JP2003344335A

JP2003344335A - 燃焼排ガスのｓｏ３濃度測定方法及び測定装置

Info

Publication number: JP2003344335A
Application number: JP2002152252A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Morimoto; 武彦森本; Kazuko Morimoto; 和子森本; Akira Morimoto; 亮森本
Original assignee: MINERAL SEIMITSU KAGAKU KK
Current assignee: MINERAL SEIMITSU KAGAKU KK
Priority date: 2002-05-27
Filing date: 2002-05-27
Publication date: 2003-12-03

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、安全かつ測定に多大なコストがか
からない、燃焼排ガスのＳＯ₃濃度を測定する方法及び
装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、ＳＯ₃を含む燃焼排ガスと水
とを一定時間接触させ第１測定対象溶液を得るステップ
と、前記接触後の燃焼排ガスと前記第１測定対象溶液と
を一定時間接触させ第２測定対象溶液を得るステップ
と、前記第１測定対象溶液と前記第２測定対象溶液の電
気伝導度を測定するステップと、前記第１測定対象溶液
の電気伝導度と前記第２測定対象溶液の電気伝導度との
差を求めるステップとを含む、焼排ガスのＳＯ₃濃度測
定方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼排ガスのＳＯ
₃濃度の測定方法及び測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】イオウを含む化石燃料をボイラや加熱炉
で燃焼させたときに発生する排ガスには硫黄酸化物が含
まれている。このような硫黄酸化物としてＳＯ₂やＳＯ₃
が挙げられる。一般的に、燃焼排ガス中に含まれるＳＯ
₃の量はＳＯ₂に比べて極めて少ない。例えば、ＳＯ₃の
含有量はＳＯ₂の約２〜５％であり、燃焼排ガスのＳＯ₃
の濃度としては数十ｐｐｍ前後である。イオウの少ない
化石燃料を燃焼させた場合にはＳＯ₃濃度は、１ｐｐｍ
以下の場合もある。このように、燃焼排ガス中に含まれ
るＳＯ₃量はとても少ないため、その濃度の測定は極め
て困難である。

【０００３】燃焼排ガス中のＳＯ₃はこのような低温障
害や燃焼効率の低下の原因となる。ここで、低温障害と
は、ボイラや加熱炉の低温部において生じる現象で、燃
焼排ガス中のＳＯ₃が露点に達してＨ₂ＳＯ₄となり、そ
のＨ₂ＳＯ₄が、ボイラや加熱炉の低温部の腐食と閉塞、
酸性降下煤塵等を招く現象をいう。

【０００４】また、ＳＯ₃は毒性が強く、実際その毒性
はＳＯ₂の千倍程度もあり、環境面でもＳＯ₃の存在は問
題である。また、ＳＯ₃は酸性雨や白煙のたなびきの長
煙化の原因となっている。

【０００５】さらに、煙突の周囲数ｋｍ圏内では、ＳＯ
₃が原因となって、未燃カーボンと硫酸が一緒になった
酸性降下煤塵（アシドスマット）やスノーヒュームが発
生している。

【０００６】このような状況から、燃焼排ガスのＳＯ₃
の濃度を測定する必要性は大きい。

【０００７】実際、燃焼排ガスのＳＯ₃濃度は専門家の
手作業による化学分析で測定されている。詳細には、次
のように測定されている。分析者が燃焼排ガスを採取
し、その燃焼排ガスを耐熱ガラス製のスパイラル管に通
し、そのスパイラル管の外面を温水で冷却してＳＯ₃を
Ｈ₂ＳＯ₄として凝縮させ、スパイラル管の内周に付着さ
せる。その後、純水をスパイラル管に通してＨ₂ＳＯ₄溶
液である測定対象溶液を得る。その測定対象溶液に混合
指示薬を滴下した後、水酸化ナトリウム水溶液又は硼酸
ナトリウム水溶液によって滴定することで、燃焼排ガス
のＳＯ₃濃度を測定する。

【０００８】しかしながら、このような手作業での測定
は、高温で亜硫酸ガスを含む排ガスに曝されるという劣
悪な環境下での作業である上に、高所での作業で危険が
伴い、更には測定機材の運搬が必要であるという欠点が
あった。このような欠点は、ＳＯ₃の測定コストを大き
く上昇させ、実際には１ヶ月〜数ヶ月に一度の頻度でし
か測定できなかった。また、手作業ではリアルタイムに
ＳＯ₃濃度を測定できなかったため、燃焼排ガス中のＳ
Ｏ₃を中和するために注入する中和剤の量がＳＯ₃に対し
て過小又は過大となってしまっていた。

【０００９】以上述べた通り、手作業での測定は極めて
困難であったため、燃焼排ガスのＳＯ₃濃度を自動的に
測定する方法も存在した。

【００１０】例えば、湿式の測定方法として、排ガス中
のＳＯ₃をイソプロピールアルコールに吸収させ、一定
量の酢酸バリウム水溶液を添加してＳＯ₃をＢａＳＯ₄と
して固形物にした後、発色剤を添加して、未反応酢酸バ
リウムの量を比色計にて測定する方法がある。しかし、
この方法は、排水中に劇毒物である酢酸バリウムやイソ
プロピールアルコールが排出されるため殆ど使用されて
いない。

【００１１】また、乾式の測定方法としてＳＯ₃露点計
を用いた測定方法がある。この方法では、排ガス中のＳ
Ｏ₃と水蒸気量に依存して、ＳＯ₃がＨ₂ＳＯ₄の液体に結
露する温度すなわち露点が定まることを利用している。
しかし、露点とＳＯ₃濃度の関係は対数の関係であり、
測定精度が低く、あまり使用されていない。例えば、露
点１℃の違いによりＳＯ₃濃度につき数ｐｐｍの範囲で
誤差が発生する。

【００１２】以上のような状況から、化石燃料の燃焼排
ガスのＳＯ₃濃度を精度良くかつ経済的に測定する方法
及び装置が切望されていた。更には、燃焼排ガスのＳＯ
₃濃度に応じた適量の中和剤を注入する燃焼排ガス処理
方法及び装置が望まれていた。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、例えば、安
全かつ測定に多大なコストがかからない、燃焼排ガスの
ＳＯ₃濃度を測定する方法及び装置を提供することを目
的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、ＳＯ₃を含む
燃焼排ガスと水とを一定時間接触させ第１測定対象溶液
を得るステップと、前記接触後の燃焼排ガスと前記第１
測定対象溶液とを一定時間接触させ第２測定対象溶液を
得るステップと、前記第１測定対象溶液と前記第２測定
対象溶液の電気伝導度を測定するステップと、前記第１
測定対象溶液の電気伝導度と前記第２測定対象溶液の電
気伝導度との差を求めるステップとを含む、焼排ガスの
ＳＯ₃濃度測定方法を提供する。

【００１５】本発明は、ＳＯ₃を含む燃焼排ガスと水と
を接触させて得られる測定対象溶液であって、前記燃焼
排ガスと前記水との接触時間が異なる複数の測定対象溶
液を得るステップと、前記複数の測定対象溶液の電気伝
導度を測定するステップと、前記複数の測定対象溶液の
電気伝導度の差を求めるステップとを含む、燃焼排ガス
のＳＯ₃濃度測定方法を提供する。

【００１６】前記ＳＯ₃濃度測定方法において、前記差
からＳＯ₃以外の気体の水への溶解による電気伝導度を
計算することが好ましい。

【００１７】本発明は、ＳＯ₃を含む燃焼排ガスと水と
を接触させて測定対象溶液を得るステップと、前記測定
対象溶液の電気伝導度を測定するステップと、前記電気
伝導度に基づいて、ＳＯ₃の溶解に依存する電気伝導度
を算出するステップを含む、燃焼排ガスのＳＯ₃濃度測
定方法を提供する。

