JP2006029673A - 排ガス中のガス状水銀除去方法及び除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 取り扱いが容易でコストの上昇が抑えられ、排ガス中の水銀を良好に除去できる排ガスの処理方法を提供する。
【解決手段】 金属酸化物からなる固体触媒と排ガスとを接触させ、排ガス中の非水溶性の水銀を水溶性の水銀に変換した後、この水溶性の水銀を湿式吸収する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、石炭焚き排ガスや重質油焚き排ガス等の排ガス中のガス状水銀除去方法及び除去装置に関するものである。

石炭焚き排ガス中や重質油焚き排ガス中、あるいはゴミ発電の排ガス中には水銀が存在しており、大気へ排出する前にこの水銀を除去することが重要である。排ガス中の水銀を除去する従来技術としては、煙突の前段に活性炭等の固体吸収剤を設置し、大気へ排出する前の段階で水銀を前記固体吸収剤で吸収する方法や、ボイラから煙突まで排ガスが流れる流路の途中に湿式脱硫装置を設け、湿式脱硫装置の上流側に水銀酸化剤を設けておき、排ガス中に含まれる非水溶性の水銀を水溶性の塩化水銀等に変換した後、湿式脱流装置で吸収する方法がある。また、湿式脱流吸収液に酸化剤を添加し、脱硫吸収液中で水銀を酸化して水溶性の水銀に変換する方法もある。

また、下記特許文献１には、脱硝装置及び湿式脱硫装置を備えた排ガス処理装置において、脱硝装置の上流側にＨＣｌ等を送り込み、脱硝装置で水銀を酸化する技術が開示されている。また、下記特許文献２には、湿式脱硫装置の上流で排ガスと金属塩化物等とを接触させて非水溶性の水銀を水溶性の塩化水銀に変換し、湿式脱硫装置で吸収する技術が開示されている。また、下記特許文献３には、湿式脱硫装置の上流で、排ガスと触媒を担持した担体とを接触させて、非水溶性の水銀を水溶性の塩化水銀に変換し、湿式脱硫装置で吸収する技術が開示されている。
特開平１０−２３０１３７号公報 特開２０００−１９７８１１号公報 特開２００３−０５３１４２号公報

ところで、上記従来技術には以下に述べる問題が存在する。
煙突の前段に固体吸収剤を設置する技術においては、例えば使用済みの固体吸収剤の処理に関して有効な手段が確立されておらず、環境に影響を与えるおそれがある。また、湿式脱硫装置の上流側に水銀酸化剤を設ける構成や湿式脱硫吸収液に酸化剤を添加する構成は、排ガスや排水に酸化剤等が直接投入される構成であるため、環境に影響を与える可能性がある。そして、環境に与える影響を低減するための別の処理を行う必要が生じた場合には処理の負担が増える。また、酸化剤等を投入する構成ではその酸化剤を投入するための設備が必要があり設備コストがかかる。

また、上記特許文献１に開示されている技術においても、排ガス中にＨＣｌ等の化学物質を積極的に投入する構成なので、環境に与える影響を低減するための別の処理を排ガスや排水に対して行う必要性が生じる可能性がある。そして、その場合には処理の負担が増える。また、上記特許文献２に開示されている技術においては、腐食性や毒性等を有する取り扱いの難しい金属塩化物を扱わなければならない不都合がある。また、上記特許文献３に開示されている技術においては、担体を必要とする触媒を製造する構成であるため、触媒を製造するための製造コストがかかる。更には水銀酸化装置を新たに設ける構成であるため設備コストもかかる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、取り扱いが容易でコストの上昇が抑えられ、排ガス中の水銀を良好に除去できる排ガス中のガス状水銀除去方法及び除去装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、排ガス中のガス状水銀除去方法は、金属酸化物からなる固体触媒と排ガスとを接触させ、前記排ガス中の非水溶性の水銀を水溶性の水銀に変換した後、この水溶性の水銀を湿式吸収することを特徴とする。

本発明によれば、取り扱いの容易な金属酸化物を使って排ガス中に含まれる非水溶性の水銀を水溶性の水銀に変換することができる。そして、水溶性の水銀を湿式吸収することで、排ガス中の水銀を除去できる。

本発明において、前記排ガスが流れる流路に配置された部材のうち該排ガスと接触する接触面に前記固体触媒を塗布し、前記排ガスと前記接触面に塗布された前記固体触媒とを接触させて、非水溶性の水銀を水溶性の水銀に変換することを特徴とする。

