(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、
前記脱硫装置の後流側に設けられ、前記排ガスに含まれるミスト同士を結合させて粒径を肥大化させて凝集肥大化ミストとするミスト捕集・凝集装置と、
前記排ガス中に含まれるＣＯ2をＣＯ2吸収液に接触させて除去するＣＯ2吸収部を有するＣＯ2吸収塔と、前記ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液からＣＯ2を放出してＣＯ2を回収すると共に、ＣＯ2吸収液を再生する吸収液再生塔とからなるＣＯ2回収装置と、
前記ＣＯ2吸収部のガス流れ後流側に設けられ、前記ＣＯ2吸収部内で前記凝集肥大化ミストに前記ＣＯ2吸収液が吸収されて肥大化したＣＯ2吸収液肥大化ミストを捕集するミスト捕集部とを具備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、
前記ミスト捕集・凝集装置での前記排ガスの流速が、ミスト捕集の限界濾過風速を超え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ＣＯ2吸収部と前記ミスト捕集部との間に、水洗部を具備する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、
前記ミスト捕集・凝集装置が、ワイヤメッシュによりミストを肥大化させ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３のいずれか一つにおいて、
前記ミスト捕集・凝集装置が、帯電によりミストを肥大化させることを特徴とする排ガス処理システム。
【請求項６】
ボイラからの排ガス中の硫黄酸化物を除去する湿式の脱硫装置からの前記排ガスに含まれるミスト同士を結合させて粒径を肥大化させて凝集肥大化ミストとし、この凝集肥大化ミストを再飛散させて、ガス流れ後流側のＣＯ2吸収液で接触させてＣＯ2を除去するＣＯ2吸収部側に導入し、前記排ガス中に含まれるＣＯ2をＣＯ2吸収液に接触させて除去する際、前記凝集肥大化ミストにＣＯ2吸収液が吸収されて肥大化したＣＯ2吸収液肥大化ミストとし、該ＣＯ2吸収液肥大化ミストをミスト捕集部で捕集することを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記凝集肥大化ミストを再飛散する排ガスの流速が、ミスト捕集の限界濾過風速を超える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、アミン吸収液の系外への排出を大幅に抑制した排ガス処理システム及び方法に関する。
【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】
前記のようなアミン系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ＣＯ2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。
【０００５】
このＣＯ2吸収液を用いたＣＯ2回収プロセスにおいて、燃焼排ガスからＣＯ2を取り除いたＣＯ2除去排ガスを大気に放出するが、その放出ガスに微量のアミン吸収液の極一部が存在するため、その排出量を低減する必要がある。
特に将来的に、ＣＯ2除去規制が開始されると、ＣＯ2除去設備自体が大型化される可能性があり、より一層の排出量低減が必要となる。
【０００６】
このアミン吸収液の放出を防止する技術として、例えばＣＯ2除去装置のＣＯ2吸収塔のＣＯ2吸収部の後流側において、水洗部を複数段設けることにより、ＣＯ2除去排ガスと洗浄水とを気液接触させることにより、ＣＯ2除去排ガス中に同伴するアミン化合物を回収する方法が提案されている（特許文献２）。
【０００７】
