JPH08117555A - 水銀蒸気の処理とそのシステム - Google Patents

水銀蒸気の処理とそのシステム

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JPH08117555A
JPH08117555A JP6301288A JP30128894A JPH08117555A JP H08117555 A JPH08117555 A JP H08117555A JP 6301288 A JP6301288 A JP 6301288A JP 30128894 A JP30128894 A JP 30128894A JP H08117555 A JPH08117555 A JP H08117555A
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JP
Japan
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mercury vapor
hcl
mercury
chemical solution
sncl
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Application number
JP6301288A
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English (en)
Inventor
Keiji Imamura
啓志 今村
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Kanken Techno Co Ltd
Original Assignee
Kanken Techno Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の特徴では、産業廃棄物処理プラント
の廃棄物処理設備等発生する水銀蒸気をSnCl4−H
Cl,CuCl2−HCl,FeCl3−HCl,Ni
Cl2−HCl等の水溶液の中から選ばれる少なくとも
1種の薬液が充填層にて接触させることにより、出口排
ガスにおける水銀蒸気が除限量以下までにして流出する
ことが出来る。又、薬液中の塩酸を補給することにより
長時間に亘り、大気中の水銀蒸気を除限量以下まで処理
可能となる。この特徴に加え、産業廃棄物処理プラント
の廃棄物処理設備等から発生する水銀蒸気処理装置は、
水銀吸着剤のように、水銀濃度が高くて死活する事はな
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】水銀は蛍光灯の蛍光材、電池の導
通材等極めて大量に使用されている。このことは水銀と
他の化合物との反応がしにくいという利点を利用したも
のである。一方、水銀蒸気は大気中で極めて安定であ
り、水にもわずかしか溶解せず、TLV値0.05mg
/m3の毒性蒸気であり、水銀蒸気の発生する産業廃棄
物処理プラントの廃棄物処理設備にはその水銀蒸気等の
排気の際にその除害が必要となる。本発明はかかる水銀
蒸気の除去方法に関するものである。
【0002】
【従来技術】水銀蒸気の除害方法については、次に示す
固体吸着材による2方法が知られている。 (1)活性炭に担持したSnCl4−KCLと反応させ
る方法 この方法における反応式は次の通りであり、 Hg(水銀蒸気)+C(活性炭)→C−Hg C−Hg+SnCl4→Hg2Cl2+SnCl2+C(活性炭) KCL:電気化学的反応促進剤と塩化物添加剤 先ず、水銀蒸気は式のように活性炭で捕捉されたの
ち、捕捉された水銀蒸気は式のように担持されたSn
Cl4により徐々に甘こう(Hg2Cl2)になる。こ
の場合、活性炭に担持されたSnCl4,KCL量は少
なく水銀蒸気濃度が高いと、水銀吸着剤はすぐに死活し
て、水銀蒸気が対処できなくなるという諸問題を有して
いる。
【0003】(2)活性炭に担持したMeSと反応させ
る方法(Me:Fe,Sn,Cu)この方法における反
応式は次の通りであり、 Hg(水銀蒸気)+C(活性炭)→C−Hg C−Hg+MeS→HgS↓+C(活性炭) 先ず、水銀蒸気は式のように活性炭で捕捉されたの
ち、捕捉された水銀蒸気は式のように担持されたMe
Sにより徐々に辰砂(HgS)になる。この場合、活性
炭に担持されたMeS量は少なく、水銀蒸気濃度が高い
と、水銀吸着剤はすぐに死活して、水銀蒸気が処理でき
なくなるという諸問題を有している。
【0004】
【問題点を解決するため具体的手段】本発明は前記した
従来法の問題点を一掃した工業的な水銀蒸気の除害方法
を提供するものであり、具体的には水銀蒸気を含む排ガ
スをSnCl4−HCl,CuCl2−HCl,FeC
l3−HCl,NiCl2−HCl等の水溶液の中から
選ばれる少なくとも1種と25〜80℃の範囲で反応さ
せ、得られる塩化第一水銀(Hg2Cl2)を捕集する
ことを特徴とする水銀蒸気の除害方法である。本発明
は、水銀蒸気を処理剤と反応させ、塩化第一水銀を得る
工程と、得られる塩化第一水銀を捕集する工程とよりな
るものであり、第一段で用いる処理剤はいずれも高濃度
の水銀蒸気であっても容易に反応して、すぐに死活して
廃棄される水銀蒸気が出来なくなるという問題点はな
い。また、水銀蒸気がどのような状態(アマルガム)で
あっても、塩化第一水銀という形で水銀蒸気を捕捉する
ことが出来、反応温度は25〜80℃において、水銀蒸
気との爆発的反応もなく、極めて安全である。
【0005】用いる処理剤は価格面において金属塩化物
が安価であり、最適な処理剤といえる。本発明で処理す
る水銀蒸気は液体水銀であっても、種々のガスで希釈さ
れた水銀蒸気であっても勿論適応可能である。又、反応
温度は用いる処理剤,種類によっても差があるが、一般
的には25〜80℃より好ましくは、30〜60℃の範
囲が選ばれる。又、接触時間は用いる処理剤により0.
