JP2013154330A - Oxidation tank, seawater exhaust gas desulfurization system, and power generator system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、海水を用いて脱硫した硫黄分を含んだ硫黄分吸収海水を酸化処理する酸化槽、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 an oxidation tank, a seawater flue gas desulfurization system, and a power generation system that oxidize sulfur-absorbing seawater containing sulfur desulfurized 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酸化・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 oxidized and decarboxylated (explosive) 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.
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、酸化槽内に供給される総空気量を低減することができる酸化槽、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, the present invention provides an oxidation tank, a seawater flue gas desulfurization system, and a power generation system that can efficiently process sulfur-absorbing seawater and reduce the total amount of air supplied into the oxidation tank. This is the issue.
上述した課題を解決するための本発明の第1の発明は、槽本体と連結し、排煙脱硫吸収塔から排出される硫黄分を含んだ硫黄分吸収海水に希釈用の海水を供給する希釈用海水供給手段と、槽本体内に設けられ、前記排煙脱硫吸収塔から排出される前記硫黄分吸収海水に空気を供給する複数の空気供給手段と、槽本体内に設けられ、前記硫黄分吸収海水中の溶存酸素濃度を測定する溶存酸素濃度測定装置と、を有し、予め求めた酸化槽の長さと硫黄分吸収海水中の溶存酸素濃度との関係に基づいて、前記空気供給手段から前記硫黄分吸収海水に供給する空気量を調整することを特徴とする酸化槽である。 1st invention of this invention for solving the subject mentioned above is the dilution which connects with a tank main body, and supplies the seawater for dilution to the sulfur content absorption seawater containing the sulfur content discharged | emitted from a flue gas desulfurization absorption tower Sea water supply means, a plurality of air supply means provided in the tank body and supplying air to the sulfur-absorbing seawater discharged from the flue gas desulfurization absorption tower, and provided in the tank body, the sulfur content A dissolved oxygen concentration measuring device for measuring the dissolved oxygen concentration in the absorbed seawater, from the air supply means based on the relationship between the length of the oxidation tank determined in advance and the dissolved oxygen concentration in the sulfur-absorbed seawater It is an oxidation tank characterized by adjusting the amount of air supplied to the sulfur content absorption seawater.
第2の発明は、第1の発明において、前記硫黄分吸収海水のpH、亜硫酸濃度、アルカリ性、温度の何れか1つ以上と溶存酸素濃度との関係を予め算出し、前記溶存酸素濃度は、予め算出された前記硫黄分吸収海水のpH、亜硫酸濃度、アルカリ性、温度の何れか1つ以上に基づいて求められることを特徴とする酸化槽である。 According to a second invention, in the first invention, the relationship between any one or more of pH, sulfurous acid concentration, alkalinity, and temperature of the sulfur-absorbing seawater and the dissolved oxygen concentration is calculated in advance, The oxidation tank is obtained based on any one or more of pH, sulfurous acid concentration, alkalinity, and temperature of the sulfur-absorbing seawater calculated in advance.
第3の発明は、第1又は第2の発明において、前記空気供給手段は、前記硫黄分吸収海水に前記空気を間隔を空けて供給することを特徴とする酸化槽である。 A third invention is the oxidation tank according to the first or second invention, wherein the air supply means supplies the air to the sulfur-absorbing seawater at intervals.
第4の発明は、第1乃至第3の何れか1つの発明において、前記空気供給手段は、前記硫黄分吸収海水の溶存酸素濃度が所定値以下となった時に供給することを特徴とする酸化槽である。 According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, the air supply means supplies when the dissolved oxygen concentration of the sulfur-absorbing seawater becomes a predetermined value or less. It is a tank.
第5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、第1乃至第4の何れか1つの発明の酸化槽と、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、前記排煙脱硫吸収塔から排出される前記硫黄分吸収海水を前記酸化槽に供給する硫黄分吸収海水排出ラインと、前記海水を前記硫黄分吸収海水排出ラインと前記酸化槽との何れか一方又は両方に供給する希釈海水供給ラインと、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。 5th invention is provided in the exhaust gas desulfurization absorption tower which carries out gas-liquid contact of waste gas and seawater, and is provided in the downstream of the said flue gas desulfurization absorption tower, and is any 1st thru | or 4th An oxidation tank of one invention, a seawater supply line for supplying the seawater to the flue gas desulfurization absorption tower, and a sulfur content absorption for supplying the sulfur content absorption seawater discharged from the flue gas desulfurization absorption tower to the oxidation tank A seawater flue gas desulfurization system comprising: a seawater discharge line; and a diluted seawater supply line that supplies the seawater to one or both of the sulfur-absorbing seawater discharge line and the oxidation tank.
