(57)【要約】【課題】酸素燃焼装置からの排ガス中に含まれる硫黄酸化物によって圧縮機が腐食する問題を簡単な装置により低コストで防止する。【解決手段】最前段の不純物分離装置６ａにおける圧縮機４ａの上流側にアルカリ調整剤９を供給し、排ガス２中の少なくとも硫黄酸化物を含む不純物を最前段の不純物分離装置６ａにおけるアフタークーラ５ａのドレン１６と共に取り出す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素燃焼装置からの二酸化炭素主体の排ガスを二酸化炭素液化装置に供給する前に、二酸化炭素を液化のための目的圧力まで段階的に圧縮する複数段の圧縮機と、各圧縮機で圧縮した排ガスを冷却し冷却によって凝縮した水分をドレンとして取り出すようにしたアフタークーラとを有する複数段の不純物分離装置を備えた圧縮機不純物分離機構により排ガス中の不純物を除去する圧縮機不純物分離機構の腐食防止装置であって、
最前段の不純物分離装置における圧縮機の上流側にアルカリ調整剤を噴霧して排ガス中の少なくとも硫黄酸化物を含む不純物を除去するノズルと、供給タンクに貯留したアルカリ調整剤をフィルタを介して前記ノズルに供給する供給ポンプとを有するアルカリ調整剤供給装置を備えた
ことを特徴とする圧縮機不純物分離機構の腐食防止装置。
【請求項２】
前記アルカリ調整剤供給装置は、前記最前段の不純物分離装置におけるアフタークーラからのドレンを一定量貯留するドレンタンクのドレンのｐＨを計測するｐＨ検出器と、該ｐＨ検出器により検出されるｐＨ検出値が予め設定した設定値に保持されるように前記供給ポンプによるアルカリ調整剤の供給量を調節する制御器とを有することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機不純物分離機構の腐食防止装置。
【請求項３】
前記アルカリ調整剤供給装置は、前記供給タンクから供給ポンプにより供給されるアルカリ調整剤にドレンタンクのドレンを混合して前記ノズルに供給する混合ポンプを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮機不純物分離機構の腐食防止装置。
【請求項４】
制御器は、後段の不純物分離装置におけるアフタークーラの下流側に備えた不純物検出器からの硫黄酸化物の検出値を入力し、不純物検出器からの硫黄酸化物の検出値が予め設定した設定値を超えたときには前記アルカリ調整剤供給装置によるアルカリ調整剤の供給を増加するように構成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の圧縮機不純物分離機構の腐食防止装置。
【請求項５】
酸素燃焼装置からの二酸化炭素主体の排ガスを二酸化炭素液化装置に供給する前に、二酸化炭素を液化のための目的圧力まで段階的に圧縮する複数段の圧縮機と、各圧縮機で圧縮した排ガスを冷却し冷却によって凝縮した水分をドレンとして取り出すようにしたアフタークーラとを有する複数段の不純物分離装置を備えた圧縮機不純物分離機構により排ガス中の不純物を除去する圧縮機不純物分離機構の腐食防止方法であって、
前記最前段の不純物分離装置における圧縮機の上流側にアルカリ調整剤を供給し、排ガス中の少なくとも硫黄酸化物を含む不純物を最前段の不純物分離装置におけるアフタークーラのドレンと共に取り出すことを特徴とする圧縮機不純物分離機構の腐食防止方法。
【請求項６】
前記最前段の不純物分離装置におけるアフタークーラから取り出されるドレンのｐＨ検出値が５以上になるようにアルカリ調整剤を供給する請求項５に記載の圧縮機不純物分離機構の腐食防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素燃焼装置からの二酸化炭素（ＣＯ2）主体の排ガス中に含まれる不純物を圧縮機を用いて除去する際に圧縮機が腐食するのを防止するようにした圧縮機不純物分離機構の腐食防止方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化の原因の一つと言われている二酸化炭素（ＣＯ2）の排出量を低減する技術の一つとして、酸素燃焼装置が検討されており、例えば微粉炭を酸素燃焼する石炭焚ボイラが注目されている。