(57)【要約】  湿式電気集塵装置を利用した重金属除去を実現すること。  湿式電気集塵装置１４は、直流高電圧が印加される放電極と、直流高電圧に基づいて放電極との間に発生する負コロナ放電によって、排ガス発生源から排出される排ガスに含まれる、水銀を含む重金属を集塵する集塵極とを備える。重金属除去支援装置１３は、湿式電気集塵装置１４の前段に設けられ、水銀を含む重金属を、噴霧前と比較して集塵率が高くなる形態に変化させる性質を有する試薬を、前記排ガスに対して噴霧する噴霧部としてスプレーノズル２３を備える。
2016153046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流高電圧が印加される放電極と、
前記直流高電圧に基づいて前記放電極との間に発生する負コロナ放電によって、排ガス発生源から排出される排ガスに含まれる、水銀を含む重金属を集塵する集塵極と、
を備える電気集塵装置用の重金属除去支援装置において、
前記電気集塵装置の前段に設けられ、
水銀を含む重金属を、噴霧前と比較して前記集塵極での集塵率が高くなる形態に変化させる性質を有する試薬を、前記排ガスに対して噴霧する噴霧部を備える、
電気集塵装置用の重金属除去支援装置。
【請求項２】
前記噴霧部は、
揮発性の有害塩化物、ガス状有害物質、並びに希少金属及び貴金属を、前記集塵極での集塵率が高くなる形態に変化させる性質を有する試薬を、前記排ガスに対して噴霧する、
請求項１に記載の重金属除去支援装置。
【請求項３】
前記噴霧部は、
０価のガス状の水銀を２価の粒子状の水銀に変化させる性質を有する試薬を、前記排ガスに対して噴霧する、
請求項１に記載の重金属除去支援装置。
【請求項４】
前記排ガスはＳＯ２を含んでおり、
前記試薬は、Ｎａ２Ｓ、ＮａＣｌＯ、又はＨ２０２である、
請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の重金属除去支援装置。
【請求項５】
前記試薬は、安定な錯体を形成する硫化物である、
請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の重金属除去支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気集塵装置用の重金属除去支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本国において、２０１３年１０月に水銀排出の規制を強化する「水俣条約」が採択された。これにより、各種分野においても、将来的に、ＢＡＴ（利用可能な最良技術）による大気への水銀排出低減が課せられる可能性がある。【０００３】
例えば、非鉄製錬の分野において、水銀排出低減が課せられる可能性がある。
現状でも、硫酸製造ライン設備の前段に、水銀排出のための精製塔や吸着塔の設置例がある。しかしながら、精製塔や吸着塔の設置には、大規模な投資及び設置スペースが必要になる。
また例えば、非鉄製錬以外の分野、例えば、石炭火力、産業廃棄物焼却、製鉄関連施設等の分野でも、スタックでの水銀排出低減が課せられる可能性がある。【０００４】
従来から、このような水銀排出低減が課せられる可能性がある分野において、湿式電気集塵装置（例えば特許文献１乃至３参照）が設けられていることが多い。
湿式電気集塵装置は、例えば鉱工業における硫酸ミスト処理やアルミニウム精錬排ガス処理のみならず廃棄物焼却プロセス等において発生する廃ガスから、有害なダストやミストを捕集する目的で使用されている。このように、湿式電気集塵装置は、大気汚染防止や環境保全の観点から有用な装置として普及している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１９６１５９号公報
【特許文献２】特開２００２−１１９８８９号公報
