JP7019562B2

JP7019562B2 - 海水排煙脱硫システム中の水銀制御

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Publication number: JP7019562B2
Application number: JP2018512958A
Authority: JP
Inventors: ニルソン，ピーター・ラース
Original assignee: General Electric Technology GmbH
Current assignee: General Electric Technology GmbH
Priority date: 2015-09-15
Filing date: 2016-09-14
Publication date: 2022-02-15
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Also published as: EP3144051A1; WO2017046155A1; JP2018529513A; CN108025253B; US10449487B2; KR20180049089A; CN108025253A; US20180236400A1; EP3144051B1

Description

本開示は、概して、水銀または水銀化合物を含む燃料源の燃焼に付随する、環境への水銀の放出または排出の量を制御することに関し、より具体的には、処理済み燃焼排煙中の水銀の排出および再排出の量を制御するとともに、海水除塵運転により流出海水排液流中に放出される水銀の量を制御することに関する。

石炭などの燃料源の燃焼は、大気などの環境中に排出される、「排煙」と呼ばれる排ガスを生成する。燃料源は、典型的に、燃焼プロセス中に硫黄酸化物を含むガス種に変化し、よって結果として得られた排煙中に存在する、硫黄および硫黄化合物を含む。燃料源は、典型的に、燃焼プロセス中にガス状の元素状態の水銀またはガス状のイオン性水銀種に変化し、排煙中に存在する、元素状態の水銀または水銀化合物も含む。

よって、排煙は、環境汚染物質とみなされる、粒子、酸性ガス、有害物質および他の不純物を含む。煙突（以下では「排気筒」という。）を経て大気中に排出される前に、排煙は浄化または処理プロセスを施される。石炭の燃焼では、この処理プロセスの一態様は、通常、湿式排煙脱硫（ｗｅｔｆｌｕｅｇａｓｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ；ＷＦＧＤ）としてよく知られている湿式除塵運転などの脱硫である。

硫黄酸化物は、一般に、ＷＦＧＤシステムを用いて、ＷＦＧＤシステムの除塵塔に水性のアルカリ性スラリーを導入することにより排煙から除去される。水性のアルカリ性スラリーは、典型的に、排煙から汚染物質を除去するために汚染物質と相互作用する基本材料を含む。水性のアルカリ性スラリーとして有益な基本材料の例としては、石灰、石灰石、マグネシウム、それらの組合せなどが挙げられる。

最近、排煙からの水銀の除去に対する注目が高まっている。現在、燃焼排煙から水銀を除去するための様々な方法が知られている。それらの方法としては、排煙排出制御システムの上流にあるボイラに酸化剤を添加した後に除塵装置を用いて酸化剤／被酸化剤を除去すること、水銀と結合する反応剤を添加し排煙から水銀を除去すること、石炭または燃料が燃焼するときに放出される水銀の量を最小化するために特定の石炭または燃料を利用することが挙げられる。

一般に知られている多くの水銀除去方法は、湿式除塵運転に用いられる水性のアルカリ性スラリーにより溶解し除去できる水銀塩を生成するのに有効である。これらの方法のいくつかは、ハロゲンまたは臭素などのハロゲン化合物を石炭または湿式除塵運転の上流で排煙に添加して、元素状態の水銀をイオン性水銀に酸化させるとともに、硫黄酸化物除去プロセスに付随する水性のアルカリ性スラリー中に溶解される水銀塩を形成することを含む。しかし、湿式除塵装置またはあまり典型的ではない海水除塵装置において水性のアルカリ性スラリー中の水銀を除去することは、制御が困難であることが判明している。さらに、水銀除去に関する排煙浄化システムを設計するときの効率を予測することは容易ではない。所望の排出保証レベルは、排煙処理システムの場合における非常に高い水銀除去効率に相当する、０．３μｇ／Ｎｍ^３ほどの低い水銀となることが多い。

