(57)【要約】【課題】  海水排煙脱硫装置から排出される排水中の亜硫酸類濃度の極端な低下や、酸化処理による排水のｐＨの低下を防いで、排水の酸化処理を高効率で短時間に行うことができる海水排煙脱硫システムを提供する。【解決手段】  海水排煙脱硫システムは、吸収液として海水を用いる脱硫吸収塔１７と、この脱硫吸収塔から排出される排水に含まれる亜硫酸類を酸化する排水酸化槽２０とを備えており、この排水酸化槽２０では、亜硫酸類を含有する排水に、空気吹込みノズル３３から少なくとも２段階に分けて空気を導入して、排水中の亜硫酸類を酸化するとともに、この段階的な酸化の進行に合わせて、海水投入口２６から少なくとも２段階に分けて海水を排水に投入し、排水を希釈する。【選択図】  図１
2008207149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収液として海水を用いる海水排煙脱硫装置と、この海水排煙脱硫装置から排出される排水に含まれる亜硫酸類を酸化する排水酸化装置とを備えた海水排煙脱硫システムであって、
前記排水酸化装置が、亜硫酸類を含有する前記排水に、少なくとも２段階に分けて空気を導入して、排水中の亜硫酸類を酸化するとともに、この段階的な酸化の進行に合わせて、少なくとも２段階に分けて海水を前記排水に投入し、前記排水を希釈するように構成されている海水排煙脱硫システム。
【請求項２】
海から取水した海水を加熱して、この加熱した海水を前記希釈用の海水として前記排水酸化装置に送る加熱手段を更に備えた請求項１に記載の海水排煙脱硫システム。
【請求項３】
前記排水酸化装置には、この排水酸化装置内の排水のｐＨまたは排水中の亜硫酸類濃度を測定する計測手段が、前記段階的な排水の希釈に合わせて段階的に複数設けられているとともに、これら計測手段で測定するｐＨまたは亜硫酸類濃度の値に基づいて、前記少なくとも２段階に分けて投入する希釈用の海水の流量を調整する制御手段が設けられている請求項１又は２に記載の海水排煙脱硫システム。
【請求項４】
前記排水酸化装置は、前記少なくとも２段階に分けて酸化用の空気を導入する際に、これら段階の間で、異なる空塔速度で空気を導入するように構成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の海水排煙脱硫システム。
【請求項５】
前記排水酸化装置には、前記酸化用の空気を前記希釈用の海水に混合した混合流を、前記排水中に導入する手段が設けられており、これにより、各々の段階において、前記空気の導入と前記海水の投入が同時に行われる請求項１〜４のいずれか一項に記載の海水排煙脱硫システム。
【請求項６】
前記酸化用の空気を希釈用の海水に混合した混合流を導入する手段が、同一段階にも複数設けられており、導入した前記混合流が重ならないように、千鳥状に配置されている請求項５に記載の海水排煙脱硫システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海水排煙脱硫システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、発電所等においては、石炭焚きボイラ等から排出される排ガスから二酸化硫黄（ＳＯ2）を吸収除去する必要があり、排煙脱硫装置が設けられている。排煙脱硫装置としては、吸収剤として炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）を用いた石灰石−石膏法が一般的であるが、この石灰石−石膏法に比べて低コストであるため、沿岸部の発電所等では、吸収液として海水を使用する海水法も利用されている。
【０００３】