【００１８】前記ＳＯ₃の溶解に依存する電気伝導度を
算出するステップにおいて、ＳＯ₃の溶解に依存する電
気伝導度が測定対象溶液の電気伝導度に所定の数値を掛
け合わせることによって算出されることが好ましい。

【００１９】また、前記ＳＯ₃濃度測定方法において、
前記前記測定対象溶液を得るステップにおける燃焼排ガ
スのＳＯ₃捕集率を測定するステップを含むことが好ま
しい。

【００２０】さらに、前記ＳＯ₃濃度測定方法におい
て、スパイラル管において、ＳＯ₃を含む燃焼排ガスと
水とを接触させて測定対象溶液を得ることが好ましい。

【００２１】また、前記ＳＯ₃濃度測定方法において、
標準添加法によって前記測定対象溶液のＨ₂ＳＯ₄濃度を
測定することによって、燃焼排ガスのＳＯ₃濃度を測定
することが好ましい。

【００２２】さらに、前記ＳＯ₃濃度測定方法におい
て、前記水が純水であることが好ましい。

【００２３】次に本発明は、ＳＯ₃を含む燃焼排ガスと
水とを一定時間接触させ第１測定対象溶液を得る手段
と、前記接触後の燃焼排ガスと前記第１測定対象溶液と
を一定時間接触させ第２測定対象溶液を得る手段と、前
記第１測定対象溶液と前記第２測定対象溶液の電気伝導
度を測定する手段と、前記第１測定対象溶液の電気伝導
度と前記第２測定対象溶液の電気伝導度との差を求める
手段とを含む、燃焼排ガスのＳＯ₃濃度測定装置を提供
する。

【００２４】本発明は、ＳＯ₃を含む燃焼排ガスと水と
を接触させて得られる測定対象溶液であって、前記燃焼
排ガスと前記水との接触時間が異なる複数の測定対象溶
液を得る手段と、前記複数の測定対象溶液の電気伝導度
を測定する手段と、前記複数の測定対象溶液の電気伝導
度の差を求める手段とを含む、燃焼排ガスのＳＯ₃濃度
測定装置を提供する。

【００２５】前記ＳＯ₃濃度測定装置において、前記差
からＳＯ₃以外の気体の水への溶解による電気伝導度を
計算することが好ましい。

【００２６】本発明は、ＳＯ₃を含む燃焼排ガスと水と
を接触させて測定対象溶液を得る手段と、前記測定対象
溶液の電気伝導度を測定する手段と、前記電気伝導度に
基づいて、ＳＯ₃の溶解に依存する電気伝導度を算出す
る手段を含むことが好ましい。

【００２７】また、前記ＳＯ₃濃度測定装置において、
ＳＯ₃の溶解に依存する電気伝導度を算出するステップ
において、ＳＯ₃の溶解に依存する電気伝導度が測定対
象溶液の電気伝導度に所定の数値を掛け合わせることに
よって算出されることが好ましい。

【００２８】さらに、前記ＳＯ₃濃度測定装置におい
て、前記測定対象溶液を得る手段における燃焼排ガスの
ＳＯ₃捕集率を測定する手段を含むことが好ましい。

【００２９】また、前記ＳＯ₃濃度測定装置において、
スパイラル管において、ＳＯ₃を含む燃焼排ガスと水と
を接触させて測定対象溶液を得ることが好ましい。

【００３０】さらに、前記ＳＯ₃濃度測定装置におい
て、標準添加法によって前記測定対象溶液のＨ₂ＳＯ₄濃
度を測定することによって、燃焼排ガスのＳＯ₃濃度を
測定することが好ましい。

【００３１】また、前記ＳＯ₃濃度測定装置において、
前記水が純水であることが好ましい。

【００３２】ここで、一定時間とは、ＳＯ₃は概ね溶解
しているが、ＣＯ₂、ＮＯｘ、ＳＯ₂等が一部溶解する程
度に必要な時間をいう。ここで、ＳＯ₃が概ね溶解して
いるとは、ＳＯ₃が５０％以上溶解していることであ
り、好ましくは９０％以上溶解している。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の燃焼排ガスのＳＯ
₃濃度の測定方法及び測定装置について詳細に説明す
る。

【００３４】本発明の発明にかかる測定方法及び測定装
置の対象は化石燃料の燃焼排ガスである。本発明で使用
する化石燃料としては、炭素を含む化石燃料を特に制限
なく挙げることができ、例えば、石油、原油、重油、ア
スファルト、オリマルション、オイルコークス、ター
ル、石炭等を挙げることができる。特に、硫黄分が比較
的に高い化石燃料について、本発明を好適に適用するこ
とができる。

【００３５】（第１の実施形態：直列式ＳＯ₃濃度測
定）

【００３６】本発明の第１の実施形態では、複数の冷却
ＳＯ₃回収器を直列に連結し、複数の測定対象溶液の電
気伝導度を測定する。本明細書では、この実施形態を
「直列式ＳＯ₃濃度測定」という。

【００３７】第１の実施の形態は次の通りである。すな
わち、ＳＯ₃を含む燃焼排ガスと水とを一定時間接触さ
せ第１測定対象溶液を得るステップと、前記接触後の燃
焼排ガスと前記第１測定対象溶液とを一定時間接触させ
第２測定対象溶液を得るステップと、前記第１測定対象
溶液と前記第２測定対象溶液の電気伝導度を測定するス
テップと、前記第１測定対象溶液の電気伝導度と前記第
２測定対象溶液の電気伝導度との差を求めるステップ
と、を含む、燃焼排ガスのＳＯ₃濃度測定である。

【００３８】（１）直列式ＳＯ₃濃度測定装置の構造

【００３９】本発明にかかる直列式ＳＯ₃濃度測定装置
の構造について、図１の直列式ＳＯ₃濃度測定装置の模
式図を用いて説明する。

【００４０】直列式ＳＯ₃濃度測定装置１０１は、燃焼
排ガスが通過する煙道２００と連結管２で連結されてい
る。煙道２００には、第１冷却ＳＯ₃回収器３に導かれ
る燃焼排ガスを直列式ＳＯ₃濃度測定装置１０１に導く
連結管２の入口となる燃焼排ガス採取口２ａが設けられ
ている。

【００４１】第１冷却ＳＯ₃回収器３はポンプ８を介し
て管で回収水槽７と連結されている。ポンプ８から第１
冷却ＳＯ₃回収器３に伸びた管は、第１冷却ＳＯ₃回収器
３に設けられた回収水注入口９に接続される。また、第
１冷却ＳＯ₃回収器３は第２冷却ＳＯ₃回収器４と連結し
ている。

【００４２】第２冷却ＳＯ₃回収器４は、排水槽１０、
流量計１１及び排ガス吸引ポンプ１２を介して、管を通
じて煙道２００と連結している。

【００４３】冷却ＳＯ₃回収器３，４には、燃焼排ガス
と水とが所定時間接触するようにＳＯ₃回収部３ａが設
けられている。ＳＯ₃回収部３ａは、例えばフィルタ
ー、スパイラル管等によって構成されている。スパイラ
ル管によって構成されたＳＯ₃回収部を示す模式図であ
る図２に基づいて、スパイラル管によって構成されたＳ
Ｏ ₃回収部の構造を説明する。