また、他の技術として、ＣＯ2吸収塔から排出されるＣＯ2除去排ガスに、硫酸噴霧装置より硫酸を噴霧させ、排出ガス中に同伴するアミン吸収液を塩基性アミン化合物硫酸塩にし、該塩基性アミン化合物硫酸塩を捕集する脱炭酸塔排出ガス中の塩基性アミン化合物の回収方法が提案されている（特許文献３）。
【０００８】
さらに、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吸収塔に導入される排ガス中に、ＣＯ2回収装置の吸収塔内で発生するミストの発生源であるミスト発生物質が含まれる場合、ＣＯ2吸収液がこのミスト発生物質に同伴されるため、系外へ飛散するＣＯ2吸収液の量が増大する、という問題があるので、その対策が検討されている（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平３−１９３１１６号公報
【特許文献２】特開２００２−１２６４３９号公報
【特許文献３】特開平１０−３３９３８号公報
【特許文献４】国際公開第２０１１／１５２５４７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前述した提案において、ＣＯ2吸収塔から放出されるＣＯ2除去排ガス中には、ガス状のアミン吸収液は低減できるものの、ミスト状のアミン吸収液が排ガスと共に放出するおそれがあるので、これを抑制する必要がある。
【００１１】
この系外へミスト状のアミン吸収液が放出されると、本来ＣＯ2吸収塔内でＣＯ2除去に用いることができるＣＯ2吸収液の量が低減し、補充する必要がある、という問題があるので、排ガスに同伴するアミン化合物の放出をより一層抑制できる排ガス処理システム及び方法の確立が切望されている。
【００１２】
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、ＣＯ2吸収液の同伴を大幅に抑制する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】
【００１３】
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、前記脱硫装置の後流側に設けられ、前記排ガスに含まれるミスト同士を結合させて粒径を肥大化させて凝集肥大化ミストとするミスト捕集・凝集装置と、前記排ガス中に含まれるＣＯ2をＣＯ2吸収液に接触させて除去するＣＯ2吸収部を有するＣＯ2吸収塔と、前記ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液からＣＯ2を放出してＣＯ2を回収すると共に、ＣＯ2吸収液を再生する吸収液再生塔とからなるＣＯ2回収装置と、前記ＣＯ2吸収部のガス流れ後流側に設けられ、前記ＣＯ2吸収部内で前記凝集肥大化ミストに前記ＣＯ2吸収液が吸収されて肥大化したＣＯ2吸収液肥大化ミストを捕集するミスト捕集部とを具備することを特徴とする排ガス処理システムにある。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、前記ミスト捕集・凝集装置での前記排ガスの流速が、ミスト捕集の限界濾過風速を超えることを特徴とする排ガス処理システムにある。
【００１５】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記ＣＯ2吸収部と前記ミスト捕集部との間に、水洗部を具備することを特徴とする排ガス処理システムにある。
【００１６】
第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つにおいて、前記ミスト捕集・凝集装置が、ワイヤメッシュによりミストを肥大化させることを特徴とする排ガス処理システムにある。
【００１７】