第6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5の発明の海水排煙脱硫システムとを有し、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。 6th invention uses the boiler, the exhaust gas discharged | emitted from the said boiler as a heat source for steam generation, drives a generator using the generated steam, and the seawater flue gas of 5th invention A condenser having a desulfurization system for collecting and circulating water condensed by the steam turbine, a flue gas denitration device for denitrating exhaust gas discharged from the boiler, and removing dust in the exhaust gas And a dust collecting device.
本発明によれば、硫黄分吸収海水の処理を効率良く行い、酸化槽内に供給される総空気量を低減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the sulfur content absorption seawater can be processed efficiently and the total amount of air supplied in an oxidation tank can be reduced.
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.
本発明による実施例1に係る酸化槽を適用し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、本発明による実施例1に係る酸化槽を適用した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、海水排煙脱硫システム10は、排煙脱硫吸収塔11と、本実施例に係る酸化槽12と、海水13を排煙脱硫吸収塔11に供給する海水供給ラインL11、L12と、排煙脱硫吸収塔11から排出される硫黄分を含んだ硫黄分吸収海水14を酸化槽12に供給する硫黄分吸収海水排出ラインL13と、海水13を硫黄分吸収海水排出ラインL13、酸化槽12に供給する希釈海水供給ラインL14、L15と、を有する。
A seawater flue gas desulfurization system to which an oxidation tank according to Example 1 of the present invention is applied will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a seawater flue gas desulfurization system to which an oxidation tank according to Example 1 of the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the seawater flue
海水13は海21からポンプ22により海水供給ラインL11に汲み上げられ、一部の海水13は吸収海水13aとしてポンプ23または重力駆動により海水供給ラインL12を介して排煙脱硫吸収塔11に供給される。残りの海水13の一部は希釈海水13bとして希釈海水供給ラインL14を介して硫黄分吸収海水排出ラインL13に送給され、希釈海水13bの残りは希釈海水13cとして希釈海水供給ラインL15を介して酸化槽12に供給される。海水13は、海21からポンプ22により直接汲み上げた海水を用いているが、本発明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の排液などを用いるようにしてもよい。
The
排煙脱硫吸収塔11は、排ガス25と吸収海水13a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13a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L12を介して供給される吸収海水13a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
即ち、排煙脱硫吸収塔11において排ガス25と吸収海水13a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13aに吸収させ、排ガス25中の硫黄分を、吸収海水13aを用いて除去している。
SO2(g) + H2O → H2SO3(l) → HSO3 - + H+ ・・・(I)
That is, 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13a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13a中に遊離するためpHが下がり、硫黄分吸収海水14には多量の硫黄分が吸収される。このため、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。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L13を介して酸化槽12に送給される。
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L16を介して大気中に放出される。
Further, the purified
また、硫黄分吸収海水排出ラインL13には希釈海水供給ラインL14が連結され、硫黄分吸収海水排出ラインL13内の硫黄分吸収海水14を希釈海水13bと混合し、希釈する。硫黄分吸収海水14を希釈海水13bと混合し、希釈することで、硫黄分吸収海水排出ラインL13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L13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 diluted seawater supply line L14 is connected to the sulfur content absorption seawater discharge line L13, and the sulfur
