JP2013154329A - Seawater exhaust gas desulfurization system, and power generator system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、海水を用いて排ガスに含まれる硫黄分を脱硫処理して生じた硫黄分吸収海水を酸化処理する海水排煙脱硫システムおよび発電システムに関する。 The present invention relates to a seawater flue gas desulfurization system and a power generation system that oxidize sulfur-absorbed seawater generated by desulfurization of sulfur contained in exhaust gas using seawater.
石炭や原油等を燃料とする発電プラントにおいて、石炭等の化石燃料を燃焼することでボイラから排出される燃焼排気ガス(以下、「排ガス」という)には硫黄酸化物(SOx)など硫黄分が含まれる。そのため、排ガスは、脱硫処理され、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方法として、石灰石膏法、スプレードライヤー法及び海水法等がある。 In power plants that use coal or crude oil as fuel, combustion exhaust gas (hereinafter referred to as “exhaust gas”) discharged from boilers by burning fossil fuels such as coal contains sulfur components such as sulfur oxide (SOx). included. Therefore, the exhaust gas is desulfurized and released to the atmosphere after removing sulfur oxides (SOx) such as sulfur dioxide (SO 2 ) contained in the exhaust gas. Examples of such a desulfurization method include a lime gypsum method, a spray dryer method, and a seawater method.
発電所などは大量の冷却水を必要とするため海に面した場所に建設される場合が多い。そのため、脱硫処理に要する稼動コストを抑えることなどの観点から、海水を排ガス中の硫黄酸化物を吸収する吸収液として利用して脱硫を行う海水脱硫を用いた海水排煙脱硫装置が提案されている。 Power plants are often constructed in locations facing the sea because they require a large amount of cooling water. For this reason, a seawater flue gas desulfurization apparatus using seawater desulfurization that performs desulfurization using seawater as an absorbing liquid that absorbs sulfur oxide in exhaust gas has been proposed from the viewpoint of suppressing the operating cost required for the desulfurization treatment. Yes.
海水排煙脱硫装置は、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し、海水を吸収液として気液接触させることでSOxを除去している。脱硫塔内で吸収剤として使用した脱硫後の海水(硫黄分吸収海水)は、酸化槽に供給される。酸化槽内を流れる硫黄分吸収海水は脱硫に用いていない海水と混合して希釈される。また、硫黄分吸収海水は、酸化槽の底面に設置した曝気装置(エアレーション装置)から流出される微細気泡によって脱炭酸(爆気)される(例えば、特許文献1参照)。これにより、硫黄分吸収海水は、SO3の酸化とCO2の爆気処理がされて、地域の環境基準を満足するようにした後に放流される。 Seawater flue gas desulfurization equipment supplies seawater and boiler exhaust gas into a desulfurization tower (absorption tower) that has a cylindrical shape or a rectangular shape such as a substantially cylindrical shape placed vertically, and makes seawater gas-liquid contact as an absorption liquid. SOx is removed. Seawater after desulfurization (sulfur content-absorbing seawater) used as an absorbent in the desulfurization tower is supplied to the oxidation tank. The sulfur-absorbing seawater flowing in the oxidation tank is diluted with seawater that is not used for desulfurization. In addition, the sulfur-absorbing seawater is decarboxylated (exploded) by fine bubbles flowing out from an aeration apparatus (aeration apparatus) installed on the bottom surface of the oxidation tank (see, for example, Patent Document 1). As a result, the sulfur-absorbing seawater is discharged after being subjected to SO 3 oxidation and CO 2 explosion treatment so as to satisfy local environmental standards.
酸化槽は、一般に、幅20m〜40m、長さ100m〜200m程度の上部が開放された長い水路(Seawater Oxidation Treatment System;SOTS)であり、広い設置面積が必要である。酸化槽では、酸化槽の底部に設けたエアレーション装置から酸化槽の底部のほぼ全面に空気の状態で酸素を供給するようにしている。 In general, the oxidation tank is a long water channel (Seawater Oxidation Treatment System; SOTS) having an open top of about 20 m to 40 m in width and about 100 m to 200 m in length, and requires a large installation area. In the oxidation tank, oxygen is supplied in the state of air from the aeration apparatus provided at the bottom of the oxidation tank to almost the entire bottom of the oxidation tank.
従来から用いられている酸化槽は、酸化槽の底部全面から酸化槽内を流れる硫黄分吸収海水に空気の状態で酸素を供給するようにしているため、酸化槽の運転に要する動力コストが高い。また、硫黄分吸収海水中のSO3の酸化とCO2の爆気に必要な酸素以上の酸素を供給している場所もあり、酸素を必要以上に供給しており、硫黄分吸収海水中のSO3の酸化とCO2の爆気が効率的で行われていない。 Conventionally used oxidation tanks supply oxygen in the state of air to sulfur-absorbing seawater flowing through the oxidation tank from the entire bottom surface of the oxidation tank, so the power cost required to operate the oxidation tank is high. . In addition, there is a place where more oxygen than necessary for the oxidation of SO 3 in the sulfur-absorbing seawater and the explosion of CO 2 is supplied, and oxygen is supplied more than necessary. The oxidation of SO 3 and the explosion of CO 2 are not efficient and not performed.
そのため、硫黄分吸収海水の処理を効率良く行い、酸化槽の大きさをより小さくした海水排煙脱硫システムが求められている。 Therefore, there is a need for a seawater flue gas desulfurization system that efficiently treats sulfur-absorbing seawater and reduces the size of the oxidation tank.
本発明は、前記課題に鑑み、硫黄分吸収海水の処理を効率良く行い、酸化槽の大きさの低減を図った海水排煙脱硫システムおよび発電システムを提供することを課題とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a seawater flue gas desulfurization system and a power generation system that efficiently process sulfur-absorbing seawater and reduce the size of an oxidation tank.
