WO2006009079A1 - 排ガス中のガス状水銀除去方法及び除去装置 - Google Patents

排ガス中のガス状水銀除去方法及び除去装置 Download PDF

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WO2006009079A1
WO2006009079A1 PCT/JP2005/013065 JP2005013065W WO2006009079A1 WO 2006009079 A1 WO2006009079 A1 WO 2006009079A1 JP 2005013065 W JP2005013065 W JP 2005013065W WO 2006009079 A1 WO2006009079 A1 WO 2006009079A1
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exhaust gas
solid catalyst
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ventilator
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Takashi Kiga
Noriyuki Iiyama
Kenji Takano
Akimasa Yamaguchi
Yoshihisa Tochihara
Shigeo Ito
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Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd.
Central Research Institute Of Electric Power Industry
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    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
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    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for removing gaseous mercury in exhaust gas such as coal-fired exhaust gas and heavy oil-fired exhaust gas.
  • Patent Document 1 discloses a technique in which HC1 and the like are sent to the upstream side of a denitration device and mercury is oxidized by the denitration device in an exhaust gas treatment device equipped with a denitration device and a wet desulfurization device.
  • the wet desulfurization apparatus converts the water-insoluble mercury to water-soluble salt-molybdenum by contacting the exhaust gas with metal salt and soot upstream of the wet desulfurization apparatus.
  • the technology to absorb in is disclosed.
  • Patent Document 3 the wet desulfurization apparatus converts the water-insoluble mercury to water-soluble salty mercury by contacting the exhaust gas and the carrier carrying the catalyst upstream of the wet desulfurization apparatus.
  • the technology to absorb in is disclosed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 10-230137
  • Patent Document 2 JP 2000-197811 A
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-053142
  • the configuration in which a mercury oxidizer is provided upstream of the wet desulfurization system and the configuration in which the oxidizer is added to the wet desulfurization absorption liquid are configurations in which the oxidizer is directly input to the exhaust gas and waste water. May give. And if it becomes necessary to perform another process to reduce the impact on the environment, the burden of the process increases.
  • a facility for injecting the oxidant is required, which increases the equipment cost.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and is a method for removing gaseous mercury in exhaust gas, which is easy to handle, suppresses an increase in cost, and can favorably remove mercury in exhaust gas.
  • An object is to provide a removal device.
  • the method for removing gaseous mercury in exhaust gas comprises contacting a solid catalyst made of a metal oxide and an exhaust gas to form a water-insoluble solution in the exhaust gas. After converting mercury to water-soluble mercury, this water-soluble mercury is wet-absorbed.
  • insoluble mercury contained in exhaust gas can be converted into water-soluble mercury using a metal oxide that is easy to handle.
  • Mercury in the exhaust gas can be removed by wet absorption of water-soluble mercury.
  • the exhaust gas is in contact with the exhaust gas.
  • the solid catalyst is applied to a contact surface to be contacted, and the exhaust gas and the solid catalyst applied to the contact surface are contacted to convert water-insoluble mercury into water-soluble mercury. .
  • the exhaust gas flowing through the flow path is contacted by applying a solid catalyst made of a metal oxide to the contact surface of the member disposed in the flow path (flue) where the exhaust gas flows with the exhaust gas.
  • a solid catalyst made of a metal oxide
  • the non-water-soluble mercury in the exhaust gas is converted into water-soluble mercury and then is well absorbed and removed.
  • the solid catalyst is applied on the member, it is not necessary to install a solid catalyst on the surface of the existing equipment or member, so that the equipment cost can be reduced.
  • the metal oxide as the solid catalyst is directly applied onto the member and is not supported on the carrier, the manufacturing process for manufacturing the catalyst can be reduced. Therefore, the manufacturing cost of the catalyst can be suppressed.
  • an absorption device that wet-absorbs the water-soluble mercury is provided in the middle of the flow path, and the solid catalyst is in contact with a member upstream of the absorption device.
  • the water-soluble mercury is wet-absorbed by the absorption device.
  • water-insoluble mercury can be converted into water-soluble mercury upstream of the absorption device, and the water-soluble mercury after the conversion can be satisfactorily absorbed by the absorption device.
  • the solid catalyst is a small amount of Fe 2 O, CuO, MnO, Al 2 O, and V 2 O.
  • the apparatus for removing gaseous mercury in exhaust gas according to the present invention is provided in the middle of a flow path through which exhaust gas containing water-insoluble mercury flows, and includes an absorption device that wet-absorbs a predetermined substance in the exhaust gas.
  • a solid catalyst made of a metal oxide is applied to a contact surface in contact with the exhaust gas among members upstream of the absorber, and the exhaust gas and the solid catalyst are brought into contact with each other, Converts water-insoluble mercury to water-soluble mercury, Mercury is wet-absorbed by the absorption device.
  • the present invention it is possible to convert water-insoluble mercury contained in exhaust gas into water-soluble mercury using a metal oxide that is easy to handle.
  • the exhaust gas flowing through the flow path is applied to the contact surface by applying a solid catalyst made of a metal oxide to the contact surface of the member disposed in the flow path (flue) where the exhaust gas flows with the exhaust gas. It can be contacted with the solid catalyst. Therefore, the water-insoluble mercury in the exhaust gas is converted into water-soluble mercury, and is then well absorbed by the absorption device and removed.
  • the solid catalyst since the solid catalyst is applied on the member, the equipment cost can be reduced because no new equipment is required simply by applying the solid catalyst to the surface of the existing equipment or member. it can .
  • the metal oxide as the solid catalyst is directly applied onto the member, and is not supported on the carrier, so that the manufacturing process for manufacturing the catalyst can be reduced. Therefore, the manufacturing cost of the catalyst can be suppressed.
  • the absorption device includes a wet desulfurization device that wet-absorbs sulfur oxide in the exhaust gas.
  • the wet desulfurization apparatus can efficiently absorb and remove both sulfur oxides and water-soluble mercury in the exhaust gas.
  • the solid catalyst is also applied to a contact surface in contact with the exhaust gas in the absorber.
  • water-insoluble mercury can be contacted with a solid catalyst and converted to water-soluble mercury, so that mercury can be absorbed more reliably. It is out.
  • the contact surface includes a surface of a reinforcing member provided at an inlet portion of the exhaust gas with respect to the absorber, and the solid catalyst is also applied to the surface of the reinforcing member.
  • the apparatus includes a plurality of devices that are disposed between a boiler that generates exhaust gas by burning fuel and the absorber, and that performs a predetermined process on the exhaust gas.
  • the solid catalyst is coated on a contact surface of at least one device with the exhaust gas.
  • the solid catalyst is applied to the contact surface with various devices constituting the apparatus for removing gaseous mercury in the exhaust gas, such as a heat recovery device, a ventilator, or an electric dust collector.
  • various devices constituting the apparatus for removing gaseous mercury in the exhaust gas such as a heat recovery device, a ventilator, or an electric dust collector.
  • the water-insoluble mercury contained in the exhaust gas generated by boiler boilers is converted to water-soluble mercury while passing through these devices, reaches the absorption device and is well absorbed and removed.
  • the device includes a denitration device that removes nitrogen oxides in the exhaust gas, and the solid catalyst is applied to a contact surface in contact with the exhaust gas in the denitration device.
  • the configuration may be adopted.
  • the denitration apparatus may include a rectifying plate that regulates the flow of the exhaust gas, and the solid catalyst may be applied to the surface of the rectifying plate.
  • the denitration apparatus may have a basket filled with a catalyst layer, and the solid catalyst may be applied to the surface of the current plate.
  • the device includes an air preheater that preheats boiler combustion air using heat of exhaust gas, and the solid catalyst is applied to a contact surface of the air preheater that contacts the exhaust gas t, You can adopt this configuration.
  • the device may include a heat recovery device that recovers heat of exhaust gas, and the solid catalyst may be applied to a contact surface that contacts the exhaust gas in the heat recovery device.
  • the device may include a dust collector that collects dust in the exhaust gas, and the solid catalyst may be applied to a contact surface that contacts the exhaust gas in the dust collector.
  • the dust collector may include a rectifying plate that regulates the flow of the exhaust gas, and the solid catalyst may be applied to the surface of the rectifying plate.
  • the apparatus may include a ventilator that generates a flow of exhaust gas, and the solid catalyst may be applied to a contact surface that contacts the exhaust gas in the ventilator.
  • the solid catalyst may be applied to the inner wall surface of the pipe line connecting the devices, the internal reinforcing member, and the current plate.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an apparatus for removing gaseous mercury in exhaust gas according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a denitration apparatus in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a heat recovery device and a reheater according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a first schematic diagram showing a dust collector in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is a second schematic diagram showing the dust collector in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a ventilator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic view showing a wet desulfurization apparatus in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic view showing a reinforcing member attached to a wet desulfurization apparatus in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing experimental results for confirming the effect of the method of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing an apparatus for removing gaseous mercury in exhaust gas according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing an apparatus for removing gaseous mercury in exhaust gas according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus for removing gaseous mercury in exhaust gas according to an embodiment of the present invention.
