JP2000515427A - ガスからガス状水銀元素を除去する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 二酸化イオウを含有できるガスからガス状の水銀元素を除去する方法。ガスは、洗浄塔内で、クローズドシステム内を循環しかつ0.01〜300ミリモル／リットルの水銀(II)イオンおよび少なくともこの量の２倍の塩化物イオンを含有する洗浄液により処理される。ガス中に存在する水銀元素は酸化されて、固体塩化水銀(I)が生成される。この生成された固体塩化水銀(I)の一部は反応ユニットに導かれて、塩化水銀(II)に酸化される。酸化のための塩素および前記酸化工程で生成された水銀(II)イオンを取り出すための液体は、反応ユニットの底部の反応ゾーンを介して上方に導かれ、該反応ゾーンは固体塩化水銀(I)でほぼ満たされた状態に維持される。塩素の量は、塩素が反応ゾーンを通って上方に導かれる間にほぼ全ての塩素が消費される量である。液体および該液体に含有される、生成された水銀(II)イオンは、前記反応ゾーンの上方に存在する洗浄液と一体化および混合される。次に、このようにして一体化された、多量の水銀(II)を含有する洗浄液は、水銀元素の酸化のために消費された水銀(II)イオンを補償すべく、クローズド循環システムに導かれて再循環される。この方法を実施する装置は、洗浄塔(II)と、該塔（１１）より小さい断面積をもつ反応ユニット（２６）とを有している。該反応ユニット（２６）は、塔（１１）の底部に連結されており、かつ塔（１１）の下部の液体出口（４１）から塔（１１）の上部の液体入口（４０）への洗浄液のクローズド回路システムを維持する導管および手段を備えている。液体出口（４１）のレベルより下の洗浄塔（１１）の下部（４２）は、反応ユニット(26)に適合するようにテーパした断面形状を有している。

Description

【発明の詳細な説明】 ガスからガス状水銀元素を除去する方法および装置 本発明は、ガスからガス状水銀元素（elementary mercury）を除去する方法お よび装置に関する。本発明の方法および装置では、ガスは、洗浄プラント内で、 クローズドシステム内を循環し且つ0.01〜300ミリモル／リットルの水銀(II)イオン および少なくともこの量の２倍の、水銀(II)イオンとの錯体を生成する塩化物イ オンを含有する洗浄液により処理される。本発明の方法では、ガスに含有されて いる水銀元素が酸化されて固体の塩化水銀(I)が生成される。本発明の方法は、 水銀を含有する硫化物鉱石を加熱したときに発生するガスから水銀を除去するの に特に適している。しかしながら、本発明の方法は、二酸化イオウ含有量が低い か、全く含まれていない他のガスから水銀を除去するのにも有効に使用できる。 殆どの国は、工業過程からの水銀の発生に関して極めて厳格な条件を課してい る。水銀元素を含有するガスは環境への工業水銀の最大の排出源の１つであり、 このようなガスから水銀元素を除去するための多くの新しいガス浄化方法が、こ の２５年間に亘って提案されてきた。しかしながら、提案された殆どのガス浄化 方法（特に、最も効率的な方法）は、満足できる結果を得るためには、技術的に 非常に複雑であるか、高価で特殊な装置または高性能な反応体および添加物を必 要とする。実際に広く使用されておりかつ最も有効な方法に属し、従って少なく とも冶金分野での当該方法の適用に関して市場を支配している幾つかの方法のう ちの１つの方法として、いわゆる「ボリデン−ノルジンク法(Boliden-Norzink P rocess)」があり、この方法は「塩化物法(chloride process)」とも呼ばれてい る。