JP2008246432A - Mercury removing adsorbent using iron oxide subjected to sulfurization treatment and its manufacturing method - Google Patents

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Jihn Koo Lee
ジンクー リー,
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ウォンチュル チャング,
Du Soung Kim
デュソウング キム,
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an adsorbent for removing gaseous mercury after sulfurization treatment of iron oxide to accumulate sulfur and further to provide its manufacturing method. <P>SOLUTION: The mercury removing adsorbent containing iron oxide subjected to sulfurization treatment with sulfurization treatment gas which is composed of 0.001 to 2 vol.% of sulfur compounds, 1 to 50 vol.% of oxygen and 48.0 to 98.999 vol.% of carrier gas on the basis of the whole volume of the sulfurization treatment gas, is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、水銀を吸着除去する水銀除去用吸着剤に係り、さらに詳しくは、硫黄化合物および酸素を含む硫化処理ガスで硫化処理された酸化鉄を用いた水銀除去用吸着剤およびその製造方法に関する。   The present invention relates to an adsorbent for removing mercury by adsorbing and removing mercury, and more particularly to an adsorbent for removing mercury using iron oxide sulfided with a sulfurizing gas containing a sulfur compound and oxygen and a method for producing the same. .

産業革命以後、産業化の加速化に伴って環境問題が急速に深化してきている。特に、汚染排出源から排出される重金属は、大きい憂慮を生んでいる。その中でも、水銀は、他の重金属とは異なる高い揮発性、強い有害性および体内への蓄積特性によりさらに関心の対象となる汚染物質であって、燃焼装置から大気中に排出される場合、粒子状に排出される他の重金属とは異なり、元素状態である気体状に主に排出されるものと知られている。   Since the industrial revolution, environmental problems have been deepening rapidly with the acceleration of industrialization. In particular, heavy metals emitted from pollution sources are causing great concern. Among them, mercury is a pollutant that is of further interest due to its high volatility, strong toxicity and accumulation characteristics in the body, which is different from other heavy metals, and if it is released into the atmosphere from a combustion device, Unlike other heavy metals that are discharged in the form of gases, it is known that they are mainly discharged in the gaseous state of the elemental state.

現在、水銀を除去する方法として、EPA(The U.S Environmental Protection Agency)の発表資料によれば、活性炭噴霧法(Activated carbon injection)、カーボンフィルタ層(Carbon filter beds)、セレニウムフィルタ法(Selenium filters)、添着活性炭吸着法(Treated activated carbon adsorption)、水処理(Wet scrubbing)などがあり、この中でも活性炭を用いた方法が多く研究されている。ところが、この方法は、1gの水銀を除去するために約100,000gの活性炭を使用しなければならないので高いコストがかかり、物理吸着された水銀が活性炭から脱着するおそれがあるうえ、独立した場所に密閉、埋め立てさせなければならないなどの問題点がある。   Currently, according to the EPA (The US Environmental Protection Agency) publication materials, methods for removing mercury include activated carbon injection, carbon filter beds, selenium filters, There are various methods such as activated activated carbon adsorption and wet scrubbing, and many methods using activated carbon have been studied. However, this method is expensive because about 100,000 g of activated carbon must be used to remove 1 g of mercury, and physically adsorbed mercury may be desorbed from the activated carbon. There are problems such as having to seal and landfill.

水銀の除去に硫黄を用いる方法はいろんな研究者によって研究されており、酸化物または水酸化物上に硫黄を添加する研究も盛んに行われている。活性炭に硫黄を添着させる方法だけでなく、最近は、メソポーラス物質に硫黄を添着させて水銀を除去しようとする方法も開発されている。ところが、この方法は、価格が高くて商用化には限界がある。   Methods for using sulfur to remove mercury have been studied by various researchers, and studies on adding sulfur on oxides or hydroxides are also actively conducted. In addition to the method of adding sulfur to activated carbon, recently, a method of adding mercury to a mesoporous material to remove mercury has also been developed. However, this method is expensive and has limited commercialization.

したがって、本特許では、酸化物のうち低価で生産可能な鉄酸化物を水銀吸着剤として使用しようとし、且つ鉄酸化物自体は水銀を吸着する能力が劣るから硫黄処理によって水銀吸着性能を極大化しようとする。   Therefore, in this patent, iron oxide that can be produced at a low price among oxides is used as a mercury adsorbent, and the iron oxide itself is inferior in its ability to adsorb mercury, so the mercury adsorption performance is maximized by sulfur treatment. Try to become.

硫黄処理の観点によれば、焼却炉、埋め立て発電所などの産業場から有害な硫黄水素を排出する。この硫黄水素は、大気汚染物質として大気中に排出する際には、排出規制値に合わせて除去した後、排気させなければならない。このような硫黄水素を除去する吸着剤として鉄酸化物を用いることができ、その結果、自然に鉄酸化物に硫黄を添着させることができる。そのような原理を利用すると、低価の鉄酸化物を硫黄処理するにおいて大気汚染物質を除去する相乗効果をもたらすと共に、後で廃吸着剤をさらに水銀吸着剤として使用することが可能な資源リサイクルの効果ももたらすことができる。   From the viewpoint of sulfur treatment, harmful sulfur hydrogen is discharged from industrial fields such as incinerators and landfill power plants. When this sulfur hydrogen is discharged into the atmosphere as an air pollutant, it must be exhausted after being removed in accordance with the emission regulation value. Iron oxide can be used as an adsorbent for removing such sulfur hydrogen, and as a result, sulfur can be naturally added to the iron oxide. Utilizing such a principle, there is a synergistic effect of removing air pollutants in sulfur treatment of low-valent iron oxides, and resource recycling that can later use the waste adsorbent as further mercury adsorbent The effect can also be brought about.

一方、近年、環境保存と資源リサイクルに対する関心が集中しながら、様々な産業廃棄物のリサイクルに対する関心が高まっているが、特に産業廃棄物発生量の中で高い比重を占めている廃棄物酸化鉄のリサイクルに対する関心は高いが、リサイクルに対する技術開発の微々によって全量埋め立てによる資源の浪費が激しい実情である。   On the other hand, in recent years, while interest in environmental conservation and resource recycling has been concentrated, interest in recycling of various industrial wastes has increased. In particular, waste iron oxide, which occupies a high percentage of industrial waste generation, Although there is a high level of interest in recycling, the waste of resources due to landfilling due to the minute development of technology for recycling is a serious situation.

特に、硫酸第一鉄および硫酸第二鉄は、主に加水分解またはアルカリで処理して酸化鉄顔料として製造されるか、それ自体を廃水処理の凝集剤として用い、場合によっては磁性材料および亜鉄酸塩(ferrite)として用いられているが、鉄鋼および二酸化チタニウムの製造工程から発生する硫酸第一鉄および硫酸第二鉄の量に比べてその需要量および需要先が足りないため、廃棄処分される量が多量であるという問題点があり、これによりポリ硫酸第二鉄の場合、45ウォン/Kgの低価で取引されている実情である。このようなポリ硫酸第二鉄溶液の組成を表1に示す。   In particular, ferrous sulfate and ferric sulfate are mainly produced as iron oxide pigments by hydrolysis or alkali treatment, or they themselves are used as flocculants for wastewater treatment, and in some cases magnetic materials and It is used as ferrite, but it is disposed of because there is not enough demand and demand compared to the amount of ferrous sulfate and ferric sulfate generated from the production process of steel and titanium dioxide. In the case of polyferric sulfate, there is a problem that the amount to be processed is a large amount. The composition of such a ferric sulfate solution is shown in Table 1.

