(57)【要約】【課題】海水に吸収された硫黄分を効率良く処理することができる排煙脱硫装置及び排ガス処理方法を提供する。【解決手段】本実施例に係る排煙脱硫装置１０Ａは、装置本体１３内で排ガス１１中のＳＯ2を海水１２と接触させて洗浄する排煙脱硫装置において、装置本体１３内に配設され、ＡＣＦからなるＡＣＦ層で形成されたＡＣＦ槽２２と、排ガス１１を海水１２と接触させて排ガス１１中のＳＯ2を吸収した硫黄分吸収液１９中に空気２３を供給する空気供給部２４と、装置本体１３内に供給される排ガス１１中のＳＯ2の濃度を検知する硫黄分濃度検出部２５と、を有する。硫黄分吸収液１９中にＡＣＦ槽２２を浸漬し、ＡＣＦの触媒作用を利用することで、硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンの酸化を促進し、亜硫酸イオンを効率良く処理する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体内で排ガス中の硫黄分を海水と接触させて洗浄する排煙脱硫装置において、
前記装置本体内に配設され、活性炭素繊維からなる活性炭素繊維層で形成された活性炭素繊維槽と、
前記排ガスを前記海水と接触させて前記排ガス中の硫黄分を吸収した硫黄分吸収液中に空気を供給する空気供給部と、
前記装置本体内に供給される前記排ガス中の硫黄分の濃度を検知する硫黄分濃度検出部と、
を有することを特徴とする排煙脱硫装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記空気供給部より供給される空気量が、０．５ｃｍ／ｓ以上、３．０ｃｍ／ｓ以下であることを特徴とする排煙脱硫装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記装置本体が複数設けられ、各々の前記装置本体に前記空気供給部を有すると共に、前記装置本体の少なくとも一つに前記活性炭素繊維槽を有してなることを特徴とする排煙脱硫装置。
【請求項４】
請求項１又は２において、
前記装置本体内に塔底部を複数の領域に仕切る仕切り板が少なくとも一つ設けられ、
前記仕切り板で仕切られた少なくとも一つの領域中に前記活性炭素繊維槽を少なくとも一つ配設されてなると共に、
前記仕切り板で仕切られた少なくとも一つの領域中の硫黄分吸収液に前記空気を供給する前記空気供給部を有してなることを特徴とする排煙脱硫装置。
【請求項５】
請求項１又は２において、
前記装置本体内に前記活性炭素繊維槽を収容する複数の収容棚が設けられ、
前記収容棚毎に前記収容棚内の前記硫黄分吸収液中に空気を供給する空気供給部を有することを特徴とする排煙脱硫装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一つの排煙脱硫装置と、
前記海水を希釈用海水として前記排煙脱硫装置に供給する希釈用海水供給ラインと、
前記排煙脱硫装置から排出される前記硫黄分吸収液中の硫黄分を酸化すると共に脱炭酸し、水質回復を行う酸化槽と、
前記硫黄分吸収液を前記酸化槽に排出する硫黄分吸収液排出ラインと、
前記希釈用海水の一部を、第一の希釈用海水として前記酸化槽に供給し、前記硫黄分吸収液と混合する第一の希釈用海水供給ラインと、
前記希釈用海水の一部を第二の希釈用海水として前記酸化槽で水質回復された水質回復海水と合流させる第二の希釈用海水供給ラインと、
を有することを特徴とする海水脱硫酸化処理装置。
【請求項７】
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、
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、
請求項６の海水脱硫酸化処理装置と、
前記排煙脱硫装置で脱硫された浄化ガスを外部へ排出する煙突と、
からなることを特徴とする発電システム。
【請求項８】
硫黄分を含有する排ガスを装置本体内で海水と接触させ、前記排ガス中の硫黄分を吸収し、前記排ガスを洗浄する排ガス処理方法において、
前記排ガスを前記海水と接触させて前記排ガス中の硫黄分を吸収した硫黄分吸収液中に活性炭素繊維からなる活性炭素繊維層で形成された活性炭素繊維槽を設け、前記活性炭素繊維により前記排ガス中の硫黄分を吸着し、前記活性炭素繊維に吸着した硫黄分を前記硫黄分吸収液中に吸収し、前記硫黄分吸収液中に空気を供給することで、前記硫黄分吸収液中の硫黄分を酸化することを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項９】
請求項８において、
前記装置本体内に供給される排ガス中の硫黄分濃度を検知し、前記排ガス中の硫黄分濃度に応じて前記硫黄分吸収液中に供給する空気量を制御することを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項１０】
請求項８又は９において、
前記硫黄分吸収液中に供給する空気量を、０．５ｃｍ／ｓ以上、３．０ｃｍ／ｓ以下とすることを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項１１】
請求項８乃至１０の何れか一つにおいて、
前記空気供給部が備えられた前記装置本体を複数設けると共に、前記装置本体の少なくとも一つに前記活性炭素繊維槽を設け、
各々の前記装置本体に供給する空気量を制御することを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項１２】
請求項８乃至１０の何れか一つにおいて、
前記装置本体内に塔底部を複数の領域に仕切る仕切り板を少なくとも一つ設け、前記仕切り板で仕切られた領域の少なくとも一つの流域に空気を供給することを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項１３】
請求項８乃至１０の何れか一つにおいて、
前記装置本体内に前記活性炭素繊維槽を収容する複数の収容棚を設け、各々の前記収容棚内の前記硫黄分吸収液中に空気を供給することを特徴とする排ガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工業燃焼設備等から排出される排ガス中の硫黄酸化物を海水を用いて脱硫する排煙脱硫装置及び排ガス処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭等の化石燃料を燃焼することで発生する排ガス中に含有される硫黄酸化物など硫黄分を除去するため脱硫装置が設けられている。また、発電所などで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く、脱硫処理の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が注目されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この吸収液として海水を用いた排煙脱硫装置は、石灰‐石膏法に比べて低コストであるため、火力発電所などにおいて用いられている。また、ボイラの復水器で多量の海水を冷却水として用いるため、復水器から排出されて温められた海水排液の一部は脱硫装置に供給され、排ガス中のＳＯ2の除去に用いられる。
【０００４】
