JP5705443B2 - 仕上げ排煙脱硫装置及びこれを用いた排ガス処理システム - Google Patents
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Description
1) 繊維充填式のカートリッジフィルタで吸収液中の煤塵を除去する場合には、煤塵の除去効率は低いという問題がある。さらに、使用済みのカートリッジフィルタは廃棄物として処分する必要があり、ランニングコストが増大する、という問題がある。
2) 例えばセルロースや珪藻土等をプレコート剤として用い、煤塵を除去するプレコートフィルタで吸収液中の煤塵を除去する場合には、煤塵の除去効率は高いものの、使用済みのカートリッジフィルタは廃棄物として処分する必要があり、ランニングコストが増大する、という問題がある。また、プレコート剤に吸収液が含有されるので、吸収液の損失が発生するという問題がある。
図1に示すように、実施例1に係る仕上げ排煙脱硫装置10Aは、燃焼排ガスから予め既存の脱硫装置(図示せず)により硫黄酸化物を除去した後に、残存する硫黄酸化物を極低濃度までさらに除去する仕上げ排煙脱硫装置であって、微量の硫黄酸化物を含む燃焼排ガス(排ガス)11を導入するガス導入部12を有し、導入した燃焼排ガス11中の硫黄酸化物に吸収液13を接触させて脱硫する仕上げ脱硫部14を備えた仕上げ脱硫装置本体(以下「装置本体」という)15と、前記仕上げ脱硫装置本体15内の仕上げ脱硫部14の後流側に設けられ、仕上げ脱硫後の燃焼排ガス中の煤塵を除去する湿式電気集塵部16と、前記湿式電気集塵部16の前後のいずれか一方に設けられ、燃焼排ガスを冷却する冷却部17と、除塵及び冷却後の浄化燃焼排ガス(浄化ガス)18を外部へ排出するガス排出部19とを、具備するものである。
本実施例では、仕上げ脱硫部14は、石灰石膏法の硫黄酸化物を除去する吸収液13として石灰(CaCO3)吸収液がポンプP1により循環ラインL1を通して供給されている。
また、湿式電気集塵部16は、電極部の洗浄水31がポンプP2により循環ラインL2を通して供給されている。また、冷却部17は、冷却水32がポンプP3により循環ラインL3を通して供給されている。
符号、21は碍子支持部、22は碍子、23はミストエリミネータ、33は陣笠式チムニートレイ、34は分散式チムニートレイ、35〜37はノズルを各々図示する。
また、湿式電気集塵部16で用いる洗浄水31としては、NaOH以外にはNa2CO3、NaHCO3等を例示することができる。
なお、本実施例においては、図面上、吸収液13及び洗浄水31を各々供給するタンクを省略している。
これは、大幅な拡幅や拡小構造とすると、ガス流速が偏る部分が出来、排ガスと湿式除塵装置の電極の接触効率が低下して除塵性能が低下する場合があるからである。
例えば、比較的ガス流速域の速い(例えば3.0m/s程度)流速で排ガス11を仕上げ脱硫部14内に供給する際、仕上げ脱硫塔内に隔壁状のジャマ板を設けることで、後段側の湿式電気集塵部16の好適ガス流速帯(例えば2.5m/s)を最適に制御することができ、この結果良好な脱硫処理と除塵処理とを行うようにしてもよい。
この結果、CO2吸収液が劣化に起因するCO2吸収性能の低下を抑制できる。
なお、冷却部17の下部に設けた冷却水32を回収するチムニートレイは、所望の冷却効果が得られることができれば、陣笠式チムニートレイや分散式チムニートレイのいずれを用いてもよい。但し湿式電気集塵部16の下部の洗浄水31を回収するチムニートレイは、排ガスの偏流を抑制させるために、分散式チムニートレイとするのがよい。
また、仕上げ脱硫部14においては、公知の散水式、噴流式、充填式、液柱式の脱硫装置を用いることができる。この仕上げ脱硫部14を通過することで、排ガス11が整流化され、湿式電気集塵部16に整流されたガスが供給され、電極表面との接触効率が良好となり、整流化による集塵能力が向上する。
なお、従来の湿式除塵装置は、他設備とは分離して設置されるため、取合いダクトが必要となるが、このとき取合いダクトを介して排ガスを流入する際、曲がりダクト等により連結する必要があり、この結果偏流が生じ、湿式集塵装置での除塵性能が低下するが、一体型とすることで、これを解消することができる。
このようなスプレーパイプが0.5m程度のピッチで配置されている液柱式の脱硫装置とすることで、これがガス整流抵抗構造体として働き、更に該パイプへの降液も抵抗圧損として寄与することとなる。
このため本一体構造設備では、仕上げ脱硫部14でのガス整流抵抗効果によって、上部に一体化された湿式電気集塵部16に導入するガスの偏流が抑制されることとなる。この結果、集塵部16での集塵性能を向上させる事ができることとなる。
図2に示すように、実施例2に係る仕上げ排煙脱硫装置10Bは、実施例1に係る仕上げ排煙脱硫装置10Aにおいて、湿式電気集塵部16で用いる洗浄水31をラインL4により抜き出し、必要に応じて装置本体15下部側に貯留する吸収液(CaCO3)13中に洗浄水31を供給するようにしている。洗浄水31としては、例えばNaOH等の強アルカリ剤を用いることで、脱硫性能の向上をさらに図ることができる。
なお、洗浄液31の供給は、pH計41で監視しつつ行うようにすればよい。
