壓縮機雜質(zhì)分離機構(gòu)的堿性調(diào)節(jié)劑供給方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使得在使用壓縮機除去來自于有氧燃燒裝置的以二氧化碳(CO2)為主體的廢氣中含有的雜質(zhì)時，通過在廢氣中混合堿劑提高雜質(zhì)除去性能的壓縮機雜質(zhì)分離機構(gòu)的堿性調(diào)節(jié)劑供給方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，作為降低據(jù)說是地球變暖的原因之一的二氧化碳(CO2)的排出量的技術(shù)之一，研究了有氧燃燒裝置，例如將粉煤有氧燃燒的燃煤鍋爐受到關(guān)注。這種燃煤鍋爐使用氧代替空氣作為氧化劑，由此產(chǎn)生以二氧化碳(CO2)為主體的廢氣，通過將此高二氧化碳濃度的廢氣壓縮、冷卻制成液化二氧化碳。研究了將這種液化二氧化碳通過船、車輛等運輸裝置運輸至目的地并貯藏于地下，或者升高液化二氧化碳的壓力從而通過管道運輸至目的地并貯藏于地下。
[0003]在這樣通過燃煤鍋爐將煤有氧燃燒的情況下的廢氣中，除了二氧化碳(CO2)以外，還含有來源于煤原料的氧化氮(NOx)、氧化硫(SOx)、汞(Hg)、氯化氫(HCl)、煤塵等雜質(zhì)。
[0004]在上述雜質(zhì)中，氧化硫(SOx)通過與水接觸溶解于水中形成硫酸(H2SO4),氯化氫(HCl)溶解于水中形成鹽酸。對于這樣的顯示水溶性的氧化硫和氯化氫、以及煤煙，通過水噴霧等與水接觸，由此可進行分離。
[0005]另一方面，在作為所述雜質(zhì)的氧化氮(NOx)中，二氧化氮(NO2)通過與水接觸溶解于水中形成硝酸(HNO3),由此可進行分離。但是，由于在來自于燃煤鍋爐的廢氣中氧(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，所以即使進行水噴霧等也無法除去。
[0006]已知在所述硫酸、鹽酸和硝酸中、特別是硫酸腐蝕廢氣處理裝置的設(shè)備，另外明確作為所述微量金屬的汞損傷二氧化碳液化裝置中具備的熱交換器的低溫的鋁部件。因此，這些雜質(zhì)優(yōu)選在早期除去。另外，若所述雜質(zhì)混入廢氣中，則二氧化碳的純度降低，因此有以下問題:壓縮、冷卻以液化變得困難，液化所需要的裝置設(shè)備大型化。因此，如進行有氧燃燒的燃煤鍋爐等那樣，在產(chǎn)生以二氧化碳為主體的廢氣并處理此二氧化碳的系統(tǒng)中，除去廢氣中的雜質(zhì)變得非常重要。
[0007]因此，在進行有氧燃燒的燃煤鍋爐等中，特別是對于腐蝕成為問題的氧化硫，實行通過具備由在現(xiàn)有的燃空氣鍋爐等中使用的噴霧塔式或充填塔式等構(gòu)成的所謂濕式的脫硫裝置除去。另外，由于在來自于進行有氧燃燒的燃煤鍋爐等的廢氣中產(chǎn)生來源于煤原料的氮和氧化氮，所以實行在所述脫硫裝置的上游具備催化式等的脫硝裝置以除去氮和氧化氮。
[0008]已知若設(shè)置上述濕式脫硫裝置，則在除去氧化硫和氯化氫的同時，除去煤塵，進而在除去氧化氮的一部分的同時，還少量地除去原本含量少的汞。另外，在即使進行上述廢氣處理，廢氣中的汞的濃度仍高的情況下，考慮設(shè)置汞除去塔并通過吸附劑等除去汞。
[0009]如上所述，來自于有氧燃燒的燃煤鍋爐的以二氧化碳(CO2)為主體的廢氣通常實行進行基于多段壓縮機的壓縮和基于在各壓縮機的下游具備的后冷卻器的冷卻以最終制成液化二氧化碳。但是，此時所述壓縮機有因由廢氣中含有的氧化硫(SOx)生成的硫酸(H2SO4)而產(chǎn)生硫酸腐蝕的問題。所述壓縮機為非常貴的裝置。因此，防止壓縮機腐蝕成為非常重要的課題。
