JP6770453B2 - 排ガス処理システム - Google Patents
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Description
本発明は、排ガス処理システムに関するものである。
例えば、製鉄プロセス等からの排ガス中のＣＯ2をＣＯ2回収設備で回収する際、例えば吸収塔に引き込み、この吸収塔内においてＣＯ2吸収液(以下「吸収液」という)と接触させることで、排ガス中のＣＯ2を吸収液に吸収させ、ＣＯ2を除去回収する技術が提案されている。このＣＯ2を吸収した吸収液は、再生塔へ送液され、蒸気により加熱することでＣＯ2を放散し、高純度ＣＯ2が回収される。
現状のＣＯ2回収設備では、吸収液再生用の蒸気消費量が膨大なため、この蒸気消費量の低減に向け、更なる省エネルギー化を図っていく必要がある。これと共に、吸収液中に排ガス中に含まれる煤塵等の固形物が蓄積する場合には、吸収液からこの固形物を例えばリクレーマ等により分離除去する際に、排出固形物に付着する吸収剤の損失低減と、吸収液からの効率的な固形物除去が課題である。
そこで、吸収液からの効率的な固形物除去する技術として、例えば吸収液に凝集剤を加え、吸収液中の微細な金属不純物を粗大フロック化することで、濾過装置での固形物分離効率を向上させる技術が提案されている（特許文献１）。
また、吸収液から捕捉される固形物よりも比重の重い濾材をメッシュで保持したもので構成される濾過器を用い、濾過器逆洗後の固形物と濾材の混合排出物から沈降濾過により、濾材を回収再利用する技術が提案されている（特許文献２）。
しかしながら、特許文献１の技術では、排出固形物と吸収剤の除去は沈降分離に留まり、吸収剤損失量の低減は不十分であるという問題がある。
また、特許文献２の技術では、除去した固形物は廃棄物となり、別途廃棄物として処理する必要があり、その処理費用が嵩むという問題がある。
すなわち、現状技術においては、排出固形物に付着する吸収剤損失量の低減と、吸収液中固形物除去の効率化を課題として吸収液からの固形物分離除去改良が行われているものの、除去後固形物を廃棄物として処理するため費用が嵩む、という問題がある。
よって、例えば製鉄プロセス等の還元設備から排出される鉄系固形物と酸性ガス（例えばＣＯ2、Ｈ2Ｓ等）とを含有する排ガスから、鉄系固形物を捕集した後、捕集固形物を有効活用し、廃棄物量の低減を図る技術の出現が切望されている。
本発明は、前記問題に鑑み、還元設備から排出される鉄系固形物と酸性ガスとを含有する排ガスから、鉄系固形物を捕集した後、捕集固形物を有効活用することができる排ガス処理システム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、酸化鉄を還元鉄に還元処理する還元設備と、前記還元設備から排出される少なくとも鉄系固形物と酸性ガスとを含有する排ガスから、酸性ガス吸収液により前記酸性ガスを回収する酸性ガス回収設備と、前記酸性ガス吸収液中に含まれる鉄系固形物を捕集する回収設備捕集装置と、前記捕集装置で捕集した鉄系固形物を脱離し、この脱離された鉄系固形物を含む回収設備脱離物を前記還元設備側に戻す脱離物戻しラインと、を備えることを特徴とする還元設備からの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、前記捕集装置は、前記酸性ガス回収設備から酸性ガス吸収液を抜出す抜出ラインと、鉄系固形物を捕集後のろ過液を、前記酸性ガス回収設備に戻すろ過液供給ラインと、を備えることを特徴とする還元設備からの排ガス処理システムにある。
