(57)【要約】【課題】従来よりも正確に吸収液の酸化還元電位を測定可能な脱硫装置を提供する。【解決手段】燃焼排ガスと吸収液との接触により硫黄分を燃焼排ガスから除去するための脱硫装置１０において、燃焼排ガスと吸収液とを接触させるための内部空間３ａを有する筐体３であって、内部空間３ａに吸収液を散水するための散水装置４を含む筐体３と、吸収液の酸化還元電位を測定するためのＯＲＰ計８と、筐体３の吸収液を吸収液抜出し口１１ａから抜き出すとともに、筐体３の吸収液戻し口１１ｂを通じて吸収液を筐体３に戻すための吸収液循環系統１１とを備え、ＯＲＰ計８は、吸収液循環系統１１を流れる吸収液のＯＲＰを測定するように構成される。【選択図】図１
2020018985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼排ガスと吸収液との接触により硫黄分を前記燃焼排ガスから除去するための脱硫装置において、
前記燃焼排ガスと前記吸収液とを接触させるための内部空間を有する脱硫装置本体部であって、前記内部空間に前記吸収液を散水するための散水装置を含む脱硫装置本体部と、
前記吸収液の酸化還元電位を測定するための酸化還元電位測定装置と、
前記脱硫装置本体部の吸収液を吸収液抜出し口から抜き出すとともに、前記脱硫装置本体部の吸収液戻し口を通じて前記吸収液を前記脱硫装置本体部に戻すための吸収液循環系統とを備え、
前記酸化還元電位測定装置は、前記吸収液循環系統を流れる前記吸収液の酸化還元電位を測定するように構成される
ことを特徴とする、脱硫装置。
【請求項２】
前記吸収液循環系統は、前記散水装置に対して前記吸収液を供給するための吸収液供給系統と、前記吸収液供給系統から分岐して前記吸収液を前記脱硫装置本体部に戻すための分岐系統と、を含み、
前記酸化還元電位測定装置は、前記分岐系統を流れる前記吸収液の酸化還元電位を測定するように構成される
ことを特徴とする、請求項１に記載の脱硫装置。
【請求項３】
前記分岐系統は、前記吸収液供給系統からの分岐部と、前記脱硫装置本体部に形成された吸収液戻し口との間に配置され、
前記吸収液戻し口は、前記脱硫装置本体部の高さ方向において前記吸収液の液面以上の高さに配置される
ことを特徴とする、請求項２に記載の脱硫装置。
【請求項４】
前記散水装置は、前記脱硫装置本体部の前記内部空間内に配置される流路部であって前記吸収液が流れる流路部と、前記流路部を流れる吸収液を前記内部空間に散水するための散水部と、を含み、
前記吸収液循環系統は、前記散水装置に対して前記吸収液を供給するための吸収液供給系統と、前記流路部における前記吸収液の流れ方向下流側において前記流路部に接続され、前記流路部から供給される前記吸収液を前記脱硫装置本体部に戻すための戻り系統と、を含み、
前記酸化還元電位測定装置は、前記戻り系統を流れる前記吸収液の酸化還元電位を測定するように構成される
ことを特徴とする、請求項１に記載の脱硫装置。
【請求項５】
前記吸収液循環系統は、前記散水装置に対して前記吸収液を供給するための吸収液供給系統を含み、
前記酸化還元電位測定装置は、前記吸収液供給系統を流れる前記吸収液の酸化還元電位を測定するように構成される
ことを特徴とする、請求項１に記載の脱硫装置。
【請求項６】
前記吸収液循環系統は、前記散水装置に対して前記吸収液を供給するための吸収液供給系統と、前記吸収液供給系統とは別系統として構成される測定系統と、を含み、
前記酸化還元電位測定装置は、前記測定系統を流れる前記吸収液の酸化還元電位を測定するように構成される
ことを特徴とする、請求項１に記載の脱硫装置。
【請求項７】
前記吸収液循環系統は、前記酸化還元電位の測定位置の上流又は下流側に配置される開度調整バルブを含む
ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載の脱硫装置。
【請求項８】
前記脱硫装置本体部に酸化還元剤を供給するための酸化還元剤供給系統と、
前記酸化還元剤供給系統に配置される流量調整機構と、
前記酸化還元電位測定装置が測定した前記吸収液の酸化還元電位に基づいて前記流量調整機構を制御する制御装置と、をさらに備える
ことを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載の脱硫装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は脱硫装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力プラント等から排出される排ガスを吸収液と接触させ、排ガス中の硫黄分を除去する湿式排煙脱硫装置の亜硫酸濃度制御及び水銀除去性向上のための技術として、吸収液の酸化還元電位（Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ。以下、ＯＲＰということがある）制御が開発されている。ＯＲＰ制御は、例えば吸収液に供給する酸化空気流量を調節して、吸収液のＯＲＰを制御する方法であり、簡便なＯＲＰ測定及び酸化空気流量調整により、亜硫酸濃度及び水銀挙動を容易に制御できるという利点がある。
