JP6072055B2 - 排ガス処理システム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、排ガス中のＣＯ₂を除去する排ガス処理システム及び方法に関する。

近年、地球の温暖化現象の原因の一つとして、ＣＯ₂による温室効果が指摘され、地球環境を守る上で国際的にもその対策が急務となってきた。ＣＯ₂の発生源としては化石燃料を燃焼させるあらゆる人間の活動分野に及び、その排出抑制への要求が一層強まる傾向にある。これに伴い大量の化石燃料を使用する火力発電所などの動力発生設備を対象に、ボイラやガスタービン等、産業設備の燃焼排ガスをアミン系ＣＯ₂吸収液と接触させ、燃焼排ガス中のＣＯ₂を除去・回収する方法および回収されたＣＯ₂を大気へ放出することなく貯蔵する排ガス処理システムが精力的に研究されている。

前記のようなＣＯ₂吸収液を用い、燃焼排ガスからＣＯ₂を除去・回収する工程としては、ＣＯ₂吸収塔（以下、単に「吸収塔」ともいう。）において燃焼排ガスとＣＯ₂吸収液とを接触させる工程と、ＣＯ₂を吸収したＣＯ₂吸収液（以下、単に「吸収液」ともいう。）を吸収液再生塔（以下、単に「再生塔」ともいう。）において加熱し、ＣＯ₂を放散させるとともにＣＯ₂吸収液を再生して再びＣＯ₂吸収塔に循環して再利用する工程とを有するＣＯ₂回収装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

ＣＯ₂吸収塔では、例えばアルカノールアミン等のアミン系ＣＯ₂吸収液を用いて、交向流接触し、排ガス中のＣＯ₂は、化学反応（発熱反応）によりＣＯ₂吸収液に吸収され、ＣＯ₂が除去された排ガスは系外に放出される。ＣＯ₂を吸収したＣＯ₂吸収液はリッチ溶液とも呼称される。このリッチ溶液はポンプにより昇圧され、熱交換器において、再生塔でＣＯ₂が放散し再生した高温のＣＯ₂吸収液（リーン溶液）により、熱交換器において加熱され、再生塔に供給される。

特開平３−１９３１１６号公報

しかしながら、排ガス処理システムにおいて、ＣＯ₂回収装置のＣＯ₂を吸収するＣＯ₂吸収塔に導入される排ガス中に、ＣＯ₂回収装置の吸収塔内で発生するミストの発生源であるミスト発生物質が含まれる場合、ＣＯ₂吸収液がこのミスト発生物質に同伴されるため、系外へ飛散するＣＯ₂吸収液の量が増大する、という問題がある。
このようなＣＯ₂吸収液の系外への飛散がある場合には、再生塔で再利用する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。

そこで、ＣＯ₂吸収塔からのＣＯ₂吸収液の飛散を抑制した排ガス処理システムの確立が切望されている。

本発明は、前記問題に鑑み、系外にＣＯ₂を除去した排ガスを排出する際に、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排ガス処理システム及び方法を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、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、前記脱硫装置の後流側に設けられ、排ガスのガス露点温度を調整する温度調整手段により、排ガスを冷却及び加熱し、排ガス中に含まれるＳＯ₃ミストの粒径を肥大化させ、排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ＣＯ₂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、を具備し、前記温度調整手段が、冷却塔内を循環する循環水を、排ガス導入温度よりも、＋１０℃以上に加熱する加熱器を備えた加熱部と、前記加熱部のガス流れ後流側に設けられ、加熱された排ガスを、前記ＣＯ₂吸収塔導入温度以下まで冷却する冷却部とからなることを特徴とする排ガス処理システムにある。

第２の発明は、第１の発明において、前記冷却塔の塔頂部近傍に、肥大化したミストを捕集するミスト捕集手段を有することを特徴とする排ガス処理システム。

第３の発明は、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、前記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ＣＯ₂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、を具備してなり、前記ＣＯ₂吸収塔が、ＣＯ₂吸収液によりＣＯ₂含有排ガス中のＣＯ₂を吸収するＣＯ₂吸収部と、前記ＣＯ₂吸収部のガス流れ後流側に設けられ、洗浄水によりＣＯ₂除去排ガスを冷却すると共に、同伴するＣＯ₂吸収液を前記洗浄水により回収する本水洗部と、前記本水洗部の液貯留部で回収されたＣＯ₂吸収液を含む洗浄水を前記本水洗部の頂部側から供給して循環する循環ラインと、前記ＣＯ₂吸収部と前記本水洗部との間に設けられる予備水洗部と、を具備し、前記本水洗部から、ＣＯ₂吸収液を含む洗浄水の一部を抜き出すと共に、前記抜出した洗浄水を、前記予備水洗部側に供給する際、抜出した洗浄水を加熱器により加熱し、この加熱した洗浄水を供給し、前記ＣＯ₂吸収部でＣＯ₂が吸収された排ガス中に同伴されるＣＯ₂吸収液を、該抜出した洗浄水で予備洗浄すると共に、前記ＣＯ₂吸収液を含むＳＯ₃ミストの粒径を肥大化させることを特徴とする排ガス処理システム。

第４の発明は、第３の発明において、前記予備水洗部と前記本水洗部との間に設けられ、ミストを捕集するミスト捕集手段を具備してなることを特徴とする排ガス処理システムにある。

第５の発明は、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、排ガス中に含まれるＳＯ₃ミストを、排ガスのガス露点温度を調整する温度調整手段によりその粒径を肥大化させ、排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ＣＯ₂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、を具備すると共に、前記ＣＯ₂吸収塔が、ＣＯ₂吸収液によりＣＯ₂含有排ガス中のＣＯ₂を吸収するＣＯ₂吸収部と、前記ＣＯ₂吸収部のガス流れ後流側に設けられ、洗浄水によりＣＯ₂除去排ガスを冷却すると共に、同伴するＣＯ₂吸収液を前記洗浄水により回収する本水洗部と、前記本水洗部の液貯留部で回収されたＣＯ₂吸収液を含む洗浄水を前記本水洗部の頂部側から供給して循環する循環ラインと、前記ＣＯ₂吸収部と前記本水洗部との間に設けられる予備水洗部と、を具備し、前記本水洗部から、ＣＯ₂吸収液を含む洗浄水の一部を抜き出すと共に、前記抜出した洗浄水を、前記予備水洗部側に供給する際、抜出した洗浄水を加熱器により加熱し、この加熱した洗浄水を供給し、前記ＣＯ₂吸収部でＣＯ₂が吸収された排ガス中に同伴されるＣＯ₂吸収液を、該抜出した洗浄水で予備洗浄すると共に、前記ＣＯ₂吸収液を含むＳＯ₃ミストの粒径を肥大化させることを特徴とする排ガス処理システムにある。

第６の発明は、第５の発明において、前記予備水洗部と本水洗部との間に設けられ、ミストを捕集するミスト捕集手段を具備してなることを特徴とする排ガス処理システムにある。

第７の発明は、第５の発明において、前記冷却塔の塔頂部近傍に、肥大化したミストを捕集するミスト捕集手段を有することを特徴とする排ガス処理システムにある。

第８の発明は、第５又は７の発明において、前記温度調整手段が、冷却塔内を循環する循環水を、排ガス導入温度よりも、＋１０℃以上に加熱する加熱器を備えた加熱部と、前記加熱部の後流側に設けられ、加熱された排ガスを、前記ＣＯ₂吸収塔導入温度以下まで冷却する冷却部とからなることを特徴とする排ガス処理システムにある。

第９の発明は、第５又は７の発明において、前記脱硫装置と冷却塔との間で、排ガス中に塩基性物質を導入する塩基性物質導入手段を有することを特徴とする排ガス処理システムにある。

第１０の発明は、第５又は７の発明において、前記冷却塔の循環水が、脱硫用吸収液であることを特徴とする排ガス処理システムにある。

第１１の発明は、ボイラからの排ガス中の硫黄酸化物を脱硫装置により除去する脱硫工程と、
排ガスのガス露点温度を調整する温度調整手段により、排ガスを加熱及び冷却し、排ガス中に含まれるＳＯ₃ミストの粒径を肥大化させ、排ガスを加熱及び冷却する工程と、前記排ガス中の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回収工程と、を有することを特徴とする排ガス処理方法にある。