特開２０１４－２１７８０９号公報

本開示の一態様は、燃料源の燃焼により発生した燃焼排煙を処理して、大気または海洋などの環境への水銀の放出、排出および／または再排出を抑制するときに、水銀制御用の海水除塵システムを制御するための方法に関する。方法は、制御された海水除塵運転に燃焼排煙をさらして、生成された処理済み排煙中に存在する硫黄酸化物および水銀の量を制御することを含む。制御された海水除塵運転は、Ｈｇ^２＋からＨｇ^０への効果的な還元のための十分に高い亜硫酸塩レベルを有するように制御された海水に燃焼排煙を接触させることを含む。よって、還元されなかった所定量のＨｇ^２＋は、生成された流出海水中に留まり、結果として得られた所定量のＨｇ^０は、排気筒を経て環境中または大気中に放出するために、処理済み排煙に入るか、または再排出される。よって、燃料燃焼による排煙中に存在するＨｇのレベルは、流出海水中に存在する水銀の量と、処理済み排煙中に存在する水銀の量との間でバランスする。今日、流出海水排液流中に存在する水銀の量または水銀レベルに関する一部の規制は、処理済み排煙流中に存在する水銀の量または水銀レベルよりも厳しい。海水除塵運転を制御することによって、燃料燃焼により生成された排煙中に存在する水銀の量または水銀レベルは、流出海水排液流と処理済み排煙流とに、それぞれの規制に対応するように区分することができる。流出海水排液流中のＨｇ^２＋は、局所的な汚染とみなされ、適宜調整される。処理済み排煙中のＨｇ^０は、非常に長い空気中残留時間、すなわち、約６ケ月から約２４ケ月を有する。よって、処理済み排煙中のＨｇ^０は、全体的な汚染とみなされ、適宜調整される。本開示による海水除塵運転の制御は、燃焼排煙中に存在する水銀の量または水銀レベルを、流出海水排液流と処理済み排煙流とに、それぞれの規制に対応するように区分することを可能にする。

参照により全体が本明細書に組み込まれる国際公開第２０１３／０５０９９０号に開示されるような亜硫酸塩センサを用いて、海水除塵システムに流入する海水または生成された流出海水から亜硫酸塩濃度測定値が得られる。これらの亜硫酸塩濃度測定値は、海水除塵システムに供給される未使用海水の量を調節するための基準として用いられる。海水除塵システムに供給される未使用海水の量の調節は、システム内の全海水量の変化によりシステムの亜硫酸塩レベルを変更するか、またはシステムの酸化定性比を変更する。よって、海水除塵システムの亜硫酸塩濃度は、硫黄排出要件を損なわずに比較的低い運転コストで、処理済み排煙中の所定の水銀の量または水銀レベルを実現するとともに、流出海水排液流中の所定の水銀の量または水銀レベルを実現するために制御される。参照により全体が本明細書に組み込まれるＬｉｎｄａｕによる米国特許第７，５２４，４７３号は、酸化還元電位を制御するように酸化用空気を改変し、よって亜硫酸塩濃度を間接的に制御することによって、水銀の排出抑制を達成している。本明細書に開示される本発明は、Ｌｉｎｄａｕに勝る改良であり、同様の亜硫酸塩濃度で異なる読み値をもたらす、溶存塩濃度などの他のパラメータにより酸化還元電位を改変できる。

本明細書に開示される主題を例示している本図面は、現在好ましい実施形態のものである。しかし、開示される主題は、本図面に示される厳密な構成および手段に限定されないことを理解されたい。

それぞれの規制に対応するように、処理済み排煙中の所定の水銀レベルを実現するとともに、流出海水排液流中の所定の水銀レベルを実現するように、海水除塵システムを制御するためのシステムの模式図である。

参照により全体が本明細書に組み込まれる国際公開第２０１３／０５０９９０号に開示されるような亜硫酸塩プローブ３８を用いることによって、大気または海洋３４などの環境への水銀の放出、排出および／または再排出レベルを制御するために、海水排煙脱硫（ｓｅａｗａｔｅｒｆｌｕｅｇａｓｄｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎ；ＳＷＦＧＤ）用の海水除塵システム１８に供給される海水の亜硫酸塩濃度を測定および制御することができる。本海水除塵システム１８では、排煙ＦＧ中に存在する硫黄酸化物などの酸性ガスを取り込むために海水塩が用いられる。そのように用いられる海水は、付随する運転コストを抑制するように、海水除塵システム１８を通した再循環用の流出海水として収集される。よりコスト高となるが、本海水除塵システム１８は、一代替案として、排煙ＦＧとの接触に未使用海水ＦＳのみを用いて作動することができる。排煙ＦＧとの接触に未使用海水ＦＳのみを用いる場合、亜硫酸塩濃度は、生成された流出海水ＥＳと接触するように配置された亜硫酸塩プローブ３８を用いて測定される。得られた亜硫酸塩濃度測定値は、海水除塵システム１８に供給される未使用海水ＦＳの量を制御し、それにより海水除塵システム１８内の亜硫酸塩濃度を制御するために使用される。よって、海水除塵システム１８に加えられる未使用海水ＦＳの量の制御は、海水除塵システム１８内の亜硫酸塩濃度を制御し、それにより水銀種分化を制御し、それにより水銀の放出、排出および／または再排出レベルを制御する。よって、処理済み排煙ＴＦＧ中の水銀の排出／再排出レベルを増加させることが所望される場合、より高い亜硫酸塩濃度および処理済み排煙ＴＦＧ中のより高い所定の水銀の排出／再排出レベルを実現するために、海水除塵システム１８への未使用海水ＦＳの供給を減少させる。流出海水排液流ＳＥＷＳ中に放出される水銀のレベルを増加させることが所望される場合、より低い亜硫酸塩濃度および流出海水排液流ＳＥＷＳ中のより高い所定の水銀レベルを実現するために、海水除塵システム１８への未使用海水ＦＳの供給を増加させる。流出海水排液流ＳＥＷＳ中に放出される水銀の量および処理済み排煙ＴＦＧ中の水銀の排出および／または再排出の量を制御することによって、それぞれの規制への対応が実現される。

