WO2015005296A1 - 排ガス浄化装置及びｃｏ２回収システム - Google Patents

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俊之 内藤
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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas purification apparatus and a CO 2 recovery system.
  • exhaust gas discharged from a combustion device such as a coal fired boiler that burns pulverized coal in air contains particles and gaseous impurities
  • a denitration device such as a coal fired boiler that burns pulverized coal in air contains particles and gaseous impurities
  • a denitration device such as a coal fired boiler that burns pulverized coal in air contains particles and gaseous impurities
  • a denitration device such as a coal fired boiler that burns pulverized coal in air contains particles and gaseous impurities
  • a dust collector sulfur oxides
  • SO X sulfur oxides
  • mercury Hg
  • Hg hydrogen chloride
  • the liquefied carbon dioxide obtained by the CO 2 recovery device is transported to a destination by a transportation means such as a ship or a vehicle and stored in the ground, or the pressure of the liquefied carbon dioxide is increased to the destination by a pipeline. Methods of transporting and storing in the ground are being studied.
  • Patent Document 1 As an exhaust gas treatment device for an oxyfuel combustion type coal fired boiler, there is one shown in Patent Document 1.
  • exhaust gas from an oxyfuel combustion type coal fired boiler is treated with a denitration device, a dust collector, and a desulfurization device to remove impurities contained in the exhaust gas, and the exhaust gas from which impurities have been removed is removed. It is described that it is led to a CO 2 recovery device and liquefied.
  • a multi-stage compressor and multi-stage cooling are used to obtain a pressure and temperature suitable for liquefying the exhaust gas. It is necessary to provide a vessel.
  • the compressor is very expensive, therefore, to implement the CO 2 recovery apparatus, it is important to reduce the price by reducing the size of the compressor, further, the compressor is stable It is very important to be able to drive.
  • the exhaust gas discharged from the exhaust gas treatment device includes: Some of the impurities remain.
  • sulfur oxide (SO x ) dissolves in water by contact with water to become sulfuric acid (H 2 SO 4 ), hydrogen chloride (HCl) dissolves in water to become hydrochloric acid, and nitrogen oxides Nitrogen dioxide (NO 2 ) comes into contact with water and dissolves in water to form nitric acid (HNO 3 ).
  • the desulfurization unit is provided at the most downstream side in the exhaust gas treatment unit because the reaction temperature is low, but sulfuric acid is generated from sulfur oxide in the desulfurization unit with low exhaust gas temperature, and this sulfuric acid is discharged downstream of the desulfurization unit. As a result, there is a problem that the compressor corrodes.
  • the compressor In order to prevent the problem that the compressor corrodes, the compressor needs to be made of a high-grade material, and thus the cost of the apparatus increases.
  • impurities remain in the exhaust gas, there is a problem of increasing the size of the compressor because the processing amount of the exhaust gas when the exhaust gas is guided to the CO 2 recovery device for processing is increased. there is a problem that the purity of the CO 2 is reduced by the residual.
  • the desulfurization apparatus As the desulfurization apparatus, a wet desulfurization apparatus using a lime / gypsum method (wet desulfurization method) using inexpensive lime is known.
  • the exhaust gas treated by the wet desulfurization apparatus also contains residual impurities, and further, the exhaust gas contains gypsum particles (impurities) generated by the desulfurization reaction of the wet desulfurization apparatus.
  • the gypsum particles from the wet desulfurization apparatus are guided to the compressor, and there is a problem that the gypsum particles guided to the compressor adhere to and accumulate inside the compressor and the turbine blade. For this reason, the maintenance of a compressor increases and there exists a problem that the operation rate of an installation falls.
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an exhaust gas purifying apparatus and a CO 2 that can remove impurities contained in exhaust gas treated by a wet desulfurization apparatus provided in a combustion apparatus with a simple configuration. It is intended to provide a collection system.
  • the exhaust gas purification apparatus of the present invention is an exhaust gas purification apparatus provided downstream of a wet desulfurization apparatus that is provided in a combustion apparatus composed of an air combustion apparatus or an oxyfuel combustion apparatus and performs exhaust gas treatment,
  • a container body that introduces exhaust gas discharged from the wet desulfurization apparatus from an introduction port provided at a lower portion and discharges it from an outlet port provided at an upper end portion;
  • An auxiliary desulfurization part having an injection nozzle for purifying exhaust gas by injecting an alkaline solution at an upper position than the introduction port inside the container body;
  • a backwash nozzle for backwashing the bag filter by spraying compressed gas disposed on top of the bag filter;
  • a drain receiving tank for receiving drain from the container body;
  • a supply pump for supplying the drain of the drain receiving tank to the spray nozzle as an alkaline solution; It is provided
  • a mist eliminator is provided between the injection nozzle inside the container body and the bag filter disposed above the injection nozzle.
  • the exhaust gas purification device preferably includes an alkaline solution addition device that supplies an alkaline solution to the drain receiving tank.
  • the exhaust gas purification device preferably includes a backwash device that detects a differential pressure upstream and downstream of the bag filter and performs backwashing by the backwash nozzle based on the detected differential pressure.
  • the container body has a first container body and a second container body, and the exhaust gas is conducted to the first container body and the second container body is conducted. It is possible to provide a switching valve that switches to a state to perform.
  • the CO 2 recovery system of the present invention includes a compressor, an aftercooler that cools the exhaust gas compressed by the compressor and extracts condensed drain, downstream of the wet desulfurization device that is provided in the oxycombustion device and performs exhaust gas treatment.
  • a CO 2 recovery system that constitutes a CO 2 recovery device that liquefies CO 2 at least, Between the wet desulfurization apparatus and the compressor, A container body that introduces exhaust gas discharged from the wet desulfurization apparatus from an introduction port provided at a lower portion and discharges it from an outlet port provided at an upper end portion; An auxiliary desulfurization part having an injection nozzle for purifying exhaust gas by injecting an alkaline solution at an upper position than the introduction port inside the container body; A bag filter fixed to the container body with a mounting surface above the injection nozzle so as to separate particles contained in the exhaust gas purified with an alkaline solution; A backwash nozzle for backwashing the bag filter by spraying compressed gas disposed on top of the bag filter; A drain receiving tank for receiving drain from the container body; A supply pump for supplying drain of the drain receiving tank to the spray nozzle as at least part of an alkaline solution; An exhaust gas purification device with An alkali solution adding device is provided for supplying an alkali solution obtained by adjusting the pH of
  • the CO 2 compressed gas compressed by the compressor is preferably supplied to the backwash nozzle.
  • the exhaust gas purifying apparatus and the CO 2 recovery system of the present invention it is possible to achieve an excellent effect that impurities contained in the exhaust gas treated by the wet desulfurization apparatus provided in the combustion apparatus can be effectively removed with a simple configuration.
  • FIG. 1 shows an embodiment of an exhaust gas purification device 50 installed downstream of an exhaust gas treatment device 3 that performs exhaust gas treatment in preparation for a combustion device 1 made of a pulverized coal fired boiler.
  • the combustion apparatus 1 includes an oxyfuel combustion apparatus 100 and an air combustion apparatus 200, and the exhaust gas purification apparatus 50 can be applied to any combustion apparatus 1 of the oxyfuel combustion apparatus 100 and the air combustion apparatus 200.
  • the combustion apparatus 1 composed of a pulverized coal fired boiler is provided with an exhaust gas treatment apparatus 3 for removing impurities contained in the exhaust gas 2 discharged from the combustion apparatus 1, and the exhaust gas treatment apparatus 3 includes a denitration apparatus, A dust collector, a desulfurizer, etc. are provided.
  • the desulfurization apparatus As the desulfurization apparatus, a wet desulfurization apparatus using a lime / gypsum method is often used. Since the wet desulfurization apparatus lowers the temperature of the exhaust gas 2, it is generally arranged at the most downstream side in the exhaust gas treatment apparatus 3. The Here, in FIG. 1, only the wet desulfurization device 4 provided at the most downstream side is shown, and illustration of other denitration devices and dust collectors constituting the exhaust gas treatment device 3 is omitted.
  • the wet desulfurization apparatus 4 includes an absorption tower 5 for introducing the exhaust gas 2 from the combustion apparatus 1 from the lower side, and an absorption liquid 6 made of slurry containing limestone or the like is injected into the upper part of the absorption tower 5.
  • a spray nozzle 7 is provided in gas-liquid contact with the exhaust gas 2.
