WO2017169309A1 - 脱硫処理装置及び脱硫処理装置の運転方法 - Google Patents

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cooling tower
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water
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直行 神山
航一郎 平山
覚 杉田
田中 義人
晴治 香川
俊大 福田
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三菱日立パワーシステムズ株式会社
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    • C02F2301/08Multistage treatments, e.g. repetition of the same process step under different conditions

Definitions

  • the present invention relates to a desulfurization treatment apparatus and a method for operating the desulfurization treatment apparatus.
  • Patent Document 1 it is possible to apply the water treatment method of Patent Document 1 to generate makeup water for the desulfurization device from the boiler cooling tower blowdown water, but the power cost is high to operate the reverse osmosis membrane device.
  • the reverse osmosis membrane RO membrane itself requires periodic chemical cleaning to avoid the blockage, and the pretreatment device for the reverse osmosis membrane is complicated, leading to increased costs. There's a problem.
  • boiler cooling tower blowdown water when the boiler cooling tower blowdown water is treated and used as make-up water for the desulfurization device, the treated water is at a pure water level, so the reverse osmosis membrane device has an excessive water treatment capacity.
  • Boiler cooling tower blowdown water is discharged into rivers after being treated without any treatment or with the minimum necessary component removal and pH adjustment treatment, so it is required to reuse boiler cooling tower blowdown water with a simple treatment device. ing.
  • the organic chemical component contained in the blowdown water causes serious oxidation inhibition of the absorption liquid and inhibition of the activity of calcium carbonate as the desulfurization absorbent. There is a problem that occurs.
  • an object of the present invention is to provide a desulfurization treatment apparatus that reuses boiler cooling tower blowdown water with a simple treatment apparatus and a method for operating the desulfurization treatment apparatus.
  • the first invention of the present invention for solving the above-described problems is a blowdown water line for introducing boiler cooling tower blowdown water from a boiler cooling tower, and the boiler cooling tower disposed in the blowdown water line.
  • Organic matter removal device that removes organic matter in blowdown water with an organic adsorption filter such as activated carbon, absorption tower that absorbs sulfur oxide in exhaust gas from boiler, and boiler cooling tower blowdown water from which the organic matter has been removed
  • a desulfurization treatment apparatus comprising a make-up water introduction line to be introduced as make-up water for the tower.
  • boiler cooling tower blowdown water by reusing the boiler cooling tower blowdown water, it is possible to reduce the amount of water taken for the desulfurizer supplement water currently taken as river or industrial water.
  • the simple treatment of boiler cooling tower blow-down water involves adsorption of organic matter with activated carbon, etc., which can reduce the cost of power compared to treatment methods using reverse osmosis membrane devices. Maintenance is good because no chemical cleaning is required.
  • a plurality of the organic matter removing devices are connected in series, and each of the organic matter removing devices is interposed in the blowdown water line, and the boiler cooling tower blow
  • An organic matter adsorption filter for removing organic matter in the down water, a main passage opening / closing valve provided on the inlet side of the organic matter adsorption filter, for opening / closing the inflow of the boiler cooling tower blowdown water, and an upstream side of the main passage opening / closing valve
  • a desulfurization treatment apparatus comprising: a bypass on-off valve that opens and closes inflow of blow-down water. .
  • the filter having the reduced adsorption capability is bypassed,
  • the adsorption capacity can be maintained over a long period of time, and the continuous operation time can be extended.
  • a control device for controlling opening and closing of the main flow path opening / closing valve and the bypass opening / closing valve is provided, and the control device performs mainstream operation according to an operation time of the organic matter adsorption filter.
  • the desulfurization processing apparatus is characterized in that opening and closing of a path opening / closing valve and a bypass opening / closing valve is switched, and the boiler cooling tower blowdown water is bypassed to the downstream organic filter in the bypass line.
  • the organic matter adsorption filter can be rotated to maintain the appropriate number of organic matter adsorption filters and the state of the organic matter adsorption filter. .
  • the boiler cooling tower blowdown water that is provided between the organic matter adsorption filter and the main channel opening / closing valve and flows into the organic matter adsorption filter, that is, an organic matter adsorption filter process.
  • a measuring device that measures the aqueous state using a TOC analyzer, a COD analyzer, or the like, and the main channel opening / closing valve and bypass opening / closing valve based on the properties of the boiler cooling tower blowdown treatment water measured by the measuring device
  • a control device that controls opening and closing of the main circuit opening and closing valve and the bypass opening and closing valve on the basis of the properties of the boiler cooling tower blowdown treatment water, and the bypass line
  • a measuring device for measuring the properties of the boiler cooling tower blowdown treatment water is installed, and the change in the adsorption capacity of the target filter is grasped based on the measurement result of the measurement data of the organic substance adsorption filter to be measured.
  • the control device can open and close each valve to automatically switch the flow path.
  • a measuring device provided before and after the organic matter adsorption filter, for measuring a differential pressure of the organic matter adsorption filter, and a filter obtained from the differential pressure measured by the measurement device.
  • a control device that controls opening and closing of the main flow path opening and closing valve and the bypass opening and closing valve based on the degree of blockage, and the control device is configured to connect the main flow path opening and closing valve and the bypass opening and closing valve based on the differential pressure.
  • the desulfurization treatment apparatus is characterized in that opening and closing is switched, the boiler cooling tower blow-down water is bypassed to the bypass line, and the boiler cooling tower blow-down water is bypassed to a healthy organic filter on the downstream side.
  • a measuring device for measuring the state of the differential pressure of the organic matter adsorption filter is installed, the change in the adsorption capacity of the filter is grasped based on the measurement result of the measurement data, and the differential pressure of the filter is equal to or higher than a predetermined value. Then, the control device can open and close each valve to automatically switch the flow path.
  • a sixth invention uses the desulfurization treatment apparatus according to any one of the second to fifth inventions, and a plurality of the organic matter adsorption filters arranged in series have one or more organic matter adsorption filters as a spare, and the remaining organic matter
  • the organic matter in the boiler cooling tower blowdown water is used by using the spare organic matter adsorption filter.
  • the operation capacity of the absorption tower is changed to the spare organic matter adsorption filter in the state as it is.
  • the organic matter in the boiler cooling tower blowdown water can be adsorbed.
  • a seventh invention uses the desulfurization treatment apparatus according to any one of the second to fifth inventions, and a plurality of the organic substance adsorption filters arranged in series use the whole organic substance adsorption filter to blow the boiler cooling tower.
  • a desulfurization treatment apparatus characterized in that when adsorbing organic matter in down water and bypassing a part of the plurality of organic matter adsorption filters, desulfurization treatment is performed by reducing the load on the operation capacity of the absorption tower. It is in the driving method.
  • the present invention when a spare organic matter adsorption filter is not disposed, if there is breakthrough of the organic matter adsorption filter, the load on the operation capacity of the absorption tower is reduced, and the broken organic matter adsorption filter is bypassed,
  • the remaining organic substance adsorption filter can be used to adsorb organic substances in the boiler cooling tower blowdown water.
  • an oxidation-reduction potentiometer for measuring an oxidation-reduction potential in an absorption liquid circulating in the absorption tower, and an oxidation-reduction of the absorption liquid measured by the oxidation-reduction potentiometer.
  • a control device that controls the opening and closing of the main flow path opening and closing valve and the bypass opening and closing valve based on the potential value, and the control device provides a backup when the value of the oxidation-reduction potential of the absorbing liquid decreases.
  • the main passage opening / closing valve and the bypass opening / closing valve of the organic matter removing device not used in the factory are switched to stop the flow of the boiler cooling tower blowdown water into the spare bypass line, and the spare organic matter adsorption filter is used.
  • the boiler cooling tower blowdown water is introduced to remove organic substances in the boiler cooling tower blowdown water.
  • the value of the oxidation-reduction potential in the absorption tower does not recover to an appropriate value
  • priority is given to the treatment of organic matter using a spare organic matter adsorption filter, and the chemical in the boiler cooling tower blowdown water is
  • the removal amount can be increased further than the removal amount, and the inflow of organic matter into the absorption tower can be suppressed.
  • the present invention by reusing the boiler cooling tower blowdown water, it is possible to reduce the amount of water taken for the desulfurizer supplement water currently taken as river or industrial water. Because it is treated with activated carbon, the power cost is lower compared to the treatment method using reverse osmosis membrane device, and regular chemical cleaning is not required unlike reverse osmosis membrane treatment, so it is easy to maintain. Become.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a desulfurization processing apparatus according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an organic matter removing device of the desulfurization processing device according to the second embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an operation example according to the second embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a schematic diagram illustrating an organic matter removing apparatus of the desulfurization processing apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a desulfurization processing system according to a fourth embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an operation example according to the third embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a desulfurization processing system according to the fifth embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a desulfurization processing system according to the fifth embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a desulfurization processing apparatus according to a first embodiment.
