JP5324747B2 - 泡回収装置及び泡回収システム - Google Patents

Description

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から泡を除去する泡回収装置及び泡回収システムに関する

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、「ボイラ排ガス」と呼ぶ）は、ボイラ排ガス中に含まれている二酸化硫黄（ＳＯ_２
）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が知られている。

このうち、海水法を採用した排煙脱硫装置（以下、「海水脱硫装置」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、たとえば図２に示すように、水路（Sea Water Treatment System；ＳＷＴＳ）１内を流れて排水される際、水路１の底面に設置したエアレーションノズル２から気泡３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。

上述した脱炭酸によりｐＨ値の調整がなされる際には、微細なエアレーション気泡３、脱硫塔内において海水中に取り込まれたボイラ排ガス中の成分（煤塵等）、及び海水中に含まれる有機物等の相互作用により、水路１内を流れる使用済海水の水面上には大量の泡４が発生する。この泡４は、容易に消えないだけでなく有害物質も含んでいるので、水路１から海水とともに周囲の海域へそのまま放出されることは景観上及び環境汚染上好ましくない。

水面上の泡除去に類似または関連する従来技術としては、水面上に浮遊する油を回収するための油回収装置が知られている。この油回収装置は、水面に浮遊して油回収装置を支持する浮揚手段と、油の吸引手段と、集油口から油を集油して吸引手段へ導く集油手段とを備えている。（たとえば、特許文献１参照）
また、回収槽に浮遊している塗装スラッジ等をスムーズに回収可能な装置として、スラッジ等の回収装置が提案されている。（たとえば、特許文献２参照）
特開２００４−３５１２７９号公報（図１等を参照） 特開平６−２９６９１１号公報（図１等を参照）

ところで、上述した水路１内を流れて周辺海域へ排水される脱硫後の使用済海水は、水面上に浮遊する泡４が景観悪化や環境汚染の原因になる。このため、このような問題を解消するためには、水面上の泡４を海水から適切に分離除去して回収するための装置が必要となる。すなわち、脱硫後の使用済海水面上に浮遊している泡４を適切に分離除去して回収し、泡４のない使用済海水のみを周辺海域に排水できるようにした泡回収装置及びこの泡回収装置を備えた泡回収システムの開発が望まれる。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、脱硫後の使用済海水面上に浮遊している泡を回収し、泡を除去した使用済海水のみを周辺海域に排水できるようにした泡回収装置及びこの泡回収装置を備えた泡回収システムを提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明は、海水を吸収剤として使用する排煙脱硫装置の脱硫塔から排出された使用済海水を流して排水する水路に設置され、前記使用済海水の水面に浮遊する泡を分離除去して回収する泡回収装置であって、装置全体が、水路幅と略同じ幅寸法を有し、浮力による上下方向の移動を許容した状態で所定位置に支持されて前記水路内に浮いた状態に保持される浮体構造とされ、該浮体構造には、前記使用済海水との境界部分に先端が入り込んで水面上に浮遊する泡を海水から分離除去する泡スクープ部と、該泡スクープ部で分離除去した泡を回収する貯蔵凹部とが設けられていることを特徴とするものである。

このような泡回収装置によれば、装置全体が、水路幅と略同じ幅寸法を有し、浮力による上下方向の移動を許容した状態で所定位置に支持されて水路内で浮いた状態に保持される浮体構造であり、該浮体構造には、使用済海水との境界部分に先端が入り込んで水面上に浮遊する泡を海水から分離除去する泡スクープ部と、泡スクープ部で分離除去した泡を回収する貯蔵凹部とが設けられているので、水路内を流れる使用済海水の水位が変動しても、浮力により泡スクープ部は常に水面上の略同一位置に保持される。このため、泡スクープ部を泡と水面との境界位置に保持することで、泡スクープ部は使用済海水から泡を確実に分離させて貯蔵凹部に回収することができる。

本発明は、海水を吸収剤として使用する排煙脱硫装置の脱硫塔から排出された使用済海水を流して排水する水路に設置され、前記使用済海水の水面に浮遊する泡を分離除去して回収する泡回収装置を備えている泡回収システムであって、装置全体が、水路幅と略同じ幅寸法を有し、浮力による上下方向の移動を許容した状態で所定位置に支持されて前記水路内で浮いた状態に保持される浮体構造とされ、該浮体構造に、前記使用済海水との境界部分に先端が入り込んで水面上に浮遊する泡を海水から分離除去する泡スクープ部と、該泡スクープ部で分離除去した泡を回収する貯蔵凹部とが設けられている泡回収装置と、回収した泡を脱水乾燥する泡処理装置と、前記貯蔵凹部から回収した泡を吸引して前記泡処理装置まで搬送する吸引搬送装置と、を具備して構成したことを特徴とするものである。

