(57)【要約】【課題】海水ベースの煙道ガス脱硫装置の海水エアレーション槽において化学反応を触媒するのに有利な触媒濃厚海水を生成する装置及び方法を提供する。【解決手段】触媒ユニット（８０）と、この触媒ユニット（８０）に流体的に接続された海水エアレーション槽（５６）とを設け、触媒ユニット（８０）により、酸性液体と粒子収集装置（２４）から供給される粒子とを周期的に受け取り、粒子から酸性液体へ触媒剤を浸出させて触媒濃厚液体を生成し、海水エアレーション槽（５６）により、触媒ユニット（８０）からの触媒濃厚液体と海水煙道ガス脱硫装置（２８）から供給される分流海水とを受け取り、受け取られた分流海水中の亜硫酸イオンを不活性の硫酸イオンへ酸化させる反応を触媒して、処理海水を取得する。【選択図】図１
2015062894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒ユニット（８０）と、前記触媒ユニット（８０）に流体的に接続された海水エアレーション槽（５６）とを備えた装置であって、
前記触媒ユニット（８０）は、酸性液体と粒子収集装置（２４）から供給される粒子とを周期的に受け取り、前記粒子から前記酸性液体へ触媒剤を浸出させて触媒濃厚液体を生成するように構成されており、
前記海水エアレーション槽（５６）は、前記触媒ユニット（８０）からの前記触媒濃厚液体と海水煙道ガス脱硫装置（２８）から供給される分流海水とを受け取り、受け取られた分流海水中の亜硫酸イオンを不活性の硫酸イオンへ酸化させる反応を触媒して、処理海水を取得するように構成されている
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記触媒ユニット（８０）内に攪拌器が設けられており、前記攪拌器は前記酸性液体と前記粒子とを混合及び攪拌して、前記粒子からの前記触媒剤の浸出を促進させるように構成されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記触媒ユニット（８０）で受け取られて混合された前記酸性液体及び前記粒子は、約１分間から約２０分間までの期間、前記粒子からの前記触媒剤の浸出のために保持される、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記粒子は塵芥を含む、請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記触媒剤は、鉄もしくはマンガン又はこれらの組み合わせを含む、請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記酸性液体は、前記海水煙道ガス脱硫装置（２８）から供給される分流海水である、請求項１記載の装置。
【請求項７】
さらに、前記海水エアレーション槽（５６）から供給される前記処理海水を受け取る中和槽（７０）が設けられており、前記中和槽（７０）は、当該中和槽（７０）へ供給される中和剤に前記処理海水を接触させてこれを中和し、中和海水を取得するように構成されている、請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記処理海水の中和に用いられる前記中和剤は、石灰石もしくは新鮮海水又はこれらの組み合わせを含む、請求項１記載の装置。
【請求項９】
触媒ユニット（８０）と、前記触媒ユニット（８０）に流体的に接続された海水エアレーション槽（５６）とを設け、
前記触媒ユニット（８０）により、酸性液体と粒子収集装置（２４）から供給される粒子とを周期的に受け取り、前記粒子から前記酸性液体へ触媒剤を浸出させて触媒濃厚液体を生成し、
前記海水エアレーション槽（５６）により、前記触媒ユニット（８０）からの前記触媒濃厚液体と海水煙道ガス脱硫装置（２８）から供給される分流海水とを受け取り、受け取られた分流海水中の亜硫酸イオンを不活性の硫酸イオンにする反応を触媒して、処理海水を取得する、
ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記触媒ユニット（８０）内に攪拌器を設け、前記攪拌器により、前記酸性液体と前記粒子とを混合及び攪拌して、前記粒子からの前記触媒剤の浸出を促進させる、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記触媒ユニット（８０）で受け取られて混合された前記酸性液体と前記粒子とを、約１分間から約２０分間までの期間、前記粒子からの前記触媒剤の浸出のために保持する、請求項９記載の方法。
【請求項１２】
前記粒子は塵芥を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１３】
前記触媒剤は、鉄もしくはマンガン又はこれらの組み合わせを含む、請求項９記載の方法。
【請求項１４】
前記酸性液体は、前記海水煙道ガス脱硫装置（２８）から供給される分流海水である、請求項９記載の方法。
【請求項１５】
さらに中和槽（７０）を設け、前記中和槽（７０）により、前記海水エアレーション槽（５６）から供給される前記処理海水を受け取り、前記処理海水を中和するために、当該中和槽（７０）へ供給される中和剤に前記処理海水を接触させて中和海水を取得する、なお、前記中和剤は石灰石もしくは新鮮海水又はこれらの組み合わせを含む、請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、煙道ガス脱硫装置の海水エアレーション槽において化学反応を触媒するのに用いられる触媒濃厚海水を生成する装置に関する。
【０００２】
本発明はさらに、煙道ガス脱硫装置の海水エアレーション槽において化学反応を触媒するのに用いられる触媒濃厚海水を生成する上記装置の使用方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
多くの工業処理過程において、汚染物質を含む処理ガスが発生する。そうした工業処理過程の１つに、燃焼プラントにおける燃料の燃焼、例えば、パワープラントにおける石炭、石油、泥炭、廃棄物等の燃焼が挙げられ、そこでは高温の処理ガスが発生する。当該高温処理ガスはしばしば煙道ガスと称される。煙道ガスは、種々の汚染物質、例えば二酸化硫黄ＳＯ２などの酸性ガスを含んでいる。煙道ガスに含まれる酸性ガスは、周囲空気へ放出される前にできるだけ取り除いておかなければならない。また、汚染物質を含む処理ガスを発生させる工業処理過程の別の例として、酸化アルミニウムからアルミニウムを電解生成する過程も挙げられる。この処理過程においても、二酸化硫黄ＳＯ２を含む処理ガスが電解槽の換気フードに生じる。
【０００４】
ＵＳ５４８４５３５には海水集塵システムが示されている。海水集塵システムでは、海洋から取得された海水がボイラで生じた煙道ガスと混合される。海水集塵システムでは、二酸化硫黄ＳＯ２が海水に吸収され、亜硫酸イオン及び／又は重亜硫酸イオンを形成する。海水集塵システムからの分流海水はエアレーション槽へ供給される。ここで、酸化のために、気泡化された空気がエアレーション槽の分流海水を通り、空気中に含まれる酸素ガスによって亜硫酸イオン及び／又は重亜硫酸イオンが不活性の硫酸イオンへ酸化され、分流海水ととともに海洋へ戻される。
【０００５】
なお、幾つかの金属を、上述したような分流海水エアレーションシステムでの酸化反応を触媒するために用いることができる。今日のエアレーションシステムにおいて分流海水の酸化に用いられる方式としては、鉄シートもしくは鉄バーなどの金属シートもしくは金属バーをエアレーションシステム内に配置して、分流海水に金属を投入する手法が挙げられる。鉄シートもしくは鉄バーは、分流海水での酸化反応を触媒するためにエアレーションシステム内に配置される。なぜなら、これらの金属は、通常、上記目的のために充分な量で分流海水中に存在しないからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＵＳ５４８４５３５
【特許文献２】ＵＳ４５０２８７２
