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JP5944042B2 - 排ガス処理システム及び排ガス処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば発電設備のボイラやタービンから排出される排ガスを処理するための排ガス処理システム及び排ガス処理方法に関する。
本願は、２０１３年２月２２日に、米国に出願された米国特許出願第１３／７７４，４４２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
従来、火力発電所などでは、ボイラで石炭、石油、ＬＮＧなどの化石燃料を燃やして水蒸気を生成し、この水蒸気で蒸気タービンを回し発電を行っている。また、軽油や灯油、天然ガスなどの燃料を燃やすとともに圧縮し、高温高圧のガスでガスタービンを回して発電することも行われている。
一方、ボイラやタービンから排出される排ガスには、硫黄酸化物（ＳＯＸ）や粒子状物質（ＰＭ）、二酸化炭素（ＣＯ２）などの有害物質、不純物質が含まれているため、例えば、脱硫冷却装置でＳＯＸやＰＭなどを除去し、さらにＣＯ２回収装置でＣＯ２を回収、除去した上で、排ガスを煙突から大気に放出するようにしている。
そして、ＣＯ２回収装置１としては、例えば図１４に示すように、脱硫冷却装置２で処理して低温化した排ガス３から、アルカノールアミンをベースとするＣＯ２吸収液（アミン系ＣＯ２吸収液、リーン液４）と接触させてＣＯ２を吸収する吸収塔５と、吸収塔５でＣＯ２を吸収したＣＯ２吸収液（リッチ液６）を加熱し、このＣＯ２吸収液６からＣＯ２を脱離させて回収する再生塔７とを備えて構成したものが多用されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
また、再生塔７で大部分のＣＯ２を除去したＣＯ２吸収液４は、吸収塔５に送られ、再度ＣＯ２の吸収に使用される。すなわち、このＣＯ２回収装置１では、吸収塔５と再生塔７の間でＣＯ２吸収液４、６を循環させながら、排ガス３からＣＯ２を回収除去する。また、再生塔７で回収したＣＯ２は、圧縮機８で圧縮ＣＯ２として処理される。例えば、圧縮ＣＯ２は、石油（原油）の採取量を増進させ、石油の回収率を高めるための石油増進回収技術（ＥＯＲ：Enhanced Oil Recovery）用のＣＯ２として利用したり、大気に放出されて地球温暖化を招くことがないように地下深部に貯留するなどして処理される。
特開２０１１−０３６７３０号公報 特開２０１２−０９１０８３号公報
ここで、ボイラやタービンから排出される排ガスには、硫黄酸化物（ＳＯＸ）や粒子状物質（ＰＭ）、二酸化炭素（ＣＯ２）の他に、例えばトルエン、キシレン、酢酸エチルなど多種多様な揮発性有機化合物（ＶＯＣ）が含まれている。そして、この種のＶＯＣが大気中に放出され、窒素酸化物（ＮＯＸ）と混ざり合った状態で太陽光（特に紫外線）が照射されると、光化学反応によって光化学オキシダントが発生する。このため、ボイラやタービンから排出される排ガスからＶＯＣを除去することが求められている。
一方、排ガスを燃焼処理すると、排ガス中のＶＯＣを分解させ、除去（低減）することができる。しかしながら、火力発電所などでは大容量の排ガスが発生するため、この大容量の排ガスを全て燃焼処理することは経済性などの面から難しい。
また、例えば、ＶＯＣを分解する触媒を用い、このＶＯＣ分解触媒（ＶＯＣ除去装置）をガスタービンの後方に配置して排ガスからＶＯＣを除去する手法が知られている。しかしながら、この手法では、ＶＯＣを触媒反応によって確実に除去するために、排ガスの温度を２００℃以上、好ましくは３００℃以上の高温にすることが必要になる。
そして、火力発電所などでは、ＣＯ２回収装置のＣＯ２吸収液へのＣＯ２の吸収効率を高めるために排ガスを低温化することが必要であり、ＣＯ２回収装置で処理した後の排ガスの温度が例えば３０〜４０℃程度になる。このため、火力発電所などでは、ＣＯ２回収装置でＣＯ２を排ガスから除去するとともに、このＣＯ２回収装置で処理した後の排ガスからＶＯＣ除去装置でＶＯＣを除去する手法が強く求められている。
本発明の第１の態様によれば、排ガス処理システムは、ボイラ又はタービンから排出された排ガスからＣＯ２を回収するＣＯ２回収装置と、該ＣＯ２回収装置で処理した後の排ガスからＶＯＣを除去するＶＯＣ除去装置とを備えた排ガス処理システムであって、前記ＣＯ２回収装置で処理した後で、且つ前記ＶＯＣ除去装置で処理する前の排ガスを加熱する加熱手段と、前記ＶＯＣ除去装置で処理した後の排ガスを冷却する冷却手段とを備えている。
前記排ガス処理システムにおいては、前記加熱手段が、バーナで形成した火炎によって、ダクト内を流通する前記ＣＯ２回収装置で処理した後の排ガスを加熱するダクトファイアリング装置を備えていてもよい。
本発明の第２の態様によれば、前記排ガス処理システムにおいては、前記ボイラ又は前記タービンと前記ＣＯ２回収装置の間に、排ガスの熱を熱媒体に吸収させる第１熱交換器が設けられており、前記加熱手段が、前記第１熱交換器から給送された熱媒体から熱を放出させて前記ＣＯ２回収装置で処理した後の排ガスを加熱する第２熱交換器を備えていてもよい。
本発明の第３の態様によれば、前記排ガス処理システムにおいては、前記冷却手段が、前記ＶＯＣ除去装置で処理した後の排ガスの熱を熱媒体に吸収させる第３熱交換器を備え、前記加熱手段が、前記第３熱交換器から給送された前記熱媒体から熱を放出させて前記ＣＯ２回収装置で処理した後の排ガスを加熱する第４熱交換器を備えていてもよい。
本発明の第４の態様によれば、前記排ガス処理システムにおいては、前記ＣＯ２回収装置が、ボイラ又はタービンから排出された排ガスにＣＯ２吸収液を接触させ、排ガスからＣＯ２を吸収して除去する吸収塔と、水蒸気を用いて前記吸収塔でＣＯ２を吸収した前記ＣＯ２吸収液を加熱し、該ＣＯ２吸収液からＣＯ２を放出させて回収しつつ前記ＣＯ２吸収液を再生させる再生塔とを備えて構成されており、前記冷却手段が、前記ＶＯＣ除去装置で処理した後の排ガスの熱で水蒸気を生成する第１排熱回収ボイラを備え、前記ＣＯ２回収装置の再生塔のＣＯ２吸収液を加熱する水蒸気が前記第１排熱回収ボイラで生成した水蒸気であってもよい。
本発明の第５の態様によれば、前記排ガス処理システムにおいては、前記加熱手段が、前記ＣＯ２回収装置で処理した後の排ガスを水蒸気で加熱する水蒸気加熱装置を備え、前記水蒸気加熱装置で排ガスを加熱する水蒸気が前記ボイラで生成した水蒸気であってもよい。
本発明の第６の態様によれば、前記排ガス処理システムにおいては、前記ボイラ又は前記タービンと前記ＣＯ２回収装置の間に、排ガスの熱で水蒸気を生成する第２排熱回収ボイラが設けられており、前記ＣＯ２回収装置の再生塔のＣＯ２吸収液を加熱する水蒸気、及び／又は前記ＣＯ２回収装置で処理した後の排ガスを加熱する前記水蒸気加熱装置の水蒸気が、前記第２排熱回収ボイラで生成した水蒸気であってもよい。
本発明の第７の態様によれば、前記排ガス処理システムにおいては、他のボイラ又は他のタービンから排出された排ガスの熱を熱媒体に吸収させる第５熱交換器が設けられ、前記加熱手段が、前記第５熱交換器から給送された熱媒体から熱を放出させて前記ＣＯ２回収装置で処理した後の排ガスを加熱する第６熱交換器を備えていてもよい。
本発明の第８の態様によれば、前記排ガス処理システムにおいては、他のボイラ又は他のタービンから排出された排ガスの熱で水蒸気を生成する第３排熱回収ボイラが設けられ、前記加熱手段が、前記ＣＯ２回収装置で処理した後の排ガスを水蒸気で加熱する水蒸気加熱装置を備え、前記水蒸気加熱装置で排ガスを加熱する水蒸気が前記第３排熱回収ボイラで生成した水蒸気であってもよい。
本発明の第９の態様によれば、排ガス処理方法は、ＣＯ２回収装置によってボイラ又はタービンから排出された排ガスからＣＯ２を回収し、ＶＯＣ除去装置によって前記ＣＯ２回収装置で処理した後の排ガスからＶＯＣを除去する排ガス処理方法において、前記ＣＯ２回収装置で処理した後で、且つ前記ＶＯＣ除去装置で処理する前の排ガスを加熱手段で加熱し、前記ＶＯＣ除去装置で処理した後の排ガスを冷却手段で冷却するようにした。
上述の排ガス処理システム及び排ガス処理方法においては、ダクトファイアリング装置等の加熱手段によってＣＯ２回収装置で処理した後の例えば３０〜４０℃程度に低温化した排ガスを加熱することによって、ＶＯＣ除去装置で処理する前の排ガスを例えば２００〜３００℃以上に高温化させることができる。
これにより、上述の排ガス処理システムによれば、ＣＯ２回収装置でＣＯ２を回収した後の低温化した排ガスを、ＶＯＣを触媒で分解（あるいは吸着）して除去可能な温度まで高温化することができ、火力発電所などの発電設備で発生する大容量の排ガスに対し、ＣＯ２回収装置でＣＯ２を回収して除去するとともに、ＶＯＣ除去装置の触媒反応によってＶＯＣを確実に除去することが可能になる。
本発明の第１実施形態に係る排ガス処理システム及び排ガス処理方法を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る排ガス処理システム及び排ガス処理方法を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る排ガス処理システム及び排ガス処理方法を示す図である。 本発明の第４実施形態に係る排ガス処理システム及び排ガス処理方法を示す図である。 本発明の第５実施形態に係る排ガス処理システム及び排ガス処理方法を示す図である。 本発明の第６実施形態に係る排ガス処理システム及び排ガス処理方法を示す図である。 本発明の第７実施形態に係る排ガス処理システム及び排ガス処理方法を示す図である。 本発明の第８実施形態に係る排ガス処理システム及び排ガス処理方法を示す図である。 本発明の第９実施形態に係る排ガス処理システム及び排ガス処理方法を示す図である。 本発明の第１０実施形態に係る排ガス処理システム及び排ガス処理方法を示す図である。 本発明の第１１実施形態に係る排ガス処理システム及び排ガス処理方法を示す図である。 本発明の第１２実施形態に係る排ガス処理システム及び排ガス処理方法を示す図である。 本発明の第１３実施形態に係る排ガス処理システム及び排ガス処理方法を示す図である。 従来のＣＯ２回収装置を示す図である。
［第１実施形態］
以下、図１を参照し、本発明の第１実施形態に係る排ガス処理システム及び排ガス処理方法について説明する。ここで、本実施形態に係る排ガス処理システムは、火力発電所などの発電設備から排出される排ガスを処理するための排ガス処理システムであるものとして説明を行う。
図１に示すように、本実施形態の排ガス処理システムＡに係る発電設備は、石炭、石油、ＬＮＧなどの大量の化石燃料を燃焼させて、発電用のタービンを回すための水蒸気を生成するボイラ１０を備えている。