【特許文献３】特公平６−９１９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このため、湿式電気集塵装置を利用した水銀除去の実現が可能になれば、水銀除去のためだけに大規模な投資及び設置スペースをすることが不要になる。【０００７】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、湿式電気集塵装置を利用した水銀除去の実現を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面の電気集塵装置用の重金属除去支援装置は、
直流高電圧が印加される放電極と、
前記直流高電圧に基づいて前記放電極との間に発生する負コロナ放電によって、排ガス発生源から排出される排ガスに含まれる、水銀を含む重金属を集塵する集塵極と、
を備える電気集塵装置用の重金属除去支援装置において、
前記電気集塵装置の前段に設けられ、
水銀を含む重金属を、噴霧前と比較して前記集塵極での集塵率が高くなる形態に変化させる性質を有する試薬を、前記排ガスに対して噴霧する噴霧部を備える。【０００９】
また、前記噴霧部は、
揮発性の有害塩化物、ガス状有害物質、並びに希少金属及び貴金属を、前記集塵極での集塵率が高くなる形態に変化させる性質を有する試薬を、前記排ガスに対して噴霧することができる。【００１０】
また、前記噴霧部は、
０価のガス状の水銀を２価の粒子状の水銀に変化させる性質を有する試薬を、前記排ガスに対して噴霧することができる。【００１１】
ここで、前記排ガスにＳＯ２が含まれている場合には、前記試薬は、Ｎａ２Ｓ、ＮａＣｌＯ又はＨ２０２であるようにすることができる。【００１２】
また、前記試薬は、安定な錯体を形成する硫化物であるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、湿式電気集塵装置を利用した水銀除去の実現ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る集塵システムの構成例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る集塵システムにおける重金属除去支援装置のうち、４つのスプレーノズルが取り付けられた結合導管の外観の概略構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る集塵システムにおける湿式電気集塵装置の概略構成を示す断面図である。
【図４】図３の湿式電気集塵装置の筺体内部の概略構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
［集塵システムの構成］
図１は、本発明が適用される集塵システムの一実施形態の構成例を示す図である。
【００１７】
図１に示す集塵システム１は、例えば非鉄製錬硫酸工場に設けられており、硫酸ＭＣとしての湿式電気集塵装置１１と、排ガス導入ダクト１２と、重金属除去支援装置１３と、を備えている。
【００１８】
図１の例では、排ガスは、非鉄製錬により排出されて洗浄塔（図示せず）を経由してきた亜硫酸ガスを含む製錬排ガスである。
【００１９】
排ガス導入ダクト１２に導入された排ガスには、水銀（以下、「Ｈｇ」と記述する）が含まれている。より具体的には、排ガスに含まれるＨｇは、価数が０価のガス状Ｈｇ（以下、「Ｈｇ（０）」と記述する）と、価数が２価の粒子状Ｈｇ（以下、「Ｈｇ（２＋）」と記述する）とに大別される。ここで、粒子状とは、固体状と液体状との両方を含む意である。
Ｈｇ（２＋）は、後述する湿式電気集塵装置１１において、約９８〜９９％程度の効率で除去される。一方、Ｈｇ（０）は、後述する湿式電気集塵装置１１でほとんど除去することができない。
そこで、本実施形態の集塵システム１においては、排ガスに含まれるＨｇ（０）をＨｇ（２＋）に変化させるべく、重金属除去支援装置１３が湿式電気集塵装置１１の前段に設けられている。
【００２０】
重金属除去支援装置１３は、試薬貯蔵庫２１と、ポンプ２２と、スプレーノズル２３と、を備えている。
【００２１】
試薬貯蔵庫２１は、排ガスに含まれるＨｇ（０）をＨｇ（２＋）に変化させる性質を有する試薬を貯蔵する。
即ち、Ｈｇ（０）をＨｇ（２＋）に変化させる手法としては、酸化剤を使用する第１手法と、一般的にいう還元剤を使用してＨｇを固定化する第２手法が存在する。