また、硫黄分吸収海水排出ラインL13には硫黄分吸収海水14を希釈海水13b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は希釈混合槽において希釈海水13bと混合され、希釈される。硫黄分吸収海水14を希釈海水13b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
酸化槽12は、排煙脱硫吸収塔11の後流側に設けられ、希釈用海水供給手段として希釈海水供給ラインL15と、空気供給手段として曝気装置(エアレーション装置)31と、溶存酸素濃度測定装置32とを有する槽である。なお、本実施例においては、希釈海水供給ラインL15を設け、酸化槽12に希釈海水13cを供給するようにしているが、これに限定されるものではなく、希釈海水供給ラインL15は設けなくてもよい。
The
希釈海水供給ラインL15は、希釈海水供給ラインL14と酸化槽12とを連結し、酸化槽12内の硫黄分吸収海水14に希釈海水13cを供給するものである。
The diluted seawater supply line L15 connects the diluted seawater supply line L14 and the
曝気装置31は、酸化槽12内に設けられ、硫黄分吸収海水14に空気33を供給するものである。本実施例では、曝気装置31は、空気33を供給する酸化用空気ブロア34と、空気33を送給する散気管35と、空気33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36とを有する。酸化用空気ブロア34により外部の空気33が散気管35を介して酸化空気用ノズル36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33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37となる。なお、酸化空気用ノズル36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、化学的酸素要求量(COD:Chemical Oxygen Demand)を低減することができ、水質回復海水37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37は海水排出ラインL17を介して海21へ放流される。
As a result, the pH of the sulfur-absorbing
また、溶存酸素濃度測定装置32が酸化槽12内に設けられており、硫黄分吸収海水14中の溶存酸素濃度を測定している。溶存酸素濃度測定装置32は酸化槽12内の硫黄分吸収海水14の流れ方向に複数設けられる。溶存酸素濃度測定装置32としては、例えば、市販のポータブル型、定置型などの溶存酸素計が挙げられる。溶存酸素濃度測定装置32で測定された測定結果は制御装置38に伝達される。
A dissolved oxygen
本実施例においては、溶存酸素濃度は、硫黄分吸収海水14のpH、亜硫酸濃度、アルカリ性、温度の何れか1つ以上に基づいて求めることができる。硫黄分吸収海水14のpH、亜硫酸濃度、アルカリ性、温度の何れか1つ以上と溶存酸素濃度との関係を予め算出しておき、制御装置38は、予め算出された硫黄分吸収海水14のpH、亜硫酸濃度、アルカリ性、温度の何れか1つ以上と溶存酸素濃度との関係に基づいて、硫黄分吸収海水14のpH、亜硫酸濃度、アルカリ性、温度の何れか1つ以上の値から溶存酸素濃度を求める。
In the present embodiment, the dissolved oxygen concentration can be determined based on any one or more of pH, sulfurous acid concentration, alkalinity, and temperature of the sulfur-absorbing
本実施例においては、制御装置38は、予め求めた酸化槽12の長さと硫黄分吸収海水14中の溶存酸素濃度との関係に基づいて、曝気装置31の各々の酸化空気用ノズル36から硫黄分吸収海水14に供給する空気33の空気量を調整している。
In the present embodiment, the
酸化槽12の長さと硫黄分吸収海水14中の溶存酸素濃度との関係の一例を図2に示す。図2に示すように、酸化槽12の長さと硫黄分吸収海水14中の溶存酸素濃度との関係を示す関係図を用いて各々の曝気装置31から硫黄分吸収海水14に供給する空気33の空気量を調整することができる。
An example of the relationship between the length of the
曝気装置31は、硫黄分吸収海水14に空気33を間隔を空けながら供給することが好ましい。本実施例において、間隔を空けながら供給とは、すべての酸化空気用ノズル36から硫黄分吸収海水14に空気33を常時供給する場合以外の意味をいい、酸化槽12の長さ方向に間隔を保ちながら限定された酸化空気用ノズル36から硫黄分吸収海水14に空気33を供給することをいう。
It is preferable that the
曝気装置31は、硫黄分吸収海水14の溶存酸素濃度が所定値以下となった時に供給することが好ましい。所定値とは、十分な酸化速度を確保できる量をいい、例えば硫黄分吸収海水14の溶存酸素濃度が飽和濃度の1/3以下になったら供給する。なお、この所定値は、溶存酸素濃度が飽和濃度の1/3の場合に限定されるものではない。
It is preferable to supply the
曝気装置31は、硫黄分吸収海水14に空気33を供給する際には、酸化槽12の上流側に空気33を多く供給し、酸化槽12の下流側に行くほど空気33の供給量を低減するのが好ましい。これは、酸化槽12に供給された空気33は直ぐに硫黄分吸収海水14に溶解している亜硫酸イオン(SO3 -)の酸化や、CO2爆気に消費されないことから、硫黄分吸収海水14が酸化槽12の下流側に流れる。また、酸化槽12の上流側はSO3 -の濃度が高く、酸化が進みやすいため、硫黄分吸収海水14中の溶存酸素が少なくなりやすい傾向にある。従って、硫黄分吸収海水14に溶解しているSO3 -が酸化される反応時間、CO2爆気に必要な時間を考慮して、酸化槽12の上流側で空気33を多く供給し、酸化槽12の下流側では空気33の供給量を低減することで、酸化槽12内で硫黄分吸収海水14のSO3 -濃度を確実に低減できるためである。
When supplying the
