(57)【要約】【課題】水銀除去に関して排煙浄化システムを設計するときに、前記湿式スクラバーの水性アルカリ性スラリーにおける水銀の除去は制御が困難である。【解決手段】大気などの環境への水銀の放出および／または再放出を減らすために、燃料資源の燃焼によって生成される排煙から水銀量を除去するにあたり、前記排煙を湿式洗浄作業にかけて、該排煙に存在する硫黄酸化物の量を低下させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浄化された燃焼排煙中での水銀の放出または再放出のレベルを制御、低下または抑制するための方法であって、
燃焼排煙をWFGDシステムへと供給して、水性アルカリ性スラリーと直接的に接触させて該排煙から汚染物質を除去することで浄化された排煙を生成させることと、
溶解された水銀種濃度または水銀濃度を測定して、WFGDシステム中の測定濃度値を得て、予め決められた濃度値と比較することと、
WFGDシステムへと供給されるシクロデキストリン添加剤の量を調整して、前記測定濃度を増加または減少させて、生成された浄化された排煙中での水銀の放出および／または再放出のレベルを低下させることと、
を含む前記方法。
【請求項２】
前記溶解された水銀種濃度は、WFGDシステムの水性アルカリ性スラリー中で測定される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記溶解された水銀種濃度は、スプレー塔型のWFGDシステムの水性アルカリ性スラリー中で測定される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記水銀濃度は、WFGDシステムからの浄化された排煙中で測定される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記水銀濃度は、スプレー塔型のWFGDシステムからの浄化された排煙中で測定される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記シクロデキストリン添加剤は、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、α−シクロデキストリンの誘導体、β−シクロデキストリンの誘導体、γ−シクロデキストリンの誘導体、α−、β−もしくはγ−シクロデキストリンとエポキシドとの縮合によって製造されるシクロデキストリンの誘導体およびそれらの混合物からなる群から選択される１種以上の錯化剤である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
シクロデキストリン添加剤を水性アルカリ性スラリー中に分配する撹拌機を使用することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
浄化された燃焼排煙中での水銀の放出または再放出のレベルを低下させるためのシステムであって、
貫流する燃焼排煙と直接的に接触させるための水性アルカリ性スラリーを有するWFGDシステムと、
前記水性アルカリ性スラリーを前記燃焼排煙との直接的な接触後に回収するための回収槽であって回収された水性アルカリ性スラリー中の溶解された水銀種濃度を測定して溶解された水銀種の測定濃度を得るための前記槽内に配置された１つ以上の溶解された水銀種のセンサを有する回収槽と、
前記溶解された水銀種の測定濃度と予め決められた溶解された水銀種の濃度とを比較して、それを基礎としてデバイスを制御する制御デバイスと、
前記制御デバイスによって制御される、前記水性アルカリ性スラリーに供給されるシクロデキストリン添加剤の量を調整して、溶解された水銀種の濃度を増加または減少させて、生成された浄化された排煙中での水銀の放出および／または再放出のレベルを低下させるためのデバイスと、
を含む前記システム。
【請求項９】
前記WFGDシステムの出口に、貫流する浄化された排煙中の水銀濃度を測定して水銀の測定濃度を得るための１つ以上の水銀センサを更に含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
貫流する浄化される排煙中の水銀濃度を測定して水銀の測定濃度を得るためのWFGDシステムの出口にある１つ以上の水銀センサを更に含み、その際、前記制御デバイスは、前記水銀の測定濃度を予め決められた水銀濃度と比較して、それを基礎として前記水性アルカリ性スラリーに供給されるシクロデキストリン添加剤の量を調整して、前記溶解された水銀種の濃度を増加または減少させて、生成された浄化された排煙中での水銀の放出および／または再放出のレベルを低下させるように作動されるデバイスを制御するように作動される、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
シクロデキストリン添加剤を水性アルカリ性スラリー中に分配する撹拌機を更に含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
前記シクロデキストリン添加剤は、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、α−シクロデキストリンの誘導体、β−シクロデキストリンの誘導体、γ−シクロデキストリンの誘導体、α−、β−もしくはγ−シクロデキストリンとエポキシドとの縮合によって製造されるシクロデキストリンの誘導体およびそれらの混合物からなる群から選択される１種以上の錯化剤である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１３】
浄化された燃焼排煙中での水銀の放出または再放出のレベルを低下させるためのシステムであって、
貫流する燃焼排煙と直接的に接触させるための水性アルカリ性スラリーを有するWFGDシステムと、
前記水性アルカリ性スラリーを前記燃焼排煙との直接的な接触後に回収するための回収槽であって生成された浄化された排煙中の水銀濃度を測定して水銀の測定濃度を得るための前記槽内に配置された１つ以上の水銀センサを有する回収槽と、
