(57)【要約】【課題】酸化反応を促進して、良好な処理が可能なエアレーション装置及びこれを備えた海水排煙脱硫装置を提供する。【解決手段】排ガス１０１と海水１０３とを気液接触してＳＯ2を亜硫酸（Ｈ2ＳＯ3）へ脱硫反応させる排煙脱硫吸収塔１０２と、排煙脱硫吸収塔１０２の下側に設けられ、硫黄分を含んだ使用済海水１０３Ａを希釈用の海水１０３と希釈混合する希釈混合槽１０５と、希釈混合槽１０５の下流側に設けられ、希釈使用済海水１０３Ｂの水質回復処理を行うエアレーション装置１２０を有する酸化槽１０６とからなると共に、前記排煙脱硫吸収塔１０２に供給する海水１０３に極微細気泡発生装置１５０により極微細気泡１５１を供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスと海水とを気液接触してＳＯ2を亜硫酸（Ｈ2ＳＯ3）へ脱硫反応させる排煙脱硫吸収塔と、
排煙脱硫吸収塔の下側に設けられ、硫黄分を含んだ使用済海水を希釈用の海水と希釈混合する希釈混合槽と、
希釈混合槽の下流側に設けられ、希釈使用済海水の水質回復処理を行うエアレーション装置を有する酸化槽とを具備すると共に、
排煙脱硫吸収塔に供給する海水に極微細気泡発生装置により極微細気泡を供給することを特徴とする海水排煙脱硫装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記極微細気泡発生装置に酸素を供給し、酸素含有の極微細気泡を供給することを特徴とする海水排煙脱硫装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記極微細気泡が、マイクロバブル又はナノバブルのいずれか一方又は両方であることを特徴とする海水排煙脱硫装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭焚き、原油焚き及び重油焚き等の発電プラントに適用される排煙脱硫装置の排水処理に係り、特に、海水法を用いて脱硫する排煙脱硫装置の排水（使用済海水）をエアレーションにより脱炭酸（曝気）するエアレーション装置を備えた海水排煙脱硫装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、石炭や原油等を燃料とする発電プラントにおいて、ボイラから排出される燃焼排気ガス（以下、「ガス」と呼ぶ）は、該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を施す排煙脱硫装置の脱硫方式としては、石灰石石膏法、スプレードライヤー法及び海水法等が知られている。
【０００３】
このうち、海水法を採用した排煙脱硫装置（以下、「海水排煙脱硫装置」と呼ぶ）は、吸収剤として海水を使用する脱硫方式である。この方式では、たとえば略円筒のような筒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することにより、海水を吸収液として湿式ベースの気液接触を生じさせて硫黄酸化物を除去している。
上述した脱硫塔内で吸収剤として使用した脱硫後の海水（使用済海水）は、たとえば、上部が開放された長い水路（Seawater Oxidation Treatment System；ＳＯＴＳ）内を流れ排水される際、水路の底面に設置したエアレーション装置から微小気泡を流出させるエアレーションによって脱炭酸（爆気）される（特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０５５７７９号公報
【特許文献２】特開２００９−０２８５７０号公報
【特許文献３】特開２００９−０２８５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、エアレーション装置で用いるエアレーションノズルは、基材の周囲を覆うゴム製等の散気膜に小さなスリットが多数設けられたものであり、一般的には「ディフューザノズル」と呼ばれている。
このようなエアレーションノズルは、供給される空気の圧力により、スリットから略均等な大きさの微小気泡（例えば１〜５ｍｍ程度）を多数流出させるが、エアレーション装置は、装置の底面にエアレーションノズルを多数設置したものであり、脱硫後の所定の海水性状に対し、主にエアレーションノズルが発生する空気量と気泡径によって、その形状（水路形状）が決まる。