第５の発明は、第１乃至３のいずれか一つの発明において、前記ミスト捕集・凝集装置が、帯電によりミストを肥大化させることを特徴とする排ガス処理システムにある。
【００１８】
第６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湿式の脱硫装置からの前記排ガスに含まれるミスト同士を結合させて粒径を肥大化させて凝集肥大化ミストとし、この凝集肥大化ミストを再飛散させて、ガス流れ後流側のＣＯ2吸収液で接触させてＣＯ2を除去するＣＯ2吸収部側に導入し、前記排ガス中に含まれるＣＯ2をＣＯ2吸収液に接触させて除去する際、前記凝集肥大化ミストにＣＯ2吸収液が吸収されて肥大化したＣＯ2吸収液肥大化ミストとし、該ＣＯ2吸収液肥大化ミストをミスト捕集部で捕集することを特徴とする排ガス処理方法にある。
【００１９】
第７の発明は、第６の発明において、前記凝集肥大化ミストを再飛散する排ガスの流速が、ミスト捕集の限界濾過風速を超えることを特徴とする排ガス処理方法にある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ミスト捕集・凝集装置により、脱硫装置からの前記排ガスに含まれるミスト同士を結合させて粒径を肥大化させて凝集肥大化ミストとし、この凝集肥大化ミストを再飛散させて、ガス流れ後流側のＣＯ2吸収液で接触させてＣＯ2を除去するＣＯ2吸収部側に導入する。その後排ガス中に含まれるＣＯ2をＣＯ2吸収液に接触させて除去する際、前記凝集肥大化ミストを核としてＣＯ2吸収液が吸収されて肥大化したＣＯ2吸収液肥大化ミストとし、該ＣＯ2吸収液肥大化ミストをミスト捕集部で捕集することができる。これにより、系外にＣＯ2を除去した処理排ガスを排出する際に、ＣＯ2吸収液の同伴を大幅に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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２−１】図２−１は、本発明に係るミスト肥大化のメカニズムを示す概略図である。
【図２−２】図２−２は、従来技術に係るミスト肥大化のメカニズムを示す概略図である。
【図３】図３は、本発明に係るミスト肥大化の模式図である。
【図４】図４は、濾過風速とミスト除去率との関係の一例を示す図である。
【図５】図５は、濾過風速と、ミスト付着率及びミスト再飛散率との関係の一例を示す図である。
【図６】図６は、帯電によるミスト肥大化の模式図である。
【図７】図７は、ＣＯ2吸収部の入口排ガス中のＳＯ3ミスト濃度と、ＣＯ2吸収塔のミスト捕集部出口の放出ガス中アミン濃度との関係図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。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。
【実施例１】
【００２３】
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１に示すように、本実施例に係る排ガス処理システム１０は、ボイラ１１からの排ガス１２Ａ中の硫黄酸化物を除去する湿式の脱硫装置１３と、脱硫装置１３の後流側に設けられ、湿式の脱硫装置１３からの排ガス１２Ｂに含まれるＳＯ3ミスト５０同士を結合させて粒径を肥大化させて凝集ＳＯ3ミスト５１とするミスト捕集・凝集装置１４と、ミスト捕集・凝集装置１４からの排ガス１２Ｃを冷却する排ガス冷却塔１５と、排ガス冷却塔１５からの排ガス１２Ｄ中に含まれるＣＯ2をＣＯ2吸収液に接触させて除去するＣＯ2吸収部１６Ａを有するＣＯ2吸収塔１６と、このＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液からＣＯ2を放出してＣＯ2を回収すると共にＣＯ2吸収液を再生する吸収液再生塔１７とからなるＣＯ2回収装置１８と、ＣＯ2吸収部１６Ａのガス流れ後流側に設けられ、排ガス１２Ｅを水洗する水洗部１６Ｂと、水洗部１６Ｂのガス流れ後流側に設けられ、ＣＯ2吸収部１６Ａ及び水洗部１６Ｂ内で凝集ＳＯ3ミスト５１にＣＯ2吸収液が吸収されて肥大化したＣＯ2吸収液肥大化ミスト５３を捕集するミスト捕集部１６Ｃとを具備するものである。なお、ミスト（ＳＯ3ミスト５０、凝集ＳＯ3ミスト５１、ＣＯ2吸収液肥大化ミスト５３）の挙動については、図２−１、図２−２を用いて後述する。
