(57)【要約】【課題】硫黄分吸収海水の処理を効率良く行い、酸化槽の大きさの低減を図った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】本発明に係る海水排煙脱硫システム１０は、排ガス２５と吸収海水２１ａとを気液接触して排ガス２５を洗浄する排煙脱硫吸収塔１１と、排煙脱硫吸収塔１１の後流側に設けられ、硫黄分を含んだ硫黄分吸収海水１４に空気２９を供給する曝気装置４１を備え、硫黄分吸収海水１４の水質回復処理を行う酸化槽１２と、海水２１を排煙脱硫吸収塔１１に供給する海水供給ラインＬ１１と、酸化槽１２に供給される空気２９の一部を、排煙脱硫吸収塔１１の塔底部１１ａに供給する空気分岐ラインＬ１２と、を有することを特徴とする。【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、硫黄分を含んだ硫黄分吸収海水に空気を供給する空気供給手段を備え、前記硫黄分吸収海水の水質回復処理を行う酸化槽と、
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、
前記酸化槽に供給される空気の一部を、前記排煙脱硫吸収塔の塔底部に供給する空気分岐ラインと、
を有することを特徴とする海水排煙脱硫システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記海水供給ラインから分岐し、前記海水の一部を希釈海水として前記排煙脱硫吸収塔の塔底部に供給する希釈海水分岐ラインを有することを特徴とする海水排煙脱硫システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記排煙脱硫吸収塔に供給される前記海水の総量に対するＳＯ2吸収量は、３ｍｍｏｌ／ｌ以下であることを特徴とする海水排煙脱硫システム。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１つにおいて、
前記硫黄分吸収海水の温度は５℃以上５５℃以下であることを特徴とする海水排煙脱硫システム。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１つにおいて、
前記海水のｐＨは５．５以上であることを特徴とする海水排煙脱硫システム。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１つにおいて、
前記排煙脱硫吸収塔の前記排ガスの入口及び出口に、前記排ガスの入口ＳＯ2濃度および出口ＳＯ2濃度を測定するためのＳＯ2濃度計と、
前記排煙脱硫吸収塔内の前記硫黄分吸収海水を前記海水供給ラインに循環させる海水循環ラインと、
前記海水循環ラインに設けられ、前記排煙脱硫吸収塔から抜き出された前記硫黄分吸収海水の流量を測定する流量計と、
を有し、
前記排ガスの入口ＳＯ2濃度および出口ＳＯ2濃度に基づいて前記排煙脱硫吸収塔における脱硫率を算出し、
前記希釈海水分岐ラインを介して前記酸化槽に供給される海水の供給量を調整することを特徴とする海水排煙脱硫システム。
【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、
請求項１から６の何れか１つの海水排煙脱硫システムと、
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、
を有することを特徴とする発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海水を用いて排ガスに含まれる硫黄分を脱硫処理して生じた硫黄分吸収海水を酸化処理する海水排煙脱硫システムおよび発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１２５４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
そのため、硫黄分吸収海水の処理を効率良く行い、酸化槽の大きさをより小さくした海水排煙脱硫システムが求められている。
【０００９】
