JP5582917B2 - 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 PDF

Info

Publication number
JP5582917B2
JP5582917B2 JP2010183498A JP2010183498A JP5582917B2 JP 5582917 B2 JP5582917 B2 JP 5582917B2 JP 2010183498 A JP2010183498 A JP 2010183498A JP 2010183498 A JP2010183498 A JP 2010183498A JP 5582917 B2 JP5582917 B2 JP 5582917B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
aeration
seawater
support
aeration apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010183498A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2012040492A (ja
Inventor
圭介 園田
章造 永尾
功二 今坂
誠治 古川
佳彦 土山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2010183498A priority Critical patent/JP5582917B2/ja
Priority to CN201180031714.3A priority patent/CN102985371B/zh
Priority to PCT/JP2011/050891 priority patent/WO2012023293A1/ja
Priority to MYPI2012701076A priority patent/MY164130A/en
Priority to SA111320276A priority patent/SA111320276B1/ar
Priority to TW100109466A priority patent/TWI454429B/zh
Priority to US13/152,359 priority patent/US20120042783A1/en
Publication of JP2012040492A publication Critical patent/JP2012040492A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5582917B2 publication Critical patent/JP5582917B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/74Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with air
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
    • B01D53/50Sulfur oxides
    • B01D53/501Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound
    • B01D53/504Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound characterised by a specific device
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/231Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids by bubbling
    • B01F23/23105Arrangement or manipulation of the gas bubbling devices
    • B01F23/2311Mounting the bubbling devices or the diffusers
    • B01F23/23113Mounting the bubbling devices or the diffusers characterised by the disposition of the bubbling elements in particular configurations, patterns or arrays
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/231Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids by bubbling
    • B01F23/23105Arrangement or manipulation of the gas bubbling devices
    • B01F23/2312Diffusers
    • B01F23/23124Diffusers consisting of flexible porous or perforated material, e.g. fabric
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/231Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids by bubbling
    • B01F23/23105Arrangement or manipulation of the gas bubbling devices
    • B01F23/2312Diffusers
    • B01F23/23124Diffusers consisting of flexible porous or perforated material, e.g. fabric
    • B01F23/231241Diffusers consisting of flexible porous or perforated material, e.g. fabric the outlets being in the form of perforations
    • B01F23/231242Diffusers consisting of flexible porous or perforated material, e.g. fabric the outlets being in the form of perforations in the form of slits or cut-out openings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/231Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids by bubbling
    • B01F23/23105Arrangement or manipulation of the gas bubbling devices
    • B01F23/2312Diffusers
    • B01F23/23126Diffusers characterised by the shape of the diffuser element
    • B01F23/231265Diffusers characterised by the shape of the diffuser element being tubes, tubular elements, cylindrical elements or set of tubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/231Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids by bubbling
    • B01F23/23105Arrangement or manipulation of the gas bubbling devices
    • B01F23/2312Diffusers
    • B01F23/23128Diffusers having specific properties or elements attached thereto
    • B01F23/231283Diffusers having specific properties or elements attached thereto having elements to protect the parts of the diffusers, e.g. from clogging when not in use
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2252/00Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/10Inorganic absorbents
    • B01D2252/103Water
    • B01D2252/1035Sea water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/18Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the purification of gaseous effluents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)

