TW201604139A - 用於海水泡沫控制之消泡裝置及使用方法 - Google Patents

用於海水泡沫控制之消泡裝置及使用方法 Download PDF

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拉斯 菲利普 朗丁
派爾 帕普賽
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Abstract

本發明係關於一種消泡裝置及一種使用該消泡裝置之方法，其等可用於控制在海水曝氣池中曝氣排出之海水期間在排出之海水之表面上所產生之泡沫量。含於該海水曝氣池內之排出之海水可在與發電廠或鋁製品廠相關之海水煙道氣脫硫系統中產生。

Description

用於海水泡沫控制之消泡裝置及使用方法
本發明係關於一種用於移除在處理與基於海水之煙道氣脫硫系統相關之含於海水曝氣池中之海水期間所產生之泡沫之消泡裝置。
本發明進一步係關於一種使用消泡裝置以移除在處理與基於海水之煙道氣脫硫系統相關之含於海水曝氣池中之海水期間所產生之泡沫之方法。
許多工業製程會產生含有二氧化硫(SO2)之製程氣體。一種此類工業製程係燃料(諸如煤、石油、泥炭、廢棄物或類似物)在燃燒廠(諸如發電廠)中之燃燒。在此類發電廠中，產生通常稱作煙道氣之熱製程氣體。產生之煙道氣含有諸如(例如)酸性氣體(諸如(例如)二氧化硫(SO2))之污染物。必需在將煙道氣排放至周圍空氣中之前自煙道氣中儘可能多地移除產生之酸性氣體。產生含有污染物之製程氣體之工業製程之另一實例係自氧化鋁電解生產鋁。在該製程中，含有二氧化硫(SO2)之製程氣體或煙道氣產生於電解槽之通風罩內。同樣，必需在將煙道氣排放至周圍空氣中之前自煙道氣中儘可能多地移除產生之二氧化硫(SO2)。
WO 2008/105212揭示一種鍋爐系統，其包括鍋爐、蒸汽渦輪系統及用於煙道氣脫硫之海水洗滌器。該鍋爐藉由燃料燃燒產生用於該 蒸汽渦輪系統之高壓蒸汽以產生電力。自海洋收集海水並將其用作該蒸汽渦輪系統之冷凝器中之冷卻介質。之後，將海水用於基於海水之煙道氣脫硫洗滌器中以自產生於鍋爐之煙道氣中吸收二氧化硫(SO2)。二氧化硫(SO2)在基於海水之煙道氣脫硫洗滌器中一旦與海水接觸而被其吸收時會形成亞硫酸根及/或亞硫酸氫根離子。將自基於海水之煙道氣脫硫洗滌器排出之海水運送至海水曝氣池中以供處理。在海水曝氣池中，使空氣鼓泡通過自基於海水之煙道氣脫硫洗滌器運送之排出之海水以使亞硫酸根及/或亞硫酸氫根離子氧化為硫酸根離子。其中之亞硫酸根及/或亞硫酸氫根離子藉助含於鼓泡空氣中之氧氣而因此氧化為硫酸根離子。然後可將經處理之排出之海水中之所得惰性硫酸根離子釋放回海洋中。
一個與海水曝氣池中之排出之海水處理相關之問題係於排出之海水的表面上之泡沫產生。海水曝氣池中泡沫之產生需構建較大之池以不僅含有排出之海水亦含有產生之泡沫。構建較大之池意謂較大之資本、維護及操作支出。另一問題係，目前產生於排出之海水表面上之泡沫通常直接釋放回海洋中。然而，產生之泡沫經常攜帶相對高濃度之不適合釋放回海洋中之重金屬。考慮到此等問題，需要用於控制排出之海水曝氣池中之海水泡沫量的消泡裝置以減少相關資本、維護及/或操作費用，並減少或防止重金屬釋放於海洋中。同樣地，需要使用消泡裝置以控制排出之海水曝氣池中之海水泡沫量之方法以減少相關資本、維護及/或操作費用，並減少或防止重金屬釋放於海洋中。
本發明之目標係提供一種用於控制產生於排出之海水之表面上之泡沫量之消泡裝置。排出之海水係藉由在出於此種目的而構建之洗滌器中使含有二氧化硫之煙道氣與海水接觸以自煙道氣中移除二氧化 硫中來產生。然後在海水曝氣池中處理產生於該洗滌器中之排出之海水。上述目標係通過可用於控制含於海水曝氣池中之排出之海水之表面上產生之泡沫量的標的消泡裝置來達成。使用具有高壓側(即，鼓風機側)及低壓側(即，吸入側)之風扇(諸如可攜式風扇、曝氣風扇或類似物)操作該標的消泡裝置。使用該風扇之低壓側，產生之泡沫將自在海水曝氣池中經受處理之排出之海水之表面被吸入標的消泡裝置中。自排出之海水之表面吸入泡沫會減少海水曝氣池中的泡沫量或消除海水曝氣池中含有之泡沫。相較於使用較小尺寸風扇，使用用於吸入泡沫之目的之已用於將空氣吹入海水曝氣池以曝氣含於其中之排出之海水之曝氣風扇係較不佳。以使用較小尺寸風扇為較佳，因為曝氣風扇可提供比操作標的消泡裝置所需之吸力更大的吸力。然而，藉由自海水表面吸入產生之泡沫，可減小海水曝氣池之整體尺寸，從而減少與此相關之成本。一經自海水表面移除產生之泡沫，即在標的消泡裝置中將其消滅。藉由在標的消泡裝置中消滅吸入之泡沫所產生之流體在其環境保守處置前係隨後經收集、儲存及/或處理。