  • the desulfurization processing apparatus 10 includes a blowdown water line L 1 for introducing boiler cooling tower blowdown water 12 from a boiler cooling tower (hereinafter referred to as “cooling tower”) 11, An organic substance removing device 21 disposed in the blowdown water line L 1 for removing organic substances in the boiler cooling tower blowdown water 12 with activated carbon, and sulfur oxides in the exhaust gas 30 from the boiler (not shown) are absorbed into the liquid 33.
  • a makeup water introduction line L 20 connected to the organic matter removing device 21 and introducing the boiler cooling tower blowdown water 12 from which the organic matter has been removed as makeup water 32 of the absorption tower 31.
  • reference numeral L 31 is a circulation line for the absorbent liquid 33
  • P is a liquid feed pump for feeding the absorbent liquid 33 interposed in the circulation line L 31
  • 34 is an absorbent liquid storage part of the absorption tower 31.
  • absorbing liquid extracted from 31a hereinafter "desulfurization effluent” hereinafter
  • solid-liquid separator for solid-liquid separation of the gypsum 36 from 35A
  • 35B are separated liquid plaster 36 has been separated from the desulfurization effluent 35A
  • L 32 is a circulation line L 31 line extracting the desulfurization effluent 35A branched from gypsum discharge line
  • L 33 is for discharging the gypsum 36
  • L 34 is the separated liquid supply line for supplying the reservoir 37 the separated liquid 35B for storing the separated liquid 35B
  • L 35 shows a separation liquid return line for returning the separation liquid 35B from the storage tank 37 to the absorbing liquid storage part 31a
  • L 36 shows a separation liquid discharge line
  • the organic substance removing device 21 is installed in the blowdown water line L 1 for supplying the boiler cooling tower blowdown water 12 as the makeup water 32 to the absorption tower 31, so that it is included in the boiler cooling tower blowdown water 12.
  • organic substances such as scale inhibitors and rust inhibitors can be removed.
  • the organic substance contained in the makeup water 32 is removed, the desulfurization process without the oxidation in the desulfurization apparatus resulting from the organic substance and the inhibition of the activity of the absorbent can be performed.
  • examples of the organic substance include organic agents such as polymerized phosphates, acrylic acid polymers, and organic phosphorus agents.
  • the pretreatment device 20 is installed upstream of the organic substance removal device 21.
  • the pretreatment device 20 is preferably a membrane filtration facility such as a sand filtration device, a microfiltration device, an ultrafiltration device, or a nanofiltration device, which is relatively simple. By installing the pretreatment device 20, it is possible to suppress a reduction in the treatment flow load due to the adhesion of the solid content or the like of the organic substance removal device 21.
  • Examples of the organic substance removing device 21 include, for example, an ion exchange facility using an ion exchange resin other than the organic substance removal using activated carbon.
  • the power cost is lower than in the treatment method using RO (reverse osmosis membrane device).
  • RO reverse osmosis membrane
  • the power cost is lower than the operation using the reverse osmosis membrane device, and the plant operating cost of the desulfurization treatment device is reduced. It becomes economical.
  • a reverse osmosis membrane apparatus when a reverse osmosis membrane apparatus is used, periodic chemical cleaning of the reverse osmosis membrane is required, but this periodic cleaning treatment is not necessary, and the desulfurization processing apparatus is easy to maintain.
  • the boiler cooling tower blowdown water 12 from the cooling tower 11 is collected from the cooling tower 11 in a necessary amount, and the rest is discharged as waste water.
  • the cooling tower 11 includes a circulation line 16 for circulating the cooling water by the pump P 1, a purification line 15 for extracting the cooling water by the pump P 2 , and a sand filtration device 17 interposed therein, and a cooling tower make-up water 18 11 and an introduction line 19 to be introduced into the vehicle.
  • the configuration of the cooling tower 11 and the absorption tower 31 is not particularly limited as long as it is a known apparatus configuration.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an organic matter removing device of the desulfurization processing device according to the second embodiment.
  • the organic substance removing apparatus according to the present embodiment includes a plurality of (5 in the present embodiment) first to fifth organic substance removing apparatuses (21-1, 21-2, 21-3) in series. , 21-4, 21-5) are connected. Since the first organic matter removing device 21-1 to the fifth organic matter removing device 21-5 have the same configuration, the first organic matter removing device 21-1 will be described as an example.
  • the first organic matter removing device 21-1 is interposed in the blowdown water line L 1 , and removes the organic matter in the boiler cooling tower blowdown water 12, and the first organic matter adsorption filter 22.
  • the first organic matter removing device 21-1 is interposed in the blowdown water line L 1 , and removes the organic matter in the boiler cooling tower blowdown water 12, and the first organic matter adsorption filter 22.
  • a first bypass line L 11 branched from 1 and connected to the second blowdown water line L 2 on the outlet side of the first organic matter adsorption filter 22-1 by bypassing the first organic matter adsorption filter 22-1; 1 is provided with a bypass opening / closing valve V 11 that is interposed in the bypass line L 11 and opens and closes the inflow of the bypassed boiler
  • first organic matter removing devices 21-1 to 21-5 are arranged in series, and first to fifth organic matter adsorption filters (“first to fifth filters”) are arranged.
  • 22-1 to 22-5 are connected in series to the blowdown water line, and the first to fifth organic matter adsorption filters 22-1 are provided with first to fifth bypass lines L 11 to L 15 , respectively.
  • first to fifth bypass lines L 11 to L 15 respectively.
  • the initial operation is performed in a flow path that passes through the first filter 22-1, the second filter 22-2, and the third filter 22-3 in series.
  • the fourth filter 22-4 and the fifth filter 22-5 are reserved by being bypassed using the fourth bypass line L 14 and the fourth bypass line L 15 .
  • the flow path of the fourth filter 22-4 switches from the bypass line L 14, switched to the flow path through the fourth filter 22-4, The operation is performed with the valve V 1 of the first filter closed and the first filter 22-1 bypassed.
  • the bypassed degraded first filter 22-1 may be incorporated with a new organic matter adsorption filter, or when activated carbon is used as the organic matter adsorption filter, it can be regenerated and reused.
  • the adsorption capacity can be maintained over a long period of time, and the continuous operation time can be extended.
  • the continuous operation time can be extended, and the frequency of regular maintenance can be reduced.
  • the load on the organic matter adsorption filter per unit can be reduced, and it is possible to cope with the boiler cooling tower blowdown water 12 having a high concentration of organic matter. That is, when processing with only one organic matter adsorption filter using the high-concentration boiler cooling tower blowdown water 12, if the organic matter adsorption filter breaks through, it is necessary to replace the organic matter adsorption filter itself. is there. Moreover, since it is necessary to stop an organic substance removal process with this filter replacement
  • the following is performed. 1) When the replenishment amount of the boiler cooling tower blowdown water 12 to be treated as the replenishment water 32 to the absorption tower 31 is determined, the content of the organic matter in the boiler cooling tower blowdown water 12 is determined according to the capacity of this replenishment amount. The amount of activated carbon necessary for the adsorption treatment of the amount of organic matter is obtained by calculation. 2) The amount of activated carbon per one organic substance adsorption filter arranged in series is determined by this calculation. For example, when five columns of organic adsorption filters arranged in series are required, one or more spare series arranged filters are arranged. In the present embodiment, two fourth and fifth filters 22-4 and 22-5 are arranged as spare filters. 3) The spare filter is not used initially, and is bypassed by the fourth bypass line L 14 and the fifth bypass line L 15 .
  • the operation capacity of the absorption tower 31 remains unchanged, and the spare organic matter adsorption filter is placed in the spare organic matter adsorption filter.
  • the organic matter in the boiler cooling tower blowdown water can be adsorbed.
  • the spare filter may be at least one organic matter adsorption filter, but two or more organic matter adsorption filters may be arranged.
  • all of the first to fifth filters 22-1 to 22-5 are used to adsorb organic substances in the boiler cooling tower blowdown water 12.
  • the desulfurization treatment can be performed while reducing the load of the operation capacity of the absorption tower 31. Since the load of the operation capacity of the absorption tower 31 is reduced, the supply amount of the makeup water 32 can be temporarily reduced to compensate for a decrease in the adsorption process due to the bypass.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an operation example according to the second embodiment.
