(57)【要約】【課題】  150℃以上、場合によっては200℃以上の高温域においても高温のガス化ガスや燃焼排ガス中におけるガス状水銀を十分に吸収し除去することを可能とする。【解決手段】  銅、鉄、亜鉛、スズ、カルシウム、マンガン、ニッケル、銀および鉛の各金属元素のうちの１種または２種以上を含む溶液から沈殿法により生成する鉄、カルシウム、亜鉛、マンガン、ニッケル、銅、銀および鉛のうちの１種または２種以上の沈殿物を濾過し、洗浄し、乾燥し、さらに少なくとも150℃程度にいったん加熱することによってガス状水銀吸収物質を得、このガス状水銀吸収物質を含有していてガス状水銀を含む高温ガス中の当該ガス状水銀を除去することのできる除去剤を得る。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅、鉄、亜鉛、スズ、カルシウム、マンガン、ニッケル、銀および鉛の各金属元素のうちの１種または２種以上を含む溶液から沈殿法により生成する前記銅、鉄、亜鉛、スズ、カルシウム、マンガン、ニッケル、銀および鉛のうちの１種または２種以上の沈殿物を濾過し、洗浄し、乾燥し、さらに少なくとも150℃程度にいったん加熱することによってガス状水銀吸収物質を得、このガス状水銀吸収物質を含有していてガス状水銀を含む高温ガス中の当該ガス状水銀を除去することのできる除去剤を得るガス状水銀除去剤の製造方法。
【請求項２】
前記金属元素を含む溶液から沈殿法により沈殿物を生成する際に当該溶液を攪拌することによって均質かつ微細な沈殿物を生成させる請求項１記載のガス状水銀除去剤の製造方法。
【請求項３】
前記金属元素を含む溶液に予め耐熱性基材を混合しておくことによって、前記ガス状水銀の吸収物質を当該耐熱性基材上に極微細に分散担持する請求項１記載のガス状水銀除去剤の製造方法。
【請求項４】
銅、鉄、亜鉛、スズ、カルシウム、マンガン、ニッケル、銀および鉛の各金属元素のうちの１種または２種以上を含む溶液を沈殿法により生成する前記銅、鉄、亜鉛、スズ、カルシウム、マンガン、ニッケル、銀および鉛のうちの１種または２種以上の沈殿物を濾過し、洗浄し、乾燥し、さらに少なくとも150℃程度にいったん加熱することによって得られるガス状水銀吸収物質を含有し、ガス状水銀を含む高温ガス中の当該ガス状水銀を除去することを可能としているガス状水銀の除去剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガス状水銀の除去剤およびその製造方法に関する。さらに詳述すると、本発明は重質油あるいはその残留残液、石炭やバイオマスなどをガス化して得られる高温のガス化ガスや石炭などの燃焼後の排ガスなどの中に含まれるガス状水銀を除去するための除去剤とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭を燃焼した排ガスに含まれるガス状の水銀濃度は数μｇ／ｍ３ないし数十μｇ／ｍ３に達し、都市ゴミや下水汚泥を燃焼した排ガスではさらに多く数十μｇ／ｍ３ないし数百μｇ／ｍ３にも達する場合がある。また、石炭などをガス化したガスをガスタービンや燃料電池での高効率発電に利用する技術、さらにはアルコールやジメチルエーテル等への燃料転換に利用する技術が検討されているが、この石炭などのガス化によって生成するガスにも数μｇ／ｍ３ないし数百μｇ／ｍ３のガス状水銀が含まれている。このようなガス状水銀は、具体的には金属水銀（Hg0）と酸化水銀（Hg2+）の二つの化学形態で存在し、例えば石炭等をガス化した還元性のガス中ではほぼ全てが金属水銀（Hg0）となるが、石炭を燃焼した酸化性の排ガス中では金属水銀（Hg0）と酸化水銀（Hg2+）が混在するものと考えられている。
【０００３】
これらガス中に含まれているガス状水銀は、環境保全の観点から、また燃料電池や燃料製造変換触媒の劣化防止の観点から、これらガス中から十分に除去されなければならない。従来、このように石炭などをガス化したガスや燃焼後の排ガスに含まれるガス状水銀を除去するための技術として、ガスの温度をあらかじめ低下させて吸収液で洗浄する湿式除去法が既に実用化されている。
【０００４】
さらには、活性炭や活性コークス粉末を利用してガス状水銀を除去するというもの、すなわち、廃棄物を焼却した燃焼後の排ガス等に活性炭や活性コークス粉末を吹き込み、ガス状の水銀を吸着・吸収させた後にフィルタで除去するようにした乾式の除去法もある（例えば特許文献１，２，３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３１３２３号公報
【特許文献２】特許第３２０７０１９号公報