図3は、酸化槽12の長さと硫黄分吸収海水14に溶解しているSO3 -濃度及び溶存酸素濃度との関係の一例を示す説明図である。図3に示すように、酸化槽12内に空気33を間隔を空けて供給するようにしている場合でも、硫黄分吸収海水14の溶存酸素濃度が所定の設定値αとなった時点で酸化槽12内に空気33を間隔を空けて供給すると共にその供給量を調整することで、硫黄分吸収海水14中のSO3 -濃度を酸化槽12内に空気33を常時供給するようにしている場合とほぼ同等に低減することができる。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the relationship between the length of the
また、酸化槽12内に空気33を間隔を空けて供給することで、硫黄分吸収海水14中に溶解しているSO3 -濃度を所定値以下にするまでに要する酸化槽12の長さが変化する場合でも、酸化槽12の深さ、流路幅を調整して硫黄分吸収海水14の流速が遅くなるように調整することで、硫黄分吸収海水14を再生し、放出するのに要する酸化槽12の長さを、従来のように酸化槽12内に空気33を常時供給して硫黄分吸収海水14を再生し、放出するのに要する酸化槽12の長さと同等程度となるように調整することができる。
Further, the length of the
図4は、酸化槽12の長さと空気供給量との関係を示す説明図である。図4に示すように、酸化槽12の長手方向の長さを1.0とし、酸化槽12の長さ方向に均等に5分割した各領域に空気33を均等に供給した場合の酸化槽12内に供給される総空気量比を1.0とする(比較例1参照)。このとき、実施例1のように、酸化槽12を5分割したときの各領域の長さを変更し、各領域に供給する空気量を調整する。具体的には、酸化槽12に空気33を供給する領域の長さを長めとし、空気33を供給しない領域の長さは小さくし、酸化槽12内に供給される空気量は、酸化槽12の上流側ほど多くし、酸化槽12の下流側に向かうほど少なくなるように調整する。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between the length of the
これにより、実施例1では、比較例1のように酸化槽12内に各領域に空気33を均等に常時供給する場合よりも酸化槽12に供給する総空気量を例えば20%程度低減することができる。よって、酸化槽12を複数領域に分割したときの各領域の長さと各領域に供給する空気量を調整することにより、硫黄分吸収海水14の処理を効率良く行うことができるため、酸化槽12内の無駄な位置に曝気装置31を設置するのを軽減することができると共に、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、酸化槽12内に必要以上に酸素を供給するのを低減することができる。
Thereby, in Example 1, the total amount of air supplied to the
したがって、本実施例に係る酸化槽12によれば、予め求めた酸化槽12の長さと硫黄分吸収海水14中の溶存酸素濃度との関係を示す関係図を用いて、曝気装置31の各々の酸化空気用ノズル36から硫黄分吸収海水14に供給する空気33の空気量を調整し、酸化槽12を複数領域に分割したときの各領域の長さと各領域に供給する空気量を調整している。そのため、本実施例に係る酸化槽12は、硫黄分吸収海水14の処理を効率良く行うことで、酸化槽12を大きくすることなく酸化槽12内に設置される曝気装置31の数を低減することができると共に、曝気装置31から酸化槽12内に供給する空気33の総空気量を低減して空気33を供給するために要する動力を低減することができる。
Therefore, according to the
このように、本実施例に係る酸化槽12を適用した海水排煙脱硫システム10は、酸化槽12内に設置される曝気装置31の酸化空気用ノズル36の数を低減できると共に、酸化槽12内に供給する総空気量を低減し、空気33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、水質回復処理を行うことができる。
As described above, the seawater flue
したがって、本実施例に係る酸化槽12を適用した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において曝気装置31の酸化空気用ノズル36の数を低減しつつ効率良く酸化槽12内に空気33を供給することで、硫黄分吸収海水14を効率良く処理し、水質回復処理を行うことができるため、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13a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L13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 this embodiment, the flue gas
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
図5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5に示すように、本実施例に係る発電システム40は、ボイラ41と、蒸気タービン42と、復水器43と、排煙脱硝装置44と、集塵装置45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. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration of a power generation system according to
ボイラ41は、油タンクまたは石炭ミルなどから供給される燃料46を空気予熱器(AH)47で予熱された空気48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48は押込みファン49により空気予熱器47に送給され予熱される。燃料46と空気予熱器47で予熱された空気48とは前記バーナに供給され、燃料46はボイラ41で燃焼される。これにより、蒸気タービン42を駆動するための蒸気50を発生する。
The boiler 41 injects and burns
ボイラ41内で燃焼して発生する排ガス51は排煙脱硝装置44に送給される。また、排ガス51は復水器43から排出される水52と熱交換し、蒸気50を発生するための熱源として使用される。蒸気タービン42はこの発生した蒸気50を用いて発電機53を駆動している。そして、復水器43は蒸気タービン42で凝縮した水52を回収し、再びボイラ41に戻し、循環させている。
The
