(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラからの排ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置と、
脱硫後の排ガス中のＣＯ2をアミン吸収液により除去するＣＯ2吸収塔及びアミン吸収液を再生する吸収液再生塔を備えたＣＯ2回収装置とを具備してなると共に、
前記ＣＯ2吸収塔の塔頂部から排出されるＣＯ2が除去された処理排ガスに、ＳＯｘを含むガスを供給し、処理排ガス中に同伴される残留のミスト状のアミンを硫酸アミン及び亜硫酸アミンに中和してなると共に、
前記残留のミスト状のアミンを計測する計測手段を有し、前記計測手段の計測により求めた残留のミスト状のアミン濃度に対して、中和するのに十分なＳＯｘ量を供給することを特徴とする排ガス処理システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記ＳＯｘを含むガスが、前記脱硫装置の前後のいずれかの排ガスの一部であることを特徴とする排ガス処理システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記処理排ガス中にガス状アミンを含まないことを特徴とする排ガス処理システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
前記ＣＯ2吸収塔が、アミン吸収液と排ガスとを対向接触させてＣＯ2を除去するＣＯ2吸収部と、
前記ＣＯ2吸収部のガス流れ後流側に設けられ、排ガス中の残留アミンを除去する少なくとも１以上の水洗部とを有することを特徴とする排ガス処理システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
前記脱硫装置とＣＯ2吸収塔との間に、前記脱硫装置から排出される脱硫排ガスを冷却する冷却塔を有することを特徴とする排ガス処理システム。
【請求項６】
請求項５において、
前記冷却塔の前流側に湿式電気集塵機を有することを特徴とする排ガス処理システム。
【請求項７】
請求項５において、
前記冷却塔の下部に、仕上げ脱硫部を有することを特徴とする排ガス処理システム。
【請求項８】
請求項５において、
前記冷却塔の下部に、仕上げ脱硫部と湿式電気集塵機とを有することを特徴とする排ガス処理システム。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一つにおいて、
排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置と、排ガス中の煤塵を除去する乾式電気集塵機とを有することを特徴とする排ガス処理システム。
【請求項１０】
ボイラからのＣＯ2を含む排ガス中の硫黄酸化物を脱硫装置で除去した後、
脱硫後の排ガス中のＣＯ2を、アミン吸収液を用いてＣＯ2吸収塔内で除去する排ガス処理方法であって、
前記ＣＯ2吸収塔の塔頂部から排出されるＣＯ2が除去された処理排ガスに、ＳＯｘを含むガスを供給し、処理排ガス中に同伴される残留のミスト状のアミンを硫酸アミン及び亜硫酸アミンに中和すると共に、
前記残留のミスト状のアミンを計測手段で計測し、前記計測手段の計測により求めた残留のミスト状のアミン濃度に対して、中和するのに十分なＳＯｘ量を供給することを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記ＳＯｘを含むガスが、前記脱硫装置の前後のいずれかの排ガスの一部であることを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項１２】
請求項１０又は１１において、
前記処理排ガス中にガス状アミンを含まないことを特徴とする排ガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス中のＣＯ2をアミン吸収液で吸収除去するに際し、アミン吸収液のＣＯ2回収装置外への排出がない排ガス処理システム及び排ガス処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球の温暖化現象の原因の一つとして、ＣＯ2による温室効果が指摘され、地球環境を守る上で国際的にもその対策が急務となってきた。ＣＯ2の発生源としては化石燃料を燃焼させるあらゆる人間の活動分野に及び、その排出抑制への要求が一層強まる傾向にある。これに伴い大量の化石燃料を使用する火力発電所などの動力発生設備を対象に、ボイラやガスタービン等、産業設備の燃焼排ガスをアミン系ＣＯ2吸収液と接触させ、燃焼排ガス中のＣＯ2を除去・回収する方法および回収されたＣＯ2を大気へ放出することなく貯蔵する排ガス処理システムが精力的に研究されている。