【特許文献３】ＵＳ４３３６０３５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、海水ベースの煙道ガス脱硫装置の海水エアレーション槽において化学反応を触媒するのに有利な触媒濃厚海水を生成する装置及び方法を提供することである。酸化反応を触媒することにより、海水エアレーション槽で処理された分流海水の亜硫酸レベルを低減し、こうして形成した処理海水を海洋へ戻すことができる。なお、本発明の装置及び方法は、上述した従来技術に比べてより効率的であり及び／又はコスト効果がより高いことが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、二酸化硫黄を含む煙道ガスから二酸化硫黄を吸収した後の分流海水の処理に用いられる触媒濃厚海水を生成する装置及び方法によって解決される。本発明の装置及び方法では、海水ベースの煙道ガス脱硫装置の粒子収集装置に塵芥が収集される。粒子収集装置は、当業者に周知の静電集塵器ＥＳＰ、繊維フィルタＦＦなどであってよい。収集された塵芥は触媒ユニットへ供給される。触媒ユニットは、酸性液体を利用して、収集された塵芥から触媒を浸出させる。いっそう有利には、触媒ユニット内で用いられる酸性液体は、海水ベースの煙道ガス脱硫装置の吸収装置から収集された分流海水である。触媒ユニットは、有利には攪拌器を含むタンクと、収集された塵芥のための流入口と、酸性液体、例えば分流海水のための流入口とを有する。触媒ユニットは、必要な滞留時間と、収集された塵芥と分流海水とを攪拌する時間とを有するように構成されており、これにより、鉄、マンガンなどの触媒が収集された塵芥から分流海水へ浸出されて、触媒濃厚液体が生成される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の装置を備えたパワープラントを示す概略断面図である。
【図２】図１の海水ベースの煙道ガス脱硫装置の海水エアレーション槽を拡大した概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
塵芥の収集及び触媒ユニットでの浸出に続いて、得られた触媒濃厚海水が浸出後に残留している湿性塵芥ケーキから分離される。ここで、分離された触媒濃厚海水は、海水ベースの煙道ガス脱硫装置の海水エアレーション槽へ供給される。分離された湿性塵芥ケーキは廃棄物として廃棄されるか、又は、粒子収集装置から収集された残留の乾性塵芥と混合される。
【００１１】
本発明の装置及び方法の利点は、海水ベースの煙道ガス脱硫装置の吸収装置からの分流海水の処理において、触媒ユニットで生成された触媒濃厚海水を用いた触媒条件のもとで、重亜硫酸イオン及び／又は亜硫酸イオンの酸化が行われるということである。したがって、煙道ガス脱硫装置の海水エアレーション槽において分流海水の処理に要求される酸素量は大幅に低減される。海水エアレーション槽での分流海水の処理に必要な酸素量が低減されることにより、煙道ガスの全脱硫過程に関する運転コスト及び設備コストが低減される。
【００１２】
全体として、本発明の装置は、触媒ユニットと、この触媒ユニットに流体的に接続された海水ベースのエアレーション槽とを備え、触媒ユニットは、酸性液体と粒子収集装置から供給される粒子とを周期的に受け取り、粒子から酸性液体へ触媒剤を浸出させて触媒濃厚液体を生成するように構成されており、海水エアレーション槽は、触媒ユニットからの触媒濃厚液体と、海水ベースの煙道ガス脱硫装置から供給される分流海水とを受け取り、受け取られた分流海水中の亜硫酸イオン及び／又は重亜硫酸イオンを不活性の硫酸イオンへ酸化させる反応を触媒するように構成されていることを特徴とする。このようにして、化学的酸素需要量ＣＯＤの低い処理海水が得られる。
【００１３】
有利には、触媒ユニットはさらに攪拌器を有しており、当該攪拌器は酸性液体と粒子とを混合及び攪拌して、粒子からの触媒剤の浸出を促進させるように構成される。このために、触媒ユニットで受け取られて混合された酸性液体と粒子とは、約１分間から約２０分間までの期間、粒子から酸性液体への触媒剤の浸出のために保持される。粒子収集装置から供給される粒子は塵芥を含み、そこから浸出される触媒剤は鉄もしくはマンガンなどを含む。また、有利には、触媒ユニット内で用いられる酸性液体は、海水ベースの煙道ガス脱硫装置の吸収装置から供給される分流海水を含む。
【００１４】
さらに有利には、本発明の装置は、海水エアレーション槽から供給される処理海水を受け取る中和槽を含むことができる。当該中和槽は、中和過程において、処理海水と中和剤とを受け取る。中和剤は中和槽へ供給され、処理海水に接触されてこれを中和する。なお、処理海水の中和に用いられる中和剤は、石灰石もしくは新鮮海水又はこれらの組み合わせを含む。