海水除塵システム１８を通して流出海水を再循環させる場合、海水除塵システム１８に加えられる未使用海水ＦＳの量は、再循環される流出海水中の亜硫酸塩濃度を制御し、それにより水銀種分化を制御し、それにより水銀の放出、排出および／または再排出レベルを制御するように制御される。一選択肢として、亜硫酸塩濃度を制御する別の手段として、再循環される流出海水ＥＳに酸化用空気５４を吹き込むことができる。再循環される流出海水ＥＳ中の亜硫酸塩濃度の制御は、水銀種分化を制御し、それにより水銀の放出、排出および／または再排出レベルを制御する。処理済み排煙ＴＦＧ中の水銀の排出／再排出レベルを増加させることが所望される場合、より高い亜硫酸塩濃度および処理済み排煙ＴＦＧ中のより高い所定の水銀の排出／再排出レベルを実現するために、未使用海水ＦＳおよび／または酸化用空気５４の供給が、それらがより少なく供給されるように制御される。流出海水排液流ＳＥＷＳ中に放出される水銀のレベルを増加させることが所望される場合、より低い亜硫酸塩濃度および流出海水排液流ＳＥＷＳ中のより高い所定の水銀レベルを実現するために、未使用海水ＦＳおよび／または酸化用空気５４の供給が、それらがより多く供給されるように制御される。

ここで図１を参照すると、本システム１０の一実施形態が例示されている。システム１０は、非限定的に石炭などの炭素質燃料１４を燃焼させるためのボイラ１２を備える。炭素質燃料１４の燃焼は、以下では汚染物質と総称される、硫黄酸化物などの酸性ガス、水銀などのガス状重金属、微粒子その他を含む排煙ＦＧを生成する。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を通って、流体接続された海水排煙脱硫ＳＷＦＧＤ用の海水除塵システム１８の入口２２に流入する。随意に、明確化のために本明細書では説明しないが、ボイラ１２と海水除塵システム１８の間には、当業者に既知の追加の機器システムを配置することができる。

海水除塵システム１８の内側に入ると、排煙ＦＧは、垂直上向きに内部を通って流れ、排煙ＦＧ中の汚染物質の海水塩取り込みのために垂直下向きに流入する海水と直接接触する。海水除塵システム１８には、明確化のために本明細書では噴霧式除塵塔として説明しているが、当業者に既知の他の形式の海水除塵システムが等しく適している。海水除塵システム１８内には、除塵塔３０の上部２８にある１つ以上の開口またはノズル２６を通して海水が導入される。上述したように、海水は、海水排煙脱硫ＳＷＦＧＤのために排煙ＦＧから硫黄酸化物などの汚染物質を取り込む。この海水排煙脱硫ＳＷＦＧＤプロセスには、水銀塩の除去が付随する。排煙ＦＧからのそのような汚染物質の除去は、処理済み排煙ＴＦＧを生成する。処理済み排煙ＴＦＧは、海水除塵システム１８から出口３２を通って流出する。出口３２から、処理済み排煙ＴＦＧは、大気などの環境または他の排出制御装置（示していない）への放出のために、流体接続されたダクト３３ａを経て、流体接続された排気筒３３に流れることができる。