第１２の発明は、ボイラからの排ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫工程と、前記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工程と、前記排ガス中の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回収工程と、を有してなり、前記ＣＯ₂吸収塔において、ＣＯ₂吸収液によりＣＯ₂含有排ガス中のＣＯ₂を吸収するＣＯ₂吸収工程と、前記ＣＯ₂吸収工程のガス流れ後流側に設けられ、洗浄水によりＣＯ₂除去排ガスを冷却すると共に、同伴するＣＯ₂吸収液を前記洗浄水により回収する本水洗工程と、前記ＣＯ₂吸収工程と前記本水洗工程との間に設けられる予備水洗工程と、を有し、前記本水洗工程で用いたＣＯ₂吸収液を含む洗浄水の一部を抜き出すと共に、前記抜出した洗浄水を加熱しつつ、前記予備水洗部側に供給し、前記ＣＯ₂吸収工程でＣＯ₂が吸収された排ガス中に同伴されるＣＯ₂吸収液を該抜出した洗浄水で予備洗浄すると共に、前記ＣＯ₂吸収液を含むＳＯ₃ミストの粒径を肥大化させることを特徴とする排ガス処理方法にある。

本発明にかかる発明によれば、ガス露点温度を調整する温度調整手段により排ガス中に含まれるＳＯ₃の粒径を肥大化させているので、肥大化したＳＯ₃ミストを吸収塔の導入することができ、肥大化したミストをミスト捕集手段で捕集することができる。この結果、ＳＯ₃ミストに起因する吸収塔から排出する浄化ガスの白煙の発生が抑制されると共に、吸収液の同伴を抑制することができる。

図１は、参考例１に係る排ガス処理システムの概略図である。 図２は、実施例１に係る排ガス処理システムの概略図である。 図３は、参考例２に係る排ガス処理システムの概略図である。 図４は、参考例３に係る排ガス処理システムのＣＯ₂回収装置の概略図である。 図５は、参考例４に係る排ガス処理システムのＣＯ₂回収装置の概略図である。 図６は、実施例２に係る排ガス処理システムのＣＯ₂回収装置の概略図である。 図７は、実施例３に係る排ガス処理システムのＣＯ₂回収装置の概略図である。 図８は、実施例４に係る排ガス処理システムのＣＯ₂回収装置の概略図である。 図９は、冷却塔内ガス露点と冷却塔入口ガス露点との最大偏差（℃）と、冷却塔内ガス中ミスト粒径比（出口／入口）との関係を示した図である。 図１０は、デミスタを用いた場合のミストの粒子径（μｍ）と、ミスト捕集効率（％）との関係を示す図である。 図１１は、冷却による排ガス中のＳＯ₃ミストの挙動の概念図である。 図１２は、加熱による排ガス中のＳＯ₃ミストの挙動の概念図である。 図１３は、ＣＯ₂吸収部と予備水洗部とにおける排ガス中のＳＯ₃ミストの挙動の概念図である。 図１４は、参考例１におけるＳＯ₃ミスト粒径について、冷却塔とＣＯ₂吸収部とのガス流れ方向における肥大化の傾向を示す図である。 図１５は、参考例３におけるＳＯ₃ミスト粒径について、冷却塔とＣＯ₂吸収部とのガス流れ方向における肥大化の傾向を示す図である。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施例により本発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施例で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

［参考例１］
本参考例に係る排ガス処理システム及び方法について、図面を参照して説明する。図１は、参考例１に係る排ガス処理システムの概略図である。
図１に示すように、本参考例に係る排ガス処理システム１００Ａは、ボイラ１０１からの排ガス１１中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置１０５と、脱硫装置１０５の後流側に設けられ、排ガス１１のガス露点温度を調整する温度調整手段により、排ガス１１を冷却又は加熱し、排ガス１１中に含まれるＳＯ₃ミストの粒径を肥大化させ、排ガス温度を下げる冷却塔７０Ａと、前記排ガス１１中のＣＯ₂をＣＯ₂吸収液に接触させて除去するＣＯ₂吸収塔（吸収塔）１３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１４とからなるＣＯ₂回収装置１０と、を具備する。本参考例では、ボイラ出口に脱硝装置１０３と、排ガス１１と空気１１１とを熱交換するエアヒータ（ＡＨ）と、除塵手段である電気集塵機１０４とを有している。
図１中、符号１０６は煙突、１０７は脱硫装置１０５から冷却塔７０Ａに排ガス１１を導入する排ガス導入ライン、１０８は冷却塔７０Ａから冷却排ガス１１Ａを導入する排ガス導入ラインを図示する。

排ガス処理システム１００Ａにおいて、ボイラ１０１からの排ガス１１は、脱硝装置１０３で排ガス１１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１０１に供給される空気１１１を加熱する。その後排ガス１１は、例えば乾式の電気集塵機１０４に導入されて煤塵１０４ａが除去される。なお、除去された煤塵１０４ａは、灰処理手段１０ｂで処理される。

次に、電気集塵機１０４で煤塵が除去された排ガス１１は、脱硫装置１０５で排ガス１１中の硫黄酸化物を除去し、除去された硫黄酸化物は石灰石（ＣａＣＯ₃）１０５ａと酸化用空気１０５ｂを供給し、石灰・石膏法により石膏１０５ｃとすると共に、脱硫排水１０５ｄは別途処理される。

ここで、本参考例に係る冷却塔７０Ａのガス温度調整手段は、循環ポンプ７２と熱交換器である冷却器７３と、これらを介装する循環ライン７４と、冷却水７１がノズル７４ａを介して流下（破線）して、上昇する排ガス１１を冷却する冷却部７０ａとから構成されている。そして、冷却器７３で冷却された冷却水７１を冷却塔７０Ａ内の冷却部７０ａを循環させることで、排ガス１１を冷却するものである。なお、余剰水は別途外部に排出される。

そして、冷却器７３の冷却温度を所望温度に調整して冷却水７１の温度を低下させ、この冷却水７１と冷却塔７０Ａの下部側から導入される排ガス１１とを対向接触させて所定温度以下（排ガス導入温度（Ｔ₀）よりも、−２０℃以下の温度（Ｔ₁）までに冷却する）まで冷却して、冷却排ガス１１Ａとしている。

ここで、本発明では、脱硫装置１０５で脱硫されて導入する排ガス１１を、冷却塔７０Ａ内を流下する冷却水７１で排ガス１１の温度を、その導入温度（例えばＴ₀＝５０℃）よりも−２０℃以下の温度（例えばＴ₁＝３０℃）まで冷却している。
この冷却によりガスの露点が変化し、排ガス中に含まれる水蒸気が凝縮し、その凝縮した水蒸気がＳＯ₃ミスト内に取り込まれる。この結果、ＳＯ₃ミストが肥大化することとなる。

この肥大化したＳＯ₃ミストは、冷却塔７０Ａの出口近傍に設けたミスト捕集手段である例えばデミスタ８０を用いて、冷却排ガス１１Ａ中の肥大化したＳＯ₃ミストを捕捉するようにしている。
この結果、冷却塔７０Ａの頂部から放出される冷却排ガス１１Ａ中のＳＯ₃ミストの放出量が低減されることとなる。すなわち、本発明のような温度調整手段により冷却塔に導入する排ガス１１の冷却温度をその導入温度よりも−２０℃以下と低下しない従来技術と較べて、冷却排ガス１１Ａ中に含まれるミストの個数比が大幅に小さくなる。

この結果、ＣＯ₂吸収塔１３に導入するＳＯ₃ミストの個数が低減するので、その分ＣＯ₂吸収塔１３内でのＳＯ₃ミストの肥大化が助長される。これにより、ＣＯ₂吸収塔１３の出口近傍に設けた、デミスタ８０で肥大化（例えば１．０μｍ程度）したＳＯ₃ミストが捕集されることとなる。

