JP2003138277A - 水銀除去方法およびそのシステム - Google Patents
水銀除去方法およびそのシステムInfo
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- B01D2257/602—Mercury or mercury compounds
Abstract
(57)【要約】
【課題】 石炭や重質油ガス化ガス等および石油精製等
の湿式ガス精製において、ガス中に微量に存在する水銀
成分を効果的に除去する水銀除去方法を提供する。 【解決手段】 ガス中の水銀を除去する水銀除去方法で
あって、少なくとも水銀と硫化水素10ppm以上を含むガ
スを、加圧条件下で吸収液と気液接触させて該吸収液中
に水銀を移行させ、水銀を含んだ該吸収液を低圧条件下
でフラッシュさせてガス成分と液成分とに分離し、分離
された前記分離ガス成分に含まれる水銀を吸着剤により
吸着除去することを特徴とする水銀除去方法。
の湿式ガス精製において、ガス中に微量に存在する水銀
成分を効果的に除去する水銀除去方法を提供する。 【解決手段】 ガス中の水銀を除去する水銀除去方法で
あって、少なくとも水銀と硫化水素10ppm以上を含むガ
スを、加圧条件下で吸収液と気液接触させて該吸収液中
に水銀を移行させ、水銀を含んだ該吸収液を低圧条件下
でフラッシュさせてガス成分と液成分とに分離し、分離
された前記分離ガス成分に含まれる水銀を吸着剤により
吸着除去することを特徴とする水銀除去方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、湿式ガス精製にお
ける水銀除去方法およびそのシステムに関し、詳しく
は、石炭や重質油ガス化ガス等および石油精製等の湿式
ガス精製において、ガス中に微量に存在する水銀成分を
効果的に除去する水銀除去方法に関する。
ける水銀除去方法およびそのシステムに関し、詳しく
は、石炭や重質油ガス化ガス等および石油精製等の湿式
ガス精製において、ガス中に微量に存在する水銀成分を
効果的に除去する水銀除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】石炭焚き火力発電所においては、石炭中
に含まれる水銀が排ガス中に含まれており、通常の排煙
処理システム(電気集塵器、湿式排煙脱硫装置等)では完
全に除去できず、一部排出されてしまう。水銀は微量成
分であり且つ非常に高い蒸気圧と、特に金属水銀は水に
不溶な性質を有しているので、集塵器で回収すること
や、スクラバーで洗浄することでは除去が困難である。
従来の廃棄物焼却処置等では、水銀が多量に排出される
が、比較的小規模でガス量が少ないので、例えば活性炭
を用いた吸着除去などによって、多くが吸着処理されて
きた。この水銀の除去法として活性炭吸着による処理法
等は有効な方法である一方、処理すべきガスが大容量な
場合には、消費コストが膨大になってしまうので実際の
使用には適さない。
に含まれる水銀が排ガス中に含まれており、通常の排煙
処理システム(電気集塵器、湿式排煙脱硫装置等)では完
全に除去できず、一部排出されてしまう。水銀は微量成
分であり且つ非常に高い蒸気圧と、特に金属水銀は水に
不溶な性質を有しているので、集塵器で回収すること
や、スクラバーで洗浄することでは除去が困難である。
従来の廃棄物焼却処置等では、水銀が多量に排出される
が、比較的小規模でガス量が少ないので、例えば活性炭
を用いた吸着除去などによって、多くが吸着処理されて
きた。この水銀の除去法として活性炭吸着による処理法
等は有効な方法である一方、処理すべきガスが大容量な
場合には、消費コストが膨大になってしまうので実際の
使用には適さない。
【０００３】そのため、例えば、排煙脱硫装置後流のM/
E(ミストエリミネータ)で酸化剤を噴霧する除去方法が
提案されている。この方法では、上記理由により発電所
に活性炭を使用することは困難であることから、簡易な
方法で除去するために、ミストエリミネーターで酸化剤
を噴霧して除去する。
E(ミストエリミネータ)で酸化剤を噴霧する除去方法が
提案されている。この方法では、上記理由により発電所
に活性炭を使用することは困難であることから、簡易な
方法で除去するために、ミストエリミネーターで酸化剤
を噴霧して除去する。
【０００４】また、例えば脱硝触媒等の触媒上で金属Hg
をHgCl2に酸化し、排煙脱硫装置で除去するプロセスも
提案されている。水銀は主に０価の金属水銀Hgの形態、
あるいは、塩化水銀HgCl2の形態、の２つの形態で存在
する。０価の金属水銀は水にほとんど不溶であるのに対
して、塩化水銀の方は、比較的水に溶解する。よって、
塩化水銀の形態であれば、脱硫装置によって除去可能で
ある。したがって、０価の金属水銀について、酸化剤を
用いて塩化水銀に酸化すれば、除去可能になる。よっ
て、このプロセスでは、脱硝装置内の脱硝触媒の直前に
おいて、Cl2,HCl等の塩素化剤を添加噴霧することによ
って、脱硝触媒上で金属水銀を酸化する。
をHgCl2に酸化し、排煙脱硫装置で除去するプロセスも
提案されている。水銀は主に０価の金属水銀Hgの形態、
あるいは、塩化水銀HgCl2の形態、の２つの形態で存在
する。０価の金属水銀は水にほとんど不溶であるのに対
して、塩化水銀の方は、比較的水に溶解する。よって、
塩化水銀の形態であれば、脱硫装置によって除去可能で
ある。したがって、０価の金属水銀について、酸化剤を
用いて塩化水銀に酸化すれば、除去可能になる。よっ
て、このプロセスでは、脱硝装置内の脱硝触媒の直前に
おいて、Cl2,HCl等の塩素化剤を添加噴霧することによ
って、脱硝触媒上で金属水銀を酸化する。
【０００５】通常の排ガスでは、その全部が金属水銀の
状態ではなく、石炭中には多くの塩素分が存在している
ので、一定割合で塩化水銀として存在しており、このよ
うな成分は除去される。よって、残りの金属水銀の分に
ついてのみ、塩素化剤を用いれば良い。しかしながら、
例えば石炭や重質油ガス化ガス中に含有する水銀を調べ
てみると、還元雰囲気下、ほぼ１００％が金属水銀とし
て存在しており、水中にはほとんど溶存していない。よ
って、湿式ガス精製において、還元ガス雰囲気下、酸化
剤を噴霧すると、種々の還元物質が存在するので、酸化
剤が無駄に消費されてしまって、効果が期待できない。
