TWI519338B - Desulphurization seawater treatment system - Google Patents

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TWI519338B
TWI519338B TW102104468A TW102104468A TWI519338B TW I519338 B TWI519338 B TW I519338B TW 102104468 A TW102104468 A TW 102104468A TW 102104468 A TW102104468 A TW 102104468A TW I519338 B TWI519338 B TW I519338B
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Takashi Yoshimoto
Susumu Okino
Seiji Kagawa
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Mitsubishi Hitachi Power Sys
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Description

脫硫海水處理系統
本發明係關於一種降低氧化槽之負荷之脫硫海水處理系統，且上述氧化槽係將使用海水進行脫硫之包含硫成分之吸收硫成分之海水稀釋混合。
於以煤或原油等作為燃料之發電設備中，藉由燃燒煤等石化燃料而於自鍋爐排出之燃燒廢氣(以下，稱為「廢氣」)中包含硫氧化物(SOx)等硫成分。因此，廢氣係於經脫硫處理而去除廢氣中所含之二氧化硫(SO2)等SOx之後向大氣中排出。作為此種脫硫處理方法，存在石灰石膏法、噴霧乾燥器(spray dryer)法及海水法等。
發電站等係由於需要大量之冷卻水故而建設於面向海之場所之情形較多。因此，就抑制脫硫處理所需之運轉成本等觀點而言，提出使用有將海水用作吸收廢氣中之硫氧化物之吸收液而進行脫硫之海水脫硫的海水排煙脫硫裝置。
海水排煙脫硫裝置係藉由對使大致圓筒之類之筒形狀或角形狀縱向放置之脫硫塔(吸收塔)之內部供給海水及鍋爐廢氣，使海水作為吸收液進行氣液接觸而去除SOx。於脫硫塔內用作吸收劑之脫硫後之海水(吸收硫成分之海水)於排出線上移送而被供給至氧化槽。於氧化槽內流動之吸收硫成分之海水經與未用於脫硫之海水混合而稀釋。又，吸收硫成分之海水係藉由自設置於水槽之一部分之底面之空氣配給裝置流出之微細氣泡而進行脫二氧化碳(曝氣)(例如，參照專利文獻 1)。藉此，吸收硫成分之海水經SO3之氧化與CO2之曝氣處理，於滿足地域之環境基準後放流。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2007-125474號公報
氧化槽通常為寬度20 m~40 m、長度100 m~200 m左右之上部經開放之較長之水槽(Seawater Oxidation Treatment System(海水氧化處理系統)；SOTS)，需要廣泛之設置面積。
另一方面，自吸收塔向氧化槽移送吸收硫成分之海水之吸收硫成分之海水排出線通常為直徑1 m~2 m、長度200 m~300 m左右之配管。關於吸收硫成分之海水排出線，吸收硫成分之海水係由於pH值較低故而難以受到氧化，但於SO2吸收量相對於吸收硫成分之海水之流量(△ToS)較少之情形時(例如，△ToS為3 mmol/l以下)，於經吸收硫成分之海水排出線移送期間，消耗吸收硫成分之海水中所含之溶氧而受到氧化。又，於吸收硫成分之海水排出線較長之情形時，即便pH值較低氧化速度較慢亦存在作為吸收硫成分之海水之總氧化量而變多之情形。
然而，當吸收硫成分之海水於以吸收硫成分之海水排出線移送至氧化槽之中途消耗溶氧時，以後之吸收硫成分之海水排出線上之吸收硫成分之海水未受到氧化故而非效率化。
本發明係鑒於上述課題，其目的在於提供一種可促進吸收硫成分之海水之吸收硫成分之海水排出線上之氧化而降低氧化槽之負荷，且降低氧化槽之大小或設置面積的脫硫海水處理系統。
用以解決上述課題之本發明之第1發明係一種脫硫海水處理系統，其特徵在於包括：氧化槽，其進行自使廢氣與海水進行氣液接觸而洗淨上述廢氣之排煙脫硫吸收塔排出之包含硫成分的吸收硫成分之海水之水質恢復處理；吸收硫成分之海水排出線，其將自上述排煙脫硫吸收塔排出之上述吸收硫成分之海水向上述氧化槽排出；及至少1個空氣供給機構，其設置於上述吸收硫成分之海水排出線上，且對上述吸收硫成分之海水供給空氣。
第2發明係如第1發明之脫硫海水處理系統，其特徵在於：上述空氣供給機構包括：鼓風機(blower)，其輸送上述空氣；空氣供給線，其將上述空氣供給至上述吸收硫成分之海水排出線；及空氣調節閥，其設置於上述空氣供給線上，且調節供給至上述吸收硫成分之海水排出線之上述空氣之量；且對上述吸收硫成分之海水排出線於上述吸收硫成分之海水之流動方向上供給上述空氣。
