含水分氣體的雜質(zhì)除去裝置及雜質(zhì)除去系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及除去含水分氣體所含有的雜質(zhì)的含水分氣體的雜質(zhì)除去裝置及雜質(zhì)除去系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在從燃燒裝置或反應(yīng)裝置等排出的氣體中含有必須除去的雜質(zhì)。例如，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，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，研究以下方法:通過使用氧代替空氣作為氧化劑，生成以二氧化碳(C02)為主體的廢氣，通過將這種高二氧化碳濃度的的廢氣壓縮、冷卻，制成液化二氧化碳，通過船、車輛等輸送設(shè)備將這種液化二氧化碳輸送至目的地并貯藏于地下，或者升高液化二氧化碳的壓力，通過管線輸送至目的地并貯藏于地下。
[0003]在這樣的來自進(jìn)行氧燃燒的煤炭焚燒爐的廢氣中，除了二氧化碳(C02)以外，還含有來源于煤炭原料的氮氧化物(N0X)、硫氧化物(S0X)、汞(Hg)、氯化氫(HC1)、煙塵等雜質(zhì)。這樣的雜質(zhì)因環(huán)境污染的問題或產(chǎn)生腐蝕等的問題而需要除去，另外雜質(zhì)的混入會使排出的二氧化碳(C02)的純度降低，所以也需要除去。
[0004]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(H2S04)，氯化氫(HC1)溶解于水中形成鹽酸，這樣的顯示水溶性的硫氧化物和氯化氫以及煙塵可通過水噴霧等與水接觸而分離。
[0005]另一方面，在作為上述雜質(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(ΗΝ03)來分離。但是，在來自煤炭焚燒爐的廢氣中氧(02)少，所以氮(N2)大部分以一氧化氮(N0)的形式存在，該一氧化氮(N0)不溶于水，所以即使進(jìn)行水噴霧等也無法除去。
[0006]在上述硫酸、鹽酸和硝酸中，特別是已知硫酸腐蝕廢氣處理裝置的設(shè)備，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。另夕卜，若上述雜質(zhì)混入至廢氣中，則二氧化碳的純度降低，所以有進(jìn)行壓縮、冷卻以液化變得困難，用于液化的裝置設(shè)備大型化的問題。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。
[0007]因此，在進(jìn)行氧燃燒的煤炭焚燒爐等中，特別是對于腐蝕成問題的硫氧化物，通過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)成的稱為濕式的脫硫裝置而除去。另外，在來自進(jìn)行氧燃燒的煤炭焚燒爐等的廢氣中產(chǎn)生來源于煤炭原料的氮和氮氧化物，所以在上述脫硫裝置的上游具備利用催化劑式等的脫硝裝置，以除去氮和氮氧化物。
[0008]已知，若設(shè)置上述濕式的脫硫裝置，則在除去硫氧化物和氯化氫的同時除去煙塵，此外在也除去氮氧化物的一部分的同時，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的濃度也高的情況下，考慮設(shè)置汞除去塔以通過吸附劑等除去汞。
[0009]作為廢氣的處理系統(tǒng)的一個實例，有這樣的廢氣處理系統(tǒng):在引導(dǎo)來自通過混合有富氧氣體和循環(huán)廢氣的燃燒用氣體使燃料燃燒的鍋爐的廢氣的導(dǎo)管上具有集塵器和濕式的脫硫裝置，具備將集塵器的下游側(cè)的廢氣的一部分導(dǎo)入至鍋爐的廢氣再循環(huán)導(dǎo)管，和將脫硫裝置的下游側(cè)的廢氣壓縮以分離二氧化碳的C02分離裝置，并將在壓縮0)2分離裝置的廢氣的過程中分離的水分供給至在脫硫裝置內(nèi)循環(huán)使用的吸收液(參照專利文獻(xiàn)1)。
[0010]另一方面，在專利文獻(xiàn)2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，其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、和將用該壓縮機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，其具有以比上述壓縮機高的壓力將廢氣壓縮的后部壓縮機和后部冷卻器以排出廢液。
[0011]另外，在專利文獻(xiàn)3中，公開了二氧化碳的凈化裝置，所述裝置具備:升高氣態(tài)二氧化碳的壓力的壓縮器；至少1個對流的氣體與液體的接觸裝置，其在除去氧分子和302的情況下，在N0X存在下，在足以將S0 2轉(zhuǎn)化為硫酸和/或?qū)Ox轉(zhuǎn)化為硝酸的時間、升壓壓力下用水清洗上述氣態(tài)二氧化碳；在升壓壓力下將氣態(tài)二氧化碳從上述壓縮器向各個氣體與液體的接觸裝置供給的導(dǎo)管裝置；和將硫酸水溶液和/或硝酸水溶液向各個氣體與液體的接觸裝置再循環(huán)的導(dǎo)管裝置。