海水法による排煙脱硫装置では、排ガス中のＳＯ2を海水で吸収除去するため、脱硫に使用した海水中には亜硫酸イオン（ＳＯ32-）や重亜硫酸イオン（ＨＳＯ3-）、亜硫酸（Ｈ2ＳＯ3）といった亜硫酸類が高濃度に含まれている。よって、脱硫に使用した海水を海に排出するために、通常、ＨＳＯ3-やＳＯ32-を化学的に無害な硫酸イオン（ＨＳＯ4-やＳＯ42-）に酸化する処理が行われている。例えば、非特許文献１には、海水排煙脱硫吸収塔から排出したＳＯ32-を含有する排水に、新しい海水を添加した後、これを酸化槽で曝気処理し、ＳＯ32-をＳＯ42-に酸化するとともにｐＨを５．５〜６．０に調整して、海に排出することが記載されている。
【０００４】
一方、石灰石−石膏法による排煙脱硫装置に関するものであるが、特許文献１には、排煙脱硫吸収塔の液溜め内のアルカリ吸収液を一部抜き出して、これを再び液溜め内のアルカリ吸収液に噴射する際に、配管にオリフィスとオリフィスの下流部に吸気管を付設することで、空気を混入させ、同時に気泡を微細化し、混合することで、アルカリ吸収液中のＳＯ32-をＳＯ42-に酸化する水流酸化装置が記載されている。
【非特許文献１】アラン・ビル（Alain Bill），「大気汚染規制、規制と技術の発展（Air Pollution Control Regulatory & Technology Development）」，アルストム（Alstom）社，２００３年１１月１７日（第３５頁）
【特許文献１】特開２００２−２１０３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１に記載されている方法では、排煙脱硫吸収塔から排出した排水を、新しい海水と混合して希釈することで、ＳＯ2の再放散防止とｐＨの上昇を図るとともに、その後、これを酸化槽で曝気することで、ＳＯ32-の酸化による無害化と、脱炭酸によるｐＨ上昇と、溶存酸素の回復を図っている。しかしながら、酸化槽でのＳＯ32-の酸化が進むと、ＳＯ42-濃度が増加することから、酸化槽内のｐＨが低下する。ｐＨが６未満になると、酸化反応速度が急激に下がり、曝気処理を長い時間行わなければならなくなる。酸化槽での曝気処理は、ブロアにより多量の空気を吹き込む必要があり、これには多くの動力費がかかることから、曝気の時間が長くなれば、運転コストは顕著に増加するという問題がある。また、ｐＨが６未満になると、海水中の亜硫酸（Ｈ2ＳＯ3）の平衡分圧が高くなり、ＳＯ2の再放散のリスクも高まる。一方、ｐＨを高くに維持するために、排煙脱硫吸収塔からの排水を大量の海水で希釈しておくと、酸化の対象となるＳＯ32-の濃度も大幅に低下することから、酸化反応速度も大幅に下がり、よって、曝気に長い時間が必要になることから、上記の問題は解消されない。
【０００６】
そこで本発明は、上記の事情に鑑み、海水排煙脱硫装置から排出される排水中の亜硫酸類濃度の極端な低下や、酸化処理による排水のｐＨの低下を防いで、排水の酸化処理を高効率で短時間に行うことができる海水排煙脱硫システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は、吸収液として海水を用いる海水排煙脱硫装置と、この海水排煙脱硫装置から排出される排水に含まれる亜硫酸類を酸化する排水酸化装置とを備えた海水排煙脱硫システムにおいて、前記排水酸化装置が、亜硫酸類を含有する前記排水に、少なくとも２段階に分けて空気を導入して、排水中の亜硫酸類を酸化するとともに、この段階的な酸化の進行に合わせて、少なくとも２段階に分けて海水を前記排水に投入し、前記排水を希釈するように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、段階的に進行する酸化に合わせて、段階的に排水が希釈されるので、酸化による排水のｐＨが低下したとしても、排水に海水が供給され、排水が希釈されることから、ｐＨは直ぐに上昇し、所定のｐＨを維持することができる。また、段階的に進行する酸化に合わせて、段階的に排水が希釈されるので、排水中の亜硫酸塩濃度は徐々に低下するものの、極端に低下することはない。このように、酸化反応速度の急激な低下を防ぐことができ、よって、排水の酸化処理を高効率で短時間に行うことができる。
【０００９】
