WO2018043471A1 - 分析装置、水銀の除去方法、焼却炉システム、及び、プログラム - Google Patents

分析装置、水銀の除去方法、焼却炉システム、及び、プログラム Download PDF

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WO2018043471A1
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mercury
zero
measurement
gas
valent
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PCT/JP2017/030891
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石川　浩二
通孝 古林
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株式会社堀場製作所
日立造船株式会社
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/15—Preventing contamination of the components of the optical system or obstruction of the light path
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/33—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using ultraviolet light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/59—Transmissivity

Definitions

  • the present invention relates to an analyzer for calculating information on the presence of mercury, a method for removing mercury contained in exhaust gas, and an incinerator system including an incinerator for burning garbage.
  • an incinerator that incinerates garbage, a measuring device that detects mercury contained in exhaust gas from the incinerator, and a mercury removal device that introduces a substance that removes mercury (for example, activated carbon) into the flue of the exhaust gas
  • a measuring device for mercury in exhaust gas for example, a measuring device disclosed in Patent Document 1 is known.
  • mercury is detected using the characteristic that zerovalent mercury absorbs ultraviolet light.
  • mercury In exhaust gas, mercury is known to exist in the form of zero-valent mercury, divalent mercury, and / or particulate mercury, but the exhaust gas is measured with the above measuring device without any treatment. Even so, it was thought that information on the presence of divalent mercury could not be obtained. This is because divalent mercury does not interact with ultraviolet light (for example, it does not absorb or fluoresce light).
  • An object of the present invention is to obtain information related to the existence ratio of zero-valent mercury and divalent mercury in exhaust gas only by detecting zero-valent mercury contained in the exhaust gas.
  • An analyzer includes a light source, a detector, and a calculation unit.
  • the light source irradiates the measurement space with measurement light including at least a wavelength range that interacts with zerovalent mercury.
  • the detector detects the measurement light that has passed through the measurement space.
  • the calculation unit is a zero valence included in the measurement target gas based on a temporal change pattern representing a temporal change in the detection intensity of the measurement light detected by the detector when the measurement target gas exists in the measurement space. Calculate information related to the presence of mercury and divalent mercury. As a result, information on the abundance ratio of zero-valent mercury and divalent mercury in the measurement target gas can be obtained only by measuring the interaction between the zero-valent mercury contained in the measurement target gas and the measurement light as the detection intensity. it can.
  • the time change pattern may include a first pattern in which the detection intensity varies greatly in a short time. Thereby, information related to the existence ratio of zero-valent mercury and divalent mercury can be obtained from a sudden change in detection intensity.
  • the calculation unit may output a first signal indicating that the proportion of zero-valent mercury contained in the measurement target gas is high. Thereby, it can notify outside that the ratio of zerovalent mercury in a measuring object gas is high.
  • the time change pattern may include a second pattern in which the amount of change in detected intensity from the intensity when no zero-valent mercury is detected is not less than the first threshold and not more than the second threshold for a predetermined period.
  • the calculation unit may output a second signal indicating that the ratio of divalent mercury contained in the measurement target gas is high. Thereby, it can notify outside that the ratio of divalent mercury in measurement object gas is high.
  • a probe housing that has a filter for collecting dust contained in the measurement target gas and that takes the measurement target gas from which dust has been removed into the measurement space, and dust collected by the filter by injecting blowback gas into the filter And a blow-back device for removing water.
  • the measurement object gas containing almost no dust can be introduced into the measurement space at high speed, and zero-valent mercury contained in the measurement object gas can be detected at high speed.
  • the analyzer can also be used in an environment where the measurement target gas contains a large amount of dust.
  • a first flow path for introducing the measurement target gas into the measurement space and a second flow path having one end branched from the first flow path and the other end connected to the measurement space via a scrubber that removes mercury from the measurement target gas And a switching unit that alternately switches between the first flow path and the second flow path.
  • the calculation unit removes mercury from the measurement target gas by passing through the second flow path and the measurement intensity that is the intensity of the measurement light when the measurement target gas is introduced into the measurement space from the first flow path.
  • the detection intensity is calculated based on the difference between the measured reference gas and the reference intensity that is the intensity of the measurement light when the reference gas is introduced into the measurement space. This eliminates the influence of interference components that interact with the measurement light in the wavelength range that interacts with the zero-valent mercury, thereby detecting only the interaction of the zero-valent mercury with the measurement light and increasing the detection intensity of the zero-valent mercury. It can be calculated accurately.
  • the measurement target gas may be a gas that has not undergone a reduction process for converting divalent mercury contained in the measurement target gas into zero-valent mercury. Thereby, zerovalent mercury can be detected at high speed.
  • the calculation unit calculates the detected concentration of zero-valent mercury based on the detected intensity, and based on the concentration-time change pattern representing the temporal change in the detected concentration, the zero-valent mercury and divalent contained in the measurement target gas.
  • Information related to the abundance of mercury may be calculated. Thereby, information related to the abundance ratio of zero-valent mercury and divalent mercury contained in the measurement target gas can be calculated from information based on the abundance of zero-valent mercury, which is the detected concentration of zero-valent mercury.
  • the mercury removal method includes the following steps.
  • a step of determining a mercury removal method based on information relating to the existence ratio of zero-valent mercury and divalent mercury. As a result, only by measuring the interaction between the zero-valent mercury contained in the measurement target gas and the measurement light as the detection intensity, information on the abundance ratio of zero-valent mercury and divalent mercury in the measurement target gas is obtained.
  • Mercury removal method can be determined.
  • the step of calculating information related to the existence ratio of zero-valent mercury and divalent mercury is included in the measurement target gas when it is determined that the time change pattern is the first pattern in which the detection intensity greatly varies in a short time.
  • An incinerator system includes an incinerator, a mercury removal device, and an analysis device.
  • Incinerators incinerate garbage.
  • the mercury removal device removes mercury contained in the exhaust gas discharged from the incinerator.
  • the analyzer samples and analyzes the exhaust gas.
  • the analyzer includes a light source, a detector, and a calculation unit.
  • the light source irradiates the measurement space with measurement light including at least a wavelength range that interacts with zerovalent mercury.
  • the detector detects the measurement light that has passed through the measurement space.
  • the calculation unit is configured to detect zero-valent mercury and divalent contained in the exhaust gas based on a temporal change pattern representing a temporal change in the detection intensity of the measurement light detected by the detector when the exhaust gas exists in the measurement space. Calculate information related to the presence of mercury. Thereby, information about the abundance ratio of zero-valent mercury and divalent mercury in the exhaust gas can be obtained only by measuring the interaction between the zero-valent mercury contained in the exhaust gas and the measurement light as the detection
  • the mercury removal device When the calculation unit determines that the time change pattern is the first pattern in which the detection intensity greatly fluctuates in a short time, the mercury removal device outputs a first signal indicating that the ratio of zero-valent mercury contained in the measurement target gas is high. And the time change pattern is determined to be the second pattern in which the amount of change in the detected intensity from the intensity when no zero-valent mercury is detected is not less than the first threshold and not more than the second threshold continues for a predetermined period. Then, you may output the 2nd signal which shows that the ratio of the bivalent mercury contained in measurement object gas is high to a mercury removal apparatus. Thereby, the analysis apparatus can notify the mercury removal apparatus of information about whether the ratio of zero-valent mercury or the ratio of divalent mercury is large in the exhaust gas.
  • a program according to still another aspect of the present invention is a program for causing a computer to execute the following steps.
  • the figure which shows the structure of an incinerator system The figure which shows the structure of a 1st analyzer. The figure which shows an example of the 1st pattern which is a time change pattern of the detection density
  • the figure which shows typically another example of the determination method of the density time change pattern based on the maximum value of detected density The figure which shows typically an example of the determination method of the density time change pattern based on time until detection density rises from a predetermined value and returns.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an incinerator system.
  • the incinerator system 100 is a system for incinerating waste such as waste, and includes a waste incineration facility 1, a system calculation control unit 3, and a first analyzer 5.
  • the incinerator system 100 includes a second analyzer 7, a third analyzer 9, and a second exhaust pipe R 2 that connects the bag filter 12 (described later) and the chimney 14. May be further provided. With these analyzers, mercury in the exhaust gas discharged from the bag filter 12 and mercury in the exhaust gas immediately before being discharged from the chimney 14 can be analyzed.
  • the waste incineration equipment 1 is equipment for discharging exhaust gas generated by incineration of waste.
  • the waste incineration facility 1 includes an incinerator 11, a first mercury removing device 13, and a bag filter 12.
  • the incinerator 11 is a furnace for incinerating waste such as waste.
  • the incinerator 11 is connected to a first exhaust gas pipe R1 for discharging exhaust gas generated by incineration of garbage.
  • the bag filter 12 is connected to the opposite end of the first exhaust gas line R1 to the side to which the incinerator 11 is connected, removes dust from the exhaust gas, and passes the exhaust gas from which the dust has been removed via the second exhaust gas line R2. And discharged from the chimney 14 to the outside.
  • the first mercury removing device 13 is connected immediately before the bag filter 12 in the first exhaust gas line R1, introduces a mercury removing agent (for example, activated carbon, chelating agent) into the first exhaust gas line R1, 12 is an apparatus for removing mercury in the exhaust gas immediately before entering 12.
  • a mercury removing agent for example, activated carbon, chelating agent
  • the first mercury removing device 13 determines how and what type of mercury removing agent is introduced based on the information related to the existence ratio of zero-valent mercury and divalent mercury calculated in the first analyzer 5. select.