そして、本実施形態の排ガス処理システムＡは、このボイラ１０から排出した排ガス３を処理するためのものであり、エアヒータ（Ａ／Ｈ）１１と、第１熱交換器（ＧＧＨ）１２と、電気集塵装置（ＥＳＰ）１３と、誘引送風機（ＩＤＦ）などの送風機１４と、湿式スクラバー（ＷＦＧＤ）１５と、ＣＯ２回収装置１と、第２熱交換器（ＧＧＨ）１６と、ダクトファイアリング装置１７と、第４熱交換器（ＧＧＨ）１８と、ＶＯＣ除去装置１９と、第３熱交換器（ＧＧＨ）２０とを備えて構成されている。また、この排ガス処理システムＡは、ボイラ１０から排出した排ガス３を煙突２１で大気に放出するまでの間に、エアヒータ１１から第３熱交換器２０を上記の順で備えている。
エアヒータ１１は、ボイラ出口の排ガスから熱を回収し，ボイラで化石燃料を燃焼させる燃焼空気を予め加熱するために設置される。このため，ボイラ出口（エコノマイザ出口）の３５０〜４００℃の排ガスは１３０〜１７０℃程度まで冷却される。
第１熱交換器１２は、液状の熱媒体２２を用い、この熱媒体２２と排ガス３との間で熱交換を行う。また、第１熱交換器１２の熱媒体２２は、同じく排ガス３との間で熱交換を行う第２熱交換器１６との間で循環し、第１熱交換器１２で排ガス３の熱を吸収した熱媒体２２が第２熱交換器１６に給送されるとともに、第２熱交換器１６で排ガス３に熱媒体２２の熱を放出させる。なお、このとき、第１熱交換器１２による排ガス３からの熱吸収量は、後段の電気集塵装置１３で結露が発生しない程度の熱量とされる。
電気集塵装置１３は、例えば、静電気力を応用した集塵機であり、放電極と集塵板を備えている。この電気集塵装置１３は、放電極に高電圧を印加すると、集塵板との間に電解が形成され、放電極の周囲のガスが電離する。そして、この電離によってイオンしたガスが存在する放電極と集塵板の間に排ガスが流れると、排ガス３中のダスト、ミスト（煙霧体、粒子状物質（ＰＭ））などが帯電し、クーロン力によって集塵板に捕集される。これにより、排ガス３中の煙霧体、粒子状物質（ＰＭ））などが電気集塵装置１３によって除去される。
誘引送風機などの送風機１４は、その駆動によってボイラ１０から煙突２１まで、各装置で順次処理されるように、排ガス３を流通させる。
湿式スクラバー１５は、排ガス３を導入するとともに水洗水あるいはアルカリ性吸収剤を含む吸収液を噴霧し、噴霧液と排ガス３を接触させることにより、排ガス３中の粒子状物質や、硫黄酸化物（ＳＯＸ）、窒素酸化物（ＮＯＸ）などを噴霧液に吸着／吸収させ、排ガス３から除去する。また、湿式スクラバー１５は、排ガス３を冷却し、後段のＣＯ２回収装置１において排ガス３中のＣＯ２の回収効率、ＣＯ２吸収液による吸収効率を高める作用効果も発揮する。
ＣＯ２回収装置１は、図１４に示したものと同様であり、排ガス３とＣＯ２吸収液４を接触させて排ガス３中からＣＯ２を除去するための吸収塔５と、吸収塔５でＣＯ２を吸収したＣＯ２吸収液６を受け入れ、ＣＯ２吸収液６に吸収したＣＯ２を分離して回収するための再生塔７とを備えている。
図１４に示すように、吸収塔５は、湿式スクラバー１５からダクトを通じて導入した排ガス３を下部から上部に流通させ、これとともに吸収液スクラバー２３によってＣＯ２吸収液４を噴霧する。これにより、ＣＯ２吸収液４と排ガス３とが接触し、排ガス３中のＣＯ２がＣＯ２吸収液４に溶け込んで除去される。また、ＣＯ２を吸収したＣＯ２吸収液６は吸収塔５の下部に溜まる。
なお、ＣＯ２吸収液４としては、例えばアミン系吸収液を採用することができる。具体的には、ＣＯ２吸収液４として、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、ジグリコールアミンなどのアルカノールアミンを採用することができる。また、ヒンダードアミン類を採用することもできる。そして、これらの各単独水溶液、あるいはこれらの二以上の混合水溶液をＣＯ２吸収液として用いることができる。
再生塔７は、吸収塔５でＣＯ２等を吸収したＣＯ２吸収液６からＣＯ２を分離して回収する。再生塔７において、送液ポンプ２４を駆動することで吸収塔５の下部に溜まったＣＯ２吸収液（リッチ液）６が再生塔７に内部に上部側から供給される。また、再生塔７には、下部側から高温の水蒸気が供給され、落下したＣＯ２吸収液６を加熱することにより、このＣＯ２吸収液６からＣＯ２が解離してガス化する。そして、再生塔７の上部からガス化したＣＯ２が外部に導出されるとともに冷却されて、回収される。
一方、ＣＯ２が解離して除去されたＣＯ２吸収液（リーン液）４は、再生塔７の下部に溜まり、返送ポンプ２５を駆動し、さらに冷却器２６で冷却されて吸収塔５に送られる。そして、この再生塔７から返送されたＣＯ２吸収液４は、吸収液スクラバー２３から吸収塔５の内部に供給され、再びＣＯ２を吸収して吸収塔５の下部に溜まる。すなわち、このＣＯ２回収装置１では、吸収塔５からＣＯ２等を吸収したＣＯ２吸収液６が吸収液送液管を通じて再生塔７に送られ、再生塔７でＣＯ２が回収されたＣＯ２吸収液４が、再生塔７から吸収液供給管を通じて再び吸収塔５に返送され、ＣＯ２吸収液４、６を吸収塔５と再生塔７の間で循環させる。
そして、図１に示すように、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２が除去された排ガス３は、加熱手段である第２熱交換器１６を通過するとともに、第１熱交換器１２で熱を吸収し、第２熱交換器１６に送られた熱媒体２２から排ガス３に熱が放出され、加熱される。
また、第２熱交換器１６で加熱され、煙突２１に向けてダクトを流通する排ガス３は、加熱手段であるダクトファイアリング装置１７によってさらに加熱される。ダクトファイアリング装置１７は、バーナを備え、天然ガスなどの燃料を燃焼させて火炎を形成し、この火炎によってダクトを流通する排ガス３を加熱する。
また、ダクトファイアリング装置１７で加熱された後の排ガス３は、加熱手段である第４熱交換器１８によってさらに加熱される。第４熱交換器１８で排ガス３に熱を放出する熱媒体２７は、同じく排ガス３との間で熱交換を行う後段の第３熱交換器２０との間で循環する。そして、冷却手段である第３熱交換器２０によって排ガス３の熱を吸収した熱媒体２７が第４熱交換器１８に給送されるとともに、第４熱交換器１８で熱媒体２７の熱を排ガス３に放出する。これにより、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３が第４熱交換器１８によってさらに加熱される。
ＶＯＣ除去装置１９は、白金などの貴金属、又はコバルト、セリウム等を触媒として備え、触媒反応によって排ガス３中のＶＯＣ（揮発性有機化合物）を分解及び／又は吸着して除去する。このようにＶＯＣ除去装置１９によってＶＯＣが除去された排ガス３は、第３熱交換器２０を通過するとともに、前述の通り、熱媒体２７によって熱が吸収され、所定の温度に冷却した状態で煙突２１から大気中に放出される。
そして、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法では、まず、ＣＯ２回収装置１で処理した後で、且つＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を加熱する加熱手段として、ダクトファイアリング装置１７を備えている。これにより、ＣＯ２回収装置１でのＣＯ２の回収効率を高めるために湿式スクラバー１５で冷却し、ＣＯ２回収装置１で処理した後の低温化した排ガス３を、ダクトファイアリング装置１７によってＶＯＣ除去装置１９に供給する前に加熱し、２００〜３００℃以上に高温化することができる。
よって、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法によれば、発電設備から発生する大容量の排ガス３に対し、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２を回収することができるとともに、このＣＯ２回収装置１でＣＯ２を回収した後の低温化した排ガス３を、ＶＯＣを触媒で分解／吸着して除去可能な温度まで高温化することが可能になる。
また、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法においては、第１熱交換器１２によって排ガス３の熱を吸収し、この熱を吸収した熱媒体２２が加熱手段の第２熱交換器１６に送られ、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を加熱することができる。これにより、ＣＯ２回収装置１とＶＯＣ除去装置１９の間で、第２熱交換器１６によっても、ＶＯＣ除去装置１９で処理するために必要な温度に排ガス３を高温化することができる。
さらに、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法においては、煙突２１から排ガス３を放出する前に、冷却手段の第３熱交換器２０によって排ガス３の熱を熱媒体２７で吸収し、熱を吸収した熱媒体２７が加熱手段の第４熱交換器１８に送られ、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を加熱することができる。これにより、煙突２１から放出する前に、排ガス３の熱を第３熱交換器２０で回収し、第４熱交換器１８によっても、ＶＯＣ除去装置１９で処理するために必要な温度に排ガス３を高温化することができる。また、第３熱交換器２０によって排ガス３の熱を吸収し冷却することで、排ガス３を確実に所定の温度以下に低温化して煙突２１から大気に放出することが可能になる。
そして、第１熱交換器１２によって排ガス３の熱を吸収し、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を第２熱交換器１６で加熱することができるため、また、第３熱交換器２０によって排ガス３の熱を吸収し、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を第４熱交換器１８で加熱することができるため、ダクトファイアリング装置１７による加熱を軽減しても、確実にＶＯＣ除去装置１９でＶＯＣを除去することが可能な温度まで排ガス３を高温化させることが可能になる。これにより、ダクトファイアリング装置１７によって排ガス３を加熱するために要する天然ガス等の燃料を低減することができ、排ガス処理システムＡのランニングコストの低減を図ることが可能になる。すなわち、省エネルギーで効率的、且つ経済的に排ガス３を処理することが可能になる。
［第２実施形態］
次に、図２を参照し、本発明の第２実施形態に係る排ガス処理システム及び排ガス処理方法について説明する。本実施形態は、第１実施形態の排ガス処理システムと同様、火力発電所などの発電設備のボイラから排出される排ガスを処理するための排ガス処理システムに関するものである。よって、第１実施形態と同様の構成に対しては同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図２に示すように、本実施形態の排ガス処理システムＡに係る発電設備は、石炭、石油、ＬＮＧなどの大量の化石燃料を燃焼させて、発電用のタービンを回すための水蒸気を生成するボイラ１０を備えている。
また、本実施形態の排ガス処理システムＡは、エアヒータ１１と、第１熱交換器１２と、電気集塵装置１３と、誘引送風機などの送風機１４と、湿式スクラバー１５と、ＣＯ２回収装置１と、第２熱交換器１６と、ダクトファイアリング装置１７と、ＶＯＣ除去装置１９とを備えている。
