JPS61181593A - タンカ−における不活性ガス洗浄用海水の中和方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の目的） 本発明は、石油を搭載したタンカーから石油をタンカー
外に移動させる際に使用する不活性ガス系統において、
不活性ガスの洗浄に供され、不活性ガス中に含まれてい
た酸性ガスが溶解した海水を中和する方法に関するもの
である。

タンカーは大量の石油を搭載して長距離を航行するもの
であるため、石油の引火、爆発等に対しては最大限の注
意が払われている。タンカーの石油タンク内の上部には
若干の空間が生じ、この空間に空気が存在すると石油が
引火あるいは爆発するおそれがあるため、特に２万トン
以上のタンカーでは、酸素濃度が爆発限界（約１１％）
以下である不活性ガスで置換して危険を防止することが
義務付けられている。この場合、置換に使用する不活性
ガスとしては一般にボイラの排ガスが用いられており、
この排ガスは１３〜１４％の二酸化炭素、５％程度の酸
素、３０００ｐｐｍ程度の亜硫酸ガスおよび残部の窒素
から成っている。このように亜硫酸ガス濃度が高い排ガ
スは、そのまま使用するのが好ましくないため、スクラ
バー中で海水を用いて洗浄し、亜硫酸ガス濃度を１００
〜３００ｐｐｍまで減少させてから石油タンクに供給し
ている。洗浄に使用された海水は、亜１ｉＡｌガスや二
酸化炭素が溶解してｐＨ１が２〜３となっているが、特
別の処理を施すことなく海中にそのまま廃棄されている
。

しかしながら、タンカーが目的地に到達してタンク内の
石油を荷揚げする際に石油の一部が大気中の酸素と接触
すると爆発を生じるおそれがあるので、石油が接触する
ガス中の酸素濃度を爆発限界以下に維持する必要があり
、このために石油の抜き取り量に相応して大量の不活性
ガスをタンクに連続的に供給しなければならない。この
場合に使用される洗浄用海水は、前述のごと＜ｐＨが２
〜３に達し、しかも処理量が大幅に増加し、作業地が海
岸近くであるため、そのまま廃棄するのは環境汚染上好
ましくない。特に、昭和６１年１０月以降は、停泊中の
船舶から強酸性の溶液、特に硫酸含有液を廃棄すること
は、海洋汚染防止条約（ＭＡＲＰＯＬ）により禁止され
る。

従来より、この強酸性洗浄用海水をカセイソーダを用い
て中和した後に廃棄することが試みられている。しかし
、カセイソーダは劇薬であり、かつ高濃度のものである
と凝固しやすいため、その取扱いは非常に困難であり、
したがってドラム缶等に収容したカセイソーダをタンカ
ー内の貯槽に移し換えること自体かなり危険で手間がか
かる作業である。しかも、タンカーは岸壁に接岸するこ
とは比較的少なく、通常は沖合に停泊するため、岸壁か
ら沖合に停泊するタンカーにカセイソーダを運搬しなけ
ればならず、この運搬作業の必要性によってもタンカー
内にカセイソーダ自体を積み込むことは一層困難となっ
ている。

したがって本発明の目的は、高濃度カセイソーダ自体の
タンカー内への積み込みを回避し、かつ停泊中のタンカ
ーからの強酸性溶液の廃棄を防止することのできる不活
性ガス洗浄用海水の中和方法を提供するにある。

（発明の構成） 本発明は、酸性ガスを含む不活性ガスを海水を用いて洗
浄し、該不活性ガス中の酸性ガス濃度を低下させてから
石油タンクに供給し、石油が接触する大気中の酸素濃度
を爆発限界以下に維持しつつ石油を石油タンカー外へ移
動させるにあたり、石油タンカーに電解槽を設置し、該
電解槽に食塩含有液を供給しながら電解してカセイソー
ダを製造し、該カセイソーダを用いて前記酸性ガスが溶
解した洗浄用海水を中和し、かくして中和された海水を
廃棄することを特徴とする、タンカーにおける不活性ガ
ス洗浄用海水の中和方法である。

以下、本発明につき詳細に説明する。

本発明においては、石油タンカーに食塩電解槽を積載し
、中和用のカセイソーダをタンカー航行時に電解により
製造しておく。このカセイソーダを、石油の陸揚げ等石
油をタンカー外へ移動させる際に不活性ガスの洗浄に用
いられ、したがって不活性ガスに含まれていた酸性ガス
が溶解した洗浄用海水を中和するために使用する。すな
わち本発明によれば、前述したごとく取扱いが困難なカ
セイソーダ自体のタンカーへの積卸し作業を伴わずに使
用ずみの洗浄用海水を中和することが可能となり、強酸
性溶液、特に硫酸水溶液の海中への廃棄を行う必要がな
くなる利点が得られる。

