特許 7558667 廃水中のセレン汚染を低減するシステムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-20

(45)【発行日】2024-10-01

(54)【発明の名称】廃水中のセレン汚染を低減するシステムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/50 20060101AFI20240924BHJP

   B01D 53/46 20060101ALI20240924BHJP

   B01D 53/78 20060101ALI20240924BHJP

   C02F 1/58 20230101ALI20240924BHJP

   C02F 1/74 20230101ALI20240924BHJP

【ＦＩ】

B01D53/50 245

B01D53/46 ZAB

B01D53/78

C02F1/58 H

C02F1/74 C

【請求項の数】 7

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020037446

(22)【出願日】2020-03-05

(65)【公開番号】P2020151705

(43)【公開日】2020-09-24

【審査請求日】2023-02-22

(31)【優先権主張番号】16/361,325

(32)【優先日】2019-03-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】515322297

【氏名又は名称】ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ Ｓｔｒａｓｓｅ ８， ５４００ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(74)【代理人】

【識別番号】100151286

【弁理士】

【氏名又は名称】澤木 亮一

(72)【発明者】

【氏名】レイモンド・ラルフス・ガンスレイ

【審査官】河野 隆一朗

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－２０２０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／２０７９０５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０１３００１３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２７３４２８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０９－０４７７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３１９８５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２７０６５７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／２２２７４１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／１５１８７７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２２９１７９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ５３／００ － ５３／９６

Ｃ０２Ｆ １／５８

Ｃ０２Ｆ １／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

煙道ガス脱硫システム（１０４）であって、当該煙道ガス脱硫システム（１０４）が、
煙道ガス流（１２６）と接触した後の水性アルカリベースのスラリー（１２０）を収集するように構成されたリザーバ（１１６）を備える吸収器（１１４）であって、前記水性アルカリベースのスラリー（１２０）が、水相中に溶解した亜セレン酸を含み、前記亜セレン酸が、前記煙道ガス流（１２６）中に含まれるセレン副産物に由来する、吸収器（１１４）と、
前記リザーバ（１１６）内の前記水性アルカリベースのスラリー（１２０）の亜硫酸塩濃度を監視するように構成された亜硫酸塩センサ（１３０）と、
前記亜硫酸塩センサ（１３０）と動作可能に結合される空気注入システム（１３２）であって、前記空気注入システム（１３２）が、前記亜硫酸塩濃度の関数として決定された流量で空気（１３４）の流れを前記リザーバ（１１６）に注入するように構成される、空気注入システム（１３２）と、
前記リザーバ（１１６）と流れ連通して結合される添加剤注入システム（１３６）であって、前記添加剤注入システム（１３６）が、沈殿剤（１３８）を前記水性アルカリベースのスラリー（１２０）に供給するように構成され、前記沈殿剤（１３８）が、前記亜セレン酸と反応して水相から前記亜セレン酸を硫化セレン、元素状セレン又は他のセレン固体化合物として沈殿させるように構成される、添加剤注入システム（１３６）と
を備える、煙道ガス脱硫システム（１０４）。

【請求項2】

前記亜硫酸塩センサ（１３０）及び前記空気注入システム（１３２）に通信可能に結合されたコントローラ（１２８）をさらに備え、前記コントローラ（１２８）が、前記亜硫酸塩センサ（１３０）によって得られた測定された亜硫酸塩濃度を所定の亜硫酸塩濃度と比較するように構成され、かつ前記比較に基づいて前記リザーバ（１１６）に注入される前記空気（１３４）の流れの流量を調整するように構成される、請求項１に記載の煙道ガス脱硫システム（１０４）。

【請求項3】

前記コントローラ（１２８）が、前記空気（１３４）の流れの前記流量を調整し、前記亜セレン酸又は沈殿亜セレン酸の濃度を前記水性アルカリベースのスラリー（１２０）中の全セレンの９０重量％超に維持するようにさらに構成される、請求項２に記載の煙道ガス脱硫システム（１０４）。