【０００３】
前記のようなＣＯ2吸収液を用い、燃焼排ガスからＣＯ2を除去・回収する工程としては、ＣＯ2吸収塔（以下、単に「吸収塔」ともいう。）において燃焼排ガスとＣＯ2吸収液とを接触させる工程と、ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液を吸収液再生塔（以下、単に「再生塔」ともいう。）において加熱し、ＣＯ2を放散させると共に、ＣＯ2吸収液を再生して再びＣＯ2吸収塔に循環して再利用する工程とを有するＣＯ2回収装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
ＣＯ2吸収塔では、例えばアルカノールアミン等のアミン系ＣＯ2吸収液（以下、「アミン吸収液」という。）を用いて、向流接触し、排ガス中のＣＯ2は、化学反応（発熱反応）によりＣＯ2吸収液に吸収され、ＣＯ2が除去された排ガスは系外に放出される。ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液はリッチ溶液とも呼称される。このリッチ溶液はポンプにより昇圧され、再生塔でＣＯ2が放散し再生した高温のＣＯ2吸収液（リーン溶液）により、熱交換器において加熱され、再生塔に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−１９３１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、排ガス処理システムにおいて、ＣＯ2回収装置のＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収塔からＣＯ2が除去されて排出される処理排ガス中には、ガス状のアミン吸収液は分析できないレベルまで低減できる。また、ミスト状のアミン吸収液も大幅に低減できるが、一部が同伴して、系外へ放出するおそれがある。
【０００７】
この系外へ放出されるアミン吸収液は、大気中に漂う結果、光化学反応により、大気中のＮＯＸと反応してニトロソアミンとなることが懸念されている。
【０００８】
よって、ＣＯ2吸収塔からの残留アミンの放出を抑制した排ガス処理システムの確立が切望されている。
【０００９】
本発明は、前記問題に鑑み、系外にＣＯ2を除去した処理排ガスを排出する際に、アミン吸収液の同伴を無くすことができる排ガス処理システム及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、ボイラからの排ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置と、脱硫後の排ガス中のＣＯ2をアミン吸収液により除去するＣＯ2吸収塔及びアミン吸収液を再生する吸収液再生塔を備えたＣＯ2回収装置とを具備してなると共に、前記ＣＯ2吸収塔の塔頂部から排出されるＣＯ2が除去された処理排ガスに、ＳＯｘを含むガスを供給し、処理排ガス中に同伴される残留のミスト状のアミンを硫酸アミン及び亜硫酸アミンに中和してなると共に、前記残留のミスト状のアミンを計測する計測手段を有し、前記計測手段の計測により求めた残留のミスト状のアミン濃度に対して、中和するのに十分なＳＯｘ量を供給することを特徴とする排ガス処理システムにある。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、前記ＳＯｘを含むガスが、前記脱硫装置の前後のいずれかの排ガスの一部であることを特徴とする排ガス処理システムにある。
【００１２】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記処理排ガス中にガス状アミンを含まないことを特徴とする排ガス処理システムにある。
【００１３】
第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つの発明において、前記ＣＯ2吸収塔が、アミン吸収液と排ガスとを対向接触させてＣＯ2を除去するＣＯ2吸収部と、前記ＣＯ2吸収部のガス流れ後流側に設けられ、排ガス中の残留アミンを除去する少なくとも１以上の水洗部とを有することを特徴とする排ガス処理システムにある。
