JP2012115764A - 海水脱硫装置の排水水路及び海水排煙脱硫システム - Google Patents

Abstract

【課題】エアレーション装置の動力低減を図ることができる海水脱硫装置の排水水路及び海水排煙脱硫システムを提供する。
【解決手段】排ガス１０１と海水１０３とを気液接触してＳＯ₂を亜硫酸（Ｈ₂ＳＯ₃）へ脱硫反応させる排煙脱硫吸収塔１０２と、排煙脱硫吸収塔１０２の下側に設けられ、硫黄分を含んだ使用済海水１０３Ａを希釈用の希釈海水１０３ａと希釈・混合する希釈混合槽１０５と、希釈混合槽１０５の後流側に設けられ、希釈使用済海水１０３Ｂの水質回復処理を行うエアレーション装置１２０を有する酸化槽１０６と、希釈使用済海水１０３Ｂを水質回復処理を行う酸化槽１０６へ送水する際、その上流側から下流側にかけてその高さを順次低くした仕切り壁を多段化した排水水路１５０とからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、石炭焚き、原油焚き及び重油焚き等の発電プラントに適用される排煙脱硫装置の排水処理に係り、特に、海水法を用いて脱硫する排煙脱硫装置の排水（使用済海水）をエアレーション装置に導入する海水脱硫装置の排水水路及び海水排煙脱硫システムに関する。

従来、石炭や原油等を燃料とする発電プラントにおいて、ボイラから排出される燃焼排気ガス（以下、「排ガス」と呼ぶ）は、該排ガス中に含まれている二酸化硫黄（ＳＯ₂）等の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を除去してから大気に放出される。このような脱硫処理を施す排煙脱硫装置の脱硫方式としては、石灰石石膏法、スプレードライヤー法及び海水法等が知られている。

このうち、海水法を採用した排煙脱硫装置（以下、「海水排煙脱硫装置」と呼ぶ）は、吸収剤として海水を使用する脱硫方式である。この方式では、たとえば略円筒のような筒形状又は角形状を縦置きにした脱硫塔（吸収塔）の内部に海水及びボイラ排ガスを供給することにより、海水を吸収液として湿式ベースの気液接触を生じさせて硫黄酸化物を除去している。
上述した脱硫塔内で吸収剤として使用した脱硫後の海水（使用済海水）は、たとえば、上部が開放された長い水路（Seawater Oxidation Treatment System；ＳＯＴＳ）内を流れ排水される際、水路の一部の底面に設置したエアレーション装置から微細気泡を流出させるエアレーションによって脱炭酸（爆気）される（特許文献１〜３）。

特開２００６−０５５７７９号公報 特開２００９−０２８５７０号公報 特開２００９−０２８５７２号公報

しかしながら、エアレーション装置において、放流前に空気を強制的に吹き込む際、空気を大量に供給するため、エアーポンプ動力が必要になる、という問題がある。

本発明は、前記課題に鑑み、エアレーション装置の動力低減を図ることができる海水脱硫装置の排水水路及び海水排煙脱硫システムを提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、排煙脱硫吸収塔から排出される使用済海水に希釈海水を導入した希釈使用済海水を酸化槽に送る排水水路であって、前記排水水路の長手方向と直交する方向に設けた１つ以上の仕切り壁を有すると共に、前記仕切り壁の高さを上流側から下流側にかけてその高さを順次低くして、希釈使用済海水を滝化してなることを特徴とする海水排煙脱硫装置の排水水路にある。

第２の発明は、第１の発明において、前記仕切り壁に複数の排出口を有することを特徴とする海水排煙脱硫装置の排水水路にある。

第３の発明は、第２の発明において、前記排出口が、仕切り壁の上方側から下方側にかけて複数形成すると共に、その穴径は、上方より下方にいくにつれて小さくすることを特徴とする海水排煙脱硫装置の排水水路にある。

第４の発明は、第２又は３の発明において、前記排出口に通水筒を有することを特徴とする海水排煙脱硫装置の排水水路にある。

第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、希釈使用済海水の滝つぼ部分に、突起物を浮遊又は設置してなることを特徴とする海水排煙脱硫装置の排水水路にある。

第６の発明は、排ガスと海水とを気液接触してＳＯ₂を亜硫酸（Ｈ₂ＳＯ₃）へ脱硫反応させる排煙脱硫吸収塔と、前記排煙脱硫吸収塔の後流側に設けられ、硫黄分を含んだ使用済海水を希釈用の海水と希釈混合する希釈混合槽と、前記希釈混合槽からの希釈使用済海水を水質回復処理を行う酸化槽へ送水する第１乃至５のいずれか一つの海水排煙脱硫装置の排水水路と、を具備することを特徴とする海水排煙脱硫システムにある。