また、吸収液として海水を用いて排ガスの浄化を行うガス浄化装置の一例を図１４に示す。図１４に示すように、ガス浄化装置１００では、硫黄酸化物（ＳＯX）を含有する排ガス１１と海から汲み上げられた海水１２とを装置本体１３内で向流接触させている。排ガス１１は排ガス送給ライン１４を介して装置本体１３の塔底部１５側の壁面より装置本体１３内に送給され、海水１２は海水供給ライン１６を介して装置本体１３の塔頂部１７側より装置本体１３内に送給される。装置本体１３内で塔底部１５の壁面側から導入される排ガス１１と、散水ノズル１８から供給される海水１２とを対向して気液接触させることで、装置本体１３内において、排ガス１１中のＳＯ2を散水ノズル１８から散水された海水１２中に吸収し、そのＳＯ2を亜硫酸イオン（ＨＳＯ3-）としている。排ガス１１中の硫黄分を吸収した海水は硫黄分吸収液１９として塔底部１５に貯留される。一方、排ガス１１は浄化され、塔頂部１７より浄化ガス２０として排出される。
【０００５】
この結果、排ガス１１中の煤塵、ＳＯ2を亜硫酸イオンとして海水１２中に吸収し、脱硫すると共に、排ガス１１中の硫黄酸化物を除去するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−５５７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ガス浄化装置１００では、排ガス１１中の硫黄分を殆ど処理するようにしているが、脱硫することで排ガス１１中の硫黄分に起因して生じる亜硫酸イオンを含んだ硫黄分吸収液１９のｐＨ、ＣＯＤを海水放流可能なレベルとして放出するためには、排煙脱硫装置１００の後流側では多量の海水、空気が必要となる、という問題がある。
【０００８】
また、排煙脱硫装置１００に空気を供給する場合、供給される空気量が過多になると、ＳＯ2が酸化されて生成された硫黄分吸収流下液１９中の亜硫酸イオンの再脱離が進行する。そのため、硫黄分吸収流下液１９中の亜硫酸イオンが酸化して硫酸イオンとなる脱硫率が低下する、という問題がある。
【０００９】
そのため、排煙脱硫装置１００内に空気を供給する際には、溶存酸素が不足し反応不全となるのを防止すると共に、亜硫酸イオンがＳＯ2に戻り再脱離が進行するのを防止するように、排煙脱硫装置１００内への空気の供給量を調整する必要がある。
【００１０】
本発明は、前記問題に鑑み、海水に吸収された硫黄分を効率良く処理することができる排煙脱硫装置及び排ガス処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、装置本体内で排ガス中の硫黄分を海水と接触させて洗浄する排煙脱硫装置において、前記装置本体内に配設され、活性炭素繊維からなる活性炭素繊維層で形成された活性炭素繊維槽と、前記排ガスを前記海水と接触させて前記排ガス中の硫黄分を吸収した硫黄分吸収液中に空気を供給する空気供給部と、前記装置本体内に供給される前記排ガス中の硫黄分の濃度を検知する硫黄分濃度検出部と、を有することを特徴とする排煙脱硫装置にある。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、前記空気供給部より供給される空気量が、０．５ｃｍ／ｓ以上、３．０ｃｍ／ｓ以下であることを特徴とする排煙脱硫装置にある。
【００１３】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記装置本体が複数設けられ、各々の前記装置本体に前記空気供給部を有すると共に、前記装置本体の少なくとも一つに前記活性炭素繊維槽を有してなることを特徴とする排煙脱硫装置にある。
【００１４】
第４の発明は、第１又は２の発明において、前記装置本体内に塔底部を複数の領域に仕切る仕切り板が少なくとも一つ設けられ、前記仕切り板で仕切られた少なくとも一つの領域中に前記活性炭素繊維槽を少なくとも一つ配設されてなると共に、前記仕切り板で仕切られた少なくとも一つの領域中の硫黄分吸収液に前記空気を供給する前記空気供給部を有してなることを特徴とする排煙脱硫装置にある。
【００１５】
第５の発明は、第１又は２の発明において、前記装置本体内に前記活性炭素繊維槽を収容する複数の収容棚が設けられ、前記収容棚毎に前記収容棚内の前記硫黄分吸収液中に空気を供給する空気供給部を有することを特徴とする排煙脱硫装置にある。
【００１６】
第６の発明は、第１乃至５の何れか一つの発明の排煙脱硫装置と、前記海水を希釈用海水として前記排煙脱硫装置に供給する希釈用海水供給ラインと、前記排煙脱硫装置から排出される前記硫黄分吸収液中の硫黄分を酸化すると共に脱炭酸し、水質回復を行う酸化槽と、前記硫黄分吸収液を前記酸化槽に排出する硫黄分吸収液排出ラインと、前記希釈用海水の一部を、第一の希釈用海水として前記酸化槽に供給し、前記硫黄分吸収液と混合する第一の希釈用海水供給ラインと、前記希釈用海水の一部を第二の希釈用海水として前記酸化槽で水質回復された水質回復海水と合流させる第二の希釈用海水供給ラインと、を有することを特徴とする海水脱硫酸化処理装置にある。
【００１７】
第７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、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、第６の発明の海水脱硫酸化処理装置と、前記排煙脱硫装置で脱硫された浄化ガスを外部へ排出する煙突と、からなることを特徴とする発電システムにある。
【００１８】
第８の発明は、硫黄分を含有する排ガスを装置本体内で海水と接触させ、前記排ガス中の硫黄分を吸収し、前記排ガスを洗浄する排ガス処理方法において、前記排ガスを前記海水と接触させて前記排ガス中の硫黄分を吸収した硫黄分吸収液中に活性炭素繊維からなる活性炭素繊維層で形成された活性炭素繊維槽を設け、前記活性炭素繊維により前記排ガス中の硫黄分を吸着し、前記活性炭素繊維に吸着した硫黄分を前記硫黄分吸収液中に吸収し、前記硫黄分吸収液中に空気を供給することで、前記硫黄分吸収液中の硫黄分を酸化することを特徴とする排ガス処理方法にある。
【００１９】
第９の発明は、第８の発明において、前記装置本体内に供給される排ガス中の硫黄分濃度を検知し、前記排ガス中の硫黄分濃度に応じて前記硫黄分吸収液中に供給する空気量を制御することを特徴とする排ガス処理方法にある。
【００２０】
第１０の発明は、第８又は９の発明において、前記硫黄分吸収液中に供給する空気量を、０．５ｃｍ／ｓ以上、３．０ｃｍ／ｓ以下とすることを特徴とする排ガス処理方法にある。
【００２１】
第１１の発明は、第８乃至１０の何れか一つの発明において、前記空気供給部が備えられた前記装置本体を複数設けると共に、前記装置本体の少なくとも一つに前記活性炭素繊維槽を設け、各々の前記装置本体に供給する空気量を制御することを特徴とする排ガス処理方法にある。
【００２２】
第１２の発明は、第８乃至１０の何れか一つの発明において、前記装置本体内に塔底部を複数の領域に仕切る仕切り板を少なくとも一つ設け、前記仕切り板で仕切られた領域の少なくとも一つの流域に空気を供給することを特徴とする排ガス処理方法にある。
【００２３】
