(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体状態のＳＯ３を含む排ガスが流通する流通路に設けられるＳＯ３除去装置であって、
硫酸露点温度以下に冷却されており、前記排ガスを冷却して前記ＳＯ３を含むミストを生成させるとともに前記ミストを捕集する捕集部材と、
前記捕集部材の温度に基づいて、前記捕集部材を前記硫酸露点温度以下に維持する冷却部とを備え、
前記捕集部材がセラミックスからなる顕熱蓄熱材であり、
前記捕集部材は、柱形状を有し、複数の貫通孔が形成されたハニカム構造体であり、
前記貫通孔は、前記捕集部材の柱の軸方向に貫通するように形成され、
前記捕集部材は、前記貫通孔の延在方向が、前記流通路内の前記排ガスの流通方向と略一致するように、前記流通路内に配置されるＳＯ３除去装置。
【請求項２】
気体状態のＳＯ３を含む排ガスが流通する流通路に設けられるＳＯ３除去装置であって、
硫酸露点温度以下に冷却されており、前記排ガスを冷却して前記ＳＯ３を含むミストを生成させるとともに前記ミストを捕集する捕集部材と、
前記捕集部材の温度に基づいて、前記捕集部材を前記硫酸露点温度以下に維持する冷却部とを備え、
前記捕集部材が前記硫酸露点温度以下の融点を有する潜熱蓄熱材であるＳＯ３除去装置。
【請求項３】
気体状態のＳＯ３を含む排ガスが流通する流通路に設けられるＳＯ３除去装置であって、
硫酸露点温度以下に冷却されており、前記排ガスを冷却して前記ＳＯ３を含むミストを生成させるとともに前記ミストを捕集する捕集部材と、
前記捕集部材の側面を囲い、前記捕集部材と接触するように配置された隔壁と、
前記捕集部材の温度に基づいて、前記捕集部材を前記硫酸露点温度以下に維持する冷却部とを備え、
前記捕集部材が耐酸性を有する伝熱体であり、
前記冷却部が前記隔壁の側面に冷却液を供給し、前記冷却液が前記排ガスと接触する側の前記伝熱体の表面を間接的に冷却するＳＯ３除去装置。
【請求項４】
前記冷却部が前記排ガスと接触する側の前記捕集部材の表面に冷却液を供給して、前記冷却液が前記表面を直接冷却する請求項１又は２に記載のＳＯ３除去装置。
【請求項５】
前記冷却液が前記捕集部材に捕集された前記ミストを前記捕集部材から除去する請求項４に記載のＳＯ３除去装置。
【請求項６】
前記捕集部材に洗浄液を供給する洗浄部を備える請求項３に記載のＳＯ３除去装置。
【請求項７】
前記捕集部材が複数の貫通孔を有し、前記貫通孔内に前記排ガスを流通させて、前記貫通孔の内壁に前記ミストを捕集する請求項１、３、４のいずれかに記載のＳＯ３除去装置。
【請求項８】
複数の開口を有する収容部と、前記収容部に充填される粒状の前記捕集部材とで構成され、前記流通路における前記排ガスの流通方向に略直交する方向に配列される複数のＳＯ３捕集部を有し、
前記ＳＯ３捕集部が、前記ＳＯ３捕集部の前記排ガスの上流側に位置し前記排ガスが流入する排ガス空間と、前記ＳＯ３捕集部の前記排ガスの下流側に位置し前記ＳＯ３捕集部で前記ミストが除去された処理ガスが流入する処理ガス空間とを隔離し、
複数の前記冷却部が、前記ＳＯ３捕集部の各々に対応して設置される請求項２又は３に記載のＳＯ３除去装置。
【請求項９】
気体状態のＳＯ３を含む排ガスが流通する流通路に設けられるＳＯ３除去装置であって、
硫酸露点温度以下に冷却されており、前記排ガスを冷却して前記ＳＯ３を含むミストを生成させるとともに前記ミストを捕集する捕集部材と、
前記捕集部材の温度に基づいて、前記捕集部材を前記硫酸露点温度以下に維持する冷却部とを備え、
複数の開口を有する収容部と、前記収容部に充填される粒状の前記捕集部材とで構成され、前記流通路における前記排ガスの流通方向に略直交する方向に離間して配列される複数のＳＯ３捕集部を有し、
前記ＳＯ３捕集部が、前記ＳＯ３捕集部の前記排ガスの上流側に位置し前記排ガスが流入する排ガス空間と、前記ＳＯ３捕集部の前記排ガスの下流側に位置し前記ＳＯ３捕集部で前記ミストが除去された処理ガスが流入する処理ガス空間とを隔離し、
複数の前記冷却部が、前記ＳＯ３捕集部の各々に対応して設置されるＳＯ３除去装置。
【請求項１０】
前記捕集部材がメッシュ状の開口を有する部材であり、前記開口を前記排ガスが通過するときに、前記捕集部材が前記排ガスを冷却し、前記捕集部材が前記ミストを捕集する請求項３に記載のＳＯ３除去装置。
【請求項１１】
気体状態のＳＯ３を含む排ガスが流通する流通路に設けられるＳＯ３除去装置であって、
硫酸露点温度以下に冷却されており、前記排ガスを冷却して前記ＳＯ３を含むミストを生成させるとともに前記ミストを捕集する捕集部材と、
前記捕集部材に沿って配設された、冷却液を供給する配管を有し、前記捕集部材の温度に基づいて、前記捕集部材を前記硫酸露点温度以下に維持する冷却部とを備え、
前記捕集部材が耐酸性を有する伝熱体であり、
前記捕集部材がメッシュ状の開口を有する部材であり、前記開口を前記排ガスが通過するときに、前記捕集部材が前記排ガスを冷却し、前記捕集部材が前記ミストを捕集し、
前記捕集部材は、板状であり、前記排ガスの流通方向に対して傾斜して配置され、
複数の前記捕集部材が、前記流通路における前記排ガスの流通方向に略直交する方向に配列されるＳＯ３除去装置。
【請求項１２】
前記排ガスがダストを含み、
前記捕集部材の前記排ガスの上流側に放電電極が配置され、
前記捕集部材の前記排ガスの上流側に、前記排ガスが流通可能な開口を有する集塵電極が配置され、
前記放電電極がコロナ放電を発生させて前記ダストを帯電させ、前記集塵電極が帯電された前記ダストを捕集する請求項１又は７に記載のＳＯ３除去装置。
【請求項１３】
気体状態のＳＯ３を含む排ガスが流通する流通路に設けられるＳＯ３除去装置であって、
硫酸露点温度以下に冷却されており、前記排ガスを冷却して前記ＳＯ３を含むミストを生成させるとともに前記ミストを捕集する捕集部材と、
前記捕集部材の温度に基づいて、前記捕集部材を前記硫酸露点温度以下に維持する冷却部とを備え、
前記冷却部が前記排ガスと接触する側の前記捕集部材の表面に冷却液を供給して、前記冷却液が前記表面を直接冷却し、
前記捕集部材が複数の貫通孔を有し、前記貫通孔内に前記排ガスを流通させて、前記貫通孔の内壁に前記ミストを捕集し、
前記排ガスがダストを含み、
前記捕集部材の前記排ガスの上流側に放電電極が配置され、
前記捕集部材の前記排ガスの上流側に、前記排ガスが流通可能な開口を有する集塵電極が配置され、
前記放電電極がコロナ放電を発生させて前記ダストを帯電させ、前記集塵電極が帯電された前記ダストを捕集するＳＯ３除去装置。
【請求項１４】
前記排ガスがダストを含み、
前記収容部の少なくとも前記排ガスの上流側に面する上流側部材が導電性材料であり、
前記排ガス空間に放電電極が配置され、
前記放電電極がコロナ放電を発生させて前記ダストを帯電させ、前記上流側部材が帯電された前記ダストを捕集する請求項８又は９に記載のＳＯ３除去装置。
【請求項１５】
前記排ガスがダストを含み、
前記捕集部材が導電性材料からなり、
前記捕集部材の前記排ガスの上流側に放電電極が配置され、
前記放電電極がコロナ放電を発生させて前記ダストを帯電させ、前記捕集部材が帯電された前記ダストを捕集する請求項１０又は１１に記載のＳＯ３除去装置。
【請求項１６】
気体状態のＳＯ３を含む排ガスが流通する流通路に設けられるＳＯ３除去装置であって、
硫酸露点温度以下に冷却されており、前記排ガスを冷却して前記ＳＯ３を含むミストを生成させるとともに前記ミストを捕集する捕集部材と、
前記捕集部材の温度に基づいて、前記捕集部材を前記硫酸露点温度以下に維持する冷却部とを備え、
前記捕集部材が耐酸性を有する伝熱体であり、
前記捕集部材がメッシュ状の開口を有する部材であり、前記開口を前記排ガスが通過するときに、前記捕集部材が前記排ガスを冷却し、前記捕集部材が前記ミストを捕集し、
前記排ガスがダストを含み、
前記捕集部材が導電性材料からなり、
前記捕集部材の前記排ガスの上流側に放電電極が配置され、
前記放電電極がコロナ放電を発生させて前記ダストを帯電させ、前記捕集部材が帯電された前記ダストを捕集するＳＯ３除去装置。
【請求項１７】
請求項１乃至請求項１６のいずれかに記載のＳＯ３除去装置と、
前記ＳＯ３除去装置の前記排ガスの下流側に設けられる湿式脱硫装置とを備える排ガス処理システム。
【請求項１８】
気体状態のＳＯ３を含む排ガスが流通する流通路に設けられ、捕集部材と、冷却部とを備えるＳＯ３除去装置を用いて前記排ガスから前記ＳＯ３を除去する方法であって、
硫酸露点温度以下に冷却された前記捕集部材と気体状態のＳＯ３を含む前記排ガスとが接触し、前記排ガスが前記硫酸露点温度以下に冷却されて前記ＳＯ３を含むミストが生成する工程と、
前記ミストが前記捕集部材の表面に捕集される工程と、
前記冷却部が、前記捕集部材の温度に基づいて前記捕集部材を前記硫酸露点温度以下に維持する工程とを含み、
前記捕集部材がセラミックスからなる顕熱蓄熱材であり、
前記捕集部材は、柱形状を有し、複数の貫通孔が形成されたハニカム構造体であり、
前記貫通孔は、前記捕集部材の柱の軸方向に貫通するように形成され、
前記捕集部材は、前記貫通孔の延在方向が、前記流通路内の前記排ガスの流通方向と略一致するように、前記流通路内に配置されるＳＯ３除去方法。
【請求項１９】
気体状態のＳＯ３を含む排ガスが流通する流通路に設けられ、捕集部材と、冷却部とを備えるＳＯ３除去装置を用いて前記排ガスから前記ＳＯ３を除去する方法であって、
硫酸露点温度以下に冷却された前記捕集部材と気体状態のＳＯ３を含む前記排ガスとが接触し、前記排ガスが前記硫酸露点温度以下に冷却されて前記ＳＯ３を含むミストが生成する工程と、
前記ミストが前記捕集部材の表面に捕集される工程と、
前記冷却部が、前記捕集部材の温度に基づいて前記捕集部材を前記硫酸露点温度以下に維持する工程とを含み、
前記捕集部材が前記硫酸露点温度以下の融点を有する潜熱蓄熱材であるＳＯ３除去方法。
【請求項２０】
気体状態のＳＯ３を含む排ガスが流通する流通路に設けられ、捕集部材と、冷却部とを備えるＳＯ３除去装置を用いて前記排ガスから前記ＳＯ３を除去する方法であって、
硫酸露点温度以下に冷却された前記捕集部材と気体状態のＳＯ３を含む前記排ガスとが接触し、前記排ガスが前記硫酸露点温度以下に冷却されて前記ＳＯ３を含むミストが生成する工程と、
前記ミストが前記捕集部材の表面に捕集される工程と、
前記冷却部が、前記捕集部材の温度に基づいて前記捕集部材を前記硫酸露点温度以下に維持する工程とを含み、
前記捕集部材の側面を囲い、前記捕集部材と接触するように配置された隔壁を更に備え、
前記捕集部材が耐酸性を有する伝熱体であり、
前記冷却部が前記隔壁の側面に冷却液を供給して、前記伝熱体の表面を前記冷却液により間接的に冷却するＳＯ３除去方法。
【請求項２１】
前記冷却部が前記排ガスと接触する側の前記捕集部材の表面に冷却液を供給して、前記表面を前記冷却液により直接冷却する請求項１８又は１９に記載のＳＯ３除去方法。
【請求項２２】
前記冷却液が前記捕集部材に捕集された前記ミストを前記捕集部材から除去する請求項２１に記載のＳＯ３除去方法。
【請求項２３】
前記捕集部材に洗浄液が供給され、前記洗浄液が前記捕集部材に捕集された前記ミストを前記捕集部材から除去する請求項２０に記載のＳＯ３除去方法。
【請求項２４】
前記捕集部材が複数の貫通孔を有し、
前記排ガスが前記貫通孔のそれぞれを流通することにより前記排ガスが冷却されて前記ミストが生成し、
前記貫通孔の内壁に前記ミストが捕集される請求項１８、２０、２１のいずれかに記載のＳＯ３除去方法。
【請求項２５】
前記冷却部が少なくとも１つの前記貫通孔に冷却液を供給して前記貫通孔の表面を冷却し、
前記少なくとも１つの貫通孔の冷却と同時に、残りの前記貫通孔を前記排ガスが流通し、
前記少なくとも１つの貫通孔の冷却が終了すると、前記少なくとも１つの貫通孔を前記排ガスが流通する請求項１８又は２４に記載のＳＯ３除去方法。
【請求項２６】
前記ＳＯ３除去装置が、複数の開口を有する収容部と、前記収容部に充填される粒状の前記捕集部材とで構成され、前記流通路における前記排ガスの流通方向に略直交する方向に配列される複数のＳＯ３捕集部を有し、
前記ＳＯ３捕集部が、前記ＳＯ３捕集部の前記排ガスの上流側に位置し前記排ガスが流入する排ガス空間と、前記ＳＯ３捕集部の前記排ガスの下流側に位置し前記ＳＯ３捕集部で前記ミストが除去された処理ガスが流入する処理ガス空間とを隔離し、
前記排ガスが前記排ガス空間から前記ＳＯ３捕集部に流入して前記捕集部材の間を流通することにより前記排ガスが冷却され、
前記捕集部材の表面に前記ミストが捕集され、前記処理ガスが前記ＳＯ３捕集部から前記処理ガス空間に排出される請求項１９又は２０に記載のＳＯ３除去方法。
【請求項２７】
気体状態のＳＯ３を含む排ガスが流通する流通路に設けられ、捕集部材と、冷却部とを備えるＳＯ３除去装置を用いて前記排ガスから前記ＳＯ３を除去する方法であって、
硫酸露点温度以下に冷却された前記捕集部材と気体状態のＳＯ３を含む前記排ガスとが接触し、前記排ガスが前記硫酸露点温度以下に冷却されて前記ＳＯ３を含むミストが生成する工程と、
前記ミストが前記捕集部材の表面に捕集される工程と、
前記冷却部が、前記捕集部材の温度に基づいて前記捕集部材を前記硫酸露点温度以下に維持する工程とを含み、
前記ＳＯ３除去装置が、複数の開口を有する収容部と、前記収容部に充填される粒状の前記捕集部材とで構成され、前記流通路における前記排ガスの流通方向に略直交する方向に離間して配列される複数のＳＯ３捕集部を有し、
前記ＳＯ３捕集部が、前記ＳＯ３捕集部の前記排ガスの上流側に位置し前記排ガスが流入する排ガス空間と、前記ＳＯ３捕集部の前記排ガスの下流側に位置し前記ＳＯ３捕集部で前記ミストが除去された処理ガスが流入する処理ガス空間とを隔離し、
前記排ガスが前記排ガス空間から前記ＳＯ３捕集部に流入して前記捕集部材の間を流通することにより前記排ガスが冷却され、
前記捕集部材の表面に前記ミストが捕集され、前記処理ガスが前記ＳＯ３捕集部から前記処理ガス空間に排出されるＳＯ３除去方法。
【請求項２８】
複数の前記ＳＯ３捕集部の各々に対応して前記冷却部が複数設置され、
前記冷却部が少なくとも１つの前記ＳＯ３捕集部に冷却液を供給して前記捕集部材を冷却し、
前記少なくとも１つのＳＯ３捕集部の冷却と同時に、残りの前記ＳＯ３捕集部を前記排ガスが流通し、
