WO2011152551A1

WO2011152551A1 - 排ガス処理システム及び方法

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Publication number: WO2011152551A1
Application number: PCT/JP2011/062871
Authority: WO
Inventors: 立人長安; 上條　孝; 乾　正幸; 大石　剛司; 長安　弘貢; 田中　裕士; 琢也平田; 達也辻内; 進沖野; 直行神山; 吉原　清次
Original assignee: 三菱重工業株式会社
Priority date: 2010-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2011-12-08
Also published as: US8679431B2; EP2578298B1; CA2801159C; JPWO2011152551A1; JP6045654B2; CA2801159A1; AU2011259878A1; US20130156673A1; JP2015211969A; EP2578298A1; AU2011259878B2; EP2578298A4

Abstract

　ボイラ１１からの排ガス１２中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置１５と、脱硫装置１５の後流側に設けられ、排ガス中に残存する硫黄酸化物を除去すると共に、ガス温度を下げる冷却塔１６と、前記排ガス中のＣＯ₂をＣＯ₂吸収液に接触させて除去する吸収塔と、ＣＯ₂吸収液からＣＯ₂を放出してＣＯ₂を回収すると共に、ＣＯ₂吸収液を再生する再生塔とからなるＣＯ₂回収装置１７と、前記脱硫装置の入口通路側に設けられ、排ガス温度を降下させる熱交換器３２と、炭酸カルシウムを熱交換器３２と電気集塵機１４との間に噴霧する炭酸カルシウム噴霧装置３１とを具備し、排ガス中のミスト発生物質をガス状態からミスト状態に転換し、炭酸カルシウムによりミスト状態のミスト発生物質を捕集・除去してなる。

Description

排ガス処理システム及び方法

　本発明は、排ガス中のＣＯ_２を除去する排ガス処理システム及び方法に関する。

　近年、地球の温暖化現象の原因の一つとして、ＣＯ_２による温室効果が指摘され、地球環境を守る上で国際的にもその対策が急務となってきた。ＣＯ_２の発生源としては化石燃料を燃焼させるあらゆる人間の活動分野に及び、その排出抑制への要求が一層強まる傾向にある。これに伴い大量の化石燃料を使用する火力発電所などの動力発生設備を対象に、ボイラやガスタービン等、産業設備の燃焼排ガスをアミン系ＣＯ_２吸収液と接触させ、燃焼排ガス中のＣＯ_２を除去・回収する方法および回収されたＣＯ_２を大気へ放出することなく貯蔵する排ガス処理システムが精力的に研究されている。

　前記のようなＣＯ_２吸収液を用い、燃焼排ガスからＣＯ_２を除去・回収する工程としては、ＣＯ_２吸収塔（以下、単に「吸収塔」ともいう。）において燃焼排ガスとＣＯ_２吸収液とを接触させる工程と、ＣＯ_２を吸収したＣＯ_２吸収液を吸収液再生塔（以下、単に「再生塔」ともいう。）において加熱し、ＣＯ_２を放散させるとともにＣＯ_２吸収液を再生して再びＣＯ_２吸収塔に循環して再利用する工程とを有するＣＯ_２回収装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

　ＣＯ_２吸収塔では、例えばアルカノールアミン等のアミン系ＣＯ_２吸収液を用いて、向流接触し、排ガス中のＣＯ_２は、化学反応（発熱反応）によりＣＯ_２吸収液に吸収され、ＣＯ_２が除去された排ガスは系外に放出される。ＣＯ_２を吸収したＣＯ_２吸収液はリッチ溶液とも呼称される。このリッチ溶液はポンプにより昇圧され、再生塔でＣＯ_２が放散し再生した高温のＣＯ_２吸収液（リーン溶液）により、熱交換器において加熱され、再生塔に供給される。

特開平３−１９３１１６号公報

　しかしながら、排ガス処理システムにおいて、ＣＯ_２回収装置のＣＯ_２を吸収するＣＯ_２吸収塔に導入される排ガス中に、ＣＯ_２回収装置の吸収塔内で発生するミストの発生源であるミスト発生物質が含まれる場合、ＣＯ_２吸収液がこのミスト発生物質に同伴されるため、系外へ飛散するＣＯ_２吸収液の量が増大する、という問題がある。
　このようなＣＯ_２吸収液の系外への飛散がある場合には、ＣＯ_２吸収液の大幅なロスにつながると共に、ＣＯ_２吸収液を必要以上に補充することとなるので、系外へＣＯ_２吸収液が飛散することを抑制する必要がある。

