(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重質油を超臨界水で軽質燃料化し、得られた改質燃料で発電するシステムにおいて、燃焼排ガスを冷却し凝縮水を回収する冷却工程、回収した凝縮水を貯留しアルカリまたは酸化剤を添加する調整工程、調整された凝縮水を加圧、加熱し超臨界水反応させる反応工程、反応工程から超臨界水中の不純物を分離除去する捕捉工程を有し、得られた不純物除去後の超臨界水を、前記軽質燃料化の工程で使用される超臨界水の一部として回収・再利用することを特徴とする燃焼排ガスからの水回収システム。
【請求項２】
請求項１において、冷却工程に用いる冷却材の一種類が重質油であることを特徴とする燃焼排ガスからの水回収システム。
【請求項３】
請求項１において、調整工程に添加するアルカリがＮａＯＨ、ＫＯＨのいずれか一方、酸化剤がＨ２Ｏ２であることを特徴とする燃焼排ガスからの水回収システム。
【請求項４】
請求項３において、アルカリの添加量は冷却工程から排出される凝縮水のＳ濃度を測定し、Ｓ濃度の１〜２倍モルとすることを特徴とする燃焼排ガスからの水回収システム。
【請求項５】
請求項３において、酸化剤の添加量は冷却工程から排出される凝縮水のＳ濃度、Ｃ濃度を測定し、両合計モル数の２〜４倍モルとすることを特徴とする燃焼排ガスからの水回収システム。
【請求項６】
請求項３において、冷却工程から排出される凝縮水のｐＨを測定し、添加するアルカリ量を調節することを特徴とする燃焼排ガスからの水回収システム。
【請求項７】
請求項３において、凝縮水中のＣＯＤを測定し、酸化剤の添加量をＣＯＤ値の８〜３２倍当量とすることを特徴とする燃焼排ガスからの水回収システム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項において、捕捉工程では、充填剤として石灰石を充填することを特徴とする燃焼排ガスからの水回収システム。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項において、冷却工程には、ｐＨ調整した吸収液を噴射してこの吸収液に燃焼排ガス中のＳＯ２を吸収させるスプレー装置を設けたことを特徴とする燃焼排ガスからの水回収システム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項において、冷却工程には、硫黄酸化物を空気中の酸素と反応させて硫酸にする工程を付加したことを特徴とする燃焼排ガスからの水回収システム。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項において、調整工程には、ｐＨ調整剤の供給量を濃度調節する濃度調整コントローラを付設したことを特徴とする燃焼排ガスからの水回収システム。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項において、冷却工程で冷却された燃焼排ガス中のミストを除去した後、この排ガスを再度加熱する工程を付加したことを特徴とする燃焼排ガスからの水回収システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重質油を超臨界水中に溶解して軽質化し、軽質化燃料と超臨界水の混合燃料を燃焼するシステムの、燃焼排ガス中に含まれる水分の回収システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