  • the bypass operation is arranged according to the operation time of each filter. As shown in FIG. 3, for example, initially, the first filter 22-1, the second filter 22-2, and the third filter 22-3 are directly operated in three rows, and the fourth filter 22-4 and the fifth filter 22- 5 illustrates a case where a preliminary bypass operation is performed.
  • the first filter 22-1, the second filter 22-2, and the third filter 22-3 are directly operated in three rows.
  • the fourth filter 22-4 is switched from the bypass operation to the operation passing through the filter, and then V 1 is closed, and the first bypass line L of the first filter 22-1 is closed. 11 is bypassed.
  • the feed forward (FF) control for carrying around the bypass operation is carried out, so that the organic matter in the boiler cooling tower blow-down water 12 introduced into the absorption tower 31 as the make-up water 32 is supplied. Removal can always be performed stably.
  • the number of installed organic adsorption filters of the present invention is not limited to five, and it is used for boiler cooling tower blowdown water to be processed or plant equipment. It can be appropriately increased or decreased accordingly.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a schematic diagram illustrating an organic matter removing apparatus of the desulfurization processing apparatus according to the third embodiment.
  • symbol is attached
  • the organic substance removing device according to the present embodiment is provided between the first organic substance adsorption filters 22-1 to 22-5 and the first to fifth main flow path opening / closing valves V 1 to V 5.
  • First to sixth measuring devices 25-1 to 25-6 that measure the properties of the boiler cooling tower blowdown water 12 that are provided and flow into the first to fifth organic matter adsorption filters 22-1 to 22-5, respectively. Based on the properties of the boiler cooling tower blowdown water 12 measured by the first to sixth measuring devices 25-1 to 25-6, the first to fifth main channel opening / closing valves V 1 to V 5 and the first to And a control device 50 for controlling the opening and closing of the bypass valves V 11 to V 15 for the bypass, and the control device 50 has a property of the boiler cooling tower blowdown water 12 (for example, when the upper limit of the adsorption capacity is reached in advance).
  • the measuring device 25 is installed before and after each filter, and the change in the adsorption capacity of the filter is grasped based on the measurement data of the measuring device 25. If the control device 50 determines from the result of the measurement device that the suction capacity of the preset filter is equal to or less than a predetermined value, the control device 50 opens and closes the valves V 1 and V 11 to switch the flow path.
  • a measuring device it is possible to use a total organic carbon (TOC) meter and a chemical oxygen demand (COD) meter that measure the properties of the boiler cooling tower blowdown water 12. It can. Then, the bypass line is switched based on the properties of the boiler cooling tower blowdown water 12 (for example, when the upper limit of the adsorption capacity is reached, a preset TOC value and COD value).
  • TOC total organic carbon
  • COD chemical oxygen demand
  • the degree of blockage can be grasped from the differential pressure before and after each organic matter adsorption filter.
  • the flow path switching of the first embodiment can be automatically performed by the control of the control device 50 based on the measurement result.
  • Example 3 in each measuring instrument, when the value of TOC or COD at the outlet of each organic adsorption filter exceeds a predetermined value, the adsorption capacity of the organic adsorption filter reaches an allowable upper limit, or When the differential pressure of each organic substance adsorption filter exceeds a predetermined value and reaches the allowable upper limit of clogging degree, feedback (FB) control that combines organic substance adsorption filters that are not deteriorated can also be performed.
  • FB feedback
  • the TOC or COD measurement / analysis apparatus at each filter outlet may be individually installed at the outlet of each filter for operation management.
  • a sampling valve may be provided at the outlet of each organic matter adsorption filter, and this may be individually switched to sequentially send the liquid to the representative instrument for analysis, and the state management of each organic matter adsorption filter may be performed by the operation management device.
  • the organic matter adsorption filter whose adsorption ability of the organic matter adsorption filter is reduced is bypassed and separated from the operation series, and backwashing and regeneration maintenance are performed.
  • the replacement filter may be a cartridge type that replaces the entire housing, and the maintainability may be improved by separately replacing the activated carbon inside the cartridge.
  • a tray may be installed in the tower, and the activated carbon may be pulled out from the tray for replacement.
  • the measuring device By using the measuring device, it is possible to specify an organic substance adsorption filter having a reduced adsorption capacity and remove the deteriorated organic substance adsorption filter from the flow path, thereby enabling maintenance without stopping the operation.
  • a pressure gauge is provided as a measuring device 25 in front of and behind the organic matter adsorption filter 22 to measure the differential pressures of the organic matter adsorption filters 22-1 to 22-5, and the filter obtained from the differential pressure measured by the measuring device 25 is used.
  • a control device 50 that controls the opening and closing of the main flow path opening / closing valve V 1 and the bypass opening / closing valve V 11 based on the degree of blockage.
  • the control device 50 controls the main flow path opening / closing valve V 1 based on the differential pressure.
  • the bypass open / close valve V 11 are switched, the boiler cooling tower blowdown water is bypassed to the bypass line L 11 , and the boiler cooling tower blowdown water 12 is bypassed to the downstream organic filter.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a desulfurization processing system according to a fourth embodiment.
  • the desulfurization processing system according to this embodiment includes an oxidation-reduction potential (ORP) meter 40 that measures the oxidation-reduction potential in the absorbent 33 that circulates in the absorption tower 31, and an oxidation-reduction potentiometer 40.
  • ORP oxidation-reduction potential
  • a control device 50 that controls the opening and closing of the main flow path opening / closing valve and the bypass opening / closing valve based on the ORP value of the absorbent measured by the above.
  • ORP oxidation-reduction potential
  • the control device 50 detects the main channel opening / closing valve V of the fourth unused organic substance removal device 21-4 that is not used. 4 and the bypass on-off valve V 14 are switched to stop the flow of the boiler cooling tower blow-down water 12 to the spare bypass line L 14 and the boiler cooling tower blow-down to the spare fourth organic matter filter 22-4. Water 12 is introduced to remove organic substances in the boiler cooling tower blowdown water 12.
  • the operation for a predetermined time is carried around.
  • the organic matter concentration in the boiler cooling tower blowdown water 12 is higher than normal, the organic matter adsorption is performed before the operation for the predetermined time. Filter breakthrough will occur.
  • desulfurization inhibition occurs as a result of the increase in the organic substance concentration in the absorption tower 31.
  • the ORP value decreases and the oxidation inhibition of the desulfurization treatment increases, the capacity of the organic matter adsorption filter is increased.
  • organic matter removal is performed by combining an organic matter adsorption filter having a low value of the measurement result of the instrument value.
  • the ORP value is 80 mV to 100 mV or more.
  • the ORP value is 80 mV or less.
  • the oxidation rate in the absorption liquid 33 may be reduced to cause oxidation inhibition in the absorption tower 31. is there.
  • the oxidation inhibition in the absorption tower 31 means that SOx in the exhaust gas 30 reacts with the absorption liquid (lime: calcium carbonate) 33 to absorb SOx, and calcium sulfite ( If the ORP value decreases (becomes 100 mV or less), the required amount of oxygen decreases in the absorbing liquid 33, resulting in insufficient oxidation. As a result, the calcium sulfite remains as it is. It exists in the state of, and it means that it is not oxidized to calcium sulfate (gypsum).
  • ORP control device in the absorption tower 31, when the ORP value is not more than an appropriate value, oxygen (oxygen) is supplied so as to increase the oxidizing air in the absorbing liquid 33, The supply amount can be increased.
  • oxygen oxygen
  • Examples of the ORP control device include an increase in the amount of supplied air and an increase in the number of operating jet air spargers.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an operation example according to the third embodiment. Even if normal ORP control is performed, if the ORP value in the absorption tower 31 does not recover to an appropriate value (100 mV or more), the amount of the chemical in the boiler cooling tower blowdown water 12 is excessive than expected. . In such a case, as shown on the right side of FIG. 6, priority is given to the treatment of organic matter using a spare organic matter adsorption filter, and the chemical in the boiler cooling tower blowdown water 12 is further removed from the current removal amount. The removal amount can be increased and the inflow of organic matter into the absorption tower can be suppressed.
  • FIG. 7 and 8 are schematic diagrams illustrating a desulfurization processing system according to the fifth embodiment.
  • the desulfurization treatment apparatus according to the present embodiment has a plurality (three in this embodiment) of organic substance removal apparatuses 21-1, 21-2, and 21-3 connected in parallel.