上述した課題を解決するための本発明の第1の発明は、排ガスと海水とを気液接触して前記排ガスを洗浄す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、硫黄分を含んだ硫黄分吸収海水に空気を供給する空気供給手段を備え、前記硫黄分吸収海水の水質回復処理を行う酸化槽と、前記海水を前記排煙脱硫吸収塔に供給する海水供給ラインと、前記酸化槽に供給される空気の一部を、前記排煙脱硫吸収塔の塔底部に供給する空気分岐ラインと、を有することを特徴とする海水排煙脱硫システムである。 The first invention of the present invention for solving the above-mentioned problems is a flue gas desulfurization absorption tower that cleans the flue gas by contacting the exhaust gas and seawater in a gas-liquid manner, and a downstream side of the flue gas desulfurization absorption tower. Provided with an air supply means for supplying air to sulfur-absorbing seawater containing sulfur, and supplying the sulfur-absorbing seawater to the flue gas desulfurization absorption tower, an oxidation tank for performing water quality recovery treatment of the sulfur-absorbing seawater A seawater flue gas desulfurization system comprising: a seawater supply line; and an air branch line for supplying a part of the air supplied to the oxidation tank to the bottom of the flue gas desulfurization absorption tower.
第2の発明は、第1の発明において、前記海水供給ラインから分岐し、前記海水の一部を希釈海水として前記排煙脱硫吸収塔の塔底部に供給する希釈海水分岐ラインを有することを特徴とする海水排煙脱硫システムである。 2nd invention has the diluted seawater branch line which branches from the said seawater supply line in 1st invention, and supplies a part of said seawater to the tower bottom part of said flue gas desulfurization absorption tower as diluted seawater. This is a seawater flue gas desulfurization system.
第3の発明は、第1又は第2の発明において、前記排煙脱硫吸収塔に供給される前記海水の総量に対するSO2吸収量は、3mmol/l以下であることを特徴とする海水排煙脱硫システムである。 The third invention is the first or second aspect of the present invention, SO 2 absorption amount to the total amount of the seawater supplied to the flue gas desulfurization absorber tower, seawater flue gas to equal to or less than 3 mmol / l Desulfurization system.
第4の発明は、第1から第3の何れか1つの発明において、前記硫黄分吸収海水の温度は5℃以上55℃以下であることを特徴とする海水排煙脱硫システムである。 A fourth invention is the seawater flue gas desulfurization system according to any one of the first to third inventions, wherein the temperature of the sulfur-absorbing seawater is 5 ° C or higher and 55 ° C or lower.
第5の発明は、第1から第4の何れか1つの発明において、前記海水のpHは5.5以上であることを特徴とする海水排煙脱硫システムである。 A fifth invention is the seawater flue gas desulfurization system according to any one of the first to fourth inventions, wherein the pH of the seawater is 5.5 or more.
第6の発明は、第1から第5の何れか1つの発明において、前記排煙脱硫吸収塔の前記排ガスの入口及び出口に、前記排ガスの入口SO2濃度および出口SO2濃度を測定するためのSO2濃度計と、前記排煙脱硫吸収塔内の前記硫黄分吸収海水を前記海水供給ラインに循環させる海水循環ラインと、前記海水循環ラインに設けられ、前記排煙脱硫吸収塔から抜き出された前記硫黄分吸収海水の流量を測定する流量計と、を有し、前記排ガスの入口SO2濃度および出口SO2濃度に基づいて前記排煙脱硫吸収塔における脱硫率を算出し、前記希釈海水分岐ラインを介して前記酸化槽に供給される海水の供給量を調整することを特徴とする海水排煙脱硫システムである。 According to a sixth invention, in any one of the first to fifth inventions, for measuring an inlet SO 2 concentration and an outlet SO 2 concentration of the exhaust gas at the exhaust gas inlet and outlet of the flue gas desulfurization absorption tower. An SO 2 concentration meter, a seawater circulation line that circulates the sulfur-absorbing seawater in the flue gas desulfurization absorption tower to the seawater supply line, and the seawater circulation line that is extracted from the flue gas desulfurization absorption tower A flow meter for measuring the flow rate of the sulfur-absorbing seawater, and calculating a desulfurization rate in the flue gas desulfurization absorption tower based on an inlet SO 2 concentration and an outlet SO 2 concentration of the exhaust gas, and the dilution It is a seawater flue gas desulfurization system characterized by adjusting a supply amount of seawater supplied to the oxidation tank via a seawater branch line.
第7の発明は、ボイラと、前記ボイラから排出される排ガスを蒸気発生用の熱源として使用すると共に、発生した蒸気を用いて発電機を駆動する蒸気タービンと、第1から第6の何れか1つの発明の海水排煙脱硫システムと、前記蒸気タービンで凝縮した水を回収し、循環させる復水器と、前記ボイラから排出される排ガスの脱硝を行う排煙脱硝装置と、前記排ガス中の煤塵を除去する集塵装置と、を有することを特徴とする発電システムである。 The seventh invention uses a boiler, a steam turbine that uses the exhaust gas discharged from the boiler as a heat source for generating steam, drives a generator using the generated steam, and any one of first to sixth A seawater flue gas desulfurization system of one invention, a condenser that collects and circulates water condensed by the steam turbine, a flue gas denitration device that denitrates exhaust gas discharged from the boiler, It is a power generation system characterized by having a dust collector which removes soot and dust.
本発明によれば、硫黄分吸収海水の処理を効率良く行い、酸化槽の大きさの低減を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to efficiently treat sulfur-absorbing seawater and reduce the size of the oxidation tank.
