JP2005087828A - 脱硫脱炭酸方法及びその装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 脱硫処理後のガスに含まれる硫黄酸化物を除去して、脱炭酸吸収液への硫黄酸化物の蓄積を抑制するとともに、脱炭酸工程における排ガスに同伴する吸収液のアミン化合物の量を低減する脱硫脱炭酸方法及びその装置を提供する。
【解決手段】 硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有するガス１を塩基性カルシウム化合物を含む吸収液２に接触させて、前記ガス中から硫黄酸化物を除去する脱硫工程１０と、前記脱硫工程で脱硫処理されたガス３を塩基性吸収液４に接触させてガス中の硫黄酸化物濃度が５ｐｐｍ以下になるようにさらに硫黄酸化物を除去し、またガスの温度を５０℃以下に冷却する高度脱硫ガス冷却工程２０と、前記高度脱硫ガス冷却工程で高度脱硫ガス冷却処理されたガス５を塩基性アミン化合物を含む吸収液６を接触させて、前記ガス中から二酸化炭素を除去する脱炭酸工程５０とを含んでなることを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】 硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有するガス１を塩基性カルシウム化合物を含む吸収液２に接触させて、前記ガス中から硫黄酸化物を除去する脱硫工程１０と、前記脱硫工程で脱硫処理されたガス３を塩基性吸収液４に接触させてガス中の硫黄酸化物濃度が５ｐｐｍ以下になるようにさらに硫黄酸化物を除去し、またガスの温度を５０℃以下に冷却する高度脱硫ガス冷却工程２０と、前記高度脱硫ガス冷却工程で高度脱硫ガス冷却処理されたガス５を塩基性アミン化合物を含む吸収液６を接触させて、前記ガス中から二酸化炭素を除去する脱炭酸工程５０とを含んでなることを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
本発明は、硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有するガス中から硫黄酸化物と二酸化炭素を除去する脱硫脱炭酸方法及びその装置に関する。
近年、火力発電設備やボイラ設備では、多量の石炭、重油あるいは超重質油を燃料に用いており、大気汚染防止及び地球環境の清浄化の見地から、二酸化硫黄を主とする硫黄酸化物、窒素酸化物、二酸化炭素等の放出に関する量的、濃度的抑制が問題になっている。この中で、硫黄酸化物に関しては、酸性雨を引き起こし、人体、動植物等に被害を与える恐れがある。このため、従来から、乾式や湿式による処理方法が提案され、既に実施されている。例えば、前記の処理設備である排煙脱硫装置では、石灰石を吸収剤に用いて石膏を副生する湿式石灰石膏法が主流となっている。一方、二酸化炭素については、フロンガスやメタンガスと共に地球温暖化防止の見地から、例えば、ＰＳＡ（圧力スウィング）法、膜分離法、及び塩基性化合物を用いた反応吸収法等の適用による排出の抑制が検討されている。
また、脱硫と脱炭酸を二段で行う技術が開発されている（特許文献１参照）。この技術では、湿式石灰−石膏法脱硫工程においてガス中の硫黄酸化物濃度が５〜１０ｐｐｍの範囲内になるように脱硫処理した後、脱硫処理後ガスを脱炭酸工程によりアルカノールアミン水溶液と接触させて二酸化炭素を除去すると共に、脱炭酸後ガス中の硫黄酸化物濃度が１ｐｐｍ以下になるように硫黄酸化物を除去することができる。
特許第３３０５００１号公報
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、脱炭酸吸収液に硫黄酸化物が蓄積されるため、脱炭酸吸収液のリクレーミング頻度が高いという問題がある。また、脱炭酸工程で排出されるガスに同伴して吸収液中のアミン化合物も多量に放出されるため、運転コストが高いなどの問題がある。