この方法（この方法の種々の実施形態が、米国特許第3,849,537号、第4,233 ,274号および第4,640,751号に詳しく開示されている）は、別体の吸収塔を備え た洗浄プラントで実施される。吸収塔では、洗浄溶液（この溶液は、塩化水銀(I I)に加え、ガスから抽出された二酸化イオウを含有し、また、固体塩化水銀(Ｉ) （カロメルHg₂Cl₂）の形態の抽出・分離水銀も含有している）が、ノズルから、 充填物本体およびその後に吸収塔の底部に収集された溶液に噴霧される。ガス中 に存在する水銀蒸気すなわち水銀元素Hg⁰は、洗浄溶液中の塩化水銀(II) の助けを受けて吸収塔の中で迅速かつ効果的に酸化され、固体塩化水銀(Ｉ)にな る。吸収塔から出る洗浄溶液は本質的に閉鎖されたシステム内で循環され、この システムから分岐流が取り出されて沈殿カロメルから離され、そして次ぎに必要 な精製工程を経た後に、この分岐流の一部が容器に排出される。カロメルから離 れた洗浄溶液の分岐流は、スラッジ（スラリと呼ばれることもある）の形態で抽 出された固体カロメルの物理的分離を行なうための沈殿タンク等に導かれ、また 、スラッジサイロに導かれ、そして、要求される場合には、ここから、種々なイ ンターバルで再生プラントに導かれて、この再生プラントの中で、カロメルは酸 化されて塩化水銀(II)と塩素ガスになる。得られた塩化水銀(II)は、循環する洗 浄液の水銀(II)含有量を所定範囲内に維持するため、メインのクローズド洗浄液 システムに移される。洗浄液中の水銀(II)含有量は、次の反応に従って連続的に 消費される。 Hg⁰＋HgCl₂→Hg₂Cl₂（カロメル） かくして、洗浄液中の水銀(II)の消費量は、ガスの水銀含有量が増えるのに従 って増大する。この結果、ガスの水銀(II)含有量は、このガスの水銀含有量が大 きく変化すると、比較的急速に低下する。このことは、追加する塩化水銀(II)を できる限り早くシステムに添加しなければならないことを意味する。洗浄液のこ の組成がこの方法の非常に本質的な特徴を構成することが理解されよう。ガス中 のHg0が一時的に高含有量になることによって洗浄液の水銀(II)イオン含有量が 急速に低下すると、効率及び所望の清浄度に関して、プロセスを常に最適状態に 維持することが困難になるであろう。 カロメルの酸化は、洗浄液中に溶解した二酸化イオウの発生に関連した問題を 引き起こす。なぜならば、二酸化イオウが塩素で酸化され、一方では塩素の更な る消費を引き起こし、他方では硫酸および塩酸を生成するからである（これは、 制限された濃度の洗浄液においてのみ許容される）。このことから、これまでは 、塩素によるカロメルの酸化は、メインの洗浄液回路から一般的に分離された回 路内で行なわれており、また、前述のように、周期的に行なわれていた。酸化工 程で処理されるカロメルスラッジの量は比較的適度であったとしても、それにも 係わらず、この酸化工程は、これまで、「塩化物法」に関する幾つかの欠点を 呈している。発生する塩化水銀(II)の損失は、部分的にシステム中の全液体量に 左右され、また、液体の塩化水銀(II)含有量に左右されることが分かっている。 明らかに、この塩化物含有量は、一般に、酸化工程で生成された水銀(II)イオン の間欠的供給（場合によっては、外部からの塩化水銀(II)の供給と組み合わせて 供給）により所定限度内に維持される。しかしながら、ガス浄化法の有効性およ び効率に対する要求が増大していることから、循環する洗浄液の水銀(II)イオン 含有量がより厳格な限度内で均一に維持され、これにより、水銀(II)イオン含有 量の経時的な変動をできる限り小さく（好ましくは、流入ガスの水銀含有量のあ らゆる変動とは無関係に、できる限り最高の程度に）維持するのが有効である。 