JP4593850B2 - 元素状水銀放出物の制御法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には、大気中に放出される又は大気中に存在するガスから元素状水銀を除去することによって空気の品質を向上させ且つ環境を回復させるための方法に関し、より具体的には、煙道ガスからの水銀放出物を制御するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、石炭炊きユーティリテイボイラー及び廃エネルギープラントからの危険空気汚染物（ＨＡＰｓ）の放出物を測定して制御するための研究が行われている。幾つかの研究プロジェクトの初期の結果によれば、水銀（Ｈｇ）を除いて重金属や揮発性有機炭素（ＶＯＣｓ）の放出物は極めて低いことが示されている。他の金属の大部分とは違って、水銀の大半は気相にとどまり、そして電気集塵器や繊維フィルターで典型的に使用される温度においてフライアッシュ粒子上に凝縮しない。それ故に、それは、他の金属のようにフライアッシュと一緒に集められて処分することができない。面倒なことには、水銀は、例えば塩化第二水銀（ＨｇＣｌ₂）のようなその酸化（Ｈｇ⁺²）形態で、又はガス状金属水銀のようなその元素（Ｈｇ⁰）形態で存在することができる。各種の相対量は、燃料の種類、ボイラーの燃焼効率、設置された集塵装置のタイプ及び種々の他の因子のような幾つかの因子に左右されるようである。
【０００３】
産業煙道ガスからの水銀の捕捉のための工業的に受け入れ可能な方法を求める研究には、湿式又は乾式スクラッバーのような既存の慣用空気汚染制御装置によってどれだけ多くの水銀を除去することができるかを測定するための有意の努力が含まれていた。
【０００４】
従って、硫黄酸化物及び他の酸性ガスの捕捉向けに設計された幾つかの工業的規模及びパイロット規模の湿式スクラッバーで試験が実施された。これらの試験は、幾つかの予測されそして幾つかの驚くべき結果をもたらした。一般的には、酸化水銀は容易に捕捉されるが元素状水銀は捕捉するのが困難であると予測されていた。これらの予測は、塩化第二水銀の高い水溶性及び元素状水銀の極めて低い水溶性に基づいていた。この予測は、一般には実現していた。
【０００５】
驚くべき結果は、元素状水銀に関係していた。煙道ガス中の元素状水銀の濃度を測定した反復試験では、流入したよりも多くの元素状水銀が湿式スクラッバーから流出することが示された。
【０００６】
湿式スクラッバーでの元素状水銀の発生原因を説明するのに提案された１つの仮定は、例えば、次の一般反応式によって説明される。
Ｍｅ^x＋Ｈｇ⁺²→Ｍｅ^x+2＋Ｈｇ⁰
２Ｍｅ^x＋Ｈｇ⁺²→２Ｍｅ^x+1＋Ｈｇ⁰
【０００７】
Ｍｅは、幾つかの可能な酸化状態ｘのうちの１つで存在することができるＦｅ、Ｍｎ，Ｃｏ等の如き遷移金属又はＳｎの如き他の金属の任意の数である。これらの又は他の化学還元性種は、元素状水銀の発生をもたらす可能性がある。
【０００８】
遷移金属イオンは、一般には、関心ある工業的用途において不純物として湿式スクラッバーのスラリー中に存在する。かくして、塩化第二水銀が吸収されるにつれて、一部分は微量レベルの遷移金属及び金属イオンと反応して還元された状態になり、そして元素状水銀はその低い溶解度の故に、液体から除去されて煙道ガスに戻される。
【０００９】
石炭炊き装置によって発生される煙道ガスから水銀を捕捉して除去するための最近の試みの大部分は、活性炭のような導入された反応剤との気相反応に集中していた。
【００１０】