【００１４】
第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記脱硫装置とＣＯ2吸収塔との間に、前記脱硫装置から排出される脱硫排ガスを冷却する冷却塔を有することを特徴とする排ガス処理システムにある。
【００１５】
第６の発明は、第５の発明において、前記冷却塔の前流側に湿式電気集塵機を有することを特徴とする排ガス処理システムにある。
【００１６】
第７の発明は、第５の発明において、前記冷却塔の下部に、仕上げ脱硫部を有することを特徴とする排ガス処理システムにある。
【００１７】
第８の発明は、第５の発明において、前記冷却塔の下部に、仕上げ脱硫部と湿式電気集塵機とを有することを特徴とする排ガス処理システムにある。
【００１８】
第９の発明は、第１乃至８のいずれか一つの発明において、排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置と、排ガス中の煤塵を除去する乾式電気集塵機とを有することを特徴とする排ガス処理システムにある。
【００１９】
第１０の発明は、ボイラからのＣＯ2を含む排ガス中の硫黄酸化物を脱硫装置で除去した後、脱硫後の排ガス中のＣＯ2を、アミン吸収液を用いてＣＯ2吸収塔内で除去する排ガス処理方法であって、前記ＣＯ2吸収塔の塔頂部から排出されるＣＯ2が除去された処理排ガスに、ＳＯｘを含むガスを供給し、処理排ガス中に同伴される残留のミスト状のアミンを硫酸アミン及び亜硫酸アミンに中和すると共に、前記残留のミスト状のアミンを計測手段で計測し、前記計測手段の計測により求めた残留のミスト状のアミン濃度に対して、中和するのに十分なＳＯｘ量を供給することを特徴とする排ガス処理方法にある。
【００２０】
第１１の発明は、第１０の発明において、前記ＳＯｘを含むガスが、前記脱硫装置の前後のいずれかの排ガスの一部であることを特徴とする排ガス処理方法にある。
【００２１】
第１２の発明は、第１０又は１１の発明において、前記処理排ガス中にガス状アミンを含まないことを特徴とする排ガス処理方法にある。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、排ガス中のＣＯ2をアミン吸収液で吸収・除去するＣＯ2吸収塔から排出される処理排ガス中に同伴される残留アミンに、ＳＯｘを含むガスを供給して中和することで、アミン吸収液の系外への放出を抑制することができる。この結果、大気中にアミン吸収液の放出が無くなり、アミン吸収液に起因するニトロソアミンの発生を阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、実施例１に係る排ガス処理システムの概略図である。
【図２】図２は、実施例２に係る排ガス処理システムの概略図である。
【図３】図３は、実施例３に係る排ガス処理システムの概略図である。
【図４】図４は、ミスト状のアミン吸収液中へのＳＯ2、ＮＯ2ガスの各ｐＨにおける吸収率を示す図である。
【図５】図５は、ミスト状のアミン吸収液中に吸収されるＳＯ2とＮＯ2によるアミンの中和率（％）を示す図である。
【図６】図６は、実施例４に係る排ガス処理システムのＣＯ2回収装置の一例を示す図である。
【図７】図７は、実施例５に係る排ガス処理システムのＣＯ2回収装置の一例を示す図である。
【図８】図８は、実施例６に係る排ガス処理システムのＣＯ2回収装置の一例を示す図である。
【図９】図９は、実施例７に係る排ガス処理システムのＣＯ2回収装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００２５】
本発明による実施例１に係る排ガス処理システムについて、図面を参照して説明する。図１は、本実施例に係る排ガス処理システムの概略図である。図１に示すように、本実施例に係る排ガス処理システム１０Ａは、例えば石炭を燃料とするボイラ１１からの排ガス１２中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置１３と、脱硫後の排ガス１２中のＣＯ2をアミン吸収液により除去するＣＯ2吸収塔２１及びアミン吸収液を再生する吸収液再生塔２２を備えたＣＯ2回収装置１５とを具備してなると共に、前記ＣＯ2吸収塔２１の塔頂部側から排出されるＣＯ2が除去された処理排ガス１６に、ＳＯｘを含む脱硫排ガス１４の一部１４ａを供給し、処理排ガス１６中に同伴される残留のミスト状のアミンを硫酸アミン及び亜硫酸アミンに中和してなるものである。
