(57)【要約】【課題】連続的に脱硫を実施することができる脱硫装置及びガス処理システム、並びに、脱硫方法及びガス処理方法を提供する。【解決手段】ＳＯｘを含むガスが脱硫装置１００内のフィルタ１１１を通過する際にフィルタ１１１がＳＯｘを吸着する。少なくとも１つのフィルタ１１１の洗浄は、他のフィルタ１１１でＳＯｘの吸着が行われる間に実施される。洗浄されるフィルタ１１１に第２散布部１７０及び第３散布部１８０が水を散布して、フィルタ１１１全面に水膜が形成され、ガスが遮断される。第１散布部１６０はフィルタ１１１上流側でガス中に水を散布して、ガスを冷却する。フィルタ１１１に吸着したＳＯｘと水とが反応して硫酸及び亜硫酸が生成する。硫酸及び亜硫酸を含む水はフィルタ１１１下方に流れ、下部固定部材１１４に受け止められる。【選択図】図２
2015213894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス中からＳＯｘを除去する脱硫装置であって、
ケーシングと、
該ケーシング内に収容され、前記ＳＯｘを吸着する活性炭または活性炭素繊維を含む複数のフィルタを備えるＳＯｘ除去部と、
前記フィルタを洗浄する洗浄部とを備え、
前記フィルタは前記ケーシング内を前記ガスが移動する方向と略直交する方向に配列し、
前記フィルタの前記ガスの上流側であって前記フィルタの端部よりも前記ガスの下流側に排ガス空間が形成され、
前記フィルタの前記ガスの下流側であって前記フィルタの端部よりも前記ガスの上流側に清浄ガス空間が形成され、
前記洗浄部は、
前記ＳＯｘ除去部の前記ガスの上流側に前記排ガス空間の各々に対応して設置されて、前記ガス中に水を散布する複数の第１散布部と、
各々の前記フィルタの上方に設置され、前記フィルタに水を散布する複数の第２散布部と、
前記フィルタの前記ガスの下流側において、前記清浄ガス空間の各々に対応して設置され、前記清浄ガス空間に向かって水を散布する複数の第３散布部と、
前記第１散布部、前記第２散布部、及び、前記第３散布部に前記水を供給する水供給部とを備え、
前記第２散布部及び前記第３散布部は、前記フィルタの全面に水膜が形成されて前記ガスの流れが遮断されるように前記フィルタに前記水を散布するとともに、前記フィルタに吸着した前記ＳＯｘと前記水とが反応して硫酸または亜硫酸が生成する脱硫装置。
【請求項２】
前記水供給部は更に前記硫酸または亜硫酸を含む前記水を回収し収容する循環水タンクを備え、
第２散布部が、前記循環水タンク内の前記硫酸及び前記亜硫酸を含む前記水を前記フィルタに散布する請求項１に記載の脱硫装置。
【請求項３】
前記フィルタの下方に設置され、前記フィルタを前記ケーシング内の所定位置に固定するとともに、前記フィルタから流れ落ちる前記硫酸または前記亜硫酸を含む前記水を受け止める下部固定部材を更に備える請求項１または請求項２に記載の脱硫装置。
【請求項４】
硫黄分を含む燃料が燃焼して発生した、ＳＯｘ及び煤塵を含むガスから前記煤塵を除去する集塵装置と、
前記集塵装置の前記ガス下流側に設置される請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の脱硫装置とを有するガス処理システム。
【請求項５】
前記脱硫装置からの前記硫酸及び前記亜硫酸を含む前記水を受け入れ、前記硫酸及び前記亜硫酸を含む前記水に石灰石を投入して硫酸カルシウムまたは亜硫酸カルシウムを生成させる硫酸処理装置を備える請求項４に記載のガス処理システム。
【請求項６】
前記硫酸処理装置と前記集塵装置の上流側の煙道とを連絡する石膏搬送部を更に備え、
前記石膏搬送部は、前記硫酸カルシウム及び前記亜硫酸カルシウムを含む前記水を前記硫酸処理装置から搬出する搬出部と、前記搬出された前記硫酸カルシウム及び前記亜硫酸カルシウムを含む前記水を収容し、前記亜硫酸カルシウムを酸化させて硫酸カルシウムを生成させる反応槽と、前記反応槽から前記硫酸カルシウムを含む前記水を前記煙道に送給する送給部とを備える請求項５に記載のガス処理システム。
【請求項７】
請求項１に記載の脱硫装置を用いて前記ガス中から前記ＳＯｘを除去する脱硫方法であって、
前記フィルタに前記ガスを通過させて、前記フィルタに前記ＳＯｘを吸着させる吸着工程と、
少なくとも１つの前記フィルタを洗浄する洗浄工程と、
を含み、前記洗浄工程が行われている間に、他の前記フィルタでは前記吸着工程が実施され、
前記洗浄工程が、
洗浄が行われる前記フィルタに対応して設置される前記第１散布部が、前記ガス中に前記水を散布し、前記ガスの温度を低下させる第１水散布工程と、
前記洗浄が行われるフィルタの上方に位置する前記第２散布部が、前記洗浄が行われるフィルタに対して前記水を散布する第２水散布工程と、
前記洗浄が行われるフィルタの前記ガス下流側に位置する前記清浄ガス空間に対応して設置される第３散布部が、前記清浄ガス空間に向かって前記水を散布する第３水散布工程と、を含み、
前記洗浄工程で、前記第２散布部及び前記第３散布部から散布された前記水が前記フィルタに付着して、前記フィルタの全面に水膜が形成されて前記ガスの流れが遮断されるとともに、前記フィルタに吸着した前記ＳＯｘと前記水とが反応して硫酸または亜硫酸が生成し、
前記洗浄工程が行われた前記フィルタが、前記吸着工程で前記ガスに曝されることにより乾燥される脱硫方法。
【請求項８】
前記水供給部が更に前記硫酸または前記亜硫酸を含む前記水を回収し収容する循環水タンクを備え、
前記硫酸及び前記亜硫酸を含む前記水が回収されて、前記循環水タンクに収容され、前記循環水タンク中の水が前記第２散布部に供給される循環工程を含む請求項７に記載の脱硫方法。
【請求項９】
前記硫酸または前記亜硫酸を含む前記水は、前記フィルタの下方に設置されて前記フィルタを支持する前記下部固定部材に受け止められて回収される請求項７または請求項８に記載の脱硫方法。
【請求項１０】
請求項４に記載のガス処理システムを用いたガス処理方法であって、
前記集塵装置が前記ＳＯｘ及び前記煤塵を含む前記ガスから前記煤塵を除去する集塵工程と、
前記脱硫装置において前記ガスから前記ＳＯｘを除去する脱硫工程と、
を含み、前記脱硫工程が、
前記フィルタに前記ガスを通過させて、前記フィルタに前記ＳＯｘを吸着させる吸着工程と、
少なくとも１つの前記フィルタを洗浄する洗浄工程と、
を含み、前記洗浄工程が行われている間に、他の前記フィルタでは前記吸着工程が実施され、
前記洗浄工程が、
洗浄が行われる前記フィルタに対応して設置される前記第１散布部が、前記ガス中に前記水を散布し、前記ガスの温度を低下させる第１水散布工程と、