この石炭焚ボイラは、酸化剤として空気の代わりに酸素を使用することで、二酸化炭素（ＣＯ2）を主体とする排ガスが生成され、この高二酸化炭素濃度の排ガスを圧縮・冷却することにより液化二酸化炭素とし、この液化二酸化炭素を船、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こと、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ことが検討されている。
【０００３】
このように石炭焚ボイラにより石炭を酸素燃焼した場合の排ガス中には、二酸化炭素（ＣＯ2）以外に、石炭原料由来の窒素酸化物（ＮＯｘ）、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。
【０００４】
上記不純物のうち、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るものであり、このような水溶性を示す硫黄酸化物及び塩化水素、更には煤煙については水スプレー等により水と接触させることで分離できる。
【０００５】
一方、前記不純物である窒素酸化物（ＮＯｘ）のうち、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）となることにより分離できる。しかし、石炭焚ボイラからの排ガス中には酸素（Ｏ2）が少ないために、窒素（Ｎ２）は殆どが一酸化窒素（ＮＯ）として存在しており、この一酸化窒素（ＮＯ）は水に不溶であるために水スプレー等を行っても除去することができない。
【０００６】
前記の硫酸、塩酸及び硝酸は排ガス処理装置の機器を腐食させることが知られており、又、前記微量金属である水銀は熱交換器の低温のアルミニウム部材を損傷させることが分かっている。従って、これらの不純物は早い段階において除去することが好ましい。又、前記不純物が排ガスに混入すると二酸化炭素の純度が低下するために、圧縮・冷却による液化が大変になり装置機器が大型化するという問題がある。従って、酸素燃焼を行う石炭焚ボイラ等のように、二酸化炭素主体の排ガスを生じさせてその二酸化炭素を処分するシステムにおいては、排ガス中の不純物を除去することが非常に重要となる。
【０００７】
このため、酸素燃焼を行う石炭焚ボイラ等においては、特に腐食が問題となる硫黄酸化物について、従来の空気焚ボイラ等で用いられているスプレー塔方式或いは充填塔方式等からなる湿式と言われる脱硫装置を備えることで除去することが行われている。又、酸素燃焼を行う石炭焚ボイラ等からの排ガス中には石炭原料由来の窒素及び窒素酸化物が発生するため、前記脱硫装置の上流に、触媒方式等による脱硝装置を備えて窒素及び窒素酸化物を除去することが行われている。
【０００８】
上記湿式の脱硫装置によれば、硫黄酸化物及び塩化水素が除去されると共に、煤塵が除去され、更に、窒素酸化物も一部が除去されると共に、元々含有量が少ない水銀も僅かに除去されることが知られている。又、上記排ガス処理を行っても排ガス中の水銀の濃度が高い場合には、水銀除去塔を設置して水銀を吸着剤等により除去することが考えられている。
【０００９】
前記したように、酸素燃焼する石炭焚ボイラからの二酸化炭素（ＣＯ2）主体の排ガスは、通常、多段の圧縮機による圧縮と、各圧縮機の下流に備えるアフタークーラによる冷却とによって液化二酸化炭素とすることが行われるが、このとき、前記圧縮機は排ガスに含有される硫黄酸化物（ＳＯｘ）から生じる硫酸（Ｈ2ＳＯ４）により硫酸腐食する問題がある。前記圧縮機は非常に高価な装置であるため、圧縮機を腐食から守ることが非常に重要な課題となっている。
【００１０】
