JPH0356123A

JPH0356123A - ガス中の水銀及びＮＯｘの除去方法

Info

Publication number: JPH0356123A
Application number: JP1190493A
Authority: JP
Inventors: Yoji Ogaki; 陽二大垣; Yuji Yoshii; 吉井　裕二; Yoshinari Fujisawa; 能成藤沢; Tsuneharu Miyaji; 宮地　常晴
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1989-07-25
Filing date: 1989-07-25
Publication date: 1991-03-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、ガス、とくに都市ごみや産業廃棄物等の焼却
炉から発生する排ガス中に含まれる水銀及びＮｏウを除
去する方法に関する。

［従来の技術］都市ごみや産業廃棄物等の焼却炉から発生する排ガス中
には、法規制の対象となっている塩化水素（ＨＣｇ）、
亜硫酸（ＳＯ２）等の酸性有害ガスが含まれている。こ
のため、通常、排ガスは乾式法、半乾式法、または湿式
法によって処理されている。しかしながら、この排ガス
中には上記有害ガスと共に、水銀、水銀化合物、及び窒
素酸化物（ＮＯＸ）が含まれており、上記従来の酸性ガ
ス除去方法では、これらを除去することは出来なかった
。

一方、水銀およびその化合物を除去する方法として、上
記湿式法の洗浄液に次亜塩素酸塩（例えば次亜塩素酸ソ
ーダ）を添加し、さらに苛性ソーダ等のアルカリ剤でｐ
Ｈを６〜９に調整することにより、上記排ガス中の水銀
を塩化水素や亜硫酸と共に除去する方法が提案されてい
る。しかし、この方法では水銀は確実に除去可能である
が、水銀をね去するために添加する次亜塩素酸塩の添加
量では、ＮＯＸをほとんど除去することができない。Ｎ
ＯＸをある程度まで除去するには、上記のアルカリ湿式
洗浄法において、次亜塩素酸塩の添加量をさらに多くす
れば良い。しかしこの場合、洗浄処理ガス中に塩素ガス
（ＣｆＩ２　）が多く含まれ、後工程１影響を及ぼすと
共に、煙突から塩素ガスを放出することは環境保全上問
題となる。

本発明は、上記の従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので、水銀およびＮｏκを含有する燃焼排ガス
を、湿式洗浄法によって、次亜塩素酸を含む洗浄液で処
理し、水銀とＮＯＸを除去した後、処理ガス中に含まれ
る塩素を効果的に除去する、排ガス中の水銀とＮＯＸの
除去方法を提供するものである。

［課題を解決する手段］本発明は、次亜塩素酸塩を含有する洗浄液に、水銀及び
ＮＯＸを含有するガスを接触して、この洗浄液に水銀及
びＮＯＸを吸収除去せしめる工程４、ついで、上記ガス
を塩素と反応可能な還元剤を添加した洗浄液に接触させ
て、このガス中に含まれる塩轡を除去する工程とを具備
したガス中の水銀及びＮＯＸの除去方法である。

［実施例］実施例Ｉ第１図は、本発明方法を実施するための３塔の湿式ガス
洗浄塔２０．　４０．　８０を組合わせた除去装置を示
す。各塔の構造は、特に限定されるものではないが、気
液接触効率の良い、スプレー塔、若しくは充填塔構造を
なすスプレー塔が望ましい。排ガスと洗浄液との接触は
向流もしくは並流のいずれでもよいが、向流による方が
効率が良い。各塔の下部には、液溜２１．　４１．　８
１が設けてあり、それぞれボンブ２２．　４２．　８２
によって洗浄液が抜出され、搭上部に設置したスプレー
手段２３．　４３．　Ｈによって塔内に噴霧され、排ガ
スと接触する。また、夫々の洗浄液はガスを洗浄するう
ち、塩類濃度が高くなり、吸収効率が低下する。これを
防止するために、一定の塩類濃度となるように、時々洗
浄液を洗煙廃水貯槽８０に抜出すと共に、補給液が供給
される。また、各塔から抜出された洗浄液は、洗煙廃水
貯槽８０で混合され、中和された後、後工程である水処
理設備；こ送られる。なお、これらの液は混合しないで
別々に処理しても良い。

第一塔２０及び第二塔４０から抜出された洗浄液のｐＨ
は検出計２４．　４４で自動計測され、この値に基づい
て第一塔及び第二塔の液溜のｐＨが所定の値となるよう
に、苛性ソーダ供給ポンプ２５．　４５が制御される。

