JPS62210036A - 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、排ガス、特に廃棄物焼却炉から排出される排
ガス中の水銀の湿式除去方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来排ガス中の有害物質は、環境汚染の防止の観点から
法規制の対象となっている。廃棄物焼却炉から排出され
る排ガス中にも、有害物質として塩化水素（ＨＣｌ）、
二酸化硫黄（Ｓｏりが含まれているところから、乾式法
、半乾式法、湿式法によりこれら有害物質が除去されて
いた。

ところで、近年廃棄物焼却炉から排出される排ガス中に
、ＷＨＯ（世界保健機Ｍｌ）の環境ガイドラインである
０、０１５　ｑｌｒｒｌ　ＩＱ上の量の水銀が含まれて
いることが明らかになり１社会問題化している。

しかし、現有の排ガス中の有害ガス除去装置は、乾式、
半乾式、湿式のいずれの方法も除去の対象を主として塩
化水素＜ｎｃｔ）、二酸化硫黄（Ｓｏｔ）においている
ころから、水銀の除去は困難であり。

わずかに湿式法で微量の水銀が除去されるのみであった
。

他方、水銀除去手段として既知のものに、水銀法による
苛性ソーダ製造時に発生する水素ガス中の水銀を除去す
る技術がある。しかし、これらの技術は、電解摺の水銀
が水銀蒸気となって水素ガスに混入するか、あるいは水
素ガス発生時に水銀が同伴したものを対象としている。

即ち、金属水銀状で水素ガス中に存在するものを対象と
するものである。これに対して、廃棄物焼却炉において
は、雑多の塩素ガス、塩酸ガス等の塩素の発生要因があ
り、これが水銀と反応して排ガス中に塩化第二水銀の状
態で含まれている。したがって、既知の水銀法による苛
性ンーダ裂造時の水銀除去技術は適用できない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のように従来の廃棄物焼却炉の排ガスの除去方法は
、排ガス中の塩化水素（ＨＣｊ　）　、　　二酸化硫黄
（ＳＯｔ）を除去の対象としているので、水銀を除去す
ることができなかった。しかも従来、排ガスを洗浄液中
の水銀の形態について不明な点が多く、そのため洗浄の
条件が不明であるという問題があった。

本発明は、かかる問題を解決するためになされたもので
現存の廃棄物焼却プロセスはもとより、新たに建設する
廃棄物焼却プロセスデザインにも直ちに適用でき、さら
に実際上の装置の運転及び維持管理の面からも適正な範
囲で排ガス中の水銀を除去することを目的とするもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る排ガス中の水銀除去方法は、湿式法によ
る廃棄物焼却炉におけろ排ガス中の水銀除去において、
酸化剤な添加゛して洗浄液により排ガスを洗浄し、洗浄
液中の塩化第二水銀及び塩素と錯イオンを形成した水銀
が還元されなくなる場合の洗浄液中の塩素濃度、酸化剤
屓斐及び排ガス中の塩ｇ濃度を測定し、それらいずれか
１つ又は複数の測定値になるように酸化剤を洗浄液に添
加することにより水銀を安定な状態で洗浄液に：溶解さ
せて排出することを特徴とするものである。

〔作用〕

この発明においては、酸化剤を添加して洗浄液により排
ガスを洗浄するので、洗浄液に溶解した水銀は塩化第二
銀及び塩素と錯イオンを形成した水銀の形態で溶解した
状態を維持する。又酸化剤は必安最小限庫しか添加され
ないので、装置を腐食することがない。

〔実施例〕

排ガス中の塩化第二水銀は水への溶解度が０℃でＡ６ｊ
’７１００ｍ、１００℃テロ　１．３　Ｆ／１００ｍ１
−Ｑあるから、大量の水で塩化第二水銀を含む排ガスを
洗浄することが考えられる。しかし、焼却炉の排ガス中
には塩素や二酸化硫黄を含むため、アルカリ水溶液によ
る洗浄が必要であり、さらに塩化第二水銀除去のため排
ガスを大量の水で洗浄することは、多量の希釈されたア
ルカリ水溶液を処理する手段が必要となり、実際上困難
である。又多量の強力な酸化剤で塩化第二水銀を分解し
てイオン状の水銀状態にし、水の極性を利用してこれを
洗浄する方法がある。しかし強力な酸化剤の添加は装置
ｌｌ腐食させるので、かかる装置の腐食を伴う手段は装
置の運転及び維持管理の面から好ましくない。そこで本
発明の発明者等は、現存の一般的な廃棄物焼却プロセス
における有害ガス除去装置の操作条件に適用しうる範囲
で、本発明を成立させた。