本発明によれば、排ガスが流れる流路（煙道）に配置された部材の排ガスとの接触面に金属酸化物からなる固体触媒を塗布しておくことで、流路を流れる排ガスは接触面に塗布されている固体触媒と接触することができる。したがって、排ガス中の非水溶性の水銀は、水溶性の水銀に変換された後、良好に湿式吸収されて除去される。そして、固体触媒は部材上に塗布される構成であるため、既存の機器や部材の表面に固体触媒を塗布するだけでよく、新たな設備を必要としないため、設備コストを抑えることができる。更に、固体触媒としての金属酸化物を部材上に直接塗布する構成であり、担体に担持させる構成ではないため、触媒を製造するための製造工程を低減できる。したがって、触媒の製造コストを抑えることができる。

本発明において、前記流路の途中に前記水溶性の水銀を湿式吸収する吸収装置が設けられており、前記固体触媒は前記吸収装置よりも上流にある部材の前記接触面に塗布されており、前記水溶性の水銀は前記吸収装置で湿式吸収されることを特徴とする。

本発明によれば、吸収装置の上流側で非水溶性の水銀を水溶性の水銀に変換することができ、その変換後の水溶性の水銀を吸収装置で良好に吸収することができる。

本発明において、前記固体触媒は、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣｕＯ、ＭｎＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｖ_２Ｏ_５のうち少なくともいずれか１つであることを特徴とする。

本発明によれば、取り扱いの容易なこれら金属酸化物を使って非水溶性の水銀を水溶性の水銀に良好に変換できる。

本発明の排ガス中のガス状水銀除去装置は、非水溶性の水銀を含む排ガスが流れる流路の途中に設けられ、前記排ガス中の所定物質を湿式吸収する吸収装置を備え、前記吸収装置よりも上流にある部材のうち前記排ガスと接触する接触面には金属酸化物からなる固体触媒が塗布されており、前記排ガスと前記固体触媒とを接触させて、該排ガス中の非水溶性の水銀を水溶性の水銀に変換し、この水溶性の水銀を前記吸収装置で湿式吸収することを特徴とする。

本発明によれば、取り扱いの容易な金属酸化物を使って、排ガス中に含まれる非水溶性の水銀を水溶性の水銀に変換することができる。そして、排ガスが流れる流路（煙道）に配置された部材の排ガスとの接触面に金属酸化物からなる固体触媒を塗布しておくことで、流路を流れる排ガスは接触面に塗布されている固体触媒と接触することができる。したがって、排ガス中の非水溶性の水銀は、水溶性の水銀に変換された後、吸収装置によって良好に湿式吸収されて除去される。そして、固体触媒は部材上に塗布されている構成であるため、既存の機器や部材の表面に固体触媒を塗布するだけでよく、新たな設備を必要としないため、設備コストを抑えることができる。更に、固体触媒としての金属酸化物を部材上に直接塗布する構成であり、担体に担持させる構成ではないため、触媒を製造するための製造工程を低減できる。したがって、触媒の製造コストを抑えることができる。

本発明において、前記吸収装置は、前記排ガス中の硫黄酸化物を湿式吸収する湿式脱硫装置を含むことを特徴とする。

本発明によれば、湿式脱硫装置によって、排ガス中の硫黄酸化物と水溶性の水銀との双方を効率良く吸収し、除去することができる。

本発明において、前記吸収装置のうち、前記排ガスと接触する接触面にも、前記固体触媒が塗布されていることを特徴とする。

本発明によれば、水銀を湿式吸収する直前において非水溶性の水銀を固体触媒に接触させて水溶性の水銀に変換することができ、水銀をより確実に湿式吸収することができる。

本発明において、前記接触面は、前記吸収装置に対する前記排ガスの入口部に設けられた補強部材の表面を含み、該補強部材の表面にも前記固体触媒が塗布されている構成を採用することができる。

本発明において、燃料を燃焼して排ガスを発生するボイラと前記吸収装置との間に配置され、前記排ガスに対して所定の処理を行う複数の機器を備え、前記複数の機器のうち少なくとも１つの機器の前記排ガスとの接触面に前記固体触媒が塗布されていることを特徴とする。