　そこで、ＣＯ_２吸収塔からのＣＯ_２吸収液の飛散を抑制した排ガス処理システムの確立が切望されている。

　本発明は、前記問題に鑑み、系外にＣＯ_２を除去した排ガスを排出する際に、ＣＯ_２吸収液の同伴を大幅に低減すると共に、適正な排ガス処理を行うことができる排ガス処理システム及び方法を提供することを課題とする。

　上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、ボイラからの排ガス中の煤塵を除去する除塵装置と、除塵後の排ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置と、脱硫装置の後流側に設けられ、排ガス中に残存する硫黄酸化物を除去すると共に、ガス温度を下げる冷却塔と、前記排ガス中のＣＯ_２をＣＯ_２吸収液に接触させて除去する吸収塔と、ＣＯ_２吸収液からＣＯ_２を放出してＣＯ_２を回収すると共に、ＣＯ_２吸収液を再生する再生塔とからなるＣＯ_２回収装置と、前記脱硫装置の前流側に設けられ、排ガス温度を降下させる熱交換器と、炭酸カルシウムを除塵装置と熱交換器との間に噴霧する炭酸カルシウム噴霧装置とを具備し、排ガス中のミスト発生物質をガス状態からミスト状態とし、ミスト状態のミスト発生物質を炭酸カルシウムにより中和させ、除去してなることを特徴とする排ガス処理システムにある。

　第２の発明は、第１の発明において、排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置を有することを特徴とする排ガス処理システムにある。

　第３の発明は、ボイラからの排ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置と、脱硫装置の後流側に設けられ、排ガス中に残存する硫黄酸化物を除去すると共に、ガス温度を下げる冷却塔と、前記排ガス中のＣＯ_２をＣＯ_２吸収液に接触させて除去する吸収塔と、ＣＯ_２吸収液からＣＯ_２を放出してＣＯ_２を回収すると共に、ＣＯ_２吸収液を再生する再生塔とからなるＣＯ_２回収装置と、前記脱硫装置の前流側に設けられ、排ガス温度を酸露点以下に降下させる熱交換器とを具備し、前記熱交換器において、排ガス中のミスト発生物質をガス状態から凝縮状態とし、ミスト発生物質を除去してなることを特徴とする排ガス処理システムにある。

　第４の発明は、第３の発明において、前記熱交換器と前記脱硫装置との間にアルカリ系中和剤を噴霧するアルカリ系中和剤噴霧装置を具備し、前記熱交換器により排ガス中のミスト発生物質をガス状態からミスト状態とし、ミスト状態のミスト発生物質をアルカリ系中和剤により中和させ、除去してなることを特徴とする排ガス処理システムにある。

　第５の発明は、第３又は４の発明において、排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置と、煤塵を除去する乾式の電気集塵機とを有することを特徴とする排ガス処理システムにある。

　第６の発明は、排ガス中のＣＯ_２をＣＯ_２吸収液に接触させて吸収・除去するＣＯ_２回収装置の前流側において、排ガス中の煤塵を除去した後流側で、硫黄酸化物を除去する脱硫装置の前流側において、排ガス温度を降下させ、炭酸カルシウムを噴霧して、排ガス中のミスト発生物質をガス状態からミスト状態とし、ミスト状態のミスト発生物質を炭酸カルシウムにより中和させ、除去し、前記ＣＯ_２回収装置に導入する排ガス中のミスト発生物質の量を所定量以下に低減することを特徴とする排ガス処理方法にある。

　第７の発明は、排ガス中のＣＯ_２をＣＯ_２吸収液に接触させて吸収・除去するＣＯ_２回収装置の前流側において、排ガス中の煤塵を除去した後流側で、硫黄酸化物を除去する脱硫装置の前流側において、排ガス温度を降下させつつ、排ガス中のミスト発生物質をガス状態から凝縮状態とし、前記ＣＯ_２回収装置に導入する排ガス中のミスト発生物質の量を所定量以下に低減することを特徴とする排ガス処理方法にある。

　第８の発明は、第７の発明において、熱交換器の前流側において、アルカリ中和剤を噴霧して、排ガス中のミスト発生物質をガス状態からミスト状態としつつ、ミスト状態のミスト発生物質をアルカリ中和剤により中和させ、除去することを特徴とする排ガス処理方法にある。