超臨界水に重質油を溶解し、重質油を軽質化して燃料ガス、軽質油に転換する技術は周知である。特開２０００−１０９８５０号公報には、重質油を超臨界水で軽質化して高効率発電をする技術が提案されている。この方式では、水の臨界点（２２．１ＭＰａ、３７４℃）以上の温度、圧力で水に重質油を溶解して軽質化する。軽質油および超臨界水は減圧、冷却され、油水分離工程で燃料ガス、軽質油および水に分離される。これにより、重質油は燃料ガス、軽質油は高効率発電燃料として使うことができる。この方式では、油水分離工程で分離した水にはアルカリ等の添加物や還元性のアンモニア、シアン化物、硫化水素が含まれており、これらの化合物を処理するために水を系外へ抜き出すようにしている。
【０００３】
一方、重質油を超臨界水で軽質化し、燃料と水を分離せずに燃焼器へ導くシステムがある。この方式においては燃料と水の減圧、冷却、分離工程を必要としないため、燃料の減圧、冷却にともなうエネルギー損失がない。また、重質油と水の混合燃料は燃焼するため、燃料中の硫黄や微量金属分は酸化し、環境装置で処理しやすくなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
燃料とともに水分も燃焼器へ導く方式では、水を多量に使用する。水の使用量を減らすためには、燃焼排ガスから温水を回収するのが有効である。
【０００５】
本発明の課題は、重質油を超臨界水で軽質化し、混合したまま燃焼するシステムにおいて、燃焼排ガスから回収した温水中に吸収されている硫黄酸化物や金属酸化物等の不純物を分離、除去し、再度超臨界水反応器に戻して重質油の軽質化に利用することのできるシステムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、重質油を超臨界水で軽質燃料化し、得られた改質燃料で発電するシステムにおいて、不純物除去後の超臨界水を、前記軽質燃料化の工程で使用される超臨界水の一部として回収・再利用することを特徴とするものである。
【０００７】
その具体的一例は、燃焼排ガスを冷却し凝縮水を回収する冷却工程、回収した凝縮水を貯留しアルカリまたは酸化剤を添加する調整工程、調整された凝縮水を加圧、加熱し超臨界水反応させる反応工程、反応工程からの超臨界水中の不純物を分離除去する捕捉工程から構成される。
【０００８】
一般に重質油を超臨界処理し、得られた改質燃料で高効率発電を達成するシステムは、超臨界水と重質油を反応させる改質反応部、重質油中の不純物を分離する分離部、改質燃料を燃焼し、発電する燃焼器一体型のガスタービン、ガスタービンから排出される燃焼排ガスの熱回収部、燃焼排ガス中のＮＯX、ＳＯX、塵を除去する環境対策部から構成される。
【０００９】
冷却工程では間接冷却法により、燃焼排ガスを冷媒で冷却し、凝縮水を得る。冷媒には海水、工業用水、クーリングタワー水等が利用できるが、好ましくはシステム内にある低温流体、例えば重質油、超臨界水用の給水、熱回収部に供給する給水等を用いるとよい。冷却工程での温度は９０〜５０℃、好ましくは５０〜６０℃程度とする。
【００１０】
冷却工程はＮＯX、ＳＯX、塵を除去する環境対策部の後流、すなわち燃焼排ガス温度の最も低い部分に設置し、燃焼排ガスと冷媒を間接接触させて、燃焼排ガス中の水分を凝縮させる。環境対策部の後流に該冷却工程を設置することは、燃焼排ガス中のＮＯX、ＳＯX、塵が極めて低いレベルにまで除去されており、冷却工程での凝縮水中にＮＯX、ＳＯXの溶け込みが少ない、すなわち装置の腐食が軽減できること、塵の混入によるポンプ類の磨耗軽減を図ることにある。
【００１１】