本発明によれば、排ガス中のガス状水銀除去装置を構成する各種機器、例えば熱回収器や通風機、あるいは電気集塵器等の排ガスとの接触面に固体触媒を塗布しておくことで、ボイラから発生した排ガス中に含まれる非水溶性の水銀は、これら機器を通過する間に水溶性の水銀に変換され、吸収装置に達して良好に吸収されて除去される。

本発明において、前記機器は、排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置を含み、前記固体触媒は、前記脱硝装置のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている構成を採用することができる。
また前記脱硝装置は前記排ガスの流れを整える整流板を備え、前記固体触媒は、前記整流板の表面にも塗布されている構成を採用することができる。
また前記脱硝装置は触媒層を充填したバスケットを有し、前記固体触媒は、前記整流板の表面にも塗布されている構成を採用することができる。
また、前記機器は、排ガスの熱を利用してボイラ燃焼用空気を予熱する空気予熱器を含み、前記固体触媒は、前記空気予熱器のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている構成を採用することができる。
また、前記機器は、排ガスの熱を回収する熱回収器を含み、前記固体触媒は、前記熱回収器のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている構成を採用することができる。
また、前記機器は、排ガス中の煤塵を回収する集塵器を含み、前記固体触媒は、前記集塵器のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている構成を採用することができる。
また前記集塵器は前記排ガスの流れを整える整流板を備え、前記固体触媒は、前記整流板の表面にも塗布されている構成を採用することができる。
また、前記機器は、排ガスの流れを生成する通風機を含み、前記固体触媒は、前記通風機のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている構成を採用することができる。
また、前記機器どうしを接続する管路の内壁面、内部補強部材、及び整流板にも前記固体触媒が塗布されている構成を採用することができる。

本発明によれば、取り扱いが容易でコストの上昇が抑えられ、排ガス中の水銀を良好に除去できる排ガス中のガス状水銀除去方法及び除去装置を提供することができる。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の排ガス中のガス状水銀除去装置の一実施形態を示す概略構成図である。

図１において、除去装置Ｓは、燃料を燃焼することによりボイラ１から発生した排ガスを処理するものであって、ボイラ１の下流に設けられ、窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する脱硝装置２と、脱硝装置２の下流に設けられ、ボイラ燃焼用空気を加熱する空気予熱器３と、空気予熱器３の下流側に設けられ、熱を回収する熱回収器４と、熱回収器４の下流に設けられ、排ガス中の煤塵（粒子）を除去する電気集塵器５と、電気集塵器５の下流に設けられた誘引通風機（ファン）６と、排ガス中の所定物質を湿式吸収する吸収装置としての湿式脱硫装置７と、湿式脱硫装置７の下流に設けられ、排ガスを再加熱する再加熱器８と、再加熱器８の下流に設けられた脱硫通風機９とを備えている。除去装置Ｓで処理された排ガスは煙突１０より大気中に放出される。ボイラ１と煙突１０との間に配置され、排ガスに対して各種所定の処理を行う前記各機器２、３、４、５、６、７、８、９は、管路１１を介して接続されており、ボイラ１から発生した排ガスは、管路１１を介して、複数の機器２、３、４、５、６、７、８、９を順次流れ、煙突１０より排出される。

ボイラ１は、燃料を燃焼して排ガスを発生する。ボイラ１より発生した排ガス中には、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、非水溶性のガス状水銀（０価水銀：Ｈｇ^０）、及びハロゲン化水素（ＨＣｌ等）などが含まれている。排ガス中の窒素酸化物は脱硝装置２で除去される。本実施形態における脱硝装置２は、乾式脱硝装置であって、アンモニア等の還元剤を排ガスに注入して触媒のもとで窒素酸化物を還元分解する。

図２は脱硝装置２を模式的に示す図である。脱硝装置２は、ハウジング２１と、ハウジング２１の内側に設けられた触媒層２３とを備えている。ハウジング２１の内部空間に対する入口部は管路１１Ａを介してボイラ１に接続しており、出口部は管路１１Ｂを介して空気予熱器３に接続されている。触媒層２３は、卑金属系酸化物を例えばハニカム状に成形・焼成したものであり、鋼板製の複数のバスケットのそれぞれに充填され、ハウジング２１内に整列配置されている。また、ハウジング２１内には、ボイラ１からの排ガスの流れを整える整流板２４を設けることができる。なお、触媒層２３はハニカム状に限られず、例えば板状など任意の形状を採用できる。

