(57)【要約】      （修正有）【課題】スクラバ・コラムのスクラバ液流路から分離されたスクラバ液中のＣａＣＯ３含有量の決定方法に関する。【解決手段】サンプリング・トラップ２２に分離されたスラバ液テスト体積量が供給される。測定セル２６にＨＣｌ体積量を導入。測定セル２６に供給されたスラバ液とＨＣｌ体積量とが混合される。混合物のｐＨ値がｐＨプローブ３８によって決定される。テスト体積量中のＣａＣＯ↓３含有量をｐＨ値の変化に基づいて決定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクラバ・コラムのスクラバ液流路から分離されたスクラバ液中のＣａＣＯ３含有量の決定方法であって、
連続的に得られるスクラバ液の体積流からスクラバ液の所定のテスト体積量を分離する工程と、
スクラバ液のテスト体積量を測定セルに供給する工程と、
所定のＨＣｌ体積量を調剤し前記測定セルに供給する工程と、
前記供給された体積量を混合する工程と、
所定の反応時間の終了まで待つ工程と、
ｐＨ値を測定する工程と、
前記テスト体積量中のＣａＣＯ３含有量を測定ｐＨ値の変化に基づいて決定する工程と、を備えていることを特徴とする。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記分離がサンプリング・トラップを用いて行われることを特徴とする。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の方法であって、前記ＣａＣＯ３含有量の決定がｐＨプローブを用いて行われることを特徴とする。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の方法であって、分離して連続的に得られるスクラバ液の体積流が前記ＣａＣＯ３含有量の決定のために生成されていることを特徴とする。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の方法であって、前記スクラバ液のテスト体積量及び／又は前記調剤したＨＣｌ体積量が変更可能なことを特徴とする。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の方法であって、前記測定セルとして用いられる測定装置が正規に較正されていることを特徴とする。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、前記較正が湿式分析比較測定によって実現されることを特徴とする。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の方法であって、少なくとも前記測定セルとサンプリング・トラップが正規の時間間隔でクリーニングされていることを特徴とする。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の方法であって、前記ｐＨ測定の正当性が前記スクラバ液の体積流、前記測定セル中の前記テスト体積量、及び、前記調剤されたＨＣｌの体積量を監視することによって検証されることを特徴とする。
【請求項１０】
スクラバ液中のＣａＣＯ３含有量を決定するための装置であって、
閉循環パイプラインと、
前記閉循環パイプラインに活性状態で接続されたポンプと、
スクラバ液のサンプルを分離するために前記閉循環パイプラインに設けられたサンプリング・トラップと、
前記サンプリング・トラップに接続されスクラバ液のサンプルのｐＨ値を決定するための測定装置を有する測定セルと、を備えていることを特徴とする。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置であって、前記測定装置がＨＣｌ調剤装置とｐＨプローブとを備えていることを特徴とする。
【請求項１２】
請求項１０又は請求項１１に記載の装置であって、さらに、すすぎ装置を備えていることを特徴とする。
【請求項１３】
請求項１０乃至請求項１２のいずれかに記載の装置であって、エアレーション装置を備えていることを特徴とする。
【請求項１４】
