JP5751743B2 - 排ガス処理装置及び排ガス処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、例えばボイラから排出される排ガスが大気中に排出されるのを抑制する排ガス処理装置及び排ガス処理方法に関する。
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、回収する方法及び回収されたCO2を大気へ放出することなく貯蔵する方法が精力的に研究されている(例えば、特許文献1参照)。
一方、ボイラやガスタービン等において、煙突から大気に排出されている排ガスをCO2回収装置に全量引き込むことは未だ行なわれていない。CO2回収の場合においても、できるだけ全量の排ガスを引き込むこと、又は大気を引き込まない方法が求められている。
例えば、通常、ボイラから排出される排ガス中の硫黄酸化物を除去するためボイラの後流側には排煙脱硫装置が設けられているが、この排煙脱硫装置の前流側に煙突が設けられている場合に、煙突内に閉塞手段として開閉可能なダンパ等を設けたものが提案されている。従来の排煙処理設備の構成を簡略に示す概略図を図9に示す。図9に示すように、このようなボイラに排ガス処理装置として脱硫装置が付設されてなる従来の排煙処理設備100においては、火力発電所等の燃焼装置であるボイラ11から排出される排ガス12をブロア13により全量引き込み、排煙脱硫装置14等で排ガス12中のSOxなどを除去する処理が行われている。このとき、大気中に硫黄酸化物が排出されないように、煙突15内に閉塞手段として開閉可能なダンパ16等を設け、大気排出口の縁切りを行なっている。排煙脱硫装置14の運転時はダンパ16を閉鎖し、また排ガス源は稼動しているが、排煙脱硫装置14の運転を停止した際はダンパ16を開放するようにしている。
特開2008−62165号公報
しかしながら、図9に示すように、煙突15内に開閉可能なダンパ16等のような閉塞手段を設けると、ボイラ11やガスタービン等の前流側の設備が動いている状態でダンパ15等を閉じるとボイラ11やタービンなど前流側の産業設備(ガスタービン等)に悪影響を生じさせる場合がある、という問題がある。
また、ダンパ16等のような閉塞手段を設けない場合には、図10に示すように、CO2回収装置や排煙脱硫装置14側での運転が停止等して煙突15内での排ガスの流速が遅くなると、温度の高い排ガス12は煙突15内部の中央部分から流出し、大気17は煙突15の内壁側に沿って流入してくるため、大気17が煙突15の内部に流入してくる、という問題がある。
更に、塔高が小さい煙突15や、内径の大きな煙突15においては、排ガス12の煙突15の外部への流出や、大気17の煙突15の内部への流入がし易くなる、という問題がある。
そのため、CO2回収装置や排煙脱硫装置など装置の運転が停止等した場合においても煙突内にダンパ等の閉塞手段を設けることなく、簡易な構造で安定かつ安全に、大量の排ガスのほぼ全量をCO2回収装置に引き込み、大気に排ガスを排出しない装置の出現が切望されている。
本発明は、前記問題に鑑み、簡易な構造で煙突から大気に排出される排ガスをほぼ全量、安定かつ安全にCO2回収装置側に引き込むことができると共に、大気の引き込みを最小限に抑える排ガス処理装置及び排ガス処理方法を提供することを課題とする。
上述した課題を解決するための本発明の第1の発明は、産業設備から排出される排ガスを外部へ排出可能な煙突と、前記煙突の後流側に設置され、前記煙突内の前記排ガスを引込むブロアと、前記ブロアにより引込まれた排ガス中のCO2を回収するCO2回収装置と、前記煙突内に設けられ、前記CO2回収装置が運転及び運転を停止している際に、前記ブロアにより引込まれた前記排ガスが前記煙突内から外部に放出されるのを抑制すると共に、大気が前記煙突の内部に流入するのを抑制する規制手段と、を具備し、前記規制手段が、前記煙突内に前記ブロアにより引込まれた前記排ガス及び前記大気が流れる蛇行流路を形成する流路形成手段であることを特徴とする排ガス処理装置にある。
第2の発明は、第1の発明において、前記流路形成手段が、前記煙突の長手方向の断面方向の中心部分に開口を形成し、前記煙突の塔頂部側に突設した突設部を有する仕切部と、該仕切部と所定の隙間を設けて対向するように設けられる凹状の蓋部とからなることを特徴とする排ガス処理装置にある。
