CN107531518A - 次氯酸供给装置和锅炉排水的处理方法 - Google Patents

Abstract

提供一种次氯酸供给装置，其具有：贮存海水的贮存槽；将从贮存槽引入的海水电解生成含有次氯酸的液体并返回贮存槽的电解装置；将贮存于贮存槽的含有次氯酸的液体导入的供给管线；使经由供给管线供给的含有次氯酸的液体与含有氨的锅炉排水发生反应的反应槽；和将在反应槽中反应的处理液与贮存于贮存槽的含有次氯酸的液体混合而得的混合液注入次氯酸利用设备的注入管线。

Description

次氯酸供给装置和锅炉排水的处理方法

技术领域

本发明涉及将由海水生成的含有次氯酸的液体供给至利用次氯酸的设备和含有氨的锅炉排水的次氯酸供给装置和锅炉排水的处理方法。

本申请主张2015年4月17日申请的日本特愿2015-085221号以及2015年10月13日申请的日本特愿2015-202052号的优先权，在本文援用其内容。

背景技术

在例如火力发电厂中，为了去除成为腐蚀要因的氧而使用的肼被评价为“认定为具有致突变性的化学物质”。因此，近年来，采用的是更安全的脱氧剂、或不使用脱氧剂的水处理来进行。

作为不使用肼的脱氧剂，已知使氢离子指数(pH)的值增大(例如pH7～pH10.5)的氨。然而，可以设想的是：通过使用氨作为脱氧剂，此后来自工厂的排水的氨浓度变高(例如参见非专利文献1)。另一方面，根据排水规定，还要求氮的降低，期望及早的应对策略。

专利文献1中记载了：使用通过电解海水得到的次氯酸钠(sodiumhypochlorite)，通过氯处理来分解氨的系统。在该系统中，作为含有氨的排水的锅炉排水被导入反应槽，并且向反应槽中添加次氯酸，锅炉排水中存在的氨与次氯酸发生溶液反应，直至分解为氮气。

现有技术文献

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：“对热电厂水处理中的脱肼的研究(火力プラント水処理における脱ヒドラジンヘの取組み)”，[在线]，三菱重工技报Vol.46 No.2(2009)，[2012年3月30日检索]，网址<URL：http：//www.mhi.co.jp/technology/review/pdf/462/462055.pdf>

发明内容

发明要解决的问题

另外，在专利文献1所记载的系统中，将在反应槽中处理的处理液中的次氯酸浓度和pH降低至排水标准后，将处理液排放。上述系统例如使用硫代硫酸钠来中和次氯酸钠，使用苛性钠(氢氧化钠)来调节pH。

然而，为了将处理液进行化学品处理，需要大量的化学品成本，因此期望能够以更低的成本来处理锅炉排水所含的氨的次氯酸供给装置。

本发明的目的在于，提供能够以更低的成本来处理锅炉排水所含的氨的次氯酸供给装置和锅炉排水的处理方法。

用于解决问题的手段

根据本发明的第一方案，次氯酸供给装置的特征在于，具有：贮存海水的贮存槽；将从上述贮存槽引入的上述海水电解生成含有次氯酸的液体并返回上述贮存槽的电解装置；将贮存于上述贮存槽的上述含有次氯酸的液体导入的供给管线；使经由上述供给管线供给的上述含有次氯酸的液体与含有氨的锅炉排水发生反应的反应槽；和将在上述反应槽中反应的处理液与贮存于上述贮存槽的上述含有次氯酸的液体混合而得的混合液注入次氯酸利用设备的注入管线。

根据这样的构成，由于贮存于反应槽的处理液没有排放而是注入次氯酸利用设备，因此不需要为了满足处理液的排水标准而进行化学品处理，能够降低氨的处理成本。

在上述次氯酸供给装置中，具有：将贮存于上述贮存槽的上述含有次氯酸的液体排出的第一注入管线；和将贮存于上述反应槽的上述处理液排出的第二注入管线，上述注入管线可以是上述第一注入管线和上述第二注入管线连接而得。

