JP2022177578A - 地熱発電用スクラバ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】地熱発電用スクラバ装置において、気液分離性能を向上することが好ましい。
【解決手段】地熱発電設備からのガスを処理して発電装置に供給する地熱発電用スクラバ装置であって、ガスが導入される反応塔と、反応塔内に液体を噴霧する液体噴霧部とを有し、ガスを液体で処理する湿式サイクロンスクラバ部と、湿式サイクロンスクラバ部と接続し、ガスを発電装置に導出するガス導出部と、湿式サイクロンスクラバ部およびガス導出部を含むガス流路において、液体噴霧部よりも下流に配置され、ガスを予め定められた旋回方向に旋回させる旋回部とを備える地熱発電用スクラバ装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、地熱発電用スクラバ装置に関する。

従来、地熱発電設備等からのガスを処理するガス処理装置が知られている（例えば、特許文献１～８参照）。
特許文献１ 特開平７－２２９３２５号公報
特許文献２ 実用新案登録第３１６０７９２号公報
特許文献３ 特開昭５７－７５２８号公報
特許文献４ 国際公開第２０１４－０１４００２号
特許文献５ 特開平１１－２０７１０６号公報
特許文献６ 特開昭６２－２８８８００号公報
特許文献７ 特開平１－１１５４２８号公報
特許文献８ 特開平３－８３６１５号公報

地熱発電用スクラバ装置において、気液分離性能を向上することが好ましい。

本発明の第１の態様においては、地熱発電設備からのガスを処理して発電装置に供給する地熱発電用スクラバ装置を提供する。地熱発電用スクラバ装置は、湿式サイクロンスクラバ部を備えてよい。湿式サイクロンスクラバ部は、ガスが導入される反応塔と、反応塔内に液体を噴霧する液体噴霧部とを有してよい。湿式サイクロンスクラバ部は、ガスを液体で処理してよい。地熱発電用スクラバ装置は、ガス導出部を備えてよい。ガス導出部は、湿式サイクロンスクラバ部と接続し、ガスを発電装置に導出してよい。地熱発電用スクラバ装置は、旋回部を備えてよい。旋回部は、湿式サイクロンスクラバ部およびガス導出部を含むガス流路において、液体噴霧部よりも下流に配置されてよい。旋回部は、ガスを予め定められた旋回方向に旋回させてよい。

地熱発電用スクラバ装置は、乾式サイクロンスクラバ部を備えてよい。乾式サイクロンスクラバ部は、ガスを処理してよい。ガスは、乾式サイクロンスクラバ部から湿式サイクロンスクラバ部の順に進行してよい。

旋回部は、反応塔の内部に設けられてよい。旋回部は、ガス導出部に設けられてよい。

発電装置は、タービンを有してよい。旋回部の軸と、タービンの回転軸とが同軸上に設けられていてよい。

地熱発電用スクラバ装置は、液体回収部を備えてよい。液体回収部は、旋回部よりもガスの進行方向における下流側に設けられ、ガスを処理した液体を回収してよい。

液体回収部は、ガス導出部を形成する材料よりも水素結合力が弱い、または電気的な引力が弱い保護材料で形成されていてよい。液体回収部の内壁は、ガス導出部を形成する材料よりも水素結合力が弱い、または電気的な引力が弱い保護材料でコーティングされていてよい。液体回収部の外壁は、ガス導出部を形成する材料よりも水素結合力が弱い、または電気的な引力が弱い保護材料でコーティングされていてよい。

地熱発電用スクラバ装置は、開口を備えてよい。開口は、液体回収部の内部と反応塔またはガス導出部を接続してよい。開口は、保護材料でコーティングされていてよい。

液体噴霧部は、保護材料で形成されていてよい。液体噴霧部の内側は、保護材料でコーティングされていてよい。

旋回部の羽部は、保護材料でコーティングされていてよい。旋回部の羽部は、ガスの進行方向における上流側のみ保護材料でコーティングされていてよい。保護材料は、フッ素樹脂、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、エンジニアリングプラスチック、またはＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）などの炭素系コートであってよい。

地熱発電用スクラバ装置は、ガス回収部を備えてよい。ガス回収部は、タービンよりもガスの進行方向における下流側に設けられ、ガスを回収してよい。

ガス回収部は、ガスの蒸気を冷やして液体を回収してよい。ガス回収部は、タービン近傍からの凝縮水を回収する。地熱発電用スクラバ装置は、互いに管体の径が異なる複数の乾式サイクロンスクラバ部を備えてよい。地熱発電用スクラバ装置は、複数の乾式サイクロンスクラバ部のうちから、湿式サイクロンスクラバ部のガス導入口にガスを供給する乾式サイクロンスクラバ部を選択する切り替え部を備えてよい。

本発明の一つの実施形態に係る地熱発電用スクラバ装置１０００の一例を示す図である。 湿式サイクロンスクラバ部１００の一例を示す図である。 図２における旋回部８０の一例を示す斜視図である。 本発明の一つの実施形態に係る湿式サイクロンスクラバ部１００の他の一例を示す図である。 反応塔１０をガス３０の進行方向Ｅ１から見た場合における、図４に示される液体回収部５１の一例を示す図である。 図５におけるＡ－Ａ'断面の一例を示す図である。 図２における旋回部８０の他の例を示す図である。 図２における旋回部８０の他の例を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る地熱発電用スクラバ装置２０００の一例を示す図である。 地熱発電用スクラバ装置２０００における旋回部８０の一例を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る地熱発電用スクラバ装置３０００の一例を示す図である。 地熱発電用スクラバ装置３０００における旋回部８０の一例を示す図である。 地熱発電用スクラバ装置１０００における湿式サイクロンスクラバ部１００の他の例を示す図である。 地熱発電用スクラバ装置１０００における湿式サイクロンスクラバ部１００の他の例を示す図である。 地熱発電用スクラバ装置１０００における湿式サイクロンスクラバ部１００の他の例を示す図である。 地熱発電用スクラバ装置１０００における湿式サイクロンスクラバ部１００の他の例を示す図である。 地熱発電用スクラバ装置１０００における湿式サイクロンスクラバ部１００の他の例を示す図である。 地熱発電用スクラバ装置１０００における湿式サイクロンスクラバ部１００の他の例を示す図である。 地熱発電用スクラバ装置１０００における湿式サイクロンスクラバ部１００の他の例を示す図である。 乾式サイクロンスクラバ部２００の一例を示す図である。 地熱発電用スクラバ装置１０００の他の例を示す図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の一つの実施形態に係る地熱発電用スクラバ装置１０００の一例を示す図である。地熱発電用スクラバ装置１０００は、湿式サイクロンスクラバ部１００、乾式サイクロンスクラバ部２００、ガス導出部３００、ガス回収部５００および導入部６００を備える。

地熱発電用スクラバ装置１０００は、地熱発電設備からのガス３０を処理する。地熱発電用スクラバ装置１０００は、地熱発電設備からのガス３０を処理して発電装置４００に供給する。地熱発電設備からのガス３０とは、生産井１１００からの蒸気であってよい。地熱発電設備からのガス３０とは、生産井１１００からの蒸気と熱水の混合物であってもよい。生産井１１００とは、地下の地熱貯留層から蒸気と熱水をくみ上げる井戸である。図１では、生産井１１００からの蒸気を蒸気１１１０、生産井１１００からの熱水を熱水１１２０としている。生産井１１００からの蒸気１１１０には、土砂、シリカ、硫化物等の微粒ダストが含まれている。微粒ダストを除去することにより、発電装置４００の故障を防ぐことが好ましい。

導入部６００は、生産井１１００からの蒸気１１１０を含むガス３０を乾式サイクロンスクラバ部２００に導入する。また、導入部６００は、液体４０を湿式サイクロンスクラバ部１００に導入する。本例において、導入部６００は、加熱槽６１０および気液分離部６２０を有する。

気液分離部６２０は、生産井１１００からの蒸気１１１０および熱水１１２０を、気液分離してよい。本例において、気液分離部６２０は、生産井１１００からの蒸気１１１０および熱水１１２０を、ガス３０および液体６４０に気液分離する。気液分離部６２０は、ガス３０を乾式サイクロンスクラバ部２００に導入してよい。気液分離部６２０は、液体６４０を加熱槽６１０に導入してよい。気液分離部６２０は、液体６４０にスケール抑制材を添加して、加熱槽６１０に導入してもよい。

