(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルシウム化合物よりなる吸収剤を含有するスラリを吸収塔底部の吸収塔タンクから吸収塔上部の気液接触部に送って循環させつつ未処理排煙に気液接触させることにより、未処理排煙中の少なくとも亜硫酸ガスを吸収する湿式排煙脱硫装置のスラリ濃度管理方法において、
液体に固形分が懸濁してなるスラリが貯留される前記吸収塔タンク内から、固形分濃度の低いスラリ液分を排出する液抜き装置であって、前記吸収塔タンクの側壁におけるスラリ液面よりも下方位置に形成されたスラリの流出口よりなり、水頭差によって前記吸収塔タンク内のスラリが流出可能とされた液抜き手段と、この液抜き手段の流出口の内側に上端側が接続され、下端側が前記タンク内の底面に向って伸びて開口した液分導入路とを備えた液抜き装置を使用し、前記液分導入路を経由して前記液抜き手段から水頭差によりスラリが流出する際に、内部の液分の流速が固形分の沈降速度よりも小さくなるように液分の流速を制御し、濃度検出手段により前記吸収塔タンク内のスラリの濃度を検出し、制御手段によって、前記濃度検出手段の検出結果に応じて前記液抜き装置による前記吸収塔タンクからの液分の抜き出し量或いは前記液分の供給量を自動調整することにより、前記吸収塔タンク内のスラリの濃度を目標の濃度に自動制御することを特徴とする湿式排煙脱硫装置のスラリ濃度管理方法。
【請求項２】
前記液抜き装置として、スラリ流通用の開口を有し、前記液分導入路を囲うように前記タンク内に立設された仕切り壁を設けた液抜き装置を使用することを特徴とする請求項１記載の湿式排煙脱硫装置のスラリ濃度管理方法。
【請求項３】
前記液抜き装置として、前記液抜き手段が、前記流出口に接続された開閉部材を有する液抜き装置を使用することを特徴とする請求項１又は２に記載の湿式排煙脱硫装置のスラリ濃度管理方法。
【請求項４】
前記液抜き装置として、前記液抜き手段の開閉部材を、スラリの流入部と流出部を有する流路構成部材により構成し、前記流入部を前記液抜き手段の流出口に接続するとともに、前記流出部の上下位置をスラリ液面高さに対して変更可能な構成とした液抜き装置を使用することを特徴とする請求項３に記載の湿式排煙脱硫装置のスラリ濃度管理方法。
【請求項５】
前記液抜き装置として、前記液抜き手段における少なくとも流出口のスラリ流路を、スラリの流出方向に向って水平に対して５度以上上方に傾斜させた液抜き装置を使用することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の湿式排煙脱硫装置のスラリ濃度管理方法。
【請求項６】
前記液抜き装置として、前記液分導入路の上端側から上方に伸びて、上端開口がスラリ液面上に突出するガス抜き管を設けた液抜き装置を使用することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の湿式排煙脱硫装置のスラリ濃度管理方法。
【請求項７】
前記液抜き装置として、前記タンク内における前記液分導入路の下側の領域を攪拌する攪拌機を設けた液抜き装置を使用することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の湿式排煙脱硫装置のスラリ濃度管理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湿式排煙脱硫装置のスラリ濃度管理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、火力発電設備等で発生する排煙から主に亜硫酸ガス等の硫黄酸化物を除去する排煙脱硫技術としては、石灰石等のカルシウム化合物が懸濁する吸収剤スラリを、吸収塔底部の吸収塔タンクから吸収塔上部の気液接触部に送って循環させつつ排煙に気液接触させるとともに、吸収塔タンク内に酸化用空気を強制的に吹込んで気液接触後のスラリを吸収塔タンク内で酸化して石膏を副生するタンク酸化方式の湿式石灰石膏法が普及している。この排煙脱硫装置では、安定的な運転を実現するために、石膏回収のためのスラリ抜き出し量等を調整して、吸収塔タンク内のスラリ量（液面レベル）を一定範囲に保持する必要がある一方で、吸収塔タンク内のスラリ濃度（主に石膏よりなる固形分濃度）も一定範囲（通常、２０〜３０％）に保持する必要がある。
【０００３】
