JP5535823B2 - エアレーション装置及びこれを備えた海水排煙脱硫装置、エアレーション装置の運転方法 - Google Patents
エアレーション装置及びこれを備えた海水排煙脱硫装置、エアレーション装置の運転方法 Download PDFInfo
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Description
上述した脱硫塔内で吸収剤として使用した脱硫後の海水(使用済海水)は、たとえば、上部が開放された長い水路(Seawater Oxidation Treatment System;SOTS)内を流れ排水される際、水路の底面に設置したエアレーション装置から微細気泡を流出させるエアレーションによって脱炭酸(爆気)される(特許文献1〜3)。
第2の発明は、第1の発明において、前記第2のスリットは、前記第1のスリットにおける中央部で前記第1のスリットと略直交することを特徴とするエアレーション装置にある。
第3の発明は、第1の発明において、前記第2のスリットは、前記第1のスリットにおける両端で前記第1のスリットと略直交することを特徴とするエアレーション装置にある。
第4の発明は、第1の発明において、前記第2のスリットは、前記第1のスリットにおける両端近傍で前記第1のスリットと略直交することを特徴とするエアレーション装置にある。
第5の発明は、第1の発明において、前記第2のスリットは、前記第1のスリットの両端部からそれぞれ略V字状に前記第1のスリットから分岐することを特徴とするエアレーション装置にある。
第6の発明は、第1の発明において、前記第2のスリットは、前記第1のスリットにおける一端部から略V字状に分岐することを特徴とするエアレーション装置にある。
図1に示すように、海水排煙脱硫装置100は、排ガス101と海水103とを気液接触してSO2を亜硫酸(H2SO3)へ脱硫反応させる排煙脱硫吸収塔102と、排煙脱硫吸収塔102の下側に設けられ、硫黄分を含んだ使用済海水103Aを希釈用の海水103と希釈混合する希釈混合槽105と、希釈混合槽105の下流側に設けられ、希釈使用済海水103Bの水質回復処理を行う酸化槽106とからなるものである。
図1中、符号102aは海水を上方に噴出させる液柱用の噴霧ノズル、120はエアレーション装置、122aは気泡、L1は海水供給ライン、L2は希釈海水供給ライン、L3は脱硫海水供給ライン、L4は排ガス供給ライン、L5は空気供給ラインである。
図2−1は、エアレーションノズルの平面図、図2−2は、エアレーションノズルの正面図、図3はエアレーションノズルの内部構造概略図である。
図2−1、図2−2に示すように、エアレーションノズル123は、基材の周囲を覆うゴム製の散気膜11に小さなスリット12が多数設けられたものであり、一般的には「ディフューザノズル」と呼ばれている。このようなエアレーションノズル123は、空気供給ラインL5から供給される空気122の圧力により散気膜11が膨張すると、スリット12が開いて略均等な大きさの微細気泡を多数流出させることができる。
このため、一端20a側は、ヘッダ15及びフランジ16を貫通する空気導入口20cを介してヘッダ15内部と連通している。そして、支持体20の内部は、支持体20の軸方向の途中に設けた仕切板20dにより分割され、この仕切板20dにより空気の流通が阻止されている。さらに、この仕切板20dよりヘッダ15側となる支持体20の側面には、散気膜11の内周面と支持体外周面との間に、すなわち、散気膜11を加圧して膨張させる加圧空間11aへ空気122を流出させるための空気出口20e、20fが開口している。従って、ヘッダ15からエアレーションノズル123に流入する空気122は、図中に矢印で示すように、空気導入口20cから支持体20の内部へ流入した後、側面の空気出口20e、20fから加圧空間11aへ流出することとなる。
なお、締結部材22は、散気膜11を支持体20に固定するとともに、空気出口20e、20fから流入する空気が両端部から漏出することを防止するものである。
このような微細気泡の発生は、枝管L5A〜5H及びヘッダ15を介して空気供給を受ける全てのエアレーションノズル123で実施される(図6、7参照)。