また、触媒上での反応を起こすため、塩素化剤を連続的
に噴霧すると、アンモニアが多く、圧力が高いガス化ガ
スでは、アンモニアとHClによって塩化アンモニウムNH4
Clの析出が生じてしまう。この塩化アンモニウムがＧＧ
Ｈ等の機器に蓄積してしまい、これらの機器を閉塞させ
るような問題が生じ得る。
状態ではなく、石炭中には多くの塩素分が存在している
ので、一定割合で塩化水銀として存在しており、このよ
うな成分は除去される。よって、残りの金属水銀の分に
ついてのみ、塩素化剤を用いれば良い。しかしながら、
例えば石炭や重質油ガス化ガス中に含有する水銀を調べ
てみると、還元雰囲気下、ほぼ１００％が金属水銀とし
て存在しており、水中にはほとんど溶存していない。よ
って、湿式ガス精製において、還元ガス雰囲気下、酸化
剤を噴霧すると、種々の還元物質が存在するので、酸化
剤が無駄に消費されてしまって、効果が期待できない。
また、触媒上での反応を起こすため、塩素化剤を連続的
に噴霧すると、アンモニアが多く、圧力が高いガス化ガ
スでは、アンモニアとHClによって塩化アンモニウムNH4
Clの析出が生じてしまう。この塩化アンモニウムがＧＧ
Ｈ等の機器に蓄積してしまい、これらの機器を閉塞させ
るような問題が生じ得る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記問
題点に鑑み、ガス中の微量成分である水銀を効果的に高
効率に除去可能であるとともに、システムの運転によっ
て生じる水銀除去のコストを下げ、さらに除去操作やシ
ステムが簡単で運転が容易な方法を開発すべく、鋭意検
討した。その結果、本発明者らは、ガス化ガス中にH2S
が共存すると金属水銀は水中へ移行すること、および、
補集された水銀は該水を減圧(フラッシュ)する際にガス
中へ放散されてしまうことを見い出した。このことから
湿式ガス精製においては、水洗工程にて硫化水素が共存
するとＨｇが吸収液に移行して除去できること、さら
に、水洗工程にて捕集したＨｇ含有の排水を加圧下から
常圧に戻すことにより、Ｈｇがガス中に放散されるこ
と、等の各現象を利用した方法によって、上記課題が解
決された水銀除去が可能になることを見い出した。本発
明は、かかる見地より完成されたものである。
題点に鑑み、ガス中の微量成分である水銀を効果的に高
効率に除去可能であるとともに、システムの運転によっ
て生じる水銀除去のコストを下げ、さらに除去操作やシ
ステムが簡単で運転が容易な方法を開発すべく、鋭意検
討した。その結果、本発明者らは、ガス化ガス中にH2S
が共存すると金属水銀は水中へ移行すること、および、
補集された水銀は該水を減圧(フラッシュ)する際にガス
中へ放散されてしまうことを見い出した。このことから
湿式ガス精製においては、水洗工程にて硫化水素が共存
するとＨｇが吸収液に移行して除去できること、さら
に、水洗工程にて捕集したＨｇ含有の排水を加圧下から
常圧に戻すことにより、Ｈｇがガス中に放散されるこ
と、等の各現象を利用した方法によって、上記課題が解
決された水銀除去が可能になることを見い出した。本発
明は、かかる見地より完成されたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、ガ
ス中の水銀成分を除去する湿式ガス精製における水銀除
去方法であって、水銀成分を含有するガスから、硫化水
素10ppm以上好ましくは100ppm以上が存在する加圧条件
下、吸収液中に水銀成分を移行させる、水洗工程と、該
水洗工程の後段にて、排出される吸収液を低圧下に噴霧
させて、ガス成分と排水に分離する、フラッシュ工程
と、該ガス成分について、吸着剤を備えた水銀除去装置
に通して水銀成分を吸着除去する、吸着除去工程と、を
含むことを特徴とする水銀除去方法を提供するものであ
る。ここでの水銀処理方法としては、例えば0.2〜5.0Ｍ
Ｐaの加圧条件下、硫化水素500ppm〜10％程度と共存さ
せて吸収液に溶存させた後、フラッシュ後の水銀成分を
吸着剤として活性炭で吸着除去することが好適である。
なお、活性炭としては、S成分を添着したものが好まし
い。
ス中の水銀成分を除去する湿式ガス精製における水銀除
去方法であって、水銀成分を含有するガスから、硫化水
素10ppm以上好ましくは100ppm以上が存在する加圧条件
下、吸収液中に水銀成分を移行させる、水洗工程と、該
水洗工程の後段にて、排出される吸収液を低圧下に噴霧
させて、ガス成分と排水に分離する、フラッシュ工程
と、該ガス成分について、吸着剤を備えた水銀除去装置
に通して水銀成分を吸着除去する、吸着除去工程と、を
含むことを特徴とする水銀除去方法を提供するものであ
る。ここでの水銀処理方法としては、例えば0.2〜5.0Ｍ
Ｐaの加圧条件下、硫化水素500ppm〜10％程度と共存さ
せて吸収液に溶存させた後、フラッシュ後の水銀成分を
吸着剤として活性炭で吸着除去することが好適である。
なお、活性炭としては、S成分を添着したものが好まし
い。
【０００８】また、本発明は、ガス中の水銀成分を除去
する湿式ガス精製における水銀除去システムであって、
水銀成分および硫化水素が共に含有するガスを導入し、
加圧条件下の塔内に吸収液を循環させて該吸収液中に水
銀成分を移行させる、水洗塔と、該水洗塔から排出され
る吸収液を低圧下に噴霧させて、ガス成分と排水に分離
する、フラッシュドラムと、吸着剤を備え、ガス成分中
の水銀成分を吸着除去する、水銀除去装置と、を含むこ
とを特徴とする水銀除去システムを提供するものであ
る。上記水洗塔は、通常ガス冷却塔とガス洗浄塔に分け
られている。このような水洗塔の後段に、フラッシュド
ラム、水銀除去装置を備えた本システムでは、システム
に導入される生成ガス中の約５０〜９５％の水銀を除去
できる。
する湿式ガス精製における水銀除去システムであって、
水銀成分および硫化水素が共に含有するガスを導入し、
加圧条件下の塔内に吸収液を循環させて該吸収液中に水
銀成分を移行させる、水洗塔と、該水洗塔から排出され
る吸収液を低圧下に噴霧させて、ガス成分と排水に分離
する、フラッシュドラムと、吸着剤を備え、ガス成分中
の水銀成分を吸着除去する、水銀除去装置と、を含むこ
とを特徴とする水銀除去システムを提供するものであ
る。上記水洗塔は、通常ガス冷却塔とガス洗浄塔に分け
