CN107001076A - 氨处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供氨处理系统(1)，具有：排水管线(10)，其向混合槽(9)供给锅炉排水(W)；pH测定装置(24)，其测定在排水管线(10)中流动的锅炉排水(W)的pH；pH调节装置(23)，其设置在排水管线(10)上，用于向锅炉排水(W)添加用于调节锅炉排水(W)的pH的pH调节剂；电解装置(2)，其对海水或盐水进行电分解而生成具有次氯酸的电解处理水(E)；供给管线(18)，其设置在比排水管线(10)与混合槽(9)合流的合流部(20)靠上游的位置，用于向锅炉排水(W)供给由电解装置(2)生成的次氯酸；以及控制装置(8)，其基于pH测定装置(24)的测定值来控制pH调节剂的添加量。
Description
技术领域
本发明涉及氨处理系统，尤其是涉及对来自锅炉设备的排水即锅炉排水中包含的氨进行处理的氨处理系统。
本申请基于2014年11月26日申请的日本特愿2014-238637号而主张优先权，在此援引其内容。
背景技术
例如，在火力发电设备中，为了去除成为腐蚀的原因的氧而使用肼。肼被看作是“认为有致突变性的化学物质”，因此，近年来，采用更安全的脱氧剂、不使用脱氧剂的水处理正在发展。
作为不使用肼的脱氧剂，已知有将氢离子指数(pH)的值增大了(例如pH7～pH10.5)的氨。然而，通过使用氨作为脱氧剂，可设想以后来自设备的排水的氨浓度变高(例如参照非专利文献1)。另一方面，也谋求通过排水限制来减少氮，对此期望立即进行应对。
在专利文献1中记载有使用对海水进行电分解而得到的次氯酸钠(Sodiumhypochlorite)、通过氯处理来分解氨的氨处理系统。在该氨处理系统中，将作为含氨排水的锅炉排水导入到混合槽且向混合槽添加次氯酸。由此，锅炉排水中存在的氨与次氯酸发生溶液反应而分解至氮气。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-563号公报
非专利文献
非专利文献1：“火力设备水处理中的脱肼问题的解决”，[online]，三菱重工技报Vol.46No.2(2009)，[平成24年3月30日检索]，因特网＜URL：http://www.mhi.co.jp/technology/review/pdf/462/462055.pdf＞
发明内容
发明要解决的课题
然而，在专利文献1所记载的系统中，根据锅炉排水与次氯酸的反应时间来决定混合槽的容量。然而，当锅炉排水与次氯酸的反应时间变长时，需要增大混合槽的容量。
本发明的目的在于，提供一种能够缩短锅炉排水与次氯酸的反应时间的氨处理系统。
用于解决课题的方案
根据本发明的第一方案，氨处理系统具有：排水管线，其向混合槽供给锅炉排水；pH测定装置，其测定在所述排水管线中流动的所述锅炉排水的pH；pH调节装置，其设置在所述排水管线上，用于向所述锅炉排水添加用于调节所述锅炉排水的pH的pH调节剂；电解装置，其对海水或盐水进行电分解而生成具有次氯酸的电解处理水；供给管线，其设置在比所述排水管线与所述混合槽合流的合流部靠上游的位置，用于向所述锅炉排水供给由所述电解装置生成的次氯酸；以及控制装置，其基于所述pH测定装置的测定值来控制所述pH调节剂的添加量。
根据这样的构成，通过添加pH调节剂来调节锅炉排水的pH，能够缩短锅炉排水与次氯酸的反应时间。
上述氨处理系统也可以为，所述pH测定装置配置在所述pH调节装置的下游侧，且配置在通过由所述pH调节装置添加的所述pH调节剂调节后的所述锅炉排水的pH稳定的位置。
根据这样的构成，能够利用pH测定装置测定更加准确的锅炉排水的pH。由此，能够通过pH调节装置准确地进行锅炉排水的pH的调节。
上述氨处理系统也可以具有：贮存槽，其设置在所述排水管线的上游侧，用于贮存所述锅炉排水；以及贮存槽pH测定装置，其对贮存于所述贮存槽的所述锅炉排水的pH进行测定，所述控制装置基于所述贮存槽pH测定装置的测定值，控制由所述电解装置生成的次氯酸量。