本発明に係る海水排煙脱硫システムは、海から取水した海水を加熱して、この加熱した海水を前記希釈用の海水として前記排水酸化装置に送る加熱手段を更に備えることが好ましい。この構成によれば、加熱した海水によって排水を希釈するので、酸化反応速度および炭酸の放散を加速することができる。
【００１０】
前記排水酸化装置には、この排水酸化装置内の排水のｐＨまたは排水中の亜硫酸類濃度を測定する計測手段が、前記段階的な排水の希釈に合わせて段階的に複数設けられているとともに、これら計測手段で測定するｐＨまたは亜硫酸類濃度の値に基づいて、前記少なくとも２段階に分けて投入する希釈用の海水の流量を調整する制御手段が設けられていることが好ましい。この構成によれば、海水による希釈率を制御することができるので、排水中の亜硫酸類濃度の極端な低下や、排水のｐＨの低下を確実に防ぐことができる。
【００１１】
前記排水酸化装置は、前記少なくとも２段階に分けて酸化用の空気を導入する際に、これら段階の間で、異なる空塔速度で空気を導入するように構成されていることが好ましい。この構成によれば、亜硫酸類濃度の高い初期の段階では空塔速度を高くし、亜硫酸類濃度が低く溶存酸素濃度の高い後期の段階では空塔速度を低くできることから、無駄な通気設備の設置および使用を避けることができる。
【００１２】
前記排水酸化装置には、前記酸化用の空気を前記希釈用の海水に混合した混合流を、前記排水中に導入する手段が設けられ、これにより、各々の段階において、前記空気の導入と前記海水の投入が同時に行われることが好ましい。この構成によれば、酸化用の空気が気泡として存在する海水が排水中に導入されることから、高い気液接触面積で空気と排水とが接触させることが可能となり、酸素利用率を向上することができる。前記手段としては、希釈用の海水の配管にオリフィスと、オリフィスの下流部に酸化用の空気の吸気管とを付設する構成を採用することで、気泡が微細化し、酸素利用率の更なる向上を図ることができる。
【００１３】
前記排水酸化装置が、同一段階にも複数設けられており、導入した前記混合流が重ならないように、千鳥状に配置されていることが好ましい。この構成によれば、導入した混合流が他の混合流と重ることで起きる気泡の合体による酸素利用率の低下を防ぐことができ、且つ排水酸化装置全体にわたって混合流を均一に導入することができる。
【発明の効果】
【００１４】
このように、本発明によれば、海水排煙脱硫装置から排出される排水中の亜硫酸類濃度の極端な低下や、酸化処理による排水のｐＨの低下を防いで、排水の酸化処理を高効率で短時間に行うことができる海水排煙脱硫システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る海水排煙脱硫システムの一実施の形態について説明する。図１は、本発明に係る海水排煙脱硫システムの一実施の形態を示す模式図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施の形態の海水排煙脱硫システムは、石炭焚き又は重油焚きのボイラ１０と、このボイラから排出される排ガス中のＳＯ2を海水に吸収させて除去する海水脱硫吸収塔１７と、この海水脱硫吸収塔から排出されるＳＯ2を吸収した海水に、空気を吹き込んで酸化処理を行う排水酸化槽２０とから主に構成されている。
【００１７】
ボイラ１０には、このボイラで生成した蒸気で駆動する蒸気タービン１１と、この蒸気タービンの駆動により発電を行う発電機１２と、蒸気タービンの駆動に用いた蒸気を、海１から取水する海水と熱交換により冷却、凝縮して水に戻す復水器１３とが設けられている。また、ボイラ１０と海水脱硫吸収塔１７との間には、ボイラ排ガス中の粉塵を分離、捕集する電気集塵機１４と、ボイラ排ガスを海水脱硫吸収塔１７に送るブロア１５とが設けられている。
【００１８】
