(57)【要約】【課題】  排ガス処理システムにおける排ガスの処理効率を低下させることなくコストを抑える。【解決手段】  排ガス処理システムでは、貯留タンク３０において、スクラバ２０との間で吸収液を循環する経路と、当該経路とは別に電解槽５０との間で吸収液を循環する経路が備えられている。つまり、燃焼装置１０で発生した排ガスがスクラバ２０に送られ、そこで吸収液に吸収される。排ガスには、主にＳＯｘやＮＯｘが含まれる。スクラバ２０内の吸収液は、貯留タンク３０に送られた後、電解槽５０で電解処理を施される。これにより、吸収液中に次亜塩素酸が生成し、窒素酸化物や硫黄酸化物中の窒素や硫黄が酸化される。電解槽５０内の吸収液は、さらに貯留タンク３０に戻され、そこからスクラバ２０に戻される。貯留タンク３０内の吸収液はオーバーフロー管３３から適宜排出される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスと吸収液を導入され、これらを気液接触させる排ガス吸収部と、
前記排ガス吸収部から導入される吸収液を貯留する貯留槽と、
前記貯留槽内の吸収液に対して電解処理を施す電解槽と、
前記電解槽に、水溶液中でハロゲンイオンを生じる薬剤を供給するハロゲンイオン供給部と、
前記排ガス吸収部と前記貯留槽との間で吸収液を循環する第１の循環部と、
前記貯留槽と前記電解槽との間で吸収液を循環する第２の循環部とを含む、排ガス処理システム。
【請求項２】
前記第２の循環部中であって、前記貯留槽から送り出され前記電解槽に導入される前の吸収液をろ過するろ過器をさらに含む、請求項１に記載の排ガス処理システム。
【請求項３】
前記ハロゲンイオン供給部は、前記ろ過器を通過し、前記電解槽に導入される前の吸収液に、前記薬剤を供給する、請求項２に記載の排ガス処理システム。
【請求項４】
前記排ガス吸収部は、発電機における発電によって生じる排ガスを導入される、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の排ガス処理システム。
【請求項５】
前記発電機において生じた電力が、前記電解槽、前記第１の循環部、および、前記第２の循環部に供給される、請求項４に記載の排ガス処理システム。
【請求項６】
前記排ガス吸収部は、スクラバによって構成される、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の排ガス処理システム。
【請求項７】
前記ハロゲンイオン供給部は、前記薬剤として、塩化ナトリウムを供給する、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の排ガス処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス処理システムに関し、特に、燃料を燃焼させた際に発生する硫黄酸化物（ＳＯｘ）や窒素酸化物（ＮＯｘ）を含む排ガスを吸収液に吸収させて処理する排ガス処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発電所のボイラー等において燃料を燃焼させた際に発生する、ＳＯｘやＮＯｘを含む排ガスの処理にとしては、当該排ガスを吸収液に吸収させ、さらに、当該吸収液に次亜塩素酸ソーダなどの薬剤を添加することによって、排ガスの成分を酸化させる処理があった。
【０００３】
なお、近年、排ガスを塩水と接触させ、そして、当該塩水に対して電圧を印加することによって、次亜塩素酸を発生させ、排ガス中のＳＯｘやＮＯｘを酸化させる技術が開示されている。
【０００４】
具体的には、たとえば特許文献１には、排ガスと塩水が接触させられるスクラバの中に電極を設置して塩水を電解する技術や、電解によって得られたアルカリ性溶液をスクラバの中に供給する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−８９７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したような電解処理は、次亜塩素酸ソーダのような取り扱いの難しい薬剤を使用する必要がなくなるため、排ガスの処理を容易にしていた。
【０００６】