第１手法が採用される場合には、酸化剤が試薬として採用される。この場合、本実施形態のように排ガスにＳＯ２が含まれる場合、ＫＭｎＯ４等の一般的な酸化剤は、ＳＯ２を酸化させるため試薬として不適である。即ち、本実施形態のように排ガスにＳＯ２が含まれる場合、Ｈｇを選択的に酸化させる酸化剤を試薬として採用すると好適である。
一方、第２手法が採用される場合には、還元剤が試薬として採用される。例えば、ＮａＳＨ（水硫化ソーダ）を試薬として採用した場合には、Ｈｇは硫化物として固定化されることによって、Ｈｇ（０）がＨｇ（２＋）に変化する。
なお、試薬のさらなる詳細については、後述する。
【００２２】
試薬貯蔵庫２１に貯蔵された試薬は、ポンプ２２を介してスプレーノズル２３により、排ガス導入ダクト１２の内部に噴射される。
図２は、４つのスプレーノズル２３が取り付けられた排ガス導入ダクト１２の外観の概略構成を示す斜視図である。
本実施形態では、図２に示すように、４つのスプレーノズル２３−１乃至２３−４が、排ガス導入ダクト１２の内周において等間隔で取り付けられている。これにより、排ガス導入ダクト１２内を流通する排ガスに対して万遍なく、試薬が噴霧されるので、Ｈｇ（０）をＨｇ（２＋）に効率よく変化させることができる。
【００２３】
図１に戻り、このようにして重金属除去支援装置１３において排ガスに含まれるＨｇ（０）がＨｇ（２＋）に変化されると、当該排ガスは、湿式電気集塵装置１１に導入される。
即ち、湿式電気集塵装置１１に導入される排ガスには、はほぼＨｇ（２＋）のみが含まれることになる。その結果、湿式電気集塵装置１１は、排ガスからＨｇを効率よく除去することができる。
【００２４】
［湿式電気集塵装置の構成］
次に、図３を参照して、湿式電気集塵装置１１の構成について説明する。
図３は、湿式電気集塵装置１１の概略構成を示す断面図である。
具体的には、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、湿式電気集塵装置１１の外観の概略構成を示す断面図であり、相互に略直角の別々の方向からみた断面図である。
【００２５】
湿式電気集塵装置１１には、上部ケーシング１１１と、側部ケーシングとしても機能する集塵極１２２と、下部ケーシング１１３と、架構１１４と、が設けられている。
【００２６】
上部ケーシング１１１と、集塵極１２２と、下部ケーシング１１３とが上方からその順番で組み合わされることによって、湿式電気集塵装置１１の筺体が構成される。湿式電気集塵装置１１の筺体は、架構１１４により、地上から所定距離だけ上方に離間して固定されている。湿式電気集塵装置１１の筺体の材質は、本実施形態では導電性のＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）が採用されている。
【００２７】
図４は、湿式電気集塵装置１１の筺体内部の概略構成を示す斜視図である。
図４に示すように、湿式電気集塵装置１１の筺体内部には、上部グリッド１２１と、上述した集塵極１２２と、下部グリッド１２３と、電極ロッド１２４と、放電線１２５と、ウェイト１２６と、上向きスプレーノズル１２７と、洗浄用配管１２８とが設けられている。
【００２８】
上部グリッド１２１と、集塵極１２２と、下部グリッド１２３とは、図４に示すように、上方からその順番で相互に所定距離だけ離間して、水平方向に相互に略平行となるように、配設されている。
【００２９】
集塵極１２２は、図４に示すように、角筒を単位（以下、このような単位を「室」と呼ぶ）として、複数の「室」を繰り返し連続して配置することによって構成される。
具体的には、以下、略水平方向のうち、一方向を「縦方向」と呼び、縦方向に直角な方向を「横方向」と呼ぶ。この場合、縦方向にＮ個の単位を繰り返し連続して配置させ、横方向にＭ個の単位を繰り返し連続して配置させること（以下、「Ｎ×Ｍ」と表現する）によって、集塵極１２２が構成される。
ここで、ＮとＭとは独立した任意の整数値であり、本実施形態では、図４に示すように、集塵極１２の「室」の個数はＮ×Ｍ＝９×９個とされている。
また、本実施形態の室は、３０〜５０ｃｍの長さの辺からなる角筒である。