そこで、本発明は、前記の問題点に鑑み、脱炭酸吸収液への硫黄酸化物の蓄積を抑制することができるとともに、脱炭酸工程で排出されるガスに同伴する吸収液中のアミン化合物の量を低減することができる脱硫脱炭酸方法及びその装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係る脱硫脱炭酸方法は、硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有するガスを塩基性カルシウム化合物を含む吸収液に接触させて、前記ガス中から硫黄酸化物を除去する脱硫工程と、前記脱硫工程で脱硫処理されたガスを塩基性吸収液に接触させてガス中の硫黄酸化物濃度が５ｐｐｍ以下になるようにさらに硫黄酸化物を除去し、またガスの温度を５０℃以下に冷却する高度脱硫ガス冷却工程と、前記高度脱硫ガス冷却工程で高度脱硫ガス冷却処理されたガスを塩基性アミン化合物を含む吸収液を接触させて、前記ガス中から二酸化炭素を除去する脱炭酸工程とを含んでなることを特徴とする。
前記塩基性吸収液としては、塩基性ナトリウム化合物を含む吸収液が好ましい。また、前記塩基性吸収液を接触させたガス中から、ガスに同伴する前記塩基性吸収液を除去することが好ましい。
本発明の一態様として、前記高度脱硫ガス冷却工程は、前記脱硫工程で脱硫処理されたガスを塩基性吸収液に接触させる高度脱硫工程と、この高度脱硫工程で高度脱硫処理されたガスを冷却するガス冷却工程とを含むことができる。前記ガス冷却工程で得られる凝縮水は、ガス冷却液として使用することが好ましい。また、前記ガス冷却工程で得られる凝縮水は、前記塩基性吸収液に混合することが好ましい。さらに、前記ガス冷却液を接触させたガス中から、ガスに同伴する前記ガス冷却液を除去することが好ましい。
また、本発明の別の態様として、前記高度脱硫ガス冷却工程は、前記塩基性吸収液を冷却してから前記ガスに接触させることにより、硫黄酸化物の除去とガスの冷却を同時に行うことができる。
また、本発明は、別の側面として、脱硫脱炭酸装置であって、ガスに塩基性カルシウム化合物を含む吸収液を接触させる脱硫手段と、ガスに塩基性吸収液を接触させ、またガスを冷却する高度脱硫ガス冷却手段と、ガスに塩基性アミン化合物を含む吸収液を接触させる脱炭酸手段と、前記脱硫手段の脱硫処理後ガスを前記高度脱硫ガス冷却手段に導入する配管と、前記高度脱硫ガス冷却手段で冷却したガスを前記脱炭酸手段に導入する配管とを含んでなることを特徴とする。
前記塩基性吸収液としては、塩基性ナトリウム化合物を含む吸収液が好ましい。前記高度脱硫ガス冷却手段は、ガスに同伴する前記塩基性吸収液をガス中から除去するデミスタを含むことが好ましい。
本発明の一態様として、前記高度脱硫ガス冷却手段は、ガスに塩基性吸収液を接触させる高度脱硫部と、前記塩基性吸収液を接触させたガスを冷却するガス冷却部とを含むことができる。前記高度脱硫ガス冷却手段は、前記ガス冷却部で得られる凝縮水を前記ガス冷却部にガス冷却液として供給する配管を含むことが好ましい。また、前記高度脱硫ガス冷却手段は、前記ガス冷却部で得られる凝縮水を前記塩基性吸収液に混合する配管を含むことが好ましい。さらに、前記高度脱硫ガス冷却手段は、ガスに同伴する前記ガス冷却液をガス中から除去するデミスタを含むことが好ましい。
また、本発明の別の態様として、前記高度脱硫ガス冷却手段は、前記塩基性吸収液を冷却する吸収液冷却手段を含むことができる。吸収液冷却手段としては、熱交換器などを用いることができる。
上述してきたように、本発明によれば、脱硫処理後のガスに含まれる硫黄酸化物を除去して、脱炭酸吸収液への硫黄酸化物の蓄積を抑制するとともに、脱炭酸工程における排ガスに同伴する吸収液のアミン化合物の量を低減する脱硫脱炭酸方法及びその装置を提供することができる。