第3發明係如第1發明之脫硫海水處理系統，其特徵在於：上述空氣供給機構包括：阻尼孔部，其縮小上述吸收硫成分之海水排出線之配管之直徑；空氣供給線，其與上述阻尼孔部連結，且將上述空氣供給至上述吸收硫成分之海水排出線；及空氣調節閥，其設置於上述空氣供給線上，且調節供給至上述吸收硫成分之海水排出線之上述空氣之量；且對上述吸收硫成分之海水排出線於上述吸收硫成分之海水之流動方向上供給上述空氣。
第4發明係如第1至第3中任一發明之脫硫海水處理系統，其特徵在於：SO2吸收量相對於上述吸收硫成分之海水之液流量為3 mmol/l以下。
第5發明係如第1至第4中任一發明之脫硫海水處理系統，其特徵在於具有以上述吸收硫成分之海水排出線之1條以上對上述吸收硫成分之海水供給上述海水之稀釋海水供給機構，且上述稀釋海水供給機 構包括：一條以上之稀釋海水分支線，其自將上述海水供給至上述排煙脫硫吸收塔之海水供給線抽出並自向稀釋混合上述吸收硫成分之海水之稀釋混合槽供給之稀釋海水供給線分支，且將上述海水之一部分供給至上述吸收硫成分之海水排出線；及海水調節閥，其設置於上述稀釋海水分支線上，且調節供給至上述吸收硫成分之海水排出線之上述海水之量。
第6發明係如第1至第5中任一發明之脫硫海水處理系統，其特徵在於包括：1個以上之溶氧濃度測定裝置，其設置於上述吸收硫成分之海水排出線上，且測定上述吸收硫成分之海水中之溶氧濃度；及控制裝置，其控制上述空氣調節閥及上述海水調節閥之開閉度；且基於上述吸收硫成分之海水中之溶氧濃度，控制上述空氣調節閥及上述海水調節閥之開閉度。
第7發明係如第1發明之脫硫海水處理系統，其特徵在於：上述空氣供給機構係上述吸收硫成分之海水排出線之配管，且上述配管之上部係朝大氣開放之排水路徑。
根據本發明，可促進吸收硫成分之海水之吸收硫成分之海水排出線上之氧化，且減小氧化槽之大小或設置面積。
10‧‧‧脫硫海水處理系統
11‧‧‧排煙脫硫吸收塔
12‧‧‧稀釋混合槽
13‧‧‧氧化槽
21、21a、21b‧‧‧海水
21b-1、21b-2、21b-3‧‧‧海水
22‧‧‧海
23、24‧‧‧泵
25‧‧‧廢氣
26‧‧‧噴霧噴嘴
27‧‧‧吸收硫成分之海水
29‧‧‧淨化氣體
31‧‧‧吸收硫成分之稀釋海水
32‧‧‧曝氣裝置(空氣配給裝置)
33‧‧‧空氣
34‧‧‧氧化用空氣鼓風機
35‧‧‧散氣管
36‧‧‧氧化空氣用噴嘴
37‧‧‧水質恢復海水
41‧‧‧鼓風機
42‧‧‧空氣
42a‧‧‧空氣
42b‧‧‧空氣
42c‧‧‧空氣
43‧‧‧阻尼孔部
44‧‧‧氧化空氣用噴嘴
45‧‧‧氣泡
61‧‧‧溶氧濃度測定裝置
62‧‧‧控制裝置
71、71A、71B、71C‧‧‧空氣供給機構
72‧‧‧稀釋海水供給機構
73‧‧‧合流部
83‧‧‧箭頭
84‧‧‧瀑布
86a‧‧‧箭頭
86b‧‧‧箭頭
87a‧‧‧箭頭
87b‧‧‧箭頭
L11、L12‧‧‧海水供給線
L13‧‧‧稀釋海水供給線
L14‧‧‧吸收硫成分之海水排出線
L15‧‧‧淨化氣體排出通路
L31‧‧‧海水排出線
L41、L42、L43、L44‧‧‧空氣供給線
L51、L52、L53‧‧‧稀釋海水分支線
V11~V13‧‧‧空氣調節閥
V20‧‧‧海水調節閥
V21~V23‧‧‧海水調節閥
圖1係表示本發明之實施形態之脫硫海水處理系統的構成之概略圖。
圖2係表示第1實施形態之空氣供給機構之一例之圖。
圖3係表示第2實施形態之空氣供給機構之一例之圖。
圖4係表示第3實施形態之空氣供給機構之一例之圖。
圖5係表示本實施形態之吸收硫成分之海水排出線與稀釋混合槽之合流部的一例之圖。
圖6係表示本實施形態之吸收硫成分之海水排出線與稀釋混合槽之合流部的一例之圖。
以下，一面參照圖式一面對本發明進行詳細說明。再者，本發明並不受下述實施形態及實施例所限定。又，於下述實施形態及實施例中之構成要素中，包含業者可容易假定者、實質上相同者、所謂均等之範圍者。進而，下述實施形態及實施例中揭示之構成要素可進行適當組合。
(第1實施形態)
參照圖式，對本發明之第1實施形態之脫硫海水處理系統進行說明。圖1係表示脫硫海水處理系統之構成之概略圖。如圖1所示，本實施形態之脫硫海水處理系統10包括如下構件作為主要之構成：氧化槽13，其進行自使廢氣25與海水21進行氣液接觸而洗淨上述廢氣25之排煙脫硫吸收塔11排出之包含硫成分的吸收硫成分之海水27之水質恢復處理；吸收硫成分之海水排出線L14，其將自上述排煙脫硫吸收塔11排出之上述吸收硫成分之海水27向上述氧化槽13排出；至少1個空氣供給機構71，其設置於上述吸收硫成分之海水排出線L14上，且對上述吸收硫成分之海水27供給空氣42。又，包括排煙脫硫吸收塔11、稀釋海水供給機構72、及稀釋混合槽12作為其他構成。
海水21係自海22藉由泵23汲上至海水供給線L11，一部分之海水21a藉由泵24經由海水供給線L12供給至排煙脫硫吸收塔11，其他剩餘之海水21b經由稀釋海水供給線L13供給至稀釋混合槽12。於稀釋海水供給線L13上設置有稀釋海水分支線L51~L53，海水21b之一部分經由稀釋海水分支線L51~L53供給至吸收硫成分之海水排出線L14。海水21係使用自海22藉由泵23直接汲上之海水21，但本實施形態並不限定於此，亦可使用自未圖示之冷凝器排出之海水之排液等。