在上述次氯酸供给装置中，具有：将贮存于上述贮存槽的上述含有次氯酸的液体排出的第一注入管线；和将贮存于上述反应槽的上述处理液排出的第二注入管线，上述第二注入管线可以连接于上述贮存槽。

在上述次氯酸供给装置中，具有控制装置，上述控制装置可以将供给至上述反应槽的上述含有次氯酸的液体的流量和供给至反应槽的上述含有氨的锅炉排水的流量调节至上述处理液中残留有氨的程度。

根据这样的构成，能够抑制因贮存槽中次氯酸与来自海水的有机物发生反应而导致的三卤甲烷的产生。即，通过氨受到基于次氯酸的优先氧化，使得有机物难以氧化，由此能够抑制三卤甲烷的生成。

在上述次氯酸供给装置中，也可以具有：将在上述第二注入管线中流动的处理液的一部分排放的排放管线；和设置于上述排放管线上的活性炭处理装置。

根据这样的构成，能够将未反应或剩余的次氯酸(残留氯)进行还原处理，将硝酸根离子和三卤甲烷(通过海水中有机物与次氯酸发生反应而生成)进行吸附去除。

根据本发明的第二方案，锅炉排水的处理方法的特征在于，具有：电解工序，电解海水，生成含有次氯酸的液体；反应工序，使上述含有次氯酸的液体与含有氨的锅炉排水发生反应，生成处理液；和注入工序，将处理液与上述含有次氯酸的液体混合而得的混合液注入次氯酸利用设备。

发明效果

根据本发明，由于贮存于反应槽的处理液没有排放而是注入次氯酸利用设备，因此不需要为了满足处理液的排水标准而进行化学品处理，能够降低氨的处理成本。

附图说明

图1是具有本发明的第一实施方式的次氯酸供给装置的组合循环发电厂的示意构成图。

图2是具有本发明的第二实施方式的次氯酸供给装置的组合循环发电厂的示意构成图。

图3是具有本发明的第三实施方式的次氯酸供给装置的组合循环发电厂的示意构成图。

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次氯酸供给装置1以及锅炉排水的处理方法进行详细说明。

图1是具有本发明的第一实施方式的次氯酸供给装置1的组合循环发电厂P的示意构成图。本实施方式的次氯酸供给装置1是用于将由海水电解装置2生成的包含次氯酸钠(sodium hypochlorite)的液体例如供给至海水的取水口3等次氯酸利用设备，并且将从组合循环发电厂P的排热回收锅炉B排出的包含氨的排水(含有氨的锅炉排水。以下，称为锅炉排水)进行处理的装置。

如图1所示，次氯酸供给装置1具备：贮存海水M的贮存槽5；生成包含次氯酸钠的液体E(以下，称为含有次氯酸的液体E)的海水电解装置2；贮存从组合循环发电厂P(以下，称为工厂P)的排热回收锅炉B(以下，称为锅炉B)排出的锅炉排水W的排水槽6；设置于排水槽6的下游侧的反应槽7；和将含有次氯酸的液体E供给至反应槽7的供给管线17。

工厂P具有燃气轮机(未图示)；传送来自燃气轮机的排气的锅炉；蒸气轮机(未图示)；由燃气轮机与蒸气轮机的旋转驱动力驱动而发电的发电机(未图示)。

将从海水的取水口3经由第一海水供给管线4取水的海水M导入工厂P中，例如用于冷却等用途。第一海水供给管线4设置有运送海水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)。

锅炉的锅炉排水W中使用氨作为用于去除成为腐蚀要因的氧的脱氧剂。因此，从锅炉排出的锅炉排水W为包含氨(NH₃)、铵离子(NH₄ ⁺)等氨性氮的含有氨性氮的排水(含有氨的锅炉排水)。

从锅炉B排出的锅炉排水W被贮存于排水槽6。排水槽6的下游侧设置有反应槽7。排水槽6与反应槽7经由排水管线8而连接。贮存于排水槽6的锅炉排水W经由排水管线8而被导入反应槽7。排水管线8设置有将贮存于排水槽6的锅炉排水W运送至反应槽7的排水供给泵9。