空気予熱器３は、排ガスの排熱を利用してボイラ燃焼用空気を予熱する装置であって、管形空気予熱器、板形空気予熱器、及び再生式空気予熱器等の公知の空気予熱器を用いることができる。例えば再生式空気予熱器は、多数の金属板からなる伝熱・蓄熱体を交互に排ガスと空気とに接触させることによって空気を加熱する方式である。

熱回収器４は、排ガスの熱を回収し、その排ガスを冷却するものである。回収された熱エネルギーは再加熱器８に供給される。図３は熱回収器４と再加熱器８との関係を示す模式図である。図３に示すように、熱回収器４は、ハウジング４１と、そのハウジング４１の内部に設けられ、排ガスに接触することで熱を回収する伝熱部材４３とを備えている。ハウジング４１には、そのハウジング４１の内部空間に対する入口部及び出口部が設けられており、入口部は管路１１Ｃを介して空気予熱器３に接続され、出口部は管路１１Ｄを介して電気集塵器５に接続されている。再加熱器８は、ハウジング８１と、そのハウジング８１の内部に設けられ、排ガスと接触することで排ガスを加熱する伝熱部材８３とを備えている。ハウジング８１には、そのハウジング８１の内部空間に対する入口部及び出口部が設けられており、入口部は管路１１Ｅを介して湿式脱硫装置７に接続され、出口部は管路１１Ｆを介して脱硫通風機９に接続されている。伝熱部材４３、８３のそれぞれは、熱媒が流れる内部流路を有しており、伝熱部材４３（熱回収器４）と伝熱部材８３（再加熱器８）とは熱媒が流れる流路１２を介して接続されている。流路１２の途中には、熱回収器４と再加熱器８との間で熱媒を循環させるポンプ１３が設けられており、熱回収器４と再加熱器８とは熱媒を媒体として熱エネルギーを交換する。本実施形態においては、熱回収器４及び再加熱器８は、互いに直接熱交換するガスガスヒータで構成されている。

電気集塵器５は、排ガス中の粒子（煤塵）等の固形分を除去するものである。図４（ａ）は電気集塵器５を模式的に示した図、図４（ｂ）は放電極と集塵極との関係を示した図である。図４において、電気集塵器５は、ハウジング５１と、そのハウジング５１の内部に配置された放電極５３及び集塵極５４と、整流板５６とを備えている。ハウジング５１の内部空間に対する入口部は管路１１Ｇを介して熱回収器４に接続されており、出口部は管路１１Ｈを介して誘引通風機６に接続されている。また、ハウジング５１の下部にはホッパ５５が設けられている。電気集塵器５は、放電極５３と集塵極５４との間に形成された電場へ排ガスを導き、排ガス中の粒子を電気力により集塵極５４に引きつけて集塵する。集塵極５４に付着した粒子は、不図示の槌打ハンマーの衝撃力によって集塵極５４表面から剥離し、ホッパ５５へと落下し、捕集される。なお、電気集塵器は、排ガスを湿式脱硫装置７に導入する前に粗集塵できるものであればよく、特に限定されるものではない。

誘引通風機６は、排ガスを下流側（湿式脱流装置７側）に導くものであって、図５に示すように、ケーシング６１と、そのケーシング６１の内部に配置された動翼６３とを備えている。ケーシング６１の一端部に設けられた入口部からケーシング６１内に流入した排ガスは、動翼６３の駆動により、ケーシング６１の内部を通過した後、出口部より出て湿式脱流装置７に送られる。

