JP6173621B2 - 燃焼排ガスの処理装置 - Google Patents

Description

本発明は燃焼排ガスの処理装置に関し、特に燃焼排ガスから水銀を除去するための燃焼排ガスの処理装置に関する。

廃棄物や石炭を燃焼した場合に発生する燃焼排ガスは、水銀を含むことがある。燃焼排ガス中の水銀の形態は、０価の原子状水銀と、可溶性水銀塩等の各種水銀化合物を構成する２価の水銀とに大別される。大気汚染を防止する観点から、環境への水銀排出量を監視し、燃焼排ガス中の水銀濃度が異常に増大したならば、そのことを早期に検出して対処することが必要である。

たとえば、ごみ焼却炉においては、日常的に焼却処理されているごみには水銀はほとんど含まれていない。このため、通常は特別な水銀対策を施さなくても、燃焼排ガス中の水銀濃度は問題のあるレベルには到達しない。そこで、特別な場合、たとえば水銀を含有する廃棄物が焼却炉のごみピットに投棄され、燃焼排ガス中の水銀量が急上昇する異常時に、そのことを早期に検出し、その検出があったときにのみ特別な水銀除去対策を施して、燃焼排ガスから水銀を除去すれば足りる。

このような対策を施した装置として、ＪＰ２０１４−２１３３０８Ａに記載されたものがある。ＪＰ２０１４−２１３３０８Ａに記載の水銀除去装置は、煙道に流される排ガスに含まれる水銀の濃度を検出する水銀連続分析計と、水銀連続分析計により検出される水銀濃度が所定濃度を超えたときに、水銀吸着用の活性炭を煙道へ投入する経路を開く手段とを備える。水銀連続分析計は、燃焼排ガス中の可溶性水銀塩等の各種水銀化合物を原子状水銀に還元したうえで、この還元された原子状水銀と、燃焼排ガス中に元々存在していた原子状水銀との合計の濃度を検出する。

しかしながら、可溶性水銀塩等の各種水銀化合物を原子状水銀に還元する工程には、相応の時間を要する。このため、たとえばごみ焼却炉においては、燃焼排ガス中の水銀量が急上昇した場合であっても、水銀連続分析計による水銀濃度の検出に時間を要するため、つまり水銀濃度が上昇したことを検出するまでに時間を要するため、その検出の後に水銀吸着用の活性炭を投入するまでに長時間を要するという問題点がある。換言すると、燃焼排ガス中の水銀量が急上昇した場合においてその除去工程を開始するまでに長時間を要するという問題点がある。

そこで本発明は、このような問題点を解決して、燃焼排ガス中の水銀濃度が上昇した場合に水銀除去工程を迅速に開始できるようにすることを目的とする。

この目的を達成するために本発明の燃焼排ガスの処理装置は、
０価の原子状水銀と可溶性水銀塩などの水銀化合物を構成する２価の水銀とを含む燃焼排ガスを試料ガスとしてサンプリング路に取り込み、水銀のうちの前記２価の水銀を原子状水銀に還元しない状態で、燃焼排ガスに含まれる０価の原子状水銀の量を検知し、前記燃焼排ガスに含まれる、可溶性水銀塩などの水銀化合物を構成する２価の水銀の量は検知しない、原子状水銀の検知装置と、
原子状水銀が規定量を超えていることを前記検知装置が検知したときに、水銀を除去するための薬剤を燃焼排ガス中に投入する、水銀除去薬剤の投入装置とを有することを特徴とする。

したがって本発明の燃焼排ガスの処理装置によれば、２価の水銀の量を検知する ものでないため、この２価の水銀を０価の原子状水銀に還元する必要がなく、その分だけ水銀除去工程を迅速に開始することができる。

本発明の燃焼排ガスの処理装置によれば、水銀除去薬剤の投入装置は、水銀を除去するための薬剤としての活性炭を燃焼排ガス中に投入するものであることが好ましい。

本発明の燃焼排ガスの処理装置によれば、水銀除去薬剤の投入装置は、０価の原子状水銀を除去するための原子状水銀除去薬剤を燃焼排ガス中に投入する第１の投入装置を有する構成とすることもできる。

本発明の燃焼排ガスの処理装置によれば、水銀除去薬剤の投入装置は、０価の原子状水銀を除去するための原子状水銀除去薬剤を排ガス中に投入する第１の投入装置と、可溶性水銀塩などの水銀化合物を構成する２価の水銀を除去するための２価水銀除去薬剤を燃焼排ガス中に投入する第２の投入装置とを有する構成とすることもできる。

本発明の燃焼排ガスの処理装置によれば、
燃焼排ガスに含まれる０価の原子状水銀と２価の水銀との全量水銀の量を検知する他の水銀検知装置をさらに有し、
第２の投入装置は、前記０価の原子状水銀と２価の水銀との全量が規定量を超えていることを前記他の水銀検知装置が検知したときに、水銀除去薬剤を燃焼排ガス中に投入するものである構成とすることもできる。