Figure 2008246432
Figure 2008246432

前記酸化鉄は、通常、製鉄工程で熱延鋼板を冷延鋼板に製造するために、表面のスケールおよび汚染物質を18%の塩酸で洗浄する工程から発生した溶液を処理する途中で副産物として発生し、或いは酸化チタンを硫酸法で製造する工程から発生するポリ硫酸第二鉄から製造できる。   The iron oxide is usually generated as a by-product during the treatment of the solution generated from the process of washing the surface scale and contaminants with 18% hydrochloric acid in order to produce hot-rolled steel sheets into cold-rolled steel sheets in the iron making process. Alternatively, it can be produced from polyferric sulfate generated from a step of producing titanium oxide by a sulfuric acid method.

欧州特許 EP 1 308 198 (B1)European Patent EP 1 308 198 (B1) 米国特許 US 6,328,939 (B1)US Patent US 6,328,939 (B1)

そこで、本発明者らは、水銀を除去する際に、低価で供給可能な鉄酸化物を合成し、その鉄酸化物を硫化させることにより、水銀吸着剤として使用可能であるという点に着目し、本発明を完成した。
本発明は、上述した問題点を克服するために導出されたもので、その目的とするところは、硫黄化合物及び酸素を含む硫化処理ガスで硫化処理された酸酸化物を含む水銀除去用吸着剤およびその製造方法を提供することにある。
Therefore, the present inventors pay attention to the point that when removing mercury, iron oxide that can be supplied at a low price is synthesized, and the iron oxide can be used as a mercury adsorbent by sulfidation. The present invention has been completed.
The present invention has been derived in order to overcome the above-described problems, and its object is to provide an adsorbent for removing mercury containing an acid oxide that has been sulfurized with a sulfurizing gas containing a sulfur compound and oxygen. And providing a manufacturing method thereof.

本発明の他の目的は、前記鉄酸化物として、イルメナイトを用いた酸化チタンの製造工程などで製造されるポリ硫酸第二鉄から酸化鉄を合成し、前記合成された酸化鉄を硫化処理することにより、排ガスに含まれている水銀を吸着除去することが可能な水銀除去用吸着剤およびその製造方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to synthesize iron oxide from polyferric sulfate produced in a production process of titanium oxide using ilmenite as the iron oxide, and sulfidize the synthesized iron oxide. Accordingly, an object of the present invention is to provide a mercury removing adsorbent capable of adsorbing and removing mercury contained in exhaust gas and a method for producing the same.

上記目的を達成するために、本発明のある観点によれば、硫化処理ガスの全体積を基準として硫黄化合物0.001〜2体積%、酸素1〜50体積%およびキャリアガス48.0〜98.999体積%からなる硫化処理ガスで硫化処理された酸化鉄を含む水銀除去用吸着剤を提供する。   In order to achieve the above object, according to an aspect of the present invention, the sulfur compound is 0.001 to 2% by volume, the oxygen is 1 to 50% by volume, and the carrier gas is 48.0 to 98 based on the total volume of the sulfurized gas. The present invention provides an adsorbent for removing mercury containing iron oxide that has been sulfurized with a sulfurizing gas comprising 999% by volume.

本発明の他の観点によれば、酸化鉄を、硫化処理ガスの全体積を基準として硫黄化合物0.001〜2体積%、酸素1〜50体積%およびキャリアガス48〜98.999体積%からなる硫化処理ガスで硫化処理したことを含む、水銀除去用吸着剤の製造方法を提供する。   According to another aspect of the present invention, iron oxide is obtained from 0.001 to 2 vol% sulfur compound, 1 to 50 vol% oxygen, and 48 to 98.999 vol% carrier gas, based on the total volume of the sulfiding gas. And a method for producing an adsorbent for removing mercury, comprising the sulfurization treatment with a sulfurization treatment gas.

本発明に係る水銀除去用吸着剤によって処理される水銀は、一般な気相水銀を意味するが、好ましくは排ガス、特に好ましくは発電所、焼却炉などから排出される排ガスに含まれている気相水銀、または水銀を使用する水銀電池などの電池、水銀蛍光灯などの蛍光灯、または歯科のアマルガムなどから排出される気相水銀を意味し、特定的に前記気相水銀のうちHg、HgCl、HgClを含む気相水銀を意味する。
ここで、前記Hgは純粋なHg、すなわち元素水銀を意味する。
Mercury to be treated by the mercury-removing adsorbent according to the present invention means general vapor-phase mercury, but is preferably contained in exhaust gas, particularly preferably exhaust gas discharged from a power plant, an incinerator, or the like. Phase mercury, or vapor such as a mercury battery using mercury, fluorescent lamp such as a mercury fluorescent lamp, or vapor phase mercury discharged from a dental amalgam, specifically Hg 0 of the vapor phase mercury, It means vapor phase mercury containing HgCl and HgCl 2 .
Here, the Hg 0 means pure Hg, that is, elemental mercury.

本発明に係る水銀除去用吸着剤を構成する鉄酸化物は、硫化処理されて吸着剤として使用できるものであればいずれの酸化鉄、例えばFeO、Fe(OH)、Fe(OH)、FeO(OH)、Fe、Feなどでも構わなく、好ましくは非晶質の球形粒子を持つFeO(OH)構造式を含む。 The iron oxide constituting the mercury-removing adsorbent according to the present invention can be any iron oxide, for example, FeO, Fe (OH) 2 , Fe (OH) 3 , as long as it can be used as an adsorbent after being sulfurized. FeO (OH), Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 or the like may be used, and preferably includes an FeO (OH) structural formula having amorphous spherical particles.

一方、本発明に係る酸化鉄は、特定的にポリ硫酸第二鉄から製造される酸化鉄を使用することができるところ、前記ポリ硫酸第二鉄から製造される酸化鉄の製造方法をより簡略に説明すると、まず、ポリ硫酸第二鉄とアルカリ水溶液を適正の濃度で準備し、混合と攪拌によって懸濁液を製造する。製造された懸濁液から濾過と洗浄段階を経て生成物を得た後、乾燥段階を経て最終生成物としての酸化鉄を製造する。   On the other hand, the iron oxide according to the present invention can use iron oxide specifically manufactured from polyferric sulfate, and the manufacturing method of iron oxide manufactured from polyferric sulfate is more simplified. First, ferric polysulfate and an aqueous alkali solution are prepared at appropriate concentrations, and a suspension is produced by mixing and stirring. A product is obtained from the prepared suspension through a filtration and washing step, and then a drying step to produce iron oxide as a final product.