湿式脱硫装置７は、排ガス中の硫黄酸化物等の所定物質を液体に吸収することで除去するものである。図６は湿式脱硫装置７を模式的に示す図である。湿式脱流装置７は、石灰石を含むアルカリ性の吸収液からなる液滴（スプレー状液滴）により脱流・脱塵するものであって、ハウジング７１と、ハウジング７１内の上部に設けられ、吸収液を液滴状（スプレー状）にして供給するスプレーノズル７３とを備えている。ハウジング７１の内部空間に対する入口部は管路１１Ｊを介して誘引通風機６に接続され、出口部は管路１１Ｋを介して再加熱器８に接続されている。本実施形態において、入口部はハウジング７１の下部に設けられ、出口部はハウジング７１の上部に設けられている。管路１１Ｊを介して湿式脱流装置７のハウジング７１内部に流入した排ガスは、出口部から出るまでの間に、スプレーノズル７３から供給された液滴（吸収液）と接触する。これにより、排ガス中のＳＯｘを含む所定物質が液滴に吸収される。更に、排ガス中の微粒子（塵）も液滴に捕集される。落下した吸収液はハウジング７１の下部に溜まり、循環系７４を構成する循環ポンプ７５によりスプレー配管７３Ａを介してスプレーノズル７３に戻され、循環利用される。ここで、本実施形態においては、ハウジング７１の入口部には、図７に示すような、補強部材７６が設けられている。また、出口部には、ミストエリミネータ７７が設けられている。なお、湿式脱硫装置７は一般に排煙処理で用いられている湿式脱硫装置や吸収塔の前段に冷却塔を設置した脱硫装置等でよく、特に限定されるものではない。また、ここではスプレー塔について説明したが、充填塔、液柱塔など他の形態であってもよい。また本実施形態においては、入口部はハウジング７１の下部に設けられ、出口部はハウジング７１の上部に設けられているが、入口部がハウジングの上部に設けられ、出口部がハウジングの下部に設けられている構成を採用することも可能である。

上述したように、再加熱器８は、熱回収器４で回収した熱エネルギーによって、温度低下した排ガスを加熱する。温度低下した排ガスをそのまま煙突１０から放出すると、水蒸気による白煙が発生する等の不都合が生じるが、再加熱器８で排ガスを加熱することで、上記不都合を防止できる。そして、再加熱器８で加熱された排ガスは、脱硫通風機９の駆動により、煙突１０から大気中に放出される。

そして、ボイラ１と煙突１０との間の流路（煙道）のうち、ボイラ１と湿式脱硫装置７との間に配置された各機器、すなわち湿式脱硫装置７よりも上流側に配置されている脱硝装置２、空気予熱器３、熱回収器４、電気集塵器５、誘引通風機６、及びこれらを接続する管路１１には、排ガス中の非水溶性の水銀（０価水銀：Ｈｇ^０）を水溶性の水銀（２価水銀：Ｈｇ^２＋）に変換する金属酸化物からなる固体触媒が設けられている。更には、湿式脱硫装置７の一部にも固体触媒が設けられている。具体的には、前記機器２〜６、１１、湿式脱硫装置７の一部を構成する各種部材のうち、排ガスが流れる流路（煙道）に配置された部材の排ガスと接触する接触面に、金属酸化物からなる固体触媒が塗布されている。本実施形態においては、管路１１の内壁面、脱硝装置２のハウジング２１の入口部及び出口部近傍を含む内壁面２２、触媒層２３の表面、この触媒層２３を支持するバスケット表面、整流板２４表面等に、金属酸化物からなる固体触媒が塗布されている。また、空気予熱器３が再生式空気予熱器の場合、空気予熱器３を構成するハウジングの内壁面、金属板からなる伝熱・蓄熱体の表面等にも、金属酸化物からなる固体触媒が塗布されている。

また、熱回収器４のハウジング４１の入口部及び出口部近傍を含む内壁面４２、排ガスに接触する伝熱部材４３の表面等にも、金属酸化物からなる固体触媒が塗布されている。更には、電気集塵器５のハウジング５１の入口部及び出口部近傍を含む内壁面５２、放電極５３の表面、集塵極５４の表面、ホッパ５５の内壁面、整流板５６の表面等にも、金属酸化物からなる固体触媒が塗布されている。また、誘引通風機６のケーシング６１の入口部及び出口部近傍を含む内壁面６２や動翼６３の表面等にも金属酸化物からなる固体触媒が塗布されている。

また、湿式脱硫装置７のハウジング７１の入口部近傍を含む内壁面７２、スプレーノズル７３の表面やスプレー配管等にも、金属酸化物からなる固体触媒が塗布されている。また、補強部材７６の表面にも金属酸化物からなる固体触媒が塗布されている。なお、ハウジング７１の出口部近傍を含む内壁面７２にも金属酸化物からなる固体触媒を塗布してもよい。あるいは、循環系７４を構成する管路の内壁面等に金属酸化物からなる固体触媒を塗布してもよい。更には、ミストエリミネータ７７の表面に金属酸化物からなる固体触媒を塗布してもよい。

塗布される固体触媒としては、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣｕＯ、ＭｎＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｖ_２Ｏ_５等の複数の材料を挙げることができる。この場合、上記複数の材料のうちの１種を塗布する構成でもよいし、選択された複数種の材料を塗布する構成であってもよい。

