JP3504333B2 - 排ガス中の水銀の除去法 - Google Patents

排ガス中の水銀の除去法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属製錬やボイラー等
の排ガス中に気体状またはミスト状で含まれる微量の水
銀の除去法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に水銀を含めて、ガス中の金属分を
除去する方法としては、ダストやミストを洗浄水と接触
させて分離するスクラバー方式、バッグフィルターによ
るろ過収塵、遠心分離を利用したサイクロン分離、ダス
トチャンバーによる重力沈降方式あるいはコットレルに
よる電気的収塵など種々の物理的な方法がある。
【０００３】また、特公昭５４−８４７５号公報に開示
されているように、「ＳＯ2 を含有し、露点のｐＨ値が
１．０以上であり、かつ気体状またはミスト状の水銀を
随伴する酸性排ガスを、非炭素質の無機多孔性物質担体
上にＺｎＳ、ＣｄＳおよびＰｂＳからなる群より選ばれ
る少なくとも１種の金属硫化物を担持させたものからな
る吸収剤の充てん層に導き、これを通過させることによ
って、排ガス中の水銀を化学的に固定する方法（以下同
和法という）」が知られている。
【０００４】通常、有害物質中特に水銀化合物は金属に
なり易く、加熱あるいは僅かな還元剤の存在等によって
容易に金属水銀となる。金属水銀は蒸気圧が非常に大き
く、揮発し易い物質であり、例えば「化学便覧」の記載
を借りれば下記の如くである。
【０００５】 温度 蒸気圧 ２０〜３０℃（常温） １０-3ｍｍＨｇ ５０〜６０℃ １０-2ｍｍＨｇ １００℃付近 １０-1ｍｍＨｇ １２０〜１３０℃ １〜２ｍｍＨｇ １８０〜１９０℃ １０〜２０ｍｍＨｇ また水銀のハロゲン化物（一般には塩化物）も蒸気圧が
非常に大きい。したがって、水銀等の有害物質は固体状
のいわゆる煙灰となって飛散するばかりでなく、気体状
のヒュームとしてガス中に含まれている場合も多いので
単に物理的に洗浄沈降等の操作を行っても除去できない
ことが多く、また一部は細かいミストとなってガス中に
含まれている場合が多い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】したがって、上記物理
的な除塵方法では単独あるいは種々組合わせて除去を試
みても水銀を含む気体状の金属や微量の有害物質の完全
除去は困難となっていた。
【０００７】また化学的処理法の一種である前記同和法
は、無機多孔質担体上に金属硫化物を担持させたものか
らなる吸収剤の充てん層に水銀を含む排ガスを通過させ
るため、充てん塔の圧損が増大し、圧損を押え、かつ十
分な水銀除去を行うには充てん塔が大規模になってしま
うという問題があった。
【０００８】したがって本発明の目的は、水銀除去に比
較的良好な効果を有する金属硫化物を担持した多孔性物
質担体を用いる従来の同和法よりも吸収剤の水銀吸収能
力が一段と向上し、かつ経済的にも効率の持続性が確保
でき、もって装置の小型化を可能にする排ガス中の水銀
の除去法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成すべく鋭意研究したところ、ＰｂＳに特定の割合の
硫化鉄（ＦｅＳ2 ）を混合した状態で多孔性物質担体上
に担持させた吸収剤の充てん層にガスを通すようにすれ
ば、前記同和法（ＺｎＳ、ＣｄＳ、ＰｂＳのうちから選
ばれる少なくとも１種の金属硫化物を担持させた吸収剤
を用いる）の場合よりも水銀の吸収率つまり除去率が大
幅に向上することを見いだし本発明に到達した。
【００１０】 すなわち本発明は、第１に、鉛精鉱また
は人工的に合成した硫化鉛に、天然に産する硫化鉄鉱ま
たは合成した硫化鉄を５重量％以上の割合で混合した混
合物を多孔性物質担体上に担持させたものからなる吸収
剤の充てん層に、気体状またはミスト状の水銀を随伴す
る排ガスを通過させることによって水銀を吸着除去する
ことを特徴とする排ガス中の水銀の除去法；第２に、鉛
精鉱または人工的に合成した硫化鉛に、天然に産する硫
化鉄鉱または合成した硫化鉄を５重量％以上、５０重量
％以下の割合で混合した混合物を多孔性物質担体上に担
持させたものからなる吸収剤の充てん層に、気体状また
はミスト状の水銀を随伴する排ガスを通過させることに
よって水銀を吸着除去することを特徴とする排ガス中の
水銀の除去法を提供するものである。
【００１１】
【作用】本発明において用いる吸収剤は、安価な鉛精鉱
または人工的に合成した硫化鉛（ＰｂＳ）に対して、硫
化鉄鉱としての黄鉄鉱（パイライト）あるいは白鉄鉱
（マーカサイト）を５重量％以上、好ましくは５０重量
％前後の割合で混合し、これをペレタイザーなどで多孔
性物質に吸着させたものを用いる。
【００１２】この場合、黄鉄鉱の代わりに人工的なＦｅ
Ｓ2 を用いた場合でも同様な効果を示す。混合比率が５
重量％以下では硫化鉛を単味で用いる場合とそれ程の相
違がなく、また７５重量％添加しても５０重量％前後と
の違いもないことからコスト的に硫化鉛の約半分位を混
合するのがよい。
【００１３】また多孔質物質としては、排ガス温度が高
い場合あるいは排ガスの腐蝕性が強い場合が普通である
から、一般に軽石と称される多孔質火山放出物などの無
