KR20220041208A

KR20220041208A - 배기 가스의 처리 방법 및 처리 설비

Info

Publication number: KR20220041208A
Application number: KR1020227007431A
Authority: KR
Inventors: 료타 무라이; 고로 오쿠야마; 슌스케 오우라; 스케 오우라; 레오 후지무라; 도모미치 나카무라; 신이치 스에지마
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2019-09-11
Filing date: 2020-08-13
Publication date: 2022-03-31
Also published as: JP7192722B2; JP2021041343A; US20220323898A1; WO2021049246A1; EP4011485A1; EP4011485A4; CN114423509A

Abstract

배기 가스에 포함되는 수은을 효율적 또한 저렴하게 분리 제거할 수 있는 배기 가스의 처리 방법을 제공한다. 금속 증기상의 수은을 포함하는 배기 가스를, 살수 등에 따라 바람직하게는 평균 냉각 속도 4.5 ∼ 18.0 ℃/초로 냉각시키고, 배기 가스 중의 수은을 금속 증기상으로부터 금속 액체상으로 응집시킴으로써, 배기 가스로부터 수은을 분리 제거한다. 배기 가스를 살수에 의해 냉각시켰을 경우, 살수한 물을 회수하여 금속 액체상으로 응집한 수은을 포함하는 고형분과 분리수로 분리하고, 고형분으로부터 수은을 회수한다. 금속 액체상으로 응집한 금속 수은 입자는, 동시에 냉각수에 포집된 배기 가스 중의 더스트에 부착하는 등 하여 냉각수에 분산된 상태가 되므로, 적당한 분리 장치에 의해 용이하게 분리 회수할 수 있다.

Description

배기 가스의 처리 방법 및 처리 설비

본 발명은, 금속 증기상의 수은을 포함하는 배기 가스로부터 수은을 분리 제거하기 위한 배기 가스의 처리 방법 및 처리 설비에 관한 것이다.

소각로에서 소각되는 물질이나 각종 열처리로에서 처리되는 물질에는, 미량의 수은이 포함되는 경우가 있다. 수은은 그 비점이 357 ℃ 이기 때문에, 미량의 수은을 포함하는 물질이 소각로에서 소각되거나, 열처리로에서 열처리되거나 하면, 수은은 용이하게 금속 증기가 되어 배기 가스 중에 동반된다. 이 금속 증기상의 수은을 포함하는 배기 가스로부터 수은을 분리 제거하는 것은, 환경보전상 중요한 일이다.

종래, 배기 가스에 포함되는 수은을 제거하는 방법에 대해서 몇 가지 제안이 이루어져 있으며, 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 수은을 포함하는 배기 가스 중에 활성탄을 불어넣고, 수은을 흡착 제거하는 방법이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 2 에는, 염화 수은이 물에 녹기 쉬운 점을 이용하여, 수은을 포함하는 배기 가스에 염화수소로 대표되는 수은 염소화제를 불어넣고, 염화 수은을 액상으로 이행시켜 분리 회수하는 방법이 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 평8-308817호 일본 공개특허공보 평10-230137호

우라베 외 1 명, 「쓰레기 연소 가스 중의 수은 형태에 관한 열 역학적 고찰」, 폐기물 학회 논문지, 1990년, Vol. 1, No. 1, pp. 10 - 18

그러나, 특허문헌 1 의 방법은, 확실히 배기 가스로부터 수은을 분리 제거할 수 있지만, 흡착제로서 활성탄을 사용하기 때문에 처리 비용이 높다는 문제가 있다. 또, 특허문헌 2 의 방법은, 배기 가스로부터의 수은 제거라고 하는 목적은 달성 가능하지만, 후단에서 물처리 장치에 의한 물처리가 필요하고, 그것을 위한 설비가 필요하기 때문에 경제성에 문제가 있다. 또, 일반적으로 염소화제는 부식성 물질이기 때문에 배기 가스관에 대한 영향을 피할 수 없어, 배기 가스관의 메인터넌스나 교환의 횟수가 증가하기 때문에, 이러한 면에서도 경제성에 문제가 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 이상과 같은 종래 기술의 과제를 해결하고, 배기 가스에 포함되는 수은을 효율적 또한 저렴하게 분리 제거하고, 이것을 회수할 수 있는 배기 가스의 처리 방법 및 처리 설비를 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토한 결과, 금속 증기상의 수은을 포함하는 배기 가스를 살수 등에 의해 냉각시키고, 배기 가스에 포함되는 수은을 금속 증기상으로부터 금속 액체상으로 응집시킴으로써, 흡착제를 사용하지 않고 배기 가스에 포함되는 수은을 효율적으로 분리 제거하고, 이것을 회수할 수 있는 것을 알아내었다.