前記水銀の測定濃度と予め決められた水銀濃度とを比較して、それを基礎としてデバイスを制御する制御デバイスと
前記制御デバイスによって制御される、前記水性アルカリ性スラリーに供給されるシクロデキストリン添加剤の量を調整して、前記水性アルカリ性スラリー中に溶解された水銀種の濃度を増加または減少させて、生成された浄化された排煙中での水銀の放出および／または再放出のレベルを低下させるためのデバイスと、
を含む前記システム。
【請求項１４】
溶解された水銀種の濃度を測定して溶解された水銀種の測定濃度を得るための水性アルカリ性スラリー中の１つ以上の溶解された水銀種のセンサを更に含み、その際、前記制御デバイスは、前記溶解された水銀種の測定濃度を予め決められた溶解された水銀種の濃度と比較して、それを基礎として前記水性アルカリ性スラリーに供給されるシクロデキストリン添加剤の量を調整して、溶解された水銀種の濃度を増加または減少させて、生成された浄化された排煙中での水銀の放出および／または再放出のレベルを低下させるように作動される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記シクロデキストリン添加剤は、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、α−シクロデキストリンの誘導体、β−シクロデキストリンの誘導体、γ−シクロデキストリンの誘導体、α−、β−もしくはγ−シクロデキストリンとエポキシドとの縮合によって製造されるシクロデキストリンの誘導体およびそれらの混合物からなる群から選択される１種以上の錯化剤である、請求項１３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願に開示される発明主題は、一般に、水銀または水銀化合物を含有する燃料資源の燃焼に伴って環境へと排出される水銀量を制御または抑制すること、より具体的には、湿式洗浄作業を経た燃焼排煙における水銀の放出および／または再放出を制御または抑制することに関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭などの燃料資源の燃焼は、大気などの環境へと放出される廃ガス（「排煙」と呼ばれる）を生成する。該燃料資源は、一般的に硫黄および硫黄化合物を含有し、それらは、燃焼プロセスにおいて硫黄酸化物などのガス種に変換され、そられは次いでそのままで生じた排煙中に存在する。燃料資源は、一般的にまた元素の水銀または水銀化合物を含有し、それらは、燃焼プロセスにおいてガス状の元素の水銀またはガス状のイオン性水銀種へと変換され、排煙中に存在する。
【０００３】
こういったことから、排煙は、環境汚染物質と見なされる、粒子、有毒物質および他の不純物を含有する。煤煙煙突（以下、「煙突」）を介した大気への放出の前に、前記排煙は、洗浄または浄化プロセスを経る。石炭の燃焼においては、この浄化プロセスの一態様は、通常は、脱硫システム、例えば湿式洗浄作業であり、それらは通常、湿式排煙脱硫（WFGD）システムとして知られている。
【０００４】
硫黄酸化物は、排煙からWFGDシステムを用いて、水性アルカリ性スラリーをWFGDシステムの洗浄塔に導入することによって除去される。前記水性アルカリ性スラリーは、一般に、汚染物質と相互作用することで、それらを排煙から取り除く、塩基性材料を含む。前記水性アルカリ性スラリー中で有用な塩基性材料の例は、石灰、石灰岩、マグネシウム、それらの組み合わせ物などを含む。
【０００５】
最近では、水銀の除去に注目が高まってきている。現在、排煙から水銀を除去するために様々な方法が存在する。これらの方法は、前記排煙放出制御システムの上流のボイラにおいて酸化剤を添加し、次いでスクラバーで水銀を除去することと、反応物を結合された水銀に添加し、前記排煙からその水銀を除去することと、石炭もしくは燃料の燃焼に際して放出される水銀量を最小化するために特別な石炭もしくは燃料を利用することと、を含む。
【０００６】
一般に知られる水銀除去法の多くは、湿式洗浄作業で使用される水性アルカリ性スラリーにより溶解および除去できる水銀塩の生成に効果的である。これらの方法の幾つかは、元素の水銀をイオン性水銀へと酸化させ、水銀塩を形成させることに導くために、臭素などのハロゲンもしくはハロゲン化合物を、石炭または前記湿式洗浄作業の上流の排煙へと添加することを含む。前記水銀塩は、次いで硫黄酸化物除去法に伴う水性アルカリ性スラリー中に溶解される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、水銀除去に関して排煙浄化システムを設計するときに、前記湿式スクラバーの水性アルカリ性スラリーにおける水銀の除去は、制御が困難であると判明している。望まれる放出保証レベルは、しばしば水銀０．３μｇ／Ｎｍ3という低さであり、それは、湿式スクラバーにおける非常に高い水銀除去効率に相当する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願開示の発明主題の一態様は、大気などの環境への水銀の放出および／または再放出を減らすために、燃料資源の燃焼によって生成される排煙から水銀量を除去する方法に関する。該方法は、前記排煙を湿式洗浄作業にかけて、該排煙に存在する硫黄酸化物の量を低下させることを含む。前記湿式洗浄作業は、排煙と水性アルカリ性スラリーとを接触させて前記排煙から硫黄酸化物を吸収させることと、前記排煙中に存在するガス状のイオン性水銀種の少なくとも一部を前記水性アルカリ性スラリー中に溶解させて、前記ガス状のイオン性水銀種を排煙から除去して浄化された排煙を生成させることと、前記浄化された排煙中に水銀が再放出されることを防ぐためにシクロデキストリン添加剤を前記水性アルカリ性スラリーに含めて、溶解された水銀種と錯形成させて化学的に安定な錯体を形成させることと、前記浄化された排煙を環境へと放出することと、を含む。この方法によって克服される問題は、前記水性アルカリ性スラリーにより酸化されると、水銀は、幾つかの条件下で元素の水銀に還元することがあるということである。元素の水銀は、高い蒸気圧を有するため、前記「浄化された」排煙中に再放出されうる。本方法は、溶解された水銀種と錯形成するシクロデキストリンを使用して、還元して元素の水銀を形成しない化学的に安定な錯体を形成させることによって水銀再放出を制御している。こういったことから、浄化された排煙中への元素の水銀の再放出は抑制される。本願に開示される主題となる発明は、例えば硫化水素ナトリウム、硫化ナトリウム、トリメルカプトトリアジン、ポリジチオカルバメート、ジエチルジチオカルバメートなどの硫黄含有化学物質を前記水性アルカリ性スラリーに添加することによって水銀再放出を抑制する公知法に対する改良である。かかる硫黄含有化学物質は、健康、臭気、取り扱いなどとそれらに関連した問題がある。