加熱槽６１０は、湿式サイクロンスクラバ部１００に導入する液体４０を加熱する。加熱槽６１０は、液体６４０を用いて液体４０を加熱してよい。本例の加熱槽６１０は、後述する回収槽５１０の液体５４０と、液体６４０との間で熱交換することで、液体５４０を加熱する。加熱槽６１０は、液体５４０を加熱して得られた液体４０を、湿式サイクロンスクラバ部１００に導入してよい。加熱槽６１０は、熱交換に用いられた液体６４０を、冷却された液体６３０として出力する。加熱槽６１０は、液体６３０を還元井１２００に戻してもよい。液体５４０は、比較的にスケール等の不純物が少ない液体なので、液体５４０を加熱した液体４０を湿式サイクロンスクラバ部１００に導入することで、水資源を再利用しつつ、湿式サイクロンスクラバ部１００におけるスケールの発生を抑制できる。スケールとは、液体に含まれていたシリカ等の不純物が析出して固まったものを指す。また、液体６４０を熱交換に用いることで、液体６４０の熱エネルギーを有効に活用できる。また、加熱した液体４０を湿式サイクロンスクラバ部１００に導入することで、湿式サイクロンスクラバ部１００においてガス３０が液体４０により冷却されることを抑制できる。このため、発電装置４００に導入されるガス３０のエネルギー損失を低減できる。

乾式サイクロンスクラバ部２００は、ガス３０を処理してよい。本例では、乾式サイクロンスクラバ部２００は、導入部６００からのガス３０を処理する。乾式サイクロンスクラバ部２００において、ガス３０中の微粒ダストの内、比較的大きな懸濁物質を除去することができる。懸濁物質とは、一例において、シリカを含む。ガス３０を処理するとは、ガス３０に含まれる有害物質を除去することを指す。

湿式サイクロンスクラバ部１００は、液体４０によりガス３０を処理する。湿式サイクロンスクラバ部１００は、乾式サイクロンスクラバ部２００から導出されたガス３０を処理してよい。湿式サイクロンスクラバ部１００には、液体４０が導入される。液体４０は、導入部６００から導入されてよい。湿式サイクロンスクラバ部１００は、液体４０によりガス３０を処理する。

ガス３０は、乾式サイクロンスクラバ部２００から湿式サイクロンスクラバ部１００の順に進行してよい。つまり、ガス３０は、乾式サイクロンスクラバ部２００、湿式サイクロンスクラバ部１００の順に処理される。乾式サイクロンスクラバ部２００において比較的大きな懸濁物質を除去した後、湿式サイクロンスクラバ部１００において微小懸濁物質を除去するため、簡便な構造でガス３０の圧力損失の低下を抑制できる。また、微小懸濁物質の通り抜けを防止することができる。

ガス導出部３００は、湿式サイクロンスクラバ部１００に接続される。湿式サイクロンスクラバ部１００は、湿式サイクロンスクラバ部１００において処理されたガス３０を、発電装置４００に導出する。

発電装置４００は、ガス３０により発電する。本例において、発電装置４００は、タービン４１０および発電機４２０を有する。発電機４２０は、ガス３０によりタービン４１０の羽を回転させることにより発電してよい。図１において、タービン４１０の羽の図示を省略している。

ガス回収部５００は、発電装置４００が出力するガス３０に含まれる液体成分を回収してよい。ガス回収部５００は、タービン４１０よりもガス３０の進行方向における下流側に設けられてよい。ガス回収部５００は、ガス３０の蒸気を冷やして液体を回収してよい。本例において、ガス回収部５００は、回収槽５１０、冷却塔５２０およびポンプ５３０を有する。ガス回収部５００において、ガス３０を回収槽５１０に導入してよい。回収槽５１０は、ガス３０に含まれる蒸気を冷却することで、蒸気を液体に相変化させる。回収槽５１０は、ガス３０と、導入される冷却用媒体との間で熱交換を行うことで、ガス３０を冷却してよい。冷却用媒体は例えば水である。冷却塔５２０は、回収槽５１０を通過した冷却用媒体を冷却する。冷却塔５２０は、ファンを用いた空冷等により、冷却用媒体を冷却してよい。ポンプ５３０は、冷却塔５２０により冷却された冷却用媒体を回収槽５１０に循環させる。また、ガス回収部５００は、タービン４１０近傍からの凝縮水４３０を回収してよい。ガス回収部５００がガス３０から回収した液体と、凝縮水４３０の少なくとも一部は、上述したように、液体４０として湿式サイクロンスクラバ部１００に使用してよい。これにより、湿式サイクロンスクラバ部１００にスケールが発生しにくくなる。

回収槽５１０の液体は、還元井１２００に導入されてよい。還元井１２００とは、発電に用いた蒸気と熱水を地下の地熱貯留層に戻す井戸である。回収槽５１０の液体５４０は、加熱槽６１０に導入されてもよい。

本例において、地熱発電用スクラバ装置１０００は、旋回部８０を備える。図１において、旋回部８０の構造を省略している。旋回部８０は、ガス３０を予め定められた旋回方向に旋回させる。旋回部８０によりガス３０の旋回力が向上し、遠心力でガス３０中のミストが反応塔の内壁に付着し、液膜となり、湿式サイクロンスクラバ部１００の排水として排出される。したがって、気液分離性能を向上することができる。なお、本例において、旋回部８０は、湿式サイクロンスクラバ部１００に設けられる。

図２は、湿式サイクロンスクラバ部１００の一例を示す図である。湿式サイクロンスクラバ部１００は、反応塔１０および旋回部８０を有する。本例の旋回部８０は、反応塔１０の内部に設けられている。湿式サイクロンスクラバ部１００は、ガス導入管３２、液体排出管２０を備えてよい。本例において、ガス３０は、乾式サイクロンスクラバ部２００から反応塔１０に導入される。

反応塔１０は、ガス３０が導入されるガス導入口１１と、ガス３０が排出されるガス排出口１７と、を有する。反応塔１０には、ガス３０を処理する液体４０が供給される。反応塔１０に供給された液体４０は、反応塔１０の内部においてガス３０を処理する。液体４０は、ガス３０を処理した後、排液４６となる。

本例の反応塔１０は、側壁１５、底面１６、ガス処理部１８および液体排出口１９を有する。本例の反応塔１０は、円柱状である。本例において、ガス排出口１７は、円柱状の反応塔１０の中心軸と平行な方向において底面１６と対向する位置に配置されている。本例において、側壁１５および底面１６は、それぞれ円柱状の反応塔１０の内側面および底面である。ガス導入口１１は、側壁１５に設けられてよい。本例において、ガス３０はガス導入管３２からガス導入口１１を通った後、ガス処理部１８に導入される。図２等において、反応塔１０は、適宜透明に示している。

ガス処理部１８は、側壁１５、底面１６およびガス排出口１７に囲まれた空間である。ガス処理部１８は、側壁１５、底面１６およびガス排出口１７に接する。ガス処理部１８は、反応塔１０の内部においてガス３０を処理する空間である。底面１６は、排液４６が落下する面である。排液４６は、液体排出口１９を通った後、液体排出管２０に排出される。図２では省略しているが、排液４６は、液体排出口１９および液体排出管２０を経て、還元井１２００に導入されてよい。

本明細書においては、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の直交座標軸を用いて技術的事項を説明する場合がある。本明細書においては、反応塔１０の底面１６と平行な面をＸＹ面とし、底面１６からガス排出口１７へ向かう方向（底面１６に垂直な方向）をＺ軸とする。本明細書において、ＸＹ面内における所定の方向をＸ軸方向とし、ＸＹ面内においてＸ軸に直交する方向をＹ軸方向とする。

Ｚ軸方向は重力方向に平行であってよい。Ｚ軸方向が重力方向に平行である場合、ＸＹ面は水平面であってよい。Ｚ軸方向は水平方向に平行であってもよい。Ｚ軸方向が水平方向に平行である場合、ＸＹ面は重力方向に平行であってよい。

本明細書において側面視とは、湿式サイクロンスクラバ部１００をＺ軸に垂直な方向（ＸＹ面内における所定の方向）から見た場合を指す。本明細書において側面図とは、側面視における図を指す。

湿式サイクロンスクラバ部１００においては、反応塔１０に導入されたガス３０は、反応塔１０の内部を旋回しながら、ガス導入口１１からガス排出口１７への方向（本例においてはＺ軸方向）に進む。本例においては、ガス３０は、ガス排出口１７から底面１６への方向に見た場合において、ＸＹ面内を旋回する。