図１中、符号Ｌ1はリッチ溶液供給ライン、Ｌ2はリーン溶液供給ライン、Ｌ11はボイラ１１からの排ガス１２を供給する排ガス供給ライン、Ｌ12は脱硫排ガス１４を脱硫排ガス用煙突１８に供給する脱硫排ガス供給ライン、Ｌ13はＣＯ2回収用分岐ガスライン、Ｌ14はＣＯ2吸収塔２１から処理排ガス用煙突１７へ排出される処理排ガス１６の排出ライン、Ｌ15は中和用脱硫排ガス供給ライン、を各々図示する。
【００２６】
一般に、ＣＯ2回収装置１５は、吸収液としてアミン吸収液を用いる場合、ＣＯ2吸収塔２１内において該アミン吸収液に脱硫排ガス１４中に含まれるＣＯ2を吸収させて、脱硫排ガス１４から除去し、ＣＯ2を吸収したアミン吸収液は、吸収液再生塔２２において、再生され、再度ＣＯ2吸収塔２１にて再利用する閉鎖系ラインを構築している。
【００２７】
ＣＯ2吸収塔２１内においては、アミン吸収液は、脱硫排ガス１４と例えば対向接触させることで、ＣＯ2をアミン吸収液内に取り込むようにしている。
【００２８】
ところで、ＣＯ2吸収塔２１内において、アミン吸収液が脱硫排ガス１４と接触する結果、アミン吸収液が液体状に留まらず、ガス状のアミン吸収液と、ミスト状のアミン吸収液とが発生し、これらが処理排ガス１６と共にＣＯ2吸収塔２１の塔頂部から系外に同伴しつつ排出される場合がある。
【００２９】
アミン吸収液が液状である場合には、閉鎖系ラインの内部を循環しているので、ＣＯ2吸収塔２１の系外への放出はないものの、ガス状とミスト状のアミン吸収液が、ＣＯ2吸収塔２１から系外へ放出される場合、紫外線による光化学反応により大気中のＮＯ2と反応して酸化されてニトロソアミンとなるおそれがある。
【００３０】
そこで、ガス状とミスト状のアミン吸収液の系外への放出を抑制するために、ＣＯ2吸収塔２１内の塔頂部側に、水洗処理する水洗部等を設け、処理排ガス１６を洗浄処理することで、処理排ガス１６中のガス状のアミン吸収液は検出されない程度に除去することができる。しかし、ミスト状のアミン吸収液は約１〜１０ｐｐｍ程度残留して、処理排ガス１６と共に系外へ放出される場合がある。
【００３１】
本発明では、このような系外に放出されるミスト状のアミン吸収液の濃度は、極微量ではあるが、このミスト状のアミン吸収液に対して、ＳＯｘガスを供給することで、処理排ガス用煙突１７に至るまでに中和処理するものである。
【００３２】
図１に示す排ガス処理システム１０Ａは、ボイラ１１からの排ガス１２中のＳＯｘを脱硫装置１３で除去した脱硫排ガス１４の一部１４ａの排ガス中のＣＯ2を部分的に回収するシステムである。
ボイラプラントにおいては、ボイラ１１からの全量のガス中のＣＯ2を回収せずに、その一部のＣＯ2だけを回収する場合もあるので、このような一部のＣＯ2回収システムに適用するものである。
【００３３】
本実施例では、このようなＣＯ2を一部回収する場合における排ガス処理において、ＣＯ2吸収塔２１の塔頂部から系外に排出される処理排ガス１６に、脱硫装置１３からの脱硫排ガス１４の一部１４ａを中和用脱硫排ガス供給ラインＬ15により供給することで、該処理排ガス１６中に同伴されるミスト状のアミン吸収液を中和して硫酸アミン（無機塩）または亜硫酸アミンの形態とすることで、ミスト状のアミン吸収液のままでの系外への放出を無くすようにしている。
【００３４】
図４は、ミスト状のアミン吸収液中へのＳＯ2、ＮＯ2ガスの各ｐＨにおける吸収率を示す図である。図４中、横軸は接触時間(秒)、縦軸は吸収率（％）を示している。
図４の結果より、ミスト状のアミン吸収液のｐＨが７の場合には、ミスト状のアミン吸収液へのＳＯ2の吸収率は、２０％を少し超えているに過ぎない。
これに対し、ｐＨが８以上の場合には、ミスト状のアミン吸収液へのＳＯ2の吸収率は、大幅に増大し、ｐＨが９以上では約５秒以内で、ｐＨが８のものでも約８秒程度で、吸収率が６０％を超えることとなった。
【００３５】
このＳＯ2ガスの吸収率に対し、ＮＯ2ガスの吸収率は、図４に示すように、ｐＨが変化しても、数％以下であり、ほとんど吸収されていないことが判明した。
【００３６】
図５は、ミスト状のアミン吸収液中に吸収されるＳＯ2とＮＯ2によるアミンの中和率（％）を示す。図５中、横軸は接触時間（秒）、縦軸は中和率（％）を示している。
ミスト状のアミン吸収液に吸収されたＳＯ2が残留アミンを中和する際の反応速度は、図５に示すように、ｐＨが８以上の場合、２秒で１００％の中和反応が完結されることが判明した。