排煙脫硫吸收塔11係使廢氣25與海水21a進行氣液接觸而淨化廢氣25之塔。於排煙脫硫吸收塔11中，海水21a藉由噴霧噴嘴26向上方呈液柱狀地噴出，使廢氣25與經由海水供給線L12供給之海水21a進行氣液接觸，進行廢氣25中之硫成分之脫硫。於本實施形態中，噴霧噴嘴26係向上方呈液柱狀地噴出之噴霧噴嘴，但並不限定於此，亦可向下方呈淋浴狀地進行噴霧。
即，於排煙脫硫吸收塔11中使廢氣25與海水21a進行氣液接觸，產生如下述式(I)所示之反應，使廢氣25中之以SO2等形態含有之SOx等硫成分經海水21a吸收，使用海水21a去除廢氣25中之硫成分。
SO2(g)+H2O → H2SO3(l) → HSO3 -+H+ (I)
藉由利用該海水脫硫使海水21a與廢氣25氣液接觸而產生之H2SO3解離，氫離子(H+)於海水21a中游離，故而pH值下降，於吸收硫成分之海水27中吸收大量之硫成分。因此，吸收硫成分之海水27高濃度地包含硫成分。此時，作為吸收硫成分之海水27之pH值，例如成為3~6左右。而且，排煙脫硫吸收塔11中吸收硫成分之吸收硫成分之海水27蓄積於排煙脫硫吸收塔11之塔底部。蓄積於排煙脫硫吸收塔11之塔底部之吸收硫成分之海水27經由吸收硫成分之海水排出線L14輸送至稀釋混合槽12。於稀釋混合槽12中，吸收硫成分之海水27與供給至稀釋混合槽12之海水21b混合並進行稀釋。
又，排煙脫硫吸收塔11中經脫硫之淨化氣體29係經由淨化氣體排出通路L15向大氣中排出。
於排煙脫硫吸收塔11中，於廢氣25之入口及出口，設置有用以測定廢氣25之入口SO2濃度及出口SO2濃度之SO2濃度計。又，於排煙脫硫吸收塔11中，設置用以測定吸收硫成分之海水27之海水溫度、pH值、SO4濃度之溫度計、pH值測定器、SO4濃度計。
吸收硫成分之海水排出線L14係設置於排煙脫硫吸收塔11與稀釋 混合槽12之間，向將自排煙脫硫吸收塔11排出之包含硫成分之吸收硫成分之海水27與稀釋用之海水21b稀釋混合之稀釋混合槽12及進行吸收硫成分之海水27之水質恢復處理之氧化槽13排出的配管。於吸收硫成分之海水排出線L14上，設置有對包含硫成分之吸收硫成分之海水27供給空氣42之空氣供給機構71、對吸收硫成分之海水27供給稀釋用之海水21b之稀釋海水供給機構72、及溶氧濃度測定裝置61。
空氣供給機構71包括：鼓風機41，其輸送空氣42；空氣供給線L41~L44，其等以鼓風機41將空氣42供給至吸收硫成分之海水排出線L14；及空氣調節閥V11~V13，其等設置於空氣供給線L42~L44上，調節供給至吸收硫成分之海水排出線L14之空氣42之量；且對吸收硫成分之海水排出線L14於吸收硫成分之海水27之流動方向上供給空氣42。
空氣供給機構71係於吸收硫成分之海水排出線L14上設置有至少1個、較佳為2個以上，對吸收硫成分之海水27供給空氣。空氣供給機構71係對在吸收硫成分之海水排出線L14上移送之吸收硫成分之海水27供給空氣42，增加吸收硫成分之海水27中之溶氧量。空氣供給機構71係使用鼓風機41將外部之空氣42經由與吸收硫成分之海水排出線L14連接之空氣供給線L41供給至在吸收硫成分之海水排出線L14上移送之吸收硫成分之海水27。於空氣供給線L41上設置有分支為3條之空氣供給線L42~L44，供給空氣42a~42c。再者，亦可不設置空氣供給機構71之鼓風機41，而是將來自氧化槽13之氧化用空氣鼓風機34之空氣33分支並供給至空氣供給線L41。
空氣供給線L42係與作為排煙脫硫吸收塔11之後流側且稀釋混合槽12之前流側的吸收硫成分之海水排出線L14之上游側連接。空氣供給線L43係與空氣供給線L42及稀釋混合槽12之間之吸收硫成分之海水排出線L14連接。空氣供給線L44係與為吸收硫成分之海水排出線 L14之下游側且空氣供給線L43與稀釋混合槽12之間之吸收硫成分之海水排出線L14連接。
於空氣供給線L42~L44上設置有調整所供給之空氣42a~42c之量之空氣調節閥V11~V13。空氣調節閥V11~V13係基於藉由下述溶氧濃度測定裝置61所測定之溶氧濃度，藉由控制裝置62調整供給之空氣42a~42c之量。
於本實施形態中，於將供給至氧化槽13之空氣量設為100%之情形時，供給至吸收硫成分之海水排出線L14之空氣量較佳為其中之2%以上。若供給至吸收硫成分之海水排出線L14之空氣量為上述範圍，則促進吸收硫成分之海水排出線L14上之吸收硫成分之海水27之氧化之效果增高。
又，於本實施形態中，顯示對吸收硫成分之海水排出線L14以3處供給空氣42a~42c之例進行了說明，但並不限定於此，就促進吸收硫成分之海水27之氧化之觀點而言，較佳為以至少1處、較佳為2處以上供給空氣42。即，其原因在於：於將供給至吸收硫成分之海水排出線L14之空氣量設為同一之情形時，與以一處供給100%相比，以兩處各供給50%者係促進吸收硫成分之海水27之氧化之效果增高。