ここで、本実施例ではミストの例示としてＳＯ3ミストとしているが、本発明はこれに限定されず、例えば、微小な石炭灰等の固形粒子に水分が付着することによって生成する微細ミスト等を例示することができる。
【００２４】
ここで、本実施例に係る排ガス処理システムでは、除去する対象として燃焼排ガス中のＣＯ2を例示している。図１では主要設備のみ示し、付属設備は省略した。図１において、符号１２Ｇは脱ＣＯ2燃焼排ガス、１６Ｄは脱ＣＯ2燃焼排ガス排出口、１６Ｅは吸収液供給口、１６Ｆは液分散器、１５ａは冷却水液分散器、１５ｂは冷却水循環ポンプ、１５ｃは補給水供給ライン、１５ｄは排水排出ライン、２１はＣＯ2を吸収した吸収液排出ポンプ、２２は熱交換器、１７は吸収液再生塔、１７ａは液分散器、２３は上部充填部、２４は還流水ポンプ、２５はＣＯ2分離器、２６は回収ＣＯ2排出ライン、２７は再生塔還流冷却器、２８はノズル、２９は再生塔還流水供給ライン、３０は燃焼排ガス供給ブロア、３１は冷却器、３２は再生加熱器（リボイラー）である。
【００２５】
図１において、ボイラ１１からの排ガス１２Ａは湿式の脱硫装置１３で排ガス１２Ａ中の硫黄酸化物が除去され、脱硫装置１３からの排ガス１２Ｂは、ミスト捕集・凝集装置１４に導入され、ここでＳＯ3ミスト同士が凝集されて肥大化され、凝集ＳＯ3ミストとなる。その後、凝集ＳＯ3ミストを含む排ガス１２Ｃは、燃焼排ガス供給ブロア３０により排ガス冷却塔１５に押込まれ、冷却水液分散器１５ａからの冷却水と充填部１５ｅで接触して冷却される。次いで、冷却後の排ガス１２Ｄは、ＣＯ2吸収塔１６の燃焼排ガス供給口１６ａを通ってＣＯ2吸収塔１６内部へ導かれる。排ガス１２Ｃと接触した冷却水は燃焼排ガス冷却器１５の下部に溜まり、冷却水循環ポンプ１５ｂにより冷却水液分散器１５ａへ循環使用される。ここで、排ガス１２Ｂ中の水分量が少ない場合、冷却水は燃焼排ガスを加湿冷却することにより徐々に失われるので、補給水供給ライン１５ｃにより冷却水が補充される。排ガス１２Ｂ中の水分量が多い場合には、冷却水との接触により燃焼排ガス中の水分が凝縮して冷却水量が増加するため、排水排出ライン１５ｄにより余剰排水が排出される。
【００２６】
次いで、ＣＯ2吸収塔１６に押込められた排ガス１２Ｄは、液分散器１６Ｆから供給される一定濃度のＣＯ2吸収液とＣＯ2吸収部１６Ａ内の充填部で向流接触させられ、排ガス１２Ｄ中のＣＯ2は吸収液に吸収除去され、脱ＣＯ2された排ガス１２Ｅはガス流れ後流側の水洗部１６Ｂへと向かう。ＣＯ2吸収塔１６に供給される吸収液はＣＯ2を吸収し、その吸収による反応熱のため、通常は燃焼排ガス供給口１６ａにおける温度よりも高温となり、ＣＯ2を吸収した吸収液排出ポンプ２１により熱交換器２２に送られ、加熱され、吸収液再生塔１７へ導かれる。再生された吸収液の温度調節は熱交換器２２あるいは必要に応じて熱交換器２２と吸収液供給口１６Ｅの間に設けられる冷却器３１により行う事ができる。
【００２７】
吸収液再生塔１７では、再生加熱器（リボイラー）３２による加熱により下部充填部１７ｂで吸収液が再生され、熱交換器２２により冷却されＣＯ2吸収塔１６側へ戻される。吸収液再生塔１７の上部において、吸収液から分離されたＣＯ2はノズル２８より供給される還流水と上部充填部２３で接触し、再生塔還流冷却器２７により冷却され、ＣＯ2分離器２５にてＣＯ2に同伴した水蒸気が凝縮した還流水と分離され、回収ＣＯ2排出ライン２６よりＣＯ2回収工程へ導かれる。
