JP2994789B2 - 燃焼排ガス中の水銀除去方法 - Google Patents
燃焼排ガス中の水銀除去方法Info
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- JP2994789B2 JP2994789B2 JP3120314A JP12031491A JP2994789B2 JP 2994789 B2 JP2994789 B2 JP 2994789B2 JP 3120314 A JP3120314 A JP 3120314A JP 12031491 A JP12031491 A JP 12031491A JP 2994789 B2 JP2994789 B2 JP 2994789B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は都市ごみ焼却炉、産廃焼
却炉、し尿・下水汚泥焼却炉の排ガス及びその他の燃焼
装置よりの排ガス中の水銀及び水銀化合物の除去方法に
関する。
却炉、し尿・下水汚泥焼却炉の排ガス及びその他の燃焼
装置よりの排ガス中の水銀及び水銀化合物の除去方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】燃焼排ガス中の水銀及び水銀化合物の除
去方法として従来より湿式除去法と乾式除去法とがあ
り、これらの概要を以下に示す。
去方法として従来より湿式除去法と乾式除去法とがあ
り、これらの概要を以下に示す。
【0003】(1)湿式除去法;この方法は水銀吸収液
として過マンガン酸カリウム−硫酸混液、次亜塩素酸−
食塩溶液、チオ尿素、硫化ソーダ、チオ硫酸ソーダ等の
水溶液を用い、気液接触によりガス中の水銀を液側へ移
行させるものである。
として過マンガン酸カリウム−硫酸混液、次亜塩素酸−
食塩溶液、チオ尿素、硫化ソーダ、チオ硫酸ソーダ等の
水溶液を用い、気液接触によりガス中の水銀を液側へ移
行させるものである。
【0004】(2)乾式除去法;この方法は活性炭、無
機系担体に、硫黄または硫黄化合物、水銀とアマルガム
を生成する金属またはその金属のハロゲン化物を担持
し、これらの吸着・反応剤と水銀含有排ガスを接触させ
て水銀を捕捉・除去するものである。これらの吸着・反
応剤は通常固定層または移動層式の反応器内に収められ
使用されるか、あるいは直接煙道中に噴射される。
機系担体に、硫黄または硫黄化合物、水銀とアマルガム
を生成する金属またはその金属のハロゲン化物を担持
し、これらの吸着・反応剤と水銀含有排ガスを接触させ
て水銀を捕捉・除去するものである。これらの吸着・反
応剤は通常固定層または移動層式の反応器内に収められ
使用されるか、あるいは直接煙道中に噴射される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の湿式除去法は水
銀を含有する排水の処理が必要となる。また従来の乾式
除去法は次に示す問題点がある。
銀を含有する排水の処理が必要となる。また従来の乾式
除去法は次に示す問題点がある。
【0006】(1)ガスとの接触面積を大きくとるため
に必然的に装置が大型化する。
に必然的に装置が大型化する。
【0007】(2)反応器出口の水銀濃度が許容値以上
になる前に吸着・反応剤を交換する操作とそのための設
備が必要となる。
になる前に吸着・反応剤を交換する操作とそのための設
備が必要となる。
【0008】(3)吸着・反応剤の成分は大部分が担体
成分であり、これらを再生しないで用いる場合には経済
的に不利であるし、再生する場合にも水銀を脱着して回
収する設備が必要となる。
成分であり、これらを再生しないで用いる場合には経済
的に不利であるし、再生する場合にも水銀を脱着して回
収する設備が必要となる。
【0009】(4)上述したような欠点を解消するため
に、本出願人は10〜300メッシュに調整した硫黄ま
たは硫黄化合物を120〜400℃の燃焼排ガスの煙道
