TWI564067B - 用於處理自海水洗滌塔排出的海水之方法及裝置 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種處理在藉由使含二氧化硫之製程氣體與海水接觸以自製程氣體移除二氧化硫時所產生之排出海水之方法。
本發明進一步係有關於一種基於海水之製程氣體清潔系統，其包括其中使製程氣體與海水接觸以自該製程氣體移除二氧化硫之濕式洗滌塔。
許多工業製程中產生含污染物之製程氣體。此一工業製程為燃燒廠(諸如發電廠)中諸如煤、油、泥炭、廢棄物等之燃料之燃燒，其中產生熱製程氣體，通常稱為廢氣，其含有含酸性氣體(諸如二氧化硫，SO2)之污染物。因此需要在該廢氣可排放於環境空氣之前，儘可能自該廢氣移除許多該等酸性氣體。其中產生含污染物製程氣體之工業製程之另一實例為藉由氧化鋁電解生成鋁。於該製程中，含二氧化硫(SO2)之製程氣體係產生於電解池之通風櫥中。
US 5,484,535揭示一種海水洗滌塔。海水洗滌塔中取自海洋之海水係與源自鍋爐之廢氣混合。海水洗滌塔中二氧化硫(SO2)係被吸收於海水中並形成亞硫酸根及/或亞硫酸氫根離子。自海水洗滌塔排出的海水係推送至曝氣池。空氣係鼓泡通過該曝氣池中之排出海水，以藉由包含於空氣中之氧氣將亞硫酸根及/或亞硫酸氫根離子氧化成可與排出海水一起排放回海洋之硫酸根離子。
本發明之一目的係提供一種處理自基於海水之氣體脫硫化製程排出的海水之方法，該方法比先前技術方法更具效率。
如上所指明之目的係利用處理在藉由使含二氧化硫之製程氣體與海水接觸以自製程氣體移除二氧化硫時所產生之排出海水之方法實現。該方法包括在催化氧化該排出海水之亞硫酸氫根及/或亞硫酸根離子以形成硫酸根離子之酵素活性物存在下使得排出海水與氧接觸。
該方法之一優點為亞硫酸氫根及/或亞硫酸根離子之氧化係於酵素催化條件下進行。因此，可減少供應至排出海水之氧的量。供應至排出海水之氧的量減少致使基於海水之氣體清潔系統之操作及投資成本減少。
根據一實施例，該方法包括鼓風含氧氣體進入排出海水中，以形成其中該含氧氣體與排出海水混合之混合區，且該酵素係存在鄰近該混合區。該實施例之一優點為藉由提供酵素鄰近其中可取得極大濃度氧之該混合區進一步提高氧化反應之效率。
於一實施例中，該方法進一步包括供應酵素溶液至該排出海水。該實施例之一優點為新製酵素溶液係持續供應至該排出海水，使得氧化反應可靠且迅速。
於另一實施例中，該方法進一步包括在固定於至少一載體上之該酵素存在下使得排出海水與氧接觸。該實施例之一優點為亦可使用有效然昂貴之酵素，及/或有效然不應
與排出海水一起處置之酵素。固定酵素不會馬上被消耗，然可被用以提高就長時間週期而言之氧化效率。
根據一實施例，該方法進一步包括將經固定於呈載體主體形式之載體上之該酵素與排出海水混合。該實施例之一優點為酵素可與排出海水均勻混合，然仍要在處置該排出海水進入例如海洋之前自該排出海水移除。
根據另一實施例，該方法包括傳送排出海水通過氧化池，該氧化池中固定有至少一個呈以固定態攜載該酵素之至少一固定酵素支撐結構之形式之載體。具有固定酵素載體之一優點係達成單純及堅固之設計。
本發明之進一步目的係提供一種比先前技術者更有效之基於海水之製程氣體清潔系統。
如以上所指明之目的係藉由基於海水之製程氣體清潔系統實現，該基於海水之製程氣體清潔系統包括其中使製程氣體與海水接觸以自該製程氣體移除二氧化硫之濕式洗滌塔，及用於接收與自該製程氣體移除二氧化硫結合之濕式洗滌塔中所產生之排出海水之氧化池系統。該氧化池系統包括用於裝納其處理期間排出海水之氧化池，供應氧至該氧化池中之排出海水之氧供應系統，及使得排出海水與催化氧化該排出海水之亞硫酸氫根及/或亞硫酸根離子以形成硫酸根離子之酵素接觸之酵素接觸系統。
該氣體清潔系統之一優點為相較於先前技術者，可降低與排出海水之氧化處理相關之投資及操作成本。