  • a tank portion 9 for storing an absorbing liquid 6 that has absorbed sulfur oxides is provided in the lower portion inside the absorption tower 5.
  • the tank portion 9 is supplied with an absorption liquid 6 made of limestone slurry produced by an absorption liquid production apparatus 10 by a pump 11, and the absorption liquid 6 in the tank portion 9 is taken out by a circulation pump 12 and supplied to the spray nozzle 7. Have been supplied.
  • a part of the absorption liquid 6 at the outlet of the circulation pump 12 is taken out to the mixing tank 8 and the slurry is oxidized by blowing the oxidized air 8a.
  • the slurry of the oxidized absorption liquid 6 is pumped by the pump 8b to the tank portion 9. I'm trying to get it back.
  • the absorbing liquid 6 extracted from the tank portion 9 of the absorption tower 5 is supplied to the gypsum generating device 14 to generate gypsum.
  • a mist eliminator 13 is provided at the top of the absorption tower 5, and the exhaust gas 2 from which the mist has been separated by the mist eliminator 13 is guided downstream from the upper part of the absorption tower 5.
  • the wet desulfurization apparatus 4 it is difficult to remove impurities contained in the exhaust gas 2 from the combustion apparatus 1 that is a pulverized coal fired boiler at a high removal rate. For this reason, the exhaust gas 2 derived from the wet desulfurization apparatus 4. A part of the impurities remains in.
  • an exhaust gas purification device 50 was installed downstream of the wet desulfurization device 4.
  • the exhaust gas purifying device 50 has a container main body 53 that introduces the exhaust gas 2 discharged from the wet desulfurization device 4 from an introduction port 51 provided on the lower side, and derives it from an outlet port 52 provided on the upper end. .
  • Auxiliary desulfurization provided with an injection nozzle 55 for purifying the exhaust gas 2 by injecting the alkaline solution 54 downward (so as to face the exhaust gas 2) in the upper part of the container body 53 above the introduction port 51. Part 4 'is provided.
  • a bag filter 56 for separating particles contained in the exhaust gas 2 purified by the alkaline solution 54 is disposed above the spray nozzle 55 inside the container body 53, and the bag filter 56 is It is fixed to the container body 53 by an attachment surface 57.
  • a mist eliminator 58 for separating mist in the exhaust gas 2 is provided between the spray nozzle 55 disposed inside the container body 53 and the bag filter 56 disposed above the spray nozzle 55.
  • a backwash nozzle 60 for backwashing the bag filter 56 by injecting a compressed gas 59 is provided above the bag filter 56.
  • a differential pressure detector 61 for detecting a pressure difference (differential pressure) upstream and downstream of the bag filter 56 is provided.
  • a flow rate adjusting valve 62 for adjusting the supply amount of the compressed gas 59 based on the detected differential pressure of the differential pressure detector 61 is provided, and the backwash nozzle is based on the pressure difference detected by the differential pressure detector 61.
  • a backwashing device 63 adapted to perform backwashing by 60 is provided.
  • the compressed gas 59 air, CO 2 , or other clean gas can be used.
  • a drain receiving tank 65 that receives a drain 64 from the container main body 53 is provided below the container main body 53, and a supply pump 66 that supplies the drain 64 of the drain receiving tank 65 to the spray nozzle 55 as an alkaline solution 54.
  • a cooler 72 is provided between the supply pump 66 and the injection nozzle 55 to cool the alkali solution 54 by exchanging heat with a cooling fluid 87 such as water from the flow rate adjusting valve 86.
  • a temperature indication controller 88 that detects the temperature of the exhaust gas 2 from the outlet 52 of the container body 53 and controls the supply of the cooling fluid 87 by the flow rate control valve 86 so that the detected temperature becomes a preset temperature.
  • the drain receiving tank 65 is supplied with an alkaline solution 54 a from an alkaline solution adding device 67 via a flow rate adjusting valve 68.
  • the alkaline solution 54a include sodium hydroxide (NaOH), ammonia (—NH 3 ), magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ), or a large amount of water (H 2 O) (general water is weakly alkaline). Etc. can be used.
  • the level of the drain 64 is detected, and an adjustment valve 70 provided in the take-out pipe 69 at the lower part of the drain receiving tank 65 is adjusted so that the detected level value is held at a set value.
  • a level controller 71 is provided.
  • the pH of the alkaline solution 54 in the drain receiving tank 65 is detected in the drain receiving tank 65, and the alkaline solution 54a is supplied by the flow rate adjusting valve 68 so that the detected pH becomes a preset pH.
  • a pH indicating controller 89 for control is provided.
  • a booster fan 73 for boosting the exhaust gas 2 is provided upstream of the inlet 51 of the exhaust gas purification device 50 so as to compensate for the pressure loss caused by the exhaust gas purification device 50.
  • the exhaust gas purification device 50 is installed downstream of the wet desulfurization device 4 that performs exhaust gas treatment in preparation for the combustion device 1 composed of a coal fired boiler, the exhaust gas 2 discharged from the wet desulfurization device 4 is exhaust gas purified. It is introduced into the container body 53 of the device 50. The exhaust gas 2 introduced into the container body 53 comes into contact with the alkaline solution 54 injected from the injection nozzle 55 that constitutes the auxiliary desulfurization section 4 ′, so that the particulate and gaseous impurities remaining in the exhaust gas 2 are effective. Removed.
  • the drain 64 is used as an alkali solution 54 and an injection nozzle 55. It is effective to supply to. Further, since the alkaline solution 54a from the alkaline solution addition device 67 is supplied to the drain receiving tank 65, the effect of removing impurities can be enhanced by adjusting the pH of the alkaline solution 54 in the drain receiving tank 65. Can do. Furthermore, since the alkaline solution 54 supplied to the spray nozzle 55 is cooled by the cooler 72, the exhaust gas 2 that has come into contact with the low-temperature alkaline solution 54 can further enhance the effect of removing impurities by lowering the temperature. .
  • the exhaust gas treated by the wet desulfurization device 4 is brought into contact with the low-temperature alkaline solution 54 injected from the injection nozzle 55 of the auxiliary desulfurization unit 4 ′ provided in the exhaust gas purification device 50. Impurities of the exhaust gas 2 that are not removed can be more reliably removed in the auxiliary desulfurization section 4 ′.
  • the mist contained in the exhaust gas 2 from which impurities are removed by the auxiliary desulfurization section 4 ′ is removed by the mist eliminator 58. Furthermore, since the fine particles remaining in the exhaust gas 2 without being removed by contact with the alkaline solution 54 are removed while the exhaust gas 2 passes through the bag filter 56, the exhaust gas purification device 50 does not contain impurities. Exhaust gas 2 is taken out.
  • mist eliminator 58 is provided between the spray nozzle 55 and the bag filter 56, the problem of the bag filter 56 being clogged can be reduced, and thus the life of the bag filter 56 can be extended. .
  • the exhaust gas purifying device 50 backwashes the bag filter 56 by injecting clean compressed gas 59 from the backwash nozzle 60 based on the pressure difference between the upstream and downstream of the bag filter 56. Therefore, even if the bag filter 56 is clogged, the clogging can be eliminated. Therefore, the exhaust gas purifying device 50 can be stably operated over a long period of time.
  • the exhaust gas purification device 50 including the auxiliary desulfurization unit 4 ′ is provided downstream of the wet desulfurization device 4 included in the combustion device 1. Impurities contained in the exhaust gas 2 can be effectively removed with a simple configuration.
  • FIG. 2 shows another embodiment of the exhaust gas purification device 50 installed downstream of the wet desulfurization device 4 provided in the combustion device 1 made of a coal fired boiler, and the embodiment of FIG. 2 is the embodiment of FIG.
  • the exhaust gas purifying device 50 includes a first container body 53a and a second container body 53b. Accordingly, the first container main body 53a and the second container main body 53b are provided with drain receiving tanks 65a and 65b correspondingly. Further, the first container main body 53a and the second container main body 53b are switched between a state in which the exhaust gas 2 is conducted to the first container body 53a and a state in which the exhaust gas 2 is conducted to the second container body 53b. Switching valves 74a, 74a ′, 74b, 74b ′ are provided.
  • the first container main body 53a and the second container main body 53b are provided with differential pressure detectors 61a and 61b for detecting the pressure difference between the upstream and downstream of the bag filter 56 provided therein, respectively.