冷却工程で回収された凝縮水は調整工程に送る。調整工程は凝縮水を貯留するタンク、凝縮水中の硫黄分（Ｓ分）、炭素分（Ｃ）を測定する測定器、アルカリ（ＮａＯＨ、ＫＯＨ）および酸化剤（Ｈ2Ｏ2）を供給する添加装置から構成される。凝縮水中には微量のＳ化合物（硫酸塩、ジチオン酸）が存在し、凝縮水をそのまま加熱し高温・高圧水にすると材料の腐食が早まる。そこで、凝縮水中のＳ分を測定し、その量に見合ったアルカリ（ＮａＯＨ、ＫＯＨ）を等モル以上好ましくは1〜2倍モル添加し、腐食性の少ないＮａ2ＳＯ4、Ｋ2ＳＯ4等にする。アルカリは理論上前記反応式に示される理論量を添加すればよいが、反応効率を考慮して、最大２倍モルの供給とする。また、Ｃ分を測定し、ＣとＳのモル量に対しＨ2Ｏ2を（２Ｈ2Ｏ2＝２Ｈ2Ｏ+Ｏ2、すなわちＯ2が１モルとは２モルのＨ2Ｏ2）２倍モル以上、好ましくは２〜４倍モル添加しＣ分をＣＯ2ガスに転換して、加熱、高温化時に反応管内で起こるＣの析出を防止する。またＳ化合物はＳＯ2或いはＳＯ4に転換して、アルカリ金属と反応させる。
【００１２】
調整工程からの凝縮水はポンプで水の臨界圧以上に加圧、好ましくは２２〜２５ＭＰａに加圧し、反応工程に送る。反応工程は熱回収器内に設置された伝熱管で構成され、伝熱管内に送られた添加剤含有凝縮水は該伝熱管内で３７４℃以上、好ましくは３８０〜４１０℃に加熱され、超臨界水となる。また、アルカリ添加物はＳ分と反応し、反応でＮａ2ＳＯ4になり、Ｃ分はＣＯ2となる。これらの化合物は超臨界水に溶解された状態で存在させるため、伝熱管内温度は３７４〜４１０℃に保つ。反応工程で反応させた超臨界水は次の捕捉工程に送る。
【００１３】
捕捉工程は伝熱管と開口接続した捕捉管で構成される。捕捉管内には石灰石（ＣａＣＯ3）、ドロマイト（ＭｇＯ、ＣａＣＯ3からなる物質）等を充填し、少なくとも反応工程の温度よりも捕捉管温度を高くする、好ましくは４１０℃〜５００℃とする。捕捉管内では充填された石灰石と不純物を溶解した超臨界水が接触することで、不純物は石灰石表面上に析出、あるいは反応して石灰石に捕捉される。これにより不純物を殆ど含まない超臨界水が得られ、該超臨界水は重質油の改質化反応に再度利用できるので、廃水として系外に放出する必要がなくなる。
【００１４】
なお、凝縮水中に極微量の重金属分が存在する場合にも、本方式は適用可能である。
【００１５】
凝縮水中の微量金属分は殆どが酸化金属の形態で存在しており、凝縮水と共にポンプで送られた酸化金属分は捕捉工程で、充填剤である石灰石と反応しＣａＯ・Ｖ2Ｏ5、ＣａＯ・Ｎａ2Ｏ・Ｖ2Ｏ5として石灰石上に固着するので、超臨界水とは分離される。
【００１６】
このように、重質油を超臨界水で軽質化し、混合したまま燃焼するシステムにおいて、燃焼排ガスから回収した温水中に吸収されている硫黄酸化物や金属酸化物等の不純物を分離、除去し、再度超臨界水反応器に戻して重質油の軽質化に利用することができ、水の使用量を減らすことができる。また、廃水を系外に放出する必要がなく、廃水処理も不要となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
以下、図面1を用いて本発明の実施形態を説明する。
【００１８】
図1は重質油を超臨界処理して改質燃料を製造し、得られた改質燃料をガスタービン用燃焼器で燃焼、燃焼ガスでガスタービンを駆動する発電システムである。ガスタービンからの燃焼排ガスは熱回収器で熱エネルギを回収され、脱硝、脱硫、脱塵等の環境装置で浄化される。その後、冷却工程で冷却され、燃焼排ガス中の水分は凝縮、分離回収される。分離回収された凝縮水にはアルカリとＨ2Ｏ2を添加後、ポンプで加圧し反応器、捕捉器で加熱、水の臨界点以上の温度、圧力で反応させ、凝縮水中の不純物を捕捉、得られた超臨界水で重質油を改質するシステムである。
【００１９】
