JP2013154330A - 酸化槽、海水排煙脱硫システムおよび発電システム - Google Patents

Abstract

【課題】硫黄分吸収海水の処理を効率良く行い、酸化槽内に供給される総空気量を低減することができる酸化槽、海水排煙脱硫システムおよび発電システムを提供する。
【解決手段】本発明に係る酸化槽１２は、槽本体と連結し、排煙脱硫吸収塔１１から排出される硫黄分を含んだ硫黄分吸収海水１４に希釈用の希釈海水１３ｂを供給する希釈海水供給ラインＬ１４と、槽本体内に設けられ、排煙脱硫吸収塔１１から排出される硫黄分吸収海水１４に空気３３を供給する曝気装置３１と、槽本体内に設けられ、硫黄分吸収海水１４中の溶存酸素濃度を測定する溶存酸素濃度測定装置３２と、を有し、予め求めた酸化槽１２の長さと硫黄分吸収海水１４中の溶存酸素濃度との関係に基づいて、曝気装置３１から硫黄分吸収海水１４に供給する空気量を調整することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、海水を用いて脱硫した硫黄分を含んだ硫黄分吸収海水を酸化処理する酸化槽、海水排煙脱硫システムおよび発電システムに関する。

石炭や原油等を燃料とする発電プラントにおいて、石炭等の化石燃料を燃焼することでボイラから排出される燃焼排気ガス（以下、「排ガス」という）には硫黄酸化物（ＳＯｘ）など硫黄分が含まれる。そのため、排ガスは、脱硫処理され、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方法として、石灰石膏法、スプレードライヤー法及び海水法等がある。

発電所などは大量の冷却水を必要とするため海に面した場所に建設される場合が多い。そのため、脱硫処理に要する稼動コストを抑えることなどの観点から、海水を排ガス中の硫黄酸化物を吸収する吸収液として利用して脱硫を行う海水脱硫を用いた海水排煙脱硫装置が提案されている。

海水排煙脱硫装置は、略円筒のような筒形状又は角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し、海水を吸収液として気液接触させることでＳＯｘを除去している。脱硫塔内で吸収剤として使用した脱硫後の海水（硫黄分吸収海水）は、酸化槽に供給される。酸化槽内を流れる硫黄分吸収海水は脱硫に用いていない海水と混合して希釈される。また、硫黄分吸収海水は、酸化槽の底面に設置した曝気装置（エアレーション装置）から流出される微細気泡によって酸化・脱炭酸（爆気）される（例えば、特許文献１参照）。これにより、硫黄分吸収海水は、ＳＯ₃の酸化とＣＯ₂の爆気処理がされて、地域の環境基準を満足するようにした後に放流される。

特開２００７−１２５４７４号公報

酸化槽は、一般に、幅２０ｍ〜４０ｍ、長さ１００ｍ〜２００ｍ程度の上部が開放された長い水路（Seawater Oxidation Treatment System；ＳＯＴＳ）であり、広い設置面積が必要である。酸化槽では、酸化槽の底部に設けたエアレーション装置から酸化槽の底部のほぼ全面に空気の状態で酸素を供給するようにしている。

従来から用いられている酸化槽は、酸化槽の底部全面から酸化槽内を流れる硫黄分吸収海水に空気の状態で酸素を供給するようにしているため、酸化槽の運転に要する動力コストが高い。また、硫黄分吸収海水中のＳＯ₃の酸化とＣＯ₂の爆気に必要な酸素以上の酸素を供給している場所もあり、酸素を必要以上に供給しており、硫黄分吸収海水中のＳＯ₃の酸化とＣＯ₂の爆気が効率的で行われていない。

本発明は、前記課題に鑑み、硫黄分吸収海水の処理を効率良く行い、酸化槽内に供給される総空気量を低減することができる酸化槽、海水排煙脱硫システムおよび発電システム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、槽本体と連結し、排煙脱硫吸収塔から排出される硫黄分を含んだ硫黄分吸収海水に希釈用の海水を供給する希釈用海水供給手段と、槽本体内に設けられ、前記排煙脱硫吸収塔から排出される前記硫黄分吸収海水に空気を供給する複数の空気供給手段と、槽本体内に設けられ、前記硫黄分吸収海水中の溶存酸素濃度を測定する溶存酸素濃度測定装置と、を有し、予め求めた酸化槽の長さと硫黄分吸収海水中の溶存酸素濃度との関係に基づいて、前記空気供給手段から前記硫黄分吸収海水に供給する空気量を調整することを特徴とする酸化槽である。