図4−1〜図4−9は、本実施例に係るエアレーションノズルの散気膜に形成される種々のスリットの形状を示す。
図4−1に示すように、第1のスリット12Aの形状は、直線状基本スリット12aと、その直線状基本スリット12aの中央部で交差する分岐スリット12bとから形成されている。そして、前記第1のスリット12Aは、供給される空気122の圧力(空気量)により、その開口量が変化するものである。
このように、従来のような直線状スリットのみの場合と異なり、直線状基本スリット12aと分岐スリット12bとの交差部12cの折れ曲がり部における開口量が増大するので、供給する空気の圧力が高くなると(空気量が増加すると)、散気膜の外側への析出物の排出が容易となる。
図5−1は、散気膜のスリットにおける、空気(飽和度の低い湿り空気)の流出と海水の浸入、および濃縮海水の状況を示す図である。図5−2は、散気膜のスリットにおける、空気の流出と海水の浸入、濃縮海水および析出物の状況を示す図である。図5−3は、散気膜のスリットにおける、空気の流出と海水の浸入、濃縮海水及び析出物の状況(析出物が成長した場合)を示す図である。
ここで、本発明において、スリット12とは、散気膜11に形成される切れ込みをいい、スリット12の間隙は空気が排出される通路となる。
この通路を形成するスリット壁面12aは、海水103が接触しているが、空気122の導入によって乾燥・濃縮され、濃縮海水103aとなり、その後スリット壁面に析出物103bが析出され、スリットの通路を閉塞するものとなる。
よって、この状態において、後述するように圧力変動を生じさせることにより、強制的に析出を除去することで、長期間に亙っての運転が可能となる。
このため、本実施例では、図4−1に示すように、供給する空気の圧力(空気量)によりスリットの開口形状が変形できるようにすることで、閉塞を防止するようにしている。
図4−2に示すように、第2のスリット12Bの形状は、直線状基本スリット12aと、その直線状基本スリット12aの両端部に直交するように形成された分岐スリット12bとから形成されている。そして、前記第2のスリット12Bは、供給される空気122の圧力(空気量)により、その開口形状が変形するものである。
このように、従来のような直線状スリットのみの場合と異なり、供給する空気の圧力が高くなると(空気量が増加すると)、直線状基本スリット12aと端部に形成された分岐スリット12bとの交差部12cの折れ曲がり部における開口量が増大するので、散気膜の外側への析出物の排出が容易となる。
図4−3に示すように、第3のスリット12Cの形状は、直線状基本スリット12aと、その直線状基本スリット12aの両端部の少し手前において分岐するように形成された分岐スリット12bとから形成されている。そして、前記第1のスリット12Cは、供給される空気122の圧力(空気量)により、その開口形状が変形するものである。
このように、従来のような直線状スリットのみの場合と異なり、供給する空気の圧力が高くなると(空気量が増加すると)、直線状基本スリット12aと端部に形成された分岐スリット12bとの交差部12cの折れ曲がり部における開口量が増大するので、散気膜の外側への析出物の排出が容易となる。
図4−4に示すように、第4のスリット12Dの形状は、直線状基本スリット12aと、その直線状基本スリット12aの端部にV字に分岐するように形成された分岐スリット12b、12bとから形成されている。そして、前記第4のスリット12Dは、供給される空気122の圧力(空気量)により、その開口形状が変形するものである。
このように、従来のような直線状スリットのみの場合と異なり、供給する空気の圧力が高くなると(空気量が増加すると)、直線状基本スリット12aと端部に形成されたV字の分岐スリット12b、12bとの交差部12cの折れ曲がり部における開口量が増大するので、散気膜の外側への析出物の排出が容易となる。