このような泡回収システムによれば、装置全体が、水路幅と略同じ幅寸法を有し、浮力による上下方向の移動を許容した状態で所定位置に支持されて水路内で浮いた状態に保持される浮体構造とされ、該浮体構造には、使用済海水との境界部分に先端が入り込んで水面上に浮遊する泡を海水から分離除去する泡スクープ部と、泡スクープ部で分離除去した泡を回収する貯蔵凹部とが設けられている泡回収装置と、泡回収装置により回収した泡を脱水乾燥するための泡処理装置と、泡回収装置の貯蔵凹部に回収した泡を吸引して泡処理装置まで搬送する吸引搬送装置と、を具備して構成したので、浮力により泡スクープ部を泡と水面との境界位置に保持することで、泡スクープ部が使用済海水から泡を確実に分離させて貯蔵凹部に回収する。貯蔵凹部に回収した泡は、吸引搬送装置により泡処理装置まで搬送された後、脱水乾燥して泡成分と海水成分とに分離される。

上述した本発明によれば、脱硫塔から排水された後に水路を流れて排水される使用済海水の水面上から泡を適切に分離除去して回収し、泡のない使用済海水のみを周辺海域に排水できるようになるので、水面上に浮遊する泡が景観を悪化させる問題や環境汚染の問題を解決することができる。

以下、本発明に係る泡回収装置及び泡回収システムの一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示す泡回収システム１０は、使用済海水を流して排水する水路（ＳＷＴＳ）１に設置されることにより、使用済海水の水面に浮遊する泡４を分離除去して回収する泡回収装置２０を備えている。この泡回収装置２０は、装置全体が水路１内で浮力により浮いた状態に保持される浮体構造とされ、図示の構成では、水路１内を流れる使用済海水の流れ方向（図中の矢印Ｆ）において、上流側の前部フロート２１と下流側の後部フロート２２とが一体に連結された構成とされる。なお、上述した使用済海水は、たとえば海水を吸収剤として使用する排煙脱硫装置（海水脱硫装置）の脱硫塔から排出された脱硫後の海水である。

泡回収装置２０の浮体構造は、水面上に浮遊する泡４を海水から分離除去する泡スクープ部２３が前部フロート２１に設けられ、泡スクープ部２３で分離除去した泡を回収する貯蔵凹部２４が前部フロート２１と後部フロート２２との間に設けられている。
泡回収装置２０は、水路１の幅Ｗと略同じ幅寸法を有する浮体であり、水路１内の所定位置から水流に流されて移動しないようにするため、浮力による上下方向の移動を許容した状態で固定されている。すなわち、浮体構造の泡回収装置２０は、水路１内の水位変動に応じた上下方向の移動は可能であるものの、水路１内を流れる使用済海水の流れ方向については移動しないよう所定位置に支持されている。

泡スクープ部２３は、使用済海水の流れ方向において泡回収装置２０の上流側に設けられている。この泡スクープ部２３は、浮体構造の略全幅にわたって先端２３ａの断面形状を鋭角にした部分であり、先端２３ａの高さ方向位置は、水面と略同じか、水面よりやや低い水中となるように設定されている。
貯蔵凹部２４は、水路１の形状に合わせて平面視を矩形状とした泡貯蔵空間である。この凹部空間２４は、前部フロート２１及び後部フロート２２の壁面２１ａ，２２ａと、前部フロート２１及び後部フロート２２を連結する一対の側壁２４ａ，２４ｂとにより前後左右の壁面が形成され、さらに、これら前後左右の壁面下部を連結して底面を塞ぐことにより、上面が開口する凹部空間となる。

泡回収システム１０は、上述した構成の泡回収装置２０の貯蔵凹部２４に回収した泡４を搬送して処理するため、先端を貯蔵凹部２４内に配設した配管１１及び配管１１の適所に介在させたフレキシブルチューブ１２により形成される搬送流路を備えている。搬送流路を形成する配管１１の他端側には吸引搬送装置１３が連結され、さらに、吸引搬送装置１３の吐出側には泡処理装置１４が設けられている。

上述した吸引搬送装置１３には、たとえばエジェクタポンプやバキュームポンプ等のポンプが使用される。
また、泡処理装置１４には、回収した泡４を脱水処理して泡成分と海水とに分離させる遠心分離器等が使用される。ここで分離された海水は周辺海域に排水して戻され、泡成分については乾燥処理して固形物とされる。なお、この固形物は、施設内で再利用したり、埋設処理される。
すなわち、泡回収システム１０は、水路１上に配置された浮体構造（水上設備）の泡回収装置２０に加えて、貯蔵凹部２４から回収した泡４を吸引して泡処理装置１４まで搬送する吸引搬送装置１３と、貯蔵凹部２４に回収した泡４を脱水乾燥する泡処理装置１４とを具備した陸上設備とにより構成されている。

