排気ガスの処理方法及び処理装置
【課題】排気ガスの処理方法及び処理装置において、気ガスを冷却して運転コストの増加を抑制すると共に、冷却に使用した処理排液を有効的に使用することで処理コストの増加を抑制する。
【解決手段】排気ガスを塩基性吸収液に接触させて硫黄酸化物を除去する脱硫処理装置１２と、脱硫処理された排気ガスを冷却するガス冷却処理装置１３と、冷却処理された排気ガス中の二酸化炭素を除去する脱炭酸処理装置１４手段と、冷却されることで排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を脱硫処理装置１２に補給水として供給する補給水供給手段として冷却液抜出ライン６１を設ける。
【解決手段】排気ガスを塩基性吸収液に接触させて硫黄酸化物を除去する脱硫処理装置１２と、脱硫処理された排気ガスを冷却するガス冷却処理装置１３と、冷却処理された排気ガス中の二酸化炭素を除去する脱炭酸処理装置１４手段と、冷却されることで排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を脱硫処理装置１２に補給水として供給する補給水供給手段として冷却液抜出ライン６１を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼した排気ガス中に含まれる硫黄酸化物や二酸化炭素を除去する排気ガスの処理方法及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、火力発電設備やボイラ設備では、多量の石炭、重油または超重質油を燃料に用いており、大気汚染の防止及び地球環境の清浄化の見地から、二酸化硫黄を主とする硫黄酸化物、窒素酸化物、二酸化炭素等の放出に関する量的、濃度的な抑制が問題になっている。この中で、硫黄酸化物に関しては、酸性雨を引き起こし、人体や動植物などに被害を与えるおそれがある。このため、従来から、乾式や湿式による処理方法が提案されている。例えば、従来の排煙脱硫装置では、石灰石を吸収剤に用いて石膏を副生する湿式石灰石膏法が主流となっている。一方、二酸化炭素に関しては、フロンガスやメタンガスと共に地球の温暖化防止の見地から、例えば、ＰＳＡ（圧力スイング）法、膜分離法塩基性化合物を用いた反応吸収法等の適用による排出の抑制が検討されている。
【０００３】
また、脱硫処理と脱炭酸処理を二段階で実施する技術が、例えば、下記特許文献１として提案されている。この特許文献１に記載された「燃焼排ガス中の二酸化炭素と硫黄酸化物を除去する方法」は、燃焼排ガスを湿式石灰−石膏法排煙脱硫工程で処理することにより、脱硫処理ガス中の硫黄酸化物濃度を５〜１０ｐｐｍの範囲に脱硫処理した後、この脱硫ガスを脱炭酸工程でアルカノールアミン水溶液と接触させて二酸化炭素を処理することにより、脱炭酸処理ガス中の二酸化炭素濃度を１ｐｐｍ以下に脱炭酸処理するものである。
【０００４】
【特許文献１】特許第３３０５００１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の「燃焼排ガス中の二酸化炭素と硫黄酸化物を除去する方法」にあっては、燃焼排ガスを湿式石灰−石膏法排煙脱硫工程で脱硫処理した後、この脱硫ガスを脱炭酸工程で脱炭酸処理している。このように燃焼排ガスを脱硫処理した後に、高温のまま脱炭酸処理に移行した場合、排ガスに飛散して同伴する吸収液におけるアミン化合物の量が増加し、アミン化合物が無駄に消費されて運転コストが増加してしまうという問題がある。また、燃焼排ガスを脱硫処理した後、冷却液により冷却してから脱炭酸処理した場合、燃焼排ガスを冷却した冷却処理排液が発生してしまい、この冷却処理排液の処理コストが発生してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は上述した課題を解決するものであり、排気ガスを冷却して運転コストの増加を抑制すると共に、冷却に使用した処理排液を有効的に使用することで処理コストの増加を抑制した排気ガスの処理方法及び処理装置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】
【０００７】
上記の目的を達成するための請求項１の発明の排気ガスの処理方法は、硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有する排気ガスを塩基性吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫工程と、該脱硫工程で処理された前記排気ガスを冷却するガス冷却工程と、該ガス冷却工程で処理された前記排気ガス中の二酸化炭素を除去する脱炭酸工程とを有し、前記ガス冷却工程で前記排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を前記脱硫工程に補給水として供給することを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明の排気ガスの処理方法は、硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有する排気ガスを塩基性カルシウム化合物を含む吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫工程と、該脱硫工程で処理された前記排気ガスを塩基性吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物を更に除去すると共に該排気ガスを冷却する高度脱硫ガス冷却工程と、該高度脱硫ガス冷却工程で処理された前記排気ガス中の二酸化炭素を除去する脱炭酸工程とを有し、前記高度脱硫ガス冷却工程で前記排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を前記脱硫工程に補給水として供給することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の発明の排気ガスの処理方法では、前記高度脱硫ガス冷却工程では、前記脱硫工程で処理された前記排気ガスを塩基性吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物濃度が５ｐｐｍ以下となるように前記硫黄酸化物を除去し、前記排気ガスの温度が５０℃以下となるように冷却することを特徴としている。
【００１０】
請求項４の発明の排気ガスの処理方法では、前記ガス冷却工程または前記高度脱硫ガス冷却工程に貯留する冷却液の貯留量が一定量となるように、前記脱硫工程に供給する前記補給水の供給量を調整することを特徴としている。
【００１１】
請求項５の発明の排気ガスの処理方法では、前記ガス冷却工程または前記高度脱硫ガス冷却工程に貯留する冷却液の貯留量が一定量となると共に、前記脱硫工程に供給する前記補給水の供給量が所定量となるように、前記ガス冷却工程または前記高度脱硫ガス冷却工程におけるガス冷却効率を調整することを特徴としている。
【００１２】
請求項６の発明の排気ガスの処理装置は、硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有する排気ガスを塩基性吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫手段と、該脱硫手段で処理された前記排気ガスを冷却するガス冷却手段と、該ガス冷却手段で処理された前記排気ガス中の二酸化炭素を除去する脱炭酸手段と、前記ガス冷却手段で前記排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を前記脱硫手段に補給水として供給する補給水供給手段とを具えたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項７の発明の排気ガスの処理装置は、硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有する排気ガスを塩基性カルシウム化合物を含む吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫手段と、該脱硫手段で処理された前記排気ガスを塩基性吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物を更に除去すると共に該排気ガスを冷却する高度脱硫ガス冷却手段と、該高度脱硫ガス冷却手段で処理された前記排気ガス中の二酸化炭素を除去する脱炭酸手段と、前記高度脱硫ガス冷却手段で前記排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を前記脱硫手段に補給水として供給する補給水供給手段とを具えたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項８の発明の排気ガスの処理装置では、前記高度脱硫ガス冷却手段は、前記脱硫手段で処理された前記排気ガスを塩基性吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物濃度が５ｐｐｍ以下となるように前記硫黄酸化物を除去し、前記排気ガスの温度が５０℃以下となるように冷却することを特徴としている。
【００１５】
請求項９の発明の排気ガスの処理装置では、前記ガス冷却手段または前記高度脱硫ガス冷却手段に貯留する冷却液の貯留量を測定する冷却液量測定手段と、該冷却液量測定手段の測定結果に基づいて前記冷却液の貯留量が一定量となるように前記補給水供給手段を制御して前記脱硫手段への前記補給水の供給量を調整する制御手段とを設けたことを特徴としている。
【００１６】
請求項１０の発明の排気ガスの処理装置では、前記ガス冷却手段または前記高度脱硫ガス冷却手段に貯留する冷却液の貯留量を測定する冷却液量測定手段と、該冷却液量測定手段の測定結果に基づいて前記冷却液の貯留量が一定量となると共に前記脱硫手段に供給する前記補給水の供給量が所定量となるように前記ガス冷却手段または前記高度脱硫ガス冷却手段を制御してガス冷却効率を調整する制御手段を設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明の排気ガスの処理方法によれば、硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有する排気ガスを塩基性吸収液に接触させて硫黄酸化物を除去し、脱硫処理された排気ガスを冷却した後、冷却処理された排気ガス中の二酸化炭素を除去する一方、冷却処理で排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を脱硫工程に補給水として供給するようにしたので、排気ガスを冷却してから脱炭酸処理することで二酸化炭素を処理するための吸収液の浪費を防止して運転コストの増加を抑制することができると共に、排気ガスの冷却に使用した処理排液を脱硫処理に有効的に使用することで処理コストの増加を抑制することができる。
【００１８】
請求項２の発明の排気ガスの処理方法によれば、硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有する排気ガスを塩基性カルシウム化合物を含む吸収液に接触させて硫黄酸化物を除去し、脱硫処理された排気ガスを塩基性吸収液に接触させて硫黄酸化物を更に除去すると共にこの排気ガスを冷却した後、冷却処理された排気ガス中の二酸化炭素を除去する一方、高度脱硫して冷却処理で排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を脱硫工程に補給水として供給するようにしたので、排気ガスを冷却してから脱炭酸処理することで二酸化炭素を処理するための吸収液の浪費を防止して運転コストの増加を抑制することができると共に、排気ガスの冷却に使用した処理排液を脱硫処理に有効的に使用することで処理コストの増加を抑制することができ、この場合、処理排液に塩基性吸収液が含有することで脱硫性能を向上することができる。
【００１９】
請求項３の発明の排気ガスの処理方法によれば、高度脱硫ガス冷却工程では、排気ガス中の硫黄酸化物濃度を５ｐｐｍ以下にすると共に、排気ガスの温度を５０℃以下にするので、高精度な脱硫処理及び脱炭酸処理が可能となる。
【００２０】
請求項４の発明の排気ガスの処理方法によれば、ガス冷却工程または高度脱硫ガス冷却工程に貯留する冷却液の貯留量が一定量となるように脱硫工程に供給する補給水の供給量を調整するようにしたので、ガス冷却工程または高度脱硫ガス冷却工程における冷却効率を高効率に維持しながら、余剰となる処理排液を確実に補給水として脱硫工程に供給することができる。
【００２１】
請求項５の発明の排気ガスの処理方法によれば、ガス冷却工程または高度脱硫ガス冷却工程に貯留する冷却液の貯留量が一定量となると共に、脱硫工程に供給する補給水の供給量が所定量となるように、ガス冷却工程または高度脱硫ガス冷却工程におけるガス冷却効率を調整するようにしたので、ガス冷却工程または高度脱硫ガス冷却工程における冷却効率を高効率に維持することができると共に、冷却工程で排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液の量と、脱硫工程に必要な補給水の量とがほぼ同量となり、余剰となる処理排液をなくすことができる。
【００２２】
請求項６の発明の排気ガスの処理装置によれば、硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有する排気ガスを塩基性吸収液に接触させて硫黄酸化物を除去する脱硫手段と、脱硫処理された排気ガスを冷却するガス冷却手段と、冷却処理された排気ガス中の二酸化炭素を除去する脱炭酸手段と、冷却されることで排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を脱硫手段に補給水として供給する補給水供給手段を設けたので、排気ガスを冷却してから脱炭酸処理することで二酸化炭素を処理するための吸収液の浪費を防止して運転コストの増加を抑制することができると共に、排気ガスの冷却に使用した処理排液を脱硫処理に有効的に使用することで処理コストの増加を抑制することができる。
【００２３】