【００４４】ＳＯ₃回収部３ａには、燃焼排ガスと回収
水又は第１測定対象溶液とが混合したものが管を通じて
導入されるスパイラル管１４が設けられている。スパイ
ラル管の周囲には、スパイラル管を空冷するための冷却
用空気が接触できるように空冷部１５が設けられてい
る。

【００４５】また、回収水と燃焼排ガスとが所定時間接
触して得られた測定対象溶液の電気伝導度を測るため
に、冷却ＳＯ₃回収器３，４には電気伝導度電極５，６
が設置される。

【００４６】なお、本明細書において、「煙道」とは、
ボイラ等の燃焼装置における燃焼排ガスの流路を意味
し、煙突内部の流路をも含む。

【００４７】（２）直列式ＳＯ₃濃度測定装置における
燃焼排ガス中のＳＯ₃の回収

【００４８】次に、本発明に係る直列式ＳＯ₃濃度測定
装置１０１における燃焼排ガス中のＳＯ₃の回収につい
て説明する。

【００４９】煙道２００を通過する燃焼排ガスは、真空
ポンプ（不図示）等によって、排ガス採取口２ａから連
結管２を通じて第１冷却ＳＯ₃回収器３内に注入され
る。

【００５０】一方、回収水槽７に蓄えられた水（以下、
「回収水」という。）は、ＳＯ₃を回収するために、ポ
ンプ８によって回収水注入口９に導かれる。この回収水
は、第１冷却ＳＯ₃回収器３の上部に設けられた回収水
注入口９からこの第１冷却ＳＯ₃回収器３内に注入され
る。

【００５１】回収水としては、硬水、軟水、水道水等ど
のような水でも利用できる。しかし、純水以外の水を回
収水として使用すると、不純物の存在により、Ｈ₂ＳＯ₄
水溶液の電気伝導度の値とＨ₂ＳＯ₄濃度の関係が比例関
係とならない場合が生じ得る。そこで、上記欠点のな
い、純水を回収水として利用することが好ましい。

【００５２】第１冷却ＳＯ₃回収器３内に注入された回
収水と燃焼排ガスとは所定時間接触させられる。両者が
所定時間接触するように、第１冷却ＳＯ₃回収器３内に
はＳＯ₃回収部３ａが設けられている。ＳＯ₃回収部３ａ
はＳＯ₃を効率良く回収するために、冷却機能を有する
ことが好ましい。第１冷却ＳＯ₃回収器３において回収
水と燃焼排ガスとがこのようにして、所定時間接触して
得られたＨ₂ＳＯ₄を含む水溶液を第１測定対象溶液とい
うこととする。ここで、所定時間とは、燃焼排ガス中の
ＳＯ₃は概ね溶解しているが、ＣＯ₂、ＮＯｘ、ＳＯ₂等
は一部溶解する程度に必要な時間をいう。ここで、概ね
溶解とは、５０％以上溶解していることであり、好まし
くは９０％以上溶解している。

【００５３】次に、第１冷却ＳＯ₃回収器３で所定時間
互いに接触した第１測定対象溶液及び燃焼排ガスは、第
２冷却ＳＯ₃回収器４に導かれる。第１冷却ＳＯ₃回収器
３における接触と同様に、第２冷却ＳＯ₃回収器４のＳ
Ｏ₃回収部４ａにおいて、第１測定対象溶液と燃焼排ガ
スとは所定時間接触させられる。第２冷却ＳＯ₃回収器
内４のＳＯ₃回収部４ａも第１冷却ＳＯ₃回収器３のＳＯ
₃回収部３ａと同様に、冷却機能を有することが好まし
い。前記接触によって得られたＨ₂ＳＯ₄を含む水溶液を
第２測定対象溶液ということとする。また、電気伝導度
は温度に依存するため、上記第１測定対象溶液及び第２
測定対象溶液は一定の温度に保つことが好ましい。

【００５４】前記測定後に、２つの冷却ＳＯ₃回収器
３，４を通過した第２測定対象溶液は、排水槽１０に導
かれる。対象溶液の量が少ない場合には、煙道２００へ
戻すことも可能である。この場合には、排水槽は不要で
ある。また、前記燃焼排ガスは、流量計１１及び排ガス
吸引ポンプ１２を通過して煙道へ戻される。

【００５５】（３）測定対象溶液の電気伝導度の測定

【００５６】次に、燃焼排ガスのＳＯ₃濃度の測定につ
いて説明する。燃焼排ガスは主にＮ₂、Ｏ₂、ＣＯ₂、Ｎ
Ｏｘ、ＳＯ₂及びＳＯ₃から成る。これらの気体の中で、
水と接触して溶解したときに、電気伝導度に影響するの
は、主にＣＯ₂、ＮＯｘ、ＳＯ₂及びＳＯ₃である。

【００５７】ＳＯ₃ガスが水に溶解してＨ₂ＳＯ₄となる
溶解速度は、他の気体ＣＯ₂、ＮＯｘ、ＳＯ₂よりも極め
て速い。そこで、接触時間とＳＯ₃回収部３ａ，４ａで
の冷却温度を調整することによって、燃焼排ガス中のＳ
Ｏ₃は概ね溶解しているが、他の気体成分（ＣＯ₂，ＮＯ
ｘ，ＳＯ₂等）についてはその一部しか溶解していない
水溶液を調製することができる。ここで、概ね溶解と
は、例えば５０％以上、好ましくは９０％以上溶解して
いることをいう。また、他の気体成分（ＣＯ₂，ＮＯ
ｘ，ＳＯ₂等）は、酸性塩を生成するため、概ね一定速
度で水に溶解する。

【００５８】これらの特徴を利用して、第１冷却ＳＯ₃
回収器３で調製される第１測定対象溶液には、燃焼排ガ
ス中のＳＯ₃は概ね溶解しているが、残りの気体成分
（ＣＯ₂、ＮＯｘ、ＳＯ₂）については一部が溶解するよ
うにする。このように溶解させるため、第１冷却ＳＯ₃
回収器３において、所定温度の下、所定時間（ｔ₁秒
間）燃焼排ガスと回収水とが接触するようにする。上記
所定温度は９９℃以下、好ましくは４０℃〜５０℃であ
る。また、上記所定時間（ｔ₁秒間）は１０秒以下、好
ましくは１〜３秒である。

【００５９】また、第２冷却ＳＯ₃回収器４において得
られる第２測定対象溶液は、第１測定対象溶液と燃焼排
ガスとを、さらにｔ₂秒間接触させることによって調製
される。ここでは、第２測定対象溶液には、燃焼排ガス
中のＳＯ₃がすべて溶解しているが、残りの気体成分
（ＣＯ₂，ＮＯｘ，ＳＯ₂）については一部が溶解するよ
うにする。第２測定対象溶液は、燃焼排ガスと回収水と
が合計（ｔ₁＋ｔ₂）秒間接触したことになる。

【００６０】以上述べたとおり、ＳＯ₃は、第１測定対
象溶液及び第２測定対象溶液に概ね溶解している。一
方、残りの気体成分（ＣＯ₂、ＮＯｘ、ＳＯ₂）は、第１
測定対象溶液にはｔ₁秒間の接触によって、第２測定対
象溶液ｔ₁＋ｔ₂秒間の接触によって回収水に溶解してい
る。

【００６１】このようにして得られる２つの測定対象溶
液の電気伝導度を測定し、第１測定対象溶液の電気伝導
度を第１電気伝導度、第２測定対象溶液の電気伝導度を
第２電気伝導度ということとする。

