JPS62197131A - 燃焼排ガス中の水銀除去方法 - Google Patents

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を除去する方法に関する。

〔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。

（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。

（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・・ロゲン化物等を担持し、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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

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。

（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。

（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。

（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。

本発明は従来の除去法における欠点を解消した排ガス中
の水銀及び水銀化合物の除去方法を提供せんとするもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、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て除去するために。

（１）有効な反応剤を水溶液もしくはスラリーで反応塔
へ噴霧する。

（２）反応塔内及び同反応塔の上流もしくは下流で更に
反応剤を粉末状で噴霧する。

（３）反応によって生じた排ガス中の硫化水銀粉末もし
くは水銀反応生成物を後段の電気束じん器によって効率
良く捕集除去する。

ことを特徴とするものである。

すなわち本発明は燃焼排ガス煙道に反応塔を設置し、こ
の反応塔を通過する１２０〜６００℃の水銀及び水銀化
合物を含有すＺ排ガス中に、１０〜３００メツシュに調
整された硫黄又は水不溶性硫黄化合物を１〜１５ｗｔ％
の水スラリーとしたもの、もしくは硫黄ゾル又は水溶性
硫黄化合物の１〜ｌ　５　ｗｔ％の水溶液を噴霧して排
ガス中から水銀及び水銀化合物を除去し、さらには反応
塔内および同反応塔の上流もしくは下流の排ガス中に上
記硫黄又は水溶性硫黄化合物を粉末として噴射し、前段
もしくは後段にて反応させて水銀除去率をさらに向上さ
せた後、後流側に電気束じん器を設けて排ガス中より燃
焼ばいじんと一緒に系外に排出することを特徴とする燃
焼排ガス中の水銀除去方法である。

〔作用〕

燃焼排ガス中の水銀及び水銀化合物は大半がガス状態で
存在するため電気束じん器での捕集が困難である。とこ
ろが、　Ｓ　、　ＦｅＳ　、　ＺｎＳ　、ＣａＳ。

ＣｕＳ並びに硫黄ゾル、チオ尿素、チオ硫酸塩。

ジチオカルバミン酸は水銀及び水銀化合物との親和性が
強く、反応（主に硫化水銀を生成）もしくは吸着作用に
よって、電気束じん器で捕集できる粉末のかたちに水銀
及び水銀化合物を固定できるので、電気束じん器での捕
集が可能となる。

本発明で使用する硫黄又は水不溶性硫黄化合物と、水銀
又は水銀化合物との反応は下記の通りである。

（１）水銀（Ｈｇ　） Ｓ十職→ＨｇＳ　（硫化物） 又は　＼　ＨｇＳ　＋Ｆｅ０ｘ（酸化物）又は　′″”
　ＨｇＳ　＋　ＺｎＯ 又は　＼ＨｇＳ　＋　ＣａＯ 又は　＼ＨｇＳ　＋ＣｕＯ 上記のようにＨｇ　は硫化水銀（ＨｇＳ）か、あるいは
硫黄化合物に吸着又は吸収されて粉体中に固定される。

（！１）水銀化合物（例えばＨｇＯでは）ＺｎＳ　＋　
ＨｇＯ−＋　ＨｇＳ　＋ＺｎＯＣａＳ　＋ＨｇＯ→Ｈｇ
Ｓ　＋　ＣａＯＣｕＳ　＋ＨｇＯ−＋　ＨｇＳ　＋Ｃｕ
０（Ｉｌｌ）水銀化合物（例えばＨｇＣ／＋　テハ）Ｓ
　十ＨｇＣｂ　−）　　ＨｇＳ　十Ｃｌ２ＦｅＳ　＋Ｈ
ｇＣ１＊　−＋　ＨｇＳ　＋　ＦｅＣ１ｘＺｎＳ　＋Ｈ
ｇＣ１ｔ　−＋　ＨｇＳ　＋ＺｎＣ１ｗＣａ５　＋　Ｈ
ｇＣｔｔ　→ＨｇＳ　＋ＣａＣｌ２ＣｕＳ　＋ＨｇＣ１
ａ　−＋　ＨｇＳ　＋ＣｕＣ１ｔ前記各種粉体のスラリ
ーと、水銀及び水銀化合物の反応は、気液吸収、液面反
応が中心となり、スラリー中の水分が蒸発した後は固気
反応が生ずる。従って反応を促進させるためには粉体の
表面積を大穴くする必要があＺ。この表面積を大きくす
るには粉体の粒子を極力小さくする必要があるので、そ
の大きさを１０〜３００メツシーとした。本発明では粉
体スラリーは反応塔へ噴霧して気流にのせる必要がある
ことから、実際には２００〜３００メツシュが好適であ
る。そしてスラリー濃度は１〜１５ｗｔ％とするのがよ
い。