【００３７】
ここで、処理排ガス１６がＣＯ2吸収塔２１の塔頂部から処理排ガス用煙突１７を経由して外部に排出されるまでは、その流速にも左右されるが、約３〜１０秒程度であるので、処理排ガス１６中に同伴されるミスト状のアミンに対して、ＳＯｘ（ＳＯ2）を供給して、中和するに至るには、吸収時間及び中和時間共十分である。
【００３８】
ここで、処理排ガス１６中に残留するミスト状のアミン吸収液は、処理排ガス１６の排出ラインＬ14中に介装されたアミン濃度計１９により所定時間ごとの監視を必要に応じて行うことで、外部へのベーパー状及びミスト状のアミンの濃度を測定している。
【００３９】
よって、このアミン濃度計１９で計測された濃度をもとにして、ミスト状のアミン吸収液を除去するに十分な量のＳＯｘを供給するようにしている。
なお、ボイラ１１の運転条件に変動がない安定状態の場合には、過去の蓄積データを用いて、放出されるミスト状のアミン吸収液を予測して、ＳＯｘガスをやや過剰に供給することで、中和処理を行うようにしてもよい。
【００４０】
また、脱硫装置１３での脱硫性能の向上により脱硫排ガス１４中に所望量のＳＯｘが濃度に達していない場合には、脱硫装置１３に導入する前の排ガス１２の一部１２ａ（ＳＯｘ濃度：３００〜２，０００ｐｐｍ）を供給するようにしてもよい。すなわち、脱硫装置１３をバイパスさせるラインＬ16により、ＳＯｘが多量に存在する脱硫前の排ガス１２の一部１２ａを供給して中和を行うようにすればよい。
【００４１】
ここで、残留アミンを中和するには、２ｍｏｌのアミンに対して、１ｍｏｌのＳＯｘを供給すれば足りる。
よって、例えば１０ｐｐｍのミスト状のアミンを中和する場合には、少なくとも５ｐｐｍ以上のＳＯｘを供給すればよいこととなる。
【００４２】
本実施例によれば、ＣＯ2を一部回収する排ガス処理システムにおいて、ＣＯ2吸収塔２１から排出される処理排ガス１６中に、脱硫排ガス１４の一部１４ａを供給することで、処理排ガス用煙突１７に至るまで、若しくは該煙突１７内部において、処理排ガス１６に同伴するミスト状のアミン吸収液が中和処理される。よって、処理排ガス用煙突１７から排出される処理排ガス１６が大気中に飛散された場合でも、ミスト状のアミン吸収液が中和処理されているので、大気中で酸化されてニトロソアミンとなることが防止される。
【００４３】
本実施例では、ＣＯ2吸収塔２１から排出される処理排ガス１６中のミスト状のアミンの濃度が少ない場合について説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、
ＣＯ2吸収塔２１から排出される処理排ガス１６中のミスト状のアミンの濃度が多い場合においても、その濃度に応じて、該ミスト状のアミン吸収液を除去するに十分な量のＳＯｘを脱硫排ガス１４の一部１４ａ又はボイラ１１からの排ガス１２の一部１２ａを供給することで、中和することができる。なお、中和処理に発生した硫酸アミンに対しては、煙突から排出する以前において、別途除去するようにしてもよい。
【実施例２】
【００４４】
本発明による実施例２に係る排ガス処理システムについて、図面を参照して説明する。図２は、本実施例に係る排ガス処理システムの概略図である。なお、図１に示す排ガス処理システムの構成と同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図２に示すように、本実施例に係る排ガス処理システム１０Ｂは、脱硫装置１３で脱硫された脱硫排ガス１４の全量のガスをＣＯ2回収装置１５で処理して、ＣＯ2を全量吸収除去するものである。
【００４５】
本実施例では、ＣＯ2吸収塔２１から排出される処理排ガス１６中のミスト状のアミンの濃度に応じて、脱硫排ガス１４の一部１４ａ又はボイラ１１からのＳＯｘを多量に含む排ガス１２の一部１２ａを、処理排ガス１６に供給するようにしている。
【００４６】
本実施例によれば、ＣＯ2を全量回収する排ガス処理システムにおいて、ＣＯ2吸収塔２１から排出される処理排ガス１６中に、脱硫排ガス１４の一部１４ａ又はボイラ１１からのＳＯｘを多量に含む排ガス１２の一部１２ａを供給することで、処理排ガス用煙突１７に至るまで、若しくは該煙突１７内部において、処理排ガス１６に同伴するミスト状のアミン吸収液が中和処理される。