第３の発明は、第１又は２の発明において、酸性ガス回収設備の前流側に設けられ、前記還元設備から排出される少なくとも鉄系固形物と酸性ガスとを含有する排ガスを循環冷却水により冷却する冷却装置と、前記循環冷却水に含まれる鉄系固形物を捕集する捕集装置と、前記捕集装置で捕集した鉄系固形物を脱離する冷却塔脱離装置と、前記冷却塔脱離装置で脱離された鉄系固形物を含む冷却塔脱離物を前記還元設備側に戻す脱離物戻しラインと、を備えることを特徴とする還元設備からの排ガス処理システムにある。
第４の発明は、第３の発明において、前記冷却塔脱離装置は、前記冷却装置から冷却水を抜出す抜出ラインと、鉄系固形物を捕集後のろ過液を、前記冷却塔に戻すろ過液供給ラインと、を備えることを特徴とする還元設備からの排ガス処理システムにある。
第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記捕集装置がフィルタを備え、前記フィルタが、カートリッジフィルタ、プレコートフィルタ、金属スリットフィルタ、金網フィルタ、焼結金属フィルタ、マグネティックフィルタの何れか一つ又はその組み合わせであることを特徴とする還元設備排ガスの排ガス処理システムにある。
第６の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記捕集装置がフィルタを備え、前記フィルタが、カートリッジフィルタ、プレコートフィルタ、金属スリットフィルタ、金網フィルタ、焼結金属フィルタの何れか一つ又はその組み合わせであり、前記フィルタの表面に、フィルタ濾材を設けると共に、前記フィルタ濾材が、樹脂で被覆された鉄系化合物の粒子が堆積されていることを特徴とする還元設備排ガスの排ガス処理システムにある。
第７の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記捕集装置がフィルタを備え、前記フィルタが、マグネティックフィルタであり、前記マグネティックフィルタの表面に、フィルタ濾材を設けると共に、前記フィルタ濾材が、樹脂で被覆されると共に磁性を有する鉄系化合物粒子であって、磁場を印加した際、前記鉄系化合物粒子が前記マグネティックフィルタの表面に堆積されていることを特徴とする還元設備排ガスの排ガス処理システムにある。
本発明によれば、有用性の高いフィルタ捕集物である鉄系固形物を還元設備にリサイクルすることで、従来廃棄していた廃棄物量の大幅な低減を図ることができる。また、鉄系固形物は、還元設備において、再度還元処理により還元鉄を得ることができ、リサイクル効率の向上を図ることができる。
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
図１は、本実施例に係る還元設備からの排ガス処理システムの概略図である。図１に示すように、本実施例に係る排ガス処理システム１０Ａは、酸化鉄（例えば鉄鉱石等）１１を還元剤１２の添加により、還元鉄１３に還元処理する還元設備１４と、還元設備１４から排ガスラインＬ1を介して排出され、少なくとも粉状の鉄系固形物１５と酸性ガス（ＣＯ2）とを含有する排ガス１６から酸性ガス吸収液であるＣＯ2吸収液(以下「吸収液」という)２０により酸性ガスであるＣＯ2を回収する酸性ガス回収設備２１と、吸収液２０中に含まれる鉄系固形物１５をフィルタにより捕集する回収設備捕集装置３１Ａと、回収設備捕集装置３１Ａで捕集した鉄系固形物１５を脱離し、この脱離された鉄系固形物１５を含む脱離物３２Ａを前記還元設備１４側に戻す第１の脱離物戻しラインＬ4と、を備えるものである。
本実施例では、回収設備捕集装置３１Ａは、酸性ガス回収設備２１から酸性ガス吸収液２０を抜出す抜出ラインＬ2と、鉄系固形物１５を捕集後のろ過液２０Ａを、酸性ガス回収装置２１に戻すろ過液供給ラインＬ3と、を備えており、ろ過液２０Ａは酸性ガス回収設備２１で吸収液として再利用している。
