(57)【要約】【課題】一つの吸収塔内で排ガス中の煤塵及び重金属類を除くための除塵部と排ガス中のＳＯｘを除く吸収部の間で液体が通過しないようにした海水排煙脱硫装置とその運用方法を提供すること。【解決手段】循環タンク５内の海水を繰返し供給して排ガス中の煤塵及び重金属を吸収または接触除去する除塵スプレノズル８と該ノズル８の上方に新鮮な海水を噴霧して排ガス中のＳＯｘを吸収除去する脱硫スプレノズル９を設け、ノズル８とノズル９の間に噴霧海水を回収するコレクタ１０を２段以上に千鳥配置し、コレクタ１０でノズル９から噴霧される海水を全て回収して、酸化空気で酸化させる酸化槽１４を吸収塔１の外に備え、コレクタ１０とノズル９の間に噴霧海水の整流を行う整流部材２２、コレクタ１０と除塵スプレノズル８の間にミストエリミネータ２３を配置して吸収塔１内を脱硫スプレノズル９を有する吸収部Ａと除塵スプレノズル８を有する除塵部Ｂとに分けた海水排煙脱硫装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラを含む燃焼装置から排出される排ガスを導入する入口と、該入口より下部に設けた海水を貯留する循環タンクを設け、該循環タンク内の海水を繰り返し供給して前記入口から導入される排ガス中の煤塵及び重金属を吸収または接触除去する除塵スプレノズルを設け、該除塵スプレノズルの上方に新鮮な海水を噴霧して前記入口から導入される排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去する脱硫スプレノズルを設け、前記除塵スプレノズルと前記脱硫スプレノズルの間に脱硫スプレノズルから噴霧される海水を回収するコレクタを設けた吸収塔と、該コレクタで回収された噴霧海水を導入して酸化空気を供給する酸化槽を備えた海水排煙脱硫装置において、
コレクタと脱硫スプレノズルの間に噴霧海水の整流を行う整流部材を設け、
コレクタと除塵スプレノズルの間にミスト除去用のミストエリミネータを設け、
吸収塔内を整流部材とコレクタとミストエリミネータにより、脱硫スプレノズルを有する吸収部Ａと、該吸収部Ａの下方に設けた除塵スプレノズルを有する除塵部Ｂとに分けたことを特徴とする海水排煙脱硫装置。
【請求項２】
整流部材が多孔板、複数の充填材又は複数の鉛直方向に平面を有する板材を並列配置したスリット板からなることを特徴とする請求項１記載の海水排煙脱硫装置。
【請求項３】
除塵スプレノズルから噴霧する循環タンク内の海水の動力源として、コレクタで回収した脱硫スプレノズルから噴霧した新鮮な海水が酸化槽に供給されるときの位置エネルギーを使用するポンプを用いることを特徴とする請求項１記載の海水排煙脱硫装置。
【請求項４】
コレクタは、少なくとも上下２段を用いて上段のコレクタの間隙部の下方に下段のコレクタを千鳥配置することを特徴とする請求項１記載の海水排煙脱硫装置。
【請求項５】
請求項１記載の海水排煙脱硫装置における除塵スプレノズルから噴霧する循環タンク内の海水の単位時間当たりの排ガス量に対する供給量と、脱硫スプレノズルから噴霧する新鮮な海水の単位時間当たりの排ガス量に対する供給量との比を１〜４：５〜１７とすることを特徴とする海水排煙脱硫装置の運用方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電所や工場等に設置されるボイラ等の燃焼装置から発生する排ガス中の有害成分の硫黄酸化物を除去する排煙処理装置に係わり、特に、脱硫吸収液として海水を利用する海水排煙脱硫装置とその運用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所における排煙脱硫装置として、海外の沿岸部、特に東南アジアなどでは海水を利用した海水湿式脱硫装置を使用する場合がある。排ガス中の硫黄酸化物の吸収液に海水を使用して、硫黄酸化物を吸収後の海水を曝気した後、海洋に放流する海水脱硫方式により、設備にかかるコストを低減できる。
【０００３】
従来技術の海水を利用した湿式排煙脱硫装置の系統を図４に示す。図４に示す海水を利用した湿式排煙脱硫装置に類似した湿式排煙脱硫装置は、例えば特開２０１０−２３４３３４号公報（特許文献１）等に開示されている。
【０００４】