  • a removal device S processes exhaust gas generated from the boiler 1 by burning fuel, and is provided downstream of the boiler 1 to remove nitrogen oxides (NOx).
  • Device 2 and an air preheater 3 that is provided downstream of the denitration device 2 and heats boiler combustion air, a heat recovery device 4 that is provided downstream of the air preheater 3 and recovers heat, and a heat recovery device 4, an electric dust collector 5 that removes dust (particles) in the exhaust gas, an induction fan (fan) 6 provided downstream of the electric dust collector 5, and a predetermined substance in the exhaust gas.
  • the exhaust gas treated by the removing device S is released from the chimney 10 into the atmosphere.
  • the devices 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, and 9 that are arranged between the boiler 1 and the chimney 10 and perform various predetermined treatments on the exhaust gas are connected via a pipeline 11.
  • the exhaust gas generated from the boiler 1 flows through a plurality of devices 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 through the pipe 11 and is discharged from the chimney 10.
  • the boiler 1 burns fuel to generate exhaust gas.
  • the exhaust gas generated from boiler 1 contains nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides (SOx), water-insoluble gaseous mercury (zero-valent mercury: Hg °), and halogenated hydrogen (HC1, etc.). include.
  • Nitrogen oxides in the exhaust gas are removed by the denitration device 2.
  • the denitration apparatus 2 in the present embodiment is a dry denitration apparatus, which injects a reducing agent such as ammonia into exhaust gas and reductively decomposes nitrogen oxides under the catalyst.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the denitration apparatus 2.
  • the denitration device 2 includes a housing 21 and a catalyst layer 23 provided inside the housing 21.
  • the inlet is connected to the boiler 1 via a pipeline 11A, and the outlet is connected to the air preheater 3 via a pipeline 11B.
  • the catalyst layer 23 is formed by firing and firing a base metal oxide in, for example, a hard cam shape, filled in each of a plurality of baskets made of steel plates, and arranged in the housing 21.
  • a rectifying plate 24 for adjusting the flow of exhaust gas from the boiler 1 can be provided in the housing 21.
  • the catalyst layer 23 is not limited to a Herm cam shape, and may have any shape such as a plate shape.
  • the air preheater 3 is a device for preheating boiler combustion air by using exhaust heat of exhaust gas, and is known as a tubular air preheater, plate air preheater, regenerative air preheater, etc.
  • An air preheater can be used.
  • a regenerative air preheater is a system in which air is heated by alternately contacting a heat transfer heat storage body composed of a large number of metal plates with exhaust gas and air.
  • the heat recovery unit 4 recovers the heat of the exhaust gas and cools the exhaust gas.
  • the recovered thermal energy is supplied to the reheater 8 .
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the relationship between the heat recovery device 4 and the reheater 8.
  • the heat recovery device 4 includes a housing 41 and a heat transfer member 43 that is provided inside the housing 41 and recovers heat by contacting exhaust gas.
  • the nosing / housing 41 is provided with an inlet portion and an outlet portion with respect to the internal space of the housing 41.
  • the inlet portion is connected to the air preheater 3 via a pipe line 11C, and the outlet part is connected to the pipe line. It is connected to the electrostatic precipitator 5 through 11D.
  • the reheater 8 includes a housing 81 and a heat transfer member 83 that is provided inside the housing 81 and heats the exhaust gas by contacting the exhaust gas.
  • Nozzle 81 has an inlet portion and an outlet portion for the internal space of the housing 81.
  • the inlet portion is connected to the wet desulfurization device 7 via the pipe line 11E, and the outlet part is connected to the pipe line 11F. It is connected to the desulfurization ventilator 9 via
  • Each of the heat transfer members 43 and 83 has an internal flow path through which the heat medium flows.
  • the heat transfer member 4 3 (heat recovery device 4) and the heat transfer member 83 (reheater 8) It is connected via a flow path 12 through which the heat medium flows.
  • a pump 13 for circulating a heat medium between the heat recovery device 4 and the reheater 8 is provided in the middle of the flow path 12, and the heat recovery device 4 and the reheater 8 use the heat medium as a medium.
  • the heat energy is exchanged as follows.
  • the heat recovery device 4 and the reheater 8 are directly connected to each other. It consists of a gas gas heater that exchanges heat.
  • the electrostatic precipitator 5 removes solids such as particles (dust) in the exhaust gas.
  • Figure 4A is a schematic diagram showing the electrostatic precipitator 5
  • FIG. 4 B is a diagram showing the relationship between the discharge electrode and the dust collection electrode. 4A and 4B, the electrostatic precipitator 5 includes a housing 51, a discharge electrode 53 and a dust collection electrode 54 arranged inside the housing 51, and a current plate 56.
  • the inlet part to the inner space of the woozing 51 is connected to the heat recovery device 4 through the pipe line 11G, and the outlet part is connected to the induction fan 6 through the pipe line 11H. .
  • a hopper 55 is provided at the bottom of the housing 51.
  • the electric dust collector 5 guides the exhaust gas to an electric field formed between the discharge electrode 53 and the dust collection electrode 54 and attracts particles in the exhaust gas to the dust collection electrode 54 by electric force to collect the dust.
  • the particles adhering to the dust collecting electrode 54 are separated from the surface force of the dust collecting electrode 54 by the impact force of the hitting hammer (not shown), and fall to the hopper 55 to be collected.
  • the electrostatic precipitator is not particularly limited as long as it can collect coarse dust before the exhaust gas is introduced into the wet desulfurization apparatus 7.
  • the induction fan 6 guides the exhaust gas to the downstream side (wet deflow device 7 side), and as shown in FIG. 5, the casing 61 and the moving blades disposed inside the casing 61 With 63.
  • the exhaust gas that has flowed into the casing 61 as well as the inlet force provided at one end of the casing 61 passes through the inside of the casing 61 by the driving of the rotor blades 63, and then exits from the outlet portion and is sent to the wet deflow device 7. It is done.
  • the wet desulfurization apparatus 7 removes a predetermined substance such as sulfur oxides in the exhaust gas by absorbing it in a liquid.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing the wet desulfurization apparatus 7.
  • the wet-type de-flow device 7 is de-flowed and de-dusted by droplets (spray-like droplets) made of an alkaline absorbing liquid containing limestone. It is installed in the housing 71 and the upper part of the housing 71. And a spray nozzle 73 for supplying the absorbing liquid in the form of droplets (spray form).
  • the inlet of the inner space of the wooding 71 is connected to the induction fan 6 via the pipe 11J, and the outlet is connected to the reheater 8 via the pipe 11K.
  • the inlet portion is provided at the lower portion of the housing 71, and the outlet portion is provided at the upper portion of the housing 71.
  • a reinforcing member 76 as shown in FIG. 7 is provided at the inlet of the housing 71.
  • a mist eliminator 77 is provided at the exit.
  • the wet desulfurization apparatus 7 is not particularly limited as long as it is a wet desulfurization apparatus generally used in flue gas treatment or a desulfurization apparatus in which a cooling tower is installed in front of the absorption tower.
  • the spray tower has been described here, other forms such as a packed tower and a liquid column tower may be used.
  • the inlet is provided at the lower part of the housing 71
  • the outlet is provided at the upper part of the housing 71
  • the inlet part is provided at the upper part of the housing
  • the outlet part is provided at the lower part of the housing. It is also possible to adopt the configuration that has been adopted.
  • the reheater 8 heats the exhaust gas whose temperature has been lowered by the thermal energy recovered by the heat recovery device 4. If the exhaust gas whose temperature has been lowered is discharged from the chimney 10 as it is, problems such as the generation of white smoke due to water vapor occur. However, the above problem can be prevented by heating the exhaust gas with the reheater 8. Then, the exhaust gas heated by the reheater 8 is released into the atmosphere from the chimney 10 by driving the desulfurization ventilator 9.
  • each device disposed between the boiler 1 and the wet desulfurization apparatus 7, that is, upstream of the wet desulfurization apparatus 7 is provided.
  • the denitration device 2, the air preheater 3, the heat recovery device 4, the electrostatic precipitator 5, the induction ventilator 6, and the pipe 11 that connects them are water-insoluble mercury in the exhaust gas.
  • a solid catalyst made of a metal oxide that converts (zero-valent mercury: Hg °) into water-soluble mercury (divalent mercury: Hg 2+ ) is provided!
  • a solid catalyst is also provided in a part of the wet desulfurization apparatus 7. Specifically, among the various members constituting a part of the devices 2 to 6 and 11 and the wet desulfurization device 7, the contact with the exhaust gas of the member disposed in the flow path (flue) through which the exhaust gas flows On the surface, a solid catalyst made of metal oxide is applied.