Description

本発明は、石炭焚き、原油焚き及び重油焚き等の発電プラントに適用される排煙脱硫装置の排水処理に係り、特に、海水法を用いて脱硫する排煙脱硫装置の排水(使用済海水)をエアレーションにより脱炭酸(暴気)する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に関する。
従来、石炭や原油等を燃料とする発電プラントにおいて、ボイラから排出される燃焼排気ガス(以下、「排ガス」と呼ぶ)は、該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を施す排煙脱硫装置の脱硫方式としては、石灰石石膏法、スプレードライヤー法及び海水法等が知られている。
このうち、海水法を採用した排煙脱硫装置(以下、「海水排煙脱硫装置」と呼ぶ)は、吸収剤として海水を使用する脱硫方式である。この方式では、たとえば略円筒のような筒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することにより、海水を吸収液として湿式ベースの気液接触を生じさせて硫黄酸化物を除去している。
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)。
特開2006−055779号公報 特開2009−028570号公報 特開2009−028572号公報
しかしながら、エアレーション装置で用いるエアレーションノズルは、基材の周囲を覆うゴム製等の散気膜に小さなスリットが多数設けられたものである。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は、供給される空気の圧力により、スリットから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。
このようなエアレーションノズルを用いて、海水中でエアレーションを連続して行うと、散気膜のスリット壁面やスリット開口近傍に、海水中の硫酸カルシウム等の析出物が析出し、スリットの間隙が狭くなったり、スリットを塞いだりする結果、散気膜の圧力損失を増大させ、散気装置に空気を供給するブロワ、コンプレッサ等の吐出手段の吐出圧高が発生し、ブロワ、コンプレッサ等に負荷がかかるという、問題がある。
析出物の発生は、散気膜の外側に位置する海水が、スリットから散気膜の内側へ浸み込み、常時スリットを通過する空気に、長時間に亙って触れて乾燥(海水の濃縮)が促進され、析出に至っている、と推定される。
本発明は、前記問題に鑑み、散気膜のスリットにおいて発生した析出物を除去することができる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を提供することを課題とする。
上述した課題を解決するための本発明の第1の発明は、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、空気の供給の一時的な停止を所定時間毎に制御する制御装置とを具備すると共に、前記エアレーションノズルは、内部に空気が導入される円筒状の基部側支持体と、基部側支持体よりも径が縮小され、仕切板を介して軸方向に設けられる中空筒体と、該中空筒体の他端に設けられ、前記基部側支持体と略同一径の端部支持体と、前記基部側支持体と前記端部支持体を覆いつつ両端で締結されるチューブ状の散気膜と、前記散気膜に多数設けられたスリットと、前記基部側支持体の側面に設けられ、散気膜の内周面と支持体外周面との間の加圧空間へ導入された空気を仕切板の手前側で流出させる空気出口とを具備することを特徴とするエアレーション装置にある。
第2の発明は、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、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とを具備し、前記エアレーションノズルは、内部に空気が導入される円筒状の基部側支持体と、基部側支持体よりも径が縮小され、仕切板を介して軸方向に設けられる中空筒体と、該中空筒体の他端に設けられ、前記基部側支持体と略同一径の端部支持体と、前記基部側支持体と前記端部支持体を覆いつつ両端で締結されるチューブ状の散気膜と、前記散気膜に多数設けられたスリットと、前記基部側支持体の側面に設けられ、散気膜の内周面と支持体外周面との間の加圧空間へ導入された空気を仕切板の手前側で流出させる空気出口とを具備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2の発明において、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にある。
第4の発明は、第1の発明において、前記制御装置により空気の供給を一時的に停止し、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にある。
の発明は、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第1乃至のいずれか1つ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にある。
の発明は、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第1乃至のいずれか1つ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停止又は増大を実行し、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にある。
の発明は、第の発明において、前記空気の供給の一時的な停止又は増大を行う際、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にある。
本発明によれば、エアレーション装置の散気膜のスリットにおいて発生した析出物を除去することができる。
図1は、本実施例に係る海水排煙脱硫装置の概略図である。 図2−1は、エアレーションノズルの平面図である。 図2−2は、エアレーションノズルの正面図である。 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4は、本実施例に係るエアレーション装置の概略図である。 図5は、本実施例に係る他のエアレーション装置の概略図である。 図6は、供給空気を一時的に停止した場合の時間の経過と散気膜の圧力損失の変動の関係を示すグラフである。 図7は、供給空気を一時的に増加した場合の時間の経過と散気膜の圧力損失の変動の関係を示すグラフである。 図8は、本実施例に係るエアレーションノズルの内部構造概略図である。 図9は、本実施例に係る他のエアレーションノズルの内部構造概略図である。 図10は、本実施例に係るディスク状のエアレーションノズルの概略図である。 図11−1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11−2は、散気膜のスリットにおける、空気の流出と海水の浸入、および濃縮海水の状況を示す図である。 図11−3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を示す図である。
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの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、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