又１本発明で使用する硫黄ゾル又は水溶性硫黄化合物と
の反応は下記の通りである。

（１ｖ）水銀（Ｈｇ） Ｓ（ゾル）十Ｈｇ　　−＋ＨｇＳ　（硫化物）（ＨａＮ
）＋＋Ｃ８＋　Ｈｇ−（ＨＱＮ）＋Ｃ５・・・Ｈｇ（吸
着又は吸収） （ＮＨ４）ＩＩｓＩＩＯ８＋Ｈｇ→（ＮＨ４）２Ｓ−α
・・・Ｈｇ　（同上）（ｖ）水銀化合物（例えばＨｇＣ
１ｘ　）Ｓ（ゾル）　＋ＨｇＣ１＊　→ＨｇＳ　＋　Ｃ
１ｔ（ＨａＮ）ｔｃｓ　＋ＨｇＣ１ｔ→（ＰｂＮ）−Ｃ
３・・・Ｈｇ　＋Ｃ１ｔ（ＮＨ４）ａＳｔＯａ　＋　Ｈ
ｇＣ１ｘ→（ＮＨ４）ａｓ２０ｇ・・・Ｈｇ　＋　Ｃ７
ａ上記硫黄ゾル又は水溶性硫黄化合物と、水銀又は水銀
化合物の反応は気液吸収、液−液反応で水分が蒸発した
後は固気反応が生ずる。硫黄ゾル又は水溶性硫黄化合物
は１〜ｌ　５　ｗｔ％濃度の水溶液として使用するのが
よい。

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、反応剤が濡れ現象を起し、
反応剤の固着・付着やノズルの閉塞現象が起るので、１
２０℃以上での操作が必要である。

また使用する反応剤は高温で熱分解を起すので、熱分解
温度以下での操作が必要である。

反応剤の使用温度の上限は４００℃であるが、本発明で
は、反応剤はスラリーもしくは水溶液で噴霧するので、
排ガス温度が低下するため、上限は６００℃である。

このことから、反応温度は１２０〜６００℃とした。好
適には３００〜４００℃である。

〔実施例〕

本発明の一実施態様を第１図に従って詳述する。

第１図において、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
反応塔、３は電気集じん器。

４は排気ファン、５は煙突、６は反応剤水溶液又はスラ
リータンク、７は供給ポンプ、８は噴霧用圧縮空気、９
は反応剤粉体供給設備、１ｏは捕集灰である。

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
む燃焼排ガスを、まず反応塔２へ通す。この反応塔２で
は、供給ポンプ７にて、反応剤水溶液又はスラリータン
ク６より送られる反応剤の水溶液又はスラリーを噴霧し
て、燃焼排ガスとの気液接触を図ると共に、水溶液又は
スラリーの蒸発を行なっている。燃焼排ガスと水溶液又
はスラリーが接触するとき、燃焼排ガス中の水銀及び水
銀化合物は、水銀反応剤と反応し、反応剤の側へ移行す
る。同時に水分の蒸発が進行して、反応剤は粉体として
残り、水銀を包含・固定した状態で燃焼排ガスの流れに
乗って、後流の電気集じん器３へと流れる。水分が蒸発
して粉体となった反応剤は未反応部が残っているので、
反応塔２を出て電気集じん器３に到るまでに更に、水銀
及び水銀化合物と反応する。