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施例により本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、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施例で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by the following Example. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those in a so-called equivalent range. Furthermore, the constituent elements disclosed in the following embodiments can be appropriately combined.
本発明の実施例1に係る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、本発明による実施例1に係る海水排煙脱硫システムの構成を示す概略図である。図1に示すように、本実施例に係る海水排煙脱硫システム10は、排煙脱硫吸収塔11と、酸化槽12と、海水供給ラインL11と、空気分岐ラインL12と、を有する。
A seawater flue gas desulfurization system according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a seawater flue gas desulfurization system according to Example 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the seawater flue
海水21は海22からポンプ22aにより海水供給ラインL11に汲み上げられ、海水21の一部は吸収海水21aとしてポンプ22bにより海水供給ラインL11を介して排煙脱硫吸収塔11に供給される。海水21の一部は希釈海水21bとして希釈海水供給ラインL13を介して酸化槽12に送給され、希釈海水21bの一部は希釈海水21cとして希釈海水供給ラインL14を介して酸化槽12に供給される。希釈海水供給ラインL13、L14内を流れる希釈海水21b、21cは、ポンプ22c、22dにより供給量は調整される。
The
海水21は、海22からポンプ22aにより直接汲み上げた海水を用いているが、本実施例はこれに限定されるものではなく、図示しない復水器から排出される海水21の排液などを用いるようにしてもよい。
Although the
排煙脱硫吸収塔11は、排ガス25と吸収海水21aとを気液接触して排ガス25を浄化する塔である。排煙脱硫吸収塔11では、吸収海水21aは噴霧ノズル26より上方に液柱状に噴出させ、排ガス25と海水供給ラインL11を介して供給される海水21aとを気液接触させて、排ガス25中の硫黄分の脱硫を行っている。本実施例では、噴霧ノズル26は、上方に液柱状に噴出させる噴霧ノズルであるが、これに限定されるものではなく、下方にシャワー状に噴霧するようにしてもよい。
The flue gas desulfurization absorption tower 11 is a tower for purifying the
本明細書において、硫黄分とは、炭化水素油中に含まれる全硫黄化合物の濃度を硫黄原子換算にした硫黄濃度(質量ppmあるいは質量ppb)をいい、具体的には、例えば、SO2、SO3等のSOxや亜硫酸イオン(SO3)などが挙げられる。 In this specification, the sulfur content refers to a sulfur concentration (mass ppm or mass ppb) obtained by converting the concentration of all sulfur compounds contained in hydrocarbon oil into a sulfur atom, and specifically, for example, SO 2 , SOx such as SO 3 and sulfite ion (SO 3 ) can be used.
即ち、排煙脱硫吸収塔11において排ガス25と吸収海水21aとを気液接触させて、下記式(I)に示すような反応を生じさせ、排ガス25中のSO2などの形態で含有されているSOxなどの硫黄分を吸収海水21aに吸収させ、排ガス25中の硫黄分を、海水21aを用いて除去している。
SO2(g) + H2O → H2SO3(l) → HSO3 - + H+ ・・・(I)
That is, in the flue gas desulfurization absorption tower 11, the
SO 2 (g) + H 2 O → H 2 SO 3 (l) → HSO 3 − + H + (I)
この海水脱硫により吸収海水21aと排ガス25との気液接触により発生したH2SO3が解離して水素イオン(H+)が吸収海水21a中に遊離するためpHが下がり、硫黄分吸収海水14は硫黄分を高濃度に含んでいる。このとき、硫黄分吸収海水14のpHとしては、例えば3〜6程度となる。そして、排煙脱硫吸収塔11で硫黄分を吸収した硫黄分吸収海水14は、排煙脱硫吸収塔11の塔底部に貯留される。
Due to this seawater desulfurization, H 2 SO 3 generated by gas-liquid contact between the absorbed
また、排煙脱硫吸収塔11で脱硫された浄化ガス28は浄化ガス排出通路L15を介して大気中に放出される。
Further, the purified
本実施例に係る海水排煙脱硫システム10は、酸化槽12に供給される空気29の一部を排煙脱硫吸収塔11の塔底部に供給する空気分岐ラインL12を有する。空気分岐ラインL12に抜き出される空気29を排煙脱硫吸収塔11の塔底部(吸収塔タンク)11aに供給することで、排煙脱硫吸収塔11内で硫黄分吸収海水14中の溶存酸素量を高めることができる。このため、排煙脱硫吸収塔11の後流側に設けられる酸化槽12では、硫黄分吸収海水14の処理を効率良く行うことができ、硫黄分吸収海水14の水質回復処理を行うために要する空気29の吹き込み距離を短くすることができる。よって、酸化槽12内の空気29の吹き込み距離を短くすることで、硫黄分吸収海水14の流れ方向である酸化槽12の長さ方向の距離は短くできるため、酸化槽12の大きさを低減することができる。
The seawater flue
空気分岐ラインL12に抜き出した空気29はブロワ22eにより排煙脱硫吸収塔11に供給される。また、空気分岐ラインL12を介しての酸化槽12への空気29の供給方法は、ブロワ22eに限定されるものではなく、空気分岐ラインL12の酸化槽12と連結する連結部の近傍をオリフィス形状として空気29を酸化槽12内に供給するようにしてもよい。
The