ところで現存の洗煙装置は、スプレー塔、段塔等の洗浄
塔で構成され、排ガスとアルカリ水溶液の洗浄液を接触
させ、排ガス中の塩素、塩酸及び二酸化硫黄等の有害物
とアルカリを反応させて塩にし、塔の底部より抜き出す
手段な採っている。

その際、塩化第二水銀はその溶解度が著しく犬ぎいとこ
ろから、洗浄液中に完全に溶解し、しかも塩化第二水銀
は単塩のままでは不安定であるが塩化アンモニウム（Ｎ
Ｈ，ｃｔ　）％塩化ナトリウム（ＮａＣ１）等の可溶性
塩化物が共存すると錯塩を形成し安定となるため、洗浄
液中で安定した塩化第二水銀の状態で存在するも考えら
れていた。これは、洗浄後の洗浄液には塩化す）　＋３
ウム（ＮａＣ１）　。

硫酸ナトリウム（Ｎａ、　Ｓｏ、　）等の種々の塩が１
０〜１５％を共存し、塩化第二水銀と錯塩な形成する可
溶性塩化物の塩も共存しているからである。

ところが１発明者等の研究によると、排ガスの塩化第二
水銀は洗浄液中で塩化第二水銀として溶解すると共に、
塩素と錯イオンを形成した水銀になっていることが明ら
かになった。しかもそれらは直ちに洗浄液中等の種々の
還元性物質１例えば二酸化硫黄（Ｓｏｗ　）　　等によ
り容易に還元されて、水に殆ど溶解性の無い金属水銀と
なり、洗浄液中より大気に揮散することが明らかとなっ
た。

そこで本発明者等は、装置の腐食を防止して。

洗浄液中の還元性物質を酸化して塩化第二水銀及び塩素
と錯イオンを形成した水銀の還元を防止し。

洗浄液に溶解させて排出する本発明を完成した。

第１図は本発明が適用される洗煙装置を含む廃棄物焼却
プロセスのブロック図である。廃棄物は焼却炉（１）に
投入して９００℃〜１２００℃で焼却され、その際排出
する排ガスは排ガス冷却装置（２）で約３００℃程度に
冷却される。ついで電気集塵器（３）で塵を除去したの
ち洗煙装置（４）の下部から導入され、向流式にスプレ
ー塔１段塔、充填塔で苛性ンーダ等のアルカリ水溶液と
接触させ、排ガス中の塩素、塩酸、二酸化硫黄等の有害
物質をアルカリと反応させて塩化ナトリワム（ＮａＣ１
）　、硫酸ナトリウム（Ｎａ、　ＳＯ，）等の塩にして
除去する。一方、焼却炉から発生する水銀は、焼却炉発
生ガス特有の塩素及び塩酸等の併存によりほとんどが塩
化第二水＠　（ＨｇＣ１２）　　となって洗煙装置（４
）でアルカリ水溶液の洗浄液と接触する。なお、アルカ
リ水溶液は通常２０％の苛性ンーダ溶液を添加し。

弱アルカリ性のものが使用される。

本発明は、このような現存の洗煙装置（４）の洗浄塔の
条件下で、洗浄液中の塩化第二水銀及び塩素と錯イオン
を形成した水銀を還元する還元物質を酸化丁も。そして
還元物質を酸化するには、洗浄液中に存在する還元物質
のみを酸化し、過剰量の酸化剤の添加により洗煙装置を
腐食しないようにする。そのため、洗浄液中の還元物質
の量を測定して、還元物質の量に対応する酸化剤の量を
制御して洗浄液に添加する。その方法として、洗浄液中
で還元剤として働く亜硫酸塩等の還元物質を直接検出す
ることも考えられるが、亜硫酸塩を直接検出することは
、共存するガス成分の影響を受は易く、また焼却炉ごと
に排ガス成分の濃度決定が困難なため実際的ではない。

また還元物質は亜硫酸塩等の硫黄酸化物以外にも存在し
、直接、塩化第二水銀の還元を抑制するに必要なだけの
酸化剤を添加するに必焚な指針として使用し得ないこと
が明らかである。

