JP2017077537A - 硫黄吸収溶液の処理装置及び処理方法 - Google Patents

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    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/20Treatment of water, waste water, or sewage by degassing, i.e. liberation of dissolved gases

Abstract

【課題】硫黄分吸収溶液に対して、有害なSO2 の無害化を促進でき、人が強い不快感を覚えるほどの異臭を放つことがなく、最終的にpHを所望に調整することができるような処理装置及び処理方法を提供すること。
【解決手段】硫黄吸収溶液に対して海水混合及びエアレーションを行うための処理容器と、硫黄吸収溶液供給管と、海水供給経路と、エアレーションを施すためのノズル部と、を備える。海水供給経路によって処理容器の内部へと供給される海水の量は、硫黄吸収溶液供給管によって処理容器の内部へと供給される硫黄吸収溶液の量に対して、4.7倍以上である。
【選択図】図3

Description

本発明は、海水法排煙脱硫等によって生じる硫黄吸収溶液のpHを調整する処理装置及び処理方法に関する。
石炭等の化石燃料を用いた発電施設等は、現在でも多数稼働している。そのような発電施設においては、環境保全のため、石炭等の化石燃料を燃焼する際に生じる排ガスについて、その硫黄分を除去する脱硫処理が必要である。そのような脱硫処理のために用いられる装置として、様々な脱硫装置が開発されて使用されている。
一方、大型の発電所では、大量の冷却水が必要となる。このため、冷却水として海水を利用するべく、大型の発電所を海に面した場所に建設する場合が多くなっている。そのような場合、脱硫処理のランニングコストを低く抑えるために、脱硫処理においても海水を利用することが近年注目されている。この処理態様は、海水法排煙脱硫と呼ばれている。
化石燃料を燃焼する際に生じる排ガスを対象にした海水法排煙脱硫について説明する。化石燃料を燃焼する際に生じる排ガスには、SO2 などの形態で硫黄分が含まれている。この海水法排煙脱硫では、硫黄分吸収塔という脱硫装置が用いられて、排ガスと海水とが気液接触させられることで、排ガス中のSO2 が海水に吸収され、脱硫処理後のガスが大気中に放出される。排ガスと海水との接触の際には、以下の(a)から(d)に示すような反応が生じている。
(a)SO2 +H2 O→HSO3 - +H+
(b)HSO3 -+1/2O2 → SO4 2-+H+
(c)CO2 +H2 O→HCO3 - +H+
(d)HCO3 -→CO3 2-+H+
まず、(a)に示すように排ガスと海水との気液接触により排ガス中のSO2 が海水に吸収されると、H+ が発生する。このH+ は、海水中に溶け込む。反応(a)が進行していくと、それに伴って反応(b)が進行し、海水中のSO4 2-の濃度が上昇すると共にH+の濃度も増えてpHが下がる。このような状態の海水は、硫黄分吸収溶液と呼ばれている。操業条件等にもよるが、硫黄分吸収溶液のpHは2〜3程度である。
このようにpHが低い硫黄分吸収溶液をそのまま海洋へ放出してしまうと、環境に悪影響を与えてしまう。従って、pHが低い硫黄分吸収溶液について、pHを上昇させる処理が必要である。pHを上昇させる処理として、通常の海水と混合させると同時に空気と気液接触させる方法が従来から知られている。この際、以下のような反応が生じて、硫黄分吸収溶液のpHが上昇する。
(e)HCO3 - + H+ → CO2 +H2
(f)CO3 2- +2H+ → CO2 +H2
海水法排煙脱硫は、操業方法が複雑でないため、広く利用されている。海水法排煙脱硫については、例えば特許文献1などに記載がある。
通常の海水と混合させると同時に空気と気液接触させる従来の方法を改良して、通常の海水と混合させる水槽(混合装置)と、空気と気液接触させる水槽(エアレーション装置)と、を完全に分離したカスケードタイプの海水処理装置も提案されている(特許文献2)。
硫黄分吸収溶液にそのままエアレーションを施すと、有害なSO2の大気への放散量が一気に増えて、人が強い不快感を覚えるほどの異臭が生じてしまう場合があるが、特許文献2による装置では、海水混合とエアレーションとを2段階に分離することで、この問題を回避している。