前記少なくとも１つのＳＯ３捕集部の冷却が終了すると、前記少なくとも１つのＳＯ３捕集部を前記排ガスが流通する請求項２６又は２７に記載のＳＯ３除去方法。
【請求項２９】
気体状態のＳＯ３を含む排ガスが流通する流通路に設けられ、捕集部材と、冷却部とを備えるＳＯ３除去装置を用いて前記排ガスから前記ＳＯ３を除去する方法であって、
硫酸露点温度以下に冷却された前記捕集部材と気体状態のＳＯ３を含む前記排ガスとが接触し、前記排ガスが前記硫酸露点温度以下に冷却されて前記ＳＯ３を含むミストが生成する工程と、
前記ミストが前記捕集部材の表面に捕集される工程と、
前記冷却部が、前記捕集部材の温度に基づいて前記捕集部材を前記硫酸露点温度以下に維持する工程とを含み、
前記冷却部が前記排ガスと接触する側の前記捕集部材の表面に冷却液を供給して、前記表面を前記冷却液により直接冷却し、
前記ＳＯ３除去装置が、複数の開口を有する収容部と、前記収容部に充填される粒状の前記捕集部材とで構成され、前記流通路における前記排ガスの流通方向に略直交する方向に配列される複数のＳＯ３捕集部を有し、
前記ＳＯ３捕集部が、前記ＳＯ３捕集部の前記排ガスの上流側に位置し前記排ガスが流入する排ガス空間と、前記ＳＯ３捕集部の前記排ガスの下流側に位置し前記ＳＯ３捕集部で前記ミストが除去された処理ガスが流入する処理ガス空間とを隔離し、
前記排ガスが前記排ガス空間から前記ＳＯ３捕集部に流入して前記捕集部材の間を流通することにより前記排ガスが冷却され、
前記捕集部材の表面に前記ミストが捕集され、前記処理ガスが前記ＳＯ３捕集部から前記処理ガス空間に排出され、
複数の前記ＳＯ３捕集部の各々に対応して前記冷却部が複数設置され、
前記冷却部が少なくとも１つの前記ＳＯ３捕集部に冷却液を供給して前記捕集部材を冷却し、
前記少なくとも１つのＳＯ３捕集部の冷却と同時に、残りの前記ＳＯ３捕集部を前記排ガスが流通し、
前記少なくとも１つのＳＯ３捕集部の冷却が終了すると、前記少なくとも１つのＳＯ３捕集部を前記排ガスが流通するＳＯ３除去方法。
【請求項３０】
前記捕集部材がメッシュ状の開口を有する部材であり、
前記排ガスが前記開口を通過するときに、前記捕集部材が前記排ガスを冷却し、前記ミストを捕集する請求項２０に記載のＳＯ３除去方法。
【請求項３１】
気体状態のＳＯ３を含む排ガスが流通する流通路に設けられ、捕集部材と、冷却部とを備えるＳＯ３除去装置を用いて前記排ガスから前記ＳＯ３を除去する方法であって、
硫酸露点温度以下に冷却された前記捕集部材と気体状態のＳＯ３を含む前記排ガスとが接触し、前記排ガスが前記硫酸露点温度以下に冷却されて前記ＳＯ３を含むミストが生成する工程と、
前記ミストが前記捕集部材の表面に捕集される工程と、
前記捕集部材に沿って配設された、冷却液を供給する配管を有する前記冷却部が、前記捕集部材の温度に基づいて前記捕集部材を前記硫酸露点温度以下に維持する工程とを含み、
前記捕集部材が耐酸性を有する伝熱体であり、
前記捕集部材がメッシュ状の開口を有する部材であり、前記開口を前記排ガスが通過するときに、前記捕集部材が前記排ガスを冷却し、前記捕集部材が前記ミストを捕集し、
前記捕集部材は、板状であり、前記排ガスの流通方向に対して傾斜して配置され、
複数の前記捕集部材が、前記流通路における前記排ガスの流通方向に略直交する方向に配列されるＳＯ３除去方法。
【請求項３２】
前記排ガスがダストを含み、
前記捕集部材の前記排ガスの上流側に放電電極が配置され、
前記捕集部材の前記排ガスの上流側に、前記排ガスが流通可能な開口を有する集塵電極が配置され、
前記放電電極によって、前記捕集部材の前記排ガスの上流側の空間にコロナ放電が発生し、前記ダストが帯電される工程と、
帯電された前記ダストが前記集塵電極の表面に捕集される工程とを更に含む請求項１８又は２４に記載のＳＯ３除去方法。
【請求項３３】
気体状態のＳＯ３を含む排ガスが流通する流通路に設けられ、捕集部材と、冷却部とを備えるＳＯ３除去装置を用いて前記排ガスから前記ＳＯ３を除去する方法であって、
硫酸露点温度以下に冷却された前記捕集部材と気体状態のＳＯ３を含む前記排ガスとが接触し、前記排ガスが前記硫酸露点温度以下に冷却されて前記ＳＯ３を含むミストが生成する工程と、
前記ミストが前記捕集部材の表面に捕集される工程と、
前記冷却部が、前記捕集部材の温度に基づいて前記捕集部材を前記硫酸露点温度以下に維持する工程とを含み、
前記冷却部が前記排ガスと接触する側の前記捕集部材の表面に冷却液を供給して、前記表面を前記冷却液により直接冷却し、
前記捕集部材が複数の貫通孔を有し、
前記排ガスが前記貫通孔のそれぞれを流通することにより前記排ガスが冷却されて前記ミストが生成し、
前記貫通孔の内壁に前記ミストが捕集され、
前記排ガスがダストを含み、
前記捕集部材の前記排ガスの上流側に放電電極が配置され、
前記捕集部材の前記排ガスの上流側に、前記排ガスが流通可能な開口を有する集塵電極が配置され、
前記放電電極によって、前記捕集部材の前記排ガスの上流側の空間にコロナ放電が発生し、前記ダストが帯電される工程と、
帯電された前記ダストが前記集塵電極の表面に捕集される工程とを更に含むＳＯ３除去方法。
【請求項３４】
前記排ガスがダストを含み、
前記ＳＯ３除去装置の前記排ガス空間に放電電極が配置され、前記収容部の少なくとも前記排ガスの上流側に面する上流側部材が導電性材料であり、
前記放電電極によって前記排ガス空間にコロナ放電が発生し、前記ダストが帯電させる工程と、
帯電された前記ダストが前記上流側部材の表面に捕集される工程とを更に含む請求項２６、２７、２９のいずれかに記載のＳＯ３除去方法。
【請求項３５】
前記排ガスがダストを含み、
前記捕集部材が導電性材料からなり、前記捕集部材の前記排ガスの上流側に放電電極が配置され、
前記放電電極によって、前記捕集部材の前記排ガスの上流側の空間にコロナ放電が発生し、前記ダストが帯電される工程と、
帯電された前記ダストが前記捕集部材の表面に捕集される工程とを更に含む請求項３０又は３１に記載のＳＯ３除去方法。
【請求項３６】
気体状態のＳＯ３を含む排ガスが流通する流通路に設けられ、捕集部材と、冷却部とを備えるＳＯ３除去装置を用いて前記排ガスから前記ＳＯ３を除去する方法であって、
硫酸露点温度以下に冷却された前記捕集部材と気体状態のＳＯ３を含む前記排ガスとが接触し、前記排ガスが前記硫酸露点温度以下に冷却されて前記ＳＯ３を含むミストが生成する工程と、
前記ミストが前記捕集部材の表面に捕集される工程と、
前記冷却部が、前記捕集部材の温度に基づいて前記捕集部材を前記硫酸露点温度以下に維持する工程とを含み、
前記捕集部材が耐酸性を有する伝熱体であり、
前記捕集部材がメッシュ状の開口を有する部材であり、
前記排ガスが前記開口を通過するときに、前記捕集部材が前記排ガスを冷却し、前記ミストを捕集し、
前記排ガスがダストを含み、
前記捕集部材が導電性材料からなり、前記捕集部材の前記排ガスの上流側に放電電極が配置され、
前記放電電極によって、前記捕集部材の前記排ガスの上流側の空間にコロナ放電が発生し、前記ダストが帯電される工程と、
帯電された前記ダストが前記捕集部材の表面に捕集される工程とを更に含むＳＯ３除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガスに含まれるＳＯ３を除去するＳＯ３除去装置及びこれを用いたＳＯ３除去方法に関する。また本発明は、上記ＳＯ３除去装置を備える排ガス処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭焚きや重油焚き等の発電プラント等の産業用燃焼設備から、ダスト（粒子状物質）やＳＯ２やＳＯ３といったＳＯｘガスを含む排ガスが排出される。また、軽油、重油を燃料とする舶用エンジンからも、ダストやＳＯｘを含むガスが排出される。
【０００３】
ボイラやエンジンなどの燃焼設備の下流側の煙道に排ガス処理システムが設けられる。排ガス処理システムでは、例えば特許文献１のように、上流側から順に脱硝装置、エアヒータ、集塵装置、湿式脱硫装置、湿式電気集塵機が設置される。
【０００４】
湿式脱硫装置は、例えば吸収塔内に石灰石（ＣａＣＯ３などのアルカリ剤）を含むスラリーが散布され、スラリーと排ガスとを気液接触させることにより、排ガス中のＳＯ２をＣａＣＯ３と反応させて排ガスから除去する。
【０００５】
湿式脱硫装置では反応を水分飽和状態で行うため、水露点近くまで冷却する必要がある。このため、冷却装置から水が噴霧されるか、多量にスラリーが散布されることにより排ガス温度が急激に低下する。排ガス温度が酸露点（硫酸露点）温度以下に低下すると、排ガス中のＳＯ３ガスはミスト状態となる。従って吸収塔内ではＳＯ３ミストが流通することになり、ＳＯ３ミストと散布スラリーとは、衝突によってのみ捕集される。しかし、その接触確率が低いために湿式脱塩装置でのＳＯ３除去効率は悪い。排ガス中に残留するＳＯ３ミストは、湿式脱硫装置後段での金属腐食や紫煙の原因となる。このため、排ガス処理システムにはＳＯ３除去効率の向上が求められる。
【０００６】
例えば特許文献２に記載の技術では、湿式電気集塵装置においてＳＯ３ミストを帯電させて捕集することにより、排ガス中のＳＯ３濃度を低減させる。
【０００７】
特許文献３は、エアヒータと集塵装置との間の煙道にアンモニアを注入し、アンモニアとＳＯ３とを反応させることによって固体状態の硫安（（ＮＨ４）２ＳＯ４）を生成させて、硫安を電気集塵機で捕集する技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−６９４６３号公報
【特許文献２】特開２０１３−１２３６９２号公報
【特許文献３】特許第３８６０９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
排ガス中のＳＯ３濃度が低い場合には湿式電気集塵装置に到達するＳＯ３ミストが低く（例えば１０ｐｐｍ以下）なるため、湿式電気集塵装置で十分にＳＯ３ミストを除去することができる。しかしながら、硫黄分が多い燃料を燃焼させた場合には排ガス中のＳＯ３濃度が高くなり、高濃度のＳＯ３ミストが湿式電気集塵装置に到達する。湿式電気集塵装置で高濃度のＳＯ３を十分に除去するには非常に大きな装置が必要とされるため、経済的ではなかった。
【００１０】
特許文献３の方法では、ＳＯ３濃度が高いほどアンモニア量が増加する。また、電気集塵装置で回収した硫安を処理する必要があった。このため、特許文献３の方法では処理コストが高いと言う問題があった。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、排ガスからＳＯ３を容易かつ高効率で除去することができるＳＯ３処理装置及びＳＯ３処理方法、該ＳＯ３処理装置を備える排ガス処理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】
【００１２】
本発明の第１の態様は、気体状態のＳＯ３を含む排ガスが流通する流通路に設けられるＳＯ３除去装置であって、硫酸露点温度以下に冷却されており、前記排ガスを冷却して前記ＳＯ３を含むミストを生成させるとともに前記ミストを捕集する捕集部材と、前記捕集部材の温度に基づいて、前記捕集部材を前記硫酸露点温度以下に維持する冷却部とを備えるＳＯ３除去装置である。
【００１３】
本発明の第２の態様は、気体状態のＳＯ３を含む排ガスが流通する流通路に設けられ、捕集部材と、冷却部とを備えるＳＯ３除去装置を用いて前記排ガスから前記ＳＯ３を除去する方法であって、硫酸露点温度以下に冷却された前記捕集部材と気体状態のＳＯ３を含む前記排ガスとが接触し、前記排ガスが前記硫酸露点温度以下に冷却されて前記ＳＯ３を含むミストが生成する工程と、前記ミストが前記捕集部材の表面に捕集される工程と、前記冷却部が、前記捕集部材の温度に基づいて前記捕集部材を前記硫酸露点温度以下に維持する工程とを含むＳＯ３除去方法ある。
【００１４】
本発明のＳＯ３除去装置及びＳＯ３除去方法では、捕集部材に接触する前ではＳＯ３を気体状態としておく。硫酸露点温度以下に冷却された捕集部材とＳＯ３ガスとを接触させることによりＳＯ３ガスを冷却して、捕集部材の近傍でＳＯ３を含むミスト（ＳＯ３ミスト）に転化させる。生成したＳＯ３は捕集部材の表面に付着させる。こうすることによって、容易にかつ高効率でＳＯ３を排ガスから除去することが可能である。
【００１５】
ＳＯ３を含む排ガスと接触することにより、捕集部材表面の温度が上昇する。本発明では、捕集部材の温度に基づいて捕集部材を硫酸露点温度以下に維持する。捕集部材を冷却する工程が短くなれば、排ガスを冷却する工程及びミストを捕集する工程の時間が長くなる。従って、本発明のＳＯ３除去装置及びＳＯ３除去方法に依れば、高いＳＯ３除去効率を長期間にわたり維持することが可能である。
【００１６】
第１の態様及び第２の態様において、前記捕集部材がセラミックスからなる顕熱蓄熱材であっても良い。あるいは、前記捕集部材が前記硫酸露点温度以下の融点を有する潜熱蓄熱材であっても良い。
上記蓄熱材を捕集部材として用いることにより長期間にわたり硫酸露点以下の温度を保持することができるし、酸性雰囲気下での腐食劣化を防止することができる。
【００１７】
第１の態様及び第２の態様において、前記捕集部材が耐酸性を有する伝熱体であっても良い。
捕集部材が伝熱体であれば、捕集部材全体を容易かつ迅速に冷却することが可能である。従って本発明のＳＯ３除去装置は、高温の排ガスが捕集部材に接触しても、冷却部が捕集部材を硫酸露点温度以下に維持ながらＳＯ３除去処理を継続することができる。更に伝熱体が耐酸性を有していることにより、酸性雰囲気下で長時間使用することによる腐食劣化を防止することができる。
【００１８】
第１の態様において、前記冷却部が前記排ガスと接触する側の前記捕集部材の表面に冷却液を供給して、前記冷却液が前記表面を直接冷却することが好ましい。この場合、前記冷却液が前記捕集部材に捕集された前記ミストを前記捕集部材から除去することが好ましい。
【００１９】
第２の態様において、前記冷却部が前記排ガスと接触する側の前記捕集部材の表面に冷却液を供給して、前記表面を前記冷却液により直接冷却することが好ましい。この場合、前記冷却液が前記捕集部材に捕集された前記ミストを前記捕集部材から除去することが好ましい。
【００２０】
捕集部材の排ガスと接触する側の表面を直接冷却することにより、冷却効率を高めることができる。