ここで、前記ポリ硫酸第二鉄は、当業界で通常用いられるポリ硫酸第二鉄であればいずれでも構わないが、好ましくはイルメナイトを用いて酸化チタンを製造する工程で製造されるポリ硫酸第二鉄、酸化チタンの副産物である固相の硫酸第一鉄を原料として製造されたポリ硫酸第二鉄または鉄鋼の製造工程中の酸洗工程から廃スラグの形で発生する酸化鉄(Fe)に水と硫酸を混合して製造されたポリ硫酸第二鉄であればいずれのものを使用してもよく、より好ましくはイルメナイトを用いて酸化チタンを製造する工程で製造されるポリ硫酸第二鉄を使用することが良い。 Here, the polyferric sulfate may be any polyferric sulfate commonly used in the industry, but preferably polysulfuric acid produced in the step of producing titanium oxide using ilmenite. Iron oxide (Fe 2) generated in the form of waste slag from the pickling process in the production process of polyferric sulfate or steel produced from solid ferrous sulfate, which is a by-product of ferric and titanium oxide. Any polyferric sulfate produced by mixing O 3 ) with water and sulfuric acid may be used, and more preferably poly produced in the step of producing titanium oxide using ilmenite. It is better to use ferric sulfate.

特に、硫酸第一鉄および硫酸第二鉄を資材または顔料用として合成した酸化鉄は、吸着剤としての物性が非常に劣る。ところが、本発明の方法で鉄酸化物を製造する場合には、既存の鉄酸化物より優れた物性を持つ鉄酸化物を製造することができる。   In particular, iron oxide synthesized from ferrous sulfate and ferric sulfate for materials or pigments has very poor physical properties as an adsorbent. However, when an iron oxide is produced by the method of the present invention, an iron oxide having physical properties superior to those of existing iron oxides can be produced.

一方、本発明に係るアルカリ水溶液は、前記ポリ硫酸第二鉄を中和させることが可能な物質であればいずれのものを使用しても構わず、代表的に使用可能な物質は、炭酸アンモニウム[(NHCO]、重炭酸アンモニウム(NHHCO)、アンモニア(NH)、水酸化ナトリウム(NaOH)またはこれらの混合物を使用することがよく、特に好ましくは重炭酸アンモニウムまたは水酸化ナトリウムを使用することがよい。 On the other hand, as the alkaline aqueous solution according to the present invention, any material can be used as long as it can neutralize the ferric sulfate. [(NH 4 ) 2 CO 3 ], ammonium bicarbonate (NH 4 HCO 3 ), ammonia (NH 3 ), sodium hydroxide (NaOH) or mixtures thereof can be used, particularly preferably ammonium bicarbonate or Sodium hydroxide is preferably used.

一方、本発明に係る水銀除去用吸着剤は、ポリ硫酸第二鉄から製造される酸化鉄を硫黄含有ガスに接触させて硫化鉄および元素硫黄を生成する。ここで、前記形成された硫化鉄および元素硫黄は、気相水銀と反応して硫化水銀(HgS)を形成する。   On the other hand, the mercury removing adsorbent according to the present invention produces iron sulfide and elemental sulfur by contacting iron oxide produced from polyferric sulfate with a sulfur-containing gas. Here, the formed iron sulfide and elemental sulfur react with vapor phase mercury to form mercury sulfide (HgS).

本発明に係る酸化鉄を硫黄処理して硫化鉄を形成するための方法は、酸化鉄を、硫黄化合物および酸素を含むガス、すなわち硫化処理ガスに露出させる方法であればいずれの方法でも構わない。硫黄含有ガスに酸化鉄を露出させる方法として、元素硫黄を高温で気化させて酸素と共に酸化鉄に露出させることにより硫化鉄を形成させる方法、および/または酸化鉄を例えば硫化水素などのガスに酸素と共に露出させて硫化水素自体を吸着させる方法などを使用することができるが、好ましくは硫化水素および酸素の混合ガスに酸化鉄を露出させ、悪臭物質である硫化水素を処理すると同時に硫化鉄を形成させることがよい。   The method for sulfur treatment of iron oxide according to the present invention to form iron sulfide may be any method as long as iron oxide is exposed to a gas containing a sulfur compound and oxygen, that is, a sulfurization treatment gas. . As a method of exposing the iron oxide to the sulfur-containing gas, elemental sulfur is vaporized at a high temperature and exposed to iron oxide together with oxygen to form iron sulfide, and / or the iron oxide is oxygenated into a gas such as hydrogen sulfide. Although it is possible to use a method of adsorbing hydrogen sulfide itself by exposing it together, preferably iron oxide is exposed to a mixed gas of hydrogen sulfide and oxygen to treat malodorous hydrogen sulfide and simultaneously form iron sulfide. It is good to let them.

ここで、前記酸化鉄を硫化処理するための硫化処理ガスは、硫化処理ガスの全体積を基準として硫黄化合物0.001〜2体積%、好ましくは約1体積%、酸素1〜50体積%、好ましくは3〜20体積%、およびキャリアガス48〜98.999体積%からなり、前記キャリアガスは、当業界で通常用いられるキャリアガス、例えば窒素および/または埋め立て発電所や精油工場、人糞処理工場、下水処理工場などから発生するガスなどを使用することがよい。   Here, the sulfidizing gas for sulfiding the iron oxide is 0.001 to 2% by volume of a sulfur compound, preferably about 1% by volume, 1 to 50% by volume of oxygen, based on the total volume of the sulfidizing gas. Preferably, the carrier gas comprises 3 to 20% by volume and carrier gas 48 to 98.999% by volume, and the carrier gas is a carrier gas commonly used in the industry, such as nitrogen and / or landfill power plant, essential oil factory, human feces treatment It is preferable to use gas generated from factories, sewage treatment plants, and the like.

この際、前記硫黄化合物を用いて酸化鉄を硫化処理することは発熱反応なので、前記硫黄化合物は硫化処理ガスの全体積を基準として2体積%、好ましくは約1体積%を超えないことがよい。
また、本発明に係る硫黄処理は、硫黄化合物だけでなく、酸素を共に使用して酸化鉄を処理するところ、下記反応式1よび反応式2に示すように、酸素雰囲気中で硫黄化合物 によって酸化鉄を硫化処理すると、酸化鉄は実質的に変化せず、硫黄のみが酸化鉄の空隙内に蓄積されるが(反応式1参照)、無酸素雰囲気中で硫黄化合物によって酸化鉄を処理する場合、酸化鉄が硫化鉄に変わる(反応式2)
At this time, since sulfurization treatment of iron oxide using the sulfur compound is an exothermic reaction, the sulfur compound should not exceed 2% by volume, preferably about 1% by volume, based on the total volume of the sulfurization gas. .
In the sulfur treatment according to the present invention, not only a sulfur compound but also oxygen is used to treat iron oxide. As shown in the following reaction formula 1 and reaction formula 2, oxidation is performed with a sulfur compound in an oxygen atmosphere. When iron is sulfided, the iron oxide does not change substantially and only sulfur accumulates in the voids of the iron oxide (see reaction formula 1), but the iron oxide is treated with a sulfur compound in an oxygen-free atmosphere. , Iron oxide changes to iron sulfide (Scheme 2)

[反応式1]
2FeO(OH)+3HS→FeS+FeS+4H
FeS+FeS+3/2O+HO→2FeO(OH)+3S
[Reaction Formula 1]
2FeO (OH) + 3H 2 S → FeS + FeS 2 + 4H 2 O
FeS + FeS 2 + 3 / 2O 2 + H 2 O → 2FeO (OH) + 3S

[反応式2]
2FeO(OH)+3HS→FeS+FeS+4H
[Reaction Formula 2]
2FeO (OH) + 3H 2 S → FeS + FeS 2 + 4H 2 O

ここで、前記反応式1は、硫黄化合物および酸素を含む硫化処理ガスを用いて酸化鉄を硫化処理する場合の反応メカニズムを示し、前記反応式2は、酸素なしに硫黄化合物のみで酸化鉄を硫化処理する場合の反応メカニズムを示す。   Here, the reaction formula 1 shows a reaction mechanism when iron oxide is sulfided using a sulfurization treatment gas containing a sulfur compound and oxygen, and the reaction formula 2 shows that the iron oxide is formed only with a sulfur compound without oxygen. The reaction mechanism when sulfiding is shown.