第3の発明は、第1の発明において、前記流路形成手段が、前記煙突の長手方向の断面方向から見たときに、前記排ガスが流入する側の前記煙突の壁面側から延び、その先端部に下向きに突設させた第1の突設部を有する上部排ガス案内部と、前記排ガスが排出される前記煙突の壁面側から延び、その先端部に上向きに突設させた第2の突設部を有する下部排ガス案内部とからなり、前記下部排ガス案内部の前記第2の突設部が、前記煙突の壁面と前記上部排ガス案内部の前記第1の突設部との間に設けられ、前記煙突内に排ガスの流路を形成してなることを特徴とする排ガス処理装置にある。
第4の発明は、第1の発明において、前記流路形成手段が、前記煙突の長手方向の断面方向から見たときに、前記産業設備から前記煙突に前記排ガスを送給する排ガス通路の上側に設けられる第1の堰と、前記排ガスを前記煙突内に送給する前記煙突の入口部の下側に設けられる第2の堰と、前記煙突の前記入口部のある壁面側から延び、その先端部に下向きに突設させた突設部を有する排ガス案内部とからなるものであることを特徴とする排ガス処理装置にある。
第5の発明は、産業設備から排出される排ガスを外部へ排出する煙突と、前記煙突の後流側に設置され、前記煙突内の前記排ガスを引込むブロアと、前記ブロアにより引込まれた排ガス中のCO2を回収するCO2回収装置と、前記煙突内に設けられ、前記CO2回収装置が運転及び運転を停止している際に、前記ブロアにより引込まれた前記排ガスが前記煙突内から外部に放出されるのを抑制すると共に、大気が前記煙突の内部に流入するのを抑制する規制手段と、を具備し、前記規制手段が、前記煙突内に前記ブロアにより引込まれた前記排ガスと前記大気とを混合する混合手段であることを特徴とする排ガス処理装置にある。
第6の発明は、第5の発明において、前記ブロアから前記CO2回収装置に送給される前記排ガスの一部を前記煙突内に還流させる排ガス還流通路を有することを特徴とする排ガス処理装置にある。
第7の発明は、産業設備から排出される排ガスを外部へ排出する煙突と、前記煙突の後流側に設置され、前記煙突内の前記排ガスを引込むブロアと、前記ブロアにより引込まれた排ガス中のCO2を回収し、CO2を回収した前記排ガスを外部に排出可能なCO2回収装置と、前記煙突内に設けられ、前記CO2回収装置が運転及び運転を停止している際に、前記ブロアにより引込まれた前記排ガスが前記煙突内から外部に放出されるのを抑制すると共に、大気が前記煙突の内部に流入するのを抑制する規制手段と、を具備し、前記規制手段が、前記大気が前記煙突の内部に流入するのを抑制するリーク抑制手段であることを特徴とする排ガス処理装置にある。
第8の発明は、第7の発明において、前記リーク抑制手段が、前記煙突の壁面に少なくとも一つ設けられ、前記煙突の長手方向の断面方向から見たときに煙突出口方向に向かって延びる抵抗部であることを特徴とする排ガス処理装置にある。
第10の発明は、第1乃至第8の発明の何れか一つの排ガス処理装置を用いて前記排ガスが前記煙突の外部に流出するのを防止する排ガス処理方法にある。
第12の発明は、第1乃至9の何れか一つの発明の排ガス処理装置を用いて前記排ガスが前記煙突の外部に流出するのを防止する排ガス処理方法にある。
本発明に係る排ガス処理装置によれば、ダンパ等の遮断する手段を用いず排ガスが煙突から外部に放出されるのを抑制すると共に、大気が煙突の内部に流入するのを抑制する規制手段を前記煙突内に有し、前記規制手段として、前記煙突内に前記排ガス及び前記大気が流れる蛇行流路を形成する流路形成手段を用いている。このため、CO2回収装置など装置の運転が停止等した場合においても簡易な構造で煙突から外部に排出される排ガスをほぼ全量、安定かつ安全にCO2回収装置側に引き込むことができると共に、大気のCO2回収装置などへの引き込みを抑制することができる。
このため、CO2回収装置において上流設備に影響を与える事なく安全にCO2の回収率を常に高めることができると共に、排ガス中のCO2が大気により希釈されることがないため、CO2回収装置におけるCO2回収性能を高く維持することができる。また、CO2回収装置などへの大気の引き込みにより煙突やダクト等が冷却されることもないため、腐食が発生するのを抑制することができる。更に、煙突上流側に設けられているボイラやガスタービン等の産業設備に影響を与えることを防止することができる。
また、本発明に係る排ガス処理装置によれば、排ガスが煙突から外部に放出されるのを抑制すると共に、大気が煙突の内部に流入するのを抑制する規制手段を前記煙突内に有し、前記規制手段として、前記排ガスと前記大気とを混合する混合手段を用いている。このため、CO2回収装置など装置の運転が停止等した場合においても前記煙突内への前記大気の流入を低減することができ、簡易な構造で煙突から外部に排出される排ガスをほぼ全量、安定かつ安全にCO2回収装置側に引き込むことができると共に、大気のCO2回収装置などへの引き込みを抑制することができる。