更に、冷却液の流れに伴って、捕集部材に捕集されたＳＯ３ミストが捕集部材から除去することができる。この場合は、捕集部材の冷却と洗浄とを同時に行うことができるので有利である。捕集部材を冷却する工程が終了した後で捕集部材の表面は清浄な状態となるので、捕集部材が目詰まり等することなく高い捕集性能を維持することができ、安定な運転が継続される。
【００２１】
第１の態様において捕集部材が伝熱体である場合、前記冷却部が前記伝熱体に冷却液を供給し、前記冷却液が前記排ガスと接触する側の前記伝熱体の表面を間接的に冷却しても良い。この場合、ＳＯ３除去装置は前記捕集部材に洗浄液を供給する洗浄部を備える。
【００２２】
第２の態様において捕集部材が伝熱体である場合、前記冷却部が前記伝熱体に前記冷却液を供給して、前記伝熱体の表面を前記冷却液により間接的に冷却しても良い。この場合は、前記捕集部材に洗浄液が供給され、前記洗浄液が前記捕集部材に捕集された前記ミストを前記捕集部材から除去する。
【００２３】
捕集部材が伝熱体であれば、排ガスと接触する表面を間接的に冷却することにより、捕集部材の温度を常時硫酸露点温度以下に維持することが容易となる。
間接的な冷却を行う場合には、捕集部材に洗浄液を供給して捕集部材に付着したＳＯ３ミストを定期的に除去することにより、高い除去効率を維持することができる。
【００２４】
第１の態様において、前記捕集部材が複数の貫通孔を有し、前記貫通孔内に前記排ガスを流通させて、前記貫通孔の内壁に前記ミストを捕集しても良い。
【００２５】
第２の態様において、前記捕集部材が複数の貫通孔を有し、前記排ガスが前記貫通孔のそれぞれを流通することにより前記排ガスが冷却されて前記ミストが生成し、前記貫通孔の内壁に前記ミストが捕集されても良い。
【００２６】
この場合、前記冷却部が少なくとも１つの前記貫通孔に冷却液を供給して前記貫通孔の表面を冷却し、前記少なくとも１つの貫通孔の冷却と同時に、残りの前記貫通孔を前記排ガスが流通し、前記少なくとも１つの貫通孔の冷却が終了すると、前記少なくとも１つの貫通孔を前記排ガスが流通することが好ましい。
【００２７】
捕集部材に貫通孔を形成することによりガスとの接触面積を増大させることができる。接触面積が増大することは、ＳＯ３除去効率の向上に繋がる。
貫通孔に冷却液を供給して捕集部材を冷却している間はその貫通孔では排ガスの流通が阻害される。上記構成のように、冷却が行われていない残りの貫通孔では排ガスの冷却及びＳＯ３ミストの捕集が継続されている。こうすることで、１つの捕集部材で連続的にＳＯ３除去処理を行うことができる。
【００２８】
第１の態様において、複数の開口を有する収容部と、前記収容部に充填される粒状の前記捕集部材とで構成され、前記流通路における前記排ガスの流通方向に略直交する方向に配列される複数のＳＯ３捕集部を有し、前記ＳＯ３捕集部が、前記ＳＯ３捕集部の前記排ガスの上流側に位置し前記排ガスが流入する排ガス空間と、前記ＳＯ３捕集部の前記排ガスの下流側に位置し前記ＳＯ３捕集部で前記ミストが除去された処理ガスが流入する処理ガス空間とを隔離し、複数の前記冷却部が、前記ＳＯ３捕集部の各々に対応して設置されても良い。
【００２９】
第２の態様において、前記ＳＯ３除去装置が、複数の開口を有する収容部と、前記収容部に充填される粒状の前記捕集部材とで構成され、前記流通路における前記排ガスの流通方向に略直交する方向に配列される複数のＳＯ３捕集部を有し、前記ＳＯ３捕集部が、前記ＳＯ３捕集部の前記排ガスの上流側に位置し前記排ガスが流入する排ガス空間と、前記ＳＯ３捕集部の前記排ガスの下流側に位置し前記ＳＯ３捕集部で前記ミストが除去された処理ガスが流入する処理ガス空間とを隔離し、前記排ガスが前記排ガス空間から前記ＳＯ３捕集部に流入して前記捕集部材の間を流通することにより前記排ガスが冷却され、前記捕集部材の表面に前記ミストが捕集され、前記処理ガスが前記ＳＯ３捕集部から前記処理ガス空間に排出されても良い。
【００３０】
この場合、複数の前記ＳＯ３捕集部の各々に対応して前記冷却部が複数設置され、前記冷却部が少なくとも１つの前記ＳＯ３捕集部に冷却液を供給して前記捕集部材を冷却し、前記少なくとも１つのＳＯ３捕集部の冷却と同時に、残りの前記ＳＯ３捕集部を前記排ガスが流通し、前記少なくとも１つのＳＯ３捕集部の冷却が終了すると、前記少なくとも１つのＳＯ３捕集部を前記排ガスが流通することが好ましい。
【００３１】
このように粒状の捕集部材を用いることにより、排ガスとの接触面積を増大させることができる。また、排ガスは捕集部材の間隙を流通することになるので、排ガスと捕集部材との接触頻度が高まり、効率的に排ガス冷却（ＳＯ３ミスト生成）とＳＯ３ミスト捕集とを実施することができる。
また、上記構成においても、複数のＳＯ３捕集部の中で排ガスの流通が停止されて捕集部材が冷却される工程と、排ガスの冷却及びＳＯ３ミストの捕集が行われる工程とが同時に実施されるので、連続的にＳＯ３除去処理を行うことができる。
【００３２】
第１の態様及び第２の態様において捕集部材が伝熱体である場合、前記捕集部材がメッシュ状の開口を有する部材であり、前記開口を前記排ガスが通過するときに、前記捕集部材が前記排ガスを冷却し、前記捕集部材が前記ミストを捕集しても良い。
【００３３】
メッシュ状の開口を有する捕集部材であることにより、ガスとの接触面積を増大させることができ、ＳＯ３除去効率を高めることができる。
【００３４】
第１の態様において、前記排ガスがダストを含み、前記捕集部材の前記排ガスの上流側に放電電極が配置され、前記捕集部材の前記排ガスの上流側に、前記排ガスが流通可能な開口を有する集塵電極が配置され、前記放電電極がコロナ放電を発生させて前記ダストを帯電させ、前記集塵電極が帯電された前記ダストを捕集することが好ましい。
【００３５】
第２の態様において、前記排ガスがダストを含み、前記捕集部材の前記排ガスの上流側に放電電極が配置され、前記捕集部材の前記排ガスの上流側に、前記排ガスが流通可能な開口を有する集塵電極が配置され、前記放電電極によって、前記捕集部材の前記排ガスの上流側の空間にコロナ放電が発生し、前記ダストが帯電される工程と、帯電された前記ダストが前記集塵電極の表面に捕集される工程とを更に含むことが好ましい。
【００３６】
第１の態様において、前記排ガスがダストを含み、前記収容部の少なくとも前記排ガス上流側に面する上流側部材が導電性材料であり、前記排ガス空間に放電電極が配置され、前記放電電極がコロナ放電を発生させて前記ダストを帯電させ、前記上流側部材が帯電された前記ダストを捕集することが好ましい。
【００３７】
第２の態様において、前記排ガスがダストを含み、前記ＳＯ３除去装置の前記排ガス空間に放電電極が配置され、前記収容部の少なくとも前記排ガス上流側に面する上流側部材が導電性材料であり、前記放電電極によって前記排ガス空間にコロナ放電が発生し、前記ダストが帯電させる工程と、帯電された前記ダストが前記上流側部材の表面に捕集される工程とを更に含むことが好ましい。
【００３８】
第１の態様において捕集部材がメッシュ状の開口を有する伝熱体である場合、前記排ガスがダストを含み、前記捕集部材が導電性材料からなり、前記捕集部材の前記排ガスの上流側に放電電極が配置され、前記放電電極がコロナ放電を発生させて前記ダストを帯電させ、前記捕集部材が帯電された前記ダストを捕集することが好ましい。
【００３９】
第２の態様において捕集部材がメッシュ状の開口を有する伝熱体である場合、前記排ガスがダストを含み、前記捕集部材が導電性材料からなり、前記捕集部材の前記排ガスの上流側に放電電極が配置され、前記放電電極によって、前記捕集部材の前記排ガスの上流側の空間にコロナ放電が発生し、前記ダストが帯電される工程と、帯電された前記ダストが前記捕集部材の表面に捕集される工程とを更に含むことが好ましい。
【００４０】
一般的に排ガス中にはダストが含まれる。本発明のＳＯ３除去装置及びＳＯ３除去方法においては、捕集部材にダストが付着することにより、排ガスからダストも同時に除去することが可能である。更に上記構成とすれば、排ガス中からダストをより効率的に除去することが可能である。この結果、排ガス処理システム全体でのダスト除去率が高まるので有利である。
【００４１】
本発明の第３の態様は、第１の態様のＳＯ３除去装置と、前記ＳＯ３除去装置の前記排ガスの下流側に設けられる湿式脱硫装置とを備える排ガス処理システムである。
【００４２】
湿式脱硫装置の上流側に第１の態様のＳＯ３除去装置を設置すれば、硫酸露点温度よりも高い状態でガスを捕集部材に接触させることができるので、効率的なＳＯ３除去を行うことができる。この結果、排ガス処理システムから最終的に排出させるＳＯ３濃度が低減するので、紫煙の発生を防止することができる。また、ＳＯ３除去装置の後流側に設置される装置や煙道での酸腐食を抑制することが可能である。
【発明の効果】
【００４３】
硫酸露点温度以下に冷却された捕集部材により、捕集部材の表面近傍でＳＯ３ガスを冷却してＳＯ３ミストを生成させるとともにＳＯ３ミストを捕集することができるので、長期間にわたり高効率でＳＯ３を排ガスから容易に除去することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】排ガス処理システムの一例のブロック図である。
【図２】第１実施形態に係るＳＯ３除去装置の概略図である。
【図３】第１実施形態に用いられる蓄熱材の概略図である。
【図４】第１実施形態に係るＳＯ３除去装置の変形例を説明するための概略図である。
【図５】排ガス中のＳＯ３濃度と酸露点温度との関係を表すグラフの一例である。
【図６】蓄熱材の温度変化をシミュレーションした結果の一例である。
【図７】第２実施形態に係るＳＯ３除去装置の側面図である。
【図８】図７におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【図９】図７におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図１０】第２実施形態のＳＯ３除去装置の変形例であり、図７のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図１１】第３実施形態に係るＳＯ３除去装置の側面図である。
【図１２】図１１におけるＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図１３】第４実施形態に係るＳＯ３除去装置の側面図である。
【図１４】図１３におけるＤ−Ｄ矢視断面図である。
【図１５】第６実施形態に係るＳＯ３除去装置の側面図である。
【図１６】第７実施形態に係るＳＯ３除去装置の側面図である。
【図１７】第８実施形態に係るＳＯ３除去装置の側面図である。
【図１８】第９実施形態に係るＳＯ３除去装置の側面図である。
【図１９】第９実施形態の変形例に係るＳＯ３除去装置の側面図である。
【図２０】第１０実施形態に係るＳＯ３除去装置の側面図である。
【図２１】第１１実施形態に係るＳＯ３除去装置の側面図である。
【図２２】第１２実施形態に係るＳＯ３除去装置の側面図である。
【図２３】第１２実施形態の変形例に係るＳＯ３除去装置の側面図である。
【図２４】第１３実施形態に係るＳＯ３除去装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
図１は、排ガス処理システムの一例のブロック図である。排ガス処理システム１は、燃焼設備２の下流側の煙道に設けられる。燃焼設備２は、重油や石炭など硫黄分を含有する燃料を燃焼させる設備である。
重油などを燃料とする油焚きの燃焼設備（産業用の重油焚きボイラ、ディーゼルエンジンなど）の場合、排ガス処理システム１は、ＳＯ３除去装置１００と、湿式脱硫装置３と、煙突４とを備える。
【００４６】
湿式脱硫装置３は、吸収剤を含むスラリーを排ガス中に噴霧し、吸収剤と排ガス中のＳＯｘとを反応させて、排ガス中から主にＳＯ２を除去する。
湿式脱硫装置３は、石膏石灰法、ナトリウム法、水マグ法を採用したものとされる。吸収剤は、石膏石灰法の場合ＣａＣＯ３（石灰石）、ナトリウム法の場合ＮａＯＨ、水マグ法の場合Ｍｇ（ＯＨ）２とされる。湿式脱硫装置３は、排ガスの流通路に直列になるように複数設置しても良い。
【００４７】
ＳＯ３除去装置１００は、湿式脱硫装置３に排ガスが流入する前に、排ガスからＳＯ３を除去するものである。
【００４８】
産業用の重油焚きボイラの場合は、ＳＯ３除去装置１００のガス上流側にエアヒータ５が設置される。エアヒータ５は、排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、燃焼用空気は排ガスの顕熱によって加熱され、燃焼設備２へと供給される。
【００４９】
石炭焚きのボイラの場合、排ガス処理システム１は更に、ＳＯ３除去装置１００のガス上流側に脱硝装置及び乾式電気集塵装置を備える。脱硝装置は、燃焼設備（石炭焚きのボイラ）２から流入する排ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する。乾式電気集塵装置は、排ガス中の煤塵を静電気力によって捕集するものである。
【００５０】
石炭焚きのボイラの場合、排ガス処理システム１は更に、湿式脱硫装置３のガス下流側に湿式電気集塵装置を備える。湿式電気集塵装置は、乾式電気集塵装置及び湿式脱硫装置で捕集しきれなかった煤塵やＳＯ３ミストを静電気力によって除去する。
【００５１】
なお、産業用重油焚きボイラの場合、排ガス処理システムに乾式電気集塵装置及び湿式電気集塵装置が設置される場合もある。
【００５２】
＜第１実施形態＞
図２は、第１実施形態に係るＳＯ３除去装置の概略図である。ＳＯ３除去装置１００は、湿式脱硫装置３直前の煙道（流通路）１０に設置される。
図２では、ＳＯ３除去装置が設置される部分の煙道１０は湿式脱硫装置３入口に略鉛直に設置され、排ガスは煙道１０を上から下に向かって流通する。本実施形態では、排ガスは煙道１０を下から上に向かって流通しても良い。
また、本発明の効果を奏する範囲で、排ガスが略水平方向に流通する煙道内に本実施形態のＳＯ３除去装置を設置することもできる。
【００５３】
ＳＯ３除去装置１００は、煙道１０に設置される捕集部材１１０と、冷却部１２０とを備える。
【００５４】