請求項７の発明の排気ガスの処理装置によれば、硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有する排気ガスを塩基性カルシウム化合物を含む吸収液に接触させて硫黄酸化物を除去する脱硫手段と、脱硫処理された排気ガスを塩基性吸収液に接触させて硫黄酸化物を更に除去すると共に排気ガスを冷却する高度脱硫ガス冷却手段と、高度脱硫して冷却処理された排気ガス中の二酸化炭素を除去する脱炭酸手段と、冷却されることで排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を脱硫手段に補給水として供給する補給水供給手段を設けたので、排気ガスを冷却してから脱炭酸処理することで二酸化炭素を処理するための吸収液の浪費を防止して運転コストの増加を抑制することができると共に、排気ガスの冷却に使用した処理排液を脱硫処理に有効的に使用することで処理コストの増加を抑制することができ、この場合、処理排液に塩基性吸収液が含有することで脱硫性能を向上することができる。
【００２４】
請求項８の発明の排気ガスの処理装置によれば、高度脱硫ガス冷却手段は、排気ガス中の硫黄酸化物濃度を５ｐｐｍ以下にすると共に排気ガスの温度を５０℃以下にするので、高精度な脱硫処理及び脱炭酸処理が可能となる。
【００２５】
請求項９の発明の排気ガスの処理装置によれば、ガス冷却手段または高度脱硫ガス冷却手段に貯留する冷却液の貯留量を測定する冷却液量測定手段を設け、制御手段は、冷却液の貯留量が一定量となるように補給水供給手段を制御して脱硫手段への補給水の供給量を調整するので、ガス冷却処理または高度脱硫ガス冷却処理における冷却効率を高効率に維持しながら、余剰となる処理排液を確実に補給水として脱硫処理に供給することができる。
【００２６】
請求項１０の発明の排気ガスの処理装置によれば、ガス冷却手段または高度脱硫ガス冷却手段に貯留する冷却液の貯留量を測定する冷却液量測定手段を設け、制御手段は、冷却液の貯留量が一定量となると共に脱硫手段に供給する補給水の供給量が所定量となるようにガス冷却手段または高度脱硫ガス冷却手段を制御してガス冷却効率を調整するので、ガス冷却処理または高度脱硫ガス冷却処理における冷却効率を高効率に維持することができると共に、冷却処理で排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液の量と、脱硫処理に必要な補給水の量とがほぼ同量となり、余剰となる処理排液をなくすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る排気ガスの処理方法及び処理装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２８】
図１は、本発明の実施例１に係る排気ガスの処理装置を表す概略構成図、図２は、実施例１の排気ガスの処理装置におけるガス冷却処理装置を表す概略図、図３は、実施例１の排気ガスの処理装置における脱炭酸処理装置を表す概略図である。
【００２９】
実施例１の排気ガスの処理装置は、図１に示すように、石炭などを燃料とするボイラ１１から排出される排気ガスに対して脱硫処理する脱硫処理装置（脱硫手段）１２と、脱硫処理装置１２で処理された排気ガスを冷却するガス冷却処理装置（ガス冷却手段）１３と、ガス冷却処理装置１３で処理された排気ガスに対して脱炭酸処理する脱炭酸処理装置（炭酸手段）１４と、浄化処理された排気ガスを排出する煙突１５とから構成されている。
【００３０】
ボイラ１１から排出される排気ガスは、硫黄酸化物や二酸化炭素を含有しており、脱硫処理装置１２は、この排気ガスを塩基性吸収液に接触させることで、この排気ガス中の硫黄酸化物を吸収して除去（脱硫工程）するものである。この場合、塩基性吸収液は、塩基性カルシウム化合物であり、具体的には、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウムを使用することができる。塩基性吸収液は、これらのうちの１つの化合物、または２つ以上の化合物の混合物としてもよく、通常、懸濁液として使用する。そして、この脱硫処理装置１２にて、排気ガスに接触して硫黄酸化物を吸収した塩基性吸収液は、分離回収装置１６に送られ、この塩基性吸収液に吸収された硫黄酸化物が石膏として分離回収される。
【００３１】
ガス冷却処理装置１３は、脱硫処理装置１２で脱硫処理された排気ガスを冷却（ガス冷却工程）するものである。具体的に説明すると、このガス冷却処理装置１３において、図２に示すように、ガス冷却塔２１は下部に冷却液貯留部２２が設けられ、この冷却液貯留部２２の上側に脱硫処理装置１２で脱硫処理された排気ガスを導入するガス導入ライン２３が接続される一方、ガス冷却塔２１の上端部に冷却した排気ガスを排出するガス排出ライン２４が接続されている。そして、ガス冷却塔２１は、内部に、ガス冷却部２５とガス冷却部デミスタ２６が下方から順に設けられている。また、ガス冷却塔２１には、冷却液貯留部２２にある冷却液をガス冷却部２５の上方から供給するための冷却液循環ライン２７が設けられており、この冷却液循環ライン２７には、冷却液ポンプ２８と熱交換器２９が設けられている。
【００３２】
従って、このガス冷却処理装置１３では、脱硫処理装置１２で脱硫処理された排気ガスがガス導入ライン２３からガス冷却塔２１の下部に導入される一方、冷却液貯留部２２にある冷却液が冷却液ポンプ２８により冷却液循環ライン２７を通り、熱交換器２９で冷却された後にガス冷却部２５の上方から供給される。すると、このガス冷却部２５では、排気ガスと冷却液とが接触することで冷却され、ガス温度を５０℃以下とすることができる。そして、排気ガスに同伴する冷却液のミストは、ガス冷却部デミスタ２６で除去回収され、冷却液貯留部２２に貯留される。
【００３３】
脱炭酸処理装置１４は、ガス冷却処理装置１３で冷却処理された排気ガスを塩基性アミン化合物を含む脱炭酸吸収液に接触させることで、この排気ガス中の二酸化炭素及び残存する硫黄酸化物を除去（脱炭酸工程）するものである。この場合、塩基性アミン化合物としては、例えば、モノエタノールアミン、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノールなどのアルコール性水酸基含有１級アミン類、ジエタノールアミン、２−メチルアミノエタノール、２−エチルアミノエタノールなどのアルコール性水酸基含有２級アミン類、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、２−ジメチルアミノエタノール、２−ジエチルアミノエタノールなどのアルコール性水酸基含有３級アミン類、エチレンジアミン、トリエチレンジアミン、ジエチレントリアミンなどのポリエチレンポリアミン類、ピペラジン類、ピペリジン類、ピロリジン類などの環状アミン類、キシリレンジアミンなどのポリアミン類、メチルアミリカルポン酸などのアミノ酸類を使用することができる。
【００３４】
この脱炭酸吸収液は、これらのうちの１つの化合物、または２つ以上の化合物の混合物としてもよい、そして、塩基性アミン化合物は、通常１０〜７０重量％の水溶液として使用される。また、脱炭酸吸収液には、二酸化炭素吸収促進剤や腐食防止剤を加えることができ、その他の媒体として、メタノール、ポリエチレングリコール、スルフォラン等を加えることができる。
【００３５】
具体的に説明すると、脱炭酸処理装置１４において、図３に示すように、吸収塔３１は下部に吸収液貯留部３２が設けられ、この吸収液貯留部３２の上側に冷却処理装置１３で冷却処理された排気ガスを導入するガス導入ライン３３が接続される一方、吸収塔３１の上端部に脱炭酸した処理後の排気ガスを排出するガス排出ライン３４が接続されている。そして、吸収塔３１は、内部に、二酸化炭素吸収部３５と二酸化炭素吸収部デミスタ３６と水洗部３７と水洗部デミスタ３８が下方から順に設けられている。一方、再生塔３９は下部に吸収液貯留部４０が設けられ、回収部４１と濃縮部４２が下方から順に設けられている。
【００３６】
そして、吸収塔３１には、吸収液貯留部３２にある脱炭酸吸収液を再生塔３９における回収部４１と濃縮部４２の間に供給する吸収液再生ライン４３が設けられ、この吸収液再生ライン４３には熱交換器４４が設けられている。また、吸収塔３１には、二酸化炭素吸収部デミスタ３６と水洗部３７の間から洗浄液を取り出し、水洗部３７と水洗部デミスタ３８の間に供給する洗浄液供給ライン４５が設けられ、この洗浄液供給ライン４５には熱交換器４６が設けられている。
【００３７】
一方、再生塔３９には、吸収液貯留部４０にある脱炭酸吸収液をリボイラ４７で再生し、熱交換器４４，４８を通して吸収塔３１における二酸化炭素吸収部３５と二酸化炭素吸収部デミスタ３６の間に供給する吸収液供給ライン４９が設けられている。また、再生塔３９には、吸収液貯留部４０にある脱炭酸吸収液をリクレーマ５０に送り、塩基性ナトリウム化合物によりリクレーミング操作後の脱炭酸吸収液を吸収液貯留部４０に戻す循環ライン５１が設けられている。更に、再生塔３９の上端部には、脱炭酸した処理後の排気ガスを排出して二酸化炭素分離器５２に送るガス排出ライン５３が接続され、このガス排出ライン５３にコンデンサ５４が設けられている。そして、洗浄液供給ライン４５には、途中で分岐して再生塔３９の上端部に至る分岐ライン５５が設けられ、この分岐ライン５５には、二酸化炭素分離器５２で分離された水を還流水として吸収塔３１または再生塔３９に供給する還流水供給ライン５６が接続されている。
【００３８】
従って、この脱炭酸処理装置１４では、冷却処理装置１３で冷却処理された排気ガスがガス導入ライン３３から吸収塔３１の下部に導入される一方、脱炭酸吸収液が吸収液供給ライン４９により二酸化炭素吸収部３５の上方から供給される。すると、この二酸化炭素吸収部３５では、排気ガスと塩基性アミン化合物を含む脱炭酸吸収液とが接触することで、排気ガス中の二酸化炭素と残存する硫黄酸化物を除去することができる。そして、排気ガスに同伴する脱炭酸吸収液のミストは、二酸化炭素吸収部デミスタ３６で除去回収され、吸収液貯留部３２に貯留される。そして、脱炭酸処理された排気ガスは、水洗部３７で水洗してミストが水洗部デミスタ３８で除去回収された後、ガス排出ライン３４を通して吸収塔３１から排出され、煙突１５（図１参照）を通して大気に放出される。一方、吸収液貯留部３２に回収された脱炭酸吸収液（負荷吸収液）は、吸収液再生ライン４３により再生塔３９に送られ、リボイラ４７でスチームにより加熱して二酸化炭素を放散することで再生し、吸収液供給ライン４９を通して吸収塔３１に供給される。
【００３９】
また、再生塔３９の吸収液貯留部４０にある脱炭酸吸収液（負荷吸収液）は、吸収した硫黄酸化物が硫酸塩または亜硫酸塩として残存しており、リクレーマ５０を用いて取り除いている。即ち、リクレーマ５０では、硫酸塩または亜硫酸塩として残存する負荷吸収液に対して、塩基性ナトリウム化合物を添加した後、スチームにより加熱することでアミン化合物を留出して吸収液貯留部４０に戻す。一方、アミン化合物と分離された硫酸塩または亜硫酸塩は、硫酸ナトリウムまたは硫酸ナトリウムと亜硫酸ナトリウムの混合物であるスラッジとしてリクレーマ５０から排出される。
【００４０】
そして、再生塔３９の回収部４１で放散された二酸化炭素は、濃縮部４２で洗浄した後、ガス排出ライン５３を通ってコンデンサ５４で冷却されてから二酸化炭素分離器５２に送られ、ここで、高純度二酸化炭素と水とに分離され、水は、吸収塔３１または再生塔３９に戻される。
【００４１】
その後、この脱炭酸処理装置１４により二酸化炭素と残存する硫黄酸化物が除去された排気ガスは、放出または次の必要な工程に送られる。
【００４２】
ところで、上述した脱硫処理装置１２では、ボイラ１１からの排気ガスに対して塩基性吸収液に接触させることで、この排気ガス中の硫黄酸化物を吸収して除去しているが、この脱硫処理時に、排気ガスの熱により塩基性吸収液中の水分が蒸発する。そのため、この塩基性吸収液を所定の濃度に維持する必要から、常時、所定量の水分補給が必要となる。一方、ガス冷却処理装置１３では、冷却液を冷却液循環ライン２７により循環させながら、ガス冷却部２５で排気ガスに対して冷却液を接触させて冷却しているが、このガス冷却時に、排気ガス中の水分が凝縮して冷却液が増えてしまう。
【００４３】
そこで、この実施例１では、ガス冷却処理装置１３にて、排気ガスの冷却処理時に発生する水分（冷却処理排液）を、脱硫処理装置１２にて、排気ガスの脱硫処理時に不足する水分の補給水として供給する補給水供給手段を設けている。
【００４４】
即ち、図１及び図２に示すように、ガス冷却処理装置１３における冷却液循環ライン２７にて、冷却液ポンプ２８の下流側から分岐して冷却液抜出ライン６１が設けられており、この冷却液抜出ライン６１には流量調整弁６２が設けられ、脱硫処理装置１２に接続されている。そして、この冷却液ポンプ２８及び流量調整弁６２は、制御装置６３により駆動制御可能となっている。また、ガス冷却処理装置１３の冷却液貯留部２２には、ここに貯留する冷却液の貯留量を測定する液面センサ（冷却液量測定手段）６４が設けられており、測定結果を制御装置６３に出力している。
【００４５】
従って、制御装置６３は、液面センサ６４の測定結果を受けて冷却液貯留部２２における冷却液の液面高さ、つまり、冷却液貯留部２２における冷却液の貯留量を常時把握しており、この冷却液の貯留量が一定量となるように、冷却液ポンプ２８の駆動トルク及び流量調整弁６２の開度を制御し、ガス冷却処理装置１３から冷却液抜出ライン６１を通して脱硫処理装置１２へ供給する補給水（冷却処理排液）の供給量を調整することができる。
【００４６】
即ち、ガス冷却処理装置１３では、排気ガスに冷却液を接触させて冷却するとき、排気ガス中の水分が凝縮して冷却液に混入するため、冷却液貯留部２２に貯留される冷却液の貯留量が増えて液面が上昇する。すると、制御装置６３は、液面センサ６４から冷却液貯留部２２における冷却液の液面の上昇を確認し、冷却液ポンプ２８の駆動トルク及び流量調整弁６２の開度を制御し、増加した冷却液の量だけ補給水として脱硫処理装置１２へ供給する。脱硫処理装置１２では、排気ガスに塩基性吸収液を接触させて硫黄酸化物を吸収する脱硫処理時に、排気ガスの熱により塩基性吸収液中の水分が蒸発するが、ガス冷却処理装置１３から冷却液抜出ライン６１を通して供給された補給水によりその不足分が補充される。
【００４７】
