(57)【要約】  本発明は、燃焼排ガスを、それが乾燥状態にあり非官能性鉱物化合物である吸収剤固形物と接触させる工程を含む、燃焼排ガス中に存在する重金属、特に水銀を低減するための方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼排ガスを乾燥状態にある吸収剤固形物に接触させる工程を含む燃焼排ガス中に存在する重金属、特に水銀を低減するための方法であって、前記吸収剤固形物が、ハロイサイトおよびダナ（Ｄａｎａ）分類による亜族「パリゴルスカイト−セピオライト」のフィロケイ酸塩を含む群から選択される非官能性鉱物化合物であることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記乾燥状態における接触が７０℃〜３５０℃範囲の温度で行われることを特徴とする、請求項１に記載の燃焼排ガス中に存在する重金属、特に水銀を低減するための方法。
【請求項３】
前記燃焼排ガスをアルカリ吸収剤に接触させることにより、大部分の酸性汚染物質を排除する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の燃焼排ガス中に存在する重金属、特に水銀を低減するための方法。
【請求項４】
前記アルカリ吸収剤、およびハロイサイトおよびダナ分類による亜族「パリゴルスカイト−セピオライト」のフィロケイ酸塩を含む群から選択される前記非官能性鉱物化合物が混合物で用いられることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃焼排ガス中に存在する重金属、特に水銀を低減するための方法。
【請求項５】
ハロイサイトおよびダナ分類による亜族「パリゴルスカイト−セピオライト」のフィロケイ酸塩を含む群から選択される前記非官能性鉱物化合物が、窒素脱離におけるＢＪＨ法による測定で０．２５〜０．８ｃｍ3／ｇ間の多孔質体積を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃焼排ガス中に存在する重金属、特に水銀を低減するための方法。
【請求項６】
ハロイサイトおよび亜族「パリゴルスカイト−セピオライト」のフィロケイ酸塩を含む群から選択される前記非官能性鉱物化合物が、粉末状態にあることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃焼排ガス中に存在する重金属、特に水銀を低減するための方法。
【請求項７】
ハロイサイトおよび亜族「パリゴルスカイト−セピオライト」のフィロケイ酸塩を含む群から選択される前記非官能性鉱物化合物が、ガス流中に空気圧で注入されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃焼排ガス中に存在する重金属、特に水銀を低減するための方法。
【請求項８】
燃焼排ガス中に存在する重金属、特に水銀を低減させるための、ハロイサイトおよびダナ分類による亜族「パリゴルスカイト−セピオライト」のフィロケイ酸塩を含む群から選択される、乾燥状態にある非官能性鉱物化合物の使用。
【請求項９】
燃焼排ガス処理のための、アルカリ吸収剤、および乾燥状態にあるハロイサイトおよび亜族「パリゴルスカイト−セピオライト」のフィロケイ酸塩を含む群から選択される非官能性鉱物化合物の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼排ガスを乾燥状態の吸収剤固形物と接触させる工程を含む、燃焼排ガス中に存在する重金属、特に水銀を減らすための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
用語「重金属」は、説明目的のためだけに本明細書において一覧される以下の化合物を指す：フランシウム、ラジウム、ランタニド元素、アクチニド元素、ジルコニウム、ハフニウム、ラザホージウム、バナジウム、ニオビウム、タンタル、ドブニウム、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、テクネチウム、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金、亜鉛、カドミウム、水銀、ガリウム、インジウム、タリウム、ゲルマニウム、スズ、鉛、ヒ素、アンチモン、ビスマス、ポロニウム。本発明による低減方法は、主として、最も一般的な重金属、すなわち、鉛、クロム、銅、Ｍｎ、アンチモン、ヒ素、コバルト、ニッケル、バナジウム、カドミウム、タリウムおよび水銀、好ましくは鉛、タリウム、カドミウム、水銀、および特に水銀に関する。
【０００３】
従来技術において、燃焼排ガス中に存在する重金属、特に水銀の低減は、一般に、活性炭または亜炭コークスなどの炭素化合物によって達成される。それらは、顆粒状形態において固定床中でそれ自体か、またはアルカリ吸収剤との混合物のいずれかで、または粉末形態でのガス中への注入により用いることが可能であり；次に、固形物粒子は上流で、例えば、作用が長くなる繊維フィルタにおいて捕集される。