  • the waste incineration facility 1 selects an appropriate mercury removal method based on the analysis result of the first analyzer 5 to efficiently remove mercury from the exhaust gas, and remove mercury and dust.
  • the exhausted gas can be discharged from the chimney 14 to the outside.
  • the waste incineration facility 1 may have a second mercury removing device 15 in the middle of the second exhaust gas pipe R2.
  • the second mercury removing device 15 is a device that removes mercury in the exhaust gas by passing the exhaust gas through water containing activated carbon or ammonia and / or a chelating agent, for example. By having the second mercury removing device 15, mercury in the exhaust gas from the incinerator 11 can be more reliably removed.
  • the waste incineration facility 1 may have a temperature reducing tower 16 immediately before the first mercury removing device 13 in the first exhaust gas pipe line R1. By having the temperature reducing tower 16, the temperature of the exhaust gas from the incinerator 11 can be reduced.
  • the system operation control unit 3 is a system for controlling the waste incineration facility 1 having a CPU, a RAM, a ROM, other storage devices, various interfaces, an operation panel, and the like.
  • the system calculation control unit 3 controls each component of the waste incineration facility 1.
  • the first analyzer 5 is configured to detect zero-valent mercury contained in exhaust gas (an example of measurement target gas) sampled from the first exhaust gas pipe R1. It is an apparatus for measuring the concentration using the property that zerovalent mercury absorbs ultraviolet light.
  • the first analyzer 5 includes a probe unit 51, an analyzer unit 53, and a calculation control unit 55.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the first analyzer.
  • the probe unit 51 samples the exhaust gas discharged from the incinerator 11, for example, immediately before the bag filter 12 in the first exhaust gas pipe R ⁇ b> 1 and introduces it into the analyzer unit 53.
  • the probe unit 51 includes a probe housing 511, a probe 513, a primary filter 515, and a blowback pipe 517.
  • the probe housing 511 has an internal space in which one end is connected to the first pump P1 and the other end is connected to a probe 513 that is a hollow tube.
  • the primary filter 515 is disposed on the side close to the probe 513 in the internal space of the probe housing 511.
  • the exhaust gas flowing through the first exhaust gas pipe R1 by the suction passes through the probe 513 and the primary filter 515 and is taken into the internal space of the probe housing 511. It is.
  • fine particles such as dust can be removed from the exhaust gas, and exhaust gas containing almost no dust (fine particles) can be taken into the internal space and introduced into the analyzer unit 53.
  • the blowback pipe 517 is a hollow pipe member having one end disposed immediately before the primary filter 515 and the other end connected to a blowback gas supply device GS1 (for example, a supply device such as air or nitrogen gas).
  • a blowback gas supply device GS1 for example, a supply device such as air or nitrogen gas.
  • blowback gas for example, air, nitrogen gas, etc.
  • the blowback pipe 517 injects blowback gas into the primary filter 515 and is collected by the primary filter 515. Remove fine particles such as dust.
  • the blowback pipe 517 and the blowback gas supply device GS1 are collectively referred to as a “blowback device”.
  • the primary filter 515 can be prevented from being clogged and the sampling flow rate of the exhaust gas can be maintained at a high level.
  • the first analyzer 5 can introduce exhaust gas containing almost no dust into the measurement space M at high speed, and can detect zero-valent mercury in the exhaust gas at high speed.
  • the first analyzer 5 can be used in an environment where exhaust gas containing a lot of dust flows, such as exhaust gas discharged from the incinerator 11 (before passing through the bag filter 12). Can be used.
  • the probe unit 51 samples the exhaust gas before the bag filter 12.
  • the probe unit 51 may be attached to the incinerator 11 and the exhaust gas in the incinerator 11 may be sampled.
  • the probe unit 51 may be attached between the incinerator 11 and the temperature reducing tower 16 in the first exhaust gas pipe R1, as shown in FIG. It may be attached between the temperature reducing tower 16 and the bag filter 12.
  • the analyzer unit 53 is a device for detecting mercury in the sampled exhaust gas. Specifically, the analyzer unit 53 mainly includes a cell 531, a light source 532, and a detector 533.
  • the cell 531 is a member having a measurement space M and two gas ports that can flow therethrough. One gas port of the cell 531 is connected to a gas port b1 of a first switching valve 534 (described later), and the other gas port is connected to an exhaust pump EP.
  • the first exhaust gas sampled by the first pump P1 and the second pump P2 disposed between the first pump P1 and the cell 531 in the first flow path FR1 extending from the probe unit 51 is the first. It is introduced into the measurement space M through the flow path FR1. Thereafter, after the exhaust gas exists in the measurement space M for a predetermined time, it is discharged from the exhaust port E to the outside by suction of the exhaust pump EP. In order to introduce exhaust gas into the measurement space M at a constant flow rate, the pressure in the measurement space M is adjusted to a predetermined constant pressure.
  • two pumps, a first pump P1 and a second pump P2 are provided to increase the sampling flow rate of the exhaust gas. Instead, exhaust gas may be sampled from the probe unit 51 by suction of a single pump that can suck exhaust gas at a high sampling flow rate.
  • a first scrubber SC1 for example, activated carbon for removing mercury contained in the exhaust gas discharged from the measurement space M is attached between the exhaust side of the exhaust pump EP and the exhaust port E.
  • the light source 532 is attached to one end of the cell 531 and has a measurement space LM including at least a wavelength range (for example, a wavelength in a predetermined range centered on 253 nm) absorbed by zero-valent mercury (an example of interaction).
  • a wavelength range for example, a wavelength in a predetermined range centered on 253 nm
  • zero-valent mercury an example of interaction
  • LD laser diode
  • the detector 533 is attached to the cell 531 so as to face the light source 532 and detects the measurement light LM that has passed through the measurement space M, for example, a photodiode or a photomultiplier tube that can detect light in the ultraviolet region.
  • the analyzer unit 53 of the present embodiment further includes a first switching valve 534 (an example of a switching unit) having three gas ports a1, b1, and c1, one end branched from the first flow path FR1, and the other end. And a second flow path FR2 connected to the gas port c1 of the first switching valve.
  • the gas port a1 of the first switching valve 534 is connected to the first flow path FR1, and the gas port b1 is connected to the cell 531 (measurement space M).
  • the first switching valve 534 switches between the gas port a1 and the gas port b1 or the gas port c1 and the gas port b1 according to a command from the arithmetic control unit 55.
  • the second flow path FR2 has a second scrubber SC2 having one end connected to the side branched from the first flow path FR1 and the other end connected to the gas port c1.
  • the second scrubber SC2 is, for example, a column filled with diatomaceous earth impregnated with gold. Also, the second scrubber SC2 is heated to a predetermined temperature so as not to capture interference components other than zero-valent mercury (eg, SO 2 , hydrocarbons, etc.) that interact with light in the wavelength range absorbed by zero-valent mercury. I have to.
  • the exhaust gas passes through the second scrubber SC2 from the second flow path FR2, and enters the measurement space M through the gas port c1 and the gas port b1. be introduced.
  • the exhaust gas introduced into the measurement space M via the second flow path FR2 is in a state in which interference components contained in the exhaust gas before passing through the second scrubber SC2 other than mercury remain. Therefore, the exhaust gas that has passed through the second flow path FR2 is referred to as “reference gas”, which is a gas from which only mercury has been removed.
  • the first switching valve 534 circulates the gas port a1 and the gas port b1 at a predetermined cycle (for example, 1 Hz), By switching between the gas port c1 and the gas port b1, the exhaust gas and the reference gas are alternately introduced into the measurement space M (fluid modulation method).
  • a predetermined cycle for example, 1 Hz
  • the analyzer unit 53 branches from the outlet side of the second pump P2 of the first flow path FR1 and the flow rate adjusting valve 535 (for example, a needle valve) that adjusts the sampling flow rate of the exhaust gas from the probe unit 51. And a third flow path FR3 that bypasses the cell 531 and is connected to the exhaust port E.
  • the sampling flow rate of the exhaust gas from the probe unit 51 can be adjusted by the flow rate adjusting valve 535.
  • the third flow path FR3 can introduce a part of the sampled exhaust gas into the third flow path FR3 to bypass the cell 531. As a result, it is possible to avoid introducing excessive exhaust gas into the cell 531 while sampling the exhaust gas at high speed.
  • the third flow path FR3 has a third scrubber SC3 on the side close to the exhaust port E. Thereby, mercury contained in the exhaust gas bypassing the cell 531 can be removed before discharge. Further, the third flow path FR3 may have a flow meter FM in the vicinity of the branch point from the first flow path FR1. Thereby, the flow volume of the exhaust gas which bypasses the cell 531 can be monitored.
  • the analyzer unit 53 has three gas ports a2, b2, and c2, and allows the gas port a2 and the gas port b2 to circulate, or whether the gas port c2 and the gas port b2 circulate.
  • a second switching valve 536 for switching between and a calibration gas supply device GS2 connected to the gas port c2 may be included.
  • the calibration of the analyzer unit 53 can be executed by introducing the calibration gas from the calibration gas supply device GS2 in a state where the second switching valve 536 opens the gas port c2 and the gas port b2.
  • the analyzer unit 53 may arrange a filter 537 between the cell 531 of the first flow path FR1 and the second pump P2. Thereby, particulates such as dust that could not be captured by the primary filter 515 can be further captured by the filter 537, and more dust-free exhaust gas can be introduced into the measurement space M.