この湿式脱硫装置は、主にボイラから排出される燃焼排ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を処理する脱硫吸収塔１００、脱硫吸収塔１００に排ガスを導入する入口ダクト１０２、脱硫吸収塔１００でＳＯｘが処理された排ガスを排出する出口ダクト１０３、排ガス中のＳＯｘを吸収する吸収液（海水）を排ガスに噴霧する脱硫（海水）スプレノズル１０９、排ガスの流れに同伴する微小な液滴（ミスト）を除去するミストエリミネータ１０７、ＳＯｘの吸収によって生じた亜硫酸を酸化処理する酸化槽１１４、酸化槽１１４に供給する空気を送る酸化用空気ブロワ１１６、酸化用空気ブロワ１１６により送った空気を噴出させる散気ノズル１１７等から構成される。
【０００５】
図示しないボイラから排出される燃焼排ガスは、図示しない脱硫ファンにより入口ダクト１０２から脱硫吸収塔１００にほぼ水平方向に導入され、脱硫吸収塔１００の塔頂部に設けられた出口ダクト１０３から排出される。
【０００６】
図示しないボイラ復水器で昇温された海水は希釈用海水送水管Ｌ３を介して酸化槽１１４の最上流部に送られ、また海水の一部が海水ポンプ１１８によって汲み上げられ、吸収用海水送水管Ｌ２を介して脱硫スプレノズル１０９から微細な液滴として噴霧され、この海水と排ガスとの気液接触が行われることで、排ガス中の煤塵や塩化水素(ＨＣｌ)、フッ化水素（ＨＦ）等の酸性ガスと共に、排ガス中のＳＯｘ、主にＳＯ2が脱硫スプレノズル１０９の吸収液滴表面で選択的に吸収、除去される。
【０００７】
そして、脱硫スプレノズル１０９からの噴霧によって微粒化された海水の中で、排ガスの流れに同伴するミストは脱硫吸収塔１００の上部の出口ダクト１０３に設置されたミストエリミネータ１０７により捕集される。ミストエリミネータ１０７を通過した排ガスは、必要により再加熱された後、煙突（図示せず）から大気中に排出される。
【０００８】
排ガス中のＳＯ2を吸収した海水は，亜硫酸イオン含有海水となって亜硫酸イオン含有海水送水管Ｌ４によって脱硫吸収塔１から抜き出されて酸化槽１１４に送られる。ここで亜硫酸イオン含有海水は希釈用海水送水管Ｌ３から送られる希釈用海水によって希釈されながら、酸化用空気ブロワ１１６から送られて散気ノズル１１７から噴出される空気（気泡）から溶け込む酸素によって酸化され、処理海水として海洋１２に戻される。
【０００９】
この従来の海水湿式脱硫装置は、石灰石−石膏法のように石灰石供給設備や石膏回収設備を設ける必要が無く、また、脱硫システムのコストを低く抑えることができるという利点がある。
【００１０】
しかしながら、排ガス中にはＳＯ2等の硫黄酸化物以外に、図示していない集塵機で除去しきれなかった煤塵や水銀等の重金属類が含まれており、ＳＯ2と同様に吸収塔１００で吸収除去されるため、酸化槽１１４で処理された処理海水と共に海洋１２に排出されることになり、海洋汚染の原因となり得る。  
【００１１】
特許文献２（特開２００１−１７０４４４号公報）の図２には、石灰石を含む吸収液を溜めた吸収液貯留部を下部に備えた吸収塔の空塔部をコレクタにより上下二段に分け、下段は前記吸収液貯留部から循環供給される石灰石を含む吸収液を排ガスに噴霧する下部スプレノズルを備えた下部吸収部とし、上段は海水を噴霧する上部スプレノズルを設けた上部吸収部とした構成が開示されている。上部吸収部で排ガスと接触した使用済み海水の一部はコレクタで回収されて吸収塔の外部に放流され、吸収液貯留部に溜まった使用後の吸収液は石灰石を補給されながら下部吸収部の下部スプレノズルから噴霧されて排ガスの吸収に利用される。
【００１２】
特許文献３（特開２００８−２００６１９号公報）には、脱硫塔内の上部から海水を流下させ、吸収塔内の下部から上部に向けて排ガスを上昇させて排ガスの脱硫を行うに際して、脱硫塔内の水平断面積を複数に仕切ることにより脱硫塔内での海水の偏流や排ガスの吹き抜けを抑制する構成が開示されている。
【００１３】
さらに、本出願人の平成２４年１２月２１日付けの特許出願である特願２０１２−２７９８０８号には図５に示す海水を用いる排ガス処理装置を提案している。図５に示す排ガス処理装置は、脱硫吸収塔１００の上部に、海水を噴霧する脱硫スプレノズル１０９を設置し、脱硫吸収塔１００の下部に隔壁１４１を設置して入口側ガス流路１０２を形成し、この入口側ガス流路１０２に、吸収塔下部の循環タンク１０３内の海水を噴霧して排ガス中の硫黄酸化物及び煤塵を吸収除去する除塵スプレノズル１０８を設置し、更に、除塵スプレノズル１０８の上段には除塵スプレノズル１０８の洗浄用スプレノズル１４３を設置している。脱硫吸収塔１００の下部に隔壁１４１を設置して吸収塔入口側の排ガス流路を狭めることにより脱硫吸収塔１００に導入される排ガスの速度を高めることで、より少ない量の海水を除塵スプレノズル１０８から噴霧して煤塵の除去効率を良くすることができるというものである。
