(57)【要約】【課題】排ガス中に含まれる硫黄酸化物を効率よく除去することができ、かつ、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石を効率よく使用することができる。【解決手段】燃料を燃焼させる燃焼機関から排出された排ガスが流れる煙道と、煙道に配置された熱交換器と、熱交換器の上流を流れる排ガスにＣａＣＯ３を供給する排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置と、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置がＣａＣＯ３を供給する位置よりも上流側を流れる排ガスのＳＯ３を計測する上流側ＳＯ３計測装置と、上流側ＳＯ３計測装置で計測したＳＯ３の量と、ＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比の関係に基づいて、ＣａＣＯ３の供給量を決定し、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置から決定した供給量のＣａＣＯ３を煙道に供給させる制御装置と、を備える。【選択図】図１
2015157253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼させる燃焼機関から排出された排ガスが流れる煙道と、
前記煙道に配置された熱交換器と、
前記熱交換器の上流を流れる排ガスにＣａＣＯ３を供給する排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置と、
前記排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置が前記ＣａＣＯ３を供給する位置よりも上流側を流れる前記排ガスのＳＯ３を計測する上流側ＳＯ３計測装置と、
前記上流側ＳＯ３計測装置で計測したＳＯ３の量と、ＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比の関係に基づいて、前記ＣａＣＯ３の供給量を決定し、前記排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置から決定した供給量のＣａＣＯ３を前記煙道に供給させる制御装置と、を備えることを特徴とする排ガス処理システム。
【請求項２】
前記制御装置は、ＣａＣＯ３／ＳＯ３のモル比を２．０以上とすることを特徴とする請求項１に記載の排ガス処理システム。
【請求項３】
前記制御装置は、ＣａＣＯ３／ＳＯ３のモル比の基準値及びＳＯ３除去特性カーブが設定されており、前記基準値及びＳＯ３除去特性カーブから設定した許容範囲内の量を前記ＣａＣＯ３の供給量とすることを特徴とする請求項２に記載の排ガス処理システム。
【請求項４】
前記熱交換器よりも下流側を流れる前記排ガスのＳＯ３を計測する下流側ＳＯ３計測装置をさらに有し、
前記制御装置は、決定した前記ＣａＣＯ３の供給量を前記下流側ＳＯ３計測装置で計測したＳＯ３の量に基づいて補正するフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の排ガス処理システム。
【請求項５】
前記熱交換器よりも下流側に配置され、熱回収後の排ガス中の粉塵を除去する集塵機を、さらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の排ガス処理システム。
【請求項６】
前記集塵機で除去した粉塵に含まれるＣａＣＯ３を分離し、分離したＣａＣＯ３を前記熱交換器の上流に供給する循環機構をさらに備え、
前記制御装置は、前記循環機構で循環されるＣａＣＯ３を加味して、前記ＣａＣＯ３の供給量を決定することを特徴とする請求項５に記載の排ガス処理システム。
【請求項７】
前記熱交換器よりも上流側に配置され、前記排ガス中の粉塵を除去する集塵機と、
前記熱交換器の下流側に配置され、除塵後でかつ前記熱交換器の通過後の排ガス中に含まれる硫黄酸化物を吸収液で除去する脱硫装置と、
前記脱硫装置にＣａＣＯ３を供給する脱硫装置用石灰石供給装置と、をさらに備え、
前記制御装置は、前記排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置から供給した前記ＣａＣＯ３の量に応じて、前記脱硫装置用石灰石供給装置から前記脱硫装置に供給する前記ＣａＣＯ３の供給量を決定し、決定した量の前記ＣａＣＯ３を前記脱硫装置用石灰石供給装置から前記脱硫装置に供給することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の排ガス処理システム。
【請求項８】
前記燃焼機関は、ボイラであり、
前記熱交換機は、除塵後の排ガスの熱を回収し煙突から排出される排ガスの昇温に用いる熱回収器であり、
前記煙道に配置され、前記ボイラから排出された排ガスから窒素酸化物を除去する脱硝装置と、
前記煙道の脱硝装置の下流側でかつ前記集塵機の上流側に配置され、前記脱硝装置を通過した排ガスの熱を回収するエアヒータと、を有する請求項７に記載の排ガス処理システム。
【請求項９】
前記脱硫装置の上流側及び下流側の少なくとも一方に設けられ、前記排ガス中のＳＯ２を計測するＳＯ２計測装置をさらに有し、
前記制御装置は、前記ＳＯ２計測装置で計測したＳＯ２の量も加味して、前記脱硫装置用石灰石供給装置から前記脱硫装置に供給する前記ＣａＣＯ３の供給量を決定することを特徴とする請求項７または８に記載の排ガス処理システム。
【請求項１０】
前記吸収液中のＣａＣＯ３を計測するＣａＣＯ３計測装置をさらに有し、
前記制御装置は、前記ＣａＣＯ３計測装置で計測したＣａＣＯ３の量も加味して、前記脱硫装置用石灰石供給装置から前記脱硫装置に供給する前記ＣａＣＯ３の供給量を決定することを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載の排ガス処理システム。
【請求項１１】
燃料を燃焼させる燃焼機関から排出された排ガスが流れる煙道と、前記煙道に配置された熱交換器と、を有する排ガス処理システムの前記熱交換器の上流側にＣａＣＯ３を供給する排ガス処理方法であって、
前記ＣａＣＯ３を供給する位置よりも上流側を流れる前記排ガスのＳＯ３を計測するステップと、
計測したＳＯ３の量と、ＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比の関係に基づいて、前記ＣａＣＯ３の供給量を決定するステップと、
決定した供給量のＣａＣＯ３を前記煙道に供給するステップと、を有することを特徴とする排ガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼機関から排出される排ガスに石灰石を供給し硫黄酸化物を処理する排ガス処理システム及び排ガス処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電所等のボイラから排出される排ガスに含まれる硫黄酸化物（ＳＯx）の大部分は二酸化硫黄（ＳＯ２）であるが、一部は共存する燃焼灰や脱硝触媒に担持された酸化金属の触媒作用などで三酸化硫黄（ＳＯ３）に転化する。ＳＯ３は反応性と腐食性とが高いことから、従来は設備劣化の防止のためにアンモニアの煙道注入による中和処理が一般になされている。火力発電所の燃料由来の硫黄（Ｓ）分はボイラで燃焼する際に、同燃料中の触媒成分や脱硝装置の触媒で酸化し、二酸化硫黄（ＳＯ２）から三酸化硫黄（ＳＯ３）成分に転換する。この転換したＳＯ3濃度は、石炭焚きボイラの排ガス中では最大３０〜５０ｐｐｍ程度、油焚き・重質燃料ではボイラの火炉汚れ状態や燃焼条件にもよるが最大１８０ｐｐｍ前後にまで達する事もある。排ガス中のＳＯ３は、エアヒータの後流の低温設備にて例えば機器腐食や灰付着性増大による閉塞等のトラブルの原因となり、発電プラントユーザのメンテナンスコストを増大させる要因となる。また、ＳＯ３は、煙突からの紫煙の代表的な原因成分として知られており、紫煙が濃い場合にはプラント停止を余儀なくされる事がある。
【０００３】
そこで、従来においては、このＳＯ３の除去対策として、例えば煙道中に、アンモニアを導入する以外にＣａＣＯ３やＣａ（ＯＨ）2、ＣａＯ等を噴霧したり、活性炭（ＡＣ（Ａｃｔｉｖｅ  Ｃａｒｂｏｎ）；炭素を主成分とする多孔性の不純物吸着材）を噴霧したりしてＳＯxを除去する提案がある（特許文献１及び２参照）。
【０００４】
また、特許文献３には、ボイラからの排ガスから窒素酸化物を除去する脱硝装置と、脱硝装置を通過した排ガスの熱を回収するエアヒータと、さらに排ガスの熱を回収し煙突から排出される排ガスの昇温等に用いる熱回収器と、熱回収後の排ガス中の粉塵を除去する集塵機と、除塵後の排ガス中の硫黄酸化物を除去するための脱硫装置と、を備えている排ガス処理システムが記載されている。集塵機は、熱回収器前に設置されるシステムが用いられることもある。脱硫装置としては、石灰石（炭酸カルシウム、ＣａＣＯ３）他を懸濁させたスラリーを含む吸収液等を排ガスと気液接触させて排ガス中の硫黄酸化物を除去する湿式の脱硫装置が一般的に用いられる。特許文献３に記載の装置は、排煙脱硫装置出口のＳＯ３濃度検出値に基づき荷電・吸着手段への固体粒子の供給量を制御する手段を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−３００６２４号公報
【特許文献２】特開平１０−１１８４４６号公報
【特許文献３】特開２００７−２４５０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、排ガス処理システムには、排ガス中に含まれる硫黄酸化物の内、主にＳＯ３を除去する際に脱硫装置で使用する粉状石灰石の一部を、エアヒータ、熱回収器等の熱交換器の上流から供給するものがある。エアヒータの上流または熱回収器の上流側で石灰石を供給することで、エアヒータや熱回収器で排ガスが冷却された際に凝縮するＳＯ３は、粉状石灰石による物理的な吸収反応や化学的なアルカリ反応等により除去され、装置内に付着性の高い灰が付着し閉塞等の運転阻害を抑制することができる。
【０００７】