一方、本実施形態の排ガス処理システムＡは、第１実施形態に対し、第４熱交換器１８と第３熱交換器２０を設けず、これら熱交換器の替わりにＶＯＣ除去装置１９と煙突２１の間に、冷却手段の第１排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）３０を備えて構成されている。
そして、本実施形態の排ガス処理システムＡ（及び排ガス処理方法）においては、第１実施形態と同様、ＣＯ２回収装置１で処理した後で、且つＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を加熱する加熱手段として、ダクトファイアリング装置１７を備えている。これにより、ＣＯ２回収装置１でのＣＯ２の回収効率を高めるために湿式スクラバー１５で冷却し、ＣＯ２回収装置１で処理した後の低温化した排ガス３を、ダクトファイアリング装置１７によってＶＯＣ除去装置１９に供給する前に加熱し、高温化することができる。
よって、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法によれば、発電設備から発生する大容量の排ガス３に対し、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２を回収することができるとともに、このＣＯ２回収装置１でＣＯ２を回収した後の低温化した排ガス３を、ＶＯＣを触媒で分解／吸着して除去可能な温度まで高温化することが可能になる。
また、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法においては、第１実施形態と同様、第１熱交換器１２によって排ガス３の熱を吸収し、この熱を吸収した熱媒体２２が加熱手段の第２熱交換器１６に送られ、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を加熱することができる。これにより、ＣＯ２回収装置１とＶＯＣ除去装置１９の間で、第２熱交換器１６によっても、ＶＯＣ除去装置１９で処理するために必要な温度に排ガス３を高温化することができる。そして、第１熱交換器１２によって排ガス３の熱を吸収し、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を第２熱交換器１６で加熱することができるため、ダクトファイアリング装置１７による加熱を軽減しても、確実にＶＯＣ除去装置１９でＶＯＣを除去することが可能な温度まで排ガス３を高温化させることが可能になる。これにより、ダクトファイアリング装置１７によって排ガス３を加熱するために要する天然ガス等の燃料を低減することができ、排ガス処理システムＡのランニングコストの低減を図ることが可能になる。
一方、ダクトファイアリング装置１７や第２熱交換器１６の加熱手段によって高温化し、ＶＯＣ除去装置１９でＶＯＣを分解／吸着除去した後の排ガス３が冷却手段の第１排熱回収ボイラ３０に送られる。そして、高温の排ガス３の熱を利用し、この第１排熱回収ボイラ３０によって水蒸気３１が生成される。
そして、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法では、このように第１排熱回収ボイラ３０で生成した水蒸気３１をＣＯ２回収装置１の再生塔７に送り、この水蒸気３１を利用してＣＯ２吸収液６を加熱する。これにより、第１排熱回収ボイラ３０によって排ガス３から回収した熱で水蒸気３１を生成することができ、この水蒸気３１をＣＯ２回収装置１で利用して排ガス３からＣＯ２を回収することができる。よって、ボイラ１０で別途水蒸気を生成する必要がなくなり、あるいは水蒸気の消費量を減らすことができ、排ガス３からＣＯ２及びＶＯＣを除去しつつ、排ガス処理システムＡのランニングコストの低減を図ることが可能になる。
また、第１排熱回収ボイラ３０で水蒸気３１を生成することにより、ＶＯＣ除去装置１９で処理した後の高温の排ガス３を冷却することができる。このため、排ガス３を確実に所定の温度以下に低温化して煙突２１から大気に放出することが可能になる。
［第３実施形態］
次に、図３を参照し、本発明の第３実施形態に係る排ガス処理システム及び排ガス処理方法について説明する。本実施形態は、第１実施形態、第２実施形態の排ガス処理システムと同様、火力発電所などの発電設備のボイラから排出される排ガスを処理するための排ガス処理システムに関するものである。よって、第１実施形態、第２実施形態と同様の構成に対しては同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図３に示すように、本実施形態の排ガス処理システムＡに係る発電設備は、石炭、石油、ＬＮＧなどの大量の化石燃料を燃焼させて、発電用のタービンを回すための水蒸気を生成するボイラ１０を備えている。
また、本実施形態の排ガス処理システムＡは、第１実施形態と同様、エアヒータ１１と、第１熱交換器１２と、電気集塵装置１３と、誘引送風機などの送風機１４と、湿式スクラバー１５と、ＣＯ２回収装置１と、第２熱交換器１６と、第４熱交換器１８と、ＶＯＣ除去装置１９と、第３熱交換器２０とを備えて構成されている。
一方、本実施形態の排ガス処理システムＡは、第１実施形態、第２実施形態と異なり、ダクトファイアリング装置１７を具備せず、加熱手段の第４熱交換器１８とＶＯＣ除去装置１９の間に、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を水蒸気３２で加熱する加熱手段の水蒸気加熱装置３３を備えている。また、この水蒸気加熱装置３３は、ボイラ１０で生成した高圧、高温の水蒸気３２が送られ、このボイラ１０の水蒸気３２を利用して排ガス３を加熱する。
そして、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法においては、ＣＯ２回収装置１で処理した後の低温化した排ガス３を、水蒸気加熱装置３３によってＶＯＣ除去装置１９に供給する前に高温の水蒸気３２で加熱し、高温化することが可能になる。
よって、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法によれば、発電設備から発生する大容量の排ガス３に対し、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２を回収することができるとともに、このＣＯ２回収装置１でＣＯ２を回収した後の低温化した排ガス３を、ＶＯＣを触媒で分解／吸着して除去可能な温度まで高温化することが可能になる。
また、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法においては、第１実施形態と同様、第１熱交換器１２によって排ガス３の熱を吸収し、この熱を吸収した熱媒体２２が加熱手段の第２熱交換器１６に送られ、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を加熱することができる。これにより、ＣＯ２回収装置１とＶＯＣ除去装置１９の間で、第２熱交換器１６によっても、ＶＯＣ除去装置１９で処理するために必要な温度に排ガス３を高温化することができる。
さらに、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法においては、煙突２１から排ガス３を放出する前に、冷却手段の第３熱交換器２０によって排ガス３の熱を熱媒体２７で吸収し、熱を吸収した熱媒体２７が加熱手段の第４熱交換器１８に送られ、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を加熱することができる。これにより、煙突２１から放出する前に、排ガス３の熱を第３熱交換器２０で回収し、第４熱交換器１８によっても、ＶＯＣ除去装置１９で処理するために必要な温度に排ガス３を高温化することができる。また、第３熱交換器２０によって排ガス３の熱を吸収し冷却することで、排ガス３を確実に所定の温度以下に低温化して煙突２１から大気に放出することが可能になる。
そして、第１熱交換器１２によって排ガス３の熱を吸収し、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を第２熱交換器１６で加熱することができるため、また、第３熱交換器２０によって排ガス３の熱を吸収し、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を第４熱交換器１８で加熱することができるため、水蒸気加熱装置３３による加熱を軽減しても、確実にＶＯＣ除去装置１９でＶＯＣを除去することが可能な温度まで排ガス３を高温化させることが可能になる。すなわち、ボイラ１０で生成した水蒸気３２を水蒸気加熱装置３３で使用する量を減らすことができ、結果として、ボイラ１０で消費する燃料を低減することができ、排ガス処理システムＡのランニングコストの低減を図ることが可能になる。
［第４実施形態］
次に、図４を参照し、本発明の第４実施形態に係る排ガス処理システム及び排ガス処理方法について説明する。本実施形態は、第１から第３実施形態の排ガス処理システムと同様、火力発電所などの発電設備のボイラから排出される排ガスを処理するための排ガス処理システムに関するものである。よって、第１から第３実施形態と同様の構成に対しては同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
本実施形態の排ガス処理システムＡに係る発電設備は、図４に示すように、石炭、石油、ＬＮＧなどの大量の化石燃料を燃焼させて、発電用のタービンを回すための水蒸気を生成するボイラ１０を備えている。
また、本実施形態の排ガス処理システムＡは、エアヒータ１１と、第１熱交換器１２と、電気集塵装置１３と、誘引送風機などの送風機１４と、湿式スクラバー１５と、ＣＯ２回収装置１と、第２熱交換器１６と、ＶＯＣ除去装置１９とを備えている。
さらに、本実施形態の排ガス処理システムＡにおいては、ＶＯＣ除去装置１９と煙突２１の間に、冷却手段の第１排熱回収ボイラ３０を備えている。また、第２熱交換器１６とＶＯＣ除去装置１９の間に、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を水蒸気３２で加熱する水蒸気加熱装置３３を備えている。この水蒸気加熱装置３３は、ボイラ１０から高圧、高温の水蒸気３２が送られ、このボイラ１０の水蒸気３２を利用して排ガス３を加熱する。
そして、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法においては、ＣＯ２回収装置１で処理した後の低温化した排ガス３を、水蒸気加熱装置３３によってＶＯＣ除去装置１９に供給する前に高温の水蒸気３２で加熱し、高温化することが可能になる。
よって、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法によれば、発電設備から発生する大容量の排ガス３に対し、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２を回収することができるとともに、このＣＯ２回収装置１でＣＯ２を回収した後の低温化した排ガス３を、ＶＯＣを触媒で分解／吸着して除去可能な温度まで高温化することが可能になる。
