排煙脱硫装置（石灰石膏法）におけるpH測定－「FLXA AUTO CLEAN」で省力化

概要

石灰石膏法の排煙脱硫装置では、脱硫剤（石灰）の消費量管理をオンライン pH 計を使用して行なっています。このとき問題になるのが、石灰によって pH 電極が著しく汚れることです。一定レベル以上の測定精度を維持するには酸を用いた電極洗浄を頻繁に実施する必要があり、大きな保守工数がかかってしまいます。

酸洗浄を自動化した「FLXA AUTO CLEAN 薬液洗浄装置」の採用によって、大幅に省力化が図れたばかりでなく、pH 測定精度を維持した状態での長期運転が可能となりました。

 

お客様の期待

• 石灰石膏法の排煙脱硫装置の効率を上げたい
• 連続で安定した pH 測定をしたい
• ランニングコストを削減したい
• 人手による洗浄をなくしたい
• 設備更新のイニシャルコストはミニマムに抑えたい

 

プロセス概略

石灰石膏法の排煙脱硫には、吸収工程や酸化工程があります。pH 計はこれらの工程の設備に設置されます。

吸収工程

所定の脱硫率を得るとともに、カルシウム (Ca) の反応達成率を上げることも必要です。
吸収率は、液の pH 値・液ガス比 (L/G)・液濃度・液温の影響を受けます。吸収液が pH5 より低い値になると、Ca(HSO₃)₂ が生成します。この Ca(HSO₃)₂ は可逆反応を伴い SO₂ を発生させるため、脱硫率が低下します。吸収液がpH7 以上の場合は、排ガス中に含まれる CO₂ が Ca と反応して CaCO₃ が生成し石灰の消費が多くなります。また、
pH 値は後段の酸化工程に影響するため、 一般に、吸収液の pH 値は 5～6 にコントロールされます。

Ca(OH)₂ ＋ CO₂ → CaCO₃ ＋ H₂O 、 2CaCO₃ ＋ 2SO₂ ＋ 1/2H₂O → 2CaSO₃・1/2H₂O ＋ CO₂

酸化工程

吸収工程で生成した CaSO₃・1/2H₂O を空気で酸化し、CaSO₄ とする工程です。
約 500 kPa の圧力と 50～80℃の温度で運転します。また、吸収塔内の吸収液は pH6 程度になっているので、この液に
冷却塔の酸を混入して pH 値を 4程度に調整します。

CaSO₃・1/2H₂O ＋ 1/2O₂ ＋ Aq → CaSO₄・1/2H₂O ＋ Aq

 

YOKOGAWA のソリューション

フィールドデータ

石灰石膏法排煙脱硫装置で使用される pH 計は、結晶性物質（CaCO₃ など）の付着によって電極が著しく汚れるためにこの汚れに対応できる機種の選定がポイントになります。

	薬液洗浄形 pH 計システム	一般用 pH 計
洗浄	自動酸洗浄：実施周期 2～3 回／日（任意に設定可能） マニュアル酸洗浄：約 1 回／月	マニュアル酸洗浄：実施周期 1 回／日
校正	マニュアル校正：週に 1 回	マニュアル 2 点校正：実施周期 1 回／週
その他の保守	洗浄用薬液の補充：約 1 回／2か月	-

酸洗浄に用いる薬液は、約 4% の塩酸です。 

ユーティリティ

電源：100V AC、50/60 Hz
消費電力：約 60 VA
空気源：圧力：300 ～ 950 kPa
　　　　消費量：最大使用時；約 20 L/min
洗浄薬液：消費量：約 100 mL、タンク有効容量：約 17 L

留意点

• 洗浄薬液に、有機溶剤は使用できません。
• 薬液・空気配管材質の劣化
  装置を直射日光の当たる場所に設置する場合、ポリエチレン樹脂配管の耐用年数は1年程度になることがあります（フッ素樹脂系配管材の使用を推奨）。