(57)【要約】脱硫装置は、硫黄酸化物を含む排ガスと吸収液とを気液接触させて硫黄酸化物を除去する脱硫部（３）と、脱硫部（３）の上方に設置され、脱硫部（３）で発生したミストを除去する折れ板型デミスタ（４）と、折れ板型デミスタ（４）の上方に設置され、脱硫部（３）及び折れ板型デミスタ（４）と同一断面積を有し、折れ板型デミスタ（４）で除去されないミストを除去する充填部（５）と、充填部（５）へ水を噴射する水洗部（６）とを備える。これにより、排ガスに含まれるミストを簡易かつ確実に低減する。
2014038354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫黄酸化物を含む排ガスと吸収液とを気液接触させて硫黄酸化物を除去する脱硫部と、
前記脱硫部の上方に設置され、前記脱硫部で発生したミストを除去する第１のミスト除去部と、
前記第１のミスト除去部の上方に設置され、前記脱硫部及び前記第１のミスト除去部と同一断面積を有し、前記第１のミスト除去部で除去されないミストを除去する第２のミスト除去部と、
前記第２のミスト除去部へ水を噴射する水洗部と、
を備える脱硫装置。
【請求項２】
前記水洗部は、前記第２のミスト除去部に対して連続的又は間欠的に水を噴射する請求項１に記載の脱硫装置。
【請求項３】
前記水洗部から噴射された水を回収し、回収された水を前記水洗部から噴射させる循環システムを有する請求項１に記載の脱硫装置。
【請求項４】
前記水洗部が噴射する水は、酸化剤が添加されている請求項３に記載の脱硫装置。
【請求項５】
排ガスを冷却する熱回収器と、
前記熱回収器よりも後流側に設置され、前記熱回収器から供給された排ガスに含まれる煤塵を除去する乾式集塵機と、
前記乾式集塵機から供給された排ガスから硫黄酸化物を除去する請求項１に記載の脱硫装置と、
を備える煤塵除去システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱硫装置及び煤塵除去システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発電所等に設置されるボイラ等の排ガス系統には、排ガスから硫黄酸化物を除去する脱硫装置が設けられる。これにより、大気に排出される排ガスに含まれる硫黄酸化物を低減できる。
特許文献１には、湿式電気集塵装置を使用することなく、排煙に含まれるＳＯ３分を低減するＳＯ３分除去装置に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特開２００３−１０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
湿式脱硫装置では、本体内部の脱硫部でミストが発生している。本体の上部には、ミストエリミネータが設置されているものの、発生したミストの一部が湿式脱硫装置の外部へ排出される。そのため、煤塵濃度を計測するためのフィルタにミストが捕集される。煤塵測定装置は、加熱したフィルタからの粒子を集めて煤塵濃度を測定するところ、ミスト中に溶解した塩分（CaCl2，MgCl2等）が加熱によってフィルタ上に析出し、これが煤塵としてカウントされてしまう。【０００５】
このようなミストを原因とする煤塵は、ボイラ等から排出された本来の排ガスに含まれる煤塵ではないため、湿式脱硫装置の出口側から排出されず、煤塵測定装置でカウントされないようにすることが好ましい。しかし、従来の低圧損の折れ板型デミスタを備えるミストエリミネータでは、微小粒径（例えば40μｍ以下）のミストを除去することができなかった。また、高圧損のデミスタを用いれば、微小ミストが除去可能になるが、脱硫装置内のガス速度を高圧損のデミスタを適用できる速度まで低減するため、ダクトの拡大が必要となり、設備コストが大きくなる。【０００６】