【０００３】
例えば特許文献１に記載の技術では、ＯＲＰ測定及び酸化空気流量の調節により、亜硫酸濃度の制御を行っている。また、例えば特許文献２に記載の技術では、脱硫装置内部に存在する吸収液のＯＲＰが測定されている。そして、ＯＲＰ制御により、水銀が固体分に取り込まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第１６９４４６０号公報
【特許文献２】国際公開第２０１６／１５８７８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＯＲＰは液中の亜硫酸濃度及び溶存酸素濃度の影響を強く受けるパラメータであり、測定地点における吸収液の混合状態が十分でない場合は、吸収液のＯＲＰを正しく安定的に測定できず、結果として十分なＯＲＰ制御の効果が得られない可能性がある。上記特許文献１に記載の技術では、脱硫装置内部にＯＲＰの測定点が例示されているが、この地点における吸収液の混合状態が十分でない場合には、ＯＲＰ測定点として適さない可能性がある。
【０００６】
また、水銀除去効果に有効と考えられるＯＲＰ帯（銀−塩化銀電極を基準として、例えば１５０ｍＶ〜３００ｍＶ。後記する）は、ＯＲＰ帯の中でも特に液中亜硫酸濃度及び溶存酸素濃度の影響を受けやすい領域である。そのため、適切な位置でＯＲＰ測定が行われていない場合には、十分な水銀除去効果が得られない可能性がある。
【０００７】
本発明の少なくとも一実施形態は、吸収液のＯＲＰを精度よく測定可能な脱硫装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る脱硫装置は、燃焼排ガスと吸収液との接触により硫黄分を前記燃焼排ガスから除去するための脱硫装置において、前記燃焼排ガスと前記吸収液とを接触させるための内部空間を有する脱硫装置本体部であって、前記内部空間に前記吸収液を散水するための散水装置を含む脱硫装置本体部と、前記吸収液のＯＲＰを測定するためのＯＲＰ測定装置と、前記脱硫装置本体部の吸収液を吸収液抜出し口から抜き出すとともに、前記脱硫装置本体部の吸収液戻し口を通じて前記吸収液を前記脱硫装置本体部に戻すための吸収液循環系統とを備え、前記ＯＲＰ測定装置は、前記吸収液循環系統を流れる前記吸収液のＯＲＰを測定するように構成されることを特徴とする。
【０００９】
上記（１）の構成によれば、脱硫装置本体部での燃焼排ガスとの接触からＯＲＰ測定装置によるＯＲＰの測定までの時間を十分に確保できる。これにより、吸収液での反応を収束させ易くでき、ＯＲＰの変化を抑制できる。この結果、安定的かつ精度よくＯＲＰを測定できる。また、ＯＲＰ測定後の吸収液は脱硫装置本体部に戻されるため、脱硫装置外部への排水量を削減できる。
【００１０】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記吸収液循環系統は、前記散水装置に対して前記吸収液を供給するための吸収液供給系統と、前記吸収液供給系統とは別系統として前記吸収液を前記脱硫装置本体部に戻すための分岐系統と、を含み、前記ＯＲＰ測定装置は、前記分岐系統を流れる前記吸収液のＯＲＰを測定するように構成されることを特徴とする。
【００１１】
上記（２）の構成によれば、散水装置及び吸収液供給系統が既設の脱硫装置に対し、分岐系統及びＯＲＰ測定装置を後付けで配置し易くできる。
【００１２】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、前記分岐系統は、前記吸収液供給系統からの分岐部と、前記脱硫装置本体部に形成された吸収液戻し口との間に配置され、前記吸収液戻し口は、前記脱硫装置本体部の高さ方向において前記吸収液の液面以上の高さに配置されることを特徴とする。
【００１３】
上記（３）の構成によれば、液面以下の高さに吸収液を戻す場合と比較して、分岐系統に液を送るために必要な動力を低減することができる。
【００１４】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記散水装置は、前記脱硫装置本体部の前記内部空間内に配置される流路部であって前記吸収液が流れる流路部と、前記流路部を流れる吸収液を前記内部空間に散水するための散水部と、を含み、前記吸収液循環系統は、前記散水装置に対して前記吸収液を供給するための吸収液供給系統と、前記流路部における前記吸収液の流れ方向下流側において前記流路部に接続され、前記流路部から供給される前記吸収液を前記脱硫装置本体部に戻すための戻り系統と、を含み、前記ＯＲＰ測定装置は、前記戻り系統を流れる前記吸収液のＯＲＰを測定するように構成されることを特徴とする。
【００１５】
上記（４）の構成によれば、戻り系統において、吸収液供給系統及び散水装置の流路部の双方を経た後の吸収液のＯＲＰを測定できる。これにより、ＯＲＰの測定までの時間を十分に確保でき、より安定したＯＲＰを測定できる。
【００１６】
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記吸収液循環系統は、前記散水装置に対して前記吸収液を供給するための吸収液供給系統を含み、前記ＯＲＰ測定装置は、前記吸収液供給系統を流れる前記吸収液のＯＲＰを測定するように構成されることを特徴とする。
