[发明专利]压缩机杂质分离机构的碱性调节剂供给方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及使得在使用压缩机除去来自于有氧燃烧装置的以二氧化碳(CO₂)为主体的废气中含有的杂质时，通过在废气中混合碱剂提高杂质除去性能的压缩机杂质分离机构的碱性调节剂供给方法及装置。

背景技术

近年来，作为降低据说是地球变暖的原因之一的二氧化碳(CO₂)的排出量的技术之一，研究了有氧燃烧装置，例如将粉煤有氧燃烧的燃煤锅炉受到关注。这种燃煤锅炉使用氧代替空气作为氧化剂，由此产生以二氧化碳(CO₂)为主体的废气，通过将此高二氧化碳浓度的废气压缩、冷却制成液化二氧化碳。研究了将这种液化二氧化碳通过船、车辆等运输装置运输至目的地并贮藏于地下，或者升高液化二氧化碳的压力从而通过管道运输至目的地并贮藏于地下。

在这样通过燃煤锅炉将煤有氧燃烧的情况下的废气中，除了二氧化碳(CO₂)以外，还含有来源于煤原料的氧化氮(NO_x)、氧化硫(SO_x)、汞(Hg)、氯化氢(HCl)、煤尘等杂质。

在上述杂质中，氧化硫(SO_x)通过与水接触溶解于水中形成硫酸(H₂SO₄)，氯化氢(HCl)溶解于水中形成盐酸。对于这样的显示水溶性的氧化硫和氯化氢、以及煤烟，通过水喷雾等与水接触，由此可进行分离。

另一方面，在作为所述杂质的氧化氮(NO_x)中，二氧化氮(NO₂)通过与水接触溶解于水中形成硝酸(HNO₃)，由此可进行分离。但是，由于在来自于燃煤锅炉的废气中氧(O₂)少，所以氮(N₂)大部分以一氧化氮(NO)的形式存在，由于此一氧化氮(NO)不溶于水，所以即使进行水喷雾等也无法除去。

已知在所述硫酸、盐酸和硝酸中、特别是硫酸腐蚀废气处理装置的设备，另外明确作为所述微量金属的汞损伤二氧化碳液化装置中具备的热交换器的低温的铝部件。因此，这些杂质优选在早期除去。另外，若所述杂质混入废气中，则二氧化碳的纯度降低，因此有以下问题：压缩、冷却以液化变得困难，液化所需要的装置设备大型化。因此，如进行有氧燃烧的燃煤锅炉等那样，在产生以二氧化碳为主体的废气并处理此二氧化碳的系统中，除去废气中的杂质变得非常重要。

因此，在进行有氧燃烧的燃煤锅炉等中，特别是对于腐蚀成为问题的氧化硫，实行通过具备由在现有的燃空气锅炉等中使用的喷雾塔式或充填塔式等构成的所谓湿式的脱硫装置除去。另外，由于在来自于进行有氧燃烧的燃煤锅炉等的废气中产生来源于煤原料的氮和氧化氮，所以实行在所述脱硫装置的上游具备催化式等的脱硝装置以除去氮和氧化氮。

已知若设置上述湿式脱硫装置，则在除去氧化硫和氯化氢的同时，除去煤尘，进而在除去氧化氮的一部分的同时，还少量地除去原本含量少的汞。另外，在即使进行上述废气处理，废气中的汞的浓度仍高的情况下，考虑设置汞除去塔并通过吸附剂等除去汞。

如上所述，来自于有氧燃烧的燃煤锅炉的以二氧化碳(CO₂)为主体的废气通常实行进行基于多段压缩机的压缩和基于在各压缩机的下游具备的后冷却器的冷却以最终制成液化二氧化碳。但是，此时所述压缩机有因由废气中含有的氧化硫(SO_x)生成的硫酸(H₂SO₄)而产生硫酸腐蚀的问题。所述压缩机为非常贵的装置。因此，防止压缩机腐蚀成为非常重要的课题。

作为废气的处理系统，在专利文献1中，记载了以下废气处理系统：在传导来自于锅炉的废气的导管上具有集尘器和湿式脱硫装置，所述锅炉通过混合有富氧气体和循环废气的燃烧用气体使燃料燃烧，具备将集尘器的下游侧的废气的一部分传导至锅炉的废气再循环导管和将脱硫装置的下游侧的废气压缩以分离二氧化碳的CO₂分离装置。公开了使得将在该CO₂分离装置的压缩废气的过程中分离的水分在脱硫装置内循环并供给至所使用的吸收液的废气处理系统。

另外，在专利文献2中公开了通过串联配置的并流接触装置处理含有烃类气体或氮等非吸收性气体的气流的气体处理设备。