雜質(zhì)除去系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在將堿水溶液供給至在壓縮來自氧燃燒裝置的廢氣的壓縮機(jī)下游具備的冷卻器的廢氣入口側(cè)以將廢氣中的雜質(zhì)與廢液一同除去時(shí)，可不從外部供給水而制備并供給堿水溶液的雜質(zhì)除去系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，作為降低被認(rèn)為是地球變暖的原因之一的二氧化碳(C02)的排放量的技術(shù)之一，研究了氧燃燒裝置，例如關(guān)注于對煤粉進(jìn)行氧燃燒的煤炭焚燒爐。對于該煤炭焚燒爐，考慮以下方法:通過使用氧代替空氣作為氧化劑，產(chǎn)生以二氧化碳為主體的燃燒廢氣，再通過將這種以二氧化碳為主體的廢氣壓縮、冷卻，制成液化二氧化碳或壓縮二氧化碳輸送至目的地進(jìn)行處理。作為處理的一個(gè)實(shí)例，考慮將液化二氧化碳貯藏于地下。作為這樣的氧燃燒用煤炭焚燒爐的廢氣處理裝置，有專利文獻(xiàn)1。
[0003]如上述專利文獻(xiàn)1所示，在通過煤炭焚燒爐對煤炭進(jìn)行氧燃燒的情況下，在廢氣中，除了作為主體的二氧化碳(C02)以外，還含有來自煤炭原料的氮氧化物(N0X)、硫氧化物(S0X)、氯化氫(HC1)、汞(Hg)、煙塵等雜質(zhì)。
[0004]在專利文獻(xiàn)1中，為了除去在來自進(jìn)行氧燃燒的煤炭焚燒爐等的廢氣中混入的來自煤炭原料的硫(S)，具備在目前的空氣焚燒爐等中使用的由噴霧塔式或填充塔式等構(gòu)成的被認(rèn)為是濕式的脫硫裝置，以進(jìn)行硫氧化物(S0X)的除去。另外，為了除去在來自進(jìn)行氧燃燒的煤炭焚燒爐等的廢氣中混入的來自煤炭原料的氮(N)，具備利用催化劑式等的脫硝裝置，以除去氮氧化物(N0X)，將這樣除去了雜質(zhì)的二氧化碳導(dǎo)入至壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮。
[0005]在上述雜質(zhì)中，硫氧化物(S0X)通過與水接觸而溶解于水中形成硫酸，氯化氫(HC1)在水中溶解而形成鹽酸，所以這樣顯示水溶性的硫氧化物和氯化氫可通過與水接觸而除去。
[0006]另外，在上述雜質(zhì)的氮氧化物(N0X)中，二氧化氮(N02)可通過與水接觸而溶解于水中形成硝酸來除去。但是，在來自煤炭焚燒爐的廢氣中氧(02)變少，所以氮(N)大部分以一氧化氮(N0)的形式存在，該一氧化氮(N0)不溶于水，所以即使與水接觸也無法除去。
[0007]另一方面，已知上述硫酸、鹽酸和硝酸具有腐蝕廢氣處理裝置的設(shè)備的問題，另外已知上述微量金屬汞損傷熱交換器的低溫的鋁部件。因此，這些雜質(zhì)優(yōu)選在早期的階段除去。另外，若上述雜質(zhì)混入至廢氣中，則二氧化碳的純度降低，所以有通過壓縮、冷卻將二氧化碳液化變得困難，裝置設(shè)備大型化的問題。此外，若在將二氧化碳液化以貯藏于地下時(shí)混入硫氧化物，則擔(dān)心硫氧化物與地下的鈣反應(yīng)，可能使貯藏的密閉性產(chǎn)生問題。因此，如進(jìn)行氧燃燒的煤炭焚燒爐等那樣，在產(chǎn)生以二氧化碳為主體的廢氣并處理該二氧化碳的系統(tǒng)中，除去廢氣中的雜質(zhì)非常重要。
[0008]需說明的是，在上述濕式的脫硫裝置中，已知在除去水溶性的硫氧化物和氯化氫的同時(shí)除去煙塵，此外，已知在也除去氮氧化物的一部分的同時(shí)，還稍微除去原本含量少的汞。另外，在即使進(jìn)行上述廢氣處理而廢氣中的汞濃度也高的情況下，考慮設(shè)置汞除去塔通過吸附劑等除去汞。
[0009]但是，對于專利文獻(xiàn)1，在循環(huán)管線中具備由噴霧塔式或填充塔式等構(gòu)成的濕式的脫硫裝置和利用催化劑式等的脫硝裝置這兩者以除去廢氣中的雜質(zhì)，所以用于雜質(zhì)除去的脫硫裝置和脫硝裝置非常大型，而且需要復(fù)雜的構(gòu)成，增加設(shè)備成本。