【００１７】
上記（５）の構成によれば、脱硫装置本体部から抜き出された吸収液が流れる吸収液供給系統においてＯＲＰを測定できる。これにより、ＯＲＰの測定までの時間を十分に確保でき、より安定したＯＲＰを測定できる。
【００１８】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記吸収液循環系統は、前記散水装置に対して前記吸収液を供給するための吸収液供給系統と、前記吸収液供給系統とは別系統として構成される測定系統と、を含み、前記ＯＲＰ測定装置は、前記測定系統を流れる前記吸収液のＯＲＰを測定するように構成されることを特徴とする。
【００１９】
上記（６）の構成によれば、測定系統での吸収液の流量を独立して制御できる。これにより、ＯＲＰ測定までの時間設定の自由度が高まり、例えば脱硫装置の運転状態に応じて測定までの時間を変更する等、より柔軟な測定を行うことができる。
【００２０】
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（６）の何れか１の構成において、前記吸収液循環系統は、前記ＯＲＰの測定位置の上流又は下流側に配置される開度調整バルブを含むことを特徴とする。
【００２１】
上記（７）の構成によれば、吸収液が流れる量を変更することで、ＯＲＰ測定までの時間を制御できる。これにより、燃焼排ガスとの接触からＯＲＰ測定までの時間を制御し易くでき、例えば脱硫装置の運転状態に応じて測定までの時間を変更する等、より柔軟な測定を行うことができる。
【００２２】
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（７）の何れか１の構成において、前記脱硫装置本体部に酸化還元剤を供給するための酸化還元剤供給系統と、前記酸化還元剤供給系統に配置される流量調整機構と、前記ＯＲＰ測定装置が測定した前記吸収液のＯＲＰに基づいて前記流量調整機構を制御する制御装置と、をさらに備えることを特徴とする。
【００２３】
上記（８）の構成によれば、制御装置によって吸収液のＯＲＰを制御できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、吸収液のＯＲＰを精度よく測定可能な脱硫装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る脱硫装置を示す図である。
【図２】ＯＲＰ計の構造を示す図である。
【図３】図１に示す脱硫装置において行われる運転方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の二実施形態に係る脱硫装置を示す図である。
【図５】図５に示す脱硫装置において行われる運転方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明の三実施形態に係る脱硫装置を示す図である。
【図７】本発明の四実施形態に係る脱硫装置を示す図である。
【図８】本発明の五実施形態に係る脱硫装置を示す図である。
【図９】本発明の六実施形態に係る脱硫装置を示す図である。
【図１０】本発明の七実施形態に係る脱硫装置を示す図である。
【図１１】本発明の八実施形態に係る脱硫装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、以下に実施形態として記載されている内容又は図面に記載されている内容は、あくまでも例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、任意に変更して実施することができる。また、各実施形態は、２つ以上を任意に組み合わせて実施することができる。さらに、各実施形態において、共通する部材については同じ符号を付すものとし、説明の簡略化のために重複する説明は省略する。
【００２７】
また、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００２８】
図１は、本発明の一実施形態に係る脱硫装置１０を示す図である。脱硫装置１０は、燃焼排ガスと吸収液との接触により、硫黄分を燃焼排ガスから除去するためのものである。ここでいう硫黄分は、一酸化硫黄、二酸化硫黄等の硫黄酸化物を含む。また、本発明の一実施形態では、燃焼排ガスには、気体の水銀も含まれる。そして、脱硫装置１０においては、硫黄分に加えて水銀も燃焼排ガスから除去される。
【００２９】
脱硫装置１０は例えば石灰石膏法（湿式）による脱硫を行うものであり、吸収液は例えば石灰水（炭酸カルシウムスラリー）である。脱硫装置１０は、図１の液柱塔方式のほかに、例えばスプレー方式、グリッド方式等を採用できる。
【００３０】