第２の発明は、第１の発明において、前記硫黄分吸収海水のｐＨ、亜硫酸濃度、アルカリ性、温度の何れか１つ以上と溶存酸素濃度との関係を予め算出し、前記溶存酸素濃度は、予め算出された前記硫黄分吸収海水のｐＨ、亜硫酸濃度、アルカリ性、温度の何れか１つ以上に基づいて求められることを特徴とする酸化槽である。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記空気供給手段は、前記硫黄分吸収海水に前記空気を間隔を空けて供給することを特徴とする酸化槽である。

第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、前記空気供給手段は、前記硫黄分吸収海水の溶存酸素濃度が所定値以下となった時に供給することを特徴とする酸化槽である。

第５の発明は、排ガスと海水とを気液接触して前記排ガスを洗浄する排煙脱硫吸収塔と、前記排煙脱硫吸収塔の後流側に設けられ、第１乃至第４の何れか１つの発明の酸化槽と、前記海水を前記排煙脱硫吸収塔に供給する海水供給ラインと、前記排煙脱硫吸収塔から排出される前記硫黄分吸収海水を前記酸化槽に供給する硫黄分吸収海水排出ラインと、前記海水を前記硫黄分吸収海水排出ラインと前記酸化槽との何れか一方又は両方に供給する希釈海水供給ラインと、を有することを特徴とする海水排煙脱硫システムである。

第６の発明は、ボイラと、前記ボイラから排出される排ガスを蒸気発生用の熱源として使用すると共に、発生した蒸気を用いて発電機を駆動する蒸気タービンと、第５の発明の海水排煙脱硫システムとを有し、前記蒸気タービンで凝縮した水を回収し、循環させる復水器と、前記ボイラから排出される排ガスの脱硝を行う排煙脱硝装置と、前記排ガス中の煤塵を除去する集塵装置と、を有することを特徴とする発電システムである。

本発明によれば、硫黄分吸収海水の処理を効率良く行い、酸化槽内に供給される総空気量を低減することができる。

図１は、本発明による実施例１に係る酸化槽を適用した海水排煙脱硫システムの構成を示す概略図である。 図２は、酸化槽の長さと硫黄分吸収海水中の溶存酸素濃度との関係の一例を示す図である。 図３は、酸化槽の長さと硫黄分吸収海水に溶解しているＳＯ₃ ^-濃度及び溶存酸素濃度との関係の一例を示す説明図である。 図４は、酸化槽の長さと空気供給量との関係を示す説明図である。 図５は、本発明の実施例２に係る発電システムの構成を示す概略図である。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施例により本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、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施例で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

本発明による実施例１に係る酸化槽を適用した海水排煙脱硫システムについて、図面を参照して説明する。図１は、本発明による実施例１に係る酸化槽を適用した海水排煙脱硫システムの構成を示す概略図である。図１に示すように、海水排煙脱硫システム１０は、排煙脱硫吸収塔１１と、本実施例に係る酸化槽１２と、海水１３を排煙脱硫吸収塔１１に供給する海水供給ラインＬ１１、Ｌ１２と、排煙脱硫吸収塔１１から排出される硫黄分を含んだ硫黄分吸収海水１４を酸化槽１２に供給する硫黄分吸収海水排出ラインＬ１３と、海水１３を硫黄分吸収海水排出ラインＬ１３、酸化槽１２に供給する希釈海水供給ラインＬ１４、Ｌ１５と、を有する。

海水１３は海２１からポンプ２２により海水供給ラインＬ１１に汲み上げられ、一部の海水１３は吸収海水１３ａとしてポンプ２３または重力駆動により海水供給ラインＬ１２を介して排煙脱硫吸収塔１１に供給される。残りの海水１３の一部は希釈海水１３ｂとして希釈海水供給ラインＬ１４を介して硫黄分吸収海水排出ラインＬ１３に送給され、希釈海水１３ｂの残りは希釈海水１３ｃとして希釈海水供給ラインＬ１５を介して酸化槽１２に供給される。海水１３は、海２１からポンプ２２により直接汲み上げた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、図示しない復水器から排出される海水の排液などを用いるようにしてもよい。