　本発明の排ガス処理システムによれば、ＣＯ_２回収装置に導入する以前において、ミスト発生物質除去装置として、熱交換器及び炭酸カルシウム噴霧装置を設けたので、ＣＯ_２吸収塔に導入される際の排ガス中のミスト発生物質の量が大幅に低減する。この結果、ミストに同伴されて系外へ飛散するＣＯ_２吸収液の量が低減する。よって、系外へ飛散するＣＯ_２吸収液のロスを大幅に低減することができると共に、排ガス処理におけるランニングコストの増大を抑制することができる。

図１は、本発明に係る実施形態の排ガス処理システムの概要図である。図２は、ミスト発生のメカニズムの概念図である。図３−１は、ＣＯ_２吸収塔内での白煙軽減状態を示す写真である。図３−２は、ＣＯ_２吸収塔内での白煙発生状態を示す写真である。図４は、実施例１に係る排ガス処理システムの概略図である。図５は、実施例１に係る他の排ガス処理システムの概略図である。図６は、実施例２に係る他の排ガス処理システムの概略図である。

　以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態及び実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態及び実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

　図１は、本発明に係る実施形態の排ガス処理システムの概要図である。
　図１に示すように、本発明に係る実施形態の排ガス処理システム１０において、ボイラ１１からの排ガス１２は、脱硝装置１３で排ガス１２中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去した後、まずエアヒータＡＨに導かれてボイラ１１に供給される空気を加熱する。その後排ガス１２は、除塵装置である乾式の電気集塵機１４に導入されて煤塵が除去される。次に、排ガス１２は、脱硫装置１５に導入されて硫黄酸化物（ＳＯｘ）が除去される。次いで、排ガス１２は冷却塔１６で冷却された後、ＣＯ_２回収装置１７に導入されて、二酸化炭素を除去し、ＣＯ_２吸収塔の塔頂部から浄化ガス１８が系外である大気に放出される。なお、電気集塵機１４で除去された煤塵は別途灰処理１４ａされる。

　本発明では、ＣＯ_２回収装置１７に排ガス１２を導入する以前において、ＣＯ_２回収装置１７のＣＯ_２吸収塔内で発生するミストの発生源であるミスト発生物質を除去するミスト発生物質除去装置２０を設けている。

　本発明に係る排ガス処理システムによれば、ＣＯ_２回収装置１７に導入する以前において、ミスト発生物質除去装置２０を設けたので、ＣＯ_２回収装置１７のＣＯ_２吸収塔に導入される際の排ガス１２中のミスト発生物質の量が大幅に低減する。この結果、ミストに同伴されて系外へ飛散するＣＯ_２吸収液（以下「吸収液」ともいう）の量を大幅に低減することができる。この結果、系外へ飛散される吸収液のロスが大幅に少なくなるので、必要以上に補充することがなくなり、排ガス処理におけるランニングコストの増大を抑制することができる。

　本発明に係るミスト発生物質除去装置２０で除去するミスト発生物質とは、ＳＯ_３ミスト、硝酸ミスト、塩酸ミスト、水蒸気ミスト等であり、ＣＯ_２吸収塔内でのミスト発生要因となる物質をいう。なお、ミストとなる以前のガス状態での除去を行う装置においても、本発明に係るミスト発生物質除去装置２０に含まれる。

　ボイラ１１からの排ガス１２は、高温状態であるので、ミスト発生物質は最初はガス状態で存在する。その後、電気集塵機や脱硫装置を経る過程で、排ガスは冷却されるので、ミスト発生物質はガス状態からミスト状態に変化する。
　本発明でミスト発生物質のミストの粒径は、３．０μｍ以下をいう。

　ＣＯ_２回収装置１７のＣＯ_２吸収塔内でのミスト発生及び吸収液の同伴の様子について図２、図３−１、図３−２を用いて説明する。
　図２は、ミスト発生に伴う吸収液の同伴のメカニズムの概念図である。図３−１は、ＣＯ_２吸収塔内での白煙軽減状態を示す写真、図３−２は、ＣＯ_２吸収塔内での白煙発生状態を示す写真である。ミスト発生物質として、ＳＯ_３ミストを例にして説明するが、他のミストでも同様である。ボイラ１１からの排ガス１２は、脱硝、煤塵除去及び脱硫等のガス浄化処理がなされ、冷却塔１６で排ガス１２が冷却され、ガス温度は５０℃程度となる。この温度状態では、酸露点以下であるので、ＳＯ_３ミスト（例えば０．１~１．０μｍ）となっている。
　このＳＯ_３ミスト５０は、ＳＯ_３が核５１となり、その周囲に水蒸気５２が取り込まれたものである。