  • a controller 75 for inputting the detected differential pressure from the devices 61a and 61b is provided. For example, when the detected differential pressure of the differential pressure detector 61a provided in the first container main body 53a increases and reaches a set value, the controller 75 opens the switching valves 74b and 74b ′ of the other container main body 53b and operates. And the operation of stopping the operation by closing the switching valves 74a and 74a ′ of the one container main body 53a. In this way, the first container body 53a and the second container body 53b are operated alternately. The container body whose operation has been suspended can be replaced with the bag filter 56 while the operation is suspended.
  • the controller 75 to which the detected differential pressure from the differential pressure detectors 61a and 61b is inputted, when the detected differential pressure of the operating container body reaches a set value, the flow rate adjusting valve 62 of the backwash device 63.
  • the bag filter 56 is controlled to be backwashed by opening the nozzle and injecting the compressed gas 59 from the backwash nozzle 60. If the detected differential pressure is large and clogging is not resolved even after repeated backwashing, it is determined that the bag filter 56 has reached the end of its life, and switching between the first container body 53a and the second container body 53b is performed as described above. Do.
  • the first container body 53a and the second container body 53b are provided downstream of the wet desulfurization apparatus 4 provided in the combustion apparatus 1 made of a coal fired boiler so that they can be switched for use. Since the exhaust gas purification device 50 is installed, the exhaust gas 2 in a state where a part of impurities from the wet desulfurization device 4 remains is introduced into one of the first container body 53a and the second container body 53b. . The exhaust gas 2 comes into contact with the alkaline solution 54 injected from the injection nozzle 55 of the auxiliary desulfurization unit 4 ′, and particulate and gaseous impurities contained in the exhaust gas 2 are effectively removed by the action of the alkaline solution 54. Is done.
  • the detected differential pressure input to the controller 75 from the differential pressure detectors 61a and 61b increases, so that the controller 75 starts the operation of the container body that has been stopped, Control which switches switching valve 74a, 74a ', 74b, 74b' so that the operation
  • the exhaust gas purification apparatus 50 is always the 1st container main body 53a provided with the new bag filter 56, or the 2nd container main body.
  • the exhaust gas 2 can be purified by 53b.
  • the first container main body 53 a and the second container main body 53 b having the auxiliary desulfurization part 4 ′ are provided downstream of the wet desulfurization apparatus 4 provided in the combustion apparatus 1. Since the exhaust gas purification device 50 is provided, impurities contained in the exhaust gas 2 from the wet desulfurization device 4 can be effectively removed with a simple configuration. Further, by switching between the first container main body 53a and the second container main body 53b, impurities can always be effectively removed using the new bag filter 56, so that the exhaust gas purification device 50 can be stabilized. Thus, continuous operation becomes possible.
  • FIG. 3 shows an embodiment of a CO 2 recovery system in which an exhaust gas purification device is applied to an oxyfuel combustion device. That is, in the CO 2 recovery system in which the combustion apparatus 1 shown in FIG. 1 is an oxyfuel combustion apparatus 100 and a CO 2 recovery apparatus 15 is disposed downstream of the wet desulfurization apparatus 4 provided in the oxyfuel combustion apparatus 100, the wet desulfurization is performed.
  • An embodiment in which the exhaust gas purification device 50 of FIG. 1 is applied between the device 4 and the CO 2 recovery device 15 is shown. That is, the wet desulfurization device 4 provided in the oxyfuel combustion device 100 is disposed upstream of the exhaust gas purification device 50 in FIG. 3, but is omitted because it cannot be described in FIG.
  • the CO 2 recovery device 15 includes first and second stage compressors 16a (only one stage is shown in FIG. 3) for compressing the exhaust gas 2 to the target pressure in stages, An after cooler 17a (only one stage is shown in FIG. 3) is provided in each downstream of the second stage compressor 16a to cool the exhaust gas 2 and take out the moisture condensed by the cooling as the drain D1. ing. Further, third and fourth stage compressors 16b (only one stage is shown in FIG. 3) provided downstream of the aftercooler 17a and downstream of each of the third and fourth stage compressors 16b are provided. And an aftercooler 17b for taking out the drain D2 (only one stage is shown in FIG. 3).
  • a dryer 18 is disposed downstream of the aftercooler 17b, and further, a carbon dioxide liquefaction having a distillation tower and a heat exchanger (not shown) for liquefying CO 2 is provided downstream of the dryer 18.
  • a device 19 is arranged.
  • a mercury removal tower may be provided upstream of the dryer 18.
  • a target pressure of 2.5 MPa is achieved by a total of four stages of compressors including the first and second stage compressors 16a and the third and fourth stage compressors 16b.
  • the target pressure can be arbitrarily set.
  • a cooler 20 with a built-in filler is provided downstream of the aftercooler 17b.
  • the cooler 20 with a built-in filler has a cooler body 22 that forms a cooling space 21, and the cooling space 21 is arranged on a cooling pipe 24 connected to a refrigerator 23 and above the cooling pipe 24.
  • a filler 25 and a spray nozzle 26 disposed on the filler 25 are provided.
  • the exhaust gas 2 is introduced from the upper part of the filler 25 and led out from the lower part of the filler 25 to the side.
  • the present inventor has found that in order to efficiently dry the exhaust gas 2 by the dryer 18, it is preferable to cool the temperature of the exhaust gas 2 led to the dryer 18 to a temperature at which moisture does not freeze.
  • the temperature of the exhaust gas led to the dryer 18 is lowered, the saturation temperature of the water in the dryer 18 is lowered, so that the dehumidifying effect by the dryer 18 is increased, and thus the dryer 18 can be reduced in size.
  • drain D 3 is generated in the cooling space 21, and this drain D 3 is stored in the drain reservoir 27 at the bottom of the cooling space 21. Stored.
  • the drain D3 in the drain reservoir 27 is supplied to the spray nozzle 26 by the pump 28 and sprayed.
  • an auxiliary cooler 29 is provided upstream of the filler built-in cooler 20 in order to reduce the cooling load in the filler built-in cooler 20.
  • the auxiliary cooler 29 is guided with a drain D3 from an extraction valve 31 controlled so as to be maintained at a constant level by a level meter 30 provided in the drain reservoir 27 of the filler built-in cooler 20.
  • the cooler 29 cools the exhaust gas 2 with the drain D3.
  • drain is also generated in the auxiliary cooler 29.
  • the auxiliary cooler 29 is cooled and joined with the drain D3 after being cooled.
  • the present inventors have obtained that when the exhaust gas 2 is sequentially compressed by the compressors 16a and 16b, the pH of the drain increases as the pressure increases. Since the third and fourth stage compressors 16b are pressurized to 2.5 MPa, the drain D2 taken out from the aftercooler 17b and the drain D3 downstream thereof have a high value of pH 9 or higher.
  • an alkaline solution addition device 67 is provided for producing and supplying the alkaline solution 54a by introducing the drains D1, D2, and D3.
  • the alkaline solution addition device 67 has a tank 84 that receives the drains D1, D2, and D3.
  • the tank 84 is provided with a level controller 85 for detecting the level of the mixed drain D ′ composed of drains D1, D2, and D3.
  • the level controller 85 is configured so that the detected level always maintains a constant value.
  • the opening degree of the take-out valve 76 provided at the drain outlet (downstream side) of the tank 84 is adjusted. A part of the drain D ′ of the tank 84 is taken out by the pump 77 to the tank 84 and supplied to the drain receiving tank 65 of the exhaust gas purifying device 50 as the alkaline solution 54a.
  • surplus drain 64 discharged from the drain receiving tank 65 of the exhaust gas purification device 50 is supplied to the alkali adjustment container 78, and an alkali agent 79 such as sodium hydroxide is supplied to the alkali adjustment container 78.
  • the alkaline solution 54a in which a predetermined pH is maintained is manufactured.
  • the alkaline solution 54 a in the alkali adjustment container 78 is mixed with the drain D ′ at the inlet of the pump 77 from the tank 84 by the pump 80 and supplied to the drain receiving tank 65.
  • the tank 84 is provided with a pH detector 81 for measuring the pH of the drain D ′, and the pH detection value 81 a of the pH detector 81 is input to the alkali controller 82.
  • the alkali controller 82 controls the pump 80 so that the pH detection value 81a of the pH detector 81 is maintained at a constant value, and supplies the alkali solution from the alkali adjustment container 78 to the inlet of the pump 77.
  • the supply amount of 54a is adjusted.
  • the alkali controller 82 is provided with an impurity detector 83 provided at the outlet of the cooler 20 with a built-in filler so as to detect impurities (for example, sulfur oxide and nitrogen oxide) in the exhaust gas 2.
  • the impurity detection value 83a is input.