【０００９】
まとめると、本願では、浄化された燃焼排煙中での水銀の放出または再放出のレベルを制御、低下または抑制するための方法であって、燃焼排煙をWFGDシステムへと供給して、水性アルカリ性スラリーと直接的に接触させて該排煙から汚染物質を除去することで浄化された排煙を生成させることと、溶解された水銀種濃度、水銀濃度またはその両方を測定して、WFGDシステム中の濃度測定値を得て、予め決められた濃度値と比較することと、WFGDシステムへと供給されるシクロデキストリン添加剤の量を調整して、測定濃度を増加または減少させて、生成された浄化された排煙中での水銀の放出および／または再放出のレベルを低下させることと、を含む前記方法が提供される。前記方法によれば、溶解された水銀種濃度は、WFGDシステム、例えばスプレー塔型のWFGDシステムの水性アルカリ性スラリー中で測定される。前記水銀濃度は、WFGDシステム、例えばスプレー塔型のWFGDシステムからの浄化された排煙中で測定される。前記WFGDシステムに供給されるシクロデキストリン添加剤は、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、α−シクロデキストリンの誘導体、β−シクロデキストリンの誘導体、γ−シクロデキストリンの誘導体、α−、β−もしくはγ−シクロデキストリンとエポキシドとの縮合によって製造されるシクロデキストリンの誘導体およびそれらの混合物からなる群から選択される１種以上の錯化剤である。前記シクロデキストリン添加剤は、前記WFGDシステムの水性アルカリ性スラリーへと固体または溶液として供給される。撹拌機は、水性アルカリ性スラリー中にシクロデキストリン添加剤を分配するために使用されうる。
【００１０】
また、浄化された燃焼排煙中での水銀の放出または再放出のレベルを低下させるためのシステムであって、貫流する燃焼排煙と直接的に接触させるための水性アルカリ性スラリーを有するWFGDシステムと、前記水性アルカリ性スラリーを前記燃焼排煙との直接的な接触後に回収するための回収槽であって回収された水性アルカリ性スラリー中の溶解された水銀種濃度を測定して溶解された水銀種の測定濃度を得るための前記槽内に配置された１つ以上の溶解された水銀種のセンサを有する回収槽と、前記の溶解された水銀種の測定濃度と予め決められた溶解された水銀種の濃度とを比較して、それを基礎としてデバイスを制御する制御デバイスとを含むシステムも提供され、かつ前記制御デバイスによって制御されるデバイスは、前記水性アルカリ性スラリーに供給されるシクロデキストリン添加剤の量を調整して、溶解された水銀種の濃度を増加または減少させて、生成された浄化された排煙中での水銀の放出および／または再放出のレベルを低下させるように作動される。主題である前記システムは、更に、貫流する浄化される排煙中の水銀濃度を測定して水銀の測定濃度を得るためのWFGDシステムの出口にある１つ以上の水銀センサと、前記水銀の測定濃度を予め決められた水銀濃度と比較して、それを基礎として前記水性アルカリ性スラリーに供給されるシクロデキストリン添加剤の量を調整して、溶解された水銀種の濃度を増加または減少させて、生成された浄化された排煙中での水銀の放出および／または再放出のレベルを低下させるように作動されるデバイスを制御するように作動される制御デバイスと、を含んでよい。前記システムは、更に、水性アルカリ性スラリー中にシクロデキストリン添加剤を分配させるための撹拌機を含んでよく、その際、前記シクロデキストリン添加剤は、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、α−シクロデキストリンの誘導体、β−シクロデキストリンの誘導体、γ−シクロデキストリンの誘導体、α−、β−もしくはγ−シクロデキストリンとエポキシドとの縮合によって製造されるシクロデキストリンの誘導体およびそれらの混合物からなる群から選択される１種以上の錯化剤である。
【００１１】
また、浄化された燃焼排煙中での水銀の放出または再放出のレベルを低下させるためのシステムであって、貫流する燃焼排煙と直接的に接触させるための水性アルカリ性スラリーを有するWFGDシステムと、前記水性アルカリ性スラリーを前記燃焼排煙との直接的な接触後に回収するための回収槽であって浄化された排煙中の水銀濃度を測定して水銀の測定濃度を得るための前記槽内に配置された１つ以上の水銀センサを有する回収槽と、前記水銀の測定濃度と予め決められた水銀濃度とを比較して、それを基礎としてデバイスを制御する制御デバイスと、前記水性アルカリ性スラリーに供給されるシクロデキストリン添加剤の量を調整して、生成された浄化された排煙中での水銀の放出および／または再放出のレベルを低下させるために、その中に溶解された水銀種の濃度を増加または減少させるように作動される制御デバイスによって制御されるデバイスと、を含むシステムが提供される。主題である前記システムは、更に、溶解された水銀種の濃度を測定して溶解された水銀種の測定濃度を得るためのWFGDシステムの水性アルカリ性スラリー中の１つ以上の溶解された水銀種のセンサと、前記水銀種の測定濃度を予め決められた溶解された水銀種の濃度と比較して、それを基礎として前記水性アルカリ性スラリーに供給されるシクロデキストリン添加剤の量を調整して、水銀種の測定濃度を増加または減少させて、生成された浄化された排煙中での水銀の放出および／または再放出のレベルを低下させるように作動されるデバイスを制御するように作動される制御デバイスと、を含んでよい。前記システムは、更に、水性アルカリ性スラリー中にシクロデキストリン添加剤を分配させるための撹拌機を含んでよく、その際、前記シクロデキストリン添加剤は、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、α−シクロデキストリンの誘導体、β−シクロデキストリンの誘導体、γ−シクロデキストリンの誘導体、α−、β−もしくはγ−シクロデキストリンとエポキシドとの縮合によって製造されるシクロデキストリンの誘導体およびそれらの混合物からなる群から選択される１種以上の錯化剤である。