中に粉体状で噴射し、排ガス中の水銀及び水銀化合物を
化学的に安定な硫化水銀の粉末とし、噴射後流側の集じ
ん装置で排ガス中より燃焼ばいじんと一緒に除去する方
法を提案(特願昭60−5975、特願昭60−600
8)したが、これらの方法の水銀除去率は50〜60%
であり、除去率が十分でなかった。
に、本出願人は10〜300メッシュに調整した硫黄ま
たは硫黄化合物を120〜400℃の燃焼排ガスの煙道
中に粉体状で噴射し、排ガス中の水銀及び水銀化合物を
化学的に安定な硫化水銀の粉末とし、噴射後流側の集じ
ん装置で排ガス中より燃焼ばいじんと一緒に除去する方
法を提案(特願昭60−5975、特願昭60−600
8)したが、これらの方法の水銀除去率は50〜60%
であり、除去率が十分でなかった。
【0010】本発明は従来の乾式除去法におけるような
欠点のない排ガス中の水銀及び水銀化合物の乾式除去方
法を提供せんとするものである。
欠点のない排ガス中の水銀及び水銀化合物の乾式除去方
法を提供せんとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は120〜300
℃の燃焼排ガスの煙道中に、10〜300メッシュに調
整した炭素粉末を、燃焼ばいじん中の未燃炭素との合計
量が捕集灰に対して2〜6重量%の範囲になるように噴
射し、前記排ガス中の水銀及び水銀化合物を化学的に安
定な塩化第一水銀とし、噴射後流側に集じん器を設けて
排ガス中より燃焼ばいじんと一緒に除去することを特徴
とする燃焼排ガス中の水銀及び水銀化合物の除去方法で
ある。
℃の燃焼排ガスの煙道中に、10〜300メッシュに調
整した炭素粉末を、燃焼ばいじん中の未燃炭素との合計
量が捕集灰に対して2〜6重量%の範囲になるように噴
射し、前記排ガス中の水銀及び水銀化合物を化学的に安
定な塩化第一水銀とし、噴射後流側に集じん器を設けて
排ガス中より燃焼ばいじんと一緒に除去することを特徴
とする燃焼排ガス中の水銀及び水銀化合物の除去方法で
ある。
【0012】本発明において使用される集じん器として
は、ろ過式集じん器、電気集じん器のいずれでもよい。
また炭素粉末としては活性炭、コークス粉末、褐炭など
が使用しうる。
は、ろ過式集じん器、電気集じん器のいずれでもよい。
また炭素粉末としては活性炭、コークス粉末、褐炭など
が使用しうる。
【0013】
【作用】燃焼排ガス中の水銀は80〜90%が塩化第二
水銀の形態で存在し、残りは金属水銀が大半を占めてい
ると考えられている。又、これらは大半がガス状態で存
在するため、集じん器での捕集が困難である。ところが
炭素粉末及び燃焼ばいじん中の未燃炭素は水銀及び水銀
化合物との親和性が強く、還元反応(塩化第一水銀を生
成)もしくは吸着作用(金属水銀)によって、炭素粉末
及び未燃炭素を含む捕集灰に水銀及び水銀化合物が固定
されるので集じん器での捕集が容易になる。
水銀の形態で存在し、残りは金属水銀が大半を占めてい
ると考えられている。又、これらは大半がガス状態で存
在するため、集じん器での捕集が困難である。ところが
炭素粉末及び燃焼ばいじん中の未燃炭素は水銀及び水銀
化合物との親和性が強く、還元反応(塩化第一水銀を生
成)もしくは吸着作用(金属水銀)によって、炭素粉末
及び未燃炭素を含む捕集灰に水銀及び水銀化合物が固定
されるので集じん器での捕集が容易になる。
【0014】本発明で使用する炭素粉末及び未燃炭素と
水銀または水銀化合物との反応は下記の通りである。
水銀または水銀化合物との反応は下記の通りである。
【0015】(i)水銀(Hg) C+Hg → C・・・Hg(吸着) 上記のようにHgは炭素表面に吸着されて粉体中に固定
される。
される。
【0016】 (ii)水銀化合物(例えば、HgCl2 では) C+HgCl2 → Hg2 Cl2
【0017】すなわち、塩化第二水銀は炭素によって塩
化第一水銀に還元され、塩化第一水銀の蒸気圧は塩化第
二水銀に比べて極めて低く、120〜300℃の温度域