본 발명은, 이와 같은 지견에 기초하여 이루어진 것으로, 이하를 요지로 하는 것이다.

[1] 금속 증기상의 수은을 포함하는 배기 가스를 냉각시키고, 상기 배기 가스 중의 수은을 금속 증기상으로부터 금속 액체상으로 응집시킴으로써, 상기 배기 가스로부터 상기 수은을 분리 제거하는 것을 특징으로 하는 배기 가스의 처리 방법.

[2] 상기 [1] 의 처리 방법에 있어서, 상기 냉각에서는, 상기 배기 가스의 평균 냉각 속도를 4.5 ∼ 18.0 ℃/초로 하는 것을 특징으로 하는 배기 가스의 처리 방법.

[3] 상기 [1] 또는 [2] 의 처리 방법에 있어서, 상기 배기 가스에 살수함으로써 상기 냉각을 실시하는 것을 특징으로 하는 배기 가스의 처리 방법.

[4] 상기 [3] 의 처리 방법에 있어서, 상기 배기 가스에 살수한 물을 회수하여, 금속 액체상으로 응집한 상기 수은을 포함하는 고형분과 분리수로 분리하고, 상기 고형분으로부터 상기 수은을 회수하는 것을 특징으로 하는 배기 가스의 처리 방법.

[5] 금속 증기상의 수은을 포함하는 배기 가스를 냉각시키고, 상기 배기 가스 중의 수은을 금속 증기상으로부터 금속 액체상으로 응집시키는 배기 가스 냉각 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 배기 가스의 처리 설비.

[6] 상기 [5] 의 처리 설비에 있어서, 상기 배기 가스 냉각 장치는, 상기 배기 가스에 살수함으로써 상기 냉각을 실시하는 살수식 냉각 장치인 것을 특징으로 하는 배기 가스의 처리 설비.

[7] 상기 [6] 의 처리 설비에 있어서, 상기 살수식 냉각 장치로 살수된 물을 회수하여, 금속 액체상으로 응집한 상기 수은을 포함하는 고형분과 분리수로 분리하고, 상기 고형분으로부터 상기 수은을 회수하는 고액 분리 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 배기 가스의 처리 설비.

본 발명에 의하면, 흡착제를 사용하지 않고, 금속 증기상의 수은을 포함하는 배기 가스로부터 수은을 효율적 또한 저렴하게 분리 제거하고, 이것을 회수할 수 있다. 게다가, 수은이 금속 수은의 액체로서 배기 가스로부터 분리되므로, 비교적 간이한 수단으로 수은을 회수할 수 있고, 이러함 점에서도 경제적인 처리 방법이라고 할 수 있다.

도 1 은, 배기 가스의 냉각 속도와 탈수은율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 2 는, 본 발명법의 일 실시형태를 모식적으로 나타내는 설명도이다.

본 발명의 배기 가스의 처리 방법은, 금속 증기상의 수은을 포함하는 배기 가스를 급속 냉각시키고, 배기 가스 중의 수은을 금속 증기상으로부터 금속 액체상으로 응집시킴으로써, 배기 가스로부터 수은을 분리 제거하는 것이다.

배기 가스를 급속 냉각시키는 방법에 특별한 제한은 없지만, 배기 가스에 살수하는 방법이 간편하고 또한 경제적이므로, 이하, 살수로 냉각시키는 경우를 예로 설명한다.