【０００４】
これらの金属を捕捉するための炭素化合物の有効性は、何の異論もなく認められる。それにもかかわらず、燃焼排ガス中におけるこれら炭素化合物の使用は、二つの大きな欠点を有する。
これらのガスの濾過からの塵埃中の炭素含量の増加であって炭素含量は厳密に規制される。
洗浄しようとするガスの温度が高くなるほどに増大する燃焼性の危険。
【０００５】
炭素化合物の燃焼の問題を解決するために当業者によりなされる改善は、それらを石灰などの燃焼抑制剤との混合物で用いることであってきた。残念なことに、この改善は、炭素化合物の燃焼の問題を有効に低減するが、それを完全に解決するには至っていない。実際、ホット・ポイントは、特に炭素化合物が集積する領域中への侵入空気の存在下、低温（例えば、１５０℃）でさえ出現するができる。炭素化合物は、また高価な化合物であり、こうした炭素化合物を導入する段階は、燃焼排ガス処理の完全な工程中に組み込むことは難しい。実際、今日、完全な工程は、どんどん厳しくなる新基準のせいで、多くの場合、また燃焼排ガスからの窒素化生成物を排除しなければならない。触媒経路による亜酸化窒素の排除は、一般に、より高いガス温度（２００℃を超える）で行われる。炭素化合物を用いる工程段階との安全な適合性のため、燃焼排ガスの冷却およびそれらの加熱は、多くの場合、互い違いに行わなければならない。これは経済的な利益および時間の損失、および有意なエネルギー損失を示す。従って、これら化合物によりもたらされる燃焼問題を考えると、炭素化合物をガス処理工程中に組み込むことは難しい。
【０００６】
文献「ＥＳ８７０４４２８」、および「ＧＩＬ  Ｍ．ＩＳＡＢＥＬ」；ＥＣＨＥＶＥＲＲＩＡ，ＳＡＧＲＡＲＩＯ  ＭＥＮＤＩＯＲＯＺ；ＭＡＲＴＩＮ−ＬＡＺＡＲＯ，ＰＥＤＲＯ  ＪＵＡＮ  ＢＥＲＭＥＪＯ；ＡＮＤＲＥＳ，ＶＩＣＥＮＴＡ  ＭＵＮＯＺ，Ｍｅｒｃｕｒｙ  ｒｅｍｏｖａｌ  ｆｒｏｍ  ｇａｓｅｏｕｓ  ｓｔｒｅａｍｓ」を参照されたい。Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  ｓｄｓｏｒｂｅｎｔ  ｇｅｏｍｅｔｒｙ，Ｒｅｖｉｓｔａ  ｄｅ  ｌａ  Ｒｅａｌ  Ａｃａｄｅｍｉａ  ｄｅ  Ｃｉｅｎｃｉａｓ  Ｅｘａｃｔａｓ，Ｆｉｓｉｃａｓ  ｙ  Ｎａｔｕｒａｌｅｓ（Ｅｓｐａｎａ）（１９９６），９０（３），ｐｐ１９７〜２０４には、試薬として硫黄を用いることにより、重金属、特に水銀を低減する上で炭素を避けることが可能であることが明らかにされている。硫黄は天然ケイ酸塩などの鉱物支持体上に堆積する。従って、こうした構成は、炭素化相の前記欠点を改善する。この場合、ケイ酸塩は捕捉しようとする汚染物質に関して不活性支持体と考えられる；後者は硫黄化合物との反応により捕集されて、一般に、硫化物を形成する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
残念なことに、硫黄化合物により官能化されるケイ酸塩は、多くの場合、生成するには危険であり、重く、高価につくものであり、このことはそれらの使用にペナルティーを科す。例えば、文書ＥＳ８７０４４２８には、前記ケイ酸塩上に元素硫黄を吸着する目的での、明確な分子割合の硫化水素（Ｈ2Ｓ）の酸化反応によるケイ酸塩の硫化が開示されている。毒性硫化水素（Ｈ2Ｓ）の取り扱いは危険な操作であり、いかなるその後の酸化反応をも避けるために必要な厳密な分子割合は極端に限定的である。
【０００８】
本発明の目的は、その使用が簡略化され、より安全で安価である吸収剤化合物を用いて燃焼排ガス中に存在する重金属、特に水銀を低減するための方法を提供することにより、これらの欠点を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的に対して、本発明による方法は、吸収剤固形物が、ハロイサイトおよびダナ（Ｄａｎａ）分類による亜族「パリゴルスカイト−セピオライト」のフィロケイ酸塩を含む群から選択される非官能性鉱物化合物であることを特徴とする。
【００１０】
本明細書において吸収剤化合物の使用は、乾燥している従来型の安価な製品を得ることだけを必要とする。
【００１１】
さらに、本方法は、７０℃〜３５０℃間、好ましくは１２０℃〜２５０℃間の温度範囲での乾燥状態における接触を含む。接触のため２００℃を超える温度で運転する可能性は、燃焼排ガス処理過程全体にわたり比較的一定の温度を維持することを可能とすると共に、連続的な冷却および加熱段階を避けて触媒作用により最初に重金属を次に窒素化合物を排除する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明による方法は、燃焼排ガス中の重金属、特に水銀を低減する方法であって、好ましくは完全な燃焼排ガス処理中に組み込まれる。実際、本発明による方法は、前記燃焼排ガスのアルカリ吸収剤との接触による大部分の酸性汚染物質の排除の工程を含む。一般に、燃焼排ガス中の大部分の酸性汚染物質は、塩酸、フッ化水素酸、硫黄酸化物または窒素酸化物を含み、処理前の燃焼排ガス放出でのそれらの含量は数十〜数百ｍｇ／Ｎｍ3規模である。