請求項１０乃至請求項１３のいずれかに記載の装置であって、前記サンプリング・トラップがバイパスを備えていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクラバ・コラムのスクラバ液流路から分離されたスクラバ液中のＣａＣＯ３含有量の決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述したタイプのスクラバ・コラムは、例えば、石炭発電所などからの煙道ガスの浄化のように、煙道ガスの浄化に使用される。普通、スクラバ・コラムは、しばしばいくつかの水準に配置されたスクラバ液ノズルを有する１つのスクラバ・コラムと、スクラバ液を集める１つのスクラバ液だめと、スクラバ・コラムの円筒状レセプタクルの内部でスクラバ液だめから上方のスクラバ液ノズルの水準に向けて延びた１つの吸収ゾーンと、を備えている。煙道ガスは、スクラバ・コラムの吸収ゾーンの低い部分に導入され、そこから上方に流れてスクラバ液ノズルの上に設けられた出口からスクラバ・コラムを抜け出る。スクラバ・コラムの流路上で、煙道ガスはスクラバ液ノズルから出てくるスクラバ液と接触し、後述するように、浄化される。
【０００３】
スクラバ液は、好ましくは、水以外に、煙道ガス中に含まれる硫黄酸化物及びスクラバ・コラム中に発生する硫黄酸化物と反応するアルカリ土類を含む。特に、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウムなどの形態の石灰が用いられる。
【０００４】
アルカリ土類は、煙道ガス中に存在する硫黄酸化物と反応し、原則的にスクラバ液に捉えられる亜硫酸カルシウムとなる。このようにして、煙道ガスは、好ましくない硫黄酸化物の浄化が行われ、その後、浄化装置から流出する。しかしながら、スクラバ液はその中に浮いている亜硫酸カルシウム粒子を含んでおり、スクラバ液だめに流れ込み、そこに集められる。
【０００５】
煙道ガスの浄化中に生成された亜硫酸カルシウムは、天然石膏と同様の良い性質を有している。そこで、それは、スクラバ液だめに集められたスクラバ液から得られる、煙道ガスの浄化プロセスにおける望ましい副産物になる。亜硫酸カルシウム粒子はスクラバ液だめからスクラバ液と共に取り除かれ、次工程においてスクラバ液から抽出される。亜硫酸カルシウムは、さらに処理されて、特に建設資材のような資材とされる。
【０００６】
良質の亜硫酸カルシウムを得るには、スクラバ液だめから亜硫酸カルシウムを得るためにスクラバ液が取り除かれるとき、スクラバ液だめに集められたスクラバ液中のアルカリ土類が、可能な限り少量だけ含まれるように気を付けなければならない。
【０００７】
一方、スクラバ・コラムの吸収ゾーンにおける完全な反応を引き起こすために、十分な量のアルカリ土類がスクラバ液中に存在することが確保されなければならない。
【０００８】
スクラバ液中のアルカリ土類の正確な含有量を決定するために、スクラバ液中のＣａＣＯ３含有量を決定することが知られている。
【０００９】
ドイツ出願公開Ａ−１９７３３２８４（特許文献１）は、特に、煙道ガス浄化装置の吸着装置からのスクラバ検査液のＣａＣＯ３含有量を測定するための方法を開示しており、バイパス中の所定の一定測定流が連続的にｐＨ測定装置に供給され、検査液のｐＨ値が測定される。ここで、その測定流は、時間間隔をおいてｐＨ測定装置の前方の接種位置において酸によって接種され、酸による接種の結果であるｐＨ値の変化が測定される。検査液中のＣａＣＯ３含有量は、前記接種地点とｐＨ値測定装置との流れの距離に基づく検査液の滞留時間を考慮して測定された基準のデータとの比較により、測定されたｐＨ値の差に基づいて決定される。正しいｐＨ値の測定がｐＨ測定装置において実行されるためには、ある酸の体積量が接種点位置において所定の検査液体積に加えられ、両体積がｐＨ測定装置に向かう途中で互いに充分混合されるということが、この方法の精度の決め手となる。特に、検査液と酸の体積の精密な調剤は、多大の努力が必要であり、また、間違った結果に導かれ易く、その結果、測定されたｐＨ値の精度に影響する。この方法を実現するために正しい調剤となるように監視することは、困難である。結果として、この方法は、その信頼性を逆に損なうような、エラー源を有している。
【００１０】
ドイツ出願公開Ａ−３８０９３７９（特許文献２）は、新たな石灰石の粉の投入調整のために、煙道ガス浄化装置の中で連続的に循環していて部分的に使用される石灰石の懸濁液の炭酸塩の含有量を決定する方法を開示している。ここで、石灰石の懸濁液の一定量の、測定目的のため流路から分離されたサブセットが、それぞれ枝分かれ管から取り出される。そして、酸がそのサブセットに加えられる。最後に、生成されたＣＯ２の体積が、一定温度と一定圧力のもとで測定され、その値が新たな石灰石の粉の投入のために使われる。厳密に言えば、この方法において、ガス漏れのないセル中の圧力及び測定セル中の温度の増加の測定とから、酸の投入によって引き起こされた体積変化を考慮してガス量が測定され、そして、このガス量に基づいて、石灰石懸濁液の炭酸塩含有量が決定される。ドイツ出願公開Ａ−１９７３３２８４（特許文献１）と比較すると、この方法は、従って、炭酸塩含有量決定のための代替方法である。