【００１５】
本発明の方法は、装置と同様に、触媒ユニットと、この触媒ユニットに流体的に接続された海水エアレーション槽とを設け、触媒ユニットにより、酸性液体と粒子収集装置から供給される粒子とを受け取り、粒子から酸性液体へ触媒剤を浸出させて触媒濃厚液体を生成し、海水エアレーション槽により、触媒ユニットからの触媒濃厚液体と、海水煙道ガス脱硫装置の吸収装置から供給される分流海水とを受け取り、受け取られた分流海水中の亜硫酸イオン及び／又は重亜硫酸イオンを不活性の硫酸イオンへ酸化させる反応を触媒することを特徴とする。このようにして、化学的酸素需要量ＣＯＤの低い処理海水が得られる。
【００１６】
本発明の方法では、有利には、触媒ユニットに設けられる攪拌器により、酸性液体と粒子とが混合及び攪拌されて、粒子から酸性液体への触媒剤の浸出が促進される。本発明の実施形態では、触媒ユニットにおいて受け取られて混合された酸性液体と粒子とは、約１分間から約２０分間までの期間、粒子から酸性液体への触媒剤の浸出のために保持される。粒子は塵芥を含み、浸出される触媒剤は鉄もしくはマンガンなどを含む。また、有利には、酸性液体は、海水ベースの煙道ガス脱硫装置の吸収装置から供給される分流海水である。
【００１７】
本発明の方法では、さらに、海水エアレーション槽から供給される処理海水を受け取る中和槽を設けることができる。ここでは、処理海水を中和するために、中和槽へ供給される中和剤が処理海水に接触され、処理海水が中和される。なお、中和剤は、石灰石もしくは新鮮海水又はこれらの組み合わせを含む。
【００１８】
本発明のさらなる課題及び特徴は、以下の説明及び特許請求の範囲に記載されている。
【実施例】
【００１９】
図１には、パワープラント１０の概略図が示されている。パワープラント１０はボイラ１２を含み、このボイラ１２には、石炭、石油などの燃料Ｆが、燃料源１４から、流体的に接続された燃料供給管１６を介して燃焼のために供給される。ここで、酸素源１８から流体的に接続された酸素供給管２０を介して酸素Ｏがボイラ１２へ供給される場合に、燃料Ｆがボイラ１２で燃焼される。ボイラ１２へ供給される酸素Ｏは、例えば、空気の状態で、及び／又は、酸素ガスとパワープラント１０を再循環した煙道ガスＦＧとの混合ガスの状態で、供給される。この場合、ボイラ１２はいわゆる「酸化燃料」ボイラである。燃料Ｆの燃焼により、煙道ガスＦＧの形態の高温処理ガスが発生する。燃料Ｆに含まれる硫黄種は、燃料Ｆの燃焼に応じて、二酸化硫黄ＳＯ２を生じさせる。このため、パワープラント１０の煙道ガスＦＧは二酸化硫黄の成分を含む。
【００２０】
発生した煙道ガスＦＧは、ボイラ１２から、流体的に接続されたダクト２２を介して、繊維フィルタもしくは静電集塵器の形態の粒子収集装置２４へ流入する。静電集塵器の形態の粒子収集装置２４は例えばＵＳ４５０２８７２に示されており、これは煙道ガスＦＧ中の塵芥粒子の除去に用いられている。対して、繊維フィルタは例えばＵＳ４３３６０３５に示されており、これも煙道ガスＦＧから塵芥粒子を除去収集するために用いられている。
【００２１】
塵芥粒子の大部分が除去された煙道ガスＦＧは、粒子収集装置２４から、流体的に接続されたダクト２６を介して、海水ベースの煙道ガス脱硫装置２８へ流入する。海水ベースの煙道ガス脱硫装置２８は湿性集塵塔もしくは吸収装置３０を含む。吸収装置３０は、当業者に周知のパッケージ塔、トレイ塔、スプレー塔などの塔として構成されていてよい。わかりやすくするために、吸収装置３０がパッケージ塔であるケースのみを説明するが、他の塔構成も本発明の範囲内で可能である。ここで、吸収装置３０の低部３４に流入口３２が設けられている。ダクト２６は流入口３２に流体的に接続されているので、煙道ガスＦＧは、粒子収集装置２４からダクト２６を通り、流入口３２を介して吸収装置３０の内部３６へ流入する。
【００２２】