以下に、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明に係る脱硫脱炭酸装置の概要を示す模式図である。図１に示すように、本装置は、脱硫手段１０と、その後流側に設けた高度脱硫ガス冷却手段２０と、さらにその後流側に設けられた脱炭酸手段５０とで主に構成される。脱硫手段１０は、処理対象のガスに塩基性カルシウム化合物を含む吸収液を接触させて、ガス中の硫黄酸化物を除去する公知の排煙脱硫装置を採用することができる。また、高度脱硫ガス冷却手段２０及び脱炭酸手段５０は、処理対象のガスに吸収液を接触させる湿式の吸収装置であって、特に、後述する図２もしくは図３及び図４に示す装置をそれぞれ採用することが好ましい。
このような構成によれば、先ず、脱硫手段１０に、硫黄酸化物と二酸化炭素を含有する燃焼排ガス１を導入する。なお、処理対象となるガスは、燃焼排ガス１に限られず、燃料用のガスであってもよく、その他様々なガスも適用できる。対象となるガスは水分、酸素、その他の成分を含んでいてもよい。ガスの圧力は加圧であっても、常圧であってもよく、温度は低温であっても高温であってもよく、特に制限はない。好ましくは、常圧の燃焼排ガスである。
脱硫手段１０では、導入した燃焼排ガス１と塩基性カルシウム化合物を含む脱硫吸収液２とを接触させて、硫黄酸化物の大部分を除去する。塩基性カルシウム化合物としては、例えば、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウムを使用することができる。脱硫吸収液２は、これらのうちの１つの化合物又は２以上の混合物を含むことができ、通常、懸濁液として使用する。燃焼排ガス１と接触後の吸収液２は、固液分離装置（図示省略）に送り、吸収液２に吸収された硫黄酸化物を石膏として分離回収する。
脱硫手段１０により硫黄酸化物の大部分が除去された脱硫処理後ガス３は、後流側に設置した高度脱硫ガス冷却手段２０に導入する。高度脱硫ガス冷却手段２０では、脱硫処理後ガス３と塩基性吸収液４とを接触させて、脱硫処理後ガス３中の硫黄酸化物濃度が５ｐｐｍ以下、好ましくは１ｐｐｍ以下になるように高度脱硫処理する。硫黄酸化物濃度が５ｐｐｍを超えると、後述する脱炭酸吸収液に硫黄酸化物が蓄積し、脱炭酸吸収液をリクレーミングする頻度が増加する。
塩基性吸収液４としては、例えば、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウムなどのうちの１つの塩基性化合物又は２以上の混合物を含む吸収液を使用することができる。この中でも特に、脱硫性能の観点から、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウムなどの塩基性ナトリウム化合物を含む吸収液を使用することが好ましい。また、塩基性化合物は、通常０.１〜３０重量％の水溶液として使用する。
また、高度脱硫ガス冷却手段２０では、脱硫処理後ガス３又は高度脱硫処理されたガスを５０℃以下、好ましくは４５℃以下、より好ましくは３０〜４５℃の範囲に冷却する。ガスの温度が５０℃を超えると、後述する脱炭酸工程における排ガスに同伴する吸収液のアミン化合物の量が増加し、アミン化合物が無駄に消費されて運転コスト等が増大する。一方、温度が３０℃未満では、コスト増大のため好ましくない。このように高度脱硫され、また冷却された高度脱硫ガス冷却処理後ガス５は、さらに後流側に設置した脱炭酸手段５０に導入する。