  • First to third organic matter adsorption filters 22 which are interposed in a plurality of parallel introduction lines L 31 , L 32 and L 33 branched from the blowdown water line L 0 and remove organic matter in the boiler cooling tower blowdown water 12.
  • -1 to 22-3 and first to third channel opening / closing provided on the inlet side of the first to third organic matter adsorption filters 22-1 to 22-3 to open and close the inflow of the boiler cooling tower blowdown water 12 And valves V 31 to V 33 .
  • a plurality of organic substance adsorption filters 22 arranged in parallel always use one or more organic substance adsorption filters as spares (in this embodiment, the third organic substance adsorption filter 22-3), and the remaining first,
  • the organic substances in the boiler cooling tower blowdown water 12 are adsorbed in parallel using the second organic substance adsorption filters 22-1 and 22-2 and the first organic substance adsorption filter 22-1 is stopped, a spare third
  • the organic substance in the boiler cooling tower blowdown water 12 is adsorbed using the organic substance adsorption filter 22-3. Thereby, the organic matter in the boiler cooling tower blowdown water can be removed without stopping the operation.
  • all of the first to third organic substance adsorption filters 22-1 to 22-3 are used to adsorb organic substances in the boiler cooling tower blowdown water 12.
  • the desulfurization treatment can be performed while reducing the load of the operation capacity of the absorption tower 31. Since the load of the operation capacity of the absorption tower 31 is reduced, the supply amount of the makeup water 32 can be temporarily reduced to compensate for the decrease in the adsorption process due to the stop.
  • First to third measuring devices 25-1 to 25-3 for measuring the properties of the boiler cooling tower blow-down water 12 that are provided in each of the first to third organic matter adsorption filters 22-1 to 22-3 and that flow into the first to third organic matter adsorption filters 22-1 to 22-3, respectively. You may make it provide.
  • the first to third measuring devices 25-1 to 25-3 monitor the deterioration of the organic matter adsorption filter, grasp the change in the adsorption capability of the filter, replace the filter, and use the measuring device to By identifying a filter with reduced capability and removing the deteriorated filter from the flow path, maintenance can be performed without stopping the operation.

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Abstract

冷却塔11からのボイラ冷却塔ブローダウン水12を導入するブローダウン水ラインL1と、ブローダウン水ラインL1に配置され、ボイラ冷却塔ブローダウン水12中の有機物を活性炭により除去する有機物除去装置21と、ボイラ(図示せず)からの排ガス30中の硫黄酸化物を吸収液33で吸収する吸収塔31と、有機物除去装置21と接続され、有機物を除去したボイラ冷却塔ブローダウン水12を吸収塔31の補給水32として導入する補給水導入ラインL20と、を具備する。

Description

脱硫処理装置及び脱硫処理装置の運転方法
 本発明は、脱硫処理装置及び脱硫処理装置の運転方法に関するものである。
 例えば、大型空調設備等に用いられる循環式冷却塔において、循環水の蒸発による濃縮に起因して冷却水を接触する金属部の腐食や藻の発生やスケール析出の要因となるので、濃縮された水の一部を捨てる必要があり、この捨てる水は別途処理され、放流されている。この濃縮されたボイラ冷却塔ブローダウン水を処理する技術として、例えば、ボイラ冷却塔ブローダウン水を、濾過器、逆浸透膜(RO膜)で処理し、再び冷却塔へ供給するプロセスが検討されている(特許文献1)。
特開平2-95493号公報
 ところで、プラント排ガス中、例えば火力発電プラントでの排煙処理システムの硫黄酸化物を除去する湿式脱硫装置に係る吸収液を循環させる吸収塔においても、外部の河川湖沼等の水を一次処理した工業用水を補給水として供給する必要があり、当該脱硫装置で必要とする工業用水の取水量の低減が求められている。
 そこで、特許文献1の水処理方法を適用して、ボイラ冷却塔ブローダウン水から脱硫装置の補給水を生成することは可能であるが、逆浸透膜装置を運転するには動力費が高くなると共に、また逆浸透膜(RO膜)自体においてもその閉塞を回避するために定期的に薬剤洗浄を要し、又当該逆浸透膜の前処理装置も複雑となる事から費用増大に繋がる、という問題がある。
 また、ボイラ冷却塔ブローダウン水を処理して脱硫装置の補給水とする上で、その処理水は純水レベルである為逆浸透膜装置の水処理能力は過剰である事、同敷地内のボイラ冷却塔ブローダウン水は無処理または必要最低限の成分除去やpH調整処理を行った後に河川に放流されている事から、簡易な処理装置によるボイラ冷却塔ブローダウン水の再利用が求められている。一方、ボイラ冷却塔ブローダウン水をそのまま脱硫装置の補給水として利用した場合、ブローダウン水中に含まれる有機性薬剤成分によって、吸収液の深刻な酸化阻害や脱硫吸収剤としての炭酸カルシウムの活性阻害が生じるという問題点がある。
 本発明は、前記問題に鑑み、ボイラ冷却塔ブローダウン水を簡易な処理装置により再利用を図る脱硫処理装置及び脱硫処理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、ボイラ冷却塔からのボイラ冷却塔ブローダウン水を導入するブローダウン水ラインと、前記ブローダウン水ラインに配置され、前記ボイラ冷却塔ブローダウン水中の有機物を活性炭等の有機吸着フィルタにより除去する有機物除去装置と、ボイラからの排ガス中の硫黄酸化物を吸収する吸収塔と、前記有機物を除去したボイラ冷却塔ブローダウン水を前記吸収塔の補給水として導入する補給水導入ラインと、を具備することを特徴とする脱硫処理装置にある。