この場合、脱硫処理装置１２では、排気ガスの熱により塩基性吸収液中の水分が蒸発して排気ガスに混入し、この水分が混入した排気ガスがガス冷却処理装置１３に送られ、ここで、冷却液に接触させて冷却することで、この排気ガス中の水分が凝縮して冷却液が増加することとなる。そのため、脱硫処理装置１２における塩基性吸収液中の水分の蒸発量（不足量）と、ガス冷却処理装置１３における水分凝縮量（補給量）とはほぼ同量であり、外部からの補給水が不要となる。
【００４８】
ここで、実施例１の排気ガスの処理方法及び処理装置の運転条件及び結果を説明する。
運転条件：
脱硫処理装置１２の入口部での排気ガス流量・・・・・２００ｍ3Ｎ／ｈ
脱硫処理装置１２の入口部での排気ガス温度・・・・・９８℃
脱硫処理装置１２の入口部での排気ガス含有水分量・・８．３ｖｏｌ％
脱硫処理装置１２の出口部での排気ガス温度・・・・・４９℃
ガス冷却処理装置１３の出口部での排気ガス温度・・・４０℃
運転結果：
ガス冷却処理装置１３での水分凝縮量・・・・・・・・８．０ｋｇ／ｈ
脱硫処理装置１２での水分不足量・・・・・・・・・・７．９ｋｇ／ｈ
従って、ガス冷却処理装置１３での水分凝縮量８．０ｋｇ／ｈのうち、脱硫処理装置１２に補給水７．９ｋｇ／ｈを供給することで、脱硫処理装置１２に別のラインから補給水を供給する必要がない。
【００４９】
このように実施例１の排気ガスの処理方法及び処理装置にあっては、排気ガスを塩基性吸収液に接触させて硫黄酸化物を除去する脱硫処理装置１２と、脱硫処理された排気ガスを冷却するガス冷却処理装置１３と、冷却処理された排気ガス中の二酸化炭素を除去する脱炭酸処理装置１４と、冷却されることで排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を脱硫処理装置１２に補給水として供給する補給水供給手段として冷却液抜出ライン６１を設けている。
【００５０】
従って、排気ガスを冷却してから脱炭酸処理することで、脱炭酸処理装置で二酸化炭素を処理するための吸収液の浪費を防止して運転コストの増加を抑制することができ、また、ガス冷却処理装置１３で排気ガス中の水分が凝縮して増加した冷却液を脱硫処理装置１２に補給水として供給することで、排気ガスの熱により蒸発した塩基性吸収液中の水分の不足分が補充されることとなり、外部からの補給水を不要とすることができ、冷却処理排液を有効的に使用することで処理コストの増加を抑制することができる。
【００５１】
また、ガス冷却処理装置１３の冷却液貯留部２２に冷却液の貯留量を測定する液面センサ６４を設け、制御装置６３は、この液面センサ６４の測定結果を受けて冷却液貯留部２２における冷却液の液面高さ、つまり、冷却液貯留部２２における冷却液の貯留量を把握し、この冷却液の貯留量が一定量となるように、冷却液ポンプ２８の駆動トルク及び流量調整弁６２の開度を制御し、ガス冷却処理装置１３から脱硫処理装置１２へ供給する補給水の供給量を調整している。
【００５２】
従って、ガス冷却処理装置１３における冷却液の循環量を確保した上で、余剰となる冷却液を脱硫処理装置１２へ供給することとなり、ガス冷却処理装置１３における冷却効率を高効率に維持しながら、余剰となる処理排液を確実に補給水として脱硫処理装置１２に供給することができる。
【実施例２】
【００５３】
図４は、本発明の実施例２に係る排気ガスの処理装置を表す概略構成図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００５４】
実施例２の排気ガスの処理装置は、図４に示すように、ボイラ１１から排出される排気ガスに対して脱硫処理する脱硫処理装置１２と、脱硫処理装置１２で処理された排気ガスを冷却するガス冷却処理装置１３と、ガス冷却処理装置１３で処理された排気ガスに対して脱炭酸処理する脱炭酸処理装置１４と、浄化処理された排気ガスを排出する煙突１５とから構成されている。
【００５５】
実施例２では、上述した実施例１と同様に、ガス冷却処理装置１３にて、排気ガスの冷却処理時に発生する水分（冷却処理排液）を、脱硫処理装置１２にて、排気ガスの脱硫処理時に不足する水分の補給水として供給する補給水供給手段を設けている。
【００５６】
即ち、図１に示すように、ガス冷却処理装置１３における冷却液循環ライン２７にて、冷却液ポンプ２８の下流側から分岐して冷却液抜出ライン６１が設けられており、この冷却液抜出ライン６１に流量調整弁６２が設けられ、脱硫処理装置１２に接続されている。そして、この冷却液ポンプ２８及び流量調整弁６２は、制御装置６３により駆動制御可能となっている。また、ガス冷却処理装置１３には、冷却液貯留部２２に貯留する冷却液の貯留量を測定する液面センサ６４が設けられると共に、冷却後の排気ガス温度を測定するガス温度センサ６５が設けられており、測定結果を制御装置６３に出力している。更に、脱硫処理装置１２には、排気ガスの熱により蒸発した塩基性吸収液中の水分の不足量を測定する水分不足量センサ６６が設けられており、測定結果を制御装置６３に出力している。
【００５７】
従って、制御装置６３は、液面センサ６４の測定結果を受けて冷却液貯留部２２における冷却液の液面高さ、つまり、冷却液貯留部２２における冷却液の貯留量を常時把握しており、この冷却液の貯留量が一定量となるように、冷却液ポンプ２８の駆動トルク及び流量調整弁６２の開度を制御し、ガス冷却処理装置１３から冷却液抜出ライン６１を通して脱硫処理装置１２へ供給する補給水（冷却処理排液）の供給量を調整することができる。また、制御装置６３は、水分不足量センサ６６の測定結果を受けてガス冷却処理装置１３から脱硫処理装置１２へ供給する補給水量が不足量に見合う所定量となるように、冷却液循環ライン２７（図２参照）に設けられた熱交換器２９の冷却効率を制御することができる。
【００５８】
即ち、ガス冷却処理装置１３では、排気ガスに冷却液を接触させて冷却するとき、排気ガス中の水分が凝縮して冷却液に混入するため、冷却液貯留部２２に貯留される冷却液の貯留量が増えて液面が上昇する。一方、脱硫処理装置１２では、排気ガスに脱硫吸収液を接触させて脱硫するとき、排気ガスの熱により塩基性吸収液中の水分が蒸発して不足する。すると、制御装置６３は、液面センサ６４及び水分不足量センサ６６の測定結果を受け、ガス冷却処理装置１３で発生する冷却液の増加量と、脱硫処理装置１２で不足する水分の不足量とがほぼ同量となるように、ガス冷却処理装置１３における熱交換器２９の冷却効率を制御する。
【００５９】
具体的には、脱硫処理装置１２で不足する水分の不足量に対して、ガス冷却処理装置１３で発生する水分凝縮量の増加量が少ないときには、熱交換器２９における冷却媒体の供給量を上げて冷却効率を向上させることで、凝縮する水分の増加量を増やす。一方、脱硫処理装置１２で不足する水分の不足量に対して、ガス冷却処理装置１３で凝縮する水分の増加量が多いときには、熱交換器２９における冷却媒体の供給量を下げて冷却効率を低下させることで、凝縮する水分の増加量を減らす。この場合、制御装置６３は、ガス温度センサ６５が測定した冷却後の排気ガス温度が所定温度（例えば、５０℃）を超えないように熱交換器２９の冷却効率を制御し、且つ、冷却液ポンプ２８の駆動トルク及び流量調整弁６２の開度を制御することで、脱硫処理装置１２には、必要な補給水量だけがガス冷却処理装置１３から冷却液抜出ライン６１を通して補充される。
【００６０】
ここで、実施例２の排気ガスの処理方法及び処理装置の運転条件及び結果を説明する。
運転条件：
脱硫処理装置１２の入口部での排気ガス流量・・・・・２００ｍ3Ｎ／ｈ
脱硫処理装置１２の入口部での排気ガス温度・・・・・９８℃
脱硫処理装置１２の入口部での排気ガス含有水分量・・８．３ｖｏｌ％
脱硫処理装置１２の出口部での排気ガス温度・・・・・４９℃
ガス冷却処理装置１３の出口部での排気ガス温度・・・４０．２℃
運転結果：
ガス冷却処理装置１３での水分凝縮量・・・・・・・・７．９ｋｇ／ｈ
脱硫処理装置１２での水分不足量・・・・・・・・・・７．９ｋｇ／ｈ
従って、ガス冷却処理装置１３での水分凝縮量７．９ｋｇ／ｈと、脱硫処理装置１２での水分不足量７．９ｋｇ／ｈが同量となることで、廃棄する冷却排液や脱硫処理装置１２に別のラインから補給する補給水の必要がない。
【００６１】
このように実施例２の排気ガスの処理方法及び処理装置にあっては、ガス冷却処理装置１３で排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を脱硫処理装置１２に補給水として供給する冷却液抜出ライン６１を設けると共に、ガス冷却処理装置１３の冷却液貯留部２２に冷却液の貯留量を測定する液面センサ６４と、脱硫処理装置１２で排気ガスの熱により蒸発した塩基性吸収液中の水分の不足量を測定する水分不足量センサ６６を設け、制御装置６３は、この液面センサ６４が測定した冷却液の液面高さと、水分不足量センサ６６が測定した補給水の不足量とを把握し、冷却液の貯留量が一定量となると共に、補給水量が所定量となるように、熱交換器２９の冷却効率を制御している。
【００６２】
従って、ガス冷却処理装置１３で排気ガス中の水分が凝縮して増加した冷却液を脱硫処理装置１２に補給水として供給することで、排気ガスの熱により蒸発した塩基性吸収液中の水分の不足分が補充されることとなり、冷却処理排液を有効的に使用することで処理コストの増加を抑制することができる。そして、この場合、冷却液の貯留量が一定量となると共に、脱硫処理での不足量と補給水量とが同量となることで、外部からの補給水を不要とすることができと共に、余剰となる処理排液を廃棄する必要もなくなり、運転コスト及び処理コストの増大を防止することができる。
【実施例３】
【００６３】
図５は、本発明の実施例３に係る排気ガスの処理装置を表す概略構成図、図６は、実施例３の排気ガスの処理装置における高度脱硫ガス冷却処理装置を表す概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００６４】
実施例３の排気ガスの処理装置は、図５に示すように、ボイラ１１から排出される排気ガスに対して脱硫処理する脱硫処理装置１２と、脱硫処理装置１２で処理された排気ガスを塩基性吸収液に接触させて排気ガス中の硫黄酸化物を更に除去すると共に排気ガスを冷却する高度脱硫ガス冷却処理装置１７と、高度脱硫ガス冷却処理装置１７で処理された排気ガスに対して脱炭酸処理する脱炭酸処理装置１４と、浄化処理された排気ガスを排出する煙突１５とから構成されている。
【００６５】
高度脱硫ガス冷却処理装置１７は、脱硫処理された排気ガスを塩基性吸収液に接触させて排気ガス中の硫黄酸化物を更に除去することで、硫黄酸化物濃度を５ｐｐｍ以下、好ましくは１ｐｐｍ以下になるように高度脱硫処理するものである。排気ガス中の硫黄酸化物濃度が５ｐｐｍを超えると、脱炭酸処理装置１４で使用する脱炭酸吸収液に硫黄酸化物が蓄積し、脱炭酸吸収液（負荷吸収液）をリクレーミングする頻度が増加してしまう。
【００６６】
塩基性吸収液としては、例えば、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化ナトリウムなどのうちの１つの塩基性化合物または２つ以上の化合物の混合物を含む吸収液を使用することができる。この中でも、特に、脱硫性能の観点から水酸化ナトリウムや炭酸ナトリウムの塩基性ナトリウム化合物を含む吸収液を使用することが好ましい。また、塩基性化合物は、通常、０．１〜３０重量％の水溶液として使用する。
【００６７】
また、高度脱硫ガス冷却処理装置１７は、高度脱硫処理された排気ガスを５０℃以下、好ましくは４５℃以下、より好ましくは３０〜４５℃の範囲に冷却するものである。排気ガスの温度が５０℃を超えると、脱炭酸処理装置１４にて、排気ガスに同伴する脱炭酸吸収液のアミン化合物の量が増加し、このアミン化合物が無駄に消費されて運転コスト等が増大してしまう。一方、３０℃未満では、冷却コストが増大してしまう。
【００６８】
具体的に説明すると、高度脱硫ガス冷却処理装置１７において、図６に示すように、高度脱硫ガス冷却塔７１は下部に吸収液貯留部７２が設けられ、この冷却液貯留部７２の上側に脱硫処理装置１２で脱硫処理された排気ガスを導入するガス導入ライン７３が接続される一方、高度脱硫ガス冷却塔７１の上端部に高度脱硫及び冷却した排気ガスを排出するガス排出ライン７４が接続されている。そして、高度脱硫ガス冷却塔７１は、内部に、高度脱硫部７５と高度脱硫部デミスタ７６とガス冷却部７７とガス冷却部デミスタ７８が下方から順に設けられている。
【００６９】
高度脱硫ガス冷却塔７１には、吸収液貯留部７２にある塩基性吸収液を高度脱硫部７５の上方から供給するための吸収液循環ライン７９が設けられており、この吸収液循環ライン７９には吸収液ポンプ８０が設けられている。そして、吸収液循環ライン７９には、塩基性化合物を含む供給液を補充添加する供給液添加ライン８１と、塩基性吸収液の一部を抜き出す吸収液抜出ライン８２が接続されている。また、高度脱硫ガス冷却塔７１には、ガス冷却部７７の底部から上部に冷却液としての塩基性吸収液を供給するための冷却液循環ライン８３が設けられており、この冷却液循環ライン８３には、熱交換器８４及び冷却液循環ポンプ８５が設けられている。そして、冷却液循環ライン８３からの塩基性吸収液の一部を抜き出して吸収液循環ライン７９に供給する冷却液抜出ライン８６が設けられ、この冷却液抜出ライン８６には冷却液ポンプ８７が設けられている。
【００７０】
従って、この高度脱硫ガス冷却処理装置１７では、脱硫処理装置１２で脱硫処理された排気ガスがガス導入ライン７３から高度脱硫ガス冷却塔７１の下部に導入される一方、吸収液貯留部７２にある塩基性吸収液が吸収液ポンプ８０により吸収液循環ライン７９を通って高度脱硫部７５の上方から供給される。すると、この高度脱硫部７５では、排気ガスと塩基性吸収液とが接触することで、排気ガス中の硫黄酸化物が高度に除去され、排気ガス中の硫黄酸化物濃度を５ｐｐｍ以下とすることができる。そして、排気ガスに同伴する塩基性吸収液のミストは、高度脱硫部デミスタ７６で除去回収され、吸収液貯留部７２に貯留される。なお、塩基性吸収液中の塩基性化合物の濃度は高度脱硫処理を繰り返すことで次第に低下するため、硫黄酸化物の除去量に見合う塩基性化合物を高濃度に含む供給液を供給液添加ライン８１から吸収液循環ライン７９に供給する。
【００７１】
また、高度脱硫された排気ガスは、ガス冷却部７７を循環している冷却液（塩基性吸収液）に接触することで冷却され、ガス温度を５０℃以下とすることができる。そして、排気ガスに同伴する冷却液のミストは、ガス冷却部デミスタ７８で除去回収される。回収される冷却液の量は、接触させる冷却液の量と比べて、排気ガスから凝縮する水分の量が増加する。そのため、この増加する冷却液の量に相当する量を冷却液抜出ライン８５を介して吸収液循環ライン７９に供給する。