られている。このような水洗塔の後段に、フラッシュド
ラム、水銀除去装置を備えた本システムでは、システム
に導入される生成ガス中の約５０〜９５％の水銀を除去
できる。
【０００９】本発明では上記システムに更に加えて、前
記水洗塔から送られる水洗ガスを導入し、アミン化合物
を含む吸収液を用いて硫化水素を吸収除去する、硫化水
素吸収塔と、該硫化水素吸収塔から排出される吸収液を
低圧下に噴霧させて、ガス成分と再生塔に送る吸収液に
分離する、第２のフラッシュドラムと、吸着剤を備え、
第２のフラッシュドラムから送られるガス成分中の水銀
成分を吸着除去する、第２の水銀除去装置と、を含む水
銀除去システムをも提供するものである。この硫化水素
吸収塔の後段に、フラッシュドラム、水銀除去装置を備
えたシステムでは、硫化水素吸収塔に導入される水洗ガ
ス中の約５０〜９５％の水銀を除去できる。
記水洗塔から送られる水洗ガスを導入し、アミン化合物
を含む吸収液を用いて硫化水素を吸収除去する、硫化水
素吸収塔と、該硫化水素吸収塔から排出される吸収液を
低圧下に噴霧させて、ガス成分と再生塔に送る吸収液に
分離する、第２のフラッシュドラムと、吸着剤を備え、
第２のフラッシュドラムから送られるガス成分中の水銀
成分を吸着除去する、第２の水銀除去装置と、を含む水
銀除去システムをも提供するものである。この硫化水素
吸収塔の後段に、フラッシュドラム、水銀除去装置を備
えたシステムでは、硫化水素吸収塔に導入される水洗ガ
ス中の約５０〜９５％の水銀を除去できる。
【００１０】本発明では、システム中の水洗塔にて硫化
水素が共存していることにより、Ｈｇが除去できる。つ
まり、ガスが硫化水素共存系であると、水洗塔の水中に
Ｈｇが移行して、ガス中から取り出すことが可能とな
り、結果として水洗塔から排出される排水中にＨｇが含
有することになる。そして、捕集したＨｇ含有の排水
を、高圧下から常圧に戻すことにより、Ｈｇがガス中に
放散される。具体的には、フラッシュドラムを通すこと
により、ガス中にＨｇが飛散する。
水素が共存していることにより、Ｈｇが除去できる。つ
まり、ガスが硫化水素共存系であると、水洗塔の水中に
Ｈｇが移行して、ガス中から取り出すことが可能とな
り、結果として水洗塔から排出される排水中にＨｇが含
有することになる。そして、捕集したＨｇ含有の排水
を、高圧下から常圧に戻すことにより、Ｈｇがガス中に
放散される。具体的には、フラッシュドラムを通すこと
により、ガス中にＨｇが飛散する。
【００１１】ガス精製において、ガス化ガス中には通常
硫化水素が存在するので、水洗塔にてガス中のＨｇは吸
収液中に移行する。そして、この吸収液についてフラッ
シュドラムを通してガス成分を回収した後、ガス成分を
吸着剤に透過させることよってＨｇを捕捉・吸着でき
る。本発明は、フラッシュ後のＨｇを含むガス成分を吸
着剤に通すシステムであり、吸着剤で水銀を除去する。
これにより、システムに導入される前のガス化ガス全体
をそのまま吸着剤で吸着処理する場合に比べて、格段に
少ないガス処理量でＨｇ除去可能であり、吸着剤処理に
伴う運転コストも大幅に減少する。このように本発明に
よれば、ガス中の微量成分である水銀を効果的に高効率
に除去可能であり、システムの運転によって生じる水銀
除去のコストを下げることができる。
硫化水素が存在するので、水洗塔にてガス中のＨｇは吸
収液中に移行する。そして、この吸収液についてフラッ
シュドラムを通してガス成分を回収した後、ガス成分を
吸着剤に透過させることよってＨｇを捕捉・吸着でき
る。本発明は、フラッシュ後のＨｇを含むガス成分を吸
着剤に通すシステムであり、吸着剤で水銀を除去する。
これにより、システムに導入される前のガス化ガス全体
をそのまま吸着剤で吸着処理する場合に比べて、格段に
少ないガス処理量でＨｇ除去可能であり、吸着剤処理に
伴う運転コストも大幅に減少する。このように本発明に
よれば、ガス中の微量成分である水銀を効果的に高効率
に除去可能であり、システムの運転によって生じる水銀
除去のコストを下げることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る湿式ガス精製
方法について、添付図面を参照しながら、その具体的な
実施形態を説明する。図１に、本実施の形態に係る湿式
ガス精製における水銀除去方法を実施するのに好適なシ
ステムの一例を、模式的に示す。本実施の形態のシステ
ムでは、水洗工程は冷却工程および洗浄工程からなる。
冷却工程はガス冷却塔１によって実施され、洗浄工程は
ガス洗浄塔２によって実施される。ガス中のアンモニア
成分を吸収する水は、例えばガス洗浄塔２に投入され
る。この２つの水洗塔によって、ガス中のアンモニアを
吸収液中に吸収除去させる。ガス洗浄塔２に投入された
水は、ポンプ７で循環されてアンモニアを吸収する吸収
液として作用し、その一部は、ガス流れ方向に対して前
段に設けられたガス冷却塔１に送られて、ここでもポン
プ７によって塔内を循環する。なお、本発明では、冷却
・洗浄工程を1つの水洗塔で行う態様であっても良い。ま
た、ガス冷却塔１において、吸収液には硫酸を添加する
態様であっても良い。
方法について、添付図面を参照しながら、その具体的な
実施形態を説明する。図１に、本実施の形態に係る湿式
ガス精製における水銀除去方法を実施するのに好適なシ
ステムの一例を、模式的に示す。本実施の形態のシステ
ムでは、水洗工程は冷却工程および洗浄工程からなる。
冷却工程はガス冷却塔１によって実施され、洗浄工程は
ガス洗浄塔２によって実施される。ガス中のアンモニア
成分を吸収する水は、例えばガス洗浄塔２に投入され
る。この２つの水洗塔によって、ガス中のアンモニアを
吸収液中に吸収除去させる。ガス洗浄塔２に投入された
水は、ポンプ７で循環されてアンモニアを吸収する吸収
液として作用し、その一部は、ガス流れ方向に対して前
段に設けられたガス冷却塔１に送られて、ここでもポン
プ７によって塔内を循環する。なお、本発明では、冷却
・洗浄工程を1つの水洗塔で行う態様であっても良い。ま
た、ガス冷却塔１において、吸収液には硫酸を添加する
態様であっても良い。
【００１３】上記のようなアンモニア除去のための水洗
工程において、導入されるガス中に水銀成分が含有し、
且つ、硫化水素10ppm以上が含有する場合、水洗塔（冷
却塔および洗浄塔）における加圧条件下、吸収液中に水