また、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法においては、第１実施形態と同様、第１熱交換器１２によって排ガス３の熱を吸収した熱媒体２７が加熱手段の第２熱交換器１６に送られ、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を加熱することができる。これにより、ＣＯ２回収装置１とＶＯＣ除去装置１９の間で、第２熱交換器１６によっても、ＶＯＣ除去装置１９で処理するために必要な温度に排ガス３を高温化することができる。
また、第１熱交換器１２によって排ガス３の熱を吸収し、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を第２熱交換器１６で加熱することができるため、水蒸気加熱装置３３による加熱を軽減しても、確実にＶＯＣ除去装置１９でＶＯＣを除去することが可能な温度まで排ガス３を高温化させることが可能になる。すなわち、ボイラ１０で生成した水蒸気３２を水蒸気加熱装置３３で使用する量を減らすことができ、ボイラ１０で消費する燃料を低減することができ、排ガス処理システムＡのランニングコストの低減を図ることが可能になる。
さらに、第２実施形態と同様、第２熱交換器１６や水蒸気加熱装置３３の加熱手段によって高温化し、ＶＯＣ除去装置１９でＶＯＣを分解／吸着除去した後の排ガス３が冷却手段の第１排熱回収ボイラ３０に送られる。そして、高温の排ガス３の熱を利用し、この第１排熱回収ボイラ３０によって水蒸気３１が生成される。
本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法では、このように第１排熱回収ボイラ３０で生成した水蒸気３１をＣＯ２回収装置１の再生塔７に送り、この水蒸気３１を利用してＣＯ２吸収液６を加熱する。これにより、第１排熱回収ボイラ３０によって排ガス３から回収した熱で水蒸気３１を生成することができ、この水蒸気３１をＣＯ２回収装置１で利用して排ガス３からＣＯ２を回収することができる。よって、ボイラ１０で別途水蒸気を生成する必要がなくなり、あるいは水蒸気の消費量を減らすことができ、排ガス３からＣＯ２及びＶＯＣを除去しつつ、排ガス処理システムＡのランニングコストの低減を図ることが可能になる。
また、第１排熱回収ボイラ３０で水蒸気３１を生成することにより、ＶＯＣ除去装置１９で処理した後の高温の排ガス３を冷却することができる。このため、排ガス３を確実に所定の温度以下に低温化して煙突２１から大気に放出することが可能になる。
［第５実施形態］
次に、図５を参照し、本発明の第５実施形態に係る排ガス処理システム及び排ガス処理方法について説明する。本実施形態は、第１から第４実施形態のようにボイラではなく、発電設備のガスタービンから排出される排ガスを処理するための排ガス処理システムに関するものである。但し、第１から第４実施形態と同様の他の構成に対しては同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
本実施形態の排ガス処理システムＡに係る発電設備は、図５に示すように、石油、ＬＮＧなどの化石燃料を燃焼させて駆動する発電用のガスタービン３４を備えている。
また、本実施形態の排ガス処理システムＡは、ダクトファイアリング装置１７と、第１熱交換器１２と、第２排熱回収ボイラ３５と、ＣＯ２回収装置１と、第２熱交換器１６と、第４熱交換器１８と、ＶＯＣ除去装置１９と、第３熱交換器２０とを備えて構成されている。また、本実施形態の排ガス処理システムＡは、ガスタービン３４から排出した排ガス３を煙突２１で大気に放出するまでの間に、ダクトファイアリング装置１７から第３熱交換器２０を上記の順で備えている。
本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法においては、ガスタービン３４から排出された高温の排ガス３をダクトファイアリング装置１７によってさらに高温に加熱する。このように加熱した排ガス３が第１熱交換器１２を通過するとともに、この第１熱交換器１２よって排ガス３の熱が熱媒体２２に吸収される。そして、第１熱交換器１２で排ガス３から熱を吸収した熱媒体２２がＣＯ２回収装置１の後段に配設された第２熱交換器１６に給送されて循環する。これにより、第１熱交換器１２で排ガス３から吸収した熱が、加熱手段の第２熱交換器１６で熱媒体２２から排ガス３に放出され、ＣＯ２回収装置１で処理した後で、且つＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３が加熱される。
また、第１熱交換器１２を通過して熱を放出した排ガス３はまだ高温の状態であり、この排ガス３が第２排熱回収ボイラ３５に送られて水蒸気３６が生成される。これにより、排ガス３が例えば３０〜４０℃程度まで低温化してＣＯ２回収装置１に送られ、発電設備のガスタービン３４から発生する大容量の排ガス３に対し、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２を効率的に回収することが可能になる。
また、このとき、第２排熱回収ボイラ３５で生成した水蒸気３６をＣＯ２回収装置１の再生塔７に送り、この水蒸気３６を利用してＣＯ２吸収液６を加熱する。これにより、第２排熱回収ボイラ３５によって排ガス３から回収した熱で水蒸気３６を生成することができ、この水蒸気３６をＣＯ２回収装置１で利用して排ガス３からＣＯ２を回収することができる。
そして、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２を回収した後の低温化した排ガス３が第２熱交換器１６を通過するとともに加熱される。さらに、ＶＯＣ除去装置１９と煙突２１の間に設けられた第３熱交換器２０によって吸収した熱が熱媒体２７を通じて加熱手段の第４熱交換器１８に送られ、この第４熱交換器１８によってＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３がさらに加熱される。
したがって、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法においては、第１熱交換器１２によって排ガス３の熱を吸収し、この熱を吸収した熱媒体２２が加熱手段の第２熱交換器１６に送られ、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を加熱することができる。また、煙突２１から放出する前に、排ガス３の熱を第３熱交換器２０で回収し、第４熱交換器１８によっても、ＶＯＣ除去装置１９で処理するために必要な温度に排ガス３を高温化することができる。さらに、第３熱交換器２０によって排ガス３の熱を吸収し冷却することで、排ガス３を確実に所定の温度以下に低温化して煙突２１から大気に放出することが可能になる。
そして、第１熱交換器１２によって排ガス３の熱を吸収し、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を第２熱交換器１６で加熱することができるため、また、第３熱交換器２０によって排ガス３の熱を吸収し、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を第４熱交換器１８で加熱することができるため、確実にＶＯＣ除去装置１９でＶＯＣを除去することが可能な温度まで排ガス３を高温化させることが可能になる。
よって、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法によれば、発電設備から発生する大容量の排ガス３に対し、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２を回収することができるとともに、このＣＯ２回収装置１でＣＯ２を回収した後の低温化した排ガス３を、ＶＯＣを触媒で分解／吸着して除去可能な温度まで高温化することが可能になる。
また、ＣＯ２回収装置１に供給する前に第２排熱回収ボイラ３５で生成した水蒸気３６をＣＯ２回収装置１の再生塔７に送り、この水蒸気３６を利用してＣＯ２吸収液６を加熱する。これにより、第２排熱回収ボイラ３５によって排ガス３から回収した熱で水蒸気３６を生成することができ、この水蒸気３６をＣＯ２回収装置１で利用して排ガス３からＣＯ２を回収することができる。よって、ＣＯ２回収装置１内の補助ボイラ等で別途水蒸気を生成する必要がなくなり、あるいは水蒸気の消費量を減らすことができ、排ガス３からＣＯ２及びＶＯＣを確実に除去することが可能になるとともに、ランニングコストを低減することが可能になる。
［第６実施形態］
次に、図６を参照し、本発明の第６実施形態に係る排ガス処理システム及び排ガス処理方法について説明する。本実施形態は、第５実施形態と同様、発電設備のガスタービンから排出される排ガスを処理するための排ガス処理システムに関するものである。よって、第５実施形態と同様の構成、及び第１から第４実施形態と同様の他の構成に対しては同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
本実施形態の排ガス処理システムＡに係る発電設備は、図６に示すように、石油、ＬＮＧなどの化石燃料を燃焼させて駆動する発電用のガスタービン３４を備えている。
また、本実施形態の排ガス処理システムＡは、ダクトファイアリング装置１７と、第１熱交換器１２と、第２排熱回収ボイラ３５と、ＣＯ２回収装置１と、第２熱交換器１６と、ＶＯＣ除去装置１９とを備えて構成されている。
一方、本実施形態の排ガス処理システムＡは、第５実施形態に対し、第４熱交換器１８と第３熱交換器２０を設けず、ＶＯＣ除去装置１９と煙突２１の間に第１排熱回収ボイラ３０を備えている。
そして、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法においては、第５実施形態と同様に、ガスタービン３４から排出された高温の排ガス３をダクトファイアリング装置１７によってさらに高温に加熱する。このように加熱した排ガス３が第１熱交換器１２を通過するとともに、第１熱交換器１２よって排ガス３の熱が熱媒体２２に吸収される。第１熱交換器１２で排ガス３から熱を吸収した熱媒体２２がＣＯ２回収装置１の後段に配設された第２熱交換器１６に給送されて循環する。これにより、第１熱交換器１２で排ガス３から吸収した熱が、加熱手段の第２熱交換器１６で熱媒体２２から排ガス３に放出され、ＣＯ２回収装置１で処理した後で、且つＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３が加熱される。
また、第１熱交換器１２を通過して熱を放出した排ガス３はまだ高温の状態であり、この排ガス３が第２排熱回収ボイラ３５に送られて水蒸気３６が生成される。これにより、排ガス３が低温化してＣＯ２回収装置１に送られ、発電設備のガスタービン３４から発生する大容量の排ガス３に対し、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２を効率的に回収することができる。