又，於本實施形態中，於對吸收硫成分之海水排出線L14以2處以上供給空氣42之情形時，較佳為增多供給至吸收硫成分之海水排出線L14之上游側(排煙脫硫吸收塔11側)之空氣量。藉此，於吸收硫成分之海水排出線L14中，促進吸收硫成分之海水27之氧化之效果增高。
又，上游側之空氣供給線L42與L43之間隔窄於下游側之空氣供給線L43與L44之間隔。與於吸收硫成分之海水排出線L14之下游側使對吸收硫成分之海水27供給空氣42之間隔變窄之情形相比，於吸收硫成分之海水排出線L14之上游側對吸收硫成分之海水27供給空氣42之 間隔較窄者係促進吸收硫成分之海水27之氧化之效果較高，故而較佳。
於吸收硫成分之海水排出線L14上藉由鼓風機41，而將外部之空氣42經由空氣供給線L42送入至吸收硫成分之海水排出線L14內之吸收硫成分之海水27中，產生如下述式(II)之氧之溶解。於吸收硫成分之海水排出線L14中吸收硫成分之海水27中之硫成分與空氣42接觸，產生如下述式(III)~(V)之亞硫酸氫根離子(HSO3 -)之氧化反應、與碳酸氫根離子(HCO3 -)之脫二氧化碳反應。
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)
藉此，可使吸收硫成分之海水27之pH值上升並且使溶氧濃度上升，從而可促進吸收硫成分之海水27之氧化。
SO2吸收量相對於吸收硫成分之海水27之流量係以下述式(VI)所表示。
△ToS=SO2吸收量/吸收硫成分之海水之流量 (VI)
於本實施形態中，就促進吸收硫成分之海水27之氧化之效果較高之觀點而言，△ToS較佳為3 mmol/l以下，更佳為2 mmol/l以下，進而較佳為1 mmol/l以下。若△ToS為上述範圍，則促進吸收硫成分之海水27之氧化，故而所消耗之氧之量亦增多。若△ToS超過3 mmol/l則pH值變低氧化速度變慢，故而吸收硫成分之海水27之氧化不進行，所消耗之氧之量亦變少。
又，於本實施形態中，就促進氧化之效果較高之觀點而言，吸收硫成分之海水27之溫度較佳為5℃以上，更佳為15℃以上，進而較佳為30℃以上。若吸收硫成分之海水27之溫度為上述範圍，則氧化速 度變快，可促進吸收硫成分之海水27之氧化。
圖2係表示本實施形態之空氣供給機構之一例之圖。如圖2所示，空氣供給機構71A係具備鼓風機41、空氣供給線L42、及氧化空氣用噴嘴44而構成。於空氣供給線L42上設置有調節供給至吸收硫成分之海水27之空氣42之量之空氣調節閥V11。空氣調節閥V11係基於藉由下述溶氧濃度測定裝置61測定之溶氧濃度，藉由下述控制裝置62調整所供給之空氣42之量。藉由鼓風機41，而外部之空氣42經由與吸收硫成分之海水排出線L14連接之空氣供給線L42自氧化空氣用噴嘴44成為微細之氣泡45，送入至吸收硫成分之海水排出線L14內之吸收硫成分之海水27。而且，如上所述，使吸收硫成分之海水27之pH值上升並且使溶氧濃度上升，從而可促進吸收硫成分之海水27之氧化。
如此，於本實施形態中，藉由利用空氣供給機構71A對在吸收硫成分之海水排出線L14上移送之吸收硫成分之海水27供給空氣42，而可增加吸收硫成分之海水27中之溶氧量。
因此，吸收硫成分之海水27於以吸收硫成分之海水排出線L14移送至稀釋混合槽12之中途不會消耗溶氧，故而可促進吸收硫成分之海水27之吸收硫成分之海水排出線L14上之氧化。
因此，於吸收硫成分之海水排出線L14中可氧化吸收硫成分之海水27，故而可降低下游側之氧化槽13之負荷，其結果為，可減小氧化槽13之大小或設置面積。
稀釋海水供給機構72係以吸收硫成分之海水排出線L14之1條以上對吸收硫成分之海水27供給海水21。稀釋海水供給機構72包括：1條以上之稀釋海水分支線L51~L53，其等自將海水21供給至排煙脫硫吸收塔11之海水供給線L11抽出並自向稀釋混合吸收硫成分之海水27之稀釋混合槽12供給之稀釋海水供給線L13分支，且將海水21b之一部分供給至吸收硫成分之海水排出線L14；及海水調節閥V21~V23， 其等設置於稀釋海水分支線L51~L53上，且調節供給至吸收硫成分之海水排出線L14之海水21b-1~21b-3之量。再者，於稀釋海水供給線L13上設置有調節海水21b之量之海水調節閥V20，調節供給至稀釋海水供給線L13之海水21b之量。
稀釋海水供給機構72係將自海22以泵23汲上之海水21自供給至排煙脫硫吸收塔11之海水供給線L11抽出，並將經由稀釋海水供給線L13供給至稀釋混合槽12之海水21b之一部分供給至在吸收硫成分之海水排出線L14上移送之吸收硫成分之海水27。於稀釋海水供給線L13上設置有分支為3條之稀釋海水分支線L51~L53，供給海水21b-1~21b-3。
稀釋海水分支線L51係與排煙脫硫吸收塔11之後流側且較空氣供給線L42更上游側連接。稀釋海水分支線L52係於稀釋海水分支線L51與稀釋混合槽12之間與和空氣供給線L42相同之位置連接。稀釋海水分支線L53係於稀釋海水分支線L52與稀釋混合槽12之間與空氣供給線L43之下游側之吸收硫成分之海水排出線L14連接。即，對吸收硫成分之海水排出線L14供給之稀釋用之海水21b較佳為於空氣供給線之上游、下游、相同位置之任一者以上供給。