본 발명에서는, 배기 가스를 살수로 냉각시킴으로써, 수은을 냉각수로 이행시키는 일 없이 (즉, 염화 수은으로서 냉각수에 용해시키는 일 없이) 금속 액체상으로 응집시킬 수 있고, 이와 같이 금속 액체상으로 응집한 금속 수은 입자는, 동시에 냉각수에 포집된 배기 가스 중의 더스트에 부착하는 등 하여 냉각수에 분산된 상태로 되므로 (슬러리상으로 된다), 적당한 분리 장치에 의해 용이하게 분리 회수할 수 있다.

배기 가스 중의 수은의 반응에 대해서는 몇 가지 연구 보고가 있는데, 예를 들어, 비특허문헌 1 에 있는 바와 같이, 고온에서는 금속 수은이 안정적이고, 저온에서는 염소 등이 존재하면 염화 수은이 안정적이라는 지견이 있다.

수은과 염소 (염화수소) 의 반응은, 하기 (1) 식로 나타내어진다.

Hg ＋ HCl ＋ 1/2O₂ ⇔ HgCl₂ ＋ H₂O … (1)

일반적으로 수은과 비교하여 염소는 윤택하게 존재하고, 저온에서는 용이하게 반응하여 염화 수은이 되는 것으로 추정되지만, 특허문헌 2 에 나타내는 방법에서는, 수은의 회수율을 향상시키기 위해서, 혹은, 특히 고농도의 수은을 포함하는 배기 가스의 처리에 있어서 수은을 적극적으로 수용성의 염화 수은상으로 변환하기 위해서, 염화제를 첨가하는 것으로 추정된다.

그런데, 비특허문헌 1 에 있는 바와 같이, 고온에서는 상기 (1) 식의 반응 중의 순방향의 반응은 일어나기 어렵다. 따라서, 고온의 배기 가스 (수은은 금속 증기상으로 존재) 를 물로 급속 냉각시킴으로써 저온의 배기 가스 (수은은 금속 액체상으로 존재) 로 하면, 동시에 물에 포집된 배기 가스 중의 더스트와 액체의 수은이 분산된, 이른바 슬러리상으로 회수하는 것이 가능하다. 금속 수은의 액체는 물에 녹지 않기 때문에, 슬러리 중에만 수은을 존재시킬 수 있다. 상온의 수은은 액체이지만, 물에 포집된 더스트에 부착하거나 혹은 단독 입자상으로도 고체에 가까운 거동을 나타내기 때문에, 수은이 농화한 더스트 슬러리는, 적당한 분리 장치를 사용함으로써 물과 수은이 농화한 더스트로 용이하게 분리할 수 있다.

본 발명자들은, 금속 증기상의 수은을 냉각시킬 때에, 염화 수은을 생성시키는 일 없이 금속 수은의 액체로서 회수하기 위해서 필요한 냉각 조건에 대해서 검토를 실시하였다. 일반적으로 고온의 배기 가스를 냉각시키기 위해서는 살수식 냉각 장치가 사용된다. 살수식 냉각 장치에 있어서의 배기 가스의 냉각 속도를 여러 가지 변경하여 배기 가스 중의 수은 형태나 수용성의 수은의 분석을 실시한 바, 배기 가스 중의 수은을 금속 수은의 액체로서 회수하려면 급속 냉각시키는 것이 유효한 것을 알 수 있었다. 또, 급속 냉각의 냉각 속도 (평균 냉각 속도) 로는 4.5 ∼ 18.0 ℃/초가 바람직하고, 이 냉각 속도로 배기 가스를 냉각시킴으로써 배기 가스 중의 수은을 금속 수은의 액체로서 확실하게 분리 제거할 수 있고, 게다가 경제적으로 실시할 수 있는 (살수식 냉각 장치를 운전할 수 있다) 것을 알 수 있었다.

도 1 은, 배기 가스를 살수식 냉각 장치로 냉각시키고, 배기 가스의 평균 냉각 속도와 탈수은율의 관계를 조사한 결과를 나타낸 것이다.