第一塔及び第二塔の洗浄液スプレーラインには貯槽９０
からポンプ９ｌにより次亜塩素酸塩（例えばＮａＣρＯ
）が供給される。一方、第三塔の洗浄液スプレーライン
には、貯冶１００からボンプ１０１により塩素と反応す
る還元剤（例えば、亜硫酸ソーダＮａ２ＳＯ３　）が供
給される。

第二塔及び第三塔スプレー手段４３．　６３の上部には
デミスター４１３．　６８が設置されており、ガ−スに
伴って飛散するミストを除去している。

本発明では、燃焼排ガスを電気集塵機ｌＯでダスト除去
した後、上記湿式ガス洗浄塔の第一塔２０頂部に導く。

この燃焼排ガスは、３００℃程度であり、この中には塩
化水素（Ｈｉｌｌ）や硫言酸化物（ＳＯｘ）と共に、窒
素酸化物（ＮＯＸ　）や水銀（Ｈｇ）が含まれている。

第一塔２０に導入された上記排ガスは、スプレー手段２
３から噴霧されたＮａＣρＯを含む洗浄液により冷却さ
れる。このとき、洗浄液中のＮａＣｊ７０の一部は、上
記ガスに同伴するＨＣｆｉによって、酸分解を受け、塩
素ガスを発生する。この反応は次のように進行する。

ＮａＣＩＯ＋ＨＣＩＩ−ＮａＣＩＪ　＋ＨＣＮ　ＯＨ　
Ｃ　４７　０　＋　Ｈ　Ｃ　Ｏ　−　Ｈ　２　０　＋　
Ｃ　Ｒ　２この反応は、ｐＨが７以下で急激に進行する
。上記酸分解によって生成したＣＮ２は、排ガス中のＮ
ＯＸと次のように反応し、洗浄液中に吸収されると考え
られる。

２ＮＯ＋ＣＤ　２　−２ＮＯＣＲ２　Ｎ　Ｏ　Ｃ　ＩＩ　十Ｈ　２　０　−　２　Ｈ　Ｎ
　Ｏ　２　＋　２　Ｈ　Ｃ　ｆｌ第２図は、縦軸にＮＯ
Ｘ除去率、横軸に洗浄液ｐＨ値をとり、ＮａＣ，１７０
を同量添加し、更にＮａＯＨでｐＨＦｌ節した時の、洗
浄液のｐＨとＮｏ、除去率との′関係を示す。この図は
、６０％以上のＮＯＸ除去率を達或するために、洗浄液
のｐＨを約６以下とする必要があることを示している。

従って、第一塔での洗浄液のｐＨは２〜６となるように
制御してＮＯＸの酸化をおこない、洗浄液中に吸収させ
ることが望ましい。

一方、排ガス中の水銀の形態は、その大部分が水溶性の
第二水銀（　Ｈ　ｇ　”）であるが、一部不溶性の金属
水銀（Ｈｇ０）が含まれており、加えられたＮａＣＪ７
０によって、第二水銀に酸化された洗ｉ′ｐ波中に吸収
される。

Ｈｇ＋ＮａＣｆＩＯ−ＨｇＯ＋ＮａＣＪ７ＨｇＯ＋２Ｈ
ＣｉＪロＨｇ　ＣＤ　２　＋　Ｈ２　０第３図は、洗浄
液のｐＨと水銀除去率との関係を示す。この図は、高効
率で水銀除去するためには、洗浄液のｐＨは、約６〜９
とする必要があることを示している。従って、水銀除去
に関して、第一塔２０である程度の水銀を洗浄液中に吸
収除去した後、第二塔４０における洗浄液のｐＨを約６
〜９に制御して、水銀の吸収除去をおこなうことが望ま
しい。

第二塔４０において、ＮａＣｆｉＯを供給することは、
水銀およびＮＯＸに対して、除去率を向上させる効果が
ある。しかし、排ガスの燃焼状態や、水銀とＮＯＸの濃
度によっては、第一塔２０で供給したＮａＣｊｌＯだけ
で十分な場合があり、必ずしも第二塔４０にＮａＣρＯ
を供給する必要はない。

また、第二塔出口には、デミスター４６を設置し、排ガ
スに同伴するミストを除去することが、水銀除去率を高
める上で非常に重要である。何故なら、後述するように
、第三塔において洗浄液は還元性雰囲気にあり、第二塔
４０から排出されたミスト中に含まれる水銀が還元され
、金属水銀となって再揮散し、排ガス中に戻り、水銀除
去率が低下するためである。生成したＣ，ｌＪ２ガスは
、第一塔２０と第二塔４０だけでは消費されず、第三塔
６０に導入される。このＣｌ２ガスを後工程に導入する
ことは、装置材質上好ましくない。従って、第三塔６０
においてＣＲ２と反応する還元剤（Ｎａ２Ｓｏ３等）を
添加し、残存するＣＩ？２を除去することが必要である
。この還元剤の添加量は、第三塔６０に導入される処理
ガス中に含まれる（１２に封して等量以上あればよい。