また、本発明に係る排ガス処理装置によれば、排ガスが煙突から外部に放出されるのを抑制すると共に、大気が煙突の内部に流入するのを抑制する規制手段を前記煙突内に有し、前記規制手段として、前記大気が前記煙突の内部に流入するのを抑制するリーク抑制手段を用いている。このため、CO2回収装置など装置の運転が停止等した場合においても前記煙突内への前記大気の流入量を低減することができ、簡易な構造で煙突から外部に排出される排ガスをほぼ全量、安定かつ安全にCO2回収装置側に引き込むことができると共に、大気のCO2回収装置などへの引き込みを抑制することができる。
また、本発明に係る排ガス処理装置によれば、排ガスが煙突から外部に放出されるのを抑制すると共に、大気が煙突の内部に流入するのを抑制する規制手段を前記煙突内に有し、前記規制手段として、前記排ガスが前記煙突内に送給される前記煙突の入口部に前記煙突の内側の一方向にのみ開閉可能な開閉手段を用いている。このため、前記CO2回収装置が稼動し前記ブロアで前記排ガスを引いている場合、ボイラやガスタービンなど前記産業設備が稼動し排ガス通路内が正圧の状態などの場合には、前記開閉手段を前記煙突の内側に常に開放された状態とすることができるため、前記排ガスを前記CO2回収装置側に引き込むことができる。また、前記CO2回収装置など装置の運転が停止等した場合には、前記開閉手段により前記入口部を閉鎖することができるため、前記大気がボイラやガスタービン等の前記産業設備へ流入するのを防止することができる。
図1は、本発明の実施例1に係る排ガス処理装置の構成を示す概略図である。 図2は、煙突内の構成を示す部分拡大図である。 図3は、本発明の実施例2に係る排ガス処理装置の概略図である。 図4は、本発明の実施例3に係る排ガス処理装置の概略図である。 図5は、本発明の実施例4に係る排ガス処理装置の概略図である。 図6は、本発明の実施例4に係る排ガス処理装置の他の構成を示す図である。 図7は、本発明の実施例5に係る排ガス処理装置の概略図である。 図8は、本発明の実施例6に係る排ガス処理装置の概略図である。 図9は、従来の排煙処理設備の構成の一例を示す図である。 図10は、煙突内の排ガスと大気との流れを模式的に示す図である。
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。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。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
本発明による実施例に係る排ガス処理装置について、図1を参照して説明する。
図1は、本発明の実施例1に係る排ガス処理装置の構成を示す概略図であり、図2は、煙突内の構成を示す部分拡大図である。図中、前記図9に示した装置と同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。
図1に示すように、本発明の実施例に係る第一の排ガス処理装置10Aは、産業設備に設けられるボイラ21やガスタービン等から排出される排ガス12を外部へ排出する煙突15と、煙突15の後流側に設置され、排ガス12を引込むブロア13と、ブロア13により引込まれた排ガス12中のCO2を回収するCO2回収装置22とを具備してなり、排ガス12が煙突15から外部に放出されるのを抑制すると共に、大気17が煙突15の内部に流入するのを抑制する規制手段を煙突15内に有し、前記規制手段として、煙突15内に排ガス12及び大気17が流れる蛇行流路を形成する流路形成手段23Aが設けられてなるものである。
まず、産業設備に設けられるボイラ21やガスタービン等から排出されるCO2を含んだ排ガス12は、ボイラ21から煙突15に排ガス12を送給する排ガス通路24を介して煙突15に送られ、ブロア13により昇圧された後、排ガス12は煙突15から排出され、排ガス排出通路25を介してCO2回収装置22に送られる。
本実施例においては、前記規制手段として用いられる流路形成手段23Aは、煙突15の長手方向の断面方向の中心部分に開口26を形成し、煙突15の塔頂部15a側に突設した突設部27を有する仕切部28と、仕切部28と所定の隙間を設けて対向するように設けられる凹状の蓋部29とからなるものである。
