[发明专利]杂质除去系统

说明书

技术领域

本发明涉及在将碱水溶液供给至在压缩来自氧燃烧装置的废气的压缩机下游具备的冷却器的废气入口侧以将废气中的杂质与废液一同除去时，可不从外部供给水而制备并供给碱水溶液的杂质除去系统。

背景技术

近年来，作为降低被认为是地球变暖的原因之一的二氧化碳(CO₂)的排放量的技术之一，研究了氧燃烧装置，例如关注于对煤粉进行氧燃烧的煤炭焚烧炉。对于该煤炭焚烧炉，考虑以下方法：通过使用氧代替空气作为氧化剂，产生以二氧化碳为主体的燃烧废气，再通过将这种以二氧化碳为主体的废气压缩、冷却，制成液化二氧化碳或压缩二氧化碳输送至目的地进行处理。作为处理的一个实例，考虑将液化二氧化碳贮藏于地下。作为这样的氧燃烧用煤炭焚烧炉的废气处理装置，有专利文献1。

如上述专利文献1所示，在通过煤炭焚烧炉对煤炭进行氧燃烧的情况下，在废气中，除了作为主体的二氧化碳(CO₂)以外，还含有来自煤炭原料的氮氧化物(NO_x)、硫氧化物(SO_x)、氯化氢(HCl)、汞(Hg)、烟尘等杂质。

在专利文献1中，为了除去在来自进行氧燃烧的煤炭焚烧炉等的废气中混入的来自煤炭原料的硫(S)，具备在目前的空气焚烧炉等中使用的由喷雾塔式或填充塔式等构成的被认为是湿式的脱硫装置，以进行硫氧化物(SO_x)的除去。另外，为了除去在来自进行氧燃烧的煤炭焚烧炉等的废气中混入的来自煤炭原料的氮(N)，具备利用催化剂式等的脱硝装置，以除去氮氧化物(NO_x)，将这样除去了杂质的二氧化碳导入至压缩机进行压缩。

在上述杂质中，硫氧化物(SO_X)通过与水接触而溶解于水中形成硫酸，氯化氢(HCl)在水中溶解而形成盐酸，所以这样显示水溶性的硫氧化物和氯化氢可通过与水接触而除去。

另外，在上述杂质的氮氧化物(NO_X)中，二氧化氮(NO₂)可通过与水接触而溶解于水中形成硝酸来除去。但是，在来自煤炭焚烧炉的废气中氧(O₂)变少，所以氮(N)大部分以一氧化氮(NO)的形式存在，该一氧化氮(NO)不溶于水，所以即使与水接触也无法除去。

另一方面，已知上述硫酸、盐酸和硝酸具有腐蚀废气处理装置的设备的问题，另外已知上述微量金属汞损伤热交换器的低温的铝部件。因此，这些杂质优选在早期的阶段除去。另外，若上述杂质混入至废气中，则二氧化碳的纯度降低，所以有通过压缩、冷却将二氧化碳液化变得困难，装置设备大型化的问题。此外，若在将二氧化碳液化以贮藏于地下时混入硫氧化物，则担心硫氧化物与地下的钙反应，可能使贮藏的密闭性产生问题。因此，如进行氧燃烧的煤炭焚烧炉等那样，在产生以二氧化碳为主体的废气并处理该二氧化碳的系统中，除去废气中的杂质非常重要。

需说明的是，在上述湿式的脱硫装置中，已知在除去水溶性的硫氧化物和氯化氢的同时除去烟尘，此外，已知在也除去氮氧化物的一部分的同时，还稍微除去原本含量少的汞。另外，在即使进行上述废气处理而废气中的汞浓度也高的情况下，考虑设置汞除去塔通过吸附剂等除去汞。

但是，对于专利文献1，在循环管线中具备由喷雾塔式或填充塔式等构成的湿式的脱硫装置和利用催化剂式等的脱硝装置这两者以除去废气中的杂质，所以用于杂质除去的脱硫装置和脱硝装置非常大型，而且需要复杂的构成，增加设备成本。

另一方面，在专利文献2中记载了使用吸附纯化单元的含有CO₂的气体的纯化方法。对于专利文献2，在包括为了除去来自氧燃烧装置的气体中含有的杂质而进行预处理的工序(a)、将来自该工序(a)的气体压缩为10与50巴之间的压力的工序(b)和以液体、气体或超临界的状态回收纯化CO₂富化气体的工序(c)的构成中，在上述工序(a)与工序(b)之间或工序(b)的下游具备吸附材料床(吸附纯化单元)，所述吸附材料床具有可在至少NO_x、SO_x中的一方存在下最少也部分地除去水的吸附特性。

但是，在上述专利文献2中，具备吸附纯化单元以除去氧燃烧废气中含有的杂质，所以结构也复杂，增加设备成本。此外，吸附纯化单元的维护困难。