本実施例に係る海水排煙脱硫システム10は、希釈海水供給ラインL13から分岐し、酸化槽12に供給される希釈海水21bの一部を希釈海水21cとして排煙脱硫吸収塔11の塔底部に供給する希釈海水分岐ラインL14を有する。一般に、排煙脱硫吸収塔11内はpHが低いため、硫黄分吸収海水14に溶解している亜硫酸イオンなど硫黄分は酸化しないが、排煙脱硫吸収塔11の吸収塔タンク11aに希釈海水21cを直接供給することにより、硫黄分吸収海水14のpHを上昇させ、吸収塔タンク11aに貯留されている硫黄分吸収海水14に溶解している亜硫酸イオンなど硫黄分の酸化を促進させることができる。また、排煙脱硫吸収塔11の吸収塔タンク11aに希釈海水21cを供給し、硫黄分吸収海水14を希釈することで、硫黄分吸収海水14の落下時の空気巻き込みにより、硫黄分吸収海水14内に酸素を取り込むことができ、硫黄分吸収海水14に溶解している亜硫酸イオンなど硫黄分の酸化を促進する効果を得ることできる。よって、煙脱硫吸収塔11の吸収塔タンク11a内に希釈海水21cを供給することで、煙脱硫吸収塔11内に希釈海水21cを供給しない場合に比べ、排煙脱硫吸収塔11内での酸化が例えば20%〜100%向上し、排煙脱硫吸収塔11内での酸化が促進され、排煙脱硫吸収塔11の後流側に設けられる酸化槽12の長さを短くすることができる。これにより、酸化槽12の大きさを低減することができる。
The seawater flue
海水供給ラインL11、L13を介して排煙脱硫吸収塔11に供給される海水21a、希釈海水21bの総量に対するSO2吸収量(ΔToS(SO2吸収量/海水総量))は、3mmol/l以下であることが好ましく、より好ましくは2mmol/l以下であり、更に好ましくは1mmol/l以下である。ΔToSが3mmol/l以下の場合には、硫黄分吸収海水14のpHが4.0以上であり、黄分吸収海水14に溶解している亜硫酸イオンなど硫黄分の酸化を促進する効果を得ることでき、ΔToSが2mmol/l以下であれば硫黄分の酸化を促進する効果が高く、ΔToSが1mmol/l以下であればさらにその効果が高くなる。
SO 2 absorption (ΔToS (SO 2 absorption / total amount of seawater)) relative to the total amount of
海水の温度は5℃以上55℃以下であることが好ましく、より好ましくは15℃以上であり、更に好ましくは30℃以上である。海水の温度が5℃以上の場合には、温度上昇により酸化速度を上昇させる効果が得られ、海水の温度が15℃以上の場合には、酸化速度がより上昇するため、酸化速度を上昇させる効果がより得られ、海水の温度が30℃以上の場合には、更に高い効果が得られる。 The temperature of the seawater is preferably 5 ° C. or higher and 55 ° C. or lower, more preferably 15 ° C. or higher, and further preferably 30 ° C. or higher. When the temperature of the seawater is 5 ° C. or higher, an effect of increasing the oxidation rate is obtained by the temperature increase, and when the temperature of the seawater is 15 ° C. or higher, the oxidation rate is further increased. An effect is more acquired and a higher effect is acquired when the temperature of seawater is 30 degreeC or more.
硫黄分吸収海水14のpHは4.0以上8.3以下であることが好ましく、より好ましくは5.5以上である。硫黄分吸収海水14のpHは4.0以上であれば、黄分吸収海水14に溶解している亜硫酸イオンなど硫黄分の酸化を促進する効果を得ることでき、硫黄分吸収海水14のpHが5.5以上の場合には更に高い効果が得られる。
It is preferable that pH of the sulfur
排煙脱硫吸収塔11の排ガス25の入口側および出口側には、排ガス25の入口SO2濃度および出口SO2濃度を測定するためのSO2濃度計32a、32bが設けられている。また、排煙脱硫吸収塔11には、排煙脱硫吸収塔11内の硫黄分吸収海水14を海水供給ラインL11に循環させる海水循環ラインL16が設けられている。海水循環ラインL16には、排煙脱硫吸収塔11から抜き出された硫黄分吸収海水14の流量を測定する流量計33が設けられている。SO2濃度計32a、32b、流量計33で測定された測定結果は、制御装置34に伝達される。なお、本実施例では、海水循環ラインL16が設けられているが、これに限定されるものではなく、設けなくてもよい。
SO 2
制御装置34は、SO2濃度計32a、32bで測定された排ガス25の入口SO2濃度および出口SO2濃度に基づいて排煙脱硫吸収塔11における脱硫率を算出し、流量計33は排煙脱硫吸収塔11内を循環させる硫黄分吸収海水14の循環流量を測定する。排ガス25の脱硫率は、排煙脱硫吸収塔11に供給される排ガス25中の入口SO2濃度と出口SO2濃度との比(出口SO2濃度/入口SO2濃度)などにより調整される。
The
制御装置34は、希釈海水分岐ラインL14を介して排煙脱硫吸収塔11に供給される吸収海水21aと酸化槽12に供給される希釈海水21cの供給量及び空気供給ラインL12を介して排煙脱硫吸収塔11に供給される空気29の供給量を調整する。これにより、排煙脱硫吸収塔11内にポンプ22b,22dで吸収海水21a、希釈海水21cを供給するために要する動力、排煙脱硫吸収塔11の塔底部11aにブロワ22eで酸化槽12に空気29を供給する動力の低減を図ることができる。
The
よって、排煙脱硫吸収塔11の塔底部に空気29を吹き込むことにより、排煙脱硫吸収塔11内で硫黄分吸収海水14中の溶存酸素量を高めることができるため、後流の酸化槽12での空気吹き込み距離を減らすことが可能となり、酸化槽12の長さ方向を短くすることができるため、酸化槽12の大きさを低減することができる。
Therefore, since the amount of dissolved oxygen in the sulfur-absorbing
このように、排煙脱硫吸収塔11の塔底部に貯留された硫黄分吸収海水14は、硫黄分吸収海水排出ラインL17を介して酸化槽12に送給される。
Thus, the sulfur
また、硫黄分吸収海水排出ラインL17は希釈海水供給ラインL14と連結し、硫黄分吸収海水排出ラインL17内の硫黄分吸収海水14を吸収海水21bと混合し、希釈するようにしてもよい。硫黄分吸収海水14を吸収海水21bと混合し、希釈することで、硫黄分吸収海水排出ラインL17内の硫黄分吸収海水14のpHを上昇させ、SO2ガスの再放散を防ぐことができる。また、硫黄分吸収海水排出ラインL17においてSO2が放散され、外部に漏洩するのを防止することで、刺激臭を放つのを防止することができる。