また、特許文献2による装置では、後段階でのエアレーションによって効果的にpHを上昇させることができるため、先段階で混合させる海水量を抑制することもできる。
特開2000−354732号公報 特開2006−055779号公報 特開2001−129352号公報
本件発明者は、極めて高効率な脱硫装置として、モレタナ(登録商標)と呼ばれる多孔板と充填材とを採用した硫黄分吸収塔を開発している。(そのような硫黄分吸収塔の基本構成は、特許文献3に開示されている。)
このような高効率な脱硫装置を用いると、排ガス中のSO2 が高効率に海水に吸収され得るため、脱硫のために必要な海水量をより一層抑制することができる。例えば、特許文献2では、1650000Nm3 /hの排ガスを処理する脱硫装置において21000t/hの海水を要しているが(図6(特許文献2の図5)参照)、本件発明者が開発した硫黄分吸収塔によれば、2370000Nm3 /hの排ガスを処理するのに18000m3 /hの海水量で足りる。
しかしながら、後者のような操業条件によると、硫黄分吸収溶液中に吸収されたSO2 の多くが反応(a)及び(b)に至っておらず(本件発明者による検証では、硫黄分吸収塔内でのSO2 酸化率は20〜30%に留まる)、硫黄分吸収溶液中のSO2 がCOD(Chemical Oxygen Demand)成分として残留しているため、これらを十分に酸化させなければならない。
本発明は、以上の知見に基づいて創案されたものである。本発明の目的は、硫黄分吸収溶液に対して、SO2 酸化を促進するとともに有害なSO2 の無害化を促進でき、人が強い不快感を覚えるほどの異臭を放つことがなく、最終的にpHを所望に調整することができるような処理装置及び処理方法を提供することである。
本発明は、硫黄吸収溶液に対して海水混合及びエアレーションを行うための処理容器と、前記処理容器の外側から前記処理容器の内部まで配設された硫黄吸収溶液供給管と、前記処理容器の内部における前記硫黄吸収溶液供給管に設けられ当該処理容器の内部に硫黄吸収溶液を供給する開口部と、前記処理容器の外側から前記処理容器の内部へと海水を供給する海水供給経路と、前記処理容器の外側から前記処理容器の内部まで配設された空気供給管と、前記処理容器の内部における前記空気供給管に設けられ当該処理容器の内部においてエアレーションを施すためのノズル部と、を備え、前記海水供給経路によって前記処理容器の内部へと供給される海水の量は、前記硫黄吸収溶液供給管の前記開口部によって前記処理容器の内部へと供給される硫黄吸収溶液の量に対して、4.7倍以上であることを特徴とする処理装置である。
本発明によれば、海水の供給量を硫黄吸収溶液の供給量に対して4.7倍以上とすることで、有害なSO2 の無害化を促進でき、人が強い不快感を覚えるほどの異臭を放つことがなく、最終的にpHを所望に調整することができる。当該作用効果は、実際に本件発明者によって検証されている。本発明は、通常の海水法排煙脱硫に適用すると、海水の供給量が過大になってしまって効果的でないが、高効率な脱硫装置を用いて脱硫のために必要な海水量を抑制する場合には、相応して硫黄吸収溶液の供給量も抑制されるため、その4.7倍以上の海水量といっても過大ということはない。一方、特許文献2のように2つの処理容器(水槽)をカスケードに接続する必要がないため、設備設置面積及び設備コストを抑制できる。
また、前記海水供給経路によって前記処理容器の内部へと供給される海水の量は、前記硫黄吸収溶液供給管の前記開口部によって前記処理容器の内部へと供給される硫黄吸収溶液の量に対して、4.9倍以上であることが特に好ましい。この場合、有害なSO2 の無害化をより一層促進でき、人が強い不快感を覚えるほどの異臭を放つことがなく、最終的にpHを所望の低さにまで調整することができる。
また、前記処理容器内でエアレーションを施されている混合液体のpHは、当該液体の表面のいずれの箇所においても、5.5以上であることが好ましい。この場合、人が強い不快感を覚えるほどの異臭を放つことが確実に抑制される。
また、前記硫黄吸収溶液供給管は、前記処理容器の底部に設けられ、前記処理容器内でエアレーションを施されている混合液体の表面の高さが前記硫黄吸収溶液供給管の高さの1.5倍から2.0倍になるように、設定されていることが好ましい。この場合、エアレーションによるSO2 の無害化をより一層促進することができる一方、人が強い不快感を覚えるほどの異臭を放つことが確実に抑制される。
