電解プラントでの電力使用量大幅削減に貢献

お客様の紹介

鶴見曹達株式会社様（以下鶴見曹達様と省略）は横浜市鶴見区にある1934年創業のソーダ工業専業化学会社です。苛性ソーダ、塩素、塩酸などを製造し、これらの製品を主に首都圏の各種工場に供給しています。

Exasmoc はShell Global Solutionsと横河電機が開発した多変数予測制御パッケージで、全世界の石油や石油化学プラントで広く使われ、プラントの安定化と生産性向上に大きく貢献しています。
Exasmoc は鶴見曹達本社工場の電解ソーダプラントに導入され、電解槽の省エネルギー運転に大きく寄与しています。 電解プラントは図１に示すように、塩化ナトリウム水溶液（以下塩水と省略）を電気分解して苛性ソーダ（水酸化ナトリウム）、水素ガス、塩素ガスを生産しています。 本電解プラントは複数の電解槽より構成され、定電流装置に対して直列に接続されています。

電解プラントは大量の電力を消費するために電力削減が重要な課題となります。鶴見曹達様の電解プラントでは安価な夜間電力をできるだけ多く利用するために昼夜で電解電流を大きく変化させますが、これにともない発生するジュール熱が大きく変化するので電解槽温度は大きく変化します。この時、イオン交換膜の劣化を防止するために電解槽温度を電解電流に対して定められる管理上下限温度内に保つ必要があります。また、夜間の電解電流一定時は電解槽の温度を管理上限値にできるだけ近づけて電解槽の電気抵抗を小さくすることによる電力使用量の削減が要求されます。電解槽の温度制御では、プロセスの無駄時間が20分程度、時定数が40分程度もあり、さらに循環苛性温度と供給塩水温度の２つだけを操作して複数の電解槽温度を管理上下限値内に制御することになります。このような厳しい要求を満足させるためにExasmocのような高度制御が必要となります。