図１０は、デミスタを用いた場合のミストの粒子径（μｍ）と、ミスト捕集効率（％）との関係を示す図である。
図１０によれば、ミストの粒子径が０．６５μｍ以上となった場合には、９０％以上が捕集されることが確認される。
なお、ミスト粒径の計測は、煤塵の計測（ＪＩＳ Ｋ０３０２）に準じておこなった。

以上より、冷却塔７０Ａの温度調整手段により排ガス温度をその導入温度よりも低温側としてガス露点温度を制御するので、ＳＯ₃ミストの粒径の肥大化を図り、冷却塔７０Ａの出口近傍に設けたデミスタ８０で肥大化したミストを捕集し、ＣＯ₂回収装置１０のＣＯ₂吸収塔１３へのＳＯ₃ミストの導入量の低減を図ることとなる。

なお、本参考例では、デミスタ８０を設置した場合について説明しているが、本発明はこれに限定されず、デミスタ８０を設置しないようにしてもよい。
このデミスタ８０を設置しない場合には、肥大化したＳＯ₃ミストがＣＯ₂吸収塔１３内に導入される。この結果、従来よりも肥大化したＳＯ₃ミストの割合が多くなり、この肥大化したＳＯ₃ミストがさらに肥大化されるので、吸収塔１３の出口近傍に設けたデミスタ８０において、捕集されることとなる。

以上説明したように、本発明によれば、冷却塔において、ＳＯ₃ミストを捕集しているので、吸収塔１３へのミスト導入量が大幅に低下する。この結果、ＳＯ₃ミストに起因する吸収塔１３から排出する浄化ガス１１Ｂの白煙の発生が抑制されると共に、吸収液１２の同伴を抑制することとなる。
この結果、吸収液１２のロスが極めて少ない排ガス処理システムを提供することができる。

ここで、本参考例では吸収液１２として、アミン系吸収液を例示しているが、本発明の吸収液はアミン系吸収液に限定されるものではない。吸収液としてアミン系吸収液以外には、例えばアンモニア吸収液、アミノ酸系吸収液、イオン性液体吸収液、炭酸カリウムとアミンとからなる熱炭酸カリ吸収液等を例示することができる。
なお、図１中、符号６１は吸収液１２を再生するためのリボイラ、６２はリボイラに供給する飽和水蒸気、６３は水蒸気凝縮水、４３は分離ドラム、４５は回収されるＣＯ₂ガス（回収ＣＯ₂）、５２はＣＯ₂を吸収した吸収液（リッチ溶液１２Ａ）と再生したＣＯ₂吸収液（リーン溶液１２Ｂ）とを熱交換させる熱交換器を各々図示する。

次に、冷却塔７０Ａでの排ガス１１の温度を低下させる温度調整手段とその温度調整によって、排ガス１１中に含まれるＳＯ₃ミストが肥大化するメカニズムについて、更に説明する。
図９は、冷却塔内ガス露点と冷却塔入口ガス露点との最大偏差（℃）と、冷却塔内ガス中ミスト粒径比（出口／入口）との関係を示した図である。
図９では、冷却塔に導入する排ガス１１のガス温度を基準としている。
この基準の導入ガス温度（Ｔ₀）より、−２０℃以下までガス温度(Ｔ₁)を低下させることで、ミスト粒径比が増大し、ミストの肥大化を増大させることとなる。
本発明では、排ガス導入温度（基準）よりも、−２０℃以下に冷却する熱交換器を備えた冷却手段としている。

図１１は、冷却による排ガス中のＳＯ₃ミストの挙動の概念図である。
図１１において、先ず冷却塔前流では、排ガス１１中において、ＳＯ₃ガスと水蒸気から酸露点以下のガス温度条件で、ＳＯ₃ミスト２０２が発生し、排ガス１１中にはある程度ＳＯ₃ミスト２０２が含まれる。
この状態で、冷却塔７０Ａ内に排ガス１１が導入ガス温度（Ｔ₀）で導入され、排ガス１１が所定温度以下まで冷却される。すなわち、図１１に示すように、冷却塔７０Ａ内に循環される冷却水である流下水２００の冷却により、冷却塔７０Ａ内のガスの露点が入口ガスの露点に較べて低くなると（−２０℃以下）、ガス中の水蒸気２０１が流下水２００及びＳＯ₃ミスト２０２に凝縮する。
この結果、ＳＯ₃ミスト２０２内に凝縮した水蒸気２０１が取り込まれるので、これにより冷却された排ガス中のＳＯ₃ミスト２０２の粒径ｄ₁が、入口部における排ガス中のＳＯ₃ミストの粒径ｄ₀よりも増大し、排ガス１１中のＳＯ₃ミスト２０２が肥大化することとなる。

本発明では、冷却塔７０Ａ内を循環する媒体を冷却水としているが、本発明は、冷却水に限定されず、この冷却水に脱硫機能をもたせるようにした脱硫用吸収液を用い、高度深度脱硫を図るようにしてもよい。
すなわち、脱硫装置１０５の後流側にさらに脱硫塔としての機能を冷却塔７０Ａにもたせるようにし、脱硫装置１０５で所定値以下に低減した残留する硫黄酸化物をさらに除去することができる。これにより、ＣＯ₂吸収液への硫黄酸化物の混入量低減や排ガス規制が厳しい場合にも対応することができる。

ここで脱硫用吸収液としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等を挙げることができるが、脱硫作用があればこれらに限定されるものではない。

本参考例の排ガス処理方法は、図１に示すようにボイラ１０１からの排ガス１１中の硫黄酸化物を脱硫装置１０５により除去する脱硫工程と、脱硫後の排ガス１１中に対して、ガス露点温度を調整する温度調整手段により、その導入温度よりも−２０℃以下まで冷却し、排ガス１１中に含まれるＳＯ₃ミストの粒径を肥大化させ、ガス温度を下げる冷却工程と、冷却工程で冷却された冷却排ガス１１Ａ中のＣＯ₂をＣＯ₂吸収液１２に接触させて除去する吸収塔１３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１４とからなるＣＯ₂回収工程と、を有するものである。

この結果、冷却工程において、排ガス１１を、冷却塔７０Ａ内を流下する冷却水７１で排ガス１１の温度を、その導入温度（例えばＴ₀＝５０℃）よりも−２０℃以下の温度（例えばＴ₁＝３０℃）まで冷却している。
この冷却によりガスの露点が変化し、排ガス中に含まれる水蒸気が凝縮し、その凝縮した水蒸気がＳＯ₃ミスト内に取り込まれる。この結果、ＳＯ₃ミストが肥大化することとなる。
この肥大化したミストはデミスタ８０により捕集される。

以上説明したように、本発明によれば、冷却工程において、ＳＯ₃ミストを捕集しているので、吸収塔１３を用いてのＣＯ₂吸収工程でのミスト導入量が大幅に低下する。この結果、ＳＯ₃ミストに起因する吸収塔１３から排出する浄化ガス１１Ｂの白煙の発生が抑制されると共に、吸収液１２の同伴を抑制することとなる。
この結果、吸収液１２のロスが極めて少ない排ガス処理方法を提供することができる。

本発明による実施例に係る排ガス処理システム及び方法について、図面を参照して説明する。図２は、実施例１に係る排ガス処理システムの概略図である。なお、参考例１の構成部材と重複する部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図２に示すように、本実施例に係る排ガス処理システム１００Ｂは、参考例１と同様に脱硫装置１０５の後流側に設置する冷却塔７０Ｂを備えている。
この冷却塔７０Ｂは、排ガス１１中に含まれるＳＯ₃ミストを、ガス露点温度を調整する温度調整手段によりその粒径を肥大化させている。
ここで、本実施例では、温度調整手段が、冷却塔７０Ｂ内を循環する循環水を、排ガス導入温度よりも、＋１０℃以上に加熱する加熱器７６を備えた加熱部７０ｂと、前記加熱部７０ｂのガス流れ後流側に設けられ、加熱された排ガスを、吸収塔１３の導入温度以下まで冷却する冷却部７０ａとから構成されている。
なお、冷却部７０ａの循環ライン７４から余剰となった冷却水７１の一部はライン７９を介して、循環ライン７５に供給されている。なお、余剰水は別途外部に排出される。