しかしながら、排ガス処理システムが、特許文献１に記載されたように、スクラバ内に電極が設置されたり、電解槽から一方的にアルカリ性溶液をスクラバ内に供給するように構成された場合、システムの規模が大きくなると、その分電極を含む電解システムの規模も大きくしなければならず、コストが増大するという問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、排ガス処理システムにおいて、排ガスの処理効率を低下させることなく、コストを抑えることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に従った排ガス処理システムは、排ガスと吸収液を導入され、これらを気液接触させる排ガス吸収部と、前記排ガス吸収部から導入される吸収液を貯留する貯留槽と、前記貯留槽内の吸収液に対して電解処理を施す電解槽と、前記電解槽に、水溶液中でハロゲンイオンを生じる薬剤を供給するハロゲンイオン供給部と、前記排ガス吸収部と前記貯留槽との間で吸収液を循環する第１の循環部と、前記貯留槽と前記電解槽との間で吸収液を循環する第２の循環部とを含むことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に従った排ガス処理システムは、前記第２の循環部中であって、前記貯留槽から送り出され前記電解槽に導入される前の吸収液をろ過するろ過器をさらに含むことが好ましい。
【００１０】
また、本発明に従った排ガス処理システムでは、前記ハロゲンイオン供給部は、前記ろ過器を通過し、前記電解槽に導入される前の吸収液に、前記薬剤を供給することが好ましい。
【００１１】
また、本発明に従った排ガス処理システムでは、前記排ガス吸収部は、発電機における発電によって生じる排ガスを導入されることが好ましい。
【００１２】
また、本発明に従った排ガス処理システムは、前記発電機において生じた電力を、前記電解槽、前記第１の循環部、および、前記第２の循環部に供給する電力供給部をさらに含むことが好ましい。
【００１３】
また、本発明に従った排ガス処理システムでは、前記排ガス吸収部は、スクラバによって構成されることが好ましい。
【００１４】
また、本発明に従った排ガス処理システムでは、前記ハロゲンイオン供給部は、前記薬剤として、塩化ナトリウムを供給することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に従うと、第１の循環部と第２の循環部が設けられているため、第２の循環部の循環流量を第１の循環流量より低く抑えることによって、電解槽の規模を排ガス吸収部の規模に対して小さく抑えることができる。なお、第１の循環部中の吸収液が、電解槽を含む第２の循環部でも循環されるため、次亜塩素酸等の活性酸素種が窒素酸化物や硫黄酸化物中の窒素や硫黄を酸化したことによって生成した塩素イオン等の物質を、再度電解によって活性酸素種に変化させて利用できる。
【００１６】
これにより、排ガス処理システムにおいて、排ガスの処理効率を低下させることなく、かつ、電解槽の規模を抑えることによってコストを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１に、本発明の排ガス処理システムの一実施の形態の構成を模式的に示す。なお、図１では、吸収液を含む溶液の流れが矢印で示され、排ガスを含むガスの流れが溶液の流れを示す矢印よりも太い線の矢印で示されている。
【００１８】
図１を参照して、排ガス処理システムは、スクラバ２０、貯留タンク３０、ろ過器４０、電解槽５０、ＮａＯＨ水溶液槽６０およびＮａＣｌ水溶液槽７０から主に構成される。
【００１９】
スクラバ２０には、燃焼装置１０において発生した排ガスが導入される。スクラバ２０では、排ガス中のＳＯｘやＮＯｘやすすなどが吸収液に吸収され、当該吸収液が貯留タンク３０へ送り出される。燃焼装置１０としては、たとえば、燃料を石油とするような、工場において自家発電で利用される発電装置が挙げられる。
【００２０】
スクラバ２０の内部構成を、図２に模式的に示す。
図２を参照して、スクラバ２０は、本体２１を備え、さらに、本体２１に燃焼装置１０からの排ガスを導入するための吸気管２４、本体２１から適宜気体を排出する排気孔２２、本体２１上部に地下水等の吸収液源８０からの吸収液を導入するための導入管２３、吸気管２４よりも上方であって導入管２３よりも下方に位置する充填物２６、および、本体２１内の溶液を貯留タンク３０に送るための排出管２５を備えている。