【００１３】
本方法において、前記アルカリ吸収剤、例えば、石灰または炭酸カルシウム、およびハロイサイトおよびダナ分類による亜族「パリゴルスカイト−セピオライト」のフィロケイ酸塩を含む群から選択される前記非官能性鉱物化合物は、一緒に混合されて用いられる。これは、以後二つの段階を同時に且つ同じ場所で行うことができるので、些少ではない経済的な影響を伴って投資および空間の節約を可能とする。
【００１４】
本方法の他の実施形態は、従属するクレームにおいて示される。
【００１５】
本発明は、また、燃焼排ガス中に存在する重金属、特に水銀低減用の、ハロイサイトおよびダナ分類における「パリゴルスカイト−セピオライト」亜族のフィロケイ酸塩を含む群から選択される乾燥状態にある非官能性鉱物化合物の使用、およびアルカリ吸収剤の混合物の使用に関し、該非官能性鉱物化合物は、燃焼排ガスの処理用に乾燥状態にあるハロイサイトおよび亜族「パリゴルスカイト−セピオライト」のフィロケイ酸塩を含む群から選択される。
【００１６】
本発明の目的は、従って、ハロイサイトおよび亜族「パリゴルスカイト−セピオライト」のフィロケイ酸塩を含む群から選択される鉱物化合物による、燃焼排ガス中に存在する重金属、特に水銀の低減のための方法である。本発明による方法において好んで用いられる鉱物化合物は、ハロイサイト、および亜族「パリゴルスカイト−セピオライト」、セピオライトおよびアタパルジャイトとも呼ばれるパリゴルスカイトのフィロケイ酸塩群からのものである。
【００１７】
これらの鉱物化合物は、それ自体として提案される（硫黄などの化合物により官能化されない）。フィロケイ酸塩のうち、本発明はダナ分類による亜族「パリゴルスカイト−セピオライト」のものに関する。本発明に関連するハロイサイトおよびフィロケイ酸塩は、高気孔率、一般的に窒素脱離におけるＢＪＨ法による測定で０．２５〜０．８ｃｍ3／ｇ間の多孔質体積を有する。この気孔率間隔は２〜１００ナノメートル間の孔径に当てはまる。
【００１８】
思いがけなく、ハロイサイトおよびフィロケイ酸塩を含む群の鉱物化合物が、燃焼排ガス中に存在する重金属、特に水銀の低減を可能とすることが示されてきた。
【００１９】
本発明による方法の好ましい実施形態において、鉱物化合物は、それ自体か、または石灰などのアルカリ吸収剤と混合してかのいずれかで処理しようとするガス流に接触して置かれる。好ましくは、本発明による鉱物化合物は粉末形態において用いられる、すなわち、粒径は１ｍｍ未満である。次に、鉱物化合物はガス流中に空気圧で注入される。
【００２０】
本発明は、今、非限定実施例によってさらに詳細に説明される。
【実施例】
【００２１】
実施例１
非官能化セピオライトを、処理しようとする燃焼排ガス約５０，０００Ｎｍ3／ｈを生成する、能力ゴミ８ｔ／ｈの家庭ゴミ焼却炉において用いる。その粒子の９０％が６００μｍより小さな径であるセピオライトを、スクリューを介して計量し、１５０℃、１２ｋｇ／ｈの流量でガス流中に空気圧で注入し、次に、繊維性フィルタ中に固定する。
【００２２】
重金属含量を測定した：注入後のガスおよびフィルタ中の水銀および（カドミウム＋タリウム）。
−ガスにより輸送され、フィルタ上に捕集され、次に鉱化される固形物粒子、および
−比吸光溶液中に泡立てることにより捕捉される揮発性留分に関して；重金属を電磁結合プラズマによる原子吸光または発光分析法により測定する。重金属の含量は粒子および揮発性留分に対して測定される値の合計である。
【００２３】
乾燥ガスおよび１１％酸素で標準化される濃度は、それぞれ、水銀に対して５０μｇ／Ｎｍ3および他の二つの重金属の合計に対して＜１０μｇ／Ｎｍ3である。これらの結果は現法規に適合する。
【００２４】
比較のため、同じ設備中での活性炭７ｋｇ／ｈの注入は、通常、水銀および他の重金属放出の限界値の観察を可能とする。
【００２５】
実施例２
実施例１と同じセピオライトを、類似のやり方で、高い温度１９０℃で別の家庭廃棄物焼却炉のガス中に注入した。５ｔ／ｈの能力を有するこの焼却炉は３０，０００Ｎｍ3／ｈのガス流量を生成する。セピオライトを５．５ｋｇ／ｈの流量で実施例１におけるように計量した。
【００２６】
実施例１に示す方法において、セピオライト添加前および後に測定した水銀濃度は、それぞれ、４２μｇ／Ｎｍ3および８μｇ／Ｎｍ3、すなわち、水銀低減率８０％である。
【００２７】
本発明が決して上述の実施形態に限定されず、多くの修正が添付クレームの範囲を離れることなくなすことが可能であることは、理解されなければならない。
【国際調査報告】
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