機質が好ましく、温度が低くかつ腐蝕性を持たない場合
には有機質、例えば活性炭、石炭あるいはスポンジラバ
ーなどが同様に使用できる。
【００１４】上記吸収剤を使用する場合、吸収剤中に水
分の存在が必要であり、水分がないと十分なガス中の水
銀除去吸収能力が発揮されない。
【００１５】基本的には水分が多い程、吸収効率が向上
するが、過多になると、充てん層における圧損の増大、
性能の低下、硫化物の脱落をまねくことになるから、ガ
ス中の湿度を調節することによって水銀吸収剤の活性を
維持することにした。
【００１６】
【実施例】図１は本実施例に用いた水銀吸収剤および比
較のために用いた他の吸収剤について、水銀除去率の経
時変化を示すグラフ、図２は合成ＰｂＳに対する黄鉄鉱
の添加量と通ガス１時間後の水銀除去率との関係を示す
グラフであって、これらを参照して以下説明する。
【００１７】（１）まず、酢酸鉛水溶液に水硫化ソーダ
水溶液を添加して合成ＰｂＳを調製した。
【００１８】（２）合成ＰｂＳ２００mgに対して、黄鉄
鉱をそれぞれ２０、５０、１００および１５０mgの割合
で添加して調製した各硫化物の２００mgを採り、これに
軽石粉末（３０〜１００メッシュ）５ｇおよび精製水１
ｇとを混合して水銀吸収剤とした。
【００１９】（３）これら水銀吸収剤をそれぞれ内径２
０mmの吸収塔に充てんして、水銀濃度１．０mg/Nm3のガ
スを９L/分の割合で通じた１時間後の各吸収剤ごとの水
銀除去率を求め、その結果を図２に示した。なお、黄鉄
鉱を添加せず合成ＰｂＳ単味の場合を添加量零として図
中に示した。
【００２０】図２の結果から、２０mg（対ＰｂＳ１０重
量％）の場合で水銀除去率は３５％位を維持しており、
１００mg（対ＰｂＳ５０重量％）の場合が最高の除去率
を示した。
【００２１】次いで合成したＰｂＳに対して約５０重量
％の黄鉄鉱を添加して調製した硫化物２００mgに軽石粉
末（３０〜１００メッシュ）５ｇ、精製水１ｇを混合し
て得た水銀吸収剤を前記（３）の要領でガスを通じ、水
銀除去率の経時変化を求め、結果を図１のグラフに示す
とともに、通ガス直後、１位時間後および４時間後の除
去率の値を表１に示した。
【００２２】
【比較例１〜４】実施例と比較するために、合成ＰｂＳ
単味の場合、黄鉄鉱単味の場合、同和法吸収剤の場合お
よび鉛精鉱単味の場合それぞれの硫化物２００mgと軽石
および精製水を実施例の要領で混合した後、吸収塔に充
てんして実施例と同じ操作により各吸収剤ごとの水銀除
去率を求め図１および表１に併記した。なお図１におい
てほぼ水平の点線はブランクテストの結果を示すもので
ある。
【００２３】
【表１】
【００２４】図１および表１の結果から、本発明法によ
る場合は通ガス直後の除去率が８０％と高く、また経済
的にも従来の金属硫化物を単独で吸収剤としたものに比
較して長時間その吸収能力を維持することが確認され
た。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、従来法において例
えばＺｎＳ、ＣｄＳおよびＰｂＳから選ばれる金属硫化
物だけを担持した吸収剤に比較すると、本発明法による
硫化鉛に硫化鉄を混在させて多孔質物質担体に担持され
た吸収剤は長時間安定的に使用できる上、水銀の吸収効
率もよいことから吸収剤単位重量当りの水銀除去能力が
高くなり、吸収剤を充てんする充てん層を小型化できる
という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に用いた水銀吸収剤および比較
例に用いた吸収剤について、水銀除去率の経時変化を示
すグラフである。
【図２】合成ＰｂＳに対する黄鉄鉱に添加量と、通ガス
１時間後の水銀除去率との関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−23888（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−11076（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 53/34 B01J 20/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 鉛精鉱または人工的に合成した硫化鉛
    に、天然に産する硫化鉄鉱または合成した硫化鉄を５重
    量％以上の割合で混合した混合物を多孔性物質担体上に
    担持させたものからなる吸収剤の充てん層に、気体状ま
    たはミスト状の水銀を随伴する排ガスを通過させること
    によって水銀を吸着除去することを特徴とする排ガス中
    の水銀の除去法。
  2. 【請求項２】 鉛精鉱または人工的に合成した硫化鉛
    に、天然に産する硫化鉄鉱または合成した硫化鉄を５重
    量％以上、５０重量％以下の割合で混合した混合物を多
    孔性物質担体上に担持させたものからなる吸収剤の充て
    ん層に、気体状またはミスト状の水銀を随伴する排ガス
    を通過させることによって水銀を吸着除去することを特
    徴とする排ガス中の水銀の除去法。
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