  • the arithmetic control unit 55 (an example of the arithmetic unit) includes a CPU, a RAM, a ROM, other storage devices, various interfaces, and the like, and controls each component of the first analyzer 5, This is a computer system that processes signals input from the analyzer unit 53. As information processing of the signal input from the analyzer unit 53, the arithmetic control unit 55 introduces the exhaust gas into the measurement space M when the exhaust gas and the reference gas are alternately introduced into the measurement space M at a predetermined cycle.
  • the difference between the measurement intensity that is the intensity of the measurement light acquired when the reference gas is introduced and the reference intensity that is the intensity of the measurement light LM acquired when the reference gas is introduced into the measurement space M (for example, these two).
  • the detection intensity of the measurement light LM affected by the presence of zero-valent mercury is calculated based on the signal difference or ratio. Thereafter, the detection concentration of zero-valent mercury is calculated based on the detection intensity. Thereby, the influence on the detection concentration (detection intensity of the measurement light LM) due to the interference component contained in the exhaust gas is removed, and only the interaction (absorption) of zero-valent mercury with the measurement light LM can be detected. As a result, the detected concentration of zero-valent mercury can be calculated with high accuracy.
  • the arithmetic control unit 55 calculates information related to the existence ratio of zero-valent mercury and divalent mercury contained in the exhaust gas based on the concentration time variation pattern of the detected zero-valent mercury concentration. A method of calculating the information from the concentration time change pattern of the zero-valent mercury detection concentration will be described in detail later. Note that various types of information processing executed in the arithmetic control unit 55 may be realized by a program stored in a RAM, a ROM, and / or a storage device.
  • the first analyzer 5 of the present embodiment no scrubber is provided in the first flow path FR1 from the probe unit 51. That is, the exhaust gas introduced into the measurement space M for detecting mercury does not undergo a reduction process for converting divalent mercury contained in the exhaust gas into zero-valent mercury.
  • the flow rate when introducing the exhaust gas into the measurement space M can be increased. As a result, zero-valent mercury in exhaust gas can be detected at high speed.
  • the first analyzer 5 may be provided with a moisture removing unit 57 in the first flow path FR1, as shown in FIG.
  • the moisture removing unit 57 is constituted by a drain separator and an electronic cooler (both not shown), and can remove moisture contained in the exhaust gas and introduce it into the analyzer unit 53.
  • FIG. 3A is a diagram illustrating an example of a first pattern that is a temporal change pattern of a detected concentration of zero-valent mercury.
  • the concentration time change pattern in the present embodiment is a temporal change in the detected concentration of zero-valent mercury generated within a predetermined time range (for example, within a time range of several seconds to several tens of minutes). It is a change.
  • the first type is a pattern (referred to as a first pattern) in which the detected density greatly fluctuates in a short time, as shown in FIG. 3A.
  • a first pattern a pattern in which the detected density greatly fluctuates in a short time, as shown in FIG. 3A.
  • divalent mercury (mercury compound) is easily reduced to zero-valent mercury and also suppresses the generation of divalent mercury. Is done.
  • the second type is a pattern (referred to as a second pattern) in which a state in which the detected density exceeds a predetermined threshold and continues small for a predetermined period.
  • the second pattern indicates that the incinerator 11 is in a complete combustion state, and the exhaust gas has an oxidizing atmosphere (for example, contains a large amount of SO 2 and HCl).
  • the presence of zero-valent mercury and divalent mercury contained in the exhaust gas can be detected only by detecting the temporal change in the detected concentration of zero-valent mercury (or the absorption intensity of measurement light LM) using the measurement light LM.
  • Information related to the ratio can be obtained. This is the first time that knowledge related to the existence ratio of zero-valent mercury and divalent mercury can be obtained only by detecting zero-valent mercury.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the mercury removal operation in the incinerator system.
  • the system calculation control unit 3 instructs the first analyzer 5 to execute mercury analysis at each stage of the waste incineration facility 1.
  • the calculation control unit 55 of the first analyzer 5 that has received the command operates the first pump P1, the second pump P2, and the exhaust pump EP to sample the exhaust gas from the probe unit 51. Thereafter, the arithmetic control unit 55 causes the exhaust gas and the reference gas to be alternately introduced into the measurement space M, and irradiates the measurement space M with the measurement light LM from the light source 532. Further, based on the measurement intensity of the measurement light LM when the exhaust gas exists in the measurement space M and the reference intensity of the measurement light LM when the reference gas exists in the measurement space, the detected concentration of zero-valent mercury is calculated. (Steps S1 to S4).
  • the arithmetic control unit 55 confirms the temporal change in the detected concentration of zero-valent mercury every predetermined time range (for example, a time range of several seconds to several tens of minutes), and the two 0s described above.
  • the concentration-time change pattern of the detected concentration of valence mercury is calculated (step S5). For example, the following three methods can be used to determine which pattern is the concentration time change pattern of the detected density.
  • the first is the time when the rising speed of the detected concentration of zero-valent mercury (for example, the portion surrounded by the dotted line of the concentration time change pattern in FIGS. 5A and 5B (Cs in FIGS. 5A and 5B) is exceeded.
  • the first pattern is generated when the slope of the straight line) of the data from (a) to the predetermined period) is equal to or greater than a predetermined value, and it is determined that the second pattern is generated if it is smaller than the predetermined value.
  • the rising speed of the detected concentration can be calculated as, for example, the slope of a linear equation obtained by data fitting a plurality of detected concentrations calculated from the past (for example, 5 seconds ago) to the present. Thereby, it is possible to determine which ratio of zero-valent mercury or divalent mercury is higher at an early stage after the occurrence of zero-valent mercury and / or divalent mercury is detected.
  • the maximum value (peak value) of the detected density is equal to or greater than a predetermined value (Cs1 in FIGS. 5C and 5D)
  • the first pattern is generated, and the detected density
  • the maximum value of the detected density can be calculated as, for example, the maximum value of the detected density during the period from when the detected density turns to an increasing tendency (through a certain value) (for example, Cm in FIG. 5C, FIG. 5D). Cm ′).
  • the detection density that becomes a noise component (for example, the tendency (the increasing tendency) of the plurality of detection densities) , A decreasing tendency, a tendency to be maintained at a constant value)) is not used for determining whether or not the detected density that is the noise component is the maximum value.
  • the arithmetic control unit 55 constantly monitors the detected density, and the maximum value of the detected density that occurs during the period from when the detected density starts to increase (through a certain value) to the decreasing tendency is a predetermined value. If the value is greater than or equal to the value, it may be determined that the first pattern has occurred, and if the maximum value is smaller than a predetermined value but greater than or equal to a predetermined threshold, it may be determined that the second pattern has occurred.
  • the peak value of the first pattern becomes higher than the peak value of the second pattern by determining whether the density time change pattern of the detected density is the first pattern or the second pattern based on the maximum value of the detected density. Using the characteristic (because the proportion of zero-valent mercury increases when the first pattern occurs), it can be determined which proportion of zero-valent mercury or divalent mercury is higher.
  • the detected concentration becomes equal to or higher than a predetermined value (for example, half the maximum value of the detected concentration) (Ca in FIG. 5E, Ca ′ in FIG. 5F).
  • the first pattern is generated if the time required to return to the predetermined value (t1 in FIG. 5E, t2 in FIG. 5F) is equal to or shorter than the predetermined time, and the second pattern is generated if the time is equal to or longer than the predetermined time. It is the method of judging. Thus, it can be determined which ratio of zero-valent mercury or divalent mercury is higher based on the length of the change in the concentration time change pattern.
  • the arithmetic control unit 55 is included in the exhaust gas.
  • a first signal indicating that the ratio of zero-valent mercury is high is output to the first mercury removing device 13 via the system calculation control unit 3 (step S6).
  • the first mercury removing device 13 that has received the first signal throws, for example, activated carbon impregnated with halogen into the first exhaust gas line R1 in order to more efficiently remove zero-valent mercury in the exhaust gas (step S7). ).
  • the arithmetic control unit 55 determines that the proportion of divalent mercury in the exhaust gas is A second signal indicating high is output to the first mercury removing device 13 (step S8).
  • the first mercury removing device 13 that has received the second signal throws in more activated carbon into the first exhaust gas pipe R1, for example, in order to more efficiently remove divalent mercury in the exhaust gas (step S9).
  • the first mercury removing device 13 has a signal indicating that the proportion of zero-valent mercury contained in the exhaust gas is high (first signal) or the proportion of divalent mercury being high. Whether a removal method that efficiently removes zero-valent mercury or a removal method that efficiently removes divalent mercury is adopted. Can be determined early after occurrence. As a result, mercury can be more reliably removed from the exhaust gas.
  • the above steps S1 to S9 are continuously executed while the incinerator system 100 is in operation.
  • the execution of the above steps S1 to S9 may be stopped.
  • the first signal and the second signal from the first analyzer 5 may be input to the second mercury removing device 15.
  • the second mercury removal device 15 accurately grasps the generation timing of mercury and whether the ratio of zero-valent mercury in exhaust gas is high or high in divalent mercury, and removes necessary mercury as necessary. Agent can be introduced.
  • the first analyzer 5 (second analyzer 7 and third analyzer 9) detects ultraviolet fluorescence of zero-valent mercury, Zero-valent mercury may be analyzed based on the intensity of the fluorescence.
  • the first analyzer 5 is configured to remove mercury in exhaust gas from a high-temperature process plant (for example, a plant having a combustion process, such as an oil refining process) and / or zero-valent mercury and / or 2 You may use also for the purpose of detecting valence mercury at high speed.