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、酸化槽の大きさの低減を図った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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、硫黄分を含んだ硫黄分吸収海水に空気を供給する空気供給手段を備え、前記硫黄分吸収海水の水質回復処理を行う酸化槽と、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、前記酸化槽に供給される空気の一部を、前記排煙脱硫吸収塔の塔底部に供給する空気分岐ラインと、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。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、前記海水供給ラインから分岐し、前記海水の一部を希釈海水として前記排煙脱硫吸収塔の塔底部に供給する希釈海水分岐ライン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。
【００１２】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記排煙脱硫吸収塔に供給される前記海水の総量に対するＳＯ2吸収量は、３ｍｍｏｌ／ｌ以下であることを特徴とする海水排煙脱硫システムである。
【００１３】
第４の発明は、第１から第３の何れか１つの発明において、前記硫黄分吸収海水の温度は５℃以上５５℃以下であることを特徴とする海水排煙脱硫システムである。
【００１４】
第５の発明は、第１から第４の何れか１つの発明において、前記海水のｐＨは５．５以上であることを特徴とする海水排煙脱硫システムである。
【００１５】
第６の発明は、第１から第５の何れか１つの発明において、前記排煙脱硫吸収塔の前記排ガスの入口及び出口に、前記排ガスの入口ＳＯ2濃度および出口ＳＯ2濃度を測定するためのＳＯ2濃度計と、前記排煙脱硫吸収塔内の前記硫黄分吸収海水を前記海水供給ラインに循環させる海水循環ラインと、前記海水循環ラインに設けられ、前記排煙脱硫吸収塔から抜き出された前記硫黄分吸収海水の流量を測定する流量計と、を有し、前記排ガスの入口ＳＯ2濃度および出口ＳＯ2濃度に基づいて前記排煙脱硫吸収塔における脱硫率を算出し、前記希釈海水分岐ラインを介して前記酸化槽に供給される海水の供給量を調整することを特徴とする海水排煙脱硫システムである。
【００１６】
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、第１から第６の何れか１つの発明の海水排煙脱硫システムと、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、を有することを特徴とする発電システムである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、硫黄分吸収海水の処理を効率良く行い、酸化槽の大きさの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明による実施例１に係る海水排煙脱硫システムの構成を示す概略図である。
【図２】図２は、本発明による実施例２に係る発電システムの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【実施例１】
【００２０】
本発明の実施例１に係る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、本実施例に係る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と、空気分岐ラインＬ１２と、を有する。
【００２１】
海水２１は海２２からポンプ２２ａにより海水供給ラインＬ１１に汲み上げられ、海水２１の一部は吸収海水２１ａとしてポンプ２２ｂにより海水供給ラインＬ１１を介して排煙脱硫吸収塔１１に供給される。海水２１の一部は希釈海水２１ｂとして希釈海水供給ラインＬ１３を介して酸化槽１２に送給され、希釈海水２１ｂの一部は希釈海水２１ｃとして希釈海水供給ラインＬ１４を介して酸化槽１２に供給される。希釈海水供給ラインＬ１３、Ｌ１４内を流れる希釈海水２１ｂ、２１ｃは、ポンプ２２ｃ、２２ｄにより供給量は調整される。
【００２２】
海水２１は、海２２からポンプ２２ａにより直接汲み上げた海水を用いているが、本実施例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２１の排液などを用いるようにしてもよい。
【００２３】
排煙脱硫吸収塔１１は、排ガス２５と吸収海水２１ａ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２１ａ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Ｌ１１を介して供給される海水２１ａ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。
【００２４】