以下、上述した構成の泡回収装置２０及び泡回収システム１０の作用を泡の回収処理手順とともに説明する。
脱硫塔から排水された脱硫後の使用済海水は、水路１を矢印Ｆの方向へ流れていく。水路１を流れる使用済海水の水面には泡４が浮遊しており、この泡４が泡回収装置２０に到達すると、使用済海水と泡４との境界部分に泡スクープ部２３の先端２３ａが入り込んで分離する。このとき、泡回収装置２０が浮体構造であるため、泡スクープ部２３と使用済海水面との位置関係は、水面変動に係わらず略一定に維持される。

この結果、使用済海水は前部フロート２１の下面に沿って導かれるので、泡回収装置２０の下方を通過して流れていく。一方、泡４は泡スクープ部２３の上面を通過して流れるので、泡スクープ部２３の下流側に配置された貯蔵凹部２４内に落下して回収される。
貯蔵凹部２４に回収された泡４は、吸引搬送装置１３を運転することにより吸引され、配管１１及びフレキシブルチューブ１２を通って泡処理装置１４に搬送される。なお、フレキシブルチューブ１２は、水面変動に応じて上下する泡回収装置２０に配管１１が追従できるようにしたものである。

こうして泡処理装置１４に搬送された泡４は、海水と泡成分とに分離される。分離後の海水は、泡４がない状態で周辺海域に排水される。一方、分離後の泡成分は乾燥処理により固形物となり、施設内で再利用したり、あるいは、適所に埋設処理される。
従って、脱硫塔から排水された後に水路１を流れて排水される使用済海水の水面上から泡４を適切に分離除去して回収し、泡４のない使用済海水のみを周辺海域に排水できるようになるので、水面上に浮遊する泡４が景観を悪化させる問題や環境汚染の問題を解決することができる。

ところで、上述した泡回収装置２０及び泡回収システム１０は、使用済海水を排水する脱硫塔毎に設けてもよいし、複数の脱硫塔から排水された使用済海水を１つの水路１に合流させてまとめた位置に設けてもよい。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。

本発明に係る泡回収装置及び泡回収システムの一実施形態を示す図であり、（ａ）は泡回収装置を側面から見た断面に陸上設備の構成を加えた図、（ｂ）は（ａ）の泡回収装置を示す平面図である。 従来技術を示す側面図である。

符号の説明

１ 水路（ＳＷＴＳ）
４ 泡
１０ 泡回収システム
１３ 吸引搬送装置
１４ 泡処理装置
２０ 泡回収装置
２１ 前部フロート
２２ 後部フロート
２３ 泡スクープ部
２３ａ 先端
２４ 貯蔵凹部

Claims (2)

1. 海水を吸収剤として使用する排煙脱硫装置の脱硫塔から排出された使用済海水を流して排水する水路に設置され、前記使用済海水の水面に浮遊する泡を分離除去して回収する泡回収装置であって、
   装置全体が、水路幅と略同じ幅寸法を有し、浮力による上下方向の移動を許容した状態で所定位置に支持されて前記水路内に浮いた状態に保持される浮体構造とされ、
   該浮体構造には、前記使用済海水との境界部分に先端が入り込んで水面上に浮遊する泡を海水から分離除去する泡スクープ部と、該泡スクープ部で分離除去した泡を回収する貯蔵凹部とが設けられていることを特徴とする泡回収装置。
2. 海水を吸収剤として使用する排煙脱硫装置の脱硫塔から排出された使用済海水を流して排水する水路に設置され、前記使用済海水の水面に浮遊する泡を分離除去して回収する泡回収装置を備えている泡回収システムであって、
   装置全体が、水路幅と略同じ幅寸法を有し、浮力による上下方向の移動を許容した状態で所定位置に支持されて前記水路内で浮いた状態に保持される浮体構造とされ、該浮体構造に、前記使用済海水との境界部分に先端が入り込んで水面上に浮遊する泡を海水から分離除去する泡スクープ部と、該泡スクープ部で分離除去した泡を回収する貯蔵凹部とが設けられている泡回収装置と、
   回収した泡を脱水乾燥する泡処理装置と、
   前記貯蔵凹部から回収した泡を吸引して前記泡処理装置まで搬送する吸引搬送装置と、
   を具備して構成したことを特徴とする泡回収システム。

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