また、前記海水供給経路と前記処理容器との間には、前記海水供給経路から前記処理容器の内部へと海水を供給する開口部を有する側壁が設けられていることが好ましい。この場合、処理容器へ供給される海水の流路を開口部に限定することで処理容器の内部へ供給される海水の流速が高められ、海水と硫黄吸収溶液との混合の効率がよい。
また、前記海水供給経路によって前記処理容器の内部へと供給される海水の供給方向と、前記硫黄吸収溶液供給管の前記開口部によって前記処理容器の内部へと供給される硫黄吸収溶液の供給方向とが、互いに対向ないし交差するようになっていることが好ましい。この場合、海水と硫黄吸収溶液との混合の効率がよい。
また、前記海水供給経路と前記硫黄吸収溶液供給管の前記開口部との間に、前記エアレーションを施すためのノズル部を備えていることが好ましい。この場合、海水と硫黄吸収溶液との混合の効率がよいことに加えて、エアレーションによる混合液体のSO2 酸化が促進され、SO2 の無害化をより一層促進することができる一方、人が強い不快感を覚えるほどの異臭を放つことが確実に抑制される。
また、前記処理容器における前記硫黄吸収溶液供給管の前記開口部による硫黄吸収溶液の供給側において、前記海水供給経路によって海水が供給されるようになっており、当該供給側の反対側において、エアレーションを施された混合液体が排出されるようになっており、前記処理容器内でエアレーションを施されている混合液体のpHは、前記硫黄吸収溶液の前記供給側においては、5.8〜7.5であり、前記硫黄吸収溶液の前記供給側の反対側においては、5.5〜7.0であるとともに、前記硫黄吸収溶液の前記供給側よりも前記硫黄吸収溶液の前記供給側の反対側において混合液体のpHが低いことが好ましい。この場合、混合液体のSO2 酸化が促進され混合液体のpHが低下するとともに有害なSO2 の無害化が促進され、人が強い不快感を覚えるほどの異臭を放つこともなく、pHも所望に調整されている。
あるいは、本発明は、硫黄吸収溶液に対して海水混合及びエアレーションを行うための処理方法であって、処理容器の外側から当該処理容器の内部まで硫黄吸収溶液を供給する硫黄吸収溶液供給工程と、前記処理容器の外側から当該処理容器の内部へと海水を供給して前記硫黄吸収溶液に混合させる海水供給工程と、前記処理容器の外側から当該処理容器の内部まで空気を供給してエアレーションを施す空気供給工程と、を備え、前記硫黄吸収溶液供給工程と前記海水供給工程と前記空気供給工程とは、同時に行われるようになっており、前記海水供給工程によって前記処理容器の内部へと供給される海水の量は、前記硫黄吸収溶液供給工程によって前記処理容器の内部へと供給される硫黄吸収溶液の量に対して、4.7倍以上であることを特徴とする処理方法である。
本発明によっても、海水の供給量を硫黄吸収溶液の供給量に対して4.7倍以上とすることで、有害なSO2 の無害化を促進でき、人が強い不快感を覚えるほどの異臭を放つことがなく、最終的にpHを所望に調整することができる。当該作用効果は、実際に本件発明者によって検証されている。本発明は、通常の海水法排煙脱硫に適用すると、海水の供給量が過大になってしまって効果的でないが、高効率な脱硫装置を用いて脱硫のために必要な海水量を抑制する場合には、相応して硫黄吸収溶液の供給量も抑制されるため、その4.7倍以上の海水量といっても過大ということはない。一方、特許文献2のように2つの処理容器(水槽)をカスケードに接続する必要がないため、設備設置面積及び設備コストを抑制できる。
前記海水供給工程によって前記処理容器の内部へと供給される海水の量は、前記硫黄吸収溶液供給工程によって前記処理容器の内部へと供給される硫黄吸収溶液の量に対して、4.9倍以上であることが特に好ましい。この場合、有害なSO2 の無害化をより一層促進でき、人が強い不快感を覚えるほどの異臭を放つことがなく、最終的にpHを所望の低さにまで調整することができる。
また、前記処理容器内でエアレーションを施されている混合液体のpHは、当該液体の表面のいずれの箇所においても、5.5以上であることが好ましい。この場合、人が強い不快感を覚えるほどの異臭を放つことが確実に抑制される。
また、前記海水供給工程によって前記処理容器の内部へと供給される海水と、前記硫黄吸収溶液供給工程によって前記処理容器の内部へと供給される硫黄吸収溶液とが、互いに対向ないし交差するように供給されることが好ましい。この場合、海水と硫黄吸収溶液との混合の効率がよい。