脱硫装置１０は、燃焼排ガスの流入口１（脱硫装置本体部）と、硫黄分及び水銀が除去された後の浄化ガスの流出口２（脱硫装置本体部）と、燃焼排ガスと吸収液とを接触させるための内部空間３ａを有する筐体３（脱硫装置本体部）とを備える。また、脱硫装置１０は、筐体３の内部空間３ａに吸収液を散水するための散水装置４（脱硫装置本体部。例えば散水ノズル。多孔板等のトレイでもよい）と、吸収液中に空気を散気するための散気管５とを備える。即ち、流入口１と流出口２と筐体３と散水装置４と散気管５とを含むことで、脱硫装置本体部が構成される。ただし、吸収液中に空気を直接吹き込む方式の場合は、散気管５を含まない構成でも良い。
【００３１】
なお、空気に代えて、任意の酸化剤を使用してもよい。この場合、酸化剤の状態（気体、液体、又は固体）に応じて、酸化剤を吸収液に散気又は添加することができる。
【００３２】
散気管５を通じた吸収液への空気の供給は、空気供給系統１５（酸化還元剤供給系統）を通じて行われる。吸収液への空気供給量の制御は、空気供給系統１５に配置されるポンプ７（流量調整機構）の回転速度（回転数）制御により行われる。ポンプ７の回転速度制御は、吸収液のＯＲＰを測定するためのＯＲＰ計８（酸化還元電位測定装置）からの入力値に基づいて、演算制御装置５０（制御装置）により行われる。なお、空気供給量制御は、空気供給系統１５に開度調整バルブを備えたうえで当該バルブの開度制御、ポンプ７の駆動台数制御、空気供給系統１５に大気解放された分岐ラインを備えたうえで分岐ライン上に設けたバルブの開度調整等によって行うこともできる。
【００３３】
演算制御装置５０は、ＯＲＰ計８が測定した吸収液のＯＲＰに基づいてポンプ７の回転速度を制御するようになっている。具体的には、演算制御装置５０は、ＯＲＰ計８により測定される吸収液のＯＲＰが所定範囲になるように、ポンプ７の回転速度を制御するようになっている。演算制御装置５０により、燃焼排ガスに接触させる吸収液のＯＲＰを制御できる。
【００３４】
ここでいう所定範囲とは、例えば、吸収液における液体分と固体分とのそれぞれに取り込まれる水銀の比（水銀含有比）を所望の値にするための範囲である。通常は、ＯＲＰが大きくなれば液体分の水銀量が多くなり、ＯＲＰが小さくなれば固体分の水銀量が多くなる。そこで、所望の水銀含有比（目標水銀含有比）になるように、設定目標となるＯＲＰ（目標ＯＲＰ）を決定すればよい。具体的には例えば、目標ＯＲＰは、水銀除去効果に有効と考えられるＯＲＰ帯である、銀−塩化銀電極を基準として、例えば５０ｍＶ〜６００ｍＶ、好ましくは１５０ｍＶ〜３００ｍＶの範囲において決定するのが望ましい。
【００３５】
ＯＲＰ計８が設置される分岐系統２３の任意の場所での流路断面積は、上記の吸収液循環系統１１の任意の場所での流路断面積よりも小さい。具体的には、分岐系統２３の流路断面積と、吸収液循環系統１１の流路断面積との比率は、例えば１：１０程度である。
【００３６】
なお、演算制御装置５０は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、Ｉ／Ｆ（ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）、制御回路等を備え、ＲＯＭに格納されている所定の制御プログラムがＣＰＵによって実行されることにより具現化される。
【００３７】
また、吸収液に供給される酸化剤は、上記の空気とともに、又は上記の空気に代えて、次亜塩素酸ナトリウム、ペルオキソ二硫酸カリウム、過酸化水素等の任意の酸化剤であってもよい。
【００３８】
脱硫装置１０は、筐体３に滞留した吸収液を散水装置４から散水することで筐体３の内外で吸収液を循環させるための吸収液循環系統１１を備える。吸収液循環系統１１は、筐体３の吸収液を吸収液抜出し口１１ａから抜き出すとともに、筐体３の吸収液戻し口１１ｂを通じて吸収液を筐体３に戻すためのものである。これらのうち、吸収液抜出し口１１ａは、液体分及び固体分の双方を含む吸収液を抜き出し可能な位置（例えば筐体３の底面付近）に形成される。また、吸収液戻し口１１ｂには、上記の散水装置４が接続される。このため、吸収液循環系統１１及び吸収液戻し口１１ｂを通じて筐体３に戻された吸収液は、散水装置４の散水孔（図示しない）を通じて筐体３の内部に散水される。そして、散水された吸収液は、燃焼排ガスと接触しながら筐体３の内部を破線矢印で示すように落下し、筐体３の下方に滞留する。
【００３９】
吸収液循環系統１１は、吸収液を流すためのポンプ６を備える。ポンプ６の駆動により、吸収液抜出し口１１ａから吸収液循環系統１１に入った吸収液は、吸収液抜出し口１１ａの上方に配置された吸収液戻し口１１ｂを通じて筐体３に戻される。ただし、吸収液循環系統１１には、ポンプ６の下流側において、固液分離器（図示しない）に繋がる固液分離系統（図示しない）が接続される。従って、吸収液循環系統１１を流れる吸収液の一部は固液分離器に供給され固液分離される。これにより、固体分（石膏）及び液体分が生成する。生成した固体分は、脱硫装置１０の外部に排出され、液体分は、液体分戻り系統（図示しない）を通じて筐体３に戻される。
【００４０】