銀成分が移行する。この際、水銀成分の吸収液中への移
行は温度の影響を受けるので、液温が低いほど水銀のガ
ス中の除去率は向上する。よって、ガス冷却塔１とガス
洗浄塔２の温度により除去率へ影響があり、後段である
ガス洗浄塔２の温度が低ければ除去率も向上するものと
考えられる。ガス洗浄塔２では、通常５０℃以下、好ま
しくは４０℃以下にて運転することが、水銀除去の観点
からは好ましい。
工程において、導入されるガス中に水銀成分が含有し、
且つ、硫化水素10ppm以上が含有する場合、水洗塔（冷
却塔および洗浄塔）における加圧条件下、吸収液中に水
銀成分が移行する。この際、水銀成分の吸収液中への移
行は温度の影響を受けるので、液温が低いほど水銀のガ
ス中の除去率は向上する。よって、ガス冷却塔１とガス
洗浄塔２の温度により除去率へ影響があり、後段である
ガス洗浄塔２の温度が低ければ除去率も向上するものと
考えられる。ガス洗浄塔２では、通常５０℃以下、好ま
しくは４０℃以下にて運転することが、水銀除去の観点
からは好ましい。
【００１４】次に、上記水洗工程から排出される水銀を
含む吸収液は、フラッシュドラム３のフラッシュ工程に
送られて、低圧下に噴霧される。これによって、吸収液
は、ガス成分と排水に分離する。一般に精製処理システ
ムにおいて、水洗工程から排出される排水は高圧力であ
るため、種々のガスも溶存している。そのような排水を
処理するために、フラッシュドラム３を通して減圧し
て、高圧力から開放することが行われる。これによっ
て、溶存していたガスが一旦、フラッシュして気体中に
放散される。そして、残った溶液については排水処理を
行う。
含む吸収液は、フラッシュドラム３のフラッシュ工程に
送られて、低圧下に噴霧される。これによって、吸収液
は、ガス成分と排水に分離する。一般に精製処理システ
ムにおいて、水洗工程から排出される排水は高圧力であ
るため、種々のガスも溶存している。そのような排水を
処理するために、フラッシュドラム３を通して減圧し
て、高圧力から開放することが行われる。これによっ
て、溶存していたガスが一旦、フラッシュして気体中に
放散される。そして、残った溶液については排水処理を
行う。
【００１５】通常の生成ガスを処理する場合には、ここ
でフラッシュしたガス成分は、燃焼炉で燃焼させるか、
あるいは、大気中に放出する処理を行うが、本発明の精
製対象ガスである水銀を含むガスの場合には、このガス
成分中に水銀が含まれることとなる。これは、水洗工程
で吸収液中に移行していた水銀が低圧下への噴霧によっ
て、他のガスと共に気体中に浮遊・分散するためと考え
られる。よって、上記フラッシュドラム３によって分離
されたガス成分については、吸着剤（活性炭等）を備え
た水銀除去装置４に流通させる。この水銀除去装置４に
おいて、ガス中の水銀成分を吸着剤として活性炭に吸着
除去させる。水銀除去装置４を流通して水銀除去された
排ガスについては、オフガス燃焼炉に送られる。
でフラッシュしたガス成分は、燃焼炉で燃焼させるか、
あるいは、大気中に放出する処理を行うが、本発明の精
製対象ガスである水銀を含むガスの場合には、このガス
成分中に水銀が含まれることとなる。これは、水洗工程
で吸収液中に移行していた水銀が低圧下への噴霧によっ
て、他のガスと共に気体中に浮遊・分散するためと考え
られる。よって、上記フラッシュドラム３によって分離
されたガス成分については、吸着剤（活性炭等）を備え
た水銀除去装置４に流通させる。この水銀除去装置４に
おいて、ガス中の水銀成分を吸着剤として活性炭に吸着
除去させる。水銀除去装置４を流通して水銀除去された
排ガスについては、オフガス燃焼炉に送られる。
【００１６】一方、図１に示す本実施の形態における水
銀除去システムは、上記水洗塔から硫化水素吸収塔へ送
られる水洗ガスについても、該ガス中の水銀成分を除去
するシステムである。上記したアンモニア除去のための
水洗工程において、水銀を含むガスからは吸収液中に一
定量の水銀成分が移行するが、一部の水銀成分は水洗後
のガス中にも含まれており、湿式ガス精製システムの後
段に送られる。水洗工程の後段には、ガス中の硫化水素
を除去する硫化水素除去工程が設けられており、そこで
ガス中の水銀成分についても除去する。硫化水素除去工
程は、H2S吸収塔５と吸収液再生塔６から構成されてお
り、水洗工程から送られる水洗ガスは硫化水素吸収塔５
に導入される。硫化水素吸収塔５の主目的は、アミンを
含む吸収液を用いて硫化水素を吸収除去することであ
る。本形態では、この硫化水素吸収塔５において、水銀
および硫化水素を含有するガスから加圧条件下、吸収液
中に水銀成分を移行させる（水洗工程）。これによっ
て、アミンを含む吸収液中には、水銀成分も含有するこ
とになる。そこで、硫化水素吸収塔５から排出される吸
収液を、第２のフラッシュドラム８にて低圧下に噴霧さ
せて、ガス成分と再生塔に送る吸収液に分離する。
銀除去システムは、上記水洗塔から硫化水素吸収塔へ送
られる水洗ガスについても、該ガス中の水銀成分を除去
するシステムである。上記したアンモニア除去のための
水洗工程において、水銀を含むガスからは吸収液中に一
定量の水銀成分が移行するが、一部の水銀成分は水洗後
のガス中にも含まれており、湿式ガス精製システムの後
段に送られる。水洗工程の後段には、ガス中の硫化水素
を除去する硫化水素除去工程が設けられており、そこで
ガス中の水銀成分についても除去する。硫化水素除去工
程は、H2S吸収塔５と吸収液再生塔６から構成されてお
り、水洗工程から送られる水洗ガスは硫化水素吸収塔５
に導入される。硫化水素吸収塔５の主目的は、アミンを
含む吸収液を用いて硫化水素を吸収除去することであ
る。本形態では、この硫化水素吸収塔５において、水銀
および硫化水素を含有するガスから加圧条件下、吸収液
中に水銀成分を移行させる（水洗工程）。これによっ
て、アミンを含む吸収液中には、水銀成分も含有するこ
とになる。そこで、硫化水素吸収塔５から排出される吸
収液を、第２のフラッシュドラム８にて低圧下に噴霧さ
せて、ガス成分と再生塔に送る吸収液に分離する。
【００１７】次いで、本形態では、上記フラッシュドラ
ム８によって分離されたガス成分について、上記フラッ
シュドラム３からのガス成分と同様に、吸着剤として活
性炭を備えた水銀除去装置４に流通させる。この水銀除