第１実施形態の捕集部材１１０には物質の比熱を利用する顕熱蓄熱材が用いられる。本実施形態に適用できる蓄熱材には、耐熱性、及び、耐酸性を有していることが求められる。具体的に、顕熱蓄熱材はコージェライト、アルミナなどのセラミックスである。
【００５５】
図３は第１実施形態の捕集部材１１０の概略図である。図３の捕集部材（顕熱蓄熱材）１１０は角柱形状であり、複数の四角形の貫通孔１１１が形成されたハニカム構造体である。但し、捕集部材１１０は角柱形状に限定されず、円柱形状などであっても良い。この場合、貫通孔は柱の軸方向に貫通するように形成される。貫通孔１１１の形状は四角形に限定されず、円形、楕円形、正六角形などの多角形などでも良い。貫通孔１１１の大きさは、比表面積が大きく、かつ、閉塞を生じさせない範囲であることが好ましい。具体的に、貫通孔１１１の大きさは２〜１０ｍｍ程度である。
【００５６】
捕集部材１１０は、貫通孔１１１の延在方向が排ガスの流通方向と略一致するように、煙道１０内に配置される。第１実施形態のＳＯ３除去装置１００のＳＯ３除去効率は、ＳＯ３除去装置１００に流入する排ガス温度、排ガス中のＳＯ３濃度、ガス流速、捕集部材１１０の温度、顕熱蓄熱材の比熱、捕集部材１１０の比表面積などにより変動する。所望のＳＯ３除去効率を満たすように、ＳＯ３除去装置１００が設計される。図２では捕集部材１１０を１つ設けた例を示しているが、所定のＳＯ３除去効率を得るために複数の捕集部材１１０を排ガス流通方向に配列する構成とすることができる。
図２では、捕集部材１１０として煙道１０の断面と略一致する蓄熱材を１つ設ける構成としたが、蓄熱材及び煙道１０の大きさに応じて、排ガス流通方向と略直交する方向に複数の蓄熱材を並べた構成とすることもできる。
【００５７】
図２において、冷却部１２０は捕集部材１１０の上方（排ガス上流側）に設置される。但し、冷却部は捕集部材１１０の下方（排ガス下流側）に設置されていても良い。
冷却部１２０は、複数のノズル１２１（１２１−１〜１２１−５）を有する。各ノズル１２１−１〜１２１−５に分岐配管１２２（１２２−１〜１２２−５）が接続し、分岐配管１２２−１〜１２２−５にはそれぞれバルブＶ１−１〜Ｖ１−５が設置される。バルブＶ１−１〜Ｖ１−５は、煙道１０の外部に設置される。各分岐配管１２２−１〜１２２−５は冷却液供給配管１２３に合流する。冷却液供給配管１２３は、冷却液供給源（不図示）に接続する。冷却液供給源は、冷却液が収容されるタンクでも良いし、湿式脱硫装置３の底部で散布された吸収液を貯留する貯留部２０であっても良い。捕集部材１１０の大きさに応じて、図２の紙面奥行方向にもノズル及び分岐配管が配置される。
【００５８】
冷却部１２０は、冷却液供給源から冷却液供給配管１２３及び分岐配管１２２−１〜１２２−５を介してノズル１２１−１〜１２１−５から捕集部材１１０の貫通孔１１１に向かって冷却液を散布して供給する。１つのノズルで複数の貫通孔１１１に冷却液を供給することができる。複数のノズルによって貫通孔１１１のすべてに冷却液が供給されるように、ノズル１２１−１〜１２１−５が配置される。
【００５９】
図４は本実施形態の別の例であり、排ガス上流側から冷却部及び捕集部材（蓄熱材）を見た概略図である。本変形例における冷却部１２０では、２本の分岐配管１２２の閉塞端部１２４が向かい合っている。このような２本の分岐配管１２２の組み合わせが、分岐配管１２２の延在方向と略直交する方向に、複数配列される。各分岐配管１２２に、複数のノズル１２１が設置される。各分岐配管１２２には、煙道１０の外部でバルブが設置される。
【００６０】
後述するように、冷却液は高温の排ガスにさらされることによって昇温する捕集部材１１０の表面を、硫酸露点温度以下に冷却する役割を果たす。冷却液は例えば水、湿式脱硫装置３の吸収液（ＣａＣＯ３などを含むスラリー）などである。吸収液を冷却液として用いる場合には、冷却液供給源が貯留部２０と水を収容するタンクとなり、同一のノズルから吸収液と水とが別々に散布される構成とする。冷却部１２０から供給される冷却液の温度は、硫酸露点温度以下である。
冷却液の温度が低いほど冷却効率が向上するので好ましい。例えば、冷却液として水を用いる場合には、冷却液量が十分多いと冷却液の温度は冷却液供給源が設置される環境の温度に近づく。冷却液として貯留部２０の吸収液を用いる場合には、冷却液の温度は５０〜６０℃程度となる。
【００６１】
複数の捕集部材１１０を排ガスの流通方向に沿って配列する場合は、それぞれの捕集部材１１０に対して冷却部１２０が設けられることが好ましい。
【００６２】
第１実施形態のＳＯ３除去装置１００を用いて、排ガスからＳＯ３を除去する方法を以下で説明する。
捕集部材１１０は、硫酸露点温度以下に冷却されている。図５は、排ガス中のＳＯ３濃度と酸露点温度との関係を表すグラフの一例である。同図において横軸はＳＯ３濃度、縦軸は酸露点温度（硫酸露点温度）である。各水分量での酸露点の求め方としては、酸露点に関する大塚の式が広く知られている。
【００６３】
ＳＯ３濃度の増加に伴い酸露点温度が上昇する。また、排ガス中の水分量が高いほど酸露点温度が高い。ＳＯ３除去装置１００に流入する直前の排ガス中のＳＯ３濃度及び水分量が計測され、計測されたＳＯ３濃度及び水分量から図５のグラフにより、ＳＯ３除去装置１００に流入する排ガスの酸露点温度（硫酸露点温度）が取得される。捕集部材１１０は、このように取得された酸露点温度よりも十分に低い温度に冷却される。例えば、排ガス流入前の捕集部材１１０は５０〜６０℃に冷却される。排ガス処理システム運転前での捕集部材１１０の冷却は、冷却部１２０からの冷却液の散布により実施される。なお、排ガス処理システムの運転開始直後は、冷却部１２０からの冷却液の散布は停止されている。
【００６４】
燃焼設備２で発生したＳＯ３を含む排ガスが、ＳＯ３除去装置１００に流入する。一般には、ＳＯ３除去装置１００に流入する前の排ガスの温度が硫酸露点より２０℃以上高くなる運転条件が設定される。従って、ＳＯ３の濃度にもよるが、ＳＯ３除去装置１００に流入する前の排ガスの温度は１５０〜１８０℃程度となる。この温度では、ＳＯ３除去装置１００に流入する前の排ガス中でＳＯ３は気体状態（ＳＯ３ガス）で存在する。
【００６５】
なお、ＳＯ３除去装置１００に流入する前の排ガスの温度が上記の設定より高い場合には、ＳＯ３除去装置１００の排ガス上流側の煙道１０に設置される上流側噴霧装置１３０から煙道１０を流通する排ガスに対して、冷却水が予め別途散布され、排ガスが硫酸露点〜硫酸露点＋２０℃の範囲内の温度に冷却されていることが好ましい。こうすることで、捕集部材１１０の急激な温度上昇を防ぐことができる。
【００６６】
（ガス冷却工程）
ＳＯ３ガスを含む排ガスは、捕集部材１１０の貫通孔１１１内に流入する。貫通孔１１１を流通する間に排ガスが貫通孔１１１の内壁と接触することにより、排ガスが冷却される。排ガス温度が硫酸露点温度以下に冷却されると、排ガス中のＳＯ３ガスがＳＯ３ミスト（液体状態）に転化する。ミストへの転化は、特に貫通孔１１１の内壁のごく近傍で発生する。このため、生成したミストが貫通孔１１１の内壁に捕集されやすくなる。
【００６７】
（捕集工程）
ＳＯ３ミストは排ガスに伴って貫通孔１１１を流通する間に貫通孔１１１の内壁に付着する。つまり、ＳＯ３ミストは捕集部材１１０の表面に捕集される。この結果、排ガス中のＳＯ３濃度が低減されて、排ガスが貫通孔１１１から排出される。
【００６８】
燃焼設備２で発生した排ガスにはダストが含まれている。本実施形態において、排ガス中のダストの一部は、捕集部材１１０に付着して捕集されることによって、排ガス中から除去される。
【００６９】
（捕集部材冷却工程）
図６は、ガス冷却工程及び捕集工程と、捕集部材冷却工程とを繰り返し行う場合について蓄熱材の温度変化をシミュレーションした結果の一例である。同図において、横軸は時間、縦軸は蓄熱材の温度である。図６は、蓄熱材（捕集部材１１０）の上部から下部に向かって排ガスが流通する場合の計算結果である。
【００７０】
ガス冷却工程及び捕集工程において排ガスとの接触により蓄熱材の温度が上昇する。蓄熱材上部（排ガス上流側）の方が蓄熱材下部（排ガス下流側）よりも高温の排ガスにさらされるため、温度上昇幅が大きくなる。
【００７１】
図６に、一例として硫酸露点温度（１４０℃）が示されている。蓄熱材が硫酸露点温度以上になるとＳＯ３ミストが生成されなくなる。このため、蓄熱材の温度が硫酸露点温度に到達する前に、捕集部材冷却工程が行われる。硫酸露点温度近傍ではＳＯ３ガスがミストに転化されないためＳＯ３除去効率が低下する場合がある。このため、捕集部材冷却工程は、硫酸露点温度よりも十分に低い温度（例えば、露点温度−８０℃〜−１０℃）で実施すると良い。ただし、捕集部材冷却工程開始時には必ずしも捕集部材（蓄熱材）全体で硫酸露点温度以下になっている必要はない。上述のように蓄熱材の上部（排ガス上流側）と下部（排ガス下流側）とでは温度幅があるので、捕集部材（蓄熱材）の一部（少なくとも下部）が硫酸露点温度以下でありＳＯ３ミストを生成することができる条件であれば良く、捕集部材（蓄熱材）上部は硫酸露点温度を越えていても構わない。
【００７２】
冷却液により捕集部材１１０の貫通孔１１１の内壁が酸露点温度以下まで冷却される。すなわち、冷却液は、捕集部材１１０の排ガスが接触する側の表面を直接冷却している。冷却後の捕集部材１１０の温度は、冷却液流量、捕集部材冷却工程が実施される期間、顕熱蓄熱材の比熱に応じて設定される。
【００７３】
捕集部材冷却工程を実施するタイミング及び期間は、図６に例示されるシミュレーションが予め行われてシミュレーションに基づいて設定されても良い。捕集部材１１０の熱容量が大きければ、図６に示す捕集部材１１０の温度上昇勾配が緩やかになるので、捕集部材１１０が硫酸露点温度に到達するまでの時間が長くなる。つまり、ガス冷却工程及び捕集工程の時間（捕集部材冷却工程の間隔）が長くなり、ＳＯ３除去効率が向上する。また、冷却液の温度が低い程、捕集部材１１０を短時間で冷却できる。
【００７４】
あるいは、ガス冷却工程及び捕集工程が行われている間の捕集部材１１０の温度、特に捕集部材１１０の排ガス上流側部分の温度が計測され、計測温度に基づいて捕集部材冷却工程を実施するタイミング及び期間が設定されても良い。
【００７５】
上記のように捕集部材１１０の温度に基づいて捕集部材冷却工程を実施することにより、ＳＯ３捕集装置１００を運転している間の捕集部材１１０の温度が硫酸露点温度以下に維持される。
【００７６】
捕集部材の冷却を短時間に実施するために多量の冷却液を貫通孔１１１へ流入すると、排ガスの通風抵抗が大きくなり、冷却液が流入した貫通孔１１１では排ガスはほとんど流通することができなくなる。すなわち、捕集部材冷却工程が実施されている間は、ガス冷却工程及び捕集工程が停止される。すべての貫通孔１１１に対して冷却液が供給されると、煙道１０を排ガスが流通することができない。このため、捕集部材冷却工程は、複数の貫通孔１１１のうち少なくとも１つの貫通孔１１１で行われ、残りの貫通孔１１１では排ガスの流通（ガス冷却工程及び捕集工程）が継続される必要がある。
【００７７】
具体的に、図２のＳＯ３除去装置１００では、ノズル１２１−１に対応するバルブＶ１−１が開放される。これにより、分岐配管１２２−１を通じてノズル１２１−１から冷却水が捕集部材１１０に向かって供給され、ノズル１２１−１の下方に位置する貫通孔１１１では捕集部材冷却工程が行われる。残りのノズル１２１−２〜１２１−５ではバルブＶ１−２〜Ｖ１−５が閉鎖されており、ノズル１２１−２〜１２１−５の下方に位置する貫通孔１１１ではガス冷却工程及び捕集工程が行われる。上記のように設定された「捕集部材冷却工程が実施される期間」が経過したとき、あるいは、捕集部材１１０の温度が酸露点以下の所定値に到達したとき、バルブＶ１−１が閉鎖されて冷却液の供給が停止され、排ガスが流通してガス冷却工程及び捕集工程が再開される。
バルブＶ１−２〜Ｖ１−５の開放のタイミングが互いにずらされることによって、ノズル１２１−２〜１２１−５からの冷却液の供給が順次行われる。
【００７８】
図４の変形例においても、図２のＳＯ３除去装置１００と同様に、分岐配管１２２毎に冷却水がノズル１２１から捕集部材１１０に向かって供給されるように、バルブの開閉が制御される。
【００７９】
図２，４を用いて上記で説明した工程では、捕集部材１１０の貫通孔１１１が複数のブロックに分けられて、ブロック毎に捕集部材冷却工程が行われることになる。ブロック毎の冷却を行うように冷却部１２０を設置することは、ミスト捕集効果が得られる貫通孔の大きさや冷却部１２０等の機器を設置するスペースを考慮すると現実的であり、また冷却水供給の制御が容易となる。
【００８０】
貫通孔１１１内壁に付着したＳＯ３ミストは冷却液の流れに伴って捕集部材１１０下方に向かって流れ、捕集部材１１０から排出される。この捕集部材冷却工程により、冷却液に伴って捕集部材１１０の貫通孔１１１内壁からＳＯ３ミストが除去される（捕集部材１１０表面が洗浄される）。捕集部材１１０に捕集されたダストも、ＳＯ３ミストとともに冷却液の流れに伴って捕集部材１１０から除去される。
捕集部材冷却工程により捕集部材１１０表面のＳＯ３ミストが除去されているので、再開された捕集工程では捕集部材１１０の表面にミストが付着しやすい状態になり、捕集性能が再生されている。従って、高いＳＯ３除去効率を長期間にわたり維持することが可能である。
【００８１】
捕集部材１１０下方に流れた冷却液は捕集部材１１０の貫通孔１１１から排出される。図２の例では、排出された冷却液は下流側の煙道１１を介して湿式脱硫装置３の貯留部２０に流れ込む。
冷却液として吸収液を利用する場合は、捕集部材１１０から排出された冷却液がＳＯ３除去装置１００に循環されることになる。
【００８２】
冷却液として湿式脱硫装置３の吸収液を用いる場合には、捕集部材冷却工程の最初で吸収液を捕集部材１１０に供給する。その後吸収液の供給を停止して水を捕集部材１１０に供給し、捕集部材１１０の表面の吸収液を洗い流す。こうすることにより、捕集部材１１０の表面に吸収液が残留し、ガス冷却工程及び捕集工程を再開させたときに吸収液中の水分が蒸発してＣａＣＯ３等が貫通孔１１１内に析出し貫通孔１１１を閉塞することを防止できる。
【００８３】
上記では冷却液が捕集部材１１０の洗浄を行う例を説明したが、冷却部１２０とは別に、捕集部材１１０の洗浄のみを実施する洗浄部が設置されていても良い。