  • the inner wall surface of the conduit 11, the inner wall surface 22 including the vicinity of the inlet and outlet portions of the housing 21 of the denitration device 2, the surface of the catalyst layer 23, and the bucket that supports the catalyst layer 23 A solid catalyst made of a metal oxide is applied to the surface, the surface of the rectifying plate 24, and the like.
  • the air preheater 3 is a regenerative air preheater
  • a solid catalyst made of a metal oxide is also applied to the inner wall surface of the housing constituting the air preheater 3, the heat transfer that is a metal plate force, etc. Is applied.
  • a solid catalyst made of a metal oxide is applied to the inner wall surface 42 including the vicinity of the inlet and outlet portions of the housing 41 of the heat recovery unit 4, the surface of the heat transfer member 43 in contact with the exhaust gas, and the like. It has been.
  • the inner wall surface 52 including the vicinity of the inlet and outlet portions of the housing 51 of the electric dust collector 5, the surface of the discharge electrode 53, the surface of the dust collecting electrode 54, the inner wall surface of the hopper 55, The surface and the like are also coated with a solid catalyst made of a metal oxide.
  • a solid catalyst made of a metal oxide is applied to the inner wall surface 62 and the surface of the rotor blade 63 including the vicinity of the inlet and outlet of the casing 61 of the induction fan 6.
  • a solid catalyst made of a metal oxide is also applied to the inner wall surface 72 including the vicinity of the inlet portion of the housing 71 of the wet desulfurization apparatus 7, the surface of the spray nozzle 73, the spray piping, and the like.
  • the surface of the reinforcing member 76 is also coated with a solid catalyst made of a metal oxide.
  • a solid catalyst that also has metal oxide strength may be applied to the inner wall surface 72 including the vicinity of the outlet portion of the housing 71.
  • a solid catalyst made of a metal oxide may be applied to the inner wall surface of a pipe line constituting the circulation system 74.
  • a solid catalyst made of a metal oxide may be applied to the surface of the mist eliminator 77.
  • the solid catalyst to be applied includes a plurality of materials such as Fe 2 O, CuO, MnO, Al 2 O, and V 2 O.
  • Nitrogen oxide is mainly removed by the denitration device 2, and sulfur oxide is mainly removed by the wet desulfurization device 7.
  • the gaseous zero-valent mercury HgV- part contained in the exhaust gas is composed of water-soluble gaseous divalent mercury Hg 2+ and particulate (solid) water. Converted to silver Hg P. Particulate mercury Hg P is collected by the electrostatic precipitator 5.
  • the wet mercury desulfurizer 7 has not been able to fully collect the particulate mercury Hg P. Can be recovered. Furthermore, the wet desulfurization apparatus 7 can also collect fine particles (dust) in the exhaust gas. Water-soluble divalent mercury Hg 2+ is wet-absorbed by the wet desulfurizer 7.
  • the solid mercury HgP which has not been converted to particulate mercury Hg P or divalent mercury Hg 2+ , is brought into contact with a solid catalyst such as a metal oxide catalyst.
  • Zero-valent mercury Hg ° is converted to water-soluble divalent mercury Hg 2+ and wet-absorbed by wet desulfurization equipment 7.
  • the wet desulfurization device 7 wet-desulfurizes exhaust gas containing SOx and mercury with an alkali absorbing solution.
  • water-insoluble zero-valent mercury Hg G contained in exhaust gas can be converted into water-soluble divalent mercury Hg 2+ using a metal oxide that is easy to handle.
  • mercury in exhaust gas can be removed by wet absorption of water-soluble divalent mercury Hg 2+ .
  • a metal is disposed on the contact surface of the member disposed in the flow path (flue) through which the exhaust gas flows with the exhaust gas.
  • a solid catalyst made of oxide By applying a solid catalyst made of oxide, the exhaust gas flowing through the flow path can come into contact with the solid catalyst applied to the contact surface. Therefore, the water-insoluble zero-valent mercury Hg in the exhaust gas is converted into water-soluble divalent mercury Hg 2+ and is then well absorbed and removed.
  • the solid catalyst is applied on the member, it is only necessary to apply the solid catalyst to the surface of the existing equipment, and no new equipment is required. Can be suppressed. Furthermore, the metal oxide as a solid catalyst is directly applied onto the member, and is not supported on the carrier, so that the manufacturing process for manufacturing the catalyst can be reduced. Therefore, the manufacturing cost of the catalyst can be suppressed.
  • the wet desulfurization device 7 is provided in the middle of the flow path (flue), and the solid catalyst is in contact with the exhaust gas of a part of the wet desulfurization device 7 and a member upstream of the wet desulfurization device 7. Therefore, water-insoluble zero-valent mercury Hg can be converted into water-soluble divalent mercury Hg 2+ upstream of the wet desulfurization apparatus 7.
  • the water-insoluble zero-valent mercury Hg ° contained in the exhaust gas generated from the boiler 1 is generated by the devices 2 to 6, 11, While passing through a part of the wet desulfurization device 7, it is converted to water-soluble divalent mercury Hg 2+ , reaches the wet desulfurization device 7 and is well absorbed and removed.
  • FIG. 8 shows water-insoluble zero-valent mercury using Fe 2 O, which is a metal oxide according to this embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing experimental results obtained by converting Hg ° into water-soluble divalent mercury Hg 2+ . As shown in Fig. 8, by contacting Fe 2 O with exhaust gas, zero-valent mercury Hg G in the exhaust gas is water-soluble divalent.
  • the wet desulfurization apparatus has been described as an example of an absorption apparatus for absorbing water-soluble mercury.
  • water-soluble divalent mercury Hg 2+ can be absorbed and removed. If it is, it is not limited to the wet desulfurization apparatus, and any apparatus can be adopted.
  • the Te embodiment Nio ⁇ although collected in electrostatic precipitator 5 particles (dust) containing particulate mercury Hg P, employ filtering dust collector such as a bag filter Also good. Smell in this case However, by applying or impregnating a solid catalyst made of a metal oxide into a filter through which exhaust gas permeates, a water-insoluble zero-valent mercury Hg is converted into a water-soluble divalent mercury Hg 2 Can be converted to + .
  • the force described by taking the axial flow type ventilator as shown in the schematic diagram of Fig. 5 as an example of the ventilator is not limited to this, and for example, a centrifugal type ventilator It is also applicable to.
  • a centrifugal ventilator the solid catalyst is applied to the surface of an impeller, for example.
  • the reinforcing member 76 provided at the inlet portion of the housing 71 has been described as an example of the reinforcing member.
  • the internal reinforcing member provided in the flow path through which the exhaust gas flows is described.
  • the reinforcing member 76 is not limited to the reinforcing member 76 provided at the inlet of the housing 71.
  • a reinforcing member may be provided at the outlet of the housing 71, and a solid catalyst may be applied to the surface of the reinforcing member.
  • a reinforcing member is provided at a predetermined position inside the housing (casing) of each device 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or at a predetermined position inside the pipe 11, and this reinforcing member A solid catalyst may be applied to the surface.
  • the electric dust collector 5 is provided between the heat recovery device 4 and the ventilator 6, but the installation position of the electric dust collector 5 is as shown in FIG. It is not limited to those shown in.
  • the electric precipitator 5, the denitration device 2, the air preheater 3, the ventilator 6, the heat recovery device 4, the absorption device 7, and the reheater 8 are directed downstream from the boiler 1.
  • the solid catalyst can be applied to the contact surface with the exhaust gas of the removing device S having such a configuration that may be arranged in the order of the chimney 10.
  • the removal device S is a force removal device S in which the heat recovery device 4 and the reheater 8 exchange heat with a heat medium flowing in the flow path 12 as shown in FIG.
  • the air preheater 3, the electrostatic precipitator 5, the ventilator 6, the gas gas heater 4 ', the absorber 7 and the ventilator 9 are arranged in this order from the boiler 1 to the downstream side.
  • the gas gas heater 4 ' has both a function as a heat recovery unit that recovers the heat of the exhaust gas and a function as a reheater that reheats the gas discharged from the chimney 10.
  • This is a configuration in which the vessel and the reheater are in a body. Even in such a configuration, for example, the solid catalyst can be applied to the contact surface of the gas gas heater 4 ′ with the exhaust gas.