前記各部材に金属酸化物からなる固体触媒を塗布する際には、例えば前記金属酸化物を溶媒に分散又は溶解し、金属酸化物を含む溶液を製造した後、この溶液を前記部材に塗布し、乾燥することで、金属酸化物からなる固体触媒を各部材上に設けることができる。

次に、本実施形態の排ガスの除去装置Ｓの作用について説明する。
上述したように、ボイラ１より発生した排ガス中には、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、非水溶性のガス状水銀（０価水銀：Ｈｇ^０）、及びハロゲン化水素（ＨＣｌ等）などが含まれている。窒素酸化物は主に脱硝装置２で除去され、硫黄酸化物は主に湿式脱硫装置７で除去される。ボイラ１から発生した排ガスの冷却に伴って、排ガス中に含まれるガス状の０価水銀Ｈｇ^０の一部は、水溶性のガス状の２価水銀Ｈｇ^２＋と、粒子状（固体状）の水銀Ｈｇ^Ｐとに変換される。粒子状水銀Ｈｇ^Ｐは電気集塵器５によって回収される。また、電気集塵器５が全ての粒子状水銀Ｈｇ^Ｐを回収しきれなかったとしても、湿式脱硫装置７が電気集塵器５で回収しきれずに残った粒子状水銀Ｈｇ^Ｐを回収することができる。更に湿式脱硫装置７は排ガス中の微粒子（塵）を回収することもできる。また、水溶性の２価水銀Ｈｇ^２＋は湿式脱硫装置７で湿式吸収される。

ところで、ガスの冷却に伴って、ボイラ１から発生した排ガス中のガス状の０価水銀Ｈｇ^０の全てが粒子状水銀Ｈｇ^Ｐや２価水銀Ｈｇ^２＋に変換されるわけではない。そこで、本実施形態においては、ボイラ１から発生した排ガスに含まれる０価水銀Ｈｇ^０のうち、粒子状水銀Ｈｇ^Ｐや２価水銀Ｈｇ^２＋に変換されなかった残りの０価水銀Ｈｇ^０を金属酸化物からなる固体触媒に接触させることにより、この非水溶性の０価水銀Ｈｇ^０を、水溶性の２価水銀Ｈｇ^２＋に変換した後、湿式脱硫装置７で湿式吸収する。湿式脱硫装置７は、ＳＯｘ及び水銀を含有する排ガスをアルカリ吸収液によって湿式脱硫する。

こうして、ボイラ１から排出され、脱硝装置２でＮＯｘを除去され、湿式脱硫装置７においてＳＯｘやＨｇが除去された排ガスは、再加熱器８に導入され、熱回収器４で回収された熱エネルギーによって加熱され、煙突１０から排出される。

本実施形態においては、取り扱いの容易な金属酸化物を使って排ガス中に含まれる非水溶性の０価水銀Ｈｇ^０を水溶性の２価水銀Ｈｇ^２＋に変換することができる。そして、水溶性の２価水銀Ｈｇ^２＋を湿式吸収することで、排ガス中の水銀を除去できる。

そして、排ガスが流れる流路（煙道）に配置された部材の排ガスとの接触面に金属酸化物からなる固体触媒を塗布しておくことで、流路を流れる排ガスは接触面に塗布されている固体触媒と接触することができる。したがって、排ガス中の非水溶性の０価水銀Ｈｇ^０は、水溶性の２価水銀Ｈｇ^２＋に変換された後、良好に湿式吸収されて除去される。そして、固体触媒は部材上に塗布されている構成であるため、既存の機器や部材の表面に固体触媒を塗布するだけでよく、新たな設備を必要としないため、設備コストを抑えることができる。更に、固体触媒としての金属酸化物を部材上に直接塗布する構成であり、担体に担持させる構成ではないため、触媒を製造するための製造工程を低減できる。したがって、触媒の製造コストを抑えることができる。

そして、湿式脱硫装置７は流路（煙道）の途中に設けられており、固体触媒は湿式脱硫装置７の一部及び湿式脱硫装置７よりも上流にある部材の排ガスとの接触面に塗布されているので、湿式脱硫装置７の上流側で非水溶性の０価水銀Ｈｇ^０を水溶性の２価水銀Ｈｇ^２＋に変換することができる。そして、ボイラ１から発生した排ガス中に含まれる非水溶性の０価水銀Ｈｇ^０は、ボイラ１と湿式脱流装置７との間に配置された各機器２〜６、１１、湿式脱硫装置７の一部を通過する間に水溶性の２価水銀Ｈｇ^２＋に変換され、湿式脱硫装置７に達して良好に吸収されて除去される。

