申请日2009.07.23
公开(公告)日2012.02.22
IPC分类号C02F1/74; B01D53/77; B01D53/50
摘要
第一氧化槽(51-1)是具有空气扩散管(52)而进行硫磺成分吸收海水的水质恢复处理的氧化槽，所述空气扩散管(52)向通过使排气中的硫磺成分与海水接触进行海水脱硫而产生的硫磺成分吸收海水供给空气(29)，第一氧化槽(51-1)在空气扩散管(52)侧设有使硫磺成分吸收海水(16B)流入的流入口(53)和使与空气(29)接触后的硫磺成分吸收海水(16C)流出的流出口(54)，空气扩散管(52)由供给空气(29)的主管(61)和从主管(61)延伸的通气管(62)构成，通气管(62)由与主管(61)连结且向一方向延伸的支管(62a)和与支管(62a)连结且向与支管(62a)不同的方向延伸的多个分歧管(62b)构成，分歧管(62b)配设为与硫磺成分吸收海水(16B)的流动方向大致正交。
权利要求书
1.一种氧化槽，其具有向通过使排气中的硫磺成分与海水接触进行 海水脱硫而产生的硫磺成分吸收溶液供给空气的空气扩散管，并进行所述 硫磺成分吸收溶液的水质恢复处理，
所述氧化槽的特征在于，
在所述氧化槽中，在所述空气扩散管侧设有使所述硫磺成分吸收溶液 流入的流入口和使与从所述空气扩散管供给的所述空气接触的所述硫磺 成分吸收溶液流出的流出口，
所述空气扩散管由供给所述空气的主管和从该主管延伸的通气管构 成，
所述通气管由与所述主管连结且向一方向延伸的支管和与该支管连 结且向与所述支管不同的方向延伸的多个分歧管构成，
所述分歧管配设为与所述硫磺成分吸收溶液的流动方向大致正交。
2.如权利要求1所述的氧化槽，其特征在于，
所述分歧管由管主体和覆盖该管主体的表面的多孔性膜构成。
3.如权利要求1或2所述的氧化槽，其特征在于，
所述分歧管是平板，
所述分歧管的长度方向上的形状是使所述分歧管的两端的形状为矩 形状或圆弧状的形状。
4.如权利要求1或2所述的氧化槽，其特征在于，
所述分歧管的与长度方向正交的截面形状是圆形状。
5.如权利要求1～4中任一项所述的氧化槽，其特征在于，
所述通气管隔开规定间隔配置有二个以上。
6.如权利要求5所述的氧化槽，其特征在于，
多个所述通气管彼此并列配置，且这些所述分歧管彼此偏置。
7.如权利要求6所述的氧化槽，其特征在于，
在一方的所述分歧管之间交替地插入配设有邻接的另一方的所述空 气扩散管的所述分歧管。
8.如权利要求5～7中任一项所述的氧化槽，其特征在于，
设有将所述氧化槽的所述空气扩散管彼此之间分隔的分隔板。
9.如权利要求5～7中任一项所述的氧化槽，其特征在于，
设有在所述氧化槽的所述空气扩散管彼此之间配设的堰。
10.如权利要求1～9中任一项所述的氧化槽，其特征在于，
所述海水是从凝汽器排出的排液。
11.一种海水处理装置，其特征在于，具有：
使排气中的硫磺成分与海水接触而进行清洗的排烟脱硫装置;
权利要求1～10中任一项所述的氧化槽。
12.一种海水脱硫系统，其特征在于，具有：
锅炉;
汽轮机，其将从所述锅炉排出的排气作为蒸汽产生用的热源使用，并 且使用所产生的蒸汽来驱动发电机;
凝汽器，其回收由所述汽轮机凝结的水并使该水循环;
排烟脱硝装置，其进行从所述锅炉排出的排气的脱硝;
集尘装置，其除去所述排气中的煤尘;
权利要求11的海水处理装置;
烟囱，其将由所述排烟脱硫装置脱硫后的净化气体向外部排出。
说明书
氧化槽、海水处理装置及海水脱硫系统
技术领域
本发明涉及具有向用于从工业燃烧设备排出的排气中的硫磺氧化物 等硫磺成分的脱硫的海水供给空气的空气扩散管的氧化槽、海水处理装置 及海水脱硫系统。
背景技术
近年来，一并设有海水淡水化工厂的火力发电厂处于增加的倾向。另 外，为了将通过燃烧煤炭等化石燃料而产生的排气中所含有的硫磺成分除 去，设有脱硫装置。由于在发电厂等中需要大量的冷却水，因此大多数情 况是在面临海的场所建设发电厂，另外，需要将脱硫处理的运转成本抑制 为较低，从这些情况等的观点考虑，将海水作为吸收液来利用而进行脱硫 的海水脱硫受到注目。
作为该吸收液而使用了海水的排烟脱硫装置由于与石灰-石膏法相 比成本低廉，因此在火力发电厂等中被使用。另外，由于在锅炉的凝汽器 中将多量的海水作为冷却水使用，因此从所述凝汽器排出并被加热的海水 排液的一部分被供给于脱硫装置，进行排气中的SO2的除去。