前記洗浄が行われるフィルタの上方に位置する前記第２散布部が、前記洗浄が行われるフィルタに対して前記水を散布する第２水散布工程と、
前記洗浄が行われるフィルタの前記ガス下流側に位置する前記清浄ガス空間に対応して設置される第３散布部が、前記清浄ガス空間に向かって前記水を散布する第３水散布工程と、を含み、
前記洗浄工程で、前記第２散布部及び前記第３散布部から散布された前記水が前記フィルタに付着して、前記フィルタの全面に水膜が形成されて前記ガスの流れが遮断されるとともに、前記フィルタに吸着した前記ＳＯｘと前記水とが反応して硫酸または亜硫酸が生成し、
前記洗浄工程が行われた前記フィルタが、前記吸着工程で前記ガスに曝されることにより乾燥されるガス処理方法。
【請求項１１】
前記脱硫装置からの前記硫酸及び前記亜硫酸を含む前記水が硫酸処理装置に搬送され、
前記硫酸処理装置において、前記水に石灰石を投入して硫酸カルシウムまたは亜硫酸カルシウムを生成させる硫酸処理工程を更に含む請求項１０に記載のガス処理方法。
【請求項１２】
前記硫酸カルシウム及び前記亜硫酸カルシウムを含む前記水が前記硫酸処理装置から抜き出され、前記抜き出された水中の前記亜硫酸カルシウムが酸化されて硫酸カルシウムが生成され、前記硫酸カルシウムを含む前記水が前記集塵装置の上流側の煙道に供給される硫酸カルシウム送給工程を更に含む請求項１０または請求項１１に記載のガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼排ガス中のＳＯｘを除去する脱硫装置及びこれを備えるガスシステム、並びに、当該脱硫装置を用いた脱硫方法及びガス処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭などの硫黄分を含む燃料を用いる燃焼設備（例えば石炭火力発電用ボイラ）からは、ＳＯ２、ＳＯ３といった硫黄酸化物を含む燃焼排ガスが排出される。排ガスから硫黄酸化物を除去するために、燃焼設備のガス下流側には脱硫装置が設けられる。
【０００３】
脱硫方法として様々な方式が検討されている。脱硫方法の１つとして、アルカリ吸収剤（苛性ソーダ、水酸化マグネシウム、石灰）を用いた湿式法がある。特に、多くの脱硫装置では石灰石を吸収剤に用いる石灰石膏法が採用されている。
【０００４】
半乾式法は、吸収剤として生石灰や消石灰を含むスラリーをガス中に散布し、スラリー中の水分が蒸発する過程で吸収剤とＳＯｘとを反応させてガス中から除去する方法である。半乾式法による脱硫装置の場合、後段に集塵装置を設けて反応生成物（ＣａＳＯ４など）を固体化し、ガス中から回収する。
【０００５】
活性炭法は、排ガスを活性炭に接触させて活性炭表面にＳＯｘを吸着させて除去する方法である。ＳＯｘを吸着した活性炭は再生される必要がある。再生方法としては、活性炭を加熱してＳＯｘを硫酸として蒸発させた後、凝縮させて硫酸を回収する熱分解法と、活性炭を水洗して硫酸を回収する水洗法とがある。水洗法を用いる場合、活性炭の中に水が入り込むと性能が劣化する。そこで特許文献１の技術では、活性炭と撥水性樹脂（例えばポリテトラフルオロエチレン）を混練して製造した活性炭構造物を用いることによって、活性炭の外表面や細孔から水分を速やかに除去させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３５５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
活性炭法は高価な吸収剤を必要とせず、ＳＯ２を硫酸として回収できる。簡易なシステムを構築できれば、活性炭法は他の方式に比べて有利であると言える。活性炭法では上述のように再生が必要である。しかしながら、活性炭法を採用した脱硫装置を用いて連続的に脱硫を行うためには、活性炭を収容する吸脱着装置がガスの流れ方向に並列に複数設置され、交互に活性炭の再生を行うなどの設備上の考慮が必要である。このため、脱硫装置が大型化するとともに、各吸脱着装置に対してガスの流れを制御するダンパや再生用設備等を設置する必要があり、装置構成が複雑化し制御が煩雑となる。あるいは、活性炭を流動させ、吸着・再生を繰り返す必要があり、設備が煩雑となる。
【０００８】
本発明は、活性炭法を用いて連続的に脱硫を実施することができる脱硫装置及びこれを備えるガス処理システム、並びに、脱硫方法及びガス処理方法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】
【０００９】
本発明の第１の態様は、ガス中からＳＯｘを除去する脱硫装置であって、ケーシングと、該ケーシング内に収容され、前記ＳＯｘを吸着する活性炭または活性炭素繊維を含む複数のフィルタを備えるＳＯｘ除去部と、前記フィルタを洗浄する洗浄部とを備え、前記フィルタは前記ケーシング内を前記ガスが移動する方向と略直交する方向に配列し、前記フィルタの前記ガスの上流側であって前記フィルタの端部よりも前記ガスの下流側に排ガス空間が形成され、前記フィルタの前記ガスの下流側であって前記フィルタの端部よりも前記ガスの上流側に清浄ガス空間が形成され、前記洗浄部は、前記ＳＯｘ除去部の前記ガスの上流側に前記排ガス空間の各々に対応して設置されて、前記ガス中に水を散布する複数の第１散布部と、各々の前記フィルタの上方に設置され、前記フィルタに水を散布する複数の第２散布部と、前記フィルタの前記ガスの下流側において、前記清浄ガス空間の各々に対応して設置され、前記清浄ガス空間に向かって水を散布する複数の第３散布部と、前記第１散布部、前記第２散布部、及び、前記第３散布部に前記水を供給する水供給部とを備え、前記第２散布部及び前記第３散布部は、前記フィルタの全面に水膜が形成されて前記ガスの流れが遮断されるように前記フィルタに前記水を散布するとともに、前記フィルタに吸着した前記ＳＯｘと前記水とが反応して硫酸または亜硫酸が生成する脱硫装置である。
【００１０】