【請求項4】

前記吸収器（１１４）が、前記リザーバ（１１６）内に位置決めされた攪拌器（１４０）であって、前記沈殿剤（１３８）を前記水性アルカリベースのスラリー（１２０）中に分散させるように構成された攪拌器（１４０）を備える、請求項１に記載の煙道ガス脱硫システム（１０４）。

【請求項5】

前記吸収器（１１４）から排出される廃水流（１４４）中のセレン濃度を監視するように構成されたセンサ（１４８）をさらに備える、請求項１に記載の煙道ガス脱硫システム（１０４）。

【請求項6】

前記沈殿剤が、有機硫化物、硫化ナトリウム、硫化水素又はゼロ価の鉄を含む、請求項１に記載の煙道ガス脱硫システム（１０４）。

【請求項7】

煙道ガス流（１２６）を生成するように構成されたボイラ（１０２）であって、前記煙道ガス流（１２６）がセレン副産物を含む、ボイラ（１０２）と、
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の煙道ガス脱硫システム（１０４）と
を備える、発電装置（１００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一般に、電力生産に関し、より具体的には、亜硫酸塩制御および湿式煙道ガス脱硫を介してセレン汚染を制御するシステムおよび方法に関する。

【背景技術】

【0002】

少なくともいくつかの既知の発電装置は、石炭、石油、泥炭、廃棄物、バイオ燃料、天然ガスなどの炭素および水素含有燃料の燃焼に由来するエネルギーを生成する。炭素と水素に加えて、これらの燃料は、酸素、水分、および汚染物質を含有する場合がある。そのため、このような燃料の燃焼により、灰、二酸化炭素（ＣＯ_２）、硫黄化合物（多くの場合「ＳＯｘ」と呼ばれる硫黄酸化物の形の）、窒素化合物（多くの場合「ＮＯｘ」と呼ばれる窒素酸化物の形の）、塩素化合物（多くの場合「ＨＣｌ」と呼ばれる）、水銀、および／または他の微量元素の形の汚染物質を含有し得るガス流が発生する。

【0003】

少なくともいくつかの既知の発電装置は、大気中に放出する前にガス流から汚染物質の除去を促進する煙道ガス捕捉システムを使用している。例えば、いくつかの既知の発電装置は、煙道ガス脱硫（ＦＧＤ）システムを使用して、硫黄化合物およびガス流からのセレンなどの微量元素の吸収を促進するスラリーとガス流を接触させることによって汚染物質を除去する。吸収された汚染物質を含むスラリーは、ＦＧＤシステムに収集され、吸収された汚染物質の一部を含む廃水流は、さらなる処理を受ける前にＦＧＤシステムから排出される。しかし、廃水流から特定の汚染物質を除去することは困難であり、かつ／または費用がかかることがある。そのため、ＦＧＤシステムは、限られた結果しか提供しない場合がある。

【発明の概要】

【0004】

一態様では、廃水流中の汚染を低減する方法が提供される。方法は、吸収器を通して煙道ガス流を送ることと、煙道ガス流を水性アルカリベースのスラリーと接触させ、それにより煙道ガス流中のセレン副産物がセレン化合物を水性アルカリベースのスラリー内で形成するようにすることと、水性アルカリベースのスラリー中のセレン化合物の酸化を制御することと、沈殿剤を水性アルカリベースのスラリーに添加し、水性アルカリベースのスラリー内のセレン化合物を沈殿させることとを含む。

【0005】

別の態様では、煙道ガス脱硫システムが提供される。システムは、煙道ガス流との接触後に水性アルカリベースのスラリーを収集するように構成されたリザーバを含む吸収器を含み、水性アルカリベースのスラリーは、内部に溶解したセレン化合物を含む。セレン化合物は、煙道ガス流内に含まれるセレン副産物に由来する。亜硫酸塩センサは、リザーバ内の水性アルカリベースのスラリーの亜硫酸塩濃度を監視するように構成され、空気注入システムは、亜硫酸塩センサと動作可能に結合され、空気注入システムは、亜硫酸塩濃度の関数として決定された流量で空気の流れをリザーバに注入するように構成される。添加剤注入システムは、リザーバと流れ連通して結合され、添加剤注入システムは、沈殿剤を水性アルカリベースのスラリーに供給するように構成され、沈殿剤は、水性アルカリベースのスラリー内のセレン化合物を沈殿させるように構成される。