  • the alkali controller 82 controls the pump 80 to increase the supply amount of the alkaline solution 54a as an emergency when the impurity detection value 83a by the impurity detector 83 exceeds a preset set value. .
  • the CO 2 compressed gas 59 ′ compressed by the first and second stage compressors 16a is supplied to the backwash device 63 of the exhaust gas purification device 50 as the compressed gas 59 for backwashing.
  • the exhaust gas purification device 50 having the auxiliary desulfurization section 4 ′ is installed between the wet desulfurization device 4 and the compressor 16 a of the CO 2 recovery device 15. Gypsum particles and gaseous impurities contained in the exhaust gas 2 are removed by the exhaust gas purification device 50 at a high removal rate.
  • the CO 2 recovering apparatus 15 is introduced clean gas 2
  • the compressor 16a of the gypsum particles CO 2 recovery unit 15 the problem of adhesion and deposition to 16b, etc. is prevented.
  • the exhaust gas purification device 50 uses the exhaust gas 2 water for purifying an alkaline solution 54 may be procured from the CO 2 recovery device 15. Therefore, it is possible to implement a CO 2 recovery system using an oxyfuel combustion apparatus even in an area where it is difficult to procure water.
  • the bag filter 56 is reversed. There is no need to prepare a separate compressed gas for washing.
  • the exhaust gas purification device 50 having the first container body 53a and the second container body 53b shown in FIG. may be a CO 2 recovery system according to the, in this case, it is possible to achieve the same effect as the embodiment of FIG 3.
  • FIG. 4 shows an embodiment in which the exhaust gas purification device 50 of FIG. 1 is applied downstream of the wet desulfurization device 4 provided in the air combustion device 200.
  • a chimney 32 is provided downstream of the exhaust gas purification device 50, and the chimney 32 is directly exchanged with the exhaust gas 2 upstream of the wet desulfurization device 4 immediately upstream of the chimney 32.
  • a reheater 33 is provided that prevents the generation of white smoke by increasing the temperature of the exhaust gas 2 that is led to.
  • the wet desulfurization device 4 of the air combustion device 200 discharges the exhaust gas 2 in which a part of the impurities remains.
  • auxiliary desulfurization is performed. Particulate and gaseous impurities remaining in the exhaust gas 2 are effectively removed by the alkaline solution 54 sprayed from the spray nozzle 55 of the section 4 ′.
  • the exhaust gas purification device 50 of FIG. 1 is applied to the air combustion device 200 has been described, but the exhaust gas having the first container body 53 a and the second container body 53 b shown in FIG. 2.
  • the purifying device 50 may be applied, and in this case as well, the same effect as the embodiment of FIG. 4 can be obtained.
  • exhaust gas purifying apparatus and the CO 2 recovery system of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the scope of the present invention.

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Abstract

　燃焼装置１に備える湿式脱硫装置４の下流に備える排ガス浄化装置５０であり、湿式脱硫装置４からの排ガスを下部から導入して上端部から導出する容器本体５３と、容器本体５３内部の導入口よりも上部位置でアルカリ溶液を噴射して排ガスを浄化する噴射ノズル５５を有する補助脱硫部４'と、噴射ノズル５５よりも上部に設けて排ガスに含まれる粒子を分離するバグフィルタ５６と、バグフィルタ５６の上部から圧縮気体を噴射して逆洗する逆洗ノズル６０と、容器本体５３からのドレンを受けるドレン受タンク６５と、ドレン受タンク６５のドレンをアルカリ溶液５４として噴射ノズル５５に供給する供給ポンプ６６とを備える。

Description

排ガス浄化装置及びＣＯ２回収システム
　本発明は、排ガス浄化装置及びＣＯ2回収システムに関するものである。
　微粉炭を空気燃焼する石炭焚ボイラのような燃焼装置から排出される排ガスには、粒子やガス状の不純物が含まれることから、環境の保全のために、脱硝装置、集塵装置、脱硫装置等を有する排ガス処理装置を備えて排ガスを処理することが行われている。石炭焚ボイラの排ガスには、窒素酸化物（ＮＯX）、二酸化炭素（ＣＯ2）、硫黄酸化物（ＳＯX）、水銀（Ｈｇ）、塩化水素（ＨＣｌ）、煤塵等の不純物が含まれる。
