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公開番号2024132256
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023042967
出願日2023-03-17
発明の名称排水乾燥システムおよび排水乾燥システムの制御方法
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類C02F 1/12 20230101AFI20240920BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】水処理設備から排出される排水を分離膜で分離した濃縮水に含まれる重金属等の一部成分が揮発して乾燥用ガスに混入することや濃縮水の蒸発が不十分となることを防止する。
【解決手段】水処理設備1から排出される排水を濃縮水と透過水とに分離する逆浸透膜250と、濃縮水を噴霧する噴霧乾燥装置160と、噴霧乾燥装置160へ供給される濃縮水の供給量を調整する濃縮水量調節供給弁180と、ガス導入ラインL5に設けられるとともに噴霧乾燥装置160へ供給される乾燥用ガスG2の供給量を調整するダンパ190と、ガス排出ラインL6から排出される乾燥用ガスG2の温度を計測する温度計測部193と、温度計測部193が計測する乾燥用ガスG2の温度が所定温度範囲内となるように、濃縮水量調節供給弁180およびダンパ190の少なくともいずれかを制御する制御部300と、を備える排水乾燥システム400を提供する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水処理設備から排出される排水を濃縮水と透過水とに分離する分離膜と、
前記分離膜で分離された前記濃縮水を噴霧する噴霧乾燥装置と、
前記分離膜から前記噴霧乾燥装置へ前記濃縮水を供給する濃縮水供給ラインと、
前記濃縮水供給ラインに設けられるとともに前記噴霧乾燥装置へ供給される前記濃縮水の供給量を調整する濃縮水量調節供給弁と、
前記噴霧乾燥装置に前記濃縮水を蒸発させる乾燥用ガスを導入するガス導入ラインと、
前記ガス導入ラインに設けられるとともに前記噴霧乾燥装置へ供給される前記乾燥用ガスの供給量を調整する乾燥用ガス供給動翼開度調整装置と、
前記噴霧乾燥装置で前記濃縮水を蒸発させた前記乾燥用ガスを排出するガス排出ラインと、
前記ガス排出ラインから排出される前記乾燥用ガスの温度を計測する温度計測部と、
前記温度計測部が計測する前記乾燥用ガスの温度が所定温度範囲内となるように、前記濃縮水量調節供給弁および前記乾燥用ガス供給動翼開度調整装置の少なくともいずれかを制御する制御部と、を備える排水乾燥システム。
続きを表示（約 2,600 文字）【請求項２】
前記濃縮水供給ラインに設けられるとともに前記濃縮水の塩濃度を計測する塩濃度計測部を備え、
前記制御部は、前記塩濃度計測部が計測する塩濃度に応じて前記所定温度範囲を変更し、前記温度計測部が計測する前記乾燥用ガスの温度が変更された前記所定温度範囲内となるように、前記濃縮水量調節供給弁および前記乾燥用ガス供給動翼開度調整装置の少なくともいずれかを制御する請求項１に記載の排水乾燥システム。
【請求項３】
前記水処理設備から前記分離膜へ前記排水を導く排水導入ラインと、
前記排水導入ラインに設けられる排水供給ポンプと、を備え、
前記制御部は、前記温度計測部が計測する前記乾燥用ガスの温度に応じて、前記排水供給ポンプの吐出量を制御する請求項１または請求項２に記載の排水乾燥システム。
【請求項４】
燃料を燃焼させるボイラと、
前記ボイラから排出されるボイラ排ガス中に含まれる硫黄酸化物を脱硫吸収液で除去する脱硫装置と、
前記脱硫装置から排出される脱硫排水を前記濃縮水供給ラインへ導く脱硫吸収液導入ラインと、を備え、
前記ガス導入ラインは、前記ボイラから排出される前記ボイラ排ガスを前記乾燥用ガスとして前記噴霧乾燥装置に導入する請求項１または請求項２に記載の排水乾燥システム。
【請求項５】
水処理設備から排出される排水を濃縮水と透過水とに分離する分離膜と、
前記分離膜で分離された前記濃縮水を噴霧する噴霧乾燥装置と、
前記分離膜から前記噴霧乾燥装置へ前記濃縮水を供給する濃縮水供給ラインと、
前記濃縮水供給ラインに設けられるとともに前記噴霧乾燥装置へ供給される前記濃縮水の供給量を調整する濃縮水量調節供給弁と、
前記濃縮水供給ラインに設けられるとともに前記濃縮水の塩濃度を計測する塩濃度計測部と、
前記噴霧乾燥装置に前記濃縮水を蒸発させる乾燥用ガスを導入するガス導入ラインと、
前記ガス導入ラインに設けられるとともに前記噴霧乾燥装置へ供給される前記乾燥用ガスの供給量を調整する乾燥用ガス供給動翼開度調整装置と、