【0006】

さらに別の態様では、発電装置が提供される。発電装置は、煙道ガス流を生成するように構成されたボイラであって、煙道ガス流は、セレン副産物を含むボイラと、煙道ガス脱硫システムとを含む。システムは、煙道ガス流との接触後に水性アルカリベースのスラリーを収集するように構成されたリザーバを含む吸収器を含み、水性アルカリベースのスラリーは、内部に溶解したセレン化合物を含む。セレン化合物は、煙道ガス流内に含まれるセレン副産物に由来する。亜硫酸塩センサは、リザーバ内の水性アルカリベースのスラリーの亜硫酸塩濃度を監視するように構成され、空気注入システムは、亜硫酸塩センサと動作可能に結合され、空気注入システムは、亜硫酸塩濃度の関数として決定された流量で空気の流れをリザーバに注入するように構成される。添加剤注入システムは、リザーバと流れ連通して結合され、添加剤注入システムは、沈殿剤を水性アルカリベースのスラリーに供給するように構成され、沈殿剤は、水性アルカリベースのスラリー内のセレン化合物を沈殿させるように構成される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】例示的な発電装置の概略図である。

【図2】廃水中のセレン汚染を低減する例示的な方法を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本明細書に記載の実施形態は、発電装置における亜硫酸塩制御および湿式煙道ガス脱硫（ＦＧＤ）によりセレン汚染を制御するシステムおよび方法に関する。例示的な実施形態では、煙道ガス流は、水性スラリーと接触して煙道ガス流から汚染物質を除去する前に、吸収器を通して送られる。例えば、少なくともいくつかの発電装置では、煙道ガスは、二酸化セレンの形のセレンなどの微量元素を含有する場合がある。二酸化セレンはスラリー中で可溶性であり、水溶液に吸収されると亜セレン酸になる。本明細書に記載のＦＧＤシステムは、酸素を吸収器の底部に収集されたスラリーに導入し、ＦＧＤ石膏として知られる市場性のある副産物、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ_４・２Ｈ_２Ｏ）を発生する。そのような石膏は有用であるが、ＦＧＤ石膏製造の有害な結果の１つは、スラリー中の亜セレン酸と酸素との反応により生成されるセレン酸の発生である。セレン酸は、ＦＧＤシステムから排出される廃水流から除去することが困難であり、かつ費用がかかることがある。従来の廃水処理プロセスによる処理に加えて、廃水流中の必要なセレン排出レベルに対するセレン酸の適切な処理は、バイオリアクタまたはゼロ価鉄処理ステップもしくは他の特別な処理ステップの追加によって強化される場合がある。

【0009】

本明細書に記載のシステムおよび方法において、スラリーの酸化は、スラリー中のセレン酸の発生の減少を促進するために制御される。例えば、スラリー中の亜セレン酸が酸素と接触し得る時間の量を減らすと、スラリー中のセレン酸の発生の減少が促進される。加えて、本明細書に記載のＦＧＤシステムは、沈殿剤をスラリーに添加する添加剤注入システムを含む。沈殿剤は、酸化されてセレン酸になり得る前に、スラリー中の亜セレン酸と反応して亜セレン酸を硫化セレン、元素状セレン、または他のセレン固体化合物として沈殿させる。そのため、セレンを沈殿させると、ＦＧＤ液相中の溶存セレンが大幅に減少し、したがって廃水処理システムへのＦＧＤ水性排出物中の溶存セレンが減少される。ＦＧＤスラリー中の固体セレン沈殿物もまた、プロセスからの石膏固体と共に部分的に除去される。そのため、ＦＧＤ水性排出物中の残留セレン沈殿固体または溶解した亜セレン酸は、従来の廃水処理プロセスを用いてより簡単に除去され、処理された廃水流中のセレンレベルを閾値レベル未満に確実に下げることが可能である。