復水器１３と海水脱硫吸収塔１７との間には、復水器１３で蒸気の冷却に用いた海水の一部を海水脱硫吸収塔１７に送る脱硫用海水配管１９及びポンプ１６が設けられている。そして、海水脱硫吸収塔１７内には、この復水器からの海水を吸収液としてボイラ排ガスと気液接触させるための噴霧ノズルが複数設けられている。海水脱硫吸収塔１７の排ガス出口には、脱硫処理したガスを大気に放出する煙突１８が設けられている。海水脱硫吸収塔１７と排水酸化槽２０との間には、海水脱硫吸収塔１７から排出されるＳＯ2を吸収した海水（以下、単に「排水」という）を、排水酸化槽２０の一端に送る排水導管２１が敷設されている。
【００１９】
排水酸化槽２０は、このＳＯ2を含有する排水が、排水酸化槽２０の一端から他端まで流れるように構成されている。排水酸化槽２０の他端には、酸化処理した排水を海１に放出する放水口２３が設置されている。なお、排水酸化槽２０の規模は、各プラントにおける脱硫量、復水器の排水量、海水のアルカリ度、配置・配管計画に拠るが、例えば幅１０ｍ、深さ３ｍ、長さ３００ｍにすることができる。また、排水酸化槽２０内を流れる排水の流速は、例えば１０〜１８０ｍ／分にすることができる。
【００２０】
排水酸化槽２０には、復水器１３で蒸気の冷却に用いた海水の一部を排水酸化槽２０に供給する希釈用海水配管２５が敷設されている。この希釈用海水配管２５には、排水の流れ方向に対して、海水を多段階に分けて排水に投入できるように、複数の海水投入口２６ａ〜２６ｎが順次設けられている。この海水投入口２６の段階数ｎは、２〜５０が好ましい。希釈用海水配管２５の末端出口は、放水口２３に接続されている。
【００２１】
排水酸化槽２０内の底部には、排水の入口側から出口側に向かって空気配管３２が敷設されている。そして、排水の流れ方向に対して、空気を多段階に分けて吹き込めるように、空気配管３２には複数の空気吹込みノズル３３ａ〜３３ｎが順次設けられている。空気吹込みノズル３３の段階数ｎ及びその間隔は、各プラントにおける亜硫酸イオン濃度、溶存酸素濃度、流速、海水性状や海への放流口で守るべき排水基準を考慮して決定する。空気配管３２には、大気中の空気を空気吹込みノズル３３へと送る酸化空気用ブロア３１が設置されている。
【００２２】
以上の構成よれば、先ず、ボイラ１０では、復水器１３から供給した水を蒸発させて蒸気とし、この蒸気を用いて蒸気タービン１１を駆動し、発電機１２で発電を行う。蒸気タービンで使用した蒸気は、復水器１３で海水により冷却して水に戻し、再びボイラ１０に供給する。ボイラ１０からの排ガスは、電気集塵機１４で除塵した後、海水脱硫吸収塔１７に導入する。また、復水器１３で蒸気により加熱された海水の一部は、脱硫用海水配管１９を介して、海水脱硫吸収塔１７に供給する。そして、海水脱硫吸収塔１７では、この加熱された海水を吸収液としてボイラ排ガスに対して噴霧し、これにより、排ガス中のＳＯ2は海水に吸収されて海水中で亜硫酸（Ｈ2ＳＯ3）、重亜硫酸イオン（ＨＳＯ3-）及び亜硫酸イオン（ＳＯ32-）といった亜硫酸類となる。ＳＯ2が除去された排ガスは、煙突１８から大気へ開放する。ＳＯ2を吸収した海水は、海水脱硫吸収塔１７から排出し、排水導管２１を介して排水酸化槽２０に導入する。
【００２３】
排水酸化槽２０の排水入口側では、ＳＯ2を吸収した海水、すなわち、ＳＯ32-を含有する排水を導入するとともに、第１の海水投入口２６ａから、復水器１３で加熱された多量の海水を導入し、排水の希釈を行う。海水脱硫吸収塔１７から排出される排水は、通常、ｐＨが低い。よって、この希釈により排水のｐＨを、曝気により酸化反応が迅速に進行する値（例えばｐＨ６以上）にまで上げる。また、海水脱硫吸収塔１７から排出される排水は、通常、ＳＯ32-濃度が高い。よって、この希釈により排水中のＳＯ32-濃度を、ＳＯ2が気相に放散しない値（例えば１．２ｍｍｏｌ／Ｌ以下）にまで下げる。一方、希釈によりＳＯ32-濃度が下がり過ぎると、曝気によるＳＯ32-の酸化反応速度が低下し、酸化効率が落ちる。よって、排水中のＳＯ32-濃度を、高い酸化効率を維持できる値（例えば０．５ｍｍｏｌ／Ｌ以上）に保つ。
【００２４】