また、前記処理容器における前記硫黄吸収溶液供給工程による硫黄吸収溶液の供給側において、前記海水供給工程によって海水が供給されるようになっており、当該供給側の反対側において、エアレーションを施された混合液体が排出されるようになっており、前記処理容器内でエアレーションを施されている混合液体のpHは、前記硫黄吸収溶液の前記供給側においては、5.8〜7.5であり、前記硫黄吸収溶液の前記供給側の反対側においては、5.5〜7.0であるとともに、前記硫黄吸収溶液の前記供給側よりも前記硫黄吸収溶液の前記供給側の反対側において混合液体のpHが低いことが好ましい。この場合、混合液体のSO2 酸化が促進され混合液体のpHが低下するとともに有害なSO2 の無害化が促進され、人が強い不快感を覚えるほどの異臭を放つこともなく、pHも所望に調整されている。
また、本発明は、前記特徴のいずれかを有する処理装置と、海水を用いてガスの脱硫処理を実施して当該脱硫処理後の海水を硫黄吸収溶液とする海水法排煙脱硫装置と、を備え、前記海水法排煙脱硫装置は、多孔板と充填材とを採用した硫黄分吸収塔であり、前記処理装置の前記硫黄吸収溶液供給管に接続されていることを特徴とする脱硫システムである。このような高効率の海水法排煙脱硫装置を用いた場合のSO2 酸化率の低い硫黄吸収溶液であっても、混合液体のSO2 酸化が促進され混合液体のpHが低下するとともに有害なSO2 の無害化が促進され、人が強い不快感を覚えるほどの異臭を放つこともなく、pHも所望に調整される。
本発明によれば、海水の供給量を硫黄吸収溶液の供給量に対して4.7倍以上とすることで、有害なSO2 の無害化を促進でき、人が強い不快感を覚えるほどの異臭を放つことがなく、最終的にpHを所望に調整することができる。当該作用効果は、実際に本件発明者によって検証されている。本発明は、通常の海水法排煙脱硫に適用すると、海水の供給量が過大になってしまって効果的でないが、高効率な脱硫装置を用いて脱硫のために必要な海水量を抑制する場合には、相応して硫黄吸収溶液の供給量も抑制されるため、その4.7倍以上の海水量といっても過大ということはない。一方、特許文献2のように2つの処理容器(水槽)をカスケードに接続する必要がないため、設備設置面積及び設備コストを抑制できる。
高効率な脱硫装置である硫黄分吸収塔と、本発明の一実施の形態による硫黄吸収溶液の処理装置と、の接続関係を説明するための概略斜視図である。 本発明の一実施の形態による硫黄吸収溶液の処理装置の概略断面図である。 図2に示す処理装置の使用例を示す概略図である。 図2に示す処理装置の他の使用例を示す概略図である。 本発明の他の実施の形態による硫黄吸収溶液の処理装置の概略断面図である。 特許文献2(特開2006−055779号公報)の図5である。
以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1は、高効率な脱硫装置である硫黄分吸収塔30と、本発明の一実施の形態による硫黄吸収溶液の処理装置10と、の接続関係を説明するための概略斜視図である。図1に示す例では、発電施設等において化石燃料を燃焼する際に生じた排ガスが、ヒータ31を介して硫黄分吸収塔30に供給されるようになっている。硫黄分吸収塔30は、モレタナ(登録商標)と呼ばれる多孔板と充填材とを採用した硫黄分吸収塔であり、海水ポンプ32を介して供給される海水を用いた海水法排煙脱硫処理を実施するようになっている。
脱硫処理された排ガスは、再びヒータ31を通って、煙突33を介して大気に放出されるようになっている。一方、脱硫処理によって硫黄吸収溶液となった海水は、本発明の一実施の形態による処理装置10に供給されるようになっている。
処理装置10では、硫黄吸収溶液の他に、当該硫黄吸収溶液に混合するための海水と、エアレーションを施すための空気と、が供給されるようになっている。空気は、例えば、好適なブロワ34から供給される。海水と混合されエアレーションを施されることで有害なSO2 が無害化されpHも所望に調整された硫黄吸収溶液は、例えば海洋に放出されるようになっている。
図2は、本発明の一実施の形態による硫黄吸収溶液の処理装置10の概略断面図である。図2に示すように、本実施の形態の処理装置10は、硫黄吸収溶液に対して海水混合及びエアレーションを行うための処理容器11を備えている。処理容器11は、底壁11bと、側壁11wと、を有しており、上面側は開放されている。