還流水の一部は還流水ポンプ２４で、吸収液再生塔１７へ還流され、一部は再生塔還流水供給ライン２９を経てＣＯ2吸収塔１６の再生塔還流水供給口２９ａに供給される。この再生還流水に含まれている吸収液は微量であるので、ＣＯ2吸収塔１６の水洗部１６Ｂで排ガスと接触し、脱ＣＯ2燃焼排ガス１２Ｅ中に含まれる微量の吸収剤の回収に貢献する。
【００２８】
図２−１は、本発明に係るミスト肥大化のメカニズムを示す概略図である。図２−２は、従来技術に係るミスト肥大化のメカニズムを示す概略図である。
【００２９】
先ず、図２−１に示すように、湿式の脱硫装置１３に導入されるボイラ１１からの排ガス１２Ａは、脱硫装置１３内でＳＯ3ガスの一部からＳＯ3ミスト５０が発生する。
この発生したＳＯ3ミスト５０は、脱硫装置１３から排出される排ガス１２Ｂ中に含まれる。脱硫装置１３の後流側に設けられるミスト捕集・凝集装置１４に導入される排ガス１２Ｂ中のＳＯ3ミスト５０は、例えばワイヤメッシュに付着して凝集して、肥大化され凝集ＳＯ3ミスト５１となる。
【００３０】
ミスト捕集・凝集装置１４内で肥大化された凝集ＳＯ3ミスト５１を含む排ガス１２Ｃは、次いで排ガス冷却塔１５内に導入される。この排ガス冷却塔１５内では、凝集ＳＯ3ミスト５１は排ガス冷却塔１５内の水蒸気６０を吸収し、希硫酸となり、凝集ＳＯ3ミスト５１を核とした希硫酸ミスト５２となる。
【００３１】
排ガス冷却塔１５内で肥大化された凝集ＳＯ3ミスト５１を核とした希硫酸ミスト５２を含む排ガス１２Ｄは、次いでＣＯ2吸収塔１６内のＣＯ2吸収部１６Ａ内に導入される。
【００３２】
ＣＯ2吸収部１６Ａ内では、ＣＯ2吸収部１６Ａ内の水蒸気６０及びＣＯ2吸収液としたアミン化合物を用いた場合にはアミン蒸気６１を吸収して、高濃度のアミンを含む肥大化したＣＯ2吸収液肥大化ミスト５３となる。
【００３３】
このＣＯ2吸収部１６Ａ内で肥大化されたＣＯ2吸収液肥大化ミスト５３を含む排ガス１２Ｅは、次いで水洗部１６Ｂ内に導入される。
【００３４】
水洗部１６Ｂ内では、水洗部１６Ｂ内の水蒸気６０及びアミン蒸気６１を更に吸収して、高濃度のアミンを含む肥大化したＣＯ2吸収液肥大化ミスト５３となる。
【００３５】
ＣＯ2吸収塔１６内の出口側のミスト捕集部１６Ｃでは、ワイヤメッシュを備えたデミスタを用いており、このデミスタに肥大化したＣＯ2吸収液肥大化ミスト５３が捕集される。
【００３６】
これに対し、従来技術においては、図２−２に示すように、本実施例のようなミスト捕集・凝集装置１４を設けていないので、排ガス冷却塔１５での希硫酸ミストを形成する核の大きさが小さいものとなる。この結果、ＣＯ2吸収塔１６内でのＣＯ2吸収液による肥大化があった場合でも、本発明の場合よりは小さなＣＯ2吸収液肥大化ミスト５３となる。ＣＯ2吸収塔１６内の出口側のミスト捕集部１６Ｃでは、ワイヤメッシュを備えたデミスタに肥大化したＣＯ2吸収液肥大化ミスト５３の捕集効率は低いものとなる。
【００３７】
下記、表１に従来技術と実施例１における脱硫装置１３の出口ミスト粒径、ミスト捕集・凝集装置１４の出口ミスト粒径及びミスト捕集部１６Ｃの入口ミスト粒径を示す。
【００３８】
従来技術では、ミスト捕集・凝集装置１４が設置されていないので、脱硫装置１３の出口のＳＯ3ミスト５０（粒径０．１〜１．０μｍ）が核となって、ＣＯ2吸収部１６Ａに導入され、ここで肥大化されてミスト捕集部１６Ｃの入口ミスト粒径は０．５〜２．０μｍであった。
【００３９】
これに対して、実施例１においては、ミスト捕集・凝集装置１４が設置されているので、脱硫装置１３の出口ミスト粒径０．１〜１．０μｍのミスト同士が例えば２個凝集する場合、ミスト捕集・凝集装置１４の出口ミスト粒径が０．１２〜１．２μｍと肥大化する。このミスト２個が凝集した凝集ＳＯ3ミスト５１が核となって、ＣＯ2吸収部１６Ａに導入され、ここで肥大化されてミスト捕集部１６Ｃの入口ミスト粒径は０．６〜２．３μｍであった。