根據一實施例，氧化池系統之該酵素接觸系統包括該酵
素係固定於其上之至少一載體，該載體係至少間歇性地浸漬於該氧化池中。該實施例之一優點為可達成酵素與排出海水之間之良好接觸，同時仍維持該等酵素於該氧化池中。
根據一實施例，該至少一載體包括待分散於該氧化池之該排出海水中之載體。
於一實施例中，該氧化池系統可進一步包括酵素載體主體輸送系統，其在該氧化池之擷取位置處自排出海水移除載體主體，且將該等載體主體送回在該擷取位置上游之氧化池。該實施例之一優點為可實現排出海水與酵素之極佳混合。
可自發明說明及申請專利範圍明瞭本發明之進一步目的及特徵。
現將參照附圖較詳細地描述本發明。
圖1為圖解一發電廠1之示意性側視剖面圖。該發電廠1包括一鍋爐2，其中經由進料管4供應之諸如煤或油之燃料係在經由氧供應管道6供應之氧存在下燃燒。假若該鍋爐2為所謂的氧-燃料鍋爐，該氧可例如以空氣之形式及/或以氧氣與再循環氣體之混合物之形式供應。燃料燃燒產生呈廢氣之形式之熱製程氣體。媒或油中所包含之硫物種在燃燒後旋即產生將構成該廢氣之一部分之二氧化硫(SO2)。
該廢氣可自該鍋爐2經由一流體連接管道8流至呈一靜電集塵器10之形式之選用除塵裝置。其一實例描述於US 4,502,872中之該靜電集塵器10係用以自廢氣移除粉塵顆
粒。作為替代，可使用另一類型之除塵裝置，例如，其一實例描述於US 4,336,035中之織物過濾器。
已從中移除大多數粉塵顆粒之廢氣係自該靜電集塵器10經由一流體連接管道12流至一海水洗滌塔14。該海水洗滌塔14包括一濕式洗滌塔16。一進口18配置於該濕式洗滌塔16之一下方部分20。該管道12與該進口18流體連接，致使自靜電集塵器10經由管道12流動之廢氣可經由進口18進入濕式洗滌塔16之內部22。
在進入內部22之後，廢氣係如箭頭F指示垂直向上流動通過濕式洗滌塔16。濕式洗滌塔16之中央部分24配備有垂直配置於彼此上方之許多噴霧配置26。在圖1之實例中，一濕式洗滌塔16中存在3個該等噴霧配置26，且通常存在1至20個該等噴霧配置26。各噴霧配置26包括一供應管28及許多與各別供應管28流體連接之噴嘴30。經由該等各別供應管28供應至該等噴嘴30之海水藉由該等噴嘴30霧化且在濕式洗滌塔16之內部22與廢氣接觸，以自該廢氣吸收二氧化硫(SO2)。
一泵32係經配置以經由流體連接吸力管34自海洋36泵送海水，且經由流體連接壓力管38推送該海水至流體連接供應管28。
根據一替代實施例，藉由泵32供應至管28之海水可為先前在該海水被用作該海水洗滌塔14中之洗滌水之前使用作為與該鍋爐2相關之蒸汽渦輪系統中之冷卻水之海水。
藉由濕式洗滌塔16之內部22中之噴嘴30霧化之海水向下
流入濕式洗滌塔16並自垂直向上流入濕式洗滌塔16之內部22之廢氣F吸收二氧化硫。由於二氧化硫之該吸收，海水逐漸轉化為排出海水同時向下移入濕式洗滌塔16之內部22。將排出海水收集於該濕式洗滌塔16之下方部分20且經由流體連接排出管40自該濕式洗滌塔16推送至一氧化池系統42。
根據一替代實施例，該海水洗滌塔14可包括配置於濕式洗滌塔16之內部22中之一或多層填充材料39。可由塑料、鋼、木材或另一適宜材料製成之該填充材料39增進氣體-液體接觸。利用填充材料39，該等噴嘴30將僅分配海水於填充材料39上，而非霧化該海水。填充材料39之實例包括獲自Sulzer Chemtech AG,Winterthur,CH之MellapakTM及獲自Raschig GmbH,Ludwigshafen,DE之PallTM環。
視情況，新鮮海水可在進一步處理排出海水之前添加至排出海水。對此，一管49可與壓力管38流體連接以推送新鮮海水之流至推送排出海水至氧化池系統42之流體連接排出管40。因此，管40中進行新鮮海水與排出海水之互混。作為替代，經由管49推送之新鮮海水可直接推送至氧化池系統42而與其中之排出海水進行混合。作為又進一步選擇，該鍋爐2或與其關聯之蒸汽渦輪系統中所產生之殘餘水及/或冷凝物可與該排出海水混合。
