(57)【要約】  水銀を含有する残留物用の入口と、導入した前記水銀を含有する残留物を加熱して水銀を蒸発させる第１の加熱手段と、水銀蒸気を含有するガス用の出口導管と、水銀を含有しない残留物用の出口チャネルとが設けられた気密式のスクリューコンベヤを備えた、水銀を含有する残留物から水銀を除去する装置は、前記スクリューコンベヤ内に負圧を加えて前記スクリューコンベヤ内から水銀蒸気を含有するガスを排出するためのポンプ手段と、このポンプ手段を用いて排出された前記水銀蒸気を含有するガス中の水銀蒸気を凝縮させるための冷却手段が設けられた蒸留カラムとを備える。水銀を含有する残留物から水銀を除去する方法は、この装置を使用する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水銀を含有する残留物（６）用の入口（５）と、導入した前記水銀を含有する残留物を加熱して水銀を蒸発させる第１の加熱手段と、水銀蒸気を含有するガス用の出口導管（７）と、水銀を含有しない残留物用の出口チャネル（１０）とが設けられた気密式のスクリューコンベヤ（２）を備えた、水銀を含有する残留物（６）から水銀を除去する装置（１）において、前記スクリューコンベヤ内に負圧を加えて前記スクリューコンベヤ内から水銀蒸気を含有するガスを排出するためのポンプ手段（１６）と、このポンプ手段（１６）を用いて排出された前記水銀蒸気を含有するガス中の水銀蒸気を凝縮させるための冷却手段（１８、１９）が設けられた蒸留カラム（１７）とを備えたことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記入口は、気密用の遮断バルブ（９）が設けられた漏斗状の入口（５）を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の加熱手段は、前記導入された残留物を３５０℃より高い温度に加熱するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の加熱手段は、前記導入された残留物を５５０℃より高い温度に加熱するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記水銀を含有しない残留物用の出口チャネル（１０）は、気密用の２つの遮断バルブ（１２、１３）が設けられた出口水路（１４）を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記出口導管（７）がダストフィルタ（８）を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
水銀蒸気を空気中に取り込みかつ水銀蒸気を排出する目的で、空気を導入する空気流入手段（２１）および制御手段を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記出口導管（７）が、水銀蒸気を含有するガスを加熱するための第２の加熱手段を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記ポンプ手段（１６）が、水銀蒸気を含有するガスを加熱するための第３の加熱手段を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記第２及び第３加熱手段が、水銀蒸気を含有するガスの温度を少なくとも１８０℃に維持するように構成されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の装置。
【請求項１１】
前記冷却手段（１９）が、水銀蒸気を含有するガスを少なくとも−３０℃より低い温度まで冷却するように構成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
（ｉ）水銀を含有する残留物（６）を気密式のスクリューコンベヤ（２）内に導入するステップと、
（ｉｉ）この導入された水銀を含有する残留物を加熱して、水銀を蒸発させるステップと、
（ｉｉｉ）前記スクリューコンベヤ（２）内に負圧を加えて、このスクリューコンベヤ内から水銀蒸気を含有するガスを排出するステップと、
（ｉｖ）ポンプ手段（１６）を用いて排出した前記水銀蒸気を含有するガス中の水銀蒸気を凝縮させるステップと、