かくして、外部から塩化水銀(II)を手動でシステムに導入する必要なく、または 別の緩衝量(buffer volume)の酸化カロメルを使用する必要なく、洗浄液中の水 銀(II)イオンの平均含有量を迅速に且つ効果的に制御することができれば、この プロセス全体は、従来の既知の方法に比べてかなりの技術的利益をもたらすであ ろう。 全体として考えれば、洗浄液中の水銀(II)イオンの現在の要求を考慮に入れな がらカロメルの酸化を改善できるならば、「塩化物法」全体が、流入ガスの水銀 含有量の一時的変動に関してさえも、ガスから水銀を均一且つ効果的に取り除く ことによって有効になることが理解されよう。前述のように、この点に関する最 も重大な問題の１つは、洗浄液中に二酸化イオウが存在することである。なぜな らば、二酸化イオウが酸化剤の塩素と反応して塩酸を生成し、また、二酸化イオ ウは、硫酸を作るものであるが、塩化水銀(II)へのカロメルの酸化を困難にする からである。また、塩酸および硫酸の生成によって洗浄液の酸性は益々高くなり 、従って、容器に排出する前に中和しなければならない。また、水銀化合物の存 在は状況を複雑化する。なぜならば、このプロセスを乱す塩素錯体および硫酸化 合物の生成を必ずしも排除することができないからである。この酸化プロセスを 遂行して上記問題を少なくとも本質的に解消できるのであれば、塩化物法を多く の重要な点で改善できるであろうし（それにも係わらず、２５年間なされていな い）、また、多年に亘って実施されている最も進歩しかつ最も現代的な水銀含有 ガス処理方法と競争できるであろう。 本発明の目的は、上記問題および欠点の本質的に全てを解消でき、かつ、更な るコストを必要とせずに、改善されたプロセス制御および簡単化されたプロセス 作動および装置に関する将来のあらゆる工業的条件を満たすことのできる優れた 「塩化物法」を提供することにある。この目的のため、本発明は、請求の範囲に 記載された方法の工程および装置の特徴を有している。従って本発明によれば、 ガス中の水銀元素の酸化により生成される固体塩化水銀(I)が、反応ユニット内 に送られて酸化される。この酸化工程に必要な塩素および前記酸化工程で生成さ れる水銀(II)イオンを取り出すのに必要な液体は、反応ユニットの下部の反応ゾ ーンを通って上方に導かれる。該反応ゾーンは固体塩化水銀(I)でほぼ満たされ た状態に維持され、添加される塩素の量は、塩素が反応ゾーンを通って上方に導 かれる間にほぼ全ての塩素が消費される量とする。このようにして生成された水 銀(II)イオンを含有する液体は、次に、反応ゾーンの上方に存在する洗浄液と一 緒にされる。次に、このようにして一緒にされた、増量した水銀(II)を含有する 洗浄液は、水銀元素の酸化のために消費された水銀(II)イオンを補償すべく、ク ローズド循環システムに導かれて再循環される。 前記生成された塩化水銀(II)は、本来的に異なる２つの方法、すなわち洗浄液 により（これらの場合には、反応ユニットは洗浄塔の下部すなわち底部に直接連 結される）、または重力の作用、換言すれば沈殿により、反応ユニットに搬送で きる。 塩素および液体は、前記ユニットの底部または頂部から、反応ゾーンの底部に 近接して排出するパイプ及び／又はホースを介して、反応ユニットに供給される 。反応ユニットのカロメル含有量は、プロセスを制御できるようにするため、本 質的に連続的にモニタリングされる。これにより、カロメル含有量の変動に基づ いて、反応ユニットへの洗浄液の供給を容易に制御できるようになる。これは、 反応ユニットの重量の変化を観察することにより達成できるが、実用的に容易に 達成できる他の方法、例えば、カロメルカラムの高さを光学的に読み取ることに よっても可能である。