排ガスの処理システムの一例としては、富酸素ガスと循環排ガスとを混合した燃焼用ガスにより燃料を燃焼させるボイラからの排ガスを導くダクトに集塵器と湿式の脱硫装置を有し、集塵機の下流側の排ガスの一部をボイラに導く排ガス再循環ダクトと、脱硫装置の下流側の排ガスを圧縮して二酸化炭素を分離するＣＯ２分離手段とを備え、ＣＯ２分離手段の排ガスを圧縮する過程で分離された水分を、脱硫装置内で循環して使用される吸収液に供給するようにした排ガス処理システムがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１２−１４３６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、特許文献１のような従来の排ガス処理システムにおいては、スプレー塔方式等の湿式の脱硫装置を備えて排ガス中の不純物、特に硫黄酸化物（ＳＯｘ）を除去しているために、不純物除去のための装置が非常に大型且つ複雑になり設備コストが増加するという問題を有していた。
【００１３】
このため、圧縮機に導かれる排ガス中の硫黄酸化物を簡単な装置により低コストで除去して圧縮機の腐食を防止できる技術の出現が望まれている。
【００１４】
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなしたものであり、酸素燃焼装置からの排ガス中に含まれる硫黄酸化物によって圧縮機が腐食する問題を簡単な装置により低コストで防止できるようにした圧縮機不純物分離機構の腐食防止方法及び装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、酸素燃焼装置からの二酸化炭素主体の排ガスを二酸化炭素液化装置に供給する前に、二酸化炭素を液化のための目的圧力まで段階的に圧縮する複数段の圧縮機と、各圧縮機で圧縮した排ガスを冷却し冷却によって凝縮した水分をドレンとして取り出すようにしたアフタークーラとを有する複数段の不純物分離装置を備えた圧縮機不純物分離機構により排ガス中の不純物を除去する圧縮機不純物分離機構の腐食防止装置であって、
最前段の不純物分離装置における圧縮機の上流側にアルカリ調整剤を噴霧して排ガス中の少なくとも硫黄酸化物を含む不純物を除去するノズルと、供給タンクに貯留したアルカリ調整剤をフィルタを介して前記ノズルに供給する供給ポンプとを有するアルカリ調整剤供給装置を備えた
ことを特徴とする圧縮機不純物分離機構の腐食防止装置、に係るものである。
【００１６】
上記圧縮機不純物分離機構の腐食防止装置において、前記アルカリ調整剤供給装置は、前記最前段の不純物分離装置におけるアフタークーラからのドレンを一定量貯留するドレンタンクのドレンのｐＨを計測するｐＨ検出器と、該ｐＨ検出器により検出されるｐＨ検出値が予め設定した設定値に保持されるように前記供給ポンプによるアルカリ調整剤の供給量を調節する制御器とを有することが好ましい。
【００１７】
又、上記圧縮機不純物分離機構の腐食防止装置において、前記アルカリ調整剤供給装置は、前記供給タンクから供給ポンプにより供給されるアルカリ調整剤にドレンタンクのドレンを混合して前記ノズルに供給する混合ポンプを有することが好ましい。
【００１８】
又、上記圧縮機不純物分離機構の腐食防止装置において、制御器は、後段の不純物分離装置におけるアフタークーラの下流側に備えた不純物検出器からの硫黄酸化物の検出値を入力し、不純物検出器からの硫黄酸化物の検出値が予め設定した設定値を超えたときには前記アルカリ調整剤供給装置によるアルカリ調整剤の供給を増加するように構成されていることが好ましい。
【００１９】
本発明は、酸素燃焼装置からの二酸化炭素主体の排ガスを二酸化炭素液化装置に供給する前に、二酸化炭素を液化のための目的圧力まで段階的に圧縮する複数段の圧縮機と、各圧縮機で圧縮した排ガスを冷却し冷却によって凝縮した水分をドレンとして取り出すようにしたアフタークーラとを有する複数段の不純物分離装置を備えた圧縮機不純物分離機構により排ガス中の不純物を除去する圧縮機不純物分離機構の腐食防止方法であって、
前記最前段の不純物分離装置における圧縮機の上流側にアルカリ調整剤を噴霧し、排ガス中の少なくとも硫黄酸化物を含む不純物を最前段の不純物分離装置におけるアフタークーラのドレンと共に取り出すことを特徴とする圧縮機不純物分離機構の腐食防止方法、に係るものである。
【００２０】
