JPH04176322A - ごみ焼却炉の排ガス中からの水銀除去方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ごみ焼却炉から出た排ガス中から水銀を除
去する方法に関する。

［従来の技術］ ごみ焼却炉から出た排ガス中には毒性の強い水銀が含ま
れているので、これを除去する必要性がある。従来、ご
み焼却炉から出た排ガス中からの水銀の除去は、煙道に
配置された固体捕集剤を用いて行う方法により実施され
ている。

この方法に用いる固体捕集剤としては、金属硫化物や同
塩化物、特に銅の硫化物が効果的であることが知られて
いる。そして、捕集効果を高める目的で、これらの捕集
剤を粉末状にして用いたり、担体に担持して用いたりし
ている。前者の方法は、捕集剤の表面積を大きくして排
ガス中の水銀と反応する露出表面積を大きくし、後者の
方法は捕集剤の量を多くして捕集効果を高めるものであ
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前者の方法では、捕集剤を粉砕して微粉
末にするためのコストが高くなるという問題があった。

また、後者の方法では、捕集剤を担持した担体を取り扱
う必要があり、取り扱う固体の量が、担体の分だけ増え
て面倒であるという問題があった。

この発明の目的は、上記問題を解決したごみ焼却炉の排
ガス中からの水銀除去方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ この発明によるごみ焼却炉の排ガス中からの水銀除去方
法は、ごみ焼却炉から出た排ガス中に、重金属を含む水
溶液および硫化剤を含む水溶液を、それぞれ噴射ノズル
を用いて両水溶液が混合するように噴射して重金属硫化
物をつくり、この重金属硫化物に蒸気状水銀を付着させ
て固定化し、除去することを特徴とするものである。

上記において、重金属の水溶液は、重金属塩を水に溶か
すことによって得られる。重金属塩としては、たとえば
Ｆ　ｅ　ｓ　Ｃｕ　ＳＰ　ｂ　％　Ｍ　ｎ等の水溶性化
合物が用いられる。また、硫化剤としては、Ｎ　ａ　Ｓ
　ＨＳＮ　ａ　２　Ｓ　ｓ多硫化ナトリウム等が用いら
れる。また、重金属および硫化剤の水溶液の噴射は、排
ガス中において水が完全に蒸発する微粒子噴射が好まし
いが、必ずしも水が完全に蒸発する必要はなく、生成し
た重金属硫化物の表面に水が付着した状態であってもよ
い。

［作　　用］ ごみ焼却炉から出た排ガス中に、重金属を含む水溶液お
よび硫化剤を含む水溶液を、それぞれ噴射ノズルを用い
て両水溶液が混合するように噴射すると、重金属の硫化
物が生成する。そして、蒸気状水銀か重金属硫化物に付
着し、固定化される。蒸気状水銀の付着した重金属硫化
物はフライアッシュに付着し、このフライアッシュが集
塵機で集塵され、適宜処理される。

この方法では、排ガス中に２種の水溶液を噴射するので
あるから、従来のように固体捕集剤を微粉末に粉砕する
作業が必要なく、しかも取り扱うのは液体だけでよい。

［実　　施　　例コ 以下、この発明の実施例を、図面を参照して説明する。

第１図にはこの発明によるプロセスフローを示し、第２
図はこの発明のプロセスにおける水銀除去原理を模式的
に示す。第１図において、ごみは焼却炉（１）で焼却さ
れ、その排ガスが水銀捕集装置（２）に送られる。排ガ
ス中には、第２図（ａ）に示すように、フライアッシュ
（＾）および蒸気状水銀（Ｂ）が含まれている。水銀捕
集装置（２）において、排ガスに、重金属を含む水溶液
および硫化剤を含む水溶液が、それぞれ噴射ノズルを用
いて両水溶液が混合するように噴射される。両水溶液が
混合することにより、第２図（ｂ）に示すように、重金
属硫化物（Ｃ）が生成する。そして、第２図（Ｃ）に示
すように、この重金属硫化物（Ｃ）に蒸気状水銀（Ｂ）
が付着し、蒸気状水銀（Ｂ）の付着した重金属硫化物（
Ｃ）がフライアッシュ（Ａ）に付着する。このフライア
ッシュ（＾）を含む排ガスは、集塵機（３）に送られ、
ここで集塵処理が施された後、煙突（４）から大気中に
排出される。集塵灰は灰ピット（５）に送られて集積さ
れた後、適宜処理される。