煙道ガスＦＧは内部３６へ流入した後、吸収装置３０を通って垂直に上方へ、矢印Ｆで示されているように流れる。吸収装置３０の中央部３８には散布装置４０が設けられている。わかりやすくするために、図１では１つの散布装置４０のみを示しているが、付加的な散布装置４０を設けることもできる。各散布装置４０は、供給管４２と、この供給管４２に流体的に接続された複数のノズルもしくは分散オリフィス４４とを含む。海水ＳＷは、個々の供給管４２及び各分散オリフィス４４を介してパッケージ層５８へ散布され、重力によってパッケージ層５８を通って流れる。これにより、下方へ流れる海水ＳＷと上方へ流れる煙道ガスＦＧとが吸収装置３０の内部３６で接触し、煙道ガスＦＧから海水ＳＷへ二酸化硫黄ＳＯ２が吸収される。
【００２３】
ポンプ４６は、流体的に接続された吸込管４８を介して海水供給部もしくは海洋５０から海水ＳＷをポンピングするために配置されており、流体的に接続された圧力管５２を介して海水ＳＷを供給管４２へ圧送する。
【００２４】
これに代えて、ポンプ４６によって供給管４２へ供給される海水ＳＷが、ボイラ１２に関連する図示されていない蒸気タービンシステムにおいて、吸収装置３０への供給前に冷却水として先行して使用された海水であってもよい。
【００２５】
本発明の海水ベースの煙道ガス脱硫装置２８は、吸収装置３０の内部３６に配置された１つもしくは複数のパッケージ層５８を含む。パッケージ層５８は、プラスティック、鋼、木材その他、ガスと液体との接触性を高めるのに適した材料から製造できる。分散オリフィス４４は海水ＳＷをパッケージ層５８の上方でパッケージ層５８へ散布するのみであり、海水ＳＷは通常の塔構成のように霧化されない。パッケージ層５８の例として、スイス国ヴィンタートゥーア在スルツァーヒェミテクアーゲー社のMellapak(TM)、ドイツ国ルートヴィヒスハーフェン在ラシクゲーエムベーハー社のPall(TM)などが挙げられる。
【００２６】
海水ＳＷが吸収装置３０の内部３６の分散オリフィス４４によって散布されて吸収装置３０の下方へ流れるのに対し、煙道ガスＦＧはパッケージ層５８を通って吸収装置３０の内部３６を垂直に上がって流れ、ここで海水ＳＷによって煙道ガスＦＧから二酸化硫黄が吸収される。吸収装置内部３６での海水ＳＷによる二酸化硫黄の吸収により、分流海水ＥＳが吸収装置３０の低部３４に収集される。特に有利には、分流海水ＥＳのうち約１０％以下の部分が、吸収装置３０の低部３４に収集され、流体的に接続された分流管５４を介して、流体的に接続された触媒ユニット８０の流入口５４ａへ供給される。分流海水ＥＳの残りの約９０％の部分は分流管５４を介して管８４へ供給される。
【００２７】
触媒ユニット８０は、酸性液体、特に有利には吸収装置３０からの分流海水ＥＳの一部と、粒子収集装置２４から収集された塵芥とを周期的に受け取る。以下では、わかりやすくするために、粒子収集装置２４から収集された塵芥等を単に「灰」と称する。粒子収集装置２４から収集された灰は、流体的に接続されたダクト８２を介して、流体的に接続された触媒ユニット８０の流入口８２ａへ輸送される。触媒ユニット８０内では、約１分間から約２０分間までの滞留時間にわたって、分流海水ＥＳが粒子収集装置２４からの灰と混合される。滞留時間中、図示されていない攪拌器が酸性液体と収集された灰との攪拌混合に使用され、これらが結合されてスラリーが生じる。滞留時間と、さらに攪拌もしくは渦流化の時間とを経て、酸性液体及び収集灰から、鉄、マンガンなどの触媒剤が可変量で浸出し、触媒濃厚海水ＣＳが生成される。生成された触媒濃厚海水ＣＳは、単純なドレナージもしくは遠心分離によって、浸出灰の脱水ステップで分離される。分離された触媒濃厚海水ＣＳは、触媒ユニット８０から、流体的に接続された管８４を介して、海水エアレーション槽５６へ供給される。触媒濃厚海水ＣＳからの分離後に触媒ユニット８０内に残った湿性の浸出灰ケーキは、触媒ユニット８０から、流体的に接続された排出口８６を介して廃棄されるか、又は、粒子収集装置２４からの残りの乾性灰と混合されて、パワープラント１０の別の場所等で再利用される。代替実施例として、分流海水ＥＳを灰に接触させるために、連続的に分流海水ＥＳと灰とが通流するタンクと、触媒濃厚海水ＣＳと灰とを分離する外部分離装置とを設けることもできる。
【００２８】