 本発明によれば、ボイラ冷却塔ブローダウン水の再利用により、現在河川又は工業用水として取水している脱硫装置補給水のための取水量の低減を図ることが出来る。ボイラ冷却塔ブローダウン水の簡易な処理は活性炭等による有機物の吸着処理を行うものであり、逆浸透膜装置を用いた処理方法と比較して、動力費が安価に出来、逆浸透膜の定期薬剤洗浄を要さないため、メンテナンス性が良好となる。
 第2の発明は、第1の発明において、前記有機物除去装置が、直列に複数個接続されており、前記有機物除去装置の各々が、前記ブローダウン水ラインに介装され、前記ボイラ冷却塔ブローダウン水中の有機物を除去する有機物吸着フィルタと、前記有機物吸着フィルタの入口側に設けられ、前記ボイラ冷却塔ブローダウン水の流入を開閉する主流路開閉バルブと、前記主流路開閉バルブの上流側の前記ブローダウン水ラインから分岐され、前記有機物吸着フィルタをバイパスして、前記有機物吸着フィルタの出口側のブローダウン水ラインに接続するバイパスラインと、前記バイパスラインに介装され、バイパスしたボイラ冷却塔ブローダウン水の流入を開閉するバイパス用開閉バルブと、を具備することを特徴とする脱硫処理装置にある。
 本発明によれば、有機物吸着フィルタを複数直列で配置し、特定のフィルタをバイパスするバイパスラインを有することにより、吸着能力が低下した場合には該吸着能力が低下したフィルタをバイパスさせ、予備のフィルタを通過する流路に切り替え、長期にわたり吸着能力が維持でき、連続運転時間を長くすることが出来る。
 第3の発明は、第2の発明において、前記主流路開閉バルブとバイパス用開閉バルブとの開閉を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、前記有機物吸着フィルタの運転時間に応じて、主流路開閉バルブとバイパス用開閉バルブとの開閉を切替え、前記バイパスラインに前記ボイラ冷却塔ブローダウン水を後流側の有機物フィルタにバイパスさせることを特徴とする脱硫処理装置にある。
 本発明によれば、有機物吸着フィルタの運転時間及び再生メンテナンス履歴や交換履歴に応じて、有機物吸着フィルタを持ち回りさせ、適切な有機物吸着フィルタの運転台数や有機物吸着フィルタの状態を維持することができる。
 第4の発明は、第2の発明において、前記有機物吸着フィルタと、前記主流路開閉バルブとの間に設けられ、前記有機物吸着フィルタに流入する前記ボイラ冷却塔ブローダウン水、すなわち有機物吸着フィルタ処理水性状をTOC分析計やCOD分析計などを用いて計測する計測装置と、前記計測装置により計測されたボイラ冷却塔ブローダウン処理水の性状に基づいて、前記主流路開閉バルブとバイパス用開閉バルブとの開閉を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記ボイラ冷却塔ブローダウン処理水の性状に基づいて、主流路開閉バルブとバイパス用開閉バルブとの開閉を切替え、前記バイパスラインに前記ボイラ冷却塔ブローダウン水をバイパスさせて、後流側の健全な有機物フィルタに前記ボイラ冷却塔ブローダウン水をバイパスさせることを特徴とする脱硫処理装置にある。
 本発明によれば、ボイラ冷却塔ブローダウン処理水の性状を計測する計測機器を設置し、計測対象となる有機物吸着フィルタの計測データの計測結果を基に当該対象フィルタの吸着能力の変化を把握し、当該フィルタの吸着能力が所定値以下となったら、制御装置により各バルブを開閉して自動で流路の切り替えを行うことができる。
 第5の発明は、第2の発明において、前記有機物吸着フィルタの前後に設けられ、前記有機物吸着フィルタの差圧を計測する計測装置と、前記計測装置により計測された差圧から求めたフィルタの閉塞度合いに基づいて、前記主流路開閉バルブとバイパス用開閉バルブとの開閉を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、差圧に基づいて主流路開閉バルブとバイパス用開閉バルブとの開閉を切替え、前記バイパスラインに前記ボイラ冷却塔ブローダウン水をバイパスさせて、後流側の健全な有機物フィルタに前記ボイラ冷却塔ブローダウン水をバイパスさせることを特徴とする脱硫処理装置にある。
 本発明によれば、有機物吸着フィルタの差圧の状態を計測する計測機器を設置し、計測データの計測結果を基にフィルタの吸着能力の変化を把握し、フィルタの差圧が所定値以上となったら、制御装置により各バルブを開閉して自動で流路の切り替えを行うことができる。
 第6の発明は、第2乃至5のいずれか一つの発明の脱硫処理装置を用い、複数の直列に配置した前記有機物吸着フィルタは、一以上の前記有機物吸着フィルタを予備とし、残りの前記有機物吸着フィルタを用いて、ボイラ冷却塔ブローダウン水中の有機物を吸着し、前記有機物吸着フィルタの一部をバイパスする際には、予備の前記有機物吸着フィルタを用いて、ボイラ冷却塔ブローダウン水中の有機物を吸着することを特徴とする脱硫処理装置の運転方法にある。
 本発明によれば、予備の有機物吸着フィルタを配置する場合には、有機物吸着フィルタの破過があると、吸収塔の運転能力は現状のままの状態において、この予備の有機物吸着フィルタに切替えて、ボイラ冷却塔ブローダウン水中の有機物を吸着処理することができる。
 第7の発明は、第2乃至5のいずれか一つの発明の脱硫処理装置を用い、複数の直列に配置した前記有機物吸着フィルタは、全部の前記有機物吸着フィルタを使用して前記ボイラ冷却塔ブローダウン水中の有機物を吸着し、前記有機物吸着フィルタの複数の内の一部をバイパスする際には、前記吸収塔の運転能力の負荷を低減させて脱硫処理することを特徴とする脱硫処理装置の運転方法にある。
 本発明によれば、予備の有機物吸着フィルタを配置しない場合には、有機物吸着フィルタの破過があると、吸収塔の運転能力の負荷を低減させて、破過した有機物吸着フィルタをバイパスさせ、残りの有機物吸着フィルタを用いてボイラ冷却塔ブローダウン水中の有機物を吸着処理することができる。
 第8の発明は、第7の発明において、前記吸収塔内を循環する吸収液中の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計と、前記酸化還元電位計により計測された前記吸収液の酸化還元電位の値に基づいて、前記主流路開閉バルブとバイパス用開閉バルブとの開閉を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記吸収液の酸化還元電位の値が低下する場合、予備の使用していない有機物除去装置の主流路開閉バルブとバイパス用開閉バルブとの開閉を切替え、予備の前記バイパスラインへの前記ボイラ冷却塔ブローダウン水の流入を停止し、予備の有機物吸着フィルタに前記ボイラ冷却塔ブローダウン水を流入させて、前記ボイラ冷却塔ブローダウン水中の有機物を除去することを特徴とする脱硫処理装置の運転方法にある。
 本発明によれば、吸収塔内の酸化還元電位の値が適正値まで回復しない場合に、予備の有機物吸着フィルタを用いて有機物の処理を優先させ、ボイラ冷却塔ブローダウン水中の薬剤を、現状の除去量よりもさらに除去量の増大を図り、吸収塔内への有機物の流入を抑制させることができる。
 本発明によれば、ボイラ冷却塔ブローダウン水の再利用により、現在河川又は工業用水として取水している脱硫装置補給水のための取水量の低減を図ることが出来る。活性炭による処理によるので、逆浸透膜装置を用いた処理方法と比較して、動力費が安価であり、逆浸透膜処理のように定期的な薬剤洗浄を要さないため、メンテナンス性が良好となる。
図1は、実施例1に係る脱硫処理装置の概略図である。 図2は、実施例2に係る脱硫処理装置の有機物除去装置を示す概略図である。 図3は、実施例2に係る運転例の一例を示す図である。 図4は、実施例3に係る脱硫処理装置の有機物除去装置を示す概略図の一例を示す図である。 図5は、実施例4に係る脱硫処理システムを示す概略図である。 図6は、実施例3に係る運転例の一例を示す図である。 図7は、実施例5に係る脱硫処理システムを示す概略図である。 図8は、実施例5に係る脱硫処理システムを示す概略図である。
 以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
