(57)【要約】【課題】脱硫に用いた使用済海水と空気とをより積極的に接触させることができ、ブロアを用いての空気吹き込み量を減少させることのできる排煙脱硫装置を提供すること。【解決手段】吸収塔１において排ガスの脱硫に使用された使用済海水が排水管１８から排水されて希釈用海水と混合する混合槽６、及び空気ディフューザ管２４から混合海水に酸化空気を供給する曝気槽８に、幅方向に延びた回転軸３２を有し、海水に羽根３４の一部が浸かり海水の流れによって回転する回転体３０を設けて、当該回転体３０の回転により海水の液面から海水内に空気を供給させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海水と排ガスを気液接触させて排ガスの脱硫を行う吸収塔と、
前記吸収塔より排水される前記脱硫に用いられた使用済海水及び前記吸収塔に供給されていない希釈用海水を混合し、水質の改善を行う反応槽と、
前記反応槽内で使用済海水が排水される位置より海水下流側に、海水の流れと交差する方向に延びた回転軸を有し、海水に羽根の一部が浸かり海水の流れにより前記回転軸を中心に回転する回転体と、
を備えたことを特徴とする排煙脱硫装置。
【請求項２】
前記反応槽は、前記吸収塔からの使用済海水を排水する排水管が配設されている混合槽と、当該混合槽の海水下流側に連結され、海水内から空気を供給する空気供給手段を有する曝気槽とからなり、
前記回転体は、前記排水管より海水下流側であって、少なくとも前記混合槽及び曝気槽の海水の液面より上方に前記羽根の上端が露出していることを特徴とする請求項１記載の排煙脱硫装置。
【請求項３】
前記回転体は前記混合槽の前記排水管部分から前記曝気槽の前記空気供給手段から空気が供給される範囲内に複数設けられていることを特徴とする請求項２記載の排煙脱硫装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海水法を用いた排煙脱硫装置に係り、詳しくは排ガス（排煙）の脱硫に用いられた使用済海水と希釈用海水とを混合し曝気を行う反応槽の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に火力発電所等には、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分を除去するために脱硫装置が設けられている。脱硫装置としては様々な形式のものがあり、その中には海水を利用して脱硫を行ういわゆる海水脱硫装置がある。海水脱硫装置は、海に面した場所に建設される場合が多い発電所に適用しやすいことや、脱硫処理のランニングコストを低く抑えられること等の利点がある。
【０００３】
海水脱硫装置では、吸収塔において排ガスと海水とを気液接触させることで、排ガス中の硫黄分を海水に吸収させ、処理後のガスを大気中に排出する。一方で、硫黄分を吸収した使用済海水は、脱硫に使用されていない希釈用海水と混合し、曝気（エアレーション）を行うことで水質を改善した後、海へと排出する。
この曝気を行うには多量の空気を供給する必要があり、設備費や動力費等のコストが高くなる。そこで、水質改善処理を行う酸化槽（曝気槽）へと空気を供給する散気管（ディフューザ管）を、使用済海水と空気が効率よく接触するよう配設する技術が開発されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３４３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に示されている技術により、散気管を通して供給される空気と使用済海水との接触の効率が向上しても、ブロアを用いて空気を吹き込むことには変わりはない。このような散気管の構造の改良等のようにブロアからの空気の供給の仕方を改良することで空気の吹き込み量を効率化することには限界がある。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、脱硫に用いた使用済海水と空気とをより積極的に接触させることができ、ブロアを用いての空気吹き込み量を減少させることのできる排煙脱硫装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した目的を達成するために、請求項１の排煙脱硫装置では、海水と排ガスを気液接触させて排ガスの脱硫を行う吸収塔と、前記吸収塔より排水される前記脱硫に用いられた使用済海水及び前記吸収塔に供給されていない希釈用海水を混合し、水質の改善を行う反応槽と、前記反応槽内で使用済海水が排水される位置より海水下流側に、海水の流れと交差する方向に延びた回転軸を有し、海水に羽根の一部が浸かり海水の流れにより前記回転軸を中心に回転する回転体と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
請求項２の排煙脱硫装置では、請求項１において、前記反応槽は、前記吸収塔からの使用済海水を排水する排水管が配設されている混合槽と、当該混合槽の海水下流側に連結され、海水内から空気を供給する空気供給手段を有する曝気槽とからなり、前記回転体は、前記排水管より海水下流側であって、少なくとも前記混合槽及び曝気槽の海水の液面より上方に前記羽根の上端が露出していることを特徴としている。
【０００８】