なお、集塵極１２２の材質は、本実施形態では、導電性のＦＲＰが採用されている。
【００３０】
このような集塵極１２２に対する放電極は、本実施形態では、電極ロッド１２４及び放電線１２５により構成されている。
電極ロッド１２４は、図４に示すように、集塵極１２２の所定の「室」の中央内部を略垂直方向に貫通するように配設され、上端部が上部グリッド１２１に固定され、下端部が下部グリッド１２３に固定される。
放電線１２５は、図４に示すように、上部グリッド１２１から吊下げられ、集塵極１２２の所定の「室」の中央内部を略垂直方向に貫通するように配設される。放電線１２５はまた、弛まないだけの張力を持たすように、下部グリッド１２３の上部に設けられたウェイト１２６に接続される。
【００３１】
電極ロッド１２４には、図示せぬ電源装置から供給される負極の直流高電圧（荷電電圧）が直接印加される。一方、放電線１２５には、当該負極の直流高電圧が、上部グリッド１２１を介して印加される。
【００３２】
上向きスプレーノズル１２７は、集塵極１２２の各「室」の四隅の上方に配設され、洗浄用配管１２８に流通している洗浄水を、略垂直上向き方向に微細の霧として噴出する。これにより、集塵極１２２に付着したミストやダスト等の微粒子を洗浄除去することが可能になる。
【００３３】
本実施形態の湿式電気集塵装置１１では、洗浄水は、上向きスプレーノズル１２７から微細の霧として略垂直上向き方向に噴出される。これにより、洗浄水の分散がよくなるため、使用される洗浄水の水量を従来使用される水量より減少させることができる。
上向きスプレーノズル１２７は、電極ロッド１２４及び放電線１２５に印加される負極の直流高電圧の上昇に寄与する構成要素である。
【００３４】
［湿式電気集塵装置の動作］
【００３５】
上述したように、放電極（電極ロッド１２４及び放電線１２５）と、接地した集塵極１２２との間に高電圧が荷電される。
これにより、放電極と集塵極１２２との間に強力な電流電界が形成され、電圧の上昇に伴って放電極から旺盛なコロナ放電が発生し、放電極と集塵極１２との間の集塵空間が負イオンと電子とによって満たされる。
この集塵空間に排ガス（図３の例では排ガスＧ１）が導入されると、排ガス中のダストやミストは負に帯電し、静電凝集作用を伴いながらクーロン力により集塵極に向って移動し、集塵極１２２に付着する。付着したダストやミストは、集塵極１２２で負の電荷を失い、集塵極１２２に供給される洗浄水及び自重により集塵極１２２から剥離して落下し、湿式電気集塵装置１１の外部へ排出される。
ここで、Ｈｇ（２＋）は、２価の水銀を含む化合物であり、固体状のダストまたは水溶液ミストの形態となっているため、上述した水銀以外のダストやミストと同様の原理で集塵極１２２に付着することにより除去される。
このようにして、湿式電気集塵装置１１は、Ｈｇ（２＋）を含め種々の種類の固体、液体の微粒子等の微細なものまで高い集塵効率をもって捕集することが可能になっている。
【００３６】
湿式電気集塵装置１１の外部へ排出された排ガス（図３の例では排ガスＧ２）は、図１の排ガス排出ダクト１２を介して、乾燥塔等（図示せず）に導入される。即ち、乾燥塔等に導入される排ガスには、Ｈｇはほぼ含まれていない。
【００３７】
［好適な試薬の検討］
次に、排ガスに含まれるＨｇ（０）をＨｇ（２＋）に変化させる試薬として、好適な具体例について説明する。
本発明者らは、好適な試薬を選定し、基本的なデータを取得すべく、模擬排ガスを用いたラボ試験を行い、さらに実排ガスを用いた実機試験を行った。
【００３８】
先ず、模擬排ガスを用いたラボ試験について説明する。
本発明者らは、洗浄ビンにＨｇとして金属水銀を入れて通気し、Ｈｇの蒸気を含ませた空気に、約１５％ｖｏｌのＳＯ２を混合することで、模擬排ガスを作成した。
また、Ｈｇの測定用装置としては、還元気化原子吸光法を用いた測定装置を採用した。なお、この場合の測定はＨｇ（０）のみとなる。そこで、Ｈｇ（２＋）生成（変化）はＨｇ（０）の減少として捉えることとした。