酸性ガス回収設備２１から抜出す抜出ラインＬ2により抜出された吸収液２０中に存在する鉄系固形物１５は、フィルタ等の捕集部材を備えた回収設備捕集装置３１Ａで分離される。その後、系内のＣＯ2吸収剤低濃度含有排水又は洗浄水によりフィルタを洗浄することでフィルタに保持された鉄系固形物と、付着する吸収剤成分とを分離する。この分離された吸収剤成分は、ＣＯ2吸収剤低濃度含有排水又は洗浄水とともに、酸性ガス回収設備２１の系内にろ過液供給ラインＬ3を介して回収している。
ここで回収設備捕集装置３１Ａに設置されるフィルタとしては、吸収液２０中に含まれる鉄系固形物１５を捕集するものであれば特に限定されるものではないが、例えばカートリッジフィルタ、プレコートフィルタ、金属スリットフィルタ、金網フィルタ、焼結金属フィルタ、マグネティックフィルタの何れか又はその組み合わせであるのが好ましい。
ここで、回収設備捕集装置３１Ａには鉄系固形物１５を捕集するフィルタが設置されている。そして、このフィルタから鉄系固形物１５を脱離する脱離手段としては、例えばスクレーパ、気体による逆洗浄設備等を挙げることができる。また、脱離の前には、事前にある程度乾燥させておくのが好ましい。
一方、フィルタにより捕集された鉄系固形物１５を主成分とする回収設備脱離物３２Ａについては、鉄鉱石の還元設備１４に脱離物戻しラインＬ4を介してリサイクルされる。
本実施例によれば、有用性の高いフィルタ捕集物である鉄系固形物１５を還元設備１４にリサイクルすることで、従来廃棄していた廃棄物量の大幅な低減を図ることができる。また、鉄系固形物は、還元設備１４において、再度還元処理により還元鉄１３を得ることができ、リサイクル効率の向上を図ることができる。
図２は、本実施例に係る他の還元設備からの排ガス処理システムの概略図である。
図中、前記図１に示す本発明の実施例１に係る排ガス処理システム１０Ａと同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。図２に示すように、本実施例に係る排ガス処理システム１０Ｂは、酸性ガス回収設備２１の前流側に、排ガスを冷却する冷却塔１９を設置しており、この冷却塔１９を循環する冷却水１８についても、冷却塔捕集装置３１Ｂにおいて、同様にフィルタにより除去し、鉄系固形物１５を含む冷却塔脱離物３２Ｂは、第２の脱離物戻しラインＬ7を介して鉄鉱石の還元設備１４にリサイクルするようにしている。なお、冷却塔捕集装置３１Ｂは、冷却塔１９から冷却水１８を抜出す抜出ラインＬ5と、鉄系固形物１５を捕集後のろ過液１８Ａを、冷却塔１９に戻すろ過液供給ラインＬ6と、を備える。
図中、前記図１に示す本発明の実施例１に係る排ガス処理システム１０Ａと同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。図２に示すように、本実施例に係る排ガス処理システム１０Ｂは、酸性ガス回収設備２１の前流側に、排ガスを冷却する冷却塔１９を設置しており、この冷却塔１９を循環する冷却水１８についても、冷却塔捕集装置３１Ｂにおいて、同様にフィルタにより除去し、鉄系固形物１５を含む冷却塔脱離物３２Ｂは、第２の脱離物戻しラインＬ7を介して鉄鉱石の還元設備１４にリサイクルするようにしている。なお、冷却塔捕集装置３１Ｂは、冷却塔１９から冷却水１８を抜出す抜出ラインＬ5と、鉄系固形物１５を捕集後のろ過液１８Ａを、冷却塔１９に戻すろ過液供給ラインＬ6と、を備える。
本実施例によれば、冷却塔１９で循環する冷却水１８中に含まれる有用性の高いフィルタ捕集物である鉄系固形物１５を還元設備１４にリサイクルすることで、従来廃棄していた廃棄物量の大幅な低減を図ることができる。また、鉄系固形物は、還元設備１４において、再度還元処理により還元鉄１３を得ることができ、リサイクル効率の向上を図ることができる。