濕式洗滌塔16之內部22中二氧化硫之吸收假設根據以下反應進行：SO2(g)+H2O => HSO3 -(液體)+H+(液體) [反應式1.1a]
根據以下平衡反應，亞硫酸氫根離子HSO3 -可取決於排出海水之pH值進一步解離以形成亞硫酸根離子SO3 2-：HSO3 -(液體) <=> SO3 2-(液體)+H+(液體) [反應式1.1b]因此，由於吸收二氧化硫之效應，排出海水將因吸收中所產生氫離子H+之效應，具有比海洋36之新鮮海水之pH值更低之pH值，且將包含亞硫酸氫根及/或亞硫酸根離子，分別為HSO3 -及SO3 2-。亞硫酸氫根及/或亞硫酸根離子為需氧物質，因而限制其釋放至海洋36。
該氧化池系統42中，該等亞硫酸氫根及/或亞硫酸根離子HSO3 -及/或SO3 2-至少部分係根據以下反應藉由使其與氧反應而氧化：HSO3 -+H++½ O2(g) => SO4 2-+2H+ [反應式1.2a]
SO3 2-+2H++½ O2(g) => SO4 2-+2H+ [反應式1.2b]視情況，該氧化池系統42可包括經配置用於鼓風含氧氣體(諸如空氣)經由流體連接通風管46進入排出海水之壓縮機或鼓風機44。該鼓風機44與該通風管46共同形成用於供應氧至該排出海水之一氧供應系統47。該氧化池系統42之較詳細描述將參照圖2提供於後文中。
排出海水係視情況經由一流體連接溢流管48自該氧化池系統42推送至一中和池50。中和劑之一儲槽52係視情況配置用於經由流體連接管54供應中和劑至中和池50。該中和劑可例如為石灰石或海洋之新鮮海水，其係用以至少部分中和排出海水中根據反應式1.1a至1.1b及1.2a由於吸收二氧化硫之效應及由於亞硫酸氫根離子氧化成二氧化硫之效
應所產生之氫離子H+。該中和可根據以下反應式進行；H++HCO3 - => H2O+CO2 [反應式1.3]該排出海水最終係經由一流體連接溢流管56自該中和池50推送且送回該海洋36。
根據一替代實施例，經由溢流管48推送之排出海水係在沒有通過任何中和池下直接推送至該海洋36。根據一進一步替代實施例，該排出海水在被排放進入該海洋36之前與新鮮海水混合。對此，一管51可與壓力管38流體連接以推送新鮮海水之流至流體連接溢流管48。因此，管48中進行新鮮海水與排出海水之互混。
圖2較詳細地繪示該氧化池系統42。排出海水係經由在為氧化池43之進口端之一第一端58處之流體連接管道40供應至該氧化池系統42之一氧化池43。該排出海水係如箭頭S指示自該第一端58以大致水平地流至為氧化池43之出口端之一第二端60。於該第二端60處，該排出海水溢流進入流體連接溢流管48繼而離開池43。
氧化池系統42進一步包括具有該通風管46之該氧供應系統47。該通風管46包括與一中央分配管道64流體連接之許多空氣分配管62。鼓風機44鼓風空氣進入中央分配管道64繼而進一步進入空氣分配管62。空氣分配管62之下端66係敞開的且配置低於氧化池43之液面67。該等空氣分配管62係沿著該氧化池43分配於其第一端58與第二端60之間。藉由鼓風機44鼓風之空氣係經由中央分配管道64及空氣分配管62推送至敞開下端66。於敞開下端66處，空氣係分散並
與排出海水混合。因此分散並與排出海水混合之空氣之氧含量之至少一部分溶於該排出海水中且發生反應以氧化亞硫酸根及/或亞硫酸氫根離子。
根據一替代實施例，該氧供應系統47可操作用於鼓風包含氧體積21%以上(例如包含氧體積75至100%)之富氧氣體進入該氧化池43之排出海水中。