吸収液循環系統１１は、散水装置４に対して吸収液を供給するための吸収液供給系統１１ｃと、吸収液供給系統１１ｃとは別系統として吸収液を筐体３に戻すための分岐系統２３と、を含む。吸収液循環系統１１において、分岐系統２３は、ポンプ６の下流側の分岐部２３ａで吸収液供給系統１１ｃから分岐する。そして、分岐系統２３を流れる吸収液は、筐体３の吸収液戻し口２３ｂを通じて、筐体３に戻される。即ち、吸収液供給系統１１ｃとは別系統として構成される測定系統にあたる分岐系統２３は、その出口端が筐体３に接続されており、入口端は吸収液循環系統１１（吸収液供給系統１１ｃ）に接続されている。また、前述の通り、分岐系統２３の流路断面積は、吸収液循環系統１１（吸収液供給系統１１ｃ）の流路断面積よりも小さい。
【００４１】
また、分岐系統２３は、吸収液供給系統１１ｃからの分岐部２３ａと、筐体３（脱硫装置本体部）に形成された吸収液戻し口２３ｂとの間に配置され、吸収液戻し口２３ｂは、筐体３（脱硫装置本体部）の高さ方向において吸収液の液面Ｌ以上の高さに配置される。吸収液戻し口２３ｂがこの位置に配置されることで、液面Ｌ以下の高さに吸収液を戻す場合と比較して、分岐系統２３に液を送るために必要な動力を低減することができる。
【００４２】
測定系統にあたる分岐系統２３には、吸収液のＯＲＰを測定するためのＯＲＰ計８が配置される。即ち、ＯＲＰ計８は、分岐系統２３（吸収液循環系統１１に含まれる）を流れる吸収液のＯＲＰを測定するように構成される。この位置にＯＲＰ計８が配置されることで、散水装置４及び吸収液供給系統１１ｃが既設の脱硫装置１０に対し、分岐系統２３及びＯＲＰ計８を後付けで配置し易くできる。
【００４３】
ここで、ＯＲＰ計８の構成について説明する。
図２は、ＯＲＰ計８の構造を示す図である。ＯＲＰ計８は、上記のように、分岐系統２３に配置される。より具体的には、ＯＲＰ計８は、分岐系統２３を構成する配管１１０の壁部１１０ａに配置される。
【００４４】
配管１１０の壁部１１０ａには、円形状の開口部１０１，１０５が形成される。開口部１０１には、配管１１０の壁部１１０ａを貫通するように、銀線表面に塩素処理されることで塩化銀皮膜を形成した比較電極１０２が配置される。比較電極１０２は、開口部１０１に嵌められた絶縁体１０３を介して、壁部１１０ａに固定される。比較電極１０２には、演算制御装置５０（図２では図示しない）に繋がる引き出し線１０４が接続される。そのため、比較電極１０２により測定された電位は、演算制御装置５０に出力される。
【００４５】
また、開口部１０５には、配管１１０の壁部１１０ａを貫通するように、白金により構成される指示電極１０６が配置される。指示電極１０６は、開口部１０５に嵌められた絶縁体１０７を介して、壁部１１０ａに固定される。指示電極１０６には、演算制御装置５０（図２では図示しない）に繋がる引き出し線１０８が接続される。そのため、指示電極１０６により測定された電位は、演算制御装置５０に出力される。
【００４６】
そして、演算制御装置５０は、比較電極１０２の電位と指示電極１０６の電位とに基づき、配管１１０を流れる吸収液のＯＲＰ（即ち分岐系統２３を流れるＯＲＰ）を測定する。なお、図２に示す例において、比較電極１０２の位置と指示電極１０６の位置とは、逆になっていてもよい。また、比較電極１０２と指示電極１０６とを一体化させた複合電極を用いてもよい。図２ではＯＲＰ計８は、配管１１０に直接配置されているが、別途設けた槽（図示しない）に対して差し込む方法であってもよい。また、槽が大気解放されているかは問わない。
【００４７】
図１に戻って、筐体３に供給された燃焼排ガスは、筐体３の内部において吸収液と接触する。そして、燃焼排ガス中の例えば硫黄分は吸収液に溶解し、溶解により生成した亜硫酸イオンは、上記のように溶存酸素によって硫酸イオンに変化する。そして、硫酸イオンへの変化により亜硫酸イオンが減少することで、ＯＲＰは上昇する。一方で、吸収液が吸収液循環系統１１を循環中、溶存酸素を消費しながら硫酸イオンが生成する。そのため、溶存酸素が減少し、これにより、ＯＲＰが低下する。従って、ＯＲＰの変動は、例えばこれら２つの反応により生じる。
【００４８】
筐体３の底部に貯留された吸収液は、還元性の亜硫酸を多く含む部分と、酸化性の溶存酸素を多く含む部分とが共存している状態にあり、混合が不十分なときは、ＯＲＰの計測値が安定しない。また、吸収液中では、亜硫酸の酸化反応をはじめとする種々の反応が進行しており、反応に伴ってＯＲＰが変化するため、その反応が収束するまではＯＲＰ計測値が安定しない。
【００４９】
そこで、本発明の一実施形態では、吸収液抜出し口１１ａを通じて筐体３から吸収液循環系統１１に入った後、吸収液が十分に混合され、進行中の上記２つの反応が十分に収束する位置に、ＯＲＰ計８が配置される。このような位置にＯＲＰ計８を配置することで、筐体３の内部空間３ａでの燃焼排ガスとの接触からＯＲＰ計８によるＯＲＰの測定までの時間を十分に確保できる。
【００５０】
なお、吸収液抜出し口１１ａを通じて抜き出された後の吸収液のＯＲＰは、時間の経過とともに変動する。変動の理由は、吸収液とともに吸収液抜出し口１１ａから抜き出された気泡に含まれる酸素が吸収液に溶解したこと、及び、吸収液中の亜硫酸の酸化が時間経過に伴って進行したこと等に起因すると考えられる。そこで、これらの理由に起因する変動が落ち着いた、即ちＯＲＰの変化が所定値以下になったときに、これらの反応が収束したと考えることができる。