Moreover, the sulfur content absorption seawater discharge line L17 may be connected to the diluted seawater supply line L14, and the sulfur
また、硫黄分吸収海水排出ラインL17には硫黄分吸収海水14を希釈海水21bと希釈・混合する希釈混合槽を設けるようにしてもよい。硫黄分吸収海水14を吸収海水21bと混合し、希釈することで、希釈混合槽内の硫黄分吸収海水14のpHを上昇させ、SO2ガスの再放散を防ぐことができる。また、希釈混合槽においてSO2が放散され、外部に漏洩するのを防止することで、刺激臭を放つのを防止することができる。
Moreover, you may make it provide the dilution mixing tank which dilutes and mixes the sulfur
そして、硫黄分吸収海水14は、排煙脱硫吸収塔11の後流側に設けられている酸化槽12に送給される。酸化槽12は、排煙脱硫吸収塔11の後流側に設けられ、硫黄分吸収海水14の水質回復処理を行う槽である。酸化槽12は、空気供給手段として、硫黄分吸収希釈海水14に空気29を供給する曝気装置(エアレーション装置)41を有する槽である。
And the sulfur
曝気装置41は、酸化槽12内に設けられ、硫黄分吸収海水14に空気29を供給するものである。本実施例では、曝気装置41は、空気29を供給する酸化用空気ブロア42と、空気29を送給する散気管43と、空気29を酸化槽12内の硫黄分吸収海水14に供給する酸化空気用ノズル44とを有する。酸化用空気ブロア42により外部の空気29が散気管43を介して酸化空気用ノズル44から酸化槽12内に送り込まれ、下記式(II)のような酸素の溶解を生じる。酸化槽12において硫黄分吸収海水14中の硫黄分が空気29と接触して下記式(III)〜(V)のような亜硫酸水素イオン(HSO3 -)の酸化反応と、重炭酸イオン(HCO3 -)の脱炭酸反応とを生じ、硫黄分吸収海水14は水質回復され、水質回復海水45となる。なお、酸化空気用ノズル44の数は特に限定されるものではなく、酸化槽12内部の大きさに応じて適宜設けるようにする。
O2(g) → O2(l)・・・(II)
HSO3 - + 1/2O2 → SO4 2- + H+ ・・・(III)
HCO3 - + H+ → CO2(g) + H2O ・・・(IV)
CO3 2- +2H+ → CO2(g) + H2O ・・・(V)
The
O 2 (g) → O 2 (l) (II)
HSO 3 − + 1 / 2O 2 → SO 4 2− + H + (III)
HCO 3 − + H + → CO 2 (g) + H 2 O (IV)
CO 3 2- + 2H + → CO 2 (g) + H 2 O (V)
これにより、硫黄分吸収海水14のpHを上昇させると共に、CODを低減することができ、水質回復海水45のpH、溶存酸素濃度、CODを海水放流可能なレベルとして放出することができる。また、酸化槽12で硫黄分吸収海水14の水質回復を行う際にガスが発生しても、この発生するガスはSO2環境基準濃度を満たすようにして酸化槽12で放散させることができる。水質回復海水45は海水排出ラインL18を介して海22へ放流される。
As a result, the pH of the sulfur-absorbing
本実施例に係る海水排煙脱硫システム10は、排煙脱硫吸収塔11の吸収塔タンク11aに希釈用海水21bと空気29を供給することにより、排煙脱硫吸収塔11内で硫黄分吸収海水14中の溶存酸素量を高めることができるため、酸化槽12での空気吹き込み距離を減らすことが可能となり、酸化槽12の長さ方向を短くすることができるため、酸化槽12の大きさが低減される。
The seawater flue
空気の供給割合及び希釈海水の供給割合と、酸化槽の長さとの関係の一例を表1に示す。なお、表1中、吸収塔底部とは、排煙脱硫吸収塔11の塔底部(吸収塔タンク)11aに供給される空気29、希釈海水21cの供給量の割合を示し、酸化槽とは、酸化槽12に供給される空気29、希釈海水21bの供給量の割合を示す。
Table 1 shows an example of the relationship between the supply ratio of air and the supply ratio of diluted seawater and the length of the oxidation tank. In Table 1, the absorption tower bottom means the ratio of the supply amount of
表1に示すように、酸化槽12に供給していた空気29の一部を排煙脱硫吸収塔11の吸収塔タンク11aに供給することで、酸化槽12のみに空気29を供給する場合に比べ、酸化槽12の長さを短くすることができる(試験例1〜試験例8、比較例1、2参照)。
When supplying
また、酸化槽12に供給していた空気29の一部を排煙脱硫吸収塔11の塔底部11aに供給する場合には、排煙脱硫吸収塔11の吸収塔タンク11a及び酸化槽12への空気29の供給量を酸化槽12のみに空気29を供給する場合より少なくしても酸化槽12の長さを短くすることができる(試験例4、7、8、比較例1、2参照)。
When a part of the
また、排煙脱硫吸収塔11の吸収塔タンク11aに供給する希釈海水21cと酸化槽12に供給する希釈海水21bを等量とすることで、排煙脱硫吸収塔11の塔底部11aに供給する空気量を軽減しても排煙脱硫吸収塔11の塔底部11aおよび酸化槽12に空気29を等量供給している場合と略同じ程度にまで酸化槽12の長さを短くすることができ、酸化槽12の大きさを低減する効果が得られる(試験例1〜6参照)。
Moreover, the diluted
また、排煙脱硫吸収塔11の吸収塔タンク11aと酸化槽12に供給する空気29を等量としている場合には、排煙脱硫吸収塔11の塔底部11aに供給する希釈海水21c及び酸化槽12に供給する希釈海水21bの総量を軽減しても酸化槽12のみに空気29、希釈海水21bを供給する場合に比べ、酸化槽12の長さを短くすることができ、酸化槽12の大きさを低減する効果が得られる(試験例5、6、比較例1参照)。
Moreover, when the
よって、排煙脱硫吸収塔11の吸収塔タンク11aに酸化槽12に供給される空気29の一部を予め供給しておくことで、排煙脱硫吸収塔11内で硫黄分吸収海水14中の溶存酸素量を高めることができる。これにより、酸化槽12での空気29の吹き込み距離を減らすことでき、酸化槽12の長さ方向を短くすることができるため、酸化槽12の大きさを低減することができる。
Therefore, by supplying a part of the