【００１４】
図５に示す吸収塔１００の脱硫スプレノズル１０９と洗浄用スプレノズル１４３の間にコレクタ１２２を配置して、脱硫スプレノズル１０９から噴霧される海水の一部をコレクタ１２２で回収して海に放流するという構成である。
【００１５】
また、特許文献４（特開昭６１−２５９７３０号公報）には図６に示すように、海水を使用しないで石灰石を含む吸収液を用いる排煙脱硫装置として吸収塔１００を下段の除塵部Ｂと上段の吸収部Ａに分けて、噴霧後の吸収液を回収するコレクタ１２２を設けた構成を示す。
【００１６】
吸収液を溜めた除塵部循環タンク１０３を下部に備えた吸収塔の空塔部をコレクタ１２２により上下二段に分け、上段は石灰石を含む吸収液を排ガスに噴霧するスプレノズル１２１を備えた吸収塔吸収部Ａとし、下段は循環タンク１０３からの吸収液が循環する吸収塔除塵部Ｂとし、コレクタ１２２により回収された排ガスと接触した後の吸収液を循環タンク１０３とは別に設けられた吸収液循環槽１１８に集めた後に、除塵部循環タンク１０３と吸収塔吸収部Ａのスプレノズル１２１に送られて排ガスの脱硫に利用される構成が開示されている。
【００１７】
また、本出願人の平成２５年３月２１日付けの特許出願である特願２０１３−５８７２４号には図７に示す海水を用いる排ガス処理装置を提案している。図７に示す排ガス処理装置は、脱硫吸収塔１００の上部に、海水を噴霧する脱硫液スプレノズル１０９を設置し、該脱硫スプレノズル１０９の下方に噴霧海水を回収するコレクタ１２２を設け、コレクタ１２２の下側に位置する排ガス入口ダクト１０２とコレクタ１２２の間に、脱硫スプレノズル１０９とは別の除塵スプレノズル１０８を設け、該除塵スプレノズル１０８により排ガス中の煤塵及び重金属類を吸収除去する。除塵スプレノズル１０８には脱硫吸収塔１００の下部の循環タンク１０３に貯留する海水を循環ポンプ１０４により循環、供給している。また、コレクタ１２２からの排ガスと接触した噴霧海水は酸化槽１１４内に送られて、マイクロバブル発生器１１５により大気から吸気管Ｌ５を通じて吸い込まれた酸化用空気により酸化され、また酸化用空気ブロワ１１６から送られて散気ノズル１１７から噴出される気泡から溶け込む酸素によって酸化、処理され海水として海洋１２に戻される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２０１２−２３４３３４号公報
【特許文献２】特開２００１−１７０４４４号公報
【特許文献３】特開２００８−２００６１９号公報
【特許文献４】特開昭６１−２５９７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
また、特許文献４（特開昭６１−２５９７３０号公報）に記載された排煙脱硫装置は、海水を使用しないで、図６に示すように石灰石を含む吸収液を用いる排煙脱硫装置であり、吸収液を溜めた循環タンク１０３を下部に備えた吸収塔１００の空塔部をコレクタ１２２により上下二段に分け、上段は石灰石を含む吸収液を排ガスに噴霧するスプレノズル１２１を備えた吸収部Ａとし、下段は循環タンク１０３からの吸収液が循環する除塵部Ｂとした構成が示されている。コレクタ１２２で集められた吸収液は吸収部Ａの循環タンク１１８に一旦貯留された後、吸収部Ａに再度循環供給される。
【００２０】
この吸収塔１００の空塔部をコレクタ１２２により上下二段に分けた構成は、コレクタ１２２で吸収塔吸収部Ａと吸収塔除塵部Ｂが完全に分離するものではなく、吸収部Ａで噴霧された吸収液は除塵部Ｂにも流下する構成であり、除塵部Ｂの下部の循環タンク１０３の一部を仕切り、液溜部１０９として、液溜部１０９で粒径の大きな石膏を回収する構成である。
【００２１】
すなわち、図６に示す発明では吸収部Ａと除塵部Ｂが完全に機能分離されておらず、専ら循環タンク１０３からスラリを抜き出す際のポンプのキャビテーションを防止して、循環タンク１０３中への空気吹き込みによる亜硫酸塩の酸化を円滑に行うことを目的としており、コレクタ１２２で吸収部Ａと除塵部Ｂが完全に分離しておらず、また吸収部Ａと除塵部Ｂにおける排ガス処理機能も分離されていない。
【００２２】