本発明の燃焼排ガスの処理装置によれば、原子状水銀の検知装置は燃焼排ガス流路における水銀除去薬剤の投入装置よりも上流側に設けられていることが好ましい。

本発明の燃焼排ガスの処理装置によれば、前記他の水銀検知装置は燃焼排ガス流路における２価水銀除去薬剤の投入装置よりも下流側または上流側に設けられていることが好ましい。

本発明の燃焼排ガスの処理装置によれば、
燃焼排ガス流路に集塵装置が設けられており、
水銀除去薬剤の投入装置は、燃焼排ガス流路における集塵装置よりも上流側または集塵装置の直前または集塵装置において水銀除去薬剤を燃焼排ガス中に投入するものであることが好ましい。

本発明の燃焼排ガスの処理装置によれば、
燃焼排ガス流路に集塵装置が設けられており、
第１の投入装置は、燃焼排ガス流路における集塵装置よりも上流側または集塵装置の直前または集塵装置において原子状水銀除去薬剤を燃焼排ガス中に投入するものであり、
第２の投入装置は、燃焼排ガス流路における集塵装置よりも上流側または集塵装置の直前または集塵装置において２価水銀除去薬剤を燃焼排ガス中に投入するものである構成とすることもできる。

本発明の燃焼排ガスの処理装置によれば、燃焼排ガス流路に湿式ガス洗浄装置が設けられており、水銀除去薬剤の投入装置は、水銀除去用のキレート剤が添加された、湿式ガス洗浄装置のための洗浄水を、燃焼排ガスと反応させるものであることが好ましい。

本発明の燃焼排ガスの処理装置によれば、水銀除去薬剤の投入装置は、０価の原子状水銀を除去するためのキレート剤が添加された、湿式ガス洗浄装置のための洗浄水を、燃焼排ガスと反応させるものである構成とすることもできる。

本発明の燃焼排ガスの処理装置によれば、
原子状水銀除去薬剤の投入装置は、
０価の原子状水銀の除去用のキレート剤が添加された、湿式ガス洗浄装置のための第１の洗浄水を、燃焼排ガスと反応させる、第１の投入装置と、
２価水銀除去用のキレート剤が添加された、湿式ガス洗浄装置のための第２の洗浄水を、燃焼排ガスと反応させる、第２の投入装置とを有する構成とすることもできる。

本発明の燃焼排ガスの処理装置によれば、
燃焼排ガスに含まれる０価の原子状水銀と２価の水銀との全量を検知する他の水銀検知装置をさらに有し、
第２の投入装置は、前記０価の原子状水銀と２価の水銀との全量が規定量を超えていることを前記他の水銀検知装置が検知したときに、第２の洗浄水を燃焼排ガスと反応させるものである構成とすることもできる。

本発明の燃焼排ガスの処理装置によれば、原子状水銀の検知装置が、燃焼炉における乾燥火格子の上方のガスに含まれる原子状水銀の量を検知する構成であるとすることができる。

本発明の燃焼排ガスの処理装置によれば、原子状水銀の検知装置は、燃焼排ガス流路に連通したサンプリング路と、サンプリング路に接続された水銀分析装置と、サンプリング路における燃焼排ガス流路と水銀分析装置との間に設けられた煤塵フィルタとを有することが好ましい。煤塵フィルタは、１５０℃以上の燃焼排ガスが通過するフィルタであることが好ましい。

燃焼排ガスに含まれる水銀を検知するための本発明の水銀検知装置は、
燃焼排ガスに含まれる０価の原子状水銀の量を検知する分析装置を有し、
前記水銀検知装置は、
０価の原子状水銀と可溶性水銀塩などの水銀化合物を構成する２価の水銀とを含む燃焼排ガスを試料ガスとしてサンプリング路に取り込み、水銀のうちの前記２価の水銀を原子状水銀に還元しない状態で、
前記燃焼ガスに含まれかつ前記分析装置に送られる０価の原子状水銀の量を検知し、前記燃焼排ガスに含まれかつ前記分析装置に送られる可溶性水銀塩などの２価の水銀にて構成された水銀化合物の量は検知しないものであることを特徴とする。

本発明の水銀検知装置によれば、分析装置は、燃焼排ガスに含まれる原子状水銀と可溶性水銀塩などの水銀化合物との双方のうち、原子状水銀のみの量を検知するものである構成とすることができる。

本発明の燃焼排ガスの処理装置によれば、原子状水銀の検知装置は、燃焼排ガスに含まれる０価の原子状水銀の量を検知し、燃焼排ガスに含まれる、可溶性水銀塩などの水銀化合物を構成する２価の水銀の量は検知しないものであるため、２価の水銀を０価の原子状水銀に還元するための時間を必要としない。このため、燃焼排ガス中の水銀濃度が急上昇した場合に、そのことを迅速に検知して水銀除去用の薬剤を直ちに投入することができる。したがって、燃焼排ガス中の水銀濃度が上昇した場合に水銀除去工程を迅速に開始することができる。