単位時間当たりにシステムに添加される塩素の量は、クロ ーズド循環システム内の洗浄液の水銀(II)イオン含有量に関して制御される。反 応ユニットにおける酸化工程は、本質的に連続的に行なうのが理想的であ るが、液体が何らかの他の処理工程（例えば還元工程）を受ける場合には、酸化 工程を短時間中断することもできる。この後者の場合には、還元剤で水銀(II)イ オンを還元して、抽出される塩化水銀(I)（カロメル）を生成すべく洗浄液の一 部が液体循環システムから除去される。これにより、洗浄液は、可能な他の洗浄 ステージの後に、浄化したブリードとして分離される。 反応ユニットは、単一容器または２つの別々の容器で構成できる。後者の場合 には、下部容器の上部が、好ましくはほぼ垂直なパイプまたはホース連結により 、上部容器の底部に連結される。上部反応容器は、好ましい沈殿が得られるよう に、液体サイクロンまたは同様に有効な何らかの脱水装置で構成できる。前述の ように、反応ユニットは洗浄塔の下に直接連結するのが好ましい。ここに、この 洗浄塔を組み込んだ装置に関し、反応ユニットの入口の上方で沈殿を行うように 洗浄塔の底部を形作ってもよく、また、沈殿物質を反応ユニットの上部に搬送す ることができるように洗浄塔の底部を形成してもよい。 本発明は、生成された塩化水銀(I)の特性のうちの２つの特性に基づいている 。１つの特性は、塩化水銀(I)が、その粒子形状および非常に高密度を有するこ とから極めて良好な沈降特性を有することであり、他の特性は、塩化水銀(I)が 塩素(Cl₂)によって迅速に酸化されることである。これらの特性は本発明に従っ て有効に組み合わせて使用され、これにより、前述のように洗浄液中の二酸化イ オウの存在により引き起こされる問題が本質的に無い状態で、塩素によるカロメ ルの酸化を行なうことが可能になる。かくして、酸化工程は反応ユニット内で行 なわれる。この反応ユニットの下部（反応ゾーンと呼ばれる）は、高密度のカロ メル、およびカロメルスラッジから液体を排除するための比較的重い液体相を使 用できる。洗浄液からのカロメルスラッジの好ましい沈殿または他の物理的分離 が行なえるように反応ユニットの上部を構成してもよい。従って、頂部が比較的 幅広で、下方（すなわち反応ゾーン）では幅狭になるように適当な反応ユニット を構成してもよく、前述のように２つの部分から構成してもよい。これらの２つ の部分は、ここでは、一緒にして反応容器と呼ぶ。これらの場合、反応ユニット は洗浄塔の底部に直接連結されており、沈殿の殆どが反応ユニットの上方で行な われる。従って、反応ユニットの上部は、必ずしも底部より頂部を幅広にする 必要はなく、この場合には、反応ユニット全体を、同じ断面積をもつ細長い形状 にすることができる。 洗浄液中の固体カロメル粒子は、沈殿により、反応ユニットの上部で連続的に 沈降し、生成されたカロメルスラッジは、反応ユニットを下降するとき、徐々に 高度に「脱水」すなわち濃縮される。反応ゾーン内に存在するカロメルの重量お よび密度によって液体がカロメルスラッジから「押し出され」、この液体は反応 ユニットの頂部に向けて押しやられる。これにより、反応ゾーン内には、工程の 定常状態では、ほぼカロメル粒子だけが存在する（外部からの添加物を除く）。 これにより、反応ゾーンは、この反応ゾーンの大きさが反応ユニットへの通常の 洗浄液供給に適しているときには、常時、固体塩化水銀(I)で満された状態を維 持する。 反応ユニット内の所定の反応ゾーンが、何らかの原因によりカロメルで完全に 満されないことがあると、外部供給源からカロメルを添加する必要がある。作動 に際し、塩素ガスおよび水または他の適当な液体（例えば、クローズド循環シス テムからの洗浄液）が、反応ゾーンの底部から、本質的にカロメルのみで充満さ れた細長い反応ゾーンに通される。