本発明に使用する不活性ガスは、酸素濃度が爆発限界（
約１１％）以下であり、しかも酸性ガスを含むものであ
る。すなわち酸素濃度が爆発限界を越えると原油が爆発
するおそれがあり、また酸性ガスを含まないガスは洗浄
する必要がないので、かかるガスはいずれも本発明の対
象外である。本発明において使用する不活性ガスとして
最も好ましいのはボイラの燃焼排ガスであり、該排ガス
中には前記のとおり、酸性ガスである亜硫酸ガスが１５
００〜３０００ｐｐｍ含まれている。酸性ガスは亜硫酸
ガスに限られるものではなく、塩化水素ガス等であって
もよい。

この不活性ガスをスクラバー等の洗浄塔に供給して海水
等の洗浄水と接触させ、不活性ガス中の酸性ガスの少な
くとも一部をこの洗浄用海水に溶解させて不活性ガス中
から除去する。この不活性ガスを石油の陸揚げ等が行な
われているタンカーの石油タンクにファン等を用いて供
給することにより、石油の爆発を防止する。なお、石油
タンク内に供給される不活性ガス量は、１０万トンタン
カーの場合、約１万ｍ’／ｈｒとするのが最適とされて
いる。

一方、洗浄用海水はタンカーの航行中に後述する方法で
製造するカセイソーダを加え、該洗浄用海水中の酸性ガ
スを中和してほぼ中性とした後、海中に廃棄する。中和
操作を行うに際しては、洗浄用海水の廃水ラインにＩ）
Ｈメータを設け、電解により生成したカセイアルカリを
貯蔵している貯槽のパルプの開度を該ｐ　ｌ−１メータ
の信号に基いて調節するのが好ましい。

石油タンカーに積載する食塩電解槽は、陽イオン交換農
法電解槽、隔膜法電解槽および水銀法電解槽のいずれで
あってもよいが、環境汚染防止の観点からは前二者を使
用することが好ましい。前二者の電解槽のうち、アスベ
スト等の多孔性中性隔膜により陽極室と陽極室を区画す
るようにした隔膜法電解槽は、通常のカセイソーダ製造
用として使用する場合には高純度のカセイソーダが製造
できないという欠点を有しているが、本発明では、生成
するカセイソーダは中和用であり、高純度を要求されず
、かつこの隔膜法電解槽は陽イオン交換農法電解槽より
安価であるため、より好都合である。

この食塩電解槽へ供給する食塩含有液は、精製塩をタン
カーに積んでおき、この精製塩を必要に応じて水や海水
に溶解させて使用したり、海水をそのまま使用すること
ができる。前者を使用すると若干コスト高となるが、濃
厚溶液を容易１に準備することができ、後者を使用する
と、コストを低減することができる反面、濃厚溶液を得
にくくなるので、状況に応じて使いわけるか、あるいは
併用するようにする。なお、海水を使用する場合には、
海水中に含まれるマグネシウムやカルシウムが電極に付
着し、また特に電解槽として陽イオン交換農法電解槽を
用いると、マグネシウムやカルシウムが陽イオン交換層
に付着して目詰まりをおこすので、電解槽へ供給する前
に例えば海水に炭酸ソーダやカセイソーダを加えてマグ
ネシウムやカルシウムを炭酸塩や水酸化物として除去し
ておくことが望ましい。

また、各種船舶では海水使用機器に海洋生物が付着する
のを防止する目的で無隔膜電解槽を積載し、この電解槽
で製造した次亜塩素酸ソーダにより殺菌洗浄を行ってい
る。本発明では、カセイソーダ製造の際に塩素がり１生
するが、この塩素は殺菌効果を有し、塩素のままあるい
はカセイソーダに溶解させて次亜塩素酸ソーダとした後
、各種海水使用機器の殺菌洗浄用と使用することができ
る。

したがって本発明において使用する電解槽は、洗浄用海
水の中和用のカセイソーダだけでなく、海水使用機器を
殺菌洗浄するための塩素も製造できるので好都合である
。

次に、添付図面に基いて本発明方法の実施要領につき説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

第１図は、本発明に係わる中和方法の実施要領の一例を
示す概略図、第２図から第４図はそれぞれ第１図のカセ
イソーダ貯槽にカセイソーダを供給する要領を示すブロ
ック図である。

複数の石油タンク１を有する石油タンカー２内には、ボ
イラ排ガスを海水で洗浄して洗浄後の排ガスを石油タン
ク１内に供給し、かつ洗浄後の海水、特に該海水中の硫
酸を中和して廃棄するための一連の機器が装備されてお
り、この一連の機器はボイラ３、スクラバー４、ファン
５、デツキシール６およびカセイソーダ貯槽７から成っ
ている。