本明細書において、硫黄分とは、炭化水素油中に含まれる全硫黄化合物の濃度を硫黄原子換算にした硫黄濃度（質量ｐｐｍあるいは質量ｐｐｂ）をいい、具体的には、例えば、ＳＯ2、ＳＯ3等のＳＯｘや亜硫酸イオン（ＳＯ3）などが挙げられる。
【００２５】
即ち、排煙脱硫吸収塔１１において排ガス２５と吸収海水２１ａ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２１ａに吸収させ、排ガス２５中の硫黄分を、海水２１ａを用いて除去している。
ＳＯ2（ｇ）  ＋  Ｈ2Ｏ  →  Ｈ2ＳＯ3（ｌ）  →  ＨＳＯ3-  ＋  Ｈ＋      ・・・（I）
【００２６】
この海水脱硫により吸収海水２１ａ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２１ａ中に遊離するためｐＨが下がり、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。
【００２７】
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Ｌ１５を介して大気中に放出される。
【００２８】
本実施例に係る海水排煙脱硫システム１０は、酸化槽１２に供給される空気２９の一部を排煙脱硫吸収塔１１の塔底部に供給する空気分岐ラインＬ１２を有する。空気分岐ラインＬ１２に抜き出される空気２９を排煙脱硫吸収塔１１の塔底部（吸収塔タンク）１１ａに供給することで、排煙脱硫吸収塔１１内で硫黄分吸収海水１４中の溶存酸素量を高めることができる。このため、排煙脱硫吸収塔１１の後流側に設けられる酸化槽１２では、硫黄分吸収海水１４の処理を効率良く行うことができ、硫黄分吸収海水１４の水質回復処理を行うために要する空気２９の吹き込み距離を短くすることができる。よって、酸化槽１２内の空気２９の吹き込み距離を短くすることで、硫黄分吸収海水１４の流れ方向である酸化槽１２の長さ方向の距離は短くできるため、酸化槽１２の大きさを低減することができる。
【００２９】
空気分岐ラインＬ１２に抜き出した空気２９はブロワ２２ｅにより排煙脱硫吸収塔１１に供給される。また、空気分岐ラインＬ１２を介しての酸化槽１２への空気２９の供給方法は、ブロワ２２ｅに限定されるものではなく、空気分岐ラインＬ１２の酸化槽１２と連結する連結部の近傍をオリフィス形状として空気２９を酸化槽１２内に供給するようにしてもよい。
【００３０】
本実施例に係る海水排煙脱硫システム１０は、希釈海水供給ラインＬ１３から分岐し、酸化槽１２に供給される希釈海水２１ｂの一部を希釈海水２１ｃとして排煙脱硫吸収塔１１の塔底部に供給する希釈海水分岐ラインＬ１４を有する。一般に、排煙脱硫吸収塔１１内はｐＨが低いため、硫黄分吸収海水１４に溶解している亜硫酸イオンなど硫黄分は酸化しないが、排煙脱硫吸収塔１１の吸収塔タンク１１ａに希釈海水２１ｃを直接供給することにより、硫黄分吸収海水１４のｐＨを上昇させ、吸収塔タンク１１ａに貯留されている硫黄分吸収海水１４に溶解している亜硫酸イオンなど硫黄分の酸化を促進させることができる。また、排煙脱硫吸収塔１１の吸収塔タンク１１ａに希釈海水２１ｃを供給し、硫黄分吸収海水１４を希釈することで、硫黄分吸収海水１４の落下時の空気巻き込みにより、硫黄分吸収海水１４内に酸素を取り込むことができ、硫黄分吸収海水１４に溶解している亜硫酸イオンなど硫黄分の酸化を促進する効果を得ることできる。よって、煙脱硫吸収塔１１の吸収塔タンク１１ａ内に希釈海水２１ｃを供給することで、煙脱硫吸収塔１１内に希釈海水２１ｃを供給しない場合に比べ、排煙脱硫吸収塔１１内での酸化が例えば２０％〜１００％向上し、排煙脱硫吸収塔１１内での酸化が促進され、排煙脱硫吸収塔１１の後流側に設けられる酸化槽１２の長さを短くすることができる。これにより、酸化槽１２の大きさを低減することができる。
【００３１】
海水供給ラインＬ１１、Ｌ１３を介して排煙脱硫吸収塔１１に供給される海水２１ａ、希釈海水２１ｂの総量に対するＳＯ2吸収量（ΔＴｏＳ（ＳＯ2吸収量／海水総量））は、３ｍｍｏｌ／ｌ以下であることが好ましく、より好ましくは２ｍｍｏｌ／ｌ以下であり、更に好ましくは１ｍｍｏｌ／ｌ以下である。ΔＴｏＳが３ｍｍｏｌ／ｌ以下の場合には、硫黄分吸収海水１４のｐＨが４．０以上であり、黄分吸収海水１４に溶解している亜硫酸イオンなど硫黄分の酸化を促進する効果を得ることでき、ΔＴｏＳが２ｍｍｏｌ／ｌ以下であれば硫黄分の酸化を促進する効果が高く、ΔＴｏＳが１ｍｍｏｌ／ｌ以下であればさらにその効果が高くなる。
【００３２】