贮存槽5是贮存有海水M、以及在海水电解装置2中生成的含有次氯酸的液体E的槽。经由第二海水供给管线11将海水M从取水口3导入至贮存槽5。第二海水供给管线11设置有运送海水M的海水供给泵12、以及调节海水M的流量的海水流量调节阀(未图示)。

海水电解装置2是通过将从贮存槽5引入的海水M电解来生成包含次氯酸钠的含有次氯酸的液体E并返回贮存槽5的装置。海水电解装置2具有：电解槽14；直流电源装置15；和使含有次氯酸的液体E循环的循环管线16。电解槽14具有多个电极(未图示)。

直流电源装置15是供给供于电解海水M的电流的装置，可以采用例如具备直流电源和恒电流控制电路的构成。直流电源是输出直流电的电源，也可以为例如将从交流电源输出的交流电整流为直流并输出的构成。

本实施方式的海水电解装置2是用循环管线16连接电解槽14的下游侧(电解槽14的流出口)与电解槽14的上游侧(电解槽14的流入口)来使海水M循环的再循环方式。作为海水电解装置2，除上述再循环方式之外，还可以采用将海水仅一次通过电解槽的一次通过(one through)方式。即，海水电解装置2只要能够使用海水来生成次氯酸，则为何种形式均可。

贮存槽5连接有将贮存于贮存槽5的含有次氯酸的液体E供给至排水管线8的供给管线17。贮存槽5连接有将贮存于贮存槽5的含有次氯酸的液体E注入至作为次氯酸利用设备的取水口3的第一注入管线21。通过将含有次氯酸的液体E注入至取水口3，能够抑制海洋生物对取水口3的附着。

排水管线8上在与供给管线17的汇流部18更下游侧(反应槽7侧)设置有促进锅炉排水W与含有次氯酸的液体E的混合的管线混合器19。

本实施方式的反应槽7连接有将在反应槽7中反应的处理液T导入至第一注入管线21的第二注入管线22。反应槽7的处理液T经由第二注入管线22和第一注入管线21被注入至取水口3。第一注入管线21和第二注入管线22作为将在反应槽7中反应的处理液T与贮存于贮存槽5的含有次氯酸的液体E混合而得的混合液注入至取水口3的注入管线而起作用。

接下来，对本实施方式的次氯酸供给装置1的作用进行说明。

首先，作为工厂冷却工序，海水M经由第一海水供给管线4供给至工厂P。将从工厂P的锅炉B排出的锅炉排水W贮存于排水槽6。将贮存于排水槽6的锅炉排水W经由排水管线8导入至反应槽7。

另一方面，作为电解工序，海水M经由第二海水供给管线11导入至贮存槽5，由海水电解装置2生成含有次氯酸的液体E。将含有次氯酸的液体E经由供给管线17导入至反应槽7。将含有次氯酸的液体E经由第一注入管线21注入至取水口3。

需要说明的是，注入的含有次氯酸的液体E的流量通过对控制装置(未图示)设置于第一注入管线21的流量调节阀(未图示)进行控制来进行调节。控制装置以使在取水口3次氯酸基本上被消耗并返回原来的海水M的方式来调节含有次氯酸的液体E的流量。

接着，作为反应工序，在反应槽7中，锅炉排水W中存在的氨与含有次氯酸的液体E所含的次氯酸发生溶液反应，直至分解为氮气(N₂)。在反应槽7中，对氨进行处理并将处理液T贮存于反应槽7。

此处，对于处理液T而言，有用于氨的分解的次氯酸残留的情况。处理液T的pH(氢离子指数)有偏离排水标准的情况。由此，只要未对处理液T进行化学品处理等，就不能将处理液T排放于例如海洋。

接着，作为注入工序，将贮存于反应槽7的处理液T导入至第一注入管线21，与含有次氯酸的液体E混合。将反应槽7内的处理液T经由第二注入管线22导入至第一注入管线21。