ここで、上述したように、Ｈｇ（０）をＨｇ（２＋）に変化させる手法としては、酸化剤を使用する第１手法と、一般的にいう還元剤を使用してＨｇを固定化する第２手法が存在する。ここでは、第２手法を採用するものとして、試薬の候補は、ＫＭｎＯ４、ＮａＨＳ、Ｎａ２Ｓ、ＨＮＯ３、（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８、ＮａＣｌＯ、及びＨ２Ｏ２を採用した。
【００３９】
先ず、第１段階目の模擬ガスでのラボ試験として、ガス洗浄ビンにて試薬と摸擬ガスとを接触させ、効果を確認する試験が行われた。模擬ガスとして、ＳＯ２無と、ＳＯ２有の両方が採用された。
試験結果は、次の結果（１）及び（２）の通りである。
【００４０】
結果（１）：ＳＯ２無の模擬ガスの場合
効果あり：ＫＭｎＯ４、ＮａＣｌＯ
効果なし：ＮａＨＳ、Ｎａ２Ｓ、ＨＮＯ３、（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８、Ｈ２Ｏ２
【００４１】
結果（２）：ＳＯ２有の模擬ガスの場合
効果あり：Ｈ２Ｏ２、Ｎａ２Ｓ、ＮａＣｌＯ
効果なし：ＫＭｎＯ４、ＮａＨＳ、（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８、ＨＮＯ３
【００４２】
以上まとめると、第１段階目の模擬ガスでのラボ試験（ガス洗浄ビン）においては、ＫＭｎＯ４は、ＳＯ２無の条件では良好な効果を示したが、ＳＯ２有の条件では効果なしであった。
逆に、Ｎａ２Ｓ及びＨ２０２は、ＳＯ２無の条件では効果なしであったが、ＳＯ２有の条件では良好な効果を示した。
【００４３】
次に、第２段階目の模擬ガスでのラボ試験として、試薬をスプレー噴霧することで摸擬ガスに接触させ、効果を確認する試験が行われた。模擬ガスとして、ＳＯ２有が採用された。
結果としては、Ｈ２Ｏ２、Ｎａ２Ｓ、ＮａＣｌＯは、第１段階目（ガス洗浄ビン）と同様に、ＳＯ２有の模擬ガスの場合に効果があった。さらに、第１段階目（ガス洗浄ビン）と比較して、第２段階目（スプレー噴霧）の方が効果の度合が高かった。このため、上記実施形態では、試薬をスプレー噴霧する重金属除去支援装置１３が採用された。
なお、ＫＭｎＯ４、ＮａＨＳ、（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８、ＨＮＯ３は、第１段階目（ガス洗浄ビン）と同様に、ＳＯ２有の模擬ガスの場合に効果がなかった。
【００４４】
次に、図１の集塵システム１において、実機を用いた試験が行われた。
具体的には、図１の集塵システム１では排ガスにＳＯ２が含まれていることが前提となるため、試薬の候補としては上記ラボ試験で効果のあった、Ｈ２Ｏ２、Ｎａ２Ｓ、及びＮａＣｌＯが採用された。
また、図１において、重金属除去支援装置１３の前段の測定点ＩＮ１、重金属除去支援装置１３の後段（湿式電気集塵装置１１の入口）の測定点ＩＮ２、及び、湿式電気集塵装置１１の出口の測定点ＯＵＴにおいて、Ｈｇ（０）の濃度が測定された。
結果としては、Ｈ２Ｏ２、Ｎａ２Ｓ及びＮａＣｌＯは、測定点ＯＵＴでのＨｇ（０）の濃度が条件により約−３０％程度減少した。
以上のことから、排ガスにＳＯ２が含まれる場合における試薬としては、Ｈ２Ｏ２、Ｎａ２Ｓ、及びＮａＣｌＯは好適である。
【００４５】
［本実施形態の湿式電気集塵装置の効果］
以上まとめると、本実施形態の集塵システム１は、従来の集塵システムと比較して、次のように（１）及び（２）の有利な効果を奏することが可能である。
【００４６】
（１）  上述のように、重金属除去支援装置１３は、湿式電気集塵装置１１に排ガスが導入される前段に設けられている。そして、重金属除去支援装置１３は、Ｈｇ（０）をＨｇ（２＋）に変化させる性質を有する試薬を排ガスに対して噴霧するスプレーノズル２３を有している。
これにより、排ガスに含まれるＨｇ（０）はＨｇ（２＋）に変換された状態で、当該排ガスは湿式電気集塵装置１１に導入される。ここで、上述したように、湿式電気集塵装置１１は、Ｈｇ（２＋）は除去する機能を有している。従って、湿式電気集塵装置１１において、排ガスに含まれるＨｇは除去される。
このようにして、湿式の湿式電気集塵装置１１を利用した水銀除去が実現される。
【００４７】