【００６２】（４）測定対象溶液のＨ₂ＳＯ₄濃度測定

【００６３】第１測定対象溶液と第２測定対象溶液につ
いて、燃焼排ガスとの接触時間、ＳＯ₃及び残りの気体
成分（ＣＯ₂，ＮＯｘ，ＳＯ₂）の溶解状況は下表の通り
である。なお、回収水にＳＯ₃，ＣＯ₂，ＮＯｘ，ＳＯ₂
等はほとんど溶解していないため、０とみなすことがで
きる。

【表１】

【００６４】上述の通り、燃焼排ガスに含まれる気体の
中で、電気伝導度に影響を与えるのは、ＣＯ₂、ＮＯ
ｘ、ＳＯ₂、ＳＯ₃等である。これらの気体の中で、ＳＯ
₃の溶解速度は、その他の気体に比べて極めて速い。従
って、燃焼排ガスと回収水とをＳＯ₃回収部３ａ，４ａ
で所定温度の下、所定時間（ｔ₁秒間、ｔ₁＋ｔ₂秒間）
接触させるとＳＯ₃は概ね溶解するが、ＳＯ₃以外の電気
伝導度に影響を与え得る気体ＣＯ₂、ＮＯｘ、ＳＯ₂等
（以下「ＣＯ₂等」という。）は一部しか溶解しないこ
とになる。従って、２つの測定対象溶液の間では、ＳＯ
₃についてはＨ₂ＳＯ₄の濃度は、ほぼ等しい。

【００６５】上述の通り、ＣＯ₂等の回収水への溶解速
度は、ほぼ一定である。この特徴を利用して、次のよう
に単位時間あたりのＣＯ₂等による電気伝導度上昇速度
を求める。電気伝導度上昇速度＝（第２電気伝導度−第１電気伝導
度）／ｔ₂

【００６６】次に、ＳＯ₃が回収水に溶解して生成する
Ｈ₂ＳＯ₄による依存する電気伝導度の上昇（以下「Ｈ₂
ＳＯ₄電気伝導度」という。）を以下の式により算出す
る。Ｈ₂ＳＯ₄電気伝導度＝（第１電気伝導度−回収水の電気
伝導度）−電気伝導度上昇速度×ｔ₁

【００６７】次に、Ｈ₂ＳＯ₄電気伝導度の値とＨ₂ＳＯ₄
濃度とが比例関係にあることを利用し、第１対象溶液又
は第２対象溶液のＨ₂ＳＯ₄濃度を標準添加法によって求
める。具体的には、濃度の判明している標準添加水溶液
を測定対象溶液に添加し、添加後の電気伝導度を測定す
る。（５）燃焼排ガスのＳＯ₃濃度の測定

【００６８】このようにして、求められた測定対象溶液
Ｈ₂ＳＯ₄濃度に基づいて、測定対象溶液に溶解したＳＯ
₃の重量（ｍｇ）を求める。この値を溶解ＳＯ₃重量とす
る。また、前記測定対象溶液を調製するために煙道から
吸引した排ガス量を、吸引排ガス量（Ｌ）という。な
お、ＳＯ₃１ｍｇは０℃、１気圧で０．２８ｃｃであ
る。

【００６９】以上より、次の計算式によって、燃焼排ガ
スのＳＯ₃濃度（ｐｐｍ）を求める。燃焼排ガスのＳＯ₃濃度（ｐｐｍ）＝｛溶解ＳＯ₃重量×
０．２８×１００×１００００｝／｛吸引排ガス量×
（２７３／２７３＋測定点排ガス温度（℃））×（７６
０＋測定点排ガス圧力（ｍｍＨｇ）／７６０×１００
０）

【００７０】（第２の実施形態：並列式ＳＯ₃濃度測
定）

【００７１】本発明の第２の実施形態では、複数の冷却
ＳＯ₃回収器を並列に連結し、複数の測定対象溶液の電
気伝導度を測定する。本明細書では、この実施形態を
「並列式ＳＯ₃濃度測定」という。

【００７２】第２の実施形態は次の通りである。すなわ
ち、ＳＯ₃を含む燃焼排ガスと水とを接触させて得られ
る測定対象溶液であって、前記燃焼排ガスと前記水との
接触時間が異なる複数の測定対象溶液を得るステップ
と、前記複数の測定対象溶液の電気伝導度を測定するス
テップと、前記複数の測定対象溶液の電気伝導度の差を
求めるステップと、を含む、燃焼排ガスのＳＯ₃濃度測
定である。

【００７３】（１）並列式ＳＯ₃濃度測定装置の構造

【００７４】本発明にかかる並列式ＳＯ₃濃度測定装置
の構造について、図３の並列式ＳＯ₃濃度測定装置の模
式図を用いて説明する。

【００７５】並列式ＳＯ₃濃度測定装置１０２は、燃焼
排ガスが通過する煙道２００と連結管２で連結されてい
る。煙道２００には、第１冷却ＳＯ₃回収器３に導かれ
る燃焼排ガスを並列式ＳＯ₃濃度測定装置１０２に導く
燃焼排ガス採取口２ａが設けられている。

【００７６】第１冷却ＳＯ₃回収器３及び第２冷却ＳＯ₃
回収器４はポンプ８を介して回収水槽７と連結されてい
る。ポンプ８から第１冷却ＳＯ₃回収器３，４に伸びた
管は、冷却ＳＯ₃回収器３，４に設けられた回収水注入
口９に接続される。

【００７７】冷却ＳＯ₃回収器３，４は、管を通じて煙
道２００と連結している。冷却ＳＯ₃回収器３，４と煙
道２００との間には、排水槽１０、流量計１１及び排ガ
ス吸引ポンプ１２が設けられている。

【００７８】冷却ＳＯ₃回収器３，４には、燃焼排ガス
と水とが所定時間接触するようにＳＯ₃回収部３ａ，４
ａが設けられている。ＳＯ₃回収部３ａ，４ａの構造
は、上述の直列式ＳＯ₃濃度測定装置のＳＯ₃回収器のＳ
Ｏ₃回収部と同様である。また、回収水と燃焼排ガスと
が所定時間接触して得られた測定対象溶液の電気伝導度
を測るために、冷却ＳＯ₃回収器３には電気伝導度電極
５が設置される。

【００７９】（２）並列式ＳＯ₃濃度測定装置における
燃焼排ガス中のＳＯ₃の回収

【００８０】次に、本発明に係る並列式ＳＯ₃濃度測定
装置１０２における燃焼排ガス中のＳＯ₃の回収につい
て説明する。

【００８１】煙道２００を通過する燃焼排ガスは、真空
ポンプ（不図示）等によって、排ガス採取口２ａから連
結管２を通じて第１冷却ＳＯ₃回収器３内に注入され
る。

【００８２】一方、回収水槽７に蓄えられた回収水は、
ＳＯ₃を回収するためにポンプ８によって、第１冷却Ｓ
Ｏ₃冷却器３及び第２冷却ＳＯ₃冷却器４のそれぞれの回
収水注入口９に導かれる。この回収水は、冷却ＳＯ₃回
収器３，４の上部に設けられた回収水注入口９から、第
１冷却ＳＯ₃冷却器及び第２冷却ＳＯ₃冷却器４内に注入
される。

【００８３】第１冷却ＳＯ₃回収器３内に注入された回
収水と燃焼排ガスとは所定時間接触させられる。両者が
所定時間接触するように、第１冷却ＳＯ₃回収器３内に
はＳＯ₃回収部３ａが設けられている。ＳＯ₃回収部３ａ
はＳＯ₃を効率良く回収するために、冷却機能を有する
ことが好ましい。このようにして、第１冷却ＳＯ₃回収
器３において回収水と燃焼排ガスとが所定時間接触して
得られたＨ₂ＳＯ₄を含む水溶液を第１測定対象溶液とい
うこととする。