図３は、本実施例に係る捕集装置に設置する濾過機構の説明図である。
図３に示すように、本実施例においては、フィルタ５１には、鉄系化合物の粒子を、フィルタ濾材５２として堆積している。鉄系化合物の粒子としては、例えば酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3、Ｆｅ３Ｏ４、Ｆｅ２Ｏ３・ｎＨ２Ｏ、ＦｅＯ（ＯＨ）、ＦｅＯ等）や炭酸鉄（ＦｅＣＯ３）を挙げることができる。
フィルタ濾材５２としてフィルタ５１に堆積させる鉄系化合物の粒子は、例えばエポキシ樹脂等でコーティングを施している。鉄系化合物の粒子の粒径としては、フィルタ５１の目開きよりも大きなものとしており、フィルタ５１に粒子を供給してフィルタ表面に堆積させることで、ろ過層のフィルタ濾材５２を構成している。
鉄系化合物の粒子からなるフィルタ濾材５２を形成することによって、フィルタ５１での固形物の除去効率を高めることができる。また、濾材粒子として鉄系化合物を用いることで、鉄鉱石の還元設備１４へリサイクルした場合でも、還元工程の不純物とはならず、還元設備１４への不純物の混入量を低減することができる。
また、本実施例では、鉄系化合物の粒子は、エポキシ樹脂等の被覆材によりコーティングすることが好ましい。エポキシ樹脂等で粒子の表面をコーティングすることによって、回収設備捕集装置３１Ａのフィルタ部での吸収液２０へのフィルタ濾材５２からの鉄イオンの溶出を防止するようにしている。これは、吸収液中に鉄イオンが存在する場合、吸収液中に配合される吸収剤の酸化劣化を促進し、酸性ガスの吸収能力が低下するので、これを回避するためである。
ここで、コーティング剤としては、エポキシ樹脂等の高温で熱分解する材料を用いることで、吸収液２０中に存在していた鉄系固形物１５と濾材粒子とを分離しなくとも、鉄鉱石の還元設備１４へそのまま原料としてリサイクルすることができる。
エポキシ樹脂の被覆材料の温度としては、酸性ガス回収設備２１内のプロセス温度以上で、且つ鉄鉱石の還元装置１４での還元処理温度以下の例えば、２００〜３００℃の範囲とするのが好ましい。
図４は、本実施例に係る捕集装置に設置する他の濾過機構の説明図である。図４に示すように、本実施例においては、フィルタ５５として、マグネティックフィルタを用いて、磁場を印加し、鉄系化合物の粒子５６ａを堆積させて、磁性を帯びた磁性フィルタ濾材５６を堆積している。磁性を有する鉄系化合物の粒子５６ａは、上述したのと同様に例えばエポキシ樹脂等の樹脂で被覆して、鉄イオンの溶出を防止している。
図４に示すように、磁場を印加したマグネティックフィルタ５５の表面に磁性を有する粒子５６ａを供給し、磁性フィルタ濾材５６を堆積させる。この粒子を供給する際、磁場を形成しているので、鉄系化合物の粒子５６ａは、マグネティックフィルタ５５の目開きよりも小さい粒子を用いた場合でも、磁性フィルタ濾材５６が形成され、図３の場合よりもフィルタ層が緻密となり捕集効率の向上を図ることができる。
そして、吸収液２０を濾過処理する場合には、磁場を印加した状態でマグネティックフィルタ５５及びフィルタ濾材５６を磁化させておく。次いで、鉄系固形物１５を含む吸収液２０を濾過処理し、吸収液２０が磁性を帯びたフィルタ濾材５６を通過する際、鉄系固形物１５が磁性を有する場合には、フィルタ濾材５６に磁力により捕集される。また、鉄系固形物１５が磁性を有しない場合にも、緻密に形成された磁性フィルタ濾材５６に衝突して捕集される。濾過処理終了後、磁場の印加を停止、フィルタの磁化を消失させ、マグネティックフィルタ５５から鉄系固形物１５が捕集されたフィルタ濾材５６を脱離させる。