【００４０】
また、脱硫装置１３の出口ミスト粒径０．１〜１．０μｍのミスト同士が例えば５個凝集する場合、ミスト捕集・凝集装置１４の出口ミスト粒径が０．１７〜１．７μｍと肥大化する。このミスト５個が凝集した凝集ＳＯ3ミスト５１が核となって、ＣＯ2吸収部１６Ａに導入され、ここで肥大化されてミスト捕集部１６Ｃの入口ミスト粒径は０．７〜２．９μｍであった。
【００４１】
この結果、実施例１によれば、ミスト捕集部１６Ｃでの捕集効率の向上を図ることができた。
【００４２】
【表１】
0006345127.tif 000002
【００４３】
下記、表２にワイヤメッシュを用いた除去手段がミスト捕集・凝集装置１４として選定した理由を説明する。
ミスト除去を行う場合、従来より、数μｍ以下の微細なミストを除去するには、ブラウン拡散原理を利用したキャンドルフィルタ等の緻密ろ布を用いたミスト除去装置が適しているが、濾過風速を低く運転する必要があり、装置が大型化するので、好ましくない。
【００４４】
また、波板型のミスト除去装置を用いた場合、濾過風速を高く運転できるため、装置の小型化が可能であるが、微細粒子では質量に比例する慣性力が小さくなるため、ミスト除去効率が低下する。その為、微細粒子除去に波板型のミスト除去装置を用いることは実用上好ましくない。
よって、ワイヤメッシュを用いた除去手段がミスト捕集・凝集装置１４として好ましいものとなる。
【００４５】
【表２】
0006345127.tif 000003
【００４６】
図３は、本発明に係るミスト肥大化の模式図である。なお、図３中、紙面の下側がガス流れ下流側であり紙面の上側がガス流れ上流側である。図３に示すように、ミスト捕集・凝集装置１４としてワイヤメッシュ７０を用いる場合、ワイヤメッシュ７０の表面に付着したＳＯ3ミスト５０は、互いに接触して凝集して凝集ＳＯ3ミスト５１となる。そして、この凝集ＳＯ3ミスト５１は、ワイヤメッシュ７０に沿って流下し、ワイヤメッシュ７０の下端部付近からミストドレンとして滴状落下することでミスト捕集・凝集装置１４から排出される。
【００４７】
ここで、排ガス１２Ｂの濾過風速を通常のミスト捕集時の限界とされる風速値以上に高くした場合には、凝集ＳＯ3ミスト５１の流下、落下が一部妨げられ、ワイヤメッシュ７０上面側から再飛散するため、ミスト除去効率は低下する。このため、ワイヤメッシュ型のミスト除去装置で限界とされる濾過風速は、例えば２．５〜５ｍ／ｓ(ガス中のミスト負荷、ワイヤメッシュ種によって異なる)である。
【００４８】
図４は、濾過風速とミスト除去率との関係の一例を示す図である。図５は、濾過風速と、ミスト付着率及びミスト再飛散率との関係の一例を示す図である。
図４に示す例においては、濾過風速が例えば２．８ｍ／ｓ付近までは、濾過風速の上昇に伴い、ミスト除去率が増加する。しかし濾過風速が２．８ｍ／ｓを超えると、ワイヤメッシュ７０で捕集、凝集したＳＯ3ミストの再飛散が始まる。
【００４９】
また、図５に示すように、ワイヤメッシュ７０に付着したＳＯ3ミストの再飛散率が限界濾過風速（例えば２．８ｍ／ｓ）付近から上昇する。
【００５０】
この限界濾過風速（例えば２．８ｍ／ｓ）を超えた領域では、濾過風速の上昇に伴い、凝集ＳＯ3ミスト５１の再飛散量が増加するため、図４に示すように、ワイヤメッシュ(ミスト除去装置)７０でのミスト除去率は低下する。
【００５１】
しかしながら、ワイヤメッシュ７０で付着ミストの凝集が起こっており、再飛散ミストの粒径は流入ミストの粒径よりも大きくなる。よって、この再飛散される凝集ＳＯ3ミスト５１は、それが核となって、ＣＯ2吸収塔１６内でさらに肥大化し、ＣＯ2吸収塔１６の出口に設置するミスト捕集部１６Ｃであるデミスタでのミスト回収率が向上する。この結果、ＣＯ2吸収液を同伴するミストの系外飛散量を低減することができる。
