JP2015211969A - 排ガス処理システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】排ガス12中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置15と、排ガス12中に残存する硫黄酸化物を除去すると共に、ガス温度を下げる冷却塔16と、排ガス12中のCO2をCO2吸収液に接触させて除去するCO2吸収塔と、CO2吸収液からCO2を回収すると共に、CO2吸収液を再生する吸収液再生塔とからなるCO2回収装置17と、脱硫装置の入口通路側に設けられ、排ガス温度を降下させる熱交換器32と、炭酸カルシウムを熱交換器32と電気集塵機14との間に噴霧する炭酸カルシウム噴霧装置31とを具備し、排ガス中のミスト発生物質をガス状態からミスト状態に転換し、炭酸カルシウムによりミスト状態のミスト発生物質を捕集・除去してなる。
【選択図】図4
Description
このようなCO2吸収液の系外への飛散がある場合には、CO2吸収液の大幅なロスにつながると共に、CO2吸収液を必要以上に補充することとなるので、系外へCO2吸収液が飛散することを抑制する必要がある。
図1に示すように、本発明に係る実施形態の排ガス処理システム10において、ボイラ11からの排ガス12は、脱硝装置13で排ガス12中の窒素酸化物(NOx)を除去した後、まずエアヒータAHに導かれてボイラ11に供給される空気を加熱する。その後排ガス12は、除塵装置である乾式の電気集塵機14に導入されて煤塵が除去される。次に、排ガス12は、脱硫装置15に導入されて硫黄酸化物(SOx)が除去される。次いで、排ガス12は冷却塔16で冷却された後、CO2回収装置17に導入されて、二酸化炭素を除去し、CO2吸収塔の塔頂部から浄化ガス18が系外である大気に放出される。なお、電気集塵機14で除去された煤塵は別途灰処理される。
本発明でミスト発生物質のミストの粒径は、3.0μm以下をいう。
図2は、ミスト発生に伴う吸収液の同伴のメカニズムの概念図である。図3−1は、CO2吸収塔内での白煙軽減状態を示す写真、図3−2は、CO2吸収塔内での白煙発生状態を示す写真である。ミスト発生物質として、SO3ミストを例にして説明するが、他のミストでも同様である。ボイラ11からの排ガス12は、脱硝、煤塵除去及び脱硫等のガス浄化処理がなされ、冷却塔16で排ガス12が冷却され、ガス温度は50℃程度となる。この温度状態では、酸露点以下であるので、SO3ミスト(例えば0.1〜1.0μm)となっている。
このSO3ミスト50は、SO3が核51となり、その周囲に水蒸気52が取り込まれたものである。
また、このガス状吸収液41G及び水蒸気42は、CO2を吸収する際の例えば吸収液の発熱反応により吸収液の温度が上昇することで更に増加する。
図3−1では、CO2吸収塔内に導入する排ガス12に対してミスト発生物質除去装置20を設けて、所定量以下にミスト発生物質の量を低減させた場合であり、CO2吸収塔内での吸収液を含むSO3ミスト(肥大化ミスト)53の飛散を大幅に低減し、白煙の発生が抑制されている状態を示す。図3−2では、CO2吸収塔内に導入する排ガス12に対してミスト発生物質除去装置20を設けずに、排ガス12をそのまま導入した場合であり、CO2吸収塔内での吸収液を含むSO3ミスト(肥大化ミスト)53の飛散が生じ、白煙が発生している状態を示す。
この際、水蒸気を含むミスト(肥大化ミスト)53Bの場合には、吸収液のロスは無いものの、系外への排出する浄化ガス18の白煙の発生があるので、やはり、ミスト発生物質の低減が必要となる。
よって、本発明によれば、CO2回収装置17に導入する以前において、ミスト発生物質除去装置20を設けることにより、系外にCO2を除去した排ガス12を排出する際に、CO2吸収液の同伴を大幅に低減すると共に、適正な排ガス処理を行うことができるものとなる。
ここで、CO2回収装置17に排ガス12をその導入する以前において、SO3ミスト50を3ppm以下まで低減するのが、CO2吸収塔内での白煙防止及び吸収液の飛散防止のために好ましい。これは、SO3ミスト50を3ppm以下まで低減すると、飛散防止を抑制すると共に、例えばアミン系の吸収液がSO3により劣化するのを防止するためでもある。
図4に示すように、実施例1に係る排ガス処理システム10Aは、ボイラ(例えば石炭焚ボイラ)11からの排ガス12中の窒素酸化物を除去する脱硝装置13と、脱硝装置13の後流側に設けられ、排ガス12中の煤塵を除去する電気集塵機14と、電気集塵機14の後流側に設けられ、排ガス12中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置15と、脱硫装置15の後流側に設けられ、ガス温度を下げる冷却部16aを有する冷却塔16と、前記排ガス12中のCO2を吸収液に接触させて除去する吸収塔17Aと、吸収液からCO2を放出してCO2を回収すると共に、吸収液を再生する再生塔17BとからなるCO2回収装置17とを具備するものである。
この結果、吸収液のロスの無い排ガス処理システムを提供することができる。
本実施例では、仕上げ脱硫部16bにおいて、脱硫用吸収液の供給方法として、液柱式を用いているが、本発明はこれに限定されず、散水式、噴流式、充填式のいずれも用いることができる。