【００８４】
ＳＯ３除去装置１００から排出された排ガスの温度は、一般には水露点以上である。そこで、ＳＯ３除去装置１００の排ガス下流側の煙道１１に設置される下流側噴霧装置１４０から煙道１０を流通する排ガスに対して冷却水が散布される。こうすることにより後段の湿式脱硫装置３での反応が十分機能する水分飽和、即ち水露点に近い温度（約５０〜６０℃）まで排ガスが冷却される。
【００８５】
＜第２実施形態＞
図７〜９は第２実施形態に係るＳＯ３除去装置を説明する図である。図７は側面図であり、図８は図７におけるＡ−Ａ矢視断面図、図９は図７におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
ＳＯ３除去装置２００は湿式脱硫装置３の直前の煙道に設置される。煙道１０は湿式脱硫装置３入口において略鉛直に設置され、排ガスは煙道１０を上から下に向かって流通する。なお、排ガスは図７に示す煙道１０を下から上に向かって流通しても良い。
また、本発明の効果を奏する範囲で、排ガスが略水平方向に流通する煙道内に本実施形態のＳＯ３除去装置を設置することもできる。
【００８６】
ＳＯ３除去装置２００は複数のＳＯ３捕集部２１０と冷却部２２０とを備える。
【００８７】
ＳＯ３捕集部２１０は、収容部２１１と捕集部材２１３とで構成される。収容部２１１は、直方体形状の枠体２１２であり、内部が空洞である。枠体２１２は排ガスが流通可能である複数の開口を有し、排ガスの流通を阻害しない程度の開口率を有する。開口は捕集部材２１３を収容部２１１内に保持可能な大きさである。収容部２１１の材質は耐酸性及び排ガス温度における耐熱性を有している必要がある。具体的に枠体２１２はパンチングメタル、金網、ポリテトラフロオロエチレン製のメッシュ部材等で作製される。
【００８８】
本実施形態の捕集部材２１３には、第１実施形態と同様の顕熱蓄熱材が用いられても良いし、物質の相変化に伴う潜熱を利用する潜熱蓄熱材が用いられても良い。本実施形態に適用できる潜熱蓄熱材には、相変化温度（融点）が硫酸露点温度以下であること、相変化時の熱容量が大きいことが求められる。具体的に、潜熱蓄熱材はエリスリトール（相転移温度８０〜１１０℃）、酢酸ナトリウム三水塩（相転移温度３５〜５７℃）などと同等の特性を有するものが望ましい。
【００８９】
第１実施形態と同様に、捕集部材２１３は冷却部２２０から供給される冷却液によって相変化温度以下に冷却される。従って、潜熱蓄熱材は、冷却部２２０から供給される冷却液の温度よりも高い相変化温度を有している必要がある。例えば、室温程度の水が供給される場合には、潜熱蓄熱材としてエリスリトールや酢酸ナトリウム三水塩が利用できる。湿式脱硫装置３の吸収液（５０〜６０℃程度）が供給される場合には、潜熱蓄熱材としては相転移温度が冷却液温度よりも高いエリスリトールを適用することが好ましい。
【００９０】
これらの潜熱蓄熱材は、耐酸性及び耐熱性を有する樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレン）製のカプセルなどの容器に充填されて捕集部材２１３とされる。容器は粒状である。容器形状は特に限定されず、球形、楕円球形などが採用できる。
【００９１】
捕集部材２１３は収容部２１１内に充填される。捕集部材２１３の間には排ガスが流通可能な隙間が存在する。
【００９２】
ＳＯ３捕集部２１０は煙道１０のガス流通方向に略直交する方向に複数配列される。図７では６個のＳＯ３捕集部２１０が設けられているが、これに限定されない。図８に示すように、ＳＯ３捕集部２１０は対向する１対の壁面１２の間に延在する。
隣り合うＳＯ３捕集部２１０の間、及び、両端のＳＯ３捕集部２１０と煙道１０の壁面１２との間に仕切板２１４ａ，２１４ｂが設置される。ＳＯ３捕集部２１０、仕切板２１４ａ，２１４ｂ及び煙道１０の壁面１２によって、ＳＯ３捕集部２１０の排ガス上流側に位置する排ガス空間２１５と、ＳＯ３捕集部２１０の排ガス下流側に位置する処理ガス空間２１６とが隔離されている。
【００９３】
第２実施形態のＳＯ３除去装置２００のＳＯ３除去効率は、ＳＯ３除去装置２００に流入する排ガス温度、排ガス中のＳＯ３濃度、ガス流速、捕集部材２１３の温度、顕熱蓄熱材の比熱または潜熱蓄熱材の熱容量、捕集部材２１３の比表面積、収容部２１１の排ガス流通方向の幅などにより変動する。所望のＳＯ３除去効率を満たすように、ＳＯ３除去装置２００が設計される。例えば、排ガス流通方向に複数段のＳＯ３捕集部を備える構成とすることができる。
【００９４】
冷却部２２０はＳＯ３捕集部２１０の上方に設置される。図９の例では冷却部２２０はＳＯ３捕集部２１０に沿って延在する散布配管２２１（２２１−１〜２２１−６）を有する。散布配管２２１−１〜２２１−６の下側には軸方向に沿って複数の吐出孔２２２が設けられる。吐出孔２２２の代わりに複数のノズルが排ガス上流側または排ガス下流側に設置されても良い。散布配管２２１−１〜２２１−６の一方端部は閉塞され、各散布配管２２１−１〜２２１−６の他方端部にバルブＶ２−１〜Ｖ２−６が設置される。散布配管２２１−１〜２２１−６は合流し、冷却液供給源（不図示）に接続する。本実施形態においても、第１実施形態と同じ種類の冷却液が使用可能である。
なお、排ガスが煙道を略水平方向に流通する態様において、散布配管は、例えばＳＯ３捕集部の上方など、捕集部材全体に冷却液が供給できる位置に配置される。
【００９５】
図１０は第２実施形態のＳＯ３除去装置の変形例であり、図７のＢ−Ｂ矢視断面図である。本変形例における冷却部は、１つのＳＯ３捕集部に対して２本の散布配管２３２ａ（２３２−１ａ〜２３２−６ａ），２３２ｂ（２３２−１ｂ〜２３２−６ｂ）が配置される。散布配管２３２ａ，２３２ｂは、ＳＯ３捕集部の中央部付近でそれぞれの閉塞端部２３１が接触するように延在する。散布配管２３２−１ａ〜２３２−６ａ，２３２−１ｂ〜２３２−６ｂにはそれぞれバルブＶ３−１ａ〜Ｖ３−６ａ，Ｖ３−１ｂ〜Ｖ３−６ｂが設置される。各散布配管２３２−１ａ〜２３２−６ａ，２３２−１ｂ〜２３２−６ｂは合流し、冷却液供給源（不図示）に接続する。
【００９６】
第２実施形態のＳＯ３除去装置２００を用いて、排ガスからＳＯ３を除去する方法を以下で説明する。
第１実施形態と同様に、捕集部材２１３は酸露点温度よりも十分に低い温度に冷却される。排ガス処理システム運転前での捕集部材２１３の冷却は、冷却部２２０からの冷却液の散布により実施される。排ガス処理システムの運転開始直後は、冷却部２２０からの冷却液の散布は停止されている。
【００９７】
ＳＯ３ガスを含む排ガスは、ＳＯ３除去装置２００に流入する前に硫酸露点温度〜硫酸露点温度＋２０℃の範囲内に冷却される。こうすることにより、捕集部材２１３の急激な温度上昇を防ぐことができる。
【００９８】
（ガス冷却工程）
ＳＯ３ガスを含む排ガスは、入口部から排ガス空間２１５内に流入し、ＳＯ３捕集部２１０を通過する。排ガスは、捕集部材２１３の間隙を通過する間に、捕集部材２１３の表面と接触して冷却される。排ガス温度が硫酸露点温度以下に冷却されると、排ガス中のＳＯ３ガスがＳＯ３ミストに転化する。ミストへの転化は、特に捕集部材２１３表面のごく近傍で発生する。このため、生成したミストが捕集部材２１３に捕集されやすくなる。
【００９９】
（捕集工程）
生成したＳＯ３ミストはＳＯ３捕集部２１０を通過する間に捕集部材２１３の表面に付着して捕集される。ＳＯ３濃度が低減された排ガスは、ＳＯ３捕集部２１０を通過して処理ガス空間２１６に到達し、出口部を介して処理ガス空間２１６から排出される。
本実施形態においても、排ガス中のダストの一部は、捕集部材２１３に付着して捕集されることによって、排ガス中から除去される。
【０１００】
本実施形態では、排ガスは捕集部材２１３の間隙を流通することになるので、排ガスと捕集部材２１３との接触頻度が高まり、効率的にガス冷却によるＳＯ３ミスト生成とＳＯ３ミスト捕集とを実施することができる。
【０１０１】
（捕集部材冷却工程）
排ガスとの接触により捕集部材２１３の温度が硫酸露点温度に到達する前に、冷却部２２０が吐出孔２２２からＳＯ３捕集部２１０の捕集部材２１３に対して冷却液を供給する。冷却液が捕集部材２１３の間隙を流通することにより、冷却液が捕集部材２１３を冷却する。すなわち、冷却液は、捕集部材２１３の排ガスが接触する側の表面を直接冷却している。
【０１０２】
捕集部材冷却工程を実施するタイミング及び期間は、第１実施形態と同様に、捕集部材温度のシミュレーション結果に基づいて決定されても良いし、ガス冷却工程及び捕集工程が行われている間に計測された捕集部材２１３の温度に基づいて決定されても良い。このように捕集部材２１３の温度に基づいて捕集部材冷却工程を実施することにより、ＳＯ３捕集装置２００を運転している間の捕集部材２１３の温度が硫酸露点温度以下に維持される。
【０１０３】
捕集部材冷却工程では捕集部材２１３の間隙に冷却液が流通するので、ＳＯ３捕集部２１０を排ガスが流通することはできない。すなわち、捕集部材冷却工程が実施されている間は、ガス冷却工程及び捕集工程が停止される。本実施形態においても、捕集部材冷却工程はバルブＶ２−１〜Ｖ２−６の開放のタイミングが互いにずらされることにより、ＳＯ３捕集部２１０毎に順次行われる。こうすることにより、連続的にＳＯ３除去処理を行うことができる。
【０１０４】
図１０の変形例の場合、同一のＳＯ３捕集部上に配置される散布配管２３２ａ，２３２ｂのバルブＶ３ａ及びＶ３ｂは異なる時期に開放されても良い。例えばバルブＶ３−１ａが開放されバルブＶ３−１ｂが閉鎖されている場合は、散布配管２３２−１ａの下方に位置するＳＯ３捕集部に対して冷却液が供給され、排ガスの流通が停止する。一方、散布配管２３２−１ｂの下方に位置するＳＯ３捕集部では排ガスが流通しガス冷却工程及び捕集工程が継続する。
【０１０５】
上記工程では、冷却液によって捕集部材２１３が冷却されるとともに、捕集部材２１３の表面から付着したＳＯ３ミストが除去される。このように冷却と洗浄とを同時に実施することにより、ガス冷却工程及び捕集工程を実施する期間を長くすることができ、高いＳＯ３除去効率を長期間にわたって維持することが可能となる。
但し、本実施形態においては、冷却部２２０とは別に、捕集部材２１３の洗浄のみを実施する洗浄部が設置される構成とすることもできる。
【０１０６】
＜第３実施形態＞
図１１〜１２は第３実施形態に係るＳＯ３除去装置を説明する図である。図１１は側面図、図１２は図１１におけるＣ−Ｃ矢視断面図である。
ＳＯ３除去装置３００は第１実施形態及び第２実施形態のＳＯ３除去装置と同じ場所に設置される。煙道１０は湿式脱硫装置３の入口において略鉛直に設置され、図１１では排ガスは煙道１０を上から下に向かって流通する。
また、本発明の効果を奏する範囲で、排ガスが略水平方向に流通する煙道内に本実施形態のＳＯ３除去装置を設置することもできる。
【０１０７】
第３実施形態のＳＯ３捕集部３１０における収容部３１１が円筒形状である以外は、第２実施形態と同じである。収容部３１１には、顕熱蓄熱材または潜熱蓄熱材を用いた捕集部材が収容される。
【０１０８】
ＳＯ３捕集部３１０は、煙道１０のガス流通方向に略直交する面内に複数配列される。図１１ではＳＯ３捕集部３１０が３列×３列で配置されているが、配置位置はこれに限定されない。
【０１０９】
ＳＯ３捕集部３１０の間、及び、ＳＯ３捕集部３１０と煙道１０の壁面１２との間に仕切板３１４ａ，３１４ｂが設置される。ＳＯ３捕集部３１０及び仕切板３１４ａ，３１４ｂによって、ＳＯ３捕集部３１０の排ガス上流側に位置する排ガス空間３１５と、ＳＯ３捕集部３１０の排ガス下流側に位置する処理ガス空間３１６とが隔離されている。
【０１１０】
冷却部３２０は各ＳＯ３捕集部３１０の上方で、上側の仕切板３１４ａに対応する位置に設置される。図１１，１２の冷却部３２０は第２実施形態と同じ構成である。第３実施形態の冷却部は、例えば各ＳＯ３捕集部上（ＳＯ３捕集部の排ガス上流側）にノズルを設け、各ＳＯ３捕集部の収容部に対して冷却液が供給される構成としても良い。
【０１１１】
第３実施形態のＳＯ３除去装置３００を用いたＳＯ３除去方法は、第２実施形態のＳＯ３除去装置を用いた方法とほぼ同じである。
【０１１２】
＜第４実施形態＞
図１３〜１４は第４実施形態に係るＳＯ３除去装置を説明する図である。図１３は側面図、図１４は図１３におけるＤ−Ｄ矢視断面図である。
【０１１３】
図１３及び図１４のＳＯ３除去装置４００におけるＳＯ３捕集部４１０及び冷却部４２０は、第２実施形態と同じである。
【０１１４】
第４実施形態のＳＯ３除去装置４００は、排ガス空間４１５に複数の放電電極４３０が設置される点で第２実施形態及び第３実施形態と異なる。図１４に示すように放電電極４３０はＳＯ３捕集部４１０に沿って配列される。
【０１１５】
放電電極４３０は、取付軸４３１と、取付軸４３１の延在方向に略直交する方向に取付軸４３１から突出する複数の放電トゲ４３２を有する。放電トゲ４３２の先端はＳＯ３捕集部の排ガス上流側の面に向けられる。放電電極４３０の各々は、高圧電源４４０に接続する。
【０１１６】
ＳＯ３捕集部４１０の枠体の排ガス上流側の面の部材（上流側部材）４１２は導電性材料で作製される。枠体がパンチングメタルや金属メッシュである場合、上流側部材４１２は金属であり、導電性を有する。上流側部材以外の枠体が耐酸性及び耐熱性のある非導電部材（例えばポリテトラフルオロエチレン製の部材）である場合は、上流側部材４１２は、パンチングメタルや金属メッシュ等の導電性材料とする。上流側部材４１２は接地される。
【０１１７】
第４実施形態におけるＳＯ３除去装置は、ＳＯ３捕集部４１０及び冷却部４２０は第３実施形態と同じ構成とすることもできる。この場合、１本の放電電極が排ガス空間に挿入される。
【０１１８】
第３実施形態のＳＯ３除去装置４００を用いて排ガスからＳＯ３を除去する方法は、第２実施形態ほぼ同じである。第４実施形態ではＳＯ３除去装置においてＳＯ３の除去と同時に排ガス中に含まれるダストを積極的に捕集する。
【０１１９】
（帯電工程）
高圧電源は放電電極４３０に電圧を印加する。これにより、放電電極４３０と上流側部材４１２との間に電位差が発生し、放電電極４３０の放電トゲ４３２と上流側部材４１２との間に一定以上の電位差が確保できた時に、コロナ放電が発生する。排ガス空間４１５に流入した排ガス中のダストは、排ガス空間４１５内でコロナ放電により帯電される。