又、洗浄液のＯＲＰ　（酸化還元電位）を測定し、１０
０〜−２００ｍｖとなるように、還元剤の添加量を制御
してもよい。

ｔｊ．１図に示す装置を使用して、本発明方法を実施し
た。すなわち、ごみ焼却工場の電気集塵機出口の煙道よ
り、燃焼排ガスを分岐し、三塔で構成された洗浄装置に
導いた。ＮａＣｆＩＯの供給は、第一塔２０のみとし、
ＮａＯＨによって、第一塔２０及び第二塔４０の洗浄液
のｐＨをそれぞれ４．０．　７．５となるように制御し
た。さらに第三塔６０には、還元剤としてＮａ２Ｓｏ，
水溶液を加えた。

第４図は第一塔２０でのＮａＣＪ７０の添加量を変化さ
せたときの、第二塔４０での処理ガス中の塩素濃度と第
三塔６０での処理ガスの原ガスに対する水銀及びＮＯＸ
の除去率を示す。この図から、水銀除去に関しては、第
二塔処理ガス中のＣｐ　２　’ｔ農度を２０■／　Ｎ　
ｍ　’以上とすることにより、約９０％以上の水銀除去
ができた。一方、ＮＯＸに対しては、４０Ｃｌｎｇ／Ｎ
ｍ３とすることにより、８０％以上のＮＯＸを除去でき
た。

また、第二塔処理ガス中のＣＪ？２に対する、供給した
Ｎａ２Ｓｏ４のモル比と第三塔処理ガス中のＣρ２を第
５図に示す。その結果、モル比が１，０以上で、第三塔
の処理ガス中のＣｆｆ２濃度が２０　ｍｇ．／　Ｎ　ｍ
　３．９ｊ下となった。この図から、等モル以上の添加
が好適であることがわかる。

以上の結果から、上記実施例では、燃焼υトガス中の水
銀及びＮＯＸが高効率で除去できると共に、洗浄塔より
排出する塩素濃度を著しく低減できることがわかる。

実施例■ 上記実施例では、三塔構造の水銀及びＮＯＸ除去装置に
ついて述べたが、本発明方法は、構造の異なる他の装置
を用いても実施できる。例えば、第６図は一塔２００か
らなる除去装置を示す。この装置は、塔の下部に液溜２
０１を、またこの液溜２０ｌに連通した貯槽２０２が設
けてあり゜、洗浄液が抜出され、搭．下段又は搭中段に
設置したスプレー手段２０３．　２０４によって塔下部
または塔内の洗浄部２０５上に噴霧され、排ガスと接触
する。抜出された洗浄液のｐＨは検出計２０６．　２０
７で自動計測され、この検出値に基づいて貯槽２０２又
は液溜２０１のｐｌｌが所定の値となるように、ＨＣ，
１７供給ボンブ２０Ｂ又は２０９苛性ソーダ供給ポンプ
２０９が制御される。

各洗浄液スプレーラインには次亜塩素酸塩（例えばＮａ
Ｃ１０）が供給される。一方、貯槽２１０、冷却塔２１
ｌ１及び塔上段のスプレー手段２ｌ２、及びその下部に
ある果液部２１３を備えた洗浄液スプレーラインには、
塩素と反応する還元剤（例えば、亜硫酸ソーダＮａ２Ｓ
Ｏｉ）が供給される。上記スプレー手段２０４．　２１
２の上部にはデミスター２１４，２１５が設置されてお
り、ガスに伴って飛散するミストを除去している。

この装置を用いて本発明方法を実施するには、燃焼排ガ
スを予冷部２１６から導入し、ＮａＣρＯを含む洗浄液
で冷却する。この時、洗浄液中のＮａＣＩＯの、一部は
、上記ガスに同伴するＨＣρによって、酸分解を受け、
塩素ガスを発生する。

上記酸分解によって生成したＣＩＩ２は、排ガス中のＮ
ＯＸと反応し、洗浄液中に吸収される。一方、排ガス中
の水銀の形態は、その大部分が水溶性の第二水銀（　Ｈ
　ｇ　”）であるが、一部不溶性の金属水銀（Ｈｇ’）
が含まれており、加えられたＮａＣ［Ｏによって、第二
水銀に酸化された洗浄液中に吸収される。この処理後の
排ガスは、塔中段に上昇し、ここでも同様にスプレー手
段２０４から噴霧された洗浄液により、ＮＯＸと水銀が
吸収除去される。これらの処理で生成したＣｊｌｌ２ガ
スは、塔下段と塔中段だけでは消費されず、塔上段に導
入される。塔上段において、Ｃ１２と反応する還元剤を
添加し、残存するＣρ２を除去する。