更に反応塔２の前方もしくは後方及び反応塔２内で同時
に粉体の反応剤を反応剤供給設備９より噴射する。第１
図では反応塔内、および反応塔の上流および下流の３箇
所で噴射しているが、少なくとも反応塔内及び反応塔の
上流又は下流の２箇所で噴射すればよい。

水銀を固定した反応剤と未反応の反応剤及び燃焼ばいじ
んはそれらの後流に位置する電気集じん器３で補集され
、捕集灰１０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。

反応剤として１０〜３００メツシュに調整したＳ　、　
ＦｅＳ　、　ＺｎＳ　、　ＣａＳ　、　ＣｕＳを１〜１
５ｗｔ％スラリーで反応塔へ噴霧することにより最高８
０係の水銀除去ができる。又、硫黄ゾル、チオ尿素、チ
オ硫酸塩、ジチオカルバミン酸の１〜１５ｗｔ％濃度の
水溶液で反応塔の噴霧することにより、上記と同程度の
水銀除去ができる。

スラリー及び水溶液噴霧によって排ガス温度が降下する
ので、排ガス条件によって噴霧氷量が制限されること、
並びにスラリー及び水溶液の貯蔵、輸送、噴霧ノズルの
取扱い（例えばノズル、配管の閉塞や、スケーリング防
止など）の点から、これらの反応剤の濃度は上記範囲に
するのがよい。

一方反応剤粉末（Ｓ　、　ＦｅＳ　、　ＺｎＳ　、　Ｃ
ａ５）を燃焼排ガス中に合計して０．１〜１０　ｇ／Ｎ
ｒｒ？を噴射することにより最高７０チの水銀除去がで
きる。

以上より、本発明は両者を兼用するので、総合的な水銀
除去率は最高９５％程度得られる。

〔発明の効果〕

（１）反応塔内で、燃焼排ガス中に水銀反応剤を水溶液
もしくはスラリーを噴霧することにより、反応剤と水銀
及び水銀化合物を反応させ、水銀をガス側から粉体側へ
固定し、燃焼排ガスから水銀及び水銀化合物を除去する
。

（２）可溶性の水銀化合物（例えばＨｇＣ１１１）　　
’ｌ多く含む排ガスを対象にするときには、吸着・反応
剤をスラリー又は水溶液の水銀化合物の吸収が著しいの
で、吸着・反応剤を粉体で供給する場合に比べ、吸着・
反応剤と水銀化合物の反応量が増大する。

（３）更に反応塔の前段もしくは後段及び反応塔内で粉
体反応剤を噴射して１反応を生じさせるので、高水銀除
去効率が得られる。高濃度水銀含有ガスに対して特に効
果がある。

（４）補集灰中の水銀は硫化水銀のかたちで固定される
ので、溶出は殆んどなく、セメント又はアスファルト固
化処理が有効となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様のフローを示す。 、：；水２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃焼排ガス煙道に反応塔を設置し、この反応塔を通過す
   る１２０〜６００℃の水銀及び水銀化合物を含有する排
   ガス中に、１０〜３００メッシュに調整された硫黄又は
   水不溶性硫黄化合物を１〜１５ｗｔ％の水スラリーとし
   たもの、もしくは硫黄ゾル又は水溶性硫黄化合物の１〜
   １５ｗｔ％の水溶液を噴霧して排ガス中から水銀及び水
   銀化合物を除去し、更に反応塔内及び同反応塔の上流も
   しくは下流の燃焼排ガス中に、上記硫黄又は水不溶性硫
   黄化合物を粉末として合計０．１〜１０ｇ／Ｎｍ＾２噴
   射して、これらの後流側に電気集じん器を設けて排ガス
   中より燃焼ばいじんと一緒に系外に排出することを特徴
   とする燃焼排ガス中の水銀除去方法。