【００７２】
そして、この実施例３では、高度脱硫ガス冷却処理装置１７にて、排気ガスの冷却処理時に発生する水分（冷却処理排液）を、脱硫処理装置１２にて、排気ガスの脱硫処理時に不足する水分の補給水として供給する補給水供給手段を設けている。
【００７３】
即ち、図５及び図６に示すように、高度脱硫ガス冷却処理装置１７における吸収液循環ライン７９にて、吸収液ポンプ８０の下流側から分岐して吸収液抜出ライン８２が設けられており、この吸収液抜出ライン８２に流量調整弁９１が設けられ、脱硫処理装置１２に接続されている。そして、この吸収液ポンプ８０及び流量調整弁９１は、制御装置９２により駆動制御可能となっている。また、高度脱硫ガス冷却処理装置１７には、吸収液貯留部７２に貯留する塩基性吸収液の貯留量を測定する液面センサ９３が設けられると共に、高度脱硫冷却後の排気ガス温度を測定するガス温度センサ９４が設けられており、測定結果を制御装置９２に出力している。更に、脱硫処理装置１２には、排気ガスの熱により蒸発した塩基性吸収液中の水分の不足量を測定する水分不足量センサ６６が設けられており、測定結果を制御装置９２に出力している。
【００７４】
従って、制御装置９２は、液面センサ９３の測定結果を受けて吸収液貯留部７２における吸収液の液面高さ、つまり、吸収液貯留部７２における吸収液の貯留量を常時把握しており、この吸収液の貯留量が一定量となるように、吸収液ポンプ８０の駆動トルク及び流量調整弁９１の開度を制御し、高度脱硫ガス冷却処理装置１７から吸収液抜出ライン８２を通して脱硫処理装置１２へ供給する補給水（冷却処理排液）の供給量を調整することができる。また、制御装置９２は、水分不足量センサ６６の測定結果を受けて高度脱硫ガス冷却処理装置１３から脱硫処理装置１２へ供給する補給水量が不足量に見合う所定量となるように、冷却液循環ライン８３（図６参照）に設けられた熱交換器８４の冷却効率を制御することができる。
【００７５】
即ち、高度脱硫ガス冷却処理装置１７では、排気ガスに塩基性吸収液を接触させて高度脱硫して冷却するとき、排気ガス中の水分が凝縮して塩基性吸収液に混入するため、吸収液貯留部７２に貯留される塩基性吸収液の貯留量が増えて液面が上昇する。一方、脱硫処理装置１２では、排気ガスに脱硫吸収液を接触させて脱硫するとき、排気ガスの熱により塩基性吸収液中の水分が蒸発して不足する。すると、制御装置９２は、液面センサ９３及び水分不足量センサ６６の測定結果を受け、高度脱硫ガス冷却処理装置１７で発生する塩基性吸収液の増加量と、脱硫処理装置１２で不足する水分の不足量とがほぼ同量となるように、高度脱硫ガス冷却処理装置１７における熱交換器８４の冷却効率を制御する。
【００７６】
具体的には、脱硫処理装置１２で不足する水分の不足量に対して、高度脱硫ガス冷却処理装置１７で発生する水分凝縮量の増加量が少ないときには、熱交換器８４における冷却媒体の供給量を上げて冷却効率を向上させることで、凝縮する水分の増加量を増やす。一方、脱硫処理装置１２で不足する水分の不足量に対して、高度脱硫ガス冷却処理装置１７で凝縮する水分の増加量が多いときには、熱交換器８４における冷却媒体の供給量を下げて冷却効率を低下させることで、凝縮する水分の増加量を減らす。この場合、制御装置９２は、ガス温度センサ９４が測定した冷却後の排気ガス温度が所定温度（例えば、５０℃）を超えないように熱交換器８４の冷却効率を制御し、且つ、吸収液ポンプ８０の駆動トルク及び流量調整弁９１の開度を制御することで、脱硫処理装置１２には、必要な補給水量だけが高度脱硫ガス冷却処理装置１７から吸収液抜出ライン８２を通して補充される。
【００７７】
ここで、実施例３の排気ガスの処理方法及び処理装置の運転条件及び結果を説明する。
運転条件：
脱硫処理装置１２の入口部での排気ガス流量・・・・・２００ｍ3Ｎ／ｈ
脱硫処理装置１２の入口部での排気ガス温度・・・・・９８℃
脱硫処理装置１２の入口部での排気ガス含有水分量・・８．３ｖｏｌ％
脱硫処理装置１２の出口部での排気ガス温度・・・・・４９℃
ガス冷却処理装置１３の出口部での排気ガス温度・・・４０．２℃
運転結果：
ガス冷却処理装置１３での水分凝縮量・・・・・・・・７．９ｋｇ／ｈ
脱硫処理装置１２での水分不足量・・・・・・・・・・７．９ｋｇ／ｈ
従って、高度脱硫ガス冷却処理装置１７での水分凝縮量７．９ｋｇ／ｈと、脱硫処理装置１２での水分不足量７．９ｋｇ／ｈが同量となることで、廃棄する冷却排液や脱硫処理装置１２に別のラインから補給する補給水の必要がない。また、高度脱硫ガス冷却処理装置１７から脱硫処理装置１２に供給する補給水は、高度脱硫処理後の塩基性吸収液であり、ナトリウム塩を含有しており、脱硫処理装置１２における脱硫吸収液としての炭酸カルシウム懸濁液中の硫酸ナトリウム濃度が０．１ｍｏｌ／Ｌとなり、炭酸カルシウム溶解速度比は１．４となり、脱硫性能が向上する。
【００７８】
このように実施例３の排気ガスの処理方法及び処理装置にあっては、高度脱硫ガス冷却処理装置１７で排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を脱硫処理装置１２に補給水として供給する冷却液抜出ライン８２を設けると共に、高度脱硫ガス冷却処理装置１７の吸収液貯留部７２に冷却液の貯留量を測定する液面センサ９３と、脱硫処理装置１２で排気ガスの熱により蒸発した塩基性吸収液中の水分の不足量を測定する水分不足量センサ６６を設け、制御装置９２は、この液面センサ９３が測定した吸収液の液面高さと、水分不足量センサ６６が測定した補給水の不足量とを把握し、吸収液の貯留量が一定量となると共に、補給水量が所定量となるように、熱交換器８４の冷却効率を制御している。
【００７９】
従って、高度脱硫ガス冷却処理装置１７で排気ガス中の水分が凝縮して増加した塩基性吸収液を脱硫処理装置１２に補給水として供給することで、排気ガスの熱により蒸発した塩基性吸収液中の水分の不足分が補充されることとなり、冷却処理排液を有効的に使用することで処理コストの増加を抑制することができる。そして、この場合、吸収液の貯留量が一定量となると共に、脱硫処理での不足量と補給水量とが同量となることで、外部からの補給水を不要とすることができと共に、余剰となる処理排液を廃棄する必要もなくなり、運転コスト及び処理コストの増大を防止することができる。
【００８０】
また、高度脱硫ガス冷却処理装置１７から脱硫処理装置１２に供給する補給水は、高度脱硫処理後の塩基性吸収液であって、ナトリウム塩を含有しており、脱硫処理装置１２における脱硫吸収液としての炭酸カルシウム懸濁液中の硫酸ナトリウム濃度が上昇し、この脱量装置１２での脱硫性能を向上することができる。
【００８１】
なお、この実施例３では、高度脱硫ガス冷却処理装置１７の吸収液貯留部７２における吸収液の液面高さと、脱硫処理装置１２における補給水の不足量とを把握し、吸収液の貯留量が一定量となると共に補給水量が所定量となるように、熱交換器８４の冷却効率を制御するようにしたが、前述した実施例１と同様に、高度脱硫ガス冷却処理装置１７の吸収液貯留部７２における吸収液の液面高さが一定量となると共に吸収液ポンプ８０及び流量調整弁９２の開度だけを制御するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明に係る排気ガスの処理方法及び処理装置は、冷却されることで排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を脱硫処理に補給水として供給するものであり、いずれの種類の排気ガスの処理方法及び装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施例１に係る排気ガスの処理装置を表す概略構成図である。
【図２】実施例１の排気ガスの処理装置におけるガス冷却処理装置を表す概略図である。
【図３】実施例１の排気ガスの処理装置における脱炭酸処理装置を表す概略図である。
【図４】本発明の実施例２に係る排気ガスの処理装置を表す概略構成図である。
【図５】本発明の実施例３に係る排気ガスの処理装置を表す概略構成図である。
【図６】実施例３の排気ガスの処理装置における高度脱硫ガス冷却処理装置を表す概略図である。
【符号の説明】
【００８４】
１１ ボイラ
１２ 脱硫処理装置（脱硫手段）
１３ ガス冷却処理装置（冷却手段）
１４ 脱炭酸処理装置（脱炭酸手段）
１５ 煙突
１７ 高度脱硫ガス冷却処理装置（高度脱硫ガス冷却手段）
２８ 冷却液ポンプ（補給水供給手段）
６１ 冷却液抜出ライン（補給水供給手段）
６２，９１ 流量調整弁（補給水供給手段）
６３，９２ 制御装置
６４，９３ 液面センサ（冷却液量測定手段）
６５，９４ ガス温度センサ
６６ 水分不足量センサ
８０ 吸収液ポンプ（補給水供給手段）
８２ 吸収液抜出ライン（補給水供給手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼した排気ガス中に含まれる硫黄酸化物や二酸化炭素を除去する排気ガスの処理方法及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、火力発電設備やボイラ設備では、多量の石炭、重油または超重質油を燃料に用いており、大気汚染の防止及び地球環境の清浄化の見地から、二酸化硫黄を主とする硫黄酸化物、窒素酸化物、二酸化炭素等の放出に関する量的、濃度的な抑制が問題になっている。この中で、硫黄酸化物に関しては、酸性雨を引き起こし、人体や動植物などに被害を与えるおそれがある。このため、従来から、乾式や湿式による処理方法が提案されている。例えば、従来の排煙脱硫装置では、石灰石を吸収剤に用いて石膏を副生する湿式石灰石膏法が主流となっている。一方、二酸化炭素に関しては、フロンガスやメタンガスと共に地球の温暖化防止の見地から、例えば、ＰＳＡ（圧力スイング）法、膜分離法塩基性化合物を用いた反応吸収法等の適用による排出の抑制が検討されている。
【０００３】
また、脱硫処理と脱炭酸処理を二段階で実施する技術が、例えば、下記特許文献１として提案されている。この特許文献１に記載された「燃焼排ガス中の二酸化炭素と硫黄酸化物を除去する方法」は、燃焼排ガスを湿式石灰−石膏法排煙脱硫工程で処理することにより、脱硫処理ガス中の硫黄酸化物濃度を５〜１０ｐｐｍの範囲に脱硫処理した後、この脱硫ガスを脱炭酸工程でアルカノールアミン水溶液と接触させて二酸化炭素を処理することにより、脱炭酸処理ガス中の二酸化炭素濃度を１ｐｐｍ以下に脱炭酸処理するものである。
【０００４】
【特許文献１】特許第３３０５００１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の「燃焼排ガス中の二酸化炭素と硫黄酸化物を除去する方法」にあっては、燃焼排ガスを湿式石灰−石膏法排煙脱硫工程で脱硫処理した後、この脱硫ガスを脱炭酸工程で脱炭酸処理している。このように燃焼排ガスを脱硫処理した後に、高温のまま脱炭酸処理に移行した場合、排ガスに飛散して同伴する吸収液におけるアミン化合物の量が増加し、アミン化合物が無駄に消費されて運転コストが増加してしまうという問題がある。また、燃焼排ガスを脱硫処理した後、冷却液により冷却してから脱炭酸処理した場合、燃焼排ガスを冷却した冷却処理排液が発生してしまい、この冷却処理排液の処理コストが発生してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は上述した課題を解決するものであり、排気ガスを冷却して運転コストの増加を抑制すると共に、冷却に使用した処理排液を有効的に使用することで処理コストの増加を抑制した排気ガスの処理方法及び処理装置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】
【０００７】
上記の目的を達成するための請求項１の発明の排気ガスの処理方法は、硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有する排気ガスを塩基性吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫工程と、該脱硫工程で処理された前記排気ガスを冷却するガス冷却工程と、該ガス冷却工程で処理された前記排気ガス中の二酸化炭素を除去する脱炭酸工程とを有し、前記ガス冷却工程で前記排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を前記脱硫工程に補給水として供給することを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明の排気ガスの処理方法は、硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有する排気ガスを塩基性カルシウム化合物を含む吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫工程と、該脱硫工程で処理された前記排気ガスを塩基性吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物を更に除去すると共に該排気ガスを冷却する高度脱硫ガス冷却工程と、該高度脱硫ガス冷却工程で処理された前記排気ガス中の二酸化炭素を除去する脱炭酸工程とを有し、前記高度脱硫ガス冷却工程で前記排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を前記脱硫工程に補給水として供給することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の発明の排気ガスの処理方法では、前記高度脱硫ガス冷却工程では、前記脱硫工程で処理された前記排気ガスを塩基性吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物濃度が５ｐｐｍ以下となるように前記硫黄酸化物を除去し、前記排気ガスの温度が５０℃以下となるように冷却することを特徴としている。
【００１０】
請求項４の発明の排気ガスの処理方法では、前記ガス冷却工程または前記高度脱硫ガス冷却工程に貯留する冷却液の貯留量が一定量となるように、前記脱硫工程に供給する前記補給水の供給量を調整することを特徴としている。
【００１１】