排煙脱硫吸収塔１１は、排ガス２５と吸収海水１３ａとを気液接触して排ガス２５を浄化する塔である。排煙脱硫吸収塔１１では、吸収海水１３ａは噴霧ノズル２６より上方に液柱状に噴出させ、排ガス２５と海水供給ラインＬ１２を介して供給される吸収海水１３ａとを気液接触させて、排ガス２５中の硫黄分の脱硫を行っている。本実施例では、噴霧ノズル２６は、上方に液柱状に噴出させる噴霧ノズルであるが、これに限定されるものではなく、下方にシャワー状に噴霧するようにしてもよい。

即ち、排煙脱硫吸収塔１１において排ガス２５と吸収海水１３ａとを気液接触させて、下記式（I）に示すような反応を生じさせ、排ガス２５中のＳＯ₂などの形態で含有されているＳＯｘなどの硫黄分を吸収海水１３ａに吸収させ、排ガス２５中の硫黄分を、吸収海水１３ａを用いて除去している。
ＳＯ₂（ｇ） ＋ Ｈ₂Ｏ → Ｈ₂ＳＯ₃（ｌ） → ＨＳＯ₃ ^- ＋ Ｈ^＋ ・・・（I）

この海水脱硫により吸収海水１３ａと排ガス２５との気液接触により発生したＨ₂ＳＯ₃が解離して水素イオン（Ｈ⁺）が吸収海水１３ａ中に遊離するためｐＨが下がり、硫黄分吸収海水１４には多量の硫黄分が吸収される。このため、硫黄分吸収海水１４は硫黄分を高濃度に含んでいる。このとき、硫黄分吸収海水１４のｐＨとしては、例えば３〜６程度となる。そして、排煙脱硫吸収塔１１で硫黄分を吸収した硫黄分吸収海水１４は、排煙脱硫吸収塔１１の塔底部に貯留される。排煙脱硫吸収塔１１の塔底部に貯留された硫黄分吸収海水１４は、硫黄分吸収海水排出ラインＬ１３を介して酸化槽１２に送給される。

また、排煙脱硫吸収塔１１で脱硫された浄化ガス２８は浄化ガス排出通路Ｌ１６を介して大気中に放出される。

また、硫黄分吸収海水排出ラインＬ１３には希釈海水供給ラインＬ１４が連結され、硫黄分吸収海水排出ラインＬ１３内の硫黄分吸収海水１４を希釈海水１３ｂと混合し、希釈する。硫黄分吸収海水１４を希釈海水１３ｂと混合し、希釈することで、硫黄分吸収海水排出ラインＬ１３内の硫黄分吸収海水１４のｐＨを上昇させ、ＳＯ₂ガスの再放散を防ぐことができる。また、硫黄分吸収海水排出ラインＬ１３においてＳＯ₂が放散され、外部に漏洩するのを防止することで、刺激臭を放つのを防止することができる。

また、硫黄分吸収海水排出ラインＬ１３には硫黄分吸収海水１４を希釈海水１３ｂと希釈・混合する希釈混合槽を設けるようにしてもよい。硫黄分吸収海水１４は希釈混合槽において希釈海水１３ｂと混合され、希釈される。硫黄分吸収海水１４を希釈海水１３ｂと混合し、希釈することで、希釈混合槽内の硫黄分吸収海水１４のｐＨを上昇させ、ＳＯ₂ガスの再放散を防ぐことができる。また、希釈混合槽においてＳＯ₂が放散され、外部に漏洩するのを防止することで、刺激臭を放つのを防止することができる。

酸化槽１２は、排煙脱硫吸収塔１１の後流側に設けられ、希釈用海水供給手段として希釈海水供給ラインＬ１５と、空気供給手段として曝気装置（エアレーション装置）３１と、溶存酸素濃度測定装置３２とを有する槽である。なお、本実施例においては、希釈海水供給ラインＬ１５を設け、酸化槽１２に希釈海水１３ｃを供給するようにしているが、これに限定されるものではなく、希釈海水供給ラインＬ１５は設けなくてもよい。