[0010]另一方面，在專利文獻(xiàn)2中記載了使用吸附純化單元的含有0)2的氣體的純化方法。對于專利文獻(xiàn)2，在包括為了除去來自氧燃燒裝置的氣體中含有的雜質(zhì)而進(jìn)行預(yù)處理的工序(a)、將來自該工序(a)的氣體壓縮為10與50巴之間的壓力的工序(b)和以液體、氣體或超臨界的狀態(tài)回收純化0)2富化氣體的工序(c)的構(gòu)成中，在上述工序(a)與工序(b)之間或工序(b)的下游具備吸附材料床(吸附純化單元)，所述吸附材料床具有可在至少N0X、S0X中的一方存在下最少也部分地除去水的吸附特性。
[0011]但是，在上述專利文獻(xiàn)2中，具備吸附純化單元以除去氧燃燒廢氣中含有的雜質(zhì)，所以結(jié)構(gòu)也復(fù)雜，增加設(shè)備成本。此外，吸附純化單元的維護(hù)困難。
[0012]為了應(yīng)對如上所述的問題，提出了雜質(zhì)除去系統(tǒng)，所述系統(tǒng)具備為了處理來自氧燃燒裝置的由二氧化碳構(gòu)成的廢氣而壓縮至目標(biāo)壓力的壓縮機(jī)，通過冷卻器冷卻所產(chǎn)生的廢液除去由該壓縮機(jī)壓縮的廢氣中的雜質(zhì)，進(jìn)而通過將堿水溶液供給至在所述壓縮機(jī)的下游具備的冷卻器的廢氣入口側(cè)，提高雜質(zhì)的除去效果。根據(jù)這種雜質(zhì)除去系統(tǒng)，可利用為了將二氧化碳液化輸送或壓縮輸送而具備的壓縮機(jī)和冷卻器除去雜質(zhì)，所以可實(shí)現(xiàn)裝置的大幅簡化。
[0013]對于上述雜質(zhì)除去系統(tǒng)，若通過壓縮機(jī)壓縮廢氣，則促進(jìn)廢氣中的雜質(zhì)的氧化，所以這種氧化了的雜質(zhì)變得容易溶解于通過下游的冷卻器的冷卻而產(chǎn)生的廢液中，由此可將雜質(zhì)與廢液一同除去。此時(shí)，若在所述冷卻器的廢氣入口側(cè)噴霧堿水溶液，則廢氣中的氧化了的雜質(zhì)變得容易被pH值高的堿水溶液吸收，所以可提高雜質(zhì)的除去效果。
[0014]需說明的是，作為展示與所述雜質(zhì)除去系統(tǒng)相關(guān)的一般技術(shù)水平的文獻(xiàn)，例如有專利文獻(xiàn)3、4、5、6。
[0015]在專利文獻(xiàn)3中公開了氧燃燒裝置的廢氣處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)具備:前部雜質(zhì)除去裝置，所述前部雜質(zhì)除去裝置由將來自氧燃燒裝置的廢氣壓縮以使該廢氣中的雜質(zhì)為水溶性的壓縮機(jī)、和將用該壓縮機(jī)壓縮的廢氣冷卻以使水分凝結(jié)并排出溶解有雜質(zhì)的廢液的冷卻器構(gòu)成；和至少1段的后部雜質(zhì)除去裝置，所述后部雜質(zhì)除去裝置具有以比上述壓縮機(jī)高的壓力壓縮廢氣的后部壓縮機(jī)和后部冷卻器以排出廢液。
[0016]另外，在專利文獻(xiàn)4中公開了廢氣清洗處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)具備在使用含有堿成分的水溶液對從廢棄物處理設(shè)備導(dǎo)入的廢氣進(jìn)行中和處理的同時(shí)進(jìn)行冷卻的驟冷.反應(yīng)部，和將用該驟冷?反應(yīng)部進(jìn)行了中和處理的廢氣進(jìn)一步冷卻的減濕部，在上述驟冷?反應(yīng)部中設(shè)置冷卻廢氣的冷卻氣體導(dǎo)入裝置。
[0017]此外，在專利文獻(xiàn)5中公開了在塔主體的第1段使處理水與廢氣進(jìn)行氣液接觸以除去廢氣中的有害成分，在第2段將廢氣冷卻清洗并從塔主體的上部的廢氣出口排出已處理的廢氣的廢氣處理塔。在該廢氣處理塔中，分別將第2段中的廢氣處理水的一部分導(dǎo)入至廢水罐，將剩余的一部分導(dǎo)入至循環(huán)罐，將在循環(huán)罐中貯存的處理水通過處理水循環(huán)管線導(dǎo)入至第1段并用于廢氣處理，與此同時(shí)在循環(huán)罐中投入堿液以調(diào)整循環(huán)罐內(nèi)的處理水的pH。