【００８４】第２冷却ＳＯ₃回収器４内でも第１冷却Ｓ
Ｏ₃回収器３と同様に、注入された回収水と燃焼排ガス
とが所定時間接触させられる。両者が所定時間接触する
ように、第２冷却ＳＯ₃回収器４内にはＳＯ₃回収部４ａ
が設けられている。第２冷却ＳＯ₃回収器内４のＳＯ₃回
収部４ａも第１冷却ＳＯ₃回収器３のＳＯ₃回収部３ａと
同様に、冷却機能を有することが好ましい。このように
して、所定時間接触して得られた水溶液を第２測定対象
溶液ということとする。ここで、第２冷却ＳＯ₃回収器
４での接触時間は、第１冷却ＳＯ₃回収器３での接触時
間に比べて長時間となるようにする。例えば、ＳＯ₃回
収部のフィルターの数を増やしたり、スパイラル管の全
長を長くしたりすることができる。また、電気伝導度は
温度に依存するため、上記第１測定対象溶液及び第２測
定対象溶液は一定の温度に保つことが好ましい。

【００８５】前記測定後に、冷却ＳＯ₃回収器３，４を
通過した測定対象溶液は、排水槽１０に導かれる。対象
溶液の量が少ない場合には、煙道２０へ戻すことも可能
である。この場合には、排水槽は不要である。また、前
記燃焼排ガスは、流量計１１及び排ガス吸引ポンプ１２
を通過して煙道へ戻される。

【００８６】（３）測定対象溶液の電気伝導度の測定

【００８７】上述の直列式ＳＯ₃濃度測定装置と同様
に、第１冷却ＳＯ₃回収器３で調製される第１測定対象
溶液には、燃焼排ガス中のＳＯ₃は概ね溶解している
が、残りの気体成分（ＣＯ₂，ＮＯｘ，ＳＯ₂）について
は一部が溶解するようにする。このように溶解させるた
め、所定時間（ｔ₁秒間）燃焼排ガスと回収水とが接触
するように、第１冷却ＳＯ₃回収器３にＳＯ₃回収部３ａ
を設置する。ＳＯ₃回収部３ａとしては、ガラスフィル
タ、スパイラル管等を用いることができる。ここで、所
定時間とは、ＳＯ₃は概ね溶解しているが、ＣＯ₂、ＮＯ
ｘ、ＳＯ₂等が一部溶解する程度に必要な時間をいう。
ここで、概ね溶解とは、５０％以上溶解していることで
あり、好ましくは９０％以上溶解している。

【００８８】また、第２冷却ＳＯ₃回収器４において得
られる第２測定対象溶液は、ｔ１秒間よりもｔ₂秒間長
く接触させる（合計ｔ₁+ｔ₂秒間）ことによって調製さ
れる。従って、第２測定対象溶液には、燃焼排ガス中の
ＳＯ₃がすべて溶解しているが、残りの気体成分（Ｃ
Ｏ₂，ＮＯｘ，ＳＯ₂）については一部が溶解するように
する。

【００８９】以上述べたとおり、ＳＯ₃は、第１測定対
象溶液、第２測定対象溶液共に概ね溶解している。一
方、残りの気体成分（ＣＯ₂，ＮＯｘ，ＳＯ₂）は、第１
測定対象溶液にはｔ１秒間の接触によって、第２測定対
象溶液ｔ₁＋ｔ₂秒間の接触によって回収水に溶解してい
る。

【００９０】このようにして得られる２つの測定対象溶
液の電気伝導度を測定し、第１測定対象溶液の電気伝導
度を第１電気伝導度、第２測定対象溶液の電気伝導度を
第２電気伝導度ということとする。

【００９１】回収水については、前述の直列式ＳＯ₃濃
度測定装置と同様である。

【００９２】（４）測定対象溶液のＨ₂ＳＯ₄濃度測定、
燃焼排ガスのＳＯ₃濃度の測定

【００９３】測定対象溶液の濃度測定、燃焼排ガスのＳ
Ｏ₃濃度の測定については、前述の直列式ＳＯ₃濃度測定
装置と同様である。

【００９４】（第３の実施形態：単式ＳＯ₃濃度測定装
置）

【００９５】本発明の第３の実施形態では、１個の冷却
ＳＯ₃回収器によって、複数の測定対象溶液の電気伝導
度を測定する。この実施形態を「単式ＳＯ₃濃度測定」
と言うこととする。

【００９６】第３の実施の形態は次の通りである。すな
わち、ＳＯ₃を含む燃焼排ガスと水とを接触させて測定
対象溶液を得るステップと前記測定対象溶液の電気伝導
度を測定するステップと、前記電気伝導度に基づいて、
ＳＯ₃の溶解に依存する電気伝導度を算出するステッ
プ、を含む、燃焼排ガスのＳＯ₃濃度測定である。

【００９７】（１）単式ＳＯ₃濃度測定装置の構造

【００９８】本発明にかかる単式ＳＯ₃濃度測定装置の
構造について、図４の単式ＳＯ₃濃度測定装置の模式図
を用いて簡単に説明する。

【００９９】単式ＳＯ₃濃度測定装置１０３は、燃焼排
ガスが通過する煙道２００と連結管２で連結されてい
る。煙道２００には、第１冷却ＳＯ₃回収器３に導かれ
る燃焼排ガスを単式ＳＯ₃濃度測定装置１０３に導く連
結管２の入口となる燃焼排ガス採取口２ａが設けられて
いる。

【０１００】第１冷却ＳＯ₃回収器３はポンプ８を介し
て管で回収水槽７と連結されている。ポンプ８から第１
冷却ＳＯ₃回収器３に伸びた管は、第１冷却ＳＯ₃回収器
３に設けられた回収水注入口９に接続される。

【０１０１】第１冷却ＳＯ₃回収器３の下部は、排水槽
１０、流量計１１及び排ガス吸引ポンプ１２を介して、
管を通じて煙道２００と連結している。

【０１０２】冷却ＳＯ₃回収器３には、燃焼排ガスと水
とが所定時間接触するようにＳＯ₃回収部３ａが設けら
れている。ＳＯ₃回収部３ａは、例えば、フィルター、
スパイラル管等によって構成されている。

【０１０３】次にＳＯ₃回収部３ａがスパイラル管を用
いている第１冷却ＳＯ₃回収器３について、図５の第１
冷却ＳＯ₃回収器３の模式図を用いて説明する。

【０１０４】第１冷却ＳＯ₃回収器３の上部にはＴ字部
１３が設けられている。Ｔ字部の一方から燃焼排ガス
が、もう一方から回収水が導かれる。高温の硫酸による
腐食の防止及び、高温の燃焼排ガスと回収水の接触に耐
え得ることが必要であるため、Ｔ字部１３は白金製であ
ることが好ましい。Ｔ字部１３で回収水と燃焼排ガスが
混合されスパイラル管１４へ導かれるようになってい
る。

【０１０５】スパイラル管１４内で、燃焼排ガス中のＳ
Ｏ₃が回収水に高度に溶解するよう、スパイラル管１４
は空冷部１５の中に設置される。空冷部では、その下部
から冷却用空気が導入され、上部に抜けるようになって
いる。

【０１０６】スパイラル管１４で調製された第１測定対
象溶液はスパイラル管の下部から取り出される。取り出
された第１測定対象溶液は電気伝導度測定部１８に導か
れる。電気伝導度測定部１８の周囲は恒温水によって一
定の温度に保たれるようになっている。具体的には、恒
温水入口１６から恒温水が測定部の周囲に流れ込み、恒
温水出口１７から恒温水が出て行くようになっている。