【0010】

別途指定のない限り、本明細書で使用される「一般に」、「実質的に」、および「およそ」などの近似を表す文言は、そのように修飾された用語が、絶対的または完全な程度ではなく、当業者によって認識されるようなおおよその程度にのみ適用され得ることを示している。したがって、「およそ」、「約」、および「実質的に」などの用語で修飾された値は、明記された厳密な値に限定されるものではない。少なくともいくつかの例では、近似を表す文言は、値を測定するための機器の精度に対応することができる。加えて、別途指定のない限り、「第１の」、「第２の」、などの用語は、本明細書において単に標識として使用されているにすぎず、これらの用語が言及する項目について順序、位置、または階層上の要件を加えることを意図するものではない。さらに、例えば、「第２の」項目への言及は、例えば、「第１の」またはより小さい番号の項目、あるいは「第３の」またはより大きい番号の項目の存在を要求するものではなく、また排除するものでもない。本明細書で使用する場合、「上流」という用語は、回転機械の前方または入口端部を指し、「下流」という用語は、回転機械の下流または排気端部を指す。

【0011】

図１は、例示的な発電装置１００の概略図である。例示的な実施形態では、発電装置１００は、直列流れ関係で、ボイラ１０２と、湿式煙道ガス脱硫（ＷＦＧＤ）システム１０４と、廃水処理システム（ＷＷＴＳ）１０６とを含む。動作中、石炭、天然ガス、または他の化石燃料などの燃料１０８は、空気１１０の供給に加えてボイラ１０２に供給される。ボイラ１０２は、燃料１０８と空気１１０を燃焼させ、二酸化炭素（ＣＯ_２）、硫黄化合物（ＳＯｘ）、窒素化合物（ＮＯｘ）、塩素化合物（ＨＣｌ）、フッ化水素酸（ＨＦ）、フライアッシュ粒子、水銀、および／またはセレンなどの他の微量元素を含み得る煙道ガス流１１２を発生する。煙道ガス流１１２は、ＷＦＧＤシステム１０４に向けて送られ、煙道ガス流１１２からの汚染物質の除去を促進する。

【0012】

例示的な実施形態では、ＷＦＧＤシステム１０４は、吸収器１１４を含む。吸収器１１４は、リザーバ１１６と、リザーバ１１６から垂直に延びる洗浄塔１１８とを含む。リザーバ１１６は、ＷＦＧＤシステム１０４を通して送られて煙道ガス流１１２と接触する水性アルカリベースのスラリー１２０を含有する。より具体的には、ＷＦＧＤシステム１０４は、１つまたは複数のポンプ１２２と、洗浄塔１１８に位置決めされた複数のノズル１２４とを含む。ポンプ１２２は、スラリー１２０をリザーバ１１６からノズル１２４を通して送り、ノズル１２４は、スラリーを煙道ガス流１１２に向けて排出する。ノズル１２４に送られるスラリー１２０の量は、限定はしないが、洗浄塔１１８に存在する煙道ガスの量、煙道ガス流１１２中の汚染物質の量、および／またはＷＦＧＤシステム１０４の全体的な設計などのいくつかの要因に依存し得る。

【0013】

煙道ガス流１１２は吸収器１１４に送られ、それにより煙道ガス流１１２が洗浄塔１１８を通って上昇し、スラリー１２０と接触する。例示的な実施形態では、ノズル１２４は、洗浄塔１１８内のスラリー１２０を排出し、煙道ガス流１１２からの硫黄酸化物およびセレン酸化物などの汚染物質の除去を促進する。いくつかの実施形態では、汚染物質は、スラリー１２０内で可溶性であり、浄化された煙道ガス流１２６が形成されるように煙道ガス流１１２からの汚染物質の除去を促進し得る。そのような実施形態では、浄化された煙道ガス流１２６は吸収器１１４から排出され、内部に混入した汚染物質を含有するスラリー１２０はリザーバ１１６内に収集される。次いで、スラリー１２０は、ポンプ１２２を介してノズル１２４に再循環され得る。