於稀釋海水分支線L51~L53上設置有調整所供給之海水21b-1~21b-3之量之海水調節閥V21~V23。海水調節閥V21~V23係基於藉由下述溶氧濃度測定裝置61測定之溶氧濃度，藉由控制裝置62而調整所供給之海水21b-1~21b-3之量。
又，於本實施形態中，表示對吸收硫成分之海水排出線L14以3處供給海水21b-1~21b-3之例進行了說明，但並不限定於此，就使吸收硫成分之海水27之pH值上升而促進氧化之觀點而言較佳為以1處以上供給海水21b。
又，於本實施形態中，表示以泵23輸送供給至吸收硫成分之海 水27之海水21b之例進行了說明，但並不限定於此，亦可以例如重力方式等供給。
如此，於本實施形態中，藉由利用稀釋海水供給機構72對在吸收硫成分之海水排出線L14上移送之吸收硫成分之海水27供給海水21b，可使吸收硫成分之海水27之pH值上升而促進吸收硫成分之海水27之氧化。
溶氧濃度測定裝置61係於吸收硫成分之海水排出線L14上設置1個以上，測定吸收硫成分之海水27中之溶氧濃度。控制裝置62係基於所測定之吸收硫成分之海水27中之溶氧濃度，控制空氣調節閥V11~V13及海水調節閥V21~23之開閉度。
溶氧濃度測定裝置61係於吸收硫成分之海水排出線L14上設置1個以上，測定吸收硫成分之海水27之溶氧濃度，並將所獲得之溶氧濃度之值傳送至控制裝置62。控制裝置62係基於所測定之溶氧濃度，控制空氣供給機構71之鼓風機41之啟動、及空氣調節閥V11~V13之開閉度。藉由控制空氣調節閥V11~V13之開閉度，可調節供給至吸收硫成分之海水排出線L14之空氣42之位置(L42~L44)、及供給之空氣42之量。控制裝置62係於調節供給至吸收硫成分之海水排出線L14之空氣42之量時，以吸收硫成分之海水27之△ToS較佳為3 mmol/l以下、更佳為1 mmol/l以下之方式進行控制。
又，控制裝置62係基於所測定之溶氧濃度，控制稀釋海水供給機構72之海水調節閥V21~V23之開閉度。藉由控制海水調節閥V21~V23之開閉度，可調節供給至吸收硫成分之海水排出線L14之海水21b之位置(L51~L53)、及供給之海水21b之量。控制裝置62係於調節供給至吸收硫成分之海水排出線L14之海水21b之量時，以吸收硫成分之海水27之△ToS較佳為3 mmol/l以下、更佳為1 mmol/l以下之方式進行控制。
於本實施形態中，藉由溶氧濃度測定裝置61而測定吸收硫成分之海水27之溶氧濃度，藉由控制裝置62而控制空氣供給機構71之鼓風機41之啟動、及空氣調節閥V11~V13之開閉度、及稀釋海水供給機構72之海水調節閥V21~V23之開閉度，藉此，可使吸收硫成分之海水27之溶氧濃度增加，又，使吸收硫成分之海水27之pH值上升，從而容易促進吸收硫成分之海水27之氧化。
又，於本實施形態中，溶氧濃度測定裝置61係於吸收硫成分之海水排出線L14上設置有2處，但並不限定於此，設置1個以上即可。
稀釋混合槽12係設置於排煙脫硫吸收塔11之後流側，將包含硫成分之吸收硫成分之海水27與稀釋用之海水21b進行稀釋混合之槽。於稀釋混合槽12中，將藉由在排煙脫硫吸收塔11中使廢氣25中之硫成分與海水21a接觸進行海水脫硫而產生的包含硫成分之吸收硫成分之海水27與海水21b混合並進行稀釋。藉由將吸收硫成分之海水27與海水21b混合並進行稀釋，可使稀釋混合槽12內之吸收硫成分之稀釋海水31之pH值上升，防止SO2氣體之再擴散。又，藉由防止於稀釋混合槽12中SO2氣體擴散而向外部洩漏，而可防止排放刺激氣味。
而且，吸收硫成分之稀釋海水31被輸送至設置於稀釋混合槽12之下游側之氧化槽13。氧化槽13係設置於稀釋混合槽12之下游側，且具有進行吸收硫成分之稀釋海水31之水質恢復處理之曝氣裝置(空氣配給裝置)32之槽。
曝氣裝置32係包括如下者：氧化用空氣鼓風機34，其供給空氣33；散氣管35，其輸送空氣33；及氧化空氣用噴嘴36，其將空氣33供給至氧化槽13內之吸收硫成分之稀釋海水31。藉由氧化用空氣鼓風機34，而外部之空氣33經由散氣管35自氧化空氣用噴嘴36送入至氧化槽13內，產生如上述式(II)之氧之溶解。於氧化槽13內吸收硫成分之稀釋海水31中之硫成分與空氣33接觸，產生如上述式(III)~(V)之亞硫 酸氫根離子(HSO3 -)之氧化反應、與碳酸氫根離子(HCO3 -)之脫二氧化碳反應，吸收硫成分之稀釋海水31經水質恢復而成為水質恢復海水37。
藉此，可使吸收硫成分之稀釋海水31之pH值上升並且降低COD(Chemical Oxygen Demand，化學需氧量)，且可將水質恢復海水37之pH值、溶氧濃度、COD設為可放流海水之等級而排出。又，即便於在氧化槽13中進行吸收硫成分之稀釋海水31之水質恢復時產生氣體，該產生之氣體亦可以滿足SO2環境基準濃度之方式於氧化槽13中擴散。水質恢復海水37係經由海水排出線L31向海22放流。