ここで、排ガス中に供給された石灰石は、後流の集塵機、または脱硫装置で捕集することができるが、除去が必要なＳＯ３の量が増える程、熱交換器の上流に供給する石灰石の量は増えることになる。供給される石灰石の量が多くなると、後流の集塵機や脱硫装置の容量が大きくなってしまう。また、石灰石の供給量が過剰になると、硫黄酸化物の除去に利用されない石灰石の量が増えてしまう。また、供給する石灰石の量が少ないと、硫黄酸化物に起因する灰の付着性が高まり熱交換器や煙道、集塵機等設備内部に付着しやすくなってしまう。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑み、排ガス中に含まれる硫黄酸化物を効率よく除去することができ、かつ、石灰石を効率よく使用することができる排ガス処理システム及び排ガス処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するための本発明は、排ガス処理システムであって、燃料を燃焼させる燃焼機関から排出された排ガスが流れる煙道と、前記煙道に配置された熱交換器と、前記熱交換器の上流を流れる排ガスにＣａＣＯ３を供給する排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置と、前記排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置が前記ＣａＣＯ３を供給する位置よりも上流側を流れる前記排ガスのＳＯ３を計測する上流側ＳＯ３計測装置と、前記上流側ＳＯ３計測装置で計測したＳＯ３の量と、ＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比の関係に基づいて、前記ＣａＣＯ３の供給量を決定し、前記排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置から決定した供給量のＣａＣＯ３を前記煙道に供給させる制御装置と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、前記制御装置は、ＣａＣＯ３／ＳＯ３のモル比を２．０以上とすることが好ましい。制御装置は、ＣａＣＯ３／ＳＯ３のモル比を２．０以上とすることで、目標ＳＯ３除去率を８０％以上とすることができる。
【００１１】
また、前記制御装置は、ＣａＣＯ３／ＳＯ３のモル比の基準値及びＳＯ３除去特性カーブが設定されており、前記基準値及びＳＯ３除去特性カーブから設定した許容範囲内の量を前記ＣａＣＯ３の供給量とすることが好ましい。
【００１２】
また、前記熱交換器よりも下流側を流れる前記排ガスのＳＯ３濃度を計測する下流側ＳＯ３計測装置をさらに有し、前記制御装置は、決定した前記ＣａＣＯ３の供給量を前記下流側ＳＯ３計測装置で計測したＳＯ３の濃度に基づいて補正するフィードバック制御を行うことが好ましい。
【００１３】
また、前記熱交換器よりも下流側に配置され、熱回収後の排ガス中の粉塵を除去する集塵機をさらに備えることが好ましい。
【００１４】
また、前記集塵機で除去した粉塵に含まれるＣａＣＯ３を分離し、分離したＣａＣＯ３を前記熱交換器の上流に供給する循環機構をさらに備え、前記制御装置は、前記循環機構で循環されるＣａＣＯ３を加味して、前記ＣａＣＯ３の供給量を決定することが好ましい。
【００１５】
また、前記熱交換器よりも上流側に配置され、前記排ガス中の粉塵を除去する集塵機と、前記熱交換器の下流側に配置され、除塵後でかつ前記熱交換器の通過後の排ガス中に含まれる硫黄酸化物を吸収液で除去する脱硫装置と、前記脱硫装置にＣａＣＯ３を供給する脱硫装置用石灰石供給装置と、をさらに備え、前記制御装置は、前記排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置から供給した前記ＣａＣＯ３の量に応じて、前記脱硫装置用石灰石供給装置から前記脱硫装置に供給する前記ＣａＣＯ３の供給量を決定し、決定した量の前記ＣａＣＯ３を前記脱硫装置用石灰石供給装置から前記脱硫装置に供給することが好ましい。
【００１６】
また、前記燃焼機関は、ボイラであり、前記熱交換機は、除塵後の排ガスの熱を回収し煙突から排出される排ガスの昇温に用いる熱回収器であり、前記煙道に配置され、前記ボイラから排出された排ガスから窒素酸化物を除去する脱硝装置と、前記煙道の脱硝装置の下流側でかつ前記集塵機の上流側に配置され、前記脱硝装置を通過した排ガスの熱を回収するエアヒータと、を有することが好ましい。
【００１７】
また、前記脱硫装置の上流側及び下流側の少なくとも一方に設けられ、前記排ガス中のＳＯ２を計測するＳＯ２計測装置をさらに有し、前記制御装置は、前記ＳＯ２計測装置で計測したＳＯ２の量も加味して、前記脱硫装置用石灰石供給装置から前記脱硫装置に供給する前記ＣａＣＯ３の供給量を決定することが好ましい。
【００１８】
また、前記吸収液中のＣａＣＯ３を計測するＣａＣＯ３計測装置をさらに有し、前記制御装置は、前記ＣａＣＯ３計測装置で計測したＣａＣＯ３の量も加味して、前記脱硫装置用石灰石供給装置から前記脱硫装置に供給する前記ＣａＣＯ３の供給量を決定することが好ましい。
【００１９】
上述した課題を解決するための本発明は、燃料を燃焼させる燃焼機関から排出された排ガスが流れる煙道と、前記煙道に配置された熱交換器と、を有する排ガス処理システムの前記熱交換器の上流側にＣａＣＯ３を供給する排ガス処理方法であって、前記ＣａＣＯ３を供給する位置よりも上流側を流れる前記排ガスのＳＯ３を計測するステップと、計測したＳＯ３の濃度と、ＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比の関係に基づいて、前記ＣａＣＯ３の供給量を決定するステップと、決定した供給量のＣａＣＯ３を前記煙道に供給するステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、排ガス中の硫黄酸化物を脱硫装置でより確実に処理することができ、煙道内にＳＯ３を含む灰が各種設備や煙道に付着することをより確実に抑制することができ、さらに、供給する石灰石の消費量を過不足なく適正に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本実施形態に係る排ガス処理システムの概略構成図である。
【図２】図２は、排ガス処理システムの排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置の一例を示す概略構成図である。
【図３】図３は、ＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比と、ＳＯ３除去率との関係の一例を示すグラフである。
【図４】図４は、排ガス処理システムの処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、排ガス処理システムの処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、ＳＯ３計測装置の一例を示す概略図である。
【図７】図７は、第１のフィルタ手段のフィルタ通過の概念図である。
【図８】図８は、ＳＯ３計測装置の一例を示す概略図である。
【図９】図９は、第２のフィルタ手段のフィルタ通過の概念図である。
【図１０】図１０は、煙道内のサンプリングの様子を示す説明図である。
【図１１】図１１は、他の実施形態に係る排ガス処理システムの概略構成図である。
【図１２】図１２は、他の実施形態の排ガス処理システムの処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、他の実施形態に係る排ガス処理システムの概略構成図である。
【図１４】図１４は、他の実施形態の排ガス処理システムの処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００２３】
図１は、本実施形態に係る排ガス処理システムの概略構成図である。図１に例示される排ガス処理システム１０は、例えば石炭や残渣固体物質等を燃料として使用する石炭焚きボイラや、重油や残渣油等を燃料として使用する油焚きボイラ等のボイラ１１からのボイラ排ガス（以下「排ガス」という。）１８から、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）等の有害物質を除去する装置である。なお、本実施形態は、燃料を燃焼させる燃焼機構をボイラとしたが、これに限定されない。ボイラ１１に換えて、燃料を燃焼し、排ガスを排出する種々の燃焼機関を用いることができる。
【００２４】
本実施形態に係る排ガス処理システム１０は、燃料Ｆを燃焼させるボイラ１１と、ボイラ１１からの排ガス１８中の窒素酸化物を除去、低減する脱硝装置１２と、脱硝後の排ガス１８の熱を回収し、排ガス１８の温度を低下させるエアヒータ１３と、エアヒータ１３を通過した排ガス１８と後述する再加熱器２６からの循環冷温熱媒との熱交換を行う事により同排ガス１８の温度を低下させる熱回収器１４と、熱回収器１４で熱回収した後の排ガス１８中の粉塵を集塵灰として除去する集塵機１５と、集塵機１５を通過した排ガス１８中に含まれる硫黄酸化物を、石灰石を含む吸収液スラリー２０で除去、低減する脱硫装置１６と、脱硫装置１６で脱硫された排ガス１８を熱回収器１４からの循環高温熱媒との熱交換を行う事により再加熱する再加熱器２６と、再加熱器２６で加熱された排ガスを排出する煙突２７と、各部の動作を制御する制御装置２８と、脱硫装置１６から排出される脱硫排水である吸収液３０から石膏３１を回収する脱水機３２と、石灰石供給システム５０と、を有する。石灰石供給システム５０は、熱回収器１４の上流側の煙道に石灰石を供給する排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置（石灰供給装置）６０と、ＳＯ３計測装置（上流側ＳＯ３計測装置）６２と、ＳＯ３計測装置（下流側ＳＯ３計測装置）６４と、を有する。さらに石灰石供給システム５０は、脱硫装置１６の一部である石灰石スラリー供給装置（脱硫装置用石灰供給装置）２１と、排ガス処理システム１０の制御装置２８の一部機能も含む。また、排ガス処理システム１０は、ボイラ１１と脱硝装置１２とエアヒータ１３と熱回収器１４とがガス供給ラインＬ１で接続され、熱回収器１４と集塵機１５とがガス供給ラインＬ２で接続され、集塵機１５と脱硫装置１６とがガス供給ラインＬ３で接続されている。ガス供給ラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３等の排ガスが流れる流路が煙道となる。排ガスは、ボイラ１１から排出され、ガス供給ラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３の順で通過する。脱硫装置１６を通過した排ガスは、再加熱器２６を通過した後、煙突２７から排出される。排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０は、ガス供給ラインＬ２に接続され、ガス供給ラインＬ２に石灰石を供給する。
【００２５】