図８は、本実施形態に係る金属酸化物であるＦｅ_２Ｏ_３を使って、非水溶性の０価水銀Ｈｇ^０を水溶性の２価水銀Ｈｇ^２＋に変換した実験結果を示す図である。図８に示すように、Ｆｅ_２Ｏ_３を排ガスに接触させることにより、排ガス中の０価水銀Ｈｇ^０が水溶性の２価水銀Ｈｇ^２＋に変換されることが分かる。そして、ＣｕＯ、ＭｎＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｖ_２Ｏ_５についても同様の実験を行い、排ガス中の０価水銀Ｈｇ^０を水溶性の２価水銀Ｈｇ^２＋に変換できることを確認した。

なお、本実施形態においては、水溶性の水銀を吸収するための吸収装置として、湿式脱硫装置を例にして説明したが、水溶性の２価水銀Ｈｇ^２＋を吸収・除去可能であれば、湿式脱硫装置に限られず、任意の装置を採用可能である。

なお、本実施形態においては、粒子状水銀Ｈｇ^Ｐを含む粒子（煤塵）を電気集塵器５で回収しているが、バグフィルタ等の濾過集塵器を採用してもよい。この場合においても、バグフィルタのうち排ガスが透過するフィルタ内に、金属酸化物からなる固体触媒を塗布あるいは含浸しておくことにより、非水溶性の０価水銀Ｈｇ^０を水溶性の２価水銀Ｈｇ^２＋に変換することができる。

なお、上述した実施形態においては、通風機として、図５の模式図に示すような軸流式の通風機を例にして説明したが、これに限定されず、例えば遠心式の通風機にも適用可能である。遠心式の通風機においては、固体触媒は例えば羽根車（インペラ）の表面に塗布される。

なお、上述した実施形態においては、補強部材として、ハウジング７１の入口部に設けられた補強部材７６を例にして説明したが、排ガスが流れる流路の内部に設ける内部補強部材としては、ハウジング７１の入口部に設けられた補強部材７６に限られず、例えば、ハウジング７１の出口部に補強部材を設け、この補強部材の表面に固体触媒を塗布してもよい。更には、各機器２、３、４、５、６、７、８、９のハウジング（ケーシング）の内部の所定位置や、管路１１の内部の所定位置に補強部材を設け、この補強部材の表面に固体触媒を塗布してもよい。

なお、上述した実施形態においては、電気集塵器５は、熱回収器４と通風機６との間に設けられているが、その電気集塵器５の設置位置は、図１に示したものに限定されるものではない。例えば図９に示すように、ボイラ１から下流側に向かって、電気集塵器５、脱硝装置２、空気予熱器３、通風機６、熱回収器４、吸収装置７、再加熱器８、煙突１０の順に配置してもよく、このような構成を有する除去装置Ｓの排ガスとの接触面に固体触媒を塗布することができる。

また、上述した実施形態における除去装置Ｓは、熱回収器４と再加熱器８とは流路１２を流れる熱媒によって熱交換しているが、除去装置Ｓとしては、図１０に示すように、ボイラ１から下流側に向かって、空気予熱器３、電気集塵器５、通風機６、ガスガスヒータ４’、吸収装置７、通風機９の順に配置され、通風機９を出たガスがガスガスヒータ４’に戻される再生回転式の構成のものもある。ここで、ガスガスヒータ４’は、排ガスの熱を回収する熱回収器としての機能と煙突１０より放出するガスを再加熱する再加熱器としての機能とを兼ね備えており、熱回収器と再加熱器とが一体となっている構成である。このような構成においても、例えばガスガスヒータ４’の排ガスとの接触面に固体触媒を塗布することができる。

本発明の除去装置の一実施形態を示す概略構成図である。 脱硝装置を示す模式図である。 熱回収器及び再加熱器を示す模式図である。 集塵器を示す模式図である。 通風機を示す模式図である。 湿式脱硫装置を示す模式図である。 湿式脱硫装置に取り付けられる補強部材を示す模式図である。 本発明の方法の効果を確認するための実験結果を示す図である。 除去装置の別の実施形態を示す図である。 除去装置の別の実施形態を示す図である。