[0010]作為廢氣的處理系統(tǒng)，在專利文獻I中，記載了以下廢氣處理系統(tǒng):在傳導(dǎo)來自于鍋爐的廢氣的導(dǎo)管上具有集塵器和濕式脫硫裝置，所述鍋爐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，具備將集塵器的下游側(cè)的廢氣的一部分傳導(dǎo)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CO2分離裝置。公開了使得將在該0)2分離裝置的壓縮廢氣的過程中分離的水分在脫硫裝置內(nèi)循環(huán)并供給至所使用的吸收液的廢氣處理系統(tǒng)。
[0011]另外，在專利文獻2中公開了通過串聯(lián)配置的并流接觸裝置處理含有烴類氣體或氮等非吸收性氣體的氣流的氣體處理設(shè)備。
[0012]另外，在專利文獻3中公開了以下氣體處理裝置，所述氣體處理裝置將原料空氣壓縮，導(dǎo)入催化劑塔中并將極微量的一氧化碳和氫轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水分，在冷卻后將催化反應(yīng)后的升溫空氣導(dǎo)入吸附塔中，吸附除去二氧化碳、水分和其它的雜質(zhì)以得到高純度制品空氣，將其它部分導(dǎo)入主熱交換器中并冷卻至近液化溫度，導(dǎo)入單精餾塔中進行液化精餾，由此得到高純度氮和富氧化液化空氣。
[0013]另外，在專利文獻4中公開了以下廢氣處理裝置，所述廢氣處理裝置具備:將廢氣中的煤塵除塵的除塵裝置；設(shè)置于該除塵裝置的下游側(cè)以吸收除去S0X、HCl等的吸收塔；設(shè)置于吸收塔的下游側(cè)以使煤塵聚集擴大并除去的過冷卻型除霧器；和分解廢氣中的有害物質(zhì)的催化裝置。
[0014]另外，在專利文獻5中公開了以下排煙處理裝置，所述排煙處理裝置設(shè)置向吸收劑淤漿中投入堿劑的裝置、淤漿的PH值檢測器、氣體煤氣加熱器運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置、集塵器運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置、通過來自于PH值檢測器和氣體煤氣加熱器及集塵器運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置的信號控制堿劑的投入量的堿劑投入控制裝置，以控制吸收劑淤漿的PH值。
[0015]現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻
專利文獻1:日本特開2012-143699號公報；
專利文獻2:日本特表2012-505747號公報；
專利文獻3:日本特開平6-304432號公報；
專利文獻4:日本特開2000-51648號公報；
專利文獻5:日本特開平8-290036號公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]發(fā)明所要解決的課題
但是，在如專利文獻I那樣的現(xiàn)有的廢氣處理系統(tǒng)中，由于具備噴霧塔式等濕式脫硫裝置以除去廢氣中的雜質(zhì)、特別是氧化硫(SOx)，所以具有以下問題:用于除去雜質(zhì)的裝置變得非常大型且復(fù)雜，從而增加設(shè)備成本。