【特許文献１】ドイツ出願公開Ａ−１９７３３２８４号
【特許文献２】ドイツ出願公開Ａ−３８０９３７９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、スクラバ・コラムのスクラバ液流路から分離されたスクラバ液中のＣａＣＯ３含有量を決定するための、改善された又は代替となる方法及び対応する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】
【００１２】
上記目的は、本発明の請求項１の方法によって、また請求項１０の装置によって達成される。各従属請求項は、本発明に基づく方法、又は、本発明に基づく装置の個々の実施形態を参照するものである。
【００１３】
本発明の方法において、スクラバ液の所定のテスト体積量は、初めに、連続的に得られるスクラバ液の体積流から分離される。テスト体積量は、次に、前もって調剤された所定のＨＣｌ体積量と同様に、測定セルに供給される。所定の反応時間の後、両方の体積量は互いに混合され、互いに反応する。最終的に、このようにして形成された混合物のｐＨ値が測定され、ｐＨ値の変化に基づいてＣａＣＯ３含有量が決定される。
【００１４】
ドイツ出願公開Ａ−３８０９３７９（特許文献２）と比較すると、本発明の方法は、ＣａＣＯ３含有量を決定するための１つの代替案であって、生成されたＣＯ２の体積が一定温度と一定圧力のもとで測定されるのでなく、代わりに、測定セルに存在するスクラバ液とＨＣｌの混合物のｐＨ値が検出される。
【００１５】
ドイツ出願公開Ａ−１９７３３２８４（特許文献１）と比較して、スクラバ液と酸は、パイプ中で混合されてｐＨ値が測定されるのではなく、スクラバ液の所定のテスト体積量が連続的に得られるスクラバ液の体積流から分離され、調剤された所定のＨＣｌ体積量と共に、測定セルに供給され、両体積量が混合され、最終的に所定の反応時間の後に、ｐＨ値が測定される。ドイツ出願公開Ａ−１９７３３２８４（特許文献１）と比較して、本発明の方法は、スクラバ液テスト体積量とＨＣｌ体積量の両方が、精密に調剤できることが確実であるという利点がある。両体積量の正しい混合も保証できる。従って、本発明の方法によって決定されたｐＨ値は、より正確である。さらに、スクラバ液体積流、測定セル中のテスト体積量、及び調剤されたＨＣｌ体積量は、例えば、簡単な方法によって監視でき、従って、本方法によってなされるｐＨの測定の信頼性を、必要に応じて、検証することができる。
【００１６】
本発明の方法の好ましい変形例として、比較的簡単な方法によって実現できるサンプリング・トラップの方法を用いて、所定のスクラバ液テスト体積量の分離を行うことができ、また、ＣａＣＯ３含有量の決定をｐＨプローブを用いて実行できる。
【００１７】
所定のスクラバ液テスト体積量が分離されるスクラバ液体積流は、好ましくは、別途形成されたスクラバ液体積流である。これは、分離されたスクラバ液流路、従って、分離されたスクラバ液体積流は、例えば、ｐＨ値の測定に専用に用いられる閉循環パイプラインによって形成されるということである。これは、閉循環パイプラインの操作が、外部の予圧から独立して行えるという利点を有し、閉循環パイプラインとそれに配設されたポンプによって自前の安定した流路を形成できる。吸着装置からの取り出しと別個のポンプによる閉循環パイプラインの操作は、その操作の信頼性の故に、ｐＨと密度／固体測定の実現のための多くの設備において、成功が実証されている。しかし、この構想の欠点は、これらの閉循環パイプラインを追加配置するための投資コストが高いということである。
【００１８】
スクラバ液テスト体積量は、もちろん、内部に圧力の存在するパイプ、例えば、スクラバ液だめからスクラバ液ノズルに向かうパイプ、から取り出されると理解される。しかし、ＣａＣＯ３の測定を実行するための独立なパイプが好ましい。
【００１９】
本発明の他の有利な実施形態によれば、スクラバ液テスト体積量及び／又は調剤されたＨＣｌ体積量を変更することができる。
【００２０】
さらに、ＣａＣＯ３測定の要求される精度をいつも保証するために、測定セルとして用いられる測定装置が正規に較正されていると好都合である。較正は、湿式分析比較測定（ｗｅｔ  ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ）によって都合良く行われる。
【００２１】
さらに、固体付着を防止するため、少なくとも測定セルとサンプリング・トラップが、付属したパイプと同様に、正規の時間間隔でクリーニングされる。
【００２２】