去装置４において、ガス中の水銀成分を活性炭に吸着除
去させる。水銀除去装置４を流通して水銀除去された排
ガスについては、オフガス燃焼炉に送られる。なお、フ
ラッシュドラム８によって分離されたガス成分について
は、水銀除去装置４とは別に設けられた、第２の水銀除
去装置に送って活性炭による吸着を行っても良い。吸着
剤は活性炭の他、Al2O3、TiO2およびSiO2のからなる群
より選ばれる少なくとも1種類の化合物、または、ゼオ
ライトを担体として、キレート樹脂、硫黄単体あるいは
硫黄化合物を担持したものを用いることもできる。
ム８によって分離されたガス成分について、上記フラッ
シュドラム３からのガス成分と同様に、吸着剤として活
性炭を備えた水銀除去装置４に流通させる。この水銀除
去装置４において、ガス中の水銀成分を活性炭に吸着除
去させる。水銀除去装置４を流通して水銀除去された排
ガスについては、オフガス燃焼炉に送られる。なお、フ
ラッシュドラム８によって分離されたガス成分について
は、水銀除去装置４とは別に設けられた、第２の水銀除
去装置に送って活性炭による吸着を行っても良い。吸着
剤は活性炭の他、Al2O3、TiO2およびSiO2のからなる群
より選ばれる少なくとも1種類の化合物、または、ゼオ
ライトを担体として、キレート樹脂、硫黄単体あるいは
硫黄化合物を担持したものを用いることもできる。
【００１８】以上、本発明の実施の形態につき述べた
が、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変
形及び変更を加え得るものである。以下、本発明を実施
例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例
によって何ら制限されるものでない。
が、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変
形及び変更を加え得るものである。以下、本発明を実施
例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例
によって何ら制限されるものでない。
【００１９】
【実施例】実施例１
図２に、本実施例における湿式ガス精製システムの概略
を示す。ガス化炉１０にて、供給される石炭はガス化ガ
スとなって後段のサイクロン１１、フィルター１２を介
して、ＣＯＳ転換器１３に送られる。石炭供給量は10kg
/hであった。次いで、ガス-ガス熱交換器１４を経た後
に、生成ガスは湿式ガス精製の工程に至る。圧力は0.9M
Paであり、生成ガス量は22.4m3N/h(d)であった。また、
水洗工程前における生成ガス中のH2S濃度は800〜1000pp
m、生成ガス温度T 1は約200℃であった。
を示す。ガス化炉１０にて、供給される石炭はガス化ガ
スとなって後段のサイクロン１１、フィルター１２を介
して、ＣＯＳ転換器１３に送られる。石炭供給量は10kg
/hであった。次いで、ガス-ガス熱交換器１４を経た後
に、生成ガスは湿式ガス精製の工程に至る。圧力は0.9M
Paであり、生成ガス量は22.4m3N/h(d)であった。また、
水洗工程前における生成ガス中のH2S濃度は800〜1000pp
m、生成ガス温度T 1は約200℃であった。
【００２０】水洗工程では、ガスの流れに対して前段に
ガス冷却塔１、後段にガス洗浄塔２の２つの塔が設けら
れている。ガス冷却塔１出口ガス温度T2は８０℃、ガス
冷却塔１液循環流量は60(l/h)、ガス冷却塔１排水流量
は1.9(l/h)であった。また、ガス洗浄塔２出口ガス温度
T3は４０℃、ガス洗浄塔２液循環流量は100(l/h)であっ
た。水洗工程から排出される水銀を含む吸収液は、フラ
ッシュドラム２０によって噴霧されてから、ガス成分が
水銀除去装置４に送られ、ガス中の水銀が除去される。
ここで、排水からフラッシュされるガス量は30(lN/h)で
あった。一方、水洗工程を経てアンモニアを除去したガ
スは、硫化水素吸収塔５に送られる。H2S吸収塔５出口
ガス温度T4は４０℃、H2S吸収塔５循環流量は30(l/h)で
あった。上記のような図２のシステムにおいて、システ
ム中の各所S1〜S6におけるHg濃度を測定した。その結果
を、以下の表１に示す。
ガス冷却塔１、後段にガス洗浄塔２の２つの塔が設けら
れている。ガス冷却塔１出口ガス温度T2は８０℃、ガス
冷却塔１液循環流量は60(l/h)、ガス冷却塔１排水流量
は1.9(l/h)であった。また、ガス洗浄塔２出口ガス温度
T3は４０℃、ガス洗浄塔２液循環流量は100(l/h)であっ
た。水洗工程から排出される水銀を含む吸収液は、フラ
ッシュドラム２０によって噴霧されてから、ガス成分が
水銀除去装置４に送られ、ガス中の水銀が除去される。
ここで、排水からフラッシュされるガス量は30(lN/h)で
あった。一方、水洗工程を経てアンモニアを除去したガ
スは、硫化水素吸収塔５に送られる。H2S吸収塔５出口
ガス温度T4は４０℃、H2S吸収塔５循環流量は30(l/h)で
あった。上記のような図２のシステムにおいて、システ
ム中の各所S1〜S6におけるHg濃度を測定した。その結果
を、以下の表１に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】表１中のS1の濃度とS2の濃度の差(S1-S2)
が、水洗工程によって除去された水銀量である。また、
排水をフラッシュ後のガス成分中の水銀は、水銀除去装
置４を介すことによって、3.0mg/m3N(S5)から0.01mg/m3
N(S6)以下に減少した。この結果から、水洗工程からの
排水中に水銀が移行しており、フラッシュ後のガス成分
から水銀成分を効果的に除去できることが確認できた。
が、水洗工程によって除去された水銀量である。また、
排水をフラッシュ後のガス成分中の水銀は、水銀除去装
置４を介すことによって、3.0mg/m3N(S5)から0.01mg/m3
N(S6)以下に減少した。この結果から、水洗工程からの
排水中に水銀が移行しており、フラッシュ後のガス成分
から水銀成分を効果的に除去できることが確認できた。
【００２３】実施例２
図３に、本実施例における湿式ガス精製システムの概略
を示す。本実施例では、実施例１のシステムに加えて、
硫化水素吸収塔５にて吸収液中に除去された分のＨｇに