これにより、カロメルが反応ゾーン内で酸化 され、生成された水銀(II)イオンが液体により押し上げられて反応ユニットの上 部に運ばれ、ここで洗浄液と一緒になる。導入される塩素ガスの量は、反応ゾー ン内のカロメルカラムを通って上方に導かれる間に消費される量とする。これに より、塩素ガスは、反応ユニットの上部の二酸化イオウ含有洗浄液に達せず、従 って、この洗浄液と接触しない。存在するカロメルが塩素ガスによって迅速に酸 化されるので、反応ゾーンの相対寸法を非常に合理的な比率に抑えることができ る。 局地的な要求に基づいて、塩素ガスおよび液体を、ユニットの下からユニット の開口を介して反応ゾーンに送り込んでもよく、反応ゾーンの底部に近接して排 出するパイプまたはホースの補助により上方から送り込んでもよい。反応ゾーン 内のカロメルの量のモニタリングを可能にする手段を反応ユニットに設けること により（例えば、前述のように、反応ユニットおよびそのカロメル含有量の重量 をモニタリングする方法または他の何らかの方法により）、洗浄液の分岐流を液 体循環システムから反応ユニットに供給できるようにして、反応ゾーンが常時本 質的にカロメルで満された状態に保持することを確保できる。これは、適当な自 動制御弁を設けることにより、反応ユニット内のカロメルの量の前記測定値から 得られる信号に応答することで完全自動化により行うことができる。 以下、本発明の好ましい例示実施形態および添付図面（第１図〜第３図の各図 面は、本発明を実施するプラントを示す）を参照して本発明をより詳細に説明す る。第１図は、本発明を実施するプラント１０を示す。例示のプラント１０は吸 収塔１１を有し、該吸収塔１１は、水銀含有ガスのための入口１２と、処理済み の水銀を含まないガスのための出口１３とを備えている。洗浄液が、ノズル１４ から吸収塔１１内の充填物本体１５の上に噴霧され、そして、塔１１の底部１６ で収集される。図示しないが、液体がガスの中に入り込むのを防止するため、塔 の上部に液滴分離器が設けられている。洗浄液が、吸収塔１１から導管１８を介 してポンプタンク１９に導かれ、更に、このタンク１９から導管２０およびポン プ１９Ａを介して吸収塔１１に再循環される。導管２０からは洗浄液の分岐流が 取り出され、導管２２を介してスラッジ分離器２３に導かれる。次に、スラッジ を含有しない液体が、スラッジ分離器２３の上部から導管２４を介してポンプタ ンク１９に戻される。カロメルを含有する洗浄液は、分離器２３の下部から導管 ２５を介して反応ユニット２６に導かれ、この反応ユニット２６の中でカロメル が酸化される。 図示のように、反応ユニット２６は単一容器または二つの容器で構成でき、二 つの容器の場合には、下部容器が、例えば少なくとも１本のほぼ垂直かつ真直な パイプまたはホース連結により上部容器２６Ａの下部に直接連結される。単一容 器の底部または二つの容器ユニット２６の下部容器は反応ゾーン２６Ｂを生成し 、この反応ゾーン２６Ｂは、単一容器の頂部または上部容器２６Ａに比べて長く かつ細い。塩素ガスおよび水(H₂O)または何らかの他の適当な搬送液が、反応ゾ ーン２６Ｂの底部の近くに開口している導管２７を介して、反応ゾーン２６Ｂに 供給され、かつ該反応ゾーン２６Ｂを通って強制的に上方に押し流される。反応 ゾーン２６Ｂ内のカロメルの酸化により生成された水銀(II)イオンは、供給され た搬送液により反応ユニット２６の頂部または上部容器２６Ａへと上方に搬 送され、ここから、導管２８を介して、カロメルスラッジから分離された液体と 一緒にポンプタンク１９に導かれる。 カロメル及び／又は浄化されたブリードをシステムから取り出したい場合には 、洗浄液の分岐流を導管２０から取り出し、導管２９を介して還元反応器３０に 導く。