反応塔１０は、液体噴霧部９０を有する。液体噴霧部９０は、ガス導入口１１とガス排出口１７との間に設けられている。液体噴霧部９０は、ガス３０の進行方向（Ｚ軸方向）において、ガス導入口１１とガス排出口１７との間の一部の領域であってよい。液体噴霧部９０は、反応塔１０をガス排出口１７から底面１６への方向に見た場合（ＸＹ面）において、反応塔１０の全体の領域であってよい。液体噴霧部９０は、反応塔１０の内部に液体４０を噴霧する。図２において、反応塔１０の内部における液体噴霧部９０の範囲が両矢印で示されている。

反応塔１０は、液体４０が供給される一または複数の幹管１２、および、一または複数の枝管１３を有してよい。反応塔１０は、液体４０を噴出する一または複数の噴出部１４を有してよい。本例において、噴出部１４は枝管１３に接続され、枝管１３は幹管１２に接続されている。

本例において、ガス３０は、液体噴霧部９０を予め定められた旋回方向に旋回しながら、反応塔１０の内部をガス導入口１１からガス排出口１７への方向に進行する。反応塔１０の内部における、ガス導入口１１からガス排出口１７へのガス３０の進行方向を、進行方向Ｅ１とする。本例において、ガス３０の進行方向Ｅ１はＺ軸に平行である。即ち、本例において、ガス３０は反応塔１０の側面視において進行方向Ｅ１に進行し、且つ、進行方向Ｅ１から見て旋回方向に旋回する。

旋回部８０は、ガス３０が導入される導入端１０２と、ガス３０が導出される導出端１０４と、を有する。ガス３０は、旋回部８０の内部を導入端１０２から導出端１０４への方向に進行する。ガス３０の、導入端１０２から導出端１０４への進行方向を、進行方向Ｅ２とする。本例において、進行方向Ｅ２はＺ軸に平行である。即ち、本例において、ガス３０は旋回部８０の側面視において進行方向Ｅ２に進行し、且つ、進行方向Ｅ２から見て予め定められた旋回方向に旋回する。

導入端１０２は、ガス３０の進行方向Ｅ２において、ガス３０の最も上流側の端部である。導入端１０２は、旋回部８０におけるガス３０の入口側の端部であってよい。導入端１０２は、ガス３０の最も上流側の端部を含む面状の領域であってよい。当該面状の領域は、ガス３０の進行方向Ｅ２に交差してよい。ガス３０は、当該面状の領域を通過してよい。

導出端１０４は、ガス３０の進行方向Ｅ２において、ガス３０の最も下流側の端部である。導入端１０２は、旋回部８０におけるガス３０の出口側の端部であってよい。導出端１０４は、ガス３０の最も下流側の端部を含む面状の領域であってよい。当該面状の領域は、ガス３０の進行方向Ｅ２に交差してよい。ガス３０は、当該面状の領域を通過してよい。

旋回部８０は、湿式サイクロンスクラバ部１００およびガス導出部３００を含むガス流路において、液体噴霧部９０よりも下流に配置される。本例の旋回部８０は、ガス３０の進行方向（本例においてはＺ軸方向）において、液体噴霧部９０よりもガス３０の下流側に設けられている。本例においては、旋回部８０は、液体噴霧部９０とガス排出口１７とのＺ軸方向における間に設けられている。後述するとおり、旋回部８０はガス３０の速度を増加させる。

液体４０は、生産井１１００からの熱水１１２０である。したがって、液体４０は、シリカ、硫化物等を含んでよい。また、液体４０は、スケール抑制材を含んでよい。

図３は、図２における旋回部８０の一例を示す斜視図である。本例の旋回部８０は、反応塔１０の内部におけるガス３０の進行方向Ｅ２において、液体噴霧部９０（図２参照）よりもガス３０の下流側に設けられている。本例の旋回部８０は、ガス３０の進行方向Ｅ２において、液体噴霧部９０とガス排出口１７との間に設けられている。

旋回部８０は、導出端１０４から導入端１０２への方向（Ｚ軸方向）に見た場合に、ガス３０を予め定められた旋回方向に旋回させる。なお、本例において、反応塔１０内における旋回方向と旋回部８０内における旋回方向は、同じである。

旋回部８０により旋回されるガス３０は、ガス３０の進行方向Ｅ２から見て、予め定められた中心軸１０６の周囲を旋回してよい。図３において、この中心軸１０６が一点鎖線にて示されている。

ガス３０の進行方向Ｅ２から見た場合において、中心軸１０６は、円柱状の反応塔１０の中心軸と平行であってよく、平行でなくてもよい。本例においては、中心軸１０６は反応塔１０の中心軸と平行である。

ガス３０の進行方向Ｅ２から見た場合における中心軸１０６の位置は、ガス３０の進行方向Ｅ１（図２参照）から見た場合における反応塔１０の中心軸の位置と一致していてよく、一致していなくてもよい。本例においては、進行方向Ｅ２から見た場合における中心軸１０６の位置と、進行方向Ｅ１から見た場合における反応塔の中心軸の位置とは、一致している。

本例の旋回部８０は、支柱８１および羽部８２を有する。支柱８１は、ガス３０の進行方向Ｅ２から見た場合における中心軸１０６の位置に配置されてよい。支柱８１は、中心軸１０６と平行な中心軸を有する円柱状であってよい。ガス３０の進行方向Ｅ２から見た場合における、円柱状の支柱８１の中心軸の位置は、中心軸１０６の位置と一致していてよい。

本例において、羽部８２は支柱８１に接続される。旋回部８０は、複数の羽部８２を有してよい。本例の旋回部８０は、８つの羽部８２（羽部８２－１～羽部８２－８）を有する。

羽部８２は、おもて面８３および裏面８４を有する板状であってよい。本例において、羽部８２のおもて面８３は、ガス３０の進行方向Ｅ２から見た場合において視認可能な面であり、羽部８２の裏面８４は、進行方向Ｅ２とは反対方向から見た場合において視認可能な面である。本例の羽部８２－１～羽部８２－８は、それぞれおもて面８３－１～おもて面８３－８を有する。本例の羽部８２－１～羽部８２－８は、それぞれ裏面８４－１～裏面８４－８を有する。裏面８４は、ＸＹ面に対して所定角度、傾いている。おもて面８３は、ＸＹ面に対して所定角度、傾いていてよい。

液体噴霧部９０を旋回しながらガス排出口１７に進行するガス３０は、液体噴霧部９０を通過した後、旋回部８０に導入される。旋回部８０に導入されたガス３０は、旋回部８０の内部を通過した後、旋回部８０から導出される。本例においては、当該ガス３０は一の羽部８２の裏面８４と、当該一の羽部８２に隣り合う他の羽部８２のおもて面８３との間を通過する。羽部８２－３と羽部８２－４を例に説明すると、ガス３０は、羽部８２－４の裏面８４－４と、羽部８２－３のおもて面８３－３との間を通過する。図３において、このガス３０の流路が太い矢印で示されている。

旋回部８０は、旋回部８０に導入されるガス３０の速度を増加させるか、または、当該ガス３０の進行方向を制御する。旋回部８０は、当該速度を増加させ、且つ、当該進行方向を制御してもよい。

本例の旋回部８０は、旋回部８０に導入されるガス３０の速度を増加させる。本例の旋回部８０は、旋回部８０の内部においてガス３０の速度を増加させる。旋回部８０に導入される前のガス３０の速度を、速度Ｖ１とする。旋回部８０から導出された後のガス３０の速度を、速度Ｖ２とする。本例において、速度Ｖ２は速度Ｖ１よりも大きい。図３に示される太い矢印は、旋回部８０を通過するガス３０の流路の方向の一例である。

本例においては、ガス３０の進行方向Ｅ２から見て、ガス３０は支柱８１の周囲を旋回しながら、導入端１０２から導出端１０４に進行する。ガス３０の速度とは、ガス３０の進行方向Ｅ２から見た場合におけるガス３０の流れにおいて、ＸＹ面内の任意の位置における、ガス３０の流路の接線方向の速度を指す。

標準温度０℃且つ標準圧力１気圧の標準状態において、速度Ｖ１は５ｍ／ｓ以上２５ｍ／ｓ以下であってよく、１０ｍ／ｓ以上２０ｍ／ｓ以下であってもよい。速度Ｖ２は３０ｍ／ｓ以上５０ｍ／ｓ以下であってよく、３５ｍ／ｓ以上４５ｍ／ｓ以下であってもよい。