海水は、海洋などの流体接続された未使用海水供給源３４から、流体接続された配管３６ａおよびポンプ３６を経てノズル２６に輸送される。ノズル２６に輸送される未使用海水ＦＳの量は、非限定的に、除塵塔３０内に存在する排煙ＦＧの量、排煙ＦＧ中の汚染物質の量、および／または海水除塵システム１８の構成など、いくつかの要因に依存する。海水が排煙ＦＧに直接接触し、排煙から汚染物質を除去した後、そのようにして生成された流出海水ＥＳは、除塵塔３０の下部２４にある収集タンク３７に収集される。海水除塵システム１８は、収集された流出海水ＥＳを、海水供給源３４からある量の未使用海水ＦＳが加えられるか、または加えられずに、配管３６ａおよびポンプ３９を経てノズル２６に再循環させることができる。一代替案として、海水除塵システム１８は、上述したように内部を通って流れる排煙ＦＧとの接触に、ノズル２６に供給される未使用海水ＦＳのみを用いる、「貫流式」システムとして用いることができる。海水除塵システム１８を貫流式システムとして用いる場合、生成された流出海水ＥＳは、海水除塵システム１８から出口７０を経て放流される流出海水排液流ＳＥＷＳとなる。

流出海水ＥＳを再循環させるときに除塵塔３０からの水銀の放出、排出および／または再排出を制御するために、除塵塔３０内のノズル２６に供給される海水と直接接触するように、１つ以上の亜硫酸塩センサ３８が配管３６ａに配置される。亜硫酸塩センサ３８は、除塵塔３０内に分散される海水の亜硫酸塩濃度を測定する。亜硫酸塩センサ３８は、連続的にまたは所定間隔のいずれかで海水の亜硫酸塩濃度を測定することができる。例えば、亜硫酸塩濃度測定の所定間隔は、亜硫酸塩センサ３８と通信する制御デバイス４０により自動で、またはユーザによる手動で決定することができる。同様に、一選択肢として、亜硫酸塩センサ３８は、流出海水ＥＳの亜硫酸塩濃度を測定するように、除塵塔３０内または下流位置に流出海水ＥＳと接触するように配置することができる。

亜硫酸塩センサ３８により測定された亜硫酸塩濃度は、測定された亜硫酸塩濃度（１つ以上）を示す信号４２として制御デバイス４０に送られる。制御デバイス４０としては、例えば非限定的に、様々な供給源からの電気信号を送受信し、そのような信号４２により示されたデータを少なくとも一時的に記憶し、そのような信号４２により示されたデータに関する数値および／または論理演算を実行できる、コンピュータ、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路、回路構成、または任意の他のデバイスを挙げることができる。制御デバイス４０は、モニタ、キーボード、または他のユーザインターフェイスを含んでもよく、またはそれらに接続されてもよく、付随するメモリデバイス４４を含む。

制御デバイス４０は、測定された亜硫酸塩濃度（１つ以上）を、メモリデバイス４４に記憶できる設定値としての１つ以上の所定の亜硫酸塩濃度値と比較する。１つ以上の所定の亜硫酸塩濃度の潜在的な値は、単一の値または値の範囲を含むことが考えられる。所定の値（１つ以上）は、ユーザ入力パラメータとすることができる。例えば、所定の亜硫酸塩濃度値は、約３００ｍｇ／ｌから約５００ｍｇ／ｌ、または約２５ｍｇ／ｌからおよび約１５０ｍｇ／ｌとすることができる。「所定の」によって、亜硫酸塩センサ３８により測定されるような実際に測定された亜硫酸塩濃度（１つ以上）との比較が行われる前に、その値が決定されることを単純に意味する。

測定された亜硫酸塩濃度と１つ以上の所定の亜硫酸塩濃度値との比較は、海水供給バルブ５１および／またはブロワ５２への制御信号５０を制御デバイス４０に供給させる。海水供給バルブ５１は、流体接続された海水供給源３４からノズル２６を経て除塵塔３０に導入される未使用海水の量を制御信号５０に応じて調節する。流体接続された除塵塔３０にノズル２６を経て導入される未使用海水の量の調節は、排煙ＦＧとの直接接触のために除塵塔３０内に分散される海水の亜硫酸塩濃度を調節する。随意に、流体接続された酸化用空気供給源５６から流体接続された配管５３を経て、流体接続された収集タンク３７に収集された流出海水ＥＳに導入される、酸素含有ガスなどの酸化用空気５４の量を制御信号５０に応じて調節するために、ブロワ５２を用いることができる。酸化用空気５４は、酸素含有ガスとして用いることができる、任意の量の酸素を含む任意のガス、例えば非限定的に空気とすることができる。流体接続された収集タンク３７に導入される酸化用空気５４の量の調節は、収集タンク３７内に存在する流出海水ＥＳの亜硫酸塩濃度を調節する。