該氧化池系統42設有至少一酵素接觸系統，其形式為配置於氧化池43中及固定至氧化池43之一酵素支撐結構68。為固定類型之酵素載體之該酵素支撐結構68可為藉由木材、塑料、金屬、玻璃、陶瓷或其上可依據悉知於例如「Immobilization of Enzymes and Cells」(Jose M.Guisan，Humana Press Inc.Totowa NJ,USA，第2版，2006年)之本身悉知方法以固定態維持酵素之另一種材料製成之格柵、網格、纖維結構等。該酵素支撐結構68可為此種使得排出海水S可流動通過該支撐結構68之敞開設計，因而達成在酵素存在下排出海水與氧之間的有效接觸。
該酵素為根據前文所述之一般反應式1.2a至1.2b催化氧化亞硫酸氫根及/或亞硫酸根離子之類型。因此，該酵素可為所謂的亞硫酸鹽氧化酶。亞硫酸鹽氧化酶可根據CA Temple、TN Graf、及KV Rajagopalan之論文「Optimization of expression of human sulfite oxidase and its molybdenum domain」，Arch Biochem Biophys出版(2000年11月15；383(2)：281-7)製備。亦可使用催化氧化亞硫酸氫根及/或亞硫酸根離子之其他類型之酵素。該酵素催化氧化製程可寫
為：HSO3 -+H++½O2(g)+酵素 => SO4 2-+2H++酵素 [反應式2.1a]
SO3 2-+2H++½O2(g)+酵素 => SO4 2-+2H++酵素 [反應式2.1b]因此，該酵素增加氧化反應之速率，且其本身未被消耗。因而，藉由鼓風機44經由中央分配管道64及空氣分配管62供應至敞開端66之空氣之氧係與鄰近該等各別敞開端66之混合區MR中之排出海水混合。該酵素支撐結構68係配置鄰近該等各別混合區MR。氧與排出海水之混合物然後進一步流動通過酵素支撐結構68，於其內部空間IS中，藉由酵素催化之氧化係依據以上所給反應式2.1a至2.1b進行。由於該酵素，可減少需經鼓風機44鼓風進入排出海水之空氣的量，因為該酵素提高供應至排出海水之氧之利用程度，因此減少由鼓風機44所消耗之能量。此外，亦可減小氧化池43之尺寸，及/或鼓風機44之尺寸及/或數量。
根據一替代實施例，產生酵素之細菌係固定於該支撐機構68上，使得新製亞硫酸鹽氧化催化酵素自該等細菌連續釋放進入該氧化池43中。該等細菌(例如大腸桿菌(Escherichia coli))可依據CA Temple等人之上述論文製備。
圖3為替代氧化池系統142之示意性表示。該氧化池系統142與氧化池系統42之項目類似之此等項目已被給定相同的參考數字。經由流體連接管道40供應至該氧化池系統142之氧化池43之排出海水將如箭頭S指示大致水平地自氧化池43之第一端58流至第二端60。於第二端60處，該排出
海水溢流進入流體連接溢流管48繼而離開池43。
藉由氧供應系統47之鼓風機44鼓風之空氣係經由包括中央分配管道64及空氣分配管62之流體連接管46推送至敞開端66，空氣在此處分散並與該排出海水混合。因此分散並與排出海水混合之該空氣之氧含量之至少一部分係溶於該排出海水中。因此，藉由鼓風機44經由中央分配管道64及空氣分配管62供應至敞開端66之空氣之氧係與鄰近該等各別敞開端66之混合區MR中之排出海水混合。
該氧化池系統142設有一酵素供應系統168之形式之至少一酵素接觸系統。該酵素供應系統168包括一酵素槽170，其包含酵素溶液172，該酵素溶液172含有具有用於促進亞硫酸氫根及/或亞硫酸根離子根據反應式2.1a至2.1b氧化之活性之酵素。例如，該酵素可為亞硫酸鹽氧化酶酵素。該酵素供應系統168進一步包括與槽170流體連接之一供應管174，及配置於該供應管174上以自槽170推送酵素溶液172至與供應管174流體連接之一酵素供應格柵178之供應泵176。