图26表示现有的使用了海水的海水处理装置的一例。图26是简略地 表示具有现有的使用了海水的海水处理装置的海水脱硫系统的构成的图。 如图26所示，现有的使用了海水的海水脱硫系统100由使用被预热的空 气11并利用未图示的燃烧器进行燃烧的锅炉12、将在锅炉12中进行热交 换并被排出的排气13中的煤尘除去的集尘装置14、使海水15吸收排气 13中的硫磺成分而进行脱硫且进行高浓度地含有所生成的硫磺成分的硫 磺成分吸收海水16A的水质恢复处理的海水脱硫氧化处理装置101构成。 该海水脱硫氧化处理装置101由使海水15吸收排气13中的SO2而作为亚 硫酸(H2SO3)及硫酸(H2SO4)进行回收的排烟脱硫吸收塔20和进行高 浓度地含有从该排烟脱硫吸收塔20排出的硫磺成分的硫磺成分吸收海水 16A的水质恢复处理的氧化槽102构成。
而且，将从锅炉12排出的排气13作为蒸汽产生用的热源使用，使用 所产生的蒸汽来驱动汽轮机的发电机，从而进行发电。
排气13被供给于未图示的排烟脱硝装置并进行脱硝后，被供给于集 尘装置14，除去排气13中的煤尘。然后，在集尘装置14中被除尘后的排 气13被诱导式风扇21供给于排烟脱硫吸收塔20内。
在排烟脱硫吸收塔20中，将使用泵23从海22汲取上来的海水15中 的由泵24抽取的海水15的一部分作为海水15A使用，进行排气13中的 硫磺成分的脱硫。即，使化石燃料燃烧而产生的排气13中以SO2等形态 含有作为硫磺氧化物(SOx)的硫磺成分。在海水脱硫中，在排烟脱硫吸 收塔20中使排气13和经由海水供给线L1供给的海水15A进行气液接触， 产生下述式所示的反应，使海水15A吸收排气13中的以SO2等形态含有 的硫磺氧化物(SOx)等硫磺成分，进行脱硫。
SO2+H2O→HSO3-+H+…(1)
由于通过海水15A和排气13的气液接触产生H+，因此在使海水15A 和排气13气液接触后的海水15A中，亚硫酸氢离子(HSO3-)的浓度上 升，并且在H+的游离作用下pH下降。而且，吸收多量的硫磺成分而产生 的硫磺成分吸收海水16A的pH是3～6左右。还有，所谓硫磺成分吸收 海水是指在排烟脱硫吸收塔20中吸收了硫磺成分的海水的流下液。
然后，在排烟脱硫吸收塔20中脱硫后的净化气体25通过净化气体排 出线L2从烟囱26向大气中放出。硫磺成分吸收海水16A经由硫磺成分吸 收溶液排出线L3从排烟脱硫吸收塔20排出。
从排烟脱硫吸收塔20排出的硫磺成分吸收海水16A在向海22放出或 再利用之前需要降低成为COD成分的亚硫酸的浓度且使pH及溶解氧浓度 上升。因此，高浓度地含有硫磺成分的硫磺成分吸收海水16A经由硫磺成 分吸收海水排出线L3向氧化槽102供给，在该氧化槽102的入口前流侧 将由海水供给线L1供给的海水15的一部分利用第一海水分支线L4作为 第一稀释用海水15B混合稀释。另外，将在氧化槽102中硫磺成分吸收海 水16A和第一稀释用海水15B混合的海水作为硫磺成分吸收海水16B。
使该硫磺成分吸收海水16B的pH上升，防止氧化槽102中的SO2的 再放散，且同时从氧化用空气鼓风机28将空气29经由空气扩散管103从 氧化空气用喷嘴30向氧化槽102内供给，与硫磺成分吸收海水16B进行 气液接触而产生下述式的反应，使pH及溶解氧浓度上升。另外，将使硫 磺成分吸收海水16B与空气29进行气液接触后的海水作为硫磺成分吸收 海水16C。
HSO3-+1/2O2→SO42-+H+ …(2)
HCO3-+H+→CO2(g)+H2O …(3)
CO32-+2H+→CO2(g)+H2O …(4)
然后，利用第二海水分支线L5将剩余的海水15作为第二稀释用海水 15C在氧化槽102的下游侧与硫磺成分吸收海水16C混合稀释，进行水质 恢复。将由第二稀释用海水15C稀释硫磺成分吸收海水16C得到的溶液作 为水质恢复海水31。然后，被恢复了水质的水质恢复海水31从氧化槽102 排出，作为海水排液经由海水排出线L6向海22排出。
于是，在现有的海水脱硫系统100中，为了防止在氧化槽102中SO2的再放散并且提高pH，而使硫磺成分吸收海水16A与第一稀释用海水15B 在氧化槽102中混合稀释，并对硫磺成分吸收海水16B进行曝气处理，由 此氧化硫磺成分吸收海水16B中的亚硫酸离子(HSO3-)而无害化，且同 时使溶解氧浓度提高，形成为硫磺成分吸收海水16C，进而稀释硫磺成分 吸收海水16C提高硫磺成分吸收海水16C的pH而形成为水质恢复海水 31，并向海22排出(例如，参照专利文献1～专利文献5)。