したがって、触媒濃厚海水ＣＳは、パワープラント１０で、処理廃棄物すなわち分流海水ＥＳと収集灰とから生成される。海水エアレーション槽５６で触媒濃厚海水ＣＳが用いられることにより、酸素Ａの需要量、すなわち、海水エアレーション槽５６内で分流海水ＥＳ中の亜硫酸イオン及び／又は重亜硫酸イオンを不活性の硫酸イオンへ酸化し、その後で処理海水ＴＳを海洋５０へ環境放出するのに必要な酸素量が低減される。海水エアレーション槽５６での酸素Ａの需要量が大幅に低減されるため、関連する運転コストも低減される。同様に、触媒濃厚海水ＣＳを用いることによって、海水エアレーション槽５６の寸法が大幅に低減され、相応に資本や経営の費用も低減できる。
【００２９】
付加的に、必要に応じて、分流海水ＥＳの処理前に、新鮮海水ＳＷを分流海水ＥＳへ加えることができる。このために、圧力管５２に流体的に接続された管６０により、新鮮海水ＳＷを、流体的に接続された分流管５４へ、ひいては、触媒ユニット８０及び海水エアレーション槽５６へ輸送できる。つまり、新鮮海水ＳＷと分流海水ＥＳとの混合は、分流管５４内で行うことができる。付加的な選択肢として、管６０を介して新鮮海水ＳＷを直接に海水エアレーション槽５６へ輸送し、そこで分流海水ＥＳと混合してもよい。さらに別の選択肢として、ボイラ２２もしくは図示されていない蒸気タービンで生じた残留水及び／又は凝縮液を、海水エアレーション槽５６内で分流海水ＥＳと混合してもよい。
【００３０】
吸収装置３０の内部３６での二酸化硫黄の吸収は次式にしたがって行われると仮定される。
ＳＯ２（ｇ）＋Ｈ２Ｏ＝＞ＨＳＯ３−（ａｑ）＋Ｈ＋（ａｑ）          ［式１．１ａ］
重亜硫酸イオンＨＳＯ３−は、分流海水ＥＳのｐＨ値に依存して解離し、次式の平衡反応にしたがって、亜硫酸イオンＳＯ３２−を形成する。
ＨＳＯ３−（ａｑ）＜＝＞ＳＯ３２−（ａｑ）＋Ｈ＋（ａｑ）          ［式１．１ｂ］
したがって、分流海水ＥＳは、二酸化硫黄の吸収作用、ひいては、二酸化硫黄の吸収時に発生する水素イオンＨ＋の効果として、海洋５０の新鮮海水ＳＷよりも低いｐＨ値を有し、重亜硫酸イオンＨＳＯ３−及び／又は亜硫酸イオンＳＯ３２−を含む。重亜硫酸イオン及び／又は亜硫酸イオンは酸素を要する物質であり、海洋５０への放出は制限されている。
【００３１】
海水エアレーション槽５６では、重亜硫酸イオンＨＳＯ３−及び／又は亜硫酸イオンＳＯ３２−が、必要に応じて、同じ酸素Ａで、次式の反応にしたがって酸化される。
ＨＳＯ３−＋Ｈ＋＋１／２Ｏ２（ｇ）＝＞ＳＯ４２−＋２Ｈ＋          ［式１．２ａ］
ＳＯ３２−＋２Ｈ＋＋１／２Ｏ２（ｇ）＝＞ＳＯ４２−＋２Ｈ＋        ［式１．２ｂ］
なお、海水エアレーション槽５６は、流体的に接続されたダクト構造６４を介して空気などの酸素含有ガスを分流海水ＥＳへ吹き込むように構成された圧縮器もしくはブロワ６２を含むことができる。ブロワ６２及びダクト構造６４は、酸素Ａを海水エアレーション槽５６内の分流海水ＥＳへ供給するための酸素供給装置６６を形成している。海水エアレーション槽５６の詳細については図２に即して後述する。
【００３２】
処理海水ＴＳは、海水エアレーション槽５６から、流体的に接続された排出管６８を介して、付加的な中和槽７０へ流出する。中和剤供給部７２は、流体的に接続された管７４を介して中和槽７０へ中和剤ＮＡを供給するように構成されている。中和剤ＮＡは、例えば、石灰石もしくは海洋からの新鮮海水又はこれらの組み合わせであり、必要に応じて、式１．１ａ，１．１ｂ及び式１．２ａにしたがい、重亜硫酸イオンＨＳＯ３−及び／又は亜硫酸イオンＳＯ３２−を酸化させる効果に併せて、処理海水ＴＳ中の水素イオンＨ＋を中和するために用いられる。当該中和は次式にしたがって行われる。
Ｈ＋＋ＨＣＯ３−＝＞Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２（ｇ）                            ［式１．３］
得られた中和海水ＮＳは、中和槽７０から、流体的に接続された排出管７６を介して、海洋５０へ放出される。
【００３３】
別の実施例によれば、処理海水ＴＳは、中和槽７０での中和の必要なしに、排出管６８を介して直接に海洋５０へ輸送される。さらに別の実施例では、処理海水ＴＳは、海洋５０へ放出される前に新鮮海水ＳＷと混合される。この場合、圧力管５２に流体的に接続された管７８が、新鮮海水ＳＷの流れを、流体的に接続された排出管６８へ圧送する。つまり、新鮮海水ＳＷと処理海水ＴＳとの混合は排出管６８で行われる。