該酵素供應格柵178包括與該供應管174流體連接之一中央分配管180、及與該中央分配管180流體連接之許多酵素分配管182。酵素分配管182之下端184係敞開的且配置於氧化池43之液面67下方鄰近空氣分配管62之敞開端66。藉由供應泵176泵送之酵素溶液172係經由供應管174、中央分配管180及酵素分配管182推送至敞開下端184。於敞開端184處，如圖3中右側放大圖所圖解，該酵素溶液與自空
氣分配管62供應之空氣及混合區MR中之排出海水混合。供應該酵素溶液172至該混合區MR提供該酵素與排出海水及空氣之有效混合。在混合區MR之空氣、排出海水及酵素溶液之混合物中，根據反應式2.1a至2.1b之亞硫酸氫根及/或亞硫酸根離子之氧化將變得極其有效。該酵素溶液將與排出海水混合，且將連同該排出海水經由流體連接溢流管48離開氧化池43。
根據一替代實施例，該酵素溶液172可供應於該氧化池43之液面67處。假若該氧化池43自身係例如藉由螺旋槳攪拌器或藉由供應至該槽43之氧而猛烈攪動，則酵素之該供應可為足夠。
較佳是酵素溶液172包括生物可降解且可如圖1圖解在無進一步處理下釋放至海洋36之相當便宜之酵素。
根據一替代實施例，酵素溶液之至少一部分係經由配置於鄰近氧化池43之第一端58之一供應管175供應至氧化池43。根據該實施例，該酵素溶液之一大部分或甚至全部的量係供應於該氧化池43之該第一端58且係重複地與自該等空氣分配管62之該等敞開下端66供應之空氣混合。
此外，替代以溶液形式供應，該等酵素可呈固體粉末形式或呈適於與排出海水進行混合之另一種形式供應。
根據一替代實施例，產生酵素之細菌，例如根據上述CA Temple等人之論文製備之大腸桿菌，可供應至該槽170，從而在該槽170中持續產生酵素。該等細菌係自該槽170連同該等酵素被推送至該氧化池43，且最終排放進入
該海洋36。根據一進一步替代實施例，例如上述類型之產生酵素之細菌可在該槽170中固定於例如類似前文參照圖2述及之該等支撐結構68之支撐結構之適宜支撐結構上，且在原位產生酵素。在細菌經固定之情況下，該等細菌可在該槽170中維持固定而持續產生新鮮酵素。
視情況，在該氧化池43中發揮觸媒之功能之酵素可在釋放至該海洋36之前去活化。根據一實施例，使用對較高pH值(例如，高於pH 5之pH值)具敏感性之酵素。因此，在排出海水於繪示於圖1中之該中和池50中進行中和，或藉由與亦繪示於圖1中之經由管51供應至溢流管48之新鮮海水混合進行中和之情況下，可使該酵素去活化。根據一進一步實施例，去活化裝置(例如UV燈186)可配置鄰近該第二端60。該UV燈發射UV光進入該槽43中之排出海水中。隨著該排出海水在該UV燈186下經過，該酵素係藉由該UV燈去活化。該去活化裝置亦可包括熱源，使得該排出海水之溫度增加至令該酵素去活化之溫度。又此外地，可選擇在與該海洋36之新鮮海水接觸後旋即去活化之酵素。
圖4為進一步替代氧化池系統242之示意性表示。該氧化池系統242與氧化池系統42之項目類似之該等項目已被給定相同的參考數字。經由流體連接管道40供應至該氧化池系統242之氧化池43之排出海水將如箭頭S指示大致水平地自氧化池43之第一端58流至第二端60。於第二端60處，該排出海水溢流進入流體連接溢流管48繼而離開池43。
藉由氧供應系統47之鼓風機44鼓風之空氣係經由包括中
央分配管道64及空氣分配管62之流體連接通風管46推送至敞開端66，空氣在此分散並與該排出海水混合。因此分散並與排出海水混合之該空氣之氧含量之至少一部分係溶於該排出海水中。因此，藉由鼓風機44經由中央分配管道64及空氣分配管62供應至敞開端66之空氣之氧係與鄰近該等各別敞開端66之混合區MR中之排出海水混合。
該氧化池系統242設有至少一酵素接觸系統，其形式為輸送酵素珠粒270之形式之酵素載體主體之酵素載體主體輸送系統268。該等酵素珠粒270(其放大圖圖解於圖4左側)可為具有酵素273(示意圖解於圖4中)固定於其之一表面274上之塑料中空體272。固定於表面274上之該等酵素273為促進亞硫酸氫根及/或亞硫酸根離子依據反應式2.1a至2.1b氧化之活性物質。