本発明による実施例に係るエアレーション装置及び海水排煙脱硫装置について、図面を参照して説明する。図1は、本実施例に係る海水排煙脱硫装置の概略図である。
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。
海水排煙脱硫装置100では、排煙脱硫吸収塔102において海水供給ラインL1を介して供給される海水103の内の一部の吸収用の海水103を排ガス101と気液接触させて、排ガス101中のSO2を海水103に吸収させる。そして、排煙脱硫吸収塔102で硫黄分を吸収した使用済海水103Aは、排煙脱硫吸収塔102の下部に設けられている希釈混合槽105に供給される希釈用の海水103と混合させる。そして、希釈用の海水103と混合希釈された希釈使用済海水103Bは、希釈混合槽105の下流側に設けられている酸化槽106に送給され、酸化用空気ブロア121より供給された空気122をエアレーションノズル123により供給し、水質回復させた後、排水124として海へ放流するようにしている。
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。
このエアレーションノズル123の構成を図2−1、図2−2及び図3を参照して説明する。
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。
図2−1、図2−2に示すように、エアレーションノズル123は、空気供給ラインL5から分岐した複数(本実施例では8本)の枝管(図示せず)に設けられたヘッダ15に対して、フランジ16を介して取り付けられている。なお、希釈使用済海水103B中に設置される枝管及びヘッダ15には、耐食性を考慮して樹脂製パイプ等が使用されている。
エアレーションノズル123は、たとえば図3に示すように、希釈使用済海水103Bに対する耐食性を考慮して樹脂製とした略円筒形状の支持体20を用い、この支持体20の外周を覆うようにして多数のスリット12が形成されたゴム製の散気膜11を被せた後、左右両端部をワイヤやバンド等の締結部材22により固定した構成とされる。
また、上述したスリット12は、圧力を受けない通常の状態においては閉じている。なお、海水排煙脱硫装置100においては、常時空気122を供給しているので、常にスリット12は開放状態である。
ここで、支持体20の一端20aは、ヘッダ15に取り付けた状態で空気122の導入を可能とすると共に、その他端20bは、海水103が導入可能に開口されている。
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。
このように構成されたエアレーションノズル123において、ヘッダ15から空気導入口20cを通って流入する空気122は、空気出口20e、20fを通って加圧空間11aへ流出することにより、最初はスリット12が閉じているため加圧空間11a内に溜まって内圧を上昇させる。内圧が上昇された結果、散気膜11は加圧空間11a内の圧力上昇を受けて膨張し、散気膜11に形成されているスリット12が開くことによって空気122の微細気泡を希釈使用済海水103B中に流出させる。
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)。
以下、本実施例に係るエアレーション装置について説明する。本発明では、散気膜11に供給する空気122の圧力変動を生じさせることにより、スリット12に析出した析出物の除去を実施する手段を提供する。
図4、図5は、本実施例に係るエアレーション装置の概略図である。
図4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の供給の一時的な停止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。
ここで、海水の塩分濃度は3.4%であり、96.6%の水に3.4%の塩が溶けている。この塩は、塩化ナトリウムが77.9%、塩化マグネシウムが9.6%、硫酸マグネシウムが6.1%、硫酸カルシウムが4.0%、塩化カリウムが2.1%、その他0.2%の構成となっている。
この塩のなかで、海水の濃縮(海水の乾燥)につれて、硫酸カルシウムが最初に析出する塩であり、その析出の閾値が海水の塩分濃度で約14%である。
ここで、スリット12に析出物が析出するメカニズムを図11−1〜図11−3を用いて説明する。
図11−1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11−2は、散気膜のスリットにおける、空気の流出と海水の浸入、および濃縮海水の状況を示す図である。図11−3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。
図11−1は、空気122の相対湿度が低いので、海水が乾燥して海水の塩分濃縮が徐々に増加し、濃縮海水103aが形勢された状況を示している。但し、海水の濃縮が始まっても海水の塩分濃度が概ね14%以下では、硫酸カルシウム等の析出はない。
図11−2は、濃縮海水103aの一部において、局所的に海水の塩分濃度が14%を超えた部分に析出物103bが発生している状態である。この状態では析出物103bが僅かであるので、スリット12を空気が通過する際の圧力損失が僅かに上昇するものの、空気122は通過可能である。
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、強制的に析出物を除去することで、長期間に亙っての運転が可能となる。
これに対し、図11−3は、濃縮海水103aの濃縮が進行すると、析出物103bによる閉塞(プラッキング)状態となり、圧力損失が大きくなる状態である。なお、このような状態でも空気122の通路は残っているものの吐出手段にはかなりの負荷がかかるものとなる。よって、このような状態となる前に、後述するように圧力変動を生じさせて析出物を除去するようにしている。
なお、このような状態においても、後述するように圧力変動を生じさせることにより、強制的に析出物を除去することができる。
本実施例では、この閉塞を回避するために、所定時間経過毎に、制御装置により指令を発して、空気122の供給の一時的な停止を行うようにしている。
図6は、供給空気を一時的に停止した場合の時間の経過と散気膜の圧力損失の圧力変動の関係を示すグラフである。
図6に示すように、所定時間毎に空気122の供給が停止するので、圧力変動が生じ(一時的に圧力0となる)、散気膜11の膨張が収縮するので、スリット12に析出した硫酸カルシウムの析出物が脱落し、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。
この停止の間隔は、析出物の析出の状態に対応して適宜変更すればよいが、好適には1日から2日に一回程度行うようにすればよい。
これは、析出初期の早い段階で空気の供給を停止して、スリット12を通過する空気の圧力変動を行うことで、容易に析出物の脱落を生じさせることができるからである。
この空気122の供給の停止は、吐出手段であるブロア121A〜121Dを停止するほか、空気供給ラインL5に切替弁(図示せず)を設け、エアレーションノズル123側への空気122の供給を停止するようにしてもよい。なお、切り替えた空気122は例えばダンパー手段やリリーフ弁により圧縮された空気を受止めまたは解除するようにしている。
