JPS62140629A - 燃焼排ガス中の水銀を除去する方法 - 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〕 本発明は都市ごみ焼却炉、産廃焼却炉、し尿・下水汚泥
焼却炉の排ガス及びその他の燃焼装置よりの排ガス中の
水銀及び水銀化合物を除去する方法に関する。

〔従来の技術〕

燃焼排ガス中の水銀及び水銀化合物の除去方法として従
来より湿式除去法と乾式除去法とがあり、これらの概要
を以下に示す。

（１）湿式除去法：この方法は水銀吸収液として過マン
ガン酸カリウム−硫酸混液、次亜塩素酸−食塩溶液、チ
オ尿素、硫化ソーダ、チオ硫酸ソーダ等の水溶液を用い
、気液接触によりガス中の水銀を源側へ移行させるもの
である。

（２）乾式除去法；この方法は活性炭、無機系担体に硫
黄または硫黄化合物、水銀とアマルガムを生成する金属
またはその金属のノ・ロゲン化物等を担持し、これらの
吸着・反応剤と水銀含有排ガスを接触させて水銀を捕捉
・除去するものである。これらの吸着・反応剤は通常固
定層または移動層式の反応器内に収められ使用される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の湿式除去法は水銀を含有する排水の処理が必要と
なる。まだ従来の乾式除去法は次に示す問題点がある。

（１）　　ガスとの接触面積を大きくとるために必然的
に装置が大型化する。

（２）反応器出口の水銀濃度が許容値以上になる前に吸
着・反応剤を交換する操作とそのだめの設備が必要とな
る。

（３）吸着・反応剤の成分は大部分が担体成分であり、
これらを再往しないで用いる場合には経済的に不利であ
るし、再生する場合にも水銀を脱着して回収する設備が
必要と々る。

本発明は従来の除去法における欠点を解消した排ガス中
の水銀及び水銀化合物を除去する方法を提供せんとする
ものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は排ガス中の水銀及び水銀化合物を化学的に安定
な硫化水銀の粉末として除去するために、 （１）有効な反応剤を水溶液もしくはスラリーで反応塔
へ噴霧する。

（２）反応塔の後方で、更に反応剤を粉末状で噴霧する
。

（３）　　未反応の反応剤をバグフィルタ上に保持させ
、バグフィルタ上での固気反応によりさらに水銀除去効
率を高める。

（４）反応によって生じた排ガス中の硫化水銀粉末をバ
グフィルタによって効率よく捕集除去する。

ことを特徴とするものである。

すなわち、本発明は燃焼排ガス煙道に反応塔を設置し、
この反応塔を通過する１２０〜６００℃の水銀及び水銀
化合物を含有する排ガス中に、１０〜３００メツシュに
調整された硫黄又は水不溶性硫黄化合物を１〜１５ｗｔ
％の水スラＩＪ−としたもの、もしくは硫黄ゾル又は水
溶性硫黄化合物の１〜１５　ｗｔ％水溶液を噴霧して排
ガス中から水銀及び水銀化合物を除去し、更に後方の燃
焼排ガス中に、上記硫黄又は水不溶性硫黄化合物を粉末
として噴射し、その後流側に表面を１２０℃以上の温度
としたろ過大集じん装置を設けて排ガス中より燃焼ばい
じんと一緒に水銀を系外に排出することを特徴とする燃
焼排ガス中の水銀を除去する方法である。

〔作用〕

燃焼排ガス中の水銀及び水銀化合物は大半がガス状態で
存在するためバグフィルタでの捕集が困難である。とこ
ろが、Ｓ、ＦｅＳ、ＺｎＦ２゜ＣａＳ　、　ＣｕＳ並び
に硫黄ゾル、チオ尿素、チオ硫酸塩、ジチオカルバミン
酸は水銀及び水銀化合物との親和性が強く、反応（主に
硫化水銀を生成）もしくは吸着作用によって、バグフィ
ルタで集じんできる粉体のかたちに、水銀及び水銀化合
物を固定できるので、バグフィルタでの捕集が容易とな
る。

また、未反応の反応剤がバグフィルタ上にケーキ層を形
成するので、その層を排ガスが通過するとき、更に、水
銀及び水銀化合物との固気反応が進行し、水銀除去効率
が高まる。

なおバグフィルタ上の反応温度は排ガス（普通酸性を有
する。）の低温腐食防止の観点から１２０Ｃ以上とする
必要がある。またバグフィルタの耐熱性の問題から好ま
しくは６００℃以下とする。

硫黄又は水不溶性硫黄化合物であるＦｅＳ　。

ＺｎＳ　、　ＣａＳ　、　Ｃｕｅは１〜１５ｗｔ％の水
スラリーとして、硫黄ゾル又は水溶性硫黄化合物である
チオ尿素、チオ硫酸塩、ジチオカルパン酸は１〜１５ｗ
ｔ％の水溶液として用いる。

