JP6313945B2 - 海水脱硫用散気装置及びそれを備えた海水脱硫装置、並びに水質改善方法 - Google Patents
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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、水路の一部の底面に設置したエアレーション装置(酸化・曝気槽)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(曝気)される(特許文献1〜3)。
なお、本実施例では、図示しない復水器からの冷却後の海水を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、海16からポンプP11により直接汲み上げた海水を用いるようにしてもよい。
SO2(G) + H2O → H2SO3(L) → HSO3 - + H+ ・・・(I)
この入口側希釈混合槽12に供給された硫黄分吸収海水23は、入口側希釈混合槽12に供給される復水器からの海水15及び希釈用の海水15aと混合されて希釈され、酸性混合海水24となる。
O2(G) → O2(L)・・・(II)
HSO3 - + 1/2O2 → SO4 2- + H+ ・・・(III)
HCO3 - + H+ → CO2(G) + H2O ・・・(IV)
CO3 2- +2H+ → CO2(G) + H2O ・・・(V)
なお、アルカリ度とは、海水15中に含まれる炭酸(H2CO3)、炭酸イオン(CO3 2-)、炭酸水素イオン(HCO3 -)、OH-、有機酸や弱酸の塩(ケイ酸、リン酸、ホウ酸)などの酸を消費する成分の含有量である。
ここで、本発明でΔS/TA=0.2以上と規定するのは、外海への放流地点におけるpHや溶存酸素といった所定の海水性状の要求値を満足するため、海水23中のS分濃度が低い場合、溶存酸素濃度を上げることが決定的になる場合が多く、溶存酸素濃度を上げるためには微細空気供給の方が空気を微細化できる分、必要酸化空気量が少なくて済むこととなる。これに対し、海水23中のS分濃度が高い場合、中和反応により生成したCO2を海水中から脱炭酸することが決定的になる場合が多く、脱炭酸させるには大量の空気を一度に送れる大径空気供給の方が高効率となる。これら微細空気供給と大径空気供給の、必要空気量の大小関係が逆転するのがΔS/TA=0.2近傍にあたることとなる。
図10に示すように、酸化速度(左縦軸)は、孔からの空気流速が速いほど増大するが、単位空気量あたりの酸化速度(右縦軸)は、空気流速が100m/sを超えると酸化速度が減少する。
散気管34、34同士の間隔(P2)は、あまりにも狭いと上昇する大粒の空気が干渉して、曝気効果が低減するので、少なくとも500mm以上離すのが好ましい。
ここで、一例として、大型の水路の長さ、幅について例示する。
吸収SO2量(ΔS)/海水中アルカリ量(TA)が0.3の酸性海水を、幅25mの酸化槽でpH6.0、溶存酸素飽和率70%以上まで処理する際、孔径が5mmのときの酸化槽の長さが80mだったが、孔径を10mmにした場合には、酸化槽長さが20mまで縮めることができた。しかし孔径を3mmとすると必要な酸化槽長さが200mとなり、コンパクト化を図ることができないのが判明した。
図8に示すように、本実施例に係る海水脱硫用散気装置を、海水脱硫用の酸化槽13の入口側と出口側との両方に設置するようにしている。
11 排煙脱硫吸収塔
12 入口側希釈混合槽
13 酸化槽
14 出口側希釈混合槽
15 海水
23 硫黄分吸収海水
24 酸性混合海水
30 海水脱硫用散気装置
31 空気
33 空気供給管
34 散気管
35 孔
36 ノズル
Claims (5)
- 排煙脱硫吸収塔において排ガスと海水とを気液接触させて前記排ガス中の硫黄分を脱硫することによって生じた硫黄分吸収海水を含む酸性混合海水の水質を回復する酸化槽内に配設され、前記酸性混合海水に空気を供給する複数の散気管を備え、
前記散気管の孔径が5mm〜50mmであり、
前記散気管の孔同士のピッチが40mm〜2000mmであり、
前記散気管同士のピッチが500mm〜4500mmであると共に、
前記硫黄分吸収海水中の吸収SO 2 量を硫黄分吸収海水中の吸収SO 2 量とし、海水中のアルカリ度に、前記酸化槽に導入される海水量を乗じた値を海水中アルカリ量としたとき、
前記硫黄分吸収海水中の吸収SO 2 量/前記海水中アルカリ量が0.2以上である場合に、前記酸性混合海水に前記散気管から前記空気を供給することを特徴とする海水脱硫用散気装置。 - 請求項1において、
前記散気管の孔から排出される前記空気の噴出流速が10〜100m/sであることを特徴とする海水脱硫用散気装置。 - 請求項1又は2の海水脱硫用散気装置を、前記酸化槽内における前記酸性混合海水が流入する流れ方向の入口側に有することを特徴とする海水脱硫装置。
- 請求項1又は2の海水脱硫用散気装置を、前記酸化槽内における前記酸性混合海水が流入する流れ方向の入口側と、前記酸性混合海水が排出する流れ方向の出口側とに有することを特徴とする海水脱硫装置。
- 排ガス中の硫黄分を海水と接触させて海水脱硫することによって生じた硫黄分吸収海水を含む酸性混合海水に、請求項1又は2に記載の海水脱硫用散気装置を使用して空気を供給することを特徴とする水質改善方法。
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