本実施例によれば、フィルタに磁場を印加する操作をすることで、鉄系固形物１５を捕集するフィルタ濾材を緻密に形成することができ、鉄系固形物１５の捕集量の向上を図ることができる。また、磁場の印加の操作をすることによって、マグネティックフィルタ５５とフィルタ濾材５６の着脱が容易になる。
本実施例では、酸性ガスとして二酸化炭素（ＣＯ2）を例示し、酸性ガス回収設備として二酸化炭素回収装置（以下「ＣＯ2回収装置」という）を用いて以下説明する。図５は、実施例２に係るＣＯ2回収装置の概略図である。図５に示すように、実施例２に係るＣＯ2回収装置１０００は、酸化鉄（例えば鉄鉱石）１１を還元鉄に還元処理する還元設備１４と、還元設備１４から排出される鉄系固形物１５とＣＯ2とを含有する排ガス１６とＣＯ2吸収液１００５とを接触させてＣＯ2を除去するＣＯ2吸収塔（以下「吸収塔」という）１００４と、ＣＯ2を吸収したリッチ溶液１００５Ａをリボイラ１０２０からの蒸気の熱交換によりＣＯ2を放散して再生する吸収液再生塔（以下「再生塔」という）１００６と、吸収塔１００４からリッチ溶液１００５Ａを抜出すと共に、再生塔１００６側に導入するリッチ液供給ラインＬ11と、再生塔１００６で再生されたＣＯ2が放散されたリーン溶液１００５Ｂを、再生塔１００６から抜出すと共に、吸収塔１００４にリーン溶液１００５Ｂを導入して吸収塔１００４で再利用するリーン液供給ラインＬ12と、リーン液供給ラインＬ12から分岐された分岐液ラインＬ21に介装され、分岐されたリーン溶液１００５Ｂ−１中に含まれる鉄系固形物１５をフィルタ５１により捕集する回収設備捕集装置３１Ａと、回収設備捕集装置３１Ａを通過したろ過液１００５Ｂ−２をリーン液供給ラインＬ12に戻すろ過液供給ラインＬ22と、回収設備捕集装置３１Ａで捕集した鉄系固形物１５を脱離する脱離装置と、脱離装置で脱離された鉄系固形物１５を含む脱離物３２Ａを還元設備１４側に戻す脱離物戻しラインＬ4と、を備えるものである。
本実施例では、吸収塔１００４の前流側に排ガス１６を冷却する冷却塔１０３０が設置され、循環する冷却水１０３１を用いて排ガス１６を吸収塔１００４に導入する前に所定温度まで冷却している。
また、再生塔１００６には、該吸収液再生塔１００６の頭頂部１００６ａから放出された水蒸気を伴ったＣＯ2ガスを含む放出ガス１００７中の水蒸気を凝縮水１０２８として凝縮し、凝縮水１０２８を分離する分離ドラム１０２６を備える。また、吸収塔１００４が、ＣＯ2を含有する排ガスとＣＯ2吸収液１００５とを接触させて排ガス１６中のＣＯ2を吸収するＣＯ2回収部１０１０と、このＣＯ2回収部１０１０の上段側に配設され、ＣＯ2を除去したＣＯ2除去排ガス１６Ａを冷却すると共に、同伴するＣＯ2吸収液を洗浄水１０１３ａにより回収する水洗部１０１３と、この水洗部１０１３の下方側に配設され、水洗部１０１３内で発生した凝縮水１０１４を回収する凝縮水受部１０１５ａとを備えている。水洗部１０１３で用いる洗浄水１０１３ａは、分離ドラム１０２６で分離した凝縮水１０２８の一部を凝縮水供給ラインＬ24により供給している。なお、洗浄水１０１３ａによりＣＯ2吸収液を除去した浄化排ガス１６Ｂは、吸収塔１００４の塔頂部から外部に排出される。
そして、本実施例では、フィルタ５１を洗浄する洗浄水１０１３ｂとして、凝縮水受部１０１５ａで回収されたＣＯ2吸収液１００５を含む凝縮水１０１４の一部を用いており、洗浄水供給ラインＬ15を介して回収設備捕集装置３１Ａに送給するようにしている。
このＣＯ2回収装置１０００を用いたＣＯ2回収方法では、吸収塔１００４において、ＣＯ2含有排ガス１６は、吸収塔１００４の下部側に設けられたＣＯ2回収部１０１０で、液分散器であるノズル１０１１から供給されるＣＯ2吸収液１００５と向流接触し、ＣＯ2含有排ガス１６中のＣＯ2は、例えば、化学反応（２Ｒ−ＮＨ２＋ＣＯ２→Ｒ−ＮＨ３ +＋Ｒ−ＮＨ−ＣＯＯ-、Ｒ−ＮＨ2＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2→Ｒ−ＮＨ3 +＋ＨＣＯ3 -）によりＣＯ2吸収液１００５に吸収される。