別法として、米国特許出願番号０９／２８２８１７（“煙道ガスから水銀を除去するための硫化物含有ガス及び液体の使用”）及び同０９／４６４８０６（“煙道ガスから水銀を除去するための硫化物含有液体の使用”）は、酸化水銀を遷移金属によって還元することができる前にスクラッバーの気／液界面において急速に沈殿させるための手段が湿式又は乾式スクラッバーに設けられることについて記載している。水銀の最も不溶性の形態のうちの１つは硫化第二水銀（ＨｇＳ）である（これは、鉱物の形態では辰砂である）。酸化水銀と反応させるための硫化物の源を供給する手段としては、硫化水素（Ｈ₂Ｓ）及び／又は水性硫化物イオンの使用が挙げられる。かくして、スクラッバー内の気／液界面では、イオン化（酸化）水銀の吸収及び沈殿について次の反応が提案されている（硫化物が硫化水素ガス、水性硫化物イオン又はある他の硫化物イオン源から誘導されるかどうかによって）。
Ｓ^-2（水性）＋ＨｇＣｌ₂（ｇ）→ＨｇＳ（ｓ）＋２Ｃｌ^-（水性）
及び／又は
Ｈ₂Ｓ（ｇ）＋ＨｇＣｌ₂（ｇ）→ＨｇＳ（ｓ）＋２Ｈ⁺（水性）＋２Ｃｌ^-（水性）
【００１１】
ＨｇＳは３×１０^-52の溶解度積を有するので、本質上完全に沈殿する。水性硫化物種がスクラッバーのスクラッビング液に添加されて煙道ガス中の水銀と接触し、しかして水銀がその液中に吸収されるときにＨｇＳが形成される。同様に、硫化水素ガスの場合では、沈殿反応が還元反応よりも速く進むことを予測するための確かな理由がある。具体的には、沈殿反応の場合では、両方の反応体が気相中で十分に混合される。かくして、それらがガスから気／液界面に拡散するにつれて、両方の反応体は界面で直ちに反応することができる。これとは対照的に、還元反応では、反応体、即ち、Ｈｇ⁺²及び遷移金属イオン又は他の化学的還元性種は液相中において液体の反応面に向かって拡散することが要求される。液相拡散は気相拡散よりも数倍遅い。
【００１２】
それ故に、ガス及び／又は水性硫化物種を使用すると、酸化水銀はスクラッバーにおいて辰砂として急速に沈殿し、これによってその水銀の蒸気元素状水銀への還元を防止する。辰砂としての水銀の沈殿は、それが水銀を極めて不溶性の形態に転化するという点で他の水銀金属イオン封鎖法に勝る明確な利益を有する。この態様で、水銀は不活性になり、そして食物連鎖から効率的に除去されることになる。
【００１３】
しかしながら、先に記載した方法はすべて、１つの有意の制限、即ち、煙道ガス中の元素状水銀の量に対する制限を有している。具体的には、これらの方法は、水銀がその酸化状態（ＨｇＣｌ₂の如き）にあることを要件とするが、しかし酸化水銀対元素状水銀種の相対量は燃料の種類、ボイラーの燃焼効率、設置した粒子収集装置のタイプ、及び種々の他の因子の如き幾つかの因子に左右されるようである。従って、水銀の半分だけを酸化形態でそして半分を元素状形態で含む煙道ガスを処理するスクラッバーは、約５０％だけの総水銀除去に制限される。酸化及び元素状の両方のすべての水銀の完全除去を可能にする方法が産業界によって歓迎されるであろう。
【００１４】
米国特許５００９８７１は、吸収された塩化第二水銀及び水銀形成性錯体イオンの塩素による化学的還元を防止するのに適当な形態で塩素がスクラッビング溶液に添加されるところの方法について記載している。この方法は、廃棄物焼却炉において見られるようなガス状塩化第二水銀の捕捉に特定的に向けられている。この方法は元素状水銀を排除し、そして水銀が一旦溶液状態になるとその消去を対象としていない。
【００１５】
米国特許４４４３４１７は、塩素を酸化剤として使用してガス流れから元素状水銀を除去することができる方法及び装置について記載している。しかしながら、この方法では、硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）、塩酸（ＨＣｌ）及び弗化水素（ＨＦ）を約１重量％の濃度で含有する酸性液体が使用され、これによって潜在的に危険な物質の取り扱いが要求される。更に、この方法は、煙道ガスからの二酸化硫黄（ＳＯ₂）の除去に使用されるタイプのアルカリ性スラリーには適用することができない。
【００１６】