脱硝装置１２は、ガス供給ラインＬ１を介してボイラ１１と接続されており、ボイラ１１から排出された排ガスがガス供給ラインＬ１を介して供給される。脱硝装置１２は、排ガス１８に含まれる窒素酸化物を除去する装置であり、その内部に脱硝触媒層を有している。脱硝触媒層の前流には還元剤注入器が配置され、この還元剤注入器から排ガス１８に還元剤が注入される。ここで、還元剤としては、例えばアンモニア、尿素、塩化アンモニウムなどが用いられる。脱硝装置１２に導入された排ガス１８中の窒素酸化物は、脱硝触媒層と接触することにより、排ガス１８中の窒素酸化物が窒素ガス（Ｎ２）と水（Ｈ２Ｏ）に分解・除去される。これにより、脱硝装置１２を通過した排ガス１８は、窒素酸化物が低減、除去された状態となる。
【００２６】
なお、排ガス処理システム１０は、脱硝装置１２を備えていなくてもよい。排ガス処理システム１０は、ボイラ１１からの排ガス１８中の窒素酸化物濃度が微量、あるいは、排ガス１８中にこれらの物質が含まれない場合には、脱硝装置１２を省略することも可能である。
【００２７】
エアヒータ１３は、ガス供給ラインＬ１を介して脱硝装置１２と接続されており、脱硝装置１２を通過した排ガス１８がガス供給ラインＬ１を介して供給される。エアヒータ１３は、排ガス１８中の熱を回収する熱交換器である。エアヒータ１３は、脱硝装置１２で窒素酸化物が除去された後、ガス供給ラインＬ１を介して供給される排ガス１８中の熱を回収し、排ガス１８の温度を低下させる。脱硝装置１２を通過した排ガス１８の温度は例えば３００℃〜４００℃程度と高温であるため、エアヒータ１３により高温の排ガス１８と常温の燃焼用空気との間で熱交換を行う。熱交換により高温となった燃焼用空気は、ボイラ１１に供給される。一方、常温の燃焼用空気との熱交換を行った排ガス１８は例えば１５０〜１８０℃程度まで冷却される。
【００２８】
熱回収器１４は、ガス供給ラインＬ１を介してエアヒータ１３と接続されており、エアヒータ１３を通過した排ガス１８がガス供給ラインＬ１を介して供給される。熱回収器１４は、排ガス１８中の熱を回収する熱交換器である。熱回収器１４は、エアヒータ１３で熱回収された後、ガス供給ラインＬ２を介して供給される排ガス１８中の熱を回収し、排ガス１８の温度を低下させる。熱回収器１４は、排ガス１８を例えば８５〜１１０℃程度まで冷却する。
【００２９】
集塵機１５は、ガス供給ラインＬ２を介して熱回収器１４と接続されており、熱回収器１４を通過した排ガス１８がガス供給ラインＬ２を介して供給される。集塵機１５は、熱回収器１４を通過した排ガス１８に含まれる粉塵を集塵灰として除去する、集塵機１５としては、例えば慣性集塵機、遠心力集塵機、濾過式集塵機、電気集塵機、洗浄集塵機等を用いることができるが、特に限定されない。
【００３０】
また、ガス供給ラインＬ１には、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０が接続されている。排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０は、ガス供給ラインＬ２に粉体の石灰石を供給する。これにより、熱回収器１４に供給される排ガスには、石灰石が混入している。なお、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０については後述する。
【００３１】
脱硫装置１６は、ガス供給ラインＬ３を介して集塵機１５と接続されており、集塵機１５を通過した排ガスがガス供給ラインＬ３を介して供給される。脱硫装置１６は、ガス供給ラインＬ３を介して供給される排ガス１８中の硫黄酸化物を湿式で除去する装置である。脱硫装置１６は、アルカリ吸収液として例えば石灰石スラリー（水に石灰石粉末を溶解させた水溶液）２０が用いられ、装置内の温度は例えば５０℃前後に調節されている。石灰石スラリー２０は、石灰石スラリー供給装置（脱硫装置用石灰供給装置）２１から脱硫装置１６の塔底部２２内の液溜に供給される。また、脱硫装置１６は、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０から供給される石灰石も排ガスとともに供給されることで石灰石スラリーに溶けて、アルカリ吸収液の一部となる。脱硫装置１６の塔底部２２に供給された石灰石スラリー２０は、吸収液循環ライン２５を介して脱硫装置１６内の複数のノズル２３に送られ、ノズル２３から塔頂部２４側に向かって噴出される。吸収液循環ライン２５は、送液ポンプ２５ａが設けられており、送液ポンプ２５ａを駆動させることで、吸収液循環ライン２５からノズル２３に石灰石スラリー２０を送る。脱硫装置１６の塔底部２２側から上昇してくる排ガス１８がノズル２３から噴出する石灰石スラリー２０と気液接触することにより、排ガス１８中の硫黄酸化物及び塩化水銀が石灰石スラリー２０により吸収され、排ガス１８から分離、除去される。石灰石スラリー２０により浄化された排ガス１８は、浄化ガスとして脱硫装置１６の塔頂部２４側より排出される。
【００３２】
脱硫装置１６の内部において、排ガス１８中の硫黄酸化物ＳＯｘは石灰石スラリー２０と下記式（１）で表される反応を生じる。
ＣａＣＯ３＋ＳＯ２＋０．５Ｈ２Ｏ  →  ＣａＳＯ３・０．５Ｈ２Ｏ  ＋ＣＯ２・・・（１）
【００３３】
さらに、排ガス１８中のＳＯｘを吸収した石灰石スラリー２０は、脱硫装置１６の塔底部２２に供給される空気（図示せず）により酸化処理され、空気と下記式（２）で表される反応を生じる。
ＣａＳＯ３・０．５Ｈ２Ｏ＋０．５Ｏ２＋１．５Ｈ２Ｏ  →  ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ・・・（２）
このようにして、排ガス１８中のＳＯｘは、脱硫装置１６において石膏ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏの形で捕獲される。
【００３４】
また、上記のように、石灰石スラリー２０は、脱硫装置１６の塔底部２２に貯留した液を揚水したものが用いられるが、この揚水される石灰石スラリー２０には、脱硫装置１６の稼働に伴い、反応式（１）、（２）により石膏ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏが混合される。以下では、この揚水される石灰石石膏スラリー（石膏が混合された石灰石スラリー）を吸収液とよぶ。
【００３５】
脱硫に用いた吸収液（石灰石石膏スラリー）３０は、脱硫装置１６の吸収液循環ライン２５に接続された吸収液ラインＬ２0を介して、外部に排出され、脱水機３２に送られ、ここで脱水処理される。この脱水濾液３３が脱硫排水となるが、水銀等の重金属やＣｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、Ｆ-等のハロゲンイオンが含まれている。
【００３６】
脱水機３２は、吸収液３０中の石膏３１を含む固体分と液体分の脱水濾液３３とを分離するものである。脱水機３２としては、例えばベルトフィルタ、遠心分離機、デカンタ型遠心沈降機等が用いられる。脱硫装置１６から排出された吸収液３０は、脱水機３２により石膏３１と脱水濾液３３とに分離される。
【００３７】
再加熱器２６は、排ガス１８の流れ方向において、脱硫装置１６の下流側に配置されている。再加熱器２６は、排ガス１８を加熱する熱交換器である。再加熱器２６は、脱硫装置１６で硫黄酸化物が除去されて供給される排ガス１８を加熱し、排ガス１８の温度を上昇させる。例えば、排ガス１８を９０度以上に加熱する。煙突２７は、排ガス１８の流れ方向において、再加熱器２６の下流側に配置されている。煙突２７は、再加熱器２６で加熱された排ガス１８を系外に排出する。排ガス処理システム１０は、再加熱器２６で排ガスを加熱した後、煙突２７から排出することで、煙突２７から排出される排ガスが白煙等になることを抑制することができる。
【００３８】
次に、排ガス処理システム１０に石灰石を供給する石灰石供給システム５０について説明する。石灰石供給システム５０は、上述したように、熱回収器１４の上流側の煙道に石灰石を供給する排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０と、ＳＯ３計測装置（上流側ＳＯ３計測装置）６２と、ＳＯ３計測装置（下流側ＳＯ３計測装置）６４と、石灰石スラリー供給装置２１と、制御装置２８と、を有する。石灰石スラリー供給装置２１は、上述したように、石灰石スラリー２０を塔底部２２に供給する。排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０は、上述したようにガス供給ラインＬ１に接続され、ガス供給ラインＬ１に粉体の石灰石を供給する。石灰石供給システム５０は、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０とで、排ガスが流れる煙道に石灰石を供給し、石灰石スラリー供給装置２１で、脱硫装置１６に石灰石を供給する。
【００３９】
図２を用いて、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０について説明する。図２は、排ガス処理システムの排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置の一例を示す概略構成図である。なお、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０は、本実施形態に限定されず、ガス供給ラインＬ１に石灰石を供給することができればよく、種々の供給方法を用いることができる。排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０は、図２に示すように、石灰石貯留手段１０２と、石灰石供給手段１０４と、石灰石搬送手段１０６と、石灰石供給手段１０７と、を有する。
【００４０】
石灰石貯留手段１０２は、サイロ１１２と、バグフィルタ１１４と、エアレーション機構１１６と、石灰石フィーダ１１８と、を有する。サイロ１１２は、石灰石（炭酸カルシウム、ＣａＣＯ３）を貯留する塔である。バグフィルタ１１４は、サイロ１１２の一部、具体的には、鉛直方向の上側の一部に設置されている。バグフィルタ１１４は、空気を通過させ、石灰石を通過させないフィルタであり、サイロ１１２の内と外との間を石灰石が通過しない状態としつつ、空気を流通させる。
【００４１】
エアレーション機構１１６は、空気供給ライン１１６ａと、２つのブロワ１１６ｂと、２つのフィルタ１１６ｃと、を有する。空気供給ライン１１６ａは、一方の端部がサイロ１１２と接続され、他方の端部が２本に分岐して、それぞれがブロワ１１６ｂと接続されている。また、空気供給ライン１１６ａは、他方の端部にフィルタ１１６ｃが配置されている。フィルタ１１６ｃは、空気供給ライン１１６ａの他方の端部から固形分が流入することを防ぐ。空気供給ライン１１６ａから外部に向かう方向に空気が流れることが抑制されている。２つのブロワ１１６ｂは、それぞれ空気供給ライン１１６ａに接続されている。ブロワ１１６ｂは、空気供給ライン１１６ａに空気を供給し、空気供給ライン１１６ａからサイロ１１２内に空気を流入させる。エアレーション機構１１６は、ブロワ１１６ｂで空気供給ライン１１６ａからサイロ１１２に空気を供給することで、サイロ１１２の石灰石が貯留されている領域に空気を供給し、石灰石を流動化させる。また、エアレーション機構１１６は、空気供給ライン１１６ａを２つに分岐し、それぞれにブロワ１１６ｂを設けることで、サイロ１１２内に連続して空気を供給することができる。
