの
    比を所定値にするのに必要な還元塔内のガス温度
    目標値を演算し、このために必要な還元塔内への
    流入空気量を演算し、かつ前記必要流入空気量が
    得られるように、流入空気流量調節手段を制御す
    る制御装置とを具備したことを特徴とするSO2
    元塔のガス成分制御装置。 4 還元塔出口におけるH2S量を検出し、これを
    用いて還元塔内におけるH2S生成反応の反応速度
    定数の補正値を求め、これによつて流入ガス中の
    SO2量を修正することを特徴とする前記特許請求
    の範囲第3項記載のSO2還元塔のガス成分制御装
    置。
JP56124817A 1981-08-11 1981-08-11 So↓2還元塔のガス成分制御方法および装置 Granted JPS5826009A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56124817A JPS5826009A (ja) 1981-08-11 1981-08-11 So↓2還元塔のガス成分制御方法および装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56124817A JPS5826009A (ja) 1981-08-11 1981-08-11 So↓2還元塔のガス成分制御方法および装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5826009A JPS5826009A (ja) 1983-02-16
JPS623082B2 true JPS623082B2 (ja) 1987-01-23

Family

ID=14894841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56124817A Granted JPS5826009A (ja) 1981-08-11 1981-08-11 So↓2還元塔のガス成分制御方法および装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5826009A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0321794U (ja) * 1989-07-11 1991-03-05

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240175522A (ko) * 2023-06-13 2024-12-20 포항공과대학교 산학협력단 강화학습 기반 클라우스 공정 제어 방법 및 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0321794U (ja) * 1989-07-11 1991-03-05

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5826009A (ja) 1983-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4162889A (en) Method and apparatus for control of efficiency of combustion in a furnace
EP0701186B1 (en) Model predictive control method for an air-separation system
US8178070B2 (en) Air demand feedback control systems and methods for sulfur recovery units
US5214576A (en) Compound control method for controlling a system
US5190726A (en) Apparatus for measuring the flow rate of water vapor in a process gas including steam
JPH10306286A (ja) 低コストの酸素検出プローブを用いる吸熱ガス発生器の自動制御装置
US4408569A (en) Control of a furnace
JPS5845961B2 (ja) 重合反応器の冷却法
US4473490A (en) Control of a reforming furnace
JPS623082B2 (ja)
Altorfer Estimation of kinetic parameters from conversion curves, determined at constant heating rate
US5425928A (en) Procedure for regulating the quantity of a processing medium that is used to reduce the nitrogen monoxide content in the exhaust gases generated by combustion processes
US4905160A (en) Device for regulating the operation of a chemical treatment plant, to improve efficiency by attenuation of the variances of the regulating parameters
JPH0280511A (ja) 炉内雰囲気ガスの露点制御方法
HU216237B (hu) Eljárás és berendezés koromreaktorban történő koromgyártás vezérlésére
JPH1085768A (ja) 薬液注入制御システム
JPS60187323A (ja) 炭化水素除去方法
JPH04167369A (ja) 燃料電池発電システム
SU611876A1 (ru) Способ регулировани процесса сжигани сероводородного газа в печи
JPS5856002B2 (ja) 酸素転炉の終点制御法
JP2619044B2 (ja) 温度制御装置
JPH06184085A (ja) カルバミン酸アンモニウム溶液の分析法およびそれを用いた尿素プラントの制御方法
SU1606506A1 (ru) Способ автоматического управлени процессом получени формальдегида
SU979379A1 (ru) Способ регулировани процесса полимеризации сопр женных диенов
SU724525A2 (ru) Способ регулировани молекул рно- массового распределени полибутадиена