【００１２】
本願に開示される発明主題の説明の目的のために、図面は、本願で好ましい実施形態を示す。しかしながら、開示された発明主題は、図面に示される厳密な配置および手段に制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、WFGDシステムを使用して実施された、排煙に放出されるガス状の元素の水銀の量を低下させるためのシステムの概略図である。
【００１４】
本発明の詳細な説明
本発明者は、１種以上のシクロデキストリン、１種以上のシクロデキストリンの誘導体、例えばα−、β−もしくはγ−シクロデキストリンとエポキシド、例えばプロピレンオキシド、イソブチレンオキシド、エピクロロヒドリンもしくは１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテルなどとの縮合によって製造される誘導体といった、医薬品科学において知られるもの、またはそれらの混合物を、WFGDシステムの水性アルカリ性スラリー中の添加剤として使用することで、溶解された水銀種は、それらとの錯形成により制御でき、それにより浄化された排煙の水銀の放出および／または再放出が制御および低減されることを見出した。WFGDシステムにおいて酸性ガスの吸収のために石灰岩を使用し、かつ石膏スラリーを循環させることで、１種以上のシクロデキストリン、１種以上のシクロデキストリンの誘導体またはそれらの混合物を意味する本願で使用されるシクロデキストリン添加剤の使用は、建築乾燥壁での使用などの他の使用のために石膏副生物の品質を損なうことなく水銀の放出および／または再放出を制御する。こういったことは、硫化水素ナトリウム、硫化ナトリウム、トリメルカプトトリアジン、ポリジチオカルバメート、ジエチルジチオカルバメートなどの健康、臭気、取り扱いと類似の望ましくない問題点が懸念される化学的添加剤では決して当てはまらない。
【００１５】
溶解された水銀種をシクロデキストリン添加剤で錯形成させることによって浄化された排煙中での水銀の放出および／または再放出を低下させるための本方法およびシステムを以下に詳細に記載する。
【００１６】
ここで、図１に関して、主題であるシステム（１０）の一実施形態が図解されている。システム（１０）は、炭質燃料（１４）、例えば石炭の燃焼のためのボイラ（１２）を含むが、それらに制限されるものではない。炭質燃料（１４）の燃焼は、排煙「FG」を生成し、前記ガスは、酸性ガス、ガス状の重金属、粒状物などを含み、それらを以下にまとめて汚染物質と呼称する。排煙（FG）は、ボイラ（１２）の出口（２０）から流体接続されたダクト（１６）を通じて、流体接続されたWFGDシステム（１８）の入口（２２）へと流れる。任意に、当業者に公知の追加の機器システムは、ボイラ（１２）とWFGDシステム（１８）との間に配置されていてよいが、理解しやすいようにここでは記載されていない。
【００１７】
WFGDシステム（１８）内では、排煙（FG）は、排煙（FG）から汚染物質を除去するために水性アルカリ性スラリー（２４）と直接的に接触に至る。WFGDシステム（１８）は、ここでは理解しやすくするためにスプレー塔として記載されているが、当業者に公知の他のタイプのWFGDシステムも同様に適している。WFGDシステム（１８）内で、水性アルカリ性スラリー（２４）は、WFGDシステム（１８）中に、洗浄塔（３０）の上方部（２８）にある１つ以上のノズル（２６）を介して導入される。上述のように、水性アルカリ性スラリー（２４）は、排煙（FG）から硫黄酸化物などの汚染物質を除去する。この硫黄酸化物除去法には水銀塩の除去が伴う。かかる汚染物質の排煙（FG）からの除去は、浄化された排煙「CFG」を生成する。浄化された排煙（CFG）は、WFGDシステム（１８）から出口（３２）を通じて流出する。出口（３２）から、浄化された排煙（CFG）は、流体接続された煙突（図示せず）または他の放出制御装置（図示せず）へと流れうる。
【００１８】
水性アルカリ性スラリー（２４）は、ノズル（２６）へと流体接続された回収槽（３４）から１つ以上のポンプ（３６）と流体接続された配管（３６ａ）を介して輸送される。ノズル（２６）に輸送される水性アルカリ性スラリー（２４）の量は、洗浄塔（３０）中に存在する排煙（FG）の量、排煙（FG）中の汚染物質の量および／またはWFGDシステム（１８）の設計などの幾つかの要因に依存するが、それらに制限されるものではない。前記水性アルカリ性スラリー（２４）が排煙（FG）と直接的に接触し、そこから汚染物質を除去した後に、前記水性アルカリ性スラリー（２４）は、回収槽（３４）中に回収され、ポンプ（３６）によって配管（３６ａ）を介してノズル（２６）へと再循環される。
【００１９】