（ｖ）凝縮した状態の水銀を収集するステップと
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置（１）を用いて水銀を含有する残留物から水銀を除去する方法。
【請求項１３】
前記ステップ（ｉｉ）で、前記残留物を約５６０℃の温度まで加熱することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ステップ（ｉｉｉ）で、約７５０ｍＢａｒの負圧を加えることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ステップ（ｉｉｉ）で排出された水銀蒸気を含有するガスを、加熱された導管（７）内に案内し、そこでこのガスを少なくとも１８０℃の温度に維持することを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記ステップ（ｉｖ）で排出された水銀蒸気を含有するガスを、蒸留カラム（１７）に案内し、そこでこのガスを約−３８℃の温度まで少なくとも部分的に冷却することを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記ステップ（ｉｉｉ）で加えた負圧を維持しながら、水銀蒸気を同伴させるための空気を装置中に取り入れることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水銀を含有する残留物用の入口と、導入した水銀を含有する残留物を加熱して水銀を蒸発させるための第１の加熱手段と、水銀蒸気を含有するガス用の出口導管と、水銀を含有しない残留物用の出口チャネルとが設けられた気密式のスクリューコンベヤを備えた、水銀を含有する残留物から水銀を除去する装置に関する。水銀を含有する残留物は、例えば蛍光管、触媒材料、バッテリー又は掘削泥から生じるものである。
【背景技術】
【０００２】
上記のような装置は、オランダ特許出願公開第９１００１１９号明細書により公知になっている。
【０００３】
この公知の装置では、温度２０℃の外気を、１時間当り約７００ｍ3で空気加熱機により約３００℃の温度まで加熱し、次いで、水銀を含有する残留物が導入された加熱可能なスクリューコンベヤ内にこれを供給する。約２５０℃の温度を有する水銀蒸気を含有するガスは、蒸気排管を介して排出され、温度２０℃の空気約２０００ｍ3および温度約６０℃の加熱空気約６０ｍ3と混合する。このようにして得た温度約８０℃の空気と蒸気の混合物は、水銀の収集のために集塵機とフィルタに供給する。フィルタは、硫黄を含浸させた活性炭からなり、このフィルタ内で水銀は硫化水銀に変化する。
【０００４】
この公知の装置には多数の欠点が付随する。この装置内では、水銀を含有する残留物中の水銀を１ａｔｍの圧力で蒸発させる。その結果、存在し得る水銀全てを実質的に蒸発させるために、大量の空気を加熱し、輸送せねばならない。高エネルギー要件及び比較的高いポンピング能力のポンプと共に、容積の大きい設備を利用できることがこの目的のために必要であり、その結果、高い操業費及び投資費用が生じる。
【０００５】
１ａｔｍの圧力の空気を用いる操作の他の欠点は、装置が本質的に安全で無いことである。ある時点で漏洩が生じたならば、水銀蒸気を含有する空気がこの公知の装置から逃散し、その必然的な結果として、人々の健康は直ちに危険に曝される。
【０００６】
この公知の装置のもう１つの欠点は、残留物から放出された水銀が、硫化水銀であること、即ち化学廃棄物として廃棄せねばならない水銀を含有する残留物質の形で得られることである。
【発明の開示】
【０００７】
本発明の目的は、投資費用及び操業費用が比較的に低い、残留物から廃棄物を除去するための比較的にコンパクトな装置を提供することである。
【０００８】
別の目的は、万一漏洩が発生しても、水銀蒸気を含有するガスの逃散を招かない、本質的に安全な装置を提供することである。
【０００９】
また別の目的は、使用すると、水銀を含有する残留物から水銀を回収することができ、廃棄されるべき化学廃棄物とは結合しない、装置を提供することである。
【００１０】