【００２１】
導入管２３は、吸収液を本体２１内に放出するための複数の孔を形成されている。
充填物２６は、たとえば不織布が積層されて構成される。
【００２２】
以下、図１および図２を参照して、本実施の形態の排ガス処理システムにおける排ガスの処理方法について説明する。
【００２３】
導入管２３は、バルブ８１が開状態とされることによって吸収液源８０からの吸収液とともに、ポンプ６１が適宜駆動されることによってＮａＯＨ水溶液槽６０内のＮａＯＨ水溶液を本体２１内に導入する。
【００２４】
燃焼装置１０で発生した排ガスが本体２１に導入されると、導入管２３から導入される吸収液と接触し、吸収液に吸収される。なお、充填物２６は、排ガスと吸収液が接触しやすいように設けられている。また、吸収液に適宜ＮａＯＨ水溶液等のアルカリ性の薬剤が添加されることによって、当該吸収液の排ガスの吸収効率は高くなる。
【００２５】
スクラバ２０において排ガスと接触した吸収液は、排出管２５を介して貯留タンク３０へと導入される。貯留タンク３０に導入された吸収液は、ポンプ３２が適宜駆動されることによって、ろ過器４０を介して電解槽５０へと導入される。また、電解槽５０には、ポンプ７１が適宜駆動されることによって、ＮａＣｌ水溶液槽７０内のＮａＣｌ水溶液が導入される。
【００２６】
電解槽５０には、アノード電極５２とカソード電極５３が、導入された吸収液に浸るように設置されている。アノード電極５２およびカソード電極５３は、たとえば、白金やイリジウム等の貴金属からなる電極または金属にそのような貴金属がコーティングされた電極から構成される。また、電解槽５０には、これらの電極に電力を供給する電源５１が設置されている。
【００２７】
ここで、アノード電極５２とカソード電極５３に電力が供給されることによって電解槽５０内で生じると考えられる化学反応について説明する。
【００２８】
まず、吸収液中では、水について、式（１）に示す平衡が成り立っている。
Ｈ２Ｏ  ⇔  Ｈ＋＋ＯＨ−  （１）
また、電解槽５０内の吸収液に、塩化物イオンを供給する薬剤として、塩化ナトリウムが供給されていることから、当該塩化ナトリウムについて式（２）に示す平衡が成り立っている。
【００２９】
ＮａＣｌ  ⇔  Ｎａ＋＋Ｃｌ−  （２）
そして、アノード電極５２とカソード電極５３に電力が供給されて電解槽５０内で電解が行なわれた場合、アノード電極５２の近傍では、式（３）〜（５）に示すように、水の電気分解により酸素ガスが発生し、塩化物イオンは塩素ガスとなり、塩素ガスの一部は水和して次亜塩素酸となる。
【００３０】
２Ｈ２Ｏ  ⇔  Ｏ２↑＋４Ｈ＋＋４ｅ−  （３）
２Ｃｌ−  ⇔  Ｃｌ２↑＋２ｅ−  （４）
Ｃｌ２＋Ｈ２Ｏ  ⇔  Ｈ＋＋Ｃｌ−＋ＨＣｌＯ  （５）
また、電解によって、吸収液では、次亜塩素酸の他にも活性酸素種が生じる。
【００３１】
そして、活性酸素種を含む吸収液は、貯留タンク３０に返送される。
貯留タンク３０では、排ガスを吸収することによって吸収液中に存在する亜硝酸ガスや亜硫酸ガスが、吸収液に含まれる活性酸素種によって酸化される。これによって、当該吸収液のＣＯＤ（Chemical Oxygen Demand）値が減少し、吸収液が一般の下水道に排水できる状態となる。
【００３２】
また、貯留タンク３０内の吸収液は、ポンプ３１が駆動されることによって、吸収液源８０からの吸収液と混合されて、導入管２３を介してスクラバ２０の本体２１に導入される。
【００３３】
以上説明した排ガス処理システムでは、ポンプ３１，３２，６１，７１は、図示せぬ駆動部によって、適宜駆動される。なお、これらの駆動力および電源５１として、燃料装置１０で生成された電力を利用することも考えられる。つまり、燃料装置１０で生成された電力を、本実施の形態の排ガス処理システム上のポンプや電源に供給するための制御回路等が、当該排ガス処理システムに導入されることが好ましい。このように構成されれば、燃料装置１０で生成される電力量が増加するほど、処理するべき排ガスの量が増加するため排ガス処理システムが必要とする電力量も増加する。しかし、その分燃料装置１０で生成される電力量が増加しているため、必要な電力量の増加分を燃料装置１０の生成する電力量で補うことができる。