 図1は、実施例1に係る脱硫処理装置の概略図である。図1に示すように、本実施例に係る脱硫処理装置10は、ボイラ冷却塔(以下「冷却塔」という)11からのボイラ冷却塔ブローダウン水12を導入するブローダウン水ラインL1と、ブローダウン水ラインL1に配置され、ボイラ冷却塔ブローダウン水12中の有機物を活性炭により除去する有機物除去装置21と、ボイラ(図示せず)からの排ガス30中の硫黄酸化物を吸収液33で吸収する吸収塔31と、有機物除去装置21と接続され、有機物を除去したボイラ冷却塔ブローダウン水12を吸収塔31の補給水32として導入する補給水導入ラインL20と、を具備する。ここで、図1中、符号L31は吸収液33の循環ライン、Pは循環ラインL31に介装された吸収液33を送液する送液ポンプ、34は吸収塔31の吸収液貯留部31aから抜き出した吸収液(以下「脱硫排水」という)35Aから石膏36を固液分離する固液分離機、35Bは脱硫排水35Aから石膏36が分離された分離液、L32は循環ラインL31から分岐した脱硫排水35Aを抜き出すライン、L33は石膏36を排出する石膏排出ライン、37は分離液35Bを貯留する貯留槽、L34は分離液35Bを貯留槽37に供給する分離液供給ライン、L35は分離液35Bを貯留槽37から吸収液貯留部31aに戻す分離液戻しライン、L36は分離液35Bを貯留槽37から放流する分離液放流ラインを各々図示する。
 本実施例では、吸収塔31に補給水32としてボイラ冷却塔ブローダウン水12を供給するブローダウン水ラインL1に有機物除去装置21を設置することで、ボイラ冷却塔ブローダウン水12に含まれる例えばスケール防止剤、防錆剤等の有機物を除去することができる。これにより、補給水32中に含まれている有機物が除去されるので、有機物に起因する脱硫装置での酸化及び吸収剤の活性阻害のない脱硫処理を行うことができる。ここで、有機物としては例えば重合リン酸塩、アクリル酸ポリマ、有機リン薬剤等の有機薬剤が例示される。
 また、本実施例では、有機物除去装置21の上流側に、前処理装置20を設置するようにしている。この前処理装置20は、例えば比較的簡易的な、砂ろ過装置、精密ろ過装置、限外濾過装置、ナノ濾過装置等の膜ろ過設備を適用するのが好ましい。この前処理装置20の設置により、有機物除去装置21の固形分等の付着による処理流量負荷低下の抑制を図ることができる。
 有機物除去装置21としては、例えば活性炭による有機物除去以外には、例えばイオン交換樹脂によるイオン交換設備等を挙げることができる。活性炭による処理によれば、RO(逆浸透膜装置)を用いた処理方法と比較して、動力費が安価となる。また、逆浸透膜の定期薬剤洗浄を要さないため、メンテナンス性が良好となる。活性炭による処理によれば、逆浸透膜(RO)装置を用いた処理方法と比較して、逆浸透膜装置を用いた場合の運転よりも動力費が安価となり、脱硫処理装置のプラント運転費用が経済的となる。また、逆浸透膜装置を用いる場合には、逆浸透膜の定期薬剤洗浄が必要となるが、この定期的な洗浄処理が不要となり、脱硫処理装置のメンテナンス性が良好となる。
 冷却塔11からのボイラ冷却塔ブローダウン水12は、冷却塔11から必要な量だけ分取し、残りは排水として放流する。冷却塔11は、冷却水をポンプP1により循環させる循環ライン16と、冷却水をポンプP2により抜出し、砂ろ過装置17が介装される浄化ライン15と、冷却塔補給水18を冷却塔11に導入する導入ライン19とを備えている。
 本実施例に係る脱硫処理装置10において、冷却塔11や吸収塔31の構成は、公知の装置構成であれば、特に限定されるものではない。
 ボイラ冷却塔ブローダウン水12の再利用により、現在河川水(又は工業用水)39として取水している脱硫装置補給水のための取水量の低減を図ることができる。この際、本実施例1によれば、冷却塔11からのボイラ冷却塔ブローダウン水12中の有機物を活性炭等による有機物除去装置21により除去することで、吸収塔31の脱硫装置での酸化阻害や活性阻害が抑制される。また、吸収塔31の補給水32として転用することで、ボイラ冷却塔ブローダウン水12自体の外部への排水量を低減することが出来る。
 本発明の実施例2に係る脱硫処理装置について、図面を参照して説明する。図2は、実施例2に係る脱硫処理装置の有機物除去装置を示す概略図である。図2に示すように、本実施例に係る有機物除去装置は、直列に複数個(本実施例では5個)の第1~第5有機物除去装置(21-1、21-2、21-3、21-4、21-5)が接続されている。第1有機物除去装置21-1~第5有機物除去装置21-5の構成は同一構成であるので、第1有機物除去装置21-1を例にして説明する。第1有機物除去装置21-1は、ブローダウン水ラインL1に介装され、ボイラ冷却塔ブローダウン水12中の有機物を除去する第1有機物吸着フィルタ22-1と、第1有機物吸着フィルタ22-1の入口側に設けられ、ボイラ冷却塔ブローダウン水12の流入を開閉する第1主流路開閉バルブV1と、第1主流路開閉バルブV1の上流側の第1ブローダウン水ラインL1から分岐され、第1有機物吸着フィルタ22-1をバイパスして、第1有機物吸着フィルタ22-1の出口側の第2ブローダウン水ラインL2に接続する第1バイパスラインL11と、第1バイパスラインL11に介装され、バイパスしたボイラ冷却塔ブローダウン水12の流入を開閉するバイパス用開閉バルブV11と、を具備する。
 本実施例では、このような第1有機物除去装置21-1~第5有機物除去装置21-5を5つ直列に配置させ、第1~第5有機物吸着フィルタ(「第1~第5フィルタ」という)22-1~22-5をブローダウン水ラインに直列に接続し、各第1~第5有機物吸着フィルタ22-1には、第1~第5バイパスラインL11~L15が各々設けられ、各々の第1~第5有機物吸着フィルタ22-1~21-5を迂回する流路を形成するようにしている。
 本実施例において例えば5つの有機物吸着フィルタを設置した場合、運転初期は第1フィルタ22-1、第2フィルタ22-2、第3フィルタ22-3を直列して通過する流路で運転し、第4フィルタ22-4及び第5フィルタ22-5は、第4バイパスラインL14、第4バイパスラインL15を用いてバイパスさせて、予備としている。
 そして、第1フィルタ22-1の吸着能力が低下した際には、第4フィルタ22-4の流路をバイパスラインL14から切替え、第4フィルタ22-4を通過する流路に切り替えると共に、第1フィルタのバルブV1を閉じて、第1フィルタ22-1をバイパスさせて運転する。
 このバイパスさせた劣化した第1フィルタ22-1は、新品の有機物吸着フィルタを組み込むようにしてもよいし、有機物吸着フィルタとして活性炭を用いた場合には、再生処理して再利用することで、長期にわたり吸着能力を維持させ、連続運転時間を長くすることができる。
 本実施例によれば、連続運転時間の長期化を図ることができ、定期メンテナンスの頻度を減らすことが出来る。
 フィルタを直列配置とすることで、一つあたりの有機物吸着フィルタへの負荷が小さくでき、また有機物が高濃度なボイラ冷却塔ブローダウン水12に対応できる。すなわち、高濃度のボイラ冷却塔ブローダウン水12を用いて1つだけの有機物吸着フィルタで処理するような場合には、有機物吸着フィルタの破過があると、有機物吸着フィルタそのものを交換する必要がある。また、このフィルタ交換に伴い、有機物除去処理を停止する必要があるので、河川水の取水量が増大する。これに対して、複数の有機物除去装置21を直列配置で分散処理することで、有機物吸着フィルタ破過の度合いを分散させることができる。
 有機物吸着フィルタの数の設置の一例としては、以下のようにして行う。
1)処理するボイラ冷却塔ブローダウン水12の吸収塔31への補給水32としての補給量を決定すると、この補給量の容量に応じてボイラ冷却塔ブローダウン水12の有機物の含有量が求められ、この有機物量を吸着処理する必要な活性炭の使用量を計算により求める。
2)この計算により直列配置の有機物吸着フィルタの1つあたりの活性炭量が決まる。例えば5列の直列配置の有機物吸着フィルタを必要とする場合、予備の直列の配置のフィルタを1以上配置させておく。なお、本実施例では2つの第4、第5フィルタ22-4、22-5を予備のフィルタとして配置している。
3)予備のフィルタは当初は使用せず、第4バイパスラインL14、第5バイパスラインL15によりバイパスさせておく。
 本実施例によれば、予備の有機物吸着フィルタを配置する場合には、有機物吸着フィルタの破過があると、吸収塔31の運転能力は現状のままの状態において、この予備の有機物吸着フィルタに切替えて、ボイラ冷却塔ブローダウン水中の有機物を吸着処理することができる。
 なお、予備のフィルタは少なくとも1個の有機物吸着フィルタがあればよいが、2個以上の有機物吸着フィルタを配置するようにしてもよい。
 これに対して、複数の直列に配置した有機物吸着フィルタ22において、全部の第1~第5フィルタ22-1~22-5を使用してボイラ冷却塔ブローダウン水12中の有機物を吸着処理する場合においては、有機物吸着フィルタ22の複数の内の一部をバイパスする際には、吸収塔31の運転能力の負荷を低減させて脱硫処理することができる。吸収塔31の運転能力の負荷を低減させるので、補給水32の供給量を一時的に低減させ、バイパスによる吸着処理の低下を補うことができる。例えば5列直列の第1~第5フィルタ22-1~22-5を用いて直列処理する場合、例えば第1フィルタ22-1の吸着能力が低下した際には、吸収塔31での運転負荷を低減させ、補給水32の供給量を低減させ、残り4つの第2~第5フィルタ22-2~22-5で運転することで、の吸着処理の負荷の増大を回避することができる。