図4−5に示すように、第5のスリット12Eの形状は、直線状基本スリット12aと、その直線状基本スリット12aの両端部に鋭角に分岐するように形成された分岐スリット12b、12bとから形成されている。そして、前記第5のスリット12Eは、供給される空気122の圧力(空気量)により、その開口形状が変形するものである。
このように、従来のような直線状スリットのみの場合と異なり、供給する空気の圧力が高くなると(空気量が増加すると)、直線状基本スリット12aと端部に基本スリットに対し傾斜して形成された分岐スリット12b、12bとの交差部12cの折れ曲がり部における開口量が増大するので、散気膜の外側への析出物の排出が容易となる。
図4−6に示すように、第6のスリット12Fの形状は、直線状基本スリット12aと、その直線状基本スリット12aの両端部にL字に分岐するように形成された分岐スリット12b、12bとから形成されている。そして、前記第6のスリット12Fは、供給される空気122の圧力(空気量)により、その開口形状が変形するものである。
このように、従来のような直線状スリットのみの場合と異なり、供給する空気の圧力が高くなると(空気量が増加すると)、直線状基本スリット12aと端部に形成されたL字の分岐スリット12b、12bとの交差部12c、12cの折れ曲がり部における開口量が増大するので、散気膜の外側への析出物の排出が容易となる。
図4−7に示すように、第7のスリット12Gの形状は、直線状基本スリット12aと、その直線状基本スリット12aの両端部にV字に分岐するように形成された分岐スリット12b、12bとから形成されている。そして、前記第7のスリット12Gは、供給される空気122の圧力(空気量)により、その開口形状が変形するものである。
このように、従来のような直線状スリットのみの場合と異なり、供給する空気の圧力が高くなると(空気量が増加すると)、直線状基本スリット12aと端部に形成されたV字の分岐スリット12b、12bとの交差部12cの折れ曲がり部における開口量が増大するので、散気膜の外側への析出物の排出が容易となる。
図4−8に示すように、第8のスリット12Hの形状は、S字状スリット12dから形成されている。そして、前記第8のスリット12Hは、供給される空気122の圧力(空気量)により、その開口形状が変形するものである。
このように、従来のような直線状スリットのみの場合と異なり、供給する空気の圧力が高くなると(空気量が増加すると)、S字状スリット12dのカーブの折れ曲がり部における開口量が増大するので、散気膜の外側への析出物の排出が容易となる。
図4−9に示すように、第9のスリット12Iの形状は、U字状スリット12eから形成されている。そして、前記第9のスリット12Iは、供給される空気122の圧力(空気量)により、その開口形状が変形するものである。
このように折れ曲がり部は、従来のような直線状スリットのみの場合と異なり、供給する空気の圧力が高くなると(空気量が増加すると)、U字状スリット12eのカーブにおける開口量が増大するので、散気膜の外側への析出物の排出が容易となる。
図6に示すように、本実施例に係るエアレーション装置120Aは、被処理水である希釈使用済海水(図示せず)中に浸漬され、希釈使用済海水中に微細気泡を発生させるエアレーション装置であって、空気122を吐出手段であるブロア121A〜121Dにより供給する空気供給ラインL5と、水が含まれた空気が供給されるスリットを有する散気膜11を備えたエアレーションノズル123と、空気122の供給の一時的な増大を所定時間毎に制御する制御装置(図示せず)とを具備するものである。
また、空気供給ラインL5には、2基の冷却器131A、131Bと、2基のフィルタ132A、132Bとが各々設けられている。これにより、ブロア121A〜121Dにより圧縮された空気は冷却され、次いで濾過されている。
なお、ブロアが4基あるのは、通常は3基で運転しており、その内の1基は予備としている。また、冷却器131A、131Bと、フィルタ132A、132Bとが各々2基あるのは、連続して運転する必要から、通常は片方のみで運転し、他方はメンテナンス用としている。
図8に示すように、定常運転をしている際、所定時間経過した後、空気量を増加させるパージ運転を所定時間行っている。