将反应槽7内的处理液T与贮存槽5内的含有次氯酸的液体E的混合液注入至取水口3。在反应槽7中进行了氨处理的锅炉排水W没有排放而是注入取水口3。

根据上述实施方式，通过在作为包含氨性氮的排水的锅炉排水W中添加包含次氯酸的含有次氯酸的液体E，能够将锅炉排水W所含的氨进行分解处理。

另外，由于贮存于反应槽7的处理液T没有排放而是注入至作为次氯酸利用设备的取水口3，因此不需要为了满足处理液T的排水标准而进行化学品处理，能够降低氨的处理成本。

另外，将由海水电解装置2生成的含有次氯酸的液体E经由第一注入管线21注入至海水M的取水口3。通过将含有次氯酸的液体E注入至取水口3，能够抑制海洋生物对取水口3的附着。

(第二实施方式)

以下，基于附图对本发明的第二实施方式的次氯酸供给装置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叙述，对于相同的部分，省略其说明。

如图2所示，本实施方式的次氯酸供给装置1B的第二注入管线22连接于贮存槽5。反应槽7内的处理液T被导入至贮存槽5。

本实施方式的排水管线8设置有调节在排水管线8中流动的锅炉排水W的流量的第一流量调节阀23。另外，本实施方式的供给管线17设置有调节在供给管线17中流动的含有次氯酸的液体E的流量的第二流量调节阀24。

本实施方式的次氯酸供给装置1的反应槽7设置有对贮存于反应槽7的处理液T的氨浓度进行测定的氨浓度测定装置25。

接下来，对本实施方式的次氯酸供给装置1B的作用进行说明。

控制装置26通过控制第一流量调节阀23和第二流量调节阀24来调节导入至反应槽7的锅炉排水W的流量和含有次氯酸的液体E的流量。控制装置26将锅炉排水的流量和含有次氯酸的液体E的流量调节至贮存于反应槽7的处理液T中残留有氨的程度。对于本实施方式的次氯酸供给装置1，在反应槽7中没有将锅炉排水W中存在的氨完全分解，而是使其残留于处理液T。

需要说明的是，只要能够使氨残留于处理液T中，则不需要调节含有次氯酸的液体E和锅炉排水W这两者，而是通过调节任一者的流量来使氨残留于处理液T中即可。

具体而言，控制装置26以使氨残留于处理液T中的方式来调节含有次氯酸的液体E和锅炉排水W中的至少一个。

作为注入工序，将包含氨的处理液T经由第二注入管线22导入至贮存槽5。即，处理液T没有排放而是返回至贮存槽5。由此，将氨添加于贮存于贮存槽5的海水M和含有次氯酸的液体E。

根据上述实施方式，在贮存槽5中，能够抑制因次氯酸与来自海水M的有机物发生反应而导致的三卤甲烷的产生。即，与处理液T一起被导入至贮存槽5的氨受到基于次氯酸的优先氧化，由此，有机物难以氧化。因此，能够抑制三卤甲烷的生成。

(第三实施方式)

以下，基于附图对本发明的第三实施方式的次氯酸供给装置1C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叙述，对于相同的部分，省略其说明。

如图3所示，从本实施方式的次氯酸供给装置1C的第二注入管线22连接将在第二注入管线22中流动的处理液T的一部分排放的排放管线27。在第二注入管线22中流动的处理液T的一部分经由排放管线27而排放。

排放管线27设置有活性炭处理装置28。活性炭处理装置28是将处理液T穿过活性炭进行活性炭处理的装置。

另外，排放管线27设置有调节在排放管线27中流动的处理液T的流量的流量调节阀29。

在活性炭处理装置28中，通过式(1)所示的分解反应，将剩余残留氯分解。此处，每1kg NaClO的活性炭的使用量约为0.08kg。

2NaClO+C→CO₂+2NaCl···(1)

另一方面，通过使用式(2)所示的硫代硫酸钠(Na₂SO₃)等化学品的反应来将剩余残留氯分解的情况下，每1kg NaClO的硫代硫酸钠的使用量约为1.7kg。

NaClO+Na₂SO₃→NaCl+Na₂SO₄···(2)

根据上述实施方式，通过在排放管线27上设置活性炭处理装置28，能够对未反应或剩余的次氯酸(残留氯)进行还原处理，将硝酸根离子和三卤甲烷(通过海水中有机物与次氯酸发生反应而生成)进行吸附去除。