ボイラ21、CO2回収装置22など装置の運転が停止等した場合、煙突15内に流入した排ガス12は排ガス排出通路25を介してCO2回収装置22側に送給されるほか、煙突15内を上昇し、仕切部28の突設部27により形成される開口26を通過して蓋部29の内側の空間Aまで上昇する。一方、煙突15の外部から流入してきた大気17は、煙突15の内壁15bと、突設部27と、仕切部28とで形成される空間Bにまで送給される。排ガス12の温度は100℃〜180℃程度であり、大気17の温度は0℃〜30℃程度である。排ガス12の温度の方が大気17の温度よりも高いため、排ガス12の密度の方が大気17の密度よりも小さくなる。そのため、排ガス12と大気17とが接触した場合、排ガス12には浮力が発生し、大気17よりも上方に滞留し、図2に示すように、排ガス12と大気17との温度差と密度差とによる相互作用により排ガス12と大気17との境界領域Xが形成される。
よって、排ガス12と大気17との温度差に起因して生じる排ガス12と大気17との密度差により、空間Aに送給される排ガス12は、空間Bに流入してきた大気17によって排ガス12の進行が妨げられるため、排ガス12を空間Aに滞留させることができる。また、空間Bに流入してきた大気17も、空間Aに流入した排ガス12によって大気17の進行が妨げられるため、大気17を空間Bに滞留させることができる。この排ガス12と大気17との温度差と密度差とによる相互作用により形成される排ガス12と大気17との境界領域Xにおいて、煙突15内に送給された排ガス12は大気17によりシールされるため、煙突15の外部に排ガス12が排出されるのを防止することができる。このため、CO2回収装置22等の運転が停止等した場合に従来のように煙突内にダンパ等の閉塞手段を設け開閉を制御することなく大気17が煙突15の内部に流入してくるのを防ぐことができる。
従って、本実施例に係る第一の排ガス処理装置10Aによれば、CO2回収装置22など装置の運転が停止等した場合においても簡易な構造で煙突15から外部に排出される排ガス12をほぼ全量、安定かつ安全にCO2回収装置22側に引き込むことができると共に、大気17のCO2回収装置22などへの引き込みを抑制することができる。
これにより、CO2回収装置22において上流設備に影響を与える事なく安全にCO2の回収率を常に高めることができると共に、排ガス12中のCO2が大気17により希釈されることがないため、CO2回収装置22のCO2回収性能を高く維持することができる。また、CO2回収装置などへの大気17の引き込みにより、煙突15やダクト等が冷却されることもないため、腐食が発生するのを抑制することができる。更に、煙突15の上流側に設けられているボイラ21やガスタービン等の産業設備に支障を与えるのを防ぐことができる。
図3は、本発明の実施例2に係る排ガス処理装置の概略図である。本実施例に係る排ガス処理装置について、図3を参照して説明する。なお、実施例1に係る排ガス処理装置の構成と重複する部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
本実施例に係る第二の排ガス処理装置10Bは、規制手段として用いられる流路形成手段23Bが、煙突15の長手方向の断面方向から見たときに、排ガス12が流入する側の煙突15の壁面15b側から延び、その先端部に下向きに突設させた第1の突設部31を有する上部排ガス案内部32と、排ガス12が排出される煙突15の内壁15b側から延び、その先端部に上向きに突設させた第2の突設部33を有する下部排ガス案内部34とからなり、下部排ガス案内部34の第2の突設部33が、煙突15の内壁15bと上部排ガス案内部32の第1の突設部31との間に設けられ、煙突15内に排ガス12の流路を形成してなるものである。
ボイラ21から排出され排ガス通路24に送給される排ガス12は、煙突15内を通過して排ガス排出通路25を介してCO2回収装置22側に送給される。ボイラ21、CO2回収装置22など装置の運転が停止等した場合、煙突15内に流入した排ガス12は排ガス排出通路25を介してCO2回収装置22側に送給されるほか、内壁15bと第2の突設部33とにより形成される空間を上昇し、内壁15bと、上部排ガス案内部32と、第1の突設部31とにより形成される空間Cにまで送給される。一方、煙突15の内に流入した大気17は内壁15bと第1の突設部31とにより形成される空間を下降し、内壁15bと、下部排ガス案内部34と、第2の突設部33とにより形成される空間Dにまで送給される。
排ガス12の温度の方が大気17の温度よりも高いため、空間Cにある排ガス12と空間Dにある大気17とが接触すると、排ガス12と大気17との温度差に起因して生じる排ガス12と大気17との密度差により、排ガス12には浮力が発生し、大気17よりも上方に滞留する。この排ガス12と大気17との温度差と密度差とによる相互作用により排ガス12と大気17との境界領域Xが形成される。そのため、空間Cの排ガス12は、空間Dの大気17によって排ガス12の進行が妨げられるため、排ガス12を空間Cに滞留させることができる。一方、大気17は、空間Cに滞留している排ガス12によって大気17の進行が妨げられるため、大気17を空間Dに滞留させることができる。