【０１２０】
（集塵工程）
帯電したダストは、排ガスの流れよりＳＯ３捕集部４１０に向かって流れる。上流側部材４１２は表面に帯電したダストを捕集する。これにより、排ガスからダストが除去される。ダストが除去された排ガスは、上流側部材４１２の開口を通過してＳＯ３捕集部４１０内部に流入する。上流側部材４１２で捕集しきれなかったダストの一部は、ＳＯ３捕集部４１０において捕集部材４１３に捕集されることにより、排ガスから除去される。
本実施形態のようにダストを帯電させることにより、排ガスからのダスト除去率を大幅に向上させることができる。
【０１２１】
上流側部材４１２の表面に付着したダストは、捕集部材冷却工程で供給された冷却液に伴って下方に流れ、上流側部材４１２から除去される。あるいは、冷却部４２０とは別に洗浄部を設ける場合には、洗浄部からＳＯ３捕集部４１０に対して供給された洗浄液によって、上流側部材４１２の表面に付着したダストが除去される。
【０１２２】
＜第５実施形態＞
第５実施形態に係るＳＯ３除去装置は、第１実施形態（図２）で説明したＳＯ３除去装置において、捕集部材のガス上流側に放電電極及び集塵電極を設置する構成である。以下では、図２及び図３を参照しながら第５実施形態を説明する。
【０１２３】
集塵電極はガスが流通可能な開口を有する板状部材であり、導電性材料で作製される。具体的に、集塵電極はＴｉ，ハステロイ、ステンレスなどの耐酸性に優れる金属若しくは合金で作製された金網やパンチングメタル、または、炭素繊維製のメッシュ部材である。
集塵電極は、蓄熱体である捕集部材１１０の排ガスの流れと対向する面に設置される。集塵電極は接地される。
【０１２４】
放電電極は、集塵電極に対向して設置される。放電電極は、第４実施形態の放電電極４３０と同様の構成を有している。放電電極の放電トゲの先端は、集塵電極に向けられる。１つの取付軸に対して複数の放電トゲが設置されることが好ましい。図２において、紙面奥行方向あるいは紙面水平方向に、複数の放電電極が配列される構成とすることが好ましい。放電電極は高圧電源に接続する。
【０１２５】
第５実施形態のＳＯ３除去装置を用いて排ガスからＳＯ３を除去する方法は、第１実施形態と略同一である。
第５実施形態では、ＳＯ３除去装置においてＳＯ３の除去と同時に排ガス中に含まれるダストを捕集する。
【０１２６】
（帯電工程）
高圧電源は放電電極に電圧を印可し、放電電極と集塵電極との間に電位差を発生させる。これにより、放電電極の放電トゲと集塵電極との間にコロナ放電が発生する。ＳＯ３除去装置内に流入した排ガス中のダストは、コロナ放電により帯電される。
【０１２７】
（集塵工程）
帯電したダストは、排ガスの流れより集塵電極に向かって流れる。集塵電極は表面に帯電したダストを捕集する。これにより、排ガスからダストが除去される。ダストが除去された排ガスは、集塵電極の開口を通過して、捕集部材１１０内の貫通孔１１１を流通する。集塵電極で捕集しきれなかったダストの一部は、捕集部材１１０に捕集されることにより、排ガスから除去される。
本実施形態のようにダストを帯電させることにより、第１実施形態と比較して排ガスからのダスト除去率を大幅に向上させることができる。
【０１２８】
集塵電極及び捕集部材１１０の表面に付着したダストは、捕集部材冷却工程で供給された冷却液に伴って下方に流れ、集塵電極及び捕集部材１１０から除去される。冷却部１２０とは別に洗浄部を設ける場合には、洗浄部から捕集部材１１０に対して供給された洗浄液によって、集塵電極及び捕集部材１１０の表面に付着したダストが除去される。
【０１２９】
＜第６実施形態＞
図１５は第６実施形態に係るＳＯ３除去装置の概略図である。図１５において、図２と同じ構成には同じ符号を付す。
第６実施形態のＳＯ３除去装置５００は、煙道１０に設置される捕集部材５１０、冷却部５２０、洗浄部５３０、及び、温度計測部５４０を備える。
【０１３０】
捕集部材５１０には伝熱体が用いられる。本実施形態に適用される伝熱体は、高い熱伝導率（例えば１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上）を有し、耐酸性を有しているものである。具体的に、捕集部材（伝熱体）５１０は、Ｔｉなどの金属、ハステロイ、ステンレスなどの合金、ＳｉＣ、炭素繊維などで作製される。
【０１３１】
本実施形態における捕集部材５１０は、図３に示される蓄熱材と同様に、複数の貫通孔が形成されたハニカム構造体である。捕集部材５１０は、貫通孔の延在方向が排ガスの流通方向と略一致するように、煙道１０内に配置される。
ＳＯ３除去装置５００は湿式脱硫装置３の直前の煙道に設置される。煙道１０は湿式脱硫装置３入口において略鉛直に設置され、排ガスは煙道１０を上から下に向かって流通する。なお、排ガスは図１５に示す煙道１０を下から上に向かって流通しても良い。また、本発明の効果を奏する範囲で、排ガスが略水平方向に流通する煙道内に本実施形態のＳＯ３除去装置を設置することもできる。
【０１３２】
捕集部材５１０の形状は特に限定されず、角柱、円柱等、煙道１０の断面形状に応じた形状を有している。貫通孔の形状は特に限定されず、例えば、四角形、正六角形などの多角形、円家、楕円形などである。貫通孔の大きさは、蓄熱材の場合と同様に、比表面積が大きく、かつ、閉塞を生じさせない範囲であることが好ましい。具体的に、貫通孔の大きさは２〜１０ｍｍ程度である。
【０１３３】
ＳＯ３除去効率は、ＳＯ３除去装置５００に流入する排ガス温度、排ガス中のＳＯ３濃度、ガス流速、捕集部材５１０の温度、伝熱体の熱伝導率、捕集部材５１０の比表面積などにより変動する。所望のＳＯ３除去効率を満たすように、ＳＯ３除去装置５００が設計される。
図１５では捕集部材５１０として伝熱体を１つ設ける構成を示しているが、伝熱体の大きさや煙道１０の大きさに応じて排ガス流通方向と略直交する方向または排ガスの流通方向に複数の伝熱体を並べる構成としても良い。
【０１３４】
図１５において、冷却部５２０は捕集部材５１０の上方（排ガス上流側）に設置される。但し、冷却部は捕集部材５１０の下方（排ガス下流側）に設置されていても良い。
冷却部５２０は複数のノズル５２１を有し、各ノズル５２１に分岐配管５２２が接続する。図１５ではノズル５２１は５つ図示されているが、ノズル５２１の数はこれに限定されない。捕集部材５１０の大きさに応じて、図１５の紙面奥行方向にもノズル及び分岐配管が配置される。各分岐配管５２２は冷却液供給配管５２３に合流する。煙道１０の外部において、冷却液供給配管５２３にバルブＶ４が設置される。冷却液供給配管５２３は、冷却液供給源（不図示）に接続する。冷却液供給源は、タンクでも良いし、湿式脱硫装置３の貯留部２０であっても良い。
【０１３５】
複数の捕集部材５１０を排ガスの流通方向に沿って配列する場合は、それぞれの捕集部材５１０に対して冷却部５２０が設けられることが好ましい。
【０１３６】
冷却部５２０はノズル５２１から冷却液を捕集部材５１０に向かって噴霧する。ＳＯ３除去装置５００の内部は高温の排ガスが流通しているが、捕集部材５１０が冷却液により冷却されるためには、噴霧された冷却液の液滴が捕集部材５１０に到達しなければならない。液滴（水）が完全に蒸発するまでの所要時間は液滴径に依存する。このことから、ノズル５２１から噴霧される冷却液の液滴径、ガス流速等を考慮して、洗浄液が液滴として捕集部材５１０に到達するように、ノズル５２１先端と捕集部材５１０との距離が設定される。
【０１３７】
図１５において、洗浄部５３０は捕集部材５１０の上方（排ガス上流側）に設置される。但し、洗浄部は捕集部材５１０の下方（排ガス下流側）に設置されていても良い。
洗浄部５３０は、ノズル５３１と、分岐配管５３２と、洗浄液供給配管５３３とを有する。複数のノズル５３２はそれぞれ分岐配管５３２に接続し、分岐配管５３２は洗浄液供給配管５３３に合流する。各分岐配管５３２には、煙道１０の外部においてバルブＶ５が設置される。洗浄液供給配管５３３は、洗浄液供給源（不図示）に接続する。洗浄液供給源は、タンクでも良いし、湿式脱硫装置３の貯留部２０であっても良い。
【０１３８】
洗浄部５３０は、図４に例示されるように、２本の分岐配管の閉塞端部が向かい合うように組み合わされたものであっても良い。
【０１３９】
温度計測部５４０は捕集部材５１０に取り付けられ、捕集部材５１０の表面温度を計測する。１つの捕集部材５１０に対し、複数の温度計測部５４０が取り付けられていても良い。この場合、複数の温度計測部５４０は、排ガス流通方向に沿った複数箇所での捕集部材５１０の温度を計測し、ガス流通方向での温度分布を計測できることが好ましい。また、排ガス流通方向に略直交する面内での複数箇所での捕集部材５１０の温度分布を計測するように、温度計測部５４０が配置されていても良い。
【０１４０】
第６実施形態のＳＯ３除去装置５００を用いて、排ガスからＳＯ３を除去する方法を以下で説明する。
排ガス処理システム運転前に、捕集部材５１０は硫酸露点温度以下（例えば５０〜６０℃）に冷却されている。運転前の捕集部材５１０の冷却は、冷却部５２０のノズル５２１から冷却液が捕集部材５１０に散布される。
【０１４１】
第１実施形態と同様に、ＳＯ３除去装置５００に流入する前の排ガスの温度が１５０〜１８０℃を超える場合には、ＳＯ３除去装置５００の排ガス上流側の煙道１０に設置される上流側噴霧装置１３０から煙道１０を流通する排ガスに対して、冷却水が予め別途散布され、排ガスが硫酸露点〜硫酸露点＋２０℃の範囲内の温度に冷却されていることが好ましい。
【０１４２】
（ガス冷却工程）
ＳＯ３ガスを含む排ガス（１５０〜１８０℃）が、ＳＯ３除去装置１００に流入し、捕集部材５１０の貫通孔内を流通する。捕集部材５１０は硫酸露点温度以下に冷却されているため、排ガスが貫通孔を流通する間に貫通孔の内壁と接触することにより、排ガスが冷却される。排ガス温度が硫酸露点温度以下に冷却されると、貫通孔内壁のごく近傍で排ガス中のＳＯ３ガスがＳＯ３ミストに転化する。
【０１４３】
（捕集工程）
貫通孔内壁のごく近傍で生成したＳＯ３ミストは、排ガスに伴って貫通孔を流通する間に貫通孔の内壁に付着し、捕集部材５１０に捕集される。ＳＯ３ミストが除去された排ガスは、貫通孔を通過し捕集部材５１０から排出される。
【０１４４】
燃焼設備２で発生した排ガスにはダストが含まれている。本実施形態において、排ガス中のダストの一部は、捕集部材５１０に捕集されることによって、排ガス中から除去される。
【０１４５】
（捕集部材冷却工程）
高温の排ガスが捕集部材（伝熱体）５１０と接触することにより、接触部分で捕集部材５１０の温度が上昇する。
第６実施形態では、ガス冷却工程及び捕集工程の間も、捕集部材冷却工程が継続されている。排ガスが捕集部材５１０を流通している間冷却液が噴霧される。冷却水の噴霧は連続的であっても良く、間欠的であっても良い。冷却部５２０のノズル５２１から噴霧された冷却液は、排ガス中を冷却する間に一部が蒸発しながら、液滴状態で捕集部材５１０に到達する。冷却液の液滴は捕集部材５１０上、具体的に貫通孔の内壁上で完全に蒸発する。冷却液の気化熱により、捕集部材５１０が冷却される。捕集部材５１０は伝熱体であるので、冷却液が接触した箇所だけでなくその周辺の領域も冷却液により冷却されることになる。冷却部５２０が捕集部材５１０全体に略均一に冷却液を噴霧することにより、捕集部材５１０の温度を略均一とすることができる。
【０１４６】
本実施形態では、温度計測部５４０がガス冷却工程及び捕集工程の間の捕集部材５１０の温度を計測する。冷却部５２０は、温度計測部５４０が計測した温度に基づいて、冷却液の供給量を制御する。こうすることで、冷却部５２０は捕集部材５１０の温度を硫酸露点温度以下に維持する。
【０１４７】
（洗浄工程）
上述のように冷却液は捕集部材５１０上で蒸発するため、捕集工程が継続されると捕集部材５１０表面上にＳＯ３ミストが蓄積される。このため、本実施形態では定期的に洗浄部５３０が捕集部材５１０に向かって洗浄液を供給し、捕集部材５１０の洗浄を実施する。捕集されたダストも、洗浄液とともに捕集部材１１０から除去される。
【０１４８】
洗浄工程では、捕集部材５１０上で完全に蒸発しないように十分な量の洗浄液が洗浄部５３０から供給される。洗浄液が流入する貫通孔を排ガスは通過することができなくなるので、ガス冷却工程及び捕集工程が停止される。このため、洗浄工程は捕集部材５１０の複数の貫通孔のうち少なくとも１つで行われ、残りの貫通孔では排ガスの流通（ガス冷却工程及び捕集工程）が継続される。現実的には、第１実施形態の捕集部材冷却工程で説明したように、捕集部材５１０の貫通孔を複数のブロックに分け、ブロック毎に冷却工程が定期的に行われる。
【０１４９】
具体的に、図１５のＳＯ３除去装置５００では、複数のバルブＶ５の開放のタイミングがずらされることによって、ノズル５３１からの洗浄液の供給が順次行われる。洗浄工程を行うタイミング及び洗浄工程の期間は、排ガス中のＳＯ３濃度、ガス流量、捕集部材５１０の大きさなどを考慮して設定される。
【０１５０】
貫通孔内壁に付着したＳＯ３ミストは洗浄液の流れに伴って捕集部材５１０下方に向かって流れることにより、捕集部材５１０から除去される。洗浄工程が終了して排ガスが貫通孔を流通可能となると、貫通孔内壁はＳＯ３ミストが付着しやすい状態となっていて、捕集性能が再生されている。従って、高いＳＯ３除去効率を長期間にわたり維持することが可能である。
【０１５１】
洗浄液として湿式脱硫装置３の吸収液を用いる場合には、洗浄工程の最初で吸収液を捕集部材１１０に供給する。その後吸収液の供給を停止して水を捕集部材１１０に供給し、捕集部材１１０の表面の吸収液を洗い流す。こうすることにより、捕集部材１１０の表面に吸収液が残留し、ガス冷却工程及び捕集工程を再開させたときに吸収液中の水分が蒸発してＣａＣＯ３等が貫通孔内に析出し貫通孔を閉塞することを防止できる。
【０１５２】
ＳＯ３ミストは洗浄液とともに捕集部材５１０下方から排出される。排出された洗浄液は煙道１１を介して湿式脱硫装置３の貯留部２０に流れ込む。従って、洗浄液として湿式脱硫装置３の吸収液を利用する場合は、捕集部材５１０から排出された洗浄液がＳＯ３除去装置５００に循環される。
【０１５３】
ＳＯ３除去装置５００から排出された排ガスの温度は、一般には水露点温度以上である。このため、第１実施形態のＳＯ３除去装置と同様に、下流側噴霧装置１４０から煙道１０を流通する排ガスに対して冷却水が散布されて、排ガスが水露点温度に近い温度（約５０〜６０℃）まで冷却される。