地熱発電設備は、山間部等に設置されることが多く、装置設置面積が広いと土木工事費がかかる。本例において、旋回部８０は、反応塔１０の内部に設けられる。したがって、装置の設置面積や接続配管工事費を低減することができる。

また、本例において、旋回部８０は、反応塔１０の大口径部分に設けられる。反応塔１０の大口径部分とは、反応塔１０のＸＹ面の断面のうち最も断面積が大きい部分である。旋回部８０は、反応塔１０の大口径部分に設けられるため、ガス３０の通過断面積を広くし、低圧力損失とすることができる。

図４は、本発明の一つの実施形態に係る湿式サイクロンスクラバ部１００の他の一例を示す図である。本例の湿式サイクロンスクラバ部１００は、ガス３０を処理した液体４０を回収する一または複数の液体回収部５１をさらに備える。本例の湿式サイクロンスクラバ部１００は、係る点で図２に示される湿式サイクロンスクラバ部１００と異なる。液体回収部５１は、ガス３０の進行方向Ｅ１において旋回部８０よりもガス３０の下流側（ガス排出口１７側）に設けられている。本例の液体回収部５１は、反応塔１０の側壁１５に設けられている。

本例の湿式サイクロンスクラバ部１００は、ガス３０の進行方向において液体噴霧部９０よりもガス３０の下流側に旋回部８０を備えている。また、本例の旋回部８０は、液体噴霧部９０を通過した後のガス３０の速度を増加させる。このため、ガス３０に同伴して液体噴霧部９０からガス排出口１７へ進行する霧状の液体４０は、旋回部８０よりもガス３０の下流側において、側壁１５に集積しやすくなる。霧状の液体４０が側壁１５に集積した場合、当該液体４０は液膜化しやすくなる。液体回収部５１は、側壁１５に集積した当該液体４０を回収する。

本例においては、１つの液体回収部５１が側壁１５の周方向に周回状に設けられている。本例において、液体回収部５１は、ガス３０を処理した液体４０を回収する回収室５５を含む。

図５は、反応塔１０をガス３０の進行方向Ｅ１から見た場合における、図４に示される液体回収部５１の一例を示す図である。本例においては、１つの液体回収部５１がガス３０の進行方向Ｅ１から見て側壁１５と重なる位置に、側壁１５の周方向に周回状に配置されている。図５において、ガス３０の進行方向Ｅ１から見た場合における液体回収部５１の位置がハッチングにて示されている。液体回収部５１は、ガス３０の進行方向Ｅ１から見て反応塔１０の内部から外部にわたり、側壁１５を跨ぐように配置されていてよい。図５において、ガス３０の進行方向Ｅ１から見た場合における側壁１５の位置が破線にて示されている。

図６は、図５におけるＡ－Ａ'断面の一例を示す図である。Ａ－Ａ'断面は、反応塔１０のガス処理部１８、側壁１５および液体回収部５１を通るＸＺ断面である。

本例において、液体回収部５１は、第１導入部５４、回収室５５および排水部５３を有する。第１導入部５４および回収室５５は、それぞれ反応塔１０の内部および外部に設けられてよい。図６において、第１導入部５４および回収室５５のＸＺ断面における範囲が両矢印にて示されている。排水部５３は、回収室５５の底面５７に設けられていてよい。

本例において、液体回収部５１には第１開口５２および開口５６が設けられている。第１開口５２には、ガス３０を処理した液体４０が導入される。本例において、第１開口５２は反応塔１０の内部に設けられている。本例において、反応塔１０のガス処理部１８と第１導入部５４とは、第１開口５２により連通している。第１開口５２は、第１導入部５４のガス導入口１１側の端部に設けられていてよい。本例において、第１導入部５４と回収室５５とは、開口５６により連通している。開口５６のＸ軸方向における位置は、側壁１５のＸ軸方向における位置と一致していてよい。開口５６は、液体回収部５１の内部と反応塔１０を接続してよい。本例では液体回収部５１は反応塔１０に設けられているが、液体回収部５１がガス導出部３００に設けられている場合（図１０、図１２参照）、開口５６は、液体回収部５１の内部とガス導出部３００を接続してよい。

上述したとおり、液体４０は、液体噴霧部９０（図２参照）においてガス３０を処理する。ガス３０を処理した液体４０には、霧状の液体４０が同伴している場合がある。上述したとおり、旋回部８０が反応塔１０に設けられている場合、旋回部８０により旋回されたガス３０は、反応塔１０の外周側（側壁１５側）を通過しやすい。

旋回部８０により旋回されたガス３０に同伴している霧状の液体４０を、液滴４２とする。液滴４２は、側壁１５において液膜化しやすい。側壁１５において液膜化した当該液滴４２を、液膜４４とする。図６において、液滴４２および液膜４４がハッチングにて示されている。旋回部８０により旋回されたガス３０は、ガス３０の進行方向Ｅ１（ガス導入口１１側からガス排出口１７側）へ進む。このため、液膜４４は側壁１５に沿ってガス導入口１１側からガス排出口１７側へ進みやすい。

本例において、ガス３０の進行方向Ｅ１に進行する液膜４４は、第１開口５２から液体回収部５１に回収される。本例において、第１開口５２は第１導入部５４のガス導入口１１側の端部に設けられているので、液体回収部５１は、側壁１５に沿ってガス導入口１１側からガス排出口１７側へ進む液膜４４を回収しやすい。

液膜４４は、反応塔１０の側壁１５をガス導入口１１側からガス排出口１７側へ進んだ後、開口５６から回収室５５に回収される。回収室５５に回収された液膜４４は、回収室５５の側壁６９をガス排出口１７側からガス導入口１１側に進む。回収室５５の底面５７には排水部５３が設けられている。回収室５５の側壁６９をガス排出口１７側からガス導入口１１側に進んだ液膜４４は、排水部５３から排水される。液膜４４は、還元井１２００に導入されてよい。

本例の湿式サイクロンスクラバ部１００は、液体回収部５１をさらに備える。このため、本例の湿式サイクロンスクラバ部１００においては、液体回収部５１が液膜４４を回収できる。このため、湿式サイクロンスクラバ部１００が液体回収部５１を備えない場合と比較して、液体４０は、ガス３０に同伴されて湿式サイクロンスクラバ部１００の外部のタービン４１０および発電機４２０に排出されにくくなる。このため、本例の湿式サイクロンスクラバ部１００は、タービン４１０および発電機４２０の鋼材等を腐食させにくくなる。

液体４０には、シリカが含まれるため、液体回収部５１が金属等で形成されているとスケールが発生しやすい。したがって、液体回収部５１は、保護材料で形成されてよい。つまり、液体回収部５１は、全体が保護材料で形成されてよい。保護材料とは、側壁１５（つまり反応塔１０）を形成する材料よりも水素結合力が弱い材料である。または保護材料とは、側壁１５を形成する材料よりも電気的な引力が弱い材料である。液体回収部５１が比較的水素結合力が弱い、または電気的な引力が弱い材料で形成されていることにより、シリカの付着を抑制し、スケールの発生を防ぐことができる。また、液体回収部５１は部分的に保護材料で形成されてよい。例えば、回収室５５のみ保護材料で形成されてよい。保護材料は、樹脂であってよい。保護材料とは、例えば、フッ素樹脂や、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが挙げられる、耐熱や耐食性、構造強度が高いエンジニアリングプラスチックでもよい。保護材料は、その他ＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）などの炭素系コートでもよい。保護材料は、塗料でもよい。

また、液体回収部５１は、表面が保護材料でコーティングされていてもよい。液体回収部５１の内壁は、保護材料でコーティングされてよい。液体回収部５１の内壁とは、例えば、回収室５５の内部の壁１１５である。液体回収部５１の外壁は、保護材料でコーティングされてよい。液体回収部５１の外壁とは、例えば、回収室５５の外部の壁１１６である。表面のコーティングでもシリカの付着を抑制し、スケールの発生を防ぐことができる。

また、開口５６も表面が保護材料でコーティングされていてもよい。開口５６が保護材料でコーティングされているとは、開口５６近傍の側壁１５が保護材料でコーティングされることであってよい。また、開口５６が保護材料でコーティングされているとは、開口５６近傍の側壁６９が保護材料でコーティングされることであってよい。開口５６近傍には、液体４０が多く流れるため、シリカの付着を抑制し、スケールの発生を防ぐことができる。