　一方、地球温暖化の原因の一つとされる二酸化炭素（ＣＯ2）の排出量を低減するために、空気の代わりに酸素を用いた酸素燃焼装置が研究されており、微粉炭を酸素燃焼する酸素燃焼方式の石炭焚ボイラが注目されている。酸素燃焼方式の石炭焚ボイラでは、二酸化炭素（ＣＯ2）が主体の排ガスが生成される。この排ガスを、脱硝装置、集塵装置、脱硫装置等を有する排ガス処理装置により処理して得た高二酸化炭素濃度の排ガスは、ＣＯ2回収装置に導いて圧縮と冷却を行い、更に、蒸留及び熱交換を行って液化二酸化炭素を得ることが提案されている。前記ＣＯ2回収装置で得た液化二酸化炭素は、船、車両等の搬送手段により目的地まで搬送して地中に貯蔵する方法、或いは、液化二酸化炭素の圧力を上げてパイプラインにより目的地まで搬送して地中に貯蔵する方法等が検討されている。
　酸素燃焼方式の石炭焚ボイラの排ガス処理装置としては特許文献１に示すものがある。特許文献１に示す排ガス処理装置では、酸素燃焼方式の石炭焚ボイラからの排ガスを、脱硝装置、集塵装置、脱硫装置により処理して排ガスに含まれる不純物を除去し、不純物を除去した排ガスをＣＯ2回収装置に導いて液化することが記載されている。
特開２０１１－１２０９８１号公報
　酸素燃焼方式の石炭焚ボイラから排出される排ガスをＣＯ2回収装置により液化二酸化炭素とするためには、排ガスを液化するのに適した圧力・温度とするために多段の圧縮機と多段の冷却器を備える必要がある。この圧縮機は非常に高価であり、従って、ＣＯ2回収装置を実施するためには、圧縮機の小型化を図ることによって価格を低減することが重要であり、更に、圧縮機は安定して運転できるようにすることが大変重要となっている。
　しかし、特許文献１に示すような排ガス処理装置では、排ガス処理装置によって排ガス中の不純物を高い除去率で除去することは困難であり、このために、排ガス処理装置から排出される排ガスには、不純物の一部が残留したままとなっている。
　前記不純物のうち、硫黄酸化物（ＳＯX）は水と接触することにより水に溶解して硫酸（Ｈ2ＳＯ4）となり、塩化水素（ＨＣｌ）は水に溶解して塩酸となり、窒素酸化物の二酸化窒素（ＮＯ2）は水と接触することにより水に溶解して硝酸（ＨＮＯ3）となる。ここで、脱硫装置は反応温度が低いことから排ガス処理装置における最下流側に設けているが、排ガス温度が低い脱硫装置において硫黄酸化物から硫酸が生成し、この硫酸が脱硫装置の下流へ排出することにより前記圧縮機が腐食するという問題がある。
　前記圧縮機が腐食する問題を防止するためには、圧縮機を高級材料で構成する必要があり、よって装置のコストが増加するという問題がある。又、前記したように、排ガスに不純物が残留すると、排ガスをＣＯ2回収装置に導いて処理する際の排ガスの処理量が増加するために圧縮機の大型化を招く問題があり、更に、不純物が残留することによりＣＯ2の純度が低下するという問題がある。
　又、前記脱硫装置としては、安価な石灰を用いた石灰・石膏法（湿式脱硫法）による湿式脱硫装置が知られている。しかし、この湿式脱硫装置によって処理した排ガスにも残留した不純物が含まれており、更に、湿式脱硫装置の脱硫反応によって生じた石膏の粒子（不純物）が排ガスに含まれている。このため、湿式脱硫装置からの石膏の粒子が前記圧縮機に導かれることになり、圧縮機に導かれた石膏の粒子は圧縮機の内部及びタービンブレード等に付着・堆積するという問題がある。このために圧縮機のメンテナンスが増加し、設備の稼働率が低下するという問題がある。
　一方、空気燃焼方式の石炭焚ボイラでは、湿式脱硫装置で処理した排ガスは煙突に導くようにしている。このとき、煙突から蒸気の凝縮による白煙が排出されるのを防止するために、煙突の直上流には、排ガス処理装置の脱硫装置よりも上流側の排ガスと熱交換して排ガスの温度を高めるようにした再加熱器を設けることで、白煙の発生を防止している。しかし、前記したように脱硫装置から石膏の粒子を含んだ排ガスが排出されると、前記再加熱器及び煙突の内面に石膏の粒子が付着・堆積するという問題があり、このために、再加熱器及び煙突に付着・堆積した粒子を除去するためのメンテナンス作業が大変になるという問題がある。
　本発明は、上記従来の課題に鑑みてなしたものであり、燃焼装置に備えた湿式脱硫装置で処理した排ガスに含まれる不純物を、簡略な構成によって除去できるようにした排ガス浄化装置及びＣＯ2回収システムを提供しようとするものである。
　本発明の排ガス浄化装置は、空気燃焼装置又は酸素燃焼装置からなる燃焼装置に備えられて排ガス処理を行う湿式脱硫装置の下流に設けられる排ガス浄化装置であって、
  前記湿式脱硫装置から排出される排ガスを下部に設けた導入口から導入し、上端部に設けた導出口から排出するようにした容器本体と、
  容器本体の内部の前記導入口よりも上部位置でアルカリ溶液を噴射して排ガスを浄化する噴射ノズルを有する補助脱硫部と、
  アルカリ溶液で浄化した排ガスに含まれる粒子を分離するよう前記噴射ノズルよりも上部の取付面で前記容器本体に固定したバグフィルタと、
  該バグフィルタの上部に配置して圧縮気体を噴射することによりバグフィルタを逆洗する逆洗ノズルと、
  前記容器本体からのドレンを受けるドレン受タンクと、
  該ドレン受タンクのドレンをアルカリ溶液として前記噴射ノズルに供給する供給ポンプと、
を備えたことを特徴とする。
　上記排ガス浄化装置において、容器本体の内部の前記噴射ノズルと該噴射ノズルの上部に配置したバグフィルタとの間に、ミストエリミネータを備えることが好ましい。
　又、上記排ガス浄化装置において、前記ドレン受タンクにアルカリ溶液を供給するアルカリ溶液添加装置を備えることが好ましい。
　又、上記排ガス浄化装置において、前記バグフィルタの上流と下流の差圧を検出し、検出差圧に基づいて前記逆洗ノズルによる逆洗を行う逆洗装置を備えることが好ましい。
　又、上記排ガス浄化装置において、前記容器本体が第１の容器本体と第２の容器本体を有しており、第１の容器本体に排ガスを導通する状態と第２の容器本体に排ガスを導通する状態とに切り替える切替弁を備えることができる。
　本発明のＣＯ2回収システムは、酸素燃焼装置に備えられて排ガス処理を行う湿式脱硫装置の下流に、圧縮機と、該圧縮機により圧縮した排ガスを冷却して凝縮したドレンを取り出すアフタークーラとを少なくとも備えてＣＯ2を液化するＣＯ2回収装置を構成するＣＯ2回収システムであって、
  前記湿式脱硫装置と前記圧縮機との間に、
  前記湿式脱硫装置から排出される排ガスを下部に設けた導入口から導入し、上端部に設けた導出口から排出するようにした容器本体と、
  容器本体の内部の前記導入口よりも上部位置でアルカリ溶液を噴射して排ガスを浄化する噴射ノズルを有する補助脱硫部と、
  アルカリ溶液で浄化した排ガスに含まれる粒子を分離するよう前記噴射ノズルよりも上部の取付面で前記容器本体に固定したバグフィルタと、
  該バグフィルタの上部に配置して圧縮気体を噴射することによりバグフィルタを逆洗する逆洗ノズルと、
  前記容器本体からのドレンを受けるドレン受タンクと、
  該ドレン受タンクのドレンを少なくともアルカリ溶液の一部として前記噴射ノズルに供給する供給ポンプと、
を備えた排ガス浄化装置が配置され、
  前記アフタークーラから取り出されるドレンのｐＨを調整することにより得たアルカリ溶液を前記ドレン受タンクに供給するアルカリ溶液添加装置を備えた
ことを特徴とする。
　上記ＣＯ2回収システムにおいて、前記圧縮機で圧縮したＣＯ2圧縮気体を前記逆洗ノズルに供給することが好ましい。
　本発明の排ガス浄化装置及びＣＯ2回収システムによれば、燃焼装置に備えた湿式脱硫装置で処理した排ガスに含まれる不純物を、簡略な構成により効果的に除去できるという優れた効果を奏し得る。
本発明の排ガス浄化装置の一実施例の構成を示すブロック図である。 本発明の排ガス浄化装置の他の実施例の構成を示すブロック図である。 酸素燃焼装置に排ガス浄化装置を適用したＣＯ2回収システムの実施例を示すブロック図である。 空気燃焼装置に排ガス浄化装置を適用した実施例を示すブロック図である。
　以下、本発明の実施例を、添付図面を参照して説明する。
　図１は、微粉炭焚ボイラからなる燃焼装置１に備えて排ガス処理を行う排ガス処理装置３の下流に設置した排ガス浄化装置５０の一実施例を示している。燃焼装置１には酸素燃焼装置１００と空気燃焼装置２００があり、前記排ガス浄化装置５０は、酸素燃焼装置１００と空気燃焼装置２００のいずれの燃焼装置１にも適用することができる。
　微粉炭焚ボイラからなる燃焼装置１には、該燃焼装置１から排出される排ガス２に含まれる不純物を除去するための排ガス処理装置３が設けられており、排ガス処理装置３には脱硝装置、集塵装置、脱硫装置等が備えられる。
　前記脱硫装置としては、石灰・石膏法による湿式の脱硫装置が多く用いられており、湿式の脱硫装置は排ガス２の温度を低下させることから、一般に、排ガス処理装置３における最も下流側に配置される。ここで、図１では、最も下流に設けられる湿式脱硫装置４のみを示しており、排ガス処理装置３を構成する他の脱硝装置及び集塵装置については図示を省略している。