Abstract

　本発明の目的は、取り扱いが容易でコストの上昇が抑えられ、排ガス中の水銀を良好に除去できる排ガスの処理方法を提供することである。この目的を達成するために、本発明は、金属酸化物からなる固体触媒と排ガスとを接触させ、排ガス中の非水溶性の水銀を水溶性の水銀に変換した後、この水溶性の水銀を湿式吸収する、という解決手段を採用する。  

Description

明 細 書
排ガス中のガス状水銀除去方法及び除去装置
技術分野
[0001] 本発明は、石炭焚き排ガスや重質油焚き排ガス等の排ガス中のガス状水銀除去方 法及び除去装置に関するものである。
背景技術
[0002] 石炭焚き排ガス中や重質油焚き排ガス中、あるいはゴミ発電の排ガス中には水銀 が存在しており、大気へ排出する前にこの水銀を除去することが重要である。排ガス 中の水銀を除去する従来技術としては、煙突の前段に活性炭等の固体吸収剤を設 置し、大気へ排出する前の段階で水銀を前記固体吸収剤で吸収する方法や、ボイラ から煙突まで排ガスが流れる流路の途中に湿式脱硫装置を設け、湿式脱硫装置の 上流側に水銀酸化剤を設けておき、排ガス中に含まれる非水溶性の水銀を水溶性 の塩ィ匕水銀等に変換した後、湿式脱流装置で吸収する方法がある。また、湿式脱流 吸収液に酸化剤を添加し、脱硫吸収液中で水銀を酸ィ匕して水溶性の水銀に変換す る方法ちある。
[0003] また、下記特許文献 1には、脱硝装置及び湿式脱硫装置を備えた排ガス処理装置 において、脱硝装置の上流側に HC1等を送り込み、脱硝装置で水銀を酸化する技 術が開示されている。また、下記特許文献 2には、湿式脱硫装置の上流で排ガスと金 属塩ィ匕物等とを接触させて非水溶性の水銀を水溶性の塩ィ匕水銀に変換し、湿式脱 硫装置で吸収する技術が開示されている。また、下記特許文献 3には、湿式脱硫装 置の上流で、排ガスと触媒を担持した担体とを接触させて、非水溶性の水銀を水溶 性の塩ィ匕水銀に変換し、湿式脱硫装置で吸収する技術が開示されている。
特許文献 1：特開平 10— 230137号公報
特許文献 2：特開 2000— 197811号公報
特許文献 3 :特開 2003— 053142号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題 [0004] ところで、上記従来技術には以下に述べる問題が存在する。
煙突の前段に固体吸収剤を設置する技術においては、例えば使用済みの固体吸 収剤の処理に関して有効な手段が確立されておらず、環境に影響を与えるおそれが ある。また、湿式脱硫装置の上流側に水銀酸化剤を設ける構成や湿式脱硫吸収液 に酸化剤を添加する構成は、排ガスや排水に酸化剤等が直接投入される構成であ るため、環境に影響を与える可能性がある。そして、環境に与える影響を低減するた めの別の処理を行う必要が生じた場合には処理の負担が増える。また、酸化剤等を 投入する構成ではその酸化剤を投入するための設備が必要があり設備コストがかか る。
[0005] また、上記特許文献 1に開示されている技術においても、排ガス中に HC1等の化学 物質を積極的に投入する構成なので、環境に与える影響を低減するための別の処 理を排ガスや排水に対して行う必要性が生じる可能性がある。そして、その場合には 処理の負担が増える。また、上記特許文献 2に開示されている技術においては、腐 食性や毒性等を有する取り扱 、の難 、金属塩ィ匕物を扱わなければならな ヽ不都 合がある。また、上記特許文献 3に開示されている技術においては、担体を必要とす る触媒を製造する構成であるため、触媒を製造するための製造コストがかかる。更に は水銀酸ィ匕装置を新たに設ける構成であるため設備コストも力かる。
[0006] 本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、取り扱いが容易でコストの 上昇が抑えられ、排ガス中の水銀を良好に除去できる排ガス中のガス状水銀除去方 法及び除去装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0007] 上記の課題を解決するため、本発明に係る排ガス中のガス状水銀除去方法は、金 属酸ィ匕物からなる固体触媒と排ガスとを接触させ、前記排ガス中の非水溶性の水銀 を水溶性の水銀に変換した後、この水溶性の水銀を湿式吸収することを特徴とする。 本発明によれば、取り扱 、の容易な金属酸化物を使って排ガス中に含まれる非水 溶性の水銀を水溶性の水銀に変換することができる。そして、水溶性の水銀を湿式 吸収することで、排ガス中の水銀を除去できる。
[0008] 本発明にお 、て、前記排ガスが流れる流路に配置された部材のうち該排ガスと接 触する接触面に前記固体触媒を塗布し、前記排ガスと前記接触面に塗布された前 記固体触媒とを接触させて、非水溶性の水銀を水溶性の水銀に変換することを特徴 とする。
本発明によれば、排ガスが流れる流路 (煙道）に配置された部材の排ガスとの接触 面に金属酸化物からなる固体触媒を塗布しておくことで、流路を流れる排ガスは接触 面に塗布されている固体触媒と接触することができる。したがって、排ガス中の非水 溶性の水銀は、水溶性の水銀に変換された後、良好に湿式吸収されて除去される。 そして、固体触媒は部材上に塗布される構成であるため、既存の機器や部材の表面 に固体触媒を塗布するだけでよぐ新たな設備を必要としないため、設備コストを抑 えることができる。更に、固体触媒としての金属酸化物を部材上に直接塗布する構成 であり、担体に担持させる構成ではないため、触媒を製造するための製造工程を低 減できる。したがって、触媒の製造コストを抑えることができる。
[0009] 本発明にお 、て、前記流路の途中に前記水溶性の水銀を湿式吸収する吸収装置 が設けられており、前記固体触媒は前記吸収装置よりも上流にある部材の前記接触 面に塗布されており、前記水溶性の水銀は前記吸収装置で湿式吸収されることを特 徴とする。
本発明によれば、吸収装置の上流側で非水溶性の水銀を水溶性の水銀に変換す ることができ、その変換後の水溶性の水銀を吸収装置で良好に吸収することができる
[0010] 本発明において、前記固体触媒は、 Fe O、 CuO、 MnO、 Al O、 V Oのうち少
2 3 2 2 3 2 5 なくともいずれ力 1つであることを特徴とする。
本発明によれば、取り扱！/ヽの容易なこれら金属酸化物を使って非水溶性の水銀を 水溶性の水銀に良好に変換できる。
[0011] 本発明に係る排ガス中のガス状水銀除去装置は、非水溶性の水銀を含む排ガス が流れる流路の途中に設けられ、前記排ガス中の所定物質を湿式吸収する吸収装 置を備え、前記吸収装置よりも上流にある部材のうち前記排ガスと接触する接触面に は金属酸化物からなる固体触媒が塗布されており、前記排ガスと前記固体触媒とを 接触させて、該排ガス中の非水溶性の水銀を水溶性の水銀に変換し、この水溶性の 水銀を前記吸収装置で湿式吸収することを特徴とする。
本発明によれば、取り扱いの容易な金属酸ィ匕物を使って、排ガス中に含まれる非 水溶性の水銀を水溶性の水銀に変換することができる。そして、排ガスが流れる流路 (煙道）に配置された部材の排ガスとの接触面に金属酸化物からなる固体触媒を塗 布しておくことで、流路を流れる排ガスは接触面に塗布されている固体触媒と接触す ることができる。したがって、排ガス中の非水溶性の水銀は、水溶性の水銀に変換さ れた後、吸収装置によって良好に湿式吸収されて除去される。そして、固体触媒は 部材上に塗布されて 、る構成であるため、既存の機器や部材の表面に固体触媒を 塗布するだけでよぐ新たな設備を必要としないため、設備コストを抑えることができる 。更に、固体触媒としての金属酸化物を部材上に直接塗布する構成であり、担体に 担持させる構成ではないため、触媒を製造するための製造工程を低減できる。した がって、触媒の製造コストを抑えることができる。
[0012] 本発明にお 、て、前記吸収装置は、前記排ガス中の硫黄酸化物を湿式吸収する 湿式脱硫装置を含むことを特徴とする。
本発明によれば、湿式脱硫装置によって、排ガス中の硫黄酸ィ匕物と水溶性の水銀 との双方を効率良く吸収し、除去することができる。
[0013] 本発明において、前記吸収装置のうち、前記排ガスと接触する接触面にも、前記固 体触媒が塗布されて 、ることを特徴とする。
本発明によれば、水銀を湿式吸収する直前にお!、て非水溶性の水銀を固体触媒 に接触させて水溶性の水銀に変換することができ、水銀をより確実に湿式吸収するこ とがでさる。
[0014] 本発明において、前記接触面は、前記吸収装置に対する前記排ガスの入口部に 設けられた補強部材の表面を含み、該補強部材の表面にも前記固体触媒が塗布さ れている構成を採用する。
[0015] 本発明において、燃料を燃焼して排ガスを発生するボイラと前記吸収装置との間に 配置され、前記排ガスに対して所定の処理を行う複数の機器を備え、前記複数の機 器のうち少なくとも 1つの機器の前記排ガスとの接触面に前記固体触媒が塗布されて いることを特徴とする。 本発明によれば、排ガス中のガス状水銀除去装置を構成する各種機器、例えば熱 回収器や通風機、あるいは電気集塵器等の排ガスとの接触面に固体触媒を塗布し ておくことで、ボイラカゝら発生した排ガス中に含まれる非水溶性の水銀は、これら機器 を通過する間に水溶性の水銀に変換され、吸収装置に達して良好に吸収されて除 去される。