加熱部７０ｂでは、循環ライン７５を循環ポンプ７８により循環する水を加熱する加熱器７６により所定温度の加熱水７７としている。
ここで、加熱器７６の使用熱源としては、プラント内の廃熱蒸気、ＣＯ₂回収装置１０内の余熱等を用いることができる。

そして、加熱部７０ｂにおいては、この加熱水７７と導入した排ガス１１とを接触させて排ガス１１を加熱すると共に、この加熱部７０ｂのガス流れ後流側に設けられ、加熱された排ガスを、後段側に設置される吸収塔１３の導入に適した温度まで冷却部７０ａで冷却するようにしている。

ここで、本発明では、脱硫装置１０５で脱硫されて導入する排ガス１１を、冷却塔７０Ｂの加熱部７０ｂ内を流下する加熱水７７で排ガス１１の温度を、その導入温度（例えばＴ₀＝５０℃）よりも＋１０℃以上の温度（例えばＴ₂＝６０℃）まで加熱している。
この加熱により、流下する加熱水７７からの水分蒸発により、ガス中の水蒸気が高まり、この結果、排ガス中のＳＯ₃ミストへ水蒸気が凝縮し、取り込まれる（すなわちＳＯ₃ミストが水蒸気で希釈される）。この結果、ＳＯ₃ミストが肥大化（例えば１．０μｍ程度）することとなる。

この肥大化したＳＯ₃ミストを含む排ガス１１は冷却部７０ａで所定温度まで冷却される。例えば、排ガス入口温度（例えばＴ₀＝５０℃）よりも、例えば−１０℃低い温度（Ｔ₃＝４０℃）まで冷却部７０ａで冷却する。その後、冷却塔７０Ｂの出口近傍に設けたミスト捕集手段である例えばデミスタ８０により排ガス中の肥大化したＳＯ₃ミストが捕捉される。この結果、冷却塔７０Ｂの頂部から放出される冷却排ガス１１Ａ中のＳＯ₃ミストの放出量が低減されることとなる。すなわち、本発明のような温度調整手段により冷却塔７０Ｂに導入する排ガス１１の温度を、その導入温度より＋１０℃以上としない場合に較べて、冷却排ガス１１Ａ中に含まれるミストの個数比が大幅に小さくなる。
この結果、ＣＯ₂吸収塔１３に導入するＳＯ₃ミストの個数が低減するので、その分ＣＯ₂吸収塔１３内でのＳＯ₃ミストの肥大化が助長される。これにより、ＣＯ₂吸収塔１３の出口近傍に設けた、デミスタ８０で肥大化したＳＯ₃ミストが捕集されることとなる。

以上より、冷却塔７０Ｂの温度調整手段により排ガス温度をその導入温度よりも高温側としてガス露点温度を制御するので、ＳＯ₃ミストの粒径の肥大化を図り、冷却塔７０Ｂの出口近傍に設けたデミスタ８０で肥大化したミストを捕集し、ＣＯ₂回収装置１０へのＳＯ₃ミストの導入量の低減を図ることとなる。

また、本実施例では図示していないが、加熱部７０ｂと冷却部７０ａとの間に、ミスト捕集手段であるデミスタ８０を設け、肥大化したＳＯ₃ミストを捕集し、その後排ガスを所定温度となるまで冷却するようにしてもよい。すなわち、排ガス１１を加熱して排ガス中のＳＯ₃ミストを肥大化させ、肥大化したＳＯ₃ミストをデミスタ８０で捕集した後、ＳＯ₃ミストが除去された排ガスを、排ガス１１の冷却塔７０Ｂの入口の導入ガス温度（Ｔ₀＝５０℃）よりも例えば−１０℃程度の温度（Ｔ₃＝４０℃）まで冷却し、吸収塔１３の導入温度とするようにしてもよい。

次に、冷却塔７０Ｂでの排ガス１１の温度を上昇させる温度調整手段とその温度調整によって、排ガス１１中に含まれるＳＯ₃ミストが肥大化するメカニズムについて、更に説明する。
図９は、冷却塔内ガス露点と冷却塔入口ガス露点との最大偏差（℃）と、冷却塔内ガス中ミスト粒径比（出口／入口）との関係を示した図である。
図９では、冷却塔に導入する排ガス１１のガス温度を基準としている。
この基準のガス温度より、＋１０℃以上加熱させることで、ミスト粒径比が増大し、ミストの肥大化を増大させることとなる。
参考例１では、排ガスを積極的に冷却させることでＳＯ₃ミストの肥大化を図っていたが、本実施例では、排ガス１１を積極的に加熱させることでＳＯ₃ミストの肥大化を図っている。

本発明では、排ガス導入温度（基準）よりも、加熱手段により＋１０℃以上に加熱するようにしている。

図１２は、加熱による排ガス中のＳＯ₃ミストの挙動の概念図である。
図１２において、冷却塔前流においては、ＳＯ₃ガスと水蒸気から酸露点以下のガス温度条件において、ＳＯ₃ミスト２０２が発生し、排ガス１１中にはある程度ＳＯ₃ミスト２０２が含まれている。
この状態で、冷却塔７０Ｂ内に導入され、加熱部７０ｂにおいて排ガス１１が所定温度以上まで加熱されると、図１２に示すように、冷却塔７０Ｂの加熱部７０ｂ内で循環される加熱水７７である流下水２００により、冷却塔７０Ｂ内の加熱部７０ｂにおけるガスの露点が入口ガスの露点に較べて高くなる（＋１０℃以上）。この結果、加熱された流下水２００からの水蒸気の蒸散が高まる。この結果、ＳＯ₃ミスト２０２内に凝縮した水蒸気２０１が取り込まれる（すなわちＳＯ₃ミストが水蒸気で希釈される）。この結果、ＳＯ₃ミストが肥大化することとなる。これによりＳＯ₃ミスト２０２の粒径ｄ₂が、入口部におけるＳＯ₃ミスト２０２の粒径ｄ₀よりも増大し、ＳＯ₃ミスト２０２が肥大化することとなる。
この肥大化したミストは参考例１と同様にデミスタ８０により捕集される。

以上説明したように、本発明によれば、冷却塔７０Ｂにおいて、ＳＯ₃ミストを捕集しているので、吸収塔へのミスト導入量が大幅に低下する。この結果、ＳＯ₃ミストに起因する吸収塔１３から排出する浄化ガス１１Ｂの白煙の発生が抑制されると共に、吸収液１２の同伴を抑制することとなる。
この結果、吸収液１２のロスが極めて少ない排ガス処理システムを提供することができる。

本実施例の排ガス処理方法は、図２に示すようにボイラ１０１からの排ガス１１中の硫黄酸化物を脱硫装置１０５により除去する脱硫工程と、脱硫後の排ガス１１中に対して、ガス露点温度を調整する温度調整手段により、その導入温度よりも＋１０以上まで加熱し、排ガス中に含まれるＳＯ₃ミストの粒径を肥大化させ、ガス温度を上げる加熱工程と、この加熱された排ガスを冷却する冷却工程と、冷却工程で冷却された冷却排ガス１１Ａ中のＣＯ₂をＣＯ₂吸収液１２に接触させて除去する吸収塔１３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１４とからなるＣＯ₂回収工程と、を有するものである。

この結果、冷却工程の前段側において、冷却塔７０Ｂ内を流下する加熱水７７で排ガス１１の温度を、その導入温度（例えばＴ₁＝５０℃）よりも＋１０℃以上の温度（例えばＴ₂＝６０℃）まで加熱している。
この加熱によりガスの露点が変化し、流下液からの水分蒸発により、その量が増加した排ガス中に含まれる水蒸気が凝縮し、その凝縮した水蒸気がＳＯ₃ミスト内に取り込まれる。この結果、ＳＯ₃ミストが肥大化することとなる。その後、加熱された排ガスを、吸収塔１３の導入温度以下まで冷却部７０ａで冷却するようにしている。
この肥大化したミストは参考例１と同様にデミスタ８０により捕集される。