該標的消泡裝置之一優點係達成規定之環境目標且同時亦減少與其相關之資本、維護及/或操作費用。使用可攜式風扇、曝氣風扇或類似物之低壓側，會達成最小高壓鼓風機效率損失。同樣地，在大多數應用中，以非連續性模式操作消泡裝置來達成產生之泡沫量控制。以非連續性模式操作消泡裝置同樣減小任何歸於其之風扇效率損失，再次減少相關成本。此外，藉由消除或控制海水曝氣池中產生之泡沫量，可減小該海水曝氣池之整體尺寸，從而減少歸於其之相關資本、維護及/或操作支出。
本發明之另一目標係提供一種用於控制產生於排出之海水之表面上之泡沫量之方法。排出之海水係藉由在出於此種目的而構建之煙道氣脫硫洗滌器中使含有二氧化硫之煙道氣與海水接觸以自煙道氣中 移除二氧化硫中來產生。然後在海水曝氣池中處理產生於海水煙道氣脫硫洗滌器中之排出之海水。上述目標係通過一種使用標的消泡裝置之方法藉由控制產生於含於海水曝氣池中之排出之海水之表面上之泡沫量來達成。因此，使用可攜式風扇、曝氣風扇或類似物之低壓側(即，吸入側)以將產生之泡沫自排出之海水之表面吸入標的消泡裝置中以在該裝置中消滅。藉由泡沫破滅所產生之流體在其環境保守處置前係隨後經收集、儲存及/或處理。藉由消除或控制產生於海水曝氣池中之排出之海水之表面上的泡沫量，可減小該海水曝氣池之整體尺寸，從而減少歸於其之相關資本、維護及/或操作支出。
一優點係此方法達成規定目標及與此相關之最小附加操作及/或資本費用。使用可攜式風扇、曝氣風扇或類似物之低壓側，會達成最小高壓鼓風機效率損失。同樣地，在大多數應用中，根據標的方法以非連續性模式操作標的消泡裝置達成產生之泡沫量控制。以非連續性模式操作同樣減小任何歸於其之風扇效率損失，再次減少相關成本。
總而言之，標的揭示內容提供一種泡沫控制系統，其包括一流體連接至第一曝氣風扇之海水曝氣池，該第一曝氣風扇可操作以將空氣或含氧氣體吹入含於該海水曝氣池中之排出之海水中。第二風扇(諸如可攜式風扇或類似物)係可操作以將產生之泡沫自含於該海水曝氣池中之排出之海水之表面吸入消泡裝置中。相較於另一較小尺寸之第二風扇(諸如可攜式風扇)，使用與標的消泡裝置共同使用之已用於將空氣吹入海水曝氣池以曝氣含於其中之排出之海水中之第一曝氣風扇係較不佳。使用第一曝氣風扇及標的消泡裝置可能可產生比其操作所需之吸力更大的吸力。
該標的消泡裝置包括界定內部區域之外殼。該外殼配備用於使吸入之泡沫流入該外殼之內部區域之吸入之泡沫入口及用於使空氣流出該外殼之內部區域之空氣出口。該外殼亦包含噴霧系統，其包括與 流體供應源流體連通之管路(piping)。亦與該管路流體連通的係一或多個孔或噴嘴，其等可操作以將流體自該管路/流體供應源噴霧於該外殼內。因此，該等孔或噴嘴之噴霧流體直接朝向至少一個橫跨該外殼之內部區域配置之多孔板之表面。該至少一個多孔板將該外殼之內部區域分為入口區域及出口區域。視需要，該至少一個多孔板可呈一或多個具有相似或不同篩孔尺寸之篩的形式。與該出口區域流體連通配置霧氣清除機，其可操作以減少至少一部分自空氣出口流動之空氣中挾帶之水分量。與該外殼之該內部區域之底部流體連通配置排放管，其可操作以自該外殼之該內部區域排放流體。
在使用標的消泡裝置及系統中，該排出之海水之表面之泡沫係藉由可攜式風扇、曝氣風扇或類似物之低壓側而吸入外殼之內部區域中。在外殼內，藉由自一或多個孔或噴嘴噴向至少一個多孔板之流體消滅吸入之泡沫，該多孔板阻止吸入之泡沫在外殼之內部區域內流動。視需要，該至少一個多孔板可呈一或多個具有相似或不同篩孔尺寸之篩的形式。消滅吸入之泡沫產生流體及空氣。自外殼之內部區域經由排放管排放噴霧之流體及產生之流體。產生之空氣經由空氣出口自外殼之內部區域流動。在操作標的消泡裝置中，可基於連續性、預定週期性、偵測器引發的「視需要」之週期性或其他非連續性方式進行使用風扇之低壓側以吸入產生之泡沫。