여기서, 배기 가스의 평균 냉각 속도는, 살수식 냉각 장치 입측과 출측의 배기 가스 온도차를 살수식 냉각 장치 내에서의 배기 가스의 체류 시간 (장치 용적 (㎥) 을 배기 가스 유량 (㎥/초) 으로 나눈 값) 으로 나눈 값이며, 예를 들어, 배기 가스 유량이 50 ㎥/초이고 살수식 냉각 장치 (장치 용적 1000 ㎥) 의 입측·출측 간의 배기 가스 온도차가 200 ℃ 인 경우, 평균 냉각 속도 10 ℃/초로 계산된다.

또, 탈수은율은 배기 가스 중에 포함되는 전체 수은량과 살수식 냉각 장치로 슬러리로 이행한 수은량을 각각 측정하고, 하기 (2) 식으로 산출하였다.

탈수은율 = 100 × Hg-dust / Hg-gas … (2)

Hg-gas : 배기 가스 중에 포함되는 전체 수은량 (g/hr)

Hg-dust : 살수식 냉각 장치에서 슬러리로 이행한 수은량 (g/hr)

배기 가스 중에 포함되는 전체 수은량은, 예를 들어, 배기 가스 발생원에 가깝고 가스 온도가 수은의 비점을 초과하는 수 백 ℃ 이상의 온도역에서 배기 가스를 샘플링 하고, 그 배기 가스의 수은 함유량을 분석한 결과로부터 산출해도 되고, 살수식 냉각 장치에서 슬러리로 이행한 수은량과, 살수식 냉각 장치의 하류측에서 샘플링 된 배기 가스 중에 잔류하는 수은량을 각각 분석에 의해 구하고, 그것들을 모두 더한 값을 사용해도 된다. 후술하는 실시예에서는 전자의 방법으로 산출하였다.

배기 가스 중의 수은량 (g/hr) 은, 배기 가스 중의 수은 농도를 JIS K0222 의 습식 흡수-환원 기화 원자 흡광 분광법에 의해 정량 (g/㎥) 하고, 배기 가스 유량 (㎥/hr) 과의 곱으로부터 산출한다. 또, 살수식 냉각 장치에서 슬러리로 이행한 수은량 (g/hr) 은, 슬러리 중의 수은 농도를 환수대수발 제120725002호 「저질 조사 방법」 에 준거하여 정량 (g/㎏-고형분) 하고, 고형분의 발생량 (㎏/hr) 과의 곱으로부터 산출한다.

배기 가스 중의 수은을 금속 수은의 액체로 하여 제거하는 것을 고려하면, 도 1 의 탈수은율은 100 mass% 가 되는 것이 바람직하다. 여기서, 평균 냉각 속도가 작은 동안은 탈수은율은 작은 값을 나타낸다. 이것은 가스의 냉각 효과가 작고, 상기 (1) 식에 따른 바의 수용성의 염화 수은이 생성되고, 냉각수 (슬러리를 구성하는 물) 로 수은이 이행 (수용 (水溶)) 했기 때문이다. 평균 냉각 속도가 작은 영역에서는 평균 냉각 속도 (수량비) 의 증대와 함께 탈수은율도 상승하는 경향이 있어, 냉각 속도 4.5 ℃/초로 거의 탈수은율 100 mass% 가 되고, 이후도 거의 탈수은율 100 mass% 로 추이하고 있다. 이것은, 평균 냉각 속도 4.5 ℃/초 이상으로 배기 가스의 냉각이 충분히 실시된 결과, 염화 수은의 생성이 억제되고, 금속 수은의 액체가 생성된 것으로 추정된다. 실제, 본 발명자들에 의해, 슬러리 중의 고형분으로 배기 가스의 수은이 거의 이행하여, 슬러리의 액체 성분에 수은이 거의 존재하지 않는 것이 분석으로 확인되어 있다. 단, 냉각 속도를 더욱 증대시키려면, 송수관의 대경화나 펌프 동력의 증가가 필요하게 되어, 경제성이 저하되므로, 평균 냉각 속도의 상한은 실용상 18.0 ℃/초 정도가 된다. 이 때문에 본 발명에서는, 배기 가스의 평균 냉각 속도는 4.5 ∼ 18.0 ℃/초로 하는 것이 바람직하다.