发明效果
根据本发明，通过添加pH调节剂来调节锅炉排水的pH，能够缩短锅炉排水与次氯酸的反应时间。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的氨处理系统的概要构成图。
图2是表示本发明的第一实施方式的氨处理系统的混合槽中的氨分解速度与锅炉排水的pH之间的关系的图表。
图3是本发明的第二实施方式的氨处理系统的概要构成图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下，参照附图对本发明的第一实施方式的氨处理系统1进行详细说明。
图1是具有本发明的第一实施方式的氨处理系统1的设备P的概要构成图。如图1所示，氨处理系统1是用于对从具备废热回收锅炉B的复合循环发电设备P排出的锅炉排水W进行处理的系统。
作为主要的构成要素，氨处理系统1具备海水电解装置2和控制装置8。
复合循环发电设备P(以下称作设备P)能够构成为具有：燃气涡轮(未图示)；被输送来自燃气涡轮的废气的废热回收锅炉B(以下称作锅炉B)；蒸汽涡轮(未图示)；以及被燃气涡轮与蒸汽涡轮的旋转驱动力驱动而进行发电的发电机(未图示)。
向设备P导入从海水的取水口3经由第一海水供给管线4取入的海水M。海水M例如用于冷却等的用途。在第一海水供给管线4设置有输送海水M的海水供给泵(未图示)以及调节海水M的流量的海水流量调节阀(未图示)。
例如，在锅炉B的锅炉水中，使用氨作为用于去除成为腐蚀的原因的氧的脱氧剂。因此，从锅炉B排出的锅炉排水W是包含氨(NH3)、铵离子(NH4 +)等氨态氮的含氨态氮排水。
从锅炉B排出的锅炉排水W贮存于贮存槽5。在贮存槽5设置有稀释水导入装置6，该稀释水导入装置6用于向贮存槽5投入用于使锅炉排水W降温的降温稀释水(工业用水)。基于由可计测处理水的温度的温度计(未图示)计测到的温度，将贮存槽5内的处理水管理为规定的温度以下。另外，在贮存槽5设置有对贮存槽5内的处理水的pH(氢离子指数)进行计测的贮存槽pH测定装置7。
在贮存槽5的下游侧设置有混合槽9。贮存槽5与混合槽9经由排水管线10连接。贮存于贮存槽5且被降温后的锅炉排水W经由排水管线10向混合槽9导入。锅炉排水W在被导入到混合槽9之后被排放。在排水管线10上设置有排水供给泵16，该排水供给泵16将贮存于贮存槽5的锅炉排水W输送至混合槽9。
海水电解装置2是对经由第二海水供给管线11从取水口3导入的海水M进行电分解的装置。在第二海水供给管线11设置有输送海水M的海水供给泵14以及调节海水M的流量的海水流量调节阀15。
海水电解装置2具有电解槽12和直流电源装置13。海水电解装置2是通过对海水M进行电分解而生成包含次氯酸钠(氯，Sodium hypochlorite)的电解处理水E的装置。电解槽12具有多个电极(未图示)。
直流电源装置13是供给用于海水M的电分解的电流的装置。作为直流电源装置13，例如能够采用具备直流电源和恒流控制电路的构成。直流电源是输出直流电力的电源。直流电源例如也可以采用将从交流电源输出的交流电力整流成直流后输出的构成。
本实施方式的海水电解装置2是使海水M仅通过电解槽12一次的一次操作方式。作为海水电解装置2，除了上述一次操作方式之外，也可以采用使海水循环的循环方式。在循环方式中，通过循环流路将电解槽12的下游侧(电解槽12的流出口)与电解槽12的上游侧(电解槽12的流入口)连接，从而使海水循环。海水电解装置2若能够使用海水M生成次氯酸，则可以采用任意的形式。
由海水电解装置2生成的电解处理水E经由供给管线18向混合槽9导入而与锅炉排水W混合。
在排水管线10上的、比排水管线10与供给管线18合流的合流部20靠下游侧(混合槽9侧)，设置有促进锅炉排水W与电解处理水E的混合的管线混合器21。