以上説明したように、本発明によれば、冷却工程において、ＳＯ₃ミストを捕集しているので、吸収塔１３を用いてのＣＯ₂吸収工程でのミスト導入量が大幅に低下する。この結果、ＳＯ₃ミストに起因する吸収塔１３から排出する浄化ガス１１Ｂの白煙の発生が抑制されると共に、吸収液１２の同伴を抑制することとなる。
この結果、吸収液１２のロスが極めて少ない排ガス処理方法を提供することができる。

［参考例２］
本参考例に係る排ガス処理システム及び方法について、図面を参照して説明する。図３は、参考例２に係る排ガス処理システムの概略図である。なお、参考例１の構成部材と重複する部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図３に示すように、本参考例に係る排ガス処理システム１００Ｃは、参考例１の排ガス処理システム１００Ａにおいて、さらに脱硫装置１０５と冷却塔７０Ａとの間において、排ガス１１中に塩基性物質であるアンモニア（ＮＨ₃）を供給する塩基性物質導入手段を備えている。
ここで、本参考例では、冷却水の冷却は従来と同様の導入温度から−１０℃程度の冷却としているが、参考例１と同様に−２０℃以下とするようにしてもよい。

このアンモニアの導入により、冷却塔７０Ａに入る前において、排ガス１１中のＳＯ₃ミスト中の塩濃度を高めている。この塩濃度が高まった結果、冷却塔７０Ａの冷却部７０ａにおいて、塩濃度を希釈しようと水蒸気が取り込まれ、ミストの肥大化を図ることができる。

本参考例では、塩基性物質としてアンモニアを用いたが、本発明はこれに限定されず、例えば揮発性アミン等の低級アミンを用いるようにしてもよい。
なお、本参考例での冷却水の排水は、アンモニアや低級アミンを含むので、排水規制がある場合には、別途排水処理手段により無害化処理した後、放流することとなる。

この肥大化したミストは参考例１と同様にデミスタ８０により捕集される。

以上説明したように、本発明によれば、冷却塔７０Ａの前流側において、排ガス口に塩基性物質を導入しているので、ＳＯ₃ミストを捕集でき、吸収塔１３へのミスト導入量が大幅に低下する。この結果、ＳＯ₃ミストに起因する吸収塔１３から排出する浄化ガス１１Ｂの白煙の発生が抑制されると共に、吸収液１２の同伴を抑制することとなる。
この結果、吸収液１２のロスが極めて少ない排ガス処理システムを提供することができる。

また、冷却部７０ａの排ガス流れ後流側に、脱硫用吸収液を循環させる脱硫装置を設けるようにしてもよい。

また、参考例１又は実施例１の温度調整手段と組み合わせるようにしてもよい。

［参考例３］
本参考例に係る排ガス処理システム及び方法について、図面を参照して説明する。図４は、参考例３に係る排ガス処理システムのＣＯ₂回収装置の概略図である。なお、参考例１の構成部材と重複する部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図４に示すように、本参考例に係る排ガス処理システムのＣＯ₂回収装置１０Ａは、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７０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１３と、ＣＯ₂吸収液１２からＣＯ₂を放出してＣＯ₂を回収すると共に、ＣＯ₂吸収液１２を再生する再生塔１４とからなるＣＯ₂回収装置１０Ａと、を具備してなるものである。

そして、本参考例では、前記ＣＯ₂吸収塔１３は、ＣＯ₂吸収液１２によりＣＯ₂含有排ガス中のＣＯ₂を吸収するＣＯ₂吸収部１３Ａと、前記ＣＯ₂吸収部１３Ａのガス流れ後流側に設けられ、洗浄水２０によりＣＯ₂除去排ガスを冷却すると共に、同伴するＣＯ₂吸収液を前記洗浄水２０により回収する本水洗部１３Ｃと、前記本水洗部１３Ｃの液貯留部２１で回収されたＣＯ₂吸収液を含む洗浄水２０を前記本水洗部１３Ｃの頂部側から供給して循環する循環ラインＬ₁と、前記ＣＯ₂吸収部１３Ａと本水洗部１３Ｃとの間に設けられる予備水洗部１３Ｂと、を具備している。そして、前記本水洗部１３Ｃから、ＣＯ₂吸収液を含む洗浄水２０の一部２０ａを抜出しラインＬ₂を介して抜き出すと共に、前記抜出した洗浄水を、前記予備水洗部１３Ｂ側に供給し、前記ＣＯ₂吸収部でＣＯ₂が吸収された排ガス中に同伴されるＣＯ₂吸収液を、該抜出した洗浄水で予備洗浄すると共に、前記ＣＯ₂吸収液を含むＳＯ₃ミストの粒径を肥大化させ、予備洗浄した予備洗浄水を、前記ＣＯ₂吸収部１３Ａ側に直接流下させるようにしている。
なお、循環ラインＬ₁には冷却部２２を設け、所定の温度（例えば４０℃以下）まで冷却している。また、洗浄水２０の抜出し量は、調整弁２４により調整している。

本参考例では、循環ラインＬ₁から、ＣＯ₂吸収液を含む洗浄水２０の一部２０ａを抜き出すようにしているが、本発明はこれに限定されず、循環ラインＬ₁から、ＣＯ₂吸収液を含む洗浄水２０の一部２０ａを貯留する貯留部を別途設け、この貯留部から抜き出すようにしてもよい。

次に、ＣＯ₂吸収塔１３での排ガス中に含まれるＳＯ₃ミスト２０２が肥大化するメカニズムについて説明する。
図１３は、ＣＯ₂吸収部と予備水洗部とにおける排ガス中のＳＯ₃ミストの挙動の概念図である。
図１３において、ＣＯ₂吸収塔１３入口においては、冷却塔前流におけるＳＯ₃ガスと水蒸気から酸露点以下のガス温度条件において、ＳＯ₃ミスト２０２が発生し、冷却塔を通過した排ガス１１中にはある程度ＳＯ₃ミスト２０２が含まれている。
先ず、ＣＯ₂吸収部１３Ａでは、吸収液を含まないＳＯ₃ミストは、流下吸収液２０３の組成に近づくように挙動し、流下吸収液２０３から蒸発したガス中の蒸気状吸収液２０３ａが、ＳＯ₃ミスト２０２内に吸収される。これと共に、流下した吸収液から蒸発したガス状の水蒸気２０１もＳＯ₃ミストに凝縮し、この結果ＳＯ₃ミスト２０２が肥大化することとなる。これによりＳＯ₃ミスト２０２の粒径ｄ₃が、ＣＯ₂吸収塔１３の入口部におけるＳＯ₃ミスト２０２の粒径ｄ₁（ｄ₂）よりも増大し、ＳＯ₃ミスト２０２が肥大化することとなる。

次に、予備水洗部１３Ｂでは、比較的高い濃度の吸収液を含むＳＯ₃ミストは、低濃度吸収液が含まれる流下洗浄液２０５の組成に近づくように挙動し、吸収液がＳＯ₃ミストから排ガス中に放散されると共に、物質移動が速いガス中水蒸気もＳＯ₃ミストに凝縮し、ＳＯ₃ミスト２０２内に水蒸気２０１が取り込まれる（すなわちＳＯ₃ミストが水蒸気で希釈される）。この結果、ＳＯ₃ミストが肥大化することとなる。これによりＳＯ₃ミスト２０２の粒径ｄ₄が、ＣＯ₂吸収部１３Ａを出た後のＳＯ₃ミスト２０２の粒径ｄ₃よりも増大し、ＳＯ₃ミスト２０２が肥大化することとなる。
この肥大化したミストは、ＣＯ₂吸収部１３の塔頂部近傍に設けたデミスタ８０により捕集される。