このように、所定時間毎に空気122の供給が増大されるので、圧力変動が生じ(一時的に空気量が多くなる)、散気膜11の膨張が増大するので、スリット12に析出した硫酸カルシウムの析出物が外部に排出され、スリット12が正常となる。
この結果、連続した運転における硫酸カルシウムの析出によるスリット12の詰まりやスリット12の間隙が狭くなることが防止され、散気膜11の圧力損失を防止できる。
これは、析出初期の早い段階で空気の供給を増大させ、スリット12を通過する圧力変動を行うことで、容易に析出物を散気膜の外側へ排出することができるからである。
よって、硫酸カルシウムの析出によるスリット12の詰まりやスリット12の間隙が狭くなることが防止され、散気膜11の圧力損失を防止できる。
また、ブロアの容量が不足の場合には、追加のブロアを用いて、スリット12から析出物を押出して一掃するような所定のパージ条件とするようにすればよい。
この結果、硫酸カルシウムの析出によるスリット12の詰まりやスリット12の間隙が狭くなることが防止され、散気膜11の圧力損失を防止できる。
12 スリット
12A〜12I 第1〜第9のスリット
100 海水排煙脱硫装置
102 排煙脱硫吸収塔
103 海水
103A 使用済海水
103B 希釈使用済海水
105 希釈混合槽
106 酸化槽
120、120A、120B エアレーション装置
123 エアレーションノズル
Claims (12)
- 被処理水中に浸漬され、前記被処理水中に微細気泡を発生させるエアレーション装置であって、
空気を吐出手段により供給する空気供給配管と、
前記空気が供給されるスリットを有する散気膜を備えたエアレーションノズルとを具備すると共に、
前記スリットは、直線状の第1のスリットと、前記第1のスリットから分岐する第2のスリットとを有し、当該スリットに供給される空気の圧力により開口形状が変形することを特徴とするエアレーション装置。 - 請求項1において、
前記第2のスリットは、前記第1のスリットにおける中央部で前記第1のスリットと略直交することを特徴とするエアレーション装置。 - 請求項1において、
前記第2のスリットは、前記第1のスリットにおける両端で前記第1のスリットと略直交することを特徴とするエアレーション装置。 - 請求項1において、
前記第2のスリットは、前記第1のスリットにおける両端近傍で前記第1のスリットと略直交することを特徴とするエアレーション装置。 - 請求項1において、
前記第2のスリットは、前記第1のスリットの両端部からそれぞれ略V字状に前記第1のスリットから分岐することを特徴とするエアレーション装置。 - 請求項1において、
前記第2のスリットは、前記第1のスリットにおける一端部から略V字状に分岐することを特徴とするエアレーション装置。 - 請求項1乃至6のいずれか1項において、
前記スリットが少なくとも折れ曲がり部を有してなることを特徴とするエアレーション装置。 - 請求項1乃至7のいずれか1項において、
空気の供給の一時的な増加を所定時間毎に制御する制御装置を有することを特徴とするエアレーション装置。 - 請求項8において、
前記制御装置により空気の供給の一時的な増加をすると共に、水を空気供給配管に送る制御を行うことを特徴とするエアレーション装置。 - 海水を吸収剤として使用する脱硫塔と、
前記脱硫塔から排出された使用済海水を流して排水する水路と、
前記水路内に設置され、前記使用済海水中に微細気泡を発生して脱炭酸を行う請求項1乃至9のいずれか1項に記載のエアレーション装置とを具備することを特徴とする海水排煙脱硫装置。 - 被処理水中に浸漬され、被処理水中に微細気泡を発生させる請求項1乃至9のいずれか1項に記載のエアレーション装置を用い、
吐出手段により空気を供給する際、所定時間毎に、空気の供給の一時的な増大を実行し、目詰まりを防止することを特徴とするエアレーション装置の運転方法。 - 請求項11において、
前記空気の供給の一時的な増大を行う際、または単独で、水を空気供給配管に送ることを特徴とするエアレーション装置の運転方法。
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