向混合槽9导入锅炉排水W和电解处理水E，从而存在于锅炉排水W中的氨与次氯酸发生溶液反应而分解至氮气(N2)。即，在混合槽9中对氨进行处理，从而锅炉排水W成为可排放的状态。
在本实施方式的排水管线10上，从上游侧依次设置有：对在排水管线10中流动的锅炉排水W的pH(氢离子指数)进行调节的pH调节装置23；以及对锅炉排水W的pH进行测定的pH测定装置24。pH调节装置23和pH测定装置24设置在比排水管线10与供给管线18的合流部20靠上游侧的位置。即，pH测定装置24设置在pH调节装置23的下游侧，在pH测定装置24的下游侧混合电解处理水E。
pH调节装置23是向在排水管线10中流动的锅炉排水W添加pH调节剂来调节锅炉排水W的pH的装置。pH调节剂使用盐酸等酸或碱剂。本实施方式的锅炉排水W大多为偏碱性的情况，主要添加盐酸。
pH测定装置24设置在比pH调节装置23足够靠下游侧的位置。具体地说，pH测定装置24配置在能够对由pH调节装置23添加的pH调节剂与锅炉排水W混合并适当发生反应后的锅炉排水W的pH进行测定的位置。换言之，pH测定装置24配置在通过由pH调节装置23添加的pH调节剂调节后的锅炉排水W的pH稳定的位置。
在此，说明混合槽9中的氨分解速度与锅炉排水W的pH之间的关系。根据发明人的调查，混合槽9中的氨分解速度与锅炉排水W的pH之间的关系如图2所示。如图2所示可知，在使锅炉排水W的pH为8.5左右的情况下，混合槽9中的氨的分解速度提高。
基于该关系，控制装置8控制pH调节装置23来调节pH调节剂的添加量，以使得pH测定装置24的测定值、即比排水管线10的合流部20靠上游侧的锅炉排水W的pH成为pH＝7.5～9.5。例如，控制装置8在锅炉排水W的pH为10(偏碱)的情况下，以向锅炉排水W添加盐酸的方式控制pH调节装置23。
接下来，对本实施方式的氨处理系统1的作用进行说明。
首先，从锅炉B排出的锅炉排水W贮存于贮存槽5。本实施方式的锅炉排水W的pH为10.5左右，显现出碱性。与锅炉排水W同时地向贮存槽5投入降温稀释水。由此，贮存槽5内的锅炉排水W的pH成为例如9.9。使用排水供给泵16，将贮存于贮存槽5的锅炉排水W以规定速度向排水管线10输送。
控制装置8基于由pH测定装置24测定出的pH，使用pH调节装置23向锅炉排水W投入pH调节剂。控制装置8进行pH调节装置23的控制，以使锅炉排水W的pH成为7.5～9.5。
另一方面，控制装置8基于由贮存槽pH测定装置7测定出的锅炉排水W的pH来计算需要的次氯酸量，决定直流电源装置13的输出电流值。而且，根据混合槽9中的处理时间等来决定需要的电解处理水量E。
由贮存槽pH测定装置7测定的锅炉排水W的pH与氨态氮浓度具有相关性，因此，通过测定锅炉排水W的pH来了解贮存槽5内的氮浓度。次氯酸量与氨态氮浓度也具有相关性，次氯酸量与直流电源装置13的电流值呈比例地增减。因此，通过测定贮存槽5内的锅炉排水W的pH来控制直流电源装置13，从而能够决定次氯酸的生成量(氨态氮去除量)。
根据上述实施方式，通过向包含氨态氮的排水即锅炉排水W添加包含次氯酸的电解处理水E，能够对锅炉排水W中含有的氨进行分解处理。
另外，通过添加pH调节剂来调节锅炉排水W的pH，能够缩短锅炉排水W与次氯酸的反应时间。尤其是通过将pH调节到7.5～9.5的范围，能够进一步缩短锅炉排水W与次氯酸的反应时间。
另外，通过在比供给电解处理水E的合流部20靠上游侧的位置添加向锅炉排水W添加的pH调节剂，能够在不受到电解处理水E所引起的pH变动的影响的状态下调节锅炉排水W的pH。
另外，通过测定贮存槽5内的锅炉排水W的pH来控制直流电源装置13，从而能够决定次氯酸的生成量。
(第二实施方式)
以下，基于附图对本发明的第二实施方式的氨处理系统1B进行说明。需要说明的是，在本实施方式中，以与上述第一实施方式的不同点为中心进行说明，针对同样的部分省略其说明。