上記圧縮機不純物分離機構の腐食防止方法において、前記最前段の不純物分離装置におけるアフタークーラから取り出されるドレンのｐＨ検出値が５以上になるようにアルカリ調整剤を供給することは好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の圧縮機不純物分離機構の腐食防止方法及び装置によれば、酸素燃焼装置からの排ガス中に含まれる硫黄酸化物等の不純物によって圧縮機が腐食する問題を簡単な装置により低コストで防止できるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】酸素燃焼装置に備えた本発明の圧縮機不純物分離機構の腐食防止装置の一実施例を示す系統図である。
【図２】最前段の不純物分離装置における圧縮機の上流側に供給するアルカリ調整剤の供給量と硫黄酸化物除去率との関係を示した線図である。
【図３】本発明における圧縮機不純物分離機構の腐食防止装置の他の実施例を示す系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施例を、添付図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は酸素燃焼装置に備えた本発明の圧縮機不純物分離機構１００の腐食防止装置の一実施例を示す系統図であり、図１中、１は微粉炭を酸素燃焼する石炭焚ボイラ１ａ等からなる酸素燃焼装置であり、該酸素燃焼装置１からは二酸化炭素（ＣＯ２）を主体とする排ガス２が排出される。このような酸素燃焼装置１からの二酸化炭素主体の排ガス２を二酸化炭素液化装置３に供給して液化する前に、二酸化炭素液化装置３での液化に必要な圧力、或いはその圧力に近い所定の圧力である目的圧力まで排ガス２を圧縮して排ガス２中の不純物を除去するようにした圧縮機不純物分離機構１００を設ける。
【００２５】
図１に示す圧縮機不純物分離機構１００は、前記酸素燃焼装置１からの排ガス２を段階的に目的圧力まで圧縮する複数段の圧縮機４ａ，４ｂ，４ｃと、各圧縮機４ａ，４ｂ，４ｃで圧縮した排ガス２を夫々の後段で冷却し、冷却によって凝縮した水分をドレンとして取り出すようにしたアフタークーラ５ａ，５ｂ，５ｃ（冷却機）とを有する複数段（図示例では３段）の不純物分離装置６ａ，６ｂ，６ｃを有する。一般に、多段の圧縮機間に備えられるクーラはインタークーラと称されるが、本発明では説明を簡略化するため全てのクーラをアフタークーラ５ａ，５ｂ，５ｃとして説明する。
【００２６】
二酸化炭素を液化するために前記不純物分離装置６ａ，６ｂ，６ｃを色々な温度・圧力条件で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３に供給する前に、二酸化炭素を２．５ＭＰａまで昇圧し、−３０℃まで温度を下げた場合に圧縮機４ａ，４ｂ，４ｃと二酸化炭素液化装置３の合計の作動エネルギーが最も小さくなるという知見を得た。このため、２．５ＭＰａを目的圧力とした。ここで、不純物分離装置６ａ，６ｂ，６ｃに設定する温度・圧力は、排ガス２の組成、水分量、運搬手段（運搬船等）の条件によって変化するため、前記目的圧力２．５ＭＰａは目安として設定したものである。又、ここで、−４０℃以下に冷却する必要がある場合には、一般的な代替フロン冷媒が使えなくなり、アンモニア冷凍機を用いる必要があるため設備が高価になる問題がある。従って、アフタークーラ５による冷却温度は−３０℃とすることが好ましい。
【００２７】
１台の圧縮機４では排ガス２を目的圧力である２．５ＭＰａまで一気に昇圧することは効率的でないため、本実施例では、３台の圧縮機４ａ，４ｂ，４ｃを設置して０．７５ＭＰａ、１．５ＭＰａ、２．５ＭＰａのように三段階に圧縮する不純物分離装置６ａ，６ｂ，６ｃを構成している。尚、前記圧縮機４ａ，４ｂ，４ｃの設置台数（不純物分離装置６ａ，６ｂ，６ｃの設置数）は４台以上でもよく任意の台数を設置することができる。
【００２８】