次に、この排水酸化槽２０内を流れる排水中に、第１の空気吹込みノズル３３ａから空気を吹き込み、曝気処理を行う。これにより、排水中のＳＯ32-をＳＯ42-に酸化し、化学的に無害化する。なお、ＳＯ42-の生成により、排水中のｐＨが低下する。よって、第２の海水投入口２６ｂから海水を投入し、再び排水の希釈を行う。この希釈によって排水のｐＨを、上記の曝気により酸化反応が迅速に進行するｐＨに維持する。なお、この希釈によりＳＯ32-濃度が下がり過ぎると、上述したように酸化反応速度が低下することから、希釈はｐＨを維持できる最低限で行う。
【００２５】
そして、排水酸化槽２０内を流れる排水中に、第２の空気吹込みノズル３３ｂから空気を吹き込み、再び曝気処理を行う。これにより、排水中のＳＯ32-はＳＯ42-に酸化することから、無害化できる一方、やはり排水中のｐＨは低下する。よって、第３の海水投入口２６ｃから海水を供給し、高い酸化効率を維持しつつ、ｐＨを所定の値を維持するように、排水の希釈を行う。そして、第３の空気吹込みノズル３３ｃから空気を排水に吹き込み、ＳＯ32-の酸化を行う。このようにして、第４段階から第ｎ段階の海水投入口２６ｄ〜２６ｎ及び空気吹込みノズル３３ｄ〜３３ｎにより海水の投入及び空気の吹き込みを繰り返し行う。なお、海水の投入量は、段階毎に下げることが好ましい。
【００２６】
排水酸化槽２０の排水出口側では、ＳＯ32-濃度が排出基準未満にまで下がった排水を放水口２３により海１へ放出する。このとき、海水投入口２６から投入されずに余った海水は、希釈用海水配管２５の末端出口から放水口２３中の排水に投入して、海１へと放出する。これにより、排水のｐＨを向上させることができる。
【００２７】
このように、排水酸化槽２０に、排水の流れ方向に対して、複数の海水投入口２６ａ〜２６ｎと複数の空気吹込みノズル３３ａ〜３３ｎをそれぞれ多段階に設けることで、排水中のＳＯ32-の酸化の進行に合わせて、排水を希釈していくことができるので、排水中のＳＯ32-濃度の極端な低下や、酸化処理による排水のｐＨの低下による酸化反応速度の低下を防ぐことができ、よって、高い効率で排水の酸化処理を行うことができる。
【００２８】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形して実施することができる。例えば、図２に示すように、排水酸化槽２０には、排水の流れ方向に対して、複数の計測器３５ａ〜３５ｎを設けることができる。また、海水投入口２６ａ〜２６ｎには、海水の供給量を調節するバルブ２７ａ〜２７ｎをそれぞれ設けることができる。そして、計測器３５ａ〜３５ｎで測定した値に基づいて、バルブ２７ａ〜２７ｎを開閉して、海水投入口２６ａ〜２６ｎから投入する海水の流量を制御するように、計測器３５ａ〜３５ｎ及びバルブ２７ａ〜２７ｎ間と信号を送受信する制御装置３７を設置することができる。なお、計測器３５ａ〜３５ｎとしては、排水のｐＨや酸化還元電位（ＯＲＰ）に加えて、溶存酸素（ＤＯ）を測定できるものが好ましい。
【００２９】
以上の構成によれば、例えば、第４の計測器３５ｄで排水のｐＨが所定の値を下回った場合、第４の計測器３５ｄの上流側にある第２の海水投入口２６ｂのバルブ２７ｂを開き、海水の投入量を増やすように制御する。また、第２の計測器３５ｂで排水のＯＲＰが所定の値を上回りＳＯ32-濃度が大きく低下した場合、第２の計測器３５ｂの上流側にある第１の海水投入口２６ａのバルブ２７ａを閉じて、海水の投入量を減らすように制御する。
【００３０】
このように、排水の流れ方向に対し、複数の計測器３５ａ〜３５ｎを多段階に設けるとともに、多段階に設けた海水投入口２６ａ〜２６ｎにそれぞれバルブ２７ａ〜２７ｎを設けることで、排水酸化槽２０内を流れる排水中のｐＨやＳＯ32-濃度に基づき、海水による排水の希釈率を制御することができるので、排水中のＳＯ32-濃度の極端な低下や、排水のｐＨの低下による酸化反応速度の低下を確実に防ぐことができ、高い酸化効率を確実に維持することができる。