洗浄塔（３０）からの水銀の放出および／または再放出を減らすために、１つ以上の水銀センサ（３８）は、回収槽（３４）中の水性アルカリ性スラリー（２４）中に配置されていてよい。水銀センサ（３８）は、市販のセンサ、例えばMercury Instruments USA（米国コロラド州リトルトン）から入手できるMercury Process Analyzer PA-2である。水銀センサ（３８）は、回収槽（３４）中の水性アルカリ性スラリー（２４）に存在する溶解された水銀種の濃度の測定に使用されうる。水銀センサ（３８）は、溶解された水銀種の濃度を、連続的にか、または予め決められた間隔で測定しうる。例えば、溶解された水銀種の濃度測定のための予め決められた間隔は、前記水銀センサ（３８）と連係された制御デバイス（４０）によって自動的に、または利用者によって手動で決定されうる。もう一つの選択肢として、別の形態の水銀センサもオフライン分析のために使用できる。こういったことから、まずスラリーのサンプルが得られる。第二に、前記サンプルの溶解された水銀含量は、サンプルが採集されるところにある、または別個の機器に位置している分析デバイスを使用して測定される。かかる水銀分析デバイスは、市販されている。かかる水銀分析デバイスの一例は、Milestone, Inc.（米国コネチカット州シェルトン）から入手できるDMA-80である。
【００２０】
水銀センサ（３８）によって測定された溶解された水銀種の濃度測定値は、溶解された水銀種の測定濃度を示す信号（４２）として制御デバイス（４０）へと送られる。制御デバイス（４０）は、例えばコンピュータ、マイクロプロセッサ、特定用途の集積回路、回路、または様々な起源からの電気的信号を転送および受信できる、かかる信号（４２）によって示されるデータを少なくとも一時的に記憶する、およびかかる信号（４２）によって示されるデータに対して数学的および／または論理的な演算を行う、任意の他のデバイスを含んでよいが、それらに制限されない。制御デバイス（４０）は、モニタ、キーボードまたは他のユーザーインターフェースを含んでよく、またはそれらに接続されていてよく、かつ関連の記憶デバイス（４４）を含む。
【００２１】
制御デバイス（４０）は、溶解された水銀種の測定濃度を、記憶デバイス（４４）に記憶されていてよい、設定値として予め決められた１つ以上の溶解された水銀種の濃度値と比較する。その１つ以上の予め決められた溶解された水銀種の濃度の考えられる値は、単独の値または値の範囲を含みうることが検討される。予め決められた値は、ユーザー入力パラメータであってよい。例えば、前記の予め決められた溶解された水銀種の濃度値は、約０．０１十億分率（ｐｐｂ）ないし約２５００ｐｐｂであってよい。「予め決められた」とは、ただ、その値が、水銀センサ（３８）により測定された溶解された水銀種の実測濃度と比較する前に決定されることを意味する。
【００２２】
任意に、水銀測定デバイス（４８）は、前記主題となるシステムにおいて、水銀センサ（３８）に加えて、またはその代わりに、水銀の放出／再放出レベルの測定のために使用することができる。水銀測定デバイス（４８）は、洗浄塔（３０）から放出される元素の水銀の測定に適した任意のデバイスである。例として、連続排出量モニタ（CEM）、例えば冷蒸気還元気化原子吸光法（CVAAS）、冷蒸気還元気化原子蛍光法（CVAFS）、インサイチュー型紫外線差分光学吸収分光分析（UVDOAS）および原子発光分光分析（AES）が含まれるが、それらに制限されるものではない。水銀測定デバイス（４８）は、水銀濃度を、連続的にか、または予め決められた間隔で測定しうる。例えば、水銀濃度測定のための予め決められた間隔は、前記水銀測定デバイス（４８）と連係された制御デバイス（４０）によって自動的に、または利用者によって手動で決定されうる。こういったことから、制御デバイス（４０）は、水銀の測定濃度を、記憶デバイス（４４）に記憶されていてよい、設定値として予め決められた１つ以上の水銀濃度値と比較する。その１つ以上の予め決められた水銀濃度の考えられる値は、単独の値または値の範囲を含みうることが検討される。予め決められた値は、ユーザー入力パラメータであってよい。例えば、前記の予め決められた水銀濃度値は、１立方メートル当たり約０．１マイクログラムないし１立方メートル当たり約１００マイクログラムであってよい。「予め決められた」とは、ただ、その値が、水銀測定デバイス（４８）により測定された水銀の実測濃度と比較する前に決定されることを意味する。
【００２３】
溶解された水銀種の測定濃度および／または水銀の測定濃度と、予め決められた１つ以上の濃度値との比較により、制御デバイス（４０）は、自動化されたシクロデキストリン添加剤供給源（５２）に制御信号（５０）を提供する。シクロデキストリン添加剤供給源（５２）は、シクロデキストリン（５４）の量を調整し、前記添加剤は、流体接続された配管（５２ａ）を介して、流体接続された回収槽（３４）中に回収された水性アルカリ性スラリー（２４）中に、制御信号（５０）に応答して導入される。流体接続された回収槽（３４）に導入されるシクロデキストリン添加剤（５４）の量の調整は、回収槽（３４）中に存在する水性アルカリ性スラリー（２４）の溶解された水銀種の濃度、および／または浄化された排煙（CFG）において水銀の放出および／または再放出の制御のために測定された水銀濃度を基礎とする。
【００２４】
例えば、水銀の測定濃度と予め決められた水銀濃度値との比較により、水銀の測定濃度が、予め決められた水銀濃度値よりも大きいことが示されると、制御デバイス（４０）は、シクロデキストリン添加剤供給源（５２）へと制御信号（５０）を与えることにより、該シクロデキストリン添加剤供給源（５２）は、入力（５８）を通じて、回収槽（３４）中に導入されるシクロデキストリン添加剤（５４）の量を増加する。その反対に、比較により、水銀の測定濃度が、予め決められた水銀濃度値よりも低いことが示されると、制御デバイス（４０）は、シクロデキストリン添加剤供給源（５２）へと制御信号（５０）を与えることにより、該シクロデキストリン添加剤供給源（５２）は、入力（５８）を通じて、回収槽（３４）中に導入されるシクロデキストリン添加剤（５４）の量を減らす。こういったことから、出口（３２）での水銀の放出および／または再放出のレベルを制限する一方で、シクロデキストリン添加剤（５４）の消費を最小限にすることができる。制御デバイス（４０）は、公知の制御アルゴリズム、例えば比例、積分および／または微分の制御アルゴリズムを使用して、制御信号（５０）を、水銀の測定濃度と予め決められた水銀濃度値との比較に応答して調整することができる。水銀の放出および／または再放出のレベルを効果的に制限するためには、例えば、６：１のシクロデキストリン添加剤の水銀に対するモル比を使用してよい。