本発明の第２の態様は、第１の態様の脱硫装置を用いて前記ガス中から前記ＳＯｘを除去する脱硫方法であって、前記フィルタに前記ガスを通過させて、前記フィルタに前記ＳＯｘを吸着させる吸着工程と、少なくとも１つの前記フィルタを洗浄する洗浄工程と、を含み、前記洗浄工程が行われている間に、他の前記フィルタでは前記吸着工程が実施され、前記洗浄工程が、洗浄が行われる前記フィルタに対応して設置される前記第１散布部が、前記ガス中に前記水を散布し、前記ガスの温度を低下させる第１水散布工程と、前記洗浄が行われるフィルタの上方に位置する前記第２散布部が、前記洗浄が行われるフィルタに対して前記水を散布する第２水散布工程と、前記洗浄が行われるフィルタの前記ガス下流側に位置する前記清浄ガス空間に対応して設置される第３散布部が、前記清浄ガス空間に向かって前記水を散布する第３水散布工程と、を含み、前記洗浄工程で、前記第２散布部及び前記第３散布部から散布された前記水が前記フィルタに付着して、前記フィルタの全面に水膜が形成されて前記ガスの流れが遮断されるとともに、前記フィルタに吸着した前記ＳＯｘと前記水とが反応して硫酸または亜硫酸が生成し、前記洗浄工程が行われた前記フィルタが、前記吸着工程で前記ガスに曝されることにより乾燥される脱硫方法である。
【００１１】
本発明のフィルタの洗浄では、第１散布部でガス中に水を散布してガス温度を低下させるとともに、第２散布部及び第３散布部からフィルタに水を供給する。これにより、フィルタ上での水とＳＯｘとの反応により硫酸及び亜硫酸が生成され、硫酸及び亜硫酸を含む水がフィルタから流れ落ちる。このとき、第２散布部及び第３散布部から散布された水によりフィルタ全面に水膜を形成すれば、洗浄を行うフィルタではガスの透過を遮断できるとともに、全てのフィルタ表面が洗浄される。洗浄されたフィルタは、洗浄後に行われる吸着工程で高温（１００〜１５０℃）のガスに曝されて乾燥される。
本発明に依れば、１つのケーシング内で、少なくとも１つのフィルタについて吸着したＳＯｘを除去する洗浄工程を実施するのと同時に、他のフィルタではＳＯｘの吸着工程を実施することができる。このため、本発明の脱硫装置は装置容積を低減できるとともに、装置構成を簡略化することができる。また、本発明の脱硫方法は処理が簡略化できるとともに処理効率が向上するので有利である。
【００１２】
第１の態様において、前記水供給部は更に前記硫酸または亜硫酸を含む前記水を回収し収容する循環水タンクを備え、第２散布部が、前記循環水タンク内の前記硫酸及び前記亜硫酸を含む前記水を前記フィルタに散布することが好ましい。
【００１３】
第２の態様において、前記水供給部が更に前記硫酸または前記亜硫酸を含む前記水を回収し収容する循環水タンクを備え、前記硫酸及び前記亜硫酸を含む前記水が回収されて、前記循環水タンクに収容され、前記循環水タンク中の水が前記第２散布部に供給される循環工程を含むことが好ましい。
【００１４】
下部固定部材が受け止めた水を回収してフィルタの洗浄に再利用することにより、系内で使用する水量が低減される。この結果、脱硫装置から排出される排水量を削減することが可能である。
【００１５】
第１の態様において、前記フィルタの下方に設置され、前記フィルタを前記ケーシング内の所定位置に固定するとともに、前記フィルタから流れ落ちる前記硫酸または前記亜硫酸を含む前記水を受け止める下部固定部材を更に備えることが好ましい。
【００１６】
第２の態様において、前記硫酸または前記亜硫酸を含む前記水は、前記フィルタの下方に設置されて前記フィルタを支持する前記下部固定部材に受け止められて回収されることが好ましい。
【００１７】
このように下部固定部材がフィルタに付着し流れ落ちる硫酸及び亜硫酸を含む水を受け止めて、下部固定部材を介して硫酸及び亜硫酸を含む水が回収されることにより、装置構成を簡略にできる。
【００１８】
本発明の第３の態様は、硫黄分を含む燃料が燃焼して発生した、ＳＯｘ及び煤塵を含むガスから前記煤塵を除去する集塵装置と、前記集塵装置の前記ガス下流側に設置される、第１の態様の脱硫装置とを有するガス処理システムである。
【００１９】
本発明の第４の態様は、第３の態様のガス処理システムを用いたガス処理方法であって、前記集塵装置が前記ＳＯｘ及び前記煤塵を含む前記ガスから前記煤塵を除去する集塵工程と、前記脱硫装置において前記ガスから前記ＳＯｘを除去する脱硫工程と、を含み、前記脱硫工程が、前記フィルタに前記ガスを通過させて、前記フィルタに前記ＳＯｘを吸着させる吸着工程と、少なくとも１つの前記フィルタを洗浄する洗浄工程と、を含み、前記洗浄工程が行われている間に、他の前記フィルタでは前記吸着工程が実施され、前記洗浄工程が、洗浄が行われる前記フィルタに対応して設置される前記第１散布部が、前記ガス中に前記水を散布し、前記ガスの温度を低下させる第１水散布工程と、前記洗浄が行われるフィルタの上方に位置する前記第２散布部が、前記洗浄が行われるフィルタに対して前記水を散布する第２水散布工程と、前記洗浄が行われるフィルタの前記ガス下流側に位置する前記清浄ガス空間に対応して設置される第３散布部が、前記清浄ガス空間に向かって前記水を散布する第３水散布工程と、を含み、前記洗浄工程で、前記第２散布部及び前記第３散布部から散布された前記水が前記フィルタに付着して、前記フィルタの全面に水膜が形成されて前記ガスの流れが遮断されるとともに、前記フィルタに吸着した前記ＳＯｘと前記水とが反応して硫酸または亜硫酸が生成し、前記洗浄工程が行われた前記フィルタが、前記吸着工程で前記ガスに曝されることにより乾燥される。
【００２０】
上述のように、本発明の脱硫装置を備えることにより、ガス処理システムの装置容積を低減できるとともに、装置構成を簡略化することができる。また、本発明の脱硫方法を含んでガスを処理することにより、フィルタの洗浄とＳＯｘ除去とを同一ケーシング内で同時に行えるので、処理が簡略化できる。
さらに、集塵装置の後に本発明の脱硫装置を設置すると、集塵後でもガス中に残留する煤塵や水銀等も活性炭素繊維を含むフィルタで吸着させることができる。この結果、ガス処理システム全体での処理効率が向上するという効果を奏する。
【００２１】
第３の態様において、前記脱硫装置からの前記硫酸及び前記亜硫酸を含む前記水を受け入れ、前記硫酸及び前記亜硫酸を含む前記水に石灰石を投入して硫酸カルシウムまたは亜硫酸カルシウムを生成させる硫酸処理装置を備えることが好ましい。
【００２２】
第４の態様において、前記脱硫装置からの前記硫酸及び前記亜硫酸を含む前記水が硫酸処理装置に搬送され、前記硫酸処理装置において、前記水に石灰石を投入して硫酸カルシウムまたは亜硫酸カルシウムを生成させる硫酸処理工程を更に含むことが好ましい。
【００２３】
上記態様では、脱硫で回収された水を中和するとともに、硫酸カルシウム及び亜硫酸カルシウムを生成させることができる。亜硫酸カルシウムは酸化により硫酸カルシウムとなる。この硫酸カルシウム（石膏）は回収され、有価物として多用途に利用可能である。
【００２４】