  • a high-temperature process plant for example, a plant having a combustion process, such as an oil refining process
  • zero-valent mercury and / or 2 You may use also for the purpose of detecting valence mercury at high speed.
  • the arithmetic control unit 55 calculates zero-valent mercury and divalent mercury based on the temporal change pattern of the detection intensity of the measurement light LM without calculating the detected concentration of zero-valent mercury. You may calculate the information relevant to the presence rate of.
  • the time change pattern of the detection intensity when the first pattern is obtained as the density time change pattern is either that the detection intensity greatly decreases or increases in a short time. Whether the detection intensity decreases or increases due to detection of zero-valent mercury depends on how to take the difference between the background intensity and the measurement intensity.
  • the time change pattern of the detected intensity when the second pattern is obtained as the density time change pattern is such that the change amount of the detected intensity from the intensity when no zero-valent mercury is detected is not less than the first threshold and not more than the second threshold ( That is, a pattern in which a change amount of the detected intensity is within a predetermined range smaller than that in the first pattern) continues for a predetermined period.
  • the calculation control unit 55 uses the same method as described in the first embodiment on the basis of the fact that the time change pattern of the detection intensity indicates two types of patterns as described above, and the time change pattern of the detection intensity. Can be determined.
  • the calculation control unit 55 calculates the information at a higher speed by calculating information related to the existence ratio of zero-valent mercury and divalent mercury based on the temporal change pattern of the detected intensity without calculating the detection concentration. it can.
  • the present invention can be widely applied to an analyzer that calculates information on the presence of mercury and an incinerator system including an incinerator that burns garbage.

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Abstract

０価水銀の検出のみにて測定対象ガスに含まれる水銀の分析を行う。第１分析装置５は、光源５３２と、検出器５３３と、演算制御部５５と、を備える。光源５３２は、０価水銀と相互作用する波長範囲を少なくとも含む測定光ＬＭを測定空間Ｍに照射する。検出器５３３は、測定空間Ｍを通過した測定光ＬＭを検出する。演算制御部５５は、測定空間Ｍに測定対象ガスが存在するときの測定光ＬＭの検出強度の時間的な変化を表す時間変化パターンに基づいて、測定対象ガス中に含まれる０価水銀と２価水銀との存在割合に関連する情報を算出する。

Description

分析装置、水銀の除去方法、焼却炉システム、及び、プログラム
　本発明は、水銀の存在に関する情報を算出する分析装置、排ガス中に含まれる水銀の除去方法、及び、ごみを燃焼する焼却炉を含む焼却炉システムに関する。
　従来、ごみを焼却する焼却炉と、焼却炉からの排ガス中に含まれる水銀を検出する測定装置と、水銀を除去する物質（例えば、活性炭）を排ガスの煙道に投入する水銀除去装置とを備える焼却炉システムが知られている。
　排ガス中の水銀の測定装置としては、例えば、特許文献１に開示された測定装置が知られている。この測定装置では、０価水銀が紫外光を吸収するとの特性を用いて水銀の検出を行っている。
特開２００７－２６８４２６号公報
　排ガス中において、水銀は、０価水銀、２価水銀、及び／又は粒子状水銀との形態で存在することが知られているが、排ガスを何らの処理も施すことなく上記の測定装置で測定しても、２価水銀の存在についての情報を得ることはできないと考えられていた。なぜなら、２価水銀は、紫外光と相互作用しない（例えば、光を吸収も蛍光もしない）からである。
　本発明の目的は、排ガスに含まれる０価水銀の検出のみにて、排ガス中の０価水銀と２価水銀の存在割合に関連する情報を得ることにある。
　本発明の一見地に係る分析装置は、光源と、検出器と、演算部と、を備える。光源は、０価水銀と相互作用する波長範囲を少なくとも含む測定光を測定空間に照射する。検出器は、測定空間を通過した測定光を検出する。演算部は、測定空間に測定対象ガスが存在するときに検出器にて検出された測定光の検出強度の時間的な変化を表す時間変化パターンに基づいて、測定対象ガス中に含まれる０価水銀と２価水銀の存在割合に関連する情報を算出する。
　これにより、測定対象ガスに含まれる０価水銀と測定光との相互作用を検出強度として測定するだけで、測定対象ガス中の０価水銀と２価水銀の存在割合についての情報を得ることができる。
　時間変化パターンは、検出強度が短時間に大きく変動する第１パターンを含んでもよい。これにより、急激な検出強度の変化から０価水銀と２価水銀の存在割合に関連する情報を得ることができる。
　時間変化パターンが第１パターンであると判定したら、演算部は、測定対象ガス中に含まれる０価水銀の割合が高いことを示す第１信号を出力してもよい。これにより、測定対象ガス中の０価水銀の割合が高いことを外部に通知できる。
　時間変化パターンは、０価水銀を検出しないときの強度からの検出強度の変化量が第１閾値以上かつ第２閾値以下である状態が所定の期間継続する第２パターンを含んでもよい。これにより、０価水銀を検出しないときの強度からの検出強度の変化量が第１閾値以上かつ第２閾値以下である状態が所定の期間継続する検出強度の時間変化から、０価水銀と２価水銀の存在割合に関連する情報を得ることができる。
　時間変化パターンが第２パターンであると判定したら、演算部は、測定対象ガス中に含まれる２価水銀の割合が高いことを示す第２信号を出力してもよい。これにより、測定対象ガス中の２価水銀の割合が高いことを外部に通知できる。
　測定対象ガスに含まれるダストを捕集するフィルタを有しダストを除去した測定対象ガスを測定空間に取り込むプローブ筐体と、フィルタにブローバックガスを噴射することにより、フィルタに捕集されたダストを除去するブローバック装置と、をさらに備えていてもよい。
　これにより、ダストがほとんど含まれない測定対象ガスを高速に測定空間に導入して、測定対象ガスに含まれる０価水銀を高速に検出できる。また、測定対象ガスにダストが多く含まれる環境においても、分析装置を使用できる。
　測定対象ガスを測定空間に導入する第１流路と、一端が第１流路から分岐し、他端が測定対象ガスから水銀を除去するスクラバーを介して測定空間に接続された第２流路と、第１流路と第２流路とを交互に切り替える切替部と、をさらに備えていてもよい。
　このとき、演算部は、第１流路から測定対象ガスが測定空間に導入されたときの測定光の強度である測定強度と、第２流路を通過することで測定対象ガスから水銀が除去されたリファレンスガスが測定空間に導入されたときの測定光の強度であるリファレンス強度と、の差分に基づいて検出強度を算出する。