では固体状になり、炭素粉末及び未燃炭素を含む捕集灰
に固定される。
化第一水銀に還元され、塩化第一水銀の蒸気圧は塩化第
二水銀に比べて極めて低く、120〜300℃の温度域
では固体状になり、炭素粉末及び未燃炭素を含む捕集灰
に固定される。
【0018】また、燃焼ばいじん中の未燃炭素は被燃焼
物の性状及び燃焼状態によって異なるが、一般に燃焼ば
いじんに対して1〜6重量%含有されている。
物の性状及び燃焼状態によって異なるが、一般に燃焼ば
いじんに対して1〜6重量%含有されている。
【0019】炭素粉末の粒径は10〜300メッシュと
した。この理由は前記粉体と水銀及び水銀化合物の反応
は固気相反応(固体・・・炭素粉末、気相・・・水銀及
び水銀化合物)であるので、反応を促進させるために
は、固体、すなわち炭素粉末の表面積を大きくする必要
がある。この表面積を大きくするには、炭素粉末の粒子
を極力小さくする必要があり、10〜300メッシュと
した。また、本発明方法では、炭素粉末は排ガス中へ噴
射して、気流に乗せる必要があることから、実際には2
00〜300メッシュが好適である。
した。この理由は前記粉体と水銀及び水銀化合物の反応
は固気相反応(固体・・・炭素粉末、気相・・・水銀及
び水銀化合物)であるので、反応を促進させるために
は、固体、すなわち炭素粉末の表面積を大きくする必要
がある。この表面積を大きくするには、炭素粉末の粒子
を極力小さくする必要があり、10〜300メッシュと
した。また、本発明方法では、炭素粉末は排ガス中へ噴
射して、気流に乗せる必要があることから、実際には2
00〜300メッシュが好適である。
【0020】通常の燃焼排ガスの露点は100〜120
℃以上あり、それ以下では結露を生じて、炭素粉末が濡
れ現象を起し、炭素粉末の固着・付着やノズルの閉塞現
象が起るので、120℃以上での操作が必要である。ま
た使用する炭素粉末は高温で燃焼するので、燃焼温度以
下での操作が必要であり、300℃が上限である。この
ことから、反応温度は120〜300℃としたが、好適
には150〜250℃である。
℃以上あり、それ以下では結露を生じて、炭素粉末が濡
れ現象を起し、炭素粉末の固着・付着やノズルの閉塞現
象が起るので、120℃以上での操作が必要である。ま
た使用する炭素粉末は高温で燃焼するので、燃焼温度以
下での操作が必要であり、300℃が上限である。この
ことから、反応温度は120〜300℃としたが、好適
には150〜250℃である。
【0021】捕集灰中の炭素含有量は2〜6重量%好適
には3〜5重量%である。炭素含有量が低い場合には前
述の還元反応が不十分となって、水銀除去率が低くな
り、逆に炭素含有量が多すぎても除去効率は変わらない
が経済的に問題があるからである。
には3〜5重量%である。炭素含有量が低い場合には前
述の還元反応が不十分となって、水銀除去率が低くな
り、逆に炭素含有量が多すぎても除去効率は変わらない
が経済的に問題があるからである。
【0022】本発明の一実施態様を図1に従って詳述す
る。図1において、1は燃焼排ガス発生源(例えば都市
ごみ焼却炉、産廃焼却炉、し尿・下水汚泥焼却炉)、2
は排ガスダクト、3は電気集じん器、4は排気ファン、
5は煙突、6は炭素粉末供給ノズル、7は炭素粉末噴射
ダクト絞り部、8は炭素粉末サイロ、9は炭素粉末定量
供給機、10は炭素粉末輸送空気ファン、11は捕集灰
である。
る。図1において、1は燃焼排ガス発生源(例えば都市
ごみ焼却炉、産廃焼却炉、し尿・下水汚泥焼却炉)、2
は排ガスダクト、3は電気集じん器、4は排気ファン、
5は煙突、6は炭素粉末供給ノズル、7は炭素粉末噴射
ダクト絞り部、8は炭素粉末サイロ、9は炭素粉末定量
供給機、10は炭素粉末輸送空気ファン、11は捕集灰
である。
【0023】燃焼排ガス発生源1で発生した水銀及び水
銀化合物を含む燃焼排ガス中に、電気集じん器3のガス
流れ前方の排ガスダクト2に設けた炭素粉末噴射ダクト