例えば、測定された亜硫酸塩濃度と所定の亜硫酸塩濃度値との比較によって、測定された亜硫酸塩濃度が所定の亜硫酸塩濃度値よりも高いことが明らかにされた場合、制御デバイス４０は、制御信号５０を海水供給バルブ５１に供給することができる。海水供給バルブ５１は、それにより、流体接続された海水供給源３４からノズル２６を経て除塵塔３０に導入される未使用海水ＦＳの量を、制御信号５０に応じて増加させるように調節する。反対に、測定された亜硫酸塩濃度が所定の亜硫酸塩濃度値よりも低いことが比較により明らかにされた場合、制御デバイス４０は、制御信号５０を海水供給バルブ５１に供給することができる。海水供給バルブ５１は、それにより、流体接続された海水供給源３４からノズル２６を経て除塵塔３０に導入される未使用海水ＦＳの量を、制御信号５０に応じて減少させるように調節する。よって、未使用海水ＦＳの消費／流出海水ＥＳの生成を最小化しながら、排気筒３３を経て環境に放出される処理済み排煙ＴＦＧ中に存在する水銀の排出および／または再排出レベルを制御するとともに、出口７０を通って放出される流出海水排液流ＳＥＷＳ中に存在する水銀のレベルを制御することができる。制御デバイス４０は、測定された亜硫酸塩濃度と所定の亜硫酸塩濃度値との比較に応じて制御信号５０を調節するために、既知の制御アルゴリズム、例えば、比例、積分、および／または微分制御アルゴリズムを用いることができると考えられる。

さらなる例として、一選択肢として、測定された亜硫酸塩濃度と所定の亜硫酸塩濃度値との比較によって、測定された亜硫酸塩濃度が所定の亜硫酸塩濃度値よりも高いことが明らかにされた場合、制御デバイス４０は、入力５８を通って収集タンク３７に導入される酸化用空気５４の量をブロワ５２に増加させるために、制御信号５０をブロワ５２に供給することができる。反対に、測定された亜硫酸塩濃度が所定の亜硫酸塩濃度値よりも低いことが比較により明らかにされた場合、制御デバイス４０は、入力５８を通って収集タンク３７に導入される酸化用空気５４の量をブロワ５２に減少させるために、制御信号５０をブロワ５２に供給することができる。よって、酸化用空気５４の消費を最小化しながら、排気筒３３を経て環境に放出される処理済み排煙中の水銀の排出および／または再排出レベルを制御するとともに、出口７０を通って放出される流出海水排液流ＳＥＷＳ中に存在する水銀のレベルを制御することができる。制御デバイス４０は、測定された亜硫酸塩濃度と所定の亜硫酸塩濃度値との比較に応じて制御信号５０を調節するために、既知の制御アルゴリズム、例えば、比例、積分、および／または微分制御アルゴリズムを用いることができると考えられる。