図７および図８は、図２における旋回部８０の他の例を示す図である。図７および図８において、旋回部８０は、上述した保護材料でコーティングされている。図７および図８において、複数の羽部８２は、保護材料でコーティングされている。図７、図８では、保護材料でコーティングされている範囲をハッチングで示している。

図７において、旋回部８０の羽部８２は、保護材料でコーティングされている。本例では、旋回部８０の羽部８２の全体が、保護材料でコーティングされている。旋回部８０の羽部８２を保護材料でコーティングすることにより、スケールの発生を防ぐことができる。

図８において、旋回部８０の羽部８２は、ガス３０の進行方向Ｅ１における上流側のみ保護材料でコーティングされている。上流側が下流側よりスケールが発生しやすいため、このような構成でも、スケールの発生を防ぐことができる。

また、図２において、液体噴霧部９０は、保護材料で形成されていてよい。特に噴出部１４はスケールが発生しやすいため、噴出部１４は、保護材料で形成されていてよい。このような構成でもスケールの発生を防ぐことができる。

また、噴出部１４において、液体４０を噴出する開口面近傍は、保護材料でコーティングされてよい。噴出部１４の内部のみ、保護材料でコーティングされてよい。噴出部１４の内部とは、直接液体４０と接触する部分であってよい。微粒ダストには土砂等が含まれるため、噴出部１４の外部は金属等の耐久性のある材料であることが好ましい。

図９は、本発明の他の実施形態に係る地熱発電用スクラバ装置２０００の一例を示す図である。図９の地熱発電用スクラバ装置２０００は、旋回部８０がガス導出部３００に設けられる点で、図１の地熱発電用スクラバ装置１０００と異なる。地熱発電用スクラバ装置２０００のそれ以外の構成は、地熱発電用スクラバ装置１０００と同一であってよい。

図１０は、地熱発電用スクラバ装置２０００における旋回部８０の一例を示す図である。本例において、旋回部８０および液体回収部５１は、ガス導出部３００に設けられる。図１０において、ガス導出部３００におけるガス３０の進行方向をＥ３とする。本例において、ガス導出部３００におけるガス３０の進行方向Ｅ３は、Ｚ軸方向と平行であるまた、ガス導出部３００におけるガス３０の進行方向Ｅ３は、進行方向Ｅ２と平行である。また、ガス導出部３００の側壁を側壁３１５とする。

本例において、旋回部８０は、反応塔１０に比べ小口径のガス導出部３００に設けられる。したがって、旋回部８０を小型化することができ、低コスト化が可能である。また、小型化することにより、旋回半径が小さくなり、より旋回力を得ることができる。

図１１は、本発明の他の実施形態に係る地熱発電用スクラバ装置３０００の一例を示す図である。図１１の地熱発電用スクラバ装置３０００は、旋回部８０が設けられる位置が、図９の地熱発電用スクラバ装置２０００と異なる。地熱発電用スクラバ装置３０００のそれ以外の構成は、地熱発電用スクラバ装置２０００と同一であってよい。

図１１において、旋回部８０の軸をＡ１とする。旋回部８０の軸Ａ１とは、旋回部８０の中心軸１０６（図１２参照）であってよい。旋回部８０の軸Ａ１の位置は、支柱８１（図１２参照）の中心軸１０６の位置と一致してよい。また、タービン４１０の回転軸をＡ２とする。タービン４１０の回転軸とは、タービン４１０の羽が回転する軸である。図１１において、タービン４１０の羽の図示を省略している。

本例において、旋回部８０がガス導出部３００に設けられるとともに、旋回部８０の軸Ａ１と、タービン４１０の回転軸Ａ２とが同軸上に設けられている。本例では、旋回部８０の軸Ａ１とタービン４１０の回転軸Ａ２がそれぞれＸ軸方向と平行である。旋回部８０の軸Ａ１と、タービン４１０の回転軸Ａ２を同軸にすることにより、地熱蒸気のエネルギー損失を低減することができる。また、旋回部８０と反応塔１０を離して配置することにより、地熱発電用スクラバ装置３０００の配置をより柔軟に変更することが可能である。また、旋回部８０の軸Ａ１と、タービン４１０の回転軸Ａ２とが同軸上に設けられているとは、旋回部８０の軸Ａ１と、タービン４１０の回転軸Ａ２とが完全に同軸上に設けられていることに限られない。例えば、旋回部８０の軸Ａ１とタービン４１０の回転軸Ａ２が平行であり、旋回部８０とタービン４１０の少なくとも一部が一直線上（本例ではＸ軸方向上）に設けられていれば、旋回部８０の軸Ａ１と、タービン４１０の回転軸Ａ２は、同軸上であるとしてもよい。

図１２は、地熱発電用スクラバ装置３０００における旋回部８０の一例を示す図である。本例において、旋回部８０および液体回収部５１は、ガス導出部３００に設けられる。図１２において、ガス導出部３００におけるガス３０の進行方向をＥ３とする。本例において、ガス導出部３００におけるガス３０の進行方向Ｅ３は、Ｘ軸方向と平行である。また、ガス導出部３００におけるガス３０の進行方向Ｅ３は、進行方向Ｅ２と平行である。図１２において、旋回部８０の中心軸１０６が一点鎖線にて示されている。図１２において、旋回部８０の軸Ａ１は、中心軸１０６の位置と一致している。

図１３は、地熱発電用スクラバ装置１０００における湿式サイクロンスクラバ部１００の他の例を示す図である。図２と同様に湿式サイクロンスクラバ部１００は、反応塔１０を備える。反応塔１０には、内部空間であるガス処理部１８が形成されている。地熱発電用スクラバ装置１０００は、ガス導入管３２および液体排出管２０を備えてよい。本例において、ガス３０は、乾式サイクロンスクラバ部２００から反応塔１０に導入される。本例において、反応塔１０の内部の構成は、図２と同様であってよい。

本例において、ガス導入口１１は、側面視において、ガス排出口１７より底面１６に近いＺ軸方向の位置において側面に設けられる。反応塔１０においてガス導入口１１を基準として液体排出口１９に近い部分を液体排出領域７０２と称する。

本例の湿式サイクロンスクラバ部１００は、加熱部７００を備える。加熱部７００は、液体排出領域７０２と、液体排出口１９より下流に接続される液体排出管２０の部分とのうち、少なくとも一部に設けられており、排液４６を加熱する。加熱部７００は、反応塔１０の液体排出領域７０２を加熱する第１加熱部と、液体排出管２０の部分を加熱する第２加熱部を含んでよい。本例では、加熱部７００は、地熱水７１３によって、湿式サイクロンスクラバ部１００の液体排出領域７０２および液体排出管２０の少なくとも一部を加熱してよい。地熱水７１３は、生産井１１００からくみあげられた熱水１１２０であってよく、必要に応じて熱水１１２０を希釈して温度を調整した液体であってもよい。

加熱部７００は、加熱配管７１０およびポンプ７２０を備える。加熱配管７１０は、第１加熱配管７１１および第２加熱配管７１２を含んでよい。第１加熱配管７１１は、反応塔１０の液体排出領域７０２において、反応塔１０の側壁１５および底面１６を反応塔１０の外側から覆うように設けられる。一方、第２加熱配管７１２は、液体排出管２０の側面を液体排出管２０の外側から覆うように設けられる。第１加熱配管７１１および第２加熱配管７１２は互いに連通してよい。なお、加熱部７００は、第１加熱配管７１１および第２加熱配管７１２の少なくとも一方を有してよい。ポンプ７２０は、加熱配管７１０中において地熱水７１３を流通させる。加熱部７００は、排液４６を７０℃以上に加熱してよく、８０℃以上に加熱してもよく、１００℃以上に加熱してもよい。

このように、加熱部７００が、反応塔１０の液体排出領域７０２と液体排出管２０とのうち、少なくとも一部を加熱することによって、排液４６中の微小懸濁物質、すなわち、シリカ、カルシウム、アルミニウム、およびマグネシウム等が析出することを防止する。この結果、「スケール」の発生を防止し、スケールが排液４６の流路を詰まらせることを防止することができる。特に、排液４６がシリカ溶液である場合に、シリカが析出されたシリカスケールが発生することを軽減することができる。