【００５１】
図３は、図１に示す脱硫装置１０において行われる運転方法を示すフローチャートである。このフローチャートは、上記の演算制御装置５０によって行われるため、必要に応じて図１を併せて参照しながら図３を説明する。
【００５２】
まず、演算制御装置５０は、ＯＲＰ計８によって、吸収液のＯＲＰを測定する（ステップＳ１）。次いで、演算制御装置５０は、入力装置（図示しない）を通じて管理者により入力された上記水銀含有比の目標値（目標水銀含有比）に対応するＯＲＰの目標値（目標ＯＲＰ）になるように、吸収液に供給される空気量を制御する（ステップＳ２）。なお、目標ＯＲＰは、例えば、目標とする水銀除去性能、亜硫酸濃度、過酸化物濃度、セレン（ＶＩ）濃度等により、装置毎に決定される。空気供給量制御により、燃焼ガスに接触させる吸収液のＯＲＰを制御できる。
【００５３】
そして、例えば脱硫装置１０の運転停止ボタンが押下される等、脱硫装置１０の運転が停止されるまで、上記のステップＳ１及びステップＳ２が繰り返される（ステップＳ３のＮｏ）。一方で、脱硫装置１０の運転が停止された場合には、図２に示すフローが終了する。
【００５４】
以上の脱硫装置１０によれば、吸収液が筐体３で燃焼排ガスと接触したときからＯＲＰ計８により吸収液のＯＲＰが測定されるまでの時間を十分に確保できる。これにより、吸収液での反応（特に溶存酸素による亜硫酸イオンの酸化反応）が収束し、安定的かつ精度よく吸収液のＯＲＰを測定できる。さらには、吸収液のＯＲＰの変化を抑制、即ち、吸収液のＯＲＰの値が安定することで、燃焼排ガスに接触させる吸収液のＯＲＰ制御により、上記水銀除去性能等を得ることができる。また、ＯＲＰ測定後の吸収液は筐体３に戻されるため、脱硫装置１０の外部への排水量を削減できる。
【００５５】
図４は、本発明の二実施形態に係る脱硫装置１０Ａを示す図である。以下の説明においては、説明の簡略化のために、上記の脱硫装置１０と同じものについては同じ符号を付すものとし、重複する説明は省略する。図５以降の説明についても同様である。
【００５６】
脱硫装置１０Ａにおいては、酸化剤としての空気のほかに、空気以外の酸化剤、及び、還元剤からなる酸化還元剤が吸収液に供給されるようになっている。即ち、脱硫装置１０Ａは、空気を供給するための空気供給系統１５及びポンプ７のほか、酸化還元剤を筐体３内部の吸収液に供給するための酸化還元剤供給系統２２及びポンプ２１を備える。酸化剤としては、上記の脱硫装置１０において説明した酸化剤を使用できる。また、還元剤としては、例えばチオ硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、硫化ナトリウム、硫化水素ナトリウム等を使用することができる。
【００５７】
図５は、図４に示す脱硫装置１０Ａにおいて行われる運転方法を示すフローチャートである。まず、上記の図３に示したフローチャートと同様にして、ＯＲＰが測定され（ステップＳ１）、目標ＯＲＰになるように供給される空気量が制御される（ステップＳ２）。そして、演算制御装置５０は、制御後のＯＲＰが目標ＯＲＰである場合には（ステップＳ４のＹｅｓ方向）、ステップＳ１及びステップＳ２が繰り返される。
【００５８】
しかし、制御後のＯＲＰが目標ＯＲＰにならない場合（ステップＳ４のＮｏ方向）、空気量の制御のみではＯＲＰの制御が不完全と考えられる。そこで、演算制御装置５０は、目標ＯＲＰになるように酸化還元剤を供給する（ステップＳ５）。即ち、演算制御装置５０は、空気供量制御のみではＯＲＰが目標ＯＲＰにならない場合に、酸化還元剤によるＯＲＰ制御を行う。酸化還元剤の供給量制御は、ポンプ２１の回転速度を制御するためのインバータ（図示しない）の回転速度を制御することで、行うことができる。
【００５９】
そして、演算制御装置５０は、再度、制御後のＯＲＰが目標ＯＲＰであるか否かを判断する（ステップＳ６）。この判断の結果、ＯＲＰが目標ＯＲＰである場合には（ステップＳ６のＹｅｓ方向）、上記のステップＳ３と同様のステップが行われる。即ち、運転停止の場合にはフローが終了し（Ｙｅｓ方向）、運転停止でない場合には、再度上記のステップＳ１が繰り返される（Ｎｏ方向）。一方で、上記のステップＳ５において、酸化還元剤を供給してもなおＯＲＰが目標ＯＲＰにならない場合には（ステップＳ６のＮｏ方向）、ステップＳ５に戻り酸化還元剤量が調整される。
【００６０】
以上の脱硫装置１０Ａによれば、酸化剤としての空気と、空気以外の酸化還元剤とを併用するため、吸収液のＯＲＰをより確実に目標ＯＲＰにすることができる。また、吸収液循環系統１１及び分岐系統２３によってＯＲＰ測定までの時間を長くできる。これにより、酸化還元剤が未反応の状態でＯＲＰが測定されることを抑制できる。このため、ＯＲＰを安定的に測定できる。
【００６１】
図６は、本発明の三実施形態に係る脱硫装置１０Ｂを示す図である。脱硫装置１０Ｂに備えられる散水装置４は、流路部４ａと散水部４ｂとを含む。これらのうち、流路部４ａは、筐体３の内部空間３ａ内に配置される流路部４ａであって吸収液が流れるものであり、例えば金属管により構成される。また、散水部４ｂは、流路部４ａを流れる吸収液を内部空間３ａに散水するためのものであり、例えば孔により構成される。