（２）  本実施形態の排ガスはＳＯ２を含んでいる。この場合、試薬として、Ｈ２０２、Ｎａ２Ｓ又はＮａＣｌＯを採用することで、上述したように、的確に水銀除去を行うことができる。
【００４８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００４９】
例えば、スプレー２３により噴霧された試薬と排ガスとの混合（反応）をより効率的に促進するためインラインミキサーやバッフルプレートを、スプレー２３の下流側の排ガスダクト１２内に取付けることもできる。
【００５０】
また例えば、湿式電気集塵装置は、上述の湿式電気集塵装置１１に特に限定されず、次のような構成を有していれば足り、各種各様な実施形態を取ることができる。
つまり、本発明が適用される重金属除去支援装置の後段に設置される湿式電気集塵装置は、
直流高電圧が印加される放電極と、
前記直流高電圧に基づいて前記放電極との間に発生する負コロナ放電によって、排ガス発生源から排出される排ガスに含まれる微粒子及び２価の水銀を集塵する集塵極と、
を備えていれば足りる。
さらに、本発明が適用される重金属除去支援装置の後段に設置される集塵装置は、湿式電気集塵装置である必要は特になく、各種各様な実施形態を取ることができる。
【００５１】
また例えば、本発明が適用される重金属除去支援装置は、上述の重金属除去支援装置１３に特に限定されず、次のような構成を有していれば足り、各種各様な実施形態を取ることができる。
つまり、本発明が適用される重金属除去支援装置は、
前段落に記載の構成を有する電気集塵装置の前段に設けられ、
０価の水銀を２価の水銀に変化させる性質を有する試薬を、前記排ガスに対して噴霧する噴霧部を有していれば足りる。
【００５２】
また、本発明が適用される重金属除去支援装置は、上述した０価の水銀を２価の水銀に変化させる性質を有する試薬を、排ガスに対して噴霧することにより、ガス状の水銀を粒子状に変化させて後段の集塵装置で捕集するだけではなく、同様の方法によって、揮発性の有害塩化物、塩化物以外のガス状有害物質（非鉄製錬では特にニッケルカルボニル、コバルトカルボニル）、並びに希少金属及び貴金属等についても粒子状に変化させて後段の集塵装置で捕集することができる。
【００５３】
即ち、ＡｓＣｌ３（三塩化砒素）、ＳｎＣｌ４（塩化スズ（ＩＶ））、Ｓ２Ｃｌ２（二塩化二硫黄）、ＳｉＣｌ４（四塩化珪素、テトラクロロシラン）、ＰＣｌ３（三塩化リン）などは、非鉄製錬の排ガス処理プロセスで使用する排ガス温度である概ね摂氏５０度程度の比較的低温度でも蒸気圧が非常に高く、つまり揮発性であり、これらの有害な塩化物が排ガス中にガスとなって存在する。さらに、排ガス温度が摂氏１００度近くの場合では、ＳｂＣｌ３（三塩化アンチモン）、ＳｅＣｌ４（四塩化セレン）、ＰＣｌ５（五塩化リン）といったガス状の有害物質の存在も無視できない。
【００５４】
また、塩化物以外でもニッケルカルボニル（Ｎｉ（ＣＯ）４）やコバルトカルボニル（Ｃｏ（ＣＯ）４）といったガス状の有害物質が存在し、これらの物質はガスとして存在しているときは電気集塵機で除去（捕捉）することができないため、除去をあきらめざるを得ない状況にあった。
しかし、本発明が適用される重金属除去支援装置を用いることにより、これらの有害物質を粒子状に変化させて後段の集塵装置で捕集することができる。
【００５５】
さらに、上記の有害物質除去という観点とは別に、非鉄製錬の排ガスのダスト中に含まれる希少金属又は貴金属であるＰ、Ｓ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ（リン、イオウ、バナジウム、クロム、亜鉛、砒素、セレン、モリブデン、カドミウム、スズ、アンチモン、テルル、タングステン、レニウム、オスミウム、水銀、タリウム、鉛、ビスマス）のガス状金属及びガス状塩化物を、酸化させて粒子状へ変化させる性質を有する試薬を、本発明が適用される重金属除去支援装置を用いて排ガスに対して噴霧することにより、ガス状であった有害物質、並びに希少金属及び貴金属を、後段の集塵装置で酸化物として確実に、かつ、効率的に回収することができる。
【００５６】
具体的には、例えば酸化剤としてＮａＣｌＯ即ち次亜塩素酸ＣｌＯ−を使用してＡｓＣｌ３を酸化させる場合における反応式は以下のようになる。