本発明によれば、該仕切り壁の高さを上流側の仕切り壁から下流側にかけてその高さを順次低くして、希釈使用済海水の落水の際に滝化してなるので、滝つぼに落下した希釈使用済海水中に、微細な空気の気泡を発生させ、空気と接する海水表面積を増やし、外部空気を吸収しやすくする。

図１は、海水排煙脱硫装置の排水水路を備えた海水排煙脱硫システムの概略図である。 図２は、実施例１に係る排水水路の要部概略図である。 図３は、実施例２に係る排水水路の要部概略図である。 図４は、実施例３に係る排水水路の要部概略図である。 図５は、実施例３に係る排水水路の仕切り壁の正面図である。 図６は、実施例４に係る排水水路の要部概略図である。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

本発明による実施例に係る海水排煙脱硫装置の排水水路を備えた海水排煙脱硫システムについて、図面を参照して説明する。図１は、海水排煙脱硫装置の排水水路を備えた海水排煙脱硫システムの概略図である。図２は、実施例１に係る排水水路の要部概略図である。
図１に示すように、海水排煙脱硫システム１００は、排ガス１０１と海水１０３とを気液接触してＳＯ₂を亜硫酸（Ｈ₂ＳＯ₃）へ脱硫反応させる排煙脱硫吸収塔１０２と、排煙脱硫吸収塔１０２の後流側に設けられ、硫黄分を含んだ使用済海水１０３Ａを希釈用の希釈海水１０３ａと希釈・混合する希釈混合槽１０５と、希釈混合槽１０５の下流側に設けられ、希釈使用済海水１０３Ｂの水質回復処理を行うエアレーション装置１２０を有する酸化槽１０６と、希釈使用済海水１０３Ｂの水質回復処理を行う酸化槽１０６へ送水する際、その上流側から下流側にかけてその高さを順次低くした仕切り壁を多段化した排水水路１５０とからなるものである。なお，図中では排煙脱硫吸収塔１０２、希釈混合槽１０５、排水水路１５０、エアレーション装置１２０を独立して記しているが、本特許はこれらのうち複数工程が同一槽内にある場合も含む。

海水排煙脱硫装置１００では、排煙脱硫吸収塔１０２において海水供給ラインＬ₁を介して供給される海水１０３の内の一部の吸収用の海水１０３を排ガス１０１と気液接触させて、排ガス１０１中のＳＯ₂を海水１０３に吸収させる。そして、排煙脱硫吸収塔１０２で硫黄分を吸収した使用済海水１０３Ａは、排煙脱硫吸収塔１０２の後流側に設けられた希釈混合槽１０５に供給される希釈用の希釈海水１０３ａと混合される。そして、混合希釈された希釈使用済海水１０３Ｂは、希釈混合槽１０５の下流側に設けられている酸化槽１０６に、排水水路１５０を介して送給され、酸化用空気ブロア１２１より供給された空気１２２をエアレーションノズル１２３により供給し、水質回復させた後、排水１２４として海へ放流するようにしている。
図１中、符号１０２ａは海水１０３を上方に噴出させる液柱用の噴霧ノズル、１２０はエアレーション装置、１２２ａは気泡、１２５は散気管、Ｌ₁は海水供給ライン、Ｌ₂は希釈海水供給ライン、Ｌ₃は脱硫海水供給ライン、Ｌ₄は排ガス供給ライン、Ｌ₅は空気供給ラインである。

本実施例に係る排水水路１５０は、図２に示すように、該記排水水路１５０の長手方向と直交する方向に設けた複数の仕切り壁（堰）１５１を複数（１５１Ａ〜１５１Ｄ・・・）有すると共に、該仕切り壁１５１の高さを上流側の仕切り壁１５１Ａから下流側にかけてその高さを順次低くして、希釈使用済海水１０３Ｂの落水１５２の際に滝化してなるので、滝つぼに落下した希釈使用済海水１０３Ｂ中に、微細な空気の気泡１５３を発生させ、空気と接する海水表面積を増やし、外部空気を吸収しやすくするようにしている。

この結果、酸化槽１０６に導入される以前において、微細な空気の気泡１５３を含むこととなるので、酸化作用が良好となり、酸化作用を補うのでエアレーション装置の動力低減を図ることができる。

さらに、希釈海水１０３ａを用いて使用済海水と強制混合し、両者を十分に接触させることで、後流側に設置する仕切り壁の数を減らすことができる。

本発明による実施例２に係る海水排煙脱硫装置の排水水路について、図面を参照して説明する。なお、図１及び図２に示す構成部材と同一の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図３は、実施例２に係る排水水路の要部概略図である。
図３に示すように、本実施例に係る海水排煙脱硫装置の排水水路は、滝つぼ部分に複数の突起部１６０ａを有する浮遊体１６０を浮遊させている。この浮遊体１６０を浮遊させることで、落下液がさらに拡散し、気液接触面積を増大させることとなる。
この結果、酸化作用が実施例１よりも良好となり、エアレーション装置の動力低減を図ることができる。

