JP2014528827A - スクラバシステム及び方法 - Google Patents
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ウェットスクラバは、石炭火力発電所及びセメント工場において、数十年間排気ガスからのSO2を除去してきた好ましい解決手段であることで、特によく知られている。排気ガスは通常、水と石灰石の循環するスラリーによって、石膏を形成しつつ洗浄され、石膏は回収されて脱水される。石膏の大半は販売され、例えばポートランドセメントのフィラーとして用いられる。これらの用途において、SO2の除去効率が98%を超えることは通常である。起こっている化学反応は、形式上以下のように書くことができる。
SO2(g) + CaCO3(s) +1/2 O2(g) → CaSO4(s) + CO2(g) (1)
他の陸上ベースの装置としては、石灰石の代わりに水酸化ナトリウム水溶液がアルカリの中和剤として用いられる。
SO2(g) + 2 NaOH(aq) +1/2 O2(g) → 2 Na++ + SO4 −− + H2O (2)
排ガスを海水で処理することは周知の技術である。表層海水のpHは通常8.1から8.9の範囲である。吸収された二酸化硫黄を中和するのに、この自然のアルカリ度を用いることは、船舶上のイナートガスシステム(IGS)だけでなく、いくつかの陸上ベースの装置からも良く知られている。IGSは40年以上にわたってタンカー業に供給され、今日、海水スクラバはこれらのシステムの多くにおいて統合された部分となっている。海水中の吸収に伴い、SO2は以下の反応によって、最終的に主に水中の亜硫酸水素塩及び硫酸塩となる。
SO2(g) ⇔ SO2(aq) (3)
SO2(aq) + H2O ⇔ HSO3 − + H+ (4)
HSO3 − + O2(aq) → SO4 −− + H+ (5)
H+ + CO3 −− ⇔ HCO3 − (6)
H+ + HCO3 − ⇔ H2CO3 (7)
H2CO3 ⇔ H2O + CO2(g) (8)
海洋用途への陸上ベースのスクラバの採用にむけた別の挑戦は、異なる水を船が進む際に、変化する法的な要請及び変化する条件である。いわゆる排出規制海域(ECA)が、より厳しいSO2の排出基準で制定された。2015年から船舶は、排出規制海域内では、燃料油中の硫黄の0.1%に対応するより多くのSO2を排出してはならない。排出規制海域外では、2020年までは制限は3.5%の硫黄であり、2020年以降は0.5%である。陸上ベースの装置とは違って、このことは、変化する海水のアルカリ度(海水スクラバの場合)、海水温及びエンジン負荷に対処する調整が実施されなければならないのと同様に、船舶が排出規制海域に入った際には、スクラバはさらにずっと効率的でなければならない、ということを意味する。
CO2(g) + OH− → HCO3 − (9)
SO2(g) + HCO3 − → HSO3 − + CO2(g) (10)
2 第一スクラバセクション
3、5 デミスタユニット
4 第二スクラバセクション
7、8 脱ガスユニット
9 循環タンク
10 熱交換器
11 アルカリ化学物質
13 浄水ユニット
14 淡水
15 スラッジ
16、17 海水
18 船外排出管
19a、19b、20、21 バルブ
22 ポンプ
30 制御装置
32、34 ノズル
ウェットスクラバは、石炭火力発電所及びセメント工場において、数十年間排気ガスからのSO2を除去してきた好ましい解決手段であることで、特によく知られている。排気ガスは通常、水と石灰石の循環するスラリーによって、石膏を形成しつつ洗浄され、石膏は回収されて脱水される。石膏の大半は販売され、例えばポートランドセメントのフィラーとして用いられる。これらの用途において、SO2の除去効率が98%を超えることは通常である。起こっている化学反応は、形式上以下のように書くことができる。
SO2(g) + CaCO3(s) +1/2 O2(g) → CaSO4(s) + CO2(g) (1)
他の陸上ベースの装置としては、石灰石の代わりに水酸化ナトリウム水溶液がアルカリの中和剤として用いられる。
SO2(g) + 2 NaOH(aq) +1/2 O2(g) → 2 Na++ + SO4 −− + H2O (2)
排ガスを海水で処理することは周知の技術である。表層海水のpHは通常8.1から8.9の範囲である。吸収された二酸化硫黄を中和するのに、この自然のアルカリ度を用いることは、船舶上のイナートガスシステム(IGS)だけでなく、いくつかの陸上ベースの装置からも良く知られている。IGSは40年以上にわたってタンカー業に供給され、今日、海水スクラバはこれらのシステムの多くにおいて統合された部分となっている。海水中の吸収に伴い、SO2は以下の反応によって、最終的に主に水中の亜硫酸水素塩及び硫酸塩となる。