標的揭示內容同樣提供一種用於泡沫控制之方法，其包括提供流體連接至曝氣風扇之海水曝氣池，該曝氣風扇可操作以將空氣或含氧氣體吹入含於該海水曝氣池中之排出之海水中。風扇(諸如可攜式風扇、曝氣風扇或類似物)係可操作以自含於該海水曝氣池中之排出之海水之表面吸入產生之泡沫。自排出之海水之表面吸入之產生之泡沫被吸入標的消泡裝置中。在標的消泡裝置內，消滅吸入之產生之泡沫。為達成消滅吸入之產生之泡沫，該標的消泡裝置包括界定內部區 域之外殼。該外殼配備用於使吸入之產生之泡沫流入內部區域的泡沫入口及用於使空氣流出內部區域之空氣出口。該外殼亦包含噴霧系統，其包含流體連接至流體供應源之管路。該管路亦流體連接至一或多個孔或噴嘴，其等可操作以自流體連接流體供應源朝向至少一個橫跨外殼之內部區域配置之多孔板噴霧流體至外殼之內部區域內。該多孔板係經配置以將外殼之內部區域分為入口區域及出口區域。視需要，該至少一個多孔板可呈一或多個具有相似或不同篩孔尺寸之篩的形式。與出口區域流體連通配置霧氣清除機以擷取經由空氣出口自內部區域流動之空氣中所挾帶之水分。排放管亦與外殼之內部區域之底部流體連通。因此，該排放管係可操作以自外殼之內部區域排放流體。在使用中，藉由自噴霧系統之孔或噴嘴朝向至少一個多孔板噴霧之流體噴霧而在外殼之內部區域中消滅吸入之產生之泡沫，該多孔板阻止吸入之產生之泡沫流動通過該外殼之內部區域。進入外殼之內部區域之吸入之產生之泡沫可包括重金屬。藉由消滅吸入之產生之泡沫所產生之流體亦可包括重金屬。因此若需要，經由排放管收集藉由消滅吸入之產生之泡沫所產生的流體以供處理。進一步根據標的方法，可基於連續性、預定週期性、偵測器引發之「視需要」之週期性或其他非連續性方式進行使用風扇之低壓側以吸入產生之泡沫。
使用標的消泡裝置之方法包括將產生之泡沫自含於海水曝氣池中之排出之海水之表面吸入標的消泡裝置中。該消泡裝置內之吸入之產生之泡沫係藉由與自一或多個流體連接至管路及流體供應源之孔或噴嘴所噴霧之流體進行流體噴霧接觸來消滅。噴霧於該消泡裝置之內部區域內之流體係直接朝向至少一個橫跨該消泡裝置外殼之內部區域配置之多孔板，其阻止吸入之產生之泡沫在內部區域中流動。視需要，該至少一個多孔板可呈一或多個具有相似或不同篩孔尺寸之篩的形式。該消泡裝置內之吸入之產生之泡沫可包括重金屬。藉由消滅產 生之泡沫所產生之流體同樣可包括重金屬。經由流體連接排放管自該消泡裝置排放藉由消滅吸入之產生之泡沫所產生之流體。自該消泡裝置排放之流體在其環境保守處置前可視需要經收集、儲存及/或處理。進一步根據標的方法，可基於連續性、預定週期性、偵測器引發之「視需要」之週期性或其他非連續性方式進行使用風扇之低壓側以自排出之海水之表面吸入產生之泡沫。
一種用於控制包括重金屬之泡沫之方法包括提供流體連接至曝氣風扇之海水曝氣池，該曝氣風扇可操作以將空氣或含氧氣體吹入含於該海水曝氣池中之排出之海水中以在其中曝氣排出之海水。風扇(諸如可攜式風扇、曝氣風扇或類似物)係可操作以自含於海水曝氣池中之排出之海水之表面吸掉產生之包括重金屬(諸如汞)之泡沫。使用風扇之低壓側自排出之海水之表面吸掉泡沫可基於連續性、預定週期性、偵測器引發之「視需要」之週期性或其他非連續性方式進行。另外，流體收集槽可視需要用於收集、儲存及/或處理藉由消滅吸入之產生之泡沫所產生的流體，該流體可能包括諸如汞之重金屬。因此，可能包括重金屬(諸如汞)之吸入之產生之泡沫係自排出之海水之表面吸入並在標的消泡裝置中被消滅。由於藉由在標的消泡裝置中消滅吸入之產生之泡沫所產生之流體可同樣包括重金屬(諸如汞)，因此可在該流體收集槽中收集、儲存及/或處理產生之流體以在其環境保守處置前移除至少一部分該流體收集槽中之任何重金屬。或者，產生之流體可收集並視需要在該流體收集槽中儲存一段時間，接著將該流體傳輸至發電廠或廠外之他處進行處理。
自下列說明及申請專利範圍將明白本發明之其他目標及特徵。
10‧‧‧發電廠
12‧‧‧鍋爐
14‧‧‧燃料源
16‧‧‧進料管
18‧‧‧氧源
20‧‧‧氧供應管
22‧‧‧管道
24‧‧‧微粒收集裝置
26‧‧‧管道
28‧‧‧基於海水之煙道氣脫硫系統
30‧‧‧吸收器
32‧‧‧入口
34‧‧‧吸收器30之下部
36‧‧‧吸收器30之內部
38‧‧‧吸收器30之中央部分
40‧‧‧噴霧配置
42‧‧‧供應管
44‧‧‧噴嘴
46‧‧‧泵
48‧‧‧吸入管
50‧‧‧海洋
52‧‧‧壓力管
54‧‧‧排出管
56‧‧‧海水曝氣池
58‧‧‧填充材料
60‧‧‧可選管道
62‧‧‧曝氣風扇
62a‧‧‧第二風扇
64‧‧‧管道系統
66‧‧‧氧供應系統
68‧‧‧溢流管
80‧‧‧曝氣系統
82‧‧‧海水曝氣池56中之排出之海水ES之表面
84‧‧‧海水曝氣池56之內部
86‧‧‧曝氣風扇62之高壓側
88‧‧‧曝氣風扇62之低壓側
88a‧‧‧第二風扇62a之低壓側
90‧‧‧第一端/海水曝氣池56之入口端
92‧‧‧第二端/海水曝氣池56之出口端
94‧‧‧出口
96‧‧‧吸入管
96a‧‧‧吸入管96中之閥
