杂质除去系统的制作方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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(C02)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。
[0003]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(C02)以外，还含有来自煤炭原料的氮氧化物(N0X)、硫氧化物(S0X)、氯化氢(HC1)、汞(Hg)、烟尘等杂质。
[0004]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(S0X)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(N0X)，将这样除去了杂质的二氧化碳导入至压缩机进行压缩。
[0005]在上述杂质中，硫氧化物(S0X)通过与水接触而溶解于水中形成硫酸，氯化氢(HC1)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。
[0006]另外，在上述杂质的氮氧化物(N0X)中，二氧化氮(N02)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(02)变少，所以氮(N)大部分以一氧化氮(N0)的形式存在，该一氧化氮(N0)不溶于水，所以即使与水接触也无法除去。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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0)2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0)2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。
[0012]为了应对如上所述的问题，提出了杂质除去系统，所述系统具备为了处理来自氧燃烧装置的由二氧化碳构成的废气而压缩至目标压力的压缩机，通过冷却器冷却所产生的废液除去由该压缩机压缩的废气中的杂质，进而通过将碱水溶液供给至在所述压缩机的下游具备的冷却器的废气入口侧，提高杂质的除去效果。根据这种杂质除去系统，可利用为了将二氧化碳液化输送或压缩输送而具备的压缩机和冷却器除去杂质，所以可实现装置的大幅简化。
[0013]对于上述杂质除去系统，若通过压缩机压缩废气，则促进废气中的杂质的氧化，所以这种氧化了的杂质变得容易溶解于通过下游的冷却器的冷却而产生的废液中，由此可将杂质与废液一同除去。此时，若在所述冷却器的废气入口侧喷雾碱水溶液，则废气中的氧化了的杂质变得容易被pH值高的碱水溶液吸收，所以可提高杂质的除去效果。
[0014]需说明的是，作为展示与所述杂质除去系统相关的一般技术水平的文献，例如有专利文献3、4、5、6。
[0015]在专利文献3中公开了氧燃烧装置的废气处理系统，所述系统具备:前部杂质除去装置，所述前部杂质除去装置由将来自氧燃烧装置的废气压缩以使该废气中的杂质为水溶性的压缩机、和将用该压缩机压缩的废气冷却以使水分凝结并排出溶解有杂质的废液的冷却器构成；和至少1段的后部杂质除去装置，所述后部杂质除去装置具有以比上述压缩机高的压力压缩废气的后部压缩机和后部冷却器以排出废液。
[0016]另外，在专利文献4中公开了废气清洗处理系统，所述系统具备在使用含有碱成分的水溶液对从废弃物处理设备导入的废气进行中和处理的同时进行冷却的骤冷.反应部，和将用该骤冷?反应部进行了中和处理的废气进一步冷却的减湿部，在上述骤冷?反应部中设置冷却废气的冷却气体导入装置。
[0017]此外，在专利文献5中公开了在塔主体的第1段使处理水与废气进行气液接触以除去废气中的有害成分，在第2段将废气冷却清洗并从塔主体的上部的废气出口排出已处理的废气的废气处理塔。在该废气处理塔中，分别将第2段中的废气处理水的一部分导入至废水罐，将剩余的一部分导入至循环罐，将在循环罐中贮存的处理水通过处理水循环管线导入至第1段并用于废气处理，与此同时在循环罐中投入碱液以调整循环罐内的处理水的pH。
[0018]另外，在专利文献6中公开了C02化学吸收系统，所述系统具有:使废气中的0)2在吸收塔内与胺吸收液接触，将吸收有该0)2的吸收液在再生塔内加热以使C0 2逸出，将C02逸出后的废气冷却并分离凝结水，使该凝结水循环至再生塔的C02化学吸收设备；和从再生塔排出胺吸收液，在通过蒸馏法除去该吸收液中蓄积的热稳定性盐后，将产生的胺吸收液的蒸气供给至上述再生塔的吸收液再生装置。在该0)2化学吸收系统中，将用再生塔冷却0)2逸出后的废气得到的凝结水的一部分作为添加于上述吸收液再生装置中的无机碱溶液的溶剂，所述吸收液再生装置用于通过蒸馏法除去在胺吸收液中蓄积的热稳定性盐。
[0019]现有技术文献专利文献
专利文献1:日本特开2010-172878号公报专利文献2:日本特表2010-533063号公报专利文献3:国际公开第2012/107953号公报专利文献4:日本特开2005-319358号公报专利文献5:日本特开2007-260560号公报专利文献6:日本特表2012-166139号公报。
【发明内容】
[0020]发明所要解决的课题
如上所述，在实施在冷却器的废气入口侧喷雾碱水溶液以提高杂质的除去效果的方法时，需要大量的碱水溶液。上述碱水溶液以碱水溶液的状态购入或将固体碱剂溶解于水中制备，但在购入碱水溶液的情况下有成本增加的问题。另外，在现场制备碱水溶液的情况下需要连续地供给水，所以需要用于制备碱水溶液的大量的水。
[0021]但是，由于设置氧燃烧装置的场所而导致水贵，所以有运转成本大幅增加的问题。另外，在水的获取困难的地区，有无法使用碱水溶液提高废气中的杂质除去效果的问题。
[0022]本发明鉴于上述课题而完成，涉及能够在不从外部供给水的情况下制备碱水溶液并供给至冷却器的废气入口侧的杂质除去系统。
[0023]解决课题的手段
本发明为杂质除去系统，所述系统具备:具有将来自氧燃烧装置的以二氧化碳为主体的废气逐步压缩至用于液化输送或压缩输送的目标压力的多段的压缩机、和将用各压缩机压缩的废气冷却并将通过冷却而凝结的水分作为废液排出的冷却器的多段的杂质分离装置，并通过将碱水溶液供给至上述冷却器的废气入口侧而将废气中的杂质与上述废液一同除去，其中，所述系统还具备:
接收来自上述冷却器的废液并贮存规定量的废液的废液罐；
碱水溶液供给装置，所述碱水溶液供给装置具有:接收并贮存该废液罐的废液的一部分的水溶液调整罐，用于将固体碱剂供给至该水溶液调整罐的废液以制备碱水溶液的固体碱剂供给机，控制该固体碱剂供给机以调节碱水溶液的碱浓度检测值的碱浓度控制器，和将上述水溶液调整罐的碱水溶液供给至上述冷却器的废气入口侧的栗；和
碱供给控制装置，所述碱供给控制装置具有:在后段的杂质分离装置的冷却器的下游侧具备的杂质检测器，得到上述废液罐的废液的pH检测值的废液pH检测器，和输入来自上述杂质检测器的杂质检测值和来自上述废液pH检测器的pH检测值，基于杂质检测器的杂质检测值，调节上述碱水溶液供给装置以控制供给至上述冷却器的废气入口侧的碱供给量，使得上述废液PH检测器的pH检测值保持为设定值的供给控制器。
[0024]在上述杂质除去系统中，上述碱水溶液供给装置可具有:通过接收阀接收并贮存上述废液罐的废液的一部分的水溶液调整罐；用于通过调节器将固体碱剂供给至上述水溶液调整罐以制备碱水溶液的固体碱剂供给机；测定上述水溶液调整罐的碱水溶液的液面水平的水平仪；得到上述