【００４２】
石灰石フィーダ１１８は、フィーダライン１２０ａ、１２０ｂと、バルブ１２２ａ、１２２ｂと、を有する。フィーダライン１２０ａ、１２０ｂは、一方の端部がサイロ１１２の底部に接続され、他方の端部が石灰石搬送手段１０６に接続されている。なお、フィーダライン１２０ａ、１２０ｂは、サイロ１１２の底部の別々の位置に接続されている。バルブ１２２ａは、フィーダライン１２０ａに設置されている。バルブ１２２ｂは、フィーダライン１２０ｂに設置されている。石灰石フィーダ１１８は、バルブ１２２ａ、１２２ｂの開閉を制御し、バルブ１２２ａ、１２２ｂを開くことで、サイロ１１２から石灰石搬送手段１０６に石灰石を供給し、バルブ１２２ａ、１２２ｂを閉じることで、サイロ１１２から石灰石搬送手段１０６への石灰石の供給を停止する。
【００４３】
次に、石灰石供給手段１０４は、供給ライン１３０と、供給ライン１３０の端部に接続された供給口１３２と、を有する。供給ライン１３０は、一方の端部がサイロ１１２に接続され、他方の端部が供給口１３２に接続されている。供給口１３２は、石灰石を搭載した運搬車１０１と接続される。石灰石供給手段１０４は、運搬車１０１に搭載された石灰石が供給口１３２から供給ライン１３０に流入し、サイロ１１２に供給される。
【００４４】
次に、石灰石搬送手段１０６は、石灰石供給ライン１４０と、分岐ライン１４２ａ、１４２ｂと、混合部１４４ａ、１４４ｂと、ブロワ１４６ａ、１４６ｂと、フィルタ１４８ａ、１４８ｂと、を有する。石灰石供給ライン１４０は、石灰石貯留手段１０２から供給される石灰石を石灰石供給手段１０７に供給する。石灰石供給ライン１４０は、一方の端部が分岐ライン１４２ａ、１４２ｂに接続され、他方の端部が石灰石供給手段１０７に接続されている。なお、石灰石供給ライン１４０は、他方の端部が煙道であるガス供給ラインＬ２の内部に配置された石灰石供給手段１０７と接続されているため、他方の端部側がガス供給ラインＬ２に挿入されている。分岐ライン１４２ａは、フィーダライン１２０ａと接続されており、経路内に混合部１４４ａと、ブロワ１４６ａと、フィルタ１４８ａとが配置されている。分岐ライン１４２ａは、一方の端部が石灰石供給ライン１４０に接続され、他方の端部にフィルタ１４８ａが配置されている。分岐ライン１４２ａには、フィルタ１４８ａから石灰石供給ライン１４０に向けて、ブロワ１４６ａ、混合部１４４ａ、フィーダライン１２０ａとの接続部の順で配置されている。
【００４５】
混合部１４４ａは、供給される石灰石と空気とを混合し、石灰石を空気搬送させる。混合部１４４ａで混合された石灰石と空気とは、石灰石供給ライン１４０に供給される。ブロワ１４６ａは、空気を送る送風機であり、フィルタ１４８ａから石灰石供給ライン１４０に向けて空気を送る。フィルタ１４８ａは、分岐ライン１４２ａの他方の端部から固形分が流入することを防ぐ。
【００４６】
分岐ライン１４２ｂは、フィーダライン１２０ｂと接続されており、経路内に混合部１４４ｂと、ブロワ１４６ｂと、フィルタ１４８ｂとが配置されている。なお、各部の配置構成は、分岐ライン１４２ａの各部と同様であるので説明を省略する。
【００４７】
石灰石搬送手段１０６は、フィーダライン１２０ａ、１２０ｂから供給された石灰石とブロワ１４６ａ、１４６ｂから供給する空気と混合部１４４ａ、１４４ｂで混合し、石灰石を空気搬送させた状態で、分岐ライン１４２ａ、１４２ｂから石灰石供給ライン１４０に供給する。石灰石供給ライン１４０に供給された石灰石１７２は、石灰石供給手段１０７に供給される。
【００４８】
次に、石灰石供給手段１０７は、ノズル１４１を有する。ノズル１４１は、ガス供給ラインＬ１の内部に配置され、石灰石供給ライン１４０の端部に接続されている。ノズル１４１は、石灰石供給ライン１４０から供給された石灰石をガス供給ラインＬ１内に噴射する。なお、石灰石供給手段１０７は、石灰石搬送手段１０６で石灰石を搬送する力を利用して、つまりブロワ１４６ａ、１４６ｂで送られる空気の力を利用して、石灰石１７２をガス供給ラインＬ１内に噴射する。
【００４９】
図１に戻り、石灰石供給システム５０について説明する。ＳＯ３計測装置（上流側ＳＯ３計測装置）６２は、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０が石灰石を供給する位置よりも上流側のガス供給ラインＬ１を流れる排ガス１８のＳＯ３を計測する。ＳＯ３計測装置６２は、集塵機１５と排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０との間のガス供給ラインＬ１を流れる排ガス１８のＳＯ３を計測する。ＳＯ３計測装置６２は、排ガス１８中のＳＯ３の濃度を計測してもよいし、ＳＯ３の含有量を計測してもよい。また、ＳＯ３計測装置６２は、ＳＯ３の濃度を連続して計測する。ＳＯ３計測装置６２には、フーリエ変換式（ＦＴ−ＩＲ）やレーザー式の赤外分光光度計を用いることができる。また、ＳＯ３計測装置６２は、赤外分光光度計以外の計測機構を用いてもよい。
【００５０】
ＳＯ３計測装置（下流側ＳＯ３計測装置）６４は、熱回収器１４よりも下流側のガス供給ラインＬ２を流れる排ガス１８のＳＯ３を計測する。ＳＯ３計測装置６４は、熱回収器１４と脱硫装置１６との間のガス供給ラインＬ２を流れる排ガス１８のＳＯ３を計測する。ＳＯ３計測装置６４は、排ガス１８中のＳＯ３の濃度を計測してもよいし、ＳＯ３の含有量を計測してもよい。また、ＳＯ３計測装置６４は、ＳＯ３の濃度を連続して計測する。ＳＯ３計測装置６４には、フーリエ変換式（ＦＴ−ＩＲ）やレーザー式の赤外分光光度計を用いることができる。また、ＳＯ３計測装置６４は、赤外分光光度計以外の計測機構を用いてもよい。
【００５１】
制御装置２８は、ＳＯ３計測装置（上流側ＳＯ３計測装置）６２とＳＯ３計測装置（下流側ＳＯ３計測装置）６４との計測結果に基づいて、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０と石灰石スラリー供給装置２１とに供給する石灰石の量を制御する。制御装置２８は、石灰石供給システム５０の制御以外にも排ガス処理システム１０の各部の動作を制御する。なお、制御装置２８は、全ての計測結果を用いてもよいし、一部の計測結果を用いてもよい。
【００５２】
次に、図３及び図４を用いて、排ガス処理システム１０の排ガス処理方法、具体的には石灰石供給システム５０の石灰石の供給方法の一例について説明する。図３は、ＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比と、ＳＯ３除去率との関係の一例を示すグラフである。図４は、排ガス処理システムの処理の一例を示すフローチャートである。
【００５３】
まず、本発明者は、ＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比と、ＳＯ３除去率と、の関係に図３に示す関係（ＳＯ３除去特性カーブともいう。）があることを見出した。具体的には、ＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比を制御することで、ＳＯ３除去率を調整できることを見出した。具体的には、ＣａＣＯ３／ＳＯ３のモル比を２．０以上とすることでＳＯ３除去率を８０％以上にできることを見出した。なお、ＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比とＳＯ３除去率との関係は、石灰石の粒径分布や分散状態、温度環境によってもわずかに変動するが基本的な傾向は図３に示す相関カーブと同様の相関カーブで整理できることも見出した。
【００５４】
制御装置２８は、図３に示すＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比と、ＳＯ３除去率と、の関係（ＳＯ３除去特性カーブ）に基づいて、決定したＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比と、ＳＯ３計測装置６２で計測したＳＯ３の量と、に基づいて、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０から供給する石灰石の供給量を決定し、決定した供給量の石灰石を排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０からガス供給ラインＬ１に供給する。
【００５５】
以下、図４を用いて、制御の一例を説明する。図４に示す処理は、制御装置２８がＳＯ３計測装置６２で検出した情報と予め記憶している条件、具体的には、図３に示す関係とに基づいて設定された条件、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０による石灰石の供給動作を制御することで実現することができる。制御装置２８は、図４に示す処理を繰り返し実行する。
【００５６】
制御装置２８は、ＳＯ３計測装置（上流側ＳＯ３計測装置）６２で熱回収器１４の上流側のＳＯ３を検出する（ステップＳ１２）。制御装置２８は、検出結果に基づいて、排ガス中のＳＯ３の量を算出する。排ガス処理システム１０は、ＳＯ３計測装置（上流側ＳＯ３計測装置）６２でＳＯ３の量を検出してもよいし、ＳＯ３計測装置（上流側ＳＯ３計測装置）６２で検出した結果を制御装置２８で演算することでＳＯ３の量を検出してもよい。
【００５７】
制御装置２８は、検出したＳＯ３の量と、ＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比との関係に基づいて供給する石灰石（ＣａＣＯ３）の量を算出する（ステップＳ１４）。制御装置２８は、ＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比と、ＳＯ３除去率と、の関係と目標とするＳＯ３除去率とに基づいて決定されたＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比が記憶されている。制御装置２８は、決定されたＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比と、ＳＯ３の量と、に基づいて、検出したＳＯ３の量と供給する石灰石（ＣａＣＯ３）の量とが決定されたＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比となる値で必要な供給石灰石（ＣａＣＯ３）の量を決定する。