【００２５】
シクロデキストリン添加剤供給源（５２）は、様々な量のシクロデキストリン添加剤（５４）を回収槽（３４）中の水性アルカリ性スラリー（２４）に導入することができる任意の好適なタイプのものであってよい。更に、回収槽（３４）は、シクロデキストリン添加剤（５４）を水性アルカリ性スラリー（２４）中に分配するために撹拌機（５６）を含んでよい。
【００２６】
図１に図解されるシステム（１０）を使用するための一方法は、燃焼排煙（FG）をWFGDシステム（１０）へと供給して、排煙（FG）から汚染物質を除去するために水性アルカリ性スラリー（２４）と直接的に接触させることである。この方法は、WFGDシステム（１０）の水性アルカリ性スラリー（２４）における溶解された水銀種の濃度を、予め決められた溶解された水銀種の濃度値と比較するために測定することと、WFGDシステム（１０）の水性アルカリ性スラリー（２４）に供給されるシクロデキストリン添加剤（５４）の量を調整して、生成された浄化された排煙（CFG）中の水銀の放出および／または再放出の低下のための設定値を維持するために溶解された水銀種の濃度を増大または低下させることと、を含む。
【００２７】
図１で図解されるシステム（１０）を使用するためのもう一つの方法は、燃焼排煙（FG）をWFGDシステム（１０）に供給して、該排煙（FG）から汚染物質を除去するために水性アルカリ性スラリー（２４）と接触させることと、予め決められた水銀濃度値と比較するために、WFGDシステム（１０）の浄化された排煙（CFG）中の水銀濃度を測定することと、WFGDシステム（１０）の水性アルカリ性スラリー（２４）に供給されたシクロデキストリン添加剤（５４）の量を調整して、生成された浄化された排煙（CFG）における水銀の放出および／または再放出の低下のための設定値を維持するために溶解された水銀種の濃度を増大または低下させることと、である。
【００２８】
ここに記載される方法については、図１に図解されるシステム（１０）は、水性アルカリ性スラリー（２４）およびシクロデキストリン添加剤（５４）と直接的に接触させて、生成された浄化された排煙中での水銀の放出および／または再放出を制御、低下および／または抑制するために、燃焼排煙（FG）と一緒に、供給されるWFGDシステム（１０）の水性アルカリ性スラリー（２４）にシクロデキストリン添加剤（５４）を供給するための、自動化されたシクロデキストリン添加剤供給源（５２）を含む。
【００２９】
まとめると、本願では、浄化された燃焼排煙（FG）中の水銀の放出または再放出のレベルを制御、低下または抑制するための方法であって、燃焼排煙（FG）をWFGDシステム（１０）へと供給して、水性アルカリ性スラリー（２４）と直接的に接触させて該排煙（FG）から汚染物質を除去することで浄化された排煙（CFG）を生成させることと、溶解された水銀種濃度、水銀濃度またはその両方を測定して、WFGDシステム（１０）中の測定濃度値を得て、予め決められた濃度値と比較することと、WFGDシステム（１０）へと供給されるシクロデキストリン添加剤（５４）の量を調整して、測定濃度を増加または減少させて、生成された浄化された排煙（CFG）中の水銀の放出および／または再放出のレベルを低下させることと、を含む前記方法が提供される。前記方法によれば、溶解された水銀種濃度は、WFGDシステム（１０）、例えばスプレー塔型のWFGDシステムの水性アルカリ性スラリー（２４）中で測定される。前記水銀濃度は、WFGDシステム（１０）、例えばスプレー塔型のWFGDシステムからの浄化された排煙（CFG）中で測定される。前記WFGDシステム（１０）に供給されるシクロデキストリン添加剤（５４）は、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、α−シクロデキストリンの誘導体、β−シクロデキストリンの誘導体、γ−シクロデキストリンの誘導体、α−、β−もしくはγ−シクロデキストリンとエポキシドとの縮合によって製造されるシクロデキストリンの誘導体およびそれらの混合物からなる群から選択される１種以上の錯化剤である。前記シクロデキストリン添加剤（５４）は、前記WFGDシステム（１０）の水性アルカリ性スラリー（２４）へと固体または溶液として供給される。撹拌機（５６）は、水性アルカリ性スラリー（２４）中にシクロデキストリン添加剤（５４）を分配するために使用されうる。
【００３０】
浄化された燃焼排煙（CFG）中の水銀の放出または再放出のレベルを低下させるためのシステム（１０）であって、貫流する燃焼排煙（FG）と直接的に接触させるための水性アルカリ性スラリー（２４）を有するWFGDシステム（１０）と、前記水性アルカリ性スラリー（２４）を前記燃焼排煙（FG）との直接的な接触後に回収するための回収槽（３４）であって回収された水性アルカリ性スラリー（２４）中の溶解された水銀種濃度を測定して溶解された水銀種の測定濃度を得るための前記槽内に配置された１つ以上の溶解された水銀種のセンサ（３８）を有する回収槽と、前記の溶解された水銀種の測定濃度と予め決められた水銀種の濃度とを比較して、それを基礎としてデバイス（５２）を制御する制御デバイス（４０）とを含むシステムも提供され、かつ前記制御デバイス（４０）によって制御されるシクロデキストリン添加剤供給源であるデバイス（５２）は、前記水性アルカリ性スラリー（２４）に供給されるシクロデキストリン添加剤（５４）の量を調整して、溶解された水銀種の濃度を増加または減少させて、生成された浄化された排煙（CFG）中での水銀の放出および／または再放出のレベルを低下させるように作動される。主題である前記システム（１０）は、更に、貫流する浄化される排煙（CFG）中の水銀濃度を測定して水銀の測定濃度を得るためのWFGDシステム（１０）の出口（３２）にある１つ以上の水銀センサ（４８）と、前記水銀の測定濃度を予め決められた水銀濃度と比較して、それを基礎として前記水性アルカリ性スラリー（２４）に供給されるシクロデキストリン添加剤（５４）の量を調整して、溶解された水銀種の濃度を増加または減少させて、生成された浄化された排煙（CFG）中での水銀の放出および／または再放出のレベルを低下させるように作動されるシクロデキストリン添加剤供給源であるデバイス（５２）を制御するように作動される制御デバイス（４０）と、を含んでよい。