另外，将从反应槽7排出的处理液T处理至可排放的性状为止。由此，在海水的氯化物离子浓度低的情况等、由于与锅炉排水混合而被稀释的处理水T流入取水口3进一步使氯化物离子浓度降低的情况等时，通过将受到基于活性炭处理设备的处理的处理水T排放至外部，能够抑制氯化物离子浓度的降低。

从排放管线27排放的处理液T的流量可以使用流量调节阀29来调节。

另外，在将处理液T的一部分排放的情况中，与使用硫代硫酸钠进行分解的情况相比，能够降低化学品使用量。另外，不需要在使用硫代硫酸钠进行分解时所必需的化学品的注入量控制。

需要说明的是，本发明的技术范围不限定于上述各实施方式，在不背离本发明的主旨的范围内，可实施各种变更。

例如，上述各实施方式的含有次氯酸的液体E的供给管线17连接于流动有锅炉排水W的排水管线8，但供给管线17也可以直接连接于反应槽7。

另外，上述各实施方式的供给管线17和第一注入管线21各自连接于贮存槽5，但也可以使第一注入管线21从供给管线17分支。

另外，第二实施方式的次氯酸供给装置1B中也可以设置第三实施方式的排放管线27。

附图标记说明

1、1B 次氯酸供给装置

2 海水电解装置

3 取水口(次氯酸利用设备)

4 第一海水供给管线

5 贮存槽

6 排水槽

7 反应槽

8 排水管线

9 排水供给泵

10 pH测定装置

11 第二海水供给管线

12 海水供给泵

14 电解槽

15 直流电源装置

16 循环管线

17 供给管线

18 汇流部

19 管线混合器

21 第一注入管线

22 第二注入管线

23 第一流量调节阀

24 第二流量调节阀

25 氨浓度测定装置

26 控制装置

27 排放管线

28 活性炭设备

29 流量调节阀

B 排热回收锅炉

E 含有次氯酸的液体

M 海水

P 工厂

T 处理液

W 锅炉排水

Claims (6)

1.一种次氯酸供给装置，其具有：

贮存海水的贮存槽；

将从所述贮存槽引入的所述海水电解生成含有次氯酸的液体并返回所述贮存槽的电解装置；

将贮存于所述贮存槽的所述含有次氯酸的液体导入的供给管线；

使经由所述供给管线供给的所述含有次氯酸的液体与含有氨的锅炉排水发生反应的反应槽；和

将在所述反应槽中反应的处理液与贮存于所述贮存槽的所述含有次氯酸的液体混合而得的混合液注入次氯酸利用设备的注入管线。

2.如权利要求1所述的次氯酸供给装置，其具有：

将贮存于所述贮存槽的所述含有次氯酸的液体排出的第一注入管线；和

将贮存于所述反应槽的所述处理液排出的第二注入管线，

所述注入管线是所述第一注入管线和所述第二注入管线连接而成的。

3.如权利要求1所述的次氯酸供给装置，其具有：

将贮存于所述贮存槽的所述含有次氯酸的液体排出的第一注入管线；和

将贮存于所述反应槽的所述处理液排出的第二注入管线，

所述第二注入管线连接于所述贮存槽。

4.如权利要求3所述的次氯酸供给装置，其具有控制装置，

所述控制装置将供给至所述反应槽的所述含有次氯酸的液体的流量和供给至所述反应槽的所述含有氨的锅炉排水的流量调节至所述处理液中残留有氨的程度。

5.如权利要求2至4中任一项所述的次氯酸供给装置，其具有：

将在所述第二注入管线中流动的处理液的一部分排放的排放管线；和

设置于所述排放管线上的活性炭处理装置。

6.一种锅炉排水的处理方法，其具有：

电解工序，电解海水，生成含有次氯酸的液体；

反应工序，使所述含有次氯酸的液体与含有氨的锅炉排水发生反应，生成处理液；和

注入工序，将处理液与所述含有次氯酸的液体混合而得的混合液注入次氯酸利用设备。