ついても、フラッシュドラム２１に送って気体に放散さ
せた後、活性炭等の除去装置１５にて除去した。生成ガ
スの条件、および、水洗工程での流量や温度は、実施例
１と同様にして行った。フラッシュドラム２１からのH2
S吸収液フラッシュガス量は、50(lN/h)であった。上記
図３のシステムにおいて、システム中の各所S1〜S9にお
けるHg濃度を測定した。その結果を、以下の表２に示
す。
を示す。本実施例では、実施例１のシステムに加えて、
硫化水素吸収塔５にて吸収液中に除去された分のＨｇに
ついても、フラッシュドラム２１に送って気体に放散さ
せた後、活性炭等の除去装置１５にて除去した。生成ガ
スの条件、および、水洗工程での流量や温度は、実施例
１と同様にして行った。フラッシュドラム２１からのH2
S吸収液フラッシュガス量は、50(lN/h)であった。上記
図３のシステムにおいて、システム中の各所S1〜S9にお
けるHg濃度を測定した。その結果を、以下の表２に示
す。
【００２４】
【表２】
【００２５】表２中のS2の濃度とS3の濃度の差(S2-S3)
が、硫化水素吸収塔における吸収液による水洗によって
除去された水銀量である。また、吸収液のフラッシュ後
のガス成分中の水銀は、水銀除去装置１５を介すことに
よって、0.45mg/m3N(S8)から0.01mg/m3N(S9)以下に減少
した。この結果から、水洗工程後段の硫化水素吸収工程
においても、吸収液中に水銀が移行しており、フラッシ
ュ後のガス成分から水銀成分を効果的に除去できること
が確認できた。
が、硫化水素吸収塔における吸収液による水洗によって
除去された水銀量である。また、吸収液のフラッシュ後
のガス成分中の水銀は、水銀除去装置１５を介すことに
よって、0.45mg/m3N(S8)から0.01mg/m3N(S9)以下に減少
した。この結果から、水洗工程後段の硫化水素吸収工程
においても、吸収液中に水銀が移行しており、フラッシ
ュ後のガス成分から水銀成分を効果的に除去できること
が確認できた。
【００２６】実施例３
図４に、本実施例における湿式ガス精製システムの概略
を示す。本実施例では、実施例２のシステムに加えて、
ガス-ガス熱交換器１４からそのまま排気されていたガ
スを、熱交換器に通してから排気することによって、熱
交換させてから燃焼器で燃焼させる。本実施例において
は、石炭供給量1000kg/h、生成ガス量3500m3N/h、生成
ガス中のH2S濃度800〜1000ppm、ガス冷却塔１出口ガス
温度(T2)40℃、ガス冷却塔１液循環流量8.4ton/h、ガス
冷却塔１排水流量0.4ton/h、フラッシュドラム２０にて
発生する排水フラッシュガス量0.2m3N/h、ガス洗浄塔２
出口ガス温度(T3)40℃、ガス洗浄塔２液循環流量10ton/
h、H2S吸収塔５出口ガス温度(T4)４０℃、H2S吸収塔５
循環流量3.6ton/h、H2S吸収液フラッシュガス量1.6m3N/
hとして、その他は実施例２と同様にして実施した。上
記図４のシステムにおいて、システム中の各所S1〜S9に
おけるHg濃度を測定した。その結果を、以下の表３に示
す。
を示す。本実施例では、実施例２のシステムに加えて、
ガス-ガス熱交換器１４からそのまま排気されていたガ
スを、熱交換器に通してから排気することによって、熱
交換させてから燃焼器で燃焼させる。本実施例において
は、石炭供給量1000kg/h、生成ガス量3500m3N/h、生成
ガス中のH2S濃度800〜1000ppm、ガス冷却塔１出口ガス
温度(T2)40℃、ガス冷却塔１液循環流量8.4ton/h、ガス
冷却塔１排水流量0.4ton/h、フラッシュドラム２０にて
発生する排水フラッシュガス量0.2m3N/h、ガス洗浄塔２
出口ガス温度(T3)40℃、ガス洗浄塔２液循環流量10ton/
h、H2S吸収塔５出口ガス温度(T4)４０℃、H2S吸収塔５
循環流量3.6ton/h、H2S吸収液フラッシュガス量1.6m3N/
hとして、その他は実施例２と同様にして実施した。上
記図４のシステムにおいて、システム中の各所S1〜S9に
おけるHg濃度を測定した。その結果を、以下の表３に示
す。
【００２７】
【表３】
【００２８】この結果から、多量の生成ガスを湿式ガス
精製する際においても、本発明の水銀除去方法を用いれ
ば、S6およびS9のいずれの箇所でも排ガス中のHg濃度が
0.01mg/m3N以下に減少できることが確認できた。
精製する際においても、本発明の水銀除去方法を用いれ
ば、S6およびS9のいずれの箇所でも排ガス中のHg濃度が
0.01mg/m3N以下に減少できることが確認できた。
【００２９】
【発明の効果】本発明に係る水銀除去方法によれば、生
成ガスをそのまま処理する場合に比べて、フラッシュガ
スを処理することで格段に少ないガス処理量で足り、処
理に伴う運転コストも低減できる。また、水銀除去(吸
収）工程およびHgフラッシュ工程に、Hgを除去するため
に投入するエネルギーは全く必要なく、通常の精製シス
テムをほとんど変えることなく、確実にHgを除去でき
る。さらに、Hgを吸着する吸着剤は低温(400℃以下)で
使用することが可能であり、除去率も高く吸着剤必要量
も少なくて済む。そして、一旦水に溶存したガスを活性
炭処理するため、Hg吸着を阻害する炭化水素等が存在し
ない。
成ガスをそのまま処理する場合に比べて、フラッシュガ
スを処理することで格段に少ないガス処理量で足り、処
理に伴う運転コストも低減できる。また、水銀除去(吸
収）工程およびHgフラッシュ工程に、Hgを除去するため
に投入するエネルギーは全く必要なく、通常の精製シス
テムをほとんど変えることなく、確実にHgを除去でき
る。さらに、Hgを吸着する吸着剤は低温(400℃以下)で
使用することが可能であり、除去率も高く吸着剤必要量
も少なくて済む。そして、一旦水に溶存したガスを活性
炭処理するため、Hg吸着を阻害する炭化水素等が存在し
ない。
【図１】本発明の湿式ガス精製方法を実施するのに好適
なシステムの概略を示す図である。
なシステムの概略を示す図である。
【図２】実施例１において用いた精製システムの構成を
模式的に示す図である。
模式的に示す図である。
【図３】実施例２において用いた精製システムの構成を
模式的に示す図である。
模式的に示す図である。
【図４】実施例３において用いた精製システムの構成を