海水の温度は５℃以上５５℃以下であることが好ましく、より好ましくは１５℃以上であり、更に好ましくは３０℃以上である。海水の温度が５℃以上の場合には、温度上昇により酸化速度を上昇させる効果が得られ、海水の温度が１５℃以上の場合には、酸化速度がより上昇するため、酸化速度を上昇させる効果がより得られ、海水の温度が３０℃以上の場合には、更に高い効果が得られる。
【００３３】
硫黄分吸収海水１４のｐＨは４．０以上８．３以下であることが好ましく、より好ましくは５．５以上である。硫黄分吸収海水１４のｐＨは４．０以上であれば、黄分吸収海水１４に溶解している亜硫酸イオンなど硫黄分の酸化を促進する効果を得ることでき、硫黄分吸収海水１４のｐＨが５．５以上の場合には更に高い効果が得られる。
【００３４】
排煙脱硫吸収塔１１の排ガス２５の入口側および出口側には、排ガス２５の入口ＳＯ2濃度および出口ＳＯ2濃度を測定するためのＳＯ2濃度計３２ａ、３２ｂが設けられている。また、排煙脱硫吸収塔１１には、排煙脱硫吸収塔１１内の硫黄分吸収海水１４を海水供給ラインＬ１１に循環させる海水循環ラインＬ１６が設けられている。海水循環ラインＬ１６には、排煙脱硫吸収塔１１から抜き出された硫黄分吸収海水１４の流量を測定する流量計３３が設けられている。ＳＯ2濃度計３２ａ、３２ｂ、流量計３３で測定された測定結果は、制御装置３４に伝達される。なお、本実施例では、海水循環ラインＬ１６が設けられているが、これに限定されるものではなく、設けなくてもよい。
【００３５】
制御装置３４は、ＳＯ2濃度計３２ａ、３２ｂで測定された排ガス２５の入口ＳＯ2濃度および出口ＳＯ2濃度に基づいて排煙脱硫吸収塔１１における脱硫率を算出し、流量計３３は排煙脱硫吸収塔１１内を循環させる硫黄分吸収海水１４の循環流量を測定する。排ガス２５の脱硫率は、排煙脱硫吸収塔１１に供給される排ガス２５中の入口ＳＯ2濃度と出口ＳＯ2濃度との比（出口ＳＯ2濃度／入口ＳＯ2濃度）などにより調整される。
【００３６】
制御装置３４は、希釈海水分岐ラインＬ１４を介して排煙脱硫吸収塔１１に供給される吸収海水２１ａと酸化槽１２に供給される希釈海水２１ｃの供給量及び空気供給ラインＬ１２を介して排煙脱硫吸収塔１１に供給される空気２９の供給量を調整する。これにより、排煙脱硫吸収塔１１内にポンプ２２ｂ，２２ｄで吸収海水２１ａ、希釈海水２１ｃを供給するために要する動力、排煙脱硫吸収塔１１の塔底部１１ａにブロワ２２ｅで酸化槽１２に空気２９を供給する動力の低減を図ることができる。
【００３７】
よって、排煙脱硫吸収塔１１の塔底部に空気２９を吹き込むことにより、排煙脱硫吸収塔１１内で硫黄分吸収海水１４中の溶存酸素量を高めることができるため、後流の酸化槽１２での空気吹き込み距離を減らすことが可能となり、酸化槽１２の長さ方向を短くすることができるため、酸化槽１２の大きさを低減することができる。
【００３８】
このように、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Ｌ１７を介して酸化槽１２に送給される。
【００３９】
また、硫黄分吸収海水排出ラインＬ１７は希釈海水供給ラインＬ１４と連結し、硫黄分吸収海水排出ラインＬ１７内の硫黄分吸収海水１４を吸収海水２１ｂと混合し、希釈するようにしてもよい。硫黄分吸収海水１４を吸収海水２１ｂと混合し、希釈することで、硫黄分吸収海水排出ラインＬ１７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Ｌ１７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。
【００４０】
また、硫黄分吸収海水排出ラインＬ１７には硫黄分吸収海水１４を希釈海水２１ｂ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を吸収海水２１ｂ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。
【００４１】
そして、硫黄分吸収海水１４は、排煙脱硫吸収塔１１の後流側に設けられている酸化槽１２に送給される。酸化槽１２は、排煙脱硫吸収塔１１の後流側に設けられ、硫黄分吸収海水１４の水質回復処理を行う槽である。酸化槽１２は、空気供給手段として、硫黄分吸収希釈海水１４に空気２９を供給する曝気装置（エアレーション装置）４１を有する槽である。
【００４２】