又，於本實施形態中，可設為於吸收硫成分之海水排出線L14與稀釋混合槽12之合流部73對吸收硫成分之海水27供給空氣42之構成。
圖5、6係表示本實施形態之吸收硫成分之海水排出線與稀釋混合槽之合流部的一例之圖。如圖5所示，吸收硫成分之海水排出線L14係以如下方式構成者：於在稀釋混合槽12之前流側如箭頭83所示向稀釋混合槽12之上方提昇後，使吸收硫成分之海水27於稀釋混合槽12中如瀑布84般落下而夾帶氣泡45。
又，如圖6所示，可構成為於吸收硫成分之海水排出線L14所連接之稀釋混合槽12之前流側，設置縮小吸收硫成分之海水排出線L14之配管之直徑之阻尼孔部43，而於吸收硫成分之海水27中夾帶氣泡45。自上游側移送之吸收硫成分之海水27係於向阻尼孔部43之縮徑部分導入時如箭頭86a、86b般流動且流速加快，並如箭頭87a、87b般向阻尼孔部43之後流側排出。於阻尼孔部43之縮徑部分連接有空氣供給線L42而自外部吸引空氣42並對吸收硫成分之海水27送入氣泡45。
如此，於本實施形態中，藉由設為於吸收硫成分之海水排出線L14與稀釋混合槽12之合流部73對吸收硫成分之海水27供給空氣42之構成，而吸收硫成分之海水27係於移送至後流側之氧化槽13之前供給 空氣42。因此，於吸收硫成分之海水排出線L14與稀釋混合槽12之合流部73中，可促進吸收硫成分之海水27之氧化。因此，於吸收硫成分之海水排出線L14與稀釋混合槽12之合流部73中可氧化吸收硫成分之海水27，故而可降低下游側之氧化槽13之負荷，其結果為，可減小氧化槽13之大小或設置面積。
(第2實施形態)
參照圖式，對本發明之第2實施形態之脫硫海水處理系統進行說明。本實施形態之脫硫海水處理系統之構成係與上述圖1所示之本發明之第1實施形態之脫硫海水處理系統的構成相同，除圖2所示之第1實施形態之空氣供給機構71A不同以外，具有與圖1所示之第1實施形態之脫硫海水處理系統10相同之構成，故而僅對空氣供給機構71B進行說明。
本實施形態之空氣供給機構71B包括：阻尼孔部43，其縮小吸收硫成分之海水排出線L14之配管之直徑；空氣供給線L42，其與阻尼孔部43連結，將空氣42供給至吸收硫成分之海水排出線L14；及空氣調節閥V11，其設置於空氣供給線L42上，調節供給至吸收硫成分之海水排出線L14之空氣42之量；且對吸收硫成分之海水排出線L14於吸收硫成分之海水27之流動方向上供給空氣42。
如圖3所示，空氣供給機構71B係具備縮小吸收硫成分之海水排出線L14之配管之直徑之阻尼孔部43、空氣供給線L42、及空氣調節閥V11而構成。於阻尼孔部43之縮徑之部分連結有空氣供給線L42。於空氣供給線L42上設置有調節供給至吸收硫成分之海水27之空氣42之量之空氣調節閥V11。空氣調節閥V11係基於藉由上述溶氧濃度測定裝置61而測定之溶氧濃度，藉由控制裝置62而調整所供給之空氣42之量。
自上游側移送而來之吸收硫成分之海水27係於向阻尼孔部43之 縮徑部分導入時如箭頭81a、81b般流動且流速加快，並如箭頭82a、82b般向阻尼孔部43之後流側排出。於阻尼孔部43之縮徑部分連接有空氣供給線L42而自外部吸引空氣42並對吸收硫成分之海水27送入氣泡45。
如此，於本實施形態中，藉由阻尼孔部43對吸收硫成分之海水27供給空氣42，故而無需使用如第1實施形態般之鼓風機41。
而且，藉由對吸收硫成分之海水27供給空氣42，產生如上述式(II)之氧之溶解。於吸收硫成分之海水排出線L14中吸收硫成分之海水27中之硫成分與空氣42接觸，產生如上述式(III)~(V)之亞硫酸氫根離子(HSO3 -)之氧化反應、與碳酸氫根離子(HCO3 -)之脫二氧化碳反應。
藉此，可使吸收硫成分之海水27之pH值上升並且使溶氧濃度上升，從而促進吸收硫成分之海水27之氧化。
如此，於本實施形態中，藉由利用空氣供給機構71B對在吸收硫成分之海水排出線L14上移送之吸收硫成分之海水27供給空氣42，可使吸收硫成分之海水27中之溶氧量增加。
因此，吸收硫成分之海水27於以吸收硫成分之海水排出線L14移送至稀釋混合槽12之中途不會消耗溶氧，故而可促進吸收硫成分之海水27之吸收硫成分之海水排出線L14上之氧化。
因此，於吸收硫成分之海水排出線L14中可氧化吸收硫成分之海水27，故而可降低下游側之氧化槽13之負荷，其結果為，可減小氧化槽13之大小或設置面積。
(第3實施形態)
參照圖式，對本發明之第3實施形態之脫硫海水處理系統進行說明。本實施形態之脫硫海水處理系統之構成係與上述圖1所示之本發明之第1實施形態之脫硫海水處理系統的構成相同，除圖2所示之第1 實施形態之空氣供給機構71A不同以外，具有與圖1所示之第1實施形態之脫硫海水處理系統10相同之構成，故而僅對空氣供給機構71C進行說明。
空氣供給機構71C係吸收硫成分之海水排出線L14之配管，且配管之上部經大氣開放之排水路徑。