如图2所示，本实施方式的氨处理系统1B具有将由海水电解装置2生成的电解处理水E向取水口3注入的注入管线17。通过向取水口3注入电解处理水E(次氯酸钠)，能够抑制海洋生物向取水口3的附着。即，本实施方式的海水电解装置2具有作为海洋生物附着防止装置的功能。
从将海水电解装置2与取水口3连接的注入管线17分支出向混合槽9供给电解处理水E的供给管线18。即，由海水电解装置2生成的电解处理水E经由从注入管线17分支的供给管线18而导入到混合槽9，与锅炉排水W进行混合。在供给管线18设置有用于调节电解处理水E的流量的流量调节阀19。
控制装置8通过调节流量调节阀19，来控制从注入管线17注入的电解处理水E(次氯酸钠)的量。与第一实施方式的控制装置8同样地，控制装置8基于由贮存槽pH测定装置7测定的锅炉排水W的pH来计算需要的次氯酸量，决定直流电源装置13的输出电流值。而且，根据混合槽9中的处理时间等决定需要的电解处理水量E。
另外，由海水电解装置2生成的电解处理水E经由注入管线17向海水M的取水口3注入。通过向取水口3注入电解处理水E，能够防止海洋生物向取水口3的附着。
需要说明的是，本发明的技术范围不局限于上述各实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够加以各种变更。
例如，上述实施方式的电解处理水E的供给管线18与供锅炉排水W流动的排水管线10连接，但也可以将供给管线18直接与混合槽9连接。
例如，在上述实施方式中，示出向海水电解装置2导入海水M的构成，但也可以采用向海水电解装置2导入盐水的构成。即，向海水电解装置2导入的液体与海水M同样地包含氯离子(Cl-)即可。
另外，也可以在混合槽9或混合槽9的下游设置用于测定pH、残留氯、水质等的机构，且设置在废水不满足基准的情况下使废水返回到贮存槽5的管线。
工业实用性
根据该氨处理系统，通过添加pH调节剂来调节锅炉排水的pH，能够缩短锅炉排水与次氯酸的反应时间。
附图标记说明
1、1B 氨处理系统；
2 海水电解装置(电解装置)；
3 取水口；
4 第一海水供给管线；
5 贮存槽；
6 稀释水导入装置；
7 贮存槽pH测定装置；
8 控制装置；
9 混合槽；
10 排水管线；
11 第二海水供给管线；
12 电解槽；
13 直流电源装置；
14 海水供给泵；
15 海水流量调节阀；
16 排水供给泵；
17 注入管线；
18 供给管线；
19 流量调节阀；
20 合流部；
21 管线混合器；
23 pH调节装置；
24 pH测定装置；
B 锅炉；
E 电解处理水；
M 海水；
P 设备；
W 锅炉排水。
Claims (3)
1.一种氨处理系统，其中，
所述氨处理系统具有：
排水管线，其向混合槽供给锅炉排水；
pH测定装置，其测定在所述排水管线中流动的所述锅炉排水的pH；
pH调节装置，其设置在所述排水管线上，用于向所述锅炉排水添加用于调节所述锅炉排水的pH的pH调节剂；
电解装置，其对海水或盐水进行电分解而生成具有次氯酸的电解处理水；
供给管线，其设置在比所述排水管线与所述混合槽合流的合流部靠上游的位置，用于向所述锅炉排水供给由所述电解装置生成的次氯酸；以及
控制装置，其基于所述pH测定装置的测定值来控制所述pH调节剂的添加量。
2.根据权利要求1所述的氨处理系统，其中，
所述pH测定装置配置在所述pH调节装置的下游侧，且配置在通过由所述pH调节装置添加的所述pH调节剂调节后的所述锅炉排水的pH稳定的位置。
3.根据权利要求1或2所述的氨处理系统，其中，
所述氨处理系统具有：
贮存槽，其设置在所述排水管线的上游侧，用于贮存所述锅炉排水；以及
贮存槽pH测定装置，其对贮存于所述贮存槽的所述锅炉排水的pH进行测定，
所述控制装置基于所述贮存槽pH测定装置的测定值，控制由所述电解装置生成的次氯酸量。
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