というのは、スラリ濃度が高すぎると、スラリを吸収塔上部に送る循環系や、スラリを吸収塔タンクから抜出すラインにおける配管やポンプの閉塞等の不具合が生じ易くなって、運転が困難になる。またスラリ濃度が低すぎると、スラリ中にいわゆる石膏の種晶が少なくなり、亜硫酸ガスの吸収に伴う吸収塔タンク内の反応で順次生成する石膏は、吸収塔タンク内壁面等の装置構成部材の表面に付着した状態で析出するものが多数となり、これがスケールとなってやはり配管の閉塞等の不具合を招くからである。またスラリ濃度が低いと、抜き出したスラリを石膏回収のために固液分離する処理の負荷が上がり、運転コストの点でも不利になる。
【０００４】
ところで、排煙中の亜硫酸ガス量は発電負荷等により常時変動し、吸収塔タンク内に投入する吸収剤（石灰石等）の供給量は、このように変動する入口亜硫酸ガス量に応じた必要最低限の量に常に調整する必要がある。また、吸収塔タンク内には、酸化用空気を吹込むエアスパージャ等のための洗浄水が常時一定量流入する。
【０００５】
このため、例えば排煙中の亜硫酸ガス量が少ない状態（低負荷状態）では、タンク中に投入される又はタンク中に発生する固形分は少量となり、一方で前述した洗浄水が一定量必ず流入するために、タンク内のスラリの濃度は低下する傾向にある。特に、吸収塔前流に湿式の冷却除塵部を設けた場合（スート分離方式の場合）には、吸収塔内に流入する排煙は水蒸気でほぼ飽和しており、吸収塔において蒸発して排煙により持去られる水分量が僅かであるため、運転中において前記一定範囲を越えてタンク内のスラリ濃度が低下する可能性が高い。また、装置停止中（脱硫処理停止中）においても前記洗浄水は連続的に流すのが通常であるため、この場合スート分離方式でなくても、前記一定範囲を越えてタンク内のスラリ濃度が低下する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが従来では、吸収塔タンク内のスラリ中の液分のみを抜き取る簡易な手段がなく、上述したような水バランスの変動によるスラリ濃度の低下があった場合には、吸収塔タンク内に供給する補給水の量（又は石膏を分離した際のろ液の返送量）を減らすか停止するといった消極的な措置しかとれなかった。このため、例えば低負荷状態や停止状態が長時間続くと、スラリ濃度が低下してしまい、かかるスラリー濃度において運転された場合には、前述したスケールの発生が避けられず、装置内の洗浄といった極めてめんどうなメンテナンス作業が短周期で必要となっていた。また、石膏回収のための固液分離処理の負荷が高まり、運転コストの増加を招いていた。
【０００７】
なお、特開昭５９−２３０６２０号公報に示されるように、スラリを濃度の高いスラリと低いスラリとに分けて、各々のスラリの抜き出し流量を調整する濃度管理方法が以前に出願人により提案されている。しかし、液分のみをポンプや特別な動力を使用しないで抜き出す簡易な手段は提案されていなかった。
【０００８】
そこで、本発明は、タンク内のスラリ中の液分のみを抜き取ることができる簡易な液抜き装置を使用しつつ、タンクからの簡易な装置での液分排出による積極的な濃度管理を可能とし、低負荷時や運転停止時における濃度低下の問題を解消し、吸収塔タンク内のスラリの適正な濃度管理が信頼性高くかつ低コストで実現し、吸収塔タンク内のスラリの濃度を目標の濃度に自動制御するようにした湿式排煙処理装置のスラリ濃度管理方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の湿式排煙脱硫装置のスラリ濃度管理方法は、カルシウム化合物よりなる吸収剤を含有するスラリを吸収塔底部の吸収塔タンクから吸収塔上部の気液接触部に送って循環させつつ未処理排煙に気液接触させることにより、未処理排煙中の少なくとも亜硫酸ガスを吸収する湿式排煙脱硫装置のスラリ濃度管理方法において、
液体に固形分が懸濁してなるスラリが貯留される前記吸収塔タンク内から、固形分濃度の低いスラリ液分を排出する液抜き装置であって、前記吸収塔タンクの側壁におけるスラリ液面よりも下方位置に形成されたスラリの流出口よりなり、水頭差によって前記吸収塔タンク内のスラリが流出可能とされた液抜き手段と、この液抜き手段の流出口の内側に上端側が接続され、下端側が前記タンク内の底面に向って伸びて開口した液分導入路とを備えた液抜き装置を使用し、前記液分導入路を経由して前記液抜き手段から水頭差によりスラリが流出する際に、内部の液分の流速が固形分の沈降速度よりも小さくなるように液分の流速を制御し、濃度検出手段により前記吸収塔タンク内のスラリの濃度を検出し、制御手段によって、前記濃度検出手段の検出結果に応じて前記液抜き装置による前記吸収塔タンクからの液分の抜き出し量或いは前記液分の供給量を自動調整することにより、前記吸収塔タンク内のスラリの濃度を目標の濃度に自動制御することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２記載の湿式排煙脱硫装置のスラリ濃度管理方法は、前記液抜き装置として、スラリ流通用の開口を有し、前記液分導入路を囲うように前記タンク内に立設された仕切り壁を設けた液抜き装置を使用することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３記載の湿式排煙脱硫装置のスラリ濃度管理方法は、前記液抜き装置として、前記液抜き手段が、前記流出口に接続された開閉部材を有する液抜き装置を使用することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４記載の湿式排煙脱硫装置のスラリ濃度管理方法は、前記液抜き装置として、前記液抜き手段の開閉部材を、スラリの流入部と流出部を有する流路構成部材により構成し、前記流入部を前記液抜き手段の流出口に接続するとともに、前記流出部の上下位置をスラリ液面高さに対して変更可能な構成とした液抜き装置を使用することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５記載の湿式排煙脱硫装置のスラリ濃度管理方法は、前記液抜き装置として、前記液抜き手段における少なくとも流出口のスラリ流路を、スラリの流出方向に向って水平に対して５度以上上方に傾斜させた液抜き装置を使用することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６記載の湿式排煙脱硫装置のスラリ濃度管理方法は、前記液抜き装置として、前記液分導入路の上端側から上方に伸びて、上端開口がスラリ液面上に突出するガス抜き管を設けた液抜き装置を使用することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７記載の湿式排煙脱硫装置のスラリ濃度管理方法は、前記液抜き装置として、前記タンク内における前記液分導入路の下側の領域を攪拌する攪拌機を設けた液抜き装置を使用することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例を図面に基づいて説明する。
（第１例）
図１は、本発明が適用されるタンク酸化方式の湿式排煙脱硫装置の一例（第１例）を示す図である。
この図１の装置は、吸収塔１の底部に設けられたタンク２内に、このタンク２内のスラリＳを攪拌しつつ酸化用の空気Ｋを微細な気泡として吹込むいわゆるアーム回転式のエアスパージャ３を備え、タンク２内で亜硫酸ガスを吸収した吸収剤スラリと空気とを効率良く接触させて全量酸化し石膏を得るものである。
【００１７】
すなわち、この装置では、吸収搭１の排煙導入部１ａに未処理排煙Ａを導き、循環ポンプ４によりヘッダーパイプ５から噴射した吸収剤スラリに接触させて、未処理排煙Ａ中の少なくとも亜硫酸ガスを吸収除去し、排煙導出部１ｂから処理済排煙Ｂとして排出させる。ヘッダーパイプ５から噴射され亜硫酸ガスを吸収しつつ流下する吸収剤スラリは、タンク２内においてエアスパージャ３により攪拌されつつ吹込まれた多数の気泡と接触して酸化され、さらには中和反応を起こして石膏となる。なお、これらの処理中に起きている主な反応は以下の反応式（１）乃至（３）となる。また、エアスパージャ３としては、いわゆるアーム回転式エアスパージャの他、固定式の空気分散管を多数本配置したいわゆる固定式エアスパージャであってもよい。
【００１８】
（吸収搭排煙導入部）
ＳＯ2＋Ｈ2Ｏ  →  Ｈ+＋ＨＳＯ3-                      （１）
（タンク）
Ｈ+＋ＨＳＯ3-  ＋１／２Ｏ2  →  ２Ｈ+ ＋ＳＯ42-  （２）
２Ｈ+  ＋ＳＯ42-  ＋ＣａＣＯ3  ＋Ｈ2Ｏ
→  ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2        （３）
【００１９】
こうしてタンク２内には、石膏と吸収剤である少量の石灰石が主に懸濁し、このスラリＳがこの場合タンク２の側壁から伸びる配管ライン６により固液分離機７に供給され、ろ過されて水分の少ない石膏Ｃ（通常、水分含有率１０％程度）として採り出される。一方、固液分離機７からのろ液は、吸収剤スラリを構成する水分Ｗ１としてスラリ調整槽８に供給される。なおここで、固液分離機７からのろ液の一部は、循環水中への不純物の蓄積を防止すべく、通常脱硫排水として系外に排出される。
【００２０】
スラリ調整槽８は、攪拌機９を有し、図示省略した石灰石サイロから投入される微粉砕石灰石Ｄと、前述のろ液Ｗ１又は別途供給される水Ｗ２とを攪拌混合して吸収剤スラリを生成するもので、内部の吸収剤スラリがスラリポンプ１０により吸収塔１のタンク２に適宜供給されるようになっている。