最後に、本発明の方法において、この方法が正しく機能することを保証するために、ｐＨ測定の正当性がスクラバ液の体積流、測定セル中のテスト体積量、及び、調剤されたＨＣｌの体積量を監視することによって検証されることが好ましい。
【００２３】
スクラバ液中のＣａＣＯ３含有量を決定するための、本発明の装置は、閉循環パイプラインと、閉循環パイプラインに活性状態で接続されたポンプと、スクラバ液のサンプルを分離するために前記閉循環パイプラインに設けられたサンプリング・トラップと、サンプリング・トラップに接続されスクラバ液のサンプルのｐＨ値を決定するための測定装置を有する測定セルと、を備えている。
【００２４】
ここで、前記測定装置は、好ましくは、ＨＣｌ調剤装置とｐＨ値を測定するためのｐＨプローブとを備えている。
【００２５】
さらに、好ましくは、すすぎ装置及び／又はエアレーション装置が備えられてている。
【００２６】
サンプリング・トラップは、好ましくは、スクラバ液テスト体積量の分離の間、サンプリング・トラップによってスクラバ液がバイパスされるように、また、閉循環パイプライン中のスクラバ液体積流が邪魔されずに、連続的な流れが得られるように、バイパスを備えている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の好ましい実施形態が、スクラバ液中のＣａＣＯ３含有量を決定するための本発明の装置の実施形態の概略を示す添付した図面を参照して、詳述される。
【００２８】
代表的な装置は、閉循環パイプライン１０を備えており、これを介してポンプ１２によってスクラバ液が、図中に部分的に示されたスクラバ・コラム１６のスクラバ液だめ１４からポンピングされる。ここで、前記スクラバ液だめ１４から引き出されたスクラバ液は、矢印Ａ，Ｂで示されているように、閉循環パイプライン１０を流れた後、前記スクラバ液だめ１４に戻される。閉循環パイプライン１０は、さらに、スクラバ液の通過を許可又は阻止するストップ・バルブ１８，２０を備えている。
【００２９】
上記ポンプ１２の下流には、閉循環パイプライン中にサンプリング・トラップ２２が配置されており、そのサンプリング・トラップは、前記閉循環パイプラインから所定のスクラバ液テスト体積量を分離可能とする。サンプリング・トラップ２２は、パイプ２４を介して測定セル２６に接続され、そこに、前記サンプリング・トラップ２２に分離されたスクラバ液テスト体積量が供給される。さらに、ストップ・バルブ２８ａによって開閉されるパイプ２８が、前記測定セル２６にＨＣｌ体積量を導入可能にしており、そのＨＣｌ酸は、ＨＣｌ貯蔵タンク３０から得られ、前記測定セルに供給されるべく、調剤装置３２によって調剤される。前記測定セル２６は、モータ３４によって駆動されるアジテータ３６を備えており、これによって、前記測定セル２６に供給されたスクラバ液とＨＣｌ体積量とが混合される。両体積の混合の後、混合物のｐＨ値がｐＨプローブ３８によって決定される。そこでのｐＨ値の決定の後、その混合物は、パイプ４０に備えられたストップ・バルブ４２を開けることによって、測定セルから排出される。
【００３０】
サンプリング・トラップ２２をバイパスするために、前記閉循環パイプライン１０は、ストップ・バルブ４６の付いたバイパス４４を備えている。
【００３１】
前記閉循環パイプライン１０をクリーニングするために、ストップ・バルブ５０の付いたすすぎ水パイプ４８が、さらに備えられている。前記バルブ５０が開の場合、すすぎ水は、ポンプ１２の方向に流入し、前記閉循環パイプライン１０に流入することができる。
【００３２】
最後に、接続枝管５２が、サンプリング位置２２に配置されており、その接続配管は、ストップ・バルブ５２ａ，５２ｂ，５２ｃに対応する３つの入口を備えている。対応するストップ・バルブ５２ａ又は５２ｂを開とすることにより、すすぎ水がパイプ５４を介して、又は、替わりの圧縮空気がパイプ５６を介して、前記接続枝管５２に導入され、開となったバルブ２２ｂを介して前記サンプリング・トラップ２２に導入される。ストップ・バルブ５２ｃを開とすることにより、パイプ５８を介して通気が実現される。対応するストップ・バルブ６２を有しているエアレーション・パイプ６０、及び、ストップ・バルブ６６を有しているすすぎ水パイプ６４が、前記測定セル２６に接続されている。
【００３３】
図１で代表される装置の操作について、以下に詳述される。
【００３４】
初期位置において、全てのバルブ１８，２０，２２ａ〜２２ｄ，４２，４６，５０，５２ａ〜５２ｃ，６２，６６が閉とされている。この代表装置をスタートさせるために、ストップ・バルブ１８，２０，２２ａ，２２ｃが開とされ、ポンプ１２がスイッチＯＮされる。そして、スクラバ液が、前記ポンプ１２によってスクラバ・コラム１６の前記スクラバ液だめ１４からポンピングされ、前記サンプリング・トラップ２２を通して前記閉循環パイプライン１０に入り、スクラバ液だめ１４に戻される。