脱炭酸手段５０では、導入した高度脱硫ガス冷却処理後ガス５と塩基性アミン化合物を含む脱炭酸吸収液６とを接触させ、ガス５中の二酸化炭素及び残存する硫黄酸化物を脱炭酸吸収液６に吸収してガス中から除去する。塩基性アミン化合物としては、例えば、モノエタノールアミン、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノールなどのアルコール性水酸基含有１級アミン類、ジエタノールアミン、２−メチルアミノエタノール、２−エチルアミノエタノールなどのアルコール性水酸基含有２級アミン類、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、２−ジメチルアミノエタノール、２−ジエチルアミノエタノールなどのアルコール性水酸基含有３級アミン類、エチレンジアミン、トリエチレンジアミン、ジエチレントリアミンなどのポリエチレンポリアミン類、ピペラジン類、ピペリジン類、ピロリジン類などの環状アミン類、キシリレンジアミンなどのポリアミン類、メチルアミノカルボン酸などのアミノ酸類が使用できる。
脱炭酸吸収液６は、これらのうちの１つの化合物又は２以上の混合物を含むことができる。塩基性アミン化合物は、通常１０〜７０重量％の水溶液として使用される。また、吸収液６には、二酸化炭素吸収促進剤や腐食防止剤を加えることができるし、その他の媒体としてメタノール、ポリエチレングリコール、スルフォラン等を加えることもできる。脱炭酸手段５０により二酸化炭素と残存する硫黄酸化物が除去された脱炭酸処理後ガス７は、脱炭酸手段５０から排出して、放出又は次の必要な工程（図示省略）に送る。
このように、脱炭酸吸収液６は二酸化炭素に加えて硫黄酸化物も吸収するので、脱硫処理後ガス３を脱炭酸手段５０に導入する前に、予め高度脱硫ガス冷却手段２０において塩基性吸収液４と接触させて、硫黄酸化物濃度を５ｐｐｍ以下に高度脱硫処理しておくことで、脱炭酸吸収液６への硫黄酸化物の蓄積を抑制することができる。これにより、脱炭酸吸収液６のリクレーミング頻度を減少させることができる。また、本実施の形態では、脱炭酸手段５０入口のガス温度に応じて脱炭酸処理後ガス７の温度を設定している。すなわち、脱硫処理後ガス３を脱炭酸手段５０に導入する前に、予め高度脱硫ガス冷却手段２０においてガス３の温度を５０℃以下に冷却することにより、脱炭酸手段５０から排出される脱炭酸処理後ガス７に同伴する吸収液６中のアミン化合物の量を著しく抑えることができる。よって、運転コストを低減することができる。
図２は、本発明における高度脱硫ガス冷却手段の一実施の形態の概要を示す模式図である。図２に示すように、高度脱硫ガス冷却塔２１は、塔の底部から順に、高度脱硫部２２、高度脱硫部デミスタ２３、ガス冷却部２４、ガス冷却部デミスタ２５を備えている。高度脱硫ガス冷却塔２１には、高度脱硫ガス冷却塔２１の底部に脱硫処理後ガス３を導入するガス導入ライン３１、高度脱硫ガス冷却塔２１の頂上部から高度脱硫ガス冷却処理後ガス５を脱炭酸手段（図示省略）に送るガス排出ライン３２、高度脱硫部２２の底部から上部に塩基性吸収液４を送る吸収液循環ライン３３、ガス冷却部２４の底部から上部にガス冷却液８を送る冷却液循環ライン３４、冷却液循環ライン３４からガス冷却液８の一部を抜き出して吸収液循環ライン３３に供給する冷却液抜出ライン３５、吸収液循環ライン３３に塩基性化合物を含む供給液９を供給する供給液添加ライン３６が設けられている。また、冷却液循環ライン３４には、ガス冷却液８を冷却する熱交換器２６が設けられている。
このような構成によれば、先ず、脱硫処理後ガス３をガス導入ライン３１から高度脱硫ガス冷却塔２１内に導入する。ガス３は、高度脱硫部２２を循環している塩基性吸収液４と接触することにより、ガス中の硫黄酸化物は高度に除去され、ガス中の硫黄酸化物濃度は５ｐｐｍ以下となる。ガスに同伴する塩基性吸収液４のミストは、高度脱硫部デミスタ２３により除去回収する。回収された塩基性吸収液８は、吸収液循環ライン３３により再び高度脱硫部２３に供給する。なお、塩基性吸収液４中の塩基性化合物の濃度は高度脱硫処理により次第に低下する。よって、硫黄酸化物の除去量に見合う塩基性化合物を添加するため、供給液添加ライン３６から塩基性化合物を高濃度に含む供給液９を添加する。