98‧‧‧消泡裝置
100‧‧‧泡沫管道
102‧‧‧泡沫管道100之管道出口
104‧‧‧泡沫管道入口
106‧‧‧流體管道
120‧‧‧流體收集槽
122‧‧‧排放管
124‧‧‧外殼
126‧‧‧外殼124之內部區域
128‧‧‧泡沫入口
130‧‧‧空氣出口
132‧‧‧噴霧系統
134‧‧‧管路
136‧‧‧流體供應源
138‧‧‧孔或噴嘴
140‧‧‧多孔板142之入口表面
142‧‧‧多孔板
144‧‧‧入口區域
146‧‧‧出口區域
148‧‧‧霧氣清除機
150‧‧‧霧氣管道
152‧‧‧霧氣清除機148之底部
154‧‧‧霧氣清除機148之內部
156‧‧‧外殼124之內部區域126之底部
158‧‧‧穿孔
160‧‧‧開放區域
現參照下文描述之隨附圖式將更詳細地揭示本發明。
圖1係具有本發明之設備之發電廠的示意性側橫截面圖。
圖2係配備圖1之標的消泡裝置及系統之基於海水之煙道氣脫硫系統海水曝氣池之示意性放大側橫截面圖。
圖3係圖2之消泡裝置之示意性放大側橫截面圖。
圖4係圖3之多孔板之示意性放大「入口區域」正視圖。
圖1係繪示發電廠10之示意性側橫截面圖。該發電廠10包括鍋爐12，燃料F(諸如煤、石油、或類似物)係通過流體連接進料管16自燃料源14供應至鍋爐12以在鍋爐12中燃燒。燃料F係在氧O之存在下於鍋爐12中燃燒，氧O係經由流體連接氧供應管20自氧源18供應至鍋爐12中。供應至鍋爐12中之氧O可(例如)呈空氣之形式及/或呈氧氣及再循環之發電廠煙道氣FG之混合物之形式供應。在此種情況下，鍋爐12將係通常被稱作「氧燃料」鍋爐。燃料F之燃燒產生呈煙道氣FG之形式的熱製程氣體。燃料F一經燃燒，則含於燃料F中之硫物質形成二氧化硫(SO2)。因此，發電廠10煙道氣FG包含作為其一部分之二氧化硫。
產生之煙道氣FG經由流體連接管22自該鍋爐12流至微粒收集裝置24，其呈織物過濾器或靜電沉澱器之形式。該微粒收集裝置24(諸如如US 4,502,872中所描述之靜電沉澱器)用以移除煙道氣FG中挾帶之粉塵及/或灰塵微粒。或者，可使用織物過濾器(諸如US 4,336,035中所描述者)自煙道氣FG收集煙道氣粉塵及/或灰塵之微粒。作為一替代實施例，可將微粒收集裝置24配置於基於海水之煙道氣脫硫系統28的下游。仍作為另一實施例，微粒移除單獨發生於基於海水之煙道氣脫硫系統28中之系統可省略微粒收集裝置24。
根據圖1中繪示之本實施例，已移除大部分灰塵及/或粉塵微粒之煙道氣FG經由流體連接管26自微粒收集裝置24流至基於海水之煙道氣脫硫系統28。該基於海水之煙道氣脫硫系統28包括濕洗滌器塔或吸 收器30。入口32係配置於該吸收器30之下部34。管道26係流體連接至入口32，使得經由管道26自微粒收集裝置24流動之煙道氣FG可經由入口32進入吸收器30之內部36。
進入內部36後，煙道氣FG垂直向上流動通過吸收器30，如藉由箭頭FG指示。吸收器30之中央部分38配備諸多位於彼此上方垂直配置之噴霧配置40。出於簡化圖1中繪示之實施例之目的，具有三個此類噴霧配置40。通常，吸收器30中具有1至20個此類噴霧配置40。每個噴霧裝置40包括供應管42及諸多流體連接至各自供應管42的噴嘴44。經由各自供應管42供應至噴嘴44之海水SW係藉助噴嘴44霧化以在吸收器30之內部36中接觸流動於其間之煙道氣FG。因此，海水SW與煙道氣FG之間之接觸使海水SW能夠吸收吸收器30之內部36內之煙道氣FG中的二氧化硫(SO2)。
泵46係經配置以經由流體連接吸入管48自海水供應源或海洋50將海水SW泵送通過流體連接壓力管52並進一步通過流體連接至供應管42。
根據一替代實施例，藉由泵46泵送至供應管42之海水SW可係在將此類海水SW供應至吸收器30前先前用作與鍋爐12相關之蒸汽渦輪系統(未顯示)中之冷卻水的海水SW。
根據一替代實施例，該基於海水之煙道氣脫硫系統28可包括一或多層配置於吸收器30之內部36中的填充材料58。可由塑膠、鋼材、木材或其他合適之材料製成之填充材料58增加氣液接觸。使用填充材料58，噴嘴44僅將海水SW分佈於填充材料58上，而非霧化海水SW以與煙道氣FG接觸。填充材料58之實例包含購自Sulzer Chemtech AG,Winterthur,CH的MellapakTM及購自Raschig GmbH,Ludwigshafen,DE的PallTM環。