加熱部７００は、測定部７３０および地熱水温度調整部７２２を備えてよい。測定部７３０は、一例において、ガス３０中の不純物（懸濁物質）の濃度または組成を測定してよく、排液４６中の不純物（懸濁物質）の濃度または組成を測定してよい。測定部７３０は、一例において、ガス３０中のシリカの濃度を測定してよく、排液４６中のシリカの濃度を測定してよい。なお、測定部７３０における濃度または組成の測定については、従来の技術を利用できるので、詳しい説明を省略する。

地熱水温度調整部７２２は、測定部７３０による測定結果に応じて、排液４６を加熱する温度を変えてよい。地熱水温度調整部７２２は、測定部７３０による測定結果に応じて、異なる採取位置において採取した地熱水７１３を選択することで、地熱水７１３の温度を調整してよい。加熱部７００は、ガス３０中または排液中の不純物の組成に基づいて、排液４６の加熱温度を変えてもよい。また、加熱部７００は、ガス３０中または排液４６中のシリカの濃度に基づいて、排液４６の加熱温度を変えてよい。一例において、シリカの濃度が高くなるほど、シリカが析出しやすくなるので、シリカの析出を抑制するためには加熱温度を高くしてよい。あるいは、懸濁物質の析出が開始される析出温度が組成に応じて定まる場合、排液４６が析出温度以上になるように加熱温度を高くしてよい。但し、加熱部７００は測定部７３０および地熱水温度調整部７２２を有しない構成であってもよい。湿式サイクロンスクラバ部１００の内部の地熱蒸気が接する全ての面を前述した保護材料でコーティングしてもよい。また、排液４６が接液する全ての面を保護材料でコーティングしてもよい。保護材料でコーティングすることでシリカの析出を抑制することができる。

図１４は、地熱発電用スクラバ装置１０００における湿式サイクロンスクラバ部１００の他の例を示す図である。図１４に示される湿式サイクロンスクラバ部１００の構造は、加熱部７００の構成を除いて、図１３に示される湿式サイクロンスクラバ部１００の構造と同様である。

図１４に示される加熱部７００も、液体排出領域７０２と、液体排出口１９より下流に接続される液体排出管２０の部分とのうち、少なくとも一部に設けられており、排液４６を加熱する。本例の加熱部７００は、液体排出領域７０２と、液体排出口１９より下流に接続される液体排出管２０の双方に設けられている。加熱部７００は、反応塔１０の液体排出領域７０２を加熱する第１加熱部と、液体排出管２０の部分を加熱する第２加熱部を含んでよい。本例では、加熱部７００は、ヒータ部７４０およびヒータ電源７５０を備える。ヒータ部７４０は、湿式サイクロンスクラバ部１００の液体排出領域７０２および液体排出管２０の少なくとも一部を加熱する。ヒータ部７４０は電気ヒータであってよく、赤外線ヒータであってもよい。本例では、ヒータ部７４０は電気ヒータである。

ヒータ部７４０は、複数のヒータを含んでよい。一例において、ヒータ部７４０は、第１ヒータ部７４１および第２ヒータ部７４２を含んでよい。第１ヒータ部７４１は、反応塔１０の液体排出領域７０２において、反応塔１０の側壁１５および底面１６を反応塔１０の外側から覆うように設けられてよい。一方、第２ヒータ部７４２は、液体排出管２０の側面を液体排出管２０の外側から覆うように設けられる。第１ヒータ部７４１および第２ヒータ部７４２は、直列または並列に接続されてよい。なお、加熱部７００は、第１ヒータ部７４１および第２ヒータ部７４２の少なくとも一方を有してよい。ヒータ電源７５０は、ヒータ部７４０に電力を供給する。第１ヒータ部７４１および第２ヒータ部７４２は、一例において電気抵抗体であり、これらに電流が流れることにより、ジュール熱が発生する。本例においても、加熱部７００は、排液４６を７０℃以上に加熱してよく、８０℃以上に加熱してもよく、１００℃以上に加熱してもよい。

このように、加熱部７００が、反応塔１０の液体排出領域７０２と液体排出管２０とのうち、少なくとも一部を加熱することによって、排液４６中の微小懸濁物質、すなわち、シリカ、カルシウム、アルミニウム、およびマグネシウム等が析出することを防止して、「スケール」の発生を防止し、スケールが排液４６の流路を詰まらせることを防止することができる。特に、排液がシリカ溶液である場合に、シリカが析出することを防止することができる。

加熱部７００は、測定部７３０およびヒータ制御部７５２を備えてよい。測定部７３０は、図１３に示された場合と同様である、ヒータ制御部７５２は、測定部７３０による測定結果に応じて、排液４６を加熱する温度を変えてよい。ヒータ制御部７５２は、測定部７３０による測定結果に応じて、ヒータ電源７５０からヒータ部７４０に供給される電力を調整することで、加熱温度を調整してよい。この結果、加熱部７００は、ガス３０中または排液中の不純物の組成に基づいて、排液４６の加熱温度を変えてもよい。また、加熱部７００は、ガス３０中または排液中のシリカの濃度に基づいて、排液４６の加熱温度を変えてよい。図１４に示される構成によっても、排液の温度が低下してシリカが析出することを抑制することができる。

図１５は、地熱発電用スクラバ装置１０００における湿式サイクロンスクラバ部１００の他の例を示す図である。本例の湿式サイクロンスクラバ部１００は、排液４６に薬剤８１３を含ませるための薬剤導入部８００を備える。また、図１５においては、加熱部７００は省略されている。これらの点を除いて、湿式サイクロンスクラバ部１００の構造は、図１３から図１４に示された湿式サイクロンスクラバ部１００の構造と同様である。なお、湿式サイクロンスクラバ部１００は、薬剤導入部８００と加熱部７００の双方を備えてもよい。

薬剤導入部８００は、排液４６に薬剤８１３を含ませる。薬剤８１３は、排液４６を酸性に調整する薬剤であってよい。特に、薬剤８１３は、排液４６の水素イオン指数（ｐＨ）を５以下に調整してよい。薬剤８１３は、水素イオン指数の調整に用いられるＨＣｌ等の各種の酸を含んでよい。図１５に示される例では、薬剤導入部８００は、薬剤導入管８１０、ポンプ８２０、薬剤容器８２２、薬剤量調整部８２４、および測定部８３０を備える。

本例においては、反応塔１０の内面は、薬剤８１３に耐性がある材料で形成されてよい。薬剤導入管８１０は、反応塔１０の側面を貫通してよい。薬剤導入管８１０は、薬剤８１３を反応塔１０内に導入する。薬剤導入管８１０を介して反応塔１０内に導入された薬剤８１３は、反応塔１０内の底面１６上に貯留する排液４６に含ませられる。この結果、排液４６の水素イオン指数が調整される。調整された排液は、液体排出口１９および液体排出管２０を経て、還元井１２００に導入される。なお、還元井１２００に導入される前に、排液４６は、中和剤によって中和されてもよい。

このように、排液４６の水素イオン指数を調整することによって、排液４６中の微小懸濁物質、すなわち、シリカ、カルシウム、アルミニウム、およびマグネシウム等が析出して、「スケール」を形成することを抑制することができる。この結果、スケールによって排液の流路が詰まってしまうことを防止することができる。特に、排液がシリカ溶液である場合に、シリカが析出することを軽減することができる。

測定部８３０は、図１３の測定部７３０と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略する。薬剤量調整部８２４は、測定部８３０による測定結果に応じて、排液４６の水素イオン指数（ｐＨ）を調整する。具体的には、薬剤量調整部８２４は、排液４６に混ぜる薬剤８１３の濃度または量を調整する。一例において、量または濃度が調整された薬剤８１３は薬剤容器８２２に一時的に格納される。ポンプ８２０は、薬剤導入管８１０を通じて薬剤容器８２２中の薬剤８１３を反応塔１０内に注入する。この結果、薬剤導入部８００は、ガス３０中または排液中の不純物の組成に基づいて、排液４６の水素イオン指数を変えてもよい。また、薬剤導入部８００は、ガス３０中または排液中のシリカの濃度に基づいて、排液４６の水素イオン指数を変えてよい。但し、薬剤導入部８００は、測定部８３０および薬剤量調整部８２４を有していなくてもよい。

図１６は、地熱発電用スクラバ装置１０００における湿式サイクロンスクラバ部１００の他の例を示す図である。図１６においては、薬剤導入管８１０は、液体４０を反応塔１０内に導入する幹管１２に接続される。この結果、液体４０が噴霧される上流において、液体４０の水素イオン指数が調整される。この結果、液体４０が不純物を取り込むことによって生じる排液４６についても水素イオン指数が調整される。他の構成は、図１５に示されるスクラバ装置における湿式サイクロンスクラバ部１００の構成と同様である。したがって、詳しい説明を省略する。