【００３４】
図２には、海水エアレーション槽５６の詳細図が示されている。触媒濃厚海水ＣＳは、流体的に接続された管８４を介して、エアレーションシステム８８の海水エアレーション槽５６の流入側である第１の端部９０へ供給される。触媒濃厚海水ＣＳは、矢印Ｓで示されているようにおおよそ水平方向で、第１の端部９０から、海水エアレーション槽５６の流出側である第２の端部９２へと流れる。触媒濃厚海水ＣＳが第１の端部９０から第２の端部９２へ流れる際に、鉄やマンガンなどの触媒剤が酸素と亜硫酸イオンとの化学反応を促進し、処理海水ＴＳが得られる。第２の端部９２では、処理海水ＴＳが海水エアレーション槽５６から流体的に接続された排出管６８を介して付加的な中和槽７０へ流れる。
【００３５】
エアレーションシステム８８はさらに、ダクト構造６４を備えた酸素供給装置６６を有する。ダクト構造６４は海水エアレーション槽５６の内部９６に複数のダクト口９４を有する。ブロワ６２により、酸素Ａがダクト構造６４を介して海水エアレーション槽５６の液面９８の下方のダクト口９４から吹き込まれる。ダクト構造６４は、海水エアレーション槽５６に沿って、第１の端部９０から第２の端部９２までの間に延在している。ブロワ６２によって吹き込まれた酸素Ａはダクト口９４から放出され、海水エアレーション槽５６内で分流海水ＥＳと混合される。酸素Ａは分散されて分流海水ＥＳと混合され、これにより、残留している重亜硫酸イオン及び／又は亜硫酸イオンが酸化される。上述したように、海水エアレーション槽５６において触媒濃厚海水ＣＳを用いることにより、酸素Ａの必要量、すなわち、海水エアレーション槽５６で亜硫酸イオンを不活性の硫酸イオンへ変換し、その後で海洋５０へ環境放出するのに必要な酸素量が、大幅に低減される。海水エアレーション槽５６での酸素Ａの必要量が低減されることにより、関連するコストも大幅に低減される。同様に、触媒濃厚海水ＣＳによって、海水エアレーション槽５６の寸法も大幅に低減され、相応に設備及び運転の費用も低減される。
【００３６】
まとめると、本発明の装置は、触媒ユニットと、この触媒ユニットに流体的に接続された海水エアレーション槽とを備え、触媒ユニットは酸性液体と粒子収集装置からの粒子とを受け取り、粒子から酸性液体へ触媒剤を浸出させて触媒濃厚液体を製造するように構成されており、海水エアレーション槽は、触媒ユニットからの触媒濃厚液体と、海水ベースの煙道ガス脱硫装置から供給される分流海水ＥＳとを受け取り、受け取られた分流海水ＥＳ中の亜硫酸イオン及び／又は重亜硫酸イオンを不活性の硫酸イオンへ酸化させる反応を触媒するように構成されている。
【００３７】
有利には、触媒ユニット８０はさらに攪拌器を有しており、当該攪拌器は酸性液体と粒子とを混合及び攪拌して、粒子からの触媒剤の浸出を促進させるように構成される。このために、触媒ユニット８０で受け取られて混合された酸性液体と粒子とは、約１分間から約２０分間までの期間、粒子からの触媒剤の浸出のために保持される。粒子収集装置から供給される粒子は、塵芥などを含み、そこから浸出される触媒剤は鉄、マンガンなどを含む。また、触媒ユニット内で用いられる酸性液体は、海水ベースの煙道ガス脱硫装置の吸収装置から供給される分流海水ＥＳを含む。
【００３８】
さらに、本発明の装置には、海水エアレーション槽から供給される処理海水ＴＳを受け取る中和槽を設けることができる。当該中和槽は、中和過程において処理海水ＴＳと中和剤とを受け取り、中和海水ＮＳを生成するように構成される。中和剤ＮＡは中和槽へ供給され、処理海水ＴＳに接触して、これを中和する。なお、処理海水ＴＳの中和に用いられる中和剤ＮＡは、石灰石もしくは新鮮海水又はこれらの組み合わせを含む。
【００３９】
さらに、本発明の方法では、触媒ユニットとこの触媒ユニットに流体的に接続された海水エアレーション槽とが設けられ、触媒ユニットにより、酸性液体と粒子収集装置から供給される粒子とが受け取られ、粒子から酸性液体へ触媒剤が浸出されて触媒濃厚液体が生成され、海水エアレーション槽により、触媒ユニットからの触媒濃厚液体と海水ベースの煙道ガス脱硫装置の吸収装置から供給される分流海水ＥＳとが受け取られ、受け取られた分流海水ＥＳ中の亜硫酸イオン及び／又は重亜硫酸イオンを不活性の硫酸イオンへ酸化させる反応が触媒される。