また、このとき、第２排熱回収ボイラ３５で生成した水蒸気３６をＣＯ２回収装置１の再生塔７に送り、この水蒸気３６を利用してＣＯ２吸収液６を加熱する。これにより、第２排熱回収ボイラ３５によって排ガス３から回収した熱で水蒸気３６を生成することができ、この水蒸気３６をＣＯ２回収装置１で利用して排ガス３からＣＯ２を回収することができる。
そして、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２を回収した後の低温化した排ガス３が第２熱交換器１６を通過するとともに加熱され、ＶＯＣ除去装置１９で処理するために必要な温度まで排ガス３が高温化する。
したがって、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法においては、第１熱交換器１２によって排ガス３の熱を吸収し、この熱を吸収した熱媒体２２が加熱手段の第２熱交換器１６に送られ、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を加熱することができる。これにより、確実にＶＯＣ除去装置１９でＶＯＣを除去することが可能な温度まで排ガス３を高温化させることが可能になる。
よって、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法によれば、発電設備から発生する大容量の排ガス３に対し、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２を回収することができるとともに、このＣＯ２回収装置１でＣＯ２を回収した後の低温化した排ガス３を、ＶＯＣを触媒で分解／吸着して除去可能な温度まで高温化することが可能になる。
また、第１熱交換器１２を通過して熱を放出した排ガス３はまだ高温の状態であり、この排ガス３が第２排熱回収ボイラ３５に送られて水蒸気３６が生成される。これにより、排ガス３が低温化し、ＣＯ２回収装置１に送られ、発電設備のガスタービン３４から発生する大容量の排ガス３に対し、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２を効率的に回収することができる。
また、このとき、第２排熱回収ボイラ３５で生成した水蒸気３６をＣＯ２回収装置１の再生塔７に送り、この水蒸気３６を利用してＣＯ２吸収液６を加熱する。これにより、第２排熱回収ボイラ３５によって排ガス３から回収した熱で水蒸気３６を生成することができ、この水蒸気３６をＣＯ２回収装置１で利用して排ガス３からＣＯ２を回収することができる。
さらに、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法においては、第２熱交換器１６の加熱手段によって高温化し、ＶＯＣ除去装置１９でＶＯＣを分解／吸着除去した後の排ガス３が冷却手段の第１排熱回収ボイラ３０に送られる。そして、高温の排ガス３の熱を利用し、この第１排熱回収ボイラ３０によって水蒸気３１が生成される。このように第１排熱回収ボイラ３０で生成した水蒸気３１もＣＯ２回収装置１の再生塔７に送り、この水蒸気３１を利用してＣＯ２吸収液６を加熱する。これにより、第１排熱回収ボイラ３０によっても排ガス３から回収した熱で水蒸気３１を生成することができ、この水蒸気３１をＣＯ２回収装置１で利用して排ガス３からＣＯ２を回収することができる。
よって、ＣＯ２回収装置１内の補助ボイラ等で別途水蒸気を生成する必要がなくなり、あるいは水蒸気の消費量を減らすことができ、排ガス３からＣＯ２及びＶＯＣを除去しつつ、排ガス処理システムＡのランニングコストの低減を図ることが可能になる。
［第７実施形態］
次に、図７を参照し、本発明の第７実施形態に係る排ガス処理システム及び排ガス処理方法について説明する。本実施形態は、第５実施形態、第６実施形態と同様、発電設備のガスタービンから排出される排ガスを処理するための排ガス処理システムに関するものである。よって、第５実施形態、第６実施形態と同様の構成に対しては同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
本実施形態の排ガス処理システムＡに係る発電設備は、図７に示すように、石油、ＬＮＧなどの化石燃料を燃焼させて駆動する発電用のガスタービン３４を備えている。
また、本実施形態の排ガス処理システムＡは、第２排熱回収ボイラ３５と、第１熱交換器１２と、ＣＯ２回収装置１と、第２熱交換器１６と、ダクトファイアリング装置１７と、第４熱交換器１８と、ＶＯＣ除去装置１９と、第３熱交換器２０とを備えて構成されている。
そして、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法では、ガスタービン３４からの排ガス３が第２排熱回収ボイラ３５に送られて水蒸気３６が生成される。また、第２排熱回収ボイラ３５で低温化した排ガス３が第１熱交換器１２を通過するとともに、この第１熱交換器１２よって熱が吸収される。これにより、排ガス３が低温化し、ＣＯ２回収装置１に送られ、発電設備のガスタービン３４から発生する大容量の排ガス３に対し、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２を効率的に回収することができる。
また、このとき、第２排熱回収ボイラ３５で生成した水蒸気３６をＣＯ２回収装置１の再生塔７に送り、ＣＯ２吸収液６を加熱する。これにより、第２排熱回収ボイラ３５によって排ガス３から回収した熱で生成した水蒸気３６をＣＯ２回収装置１で利用して排ガス３からＣＯ２を回収することができる。
そして、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２を回収した後の低温化した排ガス３が第２熱交換器１６を通過するとともに、第１熱交換器１２よって吸収した熱を第２熱交換器１６で放出し、ＣＯ２回収装置１を通過した排ガス３が加熱される。また、ダクトファイアリング装置１７によってさらに高温に加熱する。また、煙突２１から排ガス３を放出する前に、第３熱交換器２０によって排ガス３の熱を吸収し、この熱を吸収した熱媒体２７が第４熱交換器１８に送られ、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３が第４熱交換器１８によってさらに加熱される。
これにより、ＣＯ２回収装置１で処理した後の低温化した排ガス３がＶＯＣ除去装置１９に供給する前に加熱され、２００〜３００℃以上に高温化して、ＶＯＣ除去装置１９の触媒反応によって排ガス３のＶＯＣも確実に除去、低減することが可能になる。
したがって、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法においては、第２熱交換器１６、ダクトファイアリング装置１７、第４熱交換器１８の加熱手段によって、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２を効率的に回収するために低温化した排ガス３を、ＶＯＣを触媒で分解／吸着除去可能な温度まで高温化することができ、発電設備のガスタービン３４から発生する大容量の排ガス３に対し、ＣＯ２を除去するとともに、ＶＯＣを触媒で分解／吸着して除去することが可能になる。
また、ＣＯ２回収装置１に供給する前に第２排熱回収ボイラ３５で生成した水蒸気３６をＣＯ２回収装置１の再生塔７に送り、ＣＯ２吸収液６を加熱する。これにより、第２排熱回収ボイラ３５によって排ガス３から回収した熱で生成した水蒸気３６をＣＯ２回収装置１で利用して排ガス３からＣＯ２を回収することができる。よって、ＣＯ２回収装置１内の補助ボイラ等で別途水蒸気を生成する必要がなくなり、あるいは水蒸気の消費量を減らすことができ、排ガス３からＣＯ２及びＶＯＣを確実に除去することが可能になるとともに、排ガス処理システムＡのランニングコストを低減することが可能になる。
また、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法においては、ＣＯ２回収装置１で処理した後の低温化した排ガス３を、ダクトファイアリング装置１７によってＶＯＣ除去装置１９に供給する前に加熱し、高温化することが可能になる。
これにより、発電設備から発生する大容量の排ガス３に対し、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２を回収することができるとともに、このＣＯ２回収装置１でＣＯ２を回収した後の低温化した排ガス３を、ＶＯＣを触媒で分解／吸着除去可能な温度まで高温化することができ、ＶＯＣもＶＯＣ除去装置１９の触媒反応によって確実に除去、低減することが可能になる。
また、第１熱交換器１２によって排ガス３の熱を吸収し、第２熱交換器１６でＶＯＣ除去装置１９に給送する前の排ガス３を加熱することができるため、さらに、第３熱交換器２０によって排ガス３の熱を吸収し、第４熱交換器１８でＶＯＣ除去装置１９に給送する前の排ガス３を加熱することができるため、ダクトファイアリング装置１７による加熱を軽減して最適な温度まで排ガス３を高温化させることが可能になる。これにより、ダクトファイアリング装置１７によって排ガス３を加熱するために要する天然ガス等の燃料を減らすことができ、ランニングコストを低減することが可能になる。
［第８実施形態］
次に、図８を参照し、本発明の第８実施形態に係る排ガス処理システム及び排ガス処理方法について説明する。本実施形態は、第５から第７実施形態と同様、発電設備のガスタービンから排出される排ガスを処理するための排ガス処理システムに関するものである。よって、第５から第７実施形態と同様の構成に対しては同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
本実施形態の排ガス処理システムＡに係る発電設備は、図８に示すように、石油、ＬＮＧなどの化石燃料を燃焼させて駆動する発電用のガスタービン３４を備えている。
また、本実施形態の排ガス処理システムＡは、第２排熱回収ボイラ３５と、第１熱交換器１２と、ＣＯ２回収装置１と、第２熱交換器１６と、ダクトファイアリング装置１７と、ＶＯＣ除去装置１９と、第１排熱回収ボイラ３０とを備えて構成されている。
そして、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法では、ガスタービン３４からの排ガス３が第２排熱回収ボイラ３５に送られて水蒸気３６が生成される。また、第２排熱回収ボイラ３５で低温化した排ガス３が第１熱交換器１２を通過するとともに、この第１熱交換器１２よって熱が吸収される。これにより、排ガス３が低温化し、ＣＯ２回収装置１に送られ、発電設備のガスタービン３４から発生する大容量の排ガス３に対し、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２を効率的に回収することができる。