배기 가스를 급속 냉각시키기 위한 살수식 냉각 장치의 형식에 특별히 제약은 없지만, 통상적으로, 배기 가스가 통과하는 장치 내의 공간에 상방으로부터 냉각수를 샤워상으로 살수하는 1 개 이상의 살수 노즐을 구비한 장치가 사용된다. 또, 이 살수식 냉각 장치에서는, 통상적으로, 배기 가스 중의 더스트도 냉각수에 포집되어 배기 가스로부터 제거된다.

본 발명법에 의해 처리되는 금속 증기상의 수은을 포함하는 배기 가스의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 도시 쓰레기나 산업 폐기물 등의 소각로로부터 배출되는 배기 가스나, 각종 열처리로나 보일러 등의 고온 프로세스로부터 발생하는 배기 가스 일반 (예를 들어, 광물의 열처리 시에 발생하는 배기 가스, 보일러 배기 가스 등) 을 대상으로 할 수 있다.

도 2 는, 본 발명법의 일 실시형태를 모식적으로 나타내는 것이며, 본 발명을 스토커식의 도시 쓰레기 소각로에서 발생한 소각로 배기 가스의 처리에 적용한 경우를 나타내고 있다.

도면에 있어서, 1 은 스토커식의 도시 쓰레기 소각로, 2 는 도시 쓰레기 소각로 (1) 로부터 배출된 고온의 배기 가스 (8) (금속 증기상의 수은을 함유하는 배기 가스) 로부터 열 회수를 실시하는 보일러, 3 은 이 보일러 (2) 를 거친 배기 가스 (8) 를 급속 냉각시켜 배기 가스 중의 수은을 금속 액체상의 수은으로 응집시키고, 배기 가스로부터 분리하는 배기 가스 냉각 장치이며, 본 실시형태에서는 살수식 냉각 장치로 구성되어 있다. 또, 4 는 이 배기 가스 냉각 장치 (3) (살수식 냉각 장치) 에서 발생한 슬러리 (살수된 냉각수 ＋ 금속 액체상으로 응집한 수은 ＋ 포집된 더스트) 를 고액 분리하는 고액 분리 장치이다.

상기 도시 쓰레기 소각로 (1) 는, 건조용 화격자 (火格子) (5a) 와 연소용 화격자 (5b) 로 이루어지는 2 련식의 화격자를 구비하고, 화격자 (5a) 에는 그 하방으로부터 건조용 공기 (6a) 가, 화격자 (5b) 에는 그 하방으로부터 연소용 공기 (6b) 가 각각 공급된다. 일반적으로 화격자는 복수 설치되고, 쓰레기를 충분히 건조·연소시키기 위해서 3 련식 이상으로 하는 경우도 있다. 도시 쓰레기 소각로 (1) 내에는 공급 장치 (7) 로부터 도시 쓰레기 (시중에서 수집된 쓰레기) 가 투입되고, 이 투입된 도시 쓰레기는 화격자 (5a) 상에서 건조된 후, 화격자 (5b) 상에서 연소한다. 연소 후의 회분 (灰分) (16) 은 필요에 따라 도시 쓰레기 소각로 (1) 로부터 취출되어, 매립 처분 등 된다.

상기 배기 가스 냉각 장치 (3) 는, 배기 가스가 통과하는 장치 내의 공간의 상방에 살수 노즐 (9a, 9b) 을 갖고 있다. 이 살수 노즐 (9) 의 설치 수는 임의이며, 1 기 또는 2 기 이상 설치된다. 도시 쓰레기 소각로 (1) 에서 발생한 고온의 배기 가스 (8) (금속 증기상의 수은을 포함하는 배기 가스) 는, 보일러 (2) 에서 열 회수된 후, 수은을 금속 증기상으로 포함한 채로 배기 가스 냉각 장치 (3) 에 도입되어, 살수 노즐 (9a, 9b) 로부터의 살수에 의해 급속 냉각 (평균 냉각 속도 4.5 ∼ 18.0 ℃/초) 된다. 이 급속 냉각에 의해, 배기 가스 (8) 중의 수은이 금속 증기상으로부터 금속 액체상으로 응집하여 배기 가스 (8) 로부터 분리됨과 함께, 배기 가스 (8) 중에 포함되는 더스트 (고체 입자) 도 냉각수에 포집되어 배기 가스로부터 분리된다.