該酵素載體主體輸送系統268包括一珠粒輸送帶276。該珠粒輸送帶276(其放大圖以側視圖及其上以正視圖圖解於圖4右側)包括一濾網278及固持眾多勺狀物282於其間之支撐鏈280。該濾網278具有比該等珠粒270之尺寸小之網格，致使珠粒270無法穿過濾網278。各勺狀物282具有配置於其底部之一撈網284。該撈網284具有比該等珠粒270之尺寸較小之網格，致使珠粒270滯留於勺狀物282中，同時排出海水穿過撈網284。
珠粒輸送帶276係在位於鄰近池43之第二端60之擷取位置處如箭頭圖解垂直向下推送進入氧化池43中。珠粒輸送帶276係旋轉圍繞於配置鄰近氧化池43之底部45之輥286。
然後珠粒輸送帶276垂直向上推送。排出海水可穿過濾網278。另一方面，酵素珠粒270無法穿過濾網278，然經擷取繼而收集於勺狀物282中且藉由珠粒輸送帶276向上提升。勺狀物282上移並移出氧化池43，然後通過一系列排空輥288。該等排空輥288使得勺狀物282至少部分上下顛倒，致使所收集之珠粒270掉出勺狀物282外。該等珠粒270掉至輸送帶290上。該輸送帶290將該等珠粒270輸送至氧化池43之該第一端58。於氧化池43之第一端58處，該等珠粒270被丟入氧化池43中，且與經由管道40進入氧化池43之排出海水混合。因此，該等酵素珠粒270被送回位於鄰近池43之第二端60之擷取位置上游之該氧化池43。根據一替代實施例，該擷取位置可位於該池43中除鄰近第二端60外之某個其他位置。酵素珠粒270與排出海水之特別有效的混合將於鄰近空氣分配管62之敞開端66之混合區MR中實現。混合區MR中之空氣、排出海水及酵素珠粒270之混合物中，亞硫酸氫根及/或亞硫酸根離子依據反應式2.1a至2.1b氧化將變得極為有效。
供應於第一端58處之該等酵素珠粒270將大致隨著在由箭頭S指示之方向上水平輸送之排出海水，直到排出海水與珠粒270之混合物達到該珠粒輸送帶276為止。在該等珠粒270達到珠粒輸送帶276之後，旋即收集該等珠粒270，繼而將該等珠粒270輸送回到輸送帶290。該排出海水然後經由流體連接溢流管48離開氧化池43。
將該等酵素珠粒270描述為由塑料製成。應明瞭該等酵
素珠粒亦可由其他材料製成，諸如金屬、木材、玻璃等。此外，還描述該等酵素珠粒係收集於一珠粒輸送帶276上。應明瞭該等珠粒可經收集並以其他方式利用網狀物、過濾器或格柵等自排出海水分離出。根據一替代實施例，該等酵素珠粒270可包括磁性材料292。該輸送帶276可設有可為永久磁鐵或電磁鐵之磁鐵294，以有利於收集酵素珠粒270。
根據一替代實施例，該等酵素珠粒270可於該第一端58以外之不同位置處被送回該氧化池43。例如，該等酵素珠粒270可被送回該氧化池43之中央部分。
根據一進一步替代實施例，藉由輸送帶276收集之該等酵素珠粒270可於沿著該氧化池43之長度之不同位置被送回該氧化池43，因而根據與前文參照圖3所述之酵素供應格柵178之酵素分配原理類似之酵素分配原理，達成沿著該氧化池43之長度分配供應酵素。
應明瞭可在隨附申請專利範圍之範疇內對上述實施例作出眾多修改。
前文已描述該等載體主體具有酵素珠粒270之形式。應明瞭可使用許多不同類型之載體主體。例如，該等載體主體可為漂浮於排出海水上、下沉於排出海水中、或懸浮於排出海水中某高度之類型。根據一替代實施例，該等酵素珠粒270可具有比排出海水高之比重。藉由附著於該等酵素珠粒270的氣泡，使得該等酵素珠粒270於混合區MR中有效循環。因此，在該等高比重酵素珠粒270已穿過最後