さらに、湿式脱硫装置の後流に湿式電気集塵機を設置して、ミストを除去することも考えられるが、湿式電気集塵機のための広い敷地や、導入コストが必要になる。また、湿式電気集塵機は、装置内部の腐食防止のため、強アルカリ性である水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を使用する必要がある。【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、排ガスに含まれるミストを簡易かつ確実に低減することが可能な脱硫装置及び煤塵除去システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１態様に係る脱硫装置は、硫黄酸化物を含む排ガスと吸収液とを気液接触させて硫黄酸化物を除去する脱硫部と、前記脱硫部の上方に設置され、前記脱硫部で発生したミストを除去する第１のミスト除去部と、前記第１のミスト除去部の上方に設置され、前記脱硫部及び前記第１のミスト除去部と同一断面積を有し、前記第１のミスト除去部で除去されないミストを除去する第２のミスト除去部と、前記第２のミスト除去部へ水を噴射する水洗部とを備える。【０００９】
この構成によれば、第１のミスト除去部の上方に設置される第２のミスト除去部又は水洗部が第１のミスト除去部で除去されないミストを除去することから、脱硫装置出口側において煤塵として計測されるミストが低減する。その結果、脱硫装置の後流で煤塵濃度を低下させるための湿式電気集塵機を省略できる。また、第２のミスト除去部は、脱硫部及び第１のミスト除去部と同一断面積を有することから、脱硫装置におけるダクトの拡大が不要になり、設備コストの大幅な上昇を抑制できる。【００１０】
本発明の第１態様において、前記水洗部は、前記第２のミスト除去部に対して連続的又は間欠的に水を噴射してもよい。【００１１】
この構成によれば、水洗部が、連続的又は間欠的に第２のミスト除去部に付着する塩を洗い落とし、第２のミスト除去部に塩が蓄積することを防止する。水洗部を連続運転することにより確実に第１のミスト除去部で除去されないミストを除去できる。水洗部による水の噴射がない状態で、第２のミスト除去部のみで第１のミスト除去部で除去されないミストを除去できる場合は、水洗部を間欠運転してもよい。また、脱硫部に供給される排ガス流量や排ガスを排出するボイラ負荷などに応じて、水洗部の連続運転や間欠運転を切り替えたり、第２のミスト除去部に対して噴射する水量（Ｌ／Ｇ比）を変化させたりしてもよい。【００１２】
本発明の第１態様において、前記水洗部から噴射された水を回収し、回収された水を前記水洗部から噴射させる循環システムを有してもよい。
この構成によれば、水洗部から噴射される水が再使用されるため、水洗部によって使用され、脱硫装置の外部へ排出される水量が低減される。【００１３】
本発明の第１態様において、前記水洗部が噴射する水は、酸化剤が添加されてもよい。
この構成によれば、排ガスに水銀が含まれる場合、水洗部において、酸化剤によって水銀が酸化し、排ガス中から水銀を低減できる。【００１４】
本発明の第２態様に係る煤塵除去システムは、排ガスを冷却する熱回収器と、前記熱回収器よりも後流側に設置され、前記熱回収器から供給された排ガスに含まれる煤塵を除去する乾式集塵機と、前記乾式集塵機から供給された排ガスから硫黄酸化物を除去する上述の脱硫装置とを備える。【００１５】
この構成によれば、熱回収器における排ガスの温度低下により、硫黄酸化物のうちＳＯ３が凝縮することから、熱回収器よりも後流側の乾式集塵機が、凝縮したＳＯ３（硫酸ミスト）を煤塵と共に除去できる。その結果、脱硫装置の後流で硫酸ミストを除去するための湿式電気集塵機を省略できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第２のミスト除去部又は水洗部によって、第１のミスト除去部では除去されないミストが除去されることから、排ガスに含まれるミストを簡易かつ確実に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る湿式脱硫装置を示す概要図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る湿式脱硫装置を示す概要図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る煤塵除去システムを示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の一実施形態に係る湿式脱硫装置１について、図面を参照して説明する。
湿式脱硫装置１は、筒状の本体部２を有し、本体部２の内部に脱硫部３と、折れ板型デミスタ４と、充填部５と、水洗部６を備える。湿式脱硫装置１は、脱硫部３が吸収液を上方に噴射させることによって、吸収液が、本体部２の側面に形成されたガス導入部７から導入された排ガスと気液接触する。吸収液は、石灰を含む液体であり、石灰石膏法によって、排ガスに含まれる硫黄酸化物が除去される。脱硫部３から噴射した吸収液は、本体部２の底部に溜まり、ポンプ８によって、再び脱硫部３へ供給される。