第１３の発明は、第８乃至１０の何れか一つの発明において、前記装置本体内に前記活性炭素繊維槽を収容する複数の収容棚を設け、各々の前記収容棚内の前記硫黄分吸収液中に空気を供給することを特徴とする排ガス処理方法にある。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、装置本体内の排ガスを前記海水と接触させて前記排ガス中の硫黄分を吸収した硫黄分吸収液中に活性炭素繊維槽を設け、前記硫黄分吸収液中に空気を供給することで、前記硫黄分吸収液中の亜硫酸イオンの酸化を促進し、硫酸イオンとすることができるため、亜硫酸イオンを効率良く処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係る排煙脱硫装置の概略図である。
【図２】図２は、活性炭素繊維の構成を示す図である。
【図３】図３は、空気量とＳＯ2溶解量との関係の傾向を示す図である。
【図４】図４は、活性炭素繊維の濃度と酸化反応速度との関係を示す図である。
【図５】図５は、拡散速度ＵｇとＯ2の拡散速度定数ＫＬａとの関係を示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施例２に係る排煙脱硫装置の概略図である。
【図７】図７は、装置本体を二つ設けた時の反応率の変化を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施例２に係る排煙脱硫装置の他の構成を示す概略図である。
【図９】図９は、本発明の実施例３に係る排煙脱硫装置の概略図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施例４に係る排煙脱硫装置の概略図である。
【図１１】図１１は、収容棚の構成を簡略に示す図である。
【図１２】図１２は、図１０中の一の収容棚の構成を示す拡大図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施例５に係る発電システムの構成を示す概略図である。
【図１４】図１４は、排煙脱硫装置の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの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、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００２７】
本発明による実施例１に係る排煙脱硫装置について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施例１に係る排煙脱硫装置の概略図であり、図２は、活性炭素繊維層の構成例を示す図である。図中、前記図１４に示した装置と同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。
図１、２に示すように、本実施例に係る排煙脱硫装置１０Ａは、装置本体１３内で排ガス１１中のＳＯ2を海水１２と接触させて洗浄する排煙脱硫装置において、装置本体１３内に配設され、活性炭素繊維（Active  Carbon  Fiber：ＡＣＦ）からなる活性炭素繊維層（ＡＣＦ層）２１で形成された活性炭素繊維槽（ＡＣＦ槽）２２と、排ガス１１を海水１２と接触させて排ガス１１中のＳＯ2を吸収した硫黄分吸収液１９中に空気２３を供給する空気供給部２４と、装置本体１３内に供給される排ガス１１中のＳＯ2の濃度を検知する硫黄分濃度検出部２５と、を有するものである。
【００２８】
排ガス１１は排ガス送給ライン１４を介して装置本体１３の壁面より装置本体１３内に送給される。一方、海から汲み上げられた海水１２は海水供給ライン１６を介して装置本体１３の塔底部１５側より装置本体１３内に送給される。装置本体１３内で塔底部１５側から導入される排ガス１１と、散水ノズル１８から供給される海水１２とを気液接触させ、排ガス１１中に含有されているＳＯ2は海水１２中に吸収され、海水脱硫が行なわれる。装置本体１３内において排ガス１１中のＳＯ2を海水１２中に吸収し、そのＳＯ2を亜硫酸イオン（ＨＳＯ3-）とし、装置本体１３の塔底部１５に硫黄分吸収液１９として貯留される。
また、本実施例において、硫黄分吸収液１９とは、海水脱硫することでＳＯ2、ＨＳＯ3-など硫黄分を高濃度に含んだ海水をいい、装置本体１３において硫黄分を吸収した海水の流下液のことをいう。
【００２９】
また、装置本体１３内に供給された排ガス１１は装置本体１３の塔頂部１７に至るころには、排ガス１１中のＳＯ2は海水１２中に吸収され、除去されるため、塔頂部１７からはほとんど硫黄分を含まない浄化された浄化ガス２０が装置本体１３の塔頂部１７から外部に排出されている。
【００３０】
また、本実施例に係る排煙脱硫装置１０Ａにおいては、装置本体１３内の硫黄分吸収液１９中に、触媒として活性炭素繊維（ＡＣＦ）からなるＡＣＦ層２１で形成されたＡＣＦ槽２２を浸漬させている。また、ＡＣＦ槽２２は、図２に示すように、ＡＣＦ槽２２を構成するＡＣＦ層２１が、平板部活性炭素繊維シート（平板部ＡＣＦシート）２１ａと波板状活性炭素繊維シート（波板状ＡＣＦシート）２２ｂとを接合してその断面が三角形状の通路２２ｃに構成されている。
【００３１】
塔底部１５において硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンをＡＣＦ槽２２を形成するＡＣＦ層２１の表面のＡＣＦに吸着させ、ＡＣＦの触媒作用を利用することで、硫黄分吸収液１９中に含まれる酸素により亜硫酸イオンを酸化し、装置本体１３内に供給された海水１２と反応して、硫酸イオン（ＳＯ42-）とすることができる。
【００３２】
また、本実施例に係る排煙脱硫装置１０Ａにおいては、空気供給部２４より空気供給ライン２６を介して塔底部１５より空気２３を硫黄分吸収液１９中に供給している。このため、硫黄分吸収液１９中に供給された空気２３により亜硫酸イオンの酸化を促進することができる。
【００３３】
よって、装置本体１３内の排ガス１１を海水１２と接触させて排ガス１１中のＳＯ2を吸収した硫黄分吸収液１９中にＡＣＦ槽２２を設け、硫黄分吸収液１９中に空気２３を供給しているため、ＡＣＦの触媒作用を利用すると共に、供給される空気２３を用いることで硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンの酸化を促進し、硫酸イオンとすることができるため、亜硫酸イオンを効率良く処理することができる。
【００３４】
また、排ガス送給ライン１４には、排ガス１１中のＳＯ2濃度を検出する硫黄分濃度検出部２５が設けられている。硫黄分濃度検出部２５で検出される排ガス１１中のＳＯ2濃度に基づいて空気供給部２４より供給される空気２３の供給量を制御することができる。海水１２中にＳＯ2が吸収され亜硫酸イオンが生成されていることから、排ガス１１中のＳＯ2によるｐＨと海水１２のｐＨとの差から硫黄分吸収液１９のｐＨを求め、空気供給部２４より供給する空気量を求める。硫黄分吸収液１９中に空気２３を供給することで硫黄分吸収液１９中のＳＯ2の酸化を促進することができるが、供給する空気量が多すぎると、亜硫酸イオンからＳＯ2になる反応が進行するので供給する空気量を調整する必要がある。
【００３５】
本実施例においては、空気供給部２４より供給される空気量を０．５ｃｍ／ｓ以上、３．０ｃｍ／ｓ以下とするのが好ましい。図３は、空気量とＳＯ2溶解量との関係の傾向を示す図である。図３に示すように、空気量に応じて酸化と脱気との相互作用によりＳＯ2の溶解量が特定される（図３中、破線）。