【００３１】
また、図３に示すように、排水酸化槽２０内に多段階に設けた空気吹込みノズル３３ａ〜３３ｎは、各段階間の距離を異なるようにすることができる。排水酸化槽２０の上流側ではＳＯ32-濃度が高く、酸化反応速度が大きいため、溶存酸素濃度が低下し易いことから、酸化用空気の空塔速度（排水酸化槽２０の断面積当たりの通気量）を高くする必要があるが、排水酸化槽２０の下流側では、ＳＯ32-濃度が低く酸化反応速度は減少していることから、酸化用空気の空塔速度は低くて構わない。
【００３２】
よって、図３に示すように、排水酸化槽２０の上流側の空気吹込みノズル３３ａ、３３ｂの間隔を狭くし、下流側の空気吹込みノズル３３ｍ、ｎの間隔を広くすることが好ましい。このように、排水酸化槽２０の上流側と下流側とで、酸化用空気の空塔速度が異なるように空気吹込みノズル３３を設けることで、無駄な通気設備の設置および使用を避けることができる。
【００３３】
さらに、図４に示すように、排水酸化槽２０には、排水の流れ方向に対して、酸化用空気を希釈用海水に混合して噴射する手段である、水流酸化装置４０ａ〜４０ｎを多段階に設けることができる。水流酸化装置４０は、図５に示すように、排水酸化槽２０において千鳥状に配置することが好ましい。水流酸化装置４０の構造を図６に示す。
【００３４】
図６に示すように、水流酸化装置４０は、希釈用海水が供給される海水供給管４１と、大気中の空気を吸引する空気吸引管４３と、海水と空気の混相を排水中に噴射する噴射ノズル４２と絞り（オリフィス）４４とから主に構成されている。海水供給管４１の一端は、各々の段階の海水投入口に接続しており（図示省略）、他端は、絞り４４を介して噴射ノズル４２の一端に接続している。絞り４４は、海水供給管側の鍔４５と、噴射ノズル側の鍔４６と、これら鍔間に挟まれた絞り板４７とから構成されている。絞り板４７には、噴射ノズル４２の内径よりも小さい内径の絞り穴４８が形成されている。
【００３５】
噴射ノズル４１の側壁には、絞り４４の下流側に、空気吸引管４３が接合されている。噴射ノズル４２と空気吸引管４３とは、開口４９を介して連通している。空気吸引管４３の反対側の開口は、排水酸化槽内を流れる排水の水面より高い位置に配置されており、大気に開放されている。噴射ノズル４２は、絞り４４側よりも噴射口側が低くなるように傾斜しており、例えば、水平面に対して７〜１５度傾斜している。なお、水流酸化装置４０の材質としては、ステンレス鋼（ＳＵＳ）の他、軽量で強度に優れた繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）や、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等を使用することができる。
【００３６】
以上の構成によれば、希釈用海水を海水供給管４１に供給すると、この海水は、絞り４４の絞り板４７による抵抗を受けて絞り穴４８を通り、噴射ノズル４１内に流れ込む。その際に海水は絞り４４の下流側で負圧になることから、絞り４４の傍の開口４９から、大気中の空気が空気吸引管４３を通って海水中に勢いよく流れ込む。これにより、海水流中に微細な空気泡の流れが混在する、海水と空気の混相流が生成する。この混相流は、噴射ノズル４２の噴射口から下向きの傾斜で噴射され、図４及び図５に示すように、排水酸化槽２０の底面近くを流れた後、排水の中で広域に分散しつつ、浮上する。
【００３７】
このように、希釈用海水中に酸化用空気を微細な気泡として含む気液混相流を排水中に噴射する水流酸化装置４０を、排水酸化槽２０内に設けたことで、空気が高い気液接触面積で排水と接触することから、酸素利用率を大幅に向上することができる。また、酸化用空気は、空気吸引管４３から取り込むことができるので、図１に示したような酸化空気用ブロア３１は不要である。さらに、図５に示すように、水流酸化装置４０から噴射された気液混相流５１が重ならないように、水流酸化装置４０を千鳥状に配置することで、微細な気泡の合体による酸素利用率の低下を防ぐとともに、排水酸化槽２０内の気泡密度分布を均一にすることができる。