希釈海水供給ラインＬ１５は、希釈海水供給ラインＬ１４と酸化槽１２とを連結し、酸化槽１２内の硫黄分吸収海水１４に希釈海水１３ｃを供給するものである。

曝気装置３１は、酸化槽１２内に設けられ、硫黄分吸収海水１４に空気３３を供給するものである。本実施例では、曝気装置３１は、空気３３を供給する酸化用空気ブロア３４と、空気３３を送給する散気管３５と、空気３３を酸化槽１２内の硫黄分吸収海水１４に供給する酸化空気用ノズル３６とを有する。酸化用空気ブロア３４により外部の空気３３が散気管３５を介して酸化空気用ノズル３６から酸化槽１２内に送り込まれ、下記式（II）のような酸素の溶解を生じる。酸化槽１２において硫黄分吸収海水１４中の硫黄分が空気３３と接触して下記式（III）〜（V）のような亜硫酸水素イオン（ＨＳＯ₃ ^-）の酸化反応と、重炭酸イオン（ＨＣＯ₃ ^-）の脱炭酸反応とを生じ、硫黄分吸収海水１４は水質回復され、水質回復海水３７となる。なお、酸化空気用ノズル３６の数は特に限定されるものではなく、酸化槽１２内部の大きさに応じて適宜設けるようにする。
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）

これにより、硫黄分吸収海水１４のｐＨを上昇させると共に、化学的酸素要求量（ＣＯＤ：Chemical Oxygen Demand）を低減することができ、水質回復海水３７のｐＨ、溶存酸素濃度、ＣＯＤを海水放流可能なレベルとして放出することができる。また、酸化槽１２で硫黄分吸収海水１４の水質回復を行う際にガスが発生しても、この発生するガスはＳＯ₂環境基準濃度を満たすようにして酸化槽１２で放散させることができる。水質回復海水３７は海水排出ラインＬ１７を介して海２１へ放流される。

また、溶存酸素濃度測定装置３２が酸化槽１２内に設けられており、硫黄分吸収海水１４中の溶存酸素濃度を測定している。溶存酸素濃度測定装置３２は酸化槽１２内の硫黄分吸収海水１４の流れ方向に複数設けられる。溶存酸素濃度測定装置３２としては、例えば、市販のポータブル型、定置型などの溶存酸素計が挙げられる。溶存酸素濃度測定装置３２で測定された測定結果は制御装置３８に伝達される。

本実施例においては、溶存酸素濃度は、硫黄分吸収海水１４のｐＨ、亜硫酸濃度、アルカリ性、温度の何れか１つ以上に基づいて求めることができる。硫黄分吸収海水１４のｐＨ、亜硫酸濃度、アルカリ性、温度の何れか１つ以上と溶存酸素濃度との関係を予め算出しておき、制御装置３８は、予め算出された硫黄分吸収海水１４のｐＨ、亜硫酸濃度、アルカリ性、温度の何れか１つ以上と溶存酸素濃度との関係に基づいて、硫黄分吸収海水１４のｐＨ、亜硫酸濃度、アルカリ性、温度の何れか１つ以上の値から溶存酸素濃度を求める。

本実施例においては、制御装置３８は、予め求めた酸化槽１２の長さと硫黄分吸収海水１４中の溶存酸素濃度との関係に基づいて、曝気装置３１の各々の酸化空気用ノズル３６から硫黄分吸収海水１４に供給する空気３３の空気量を調整している。

酸化槽１２の長さと硫黄分吸収海水１４中の溶存酸素濃度との関係の一例を図２に示す。図２に示すように、酸化槽１２の長さと硫黄分吸収海水１４中の溶存酸素濃度との関係を示す関係図を用いて各々の曝気装置３１から硫黄分吸収海水１４に供給する空気３３の空気量を調整することができる。

曝気装置３１は、硫黄分吸収海水１４に空気３３を間隔を空けながら供給することが好ましい。本実施例において、間隔を空けながら供給とは、すべての酸化空気用ノズル３６から硫黄分吸収海水１４に空気３３を常時供給する場合以外の意味をいい、酸化槽１２の長さ方向に間隔を保ちながら限定された酸化空気用ノズル３６から硫黄分吸収海水１４に空気３３を供給することをいう。

曝気装置３１は、硫黄分吸収海水１４の溶存酸素濃度が所定値以下となった時に供給することが好ましい。所定値とは、十分な酸化速度を確保できる量をいい、例えば硫黄分吸収海水１４の溶存酸素濃度が飽和濃度の１／３以下になったら供給する。なお、この所定値は、溶存酸素濃度が飽和濃度の１／３の場合に限定されるものではない。