第３の態様において、前記硫酸処理装置と前記集塵装置の上流側の煙道とを連絡する石膏搬送部を更に備え、前記石膏搬送部は、前記硫酸カルシウム及び前記亜硫酸カルシウムを含む前記水を前記硫酸処理装置から搬出する搬出部と、前記搬出された前記硫酸カルシウム及び前記亜硫酸カルシウムを含む前記水を収容し、前記亜硫酸カルシウムを酸化させて硫酸カルシウムを生成させる反応槽と、前記反応槽から前記硫酸カルシウムを含む前記水を前記煙道に送給する送給部とを備えることが好ましい。
【００２５】
上記第４の態様において、前記硫酸カルシウム及び前記亜硫酸カルシウムを含む前記水が前記硫酸処理装置から抜き出され、前記抜き出された水中の前記亜硫酸カルシウムが酸化されて硫酸カルシウムが生成され、前記硫酸カルシウムを含む前記水が前記集塵装置の上流側の煙道に供給される硫酸カルシウム送給工程を更に含むことが好ましい。
【００２６】
上記態様によれば、ガス処理システムからの排水量を削減することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の脱硫装置では、同一のケーシング内で脱硫と活性炭フィルタの再生を行っており、フィルタに水を供給して水膜を形成することにより再生を行うフィルタでガスを遮断させている。従って、本発明の脱硫装置及びガス処理システムは装置容積が小さくて済み、設備が簡易化するという利点がある。また、洗浄後の水を水膜の形成に用いれば、洗浄工程で使用する水量を低減させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係るガス処理システムのブロック図である。
【図２】第１実施形態に係る脱硫装置を説明する概略図である。
【図３】第１実施形態に係る脱硫装置を説明する概略図である。
【図４】洗浄工程を説明するタイミングチャートの例である。
【図５】洗浄工程を説明する概略図である。
【図６】洗浄工程を説明するタイミングチャートの別の例である。
【図７】第２実施形態に係る脱硫装置を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は本発明の一実施形態に係るガス処理システムのブロック図である。ガス処理システム１０は、ボイラ（燃焼炉）１１の下流側の煙道に設けられる。ボイラ１１は、硫黄分を比較的多く含有する燃料、例えば石炭を燃焼させるボイラである。
【００３０】
ガス処理システム１０は、集塵装置１３及び脱硫装置１００を有する。
集塵装置１３として、ガス中の煤塵を静電気力によって捕集する乾式電気集塵装置、煤塵を濾布で捕集するバグフィルタ等が採用できる。
【００３１】
ボイラ１１と集塵装置１３との間に、エアヒータ１２が設置されても良い。エアヒータ１２は、ガスと燃焼用空気とを熱交換させるものである。これにより、燃焼用空気は燃焼ガスの顕熱によって加熱されてからボイラ１１へと供給され、ガスは冷却されて後段の集塵装置１３及び脱硫装置１００で処理される。
【００３２】
脱硫装置１００で処理された後のガスは煙突へと搬送され、大気放出される。
【００３３】
ガス処理システム１０は、脱硫装置１００から排出された硫酸を含む排水を処理する硫酸処理装置２０を備えていても良い。具体的に、図１の硫酸処理装置２０は、吸収剤充填槽２１と貯留槽２２とを有する。貯留槽２２と吸収剤充填槽２１との間に循環ライン２３が設けられ、貯留槽２２中の液体が吸収剤充填槽２１に搬送可能となっている。
【００３４】
また図１に示すように、貯留槽２２と集塵装置１３の上流側煙道とを連絡する石膏搬送部３０が設けられても良い。石膏搬送部３０は、反応槽３４と、貯留槽２２内の水を反応槽３４に搬出する搬出部３１と、反応槽３４内の水を上記煙道に送給する送給部３５とを備える。搬出部３１及び送給部３５は、それぞれ配管３２，３６と、ポンプ３３，３７とを備える。
【００３５】
＜第１実施形態＞
図２及び図３は、第１実施形態に係る脱硫装置を説明する概略図である。
脱硫装置１００は、ケーシング１１０と、洗浄部１５０と、制御部１９０とを備える。図２及び図３の脱硫装置１００においては、ケーシング１１０の底部に設けられるガス導入口１１５が煙道を通じて集塵装置１３と接続され、ケーシング１１０の上部に設けられるガス排出口１１６が煙道を通じて煙突に接続される。従って、脱硫装置１００のケーシング１１０に導入されたガスは、ケーシング１１０内を下から上に向かって移動する。本実施形態の変形例として、ケーシング１１０内のガス移動方向が水平方向となるように、ガス導入口１１５及びガス排出口１１６が配置されていても良い。
【００３６】
図２はケーシング１１０を一方向から見た断面図であり、図３のケーシング１１０は、図２と略直交する方向から見た場合の断面図である。ケーシング１１０はＳＯｘ除去部を収容する。
【００３７】
ＳＯｘ除去部は、複数のフィルタ１１１（１１１−１〜１０）と、フィルタ支持材１１２と、上部固定部材１１３と、下部固定部材１１４とで構成される。
フィルタ１１１−１〜１０はＳＯｘを吸着可能である活性炭または活性炭素繊維を含み、通気性を有する。フィルタ１１１は例えば、孔を有するケーシング内に粒状の活性炭が充填されたもの、フェルト状や織物状の活性炭素繊維などである。
複数のフィルタ１１１−１〜１０はＶ字型に組み合わされ、上述したガスの移動方向と略直交する方向に配列される。フィルタ１１１−１〜１０の配列は図２に示すＶ字型に限定されない。例えば複数のフィルタ１１１−１〜１０が対向配置されても良い。
【００３８】
フィルタ１１１−１〜１０のガス上流側の面には、フィルタ１１１−１〜１０を支持するためのフィルタ支持材１１２がフィルタ１１１−１〜１０と接触して設置される。図２，３に示すように、フィルタ１１１−１〜１０はフィルタ支持材１１２によってシート状に保持されている。フィルタ支持材１１２は、ガスが透過可能な孔が複数形成された部材であり、例えば金網やパンチングメタルなどである。
【００３９】
フィルタ１１１−１〜１０の上端部には、フィルタ１１１−１〜１０をケーシング内の所定位置で固定する上部固定部材１１３が設置される。図２，３において、上部固定部材１１３はＶ字型の断面を有し、図２の奥行方向（上述したガスの移動方向及びフィルタ１１１−１〜１０の配列方向のそれぞれに略直交する方向）に延在する。上部固定部材１１３の形状は、フィルタ１１１−１〜１０の配列状態に合わせて変えられることができる。
【００４０】