絞り部7で、炭素粉末供給ノズル6によって炭素粉末を
噴射する。炭素粉末及び燃焼ばいじん中の未燃炭素は迅
速に排ガス中の水銀及び水銀化合物と反応し、水銀をガ
ス側から粉体側へ固定する。水銀を固定した炭素粉末と
燃焼ばいじんは電気集じん器3で捕集され、捕集灰11
として系外へ排出される。水銀及び水銀化合物が取り除
かれた燃焼排ガスは排気ファン4を経由して煙突5より
排出される。
銀化合物を含む燃焼排ガス中に、電気集じん器3のガス
流れ前方の排ガスダクト2に設けた炭素粉末噴射ダクト
絞り部7で、炭素粉末供給ノズル6によって炭素粉末を
噴射する。炭素粉末及び燃焼ばいじん中の未燃炭素は迅
速に排ガス中の水銀及び水銀化合物と反応し、水銀をガ
ス側から粉体側へ固定する。水銀を固定した炭素粉末と
燃焼ばいじんは電気集じん器3で捕集され、捕集灰11
として系外へ排出される。水銀及び水銀化合物が取り除
かれた燃焼排ガスは排気ファン4を経由して煙突5より
排出される。
【0024】燃焼排ガス中に捕集灰中の炭素含有量が2
〜6重量%になるように炭素粉末を噴射することにより
最高88%の水銀除去ができる。すなわち、炭素含有量
が水銀の除去には有効であって炭素粉体の形態例えば活
性炭であるとか未燃炭素であるとかには関係がない。
〜6重量%になるように炭素粉末を噴射することにより
最高88%の水銀除去ができる。すなわち、炭素含有量
が水銀の除去には有効であって炭素粉体の形態例えば活
性炭であるとか未燃炭素であるとかには関係がない。
【0025】以上の実施態様は集じん器として電気集じ
ん器を使用した例であるが、電気集じん器の代りに、ろ
過集じん器(バグフィルタ)を使用することもできる。
この場合、水銀を固定した炭素粉末と燃焼ばいじんはバ
グフィルタ上に捕集され、逆洗操作によって払い落され
て系外に排出される。未反応の炭素粉末が一緒にバグフ
ィルタ上にケーキ層を形成するので、その層を燃焼ばい
じんを含む排ガスが通過するとき、更に、水銀及び水銀
化合物と炭素粉末との固気反応が進行し、水銀除去効率
が高まる。
ん器を使用した例であるが、電気集じん器の代りに、ろ
過集じん器(バグフィルタ)を使用することもできる。
この場合、水銀を固定した炭素粉末と燃焼ばいじんはバ
グフィルタ上に捕集され、逆洗操作によって払い落され
て系外に排出される。未反応の炭素粉末が一緒にバグフ
ィルタ上にケーキ層を形成するので、その層を燃焼ばい
じんを含む排ガスが通過するとき、更に、水銀及び水銀
化合物と炭素粉末との固気反応が進行し、水銀除去効率
が高まる。
【0026】燃焼排ガス中に炭素粉末を燃焼ばいじん中
の未燃炭素との合計量が捕集灰に対して2〜6重量%に
なるように噴射し、バグフィルタ上で捕集することによ
り最高98%の水銀除去ができる。なおバグフィルタ上
の反応温度は排ガス(酸性を有する)の低温腐食防止の
観点から120℃以上とする必要がある。またバグフィ
ルタの耐熱性の問題から好ましくは300℃以下とする
のがよい。
の未燃炭素との合計量が捕集灰に対して2〜6重量%に
なるように噴射し、バグフィルタ上で捕集することによ
り最高98%の水銀除去ができる。なおバグフィルタ上
の反応温度は排ガス(酸性を有する)の低温腐食防止の
観点から120℃以上とする必要がある。またバグフィ
ルタの耐熱性の問題から好ましくは300℃以下とする
のがよい。
【0027】
【実施例】(例1)200〜250℃のごみ焼却炉排ガ
ス(水銀濃度0.5mg/Nm3 、灰中未燃炭素3.4
重量%)に、粒度200〜300メッシュの活性炭を噴
射し、電気集じん器で捕集したところ、図2の白丸印の
結果が得られた。
ス(水銀濃度0.5mg/Nm3 、灰中未燃炭素3.4
重量%)に、粒度200〜300メッシュの活性炭を噴
射し、電気集じん器で捕集したところ、図2の白丸印の
結果が得られた。
【0028】(例2)200〜250℃のごみ焼却炉排
ガス(水銀濃度0.3mg/Nm3 、灰中未燃炭素1.