ボイラ41から排出された排ガス51は排煙脱硝装置44内で脱硝され、空気予熱器47で空気48と熱交換した後、集塵装置45に送給され、排ガス51中の煤塵を除去する。そして、集塵装置45で除塵された排ガス51は、誘引ファン55により排煙脱硫吸収塔11内に供給される。この時、排ガス51は熱交換器56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51は熱交換器56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56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55と排煙脱硫吸収塔11との間に設けられ、ボイラ41から排出される排ガス51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、L12と、硫黄分吸収海水排出ラインL13と、希釈海水供給ラインL14、L15と、を有するものである。
The seawater flue
海水排煙脱硫システム10では、上述の通り、排ガス51中に含有されている硫黄分を海21から汲み上げられた海水13を用いて海水脱硫を行っている。また、海水13は海21からポンプ22により汲み上げられ、復水器43で熱交換した後、一部の吸収海水13aは海水供給ラインL12を介してポンプ23により海水排煙脱硫システム10に送給される。また、残りの希釈海水13bは海水供給ラインL14を介して酸化槽12の上流側に送給される。海水排煙脱硫システム10において排ガス51と吸収海水13aとを気液接触させて、排ガス51中の硫黄分を吸収海水13aに吸収している。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、希釈海水13bと混合し、希釈され、酸化槽12の上流側に送給される。また、海水排煙脱硫システム10で浄化された排ガス51は、浄化ガス28となって浄化ガス排出通路L16を介して煙突57から外部に排出される。
In the seawater flue
また、希釈海水13bの一部は希釈海水供給ラインL15を介して酸化槽12内の上流側に供給してもよい。
Moreover, you may supply a part of
また、海21から汲み上げられた海水13は復水器43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21から汲み上げた海水13を復水器43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
希釈混合槽で硫黄分吸収海水14を希釈海水13bと混合した後、酸化槽12に送給される。本実施例では、酸化槽12は、希釈海水供給ラインL15と、曝気装置31と、溶存酸素濃度測定装置32とを有している。制御装置38は、溶存酸素濃度測定装置32で測定された測定結果から、予め求めた酸化槽12の長さと硫黄分吸収海水14中の溶存酸素濃度との関係に基づいて、各々の曝気装置31の酸化空気用ノズル36から硫黄分吸収海水14に供給する空気33の空気量を調整する。酸化槽12を複数領域に分割したときの各領域の長さと各領域に供給する空気量を調整することにより、硫黄分吸収海水14の処理を効率良く行い、酸化槽12を大きくすることなく酸化槽12内に設置される曝気装置31の数を低減することができると共に、曝気装置31から酸化槽12内に供給する空気33の総空気量を低減して空気33を供給するために要する動力を低減することができる。
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37を得る。酸化槽12で得られた水質回復海水37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L17を介して海21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13の一部を、希釈海水供給ラインL14を介して酸化槽12内の水質回復海水37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37を更に希釈することができる。これにより、水質回復海水37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37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40によれば、酸化槽12において、酸化槽12内に設置される曝気装置31の数を低減しつつ、効率良く酸化槽12内に空気33を供給することで、硫黄分吸収海水14を効率良く処理し、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において硫黄分吸収海水14へ空気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40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るので、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
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
12 酸化槽
13 海水
13a 吸収海水
13b、13c 希釈海水
14 硫黄分吸収海水
21 海
22、23 ポンプ
25、51 排ガス
26 噴霧ノズル
28 浄化ガス
31 曝気装置(エアレーション装置)
32 溶存酸素濃度測定装置
33 空気
34 酸化用空気ブロア
35 散気管
36 酸化空気用ノズル
37 水質回復海水
38 制御装置
40 発電システム
41 ボイラ
42 蒸気タービン
43 復水器
44 排煙脱硝装置
45 集塵装置
46 燃料
47 空気予熱器(AH)
48 空気
49 押込みファン
50 蒸気
52 水
53 発電機
55 誘引ファン
56 熱交換器
57 煙突
L11、L12 海水供給ライン
L13 硫黄分吸収海水排出ライン
L14、L15 希釈海水供給ライン
L16 浄化ガス排出通路
L17 海水排出ライン
DESCRIPTION OF
32 Dissolved oxygen
48 Air 49 Push-in
Claims (6)
槽本体内に設けられ、前記排煙脱硫吸収塔から排出される前記硫黄分吸収海水に空気を供給する空気供給手段と、
槽本体内に設けられ、前記硫黄分吸収海水中の溶存酸素濃度を測定する溶存酸素濃度測定装置と、
を有し、
予め求めた酸化槽の長さと硫黄分吸収海水中の溶存酸素濃度との関係に基づいて、前記空気供給手段から前記硫黄分吸収海水に供給する空気の供給量を調整することを特徴とする酸化槽。 Seawater supply means for dilution that is connected to the tank body and supplies seawater for dilution to sulfur-absorbing seawater containing sulfur discharged from the flue gas desulfurization absorption tower,