ザロ及びロチェレ両氏（１９９９年８月に発行された“Mercury Absorption in Aqueous Hypochlorite”）は、元素状水銀を次亜塩素酸水溶液中に吸収させることができること、及び気相塩素分子（Ｃｌ₂）が水溶液による元素状水銀の吸収を補助したことを示した。しかしながら、この文献は、反応の実施可能性を簡単に例証しているだけであって、反応に対するいかなる実際の応用についても述べていない。
【００１７】
ヨーロッパ特許ＷＯ９９５８２２８は、元素状（金属）水銀蒸気（並びに、窒素酸化物（ＮＯ_x）、ＳＯ₂及びＨ₂Ｓ）を酸化する目的で塩素を煙道ガスに添加して塩化第二水銀を形成し、次いでこれをＳＯ₂のＨ₂ＳＯ₄への転化から生じる硫酸溶液によって吸収させることについて記載している。次いで、その塩化第二水銀は、沃化カリウム（ＫＩ）の如きアルカリ金属ハロゲン塩を使用して沈殿される。この方法に従えば、塩素は１００℃を越えた温度において煙道ガス中に注入されなければならず、ここで水銀は気相で酸化されそして塩化第二水銀は酸性硫酸溶液中に吸収される。それは、具体的に言えば、アルカリ又はアルカリ性スラリー、水性相への塩素の添加、又は吸収された水銀の硫化第二水銀としての沈殿を包含しないが、Ｈ₂Ｓの酸化（これは、水銀の金属イオン封鎖を補助するのに硫化物種（Ｈ₂Ｓ及び／又は水性硫化物種）が必要とされるので、有害で且つ望まれない反応と見なされる）を包含している。
【００１８】
上記にかんがみて、煙道ガスからのすべての水銀種の除去の選択的又は完全制御を可能にし、及び／又は高温注入法を必要としない方法が産業界によって歓迎されるであろう。同様に、危険物質の取り扱いを必要とせず、及び／又は元素状水銀を選択的に酸化する方法が必要とされている。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
かくして、本発明の目的は、煙道ガスから水銀を選択的に又は完全に除去するための方法を提供することである。
【００２０】
本発明の他の目的は、当業者によってこれまで知られていない又は企図されていない水銀の完全除去のための特定の金属イオン封鎖法を提供することである。
【００２１】
本発明の他の目的は、危険な化学物質の取り扱いを、又は塩素ガスを過度に熱い温度で注入する必要性を必要としない水銀制御法を提供することである。
【００２２】
本発明の更に他の目的は、煙道ガスから二酸化硫黄を除去するために使用される装置を含めてしかしそれに限定されずに、他の汚染物質を除去するために電気ユーティリティ産業によって使用されると同じ湿式スクラッビング装置を交換自在に使用して煙道ガスから元素状水銀を除去する方法を提供することである。この互換性は、本発明を既存の煙道ガス処理装置により容易に組み入れるのを可能にする。
【００２３】
本発明の尚更に他の目的は、蒸気元素状水銀以外のガス種の酸化を最小限にすることである。かかるガス種としては、ＳＯ₂、ＮＯ_x及び／又はＨ₂Ｓが挙げられる。これらのガスの酸化は、それぞれ、腐食性硫酸ミストの形成、煙突から流出する煙道ガス中での望まれない褐色プルーム、及び酸化点から下流側で水銀をその後に金属イオン封鎖するのに要求される硫化物種の還元（硫化第二水銀としての沈殿によって）をもたらす可能性がある。
【００２４】
本発明を特徴づける種々の新規性の特徴は、本明細書に添付されそしてその一分を構成する特許請求の範囲に具体的に指摘されている。本発明及びその使用によって達成される操作上の利益をよりよく理解するためには、本明細書の一部分を構成し本発明の好ましい具体例を例示している添付図面及びその説明を参照されたい。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
発明の概要