上述した公知のタイプの装置において、本発明によれば、この装置に、スクリューコンベヤ内に負圧を加えてコンベヤ内から水銀蒸気を含有するガスを排出するためのポンプ手段を設けるとともに、このポンプ手段を用いて排出した水銀蒸気含有ガスの中の水銀蒸気を凝縮するための冷却手段が備えられた蒸留カラムを設けることによって、これらの目的が達成されるとともに、他の利点が得られる。
【００１１】
負圧を加えることにより、スクリューコンベヤ内での加熱の結果として放出された水銀蒸気は、即座に、安全な方法で蒸留カラムに排出され、そのカラム内で水銀蒸気は凝縮され、液体状態の水銀が収集されて、再利用することができる。
【００１２】
１つの実施形態では、本発明に係る装置の入口は、気密用の遮断バルブが設けられた漏斗状の入口を備える。
【００１３】
例えば、粒状で供給される残留物は、この漏斗状の入口に注入され、この漏斗の遮断バルブは、周期的に開き、残留物をスクリューコンベヤ内に導入する。
【００１４】
第１の加熱手段は、導入残留物を、好ましくは３５０℃より高い温度、より好ましくは５５０℃より高い温度まで加熱するように構成される。
【００１５】
実際に生じる例えば０．１重量％の水銀を有する汚染残留物から水銀を除去するのに必要な、３５０℃より高い温度の加熱用空気の量は、その汚染残留物の重量に比べて低いことが、水銀の蒸気圧表から推論できる。このことは、多くの水銀含有合金の融点の範囲を超える５５０℃よりも高い温度であるより広い範囲においても当てはまる。
【００１６】
更に他の実施形態では、水銀を含有しない残留物用の出口チャネルは、２つの気密用の遮断バルブが設けられた出口水路を備える。
【００１７】
そのような出口チャネルでは、以下の実際的な利点が提供される。すなわち、水銀を含有しない加熱された残留物が、スクリューコンベヤから連続的に、スクリューコンベヤと２つの遮断バルブのうちの最初のバルブとの間に位置する出口チャネルの部分に供給される。この部分が残留物で完全に満たされるまでの間、残留物はその位置にあり、冷却される。その後、最初の遮断バルブが開き、前記の残留物は水路内に収容される。そして、後続の残留物のために水路内を空にすべき時になるまでの期間にわたり、そこで残留物は冷却される。
【００１８】
特に有利な実施形態では、出口導管は、水銀蒸気を含有するガスに同伴している残留物起因のダストを捕捉するためのダストフィルタを備える。
【００１９】
加熱されたスクリューコンベヤの外で冷却される場合でも、残留物から除去された水銀を蒸気の形態に維持して、早期の凝縮を防止するのに十分な空気量があるようにするために、好ましい実施形態では、装置内の圧力を所定の値に維持しながら、水銀蒸気を空気中に取り込みかつ水銀蒸気を排出する目的で、空気流入手段及び制御手段を装置に設ける。
【００２０】
スクリューコンベヤ外で水銀含有ガスの冷却を強くしすぎないために、本発明に係る装置において、出口導管は、好ましくは、水銀蒸気を含有するガスの加熱のために第２の加熱手段を備える。
【００２１】
別の好ましい実施形態では、ポンプ手段は、水銀蒸気を含有するガスの加熱のために第３の加熱手段を備える。
【００２２】
第２及び第３の加熱手段は、例えば、水銀蒸気を含有するガスの温度を少なくとも１８０℃に保つように構成されている。
【００２３】
蒸留カラムに供給された水銀蒸気を含有するガス中の全ての水銀蒸気がその中で確実に凝縮するために、冷却手段は、少なくとも−３０℃より低い温度に水銀蒸気含有ガスを冷却するように構成される。
【００２４】
本発明は、更に、本明細書に記載の装置を用いて、水銀を含有する残留物から水銀を除去する方法に関する。この方法は、
（ｉ）水銀を含有する残留物を気密式のスクリューコンベヤ内に導入するステップと、
（ｉｉ）この導入された水銀を含有する残留物を加熱して水銀を蒸発させるステップと、
（ｉｉｉ）前記スクリューコンベヤ内に負圧を加えてこのスクリューコンベヤ内から水銀蒸気を含有するガスを排出するステップと、
（ｉｖ）ポンプ手段を用いて排出した前記水銀蒸気を含有するガス中の水銀蒸気を凝縮させるステップと、
（ｖ）凝縮した状態の水銀を収集するステップと
を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照して、本発明を典型的な実施形態に基づいてより詳細に説明する。