藉由吸收器30之內部36中之噴嘴44霧化之海水SW在吸收器30內 向下流動以接觸並吸收在吸收器30之內部36中垂直向上流動之煙道氣FG中之二氧化硫。在內部36中藉由海水SW吸收二氧化硫會形成排出之海水ES，其收集於吸收器30之下部34中。經由流體連接排出管54將收集於吸收器30之下部34中之排出之海水ES排放至或流動至海水曝氣池56中。
視需要，若需要，可向通過排出管54流至海水曝氣池56中之排出之海水ES中添加新鮮的海水SW。就此目的而言，可將可選管道60流體連接至壓力管52以向運送排出之海水ES至海水曝氣池56中之流體連接排出管54供應新鮮之海水SW流。因此，新鮮海水SW與排出之海水ES之相互混合可發生於排出管54中。如另一可選替代例(未闡述)，可將經由管道60供應之新鮮海水SW直接運送至海水曝氣池56中以在其中與排出之海水ES混合。如另一選擇(未闡述)，產生於鍋爐12或於此相關之蒸汽渦輪系統(未顯示)中之剩餘水及/或冷凝液可在海水曝氣池56中與排出之海水ES混合。
假設根據下列反應在吸收器30之內部36中發生二氧化硫之吸收：SO2(g)+H2O=>HSO3 -(aq)+H+(aq) [eq.1.1a]
根據下列平衡反應，亞硫酸氫根離子(HSO3 -)可取決於排出之海水ES之pH值而進一步解離形成亞硫酸根離子(SO3 2-)：HSO3 -(aq)<=>SO3 2-(aq)+H+(aq) [eq.1.1b]
因此，由於二氧化硫之吸收之效應，相較於來自海洋50之新鮮海水SW之pH，排出之海水ES將因吸收二氧化硫中產生之氫離子(H+)之效應而具有更低pH值，且將分別含有亞硫酸氫根及/或亞硫酸根離子(HSO3 -及SO3 2-)。亞硫酸氫根及/或亞硫酸根離子係需氧物質及限制 其釋放於海洋50中。
在海水曝氣池56中，亞硫酸氫根及/或亞硫酸根離子(HSO3 -及/或SO3 2-)係藉由使其與氧根據下列反應而氧化：HSO3 -+H++½ O2(g)=>SO4 2-+2H+ [eq.1.2a]
SO3 2-+2H++½ O2(g)=>SO4 2-+2H+ [eq.1.2b]
該海水曝氣池56包含曝氣風扇62，其可操作以經由流體連接管道系統64將含氧氣體或空氣A吹入含於海水曝氣池中之排出之海水ES中。曝氣風扇62及流體連接管道系統64共同形成氧供應系統66以向海水曝氣池56中之排出之海水ES供應含氧氣體或空氣A。參照圖2在下文中提供海水曝氣池56之更詳細的說明。
圖2更詳細地繪示海水曝氣池56。排出之海水ES係經由流體連接排出管54在第一端90(其係海水曝氣池56之入口端)供應至海水處理系統80之海水曝氣池56部分。排出之海水ES通常如箭頭S指示自第一端90水平地流至第二端92(其係海水曝氣池56之出口端)。隨著排出之海水ES自第一端90流至第二端92，於靠近第二端92之排出之海水ES之表面82上產生泡沫HM。泡沫HM可攜帶相對高濃度之重金屬(諸如汞及類似物)。在第二端92，經處理之排出之海水TS經由流體連接溢流管68自海水曝氣池56溢流。
曝氣系統80進一步包含具有曝氣風扇62及管道系統64之氧供應系統66。該管道系統64在海水曝氣池56之內部84內包括諸多出口94。曝氣風扇62吹動含氧氣體或空氣A通過管道系統64以自海水曝氣池56中之排出之海水ES表面82下的出口94釋放。該管道系統64在海水曝氣池56之第一端90與第二端92之間沿海水曝氣池56延伸。藉由曝氣風扇62之高壓側86吹動並自出口94釋放之含氧氣體或空氣A在海水曝氣 池56中與排出之海水ES混合。因此，含氧氣體或空氣A分散於排出之海水ES中並與排出之海水ES混合以氧化存在於其中之亞硫酸氫根及/或亞硫酸根離子以在經處理之海水TS中形成惰性硫酸根，接著經由溢流管68環境釋放經處理之海水TS至海洋50中。
如上所述，排出之海水ES通常如箭頭S指示自第一端90水平地流至第二端92(其係海水曝氣池56之出口端)。隨著排出之海水ES自第一端90流至第二端92，藉由紊流及曝氣於排出之海水ES之表面82上產生泡沫HM。由於排出之海水ES自第一端90流至第二端92，因此泡沫HM在靠近第二端92累積或聚集。泡沫HM可攜帶相對高濃度之重金屬(諸如汞及類似物)。