前記噴霧乾燥装置で前記濃縮水を蒸発させた前記乾燥用ガスを排出するガス排出ラインと、
前記塩濃度計測部が計測する前記濃縮水の塩濃度に応じて、前記濃縮水量調節供給弁および前記乾燥用ガス供給動翼開度調整装置の少なくともいずれかを制御する制御部と、を備える排水乾燥システム。
【請求項６】
前記水処理設備から前記分離膜へ前記排水を導く排水導入ラインと、
前記排水導入ラインに設けられる排水供給ポンプと、を備え、
前記制御部は、前記塩濃度計測部が計測する塩濃度が所定濃度範囲内となるように前記排水供給ポンプの吐出量を制御する請求項５に記載の排水乾燥システム。
【請求項７】
燃料を燃焼させるボイラと、
前記ボイラから排出されるボイラ排ガス中に含まれる硫黄酸化物を脱硫吸収液で除去する脱硫装置と、
前記脱硫装置から排出される脱硫排水を前記濃縮水供給ラインへ導く脱硫吸収液導入ラインと、を備え、
前記ガス導入ラインは、前記ボイラから排出される前記ボイラ排ガスを前記乾燥用ガスとして前記噴霧乾燥装置に導入する請求項５または請求項６に記載の排水乾燥システム。
【請求項８】
前記濃縮水供給ラインは、前記脱硫排水と、前記ボイラとは異なる前記水処理設備から排出される前記排水を前記分離膜で分離した前記濃縮水とを、前記噴霧乾燥装置へ供給する請求項７に記載の排水乾燥システム。
【請求項９】
排水乾燥システムの制御方法であって、
前記排水乾燥システムは、
水処理設備から排出される排水を濃縮水と透過水とに分離する分離膜と、
前記分離膜で分離された前記濃縮水を噴霧する噴霧乾燥装置と、
前記分離膜から前記噴霧乾燥装置へ前記濃縮水を供給する濃縮水供給ラインと、
前記濃縮水供給ラインに設けられるとともに前記噴霧乾燥装置へ供給される前記濃縮水の供給量を調整する濃縮水量調節供給弁と、
前記噴霧乾燥装置に前記濃縮水を蒸発させる乾燥用ガスを導入するガス導入ラインと、
前記ガス導入ラインに設けられるとともに前記噴霧乾燥装置へ供給される前記乾燥用ガスの供給量を調整する乾燥用ガス供給動翼開度調整装置と、
前記噴霧乾燥装置で前記濃縮水を蒸発させた前記乾燥用ガスを排出するガス排出ラインと、を備え、
前記ガス排出ラインから排出される前記乾燥用ガスの温度を計測する温度計測工程と、
前記温度計測工程が計測する前記乾燥用ガスの温度が所定温度範囲内となるように、前記濃縮水量調節供給弁および前記乾燥用ガス供給動翼開度調整装置を制御する制御工程と、を備える排水乾燥システムの制御方法。
【請求項１０】
排水乾燥システムの制御方法であって、
前記排水乾燥システムは、
水処理設備から排出される排水を濃縮水と透過水とに分離する分離膜と、
前記分離膜で分離された前記濃縮水を噴霧する噴霧乾燥装置と、
前記分離膜から前記噴霧乾燥装置へ前記濃縮水を供給する濃縮水供給ラインと、
前記濃縮水供給ラインに設けられるとともに前記噴霧乾燥装置へ供給される前記濃縮水の供給量を調整する濃縮水量調節供給弁と、
前記噴霧乾燥装置に前記濃縮水を蒸発させる乾燥用ガスを導入するガス導入ラインと、
前記ガス導入ラインに設けられるとともに前記噴霧乾燥装置へ供給される前記乾燥用ガスの供給量を調整する乾燥用ガス供給動翼開度調整装置と、
前記噴霧乾燥装置で前記濃縮水を蒸発させた前記乾燥用ガスを排出するガス排出ラインと、を備え、
前記分離膜から前記噴霧乾燥装置へ供給される前記濃縮水の塩濃度を計測する塩濃度計測工程と、
前記塩濃度計測工程が計測する前記濃縮水の塩濃度に応じて、前記濃縮水量調節供給弁および前記乾燥用ガス供給動翼開度調整装置を制御する制御工程と、を備える排水乾燥システムの制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、排水乾燥システムおよび排水乾燥システムの制御方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、湿式の脱硫装置の排水を缶体内部に噴霧し、ボイラから排出される排ガスの一部を抽気しこれと排水噴霧液滴を接触させる事により蒸発させ乾燥する噴霧乾燥装置を備える無排水化排ガス処理システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。当該噴霧乾燥装置では、装置出口ガスの温度を、抽気ガス量や排水噴霧量などの各種運転パラメータを調節し排水液滴を蒸発させる様に運転している。無排水化排ガス処理システムにおいては、噴霧乾燥装置内での排水の蒸発に伴って、この排水中に含まれる一部有害成分（例えば水銀、ヒ素、セレン、塩素、ホウ素、マンガン、硝酸イオン等）が揮発し、再度脱硫装置で捕集されることを繰り返す事で、発電所排煙処理プラント系内で当該成分が濃縮し濃度上昇を引き起こす可能性が指摘されている。
【０００３】