そして、ＣＯ2が除去された後のＣＯ2除去排ガス１６Ａは、水洗部１０１３でノズル１０１１から供給されるＣＯ2吸収液１００５を含む洗浄水１０１３ａと気液接触して、ＣＯ2除去排ガス１６Ａに同伴するＣＯ2吸収液１００５が回収される。また、凝縮水受部１０１５ａで回収されたＣＯ2吸収液１００５を含む凝縮水１０１４は、液循環ラインＬ14を介して送給され、水洗部１０１３の洗浄水として再利用される。
また、吸収塔１００４の底部から抜出されるＣＯ2が吸収されたＣＯ2濃度が高いリッチ溶液１００５Ａは、リッチ液供給ラインＬ11を介してリッチソルベントポンプＰ1にて、再生塔１００６側へ供給され、再生塔１００６の塔頂部１００６ａ近傍から塔内に導入され、塔内を流下する際に、リボイラ１０２０で飽和水蒸気１０２１により間接的に加熱された水蒸気による吸熱反応を生じて、大部分のＣＯ2を放出し、再生される。なお、飽和水蒸気１０２１は凝縮水１０２２としてリボイラ１０２０より排出される。
また、吸収液再生塔１００６の塔頂部１００６ａからは、塔内においてリッチ溶液１００５Ａから放出された水蒸気を伴った放出ガス１００７が導出される。そして、水蒸気を伴った放出ガス１００７は、冷却部１０２５により水蒸気が凝縮され、分離ドラム１０２６にて水が凝縮水１０２８として分離され、ＣＯ2ガスのみが系外に放出されて回収される。分離ドラム１０２６にて分離された凝縮水１０２８は吸収液再生塔１００６の上部及び吸収塔１００４の上部等に供給され、閉鎖系統内の水バランスを調整している。
この再生塔１００６で再生されたＣＯ2濃度が低いリーン溶液１００５Ｂは、熱交換器１０１６にてリッチ溶液１００５Ａと熱交換されて冷却され、つづいてリーンソルベントポンプＰ2にて昇圧され、さらにリーンソルベントクーラにて冷却された後、再び吸収塔１００４に供給され、ＣＯ2吸収液１００５として循環再利用される。
本実施例では、このようなＣＯ2回収を行っている際、リーン溶液１００５Ｂ中の鉄系固形物１５の濃度の向上がある場合、回収設備捕集装置３１Ａにリーン溶液１００５Ｂを導入し、フィルタ５１でリーン溶液１００５Ｂ−１中に残存する鉄系固形物１５を捕集することにより、鉄系固形物１５が除去されたリーン溶液１００５Ｂ−２をリーン液供給ラインＬ12に供給することができる。
これにより、吸収塔１００４と再生塔１００６とを循環するＣＯ2吸収液１００５中の固形物濃度の低減を図るようにしている。
そして、回収設備捕集装置３１Ａにおいて、図示しない脱離装置で回収設備脱離物３２Ａを脱離した後、該回収設備脱離物３２Ａは、脱離物戻しラインＬ4を介して鉄鉱石の還元設備１４にリサイクルされる。
次に、回収設備捕集装置３１Ａにおける鉄系固形物１５の除去操作及びフィルタ５１の洗浄操作について説明する。図６−１〜図６−６は、本実施例に係る回収設備捕集装置の操作過程の概略図である。通常、排ガス１６中のＣＯ2を吸収除去してＣＯ2を回収する操作においては、図６−１に示すように、吸収塔１００４と再生塔１００６とを循環する場合には、分岐液ラインＬ21に介装されたバルブＶ11、ろ過液供給ラインＬ22に介装されたＶ12を閉鎖すると共に、リーン液供給ラインＬ12に介装されたバルブＶ13を解放して、閉鎖系内で、ＣＯ2吸収液１００５（リーン溶液１００５Ｂ）を循環再利用している。