上記したように圧力が設定された最前段の不純物分離装置６ａにおいては、排ガス２中の殆どの水分がドレンとして取り出されるようになり、中段の不純物分離装置６ｂにおいては少量のドレンが取り出され、最後段の不純物分離装置６ｃでは更に少量のドレンが取り出される。
【００２９】
前記圧縮機不純物分離機構１００によると排ガス２中の殆どの不純物を除去することができるが、圧縮機不純物分離機構１００を経た二酸化炭素中における水銀（Ｈｇ）の濃度が、設定した目標値よりも高い場合には、圧縮機不純物分離機構１００の下流に水銀除去塔７を設置して吸着剤等により水銀を除去している（図１では水銀除去塔７を破線で示している）。又、前記水銀除去塔７にはバイパスダクト３６が設けてあり、前記制御器２１からの指令により、切替弁３７，３８を介して前記水銀除去塔７に排ガス２を通す流れと通さない流れとに切り替えるようにしている。又、前記二酸化炭素液化装置３の前段には、二酸化炭素液化装置３に供給する二酸化炭素に含まれる水分を除去するための乾燥機８を設けている。
【００３０】
図１に示す圧縮機不純物分離機構１００には、最前段の不純物分離装置６ａにおける圧縮機４ａの入口（上流側）の排ガス２にアルカリ調整剤９を供給するためのアルカリ調整剤供給装置１０を設けている。このアルカリ調整剤供給装置１０は、最前段の不純物分離装置６ａにおける圧縮機４ａの入口位置の排ガス２にアルカリ調整剤９を噴霧するノズル１１と、アルカリ調整剤９を貯留する供給タンク１２と、該供給タンク１２のアルカリ調整剤９を供給管１３を介して前記ノズル１１に供給する供給ポンプ１４とを有する。尚、前記ノズル１１の設置位置は、圧縮機４ａの入口（上流側）であれば、石炭焚ボイラ１ａと最前段の圧縮機４ａとの間の任意の位置とすることができる。
【００３１】
又、供給管１３における前記ノズル１１の上流側には、アルカリ調整剤９に含まれる微細な固形物を除去するためのフィルタ１５が設けてあり、ノズル１１における小口径の噴射孔が固形物によって閉塞するのを防止している。
【００３２】
前記アルカリ調整剤９には、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。
【００３３】
更に、前記アルカリ調整剤供給装置１０は、前記最前段の不純物分離装置６ａにおけるアフタークーラ５ａからのドレン１６を一定量貯留するドレンタンク１７と、該ドレンタンク１７に貯留されたドレン１６のｐＨを計測するｐＨ検出器１８と、該ｐＨ検出器１８により検出されるｐＨ検出値１９が予め設定した設定値に保持されるように前記供給ポンプ１４に制御信号２０を出力してアルカリ調整剤９の供給量を調節する制御器２１とを有している。前記ドレンタンク１７にはレベル調節計２２が設けてあり、該レベル調節計２２は検出値が常に一定値を保持するようにドレンタンク１７のドレン出口（下流側）に設けた取出弁２３の開度を調節する。
【００３４】
又、前記供給タンク１２のアルカリ調整剤９を供給する供給管１３の前記供給ポンプ１４の出口（下流側）には、混合ポンプ２５が設けてあり、該混合ポンプ２５は、前記供給管１３のアルカリ調整剤９に、前記ドレンタンク１７のドレン１６を取出管２４を介して混合し、混合したアルカリ調整剤９を前記ノズル１１に供給するようにしている。
【００３５】
前記制御器２１は、前記最前段の不純物分離装置６ａにおけるアフタークーラ５ａ出口のドレン１６のｐＨを検出するｐＨ検出器１８のｐＨ検出値が、例えば５以上を保持するように、供給ポンプ１２によりアルカリ調整剤９の供給を制御する。
【００３６】
又、最後段の不純物分離装置６ｃにおけるアフタークーラ５ｃから排ガス２が導出される出口（下流側）には、排ガス２中の不純物（例えば、硫黄酸化物）を検出する不純物検出器２６が設置してあり、不純物検出器２６の硫黄酸化物による不純物検出値２７が前記制御器２１に入力されている。そして、前記制御器２１は、前記不純物検出器２６の硫黄酸化物による不純物検出値２７が予め設定した設定値を超えたときは緊急時として、前記アルカリ調整剤供給装置１０によるアルカリ調整剤９の供給量を増加する制御を行うようになっている。ここで不純物検出器２６の設置場所は、排ガス２中の不純物を速やかに検出し得るようにアフタークーラ５ｃの出口が好ましいが、アフタークーラ５ｃの下流側であればアフタークーラ５ｃと乾燥機８（又は水銀除去塔７）の間の任意の位置に設置することができる。