曝気装置４１は、酸化槽１２内に設けられ、硫黄分吸収海水１４に空気２９を供給するものである。本実施例では、曝気装置４１は、空気２９を供給する酸化用空気ブロア４２と、空気２９を送給する散気管４３と、空気２９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４４とを有する。酸化用空気ブロア４２により外部の空気２９が散気管４３を介して酸化空気用ノズル４４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２９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４５となる。なお、酸化空気用ノズル４４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  →  ＳＯ42-  ＋  Ｈ＋  ・・・（III）
ＨＣＯ3-  ＋  Ｈ＋  →  ＣＯ2（ｇ）  ＋  Ｈ2Ｏ  ・・・（IV）
ＣＯ32-  ＋２Ｈ＋  →  ＣＯ2（ｇ）  ＋  Ｈ2Ｏ  ・・・（V）
【００４３】
これにより、硫黄分吸収海水１４のｐＨを上昇させると共に、ＣＯＤを低減することができ、水質回復海水４５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４５は海水排出ラインＬ１８を介して海２２へ放流される。
【００４４】
本実施例に係る海水排煙脱硫システム１０は、排煙脱硫吸収塔１１の吸収塔タンク１１ａに希釈用海水２１ｂと空気２９を供給することにより、排煙脱硫吸収塔１１内で硫黄分吸収海水１４中の溶存酸素量を高めることができるため、酸化槽１２での空気吹き込み距離を減らすことが可能となり、酸化槽１２の長さ方向を短くすることができるため、酸化槽１２の大きさが低減される。
【００４５】
空気の供給割合及び希釈海水の供給割合と、酸化槽の長さとの関係の一例を表１に示す。なお、表１中、吸収塔底部とは、排煙脱硫吸収塔１１の塔底部（吸収塔タンク）１１ａに供給される空気２９、希釈海水２１ｃの供給量の割合を示し、酸化槽とは、酸化槽１２に供給される空気２９、希釈海水２１ｂの供給量の割合を示す。
【００４６】
【表１】
2013154329.tif 000003
【００４７】
表１に示すように、酸化槽１２に供給していた空気２９の一部を排煙脱硫吸収塔１１の吸収塔タンク１１ａに供給することで、酸化槽１２のみに空気２９を供給する場合に比べ、酸化槽１２の長さを短くすることができる（試験例１〜試験例８、比較例１、２参照）。
【００４８】
また、酸化槽１２に供給していた空気２９の一部を排煙脱硫吸収塔１１の塔底部１１ａに供給する場合には、排煙脱硫吸収塔１１の吸収塔タンク１１ａ及び酸化槽１２への空気２９の供給量を酸化槽１２のみに空気２９を供給する場合より少なくしても酸化槽１２の長さを短くすることができる（試験例４、７、８、比較例１、２参照）。
【００４９】
また、排煙脱硫吸収塔１１の吸収塔タンク１１ａに供給する希釈海水２１ｃと酸化槽１２に供給する希釈海水２１ｂを等量とすることで、排煙脱硫吸収塔１１の塔底部１１ａに供給する空気量を軽減しても排煙脱硫吸収塔１１の塔底部１１ａおよび酸化槽１２に空気２９を等量供給している場合と略同じ程度にまで酸化槽１２の長さを短くすることができ、酸化槽１２の大きさを低減する効果が得られる（試験例１〜６参照）。
【００５０】
また、排煙脱硫吸収塔１１の吸収塔タンク１１ａと酸化槽１２に供給する空気２９を等量としている場合には、排煙脱硫吸収塔１１の塔底部１１ａに供給する希釈海水２１ｃ及び酸化槽１２に供給する希釈海水２１ｂの総量を軽減しても酸化槽１２のみに空気２９、希釈海水２１ｂを供給する場合に比べ、酸化槽１２の長さを短くすることができ、酸化槽１２の大きさを低減する効果が得られる（試験例５、６、比較例１参照）。
【００５１】
よって、排煙脱硫吸収塔１１の吸収塔タンク１１ａに酸化槽１２に供給される空気２９の一部を予め供給しておくことで、排煙脱硫吸収塔１１内で硫黄分吸収海水１４中の溶存酸素量を高めることができる。これにより、酸化槽１２での空気２９の吹き込み距離を減らすことでき、酸化槽１２の長さ方向を短くすることができるため、酸化槽１２の大きさを低減することができる。
【００５２】
このように、本実施例に係る海水排煙脱硫システム１０は、酸化槽１２に供給される空気２９の一部を排煙脱硫吸収塔１１の塔底部に空気２９を供給すると共に、酸化槽１２に供給される希釈用海水２１ｂの一部を排煙脱硫吸収塔１１の塔底部に供給することで、酸化槽１２での空気吹き込み距離を減らすことが可能となり、酸化槽１２の長さ方向を短くすることができるため、酸化槽１２の大きさを低減することができる。また、酸化槽１２に空気２９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を行うことができる。
【００５３】
したがって、本実施例に係る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、硫黄分吸収海水１４を効率良く処理して水質回復処理を行い、酸化槽１２の大きさの低減を図ることができ、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。