曝気装置３１は、硫黄分吸収海水１４に空気３３を供給する際には、酸化槽１２の上流側に空気３３を多く供給し、酸化槽１２の下流側に行くほど空気３３の供給量を低減するのが好ましい。これは、酸化槽１２に供給された空気３３は直ぐに硫黄分吸収海水１４に溶解している亜硫酸イオン（ＳＯ₃ ^-）の酸化や、ＣＯ₂爆気に消費されないことから、硫黄分吸収海水１４が酸化槽１２の下流側に流れる。また、酸化槽１２の上流側はＳＯ₃ ^-の濃度が高く、酸化が進みやすいため、硫黄分吸収海水１４中の溶存酸素が少なくなりやすい傾向にある。従って、硫黄分吸収海水１４に溶解しているＳＯ₃ ^-が酸化される反応時間、ＣＯ₂爆気に必要な時間を考慮して、酸化槽１２の上流側で空気３３を多く供給し、酸化槽１２の下流側では空気３３の供給量を低減することで、酸化槽１２内で硫黄分吸収海水１４のＳＯ₃ ^-濃度を確実に低減できるためである。

図３は、酸化槽１２の長さと硫黄分吸収海水１４に溶解しているＳＯ₃ ^-濃度及び溶存酸素濃度との関係の一例を示す説明図である。図３に示すように、酸化槽１２内に空気３３を間隔を空けて供給するようにしている場合でも、硫黄分吸収海水１４の溶存酸素濃度が所定の設定値αとなった時点で酸化槽１２内に空気３３を間隔を空けて供給すると共にその供給量を調整することで、硫黄分吸収海水１４中のＳＯ₃ ^-濃度を酸化槽１２内に空気３３を常時供給するようにしている場合とほぼ同等に低減することができる。

また、酸化槽１２内に空気３３を間隔を空けて供給することで、硫黄分吸収海水１４中に溶解しているＳＯ₃ ^-濃度を所定値以下にするまでに要する酸化槽１２の長さが変化する場合でも、酸化槽１２の深さ、流路幅を調整して硫黄分吸収海水１４の流速が遅くなるように調整することで、硫黄分吸収海水１４を再生し、放出するのに要する酸化槽１２の長さを、従来のように酸化槽１２内に空気３３を常時供給して硫黄分吸収海水１４を再生し、放出するのに要する酸化槽１２の長さと同等程度となるように調整することができる。

図４は、酸化槽１２の長さと空気供給量との関係を示す説明図である。図４に示すように、酸化槽１２の長手方向の長さを１．０とし、酸化槽１２の長さ方向に均等に５分割した各領域に空気３３を均等に供給した場合の酸化槽１２内に供給される総空気量比を１．０とする（比較例１参照）。このとき、実施例１のように、酸化槽１２を５分割したときの各領域の長さを変更し、各領域に供給する空気量を調整する。具体的には、酸化槽１２に空気３３を供給する領域の長さを長めとし、空気３３を供給しない領域の長さは小さくし、酸化槽１２内に供給される空気量は、酸化槽１２の上流側ほど多くし、酸化槽１２の下流側に向かうほど少なくなるように調整する。

これにより、実施例１では、比較例１のように酸化槽１２内に各領域に空気３３を均等に常時供給する場合よりも酸化槽１２に供給する総空気量を例えば２０％程度低減することができる。よって、酸化槽１２を複数領域に分割したときの各領域の長さと各領域に供給する空気量を調整することにより、硫黄分吸収海水１４の処理を効率良く行うことができるため、酸化槽１２内の無駄な位置に曝気装置３１を設置するのを軽減することができると共に、酸化槽１２内に供給される総空気量を低減することができ、酸化槽１２内に必要以上に酸素を供給するのを低減することができる。

したがって、本実施例に係る酸化槽１２によれば、予め求めた酸化槽１２の長さと硫黄分吸収海水１４中の溶存酸素濃度との関係を示す関係図を用いて、曝気装置３１の各々の酸化空気用ノズル３６から硫黄分吸収海水１４に供給する空気３３の空気量を調整し、酸化槽１２を複数領域に分割したときの各領域の長さと各領域に供給する空気量を調整している。そのため、本実施例に係る酸化槽１２は、硫黄分吸収海水１４の処理を効率良く行うことで、酸化槽１２を大きくすることなく酸化槽１２内に設置される曝気装置３１の数を低減することができると共に、曝気装置３１から酸化槽１２内に供給する空気３３の総空気量を低減して空気３３を供給するために要する動力を低減することができる。

このように、本実施例に係る酸化槽１２を適用した海水排煙脱硫システム１０は、酸化槽１２内に設置される曝気装置３１の酸化空気用ノズル３６の数を低減できると共に、酸化槽１２内に供給する総空気量を低減し、空気３３を供給するために要する動力を低減することができるため、外開放型の酸化槽１２に流れた硫黄分吸収海水１４を効率良く酸化処理し、水質回復処理を行うことができる。