【００５８】
制御装置２８は、石灰石の供給量を算出したら、算出した供給量の石灰石を排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０で供給する（ステップＳ１６）。
【００５９】
排ガス処理システム１０は、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０により熱回収器１４の上流で排ガスの流路に石灰石を供給することで、排ガスに含まれる硫黄化合物（特にＳＯ３）を石灰石に吸着させることができる。これにより、熱回収器１４で排ガスの温度が低下し、ＳＯ３が酸露点以下の温度になった場合でも、石灰石と共に排ガス中を搬送され、熱回収器１４やガス供給ラインＬ２、Ｌ３にＳＯ３が付着することを抑制することができる。これにより、排ガス処理システム１０の経路内の閉塞や腐食の発生を抑制することができる。また、閉塞や腐食を抑制しつつ、熱回収器１４で排ガスからより多くの熱を回収することができる。
【００６０】
また、供給した石灰石は、脱硫装置１６で石灰石スラリー２０となるため、供給した石灰石を効率よく利用することができ、かつ、経路外に排出されることを抑制することができる。ここで、制御装置２８は、排ガス中の硫黄酸化物濃度に基づいて、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０から供給する石灰石と、石灰石スラリー供給装置２１から供給する石灰石スラリーの量を調整することが好ましい。これにより、脱硫装置１６で必要な石灰石を脱硫装置１６に供給しつつ、必要な石灰石をガス供給ラインＬ２内に供給することができる。
【００６１】
また、排ガス処理ステム１０は、ＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比を用いて、供給する石灰石の消費量を適切に制御することで、ＳＯ３除去率を高く維持しつつ、供給する石灰石の供給量が過剰になることを抑制することができる。つまり、ＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比を用いて、供給する石灰石の量を制御することで、所望のＳＯ３除去率を得ることができる石灰石の供給量を高い精度で算出することができる。これにより、高いＳＯ３除去率を高い精度で維持することができる。また、必要な石灰石の量を的確に算出できるため、供給する石灰石の量の増加を抑制することができる。例えば、燃料が粗悪油等で硫黄濃度が高く、排ガスのＳＯ３が高い場合、脱硫装置１６で必要な石灰石の量以上に、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０で供給する石灰石の量が増える可能性がある。これにより、吸収液３０中の石灰石含有濃度が過多となり、石膏３１の石膏純度が低くなる恐れがある。これに対して、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０は、排ガスのＳＯ３に応じて供給する石灰石の量を的確に算出することができ、石灰石を効率よく使用することができるため、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０で供給する石灰石の量を必要最低限に抑えることができる。石灰石の供給量の増加を抑制できることで、コストを低減することができる。また、煙道を流れる石灰石の量の増加を抑制できるため、下流側の装置に与える負荷も少なくすることができる。
【００６２】
ここで、制御装置２８は、ＣａＣＯ３／ＳＯ３のモル比が２．０以上となる範囲で、石灰石（ＣａＣＯ３）の供給量を決定することが好ましい。ＣａＣＯ３／ＳＯ３のモル比が２．０以上となる範囲で、石灰石（ＣａＣＯ３）の供給量を決定することで、目標ＳＯ３除去率を８０％以上とすることができ、ＳＯ３の除去率を高くすることができる。また、制御装置２８は、例えば、低質石炭焚きプラント（低質石炭を燃焼させるボイラから排出される排ガスを処理する排ガス処理システム）に用い、エアヒータの出口の排ガス中のＳＯ３濃度が１５〜３０ｐｐｍ程度の場合は、ＣａＣＯ３／ＳＯ３のモル比が２．０以上１０．０以下となる範囲で、石灰石（ＣａＣＯ３）の供給量を決定することが好ましい。また、制御装置２８は、例えば、重質残渣燃料焚きプラント（重質残渣燃料を燃焼させるボイラから排出される排ガスを処理する排ガス処理システム）に用い、エアヒータの出口の排ガス中のＳＯ３濃度が５０ｐｐｍ以上となる場合は、ＣａＣＯ３／ＳＯ３のモル比が１５．０以上となる範囲で、石灰石（ＣａＣＯ３）の供給量を決定することが好ましい。また、制御装置２８は、エアヒータの出口の排ガス中のＳＯ３濃度が重質残渣燃料を燃焼させる排ガスのＳＯ３濃度を上回る場合には、石灰石（ＣａＣＯ３）の供給量を更に上昇させて決定することがさらに好ましい。モル比を上記範囲とすることで、石灰石の供給量をより適切にすることができ、効率よく硫黄酸化物を除去することができる。
【００６３】
制御装置２８でフィードフォワード制御を行う場合に、ＣａＣＯ３／ＳＯ３のモル比の基準値を設定し、基準値とＳＯ３除去特性カーブとに基づいて設定した許容範囲内の量をＣａＣＯ３の供給量として決定することが好ましい。許容範囲は、基準値を基準とし、ＳＯ３除去特性カーブに基づいてＳＯ３除去率が基準値を同等（設定した範囲）となるモル比の範囲である。このように、設定した基準値のＣａＣＯ３／ＳＯ３のモル比を基準として許容範囲に含まれる範囲で石灰石の供給量を決定することで、ＳＯ３の除去率を高くしつつ、供給する石灰石の量が多くなることをより抑制することができる。許容範囲は、上記基準値の８０％以下、つまり、許容範囲は、基準値−（基準値×０．８）以上、基準値＋（基準値×０．８）以下とすることが好ましい。上記範囲で制御を行うことで、石灰石の供給量をより適切に制御することができる。また、ＳＯ３濃度の変動等が生じてＳＯ３除去用供給石灰石の供給量に過不足が生じる場合には後述する様に、例えば熱回収器の後流の排ガス中のＳＯ３濃度を連続的に測定しながらこの値に応じて、ＳＯ３除去用供給石灰石の供給量を調整するためのフィードバック制御を行うことで、過不足なくＳＯ３除去用供給石灰石を供給できる。
【００６４】
ここで、図４の処理では、熱回収器１４の上流側のＳＯ３計測装置６２の計測結果のみを用いて、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０から供給する石灰石の量を制御したが、熱回収器１４の下流側のＳＯ３計測装置６４の計測結果も用いることが好ましい。
【００６５】
以下、図５を用いて、熱回収器１４の下流側のＳＯ３計測装置６４の計測結果を加味して、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０から供給する石灰石の量を制御する処理の一例について説明する。図５は、排ガス処理システムの処理の一例を示すフローチャートである。
【００６６】
制御装置２８は、ＳＯ３計測装置（上流側ＳＯ３計測装置）６２で熱回収器１４の上流側のＳＯ３を検出し、ＳＯ３計測装置（下流側ＳＯ３計測装置）６４で熱回収器１４の下流側のＳＯ３を検出する（ステップＳ２２）。制御装置２８は、ＳＯ３計測装置（上流側ＳＯ３計測装置）６２の検出結果に基づいて、熱回収器１４の上流側の排ガス中のＳＯ３の量を算出する。排ガス処理システム１０は、ＳＯ３計測装置（上流側ＳＯ３計測装置）６２でＳＯ３の量を検出してもよいし、ＳＯ３計測装置（上流側ＳＯ３計測装置）６２で検出した結果を制御装置２８で演算することでＳＯ３の量を検出してもよい。制御装置２８は、ＳＯ３計測装置（下流側ＳＯ３計測装置）６４の検出結果に基づいて、熱回収器１４の下流側の排ガス中のＳＯ３の量を算出する。熱回収器１４の下流側の排ガス中のＳＯ３の量も熱回収器１４の上流側の排ガス中のＳＯ３の量と同様の方法で算出することができる。
【００６７】
制御装置２８は、検出した熱回収器１４の上流側のＳＯ３の量と、ＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比との関係に基づいて供給する石灰石（ＣａＣＯ３）の量を算出する（ステップＳ２４）。制御装置２８は、ＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比と、ＳＯ３除去率と、の関係と目標とするＳＯ３除去率とに基づいて決定されたＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比が記憶されている。制御装置２８は、決定されたＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比と、ＳＯ３の量と、に基づいて、検出したＳＯ３の量と供給する石灰石（ＣａＣＯ３）の量とが決定されたＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比となる値で石灰石（ＣａＣＯ３）の量を決定する。
【００６８】
制御装置２８は、熱回収器１４の上流側のＳＯ３の量を用いて、石灰石の供給量を決定したら、検出した熱回収器１４の下流側のＳＯ３の量に基づいて、供給する石灰石の量を補正する（ステップＳ２６）。つまり、制御装置２８は、算出した石灰石の供給量を、熱回収器１４を通過した実際の排ガス中のＳＯ３の量で補正する。制御装置２８は、石灰石の量を補正したら、算出した量の石灰石を排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０で供給する（ステップＳ２８）。
【００６９】
排ガス処理システム１０は、図５に示すように、ＳＯ３計測装置（下流側ＳＯ３計測装置）６４で熱回収器１４の下流側のＳＯ３を検出し、その結果に基づいて、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０から供給する石灰石の量を補正することで、石灰石の供給量をより適切に制御することができる。つまり、ＳＯ３計測装置（上流側ＳＯ３計測装置）６２の計測結果を用いたフィードフォワード制御と、ＳＯ３計測装置（下流側ＳＯ３計測装置）６４の計測結果を用いたフィードバック制御と、を組み合わせたカスケード制御を行うことで、石灰石の供給量をより適切に制御することができる。また、図５では、ステップＳ２４、ステップＳ２６の処理を分けたが、１つの演算式で１つの処理で処理されるようにしてもよい。
【００７０】