第３図および第４図は水銀捕集装置（２）を示す。以下
の説明において、左右は第３図および第４図の左右をい
うものとする。同図において、水銀捕集装置（２）は、
混合反応容器（１ｏ）と、先端吹出口か混合反応容器（
１０）内を向くように、混合反応容器（ｌＯ）の周壁（
ｌｏａ）に取り付けられ、かつ軸線か同一直線上に位置
する重金属含有水溶液噴射ノズル（１１）および硫化剤
含有水溶液噴射ノズル（１２）とを備えている。混合反
応容器（１０）の底壁（１０ｂ）にはごみ焼却炉（１）
からのびた煙道（１３）が接続されている。また、混合
反応容器（１０）の周壁（１０ａ）の上部には、排ガス
を集塵機（３）に送る煙道（１４）が接続されている。

混合反応容器（１０）の中間部にオリフィス部（１０ｃ
）が設けられている。オリフィス部（ｆｏｅ）よりも下
方において、混合反応容器（１０）の周壁（１０ａ）に
おける同一直線上には、重金属含有水溶液噴射口（１５
）および硫化剤含有水溶液噴射口（１６）が形成されて
おり、これらの噴射口（１５）　（１ｔ３）を囲むよう
に、周壁（１０ａ）外面にそれぞれ排ガスチャンバ（１
７）（１８）が設けられている。各排ガスチャンバ（１
７）（１８）には、煙道（１３）から分岐した排ガス供
給路（１９）　（２０）が接続されている。

重金属水溶液噴射口（１５）の排ガスチャンバ（１７）
の右側壁（１７ａ）に、重金属水溶液噴射ノズル（１１
）が、先端が噴射口（１５）内に臨むように貫通固定さ
れている。噴射ノズル（１１）の排ガスチャンバ（１７
）内に存在する部分の周囲には、筒体（２１）が配置さ
れている。筒体（２１）の左端部は噴射口（１５）内に
配置されて混合反応容器（１０）の周壁（ｌｏａ）に固
定された支持リング（２２）に固定されて混合反応容器
（１０）内に連通させられ、右端部は排ガスチャンバ（
１７）の右側壁（Ｌ７ａ）に固定されて右端開口が閉鎖
されている。筒体（２１）の右端寄りの部分には排ガス
導入口（２Ｌａ）が形成されている。また、筒体（２１
）内面における左端寄りの部分には、筒体（２１）内に
流入した排ガスを渦流としこれを混合反応容器（１０）
内に供給するための螺旋状ガイドベーン（２３）が設け
られている。

重金属水溶液噴射ノズル（１１）は、第５図に示すよう
に内外２重筒構造であり、外筒（２４）の右端部内に圧
縮空気が送り込まれ、内筒（２５）の右端部内に重金属
水溶液が送り込まれるようになされている。ノズル（１
１）の左端部に、中心部に重金属水溶液通過孔（２６ａ
）が形成されるとともに、その周囲に円周方向に所定間
隔をおいて複数の圧縮空気通過孔（２６ｂ）が形成され
たプラグ部材（２６）が、両筒（２４）　（２５）の左
端開口を塞ぐように固着されている。プラグ部材（２６
）に、中心部に重金属水溶液吸引孔（２７ａ）が形成さ
れるとともに、その周囲に円周方向に所定間隔をおいて
複数の圧縮空気噴出孔（２７ｂ）が形成された中子（２
７）、および複数の噴孔（２８ａ）を有するノズルチッ
プ（２８）が、キャップ（２９）により取付けられてお
り、中子（２７）とノズルチップ（２８）との間に混合
室（３０）が形成されている。混合室（３０）は、重金
属水溶液吸引孔（２７ａ）によりプラグ部材（２６）の
重金属水溶液通過孔（２６ａ）と連通させられるととも
に、圧縮空気噴出孔（２７ｂ）によりプラグ部材（２６
）の圧縮空気通過孔（２６ｂ）と連通させられている。