したがって、本実施例に係る酸化槽１２を適用した海水排煙脱硫システム１０によれば、排煙脱硫吸収塔１１から排出される硫黄分吸収海水１４を、酸化槽１２において曝気装置３１の酸化空気用ノズル３６の数を低減しつつ効率良く酸化槽１２内に空気３３を供給することで、硫黄分吸収海水１４を効率良く処理し、水質回復処理を行うことができるため、信頼性の高い海水排煙脱硫システムを提供することができる。

また、本実施例においては、排煙脱硫吸収塔１１で海水脱硫に用いた吸収海水１３ａの処理をする海水排煙脱硫システムについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。海水排煙脱硫装置は、例えば各種産業における工場、大型、中型火力発電所などの発電所、電気事業用大型ボイラ又は一般産業用ボイラ、製鉄所、精錬所等から排出される排ガス中に含まれる硫黄酸化物を海水脱硫する海水排煙脱硫装置にも適用することができる。

また、本実施例においては、排煙脱硫吸収塔１１、酸化槽１２は各々別々の槽として独立しており、排煙脱硫吸収塔１１と酸化槽１２とを硫黄分吸収海水排出ラインＬ１３で連結するようにしているが、本実施例はこれに限定されるものではなく、排煙脱硫吸収塔１１、酸化槽１２を一体として一つの槽で構成してもよい。

本発明の実施例２に係る発電システムについて、図面を参照して説明する。本実施例に係る発電システムに適用される海水排煙脱硫システムには、実施例１に係る海水排煙脱硫システムが用いられる。なお、実施例１と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。

図５は、本発明の実施例２に係る発電システムの構成を示す概略図である。図５に示すように、本実施例に係る発電システム４０は、ボイラ４１と、蒸気タービン４２と、復水器４３と、排煙脱硝装置４４と、集塵装置４５と、海水排煙脱硫システム１０とを有するものである。尚、本実施例において、上述のように、硫黄分吸収海水１４とは、海水排煙脱硫システム１０においてＳＯ₂など硫黄分を吸収した使用済み海水をいう。

ボイラ４１は、油タンクまたは石炭ミルなどから供給される燃料４６を空気予熱器（ＡＨ）４７で予熱された空気４８と共にバーナ（不図示）から噴射して燃焼させる。外部から供給される空気４８は押込みファン４９により空気予熱器４７に送給され予熱される。燃料４６と空気予熱器４７で予熱された空気４８とは前記バーナに供給され、燃料４６はボイラ４１で燃焼される。これにより、蒸気タービン４２を駆動するための蒸気５０を発生する。

ボイラ４１内で燃焼して発生する排ガス５１は排煙脱硝装置４４に送給される。また、排ガス５１は復水器４３から排出される水５２と熱交換し、蒸気５０を発生するための熱源として使用される。蒸気タービン４２はこの発生した蒸気５０を用いて発電機５３を駆動している。そして、復水器４３は蒸気タービン４２で凝縮した水５２を回収し、再びボイラ４１に戻し、循環させている。

ボイラ４１から排出された排ガス５１は排煙脱硝装置４４内で脱硝され、空気予熱器４７で空気４８と熱交換した後、集塵装置４５に送給され、排ガス５１中の煤塵を除去する。そして、集塵装置４５で除塵された排ガス５１は、誘引ファン５５により排煙脱硫吸収塔１１内に供給される。この時、排ガス５１は熱交換器５６で、排煙脱硫吸収塔１１で脱硫され排出される浄化ガス２８と熱交換された後、排煙脱硫吸収塔１１内に供給される。また、排ガス５１は熱交換器５６で浄化ガス２８と熱交換することなく排煙脱硫吸収塔１１に直接供給するようにしてもよい。

また、熱交換器５６は、熱回収器と、再加熱器とを含むものであり、前記熱回収器と前記再加熱器との間を熱媒体が循環している。前記熱回収器は、誘引ファン５５と排煙脱硫吸収塔１１との間に設けられ、ボイラ４１から排出される排ガス５１と前記熱媒体とを熱交換する。前記再加熱器は、排煙脱硫吸収塔１１の後流側に設けられ、排煙脱硫吸収塔１１から排出される浄化ガス２８と前記熱媒体とを熱交換して、浄化ガス２８を再加熱する。