この還元反応器３０には、溶液中に存在する水銀(II)イオンを還元して、 これによりカロメル沈殿物を生成すべく亜鉛(Zn)粉末が供給される。カロメル沈 殿物は、既に存在するカロメルと一緒に収集容器３１の中に分けられ、一方、浄 化されたブリードは、環境的に有害な他のあらゆる成分に関して更に浄化されて 、導管３２を介してシステムから排出されるか、所望に応じて導管３２Ａを介し て洗浄液供給源のためのポンプタンク１９に戻される。反応器３０内のカロメル を抽出した後、任意であるが、洗浄液は、最初に浄化することなく、反応器３０ から導管３０Ａを介してポンプタンク１９に戻すことができる。 第２図に示すプラント１０も第１図に示したプラント１０と同様であるが、第 ２図の実施形態では、亜鉛による洗浄液の還元が、反応ユニット２６に連結され たスラッジ分離器２３内で間欠的に行なわれる。浄化されたブリードは、分離器 ２３から導管２３Ａを介して取り出される。導管２５には弁２５Ａ（オン・オフ 弁が適している）が設けられている。この弁２５Ａは、洗浄を急いで行うことが 必要であるとき、または反応ユニット２６が過剰量のカロメルを収容していると きに、導管２５を遮断するのに使用され、これと同時に、反応ゾーン２６Ｂへの 塩素の供給も停止する。スラッジ分離器２３への亜鉛の供給が開始され、また、 還元反応を促進するために攪拌機２３が起動される。所定時間の経過後、亜鉛の 供給及び／又は攪拌機が停止され、その後に弁２５Ａが開かれかつ反応ゾーン２ ６Ｂに再び塩素を供給することにより酸化工程が続けられる。カロメルが、シス テムから導管３４Ａを介して容器３４に取り出される。或いは、カロメルは、反 応ゾーン２６Ｂの底部から取り出し、導管３６を介して容器３５に導くことがで きる。 第３図は、請求の範囲第８項および第９項に記載の装置をプラント１０として 示すものであり、本発明の特に好ましい実施形態を概略的に示すものである。プ ラント１０は、水銀含有ガスの入口１２と、処理済みの水銀を含まないガスの出 口１３とが設けられた吸収塔１１（洗浄塔）を有している。吸収塔１１は、ガス 出口１３の高さ位置よりも上方に設けられたノズル１４および充填物本体１５を 有している。吸収塔１１の下部４２（この下部４２は、下方にテーパした円錐形 に示されている）には反応ユニット２６が連結されており、該反応ユニット２６ は、その下部の導管２２、２７、３７の連結部と、給水用導管４３の連結部とを 有している。クローズド回路システムから取り出された洗浄液は、反応ユニット ２６に近接した洗浄塔１１の下部に供給され、及び／又は塔１１の下部に近接し た反応ユニットの上部２６Ａに供給される。反応ユニット２６の下部の下に容器 ３５が設けられており、この容器３５は、導管及び／又は容器３６を介して反応 ユニット２６に連結されている。クローズド循環システムから取り出された洗浄 液は容器３６にも供給して、カロメルの洗浄および容器３６内に存在する水銀の 吸収を行なうことができる。塔１１の下部４２には、液体の水平方向の流れ並び に回転流を防止するための、例えば板等の適当な手段４５が配置されている。塩 素供給導管３７が塩素容器３８に連結されている。 作動に際し、水銀元素の酸化により生成された固体塩化水銀(I)（カロメル） は、導管１８、２０およびポンプ手段１９を介して、その回路内の洗浄液に追従 して塔１１の上部に戻されるが、カロメルにより生成された部分は、沈殿により 、下部に存在する洗浄液（この液体は極く僅かに上方に向かって流れ、従って、 カロメルは反応ユニット２６内に向かって移動するであろう）を介して下方に移 動されるであろう。