【０１０７】また、回収水と燃焼排ガスとが所定時間接
触して得られた測定対象溶液の電気伝導度を測るため
に、冷却ＳＯ₃回収器３には電気伝導度電極５が設置さ
れる。

【０１０８】（２）単式ＳＯ₃濃度測定装置における燃
焼排ガス中のＳＯ₃の回収

【０１０９】次に、本発明に係る単式ＳＯ₃濃度測定装
置１０３における燃焼排ガス中のＳＯ₃の回収について
説明する。

【０１１０】煙道２００を通過する燃焼排ガスは、真空
ポンプ（不図示）等によって、排ガス採取口２ａから連
結管２を通じて第１冷却ＳＯ₃回収器３内に注入され
る。

【０１１１】一方で、回収水槽７に蓄えられた回収水
は、ＳＯ₃を回収するためにポンプ８によって回収水注
入口９に導かれる。この回収水は、第１冷却ＳＯ₃回収
器３の上部に設けられた回収水注入口９から第１冷却Ｓ
Ｏ₃回収器３内に注入される。

【０１１２】第１冷却ＳＯ₃回収器３内に注入された回
収水と燃焼排ガスとは所定時間接触させられる。両者が
所定時間接触するように、第１冷却ＳＯ₃回収器３内に
はＳＯ₃回収部３ａが設けられている。このようにし
て、第１冷却ＳＯ₃回収器３において回収水と燃焼排ガ
スとが所定時間接触して得られた水溶液を第１測定対象
溶液ということとする。

【０１１３】前記測定後に、冷却ＳＯ₃回収器３を通過
した第１測定対象溶液は、排水槽１０に導かれる。対象
溶液の量が少ない場合には、煙道へ戻すことも可能であ
る。また、前記燃焼排ガスは、流量計１１及び排ガス吸
引ポンプ１２を通過して煙道へ戻される。

【０１１４】（３）測定対象溶液の電気伝導度の測定

【０１１５】所定時間（ｔ₁秒間）燃焼排ガスと回収水
とが接触するように、第１冷却ＳＯ₃回収器３にＳＯ₃回
収部３ａを設置する。ＳＯ₃回収部３ａとしては、ガラ
スフィルタ、スパイラル管等を用いることができる。

【０１１６】このようにして得られた第１測定対象溶液
の電気伝導度を測定し、第１測定対象溶液の電気伝導度
を第１電気伝導度ということとする。電気伝導度を測定
する箇所は恒温水等によって一定の温度に保たれるよう
にすることが好ましい。電気伝導度の温度影響を最小限
にするためである。

【０１１７】回収水については、前述の直列式ＳＯ₃濃
度測定装置と同様である。

【０１１８】（４）測定対象溶液のＨ₂ＳＯ₄濃度測定

【０１１９】第１測定対象溶液について、溶解すること
によって電気伝導度に影響を与えうるものとしてＳ
Ｏ₃、ＣＯ₂、ＮＯｘ、ＳＯ₂等が溶解している。これら
の中から、ＣＯ₂等が寄与する電気伝導度を差し引くこ
とによって、ＳＯ₃が溶解して生成するＨ₂ＳＯ₄のみ寄
与する電気伝導度を算出する。その算出した電気伝導度
に基づいて、第１測定対象溶液のＨ₂ＳＯ₄濃度を測定す
る。

【０１２０】例えば、前もって、第１冷却ＳＯ₃回収器
３でＣＯ₂等が回収水に溶解する割合を測定しておく。
その割合に応じた電気伝導度を除いた電気伝導度が、Ｈ
₂ＳＯ₄に依存するＨ₂ＳＯ₄電気伝導度である。この割合
は、燃焼排ガスのＳＯ₃及びＣＯ₂の濃度に依存する。

【０１２１】次に、Ｈ₂ＳＯ₄電気伝導度とＨ₂ＳＯ₄濃度
とが比例関係にあることを利用し、第１対象溶液のＨ₂
ＳＯ₄濃度を標準添加法によって求める。具体的には、
濃度の判明している標準添加水溶液を測定対象溶液に添
加し、添加後の電気伝導度を測定する。（５）燃焼排ガスのＳＯ₃濃度の測定

【０１２２】このようにして、求められた測定対象溶液
Ｈ₂ＳＯ₄濃度に基づいて、測定対象溶液に溶解したＳＯ
₃の重量（ｍｇ）を求める。この値を溶解ＳＯ₃重量とす
る。また、前記測定対象溶液を調製するために煙道から
吸引した排ガス量を、吸引排ガス量（Ｌ）という。な
お、ＳＯ₃１ｍｇは０℃、１気圧で０．２８ｃｃであ
る。

【０１２３】以上より、次の計算式によって、燃焼排ガ
スのＳＯ₃濃度を求める。燃焼排ガスのＳＯ₃濃度＝｛溶解ＳＯ₃重量×０．２８×
１００×１００００｝／｛吸引排ガス量×（２７３／２
７３＋測定点排ガス温度（℃））×（７６０＋測定点排
ガス圧力（ｍｍＨｇ）／７６０×１０００）

【０１２４】また、ＳＯ₃回収部３ａで燃焼排ガスのＳ
Ｏ₃をすべて捕集しない場合には、ＳＯ₃濃度が本来のＳ
Ｏ₃濃度に比べて低く算出されてしまう。

【０１２５】そこで、上記従来の手作業による測定方法
で燃焼排ガスのＳＯ₃濃度を測定し、またＳＯ₃回収部３
ａに前記燃焼排ガスを通過させて得られた測定対象溶液
のＨ₂ＳＯ₄濃度を測定する。これらの測定結果から、Ｓ
Ｏ₃回収部３ａにおけるＳＯ₃の捕集率を計算する。算出
された前記燃焼排ガスのＳＯ₃濃度をＳＯ₃補集率で割る
ことで、正確なＳＯ₃濃度を算出することもできる。こ
の捕集率は、ＳＯ₃回収部３ａの構造（スパイラル管を
用いた場合には、スパイラル管の全長、内径、段数、円
周等）、ＳＯ₃回収時の回収水と燃焼排ガスの温度、冷
却空気温度、スパイラル管内の流速等に依存する。

【０１２６】上記３つの実施態様を述べた。直列式ＳＯ
₃濃度測定（第１の実施態様）及び並列式ＳＯ₃濃度測定
（第２の実施態様）は単式ＳＯ₃濃度測定（第３の実施
態様）に比べて、比較的正確に濃度を測定することがで
きる。ただし、直列式ＳＯ₃濃度測定及び並列式ＳＯ₃濃
度測定は、単式ＳＯ₃濃度測定に比べて装置が複雑にな
るため、装置自体が比較的大きくなりその製造コストも
高くなりやすい。

【０１２７】以下、本発明を実施例に基づいてより具体
的に説明する。

【０１２８】

【実施例１】（直列式ＳＯ₃濃度測定）

【０１２９】本実施例では図１に示す直列式ＳＯ₃濃度
測定装置を利用して、燃焼排ガスのＳＯ₃濃度を測定し
た。使用したボイラの性能、燃料、排ガス温度は以下の
通りである。ボイラ形式：炉筒煙管式蒸発量：３ｔ／ｈ蒸気温度：飽和蒸気温度燃料：Ｃ重油（硫黄分２ｗｔ％）燃焼排ガス温度：２２０℃