制御装置２８は、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０から供給する石灰石の量に加え、石灰石スラリー供給装置２１から供給する石灰石の量も制御することが好ましい。制御装置２８は、検出したＳＯ３の量とＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比とに基づいて排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０から供給する石灰石の量を加味して、石灰石スラリー供給装置２１から供給する石灰石の量を決定することで、石灰石スラリー供給装置２１から供給する石灰石の量が増加することも抑制できる。
【００７１】
次に、図６及び図７を用いて、本実施形態に好適に用いることができるＳＯ３計測装置について説明する。図６及び図７に示すＳＯ３計測装置は、ＳＯ３計測装置（上流側ＳＯ３計測装置）６２、ＳＯ３計測装置（下流側ＳＯ３計測装置）６４のいずれにも用いることができるが、特にＳＯ３計測装置（下流側ＳＯ３計測装置）６４として用いることが好ましい。
【００７２】
図６は、ＳＯ３計測装置の一例を示す概略図である。図７は、第１のフィルタ手段のフィルタ通過の概念図である。図６に示すようにＳＯ３計測装置６４Ａは、ＳＯ３を含有する排ガス２１１を、ガス供給ラインＬ２から導入する第１の開閉弁２１３Ａを備えた第１のガス導入ライン２１４Ａと、第１のガス導入ライン２１４Ａに接続され、排ガス２１１中のガス状のＳＯ３を計測するＳＯ３測定器２２０と、第１のガス導入ライン２１４Ａに介装され、導入した排ガス２１１ａ中のダストを捕捉すると共に、ガス状のＳＯ３及びミスト状のＳＯ３を選択的に通過する第１のフィルタ手段２１５Ａと、第１のガス導入ライン２１４Ａのガス供給ラインＬ２のフランジ２１２ａから第１の開閉弁２１３Ａまでの第１の加熱領域Ｌａ１を、ガス供給ラインＬ２内の排ガス２１１のガス温度（Ｔ１）と同等の温度に加熱し、導入した排ガス２１１ａのガス温度をガス供給ラインＬ２内のガス温度（Ｔ１：図示例１５１℃）と同等の温度（Ｔ２：図示例１５１℃）に保持する第１の加熱手段２１６Ａと、第１のガス導入ライン２１４Ａの第１の開閉弁２１３ＡからＳＯ３測定器２２０の入口までの第２の加熱領域Ｌａ２を、ＳＯ３がガス導入ライン内部でガス状の状態を保持する温度（２００℃以上、Ｔ３：図示例２２０℃）に加熱し、保持する第２の加熱手段２１６Ｂと、を具備してなり、第１のフィルタ手段２１５Ａを通過後の排ガス２１１ｂ中のミスト状のＳＯ３を、第２の加熱手段２１６Ｂの加熱によりガス状のＳＯ３とし、ガス状のＳＯ３及びミスト状のＳＯ３から変換したガス状のＳＯ３の総濃度を、ＳＯ３測定器２２０で計測してなるものである。また、ＳＯ３計測装置６４Ａは、第１の温度制御装置２２１Ａ、第２の温度制御装置２２１Ｂ、ガス吸引ポンプ２２２、ガス戻りライン２２３を有する。
【００７３】
第１のガス導入ライン２１４Ａは、ガス供給ラインＬ２内にフランジ２１２ａから挿入されるガス導入部２１４ａと、ガス導入部２１４ａとＳＯ３測定器と接続する同入管２１４ｃと、を有する。ガス導入部２１４ａは、排ガス２１１を導入するように排ガス２１１のガス流れと対向するように、開口部２１４ｂが形成されている。導入管２１４ｃは、ガス供給ラインＬ２のフランジ２１２ａから第１のフィルタ手段２１５Ａと第１の開閉弁２１３Ａまでの第１の加熱領域Ｌａ１に、第１の加熱手段２１６Ａである例えばヒータが巻装されている。第１の加熱手段２１６Ａは、ガス供給ラインＬ２内の排ガス２１１のガス温度（Ｔ１）と同等の温度に第１の加熱領域Ｌａ１の内部を加熱し、第１のガス導入ライン２１４Ａに導入した排ガス２１１ａのガス温度をガス供給ラインＬ２内のガス温度（Ｔ１：図示例１５１℃）と同等の温度（Ｔ２：図示例１５１℃）に保持するようにしている。
【００７４】
これにより、第１の加熱領域Ｌａ１内の第１のガス導入ライン２１４Ａは、煙道内と同一条件となるようにしている。この同一条件とすることで、導入される排ガス２１１ａ内にはガス状のＳＯ３とミスト状のＳＯ３とダストとの三者が、ガス供給ラインＬ２内と同等の割合で存在することとなる。
【００７５】
図７は、第１のフィルタ手段のフィルタ通過の概念図である。第１のガス導入ライン２１４Ａに介装される第１のフィルタ手段２１５Ａは、図７に示すように、導入した排ガス２１１ａ中のダスト２３１のみを捕捉すると共に、ガス状のＳＯ３２３２及びミスト状のＳＯ３２３３を選択的に通過させるものである。この結果、第１のフィルタ手段２１５Ａを通過した排ガス２１１ｂ中には、ダスト２３１が除去されたガス状のＳＯ３２３２及びミスト状のＳＯ３２３３が存在することとなる。
【００７６】
ここで、第１の開閉弁２１３ＡからＳＯ３測定器２２０の入口までの第２の加熱領域Ｌａ２は、第２の加熱手段２１６Ｂにより、ＳＯ３が第１のガス導入ライン２１４Ａ内部でガス状の状態を保持する温度（例えば２００℃以上、Ｔ３：図示例２２０℃）に加熱され、保持されている。よって、第１の開閉弁２１３Ａを通過したダスト２３１が除去された排ガス２１１ｂは、この第２の加熱領域Ｌａ２を通過する際、排ガス２１１ｂ中のミスト状のＳＯ３２３３がガス状のＳＯ３２３２に変換されることとなり、排ガス２１１ｂは、全てガス状のＳＯ３となる。
【００７７】
このガス状のＳＯ３をＳＯ３測定器２２０で計測することで、ガス供給ラインＬ２内の排ガス２１１中のガス状及びミスト状のＳＯ３の総量を計測することができる。
【００７８】
すなわち、ガス供給ラインＬ２内では、ガス状ＳＯ３とミスト状ＳＯ３とが混在しているが、それを第１のガス導入ライン２１４Ａにより導入する際、排ガス２１１の温度と同じ温度でヒータトレース制御して導き、第１のフィルタ手段２１５Ａにて、ダスト２３１のみを捕捉し、ミスト状のＳＯ３２２３とガス状のＳＯ３２３２のみを選択的に通過させている。更にこの第１のフィルタ手段２１５Ａの通過後に、第２の加熱領域Ｌａ２において、ＳＯ３が第１のガス導入ライン２１４Ａ内部でガス状の状態を保持するように、「酸露点＋数十℃」以上に加熱して、ＳＯ３ミストをガス化して、全てガス状のＳＯ３とし、これをＳＯ３測定器２２０に導き、結果として本来から存在するガス状のＳＯ３２３２とミスト状のＳＯ３２３３からガス化されたガス状ＳＯ３との総和を、ＳＯ３濃度として検出するようにしている。
【００７９】
ここで、第２の加熱領域Ｌａ２は、ＳＯ３が第１のガス導入ライン２１４Ａ内部でガス状の状態を保持する温度とすればよく、例えば酸露点＋数十℃以上としているが、酸露点は、排ガス２１１中のＳＯ３濃度と水分量とにより変動するので、本発明では、２００℃以上とするのが好ましい（本実施例では一例として、Ｔ３：図示例２２０℃としている。）。
【００８０】
これにより、第１のフィルタ手段２１５Ａの通過後の排ガス２１１ｂ中に存在するミスト状のＳＯ３は全て、ガス状のＳＯ３へガス化されることとなる。
【００８１】
この結果、従来では計測できなかったミスト状のＳＯ３分の濃度もＳＯ３濃度として計測できることとなる。
【００８２】
ここで、導入した排ガス２１１ａ中のダストを捕捉すると共に、ガス状のＳＯ３及びミスト状のＳＯ３を選択的に通過する第１のフィルタ手段２１５Ａについて説明する。第１のフィルタ手段２１５Ａは、ダスト２３１のみを捕捉し、ミスト状のＳＯ３とガス状のＳＯ３のみを選択的に通過させられるものであればいずれを用いても良い。
【００８３】
例えば、ダスト２３１の粒径と同等の目開きのセラミック性ろ紙や慣性フィルタや、ＳＯ２及びＳＯ３と反応しない金属のメッシュフィルタや、金属多孔体によるフィルタや、同様の目開きの逆洗可能なセラミックフィルタを用いたフィルタ等を例示することができる。
【００８４】
また、静電フィルタ（電気極性が固定式のもの）、電場フィルタ（任意に電気極性を変えて除塵・除媒が可能なもの）等を用いるようにしても良い。
【００８５】
但し、これらフィルタ手段は時々新品に交換するか、閉塞が著しい条件下ならばメンテナンス操作としてフィルタ手段に貯留したダスト分を除媒したり、高温加熱し、貯留ＳＯ３あるいは例えば油焚き火力発電プラントにおける燃焼排ガス中の未燃カーボンを主体とするダストをガス化して飛ばすような操作を行うようにすると良い。
【００８６】
次に、図８から図１０を用いて、ＳＯ３計測装置の他の例について説明する。図８は、ＳＯ３計測装置の一例を示す概略図である。図９は、第２のフィルタ手段のフィルタ通過の概念図である。図１０は、煙道内のサンプリングの様子を示す説明図である。
【００８７】
図８に示すように、ＳＯ３計測装置６４Ｂは、上述した排ガス中のＳＯ３計測装置６４Ａにおいて、さらにＳＯ３を含有する排ガス２１１を、ガス供給ラインＬ２から導入する第２の開閉弁２１３Ｂを備えた第２のガス導入ライン２１４Ｂと、第２のガス導入ライン２１４Ｂに接続され、排ガス２１１中のガス状のＳＯ３を計測するＳＯ３測定器２２０と、第２のガス導入ライン２１４Ｂに介装され、導入した排ガス２１１ａ中のミスト状のＳＯ３とダストとの両方を捕捉すると共に、ガス状のＳＯ３を選択的に通過する第２のフィルタ手段２１５Ｂと、第２のフィルタ手段２１５Ｂ以降の第２のガス導入ライン２１４ＢのＳＯ３測定器２２０までの第３の加熱領域Ｌａ３を加熱し、第２のフィルタ手段２１５Ｂ通過後の排ガス２１１ｃのガス温度を高温（ＳＯ３がガス状態を保持する２００℃以上（ＳＯ３の酸露点の温度＋数十℃）、Ｔ4：２２０℃）に保持する第３の加熱手段２１６Ｃと、を具備してなり、第２のフィルタ手段２１５Ｂを通過後の排ガス２１１ｃ中のガス状のＳＯ３の濃度を、ＳＯ３測定器２２０で計測すると共に、第１のフィルタ手段２１５Ａを通過後の排ガス２１１ｂ中のミスト状のＳＯ３を加熱によりガス状のＳＯ３とし、排ガス中に含まれるガス状のＳＯ３の総濃度を、ＳＯ３測定器２２０で計測し、第１のフィルタ手段２１５Ａを通過したガス状のＳＯ３の総ＳＯ３濃度（Ｘ）と、第２のフィルタ手段２１５Ｂを通過したガス状のＳＯ３のみの濃度（Ｙ）との差分（Ｚ）を、ミスト状ＳＯ３濃度として求めるものである。
【００８８】
このように、サンプリングラインを２本用意することで、排ガス２１１中のガス状のＳＯ３濃度と、ミスト状のＳＯ３及びガス状のＳＯ３濃度を個別に測定し、その差分からミスト状のＳＯ３濃度を演算して、制御装置２８から表示手段等に表示出来るようにしている。
【００８９】
即ちＳＯ３サンプリングラインは、第１のガス導入ライン２１４Ａと第２のガス導入ライン２１４Ｂとの２本の構成から成り、計測時はそれぞれ開閉弁２１３Ａ、２１３Ｂで切替えるようにしている。若しくはＳＯ３濃度計を複数台準備してそれぞれにラインを繋げて並行計測するようにしても良い。
【００９０】
下記に開閉弁２１３Ａ、２１３Ｂを切替えて任意相の濃度測定を行った場合の事例を示す。先ず、ガス状のＳＯ３を測定する場合、第２のガス導入ライン２１４Ｂを２００℃以上（ＳＯ３酸露点＋数十℃）に加温し、ダストや気中ミスト状のＳＯ３を捕捉できる細孔径の小さい第２のフィルタ手段２１５Ｂで、ガス状ＳＯ３のみを通過させ、ＳＯ３ガス濃度を測定するＳＯ３測定器２２０に導き、このときのＳＯ３濃度を測定する。