請求項５の発明の排気ガスの処理方法では、前記ガス冷却工程または前記高度脱硫ガス冷却工程に貯留する冷却液の貯留量が一定量となると共に、前記脱硫工程に供給する前記補給水の供給量が所定量となるように、前記ガス冷却工程または前記高度脱硫ガス冷却工程におけるガス冷却効率を調整することを特徴としている。
【００１２】
請求項６の発明の排気ガスの処理装置は、硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有する排気ガスを塩基性吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫手段と、該脱硫手段で処理された前記排気ガスを冷却するガス冷却手段と、該ガス冷却手段で処理された前記排気ガス中の二酸化炭素を除去する脱炭酸手段と、前記ガス冷却手段で前記排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を前記脱硫手段に補給水として供給する補給水供給手段とを具えたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項７の発明の排気ガスの処理装置は、硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有する排気ガスを塩基性カルシウム化合物を含む吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫手段と、該脱硫手段で処理された前記排気ガスを塩基性吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物を更に除去すると共に該排気ガスを冷却する高度脱硫ガス冷却手段と、該高度脱硫ガス冷却手段で処理された前記排気ガス中の二酸化炭素を除去する脱炭酸手段と、前記高度脱硫ガス冷却手段で前記排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を前記脱硫手段に補給水として供給する補給水供給手段とを具えたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項８の発明の排気ガスの処理装置では、前記高度脱硫ガス冷却手段は、前記脱硫手段で処理された前記排気ガスを塩基性吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物濃度が５ｐｐｍ以下となるように前記硫黄酸化物を除去し、前記排気ガスの温度が５０℃以下となるように冷却することを特徴としている。
【００１５】
請求項９の発明の排気ガスの処理装置では、前記ガス冷却手段または前記高度脱硫ガス冷却手段に貯留する冷却液の貯留量を測定する冷却液量測定手段と、該冷却液量測定手段の測定結果に基づいて前記冷却液の貯留量が一定量となるように前記補給水供給手段を制御して前記脱硫手段への前記補給水の供給量を調整する制御手段とを設けたことを特徴としている。
【００１６】
請求項１０の発明の排気ガスの処理装置では、前記ガス冷却手段または前記高度脱硫ガス冷却手段に貯留する冷却液の貯留量を測定する冷却液量測定手段と、該冷却液量測定手段の測定結果に基づいて前記冷却液の貯留量が一定量となると共に前記脱硫手段に供給する前記補給水の供給量が所定量となるように前記ガス冷却手段または前記高度脱硫ガス冷却手段を制御してガス冷却効率を調整する制御手段を設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明の排気ガスの処理方法によれば、硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有する排気ガスを塩基性吸収液に接触させて硫黄酸化物を除去し、脱硫処理された排気ガスを冷却した後、冷却処理された排気ガス中の二酸化炭素を除去する一方、冷却処理で排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を脱硫工程に補給水として供給するようにしたので、排気ガスを冷却してから脱炭酸処理することで二酸化炭素を処理するための吸収液の浪費を防止して運転コストの増加を抑制することができると共に、排気ガスの冷却に使用した処理排液を脱硫処理に有効的に使用することで処理コストの増加を抑制することができる。
【００１８】
請求項２の発明の排気ガスの処理方法によれば、硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有する排気ガスを塩基性カルシウム化合物を含む吸収液に接触させて硫黄酸化物を除去し、脱硫処理された排気ガスを塩基性吸収液に接触させて硫黄酸化物を更に除去すると共にこの排気ガスを冷却した後、冷却処理された排気ガス中の二酸化炭素を除去する一方、高度脱硫して冷却処理で排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を脱硫工程に補給水として供給するようにしたので、排気ガスを冷却してから脱炭酸処理することで二酸化炭素を処理するための吸収液の浪費を防止して運転コストの増加を抑制することができると共に、排気ガスの冷却に使用した処理排液を脱硫処理に有効的に使用することで処理コストの増加を抑制することができ、この場合、処理排液に塩基性吸収液が含有することで脱硫性能を向上することができる。
【００１９】
請求項３の発明の排気ガスの処理方法によれば、高度脱硫ガス冷却工程では、排気ガス中の硫黄酸化物濃度を５ｐｐｍ以下にすると共に、排気ガスの温度を５０℃以下にするので、高精度な脱硫処理及び脱炭酸処理が可能となる。
【００２０】
請求項４の発明の排気ガスの処理方法によれば、ガス冷却工程または高度脱硫ガス冷却工程に貯留する冷却液の貯留量が一定量となるように脱硫工程に供給する補給水の供給量を調整するようにしたので、ガス冷却工程または高度脱硫ガス冷却工程における冷却効率を高効率に維持しながら、余剰となる処理排液を確実に補給水として脱硫工程に供給することができる。
【００２１】
請求項５の発明の排気ガスの処理方法によれば、ガス冷却工程または高度脱硫ガス冷却工程に貯留する冷却液の貯留量が一定量となると共に、脱硫工程に供給する補給水の供給量が所定量となるように、ガス冷却工程または高度脱硫ガス冷却工程におけるガス冷却効率を調整するようにしたので、ガス冷却工程または高度脱硫ガス冷却工程における冷却効率を高効率に維持することができると共に、冷却工程で排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液の量と、脱硫工程に必要な補給水の量とがほぼ同量となり、余剰となる処理排液をなくすことができる。
【００２２】
請求項６の発明の排気ガスの処理装置によれば、硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有する排気ガスを塩基性吸収液に接触させて硫黄酸化物を除去する脱硫手段と、脱硫処理された排気ガスを冷却するガス冷却手段と、冷却処理された排気ガス中の二酸化炭素を除去する脱炭酸手段と、冷却されることで排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を脱硫手段に補給水として供給する補給水供給手段を設けたので、排気ガスを冷却してから脱炭酸処理することで二酸化炭素を処理するための吸収液の浪費を防止して運転コストの増加を抑制することができると共に、排気ガスの冷却に使用した処理排液を脱硫処理に有効的に使用することで処理コストの増加を抑制することができる。
【００２３】
請求項７の発明の排気ガスの処理装置によれば、硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有する排気ガスを塩基性カルシウム化合物を含む吸収液に接触させて硫黄酸化物を除去する脱硫手段と、脱硫処理された排気ガスを塩基性吸収液に接触させて硫黄酸化物を更に除去すると共に排気ガスを冷却する高度脱硫ガス冷却手段と、高度脱硫して冷却処理された排気ガス中の二酸化炭素を除去する脱炭酸手段と、冷却されることで排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を脱硫手段に補給水として供給する補給水供給手段を設けたので、排気ガスを冷却してから脱炭酸処理することで二酸化炭素を処理するための吸収液の浪費を防止して運転コストの増加を抑制することができると共に、排気ガスの冷却に使用した処理排液を脱硫処理に有効的に使用することで処理コストの増加を抑制することができ、この場合、処理排液に塩基性吸収液が含有することで脱硫性能を向上することができる。
【００２４】
請求項８の発明の排気ガスの処理装置によれば、高度脱硫ガス冷却手段は、排気ガス中の硫黄酸化物濃度を５ｐｐｍ以下にすると共に排気ガスの温度を５０℃以下にするので、高精度な脱硫処理及び脱炭酸処理が可能となる。
【００２５】
請求項９の発明の排気ガスの処理装置によれば、ガス冷却手段または高度脱硫ガス冷却手段に貯留する冷却液の貯留量を測定する冷却液量測定手段を設け、制御手段は、冷却液の貯留量が一定量となるように補給水供給手段を制御して脱硫手段への補給水の供給量を調整するので、ガス冷却処理または高度脱硫ガス冷却処理における冷却効率を高効率に維持しながら、余剰となる処理排液を確実に補給水として脱硫処理に供給することができる。
【００２６】
請求項１０の発明の排気ガスの処理装置によれば、ガス冷却手段または高度脱硫ガス冷却手段に貯留する冷却液の貯留量を測定する冷却液量測定手段を設け、制御手段は、冷却液の貯留量が一定量となると共に脱硫手段に供給する補給水の供給量が所定量となるようにガス冷却手段または高度脱硫ガス冷却手段を制御してガス冷却効率を調整するので、ガス冷却処理または高度脱硫ガス冷却処理における冷却効率を高効率に維持することができると共に、冷却処理で排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液の量と、脱硫処理に必要な補給水の量とがほぼ同量となり、余剰となる処理排液をなくすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る排気ガスの処理方法及び処理装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２８】
図１は、本発明の実施例１に係る排気ガスの処理装置を表す概略構成図、図２は、実施例１の排気ガスの処理装置におけるガス冷却処理装置を表す概略図、図３は、実施例１の排気ガスの処理装置における脱炭酸処理装置を表す概略図である。
【００２９】
実施例１の排気ガスの処理装置は、図１に示すように、石炭などを燃料とするボイラ１１から排出される排気ガスに対して脱硫処理する脱硫処理装置（脱硫手段）１２と、脱硫処理装置１２で処理された排気ガスを冷却するガス冷却処理装置（ガス冷却手段）１３と、ガス冷却処理装置１３で処理された排気ガスに対して脱炭酸処理する脱炭酸処理装置（炭酸手段）１４と、浄化処理された排気ガスを排出する煙突１５とから構成されている。
【００３０】
ボイラ１１から排出される排気ガスは、硫黄酸化物や二酸化炭素を含有しており、脱硫処理装置１２は、この排気ガスを塩基性吸収液に接触させることで、この排気ガス中の硫黄酸化物を吸収して除去（脱硫工程）するものである。この場合、塩基性吸収液は、塩基性カルシウム化合物であり、具体的には、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウムを使用することができる。塩基性吸収液は、これらのうちの１つの化合物、または２つ以上の化合物の混合物としてもよく、通常、懸濁液として使用する。そして、この脱硫処理装置１２にて、排気ガスに接触して硫黄酸化物を吸収した塩基性吸収液は、分離回収装置１６に送られ、この塩基性吸収液に吸収された硫黄酸化物が石膏として分離回収される。
【００３１】
ガス冷却処理装置１３は、脱硫処理装置１２で脱硫処理された排気ガスを冷却（ガス冷却工程）するものである。具体的に説明すると、このガス冷却処理装置１３において、図２に示すように、ガス冷却塔２１は下部に冷却液貯留部２２が設けられ、この冷却液貯留部２２の上側に脱硫処理装置１２で脱硫処理された排気ガスを導入するガス導入ライン２３が接続される一方、ガス冷却塔２１の上端部に冷却した排気ガスを排出するガス排出ライン２４が接続されている。そして、ガス冷却塔２１は、内部に、ガス冷却部２５とガス冷却部デミスタ２６が下方から順に設けられている。また、ガス冷却塔２１には、冷却液貯留部２２にある冷却液をガス冷却部２５の上方から供給するための冷却液循環ライン２７が設けられており、この冷却液循環ライン２７には、冷却液ポンプ２８と熱交換器２９が設けられている。
【００３２】
従って、このガス冷却処理装置１３では、脱硫処理装置１２で脱硫処理された排気ガスがガス導入ライン２３からガス冷却塔２１の下部に導入される一方、冷却液貯留部２２にある冷却液が冷却液ポンプ２８により冷却液循環ライン２７を通り、熱交換器２９で冷却された後にガス冷却部２５の上方から供給される。すると、このガス冷却部２５では、排気ガスと冷却液とが接触することで冷却され、ガス温度を５０℃以下とすることができる。そして、排気ガスに同伴する冷却液のミストは、ガス冷却部デミスタ２６で除去回収され、冷却液貯留部２２に貯留される。
【００３３】
脱炭酸処理装置１４は、ガス冷却処理装置１３で冷却処理された排気ガスを塩基性アミン化合物を含む脱炭酸吸収液に接触させることで、この排気ガス中の二酸化炭素及び残存する硫黄酸化物を除去（脱炭酸工程）するものである。この場合、塩基性アミン化合物としては、例えば、モノエタノールアミン、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノールなどのアルコール性水酸基含有１級アミン類、ジエタノールアミン、２−メチルアミノエタノール、２−エチルアミノエタノールなどのアルコール性水酸基含有２級アミン類、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、２−ジメチルアミノエタノール、２−ジエチルアミノエタノールなどのアルコール性水酸基含有３級アミン類、エチレンジアミン、トリエチレンジアミン、ジエチレントリアミンなどのポリエチレンポリアミン類、ピペラジン類、ピペリジン類、ピロリジン類などの環状アミン類、キシリレンジアミンなどのポリアミン類、メチルアミリカルポン酸などのアミノ酸類を使用することができる。
【００３４】