なお、運転中このスラリ調整槽８では、例えば図示省略したコントローラ及び流量制御弁により、投入される水量が調整され、また、石灰石サイロのロータリーバルブ（図示省略）の作動が制御されることにより、投入される水量に応じた石灰石が適宜供給され、所定濃度（例えば２０％〜３０％程度）の吸収剤スラリを常に一定範囲のレベル内に蓄えた状態に維持される。
【００２１】
また、運転中には、脱硫率と石膏純度とを高く維持すべく、未処理排煙Ａ中の亜硫酸ガス濃度やタンク内のＰＨや石灰石濃度等がセンサにより検出され、図示省略した制御装置により石灰石Ｄや吸収剤スラリの供給量等が適宜調節される。また、配管ライン６からのスラリ抜き出し量は、図示省略した例えば流量調整弁等により調整され、タンク２内のスラリ量（液面レベル）が一定に制御される構成となっている。また、例えばタンク２には、必要に応じて補給水（工業用水等）が供給され、吸収塔１における蒸発等により漸次減少する水分が補われる。さらに、エアスパージャ３には、空気吹出し用のノズル内等に固形物が付着するのを防止すべく、空気Ｋとともに洗浄水Ｗ３が送り込まれ、この洗浄水Ｗ３は空気Ｋとともにスラリ中に流出する。なおこの洗浄水Ｗ３の流量は、例えば１００万ｍ3Ｎ／ｈ程度の排煙を処理する規模の脱硫装置の場合、通常４ｍ3／ｈ程度に設定される。
【００２２】
そして、タンク２には、図２に拡大して示すような、極めて構成が簡単で安価に設置可能な液抜き装置２０が設けられている。
この液抜き装置２０は、タンク２内から固形分濃度の低いスラリ液分を排出する装置であって、水頭差ｈによってタンク２内のスラリが流出可能とされた液抜き手段２０ａと、この液抜き手段２０ａに導入されるスラリから固形分を分離する液分導入管２２（液分導入路）と、タンク２内における液分導入管２２の下側の領域を攪拌する攪拌機２５とを備える。
【００２３】
ここで液抜き手段２０ａは、タンク２の側壁におけるスラリ液面よりも下方位置に形成された開口に接続されて一端側がタンク２の側方に伸びる管路２１（流出口）と、この管路２１の外側端部に接続されたバルブ２３（開閉部材）とよりなる。そしてこの場合には、これら管路２１やバルブ２３、及びバルブ２３に接続された配管により構成される流路全体が外方（スラリ流出方向）に向って水平に対して角度θだけ上方に傾斜している。
【００２４】
なお、角度θは、石膏粒子の液中での安息角（５度）以上に設定されている。このように流路に水平部がなく、流路全体が少なくとも上記安息角以上に傾斜していることにより、石膏粒子の沈積による管路２１やバルブ２３などでのスケール発生やスケールによる閉塞が防止される利点がある。
【００２５】
また、水頭差ｈは、この場合には、バルブ２３の出口側に接続された配管の吐出先端開口位置とスラリ液面との高さの差であり、必要な抜き出し流量Ｑを実現する値であって、ベルヌーイの定理や流路抵抗の計算によって求めた値に設定すればよい。例えば、発明者らの計算によれば、ｈ＝１ｍ程度に設定すれば、前述の洗浄水Ｗ３の流量に匹敵する４ｍ3／ｈ程度の抜き出し流量Ｑが実現できる。
【００２６】
また、液分導入管２２は、液抜き手段２０ａを構成する前記管路２１の内側端部に上端側が接続され、下端側がタンク２内の底面に向って伸びて開口した管路であり、上端側には、上端開口がスラリ液面上に突出するガス抜き管２４が立設されている。なおガス抜き管２４は、液分導入管２２にまんいち流入した気泡があった場合に、これを上端側から抜き出し、スラリ液分の流出をより円滑にする作用がある。
【００２７】
そして、液分導入管２２の長さ寸法Ｌは、タンク２内において攪拌により流動するスラリＳの乱れが、少なくとも内部上端側まで及ばないような長さ（例えば１ｍ程度）に設定する。そして、液分導入管２２の内径寸法Ｄは、この液分導入管２２及び液抜き手段２０ａを経由してバルブ２３から水頭差ｈによりスラリが流出する際に、内部上方の乱れのない領域における液分の流速が固形分の沈降速度よりも小さくなるように、設定する。
具体的には、スラリＳ中の固形分の粒径は平均で４０μ程度であるので、内部の平均流速Ｖを例えば１０ｍ／ｈ程度に設定すれば、固形分の沈降速度よりも小さくなる。このため液分導入管２２の内面積は、Ｑ／Ｖであるから、例えばＱを前述の４ｍ3／ｈとすれば、４／１０＝０．４ｍ2となる。したがってこの場合、内面積が０．４ｍ2となる値に、内径寸法Ｄを設定すればよい。
【００２８】