　これにより、０価水銀と相互作用する波長範囲において測定光と相互作用する干渉成分の影響を除去することで測定光に対する０価水銀の相互作用のみを検出して、０価水銀の検出強度を精度よく算出できる。
　測定対象ガスは、当該測定対象ガスに含まれる２価水銀を０価水銀に変換する還元プロセスを経ていないガスであってもよい。これにより、０価水銀を高速に検出できる。
　演算部は、検出強度に基づいて０価水銀の検出濃度を算出し、当該検出濃度の時間的な変化を表す濃度時間変化パターンに基づいて、測定対象ガス中に含まれる０価水銀と２価水銀の存在割合に関連する情報を算出してもよい。
　これにより、０価水銀の検出濃度という０価水銀の存在量に基づく情報から、測定対象ガス中に含まれる０価水銀と２価水銀の存在割合に関連する情報を算出できる。
　本発明の他の見地に係る水銀の除去方法は、以下のステップを含む。
　◎０価水銀と相互作用する波長範囲を少なくとも含む測定光を測定空間に照射するステップ。
　◎測定空間を通過した測定光を検出するステップ。
　◎測定空間に測定対象ガスが存在するときに検出された測定光の検出強度の時間的な変化を表す時間変化パターンに基づいて、測定対象ガス中に含まれる０価水銀と２価水銀との存在割合に関連する情報を算出するステップ。
　◎０価水銀と２価水銀との存在割合に関連する情報に基づいて、水銀の除去方式を決定するステップ。
　これにより、測定対象ガスに含まれる０価水銀と測定光との相互作用を検出強度として測定するだけで、測定対象ガス中の０価水銀と２価水銀の存在割合についての情報を得て、水銀の除去方式を決定できる。
　０価水銀と２価水銀との存在割合に関連する情報を算出するステップは、時間変化パターンが検出強度が短時間に大きく変動する第１パターンであると判定したら、測定対象ガス中に含まれる０価水銀の割合が高いことを示す第１信号を出力するステップと、時間変化パターンが０価水銀を検出しないときの強度からの検出強度の変化量が第１閾値以上かつ第２閾値以下である状態が所定の期間継続する第２パターンであると判定したら、測定対象ガス中に含まれる２価水銀の割合が高いことを示す第２信号を出力するステップと、を含んでもよい。
　これにより、測定対象ガス中に０価水銀の割合が多いか又は２価水銀の割合か多いかについての情報を外部に通知できる。
　本発明のさらに他の見地に係る焼却炉システムは、焼却炉と、水銀除去装置と、分析装置と、を備える。焼却炉は、ごみを焼却する。水銀除去装置は、焼却炉から排出された排気ガスに含まれる水銀を除去する。分析装置は、排ガスをサンプリングして分析する。
　分析装置は、光源と、検出器と、演算部と、を有する。光源は、０価水銀と相互作用する波長範囲を少なくとも含む測定光を測定空間に照射する。検出器は、測定空間を通過した測定光を検出する。演算部は、測定空間に排ガスが存在するときに検出器にて検出された測定光の検出強度の時間的な変化を表す時間変化パターンに基づいて、排ガス中に含まれる０価水銀と２価水銀との存在割合に関連する情報を算出する。
　これにより、排ガスに含まれる０価水銀と測定光との相互作用を検出強度として測定するだけで、排ガス中の０価水銀と２価水銀の存在割合についての情報を得ることができる。
　演算部は、時間変化パターンが検出強度が短時間に大きく変動する第１パターンであると判定したら、測定対象ガス中に含まれる０価水銀の割合が高いことを示す第１信号を水銀除去装置に出力し、時間変化パターンが０価水銀を検出しないときの強度からの検出強度の変化量が第１閾値以上かつ第２閾値以下である状態が所定の期間継続する第２パターンであると判定したら、測定対象ガス中に含まれる２価水銀の割合が高いことを示す第２信号を水銀除去装置に出力してもよい。
　これにより、分析装置は、排ガス中に０価水銀の割合が多いか又は２価水銀の割合か多いかについての情報を水銀除去装置に通知できる。
　本発明のさらに他の見地に係るプログラムは、以下のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
　◎０価水銀と相互作用する波長範囲を少なくとも含む測定光を測定空間に照射するステップ。
　◎測定空間を通過した前記測定光を検出するステップ。
　◎測定空間に測定対象ガスが存在するときに検出された測定光の検出強度の時間的な変化を表す時間変化パターンに基づいて、測定対象ガス中に含まれる０価水銀と２価水銀の存在割合に関連する情報を算出するステップ。
　排ガスに含まれる０価水銀の検出のみにて、排ガス中の０価水銀と２価水銀の存在割合に関連する情報を得ることができる。
焼却炉システムの構成を示す図。 第１分析装置の構成を示す図。 ０価水銀の検出濃度の時間的変化パターンである第１パターンの一例を示す図。 ０価水銀の検出濃度の時間的変化パターンである第２パターンの一例を示す図。 焼却炉システムにおける水銀の除去動作を示すフローチャート。 検出濃度の立ち上がり速度に基づく濃度時間変化パターンの判定方法の一例を模式的に示す図。 検出濃度の立ち上がり速度に基づく濃度時間変化パターンの判定方法の他の一例を模式的に示す図。 検出濃度の最大値に基づく濃度時間変化パターンの判定方法の一例を模式的に示す図。 検出濃度の最大値に基づく濃度時間変化パターンの判定方法の他の一例を模式的に示す図。 検出濃度が所定の値から上昇して戻ってくるまでの時間に基づく濃度時間変化パターンの判定方法の一例を模式的に示す図。 検出濃度が所定の値から上昇して戻ってくるまでの時間に基づく濃度時間変化パターンの判定方法の他の一例を模式的に示す図。
１．第１実施形態
（１）焼却炉システム
　以下、第１実施形態に係る焼却炉システム１００について、図１を用いて説明する。図１は、焼却炉システムの構成を示す図である。焼却炉システム１００は、廃棄物などのごみを焼却するためのシステムであって、ごみ焼却設備１と、システム演算制御部３と、第１分析装置５と、を備える。
　なお、焼却炉システム１００は、図１に示すように、バグフィルタ１２（後述）と煙突１４とを接続する第２排ガス管路Ｒ２に、第２分析装置７と、第３分析装置９と、をさらに設けてもよい。これらの分析装置により、バグフィルタ１２より排出された排ガス中の水銀と、煙突１４から排出される直前の排ガス中の水銀とを分析できる。
（２）ごみ焼却設備
　ごみ焼却設備１は、ごみを焼却して発生した排ガスを排出する設備である。ごみ焼却設備１は、焼却炉１１と、第１水銀除去装置１３と、バグフィルタ１２と、を有する。焼却炉１１は、廃棄物などのごみを焼却するための炉である。焼却炉１１には、ごみを焼却することにより発生する排ガスを排出するための第１排ガス管路Ｒ１が接続されている。バグフィルタ１２は、第１排ガス管路Ｒ１の焼却炉１１が接続された側とは反対端に接続され、排ガスからダストを除去し、ダストを除去した排ガスを、第２排ガス管路Ｒ２を経由して煙突１４から外部に排出する。
　第１水銀除去装置１３は、第１排ガス管路Ｒ１のバグフィルタ１２の直前に接続され、水銀の除去剤（例えば、活性炭、キレート剤）を第１排ガス管路Ｒ１に導入して、バグフィルタ１２に入る直前の排ガス中の水銀を除去する装置である。第１水銀除去装置１３は、第１分析装置５において算出された０価水銀と２価水銀の存在割合に関連する情報に基づいて、どの種類の水銀の除去剤をどのように投入するかを選択する。
　上記の構成を有することにより、ごみ焼却設備１は、第１分析装置５の分析結果に基づいて適切な水銀の除去方法を選択して排ガスから水銀を効率的に除去し、水銀及びダストを除去した排ガスを煙突１４から外部へ排出できる。
　一実施形態において、ごみ焼却設備１は、第２排ガス管路Ｒ２の途中に第２水銀除去装置１５を有していてもよい。第２水銀除去装置１５は、例えば、活性炭や、アンモニア及び／又はキレート剤を含む水に排ガスを通過させて、排ガス中の水銀を除去する装置である。第２水銀除去装置１５を有することにより、焼却炉１１からの排ガス中の水銀をより確実に除去できる。
　一実施形態において、ごみ焼却設備１は、第１排ガス管路Ｒ１の第１水銀除去装置１３の直前に減温塔１６を有していてもよい。減温塔１６を有することにより、焼却炉１１からの排ガスの温度を低減できる。
（３）システム演算制御部
　システム演算制御部３は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、その他記憶装置、各種インターフェース、操作盤などを有する、ごみ焼却設備１を制御するためのシステムである。システム演算制御部３は、ごみ焼却設備１の各構成要素を制御する。
（４）第１分析装置
（４－１）第１分析装置の概要
　第１分析装置５は、第１排ガス管路Ｒ１からサンプリングした排ガス（測定対象ガスの一例）中に含まれる０価水銀の濃度を、０価水銀が紫外光を吸収するとの特性を用いて測定するための装置である。具体的には、図２に示すように、第１分析装置５は、プローブユニット５１と、分析計ユニット５３と、演算制御部５５と、を有する。図２は、第１分析装置の構成を示す図である。
（４－２）プローブユニット
　プローブユニット５１は、焼却炉１１から排出された排ガスを、例えば、第１排ガス管路Ｒ１のバグフィルタ１２の直前にてサンプリングして、分析計ユニット５３に導入する。プローブユニット５１は、プローブ筐体５１１と、プローブ５１３と、一次フィルタ５１５と、ブローバック管５１７と、を有する。
　プローブ筐体５１１は、一端が第１ポンプＰ１に接続され、他端が中空の管であるプローブ５１３と接続された内部空間を有する。一次フィルタ５１５は、プローブ筐体５１１の内部空間のプローブ５１３に近い側に配置される。