【００４０】
本発明の方法では、さらに、触媒ユニットに設けられる攪拌器により、酸性液体と粒子とを混合及び攪拌して、粒子からの触媒剤の浸出を促進することができる。本発明の方法の有利な実施形態では、触媒ユニットで受け取られて混合された酸性液体と粒子とは、約１分間から約２０分間までの期間、粒子からの触媒剤の浸出のために保持される。粒子は塵芥などを含み、浸出される触媒剤は鉄、マンガンなどを含む。酸性液体は、特に有利には、海水ベースの煙道ガス脱硫装置の吸収装置から供給される分流海水ＥＳを含む。
【００４１】
さらに、本発明の方法では、処理海水ＴＳの中和のために、中和槽が設けられる。中和槽は、海水エアレーション槽から供給される処理海水ＴＳと中和剤とを受け取り、処理海水ＴＳを中和剤ＮＡに接触させて中和する。なお、中和剤ＮＡは、石灰石もしくは新鮮海水又はこれらの組み合わせを含む。
【００４２】
本発明を幾つかの有利な実施例に則して説明したが、当業者であれば、本発明の観点から離れることなく、種々の修正を加えたり等価の要素と置換したりできることを理解されたい。また、本質的観点から離れないかぎり、特定の条件もしくは特定の材料を本発明の教説に適合するように変更することもできる。つまり、上述した特定の実施例は本発明を実施するのに最も適した形態を説明するためのものであり、本発明はこれらのみに限定されない。本発明は特許請求の範囲に記載されたコンセプトに該当する全ての実施形態を含む。
【００４３】
上述した実施例の種々の修正は、特許請求の範囲の観点において可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  パワープラント、  １２  ボイラ、  １４  燃料源、  １６  燃料供給管、  １８  酸素源、  ２０  酸素供給管、  ２２，２６，８２  ダクト、  ２４  粒子収集装置、  ２８  煙道ガス脱硫装置、  ３０  吸収装置、  ３２  吸収装置の流入口、  ３４  吸収装置低部、  ３６  吸収装置内部、  ３８  吸収装置中央部、  ４０  散布装置、  ４２，５２  供給圧力管、  ４４  分散オリフィス、  ４６  ポンプ、  ４８  吸込管、  ５０  海水供給部（海洋）、  ５４  分流管、  ５４ａ，８２ａ  触媒ユニットの流入口、  ５６  海水エアレーション槽、  ５８  パッケージ層、  ６０，７８  管、  ６２  ブロワ、  ６４  ダクト構造、  ６６  酸素供給装置、  ６８，７６  排出管、  ７０  中和槽、  ７２  中和剤供給部、  ７４  中和剤供給管、  ８０  触媒ユニット、  ８４  触媒供給管、  ８６  排出口、  ８８  エアレーションシステム、  ９０，９２  槽端部、  ９４  ダクト口、  ９６  槽内部、  ９８  液面、  Ｆ  燃料、  Ｏ，Ａ  酸素、  ＦＧ  煙道ガス、  ＳＷ  新鮮海水、  ＥＳ  分流海水、  ＮＡ  中和剤、  ＴＳ  処理海水、  ＮＳ  中和海水、  ＣＳ  触媒濃厚海水
【図１】
2015062894.tif 000003
【図２】
2015062894.tif 000004
【外国語明細書】
2015062894.tif 000005
2015062894.tif 000006
2015062894.tif 000007
2015062894.tif 000008
2015062894.tif 000009
2015062894.tif 000010
2015062894.tif 000011
2015062894.tif 000012
2015062894.tif 000013
2015062894.tif 000014
2015062894.tif 000015
2015062894.tif 000016
2015062894.tif 000017
2015062894.tif 000018
2015062894.tif 000019
2015062894.tif 000020
2015062894.tif 000021
2015062894.tif 000022
2015062894.tif 000023