【００３４】
そして、スクラバ２０と貯留タンク３０との間で吸収液を循環させるために駆動するポンプ３１によって、排ガス吸収部と貯留槽との間で吸収液を循環する第１の循環部が構成される。また、貯留タンク３０と電解槽５０との間で吸収液を循環させるために駆動するポンプ３２いよって、貯留層と電解槽との間で吸収液を循環する第２の循環部が構成される。
【００３５】
また、以上説明した排ガス処理システムでは、ろ過器４０でろ過された後の吸収液であって電解槽５０に導入される前の吸収液にＮａＣｌ水溶液を添加するＮａＣｌ水溶液槽７０およびポンプ７１によって、ハロゲンイオン供給部が構成されている。なお、ハロゲンイオン供給部が供給する薬剤は、価格や扱いやすさ等の点からＮａＣｌが好ましいが、これに限定されるものではない。水溶液中でハロゲンイオンを生じる薬剤を供給するのであれば、添加される薬剤は、ＮａＣｌ（塩化ナトリウム）以外の、たとえば、塩化カリウムや臭化ナトリウムであっても良い。
【００３６】
また、以上説明した排ガス処理システムでは、貯留タンク３０に送られた吸収液は、電解槽５０に送られた後、さらに貯留タンク３０に戻されたり、そこからさらにスクラバ２０に戻されたりする。なお、このように循環されることによって吸収液における溶存物質の濃度が上昇する。貯留タンク３０内の吸収液は適宜オーバーフロー管３３から排出され、システムには吸収液源８０から新たな吸収液が導入される。
【００３７】
また、以上説明した本実施の形態では、貯留タンク３０において、スクラバ２０との間で吸収液を循環する経路と、当該経路とは別に電解槽５０との間で吸収液を循環する経路が備えられている。
【００３８】
これにより、スクラバ２０で排ガスを吸収させるためにスクラバ２０と貯留タンク３０との間で循環させる吸収液の流量と、吸収液を電解処理するために電解槽５０と貯留タンク３０との間で循環させる吸収液の流量を、互いに独立して決定することができる。たとえば、スクラバ２０と貯留タンク３０との間で１ｍ３／ｍｉｎで吸収液を循環させ、一方で、電解槽５０と貯留タンク３０との間では１０Ｌ／ｍｉｎで吸収液を循環させることができる。
【００３９】
このように電解槽に給水液を循環させる経路が独立して設けられていることにより、本実施の形態の排ガス処理システムでは、電解槽を、スクラバ（排ガス吸収部）に比べて小規模なものとすることができる。
【００４０】
また、本実施の形態では、スクラバを含む循環経路に、電解槽で電解処理を施した吸収液を循環させることができるため、電解槽において、窒素酸化物や硫黄酸化物中の窒素や硫黄の酸化に利用できる活性酸素種を生成できるとともに、窒素酸化物や硫黄酸化物中の窒素や硫黄を酸化させることができる。
【００４１】
さらに、スクラバを含む循環経路中の吸収液が電解槽を通る経路でも循環されるため、次亜塩素酸等の活性酸素種が窒素酸化物や硫黄酸化物中の窒素や硫黄を酸化したことによって生成した塩素イオン等の物質を、再度電解によって活性酸素種に変化させて利用できる。これにより、効率良く、排ガスとして吸収された窒素酸化物や硫黄酸化物中の窒素や硫黄の酸化を行なうことができる。
【００４２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の排ガス処理システム一実施の形態の構成を模式的に示す図である。
【図２】図１のスクラバの内部構造を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  燃焼装置、２０  スクラバ、２１  本体、２２  排気孔、２３  導入管、２４  吸気管、２５  排出管、２６  充填物、３０  貯留タンク、３１，３２，６１，７１  ポンプ、４０  ろ過器、５０  電解槽、５１  電源、５２  アノード電極、５３  カソード電極、６０  ＮａＯＨ水溶液槽、７０  ＮａＣｌ水溶液槽、８０  吸収液源、８１  バルブ。
【図１】
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【図２】
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