本発明は、煙道ガス中の酸化及び元素状の両方の水銀放出物を制御又はほとんど完全に除去するための方法を提供する。具体的に言えば、分子状塩素及び／又は塩素の水性種（例えば、次亜塩素酸塩）が湿式スクラッビング帯域に入る煙道ガスに添加され、従って、それはスクラッビング容器の内外のどちらかで実施されることができる。塩素種の添加は、次の反応に従って元素形態の水銀を酸化させる。
２Ｈ⁺（水性）＋２ＯＣｌ^-（水性）＋Ｈｇ⁰→Ｈｇ⁺²（水性）＋Ｃｌ₂（ｇ）＋２ＯＨ^-（水性）
及び／又は
２Ｈ⁺（水性）＋２Ｃｌ^-（水性）＋Ｈｇ⁰→ＨｇＣｌ₂（水性）＋Ｈ₂（ｇ）
及び／又は
Ｃｌ₂（ｇ）＋Ｈｇ⁰→ＨｇＣｌ₂（水性）
【００２６】
この予備処理の結果として、任意の公知の手段によって酸化水銀を除去するための予備塩素化煙道ガスの後続処理は、ガス中に存在する水銀を１００％に達する効率で除去することを可能にする。別法として、予備処理工程は、特定の効率での水銀の除去を可能にするように調整されることができる。
【００２７】
本発明は、ある量の元素状水銀を含有する煙道ガスを準備し、煙道ガスを塩素及び水性塩素種のうちの少なくとも１種で処理して元素状水銀を酸化水銀に転化させ、そしてその後に酸化水銀を除去することからなる。好ましくは、水性塩素種は、ハイポクロライトの如き次亜塩素酸塩である。酸化水銀の除去工程は、煙道ガスを硫化水素ガス及び／又は水性硫化物種のうちの少なくとも１種で処理することを包含することができる。特に、塩素及び硫化物種の添加は、酸化水銀の沈殿に先だって両者の間の望まれない反応を回避するために別個に実施されなければならない（硫化第二水銀の沈殿後には、塩素と硫化物種との間の反応は重要でない）。
【００２８】
【発明の実施の形態】
好ましい具体例の説明
関連する特許出願、即ち、米国特許出願番号０９／２８２８１７（“煙道ガスから水銀を除去するための硫化物含有ガス及び液体の使用”）及び同０９／４６４８０６（“煙道ガスから水銀を除去するための硫化物含有液体の使用”）に開示されるように、硫化物種の添加は、スクラッバー液中に吸収された酸化水銀種を金属イオン封鎖する。データによれば、気相元素状水銀は湿式スクラッバーを通過することが示されている。何故ならば、元素状水銀は水溶液中において極めて低い溶解度を有するからである。
【００２９】
しかしながら、湿式スクラッバーの全水銀除去効率は、これらの関連する発明を使用したときに煙道ガス中の酸化相水銀の種形成によって制限される。かくして、水銀の半分だけを酸化形態でそして半分を元素の形態で有する煙道ガスを処理するスクラッバーは、約５０％の全水銀除去に制限される。本発明に従って元素状水銀を可溶性の酸化形態に転化することは、元素状水銀蒸気の低い溶解度によって制限されない水銀の除去効率を可能にする。煙道ガス／スクラッバースラリーへの塩素及び硫化物の添加の組み合わせは、スクラッバーを通常通過する元素状気相水銀の捕捉を可能にする。
【００３０】
また、本発明は、煙道ガス処理に関連するコストを効率的に制御しながら水銀を除去することができる。この点を例証するために、次の実施例が提供される。米国では、８００ＭＷｅの発電所が約１００万の人々の要求を満たしている。この規模の発電所は、１時間当たり約３００トンの石炭を燃焼させている。この発電所は、１時間当たり約３，０００，０００Ｎｍ³の煙道ガスを発生する。この煙道ガスは、約５〜３０μｇ／Ｎｍ³程度の水銀を含有する。２０μｇ／Ｎｍ³の公称値を取ると、この８００８００ＭＷｅの発電所は、１時間当たり約６０ｇの未制御水銀を放出する。これは、１時間当たり約０．３ｇモルに等しい。次の反応に従って、１モルの水硫化ナトリウム（ＮａＨＳ）が１モルの酸化水銀と反応する。
Ｈｇ⁺²＋ＨＳ^-→ＨｇＳ（ｓ）＋Ｈ⁺
【００３１】