【００３５】
所定のスクラバ液体積量が、前記閉循環パイプライン１０から、前記サンプリング・トラップ２２によって排出される場合、まず、前記サンプリング・トラップ２２のストップ・バルブ２２ｃが閉とされる。
【００３６】
このようにして、所定のスクラバ液体積量が、前記サンプリング・トラップ２２に溜められ、サンプリング・トラップ２２のストップ・バルブ２２ａを閉とすることによって、その中に閉じ込められる。前記サンプリング・トラップ２２のストップ・バルブ２２ａが閉じられると、同時に、バイパス４４のストップ・バルブ４６が開とされ、スクラバ液が、もはや前記サンプリング・トラップ２２に流れ込まず、代わりに、バイパス４４を介してスクラバ液だめ１４に戻る。前記サンプリング・トラップ２２に入れられた所定のスクラバ液体積量は、前記サンプリング・トラップ２２の前記ストップ・バルブ２２ｄ，５２ｃを開とすることにより、パイプ２４を介して、測定セル２６に導かれる。前記測定セル２６に導入されているスクラバ液体積量に適合されるＨＣｌ体積量は、調剤装置３２で調剤され、ストップ・バルブ２８ａを開とすることによりパイプ２８を介して前記測定セル２６に導かれる。モータ３４によって駆動されるアジテータ３６は、前記測定セル２６の中でスクラバ液体積量をＨＣｌ体積量と混合する。所定の反応時間の後、前記測定セル２６の中に存在する混合物のｐＨ値がｐＨプローブ３８によって決定される。ｐＨ値が測定されると直ちに、ストップ・バルブ４２を開にすることによりパイプ４０を介して、混合物が排出される。
【００３７】
前記サンプリング・トラップ２２を用いて次のサンプルを取得するためには、スクラバ液がサンプリング・トラップに再度流れ込むように、前記ストップ・バルブ２２ｄ，４６が再び閉とされ、前記ストップ・バルブ２２ａが再び開とされなければならない。
【００３８】
前記閉循環パイプライン１０と前記バイパス４４がクリーニングされる場合、前記サンプリング・トラップ２２のバルブ２２ａ，２２ｃが閉とされ、バルブ４６が開とされなければならない。そうすると、すすぎ水が、対応する部品を通ってすすぎ水パイプ４８を介して流れ込み、その後、開とされたストップ・バルブ２０を介して前記スクラバ・コラム１６に戻る。前記サンプリング・トラップ２２とその接続パイプ、及び、前記閉循環パイプライン１０を、バルブ４６，２２ｂ，２２ｄを閉とし、同様にバルブ５０，２２ａ，２２ｃ，２０を開とすることによって、同様にすすぐことができる。
【００３９】
前記サンプリング・トラップ２２の単体をクリーニングのためには、そのバルブ２２ａ，２２ｃを閉とし、そのバルブ２２ｂ，２２ｄを開としなければならない。バルブ５２ａを開とすることによって、すすぎ水が、パイプ５４から接続枝管５２を介して前記サンプリング・トラップ２２に流れ込み、これをすすぐ。すすぎ水は、そこから、パイプ２４を通して前記測定セル２６に流れ込み、ストップ・バルブ４２を開とすることによって、パイプ４０を介して流れ去る。
【００４０】
測定セルそのものは、バルブ６６を開とすることにより、パイプ６４を介してすすぎ水を満たすことができる。すすぎの後、水はバルブ４２とパイプ４０を介して流れ去る。
【００４１】
本発明の代表とされた装置は、１つの例に過ぎず、添付の請求項で定義された本発明によって保護される内容を離れることなく、他の変形や変更が可能である、ということが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係る装置の概略図。
【符号の説明】
【００４３】
１０    閉循環パイプライン
１２    ポンプ
１４    スクラバ液だめ
１６    スクラバ・コラム
１８    ストップ・バルブ
２０    ストップ・バルブ
２２    サンプリング・トラップ
２２ａ〜２２ｄ    ストップ・バルブ
２４    パイプ
２６    測定セル
２８    パイプ
２８ａ    ストップ・バルブ
３０    ＨＣｌ貯蔵タンク
３２    調剤装置
３４    モータ
３６    アジテータ
３８    ｐＨプローブ
４０    パイプ
４２    ストップ・バルブ
４４    バイパス
４６    ストップ・バルブ
４８    すすぎ水パイプ
５０    ストップ・バルブ
５２ａ〜５２ｃ    ストップ・バルブ
５４    パイプ
５６    パイプ
５８    パイプ
６０    エアレーション・パイプ
６２    ストップ・バルブ
６４    すすぎ水パイプ
６６    ストップ・バルブ
【図１】
2006250939.tif 000003