このため、エアレーション水路の建設費や運転費の低減には、水路形状の縮小、供給する空気量の低減が必須となる。
また、このようなエアレーションノズルを用いて、海水中でエアレーションを連続して行うと、散気膜のスリット壁面やスリット開口近傍に、海水中の硫酸カルシウム等の析出物が析出し、スリットの間隙が狭くなったり、スリットを塞いだりする結果、散気膜の圧力損失を増大させ、散気装置に空気を供給するブロワ、コンプレッサ等の吐出手段の吐出圧高が発生し、ブロワ、コンプレッサ等に負荷がかかるという、問題がある。
【０００６】
本発明は、前記問題に鑑み、酸化反応を促進して、良好な処理が可能なエアレーション装置を備えた海水排煙脱硫装置を提供するとともに、ＳＯＴＳにエアレーション用空気を供給するブロワ、コンプレッサでの負荷上昇問題を解消することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、排ガスと海水とを気液接触してＳＯ2を亜硫酸（Ｈ2ＳＯ3）へ脱硫反応させる排煙脱硫吸収塔と、排煙脱硫吸収塔の下側に設けられ、硫黄分を含んだ使用済海水を希釈用の海水と希釈混合する希釈混合槽と、希釈混合槽の下流側に設けられ、希釈使用済海水の水質回復処理を行うエアレーション装置を有する酸化槽とを具備すると共に、排煙脱硫吸収塔に供給する海水に極微細気泡発生装置により極微細気泡を供給することを特徴とする海水排煙脱硫装置にある。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、前記極微細気泡発生装置に酸素を供給し、酸素含有の極微細気泡を供給することを特徴とする海水排煙脱硫装置にある。
【０００９】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記極微細気泡が、マイクロバブル又はナノバブルのいずれか一方又は両方であることを特徴とする海水排煙脱硫装置にある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、海水排煙脱硫装置に供給する海水中に極微小気泡を導入することで、希釈使用済海水中には極微小気泡が残存しているので、水路（ＳＯＴＳ）に設置するエアレーション装置は、海水の対流を発生させるために気泡を発生させる散気管等で代替でき、海水排煙脱硫装置で必要となる総空気量の低減、エアレーション装置およびエアレーションノズルの簡略化・単純化、ＳＯＴＳ水路長の短縮化、あるいは、ＳＯＴＳ水路の省略等が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本実施例に係る海水排煙脱硫装置の概略図である。
【図２】図２は、気泡径と上昇速度との関係図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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】
【００１３】
本発明による実施例に係るエアレーション装置及び海水排煙脱硫装置について、図面を参照して説明する。図１は、本実施例に係る海水排煙脱硫装置の概略図である。
図１に示すように、海水排煙脱硫装置１００は、排ガス１０１と海水１０３とを気液接触してＳＯ2を亜硫酸（Ｈ2ＳＯ3）へ脱硫反応させる排煙脱硫吸収塔１０２と、排煙脱硫吸収塔１０２の下側に設けられ、硫黄分を含んだ使用済海水１０３Ａを希釈用の海水１０３と希釈混合する希釈混合槽１０５と、希釈混合槽１０５の下流側に設けられ、希釈使用済海水１０３Ｂの水質回復処理を行うエアレーション装置１２０を有する酸化槽１０６とからなると共に、前記排煙脱硫吸収塔１０２に供給する海水１０３に極微細気泡発生装置１５０により極微細気泡１５１を供給するものである。
【００１４】
海水排煙脱硫装置１００では、排煙脱硫吸収塔１０２において海水供給ラインＬ1を介して供給される海水１０３の内の一部の吸収用の海水１０３を排ガス１０１と気液接触させて、排ガス１０１中のＳＯ2を海水１０３に吸収させる。そして、排煙脱硫吸収塔１０２で硫黄分を吸収した使用済海水１０３Ａを、排煙脱硫吸収塔１０２の下部に設けられている希釈混合槽１０５に供給される希釈用の海水１０３と混合させる。そして、希釈用の海水１０３と混合希釈された希釈使用済海水１０３Ｂは、希釈混合槽１０５の下流側に設けられている酸化槽１０６に送給され、酸化用空気ブロア１２１より供給された空気１２２をエアレーションノズル１２３により供給し、水質回復させた後、排水１２４として海へ放流するようにしている。