また、このとき、第２排熱回収ボイラ３５で生成した水蒸気３６をＣＯ２回収装置１の再生塔７に送り、この水蒸気３６を利用してＣＯ２吸収液６を加熱する。これにより、第２排熱回収ボイラ３５によって生成した水蒸気３６をＣＯ２回収装置１で利用して排ガス３からＣＯ２を回収することができる。
そして、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２を回収した後の低温化した排ガス３が第２熱交換器１６を通過するとともに、第１熱交換器１２よって吸収した熱を第２熱交換器１６で放出し、ＣＯ２回収装置１を通過した排ガス３が加熱される。また、ダクトファイアリング装置１７によってさらに高温に加熱する。
これにより、ＣＯ２回収装置１で処理した後の低温化した排ガス３がＶＯＣ除去装置１９に供給する前に加熱され、高温化して、ＶＯＣ除去装置１９の触媒反応によって排ガス３のＶＯＣも確実に除去、低減することが可能になる。
また、ＶＯＣ除去装置１９でＶＯＣを分解／吸着除去した後の排ガス３が第１排熱回収ボイラ３０に送られる。そして、高温の排ガス３の熱を利用し、この第１排熱回収ボイラ３０によって水蒸気３１が生成される。このように第１排熱回収ボイラ３０で生成した水蒸気３１をＣＯ２回収装置１の再生塔７に送り、この水蒸気３１を利用してＣＯ２吸収液６を加熱する。これにより、第１排熱回収ボイラ３０によって生成した水蒸気３１をＣＯ２回収装置１で利用して排ガス３からＣＯ２を回収することができる。
したがって、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法においては、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２を効率的に回収するために低温化した排ガス３を、ＶＯＣを触媒で分解／吸着除去可能な温度まで高温化することができ、発電設備のガスタービン３４から発生する大容量の排ガス３に対し、ＣＯ２を除去するとともに、ＶＯＣを触媒で分解／吸着して除去することが可能になる。
また、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法においては、ＣＯ２回収装置１で処理した後の低温化した排ガス３を、ダクトファイアリング装置１７によってＶＯＣ除去装置１９に供給する前に加熱し、高温化することが可能になる。
これにより、発電設備から発生する大容量の排ガス３に対し、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２を回収することができるとともに、このＣＯ２回収装置１でＣＯ２を回収した後の低温化した排ガス３を、ＶＯＣを触媒で分解／吸着除去可能な温度まで高温化することができ、ＶＯＣもＶＯＣ除去装置１９の触媒反応によって確実に除去、低減することが可能になる。
また、ＣＯ２回収装置１に供給する前に第２排熱回収ボイラ３５で生成した水蒸気３６をＣＯ２回収装置１の再生塔７に送り、この水蒸気３６を利用してＣＯ２吸収液６を加熱する。また、ＶＯＣ除去装置１９でＶＯＣを分解／吸着除去した後、第１排熱回収ボイラ３０で生成した水蒸気３１をＣＯ２回収装置１の再生塔７に送り、この水蒸気３１を利用してＣＯ２吸収液６を加熱する。
これにより、第２排熱回収ボイラ３５、第１排熱回収ボイラ３０によって排ガス３から回収した熱で水蒸気３６、３１を生成することができ、この水蒸気３６、３１をＣＯ２回収装置１で利用して排ガス３からＣＯ２を回収することができる。よって、ＣＯ２回収装置１内の補助ボイラ等で別途水蒸気を生成する必要がなくなり、あるいは水蒸気の消費量を減らすことができ、排ガス３からＣＯ２及びＶＯＣを確実に除去することが可能になるとともに、ランニングコストを低減することが可能になる。また、煙突２１から排ガス３を放出する前に、第１排熱回収ボイラ３０で排ガス３の熱を回収し、冷却することで、煙突２１から低温化した排ガス３を放出することが可能になる。
また、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法においては、第１熱交換器１２によって排ガス３の熱を吸収し、この熱を吸収した熱媒体２２が第２熱交換器１６に送られ、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を加熱することができる。これにより、ＣＯ２回収装置１とＶＯＣ除去装置１９の間で、ＶＯＣを触媒で分解／吸着除去可能な温度に排ガス３を高温化することができる。このように、第１熱交換器１２によって排ガス３の熱を吸収し、第２熱交換器１６でＶＯＣ除去装置１９に給送する前の排ガス３を加熱することができるため、ダクトファイアリング装置１７による加熱を軽減して最適な温度まで排ガス３を高温化させることが可能になる。これにより、ダクトファイアリング装置１７によって排ガス３を加熱するために要する天然ガス等の燃料を減らすことができ、ランニングコストを低減することが可能になる。
［第９実施形態］
次に、図９を参照し、本発明の第９実施形態に係る排ガス処理システム及び排ガス処理方法について説明する。本実施形態は、第５から第８実施形態と同様、発電設備のガスタービンから排出される排ガスを処理するための排ガス処理システムに関するものである。よって、第５から第８実施形態と同様の構成に対しては同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
本実施形態の排ガス処理システムＡに係る発電設備は、図９に示すように、石油、ＬＮＧなどの化石燃料を燃焼させて駆動する発電用のガスタービン３４を備えている。
また、本実施形態の排ガス処理システムＡは、第２排熱回収ボイラ３５と、第１熱交換器１２と、ＣＯ２回収装置１と、第２熱交換器１６と、第４熱交換器１８と、水蒸気加熱装置３３と、ＶＯＣ除去装置１９と、第３熱交換器２０とを備えて構成されている。
そして、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法では、ガスタービン３４からの排ガス３が第２排熱回収ボイラ３５に送られて水蒸気３６が生成される。また、第２排熱回収ボイラ３５で低温化した排ガス３が第１熱交換器１２を通過するとともに、この第１熱交換器１２よって熱が吸収される。これにより、排ガス３が低温化し、ＣＯ２回収装置１に送られ、発電設備のガスタービン３４から発生する大容量の排ガス３に対し、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２を効率的に回収することができる。
また、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２を回収した後の低温化した排ガス３が第２熱交換器１６を通過するとともに、第１熱交換器１２よって吸収した熱で、ＣＯ２回収装置１を通過した排ガス３が加熱される。また、煙突２１から排ガス３を放出する前に、第３熱交換器２０によって排ガス３の熱を吸収し、この熱を吸収した熱媒体２７が第４熱交換器１８に送られ、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を加熱する。さらに、第２排熱回収ボイラ３５で生成した水蒸気３６を水蒸気加熱装置３３に送り、この水蒸気３６を利用した水蒸気加熱装置３３によって排ガス３が加熱される。
これにより、ＣＯ２回収装置１で処理した後の低温化した排ガス３がＶＯＣ除去装置１９に供給する前に加熱され、高温化して、ＶＯＣ除去装置１９の触媒反応によって排ガス３のＶＯＣも確実に除去、低減することが可能になる。
したがって、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法においては、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２を効率的に回収するために低温化した排ガス３を、ＶＯＣを触媒で分解／吸着除去可能な温度まで高温化することができ、発電設備のガスタービン３４から発生する大容量の排ガス３に対し、ＣＯ２を除去するとともに、ＶＯＣを触媒で分解／吸着して除去することが可能になる。
また、ＣＯ２回収装置１に供給する前に第２排熱回収ボイラ３５で生成した水蒸気３６を水蒸気加熱装置３３に送り、この水蒸気３６を利用してＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を加熱することができ、ＶＯＣ除去装置１９の触媒反応によって排ガス３のＶＯＣも確実に除去、低減することが可能になる。よって、水蒸気加熱装置３３で別途燃料を燃焼させて造熱する必要がなく、ランニングコストを低減することが可能になる。
また、第１熱交換器１２によって排ガス３の熱を吸収し、第２熱交換器１６でＶＯＣ除去装置１９に給送する前の排ガス３を加熱することができるため、また、第３熱交換器２０によって排ガス３の熱を吸収し、第４熱交換器１８でＶＯＣ除去装置１９に給送する前の排ガス３を加熱することができるため、この点からもランニングコストを低減することが可能になる。
また、煙突２１から排ガス３を放出する前に、第４熱交換器１８によって排ガス３の熱を吸収し、この熱を吸収した熱媒体２７が第４熱交換器１８に送られ、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を加熱することができる。これにより、煙突２１から放出する排ガス３の熱を回収し、ＶＯＣを触媒で分解／吸着除去可能な温度に排ガス３を高温化するために利用することができる。また、このように第３熱交換器２０によって排ガス３の熱を吸収し、冷却することで、煙突２１から低温化した排ガス３を放出することが可能になる。
［第１０実施形態］
次に、図１０を参照し、本発明の第１０実施形態に係る排ガス処理システム及び排ガス処理方法について説明する。本実施形態は、第５から第９実施形態と同様、発電設備のガスタービンから排出される排ガスを処理するための排ガス処理システムに関するものである。よって、第５から第９実施形態と同様の構成に対しては同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
本実施形態の発電設備は、図１０に示すように、石油、ＬＮＧなどの化石燃料を燃焼させて駆動する発電用のガスタービン３４を備えている。
また、本実施形態の排ガス処理システムＡは、第２排熱回収ボイラ３５と、第１熱交換器１２と、ＣＯ２回収装置１と、第２熱交換器１６と、水蒸気加熱装置３３と、ＶＯＣ除去装置１９と、第１排熱回収ボイラ３０とを備えて構成されている。
そして、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法では、ガスタービン３４からの排ガス３が第２排熱回収ボイラ３５に送られて水蒸気３６が生成される。また、第２排熱回収ボイラ３５で低温化した排ガス３が第１熱交換器１２を通過するとともに、この第１熱交換器１２よってさらに熱が吸収される。これにより、排ガス３が低温化し、ＣＯ２回収装置１に送られ、発電設備のガスタービン３４から発生する大容量の排ガス３に対し、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２を効率的に回収することができる。