【００３６】
そのため、ＳＯ2の酸化と脱気との関係の傾向より、空気供給部２４から供給される空気量としては、例えば０．５ｃｍ／ｓ以上、３．０ｃｍ／ｓ以下とするのが好ましい。供給する空気量が０．５ｃｍ／ｓより小さいと、酸素供給が不足するためである。また、供給する空気量が３．０ｃｍ／ｓより大きいと、ＳＯ2が脱離されるからである。
【００３７】
よって、装置本体１３内に供給される排ガス１１中のＳＯ2濃度に応じて硫黄分吸収液１９中に供給する空気量を制御することができるため、排ガス１１中のＳＯ2が酸化されて生成された亜硫酸イオンの再脱離が進行するのを防止し、ＳＯ2の発生する量を抑制することができると共に、Ｈ2ＳＯ4への反応率を向上させることができる。これにより、装置本体１３内で海水１２に吸収されたＳＯ2を効率良く処理することができる。
【００３８】
また、塔底部１５に貯留された硫黄分吸収液１９は、硫黄分吸収液排出ライン２７を介して排出される。
【００３９】
また、触媒量、空気量、ＳＯ2濃度がＳＯ2の酸化反応速度に与える影響について検討した結果を以下に示す。
【００４０】
（触媒量のＳＯ2の酸化反応速度への影響）
図４は、触媒量とＳＯ2の酸化反応速度との関係を示す図である。図４に示すように、原綿を用いた試験例１−１、１−２から導き出されるＡＣＦ１ｇ当たりの酸化速度（図４中、実線）からＳＯ2の酸化反応を向上させることができる。
【００４１】
（空気量、ＳＯ2濃度のＳＯ2の酸化反応速度への影響）
また、図４に示すように、試験例２−１、試験例２−２より、供給する空気量が多いほどＳＯ2の酸化反応速度が高くなるため、ＳＯ2の酸化反応を向上させることができる。また、試験例２−２、２−３より、ＳＯ2濃度が高いほど酸化反応速度が高くなるため、ＳＯ2の酸化反応を向上させることができる。よって、供給する空気量を増大させると共に、ＳＯ2濃度を高くすることで、ＳＯ2の酸化反応速度が高くなり、ＳＯ2の酸化反応を向上させることができる。
【００４２】
（空気の拡散速度と空気の拡散速度定数との関係）
また、ＡＣＦの触媒濃度を高めると、触媒の活性も高まり、ＳＯ2の酸化反応も高くすることができるが、触媒の酸化性能を確保するためには同時に酸素供給量を高める必要がある。その際、空気を効率よく水中に供給できるのが好ましい。
【００４３】
供給する空気量が多い場合には、供給される空気の気泡の大きさが大きくなるため、水中に空気を有効に供給することができない。一方、供給する空気量が少ない場合には、供給される空気の気泡の大きさを小さくすることができるため、少ない空気量で有効に空気を供給することができる。よって、硫黄分吸収液１９に空気２３を効率良く供給し、空気２３の硫黄分吸収液１９への吸収を有効に行なうことで、硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンに酸素を有効に供給することができ、亜硫酸イオンの酸化を促進することができる。
【００４４】
図５は、空気の拡散速度Ｕｇと空気の拡散速度定数ＫＬａとの関係を示す図である。
試験例３−１は、水流酸化撹拌装置（Ｊet  Ａir  Ｓparger：ＪＡＳ）を用いて行なわれた試験結果であり、試験例３−２は、水流酸化装置（Fix  Ａir  Ｓparger：ＦＡＳ）を用いて行なわれた試験結果である。
図５に示すように、ＦＡＳにより行なわれた試験例３−２では、空気の拡散速度Ｕｇの上限は２．４ｃｍ／ｓであり、ＪＡＳにより行なわれた試験例３−１では、空気の拡散速度Ｕｇの上限は０．７７ｃｍ／ｓであった。よって、空気の拡散速度定数ＫＬａを試験で用いたビーカーセルＯ2供給能力の範囲までとした場合において、空気の拡散速度Ｕｇの水流酸化撹拌装置の最大空塔速度実績の範囲内では、試験例３−２の方が試験例３−１より空気を供給する際の拡散速度を約３倍程度にまで向上させることができる。
【００４５】
従って、ＡＣＦの触媒量、供給する空気量、ガス中のＳＯ2濃度の各々を高くすると、ＳＯ2の酸化反応速度が高くなり、ＳＯ2の酸化反応を向上させることができるが、脱硫後の硫黄分吸収液１９のように、ｐＨの低い状態のところで空気２３を入れすぎると、硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンがＳＯ2になる再脱離が進行する。そのため、硫黄分濃度検出部２５で検出される排ガス１１中のＳＯ2濃度に基づいて空気供給部２４より供される空気２３の供給量を調整する必要があり、本実施例では、空気供給部２４より供給される空気量を０．５ｃｍ／ｓ以上、３．０ｃｍ／ｓ以下としている。これにより、硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンの再脱離が進行するのを防止し、ＳＯ2の発生量を抑制すると共に、硫酸イオンへの反応率を向上させることができる。
【００４６】
また、本実施例に係る排煙脱硫装置１０Ａにおいては、装置本体１３内の硫黄分吸収液１９中にＡＣＦ槽２２を浸漬させているが、硫黄分吸収液１９中にＡＣＦ槽２２を浸漬させない状態でＡＣＦ槽２２を装置本体１３内に設け、排ガス１１中のＳＯ2の吸収効率を向上させるために用いるようにしてもよい。また、硫黄分吸収液１９中に浸漬させたＡＣＦ槽２２の他に、更に、黄分吸収液１９中にＡＣＦ槽２２を浸漬させない状態でＡＣＦ槽２２を装置本体１３内に設けるようにしてもよい。
【００４７】
このように、本実施例に係る排煙脱硫装置１０Ａによれば、装置本体１３内の排ガス１１を海水１２と接触させて排ガス１１中のＳＯ2を吸収した硫黄分吸収液１９中にＡＣＦ槽２２を設け、硫黄分吸収液１９中に空気２３を供給することで、硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンの酸化を促進し、Ｈ2ＳＯ4とすることができるため、亜硫酸イオンを効率良く処理することができる。また、硫黄分濃度検出部２５で検出される排ガス１１中のＳＯ2濃度に基づいて空気供給部２４より供給される空気２３の供給量を制御しているため、硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンの再脱離が進行してＳＯ2の発生する量を抑制すると共に、Ｈ2ＳＯ4への反応率を向上させることができる。よって、装置本体１３内で海水１２に吸収されたＳＯ2を効率良く処理することができると共に、ＣＯＤ成分となる亜硫酸の濃度を低減することで、装置本体１３から排出される硫黄分吸収液１９のＣＯＤを下げ、ＣＯＤの値を考慮した排水とすることができる。これにより、装置本体１３の後流側に設けられる酸化槽などの酸化設備で措置本体１３から排出される硫黄分吸収液１９の脱気を行う際に供給する空気量を軽減することができるため、前記酸化設備の負担を低減することができ、処理設備を小さくすることができる。
【００４８】
また、本実施例に係る排煙脱硫装置１０Ａにおいては、排ガス１１中の硫黄分としてＳＯ2の場合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く、硫黄分としてＳＯ3など他の硫黄酸化物の場合についても同様に用いることができる。
【００４９】