さらに、高度脱硫処理後のガスは、ガス冷却部２４を循環しているガス冷却液８と接触することにより冷却され、ガスの温度は５０℃以下となる。ガスに同伴するガス冷却液８のミストはガス冷却部デミスタ２５により除去回収する。回収されるガス冷却液の量は、接触させるガス冷却液の量と比べて、ガスから凝縮する水分の量が増加する。よって、この増加分に相当する量を抜き出して、冷却液抜出ライン３６を介して吸収液循環ライン３３の塩基性吸収液８に添加する。残りのガス冷却液８は、熱交換器２６により冷却した後、冷却液循環ライン３４を介して再びガス冷却部２４に供給する。高度脱硫ガス冷却処理後ガス５は、ガス排出ライン３２を介して後流の脱炭酸手段（図示省略）に送る。
このように、高度脱硫部２２でガスを高度脱硫処理した後、ガス冷却部２４でガス冷却処理することにより、塩基性吸収液等の飛散を高度に防止できるという利点がある。
図３は、本発明における高度脱硫ガス冷却手段の別の実施の形態の概要を示す模式図である。図３に示すように、高度脱硫ガス冷却塔４１は、塔の底部から順に、高度脱硫ガス冷却部４２、高度脱硫ガス冷却部デミスタ４３を備えている。高度脱硫ガス冷却塔４１には、高度脱硫ガス冷却塔４１の底部に脱硫処理後ガス３を導入するガス導入ライン４６、高度脱硫ガス冷却塔４１の頂上部から高度脱硫ガス冷却処理後ガス５を脱炭酸手段（図示省略）に送るガス排出ライン４７、高度脱硫ガス冷却部４２の底部から上部に塩基性吸収液４を送る吸収液循環ライン４８、吸収液循環ライン４８に塩基性化合物を含む供給液９を供給する吸収液添加ライン４９が設けられている。また、吸収液循環ライン４８には、塩基性吸収液８を冷却する熱交換器４４が設けられている。
このような構成によれば、先ず、脱硫処理後ガス３をガス導入ライン４６から高度脱硫ガス冷却塔４１内に導入する。一方、塩基性吸収液４は、熱交換器４４により冷却された後、吸収液循環ライン４８を介して高度脱硫ガス冷却部４２に供給される。高度脱硫ガス冷却部４２では、導入されたガス３と冷却された塩基性吸収液４とが接触することにより、ガス３中の硫黄酸化物が高度に除去され、ガス中の硫黄酸化物濃度が５ｐｐｍ以下となるとともに、ガスは冷却され、ガスの温度が５０℃以下となる。ガスに同伴する塩基性吸収液４のミストは、高度脱硫ガス冷却部デミスタ４３により除去回収する。回収された塩基性吸収液８は、熱交換器４４にて冷却した後、吸収液循環ライン４８を介して再び高度脱硫ガス冷却部４３に供給する。なお、塩基性吸収液４中の塩基性化合物の濃度は高度脱硫ガス冷却処理により次第に低下するので、図２と同様に、塩基性化合物を含む供給液９を吸収液添加ライン３６から添加する。高度脱硫ガス冷却処理後ガス５は、ガス排出ライン４２を介して後流の脱炭酸手段（図示省略）に送る。
このように、高度脱硫ガス冷却部４２で、高度脱硫処理とガス冷却処理を同時に行うことにより、機器構成を簡素化できるという利点がある。
図４は、本発明における脱炭酸手段の一実施の形態の概要を示す模式図である。図４に示すように、脱炭酸手段は、吸収塔５１と再生塔５６とから主に構成される。吸収塔５１は、塔の底部から順に、二酸化炭素吸収部５２、二酸化炭素吸収部デミスタ５３、水洗部５４、水洗部デミスタ５５を備えている。吸収塔５１には、二酸素炭素吸収部５２と二酸素炭素吸収部デミスタ５３の間に塩基性アミン化合物を含む再生吸収液７５を供給するライン、二酸素炭素吸収部デミスタ５３と水洗部５４の間から洗浄液７６を取り出し、これを水洗部５４と水洗部デミスタ５５の間に供給するライン、吸収塔５１の底部から高度脱硫ガス冷却処理後ガス５と接触後の負荷吸収液７４を再生塔５６に送るライン、吸収塔５１の頂上部から脱炭酸処理後ガス７を放出又は次の工程（図示省略）に導入するラインが設けられている。上記の再生吸収液７５を供給するラインと洗浄水７６を供給するラインとには、それぞれ熱交換器６６、６７が設けられている。
