[发明专利]废气净化装置和CO2回收系统

说明书

技术领域

本发明涉及废气净化装置和CO₂回收系统。

背景技术

由于在从使粉煤在空气中燃烧的烧煤锅炉那样的燃烧装置排出的废气中，含有粒子或气体状的杂质，因而为了保护环境，进行着配备具有脱硝装置、集尘装置、脱硫装置等的废气处理装置而处理废气。在烧煤锅炉的废气中，含有氮氧化物(NO_X)、二氧化碳(CO₂)、硫氧化物(SO_X)、汞(Hg)、氯化氢(HCl)、煤尘等杂质。

另一方面，为了降低成为地球温室效应的原因之一的二氧化碳(CO₂)的排出量，研究使用氧气以代替空气的氧气燃烧装置，使粉煤在氧气中燃烧的氧气燃烧方式的烧煤锅炉引起重视。在氧气燃烧方式的烧煤锅炉中，生成二氧化碳(CO₂)为主体的废气。提出了如下方案：利用具有脱硝装置、集尘装置、脱硫装置等的废气处理装置来处理该废气而得到的二氧化碳浓度高的废气被引导至CO₂回收装置并进行压缩和冷却，进一步进行蒸馏和热交换而得到液化二氧化碳。探讨通过前述CO₂回收装置得到的液化二氧化碳由船、车辆等搬送设备搬送至目的地并储存于地下的方法或者提高液化二氧化碳的压力并通过管道搬送至目的地而储存于地下的方法等。

作为氧气燃烧方式的烧煤锅炉的废气处理装置，存在专利文献1所示的装置。在专利文献1所示的废气处理装置中，记载了如下方案：通过脱硝装置、集尘装置、脱硫装置而处理来自氧气燃烧方式的烧煤锅炉的废气，除去废气所含有的杂质，将除去杂质后的废气引导至CO₂回收装置并液化。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-120981号公报。

发明内容

发明要解决的课题

为了通过CO₂回收装置而使从氧气燃烧方式的烧煤锅炉排出的废气成为液化二氧化碳，为了使废气成为适合于液化的压力/温度，有必要配备多级的压缩机和多级的冷却器。该压缩机价格非常高，因此，为了实施CO₂回收装置，通过谋求压缩机的小型化而降低价格是很重要的，而且，压缩机能够稳定地运转变得非常重要。

可是，在如专利文献1所示的废气处理装置中，难以通过废气处理装置以高的除去率除去废气中的杂质，因此，杂质的一部分依然残留于从废气处理装置排出的废气中。

在前述杂质中，硫氧化物(SO_X)通过与水接触而溶解于水并成为硫酸(H₂SO₄)，氯化氢(HCl)溶解于水而成为盐酸，氮氧化物的二氧化氮(NO₂)通过与水接触而溶解于水并成为硝酸(HNO₃)。在此，脱硫装置由于反应温度低而设在废气处理装置中的最下游侧，但在废气温度低的脱硫装置中，由硫氧化物生成硫酸，存在由于该硫酸向脱硫装置的下游排出而前述压缩机腐蚀的问题。

为了防止前述压缩机腐蚀的问题，有必要由高级材料构成压缩机，因而存在装置的成本增加的问题。另外，如前所述，如果杂质残留于废气中，则存在由于将废气引导至CO₂回收装置而处理时的废气的处理量增加而招致压缩机的大型化的问题，而且，存在由于杂质残留而CO₂的纯度下降的问题。

另外，作为前述脱硫装置，已知基于使用廉价的石灰的石灰/石膏法(湿式脱硫法)的湿式脱硫装置。可是，在通过该湿式脱硫装置处理的废气中也含有残留的杂质，而且，在废气中含有通过湿式脱硫装置的脱硫反应产生的石膏的粒子(杂质)。因此，存在如下问题：来自湿式脱硫装置的石膏的粒子被引导至前述压缩机，被引导至压缩机的石膏的粒子附着/堆积于压缩机的内部和涡轮叶片等。因此，存在压缩机的维护增加且设备的运转率下降的问题。

另一方面，在空气燃烧方式的烧煤锅炉中，由湿式脱硫装置处理后的废气引导至烟囱。此时，为了防止由蒸气的冷凝引起的白烟从烟囱排出，在烟囱的正上游，设有与比废气处理装置的脱硫装置更靠近上游侧的废气热交换而提高废气的温度的再加热器，由此，防止白烟的产生。可是，如果如前所述地将含有石膏的粒子的废气从脱硫装置排出，则存在石膏的粒子附着/堆积于前述再加热器和烟囱的内表面的问题，因此，存在用于除去附着/堆积于再加热器和烟囱的粒子的维护作业变多的问题。