An air supply means provided in the tank body, for supplying air to the sulfur-absorbing seawater discharged from the flue gas desulfurization absorption tower;
A dissolved oxygen concentration measuring device that is provided in the tank body and measures the dissolved oxygen concentration in the sulfur-absorbing seawater;
Have
Oxidation characterized by adjusting the amount of air supplied from the air supply means to the sulfur-absorbing seawater based on the relationship between the length of the oxidation tank determined in advance and the dissolved oxygen concentration in the sulfur-absorbing seawater Tank.
前記硫黄分吸収海水のpH、亜硫酸濃度、アルカリ性、温度の何れか1つ以上と溶存酸素濃度との関係を予め算出し、
前記溶存酸素濃度は、予め算出された前記硫黄分吸収海水のpH、亜硫酸濃度、アルカリ性、温度の何れか1つ以上に基づいて求められることを特徴とする酸化槽。 In claim 1,
Calculate in advance the relationship between any one or more of the pH, sulfurous acid concentration, alkalinity, and temperature of the sulfur-absorbing seawater and the dissolved oxygen concentration,
The said dissolved oxygen concentration is calculated | required based on any one or more of pH, sulfurous acid concentration, alkalinity, and temperature of the said sulfur content absorption seawater calculated beforehand.
前記空気供給手段は、前記硫黄分吸収海水に前記空気を間隔をおきながら供給することを特徴とする酸化槽。 In claim 1 or 2,
The said air supply means supplies the said air to the said sulfur content absorption seawater at intervals, The oxidation tank characterized by the above-mentioned.
前記空気供給手段は、前記硫黄分吸収海水の溶存酸素濃度が所定値以下となった時に供給することを特徴とする酸化槽。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
The said air supply means supplies when the dissolved oxygen concentration of the said sulfur content absorption seawater becomes below a predetermined value, The oxidation tank characterized by the above-mentioned.
前記排煙脱硫吸収塔の後流側に設けられ、請求項1乃至4の何れか1つに記載の酸化槽と、
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、
前記排煙脱硫吸収塔から排出される前記硫黄分吸収海水を前記酸化槽に供給する硫黄分吸収海水排出ラインと、
前記海水を前記硫黄分吸収海水排出ラインと前記酸化槽との何れか一方又は両方に供給する希釈海水供給ラインと、
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;
The oxidation tank according to any one of claims 1 to 4, provided on the downstream side of the flue gas desulfurization absorption tower,
A seawater supply line for supplying the seawater to the flue gas desulfurization absorption tower;
A sulfur-absorbing seawater discharge line for supplying the sulfur-absorbing seawater discharged from the flue gas desulfurization absorption tower to the oxidation tank;
A diluted seawater supply line for supplying the seawater to one or both of the sulfur-absorbing seawater discharge line and the oxidation tank;
A seawater flue gas desulfurization system characterized by comprising:
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5の海水排煙脱硫システムとを有し、
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 claim 5;
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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