JP2016087582A - 電解システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プラントPに導入される海水Mが流れる海水ライン3と、プラントPから排出される窒素含有排水Wが導入される窒素処理槽7と、海水又は塩水を電気分解して次亜塩素酸を有する電解処理水Eを生成する電解装置2と、電解処理水E1を海水ライン3に注入する注入ライン15と、注入ライン15から分岐して電解処理水E2を窒素処理槽7に注入する分岐ライン16と、を有する電解システム1。
【選択図】図1
Description
この課題を解決するために、天然の海水に電気分解を施すことで次亜塩素酸ナトリウム(塩素、次亜塩素酸ソーダ)を生成し、次亜塩素酸ナトリウムを含む電解処理水を取水口中に注入することにより海洋生物の付着を抑制する海洋生物付着防止装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。
特許文献2には、海水を電気分解することによって得られる次亜塩素酸ソーダを用い、塩素処理によってアンモニアを分解するアンモニア性窒素除去装置が記載されている。
よって、単純に一つの海水電解装置を用いて海洋生物付着防止とアンモニア性窒素除去の両方の処理を行うことは困難であった。
以下、本発明の第一実施形態の電解システム1について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の第一実施形態の電解システム1の概略構成図である。図1に示すように、電解システム1は、排熱回収ボイラBを備えたコンバインドサイクル発電プラントPと、海水電解装置2と、制御装置(図示せず)と、を主な構成要素として備えるシステムである。
コンバインドサイクル発電プラントP(以下、プラントPと呼ぶ)は、ガスタービン(図示せず)と、ガスタービンからの排気ガスが送られる排熱回収ボイラB(以下、ボイラBと呼ぶ)と、蒸気タービン(図示せず)と、ガスタービンと蒸気タービンの回転駆動力により駆動されて発電する発電機(図示せず)と、を有する構成とすることができる。
海水供給ポンプ8と海水電解装置2とは、海水供給ライン12によって接続されている。海水供給ライン12には、海水Mの流量を計測する第一流量センサ13と、海水Mの流量を調整する第一流量調整バルブ14が設けられている。海水供給ライン12には、電気分解の妨げとなる異物の混入を防ぐためのストレーナーを設けてもよい。
直流電源装置10は、海水Mの電気分解に供される電流を供給する装置であって、例えば、直流電源と定電流制御回路とを備える構成を採用することができる。直流電源は、直流電力を出力する電源であって、例えば交流電源から出力される交流電力を直流に整流して出力する構成であってもよい。
本実施形態の海水電解装置2は、海水Mを電解槽9に一回のみ通すワンスルー方式である。
注入ライン15には、注入ライン15を流れる電解処理水Eの次亜塩素酸濃度を測定する次亜塩素酸濃度センサ19が設けられている。
分岐ライン16には、電解処理水Eの流量を計測する第二流量センサ17と、電解処理水Eの流量を調整する第二流量調整バルブ18が設けられている。
窒素処理槽7には、ボイラ排水Wと電解処理水Eが導入されて、ボイラ排水W中に存在するアンモニアと次亜塩素酸とが溶液反応して窒素ガス(N2)まで分解される。即ち、本実施形態の海水電解装置2は、アンモニア性窒素除去装置としての機能を有する。
制御装置は、取水口4にて必要な次亜塩素酸量(以下、第一次亜塩素酸量と呼ぶ)に基づいて海水電解装置2の直流電源装置10の制御を行う。制御装置は、第一流量センサ13にて計測された海水Mの流量、及び次亜塩素酸濃度センサ19にて計測された次亜塩素酸濃度を用いて、第一次亜塩素酸量を算出する。制御装置は、算出された第一次亜塩素酸量に基づいて、直流電源装置10の制御を行うことによって、生成される電解処理水Eの次亜塩素酸濃度を調整する。
制御装置は、第一次亜塩素酸量に応じて電解処理水Eの次亜塩素酸濃度を調整する。
制御装置は、算出された第二次亜塩素酸量及び次亜塩素酸濃度センサ19にて測定された次亜塩素酸濃度に基づいて、分岐ライン16を介して窒素処理槽7に導入される電解処理水E2の流量(以下、第二流量と呼ぶ)を調整する。第二流量は、第二次亜塩素酸量及び次亜塩素酸量濃度から算出することができる。