処理容器11の外側から(例えば硫黄分吸収塔30から)当該処理容器11の内部まで、硫黄吸収溶液供給管12が配設されている。本実施の形態の硫黄吸収溶液供給管12の一部は、直径1700mmの円筒管からなっていて、処理容器11の底壁11b上に載置されている。そして、硫黄吸収溶液供給管12の当該円筒管部分の斜め上方に位置する側壁部に、円形もしくはスリット状の開口部12sが形成されている。これにより、当該開口部12sを介して、処理容器11の内部に硫黄吸収溶液が供給されるようになっている。なお、本実施形態では、硫黄吸収溶液供給管12の当該円筒管部分の斜め上方に位置する側壁部に開口部12sが形成されているが、水平方向に位置する側壁部に開口部12sが形成されていてもよい。
一方、処理容器11の外側から当該処理容器11の内部まで、海水を供給する海水供給経路13が形成されている。本実施の形態の海水供給経路13は、処理容器11に隣接する海水容器13aと、処理容器11と海水容器13aとの間の側壁11wの底部側の一部に形成された海水供給開口13sと、によって構成されており、流速を高められた海水が処理容器に供給されるようになっている。
これにより、海水供給経路13の海水供給開口13sによって処理容器11の内部へと供給される海水の供給方向と、硫黄吸収溶液供給管12の開口部12sによって処理容器11の内部へと供給される硫黄吸収溶液の供給方向とが、互いに略対向するようになっている。
ここで、処理容器11の内部に供給される海水の量は、海水供給経路13に供給された海水から、海水ポンプ32によって硫黄分吸収塔30に海水が供給された残りの海水が供給されることになる。
そして、本実施の形態では、海水供給経路13の海水供給開口13sによって処理容器11の内部へと供給される海水の量が、硫黄吸収溶液供給管12の開口部12sによって処理容器11の内部へと供給される硫黄吸収溶液の量に対して、4.7倍以上になっている。
なお、海水供給開口13sの高さ方向の位置はどこでもよいが、より良好な流体混合のためには、底部に設けることがより好ましい。
また、硫黄吸収溶液供給管12の開口部12sによる硫黄吸収溶液の供給側において海水供給経路13によって海水が供給される一方で、当該供給側の反対側において、エアレーションを施された混合液体が排出されるようになっている。具体的には、エアレーションを施された混合液体を例えば海洋へと排出するべく、処理容器11の側壁11wの一部が越流堰11dとなっている。越流堰11dの高さは、例えば約2400mmである。
更に、処理容器11の外側から(例えばブロワ34から)当該処理容器11の内部まで、空気供給管14が配設されている。空気供給管14は、分岐されて、処理容器11の底壁11bの近傍に配置されており、処理容器11の内部においてエアレーションを施すためのノズル部14nが上面側に多数形成されている。
本実施の形態では、海水供給経路13の海水供給開口13sによって処理容器11の内部へと供給される海水の量と硫黄吸収溶液供給管12の開口部12sによって処理容器11の内部へと供給される硫黄吸収溶液の量とが、処理容器11内でエアレーションを施されている混合液体の表面の高さが硫黄吸収溶液供給管12の高さの1.5倍から2.0倍になるように(例えば約3000mmになるように)、設定されている。このような条件が採用されることで、混合液体のSO2 酸化が促進され混合液体のpHが低下するとともにエアレーションによるSO2 の無害化をより一層促進することができる一方、人が強い不快感を覚えるほどの異臭を放つことが確実に抑制されるようになっている。
次に、以上のような本実施の形態の作用について説明する。図3は、図2に示す処理装置の使用例を示す概略図である。
図1に示すように、発電施設等において化石燃料を燃焼する際に生じた排ガスが、ヒータ31を介して硫黄分吸収塔30に供給される。硫黄分吸収塔30は、モレタナ(登録商標)と呼ばれる多孔板と充填材とを採用した硫黄分吸収塔であり、海水ポンプ32を介して供給される海水を用いて、海水法排煙脱硫処理を実施する。図3に示す例では、18000m3 /hの海水(pHは7.8)を用いて、2370000Nm3 /hの排ガスが処理される。ここで、硫黄分吸収塔30に供給される海水の量は、海水ポンプ32の流量調整や、図示しないバルブによる流量調整等、通常行われる方法で調整されればよい。