금속 액체상으로 응집하여 배기 가스 (8) 로부터 분리된 금속 수은 입자는, 동일하게 배기 가스로부터 분리된 더스트에 부착하는 등 하여 장치 내에 고인 냉각수에 분산된 상태가 되어, 슬러리상의 것 (슬러리 (10)) 이 생성된다. 이 슬러리 (10) 는 배기 가스 냉각 장치 (3) 로부터 배출되고, 고액 분리 장치 (4) 에서 분리수 (11) 와 고형분 (12) (금속 액체상의 수은을 포함한다) 으로 분리된다.

본 발명을 적용하여 배기 가스 냉각 장치 (3) 에서의 냉각 조건을 적절히 제어하여 급속 냉각을 실시함으로써, 분리수 (11) 로의 수은의 이행 (염화 수은의 용해) 은 거의 없어지고, 거의 모든 수은을 금속 액체상의 수은으로서 고형분 (12) 으로 이행시킬 수 있다.

고액 분리 장치 (4) 로부터 회수된 분산수 (11) 는, 순환시켜 살수 노즐 (9a, 9b) 에서 재이용 가능하다. 또, 금속 액체상의 수은을 포함하는 고형분 (12) 은 환경에 영향을 미치지 않도록 적절히 처리됨으로써, 수은 회수가 실현된다.

배기 가스 냉각 장치 (3) 에서 청정화되어 수은 프리가 된 배기 가스 (8) 는, 청정 장치 (13) 및 배기 가스 흡인용의 블로어 (14) 를 거쳐 굴뚝 (15) 으로부터 대기 중으로 방출된다.

또한, 이상 서술한 실시형태는, 본 발명을 스토커식의 도시 쓰레기 소각로에서 발생한 소각로 배기 가스의 처리에 적용한 것이지만, 앞서 서술한 바와 같이, 본 발명은 여러 가지 고온 프로세스 (예를 들어, 각종 열처리로나 보일러 등의 고온 프로세스) 로부터 발생하는 배기 가스의 처리에 적용할 수 있다.

이상은, 배기 가스에 살수하여 급속 냉각시키는 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명에서는, 살수 이외의 방법으로 배기 가스를 급속 냉각시켜도 된다. 살수 이외의 배기 가스 급랭 방법으로는, 예를 들어 이하와 같은 것을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.

(i) 수조 중에 배기 가스관 단 (端) 을 침지하여, 버블링하는 방법

(ii) 배기 가스관을 복수의 세관으로 분기시킴으로써, 배기 가스관의 비표면적을 크게 한 다음에, 공기나 물 등의 냉매에 접촉시키는 방법

(iii) 배기 가스관 내에 공기나 물을 냉매로 한 냉각 장치를 설치하는 방법

여기서, 상기 (i) 의 방법에서는, 배기 가스 압력을 수압분만큼 높게 할 필요가 있기 때문에, 가스의 승압이 필요해지는 경우가 있다. 또, 상기 (ii) 의 방법에서는, 집진을 위한 사이클론이나 필터 등이 필요해져, 그들의 설비 비용이 높아지기는 하지만, 열 교환의 장점이 생기기 때문에, 냉매를 승온할 필요가 있는 경우에는 유효한 방법이 된다. 또, 상기 (iii) 의 방법에서는, 배관벽이나 냉각 장치 표면에 수은이나 다른 부착성을 갖는 성분이 부착하므로, 필요에 따라 스크래핑 장치나 더스트의 발출 기구를 설치할 필요가 있다.

실시예

도 2 에 나타내는 바와 같은 설비를 사용하여 본 발명법에 의한 배기 가스 처리를 실시하였다 (발명예 1 ∼ 5). 본 실시예에서는, 배기 가스의 평균 냉각 속도와 탈수은율을, 앞서 서술한 도 1 의 시험과 동일한 방법으로 산출하였다.