また、図5に示すように、本実施例に係るエアレーション装置120Bにおいては、さらに空気供給ラインL5に真水141を供給する水供給ラインL6を設けるようにしている。この場合、水圧で析出物をパージする。そして、図示しない制御装置により空気122の供給の一時的に停止させる制御を行うと共に、真水141を空気供給配管L5に送る制御を行うようにしてもよい。
このように、真水141を供給することにより、エアレーションノズル123内に真水141を導入する。これにより、散気膜11のスリット12が洗浄され、スリット12に付着している硫酸カルシウム等の析出物を溶解除去することができる。
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。
この洗浄は、空気の供給の停止では、スリットの圧力損失が回復しない場合に適宜行うようにすればよい。
また、水の供給は空気を導入している際に同時に行うようにしてもよい。
ここで、本実施例では、水の供給としては、真水141を用いているが、真水の代わりに、海水(例えば、希釈海水供給ラインL2の海水103、希釈混合槽105の使用済海水103A、酸化槽106の希釈使用済海水103B等)や水蒸気を用いるようにしてもよい。水蒸気の場合は、図示していない冷却凝縮手段により液体として用いる。
図7は、供給空気を一時的に増加した場合の時間の経過と散気膜の圧力損失の関係を示すグラフである。図7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)、スリットを通過する空気の速度が増大するので、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。
この増大の間隔は、析出物の析出の状態に対応して適宜変更すればよいが、好適には1日から2日に一回程度行うようにすればよい。
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を通過する空気の速度を増大させることで、容易に析出物外部に排出させることができるからである。
この一時的な増加を実施するには、例えば、図4に示すエアレーション装置120Aにおいて、通常3基のブロア121A〜121Cで運転している場合、さらに予備のブロア121Dを駆動させて、大量の空気122を空気供給ラインL5に供給することで実現できる。
すなわち、ブロア121A〜121Dの起動により一時的にエアレーションノズル123に内に導入される空気122が増加することとなる。この結果、スリットを通過する空気の速度が増加し、硫酸カルシウムを海水側へ除去することができる。
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。
また、図5に示すエアレーション装置120Bを用いて、さらに空気供給ラインL5に真水141を供給する水供給ラインL6を設け、図示しない制御装置により空気122の供給を一時的に増大させる制御を行うと共に、真水141を空気供給ラインL5に送る制御を行うようにしてもよい。
次に、本実施例に係るエアレーションノズルについて説明する。本発明では、散気膜11に析出した析出物を容易に脱落させるエアレーションノズルを提供する。
図8は本実施例に係るエアレーションノズル123Aの内部構造概略図である。
図8に示すように、本実施例に係るエアレーションノズル123Aは、内部に空気が導入される円筒状の基部側支持体20Aと、基部側支持体20Aよりも径が縮小され、仕切板20dを介して軸方向に設けられる中空筒体20gと、該中空筒体20gの他端に設けられ、前記基部側支持体20Aと略同一径の端部支持体20Bと、前記基部側支持体20Aと前記端部支持体20Bとを覆いつつ両端で締結手段22により締結されるチューブ状の散気膜11と、前記散気膜11に多数設けられたスリット(図示せず)と、前記基部側支持体20Aの側面に設けられ、散気膜11の内周面と支持体外周面との間の加圧空間11aへ導入された空気122を仕切板20dの手前側で流出させる空気出口20e、20fとを具備する。従って、ヘッダ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。
そして、空気122の供給が停止された場合には、図8の破線に示すように、散気膜11が収縮する結果、中空筒体20gの径が小さい部分変形することとなり、散気膜11のスリット12が変形して、析出物の脱落を助長させることとなる。
図9は本実施例に係る他のエアレーションノズル123Bの内部構造概略図である。本実施例に係るエアレーションノズル123Bは、内部に空気が導入される円筒状の基部側支持体20Aと、基部側支持体20Aと略同一径の端部支持体20Bと、基部側支持体20Aと端部支持体20Bを覆いつつ締結手段22により締結されるチューブ状の散気膜11と、前記散気膜11に多数設けられたスリット12とを具備するものである。
図3に示すようなエアレーションノズル123は基部側支持体20の周囲を散気膜11が覆うような構造であるのに対し、図9に示すエアレーションノズル123Bは、散気膜11は自立しており、その先端部側でのみ端部支持体20Bにより支えられている。よって、空気122を供給している際には、散気膜11が膨張しているが、空気122の供給を停止すると、その散気膜11が破線に示すように、収縮・変形するので、スリットに付着している析出物の脱落が容易となる。
なお、脱落した析出物は、散気膜11の内部に溜まるので、このような析出物が溜まる部分に、スリットを形成する必要はない。また、スリットを形成するような場合には、塞がれることを考慮して、予めスリットを大目に形成し、落下した析出物により、スリットに堆積した場合でも、空気供給量が低下しないようにすればよい。
また、チューブ状のエアレーションノズルに対して、ディスク状のエアレーションノズルについて説明する。
図10は、本実施例に係るディスク状のエアレーションノズルの概略図である。
図10に示すように、ディスク状のエアレーションノズル133は、散気膜11の円筒状の支持体134の底部に析出物の収容部135を設けている。また、収容部135にはパンチングメタル136等の仕切りを設け、空気122の導入の流れを阻害しないようにしている。また、パンチングメタル136の下に析出物を落下させているので、空気122が供給された場合でも、舞い上がることはない。
以上、本実施例では被処理水として海水を例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば汚染処理における汚染水にエアレーションを行うエアレーション装置において、散気孔(メンブレンスリット)での汚泥成分の析出によるプラッギングを防止でき、長期間に亙って安定して操業することができる。
以上、本実施例ではエアレーション装置として、チューブ型のエアレーションノズルを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばディスク型や平板型のエアレーション装置や、セラミックス、金属の散気装置に適用することができる。
以上のように、本発明に係るエアレーション装置によれば、エアレーション装置の散気膜のスリットにおいて発生した析出物を除去することができ、例えば海水排煙脱硫装置に適用して、長期間に亙って連続しての安定した操業が可能となる。
11 散気膜
12 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
120A、120B エアレーション装置
123 エアレーションノズル