ボイラ３の燃焼排ガスの一部はスクラバー４へ供給され
、残部は煙突８から大気中へ排出される。

スクラバー４へ供給された排ガスは、洗浄用海水の導入
管９から導入された洗浄用海水と接触して酸性ガス、特
に亜硫酸ガスを溶解除去されるとともに、冷却される。

その後この排ガスは、ファン５により、デツキシール６
と各石油タンク１への供給管１０を通って各石油タンク
１へ供給され、石油の陸揚げ等の場合の原油の爆発を防
止する。

一方、排ガスを洗浄し、亜硫酸ガス等の酸性ガスを溶解
して強酸性となった洗浄用海水はスクラバー４から排出
管１１を通って海中に排出されるが、排出管１１の途中
に設けられたカセイソーダ貯槽７から供給されるカセイ
ソーダにより次式等に従って中和される。

８０２　＋２Ｎａ　ＯＨ−＋Ｎａ　２８０３　＋Ｈｚ　
ＯＨ２３０４＋２Ｎａ　０Ｈ− Ｎａ　２８０４　＋２Ｈ２０ この場合、図示は省略したが、排出管１１の要所にｐＨ
メータを設け、洗浄用海水のｐＨを経時的にチェックし
、カセイソーダ貯槽７から排出管１１へ供給するカセイ
ソーダの量を調節して最適のｐＨ値とした洗浄用海水を
廃棄することが好ましい。

次に、電解によるカセイソーダの製造方法につき説明す
る。電解の原料となる食塩は、精製塩を用いる場合と、
海水に溶解した食塩を利用する場合とがあり、第２図は
前者を、第３図および第４図は後者を例示するものであ
る。

第２図の例においては、タンカーに積載した精製塩を水
に溶かして電解用塩水とした後、電解槽１２に供給して
カセイソーダを製造し、このカセイソーダをカセイソー
ダ貯槽７に貯蔵する。

第３図の例では、海水を汲み上げて濃縮器１３でいった
ん蒸気等を用いて濃縮し、カルシウムやマグルシウムを
除去装置１４で除去した後、電解槽１２に供給してカセ
イソーダを製造し、このカセイソーダをカセイソーダ貯
槽７に貯蔵する。なお、濃縮器１３と除去装置１４は順
序を逆に接続してもよい。

第４図の例においては、汲み上げた海水をまず除去装置
１４に導入し、カルシウムやマグネシウムを除去してか
ら電解槽１２に供給して低濃度のカセイソーダを製造し
、このカセイソーダを濃縮器１３を用いて濃縮した後、
カセイソーダ貯槽７に貯蔵する。

第３図および第４図の方法では、濃縮工程が含まれてい
るが、カセイソーダ貯槽７が大型であれば濃縮工程を経
ることなく、低濃度カセイソーダをカセイソーダ貯槽７
に貯蔵するようにしてもよい。また、濃縮工程では大量
の蒸気が必要とされるが、その副産物として蒸溜水を得
ることができ、乗組員の飲料水等として利用することが
できる。

１０万トンタンカーに陽イオン交換膜電解槽２槽と精製
塩を積み込んだ。精製塩を水に溶かして３０％水溶液と
し、９．３Ｊ！／ｈｒの速度で電解槽に供給し、６４０
Ａ　、　　３．７ｙの条件で終夜運転を行った。

カセイソーダ濃度が約３０％となるように電解槽からカ
セイソーダを取り出したところ１日で１００１のカセイ
ソーダが製造された。引き続き電解を３０日間行い、製
造されたカセイソーダをカセイソーダ貯槽に貯蔵した。

このタンカーから石油を陸揚げする際に、カセイソーダ
貯槽に貯蔵されたカセイソーダを用い、次のように洗浄
用海水の中和を行った。すなわち、３０００ｐｐＨｌの
亜硫酸ガスを有するボイラ排ガスの一部を煙突から廃棄
し、排ガスの供給速度が１万ｍ”／ｈｒとなるようにス
クラバーに供給した。また洗浄用海水を１２３ｔ／　ｈ
ｒの速度でスクラバーに供給し、排ガスと接触させた。

スクラバーから取出された約３００ｐｐｍの亜硫酸ガス
濃度を有する排ガスをファンを用いて原油タンク内に供
給しながら２４時間かけて原油の陸揚げ作業を行った。

一方、スクラバーから排出される亜硫酸ガスを溶解した
洗浄用海水のｐＨは約２．６であり、このＤＨが７．０
になるようＩＩＨメータで調整しながらカセイソーダ貯
槽からカセイソーダを前記洗浄用海水に供給して洗浄用
海水の硫酸等を中和したところ、１時間あたり　１２４
βのカセイソーダが必要であった。