模式的に示す図である。
模式的に示す図である。
１ ガス冷却塔
２ ガス洗浄塔
３ フラッシュドラム
４ 水銀除去装置
５ 硫化水素吸収塔
６ 吸収液再生塔
７ 循環ポンプ
８ フラッシュドラム
９ 吸収液熱交換器
１０ ガス化炉
１１ サイクロン
１２ フィルター
１３ ＣＯＳ転換器
１４ ガス-ガス熱交換器
１５ 水銀除去装置
２０、２１ フラッシュドラム
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 洲崎 誠
東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三
菱重工業株式会社内
(72)発明者 石田 一男
東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三
菱重工業株式会社内
(72)発明者 長野 肇
東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三
菱重工業株式会社内
(72)発明者 沖野 進
東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三
菱重工業株式会社内
Ｆターム(参考） 4D002 AA03 AA13 AA29 AC01 BA02
BA04 DA31 DA41 DA45 DA46
DA61 DA70 EA03 EA05 EA07
EA09
4H060 AA01 BB02 BB23 CC15 DD12
DD28 FF04
Claims (9)
- 【請求項１】 ガス中の水銀を除去する水銀除去方法で
あって、 少なくとも硫化水素10ppm以上および水銀を含むガス
を、加圧条件下で吸収液と気液接触させて該吸収液中に
水銀を移行させ、水銀を含んだ該吸収液を低圧条件下で
フラッシュさせてガス成分と液成分とに分離し、分離さ
れた前記分離ガス成分に含まれる水銀を吸着剤により吸
着除去することを特徴とする水銀除去方法。 - 【請求項２】 少なくとも硫化水素10ppm以上および水
銀を含むガスを、加圧条件下で吸収液と気液接触させて
該吸収液中に水銀を移行させ、水銀が一部除去された前
記ガスを、アミン化合物を含む吸収液と気液接触させて
該ガス中の硫化水素と水銀を該吸収液に吸収させ、次に
該吸収液を低圧下でフラッシュさせて水銀を含むガス
と、液とに分離し、該水銀を含むガスから吸着剤により
水銀を吸着除去することを特徴とする請求項１記載の水
銀除去方法。 - 【請求項３】 前記少なくとも硫化水素10ppm以上およ
び水銀を含むガスが、石炭ガス化ガス又は重質油ガス化
ガスであることを特徴とする請求項１又は２記載の水銀
除去方法。 - 【請求項４】 水銀を吸着する前記吸着剤が、Al2O3、T
iO2およびSiO2からなる群より選ばれる少なくとも1種の
化合物、活性炭、または、ゼオライト、を担体として、 キレート樹脂、硫黄単体、または、硫黄化合物を担持し
たものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
に記載の水銀除去方法。 - 【請求項５】 ガス中の水銀成分を除去する湿式ガス精
製における水銀除去方法であって、 水銀成分を含有するガスから、硫化水素10ppm以上が存
在する加圧条件下、吸収液中に水銀成分を移行させる、
水洗工程と、 該水洗工程の後段にて、排出される吸収液を低圧下に噴
霧させて、ガス成分と排水に分離する、フラッシュ工程
と、 該ガス成分について、吸着剤を備えた水銀除去装置に通
して水銀成分を吸着除去する、吸着除去工程と、を含む
ことを特徴とする水銀除去方法。 - 【請求項６】 前記吸着剤が、Al2O3、TiO2およびSiO2
からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物、活性
炭、または、ゼオライト、を担体として、 キレート樹脂、硫黄単体、または、硫黄化合物を担持し
たものであることを特徴とするとする請求項５に記載の
水銀除去方法。 - 【請求項７】 ガス中の水銀成分を除去する湿式ガス精
製における水銀除去システムであって、 水銀成分および硫化水素が共に含有するガスを導入し、
加圧条件下の塔内に吸収液を循環させて該吸収液中に水
銀成分を移行させる、水洗塔と、 該水洗塔から排出される吸収液を低圧下に噴霧させて、
ガス成分と排水に分離する、フラッシュドラムと、 吸着剤を備え、ガス成分中の水銀成分を吸着除去する、
水銀除去装置と、を含むことを特徴とする水銀除去シス
テム。 - 【請求項８】 さらに加えて、 前記水洗塔から送られる水洗ガスを導入し、アミン化合
物を含む吸収液を用いて硫化水素を吸収除去する、硫化
水素吸収塔と、 該硫化水素吸収塔から排出される吸収液を低圧下に噴霧
させて、ガス成分と再生塔に送る吸収液に分離する、第
２のフラッシュドラムと、 吸着剤を備え、第２のフラッシュドラムから送られるガ
ス成分中の水銀成分を吸着除去する、水銀除去装置と、
を含むことを特徴とする請求項７に記載の水銀除去シス
テム。 - 【請求項９】 前記吸着剤が、Al2O3、TiO2およびSiO2
からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物、活性
炭、または、ゼオライト、を担体として、 キレート樹脂、硫黄単体、または、硫黄化合物を担持し
たものであることを特徴とするとする請求項７又は８に
記載の水銀除去システム。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| JP2001333972A JP3872677B2 (ja) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | 水銀除去方法およびそのシステム |
| US10/233,526 US6770119B2 (en) | 2001-10-31 | 2002-09-04 | Mercury removal method and system |
| DE60212041T DE60212041T2 (de) | 2001-10-31 | 2002-09-19 | Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Quecksilber |