符号の説明

１…ボイラ、２…脱硝装置、３…空気予熱器、４…熱回収器、５…電気集塵器、６…誘引通風機、７…湿式脱硫装置、８…再加熱器、９…脱硫通風機、１０…煙突、Ｓ…除去装置

Claims (18)

1. 金属酸化物からなる固体触媒と排ガスとを接触させ、前記排ガス中の非水溶性の水銀を水溶性の水銀に変換した後、この水溶性の水銀を湿式吸収する排ガス中のガス状水銀除去方法。
2. 前記排ガスが流れる流路に配置された部材のうち該排ガスと接触する接触面に前記固体触媒を塗布し、前記排ガスと前記接触面に塗布された前記固体触媒とを接触させて、非水溶性の水銀を水溶性の水銀に変換する請求項１記載の除去方法。
3. 前記流路の途中に前記水溶性の水銀を湿式吸収する吸収装置が設けられており、前記固体触媒は前記吸収装置よりも上流にある部材の前記接触面に塗布されており、前記水溶性の水銀は前記吸収装置で湿式吸収される請求項２記載の除去方法。
4. 前記固体触媒は、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣｕＯ、ＭｎＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｖ_２Ｏ_５のうち少なくともいずれか１つである請求項１〜３のいずれか一項記載の除去方法。
5. 非水溶性の水銀を含む排ガスが流れる流路の途中に設けられ、前記排ガス中の所定物質を湿式吸収する吸収装置を備え、
   前記吸収装置よりも上流にある部材のうち前記排ガスと接触する接触面には金属酸化物からなる固体触媒が塗布されており、
   前記排ガスと前記固体触媒とを接触させて、該排ガス中の非水溶性の水銀を水溶性の水銀に変換し、この水溶性の水銀を前記吸収装置で湿式吸収する排ガス中のガス状水銀除去装置。
6. 前記吸収装置は、前記排ガス中の硫黄酸化物を湿式吸収する湿式脱硫装置を含む請求項５記載の除去装置。
7. 前記吸収装置のうち、前記排ガスと接触する接触面にも、前記固体触媒が塗布されている請求項５又は６記載の除去装置。
8. 前記接触面は、前記吸収装置に対する前記排ガスの入口部に設けられた補強部材の表面を含み、該補強部材の表面にも前記固体触媒が塗布されている請求項７記載の除去装置。
9. 燃料を燃焼して排ガスを発生するボイラと前記吸収装置との間に配置され、前記排ガスに対して所定の処理を行う複数の機器を備え、
   前記複数の機器のうち少なくとも１つの機器の前記排ガスとの接触面に前記固体触媒が塗布されている請求項５〜８のいずれか一項記載の除去装置。
10. 前記機器は、排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置を含み、前記固体触媒は、前記脱硝装置のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項９記載の除去装置。
11. 前記脱硝装置は前記排ガスの流れを整える整流板を備え、前記固体触媒は、前記整流板の表面にも塗布されている請求項１０記載の除去装置。
12. 前記脱硝装置は触媒層を充填したバスケットを有し、前記固体触媒は、前記整流板の表面にも塗布されている請求項１０又は１１記載の除去装置。
13. 前記機器は、排ガスの熱を利用してボイラ燃焼用空気を予熱する空気予熱器を含み、前記固体触媒は、前記空気予熱器のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項９〜１２のいずれか一項記載の除去装置。
14. 前記機器は、熱回収器を含み、前記固体触媒は、前記熱回収器のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項９〜１３のいずれか一項記載の除去装置。
15. 前記機器は、排ガス中の煤塵を回収する集塵器を含み、前記固体触媒は、前記集塵器のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項９〜１４のいずれか一項記載の除去装置。
16. 前記集塵器は前記排ガスの流れを整える整流板を備え、前記固体触媒は、前記整流板の表面にも塗布されている請求項１５記載の除去装置。
17. 前記機器は、排ガスの流れを生成する通風機を含み、前記固体触媒は、前記通風機のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項９〜１６のいずれか一項記載の除去装置。
18. 前記機器どうしを接続する管路の内壁面、内部補強部材、及び整流板にも前記固体触媒が塗布されている請求項９〜１７のいずれか一項記載の除去装置。
    

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