本発明の水銀検知装置によれば、燃焼排ガスに含まれる０価の原子状水銀の量を検知する分析装置を有し、燃焼排ガスに含まれる、可溶性水銀塩などの２価の水銀にて構成された水銀化合物を、原子状水銀に還元させる機能は有さず、燃焼ガスに含まれる０価の原子状水銀の量を検知し、燃焼排ガスに含まれる可溶性水銀塩などの２価の水銀にて構成された水銀化合物の量は検知しないようにしたため、燃焼排ガス中の水銀濃度が急上昇した場合に、そのことを迅速に検知することができる。

本発明の実施の形態の燃焼排ガスの処理装置の概略構成を示す図である。 図１における試料ガスの取込み部の位置を示す図である。 図１における水銀検知装置の構成を示す図である。 図３における水銀分析装置の構成を示す図である。 図４Ａの水銀分析装置と対比するための、公知の水銀分析装置の構成を示す図である。 本発明の他の実施の形態の燃焼排ガスの処理装置の概略構成を示す図である。 本発明のさらに他の実施の形態の燃焼排ガスの処理装置の概略構成を示す図である。 本発明のさらに他の実施の形態の燃焼排ガスの処理装置の概略構成を示す図である。 本発明のさらに他の実施の形態の燃焼排ガスの処理装置の概略構成を示す図である。 本発明のさらに他の実施の形態の燃焼排ガスの処理装置の概略構成を示す図である。 本発明のさらに他の実施の形態の燃焼排ガスの処理装置の概略構成を示す図である。 本発明のさらに他の実施の形態の燃焼排ガスの処理装置の概略構成を示す図である。

図１において、１１はごみ焼却装置の燃焼炉であって、ごみ投入口１２と、焼却部１３と、燃焼排ガスの排出口１４と、灰の排出口１５とを備える。１６は、燃焼排ガスの排出口１４からの煙道すなわち排ガス経路、１７は煙突である。図示の系においては、燃焼炉１１の焼却部１３においてすでに燃焼排ガスが発生しており、このため、焼却部１３における燃焼排ガスが発生する部分から、煙突１７の排気口までの範囲が、広い意味で燃焼排ガス流路１８を構成している。

排ガス経路１６には、燃焼排ガス中の粉塵を捕集するための集塵装置としての、バグフィルタ１９が設けられている。排ガス経路１６における、バグフィルタ１９のフィルタ部よりも上流側の位置には、水銀除去薬剤としての活性炭を投入するための投入口２０が設けられている。２１は活性炭のタンクで、燃焼排ガス中の水銀を吸着することができる活性炭を貯留可能であるとともに、この活性炭を、弁２２を介して投入口２０に供給可能である。タンク２１と、弁２２と、投入口２０とによって、水銀除去薬剤の投入装置が構成されている。

２５は水銀検知装置であり、燃焼排ガス中に水銀が多量に含まれるか否かを連続的に検知可能である。水銀検知装置２５は、水銀量を分析するための水銀分析装置２６と、試料ガスの取込み部２７と、取込み部２７で取り込んだ試料ガスを水銀分析装置２６へ送るためのサンプリング路２８とを有する。

２９は制御装置であって、水銀検知装置２５の検知結果にもとづいて、弁２２の開度を調節するものである。制御装置２９には、水銀検知装置２５の水銀分析 装置２６からの検知信号ライン３０と、弁２２への制御信号ライン３１とが接続されている。

図２に示すように、燃焼炉１１は、ごみ投入口１２から投入されたごみ３３を焼却部１３へ送り込むための送込み装置３４を備える。焼却部１３には、乾燥火格子３５と、燃焼火格子３６と、後燃焼火格子３７とが、この順に設けられている。

水銀検知装置２５の取込み部２７は、図１の燃焼排ガス流路１８における活性炭の投入口２０よりも上流側の位置に設けることが好ましい。図示の例では、図２に詳しく示すように、焼却炉１１の乾燥火格子３５の設置個所における乾燥火格子３５よりも上方の位置に設けている。その理由は、この位置は、水銀検知時の障害となる煤塵の発生が少なく、また燃焼炉１１で水銀が燃焼すなわち酸化される前であるので排ガス中に原子状態の水銀を多く含み、さらに適度に高温の状態にあるために沸点が約３５０℃の水銀が蒸発して排気ガス中に多く含まれ、このため障害なく容易に水銀の検知を行うことができるためである。

あるいは、水銀検知装置２５の取込み部２７は、焼却炉１１の燃焼排ガスの排出口１４や、排ガス経路１６における排出口１４の近傍の位置や、排ガス経路１６におけるバグフィルタ１９よりも上流側の位置などの、燃焼排ガス温度が３００〜１５０℃の範囲である箇所に好適に設置することもできる。