もしもこの例において総水銀の半分が酸化水銀であるならば、化学量論的当量は、１時間当たり（０．５）（０．３）＝０．１５ｇモルのＮａＨＳを必要とする。もしもＮａＨＳが２モル溶液として湿式スクラッバーに送られるならば、最小限の必要量は０．１５／２＝０．０７５リットル／ｈｒ又は７５ｍｌ／ｈｒになる。これは、８００ＭＷｅ発電所では約５テーブルスプーン／ｈｒである。実際のこととして、効率的な水銀除去を得るためにはずっと高い反応剤流量のＮａＨＳが要求される。パイロットプラントテストによれば、水銀の効率的な制御には約１００のＮａＨＳ対Ｈｇ⁺²の化学量論的比が要求されることが確かめられた。反応体の適切な混合を確保し且つ反応速度を速めるためには、より高い量のＮａＨＳが要求される。上記の反応は、Ｈｇ⁺²及びＨＳ^-の両方において、反応速度を次の式：
ｒ＝ｋ［Ｈｇ⁺²］［ＨＳ^-］
によって表わすことができるような一次反応である。
【００３２】
かくして、反応速度は、１００の化学量論においてそれが最低化学量論にあるよりも約１００倍速い。より高い化学量論では、この例における所要の反応剤流量は７．５リットルになる。この速度は、コストの面からは無視しうるものである。ＮａＨＳは、１ポンド当たり約０．２５ドルと評価される。８００ＭＷｅ発電所に関する反応剤コストは、約０．５ドル／ｈｒ又は約０．００００００５７ドル／キロワットｈｒになる。
【００３３】
元素状水銀を酸化させるのに要求される塩素の量は、所要の硫化物量に匹敵する。この化学量論的反応は、次の式によって表わされる。
Ｈｇ⁰＋ＨＯＣｌ＋Ｈ⁺→Ｈｇ⁺²＋Ｃｌ^-＋Ｈ₂Ｏ
【００３４】
かくして、１モルの次亜塩素酸が１モルの元素状水銀と反応する。又は、もしも塩素が直接使用されるならば、１モルの塩素が１モルの元素状水銀と反応する。塩素のコストは、約３００ドル／トンである。１００の化学量論的比率では、この例における塩素反応剤コストは、約０．３５ドル／ｈｒ又は０．００００００４４ドル／キロワットｈｒである。
【００３５】
ここで、添付図面を説明する。同じ参照数字は同じ構成要素を示している。図１は、本発明の１つの具体例を示す概略図である。この具体例は、湿式スクラッバー１２の直ぐ上流でガス状Ｈ₂Ｓ１を煙道２に注入するための手段よりなる。この点において煙道ガスは乾燥しており、そして１２５℃〜２００℃の温度範囲にある。この温度範囲における乾燥Ｈ₂Ｓの反応性は比較的低い。Ｈ₂Ｓを含んだ煙道ガスは貯め３に維持された液体レベルよりも上の高さで参照数字９においてスクラッバーに入る。煙道ガスは、水スラリーに主にアルカリ及び／又はアルカリ土類反応剤を吹き付ける噴霧ノズル４の列を通って上向きに流れる。このスラリーは、煙道ガスが大気に排出される前にそのガスを脱硫するためにその中に存在する硫黄酸化物と主に反応する。幾つかの具体例では、脱硫を促進させるためにシーブトレー８が使用される。この場合には、少量の塩素のオキシ酸がタンク７からポンプ６を経て再循環ポンプ５の吸引側１１にポンプ送りされる。これらの塩素のオキシ酸の例としては、ＨＣｌＯ、ＨＣｌＯ₂、ＨＣｌＯ₃及び／又はＨＣｌＯ₄又はそれらの塩を挙げることができるが、これらに排他的に限定されるものではない。
【００３６】
Ｈ₂Ｓ及び酸化水銀は、気／液接触帯域において気／液界面で又はその近くで反応して硫化第二水銀を沈殿させる。同時に、気／液接触帯域中のスラリーのｐＨが低下するにつれて、溶液状態の塩素化合物は、Ｃｌ₂、Ｃｌ₂Ｏ及びＯ₂に分解する。これらの溶解度の低いガスは水性相から煙道ガスにストリッピングされ、ここでそれらは煙道ガス中の元素状水銀と反応してそれを酸化させる。この酸化された水銀は、次いで、気／液界面において溶存硫化物を吸収してそれと反応し、そして硫化第二水銀として沈殿する。
【００３７】
硫化物種及び塩素をスクラッバー系に添加して元素状水銀を可溶性種に酸化させ、そして吸収された水銀を硫化第二水銀として沈殿させることができる幾つかの方法が存在する。これらの種を添加する方法では、それらを別個に添加して、水銀との反応が生じることができる反応前には塩素が硫化物供与性種と反応せずにそれを除去するようにすることが重要である。
