JPH0788323A - ボイラ排ガス処理装置に付設する除湿装置 - Google Patents

ボイラ排ガス処理装置に付設する除湿装置

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JPH0788323A
JPH0788323A JP5225564A JP22556493A JPH0788323A JP H0788323 A JPH0788323 A JP H0788323A JP 5225564 A JP5225564 A JP 5225564A JP 22556493 A JP22556493 A JP 22556493A JP H0788323 A JPH0788323 A JP H0788323A
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JP
Japan
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adsorption
exhaust gas
adsorption tower
gas
boiler
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Withdrawn
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JP5225564A
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English (en)
Inventor
Toshiyuki Fujiwara
俊幸 藤原
Toshiaki Tsukamoto
俊朗 塚本
Hiroshi Nohara
博 野原
Tetsuya Ueda
哲也 上田
Jun Izumi
順 泉
Takashi Morimoto
敬 森本
Akira Yamada
山田  明
Hideo Nawata
秀夫 縄田
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Tohoku Electric Power Co Inc
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Tohoku Electric Power Co Inc
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 脱着用の真空ポンプ、配管等の機器の腐食を
防止できる、ボイラ排ガス処理装置に付設する除湿装置
を提供しようとするものである。 【構成】 ボイラ排ガスからCO2 を回収するPSA吸
着分離装置の前段に設けた除湿用吸着分離装置におい
て、除湿装置に圧力スイング法と温度スイング法を併用
し、PSA吸着分離装置でCO2 を吸着分離した後のガ
スを除湿用吸着塔の減圧再生工程に流す際に、ボイラ排
ガスで加熱された熱媒体を該吸着塔の加熱管に流すこと
により、吸着剤の再生を促進するようにした除湿装置で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ボイラ排ガスの処理装
置に付設する除湿装置に関する。
【0002】
【従来の技術】圧力スイングサイクル法(PSA法)で
混合ガスを吸着分離する方法は、混合ガス中の特定成分
を吸着する吸着剤を吸着塔内に充填し、比較的高圧で上
記特定成分を吸着し、非吸着成分を排出する吸着工程
と、真空ポンプで塔内を排気して比較的低圧で特定成分
を脱着する工程とを交互に切り換える吸着サイクルで混
合ガスの成分分離を行うものである。
【0003】図3は、CO2 回収装置の前段に設けた従
来の除湿装置の系統図である。この装置は、水分吸着剤
を充填する吸着塔1及び2、混合ガス3を供給するため
のブロア4、混合ガス3を吸着塔に流す流れを切り換え
るための自動弁5及び6、吸着塔から流出させる非吸着
成分ガス7の流れを切り換えるための自動弁8及び9、
吸着成分ガス13を吸着剤から脱着するための真空ポン
プ12、真空ポンプ12との接続を切り換えるための自
動弁14及び15、CO2 回収装置10からのCO2
離後のガス18を再生工程の吸着塔に流すための流路を
備えている。
【0004】図4は、ボイラプラントに図3の除湿装置
を有するCO2 回収装置を組み込んだ全体の系統図であ
る。ボイラプラントは石炭、天然ガス、石油などの燃料
をボイラ27で焚き、蒸気を発生させるもので、燃焼用
空気は押し込み通風機28で大気中から吸引し、空気予
熱機29において燃焼排ガスで加熱され、ボイラ27に