【０１３０】前記ボイラで発生した燃焼排ガスを煙道２
０の燃焼排ガス採取口２ａから、ダイヤフラム式の真空
ポンプで吸引採取した。吸引速度は１Ｌ／ｍｉｎであっ
た。

【０１３１】回収水槽７からポンプ８で１８℃の純水を
吸引し、その純水を注入速度１００ｃｃ／ｍｉｎで回収
水注入口から第１冷却ＳＯ₃回収器３に注入した。

【０１３２】第１冷却ＳＯ₃回収器３と第２冷却ＳＯ₃回
収器４のＳＯ₃回収部は内径１０ｍｍ長さ６５０ｍｍ
の円筒形状であった。そのＳＯ₃回収部には、４Ｇのガ
ラスフィルタが２枚設置した。これらの冷却ＳＯ₃回収
器３，４では、燃焼排ガスと純水又は第１測定対象溶液
との接触時間は約５秒であった。

【０１３３】また、流量計１１としてはオレフィス流量
計を利用した。

【０１３４】このような状況の下、燃焼排ガスのＳＯ₃
濃度を１１分間測定した。測定結果は表２の通りであっ
た。

【０１３５】

【表２】

【０１３６】一方、測定の正確性を確かめるために、従
来の手作業による方法によって燃焼排ガスのＳＯ₃濃度
を同時に測定した。従来方法による測定は次の通り行っ
た。内径７ｍｍスパイラル冷却管流量計：１Ｌ用湿式回転流量計試薬：１／５０規定ＮａＯＨ試薬指示薬：ブロム・フェノール・ブルー吸引排ガス量：１００Ｌ吸引速度：１０Ｌ／ｍｉｎ測定時間：１０分

【０１３７】その結果、従来方法による測定でのＳＯ₃
濃度は１０．０ｐｐｍであった。このように、本発明の
直列式ＳＯ₃濃度測定装置での測定結果をみると、測定
開始から約６分間は結果が安定せず、実際の濃度と乖離
していた。しかし、それを過ぎるとほぼ、従来方法によ
る測定されたＳＯ₃濃度とほぼ同じ濃度を示すようにな
った。

【０１３８】このような結果から、本発明のＳＯ₃濃度
測定装置では測定開始直後は不安定であることがわか
る。本発明の濃度測定装置では、燃焼排ガスを間欠式に
導入し測定することも可能である。しかし、測定の正確
性の観点から、燃焼排ガスを常に前記装置に流し続けて
計測することが好ましい。

【０１３９】

【実施例２】（並列式ＳＯ₃濃度測定）

【０１４０】本実施例では、図３に示す並列式ＳＯ₃濃
度測定装置を利用して燃焼排ガスのＳＯ₃濃度を測定し
た。ボイラ、燃料、回収水、第１冷却回収器３及び第２
冷却回収器４は、上述の実施例１（直列式ＳＯ₃濃度測
定）と同じものを用いた。また排ガス温度、回収水の温
度及び従来方法による測定の条件等についても実施例１
と同様に設定した。

【０１４１】その結果、燃焼排ガスのＳＯ₃濃度は表３
の通りであった。

【０１４２】

【表３】また、従来方法の測定によるＳＯ₃濃度は１０．０ｐｐ
ｍであった。

【０１４３】

【実施例３】（単式ＳＯ₃濃度測定）

【０１４４】本実施例では、図５に示す第１冷却ＳＯ₃
回収器３を有する単式ＳＯ₃濃度装置１０３（図４）を
利用して、燃焼排ガスのＳＯ₃濃度を測定した。ボイ
ラ、燃料及び回収水は、上述の実施例１（直列式ＳＯ₃
濃度測定）と同じものを用いた。また排ガス温度、回収
水の温度及び従来方法による測定の条件等についても実
施例１と同様に設定した。

【０１４５】次に、ＳＯ₃回収器のＳＯ₃回収部３ａに用
いるスパイラル管１４について説明する。まず、スパイ
ラル管の性状は次の通りである。材質：白金（上部６５ｍｍ）ＳＵＳ３１６（下部）内径：２ｍｍ外径：３ｍｍ円周：７０ｍｍ全長：１５ｍ

【０１４６】このような状況の下、一定の温度の下、電
気伝導度測定部１８に設置された電気伝導度電極５によ
って第１測定対象溶液の電気伝導度が測定した。

【０１４７】また、本実施例において燃焼排ガスはダイ
ヤフラム式の真空ポンプで吸引採取した。燃焼排ガスの
吸引速度はスパイラル管の流速に応じて変化させること
ができる。

【０１４８】回収水注入口９から注入される回収水は純
水（電気伝導度１μＳ以下）であり、その温度は２１〜
２５℃であった。なお、流量計１１としてはオレフィス
流量計を利用した。

【０１４９】一方、本実施例における測定の前に、上記
単式ＳＯ₃濃度測定装置で得られる第１測定対象溶液の
電気伝導度のどのくらいの割合（以下「ＳＯ₃電気伝導
度影響率」という。）が、ＳＯ₃が溶解することによっ
て得られたＨ₂ＳＯ₄に依存しているのかを調べた。上記
ＳＯ₃回収器のＳＯ₃回収部３ａに、ＳＯ₃を含まないＳ
Ｏ₂，ＣＯ₂，ＮＯｘ等から成る合成排ガスを通過させて
得られた第１濃度測定対象溶液の電気伝導度を予め測定
する。このことによって、ＳＯ₃以外の気体に依存する
電気伝導度の上昇率が計算できる。なお、ＳＯ₃電気伝
導度影響率はＳＯ₂，ＣＯ₂，ＮＯｘ等の濃度に少なから
ず影響する場合がある。従って、測定する燃焼排ガスの
ＳＯ₂，ＣＯ₂，ＮＯｘ等の濃度に応じてＳＯ₃電気伝導
度影響率を決定することが好ましい。本実施例におい
て、ＳＯ₃回収部３ａにＳＯ₂，ＣＯ ₂，ＮＯｘから成る
合成排ガスを通過させて測定した結果、ＳＯ₃電気伝導
度影響率は約９５％であった。そこで、本実施例におい
て、測定対象溶液の電気伝導度の９５％の値がＨ₂ＳＯ₄
に依存するＨ₂ＳＯ₄電気伝導度とした。

【０１５０】このようにして得られたＨ₂ＳＯ₄電気伝導
度に基づいて、標準添加法によってＨ₂ＳＯ₄濃度を測定
し、燃焼排ガスのＳＯ₃濃度を算出した。スパイラル管
内の流速が毎秒５ｍ、１０ｍ、１５ｍについてそれぞれ
３回計測した。この際、上述の第３の実施形態で述べた
ようにＳＯ₃の捕集率も同時に測定した。その結果は、
表４の通りである。

【０１５１】

【表４】

【０１５２】このように捕集率がわかっている場合に
は、算出されたＳＯ₃濃度を捕集率で割ることで、燃焼
排ガスのＳＯ₃濃度を正確に求めることができる。

【０１５３】

【発明の効果】本発明の測定法法及び測定装置によれ
ば、化石燃料の燃焼排ガスのＳＯ₃濃度を精度良くかつ
経済的に測定することができる。また、本発明の排ガス
処理方法及び処理装置によれば燃焼排ガスのＳＯ₃濃度
に応じた適量の中和剤を注入する燃焼排ガス処理が可能
となる。

【０１５４】更に、本発明によって、燃焼排ガスのＳＯ
₃濃度を自動化して測定できるようになるため、作業員
が高温で亜硫酸ガスを含む排ガス中で作業をする必要が
なくなり、安全にかつ多大なコストをかけずに、燃焼排
ガスのＳＯ₃濃度を測定することができるようになる。