【0014】

例示的な実施形態では、ＷＦＧＤシステム１０４はまた、コントローラ１２８と、亜硫酸塩センサ１３０と、空気注入システム１３２とを含む。コントローラ１２８は、亜硫酸塩センサ１３０および空気注入システム１３２と結合され、それにより亜硫酸塩センサ１３０および空気注入システム１３２も互いに結合される。コントローラ１２８は、例えば、様々な供給源からの電気信号を送受信し、信号に関連するデータを少なくとも一時的に記憶し、数値および／または論理演算をデータに対して実行することが可能なコンピュータ、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路、回路構成、または任意の他のデバイスを含み得る。コントローラ１２８は、モニタ、キーボード、または他のタイプのユーザインターフェース、および関連するメモリデバイスを含むことができ、またはそれらに接続することができる。

【0015】

亜硫酸塩センサ１３０は、リザーバ１１６内のスラリー１２０を感知し、リザーバ１１６内のスラリー１２０の亜硫酸塩濃度を監視する。例えば、亜硫酸塩センサ１３０は、継続的にまたは所定の間隔でスラリー１２０中の亜硫酸塩濃度レベルを測定し得る。所定の間隔は、コントローラ１２８によって自動的に決定されてもよいし、またはユーザによって手動で設定されてもよい。亜硫酸塩センサ１３０の使用が本明細書に記載されているが、亜硫酸塩濃度レベルは、例えば、オンラインもしくは定期的な化学分析または他の既知の方法などの他の手段によって決定されてもよい。

【0016】

例示的な実施形態では、空気注入システム１３２は、測定された亜硫酸塩濃度に基づいて決定された流量で酸化空気１３４の流れをリザーバ１１６に注入する。例えば、コントローラ１２８は、測定された亜硫酸塩濃度を設定点として１つまたは複数の所定の亜硫酸塩濃度レベルと比較し得る。所定の亜硫酸塩濃度レベルは、単一の値または値の範囲を含み得ると考えられる。所定のレベルは、ユーザ入力パラメータとすることができる。例えば、所定の亜硫酸塩濃度値は、約５ｍｇ／Ｌ～約１２５ｍｇ／Ｌ、または約２０ｍｇ／Ｌ～約５０ｍｇ／Ｌの範囲であり得る。動作中、コントローラ１２８は、測定された亜硫酸塩濃度と所定の亜硫酸塩濃度レベルとの比較に基づいて、制御信号を空気注入システム１３２に提供する。制御信号により、空気注入システム１３２は、リザーバ１１６内のスラリー１２０に導入される酸化空気１３４の流れの流量を調整する。より具体的には、リザーバ１１６への酸化空気１３４の流れの流量は、スラリー１２０内の所望の亜硫酸塩レベルの維持を促進するように調整される。そのため、スラリー１２０内のセレン酸などの望ましくない汚染物質化合物の形成が減少される。

【0017】

例えば、上述のように、酸化空気１３４は、スラリー１２０中に溶解した汚染物質と反応し、特定の望ましくない汚染物質化合物（例えば、セレン酸）を生成する。例示的な実施形態では、煙道ガス流１１２中の二酸化硫黄は、スラリー１２０と反応して亜硫酸塩を水相中に生成し、煙道ガス流１１２中の二酸化セレン（「セレン副産物」）は、スラリー１２０と反応して亜セレン酸（「セレン化合物」）を水相中に生成する。亜硫酸塩および亜セレン酸は、洗浄塔１１８を通して下方向に引き込まれたスラリー１２０中で可溶性であり、次にリザーバ１１６に収集される。酸化空気１３４のリザーバ１１６への注入は、亜硫酸塩を硫酸塩に変換するのを促進し、次に硫酸塩はカルシウムと反応してＦＧＤ石膏を形成し、亜セレン酸からセレン酸への変換を促進する。より高い流量で酸化空気１３４の流れを注入すると、亜硫酸塩濃度レベルが低下して亜セレン酸の生成が増加され、より低い流量で酸化空気１３４の流れを注入すると、亜硫酸塩濃度レベルが増加して亜セレン酸の生成が減少される。そのため、スラリー１２０の亜硫酸塩濃度を監視し、亜硫酸塩濃度に基づいて空気注入を制御することにより、スラリー１２０中のセレン酸濃度レベルを低レベルに維持することが可能になる。例えば、亜硫酸塩を制御しないシステムでは、典型的には、スラリー中のセレンの９０％超が酸化されてセレン酸になる。一実施形態では、コントローラ１２８は、酸化空気１３４の流れの流量を調整して亜セレン酸および沈殿亜セレン酸の濃度をスラリー１２０中の全セレンの約９０重量パーセント超に維持し、セレン酸の濃度をスラリー１２０中のセレンの約１０重量パーセント未満に維持する。本明細書で使用する場合、「沈殿亜セレン酸」は、硫化セレン、元素状セレン、または他の固体セレン化合物を含む、沈殿することができる固体セレン化合物のいずれかである。