実施例■ 第７図は、二塔３００．　３０１からなる除去装置を示
す。この装置は各塔の下部に液溜３０２，　３０３が設
けてあり、洗浄液が抜出され、各搭内部に設置したスプ
レー手段３０４．　３０５によって各塔内の洗浄部３０
８，　３０７上に噴霧され、排ガスと接触する。抜出さ
れた洗浄液のｐＨは夫々検出計３０８．　３０９で自動
計劃され、この値に基づいて液溜のｐＨが所定の値とな
るように、苛性ソーダ供給ポンプ３１０．　３１１が制
御される。各洗浄液スプレーラインには次亜塩素酸塩（
例えばＮａＣｆｆＯ）が供給される。一方、貯槽３ｌ２
、塔上段のスプレー手段３ｌ３、及びその下部にある果
液部３１４を備えた洗浄液スプレーラインには、塩素と
反応する還元剤（例えば、亜硫酸ソーダＮａ２ＳＯｉ）
が供給される。上記スプレー手段３０５，　３１３の上
部にはデミスター３ｌ５，３１Ｂが設置されており、ガ
スに伴って飛散するミストを除去している。

この装置を用いて本発明方法を実施するには、燃焼排ガ
スを第一の塔３００の頂部から導入し、ＮａＣＩＯを含
む洗浄液で冷却する。この時、洗浄液中のＮａＣＩＯの
一部は、上記ガスに同伴するＨＣｆｉによって、酸分解
を受け、塩素ガスを発生する。上記酸分解によって生成
したＣｆＩ２は、排ガス中のＮＯ．と反応し、洗浄液中
に吸収される。一方、排ガス中の水銀の形態は、その大
部分が水溶性の第二水銀（　Ｈ　ｇ　”）であるが、一
部不溶性の金属水銀（ＨｇＯ）が含まれており、加えら
れたＮａＣｊ７０によって、第二水銀に酸化された洗浄
液中に吸収される。さらに第一の塔３００で処理された
燃焼排ガス中のＮＯＸ及び水銀を第二の塔３０１の下段
に導入し、ここで上記と同様にＮＯＸ及び水銀の吸収処
理をおこなう。これらの処理で生成したＣｆｌ２ガスは
、第一の塔３００及び第二の塔３０１の下段だけでは消
費されず、第二の塔３０１の上段に導入される。塔上段
において、ＣｆＩ２と反応する還元剤を添加し、残存す
るｃｇ２を除去する。

実施例■ 第８図は、二塔４００．　４０１からなる除去装置を示
す。この装置は第一の塔４００の下部に液溜４０２が設
けてあり、この液溜４０２に連通して貯槽４０３が設け
てあり、洗浄液が抜出され、塔下部及び搭上部に設置し
たスプレー手段４０４．　４０５によって塔内に噴霧さ
れ、排ガスと接触する。貯冶４０３及び液溜４０２から
抜出された洗浄液のｐＨは、ｐＨ検出計４０６．　４０
７により自動計測され、この値に基づいて貯槽４０３又
は液溜４０２のｐＨが所定の値となるように、ＨＣρ供
給ボンブ４０８又は苛性ソーダ供給ポンブ４０９が制御
される。各洗浄液スプレーラインには貯槽４１０から次
亜塩素酸塩（たとえば、ＮａＣｉＪＯ）が供給される。