なお、この内径寸法Ｄをより大きく設定して、液分導入管２２（液分導入路）内を上昇するスラリの流速Ｖをより小さく設定すれば、より固形分濃度の少ない液分が抜出せるので、上記内径寸法Ｄ（即ち、流速Ｖ）は、要求される抜出し液の固形分濃度に応じて適宜設定すればよい。例えば、流速Ｖを４ｍ／ｈ以下に設定すれば、後述の実証データでも分るように、抜出し液の固形分濃度を１０ｇ／ｌ程度以下にすることができる。
また、この場合の攪拌機２５は、タンク２内における液分導入管２２の下方の領域に、或いはこの領域に向けて設置された軸流の攪拌羽根と、タンク２の外側に設置されてこの攪拌羽根を駆動するモータと、これらを連結する回転軸の軸封手段などよりなり、液分導入管２２の下側の領域を攪拌することで、分離された固形分がこの領域に滞留又は沈積するのを阻止する。
【００２９】
次に、上記液抜き装置２０の作用、さらにこれを使用したタンク２内のスラリ濃度管理方法について説明する。
上記液抜き装置２０によれば、バルブ２３を開けることにより、バルブ２３の抵抗を含む液抜き装置２０の流路抵抗と水頭差ｈによって決る所定流量の流れが発生し、液分導入管２２及び液抜き手段２０ａを経由してこの所定流量の液が排出される。この際、前述の液分導入管２２の寸法設定により、タンク２内のスラリＳの乱れは液分導入管２２内の上端側までは及ばず、少なくともこの乱れのない領域では固形分の沈降速度よりも液分導入管２２内の液の流速が小さいので、結果としてスラリ中の固形分は液分導入管２２を上端まで上昇することなくここで液分と分離される。このため、バルブ２３から排出される液は、ほとんど固形分を含まない液となり、スラリ中の液分のみが所定流量で抜き出されることになる。
【００３０】
したがって、本装置によれば、以下のような積極的な濃度管理が可能となる。すなわち、前述したように低負荷時あるいは運転停止時において、タンク２内のスラリＳの濃度が最適範囲よりも低下したか、或いは低下する可能性が高い場合には、これを濃度センサ１４により検知したコントローラ１５の自動制御により、或いはこの状態を判断した作業者の手動で、配管ライン６から抜き出すスラリＳの流量を絞るか、又はその抜き出しを停止するとともに、液抜き装置２０のバルブ２３を濃度低下の程度に応じた開度で開動させればよい。
【００３１】
液抜き装置２０の排出最大能力は、前述したように、スラリＳ中の液分を増加させる洗浄水Ｗ３の投入流量及びタンク２への補給水の供給量の合計と同等又はそれ以下に設定できるので、バルブ２３を開くことで、低負荷時あるいは運転停止時においても、スラリＳの濃度を確実に前述の最適範囲内に維持することができる。
一方、逆にスラリＳの濃度が最適範囲を越えたか、或いは越える可能性が高い場合には、これをセンサにより検知したコントローラ１５の自動制御により、或いはこの状態を判断した作業者の手動で、液抜き装置２０のバルブ２３を絞るか、或いは完全に閉じるとともに、タンク２内への水分の供給量を濃度上昇の程度に応じて増加させ、さらに配管ライン６から抜き出すスラリＳの流量を増やす操作を加えればよい。ここで、タンク２内への水分の供給量を増加させる操作としては、タンク２内への補給水の供給量を増加させてもよいし、或いは吸収剤スラリ中に含まれて供給される水分量を増加させればよい。
【００３２】
なお、液抜き装置２０から排出される余剰液は、排出基準を遵守するための必要な排水処理を施した上で放水してもよいが、水バランスがとれるならば、例えば 図１におけるスラリ調整槽８に投入して、吸収剤スラリを構成する液分の一部として再使用するようにしてもよい。このようにすれば、上記排水処理が不要になるとともに、スラリ調整槽８に投入すべき水Ｗ２が節約できる。また上記余剰液は、一般的な工業用水として利用してもよいし、例えば、吸収塔エアスパージャの洗浄水、或いは、吸収塔排煙出口に設けられるミストエリミネータ（図示省略）の洗浄水など、脱硫装置各部の洗浄水として使用することもできる。
【００３３】
また、液分導入管２２で分離される固形分は、液分導入管２２内を沈降してゆくが、この場合攪拌機２５の攪拌作用によって液分導入管２２の下方に特に滞留又は沈積することはない。このため本例では、このような滞留又は沈積が生じることによる抜き出し液の濃度変化や、タンク底面上でのスケール発生などが確実に防止される。
【００３４】
（第２例）
図３及び図４は、本発明の適用対象となる第２例の液抜き装置３０を示す図である。なお、この液抜き装置３０を適用する脱硫装置やその濃度管理方法は、第１例と同様でよいので説明を省略する。また、第１例と同様の構成要素には、同符号を使用して重複する説明を省略する。