 このように、予備の有機物吸着フィルタを配置しない場合には、有機物吸着フィルタの破過があると、吸収塔の運転能力の負荷を低減させて、破過した有機物吸着フィルタをバイパスさせ、残りの有機物吸着フィルタを用いてボイラ冷却塔ブローダウン水中の有機物を吸着処理することができる。
 このような有機物吸着フィルタを直列に複数(本実施例では5個)配置し、各有機物吸着フィルタを迂回する流路を設けた場合の運転の一例を示す。図3は、実施例2に係る運転例の一例を示す図である。
 第1~第3フィルタ22-1~22-3を3台直列して運転している場合、その各フィルタの運転時間に応じて、バイパス運転の配置を持ち回りさせる。図3に示すように、例えば初期は、第1フィルタ22-1、第2フィルタ22-2、第3フィルタ22-3で3列直接運転し、第4フィルタ22-4、第5フィルタ22-5は予備のバイパス運転している場合を説明する。
 図3の左側に示すように、運転初期は第1フィルタ22-1、第2フィルタ22-2、第3フィルタ22-3で3列直接運転している。所定時間経過後に、図3の右側に示すように第4フィルタ22-4をバイパス運転からフィルタを通過する運転に切替え、その後V1を閉じて、第1フィルタ22-1の第1バイパスラインL11をバイパス運転させる。その後の経過時間に応じて第5フィルタ22-5をバイパス運転からフィルタを通過する運転に切替え、その後V2を閉じて、第2フィルタ22-2の第2バイパスラインL12をバイパス運転させる。
 このようなプラントの運転時間に応じて、バイパス運転の配置を持ち回り運転するフィードフォワード(FF)制御することで、吸収塔31に補給水32として導入するボイラ冷却塔ブローダウン水12中の有機物の除去を常に安定して行うことができる。
 以上の実施例において、有機物吸着フィルタを5個直列としているが、本発明の有機物吸着フィルタの設置数は5個に限定されるものではなく、処理するボイラ冷却塔ブローダウン水やプラントの設備に応じて適宜増減することができる。
 本発明の実施例3に係る脱硫処理装置について、図面を参照して説明する。図4は、実施例3に係る脱硫処理装置の有機物除去装置を示す概略図の一例を示す図である。なお、実施例2の構成部材と重複する部材には同一符号を付して重複する説明は省略する。図4に示すように、本実施例に係る有機物除去装置は、第1有機物吸着フィルタ22-1~22-5と、第1~第5主流路開閉バルブV1~V5との間に各々設けられ、第1~第5有機物吸着フィルタ22-1~22-5に各々流入するボイラ冷却塔ブローダウン水12の性状を計測する第1~第6計測装置25-1~25-6と、第1~第6計測装置25-1~25-6により計測されたボイラ冷却塔ブローダウン水12の性状に基づいて、第1~第5主流路開閉バルブV1~V5と第1~第5バイパス用開閉バルブV11~V15との開閉を制御する制御装置50と、を備え、制御装置50は、ボイラ冷却塔ブローダウン水12の性状(例えば吸着能力の上限に達した場合の予め設定した所定値)に基づいて、第1~第5主流路開閉バルブV1~V5と第1~第5バイパス用開閉バルブV11~V15との開閉を切替え、第1~第5バイパスラインL11~L15にボイラ冷却塔ブローダウン水12をバイパスさせて、後流側の有機物フィルタにボイラ冷却塔ブローダウン水12をバイパスさせる。
 各フィルタの前後に計測装置25を設置し、計測装置25の計測データを基にフィルタの吸着能力の変化を把握する。そして、計測装置の結果より、制御装置50において、予め設定したフィルタの吸着能力が所定値以下となると判断したら、制御装置50により各バルブV1、V11を開閉して流路を切り替える。
 ここで、計測装置としては、ボイラ冷却塔ブローダウン水12の性状を計測する全有機体炭素(Total Organic Carbon;TOC)計、化学的酸素要求量(Chemical Oxygen Demand;COD)計を用いることができる。そして、ボイラ冷却塔ブローダウン水12の性状(例えば吸着能力の上限に達した場合、予め設定したTOC値、COD値)に基づいて、バイパスラインを切替えるようにしている。TOC計又はCOD計の場合は、有機物吸着フィルタ出口の有機物濃度から吸着能力を求めることができる。
 また、計測装置として、圧力計を用いる場合は、各有機物吸着フィルタの前後の差圧から閉塞具合を把握することができる。
 計測装置25を用いて、計測結果を基に、制御装置50による制御により実施例1の流路切り替えを自動で行うことが出来る。
 また、実施例3の変形例として、各計測計器にて、各有機物吸着フィルタ出口のTOC又はCODの値が所定値を超過して、有機物吸着フィルタに吸着能力が許容上限に達した場合、或いは各有機物吸着フィルタの差圧が所定値を超えて許容の閉塞度上限に達した場合に、劣化していない有機物吸着フィルタを組合するフィードバック(FB)制御を行うこともできる。また、各フィルタ出口のTOC又はCODの測定分析装置は、図4の一例に示すように、各フィルタの出口に個別に設置して運転管理してもよい。または、各有機物吸着フィルタの出口にサンプリングバルブを設けこれを個別に切り替える事で代表計器に順に送液して分析を行い、各有機物吸着フィルタの状態管理は運転管理装置により行うようにしてもよい。
 そして、有機物吸着フィルタの吸着能力が低下した有機物吸着フィルタは、バイパスさせて運転系列から切り離し逆洗や再生のメンテナンスを行う。
 また、逆洗・再生も不可となり使用限界と判断された場合には、活性炭フィルタの交換を行う。交換フィルタは筐体ごと取り替えるカートリッジ式とし、別途カートリッジ内部の活性炭を入れ替えてメンテナンス性を向上させてもよい。また、タワー内にトレイを設置し、このトレイから活性炭を引き出して交換してもよい。
 直列にする事で一つあたりの有機物吸着フィルタへの負荷が小さくでき、また高濃度排液に対応できる。
 計測装置を用いることにより、吸着能力の低下した有機物吸着フィルタを特定すると共に、その劣化した有機物吸着フィルタを流路から外すことで、運転を停止せずにメンテナンスが可能となる。
 また、計測装置25として圧力計を有機物吸着フィルタ22の前後に設け、有機物吸着フィルタ22-1~22-5の差圧を各々計測し、計測装置25により計測された差圧から求めたフィルタの閉塞度合いに基づいて、主流路開閉バルブV1とバイパス用開閉バルブV11との開閉を制御する制御装置50と、を備え、制御装置50は、差圧に基づいて、主流路開閉バルブV1とバイパス用開閉バルブV11との開閉を切替え、バイパスラインL11にボイラ冷却塔ブローダウン水をバイパスさせて、後流側の有機物フィルタにボイラ冷却塔ブローダウン水12をバイパスさせる。
 本発明の実施例4に係る脱硫処理装置について、図面を参照して説明する。図5は、実施例4に係る脱硫処理システムを示す概略図である。図5に示すように、本実施例に係る脱硫処理システムは、吸収塔31内を循環する吸収液33中の酸化還元電位を計測する酸化還元電位(ORP)計40と、酸化還元電位計40により計測された吸収液のORPの値に基づいて、主流路開閉バルブとバイパス用開閉バルブとの開閉を制御する制御装置50と、を備えている。図4に示すように、制御装置50は、吸収塔31を循環する吸収液33のORPの値が低下する場合、予備の使用していない第4有機物除去装置21-4の主流路開閉バルブV4とバイパス用開閉バルブV14との開閉を切替え、予備のバイパスラインL14へのボイラ冷却塔ブローダウン水12の流入を停止し、予備の第4有機物フィルタ22-4にボイラ冷却塔ブローダウン水12を流入させて、ボイラ冷却塔ブローダウン水12中の有機物を除去する。
 計測装置25が無い場合には、所定時間の運転を持回りで行っているが、この場合ボイラ冷却塔ブローダウン水12の有機物濃度が通常よりも高い場合には、所定時間の運転以前に有機物吸着フィルタの破過が生じることとなる。このような場合、吸収塔31内で有機物濃度が増大する結果、脱硫阻害が発生する。このORP値が低下して脱硫処理の酸化阻害が大きくなる場合には、有機物吸着フィルタの能力を増大させるようにする。
 なお、計測装置25が設置されている場合には、計器値の計測結果の低い値の有機物吸着フィルタを組合せることで、有機物除去を行う。
 ここで、酸化阻害のない通常ORP例としては、ORP値が80mVから100mV以上である。これに対して、酸化性能低下時のORP例としては、ORP値が80mV以下である。
 薬剤(例えばアクリル酸)が有機物吸着フィルタで除去されずに、吸収塔31内に導入される場合、吸収液33内での酸化速度を低下させ、吸収塔31内での酸化阻害を引き起こす場合がある。
 吸収塔31における酸化阻害とは、吸収液として石灰を用いる湿式脱硫装置の場合、排ガス中30のSOxと吸収液(石灰:炭酸カルシウム)33とが反応し、SOxを吸収して、亜硫酸カルシウム(固形物、スケーリング障害)となるものの、このORP値が低下する(100mV以下となる)場合には、吸収液33中に必要量の酸素が低下して酸化不足となる結果、この亜硫酸カルシウムがそのままの状態で存在し、硫酸カルシウム(石膏)まで酸化されないことをいう。