このように、本実施例に係る海水排煙脱硫システム10は、酸化槽12に供給される空気29の一部を排煙脱硫吸収塔11の塔底部に空気29を供給すると共に、酸化槽12に供給される希釈用海水21bの一部を排煙脱硫吸収塔11の塔底部に供給することで、酸化槽12での空気吹き込み距離を減らすことが可能となり、酸化槽12の長さ方向を短くすることができるため、酸化槽12の大きさを低減することができる。また、酸化槽12に空気29を供給するために要する動力を低減することができるため、外開放型の酸化槽12に流れた硫黄分吸収海水14を効率良く酸化処理し水質回復を行うことができる。
As described above, the seawater flue
したがって、本実施例に係る海水排煙脱硫システム10によれば、排煙脱硫吸収塔11から排出される硫黄分吸収海水14を酸化槽12において、硫黄分吸収海水14を効率良く処理して水質回復処理を行い、酸化槽12の大きさの低減を図ることができ、信頼性の高い海水排煙脱硫システムを提供することができる。
Therefore, according to the seawater flue
また、本実施例においては、排煙脱硫吸収塔11で海水脱硫に用いた吸収海水21aの処理をする海水排煙脱硫システムについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。海水排煙脱硫装置は、例えば各種産業における工場、大型、中型火力発電所などの発電所、電気事業用大型ボイラ又は一般産業用ボイラ、製鉄所、精錬所等から排出される排ガス中に含まれる硫黄酸化物を海水脱硫する海水排煙脱硫装置にも適用することができる。
Moreover, in the present Example, although the seawater flue gas desulfurization system which processes the
また、本実施例においては、排煙脱硫吸収塔11、酸化槽12は各々別々の槽として独立しており、排煙脱硫吸収塔11と酸化槽12とを硫黄分吸収海水排出ラインL17で連結するようにしているが、本実施例はこれに限定されるものではなく、排煙脱硫吸収塔11、酸化槽12を一体として一つの槽で構成してもよい。
In the present embodiment, the flue gas desulfurization absorption tower 11 and the
本発明の実施例2に係る発電システムについて、図面を参照して説明する。本実施例に係る発電システムに適用される海水排煙脱硫システムには、実施例1に係る海水排煙脱硫システムが用いられる。なお、実施例1と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。 A power generation system according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. The seawater flue gas desulfurization system according to the first embodiment is used for the seawater flue gas desulfurization system applied to the power generation system according to the present embodiment. In addition, about the member similar to Example 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
図2は、本発明の実施例2に係る発電システムの構成を示す概略図である。図2に示すように、本実施例に係る発電システム50は、ボイラ51と、蒸気タービン52と、復水器53と、排煙脱硝装置54と、集塵装置55と、海水排煙脱硫システム10とを有するものである。尚、本実施例において、上述のように、硫黄分吸収海水14とは、海水排煙脱硫システム10においてSO2など硫黄分を吸収した使用済み海水をいう。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a power generation system according to Embodiment 2 of the present invention. As shown in FIG. 2, the power generation system 50 according to this embodiment includes a
ボイラ51は、油タンクまたは石炭ミルなどから供給される燃料56を空気予熱器(AH)57で予熱された空気58と共にバーナ(不図示)から噴射して燃焼させる。外部から供給される空気58は押込みファン59により空気予熱器57に送給され予熱される。燃料56と空気予熱器57で予熱された空気58とは前記バーナに供給され、燃料56はボイラ51で燃焼される。これにより、蒸気タービン52を駆動するための蒸気60を発生する。
The
ボイラ51内で燃焼して発生する排ガス61は排煙脱硝装置54に送給される。また、排ガス61は復水器53から排出される水62と熱交換し、蒸気60を発生するための熱源として使用される。蒸気タービン52はこの発生した蒸気60を用いて発電機63を駆動している。そして、復水器53は蒸気タービン52で凝縮した水62を回収し、再びボイラ51に戻し、循環させている。
ボイラ51から排出された排ガス61は排煙脱硝装置54内で脱硝され、空気予熱器57で空気58と熱交換した後、集塵装置55に送給され、排ガス61中の煤塵を除去する。そして、集塵装置55で除塵された排ガス61は、誘引ファン65により排煙脱硫吸収塔11内に供給される。この時、排ガス61は熱交換器66で、排煙脱硫吸収塔11で脱硫され排出される浄化ガス28と熱交換された後、排煙脱硫吸収塔11内に供給される。また、排ガス61は熱交換器66で浄化ガス28と熱交換することなく排煙脱硫吸収塔11に直接供給するようにしてもよい。
The
また、熱交換器66は、熱回収器と、再加熱器とを含むものであり、前記熱回収器と前記再加熱器との間を熱媒体が循環している。前記熱回収器は、誘引ファン65と排煙脱硫吸収塔11との間に設けられ、ボイラ51から排出される排ガス61と前記熱媒体とを熱交換する。前記再加熱器は、排煙脱硫吸収塔11の後流側に設けられ、排煙脱硫吸収塔11から排出される浄化ガス28と前記熱媒体とを熱交換して、浄化ガス28を再加熱する。
The
海水排煙脱硫システム10は、上述の実施例1に係る海水排煙脱硫装置である。すなわち、海水排煙脱硫システム10は、排煙脱硫吸収塔11と、酸化槽12と、海水供給ラインL11と、空気分岐ラインL12と、を有する。
The seawater flue
海水排煙脱硫システム10では、上述の通り、排ガス61中に含有されている硫黄分を海22から汲み上げられた海水21を用いて海水脱硫を行っている。また、海水21は海22からポンプ22aにより汲み上げられ、復水器53で熱交換した後、一部の海水21aは海水供給ラインL11を介してポンプ22bにより海水排煙脱硫システム10に送給される。また、希釈海水21bは希釈海水供給ラインL13を介して酸化槽12内の上流側に供給される。排煙脱硫吸収塔11において排ガス61と吸収海水21aとを気液接触させて、排ガス61中の硫黄分を吸収海水21aに吸収している。海水排煙脱硫システム10で浄化された排ガス61は、浄化ガス28となって浄化ガス排出通路L15を介して煙突67から外部に排出される。