さらに、本発明において、前記機器は、排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装 置を含み、前記固体触媒は、前記脱硝装置のうち前記排ガスと接触する接触面に塗 布される t 、う構成を採用しても良 、。
また、前記脱硝装置は前記排ガスの流れを整える整流板を備え、前記固体触媒は 、前記整流板の表面にも塗布されるという構成を採用しても良い。
また、前記脱硝装置は触媒層を充填したバスケットを有し、前記固体触媒は、前記 整流板の表面にも塗布されるという構成を採用しても良い。
また、前記機器は、排ガスの熱を利用してボイラ燃焼用空気を予熱する空気予熱 器を含み、前記固体触媒は、前記空気予熱器のうち前記排ガスと接触する接触面に 塗布される t 、う構成を採用しても良 、。
また、前記機器は、排ガスの熱を回収する熱回収器を含み、前記固体触媒は、前 記熱回収器のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されるという構成を採用しても 良い。
また、前記機器は、排ガス中の煤塵を回収する集塵器を含み、前記固体触媒は、 前記集塵器のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されるという構成を採用しても 良い。
また前記集塵器は前記排ガスの流れを整える整流板を備え、前記固体触媒は、前 記整流板の表面にも塗布されるという構成を採用しても良い。
また、前記機器は、排ガスの流れを生成する通風機を含み、前記固体触媒は、前 記通風機のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されるという構成を採用しても良 い。
また、前記機器どうしを接続する管路の内壁面、内部補強部材、及び整流板にも前 記固体触媒が塗布されるという構成を採用しても良い。 発明の効果
[0017] 本発明によれば、取り扱いが容易でコストの上昇が抑えられ、排ガス中の水銀を良 好に除去できる排ガス中のガス状水銀除去方法及び除去装置を提供することができ る。
図面の簡単な説明
[0018] [図 1]本発明の一実施形態に係る排ガス中のガス状水銀除去装置を示す概略構成 図である。
[図 2]本発明の一実施形態における脱硝装置を示す模式図である。
[図 3]本発明の一実施形態における熱回収器及び再加熱器を示す模式図である。
[図 4A]本発明の一実施形態における集塵器を示す第 1の模式図である。
[図 4B]本発明の一実施形態における集塵器を示す第 2の模式図である。
[図 5]本発明の一実施形態における通風機を示す模式図である。
[図 6]本発明の一実施形態における湿式脱硫装置を示す模式図である。
[図 7]本発明の一実施形態における湿式脱硫装置に取り付けられる補強部材を示す 模式図である。
[図 8]本発明の方法の効果を確認するための実験結果を示す図である。
[図 9]本発明の他の実施形態に係る排ガス中のガス状水銀除去装置を示す概略構 成図である。
[図 10]本発明のさらに他の実施形態に係る排ガス中のガス状水銀除去装置を示す 概略構成図である。
符号の説明
[0019] 1 ボイラ
2 脱硝装置
3 空気予熱器
4 熱回収器
5 電気集塵器
6 誘引通風機
7 湿式脱硫装置 9 脱硫通風機
10 煙突
S 除去装置
発明を実施するための最良の形態
[0020] 以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図 1は、本発 明の一実施形態に係る排ガス中のガス状水銀除去装置の概略構成図である。
[0021] 図 1において、除去装置 Sは、燃料を燃焼することによりボイラ 1から発生した排ガス を処理するものであって、ボイラ 1の下流に設けられ、窒素酸化物 (NOx)を除去する 脱硝装置 2と、脱硝装置 2の下流に設けられ、ボイラ燃焼用空気を加熱する空気予熱 器 3と、空気予熱器 3の下流側に設けられ、熱を回収する熱回収器 4と、熱回収器 4 の下流に設けられ、排ガス中の煤塵 (粒子)を除去する電気集塵器 5と、電気集塵器 5の下流に設けられた誘引通風機 (ファン) 6と、排ガス中の所定物質を湿式吸収する 吸収装置としての湿式脱硫装置 7と、湿式脱硫装置 7の下流に設けられ、排ガスを再 加熱する再加熱器 8と、再加熱器 8の下流に設けられた脱硫通風機 9とを備えて 、る
[0022] 除去装置 Sで処理された排ガスは煙突 10より大気中に放出される。ボイラ 1と煙突 1 0との間に配置され、排ガスに対して各種所定の処理を行う前記各機器 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9は、管路 11を介して接続されており、ボイラ 1から発生した排ガスは、管路 11を介して、複数の機器 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9を順次流れ、煙突 10より排出される
[0023] ボイラ 1は、燃料を燃焼して排ガスを発生する。ボイラ 1より発生した排ガス中には、 窒素酸化物 (NOx)、硫黄酸化物（SOx)、非水溶性のガス状水銀 (0価水銀： Hg°)、 及びハロゲンィ匕水素 (HC1等)などが含まれている。排ガス中の窒素酸ィ匕物は脱硝装 置 2で除去される。本実施形態における脱硝装置 2は、乾式脱硝装置であって、アン モ-ァ等の還元剤を排ガスに注入して触媒のもとで窒素酸ィ匕物を還元分解する。
[0024] 図 2は、上記脱硝装置 2を示す模式図である。脱硝装置 2は、ハウジング 21と、ハウ ジング 21の内側に設けられた触媒層 23とを備えている。ハウジング 21の内部空間に 対する入口部は管路 11Aを介してボイラ 1に接続しており、出口部は管路 11Bを介し て空気予熱器 3に接続されている。触媒層 23は、卑金属系酸化物を例えばハ-カム 状に成形'焼成したものであり、鋼板製の複数のバスケットのそれぞれに充填され、 ハウジング 21内に整列配置されている。また、ハウジング 21内には、ボイラ 1からの 排ガスの流れを整える整流板 24を設けることができる。なお、触媒層 23はハ-カム 状に限られず、例えば板状など任意の形状を採用できる。
[0025] 空気予熱器 3は、排ガスの排熱を利用してボイラ燃焼用空気を予熱する装置であつ て、管形空気予熱器、板形空気予熱器、及び再生式空気予熱器等の公知の空気予 熱器を用いることができる。例えば再生式空気予熱器は、多数の金属板からなる伝 熱 '蓄熱体を交互に排ガスと空気とに接触させることによって空気を加熱する方式で ある。
[0026] 熱回収器 4は、排ガスの熱を回収し、その排ガスを冷却するものである。回収された 熱エネルギーは再加熱器 8に供給される。図 3は熱回収器 4と再加熱器 8との関係を 示す模式図である。図 3に示すように、熱回収器 4は、ハウジング 41と、そのハウジン グ 41の内部に設けられ、排ガスに接触することで熱を回収する伝熱部材 43とを備え ている。
[0027] ノ、ウジング 41には、そのハウジング 41の内部空間に対する入口部及び出口部が 設けられており、入口部は管路 11Cを介して空気予熱器 3に接続され、出口部は管 路 11Dを介して電気集塵器 5に接続されている。再加熱器 8は、ハウジング 81と、そ のハウジング 81の内部に設けられ、排ガスと接触することで排ガスを加熱する伝熱部 材 83とを備えている。ノ、ウジング 81には、そのハウジング 81の内部空間に対する入 口部及び出口部が設けられており、入口部は管路 11Eを介して湿式脱硫装置 7に接 続され、出口部は管路 11Fを介して脱硫通風機 9に接続されている。
[0028] 伝熱部材 43、 83のそれぞれは、熱媒が流れる内部流路を有しており、伝熱部材 4 3 (熱回収器 4)と伝熱部材 83 (再加熱器 8)とは熱媒が流れる流路 12を介して接続さ れている。流路 12の途中には、熱回収器 4と再加熱器 8との間で熱媒を循環させるポ ンプ 13が設けられており、熱回収器 4と再加熱器 8とは熱媒を媒体として熱エネルギ 一を交換する。本実施形態においては、熱回収器 4及び再加熱器 8は、互いに直接 熱交換するガスガスヒータで構成されて 、る。
[0029] 電気集塵器 5は、排ガス中の粒子 (煤塵)等の固形分を除去するものである。図 4A は電気集塵器 5を示す模式図、図4 Bは放電極と集塵極との関係を示した図である。 図 4A、図 4Bにおいて、電気集塵器 5は、ハウジング 51と、そのハウジング 51の内部 に配置された放電極 53及び集塵極 54と、整流板 56とを備えて ヽる。
[0030] ノ、ウジング 51の内部空間に対する入口部は管路 11 Gを介して熱回収器 4に接続さ れており、出口部は管路 11Hを介して誘引通風機 6に接続されている。また、ハウジ ング 51の下部にはホッパ 55が設けられている。電気集塵器 5は、放電極 53と集塵極 54との間に形成された電場へ排ガスを導き、排ガス中の粒子を電気力により集塵極 54に引きつけて集塵する。集塵極 54に付着した粒子は、不図示の槌打ノヽンマーの 衝撃力によって集塵極 54表面力も剥離し、ホッパ 55へと落下し、捕集される。なお、 電気集塵器は、排ガスを湿式脱硫装置 7に導入する前に粗集塵できるものであれば よぐ特に限定されるものではない。