また、特許文献１、図５、図７に示す発明では、吸収塔の上段の海水を排ガスに噴霧するスプレノズルを備えた吸収部を設け、下段には循環タンク内に貯留された海水又は吸収液が循環する除塵部を設け、両者の間をコレクタで実質的に仕切っている。
【００２３】
しかし、特許文献１、図５、図７に示す発明では吸収部Ａから流下する海水からなる排ガス吸収液はコレクタで一部は回収されるものの、コレクタの隙間から下段の除塵部Ｂにかなり流れ込んでしまうので、除塵部Ｂで循環している石灰石を含む吸収液と海水の混合物又は海水のみに混入することになる。  
【００２４】
また、貯留部から除塵部Ｂに循環する石灰石を含む吸収液と海水の混合物又は海水のみにより、排ガス中の煤塵及び重金属類が吸収除去されるため、貯留部の海水は浄化処理しないまま放流することはできない。このような貯留部に溜まった海水中に吸収部Ａから大量の海水が流下すると、限りがある吸収塔の容積では対応できないので浄化処理しないまま海水を海洋に放流することになる。
【００２５】
また、除塵部Ｂでは排ガスからの熱によって海水の一部が蒸発するため常に海水を補給する必要があるが、コレクタの隙間から除塵部Ｂに流れ込む海水量が除塵部Ｂに補給される海水量に比べて数倍多くなる場合には水バランスが取れなくなり、貯留部のスペースでは対応不能になる。
【００２６】
また、煤塵及び重金属類を除くための除塵部Ｂで噴霧される海水の一部がミストとして吸収部Ａに流れ込むと、煤塵及び重金属類がコレクタを経由して海洋に放出されることになる。
【００２７】
そこで、吸収部Ａと除塵部Ｂを仕切るコレクタ部分で気体である排ガスだけが通過でき、液体が完全に遮断される海水排煙脱硫装置が求められている。
本発明の課題は、このように一つの吸収塔内で排ガス中の煤塵及び重金属類を除くための除塵部と排ガス中の硫黄酸化物を除く吸収部の間で液体が通過しないようにした海水排煙脱硫装置とその運用方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記本発明の課題は、下記の構成を採用することにより達成できる。  
請求項１記載の発明は、ボイラを含む燃焼装置から排出される排ガスを導入する入口と、該入口より下部に設けた海水を貯留する循環タンクを設け、該循環タンク内の海水を繰り返し供給して前記入口から導入される排ガス中の煤塵及び重金属を吸収または接触除去する除塵スプレノズルを設け、該除塵スプレノズルの上方に新鮮な海水を噴霧して前記入口から導入される排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去する脱硫スプレノズルを設け、前記除塵スプレノズルと前記脱硫スプレノズルの間に脱硫スプレノズルから噴霧される海水を回収するコレクタを設けた吸収塔と、該コレクタで回収された噴霧海水を導入して酸化空気を供給する酸化槽を備えた海水排煙脱硫装置において、
コレクタと脱硫スプレノズルの間に噴霧海水の整流を行う整流部材を設け、コレクタと除塵スプレノズルの間にミスト除去用のミストエリミネータを設け、吸収塔内を整流部材とコレクタとミストエリミネータにより、脱硫スプレノズルを有する吸収部Ａと、該吸収部Ａの下方に設けた除塵スプレノズルを有する除塵部Ｂとに分けたことを特徴とする海水排煙脱硫装置である。
【００２９】
請求項２記載の発明は、整流部材が多孔板、複数の充填材又は複数の鉛直方向に平面を有する板材を並列配置したスリット板からなることを特徴とする請求項１記載の海水排煙脱硫装置である。
【００３０】
請求項３記載の発明は、除塵スプレノズルから噴霧する循環タンク内の海水の動力源として、コレクタで回収した脱硫スプレノズルから噴霧した新鮮な海水が酸化槽に供給されるときの位置エネルギーを使用するポンプを用いることを特徴とする請求項１記載の海水排煙脱硫装置である。
【００３１】
請求項４記載の発明は、コレクタは、少なくとも上下２段を用いて上段のコレクタの間隙部の下方に下段のコレクタを千鳥配置することを特徴とする請求項１記載の海水排煙脱硫装置である。
【００３２】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の海水排煙脱硫装置における除塵スプレノズルから噴霧する循環タンク内の海水の単位時間当たりの排ガス量に対する供給量と、脱硫スプレノズルから噴霧する新鮮な海水の単位時間当たりの排ガス量に対する供給量との比を１〜４：５〜１７とすることを特徴とする海水排煙脱硫装置の運用方法である。
（作用）