In the seawater flue
また、排煙脱硫吸収塔11の塔底部11aに希釈海水21cと空気29を供給している。そのため、排煙脱硫吸収塔11内で硫黄分吸収海水14中の溶存酸素量を高めることができるため、後述するように、酸化槽12での空気吹き込み距離を減らすことが可能となり、酸化槽12の長さ方向を短くすることができるため、酸化槽12の大きさを低減することができる。
Further, diluted
硫黄分を吸収した硫黄分吸収海水14は排煙脱硫吸収塔11から排出された後、酸化槽12の上流側に送給される。酸化槽12内の上流側で吸収海水21bと混合し、希釈される。
The sulfur-absorbing
また、海22から汲み上げられた海水21は復水器53で熱交換した後、海水排煙脱硫システム10に送給し、海水脱硫に用いているが、海22から汲み上げた海水21を復水器53で熱交換させずに海水排煙脱硫システム10に直接送給し、海水脱硫に用いるようにしてもよい。
The
酸化槽12の前流側で硫黄分吸収海水14を吸収海水21bと混合した後、酸化処理される。本実施例では、上述のように、煙脱硫吸収塔11の塔底部に希釈海水21cと空気29を供給し、排煙脱硫吸収塔11内で硫黄分吸収海水14中の溶存酸素量を高めているため、酸化槽12での空気吹き込み距離を減らすことが可能となり、酸化槽12の長さ方向を短くすることができるため、酸化槽12の大きさを低減することができる。また、酸化槽12において、酸化槽12内に供給される総空気量を低減することができるため、酸化槽12に空気29を供給するために要する動力を低減することができ、外開放型の酸化槽12に流れた硫黄分吸収海水14を効率良く酸化処理し、水質回復を行うことができる。
The sulfur-absorbing
このようにして酸化槽12で硫黄分吸収海水14を水質回復し、水質回復海水45を得る。酸化槽12で得られた水質回復海水45は、pH、溶存酸素濃度、CODを海水放流可能なレベルとして酸化槽12から海水排出ラインL18を介して海22へ放流される。
In this way, the water quality of the sulfur-absorbing
また、海水供給ラインL11から海水21の一部を、希釈海水供給ラインL19を介して酸化槽12内の水質回復海水45の後流側に供給するようにしてもよい。これにより、水質回復海水45を更に希釈することができる。これにより、水質回復海水45のpHを上昇させ、海水排液のpHを海水近くにまで上昇させ、海水排液のpHの排水基準(pH6.0以上)を満たすと共に、CODを低減することができ、水質回復海水45のpH、CODを海水放流可能なレベルとして放出することができる。
Further, a part of the
このように、本実施例に係る発電システム50によれば、排煙脱硫吸収塔11においてその塔底部に空気29を供給することで、排煙脱硫吸収塔11から排出される硫黄分吸収海水14を酸化槽12において、硫黄分吸収海水14の処理を効率良く行い、酸化槽12での空気吹き込み距離を減らすことが可能となり、酸化槽12の大きさを低減することができる。また、酸化槽12において硫黄分吸収海水14へ空気29を供給する動力を低減し、ランニングコストの抑制を図ることができる。したがって、本実施例に係る発電システム50は、硫黄分吸収海水14を効率良く安定して処理し、水質回復処理を行うことができ、安全性および信頼性の高い発電システムを提供することができる。
Thus, according to the power generation system 50 according to the present embodiment, by supplying the
また、本実施例に係る海水排煙脱硫システム10は、各種産業における工場、大型、中型火力発電所などの発電所、電気事業用大型ボイラ又は一般産業用ボイラ等から排出される排ガス中に含まれる硫黄酸化物を海水脱硫することで生じる硫黄分吸収溶液中の硫黄分の除去に利用することができる。
Further, the seawater flue
10 海水排煙脱硫システム
11 排煙脱硫吸収塔
11a 吸収塔タンク
12 酸化槽
14 硫黄分吸収海水
21 海水
22 海
21a 吸収海水
21b、21c 希釈海水
22a〜22d ポンプ
22e ブロア
25、61 排ガス
26 噴霧ノズル
28 浄化ガス
29 空気
32a、32b SO2濃度計
33 流量計
34 制御装置
41 曝気装置(エアレーション装置)
42 酸化用空気ブロア
43 散気管
44 酸化空気用ノズル
45 水質回復海水
50 発電システム
51 ボイラ
52 蒸気タービン
53 復水器
54 排煙脱硝装置
55 集塵装置
56 燃料
57 空気予熱器(AH)
58 空気
59 押込みファン
60 蒸気
62 水
63 発電機
65 誘引ファン
66 熱交換器
67 煙突
L11 海水供給ライン
L12 空気分岐ライン
L13、L14、L19 希釈海水供給ライン
L15 浄化ガス排出通路
L16 海水循環ライン
L17 硫黄分吸収海水排出ライン
L18 海水排出ライン
DESCRIPTION OF
42
58
Claims (7)
前記排煙脱硫吸収塔の後流側に設けられ、硫黄分を含んだ硫黄分吸収海水に空気を供給する空気供給手段を備え、前記硫黄分吸収海水の水質回復処理を行う酸化槽と、
前記海水を前記排煙脱硫吸収塔に供給する海水供給ラインと、
前記酸化槽に供給される空気の一部を、前記排煙脱硫吸収塔の塔底部に供給する空気分岐ラインと、
を有することを特徴とする海水排煙脱硫システム。 A flue gas desulfurization absorption tower that cleans the exhaust gas by gas-liquid contact between the exhaust gas and seawater;
An oxidation tank that is provided on the downstream side of the flue gas desulfurization absorption tower and includes air supply means for supplying air to sulfur-absorbing seawater containing sulfur, and performs water quality recovery processing of the sulfur-absorbing seawater;
A seawater supply line for supplying the seawater to the flue gas desulfurization absorption tower;