フィルタ１１１−１〜１０の下方には、フィルタ１１１−１〜１０をケーシング内の所定位置に固定する下部固定部材１１４が設けられる。図２，３における下部固定部材１１４は、後述するようにフィルタ１１１−１〜１０から流れ落ちる液体（水）を回収する機能をも兼ねる。フィルタ１１１−１〜１０の下端は下部固定部材１１４内に位置する。図２，３に示すように、下部固定部材１１４は図２の奥行方向（上述したガスの移動方向及びフィルタ１１１−１〜１０の配列方向のそれぞれに略直交する方向）に延在する樋形状となっている。下部固定部材１１４の一方端部はケーシング１１０を貫通し、配管を通じて硫酸処理装置２０に接続する。硫酸処理装置２０を設置しない場合、下部固定部材１１４の一方端部に接続する配管は、ガス処理システム１０の系外に通じる。
【００４１】
図２に示すように、フィルタ１１１−１〜１０の配列方向の末端に位置する下部固定部材１１４（上部固定部材１１３であっても良い）は、ケーシング１１０に隙間なく取り付けられる。上部固定部材１１３及び下部固定部材１１４はそれぞれ、図２の奥行方向の両端部がケーシング１１０に隙間なく取り付けられる。上部固定部材１１３及び下部固定部材１１４は、ガスが透過できない材料（例えば金属板）で作製される。また、フィルタ１１１−１〜１０は、図２の奥行方向の両端部でケーシング１１０との間に隙間が形成されないように固定される。こうすることにより、ケーシング１１０内を流通するガスはフィルタ支持材１１２及びフィルタ１１１−１〜１０を通過することになる。
【００４２】
以下では、フィルタ１１１−１〜１０のガス上流側であってフィルタ１１１−１〜１０の端部よりもガス下流側（図２においては下部固定部材１１４よりもガス下流側）に位置する空間を排ガス空間１２０と定義し、フィルタ１１１−１〜１０のガス下流側であってフィルタ１１１−１〜１０の端部よりもガス上流側（図２においては下部固定部材１１４と反対側のフィルタ１１１−１〜１０の端部よりもガス上流側）に位置する空間を清浄ガス空間１３０と定義する。
【００４３】
洗浄部１５０は、水供給部、第１散布部１６０、第２散布部１７０及び第３散布部１８０を備える。水供給部はケーシング１１０の外側に配置される。第１実施形態において、水供給部は水（工業用水）を収容する水タンク１５１である。
【００４４】
第１散布部１６０は配管１６１を有し、配管１６１の一端部がケーシング１１０内に配置される。ケーシング１１０内において、配管１６１（１６１−１〜５）は図３に示すように、図２の奥行方向（上述したガスの移動方向及びフィルタ１１１−１〜１０の配列方向のそれぞれに略直交する方向）に延在する。配管１６１−１〜５は、排ガス空間１２０の各々に対して設置される。配管１６１−１〜５は、排ガス空間１２０の中心軸（ガス移動方向に沿った中心軸）上に配置されていることが好ましい。
【００４５】
ケーシング１１０内の配管１６１（１６１−１〜５）には複数のノズルが取り付けられている。ノズルの先端は排ガス空間１２０に向けられる。第１散布部１６０のノズルは排ガス空間１２０に向けられる。後述するようにガス冷却時間を十分確保するために、配管１６１−１〜５はこの排ガス空間１２０の入口よりもガス上流側で、排ガス空間１２０と離間して配置される。
【００４６】
第１散布部１６０の配管１６１−１〜５の他端部はケーシング１１０を貫通する。ケーシング１１０の外側において配管１６１−１〜５は合流し、合流した後の配管が水タンク１５１に接続する。合流後の配管にポンプ１６２が設置される。ケーシング１１０の外側において、各配管１６１−１〜５にバルブＶ１が設けられる。ポンプ１６２及びバルブＶ１は制御部１９０に接続する。制御部１９０は例えばコンピュータである。
【００４７】
第２散布部１７０は配管１７１を有し、配管１７１の一端部がケーシング１１０内に配置される。ケーシング１１０内において、配管１７１（１７１−１〜１０）は図３に示すように、図２の奥行方向（上述したガスの移動方向及びフィルタ１１１−１〜１０の配列方向のそれぞれに略直交する方向）に延在する。
【００４８】
ケーシング１１０内において配管１７１（１７１−１〜１０）は、各フィルタ１１１−１〜１０の上方に設置される。第２散布部１７０のノズルはフィルタ１１１−１〜１０に向けられる。
【００４９】
第２散布部１７０の配管１７１−１〜１０の他端部はケーシング１１０を貫通する。ケーシング１１０の外側において配管１７１−１〜１０は合流し、合流した後の配管が水タンク１５１に接続する。合流後の配管にポンプ１７２が設置される。ケーシング１１０の外側において、各配管１７１−１〜１０にバルブＶ２が設けられる。ポンプ１７２及びバルブＶ２は制御部１９０に接続する。
【００５０】
第３散布部１８０は配管１８１を有し、配管１８１の一端部がケーシング１１０内に配置される。ケーシング１１０内において、配管１８１（１８１−１〜６）は図３に示すように、図２の奥行方向（上述したガスの移動方向及びフィルタ１１１−１〜１０の配列方向のそれぞれに略直交する方向）に延在する。
【００５１】
第３散布部１８０はフィルタ１１１−１〜１０のガス下流側に設置される。散布した水がフィルタ１１１−１〜１０に到達するのであれば、第３散布部１８０の配管１８１−１〜６は清浄ガス空間１３０の内側であっても外側であっても良い。また、配管１８１−１〜６が外側に設けられる場合は、第２散布部１７０の配管１７１−１〜１０に対してガス下流側に設置されても良いし、ガス上流側に設置されても良い。好ましくは、配管１８１−１〜６から散布される水がフィルタ１１１−１〜１０の全体に供給できる位置に、配管１８１−１〜６が設置されることが好ましい。
図２に示すように、配管１８１−１〜６は、清浄ガス空間１３０の中心軸（ガス移動方向に沿った中心軸）上に配置されていることが好ましい。第３散布部１８０は、上記中心軸に沿って複数の配管１８１を配列する構成としても良い。また、配管１８１は、フィルタの洗浄が可能であればノズルは空間清浄ガス空間１３０側（下方）に向けられて設置されても良いし、フィルタ１１１−１〜１０側に向けられても良い。
【００５２】
第３散布部１８０の配管１８１−１〜６の他端部はケーシング１１０を貫通する。ケーシング１１０の外側において配管１８１−１〜６は合流し、合流した後の配管が水タンク１５１に接続する。合流後の配管にポンプ１８２が設置される。ケーシング１１０の外側において、各配管１８１−１〜６にバルブＶ３が設けられる。ポンプ１８２及びバルブＶ３は制御部１９０に接続する。
【００５３】
第１実施形態のガス処理システムを用いたガス処理方法を以下で説明する。
石炭などの硫黄分を含有する燃料がボイラ１１で燃焼され、ＳＯｘ（ＳＯ２、ＳＯ３）及び煤塵を含むガスが生成する。