【００３８】
塩素は、煙道ガスにガスＣｌ₂として、又はＣｌ₂Ｏ、ＣｌＯ₂、ＣｌＯ₄、ＣｌＯ、ＨＣｌＯ、ＨＣｌＯ₂、ＨＣｌＯ₃及び／又はＨＣｌＯ₄又はそれらの塩を含めて塩素のオキシ酸の水溶液として添加することができるが、これらのオキシ酸に限定されるものではない。煙道ガス中の元素状水銀は、遊離塩素（これは、スクラッバー液中に容易に吸収される塩化第二水銀を形成する）によって酸化される。液体注入ノズルの直ぐ上流でスクラッバー液に添加される硫化物種は、気／液界面においてその吸収された塩化第二水銀と反応し、しかして硫化第二水銀の沈殿を形成する。
【００３９】
図２は、元素状水銀の酸化及び硫化第二水銀の沈殿を同時に達成することができる他の手段を示す。ここでは、塩素ガス１６又はそのガス状酸化物（ＣｌＯ₂の如き）のうちの１種が１２５℃〜２００℃の温度範囲において煙道２に注入されて湿式スクラッバー１２の上流で煙道ガスと混合する。乾燥塩素ガスは比較的不活性である。しかしながら、湿った塩素ガスは比較的強い酸化剤である。かくして、湿式スクラッバー１２よりも上流の煙道の容積は、主として塩素と煙道ガスとの混合点として働く。湿式スクラッバーの湿った環境に入ると、塩素の反応性は急速に増大し、この点においてそれは元素状水銀を酸化させる。同時に、硫化ナトリウム、水硫化ナトリウム、硫化カリウム及び／又は水硫化カリウム又はそれらの混合物を含めて硫化物種の水溶液がタンク１５からポンプ１４を経てポンプ５の吸引部に点１３でポンプ送りされる。
【００４０】
図３は、塩素及びＨ₂Ｓの両方がガスとして注入される場合の方法を示す。通常、これらの２種のガスを互いに極めて接近して注入することは反生産的であろう。何故ならば、塩素はＨ₂Ｓを酸化させる傾向があるからである。しかしながら、この方法では、塩素ガス１６は、スクラッバー１２の上流で煙道２に注入されて混合のための時間を提供する。参照数字９でスクラッバーに入ると、水の存在下での塩素の反応性は、元素状水銀の優先的酸化を開始させる推進力を提供する。下流では、ガス状Ｈ₂Ｓ１７が湿式スクラッバーの気液接触帯域１８に直接注入され、そこでそれはＳＯ₂と一緒にアルカリ性スラリー中に迅速に吸収される。Ｈ₂Ｓ分布の列（図示せず）が湿式スクラッバーの横断面にわたってＨ₂Ｓを均一に分布させる。
【００４１】
図４は、両方の反応体を液相に注入するための手段を示る。煙道ガスの脱硫向けに設計されたたいていの湿式スクラッバーは、複数の噴霧ヘッダー及び複数の再循環ポンプを有する。典型的には、各噴霧レベルに対して別個の再循環ポンプが使用され、これによって、塩素及びＨ₂Ｓの各反応体を、互いに早期に反応させず水銀へのそれらの暴露を最大限にするような態様で注入するための手段が提供される。この方法では、塩素の水性オキシ酸又は対応する塩がタンク２３からポンプ２６を経て再循環ポンプ２７の吸引側２４にポンプ送りされる。ここから、それは、再循環スラリーと一緒に噴霧ヘッダー２０にポンプ送りされる。噴霧ヘッダー２０は、塩素含有スラリーを気液接触帯域１８に搬送する。同時に、硫化アルカリ又は水硫化アルカリ水溶液がタンク２１からポンプ２５を経て再循環ポンプ２８の吸引側２２にポンプ送りされる。ここから、硫化物含有スラリーが噴霧ヘッダー１９に搬送され、ここでそれは気液接触帯域１８に噴霧される。
【００４２】