【００９１】
次に、ガス状及びミスト状のトータルＳＯ３を測定する場合、図８の第１のガス導入ライン２１４Ａを排ガス温度（Ｔ１）と同じ温度でヒータトレース制御してこの第１のガス導入ライン２１４Ａに排ガス２１１ａを導き、ミスト状のＳＯ３を通過させられる第１のフィルタ手段２１５Ａにてダストのみを捕捉し、ミスト状のＳＯ３とガス状のＳＯ３のみを選択的に通過させる。更に、この通過後において、第２の加熱手段２１６Ｂにより、第１のガス導入ライン２１４Ａを酸露点＋数十℃以上（Ｔ３：２２０℃）に加熱し、排ガス２１１ｂ中の、ミスト状のＳＯ３をガス化して、ＳＯ３測定器２２０に導き、ガス状のＳＯ３濃度及びミスト状のＳＯ３濃度を合算したＳＯ３濃度として検出する。
【００９２】
図９は、第２のフィルタ手段のフィルタ通過の概念図である。第２のガス導入ライン２１４Ｂに介装される第２のフィルタ手段２１５Ｂは、図９に示すように、導入した排ガス２１１ａ中のダスト２３１とミスト状のＳＯ３２３３の両方を捕捉すると共に、ガス状のＳＯ３２３２のみを選択的に通過させるものである。
【００９３】
この結果、第２のフィルタ手段２１５Ｂを通過した排ガス２１１ｃ中には、ダスト２３１とミスト状のＳＯ３２３３が除去されたガス状のＳＯ３２３２が存在することとなる。なお、図１０は、煙道内のサンプリングの様子を示すものであり、２本のガス導入ライン２１４Ａ、２１４Ｂのサンプリング口が重ならないように、排ガス２１１の流れにオフセットされて配置されている。これにより、排ガス中に含まれるミスト状のＳＯ３濃度の把握ができることとなる。
【００９４】
次に、図１１及び図１２を用いて、他の実施形態に係る排ガス処理システムについて説明する。図１１は、他の実施形態に係る排ガス処理システムの概略構成図である。図１１に示す排ガス処理システム１０ａは、石灰石供給システム５０ａ以外は、図１に示す排ガス処理システム１０と同様の構造である。排ガス処理システム１０ａのうち排ガス処理システム１０と同様の構成については、説明を省略し、以下、排ガス処理システム１０ａに特有の点を説明する。
【００９５】
本実施形態に係る排ガス処理システム１０ａの石灰石供給システム５０ａは、熱回収器１４の上流側の煙道に石灰石を供給する排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０と、ＳＯ３計測装置（上流側ＳＯ３計測装置）６２と、ＳＯ３計測装置（下流側ＳＯ３計測装置）６４と、集塵機１５で捕集された粉塵を排出する粉塵排出ライン９０と、粉塵排出ライン９０から供給された粉塵を廃棄する灰と再利用するリサイクル石灰石とに分離する分配手段９２と、分配手段９２で分離されたリサイクル石灰石を熱回収器１４の上流に供給する循環ライン９４と、を有する。さらに石灰石供給システム５０ａは、脱硫装置１６の一部である石灰石スラリー供給装置２１と、排ガス処理システム１０ａの制御装置２８ａの一部機能も含む。
【００９６】
石灰石供給システム５０ａは、集塵機１５で捕集された粉塵を排出する粉塵排出ライン９０と、粉塵排出ライン９０から供給された粉塵を廃棄する灰と再利用するリサイクル石灰石とに分離する分配手段９２と、分配手段９２で分離されたリサイクル石灰石を熱回収器１４の上流に供給する循環ライン９４とを用いて、集塵機１５で捕集された石灰石を再度ガス供給ラインＬ１に供給する。これにより、石灰石を再利用することができる。ここで、分配手段９２は、サイクロン等の遠心分離器を用いることができる。また、分配手段９２は、廃棄すべき成分と再利用する石灰石を完全に分離する必要はなく、リサイクル石灰石に灰が含まれていてもよいし、硫黄酸化物が付着し脱硫機能が低下した石灰石を含んでもよい。
【００９７】
以下、図１２を用いて、制御の一例を説明する。図１２は、他の実施形態の排ガス処理システムの処理の一例を示すフローチャートである。図１２に示す処理は、制御装置２８がＳＯ３計測装置６２で検出した情報と予め記憶している条件、具体的には、図３に示す関係とに基づいて設定された条件、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０による石灰石の供給動作を制御することで実現することができる。制御装置２８は、図１２に示す処理を繰り返し実行する。
【００９８】
制御装置２８ａは、ＳＯ３計測装置（上流側ＳＯ３計測装置）６２で熱回収器１４の上流側のＳＯ３を検出する（ステップＳ４２）。制御装置２８ａは、検出結果に基づいて、排ガス中のＳＯ３の量を算出する。排ガス処理システム１０ａは、ＳＯ３計測装置（上流側ＳＯ３計測装置）６２でＳＯ３の量を検出してもよいし、ＳＯ３計測装置（上流側ＳＯ３計測装置）６２で検出した結果を制御装置２８ａで演算することでＳＯ３の量を検出してもよい。
【００９９】
制御装置２８ａは、熱回収器１４の上流側で検出したＳＯ３の量と、ＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比との関係に基づいて、熱回収器１４に流入させる石灰石（ＣａＣＯ３）の量を算出する（ステップＳ４４）。制御装置２８は、ＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比と、ＳＯ３除去率と、の関係と目標とするＳＯ３除去率とに基づいて決定されたＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比が記憶されている。制御装置２８は、決定されたＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比と、ＳＯ３の量と、に基づいて、検出したＳＯ３の量と供給する石灰石（ＣａＣＯ３）の量とが決定されたＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比となる値で石灰石（ＣａＣＯ３）の量を決定する。
【０１００】
制御装置２８ａは、石灰石の量を算出したら、熱回収器１４に流入させる石灰石の量と、循環ライン９４により供給され、循環する石灰石の量とに基づいて、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０から供給する石灰石の量を算出し（ステップＳ４６）、算出した量の石灰石を排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０で供給する（ステップＳ４８）。
【０１０１】
排ガス処理システム１０ａ及び石灰石供給システム５０ａのように熱回収器１４の下流側に集塵機１５を配置し、熱回収器１４の上流で供給された石灰石を集塵機１５で回収する場合でも、ＳＯ３とＣａＣＯ３とのモル比に基づいて供給する石灰石の量を制御することで、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。また、図１２に示すように、循環するリサイクル石灰石を加味することで、供給する石灰石の量を適切な量とすることができる。制御装置２８ａは、循環するリサイクル石灰石に含まれる石灰石の割合を加味して、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０から供給する石灰石の量を決定することが好ましい。リサイクル石灰石に含まれる石灰石の割合は、予め設定してもよいし、計測装置を設けて計測してもよい。
【０１０２】
次に、図１３及び図１４を用いて、他の実施形態に係る排ガス処理システムについて説明する。図１３は、他の実施形態に係る排ガス処理システムの概略構成図である。図１３に示す排ガス処理システム１０ａは、集塵機１５ａの位置、つまり、集塵機１５ａが熱回収器１４と排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０の設置位置の上流側にあることと、石灰石供給システム５０ｂ以外は、図１に示す排ガス処理システム１０と同様の構造である。排ガス処理システム１０ｂのうち排ガス処理システム１０と同様の構成については、説明を省略し、以下、排ガス処理システム１０ｂに特有の点を説明する。
【０１０３】
図１３に示す排ガス処理システム１０ｂは、燃料Ｆを燃焼させるボイラ１１と、ボイラ１１からの排ガス１８中の窒素酸化物を除去、低減する脱硝装置１２と、脱硝後の排ガス１８の熱を回収し、排ガス１８の温度を低下させるエアヒータ１３と、エアヒータ１３で熱回収後の排ガス１８中の粉塵を集塵灰として除去する集塵機１５ａと、集塵機１５ａを通過した排ガス１８の温度を低下させる熱回収器１４と、熱回収器１４を通過した排ガス１８中に含まれる硫黄酸化物を吸収液である石灰石スラリー２０で除去、低減する脱硫装置１６と、脱硫装置１６で脱硫された排ガスを再加熱する再加熱器２６と、再加熱器２６で加熱された排ガスを排出する煙突２７と、各部の動作を制御する制御装置２８と、脱硫装置１６から排出される脱硫排水である吸収液３０から石膏３１を回収する脱水機３２と、石灰石供給システム５０ｂと、を有する。
【０１０４】
また、排ガス処理システム１０ｂは、ボイラ１１と脱硝装置１２とエアヒータ１３と集塵機１５ａとがガス供給ラインＬ１ａで接続され、集塵機１５ａと熱回収器１４とがガス供給ラインＬ２ａで接続され、熱回収器１４と脱硫装置１６とがガス供給ラインＬ３ａで接続されている。ガス供給ラインＬ１ａ、Ｌ２ａ、Ｌ３ａ等の排ガスが流れる流路が煙道となる。排ガスは、ボイラ１１から排出され、ガス供給ラインＬ１ａ、Ｌ２ａ、Ｌ３ａの順で通過する。脱硫装置１６を追加した排ガスは、再加熱器２６を通過した後、煙突２７排出される。石灰石供給装置６０ｂは、ガス供給ラインＬ２ａに接続され、ガス供給ラインＬ２ａに石灰石を供給する。
【０１０５】
このように、排ガス処理システム１０ｂは、集塵機１５ａが熱回収器１４ａの上流側に配置されており、熱回収器１４ａを通過する前の排ガスが集塵機１５ａに流入する。これにより、集塵機１５ａは、熱回収器１４ａを通過する排ガスに含まれる粉塵を集塵バイとして回収する。つまり、排ガス処理システム１０ｂは、熱回収器１４ａを通過した排ガスが集塵機１５ａを通過せずに脱硫装置１６に流入する。
【０１０６】