　前記湿式脱硫装置４は、燃焼装置１からの排ガス２を下部側方から導入する吸収塔５を備えており、該吸収塔５の内側上部には石灰石等を含むスラリからなる吸収液６を噴射して前記排ガス２と気液接触させるスプレノズル７が備えてある。又、吸収塔５の内側下部には硫黄酸化物を吸収した吸収液６を溜めるタンク部９が備えてある。タンク部９には、吸収液製造装置１０により製造した石灰石スラリからなる吸収液６がポンプ１１により供給されており、タンク部９の吸収液６は、循環ポンプ１２により取り出されて前記スプレノズル７に供給されている。前記循環ポンプ１２出口の吸収液６の一部は混合タンク８に取り出されて酸化空気８ａを吹き込むことによりスラリの酸化を行っており、酸化した吸収液６のスラリはポンプ８ｂにより前記タンク部９に戻すようにしている。前記吸収塔５のタンク部９から抜き出された吸収液６は石膏生成装置１４に供給されて石膏が生成される。吸収塔５の最上部にはミストエリミネータ１３が設けてあり、ミストエリミネータ１３によりミストを分離した排ガス２は、吸収塔５の上部から下流に導かれる。
　前記湿式脱硫装置４では、微粉炭焚ボイラである燃焼装置１からの排ガス２に含まれる不純物を高い除去率で除去することは困難であり、そのために、湿式脱硫装置４から導出される排ガス２には不純物の一部が残留している。
　前記湿式脱硫装置４から導出される排ガス２に含まれる不純物を除去するために、前記湿式脱硫装置４の下流に、排ガス浄化装置５０を設置した。
　排ガス浄化装置５０は、前記湿式脱硫装置４から排出される排ガス２を下部側方に設けた導入口５１から導入し、上端部に設けた導出口５２から導出するようにした容器本体５３を有する。前記容器本体５３の内部における前記導入口５１よりも上部位置には、アルカリ溶液５４を下向きに（排ガス２と対向するように）噴射することにより排ガス２を浄化する噴射ノズル５５を備えた補助脱硫部４'を設ける。
　前記容器本体５３の内部における前記噴射ノズル５５よりも上部位置には、アルカリ溶液５４で浄化した排ガス２に含まれる粒子を分離するためのバグフィルタ５６が配置してあり、該バグフィルタ５６は、取付面５７によって前記容器本体５３に固定している。
　容器本体５３の内部に配置した前記噴射ノズル５５と、該噴射ノズル５５よりも上部に配置したバグフィルタ５６との間には、排ガス２中のミストを分離するミストエリミネータ５８を設けている。
　又、前記バグフィルタ５６の上部には、圧縮気体５９を噴射することでバグフィルタ５６を逆洗する逆洗ノズル６０を設けている。更に、前記バグフィルタ５６の上流と下流の圧力差（差圧）を検出する差圧検出器６１を設けている。更に、前記差圧検出器６１の検出差圧に基づいて圧縮気体５９の供給量を調節する流量調節弁６２を設け、前記差圧検出器６１により検出される圧力差に基づいて前記逆洗ノズル６０による逆洗を行うようにした逆洗装置６３を設けている。前記圧縮気体５９には、空気、ＣＯ2、その他の清浄なガスを用いることができる。
　前記容器本体５３の下部には、容器本体５３からのドレン６４を受けるドレン受タンク６５が設けてあり、該ドレン受タンク６５のドレン６４をアルカリ溶液５４として前記噴射ノズル５５に供給する供給ポンプ６６を設けている。そして、前記供給ポンプ６６と噴射ノズル５５との間には、流量調節弁８６からの水等の冷却流体８７と熱交換してアルカリ溶液５４を冷却する冷却器７２を設けている。前記冷却器７２によって噴射ノズル５５に供給するアルカリ溶液５４を冷却すると、噴射ノズル５５から噴射されるアルカリ溶液５４の温度が低下されることにより、排ガス２の不純物が除去される効果を高めることができる。前記容器本体５３の導出口５２からの排ガス２の温度を検出し、その検出温度が予め設定した温度になるように前記流量調節弁８６による冷却流体８７の供給を制御する温度指示調節器８８を設けている。
　前記ドレン受タンク６５には、アルカリ溶液添加装置６７からのアルカリ溶液５４ａが流量調節弁６８を介して供給されるようになっている。アルカリ溶液５４ａとしては、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、アンモニア（－ＮＨ3）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）2）、或いは大量の水（Ｈ2Ｏ）（一般の水は弱アルカリである）等を用いることができる。更に、前記ドレン受タンク６５には、ドレン６４のレベルを検出し、そのレベル検出値が設定値に保持されるように前記ドレン受タンク６５の下部の取出管６９に備えた調節弁７０を調節するようにしたレベル制御器７１を設けている。
　更に、前記ドレン受タンク６５には、ドレン受タンク６５内部のアルカリ溶液５４のｐＨを検出し、その検出したｐＨが予め設定したｐＨになるように前記流量調節弁６８によるアルカリ溶液５４ａの供給を制御するｐＨ指示調節器８９を設けている。
　前記排ガス浄化装置５０の導入口５１の上流には、排ガス浄化装置５０による圧力損失を補うように排ガス２を昇圧する昇圧ファン７３を設けている。
　図１の実施例では、以下のように作動する。
　図１に示す如く、石炭焚ボイラからなる燃焼装置１に備えて排ガス処理を行う湿式脱硫装置４の下流に排ガス浄化装置５０を設置したので、湿式脱硫装置４から排出される排ガス２は排ガス浄化装置５０の容器本体５３の内部に導入される。容器本体５３に導入された排ガス２は、補助脱硫部４'を構成する噴射ノズル５５から噴射されるアルカリ溶液５４と接触することにより、排ガス２に残留した粒子状及びガス状の不純物は効果的に除去される。
　ここで、前記排ガス２に含まれる粒子（煤塵）はアルカリ性を有しており、従って、ドレン受タンク６５によって受けられるドレン６４はアルカリ性を有することから、このドレン６４をアルカリ溶液５４として噴射ノズル５５に供給することは有効である。更に、前記ドレン受タンク６５には、アルカリ溶液添加装置６７からのアルカリ溶液５４ａが供給されているので、ドレン受タンク６５においてアルカリ溶液５４のｐＨを調整することにより、不純物の除去効果を高めることができる。更に、前記噴射ノズル５５に供給するアルカリ溶液５４は冷却器７２によって冷却されているので、低温のアルカリ溶液５４と接触した排ガス２は温度が低下することにより不純物の除去効果を更に高めることができる。
　従って、前記湿式脱硫装置４で処理した排ガスを、排ガス浄化装置５０に備えた補助脱硫部４'の噴射ノズル５５から噴射する低温のアルカリ溶液５４と接触させるようにしたので、湿式脱硫装置４では除去されない排ガス２の不純物を前記補助脱硫部４'において、より確実に除去することができる。
　又、前記補助脱硫部４'で不純物が除去された排ガス２に含まれるミストは、ミストエリミネータ５８により除去される。更に、アルカリ溶液５４との接触によっても除去されずに排ガス２に残る微粒な粒子は、排ガス２がバグフィルタ５６を通る間に除去されるので、排ガス浄化装置５０からは不純物を殆ど含まない清浄な排ガス２が取り出されるようになる。
　前記噴射ノズル５５とバグフィルタ５６との間にはミストエリミネータ５８を備えているので、バグフィルタ５６が目詰まりする問題を低減することができ、よって、バグフィルタ５６の寿命を延長することができる。
　更に、前記排ガス浄化装置５０には、バグフィルタ５６の上流と下流の圧力差に基づいて前記逆洗ノズル６０から清浄な圧縮気体５９を噴射してバグフィルタ５６の逆洗を行う逆洗装置６３を備えているので、バグフィルタ５６の目詰まりが生じても、目詰まりを解消することができる。従って、前記排ガス浄化装置５０は長期間に亘り安定して運転することができる。
　上記したように、図１の実施例によれば、燃焼装置１に備えた湿式脱硫装置４の下流に、補助脱硫部４'を備えた排ガス浄化装置５０を設けたので、湿式脱硫装置４からの排ガス２に含まれる不純物を、簡略な構成によって効果的に除去することができる。
　図２は、石炭焚ボイラからなる燃焼装置１に備えた湿式脱硫装置４の下流に設置する排ガス浄化装置５０の他の実施例を示したものであり、図２の実施例が図１の実施例と大きく異なるところは、排ガス浄化装置５０が第１の容器本体５３ａと第２の容器本体５３ｂを備えている点である。従って、第１の容器本体５３ａと第２の容器本体５３ｂには、ドレン受タンク６５ａ，６５ｂが対応して備えられている。更に、第１の容器本体５３ａと第２の容器本体５３ｂには、第１の容器本体５３ａに排ガス２を導通する状態と第２の容器本体５３ｂに排ガス２を導通する状態とに切り替えるための切替弁７４ａ，７４ａ'、７４ｂ，７４ｂ'を設けている。