【0018】

いくつかの実施形態では、スラリー１２０のｐＨレベルは、スラリー１２０中の亜セレン酸の沈殿を促進する所定の範囲内に維持される。例えば、ｐＨを継続的に監視し、ｐＨ設定点またはｐＨ範囲を維持するためにアルカリ試薬を添加することができる。例えば、ｐＨ設定点を設定値として選択する場合、システムは、ｐＨレベルを約＋／－０．１ｐＨ単位内に維持する。一実施形態では、ｐＨレベルは、約４．４～約６．８の所定の範囲内、または約５．０～約６．０の所定の範囲内で定義することができる。

【0019】

例示的な実施形態では、ＷＦＧＤシステム１０４は、リザーバ１１６と流れ連通して結合された添加剤注入システム１３６を含む。添加剤注入システム１３６は、沈殿剤１３８の流れをスラリー１２０に供給する。沈殿剤１３８は、ＷＦＧＤシステム１０４が本明細書に記載のように機能することを可能にする任意の物質であり得る。例示的な沈殿剤は、限定はしないが、有機硫化物、硫化ナトリウム、硫化水素、またはゼロ価鉄を含む。沈殿剤１３８は、酸化してセレン酸になり得る前に、スラリー１２０内の亜セレン酸の沈殿を促進する。

【0020】

吸収器１１４は、リザーバ１１６内に位置決めされた攪拌器１４０を含む。攪拌器１４０は、リザーバ１１６内で回転可能であり、スラリー１２０内での沈殿剤１３８の分散を促進する。一実施形態では、酸化空気１３４は、１つまたは複数の空気注入場所１４２でリザーバ１１６に導入される。上述のように、酸化空気１３４のリザーバ１１６への注入は、亜セレン酸からセレン酸への変換を促進する。そのため、攪拌器１４０は、沈殿剤１３８が空気注入場所１４２に存在するように、また亜セレン酸が空気注入場所１４２に到達し得る前に沈殿するようにスラリー１２０をリザーバ１１６内で混合する。したがって、セレン酸の生成は、リザーバ１１６内で抑制されるように促進される。

【0021】

例示的な実施形態では、スラリー１２０から形成される廃水流１４４は、吸収器１１４から排出される。廃水流１４４は、とりわけ、沈殿剤１３８をスラリー１２０に導入した結果として生成された沈殿亜セレン酸を含む。ＷＷＴＳ１０６は、吸収器１１４の下流にあり、内部に廃水流１４４を受け入れる。ＷＷＴＳ１０６は、発電装置１００が本明細書に記載のように機能することを可能にする任意の機構を使用して、廃水流１４４からの沈殿亜セレン酸の除去を促進する。例えば、一実施形態では、ＷＷＴＳ１０６は、沈降を介して廃水流１４４の固体成分と液体成分を分離する浄化器（図示せず）を含む。そのため、沈殿亜セレン酸を実質的に含まない浄化された廃水流１４６は、ＷＷＴＳ１０６から排出される。代替の実施形態では、ＷＷＴＳ１０６はまた、廃水流１４４の水相に残っている亜セレン酸をさらに沈殿させて除去するのに使用するために、追加の沈殿剤を廃水流１４４に添加するための手段を含む。

【0022】

センサ１４８は、浄化された廃水流１４６と流れ連通して結合される。センサ１４８は、浄化された廃水流１４６中のセレン濃度を監視し、センサ１４８によって得られたセレン濃度データを使用して、浄化された廃水流１４６中のセレンレベルを閾値レベル未満に確実に下げることが可能である。あるいは、セレン濃度は、浄化された廃水流１４６の定期的なサンプルを採取し、サンプルを実験室で分析することによって監視される。