一方、本発明に係る硫化水素および酸素の混合ガス、すなわち硫化処理ガスに酸化鉄を露出させて酸化鉄を硫化処理する方法において、前記硫化水素および酸素を人為的に酸化鉄に注入させる方法もあるが、経済的な側面、および産業場から発生する廃ガスを処理する側面を考慮して、埋め立て発電所や精油工場、人糞処理工場、下水処理工場などから発生する硫化水素の移動経路に酸化鉄を露出させると同時に、前記硫化水素に露出された酸化鉄に空気を共に供給して硫化水素を吸着除去することにより、汚染源から発生する硫化水素を処理すると同時に、自然に酸化鉄を硫化処理する方法を使用することがよい。   On the other hand, in the method of sulfurizing iron oxide by exposing the iron oxide to the mixed gas of hydrogen sulfide and oxygen according to the present invention, that is, the sulfurizing treatment gas, there is also a method of artificially injecting the hydrogen sulfide and oxygen into the iron oxide. However, considering the economic aspect and the aspect of treating waste gas generated from industrial fields, the transfer route of hydrogen sulfide generated from landfill power plants, oil refineries, manure treatment plants, sewage treatment plants, etc. At the same time that the iron oxide is exposed, air is supplied to the iron oxide exposed to the hydrogen sulfide to remove the hydrogen sulfide by adsorption, thereby treating the hydrogen sulfide generated from the pollution source and at the same time, naturally sulfiding the iron oxide. It is better to use a method of processing.

上述したように、本発明は、酸化鉄を硫化処理して硫黄を蓄積した後、気相水銀を除去する吸着剤を提供するという効果がある。
また、本発明は、産業現場から発生する廃棄物を用いて酸化鉄を合成し、排ガスに含まれている水銀を除去する吸着剤を製造することにより、資源をリサイクルすることができるうえ、環境汚染を減少させることができるという効果がある。
As described above, the present invention has an effect of providing an adsorbent that removes vapor phase mercury after sulfurating iron oxide to accumulate sulfur.
In addition, the present invention can recycle resources by synthesizing iron oxide using waste generated from industrial sites and manufacturing an adsorbent that removes mercury contained in exhaust gas. There is an effect that pollution can be reduced.

以下、本発明に係る水銀除去用吸着剤の製造方法をより詳細に説明する。ここで、本発明に係る水銀除去用吸着剤として用いられる酸化鉄は、通常の酸化鉄であればいずれのものを使用しても構わないが、本発明の容易な説明のために、ポリ硫酸第二鉄から合成されて製造される酸化鉄を用いた水銀除去用吸着剤を特定して説明する。   Hereinafter, the method for producing an adsorbent for removing mercury according to the present invention will be described in more detail. Here, the iron oxide used as the mercury-removing adsorbent according to the present invention may be any ordinary iron oxide, but for easy explanation of the present invention, polysulfuric acid may be used. The adsorbent for removing mercury using iron oxide synthesized from ferric iron is specified and described.

本発明に係る水銀除去用吸着剤を製造するためには、まず、i)ポリ硫酸第二鉄と水とを混合、攪拌してpH1〜2、濃度0.5〜1Mのポリ硫酸第二鉄水溶液を製造する段階と、ii)前記段階i)のポリ硫酸第二鉄水溶液に1〜2Mのアルカリ水溶液を連続的に滴下させてポリ硫酸第二鉄水溶液のpHを徐々に増加させることにより、懸濁液を製造する段階と、iii)前記段階ii)の懸濁液を約pH8まで増加させた後、アルカリ水溶液の滴下を中断し、pHが約8に維持されるまで約1時間攪拌する段階と、iv)前記段階iii)が終了した後、超純水を用いて沈殿物を濾過する段階と、v)前記段階iv)の沈殿物を約100〜150℃の温度で乾燥させて酸化鉄を製造する段階と、vi)前記段階v)の酸化鉄を硫化処理する段階とを含む。   In order to produce the adsorbent for removing mercury according to the present invention, first, i) polyferric sulfate and water are mixed and stirred to a pH of 1-2 and a concentration of 0.5-1 M of ferric sulfate. Producing an aqueous solution; and ii) by gradually dropping a 1 to 2 M aqueous alkaline solution into the aqueous ferric sulfate solution of step i) to gradually increase the pH of the aqueous ferric sulfate solution, Preparing a suspension; and iii) increasing the suspension of step ii) to about pH 8 and then interrupting the dropping of the aqueous alkaline solution and stirring for about 1 hour until the pH is maintained at about 8. And iv) after completion of step iii), filtering the precipitate using ultrapure water, and v) drying the precipitate of step iv) at a temperature of about 100-150 ° C. for oxidation. And vi) a step of sulfiding the iron oxide of step v).

ここで、前記段階vi)の硫化処理は、硫化処理ガスの全体積を基準として硫黄化合物0.001〜2体積%、酸素1〜50体積%およびキャリアガス48〜98.999体積%からなる硫化処理ガスに酸化鉄を露出させることである。   Here, the sulfidation treatment in the step vi) is a sulfidation comprising 0.001 to 2% by volume of a sulfur compound, 1 to 50% by volume of oxygen and 48 to 98.999% by volume of a carrier gas based on the total volume of the sulfidation gas. It is to expose iron oxide to the processing gas.

必要に応じて、前記段階v)と段階vi)との間、または段階vi)の後に、水銀除去用吸着剤の形態を成形する押出成形段階をさらに備えることができるが、これは、最終的に製造される水銀除去用吸着剤の使用用途および方法に応じてボール(ball)、ペレット(pellet)またはハニカム(honeycomb)の形に押出成形することであって、より詳しくは、前記段階v)によって乾燥した酸化鉄を押出成形した後、硫化処理し、或いは前記段階vi)の硫化処理が終了した後、最終的に水銀除去用吸着剤を押出成形することができ、好ましくは、乾燥した酸化鉄を押出成形した後、硫化処理することがよい。   If necessary, it may further comprise an extrusion step for shaping the form of the mercury-removing adsorbent between step v) and step vi) or after step vi). Depending on the intended use and method of the mercury-removing adsorbent produced in the process of extruding into a ball, pellet or honeycomb, more particularly in step v) above The dried iron oxide is extruded and then sulphided, or after the sulphiding in the step vi) is finished, the mercury removing adsorbent can be finally extruded, preferably the dried oxide After extrusion of iron, it is preferable to sulfidize.