　上記の構成において第１ポンプＰ１を動作させると、その吸引により、第１排ガス管路Ｒ１内を流れる排ガスは、プローブ５１３と一次フィルタ５１５とを通過して、プローブ筐体５１１の内部空間に取り込まれる。排ガスが一次フィルタ５１５を通過することにより、排ガスからダストなどの微粒子を除去し、ダスト（微粒子）をほとんど含まない排ガスを内部空間に取り込んで、分析計ユニット５３に導入できる。
　ブローバック管５１７は、一端が一次フィルタ５１５の直前に配置され、他端がブローバックガス供給装置ＧＳ１（例えば、空気、窒素ガスなどの供給装置）に接続された中空管部材である。
　ブローバックガス供給装置ＧＳ１からブローバックガス（例えば、空気、窒素ガスなど）が供給されると、ブローバック管５１７は、ブローバックガスを一次フィルタ５１５に噴射し、一次フィルタ５１５に捕集されたダストなどの微粒子を除去する。
　上記のブローバック管５１７とブローバックガス供給装置ＧＳ１を合わせて「ブローバック装置」と呼ぶことにする。
　ブローバック装置を有することにより、一次フィルタ５１５の目詰まりを防止して、排ガスのサンプリング流量を高い状態に維持できる。その結果、第１分析装置５は、ダストがほとんど含まれない排ガスを高速に測定空間Ｍに導入して、排ガス中の０価水銀を高速に検出できる。
　プローブユニット５１が上記の構成を有することにより、焼却炉１１から排出された（バグフィルタ１２を通過する前の）排ガスのような、多くのダストを含む排ガスが流れる環境において第１分析装置５を使用できる。
　本実施形態において、プローブユニット５１はバグフィルタ１２の手前の排ガスをサンプリングしていたが、例えば、プローブユニット５１を焼却炉１１に取り付けて、焼却炉１１中の排ガスをサンプリングしてもよい。
　ごみ焼却設備１が減温塔１６を有する場合、プローブユニット５１は、図１に示すように第１排ガス管路Ｒ１の焼却炉１１と減温塔１６との間に取り付けられてもよいし、減温塔１６とバグフィルタ１２との間に取り付けられてもよい。
（４－３）分析計ユニット
　分析計ユニット５３は、サンプリングした排ガス中の水銀を検出するための装置である。具体的には、分析計ユニット５３は、主に、セル５３１と、光源５３２と、検出器５３３と、を有する。セル５３１は、測定空間Ｍと、これと流通可能な２つのガス口とを有する部材である。セル５３１の一方のガス口は第１切替バルブ５３４（後述）のガス口ｂ１に接続され、他方のガス口は排気ポンプＥＰに接続される。
　上記の構成により、第１ポンプＰ１と、プローブユニット５１から延びる第１流路ＦＲ１の第１ポンプＰ１とセル５３１との間に配置された第２ポンプＰ２とにより、サンプリングされた排ガスが第１流路ＦＲ１を通り測定空間Ｍに導入される。その後、排ガスは、所定の時間だけ測定空間Ｍに存在した後、排気ポンプＥＰの吸引により排気口Ｅから外部へと排出される。一定の流量にて排ガスを測定空間Ｍに導入するために、測定空間Ｍの圧力は所定の一定圧力に調圧されている。
　本実施形態においては、排ガスのサンプリング流量を高くするために第１ポンプＰ１と第２ポンプＰ２の２つのポンプが設けられている。その代わりに、高いサンプリング流量にて排ガスを吸引できる１つのポンプの吸引により、プローブユニット５１から排ガスをサンプリングしてもよい。
　排気ポンプＥＰの排気側と排気口Ｅとの間には、測定空間Ｍから排出された排ガスに含まれる水銀を除去するための第１スクラバーＳＣ１（例えば活性炭）が取り付けられている。
　光源５３２は、セル５３１の一端に取り付けられ、０価水銀に吸収（相互作用の一例）される波長範囲（例えば、２５３ｎｍを中心とした所定の範囲の波長）を少なくとも含む測定光ＬＭを測定空間Ｍに照射する、例えば、水銀ランプ、キセノンランプ、紫外線領域の光を発生できるＬＥＤ又はレーザダイオード（ＬＤ）である。
　検出器５３３は、光源５３２に対向するようにセル５３１に取り付けられ、測定空間Ｍを通過した測定光ＬＭを検出する、例えば、紫外領域の光を検出可能なフォトダイオード又は光電子倍増管である。
　本実施形態の分析計ユニット５３は、さらに、３つのガス口ａ１、ｂ１、ｃ１を有する第１切替バルブ５３４（切替部の一例）と、一端が第１流路ＦＲ１から分岐し、他端が第１切替バルブのガス口ｃ１に接続された第２流路ＦＲ２と、を有する。
　第１切替バルブ５３４のガス口ａ１は第１流路ＦＲ１に接続され、ガス口ｂ１はセル５３１（測定空間Ｍ）に接続される。第１切替バルブ５３４は、演算制御部５５からの指令により、ガス口ａ１とガス口ｂ１とを流通させるか、又は、ガス口ｃ１とガス口ｂ１とを流通させるかを切り替える。
　第２流路ＦＲ２は、一端が第１流路ＦＲ１から分岐した側に接続され、他端がガス口ｃ１に接続された第２スクラバーＳＣ２を有する。第２スクラバーＳＣ２は、例えば、金を含浸した珪藻土を充填したカラムである。また、第２スクラバーＳＣ２は、所定の温度に加熱され、０価水銀が吸収する波長範囲の光と相互作用する０価水銀以外の干渉成分（例えば、ＳＯ2、炭化水素など）を捕捉しないようにしている。
　第１切替バルブ５３４にてガス口ｃ１とガス口ｂ１とを流通させると、排ガスは、第２流路ＦＲ２から第２スクラバーＳＣ２を通過し、ガス口ｃ１とガス口ｂ１を経て測定空間Ｍに導入される。
　第２流路ＦＲ２を経由して測定空間Ｍに導入される排ガスは、水銀以外の第２スクラバーＳＣ２を通過前の排ガスに含まれていた干渉成分が残留した状態となる。従って、第２流路ＦＲ２を経由した排ガスのことを、水銀のみが除去されたガスである「リファレンスガス」と呼ぶことにする。
　一方、ガス口ａ１とガス口ｂ１とを流通させると、排ガスは、スクラバーを経ることなく測定空間Ｍに導入される。
　上記の第２流路ＦＲ２を有する分析計ユニット５３で水銀を検出するときには、第１切替バルブ５３４が所定の周期（たとえば、１Ｈｚ）にて、ガス口ａ１とガス口ｂ１とを流通させるか、ガス口ｃ１とガス口ｂ１とを流通させるかを切り替えることで、測定空間Ｍに、排ガスとリファレンスガスとを交互に導入する（流体変調方式）。
　一実施形態において、分析計ユニット５３は、プローブユニット５１からの排ガスのサンプリング流量を調整する流量調整バルブ５３５（例えば、ニードルバルブ）と、第１流路ＦＲ１の第２ポンプＰ２の出口側から分岐しセル５３１をバイパスして排気口Ｅに接続された第３流路ＦＲ３と、を有する。
　流量調整バルブ５３５により、プローブユニット５１からの排ガスのサンプリング流量を調整できる。また、第３流路ＦＲ３により、サンプリングした排ガスの一部を第３流路ＦＲ３に導入してセル５３１をバイパスさせることができる。その結果、排ガスを高速にサンプリングしつつ、セル５３１に過剰な排ガスが導入されることを回避できる。
　なお、上記の第３流路ＦＲ３は、排気口Ｅに近い側に第３スクラバーＳＣ３を有している。これにより、セル５３１をバイパスさせた排ガスに含まれる水銀を排出前に除去できる。また、第３流路ＦＲ３は、第１流路ＦＲ１からの分岐点の近傍に流量計ＦＭを有していてもよい。これにより、セル５３１をバイパスさせる排ガスの流量を監視できる。
　一実施形態において、分析計ユニット５３は、３つのガス口ａ２、ｂ２、ｃ２を有しガス口ａ２とガス口ｂ２とを流通させるか、又は、ガス口ｃ２とガス口ｂ２とを流通させるかを切り替える第２切替バルブ５３６と、ガス口ｃ２に接続された校正ガス供給装置ＧＳ２と、を有していてもよい。第２切替バルブ５３６がガス口ｃ２とガス口ｂ２とを開通させた状態で、校正ガス供給装置ＧＳ２から校正ガスを導入することにより、分析計ユニット５３の校正を実行できる。
　一実施形態において、分析計ユニット５３は、第１流路ＦＲ１のセル５３１と第２ポンプＰ２との間にフィルタ５３７を配置してもよい。これにより、一次フィルタ５１５にて捕捉できなかったダストなどの微粒子を、フィルタ５３７でさらに捕捉して、よりダストフリーな排ガスを測定空間Ｍに導入できる。
（４－４）演算制御部
　演算制御部５５（演算部の一例）は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、その他記憶装置、各種インターフェースなどを有し、第１分析装置５の各構成要素を制御し、分析計ユニット５３から入力した信号を処理するコンピュータシステムである。
　分析計ユニット５３から入力した信号の情報処理として、演算制御部５５は、測定空間Ｍに排ガスとリファレンスガスとを所定の周期で交互に導入しているときに、排ガスを測定空間Ｍに導入しているときに取得した測定光の強度である測定強度と、リファレンスガスを測定空間Ｍに導入しているときに取得した測定光ＬＭの強度であるリファレンス強度と、の差分（例えば、これら２つの信号の差又は比）に基づいて０価水銀の存在により影響を受けた測定光ＬＭの検出強度を算出する。その後、当該検出強度に基づいて０価水銀の検出濃度を算出する。これにより、排ガスに含まれる上記の干渉成分による検出濃度（測定光ＬＭの検出強度）への影響を除去して測定光ＬＭに対する０価水銀の相互作用（吸収）のみを検出できる。その結果、０価水銀の検出濃度を精度よく算出できる。
　また、演算制御部５５は、算出した０価水銀の検出濃度の濃度時間変化パターンに基づいて、排ガス中に含まれる０価水銀と２価水銀との存在割合に関連する情報を算出する。０価水銀の検出濃度の濃度時間変化パターンから当該情報を算出する方法については、後ほど詳しく説明する。
　なお、演算制御部５５において実行される各種情報処理は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び／又は記憶装置に記憶されたプログラムにより実現されてもよい。
　上記のように、本実施形態の第１分析装置５では、プローブユニット５１からの第１流路ＦＲ１にはスクラバーが設けられていない。すなわち、水銀を検出するために測定空間Ｍに導入される排ガスは、排ガスに含まれる２価水銀を０価水銀に変換する還元プロセスを経ていない。
　スクラバーを第１流路ＦＲ１（及び／又はプローブユニット５１）に設けないことにより、排ガスを測定空間Ｍへ導入するときの流量を大きくできる。その結果、排ガス中の０価水銀を高速に検出できる。