Claims (7)

  1. 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、
    空気の供給の一時的な停止を所定時間毎に制御する制御装置と
    を具備すると共に、
    前記エアレーションノズルは、
    内部に空気が導入される円筒状の基部側支持体と、
    基部側支持体よりも径が縮小され、仕切板を介して軸方向に設けられる中空筒体と、
    該中空筒体の他端に設けられ、前記基部側支持体と略同一径の端部支持体と、
    前記基部側支持体と前記端部支持体を覆いつつ両端で締結されるチューブ状の散気膜と、
    前記散気膜に多数設けられたスリットと、
    前記基部側支持体の側面に設けられ、散気膜の内周面と支持体外周面との間の加圧空間へ導入された空気を仕切板の手前側で流出させる空気出口とを具備することを特徴とするエアレーション装置。
  2. 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、
    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と
    を具備し、
    前記エアレーションノズルは、
    内部に空気が導入される円筒状の基部側支持体と、
    基部側支持体よりも径が縮小され、仕切板を介して軸方向に設けられる中空筒体と、
    該中空筒体の他端に設けられ、前記基部側支持体と略同一径の端部支持体と、
    前記基部側支持体と前記端部支持体を覆いつつ両端で締結されるチューブ状の散気膜と、
    前記散気膜に多数設けられたスリットと、
    前記基部側支持体の側面に設けられ、散気膜の内周面と支持体外周面との間の加圧空間へ導入された空気を仕切板の手前側で流出させる空気出口とを具備することを特徴とするエアレーション装置。
  3. 請求項2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。
  4. 請求項1において、
    前記制御装置により空気の供給を一時的に停止し、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。
  5. 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。
  6. 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乃至のいずれか一つ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停止又は増大を実行し、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。
  7. 請求項において、
    前記空気の供給の一時的な停止又は増大を行う際、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。
JP2010183498A 2010-08-18 2010-08-18 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 Active JP5582917B2 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010183498A JP5582917B2 (ja) 2010-08-18 2010-08-18 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
PCT/JP2011/050891 WO2012023293A1 (ja) 2010-08-18 2011-01-19 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
MYPI2012701076A MY164130A (en) 2010-08-18 2011-01-19 Aeration apparatus, seawater flue gas desulphurization apparatus including the same, and method for operating aeration apparatus
CN201180031714.3A CN102985371B (zh) 2010-08-18 2011-01-19 通风装置及具备该装置的海水烟气脱硫装置、通风装置的运转方法
SA111320276A SA111320276B1 (ar) 2010-08-18 2011-03-16 جهاز التهوية وجهاز ازالة الكبريت مشتمل علية و طريقة تشغيله
TW100109466A TWI454429B (zh) 2010-08-18 2011-03-18 曝氣裝置及具備其之海水排煙脫硫裝置、曝氣裝置之運轉方法
US13/152,359 US20120042783A1 (en) 2010-08-18 2011-06-03 Aeration apparatus, seawater flue gas desulphurization apparatus including the same, and method for operating aeration apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010183498A JP5582917B2 (ja) 2010-08-18 2010-08-18 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