また、本実施例に係る排煙脱硫処理装置１０Ａにおいては、燃焼設備から排出される硫黄分を含有する排ガス１１を用いて説明したが、本発明に係るガス精製装置はこれに限定されるものではなく、各種産業における工場、発電所、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含有する排ガス処理に用いることも可能である。
【実施例２】
【００５０】
本発明の実施例２に係る排煙脱硫処理装置について、図面を参照して説明する。
図６は、本発明の実施例２に係る排煙脱硫処理装置の概略図である。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６に示すように、本実施例に係る排煙脱硫処理装置１０Ｂは、ＡＣＦ槽２２−１、２２−２が各々備えられた装置本体１３−１、１３−２を有するものである。装置本体１３−１、１３−２には空気供給部２４−１、２４−２が各々設けられているため、空気供給部２４−１、２４−２より空気供給ライン２６−１、２６−２を介して装置本体１３−１、１３−２内に空気２３−１、２３−２を各々供給することができる。
【００５１】
装置本体１３−１と装置本体１３−２とは吸収液送給ライン２８で連結されており、装置本体１３−１内の硫黄分吸収液１９−１は、装置本体１３−１の塔底部１５−１側から吸収液送給ライン２８を介して装置本体１３−２の壁面側から装置本体１３−２内に送給される。装置本体１３−１内には、塔頂部１７−１側より供給される海水１２が塔底部１５−１側より供給される排ガス１１と気液接触することで生成される硫黄分吸収液１９−１が貯留される。
【００５２】
また、装置本体１３−２内では、吸収液送給ライン２８を介して装置本体１３−２内に硫黄分吸収液１９−１が送給される。この装置本体１３−２内に送給された硫黄分吸収液１９−１を硫黄分吸収液１９−２とする。装置本体１３−２内に送給された硫黄分吸収液１９−２中の亜硫酸イオンは、ＡＣＦ槽２２−２の触媒作用を利用すると共に、空気供給部２４−２より供給される空気２３−２により酸化が促進され、装置本体１３−２内には、硫黄分吸収液１９−２中の亜硫酸イオンが更に酸化処理された状態で貯留される。
【００５３】
装置本体１３−１では、排ガス１１中のＳＯ2を吸収すると共に、硫黄分吸収液１９−１中の亜硫酸イオンの酸化を行われる。また、装置本体１３−２では、排ガス１１は送給されないため、硫黄分吸収液１９−２中の亜硫酸イオンの酸化のみ行われる。
【００５４】
また、装置本体１３−２では、塔頂部１７−２側より海水１２を供給しているため、硫黄分吸収液１９−２を希釈し、硫黄分吸収液１９−２のｐＨを上昇させることができ、硫黄分吸収液１９−２中の亜硫酸イオンの酸化反応を更に促進することができる。
【００５５】
よって、装置本体１３−１、１３−２毎にＡＣＦ槽２２−１、２２−２を設け、硫黄分吸収液１９−１、１９−２中に空気２３−１、２３−２を各々供給することで、装置本体１３−１、１３−２毎に硫黄分吸収液１９−１、１９−２中の亜硫酸イオンを酸化処理することができる。
【００５６】
また、装置本体１３−１、１３−２毎に硫黄分吸収液１９−１、１９−２の各々に供給する空気２３−１、２３−２の供給量を制御することにより、硫黄分吸収液１９−１、１９−２中の亜硫酸イオンの再脱離が進行することでＳＯ2が発生することを抑制すると共に、Ｈ2ＳＯ4への反応率を向上させることができるため、装置本体１３−１、１３−２内で海水１２に吸収されたＳＯ2を効率良く処理することができる。
【００５７】
また、図７は、装置本体を二つ設けた時の反応率の変化を示す図である。
図７中、１槽式は、図１に示すような実施例１に係る排煙脱硫処理装置１０Ａを用いたものであり、２槽式は、図６に示すような本実施例に係る排煙脱硫処理装置１０Ｂを用いたものである。
図７に示すように、図１に示す実施例１に係る排煙脱硫処理装置１０Ａのように装置本体１３が一つのみの場合、硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンの硫酸への反応率は０．８程度であった。これに対し、本実施例に係る排煙脱硫処理装置１０Ｂのように二つの装置本体１３−１、１３−２を設けた場合、装置本体１３−２内の硫黄分吸収液１９−２中の亜硫酸イオンの硫酸への反応率は０．８９程度であった。よって、本実施例に係る排煙脱硫処理装置１０Ｂのように二つの装置本体１３−１、１３−２を設け、装置本体１３−１、１３−２の各々に空気２３−１、２３−２を供給することで、装置本体１３−２内の硫黄分吸収液１９−２中の亜硫酸イオンの硫酸への反応率を装置本体１３が一つのみの場合に比べて向上させることができる。
【００５８】
また、本実施例に係る排煙脱硫処理装置１０Ｂにおいては、装置本体１３−２にも海水１２を供給するようにしているが、装置本体１３−２では排ガス１１と海水１２とを気液接触させることはないため、装置本体１３−２には海水１２を供給しないようにしてもよい。
【００５９】
また、本実施例に係る排煙脱硫処理装置１０Ｂにおいては、吸収液送給ライン２８を装置本体１３−２の壁面側と連結するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図８に示すように、吸収液送給ライン２８を装置本体１３−２の底面側に連結し、装置本体１３−１内の硫黄分吸収液１９−１を装置本体１３−２内の底面側から供給するようにしてもよい。このとき、装置本体１３−２にのみＡＣＦ槽２２−２を設けるようにする。硫黄分吸収液１９−１を装置本体１３−２内の底面側から供給し、装置本体１３−２内の硫黄分吸収液１９−２を装置本体１３−２内の壁面側であってＡＣＦ槽２２−２よりも液面高さが高い位置から抜き出すようにする。硫黄分吸収液１９−２を空気２３−２と同様に装置本体１３−２内の底面側から供給することで、硫黄分吸収液１９−２と空気２３−２との混合割合を向上させ、硫黄分吸収液１９−２中の亜硫酸イオンを更に効率良く酸化処理することができる。また、図８においては、装置本体１３−２にのみＡＣＦ槽２２−２を設けているが、装置本体１３−１にも同様に、ＡＣＦ槽２２−１を設けるようにしてもよい。
【００６０】
また、本実施例に係る排煙脱硫処理装置１０Ｂにおいては、装置本体１３が２つ設けられているが、設置される装置本体の数はこれに限定されるものではなく、３つ以上設けるようにしてもよい。
【実施例３】
【００６１】
本発明の実施例３に係る排煙脱硫処理装置について、図面を参照して説明する。
図９は、本発明の実施例２に係る排煙脱硫処理装置の概略図である。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９に示すように、本実施例に係る排煙脱硫処理装置１０Ｃは、装置本体１３内に塔底部１５の領域を仕切る仕切り板３１−１〜３１−５が設けられてなるものである。また、仕切り板３１−１〜３１−５で各々仕切られた領域３２−１〜３２−６中にＡＣＦ槽２２−１〜２２−６を各々設けている。また、装置本体１３の内壁１２ａと仕切り板３１−１とで形成される領域３２−１、仕切り板３１−２と仕切り板３１−３とで形成される領域３２−３、仕切り板３１−４と仕切り板３１−５とで形成される領域３２−５にある各々の硫黄分吸収液１９中に空気２３−１〜２３−３を各々供給する空気供給部２４−１〜２４−３を有している。
また、排ガス１１と気液接触して排ガス１１中のＳＯ2を吸収した硫黄分吸収液１９は塔底部１５の領域３２−１から領域３２−６の順に溜められるようにするため、装置本体１３内には領域３２−１の上部のみ開放されている天板３３が設けられている。