本発明によれば、吸収塔の吸収部で燃焼装置から排出される排ガスに新鮮な海水を脱硫スプレノズルから噴霧して排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去する。排ガス中の硫黄酸化物を吸収した海水は整流部材により整流されて、コレクタで回収される。このとき脱硫スプレノズルから噴霧された海水はコレクタにより鉛直方向下方に整流部材により整流されながら流下するので、海水の流下領域が限定され、流下する海水を全てコレクタで回収することができる。
【００３３】
こうして脱硫スプレノズルから噴霧した新鮮な海水は排ガス中の硫黄酸化物を吸収した後、全てコレクタを介して吸収塔外に設けた酸化槽内に流れ落ちるので、除塵部には吸収部で噴霧された海水は流れ落ちない。
【００３４】
また、吸収部で噴霧される海水は除塵部で噴霧される海水に比較して大量に用いることで排ガス中の硫黄酸化物を十分に吸収除去することができる。
このように吸収部で噴霧される海水は大量であっても、全て酸化槽内に流れ落ち、酸化槽で浄化処理した後に海洋中に海水を放流することができるので、整流部材とコレクタにより吸収部で噴霧された海水は回収され、除塵部に流下することがないので、吸収部で噴霧される海水は大量であっても除塵部に浄化処理負荷を掛けることがない。
【００３５】
一方、除塵部では循環タンク内に貯留した海水を除塵スプレノズルから繰り返して噴霧することで排ガス中の煤塵及び重金属を噴霧海水中に吸収または接触除去することができる。この除塵スプレノズルから繰り返して噴霧される海水は、吸収部の脱硫スプレノズルで噴霧される海水に比べて、煤塵などでかなり汚染されているので、この汚染された海水は排水処理槽で浄化処理された後に海洋に放流することができる。
【００３６】
また、除塵スプレノズルから繰り返して噴霧される海水が吸収部に上昇してしまうと海水で回収した煤塵及び重金属がコレクタ経由で海洋に放出されることになり、海洋汚染の原因となるので、避ける必要がある。そのため除塵スプレノズルの上方であって、コレクタの下方に設けたミストエリミネータでミストを除去する。
【発明の効果】
【００３７】
請求項１記載の発明は、除塵部と吸収部でそれぞれ噴霧された海水は整流部材、コレクタ及びミストエリミネータにより混じり合うことなく、それぞれ独立して処理出来ることに大きな特徴があり、また、従来の海水を用いる排ガスの浄化処理技術に比べて、浄化処理後の海水が清浄であることにも特徴があり、吸収部で噴霧される海水は大量であっても除塵部での汚染海水の浄化処理負荷が大きくならず、安価な海水を使用する排煙脱硫装置として有用である。
【００３８】
請求項２記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、多孔板、複数の充填材又は複数の鉛直方向に平面を有する板材を並列配置したスリット板からなる整流部材を用いることで、吸収スプレノズルから末広がり状に拡がる噴霧海水を鉛直方向下向きに流下させることができ、整流された噴霧海水をコレクタで確実に回収することができる。
【００３９】
請求項３記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、除塵スプレノズルから噴霧する循環タンク内の海水の汲み上げ用動力源としてコレクタで回収した脱硫スプレノズルから噴霧した新鮮な海水が酸化槽に供給される際の位置エネルギーを使用するポンプを用いることで除塵スプレノズルに使用する動力として電力を用いること無く費用の削減が可能となる。
【００４０】
請求項４記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、コレクタとして少なくとも上下２段を用いて上段のコレクタの間隙部の下方に下段のコレクタを千鳥配置することにより、吸収部で用いる新鮮な海水が除塵部に流下することがなくなり、吸収部で使用する海水に比較して除塵部で使用する海水が比較的少量で良く、除塵部で使用する汚染海水の浄化処理が容易となる。
【００４１】
請求項５記載の発明によれば、上記請求項１記載の海水排煙脱硫装置の除塵スプレノズルから噴霧する循環タンク内の海水の単位時間当たりの排ガス量に対する供給量と、脱硫スプレノズルから噴霧する新鮮な海水の単位時間当たりの排ガス量に対する供給量との比は１〜４：５〜１７とすることで、汚染海水の浄化処理負荷を大きくしない海水を用いた排ガスの浄化が可能となり、またそのために脱硫率に関する法規制の枠内で排ガス中のＳＯ２濃度に応じて容易に吸収部の海水噴霧量を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施例である海水排煙脱硫装置の系統を示す図である。