この液抜き装置３０は、タンク２内から固形分濃度の低いスラリ液分を排出する装置であって、水頭差ｈによってタンク２内のスラリが流出可能とされた液抜き手段３０ａと、この液抜き手段３０ａを構成する管路３１（流出口）の内側に上端側が接続され、下端側がタンク２内の底面に向って伸びて開口した液分導入路３２と、液分導入路３２を囲う仕切り壁３３（図４に示す）とを備える。なお、図３、４における符号３５は、第１例におけるガス抜き管２４と同様のガス抜き管である。
【００３５】
ここで液抜き手段３０ａは、タンク２の側壁に形成された開口に接続されて一端側がタンク２の側方に伸びる管路３１と、この管路３１の外側端部に接続されたバルブ２３とよりなる。そして、これら管路３１やバルブ２３、及びバルブ２３に接続された配管により構成される流路全体が外方（スラリ流出方向）に向って水平に対して角度θだけ上方に傾斜している。
なお、角度θは、第１例と同様に、石膏粒子の液中での安息角（５度）以上に設定されている。
【００３６】
ここで液分導入路３２は、図４に示すように、管路３１が接続されたタンク２の内側面に取り付けられた箱型部材３４の内部空間として形成されている。また上記箱型部材３４は、下面のみが開口しており、これが液分導入路３２の下端側開口となっている。
また、仕切り壁３３は、スラリ流通用の開口３３ａを有し、この場合前記箱型部材３４を囲うようにタンク２内の側部に立設された仕切り壁である。なお、図４に示した仕切り壁３３は、タンク２内のスラリＳの液面よりも上端が高く伸びているが、逆に液面の方が仕切り壁の上端よりも高くなっていてもかまわない。
【００３７】
この仕切り壁３３は、タンク２内の攪拌流及びそれに伴う気泡群の流入を遮断し、この攪拌流及びそれに伴う気泡群の流入によるスラリの乱れが箱型部材３４内（即ち、液分導入路３２内）に確実に及ばないようにする作用を奏する。なおこの場合、液抜き時には、タンク内部のスラリが開口３３ａを介して仕切り壁３３の内側に流れ込み、さらに箱型部材３４の下面開口から液分導入路３２内に流れ込む。
なお、液分導入路３２の長さ寸法Ｌは、第１例と同様に、タンク２内において攪拌により流動するスラリＳの乱れが、少なくとも内部上端側まで及ばないような長さ（例えば１ｍ程度）に設定する。そして、液分導入路３２の内幅寸法Ｗは、この液分導入路３２及び液抜き手段３０ａを経由して水頭差によりスラリが流出する際に、内部を上昇する液分の流速が固形分の沈降速度よりも小さくなるように、設定する。
【００３８】
上記液抜き装置３０によれば、第１例と同様に、バルブ２３を開けることに0より、バルブ２３の抵抗を含む液抜き装置３０の流路抵抗と水頭差ｈによって決る所定流量の流れが発生し、液分導入路３２及び液抜き手段３０ａを経由してこの所定流量の液が排出される。この際、前述の仕切り壁３３の作用や、液分導入路３２の寸法設定により、タンク２内のスラリＳの乱れは液分導入路３２内の内方までは確実に及ばず、少なくともこの乱れのない領域では固形分の沈降速度よりも液分導入路３２内の液の流速が小さいので、結果としてスラリ中の固形分は液分導入路３２を上端まで上昇することなくここで液分と分離される。このため、バルブ２３から排出される液は、ほとんど固形分を含まない液となり、スラリ中の液分のみが所定流量で抜き出されることになる。
【００３９】
（第３例）
図５は、本発明の適用の対象となる第３例の液抜き装置５０を示す図である。なお、この液抜き装置５０を適用する脱硫装置やその濃度管理方法は、第１例と同様でよいので説明を省略する。また、第１例と同様の構成要素には、同符号を使用して重複する説明を省略する。この液抜き装置５０は、タンク２内から固形分濃度の低いスラリ液分を排出する装置であって、水頭差ｈによってタンク２内のスラリが流出可能とされた液抜き手段５０ａと、この液抜き手段５０ａに導入されるスラリから固形分を分離する前述の液分導入管２２とを備える。
【００４０】
ここで液抜き手段５０ａは、前述の管路２１と、この管路２１の外側端部に接続されたホース５１（流路構成部材）とよりなる。
ホース５１は、本発明の流路構成部材に相当し、本発明の開閉部材として機能するもので、スラリの流入部であるその一端が管路２１に接続されており、この状態で、スラリの流出部であるその他端がスラリ液面高さに対して上下動できるような柔軟性を備えている。
このような構成であれば、ホース５１の他端の上下位置をスラリ液面高さよりも高い状態に維持することにより、スラリ液分の排出を停止し、また、図５の符号５１ａに示すように、ホース５１の他端の上下位置をスラリ液面高さよりも低い状態に維持することにより、スラリ液分が排出できる。また、スラリ液分を排出する場合には、ホース５１の他端の上下位置を変更して水頭差ｈを調整すれば、その排出流量を調整することもできる。