本参考例では、本水洗部１３Ｃの塔頂部１３ａ側に排ガス中のＣＯ₂吸収液を除去する仕上水洗部１３Ｄを設置して、洗浄水４４ａにより洗浄し、その後デミスタ８０を通過し、浄化ガス１１Ｂとして、塔頂部１３ａから外部に放出されている。
ＣＯ₂吸収塔１３内に導入された冷却ガス１１Ａは、ＣＯ₂吸収部１３Ａで吸収液１２と接触して、排ガス中のＣＯ₂が除去され、予備水洗部１３Ｂに排ガス１１Ａ₁として導入される。
この予備水洗部１３Ｂでは、ミスト粒径の肥大化がなされ、排ガス中に肥大化したミストが成長する。
このＳＯ₃ミストが肥大化した排ガスは、本水洗部１３Ｃ側に排ガス１１Ａ₂として、チムニートレイ１６を介して、導入される。ここで、排ガス中の洗浄を行い同伴する吸収液１２を除去する。

この洗浄された排ガスは、仕上水洗部１３Ｄに排ガス１１Ａ₃として導入される。ここで、排ガス中の仕上げ洗浄を行い、残存する吸収液１２をさらに除去する。
そして、仕上洗浄部１３Ｄを通過した排ガスは、デミスタ８０で排ガス中の煤塵と肥大化したＳＯ₃ミストを捕集し、浄化された浄化ガス１１Ｂが塔頂部１３ａから外部に放出される。

以上より、本参考例によれば、ＣＯ₂吸収塔１３内において、ＳＯ₃ミストを肥大化させて、デミスタ８０により捕集しているので、ＳＯ₃ミストに起因する吸収塔１３から排出する浄化ガス１１Ｂの白煙の発生が抑制されると共に、吸収液１２の同伴を抑制することとなる。
この結果、吸収液１２のロスが極めて少ない排ガス処理システムを提供することができる。

ＣＯ₂を吸収したリッチ溶液１２Ａは、リッチ溶液供給管５０に介装されたリッチソルベントポンプ５１により昇圧され、リッチ・リーン溶液熱交換器５２において、吸収液再生塔１４で再生されたリーン溶液１２Ｂにより加熱され、吸収液再生塔１４の頂部１４ａ側に供給される。

前記再生塔１４の塔頂部側１４ａから塔内部に放出されたリッチ溶液１２Ａは、その塔底部１４ｂからの水蒸気による加熱により、大部分のＣＯ₂を放出する。再生塔１４内で一部または大部分のＣＯ₂を放出したＣＯ₂吸収液１２は「セミリーン溶液」と呼称される。この図示しないセミリーン溶液は、再生塔１４の搭底部１４ｂに流下する頃には、ほぼ全てのＣＯ₂が除去されたリーン溶液１２Ｂとなる。このリーン溶液１２Ｂは循環ラインＬ₂₀に介装されたリボイラ６１で飽和水蒸気６２により加熱される。加熱後の飽和水蒸気６２は水蒸気凝縮水６３となる。

一方、再生塔１４の塔頂部１４ａからは塔内においてリッチ溶液１２Ａ及び図示しないセミリーン溶液から逸散された水蒸気を伴ったＣＯ₂ガス４１が放出される。
そして、水蒸気を伴ったＣＯ₂ガス４１がガス排出ラインＬ₂₁により導出され、ガス排出ラインＬ₂₁に介装されたコンデンサ４２により水蒸気が凝縮され、分離ドラム４３にて凝縮水４４が分離され、ＣＯ₂ガス４５が系外に放出されて、別途圧縮回収等の後処理がなされる。
分離ドラム４３にて分離された凝縮水４４は凝縮水ラインＬ₂₃に介装された凝縮水循環ポンプ４６にて吸収液再生塔１４の上部に、冷却部２５により冷却されて供給される。
なお、図示していないが、一部の凝縮水４４はＣＯ₂吸収液１２を含む洗浄水２０の循環ラインＬ₁に供給され、ＣＯ₂除去排ガスに同伴するＣＯ₂吸収液１２の吸収に用いるようにしてもよい。

再生されたＣＯ₂吸収液（リーン溶液１２Ｂ）１２はリーン溶液供給管５３を介してリーン溶液ポンプ５４によりＣＯ₂吸収塔１３側に送られ、ＣＯ₂吸収液１２として循環利用される。この際、リーン溶液１２Ｂは、冷却部５５により所定の温度まで冷却して、ＣＯ₂吸収部１３Ａ内にノズル５６を介して、供給されている。
よって、ＣＯ₂吸収液１２は、ＣＯ₂吸収塔１３と吸収液再生塔１４とを循環する閉鎖経路を形成し、ＣＯ₂吸収塔１３のＣＯ₂吸収部１３Ａで再利用される。なお、必要に応じて図示しない補給ラインによりＣＯ₂吸収液１２は供給され、また必要に応じて図示しないリクレーマによりＣＯ₂吸収液を再生するようにしている。

本参考例の排ガス処理方法は、図４に示すように、前記ＣＯ₂吸収塔１３において、ＣＯ₂吸収液によりＣＯ₂含有排ガス中のＣＯ₂を吸収するＣＯ₂吸収部１３Ａを用いたＣＯ₂吸収工程と、前記ＣＯ₂吸収部のガス流れ後流側に設けられ、循環する洗浄水２０によりＣＯ₂除去排ガスを冷却すると共に、同伴するＣＯ₂吸収液を前記洗浄水２０により回収する本水洗部１３Ｃを用いた本水洗工程と、前記ＣＯ₂吸収工程と本水洗工程との間に設けられる予備水洗部１３Ｂを用いた予備水洗工程と、を有している。
そして、前記本水洗工程で用いたＣＯ₂吸収液を含む循環洗浄水２０の一部２０ａを抜き出し、前記抜出した洗浄水を、前記予備水洗部１３Ｂ側に供給し、前記ＣＯ₂吸収部１３ＡでＣＯ₂が吸収された排ガス中に同伴されるＣＯ₂吸収液を該抜出した洗浄水で予備洗浄すると共に、前記ＣＯ₂吸収液を含むＳＯ₃ミストの粒径を肥大化させ、予備洗浄した予備洗浄水を、前記ＣＯ₂吸収部側に直接流下させている。
この肥大化したミストは塔頂部１３ａ側のデミスタ８０により捕集される。

以上説明したように、本発明によれば、予備水洗工程において、ＳＯ₃ミストの粒径を増大させてミストを肥大化させているので、デミスタ８０でミストの捕集が確実になされ、ＳＯ₃ミストに起因する吸収塔１３から排出する浄化ガス１１Ｂの白煙の発生が抑制されると共に、吸収液１２の同伴を抑制することとなる。
この結果、吸収液１２のロスが極めて少ない排ガス処理方法を提供することができる。

［参考例４］
本参考例に係る排ガス処理システム及び方法について、図面を参照して説明する。図５は、参考例４に係る排ガス処理システムのＣＯ₂回収装置の概略図である。なお、参考例１及び参考例３の構成部材と重複する部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図５に示すように、本参考例に係る排ガス処理システムのＣＯ₂回収装置１０Ｂは、参考例３のＣＯ₂回収装置１０Ａにおいて、予備水洗部１３Ｂと本水洗部１３Ｃとの間にミスト捕集手段であるデミスタ８０を設けている。
参考例３で説明したように、予備水洗部１３Ｂにおいて、排ガス中に含まれるＳＯ₃ミストの肥大化がなされているので、この肥大化したＳＯ₃ミストを塔頂部１３ａ側に設置したデミスタ８０で捕集する以前に、中間部に別途設置したデミスタ８０で捕集するようにしている。

この結果、肥大化したＳＯ₃ミストが捕集されるので、本水洗部１３Ｃに導入するＳＯ₃ミストの個数が低減する。この結果、本水洗部１３ＣでのＳＯ₃ミストの肥大化が助長される。これにより、ＣＯ₂吸収塔１３の出口近傍に設けた、デミスタ８０で肥大化（例えば１．０μｍ程度）したＳＯ₃ミストが捕集される量が増大することとなる。