重質油改質工程1には超臨界水と重質油を供給し、超臨界水による加水分解作用により重質油を軽質化する。超臨界水はバルブ２４を介して２５ＭＰａ、４５０℃で重質油改質工程に供給する。一方、重質油は配管２０を介して冷却工程１４内の熱交換器２９に供給し、燃焼排ガスと間接熱交換させ、重質油を加熱すると共に燃焼排ガスを冷却し燃焼排ガス中の水分を凝縮させ凝縮水にする。熱交換器２９で加熱された重質油は供給管２１を介して重質油改質工程に供給され、該重質油改質工程で３８０℃、２５ＭＰａで改質される。改質ガスおよび超臨界水は金属分分離工程２で加熱され４２０℃、２５ＭＰａで金属分を分離され、燃焼器３で燃焼される。燃焼ガスはガスタービン４を駆動した後、５４０℃、１気圧程度で熱回収器５に入る。熱回収器５には通常の蒸気発生器と本発明になる反応工程１２、捕捉工程１３が挿入されており、燃焼ガスとの間接熱交換により熱を回収する。熱回収器５を出た燃焼排ガスは環境装置６でＳＯｘ、ＮＯｘ、塵を除去され、冷却工程１４に至る。冷却工程１４で得られた凝縮水は排水管２８により、凝縮水タンク３０に貯留する。貯留された凝縮水は測定器８によりＳ分、Ｎ分、Ｃ分を測定され、その量を求められる。計測したＳ分のモル数に対し１．５倍モルのＮａＯＨをアルカリ添加装置９により凝縮水タンク３０に供給する。また、Ｓ分のモル数とＣ分のモル数を加算したモル数の３倍モルのＨ2Ｏ2を酸化剤添加装置１０により凝縮水タンク３０に供給する。なお、添加するアルカリは、ＮａＯＨ以外に凝縮水中の不純物処理に対して同様の働きをするＫＯＨでもよい。
【００２０】
これら測定器８、アルカリ添加装置９、酸化剤添加装置１０および凝縮水タンク３０から構成される調整工程７からの凝縮水は加圧ポンプ１１で２５ＭＰaに加圧され、熱回収器５内に設置した反応工程１２に送られる。反応工程１２では凝縮水が３８０℃にまで加熱され、水が超臨界水となる。また、添加物であるＨ2Ｏ2はＨ2Ｏと１／２Ｏ2となり、Ｏ2は超臨界水に溶解したＣ分と反応しＣＯ2に、Ｓ分はＳＯ2になる。さらにＳＯ2は添加物のＮａＯＨと反応してＮａ2ＳＯ4となる。これらの物質はいずれも３７４℃〜４１０℃の範囲では超臨界水に完全溶解している。反応工程を出た物質は捕捉工程１３に導入する。捕捉工程１３には充填剤供給管２７から石灰石等の充填剤を充填しておく。また、反応工程から流入する流体の温度を４３０℃程度まで高める。これにより超臨界水に溶解していたＮａ2ＳＯ4、ＳＯ4等のＳ化合物は石灰石表面に析出、さらには石灰石と反応してＣａＳＯ4となり石灰石に固定される。該工程で不純物を除去された超臨界水は排出管２２、圧力調節弁２５、戻し管２３を経て重質油改質工程１に戻し、再利用する。
【００２１】
本実施例では重質油を超臨界水処理した改質燃料を燃焼した際に回収した凝縮水を調整工程７、加圧ポンプ１１、反応工程１２、捕捉工程１３および圧力調節弁２５からなる構成で凝縮水中の不純物除去を実施した。その結果は下記である。
ケース１
凝縮水：Ｓ分３モル、Ｃ分４．２モル
ＮａＯＨ添加量：４．５モル
Ｈ2Ｏ2添加量：１０．８モル
反応工程：温度３８０℃、圧力２５ＭＰａ
捕捉工程：温度４３０℃、圧力２５ＭＰａ、石灰石を充填
圧力調節弁２５から排出した超臨界水のＳ分０．０３モル、Ｃ分０．００２モル
ケース２
凝縮水：Ｓ分３モル、Ｃ分４．２モル
ＫＯＨ添加量：４．５モル
Ｈ2Ｏ2添加量：１０．８モル
反応工程：温度３８０℃、圧力２５ＭＰａ
捕捉工程：温度４３０℃、圧力２５ＭＰａ、石灰石を充填
圧力調節弁２５から排出した超臨界水のＳ分０．０３モル、Ｃ分０．００２モル
ケース３
凝縮水：Ｓ分３モル、Ｃ分４．２モル
ＮａＯＨ添加量：３モル
Ｈ2Ｏ2添加量：１０．８モル
反応工程：温度３８０℃、圧力２５ＭＰａ
捕捉工程：温度４３０℃、圧力２５ＭＰａ、石灰石を充填
圧力調節弁２５から排出した超臨界水のＳ分０．０５モル、Ｃ分０．００２モル
（実施例２）
本実施例では最終的に大気放出する排ガス中の白煙防止と熱交換器５からの燃焼排ガスの冷却効果を高めるために構成されたもので、図２を用いて説明する。
【００２２】