そして、外筒（２４）からプラグ部材（２６）の圧縮空
気通過孔（２８ｂ）および中子（２７）の圧縮空気噴出
孔（２７ｂ）を通って混合室（３０）内に噴射される圧
縮空気によって、重金属水溶液が内筒（２５）内から通
過孔（２６ａ）および吸引孔（２７ａ）を通って混合室
（３０）に吸引され、混合室（３０）で混合させられて
ノズルチップ（２８）の噴孔（２８ａ）から噴射される
。その後、筒体（２１）の左端開口から流出する排ガス
の渦流とともに混合反応容器（１０）内に吹き出される
。硫化剤水溶液噴射ノズル（１２）の構造は、重金属水
溶液噴射ノズル（１１）と同様な構造であり、これと左
右逆向きに配置されている。

このような構成において、焼却炉（１）から送られてき
た排ガスは、混合反応容器（１０）内に底部から噴出す
る。また、排ガス供給路（１９）　（２０）を通って排
ガスチャンバ（ｔ７）（ｔ８）内に入り、筒体（２１）
の先端から渦流として混合反応容器（１０）に噴出され
る。一方、両ノズル（ｔｔ）（１２）から噴射されかつ
排ガスの渦流に乗った重金属水溶液の微粒子と硫化剤水
溶液の微粒子とが衝突し、これにより両水溶液が混合す
ることによって重金属硫化物（Ｃ）が生じる。そして、
この重金属硫化物（Ｃ）に排ガス中の蒸気状水銀（Ｂ）
が付着し、蒸気状水銀（Ｂ）の付着した重金属硫化物（
Ｃ）かフライアッシュ（＾）に付着する。

第６図は水銀捕集装置の変形例を示し、第７図は重金属
水溶液噴射ノズルおよび硫化剤水溶液噴射ノズルの変形
例を示す。第６図において、混合反応容器（４０）の下
方には、これに連なって渦流発生室（４１）が設けられ
ており、この渦流発生室（４１）に煙道（１３）が接続
されている。また、混合反応容器（４０）の頂壁（４０
ａ）に、下向きの重金属水溶液および硫化剤水溶液噴射
ノズル（４２）が配置されている。ノズル（４２）は、
第７図に示すように、重金属水溶液噴射ノズルおよび硫
化剤水溶液噴射ノズルが一体化されたものであって、４
重筒構造となっている。そして、最内筒（４３）の上端
部内に重金属水溶液が供給され、内側から２番目の筒（
４４）の上端部内に重金属水溶液噴霧用圧縮空気が供給
され、外側から２番目の筒（４５）の上端部内に硫化剤
水溶液が供給され、最外筒（４６）の上端部内に硫化剤
水溶液噴霧用圧縮空気が供給されるようになっている。