実施例２ ５万トンタンカーに隔膜法電解槽２槽を積み込んだ。海
水１βあたり約１ｇの炭酸ソーダやカセイソーダを加え
て海水中のカルシウムとマグネシウムを炭酸塩や水酸化
物として沈澱させ濾過した後、２５Ｊ２／　ｈｒの速度
で電解槽に供給し、３２０Ａ　。

３．７■の条件で終夜運転を行った。カセイソーダ濃度
が約４％となるように電解槽から取り出して濃縮装置に
導き、１時間あたり６０ｋｇの蒸気を用いて濃縮したと
ころ１日で約３２％のカセイソーダが５５λ製造できた
。引き続き電解を２５日間行い、製造されたカセイソー
ダをカセイソーダ貯槽に貯蔵した。

排ガスの供給速度を５０００＋ｅ　３／ｈｒとし、洗浄
用海水の供給速度を６７ｔ　／ｈｒとしたこと以外は実
施例１と同様の条件で石油の陸揚げ作業および洗浄用海
水の中和作業を行ったところ、１時間あたり６０℃のカ
セイソーダで洗浄用海水を中和することができた。

（発明の効果） 本発明は、石油タンカーに食塩電解槽を積載し、航行中
にカセイソーダを電解製造して貯蔵しておき、石油の陸
揚げ等石油をタンカー外へ移動させる際に発生する酸性
ガスを含有する洗浄用海水、特に該洗浄用海水中の硫酸
を前記カセイソーダを用いて中和した後に廃棄するよう
にしている。したがって取り扱いが困難なカセイソーダ
のタンカーへの積み卸しを必要とせず、石油の陸揚げ等
の際に硫酸等を含む洗浄用海水を廃棄することを回避す
ることが可能となる。さらに、カセイソーダ製造の際に
副生する塩素をタンカーの海水使用機器の殺菌や洗浄に
使用できるのでより好都合である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係わる中和方法の実施要領の一例を
示す概略図、 第２図から第４図はそれぞれ第１図のカセイソーダ貯槽
にカセイソーダを供給する要領を示すブロック図である
。 １・・・石油タンク　　　　　２・・・石油タンカー３
・・・ボイラ　　　　　　　４・・・スクラバー５・・
・ファン　　　　　　６・・・デツキシール７・・・カ
セイソーダ貯槽　８・・・煙突９・・・洗浄用海水の導
入管 １０・・・洗浄された不活性ガスの供給管１１・・・洗
浄用海水の排出管 １２・・・電解槽　　　　　　１３・・・濃縮器１４・
・・除去装置 特許出願人　　　相汽船産業株式会社 同　出願人　　　クロリンエンジニアズ株式会社手　　
続　　補　　正　　書 昭和６１年δ月７日 特許庁長官　　宇　　賀　　道　　部　　殿１、事件の
表示 昭和５９年特許願第２７９０７９号 ２、発明の名称 タンカーにおける不活性ガス洗浄用海水の中和方法３、
補正をする者 事件との関係　　特許出願人 相汽船産業株式会社 クロリンエンジニアズ株式会社 を代理人 り明細書第８〜１８行の「〜８に達し・　・・・される
。」を、「〜８に達する。」と訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、酸性ガスを含む不活性ガスを海水を用いて洗浄し、
   該不活性ガス中の酸性ガス濃度を低下させてから石油タ
   ンクに供給し、石油が接触する大気中の酸素濃度を爆発
   限界以下に維持しつつ石油を石油タンカー外へ移動させ
   るにあたり、石油タンカーに電解槽を設置し、該電解槽
   に食塩含有液を供給しながら電解してカセイソーダを製
   造し、該カセイソーダを用いて前記酸性ガスが溶解した
   洗浄用海水を中和し、かくして中和された海水を廃棄す
   ることを特徴とする、タンカーにおける不活性ガス洗浄
   用海水の中和方法。 ２、酸性ガスを含む不活性ガスがボイラの排ガスである
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、酸性ガスが亜硫酸ガスである特許請求の範囲第１項
   または第２項記載の方法。 ４、食塩含有液が、精製塩の水溶液である特許請求の範
   囲第１項から第３項のいずれか１つに記載の方法。 ５、食塩含有液が海水である特許請求の範囲第１項から
   第３項のいずれか１つに記載の方法。 ６、海水を電解槽に供給する前に濃縮する特許請求の範
   囲第５項記載の方法。 ７、海水を電解して製造したカセイソーダを濃縮する特
   許請求の範囲第５項記載の方法。 ８、マグネシウムおよびカルシウムを除去した海水を電
   解する特許請求の範囲第５項から第７項のいずれか１つ
   に記載の方法。