【００５４】
＜集塵工程＞
ガスはエアヒータ１２での熱交換により冷却された後、集塵装置１３に搬送される。集塵装置１３により煤塵が除去された後、ＳＯｘを含むガスが脱硫装置１００に搬送される。
【００５５】
＜吸着工程＞
制御部１９０はバルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３を閉鎖し、ポンプ１６２，１７２，１８２を停止する。従って、第１散布部１６０、第２散布部１７０及び第３散布部１８０からケーシング１１０内に水は散布されていない。図２では、全てのフィルタ１１１に対して水の散布が行われていない例を示している。
【００５６】
ＳＯｘを含むガスは、図２に示すケーシング１１０の下部からケーシング１１０内に導入される。ガスはケーシング１１０内を上方に向かって流通し、フィルタ支持材１１２の孔を通過してフィルタ１１１−１〜１０に到達する。ガスがフィルタを透過する際に、ＳＯｘがフィルタ表面に吸着される。集塵装置１３で捕集できなかった煤塵や水銀等がガス中に含まれる場合、煤塵や水銀等はフィルタ１１１−１〜１０に吸着されてガスから除去される。
【００５７】
フィルタ１１１−１〜１０を通過しＳＯｘが除去された清浄ガスは、ケーシング１１０上方に向かって流通する。清浄ガスはケーシング１１０から排出され、煙道を通じて煙突からガス処理システム１０の系外（大気）に排出される。
【００５８】
＜洗浄工程＞
吸着工程を継続することにより活性炭表面に吸着するＳＯｘが増加し、脱硫効率が低下する。所定時間経過後、あるいは、脱硫装置１００下流側でのＳＯｘ濃度計測値が規制値を超える場合に、洗浄工程が実施される。
【００５９】
図４は洗浄工程を説明するタイミングチャートの例であり、各ノズルの開度及びフィルタ下流側の空間内の温度を示す。図５は洗浄工程を説明する概略図であり、フィルタ１１１−２，１１１−３を洗浄している場合を示している。
【００６０】
以下では、図５の紙面左側から順に洗浄工程を実施する場合を例に挙げる。ノズル１−１、ノズル１−２は、配管１６１−１、配管１６１−２に設置されるノズルである。ノズル２−１、ノズル２−２、ノズル２−３はそれぞれ、配管１７１−１、配管１７１−２、配管１７１−３に設置されるノズルである。ノズル３−１、ノズル３−２は、配管１８１−１、配管１８１−２に設置されるノズルである。図５において、紙面左側から順に、清浄ガス空間１３０−１、１３０−２と称する。
【００６１】
制御部１９０はポンプ１６２を起動し、第１散布部１６０のノズル１−１が設置される配管１６１−１のバルブＶ１を開放する。これにより、水タンク１５１中の水がノズル１−１からケーシング１１０内に散布される。散布された水は気化することによりガスを冷却する。ノズル１−１からの水散布により、清浄ガス空間１３０−１内の温度（ガス温度）が水露点温度付近（水露点（約５０度）から水露点＋１０℃程度の範囲）まで冷却される。
【００６２】
本実施形態では、図４に示すようにバルブＶ１の開度が徐々に大きくする。脱硫装置１００に導入されるガス温度は１００〜１５０℃である。洗浄工程開始直後に第１散布部１６０から多量の水が散布されると、ガス温度及び部材温度が急激に低下し、フィルタ支持材１１２、フィルタ１１１−１などが熱変形を受ける恐れがある。そこで。こうすることにより、水の散布量を徐々に増加させて、部材の熱変形を防止する。第１散布部１６０からの水散布により水露点温度付近まで冷却することにより、この後に噴霧される洗浄水による部材の急激な熱変形が防止される。また、後述するフィルタ１１１−１を洗浄する水の蒸発が防止される。
【００６３】
制御部１９０は、清浄ガス空間１３０−１内の温度（ガス温度）を監視する。例えば、清浄ガス空間１３０−１内の温度が公知の方法により計測され、温度値が制御部１９０に送信される。清浄ガス空間１３０−１内の温度が水露点温度付近の所定温度に到達すると、制御部１９０はポンプ１７２を起動し、第２散布部１７０のノズル２−１が設置される配管１７１−１のバルブＶ２を開放する。これにより、水タンク１５１中の水がノズル２−１からフィルタ１１１−１に向かって散布される。図４では、ノズル２−１からの水散布の影響で、清浄ガス空間１３０−１内のガス温度が更に冷却され、水露点温度に到達している。
【００６４】
ガス温度をリアルタイムで監視する代わりに、制御部１９０には予め取得された第１散布部１６０のノズルからの散布流量と冷却後のガス流量との相関が格納されていても良い。当該相関は、第１散布部１６０のノズルからの散布流量、ガス流量及び脱硫装置１００に導入されるガス温度を用いて算出される。この場合制御部１９０は、第１散布部１６０のノズル１−１からの散布流量が所定量を超えた場合に、清浄ガス空間１３０−１内のガス温度が上述の水露点付近の温度に到達したと判定し、ポンプ１７２の起動及び配管１７１−１のバルブＶ２の開放を行う。
【００６５】
バルブＶ２の開放から所定時間遅れて、制御部１９０はポンプ１８２を起動し、第３散布部１８０のノズル３−１が設置される配管１８１−１のバルブＶ３を開放する。これにより、水タンク１５１中の水がノズル３−１から清浄ガス空間１３０−１内に散布される。
【００６６】
図５のようにフィルタ１１１−１〜１０はＶ字型に組み合わされているので、ノズル２−１から散布された水は主としてフィルタ支持材１１２側を通って下方に流れる。また、ノズル３−１から散布された水はフィルタ１１１−１のガス下流側の面に付着し、フィルタ内を経由してノズル２−１から散布される水と合流して、フィルタ支持材１１２−１およびその面に接する部分に一様な水膜を形成する。ノズル２−１から散布される水量は、確実にフィルタ支持材１１２−１の全面に水が流れて水膜を形成するように調整される。ノズル３−１からの水散布によってフィルタ１１１−１の全面を確実に水洗することを保証する役割を果たすように、ノズル３−１からの散布水量が調整される。ノズル２−１及びノズル３−１からの散布水量は、フィルタ面積、ガス流量等を考慮して決定される。
【００６７】
このように、フィルタ支持材１１２−１の全面に水膜が形成されると、ガスはフィルタ１１１−１を透過することができず空間１３０−１へのガスが遮断され、フィルタ１１１−１全体が洗浄される。フィルタ１１１−１のガス遮断により、フィルタ１１１−１に向かうガス流量が低下する。水膜の形成が不十分であると、水膜が形成されていない部分で洗浄が行われず、フィルタの再生が不十分となる。
【００６８】