　ＣＯ_２吸収塔内では、吸収液がノズルより噴霧されて落下し、この落下する吸収液と排ガスとを向流接触させることでＣＯ_２が吸収液に吸収される。一方、排ガス１２はＣＯ_２吸収塔の下方から導入され、上方に排出される。この際、ＳＯ_３ミスト５０は、吸収液には吸収されず、排ガス１２のガス流と同様に上昇する。

　ここで、ＣＯ_２吸収塔内では、ノズルから吸収液を供給すると、吸収液の落下と共に、吸収液及び水分が一部蒸発し、ガス状吸収液４１Ｇ及び水蒸気４２が発生する。
　また、このガス状吸収液４１Ｇ及び水蒸気４２は、ＣＯ_２を吸収する際の例えば吸収液の発熱反応により吸収液の温度が上昇することで更に増加する。

　そして、ガス状吸収液４１Ｇ及び水蒸気４２がＳＯ_３ミスト５０に取り込まれ、結果として肥大化（例えば０．５~２．０μｍ程度）した吸収液を含むＳＯ_３ミスト（肥大化ミスト）５３となる。

　このように、ＣＯ_２回収装置１７に導入する以前の排ガス１２中のＳＯ_３ミスト５０は、ＣＯ_２吸収塔内で、ガス状吸収液４１Ｇ及び水蒸気４２を取り込み、吸収液を含むＳＯ_３ミスト５３となり、排ガス１２と同伴してＣＯ_２吸収塔の塔頂部から飛散する。そのため、吸収液のロスが発生することとなる。

　このＣＯ_２吸収塔内での白煙発生の様子を図３−１、図３−２に示す。
　図３−１では、ＣＯ_２吸収塔内に導入する排ガス１２に対してミスト発生物質除去装置２０を設けて、所定量以下にミスト発生物質の量を低減させた場合であり、ＣＯ_２吸収塔内での吸収液を含むＳＯ_３ミスト（肥大化ミスト）５３の飛散を大幅に低減し、白煙の発生が抑制されている状態を示す。図３−２では、ＣＯ_２吸収塔内に導入する排ガス１２に対してミスト発生物質除去装置２０を設けずに、排ガス１２をそのまま導入した場合であり、ＣＯ_２吸収塔内での吸収液を含むＳＯ_３ミスト（肥大化ミスト）５３の飛散が生じ、白煙が発生している状態を示す。

　すなわち、本発明において、ＣＯ_２吸収塔内で発生するミストとは、吸収液を含むＳＯ_３ミスト（肥大化ミスト）５３をいう。この肥大化ミストの発生の有無を確認することができるのが、白煙の発生の有無であり、この肥大化ミストをＣＯ_２吸収塔内で抑制することで、白煙の発生がなくなり、ひいては吸収液の飛散防止となる。

　また、この肥大化ミストは、図２に示すように、排ガス１２中のＳＯ_３ミスト５０に対して、ＣＯ_２吸収塔内で、ガス状吸収液４１Ｇ単独、ガス状水蒸気４２単独で取り込まれ、それぞれ吸収液を含むＳＯ_３ミスト（肥大化ミスト）５３Ａ、水蒸気を含むＳＯ_３ミスト（肥大化ミスト）５３Ｂとなる場合もある。
　この際、水蒸気を含むミスト（肥大化ミスト）５３Ｂの場合には、吸収液のロスは無いものの、系外への排出する浄化ガス１８の白煙の発生があるので、やはり、ミスト発生物質の低減が必要となる。
　よって、本発明によれば、ＣＯ_２回収装置１７に導入する以前において、ミスト発生物質除去装置２０を設けることにより、系外にＣＯ_２を除去した排ガス１２を排出する際に、ＣＯ_２吸収液の同伴を大幅に低減すると共に、適正な排ガス処理を行うことができるものとなる。

　よって、本発明では、ＣＯ_２回収装置１７に排ガス１２をその導入する以前において、ＣＯ_２回収装置１７のＣＯ_２吸収塔内で発生するミスト（肥大化ミストである吸収液を含むＳＯ_３ミスト）の発生源であるミスト発生物質を除去するミスト発生物質除去装置２０を設けることにより、ＣＯ_２吸収塔からの系外へ飛散する吸収液のロスを大幅に低減することができる。