下方の反応ユニット２６内では、カロメルは、第１図に関連 して説明したように、塩素３７（この塩素は圧縮空気２７と一緒に供給できる） により酸化される。下方の反応ゾーン２６Ｂ内でのカロメルの酸化により水銀(I I)イオンが生成され、該イオンは、カロメルにより変位される上方移動液に追従 して流れる。これは、反応ユニット２６の下部２６Ｂに供給される液体により行 なうことができる。この液体（導管２２を介して再循環される洗浄液及び／又は 導管４３を介して供給される追加の水）は、カロメルを、反応ユニット２６を介 して塔１１の下部４２内へと上方に押し込むのに寄与する。この下部４２では、 その塩化水銀(II)を含有する液体が、極く僅かに上方に流れる洗浄液（この液体 に、クローズドシステムからの付加洗浄液を、導管２２を介して供給 できる）と出合いかつ混合される。一緒になって混合された、多量の水銀(II)イ オンを含有する洗浄液は、流入ガス中の水銀元素に対する酸化剤として再使用す るため、液体出口４１、導管１８、２０および液体入口４０を介して吸収塔１１ の上部に、更にノズル１４に戻される。第１図に示したプラントと同様に、洗浄 液の分岐流は、要求に応じて、カロメル及び／又は洗浄システムからの浄化され たブリードを除去すべく導管２９を介して取り出され、かつ還元反応器３０内で 亜鉛粉末により還元される。還元反応器３０では、浄化されたブレンドが導管３ ２を介して取り出され、カロメルが反応器３０の底部の出口を介して取り出され る（一方の出口からカロメルは閉洗浄液システム（１８、２０、１４）に再循環 させ、他方の出口からのカロメルは販売または貯蔵のために取り出すことができ る）。 要約すれば、本発明は、既知の「塩化物洗浄方法」に比べて多くの長所をもた らし、これらの長所は、 ・周囲の環境 ・作業環境 ・プラントおよび運転コスト ・プロセス収量 ・空間条件 に有効である。 なぜならば、 １．カロメルスラッジまたは塩化水銀(II)溶液の別個の緩衝量が不要で、かつ スラッジまたは溶液を別々に処理する必要がない、 ２．吸収塔から出る循環洗浄液の含有物を、システムへの塩化物の付加制御に 使用でき、これにより、適合量の水銀(II)をシステム内に集積されたカロメル酸 化物に常時適合させることができる、 ３．システム内の全液体体積が従来のものより小さいという事実により、塩化 水銀(II)の損失が大幅に低減される、 ４．周辺機器を小型化することができるため、補修が容易に行なえ、従ってメ インテナンスコストを低減できる、からである。 ５．周辺機器を小型化できる理由は、 ・酸化工程が本質的に連続的である（すなわち、緩衝される供給量により 左右されないからである）、 ・工程ステージおよび装置の部品を、従来可能であったよりも高度に調和 および結合できる、 ・後工程での二酸化イオウ含有洗浄液の酸化の危険性が完全に解消される 、 からである。 ６．環境問題を顕著に解決できる理由は、 ・塩素を取り扱う必要がある工程ステージを小さい寸法にでき、これによ り、これらのステージを接近した隔絶空間内に容易に設置できること、およびカ ロメルスラッジおよび水銀(II)塩化物溶液を取り扱うための関連導管網をもつ緩 衝容器がないからである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ 【要約の続き】 導かれて再循環される。この方法を実施する装置は、洗 浄塔(II)と、該塔（１１）より小さい断面積をもつ反応 ユニット（２６）とを有している。該反応ユニット（２ ６）は、塔（１１）の底部に連結されており、かつ塔 （１１）の下部の液体出口（４１）から塔（１１）の上 部の液体入口（４０）への洗浄液のクローズド回路シス テムを維持する導管および手段を備えている。