　一実施形態において、第１分析装置５は、図２に示すように、第１流路ＦＲ１に水分除去部５７を設けてもよい。水分除去部５７は、ドレンセパレータ及び電子冷却器（いずれも図示せず）にて構成され、排ガス中に含まれる水分を除去して分析計ユニット５３に導入できる。
（５）０価水銀の検出濃度の濃度時間変化パターン
　以下、上記の第１分析装置５で第１排ガス管路Ｒ１から排ガスをサンプリングして０価水銀を検出した結果について説明する。
　上記の第１分析装置５にて、第１排ガス管路Ｒ１から排ガスを所定の時間継続的にサンプリングし、連続して排ガス中の０価水銀の検出濃度を測定した結果、０価水銀の検出濃度は、図３Ａ及び図３Ｂに示すような、２種類の特徴的な時間的な変化（濃度時間変化パターン）を示すことが分かった。図３Ａは、０価水銀の検出濃度の時間的変化パターンである第１パターンの一例を示す図である。図３Ｂは、０価水銀の検出濃度の時間的変化パターンである第２パターンの一例を示す図である。
　本実施形態における濃度時間変化パターンは、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、所定の時間範囲内（例えば、数秒～十数分の時間範囲内）において発生する０価水銀の検出濃度の時間的な変化である。
　１種類目は、図３Ａに示すように、検出濃度が短時間に大きく変動するパターン（第１パターンと呼ぶ）である。０価水銀の濃度とともに、排ガス中の他の成分の濃度も継続的に測定した結果、第１パターンが発生するときには、それに対応して、一炭化炭素の急激な濃度の変化も見られた。このことから、第１パターンは、焼却炉１１が不完全燃焼状態であることを示している。
　焼却炉１１の不完全燃焼により排ガスが還元雰囲気（還元性の成分を含む状態）である場合、２価水銀（水銀化合物）は０価水銀に還元されやすく、また、２価水銀の発生も抑制される。一般的に、焼却炉１１から排出される排ガス中の０価水銀と２価水銀の割合は、２価水銀の割合が０価水銀の割合よりも大きい（例えば０価水銀：２価水銀＝１：９）ことが知られているが、還元雰囲気の排ガス中では、０価水銀の割合が増える（例えば、０価水銀：２価水銀＝１：１程度）。従って、第１パターンは、排ガス中の０価水銀の割合が高いことを示す指標となる。
　２種類目は、図３Ｂに示すように、検出濃度が所定の閾値を超えて小さい状態が所定の期間継続するパターン（第２パターンと呼ぶ）である。第２パターンの発生時には、一炭化炭素の発生は認められなかった。よって、第２パターンは、焼却炉１１が完全燃焼状態であり、排ガスが酸化雰囲気（例えば、ＳＯ2、ＨＣｌを多く含む）となっていることを示している。
　酸化雰囲気の排ガスでは、排ガス中の０価水銀と２価水銀の存在割合は、上記の一般的に知られている２価水銀の割合が０価水銀の割合よりも大きい状態（例えば０価水銀：２価水銀＝１：９）の割合となる。よって、第２パターンは、排ガス中の２価水銀の割合が高いことを示す指標となる。
　このように、測定光ＬＭを用いて０価水銀の検出濃度（又は測定光ＬＭの吸収強度）の時間的な変化を検出するだけで、排ガス中に含まれる０価水銀と２価水銀の存在割合に関連する情報を得ることができる。この０価水銀の検出のみで０価水銀と２価水銀の存在割合に関連する情報を得られるとの知見は、今回初めて得られたものである。
（６）焼却炉システムにおける水銀の除去動作
　次に、第１分析装置の０価水銀の検出結果を用いた焼却炉システム１００における水銀の除去動作について、図４を用いて説明する。図４は、焼却炉システムにおける水銀の除去動作を示すフローチャートである。
　ごみ焼却設備１を運転中、システム演算制御部３は、第１分析装置５に対して、ごみ焼却設備１の各段階における水銀の分析を実行するよう指令する。
　当該指令を受けた第１分析装置５の演算制御部５５は、第１ポンプＰ１、第２ポンプＰ２、及び排気ポンプＥＰを動作させ、プローブユニット５１から排ガスをサンプリングする。その後、演算制御部５５は、排ガスとリファレンスガスとを交互に測定空間Ｍに導入させ、光源５３２から測定光ＬＭを測定空間Ｍに照射する。さらに、排ガスが測定空間Ｍに存在する時の測定光ＬＭの測定強度と、リファレンスガスが測定空間に存在する時の測定光ＬＭのリファレンス強度とに基づいて、０価水銀の検出濃度を算出する（ステップＳ１～Ｓ４）。
　次に、演算制御部５５は、所定の時間範囲（例えば、数秒～十数分の時間範囲）毎に０価水銀の検出濃度の時間的変化を確認して、上記にて説明した２つの０価水銀の検出濃度の濃度時間変化パターンがいずれのパターンであるかを判定することで、排ガス中に含まれる０価水銀と２価水銀の存在割合に関連する情報を算出する（ステップＳ５）。検出濃度の濃度時間変化パターンがいずれのパターンであるかは、例えば、以下の３つの方法による判定方法が挙げられる。
　１つ目は、０価水銀の検出濃度の立ち上がり速度（例えば、図５Ａ及び図５Ｂの濃度時間変化パターンの点線にて囲んだ部分（所定値（図５Ａ及び図５ＢではＣｓ）を超えた時点から所定期間のデータ）の直線の傾き）が所定の値以上であれば第１パターンが発生し、所定の値より小さければ第２パターンが発生したと判定する方法である。検出濃度の立ち上がり速度は、例えば、過去（例えば、５秒前）から現在までに算出された複数の検出濃度をデータフィッティングして得られる直線の式の傾きとして算出できる。
　これにより、０価水銀及び／又は２価水銀の発生を検出してから早い段階で、０価水銀と２価水銀のいずれの割合が高いかを判定できる。
　２つ目は、図５Ｃ及び図５Ｄに示すように、検出濃度の最大値（ピーク値）が所定の値（図５Ｃ及び図５ＤのＣｓ１）以上であれば第１パターンが発生し、検出濃度の最大値が当該所定の値よりも小さいが所定の閾値（図５Ｃ及び図５ＤのＣｓ２）以上であれば第２パターンが発生したと判定する方法である。検出濃度の最大値は、例えば、検出濃度が増加傾向から（一定値を経て）減少傾向に転じたタイミングまでの間における、検出濃度の最大値として算出できる（例えば、図５ＣのＣｍ、図５ＤのＣｍ'）。
　この場合、検出濃度が増加傾向から（一定値を経て）減少傾向に転じたタイミングまでの複数の検出濃度の中に、ノイズ成分となる検出濃度（例えば、複数の検出濃度が有する傾向（増加傾向、減少傾向、一定値にて維持される傾向）から大きく外れる検出濃度）が存在する場合には、当該ノイズ成分である検出濃度は、最大値であるか否かの判定には用いない。
　一実施形態において、演算制御部５５は、検出濃度を常に監視し、検出濃度が増加傾向から（一定値を経て）減少傾向に転じたタイミングまでの間に発生した検出濃度の最大値が所定の値以上であれば第１パターンが発生したと判定し、当該最大値が所定の値よりも小さいが所定の閾値以上であれば第２パターンが発生したと判定してもよい。
　検出濃度の最大値により検出濃度の濃度時間変化パターンが第１パターンであるか又は第２パターンであるかを判定することにより、第１パターンのピーク値が第２パターンのピーク値よりも高くなる特性（第１パターンが発生するときは０価水銀の割合が高くなるため）を利用して、０価水銀と２価水銀のいずれの割合が高いかを判定できる。
　３つ目は、図５Ｅ及び図５Ｆに示すように、検出濃度が所定の値（例えば、検出濃度の最大値の半値）（図５ＥではＣａ、図５ＦではＣａ'）以上となった後に当該所定の値まで戻ってくるまでの時間（図５Ｅではｔ１、図５Ｆではｔ２）が、所定の時間以下であれば第１パターンが発生し、所定の時間以上であれば第２パターンが発生したと判定する方法である。
　これにより、濃度時間変化パターンにおける変化の長短に基づいて０価水銀と２価水銀のいずれの割合が高いかを判定できる。
　上記の判定の結果、０価水銀の検出濃度の濃度時間変化パターンが第１パターンであると判定すると（ステップＳ５において「第１パターン」の場合）、演算制御部５５は、排ガス中に含まれる０価水銀の割合が高いことを示す第１信号を、システム演算制御部３を介して、第１水銀除去装置１３に出力する（ステップＳ６）。
　第１信号を受信した第１水銀除去装置１３は、排ガス中の０価水銀をより効率よく除去するために、例えば、ハロゲンを含浸させた活性炭を第１排ガス管路Ｒ１に投入する（ステップＳ７）。
　一方、０価水銀の検出濃度の濃度時間変化パターンが第２パターンであると判定すると（ステップＳ５において「第２パターン」の場合）、演算制御部５５は、排ガス中の２価水銀の割合が高いことを示す第２信号を、第１水銀除去装置１３に出力する（ステップＳ８）。
　第２信号を受信した第１水銀除去装置１３は、排ガス中の２価水銀をより効率よく除去するために、例えば、第１排ガス管路Ｒ１により多くの活性炭を投入する（ステップＳ９）。
　上記のステップＳ１～Ｓ９を実行することにより、第１水銀除去装置１３は、排ガス中に含まれる０価水銀の割合が高いこと示す信号（第１信号）、又は、２価水銀の割合が高いことを示す信号（第２信号）のいずれかを受信して、０価水銀を効率よく除去する除去方式を採用するか、２価水銀を効率よく除去する除去方式を採用するかを、水銀の発生後の早い段階で決定できる。その結果、排ガスから水銀をより確実に除去できる。
　上記のステップＳ１～Ｓ９は、焼却炉システム１００を運転中継続的に実行される。また、メンテナンスなどで焼却炉システム１００を停止させる場合には、上記のステップＳ１～Ｓ９の実行を停止してもよい。
２．他の実施形態
　以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
　（Ａ）例えば、第１分析装置５にて０価水銀が検出されない（あるいは設定レンジの関係で微量の０価水銀を検出できない）一方、第２分析装置７又は第３分析装置９にて０価水銀を検出したら、２価水銀の割合が極めて高いと判定してもよい。
　（Ｂ）第１分析装置５からの第１信号及び第２信号を第２水銀除去装置１５に入力してもよい。これにより、第２水銀除去装置１５は、水銀の発生タイミングと、排ガス中の０価水銀の割合が高いか２価水銀が高いかを正確に把握して、必要に応じて必要な水銀の除去剤を導入できる。