本発明による実施例に係る排ガス処理システム及び方法について、図面を参照して説明する。図６は、実施例２に係る排ガス処理システムのＣＯ₂回収装置の概略図である。なお、参考例１及び参考例３の構成部材と重複する部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図６に示すように、本実施例に係る排ガス処理システムのＣＯ₂回収装置１０Ｃは、参考例３のＣＯ₂回収装置１０Ａにおいて、抜出しラインＬ₂を介して抜き出した洗浄水２０の一部を、予備水洗部１３Ｂを洗浄する循環ラインＬ₃に導入している。そして、この導入した洗浄水を加熱する加熱器７６を設けている。
そして、抜出した洗浄水２０ａを加熱器７６で加熱し、予備水洗部１３Ｂに加熱した洗浄水を供給するようにしている。
この加熱温度は、例えば抜出した洗浄水の温度（例えば５０〜６０℃）よりも＋５℃以上の温度（５５〜６５℃）とするのが好ましい。

本発明による実施例に係る排ガス処理システム及び方法について、図面を参照して説明する。図７は、実施例３に係る排ガス処理システムのＣＯ₂回収装置の概略図である。なお、参考例１、参考例３及び実施例２の構成部材と重複する部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図７に示すように、本実施例に係る排ガス処理システムのＣＯ₂回収装置１０Ｄは、実施例２のＣＯ₂回収装置１０Ｃにおいて、予備水洗部１３Ｂと本水洗部１３Ｃとの間にミスト捕集手段であるデミスタ８０を設けている。
参考例３で説明したように、予備水洗部１３において、排ガス中に含まれるＳＯ₃ミストの肥大化がなされているので、この肥大化したＳＯ₃ミストを塔頂部１３ａ側に設置したデミスタ８０で捕集する以前に、中間部に設置したデミスタ８０で捕集するようにしている。
この結果、肥大化したＳＯ₃ミストが捕集されるので、本水洗部１３Ｃに導入するＳＯ₃ミストの個数が低減する。この結果、本水洗部１３ＣでのＳＯ₃ミストの肥大化が助長される。これにより、ＣＯ₂吸収塔１３の出口近傍に設けた、デミスタ８０で肥大化（例えば１．０μｍ程度）したＳＯ₃ミストが捕集される量が増大することとなる。

本発明による実施例に係る排ガス処理システム及び方法について、図面を参照して説明する。図８は、実施例４に係る排ガス処理システムのＣＯ₂回収装置の概略図である。なお、参考例１、実施例１及び参考例３の構成部材と重複する部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図８に示すように、本実施例に係る排ガス処理システムのＣＯ₂回収装置１０Ｅは、参考例３のＣＯ₂回収装置１０Ａにおいて、ＣＯ₂吸収塔１３の前段側の冷却塔を、実施例１の冷却塔７０Ｂを設置したものである。
また、冷却塔７０Ｂに導入する排ガス１１にアンモニアをアンモニア注入装置８１から注入し、排ガス中の塩濃度を高めるようにしている。

さらに本実施例の冷却塔７０Ｂでは、冷却部７０ａとデミスタ８０との間に、充填層９１を設置している。
この充填層９１は、排ガス中の煤塵や大粒径となったＳＯ₃ミストを予め除去するためのものである。
この充填層９１の設置により、デミスタ８０側に直接排ガス１１中の煤塵が捕集されないので、デミスタ８０の保護を図ることができ、長期間に亙って連続してデミスタを運転することができる。

この充填層９１に、煤塵付着による目詰まり等が発生した場合には、デミスタ８０側に設置した洗浄手段の洗浄ノズル９２により洗浄水９３を噴霧して、煤塵等を除去するようにしている。

また、本実施例では、加熱部７０ｂを加熱する手段として、ＣＯ₂吸収塔１３内の本水洗部１３Ｃの循環洗浄水の一部を抜出し（※₁）、加熱部７０ｂの循環ライン７５に介装した加熱器７６Ａの熱源としている。なお、熱交換した後の洗浄水は、再度戻すようにしている（※₂）。
また、加熱器７６Ａでは、加熱が十分ではない場合、蒸気ドレン９４を導入する加熱器７６Ｂを循環ライン７５に介装して、加熱水７７としている。

また、加熱器７６への熱源は、これに限定されず、例えば再生塔１４から排出されるＣＯ₂ガス４５のガス排出ラインＬ₂₁にから一部抽気して、熱源として利用することや、回収する際の圧縮機での圧縮熱を利用するようにしてもよい。

[試験例Ａ]
表１に、従来技術において、冷却塔に導入する入口温度を５０℃とした場合、その温度よりも−１０℃の４０℃に冷却する場合を基準として試験を行った。
試験例１は、参考例１に対応する導入ガス温度よりも−２４℃冷却を行った場合である。
試験例２は、実施例１に対応する導入ガス温度よりも＋１１℃加熱を行った場合である。
試験例３は、参考例２に対応する導入ガスに、アンモニアを注入した場合である。
この基準におけるミストの粒径比（出口ミスト粒径／入口ミスト粒径）は１．４であった。この１．４の値を基準（１）として、冷却塔出口のガス性状比較として、ミスト個数比を比較した。
この結果、試験例１では、基準の０．８倍と少なくなった。
また、試験例２では、基準の０．５倍と大幅に少なくなった。
また、試験例３では、基準の０．８倍と少なくなった。

また、このガスを吸収塔１３に導入し、その吸収塔１３出口の浄化ガス１１Ｂのガス性状を比較した。
その比較結果も表１に示している。

表１に示すように、試験例１の吸収塔出口のミスト粒径比は、基準の１．５倍に増大していた。また、試験例１の吸収塔出口から系外に放出されるミスト同伴系外放出吸収液量比は、基準の０．２と大幅に減少していた。

また、表１に示すように、試験例２の吸収塔出口のミスト粒径比は、基準の１．８倍に増大していた。また、試験例２の吸収塔出口から系外に放出されるミスト同伴系外放出吸収液量比は、基準の０．１未満と試験例１よりもさらに大幅に減少していた。

また、表１に示すように、試験例３の吸収塔出口のミスト粒径比は、基準の３．７倍に増大していた。また、試験例３の吸収塔出口から系外に放出されるミスト同伴系外放吸収液量比は、基準の０．１未満と試験例１よりもさらに大幅に減少していた。

図１４は、参考例１に対応する試験例１におけるＳＯ₃ミスト粒径について、冷却部とＣＯ₂吸収部とのガス流れ方向における肥大化の傾向を示す図である。
図１４に示すように、冷却塔７０Ａでミスト粒径が肥大化したミストは、ＣＯ₂吸収塔１３内に入ると、先ずＣＯ₂吸収部１３Ａでその充填槽の高さ方向に沿ってその粒径がさらに肥大化する。
次に、予備水洗部１３Ｂにおいて、肥大化したミストはさらに肥大化することとなった。
なお、冷却塔７０ＡとＣＯ₂吸収部１３Ａとの境と、ＣＯ₂吸収部１３Ａと予備水洗部１３Ｂとの境でミスト粒径が変化するのは、ミスト組成に一時的な変動が生じることによる。

[試験例Ｂ]
表２に、従来技術において、ＣＯ₂吸収塔の水洗部において、ミスト粒径の調節をおこなわない場合を基準として試験を行った。
試験例４は、参考例３に対応する予備水洗部でミストの肥大化をさせ、塔頂部でデミスタにより捕集した場合である。
試験例５は、実施例２に対応する予備水洗部でミストの肥大化をさせる際に加熱したものであり、塔頂部でデミスタにより捕集した場合である。
試験例６は、実施例３に対応する予備水洗部でミストの肥大化をさせる際に加熱したものであり、予備水洗部と本洗浄部との間にデミスタを設置すると共に、塔頂部でデミスタにより捕集した場合である。
その比較結果を表２に示す。

表２に示すように、試験例４の予備水洗部出口のミスト粒径比は、基準の１．１倍に増大していた。また、試験例４の吸収塔出口から系外に放出されるミスト同伴系外放出吸収液量比は、基準の０．１未満と大幅に減少していた。