4重量%)に、粒度50〜100メッシュの活性炭を噴
射し、電気集じん器で捕集したところ、図2の黒丸印の
結果が得られた。
ガス(水銀濃度0.3mg/Nm3 、灰中未燃炭素1.
4重量%)に、粒度50〜100メッシュの活性炭を噴
射し、電気集じん器で捕集したところ、図2の黒丸印の
結果が得られた。
【0029】(例3)200〜250℃のごみ焼却炉排
ガス(水銀濃度0.5mg/Nm3 、灰中未燃炭素3.
4重量%)に、粒度200〜300メッシュの活性炭を
噴射し、後流に設置したガラス繊維よりなるバグフィル
タ(該温度230℃)にて微粒物を捕集した。その結
果、図3の白丸印の結果が得られた。
ガス(水銀濃度0.5mg/Nm3 、灰中未燃炭素3.
4重量%)に、粒度200〜300メッシュの活性炭を
噴射し、後流に設置したガラス繊維よりなるバグフィル
タ(該温度230℃)にて微粒物を捕集した。その結
果、図3の白丸印の結果が得られた。
【0030】(例4)200〜250℃のごみ焼却炉排
ガス(水銀濃度0.3mg/Nm3 、灰中未燃炭素1.
4重量%)に、粒度50〜100メッシュの活性炭を排
ガス中に1g/Nm3 になるように噴射し、例3と同じ
バグフィルタで微粒物を捕集した。その結果、図3の黒
丸印の結果が得られた。
ガス(水銀濃度0.3mg/Nm3 、灰中未燃炭素1.
4重量%)に、粒度50〜100メッシュの活性炭を排
ガス中に1g/Nm3 になるように噴射し、例3と同じ
バグフィルタで微粒物を捕集した。その結果、図3の黒
丸印の結果が得られた。
【0031】
【発明の効果】燃焼排ガス中に炭素粉末を噴射し、燃焼
ばいじん中の未燃炭素と併せてガス状態にある水銀及び
水銀化合物を反応させ、水銀をガス側から粉体側へ固定
すると共に、水銀を固定した粉体は燃焼ばいじんと共に
集じん器で捕集して系外へ排出するので、燃焼排ガスか
ら水銀及び水銀化合物を除去できる。
ばいじん中の未燃炭素と併せてガス状態にある水銀及び
水銀化合物を反応させ、水銀をガス側から粉体側へ固定
すると共に、水銀を固定した粉体は燃焼ばいじんと共に
集じん器で捕集して系外へ排出するので、燃焼排ガスか
ら水銀及び水銀化合物を除去できる。
【図1】本発明の一実施態様の説明図
【図2】電気集じん器を使用した本発明の実施例の結果
を示す図表
を示す図表
【図3】バグフィルタを使用した本発明の実施例の結果
を示す図表
を示す図表
Claims (1)
- 【請求項1】 120〜300℃の燃焼排ガスの煙道中
に、10〜300メッシュに調整した炭素粉末を、燃焼
ばいじん中の未燃炭素との合計量が捕集灰に対して2〜
6重量%の範囲になるように噴射し、前記排ガス中の水
銀及び水銀化合物を化学的に安定な塩化第一水銀とし、
噴射後流側に集じん器を設けて排ガス中より燃焼ばいじ
んと一緒に除去することを特徴とする燃焼排ガス中の水
銀及び水銀化合物の除去方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3120314A JP2994789B2 (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | 燃焼排ガス中の水銀除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3120314A JP2994789B2 (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | 燃焼排ガス中の水銀除去方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04346822A JPH04346822A (ja) | 1992-12-02 |
JP2994789B2 true JP2994789B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=14783177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3120314A Expired - Fee Related JP2994789B2 (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | 燃焼排ガス中の水銀除去方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2994789B2 (ja) |
-
1991
- 1991-05-24 JP JP3120314A patent/JP2994789B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04346822A (ja) | 1992-12-02 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990921 |
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