一方、第二の塔４０１は、下部に液溜４１１を設け、洗
浄岐が抜出され、スプレー手段４１２によって塔内に噴
霧され、排ガスと接触する。この洗浄液スプレーライン
には、塩素と反応する還元剤（例えば、亜硫酸ソーダＮ
ａ２ＳＯｉ）が供給される。上記スプレー手段４０５，
　４１２の上部にはデミスター４１３，　４１４が設置
されており、ガスに伴って飛散するミストを除去してい
る。　この装置を用いて本発明方法を実施するには、燃
焼排ガスを第一の塔下部から導入し、ＮａＣ，ｐｏを含
む洗浄液で冷却する。この時、洗浄液中のＮａＣρＯの
一部は、上記ガスに同伴するＩ　Ｃ　，Ｑによって、酸
分解を受け、塩素ガスを発生する。上記酸分解によって
生成したＣＬｌ２は、排ガス中のＮＯＸと反応し、洗浄
液中に吸収される。一方、排ガス中の水銀の形態は、そ
の大部分が水溶性の第二水銀（　Ｈ　ｇ　”）であるが
、一部不溶性の金属水銀（Ｈｇ０）が含まれており、加
えられたＮａＣ１ｌｏによって、第二水銀に酸化された
洗浄液中に吸収される。さらに第一の塔下部で処理され
た燃焼排ガス中のＮＯＸ及び水銀を第一の塔の上段で吸
収処理する。これらの処理で生成したＣＦ２ガスは、第
一の塔だけでは消費されず、第二の塔に導入される。第
二の塔において、ＣＦ２と反応する還元剤を添加し、残
存するＣＮ２を除去する。なお上記第６図乃至第８図を
用いた本発明方法の実施の説明では、各液溜、貯め内の
洗浄液のｐＨ値の制御、還元剤の添加量の制御について
とくに記載しなかったが、第１図の装置を用いた本発明
方法の実施について説明したのと同様の制御を行う。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、燃焼排ガスなど
のガス中に含まれるＮＯＸ及び水銀を確実に除去すると
共に、処理ガスに含まれる塩素を吸収して大気中に放出
することを阻止し、環境汚染を防止することができる顕
著な効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方広を実施する装置の一例を示す線図
、第２図は洗浄液のｐＨとＮＯＸ除去率との関係を示す
図、第３図は洗浄液のｐＨと水銀除去率との関係を示す
図、第４図は第一塔でのＮａＣｐＯの添加量を変化させ
たときの、第二塔での処理ガス中の塩素濃度と第三塔処
理ガスの原ガスに対する水銀及びＮＯＸの除去率を示す
図、第５園は第二塔処理ガス中のＣｌ）２に対する、供
給したＮａ　２　Ｓ　０　４のモル比と第三塔処理ガス
中のＣｇ２を示す図、第６図乃至第８図は夫々本発明方
法を実施する装置の他の例を示す線図である。１０・・・電気集塵機、２０・・・第一塔、２１・・・
液溜、２２・・・ポンプ、２３・・・スプレー手段、２
４・・・検出計、２５・・・苛性ソーダ供給ポンプ、４
０・・・第二塔、４１・・・液溜、４２・・・ボンブ、
４３・・・スプレー手段、４４・・・検出計、４５・・
・苛性ソーダ供給ポンプ、４Ｂ・・・デミスター、６ｏ
・・・第三塔、６ｌ・・・液溜、６２・・・ポンプ、Ｂ
３・・・スプレー手段、６６・・・デミスター、８０・
・・洗煙廃水貯搏、９０・・・貯槽、９１・・・ボンブ
、１００・・・貯槽、１０１・・・ポンプ、２００・・
・塔、２０１・・・液溜、２０２・・・貯搏、２０３，
２０４・・・スプレー手段、２０５・・・洗浄部、２０
８．２０７・・・検出計、２０８・・・塩酸供給ポンプ
、２０９・・・苛性ソーダ供給ポンプ、２１０・・・貯
槽、２１１・・・冷却塔、２’ｌ２・・・スプレー手段
、２１３・・・集液部、２１４．２１５・・・デミスタ
ー２１８・・・予冷部、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）次亜塩素酸塩を含有する洗浄液に、水銀及びＮＯ
＿Ｘを含有するガスを接触して、この洗浄液に水銀及び
ＮＯ＿Ｘを吸収除去せしめる工程と、ついで、上記ガス
を塩素と反応可能な還元剤を添加した洗浄液に接触させ
て、このガス中に含まれる塩素を除去する工程とを具備
した、ガス中の水銀及びＮＯ＿Ｘの除去方法。
（２）水銀及びＮＯ＿Ｘを吸収除去せしめる工程は、ｐ
Ｈ２〜６に調整された第一の洗浄液に水銀及びＮＯ＿Ｘ
を含有するガスを接触せしめる工程と、第一の洗浄液と
接触した後の上記ガスをｐＨ６〜９に調整された第二の
洗浄液と接触せしめる工程とを具備している請求項１に
記載のガス中の水銀及びＮＯ＿Ｘの除去方法。
（３）水銀及びＮＯ＿Ｘを吸収除去せしめる工程では、
洗浄液と接触した後のガス中に含まれる塩素の濃度が１
００〜１０００ｍｇＣｌ＿２／Ｎｍ＾３となるように、
上記洗浄液に添加する次亜塩素酸塩の添加量を制御して
いる請求項１に記載のガス中の水銀及びＮＯ＿Ｘの除去
方法。