図３に示すように、水銀検知装置２５のサンプリング路２８には、煤塵フィルタ３８を、前処理装置として設置することがきわめて好ましい。その理由は、煤塵が存在する条件下では水銀分析装置２６による測定を行うことが困難なためである。これによって、試料ガスは、フィルタ３８にて煤塵を除去された状態で水銀分析装置２６に供給される。図示の煤塵フィルタ３８は、エアによる逆洗機能を有するもので、逆洗用エア配管３９が接続されている。エア配管３９には、逆洗用エアの流量を調節するための弁４０が設けられている。

図４Ａは、水銀分析装置２６の構成を示す。図示のように、サンプリング路２８が直接的に分析部４１に導かれている。分析部４１は、０価の原子状水銀は検知することができるが、塩化水銀 などの可溶性水銀塩等の水銀化合物を構成する２価の水銀は、検知することができないものである。図４Ａに示される本発明の水銀検知装置２５の水銀分析装置２６においては、図４Ｂに示される公知の水銀検知装置のような、試料ガスに含まれる可溶性水銀塩等の水銀化合物を原子状水銀に還元するための還元触媒４２は用いられていない。このため、分析部４１には原子状水銀と可溶性水銀塩等の水銀化合物との双方が送られる。しかし、分析部４１は、原子状水銀のみの量の多少を検知するにとどまる。そのため、水銀化合物を原子状水銀に還元するための相応の時間を省略して、異常時に燃焼排ガス中の水銀量が急上昇した場合に、そのことを迅速に検知することができる。この場合に、可溶性水銀塩等の水銀化合物を原子状水銀に還元しないことから、水銀濃度すなわち水銀量を定量的に正確に検知することはできないが、異常時の水銀量の急上昇を応答性良く検知することができる。なお、必要に応じて、サンプリング路２８に、試料ガス中に含まれる、塩化水素などの、分析部４１にとって有害な成分を除去する装置を設けることができる。

このような構成において、図１に示される燃焼炉１１に水銀を含有するごみが投入されると、その水銀は炉内の熱によって蒸発し、燃焼ガス中に蒸散する。その結果、燃焼排ガス中の水銀量が急増する。すると、多量の水銀を含む燃焼排ガスが、試料ガスとして、水銀検知装置２５のサンプリング路２８に取り込まれ、フィルタ３８にて煤塵が除去されたうえで、水銀のうちの可溶性水銀塩等の水銀化合物を構成する２価の水銀を原子状水銀に還元しない状態で、水銀分析装置２６の分析部４１に送り込まれる。分析部４１は、０価の原子状水銀は検知するが、可溶性水銀塩等の水銀化合物を構成する２価の水銀は検知しないものである。このため、分析部４１では、水銀化合物を原子状水銀に還元するための時間を要しない状態で、原子状水銀だけを検知することで、検知水銀量が急増したことをただちに検知することができる。そして、その検知信号が制御装置２９に送られ、それを受けて制御装置２９は、弁２２を開いてタンク２１内の活性炭を燃焼排ガス流路に吹き込みなどによって投入し、水銀の吸着を行わせる。それによって、燃焼排ガスにおける水銀量が急増した場合に、迅速に吸着除去を行うことが可能である。

試料ガス中の水銀が、フィルタ３８に堆積している煤塵中の未燃炭素に吸着除去されないようにするために、フィルタ３８を通過する試料ガスが１５０℃以上の状態であるようにする。フィルタ３８は、堆積している煤塵を除去するために、定期的に弁４０を開くことによって逆洗を行う。

更に好ましくは、試料ガス中の水分が凝縮しないようにするために、フィルタ３８を通過する試料ガスが１００ ℃以上の状態であるようにする。

タンク２１からの活性炭は、より後工程で投入する方が、より多く水銀を除去することができる。このため、燃焼排ガス流路１８としての、バグフィルタ１９よりも上流側の煙道の部分に投入するよりも、同じ燃焼排ガス流路１８としての、バグフィルタ１９の内部に供給する方が、水銀の吸着量を増大させることができる。活性炭による水銀の除去は、この活性炭を捕捉したバグフィルタ１９の濾布上で進行する。バグフィルタ１９の内部へ活性炭を投入することが困難な場合は、バグフィルタ１９の直前の排ガス経路１６の部分に投入する。ここにいう直前とは、上述の理由から、可能な限りバグフィルタに近い位置を意味する。上記した活性炭の投入位置は、活性炭を用いた後述の別の実施の形態についても、同様のことがいえる。

活性炭の投入量は、０．０ １〜１０ｇ／ｍ^３Ｎが適当である。すなわち、通常時は活性炭を投入しなくても水銀の排出量は問題にならないが、たとえば水銀量が１分以内に０.０１ｍ ｇ／ｍ^３Ｎ以上増加するなどの、水銀量が急増した異常時には、この程度の活性炭量が必要になる。なお、少量の水銀の発生が継続する場合には、弁２２の開度を小さく調節してそれに応じた少量の活性炭を連続的に投入することができ、水銀量が急増する異常時に活性炭の投入量を増大させればよい。