【００６２】
また、脱硫装置１０Ｂに備えられる吸収液循環系統１１は、吸収液供給系統１１ｃと戻り系統２４とを含む。これらのうち、吸収液供給系統１１ｃは、散水装置４に対して吸収液を供給するためのものである。また、戻り系統２４は、流路部４ａにおける吸収液の流れ方向下流側において流路部４ａに接続され、流路部４ａから供給される吸収液を筐体３に戻すためのものである。戻り系統２４は、吸収液抜出し口２４ａと吸収液戻し口２４ｂとの間に形成される。即ち、吸収液供給系統１１ｃとは別系統として構成される測定系統にあたる戻り系統２４は、その出口端が筐体３に接続されており、入口端は流路部４ａに接続されている。
【００６３】
脱硫装置１０Ｂでは、戻り系統２４にＯＲＰ計８が配置される。即ち、ＯＲＰ計８は、戻り系統２４を流れる吸収液のＯＲＰを測定するようになっている。そして、ＯＲＰ計８によりＯＲＰが測定された後の吸収液は、戻り系統２４を通じて筐体３に戻される。
【００６４】
ＯＲＰ計８が設置される戻り系統２４の任意の場所での流路断面積は、上記の吸収液循環系統１１（吸収液供給系統１１ｃ）の任意の場所での流路断面積よりも小さい。具体的には、戻り系統２４の流路断面積と、吸収液循環系統１１の流路断面積との比率は、例えば１：１０程度である。
【００６５】
脱硫装置１０Ｂによれば、戻り系統２４において、吸収液供給系統１１ｃ及び散水装置４の流路部４ａの双方を経た後の吸収液のＯＲＰを測定できる。これにより、吸収液抜出し口１１ａから見て散水装置４を超えた遠い位置でＯＲＰが測定される。このため、ＯＲＰ測定までの時間を長くでき、ＯＲＰを安定的に測定できる。
【００６６】
図７は、本発明の四実施形態に係る脱硫装置１０Ｃを示す図である。脱硫装置１０Ｃでは、吸収液循環系統１１は、散水装置４に対して吸収液を供給するための吸収液供給系統１１ｃを含む。そして、脱硫装置１０Ｃでは、吸収液供給系統１１ｃにＯＲＰ計８が配置される。即ち、ＯＲＰ計８は、吸収液供給系統１１ｃを流れる吸収液のＯＲＰを測定するようになっている。そして、ＯＲＰ計８によりＯＲＰが測定された後の吸収液は、吸収液供給系統１１ｃ及び散水装置４を通じて筐体３に戻される。
【００６７】
脱硫装置１０Ｃによれば、筐体３から抜き出された吸収液が流れる吸収液供給系統１１ｃにおいてＯＲＰを測定できる。これにより、ＯＲＰの測定までの時間を十分に確保でき、より安定したＯＲＰを測定できる。
【００６８】
図８は、本発明の五実施形態に係る脱硫装置１０Ｄを示す図である。脱硫装置１０Ｄでは、吸収液循環系統１１は、吸収液供給系統１１ｃと、測定系統３２とを含む。これらのうち、吸収液供給系統１１ｃは、散水装置４に対して吸収液を供給するためのものである。また、測定系統３２は、吸収液供給系統１１ｃとは別系統として構成されるものである。
【００６９】
測定系統３２は、吸収液を筐体３から抜き出すための吸収液抜出し口３２ａと、測定系統３２に吸収液を流すためのポンプ３１と、筐体３に吸収液を戻すための吸収液戻し口３２ｂとを備える。これらのうち、吸収液抜出し口３２ａは、液体分及び固体分の双方を含む吸収液を抜き出し可能な位置（例えば筐体３の底面付近）に形成される。また、吸収液戻し口３２ｂは、吸収液抜出し口３２ａの上方に形成される。
【００７０】
脱硫装置１０Ｄでは、測定系統３２にＯＲＰ計８が配置される。即ち、ＯＲＰ計８は、測定系統３２を流れる吸収液のＯＲＰを測定するようになっている。そして、ＯＲＰ計８によりＯＲＰが測定された後の吸収液は、測定系統３２を通じて筐体３に戻される。なお、ＯＲＰ計８が設置される測定系統３２の任意の場所での流路断面積は、上記の吸収液循環系統１１の任意の場所での流路断面積よりも小さくなっている。即ち、測定系統３２の出口端は筐体３に接続されており、また、その流路断面積は、上記の吸収液循環系統１１（吸収液供給系統１１ｃ）の流路断面積よりも小さい。かかる測定系統３２に、ポンプ３１とＯＲＰ計８が配置されている。
【００７１】
脱硫装置１０Ｄによれば、測定系統３２での吸収液の流量を独立して制御できる。これにより、ＯＲＰ測定までの時間設定の自由度が高まり、例えば脱硫装置１０Ｄの運転状態に応じて測定までの時間を変更する等、より柔軟な測定を行うことができる。
【００７２】
図９は、本発明の六実施形態に係る脱硫装置１０Ｅを示す図である。脱硫装置１０Ｅでは、上記の図１に示した脱硫装置１０の分岐系統２３（吸収液循環系統１１に含まれる）の途中に、分岐系統２３を流れる吸収液の流量を制御するための開度調整バルブ４１が備えられる。即ち、吸収液供給系統１１ｃとは別系統として構成される測定系統にあたる分岐系統２３は、その入口端が吸収液循環系統１１（吸収液供給系統１１ｃ）に、出口端が筐体３にそれぞれ接続され、また、分岐系統２３には、ＯＲＰ計と、ＯＲＰ計８によるＯＲＰの測定位置の上流又は下流側に開度調整バルブ４１が配置される。従って、図９では、開度調整バルブ４１はＯＲＰ計８の下流側に配置したが、開度調整バルブ４１はＯＲＰ計８の上流側に配置してもよい。
【００７３】