　このミスト発生物質除去装置２０は、乾式の電気集塵機１４の前流側、乾式の電気集塵機１４と脱硫装置１５との間、前記冷却塔１６の前後のいずれか、若しくは冷却塔１６と一体に設けるようにしてもよい。
　ここで、ＣＯ_２回収装置１７に排ガス１２をその導入する以前において、ＳＯ_３ミスト５０を３ｐｐｍ以下まで低減するのが、ＣＯ_２吸収塔内での白煙防止及び吸収液の飛散防止のために好ましい。これは、ＳＯ_３ミスト５０を３ｐｐｍ以下まで低減すると、飛散防止を抑制すると共に、例えばアミン系の吸収液がＳＯ_３により劣化するのを防止するためでもある。

　本発明によれば、吸収液の飛散防止と共に、吸収液の劣化が防止されるので、吸収液の再生装置（リクレーミング装置）での再生処理回数の低減を図ることができ、さらに吸収液のロスが大幅に低減されるため、吸収液の補充量の低減を図ることができる。そのため、排ガス処理システムのシステム効率を大幅に向上させることができる。

　なお、本実施例においては、除塵装置として電気集塵機を例として説明したが、排ガス１２中の煤塵を除去するものであれば、本発明はこれに限定されるものではなく、電気集塵機以外には、例えばバグフィルタ、ベンチュリースクラバ等を例示することができる。

　以下の実施例では、ミスト発生物質を除去するミスト発生物質除去装置の具体的態様について説明する。

　本発明による実施例１に係るＣＯ_２回収装置を備えた排ガス処理システムについて、図面を参照して説明する。図４は、実施例１に係る排ガス処理システムの概略図である。図５は、実施例１に係る他の排ガス処理システムの概略図である。尚、以下の実施例では、ミスト発生物質としてＳＯ_３を例示して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
　図４に示すように、実施例１に係る排ガス処理システム１０Ａは、ボイラ（例えば石炭焚ボイラ）１１からの排ガス１２中の窒素酸化物を除去する脱硝装置１３と、脱硝装置１３の後流側に設けられ、排ガス１２中の煤塵を除去する電気集塵機１４と、電気集塵機１４の後流側に設けられ、排ガス１２中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置１５と、脱硫装置１５の後流側に設けられ、ガス温度を下げる冷却部１６ａを有する冷却塔１６と、前記排ガス１２中のＣＯ_２を吸収液に接触させて除去する吸収塔１７Ａと、吸収液からＣＯ_２を放出してＣＯ_２を回収すると共に、吸収液を再生する再生塔１７ＢとからなるＣＯ_２回収装置１７とを具備するものである。

　本実施例では、ＳＯ_３ミストをＣＯ_２回収装置１７に導入する前において、炭酸カルシウム噴霧装置３１を電気集塵機１４と脱硫装置１５との間に設け、排ガス１２中に炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）を噴霧している。また、その噴霧した後流側の脱硫装置１５の前流側に、排ガス温度を降下させる熱交換器３２を設けている。本実施例に係る炭酸カルシウム噴霧装置３１及び熱交換器３２が、ミスト発生物質除去装置２０として機能している。

　脱硫装置１５の前流側で、熱交換器３２により排ガス１２の温度を硫酸露点以下とすることで、ガス状のＳＯ_３をミスト状のＳＯ_３とし、排ガス１２に噴霧されたＣａＣＯ_３（石灰石）でミスト状のＳＯ_３を中和して、非ガス１２からミスト状のＳＯ_３を除去するようにしている。

　本実施例では、排ガス１２中のミスト発生物質であるＳＯ_３をガス状態からミスト状態とし、ミスト状のミスト発生物質を除去する結果、ＣＯ_２回収装置１７へのＳＯ_３ミスト５０の導入量の低減を図ることとなる。よって、ミストに起因するＣＯ_２吸収塔１７Ａから排出する浄化ガス１８の白煙の発生が抑制されると共に、吸収液４１の同伴を抑制することとなる。この結果、吸収液４１のロスを大幅に低減した排ガス処理システムを提供することができる。

　また３電気集塵機１４で煤塵が除去された排ガス１２は、脱硫装置１５で排ガス１２中の硫黄酸化物を除去し、除去された硫黄酸化物は石灰石（ＣａＣＯ_３）１５ａと酸化用空気１５ｂを供給し、石灰・石膏法により石膏１５ｃとすると共に、脱硫排水１５ｄは別途処理される。なお、図中、符号１７ａはリボイラ、１７ｂは飽和水蒸気、１７ｃは凝縮水、１７ｄは分離ドラム、１７ｅは回収ＣＯ_２、１７ｆは吸収液熱交換器を各々図示する。