An air branch line for supplying a part of the air supplied to the oxidation tank to the bottom of the flue gas desulfurization absorption tower,
A seawater flue gas desulfurization system characterized by comprising:
前記海水供給ラインから分岐し、前記海水の一部を希釈海水として前記排煙脱硫吸収塔の塔底部に供給する希釈海水分岐ラインを有することを特徴とする海水排煙脱硫システム。 In claim 1,
A seawater flue gas desulfurization system comprising a dilute seawater branch line that branches from the seawater supply line and supplies a portion of the seawater as diluted seawater to the bottom of the flue gas desulfurization absorption tower.
前記排煙脱硫吸収塔に供給される前記海水の総量に対するSO2吸収量は、3mmol/l以下であることを特徴とする海水排煙脱硫システム。 In claim 1 or 2,
The seawater flue gas desulfurization system, wherein the SO 2 absorption amount relative to the total amount of the seawater supplied to the flue gas desulfurization absorption tower is 3 mmol / l or less.
前記硫黄分吸収海水の温度は5℃以上55℃以下であることを特徴とする海水排煙脱硫システム。 In any one of Claims 1-3,
The seawater flue gas desulfurization system, wherein the temperature of the sulfur-absorbing seawater is 5 ° C or higher and 55 ° C or lower.
前記海水のpHは5.5以上であることを特徴とする海水排煙脱硫システム。 In any one of Claims 1-4,
The seawater flue gas desulfurization system, wherein the seawater has a pH of 5.5 or more.
前記排煙脱硫吸収塔の前記排ガスの入口及び出口に、前記排ガスの入口SO2濃度および出口SO2濃度を測定するためのSO2濃度計と、
前記排煙脱硫吸収塔内の前記硫黄分吸収海水を前記海水供給ラインに循環させる海水循環ラインと、
前記海水循環ラインに設けられ、前記排煙脱硫吸収塔から抜き出された前記硫黄分吸収海水の流量を測定する流量計と、
を有し、
前記排ガスの入口SO2濃度および出口SO2濃度に基づいて前記排煙脱硫吸収塔における脱硫率を算出し、
前記希釈海水分岐ラインを介して前記酸化槽に供給される海水の供給量を調整することを特徴とする海水排煙脱硫システム。 In any one of claims 1 to 5,
An SO 2 concentration meter for measuring an inlet SO 2 concentration and an outlet SO 2 concentration of the exhaust gas at an inlet and an outlet of the exhaust gas of the flue gas desulfurization absorption tower;
A seawater circulation line for circulating the sulfur-absorbing seawater in the flue gas desulfurization absorption tower to the seawater supply line;
A flow meter that is provided in the seawater circulation line and measures the flow rate of the sulfur-absorbing seawater extracted from the flue gas desulfurization absorption tower;
Have
Calculate the desulfurization rate in the flue gas desulfurization absorption tower based on the inlet SO 2 concentration and outlet SO 2 concentration of the exhaust gas,
A seawater flue gas desulfurization system characterized by adjusting a supply amount of seawater supplied to the oxidation tank via the diluted seawater branch line.
前記ボイラから排出される排ガスを蒸気発生用の熱源として使用すると共に、発生した蒸気を用いて発電機を駆動する蒸気タービンと、
請求項1から6の何れか1つの海水排煙脱硫システムと、
前記蒸気タービンで凝縮した水を回収し、循環させる復水器と、
前記ボイラから排出される排ガスの脱硝を行う排煙脱硝装置と、
前記排ガス中の煤塵を除去する集塵装置と、
を有することを特徴とする発電システム。 With a boiler,
Using the exhaust gas discharged from the boiler as a heat source for steam generation, and a steam turbine for driving a generator using the generated steam;
A seawater flue gas desulfurization system according to any one of claims 1 to 6;
A condenser for collecting and circulating the water condensed in the steam turbine;
A flue gas denitration device for denitrating exhaust gas discharged from the boiler;
A dust collector for removing the dust in the exhaust gas;
A power generation system comprising:
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