| DK02020950T DK1308198T3 (da) | 2001-10-31 | 2002-09-19 | Fremgangsmåde og system til fjernelse af kviksölv |
| EP02020950A EP1308198B1 (en) | 2001-10-31 | 2002-09-19 | Mercury removal method and system |
| ES02020950T ES2266375T3 (es) | 2001-10-31 | 2002-09-19 | Metodo y sistema para la eliminacion de mercurio. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001333972A JP3872677B2 (ja) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | 水銀除去方法およびそのシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003138277A true JP2003138277A (ja) | 2003-05-14 |
| JP3872677B2 JP3872677B2 (ja) | 2007-01-24 |
Family
ID=19149170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001333972A Expired - Fee Related JP3872677B2 (ja) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | 水銀除去方法およびそのシステム |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6770119B2 (ja) |
| EP (1) | EP1308198B1 (ja) |
| JP (1) | JP3872677B2 (ja) |
| DE (1) | DE60212041T2 (ja) |
| DK (1) | DK1308198T3 (ja) |
| ES (1) | ES2266375T3 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| WO2006132347A1 (ja) * | 2005-06-09 | 2006-12-14 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 水銀除去システムおよびその方法 |
| JP2009514676A (ja) * | 2005-11-09 | 2009-04-09 | ゴア エンタープライズ ホールディングス，インコーポレイティド | 水銀を含有するガス状混合物からの水銀の捕捉 |
| JPWO2008078722A1 (ja) * | 2006-12-27 | 2010-04-22 | バブコック日立株式会社 | 排ガス処理方法と装置 |
| CN112237822A (zh) * | 2020-09-17 | 2021-01-19 | 中南大学 | 一种有色冶炼烟气中单质汞的回收方法 |
| JP2021126613A (ja) * | 2020-02-13 | 2021-09-02 | 株式会社東芝 | 酸性ガスの除去装置および除去方法 |
| CN113750953A (zh) * | 2021-09-27 | 2021-12-07 | 山东大学 | 热解烟气中SO2、H2S和Hg0协同脱除吸附剂及其制备方法 |
| CN114588734A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-06-07 | 杨光华 | 一种电炉黄磷尾气净化的方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP3872677B2 (ja) * | 2001-10-31 | 2007-01-24 | 三菱重工業株式会社 | 水銀除去方法およびそのシステム |
| US7666318B1 (en) | 2005-05-12 | 2010-02-23 | Ferro, LLC | Process, method and system for removing mercury from fluids |
| US7476365B2 (en) * | 2006-04-21 | 2009-01-13 | Saudi Arabian Oil Company | Apparatus for removing mercury from natural gas |
| US8043587B2 (en) * | 2007-07-12 | 2011-10-25 | Indigo Technologies Group Pty Ltd | Reverse flow reactor |
| FR2918579B1 (fr) | 2007-07-13 | 2010-01-01 | Air Liquide | Procede de purification d'un gaz contenant du co2 par integration d'unite de purification par adsorption |
| US20090101009A1 (en) * | 2007-10-23 | 2009-04-23 | United Technologies Corporation | Core separator integration for mercury removal from flue gases of coal-fired boilers |
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| US20100078358A1 (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-01 | Erin E Tullos | Mercury removal process |
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