[0018]另外，在專利文獻(xiàn)6中公開了C02化學(xué)吸收系統(tǒng)，所述系統(tǒng)具有:使廢氣中的0)2在吸收塔內(nèi)與胺吸收液接觸，將吸收有該0)2的吸收液在再生塔內(nèi)加熱以使C0 2逸出，將C02逸出后的廢氣冷卻并分離凝結(jié)水，使該凝結(jié)水循環(huán)至再生塔的C02化學(xué)吸收設(shè)備；和從再生塔排出胺吸收液，在通過蒸餾法除去該吸收液中蓄積的熱穩(wěn)定性鹽后，將產(chǎn)生的胺吸收液的蒸氣供給至上述再生塔的吸收液再生裝置。在該0)2化學(xué)吸收系統(tǒng)中，將用再生塔冷卻0)2逸出后的廢氣得到的凝結(jié)水的一部分作為添加于上述吸收液再生裝置中的無機(jī)堿溶液的溶劑，所述吸收液再生裝置用于通過蒸餾法除去在胺吸收液中蓄積的熱穩(wěn)定性鹽。
[0019]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-172878號公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特表2010-533063號公報(bào)專利文獻(xiàn)3:國際公開第2012/107953號公報(bào)專利文獻(xiàn)4:日本特開2005-319358號公報(bào)專利文獻(xiàn)5:日本特開2007-260560號公報(bào)專利文獻(xiàn)6:日本特表2012-166139號公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]發(fā)明所要解決的課題
如上所述，在實(shí)施在冷卻器的廢氣入口側(cè)噴霧堿水溶液以提高雜質(zhì)的除去效果的方法時(shí)，需要大量的堿水溶液。上述堿水溶液以堿水溶液的狀態(tài)購入或?qū)⒐腆w堿劑溶解于水中制備，但在購入堿水溶液的情況下有成本增加的問題。另外，在現(xiàn)場制備堿水溶液的情況下需要連續(xù)地供給水，所以需要用于制備堿水溶液的大量的水。
[0021]但是，由于設(shè)置氧燃燒裝置的場所而導(dǎo)致水貴，所以有運(yùn)轉(zhuǎn)成本大幅增加的問題。另外，在水的獲取困難的地區(qū)，有無法使用堿水溶液提高廢氣中的雜質(zhì)除去效果的問題。
[0022]本發(fā)明鑒于上述課題而完成，涉及能夠在不從外部供給水的情況下制備堿水溶液并供給至冷卻器的廢氣入口側(cè)的雜質(zhì)除去系統(tǒng)。
[0023]解決課題的手段
本發(fā)明為雜質(zhì)除去系統(tǒng)，所述系統(tǒng)具備:具有將來自氧燃燒裝置的以二氧化碳為主體的廢氣逐步壓縮至用于液化輸送或壓縮輸送的目標(biāo)壓力的多段的壓縮機(jī)、和將用各壓縮機(jī)壓縮的廢氣冷卻并將通過冷卻而凝結(jié)的水分作為廢液排出的冷卻器的多段的雜質(zhì)分離裝置，并通過將堿水溶液供給至上述冷卻器的廢氣入口側(cè)而將廢氣中的雜質(zhì)與上述廢液一同除去，其中，所述系統(tǒng)還具備:
接收來自上述冷卻器的廢液并貯存規(guī)定量的廢液的廢液罐；
堿水溶液供給裝置，所述堿水溶液供給裝置具有:接收并貯存該廢液罐的廢液的一部分的水溶液調(diào)整罐，用于將固體堿劑供給至該水溶液調(diào)整罐的廢液以制備堿水溶液的固體堿劑供給機(jī)，控制該固體堿劑供給機(jī)以調(diào)節(jié)堿水溶液的堿濃度檢測值的堿濃度控制器，和將上述水溶液調(diào)整罐的堿水溶液供給至上述冷卻器的廢氣入口側(cè)的栗；和
堿供給控制裝置，所述堿供給控制裝置具有:在后段的雜質(zhì)分離裝置的冷卻器的下游側(cè)具備的雜質(zhì)檢測器，得到上述廢液罐的廢液的pH檢測值的廢液pH檢測器，和輸入來自上述雜質(zhì)檢測器的雜質(zhì)檢測值和來自上述廢液pH檢測器的pH檢測值，基于雜質(zhì)檢測器的雜質(zhì)檢測值，調(diào)節(jié)上述堿水溶液供給裝置以控制供給至上述冷卻器的廢氣入口側(cè)的堿供給量，使得上述廢液PH檢測器的pH檢測值保持為設(shè)定值的供給控制器。
[0024]在上述雜質(zhì)除去系統(tǒng)中，上述堿水溶液供給裝置可具有:通過接收閥接收并貯存上述廢液罐的廢液的一部分的水溶液調(diào)整罐；用于通過調(diào)節(jié)器將固體堿劑供給至上述水溶液調(diào)整罐以制備堿水溶液的固體堿劑供給機(jī)；測定上述水溶液調(diào)整罐的堿水溶液的液面水平的水平儀；得到上述