一選択肢として、水銀の放出レベルおよび／または水銀の排出／再排出レベルを測定するために、本海水除塵システム１８に水銀測定デバイス４８を用いることができる。水銀測定デバイス４８は、除塵塔３０からの、流出海水排液流ＳＥＷＳ中の水銀の放出レベル、および／または処理済み排煙ＴＦＧ中の水銀の排出／再排出レベルを測定するのに適した任意のデバイスである。例としては、非限定的に、冷蒸気原子吸光分析（ｃｏｌｄ－ｖａｐｏｒａｔｏｍｉｃａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ；ＣＶＡＡＳ）、冷蒸気原子蛍光分析（ｃｏｌｄ－ｖａｐｏｒａｔｏｍｉｃｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ；ＣＶＡＦＳ）、原場紫外線差分吸光分析（ｉｎ－ｓｉｔｕｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｏｐｔｉｃａｌａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ；ＵＶＤＯＡＳ）、および原子発光分析（ａｔｏｍｉｃｅｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ；ＡＥＳ）などの連続排出監視（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｅｍｉｓｓｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒ；ＣＥＭ）が挙げられる。よって、水銀測定デバイス４８は、処理済み排煙ＴＦＧ中および流出海水排液流ＳＥＷＳ中の水銀レベルを測定して水銀測定値を得る。水銀測定デバイス４８からの水銀測定値は、制御デバイス４０に電子信号４６として送られる。測定された水銀レベルは、海水除塵システム１８の動作パラメータの１つ以上を調節および制御するために、亜硫酸塩濃度測定値と組み合わせて、制御デバイス４０において用いることができる。一例として、測定された水銀レベルは、所定の水銀濃度値および／または相関する所定の亜硫酸塩濃度値との比較のために、１つ以上の水銀測定デバイス４８により制御デバイス４０に電子信号４６として送られる。比較に基づいて、制御デバイス４０は、海水供給バルブ５１および／またはブロワ５２に制御信号５０を供給することができる。海水供給バルブ５１は、それにより、流体接続された海水供給源３４からノズル２６を経て除塵塔３０に導入される未使用海水ＦＳの量を、制御信号５０に応じて調節する。同様に、ブロワ５２は、それにより、流体接続された酸化用空気供給源５６から入力５８を経て除塵塔３０に導入される酸化用空気５４の量を、制御信号５０に応じて調節する。海水除塵システム１８に導入される未使用海水ＦＳおよび／または酸化用空気５４の量に対するそのような調節によって、生成された処理済み排煙ＴＦＧ中および生成された流出海水排液流ＳＥＷＳ中のそれぞれにおいて、それぞれの規制に対応するように所望の水銀レベルを実現するように、海水除塵システム１８、したがって、同システム内に存在する水銀を制御することができる。

例えば、測定された水銀濃度と所定の水銀濃度値との比較によって、測定された水銀濃度が、制御デバイス４０のメモリデバイス４４に記憶されている所定の水銀濃度値よりも高いことが明らかにされた場合、制御デバイス４０は、制御信号５０を海水供給バルブ５１に供給することができる。海水供給バルブ５１は、それにより、亜硫酸塩濃度の調節のために、流体接続された海水供給源３４からノズル２６を経て除塵塔３０に導入される未使用海水ＦＳの量を、制御信号５０に応じて増加させるように調節することができる。反対に、測定された水銀濃度が、制御デバイス４０のメモリデバイス４４に記憶されている所定の水銀濃度値よりも低いことが比較により明らかにされた場合、制御デバイス４０は、制御信号５０を海水供給バルブ５１に供給することができる。海水供給バルブ５１は、それにより、亜硫酸塩濃度の調節のために、流体接続された海水供給源３４からノズル２６を経て除塵塔３０に導入される未使用海水ＦＳの量を、制御信号５０に応じて減少させるように調節することができる。よって、未使用海水ＦＳの消費／流出海水ＥＳの生成を最小化しながら、排気筒３３を経て放出される処理済み排煙ＴＦＧ中に存在する水銀の排出および／または再排出レベルを制御するとともに、出口７０を通って放出される流出海水排液流ＳＥＷＳ中の水銀のレベルを制御することができる。制御デバイス４０は、測定された水銀濃度と所定の水銀濃度値との比較に応じて制御信号５０を調節するために、既知の制御アルゴリズム、例えば、比例、積分、および／または微分制御アルゴリズムなどを用いることができると考えられる。

さらなる例として、一選択肢として、測定された水銀濃度と所定の水銀濃度値との比較によって、測定された水銀濃度が所定の水銀濃度値よりも高いことが明らかにされた場合、制御デバイス４０は、亜硫酸塩濃度の調節のために、入力５８を通って収集タンク３７に導入される酸化用空気５４の量をブロワ５２に増加させるために、ブロワ５２に制御信号５０を供給することができる。反対に、測定された水銀濃度が所定の水銀濃度値よりも低いことが比較により明らかにされた場合、制御デバイス４０は、亜硫酸塩濃度の調節のために、入力５８を通って収集タンク３７に導入される酸化用空気５４の量をブロワ５２に減少させるために、ブロワ５２に制御信号５０を供給することができる。よって、酸化用空気５４の消費を最小化しながら、排気筒３３を経て放出される処理済み排煙ＴＦＧ中に存在する水銀の排出および／または再排出レベルを制御するとともに、出口７０を経て放出される流出海水排液流ＳＥＷＳ中に存在する水銀のレベルを制御することができる。制御デバイス４０は、測定された水銀濃度と所定の水銀濃度値との比較に応じて制御信号５０を調節するために、既知の制御アルゴリズム、例えば、比例、積分、および／または微分制御アルゴリズムなどを用いることができると考えられる。