另外，在专利文献4中，公开了如下技术：在构成空气扩散管103的 管的一部分设置多个孔，使氧化槽102内的硫磺成分吸收海水16B和从空 气扩散管103供给的空气29接触。
另外，在专利文献5中，公开了如下技术：在空气扩散管103的表面 设置多孔性膜，使氧化槽102内的硫磺成分吸收海水16B和从在空气扩散 管103的表面设置的所述多孔性膜供给的空气29接触。
【专利文献1】特开2006-055779号公报
【专利文献2】特开2007-125474号公报
【专利文献3】特开2008-155195号公报
【专利文献4】美国专利第4960546号说明书
【专利文献5】美国专利第7044453号说明书
在此，由于需要在氧化槽102中对向氧化槽102内供给的多量的硫磺 成分吸收海水16A进行氧化处理，正因如此需要在氧化槽102内供给与其 对应的、多量的空气，从而氧化设备费、动力费等成本变高。因此，迫切 希望能够使在氧化槽102内从空气扩散管103供给的空气29与氧化槽102 内的硫磺成分吸收海水16B高效地接触的氧化处理设备。
发明内容
本发明鉴于所述问题而提出，其课题在于提供一种能够向用于海水脱 硫的海水中高效地供给空气的氧化槽、海水处理装置及海水脱硫系统。
用于解决上述课题的本发明的第1发明提供一种氧化槽，是具有向通 过使排气中的硫磺成分与海水接触进行海水脱硫而产生的硫磺成分吸收 溶液供给空气的空气扩散管而进行所述硫磺成分吸收溶液的水质恢复处 理的氧化槽，所述氧化槽的特征在于，在所述氧化槽中，在所述空气扩散 管侧设有使所述硫磺成分吸收溶液流入的流入口和使与从所述空气扩散 管供给的所述空气接触的所述硫磺成分吸收溶液流出的流出口，所述空气 扩散管由供给所述空气的主管和从该主管延伸的通气管构成，该通气管由 与所述主管连结且向一方向延伸的支管和与该支管连结且向与所述支管 不同的方向延伸的多个分歧管构成，所述分歧管配置为与所述硫磺成分吸 收溶液的流动方向大致正交。
第2发明在第1发明的基础上，其特征在于，所述分歧管由管主体和 覆盖该管主体的表面的多孔性膜构成。
第3发明在第1或2发明的基础上，其特征在于，所述分歧管是平板， 所述分歧管的长度方向的形状是使所述分歧管的两端的形状为矩形状或 圆弧状的形状。
第4发明在第1或2发明的基础上，其特征在于，所述分歧管的与长 度方向正交的截面形状是圆形状。
第5发明在第1至4发明的任意之一的基础上，其特征在于，所述通 气管隔开规定间隔配置有二个以上。
第6发明在第5发明的基础上，其特征在于，多个所述通气管彼此并 列配置，且这些所述分歧管彼此偏置。
第7发明在第6发明的基础上，其特征在于，在一方的所述分歧管之 间交替地插入配置有邻接另一方的所述空气扩散管的所述分歧管。
第8发明在第5至7发明的任意之一的基础上，其特征在于，设有将 所述氧化槽的所述空气扩散管彼此之间分隔的分隔板。
第9发明在第5至7发明的任意之一的基础上，其特征在于，设有在 所述氧化槽的所述空气扩散管彼此之间配置的堰。
第10发明在第1至9发明的任意之一的基础上，其特征在于，所述 海水是从凝汽器排出的排液。
第11发明提供一种海水处理装置，其特征在于，具有：使排气中的 硫磺成分与海水接触而进行清洗的排烟脱硫装置;第1至10发明的任意 之一的氧化槽。
第12发明提供一种海水脱硫系统，其特征在于，具有：锅炉;汽轮 机，其将从所述锅炉排出的排气作为蒸汽产生用的热源使用，并且使用所 产生的蒸汽来驱动发电机;凝汽器，其回收由所述汽轮机凝结的水并使该 水循环;排烟脱硝装置，其进行从所述锅炉排出的排气的脱硝;集尘装置， 其除去所述排气中的煤尘;第11发明的海水处理装置;烟囱，其将由所 述排烟脱硫装置脱硫后的净化气体向外部排出。
发明效果
根据本发明，在进行通过使排气中的硫磺成分与海水接触进行海水脱 硫而产生的硫磺成分吸收溶液的水质恢复处理的氧化槽设置的供给空气 的空气扩散管由供给空气的主管和从主管延伸的通气管构成，该通气管由 与主管连结且向一方向延伸的支管和与该支管连结且向与所述支管不同 的方向延伸的多个分歧管构成，分歧管配置为与硫磺成分吸收溶液的流动 方向大致正交。因此，通过硫磺成分吸收海水的流动方向和通气管的长度 方向大致正交，能够使液体流动容易地产生紊乱，使从通气管供给的空气 和硫磺成分吸收海水高效地接触，从而进一步促进硫磺成分吸收海水的氧 化。