図１中、符号１０２ａは海水１０３を上方に噴出させる液柱用の噴霧ノズル、１２０はエアレーション装置、１２２ａは気泡、Ｌ1は海水供給ライン、Ｌ2は希釈海水供給ライン、Ｌ3は脱硫海水供給ライン、Ｌ4は排ガス供給ライン、Ｌ5は空気供給ライン、Ｌ6は浄化ガス１０１Ａの排出ライン、Ｌ7は排水１２４の排出ラインである。
【００１５】
この酸化処理の際に、海水１０３に予め極微小気泡発生装置１５０から極微細気泡１５１を供給することで、希釈使用済海水１０３Ｂに導入される海水中には極微小気泡が残存しているので、エアレーション装置１２０からの微小気泡での酸化処理を促進することとなる。
【００１６】
すなわち、極微小気泡は、海水中に導入された場合、その気泡径が極めて小さいので、海水から抜けにくいものとなる。よって、排煙脱硫吸収塔１０２内での海水脱硫に寄与した後においても、希釈使用済海水１０３Ｂ中に極微小気泡１５１が残存して、酸化槽１０６まで運ばれるので、この残存した極微小気泡が酸化槽１０６での酸化処理に寄与することとなる。
【００１７】
ここで、本発明で極微小気泡１５１とは、その気泡径が１０〜数１０μｍのマイクロバブルや、数１００ｎｍ以下のナノバブルをいう。また、両方の中間の大きさの気泡が混合している状態のものをマイクロナノバブルという。
【００１８】
図２は、気泡径と上昇速度との関係図である。図２においては、海水温度が３５℃の場合における気泡径とその上昇速度との関係を示すものであるが、通常の気泡（例えば２．０ｍｍ）の場合では、上昇速度が２２２ｍｍ／ｓ程度である。
これに対して、０．１ｍｍ以下の気泡径のものは、上昇速度が６．４ｍｍ／ｓ以下となり、そのほとんどが滞留していることとなる。
【００１９】
よって、この極微小気泡１５１は、希釈使用済海水１０３Ｂが酸化槽１０６に到達した時点でも、そのほとんどが滞留していることとなるので、酸化槽１０６において、酸化反応における気液接触面積を広範囲なものとしている。この結果、酸化槽１０６における希釈使用済海水１０３Ｂの酸化反応が効率的となる。
【００２０】
なお、本発明においては、エアレーションノズルは、酸化槽１０６において、海水をエアリフト効果で対流させる機能を持てば良いので、散気膜を用いないジェット噴流ノズル等の散気管を用いるようにしてもよい。
【００２１】
本実施例によれば、排煙脱硫吸収塔１０２に供給する海水１０３に極微細気泡発生装置１５０により極微細気泡１５１を供給するものであるので、排煙脱硫に寄与した後の希釈使用済海水１０３Ｂにおいても、極微小気泡１５１が残存するので、酸化槽１０６における酸化反応が促進できることとなる。
【００２２】
この結果、従来のような海水のみを用いた場合のような長い水路長よりもその長さを短縮することができ、さらに極微小空気の発生のために空気の供給量が少なくなり、エアレーション装置の運転コストが大幅な削減を図ることができる。
【００２３】
例えば、従来の散気膜を用いたエアレーション装置（一例として、水路の長さ１５０ｍ、水路の幅２０ｍ、水深４ｍ）に対し、供給する空気量（極微小気泡の空気量と対流用気泡の空気量）が１／２低減すれば、水路の幅と水深を従来と同で、水路の長さは、従来の水路の長さの１／２の７５ｍとなる。また、例えば、建設費が最小となる様に、水路長の変更に加え、水路の幅と水深も変更してもよい。
【００２４】
また、極微小気泡１５１に酸素を更に含有させて、酸化処理効率を向上させるようにしてもよい。
【００２５】
以上、本実施例では被処理水として海水を例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば汚染処理における汚染水にエアレーションを行うエアレーション装置に適用できる。
【符号の説明】
【００２６】
１００  海水排煙脱硫装置
１０２  排煙脱硫吸収塔
１０３  海水
１０３Ａ  使用済海水
１０３Ｂ  希釈使用済海水
１０５  希釈混合槽
１０６  酸化槽
１２０Ａ〜１２０Ｂ  エアレーション装置
１５０  極微小気泡発生装置
１５１  極微小気泡
【図１】
2012239922.tif 000003
【図２】
2012239922.tif 000004