【００４１】
つまり本例では、ホース５１が、スラリ液分の排出を止めたり開始したりするとともに、流量調整を行うための開閉手段として機能する。このため、バルブを使用する場合に比べて、コスト低減ができるとともに、弁体の開閉機構などにスケールが詰り易いといった不具合が全くなく、また、仮にスケールが付着した場合にも、極めて容易に洗浄等のメンテナンスが可能であるという優れた利点が得られる。
なお、ホース５１の他端（流出部）の上下位置の変更及び調整は、例えばホース５１を各位置に保持する手段を設けて、適宜手動により行ってもよいし、モータや空圧シリンダなどのアクチュエータにより上下動させて機械的に行ってもよい。また、機械的に行う場合には、スラリの濃度センサ１４の信号に応じたコントローラ１５の自動制御により行ってもよいことはいうまでもない。
【００４２】
（実証データ）
次に、本発明を適用した液抜き装置の作用効果を実証する実験データについて説明する。まず実験装置は、図６に示すような構成とした。
すなわち、脱硫装置の吸収塔タンクを想定したスラリタンク４１にスラリの原液を充填し、本発明の液分導入路としての液抜き管４２を、このスラリタンク４１内から上方に突出するように直立させて設けた。そして、スラリタンク４１内のスラリ液分を、液抜き管４２を介して吸引ポンプ４３により抜出し、再びスラリタンク４１内に戻して循環させた。なお、スラリ原液としては、脱硫装置（実機）の吸収塔タンクから採取した実際の吸収塔スラリを使用した。このスラリ原液は、固形分濃度が２４０．７ｇ／ｌであり、石膏濃度が１３０９．０ｍｍｏｌ／ｌ、未反応石灰石濃度が１２６．０ｍｍｏｌ／ｌであった。
【００４３】
また、スラリタンク４１と液抜き管４２には、それぞれ通水用のジャケット４１ａ，４２ａを設け、定温タンク４４内の温水を温水供給ポンプ４５により各ジャケット４１ａ，４２ａに順次通水して循環させ、定温タンク４４内の温水を加熱するヒータ４６の出力を制御することにより、スラリタンク４１内のスラリや液抜き管４２を経由して循環するスラリの温度を、脱硫装置（実機）の吸収塔スラリの通常運転温度（５０℃）に維持した。また、スラリタンク４１内のスラリは、攪拌機４７により、脱硫装置（実機）の吸収塔と同様に攪拌した。また、液抜き管４２の内径Ｄは３５ｍｍとし、液抜き管４２の長さＬは１０００ｍｍとし、液抜き管４２の液面上高さＨは８００ｍｍとした。そして実験は、吸引ポンプ４３の流量を調整することにより、液抜き管４２内のスラリ上昇速度Ｖ（ｍ／ｈ）を１、２、４、７、１０と変化させて、液抜き管４２から抜出されたオーバフロースラリ（抜出し液）の固形分濃度等を測定した。
【００４４】
実験の結果は、図７に示すとおりで、各速度Ｖに対する固形分濃度（ｇ／ｌ）は、１．４、５．４、１０．４、８３．５、１４４．０となり、速度Ｖを１０ｍ／ｈ以下に設定すれば、原液の固形分濃度を格段に下回る固形分濃度の液分が抜出せることが実証された。特に、速度Ｖを４ｍ／ｈ以下に設定すれば、抜出し液の固形分濃度が著しく低減できることが分る。ちなみに、各速度Ｖでの抜出し液の石膏濃度は、７．２、１０．０、８．７、４５４．７、７８４．９ｍｍｏｌ／ｌであった。また、各速度Ｖでの抜出し液の未反応石灰石濃度は、０．８、３１．４、７８．３、４９．３、８５．１ｍｍｏｌ／ｌであった。
【００４５】
なお、本発明は、上記形態例に限られず各種の態様が有り得る。例えば、本発明の液抜き装置は、上述したような脱硫装置の吸収塔タンクに限られず、スラリ中からの液分の排出を簡易な構成で実現する必要のある装置やプラントであれば、いかなるものに適用しても同様の効果を奏することができる。また、本発明の液抜き装置は、必ずしも図２に示すバルブ２３のような開閉部材を備える必要はなく、常に一定量の液分をタンク外に連続的に排出するような使い方も当然に可能である。
【００４６】
また、本発明で採用される液抜き手段の開閉部材を構成する流路構成部材は、上述したような柔軟性のあるホースに限られず、例えば柔軟性のないパイプにより構成することもできる。例えば、パイプの一端開口（流入部）をロータリージョイントを介して図５の管路２１に接続し、前記ロータリージョイントによりパイプが例えばタンク壁面に沿って回転可能なように支持し、この回転動作によってパイプの他端開口（流出部）が、スラリ液面高さに対して上下動するような構成でもよい。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の湿式排煙処理装置のスラリ濃度管理方法によれば、タンク内のスラリ中の液分のみを抜き取ることができる簡易な液抜き装置を使用しつつ、このようなタンクからの簡易な装置での液分排出による積極的な濃度管理を可能とし、低負荷時や運転停止時における濃度低下の問題を解消し、吸収塔タンク内のスラリの適正な濃度管理を信頼性高くかつ低コストで実現し、吸収塔タンク内のスラリの濃度を目標の濃度に自動制御することができる。