海水排煙脱硫システム１０は、上述の実施例１に係る海水排煙脱硫装置である。すなわち、海水排煙脱硫システム１０は、排煙脱硫吸収塔１１と、酸化槽１２と、海水供給ラインＬ１１、Ｌ１２と、硫黄分吸収海水排出ラインＬ１３と、希釈海水供給ラインＬ１４、Ｌ１５と、を有するものである。

海水排煙脱硫システム１０では、上述の通り、排ガス５１中に含有されている硫黄分を海２１から汲み上げられた海水１３を用いて海水脱硫を行っている。また、海水１３は海２１からポンプ２２により汲み上げられ、復水器４３で熱交換した後、一部の吸収海水１３ａは海水供給ラインＬ１２を介してポンプ２３により海水排煙脱硫システム１０に送給される。また、残りの希釈海水１３ｂは海水供給ラインＬ１４を介して酸化槽１２の上流側に送給される。海水排煙脱硫システム１０において排ガス５１と吸収海水１３ａとを気液接触させて、排ガス５１中の硫黄分を吸収海水１３ａに吸収している。硫黄分を吸収した硫黄分吸収海水１４は排煙脱硫吸収塔１１から排出された後、希釈海水１３ｂと混合し、希釈され、酸化槽１２の上流側に送給される。また、海水排煙脱硫システム１０で浄化された排ガス５１は、浄化ガス２８となって浄化ガス排出通路Ｌ１６を介して煙突５７から外部に排出される。

また、希釈海水１３ｂの一部は希釈海水供給ラインＬ１５を介して酸化槽１２内の上流側に供給してもよい。

また、海２１から汲み上げられた海水１３は復水器４３で熱交換した後、海水排煙脱硫システム１０に送給し、海水脱硫に用いているが、海２１から汲み上げた海水１３を復水器４３で熱交換させずに海水排煙脱硫システム１０に直接送給し、海水脱硫に用いるようにしてもよい。

希釈混合槽で硫黄分吸収海水１４を希釈海水１３ｂと混合した後、酸化槽１２に送給される。本実施例では、酸化槽１２は、希釈海水供給ラインＬ１５と、曝気装置３１と、溶存酸素濃度測定装置３２とを有している。制御装置３８は、溶存酸素濃度測定装置３２で測定された測定結果から、予め求めた酸化槽１２の長さと硫黄分吸収海水１４中の溶存酸素濃度との関係に基づいて、各々の曝気装置３１の酸化空気用ノズル３６から硫黄分吸収海水１４に供給する空気３３の空気量を調整する。酸化槽１２を複数領域に分割したときの各領域の長さと各領域に供給する空気量を調整することにより、硫黄分吸収海水１４の処理を効率良く行い、酸化槽１２を大きくすることなく酸化槽１２内に設置される曝気装置３１の数を低減することができると共に、曝気装置３１から酸化槽１２内に供給する空気３３の総空気量を低減して空気３３を供給するために要する動力を低減することができる。

このようにして酸化槽１２で硫黄分吸収海水１４を水質回復し、水質回復海水３７を得る。酸化槽１２で得られた水質回復海水３７は、ｐＨ、溶存酸素濃度、ＣＯＤを海水放流可能なレベルとして酸化槽１２から海水排出ラインＬ１７を介して海２１へ放流される。

また、海水供給ラインＬ１１から海水１３の一部を、希釈海水供給ラインＬ１４を介して酸化槽１２内の水質回復海水３７の後流側に供給するようにしてもよい。これにより、水質回復海水３７を更に希釈することができる。これにより、水質回復海水３７のｐＨを上昇させ、海水排液のｐＨを海水近くにまで上昇させ、海水排液のｐＨの排水基準（ｐＨ６．０以上）を満たすと共に、ＣＯＤを低減することができ、水質回復海水３７のｐＨ、ＣＯＤを海水放流可能なレベルとして放出することができる。

このように、本実施例に係る発電システム４０によれば、酸化槽１２において、酸化槽１２内に設置される曝気装置３１の数を低減しつつ、効率良く酸化槽１２内に空気３３を供給することで、硫黄分吸収海水１４を効率良く処理し、酸化槽１２内に供給される総空気量を低減することができるため、酸化槽１２において硫黄分吸収海水１４へ空気を供給する動力を低減し、ランニングコストの抑制を図ることができる。したがって、本実施例に係る発電システム４０は、硫黄分吸収海水１４を効率良く安定して処理し、水質回復処理を行うことができるので、安全性および信頼性の高い発電システムを提供することができる。