また、空気２３−１〜２３−３は、空気供給部２４−１〜２４−３より空気供給ライン２６−１〜２６−３を介して各々供給される。
【００６２】
硫黄分吸収液１９が領域３２−１に供給されることで、ＡＣＦ槽２２−１の触媒作用を利用すると共に、空気供給部２４−１より供給された空気２３−１により硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンの酸化が促進される。硫黄分吸収液１９は、領域３２−１から仕切り板３１−１の上端部側から隣接する領域３２−２に供給され、ＡＣＦ槽２２−２により、硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンの酸化が促進される。領域３２−２内の硫黄分吸収液１９は、仕切り板３１−２の下端部側から隣接する領域３２−３に供給される。このように、硫黄分吸収液１９は、順次、領域３２−３から領域３２−６に供給され、硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンが酸化処理されながら、排出される。
【００６３】
よって、仕切り板３１−１〜３１−５で領域３２−１〜３２−６を仕切り、各領域３２−１〜３２−６中にＡＣＦ槽２２−１〜２２−６を各々配設することで、各領域３２−１〜３２−６毎に硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンを酸化することができる。
【００６４】
また、領域３２−１、３２−３、３２−５にある各々の硫黄分吸収液１９中に空気供給部２４−１〜２４−３より空気２３−１〜２３−３を供給するようにしているため、領域３２−１、３２−３、３２−５にある各々の硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンの酸化を促進することができる。
【００６５】
また、装置本体１３内の塔底部１５を仕切り板３１−１〜３１−５で複数の領域に仕切り、領域３２−１、３２−３、３２−５内に供給する空気２３−１〜２３−３の供給量を制御することができるため、硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンの再脱離が進行することでＳＯ2が発生することを抑制すると共に、Ｈ2ＳＯ4への反応率を向上させることができるため、装置本体１３内で海水１２に吸収されたＳＯ2を効率良く処理することができる。
【００６６】
また、本実施例に係る排煙脱硫処理装置１０Ｃにおいては、塔底部１５を仕切り板３１−１〜３１−５で仕切られる領域３２−１、３２−３、３２−５内に各々空気２３−１〜２３−３を供給するようにしているが、他の領域３２−２、３２−４、３２−６内にも空気を供給するようにしてもよい。
【００６７】
また、本実施例では、装置本体１３内に仕切り板を５つ設け、６つの領域に仕切っているが、設置される仕切り板の数はこれに限定されるものではなく、例えば一つだけでもよく、設置される仕切り板の数は適宜変更してもよい。
【実施例４】
【００６８】
本発明の実施例４に係る排煙脱硫処理装置について、図面を参照して説明する。
図１０は、本発明の実施例４に係る排煙脱硫処理装置の概略図であり、図１１は、収容棚の構成を簡略に示す図であり、図１２は、図１０中の一の収容棚の構成を示す拡大図である。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１０に示すように、本実施例に係る排煙脱硫処理装置１０Ｄは、装置本体１３内にＡＣＦ槽２２−１〜２２−６を各々収容する収容棚３４−１〜３４−６が設けられ、収容棚３４−１〜３４−６毎に収容棚３４−１〜３４−６内の硫黄分吸収液１９中に空気２３−１〜２３−６を供給する空気供給部２４−１〜２４−６を有してなるものである。収容棚３４−１〜３４−６内には、空気供給部２４−１〜２４−６より空気供給ライン２６−１〜２６−６を介して供給された空気２３−１〜２３−６を収容棚３４−１〜３４−６内に各々供給する空気供給管３５−１〜３５−６が設けられている。空気供給管３５−１〜３５−６は、その表面に複数の孔３６が設けられ、収容棚３４−１〜３４−６内に空気２３−１〜２３−６を供給するようにしている。
また、塔底部１５の硫黄分吸収液１９中にもＡＣＦ槽２２−７が設けられ、空気供給部２４−７より空気供給ライン２６−７を介して空気２３−７を塔底部１５の硫黄分吸収液１９中に供給するようにしている。
【００６９】
図１１は、収容棚の構成を示す図である。図１１に示すように、収容棚３４−１の底面部３４ａは網目構造とし、収容棚３４−１内に供給される硫黄分吸収液１９が通過可能な流通孔３７が形成されている。収容棚３４−１内に供給される硫黄分吸収液１９は、底面部３４ａの流通孔３７を介して収容棚３４−１の下側に設けられている収容棚３４−２に供給される。また、収容棚３４−２〜３４−６においても収容棚３４−１と同様に、底面部３４ａを網目構造とし、流通孔３７が設けられている。このため、散水ノズル１８から供給される海水１２は、硫黄分吸収液１９として収容棚３４−１〜３４−６内に貯留され、各々の収容棚３４−１〜３４−６の底面部３４ａの流通孔３７を介して硫黄分吸収液１９を収容棚３４−１〜３４−６の順に、装置本体１３の塔底部１５側に順次流下させることができる。
【００７０】
図１２は、複数の収容棚のうち収容棚３４−１の構成を示す図である。図１２に示すように、収容棚３４−１内に供給される海水１２は、排ガス１１と気液接触した後、収容棚３４−１内に硫黄分吸収液１９として貯留される。収容棚３４−１内にはＡＣＦ槽２２−１が設けられているため、収容棚３４−１内のＡＣＦ槽２２−１は硫黄分吸収液１９中に浸漬された状態となる。収容棚３４−１内に設けたＡＣＦ槽２２−１は硫黄分吸収液１９中に浸漬されているため、ＡＣＦ槽２２−１の触媒作用を利用すると共に、ＡＣＦ槽２２−１が浸漬された硫黄分吸収液１９中に空気２３−１を供給することで、収容棚３４−１内に貯留されている硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンの酸化を促進することができる。
【００７１】
また、収容棚３４−２〜３４−６においても、ＡＣＦ槽２２−２〜２２−６が収容棚３４−２〜３４−６内の硫黄分吸収液１９中に浸漬されているため、ＡＣＦ槽２２−２〜２２−６の触媒作用を利用すると共に、ＡＣＦ槽２２−２〜２２−６が浸漬されている硫黄分吸収液１９中に空気２３−２〜２３−６を各々供給することで、収容棚３４−２〜３４−６ごとに収容棚３４−２〜３４−６内に貯留されている硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンの酸化を促進することができる。
【００７２】
よって、収容棚３４−１〜３４−６内に貯留される硫黄分吸収液１９中にＡＣＦ槽２２−１〜２２−６を各々浸漬させ、空気２３−１〜２３−６を各々供給することで、各収容棚３４−１〜３４−６毎に硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンを酸化処理することができる。
【００７３】