【００４８】
しかも、請求項２記載のように、液抜き装置に、スラリ流通用の開口を有し、前記液分導入路を囲うように前記タンク内に立設された仕切り壁を設けた場合には、タンク内のスラリが攪拌される場合でも、この攪拌流及びそれに伴う気泡群の流入が遮断され、この攪拌流及びそれに伴う気泡群の流入によるスラリの乱れが液分導入路内に確実に及ばないようになる。そして、液抜き時には、タンク内部のスラリが上記開口を介して仕切り壁の内側に流れ込み、さらに下面開口から液分導入路内に流れ込む。このため、上記固形分濃度の低い液分の抜出しが特に信頼性高く実現される。
【００４９】
また、請求項３記載のように、液抜き装置が、前記液抜き手段の流出口に接続された開閉部材を備えた場合には、スラリ液分の排出の操作或いは制御（排出の開始及び停止、排出流量の調整）が行える。
【００５０】
また、請求項４記載のように、液抜き装置が、スラリの流入部と流出部を有し、流入部が前記流出口に接続され、流出部の上下位置がスラリ液面高さに対して変更可能な流路構成部材により、前記開閉部材を構成した場合には、開閉部材の流路内でのスケールの付着が格段に抑制され、かつスケールが付着した場合のメンテナンスが容易になるとともに、バルブなどの弁機構を用いない分だけコスト低減が図れる。
なお、この場合には、前記流路構成部材の流出部の上下位置をスラリ液面高さよりも高い位置とすることで、スラリ液分の排出を停止し、前記流路構成部材の流出部の上下位置をスラリ液面高さよりも低い位置とすることで、スラリ液分の排出を実行でき、また、スラリ液面から前記流路構成部材の流出部までの水頭差を調整することで、排出流量を調整できる。
【００５１】
また、請求項５記載のように、液抜き装置で、液抜き手段における少なくとも流出口のスラリ流路をスラリの流出方向に向って水平に対して５度以上上方に傾斜させた場合には、石膏粒子の沈積による液抜き手段流路内でのスケール発生やスケールによる閉塞が防止され、この点からも上記固形分濃度の低い液分の抜出しが特に容易かつ信頼性高く実現される。
【００５２】
また、請求項６記載のように、液抜き装置に、前記液分導入路の上端側から上方に伸びて、上端開口がスラリ液面上に突出するガス抜き管を設けた場合には、液分導入路にまんいち流入した気泡があった場合にも、これが上端側から抜き出されるため、スラリ液分の流出がより円滑になる。
【００５３】
また、請求項７記載のように、液抜き装置に、タンク内における前記液分導入路の下側の領域を攪拌する攪拌機を設けた場合には、液分導入路内で分離され沈降してゆく固形分が、この攪拌機の攪拌作用によって液分導入路下方に特に滞留又は沈積することはない。このため、このような滞留又は沈積が生じることによる抜き出し液の濃度変化や、タンク底面上でのスケール発生などが確実に防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の適用対象となる湿式排煙処理装置の一例（第１例）を示す図である。
【図２】  同装置における液抜き装置を示す拡大図である。
【図３】  本発明の適用される液抜き装置の他の例（第２例）を示す拡大図である。
【図４】  本発明の適用される液抜き装置の他の例（第２例）を示す斜視図である。
【図５】  本発明の適用される液抜き装置の他の例（第３例）を示す拡大図である。
【図６】  本発明の作用を実証する実験装置を示す図である。
【図７】  本発明の作用を実証する実験結果を示す図である。
【符号の説明】
１       吸収塔
２       タンク（吸収塔タンク）
２０     液抜き装置
２０ａ   液抜き手段
２１     管路（流出口）
２２     液分導入管（液分導入路）
２３     バルブ（開閉部材）
２４     ガス抜き管
２５     攪拌機
３０     液抜き装置
３０ａ   液抜き手段
３１     管路（流出口）
３２     液分導入路
３３     仕切り壁
３５     ガス抜き管
５０     液抜き装置
５０ａ   液抜き手段
５１     ホース（流路構成部材）
Ｓ       スラリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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