【0023】

図２は、廃水流１４４中のセレン汚染を低減する例示的な方法２００を示すフロー図である。最初に、煙道ガス流１１２は、吸収器１１４を通して送られる２０２。煙道ガス流１１２は、二酸化セレンなどのセレン副産物を含む。煙道ガス流１１２は、水性アルカリベースのスラリー１２０と接触され２０４、セレン副産物は、水性アルカリベースのスラリー１２０内で可溶性であり、亜セレン酸などのセレン化合物を形成する。方法２００はまた、水性アルカリベースのスラリー１２０中のセレン化合物の酸化を制御すること２０６と、沈殿剤を水性アルカリベースのスラリー１２０に添加すること２０８とを含み、沈殿剤は、水性アルカリベースのスラリー１２０内のセレン化合物を沈殿させるように構成される。

【0024】

本明細書に記載の実施形態は、発電装置における亜硫酸塩制御および湿式煙道ガス脱硫（ＦＧＤ）によりセレン汚染を制御するシステムおよび方法に関する。本明細書に記載のシステムおよび方法は、セレン酸に変換され得る前にスラリー中の亜セレン酸を沈殿させ、スラリー中の亜セレン酸が酸素と接触し得る時間の量を減らすことによって、前述の目的を達成する。そのため、石膏固体で部分的に除去され得る亜セレン酸沈殿物は、従来の廃水処理プロセスを用いてより簡単に除去され、廃水流中のセレンレベルを閾値レベル未満に確実に下げることが可能である。

【0025】

上記の説明は例示のみを意図したものであり、当業者は、開示された本発明の範囲から逸脱することなく、説明された実施形態に変更を加えることができることを認識するであろう。例えば、ＷＦＧＤシステムは、煙道ガス流からの他の汚染物質の除去を促進するために修正されてもよい。本発明の範囲内にあるさらに他の修正は、本開示を検討すれば当業者には明らかであり、そのような修正は、添付の特許請求の範囲内にあることを意図している。

【0026】

煙道ガス脱硫システムの例示的な実施形態を、上記で詳細に説明した。システムは、本明細書に記載の特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、システムの構成要素は、本明細書に記載した他の構成要素から独立に、かつ別個に利用することができる。例えば、廃水流中のセレン汚染を低減するシステムおよび方法は、本明細書に記載の煙道ガス脱硫システムのみでの実施に限定されない。むしろ、例示的な実施形態は、多くの他の発電装置用途に関連して実装および利用することができる。

【0027】

本発明の様々な実施形態の特定の特徴は、一部の図面に示され、他の図面には示されていないかもしれないが、これは単に便宜上にすぎない。さらに、上記の説明における「一実施形態」への言及は、記載した特徴も組み込んだ付加的な実施形態の存在を除外するものと解釈されることを意図しない。本発明の原理によれば、図面の任意の特徴は、任意の他の図面の任意の特徴と組み合わせて参照および／または特許請求することができる。

【0028】

本発明を様々な特定の実施形態に関して説明してきたが、当業者は、本発明が特許請求の範囲の精神および範囲内の修正を加えて実施することができることを認識するであろう。

【符号の説明】

【0029】

１００ 発電装置
１０２ ボイラ
１０４ 湿式煙道ガス脱硫（ＷＦＧＤ）システム
１０６ 廃水処理システム（ＷＷＴＳ）
１０８ 燃料
１１０ 空気
１１２ 煙道ガス流
１１４ 吸収器
１１６ リザーバ
１１８ 洗浄塔
１２０ スラリー
１２２ ポンプ
１２４ ノズル
１２６ 浄化された煙道ガス流
１２８ コントローラ
１３０ 亜硫酸塩センサ
１３２ 空気注入システム
１３４ 酸化空気
１３６ 添加剤注入システム
１３８ 沈殿剤
１４０ 攪拌器
１４２ 空気注入場所
１４４ 廃水流
１４６ 浄化された廃水流
１４８ センサ
２００ 方法

【図1】

【図2】