前記システム（１０）は、更に、水性アルカリ性スラリー（２４）中にシクロデキストリン添加剤（５４）を分配させるための撹拌機（５６）を含んでよく、その際、前記シクロデキストリン添加剤（５４）は、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、α−シクロデキストリンの誘導体、β−シクロデキストリンの誘導体、γ−シクロデキストリンの誘導体、α−、β−もしくはγ−シクロデキストリンとエポキシドとの縮合によって製造されるシクロデキストリンの誘導体およびそれらの混合物からなる群から選択される１種以上の錯化剤である。
【００３１】
また、浄化された燃焼排煙（CFG）中の水銀の放出または再放出のレベルを低下させるためのシステム（１０）であって、貫流する燃焼排煙（FG）と直接的に接触させるための水性アルカリ性スラリー（２４）を有するWFGDシステム（１０）と、前記水性アルカリ性スラリー（２４）を前記燃焼排煙（FG）との直接的な接触後に回収するための回収槽（３４）であって浄化された排煙（CFG）中の水銀濃度を測定して水銀の測定濃度を得るための前記槽内に配置された１つ以上の水銀センサ（４８）を有する回収槽と、前記水銀の測定濃度と予め決められた水銀濃度とを比較して、それを基礎として制御デバイス（４０）と前記水性アルカリ性スラリー（２４）に供給されるシクロデキストリン添加剤（５４）の量を調整して、生成された浄化された排煙（CFG）中での水銀の放出および／または再放出のレベルを低下させるために、その中に溶解された水銀種の濃度を増加または減少させるように作動されるシクロデキストリン添加剤供給源であるデバイス（５２）を制御する制御デバイスと、を含むシステムが提供される。主題である前記システム（１０）は、更に、溶解された水銀種の濃度を測定して溶解された水銀種の測定濃度を得るためのWFGDシステム（１０）の水性アルカリ性スラリー（２４）中の１つ以上の溶解された水銀種のセンサ（３８）と、前記溶解された水銀種の測定濃度を予め決められた溶解された水銀種の濃度と比較して、それを基礎として前記水性アルカリ性スラリー（２４）に供給されるシクロデキストリン添加剤（５４）の量を調整して、溶解された水銀種の濃度を増加または減少させて、生成された浄化された排煙（CFG）中での水銀の放出および／または再放出のレベルを低下させるように作動されるシクロデキストリン添加剤供給源であるデバイス（５２）を制御するように作動される制御デバイス（４０）と、を含んでよい。前記システム（１０）は、更に、水性アルカリ性スラリー（２４）中にシクロデキストリン添加剤（５４）を分配させるための撹拌機（５６）を含んでよく、その際、前記シクロデキストリン添加剤（５４）は、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、α−シクロデキストリンの誘導体、β−シクロデキストリンの誘導体、γ−シクロデキストリンの誘導体、α−、β−もしくはγ−シクロデキストリンとエポキシドとの縮合によって製造されるシクロデキストリンの誘導体およびそれらの混合物からなる群から選択される１種以上の錯化剤である。
【００３２】
浄化された排煙中での水銀の放出および／または再放出を、湿式排煙脱硫（WFGD）システム内の溶解された水銀種濃度の制御を通じて低下させる方法が開示されている。溶解された水銀種濃度の制御を通じて水銀の放出および／または再放出を低下させる一つの方法は、WFGDシステム中で使用される水性アルカリ性スラリーの溶解された水銀種濃度および／またはWFGDシステムからの浄化された排煙の水銀濃度を測定し、前記濃度を予め決められた溶解された水銀種濃度値および／または予め決められた水銀濃度値と比較することである。その比較により溶解された水銀種の測定濃度または水銀の測定濃度がそのために予め決められた値を上回ることが示されると、該システムに供給されるシクロデキストリン添加剤の量は高められる。その比較により溶解された水銀種の測定濃度または水銀の測定濃度がそのために予め決められた値を下回ることが示されると、該システムに供給されるシクロデキストリン添加剤の量は減少される。
【００３３】
前記発明主題は、その例示的実施形態の観点で記載および概説されているが、当業者によれば、開示された方法およびシステムの趣旨および範囲から逸脱しなければ、そこには前記の様々な他の変更、省略および付加がなされてよいと解される。従って、他の実施形態も以下の特許請求の範囲の範囲内である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  システム、  １２  ボイラ、  １４  炭質燃料、  １６  ダクト、  １８  WFGDシステム、  ２０  出口、  ２２  入口、  ２４  水性アルカリ性スラリー、  ２６  ノズル、  ２８  上方部、  ３０  洗浄塔、  ３２  出口、  ３４  回収槽、  ３６  ポンプ、  ３６ａ  配管、  ３８  水銀センサ、  ４０  制御デバイス、  ４２  信号、  ４４  記憶デバイス、  ４８  水銀測定デバイス、  ５０  制御信号、  ５２  シクロデキストリン添加剤供給源、  ５２ａ  配管、  ５４  シクロデキストリン添加剤、  ５６  撹拌機、  ５８  入力、  FG  排煙、  CFG  浄化された排煙
【００３５】
［本発明の態様］
１．  浄化された燃焼排煙中での水銀の放出または再放出のレベルを制御、低下または抑制するための方法であって、
燃焼排煙をWFGDシステムへと供給して、水性アルカリ性スラリーと直接的に接触させて該排煙から汚染物質を除去することで浄化された排煙を生成させることと、
溶解された水銀種濃度または水銀濃度を測定して、WFGDシステム中の測定濃度値を得て、予め決められた濃度値と比較することと、