[0031] 誘引通風機 6は、排ガスを下流側 (湿式脱流装置 7側）に導くものであって、図 5に 示すように、ケーシング 61と、そのケーシング 61の内部に配置された動翼 63とを備 えて 、る。ケーシング 61の一端部に設けられた入口部力もケーシング 61内に流入し た排ガスは、動翼 63の駆動により、ケーシング 61の内部を通過した後、出口部より出 て湿式脱流装置 7に送られる。
[0032] 湿式脱硫装置 7は、排ガス中の硫黄酸ィ匕物等の所定物質を液体に吸収することで 除去するものである。図 6は湿式脱硫装置 7を模式的に示す図である。湿式脱流装 置 7は、石灰石を含むアルカリ性の吸収液からなる液滴 (スプレー状液滴）により脱流 •脱塵するものであって、ハウジング 71と、ハウジング 71内の上部に設けられ、吸収 液を液滴状 (スプレー状）にして供給するスプレーノズル 73とを備えて 、る。
[0033] ノ、ウジング 71の内部空間に対する入口部は管路 11Jを介して誘引通風機 6に接続 され、出口部は管路 11Kを介して再加熱器 8に接続されている。本実施形態におい て、入口部はハウジング 71の下部に設けられ、出口部はハウジング 71の上部に設け られている。
[0034] 管路 11Jを介して湿式脱流装置 7のハウジング 71内部に流入した排ガスは、出口 部から出るまでの間に、スプレーノズル 73から供給された液滴（吸収液）と接触する。 これにより、排ガス中の SOxを含む所定物質が液滴に吸収される。更に、排ガス中の 微粒子 (塵)も液滴に捕集される。落下した吸収液はハウジング 71の下部に溜まり、 循環系 74を構成する循環ポンプ 75によりスプレー配管 73Aを介してスプレーノズル 73に戻され、循環利用される。
[0035] ここで、本実施形態においては、ハウジング 71の入口部には、図 7に示すような、補 強部材 76が設けられている。また、出口部には、ミストエリミネータ 77が設けられてい る。なお、湿式脱硫装置 7は一般に排煙処理で用いられている湿式脱硫装置や吸収 塔の前段に冷却塔を設置した脱硫装置等でよぐ特に限定されるものではない。
[0036] また、ここではスプレー塔につ 、て説明したが、充填塔、液柱塔など他の形態であ つてもよい。また本実施形態においては、入口部はハウジング 71の下部に設けられ、 出口部はハウジング 71の上部に設けられている力 入口部がハウジングの上部に設 けられ、出口部がハウジングの下部に設けられている構成を採用することも可能であ る。
[0037] 上述したように、再加熱器 8は、熱回収器 4で回収した熱エネルギーによって、温度 低下した排ガスを加熱する。温度低下した排ガスをそのまま煙突 10から放出すると、 水蒸気による白煙が発生する等の不都合が生じるが、再加熱器 8で排ガスを加熱す ることで、上記不都合を防止できる。そして、再加熱器 8で加熱された排ガスは、脱硫 通風機 9の駆動により、煙突 10から大気中に放出される。
[0038] そして、ボイラ 1と煙突 10との間の流路 (煙道）のうち、ボイラ 1と湿式脱硫装置 7との 間に配置された各機器、すなわち湿式脱硫装置 7よりも上流側に配置されている脱 硝装置 2、空気予熱器 3、熱回収器 4、電気集塵器 5、誘引通風機 6、及びこれらを接 続する管路 11には、排ガス中の非水溶性の水銀 (0価水銀： Hg°)を水溶性の水銀（ 2価水銀： Hg2+)に変換する金属酸化物からなる固体触媒が設けられて!/、る。
[0039] 更には、湿式脱硫装置 7の一部にも固体触媒が設けられている。具体的には、前 記機器 2〜6、 11、湿式脱硫装置 7の一部を構成する各種部材のうち、排ガスが流れ る流路 (煙道）に配置された部材の排ガスと接触する接触面に、金属酸化物からなる 固体触媒が塗布されている。 [0040] 本実施形態においては、管路 11の内壁面、脱硝装置 2のハウジング 21の入口部 及び出口部近傍を含む内壁面 22、触媒層 23の表面、この触媒層 23を支持するバ スケット表面、整流板 24表面等に、金属酸化物からなる固体触媒が塗布されている。 また、空気予熱器 3が再生式空気予熱器の場合、空気予熱器 3を構成するハウジン グの内壁面、金属板力 なる伝熱 *蓄熱体の表面等にも、金属酸化物からなる固体 触媒が塗布されている。
[0041] また、熱回収器 4のハウジング 41の入口部及び出口部近傍を含む内壁面 42、排ガ スに接触する伝熱部材 43の表面等にも、金属酸化物からなる固体触媒が塗布され ている。
[0042] 更には、電気集塵器 5のハウジング 51の入口部及び出口部近傍を含む内壁面 52 、放電極 53の表面、集塵極 54の表面、ホッパ 55の内壁面、整流板 56の表面等にも 、金属酸化物からなる固体触媒が塗布されている。また、誘引通風機 6のケーシング 61の入口部及び出口部近傍を含む内壁面 62や動翼 63の表面等にも金属酸ィ匕物 からなる固体触媒が塗布されて ヽる。
[0043] また、湿式脱硫装置 7のハウジング 71の入口部近傍を含む内壁面 72、スプレーノ ズル 73の表面やスプレー配管等にも、金属酸化物からなる固体触媒が塗布されて いる。また、補強部材 76の表面にも金属酸化物からなる固体触媒が塗布されている
[0044] なお、ハウジング 71の出口部近傍を含む内壁面 72にも金属酸ィ匕物力もなる固体 触媒を塗布してもよい。あるいは、循環系 74を構成する管路の内壁面等に金属酸ィ匕 物からなる固体触媒を塗布してもよい。更には、ミストエリミネータ 77の表面に金属酸 化物からなる固体触媒を塗布してもよ ヽ。
[0045] 塗布される固体触媒としては、 Fe O、 CuO、 MnO、 Al O、 V O等の複数の材
2 3 2 2 3 2 5
料を挙げることができる。この場合、上記複数の材料のうちの 1種を塗布する構成でも ょ 、し、選択された複数種の材料を塗布する構成であってもよ 、。
[0046] 前記各部材に金属酸ィ匕物力 なる固体触媒を塗布する際には、例えば前記金属 酸化物を溶媒に分散又は溶解し、金属酸化物を含む溶液を製造した後、この溶液を 前記部材に塗布し、乾燥することで、金属酸化物からなる固体触媒を各部材上に設 けることができる。
[0047] 次に、本実施形態の排ガスの除去装置 Sの作用について説明する。
上述したように、ボイラ 1より発生した排ガス中には、窒素酸化物 (NOx)、硫黄酸化 物（SOx)、非水溶性のガス状水銀 (0価水銀： Hg°)、及びハロゲン化水素 (HC1等） などが含まれている。
[0048] 窒素酸化物は主に脱硝装置 2で除去され、硫黄酸化物は主に湿式脱硫装置 7で 除去される。ボイラ 1から発生した排ガスの冷却に伴って、排ガス中に含まれるガス状 の 0価水銀 HgV—部は、水溶性のガス状の 2価水銀 Hg2+と、粒子状（固体状)の水 銀 HgPとに変換される。粒子状水銀 HgPは電気集塵器 5によって回収される。
[0049] また、電気集塵器 5が全ての粒子状水銀 HgPを回収しきれな力つたとしても、湿式 脱硫装置 7が電気集塵器 5で回収しきれずに残った粒子状水銀 HgPを回収すること ができる。更に湿式脱硫装置 7は排ガス中の微粒子 (塵)を回収することもできる。 また、水溶性の 2価水銀 Hg2+は湿式脱硫装置 7で湿式吸収される。
[0050] ところで、ガスの冷却に伴って、ボイラ 1から発生した排ガス中のガス状の 0価水銀 Hg。の全てが粒子状水銀 HgPや 2価水銀 Hg2+に変換されるわけではない。
[0051] そこで、本実施形態においては、ボイラ 1から発生した排ガスに含まれる 0価水銀 H g。のうち、粒子状水銀 HgPや 2価水銀 Hg2+に変換されなかった残りの 0価水銀 Hg° を金属酸ィ匕物カゝらなる固体触媒に接触させることにより、この非水溶性の 0価水銀 Hg °を、水溶性の 2価水銀 Hg2+に変換した後、湿式脱硫装置 7で湿式吸収する。湿式 脱硫装置 7は、 SOx及び水銀を含有する排ガスをアルカリ吸収液によって湿式脱硫 する。
[0052] こうして、ボイラ 1から排出され、脱硝装置 2で NOxを除去され、湿式脱硫装置 7に おいて SOxや Hgが除去された排ガスは、再加熱器 8に導入され、熱回収器 4で回収 された熱エネルギーによって加熱され、煙突 10から排出される。
[0053] 本実施形態においては、取り扱いの容易な金属酸化物を使って排ガス中に含まれ る非水溶性の 0価水銀 HgGを水溶性の 2価水銀 Hg2+に変換することができる。そして 、水溶性の 2価水銀 Hg2+を湿式吸収することで、排ガス中の水銀を除去できる。
[0054] そして、排ガスが流れる流路 (煙道）に配置された部材の排ガスとの接触面に金属 酸化物からなる固体触媒を塗布しておくことで、流路を流れる排ガスは接触面に塗布 されている固体触媒と接触することができる。したがって、排ガス中の非水溶性の 0価 水銀 Hgは、水溶性の 2価水銀 Hg2+に変換された後、良好に湿式吸収されて除去さ れる。
[0055] そして、固体触媒は部材上に塗布されている構成であるため、既存の機器ゃ部材 の表面に固体触媒を塗布するだけでよぐ新たな設備を必要としないため、設備コス トを抑えることができる。更に、固体触媒としての金属酸化物を部材上に直接塗布す る構成であり、担体に担持させる構成ではないため、触媒を製造するための製造ェ 程を低減できる。したがって、触媒の製造コストを抑えることができる。