本発明に係るポリ硫酸水溶液に滴下するアルカリ水溶液は、前記ポリ硫酸第二鉄を中和させることが可能な物質であればいずれのものを使用しても構わないが、好ましくは炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、アンモニア、水酸化ナトリウムまたはこれらの混合物、特に好ましくは重炭酸アンモニウムを水に溶解させて1Mの濃度を持つように製造されることがよい。   Any alkaline aqueous solution may be used as long as it is a substance capable of neutralizing the ferric sulfate. Ammonium carbonate, ammonia, sodium hydroxide or a mixture thereof, particularly preferably ammonium bicarbonate, is preferably dissolved in water to have a concentration of 1M.

前記段階v)の沈殿物を乾燥するにおいて、前記乾燥温度は製造される酸化鉄の構造に影響を及ぼすので、前記乾燥温度を急激に上昇させるか、或いは150℃以上の温度で乾燥させる場合には、酸化鉄の構造がFeO(OH)からFeの形に製造されるので、乾燥温度を少なくとも150℃以下、好ましくは100〜150℃、特に好ましくは110〜120℃に維持すると同時に、前記沈殿物の乾燥温度を低温、好ましくは20℃から徐々に上昇させた後、高温、好ましくは100〜150℃に維持しなければならない。 In drying the precipitate of step v), the drying temperature affects the structure of the iron oxide to be produced. Therefore, when the drying temperature is rapidly increased or dried at a temperature of 150 ° C. or higher. Since the structure of iron oxide is produced from FeO (OH) to Fe 2 O 3 , the drying temperature is at least 150 ° C. or less, preferably 100 to 150 ° C., particularly preferably 110 to 120 ° C. at the same time. The drying temperature of the precipitate must be gradually increased from a low temperature, preferably 20 ° C., and then maintained at a high temperature, preferably 100-150 ° C.

本発明によって製造された酸化鉄の押出成形によって水銀除去用吸着剤の形が決定される。よって、前記押出成形は、当業界で通常用いられる押出成形方法であればいずれのものを使用しても構わないが、好ましくは製造された酸化鉄または硫化処理された酸化鉄をミリング(milling)して微細粉末に製造し、製造された微細粉末を通常の有無機結合剤、例えばメチルセルロース(methylcellulose)、PVA(polyvinyl alcohol)、デキストリン(dextrin)などと架橋剤、例えばアルミナゾル(aluminasol)、コロイダルシリカ(colloidal silica)などと混合して押出機で成形することにより、水銀除去用吸着剤を製造する。   The form of the adsorbent for mercury removal is determined by extrusion of the iron oxide produced according to the present invention. Therefore, the extrusion molding may be any extrusion molding method usually used in the industry, but preferably milled manufactured iron oxide or sulfurized iron oxide. To produce a fine powder, and the produced fine powder is combined with an ordinary organic binder such as methylcellulose, PVA (polyvinyl alcohol), dextrin and a crosslinking agent such as alumina sol or colloidal silica. An adsorbent for removing mercury is produced by mixing with (colloidal silica) and molding with an extruder.

前述したように製造された本発明に係る水銀除去用吸着剤は、気相水銀、好ましくは排ガスに含まれている気相水銀を吸着除去する吸着剤、またはこれと類似の汚染物質、例えば重金属などを吸着除去するものとして用いられる。   The adsorbent for removing mercury according to the present invention produced as described above is an adsorbent that adsorbs and removes vapor phase mercury, preferably vapor phase mercury contained in exhaust gas, or a similar pollutant such as heavy metal. Etc. are used for adsorbing and removing.

以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。ところが、下記の実施例は本発明を具体的に説明するためのもので、本発明の範囲を限定するものではない。   Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples. However, the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present invention.

<実施例1>
酸化鉄の製造
11%のFe3+イオンを含有したポリ硫酸第二鉄(コスモ化学製、韓国)溶液78mLを水427mLと混合して0.5M(Fe3+基準)濃度のポリ硫酸第二鉄水溶液を製造した。
その後、製造されたポリ硫酸第二鉄水溶液のpHを1〜2に維持した後、攪拌器(CERAMAG MIDI、IKA Works、イタリア)を用いて600〜800rpmで約60分間攪拌した。
<Example 1>
Manufacture of iron oxides 78 mL of polyferric sulfate (Cosmo Chemical, Korea) solution containing 11% Fe 3+ ions is mixed with 427 mL of water, and 0.5M (Fe 3+ standard) aqueous solution of polyferric sulfate Manufactured.
Then, after maintaining pH of the manufactured polyferric sulfate aqueous solution to 1-2, it stirred at 600-800 rpm for about 60 minutes using the stirrer (CERAMAG MIDI, IKA Works, Italy).

その次、炭酸アンモニウム(ドクサン薬品製、韓国)96gを水1000mLに溶解させて沈殿剤として1Mのアルカリ水溶液を製造した後、前記ポリ硫酸第二鉄水溶液に滴下させた。
この際、前記アルカリ水溶液の滴下の際に沈殿物が生成され、生成された粒子の凝集現象が発生するので、前記ポリ硫酸第二鉄水溶液を攪拌するための攪拌器で320rpm以上の速度で強く攪拌し、アルカリ水溶液を約0.084ml/sの速度でゆっくり滴下させ、生成される沈殿物の凝集現象を抑制した。
Next, 96 g of ammonium carbonate (manufactured by Doksan Chemical Co., Ltd., Korea) was dissolved in 1000 mL of water to prepare a 1M aqueous alkaline solution as a precipitant, and then dropped into the aqueous ferric sulfate solution.
At this time, a precipitate is generated when the alkaline aqueous solution is dropped, and agglomeration phenomenon of the generated particles occurs. Therefore, the stirrer for stirring the aqueous ferric sulfate solution is strongly at a speed of 320 rpm or more. The mixture was stirred and an aqueous alkaline solution was slowly dropped at a rate of about 0.084 ml / s to suppress the aggregation phenomenon of the generated precipitate.

その後、前記ポリ硫酸第二鉄水溶液にアルカリ水溶液を滴下させるとともに、前記ポリ硫酸第二鉄水溶液のpHを約3程度に増加させて赤褐色の懸濁液を製造した。
その次に、連続的に前記アルカリ水溶液を滴下させながら赤褐色の懸濁液のpHを8となるまでゆっくり増加させ、前記懸濁液のpHが8に達すると、アルカリ水溶液の滴下を中断した後、1時間以上攪拌を持続しながらpHの変化を確認した後、懸濁液のpHが変化しなければ懸濁液の攪拌を中断した。
その後、前記懸濁液に含まれている陰イオンを除去するために、超純水を用いて沈殿物を多数回にわたって濾過し、濾過された沈殿物を約110℃の温度で乾燥させて酸化鉄22.5gを製造した。
Thereafter, an alkaline aqueous solution was dropped into the aqueous ferric sulfate solution, and the pH of the aqueous ferric sulfate solution was increased to about 3 to prepare a reddish brown suspension.
Next, the pH of the reddish brown suspension is slowly increased to 8 while dropping the alkaline aqueous solution continuously, and when the pH of the suspension reaches 8, the dropping of the alkaline aqueous solution is interrupted. After confirming the change in pH while continuing stirring for 1 hour or more, stirring of the suspension was interrupted if the pH of the suspension did not change.
Thereafter, in order to remove the anions contained in the suspension, the precipitate is filtered a number of times using ultrapure water, and the filtered precipitate is dried at a temperature of about 110 ° C. to oxidize. 22.5 g of iron was produced.