よって、処理排ガス用煙突１７から排出される処理排ガス１６が大気中に飛散された場合でも、ミスト状のアミン吸収液が中和処理されているので、大気中で酸化されてニトロソアミンとなるおそれが防止される。
【実施例３】
【００４７】
本発明による実施例３に係る排ガス処理システムについて、図面を参照して説明する。図３は、本実施例に係る排ガス処理システムの概略図である。なお、図１に示す排ガス処理システムの構成と同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図３に示すように、本実施例に係る排ガス処理システム１０Ｃは、ボイラ１１の燃焼燃料の種類によって、排ガス１２中のＳＯｘが少ない場合において、処理排ガス１６に同伴されるミスト状のアミン吸収液を中和できない場合がある。このような場合には、別途ＳＯｘ供給手段（図示せず）からＳＯｘガス２０を処理排ガス１６に直接供給し、処理排ガス１６中に同伴されるミスト状のアミンを中和処理するようにしている。
【００４８】
本実施例によれば、ＣＯ2を全量回収する排ガス処理システムにおいて、排ガス１２中のＳＯｘが少ない場合、ＳＯｘガス２０を処理排ガス１６に直接供給することで、処理排ガス用煙突１７に至るまで、若しくは該煙突１７内部において、処理排ガス１６に同伴するミスト状のアミン吸収液が中和処理される。
よって、処理排ガス用煙突１７から排出される処理排ガス１６が大気中に飛散された場合でも、ミスト状のアミン吸収液が中和処理されているので、大気中で酸化されてニトロソアミンとなることが防止される。
【実施例４】
【００４９】
本発明による実施例４に係る排ガス処理システムのＣＯ2回収装置について、図面を参照して説明する。図６は、実施例４に係る排ガス処理システムのＣＯ2回収装置の一例を示す図である。
前述した実施例１乃至３において説明したＣＯ2吸収塔２１から排出される処理排ガス１６中のミスト状のアミンの濃度が少ないＣＯ２回収装置１５の具体例について説明する。なお、本発明は以後説明する実施例に限定されるものではない。
図６に示すように、本実施例に係るＣＯ２回収装置１５Ａは、脱硫後のＣＯ2を含有する脱硫排ガス１４を冷却する冷却部５０ａを有する冷却塔５０と、冷却後の脱硫排ガス１４を導入し、導入された脱硫排ガス１４とＣＯ2吸収液であるアミン吸収液（リーン溶液）３０とを接触させてＣＯ2を除去するＣＯ2吸収塔（以下、「吸収塔」ともいう。）２１と、ＣＯ2を吸収したアミン吸収液（リッチ溶液３０ａ）を再生する吸収液再生塔（以下、「再生塔」ともいう。）２２と、前記吸収液再生塔２２でＣＯ2が除去されたリーン溶液３０をＣＯ2吸収塔２１で再利用するＣＯ2回収装置であって、前記ＣＯ2吸収塔２１が、アミン吸収液（リーン溶液）３０で脱硫排ガス１４中のＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収部２１ａと、前記ＣＯ2吸収部２１ａの上部（ガス流れ後流）側に設けられ、ＣＯ2除去排ガスを冷却すると共に、同伴するＣＯ2吸収液を回収する水洗部２１ｂとを具備するものである。
【００５０】
前記吸収塔２１では、ＣＯ2含有する脱硫排ガス１４は、ＣＯ2吸収塔２１の下部側に設けられたＣＯ2吸収部２１ａにおいて、例えばアルカノールアミンをベースとするアミン吸収液３０と対向流接触し、脱硫排ガス１４中のＣＯ2は、化学反応（Ｒ−ＮＨ2＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2→Ｒ−ＮＨ3ＨＣＯ3）によりアミン吸収液３０に吸収される。
【００５１】
そしてＣＯ2除去後の処理排ガス１６は、チムニートレイ３１を介して水洗部２１ｂ側へ上昇し、水洗部２１ｂの塔頂部２１ｃ側から供給される洗浄水３２と気液接触して、処理排ガス１６に同伴する液状のアミン吸収液３０及びガス状のアミン吸収液３０を回収する。なお、符号５２は循環ポンプ、５３は冷却器、Ｌ6は洗浄液循環ラインを図示する。
そして、液状及びガス状のアミン吸収液３０が除去された処理排ガス１６は、ＣＯ2吸収塔２１の塔頂部２１ｃから外部（処理排ガス用煙突側１７、図１参照）へ排出される。
【００５２】
また、図示しないが、ＣＯ2吸収塔２１の塔頂部２１ｃ内には、処理排ガス１６中のミストを捕捉するミストエリミネータを配置し、ミスト状のアミン吸収液を更に除去するようにしてもよい。
【００５３】
ＣＯ2を吸収したリッチ溶液３０ａは、リッチ溶液供給ラインＬ1に介装されたリッチソルベントポンプ３３により昇圧され、リッチ・リーン溶液熱交換器３４において、吸収液再生塔２２で再生されたリーン溶液３０により加熱され、吸収液再生塔２２の塔頂部２２ａ側に供給される。