【００２６】
図面の図１は、本発明に係る装置１の典型的な実施形態を簡略的に示した模式図である。この装置１はスクリューコンベヤ２を備えており、このスクリューコンベヤ２は、加熱要素（図示省略）を配した気密用のケーシング３が備えられているとともに、モーター４により駆動される。スクリューコンベヤ２は、水平面に対し３０°の角度で配置されており、その入口側（図の左側）には、粒状の残留物又は少なくともサイズが小さくされた残留物（矢印６で示す）用の漏斗状入口５が設けられており、その出口側（図の右側）には、水銀蒸気を含有するガス用の出口導管７と、ダストフィルタ８と、水銀を含有しない残留物（矢印１１で示す）用の出口チャネル１０とが設けられている。漏斗状の入口５には、気密用の遮断バルブ９が設けられており、出口チャネル１０には、２つの気密用の遮断バルブ１２、１３が設けられている。後者の２つの遮断バルブ１２、１３の間には、水路（スルース）１４が形成されており、この水路１４を通って収集ビン１５の上に排出されるように構成されている。出口導管７は、真空ポンプ１６のポンプ入口側に接続されており、ポンプ出口側には蒸留カラム１７が接続されている。この蒸留カラム１７には、水銀蒸気を含有するガスを約２０℃の温度まで予備冷却するためのビグロー（Ｖｉｇｒｅｕｘ）冷却機１８と、−３８℃の温度まで更に冷却するための集中冷却機１９とが設けられている。蒸留カラム１７の壁に沿って下方に流れ落ちる凝縮（液体）水銀を収集するために、収集容器２０が設けられている。出口導管７内又はポンプ１６内で水銀が早期に凝縮するのを防止するために、これらの両方には加熱要素（図示省略）が設けられている。ポンプ１６の仕様に従ってスクリューコンベヤ２内の圧力を所定の値に維持するために、本装置には圧力センサー（図示省略）が設けられているとともに、漏斗状の入口５には、遮断バルブ９の下方に電動調整式の空気流入口２１が設けられている。残留物から除去された水銀は、十分な空気が導入されていることにより、加熱されたスクリューコンベヤから排出されて冷却された場合であっても、蒸気形態を維持することができ、よって早期の凝縮を防止することができる。蒸留カラム１７から排出される空気（矢印２２で示す）は、水銀を含有するものではないが、所望の場合、配管系を介して蒸留カラム１７の空気排出口を空気流入口２１に接続してもよい。これにより閉鎖系にすることができる。
【００２７】
装置１の通常の操作において、水銀を含有する残留物質は、漏斗状の入口５に注入され、遮断バルブ９の開放後、この漏斗からスクリューコンベヤ２内に取り込まれ、約８分間にわたって約５６０℃の温度まで加熱される。コンベヤ２内の水銀蒸気を含有する空気は、加熱された真空ポンプ１６を用いて、加熱された出口導管７およびダストフィルタ８を介して排出される。ここでの水銀蒸気を含有する空気の温度は約１８０℃に維持される。スクリューコンベヤ内の残留物の総量は約１５０ｋｇである。水銀が除去された後の残留物は、スクリューコンベヤ２内からその出口側にある出口チャネル１０内へと排出し、そこで一時的に冷却する。その後、第１の遮断バルブ１２を開き、残留物１１を水路１４内で更に冷却する。第１の遮断バルブ１２の上の出口チャネル１０の空間が完全に残留物質で満たされる直前に、第２の遮断バルブ１３を開き、残留物質を収集ビン１５に移す。その後、水路１４をその底部で再び一旦閉じ、その頂部を介して再び充填する。排出された水銀蒸気を含有する空気の中の水銀は、蒸留カラム１７内で凝縮する。この蒸留カラムでは、ビグロー冷却機１８及び強力冷却機１９により、それぞれ２８℃及び−３８℃まで順次冷却することで、水銀が収集容器２０に収集されるとともに、水銀蒸気を含有しない空気２２がカラム１７の頭頂部から放出されるか、または所望の場合は、閉回路にするために、漏斗状の入口５の空気流入口２１を介して装置内に再び導入される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る装置の典型的な実施形態を簡略的に示した模式図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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