【００３７】
又、前記最前段の不純物分離装置６ａにおける圧縮機４ａの排ガス２の吸入部には、ポンプ２９からの水をフィルタ３０を介して噴射する水噴射ノズル２８が設けてある。該水噴射ノズル２８によって、前記圧縮機４ａの上流側にアルカリ調整剤９を供給することにより、圧縮機４ａのブレードに付着物が付着した場合には、圧縮機４ａの運転を停止し、前記水噴射ノズル２８から高圧水を噴射することにより圧縮機４ａのブレードを洗浄するようにしている。
【００３８】
次に上記実施例の作動を説明する。
【００３９】
酸素燃焼装置１で酸素燃焼した二酸化炭素主体の排ガス２は、例えば０．１ＭＰａ（１気圧）の圧力で圧縮機不純物分離機構１００の最前段の不純物分離装置６ａにおける圧縮機４ａに導かれ、該圧縮機４ａによって０．７ＭＰａに加圧される。圧縮機４ａで０．７ＭＰａに加圧された排ガス２は、隣接するアフタークーラ５ａに供給されて冷却され、アフタークーラ５ａからは多量のドレンが取り出される。このとき、最前段のアフタークーラ５ａからのドレンは、排ガス２中の水溶性の不純物である硫黄酸化物、塩化水素及び煤塵を溶解して効果的に除去する。即ち、水溶性の不純物である硫黄酸化物及び塩化水素は、最前段のアフタークーラ５ａから大量に取り出されるドレン１６と共に高い除去率で除去される。
【００４０】
前記アフタークーラ５ａで冷却された排ガス２は、後段（次段）の不純物分離装置６ｂにおける圧縮機４ｂに導かれて１．５ＭＰａに加圧され、１．５ＭＰａに加圧された排ガス２は隣接するアフタークーラ５ｂにより冷却され、アフタークーラ５ｂからは前記アフタークーラ５ａに比して少ない量のドレンが取り出される。そして、圧縮機４ｂで圧力が高められたことにより、次段のアフタークーラ５ｂからも少量のドレンと共に硫黄酸化物及び塩化水素の一部が除去される。
【００４１】
前記アフタークーラ５ｂで冷却された排ガス２は、最後段の不純物分離装置６ｃにおける圧縮機４ｃに導かれて２．５ＭＰａに加圧され、圧縮機４ｃで２．５ＭＰａに加圧された排ガス２は隣接するアフタークーラ５ｃにより冷却され、アフタークーラ５ｃからは前記アフタークーラ５ｂと比較して更に少ない量のドレンが取り出される。そして、圧縮機４ｃで更に圧力が高められたことにより、最終段のアフタークーラ５ｃからも更に少ない量のドレンと共に硫黄酸化物及び塩化水素の一部が除去される。
【００４２】
最後段の不純物分離装置６ｃにおける前記最終段のアフタークーラ５ｃに導入される排ガス２は、前記圧縮機４ａ，４ｂ，４ｃにより順次昇圧されて２．５ＭＰａまで加圧されているため、排ガス２中に存在する一酸化窒素（ＮＯ）は加圧による酸化が促進されて水溶性の窒素酸化物である二酸化窒素（ＮＯ２）に変わる。従って、最後段の不純物分離装置６ｃにおけるアフタークーラ５ｃからは窒素酸化物が溶け込んだドレンが取り出されるため、排ガス２中の窒素酸化物は高い除去率で除去される。尚、各アフタークーラ５ａ，５ｂ，５ｃで分離される不純物を含む各ドレンは排水処理装置に供給されて処理される。
【００４３】
一方、前記各段の圧縮機４ａ，４ｂ，４ｃにおいては、排ガス２を圧縮することによって生じる水分に硫黄酸化物が溶け込んで生じる硫酸の影響を受けてブレード等が腐食するという問題がある。
【００４４】
そこで、図１に示す圧縮機不純物分離機構１００では、アルカリ調整剤供給装置１０により、最前段の不純物分離装置６ａにおける圧縮機４ａの入口（上流側）の排ガス２に、アルカリ調整剤９を噴霧している。前記アルカリ調整剤供給装置１０は、供給タンク１２のアルカリ調整剤９を供給ポンプ１４により供給管１３を介して圧縮機４ａの入口に備えたノズル１１へ供給する。このとき、制御器２１は、ドレンタンク１７のドレン１６のｐＨを検出するｐＨ検出器１８からのｐＨ検出値１９が予め設定した設定値に保持されるように、前記供給ポンプ１４を制御してアルカリ調整剤９の供給量を調節する。このとき、前記供給ポンプ１４出口の供給管１３には混合ポンプ２５が設けてあり、該混合ポンプ２５は、前記ドレンタンク１７のドレン１６の一部を取出管２４により取り出して前記アルカリ調整剤９に混合している。従って、前記ドレンタンク１７からのアルカリ調整剤９は、ドレン１６により所定の濃度に希釈されて所定のｐＨ濃度となってノズル１１に供給される。