【図２】図１の脱硫吸収塔に配置される整流部材の例である。
【図３】図１の脱硫吸収塔に配置されるコレクタ部分の縦断面図である。
【図４】従来技術の海水排煙脱硫装置の系統を示す図である。
【図５】特願２０１２−２７９８０８号（平成２４年１２月２１日付けの特許出願）記載の排ガス処理装置の全体構成図である。
【図６】特開昭６１−２５９７３０号公報記載の石灰石を含む吸収液を用いる排煙脱硫装置の構成図である。
【図７】特願２０１３−５８７２４号（平成２５年３月２１日付けの特許出願）記載の排ガス処理装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下に、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
図１には、本発明の一実施例である海水排煙脱硫装置の系統を示す。なお、図１の湿式脱硫装置において、図４の湿式脱硫装置と同じ符号の部材の説明は一部省略している。
【００４４】
本実施例の海水湿式脱硫装置は、主にボイラからの燃焼排ガス中のＳＯｘを処理する脱硫吸収塔１、脱硫吸収塔１に排ガスを導入する入口ダクト２、脱硫吸収塔１から排ガスを排出する出口ダクト３、排ガス中のＳＯｘを吸収する海水を排ガスに噴霧する脱硫スプレノズル９、排ガス流れに同伴するミストを除去するミストエリミネータ７、海水を脱硫スプレノズル９に供給するための海水ポンプ１８、ＳＯｘの吸収によって生じた亜硫酸を酸化処理する酸化槽１４、酸化槽１４に供給する空気を送る酸化用空気ブロワ１６、酸化用空気ブロワ１６により送った空気を噴出させる散気ノズル１７等から構成される点で、図４の湿式脱硫装置と同じである。
【００４５】
燃焼排ガスは、入口ダクト２から脱硫吸収塔１にほぼ水平方向に導入され、脱硫吸収塔１の塔頂部に設けられた出口ダクト３から排出される。
また、図示しないボイラ復水器で昇温された海水は希釈用海水送水管Ｌ３を介して酸化槽１４の最上流部に送られ，脱硫吸収塔１では、その海水の一部が海水ポンプ１８によって汲み上げられ、吸収用海水送水管Ｌ２を介して新鮮な海水として脱硫スプレノズル９と脱硫吸収塔１の下部の循環タンク５に海水送水管Ｌ７から送られる。
【００４６】
脱硫スプレノズル９に送られた新鮮な海水は微細な液滴として脱硫吸収塔１内に噴霧され、この海水と排ガスとの気液接触が行われることで、排ガス中のＳＯｘ（主にＳＯ2）が脱硫スプレノズル９の吸収液滴表面で選択的に吸収、除去される。
【００４７】
脱硫スプレノズル９から噴霧された海水は、排ガス中の硫黄酸化物を吸収し、該硫黄酸化物を吸収した海水は整流部材２２により整流されて、コレクタ１０で回収される。なお、脱硫スプレノズル９とコレクタ１０の間を脱硫吸収塔１内の吸収部Ａということにする。
【００４８】
そして、脱硫スプレノズル９からの噴霧によって微粒化された海水の中で、排ガスの流れに同伴するミストは脱硫吸収塔１の上部の出口ダクト３に設置された第１のミストエリミネータ７により捕集される。ミストエリミネータ７を通過した排ガスは、必要により再加熱された後、煙突（図示せず）から大気中に排出される。
【００４９】
また、吸収部Ａで脱硫スプレノズル９から噴霧された海水は整流部材２２により鉛直方向下方に整流されながら流下するので、海水の流下領域が限定される。前記限定された海水の流下領域の下方にコレクタ１０の液受け領域を配置することが重要であり、上方から見てコレクタ１０同士の間および両側端部のコレクタ１０と吸収塔１の壁面との間には隙間が生じないようにしているので、整流部材２２から流下する海水を全てコレクタ１０で回収することができる。
【００５０】
また、噴霧海水を回収するコレクタ１０の最下流部には集液樋１１（海水回収部材）を設けておき、これらコレクタ１０と集液樋１１の下側に位置する循環タンク５の液面とコレクタ１０との間の領域である除塵部Ｂには脱硫スプレノズル９とは別の除塵スプレノズル８を設けている。除塵スプレノズル８には脱硫吸収塔１の下部の循環タンク５に貯留する海水（からなる吸収液）を吸収液循環ポンプ４により循環、供給している。
【００５１】