硫黄分吸収塔30によって脱硫処理された排ガスは、再びヒータ31を通って、煙突33を介して大気に放出される。排ガスの一部の成分が海水に吸収されることで、大気に放出されるガスの流量は、2200000Nm3 /hである。
一方、当該脱硫処理によって硫黄吸収溶液となった海水は、本実施の形態の硫黄吸収溶液の処理装置10に供給される。排ガス中の水分が一部凝縮することで、処理装置10に供給される硫黄吸収溶液の流量は、18100m3 /hである。また、当該硫黄吸収溶液のpHは、2.2である。
図2に示すように、硫黄分吸収塔30から処理容器11の内部まで、硫黄吸収溶液供給管12によって硫黄吸収溶液が送られ、硫黄吸収溶液供給管12の一部である円筒管部分の斜め上方に位置する側壁部に形成された開口部12sを介して、処理容器11の内部に硫黄吸収溶液が供給される。供給量は、前述の通り、18100m3 /hである。
一方、処理容器11と海水容器13aとの間の側壁11wの底部側の一部に形成された海水供給開口13sを介して、処理容器11の内部に海水がその流速を高められて供給される。供給量は、図3に示す通り、85100m3 /hである。すなわち、海水供給開口13sによって供給される海水の量が、硫黄吸収溶液供給管12の開口部12sによって供給される硫黄吸収溶液の量に対して、4.7倍以上である(85100/18100=4.701)。
更に、空気供給管14を介して、複数のノズル部14nからエアレーションを施すための空気が処理容器11の内部に供給される。供給量は、図3に示す通り、20000Nm3 /hである。
そして、エアレーションを施された混合液体は、越流堰11dを介して排出され、例えば海洋へと放出される。
以上のような使用例について、本件発明者の実際の検証によれば、処理対象である硫黄吸収溶液において有害なSO2 の無害化を達成でき、最終的なpHを5.5以上に調整することができた。また、処理容器11内でエアレーションを施されている混合液体のpHについて、当該液体の表面のいずれの箇所においても5.5以上であることが確認できた。(より詳しくは、エアレーションを施されている混合液体のpHは、硫黄吸収溶液の供給側(図2の領域A)においては、5.8〜7.5であり、硫黄吸収溶液の供給側の反対側(図2の領域B)においては、5.5〜7.0であった。)これは、人が強い不快感を覚えるほどの異臭を放つことが確実に抑制されていることを意味する。
本実施の形態では、高効率な脱硫装置30を用いて脱硫のために必要な海水量を抑制しているため、相応して硫黄吸収溶液の供給量も抑制されているため、その4.7倍以上の海水量といっても85100m3 /hであるから、過大ということはない。
一方、本実施の形態によれば、特許文献2の装置のように2つの処理容器(水槽)をカスケードに接続する必要がないため、設備設置面積及び設備コストを抑制できる。
また、本実施の形態では、海水供給開口13sによって処理容器11の内部へと供給される海水の流速が高められるとともにその供給方向と、硫黄吸収溶液供給管12の開口部12sによって処理容器11の内部へと供給される硫黄吸収溶液の供給方向とが、互いに略対向するようになっているため、海水と硫黄吸収溶液との混合の効率が良い。
また、本実施の形態では、海水供給開口13sによって処理容器11の内部へと供給される海水の量と硫黄吸収溶液供給管12の開口部12sによって処理容器11の内部へと供給される硫黄吸収溶液の量とが、処理容器11内でエアレーションを施されている混合液体の表面の高さが硫黄吸収溶液供給管12の高さの1.5倍から2.0倍になるように(例えば約3000mmになるように)、設定されていることによっても、混合液体のSO2 酸化が促進され混合液体のpHが低下するとともにエアレーションによるSO2 の無害化がより一層促進されていて、人が強い不快感を覚えるほどの異臭を放つことが確実に抑制されている。
次に、図4は、図2に示す処理装置の他の使用例を示す概略図である。図4に示す使用例では、海水供給経路13によって処理容器11の内部へと供給される海水の供給量が、89000m3 /hである。すなわち、海水供給開口13sによって供給される海水の量が、硫黄吸収溶液供給管12の開口部12sによって供給される硫黄吸収溶液の量に対して、4.9倍以上である(89000/18100=4.917)。その他の条件については、図3に示して説明した使用例と同一である。