また、各収容棚３４−１〜３４−６毎に空気２３−１〜２３−６を各々供給しているため、収容棚３４−１〜３４−６毎に硫黄分吸収液１９中に供給する空気２３−１〜２３−６の供給量を調整することができる。収容棚３４−１〜３４−６内に供給される空気２３−１〜２３−６の供給量を制御することにより、硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンの再脱離が進行し、ＳＯ2が発生することを抑制すると共に、Ｈ2ＳＯ4への反応率を向上させることができるため、海水１２に吸収されたＳＯ2を効率良く処理することができる。
【００７４】
塔底部１５の側壁側より装置本体１３内に導入された排ガス１１は、装置本体１３の下側に配置されているＡＣＦ槽２２−６から順に接触して装置本体１３内を上昇していく。装置本体１３の塔頂部１７側から海水１２を供給し、塔底部１５側から排ガス１１を供給しているため、装置本体１３内を上昇するに従って排ガス１１中のＳＯ2濃度は低下し、装置本体１３内を上昇した排ガス１１ほど新鮮な海水１２と接触させることができる。よって、ＳＯ2の濃度が低い排ガス１１ほど新たに供給される海水１２と接触させることができるため、海水１２に吸収されたＳＯ2の酸化反応を促進することができ、海水１２中の亜硫酸イオンのＨ2ＳＯ4への反応効率を向上させることができる。
【００７５】
また、排ガス１１は棚板３４−１〜３４−６毎に設けられているＡＣＦ槽２２−１〜２２−６の上を通過していく必要があるため、海水１２中に吸収されたＳＯ2が亜硫酸イオンに酸化されるまでに要する時間を維持することができる。
【００７６】
また、空気供給管３５−１は、空気供給管３５−１の表面に設けた複数の孔３６より、収容棚３４−１内に空気２３−１を供給するようにしているが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えばノズル等を設けて空気２３−１を供給するようにしてもよい。
【００７７】
また、本実施例に係る排煙脱硫処理装置１０Ｄにおいては、収容棚３４−１〜３４−６の底面部は、網目構造とし、流通孔３７を形成するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、流通孔３７は収容棚３４−１〜３４−６内に供給される硫黄分吸収液１９が通過可能な構造のものであればよく、例えば底面部３４ａに複数の孔を設けるようにしてもよい。
【００７８】
また、本実施例に係る排煙脱硫処理装置１０Ｄにおいては、装置本体１３内に収容棚を６つ設けているが、設置される収容棚の数はこれに限定されるものではなく、適宜設置する収容棚の数は変更することが可能である。
【実施例５】
【００７９】
本発明の実施例５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脱硫酸化処理装置には、実施例１に係る排煙脱硫装置が用いられる。
図１３は、本発明の実施例５に係る発電システムの構成を示す概略図である。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１３に示すように、本実施の形態に係る発電システム４０は、空気予熱器（ＡＨ）４１で予熱された空気４２を用いてバーナ（不図示）により燃焼させるボイラ４３と、ボイラ４３から排出される排ガス１１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４４を用いて発電機４５を駆動する蒸気タービン４６と、この蒸気タービン４６で凝縮した水４７を回収し、循環させる復水器４８と、ボイラ４３から排出される排ガス１１の脱硝を行う排煙脱硝装置４９と、ボイラ４３から排出される排ガス１１中の煤塵を除去する集塵装置５０と、排ガス１１中の硫黄分を海水１２を用いて海水脱硫し、海水脱硫することで生成される硫黄分を高濃度に含んだ硫黄分吸収液１９の水質回復処理を行う海水脱硫酸化処理装置５１と、海水脱硫酸化処理装置５１で排ガス１１が脱硫された浄化ガス２０を外部へ排出する煙突５２とからなるものである。
尚、本実施例において、硫黄分吸収液とは、排煙脱硫処理装置１０ＡにおいてＳＯ2など硫黄分を吸収した海水の流下液のことをいう。
【００８０】
外部から供給される空気４２は押込みファン５３により空気予熱器４１に送給され予熱される。例えば油タンクなどから供給される燃料（不図示）と空気予熱器４１で予熱された空気４２とは前記バーナに供給され、前記燃料がボイラ４３で燃焼され蒸気タービン４６を駆動するための蒸気４４を発生する。
【００８１】
ボイラ４３内で燃焼して発生する排ガス１１は排煙脱硝装置４９に送給される。このとき、排ガス１１は復水器４８から排出される水４７と熱交換し、蒸気４４を発生する熱源として使用され、発生した蒸気４４は蒸気タービン４６の発電機４５を駆動している。そして、蒸気タービン４６で凝縮した水４７を再びボイラ４３に戻し、循環させるようにしている。
【００８２】
そして、ボイラ４３から排出され、排煙脱硝装置４９に導かれた排ガス１１は排煙脱硝装置４９内で脱硝され、空気予熱器４１で空気４２と熱交換した後、集塵装置５０に送給され、排ガス１１中の煤塵を除去する。そして、集塵装置５０で除塵された排ガス１１は、誘引ファン５４により排煙脱硫装置１０Ａ内に供給される。この時、排ガス１１は熱交換器５５で排煙脱硫装置１０Ａで脱硫され排出される浄化ガス２０と熱交換された後、排煙脱硫装置１０Ａ内に供給される。また、排ガス１１は熱交換器５５で浄化ガス２０と熱交換することなく排煙脱硫装置１０Ａに直接供給するようにしてもよい。
【００８３】
本実施の形態に係る海水脱硫酸化処理装置を適用した発電システム４０においては、海水脱硫酸化処理装置５１は、排煙脱硫装置１０Ａと、海水１２を排煙脱硫装置１０Ａに供給する海水供給ラインＬ１と、排煙脱硫装置１０Ａから排出される硫黄分吸収液１９中の硫黄分を酸化すると共に脱炭酸し、水質回復を行う酸化槽５６と、硫黄分吸収液１９を酸化槽５６に送給する硫黄分吸収液排出ラインＬ２と、海水１２の一部を第一の希釈用海水１２Ｂとして酸化槽５６に供給する第一の希釈用海水供給ラインＬ３と、希釈用海水の一部を第二の希釈用海水１２Ｃとして酸化槽５６で水質回復された水質回復海水５７と合流させる第二の希釈用海水供給ラインＬ４とを有するものである。
【００８４】
尚、本実施例において、海水１２のうち、排煙脱硫装置１０Ａで海水脱硫に用いる海水を海水１２Ａ、硫黄分吸収液１９の希釈用に用いる海水を第一の希釈用海水１２Ｂ、水質回復海水５７の希釈用に用いる海水を第二の希釈用海水１２Ｃとして用いる。
【００８５】
排煙脱硫装置１０Ａでは、排ガス１１中に含有されているＳＯ2を海５８から汲み上げられた海水１２を用いて海水脱硫を行っている。また、海水１２は海５８からポンプ５９により、汲み上げられ、復水器４８で熱交換して排出される海水１２は海水１２Ａとして海水供給ラインＬ１を介してポンプ６０により排煙脱硫装置１０Ａに送給される。
【００８６】