また、このとき、第２排熱回収ボイラ３５で生成した水蒸気３６を水蒸気加熱装置３３に送り、この水蒸気３６を利用した水蒸気加熱装置３３によってＣＯ２回収装置１を通過した排ガス３が加熱される。
そして、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２を回収した後の低温化した排ガス３が第２熱交換器１６を通過するとともに、第１熱交換器１２よって吸収した熱で、ＣＯ２回収装置１を通過した排ガス３が加熱される。
これにより、ＣＯ２回収装置１で処理した後の低温化した排ガス３がＶＯＣ除去装置１９に供給する前に加熱され、高温化して、ＶＯＣ除去装置１９の触媒反応によって排ガス３のＶＯＣも確実に除去、低減することが可能になる。
また、ＶＯＣ除去装置１９でＶＯＣを分解／吸着除去した後の排ガス３が第１排熱回収ボイラ３０に送られる。そして、高温の排ガス３の熱を利用し、この第１排熱回収ボイラ３０によって水蒸気３１が生成される。このように第１排熱回収ボイラ３０で生成した水蒸気３１をＣＯ２回収装置１の再生塔７に送り、この水蒸気３１を利用してＣＯ２吸収液６を加熱する。これにより、第１排熱回収ボイラ３０によって排ガス３から回収した熱で水蒸気３１を生成することができ、この水蒸気３１をＣＯ２回収装置１で利用して排ガス３からＣＯ２を回収することができる。
したがって、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法においては、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２を効率的に回収するために低温化した排ガス３を、ＶＯＣを触媒で分解／吸着除去可能な温度まで高温化することができ、発電設備のガスタービン３４から発生する大容量の排ガス３に対し、ＣＯ２を除去するとともに、ＶＯＣを触媒で分解／吸着して除去することが可能になる。
また、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法においては、ＣＯ２回収装置１に供給する前に第２排熱回収ボイラ３５で生成した水蒸気３６を水蒸気加熱装置３３に送り、この水蒸気３６を利用してＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を加熱することができる。これにより、ＶＯＣ除去装置１９の触媒反応によって排ガス３のＶＯＣも確実に除去、低減することが可能になる。よって、水蒸気加熱装置３３で別途燃料を燃焼させて熱を作る必要がなく、ランニングコストを低減することが可能になる。すなわち、省エネルギーで効率的、且つ経済的に排ガス３を処理することが可能になる。
また、ＶＯＣ除去装置１９でＶＯＣを分解／吸着除去した後、第１排熱回収ボイラ３０で生成した水蒸気３１をＣＯ２回収装置１の再生塔７に送り、この水蒸気３１を利用してＣＯ２吸収液６を加熱する。これにより、第１排熱回収ボイラ３０によって排ガス３から回収した熱で水蒸気３１を生成することができ、この水蒸気３１をＣＯ２回収装置１で利用して排ガス３からＣＯ２を回収することができる。よって、ＣＯ２回収装置１内の補助ボイラ等で別途水蒸気を生成する必要がなくなり、あるいは水蒸気の消費量を減らすことができ、排ガス３からＣＯ２及びＶＯＣを確実に除去することが可能になるとともに、ランニングコストを低減することが可能になる。また、煙突２１から排ガス３を放出する前に、第１排熱回収ボイラ３０で排ガス３の熱を回収し、冷却することで、煙突２１から低温化した排ガス３を放出することが可能になる。
また、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法においては、第１熱交換器１２によって排ガス３の熱を吸収し、この熱を吸収した熱媒体２２が第２熱交換器１６に送られ、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を加熱することができる。これにより、ＣＯ２回収装置１とＶＯＣ除去装置１９の間で、ＶＯＣを触媒で分解／吸着除去可能な温度に排ガス３を高温化することができる。このように、第１熱交換器１２によって排ガス３の熱を吸収し、第２熱交換器１６でＶＯＣ除去装置１９に給送する前の排ガス３を加熱することができるため、この点からもランニングコストを低減することが可能になる。
［第１１実施形態］
次に、図１１を参照し、本発明の第１１実施形態に係る排ガス処理システム及び排ガス処理方法について説明する。なお、第１から第１０実施形態と同様の構成に対しては同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
本実施形態の発電設備は、図１１に示すように、石油、ＬＮＧなどの化石燃料を燃焼させて駆動する発電用のガスタービン３４を備えている。
また、本実施形態の排ガス処理システムＡは、ダクトファイアリング装置１７と、ＶＯＣ除去装置１９と、第１排熱回収ボイラ３０とを備えて構成されている。また、本実施形態の排ガス処理システムＡは、ガスタービン３４から排出した排ガス３を煙突２１で大気に放出するまでの間に、ダクトファイアリング装置１７から第１排熱回収ボイラ３０を上記の順で備えている。
さらに、本実施形態の排ガス処理システムＡにおいては、例えば他の発電設備の他のボイラからの排ガス３を処理するためのＣＯ２回収装置１が別途設けられ、このＣＯ２回収装置１で処理した排ガス３をダクトファイアリング装置１７とＶＯＣ除去装置１９の間に導入し、ガスタービン３４からの排ガス３と混合して処理する。
そして、この排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法では、まず、ガスタービン３４からの排ガス３がダクトファイアリング装置１７によってさらに高温に加熱される。また、このようにダクトファイアリング装置１７で加熱した排ガス３に、他の系統のＣＯ２回収装置１で処理した後の排ガス３が混合される。このように、ＣＯ２回収装置１で処理した後の低温化した排ガス３を、ダクトファイアリング装置１７で加熱した排ガス３にＶＯＣ除去装置１９に供給する前に混合することで、混合した後の排ガス３の温度が２００〜３００℃以上となる。これにより、ＶＯＣ除去装置１９の触媒反応によって排ガス３のＶＯＣを確実に除去、低減することが可能になる。
また、煙突２１から排ガス３を放出する前に、第１排熱回収ボイラ３０で排ガス３の熱を回収し、冷却することで、煙突２１から低温化した排ガス３が放出される。
したがって、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法においては、別途設けられたＣＯ２回収装置１でＣＯ２を効率的に回収するために低温化した排ガス３を、ダクトファイアリング装置１７で加熱したガスタービン３４からの排ガス３に導入して混合することで、ＶＯＣを触媒で分解／吸着除去可能な温度まで高温化することができ、他のＣＯ２回収装置１で排ガス３中のＣＯ２を除去するとともに、発電設備のガスタービン３４から発生する大容量の排ガス３とともに排ガス３中のＶＯＣを触媒で分解／吸着して除去することが可能になる。
また、煙突２１から排ガス３を放出する前に、第１排熱回収ボイラ３０で排ガス３の熱を回収し、冷却することで、煙突２１から低温化した排ガス３を放出することが可能になる。
［第１２実施形態］
次に、図１２を参照し、本発明の第１２実施形態に係る排ガス処理システム及び排ガス処理方法について説明する。なお、第１から第１１実施形態と同様の構成に対しては同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
ここで、本実施形態の発電設備は、例えば、ガスタービン３４と蒸気タービンを組み合わせたコンバインドサイクル方式の発電設備などであり、本実施形態の排ガス処理システムＡは、図１２に示すように、石油、ＬＮＧなどの化石燃料を燃焼させて駆動する発電用のガスタービン３４からの排ガス３を処理する第１排ガス処理系統４０と、ボイラ等からの排ガス３を処理する第２排ガス処理系統４１を組み合わせて構成されている。
ガスタービン３４からの排ガス３を処理する第１排ガス処理系統４０は、ガスタービン３４から排出した排ガス３を煙突２１で大気に放出するまでの間に、ダクトファイアリング装置１７と、第１熱交換器１２と、第３排熱回収ボイラ４２とをこの順で備えている。
一方、ボイラ等からの排ガス３を処理する第２排ガス処理系統４１は、ボイラ等から排出した排ガス３を煙突２１で大気に放出するまでの間に、ＣＯ２回収装置１と、第２熱交換器１６と、ＶＯＣ除去装置１９と、第４排熱回収ボイラ４３とをこの順で備えている。
第１排ガス処理系統４０では、ガスタービン３４からの排ガス３をダクトファイアリング装置１７によって加熱し、この熱を第１熱交換器１２で回収するとともに第３排熱回収ボイラ４２で水蒸気を生成して低温化させ、煙突２１から排出させる。
そして、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法では、第２排ガス処理系統４１において、ボイラ等から排出した排ガス３からＣＯ２回収装置１によってＣＯ２を回収し、これに伴い低温化した排ガス３を第２熱交換器１６で加熱する。このとき、第１排ガス処理系統４０のダクトファイアリング装置１７で加熱した熱を回収する第１熱交換器１２と第２排ガス処理系統４１の第２熱交換器１６との間で熱媒体２２を循環させることにより、第１排ガス処理系統４０で回収した熱によって、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を加熱する。
これにより、ＣＯ２回収装置１で処理した後の低温化した排ガス３がＶＯＣ除去装置１９に供給する前に加熱され、ＶＯＣ除去装置１９の触媒反応によって排ガス３のＶＯＣを確実に除去、低減することが可能になる。
また、第２排ガス処理系統４１のＶＯＣ除去装置１９によってＶＯＣを除去した後の排ガス３を第４排熱回収ボイラ４３で処理して水蒸気４４を生成するとともに、この排ガス３を冷却する。そして、第４排熱回収ボイラ４３で生成した水蒸気４４をＣＯ２回収装置１に供給し、排ガス３からのＣＯ２の回収に利用する。また、第４排熱回収ボイラ４３で処理して低温化した排ガス３が煙突２１から大気に放出される。
したがって、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法においては、別系統のガスタービン３４からの排ガス３をダクトファイアリング装置１７で加熱し、この熱を回収利用して、ＣＯ２回収装置１で処理した後の排ガス３を加熱する。これにより、発電設備から発生する大容量の排ガス３に対し、ＣＯ２回収装置１でＣＯ２を回収することができるとともに、このＣＯ２回収装置１でＣＯ２を回収した後の低温化した排ガス３を、ＶＯＣを触媒で分解／吸着除去可能な温度まで高温化することができ、ＶＯＣもＶＯＣ除去装置の触媒反応によって確実に除去、低減することが可能になる。