　前記第１の容器本体５３ａと第２の容器本体５３ｂには、夫々に備えたバグフィルタ５６の上流と下流の圧力差を検出する差圧検出器６１ａ，６１ｂが設けてあり、該差圧検出器６１ａ，６１ｂからの検出差圧を入力する制御器７５を設けている。制御器７５は、例えば第１の容器本体５３ａに備えた差圧検出器６１ａの検出差圧が上昇して設定値に達すると、他方の容器本体５３ｂの切替弁７４ｂ，７４ｂ'を開けて運転を起動すると共に、一方の容器本体５３ａの切替弁７４ａ，７４ａ'を閉めて運転を休止する操作を行うようにしている。このようにして、前記第１の容器本体５３ａと第２の容器本体５３ｂは交互に運転するようにしている。運転を休止した容器本体は、休止している間にバグフィルタ５６の交換作業を行うことができる。
　又、前記差圧検出器６１ａ，６１ｂからの検出差圧が入力されている制御器７５は、運転している容器本体の検出差圧が設定値になると、逆洗装置６３の流量調節弁６２を開けて逆洗ノズル６０から圧縮気体５９を噴射することによりバグフィルタ５６の逆洗を行うように制御する。逆洗を繰り返しても検出差圧が大きく目詰まりが解消されない場合には、バグフィルタ５６の寿命と判断して、前記したように第１の容器本体５３ａと第２の容器本体５３ｂの切り替えを行う。
　図２の実施例では、以下のように作動する。
　図２に示すように、石炭焚ボイラからなる燃焼装置１に備えた湿式脱硫装置４の下流に、第１の容器本体５３ａと第２の容器本体５３ｂを有して切り替えて使用できるようにした排ガス浄化装置５０を設置したので、湿式脱硫装置４からの不純物の一部が残留した状態の排ガス２は第１の容器本体５３ａと第２の容器本体５３ｂのいずれか一方の内部に導入される。そして、排ガス２は、前記補助脱硫部４'の噴射ノズル５５から噴射されるアルカリ溶液５４と接触し、アルカリ溶液５４の作用により排ガス２に含まれる粒子状及びガス状の不純物は効果的に除去される。
　バグフィルタ５６が目詰まりすると、差圧検出器６１ａ，６１ｂから制御器７５に入力されている検出差圧が大きくなるので、制御器７５は、休止していた容器本体の運転を起動し、運転していた容器本体の運転を休止するように切替弁７４ａ，７４ａ'、７４ｂ，７４ｂ'を切り替える制御を行う。そして、運転を停止している容器本体のバグフィルタ５６は新しいものに交換することができるので、排ガス浄化装置５０は常に新しいバグフィルタ５６を備えた第１の容器本体５３ａ又は第２の容器本体５３ｂによって排ガス２の浄化を行うことができる。
　上記したように、図２の実施例によれば、燃焼装置１に備えた湿式脱硫装置４の下流に、補助脱硫部４'を有する第１の容器本体５３ａと第２の容器本体５３ｂを備えた排ガス浄化装置５０を設けたので、湿式脱硫装置４からの排ガス２に含まれる不純物を、簡略な構成により効果的に除去することができる。更に、第１の容器本体５３ａと第２の容器本体５３ｂを切り替えて使用することにより、常に新しいバグフィルタ５６を用いて不純物を効果的に除去することができ、よって、排ガス浄化装置５０を安定して連続運転することが可能になる。
　図３は、酸素燃焼装置に排ガス浄化装置を適用したＣＯ2回収システムの一実施例を示すものである。即ち、図１に示す燃焼装置１が酸素燃焼装置１００であり、該酸素燃焼装置１００に備えられる湿式脱硫装置４の下流にＣＯ2回収装置１５が配置されたＣＯ2回収システムにおいて、前記湿式脱硫装置４とＣＯ2回収装置１５との間に、図１の排ガス浄化装置５０を適用した実施例を示している。即ち、図３の排ガス浄化装置５０の上流には、酸素燃焼装置１００に備えた湿式脱硫装置４が配置されているが、図３では記載できないために省略している。
　一方、前記ＣＯ2回収装置１５は、排ガス２を段階的に目的圧力まで圧縮するための第１、第２段圧縮機１６ａ(図３では１段のみを示している)と、該第１、第２段圧縮機１６ａの夫々の下流に備えて排ガス２を冷却し、冷却によって凝縮した水分をドレンＤ１として取り出すようにしたアフタークーラ１７ａ(図３では１段のみを示している)を有している。更に、前記アフタークーラ１７ａの下流に備えた第３、第４段圧縮機１６ｂ(図３では１段のみを示している)と、該第３、第４段圧縮機１６ｂの夫々の下流に備えてドレンＤ２を取り出すアフタークーラ１７ｂ(図３では１段のみを示している)を有している。
　更に、前記アフタークーラ１７ｂの下流には、乾燥機１８が配置され、更に、該乾燥機１８の下流には、図示しない蒸留塔及び熱交換器を有してＣＯ2の液化を行う二酸化炭素液化装置１９が配置されている。尚、排ガス２の水銀（Ｈｇ）の濃度が設定した目標値よりも高い場合には、乾燥機１８の上流に水銀除去塔を設けてもよい。
　二酸化炭素を液化するためにＣＯ2回収装置１５の温度・圧力条件を変化させて運転した場合について検討した結果、二酸化炭素液化装置１９に供給する前の排ガス２の圧力を、２．５ＭＰａまで昇圧することが好ましいことが得られたため、２．５ＭＰａを目的圧力とした。従って、図３では第１、第２段圧縮機１６ａと第３、第４段圧縮機１６ｂによる計４段の圧縮機によって２．５ＭＰａの目的圧力を達成している。尚、目的圧力は任意に設定することができる。
　又、図３の実施例では、前記アフタークーラ１７ｂの下流に、充填材内蔵冷却器２０を設けている。充填材内蔵冷却器２０は、冷却空間２１を形成する冷却器本体２２を有し、前記冷却空間２１には、冷凍機２３に接続された冷却管２４と、該冷却管２４の上部に配置した充填材２５と、該充填材２５の上部に配置したスプレノズル２６とを有する。前記排ガス２は、充填材２５の上部から導入し、充填材２５の下部から側方へ導出するようにしている。
　本発明者は、前記乾燥機１８による排ガス２の乾燥を効率的に行うためには、乾燥機１８に導く排ガス２の温度を水分が凍結しない温度まで冷却することが好ましいという知見を得た。乾燥機１８に導く排ガスの温度を低下させると、乾燥機１８での水の飽和温度が下がることにより乾燥機１８による除湿効果が高まり、よって、乾燥機１８を小型化することができる。
　前記充填材内蔵冷却器２０では冷却管２４により排ガス２を水分が凍結しない温度まで冷却するため、冷却空間２１にはドレンＤ３が発生し、このドレンＤ３は冷却空間２１の底部のドレン溜まり２７に貯留される。そして、このドレン溜まり２７のドレンＤ３は、ポンプ２８により前記スプレノズル２６に供給されて噴射される。
　又、前記充填材内蔵冷却器２０における冷却負荷を低減するために、充填材内蔵冷却器２０の上流に補助冷却器２９を設けている。補助冷却器２９には、前記充填材内蔵冷却器２０のドレン溜まり２７に設けたレベル計３０によって一定レベルが保持されるように制御された取出弁３１からのドレンＤ３が導かれており、補助冷却器２９はドレンＤ３によって排ガス２を冷却する。補助冷却器２９では、充填材内蔵冷却器２０において排ガス２の水分が凍結しない温度まで冷却したドレンＤ３を導いて冷却するために、補助冷却器２９においてもドレンが発生するが、このドレンは、補助冷却器２９を冷却した後の前記ドレンＤ３と合流して取り出される。
　本発明者は、前記圧縮機１６ａ，１６ｂにより排ガス２を順次圧縮すると、圧力が高まるほどドレンのｐＨが上昇することを得た。前記第３、第４段圧縮機１６ｂでは２．５ＭＰａまで加圧されるため、アフタークーラ１７ｂから取り出されるドレンＤ２及びその下流のドレンＤ３は、ｐＨ９以上の高い値を示すことを得た。
　図３では、前記ドレンＤ１、Ｄ２、Ｄ３を導入することにより前記アルカリ溶液５４ａを製造して供給するためのアルカリ溶液添加装置６７を設けている。
　アルカリ溶液添加装置６７は、前記ドレンＤ１、Ｄ２、Ｄ３を受けるタンク８４を有している。前記タンク８４にはドレンＤ１、Ｄ２、Ｄ３からなる混合されたドレンＤ'のレベルを検出するレベル調節計８５が設けてあり、該レベル調節計８５は、検出レベルが常に一定値を保持するようにタンク８４のドレン出口（下流側）に設けた取出弁７６の開度を調節する。前記タンク８４には、該タンク８４のドレンＤ'の一部をポンプ７７により取り出して、前記排ガス浄化装置５０のドレン受タンク６５に、アルカリ溶液５４ａとして供給している。
　更に、前記排ガス浄化装置５０のドレン受タンク６５から排出される余剰のドレン６４は、アルカリ調整容器７８に供給されており、アルカリ調整容器７８に水酸化ナトリウム等のアルカリ剤７９を供給することにより、所定のｐＨが維持されたアルカリ溶液５４ａを製造している。
　そして、前記アルカリ調整容器７８のアルカリ溶液５４ａは、ポンプ８０により前記タンク８４からポンプ７７の入口のドレンＤ'と混合されて前記ドレン受タンク６５に供給される。
　更に、前記タンク８４には、ドレンＤ'のｐＨを計測するｐＨ検出器８１が設けてあり、該ｐＨ検出器８１のｐＨ検出値８１ａはアルカリ制御器８２に入力されている。そして、アルカリ制御器８２は、前記ｐＨ検出器８１のｐＨ検出値８１ａが一定値に保持されるように、前記ポンプ８０を制御して、アルカリ調整容器７８からポンプ７７の入口に供給するアルカリ溶液５４ａの供給量を調節している。