これに対し、リーン溶液１００５Ｂ中の鉄系固形物１５の濃度が高くなると判断して、吸収液中から鉄系固形物１５を除去する場合の操作においては、図６−２に示すように、回収設備捕集装置３１Ａでリーン溶液１００５Ｂ−１をろ過する時は、バルブＶ11、Ｖ12を開放する。これにより、リーン溶液供給ラインＬ12より一部抜出したリーン溶液１００５Ｂ−１は、回収設備捕集装置３１Ａ側にリーン溶液１００５Ｂ−１を送給するリーン溶液分岐ラインＬ21を介して回収設備捕集装置３１Ａ内に送給され、フィルタ５１でリーン溶液１００５Ｂ−１中に残存する鉄系固形物１５をフィルタ濾材（図示せず）にて捕集する。そして、鉄系固形物１５が除去されたろ過液であるリーン溶液１００５Ｂ−２は、ろ過液供給ラインＬ22を介してリーン溶液供給ラインＬ12に供給される。
次に、鉄系固形物１５の分離が終了した後においては、図６−３に示すように、洗浄水供給ラインＬ15に介装したバルブＶ16を解放し、系内を循環している低濃度のＣＯ2吸収液を洗浄水１０１３ｂとしてろ過装置本体１７内に供給する。この洗浄水１０１３ｂの供給により、フィルタ５１に付着しているＣＯ2吸収液１００５を洗浄水１０１３ｂ中に回収し、フィルタ５１の粗洗浄を実施する。
この粗洗浄が終了した後においては、図６−４に示すように、洗浄水供給ラインＬ15のバルブＶ16を閉鎖し、洗浄水供給ラインＬ23のバルブＶ17を解放し、ＣＯ2吸収液１００５を含まない洗浄水２５を回収設備捕集装置３１Ａ内に供給する。この外部から供給されるＣＯ2吸収液を含まない洗浄水２５により、フィルタ５１及び固形物１５に付着していたＣＯ2吸収液１００５を洗浄・除去する仕上げ洗浄を実施する。この仕上げ洗浄を実施することで、粗洗浄では除去できなかったフィルタ５１及び鉄系固形物１５に付着していた吸収剤成分を脱離することができる。
この仕上げ洗浄を行ったＣＯ2吸収液を含む仕上げ洗浄水２５は、戻しラインＬ22を介してリーン溶液供給ラインＬ13に供給され、吸収塔１００４内に導入される。
この洗浄が完了した後においては、図６−５に示すように、バルブＶ11、Ｖ12、Ｖ16及びＶ17を全て閉鎖し、回収設備捕集装置３１Ａ内に空気ラインＬ25により空気２８を洗浄水２５で洗浄する場合と同様な方向から供給してフィルタ５１を乾燥させる。
この乾燥が完了した後、図６−６に示すように、圧縮した空気２８を回収設備捕集装置３１Ａ内に逆方向から逆洗浄空気ラインＬ26により供給し、フィルタのフィルタ濾材を吹き飛ばし、回収設備脱離物３２Ａとして、鉄鉱石の還元設備１４に脱離物戻しラインＬ4を介してリサイクルされる。
この吸収剤成分を脱離した仕上げ洗浄水２５を吸収塔１００４に導入する結果、外部からの水が導入されることとなるので、閉鎖系統内の水量が増大することとなる。よって、本実施例では、吸収塔１００４内の水バランスを調整して系内の水分量を所定の値に保持し、系内を循環するＣＯ2吸収液１００５の濃度を所定濃度に維持する操作を別途実施するようにしてもよい。
本実施例では、吸収塔と再生塔とを循環するＣＯ2吸収液１００５中に含まれる鉄系酸化物の除去を行うことを説明したが、冷却塔１９を循環する冷却水１８に含まれる鉄系酸化物１５を同様に除去して、冷却塔脱離物を還元設備１４にリサイクルすることを同様に行うようにしてもよい。
１０Ａ、１０Ｂ 排ガス処理システム
１１ 酸化鉄（例えば鉄鉱石等）
１２ 還元剤
１３ 還元鉄
１４ 還元設備
１５ 鉄系固形物
１６ 排ガス
１８ 冷却水
１９ 冷却塔
２０ 吸収液
２０Ａ ろ過液
２１ 酸性ガス回収設備
３１Ａ 回収設備捕集装置
３１Ｂ 冷却塔捕集装置
３２Ａ 回収設備脱離物
３２Ｂ 冷却塔脱離物
１００４ 吸収塔
１００５ ＣＯ2吸収液
１００５Ａ リッチ溶液
１００５Ｂ リーン溶液
１００６ 吸収液再生塔
１０１０ ＣＯ2回収部
１０３０ 冷却塔
１０３１ 冷却水
１１ 酸化鉄（例えば鉄鉱石等）
１２ 還元剤
１３ 還元鉄
１４ 還元設備
１５ 鉄系固形物