図4のような使用例について、本件発明者の実際の検証によれば、処理対象である硫黄吸収溶液において有害なSO2 の無害化をより確実に達成でき、pHを5.5以上により確実に調整することができた。また、処理容器11内でエアレーションを施されている混合液体のpHについて、当該液体の表面のいずれの箇所においても5.5以上であることが確認できた。(より詳しくは、エアレーションを施されている混合液体のpHは、硫黄吸収溶液の供給側(図2の領域A)においては、5.8〜7.5であり、硫黄吸収溶液の供給側の反対側(図2の領域B)においては、5.5〜7.0であった。)これは、人が強い不快感を覚えるほどの異臭を放つことが確実に抑制されていることを意味する。
本実施の形態では、高効率な脱硫装置30を用いて脱硫のために必要な海水量を抑制しているため、相応して硫黄吸収溶液の供給量も抑制されているため、その4.9倍以上の海水量といっても89000m3 /hであるから、過大ということはない。
なお、海水供給開口13sによって処理容器11に供給される海水の量が、硫黄吸収溶液供給管12の開口部12sによって処理容器11に供給される硫黄吸収溶液の量に対して、最大でも5.4倍以下であることが好ましい。これより大きいと、一般的な海水性状であれば、海水中から供給されるアルカリ成分量が中和すべき水素イオン総量よりも過多となるため、海水供給経路やポンプの大型化など非効率的な設備となる恐れがある。
なお、エアレーションのためのノズル14nの配置については、処理容器11内において適度に分散されていれば足りる。例えば、図2に示すように、硫黄吸収溶液の供給側と硫黄吸収溶液供給管12より下流側との両方に配置されている場合に限定されず、図5に示すように、硫黄吸収溶液供給管12より下流側だけに配置されていてもよい。図5のような構成でも、海水供給開口13sによって供給される海水の量を、硫黄吸収溶液供給管12の開口部12sによって供給される硫黄吸収溶液の量に対して4.7倍以上(より好ましくは4.9倍以上)にすることによって、処理対象である硫黄吸収溶液において有害なSO2 の無害化をより確実に達成でき、pHを5.5以上により確実に調整することができた。
10 処理装置
11 処理容器
11b 底壁
11w 側壁
11d 越流堰
12 硫黄吸収溶液供給管
12s 開口部
13 海水供給経路
13a 海水容器
13s 海水供給開口
14 空気供給管
14n ノズル
30 硫黄分吸収塔
31 ヒータ
32 海水ポンプ
33 煙突
34 ブロワ

Claims (14)

  1. 硫黄吸収溶液に対して海水混合及びエアレーションを行うための処理容器と、
    前記処理容器の外側から前記処理容器の内部まで配設された硫黄吸収溶液供給管と、
    前記処理容器の内部における前記硫黄吸収溶液供給管に設けられ当該処理容器の内部に硫黄吸収溶液を供給する開口部と、
    前記処理容器の外側から前記処理容器の内部へと海水を供給する海水供給経路と、
    前記処理容器の外側から前記処理容器の内部まで配設された空気供給管と、
    前記処理容器の内部における前記空気供給管に設けられ当該処理容器の内部においてエアレーションを施すためのノズル部と、
    を備え、
    前記海水供給経路によって前記処理容器の内部へと供給される海水の量は、前記硫黄吸収溶液供給管の前記開口部によって前記処理容器の内部へと供給される硫黄吸収溶液の量に対して、4.7倍以上である
    ことを特徴とする処理装置。
  2. 前記海水供給経路によって前記処理容器の内部へと供給される海水の量は、前記硫黄吸収溶液供給管の前記開口部によって前記処理容器の内部へと供給される硫黄吸収溶液の量に対して、4.9倍以上である
    ことを特徴とする請求項1に記載の処理装置。
  3. 前記処理容器内でエアレーションを施されている混合液体のpHは、当該液体の表面のいずれの箇所においても、5.5以上である
    ことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の処理装置。
  4. 前記硫黄吸収溶液供給管は、前記処理容器の底部に設けられており、
    前記処理容器内でエアレーションを施されている混合液体の表面の高さが前記硫黄吸収溶液供給管の高さの1.5倍から2.0倍になるように、設定されている
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の処理装置。