この脱炭酸吸収液は、これらのうちの１つの化合物、または２つ以上の化合物の混合物としてもよい、そして、塩基性アミン化合物は、通常１０〜７０重量％の水溶液として使用される。また、脱炭酸吸収液には、二酸化炭素吸収促進剤や腐食防止剤を加えることができ、その他の媒体として、メタノール、ポリエチレングリコール、スルフォラン等を加えることができる。
【００３５】
具体的に説明すると、脱炭酸処理装置１４において、図３に示すように、吸収塔３１は下部に吸収液貯留部３２が設けられ、この吸収液貯留部３２の上側に冷却処理装置１３で冷却処理された排気ガスを導入するガス導入ライン３３が接続される一方、吸収塔３１の上端部に脱炭酸した処理後の排気ガスを排出するガス排出ライン３４が接続されている。そして、吸収塔３１は、内部に、二酸化炭素吸収部３５と二酸化炭素吸収部デミスタ３６と水洗部３７と水洗部デミスタ３８が下方から順に設けられている。一方、再生塔３９は下部に吸収液貯留部４０が設けられ、回収部４１と濃縮部４２が下方から順に設けられている。
【００３６】
そして、吸収塔３１には、吸収液貯留部３２にある脱炭酸吸収液を再生塔３９における回収部４１と濃縮部４２の間に供給する吸収液再生ライン４３が設けられ、この吸収液再生ライン４３には熱交換器４４が設けられている。また、吸収塔３１には、二酸化炭素吸収部デミスタ３６と水洗部３７の間から洗浄液を取り出し、水洗部３７と水洗部デミスタ３８の間に供給する洗浄液供給ライン４５が設けられ、この洗浄液供給ライン４５には熱交換器４６が設けられている。
【００３７】
一方、再生塔３９には、吸収液貯留部４０にある脱炭酸吸収液をリボイラ４７で再生し、熱交換器４４，４８を通して吸収塔３１における二酸化炭素吸収部３５と二酸化炭素吸収部デミスタ３６の間に供給する吸収液供給ライン４９が設けられている。また、再生塔３９には、吸収液貯留部４０にある脱炭酸吸収液をリクレーマ５０に送り、塩基性ナトリウム化合物によりリクレーミング操作後の脱炭酸吸収液を吸収液貯留部４０に戻す循環ライン５１が設けられている。更に、再生塔３９の上端部には、脱炭酸した処理後の排気ガスを排出して二酸化炭素分離器５２に送るガス排出ライン５３が接続され、このガス排出ライン５３にコンデンサ５４が設けられている。そして、洗浄液供給ライン４５には、途中で分岐して再生塔３９の上端部に至る分岐ライン５５が設けられ、この分岐ライン５５には、二酸化炭素分離器５２で分離された水を還流水として吸収塔３１または再生塔３９に供給する還流水供給ライン５６が接続されている。
【００３８】
従って、この脱炭酸処理装置１４では、冷却処理装置１３で冷却処理された排気ガスがガス導入ライン３３から吸収塔３１の下部に導入される一方、脱炭酸吸収液が吸収液供給ライン４９により二酸化炭素吸収部３５の上方から供給される。すると、この二酸化炭素吸収部３５では、排気ガスと塩基性アミン化合物を含む脱炭酸吸収液とが接触することで、排気ガス中の二酸化炭素と残存する硫黄酸化物を除去することができる。そして、排気ガスに同伴する脱炭酸吸収液のミストは、二酸化炭素吸収部デミスタ３６で除去回収され、吸収液貯留部３２に貯留される。そして、脱炭酸処理された排気ガスは、水洗部３７で水洗してミストが水洗部デミスタ３８で除去回収された後、ガス排出ライン３４を通して吸収塔３１から排出され、煙突１５（図１参照）を通して大気に放出される。一方、吸収液貯留部３２に回収された脱炭酸吸収液（負荷吸収液）は、吸収液再生ライン４３により再生塔３９に送られ、リボイラ４７でスチームにより加熱して二酸化炭素を放散することで再生し、吸収液供給ライン４９を通して吸収塔３１に供給される。
【００３９】
また、再生塔３９の吸収液貯留部４０にある脱炭酸吸収液（負荷吸収液）は、吸収した硫黄酸化物が硫酸塩または亜硫酸塩として残存しており、リクレーマ５０を用いて取り除いている。即ち、リクレーマ５０では、硫酸塩または亜硫酸塩として残存する負荷吸収液に対して、塩基性ナトリウム化合物を添加した後、スチームにより加熱することでアミン化合物を留出して吸収液貯留部４０に戻す。一方、アミン化合物と分離された硫酸塩または亜硫酸塩は、硫酸ナトリウムまたは硫酸ナトリウムと亜硫酸ナトリウムの混合物であるスラッジとしてリクレーマ５０から排出される。
【００４０】
そして、再生塔３９の回収部４１で放散された二酸化炭素は、濃縮部４２で洗浄した後、ガス排出ライン５３を通ってコンデンサ５４で冷却されてから二酸化炭素分離器５２に送られ、ここで、高純度二酸化炭素と水とに分離され、水は、吸収塔３１または再生塔３９に戻される。
【００４１】
その後、この脱炭酸処理装置１４により二酸化炭素と残存する硫黄酸化物が除去された排気ガスは、放出または次の必要な工程に送られる。
【００４２】
ところで、上述した脱硫処理装置１２では、ボイラ１１からの排気ガスに対して塩基性吸収液に接触させることで、この排気ガス中の硫黄酸化物を吸収して除去しているが、この脱硫処理時に、排気ガスの熱により塩基性吸収液中の水分が蒸発する。そのため、この塩基性吸収液を所定の濃度に維持する必要から、常時、所定量の水分補給が必要となる。一方、ガス冷却処理装置１３では、冷却液を冷却液循環ライン２７により循環させながら、ガス冷却部２５で排気ガスに対して冷却液を接触させて冷却しているが、このガス冷却時に、排気ガス中の水分が凝縮して冷却液が増えてしまう。
【００４３】
そこで、この実施例１では、ガス冷却処理装置１３にて、排気ガスの冷却処理時に発生する水分（冷却処理排液）を、脱硫処理装置１２にて、排気ガスの脱硫処理時に不足する水分の補給水として供給する補給水供給手段を設けている。
【００４４】
即ち、図１及び図２に示すように、ガス冷却処理装置１３における冷却液循環ライン２７にて、冷却液ポンプ２８の下流側から分岐して冷却液抜出ライン６１が設けられており、この冷却液抜出ライン６１には流量調整弁６２が設けられ、脱硫処理装置１２に接続されている。そして、この冷却液ポンプ２８及び流量調整弁６２は、制御装置６３により駆動制御可能となっている。また、ガス冷却処理装置１３の冷却液貯留部２２には、ここに貯留する冷却液の貯留量を測定する液面センサ（冷却液量測定手段）６４が設けられており、測定結果を制御装置６３に出力している。
【００４５】
従って、制御装置６３は、液面センサ６４の測定結果を受けて冷却液貯留部２２における冷却液の液面高さ、つまり、冷却液貯留部２２における冷却液の貯留量を常時把握しており、この冷却液の貯留量が一定量となるように、冷却液ポンプ２８の駆動トルク及び流量調整弁６２の開度を制御し、ガス冷却処理装置１３から冷却液抜出ライン６１を通して脱硫処理装置１２へ供給する補給水（冷却処理排液）の供給量を調整することができる。
【００４６】
即ち、ガス冷却処理装置１３では、排気ガスに冷却液を接触させて冷却するとき、排気ガス中の水分が凝縮して冷却液に混入するため、冷却液貯留部２２に貯留される冷却液の貯留量が増えて液面が上昇する。すると、制御装置６３は、液面センサ６４から冷却液貯留部２２における冷却液の液面の上昇を確認し、冷却液ポンプ２８の駆動トルク及び流量調整弁６２の開度を制御し、増加した冷却液の量だけ補給水として脱硫処理装置１２へ供給する。脱硫処理装置１２では、排気ガスに塩基性吸収液を接触させて硫黄酸化物を吸収する脱硫処理時に、排気ガスの熱により塩基性吸収液中の水分が蒸発するが、ガス冷却処理装置１３から冷却液抜出ライン６１を通して供給された補給水によりその不足分が補充される。
【００４７】
この場合、脱硫処理装置１２では、排気ガスの熱により塩基性吸収液中の水分が蒸発して排気ガスに混入し、この水分が混入した排気ガスがガス冷却処理装置１３に送られ、ここで、冷却液に接触させて冷却することで、この排気ガス中の水分が凝縮して冷却液が増加することとなる。そのため、脱硫処理装置１２における塩基性吸収液中の水分の蒸発量（不足量）と、ガス冷却処理装置１３における水分凝縮量（補給量）とはほぼ同量であり、外部からの補給水が不要となる。
【００４８】
ここで、実施例１の排気ガスの処理方法及び処理装置の運転条件及び結果を説明する。
運転条件：
脱硫処理装置１２の入口部での排気ガス流量・・・・・２００ｍ3Ｎ／ｈ
脱硫処理装置１２の入口部での排気ガス温度・・・・・９８℃
脱硫処理装置１２の入口部での排気ガス含有水分量・・８．３ｖｏｌ％
脱硫処理装置１２の出口部での排気ガス温度・・・・・４９℃
ガス冷却処理装置１３の出口部での排気ガス温度・・・４０℃
運転結果：
ガス冷却処理装置１３での水分凝縮量・・・・・・・・８．０ｋｇ／ｈ
脱硫処理装置１２での水分不足量・・・・・・・・・・７．９ｋｇ／ｈ
従って、ガス冷却処理装置１３での水分凝縮量８．０ｋｇ／ｈのうち、脱硫処理装置１２に補給水７．９ｋｇ／ｈを供給することで、脱硫処理装置１２に別のラインから補給水を供給する必要がない。
【００４９】
このように実施例１の排気ガスの処理方法及び処理装置にあっては、排気ガスを塩基性吸収液に接触させて硫黄酸化物を除去する脱硫処理装置１２と、脱硫処理された排気ガスを冷却するガス冷却処理装置１３と、冷却処理された排気ガス中の二酸化炭素を除去する脱炭酸処理装置１４と、冷却されることで排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を脱硫処理装置１２に補給水として供給する補給水供給手段として冷却液抜出ライン６１を設けている。
【００５０】
従って、排気ガスを冷却してから脱炭酸処理することで、脱炭酸処理装置で二酸化炭素を処理するための吸収液の浪費を防止して運転コストの増加を抑制することができ、また、ガス冷却処理装置１３で排気ガス中の水分が凝縮して増加した冷却液を脱硫処理装置１２に補給水として供給することで、排気ガスの熱により蒸発した塩基性吸収液中の水分の不足分が補充されることとなり、外部からの補給水を不要とすることができ、冷却処理排液を有効的に使用することで処理コストの増加を抑制することができる。
【００５１】
また、ガス冷却処理装置１３の冷却液貯留部２２に冷却液の貯留量を測定する液面センサ６４を設け、制御装置６３は、この液面センサ６４の測定結果を受けて冷却液貯留部２２における冷却液の液面高さ、つまり、冷却液貯留部２２における冷却液の貯留量を把握し、この冷却液の貯留量が一定量となるように、冷却液ポンプ２８の駆動トルク及び流量調整弁６２の開度を制御し、ガス冷却処理装置１３から脱硫処理装置１２へ供給する補給水の供給量を調整している。
【００５２】
従って、ガス冷却処理装置１３における冷却液の循環量を確保した上で、余剰となる冷却液を脱硫処理装置１２へ供給することとなり、ガス冷却処理装置１３における冷却効率を高効率に維持しながら、余剰となる処理排液を確実に補給水として脱硫処理装置１２に供給することができる。
【実施例２】
【００５３】
図４は、本発明の実施例２に係る排気ガスの処理装置を表す概略構成図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００５４】
実施例２の排気ガスの処理装置は、図４に示すように、ボイラ１１から排出される排気ガスに対して脱硫処理する脱硫処理装置１２と、脱硫処理装置１２で処理された排気ガスを冷却するガス冷却処理装置１３と、ガス冷却処理装置１３で処理された排気ガスに対して脱炭酸処理する脱炭酸処理装置１４と、浄化処理された排気ガスを排出する煙突１５とから構成されている。
【００５５】
実施例２では、上述した実施例１と同様に、ガス冷却処理装置１３にて、排気ガスの冷却処理時に発生する水分（冷却処理排液）を、脱硫処理装置１２にて、排気ガスの脱硫処理時に不足する水分の補給水として供給する補給水供給手段を設けている。
【００５６】
即ち、図１に示すように、ガス冷却処理装置１３における冷却液循環ライン２７にて、冷却液ポンプ２８の下流側から分岐して冷却液抜出ライン６１が設けられており、この冷却液抜出ライン６１に流量調整弁６２が設けられ、脱硫処理装置１２に接続されている。そして、この冷却液ポンプ２８及び流量調整弁６２は、制御装置６３により駆動制御可能となっている。また、ガス冷却処理装置１３には、冷却液貯留部２２に貯留する冷却液の貯留量を測定する液面センサ６４が設けられると共に、冷却後の排気ガス温度を測定するガス温度センサ６５が設けられており、測定結果を制御装置６３に出力している。更に、脱硫処理装置１２には、排気ガスの熱により蒸発した塩基性吸収液中の水分の不足量を測定する水分不足量センサ６６が設けられており、測定結果を制御装置６３に出力している。
【００５７】
従って、制御装置６３は、液面センサ６４の測定結果を受けて冷却液貯留部２２における冷却液の液面高さ、つまり、冷却液貯留部２２における冷却液の貯留量を常時把握しており、この冷却液の貯留量が一定量となるように、冷却液ポンプ２８の駆動トルク及び流量調整弁６２の開度を制御し、ガス冷却処理装置１３から冷却液抜出ライン６１を通して脱硫処理装置１２へ供給する補給水（冷却処理排液）の供給量を調整することができる。また、制御装置６３は、水分不足量センサ６６の測定結果を受けてガス冷却処理装置１３から脱硫処理装置１２へ供給する補給水量が不足量に見合う所定量となるように、冷却液循環ライン２７（図２参照）に設けられた熱交換器２９の冷却効率を制御することができる。
【００５８】
即ち、ガス冷却処理装置１３では、排気ガスに冷却液を接触させて冷却するとき、排気ガス中の水分が凝縮して冷却液に混入するため、冷却液貯留部２２に貯留される冷却液の貯留量が増えて液面が上昇する。一方、脱硫処理装置１２では、排気ガスに脱硫吸収液を接触させて脱硫するとき、排気ガスの熱により塩基性吸収液中の水分が蒸発して不足する。すると、制御装置６３は、液面センサ６４及び水分不足量センサ６６の測定結果を受け、ガス冷却処理装置１３で発生する冷却液の増加量と、脱硫処理装置１２で不足する水分の不足量とがほぼ同量となるように、ガス冷却処理装置１３における熱交換器２９の冷却効率を制御する。
【００５９】
具体的には、脱硫処理装置１２で不足する水分の不足量に対して、ガス冷却処理装置１３で発生する水分凝縮量の増加量が少ないときには、熱交換器２９における冷却媒体の供給量を上げて冷却効率を向上させることで、凝縮する水分の増加量を増やす。一方、脱硫処理装置１２で不足する水分の不足量に対して、ガス冷却処理装置１３で凝縮する水分の増加量が多いときには、熱交換器２９における冷却媒体の供給量を下げて冷却効率を低下させることで、凝縮する水分の増加量を減らす。この場合、制御装置６３は、ガス温度センサ６５が測定した冷却後の排気ガス温度が所定温度（例えば、５０℃）を超えないように熱交換器２９の冷却効率を制御し、且つ、冷却液ポンプ２８の駆動トルク及び流量調整弁６２の開度を制御することで、脱硫処理装置１２には、必要な補給水量だけがガス冷却処理装置１３から冷却液抜出ライン６１を通して補充される。