·발명예 1

도시 쓰레기 처리량 19.9 t/일이고 배기 가스량이 3800 ㎥/hr 인 도시 쓰레기 소각 설비에 있어서, 용적 55 ㎥ 의 살수식 냉각 장치 (배기 가스 냉각 장치) 에 의해 배기 가스를 급속 냉각시키는 처리를 실시하였다. 살수식 냉각 장치 입측의 배기 가스 온도는 도시 쓰레기의 칼로리에 따라 상이하지만, 본 발명예에서는 453 ℃ 이며, 살수식 냉각 장치에 있어서의 배기 가스의 평균 냉각 속도는 7.5 ℃/초로 계산되었다. 수은 함유량의 분석 결과로부터 탈수은율은 98.5 % 인 것으로 산출되었다. 본 발명예에서는, 특별한 설비 증강 (배관 증설) 공사의 필요 없이 높은 탈수은율을 얻을 수 있었다.

·발명예 2

도시 쓰레기 처리량 35.9 t/일이고 배기 가스량이 6850 ㎥/hr 인 도시 쓰레기 소각 설비에 있어서, 용적 55 ㎥ 의 살수식 냉각 장치 (배기 가스 냉각 장치) 에 의해 배기 가스를 급속 냉각시키는 처리를 실시하였다. 살수식 냉각 장치 입측의 배기 가스 온도는 도시 쓰레기의 칼로리에 따라 상이하지만, 본 발명예에서는 388 ℃ 이며, 살수식 냉각 장치에 있어서의 배기 가스의 평균 냉각 속도는 11.3 ℃/초로 계산되었다. 수은 함유량의 분석 결과로부터 탈수은율은 99.0 % 인 것으로 산출되었다. 본 발명예에서는 특별한 설비 증강 (배관 증설) 공사의 필요 없이 높은 탈수은율을 얻을 수 있었다.

·발명예 3

도시 쓰레기 처리량 43.2 t/일이고 배기 가스량이 8250 ㎥/hr 인 도시 쓰레기 소각 설비에 있어서, 용적 55 ㎥ 의 살수식 냉각 장치 (배기 가스 냉각 장치) 에 의해 배기 가스를 급속 냉각시키는 처리를 실시하였다. 살수식 냉각 장치 입측의 배기 가스 온도는 도시 쓰레기의 칼로리에 따라 상이하지만, 본 발명예에서는 430 ℃ 이며, 살수식 냉각 장치에 있어서의 배기 가스의 평균 냉각 속도는 15.3 ℃/초로 계산되었다. 수은 함유량의 분석 결과로부터 탈수은율은 99.1 % 인 것으로 산출되었다. 본 발명예에서는 특별한 설비 증강 (배관 증설) 공사의 필요 없이 높은 탈수은율을 얻을 수 있었다.

·발명예 4

도시 쓰레기 처리량 13.6 t/일이고 배기 가스량이 2600 ㎥/hr 인 도시 쓰레기 소각 설비에 있어서, 용적 55 ㎥ 의 살수식 냉각 장치 (배기 가스 냉각 장치) 에 의해 배기 가스를 급속 냉각시키는 처리를 실시하였다. 살수식 냉각 장치 입측의 배기 가스 온도는 도시 쓰레기의 칼로리에 따라 상이하지만, 본 발명예에서는 389 ℃ 이며, 살수식 냉각 장치에 있어서의 배기 가스의 평균 냉각 속도는 4.3 ℃/초로 계산되었다. 수은 함유량의 분석 결과로부터 탈수은율은 90.8 % 인 것으로 산출되었다. 본 발명예에서는 특별한 설비 증강 (배관 증설) 공사의 필요 없이 높은 탈수은율을 얻을 수 있었다.