さらに１本発明の発明者等が、洗浄液に酸化剤として次
亜塩素酸塩を添加した洗浄液で洗浄した後の排ガス中の
塩素濃度をｙＡ査すると、排ガス中の塩素濃度と洗浄液
中の還元物質、酸化物質および塩素濃度の量的関係は第
２図に示すような一定の関係を維持して変化することが
明らかとなった。

第２図において、　（Ａ）、　（Ｂ）は同じ洗浄液、（
Ｃ）は排ガスを示す。酸化剤を添加した洗浄液（Ａ）、
　（Ｂ）で排ガス（Ｑを洗浄すると、洗浄Ｉ（Ａ）、　
（Ｂｌ中の酸化剤濃度、還元物質濃度及び塩素濃度と排
ガス（Ｃ）中の塩素濃度が定量的な比例関係で変化する
。各廃棄物焼却炉の廃棄物はそれぞれ異なるため、排ガ
ス中の成分濃度も変化するが、各地域の廃棄物焼却炉の
排ガスの成分を長期に分析した結果では、所定の地域の
廃棄物焼却炉の排ガス成分は変動は小さい。

したがって、排ガスを酸化剤として次亜塩素酸塩を添加
した洗浄液で洗浄する場合、洗浄液中の還元物質、酸化
剤及び塩素の量を洗浄後の排ガス中の塩素濃度のそれぞ
れの変化をあらかじめ測定して一定の関係を第２図のよ
うに定量的にデータ化し、μ後、洗浄液又は洗浄後の排
ガスの塩素濃度を連続的に測定し、洗浄液中の塩化第二
水銀及び塩素と錯イオンを形成した水銀が酸化剤の添加
により還元されなくなった場合の洗浄液中の塩素濃度又
は洗浄後の排ガス中の塩素濃度に基づいて酸化剤の添加
量を制御するようにする。

この発明に適用される酸化剤はアルカリ水溶液。

水、酸性水溶液等の洗浄液中で酸素を放出するものを使
用する。なお、洗浄液中で酸化剤は１分解して酸素と所
定のイオンを生じ、電子の授受を伴うことから、洗浄液
中に共存する塩、イオン等との反応を考慮する必要があ
る。その点から次亜塩素酸塩、過酸化水素の使用が好ま
しい。次亜塩素酸塩は次亜塩素酸（ＨＣＩＯ）の塩で種
々のものが使用可能であるがを扱い上医亜塩素酸ソーダ
が好適である。

特に過酸化水素は、分解に際して腐食性ガスの発生が無
いので、耐食性の無い材質の洗浄塔では好ましい。

なお、次亜塩素酸塩はアルカリ性では次式の如く、 ２ｃｔｏ−→２Ｃｌ　−＋　Ｏ！　　　　　　・・・・
・・（１）過酸化水素は次式の如く。

Ｈ，Ｏ，→ｌ／２０．　＋　Ｈ，Ｏ・・・・・・（２）
酸素を生じ、還元物質を酸化し、塩化第二水銀及び塩素
と錯イオンを形成した水銀の還元を抑制する。

次亜塩素酸塩、過酸化水素は単体の状態で洗浄、　　液
に添加してもよいが、覗扱い上水溶液の状態のものを添
加することが好ましい。

また、本発明に適用される洗煙装置は回分式。

連続式のものいずれも使用し５るが、実装置では操作上
の便宜から連続式のものが好ましい。連続式の洗煙装置
としては、気−液を連続的に接触させる装置であればい
ずれも使用しうるが、特にスプレ塔、段塔が望ましい。

酸化剤を添加する場所は、塔内下部に滞留する洗浄液中
、あるいは塔内の他の適当な箇所でもよ（、又洗浄液を
一旦洗浄塔から抜き出して別のタンクに貯め、そこで添
加してもよい。また洗浄液はアルカリ水溶液であると排
ガス中の塩酸等を洗浄することができるので適している
が、中性、酸性でもよい。

〔実験例〕

第６図は本発明の実験に用いた装置の概略の説明図であ
る。図において、（７）は電気集塵器の排ガス出口であ
り、（８）は出口（７）に連結した実験用の排ガス採つ
用の管である。（９）は洗浄装置に入る前の排ガスを分
析するためのサンプリング箇所を示す。