フィルタ１１１−１に吸着されたＳＯｘと、フィルタ１１１−１を流れる水とが反応して、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）及び亜硫酸（Ｈ２ＳＯ３）が生成する。硫酸及び亜硫酸は水に溶解する。下部固定部材１１４はフィルタ１１１−１を流れた硫酸及び亜硫酸を含む水を受け入れる。
【００６９】
ノズル２−１及びノズル３−１からの散布時間は、硫酸及び亜硫酸がフィルタから除去できる期間で実施される。散布時間は例えば、試運転時や洗浄工程中に下部固定部材１１４で回収された水の分析結果から設定される。まず、バルブＶ３が閉鎖され、ポンプ１８２が停止されて、ノズル３−１からの散布が停止される。その後、バルブＶ２が閉鎖され、ポンプ１７２が停止されてノズル２−１からの散布が停止される。ノズル２−１及び３−１からの水散布が停止されると、フィルタ１１１−１表面の水膜が消失し、フィルタ１１１−１をガスが流通可能となる。
【００７０】
その後、バルブＶ１が徐々に閉じられ、ノズル１−１からの散布水量が徐々に低下される。こうすることにより、図４に示すように清浄ガス空間１３０−１内の温度が徐々に上昇する。このため、部材がガスにより急激に加熱されて熱変形が発生することが防止される。バルブＶ１が閉鎖されてフィルタ１１１−１の洗浄工程が終了し、フィルタ１１１−１が再生する。
【００７１】
フィルタ１１１の洗浄は１つずつ実施されても良いし、複数のフィルタ１１１の洗浄が同時に実施されても良い。
【００７２】
一方、他のフィルタ１１１−２〜−１０では上述の吸着工程が実施されている。
図５を参照すると、第１散布部１６０の配管１６１−１はフィルタ１１１−１及び１１１−２に対応している。フィルタ１１１−１の洗浄時に第１散布部１６０のノズル１−１から水が散布されると、冷却されたガスがフィルタ１１１−２にも到達することになる。清浄ガス空間１３０−２にはフィルタ１１１−２を通過するガスとフィルタ１１１−３を通過するガスとが流入する、このため、ノズル１−１から水散布されている間、清浄ガス空間１３０−２のガス温度も低下する。但し、空間１３０−２にはフィルタ１１１−２及びフィルタ１１１−３からのガスが到達する。配管１６１−１に設置されるノズル１−１から水が噴霧されているのでフィルタ１１１−２には冷却されたガスが到達するが、配管１６１−２に設置されるノズル１−２からは水が散布されていないため、フィルタ１１１−３には高温のガスが到達する。このため、空間１３０−２のガス温度は空間１３０−１のガス温度よりも高くなる。
【００７３】
図４及び図５は、フィルタ１１１−１の洗浄工程に続いて２つのフィルタ１１１−２、１１１−３を洗浄する場合を示している。フィルタ１１１−２及びフィルタ１１１−３は、清浄ガス空間１３０−２を形成している。
【００７４】
制御部１９０は、第１散布部１６０の配管１６１−１及び１６１−２のバルブＶ１を開放する。上記で説明したように、各バルブＶ１の開度を徐々に大きくする。
【００７５】
ノズル１−１及びノズル１−２からの散布により清浄ガス空間１３０−２内の温度が水露点温度付近に到達すると、制御部１９０はポンプ１７２を起動し、第２散布部１７０の配管１７１−２及び配管１７１−３のバルブＶ２を開放する。これにより、水タンク１５１中の水がノズル２−２からフィルタ１１１−２に向かって散布され、ノズル２−３からフィルタ１１１−３に向かって散布される。これにより、空間１３０−２内のガス温度が水露点に到達する。バルブＶ３の開放から所定時間遅れて、制御部１９０はポンプ１８２を起動し、第３散布部１８０の配管１８１−２のバルブＶ３を開放する。これにより、水タンク１５１中の水がノズル３−２から清浄ガス空間１３０−２内に散布される。
【００７６】
第２散布部１７０及び第３散布部１８０から散布された水によって、フィルタ１１１−２及びフィルタ１１１−３に水膜が形成され、ガスの通過が遮断される。フィルタ１１１−２及びフィルタ１１１−３に付着したＳＯｘと水とが反応して硫酸及び亜硫酸が生成する。硫酸及び亜硫酸を含む水はフィルタ１１１−２，１１１−３を流れ、下部固定部材１１４が硫酸及び亜硫酸を含む水を受け入れる。
【００７７】
フィルタ１１１−２，１１１−３の洗浄中、他のフィルタ１１１−１，１１１−４〜１１１−１０での吸着工程が実施される。
【００７８】
所定時間経過後、上記と同様の工程でノズル２−２、ノズル２−３、及び、ノズル３−２からの水散布が停止される。その後、バルブＶ１が徐々に閉じられ、ノズル１−１及びノズル１−２からの水散布が停止され、フィルタ１１１−２及び１１１−３の洗浄工程が終了する。
【００７９】
図４に示すように、フィルタ１１１−２の洗浄中は、洗浄工程が行われた後のフィルタ１１１−１にはノズル１−１からの水散布により冷却された到達することになる。このため、空間１３０−１のガス温度は水露点付近（水露点（約５０度）から水露点＋１０℃程度の範囲）となる。
フィルタ１１１−２の洗浄が終了すればノズル１−１からの水散布は停止されるので、フィルタ１１１−１は１００〜１５０℃の高温ガスに曝される。これにより、洗浄工程後のフィルタ１１１−１が乾燥されて、フィルタ１１１−１の活性炭または活性炭素繊維表面へＳＯｘが吸着するようになる。
同様に、洗浄が終了したフィルタ１１１−２及びフィルタ１１１−３は、吸着工程が再開されて高温ガスがフィルタ１１１−２，１１１−３に到達することによって乾燥される。フィルタ１１１−２，１１１−３が乾燥されると、活性炭または活性炭素繊維にＳＯｘが吸着するようになる。
【００８０】
図６は洗浄工程のタイミングチャートの別の例である。十分にガスが冷却され、部材の熱変形が発生する懸念がない場合には、第１散布部１６０からの水散布は、第２散布部１７０から水散布が行われている間に停止されることができる。ノズル１−１，１−２からの水散布は、図６の例のようにノズル３−１，３−２からの水散布前に停止されても良く、ノズル３−１，３−２からの水散布開始後に停止されても良い。
【００８１】
例えばフィルタ１１１−１の洗浄においてノズル１−１からの水散布が停止されても、ノズル２−１及びノズル３−１からの水散布の影響により、清浄ガス空間１３０−１のガス温度は上昇せず、水露点近傍の温度に維持される。
【００８２】
一方、フィルタ１１１−１の洗浄中において、空間１３０−２はノズル１−１からの水散布の影響によりガス温度が低下するが、フィルタ１１１−３を通過した高温のガスが到達するので、空間１３０−１のガス温度よりも高くなる。フィルタ１１１−１の洗浄中にノズル１−１からの水散布が停止されると、冷却されていないガスがフィルタ１１１−２を通過することになるので、清浄ガス空間１３０−２の温度が急激に上昇する。