【００３８】
なお、これまで、排水を１つの排水酸化槽内に流して、多段階的に海水及び空気を排水に投入する場合について説明してきたが、直列に設けた複数の槽に排水を順に送り、各槽で多段階的に海水及び空気を投入してもよい。このような構成にしても、１つの排水酸化槽内に排水を流すのと同様の効果を得ることができる。
【実施例】
【００３９】
長さ１４０ｍの排水酸化槽において、海水希釈により、排水酸化槽の入口での排水中の亜硫酸・硫酸濃度を１．００ｍｍｏｌ／Ｌとし、更に入口から２０ｍ、４０ｍ、６０ｍの地点で、排水中の亜硫酸・硫酸濃度がそれぞれ０．９０ｍｍｏｌ／Ｌ、０．８２ｍｍｏｌ／Ｌ、０．７５ｍｍｏｌ／Ｌになる量の海水を追加した。酸化用空気の空塔速度は１．０ｃｍ／ｓｅｃと一定とした。この場合の排水酸化槽における亜硫酸残留率および溶存酸素飽和率の結果を表１および図７に示す。
【００４０】
なお、参考のため、排水酸化槽の入口のみで海水希釈し、入口での排水中の亜硫酸・硫酸濃度を０．７５ｍｍｏｌ／Ｌ、１．００ｍｍｏｌ／Ｌ、１．３０ｍｍｏｌ／Ｌとした参考例１〜３の結果も表１および図７に併記した。また、空塔速度を、酸化槽入口８０ｍから１４０ｍの後流部で０．５ｃｍ／ｓｅｃに減らした参考例４の結果も表１に併記した。
【００４１】
【表１】
2008207149.tif 000003
【００４２】
表１および図７に示すように、実施例は、参考例１に比べて、希釈率低下により亜硫酸濃度が増大し、酸化速度が向上したとともに、参考例２に比べて、ｐＨ低下による酸化反応速度低下が抑えられ、よって、排水酸化槽入口から６０ｍ地点以降の亜硫酸残留率が最も低くなった。なお、排水酸化槽入口から８０ｍ地点以降の空塔速度を０．５ｍ／ｓｅｃにした参考例４は、参考例２と比べて、亜硫酸残留率および溶存酸素飽和率に変化がなく、よってブロアの設備費・動力費を節減できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る海水排煙脱硫システムの一実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明に係る海水排煙脱硫システムの別の実施形態を示す模式図である。
【図３】本発明に係る海水排煙脱硫システムの別の実施形態を示す模式図である。
【図４】本発明に係る海水排煙脱硫システムの別の実施形態を示す模式図である。
【図５】図４に示した実施形態で用いる水流酸化装置の配置図である。
【図６】図４に示した実施形態で用いる水流酸化装置を示す断面図である。
【図７】排水酸化槽における亜硫酸残留率および溶存酸素飽和率の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１  海
１０  ボイラ
１１  蒸気タービン
１２  発電機
１３  復水器
１４  電気集塵機
１５  ブロア
１６  海水ポンプ
１７  海水脱硫吸収塔
１８  煙突
１９  脱硫用海水配管
２０  排水酸化槽
２１  吸収塔排水導管
２３  放水口
２５  希釈用海水配管
２６  海水投入口
２７  バルブ
３１  酸化空気用ブロア
３２  空気配管
３３  空気吹込みノズル
３５  計測器
３７  制御装置
４０  水流酸化装置
４１  海水供給管
４２  噴射ノズル
４３  空気吸引管
４４  絞り
４５、４６  鍔
４７  絞り板
４８  絞り穴
４９  開口
【図２】
2008207149.tif 000004
【図３】
2008207149.tif 000005
【図４】
2008207149.tif 000006
【図５】
2008207149.tif 000007
【図６】
2008207149.tif 000008
【図７】
2008207149.tif 000009
【図１】
2008207149.tif 000010