図１７は、地熱発電用スクラバ装置１０００における湿式サイクロンスクラバ部１００の他の例を示す図である。図１７においては、薬剤導入管８１０は、液体排出口１９より下流に接続される液体排出管２０に対して接続される。これによって、薬剤導入管８１０と液体排出管２０との接続部より下流の排液４６について、排液４６の水素イオン指数を調整することができる。薬剤導入管８１０は、液体排出口１９の近くにおいて、液体排出管２０と接続することが望ましい。一例において、薬剤導入管８１０は、液体排出口１９から１ｍ以内の領域において、液体排出管２０と接続することが望ましい。

図１６および図１７のような構成によっても、排液４６の水素イオン指数を調整することができる。これによって、排液４６中の微小懸濁物質、すなわち、シリカ、カルシウム、アルミニウム、およびマグネシウム等が析出して「スケール」を形成することを抑制することができる。この結果、スケールによって排液の流路が詰まってしまうことを防止することができる。特に、排液がシリカ溶液である場合に、シリカが析出することを軽減することができる。また、析出したシリカ等を除去することができる。

なお、図１３および図１４に示される加熱部７００による処理と、図１５から図１７に示される薬剤導入部８００による処理を併用することができる。この場合、一例において、加熱部７００は、地熱発電の稼働時において連続して定常的に排液４６を加熱し、薬剤導入部８００は、ガス３０中または排液４６中における、不純物の組成またはシリカの濃度が予め定められた条件を満たす場合に、一時的に排液４６に薬剤８１３を含ませるように処理してもよい。これにより、排液４６が流れる液体排出管２０および反応塔１０の内面をなるべく損傷させないように、加熱処理によってスケールの発生を抑制することができる一方、加熱処理によってもスケールが生じてしまうような、不純物の組成またはシリカの濃度の場合に限って、薬液処理を実行することができる。

図１８は、地熱発電用スクラバ装置１０００における湿式サイクロンスクラバ部１００の他の例を示す図である。図１８における湿式サイクロンスクラバ部１００は、希釈液供給部９００を備える。また、図１８においては、加熱部７００および薬剤導入部８００は省略されている。これらの点を除いて、湿式サイクロンスクラバ部１００の構造は、図１３から図１７に示された湿式サイクロンスクラバ部１００の構造と同様である。なお、湿式サイクロンスクラバ部１００は、希釈液供給部９００および加熱部７００の双方を備えてもよい。湿式サイクロンスクラバ部１００は、希釈液供給部９００および薬剤導入部８００の双方を備えてもよい。

図１８に示される希釈液供給部９００は、排液４６を希釈するための希釈液９１３を供給する。希釈液供給部９００は、反応塔１０の液体排出領域７０２と、液体排出口１９より下流に接続される液体排出管２０の部分とのうち、少なくとも一部に設けられている。希釈液９１３は、たとえば水であってよい。希釈液供給部９００は、川の水等を希釈液９１３として採取してもよい。図１８に示される例では、希釈液供給部９００は、希釈液導入管９１０、ポンプ９２０、調整弁９２２、希釈量制御部９２４、および井戸状態測定部９３０を備えてよい。

希釈液導入管９１０は、反応塔１０の側面を貫通してよい。希釈液導入管９１０は、希釈液９１３を反応塔１０内に導入する。希釈液導入管９１０は、反応塔１０の液体排出領域７０２に設けることが望ましい。ガス排出口１７側において希釈液９１３を反応塔１０内に導入すると、希釈液９１３によりガス３０の熱を奪ってしまうおそれがある。したがって、希釈液導入管９１０は、反応塔１０の液体排出領域７０２に設けることが有利である。

希釈液導入管９１０を介して反応塔１０内に導入された希釈液９１３は、反応塔１０内の底面１６上に貯留する排液４６を希釈する。この結果、排液４６におけるシリカ、カルシウム、アルミニウム、およびマグネシウム等の不純物の濃度を低くすることができる。したがって、シリカ、カルシウム、アルミニウム、およびマグネシウム等が析出して、「スケール」が形成されることを抑制することができる。

井戸状態測定部９３０は、地熱発電に用いられたガス３０を液体に戻して地下の地熱貯留層に戻すための還元井１２００における液体量（水量）を測定してよい。これに代えて、または、これに加えて、井戸状態測定部９３０は、生産井１１００において、地熱貯留層から蒸気１１１０および熱水１１２０をくみ上げた量を測定してもよい。

希釈量制御部９２４は、井戸状態測定部９３０の測定結果に基づいて、希釈液９１３の供給量を調整する。具体的には、希釈量制御部９２４は、調整弁９２２の開度を調整してよい。調整弁９２２は、開度に応じて希釈液９１３の供給量を調整する。これにより、希釈液供給部９００は、還元井１２００における水量に基づいて、希釈液の供給量を調整することができる。希釈液供給部９００は、還元井１２００の水量が少なければ、希釈液９１３の供給量を多くしてよい。このような調整により、還元井１２００において液体が、あふれないように調整することができる。

図１９は、地熱発電用スクラバ装置１０００における湿式サイクロンスクラバ部１００の他の例を示す図である。図１９においては、希釈液導入管９１０は、液体排出口１９より下流に接続される液体排出管２０に接続される。これによって、希釈液導入管９１０と液体排出管２０との接続部より下流の排液４６について、排液４６におけるシリカ等の濃度を低くすることができる。希釈液導入管９１０は、液体排出口１９の近くにおいて、液体排出管２０と接続することが望ましい。例えば、希釈液導入管９１０は、液体排出口１９から１ｍ以内の領域において、液体排出管２０と接続することが望ましい。これにより、シリカ、カルシウム、アルミニウム、およびマグネシウム等が析出して「スケール」を形成することを抑制することが可能となる。

図２０は、乾式サイクロンスクラバ部２００の一例を示す図である。乾式サイクロンスクラバ部２００は、管体２０１を有する。管体２０１は、互いに端部において連通した円筒部２０２および円錐部２０４を有する。円錐部２０４は、一端から他端へ向かってＺ軸方向において径が小さくなるように変化する。円筒部２０２の側面には、入口２０６が設けられている。入口２０６からガス３０が導入される。円筒部２０２の一端と円錐部２０４の一端とは連通している。円錐部２０４の他端は、塵排出口２０９となっている。円筒部２０２の他端には、乾式サイクロンスクラバ部２００の内部空間と外界とを仕切る仕切板２０８が設けられている。仕切板２０８の中央には、乾式サイクロンスクラバ部２００の内部空間と外界とを通ずる気体流出口２０７が設けられている。気体流出口２０７からガス３０が導入される。

円筒部２０２の外円筒径をＤｉとする。円筒部２０２の高さＨはＤｉであり、円錐部２０４の高さＨｌは、２Ｄｉである。入口２０６のＺ軸方向の高さはＤｉ／２である。入口２０６のＹ方向の幅ｂはＤｉ／５である。気体流出口２０７の径ｄ´は、２Ｄｉ／５である。塵排出口２０９の径ｄは、４Ｄｉ／５である。この場合に、ガス３０の粘度μ（ｋｇ／ｍ・ｓ）とし、塵密度をρ（ｋｇ／ｍ）とし、入口２０６の気体速度をｕ（ｍ／ｓ）とし、塵粒子密度ρ_ｐ（ｋｇ／ｍ）とする。この場合に、乾式サイクロンスクラバ部２００において分離可能な粒子の限界最小半径Ｄ_ｐｍｉｎは、（μｂ／｛πｕ（ρ_ｐ－ρ）｝）の平方根である。たとえば、Ｄｉ＝０．８ｍとすると限界最小半径Ｄ_ｐｍｉｎは、７μｍ程度となる。すなわち、一例において、７μｍ以上の懸濁物質（シリカ等）であれば、乾式サイクロンスクラバ部２００によって除去することができる。外円筒径Ｄｉが小さくなるほど、分離可能な粒子の限界最小半径Ｄ_ｐｍｉｎが小さくなる。以上により、乾式サイクロンスクラバ部２００においては、ガス３０中の微粒ダストの内比較的大きな懸濁物質を除去することができる。外円筒径Ｄｉが小さいほど処理可能なガス量が低減するため、外円塔径Ｄｉを小さくして、微小な懸濁物質を除去可能としつつ、複数並列に設置することにより処理可能なガス量を確保することも可能である。