開度調整バルブ４１の開度は、モータ４２の駆動により制御される。また、モータ４２は、演算制御装置５０によって制御される。開度調整バルブ４１の開度を小さくすることで、吸収液が流れる量を減らせるとともに、吸収液の流速を低下できる。これにより、ＯＲＰ測定までの時間を長くできる。
【００７４】
開度調整バルブ４１によって吸収液が流れる量を変更することで、ＯＲＰ測定までの時間を制御できる。これにより、燃焼排ガスとの接触からＯＲＰ測定までの時間を制御し易くでき、例えば脱硫装置１０Ｅの運転状態に応じて測定までの時間を変更する等、より柔軟な測定を行うことができる。また、開度調整バルブ４１の開度調整により、ＯＲＰ測定までの時間を調整でき、ＯＲＰを安定的に測定できる。
【００７５】
図１０は、本発明の七実施形態に係る脱硫装置１０Ｆを示す図である。脱硫装置１０Ｆは、筐体３（脱硫装置本体部）の吸収液を吸収液抜出し口６１ａから抜き出すとともに、筐体３の吸収液戻し口６１ｂを通じて前収液を筐体３に戻すための吸収液循環系統６１とを備える。従って、脱硫装置１０Ｆは、２つの吸収液循環系統１１，６１を備える。ただし、吸収液循環系統６１はＯＲＰ測定用系統であり、吸収液循環系統６１の吸収液抜出し口６１ｂは、吸収液循環系統１１とは異なり、散水装置４には接続されていない。即ち、吸収液供給系統１１ｃとは別系統として構成される測定系統にあたる吸収液循環系統６１は、その出口端が筐体３（吸収液戻し口６１ｂ）に接続されている。
【００７６】
脱硫装置１０Ｆは、吸収液循環系統１１のポンプ６とは異なるポンプ６２を含む吸収液循環系統６１において、ＯＲＰが測定される。従って、ＯＲＰ計８は吸収液循環系統６１に配置される。そして、吸収液循環系統６１には、図示しない石膏脱水機に繋がる処理系統６５が接続される。なお、吸収液循環系統６１には、ハイドロサイクロン、排水処理設備等が繋がってもよい。
【００７７】
吸収液循環系統６１は、開度調整バルブ６３を含む。開度調整バルブ６３の開度は、モータ６４の駆動により調整される。モータ６４の駆動制御は、モータ６４に対して図示しない電気信号線で接続された演算制御装置５０により行われる。開度調整バルブ６３を含むことで、吸収液抜出し口６１ａを通じて抜き出された後、ＯＲＰ計８によってＯＲＰを測定するまでの時間を調整できる。
【００７８】
脱硫装置１０Ｆによれば、石膏脱水機等に接続される処理系統６５が既に設置されている場合に、新たな系統を設けなくても、吸収液のＯＲＰを測定できる。
【００７９】
図１１は、本発明の八実施形態に係る脱硫装置１０Ｇを示す図である。脱硫装置１０Ｇは、上記の図６に示す脱硫装置１０Ｂにおいて、戻り系統２４が開度調整バルブ７１、モータ７２を含むものである。即ち、吸収液供給系統１１ｃとは別系統として構成される測定系統にあたる戻り系統２４は、その出口端が筐体３に接続されており、かかる戻り系統２４には、ＯＲＰ計８と開度調整バルブ７１が配置されている。
【００８０】
開度調整バルブ７１の開度は、モータ７２の駆動により調整される。モータ７２の駆動制御は、モータ７２に対して図示しない電気信号線で接続された演算制御装置５０により行われる。開度調整バルブ７１を含むことで、吸収液が吸収液抜出し口２４ａを通じて流路部４ａから抜き出された後、ＯＲＰ計８によってＯＲＰを測定するまでの時間を調整できる。
【００８１】
脱硫装置１０Ｇによれば、戻り系統２４が既に設置されている場合に、新たな系統を設けなくても、吸収液のＯＲＰを測定できる。
【符号の説明】
【００８２】
１  流入口
２  流出口
３  筐体
３ａ  内部空間
４  散水装置
４ａ  流路部
４ｂ  散水部
５  散気管
６，７，２１，３１，６２  ポンプ
８  ＯＲＰ計
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ  脱硫装置
１１，６１  吸収液循環系統
１１ａ，２４ａ，３２ａ，６１ａ  吸収液抜出し口
１１ｂ，２３ｂ，２４ｂ，３２ｂ，６１ｂ  吸収液戻し口
１１ｃ  吸収液供給系統
１５  空気供給系統
２２  酸化還元剤供給系統
２３  分岐系統
２３ａ  分岐部
２４  戻り系統
３２  測定系統
４１，６３，７１  開度調整バルブ
４２，６４，７２  モータ
５０  演算制御装置
６５  処理系統
１０１，１０５  開口部
１０２  比較電極
１０３，１０７  絶縁体
１０４，１０８  引き出し線
１０６  指示電極
１１０  配管
１１０ａ  壁部
Ｌ  液面
【図１】
2020018985.tif 000003
【図２】
2020018985.tif 000004
【図３】
2020018985.tif 000005
【図４】
2020018985.tif 000006
【図５】
2020018985.tif 000007
【図６】
2020018985.tif 000008
【図７】
2020018985.tif 000009
【図８】
2020018985.tif 000010
【図９】
2020018985.tif 000011
【図１０】
2020018985.tif 000012
【図１１】
2020018985.tif 000013