よって、煙突15内に流入してきた排ガス12は、排ガス12と大気17との温度差と密度差とによる相互作用により形成される排ガス12と大気17との境界領域Xにおいて大気17によりシールされるため、煙突15の外部に排ガス12が排出されるのを防止することができる。
また、本実施例に係る第二の排ガス処理装置10Bにおいては、流路形成手段として流路形成手段23Bのみを煙突15内に設けるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図1に示す実施例1に係る第一の排ガス処理装置10Aの流路形成手段23Aを併用するようにしてもよい。
図4は、本発明の実施例3に係る排ガス処理装置の概略図である。本実施例に係る排ガス処理装置について、図4を参照して説明する。なお、実施例1に係る排ガス処理装置の構成と重複する部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
本実施例に係る第三の排ガス処理装置10Cは、規制手段として用いられる流路形成手段23Cは、煙突15の長手方向の断面方向から見たときに、ボイラ21から煙突15に排ガス12を送給する排ガス通路24の上側に設けられる第1の堰35と、排ガス12を煙突15内に送給する煙突15の入口部36の下側に設けられる第2の堰37と、煙突15の入口部36のある内壁15b側から延び、その先端部に下向きに突設させた突設部38を有する排ガス案内部39とからなるものである。
ボイラ21から排出される排ガス12は、第1の堰35と、排ガス案内部39と、突設部38とにより形成される空間Eに送給され、排ガス排出通路25を介してCO2回収装置22側に送給される。ボイラ21、CO2回収装置22など装置の運転が停止等した場合、排ガス通路24から送給される排ガス12は、空間Eまで送給される。一方、大気17が煙突15の内部に流入し、煙突15の内部に流入した大気17は内壁15bと突設部38とにより形成される空間を下降し、内壁15bと、第2の堰37と、煙突15の底部15cとにより形成される空間Fにまで送給される。
排ガス通路24から送給される排ガス12の温度の方が大気17の温度よりも高いため、空間Eにある排ガス12と空間Fにある大気17とが接触すると、排ガス12と大気17との温度差に起因して生じる排ガス12と大気17との密度差により、排ガス12は大気17よりも上方に滞留する。この排ガス12と大気17との温度差と密度差とによる相互作用により排ガス12と大気17との境界領域Xが形成される。
よって、空間Eの排ガス12は、空間Fの大気17によって排ガス12の進行が妨げられるため、排ガス12を空間Eに滞留させることができると共に、大気17は空間Eに滞留している排ガス12によって大気17の進行が妨げられるため、大気17を空間Fに滞留させることができる。このため、煙突15内に送給された排ガス12は、排ガス12と大気17との温度差と密度差とによる相互作用により形成される排ガス12と大気17との境界領域Xにおいて空間Fの大気17によりシールされるため、煙突15の外部に排ガス12が排出されるのを防止することができる。
また、排ガス通路24にCO2回収装置22に排ガス12を送給する排ガス分岐通路40を設けるようにしてもよい。産業設備に設けられるボイラ21やガスタービン等の運転が停止した場合に排ガス通路24中に残留している排ガス12や空間Eにある排ガス12を排ガス分岐通路40から抜出してCO2回収装置22に送給することができる。
また、本実施例に係る第三の排ガス処理装置10Cにおいては、排ガス通路24の上側に第1の堰35を設けるようにしているが、排ガス12を突設部38と排ガス案内部39とにより形成される空間Eの領域に排ガス12を滞留させて大気17よりも上方に位置するようにし、シールすることができればよいため、第1の堰35を設けないようにしてもよい。
また、本実施例に係る第三の排ガス処理装置10Cにおいては、流路形成手段として流路形成手段23Cのみを煙突15内に設けるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図1に示す実施例1に係る第一の排ガス処理装置10Aの流路形成手段23A、図3に示す実施例2に係る第二の排ガス処理装置10Bの流路形成手段23Bの何れか一方又は両方を併用するようにしてもよい。