【００１９】
折れ板型デミスタ４は、本体部２内で発生したミストを物理的衝突によって除去する。折れ板型デミスタ４は、低圧損であるが、微小粒径（例えば40μｍ以下）のミストを除去することができない。そのため、本実施形態に係る充填部５や水洗部６が設けられない場合、ガス排出部９から排出される排ガスにミストが含まれるおそれがある。
【００２０】
折れ板型デミスタ４やガス導入部７には、洗浄用タンク１０からポンプ１１を介して工業用水が適宜供給されて付着物が除去される。
【００２１】
充填部５は、折れ板型デミスタ４で除去できないミストを物理的衝突によって除去する。但し、充填部５は、ガス速度が高流速域でも使用可能な充填物である。充填部５は、脱硫部３や折れ板型デミスタ４と同一断面積を有する。充填部５は、脱硫部３や折れ板型デミスタ４と同一断面積を有するようにしても、圧損が高くなり過ぎない充填物である。すなわち、充填部５として、高圧損のデミスタを用いれば、微小ミストの除去可能になる。しかし、この場合、湿式脱硫装置１内のガス速度を高圧損のデミスタを適用できる速度まで低減するためにダクトの拡大が必要となることがある。本実施形態では、折れ板型デミスタ４で除去できないミストを除去できるが、ダクトの拡大をしないで、脱硫部３や折れ板型デミスタ４と同一断面積を有し、かつ、ガス速度が高流速域でも使用可能な充填部５とする。
ここで、充填物５としては、ポールリング、ラシヒリング、インタロックサドル等の不規則充填物、パッキン等の規則充填物を例示することができる。
【００２２】
水洗部６は、洗浄用タンク１０からポンプ１１を介して工業用水が供給される。折れ板型デミスタ４やガス導入部７と共通の給水系統とすることで、コストの増加が抑制されたり、既設の湿式脱硫装置１の増設が容易になったりする。水洗部６は、噴射する水によって、充填部５に付着した付着物を洗い落とす。充填部５や水洗部６は、折れ板型デミスタ４で除去できないミストが排ガスに含まれてガス排出部９から排出されることを防止する。
【００２３】
湿式脱硫装置１から外部へ排出されるミストが減ることから、煤塵濃度を計測するためのフィルタに捕集されるミストも低減する。その結果、煤塵測定装置において、加熱によってフィルタ上に析出する煤塵をカウントする際、ミスト中に溶解した塩分（CaCl2，MgCl2等）が析出する量も低減することから、ミストを原因とする煤塵も減少する。したがって、煤塵測定装置は、ボイラ等から排出された本来の排ガスに含まれる煤塵濃度を計測できるようになる。
【００２４】
水洗部６による洗浄は、間欠的に行ってもよいし、連続的に行ってもよい。例えば、充填部５の圧損のみでミストを除去できる場合は、間欠運転で充填部５を洗浄する。これにより、工業用水の使用量、湿式脱硫装置１からの排水量、ポンプ１１の動力を低減できる。洗浄を間欠的に行う方法としては、充填部５を複数のエリアに仮想的に分割し、エリアごとに水を噴射する方法がある。
【００２５】
連続運転で充填部５を洗浄する場合は、フラッディング（ｆｌｏｏｄｉｎｇ）が発生しミストが再飛散しないように、Ｌ／Ｇ比（充填部５を通過するガス流量に対する液体量の比率）を調整する。Ｌ／Ｇ比は、例えば１．０Ｌ/m3N〜２．０Ｌ/m3N程度とする。このとき、ミスト起因煤塵は、０．１mg/m3N-dry程度まで低減できる
すなわち、湿式脱硫装置１の折れ板型デミスタ４出口のミスト濃度は、折れ板型デミスタ４が微小粒径ミストを除去できないため、50mg/m3N-dry程度となる。ミストには塩分が溶解しているため、煤塵を計測する際にフィルタに捕集されたミストによって、ミスト中に溶解した塩分が加熱したフィルタ上で析出し、煤塵としてカウントされる。したがって、ミストのCl濃度に応じて、ミスト起因煤塵濃度が変化する。
湿式脱硫装置１の吸収塔内スラリー中Cl濃度は、脱硫性能や金属材料選定の観点から低い方が望ましいが、吸収塔内スラリー中Cl濃度を仮に20,000ppmとした場合、折れ板型デミスタ４出口のミスト濃度が50mg/m3N-dry程度であるから、約2mg/m3N-dryがミスト起因煤塵としてカウントされるおそれがある。