供給する。ボイラ27から排出される燃焼排ガスは、脱
硝装置30でNOx が除去され、空気予熱機29で上記
燃焼用空気を加熱し、電気集塵機31で排ガス中のダス
トを除去する。次いで、上記排ガスは、ガス/ガスヒー
タ33において後述する除湿装置の再生工程にある吸着
塔からの水分含有ガスと熱交換させることにより、排ガ
スは脱硫反応に適した70℃まで冷却され、脱硫装置3
7に導入してSOx を除去し、ガス/ガスヒータ33か
ら排出される水分含有ガス38は煙突39から大気中に
放出される。そして、脱硫装置37から排出される排ガ
ス3は、上述のように、除湿装置のブロア4で吸着塔に
供給され、除湿・CO2 回収が行われる。上記のガス/
ガスヒータ33に導入される排ガス32は140℃であ
り、上記水分含有ガスを加熱し、ガス/ガスヒータ33
から排出される排ガス34は70℃まで冷却され、脱硫
装置37を経ることにより50℃まで冷却される。
【0005】以下、図3の除湿装置の操作手順を詳述す
る。 (工程I) 自動弁の開閉状況 開放:自動弁5、7、17、15 閉鎖:自動弁6、8、16、14 図4における脱硫装置37から排出された排ガス3は、
ブロア4で自動弁5を経て吸着工程にある吸着塔1に導
入され、吸着剤に水分を吸着させた後、乾燥排ガス9は
塔頂より流出し、自動弁7を経てCO2 回収装置10に
供給される。他方、再生工程にある吸着塔2は、自動弁
15を介して真空ポンプ12と連通して吸引するととも
に、CO2 回収装置10のCO2 除去後のガスの一部1
8を自動弁17を介して吸着塔2の上部から流下させて
吸着剤からの水分の脱着を促進する。吸着塔1内の吸着
剤が水分で飽和する前に、自動弁を切り換えて、吸着塔
1を再生工程へ、吸着塔2を吸着工程に移行する。
【0006】(工程II) 自動弁の開閉状況 開放:自動弁6、8、16、14 閉鎖:自動弁5、7、17、15 工程Iで再生された吸着塔2には、排ガス3がブロア4
及び自動弁6を介して供給され、塔内の吸着剤で水分を
除去した後、乾燥排ガス9は自動弁8を経てCO2 回収
装置10に供給される。他方、吸着工程から再生工程に
移された吸着塔2は、自動弁14を介して真空ポンプ1
2と連通して吸引するとともに、CO2回収装置10の
CO2 除去後のガスの一部18を自動弁16を介して吸
着塔1の上部から流下させて吸着剤からの水分の脱着を
促進する。次いで、吸着塔2内の吸着剤が水分で飽和す
る前に、自動弁を切り換えて、吸着塔2を再生工程へ、
吸着塔1を吸着工程に移行する。このようにして、工程
Iと工程IIを交互に切り換えて排ガスから水分を除去し
てCO2 の回収を行う。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のPSA法による
除湿装置では、吸着剤の再生圧を0.4〜0.6ata
まで真空にする必要があり、このように真空度が高くな
ると、真空ポンプで吸引したガスは大気圧に昇圧される
段階でガス中の水分が凝縮して液相となる。除湿装置に
導入される排ガスは、その前段の脱硫装置で大部分のS
x が除去されるが、完全に除去することはできないの
で、除湿装置に導入される排ガス中にも少量のSOx
存在し、上記の凝縮水に溶解して硫酸や亜硫酸を生成
し、真空ポンプ等の機器を腐食する。
【0008】そこで、本発明では、上記の欠点を解消
し、脱着用の真空ポンプ、配管等の機器の腐食を防止で
きる、ボイラ排ガス処理装置に付設する除湿装置を提供
しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、ボイラ排ガス
処理装置に付設する除湿装置において、加熱管を内部に
配置し、かつ水分吸着剤を充填した複数の吸着塔と、該
吸着塔のうち吸着工程にある吸着塔にボイラ排ガスを供
給するためのブロアと、除湿排ガスをCO2 回収装置に
供給するための流路と、再生工程の吸着塔を負圧に保持
するための真空ポンプと、上記CO2 回収装置から流出
するCO2 分離後のガスを上記再生工程の吸着塔上部に
流すための流路と、ボイラ排ガス流路に設けた熱交換器
と、該熱交換器で加熱された熱媒体を、上記再生工程の
吸着塔の加熱管に流すための流路を設け、吸着剤を加熱
して再生を促進するようにしたことを特徴とするボイラ
排ガス処理装置に付設する除湿装置である。
【0010】
【作用】本発明は、ボイラ排ガスからCO2 を回収する
PSA吸着分離装置の前段に設けた除湿用吸着分離装置
において、PSA吸着分離装置でCO2 を吸着分離した
後のガスを除湿用吸着塔の減圧再生工程に流す際に、ボ