為防止泡沫HM累積於表面82上或經由溢流管68自海水曝氣池56流入海洋50中，曝氣風扇62之低壓側88(即，吸入側)係經由吸入管96流體連接至消泡裝置98。或者，將海水曝氣池56流體連接至第一曝氣風扇62，其可操作以將空氣A或含氧氣體吹入含於海水曝氣池56中之排出之海水ES中。藉由虛線繪示之第二風扇62a(諸如可攜式風扇或類似物)係可操作使低壓側88a將產生之泡沫HM自含於海水曝氣池56中之排出之海水之表面ES吸入消泡裝置98中。相較於另一較小尺寸之第二風扇62a(諸如可攜式風扇)，使用與標的消泡裝置98共同使用之已用於吹動空氣A通過海水曝氣池56以曝氣含於其中之排出之海水ES的第一曝氣風扇62係較不佳。使用第一曝氣風扇62與標的消泡裝置98可能可產生比其操作所需之吸力更大之吸力。因此，較佳使用各別較小類型風扇62a(諸如諸如可攜式風扇)之低壓側88a，因為曝氣風扇62可產生比操作標的消泡裝置98所必需之吸力更大的吸力。泡沫管道100亦流體連接至消泡裝置98。泡沫管道100經由泡沫管道100管道出口102流體連接至消泡裝置98之泡沫入口128。在泡沫管道100之管道出口102對面係泡沫管道入口104。泡沫管道100之泡沫管道入口104較 佳係具有相較於泡沫管道100更大之尺寸且可操作以經由來自曝氣風扇62或可攜式風扇62a之吸力移除表面82產生之泡沫HM。如下文中更詳細之描述，自表面82吸入之產生之泡沫HM流入消泡裝置98之泡沫入口128中以在消泡裝置中消滅。可基於連續性、預定週期性、偵測器引發之「視需要」之週期性或類似非連續性方式藉由打開或關閉吸入管96中之閥96a控制來進行使用曝氣風扇62或可攜式風扇62a自表面82吸入產生之泡沫HM。
消滅吸入消泡裝置98中之產生之泡沫HM會產生流體PF。可在經由排放管122流體連接至流體連接消泡裝置98之流體收集槽120中收集、儲存及/或處理產生之流體PF。因此，在將產生之流體PF釋放於海洋50或其他處之前，可視需要處理經由排放管122收集於流體收集槽120中之產生之流體PF以移除至少一部分其中之潛在相對高濃度之重金屬。因此，可經由流體連接至溢流管68之流體連接經處理流體管道106自流體收集槽120釋放經處理之產生之流體TF以使經處理之產生之流體TF返回至海洋50中。
或者，可將收集於流體收集槽120中之產生之流體PF運輸至額外之發電廠10設備(未顯示)以移除至少一部分其中之潛在相對高濃度之重金屬，接著在發電廠10或廠外中之其他處釋放生成的經處理之產生之流體TF或使用經處理之產生之流體TF。
最佳繪示於圖3中係標的消泡裝置98。消泡裝置98包括界定內部區域126之外殼124。外殼124配備用於使吸入之泡沫HM流入外殼124之內部區域126中之吸入之泡沫HM入口128及用於使空氣PA流出外殼124之內部區域126之空氣出口130。外殼124亦包含噴霧系統132，其包括與流體供應源136流體連通之管路134。流體供應源136可呈槽、諸如水之管式流體源或其他合適流體源諸如水儲存及/或供應源。亦與管路134流體連通的係一或多個孔或噴嘴138，其等可操作以自該管 路/流體供應源噴霧流體SF於外殼124內。因此，自孔或噴嘴138噴霧之流體SF直接朝向至少一個橫跨外殼124之內部區域126配置之多孔板142之入口表面140。該至少一個多孔板142將外殼124之內部區域126分為入口區域144及出口區域146。視需要，該至少一個多孔板142可呈一或多個具有相似或不同篩孔尺寸之篩的形式。與出口區域146流體連通配置霧氣清除機148，其可操作用於減少至少一部分流出空氣出口130之空氣及產生之空氣PA中挾帶之水分量。與霧氣清除機148之底部152流體連通配置霧氣管道150。自流出空氣出口130之空氣及產生之空氣PA中移除之水分經由霧氣管道150自霧氣清除機148之內部154排放至外殼124之流體連接出口區域146中。另外，與外殼124之內部區域126之底部156流體連通配置排放管122，其可操作以自外殼124之內部區域126排放流體。在使用標的消泡裝置98中，藉由風扇(諸如可攜式風扇62a、曝氣風扇62或類似物)之低壓側88、88a將排出之海水ES之表面82之泡沫HM吸入外殼124之內部區域126中。在外殼124內，藉由自一或多個孔或噴嘴138噴向至少一個多孔板142之流體SF消滅吸入之泡沫HM，該多孔板阻止吸入之泡沫HM在外殼124之內部區域126內流動。消滅吸入之泡沫HM會產生流體PF及空氣PA。噴霧之流體SF及產生之流體PF係經由排放管122排出外殼124之內部區域126。產生之空氣PA經由空氣出口130自外殼124之內部區域126流動。在操作標的消泡裝置98中，使用風扇(諸如可攜式風扇62a、曝氣風扇62或類似物)之低壓側88、88a以吸入產生之泡沫HM可基於連續性、預定週期性、偵測器引發之「視需要」之週期性或非連續性方式藉由吸入管96中之閥96a控制來進行。可打開或關閉閥96a以分別操作或不操作消泡裝置98。