如圖4所示，空氣供給機構71C係上部經大氣開放之吸收硫成分之海水排出線L14之配管本身。藉由將吸收硫成分之海水排出線L14之配管之上部大氣開放，而吸收硫成分之海水27始終與空氣42接觸且空氣42可溶解，故而可使吸收硫成分之海水27之pH值上升並且使溶氧濃度上升，從而可促進吸收硫成分之海水27之氧化。如此，於本實施形態中，藉由將吸收硫成分之海水排出線L14之配管之上部大氣開放，可對吸收硫成分之海水27供給空氣42。
而且，藉由對吸收硫成分之海水27供給空氣42，產生如上述式(II)之氧之溶解。於吸收硫成分之海水排出線L14中吸收硫成分之海水27中之硫成分與空氣42接觸，產生如上述式(III)~(V)之亞硫酸氫根離子(HSO3 -)之氧化反應、與碳酸氫根離子(HCO3 -)之脫二氧化碳反應。
藉此，可使吸收硫成分之海水27之pH值上升並且使溶氧濃度上升，從而促進吸收硫成分之海水27之氧化。
如此，於本實施形態中，藉由利用空氣供給機構71C對在吸收硫成分之海水排出線L14上移送之吸收硫成分之海水27供給空氣42，可使吸收硫成分之海水27中之溶氧量增加。
因此，吸收硫成分之海水27於以吸收硫成分之海水排出線L14移送至稀釋混合槽12之中途不會消耗溶氧，故而可促進吸收硫成分之海水27之吸收硫成分之海水排出線L14上之氧化。
因此，於吸收硫成分之海水排出線L14中可氧化吸收硫成分之海 水27，故而可降低下游側之氧化槽13之負荷，其結果為，可減小氧化槽13之大小或設置面積。
如上所述，於本實施形態中，對進行在排煙脫硫吸收塔11中用於海水脫硫之吸收硫成分之海水27之處理之脫硫海水處理系統進行了說明，但本發明並不限定於此。脫硫海水處理系統亦可應用於對自例如各種產業中之工廠、大型、中型火力發電站等發電站、電力企業用大型鍋爐或一般產業用鍋爐、煉鐵廠、精煉廠等排出之廢氣中所含之硫氧化物進行海水脫硫之海水排煙脫硫裝置。
[實施例]
以下，表示實施例具體說明本發明。然而，本發明並不限定於此。
<實施條件>
將吸收硫成分之海水排出線分割成5個部分，並改變分別供給至5處之空氣量，求出氧化槽尺寸相對於基準條件之減少率。以下表示各實施條件。
．吸收硫成分之海水排出線：直徑為1.6 m、長度為230 m之配管
．空氣供給位置：將配管分割成5個部分，距離上游側1/5之間、2/5之間、3/5之間、4/5之間、5/5之間之合計5處
．基準條件：將供給至氧化槽之總空氣量設為1，以相對於基準條件之比求出於各實施例之配管之各位置供給之空氣量。又，將氧化槽之長度設為1，以相對於基準條件之比求出各實施例中之氧化槽尺寸之減少率。
．稀釋海水：僅供給至稀釋混合槽
．針對△ToS=0.95 mmol/l、2.0 mmol/l、2.2 mmol/l之3個條件進行。
將△ToS=0.95 mmol/l時之各實施例中之氧化槽尺寸之減少率示 於表1。
根據表1所示之結果明確，實施例1~5係於對排出線之各1處供給17%之空氣之情形時，氧化槽尺寸可謂減少7%。實施例6~10係於對排出線之各1處供給2%之空氣之情形時，氧化槽尺寸可謂減少7%。實施例11~20係於對排出線之各2處供給2%之空氣之情形時，氧化槽尺寸可謂減少14%。實施例21係於對排出線之1/5之間、3/5之間、5/5之間之3處供給17%之空氣之情形時，及實施例22係於對相同之3處供給8%之空氣之情形時，及實施例23係於對相同之3處供給2%之空氣之情形時，氧化槽尺寸可謂均減少21%。實施例24係於對排出線之5處 全部供給2%之空氣之情形時，氧化槽尺寸可謂減少35%。
因此，於△ToS=0.95 mmol/l時，藉由對吸收硫成分之海水排出線以2處以上供給總供給空氣量之2%以上之空氣，氧化槽尺寸可減少7%~35%。其結果為，可減小氧化槽之尺寸。
將△ToS=2.0 mmol/l時之各實施例中之氧化槽尺寸之減少率示於表2。
根據表2所示之結果明確，實施例25~29係於對排出線之各1處供給2%之空氣之情形時，氧化槽尺寸可謂減少8%。實施例30~34係於對排出線之各1處供給17%之空氣之情形時，氧化槽尺寸可謂減少 11%。實施例35~44係於對排出線之各2處供給2%之空氣之情形時，氧化槽尺寸可謂減少11%。實施例45係於對排出線之1/5之間、3/5之間、5/5之間之3處供給8%之空氣之情形時、及實施例46係於對相同之3處供給2%之空氣之情形時，氧化槽尺寸可謂均減少11%。實施例47係於對排出線之5處全部供給2%之空氣之情形時，氧化槽尺寸可謂減少15%。
因此，於△ToS=2.0 mmol/l時，藉由對吸收硫成分之海水排出線以2處以上供給總供給空氣量之2%以上之空氣，氧化槽尺寸可減少8%~15%。其結果為，可減小氧化槽之尺寸。
將△ToS=2.0 mmol/l時之實施例48、49中之氧化槽尺寸之減少率、△ToS=2.2 mmol/l時之實施例50、51中之氧化槽尺寸之減少率示於表3。
根據表3所示之結果明確，實施例48係於對排出線之1/5之間供給2%之空氣、對3/5之間供給0.2%之空氣之情形時，氧化槽尺寸可謂減少8%。實施例49係於對排出線之3/5之間供給0.2%之空氣、對5/5之間供給2%之空氣之情形時，氧化槽尺寸可謂減少4%。實施例50係於對排出線之1/5之間、2/5之間、4/5之間供給2%之空氣之情形時，氧化槽尺寸可謂減少13%。實施例51係於對排出線之2/5之間、4/5之間、5/5之間供給2%之空氣之情形時，氧化槽尺寸可謂減少10%。