燃焼排ガスは熱回収器５、排ガス加熱器１０８により温度を下げた後、冷却工程１４に供給される。冷却工程１４ではスプレー装置１０４から後述する吸収液１１３が噴射され、燃焼排ガス中に含まれた水分が冷却され、硫黄酸化物および窒素酸化物を含んだ凝縮水１０６になる。さらに燃焼排ガスはミスト捕集機１０７によりミストを除去した後、排ガス加熱器１０８で加熱して白煙を生じないようにする。凝縮水１０６の一部はポンプ１０５で加圧され、ｐＨ調整機１０３でｐＨを調整された後、吸収液１１３としてスプレー装置１０４に供給される。凝縮水の他方は調整工程７に送られる。
【００２３】
スプレー装置１０４は水を微細な液滴として噴霧する装置であり、例えばスプレーノズルを燃焼排ガスの流れ方向に対して垂直な面に複数個設置する構成とする。スプレー塔での気液接触により、燃焼排ガスの温度が低下し、気体として存在する燃焼排ガス中の水分は凝縮して液体となる。また、燃焼排ガス中のＳＯ2はｐＨ調整された吸収液に吸収される。吸収を促進し、燃焼排ガスからの脱硫効率を向上させるために、燃焼排ガス中のＳＯ2を液中に吸収させる反応を促進する。気相中のＳＯ2を液中に吸収する反応を促進するために、吸収液のｐＨは３.８以上とする。
【００２４】
一方、調整工程７、反応工程１２で硫黄酸化物を完全酸化するためにＨ2Ｏ2を添加するが、その添加量を下げるために冷却工程１４で硫黄酸化物を空気中の酸素と反応させて硫酸にする。吸収液のｐＨが２〜４においては完全に酸化されていない硫黄酸化物であるジチオン酸の生成が最大になり、ｐＨが６．０以上ではジチオン酸は生成しなかった。これらのことから吸収液のｐＨは６．０以上に調整した。吸収液に用いるｐＨ調整剤は、消灰石や生石灰、苛性ソーダを使用する。
【００２５】
吸収液のｐＨの調節は、凝縮水１０６のｐＨをｐＨ計測器１０１で調べ、ｐＨが６．０以上になるように、ｐＨ調整剤供給コントローラ１０２からｐＨ供給機１０３へｐＨ調整剤を供給するように制御する。吸収液の硫黄および窒素化合物濃度の調節システムは、ｐＨ調整と同様に、硫黄、窒素化合物計測器１１４で調べ、一定濃度以上になった場合、補給水コントローラ１１５からｐＨ調整機１０３へ補給水を供給し、ｐＨを６．０以上にするように制御する。凝縮水１０６の量の調節は、液面計１１９で液面を検知し、液面コントローラ１１８でバルブ１１７を開閉し、凝縮水量を一定に保つよう制御する。
【００２６】
本実施例では燃焼排ガスから凝縮水を回収する熱交換器５、排ガス加熱器１０８、冷却工程７、スプレー装置１０４、ミスト捕集機１０７、ｐＨ調整機１０３およびポンプ１０５からなる構成で凝縮水中の不純物除去を実施した。その結果は下記である。
ケース１
燃焼排ガス１０９中Ｓ分：７０ｐｐｍ
燃焼排ガス１０９温度：１６０℃
スプレー装置１０４中の水のｐＨ：１１．４
吸収液１１３温度：４０℃
吸収液１１３ｐＨ：１１．３
ｐＨ調整剤：ＮａＯＨ
凝縮水１０６中ジチオン酸濃度：０．５ｐｐｍ
排ガス加熱器１０８中のＳ分：３０ｐｐｍ
排ガス加熱器１０８中の排ガス温度：９０℃
ケース２
燃焼排ガス１０９中Ｓ分：７０ｐｐｍ
燃焼排ガス１０９温度：１３０℃
スプレー装置１０４中の水のｐＨ：１１．４
吸収液１１３温度：４０℃
吸収液１１３ｐＨ：１１．３
ｐＨ調整剤：ＮａＯＨ
凝縮水中１０６ジチオン酸濃度：０．７ｐｐｍ
排ガス加熱器１０８中のＳ分：２０ｐｐｍ
排ガス加熱器１０８中の排ガス温度：９０℃
この実施例２によれば、ガスタービンの燃焼排ガスから水を効率よく回収し、しかもガスタービンから排気された燃焼排ガスが白煙を生じないという効果がある。
（実施例３）
本実施例では調整工程７の調整剤を適量供給し、反応工程１２の配管の腐食速度を低下するために構成されるもので、図３を用いて説明する。硫黄酸化物（Ｓ2Ｏ32-、ＳＯ32-、Ｓ2Ｏ62-）、ＴＯＣ、ＣＯＤを測定する測定器８、ｐＨ調整剤供給機９、酸化剤供給機１０および凝縮水タンク３２からなる構成で凝縮水Ｈ2Ｏ2供給量を適正にすることにより、反応器の腐食を押さえることができる。
【００２７】