また、循環タンク５内の吸収液（海水）は攪拌機６により攪拌される。除塵用海水（からなる吸収液）を循環させながら除塵スプレノズル８から噴霧することで、排ガス中の煤塵及び重金属類が除塵用海水からなる吸収液に吸収または接触除去される。循環タンク５内の除塵用海水からなる吸収液は一部吸収液抜き出し管Ｌ１から抜き出され、排水処理装置２４でｐＨ調整、キレート剤添加、凝集沈殿等の方法で浄化処理されて、処理液は送水管Ｌ８により酸化槽１４に送られる。
【００５２】
そして、酸化槽１４内には散気ノズル１７が配置され、酸化用空気ブロワ１６から大気を、送気管Ｌ６を介して供給して散気ノズル１７から噴出される気泡から溶け込む酸素によって亜硫酸塩が酸化、処理され海水として海洋１２に戻される。
【００５３】
除塵スプレノズル８とコレクタ１０の間には第２のミストエリミネータ２３が配置され、除塵スプレノズル８で噴霧された海水の一部がミストとしてコレクタ１０及びコレクタ１０より上方の吸収部Ａに達しないようにしている。
【００５４】
図２に示すように、整流部材２２として多孔板（図２（ａ）の斜視図、図２（ｂ）の断面図）、複数の充填材（ラシヒリング）を積み重ねた構成又は複数の鉛直方向に平面を有する板材を並列配置したスリット板（図２（ｄ））からなる何れかを用いることで、脱硫スプレノズル９から末広がり状に拡がる噴霧海水を鉛直方向下向きに流下させることができ、整流された噴霧海水をコレクタ１０で確実に回収することができる。なお、多孔板を整流部材２２として用いる場合は、図２（ｂ）の断面図に示すように各孔の下方には鉛直方向に突起がある筒部を形成しているので噴霧海水が鉛直方向にしか流下しない。
【００５５】
図３に上下２段を千鳥配置した上方開放式の樋状コレクタ１０の縦断面図を示すように、コレクタ１０として、少なくとも上下２段を用いて上段のコレクタ１０ａの間隙部の下方に下段のコレクタ１０ｂを千鳥配置することにより、コレクタ１０を上方から見た投影図において隙間ができないようにしている。
【００５６】
吸収塔１の吸収部Ａで脱硫スプレノズル９から噴霧された海水は整流部材２２により整流されて、コレクタ１０に向けて鉛直方向下方に整流されながら流下するので、海水の流下領域が限定される。このため吸収部Ａで流下する海水を全てコレクタ１０で回収することができる。
【００５７】
こうして脱硫スプレノズル９から噴霧した新鮮な海水は排ガス中の硫黄酸化物を吸収した後、全てコレクタ１０を介して吸収塔外に設けた酸化槽１４内に流れ落ちるので、除塵部Ｂには吸収部Ａで噴霧された海水は流れ落ちない。
【００５８】
また、吸収部Ａで噴霧される海水は除塵部Ｂで噴霧される海水に比較して大量に用いることで排ガス中の硫黄酸化物を十分に吸収除去することができる。
このように吸収部Ａで噴霧される海水は大量であっても、全て酸化槽１４内に流れ落ち、酸化槽１４で酸化処理した後に海洋１２中に放流され（このことをワンスルーということがある。）、整流部材２２とコレクタ１０により吸収部Ａで噴霧された海水は回収され、除塵部Ｂに流下することがない。
【００５９】
一方、除塵部Ｂでは循環タンク５内に貯留した海水を除塵スプレノズル８から繰り返して噴霧することで、排ガス中の煤塵及び重金属を噴霧海水中に吸収または接触除去することができる。この除塵スプレノズル８から繰り返して噴霧される海水は、吸収部Ａの脱硫スプレノズル９で噴霧される海水に比べて、煤塵などでかなり汚染されているので、この汚染された海水は排水処理槽２４で浄化処理した後、送水管Ｌ８と酸化槽１４を経由して海洋１２に放流する。
【００６０】
また、除塵スプレノズル８から繰り返して噴霧される海水の中のミストは、吸収部Ａに上昇してしまうとコレクタ１０を経由してミスト中に煤塵及び重金属などが海洋１２に放出されることになり、海洋汚染の原因となるので、これを避ける必要がある。そのため除塵スプレノズル８の上方であって、コレクタ１０の下方に第２のミストエリミネータ２３を設けて、ミストを除去する。
【００６１】
ここで、吸収部Ａの脱硫スプレノズル９から噴霧される海水は大量使用することで排ガス中の硫黄酸化物を十分に吸収除去することができる。吸収部Ａの脱硫スプレノズル９から噴霧される海水は大量であっても、全て酸化槽１４内に流れ落ち、酸化槽１４で酸化処理した後に海洋１２中に海水を放流され、整流部材２２とコレクタ１０により吸収部Ａで噴霧された海水は回収され、除塵部Ｂに流下することがない。
【００６２】