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012040492A JP2012040492A (ja) 2012-03-01
JP5582917B2 true JP5582917B2 (ja) 2014-09-03

Family

ID=45593021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010183498A Active JP5582917B2 (ja) 2010-08-18 2010-08-18 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

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20120042783A1 (ja)
JP (1) JP5582917B2 (ja)
CN (1) CN102985371B (ja)
MY (1) MY164130A (ja)
SA (1) SA111320276B1 (ja)
TW (1) TWI454429B (ja)
WO (1) WO2012023293A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11291935B2 (en) * 2018-04-13 2022-04-05 Veolia Water Solutions & Technologies Support Rotary disc filter having a backwash system that includes a compact nozzle support structure
CN110538545A (zh) * 2019-09-29 2019-12-06 河北工业大学 一种膜曝气-吸收耦合式膜法海水烟气脱硫方法及装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4243616A (en) * 1979-02-15 1981-01-06 Ronald Wyss Air diffuser
JP3498402B2 (ja) * 1995-02-06 2004-02-16 石川島播磨重工業株式会社 脱硫装置
CN1308982A (zh) * 2000-02-14 2001-08-22 况保宗 汶氏综合除so2除尘器
JP4153250B2 (ja) * 2002-07-02 2008-09-24 住友重機械エンバイロメント株式会社 散気方法及び散気システム
JP3997176B2 (ja) * 2003-04-16 2007-10-24 株式会社神鋼環境ソリューション 散気装置の目詰まり防止運転方法
JP2005052773A (ja) * 2003-08-06 2005-03-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 排水処理装置
TWM273946U (en) * 2005-03-08 2005-09-01 Shi-Lung Lai Improvement of perforated plate structure
JP5072470B2 (ja) * 2007-07-24 2012-11-14 三菱重工業株式会社 エアレーション装置
CN101821206B (zh) * 2007-10-10 2012-06-27 东丽株式会社 细小气泡散气管、细小气泡散气装置和浸渍型膜分离装置
JP2009106874A (ja) * 2007-10-31 2009-05-21 Hitachi Ltd 反応槽及び散気装置

Also Published As

Publication number Publication date
TWI454429B (zh) 2014-10-01
WO2012023293A1 (ja) 2012-02-23
SA111320276B1 (ar) 2014-11-19
JP2012040492A (ja) 2012-03-01
TW201208986A (en) 2012-03-01
CN102985371B (zh) 2014-08-20
US20120042783A1 (en) 2012-02-23
CN102985371A (zh) 2013-03-20
MY164130A (en) 2017-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5535861B2 (ja) 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
JP2012115764A (ja) 海水脱硫装置の排水水路及び海水排煙脱硫システム
JP5535953B2 (ja) 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
JP5582917B2 (ja) 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
JP5535823B2 (ja) 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
JP5582952B2 (ja) 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
JP5583037B2 (ja) 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
JP5535817B2 (ja) 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加湿方法
JP5535824B2 (ja) 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
JP2012236164A (ja) 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
JP2013022512A (ja) エアレーション装置及び海水排煙脱硫装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131119

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140120

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140401

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140602

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140617

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140715

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5582917

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350