１６ 排ガス
１８ 冷却水
１９ 冷却塔
２０ 吸収液
２０Ａ ろ過液
２１ 酸性ガス回収設備
３１Ａ 回収設備捕集装置
３１Ｂ 冷却塔捕集装置
３２Ａ 回収設備脱離物
３２Ｂ 冷却塔脱離物
１００４ 吸収塔
１００５ ＣＯ2吸収液
１００５Ａ リッチ溶液
１００５Ｂ リーン溶液
１００６ 吸収液再生塔
１０１０ ＣＯ2回収部
１０３０ 冷却塔
１０３１ 冷却水
Claims (7)
- 酸化鉄を還元鉄に還元処理する還元設備と、
前記還元設備から排出される少なくとも鉄系固形物と酸性ガスとを含有する排ガスから、酸性ガス吸収液により前記酸性ガスを回収する酸性ガス回収設備と、
前記酸性ガス吸収液中に含まれる鉄系固形物を捕集する回収設備の捕集装置と、
前記捕集装置で捕集した鉄系固形物を脱離し、この脱離された鉄系固形物を含む回収設備脱離物を前記還元設備側に戻す脱離物戻しラインと、を備えることを特徴とする還元設備からの排ガス処理システム。 - 請求項１において、
前記捕集装置は、前記酸性ガス回収設備から酸性ガス吸収液を抜出す抜出ラインと、鉄系固形物を捕集後のろ過液を、前記酸性ガス回収設備に戻すろ過液供給ラインと、を備えることを特徴とする還元設備からの排ガス処理システム。 - 請求項１又は２において、
酸性ガス回収設備の前流側に設けられ、
前記還元設備から排出される少なくとも鉄系固形物と酸性ガスとを含有する排ガスを循環冷却水により冷却する冷却塔と、
前記循環冷却水に含まれる鉄系固形物を捕集する冷却塔の捕集装置と、
前記捕集装置で捕集した鉄系固形物を脱離する冷却塔脱離装置と、
前記冷却塔脱離装置で脱離された鉄系固形物を含む冷却塔脱離物を前記還元設備側に戻す脱離物戻しラインと、を備えることを特徴とする還元設備からの排ガス処理システム。 - 請求項３において、
前記冷却塔脱離装置は、前記冷却塔から冷却水を抜出す抜出ラインと、鉄系固形物を捕集後のろ過液を、前記冷却塔に戻すろ過液供給ラインと、を備えることを特徴とする還元設備からの排ガス処理システム。 - 請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
前記回収設備の捕集装置又は前記冷却塔の捕集装置がフィルタを備え、
前記フィルタが、カートリッジフィルタ、プレコートフィルタ、金属スリットフィルタ、金網フィルタ、焼結金属フィルタ、マグネティックフィルタの何れか一つ又はその組み合わせであることを特徴とする還元設備からの排ガス処理システム。 - 請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
前記回収設備の捕集装置又は前記冷却塔の捕集装置がフィルタを備え、
前記フィルタが、カートリッジフィルタ、プレコートフィルタ、金属スリットフィルタ、金網フィルタ、焼結金属フィルタの何れか一つ又はその組み合わせであり、
前記フィルタの表面に、フィルタ濾材を設けると共に、前記フィルタ濾材が、樹脂で被覆された鉄系化合物の粒子が堆積されていることを特徴とする還元設備からの排ガス処理システム。 - 請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
前記回収設備の捕集装置又は前記冷却塔の捕集装置がフィルタを備え、
前記フィルタが、マグネティックフィルタであり、
前記マグネティックフィルタの表面にフィルタ濾材を設けると共に、
前記フィルタ濾材が、樹脂で被覆されると共に磁性を有する鉄系化合物粒子であって、磁場を印加した際、前記鉄系化合物粒子が前記マグネティックフィルタの表面に堆積されていることを特徴とする還元設備からの排ガス処理システム。
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