排ガス処理システム１０ｂの石灰石供給システム５０ｂは、熱回収器１４の上流側の煙道に石灰石を供給する排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０と、ＳＯ３計測装置（上流側ＳＯ３計測装置）６２と、ＳＯ３計測装置（下流側ＳＯ３計測装置）６４と、ＳＯ２計測装置（上流側ＳＯ２計測装置）６６と、ＣａＣＯ３計測装置６８と、ＳＯ２計測装置（下流側ＳＯ２計測装置）７０と、脱硫装置１６の一部である石灰石スラリー供給装置２１と、排ガス処理システム１０ｂの制御装置２８ｂと、を有する。排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０と、ＳＯ３計測装置（上流側ＳＯ３計測装置）６２と、ＳＯ３計測装置（下流側ＳＯ３計測装置）６４と、石灰石スラリー供給装置２１とは、石灰石供給システム５０の各部と同様である。排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０は、上述したように集塵機１５ａと熱回収器１４との間のガス供給ラインＬ２ａに石灰石を供給する。ＳＯ３計測装置（上流側ＳＯ３計測装置）６２は、集塵機１５ａと熱回収器１４との間のガス供給ラインＬ２ａを流れる排ガスのＳＯ３濃度を計測する。ＳＯ３計測装置（下流側ＳＯ３計測装置）６４は、熱回収器１４と脱硫装置１６との間のガス供給ラインＬ３ａを流れる排ガスのＳＯ３濃度を計測する。
【０１０７】
ＳＯ２計測装置（上流側ＳＯ２計測装置）６６は、脱硫装置１６よりも上流側のガス供給ラインＬ３ａを流れる排ガス１８のＳＯ２を計測する。ＳＯ２計測装置６６は、熱回収器１４と脱硫装置１６との間のガス供給ラインＬ３ａを流れる排ガス１８のＳＯ２を計測する。ＳＯ２計測装置６６は、排ガス１８中のＳＯ２の濃度を計測してもよいし、ＳＯ２の含有量を計測してもよい。また、ＳＯ２計測装置６６は、ＳＯ２の濃度を連続して計測する。ＳＯ２計測装置６６には、フーリエ変換型（ＦＴ−ＩＲ）やレーザー式の赤外分光光度計や紫外光を用いる計測器を用いることができる。ＳＯ２計測装置６６は、赤外分光光度計や紫外光を用いる計測器以外の計測機構を用いてもよい。
【０１０８】
ＣａＣＯ３計測装置６８は、吸収液循環ライン２５を流れる吸収液に含有される石灰石（ＣａＣＯ３）を計測する。ＣａＣＯ３計測装置６８としては、液中のＣａＣＯ３の濃度を計測する濃度計を用いることができる。ＣａＣＯ３計測装置６８は、ＣａＣＯ３を連続して計測する。ＣａＣＯ３計測装置６８は、ＣａＣＯ３の含有量を計測してもよい。
【０１０９】
ＳＯ２計測装置（下流側ＳＯ２計測装置）７０は、脱硫装置１６よりも下流側のガス供給ラインを流れる排ガス１８のＳＯ２を計測する。ＳＯ２計測装置７０は、脱硫装置１６と再加熱器２６との間のガス供給ラインを流れる排ガス１８のＳＯ２を計測する。ＳＯ２計測装置７０は、排ガス１８中のＳＯ２の濃度を計測してもよいし、ＳＯ２の含有量を計測してもよい。また、ＳＯ２計測装置７０は、ＳＯ２の濃度を連続して計測する。ＳＯ２計測装置７０には、フーリエ変換型（ＦＴ−ＩＲ）やレーザー式の赤外分光光度計や紫外光を用いる計測器を用いることができる。ＳＯ２計測装置７０は、赤外分光光度計や紫外光を用いる計測器以外の計測機構を用いてもよい。
【０１１０】
制御装置２８ｂは、ＳＯ３計測装置（上流側ＳＯ３計測装置）６２とＳＯ３計測装置（下流側ＳＯ３計測装置）６４とＳＯ２計測装置（上流側ＳＯ２計測装置）６６とＣａＣＯ３計測装置６８と、ＳＯ２計測装置（下流側ＳＯ２計測装置）７０との計測結果に基づいて、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０と石灰石スラリー供給装置２１とに供給する石灰石の量を制御する。なお、制御装置２８ｂは、全ての計測結果を用いてもよいし、一部の計測結果を用いてもよい。
【０１１１】
図１４は、他の実施形態の排ガス処理システムの処理の一例を示すフローチャートである。ここで、制御装置２８ｂは、図１４に示す処理を、図４、図５に示す処理と並行して実行する。つまり、制御装置２８ｂは、集塵蔵置１５ａが熱回収器１４の上流側に配置されている場合も、ＳＯ３計測装置（上流側ＳＯ３計測装置）６２の計測結果、または、ＳＯ３計測装置（上流側ＳＯ３計測装置）６２とＳＯ３計測装置（下流側ＳＯ３計測装置）６４との両方の計測結果に基づいて、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０から熱回収器１４の上流に供給する石灰石の供給量を制御する。
【０１１２】
制御装置２８ｂは、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０からの石灰石の供給量と計測したＳＯ３の量の情報を取得し（ステップＳ５２）、ＳＯ２計測装置（上流側ＳＯ２計測装置）６６とＳＯ２計測装置（下流側ＳＯ２計測装置）７０とを用いて脱硫装置１６の上流と下流のＳＯ２の計測結果を取得し、石灰石センサ（ＣａＣＯ３計測装置６８）の検出結果を取得する（ステップＳ５４）。
【０１１３】
制御装置２８ｂは、石灰石スラリー供給装置２１から供給する石灰石の量を算出する（ステップＳ５６）。具体的には、ステップＳ５２で取得した情報と、ステップＳ５４で取得した情報に基づいて、硫黄酸化物の量、供給されている石灰石の量を検出し、脱硫装置１６に供給する石灰石の量を算出する。制御装置２８ｂは、石灰石の量を算出したら、算出した量の石灰石を石灰石スラリー供給装置２１から脱硫装置１６に供給する（ステップＳ５８）。
【０１１４】
排ガス処理システム１０ｂは、ＳＯ３計測装置（上流側ＳＯ３計測装置）６２とＳＯ３計測装置（下流側ＳＯ３計測装置）６４との計測結果に基づいた熱回収器１４の上流側への石灰石の供給量の制御に加え、ＳＯ２計測装置（上流側ＳＯ２計測装置）６６とＣａＣＯ３計測装置６８とＳＯ２計測装置（下流側ＳＯ２計測装置）７０で計測を行い、その結果に基づいて石灰石スラリー供給装置２１から供給する石灰石の量を制御する。これにより、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０から煙道に供給され熱回収器１４を通過した石灰石の量と石灰石スラリー供給装置２１から供給する石灰石の量の両方を制御することができる。以上より、排ガス処理システム１０ｂは、脱硫装置１６に供給する石灰石の量を適切にすることができ、脱硫性能を高く維持しつつ、使用する石灰石の量を少なくし、石膏の純度も高くすることができる。例えば、石膏純度も所定以上（例えば９０％以上）とすることができる。
【０１１５】
排ガス処理システム１０ｂは、ＳＯ２計測装置（上流側ＳＯ２計測装置）６６とＣａＣＯ３計測装置６８と、ＳＯ２計測装置（下流側ＳＯ２計測装置）７０との全てを用いることが好ましいが、ＳＯ２計測装置（上流側ＳＯ２計測装置）６６とＣａＣＯ３計測装置６８と、ＳＯ２計測装置（下流側ＳＯ２計測装置）７０とのうち少なくとも１つを用いて、石灰石スラリー供給装置２１から供給する石灰石の量を制御することで、脱硫装置１６に供給する石灰石の量を適切にすることができ、脱硫性能を高く維持しつつ、使用する石灰石の量を少なくし、石膏の純度も高くすることができる。
【０１１６】
なお、本実施形態の排ガス処理システム１０、１０ａ、１０ｂは、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０が熱回収器１４の上流側に石灰石を供給したが、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０が石灰石を供給する位置がこれに限定されない。排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０は、排ガス１８の流れ方向において、脱硫装置１６よりも上流側でかつ熱交換器のいずれか１つよりも上流側の煙道に接続し、石灰石を供給すればよい。本実施形態の排ガス処理システム１０、１０ａ、１０ｂは、ガス供給ラインＬ１の脱硫装置１２とエアヒータ１３との間に排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０を接続し、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０によってエアヒータ１３の上流側から石灰石を供給するようにしてもよい。排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０は、脱硫装置１６よりも上流側でかつ熱交換器のいずれか１つよりも上流側の煙道に接続し、石灰石を供給することで、熱交換器の上流側から石灰石を供給することができ、熱交換器の伝熱管の腐食を好適に抑制することができる。
【０１１７】
また、排ガス処理システム１０ｂは、ガス供給ラインＬ２ａの排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０との接続部よりも上流側であるガス供給ラインＬ１ａに集塵機１５ａを設けたが必ずしも設けなくてもよい。また、排ガス処理システム１０ｂは、脱硝装置１２とエアヒータ１３との間に排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０が石灰石を供給する場合、集塵機１５を設けないことで、排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置６０から供給した石灰石が集塵機１５で捕集され、脱硫装置１６に供給される石灰石が低減することを抑制でき、熱回収器１４に石灰石を供給することができ、脱硫装置１６に供給する石灰石の量を好適に調整することができる。
【符号の説明】
【０１１８】
１０  排ガス処理システム
１１  ボイラ
１２  脱硝装置
１３  エアヒータ
１４  熱回収器
１５  集塵機
１６  脱硫装置
１８  排ガス
２０  石灰石スラリー
２１  石灰石スラリー供給装置（脱硫装置用石灰供給装置）
２２  塔底部
２３  ノズル
２４  塔頂部
２５  吸収液循環ライン
２５ａ  送液ポンプ
２６  再加熱器
２７  煙突
２８  制御装置
３０  吸収液
３１  石膏
３２  脱水機
３３  脱水濾液
５０  石灰石供給システム
６０  排ガス中ＳＯ３除去用石灰石供給装置（石灰供給装置）
６２  ＳＯ３計測装置（上流側ＳＯ３計測装置）
６４  ＳＯ３計測装置（下流側ＳＯ３計測装置）
１０１  運搬車
１０２  石灰石貯留手段
１０４  石灰石供給手段
１０６  石灰石搬送手段
１０７  石灰石供給手段
１１２  サイロ
１１４  バグフィルタ
１１６  エアレーション機構
１１６ａ  空気供給ライン
１１６ｂ  ブロワ
１１６ｃ、１４８ａ、１４８ｂ  フィルタ
１１８  石灰石フィーダ
１２０ａ、１２０ｂ  フィーダライン
１２２ａ、１２２ｂ  バルブ
１３０  供給ライン
１３２  供給口
１４０  石灰石供給ライン
１４１  ノズル
１４２ａ、１４２ｂ  分岐ライン
１４４ａ、１４４ｂ  混合部
１４６ａ、１４６ｂ  ブロワ
１７２  石灰石
Ｆ  燃料
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３  ガス供給ライン
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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