　脱硫装置１５で脱硫された排ガス１２は、冷却塔１６で排ガス温度を５０℃以下まで冷却し、吸収塔１７Ａ及び再生塔１７ＢからなるＣＯ_２回収装置１７に導入し、ここで、排ガス１２中のＣＯ_２を例えばアミン系の吸収液４１により除去している。この際、本実施例では、排ガス１２中のミスト発生物質であるＳＯ_３をガス状態で除去する結果、ＣＯ_２回収装置１７へのＳＯ_３ミストの導入量の低減を図ることとなる。よって、ミストに起因する吸収塔１７Ａから排出する浄化ガス１８の白煙の発生が抑制されると共に、吸収液４１の同伴を抑制することとなる。
　この結果、吸収液のロスの無い排ガス処理システムを提供することができる。

　ここで、本実施例では吸収液として、アミン系吸収液を例示しているが、本発明の吸収液はアミン系吸収液に限定されるものではない。吸収液としてアミン系吸収液以外には、例えばアミノ酸系吸収液、イオン性液体吸収液、炭酸カリウムとアミンとからなる熱炭酸カリ吸収液等を例示することができる。

　図５は、実施例１の変形例の排ガス処理システムの概略図である。図４に示す冷却塔１６では排ガス１２を冷却しているが、図５に示すように、排ガス処理システム１０Ｂは、冷却塔１６の下部において、仕上げ脱硫部１６ｂを設け、石灰石（ＣａＣＯ_３）１５ａと酸化用空気１５ｂを供給し、石灰・石膏法により石膏１５ｃとしている。これにより、脱硫装置１５からの排ガス１２に残存している硫黄酸化物を除去するようにして、更に脱硫効率を向上させている。なお、石灰石と共に水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）等の強アルカリ剤を添加するようにしてもよい。
　本実施例では、仕上げ脱硫部１６ｂにおいて、脱硫用吸収液の供給方法として、液柱式を用いているが、本発明はこれに限定されず、散水式、噴流式、充填式のいずれも用いることができる。

　ここで、仕上げ脱硫部１６ｂで用いる脱硫用吸収液としては、石灰石（ＣａＣＯ_３）以外には、ＮａＯＨ、Ｎａ_２ＣＯ_３、ＮａＨＣＯ_３、Ｃａ（ＯＨ）_２、Ｍｇ（ＯＨ）_２等の強アルカリ剤を例示することができる。強アルカリ剤を用いることで、脱硫性能の向上をさらに図ることができ、特に、硫黄酸化物の濃度が高いような排ガス１２を導入する場合には有効となり、ＣＯ_２回収装置１７に導入する排ガス１２中の硫黄酸化物の濃度を極低濃度とすることができる。石灰・石膏法に較べて、脱硫性能も高くなり、導入する排ガス１２中の硫黄酸化物の濃度が高いような場合であっても、良好な脱硫性能を発揮するので好ましい。

　以上、実施例と共に説明したように、本発明によれば、ミスト発生物質除去装置２０として炭酸カルシウム噴霧装置３１及び熱交換器３２を設けているので、外部にＣＯ_２を除去した排ガスを排出する際に、吸収液４１の同伴がない排ガス処理システムを提供することができる。

　本発明による実施例２に係るＣＯ_２回収装置を備えた排ガス処理システムについて、図面を参照して説明する。図６は、実施例２に係る排ガス処理システムの概略図である。なお、実施例１に係る排ガス処理システム１０Ａの構成部材と同一構成部材については、同一符号を付して重複した説明は省略する。
　図６に示すように、実施例２に係る排ガス処理システム１０Ｃは、ボイラ（例えば石炭焚ボイラ）１１からの排ガス１２中の窒素酸化物を除去する脱硝装置１３と、脱硝装置１３の後流側に設けられ、排ガス１２中の煤塵を除去する電気集塵機１４と、電気集塵機１４の後流側に設けられ、排ガス１２中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置１５と、前記脱硫装置の前流側に設けられ、排ガス温度を酸露点以下に降下させる熱交換器と、脱硫装置１５の後流側に設けられ、ガス温度を下げる冷却塔１６と、前記排ガス１２中のＣＯ_２を吸収液に接触させて除去する吸収塔１７Ａと、吸収液からＣＯ_２を放出してＣＯ_２を回収すると共に、吸収液を再生する再生塔１７ＢとからなるＣＯ_２回収装置１７とを具備するものである。