上述した本実施形態のように、折れ板型デミスタ４の上部に充填物５を設置することによって、折れ板型デミスタ４から排出されるミストの９５％を除去することができるとき、充填物５出口のミスト起因煤塵濃度は、約0.1mg/m3N-dryまで低減できる。
【００２６】
また、脱硫部３に供給される排ガス流量や排ガスを排出するボイラ負荷などに応じて、水洗部６の連続運転や間欠運転を切り替えたり、水洗部６が充填部５に対して噴射する水量（Ｌ／Ｇ比）を変化させたりしてもよい。なお、水洗部６が噴射する水量（Ｌ／Ｇ比）を変化させるため、洗浄用タンク１０から水を供給するポンプ１１を複数台としてもよい。ポンプ１１が複数台であれば、ターンダウン時の水量の制御も容易になる。
【００２７】
上述した実施形態では、水洗部６によって充填部５へ水を供給すると、使用された水は、湿式脱硫装置１の底部２ａに溜まるため、適宜外部へ排出する必要がある。そこで、図２に示す変形例のように、循環系統を設けてもよい。すなわち、本体部２の内部にチムニートレイ１２を設置し、充填部５を通過した水を回収する。回収された水は、ポンプ１３を介して、再び水洗部６へ供給されたり、洗浄用タンク１０へ供給されたりする。これにより、充填部５へ供給する水の使用量や、外部へ排出する排出水量を低減できる。
【００２８】
なお、水洗部６へ供給する循環水には、次亜塩素酸（ＮａＣｌＯ）等の酸化剤を添加してもよい。これにより、脱硫部３を通過して上方へ流れる排ガスに水銀が含まれる場合、水銀が酸化反応して、排ガスから水銀が除去される。この場合、水銀濃度をモニタリングして、供給する循環水量を調整できるようにしてもよい。ポンプ１３が複数台であれば、ターンアップ時等の循環水量の制御が容易になる。
【００２９】
次に、図３を参照して、上述した湿式脱硫装置１が適用される煤塵除去システムについて説明する。煤塵除去システムは、排ガスを冷却する熱回収器２１と、熱回収器２１よりも後流側に設置され、熱回収器２１から供給された排ガスに含まれる煤塵を除去する乾式集塵機２２と、乾式集塵機２２から供給された排ガスから硫黄酸化物を除去する湿式脱硫装置１などを備える。煤塵除去システムは、ボイラ排気系統に設けられ、ボイラ排気系統には、熱回収器２１、乾式集塵機２２、湿式脱硫装置１のほかに例えばＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction：選択接触還元触媒）脱硝装置、空気予熱器（Ａ／Ｈ：Air Heater）、活性炭注入（ＡＣＩ：Activated Carbon
Injection）部、誘引ファン（ＩＤＦ：Induced Draft Fan）、煙突（Wet Stack）などが設置される。
【００３０】
本実施形態によれば、熱回収器２１における排ガスの温度低下により、硫黄酸化物のうちＳＯ３が凝縮することから、熱回収器２１よりも後流側の乾式集塵機２２が、凝縮したＳＯ３（硫酸ミスト）を煤塵と共に除去できる。その結果、湿式脱硫装置１の後流で硫酸ミストを除去するための湿式電気集塵機を省略できる。また、乾式集塵機２２で硫酸ミストを除去できることから、湿式脱硫装置１の水洗部６が充填部５へ噴射する水量を低減できる。
【符号の説明】
【００３１】
１        ：湿式脱硫装置
２        ：本体部
２ａ      ：底部
３        ：脱硫部
４        ：折れ板型デミスタ（第１のミスト除去部）
５        ：充填部（第２のミスト除去部）
６        ：水洗部
７        ：ガス導入部
８        ：ポンプ
９        ：ガス排出部
１０      ：洗浄用タンク
１１      ：ポンプ
１２      ：チムニートレイ
１３      ：ポンプ
【図１】
2014038354.tif 000003
【図２】
2014038354.tif 000004
【図３】
2014038354.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成27年1月30日(2015.1.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫黄酸化物を含む排ガスと吸収液とを気液接触させて硫黄酸化物を除去する脱硫部と、
前記脱硫部の上方に設置され、前記脱硫部で発生したミストを除去する、折れ板型デミスタである第１のミスト除去部と、