  5. 前記海水供給経路と前記処理容器との間には、前記海水供給経路から前記処理容器の内部へと海水を供給する開口部を有する側壁が設けられている
    ことを特徴とする請求項1乃至4に記載の処理装置。
  6. 前記海水供給経路によって前記処理容器の内部へと供給される海水の供給方向と、前記硫黄吸収溶液供給管の前記開口部によって前記処理容器の内部へと供給される硫黄吸収溶液の供給方向とが、互いに対向ないし交差するようになっている
    ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の処理装置。
  7. 前記海水供給経路と、前記硫黄吸収溶液供給管の前記開口部との間に、前記エアレーションを施すためのノズル部を備えている
    ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の処理装置。
  8. 前記処理容器における前記硫黄吸収溶液供給管の前記開口部による硫黄吸収溶液の供給側において、前記海水供給経路によって海水が供給されるようになっており、当該供給側の反対側において、エアレーションを施された混合液体が排出されるようになっており、
    前記処理容器内でエアレーションを施されている混合液体のpHは、前記硫黄吸収溶液の前記供給側においては、5.8〜7.5であり、前記硫黄吸収溶液の前記供給側の反対側においては、5.5〜7.0であるとともに、前記硫黄吸収溶液の前記供給側よりも前記硫黄吸収溶液の前記供給側の反対側において混合液体のpHが低い
    ことを特徴とする請求項6または7に記載の処理装置。
  9. 硫黄吸収溶液に対して海水混合及びエアレーションを行うための処理方法であって、
    処理容器の外側から当該処理容器の内部まで硫黄吸収溶液を供給する硫黄吸収溶液供給工程と、
    前記処理容器の外側から当該処理容器の内部へと海水を供給して前記硫黄吸収溶液に混合させる海水供給工程と、
    前記処理容器の外側から当該処理容器の内部まで空気を供給してエアレーションを施す空気供給工程と、
    を備え、
    前記硫黄吸収溶液供給工程と前記海水供給工程と前記空気供給工程とは、同時に行われるようになっており、
    前記海水供給工程によって前記処理容器の内部へと供給される海水の量は、前記硫黄吸収溶液供給工程によって前記処理容器の内部へと供給される硫黄吸収溶液の量に対して、4.7倍以上である
    ことを特徴とする処理方法。
  10. 前記海水供給工程によって前記処理容器の内部へと供給される海水の量は、前記硫黄吸収溶液供給工程によって前記処理容器の内部へと供給される硫黄吸収溶液の量に対して、4.9倍以上である
    ことを特徴とする請求項9に記載の処理方法。
  11. 前記処理容器内でエアレーションを施されている混合液体のpHは、当該液体の表面のいずれの箇所においても、5.5以上である
    ことを特徴とする請求項9または10に記載の処理方法。
  12. 前記海水供給工程によって前記処理容器の内部へと供給される海水と、前記硫黄吸収溶液供給工程によって前記処理容器の内部へと供給される硫黄吸収溶液とが、互いに対向ないし交差するように供給される
    ことを特徴とする請求項9乃至11のいずれかに記載の処理方法。
  13. 前記処理容器における前記硫黄吸収溶液供給工程による硫黄吸収溶液の供給側において、前記海水供給工程によって海水が供給されるようになっており、当該供給側の反対側において、エアレーションを施された混合液体が排出されるようになっており、
    前記処理容器内でエアレーションを施されている混合液体のpHは、前記硫黄吸収溶液の前記供給側においては、5.8〜7.5であり、前記硫黄吸収溶液の前記供給側の反対側においては、5.5〜7.0であるとともに、前記硫黄吸収溶液の前記供給側よりも前記硫黄吸収溶液の前記供給側の反対側において混合液体のpHが低い
    ことを特徴とする請求項12に記載の処理方法。
  14. 請求項1乃至8のいずれかに記載の処理装置と、
    海水を用いてガスの脱硫処理を実施して当該脱硫処理後の海水を硫黄吸収溶液とする海水法排煙脱硫装置と、
    を備え、
    前記海水法排煙脱硫装置は、多孔板と充填材とを採用した硫黄分吸収塔であり、前記処理装置の前記硫黄吸収溶液供給管に接続されている
    ことを特徴とする脱硫システム。
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