ブロワ５２は、可変量の酸化用空気５４を収集タンク３７内の流出海水ＥＳに導入できる任意の適当な型式のものとすることができる。図１に例示するように、強制酸化システム６０は、酸化用空気供給源５６からブロワ５２に入る酸化用空気５４の量を、制御デバイス４０からの制御信号５０に応じて調整するように作動する入口ベーン６２を含む。入口ベーン６２は、収集タンク３７に供給される酸化用空気５４の量を調整するのに適したデバイスであるが、ブロワ５２の下流にあり、いくらかの空気をパイプ６４ａを経て大気に放流するバルブ６４、またはブロワ５２の速度を制御するなど、他の形式のデバイスおよび方法を用いることができる。さらに、強制酸化システム６０は、収集された流出海水ＥＳ全体に酸化用空気５４を分散させるために、収集タンク３７内の攪拌機６６に接続することができる。

図１に例示されるシステム１０を用いるための一方法は、海水除塵システム１８の除塵塔３０に燃焼排煙ＦＧを供給し、除塵塔内を流れる排煙ＦＧを排煙ＦＧから汚染物質を除去するための海水と直接接触させることである。この方法は、所定の亜硫酸塩濃度値との比較のために、１つ以上の亜硫酸塩センサ３８を用いて海水除塵システム１８内の亜硫酸塩濃度を測定することと、海水除塵システム１８に供給される未使用海水ＦＳおよび／または酸化用空気の量を調節して、亜硫酸塩濃度を増加または減少させて、生成された処理済み排煙ＴＦＧ中および生成された流出海水排液流ＳＥＷＳ中の水銀の放出、排出および／または再排出レベルを、それぞれの規制に対応するように制御することとを含む。

図１に例示されるシステム１０を用いるための別の方法は、燃焼排煙ＦＧを海水除塵システム１８に供給し、排煙ＦＧから汚染物質を除去するための海水と直接接触させ、所定の亜硫酸塩濃度値との比較のために、１つ以上の亜硫酸塩センサ３８を用いて海水除塵システム１８に入る海水の亜硫酸塩濃度を測定し、海水除塵システム１８の１つ以上のパラメータを調節して、亜硫酸塩濃度を増加または減少させて、生成された処理済み排煙ＴＦＧ中および生成された流出海水排液流ＳＥＷＳ中の水銀の放出、排出および／または再排出レベルを、それぞれの規制に対応するように制御することである。

図１に例示されるシステム１０を用いるための別の方法は、燃焼排煙ＦＧを海水除塵システム１８に供給し、排煙ＦＧから汚染物質を除去するための海水と直接接触させ、所定の水銀濃度値および／または相関する所定の亜硫酸塩濃度値との比較のために、１つ以上の水銀センサ４８を用いて海水除塵システム１８内の水銀濃度を測定し、海水除塵システム１８の１つ以上の亜硫酸塩濃度パラメータを調節して、生成された処理済み排煙ＴＦＧ中および生成された流出海水排液流ＳＥＷＳ中の水銀の放出、排出および／または再排出レベルを、それぞれの規制に対応するように制御することである。

本開示は、その例示的な実施形態を説明し例示しているが、開示される方法およびシステムには、上記の様々な他の変更、省略および追加を施しうることが当業者には理解される。

１０システム
１２ボイラ
１４炭素質燃料
１６ダクト
１８海水除塵システム
２０出口
２２入口
２４下部
２６ノズル
２８上部
３０除塵塔
３２出口
３３ａダクト
３３排気筒
３４海洋、未使用海水供給源
３６ポンプ
３６ａ配管
３７収集タンク
３８亜硫酸塩プローブ、亜硫酸塩センサ
３９ポンプ
４０制御デバイス
４２信号
４４メモリデバイス
４６電子信号
４８水銀測定デバイス、水銀センサ
５０制御信号
５１海水供給バルブ
５２ブロワ
５３配管
５４酸化用空気
５６酸化空気供給源
５８入力
６０強制酸化システム
６２入口ベーン
６４バルブ
６４ａパイプ
６６攪拌機
７０出口
ＥＳ流出海水
ＦＧ燃焼排煙
ＦＳ未使用海水
ＳＥＷＳ流出海水排液流
ＴＦＧ処理済み排煙