液体出口 （４１）のレベルより下の洗浄塔（１１）の下部（４ ２）は、反応ユニット(26)に適合するようにテーパした 断面形状を有している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．二酸化イオウを含有できるガスからガス状の水銀元素を除去する方法であっ て、洗浄塔の中で、クローズドシステム内で循環し且つ0.01〜300ミリモル／ リットルの水銀(II)イオン及びこの量の少なくとも２倍の塩化物イオンを含有する 洗浄液で、前記ガスを処理し、また、前記ガスの中に存在する水銀元素を酸化 して固体塩化水銀(I)を生成する方法において、 前記生成された固体塩化水銀(I)の一部を、酸化して塩化水銀(II)にする反 応ユニットに導き、 前記酸化のための塩素および前記酸化工程で生成された水銀(II)イオンを抽 出するための液体を、反応ユニットの底部の、固体塩化水銀(I)でほぼ満たさ れた状態に維持した反応ゾーンを通過させて上方に導き、 前記塩素の量を、該塩素が反応ゾーンを通って上方に導かれる間にほぼ全て の塩素が消費される量とし、 前記液体および該液体に含有される生成した水銀(II)イオンを、前記反応ゾ ーンの上方に存在する洗浄液と一緒にし、 次いで、このようにして一緒にした、多量の水銀(II)を含有する洗浄液を、 前記クローズド循環システムに導いて、水銀元素の酸化のために消費された水 銀(II)イオンを補償すべく再循環させることを特徴とする方法。 ２．前記反応ゾーンの下から該反応ゾーンに塩素および液体を供給する、ことを 特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ３．前記反応ゾーンの上方から、該反応ゾーンの底部に近接して開口するパイプ 及び／又はホースを介して、塩素および液体を前記反応ゾーンに供給する、こ とを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ４．前記反応ユニットのカロメル含有量を本質的に連続的にモニタリングする、 ことを特徴とする請求の範囲第１〜３項のいずれか一項に記載の方法。 ５．前記クローズドシステム内の洗浄液の中の水銀(II)イオン濃度に基づいて、 塩素の単位時間当たり供給量を制御する、ことを特徴とする請求の範囲第１〜 ４項のいずれか一項に記載の方法。 ６．前記反応ユニット内で本質的に連続的に酸化を行なう、ことを特徴とする請 求の範囲第１〜５項のいずれか一項に記載の方法。 ７．前記液体循環システムから洗浄液の分岐流を取り出して、好ましくは亜鉛粉 末で水銀(II)イオンを還元し、前記システムから離れた塩化水銀(I)（カロメ ル）を生成して、浄化したブリードを取り出す、ことを特徴とする請求の範囲 第１〜６項のいずれか一項に記載の方法。 ８．請求の範囲第１〜７項のいずれか一項に記載の方法を実施するための装置に おいて、 洗浄塔（１１）と、 該洗浄塔（１１）よりも小さな断面積を有し、該洗浄塔（１１）の底部に連 結された反応ユニット（２６）と、 前記洗浄塔（１１）の下部の液体出口（４１）から前記洗浄塔（１１）の上 部の液体入口（４０）への洗浄液のクローズド回路システムを維持する導管お よび手段を備えており、 前記液体出口（４１）の高さ位置よりも下方の前記洗浄塔（１１）の下部（ ４２）が、前記反応ユニット（２６）に適合するようにテーパした断面形状を 有し、また、 前記反応ユニット（２６）は、その下部（２６Ｂ）が酸化剤および液体を供給 するように構成されている、ことを特徴とする装置。 ９．前記洗浄塔（１１）には、前記洗浄液出口（４１）の高さ位置よりも下方に 、液体の水平方向の流れ又は回転流を防止するための手段（４５）が設けられ ている、ことを特徴とする請求の範囲第８項に記載の装置。