製造された酸化鉄の物性を測定するためにXRD(RINT2200、Rigaku、日本)およびBET(ASAP2010、Micrometrics、米国)を測定し、その結果を表2と図2に示した。   XRD (RINT2200, Rigaku, Japan) and BET (ASAP2010, Micrometrics, USA) were measured to measure the physical properties of the manufactured iron oxide, and the results are shown in Table 2 and FIG.

図2に示すように、製造された酸化鉄は、結晶性が殆どない非晶質であり、BET分析結果、製造された酸化鉄の比表面積は360〜430m/gであり、気孔体積は0.24〜0.46cm/gであり、気孔直径は25〜45Åであった。 As shown in FIG. 2, the manufactured iron oxide is amorphous with almost no crystallinity, and as a result of BET analysis, the specific surface area of the manufactured iron oxide is 360 to 430 m 2 / g, and the pore volume is The pore diameter was 0.24 to 0.46 cm 2 / g and the pore diameter was 25 to 45 mm.

<実施例2>
酸化鉄の製造
実施例1と同一の方法で行うが、炭酸アンモニウムを用いた1Mのアルカリ水溶液の代わりに、重炭酸アンモニウム(NHHCO)[ドクサン薬品製、韓国]を用いた1Mのアルカリ水溶液を使用した。
その結果を表2および図2に示した。
<Example 2>
Production of iron oxide 1M alkali using ammonium bicarbonate (NH 4 HCO 3 ) (manufactured by Doksan Chemical, Korea) instead of 1M alkaline aqueous solution using ammonium carbonate. An aqueous solution was used.
The results are shown in Table 2 and FIG.

<実施例3>
酸化鉄の製造
実施例1と同一の方法で行うが、沈殿剤として、炭酸アンモニウムを用いた1Mのアルカリ水溶液の代わりに、水酸化アンモニウム(NHOH)[ドクサン薬品製、韓国]を用いた1Mのアルカリ水溶液を使用した。
その結果を表2および図2に示した。
<Example 3>
Production of iron oxide The same procedure as in Example 1 was carried out except that ammonium hydroxide (NH 4 OH) [manufactured by Doksan Chemical Co., Korea] was used as the precipitating agent instead of 1M alkaline aqueous solution using ammonium carbonate. A 1M aqueous alkaline solution was used.
The results are shown in Table 2 and FIG.

<実施例4>
酸化鉄の製造
実施例1と同一の方法で行うが、炭酸アンモニウムを用いた1Mのアルカリ水溶液の代わりに、水酸化ナトリウム(NaOH)[ドクサン薬品製、韓国]を用いた1Mのアルカリ水溶液を使用した。
その結果を表2および図2に示した。
<Example 4>
Production of iron oxide The same method as in Example 1 is used, but instead of a 1M alkaline aqueous solution using ammonium carbonate, a 1M alkaline aqueous solution using sodium hydroxide (NaOH) [manufactured by Doksan Chemical, Korea] is used. did.
The results are shown in Table 2 and FIG.

Figure 2008246432
Figure 2008246432

<実施例5>
酸化鉄の硫化処理および硫化水素の除去
流入口と流出口が対向配置された直径36mm、高さ200mmのガラス反応器を製作した後、その内部に、実施例1によって製造された酸化鉄60cmを充填した。
その後、前記ガラス反応器の流入口に、10%HS/Nのバランスを持つ硫化水素ガスを全流量に対して2%濃度にして酸素濃度3%の空気と共に流量1,000cm/minで流入させ、酸化鉄を硫化処理することにより、水銀除去用吸着剤を製造した。
<Example 5>
Iron oxide sulfidation and removal of hydrogen sulfide A glass reactor having a diameter of 36 mm and a height of 200 mm in which an inlet and an outlet are opposed to each other was manufactured, and then the iron oxide 60 cm 3 manufactured in Example 1 was formed therein. Filled.
Thereafter, hydrogen sulfide gas having a balance of 10% H 2 S / N 2 is made 2% of the total flow rate at the inlet of the glass reactor, and the flow rate is 1,000 cm 3 / with air having an oxygen concentration of 3%. An adsorbent for removing mercury was produced by flowing in min and sulfiding iron oxide.

その後、前記流出口を介して流出するガスの硫化水素濃度を検知管[4LL、Gastech、日本]で測定した。この際、漏れる硫化水素の濃度が10ppm(TLV値)時点を破壊時点とした。ここで、前記TLV(Threshold limit value)値とは、ACGIH(American Conference of Governmental industrial Hygienists, Inc.)で設定した有害ガスの漏れ程度であって、事業場から漏れる有害ガスの安定な程度を示す数値を意味する。以上の方法によって、合成された酸化鉄の硫化水素吸着性能を評価することができる。   Thereafter, the hydrogen sulfide concentration of the gas flowing out through the outlet was measured with a detector tube [4LL, Gastech, Japan]. At this time, the time when the concentration of leaked hydrogen sulfide was 10 ppm (TLV value) was taken as the time of destruction. Here, the TLV (Threshold limit value) value is a degree of harmful gas leakage set by ACGIH (American Conference of Governmental industrial Hygienists, Inc.), and indicates a stable degree of harmful gas leaking from the workplace. Means a number. By the above method, the hydrogen sulfide adsorption performance of the synthesized iron oxide can be evaluated.

また、TLV値以上に漏出した後、流入口と流出口の位置を変えてさらに硫化水素を注入し、硫化処理が生じない酸化鉄の部分を縮小化し、このような方法を繰り返し行うことにより、硫化処理された水銀除去吸着剤を製造した。
その結果を表3に示した。
In addition, after leaking beyond the TLV value, the position of the inlet and outlet is changed, hydrogen sulfide is further injected, the portion of iron oxide that does not undergo sulfidation treatment is reduced, and such a method is repeated. Sulfurized mercury removal adsorbent was produced.
The results are shown in Table 3.

<実施例6>
酸化鉄の硫化処理および硫化水素の除去
実施例5と同様の方法で行うが、実施例1によって製造された酸化鉄の代わりに、実施例2によって製造された酸化鉄を使用した。
その結果を表3に示した。
<Example 6>
Iron oxide sulfidation treatment and removal of hydrogen sulfide were carried out in the same manner as in Example 5, but instead of the iron oxide produced in Example 1, the iron oxide produced in Example 2 was used.
The results are shown in Table 3.