再生塔５６は、塔の底部から順に、回収部５７、濃縮部５８を備えている。再生塔５６には、回収部５７と濃縮部５８の間に負荷吸収液７４を導入するライン、再生塔５６の底部から加熱後の負荷吸収液７４をリボイラ６１及びリクレーマ６２に供給するライン、再生塔５６の頂上部から加熱により発生する二酸化炭素含有ガス７２を二酸化炭素分離器６４に供給するラインが設けられている。この二酸化炭素分離器６４に二酸化炭素含有ガス７２を供給するラインには、コンデンサ６３が設けられている。
リボイラ６１には、蒸気７１を再生塔５６の回収部５７下部に供給するラインと、再生吸収液７５を吸収塔５１に供給するラインが設けられている。この再生吸収液７５を供給するラインには、吸収塔５１から再生塔５６に負荷吸収液７４を供給するラインとの間で熱交換を行うための熱交換器６５が設けられている。また、リクレーマ６２には、リクレーミング操作後の再生吸収液７５を再生塔５６の回収部５７下部に供給するラインが設けられている。さらに、二酸化炭素分離器６４には、高純度二酸化炭素７３を放出又は次工程（図示省略）に供給するラインと、生成した水を再生塔還流水７７として再生塔５６の濃縮部５８上部及び洗浄水７６として吸収塔５１に供給するラインが設けられている。
このような構成によれば、先ず、脱炭酸手段では、高度脱硫ガス冷却処理後ガス５を吸収塔５１に導入し、二酸化炭素吸収部５２で塩基性アミン化合物を含む再生吸収液７５と接触させ、ガス５中の二酸化炭素と残存する硫黄酸化物を除去する。さらにガスを水洗部５４で水洗した後、脱炭酸処理後ガス７として吸収塔５１から排出する。一方、接触後の負荷吸収液７４は、再生塔５６に送り、リボイラ６１へ供給されるスチーム（図示省略）により加熱して、二酸化炭素を放散する。一方、負荷吸収液４４中の硫黄酸化物の大部分は放散されずに硫酸塩あるいは亜硫酸塩として吸収液中に残存する。
吸収液中の硫酸塩あるいは亜硫酸塩を取り除く場合には、吸収液をリクレーマ６２に送る。リクレーマ６２では、塩基性ナトリウム化合物７８を添加した後、スチーム（図示省略）により加熱して、アミン化合物を留出して再生塔５６に送る。アミン化合物と分離された硫酸塩あるいは亜硫酸塩は、硫酸ナトリウム又は硫酸ナトリウムと亜硫酸ナトリウムの混合物であるスラッジ７９としてリクレーマ６２から排出する。通常、二酸化炭素を放散した再生吸収液７５は、再び高度脱硫ガス冷却処理後ガス５中の二酸化炭素を吸収するために、吸収塔５１に供給する。
一方、回収部５７で放散された二酸化炭素は、濃縮部５８で洗浄した後、再生塔５６から排出する。再生塔５６から排出された二酸化炭素含有ガス７２は、コンデンサ６３で冷却した後、二酸化炭素分離器６４に導入する。二酸化炭素分離器６４では、高純度二酸化炭素７３と水とに分離し、水は、洗浄水７６として吸収塔５１に供給するとともに、再生塔還流水７７として再生塔５６に供給する。
このように、再生塔５６において、吸収液中に吸収された硫黄酸化物は硫酸塩あるいは亜硫酸塩として残存するため、これを取り除くためには、吸収液をリクレーマ６２に送り、リクレーミングする必要がある。本発明によれば、塩基性吸収液によって、予めガス中の硫黄酸化物濃度を５ｐｐｍ以下まで除去しているため、脱炭酸吸収液には硫黄酸化物がほとんど蓄積されないことを後述する実施例等によって検証している。よって、リクレーマ６２による脱炭酸吸収液のリクレーミング頻度を減少させることができ、運転コスト等を低減させることができる。
以下、実施例と比較例により、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
石炭焚き燃焼排ガス（２００ｍ3Ｎ／ｈ）を対象に、湿式石灰石膏法による脱硫処理、濃度２重量％の炭酸ナトリウム水溶液による高度脱硫処理、ガスからの凝縮水を冷却してガス冷却液として用いるガス冷却処理、アルカノールアミン水溶液による脱炭酸処理を順次行った。この際、高度脱硫処理とガス冷却処理は図２に示した構成と同様の装置を用いて実施した。そして、脱炭酸手段入口でのガス温度及び硫黄酸化物濃度と、脱炭酸吸収液への硫黄酸化物蓄積量と、脱炭酸手段出口でのガスに同伴するアミン化合物量とを測定した。この結果を表１に示す。