　本実施例では、脱硫装置１５の前流側において、熱交換器３２を設け、排ガス温度を酸露点以下に冷却することにより、排ガス中のミスト発生物質をガス状態から凝縮状態とし、ミスト発生物質を除去するようにしている。

　ここで、熱交換器３２は、一般の鋼製の熱交換部材ではなく、耐腐食性材料から構成されているものが好ましい。これは、ミスト発生物質であるＳＯ_３がガス状態から凝縮状態（液体状態）に変化した際に、亜硫酸又は硫酸による腐食に耐えうることが、長期間安定した操業に必要となるからである。

　ここで、本発明における耐腐食性材料としては、耐酸性の有機系材料又は無機系材料を用いることができ、例えば有機系材料としては、例えばポリテトラフルオロエチレン（ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ；ＰＴＦＥ）等の「テフロン（登録商標）」を例示することができる。
　この場合、耐腐食性材料を熱交換器の構成部材に被覆処理してもよいが、構成部材そのものを耐腐食性材料で製造するようにしてもよい。

　この結果、実施例１のような熱交換器３２で冷却して、ガス状のＳＯ_３をミスト状のＳＯ_３とし、熱交換器３２の前流側において排ガス１２に噴霧されたＣａＣＯ_３（石灰石）でミスト状のＳＯ_３を中和して、非ガス１２からミスト状のＳＯ_３を除去することが不要となる。
　よって、本実施例においては、熱交換器３２がミスト発生物質除去装置２０として機能している。

　本実施例では、排ガス１２中のミスト発生物質であるＳＯ_３をガス状態から凝縮状態（液体状態）とし、ミスト状のミスト発生物質を除去する結果、ＣＯ_２回収装置１７へのＳＯ_３ミスト５０の導入量の低減を図ることとなる。よって、ミストに起因するＣＯ_２吸収塔１７Ａから排出する浄化ガス１８の白煙の発生が抑制されると共に、吸収液４１の同伴を抑制することとなる。この結果、吸収液４１のロスを大幅に低減した排ガス処理システムを提供することができる。なお、凝縮された凝縮物は、熱交換器から別途回収される。

　ここで、熱交換器３２での排ガスの冷却温度は、酸露点以下とすれば好ましいが、より好ましくは、熱交換後の排ガスの温度を１００~６０℃まで冷却するのがよい。
　従来においては、熱交換器の腐食性の観点から、熱交換後の排ガス温度を１００~８５℃としているのに対して、８５℃以下に冷却できるので、ミスト発生物質であるＳＯ_３をより積極的に凝縮除去することができることとなる。

　脱硫装置１５で脱硫された排ガス１２は、冷却塔１６で排ガス温度を５０℃以下まで冷却し、吸収塔１７Ａ及び再生塔１７ＢからなるＣＯ_２回収装置１７に導入し、ここで、排ガス１２中のＣＯ_２を例えばアミン系の吸収液４１により除去している。この際、本実施例では、排ガス１２中のミスト発生物質であるＳＯ_３を凝縮状態で除去する結果、ＣＯ_２回収装置１７へのＳＯ_３ミストの導入量の低減を図ることとなる。よって、ミストに起因する吸収塔１７Ａから排出する浄化ガス１８の白煙の発生が抑制されると共に、吸収液４１の同伴を抑制することとなる。
　この結果、吸収液のロスの無い排ガス処理システムを提供することができる。

　また、除塵装置と熱交換器との間にアルカリ系中和剤を噴霧するアルカリ系中和剤噴霧装置を具備し、前記熱交換器により排ガス１２を冷却し、該排ガス１２中のミスト発生物質をガス状態からミスト状態とし、ミスト状態のミスト発生物質をアルカリ系中和剤により中和させ、除去するようにしてもよい。
　これにより、熱交換器での冷却によるミスト発生物質の除去と、アルカリ系中和剤を用いてのミスト状のＳＯ_３を中和作用との相乗効果により、非ガス１２からミスト状のＳＯ_３の除去効率を向上させるようにしてもよい。

　ここで、アルカリ系中和剤としては、実施例１で例示した炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）以外に、例えば酸化カルシウム（ＣａＯ）、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）等を例示することができる。

　以上、実施例と共に説明したように、本発明によれば、ミスト発生物質除去装置２０として耐食性を備えた熱交換器３２を設けているので、ＣＯ_２回収装置に排ガス１２が導入される前段階において、ミスト発生物質を凝縮して除去しており、ＣＯ_２回収装置から外部にＣＯ_２を除去した排ガスを排出する際に、吸収液４１の同伴がない排ガス処理システムを提供することができる。