【００５４】
前記再生塔２２の塔頂部２２ａ側から塔内部に放出されたリッチ溶液３０ａは、再生塔２２の塔底部からの水蒸気による加熱により、大部分のＣＯ2を放出する。再生塔２２内で一部または大部分のＣＯ2を放出したＣＯ2吸収液は「セミリーン溶液」と呼称される。この図示しないセミリーン溶液は、再生塔２２の塔底部に流下する頃には、ほぼ全てのＣＯ2が除去されたリーン溶液（アミン吸収液３０）となる。このリーン溶液３０はその一部は循環ラインＬ3に介装された再生加熱器３５で飽和水蒸気３６により加熱される。加熱後の飽和水蒸気は凝縮水３７となる。
【００５５】
一方、再生塔２２の塔頂部２２ａからは塔内においてリッチ溶液及び図示しないセミリーン溶液から水蒸気を伴ったＣＯ2ガス４１が放出される。
そして、水蒸気を伴ったＣＯ2ガス４１がガス排出ラインＬ4により導出され、ガス排出ラインＬ4に介装されたコンデンサ４２により水蒸気が凝縮され、分離ドラム４３にて凝縮水４４が分離され、ＣＯ2ガスが系外に放出されて、別途圧縮回収等の後処理がなされる回収ＣＯ2４５となる。
分離ドラム４３にて分離された凝縮水４４は凝縮水ラインＬ5に介装された凝縮水循環ポンプ４６にて吸収液再生塔２２の上部に供給される。
なお、図示していないが、一部の凝縮水４４はＣＯ2吸収液の洗浄水３２として水洗部２１ｂ側に供給され、処理排ガス１６に同伴するアミン吸収液３０の吸収に用いている。
【００５６】
再生されたアミン吸収液（リーン溶液）はリーン溶液供給ラインＬ2を介してリーン溶液ポンプ３８によりＣＯ2吸収塔２１側に送られ、アミン吸収液３０として循環利用される。
よって、アミン吸収液３０は、ＣＯ2吸収塔２１と吸収液再生塔２２とを循環する閉鎖経路を形成し、ＣＯ2吸収塔２１のＣＯ2吸収部２１ａで再利用される。なお、必要に応じて図示しない補給ラインによりアミン吸収液３０は供給され、また必要に応じて図示しないリクレーマによりアミン吸収液中の熱安定性塩を除去している。
【００５７】
また、ＣＯ2吸収塔２１に供給される脱硫排ガス１４は、その前段側に設けられた冷却塔５０において、冷却水５１により冷却され、その後ＣＯ2吸収塔２１内に導入される。なお、符号Ｌ7は冷却水循環ラインを図示する。
【００５８】
これは、脱硫排ガス１４中のＳＯ3ミストは、ＣＯ2吸収塔２１にそのまま導入されると、ミスト状のアミン吸収液の核となるので、吸収塔２１に導入する以前において、除去することで、結果としてミスト状のアミン吸収液の発生量の低減を図ることができることになるからである。
【００５９】
このように、ＣＯ2吸収塔２１と吸収液再生塔２２とを循環利用されるアミン吸収液３０は、２段以上設けた水洗部２１ｂにおいて、ＣＯ２が除去された処理排ガス１６と、洗浄水３２とを向流接触させ、処理排ガス１６に同伴された液状及びガス状のアミン吸収液３０を洗浄水３２で吸収除去し、ＣＯ2吸収塔２１の外部へのガス状態での放散を防止している。
【００６０】
本実施例では、水洗部２１ｂはＣＯ2吸収部２１ａのガス流れ後流側（図中、頂部側）に２段設けているが、３段以上設置するようにしてもよい。
また、塔頂部２１ｃ側の水洗部の洗浄液として、酸を添加するようにしてもよい。
【実施例５】
【００６１】
本発明による実施例５に係る排ガス処理システムのＣＯ2回収装置について、図面を参照して説明する。図７は、実施例５に係る排ガス処理システムのＣＯ2回収装置の一例を示す図である。
図７に示すように、本実施例に係るＣＯ２回収装置１５Ｂは、実施例４に係るＣＯ２回収装置１５Ａにおいて、冷却塔５０の前流側に、湿式電気集塵機６０を設けている。
湿式電気集塵機６０を冷却塔５０の前流側に設けることにより、脱硫排ガス１４のＳＯ3ミストを荷電して除去することができる。
【００６２】
本実施例により、実施例４以上に、脱硫排ガス１４中のＳＯ3ミストを除去することができ、吸収塔２１に導入する以前において、除去することで、結果としてミスト状のアミン吸収液の発生量の低減を図ることができる。
【実施例６】
【００６３】
本発明による実施例６に係る排ガス処理システムのＣＯ2回収装置について、図面を参照して説明する。図８は、実施例６に係る排ガス処理システムのＣＯ2回収装置の一例を示す図である。
【００６４】