図２１は、地熱発電用スクラバ装置１０００の他の例を示す図である。図２１に示される例では、地熱発電用スクラバ装置１０００は、互いに管体の径Ｄｉが異なる複数の乾式サイクロンスクラバ部２００ａ、２００ｂを備える。具体的には、第１の乾式サイクロンスクラバ部２００ａの径Ｄｉ_ａは、第２の乾式サイクロンスクラバ部２００ｂの径Ｄｉ＿ｂより小さい。したがって、第１の乾式サイクロンスクラバ部２００ａの限界最小半径Ｄ_ｐｍｉｎは、第２の乾式サイクロンスクラバ部２００ａの限界最小半径Ｄ_ｐｍｉｎより小さい。本例の地熱発電用スクラバ装置１０００は、複数の乾式サイクロンスクラバ部２００ａ、２００ｂのうちから、湿式サイクロンスクラバ部１００のガス導入口１１にガスを供給する乾式サイクロンスクラバ部２００を選択する切り替え部２１０を備える。切り替え部２１０は、一例において切り替え弁である。切り替え部２１０は、ガスに含まれる微粒子の大きさに応じて、適切な乾式サイクロンスクラバ部２００を選択することができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない

１０・・・反応塔、１１・・・ガス導入口、１２・・・幹管、１３・・・枝管、１４・・・噴出部、１５・・・側壁、１６・・・底面、１７・・・ガス排出口、１８・・・ガス処理部、１９・・・液体排出口、２０・・・液体排出管、３０・・・ガス、３２・・・ガス導入管、４０・・・液体、４２・・・液滴、４４・・・液膜、４６・・・排液、５１・・・回収部、５２・・・第１開口、５３・・・排水部、５４・・・第１導入部、５５・・・回収室、５６・・・開口、５７・・・底面、６９・・・側壁、８０・・・旋回部、８１・・・支柱、８２・・・羽部、８３・・・おもて面、８４・・・裏面、９０・・・液体噴霧部、１００・・・湿式サイクロンスクラバ部、１０２・・・導入端、１０４・・・導出端、１０６・・・中心軸、１１５・・・壁、１１６・・・壁、２００・・乾式サイクロンスクラバ部、２０１・・・管体、２０２・・・円筒部、２０４・・・円錐部、２０６・・・入口、２０７・・・気体流出口、２０８・・・仕切板、２０９・・・塵排出口、２１０・・切り替え部、３００・・・ガス導出部、３１５・・・側壁、４００・・・発電装置、４１０・・・タービン、４２０・・・発電機、４３０・・・凝縮水、５００・・・ガス回収部、５１０・・・回収槽、５２０・・・冷却塔、５３０・・・ポンプ、５４０・・・液体、６００・・・導入部、６１０・・・加熱槽、６２０・・・気液分離部、６３０・・・液体、６４０・・・液体、７００・・・加熱部、７０２・・・液体排出領域、７１０・・・加熱配管、７１１・・・第１加熱配管、７１２・・・第２加熱配管、７１３・・・地熱水、７２０・・・ポンプ、７２２・・・地熱水温度調整部、７３０・・・測定部、７４０・・・ヒータ部、７４１・・・第１ヒータ部、７４２・・・第２ヒータ部、７５０・・・ヒータ電源、７５２・・・ヒータ制御部、８００・・・薬剤導入部、８１０・・・薬剤導入管、８１３・・・薬剤、８２０・・・ポンプ、８２２・・・薬剤容器、８２４・・・薬剤量調整部、８３０・・・測定部、９００・・・希釈液供給部、９１０・・・希釈液導入管、９１３・・・希釈液、９２０・・・ポンプ、９２２・・・調整弁、９２４・・・希釈量制御部、９３０・・・井戸状態測定部、１０００・・・地熱発電用スクラバ装置、１１００・・・生産井、１１１０・・・蒸気、１１２０・・・熱水、１２００・・・還元井、２０００・・・地熱発電用スクラバ装置、３０００・・・地熱発電用スクラバ装置

Claims (19)

1. 地熱発電設備からのガスを処理して発電装置に供給する地熱発電用スクラバ装置であって
   前記ガスが導入される反応塔と、前記反応塔内に液体を噴霧する液体噴霧部とを有し、前記ガスを前記液体で処理する湿式サイクロンスクラバ部と、
   前記湿式サイクロンスクラバ部と接続し、前記ガスを前記発電装置に導出するガス導出部と、
   前記湿式サイクロンスクラバ部および前記ガス導出部を含むガス流路において、前記液体噴霧部よりも下流に配置され、前記ガスを予め定められた旋回方向に旋回させる旋回部と
   を備える
   地熱発電用スクラバ装置。
2. 前記ガスを処理する乾式サイクロンスクラバ部を更に備え、
   前記ガスは、前記乾式サイクロンスクラバ部から前記湿式サイクロンスクラバ部の順に進行する
   請求項１に記載の地熱発電用スクラバ装置。
3. 前記旋回部は、前記反応塔の内部に設けられる
   請求項１または２に記載の地熱発電用スクラバ装置。
4. 前記旋回部は、前記ガス導出部に設けられる
   請求項１または２に記載の地熱発電用スクラバ装置。
5. 前記発電装置はタービンを有し、
   前記旋回部の軸と、前記タービンの回転軸とが同軸上に設けられている
   請求項４に記載の地熱発電用スクラバ装置。
6. 前記旋回部よりも前記ガスの進行方向における下流側に設けられ、前記ガスを処理した液体を回収する液体回収部を更に備える
   請求項１から５のいずれか一項に記載の地熱発電用スクラバ装置。
7. 前記液体回収部は、前記ガス導出部を形成する材料よりも水素結合力が弱い、または電気的な引力が弱い保護材料で形成されている
   請求項６に記載の地熱発電用スクラバ装置。
8. 前記液体回収部の内壁は、前記ガス導出部を形成する材料よりも水素結合力が弱い、または電気的な引力が弱い保護材料でコーティングされている
   請求項６に記載の地熱発電用スクラバ装置。
9. 前記液体回収部の外壁は、前記ガス導出部を形成する材料よりも水素結合力が弱い、または電気的な引力が弱い保護材料でコーティングされている
   請求項６または８に記載の地熱発電用スクラバ装置。
10. 前記液体回収部の内部と前記反応塔または前記ガス導出部を接続する開口を更に備え、
    前記開口は、前記保護材料でコーティングされている
    請求項７から９のいずれか一項に記載の地熱発電用スクラバ装置。
11. 前記液体噴霧部は、前記保護材料で形成されている
    請求項７から１０のいずれか一項に記載の地熱発電用スクラバ装置。
12. 前記液体噴霧部の噴出部の内部は、前記保護材料でコーティングされている
    請求項７から１０のいずれか一項に記載の地熱発電用スクラバ装置。
13. 前記旋回部の羽部は、前記保護材料でコーティングされている
    請求項７から１２のいずれか一項に記載の地熱発電用スクラバ装置。
14. 前記旋回部の羽部は、前記ガスの進行方向における上流側のみ前記保護材料でコーティングされている
    請求項７から１２のいずれか一項に記載の地熱発電用スクラバ装置。
15. 前記保護材料は、フッ素樹脂、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、エンジニアリングプラスチック、またはＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）などの炭素系コートである
    請求項７から１４のいずれか一項に記載の地熱発電用スクラバ装置。
16. 前記タービンよりも前記ガスの進行方向における下流側に設けられ、前記ガスを回収するガス回収部を更に備える
    請求項５に記載の地熱発電用スクラバ装置。
17. 前記ガス回収部は、前記ガスの蒸気を冷やして液体を回収する
    請求項１６に記載の地熱発電用スクラバ装置。
18. 前記ガス回収部は、前記タービン近傍からの凝縮水を回収する
    請求項１６または１７に記載の地熱発電用スクラバ装置。
19. 互いに管体の径が異なる複数の乾式サイクロンスクラバ部と、
    前記複数の乾式サイクロンスクラバ部のうちから、前記湿式サイクロンスクラバ部のガス導入口に前記ガスを供給する乾式サイクロンスクラバ部を選択する切り替え部と
    を更に備える
    請求項１から１８のいずれか一項に記載の地熱発電用スクラバ装置。

Images