特に、ガス導入部12において硫黄酸化物の濃度が許容値よりも高いような燃焼排ガス(排ガス)11を導入する場合には、特に有効となり、ガス排出部19での浄化燃焼排ガス(浄化ガス)18中での硫黄酸化物の濃度を極低濃度とすることができる。
図3に示すように、実施例3に係る仕上げ排煙脱硫装置10Cは、実施例1に係る仕上げ排煙脱硫装置10Aにおいて、湿式電気集塵部16で用いる洗浄液の強アルカリ液を、仕上げ脱硫部14の吸収液として用いて、吸収・洗浄液42として共用するものである。
図3に示すように、実施例1の仕上げ排煙脱硫装置10Aにおいて、湿式電気集塵部16の下段に設けた洗浄水31を回収する分散式チムニートレイ34を取り除き、洗浄液はそのまま落下して、吸収液として機能するようにしている。
なお、強アルカリ液の吸収・洗浄液42の供給量を所望の流量とするために、ラインL11、L12には第1及び第2のオリフィス43A、43Bが各々介装されている。
また、前記仕上げ脱硫部14の吸収液と、湿式電気集塵部16の洗浄液とが共に同じ種類の強アルカリで且つ同じ濃度の液を用いるので、両者の洗浄水と吸収液を共用でき、貯留タンクやポンプ等の付帯設備の共有化を図ることができる。
これによって、別途設けるシールエアファン設備費・電気費が不要となる。さらに、排ガスの一部を循環させることとなるので、自己ガスシールとなり、CO2回収装置でのトータルの排ガス処理量を従来の空気で賄っていた際と比較して、ガス処理量を例えば約5%程度低減することができる。
図5に示すように、実施例4に係る排ガス処理システム50は、例えばボイラ101からの排ガスG中の窒素酸化物を除去する脱硝装置102と、窒素酸化物除去後のガス中の熱を回収するエアヒータ103と、熱回収後のガス中の煤塵を除去する電気集塵機104と、除塵後のガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置105と、この脱硫後の排ガス11中に残存する硫黄酸化物を極低濃度までさらに除去する実施例1に係る仕上げ脱硫装置10Aと、浄化ガス18中の二酸化炭素を回収するCO2回収装置106と、CO2回収後のガスを外部に排出する煙突111とを具備するものである。
この結果、CO2吸収液が劣化に起因するCO2吸収性能の低下が少なくなり、安定してCO2の回収を行うことができる。
11 微量の硫黄酸化物を含む燃焼排ガス(排ガス)
12 ガス導入部
13 吸収液
14 仕上げ脱硫部
15 仕上げ脱硫装置本体(装置本体)
16 湿式電気集塵部
17 冷却部
18 浄化燃焼排ガス(浄化ガス)
19 ガス排出部
50 排ガス処理システム
101 ボイラ
102 脱硝装置
103 エアヒータ
104 電気集塵機
105 脱硫装置
106 CO2回収装置
111 煙突
G 排ガス
Claims (6)
- 脱硫装置により硫黄酸化物が除去された燃料排ガス中に残存する硫黄酸化物を極低濃度までさらに除去する仕上げ排煙脱硫装置であって、
微量の硫黄酸化物を含む燃焼排ガスを導入するガス導入部を有し、導入した燃焼排ガス中の硫黄酸化物に吸収液を接触させて脱硫する仕上げ脱硫部を備えた仕上げ脱硫装置本体と、
前記仕上げ脱硫装置本体内の仕上げ脱硫部の後流側に前記脱硫素塔本体と同一断面形状となるように一体に設けられ、仕上げ脱硫後の燃焼排ガス中の煤塵を除去する湿式電気集塵部と、
前記湿式電気集塵部の前後のいずれか一方に前記湿式電気集塵部と同一断面形状となるように一体に設けられ、燃焼排ガスを冷却する冷却部と、
除塵及び冷却後の浄化燃焼排ガスを外部へ排出するガス排出部とを、具備することを特徴とする仕上げ排煙脱硫装置。 - 請求項1において、
前記仕上げ脱硫部の吸収液と、湿式電気集塵部の洗浄液とが各々独立して循環してなり、
前記仕上げ脱硫部の吸収液が、石灰吸収液であると共に、
前記湿式電気集塵部の洗浄液が強アルカリ液であることを特徴とする仕上げ排煙脱硫装置。 - 請求項1において、
前記湿式電気集塵部の強アルカリ液の一部を前記仕上げ脱硫部の石灰吸収液に供給してなることを特徴とする仕上げ排煙脱硫装置。 - 請求項1において、
前記仕上げ脱硫部の吸収液と、湿式電気集塵部の洗浄液とが共に同じ種類の強アルカリで且つ同じ濃度の液を用い、これを共用することを特徴とする仕上げ排煙脱硫装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一つにおいて、
前記浄化ガスを冷却する冷却装置を設け、冷却後の浄化ガスの一部を湿式電気集塵部の碍子シールガスに用いることを特徴とする仕上げ排煙脱硫装置。 - ボイラ等からの排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置と、窒素酸化物除去後のガス中の煤塵を除去する集塵機と、除塵後のガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置と、この脱硫後の排ガス中に残存する硫黄酸化物を極低濃度までさらに除去する請求項1乃至5のいずれか一つの仕上げ排煙脱硫装置と、浄化ガス中の二酸化炭素を回収するCO2回収装置とを具備することを特徴とする排ガス処理システム。
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