【００６０】
ここで、実施例２の排気ガスの処理方法及び処理装置の運転条件及び結果を説明する。
運転条件：
脱硫処理装置１２の入口部での排気ガス流量・・・・・２００ｍ3Ｎ／ｈ
脱硫処理装置１２の入口部での排気ガス温度・・・・・９８℃
脱硫処理装置１２の入口部での排気ガス含有水分量・・８．３ｖｏｌ％
脱硫処理装置１２の出口部での排気ガス温度・・・・・４９℃
ガス冷却処理装置１３の出口部での排気ガス温度・・・４０．２℃
運転結果：
ガス冷却処理装置１３での水分凝縮量・・・・・・・・７．９ｋｇ／ｈ
脱硫処理装置１２での水分不足量・・・・・・・・・・７．９ｋｇ／ｈ
従って、ガス冷却処理装置１３での水分凝縮量７．９ｋｇ／ｈと、脱硫処理装置１２での水分不足量７．９ｋｇ／ｈが同量となることで、廃棄する冷却排液や脱硫処理装置１２に別のラインから補給する補給水の必要がない。
【００６１】
このように実施例２の排気ガスの処理方法及び処理装置にあっては、ガス冷却処理装置１３で排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を脱硫処理装置１２に補給水として供給する冷却液抜出ライン６１を設けると共に、ガス冷却処理装置１３の冷却液貯留部２２に冷却液の貯留量を測定する液面センサ６４と、脱硫処理装置１２で排気ガスの熱により蒸発した塩基性吸収液中の水分の不足量を測定する水分不足量センサ６６を設け、制御装置６３は、この液面センサ６４が測定した冷却液の液面高さと、水分不足量センサ６６が測定した補給水の不足量とを把握し、冷却液の貯留量が一定量となると共に、補給水量が所定量となるように、熱交換器２９の冷却効率を制御している。
【００６２】
従って、ガス冷却処理装置１３で排気ガス中の水分が凝縮して増加した冷却液を脱硫処理装置１２に補給水として供給することで、排気ガスの熱により蒸発した塩基性吸収液中の水分の不足分が補充されることとなり、冷却処理排液を有効的に使用することで処理コストの増加を抑制することができる。そして、この場合、冷却液の貯留量が一定量となると共に、脱硫処理での不足量と補給水量とが同量となることで、外部からの補給水を不要とすることができと共に、余剰となる処理排液を廃棄する必要もなくなり、運転コスト及び処理コストの増大を防止することができる。
【実施例３】
【００６３】
図５は、本発明の実施例３に係る排気ガスの処理装置を表す概略構成図、図６は、実施例３の排気ガスの処理装置における高度脱硫ガス冷却処理装置を表す概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００６４】
実施例３の排気ガスの処理装置は、図５に示すように、ボイラ１１から排出される排気ガスに対して脱硫処理する脱硫処理装置１２と、脱硫処理装置１２で処理された排気ガスを塩基性吸収液に接触させて排気ガス中の硫黄酸化物を更に除去すると共に排気ガスを冷却する高度脱硫ガス冷却処理装置１７と、高度脱硫ガス冷却処理装置１７で処理された排気ガスに対して脱炭酸処理する脱炭酸処理装置１４と、浄化処理された排気ガスを排出する煙突１５とから構成されている。
【００６５】
高度脱硫ガス冷却処理装置１７は、脱硫処理された排気ガスを塩基性吸収液に接触させて排気ガス中の硫黄酸化物を更に除去することで、硫黄酸化物濃度を５ｐｐｍ以下、好ましくは１ｐｐｍ以下になるように高度脱硫処理するものである。排気ガス中の硫黄酸化物濃度が５ｐｐｍを超えると、脱炭酸処理装置１４で使用する脱炭酸吸収液に硫黄酸化物が蓄積し、脱炭酸吸収液（負荷吸収液）をリクレーミングする頻度が増加してしまう。
【００６６】
塩基性吸収液としては、例えば、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化ナトリウムなどのうちの１つの塩基性化合物または２つ以上の化合物の混合物を含む吸収液を使用することができる。この中でも、特に、脱硫性能の観点から水酸化ナトリウムや炭酸ナトリウムの塩基性ナトリウム化合物を含む吸収液を使用することが好ましい。また、塩基性化合物は、通常、０．１〜３０重量％の水溶液として使用する。
【００６７】
また、高度脱硫ガス冷却処理装置１７は、高度脱硫処理された排気ガスを５０℃以下、好ましくは４５℃以下、より好ましくは３０〜４５℃の範囲に冷却するものである。排気ガスの温度が５０℃を超えると、脱炭酸処理装置１４にて、排気ガスに同伴する脱炭酸吸収液のアミン化合物の量が増加し、このアミン化合物が無駄に消費されて運転コスト等が増大してしまう。一方、３０℃未満では、冷却コストが増大してしまう。
【００６８】
具体的に説明すると、高度脱硫ガス冷却処理装置１７において、図６に示すように、高度脱硫ガス冷却塔７１は下部に吸収液貯留部７２が設けられ、この冷却液貯留部７２の上側に脱硫処理装置１２で脱硫処理された排気ガスを導入するガス導入ライン７３が接続される一方、高度脱硫ガス冷却塔７１の上端部に高度脱硫及び冷却した排気ガスを排出するガス排出ライン７４が接続されている。そして、高度脱硫ガス冷却塔７１は、内部に、高度脱硫部７５と高度脱硫部デミスタ７６とガス冷却部７７とガス冷却部デミスタ７８が下方から順に設けられている。
【００６９】
高度脱硫ガス冷却塔７１には、吸収液貯留部７２にある塩基性吸収液を高度脱硫部７５の上方から供給するための吸収液循環ライン７９が設けられており、この吸収液循環ライン７９には吸収液ポンプ８０が設けられている。そして、吸収液循環ライン７９には、塩基性化合物を含む供給液を補充添加する供給液添加ライン８１と、塩基性吸収液の一部を抜き出す吸収液抜出ライン８２が接続されている。また、高度脱硫ガス冷却塔７１には、ガス冷却部７７の底部から上部に冷却液としての塩基性吸収液を供給するための冷却液循環ライン８３が設けられており、この冷却液循環ライン８３には、熱交換器８４及び冷却液循環ポンプ８５が設けられている。そして、冷却液循環ライン８３からの塩基性吸収液の一部を抜き出して吸収液循環ライン７９に供給する冷却液抜出ライン８６が設けられ、この冷却液抜出ライン８６には冷却液ポンプ８７が設けられている。
【００７０】
従って、この高度脱硫ガス冷却処理装置１７では、脱硫処理装置１２で脱硫処理された排気ガスがガス導入ライン７３から高度脱硫ガス冷却塔７１の下部に導入される一方、吸収液貯留部７２にある塩基性吸収液が吸収液ポンプ８０により吸収液循環ライン７９を通って高度脱硫部７５の上方から供給される。すると、この高度脱硫部７５では、排気ガスと塩基性吸収液とが接触することで、排気ガス中の硫黄酸化物が高度に除去され、排気ガス中の硫黄酸化物濃度を５ｐｐｍ以下とすることができる。そして、排気ガスに同伴する塩基性吸収液のミストは、高度脱硫部デミスタ７６で除去回収され、吸収液貯留部７２に貯留される。なお、塩基性吸収液中の塩基性化合物の濃度は高度脱硫処理を繰り返すことで次第に低下するため、硫黄酸化物の除去量に見合う塩基性化合物を高濃度に含む供給液を供給液添加ライン８１から吸収液循環ライン７９に供給する。
【００７１】
また、高度脱硫された排気ガスは、ガス冷却部７７を循環している冷却液（塩基性吸収液）に接触することで冷却され、ガス温度を５０℃以下とすることができる。そして、排気ガスに同伴する冷却液のミストは、ガス冷却部デミスタ７８で除去回収される。回収される冷却液の量は、接触させる冷却液の量と比べて、排気ガスから凝縮する水分の量が増加する。そのため、この増加する冷却液の量に相当する量を冷却液抜出ライン８５を介して吸収液循環ライン７９に供給する。
【００７２】
そして、この実施例３では、高度脱硫ガス冷却処理装置１７にて、排気ガスの冷却処理時に発生する水分（冷却処理排液）を、脱硫処理装置１２にて、排気ガスの脱硫処理時に不足する水分の補給水として供給する補給水供給手段を設けている。
【００７３】
即ち、図５及び図６に示すように、高度脱硫ガス冷却処理装置１７における吸収液循環ライン７９にて、吸収液ポンプ８０の下流側から分岐して吸収液抜出ライン８２が設けられており、この吸収液抜出ライン８２に流量調整弁９１が設けられ、脱硫処理装置１２に接続されている。そして、この吸収液ポンプ８０及び流量調整弁９１は、制御装置９２により駆動制御可能となっている。また、高度脱硫ガス冷却処理装置１７には、吸収液貯留部７２に貯留する塩基性吸収液の貯留量を測定する液面センサ９３が設けられると共に、高度脱硫冷却後の排気ガス温度を測定するガス温度センサ９４が設けられており、測定結果を制御装置９２に出力している。更に、脱硫処理装置１２には、排気ガスの熱により蒸発した塩基性吸収液中の水分の不足量を測定する水分不足量センサ６６が設けられており、測定結果を制御装置９２に出力している。
【００７４】
従って、制御装置９２は、液面センサ９３の測定結果を受けて吸収液貯留部７２における吸収液の液面高さ、つまり、吸収液貯留部７２における吸収液の貯留量を常時把握しており、この吸収液の貯留量が一定量となるように、吸収液ポンプ８０の駆動トルク及び流量調整弁９１の開度を制御し、高度脱硫ガス冷却処理装置１７から吸収液抜出ライン８２を通して脱硫処理装置１２へ供給する補給水（冷却処理排液）の供給量を調整することができる。また、制御装置９２は、水分不足量センサ６６の測定結果を受けて高度脱硫ガス冷却処理装置１３から脱硫処理装置１２へ供給する補給水量が不足量に見合う所定量となるように、冷却液循環ライン８３（図６参照）に設けられた熱交換器８４の冷却効率を制御することができる。
【００７５】
即ち、高度脱硫ガス冷却処理装置１７では、排気ガスに塩基性吸収液を接触させて高度脱硫して冷却するとき、排気ガス中の水分が凝縮して塩基性吸収液に混入するため、吸収液貯留部７２に貯留される塩基性吸収液の貯留量が増えて液面が上昇する。一方、脱硫処理装置１２では、排気ガスに脱硫吸収液を接触させて脱硫するとき、排気ガスの熱により塩基性吸収液中の水分が蒸発して不足する。すると、制御装置９２は、液面センサ９３及び水分不足量センサ６６の測定結果を受け、高度脱硫ガス冷却処理装置１７で発生する塩基性吸収液の増加量と、脱硫処理装置１２で不足する水分の不足量とがほぼ同量となるように、高度脱硫ガス冷却処理装置１７における熱交換器８４の冷却効率を制御する。
【００７６】
具体的には、脱硫処理装置１２で不足する水分の不足量に対して、高度脱硫ガス冷却処理装置１７で発生する水分凝縮量の増加量が少ないときには、熱交換器８４における冷却媒体の供給量を上げて冷却効率を向上させることで、凝縮する水分の増加量を増やす。一方、脱硫処理装置１２で不足する水分の不足量に対して、高度脱硫ガス冷却処理装置１７で凝縮する水分の増加量が多いときには、熱交換器８４における冷却媒体の供給量を下げて冷却効率を低下させることで、凝縮する水分の増加量を減らす。この場合、制御装置９２は、ガス温度センサ９４が測定した冷却後の排気ガス温度が所定温度（例えば、５０℃）を超えないように熱交換器８４の冷却効率を制御し、且つ、吸収液ポンプ８０の駆動トルク及び流量調整弁９１の開度を制御することで、脱硫処理装置１２には、必要な補給水量だけが高度脱硫ガス冷却処理装置１７から吸収液抜出ライン８２を通して補充される。
【００７７】
ここで、実施例３の排気ガスの処理方法及び処理装置の運転条件及び結果を説明する。
運転条件：
脱硫処理装置１２の入口部での排気ガス流量・・・・・２００ｍ3Ｎ／ｈ
脱硫処理装置１２の入口部での排気ガス温度・・・・・９８℃
脱硫処理装置１２の入口部での排気ガス含有水分量・・８．３ｖｏｌ％
脱硫処理装置１２の出口部での排気ガス温度・・・・・４９℃
ガス冷却処理装置１３の出口部での排気ガス温度・・・４０．２℃
運転結果：
ガス冷却処理装置１３での水分凝縮量・・・・・・・・７．９ｋｇ／ｈ
脱硫処理装置１２での水分不足量・・・・・・・・・・７．９ｋｇ／ｈ
従って、高度脱硫ガス冷却処理装置１７での水分凝縮量７．９ｋｇ／ｈと、脱硫処理装置１２での水分不足量７．９ｋｇ／ｈが同量となることで、廃棄する冷却排液や脱硫処理装置１２に別のラインから補給する補給水の必要がない。また、高度脱硫ガス冷却処理装置１７から脱硫処理装置１２に供給する補給水は、高度脱硫処理後の塩基性吸収液であり、ナトリウム塩を含有しており、脱硫処理装置１２における脱硫吸収液としての炭酸カルシウム懸濁液中の硫酸ナトリウム濃度が０．１ｍｏｌ／Ｌとなり、炭酸カルシウム溶解速度比は１．４となり、脱硫性能が向上する。
【００７８】
このように実施例３の排気ガスの処理方法及び処理装置にあっては、高度脱硫ガス冷却処理装置１７で排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を脱硫処理装置１２に補給水として供給する冷却液抜出ライン８２を設けると共に、高度脱硫ガス冷却処理装置１７の吸収液貯留部７２に冷却液の貯留量を測定する液面センサ９３と、脱硫処理装置１２で排気ガスの熱により蒸発した塩基性吸収液中の水分の不足量を測定する水分不足量センサ６６を設け、制御装置９２は、この液面センサ９３が測定した吸収液の液面高さと、水分不足量センサ６６が測定した補給水の不足量とを把握し、吸収液の貯留量が一定量となると共に、補給水量が所定量となるように、熱交換器８４の冷却効率を制御している。
【００７９】
従って、高度脱硫ガス冷却処理装置１７で排気ガス中の水分が凝縮して増加した塩基性吸収液を脱硫処理装置１２に補給水として供給することで、排気ガスの熱により蒸発した塩基性吸収液中の水分の不足分が補充されることとなり、冷却処理排液を有効的に使用することで処理コストの増加を抑制することができる。そして、この場合、吸収液の貯留量が一定量となると共に、脱硫処理での不足量と補給水量とが同量となることで、外部からの補給水を不要とすることができと共に、余剰となる処理排液を廃棄する必要もなくなり、運転コスト及び処理コストの増大を防止することができる。
【００８０】
また、高度脱硫ガス冷却処理装置１７から脱硫処理装置１２に供給する補給水は、高度脱硫処理後の塩基性吸収液であって、ナトリウム塩を含有しており、脱硫処理装置１２における脱硫吸収液としての炭酸カルシウム懸濁液中の硫酸ナトリウム濃度が上昇し、この脱量装置１２での脱硫性能を向上することができる。
【００８１】