【００５２】
以上より、ミスト捕集・凝集装置１４での排ガスの濾過風速が、ミスト捕集の濾過限界風速（例えば２．５ｍ／ｓ）を超える風速（例えばＶ＞２．５ｍ／ｓ）、又は濾過限界風速の１．２〜１．５倍の風速とすることが好ましいものとなる。
【００５３】
ここで、ミスト捕集・凝集装置１４での濾過風速は、排ガス中のミスト負荷、ワイヤメッシュ種によって異なるので、実機装置において、限界濾過風速が決定した後、その濾過限界風速の１．２〜１．５倍の風速とするのが好ましい。
【００５４】
本実施例によれば、ミスト捕集・凝集装置１４により、脱硫装置１３からの排ガス１２Ｂに含まれるＳＯ3ミスト５０同士を結合させて粒径を肥大化させて凝集肥大化ミストとし、この凝集肥大化ミストを再飛散させて、ガス流れ後流側のＣＯ2吸収液で接触させてＣＯ2を除去するＣＯ2吸収部１６Ａ側に導入する。その後、ＣＯ2吸収部１６Ａにおいて、排ガス中に含まれるＣＯ2をＣＯ2吸収液に接触させて除去する際、凝集肥大化ミストを核としてＣＯ2吸収液が吸収されて肥大化したＣＯ2吸収液肥大化ミストとし、該ＣＯ2吸収液肥大化ミストをミスト捕集部１６Ｃで捕集することができる。これにより、系外にＣＯ2を除去した処理排ガスを排出する際に、ＣＯ2吸収液の同伴を大幅に抑制することができる。
【実施例２】
【００５５】
実施例２に係る排ガス処理システムについて、以下説明する。本実施例では、実施例１のミスト捕集・凝集装置１４を、帯電によりミストを肥大化させるようにしている。図６は、帯電によるミスト肥大化の模式図である。図６に示すように、本実施例では、高圧電源１０１を備えた放電極１０２を用いてＳＯ3ミストを帯電させるようにしている。
【００５６】
本実施例では、帯電によるミスト捕集・凝集装置１４として、ＳＯ3ミスト５０を帯電させる放電極１０２と、低圧損フィルタ１２０を接地１１１させている。そして、静電気力を利用して帯電させたＳＯ3ミスト５０が、低圧損フィルタ１２０に付着したミスト同士の静電力による反発を防ぐために、付着ＳＯ3ミストを電気的に中性化するようにしている。
【００５７】
本実施例では、静電気力を利用することで、慣性・さえぎり・拡散効果（ブラウン効果）のみを利用する場合に比較して、ＳＯ3ミストの捕捉性能が向上する。
また、静電気力を利用することで、慣性・さえぎり・拡散効果（ブラウン効果）のみを利用する場合に比較して、ミスト捕集・凝集装置１４を小型化できる。
【００５８】
図７は、ＣＯ2吸収部１６Ａの入口排ガス１２Ｄ中のＳＯ3ミスト濃度と、ＣＯ2吸収塔のミスト捕集部１６Ｃ出口の放出ガス中アミン濃度との関係図である。
【００５９】
本実施例の場合には、帯電によるミスト捕集・凝集装置１４を設けることにより、ＣＯ2吸収塔１６のミスト捕集部１６Ｃの出口の放出ガス中アミン濃度の低下が、比較例２と較べて低下することが確認された。
【符号の説明】
【００６０】
１０  排ガス処理システム
１１  ボイラ
１２Ａ〜１２Ｆ  排ガス
１３  脱硫装置
１４  ミスト捕集・凝集装置
１５  排ガス冷却塔
１６  ＣＯ2吸収塔
１６Ａ  ＣＯ2吸収部
１６Ｂ  水洗部
１６Ｃ  ミスト捕集部
１７  吸収液再生塔
１８  ＣＯ2回収装置
５０  ＳＯ3ミスト
５１  凝集ＳＯ3ミスト
５３  ＣＯ2吸収液肥大化ミスト
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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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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