<実施例7>
酸化鉄の硫化処理および硫化水素の除去
実施例5と同一の方法で行うが、実施例1によって製造された酸化鉄の代わりに、実施例3によって製造された酸化鉄を使用した。
その結果を表3に示した。
<Example 7>
Iron oxide sulfidation and hydrogen sulfide removal The same procedure as in Example 5 was used, but instead of the iron oxide produced in Example 1, the iron oxide produced in Example 3 was used.
The results are shown in Table 3.

<実施例8>
酸化鉄の硫化処理および硫化水素の除去
実施例5と同一の方法で行うが、実施例1によって製造された酸化鉄の代わりに、実施例4によって製造された酸化鉄を使用した。
その結果を表3に示した。
<Example 8>
Iron oxide sulfidation and hydrogen sulfide removal The same procedure as in Example 5 was used, but instead of the iron oxide produced in Example 1, the iron oxide produced in Example 4 was used.
The results are shown in Table 3.

<比較実施例1>
実施例5と同一の方法で行うが、酸素を含む空気の流入なしに、ガラス反応器の流入口に、10%HS/Nのバランスを持つ硫化水素ガスを全流量に対して2%濃度にして、1,000cm/minの流量で流入させて酸化鉄を硫化処理した。
その結果を表3に示した。
<Comparative Example 1>
In the same manner as in Example 5, but without inflow of oxygen-containing air, hydrogen sulfide gas having a balance of 10% H 2 S / N 2 was added to the total flow rate at the inlet of the glass reactor. The iron oxide was sulfided by flowing at a flow rate of 1,000 cm 3 / min at a concentration of 1%.
The results are shown in Table 3.

<比較実施例2>
比較実施例1と同一の方法で行うが、実施例1によって製造された酸化鉄の代わりに、実施例2によって製造された酸化鉄を使用した。
その結果を表3に示した。
<Comparative Example 2>
The same process as in Comparative Example 1 was used, but instead of the iron oxide produced according to Example 1, the iron oxide produced according to Example 2 was used.
The results are shown in Table 3.

<比較実施例3>
比較実施例1と同一の方法で行うが、実施例1によって製造された酸化鉄の代わりに、実施例3によって製造された酸化鉄を使用した。
その結果を表3に示した。
<Comparative Example 3>
The same process as in Comparative Example 1 was used, but instead of the iron oxide produced according to Example 1, the iron oxide produced according to Example 3 was used.
The results are shown in Table 3.

<比較実施例4>
比較実施例1と同一の方法で行うが、実施例1によって製造された酸化鉄の代わりに、実施例4によって製造された酸化鉄を使用した。
その結果を表3に示した。
<Comparative Example 4>
The same process as in Comparative Example 1 was used, but instead of the iron oxide produced according to Example 1, the iron oxide produced according to Example 4 was used.
The results are shown in Table 3.

Figure 2008246432
Figure 2008246432

表3に示すように、実施例5に係るポリ硫酸第二鉄と炭酸アンモニウムとの間で製造された酸化鉄が、実施例6〜実施例8から製造された酸化鉄に比べて比較的多量の硫化水素を処理することができる。これは、実施例5によって製造された酸化鉄が広い比表面積、大きい気孔体積および大きい気孔サイズを持つため、多量の硫黄を添着することができるためである。   As shown in Table 3, the iron oxide produced between the polyferric sulfate and ammonium carbonate according to Example 5 is relatively large compared to the iron oxide produced from Examples 6-8. Of hydrogen sulfide can be treated. This is because the iron oxide produced in Example 5 has a large specific surface area, a large pore volume, and a large pore size, so that a large amount of sulfur can be impregnated.

また、表3より、硫黄化合物と酸素混合ガスを用いて酸化鉄を酸化処理した実施例5〜実施例8が、同一の条件で酸素なしに硫黄化合物のみで酸化鉄を酸処理した比較実施例1〜比較実施例4よりさらに多量の硫化水素を処理することが分かる。   Moreover, from Table 3, Examples 5 to 8 in which iron oxide was oxidized using a sulfur compound and oxygen mixed gas were comparative examples in which iron oxide was acid-treated only with a sulfur compound without oxygen under the same conditions. 1 It can be seen that a larger amount of hydrogen sulfide is treated than Comparative Example 4.

<実施例9>
水銀吸着性能評価
流入口と流出口が対向配置された直径25mm、高さ200mmのSUS反応器を製作した後、その内部に、実施例5によって硫化処理された水銀除去用吸着剤20cmを充填した。
<Example 9>
Mercury adsorption performance evaluation After an SUS reactor having a diameter of 25 mm and a height of 200 mm with the inlet and outlet facing each other was manufactured, the inside was filled with 20 cm 3 of an adsorbent for mercury removal that was sulfurized in Example 5. did.

その後、液体水銀をガス反応管[ガラス加工品]に入れた後、25〜28℃の温度範囲でバブリングして気相水銀を製造し、製造された気相水銀を90cm/minの流量にして、前記反応器の流入口に流入させた。この際、窒素をキャリアガスとして用いて、前記反応器に流入する水銀を含んだ総流量を1000cm/minに維持し、その濃度は表4に示した。
その次に、前記反応器の流出口を介して流出する水銀の濃度を、水銀分析器[VM−3000、mercury instruments analytical technologies、ドイツ]を用いて測定した。
その結果を表4に示した。
Thereafter, liquid mercury is put into a gas reaction tube [glass processed product], and then vapor phase mercury is produced by bubbling in a temperature range of 25 to 28 ° C., and the produced vapor phase mercury is set to a flow rate of 90 cm 3 / min. And flowed into the inlet of the reactor. At this time, using nitrogen as a carrier gas, the total flow rate including mercury flowing into the reactor was maintained at 1000 cm 3 / min, and the concentration thereof is shown in Table 4.
Next, the concentration of mercury flowing out through the outlet of the reactor was measured using a mercury analyzer [VM-3000, mercury instruments analytical technologies, Germany].
The results are shown in Table 4.

<実施例10>
水銀吸着
実施例9と同一の方法で行うが、実施例5によって硫化処理された水銀除去用吸着剤の代わりに、実施例6によって製造された水銀除去用吸着剤を使用した。
その結果を表4に示した。
<Example 10>
Mercury adsorption In the same manner as in Example 9, the mercury removing adsorbent produced in Example 6 was used in place of the mercury removing adsorbent sulfurized in Example 5.
The results are shown in Table 4.

<実施例11>
水銀吸着
実施例9と同一の方法で行うが、実施例5によって硫化処理された水銀除去用吸着剤の代わりに、実施例7によって製造された水銀除去用吸着剤を使用した。
その結果を表4に示した。
<Example 11>
Mercury adsorption In the same manner as in Example 9, the mercury removing adsorbent produced in Example 7 was used in place of the mercury removing adsorbent sulfurized in Example 5.
The results are shown in Table 4.

<実施例12>
水銀吸着
実施例9と同一の方法で行うが、実施例5によって硫化処理された水銀除去用吸着剤の代わりに、実施例8によって製造された水銀除去用吸着剤を使用した。
その結果を表4に示した。
<Example 12>
Mercury adsorption In the same manner as in Example 9, the mercury removing adsorbent produced in Example 8 was used instead of the mercury removing adsorbent sulfurized in Example 5.
The results are shown in Table 4.