イラ排ガスで加熱された熱媒体を該吸着塔の加熱管に流
すことにより、再生を促進することを特徴とし、除湿装
置に圧力スイング法と温度スイング法を併用したもので
ある。
【0011】図1は、本発明に係るCO2 回収装置に設
けた除湿装置の系統図であり、図2は、図1の除湿装置
を組み込んだボイラプラントの系統図である。この除湿
装置は、加熱管19及び20を内部に配置し、かつ、水
分吸着剤を充填した複数の吸着塔1及び2と、吸着工程
にある吸着塔1又は2にボイラ排ガスを供給するための
ブロア4と、乾燥排ガスをCO2 回収装置に供給するた
めの流路9と、再生工程の吸着塔1又は2を負圧に保持
するための真空ポンプ12と、CO2 回収装置10から
流出するCO2 分離後のガスを再生工程の吸着塔1又は
2に流すための流路18と、ボイラ排ガスで加熱された
熱媒体を再生工程の吸着塔の加熱管に流すための流路2
1とを有し、自動弁を切り換えることにより、次の2工
程を交互に繰り返して除湿を行うものである。
【0012】(工程I) 自動弁の開閉状況 開放:自動弁5、7、17、15、23、25 閉鎖:自動弁6、8、16、14、22、24 ボイラプラントの脱硫装置で処理された約50℃のボイ
ラ排ガスは、流路3からブロア4で加圧され、自動弁5
を経て吸着工程にある吸着塔1に導入され、水分を吸着
分離した後、自動弁7、流路9を経てPSA方式のCO
2 回収装置10に導入してCO2 を吸着分離する。再生
工程にある吸着塔2は、CO2 回収装置10から排気さ
れる低CO2 濃度のガスを流路18、自動弁17を経て
吸着塔2の上部より流しながら、真空ポンプ12で0.
8〜0.9ataの真空度まで減圧し、かつ、排ガスで
加熱された熱媒体を流路21、自動弁23を経て吸着塔
2内の加熱管20に流して、吸着塔2内の吸着剤を約7
0℃に加熱し、吸着剤の再生を促進する。そして、吸着
塔1内の吸着剤が水分で飽和する以前に自動弁を下記の
ように切り換えて工程(II)に移行する。
【0013】(工程II) 自動弁の開閉状況 開放:自動弁6、8、16、14、22、24 閉鎖:自動弁5、7、17、15、23、25 吸着剤を再生した吸着塔2は、再生工程から吸着工程に
移行し、上記のボイラ排ガスはブロア4で加圧して流路
3から自動弁6を経て吸着塔2に導入し、水分を吸着分
離した後、自動弁8、流路9を経てPSA方式のCO2
回収装置10に導入してCO2 を吸着分離する。再生工
程にある吸着塔1は、CO2 回収装置10から排気され
る低CO2 濃度のガスを流路18、自動弁16を経て吸
着塔1の上部より流しながら、真空ポンプ12で0.8
〜0.9ataの真空度まで減圧し、かつ、排ガスで加
熱された熱媒体を流路21、自動弁22を経て吸着塔1
内の加熱管19に流して吸着塔1内の吸着剤を約70℃
に加熱し、吸着剤の再生を促進する。吸着塔2内の吸着
剤が水分で飽和する前に自動弁を上記の工程(I)のよ
うに切り換えて工程(I)に移行する。このように、工
程(I)と工程(II)を交互に繰り返すことにより、ボ
イラ排ガスを除湿してCO2 回収装置に連続的に供給す
る。
【0014】
【実施例】図2は、図1の除湿装置を組み込んだボイラ
プラントの系統図である。ボイラプラントは石炭、天然
ガス、石油などの燃料をボイラ27で焚き、蒸気を発生
させるもので、燃焼用空気は押し込み通風機28で大気
中から吸引し、空気予熱機29において燃焼排ガスで加
熱され、ボイラ27に供給し、上記燃料を燃焼させる。
ボイラ27から排出される燃焼排ガスは、脱硝装置30
でNOx を除去し、空気予熱機29で上記燃焼用空気を
加熱し、電気集塵機31で排ガス中のダストを除去す
る。次いで、上記排ガスは、ガス/ガスヒータ33で後
述する除湿装置の再生工程の吸着塔から排出される水分
含有ガスと熱交換し、かつ、ガス/熱媒体ヒータ35で
上記再生工程の吸着塔に供給する熱媒体を加熱し、排ガ
ス自体を脱硫反応に適した70℃まで冷却する。その
後、排ガスは脱硫装置37に導入してSOx を除去し、
ガス/ガスヒータ33から排出される水分含有ガス38
は煙突39から大気中に放出される。そして、脱硫装置
37から排出される排ガスは、上述のように、流路3を
経てブロア4により吸着塔1又は2に供給し、除湿した
後CO2 回収装置10でCO2 を回収する。
【0015】上記のように、燃焼排ガスは脱硫反応に適
した、例えば70℃まで冷却するために、ガス/ガスヒ
ータ33及びガス/熱媒体ヒータ35における交換熱量
が決定される。具体的には、ガス/ガスヒータ33に導
入される排ガス32は140℃であり、上記水分含有ガ