上記理由により、スラリー及び水溶液の反応剤の濃度は
制限を受けるので、排ガス中の水銀濃度が高い場合は、
二段処理としてスラリー又は水溶液状の反応剤の噴霧後
流に粉体状の反応剤を噴射して水銀除去の効果を高める
。

本発明で使用する硫黄又は水不溶性硫黄化合物と、水銀
又は水銀化合物との反応は下記の通シである。

（ｉ）水銀（Ｈｇ　） Ｓ　＋　Ｈｇ　　４　　ＨｇＳ　（硫化物）上記のよう
にＨｇ　は硫化水銀（ＨｇＳ　）か、あるいは硫黄化合
物に吸着又は吸収されて粉体中に固定される。

（１１）水銀化合物（例えばＨｇＯでは）Ｓ　＋　Ｈｇ
Ｏ４ＨｇＳ　＋　ｙ２０ｇ十０２ ＦｅＳ　＋　ＨｇＯ−＋　ＨｇＳ　＋　ＦｅＯｘＺｎＳ
　＋ＨｇＯ−＋　ＨｇＳ　−）−Ｚｎ０ＣａＥ３−）　
ＨｇＯ４ＨｇＳ　＋　Ｃ！ａ。

ＣｕＳ＋　’Ｈｇ０−＋ＨｇＳ　＋　Ｃｕ０（ｉｉｉ）
水銀化合物（例えばＨｇｃ　ｔ、では）Ｓ　−１−Ｈｇ
Ｃ／４　　→　ＨｇＳ＋Ｃ！４ＦｅＳ　＋　ＨｇＣｌ４
−＋　ＨｇＢ　＋　ＦｅＯｘＺｎＳ　＋　ＨｇＣ４−＊
　　ＨｇＳ　＋　ＺｎＣ４Ｃ！ａｓ　＋　ＨｇＣＩＩ　
　→　ＨｇＳ　＋　Ｃａ０ＱＯｕ８　＋　ＨｇＣｌ２　
　→　ＨｇＳ　＋　ＣｕＣ／４前記各種粉体のスラリー
と、水銀及び水銀化合物の反応は、気液吸収、成因反応
が中心となシ、スラリー中の水分が蒸発した後は固気反
応が生ずる。従って反応を促進させるためＫは粉体の表
面積を大きくする必要がある。この表面積を大きくする
には粉体の粒子を極力小さくする必要があるので、その
大きさを１０〜３００メツシュとした。本発明では粉体
スラリーは反応塔へ噴霧して気流にのせる必要があるこ
とから、実際には２００〜３００メツシュが好適である
。そしてスラリー濃度は１〜１５　ｗｔ％とするのがよ
い。

又、本発明で使用する硫黄ゾル又は水溶性硫黄化合物と
の反応は下記の通りである。

６ｖ）水銀（Ｅｇ） Ｓ（ゾル）　＋　Ｈｇ−＋ＨｇＳ　　（硫化物）（馬Ｎ
）、ａｓ　＋　Ｈｇ→（Ｈ驚Ｎ）ＩＣ！Ｓ・・・Ｈｇ（
吸着又は吸収）（ＮＨａ）ｚｓｔｏｓ　＋　Ｈｇ　　−
＋　　（ＮＨ４）２ＥＪｚＯ１−＝Ｈｇ　（同上）（■
）水銀化合物（例えばＨｇＣ１，）Ｓ（ゾ＃）＋　Ｈｇ
Ｃｋ　　−＋　　ＨｇＳ　＋　０４（ＨｚＮ）ｇｃ８　
＋　ＨｇＣｋ　→（ＪＮ）ｚ（Ｊｉ　＋＋＋　Ｈｇ＋　
Ｃｌ４（ＮＨ４）ｚｓｚｏｓ　＋　ＨｇＣ１４→（ＮＨ
４）ｚＢ２０３−１ｈＬ　＋　Ｃ１ｚ上記硫黄ゾル又は
水溶性硫黄化合物と、水銀又は水銀化合物の反応は気液
吸収、液−液反応で水分が蒸発した後は固気反応が生ず
る。硫黄ゾル又は水溶性硫黄化合物は１〜１５ｗｔ％濃
度の水溶液として使用するのがよい。

通常の燃焼排ガスの露点は１００〜１２０ｔ：以上あり
、それ以下では結露を生じて、反応剤が刈れ現象を起し
、反応剤の固着・付着やノズルの閉塞現象が起るので、
１２０℃以上での操作が必要である。