発生した水銀は、０価の原子状水銀と、可溶性水銀塩等の水銀化合物を構成する２価の水銀とを含む。その存在割合は、２価の水銀が９０質量％程度、０価の水銀は１０質量％程度である。２価の水銀は、適量の活性炭によって吸着除去することができる。これに対し０価の水銀は、２価の場合よりも多量の活性炭を供給することで、吸着除去することができる。上述の活性炭の投入量は、２価の水銀と０価の水銀との両者を除去するために必要な量である。

図５を参照して、本発明の他の実施の形態について説明する。図５の実施の形態においては、水銀除去薬剤の投入装置は、上述の活性炭に代えてキレート剤を投入することによって水銀を除去する。すなわち、図５に示す燃焼排ガスの処理装置では、活性炭タンク２１は設置されていない。それに代えて、燃焼排ガス流路１８におけるバグフィルタ１９よりも下流側の位置には、湿式のガス洗浄装置４３が設置されている。４４はキレートタンクで、燃焼排ガス中の水銀を取り込んだキレート錯体を形成することができるキレート剤を貯留可能であるとともに、このキレート剤を弁４５を介してガス洗浄装置４３に投入可能である。制御部２９からの制御信号ライン３１は、弁４５へ導かれている。

このような構成によれば、ガス洗浄装置４３の洗浄水にキレート剤が添加され、そのキレート剤が添加された洗浄水が燃焼排ガス中の水銀と反応することによって、水銀を取り込んだキレート錯体が形成されて回収されることになる。

図１〜図４に示される実施の形態においては、水銀除去薬剤の投入装置は、可溶性水銀塩等の水銀化合物を構成する２価の水銀を本来的に吸着除去する活性炭によって、０価の原子状水銀をも吸着除去するものである。０価の原子状水銀は、通常の活性炭には吸着されにくいので、多量の活性炭が投入されることによって所要の吸着量が確保され、それによって２価の水銀と一緒に吸着除去される。しかし、本発明によれば、これに代えて、水銀除去薬剤の投入装置が、０価の原子状水銀を効率よく迅速に除去することができる０価水銀除去薬剤を、燃焼排ガス中に投入する構成とすることもできる。この０価水銀除去薬剤は、２価の水銀をも除去できるものであっても差支えない。

図６は、このような構成の燃焼排ガスの処理装置の一例を示す。ここでは、水銀分析装置２６を備えた水銀検知装置２５の取込み部２７は、焼却炉１１の燃焼排ガス排出口１４の近傍における、排ガス経路１６の部分に設けられている。燃焼排ガス排出口１４は、燃焼炉１１が熱回収用のボイラを備えている場合は、そのボイラからの排気口がこれに相当する。この点は、前述の図１〜図５に示した実施の形態についても同様である。

図６に示される処理装置においては、図１に示される処理装置における活性炭タンク２１に代えて、原子状水銀除去用活性炭タンク５２が設けられている。５３は、排ガス経路１６への活性炭の投入口である。このタンク５２に貯留される原子状水銀除去用活性炭は、もっぱら０価の原子状水銀を吸着除去するものである。原子状水銀除去用活性炭は、弁５４を通って、排ガス経路１６におけるバグフィルタ１９よりも上流側の箇所、特にバグフィルタ１９の直前、またはバグフィルタ１９の内部に投入される。これらによって、排ガス経路１６へ原子状水銀除去用活性炭を投入する第１の投入装置５５が構成されている。原子状水銀除去用活性炭は、２価の水銀を吸着除去することもできる。原子状水銀除去用活性炭としては、よう素担持活性炭、硫黄担持活性炭、臭素担持活性炭などを挙げることができる。

このような構成において、水銀分析装置２６は、０価の原子状水銀の急激な発生ピークを検知することができる。このため、その除去工程は時間との勝負になる。しかし、通常の活性炭では０価の原子状水銀は吸着され難いため、これを用いる場合は時間をかけて多量に投入することが必要になり、発生が急激な場合は間に合わない事態が生じ得る。そこで、第１の投入装置５５のタンク５２から原子状水銀除去用活性炭を燃焼排ガス中に投入することで、迅速かつ確実に、０価の原子状水銀を、２価の水銀とともに除去することができる。

図７に示される燃焼排ガスの処理装置においては、図６に示したものと同じ原子状水銀除去用活性炭タンク５２のほかに、図１に示したものと同じ活性炭タンク２１と弁２２と活性炭の投入口２０とが設けられている。これらによって、第２の投入装置５６が構成されている。