【００４５】
前記排ガス２中の硫黄酸化物がドレン１６に溶け込むと、ドレン１６のｐＨを検出するｐＨ検出器１８のｐＨ検出値１９は著しく低下することになる（例えばｐＨが１となる）ため、ドレン１６が飽和状態となってドレン１６に対する硫黄酸化物の溶け込みができなくなる。ここで、制御器２１は、最前段のアフタークーラ５ａから取り出されるドレン１６のｐＨ検出値１９が、設定した設定値であるｐＨ５以上に保持されるようにノズル１１に対するアルカリ調整剤９の供給量を調節する。
【００４６】
このように、制御器２１は、アフタークーラ５ａから取り出されるドレン１６のｐＨ検出値１９がｐＨ５以上に保持されるようにアルカリ調整剤９を供給するので、排ガス２中の硫黄酸化物はその殆どがドレン１６に溶け込んで除去されるようになる。
【００４７】
ここで、本発明者らは、最前段の不純物分離装置６ａにおける圧縮機４ａの入口に供給するアルカリ調整剤９である水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の添加量（ｋｇ／ｈｒ）と、硫黄酸化物（ＳＯ２）除去率との関係を求めるシミュレーション試験を実施し、その結果を図２に示した。
【００４８】
図２に示すように、上記試験では、アルカリ調整剤９の添加量が小さいときは硫黄酸化物除去率は２％前後であったものが、アルカリ調整剤９の添加量が増加して添加量Ｙの２．４（ｋｇ／ｈｒ）付近となったときには硫黄酸化物除去率が急激に上昇し、このときの硫黄酸化物除去率は９８％を示すことが判明した。尚、この硫黄酸化物の除去率の傾向は塩化水素においても同様となることが推測される。そして、アルカリ調整剤９の添加量Ｙが２．７（ｋｇ／ｈｒ）のときのドレン１６のｐＨは略５であった。従って、ドレンタンク１７のドレン１６のｐＨ検出値１９がｐＨ５以上に保持されるように、アルカリ調整剤供給装置１０によりアルカリ調整剤９を供給すると、特に腐食性が高いとされる硫黄酸化物及び塩化水素からなる水溶性の不純物は、極めて高い除去率で効果的に除去できることが判明した。
【００４９】
又、前記アルカリ調整剤供給装置１０は、最前段の不純物分離装置６ａにおける圧縮機４ａの入口にアルカリ調整剤９を噴霧しているので、アルカリ調整剤９に水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を用いた場合には、圧縮機４ａの入口においてＳＯ２＋２ＮａＯＨ→Ｎａ２ＳＯ３＋Ｈ２Ｏの反応が生じる。従って、圧縮機４ａにおいて硫酸（Ｈ２ＳＯ４）が発生することが防止されるので、最前段の圧縮機４ａのブレードが腐食する問題を防止することができる。又、アルカリ調整剤９にアンモニア（−ＮＨ３）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）等を用いた場合にも、同様に硫酸の発生を抑制して、圧縮機４ａのブレードが腐食する問題を防止することができる。
【００５０】
更に、最前段の不純物分離装置６ａにおける圧縮機４ａの入口にアルカリ調整剤９を噴霧することにより、後段の不純物分離装置６ｂ，６ｃにおける圧縮機４ｂ，４ｃに供給される排ガス２のｐＨが上昇するため、後段の圧縮機４ｂ，４ｃが硫酸によって腐食するような問題も防止される。
【００５１】
図３は本発明における圧縮機不純物分離機構１００の腐食防止装置の他の実施例を示す系統図であり、この実施例では、前記圧縮機不純物分離機構１００の下流である最後段の不純物分離装置６ｃの出口（下流側）に、バイパスダクト３１を設けると共に、該バイパスダクト３１に湿式の脱硫・脱硝装置３２を設け、更に、切替弁３３，３４，３５を備えて前記脱硫・脱硝装置３２に排ガス２を通す流れと通さない流れとに切り替えられるようにしている。
【００５２】