図８は、実施例５の変形例の排ガス処理システムのＣＯ2回収装置の概略図である。図７に示す冷却塔５０では脱硫排ガス１４を単に冷却しているが、図８に示す排ガス処理システムのＣＯ2回収装置１５Ｃに示すように、冷却塔５０の下部において、仕上げ脱硫部６１を設けている。そしてこの仕上げ脱硫部６１に、脱硫用吸収液として石灰石（ＣａＣＯ3）６２ａと酸化用空気６２ｂを供給し、石灰・石膏法により石膏６２ｃとしている。これにより、脱硫装置１３からの脱硫排ガス１４に残存している硫黄酸化物を除去するようにして、更に脱硫効率を向上させている。なお、石灰石と共に水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）等の強アルカリ剤を添加するようにしてもよい。
なお、符号、Ｌ8は脱硫吸収液循環ラインを図示する。
本実施例では、仕上げ脱硫部６１において、脱硫用吸収液の供給方法として、液柱式を用いているが、本発明はこれに限定されず、散水式、噴流式、充填式のいずれも用いることができる。
【００６５】
ここで、仕上げ脱硫部６１で用いる脱硫用吸収液としては、石灰石（ＣａＣＯ3）以外には、ＮａＯＨ、Ｎａ2ＣＯ3、ＮａＨＣＯ3、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｍｇ（ＯＨ）2等の強アルカリ剤を例示することができる。強アルカリ剤を用いることで、脱硫性能の向上をさらに図ることができ、特に、硫黄酸化物の濃度が高いような脱硫排ガス１４を導入する場合には有効となり、ＣＯ2回収装置１５Ｃに導入する脱硫排ガス１４中の硫黄酸化物の濃度を極低濃度とすることができる。石灰・石膏法に較べて、脱硫性能も高くなり、導入する脱硫排ガス１４中の硫黄酸化物の濃度が高いような場合であっても、良好な脱硫性能を発揮するので好ましい。
【００６６】
なお、本実施例では、湿式電気集塵機６０を冷却塔５０の前流側に設置しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、冷却塔５０の後流側に設置するようにしてもよい。
【００６７】
また、以下の実施例７に示すように、冷却塔の内部に湿式電気集塵部を一体に有するようにしてもよい。
【実施例７】
【００６８】
本発明による実施例７に係る排ガス処理システムのＣＯ2回収装置について、図面を参照して説明する。図９は、実施例７に係る排ガス処理システムのＣＯ2回収装置の一例を示す図である。
図９に示すように、実施例７に係る本実施例に係るＣＯ２回収装置１５Ｄは、実施例６に示す湿式電気集塵機能を冷却塔の内部に有するものである。
これにより、脱硫の仕上げを行う仕上げ脱硫部６１と湿式電気集塵部７１とを備えた湿式電気集塵機一体型冷却塔７０を構築することとなる。
なお、符号、Ｌ9は湿式集塵部７１の洗浄液循環ラインを図示する。
本実施例に係る湿式電気集塵部７１が、ミスト発生物質を除去する機能を奏している。実施例６のシステムに較べて、独立して湿式電気集塵機を設置することが不要となるので、その設置スペースを確保する必要がなくなる。
【００６９】
本実施例では、脱硫排ガス１４中のミスト発生物質であるＳＯ3をミスト状態で除去する結果、ＣＯ2回収装置１５ＤへのＳＯ3ミストの導入量の低減を図ることとなる。よって、ミストに起因する吸収塔２１から排出する処理排ガス１６に同伴されるミスト状のアミン吸収液の同伴量が大幅に抑制されることとなる。
【００７０】
以上、実施例と共に説明したように、本発明によれば、ＣＯ2吸収塔２１から排出される処理排ガス１６に対して、脱硫排ガス、排ガス等のＳＯｘを含むガスを供給することで、中和させ、外部への残留アミンの放出を防止し、大気中に飛散することが無くなり、ニトロソアミンとなることを防止する。
【符号の説明】
【００７１】
１０Ａ〜１０Ｃ  排ガス処理システム
１１  ボイラ
１２  排ガス
１３  脱硫装置
１４  脱硫排ガス
１５  ＣＯ2回収装置
１６  処理排ガス
１７  処理排ガス用煙突
１８  脱硫排ガス用煙突
１９  アミン濃度計
２１  ＣＯ2吸収塔
２２  吸収液再生塔
【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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【図８】
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【図９】
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