また、ＶＯＣ除去装置１９でＶＯＣを分解／吸着除去した後、第４排熱回収ボイラ４３で生成した水蒸気４４をＣＯ２回収装置１の再生塔７に送り、この水蒸気４４を利用してＣＯ２吸収液６を加熱する。これにより、第４排熱回収ボイラ４３によって排ガス３から回収した熱で水蒸気４４を生成することができ、この水蒸気４４をＣＯ２回収装置１で利用して排ガス３からＣＯ２を回収することができる。よって、ＣＯ２回収装置１内の補助ボイラ等で別途水蒸気を生成する必要がなくなり、あるいは水蒸気の消費量を減らすことができ、排ガス３からＣＯ２及びＶＯＣを確実に除去することが可能になるとともに、ランニングコストを低減することが可能になる。すなわち、省エネルギーで効率的、且つ経済的に排ガス３を処理することが可能になる。また、煙突２１から排ガス３を放出する前に、第３排熱回収ボイラ４２、第４排熱回収ボイラ４３で排ガス３の熱を回収し、冷却することで、煙突２１から低温化した排ガス３を放出することが可能になる。
［第１３実施形態］
次に、図１３を参照し、本発明の第１３実施形態に係る排ガス処理システム及び排ガス処理方法について説明する。なお、第１から第１２実施形態と同様の構成に対しては同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
ここで、本実施形態の発電設備は、第１２実施形態と同様に、例えば、ガスタービン３４と蒸気タービンを組み合わせたコンバインドサイクル方式の発電設備などであり、本実施形態の排ガス処理システムＡは、図１３に示すように、石油、ＬＮＧなどの化石燃料を燃焼させて駆動する発電用のガスタービン３４からの排ガス３を処理する第１排ガス処理系統４０と、ボイラ等からの排ガス３を処理する第２排ガス処理系統４１を組み合わせて構成されている。
一方、本実施形態のガスタービン３４からの排ガス３を処理する第１排ガス処理系統４０は、ガスタービン３４から排出した排ガス３を煙突２１で大気に放出するまでの間に、ダクトファイアリング装置１７と、第３排熱回収ボイラ４２とをこの順で備えている。
ボイラ等からの排ガス３を処理する第２排ガス処理系統４１は、ボイラ等から排出した排ガス３を煙突２１で大気に放出するまでの間に、ＣＯ２回収装置１と、第１熱交換器１２と、水蒸気加熱装置３３と、ＶＯＣ除去装置１９と、第２熱交換器１６とをこの順で備えている。
第１排ガス処理系統４０では、ガスタービン３４からの排ガス３をダクトファイアリング装置１７によって加熱し、この熱によって第３排熱回収ボイラ４２で水蒸気を生成して低温化させ、煙突２１から排出させる。
そして、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法では、第２排ガス処理系統４１において、ボイラ等から排出した排ガス３からＣＯ２回収装置１によってＣＯ２を回収し、これに伴い低温化した排ガス３を第１熱交換器１２で加熱する。このとき、ＶＯＣ除去装置１９で処理した後の排ガス３の熱を吸収する第２熱交換器１６との間で熱媒体２２が循環することにより、第１熱交換器１２によって、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３が加熱される。
また、第１熱交換器１２を通過した排ガス３が、水蒸気加熱装置３３によって加熱される。このとき、第１排ガス処理系統４０のガスタービン３４からの排ガス３をダクトファイアリング装置１７によって加熱し、この熱によって第３排熱回収ボイラ４２で生成した水蒸気４５が水蒸気加熱装置３３に供給され、この水蒸気４５の熱によって第２排ガス処理系統４１の排ガス３を加熱する。
これにより、ＣＯ２回収装置１で処理した後の低温化した排ガス３がＶＯＣ除去装置１９に供給する前に加熱され、ＶＯＣ除去装置１９の触媒反応によって排ガス３のＶＯＣを確実に除去、低減することが可能になる。
また、このように第２排ガス処理系統４１のＶＯＣ除去装置１９によってＶＯＣを除去した後の排ガス３は第２熱交換器１６で放熱処理されて低温化し、煙突２１から大気に放出される。
したがって、本実施形態の排ガス処理システムＡ及び排ガス処理方法においては、別系統のガスタービン３４からの排ガス３をダクトファイアリング装置１７で加熱し、この熱を第３排熱回収ボイラ４２で回収するとともに水蒸気４５を生成し、この水蒸気４５を水蒸気加熱装置３３で利用することにより、ＣＯ２回収装置１で処理して低温化した排ガス３を、ＶＯＣを触媒で分解／吸着除去可能な温度まで高温化することができる。これにより、ＣＯ２回収装置１で排ガス３中のＣＯ２を除去するとともに、発電設備のガスタービン３４から発生する大容量の排ガス３とともに排ガス３中のＶＯＣを触媒で分解／吸着して除去することが可能になる。
また、煙突２１から排ガス３を放出する前に、第２熱交換器１６によって排ガス３の熱を吸収し、この熱を吸収した熱媒体２２が第１熱交換器１２に送られ、ＶＯＣ除去装置１９で処理する前の排ガス３を加熱することができる。これにより、煙突２１から放出する排ガス３の熱を回収し、ＶＯＣを触媒で分解／吸着除去可能な温度に排ガスを高温化するために利用することができる。また、このように第２熱交換器１６によって排ガス３の熱を吸収し、冷却することで、煙突２１から低温化した排ガス３を放出することが可能になる。
以上、本発明に係る排ガス処理システムの実施形態について説明したが、本発明は上記の第１から第１３実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
上述した排ガス処理システムによれば、ＣＯ２回収装置でＣＯ２を回収した後の低温化した排ガスを、ＶＯＣを触媒で分解（あるいは吸着）して除去可能な温度まで高温化することができ、火力発電所などの発電設備で発生する大容量の排ガスに対し、ＣＯ２回収装置でＣＯ２を回収して除去するとともに、ＶＯＣ除去装置の触媒反応によってＶＯＣを確実に除去することが可能になる。
１ ＣＯ２回収装置
２ 脱硫冷却装置
３ 排ガス
４ ＣＯ２吸収液（リーン液）
５ 吸収塔
６ ＣＯ２吸収液（リッチ液）
７ 再生塔
８ 圧縮機
１０ ボイラ
１１ エアヒータ
１２ 第１熱交換器
１３ 電気集塵装置
１４ 送風機
１５ 湿式スクラバー
１６ 第２熱交換器（加熱手段）
１７ ダクトファイアリング装置（加熱手段）
１８ 第４熱交換器（加熱手段）
１９ ＶＯＣ除去装置
２０ 第３熱交換器（冷却手段）
２１ 煙突
２２ 熱媒体
２３ 吸収液スクラバー
２４ 送液ポンプ
２５ 返送ポンプ
２６ 冷却器
２７ 熱媒体
３０ 第１排熱回収ボイラ（冷却手段）
３１ 水蒸気
３２ 水蒸気
３３ 水蒸気加熱装置（加熱手段）
３４ ガスタービン
３５ 第２排熱回収ボイラ
３６ 水蒸気
４０ 第１排ガス処理系統
４１ 第２排ガス処理系統
４２ 第３排熱回収ボイラ（冷却手段）
４３ 第４排熱回収ボイラ（冷却手段）
４４ 水蒸気
４５ 水蒸気
Ａ 排ガス処理システム

Claims (10)

  1. ボイラ又はタービンから排出された排ガスからＣＯ２を回収するＣＯ２回収装置と、該ＣＯ２回収装置で処理した後の排ガスからＶＯＣを除去するＶＯＣ除去装置とを備えた排ガス処理システムであって、
    前記ＣＯ２回収装置で処理した後で、且つ前記ＶＯＣ除去装置で処理する前の排ガスを加熱する加熱手段と、
    前記ＶＯＣ除去装置で処理した後の排ガスを冷却する冷却手段とを備えている排ガス処理システム。
  2. 請求項１に記載の排ガス処理システムにおいて、
    前記加熱手段が、バーナで形成した火炎によって、ダクト内を流通する前記ＣＯ２回収装置で処理した後の排ガスを加熱するダクトファイアリング装置を備えている排ガス処理システム。
  3. 請求項１に記載の排ガス処理システムにおいて、
    前記ボイラ又は前記タービンと前記ＣＯ２回収装置の間に、排ガスの熱を熱媒体に吸収させる第１熱交換器が設けられており、
    前記加熱手段が、前記第１熱交換器から給送された熱媒体から熱を放出させて前記ＣＯ２回収装置で処理した後の排ガスを加熱する第２熱交換器を備えている排ガス処理システム。
  4. 請求項１に記載の排ガス処理システムにおいて、
    前記冷却手段が、前記ＶＯＣ除去装置で処理した後の排ガスの熱を熱媒体に吸収させる第３熱交換器を備え、
    前記加熱手段が、前記第３熱交換器から給送された前記熱媒体から熱を放出させて前記ＣＯ２回収装置で処理した後の排ガスを加熱する第４熱交換器を備えている排ガス処理システム。
  5. 請求項１に記載の排ガス処理システムにおいて、
    前記ＣＯ２回収装置が、ボイラ又はタービンから排出された排ガスにＣＯ２吸収液を接触させ、排ガスからＣＯ２を吸収して除去する吸収塔と、
    水蒸気を用いて前記吸収塔でＣＯ２を吸収した前記ＣＯ２吸収液を加熱し、該ＣＯ２吸収液からＣＯ２を放出させて回収しつつ前記ＣＯ２吸収液を再生させる再生塔とを備えて構成されており、
    前記冷却手段が、前記ＶＯＣ除去装置で処理した後の排ガスの熱で水蒸気を生成する第１排熱回収ボイラを備え、
    前記ＣＯ２回収装置の再生塔のＣＯ２吸収液を加熱する水蒸気が前記第１排熱回収ボイラで生成した水蒸気である排ガス処理システム。
  6. 請求項１に記載の排ガス処理システムにおいて、
    前記加熱手段が、前記ＣＯ２回収装置で処理した後の排ガスを水蒸気で加熱する水蒸気加熱装置を備え、
    前記水蒸気加熱装置で排ガスを加熱する水蒸気が前記ボイラで生成した水蒸気である排ガス処理システム。
  7. 請求項１に記載の排ガス処理システムにおいて、
    前記ボイラ又は前記タービンと前記ＣＯ２回収装置の間に、排ガスの熱で水蒸気を生成する第２排熱回収ボイラが設けられており、
    前記ＣＯ２回収装置の再生塔のＣＯ２吸収液を加熱する水蒸気、及び／又は前記ＣＯ２回収装置で処理した後の排ガスを加熱する前記水蒸気加熱装置の水蒸気が、前記第２排熱回収ボイラで生成した水蒸気である排ガス処理システム。
  8. 請求項１に記載の排ガス処理システムにおいて、
    他のボイラ又は他のタービンから排出された排ガスの熱を熱媒体に吸収させる第５熱交換器が設けられ、
    前記加熱手段が、前記第５熱交換器から給送された熱媒体から熱を放出させて前記ＣＯ２回収装置で処理した後の排ガスを加熱する第６熱交換器を備えている排ガス処理システム。
  9. 請求項１に記載の排ガス処理システムにおいて、
    他のボイラ又は他のタービンから排出された排ガスの熱で水蒸気を生成する第３排熱回収ボイラが設けられ、
    前記加熱手段が、前記ＣＯ２回収装置で処理した後の排ガスを水蒸気で加熱する水蒸気加熱装置を備え、
    前記水蒸気加熱装置で排ガスを加熱する水蒸気が前記第３排熱回収ボイラで生成した水蒸気である排ガス処理システム。
  10. ＣＯ２回収装置によってボイラ又はタービンから排出された排ガスからＣＯ２を回収し、ＶＯＣ除去装置によって前記ＣＯ２回収装置で処理した後の排ガスからＶＯＣを除去する排ガス処理方法において、
    前記ＣＯ２回収装置で処理した後で、且つ前記ＶＯＣ除去装置で処理する前の排ガスを加熱手段で加熱し、
    前記ＶＯＣ除去装置で処理した後の排ガスを冷却手段で冷却するようにしたことを特徴とする排ガス処理方法。
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