２ＡｓＣｌ３  ＋  ５ＣｌＯ−  →  Ａｓ２Ｏ５  ＋  １１Ｃｌ−  ・・・（１）
また、例えば酸化剤としてＮａＣｌＯ即ち次亜塩素酸ＣｌＯ−を使用してＳｂＣｌ３を酸化させる場合における反応式は以下のようになる。
２ＳｂＣｌ３  ＋  ５ＣｌＯ−  →  Ｓｂ２Ｏ５  ＋  １１Ｃｌ−  ・・・（２）
また、例えば次亜塩素酸ＣｌＯ−を使用してニッケルカルボニル（Ｎｉ（ＣＯ）４）を酸化させる場合における反応式は以下のようになる。
Ｎｉ（ＣＯ）４  ＋  ５ＣｌＯ−  →  ＮｉＯ  ＋  ４ＣＯ２  ＋  ５Ｃｌ−  ・・・（３）
また、例えば次亜塩素酸ＣｌＯ−を使用してニッケルカルボニル（Ｎｉ（ＣＯ）４）を塩化ニッケルにさせる場合における反応式は以下のようになる。
Ｎｉ（ＣＯ）４  ＋  ４ＣｌＯ−  →  ＮｉＣｌ２  ＋  ４ＣＯ２  ＋２Ｃｌ−  ・・・（４）
なお、式（３）及び式（４）については、いずれも採用することができる。
【００５７】
また、上述した例では、酸化剤として次亜塩素酸ＣｌＯ−の使用例を挙げたが、これに限定されない。使用される酸化剤には、塩素系物質（ＣｌＯ）、酸素系物質（Ｏ３オゾン含有水やラジカル酸素Ｈ２Ｏ２）と金属系物質（Ｍｎなど）と、から選ばれる酸化剤を採用してもよい。
【００５８】
さらに、酸化剤だけではなく、安定な錯体を形成する硫化物系の物質、例えばＰｂＳ、ＺｎＳ、ＣｕＳ、ＳｎＳ、ＮｉＳ、ＦｅＳ、ＮａＨＳ、Ｎａ２Ｓ等を使用しても同様の効果（ガス状の有害物質を粒子状に変化させる効果）を得ることができる。
【００５９】
また、上述したような、排ガス中から液体の試薬を接触させることにより有害物質を除去する方法は、一般的なガス洗浄塔（ガス吸収塔、ガス充填塔、濡れ壁塔、スプレー塔、泡鐘塔等）等の湿式ガス洗浄装置によって実施することが可能である。しかし、公知のように、湿式洗浄塔の運転に係る消費電力量に比例する圧力損失は、除塵性能に対し比例的に増加するのが通常である。即ち、高い集じん効率を得るためには、高い圧力損失をかける必要があるため、結果として運転コストが高くなる。
例えば粒子径が５μｍよりも小さな粒子は比較的消費エネルギーの低いスプレー塔などでは、十分に有害物質を除去することができないため、多大な圧力損失を伴いながら気液接触をさせるベンチュリースクラバー装置を用いる必要があった。
しかし、本発明が適用される重金属除去支援装置と、排ガスダクト内で粒子状に変化させた粒子状物質を９９％の高効率で除去可能な湿式電気集塵機とを組み合わせることにより、従来、ガス吸収塔などの湿式洗浄装置を使用して多大な電力量を消費してなし得た除害、除塵、希少金属等の回収を、低消費電力量で効率よく実現することができる。
【００６０】
ここで、気液接触効率を高めるためには、試薬を噴霧するスプレーの粒径は小さい程好適である。即ち、スプレー塔での液噴霧や湿式電気集塵機の「濡れ壁」を作るため等に用いられる平均粒径４００〜１０００μｍ程度の粒径のスプレー（試薬液滴）では効率の良い反応は行われないため、気液接触が不十分となる。
このため、本発明が適用される重金属除去支援装置に用いる試薬噴霧用スプレーノズルは、平均粒径が３００μｍ以下（望ましくは１００μｍ以下）のものを採用するのが好適である。
【符号の説明】
【００６１】
１・・・集塵システム
１１・・・硫酸１次ＭＣ
１２・・・排ガス導入ダクト
１３・・・重金属除去支援装置
１４・・・湿式電気集塵装置
１５・・・排ガス排出ダクト
１６・・・ファン
２１・・・試薬貯蔵庫
２２・・・ファン
２３・・・スプレーノズル
２４・・・結合導管
１１１・・・上部ケーシング
１１３・・・下部ケーシング
１１４・・・架構
１２１・・・上部グリッド
１２２・・・集塵極
１２３・・・下部グリッド
１２４・・・電極ロッド
１２５・・・放電線
１２６・・・ウェイト
１２７・・・上向きスプレーノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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