（実施例１）
石炭焚き燃焼排ガス（２００ｍ3Ｎ／ｈ）を対象に、湿式石灰石膏法による脱硫処理、濃度２重量％の炭酸ナトリウム水溶液による高度脱硫処理、ガスからの凝縮水を冷却してガス冷却液として用いるガス冷却処理、アルカノールアミン水溶液による脱炭酸処理を順次行った。この際、高度脱硫処理とガス冷却処理は図２に示した構成と同様の装置を用いて実施した。そして、脱炭酸手段入口でのガス温度及び硫黄酸化物濃度と、脱炭酸吸収液への硫黄酸化物蓄積量と、脱炭酸手段出口でのガスに同伴するアミン化合物量とを測定した。この結果を表１に示す。
（比較例１）
高度脱硫処理とガス冷却処理を行わなかったことを除いて、実験例１と同様にして、石炭焚き燃焼排ガスの脱硫処理と、脱炭酸処理を順次行った。この結果を実験例１の結果と併せて表１に示す。
高度脱硫処理とガス冷却処理を行わなかったことを除いて、実験例１と同様にして、石炭焚き燃焼排ガスの脱硫処理と、脱炭酸処理を順次行った。この結果を実験例１の結果と併せて表１に示す。
表１に示したとおり、高度脱硫ガス冷却処理を行った実験例１では、脱炭酸手段入口でのガス温度が４０℃、硫黄酸化物濃度が１ｐｐｍであったが、高度脱硫ガス冷却処理をしなかった比較例１では、脱炭酸手段入口でのガス温度が５２℃と高温で、また硫黄酸化物濃度も３０ｐｐｍと高濃度であった。実施例１における脱炭酸吸収液への硫黄酸化物蓄積量は、比較例１に比べて０．０３倍であり、また脱炭酸手段出口のガスに同伴するアミン量も、比較例１に比べて０．３倍であった。よって、脱炭酸処理を行う前に予め硫黄酸化物濃度を低下させ、ガス温度を低下させておくことで、脱炭酸吸収液への硫黄酸化物の蓄積と脱炭酸手段からガスに同伴して放出されるアミン量を抑えることができた。
１ 燃焼排ガス
２ 脱硫吸収液
３ 脱硫処理後ガス
４ 塩基性吸収液
５ 高度脱硫ガス冷却処理後ガス
６ 脱炭酸吸収液
７ 脱炭酸処理後ガス
１０ 脱硫手段
２０ 高度脱硫ガス冷却手段
２１、４１ 高度脱硫ガス冷却塔
２２ 高度脱硫部
２３ 高度脱硫部デミスタ
２４ ガス冷却部
２５ ガス冷却部デミスタ
２６、４４ 熱交換器
３１、４６ ガス導入ライン
３２、４７ ガス排出ライン
３３、４８ 吸収液循環ライン
３４ 冷却液循環ライン
３５ 冷却液抜出ライン
３６、４９ 供給液添加ライン
３７、４５ 吸収液抜出ライン
４２ 高度脱硫ガス冷却部
４３ 高度脱硫ガス冷却部デミスタ
５０ 脱炭酸手段
５１ 吸収塔
５２ 二酸化炭素吸収部
５３ 二酸化炭素吸収部デミスタ
５４ 水洗部
５５ 水洗部デミスタ
５６ 再生塔
５７ 回収部
５８ 濃縮部
６１ リボイラ
６２ リクレーマ
６３ コンデンサ
６４ 二酸化炭素分離器
６５〜６７ 熱交換器
７１ 蒸気
７２ 二酸化炭素含有ガス
７３ 高純度二酸化炭素
７４ 負荷吸収液
７５ 再生吸収液
７６ 洗浄水
７７ 再生塔還流水
７８ 塩基性ナトリウム化合物
７９ スラッジ
２ 脱硫吸収液
３ 脱硫処理後ガス
４ 塩基性吸収液
５ 高度脱硫ガス冷却処理後ガス
６ 脱炭酸吸収液
７ 脱炭酸処理後ガス
１０ 脱硫手段
２０ 高度脱硫ガス冷却手段
２１、４１ 高度脱硫ガス冷却塔
２２ 高度脱硫部
２３ 高度脱硫部デミスタ
２４ ガス冷却部
２５ ガス冷却部デミスタ
２６、４４ 熱交換器
３１、４６ ガス導入ライン
３２、４７ ガス排出ライン
３３、４８ 吸収液循環ライン
３４ 冷却液循環ライン
３５ 冷却液抜出ライン
３６、４９ 供給液添加ライン
３７、４５ 吸収液抜出ライン
４２ 高度脱硫ガス冷却部
４３ 高度脱硫ガス冷却部デミスタ
５０ 脱炭酸手段
５１ 吸収塔
５２ 二酸化炭素吸収部