[0056] そして、湿式脱硫装置 7は流路 (煙道)の途中に設けられており、固体触媒は湿式 脱硫装置 7の一部及び湿式脱硫装置 7よりも上流にある部材の排ガスとの接触面に 塗布されて!、るので、湿式脱硫装置 7の上流側で非水溶性の 0価水銀 Hgを水溶性 の 2価水銀 Hg2+に変換することができる。
[0057] そして、ボイラ 1から発生した排ガス中に含まれる非水溶性の 0価水銀 Hg°は、ボイ ラ 1と湿式脱流装置 7との間に配置された各機器 2〜6、 11、湿式脱硫装置 7の一部 を通過する間に水溶性の 2価水銀 Hg2+に変換され、湿式脱硫装置 7に達して良好 に吸収されて除去される。
[0058] 図 8は、本実施形態に係る金属酸化物である Fe Oを使って、非水溶性の 0価水銀
2 3
Hg°を水溶性の 2価水銀 Hg2+に変換した実験結果を示す図である。図 8に示すよう に、 Fe Oを排ガスに接触させることにより、排ガス中の 0価水銀 HgGが水溶性の 2価
2 3
水銀 Hg2+に変換されることが分かる。そして、 CuO、 MnO、 Al O、 V Oについて
2 2 3 2 5 も同様の実験を行い、排ガス中の 0価水銀 HgGを水溶性の 2価水銀 Hg2+に変換でき ることを確認した。
[0059] なお、本実施形態においては、水溶性の水銀を吸収するための吸収装置として、 湿式脱硫装置を例にして説明したが、水溶性の 2価水銀 Hg2+を吸収 ·除去可能であ れば、湿式脱硫装置に限られず、任意の装置を採用可能である。
[0060] なお、本実施形態にぉ ヽては、粒子状水銀 HgPを含む粒子 (煤塵)を電気集塵器 5 で回収しているが、バグフィルタ等の濾過集塵器を採用してもよい。この場合におい ても、バグフィルタのうち排ガスが透過するフィルタ内に、金属酸化物からなる固体触 媒を塗布あるいは含浸しておくことにより、非水溶性の 0価水銀 Hgを水溶性の 2価 水銀 Hg2+に変換することができる。
[0061] なお、上述した実施形態においては、通風機として、図 5の模式図に示すような軸 流式の通風機を例にして説明した力 これに限定されず、例えば遠心式の通風機に も適用可能である。遠心式の通風機においては、固体触媒は例えば羽根車 (インべ ラ）の表面に塗布される。
[0062] なお、上述した実施形態においては、補強部材として、ハウジング 71の入口部に設 けられた補強部材 76を例にして説明したが、排ガスが流れる流路の内部に設ける内 部補強部材としては、ハウジング 71の入口部に設けられた補強部材 76に限られず、 例えば、ハウジング 71の出口部に補強部材を設け、この補強部材の表面に固体触 媒を塗布してもよい。
更には、各機器 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9のハウジング（ケーシング）の内部の所定位 置や、管路 11の内部の所定位置に補強部材を設け、この補強部材の表面に固体触 媒を塗布してもよい。
[0063] なお、上述した実施形態においては、電気集塵器 5は、熱回収器 4と通風機 6との 間に設けられているが、その電気集塵器 5の設置位置は、図 1に示したものに限定さ れるものではない。例えば図 9に示すように、ボイラ 1から下流側に向力つて、電気集 塵器 5、脱硝装置 2、空気予熱器 3、通風機 6、熱回収器 4、吸収装置 7、再加熱器 8 、煙突 10の順に配置してもよぐこのような構成を有する除去装置 Sの排ガスとの接 触面に固体触媒を塗布することができる。
[0064] また、上述した実施形態における除去装置 Sは、熱回収器 4と再加熱器 8とは流路 1 2を流れる熱媒によって熱交換している力 除去装置 Sとしては、図 10に示すように、 ボイラ 1から下流側に向カゝつて、空気予熱器 3、電気集塵器 5、通風機 6、ガスガスヒ ータ 4'、吸収装置 7、通風機 9の順に配置され、通風機 9を出たガスがガスガスヒータ 4'に戻される再生回転式の構成のものもある。
[0065] ここで、ガスガスヒータ 4'は、排ガスの熱を回収する熱回収器としての機能と煙突 1 0より放出するガスを再加熱する再加熱器としての機能とを兼ね備えており、熱回収 器と再加熱器とがー体となっている構成である。このような構成においても、例えばガ スガスヒータ 4 'の排ガスとの接触面に固体触媒を塗布することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 金属酸化物からなる固体触媒と排ガスとを接触させ、前記排ガス中の非水溶性の 水銀を水溶性の水銀に変換した後、この水溶性の水銀を湿式吸収する排ガス中の ガス状水銀除去方法。
[2] 前記排ガスが流れる流路に配置された部材のうち該排ガスと接触する接触面に前 記固体触媒を塗布し、前記排ガスと前記接触面に塗布された前記固体触媒とを接触 させて、非水溶性の水銀を水溶性の水銀に変換する請求項 1記載の除去方法。
[3] 前記流路の途中に前記水溶性の水銀を湿式吸収する吸収装置が設けられており 、前記固体触媒は前記吸収装置よりも上流にある部材の前記接触面に塗布されて おり、前記水溶性の水銀は前記吸収装置で湿式吸収される請求項 2記載の除去方 法。
[4] 前記固体触媒は、 Fe O、 CuO、 MnO、 Al O、 V Oのうち少なくともいずれか 1
2 3 2 2 3 2 5
つである請求項 1記載の除去方法。
[5] 前記固体触媒は、 Fe O、 CuO、 MnO、 Al O、 V Oのうち少なくともいずれか 1
2 3 2 2 3 2 5
つである請求項 2記載の除去方法。
[6] 前記固体触媒は、 Fe O、 CuO、 MnO、 Al O、 V Oのうち少なくともいずれか 1
2 3 2 2 3 2 5
つである請求項 3記載の除去方法。
[7] 非水溶性の水銀を含む排ガスが流れる流路の途中に設けられ、前記排ガス中の所 定物質を湿式吸収する吸収装置を備え、
前記吸収装置よりも上流にある部材のうち前記排ガスと接触する接触面には金属 酸化物からなる固体触媒が塗布されており、
前記排ガスと前記固体触媒とを接触させて、該排ガス中の非水溶性の水銀を水溶 性の水銀に変換し、この水溶性の水銀を前記吸収装置で湿式吸収する排ガス中の ガス状水銀除去装置。
[8] 前記吸収装置は、前記排ガス中の硫黄酸化物を湿式吸収する湿式脱硫装置を含 む請求項 7記載の除去装置。
[9] 燃料を燃焼して排ガスを発生するボイラと前記吸収装置との間に配置され、前記排 ガスに対して所定の処理を行う複数の機器を備え、 前記複数の機器のうち少なくとも 1つの機器の前記排ガスとの接触面に前記固体触 媒が塗布されている請求項 7記載の除去装置。
[10] 燃料を燃焼して排ガスを発生するボイラと前記吸収装置との間に配置され、前記排 ガスに対して所定の処理を行う複数の機器を備え、
前記複数の機器のうち少なくとも 1つの機器の前記排ガスとの接触面に前記固体触 媒が塗布されている請求項 8記載の除去装置。
[11] 前記機器は、排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置を含み、前記固体触媒 は、前記脱硝装置のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されて ヽる請求項 9記 載の除去装置。
[12] 前記機器は、排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置を含み、前記固体触媒 は、前記脱硝装置のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されて ヽる請求項 10記 載の除去装置。
[13] 前記機器は、排ガスの熱を利用してボイラ燃焼用空気を予熱する空気予熱器を含 み、前記固体触媒は、前記空気予熱器のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布さ れて 、る請求項 9記載の除去装置。
[14] 前記機器は、排ガスの熱を利用してボイラ燃焼用空気を予熱する空気予熱器を含 み、前記固体触媒は、前記空気予熱器のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布さ れている請求項 10記載の除去装置。
[15] 前記機器は、熱回収器を含み、前記固体触媒は、前記熱回収器のうち前記排ガス と接触する接触面に塗布されている請求項 9記載の除去装置。
[16] 前記機器は、熱回収器を含み、前記固体触媒は、前記熱回収器のうち前記排ガス と接触する接触面に塗布されている請求項 10記載の除去装置。
[17] 前記機器は、熱回収器を含み、前記固体触媒は、前記熱回収器のうち前記排ガス と接触する接触面に塗布されている請求項 13記載の除去装置。
[18] 前記機器は、熱回収器を含み、前記固体触媒は、前記熱回収器のうち前記排ガス と接触する接触面に塗布されている請求項 14記載の除去装置。
[19] 前記機器は、排ガス中の煤塵を回収する集塵器を含み、前記固体触媒は、前記集 塵器のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項 9記載の除去装置 [20] 前記機器は、排ガス中の煤塵を回収する集塵器を含み、前記固体触媒は、前記集 塵器のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項 10記載の除去装 置。