また使用する反応剤は高温で熱分解を起すので、熱分解
温度以下での操作が必要でちる。

反応剤の使用温度の上限は４００℃であるが、本発明で
は、反応剤はスラリーもしくは水溶液で噴霧するので、
排ガス温度が低下するため、上限は６００℃である。

このことから、反応温度は１２０〜６００℃とした。好
適には３００〜４００℃である。

本発明の一実施態様を第１図に従って詳述する。

第１図において、１は燃焼排ガス発生源（例えば都市ご
み焼却炉、産廃焼却炉、し尿・下水汚泥焼却炉）、２は
反応塔、３はバグフィルタ、４は排気ファン、５は煙突
、６け反応剤水溶液又はスラリータンク、７は供給ポン
プ、８は噴霧用圧縮空気、９は反応剤粉体供給設備、１
゜は捕集灰である。

燃焼排ガス発生源１で発生した水銀及び水銀化合物を含
む燃焼排ガスを、まず反応塔２へ通す。この反応塔２で
は、供給ポンプ７にて、反応剤水溶液又はスラリータン
ク６より送られる反応剤の水溶液又はスラリーを噴霧し
て、燃焼排ガスとの気７反接触を図ると共に、水溶液又
はスラリーの蒸発を行なっている。燃焼排ガスと水溶液
又はスラリーが接触するとき、燃焼排ガス中の水銀及び
水銀化合物は、水銀反応剤と反応し、反応剤の側へ移行
する。同時に水分の蒸発が進行して、反応剤は粉体とし
て残）、水銀を包含・固定した状態で燃焼排ガスの流れ
に乗って、後流のバグフィルタ３へと流れる。水分が蒸
発して粉体となった反応剤は未反応部が残っているので
、反応塔２を出てバグフィルタ３に到るまでに更に、水
銀及び水銀化合物と反応する。

更に、バグフィルタ前方で粉体の反応剤を反応剤供給設
備９より噴射する。水銀を固定した反応剤と未反応の反
応剤及び燃焼ばいじんは後流に位置するバグフィルタ３
上に捕集され、逆洗操作によって払い落されて系外へ排
出される。

未反応の反応剤が一緒にバグフィルタ−上にケーキ層を
形成するので、その層を排ガスが通過するとき、更に１
水銀及び水銀化合物と反応剤との固気反応が進行し、水
銀除去効率が高まる。

水銀及び水銀化合物が取シ除かれた燃焼排ガスは、排気
ファン４を経由して煙突５よシ排出される。

〔発明の効果〕

（１）　　反応塔内で、燃焼排ガス中に水銀反応剤を水
溶液もしくはスラリーを噴霧することにょシ、反応剤と
水銀及び水銀化合物を反応させ、水銀をガス側から粉体
側へ固定し、燃焼排ガスから水銀及び水銀化合物を除去
する。

（２）　　可溶性の水銀化合物（例えばＨｇ０ｔ、）を
多く含む排ガスを対象にするときＫは、吸着・反応剤を
スラリー又は水溶液の水銀化合物の吸収が著しいので、
吸着・反応剤を粉体で供給する場合に比べ、吸着・反応
剤と水銀化合物の反応量が増大する。

（３）更に後方で粉体反応剤を噴射して、反応を促進さ
せるので、高濃度水銀含有ガスに対して効果が向上する
。

（４）　　バグフィルタ−上で、未反応の反応剤と水銀
及び水銀化合物との反応を促進させるので、水銀除去効
率が高まる。

（５）　　粉体に固定された水銀は、燃焼ばいじんと一
緒にバグ７４ルターで捕集される。

（６）捕集灰中の水銀は硫化水銀のかたちで固定される
ので灰からの溶出は殆んどなく、セメント又はアスファ
ルト固化処理が有効となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様のフローを示す図である。 復代理人　　内　１）　　明 復代理人　　萩　原　亮　− 復代理人　　安　西　篤　夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃焼排ガス煙道に反応塔を設置し、この反応塔を通過す
   る１２０〜６００℃の水銀及び水銀化合物を含有する排
   ガス中に、１０〜３００メッシュに調整された硫黄又は
   水不溶性硫黄化合物を１〜１５ｗｔ％の水スラリーとし
   たもの、もしくは硫黄ゾル、又は水溶性硫黄化合物の１
   〜１５ｗｔ％水溶液を噴霧して排ガス中から水銀及び水
   銀化合物を除去し、更に後方の燃焼排ガス中に、上記硫
   黄又は水不溶性硫黄化合物を粉末として噴射し、その後
   流側に表面を１２０℃以上の温度としたろ過式集じん装
   置を設けて排ガス中より燃焼ばいじんと一緒に水銀を系
   外に排出することを特徴とする燃焼排ガス中の水銀を除
   去する方法。