WFGDシステムへと供給されるシクロデキストリン添加剤の量を調整して、前記測定濃度を増加または減少させて、生成された浄化された排煙中での水銀の放出および／または再放出のレベルを低下させることと、
を含む前記方法。
２．  前記溶解された水銀種濃度は、WFGDシステムの水性アルカリ性スラリー中で測定される、１に記載の方法。
３．  前記溶解された水銀種濃度は、スプレー塔型のWFGDシステムの水性アルカリ性スラリー中で測定される、１に記載の方法。
４．  前記水銀濃度は、WFGDシステムからの浄化された排煙中で測定される、１に記載の方法。
５．  前記水銀濃度は、スプレー塔型のWFGDシステムからの浄化された排煙中で測定される、１に記載の方法。
６．  前記シクロデキストリン添加剤は、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、α−シクロデキストリンの誘導体、β−シクロデキストリンの誘導体、γ−シクロデキストリンの誘導体、α−、β−もしくはγ−シクロデキストリンとエポキシドとの縮合によって製造されるシクロデキストリンの誘導体およびそれらの混合物からなる群から選択される１種以上の錯化剤である、１に記載の方法。
７．  シクロデキストリン添加剤を水性アルカリ性スラリー中に分配する撹拌機を使用することを更に含む、１に記載の方法。
８．  浄化された燃焼排煙中での水銀の放出または再放出のレベルを低下させるためのシステムであって、
貫流する燃焼排煙と直接的に接触させるための水性アルカリ性スラリーを有するWFGDシステムと、
前記水性アルカリ性スラリーを前記燃焼排煙との直接的な接触後に回収するための回収槽であって回収された水性アルカリ性スラリー中の溶解された水銀種濃度を測定して溶解された水銀種の測定濃度を得るための前記槽内に配置された１つ以上の溶解された水銀種のセンサを有する回収槽と、
前記溶解された水銀種の測定濃度と予め決められた溶解された水銀種の濃度とを比較して、それを基礎としてデバイスを制御する制御デバイスと、
前記制御デバイスによって制御される、前記水性アルカリ性スラリーに供給されるシクロデキストリン添加剤の量を調整して、溶解された水銀種の濃度を増加または減少させて、生成された浄化された排煙中での水銀の放出および／または再放出のレベルを低下させるためのデバイスと、
を含む前記システム。
９．  前記WFGDシステムの出口に、貫流する浄化された排煙中の水銀濃度を測定して水銀の測定濃度を得るための１つ以上の水銀センサを更に含む、８に記載のシステム。
１０．  貫流する浄化される排煙中の水銀濃度を測定して水銀の測定濃度を得るためのWFGDシステムの出口にある１つ以上の水銀センサを更に含み、その際、前記制御デバイスは、前記水銀の測定濃度を予め決められた水銀濃度と比較して、それを基礎として前記水性アルカリ性スラリーに供給されるシクロデキストリン添加剤の量を調整して、前記溶解された水銀種の濃度を増加または減少させて、生成された浄化された排煙中での水銀の放出および／または再放出のレベルを低下させるように作動されるデバイスを制御するように作動される、８に記載のシステム。
１１．  シクロデキストリン添加剤を水性アルカリ性スラリー中に分配する撹拌機を更に含む、８に記載のシステム。
１２．  前記シクロデキストリン添加剤は、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、α−シクロデキストリンの誘導体、β−シクロデキストリンの誘導体、γ−シクロデキストリンの誘導体、α−、β−もしくはγ−シクロデキストリンとエポキシドとの縮合によって製造されるシクロデキストリンの誘導体およびそれらの混合物からなる群から選択される１種以上の錯化剤である、８に記載のシステム。
１３．  浄化された燃焼排煙中での水銀の放出または再放出のレベルを低下させるためのシステムであって、
貫流する燃焼排煙と直接的に接触させるための水性アルカリ性スラリーを有するWFGDシステムと、
前記水性アルカリ性スラリーを前記燃焼排煙との直接的な接触後に回収するための回収槽であって生成された浄化された排煙中の水銀濃度を測定して水銀の測定濃度を得るための前記槽内に配置された１つ以上の水銀センサを有する回収槽と、
前記水銀の測定濃度と予め決められた水銀濃度とを比較して、それを基礎としてデバイスを制御する制御デバイスと
前記制御デバイスによって制御される、前記水性アルカリ性スラリーに供給されるシクロデキストリン添加剤の量を調整して、前記水性アルカリ性スラリー中に溶解された水銀種の濃度を増加または減少させて、生成された浄化された排煙中での水銀の放出および／または再放出のレベルを低下させるためのデバイスと、
を含む前記システム。
１４．  溶解された水銀種の濃度を測定して溶解された水銀種の測定濃度を得るための水性アルカリ性スラリー中の１つ以上の溶解された水銀種のセンサを更に含み、その際、前記制御デバイスは、前記溶解された水銀種の測定濃度を予め決められた溶解された水銀種の濃度と比較して、それを基礎として前記水性アルカリ性スラリーに供給されるシクロデキストリン添加剤の量を調整して、溶解された水銀種の濃度を増加または減少させて、生成された浄化された排煙中での水銀の放出および／または再放出のレベルを低下させるように作動される、１３に記載のシステム。
１５．  前記シクロデキストリン添加剤は、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、α−シクロデキストリンの誘導体、β−シクロデキストリンの誘導体、γ−シクロデキストリンの誘導体、α−、β−もしくはγ−シクロデキストリンとエポキシドとの縮合によって製造されるシクロデキストリンの誘導体およびそれらの混合物からなる群から選択される１種以上の錯化剤である、１３に記載のシステム。
【図１】
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【外国語明細書】
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