請求項３の排煙脱硫装置では、請求項２において、前記回転体は前記混合槽の前記排水管部分から前記曝気槽の前記空気供給手段から空気が供給される範囲内に複数設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
上記手段を用いる本発明によれば、吸収塔にて排ガスの脱硫に使用された使用済海水と、当該吸収塔に供給されていない希釈用海水とを混合させて、水質の改善を行う反応槽に、回転体を設ける。当該回転体は、反応槽内で使用済海水が排水される位置より下流側に、海水の流れと交差する方向に延びた回転軸を有し、海水に羽根の一部が浸かり海水の流れにより前記回転軸を中心に回転する。
【００１０】
このような回転体を反応槽に設けることで、回転体が海水の流れによって自動的に回転する。そして、当該回転体の羽根により液面から持ち上げられた海水が液面に落下する際に、海水の液面に叩きつけられることで、海水の液面から海水内に空気を送り込むことができる。
このように新たな動力源を必要とすることなく反応槽内の海水の流れを利用する回転体を用いて、脱硫に用いた使用済海水と空気とをより積極的に接触させることができる。従ってブロアから供給する空気とは別に海水の液面からも空気の供給を行うことができ、ブロアを用いての空気吹き込み量を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る排煙脱硫装置の概略構成図である。
【図２】（ａ）本発明の一実施形態に係る排煙脱硫装置の取水槽及び反応槽の上面図、（ｂ）本発明の一実施形態に係る排煙脱硫装置の取水槽及び反応槽の縦断面図である。
【図３】回転体の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１を参照すると、本発明の一実施形態に係る排煙脱硫装置の全体構成図が示されている。
図１は、例えば火力発電所における排煙脱硫装置を示しており、当該排煙脱硫装置は海水を利用して脱硫を行ういわゆる海水脱硫装置である。
【００１３】
まず、排ガスの流れについて説明する。図示しないボイラにおいて生じた未処理ガスが吸収塔１に送られる。吸収塔１では、未処理ガスに対しスプレーノズル等により海水が噴射され、当該未処理ガスと海水とが気液接触することで、脱硫が行われる。そして、脱硫後の処理後ガスは大気へと排出される。
次に、海水の流れについて説明する。海水は、直接に又は図示しない復水器等を経て、取水槽２に貯留されており、当該取水槽２に貯留された海水の一部が取水ポンプ４により汲み上げられて吸収塔１へと供給される。そして、吸収塔１内で噴射され、未処理ガスとの気液接触により硫黄分を含んだ海水（以下、使用済海水という）は混合槽６へと排水される。
【００１４】
混合槽６は取水槽２の下流に連結されており、当該混合槽６内には取水槽２から吸収塔１へと供給されなかった海水が流入するとともに、吸収塔１から使用済海水が排水される。従って、当該混合槽６では、吸収塔１へ供給されなかった海水を使用済海水の希釈のための海水（以下、希釈用海水という）とし、当該希釈用海水と使用済海水とが混合される。
この希釈用海水と使用済海水とが混合された海水（以下、混合海水という）は、混合槽６の下流に連結されている曝気槽８へと流れていく。曝気槽８には、空気ブロア１０（空気供給手段）により酸化空気が供給され、当該酸化空気と接触することで混合海水は酸化されて水質が改善される。そして、水質の改善された海水は当該曝気槽８から海へと排出される。
【００１５】
このように混合槽６及び曝気槽８にて、使用済海水の希釈及び水質改善を図っており、当該混合槽６及び曝気槽８を含めて以下反応槽９という。
ここで、図２（ａ）、（ｂ）を参照すると、図２（ａ）には本発明の一実施形態に係る排煙脱硫装置の取水槽及び反応槽の上面図が、図２（ｂ）にはその縦断面図がそれぞれ示されており、以下、これらの図に基づき取水槽２及び反応槽９の構成について詳しく説明する。
【００１６】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、取水槽２、混合槽６、曝気槽８は、一体の容器をなしており、海水の流れに沿って上流側から順に取水槽２、混合槽６、曝気槽８が連続して連結された構成をなしている。
取水槽２は、海水の流入する海水入口部１２が狭く、下流に向かうにつれて幅方向及び上方向に拡がった外形をなしている。当該取水槽２の幅方向一側には上下方向に延びた２つの取水管１４が設けられている。当該取水管１４を通して、上述した取水ポンプ４により取水槽２内の海水の一部が汲み上げられる。また取水槽２と混合槽６との境界部分には底面から槽上面まで延びるポール堰１６が幅方向に間隔をあけて複数並んで設けられている。
【００１７】
混合槽６には、海水の流れ方向に対し略中央位置の底面に、幅方向に延びる排水管１８が配設されている。当該排水管１８は混合槽６の底面から露出している上面部分に複数の排水孔１８ａが穿設されている。そして、当該排水管１８内には吸収塔１からの使用済海水が流通し、当該使用済海水が排水孔１８ａから混合槽６の希釈用海水内へと排水される。
混合槽６の排水管１８よりも上流側部分の外形は、取水槽２の下流端に続いて下流側に向かうにつれて幅方向に拡大しつつ、底面が下流側に向かうにつれて徐々に上昇するよう傾斜している。一方、混合槽６の排水管１８よりも下流側部分の外形は、幅方向の長さが一定で、底面も水平に下流側へと延びている。
【００１８】