1〜10分の範囲で適宜、選択すればよい。又、圧力は
加圧下であっても大気圧もしくは減圧下でも十分な速度
で除害できる為、特に制限されない。反応器としては、
気体(水銀蒸気)、液体(処理剤)を接触させるもので
あれば特に問題はないが、気液接触が十分な装置(テラ
レット充填塔式)等であればなお望ましい。また、その
材質は処理剤が金属塩化物を使用する為、金属に樹脂コ
ーティング材料が望ましい。
【0006】第一段の反応で生成した塩化第一水銀(沈
澱物)は薬液槽で固形物として蓄えられる。その原理は
下記の反応によって水銀蒸気を捕捉していることが確認
された。
【0007】I 水銀蒸気と塩化第二鉄との反応は、水
銀表面において第二鉄イオンが水銀を酸化して塩化第一
水銀にし、緑色の塩化第一鉄を生成する。 2FeCl3+2Hg→2FeCl2+Hg2Cl2↓ 処理剤液中では、塩化第一水銀はさらに酸化されて塩化
第二水銀になる。 2FeCl3+Hg2Cl2↓→2FeCl2+2HgCl2↓ 処理剤液中に塩化第二水銀が生成すると、 HgCl2+Hg→Hg2Cl2↓ となる。また、塩化第一鉄となったものは塩酸を添加す
ることにより塩化第二鉄となる。 FeCl2+HCl→FeCl3 以上のことからHCl添加量に応じて水銀蒸気を処理で
きる。
【0008】II 水銀蒸気と塩化第二錫との反応は水
銀表面において第二錫イオンが水銀を酸化して、塩化第
一水銀にし、無色の塩化第一錫を生成する。 SnCl4+2Hg→SnCl2+Hg2Cl2↓ 処理剤液中では、塩化第一水銀はさらに酸化されて塩化
第二水銀になる。 SnCl4+Hg2Cl2↓→SnCl2+2HgCl2↓ 処理剤液中に塩化第二水銀が生成すると、 HgCl2+Hg→Hg2Cl2↓ となる。また、塩化第一錫となったものは塩酸を添加す
ることにより塩化第二錫となる。 SnCl2+2HCl→SnCl4 以上のことからHCl添加量に応じて水銀蒸気を処理で
きる。
【0009】III 水銀蒸気と塩化第二銅との反応は
水銀表面において第二銅イオンが水銀を酸化して、塩化
第一水銀にし、無色の塩化第一銅を生成する。 2CuCl2+2Hg→2CuCl+Hg2Cl2↓ 処理剤液中では、塩化第一水銀はさらに酸化されて塩化
第二水銀になる。 2CuCl2+Hg2Cl2↓→CuCl+2HgCl2↓ 処理剤液中に塩化第二水銀が生成すると、 HgCl2+Hg→Hg2Cl2↓ となる。また、塩化第一銅となったものは塩酸を添加す
ることにより塩化第二銅となる。 CuCl+2HCl→CuCl2+H2 以上のことからHCl添加量に応じて水銀蒸気を処理で
きる。
【0010】
【実施例1】処理剤としてFeCl3:400part
s,HCl:50parts,水:50partsを薬
液で排ガスに含む水銀蒸気(濃度50mg/m3)を風
量10l/minで洗浄したところ、排ガス中の水銀蒸
気の出口濃度は0.03mg/m3以下となる。
【0011】
【実施例2】処理剤としてCuCl2:400part
s,HCl:50parts,水:50partsを薬
液で排ガスに含む水銀蒸気(濃度50mg/m3)を風
量10l/minで洗浄したところ、排ガス中の水銀蒸
気の出口濃度は0.03mg/m3以下となる。
【0012】
【実施例3】処理剤としてSnCl4:400part
s,HCl:50parts,水:50partsを薬
液で排ガスに含む水銀蒸気(濃度50mg/m3)を風
量10l/minで洗浄したところ、排ガス中の水銀蒸
気の出口濃度は0.08mg/m3となる。
【0013】
【実施例4】処理剤としてFeCl3:300part
s,HCl:50parts,水:150partsを
薬液で排ガスに含む水銀蒸気(濃度50mg/m3)を
風量10l/minで洗浄したところ、排ガス中の水銀
蒸気の出口濃度は0.08mg/m3となる。
【0014】
【実施例5】処理剤としてCuCl2:300part
s,HCl:50parts,水:150partsを
薬液で排ガスに含む水銀蒸気(濃度50mg/m3)を