如最佳於圖4中繪示，係多孔板142之入口表面140之泡沫入口128的正視圖。為易於建構，多孔板142較佳係平面的。然而，非平面 形狀(諸如弧形)亦適合用於標的消泡裝置98中之多孔板142。視需要，該至少一個多孔板142可呈一或多個具有相似或不同篩孔尺寸之篩的形式。多孔板142之功能係阻止產生之泡沫HM在外殼124之內部區域126內流動。經阻止之泡沫HM與自孔或噴嘴138噴霧之流體SF接觸並藉由其消滅。藉由消滅產生之泡沫HM而產生之空氣PA及流體PF流動通過複數個穿孔多孔板142之穿孔158。穿孔158自入口表面140延伸穿過多孔板142至相對的出口表面156。穿孔158界定多孔板142中之開放區域160。多孔板142較佳係約50%至約75%，或約75%至約90%之開放區域160以確保充足之空氣、產生之空氣PA及產生之流體PF流動通過消泡裝置98且同時阻止產生之泡沫HM流動於其中。另外，消泡裝置98可包含多於一個多孔板142。在配備多於一個多孔板142之消泡裝置98之情況下，每個多孔板142之開放區域160之形狀及百分數可相同或不同以最優化流體流動且同時阻止產生之泡沫HM流動。
總而言之，標的揭示內容提供裝置98及方法，其等用於控制在排出之海水ES於與基於海水之煙道氣脫硫系統28相關之海水曝氣池56中曝氣期間在排出之海水ES之表面82上產生之可能包括重金屬之泡沫HM的量。因此，含有排出之海水ES之海水曝氣池56係流體連接至曝氣風扇62，該曝氣風扇可操作以將含氧氣體或空氣A吹入海水曝氣池56中之排出之海水ES中以於其中曝氣排出之海水。曝氣風扇62、可攜式風扇62a或類似物同樣可操作以自海水曝氣池56中之排出之海水ES之表面82吸入泡沫HM。使用曝氣風扇62、可攜式風扇62a或類似物自排出之海水ES之表面82吸入泡沫HM可基於連續性、預定週期性、偵測器引發之「視需要」之週期性或其他非連續性方式進行。流體收集槽120係用於收集、儲存及/或視需要(若需要)處理流體SF/自消泡裝置98產生之流體PF。由於吸入之產生之泡沫可包括重金屬(諸如汞)，因此自消泡裝置98產生之流體PF可同樣包括重金屬。自 消泡裝置98排入流體收集槽120中之流體SF/產生之流體PF可在流體收集槽中或他處進行處理以自流體中移除至少一部分重金屬。或者，流體SF/產生之流體PF可在其處理之前及/或之後在流體收集槽120中儲存一段時間。或者，流體SF/產生之流體PF可在將其運輸至發電廠10或廠外之他處進行處理前收集並視需要在流體收集槽120中儲存一段時間。
用於控制包括重金屬之泡沫HM之標的方法包括提供流體連接至曝氣風扇62的海水曝氣池56，曝氣風扇62可操作以將含氧氣體或空氣A吹入排出之海水ES中以在海水曝氣池56中曝氣排出之海水ES。風扇(諸如可攜式風扇62a、曝氣風扇62或類似物)係可操作以自海水曝氣池56中之排出之海水ES之表面82吸入包括重金屬(諸如汞)之泡沫HM。使用風扇62、62a自排出之海水ES之表面82吸入泡沫HM可基於連續性、預定週期性、偵測器引發之「視需要」之週期性或其他非連續性方式進行。流體收集槽120係用於收集、儲存及/或視需要處理自排出之海水ES之表面82吸入之包括重金屬(諸如汞)的泡沫HM。由於吸入之泡沫HM包括重金屬(諸如汞)，因此自消泡裝置98排入流體收集槽120中之流體SF/產生之流體PF之處理包括自其中移除至少一部分重金屬。就此目的而言，自消泡裝置98排放之流體SF/產生之流體PF可在其處理之前及/或之後在流體收集槽120中儲存一段時間。或者，該流體SF/產生之流體PF可在將其運輸至發電廠10或廠外之他處進行處理前收集並視需要在流體收集槽120中儲存一段時間。
雖然已參照一些較佳實施例描述本發明裝置及方法，但熟習此項技術者將瞭解，在不脫離本發明之範圍下可對其作出各種變化且可以等效物替代其元件。此外，可在不脫離本發明之基本範疇下對標的裝置及/或方法之教示作出許多修飾以適應特定情況或材料。因此，希望標的裝置及/或方法不限於本文預期及提出之作為最佳模式揭示 之特定實施例，而將包含在隨附申請專利範圍內之所有實施例。此外，術語第一、第二等之任何用途不表示任何順序或重要性，而係用以區分不同元件。
當明瞭上述實施例之諸多修飾可能在隨附申請專利範圍之範圍內。
10‧‧‧發電廠
12‧‧‧鍋爐
14‧‧‧燃料源
16‧‧‧進料管
18‧‧‧氧源
20‧‧‧氧供應管
22‧‧‧管道
24‧‧‧微粒收集裝置
26‧‧‧管道
28‧‧‧基於海水之煙道氣脫硫系統