本発明による実施例３に係る海水排煙脱硫装置の排水水路について、図面を参照して説明する。なお、図１乃至図３に示す構成部材と同一の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図４は、実施例３に係る排水水路の要部概略図である。図５は、実施例３に係る排水水路の仕切り壁の正面図である。
図４及び５に示すように、本実施例に係る海水排煙脱硫装置の排水水路は、仕切り壁１５１（１５１Ａ・・・）に複数の排出口１５５を有するものである。
前記複数の排出口１５５を設けることで、仕切り壁１５１による希釈使用済海水１０３Ｂに対する滞留を防止している。

この排出口１５５は、図５に示すように、液面に差がつくように、上方側から下方側に形成する穴径を徐々に小さいものとしている。
また、液面ＷＬより上方側の排出口は千鳥格子配列として、穴の設置数を多くして、流れでる滝数を多くするようにしている。
この結果、酸化作用が実施例１及び２よりも良好となり、エアレーション装置の動力低減を図ることができる。

本発明による実施例４に係る海水排煙脱硫装置の排水水路について、図面を参照して説明する。なお、図１乃至図５に示す構成部材と同一の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図６は、実施例４に係る排水水路の要部概略図である。
図６に示すように、本実施例に係る海水排煙脱硫装置の排水水路は、仕切り壁１５１（１５１Ａ・・・）に複数の排出口１５５を有すると共に、その液面ＷＬよりも上方の排出口１５５に通水筒１７０を設けている。
前記複数の排出口１５５に通水筒１７０を設け、壁面１５１ａから通水筒の排水出口１７１を離すことで、希釈使用済海水１０３Ｂの水量が減少した際においても、壁面１５１ａを伝って流れることを防止し、確実に滝化させることができ、常に微細な空気の気泡１５３を発生させ、空気と接する海水表面積を増やし、外部空気を吸収しやすくするようにしている。

この結果、酸化槽１０６に導入される以前において、微細な空気の気泡１５３を含むこととなるので、酸化作用が良好となり、エアレーション装置の動力低減を図ることができる。

以上のように、本発明に係る海水排煙脱硫装置の排水水路によれば、エアレーション装置に導入される以前において、微細な空気の気泡を含ませ、酸化作用を補うので、エアレーション装置の動力低減を図ることができ例えば海水排煙脱硫システムに適用して、長期間に亙って連続して安定した操業が可能となる。

１００ 海水排煙脱硫装置
１０２ 排煙脱硫吸収塔
１０３ 海水
１０３ａ 希釈海水
１０３Ａ 使用済海水
１０３Ｂ 希釈使用済海水
１０５ 希釈混合槽
１０６ 酸化槽
１２０ エアレーション装置
１２２ 空気
１５１ 仕切り壁
１５２ 落水
１５３ 空気の気泡

Claims (6)

1. 排煙脱硫吸収塔から排出される使用済海水に希釈海水を導入した希釈使用済海水を酸化槽に送る排水水路であって、
   前記排水水路の長手方向と直交する方向に設けた1つ以上の仕切り壁を有すると共に、
   前記仕切り壁の高さを上流側から下流側にかけてその高さを順次低くして、希釈使用済海水を滝化してなることを特徴とする海水排煙脱硫装置の排水水路。
2. 請求項１において、
   前記仕切り壁に複数の排出口を有することを特徴とする海水排煙脱硫装置の排水水路。
3. 請求項２において、
   前記排出口が、仕切り壁の上方側から下方側にかけて複数形成すると共に、
   その穴径は、上方より下方にいくにつれて小さくすることを特徴とする海水排煙脱硫装置の排水水路。
4. 請求項２又は３において、
   前記排出口に通水筒を有することを特徴とする海水排煙脱硫装置の排水水路。
5. 請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
   希釈使用済海水の滝つぼ部分に、突起物を浮遊又は設置してなることを特徴とする海水排煙脱硫装置の排水水路。
6. 排ガスと海水とを気液接触してＳＯ₂を亜硫酸（Ｈ₂ＳＯ₃）へ脱硫反応させる排煙脱硫吸収塔と、
   前記排煙脱硫吸収塔の後流側に設けられ、硫黄分を含んだ使用済海水を希釈用の海水と希釈混合する希釈混合槽と、
   前記希釈混合槽からの希釈使用済海水の水質回復処理を行う酸化槽へ送水する請求項１乃至５のいずれか一つの海水排煙脱硫装置の排水水路と、
   を具備することを特徴とする海水排煙脱硫システム。

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