【００５４】
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２１ａ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。
【００５５】
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Ｌ１７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。
【実施例２】
【００５６】
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。
【００５７】
図２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２に示すように、本実施例に係る発電システム５０は、ボイラ５１と、蒸気タービン５２と、復水器５３と、排煙脱硝装置５４と、集塵装置５５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。
【００５８】
ボイラ５１は、油タンクまたは石炭ミルなどから供給される燃料５６を空気予熱器（ＡＨ）５７で予熱された空気５８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５８は押込みファン５９により空気予熱器５７に送給され予熱される。燃料５６と空気予熱器５７で予熱された空気５８とは前記バーナに供給され、燃料５６はボイラ５１で燃焼される。これにより、蒸気タービン５２を駆動するための蒸気６０を発生する。
【００５９】
ボイラ５１内で燃焼して発生する排ガス６１は排煙脱硝装置５４に送給される。また、排ガス６１は復水器５３から排出される水６２と熱交換し、蒸気６０を発生するための熱源として使用される。蒸気タービン５２はこの発生した蒸気６０を用いて発電機６３を駆動している。そして、復水器５３は蒸気タービン５２で凝縮した水６２を回収し、再びボイラ５１に戻し、循環させている。
【００６０】
ボイラ５１から排出された排ガス６１は排煙脱硝装置５４内で脱硝され、空気予熱器５７で空気５８と熱交換した後、集塵装置５５に送給され、排ガス６１中の煤塵を除去する。そして、集塵装置５５で除塵された排ガス６１は、誘引ファン６５により排煙脱硫吸収塔１１内に供給される。この時、排ガス６１は熱交換器６６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６１は熱交換器６６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。
【００６１】
また、熱交換器６６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６５と排煙脱硫吸収塔１１との間に設けられ、ボイラ５１から排出される排ガス６１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。
【００６２】
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と、空気分岐ラインＬ１２と、を有する。
【００６３】
海水排煙脱硫システム１０では、上述の通り、排ガス６１中に含有されている硫黄分を海２２から汲み上げられた海水２１を用いて海水脱硫を行っている。また、海水２１は海２２からポンプ２２ａにより汲み上げられ、復水器５３で熱交換した後、一部の海水２１ａは海水供給ラインＬ１１を介してポンプ２２ｂにより海水排煙脱硫システム１０に送給される。また、希釈海水２１ｂは希釈海水供給ラインＬ１３を介して酸化槽１２内の上流側に供給される。排煙脱硫吸収塔１１において排ガス６１と吸収海水２１ａとを気液接触させて、排ガス６１中の硫黄分を吸収海水２１ａに吸収している。海水排煙脱硫システム１０で浄化された排ガス６１は、浄化ガス２８となって浄化ガス排出通路Ｌ１５を介して煙突６７から外部に排出される。
【００６４】
また、排煙脱硫吸収塔１１の塔底部１１ａに希釈海水２１ｃと空気２９を供給している。そのため、排煙脱硫吸収塔１１内で硫黄分吸収海水１４中の溶存酸素量を高めることができるため、後述するように、酸化槽１２での空気吹き込み距離を減らすことが可能となり、酸化槽１２の長さ方向を短くすることができるため、酸化槽１２の大きさを低減することができる。
【００６５】