<比較実施例5>
実施例9と同一の方法で行うが、実施例5によって硫化処理された水銀除去用吸着剤の代わりに、比較実施例1によって製造された水銀除去用吸着剤を使用した。
その結果を表4に示した。
<Comparative Example 5>
In the same manner as in Example 9, the mercury removing adsorbent produced in Comparative Example 1 was used instead of the mercury removing adsorbent sulfurized in Example 5.
The results are shown in Table 4.

<比較実施例6>
実施例9と同一の方法で行うが、実施例5によって硫化処理された水銀除去用吸着剤の代わりに、比較実施例2によって製造された水銀除去用吸着剤を使用した。
その結果を表4に示した。
<Comparative Example 6>
In the same manner as in Example 9, the mercury removing adsorbent produced in Comparative Example 2 was used in place of the mercury removing adsorbent sulfurized in Example 5.
The results are shown in Table 4.

<比較実施例7>
実施例9と同一の方法で行うが、実施例5によって硫化処理された水銀除去用吸着剤の代わりに、比較実施例3によって製造された水銀除去用吸着剤を使用した。
その結果を表4に示した。
<Comparative Example 7>
In the same manner as in Example 9, the mercury removing adsorbent produced in Comparative Example 3 was used in place of the mercury removing adsorbent sulfurized in Example 5.
The results are shown in Table 4.

<比較実施例8>
実施例9と同一の方法で行うが、実施例5によって硫化処理された水銀除去用吸着剤の代わりに、比較実施例4によって製造された水銀除去用吸着剤を使用した。
その結果を表4に示した。
<Comparative Example 8>
In the same manner as in Example 9, the mercury removing adsorbent produced in Comparative Example 4 was used instead of the mercury removing adsorbent sulfurized in Example 5.
The results are shown in Table 4.

Figure 2008246432
Figure 2008246432

表4に示すように、硫化水素を多く吸着させた実施例9に使用された実施例5による合成酸化鉄が、原子水銀を除去する吸着性能も高いことが分かった。これは、合成した酸化鉄の中でも、実施例1に係るポリ硫酸第二鉄と炭酸アンモニウムで合成された酸化鉄が最も多量の水銀を処理することができることを示す。   As shown in Table 4, it was found that the synthetic iron oxide according to Example 5 used in Example 9 in which a large amount of hydrogen sulfide was adsorbed had high adsorption performance for removing atomic mercury. This indicates that among the synthesized iron oxides, iron oxide synthesized with polyferric sulfate and ammonium carbonate according to Example 1 can treat the largest amount of mercury.

また、表4より、硫黄化合物と酸素混合ガスを用いて酸化鉄を酸化処理した実施例9〜実施例12が、同一の条件で酸素なしに硫黄化合物のみで酸化鉄を酸処理した比較実施例5〜比較実施例8よりさらに多い気相水銀を処理することが分かった。   Moreover, from Table 4, Examples 9 to 12 in which iron oxide was oxidized using a sulfur compound and oxygen mixed gas were comparative examples in which iron oxide was acid-treated only with a sulfur compound without oxygen under the same conditions. 5 It was found to process more vapor phase mercury than Comparative Example 8.

以上説明したように、本発明の属する技術分野における当業者は、本発明がその技術的思想または必須的特徴を変更しなくても他の具体的な形態で実施できるのを理解することができるであろう。したがって、以上述べた一実施例は、全ての面で例示的なものに過ぎず、限定的なものではないと理解すべきである。本発明の範囲には、詳細な説明よりは特許請求の範囲の意味および範囲、並びにその等価概念から導出される全ての変更または変形された形態も含まれると解釈すべきである。   As described above, those skilled in the art to which the present invention pertains can understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing its technical idea or essential features. Will. Accordingly, it should be understood that the above-described embodiment is merely illustrative in all aspects and not limiting. The scope of the present invention should be construed to include all modifications or variations derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents rather than the detailed description.

本発明に係る水銀除去用吸着剤の製造方法を示す流れ図である。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the adsorption agent for mercury removal which concerns on this invention. 本発明の実施例1〜4によって製造された酸化鉄のXRD測定結果を示す図である。It is a figure which shows the XRD measurement result of the iron oxide manufactured by Examples 1-4 of this invention.

Claims (7)

硫化処理ガスの全体積を基準として硫黄化合物0.001〜2体積%、酸素1〜50体積%およびキャリアガス48.0〜98.999体積%からなる硫化処理ガスで硫化処理された酸化鉄を含む水銀除去用吸着剤。   Iron oxide sulfided with a sulfurizing gas comprising 0.001 to 2% by volume of a sulfur compound, 1 to 50% by volume of oxygen and 48.0 to 98.999% by volume of a carrier gas based on the total volume of the sulfurating gas Contains an adsorbent for mercury removal. 前記水銀が、Hg、HgCl、HgClであることを特徴とする、請求項1に記載の水銀除去用吸着剤。 The adsorbent for removing mercury according to claim 1, wherein the mercury is Hg 0 , HgCl, or HgCl 2 . 前記水銀が、発電所、焼却炉、水銀電池、歯科のアマルガムまたは水銀蛍光灯などから排出される気相水銀であることを特徴とする、請求項1または2に記載の水銀除去用吸着剤。   The adsorbent for removing mercury according to claim 1 or 2, wherein the mercury is vapor phase mercury discharged from a power plant, an incinerator, a mercury battery, a dental amalgam or a mercury fluorescent lamp. 前記酸化鉄が、FeO、Fe(OH)、Fe(OH)、FeO(OH)、Fe、およびFeよりなる群から選択されることを特徴とする、請求項1に記載の水銀除去用吸着剤。 The iron oxide is selected from the group consisting of FeO, Fe (OH) 2 , Fe (OH) 3 , FeO (OH), Fe 2 O 3 , and Fe 3 O 4. The adsorbent for mercury removal described in 1. 酸化鉄を、硫化処理ガスの全体積を基準として硫黄化合物0.001〜2.0体積%、酸素1〜50体積%およびキャリアガス48.0〜98.999体積%からなる硫化処理ガスで硫化処理したことを含む、水銀除去用吸着剤の製造方法。   Iron oxide is sulfided with a sulfurizing gas comprising 0.001 to 2.0% by volume of a sulfur compound, 1 to 50% by volume of oxygen and 48.0 to 98.999% by volume of a carrier gas, based on the total volume of the sulfurating gas. A method for producing an adsorbent for removing mercury, including treatment. 前記酸化鉄を、硫化処理する前または硫化処理した後に押出成形することをさらに含むことを特徴とする、請求項5に記載の水銀除去用吸着剤の製造方法。   6. The method for producing an adsorbent for removing mercury according to claim 5, further comprising extruding the iron oxide before sulfiding or after sulfiding. 前記押出成形によって水銀除去用吸着剤がボール、タブレット、ペレットまたはハニカムの形に製造されることを特徴とする、請求項5に記載の水銀除去用吸着剤の製造方法。   6. The method for producing an adsorbent for removing mercury according to claim 5, wherein the adsorbent for removing mercury is produced in the form of a ball, a tablet, a pellet or a honeycomb by the extrusion molding.
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