[21] 前記機器は、排ガス中の煤塵を回収する集塵器を含み、前記固体触媒は、前記集 塵器のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項 13記載の除去装 置。
[22] 前記機器は、排ガス中の煤塵を回収する集塵器を含み、前記固体触媒は、前記集 塵器のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項 14記載の除去装 置。
[23] 前記機器は、排ガス中の煤塵を回収する集塵器を含み、前記固体触媒は、前記集 塵器のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項 15記載の除去装 置。
[24] 前記機器は、排ガス中の煤塵を回収する集塵器を含み、前記固体触媒は、前記集 塵器のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項 16記載の除去装 置。
[25] 前記機器は、排ガス中の煤塵を回収する集塵器を含み、前記固体触媒は、前記集 塵器のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項 17記載の除去装 置。
[26] 前記機器は、排ガス中の煤塵を回収する集塵器を含み、前記固体触媒は、前記集 塵器のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項 18記載の除去装 置。
[27] 前記集塵器は前記排ガスの流れを整える整流板を備え、前記固体触媒は、前記整 流板の表面にも塗布されている請求項 19記載の除去装置。
[28] 前記集塵器は前記排ガスの流れを整える整流板を備え、前記固体触媒は、前記整 流板の表面にも塗布されている請求項 20記載の除去装置。
[29] 前記集塵器は前記排ガスの流れを整える整流板を備え、前記固体触媒は、前記整 流板の表面にも塗布されている請求項 21記載の除去装置。 [30] 前記集塵器は前記排ガスの流れを整える整流板を備え、前記固体触媒は、前記整 流板の表面にも塗布されている請求項 22記載の除去装置。
[31] 前記集塵器は前記排ガスの流れを整える整流板を備え、前記固体触媒は、前記整 流板の表面にも塗布されている請求項 23記載の除去装置。
[32] 前記集塵器は前記排ガスの流れを整える整流板を備え、前記固体触媒は、前記整 流板の表面にも塗布されている請求項 24記載の除去装置。
[33] 前記集塵器は前記排ガスの流れを整える整流板を備え、前記固体触媒は、前記整 流板の表面にも塗布されている請求項 25記載の除去装置。
[34] 前記集塵器は前記排ガスの流れを整える整流板を備え、前記固体触媒は、前記整 流板の表面にも塗布されている請求項 26記載の除去装置。
[35] 前記機器は、排ガスの流れを生成する通風機を含み、前記固体触媒は、前記通風 機のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項 9記載の除去装置。
[36] 前記機器は、排ガスの流れを生成する通風機を含み、前記固体触媒は、前記通風 機のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項 10記載の除去装置。
[37] 前記機器は、排ガスの流れを生成する通風機を含み、前記固体触媒は、前記通風 機のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項 13記載の除去装置。
[38] 前記機器は、排ガスの流れを生成する通風機を含み、前記固体触媒は、前記通風 機のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項 14記載の除去装置。
[39] 前記機器は、排ガスの流れを生成する通風機を含み、前記固体触媒は、前記通風 機のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項 15記載の除去装置。
[40] 前記機器は、排ガスの流れを生成する通風機を含み、前記固体触媒は、前記通風 機のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項 16記載の除去装置。
[41] 前記機器は、排ガスの流れを生成する通風機を含み、前記固体触媒は、前記通風 機のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項 17記載の除去装置。
[42] 前記機器は、排ガスの流れを生成する通風機を含み、前記固体触媒は、前記通風 機のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項 18記載の除去装置。
[43] 前記機器は、排ガスの流れを生成する通風機を含み、前記固体触媒は、前記通風 機のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項 19記載の除去装置。 前記機器は、排ガスの流れを生成する通風機を含み、前記固体触媒は、前記通風 機のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項 20記載の除去装置。 前記機器は、排ガスの流れを生成する通風機を含み、前記固体触媒は、前記通風 機のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項 21記載の除去装置。 前記機器は、排ガスの流れを生成する通風機を含み、前記固体触媒は、前記通風 機のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項 22記載の除去装置。 前記機器は、排ガスの流れを生成する通風機を含み、前記固体触媒は、前記通風 機のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項 23記載の除去装置。 前記機器は、排ガスの流れを生成する通風機を含み、前記固体触媒は、前記通風 機のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項 24記載の除去装置。 前記機器は、排ガスの流れを生成する通風機を含み、前記固体触媒は、前記通風 機のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項 25記載の除去装置。 前記機器は、排ガスの流れを生成する通風機を含み、前記固体触媒は、前記通風 機のうち前記排ガスと接触する接触面に塗布されている請求項 26記載の除去装置。 前記機器どうしを接続する管路の内壁面、内部補強部材、及び整流板にも前記固 体触媒が塗布されて ヽる請求項 9記載の除去装置。
前記機器どうしを接続する管路の内壁面、内部補強部材、及び整流板にも前記固 体触媒が塗布されている請求項 10記載の除去装置。
前記機器どうしを接続する管路の内壁面、内部補強部材、及び整流板にも前記固 体触媒が塗布されている請求項 13記載の除去装置。
前記機器どうしを接続する管路の内壁面、内部補強部材、及び整流板にも前記固 体触媒が塗布されている請求項 14記載の除去装置。
前記機器どうしを接続する管路の内壁面、内部補強部材、及び整流板にも前記固 体触媒が塗布されている請求項 15記載の除去装置。
前記機器どうしを接続する管路の内壁面、内部補強部材、及び整流板にも前記固 体触媒が塗布されている請求項 16記載の除去装置。
前記機器どうしを接続する管路の内壁面、内部補強部材、及び整流板にも前記固 体触媒が塗布されている請求項 17記載の除去装置。 [58] 前記機器どうしを接続する管路の内壁面、内部補強部材、及び整流板にも前記固 体触媒が塗布されている請求項 18記載の除去装置。
[59] 前記機器どうしを接続する管路の内壁面、内部補強部材、及び整流板にも前記固 体触媒が塗布されている請求項 19記載の除去装置。
[60] 前記機器どうしを接続する管路の内壁面、内部補強部材、及び整流板にも前記固 体触媒が塗布されて ヽる請求項 20記載の除去装置。
[61] 前記機器どうしを接続する管路の内壁面、内部補強部材、及び整流板にも前記固 体触媒が塗布されている請求項 21記載の除去装置。
[62] 前記機器どうしを接続する管路の内壁面、内部補強部材、及び整流板にも前記固 体触媒が塗布されて ヽる請求項 22記載の除去装置。
[63] 前記機器どうしを接続する管路の内壁面、内部補強部材、及び整流板にも前記固 体触媒が塗布されて ヽる請求項 23記載の除去装置。
[64] 前記機器どうしを接続する管路の内壁面、内部補強部材、及び整流板にも前記固 体触媒が塗布されて ヽる請求項 24記載の除去装置。
[65] 前記機器どうしを接続する管路の内壁面、内部補強部材、及び整流板にも前記固 体触媒が塗布されて ヽる請求項 25記載の除去装置。
[66] 前記機器どうしを接続する管路の内壁面、内部補強部材、及び整流板にも前記固 体触媒が塗布されて ヽる請求項 26記載の除去装置。
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