５３ 二酸化炭素吸収部デミスタ
５４ 水洗部
５５ 水洗部デミスタ
５６ 再生塔
５７ 回収部
５８ 濃縮部
６１ リボイラ
６２ リクレーマ
６３ コンデンサ
６４ 二酸化炭素分離器
６５〜６７ 熱交換器
７１ 蒸気
７２ 二酸化炭素含有ガス
７３ 高純度二酸化炭素
７４ 負荷吸収液
７５ 再生吸収液
７６ 洗浄水
７７ 再生塔還流水
７８ 塩基性ナトリウム化合物
７９ スラッジ
Claims (16)
- 硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有するガスを塩基性カルシウム化合物を含む吸収液に接触させて、前記ガス中から硫黄酸化物を除去する脱硫工程と、前記脱硫工程で脱硫処理されたガスを塩基性吸収液に接触させてガス中の硫黄酸化物濃度が５ｐｐｍ以下になるようにさらに硫黄酸化物を除去し、またガスの温度を５０℃以下に冷却する高度脱硫ガス冷却工程と、前記高度脱硫ガス冷却工程で高度脱硫ガス冷却処理されたガスを塩基性アミン化合物を含む吸収液を接触させて、前記ガス中から二酸化炭素を除去する脱炭酸工程とを含んでなる脱硫脱炭酸方法。
- 前記塩基性吸収液が塩基性ナトリウム化合物を含む吸収液である請求項１に記載の脱硫脱炭酸方法。
- 前記高度脱硫ガス冷却工程が、前記脱硫工程で脱硫処理されたガスを塩基性吸収液に接触させる高度脱硫工程と、この高度脱硫工程で高度脱硫処理されたガスを冷却するガス冷却工程とを含む請求項１又は２に記載の脱硫脱炭酸方法。
- 前記ガス冷却工程で得られる凝縮水をガス冷却液として使用する請求項３に記載の脱硫脱炭酸方法。
- 前記ガス冷却工程で得られる凝縮水を前記塩基性吸収液に混合する請求項３又は４に記載の脱硫脱炭酸方法。
- 前記ガス冷却液を接触させたガス中から、ガスに同伴する前記ガス冷却液を除去する請求項３〜５のいずれかに記載の脱硫脱炭酸方法。
- 前記高度脱硫ガス冷却工程が、前記塩基性吸収液を冷却してから前記ガスに接触させることにより、硫黄酸化物の除去とガスの冷却を同時に行う請求項１又は２に記載の脱硫脱炭酸方法。
- 前記塩基性吸収液を接触させたガス中から、ガスに同伴する前記塩基性吸収液を除去する請求項１〜７のいずれかに記載の脱硫脱炭酸方法。
- ガスに塩基性カルシウム化合物を含む吸収液を接触させる脱硫手段と、ガスに塩基性吸収液を接触させ、またガスを冷却する高度脱硫ガス冷却手段と、ガスに塩基性アミン化合物を含む吸収液を接触させる脱炭酸手段と、前記脱硫手段の脱硫処理後ガスを前記高度脱硫ガス冷却手段に導入する配管と、前記高度脱硫ガス冷却手段で冷却したガスを前記脱炭酸手段に導入する配管とを含んでなる脱硫脱炭酸装置。
- 前記塩基性吸収液が塩基性ナトリウム化合物を含む吸収液である請求項９に記載の脱硫脱炭酸装置。
- 前記高度脱硫ガス冷却手段が、ガスに塩基性吸収液を接触させる高度脱硫部と、前記塩基性吸収液を接触させたガスを冷却するガス冷却部とを含んでなる請求項９又は１０に記載の脱硫脱炭酸装置。
- 前記高度脱硫ガス冷却手段が、前記ガス冷却部で得られる凝縮水を前記ガス冷却部にガス冷却液として供給する配管を含む請求項１１に記載の脱硫脱炭酸装置。
- 前記高度脱硫ガス冷却手段が、前記ガス冷却部で得られる凝縮水を前記塩基性吸収液に混合する配管を含む請求項１１又は１２に記載の脱硫脱炭酸装置。
- 前記高度脱硫ガス冷却手段が、ガスに同伴する前記ガス冷却液をガス中から除去するデミスタを含む請求項１１〜１３に記載の脱硫脱炭酸装置。
- 前記高度脱硫ガス冷却手段が、前記塩基性吸収液を冷却する吸収液冷却手段を含む請求項９又は１０に記載の脱硫脱炭酸装置。
- 前記高度脱硫ガス冷却手段が、ガスに同伴する前記塩基性吸収液をガス中から除去するデミスタを含む請求項９〜１５のいずれかに記載の脱硫脱炭酸装置。
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