因此，於△ToS=2.0 mmol/l時，於對吸收硫成分之海水排出線以2處以上供給空氣之情形時，藉由增多供給至吸收硫成分之海水排出線之上游側(排煙脫硫吸收塔側)之空氣量，而與增多供給至下游側之空氣量相比，可使氧化槽之尺寸減小4%。又，於△ToS=2.2 mmol/l時，於對吸收硫成分之海水排出線以2處以上供給空氣之情形時，與於吸收硫成分之海水排出線之下游側使對吸收硫成分之海水供給空氣之間隔變窄之情形相比，於吸收硫成分之海水排出線之上游側對吸收硫成分之海水供給空氣之間隔較窄者可使氧化槽之尺寸減小3%。
因此，根據本實施例，於吸收硫成分之海水排出線中可氧化吸收硫成分之海水，故而可降低下游側之氧化槽之負荷，其結果為，可減小氧化槽之大小或設置面積。
10‧‧‧脫硫海水處理系統
11‧‧‧排煙脫硫吸收塔
12‧‧‧稀釋混合槽
13‧‧‧氧化槽
21、21a、21b‧‧‧海水
21b-1、21b-2、21b-3‧‧‧海水
22‧‧‧海
23、24‧‧‧泵
25‧‧‧廢氣
26‧‧‧噴霧噴嘴
27‧‧‧吸收硫成分之海水
29‧‧‧淨化氣體
31‧‧‧吸收硫成分之稀釋海水
32‧‧‧曝氣裝置(空氣配給裝置)
33‧‧‧空氣
34‧‧‧氧化用空氣鼓風機
35‧‧‧散氣管
36‧‧‧氧化空氣用噴嘴
37‧‧‧水質恢復海水
41‧‧‧鼓風機
42‧‧‧空氣
42a‧‧‧空氣
42b‧‧‧空氣
42c‧‧‧空氣
61‧‧‧溶氧濃度測定裝置
62‧‧‧控制裝置
71‧‧‧空氣供結機構
72‧‧‧稀釋海水供給機構
73‧‧‧合流部
L11、L12‧‧‧海水供給線
L13‧‧‧稀釋海水供給線
L14‧‧‧吸收硫成分之海水排出線
L15‧‧‧淨化氣體排出通路
L31‧‧‧海水排出線
L41、L42、L43、L44‧‧‧空氣供給線
L51、L52、L53‧‧‧稀釋海水分支線
V11~V13‧‧‧空氣調節閥
V20‧‧‧海水調節閥
V21~V23‧‧‧海水調節閥

Claims (7)

  1. 一種脫硫海水處理系統，其特徵在於包括：排煙脫硫吸收塔，其使廢氣與第1海水進行氣液接觸而洗淨上述廢氣之硫成分；吸收硫成分之海水排出線，其對自上述排煙脫硫吸收塔排出之吸收硫成分之海水中供給第1空氣及第2海水；稀釋混合槽，其使由上述吸收硫成分之海水排出線所供給之上述吸收硫成分之海水與第3海水混合並稀釋，生成吸收硫成分之稀釋海水；氧化槽，其對自上述稀釋混合槽排出之上述吸收硫成分之稀釋海水中供給第2空氣而進行水質恢復；及至少1個空氣供給機構，其設置於上述吸收硫成分之海水排出線上，且對上述吸收硫成分之海水供給上述第1空氣。
  2. 如請求項1之脫硫海水處理系統，其中上述空氣供給機構包括：鼓風機，其輸送上述第1空氣；空氣供給線，其將上述第1空氣供給至上述吸收硫成分之海水排出線；及空氣調節閥，其設置於上述空氣供給線上，且調節供給至上述吸收硫成分之海水排出線之上述第1空氣之量；且對上述吸收硫成分之海水排出線於上述吸收硫成分之海水之流動方向上供給上述第1空氣。
  3. 如請求項1之脫硫海水處理系統，其中上述空氣供給機構包括：阻尼孔部，其縮小上述吸收硫成分之海水排出線之配管之直 徑；空氣供給線，其與上述阻尼孔部連結，且將上述第1空氣供給至上述吸收硫成分之海水排出線；及空氣調節閥，其設置於上述空氣供給線上，且調節供給至上述吸收硫成分之海水排出線之上述第1空氣之量；且對上述吸收硫成分之海水排出線於上述吸收硫成分之海水之流動方向上供給上述第1空氣。
  4. 如請求項1至3中任一項之脫硫海水處理系統，其中SO2吸收量相對於上述吸收硫成分之海水之液流量為3mmol/l以下。
  5. 如請求項1至3中任一項之脫硫海水處理系統，其具有稀釋海水供給機構，其以上述吸收硫成分之海水排出線之1條以上對上述吸收硫成分之海水供給上述第2海水；且上述稀釋海水供給機構包括：一條以上之稀釋海水分支線，其自將海水供給至上述排煙脫硫吸收塔之海水供給線抽出並自向稀釋混合上述吸收硫成分之海水之上述稀釋混合槽供給之稀釋海水供給線分支，且將上述海水之一部分作為上述第2海水供給至上述吸收硫成分之海水排出線；及海水調節閥，其設置於上述稀釋海水分支線上，且調節供給至上述吸收硫成分之海水排出線之上述第2海水之量。
  6. 如請求項1至3中任一項之脫硫海水處理系統，其包括：1個以上之溶氧濃度測定裝置，其設置於上述吸收硫成分之海水排出線上，且測定上述吸收硫成分之海水中之溶氧濃度；及控制裝置，其控制上述空氣調節閥及上述海水調節閥之開閉度；且基於上述吸收硫成分之海水中之溶氧濃度，控制上述空氣調 節閥及上述海水調節閥之開閉度。
  7. 如請求項1之脫硫海水處理系統，其中上述空氣供給機構係上述吸收硫成分之海水排出線之配管，且上述配管之上部係朝大氣開放之排水路徑。
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