表２に示すように、試験例５の予備水洗部出口のミスト粒径比は、基準の１．１倍に増大していた。また、試験例５の吸収塔出口から系外に放出されるミスト同伴系外放吸収液量比は、基準の０．５倍と大幅に減少していた。

表２に示すように、試験例６の予備水洗部出口のミスト粒径比は、基準の１．１倍に増大していた。また、試験例６の吸収塔出口から系外に放出されるミスト同伴系外放出吸収液量比は、基準の０．１未満と大幅に減少していた。

図１５は、参考例３に対応する試験例４におけるＳＯ₃ミスト粒径について、冷却塔とＣＯ₂吸収部とのガス流れ方向における肥大化の傾向を示す図である。
図１５に示すように、ＣＯ₂吸収部までは同じ挙動をしめしたが、予備水洗部に入ると、その充填層の高さ方向に沿ってその粒径が肥大化した。

１０Ａ〜１０Ｅ ＣＯ₂回収装置
１１ 排ガス
１２ ＣＯ₂吸収液（吸収液）
１２Ａ リッチ溶液
１２Ｂ リーン溶液
１３ ＣＯ₂吸収塔（吸収塔）
１３Ａ ＣＯ₂吸収部
１３Ｂ 予備水洗部
１３Ｃ 本水洗部
１３Ｄ 仕上水洗部
１４ 吸収液再生塔（再生塔）
２０ 洗浄水
２０ａ 洗浄水の一部
７０Ａ、７０Ｂ 冷却塔
７０ａ 冷却部
７０ｂ 加熱部
８０ デミスタ

Claims (12)

1. 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、
   前記脱硫装置の後流側に設けられ、排ガスのガス露点温度を調整する温度調整手段により、排ガスを冷却及び加熱し、排ガス中に含まれるＳＯ₃ミストの粒径を肥大化させ、排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ＣＯ₂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、を具備し、
   前記温度調整手段が、冷却塔内を循環する循環水を、排ガス導入温度よりも、＋１０℃以上に加熱する加熱器を備えた加熱部と、
   前記加熱部のガス流れ後流側に設けられ、加熱された排ガスを、前記ＣＯ₂吸収塔導入温度以下まで冷却する冷却部とからなることを特徴とする排ガス処理システム。
2. 請求項１において、
   前記冷却塔の塔頂部近傍に、肥大化したミストを捕集するミスト捕集手段を有することを特徴とする排ガス処理システム。
3. 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、
   前記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ＣＯ₂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、を具備してなり、
   前記ＣＯ₂吸収塔が、
   ＣＯ₂吸収液によりＣＯ₂含有排ガス中のＣＯ₂を吸収するＣＯ₂吸収部と、
   前記ＣＯ₂吸収部のガス流れ後流側に設けられ、洗浄水によりＣＯ₂除去排ガスを冷却すると共に、同伴するＣＯ₂吸収液を前記洗浄水により回収する本水洗部と、
   前記本水洗部の液貯留部で回収されたＣＯ₂吸収液を含む洗浄水を前記本水洗部の頂部側から供給して循環する循環ラインと、
   前記ＣＯ₂吸収部と前記本水洗部との間に設けられる予備水洗部と、を具備し、
   前記本水洗部から、ＣＯ₂吸収液を含む洗浄水の一部を抜き出すと共に、前記抜出した洗浄水を、前記予備水洗部側に供給する際、抜出した洗浄水を加熱器により加熱し、この加熱した洗浄水を供給し、前記ＣＯ₂吸収部でＣＯ₂が吸収された排ガス中に同伴されるＣＯ₂吸収液を、該抜出した洗浄水で予備洗浄すると共に、前記ＣＯ₂吸収液を含むＳＯ₃ミストの粒径を肥大化させることを特徴とする排ガス処理システム。
4. 請求項３において、
   前記予備水洗部と前記本水洗部との間に設けられ、ミストを捕集するミスト捕集手段を具備してなることを特徴とする排ガス処理システム。
5. 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、排ガス中に含まれるＳＯ₃ミストを、排ガスのガス露点温度を調整する温度調整手段によりその粒径を肥大化させ、排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ＣＯ₂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、を具備すると共に、
   前記ＣＯ₂吸収塔が、
   ＣＯ₂吸収液によりＣＯ₂含有排ガス中のＣＯ₂を吸収するＣＯ₂吸収部と、
   前記ＣＯ₂吸収部のガス流れ後流側に設けられ、洗浄水によりＣＯ₂除去排ガスを冷却すると共に、同伴するＣＯ₂吸収液を前記洗浄水により回収する本水洗部と、
   前記本水洗部の液貯留部で回収されたＣＯ₂吸収液を含む洗浄水を前記本水洗部の頂部側から供給して循環する循環ラインと、
   前記ＣＯ₂吸収部と前記本水洗部との間に設けられる予備水洗部と、を具備し、
   前記本水洗部から、ＣＯ₂吸収液を含む洗浄水の一部を抜き出すと共に、前記抜出した洗浄水を、前記予備水洗部側に供給する際、抜出した洗浄水を加熱器により加熱し、この加熱した洗浄水を供給し、前記ＣＯ₂吸収部でＣＯ₂が吸収された排ガス中に同伴されるＣＯ₂吸収液を、該抜出した洗浄水で予備洗浄すると共に、前記ＣＯ₂吸収液を含むＳＯ₃ミストの粒径を肥大化させることを特徴とする排ガス処理システム。
6. 請求項５において、
   前記予備水洗部と本水洗部との間に設けられ、ミストを捕集するミスト捕集手段を具備してなることを特徴とする排ガス処理システム。
7. 請求項５において、
   前記冷却塔の塔頂部近傍に、肥大化したミストを捕集するミスト捕集手段を有することを特徴とする排ガス処理システム。
8. 請求項５又は７において、
   前記温度調整手段が、冷却塔内を循環する循環水を、排ガス導入温度よりも、＋１０℃以上に加熱する加熱器を備えた加熱部と、
   前記加熱部の後流側に設けられ、加熱された排ガスを、前記ＣＯ₂吸収塔導入温度以下まで冷却する冷却部とからなることを特徴とする排ガス処理システム。
9. 請求項５又は７において、
   前記脱硫装置と冷却塔との間で、排ガス中に塩基性物質を導入する塩基性物質導入手段を有することを特徴とする排ガス処理システム。
10. 請求項５又は７において、
    前記冷却塔の循環水が、脱硫用吸収液であることを特徴とする排ガス処理システム。
11. ボイラからの排ガス中の硫黄酸化物を脱硫装置により除去する脱硫工程と、
    排ガスのガス露点温度を調整する温度調整手段により、排ガスを加熱及び冷却し、排ガス中に含まれるＳＯ₃ミストの粒径を肥大化させ、排ガスを加熱及び冷却する工程と、
    前記排ガス中の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回収工程と、を有することを特徴とする排ガス処理方法。
12. ボイラからの排ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫工程と、
    前記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工程と、
    前記排ガス中の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回収工程と、を有してなり、
    前記ＣＯ₂吸収塔において、
    ＣＯ₂吸収液によりＣＯ₂含有排ガス中のＣＯ₂を吸収するＣＯ₂吸収工程と、
    前記ＣＯ₂吸収工程のガス流れ後流側に設けられ、洗浄水によりＣＯ₂除去排ガスを冷却すると共に、同伴するＣＯ₂吸収液を前記洗浄水により回収する本水洗工程と、
    前記ＣＯ₂吸収工程と前記本水洗工程との間に設けられる予備水洗工程と、を有し、
    前記本水洗工程で用いたＣＯ₂吸収液を含む洗浄水の一部を抜き出すと共に、前記抜出した洗浄水を加熱しつつ、前記予備水洗部側に供給し、前記ＣＯ₂吸収工程でＣＯ₂が吸収された排ガス中に同伴されるＣＯ₂吸収液を該抜出した洗浄水で予備洗浄すると共に、前記ＣＯ₂吸収液を含むＳＯ₃ミストの粒径を肥大化させることを特徴とする排ガス処理方法。

Images