【０１５４】
＜第７実施形態＞
図１６は第７実施形態に係るＳＯ３除去装置を説明する図であり、側面図である。第７実施形態のＳＯ３除去装置６００は、捕集部材６１０、冷却部６２０、洗浄部６３０、温度計測部６４０を備える。第７実施形態のＳＯ３除去装置６００は、冷却部が異なる以外は第６実施形態のＳＯ３除去装置と同じである。捕集部材６１０は煙道１０の壁面１２と離間して設けられる。第７実施形態のＳＯ３除去装置６００における冷却部６２０は、煙道１０内において、伝熱体である捕集部材６１０の側面（排ガスの流通方向に沿った外周面）に設置される。
図１６では排ガスは煙道１０を上から下に向かって流通する。本実施形態では、排ガスは煙道１０を下から上に向かって流通しても良い。また、本発明の効果を奏する範囲で、排ガスが略水平方向に流通する煙道内に本実施形態のＳＯ３除去装置を設置することもできる。
【０１５５】
捕集部材６１０の側面は、隔壁６５０に囲まれている。捕集部材６１０と隔壁６５０とは接触する。隔壁６５０は高い熱伝導率、耐酸性及び耐熱性を有する部材である。具体的には、Ｔｉ等の金属製、または、ハステロイ、ステンレス等の合金製の板である。
【０１５６】
冷却部６２０は、煙道１０の内壁と捕集部材６１０（隔壁６５０）の間の空間に設置される複数のノズル６２１と、各ノズル６２１に接続する複数の分岐配管６２２と、バルブＶ６とを備える。各分岐配管６２２は合流し、冷却水供給配管（不図示）に連絡する。捕集部材６１０の側面に冷却水を供給できるように、ノズル６２１の先端位置が決められている。ノズル６２１は捕集部材６１０の周囲に複数設置されるとともに、排ガスの流通方向にも複数配列されていても良い。
【０１５７】
煙道１０と捕集部材６１０との間の空間に排ガスが流入しないように、捕集部材６１０の排ガス上流側面と煙道１０の壁面１２との間に、ガスの流通を阻害する遮蔽部材６５１が設置される。
【０１５８】
第７実施形態のＳＯ３除去装置６００を用いて排ガスからＳＯ３を除去する方法では、捕集部材を冷却する方法以外は第６実施形態と同じである。本実施形態においても、排ガス中のダストの一部は、捕集部材６１０に捕集されることによって、排ガス中から除去される。
第７実施形態では、運転前に捕集部材６１０を冷却する場合及び捕集部材冷却工程において、冷却部６２０が隔壁６５０に対して冷却液を供給する。本実施形態の捕集部材６１０は伝熱体であるため、捕集部材６１０における冷却液と接触した表面が冷却されることに伴い、捕集部材６１０の他の部分の温度も低下する。この結果、捕集部材６１０の貫通孔内壁が、硫酸露点温度以下に冷却される。すなわち、冷却部６２０から供給される冷却液は、ＳＯ３ミストが捕集される領域である貫通孔の内壁を間接的に冷却することになる。
【０１５９】
本実施形態においても、冷却部６２０からの冷却液の供給は、ガス冷却工程及び捕集工程が行われている間も継続されている。
【０１６０】
第６実施形態と同様に、温度計測部６４０が捕集部材６１０の温度を計測する。冷却部６２０は、計測された温度に基づいて、冷却液の供給量を制御する。こうすることで、冷却部６２０は捕集部材６１０の温度を硫酸露点温度以下に維持する。
【０１６１】
なお、捕集部材６１０が大きい場合には、捕集部材６１０の側面を冷却部６２０で冷却したとしても、捕集部材６１０内で温度分布が発生する。捕集部材（伝熱体）の熱伝導率、捕集部材の大きさ、排ガス温度、冷却液の温度及び冷却液量によっては、捕集部材６１０の中央で硫酸露点温度以下の温度を維持することができない場合がある。この場合は、図１５の冷却部６２０と同様の構成を煙道１０内に設置して捕集部材６１０に冷却液を供給することにより、確実に捕集部材６１０全体の温度を硫酸露点温度以下に維持する。
【０１６２】
＜第８実施形態＞
図１７は第８実施形態に係るＳＯ３除去装置を説明する図であり、側面図である。
第８実施形態のＳＯ３除去装置７００は、捕集部材７１０が複数の貫通孔を有する伝熱体であり、複数の捕集部材７１０が煙道１０内で排ガスが流通する方向と略直交する方向に離間して配列されている。また、捕集部材７１０は煙道１０の壁面１２と離間して配置される。図１７では３つの捕集部材７１０が示されているが、本実施形態において捕集部材７１０の数はこれに限定されない。
図１７では排ガスは煙道１０を上から下に向かって流通する。本実施形態では、排ガスは煙道１０を下から上に向かって流通しても良い。また、本発明の効果を奏する範囲で、排ガスが略水平方向に流通する煙道内に本実施形態のＳＯ３除去装置を設置することもできる。
【０１６３】
図１７において、各捕集部材７１０は隔壁７５０で囲まれている。煙道１０と捕集部材７１０との間の空間に排ガスが流入しないように、捕集部材７１０の排ガス上流側面と煙道１０の壁面１２との間に、ガスの流通を阻害する遮蔽部材７５１が設置される。
各捕集部材７１０の間の空間、及び、捕集部材７１０と煙道１０の壁面との間に、第７実施形態と同様の冷却部７２０Ａが設置される。また、捕集部材７１０の上方（排ガス上流側）に、第６実施形態と同様の冷却部７２０Ｂが設置される。冷却部７２０Ｂは捕集部材７１０の下方に設置されていても良い。
各捕集部材７１０に、温度計測部７４０が設置される。
【０１６４】
図１７において、捕集部材７１０の上方（排ガス上流側）に洗浄部７３０が設置される。第８実施形態において、洗浄部７３０は、捕集部材７１０のそれぞれに対してノズル７３１が設置される。ノズル７３１はそれぞれ分岐配管７３２と接続する。煙道１０の外部において、各分岐配管７３２にバルブＶ７が設置される。
【０１６５】
第８実施形態のＳＯ３除去装置７００を用いて排ガスからＳＯ３を除去する方法を以下で説明する。本実施形態におけるガス冷却工程及び捕集工程は、第６実施形態と略同一である。本実施形態においても、排ガス中のダストの一部は、捕集部材７１０に捕集されることによって、排ガス中から除去される。
【０１６６】
運転前に捕集部材７１０を冷却する場合及び捕集部材冷却工程において、冷却部７２０が隔壁７５０に対して冷却液を供給する。これにより、冷却部７２０は捕集部材７１０の排ガスと接触する面（貫通孔内壁）を間接的に冷却する。また、冷却部７１０から捕集部材７１０に供給された排ガスは、捕集部材７１０の貫通孔内壁と直接接触することにより、貫通孔内壁を冷却する。この結果、捕集部材７１０が硫酸露点温度以下に冷却される。
【０１６７】
冷却部７２０Ａ及び冷却部７２０Ｂは、温度計測部７４０の計測温度に基づいて冷却水の供給量を制御し、捕集部材７１０を硫酸露点温度以下に維持する。
【０１６８】
なお、図１７では２つの冷却部７２０Ａ，７２０Ｂが設置される構成を示しているが、本実施形態では冷却部７２０Ａ及び冷却部７２０Ｂのいずれか一方が設置される構成とすることができる。
【０１６９】
本実施形態において洗浄工程は捕集部材７１０毎に行われる。具体的に、図１７のＳＯ３除去装置７００では、バルブＶ７の開放のタイミングがずらされることにより、ノズル７３１からの洗浄液の供給が順次行われる。洗浄工程が行われている捕集部材７１０では、捕集部材７１０に捕集されたＳＯ３ミスト及びダストが洗浄液とともに捕集部材７１０から排出される。洗浄工程が行われている捕集部材７１０では排ガスの流通が遮断されているが、他の捕集部材７１０では排ガスの流通が継続され、ガス冷却工程及び捕集工程が行われている。従って、排ガスの流通を継続させながら、高いＳＯ３除去効率を長期間にわたり維持することが可能である。
【０１７０】
＜第９実施形態＞
図１８は第９実施形態に係るＳＯ３除去装置を説明する図であり、側面図である。
本実施形態のＳＯ３除去装置８００は、第６実施形態と同様の構成の冷却部８２０、洗浄部８３０及び温度計測部８４０を備える。図１８では排ガスは煙道１０を上から下に向かって流通する。本実施形態では、排ガスは煙道１０を下から上に向かって流通しても良い。また、本発明の効果を奏する範囲で、排ガスが略水平方向に流通する煙道内に本実施形態のＳＯ３除去装置を設置することもできる。
【０１７１】
第９実施形態の捕集部材８１０は耐酸性を有する伝熱体であり、メッシュ状の開口を有する。捕集部材８１０は例えば、Ｔｉ，ハステロイ、ステンレスなどの耐酸性に優れる金属若しくは合金から製造される金網やパンチングメタル、または、炭素繊維製のメッシュ部材である。
【０１７２】
本実施形態では、板状の捕集部材８１０が排ガスの流通方向に複数積層されて構成されていても良い。板状の捕集部材８１０は、開口を有する面が排ガスの流れに対向するように配置される。
なお、本実施形態では、板状の捕集部材が円筒状に成形されたものが配置されていても良い。
【０１７３】
図１９は、第９実施形態に係るＳＯ３除去装置の変形例を示す図である。図１９は、側面図である。図１９では排ガスは煙道１０を上から下に向かって流通する。本実施形態では、排ガスは煙道１０を下から上に向かって流通しても良い。
本変形例のＳＯ３除去装置９００では、板状の捕集部材９１０は、排ガスの流通方向に対して傾斜して配置される。図１９では、２つの捕集部材９１０ａ，９１０ｂが上側で互いに荷重を支持し、縦断面が三角形となるように組み合わされる。但し、本変形例はこれに限定されず、縦断面の形状が台形など他の多角形であっても良い。図１９のＳＯ３除去装置９００はを６つ備える構成であるが、捕集部材９１０の数はこれに限定されない。複数の捕集部材９１０が設置される場合は、排ガスの流通方向に略直交する方向に捕集部材９１０が配列される。捕集部材９１０は図示されない支持部上に設置される。
各捕集部材９１０に、温度計測部９４０が取り付けられる。
【０１７４】
本変形例のＳＯ３除去装置９００において、冷却部９２０の分岐配管９２２は各捕集部材９１０に沿って配設される。図１９の例では、紙面奥行方向にも分岐配管９２２が設置されていても良い。複数の分岐配管９２２は冷却水供給配管９２３に合流する。各分岐配管９２２に複数のノズル９２１が設置される。ノズル９２１の先端は捕集部材９１０に向けられる。
【０１７５】
洗浄部９３０の構成は第６実施形態と同じである。図１９において、ノズル９３１は２つの捕集部材９１０の組み合わせ部分の上方に設置される。例えば、ノズル９３１ａは捕集部材９１０ａ，９１０ｂの組み合わせ部分の上方に設置される。
【０１７６】
但し、洗浄部９３０は捕集部材９１０の上方に限定されず、捕集部材９１０の下方に設置されていても良い。この場合、洗浄部９３０のノズル９３１は、捕集部材９１０全体に洗浄液を供給できる位置に配置されることが好ましい。
【０１７７】
なお、図１９に示す構成のＳＯ３除去装置は、排ガスが略水平方向に流通する煙道内に設置することもできる。この場合、捕集部材の組み合わせ部分は、排ガス流通方向と略一致する方向に向けられる。冷却部及び洗浄部は捕集部材の排ガス上流側に設置される。但し洗浄部については、捕集部材の上方に設置される構成とすることができる。
【０１７８】
図１８に示すＳＯ３除去装置８００を用いて、第９実施形態に係るＳＯ３除去方法を説明する。
排ガス処理システム運転前に、冷却部８２０により捕集部材８１０は硫酸露点温度以下に冷却されている。
【０１７９】
（ガス冷却工程）
ＳＯ３ガスを含む排ガス（１５０〜１８０℃）が、ＳＯ３除去装置８００に流入する。捕集部材８１０は硫酸露点温度以下に冷却されているため、排ガスが捕集部材８１０の開口を通過する際に捕集部材８１０と接触することにより、排ガスが冷却される。排ガス温度が硫酸露点温度以下に冷却されると、メッシュ状の捕集部材８１０のごく近傍で排ガス中のＳＯ３ガスがＳＯ３ミストに転化する。
【０１８０】
（捕集工程）
捕集部材８１０のごく近傍で生成したＳＯ３ミストは、捕集部材８１０の表面に付着することにより捕集部材８１０に捕集される。ＳＯ３ミストが除去された排ガスは、捕集部材８１０の開口を通過し、捕集部材８１０から排出される。排ガス中のダストの一部は、捕集部材８１０に捕集されることによって、排ガス中から除去される。
【０１８１】
（捕集部材冷却工程）
本実施形態においても、ガス冷却工程及び捕集工程の間に、捕集部材冷却工程が継続されている。冷却部８２０のノズル８２１から散布された冷却液は、液滴状態で捕集部材８１０に到達し、捕集部材８１０上で蒸発する。捕集部材８１０は伝熱体であるので、冷却液が接触した箇所及びその周辺の領域が、冷却液の気化熱により冷却される。冷却部８２０が捕集部材８１０全体に略均一に冷却液を噴霧することにより、捕集部材８１０の温度が略均一される。
ガス冷却工程及び捕集工程の間の捕集部材８１０の温度が計測される。冷却部８２０は、計測された温度に基づいて冷却液の供給量を制御し、捕集部材８１０の温度を硫酸露点温度以下に維持する。
【０１８２】
図１９の変形例のＳＯ３除去装置９００においても、上記と同様のガス冷却工程、捕集工程、捕集部材冷却工程により、ＳＯ３除去処理が実施される。
【０１８３】
（洗浄工程）
本実施形態においても、洗浄工程が定期的に行われる。洗浄工程により、捕集部材８１０上に付着したＳＯ３ミスト及びダストが洗浄液とともに捕集部材８１０表面から除去される。
【０１８４】
図１８のＳＯ３除去装置８００のように板状の捕集部材８１０の平面が排ガスの流れに対向するように配置されている場合は、平面が複数の区域に分けられ、区域毎に冷却工程が定期的に行われる。具体的に、バルブＶ８の開閉のタイミングがずらされることにより、ノズル８２１からの洗浄液の供給が順次行われる。こうすることにより、１つの板状の捕集部材８１０の中で、排ガスの流通が遮断されて冷却工程が実施される区域と、ガス冷却工程と捕集工程とが実施される区域とが存在する。この結果、連続的にＳＯ３除去処理を行うことができる。
【０１８５】
図１９に示す変形例のＳＯ３除去装置９００では、冷却工程は捕集部材９１０毎に行われる。図１９の例では、ノズル９２１ａから冷却液が供給されると、ノズル９２１ａ下方に位置する捕集部材９１０ａ，９１０ｂで冷却工程が行われる。一方、他の捕集部材９１０ｃ〜９１０ｆではＳＯ３除去処理が継続されている。
【０１８６】
＜第１０実施形態＞
図２０は、第１０実施形態に係るＳＯ３除去装置を説明する図である。図２０は側面図である。図２０では排ガスは煙道１０を上から下に向かって流通する。本実施形態では、排ガスは煙道１０を下から上に向かって流通しても良い。また、本発明の効果を奏する範囲で、排ガスが略水平方向に流通する煙道内に本実施形態のＳＯ３除去装置を設置することもできる。