前記バイパスダクト３１に脱硫・脱硝装置３２を備えた構成では、排ガス２を必要に応じて脱硫・脱硝装置３２に導くことにより、排ガス２中の不純物を更に低減することができる。このとき、前記圧縮機不純物分離機構１００の各圧縮機４ａ，４ｂ，４ｃによる圧縮によって圧縮機不純物分離機構１００から導出される排ガス２の流量は著しく小さくなっているため、前記脱硫・脱硝装置３２は著しく小型（従来の数十分の１程度）のものとすることができる。
【００５３】
上記したように、本発明の圧縮機不純物分離機構１００の腐食防止装置によれば、最前段の不純物分離装置６ａにおける圧縮機４ａの上流側にアルカリ調整剤９を供給することにより排ガス２中の硫黄酸化物と反応させて、不純物を最前段のアフタークーラ５ａのドレン１６と共に取り出すようにしたので、最前段の圧縮機４ａが硫酸により腐食する問題を防止することができる。又、最前段の不純物分離装置６ａにおける圧縮機４ａの入口にアルカリ調整剤９を噴霧することにより、後段の不純物分離装置６ｂ，６ｃにおける圧縮機４ｂ，４ｃに供給される排ガス２のｐＨが上昇するため、後段の圧縮機４ｂ，４ｃが硫酸によって腐食するような問題も防止される。
【００５４】
又、最前段の不純物分離装置６ａにおけるアフタークーラ５ａから取り出されるドレン１６のｐＨ検出値１９が常に５以上になるようにアルカリ調整剤９を供給すると、最前段の不純物分離装置６ａにおける不純物の除去効果が安定して保持される。
【００５５】
又、アルカリ調整剤供給装置１０は、アルカリ調整剤９をフィルタ１５を介してノズル１１に供給するようにしているので、ノズル１１により常に安定してアルカリ調整剤９を噴霧することができる。
【００５６】
又、前記アルカリ調整剤供給装置１０は、ドレンタンク１７に貯留されるドレン１６のｐＨを計測するｐＨ検出器１８のｐＨ検出値１９が予め設定した設定値に保持されるように前記供給ポンプ１４によるアルカリ調整剤９の供給量を調節する制御器２１を備えているので、最前段の圧縮機４ａに供給される排ガス２は高いｐＨに保持され、よって高い不純物除去効果を安定して達成することができる。
【００５７】
又、前記アルカリ調整剤供給装置１０は、前記供給タンク１２から供給ポンプ１４により供給されるアルカリ調整剤９に、ドレンタンク１７からのドレン１６を混合ポンプ２５により混合し、希釈することによってｐＨ濃度を調整したアルカリ調整剤９を前記ノズル１１に供給しているので、前記供給タンク１２には高いｐＨ濃度のアルカリ調整剤９を貯留することができ、よって、供給タンク１２の容量を小さいものとすることができる。
【００５８】
又、最後段の不純物分離装置６ｃにおけるアフタークーラ５ｃの下流側に備えた不純物検出器２６からの硫黄酸化物の検出値２７が制御器２１に入力されており、該制御器２１は、硫黄酸化物の不純物検出値２７が予め設定した設定値を超えたときにアルカリ調整剤供給装置１０によるアルカリ調整剤９の供給を増加するようにしているので、圧縮機不純物分離機構１００による不純物の除去効果が大幅に低下するような問題の発生を防止することができる。
【００５９】
尚、本発明の圧縮機不純物分離機構の腐食防止方法及び装置は、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。
【符号の説明】
【００６０】
１  酸素燃焼装置
１ａ  石炭焚ボイラ
２  排ガス
３  二酸化炭素液化装置
４ａ，４ｂ，４ｃ  圧縮機
５ａ，５ｂ，５ｃ  アフタークーラ
６ａ，６ｂ，６ｃ  不純物分離装置
９  アルカリ調整剤
１０  アルカリ調整剤供給装置
１１  ノズル
１２  供給タンク
１３  供給管
１４  供給ポンプ
１５  フィルタ
１６  ドレン
１７  ドレンタンク
１８  ｐＨ検出器
１９  ｐＨ検出値
２１  制御器
２４  取出管
２５  混合ポンプ
２６  不純物検出器
２７  不純物検出値（検出値）
１００  圧縮機不純物分離機構
【図１】
2014213297.tif 000003
【図２】
2014213297.tif 000004
【図３】
2014213297.tif 000005