【特許文献３】特許第２９９４７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、湿式除去法では、ガス状水銀のうち水溶性の酸化水銀（Hg2+）は吸収液に溶解して除去されるものの、非水溶性である金属水銀（Hg0）は捕捉されにくく、そのまま通過してしまうため、ガス状水銀の十分な除去は困難である。また、湿式除去法では水銀を含む吸収液を処理するための排水処理設備が必要となり、システムが大規模かつ複雑になるという問題がある。特に、石炭などをガス化したガスに適用する場合には、ガス状水銀は金属水銀（Hg0）であるためほとんどが除去できない上に、ガス温度低下に伴うガス中水分の凝縮により潜熱に相当するエネルギーが損失され、さらにガス温度を再度上げる熱交換工程に伴うエネルギーの損失も発生する。そのため、発電プラント、燃料製造プラントにおける熱効率が大幅に低下してしまうこととなり、またガス温度を上げ下げするための大型の熱交換機も必要となる。
【０００７】
また、活性炭や活性コークス粉末などを用いてガス中のガス状水銀を除去する方法については、水銀が物理的に吸着する現象を利用しており、使用温度が高くなるほど除去性能が低下してしまうため、高温域での使用に耐えないという問題がある。すなわち、ガス状の水銀を吸着・吸収して除去する活性炭や活性コークス粉末は、動作温度が低温度でなければ十分な水銀除去性能が発揮できず、特に200℃を上回る高温域ではガス状水銀吸収容量が大幅に低下してしまう。また、このようなガス状水銀吸収容量の低下を量的に補おうとすれば必要な活性炭などの量が非実用的に多量になってしまい解決するには至らない。そのため、活性炭や活性コークス粉末などを用いてガス中のガス状水銀を除去する方法においてもガス温度を下げる必要があり、湿式除去法の場合よりは改善されるものの、熱効率の低下が発生する。
【０００８】
そこで本発明は、150℃以上、場合によっては200℃以上の高温域においても高温のガス化ガスや燃焼排ガス中におけるガス状水銀を十分に吸収して除去することが可能なガス状水銀の除去剤およびその製造方法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】
【０００９】
かかる目的を達成するため、本発明者は種々の検討を行った。水銀は融点がマイナス38.8℃で室温では液体であり、尚かつ蒸気圧が高いという性質を有している。化学平衡計算による検討から、空気中で水銀を300〜400℃に加熱すると水銀は酸化されてHgOの形態となり、さらに塩化水素が共存する場合にはHgCl2の形態となることから、酸化雰囲気では酸化水銀（Hg2+）の形態が最も安定であることが判る。一方、石炭などをガス化したガスでは、加熱しても水銀は反応せずに金属水銀（Hg0）のままであることから、還元雰囲気では金属水銀（Hg0）の形態が最も安定であることが判る。また、同様の化学平衡計算による検討から、室温から1000℃の温度領域における水銀と、銅、鉄、亜鉛、スズ、カルシウム、マンガン、ニッケル、銀、鉛などの元素との反応性を求めると、水銀はどの金属元素とも化合物を形成せず、ガス状の水銀として存在することが確認されている。従って、ガス化ガスや燃焼排ガスに含まれるガス状水銀を、銅、鉄、亜鉛、カルシウム、マンガン、ニッケル、銀、鉛などの元素との化学反応により吸収分離することは困難であると考えられた。ところが、その一方で、水銀は多くの金属とアマルガムを作ることが一般的に知られており、特に、タリウム、カドミウム、鉛などの低融点金属は水銀に溶解しやすいことも知見されている。
【００１０】
本発明者はこのような特性を考慮しつつ種々の実験的検討を行った結果、ある手法により生成されたガス状水銀除去剤は、上述のような150℃以上場合によっては200℃以上の高温域においても高温のガス化ガスや燃焼排ガス中におけるガス状水銀を十分に吸収し除去することが可能であることを知見するに至った。本発明はかかる知見に基づきなされたものであり、請求項１のガス状水銀除去剤の製造方法は、銅、鉄、亜鉛、スズ、カルシウム、マンガン、ニッケル、銀および鉛の各金属元素のうちの１種または２種以上を含む溶液から沈殿法により生成する銅、鉄、亜鉛、スズ、カルシウム、マンガン、ニッケル、銀および鉛のうちの１種または２種以上の沈殿物を濾過し、洗浄し、乾燥し、さらに少なくとも150℃程度にいったん加熱することによってガス状水銀吸収物質を得、このガス状水銀吸収物質を含有していてガス状水銀を含む高温ガス中の当該ガス状水銀を除去することのできる除去剤を得るというものである。なおここでいう沈殿法とは、溶解している金属を不溶性の沈殿物に変化させる方法、詳述すると、金属がイオン化して溶解している酸性溶液にアルカリを添加することにより不溶性である金属酸化物、金属水酸化物あるいは金属硝酸塩の沈殿物を生成する方法を意味する。