 また、吸収塔31内に、ORP制御装置があるシステムにおいて、ORP値が適正値以下となる場合、吸収液33内の酸化用空気を増やすように、空気(酸素)を供給することで、酸素供給量の増大を図ることができる。ORP制御装置としては、例えば供給空気量の増大、ジェットエアスパージャの稼働本数の増大等がある。
 図6は、実施例3に係る運転例の一例を示す図である。通常のORP制御をおこなっていても、吸収塔31内のORPの値が適正値まで(100mV以上)回復しない場合には、ボイラ冷却塔ブローダウン水12中の薬剤量が想定以上に過剰である。このような場合には、図6の右側に示すように、予備の有機物吸着フィルタを用いて有機物の処理を優先させ、ボイラ冷却塔ブローダウン水12中の薬剤を、現状の除去量よりもさらに除去量の増大を図り、吸収塔内への有機物の流入を抑制させることができる。
 本発明の実施例5に係る脱硫処理装置について、図面を参照して説明する。図7及び図8は、実施例5に係る脱硫処理システムを示す概略図である。図7に示すように、本実施例に係る脱硫処理装置は、複数個(本実施例では3個)の有機物除去装置21-1、21-2、21-3が並列に接続されており、ブローダウン水ラインL0から分岐した複数の並列導入ラインL31、L32、L33に各々介装され、ボイラ冷却塔ブローダウン水12中の有機物を除去する第1~第3有機物吸着フィルタ22-1~22-3と、第1~第3有機物吸着フィルタ22-1~22-3の入口側に設けられ、ボイラ冷却塔ブローダウン水12の流入を開閉する第1~第3流路開閉バルブV31~V33と、を具備する。
 この脱硫処理装置を用い、複数の並列に配置した有機物吸着フィルタ22は、常に一以上の有機物吸着フィルタを予備(本実施例では、第3有機物吸着フィルタ22-3)とし、残りの第1、第2有機物吸着フィルタ22-1、22-2を用いて、ボイラ冷却塔ブローダウン水12中の有機物を並列吸着し、第1有機物吸着フィルタ22-1を停止する際には、予備の第3有機物吸着フィルタ22-3を用いて、ボイラ冷却塔ブローダウン水12中の有機物を吸着する。これにより運転を停止せずにボイラ冷却塔ブローダウン水中の有機物の除去をすることができる。
 これに対して、複数の並列に配置した有機物吸着フィルタにおいて、全ての第1~第3有機物吸着フィルタ22-1~22-3を使用してボイラ冷却塔ブローダウン水12中の有機物を吸着処理する場合においては、使用している有機物吸着フィルタ22の一部を停止する際には、吸収塔31の運転能力の負荷を低減させて脱硫処理することができる。吸収塔31の運転能力の負荷を低減させるので、補給水32の供給量を一時的に低減させ、停止による吸着処理の低下を補うことができる。例えば3列のフィルタ22-1~22-3を用いて並列処理する場合、例えば第1フィルタ22-1の吸着能力が低下した際には、吸収塔31での運転負荷を低減させ、補給水32の供給量を低減させ、残り2つの第2~第3フィルタ22-2~22-3で運転することで、吸着処理の負荷の増大を回避することができる。
 また、図8に示すように、実施例2と同様に、第1~第3有機物吸着フィルタ22-1~22-3と第1~第3流路開閉バルブV31~V33との間の各々に設けられ、第1~第3有機物吸着フィルタ22-1~22-3に流入するボイラ冷却塔ブローダウン水12の性状を計測する第1~第3計測装置25-1~25-3を設けるようにしてもよい。この第1~第3計測装置25-1~25-3で有機物吸着フィルタの劣化を監視し、フィルタの吸着能力の変化を把握し、フィルタを交換するようにし、計測装置を用いることにより、吸着能力の低下したフィルタを特定すると共に、その劣化したフィルタを流路から外すことで、運転を停止せずにメンテナンスが可能となる。
 10 脱硫処理装置
 11 ボイラ冷却塔
 12 ボイラ冷却塔ブローダウン水
 L1 ブローダウン水ライン
 21 有機物除去装置
 31 吸収塔
 32 補給水
 L20 補給水導入ライン 

Claims (8)

  1.  ボイラ冷却塔からのボイラ冷却塔ブローダウン水を導入するブローダウン水ラインと、
     前記ブローダウン水ラインに配置され、前記ボイラ冷却塔ブローダウン水中の有機物を活性炭により除去する有機物除去装置と、
     ボイラからの排ガス中の硫黄酸化物を吸収する吸収塔と、
     前記有機物を除去したボイラ冷却塔ブローダウン水を前記吸収塔の補給水として導入する補給水導入ラインと、を具備することを特徴とする脱硫処理装置。
  2.  請求項1において、
     前記有機物除去装置が、前記ブローダウン水ライン直列に複数個接続されており、
     前記有機物除去装置の各々が、
     前記ブローダウン水ラインに介装され、前記ボイラ冷却塔ブローダウン水中の有機物を除去する有機物吸着フィルタと、
     前記有機物吸着フィルタの入口側に設けられ、前記ボイラ冷却塔ブローダウン水の流入を開閉する主流路開閉バルブと、
     前記主流路開閉バルブの上流側の前記ブローダウン水ラインから分岐され、前記有機物吸着フィルタをバイパスして、前記有機物吸着フィルタの出口側のブローダウン水ラインに接続するバイパスラインと、
     前記バイパスラインに介装され、バイパスしたボイラ冷却塔ブローダウン水の流入を開閉するバイパス用開閉バルブと、を具備することを特徴とする脱硫処理装置。
  3.  請求項2において、
     前記主流路開閉バルブとバイパス用開閉バルブとの開閉を制御する制御装置を備え、
     前記制御装置は、前記有機物吸着フィルタの運転時間に応じて、主流路開閉バルブとバイパス用開閉バルブとの開閉を切替え、前記バイパスラインに前記ボイラ冷却塔ブローダウン水を後流側の有機物フィルタにバイパスさせることを特徴とする脱硫処理装置。
  4.  請求項2において、
     前記有機物吸着フィルタと、前記主流路開閉バルブとの間に設けられ、前記有機物吸着フィルタに流入するボイラ冷却塔ブローダウン処理水の性状を計測する計測装置と、
     前記計測装置により計測された前記ボイラ冷却塔ブローダウン処理水の性状に基づいて、前記主流路開閉バルブとバイパス用開閉バルブとの開閉を制御する制御装置と、を備え、
     前記制御装置は、前記ボイラ冷却塔ブローダウン処理水の性状に基づいて、主流路開閉バルブとバイパス用開閉バルブとの開閉を切替え、前記バイパスラインに前記ボイラ冷却塔ブローダウン水をバイパスさせて、後流側の有機物フィルタに前記ボイラ冷却塔ブローダウン水をバイパスさせることを特徴とする脱硫処理装置。
  5.  請求項2において、
     前記有機物吸着フィルタの前後に設けられ、前記有機物吸着フィルタの差圧を計測する計測装置と、
     前記計測装置により計測された差圧から求めたフィルタの閉塞度合いに基づいて、前記主流路開閉バルブとバイパス用開閉バルブとの開閉を制御する制御装置と、を備え、
     前記制御装置は、差圧に基づいて主流路開閉バルブとバイパス用開閉バルブとの開閉を切替え、前記バイパスラインに前記ボイラ冷却塔ブローダウン水をバイパスさせて、後流側の有機物フィルタに前記ボイラ冷却塔ブローダウン水をバイパスさせることを特徴とする脱硫処理装置。
  6.  請求項2乃至5のいずれか一つの脱硫処理装置を用い、
     複数の直列に配置した前記有機物吸着フィルタは、一以上の前記有機物吸着フィルタを予備とし、残りの前記有機物吸着フィルタを用いて、ボイラ冷却塔ブローダウン水中の有機物を吸着し、
     前記有機物吸着フィルタの一部をバイパスする際には、予備の前記有機物吸着フィルタを用いて、前記ボイラ冷却塔ブローダウン水中の有機物を吸着することを特徴とする脱硫処理装置の運転方法。
  7.  請求項2乃至5のいずれか一つの脱硫処理装置を用い、
     複数の直列に配置した前記有機物吸着フィルタは、全部の前記有機物吸着フィルタを使用して前記ボイラ冷却塔ブローダウン水中の有機物を吸着し、
     前記有機物吸着フィルタの複数の内の一部をバイパスする際には、前記吸収塔の運転能力の負荷を低減させて脱硫処理することを特徴とする脱硫処理装置の運転方法。
  8.  請求項7において、
     前記吸収塔内を循環する吸収液中の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計と、
     前記酸化還元電位計により計測された前記吸収液の酸化還元電位の値に基づいて、前記主流路開閉バルブとバイパス用開閉バルブとの開閉を制御する制御装置と、を備え、
     前記制御装置は、前記吸収液の酸化還元電位の値が低下する場合、予備の使用していない有機物除去装置の主流路開閉バルブとバイパス用開閉バルブとの開閉を切替え、予備の前記バイパスラインへの前記ボイラ冷却塔ブローダウン水の流入を停止し、予備の有機物フィルタに前記ボイラ冷却塔ブローダウン水を流入させて、前記ボイラ冷却塔ブローダウン水中の有機物を除去することを特徴とする脱硫処理装置の運転方法。
     
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