スを加熱し、ガス/ガスヒータ33から排出される排ガ
ス34は95℃まで冷却され、次いで、ガス/熱媒体ヒ
ータ35で再生工程の吸着塔に供給する熱媒体を加熱し
て排ガス自体70℃まで冷却され、脱硫装置37に導入
される。そして、脱硫された排ガスは50℃まで冷却さ
れ、除湿装置の吸着塔に供給される。
【0016】
【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、除湿装置に圧力スイング法と温度スイング法を併
用することにより、再生工程の吸着塔を圧力スイング
法の再生圧力よりやや高い圧力で再生することができ、
その分、真空ポンプの動力を節約することができ、
特に、再生工程の吸着塔から排出されるガスの温度が高
くなり、乾き状態に保持することができるので、該ガス
中に残存するSOx を凝縮水中に溶解して亜硫酸や硫酸
を生成するという不都合も回避され、真空ポンプや配管
の腐食を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るCO2 回収装置に設けた除湿装置
の系統図である。
【図2】図1の除湿装置を組み込んだボイラプラントの
系統図である。
【図3】従来のCO2 回収装置の除湿装置の系統図であ
る。
【図4】図3の除湿装置を組み込んだ従来のボイラプラ
ントの系統図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野原 博 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 上田 哲也 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 泉 順 長崎県長崎市深堀町五丁目717番1号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 森本 敬 長崎県長崎市深堀町五丁目717番1号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 山田 明 長崎県長崎市深堀町五丁目717番1号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 縄田 秀夫 東京都千代田区丸の内二丁目5番1号 三 菱重工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボイラ排ガス処理装置に付設する除湿装
    置において、加熱管を内部に配置し、かつ水分吸着剤を
    充填した複数の吸着塔と、該吸着塔のうち吸着工程にあ
    る吸着塔にボイラ排ガスを供給するためのブロアと、除
    湿排ガスをCO2 回収装置に供給するための流路と、再
    生工程の吸着塔を負圧に保持するための真空ポンプと、
    上記CO2 回収装置から流出するCO2 分離後のガスを
    上記再生工程の吸着塔上部に流すための流路と、ボイラ
    排ガス流路に設けた熱交換器と、該熱交換器で加熱され
    た熱媒体を、上記再生工程の吸着塔の加熱管に流すため
    の流路を設け、吸着剤を加熱して再生を促進するように
    したことを特徴とするボイラ排ガス処理装置に付設する
    除湿装置。
JP5225564A 1993-09-10 1993-09-10 ボイラ排ガス処理装置に付設する除湿装置 Withdrawn JPH0788323A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100417295B1 (ko) * 2001-07-03 2004-02-11 주식회사 케이피씨 에어 드라이어 시스템
JP2009030974A (ja) * 2008-11-12 2009-02-12 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 小型デシカント空調装置
CN110935291A (zh) * 2018-09-25 2020-03-31 长鑫存储技术有限公司 吸附式空气干燥系统及其工作方法

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JP2009030974A (ja) * 2008-11-12 2009-02-12 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 小型デシカント空調装置
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20001128