一個混合區MR時，該等高比重酵素珠粒270將逐漸下沉至該氧化池43底部45，從該底部可收集該等高比重酵素珠粒270並將其送回該第一端58。根據另一替代實施例，該等酵素珠粒270可具有比排出海水低之比重。鄰近於該等混合區MR，排出海水之密度係藉由從中鼓泡空氣而減小，致使該等珠粒270於該等混合區MR中有效循環。在該等低比重酵素珠粒270已穿過最後一個混合區MR時，該等低比重酵素珠粒270將逐漸上升至該氧化池43液面67，從該液面可收集該等低比重酵素珠粒270並將其送回該第一端58。
前文已描述該海水洗滌塔14係自媒或油在一鍋爐2中燃燒所產生之製程氣體移除二氧化硫。應明瞭該海水洗滌塔14亦可用於清潔源自其他工業製程之製程氣體。該等其他工業製程之實例包括冶金工業(例如，電解生成鋁之工業)、廢棄物焚化工業等。
前文已描述氧係呈藉由鼓風機44或壓縮機鼓風之空氣之形式供應至該氧化池43中之排出海水。應明瞭該氧亦可以其他形式及在其他方式之幫助下供應。根據一實例，該氧可呈或多或少純氧氣(例如，包含氧體積至少90%之氧氣)之形式供應。
該氧可藉由除了藉由鼓風機44以外之其他方式供應至排出海水。根據一替代實施例，該氧可藉由攪動排出海水及引取空氣進入該排出海水之攪拌器供應至該氧化池43。
總言之，氣體清潔系統包括用於自氣體移除二氧化硫之
一濕式洗滌塔14，及用於接收自製程氣體移除二氧化硫中所產生之排出物之一氧化池系統42。該氧化池系統42包括用於裝納其處理期間之排出物之一氧化池43，用於供應氧至該氧化池43中之排出物之一氧供應系統47，及用於使該排出物與催化氧化亞硫酸氫根及/或亞硫酸根離子之物質接觸之接觸系統。
儘管本發明已參照許多較佳實施例予以描述，然熟習此項技術者應明瞭，在不脫離本發明之範疇下，可作出多種變化且等效物可替代其元件。此外，在不脫離本發明基本範疇下可進行許多修改，使得特定情境或材料適用於本發明之教示。因此，希望本發明不受限於揭示為設想用於實行本發明之最佳模式之特定實施例，而是本發明可包括落在隨附申請專利範圍之範疇內之所有實施例。此外，使用術語第一、第二等並不表示任何順序或重要性，而是使用該等術語第一、第二等使元件彼此之間有所區分。
1‧‧‧發電廠
2‧‧‧鍋爐
4‧‧‧進料管
6‧‧‧氧供應管道
8‧‧‧流體連接管道
10‧‧‧靜電集塵器
12‧‧‧流體連接管道
14‧‧‧海水濕式洗滌塔
16‧‧‧濕式洗滌塔
18‧‧‧進口
20‧‧‧下方部分
22‧‧‧內部
24‧‧‧中央部分
26‧‧‧噴霧配置
28‧‧‧供應管
30‧‧‧噴嘴
32‧‧‧泵
34‧‧‧流體連接吸力管
36‧‧‧海洋
38‧‧‧流體連接壓力管
39‧‧‧填充材料
40‧‧‧流體連接排出管
42‧‧‧氧化池系統
43‧‧‧氧化池
44‧‧‧鼓風機
46‧‧‧通風管
47‧‧‧氧供應系統
48‧‧‧流體連接管道
49‧‧‧管
50‧‧‧中和池
51‧‧‧管
52‧‧‧儲槽
54‧‧‧流體連接管
56‧‧‧流體連接溢流管
58‧‧‧氧化池43之第一端
60‧‧‧氧化池43之第二端
62‧‧‧空氣分配管
64‧‧‧中央分配管道
66‧‧‧敞開下端
67‧‧‧氧化池43之液面
68‧‧‧酵素支撐結構
142‧‧‧另一氧化池系統
168‧‧‧酵素供應系統
170‧‧‧酵素槽
172‧‧‧酵素溶液
174‧‧‧供應管
175‧‧‧供應管
176‧‧‧供應泵
178‧‧‧酵素供應格柵
180‧‧‧中央分配管
182‧‧‧酵素分配管
184‧‧‧酵素分配管182之下端
186‧‧‧UV燈
242‧‧‧另一替代氧化池系統
268‧‧‧酵素載體輸送系統
270‧‧‧酵素珠粒
272‧‧‧塑料中空體
273‧‧‧酵素
274‧‧‧塑料中空體272之表面
276‧‧‧珠粒輸送帶
278‧‧‧濾網
280‧‧‧支撐鏈
282‧‧‧勺狀物
284‧‧‧撈網
286‧‧‧輥
288‧‧‧排空輥
290‧‧‧輸送帶
292‧‧‧磁性材料
294‧‧‧磁鐵
F‧‧‧箭頭
IS‧‧‧內部空間