排煙脱硫装置１０Ａにおいて排ガス１１と海水供給ラインＬ１を介して供給される海水１２Ａとを気液接触させて、排ガス１１中のＳＯ2を海水１２に吸収している。排煙脱硫装置１０Ａは、上述の実施例１に係る排煙脱硫装置と同様である。排煙脱硫装置１０Ａにおいて装置本体１３内にＡＣＦ槽２２を浸漬し、ＡＣＦの触媒作用を利用すると共に、空気供給部２４より空気２３を硫黄分吸収液１９中に供給することで、硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンの酸化を促進し、亜硫酸イオンを効率良く処理することができる。また、硫黄分濃度検出部２５で検出される排ガス１１中のＳＯ2濃度に基づいて空気供給部２４より供給される空気２３の供給量を制御できるため、硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンの再脱離が進行してＳＯ2の発生量を抑制すると共に、Ｈ2ＳＯ4への反応率を向上させることができる。よって、硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンの反応効率を向上させ、装置本体１３内で海水１２に吸収されたＳＯ2を効率良く処理すると共に、ＣＯＤ成分となる亜硫酸の濃度を低減することで、装置本体１３から排出される硫黄分吸収液１９のＣＯＤを下げることができる。
【００８７】
排煙脱硫装置１０Ａで浄化された排ガス１１は、浄化ガス２０となって浄化ガス排出ラインＬ５を介して煙突５２より外部へ排出される。
【００８８】
また、海５８から汲み上げられた海水１２は復水器４８で熱交換して排出される排海水である海水１２の一部を海水１２Ａとして排煙脱硫装置１０Ａに送給し、海水脱硫に用いているが、海５８から汲み上げた海水１２を海水供給ラインＬ１を介して排煙脱硫装置１０Ａに直接送給し、海水脱硫に用いるようにしてもよい。
【００８９】
また、排煙脱硫装置１０Ａにおいて海水脱硫により海水１２Ａと排ガス１１との気液接触により発生した水素イオン（Ｈ+）が海水１２Ａ中に遊離するため、ｐＨが下がり、硫黄分吸収液１９には多量の硫黄分が吸収される。このとき、硫黄分吸収液１９のｐＨとしては、例えば３〜６程度となる。
【００９０】
また、本実施例に係る海水脱硫酸化処理装置５１においては、海水供給ラインＬ１から分岐され、海水１２の一部を第一の希釈用海水１２Ｂとして第一の希釈用海水供給ラインＬ３を介して酸化槽５６の上流側に送給する。第一の希釈用海水１２Ｂは、酸化槽５６の上流側に設けられている流入板５６ａの手前に供給する。
【００９１】
そして、酸化用空気ブロア６１より空気６２を散気管６３を介して酸化空気用ノズル６４から酸化槽５６内に供給し、酸化槽５６で硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオン（ＨＳＯ3-）を酸化すると共に、脱炭酸反応により二酸化炭素（ＣＯ2）を脱離することで、硫黄分吸収液１９は水質回復され、水質回復海水５７となる。また、排煙脱硫装置１０Ａ内で硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンをＨ2ＳＯ4とすることができるため、酸化用空気ブロア６１より酸化槽５６に供給する空気量を軽減することができる。
【００９２】
また、海水供給ラインＬ１から海水１２の一部を第二の希釈用海水１２Ｃとして第二の希釈用海水供給ラインＬ４を介して酸化槽５６の下流側に設けられている流出板５６ｂの後流側に供給する。水質回復海水５７に第二の希釈用海水１２Ｃを供給することで、水質回復海水５７を更に希釈する。これにより、水質回復海水５７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５７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。そして、水質回復海水５７は海水排出ラインＬ６を介して海水廃液として海５８に排出される。
【００９３】
このように、本実施の形態に係る海水脱硫酸化処理装置５１を適用した発電システム４０によれば、排煙脱硫装置１０Ａにおいて、装置本体１３内にＡＣＦ槽２２を浸漬させているため、ＡＣＦの触媒作用を利用すると共に、空気供給部２４より空気２３を硫黄分吸収液１９中に供給することで、硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンの酸化を促進し、亜硫酸イオンを効率良く処理することができる。また、空気供給部２４より空気２３を塔底部１５より硫黄分吸収液１９中に供給する際、硫黄分濃度検出部２５で検出される排ガス１１中のＳＯ2濃度に基づいて空気供給部２４より供給される空気２３の供給量を制御することで、硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンの再脱離の進行を抑制しつつ、Ｈ2ＳＯ4への反応率を向上させることができる。よって、硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンの反応効率を向上させ、装置本体１３内で海水１２に吸収されたＳＯ2を効率良く処理することができる。また、装置本体１３内で硫黄分吸収液１９中の亜硫酸イオンをＨ2ＳＯ4とすることで、酸化槽５６に供給する空気量の軽減が可能となる。従って、発電システム４０において用いられる酸化設備コスト及びランニングコストの抑制を図ることができる。
【００９４】
また、本実施の形態に係る排煙脱硫処理装置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。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
以上のように、本発明に係る排煙脱硫装置は、海水脱硫に用いた海水中に含まれる硫黄分を酸化処理するのに有用であり、海水を用いて排ガスを浄化するＡＣＦを備えた排煙脱硫装置に用いるのに適している。
【符号の説明】
【００９６】
１０Ａ〜１０Ｄ  排煙脱硫装置
１１  排ガス
１２  海水
１３、１３−１、１３−２  装置本体
１４  排ガス送給ライン
１５  塔底部
１６、Ｌ１  海水供給ライン
１７  塔頂部
１８  散水ノズル
１９、１９−１、１９−２  硫黄分吸収液
２０  浄化ガス
２１  活性炭素繊維層（ＡＣＦ層）
２２  活性炭素繊維槽（ＡＣＦ槽）
２３、２３−１〜２３−７  空気
２４、２４−１〜２４−７  空気供給部
２５  硫黄分濃度検出部
２６、２６−１〜２６−７  空気供給ライン
２７、Ｌ２  硫黄分吸収液排出ライン
２８  吸収液送給ライン
３１−１〜３１−５  仕切り板
３２−１〜３２−６  領域
３３  天板
３４−１〜３４−６  収容棚
３５−１〜３５−７  空気供給管
３６  孔
３７  流通孔
４０  発電システム
４１  空気予熱器（ＡＨ）
４２  空気
４３  ボイラ
４４  蒸気
４５  発電機
４６  蒸気タービン
４７  水
４８  復水器
４９  排煙脱硝装置
５０  集塵装置
５１  海水脱硫酸化処理装置
５２  煙突
５３  押込みファン
５４  誘引ファン
５５  熱交換器
５６  酸化槽
５６ａ  流入板
５６ｂ  流出板
５７  水質回復海水
５８  海
５９、６０  ポンプ
６１  酸化用空気ブロア
６２  空気
６３  散気管
６４  酸化用空気ノズル
Ｌ３  第一の希釈用海水供給ライン
Ｌ４  第二の希釈用海水供給ライン
Ｌ５  浄化ガス排出ライン
Ｌ６  海水排出ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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