　又、前記アルカリ制御器８２には、前記充填材内蔵冷却器２０の出口に設けて、排ガス２中の不純物（例えば、硫黄酸化物、窒素酸化物）を検出するようにした不純物検出器８３からの不純物検出値８３ａが入力されている。そして、アルカリ制御器８２は、前記不純物検出器８３による不純物検出値８３ａが予め設定した設定値を超えたときは緊急時として、アルカリ溶液５４ａの供給量を増加するように前記ポンプ８０を制御する。
　又、前記排ガス浄化装置５０の逆洗装置６３には、第１、第２段圧縮機１６ａで圧縮したＣＯ2圧縮気体５９'を逆洗用の圧縮気体５９として供給するようしている。
　図３の実施例では、以下のように作動する。
　図３の実施例では、前記湿式脱硫装置４と前記ＣＯ2回収装置１５の圧縮機１６ａとの間に、補助脱硫部４'を有する排ガス浄化装置５０を設置したので、湿式脱硫装置４からの排ガス２に含まれる石膏の粒子及びガス状の不純物は、前記排ガス浄化装置５０によって高い除去率で除去される。従って、前記ＣＯ2回収装置１５には清浄な排ガス２が導入されるため、石膏の粒子がＣＯ2回収装置１５の圧縮機１６ａ，１６ｂ等に付着・堆積する問題は防止される。
　前記ＣＯ2回収装置１５における圧縮・冷却過程で発生したドレンＤ１、Ｄ２、Ｄ３をアルカリ溶液添加装置６７に導いてアルカリ溶液５４ａの製造に利用するようにしたので、前記排ガス浄化装置５０において排ガス２をアルカリ溶液５４で浄化するための水は、ＣＯ2回収装置１５から調達することができる。従って、水の調達が困難な地域においても、酸素燃焼装置によるＣＯ2回収システムの実施が可能になる。
　又、前記逆洗装置６３には、第１、第２段圧縮機１６ａの出口のＣＯ2圧縮気体５９'を逆洗用の圧縮気体５９として供給するようにしているので、バグフィルタ５６を逆洗するための圧縮気体を別に用意する必要がない。
　尚、図３では、図１の排ガス浄化装置５０を適用したＣＯ2回収システムの場合について説明したが、図２に示す第１の容器本体５３ａと第２の容器本体５３ｂを有する排ガス浄化装置５０を適用したＣＯ2回収システムとしてもよく、この場合においても、前記図３の実施例と同様の効果を奏することができる。
　図４は、空気燃焼装置２００に備えた湿式脱硫装置４の下流に、図１の排ガス浄化装置５０を適用した実施例を示すものである。図４の実施例では、排ガス浄化装置５０の下流には煙突３２が設けてあり、該煙突３２の直上流には、湿式脱硫装置４よりも上流側の排ガス２と熱交換して、煙突３２に導く排ガス２の温度を高めることにより白煙の発生を防止するようにした再加熱器３３を設けている。
　図４の実施例では、以下のように作動する。
　空気燃焼装置２００の湿式脱硫装置４からは不純物の一部が残留した状態の排ガス２が排出されるが、この排ガス２が排ガス浄化装置５０の容器本体５３の内部に導入されると、補助脱硫部４'の噴射ノズル５５から噴射されるアルカリ溶液５４により、排ガス２に残留した粒子状及びガス状の不純物は効果的に除去される。
　このように、排ガス２に含まれる石膏の粒子が排ガス浄化装置５０によって効果的に除去されるので、石膏の粒子が前記再加熱器３３及び煙突３２の内面に付着・堆積する問題を防止することができ、よって、付着・堆積した粒子を除去するためのメンテナンス作業を軽減することができる。
　図４の実施例では、空気燃焼装置２００に対して図１の排ガス浄化装置５０を適用した場合について説明したが、図２に示す第１の容器本体５３ａと第２の容器本体５３ｂを有する排ガス浄化装置５０を適用してもよく、この場合にも、前記図４の実施例と同様の効果を奏することができる。
　尚、本発明の排ガス浄化装置及びＣＯ2回収システムは、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
　１  燃焼装置
　２  排ガス
　３  排ガス処理装置
　４  湿式脱硫装置
　４'  補助脱硫部
　１５  ＣＯ2回収装置
　１６ａ  第１、第２段圧縮機（圧縮機）
　１６ｂ  第３、第４段圧縮機（圧縮機）
　１７ａ  アフタークーラ
　１７ｂ  アフタークーラ
　１９  二酸化炭素液化装置
　５０  排ガス浄化装置
　５１  導入口
　５２  導出口
　５３  容器本体
　５３ａ  容器本体
　５３ｂ  容器本体
　５４  アルカリ溶液
　５４ａ  アルカリ溶液
　５５  噴射ノズル
　５６  バグフィルタ
　５７  取付面
　５８  ミストエリミネータ
　５９  圧縮気体
　５９'  ＣＯ2圧縮気体
　６０  逆洗ノズル
　６３  逆洗装置
　６４  ドレン
　６５  ドレン受タンク
　６５ａ  ドレン受タンク
　６５ｂ  ドレン受タンク
　６６  供給ポンプ
　６７  アルカリ溶液添加装置
　７４ａ  切替弁
　７４ａ'  切替弁
　７４ｂ  切替弁
　７４ｂ'  切替弁
　１００  酸素燃焼装置
　２００  空気燃焼装置
　Ｄ１  ドレン
　Ｄ２  ドレン
　Ｄ３  ドレン

Claims (7)

  1. 　空気燃焼装置又は酸素燃焼装置からなる燃焼装置に備えられて排ガス処理を行う湿式脱硫装置の下流に設けられる排ガス浄化装置であって、
      前記湿式脱硫装置から排出される排ガスを下部に設けた導入口から導入し、上端部に設けた導出口から排出するようにした容器本体と、
      容器本体の内部の前記導入口よりも上部位置でアルカリ溶液を噴射して排ガスを浄化する噴射ノズルを有する補助脱硫部と、
      アルカリ溶液で浄化した排ガスに含まれる粒子を分離するよう前記噴射ノズルよりも上部の取付面で前記容器本体に固定したバグフィルタと、
      該バグフィルタの上部に配置して圧縮気体を噴射することによりバグフィルタを逆洗する逆洗ノズルと、
      前記容器本体からのドレンを受けるドレン受タンクと、
      該ドレン受タンクのドレンをアルカリ溶液として前記噴射ノズルに供給する供給ポンプと、
    を備えたことを特徴とする排ガス浄化装置。
  2. 　容器本体の内部の前記噴射ノズルと該噴射ノズルの上部に配置したバグフィルタとの間に、ミストエリミネータを備えたことを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化装置。
  3. 　前記ドレン受タンクにアルカリ溶液を供給するアルカリ溶液添加装置を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガス浄化装置。
  4. 　前記バグフィルタの上流と下流の差圧を検出し、検出差圧に基づいて前記逆洗ノズルによる逆洗を行う逆洗装置を備えたことを特徴とする請求項１～３のいずれか１つに記載の排ガス浄化装置。
  5. 　前記容器本体が第１の容器本体と第２の容器本体を有しており、第１の容器本体に排ガスを導通する状態と第２の容器本体に排ガスを導通する状態とに切り替える切替弁を備えたことを特徴とする請求項１～４のいずれか１つに記載の排ガス浄化装置。
  6. 　酸素燃焼装置に備えられて排ガス処理を行う湿式脱硫装置の下流に、圧縮機と、該圧縮機により圧縮した排ガスを冷却して凝縮したドレンを取り出すアフタークーラとを少なくとも備えてＣＯ2を液化するＣＯ2回収装置を構成するＣＯ2回収システムであって、
      前記湿式脱硫装置と前記圧縮機との間に、
      前記湿式脱硫装置から排出される排ガスを下部に設けた導入口から導入し、上端部に設けた導出口から排出するようにした容器本体と、
      容器本体の内部の前記導入口よりも上部位置でアルカリ溶液を噴射して排ガスを浄化する噴射ノズルを有する補助脱硫部と、
      アルカリ溶液で浄化した排ガスに含まれる粒子を分離するよう前記噴射ノズルよりも上部の取付面で前記容器本体に固定したバグフィルタと、
      該バグフィルタの上部に配置して圧縮気体を噴射することによりバグフィルタを逆洗する逆洗ノズルと、
      前記容器本体からのドレンを受けるドレン受タンクと、
      該ドレン受タンクのドレンを少なくともアルカリ溶液の一部として前記噴射ノズルに供給する供給ポンプと、
    を備えた排ガス浄化装置が配置され、
      前記アフタークーラから取り出されるドレンのｐＨを調整することにより得たアルカリ溶液を前記ドレン受タンクに供給するアルカリ溶液添加装置を備えた
    ことを特徴とするＣＯ2回収システム。
  7. 　前記圧縮機で圧縮したＣＯ2圧縮気体を前記逆洗ノズルに供給することを特徴とする請求項６に記載のＣＯ2回収システム。
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