【００８３】
フィルタ１１１−２及びフィルタ１１１−３の洗浄中において、空間１３０−１にはノズル１−１からの水散布の影響により冷却されたガスが到達することになるので、図６に示すように空間１３０−１中のガス温度は水露点温度付近まで冷却される。そしてノズル１−１からの水散布が停止されると清浄ガス空間１３０−１の温度が急激に上昇する。
【００８４】
上述のように第１散布部１６０からの水散布を制御すると、洗浄工程で使用される水量を削減することが可能である。
【００８５】
＜硫酸処理工程＞
下部固定部材１１４が受け入れた硫酸及び亜硫酸を含む水は、下部固定部材１１４及び下部固定部材１１４に接続する配管を経由して硫酸処理装置２０に搬送される。
【００８６】
硫酸及び亜硫酸を含む水は、まず吸収剤充填槽２１に搬送される。吸収剤充填槽２１に吸収剤として石灰石（ＣａＣＯ３）が投入されて、排水中に石灰石が溶解しながら排水が貯留槽２２に搬送され貯留される。循環ライン２３を介して貯留槽２２内の水を吸収剤充填槽２１に循環させることにより、石灰石の溶解効率が向上する。上記の過程で、石灰石と硫酸及び亜硫酸とが反応して、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）及び亜硫酸カルシウム（ＣａＳＯ３）が生成する。亜硫酸カルシウムの一部は空気酸化され、硫酸カルシウムとなる。吸収剤充填槽２１及び貯留槽２２では石灰石の投入量により排水のｐＨが中性程度に調整されていることが好ましい。
【００８７】
硫酸カルシウム及び亜硫酸カルシウムは水に対して難溶性である。粒径の小さい硫酸カルシウム及び亜硫酸カルシウムは貯留槽２２の水中に浮遊するが、ある程度の大きさに成長した硫酸カルシウム及び亜硫酸カルシウムは貯留槽２２の底部に沈殿する。沈殿した硫酸カルシウム及び亜硫酸カルシウムはスラッジとして回収される。
【００８８】
＜硫酸カルシウム送給工程＞
石膏搬送部３０が設置される場合は、搬出部３１が硫酸カルシウム及び亜硫酸カルシウムを含む水を貯留槽２２から反応槽３４に搬出する。反応槽３４に貯留された水にエアが供給され、水中に含まれる亜硫酸カルシウムが完全に酸化される（すなわち、硫酸カルシウムとなる）。また、反応槽３４に工業用水が供給されて、水中の硫酸カルシウム濃度が調整されても良い。
【００８９】
硫酸カルシウムを含む水は送給部３５により反応槽３４から排出され、集塵装置１３の上流側煙道でガス中に噴霧される。この煙道中は高温（１００〜１５０℃）のガスが流通しているため、噴霧された液滴から水が蒸発し、固形分（硫酸カルシウム）が析出する。析出した硫酸カルシウムは、集塵装置１３で煤塵とともに捕集される。従って、石膏搬送部３０を設けることにより、ガス処理システム１０の排水量を低減することができる。
【００９０】
なお、上記の硫酸処理装置２０や石膏搬送部３０を設けずに、脱硫装置１００からの硫酸及び亜硫酸を含む排水が、集塵装置１３で捕集された煤塵を貯蔵する灰捨て場に直接搬送されても良い。こうすることにより、煤塵により硫酸及び亜硫酸を中和することができ、ガス処理に必要な薬剤量を低減させることができる。
【００９１】
＜第２実施形態＞
図７は第２実施形態に係る脱硫装置の概略図である。図２，３と同じ構成には同じ符号を付す。
第２実施形態の脱硫装置２００の洗浄部２１０は、水供給部として水タンク１５１と循環水タンク２１１とを有する。下部固定部材１１４及び第２散布部１７０が循環水タンク２１１と接続する。循環水タンク２１１は、配管２１２を介して水タンク１５１に接続する。配管２１２にはバルブＶ４が設置される。また、循環水タンク２１１は配管を介して硫酸処理装置２０に接続する。上記以外の構成は第１実施形態と同じである。
【００９２】
第２実施形態の脱硫装置２００を用いたガス処理方法は、洗浄工程が循環工程を備える点で第１実施形態と異なる。
【００９３】
循環工程では、制御部１９０がポンプ１７２を起動して配管１７１のバルブＶ２を開放する。これにより、循環水タンク２１１中の水が配管１７１を通じて第２散布部１７０に搬送され、第２散布部１７０のノズルからフィルタ１１１に向かって散布される。循環水タンク２１１中には下部固定部材１１４を経由して回収された、硫酸及び亜硫酸を含む水が貯留される。従って、第２実施形態では、硫酸及び亜硫酸を含む水を用いて、フィルタ１１１に液膜を形成してガスの流れが遮断される。
【００９４】
このように洗浄液を循環利用すれば、脱硫装置２００から排出される排水量を削減することができる。但し、第２実施形態の場合、硫酸及び亜硫酸を含む水を洗浄に用いているので、例えばフィルタ支持材１１２などの金属部材が腐食される恐れがある。そこで、腐食対策として、循環水タンク２１１に貯留される水のｐＨを管理すること、第２散布部１７０からの水供給量を調整するなどが実施される。循環水タンク２１１中に貯留される水のｐＨは、水タンク１５１から工業用水を供給すること等により調整される。
【００９５】
なお、脱硫装置２００の運転初期で循環水タンク２１１に十分な量の水が貯留されていない場合は、制御部１９０はバルブＶ４を開放し、水タンク１５１中の工業用水を循環水タンク２１１を経由して第２散布部１７０に送給する。
【００９６】
循環水タンク２１１に貯留された硫酸及び亜硫酸を含む水は、硫酸処理装置２０に搬送され、第１実施形態と同様の硫酸処理工程や硫酸カルシウム送給工程が実施される。
【符号の説明】
【００９７】
１０  ガス処理システム
１１  ボイラ
１２  エアヒータ
１３  集塵装置
２０  硫酸処理装置
３０  石膏搬送部
１００，２００  脱硫装置
１１０  ケーシング
１１１（１１１−１〜１１１−１０）  フィルタ
１１２  フィルタ支持材
１１３  上部固定部材
１１４  下部固定部材
１１５  ガス導入口
１１６  ガス排出口
１２０  排ガス空間
１３０  清浄ガス空間
１５０，２１０  洗浄部
１５１  水タンク
１６０  第１散布部
１７０  第２散布部
１８０  第３散布部
１６１，１７１，１８１，２１２  配管
１６２，１７２，１８２  ポンプ
１９０  制御部
２１１  循環水タンク
【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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