また、本実施例に係る海水排煙脱硫システム１０は、各種産業における工場、大型、中型火力発電所などの発電所、電気事業用大型ボイラ又は一般産業用ボイラ等から排出される排ガス中に含まれる硫黄酸化物を海水脱硫することで生じる硫黄分吸収溶液中の硫黄分の除去に利用することができる。

１０ 海水排煙脱硫システム
１１ 排煙脱硫吸収塔
１２ 酸化槽
１３ 海水
１３ａ 吸収海水
１３ｂ、１３ｃ 希釈海水
１４ 硫黄分吸収海水
２１ 海
２２、２３ ポンプ
２５、５１ 排ガス
２６ 噴霧ノズル
２８ 浄化ガス
３１ 曝気装置（エアレーション装置）
３２ 溶存酸素濃度測定装置
３３ 空気
３４ 酸化用空気ブロア
３５ 散気管
３６ 酸化空気用ノズル
３７ 水質回復海水
３８ 制御装置
４０ 発電システム
４１ ボイラ
４２ 蒸気タービン
４３ 復水器
４４ 排煙脱硝装置
４５ 集塵装置
４６ 燃料
４７ 空気予熱器（ＡＨ）
４８ 空気
４９ 押込みファン
５０ 蒸気
５２ 水
５３ 発電機
５５ 誘引ファン
５６ 熱交換器
５７ 煙突
Ｌ１１、Ｌ１２ 海水供給ライン
Ｌ１３ 硫黄分吸収海水排出ライン
Ｌ１４、Ｌ１５ 希釈海水供給ライン
Ｌ１６ 浄化ガス排出通路
Ｌ１７ 海水排出ライン

Claims (6)

1. 槽本体と連結し、排煙脱硫吸収塔から排出される硫黄分を含んだ硫黄分吸収海水に希釈用の海水を供給する希釈用海水供給手段と、
   槽本体内に設けられ、前記排煙脱硫吸収塔から排出される前記硫黄分吸収海水に空気を供給する空気供給手段と、
   槽本体内に設けられ、前記硫黄分吸収海水中の溶存酸素濃度を測定する溶存酸素濃度測定装置と、
   を有し、
   予め求めた酸化槽の長さと硫黄分吸収海水中の溶存酸素濃度との関係に基づいて、前記空気供給手段から前記硫黄分吸収海水に供給する空気の供給量を調整することを特徴とする酸化槽。
2. 請求項１において、
   前記硫黄分吸収海水のｐＨ、亜硫酸濃度、アルカリ性、温度の何れか１つ以上と溶存酸素濃度との関係を予め算出し、
   前記溶存酸素濃度は、予め算出された前記硫黄分吸収海水のｐＨ、亜硫酸濃度、アルカリ性、温度の何れか１つ以上に基づいて求められることを特徴とする酸化槽。
3. 請求項１又は２において、
   前記空気供給手段は、前記硫黄分吸収海水に前記空気を間隔をおきながら供給することを特徴とする酸化槽。
4. 請求項１乃至３の何れか１つにおいて、
   前記空気供給手段は、前記硫黄分吸収海水の溶存酸素濃度が所定値以下となった時に供給することを特徴とする酸化槽。
5. 排ガスと海水とを気液接触して前記排ガスを洗浄する排煙脱硫吸収塔と、
   前記排煙脱硫吸収塔の後流側に設けられ、請求項１乃至４の何れか１つに記載の酸化槽と、
   前記海水を前記排煙脱硫吸収塔に供給する海水供給ラインと、
   前記排煙脱硫吸収塔から排出される前記硫黄分吸収海水を前記酸化槽に供給する硫黄分吸収海水排出ラインと、
   前記海水を前記硫黄分吸収海水排出ラインと前記酸化槽との何れか一方又は両方に供給する希釈海水供給ラインと、
   を有することを特徴とする海水排煙脱硫システム。
6. ボイラと、
   前記ボイラから排出される排ガスを蒸気発生用の熱源として使用すると共に、発生した蒸気を用いて発電機を駆動する蒸気タービンと、
   請求項５の海水排煙脱硫システムとを有し、
   前記蒸気タービンで凝縮した水を回収し、循環させる復水器と、
   前記ボイラから排出される排ガスの脱硝を行う排煙脱硝装置と、
   前記排ガス中の煤塵を除去する集塵装置と、
   を有することを特徴とする発電システム。

Images