このような構成によれば、燃焼排ガスに含まれる０価の原子状水銀は、主に第１の投入装置５５のタンク５２からの原子状水銀除去用活性炭によって吸着除去される。これに対し、燃焼排ガスに含まれる、可溶性水銀塩等の水銀化合物を構成する２価の水銀は、主に第２の投入装置５６のタンク２１からの通常の活性炭によって吸着除去される。これらの吸着除去工程は、水銀検知装置２５の取込み部２７が活性炭の投入口５３、２０よりも上流側に設けられたフィードフォワード制御によって実行される。

図７に示される処理装置によれば、原子状水銀除去用活性炭タンク５２と併せて、通常の活性炭を燃焼排ガスに投入することができる活性炭タンク２１を設けたため、図６に示した処理装置に比べて原子状水銀除去用活性炭の消費量を低減することができる。このため、その分のコストダウンを図ることができる。

図８に示される燃焼排ガスの処理装置においては、図７に示される処理装置に比べて、原子状水銀除去用活性炭タンク５２を用いた制御系と、通常の活性炭を燃焼排ガスに投入することができる活性炭タンク２１を用いた制御系とを分けた点が相違する。

詳細には、第１の投入装置５５の原子状水銀除去用活性炭タンク５２を用いた制御系は、取込み部２７および水銀分析装置２６を備えた水銀検知装置２５と、制御装置２９とを有しており、これは図７に示される処理装置と同様の構成である。

これに対し、第２の投入装置５６の活性炭タンク２１を用いた制御系では、図４Ｂ に示される、０価の原子状水銀と２価の水銀との全量の水銀を検出する公知の全量水銀分析装置５１を有した水銀検知装置２５ａが設けられている。サンプリング路２８は、図４Ｂに示される公知の水銀検知装置と同様に、試料ガスに含まれる可溶性水銀塩等の水銀化合物を原子状水銀に還元するための還元触媒を備える。ただし、取込み部２７は、排ガス経路１６におけるバグフィルタ１９よりも下流側の位置に設けられている。取込み部２７を、図示の位置に代えて煙突１７に設けることもできる。水銀検知装置２５ａの全量水銀分析装置５１からの検知信号ライン３０は、制御装置２９とは別の制御装置２９ａに導かれている。制御装置２９ａからの制御信号ライン３１が、弁２２に接続されている。なお、図８では制御装置２９と制御装置２９ａとは別のものとして描かれているが、一つの制御装置が両者を兼ねることも可能である。

このような構成において、制御装置２９は、水銀検知装置２５の水銀分析装置２６からの検知信号にもとづいて、タンク５２からの原子状水銀除去用の活性炭を、取込み部２７よりも下流側に設けられた投入口５３から、経路１６の内部の燃焼排ガスに投入する。すなわち、制御装置２９は、フィートフォワード制御を行う。これに対し、制御装置２９ａは、水銀検知装置２５ａの全量水銀 分析装置５１からの検知信号にもとづいて、タンク２１からの活性炭を、取込み部２７よりも上流側に設けられた投入口２０から、経路１６の内部の燃焼排ガスに投入する。すなわち、制御装置２９ａは、フィードバック制御を行う。そして 、水銀分析装置２６が原子状水銀を検知せず、バグフィルタ１９出口に対応した位置などに設置した全量水銀分析装置５１が水銀を検知した場合は、タンク２１からの活性炭供給量を増加する。

０価の原子状水銀は、急激な発生ピークが認められる。この発生状況を水銀分析装置２６で検知して、タンク５２から原子状水銀を除去するための専用の活性炭を投入することで、活性炭タンク２１からの通常の活性炭の消費量を増大させることなしに、確実かつ迅速に原子状水銀を除去することができる。これに対して、可溶性水銀塩等の水銀化合物を構成する２価の水銀 は、その大部分が通常の活性炭で除去されやすい塩化水銀の形態である。このため、図示のようにバグフィルタ１９よりも後流側で水銀を検出したうえでタンク２１からの活性炭の供給量を制御しても、水銀を十分に除去することができる。

図示の例では、第２の投入装置５６のための水銀検知装置２５ａの取込み部２７は、排ガス経路１６におけるバグフィルタ１９よりも後流側に設置されている。これに対し、取込み部２７は、バグフィルタ１９よりも上流側に設置することもできる。

図９に示される燃焼排ガスの処理装置は、図５に示される処理装置と同様に、活性炭タンクに代えて、湿式のガス洗浄装置４３が設置されている。そして、図９に示される処理装置においては、図５に示される処理装置におけるキレートタンク４４に代えて、０価の原子状水銀を処理するための原子状水銀除去用キレートタンク５７が設置されている。このキレートタンク５７に貯留されているキレート剤は、燃焼排ガス中の原子状水銀を取り込んだキレート錯体を形成することができるものであり、キレート剤を含む洗浄水の形態で、弁５８を経て洗浄装置４３へ供給される。