図5は、本発明の実施例4に係る排ガス処理装置の概略図である。本実施例に係る排ガス処理装置について、図5を参照して説明する。なお、実施例1に係る排ガス処理装置の構成と重複する部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
本実施例に係る第四の排ガス処理装置10Dは、規制手段として、排ガス12と大気17とを混合するスタティックミキサー(混合手段)41が用いられる。スタティックミキサー41を煙突15内に設けることにより、大気17が煙突15内に流入した際、スタティックミキサー41において排ガス12と大気17とが混合され、排ガス12と大気17との流れをなくすことができるため、煙突15内への大気17の流入を低減することができる。また、煙突15内から排ガス12、大気17のみが排出されるのを防ぐことができる。このため、CO2回収装置22など装置の運転が停止等した場合においても煙突15内への大気17の流入を低減することができ、簡易な構造で煙突15から外部に排出される排ガス12をほぼ全量、安定かつ安全にCO2回収装置22側に引き込むことができると共に、大気17のCO2回収装置22などへの引き込みを抑制することができる。
また、本実施例に係る第四の排ガス処理装置10Dにおいては、図6に示すように、ブロア13からCO2回収装置22に送給される排ガス12の一部を煙突15内に還流させる排ガス還流通路42を設けるようにしてもよい。排ガス還流通路42から排ガス12の一部を煙突15内に戻すことにより、煙突15の外部から大気17が煙突15内に流入し難くすることができるため、大気17の煙突15内への流入を更に低減することができる。
また、本実施例に係る第四の排ガス処理装置10Dにおいては、混合手段としてスタティックミキサー41のような螺旋部材を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、排ガス12と大気17とを混合することが可能な螺旋部材であれば用いることも可能である。また、螺旋部材以外にも排ガス12と大気17とを混合することが可能な部材であれば用いることができる。
また、本実施例に係る第四の排ガス処理装置10Dにおいては、混合手段としてスタティックミキサー41のみを煙突15内に設けるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図1に示す実施例1に係る第一の排ガス処理装置10Aの流路形成手段23A、図3に示す実施例2に係る第二の排ガス処理装置10Bの流路形成手段23B、図4に示す実施例3に係る第三の排ガス処理装置10Cの流路形成手段23Cの少なくとも一つを併用するようにしてもよい。
図7は、本発明の実施例5に係る排ガス処理装置の概略図である。本実施例に係る排ガス処理装置について、図7を参照して説明する。なお、実施例1に係る排ガス処理装置の構成と重複する部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
本実施例に係る第五の排ガス処理装置10Eは、規制手段として、大気17が煙突15の内部に流入するのを抑制するリーク抑制手段が用いられる。本実施例では、前記リーク抑制手段として、煙突15の内壁15bに煙突15の長手方向の断面方向から見たときに煙突15の出口方向に向かって延びる抵抗部51が3つ設けられている。この抵抗部51は煙突15の内壁15bに沿って設けられている。
大気17は排ガス12に比べて温度が低いため、煙突15内に流入した大気17は煙突15の内壁側に沿って降下する流量が煙突15内の中心部分を降下する流量よりも多い。そのため、煙突15内の内壁15bに抵抗部51を設けることで、煙突15の内壁側に沿って降下する大気17の流入量を抑制することができる。また、煙突15内の中心部分より降下してくる大気17は、煙突15内に送給され、上昇してくる排ガス12により煙突15内への流入を低減することができる。このため、CO2回収装置22など装置の運転が停止等した場合においても煙突15内への大気17の流入量を低減することができ、簡易な構造で煙突15から外部に排出される排ガス12をほぼ全量、安定かつ安全にCO2回収装置22側に引き込むことができると共に、大気17のCO2回収装置22などへの引き込みを抑制することができる。
また、本実施例に係る第五の排ガス処理装置10Eにおいては、抵抗部51を3つ設けるようにしているが、大気17の抑制割合などに応じて抵抗部51の設置数を適宜変更するようにすればよい。
また、本実施例に係る第五の排ガス処理装置10Eにおいては、抵抗部として煙突15の長手方向の断面方向から見たときに煙突15出口方向に向かって延びる構造のものを採用しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、煙突15内に大気17が流入するのを抑制することが可能な部材であればよい。