Claims

処理済み燃焼排煙（ＴＦＧ）中及び流出海水排液流（ＳＥＷＳ）中における水銀の放出、排出及び再排出レベルを制御するための方法であって、
燃焼排煙（ＦＧ）を海水除塵システム（１８）に供給し、前記排煙（ＦＧ）から汚染物質を除去するための海水と直接接触させ、処理済み排煙（ＴＦＧ）及び流出海水排液流（ＳＥＷＳ）を生成することと、
前記海水除塵システム（１８）に入る前記海水又は前記生成された流出海水（ＥＳ）の亜硫酸塩濃度を測定して、所定の亜硫酸塩濃度値と比較することと、
ある量の酸化用空気（５４）を前記海水除塵システム（１８）に収集された流出海水（ＥＳ）に供給することと、
未使用海水（ＦＳ）を前記海水除塵システム（１８）に供給することと、
前記海水除塵システム（１８）に供給される前記未使用海水（ＦＳ）及び前記酸化用空気の量を調節して、亜硫酸塩濃度を増加又は減少させて、前記生成された処理済み排煙（ＴＦＧ）中及び前記流出海水排液流（ＳＥＷＳ）中のそれぞれにおける水銀の放出、排出及び再排出レベルを制御することと
を含む、方法。
前記亜硫酸塩濃度は、前記生成された流出海水（ＥＳ）において測定される、請求項１に記載の方法。
前記亜硫酸塩濃度は、前記海水除塵システム（１８）の除塵塔（３０）に入る前記海水において測定される、請求項１に記載の方法。
前記海水除塵システム（１８）内の水銀濃度を測定して、所定の水銀濃度値又は相関する所定の亜硫酸塩濃度値と比較し、前記測定された水銀濃度に基づいて、前記海水除塵システム（１８）に供給される前記未使用海水（ＦＳ）及び前記酸化用空気の量を調節するすることと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記亜硫酸塩濃度は、１つ以上の亜硫酸塩センサ（３８）を用いて測定される、請求項１に記載の方法。
処理済み燃焼排煙（ＴＦＧ）中と流出海水排液流（ＳＥＷＳ）中の両方における水銀の放出、排出及び再排出レベルを制御するためのシステム（１０）であって、
内部を流れる燃焼排煙（ＦＧ）との直接接触のために海水分散を用いる海水除塵システム（１８）と、
前記燃焼排煙（ＦＧ）との直接接触により生成された流出海水（ＥＳ）を収集するための収集タンク（３７）と、
内部での分散のために前記海水除塵システム（１８）に入る海水と接触するように配置されるか、又は前記生成された流出海水（ＥＳ）中に配置され、前記海水の亜硫酸塩濃度を測定して、測定された亜硫酸塩濃度を得るための１つ以上の亜硫酸塩センサ（３８）と、
前記海水除塵システム（１８）に供給される未使用海水（ＦＳ）の量を調節するためのバルブ（５１）と、
前記海水除塵システム（１８）内に収集された流出海水（ＥＳ）に供給される酸化用空気（５４）の量を変化させるように調節可能であるブロワ（５２）と、
前記測定された亜硫酸塩濃度を所定の亜硫酸塩濃度値と比較し、前記比較に基づいて、亜硫酸塩濃度を増加又は減少させて、前記生成された処理済み排煙（ＴＦＧ）中及び前記流出海水排液流（ＳＥＷＳ）中のそれぞれにおける水銀の放出、排出及び／又は再排出レベルを制御するために前記バルブ（５１）及び前記ブロワ（５２）を制御する制御デバイス（４０）と
を備えるシステム（１０）。
前記海水除塵システム（１８）の出口（７０）にあり、水銀濃度を測定して、測定された水銀濃度を得るための１つ以上の水銀センサ（４８）をさらに備える、請求項６に記載のシステム。
当該システム（１０）が、前記海水除塵システム（１８）の出口（７０）にある１つ以上の水銀センサ（４８）であって、水銀濃度を測定して、測定された水銀濃度を得るための１つ以上の水銀センサ（４８）をさらに備えており、
前記制御デバイス（４０）が、前記測定された水銀濃度を所定の水銀濃度値又は相関する所定の亜硫酸塩濃度値と比較し、前記比較に基づいて、前記海水の亜硫酸塩濃度を増加又は減少させて、生成された処理済み排煙（ＴＦＧ）中及び流出海水排液流（ＳＥＷＳ）中の両方における水銀の放出、排出及び再排出レベルを制御するために前記バルブ（５１）及び前記ブロワ（５２）を制御するように構成されている、請求項６に記載のシステム（１０）。
前記制御デバイス（４０）はメモリデバイス（４４）を含む、請求項６に記載のシステム（１０）。