図6に示すように、実施例2に係る排ガス処理システム10Cは、ボイラ(例えば石炭焚ボイラ)11からの排ガス12中の窒素酸化物を除去する脱硝装置13と、脱硝装置13の後流側に設けられ、排ガス12中の煤塵を除去する電気集塵機14と、電気集塵機14の後流側に設けられ、排ガス12中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置15と、前記脱硫装置の前流側に設けられ、排ガス温度を酸露点以下に降下させる熱交換器と、脱硫装置15の後流側に設けられ、ガス温度を下げる冷却塔16と、前記排ガス12中のCO2を吸収液に接触させて除去する吸収塔17Aと、吸収液からCO2を放出してCO2を回収すると共に、吸収液を再生する再生塔17BとからなるCO2回収装置17とを具備するものである。
この場合、耐腐食性材料を熱交換器の構成部材に被覆処理してもよいが、構成部材そのものを耐腐食性材料で製造するようにしてもよい。
よって、本実施例においては、熱交換器32がミスト発生物質除去装置20として機能している。
従来においては、熱交換器の腐食性の観点から、熱交換後の排ガス温度を100〜85℃としているのに対して、85℃以下に冷却できるので、ミスト発生物質であるSO3をより積極的に凝縮除去することができることとなる。
この結果、吸収液のロスの無い排ガス処理システムを提供することができる。
これにより、熱交換器での冷却によるミスト発生物質の除去と、アルカリ系中和剤を用いてのミスト状のSO3を中和作用との相乗効果により、非ガス12からミスト状のSO3の除去効率を向上させるようにしてもよい。
11 ボイラ
12 排ガス
13 脱硝装置
14 電気集塵機
15 脱硫装置
16 冷却塔
16a 冷却部
16b 仕上げ脱硫部
17 CO2回収装置
17A 吸収塔
17B 再生塔
18 浄化ガス
20 ミスト発生物質除去装置
31 炭酸カルシウム噴霧装置
32 熱交換器
Claims (8)
- ボイラからの排ガス中の煤塵を除去する除塵装置と、
除塵後の排ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置と、
脱硫装置の後流側に設けられ、排ガス中に残存する硫黄酸化物を除去すると共に、ガス温度を下げる冷却塔と、
前記排ガス中のCO2をCO2吸収液に接触させて除去する吸収塔と、CO2吸収液からCO2を放出してCO2を回収すると共に、CO2吸収液を再生する再生塔とからなるCO2回収装置と、
前記脱硫装置の前流側に設けられ、排ガス温度を降下させる熱交換器と、
炭酸カルシウムを除塵装置と熱交換器との間に噴霧する炭酸カルシウム噴霧装置とを具備し、
排ガス中のミスト発生物質をガス状態からミスト状態とし、ミスト状態のミスト発生物質を炭酸カルシウムにより中和させ、除去してなることを特徴とする排ガス処理システム。 - 請求項1において、
排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置を有することを特徴とする排ガス処理システム。 - ボイラからの排ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置と、
脱硫装置の後流側に設けられ、排ガス中に残存する硫黄酸化物を除去すると共に、ガス温度を下げる冷却塔と、
前記排ガス中のCO2をCO2吸収液に接触させて除去する吸収塔と、CO2吸収液からCO2を放出してCO2を回収すると共に、CO2吸収液を再生する再生塔とからなるCO2回収装置と、
前記脱硫装置の前流側に設けられ、排ガス温度を酸露点以下に降下させる熱交換器とを具備し、
前記熱交換器において、排ガス中のミスト発生物質をガス状態から凝縮状態とし、ミスト発生物質を除去してなることを特徴とする排ガス処理システム。 - 請求項3において、
前記熱交換器と前記脱硫装置との間にアルカリ系中和剤を噴霧するアルカリ系中和剤噴霧装置を具備し、
前記熱交換器により排ガス中のミスト発生物質をガス状態からミスト状態とし、ミスト状態のミスト発生物質をアルカリ系中和剤により中和させ、除去してなることを特徴とする排ガス処理システム。 - 請求項3又は4において、
排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置と、煤塵を除去する乾式の電気集塵機とを有することを特徴とする排ガス処理システム。 - 排ガス中のCO2をCO2吸収液に接触させて吸収・除去するCO2回収装置の前流側において、
排ガス中の煤塵を除去した後流側で、硫黄酸化物を除去する脱硫装置の前流側において、排ガス温度を降下させ、炭酸カルシウムを噴霧して、排ガス中のミスト発生物質をガス状態からミスト状態とし、ミスト状態のミスト発生物質を炭酸カルシウムにより中和させ、除去し、
前記CO2回収装置に導入する排ガス中のミスト発生物質の量を所定量以下に低減することを特徴とする排ガス処理方法。 - 排ガス中のCO2をCO2吸収液に接触させて吸収・除去するCO2回収装置の前流側において、
排ガス中の煤塵を除去した後流側で、硫黄酸化物を除去する脱硫装置の前流側において、排ガス温度を降下させつつ、排ガス中のミスト発生物質をガス状態から凝縮状態とし、前記CO2回収装置に導入する排ガス中のミスト発生物質の量を所定量以下に低減することを特徴とする排ガス処理方法。 - 請求項7において、
熱交換器の前流側において、アルカリ中和剤を噴霧して、排ガス中のミスト発生物質をガス状態からミスト状態としつつ、ミスト状態のミスト発生物質をアルカリ中和剤により中和させ、除去することを特徴とする排ガス処理方法。
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