また、本実施例に係る第五の排ガス処理装置10Eにおいては、規制手段として大気17が煙突15の内部に流入するのを抑制するリーク抑制手段のみを煙突15内に設けるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図1に示す実施例1に係る第一の排ガス処理装置10Aの流路形成手段23A、図3に示す実施例2に係る第二の排ガス処理装置10Bの流路形成手段23B、図4に示す実施例3に係る第三の排ガス処理装置10Cの流路形成手段23C、図5に示す実施例4に係る第四の排ガス処理装置10Dの混合手段41の少なくとも一つを併用するようにしてもよい。
図8は、本発明の実施例6に係る排ガス処理装置の概略図である。本実施例に係る排ガス処理装置について、図8を参照して説明する。なお、実施例1に係る排ガス処理装置の構成と重複する部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
本実施例に係る第六の排ガス処理装置10Fは、規制手段として、排ガス12が煙突15内に送給される煙突15の入口部36に煙突15の内側の一方向にのみ開閉可能なダンパ(開閉手段)52が用いられる。
ダンパ52は入口部36の一端側を軸として煙突15の内側に開閉可能な構造である。このため、内壁15bの入口部36にダンパ52を設けることで、CO2回収装置22が稼動しブロア13で排ガス12を引いている場合、ボイラ21やガスタービン等の産業設備が稼動し排ガス通路24内が正圧の状態などの場合には、ダンパ52は煙突15の内側の一方向にのみ開閉可能であるため、ダンパ52を煙突15の内側に常に開放された状態とすることができ、排ガス12をCO2回収装置22側に引き込むことができる。
また、煙突15の前流側に位置するボイラ21やガスタービン等の産業設備、CO2回収装置22などの装置の運転が停止等した場合には、ダンパ52により入口部36を閉鎖することができるため、大気17がボイラ21やガスタービン等の産業設備へ流入するのを防止することができる。
また、排ガス通路24にCO2回収装置22に排ガス12を送給する排ガス分岐通路40を設けるようにしてもよい。ボイラ21やガスタービン等の産業設備の運転が停止し、CO2回収装置22が稼動している場合に排ガス通路24中に残留している排ガス12を排ガス分岐通路40から抜出してCO2回収装置22に送給するようにしてもよい。また、ボイラ21やガスタービン等の産業設備が稼動し、CO2回収装置22などの装置が運転していない場合などでは、排ガス通路24内にある排ガス12を排ガス分岐通路40から抜出してCO2回収装置22が可動した際にCO2回収装置22内に送給するようにしてもよい。ボイラ21やガスタービン等の産業設備、CO2回収装置22の運転が停止している場合にもCO2回収装置22が可動した際に排ガス通路24中に残留している排ガス12を排ガス分岐通路40から抜出してCO2回収装置22に送給するようにしてもよい。
また、本実施例に係る第六の排ガス処理装置10Fにおいては、開閉手段として煙突15の入口部36に煙突15の内側の一方向にのみ開閉可能なダンパ52のみを設けるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図1に示す実施例1に係る第一の排ガス処理装置10Aの流路形成手段23A、図3に示す実施例2に係る第二の排ガス処理装置10Bの流路形成手段23B、図4に示す実施例3に係る第三の排ガス処理装置10Cの流路形成手段23C、図5に示す実施例4に係る第四の排ガス処理装置10Dの混合手段41、図7に示す実施例5に係る第五の排ガス処理装置10Eの抵抗部51の少なくとも一つを併用するようにしてもよい。
また、本発明は、CO2回収装置22を備える排ガス処理装置に用いる場合について説明したが、CO2回収装置22以外に排煙脱硫装置など他の装置を備える排ガス処理装置にも用いることは可能である。
以上のように、本発明に係る排ガス処理装置は、煙突から外部に排出される排ガスをほぼ全量、安定かつ安全にCO2回収装置側に引き込むと共に、煙突内への大気の引き込みを抑制することに用いるのに適している。
10A〜10F 第一の排ガス処理装置〜第六の排ガス処理装置
11 ボイラ
12 排ガス
13 ブロア
14 排煙脱硫装置
15 煙突
16 ダンパ
17 大気
21 ボイラ
22 CO2回収装置
23A〜23C 流路形成手段
24 排ガス通路
25 排ガス排出通路
26 開口