風量10l/minで洗浄したところ、排ガス中の水銀
蒸気の出口濃度は0.06mg/m3となる。
【0015】
【実施例6】処理剤としてFeCl3:150part
s,HCl:50parts,水:300partsを
薬液で排ガスに含む水銀蒸気(濃度50mg/m3)を
風量10l/minで洗浄したところ、排ガス中の水銀
蒸気の出口濃度は0.5mg/m3となる。
【0016】
【実施例7】処理剤としてCuCl2:150part
s,HCl:50parts,水:300partsを
薬液で排ガスに含む水銀蒸気(濃度50mg/m3)を
風量10l/minで洗浄したところ、排ガス中の水銀
蒸気の出口濃度は0.6mg/m3となる。
【0017】以上のように金属塩化物の濃度が上昇する
につれて排ガス中の水銀蒸気濃度は徐限量以下まで処理
でき、また塩酸溶液を補給することによりさらなる水銀
蒸気も処理できることが実験により確認できた。
【0018】つぎに上記、水銀蒸気処理に用いられる処
理設備について説明する。第1図は本設備の構成をあら
わすもので、この処理装置1は装置本体2とコントロー
ルボックス3を備えている。装置本体2は切り替え使用
されるバグフィルター4をそなえ、処理塔にはテラレッ
ト塔5,吸収槽6,循環ポンプ7,ミストセパレーター
8をそなえ、塩酸(塩酸35%溶液)のパージタンク
9,金属塩化物のパージタンク10が設けられている。
なお、吸収槽は塩濃度計11を備えている。
【0019】処理塔で使用する場合を例にとって説明す
ると、処理されるべき水銀蒸気排ガスは産業廃棄物処理
プラントの廃棄物処理設備等から排出される。先ず、排
ガスはバグフィルターに入り、粉塵等のごみを取り、水
銀蒸気だけが処理塔に供給され、処理塔において金属塩
化合物−塩酸系とテラレット層で気液接触させて沈澱物
(塩化第一水銀の形)に変えて水銀蒸気が処理でき、ミ
スト(塩酸)同伴した排ガスはミストセパレーターでミ
スト除去でき排出される。なお、ミスト同伴した吸収液
の減量分は工水または金属塩化物−塩酸液を補給する。
その場合、吸収液槽に設置された塩濃度計の濃度が低く
なった時、金属塩化物−塩酸をパージタンクより補給
し、又、塩濃度計の濃度が高くなった時、設置されてい
る工水を吸収液槽に補給するように制御してある。
【0020】次に産業廃棄物処理プラントの廃棄物処理
設備等から排出される水銀蒸気排ガス中排ガス温度につ
いて説明する。水銀蒸気排ガスは金属塩化物−塩酸溶液
系とイオン反応で進み、イオン反応速度は温度が上昇す
るにつれて速くなる。また、排ガス反応の温度は上昇す
ると、金属塩化物−塩酸溶液は蒸発しやすくなるが、蒸
発した水はミストセパレーターで凝縮するので、さほど
問題は起こらない。
【0021】次に停電時の作動を説明すると、処理中に
停電したときは、ファンが停止し、循環ポンプが停止す
るだけで、静圧面での問題は起こらない。運転に必要な
吸収塔,弁,計器,配管類は処理ボックス内に機能的に
納められている。この処理ボックスには排気ファンと空
気吸入口及び排気口が設けられており、排気口は設置場
所の排気ダクトに接続されるようになっている。
【0022】金属塩化物−塩酸溶液はかなり金属と反応
しやすい液のため、吸収塔,循環ポンプ,ダクトや配管
継手類が全プラスチックで覆われた材質で製作される。
【0023】次に、本発明を実施して産業廃棄物処理プ
ラントの廃棄物処理設備から排出する水銀蒸気処理を行
った具体例について説明する。
【0024】具体的実施例1 濃度1000mg/m3の水銀蒸気を排ガス温度40
℃,反応圧力1気圧流量SV500〜1000(1/H
r)で処理した結果を第1表に示す。L(吸収液量)/
G(排ガス量)=3〜15で気液接触させる。同表から
わかる通り、水銀蒸気濃度は0.01mg/m3以下で
処理されている。なお、吸収液は塩化第二鉄−塩酸溶液
を使用した。
【0025】具体的実施例2 濃度100mg/m3の水銀蒸気を排ガス温度50℃,