·발명예 5

도시 쓰레기 처리량 48.7 t/일이고 배기 가스량이 9300 ㎥/hr 인 도시 쓰레기 소각 설비에 있어서, 용적 55 ㎥ 의 살수식 냉각 장치 (배기 가스 냉각 장치) 에 의해 배기 가스를 급속 냉각시키는 처리를 실시하였다. 살수식 냉각 장치 입측의 배기 가스 온도는 도시 쓰레기의 칼로리에 따라 상이하지만, 본 발명예에서는 455 ℃ 이며, 살수식 냉각 장치에 있어서의 배기 가스의 평균 냉각 속도는 18.5 ℃/초로 계산되었다. 수은 함유량의 분석 결과로부터 탈수은율은 99.2 % 인 것으로 산출되었다. 본 발명예에서는, 18.0 ℃/초를 초과하는 평균 냉각 속도를 달성하기 위해서 살수량을 증대시킬 필요가 있고, 현상황의 배관에서는 냉각수를 다 공급할 수 없기 때문에 설비 증강 (배관 증설) 공사의 필요가 발생하여, 높은 탈수은율을 얻을 수 있던 한편으로, 배기 가스 처리에 필요한 비용은 증대하였다.

·비교예 1

도시 쓰레기 처리량 46.8 t/일이고 배기 가스량이 8930 ㎥/hr 인 도시 쓰레기 소각 설비에 있어서, 살수식 냉각 장치 (배기 가스 냉각 장치) 를 사용하지 않고 (즉 배기 가스를 살수 냉각시키는 일 없이) 조업을 실시하였다. 이 경우에는 배기 가스에 동반되는 더스트분을 배기 가스로부터 분리하기 위해서, 사이클론식의 제진기를 설치하였다. 이 사이클론식 제진기에 의해 더스트분이 효율적으로 제거되어, 매진 (煤塵) 농도로는 굴뚝으로부터 배출 가능한 레벨이 되었지만, 수은을 제거하기 위한 활성탄 흡착 장치의 설치가 필요하였다. 이 비교예에 있어서는, 제진기 및 활성탄 흡착 장치의 설치에 관련된 설비 비용의 증대에 더하여, 흡착능을 상실한 활성탄의 재생 공장이나, 열화 한 활성탄의 교체를 위한 신규 활성탄의 구입 비용이 드는 등, 발명예와 비교하여 설비비 및 운전 비용이 심대해졌다.

이상 서술한 발명예 및 비교예의 결과를, 처리 조건과 함께 표 1 에 나타낸다.

1 : 도시 쓰레기 소각로
2 : 보일러
3 : 배기 가스 냉각 장치
4 : 고액 분리 장치
5a, 5b : 화격자
6a : 건조용 공기
6b : 연소용 공기
7 : 공급 장치
8 : 배기 가스
9a, 9b : 살수 노즐
10 : 슬러리
11 : 분리수
12 : 고형분
13 : 청정 장치
14 : 블로어
15 : 굴뚝
16 : 회분

Claims

금속 증기상의 수은을 포함하는 배기 가스를 냉각시키고, 상기 배기 가스 중의 수은을 금속 증기상으로부터 금속 액체상으로 응집시킴으로써, 상기 배기 가스로부터 상기 수은을 분리 제거하는 것을 특징으로 하는 배기 가스의 처리 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 냉각에서는, 상기 배기 가스의 평균 냉각 속도를 4.5 ∼ 18.0 ℃/초로 하는 것을 특징으로 하는 배기 가스의 처리 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 배기 가스에 살수함으로써 상기 냉각을 실시하는 것을 특징으로 하는 배기 가스의 처리 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 배기 가스에 살수한 물을 회수하여, 금속 액체상으로 응집한 상기 수은을 포함하는 고형분과 분리수로 분리하고, 상기 고형분으로부터 상기 수은을 회수하는 것을 특징으로 하는 배기 가스의 처리 방법.
금속 증기상의 수은을 포함하는 배기 가스를 냉각시키고, 상기 배기 가스 중의 수은을 금속 증기상으로부터 금속 액체상으로 응집시키는 배기 가스 냉각 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 배기 가스의 처리 설비.
제 5 항에 있어서,
상기 배기 가스 냉각 장치는, 상기 배기 가스에 살수함으로써 상기 냉각을 실시하는 살수식 냉각 장치인 것을 특징으로 하는 배기 가스의 처리 설비.
제 6 항에 있어서,
상기 살수식 냉각 장치로 살수된 물을 회수하여, 금속 액체상으로 응집한 상기 수은을 포함하는 고형분과 분리수로 분리하고, 상기 고형분으로부터 상기 수은을 회수하는 고액 분리 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 배기 가스의 처리 설비.