SO2(g) ⇔ SO2(aq) (3)
SO2(aq) + H2O ⇔ HSO3 − + H+ (4)
HSO3 − + O2(aq) → SO4 −− + H+ (5)
H+ + CO3 −− ⇔ HCO3 − (6)
H+ + HCO3 − ⇔ H2CO3 (7)
H2CO3 ⇔ H2O + CO2(g) (8)
海洋用途への陸上ベースのスクラバの採用にむけた別の挑戦は、異なる水を船が進む際に、変化する法的な要請及び変化する条件である。いわゆる排出規制海域(ECA)が、より厳しいSO2の排出基準で制定された。2015年から船舶は、排出規制海域内では、燃料油中の硫黄の0.1%に対応するより多くのSO2を排出してはならない。排出規制海域外では、2020年までは制限は3.5%の硫黄であり、2020年以降は0.5%である。陸上ベースの装置とは違って、このことは、変化する海水のアルカリ度(海水スクラバの場合)、海水温及びエンジン負荷に対処する調整が実施されなければならないのと同様に、船舶が排出規制海域に入った際には、スクラバはさらにずっと効率的でなければならない、ということを意味する。
CO2(g) + OH− → HCO3 − (9)
SO2(g) + HCO3 − → HSO3 − + CO2(g) (10)
2 第一スクラバセクション
3、5 デミスタユニット
4 第二スクラバセクション
7、8 脱ガスユニット
9 循環タンク
10 熱交換器
11 アルカリ化学物質
13 浄水ユニット
14 淡水
15 スラッジ
16、17 海水
18 船外排出管
19a、19b、20、21 バルブ
22 ポンプ
30 制御装置
32、34 ノズル
Claims (8)
- 船舶の船用エンジンまたは船用ボイラーからの排ガスからSO2を除去する方法であって、第一スクラバセクション(2)内の前記船用エンジンまたは船用ボイラーからの前記排ガスが海水で冷却及び洗浄され、その後、第二スクラバセクション(4)内にて、アルカリ化学物質(11)の添加を伴って循環する淡水で洗浄され、洗浄に用いられる前記循環する淡水は、冷却のために用いられる前記海水よりも温かく、前記より温かい淡水は冷たい海水と間接的に熱交換されることを特徴とする方法。
- 前記第一スクラバセクション(2)への前記海水の供給が、前記第二スクラバセクション(4)内の循環する淡水で前記排ガスを洗浄し続けている一方で、一時的に停止または削減される、請求項1に記載の方法。
- 前記第一スクラバセクション(2)内で洗浄された前記排ガスを、前記第二スクラバセクション(4)内で循環する淡水によって洗浄される前に、デミスタユニット(3)に通すステップを備え、それによって海水の液滴及び海水塩が前記第二スクラバセクション(4)に入ることを防ぐ、請求項1に記載の方法。
- 前記循環する淡水を、排出される前に浄水ユニット(13)内で清浄化するステップを備える、請求項1に記載の方法。
- 前記アルカリ化学物質が、水酸化ナトリウム(NaOH)、炭酸ナトリウム(Na2CO3)または炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)である、請求項1に記載の方法。
- 船舶の船用エンジンまたは船用ボイラーからの排ガスからSO2を除去するためのスクラバシステムであって、前記スクラバシステムは、熱交換器(10)及び第二スクラバセクション(4)と連通して配される第一スクラバセクション(2)を備え、前記船用エンジンまたは船用ボイラーからの排ガスは、前記第一スクラバセクション(2)に供給される海水で冷却及び洗浄されるために、前記第一スクラバセクション(2)に供給されるように配され、このように洗浄及び冷却された排ガスは、前記第二スクラバセクション(4)に供給されるアルカリ化学物質(11)の添加を伴った、循環する淡水での洗浄のために、前記第二スクラバセクションに供給されるように配され、洗浄のために用いられる前記循環する淡水は冷却に用いられる海水よりも温かく、前記より温かい淡水は冷たい海水と前記熱交換器によって間接的に熱交換されることを特徴とするスクラバシステム。
- 複数のバルブ(19a、19b)をさらに備え、前記バルブによって前記第一スクラバセクション(2)への海水の供給が、前記第二スクラバセクション(4)内の循環する淡水で前記排ガスを洗浄し続けながら、一時的に停止または削減される、請求項6に記載のスクラバシステム。
- 前記第一スクラバセクション(2)の排出口と前記第二スクラバセクション(4)の流入口との間に配されたデミスタユニット(3)をさらに備える、請求項6に記載のスクラバシステム。
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