　１０、１０Ａ~１０Ｃ　排ガス処理システム
　１１　ボイラ
　１２　排ガス
　１３　脱硝装置
　１４　電気集塵機
　１５　脱硫装置
　１６　冷却塔
　１６ａ　冷却部
　１６ｂ　仕上げ脱硫部
　１７　ＣＯ_２回収装置
　１７Ａ　吸収塔
　１７Ｂ　再生塔
　１８　浄化ガス
　２０　ミスト発生物質除去装置
　３１　炭酸カルシウム噴霧装置
　３２　熱交換器

Claims

　ボイラからの排ガス中の煤塵を除去する除塵装置と、
　除塵後の排ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置と、
　脱硫装置の後流側に設けられ、排ガス中に残存する硫黄酸化物を除去すると共に、ガス温度を下げる冷却塔と、
　前記排ガス中のＣＯ_２をＣＯ_２吸収液に接触させて除去する吸収塔と、ＣＯ_２吸収液からＣＯ_２を放出してＣＯ_２を回収すると共に、ＣＯ_２吸収液を再生する再生塔とからなるＣＯ_２回収装置と、
　前記脱硫装置の前流側に設けられ、排ガス温度を降下させる熱交換器と、
　炭酸カルシウムを除塵装置と熱交換器との間に噴霧する炭酸カルシウム噴霧装置とを具備し、
　排ガス中のミスト発生物質をガス状態からミスト状態とし、ミスト状態のミスト発生物質を炭酸カルシウムにより中和させ、除去してなることを特徴とする排ガス処理システム。
　請求項１において、
　排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置を有することを特徴とする排ガス処理システム。
　ボイラからの排ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置と、
　脱硫装置の後流側に設けられ、排ガス中に残存する硫黄酸化物を除去すると共に、ガス温度を下げる冷却塔と、
　前記排ガス中のＣＯ_２をＣＯ_２吸収液に接触させて除去する吸収塔と、ＣＯ_２吸収液からＣＯ_２を放出してＣＯ_２を回収すると共に、ＣＯ_２吸収液を再生する再生塔とからなるＣＯ_２回収装置と、
　前記脱硫装置の前流側に設けられ、排ガス温度を酸露点以下に降下させる熱交換器とを具備し、
　前記熱交換器において、排ガス中のミスト発生物質をガス状態から凝縮状態とし、ミスト発生物質を除去してなることを特徴とする排ガス処理システム。
　請求項３において、
　前記熱交換器と前記脱硫装置との間にアルカリ系中和剤を噴霧するアルカリ系中和剤噴霧装置を具備し、
　前記熱交換器により排ガス中のミスト発生物質をガス状態からミスト状態とし、ミスト状態のミスト発生物質をアルカリ系中和剤により中和させ、除去してなることを特徴とする排ガス処理システム。
　請求項３又は４において、
　排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置と、煤塵を除去する乾式の電気集塵機とを有することを特徴とする排ガス処理システム。
　排ガス中のＣＯ_２をＣＯ_２吸収液に接触させて吸収・除去するＣＯ_２回収装置の前流側において、
　排ガス中の煤塵を除去した後流側で、硫黄酸化物を除去する脱硫装置の前流側において、排ガス温度を降下させ、炭酸カルシウムを噴霧して、排ガス中のミスト発生物質をガス状態からミスト状態とし、ミスト状態のミスト発生物質を炭酸カルシウムにより中和させ、除去し、
　前記ＣＯ_２回収装置に導入する排ガス中のミスト発生物質の量を所定量以下に低減することを特徴とする排ガス処理方法。
　排ガス中のＣＯ_２をＣＯ_２吸収液に接触させて吸収・除去するＣＯ_２回収装置の前流側において、
　排ガス中の煤塵を除去した後流側で、硫黄酸化物を除去する脱硫装置の前流側において、排ガス温度を降下させつつ、排ガス中のミスト発生物質をガス状態から凝縮状態とし、前記ＣＯ_２回収装置に導入する排ガス中のミスト発生物質の量を所定量以下に低減することを特徴とする排ガス処理方法。
　請求項７において、
　熱交換器の前流側において、アルカリ中和剤を噴霧して、排ガス中のミスト発生物質をガス状態からミスト状態としつつ、ミスト状態のミスト発生物質をアルカリ中和剤により中和させ、除去することを特徴とする排ガス処理方法。