コレクタ１０から回収された噴霧海水は酸化槽１４内に送られて、酸化槽１４内の亜硫酸イオン含有海水は希釈用海水送水管Ｌ３から送られる希釈用海水によって希釈されながら、酸化用空気ブロワ１６から送られて散気ノズル１７から噴出される空気（気泡）から溶け込む酸素によって酸化され、処理海水として海洋１２に戻される。
【００６３】
また、酸化槽１４内の海水の一部は吸収用海水送水管Ｌ２から分岐した開閉弁２６が付いた送水管Ｌ７から新鮮な海水は循環タンク５に補給される。
本実施例では、除塵スプレノズル８から噴霧する循環タンク５内の海水の単位時間当たりの排ガス量に対する供給量と、脱硫スプレノズル９から噴霧する新鮮な海水の単位時間当たりの排ガス量に対する供給量との比は１〜４：５〜１７とする。すなわち、単位時間当たりの排ガス量に対する脱硫スプレノズル９から噴霧する新鮮な海水の量を、単位時間当たりの排ガス量に対する除塵スプレノズル８から噴霧する循環海水の量に比べて約１．２倍以上とすることで、排ガス中の硫黄酸化物を法規制の範囲内に納めることができる。また、そのために排ガス中のＳＯ２濃度に応じて容易にＳＯ２濃度に関する法規制の枠内で海水噴霧量を容易に設定することができる利点がある。
【００６４】
本実施例によれば、除塵部Ｂと吸収部Ａで、それぞれ噴霧された海水は整流部材２２、コレクタ１０及び第２のミストエリミネータ２３により混じり合うことなくそれぞれ独立して処理出来ることに大きな特徴があり、また、従来の海水を用いる排ガスの浄化処理技術に比べて、排ガス浄化処理後の海水が比較的清浄であることにも特徴がある。
【００６５】
こうして、除塵部Ｂで使用する海水に比べて吸収部Ａで使用する海水が多量であっても除塵部Ｂに流下することなくコレクタ１０で回収され、比較的少量である除塵部Ｂで使用する海水の排水処理槽２４での浄化処理の負荷は大きくならない。また、除塵部Ｂで噴霧される海水に比較して吸収部Ａで噴霧される海水が多量であればあるほど、排ガス中の硫黄酸化物を十分に吸収除去することができる。
【００６６】
このように吸収部Ａで噴霧される海水が大量であっても、全て酸化槽１４内に流れ落ち、酸化槽１４で酸化処理した後に海洋１２中に海水を放流することができるので、整流部材２２とコレクタ１０により吸収部Ａで噴霧された海水は回収され、除塵部Ｂに流下することがない。
【００６７】
さらに、除塵スプレノズル８から噴霧する循環タンク５内の海水の汲み上げ用のポンプ４の動力源としてコレクタ１０で回収した脱硫スプレノズル９から噴霧した海水が酸化槽１４に供給される際に生じる位置エネルギーを水車１９を介して使用することで、除塵スプレノズル８に使用する動力として電力を用いること無く費用の削減が可能となる。なお、水車１９を図示していない電気モーターと併用することで、特に水車１９の起動時に電気モーターが有用である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
排ガス浄化処理に用いられた海水を汚染されたまま海洋に放流することがない海水を使用する排煙脱硫装置として利用する可能性がある。
【符号の説明】
【００６９】
１  脱硫吸収塔              ２  入口ダクト
３  出口ダクト              ４  吸収液循環ポンプ
５  循環タンク              ６  攪拌機
７  第１のミストエリミネータ
８  除塵スプレノズル        ９  脱硫スプレノズル
１０  コレクタ              １１  集液樋
１２  海洋                  １８  海水ポンプ
１４  酸化槽                １５  マイクロバブル発生器
１６  酸化用空気ブロワ      １７  散気ノズル
１９  水車                  ２２  整流部材  
２３  第２のミストエリミネータ
２４  排水処理槽            ２６  開閉弁  
Ｌ１  吸収液抜き出し管       Ｌ２  吸収用海水送水管
Ｌ３  希釈用海水送水管       Ｌ４  亜硫酸イオン含有海水送水管
Ｌ５  吸気管                 Ｌ６  送気管
Ｌ７  海水送水管             Ｌ８  送水管
Ａ  吸収部                   Ｂ  除塵部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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