27 突設部
28 仕切部
29 蓋部
31 第1の突設部
32 上部排ガス案内部
33 第2の突設部
34 下部排ガス案内部
35 第1の堰
36 入口部
37 第2の堰
38 突設部
39 排ガス案内部
40 排ガス分岐通路
41 スタティックミキサー(螺旋部材)
42 排ガス還流通路
51 抵抗部
52 ダンパ
A〜F 空間
X 境界領域

Claims (9)

  1. 産業設備から排出される排ガスを外部へ排出可能な煙突と、
    前記煙突の後流側に設置され、前記煙突内の前記排ガスを引込むブロアと、
    前記ブロアにより引込まれた排ガス中のCO2を回収するCO2回収装置と、
    前記煙突内に設けられ、前記CO2回収装置が運転及び運転を停止している際に、前記ブロアにより引込まれた前記排ガスが前記煙突内から外部に放出されるのを抑制すると共に、大気が前記煙突の内部に流入するのを抑制する規制手段と、を具備し、
    前記規制手段が、前記煙突内に前記ブロアにより引込まれた前記排ガス及び前記大気が流れる蛇行流路を形成する流路形成手段であることを特徴とする排ガス処理装置。
  2. 請求項1において、
    前記流路形成手段が、前記煙突の長手方向の断面方向の中心部分に開口を形成し、前記煙突の塔頂部側に突設した突設部を有する仕切部と、該仕切部と所定の隙間を設けて対向するように設けられる凹状の蓋部とからなることを特徴とする排ガス処理装置。
  3. 請求項1において、
    前記流路形成手段が、前記煙突の長手方向の断面方向から見たときに、前記排ガスが流入する側の前記煙突の壁面側から延び、その先端部に下向きに突設させた第1の突設部を有する上部排ガス案内部と、前記排ガスが排出される前記煙突の壁面側から延び、その先端部に上向きに突設させた第2の突設部を有する下部排ガス案内部とからなり、
    前記下部排ガス案内部の前記第2の突設部が、前記煙突の壁面と前記上部排ガス案内部の前記第1の突設部との間に設けられ、前記煙突内に排ガスの流路を形成してなることを特徴とする排ガス処理装置。
  4. 請求項1において、
    前記流路形成手段が、前記煙突の長手方向の断面方向から見たときに、前記産業設備から前記煙突に前記排ガスを送給する排ガス通路の上側に設けられる第1の堰と、前記排ガスを前記煙突内に送給する前記煙突の入口部の下側に設けられる第2の堰と、前記煙突の前記入口部のある壁面側から延び、その先端部に下向きに突設させた突設部を有する排ガス案内部とからなるものであることを特徴とする排ガス処理装置。
  5. 産業設備から排出される排ガスを外部へ排出する煙突と、
    前記煙突の後流側に設置され、前記煙突内の前記排ガスを引込むブロアと、
    前記ブロアにより引込まれた排ガス中のCO2を回収するCO2回収装置と、
    前記煙突内に設けられ、前記CO2回収装置が運転及び運転を停止している際に、前記ブロアにより引込まれた前記排ガスが前記煙突内から外部に放出されるのを抑制すると共に、大気が前記煙突の内部に流入するのを抑制する規制手段と、を具備し、
    前記規制手段が、前記煙突内に前記ブロアにより引込まれた前記排ガスと前記大気とを混合する混合手段であることを特徴とする排ガス処理装置。
  6. 請求項5において、
    前記ブロアから前記CO2回収装置に送給される前記排ガスの一部を前記煙突内に還流させる排ガス還流通路を有することを特徴とする排ガス処理装置。
  7. 産業設備から排出される排ガスを外部へ排出する煙突と、
    前記煙突の後流側に設置され、前記煙突内の前記排ガスを引込むブロアと、
    前記ブロアにより引込まれた排ガス中のCO2を回収し、CO2を回収した前記排ガスを外部に排出可能なCO2回収装置と、
    前記煙突内に設けられ、前記CO2回収装置が運転及び運転を停止している際に、前記ブロアにより引込まれた前記排ガスが前記煙突内から外部に放出されるのを抑制すると共に、大気が前記煙突の内部に流入するのを抑制する規制手段と、を具備し、
    前記規制手段が、前記大気が前記煙突の内部に流入するのを抑制するリーク抑制手段であることを特徴とする排ガス処理装置。
  8. 請求項7において、
    前記リーク抑制手段が、前記煙突の壁面に少なくとも一つ設けられ、前記煙突の長手方向の断面方向から見たときに煙突出口方向に向かって延びる抵抗部であることを特徴とする排ガス処理装置。
  9. 請求項1乃至の何れか一つの排ガス処理装置を用いて前記排ガスが前記煙突の外部に流出するのを防止する排ガス処理方法。
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