調整工程７では、ｐＨ調整と酸化されうる物質を分析し、凝縮水３０に添加剤と酸化剤を添加する。硫黄濃度と炭素濃度の計測のため、凝縮水３０は撹拌機３１で撹拌して凝縮水タンク３２から採取する。凝縮水タンク３２では撹拌機３１で凝縮水を撹拌して水溶液濃度を均一にする。凝縮水タンク３０に貯留された凝縮水中の硫黄分を測定する硫黄酸化物測定器１３２ではチオ硫酸、亜硫酸、ジチオン酸等酸化され得る硫黄酸化物濃度をイオンクロマトグラフ法で測定する。各イオン種が酸化して硫酸になった場合のｐＨの変化を計算し、反応終了後にｐＨが７から１２になるようｐＨ調整剤の供給量を濃度調整コントローラ１３１で調節し、凝縮水タンク３２に供給する。また、各イオン種に対する酸化に必要なＨ2Ｏ2の量を計算する。
【００２８】
炭素分を測定する測定器８では、全有機炭素（ＴＯＣ）を測定する。ＴＯＣ測定器１３３でＴＯＣを測定する場合には過酸化水素供給量を、ＴＯＣを酸化するための酸素量に対して２倍から３倍当量のＨ2Ｏ2量を計算する。
【００２９】
炭素以外の元素を酸化するための酸素供給量を決めるには化学的酸素要求量（ＣＯＤ）を用いる。ただし、ＣＯＤの測定では理論的に必要な酸素量より小さい値になる。ＣＯＤの測定にはＣＯＤ測定器１３４を用いる。亜硫酸やジチオン酸のＣＯＤを測定すると、実際に酸化するために必要な酸素量の１／８および１／４の値になる。そこで、ＣＯＤ値から硫黄酸化物を完全に酸化するために必要な量の酸素量を減じた分のＨ2Ｏ2量の２から３倍当量を計算する。
【００３０】
硫黄酸化物、ＴＯＣ、ＣＯＤから計算したＨ2Ｏ2量を濃度調整コントローラ１３１で調整し、酸化剤添加装置１０で凝縮水供給管１３５に供給する。
【００３１】
本実施例では凝縮水中の不純物をジチオン酸、有機物、金属イオンとし、ＳＵＳ３１６の配管を用い、４５０℃、２５ＭＰａで酸化剤にＨ2Ｏ2、ｐＨ調整剤にＮａＯＨを用いて酸化した。原液中の各成分の濃度と処理後の液中の各成分濃度、腐食速度および孔食の有無を表１に示す。
【００３２】
【表１】
0003813835.tif 000002
【００３３】
この実施例３によれば、硫酸を含む凝縮水を超臨界水酸化した場合にも孔食を生じさせることなく、凝縮水中の不純物を完全に酸化することができる。
（実施例４）
本実施例では重質油と超臨界水の混合燃料を燃焼した後の水を回収、再利用するために添加するＨ2Ｏ2量を低減するために構成されるもので、図１を用いて説明する。
【００３４】
重質油を燃焼して、燃焼排ガスから不純物を採取した場合には、燃焼排ガスから回収した凝縮水１０６中に硫酸、亜硫酸、硝酸、亜硝酸、Ｖ2Ｏ5、金属酸化物等が存在する。これらは、超臨界水中で塩を生成しやすく、捕捉工程１３で分離除去が容易である。
【００３５】
従来の構成を示す概略図を図４に示す。この方式は、タンク３２１からポンプ３２２を用いて加圧し、熱交換器３２３で加熱して超臨界状態にする。超臨界反応器３２４で酸素源と反応して抽出器３２５で冷却、減圧して気液分離器３２７でガス成分を取り出し、さらに排水分離器３２８で軽質油と水に分離する。分離した水中にはＮＨ3、Ｈ2Ｓ、シアン化物およびナトリウム、カリウム、バナジウムイオン等の金属が水中に溶け込む。また、油分が水中に残るためＣＯＤ、ＴＯＣが高くなる。
【００３６】
表２に従来工程排水と本実施例の凝縮水性状を示す。
【００３７】
【表２】
0003813835.tif 000003
【００３８】
この実施例４によれば、凝縮水から処理しやすい含有成分を処理して、凝縮水中の不純物を完全に酸化する事ができる。
（実施例５）
本実施例では最終的に大気放出する燃焼排ガス中の水分を回収し白煙発生を防止するために構成するものである。さらには、水回収率を上げることにより、発電効率を上げるために構成するもので、図２を用いて説明する。
【００３９】