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、酸化槽１２の上流側に送給される。酸化槽１２内の上流側で吸収海水２１ｂと混合し、希釈される。
【００６６】
また、海２２から汲み上げられた海水２１は復水器５３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２２から汲み上げた海水２１を復水器５３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。
【００６７】
酸化槽１２の前流側で硫黄分吸収海水１４を吸収海水２１ｂと混合した後、酸化処理される。本実施例では、上述のように、煙脱硫吸収塔１１の塔底部に希釈海水２１ｃと空気２９を供給し、排煙脱硫吸収塔１１内で硫黄分吸収海水１４中の溶存酸素量を高めているため、酸化槽１２での空気吹き込み距離を減らすことが可能となり、酸化槽１２の長さ方向を短くすることができるため、酸化槽１２の大きさを低減することができる。また、酸化槽１２において、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に空気２９を供給するために要する動力を低減することができ、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、水質回復を行うことができる。
【００６８】
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４５を得る。酸化槽１２で得られた水質回復海水４５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Ｌ１８を介して海２２へ放流される。
【００６９】
また、海水供給ラインＬ１１から海水２１の一部を、希釈海水供給ラインＬ１９を介して酸化槽１２内の水質回復海水４５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４５を更に希釈することができる。これにより、水質回復海水４５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４５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。
【００７０】
このように、本実施例に係る発電システム５０によれば、排煙脱硫吸収塔１１においてその塔底部に空気２９を供給することで、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、硫黄分吸収海水１４の処理を効率良く行い、酸化槽１２での空気吹き込み距離を減らすことが可能となり、酸化槽１２の大きさを低減することができる。また、酸化槽１２において硫黄分吸収海水１４へ空気２９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５０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、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。
【００７１】
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。
【符号の説明】
【００７２】
１０  海水排煙脱硫システム
１１  排煙脱硫吸収塔
１１ａ  吸収塔タンク
１２  酸化槽
１４  硫黄分吸収海水
２１  海水
２２  海
２１ａ  吸収海水
２１ｂ、２１ｃ  希釈海水
２２ａ〜２２ｄ  ポンプ
２２ｅ  ブロア
２５、６１  排ガス
２６  噴霧ノズル
２８  浄化ガス
２９  空気
３２ａ、３２ｂ  ＳＯ2濃度計
３３  流量計
３４  制御装置
４１  曝気装置（エアレーション装置）
４２  酸化用空気ブロア
４３  散気管
４４  酸化空気用ノズル
４５  水質回復海水
５０  発電システム
５１  ボイラ
５２  蒸気タービン
５３  復水器
５４  排煙脱硝装置
５５  集塵装置
５６  燃料
５７  空気予熱器（ＡＨ）
５８  空気
５９  押込みファン
６０  蒸気
６２  水
６３  発電機
６５  誘引ファン
６６  熱交換器
６７  煙突
Ｌ１１  海水供給ライン
Ｌ１２  空気分岐ライン
Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１９  希釈海水供給ライン
Ｌ１５  浄化ガス排出通路
Ｌ１６  海水循環ライン
Ｌ１７  硫黄分吸収海水排出ライン
Ｌ１８  海水排出ライン
【図１】
2013154329.tif 000004
【図２】
2013154329.tif 000005