図１０に示される燃焼排ガスの処理装置は、図９に示される処理装置と同様に、湿式のガス洗浄装置４３と、原子状水銀除去用キレートタンク５７とを備えている。そして、原子状水銀除去用キレートタンク５７のほかに、燃焼排ガス中の水銀を取り込んだキレート錯体を形成することができるキレート剤を貯留可能なキレートタンク４４が設けられている。これらによって、０価の原子状水銀の除去用のキレート剤が添加された第１の洗浄水を、タンク５７から弁５８を経て洗浄装置４３に供給して燃焼排ガスと反応させる、第１の投入装置５５と、２価水銀除去用のキレート剤が添加された第２の洗浄水を、タンク４４から弁４５を経て洗浄装置４３に供給して燃焼排ガスと反応させる、第２の投入装置５６とを有する構成とされている。第１の投入装置５５と第２の投入装置５６とを有する点は、図７に示される処理装置と同様である。

タンク５７の中の原子状水銀除去用キレート剤を洗浄装置４３に供給するための弁５８は制御装置２９によって制御され、タンク４４の中のキレート剤を洗浄装置４３に供給する弁４５は、他の制御装置２９ａによって制御される。これに代えて、図７に示される処理装置と同様に、一つの制御装置によって両方の弁４５、５８を制御することも可能である。

図１１に示される燃焼排ガスの処理装置は、第１の投入装置５５における原子状水銀除去用キレート剤を貯留したタンク５７を用いた制御系と、第２の投入装置５６における２価水銀除去用のキレート剤を貯留したタンク４４を用いた制御系とを分けている。このように２種類の制御系に分けた点は、図８に示される処理装置と共通する。そして、第１の投入装置５５の原子状水銀除去用キレートタンク５７を用いた制御系は、水銀検知装置２５と制御装置２９とを有している。第２の投入装置５６のキレートタンク４４を用いた制御系は、全量水銀分析装置５１を備えた水銀検知装置２５ａと制御装置２９ａとを有している。この点も、図８に示される処理装置と共通する。

図８に示された処理装置と同様に、水銀検知装置２５ａのための取込み部２７は、図示された排ガス経路２６におけるバグフィルタ１９よりも下流側の位置のほかに、バグフィルタ１９よりも上流側に設置することもできる。さらに、制御装置２９と制御装置２９ａとの両方の機能を、一つの制御装置で実現することもできる。その他については、図８に示された処理装置と同様である。

上述の各実施の形態のいずれにおいても、燃焼排ガス流路１８に沿ったバグフィルタ１９よりも下流側に、活性炭吸着塔を設置することができる。そしてその場合には、燃焼排ガス流路における薬剤投入手段よりも上流側に設けられている水銀検知手段とは別に、燃焼排ガス流路１８に沿った活性炭吸着塔よりも下流側に、新たな水銀検知装置２５の取込み部２７を配置することができる。これによって、水銀除去薬剤の投入のための水銀濃度の検知と、煙突１７から大気中に放出される燃焼排ガスに含まれる水銀量の検知とを、ともに行うことができる。

上記においては、水銀除去薬剤として、活性炭とキレート剤とを例に挙げて説明した。しかし、水銀除去薬剤はこれらに限られるものではなく、任意のものを使用することができる。

上記においては、ごみ焼却装置からの燃焼排ガス中の水銀を除去する場合について説明した。しかし、本発明は、これに限られるものではなく、石炭の燃焼装置などの他の装置からの燃焼排ガスに対しても適用することができる。

Claims (18)