前記第１のミスト除去部の上方に設置され、前記脱硫部及び前記第１のミスト除去部と同一断面積を有し、前記第１のミスト除去部で除去されないミストを除去する、充填部構造の第２のミスト除去部と、
前記第２のミスト除去部へ水を噴射する水洗部と、
を備える脱硫装置。
【請求項２】
前記水洗部は、前記第２のミスト除去部に対して連続的又は間欠的に水を噴射する請求項１に記載の脱硫装置。
【請求項３】
前記水洗部から噴射された水を回収し、回収された水を前記水洗部から噴射させる循環システムを有する請求項１に記載の脱硫装置。
【請求項４】
前記水洗部が噴射する水は、酸化剤が添加されている請求項３に記載の脱硫装置。
【請求項５】
排ガスを冷却する熱回収器と、
前記熱回収器よりも後流側に設置され、前記熱回収器から供給された排ガスに含まれる煤塵を除去する乾式集塵機と、
前記乾式集塵機から供給された排ガスから硫黄酸化物を除去する請求項１に記載の脱硫装置と、
を備える煤塵除去システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の第１態様に係る脱硫装置は、硫黄酸化物を含む排ガスと吸収液とを気液接触させて硫黄酸化物を除去する脱硫部と、前記脱硫部の上方に設置され、前記脱硫部で発生したミストを除去する、折れ板型デミスタである第１のミスト除去部と、前記第１のミスト除去部の上方に設置され、前記脱硫部及び前記第１のミスト除去部と同一断面積を有し、前記第１のミスト除去部で除去されないミストを除去する、充填部構造の第２のミスト除去部と、前記第２のミスト除去部へ水を噴射する水洗部とを備える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
充填部５は、折れ板型デミスタ４で除去できないミストを物理的衝突によって除去する。但し、充填部５は、ガス速度が高流速域でも使用可能な充填物である。充填部５は、脱硫部３や折れ板型デミスタ４と同一断面積を有する。充填部５は、脱硫部３や折れ板型デミスタ４と同一断面積を有するようにしても、圧損が高くなり過ぎない充填物である。すなわち、充填部５として、高圧損のデミスタを用いれば、微小ミストの除去可能になる。しかし、この場合、湿式脱硫装置１内のガス速度を高圧損のデミスタを適用できる速度まで低減するためにダクトの拡大が必要となることがある。本実施形態では、折れ板型デミスタ４で除去できないミストを除去できるが、ダクトの拡大をしないで、脱硫部３や折れ板型デミスタ４と同一断面積を有し、かつ、ガス速度が高流速域でも使用可能な充填部５とする。
ここで、充填部５としては、ポールリング、ラシヒリング、インタロックサドル等の不規則充填物、パッキン等の規則充填物を例示することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
連続運転で充填部５を洗浄する場合は、フラッディング（ｆｌｏｏｄｉｎｇ）が発生しミストが再飛散しないように、Ｌ／Ｇ比（充填部５を通過するガス流量に対する液体量の比率）を調整する。Ｌ／Ｇ比は、例えば１．０Ｌ/m3N〜２．０Ｌ/m3N程度とする。このとき、ミスト起因煤塵は、０．１mg/m3N-dry程度まで低減できる。
すなわち、湿式脱硫装置１の折れ板型デミスタ４出口のミスト濃度は、折れ板型デミスタ４が微小粒径ミストを除去できないため、50mg/m3N-dry程度となる。ミストには塩分が溶解しているため、煤塵を計測する際にフィルタに捕集されたミストによって、ミスト中に溶解した塩分が加熱したフィルタ上で析出し、煤塵としてカウントされる。したがって、ミストのCl濃度に応じて、ミスト起因煤塵濃度が変化する。
湿式脱硫装置１の吸収塔内スラリー中Cl濃度は、脱硫性能や金属材料選定の観点から低い方が望ましいが、吸収塔内スラリー中Cl濃度を仮に20,000ppmとした場合、折れ板型デミスタ４出口のミスト濃度が50mg/m3N-dry程度であるから、約2mg/m3N-dryがミスト起因煤塵としてカウントされるおそれがある。
上述した本実施形態のように、折れ板型デミスタ４の上部に充填部５を設置することによって、折れ板型デミスタ４から排出されるミストの９５％を除去することができるとき、充填部５出口のミスト起因煤塵濃度は、約0.1mg/m3N-dryまで低減できる。
【国際調査報告】
2014038354.tif 000006
2014038354.tif 000007
2014038354.tif 000008
2014038354.tif 000009