[0017]因此，希望出現(xiàn)可通過簡單的裝置以低成本除去傳導(dǎo)至壓縮機的廢氣中的氧化硫等雜質(zhì)的技術(shù)。
[0018]本發(fā)明為鑒于上述現(xiàn)有的課題而實施的發(fā)明，其目的在于:提供使得可通過簡單的裝置以低成本除去來自于有氧燃燒裝置的廢氣中含有的雜質(zhì)的壓縮機雜質(zhì)分離機構(gòu)的堿性調(diào)節(jié)劑供給方法及裝置。
[0019]用于解決課題的手段
本發(fā)明涉及壓縮機雜質(zhì)分離機構(gòu)的堿性調(diào)節(jié)劑供給裝置，所述壓縮機雜質(zhì)分離機構(gòu)的堿性調(diào)節(jié)劑供給裝置通過具備多段雜質(zhì)分離裝置的壓縮機雜質(zhì)分離機構(gòu)除去廢氣中的雜質(zhì)，所述多段雜質(zhì)分離裝置具有:在將來自于有氧燃燒裝置的以二氧化碳為主體的廢氣供給至二氧化碳液化裝置之前將二氧化碳階段性地壓縮至液化所需要的目標(biāo)壓力的多段壓縮機；和使得將通過各壓縮機壓縮的廢氣與水熱交換以進行冷卻并將通過冷卻而凝結(jié)的水分作為廢液取出的后冷卻器，
所述壓縮機雜質(zhì)分離機構(gòu)的堿性調(diào)節(jié)劑供給裝置具有:將通過所述壓縮機雜質(zhì)分離機構(gòu)加壓、冷卻以除去雜質(zhì)的廢氣進一步冷卻的冷凍機式熱交換器；接收通過該冷凍機式熱交換器冷卻而產(chǎn)生的廢液的廢液容器；和將該廢液容器的廢液作為堿性調(diào)節(jié)劑并至少供給至最前段的雜質(zhì)分離裝置的后冷卻器的上游側(cè)的堿性調(diào)節(jié)劑供給流路。
[0020]在上述壓縮機雜質(zhì)分離機構(gòu)的堿性調(diào)節(jié)劑供給裝置中，優(yōu)選在所述冷凍機式熱交換器的上游側(cè)具有輔助冷卻器，將來自于所述冷凍機式熱交換器的廢液作為冷卻劑并通過所述堿性調(diào)節(jié)劑供給流路傳導(dǎo)至輔助冷卻器以冷卻廢氣，將來自于所述輔助冷卻器的廢液在所述輔助冷卻器的下游側(cè)混合于所述堿性調(diào)節(jié)劑供給流路的廢液中。
[0021]另外，在上述壓縮機雜質(zhì)分離機構(gòu)的堿性調(diào)節(jié)劑供給裝置中，優(yōu)選在所述冷凍機式熱交換器的上游側(cè)具有輔助冷卻器，并且在所述冷凍機式熱交換器的下游側(cè)具有填充層式脫硝裝置，將所述冷凍機式熱交換器的廢液供給至所述填充層式脫硝裝置，將從該填充層式脫硝裝置取出的廢液作為冷卻劑并通過所述堿性調(diào)節(jié)劑供給流路傳導(dǎo)至輔助冷卻器以冷卻廢氣，將來自于所述輔助冷卻器的廢液在所述輔助冷卻器的下游側(cè)混合于所述堿性調(diào)節(jié)劑供給流路的廢液中。
[0022]另外，在上述壓縮機雜質(zhì)分離機構(gòu)的堿性調(diào)節(jié)劑供給裝置中，優(yōu)選具有:貯留一定量的來自于最前段的雜質(zhì)分離裝置中的后冷卻器的廢液的廢液罐；將該廢液罐的廢液的一部分供給至所述堿性調(diào)節(jié)劑供給流路的廢液供給流路；在所述堿性調(diào)節(jié)劑供給流路上設(shè)置的供給閥；在所述廢液供給流路上設(shè)置的混合閥；測定所述廢液罐的廢液的PH值的pH值檢測器；和控制所述供給閥和混合閥的開度使得將通過該PH值檢測器檢測的pH檢測值保持為預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值的控制器。
[0023]另外，在上述壓縮機雜質(zhì)分離機構(gòu)的堿性調(diào)