ＣＩｑは実験用の洗浄装置である有効容１ｉＴｔのガラ
ス製の容器、αηに容器αｑに貯められている洗浄液で
、実際の廃棄物焼却プロセスの有害ガス除去装置の洗浄
塔に使用されているものを抜出したものである。（６）
は容器に吹付けたバルブで、随時洗浄液中のＣＯＤ値塩
素濃度及び酸化剤濃度を測定するためにサンプリングす
るためのものである。αＪは温度制御装置で、洗浄液の
温度を実装置と同様の温度に維持するためのものである
。

α◆は散気ボールで、管（８）に連結され、排ガスが分
散して洗浄液αυに吹き込まれる。（至）は酸化還元電
位測定装置αＱの電極で、本実験では塩化銀（ＡｇＣｔ
）と白金（ｐｔ）の複合電極を用いた。

（ロ）は次亜塩素酸ンーダの水゛溶液（又は他の酸化剤
）を入れた容器で、次亜塩素酸ンーダの水溶液はポンプ
に）により、洗浄液αυに添加される。（２）は洗浄液
αルで洗浄された排ガスの排出用の管であり、容器（１
）の中を循環した後排出するようになっている。

管（６）の端部には洗浄後の排ガスを分析するサンプリ
ング器Ｑ■が吹付ゆられており、また容器員の中には排
ガスによる装置の材料の腐食実験を行なうためのＳＳ材
及びＳＵＳ材のテストピースが吊り下げられている。

このように構成された実験装置で容器ａｑ中に従来の実
装置から暖出した濃度的１０％の塩（Ｎ　ａ　Ｃｔ　、
　Ｎａｔ８０４等〕を含む水溶液である洗浄液を入れ、
排ガスを約１１／分の速度で洗浄液に吹込んで洗浄する
。そして、あらかじめ第２図のようにデータ化し、洗浄
液の塩化第二水銀及び塩素と錯イオンを形成した水銀が
還元されなくなる場合の洗浄液の酸化剤濃度、塩素濃度
及び洗浄後の排ガスの塩素褐変を求めておぎ、それらの
濃度になるように次亜塩素酸ンーダ又は過酸化水素を洗
浄液に手動で制御しながら連続的に添加した。実験の１
回の連続運転時間を６時間とし、又、容器四中のテスト
ピースの暴露延時間を６０分ごとに目視により判定した
。

排ガス中の水銀の除去率は、洗浄液ａυで洗浄する前後
の排ガスの水銀の濃度を測定し、その比率から求めた。

また塩素は出口排ガス（ハ）をＪＩＳＫ０１０６の方法
で測定した。

実験の結果、排ガス中の水銀は８１〜９０％の高収率で
除去され、しかもテストピースはわずかに腐食するか、
はとんど腐食が認められない程度であった。

〔発明の効果〕

μ上説明したように、本発明は洗浄液中の塩素濃度、酸
化剤濃度、排ガス中の塩素濃度のいずれか１つ又、複数
の測定値によって酸化剤の添加量を制御することにより
、新設は勿論現存の廃棄物焼却プロセスの有害ガス除去
装置中の洗浄装置にも適用することができ、容易かつ闇
単に排ガス中の塩水銀を除去することができるつ又塩化
第二水銀を洗浄装置で洗浄液中に溶解させるため、洗浄
液の処理工程も容易となり、排ガスから大気中に水銀が
揮散しないため公害防止に役立つ効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は廃棄物焼却プロセスのブロック図、第２図は洗
浄液と排ガスの塩素濃度等の関係を示す線図、第３図は
本発明の実験装置の概略説明図である。 図において、（１）は焼却炉、（２）は冷却装置、（３
］は電気集塵器、（４）は洗煙装置である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 湿式法による廃棄物焼却炉における排ガス中の水銀除去
   において、酸化剤を添加して洗浄液により排ガスを洗浄
   し、洗浄液中の塩化第二水銀及び塩素と錯イオンを形成
   した水銀が還元されなくなる場合の洗浄液中の塩素濃度
   、酸化剤濃度及び排ガス中の塩素濃度を測定し、それら
   いずれか１つ又は複数の測定値になるように酸化剤を洗
   浄液に添加することにより、水銀を安定な状態で洗浄液
   に溶解させて排出することを特徴とする排ガス中の水銀
   除去方法。