燃焼排ガスは熱回収器５、排ガス加熱器１０８により温度を下げた後、冷却工程１４に供給される。冷却工程１４ではスプレー装置１０４から吸収液１１３が噴射され、排ガス中に含まれた水分が冷却され、硫黄酸化物および窒素酸化物を含んだ凝縮水１０６になる。さらに燃焼排ガスはミスト捕集機１０７によりミストを除去した後、排ガス加熱器１０８で加熱して白煙を生じないようにする。
【００４０】
冷却工程１４において燃焼排ガス１０９から回収した凝縮水の水回収条件が与える影響について述べる。水回収条件の変化により、発電効率に与える影響因子としては、ａ）圧損の変化（冷却工程１４の有無による圧力比の変化）、ｂ）熱回収下限温度（燃焼排ガス管１１０中のガス温度）、ｃ）補給水温度および量（水回収時の潜熱回収による予熱効果）がある。表３に水回収条件とその影響についてまとめる。
【００４１】
【表３】
0003813835.tif 000004
【００４２】
本実施例により水回収率を１００％にすることで、発電効率を０．２％高くできる。さらに、補給水量も低減できる。また、従来は白煙発生防止のために燃焼排ガス温度を高くしていたが、水を回収して露点が下がるので、系外へ排出する燃焼排ガス温度を下げることができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、重質油を超臨界水で軽質化し、混合したまま燃焼するシステムにおいて、燃焼排ガスから回収した温水中に吸収されている硫黄酸化物や金属酸化物等の不純物を分離、除去し、再度超臨界水反応器に戻して重質油の軽質化に利用することができ、水の使用量を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の冷却工程の実施形態例を示す図である。
【図３】本発明の調整工程の実施形態例を示す図である。
【図４】従来の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
1…重質油改質工程、2…金属分分離工程、3…燃焼器、4…ガスタービン、5…熱回収器、6…環境装置、7…調整工程、8…測定器、9…アルカリ添加装置、10…酸化剤添加装置、11…加圧ポンプ、12…反応工程、13…捕捉工程、14…冷却工程、15…重質油供給ポンプ、20…配管、21…供給管、22…排出管、23…戻し管、24…バルブ、25…圧力調節弁、26…充填剤排出管、27…充填剤供給管、28…排出配管、29…熱交換器、30…凝縮水タンク、31…撹拌機、32…凝縮水タンク、101…pH計測器、102…ｐＨ調整剤供給コントローラ、103…ｐH調整機、104…スプレー装置、105…凝縮水戻しポンプ、106…凝縮水、107…ミスト捕集機、108…排ガス加熱器、109…燃焼排ガス、110…燃焼排ガス管、111…燃焼排ガス、112…重質油熱交換配管、113…吸収液、114…硫黄分、窒素分計測機、115…補給水供給コントローラ、116…凝縮水の一部、117…バルブ、118…液面コントローラ、119…液面計、131…濃度調整コントローラ、132…硫黄酸化物測定器、133…ＴＯＣ測定器、134…ＣＯＤ測定器、135…凝縮水供給管、321…タンク、322…ポンプ、323…熱交換器、324…超臨界反応器、325…抽出器、326…減圧弁、327…気液分離器、328…排水分離器、329…塩分離器、331…ポンプ（水の供給手段）、332…コンプレッサ（酸素源の供給手段）、333…スクリーン工程、334…加圧浮上工程、335…生物処理工程、336…凝集沈殿処理工程、337…砂ろ過工程。
【図１】
0003813835.tif 000005
【図２】
0003813835.tif 000006
【図３】
0003813835.tif 000007
【図４】
0003813835.tif 000008