　（Ｃ）０価水銀は紫外光の蛍光を有しているので、第１分析装置５（第２分析装置７、第３分析装置９）において、０価水銀の紫外光の蛍光を検出し、当該蛍光の強度に基づいて０価水銀を分析してもよい。
　（Ｄ）第１分析装置５は、例えば、高温プロセスのプラント（例えば、石油精製プロセス等、燃焼プロセスを有するプラントなど）からの排ガス中の水銀を除去するために、０価水銀及び／又は２価水銀を高速に検出する目的でも使用してもよい。
　（Ｅ）第１分析装置５において、演算制御部５５は、０価水銀の検出濃度を算出することなく、測定光ＬＭの検出強度の時間変化パターンに基づいて、０価水銀と２価水銀との存在割合に関連する情報を算出してもよい。
　この場合、濃度時間変化パターンとして第１パターンが得られるときの検出強度の時間変化パターンは、検出強度が短時間に大きく減少するか増加するかのいずれかとなる。０価水銀の検出により検出強度が減少するか増加するかは、バックグラウンド強度と測定強度との差分の取り方により異なる。
　一方、濃度時間変化パターンとして第２パターンが得られるときの検出強度の時間変化パターンは、０価水銀を検出しないときの強度からの検出強度の変化量が第１閾値以上かつ第２閾値以下（すなわち、検出強度の変化量が、第１パターンのときよりも小さい所定の範囲内）である状態が所定の期間継続するパターンとなる。
　演算制御部５５は、検出強度の時間変化パターンが上記のように２種類のパターンを示すことに基づいて、第１実施形態にて説明したのと同様の方法にて、検出強度の時間変化パターンがいずれのパターンであるかを判定できる。
　演算制御部５５が、検出濃度を算出することなく検出強度の時間変化パターンに基づいて０価水銀と２価水銀との存在割合に関連する情報を算出することにより、より高速に当該情報を算出できる。
　本発明は、水銀の存在に関する情報を算出する分析装置、及び、ごみを燃焼する焼却炉を含む焼却炉システムに広く適用できる。
１００        焼却炉システム
１     ごみ焼却設備
１１   焼却炉
１２   バグフィルタ
１３   第１水銀除去装置
１４   煙突
１５   第２水銀除去装置
１６   減温塔
３     システム演算制御部
５     第１分析装置
５１   プローブユニット
５１１        プローブ筐体
５１３        プローブ
５１５        一次フィルタ
５１７        ブローバック管
ＧＳ１        ブローバックガス供給装置
５３   分析計ユニット
５３１        セル
５３２        光源
５３３        検出器
５３４        第１切替バルブ
５３５        流量調整バルブ
５３６        第２切替バルブ
５３７        フィルタ
ＥＰ   排気ポンプ
ＦＲ１        第１流路
ＦＲ２        第２流路
ＦＲ３        第３流路
ＧＳ２        校正ガス供給装置
ＬＭ   測定光
Ｍ     測定空間
Ｐ１   第１ポンプ
Ｐ２   第２ポンプ
Ｒ１   第１排ガス管路
Ｒ２   第２排ガス管路
ＳＣ１        第１スクラバー
ＳＣ２        第２スクラバー
ＳＣ３        第３スクラバー
Ｅ     排気口
ＦＭ   流量計
ａ１、ｂ１、ｃ１、ａ２、ｂ２、ｃ２ ガス口
５５   演算制御部
５７   水分除去部
７     第２分析装置
９     第３分析装置

Claims (14)

  1. 　０価水銀と相互作用する波長範囲を少なくとも含む測定光を測定空間に照射する光源と、
    　前記測定空間を通過した前記測定光を検出する検出器と、
    　前記測定空間に測定対象ガスが存在するときに前記検出器にて検出された前記測定光の検出強度の時間的な変化を表す時間変化パターンに基づいて、前記測定対象ガス中に含まれる０価水銀と２価水銀の存在割合に関連する情報を算出する演算部と、
    　を備える分析装置。
  2. 　前記時間変化パターンは、前記検出強度が短時間に大きく変動する第１パターンを含む、請求項１に記載の分析装置。
  3. 　前記時間変化パターンが前記第１パターンであると判定したら、前記演算部は、前記測定対象ガス中に含まれる０価水銀の割合が高いことを示す第１信号を出力する、請求項２に記載の分析装置。
  4. 　前記時間変化パターンは、０価水銀を検出しないときの強度からの前記検出強度の変化量が第１閾値以上かつ第２閾値以下である状態が所定の期間継続する第２パターンを含む、請求項１～３のいずれかに記載の分析装置。
  5. 　前記時間変化パターンが前記第２パターンであると判定したら、前記演算部は、前記測定対象ガス中に含まれる２価水銀の割合が高いことを示す第２信号を出力する、請求項４に記載の分析装置。
  6. 　前記測定対象ガスに含まれるダストを捕集するフィルタを有し、前記ダストを除去した前記測定対象ガスを前記測定空間に取り込むプローブ筐体と、
    　前記フィルタにブローバックガスを噴射することにより、前記フィルタに捕集された前記ダストを除去するブローバック装置と、
    　をさらに備える、請求項１～５のいずれかに記載の分析装置。
  7. 　前記測定対象ガスを前記測定空間に導入する第１流路と、
    　一端が前記第１流路から分岐し、他端が前記測定対象ガスから水銀を除去するスクラバーを介して前記測定空間に接続された第２流路と、
    　前記第１流路と前記第２流路とを交互に切り替える切替部と、
    　をさらに備え、
    　前記演算部は、前記第１流路から前記測定対象ガスが前記測定空間に導入されたときの前記測定光の強度である測定強度と、前記第２流路を通過することで前記測定対象ガスから水銀が除去されたリファレンスガスが前記測定空間に導入されたときの前記測定光の強度であるリファレンス強度と、の差分に基づいて前記検出強度を算出する、
    　請求項１～６のいずれかに記載の分析装置。
  8. 　前記測定対象ガスは、当該測定対象ガスに含まれる２価水銀を０価水銀に変換する還元プロセスを経ていないガスである、請求項１～７のいずれかに記載の分析装置。
  9. 　前記演算部は、前記検出強度に基づいて０価水銀の検出濃度を算出し、当該検出濃度の時間的な変化を表す濃度時間変化パターンに基づいて、前記測定対象ガス中に含まれる０価水銀と２価水銀の存在割合に関連する情報を算出する、請求項１～８のいずれかに記載の分析装置。
  10. 　０価水銀と相互作用する波長範囲を少なくとも含む測定光を測定空間に照射するステップと、
    　前記測定空間を通過した前記測定光を検出するステップと、
    　前記測定空間に測定対象ガスが存在するときに検出された前記測定光の検出強度の時間的な変化を表す時間変化パターンに基づいて、前記測定対象ガス中に含まれる０価水銀と２価水銀の存在割合に関連する情報を算出するステップと、
    　前記０価水銀と２価水銀との存在割合に関連する情報に基づいて、水銀の除去方式を決定するステップと、
    　を含む、水銀の除去方法。
  11. 　前記０価水銀と２価水銀との存在割合に関連する情報を算出するステップは、
    　前記時間変化パターンが前記検出強度が短時間に大きく変動する第１パターンであると判定したら、前記測定対象ガス中に含まれる０価水銀の割合が高いことを示す第１信号を出力するステップと、
    　前記時間変化パターンが、０価水銀を検出しないときの強度からの前記検出強度の変化量が第１閾値以上かつ第２閾値以下である状態が所定の期間継続する第２パターンであると判定したら、前記測定対象ガス中に含まれる２価水銀の割合が高いことを示す第２信号を出力するステップと、
    　を含む、請求項１０に記載の水銀の除去方法。
  12. 　ごみを焼却する焼却炉と、
    　前記焼却炉から排出された排ガスに含まれる水銀を除去する水銀除去装置と、
    　前記排ガスをサンプリングして分析する分析装置と、を備え、
    　前記分析装置は、
    　０価水銀と相互作用する波長範囲を少なくとも含む測定光を測定空間に照射する光源と、
    　前記測定空間を通過した前記測定光を検出する検出器と、
    　前記測定空間に前記排ガスが存在するときに前記検出器にて検出された前記測定光の検出強度の時間的な変化を表す時間変化パターンに基づいて、前記排ガス中に含まれる０価水銀と２価水銀との存在割合に関連する情報を算出する演算部と、
    　を有する、焼却炉システム。
  13. 　前記演算部は、
    　前記時間変化パターンが前記検出強度が短時間に大きく変動する第１パターンであると判定したら、前記排ガス中に含まれる０価水銀の割合が高いことを示す第１信号を前記水銀除去装置に出力し、
    　前記時間変化パターンが、０価水銀を検出しないときの強度からの前記検出強度の変化量が第１閾値以上かつ第２閾値以下である状態が所定の期間継続する第２パターンであると判定したら、前記排ガス中に含まれる２価水銀の割合が高いことを示す第２信号を前記水銀除去装置に出力する、
    　請求項１２に記載の焼却炉システム。
  14. 　０価水銀と相互作用する波長範囲を少なくとも含む測定光を測定空間に照射するステップと、
    　前記測定空間を通過した前記測定光を検出するステップと、
    　前記測定空間に測定対象ガスが存在するときに検出された前記測定光の検出強度の時間的な変化を表す時間変化パターンに基づいて、前記測定対象ガス中に含まれる０価水銀と２価水銀の存在割合に関連する情報を算出するステップと、
    　をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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