ノズル（４２）の下端部には、中心部に重金属水溶液通
過孔（４７ａ）が形成され、その周囲に円周方向に所定
間隔をおいて複数の圧縮空気通過孔（４７ｂ）が形成さ
れ、その周囲に円周方向に所定間隔をおいて複数の硫化
剤水溶液通過孔（４７ｃ）か形成され、その周囲に円周
方向に所定間隔をおいて複数の圧縮空気通過孔（４７ｄ
）が形成されているプラグ部材（４７）が、すべての筒
（４３）〜（４６）の下端開口を塞ぐように固着されて
いる。プラグ部材（４７）に、中心部に重金属水溶液吸
引孔（４８ａ）が形成され、その周囲に円周方向に所定
間隔をおいて複数の圧縮空気噴出孔（４８ｂ）が形成さ
れ、その周囲に円周方向に所定間隔をおいて複数の硫化
剤水溶液吸引孔（４８ｃ）が形成され、その周囲に円周
方向に所定間隔をおいて複数の圧縮空気噴出孔（４８ｄ
）が形成されている中子（４８）、および複数の噴孔（
４９ａ）　（４９ｂ）を有するノズルチップ（４９）が
、キャップ（５０）により取付けられており、中子（４
９）とノズルチップ（５０）との間に内外２つの混合室
（５１）（５２）が形成されている。そして、内側から
２番目の筒（４４）からプラグ部材（４７）の圧縮空気
通過孔（４７ｂ）および中子（４８）の圧縮空気噴出孔
（４８ｂ）を通って内側の混合室（５１）内に噴射され
る圧縮空気により、重金属水溶液が筒（４３）内から通
過孔（４７ａ）および吸引孔（４８ａ）を通って混合室
（５１）に吸引され、混合室（５１）で混合させられて
ノズルチ・ツブ（４９）の噴孔（４９ａ）から混合反応
容器（４０）内に噴射される。また、最外側の筒（４６
）からプラグ部材（４７）の圧縮空気通過孔（４７ｄ）
および中子（４８）の圧縮空気噴出孔（４８ｄ）を通っ
て外側の混合室（５２）内に噴射される圧縮空気により
、硫化剤水溶液が筒（４５）内から通過孔（４７ｃ）お
よび吸引孔（４８ｃ）を通って混合室（５２）に吸引さ
れ、混合室（５２）で混合させられてノズルチップ（４
９）の噴孔（４９ｂ）から混合反応容器（４０）内に噴
射される。

このような構成において、焼却炉（１）から送られてき
た排ガスは、渦流室（４１）内で渦流とされた後、混合
反応容器（４０）内に底部から噴出せしめられる。また
、ノズル（４２）から噴射された重金属水溶液の微粒子
と硫化剤水溶液の微粒子とが衝突し、これにより両水溶
液が混合することによって重金属硫化物（Ｃ）が生じる
。そして、この重金属硫化物（Ｃ）に排ガス中の蒸気状
水銀（Ｂ）が付着し、蒸気状水銀（Ｂ）の付着した重金
属硫化物（Ｃ）がフライアッシュ（Ａ）に付着する。

重金属含有水溶液および硫化剤水溶液の噴射ノズルは、
上記２種類のものに限定されず、適宜変更可能である。

［発明の効果コ この発明のごみ焼却炉の排ガス中からの水銀除去方法に
よれば、上述のようにして、ごみ焼却炉から出た排ガス
中に、重金属を含む水溶液および硫化剤を含む水溶液を
、それぞれ噴射ノズルを用いて両水溶液が混合するよう
に噴射して重金属硫化物を生成させ、蒸気状水銀を重金
属硫化物に付着させるとともに、蒸気状水銀の付着した
重金属硫化物をフライアッシュに付着させるのであるか
ら、効率良く水銀を除去することができる。

しかも、排ガス中に２種の水溶液を噴射するのであるか
ら、固体捕集剤を微粉末に粉砕して用いる従来方法に比
べてコストが安くなる。さらに、取り扱うのは液体だけ
であるので、固体捕集剤を担体に担持して用いる従来方
法に比べて取扱が容易になり、作業が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すフローシート、第２図
はこの発明の実施例における水銀除去原理を模式的に示
す図、第３図はこの発明の実施例に用いる水銀捕集装置
を示す垂直断面図、第４図は第３図の部分拡大図、第５
図は第３図の水銀捕集装置に用いる噴射ノズル先端部の
拡大縦断面図、第６図はこの発明の実施例に用いる水銀
捕集装置の変形例を示す垂直断面図、第７図は第６図の
水銀捕集装置に用いる噴射ノズル先端部の拡大縦断面図
である。 （１）・・・ごみ焼却炉、（１１）　（１２）　（４２
）・・・噴射ノズル。 第４８図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ごみ焼却炉から出た排ガス中に、重金属を含む水溶液お
   よび硫化剤を含む水溶液を、それぞれ噴射ノズルを用い
   て両水溶液が混合するように噴射して重金属硫化物をつ
   くり、この重金属硫化物に蒸気状水銀を付着させて固定
   化し、除去することを特徴とするごみ焼却炉の排ガス中
   からの水銀除去方法。