具体的には、制御装置は、第二流量センサ17で分岐ライン16の流量を測定し、測定された流量が第二流量となるように、第二流量調整バルブ18を調整する制御を行う。
具体的には、制御装置は、第一流量センサ13で海水供給ライン12の流量を測定し、測定された流量が算出された海水Mの流量となるように、第一流量調整バルブ14を調整する制御を行う。
以下、本発明の第二実施形態の電解システム1Bを図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
本実施形態の電解システム1Bの海水電解装置2は、電解処理水E(海水M)を循環させる循環流路24を備えている。海水電解装置2は、循環流路24の途中で海水Mを電気分解するように配置されている。即ち、本実施形態の海水電解装置2は、循環流路24内に海水Mを循環させることによって、徐々に電解処理水Eの次亜塩素酸濃度を上昇させるリサイクル方式を採用している。
海水Mが循環流路24に導入されると、海水Mは循環流路24を循環しつつ所定の次亜塩素酸濃度を有する電解処理水Eとなるまで、徐々に電解処理が施される。即ち、海水電解装置2の立ち上げ時や、電解システム1Bの設定変更後においては、第一次亜塩素酸量に基づいて定められる次亜塩素酸濃度となるまでに所定の時間が必要となる。
電解処理水Eの次亜塩素酸量が所定量に達した段階で、第一実施形態の電解システム1の制御と同様の制御を行う。
換言すれば、上記実施形態によれば、第一実施形態に示すような電解槽9に海水Mを一回のみ通すワンスルー方式の海水電解装置2だけではなく、電解槽9内のスケール防止効果の高いリサイクル方式においても、海洋生物付着防止とアンモニア性窒素除去の両方の処理を行うことができる。
次に第二実施形態の変形例の電解システム1Cについて説明する。
図3に示すように、本変形例の注入ライン15には、注入ライン15を流れる電解処理水Eの流量を計測する第三流量センサ25と、電解処理水E1の流量を調整する第三流量調整バルブ26が設けられている。即ち、本変形例の電解システム1は、注入ライン15を流れる電解処理水E1の電解処理水E1の濃度と共に、電解処理水E1の流量の調整が可能なシステムである。
例えば、上記各実施形態では、海水電解装置2には海水Mが導入される構成を示したが、海水電解装置2に塩水を導入する構成としてもよい。即ち、海水電解装置2に導入される液体は、海水Mと同様に塩素イオン(Cl−)を含んでいればよい。
2 海水電解装置(電解装置)
3 海水ライン
4 取水口
6 排水タンク
7 窒素処理槽
8 海水供給ポンプ
9 電解槽
10 直流電源装置
12 海水供給ライン
13 第一流量センサ
14 第一流量調整バルブ
15 注入ライン
16 分岐ライン
17 第二流量センサ
18 第二流量調整バルブ
19 次亜塩素酸濃度センサ
20 pH測定装置
21 pH調整装置
22 廃水ライン
24 循環流路
25 第三流量センサ
26 第三流量調整バルブ
27 返送ライン
B ボイラ
E,E1,E2 電解処理水
M 海水
P プラント
W ボイラ排水(窒素含有排水)
Claims (3)
- プラントに導入される海水が流れる海水ラインと、
前記プラントから排出される窒素含有排水が導入される窒素処理槽と、
海水又は塩水を電気分解して次亜塩素酸を有する電解処理水を生成する電解装置と、
前記電解処理水を前記海水ラインに注入する注入ラインと、
前記注入ラインから分岐して前記電解処理水を前記窒素処理槽に注入する分岐ラインと、を有する電解システム。 - 前記電解装置にて生成される前記電解処理水の次亜塩素酸量に基づいて前記分岐ラインより導入する前記電解処理水の流量を調整する制御装置を有する請求項1に記載の電解システム。
- 前記海水が循環する循環流路を備え、
前記電解装置は、前記循環流路の途中で前記海水を電気分解するように配置され、
前記制御装置は、前記循環流路から流出する前記電解処理水の次亜塩素酸量が所定量に達するまでの間、前記窒素処理槽にて前記窒素含有排水を滞留させる請求項2に記載の電解システム。
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