【０１８７】
第１０実施形態に係るＳＯ３除去装置１０００は、第２実施形態で説明したＳＯ３除去装置と同様に複数のＳＯ３捕集部１０１０を備える。ＳＯ３捕集部１０１０はガス流通方向に略直交する方向に複数配列される。
【０１８８】
第２実施形態と同様に、ＳＯ３捕集部１０１０は収容部１０１１と捕集部材１０１３とで構成される。収容部１０１１は、直方体形状の枠体１０１２で構成され、内部が空洞である。枠体１０１２は排ガスが流通可能である複数の開口を有している。具体的に、枠体１０１２はパンチングメタル、金網、ポリテトラフロオロエチレン製のメッシュ部材等で作製される。
【０１８９】
収容部１０１１内に捕集部材１０１３が収容される。第１０実施形態では、捕集部材１０１３は粒状の伝熱体である。第６実施形態で説明したように、伝熱体はＴｉなどの金属、ハステロイ、ステンレスなどの合金、ＳｉＣ、炭素繊維などで作製される。
各捕集部材１０１０に、温度計測部１０４０が取り付けられる。
【０１９０】
冷却部１０２０の分岐配管１０２２はＳＯ３捕集部１０１０に沿って配設される。図２０の例では、紙面奥行方向にも分岐配管１０２２が設置されていても良い。複数の分岐配管１０２２は冷却水供給配管１０２３に合流する。各分岐配管１０２２に複数のノズル１０２１が設置される。ノズル１０２１の先端は捕集部材１０１３に向けられる。
【０１９１】
洗浄部１０３０は、ＳＯ３捕集部１０１０の上方に設置される。なお、排ガスが略水平方向に流通する煙道内に本実施形態のＳＯ３除去装置を設置する場合、洗浄部の散布配管は捕集部材の上方に設置される構成とすることができる。
本実施形態における洗浄部１０３０は、第２実施形態の冷却部と同様の構成（図９，１０）とすることができる。すなわち、洗浄部１０３０はＳＯ３捕集部１０１０に沿って延在する散布配管に複数の吐出孔が設けられ、散布配管にバルブが設置される構成である。この場合、洗浄部１０３０はＳＯ３捕集部１０１０の排ガス上流側に設置される。
【０１９２】
第１０実施形態の変形例として、ＳＯ３捕集部は第３実施形態（図１１，１２）のように円筒形状であっても良い。
【０１９３】
第１０実施形態のＳＯ３除去装置１０００を用いて排ガスからＳＯ３を除去する方法では、ガス冷却工程、捕集工程、捕集部材冷却工程は第６実施形態とほぼ同じである。本実施形態においても、排ガス中のダストの一部は、捕集部材１０１３に捕集されることによって、排ガス中から除去される。
【０１９４】
第１０実施形態の洗浄工程では、洗浄部１０３０が吐出孔またはバルブから洗浄水を捕集部材１０１３に対して供給する。これにより、捕集部材１０１３に捕集されたＳＯ３ミスト及びダストが洗浄液とともに捕集部材１０１３から排出される。この時、ＳＯ３捕集部１０１０毎に洗浄工程を実施することにより、ＳＯ３除去装置１０００内でガス冷却工程及び捕集工程と洗浄工程とを同時に実施することができる。この結果、連続的にＳＯ３除去処理を行うことができる。
【０１９５】
＜第１１実施形態＞
図２１は、第１１実施形態に係るＳＯ３除去装置を説明する図である。図２１は側面図である。
第１１実施形態に係るＳＯ３除去装置１１００は、第６実施形態で説明したＳＯ３除去装置と同様の捕集部材１１１０、冷却部１１２０、洗浄部１１３０、及び、温度計測部１１４０を有する。ＳＯ３除去装置１１００は更に、放電電極１１５０、集塵電極１１７０及び高圧電源１１６０を備える。
図２１では排ガスは煙道１０を上から下に向かって流通する。本実施形態では、排ガスは煙道１０を下から上に向かって流通しても良い。また、本発明の効果を奏する範囲で、排ガスが略水平方向に流通する煙道内に本実施形態のＳＯ３除去装置を設置することもできる。
【０１９６】
放電電極１１５０、集塵電極１１７０及び高圧電源１１６０は、第５実施形態と同様の構成である。
図２１に示すように、捕集部材１１１０の排ガスと対向する面上に集塵電極１１７０が設置される。集塵電極１１７０はガスが流通可能な開口を有する板状部材であり、導電性材料で作製される。具体的に、集塵電極１１７０はＴｉ，ハステロイ、ステンレスなどの耐酸性を有する金属若しくは合金で作製された金網やパンチングメタル、または、炭素繊維製のメッシュ部材などである。
【０１９７】
放電電極１１５０は集塵電極１１７０に対向して設置される。放電電極１１５０は、取付軸１１５１と、取付軸１１５１の延在方向に略直交する方向に取付軸１１５１から突出する複数の放電トゲ１１５２を有する。放電トゲ１１５２の先端は、集塵電極１１７０に向けられる。図２１では、紙面奥行方向に複数の放電電極１１５０が配列されていても良い。放電電極１１５０は高圧電源１１６０に接続する。集塵電極１１７０は接地される。
【０１９８】
第１１実施形態のＳＯ３除去装置１１００を用いて排ガスからＳＯ３を除去する方法は、第６実施形態と略同一である。
第１１実施形態ではＳＯ３除去装置においてＳＯ３の除去と同時に排ガス中に含まれるダストを捕集する。
【０１９９】
（帯電工程）
高圧電源１１６０は放電電極１１５０に電圧を印可し、放電電極１１５０と集塵電極１１７０との間に電位差を発生させる。これにより、放電電極１１５０の放電トゲ１１５２と集塵電極１１７０との間にコロナ放電が発生する。ＳＯ３除去装置１１００内に流入した排ガス中のダストは、コロナ放電により帯電される。
【０２００】
（集塵工程）
帯電したダストは、排ガスの流れより集塵電極１１７０に向かって流れる。集塵電極１１７０は表面に帯電したダストを捕集する。これにより、排ガスからダストが除去される。ダストが除去された排ガスは、集塵電極１１７０の開口を通過して、捕集部材１１１０内の貫通孔を流通する。集塵電極１１７０で捕集しきれなかったダストの一部は、捕集部材１１１０に捕集されることにより、排ガスから除去される。
本実施形態のようにダストを帯電させることにより、第６実施形態のＳＯ３除去装置と比較して、排ガスからのダスト除去率を大幅に向上させることができる。
【０２０１】
本実施形態の場合、洗浄工程で洗浄部１１３０から供給された洗浄液は、集塵電極１１７０に付着したダストを取り込み、捕集部材１１１０に向かって流れる。これにより、集塵電極１１７０からダストが除去される。
【０２０２】
本実施形態で説明した排ガスからのダストの除去工程は、第７実施形態及び第８実施形態のＳＯ３除去装置においても同様にして行われる。
【０２０３】
＜第１２実施形態＞
図２２は、第１２実施形態に係るＳＯ３除去装置を説明する図である。図２２は側面図である。
図２２のＳＯ３除去装置１２００は、図１８のＳＯ３除去装置と同様の捕集部材１２１０、冷却部１２２０、洗浄部１２３０、及び、温度計測部１２４０を備える。ＳＯ３除去装置１２００は更に、放電電極１２５０及び高圧電源１２６０を備える。
上述のように、捕集部材１２１０は金属製（導電性材料）である。従って、本実施形態では捕集部材１２１０が集塵電極の役割を果たす。
図２２では排ガスは煙道１０を上から下に向かって流通する。本実施形態では、排ガスは煙道１０を下から上に向かって流通しても良い。また、本発明の効果を奏する範囲で、排ガスが略水平方向に流通する煙道内に本実施形態のＳＯ３除去装置を設置することもできる。
【０２０４】
放電電極１２５０は捕集部材１２１０に対向して設置される。放電電極１２５０は取付軸１２５１と放電トゲ１２５２とを有する。放電トゲ１２５２の先端は、捕集部材１２１０に向けられる。図２２においても、紙面奥行方向に複数の放電電極１２５０が配列されていても良い。放電電極１２５０は高圧電源１２６０に接続する。捕集部材８１０は接地される。
【０２０５】
図２３は、第１２実施形態の変形例に係るＳＯ３除去装置を説明する図である。図２３は側面図である。
図２３のＳＯ３除去装置１３００は、図１９のＳＯ３除去装置と略同一の捕集部材１３１０、冷却部、洗浄部１３３０、及び、温度計測部を有する。図の簡略化のため、図２３では冷却部及び温度計測部は省略した。ＳＯ３除去装置１３００は更に、放電電極１３５０及び高圧電源（図２３では不図示）を有する。
図２３においても、排ガスは煙道１０を上から下に向かって流通するが、排ガスは煙道１０を下から上に向かって流通しても良い。また、本発明の効果を奏する範囲で、排ガスが略水平方向に流通する煙道内に本実施形態のＳＯ３除去装置を設置することもできる。
【０２０６】
本変形例においても、捕集部材１３１０が集塵電極の役割を果たす。
放電電極１３５０は取付軸１３５１と放電トゲ１３５２とを有する。は取付軸１３５１は各捕集部材１３１０に沿って配設される。放電トゲ１３５２の先端は、捕集部材１３１０に向けられる。図２３においても、紙面奥行方向に複数の放電電極１３５０が配列されていても良い。放電電極１３５０は高圧電源１３６０に接続する。捕集部材１３１０は接地される。
【０２０７】
第１２実施形態のＳＯ３除去装置１２００，１３００を用いて排ガスからＳＯ３を除去する方法は、第９実施形態と略同一である。
第１２実施形態ではＳＯ３除去装置１２００，１３００におけるダストを捕集する方法は、第１１実施形態で説明した方法と略同一である。
本実施形態に依れば、コロナ放電により帯電したダストが捕集部材１２１０，１３１０に付着して捕集されることにより、排ガスから除去される。本実施形態のＳＯ３除去装置を用いれば、第９実施形態のＳＯ３除去装置と比較して、排ガスからのダスト除去率を大幅に向上させることができる。
【０２０８】
＜第１３実施形態＞
図２４は、第１３実施形態に係るＳＯ３除去装置を説明する図である。図２４は側面図である。
第１３実施形態のＳＯ３除去装置１４００は、第１０実施形態のＳＯ３除去装置と同様に、ＳＯ３捕集部１４１０、冷却部、洗浄部１４３０、及び、温度計測部を備える。図の簡略化のため、図２４では冷却部及び温度計測部は省略した。ＳＯ３除去装置１４００は更に、放電電極１４５０及び高圧電源（図２４では不図示）を有する。
図２４では排ガスは煙道１０を上から下に向かって流通する。本実施形態では、排ガスは煙道１０を下から上に向かって流通しても良い。また、本発明の効果を奏する範囲で、排ガスが略水平方向に流通する煙道内に本実施形態のＳＯ３除去装置を設置することもできる。
【０２０９】
ＳＯ３捕集部１４１０の枠体がパンチングメタルや金属メッシュである場合、枠体１０１２の排ガス上流側の部材（上流側部材）１４１２は金属であり、導電性を有する。枠体が非導電部材（例えばポリテトラフルオロエチレン製の部材）である場合は、枠体の上流側部材１４１２は、パンチングメタルや金属メッシュ等の導電性材料とする。上流側部材１４１２は接地される。上流側部材１４１２が集塵電極の役割を果たす。
【０２１０】
排ガス空間１４１５に放電電極１４５０が設置される。放電電極１４５０は取付軸１４５１と放電トゲ１４５２とを有し、放電トゲ１４５２の先端は上流側部材１４１２に向けられる。放電電極１４５０は高圧電源に接続する。一方、上流側部材１４１２は接地される。
【０２１１】
ＳＯ３捕集部は第３実施形態（図１１，１２）のように円筒形状である場合には、１本の放電電極が排ガス空間に挿入される。
【０２１２】
第１３実施形態のＳＯ３除去装置１４００を用いて排ガスからＳＯ３を除去する方法は、第１０実施形態と略同一である。
第１３実施形態ではＳＯ３除去装置１４００におけるダストを捕集する方法は、第１１実施形態で説明した方法と略同一である。
【０２１３】
本実施形態においても、排ガス中のダストは、捕集部材１４１０に付着して捕集されることにより、排ガスから除去される。本実施形態のＳＯ３除去装置を用いれば、第１０実施形態のＳＯ３除去装置と比較して、排ガスからのダスト除去率を大幅に向上させることができる。
【符号の説明】
【０２１４】
１  排ガス処理システム
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００，１３００，１４００  ＳＯ３除去装置
１１０，２１３，５１０，６１０，７１０，８１０，９１０，１０１３，１１１０，１２１０，１３１０  捕集部材
１１１  貫通孔
１２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０，７２０，８２０，９２０，１０２０，１１２０，１２２０  冷却部
２１０，３１０，４１０，１０１０，１４１０  ＳＯ３捕集部
２１１，３１１，１０１１  収容部
２１５，３１５，４１５，１４１５  排ガス空間
２１６，３１６  処理ガス空間
４１２，１４１２  上流側部材
５３０，６３０，７３０，８３０，９３０，１０３０，１１３０，１２３０，１３３０，１４３０  洗浄部
４３０，１１５０，１２５０，１３５０，１４５０  放電電極
【図１】
0006462416.tif 000002
【図２】
0006462416.tif 000003
【図３】
0006462416.tif 000004
【図４】
0006462416.tif 000005
【図５】
0006462416.tif 000006
【図６】
0006462416.tif 000007
【図７】
0006462416.tif 000008
【図８】
0006462416.tif 000009
【図９】
0006462416.tif 000010
【図１０】
0006462416.tif 000011
【図１１】
0006462416.tif 000012
【図１２】
0006462416.tif 000013
【図１３】
0006462416.tif 000014
【図１４】
0006462416.tif 000015
【図１５】
0006462416.tif 000016
【図１６】
0006462416.tif 000017
【図１７】
0006462416.tif 000018
【図１８】
0006462416.tif 000019
【図１９】
0006462416.tif 000020
【図２０】
0006462416.tif 000021
【図２１】
0006462416.tif 000022
【図２２】
0006462416.tif 000023
【図２３】
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【図２４】
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