特許文献１に開示される無排水化排ガス処理システムは、噴霧乾燥装置に導入される脱硫装置からの排水中のｐＨを計測し、所定のｐＨ（例えばｐＨ６～１０）を満たすようにアルカリ剤を添加することで、アルカリ添加量を最適化し、酸性ガスの除去性能の過不足を防止するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１８－１７１５８３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、特許文献１に開示される無排水化排ガス処理システムでは、脱硫排水中に薬剤としてのアルカリ剤を添加する必要があるため、アルカリ剤の使用量に応じた薬剤費用がかかってしまう。
【０００６】
また、湿式の脱硫装置とは異なる他の水処理設備の排水（例えば、各種工場が備える水処理設備の排水）を無排水化するために噴霧乾燥装置を用いる場合には、他の水処理設備から噴霧乾燥装置に供給される排水の水質（ｐＨ，塩濃度等）が他の水処理設備が処理する排水の種類や他の水処理設備の運転状態によって大きく変動する可能性がある。他の水処理設備の排水の水質の変化に対応するようにアルカリ剤の使用量を変動させる場合、アルカリ剤の使用量を適切に調整するため、当該水質変化量に対応可能な十分な容量を備えた設備が必要であり、アルカリ剤の使用量に応じた費用がかかってしまう。
【０００７】
また、他の水処理設備から噴霧乾燥装置に供給される排水の塩濃度が過度に上昇すると、それに伴って排水の沸点が上昇したり蒸発塩内部の水分の蒸発速度が低下する現象により完全蒸発に必要な温度が上昇し、塩濃度上昇前の噴霧装置出口の運転温度では排水の蒸発が不十分となってしまう事がある。この場合、噴霧乾燥装置から乾燥用ガスが排出される出口ダクト内に、蒸発途中過程の未蒸発塩水液滴と当該液滴近傍に存在する燃焼灰の混合物（高付着性）が付着、これが当該ダクト内に蓄積して詰まりが生じて当該噴霧乾燥装置の運転に不具合が発生する可能性がある。
【０００８】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、工場等の水処理設備から排出される排水を分離膜で分離した濃縮水に含まれる重金属等の一部成分が揮発して乾燥用ガスに混入することや濃縮水の蒸発が不十分となることを防止することが可能な排水乾燥システムおよび排水乾燥システムの制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本開示は以下の手段を採用する。
本開示に係る排水乾燥システムは、水処理設備から排出される排水を濃縮水と透過水とに分離する分離膜と、前記分離膜で分離された前記濃縮水を噴霧する噴霧乾燥装置と、前記分離膜から前記噴霧乾燥装置へ前記濃縮水を供給する濃縮水供給ラインと、前記濃縮水供給ラインに設けられるとともに前記噴霧乾燥装置へ供給される前記濃縮水の供給量を調整する濃縮水量調節供給弁と、前記噴霧乾燥装置に前記濃縮水を蒸発させる乾燥用ガスを導入するガス導入ラインと、前記ガス導入ラインに設けられるとともに前記噴霧乾燥装置へ供給される前記乾燥用ガスの供給量を調整する乾燥用ガス供給動翼開度調整装置と、前記噴霧乾燥装置で前記濃縮水を蒸発させた前記乾燥用ガスを排出するガス排出ラインと、前記ガス排出ラインから排出される前記乾燥用ガスの温度を計測する温度計測部と、前記温度計測部が計測する前記乾燥用ガスの温度が所定温度範囲内となるように、前記濃縮水量調節供給弁および前記乾燥用ガス供給動翼開度調整装置の少なくともいずれかを制御する制御部と、を備える。
【００１０】
本開示に係る排水乾燥システムの制御方法は、排水乾燥システムの制御方法であって、前記排水乾燥システムは、水処理設備から排出される排水を濃縮水と透過水とに分離する分離膜と、前記分離膜で分離された前記濃縮水を噴霧する噴霧乾燥装置と、前記分離膜から前記噴霧乾燥装置へ前記濃縮水を供給する濃縮水供給ラインと、前記濃縮水供給ラインに設けられるとともに前記噴霧乾燥装置へ供給される前記濃縮水の供給量を調整する濃縮水量調節供給弁と、前記噴霧乾燥装置に前記濃縮水を蒸発させる乾燥用ガスを導入するガス導入ラインと、前記ガス導入ラインに設けられるとともに前記噴霧乾燥装置へ供給される前記乾燥用ガスの供給量を調整する乾燥用ガス供給動翼開度調整装置と、前記噴霧乾燥装置で前記濃縮水を蒸発させた前記乾燥用ガスを排出するガス排出ラインと、を備え、前記ガス排出ラインから排出される前記乾燥用ガスの温度を計測する温度計測工程と、前記温度計測工程が計測する前記乾燥用ガスの温度が所定温度範囲内となるように、前記濃縮水量調節供給弁および前記乾燥用ガス供給動翼開度調整装置を制御する制御工程と、を備える。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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