曝気槽８は、混合槽６の下流端に続いて幅方向及び底面が一定のまま下流側に延びた外形をなしている。そして、当該曝気槽８の下流側の底面には上方に突出した出口堰２０が形成されている。当該出口堰２０は、上流側の面が底面から上方に垂直に切り立っており、下流側の面は傾斜をなして下降している。さらに曝気槽８の出口堰２０より下流側の底面は、混合槽６の下流側から曝気槽８の出口堰２０までの底面位置より低く、取水槽２の底面位置より高い位置にある。また、曝気槽８の出口堰２０から海水出口部２２までは幅方向に徐々に収縮した外形をなしている。
【００１９】
また、曝気槽８には、出口堰２０よりも上流側の底面に空気ディフューザ管２４（空気供給手段）が配設されている。当該空気ディフューザ管２４は、幅方向に延びた細管を海水の流れ方向に複数敷き詰めて構成されている。各細管には図示しない孔が多数穿設されており、空気ブロア１０から送られてくる酸化空気が当該空気ディフューザ管２４の孔を通して曝気槽８の混合海水内へと供給される。
【００２０】
これら取水槽２から曝気槽８に貯留されている海水は、曝気槽８の出口堰２０を超えるまで、液面が槽上面より低い位置に保たれている。そして、排水管１８より下流側であって、海水の液面と槽上面との間には、海水の流れ方向に間隔をあけて複数（本実施形態では５つ）の回転体３０が設けられている。
図３には回転体の拡大図が示されており、以下同図も参照しつつ説明する。
【００２１】
回転体３０は、海水の液面より上方にて幅方向に延びる回転軸３２を有しており、当該回転軸３２を中心として四方に羽根３４が延びた羽根車である。回転軸３２の両端は図２に示すように混合槽６及び曝気槽８の側面外側にある軸受３６により回転自在に軸支されている。そして、回転体３０は、少なくとも１枚の羽根３４の一部が海水に浸かっており、当該羽根３４は回転方向に凸の断面三日月状をなしており、海水の流れを受けて回転軸３２を中心に回転するものである。
【００２２】
本実施形態における排煙脱硫装置は以上のような構成をなしており、以下、当該排煙脱硫装置の作用について、図２〜４に基づき説明する。
海水入口部１２から取水槽２に海水が流入し、当該取水槽２に貯留された海水の一部が取水管１４を通って吸収塔１へと供給される。取水槽２に貯留された海水のうち、吸収塔１へと供給されなかった希釈用海水はポール堰１６により整流されつつ混合槽６へと流れていく。
【００２３】
混合槽６では、吸収塔１からの使用済海水が排水管１８を通して希釈用海水内に排水され、これら使用済海水と希釈用排水とが混合される。そして、この混合海水は、曝気槽８に流れていくことで、空気ディフューザ管２４から供給される酸化空気により酸化し、水質の改善が図られる。水質の改善した混合海水は出口堰２０を超えて海水出口部２２から海へと排出される。
【００２４】
ここで、混合槽６及び曝気槽８からなる反応槽９では、排水管１８より下流側に回転体３０が設けられていることで、海水の流れに応じて各回転体３０が自動的に回転する。当該回転体３０が回転すると、羽根３４により海水が持ち上げられ、その海水が液面に落下する際に、液面に叩きつけることとなり、海水の液面からも海水内へ空気を取り込むことができる。この回転体３０は、混合槽６の排水管１８部分から曝気槽８の出口堰２０部分まで複数設けられていることで、使用済海水と希釈用排水とが混合される際及び混合海水に酸化空気が供給される際に亘る十分な範囲で液面から空気を供給することができる。
【００２５】
このように、新たな動力源を必要とすることなく反応槽９内の海水の流れを利用する回転体３０を用いて、海水の液面からも海水内に空気を送り込み、使用済海水と空気とをより積極的に接触させることができる。従って、空気ブロア１０から空気ディフューザ管２４と通って海水内に供給される空気とは別に、海水の液面からも空気の供給を行うことができ、当該空気ブロア１０からの空気吹き込み量を減少させることができる。
【００２６】
以上で本発明に係る排煙脱硫装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
上記実施形態では、回転体３０は４枚の羽根３４からなる羽根車であるが、回転体はこのような構成の回転体に限られるものではない。
例えば、羽根の枚数は４枚に限られるものではなく、４枚より多くても少なくても構わない。また、羽根の断面形状も上記実施形態のように断面三日月状に限られるものではなく、例えば平板状であっても構わない。また、回転体は回転軸から直接羽根が延びた構成でなく、回転軸を中心とした円筒状又は環状の周縁に複数の羽根を備えた構成としても構わない。羽根は、液面から空気を取り込めればよいことから、少なくとも混合槽及び曝気槽の海水の液面より上方に上端が露出していればよい。
【符号の説明】
【００２７】
１  吸収塔
２  取水槽
４  取水ポンプ
６  混合槽
８  曝気槽
９  反応槽
１０  空気ブロア（空気供給手段）
１２  海水入口部
１４  取水管
１６  ポール堰
１８  排水管
２０  出口堰
２２  海水出口部
２４  空気ディフューザ管（空気供給手段）
３０  回転体
３２  回転軸
３４  羽根
【図１】
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【図２】
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【図３】
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