なお、この実施例３では、高度脱硫ガス冷却処理装置１７の吸収液貯留部７２における吸収液の液面高さと、脱硫処理装置１２における補給水の不足量とを把握し、吸収液の貯留量が一定量となると共に補給水量が所定量となるように、熱交換器８４の冷却効率を制御するようにしたが、前述した実施例１と同様に、高度脱硫ガス冷却処理装置１７の吸収液貯留部７２における吸収液の液面高さが一定量となると共に吸収液ポンプ８０及び流量調整弁９２の開度だけを制御するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明に係る排気ガスの処理方法及び処理装置は、冷却されることで排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を脱硫処理に補給水として供給するものであり、いずれの種類の排気ガスの処理方法及び装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施例１に係る排気ガスの処理装置を表す概略構成図である。
【図２】実施例１の排気ガスの処理装置におけるガス冷却処理装置を表す概略図である。
【図３】実施例１の排気ガスの処理装置における脱炭酸処理装置を表す概略図である。
【図４】本発明の実施例２に係る排気ガスの処理装置を表す概略構成図である。
【図５】本発明の実施例３に係る排気ガスの処理装置を表す概略構成図である。
【図６】実施例３の排気ガスの処理装置における高度脱硫ガス冷却処理装置を表す概略図である。
【符号の説明】
【００８４】
１１ ボイラ
１２ 脱硫処理装置（脱硫手段）
１３ ガス冷却処理装置（冷却手段）
１４ 脱炭酸処理装置（脱炭酸手段）
１５ 煙突
１７ 高度脱硫ガス冷却処理装置（高度脱硫ガス冷却手段）
２８ 冷却液ポンプ（補給水供給手段）
６１ 冷却液抜出ライン（補給水供給手段）
６２，９１ 流量調整弁（補給水供給手段）
６３，９２ 制御装置
６４，９３ 液面センサ（冷却液量測定手段）
６５，９４ ガス温度センサ
６６ 水分不足量センサ
８０ 吸収液ポンプ（補給水供給手段）
８２ 吸収液抜出ライン（補給水供給手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有する排気ガスを塩基性吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫工程と、該脱硫工程で処理された前記排気ガスを冷却するガス冷却工程と、該ガス冷却工程で処理された前記排気ガス中の二酸化炭素を除去する脱炭酸工程とを有し、前記ガス冷却工程で前記排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を前記脱硫工程に補給水として供給することを特徴とする排気ガスの処理方法。
【請求項２】
硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有する排気ガスを塩基性カルシウム化合物を含む吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫工程と、該脱硫工程で処理された前記排気ガスを塩基性吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物を更に除去すると共に該排気ガスを冷却する高度脱硫ガス冷却工程と、該高度脱硫ガス冷却工程で処理された前記排気ガス中の二酸化炭素を除去する脱炭酸工程とを有し、前記高度脱硫ガス冷却工程で前記排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を前記脱硫工程に補給水として供給することを特徴とする排気ガスの処理方法。
【請求項３】
請求項２に記載の排気ガスの処理方法において、前記高度脱硫ガス冷却工程では、前記脱硫工程で処理された前記排気ガスを塩基性吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物濃度が５ｐｐｍ以下となるように前記硫黄酸化物を除去し、前記排気ガスの温度が５０℃以下となるように冷却することを特徴とする排気ガスの処理方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載の排気ガスの処理方法において、前記ガス冷却工程または前記高度脱硫ガス冷却工程に貯留する冷却液の貯留量が一定量となるように、前記脱硫工程に供給する前記補給水の供給量を調整することを特徴とする排気ガスの処理方法。
【請求項５】
請求項１または２に記載の排気ガスの処理方法において、前記ガス冷却工程または前記高度脱硫ガス冷却工程に貯留する冷却液の貯留量が一定量となると共に、前記脱硫工程に供給する前記補給水の供給量が所定量となるように、前記ガス冷却工程または前記高度脱硫ガス冷却工程におけるガス冷却効率を調整することを特徴とする排気ガスの処理方法。
【請求項６】
硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有する排気ガスを塩基性吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫手段と、該脱硫手段で処理された前記排気ガスを冷却するガス冷却手段と、該ガス冷却手段で処理された前記排気ガス中の二酸化炭素を除去する脱炭酸手段と、前記ガス冷却手段で前記排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を前記脱硫手段に補給水として供給する補給水供給手段とを具えたことを特徴とする排気ガスの処理装置。
【請求項７】
硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有する排気ガスを塩基性カルシウム化合物を含む吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫手段と、該脱硫手段で処理された前記排気ガスを塩基性吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物を更に除去すると共に該排気ガスを冷却する高度脱硫ガス冷却手段と、該高度脱硫ガス冷却手段で処理された前記排気ガス中の二酸化炭素を除去する脱炭酸手段と、前記高度脱硫ガス冷却手段で前記排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を前記脱硫手段に補給水として供給する補給水供給手段とを具えたことを特徴とする排気ガスの処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の排気ガスの処理装置において、前記高度脱硫ガス冷却手段は、前記脱硫手段で処理された前記排気ガスを塩基性吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物濃度が５ｐｐｍ以下となるように前記硫黄酸化物を除去し、前記排気ガスの温度が５０℃以下となるように冷却することを特徴とする排気ガスの処理装置。
【請求項９】
請求項６または７に記載の排気ガスの処理装置において、前記ガス冷却手段または前記高度脱硫ガス冷却手段に貯留する冷却液の貯留量を測定する冷却液量測定手段と、該冷却液量測定手段の測定結果に基づいて前記冷却液の貯留量が一定量となるように前記補給水供給手段を制御して前記脱硫手段への前記補給水の供給量を調整する制御手段とを設けたことを特徴とする排気ガスの処理装置。
【請求項１０】
請求項６または７に記載の排気ガスの処理装置において、前記ガス冷却手段または前記高度脱硫ガス冷却手段に貯留する冷却液の貯留量を測定する冷却液量測定手段と、該冷却液量測定手段の測定結果に基づいて前記冷却液の貯留量が一定量となると共に前記脱硫手段に供給する前記補給水の供給量が所定量となるように前記ガス冷却手段または前記高度脱硫ガス冷却手段を制御してガス冷却効率を調整する制御手段を設けたことを特徴とする排気ガスの処理装置。
【請求項１】
硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有する排気ガスを塩基性吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫工程と、該脱硫工程で処理された前記排気ガスを冷却するガス冷却工程と、該ガス冷却工程で処理された前記排気ガス中の二酸化炭素を除去する脱炭酸工程とを有し、前記ガス冷却工程で前記排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を前記脱硫工程に補給水として供給することを特徴とする排気ガスの処理方法。
【請求項２】
硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有する排気ガスを塩基性カルシウム化合物を含む吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫工程と、該脱硫工程で処理された前記排気ガスを塩基性吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物を更に除去すると共に該排気ガスを冷却する高度脱硫ガス冷却工程と、該高度脱硫ガス冷却工程で処理された前記排気ガス中の二酸化炭素を除去する脱炭酸工程とを有し、前記高度脱硫ガス冷却工程で前記排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を前記脱硫工程に補給水として供給することを特徴とする排気ガスの処理方法。
【請求項３】
請求項２に記載の排気ガスの処理方法において、前記高度脱硫ガス冷却工程では、前記脱硫工程で処理された前記排気ガスを塩基性吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物濃度が５ｐｐｍ以下となるように前記硫黄酸化物を除去し、前記排気ガスの温度が５０℃以下となるように冷却することを特徴とする排気ガスの処理方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載の排気ガスの処理方法において、前記ガス冷却工程または前記高度脱硫ガス冷却工程に貯留する冷却液の貯留量が一定量となるように、前記脱硫工程に供給する前記補給水の供給量を調整することを特徴とする排気ガスの処理方法。
【請求項５】
請求項１または２に記載の排気ガスの処理方法において、前記ガス冷却工程または前記高度脱硫ガス冷却工程に貯留する冷却液の貯留量が一定量となると共に、前記脱硫工程に供給する前記補給水の供給量が所定量となるように、前記ガス冷却工程または前記高度脱硫ガス冷却工程におけるガス冷却効率を調整することを特徴とする排気ガスの処理方法。
【請求項６】
硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有する排気ガスを塩基性吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫手段と、該脱硫手段で処理された前記排気ガスを冷却するガス冷却手段と、該ガス冷却手段で処理された前記排気ガス中の二酸化炭素を除去する脱炭酸手段と、前記ガス冷却手段で前記排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を前記脱硫手段に補給水として供給する補給水供給手段とを具えたことを特徴とする排気ガスの処理装置。
【請求項７】
硫黄酸化物及び二酸化炭素を含有する排気ガスを塩基性カルシウム化合物を含む吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫手段と、該脱硫手段で処理された前記排気ガスを塩基性吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物を更に除去すると共に該排気ガスを冷却する高度脱硫ガス冷却手段と、該高度脱硫ガス冷却手段で処理された前記排気ガス中の二酸化炭素を除去する脱炭酸手段と、前記高度脱硫ガス冷却手段で前記排気ガス中の水分が凝縮して発生する冷却処理排液を前記脱硫手段に補給水として供給する補給水供給手段とを具えたことを特徴とする排気ガスの処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の排気ガスの処理装置において、前記高度脱硫ガス冷却手段は、前記脱硫手段で処理された前記排気ガスを塩基性吸収液に接触させて該排気ガス中の硫黄酸化物濃度が５ｐｐｍ以下となるように前記硫黄酸化物を除去し、前記排気ガスの温度が５０℃以下となるように冷却することを特徴とする排気ガスの処理装置。
【請求項９】
請求項６または７に記載の排気ガスの処理装置において、前記ガス冷却手段または前記高度脱硫ガス冷却手段に貯留する冷却液の貯留量を測定する冷却液量測定手段と、該冷却液量測定手段の測定結果に基づいて前記冷却液の貯留量が一定量となるように前記補給水供給手段を制御して前記脱硫手段への前記補給水の供給量を調整する制御手段とを設けたことを特徴とする排気ガスの処理装置。
【請求項１０】
請求項６または７に記載の排気ガスの処理装置において、前記ガス冷却手段または前記高度脱硫ガス冷却手段に貯留する冷却液の貯留量を測定する冷却液量測定手段と、該冷却液量測定手段の測定結果に基づいて前記冷却液の貯留量が一定量となると共に前記脱硫手段に供給する前記補給水の供給量が所定量となるように前記ガス冷却手段または前記高度脱硫ガス冷却手段を制御してガス冷却効率を調整する制御手段を設けたことを特徴とする排気ガスの処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２１８４１５（Ｐ２００６−２１８４１５Ａ）
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４８４４（Ｐ２００５−３４８４４）
【出願日】平成１７年２月１０日（２００５．２．１０）
【出願人】（０００１５６９３８）関西電力株式会社 (1,442)
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月１０日（２００５．２．１０）
【出願人】（０００１５６９３８）関西電力株式会社 (1,442)
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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