この特定の具体例は、熱い煙道ガスへの反応体の注入を必要とした従来技術の方法に勝る多数の利益を有する。特に、従来技術の方法によって反応体を煙道ガス中に注入するときには、反応体の均一な濃度を達成するためには煙道ガス中のガス又は液体の均一な分布が要求され、しかして、所望の結果を達成するのに要求される反応体の量が最小限になる。これとは対照的に、本発明を使用すると、追加的な分散装置が全く必要とされない。何故ならば、水性塩素及び／又は硫化物種を噴霧ノズルの上流でスクラッバー液中に注入ための噴霧ノズルの既存容量が均一分散の更なる考慮を必要とせずに噴霧ノズルの既存容積の使用を許容するからである（勿論、既存の噴霧ノズルがかような均一分布を得るために既に整列されていると仮定して）。しかしながら、第一の具体例の場合のように、塩素及び硫化物供与性種は、望まれない酸化−還元反応を最小限にするために煙道ガスへの注入前には分離していなければならないことを思い出すことが重要である。
【００４３】
図５は、図４に示される配置例の変形例を示す。中間ヘッダーと称する噴霧ヘッダーの配置が開発され、そして米国特許５１７３０９３として特許を受けている。特に、この特許に記載のヘッダーの使用が本発明に対して特によく適合する。中間へッダー２９は、２個の別個のポンプ２７及び２８によって供給を受ける。硫化物含有スラリー流れ３１から発生するＨ₂Ｓ、及び塩素流れ３０のオキシ酸から発生する塩素は気液接触帯域１８において極めて接近しているけれども、反応体の化学量論的過剰は、水銀種の濃度よりも数倍大きい。それ故に、たとえ有意量の塩素及びＨ₂Ｓが早期に互いに反応したとしても、水銀種と反応するのに十分な反応体が残留する。
【００４４】
本発明の原理の適用を例示するために本発明の特定の具体例及び／又は細部を例示説明したけれども、本発明は、特許請求の範囲に十分に記載されている如くして又は他の点では当業者によって知られるようにして（すべての均等物を含めて）、かかる原理から逸脱することなく具体化することができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの具体例を表わす概略図である。
【図２】本発明の第二の具体例を表わす概略図である。
【図３】本発明の第三の具体例を表わす概略図である。
【図４】本発明の第四の具体例を表わす概略図である。
【図５】本発明の第五の具体例を表わす概略図であって、本発明によって企図される好ましい中間ヘッダーを示す拡大装入図を含む。
【符号の説明】
２：煙道
３：溜め
４、１９、２０：噴霧ノズル
５、２７、２８：再循環ポンプ
７、１５、２１、２３：タンク
８：シーブトレー
１２：湿式スクラッバー
１８：気液接触帯域

Claims (3)

1. 不溶性で濃度５−３０μｇ／Ｎｍ³の元素状水銀を含有する煙道ガス中の総水銀放出物を制御する方法において、
   （ａ）煙道ガスを、水性アルカリスクラッビング液を有する湿式スクラッバーに送り、
   （ｂ）前記煙道ガスを、前記煙道ガス中に存在する前記不溶性元素状水銀の全てを酸化するために通常要求される化学量論的比の少なくとも２倍である量の塩素を含有する酸化剤と混合し、
   （ｃ）ステップ（ｂ）で処理された煙道ガスを、ステップ（ｂ）で生じた可溶性の酸化水銀を不溶性の硫化水銀に転化するのに充分な量だけ提供された硫化物種と混合し、
   （ｄ）ステップ（ｂ）とステップ（ｃ）は中間ヘッダーを使用して別個に行われ、
   （ｅ）（ｉ）スクラッビング液中でステップ（ｂ）とステップ（ｃ）によって発生した前記不溶性の硫化水銀を運び、（ｉｉ）前記煙道ガスから全ての水銀種を除去するために、前記ステップ（ｃ）で処理された煙道ガスを前記湿式スクラッバーの内部の気液接触帯域に通し、
   （ｆ）前記水銀のないガスを前記湿式スクラッバーから排気する
   工程を含む煙道ガス中の総水銀放出物の制御法。
2. 酸化剤が、Ｃｌ₂Ｏ、ＣｌＯ₂、ＣｌＯ₄、ＣｌＯ、ＨＣｌＯ、ＨＣｌＯ₂、ＨＣｌＯ₃及びＨＣｌＯ₄よりなる群から選択されるオキシ酸である請求項１記載の方法。
3. 硫化物種が、硫化水素、水性の水硫化物イオン、及び水性硫化物イオンよりなる群から選択される請求項１記載の方法。

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