30‧‧‧吸收器
32‧‧‧入口
34‧‧‧吸收器30之下部
36‧‧‧吸收器30之內部
38‧‧‧吸收器30之中央部分
40‧‧‧噴霧配置
42‧‧‧供應管
44‧‧‧噴嘴
46‧‧‧泵
48‧‧‧吸入管
50‧‧‧海洋
52‧‧‧壓力管
54‧‧‧排出管
56‧‧‧海水曝氣池
58‧‧‧填充材料
60‧‧‧可選管道
62‧‧‧曝氣風扇
62a‧‧‧第二風扇
64‧‧‧管道系統
66‧‧‧氧供應系統
68‧‧‧溢流管
80‧‧‧曝氣系統
88‧‧‧曝氣風扇62之低壓側
96‧‧‧吸入管
98‧‧‧消泡裝置
100‧‧‧泡沫管道
102‧‧‧泡沫管道100之管道出口
104‧‧‧泡沫管道入口
106‧‧‧流體管道
120‧‧‧流體收集槽
122‧‧‧排放管

Claims (15)

  1. 一種泡沫控制系統，其包括：一流體連接至風扇之高壓側之海水曝氣池，該風扇可操作以將含氧氣體吹入該海水曝氣池中之排出之海水中；及風扇之低壓側，該風扇可操作以將該海水曝氣池中之排出之海水之表面之泡沫吸入消泡裝置中，該消泡裝置包括：一配備入口及出口之外殼；一可操作以將流體朝向至少一個多孔板噴霧至該外殼內之噴霧系統，該至少一個多孔板係橫跨該外殼之內部區域配置且將該內部區域分為入口區域及出口區域；一與該出口流體連通配置之霧氣清除機；及一與該內部區域之底部流體連通之排放管，其可操作以自該消泡裝置排放流體。
  2. 如請求項1之系統，其中該排出之海水之表面之泡沫係使用獨立第二風扇之該低壓側吸入該外殼之該內部區域中。
  3. 如請求項1之系統，其中該排出之海水之該表面之泡沫係吸入該外殼之該內部區域中並藉由該噴霧系統朝向該至少一個多孔板噴霧之流體而消滅。
  4. 如請求項1之系統，其中泡沫之吸入係基於連續性、預定週期性、偵測器引發之「視需要」之週期性或其他非連續性方式進行。
  5. 一種消泡裝置，其包括：一配備入口及出口之外殼；一可操作以將流體朝向至少一個多孔板噴霧至該外殼內之噴霧系統，該至少一個多孔板係橫跨該外殼之內部區域配置且將 該內部區域分為入口區域及出口區域；一與該出口流體連通配置之霧氣清除機；及一與該內部區域之底部流體連通之排放管，其可操作以自該內部區域排放流體。
  6. 如請求項5之裝置，其中海水曝氣池中之排出之海水之表面之泡沫係使用該曝氣風扇或獨立第二風扇吸入該外殼之該內部區域中。
  7. 如請求項5之裝置，其中海水曝氣池中之排出之海水之表面之泡沫係吸入該外殼之該內部區域中並藉由與朝向該至少一個阻斷泡沫流動之多孔板之該噴霧系統之流體噴霧接觸而消滅。
  8. 如請求項5之裝置，其中泡沫係基於連續性、預定週期性、偵測器引發之「視需要」之週期性或其他非連續性方式吸入該外殼中。
  9. 一種用於泡沫控制之方法，其包括：提供一流體連接至風扇之高壓側之海水曝氣池，該風扇可操作以將含氧氣體吹入含於該海水曝氣池中之排出之海水中；提供風扇之低壓側，該風扇可操作以將該海水曝氣池中之該排出之海水之表面之泡沫吸入消泡裝置中；及於該消泡裝置之內部區域中消滅泡沫，該消泡裝置包括：一界定該內部區域並配備吸入之泡沫入口及空氣出口之外殼；一可操作以將流體朝向至少一個多孔板噴霧至該外殼內之噴霧系統，該至少一個多孔板係橫跨該外殼之該內部區域配置且將該內部區域分為入口區域及出口區域；一與該出口流體連通配置之霧氣清除機；及一與該內部區域之底部流體連通之排放管，其可操作以自 該消泡裝置排放流體。
  10. 如請求項9之方法，其中該泡沫係於該內部區域內藉由與朝向該至少一個阻斷泡沫流動之多孔板之該噴霧系統之流體噴霧接觸而消滅。
  11. 如請求項9之方法，其中該吸入之泡沫包括重金屬且自消滅泡沫所產生之流體包括重金屬。
  12. 如請求項9之方法，其中泡沫之吸入係基於連續性、預定週期性、偵測器引發之「視需要」之週期性或其他非連續性方式進行。
  13. 一種使用消泡裝置之方法，其包括：將海水曝氣池中之排出之海水之表面之泡沫吸入該消泡裝置中；及於該消泡裝置之內部區域中藉由與朝向至少一個橫跨該內部區域配置並阻斷泡沫流動之多孔板在該內部區域內之流體噴霧接觸而消滅該吸入之泡沫。
  14. 如請求項13之方法，其中該吸入之泡沫包括重金屬且自消滅泡沫所產生之流體包括重金屬。
  15. 如請求項13之方法，其中泡沫之吸入係基於連續性、預定週期性、偵測器引發之「視需要」之週期性或其他非連續性方式進行。
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