反応圧力1気圧流量SV500〜1000(1/Hr)
で処理した結果を第2表に示す。L(吸収液量)/G
(排ガス量)=3〜15で気液接触させる。同表からわ
かる通り、水銀蒸気濃度は0.01mg/m3以下で処
理されている。なお、吸収液は塩化第二銅−塩酸溶液を
使用した。
【0026】具体的実施例3 濃度100mg/m3の水銀蒸気を排ガス温度60℃,
反応圧力1気圧流量SV500〜1000(1/Hr)
で処理した結果を第3表に示す。L(吸収液量)/G
(排ガス量)=3〜15で気液接触させる。同表からわ
かる通り、水銀蒸気濃度は0.01mg/m3以下で処
理されている。なお、吸収液は塩化第二錫−塩酸溶液を
使用した。
【0027】
【発明の結果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば常温でも水銀蒸気として存在し、その高い毒性
を有する水銀蒸気を水に不溶性の塩化第一水銀に変換さ
せる事が可能となった。本発明の処理方法は他の方法に
比べてランニングコストが非常に安く、工業的規模の処
理に適したものであり、その装置は構造的に簡単で実用
性の高いものである。
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【図面の簡単な説明】
【図1】 水銀処理プロセスフローシート
【符号の説明】
1 処理装置 2 装置本体 3 コントロールボックス 4 バグフィルター 5 テラレット塔 6 吸収槽 7 循環ポンプ 8 ミストセパレータ 9 塩酸のパージタンク 10 金属塩化物のパージタンク 11 塩濃度計

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水銀蒸気を含むガスをSnCl4−HC
    l,CuCL2−HCl,FeCl3−HCl,NiC
    l2−HCl等の水溶液の中から選ばれる少なくとも1
    種と25〜80℃の範囲で反応させ、得られる水銀蒸気
    を捕集する事を特徴とする処理方法
  2. 【請求項2】分解されやすい金属−アマルガム中の水銀
    をSnCl4−HCl,CuCL2−HCl,FeCl
    3−HCl,NiCl2HCl等の水溶液の中から選ば
    れる少なくとも1種と25〜80℃の範囲で反応させ、
    安定な化合物にて捕集する事を特徴とする処理方法
  3. 【請求項3】産業廃棄物処理プラントの廃棄物処理設備
    等から発生する水銀蒸気をSnCl4−HCl,CuC
    L2−HCl,FeCl3−HCl,NiCl2−HC
    l等の水溶液の中から選ばれる少なくとも1種と25〜
    80℃にて接触させて水銀蒸気を酸化することで排ガス
    中の水銀濃度除限量以下まで金属塩化物にて吸収し、し
    かるのち有害な水銀蒸気は金属塩化物に塩酸溶液を補給
    することで、どのような水銀蒸気であっても、処理が可
    能となる水銀蒸気処理方法
  4. 【請求項4】SnCl4−HCl,CuCL2−HC
    l,FeCl3−HCl,NiCl2−HCl等の水溶
    液の中から選ばれる少なくとも1種の薬液が流下せる充
    填層と、充填層の下方に設置された薬液槽と薬液槽中の
    前記薬液を揚水するポンプと、揚水された薬液を充填層
    にスプレーするスプレーノズルを有し、産業廃棄物処理
    プラントから発生する水銀蒸気を導入して充填層の通過
    時、薬液で接触させて水銀蒸気を酸化除去する装置と、
    薬液中の塩酸溶液は発生する水銀量と反応して減少する
    ために適時塩酸溶液補給を必要とする装置であり、薬液
    中の反応した水銀化合物は沈澱物として薬液槽に蓄積し
    ていく処理プロセス
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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