[0012]此外，在專利文獻(xiàn)4中，公開了這樣的脫塵脫硫同時處理裝置:使用鍋爐給水或鍋爐燃燒用空氣、脫硫吸收塔的出口廢氣或海水中的一種或多種，將含有灰分的鍋爐廢氣冷卻至40°C以下，使廢氣中的水分凝結(jié)，通過在灰分和凝結(jié)水的漿料中混入有石灰的脫硫吸收液除去廢氣中的S0X，用吸收塔罐下部的無用灰分沉降分離裝置分離無用的灰分。
[0013]另外，在專利文獻(xiàn)5中，公開了由以下工序構(gòu)成的燃燒廢氣凈化系統(tǒng):第1工序，通過使用漏板塔使燃燒廢氣與至少含有0.1克當(dāng)量的堿金屬碳酸鹽的堿金屬碳酸鹽水溶液進(jìn)行氣液對流接觸，減少燃燒廢氣中的硫氧化物和氮氧化物；第2工序，通過使用漏板塔使從該第1工序排出的含有二氧化碳和氮的燃燒廢氣與堿金屬氫氧化物水溶液進(jìn)行氣液對流接觸，將該排出氣體中的二氧化碳的至少一部分轉(zhuǎn)化為堿金屬碳酸鹽，以凈化二氧化碳；和堿金屬氫氧化物水溶液的再生工序，通過使在該第2工序中次生的堿金屬碳酸鹽與堿土金屬氫氧化物反應(yīng)，分離生成的堿土金屬碳酸鹽，并回收堿金屬氫氧化物水溶液。
[0014]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2012-143699號公報專利文獻(xiàn)2:國際公開第2012/107953號公報專利文獻(xiàn)3:日本特開2007-145709號公報專利文獻(xiàn)4:日本特開平06-126127號公報專利文獻(xiàn)5:日本特開2006-263676號公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]發(fā)明所要解決的課題但是，在如專利文獻(xiàn)1那樣的以往的廢氣處理系統(tǒng)中，具備噴霧塔式等的濕式的脫硫裝置以除去廢氣中的雜質(zhì)，特別是硫氧化物(sox)，所以有用于除去雜質(zhì)的裝置非常大型且復(fù)雜而設(shè)備成本增加的問題。
[0016]因此，希望出現(xiàn)可通過簡單的裝置以低成本除去導(dǎo)入至壓縮機的廢氣中的硫氧化物等雜質(zhì)的技術(shù)。
[0017]本發(fā)明鑒于上述以往的課題而完成，提供可通過小型的裝置高效率地除去含水分氣體中含有的雜質(zhì)的含水分氣體的雜質(zhì)除去裝置及雜質(zhì)除去系統(tǒng)。
[0018]解決課題的手段
本發(fā)明涉及含水分氣體的雜質(zhì)除去裝置，所述裝置具有:
內(nèi)置填充材料的冷卻器，所述內(nèi)置填充材料的冷卻器具有:具有冷卻空間的冷卻器本體、與上述冷卻空間的內(nèi)部下側(cè)連通的氣體入口、與上述冷卻空間的內(nèi)部上側(cè)連通的氣體出口、配置于上述冷卻空間內(nèi)部的上述氣體入口與氣體出口之間且使來自冷卻流體入口的冷卻流體在上述冷卻空間內(nèi)部循環(huán)后從冷卻流體出口導(dǎo)出的冷卻管、和以將上述冷卻空間內(nèi)部的上述氣體入口與氣體出口之間上下分隔的方式配置的填充材料；
在上述冷卻空間的內(nèi)部上側(cè)具備的噴嘴；
通過栗將來自在上述冷卻空間的內(nèi)底部的廢液池上具備的廢液出口的廢液供給至上述噴嘴進(jìn)行噴射的廢液循環(huán)裝置；和
在上述廢液中添加堿劑的堿劑添加裝置。
[0019]另外，在上述含水分氣體的雜質(zhì)除去裝置中，優(yōu)選具有:
檢測上述廢液池的廢液的pH的pH檢測器；和
對上述堿劑添加裝置進(jìn)行的堿劑供給進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得該pH檢測器檢測的pH檢測值保持為設(shè)定值的堿劑控制器。
[0020]另外，在上述含水分氣體的雜質(zhì)除去裝置中，優(yōu)選具有:
檢測上述廢液池的廢液的水平的水平儀；和
調(diào)節(jié)在廢液出口所具備的調(diào)節(jié)閥，使得通過該水平儀檢測的水平檢測值保持為設(shè)定值的水平控制器。
[0021]另外，在上述含水分氣體的雜質(zhì)除去裝置中，優(yōu)選將上述氣體入口與壓縮機連接。
[0022]另外，在上述含水分氣體的雜質(zhì)除去裝置中，優(yōu)選在上述冷卻流體入口與冷卻流體出口之間具備冷凍機。
[0023]本發(fā)明還涉及含水分氣體的雜質(zhì)除去系統(tǒng)，所述系統(tǒng)具備:
以具備多段的雜質(zhì)分離機來除去來自氧燃燒裝置的氣體的雜質(zhì)的方式構(gòu)成的雜質(zhì)除去機構(gòu)，所述多段的雜質(zhì)分離機具有多段的壓縮機、和排出將用各個壓縮機壓縮的氣體冷卻而凝結(jié)的廢液的后冷卻器；
上述雜質(zhì)除去機構(gòu)的下游側(cè)的內(nèi)置填充材料的冷卻器，所述內(nèi)置填充材料的冷卻器具有