1. ０価の原子状水銀と可溶性水銀塩などの水銀化合物を構成する２価の水銀とを含む燃焼排ガスを試料ガスとしてサンプリング路に取り込み、水銀のうちの前記２価の水銀を原子状水銀に還元しない状態で、燃焼排ガスに含まれる０価の原子状水銀の量を検知し、前記燃焼排ガスに含まれる前記２価の水銀の量は検知しない、原子状水銀の検知装置と、
   原子状水銀が規定量を超えていることを前記検知装置が検知したときに、水銀を除去するための薬剤を燃焼排ガス中に投入する、水銀除去薬剤の投入装置と、
   を有することを特徴とする燃焼排ガスの処理装置。
2. 水銀除去薬剤の投入装置は、水銀を除去するための薬剤としての活性炭を燃焼排ガス中に投入するものであることを特徴とする請求項１記載の燃焼排ガスの処理装置。
3. 水銀除去薬剤の投入装置は、０価の原子状水銀を除去するための原子状水銀除去薬剤を燃焼排ガス中に投入する第１の投入装置を有することを特徴とする請求項１記載の燃焼排ガスの処理装置。
4. 水銀除去薬剤の投入装置は、０価の原子状水銀を除去するための原子状水銀除去薬剤を燃焼排ガス中に投入する第１の投入装置と、可溶性水銀塩などの水銀化合物を構成する２価の水銀を除去するための２価水銀除去薬剤を燃焼排ガス中に投入する第２の投入装置とを有することを特徴とする請求項１記載の燃焼排ガスの処理装置。
5. 燃焼排ガスに含まれる０価の原子状水銀と２価の水銀との全量を検知する他の水銀検知装置をさらに有し、
   第２の投入装置は、前記０価の原子状水銀と２価の水銀との全量が規定量を超えていることを前記他の水銀検知装置が検知したときに、水銀除去薬剤を燃焼排ガス中に投入するものであることを特徴とする請求項４記載の燃焼排ガスの処理装置。
6. 原子状水銀の検知装置は、燃焼排ガス流路における水銀除去薬剤の投入装置よりも上流側に設けられていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項記載の燃焼排ガスの処理装置。
7. 前記他の水銀検知装置は、燃焼排ガス流路における２価水銀除去薬剤の投入装置よりも下流側または上流側に設けられていることを特徴とする請求項５記載の燃焼排ガスの処理装置。
8. 燃焼排ガス流路に集塵装置が設けられており、
   水銀除去薬剤の投入装置は、燃焼排ガス流路における集塵装置よりも上流側または集塵装置の直前または集塵装置において水銀除去薬剤を燃焼排ガス中に投入するものであることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項記載の燃焼排ガスの処理装置。
9. 燃焼排ガス流路に集塵装置が設けられており、
   第１の投入装置は、燃焼排ガス流路における集塵装置よりも上流側または集塵装置の直前または集塵装置において原子状水銀除去薬剤を燃焼排ガス中に投入するものであり、
   第２の投入装置は、燃焼排ガス流路における集塵装置よりも上流側または集塵装置の直前または集塵装置において２価水銀除去薬剤を燃焼排ガス中に投入するものであることを特徴とする請求項４記載の燃焼排ガスの処理装置。
10. 燃焼排ガス流路に湿式ガス洗浄装置が設けられており、水銀除去薬剤の投入装置は、水銀除去用のキレート剤が添加された、湿式ガス洗浄装置のための洗浄水を、燃焼排ガスと反応させるものであることを特徴とする請求項１記載の燃焼排ガスの処理装置。
11. 水銀除去薬剤の投入装置は、０価の原子状水銀を除去するためのキレート剤が添加された、湿式ガス洗浄装置のための洗浄水を、燃焼排ガスと反応させるものであることを特徴とする請求項１０記載の燃焼排ガスの処理装置。
12. 原子状水銀除去薬剤の投入装置は、
    ０価の原子状水銀の除去用のキレート剤が添加された、湿式ガス洗浄装置のための第１の洗浄水を、燃焼排ガスと反応させる、第１の投入装置と、
    ２価水銀除去用のキレート剤が添加された、湿式ガス洗浄装置のための第２の洗浄水を、燃焼排ガスと反応させる、第２の投入装置とを有することを特徴とする請求項１０記載の燃焼排ガスの処理装置。
13. 燃焼排ガスに含まれる０価の原子状水銀と２価の水銀との全量を検知する他の水銀検知装置をさらに有し、
    第２の投入装置は、前記０価の原子状水銀と２価の水銀との全量が規定量を超えていることを前記他の水銀検知装置が検知したときに、第２の洗浄水を燃焼排ガスと反応させるものであることを特徴とする請求項１２記載の燃焼排ガスの処理装置。
14. 原子状水銀の検知装置は、燃焼炉における乾燥火格子の上方のガスに含まれる原子状水銀の量を検知するものであることを特徴とする請求項６項記載の燃焼排ガスの処理装置。
15. 原子状水銀の検知装置は、燃焼排ガス流路に連通したサンプリング路と、サンプリング路に接続された水銀分析装置と、サンプリング路における燃焼排ガス流路と水銀分析装置との間に設けられた煤塵フィルタとを有することを特徴とする請求項１記載の燃焼排ガスの処理装置。
16. 煤塵フィルタは、１００℃以上の燃焼排ガスが通過するフィルタであることを特徴とする請求項１５記載の燃焼排ガスの処理装置。
17. 燃焼排ガスに含まれる水銀を検知するための水銀検知装置であって、
    燃焼排ガスに含まれる０価の原子状水銀の量を検知する分析装置を有し、
    前記水銀検知装置は、
    ０価の原子状水銀と可溶性水銀塩などの水銀化合物を構成する２価の水銀とを含む燃焼排ガスを試料ガスとしてサンプリング路に取り込み、水銀のうちの前記２価の水銀を原子状水銀に還元しない状態で、
    前記燃焼ガスに含まれかつ前記分析装置に送られる０価の原子状水銀の量を検知し、前記燃焼排ガスに含まれかつ前記分析装置に送られる可溶性水銀塩などの２価の水銀にて構成された水銀化合物の量は検知しないものであることを特徴とする原子状水銀の検知装置。
18. 分析装置は、燃焼排ガスに含まれる原子状水銀と可溶性水銀塩などの水銀化合物との双方のうち、原子状水銀のみの量を検知するものであることを特徴とする請求項１７記載の原子状水銀の検知装置。

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