【０１５５】また、本発明によって、燃焼排ガスのＳＯ
₃濃度をリアルタイムに測定でき、その測定結果に基づ
き、燃焼排ガスのＳＯ₃を中和するのに適当な量の中和
剤を燃焼排ガス中に注入することが可能となる。具体的
には、燃焼排ガス中のＳＯ₃に対して過小の中和剤を注
入するとＳＯ₃を排ガス中に残留させてしまい、その結
果、ボイラや加熱炉中の低温障害、燃焼効率の低下、Ｓ
Ｏ₃の外部放出等が生じることを防止できるようにな
る。一方、燃焼排ガスのＳＯ₃に対して過大の中和剤を
注入すると中和剤の一部が未反応となるが、このような
無駄を排除することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】直列式ＳＯ３濃度測定装置の模式図

【図２】スパイラル管によって構成されたＳＯ₃回収
部の模式図

【図３】並列式ＳＯ３濃度測定装置の模式図

【図４】単式ＳＯ３濃度測定装置の模式図

【図５】第１冷却ＳＯ３回収器の模式図

【符号の説明】

１０１直列式ＳＯ₃濃度測定装置１０２並列式ＳＯ₃濃度測定装置１０３単式ＳＯ₃濃度測定装置２連結管２ａ燃焼排ガス採取口３第１冷却ＳＯ₃回収器３ａＳＯ₃回収部４第２冷却ＳＯ₃回収器４ａＳＯ₃回収部５電気伝導度電極６電気伝導度電極７回収水槽８ポンプ９回収水注入口１０排水槽１１流量計１２吸引ポンプ１３Ｔ字部１４スパイラル管１５空冷部１６恒温水入口１７恒温水戻口１８電気伝導度測定部２００煙道

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2G060 AA06 AB11 AC03 AE17 AE19 AF08 AG01 BB07 BC03 FA01 FB02 HC07 HC18 KA01 KA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＳＯ₃を含む燃焼排ガスと水とを一定時間
接触させ第１測定対象溶液を得るステップと、前記接触後の燃焼排ガスと前記第１測定対象溶液とを一
定時間接触させ第２測定対象溶液を得るステップと、前記第１測定対象溶液と前記第２測定対象溶液の電気伝
導度を測定するステップと、前記第１測定対象溶液の電気伝導度と前記第２測定対象
溶液の電気伝導度との差を求めるステップと、を含む、
燃焼排ガスのＳＯ₃濃度測定方法。
【請求項２】ＳＯ₃を含む燃焼排ガスと水とを接触させ
て得られる測定対象溶液であって、前記燃焼排ガスと前
記水との接触時間が異なる複数の測定対象溶液を得るス
テップと、前記複数の測定対象溶液の電気伝導度を測定するステッ
プと、前記複数の測定対象溶液の電気伝導度の差を求めるステ
ップと、を含む、燃焼排ガスのＳＯ₃濃度測定方法。
【請求項３】前記差からＳＯ₃以外の気体の水への溶解
による電気伝導度を計算する、請求項１〜２のいずれか
に記載のＳＯ₃濃度測定方法。
【請求項４】ＳＯ₃を含む燃焼排ガスと水とを接触させ
て測定対象溶液を得るステップと、前記測定対象溶液の電気伝導度を測定するステップと、前記電気伝導度に基づいて、ＳＯ₃の溶解に依存する電
気伝導度を算出するステップ、を含む、燃焼排ガスのＳ
Ｏ₃濃度測定方法。
【請求項５】ＳＯ₃の溶解に依存する電気伝導度を算出
するステップにおいて、ＳＯ₃の溶解に依存する電気伝
導度が測定対象溶液の電気伝導度に所定の数値を掛け合
わせることによって算出される、請求項４に記載の燃焼
排ガスのＳＯ₃濃度測定方法。
【請求項６】前記測定対象溶液を得るステップにおける
燃焼排ガスのＳＯ₃捕集率を測定するステップを含む、
請求項４または５に記載の燃焼排ガスのＳＯ₃濃度測定
方法。
【請求項７】スパイラル管において、ＳＯ₃を含む燃焼
排ガスと水とを接触させて測定対象溶液を得る、請求項
１〜６のいずれかに記載の燃焼排ガスのＳＯ₃濃度測定
方法。
【請求項８】標準添加法によって前記測定対象溶液のＨ
₂ＳＯ₄濃度を測定することによって、燃焼排ガスのＳＯ
₃濃度を測定する、請求項１〜７のいずれかに記載の燃
焼排ガスのＳＯ₃濃度測定方法。
【請求項９】前記水が純水である、請求項１〜８のいず
れかに記載のＳＯ₃濃度測定方法。
【請求項１０】ＳＯ₃を含む燃焼排ガスと水とを一定時
間接触させ第１測定対象溶液を得る手段と、前記接触後の燃焼排ガスと前記第１測定対象溶液とを一
定時間接触させ第２測定対象溶液を得る手段と、前記第１測定対象溶液と前記第２測定対象溶液の電気伝
導度を測定する手段と、前記第１測定対象溶液の電気伝導度と前記第２測定対象
溶液の電気伝導度との差を求める手段と、を含む、燃焼
排ガスのＳＯ₃濃度測定装置。
【請求項１１】ＳＯ₃を含む燃焼排ガスと水とを接触さ
せて得られる測定対象溶液であって、前記燃焼排ガスと
前記水との接触時間が異なる複数の測定対象溶液を得る
手段と、前記複数の測定対象溶液の電気伝導度を測定する手段
と、前記複数の測定対象溶液の電気伝導度の差を求める手段
と、を含む、燃焼排ガスのＳＯ₃濃度測定装置。
【請求項１２】前記差からＳＯ₃以外の気体の水への溶
解による電気伝導度を計算する、請求項１０〜１１のい
ずれかに記載のＳＯ₃濃度測定装置。
【請求項１３】ＳＯ₃を含む燃焼排ガスと水とを接触さ
せて測定対象溶液を得る手段と、前記測定対象溶液の電気伝導度を測定する手段と、前記電気伝導度に基づいて、ＳＯ₃の溶解に依存する電
気伝導度を算出する手段、を含む、燃焼排ガスのＳＯ₃
濃度測定装置。
【請求項１４】ＳＯ₃の溶解に依存する電気伝導度を算
出するステップにおいて、ＳＯ₃の溶解に依存する電気
伝導度が測定対象溶液の電気伝導度に所定の数値を掛け
合わせることによって算出される、請求項１３に記載の
燃焼排ガスのＳＯ₃濃度測定装置。
【請求項１５】前記測定対象溶液を得る手段における燃
焼排ガスのＳＯ₃捕集率を測定する手段を含む、請求項
１３または１４に記載の燃焼排ガスのＳＯ₃濃度測定装
置。
【請求項１６】スパイラル管において、ＳＯ₃を含む燃
焼排ガスと水とを接触させて測定対象溶液を得る、請求
項１０〜１５のいずれかに記載の燃焼排ガスのＳＯ₃濃
度測定装置。
【請求項１７】標準添加法によって前記測定対象溶液の
Ｈ₂ＳＯ₄濃度を測定することによって、燃焼排ガスのＳ
Ｏ₃濃度を測定する、請求項１０〜１６のいずれかに記
載の燃焼排ガスのＳＯ₃濃度測定装置。
【請求項１８】前記水が純水である、請求項１０〜１７
のいずれかに記載のＳＯ₃濃度測定装置。