MR‧‧‧混合區
S‧‧‧箭頭
圖1為具有基於海水之氣體清潔系統之發電廠之示意性側視剖面圖。
圖2為圖解根據第一實施例之氧化池系統之示意性側視剖面圖。
圖3為圖解根據第二實施例之氧化池系統之示意性側視剖面圖。
圖4為圖解根據第三實施例之氧化池系統之示意性側視剖面圖。
1‧‧‧發電廠
2‧‧‧鍋爐
4‧‧‧進料管
6‧‧‧氧供應管道
8‧‧‧流體連接管道
10‧‧‧靜電集塵器
12‧‧‧流體連接管道
14‧‧‧海水濕式洗滌塔
16‧‧‧濕式洗滌塔
18‧‧‧進口
20‧‧‧下方部分
22‧‧‧內部
24‧‧‧中央部分
26‧‧‧噴霧配置
28‧‧‧供應管
30‧‧‧噴嘴
32‧‧‧泵
34‧‧‧流體連接吸力管
36‧‧‧海洋
38‧‧‧流體連接壓力管
39‧‧‧填充材料
40‧‧‧流體連接排出管
42‧‧‧氧化池系統
44‧‧‧鼓風機
46‧‧‧流體連接管道
47‧‧‧氧供應系統
48‧‧‧流體連接溢流管
49‧‧‧管
50‧‧‧中和池
51‧‧‧管
52‧‧‧儲槽
54‧‧‧流體連接管
56‧‧‧流體連接溢流管
F‧‧‧箭頭
Claims (10)
- 一種處理在藉由使含二氧化硫之製程氣體與海水接觸以自該製程氣體移除二氧化硫時所產生之排出海水之方法，其包括：在氧化池中藉由氧氣供應系統將含氧氣體鼓風至該排出海水中，以形成於其中該含氧氣體與該排出海水進行混合之混合區，及使該混合區與酵素接觸，該酵素具有催化氧化排出海水之亞硫酸氫根及/或亞硫酸根離子以形成硫酸根離子之活性，其係藉由至少一種酵素接觸系統以酵素支撐結構之形式攜載該酵素，該酵素係配置於鄰近該混合區。
- 如請求項1之方法，其中該酵素係固定於該酵素支撐結構上。
- 如請求項1之方法，其進一步包括將固定於酵素珠粒(270)上之該酵素與該排出海水混合。
- 如請求項2之方法，其進一步包括在擷取位置處自該排出海水移除該酵素珠粒(270)及固定於其上之該酵素，然後將該等酵素珠粒(270)送回在該擷取位置上游處之該排出海水。
- 如請求項1之方法，其進一步包括傳送該排出海水通過氧化池(43)，該氧化池(43)中固定有至少一個呈以固定態攜載該酵素之酵素支撐結構(68)。
- 一種基於海水之製程氣體清潔系統，其包括：於其中使製程氣體與海水接觸以自該製程氣體移除二 氧化硫之濕式洗滌塔(14)，及用於接收與自該製程氣體移除二氧化硫結合之該濕式洗滌塔(14)中所產生之排出海水之氧化池系統(42)，其包括用於在其處理期間裝納該排出海水之氧化池(43)，用於供應氧至該氧化池(43)中之該排出海水之氧供應系統(47)，及用於使該排出海水與催化該排出海水中之亞硫酸氫根及/或硫酸氫根離子氧化成硫酸根離子之酵素接觸之酵素支撐結構(68)，其中在氧化池中藉由氧氣供應系統將含氧氣體鼓風至該排出海水中，以形成於其中該含氧氣體與該排出海水進行混合之混合區，及使該混合區與酵素接觸，以將排出海水之亞硫酸氫根及/或亞硫酸根離子氧化為硫酸根離子，其係藉由至少一種配置於鄰近該混合區之酵素接觸系統，其係呈其上固定有酵素之酵素支撐結構(68)之形式。
- 如請求項6之氣體清潔系統，其中，其上固定有酵素之該酵素支撐結構(68)係至少間歇性地浸漬於該氧化池(43)中。
- 如請求項6之氣體清潔系統，其中該酵素支撐結構(68)係固定於該氧化池(43)。
- 如請求項6之氣體清潔系統，其進一步包含待分散於該氧化池(43)之該排出海水中之酵素珠粒(270)。
- 如請求項6之氣體清潔系統，其中該氧化池系統(242)進 一步包括酵素載體主體輸送系統(268)，其在該氧化池(43)之一擷取位置處自該排出海水移除其上固定有酵素之酵素珠粒(270)，且將該等酵素珠粒(270)送回在該擷取位置上游之該氧化池(43)。
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