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のガス状水銀除去剤の製造方法において、金属元素を含む溶液から沈殿法により沈殿物を生成する際に当該溶液を攪拌することによって均質かつ微細な沈殿物を生成させるというものである。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１記載のガス状水銀除去剤の製造方法において、金属元素を含む溶液に予め耐熱性基材を混合しておくことによって、ガス状水銀の吸収物質を当該耐熱性基材上に極微細に分散担持するというものである。ここで適用可能な耐熱性基材の具体例としては、例えば酸化珪素、シリカゾル、酸化アルミニウム、活性アルミナ、アルミナゾル、酸化チタン等がある。
【００１３】
また請求項４記載のガス状水銀除去剤は、銅、鉄、亜鉛、スズ、カルシウム、マンガン、ニッケル、銀および鉛の各金属元素のうちの１種または２種以上を含む溶液を沈殿法により生成する前記銅、鉄、亜鉛、スズ、カルシウム、マンガン、ニッケル、銀および鉛のうちの１種または２種以上の沈殿物を濾過し、洗浄し、乾燥し、さらに少なくとも150℃程度にいったん加熱することによって得られるガス状水銀吸収物質を含有し、ガス状水銀を含む高温ガス中の当該ガス状水銀を除去することを可能としているものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明によると、本発明に特有の製法により、ガス化ガスあるいは燃焼排ガスといった高温ガス中におけるガス状水銀を吸収することが可能なガス状水銀除去剤を製造することができる。しかもこのガス状水銀除去剤は100℃以上の温度域においてガス状水銀吸収が可能であり、プラントにおいてガス温度を大幅に下げることなくガス状水銀を吸収し、除去することができる。したがって、プラントの熱効率が大幅に低下するのを回避しつつ高温ガス中に含まれるガス状水銀を吸収し、除去することが可能となる。しかも、この製法により製造されるガス状水銀除去剤は150℃以上の高温域、場合によっては200℃以上のさらなる高温域においてもガス中のガス状水銀を有効に吸収して除去することが可能であり、従来は困難であった高温域におけるガス状水銀除去を可能とする。
【００１５】
請求項２記載の発明によると、金属元素を含む溶液から沈殿法により沈殿物を生成する際に溶液を攪拌することによって、中和反応が均質に進み、また生成物が微細になるため、沈殿、乾燥、前処理等を経て得られるガス状水銀吸収物質の表面積がより大きなものとなる。このため、除去剤が発揮する吸収能が増し、ガス状水銀除去性能が向上する。
【００１６】
請求項３記載の発明によると、金属元素を含む溶液から沈殿法により沈殿物を生成するに際し、溶液に耐熱性基材を予め混合しておくことによって、ガス状水銀吸収物質が耐熱性基材上に高度に分散担持される。この耐熱性基材はそれ自身としてガス状水銀の除去性能を有していないものの、本発明の製造方法によって製造されるガス状水銀除去剤中において当該ガス状水銀除去剤の表面積を広大化させるという担体としての機能を発現する。このため、ガス状水銀除去剤が発揮する吸収能が増大し、ガス状水銀を除去する性能が向上する。
【００１７】
請求項４記載の発明によると、特有の製法（プロセス）を経ることにより、ガス化ガスあるいは燃焼排ガスといった高温ガス中におけるガス状水銀を吸収することが可能なガス状水銀除去剤が得られる。しかもこのガス状水銀除去剤は100℃以上の高温域においてガス状水銀を吸収することが可能であり、プラントにおいてガス温度を大幅に下げることなくガス状水銀を除去することができる。したがって、プラントの熱効率が大幅に低下するのを回避しつつ高温ガス中に含まれるガス状水銀を除去することが可能となる。しかも、この製法により製造されるガス状水銀除去剤は150℃以上の高温域、場合によっては200℃以上のさらなる高温域においてもガス中のガス状水銀を有効に吸収し、除去することが可能であり、従来は困難であった高温域でも使用可能なガス状水銀除去剤が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の構成について説明する（図１等参照）。本発明にかかるガス状水銀の除去剤は、銅、鉄、亜鉛、スズ、カルシウム、マンガン、ニッケル、銀および鉛の各金属元素のうちの１種または２種以上の金属化合物、具体的には金属硝酸塩、金属塩化物、金属水酸化物などの溶液から沈殿法により生成する銅、鉄、亜鉛、スズ、カルシウム、マンガン、ニッケル、銀および鉛のうちの１種または２種以上の沈殿物を濾過し、洗浄し、乾燥し、さらに少なくとも150℃程度にいったん加熱することによって得られるガス状水銀吸収物質を含有したものである。このようにして得られるガス状水銀吸収物質は主に金属酸化物の形態をとり、少なくとも100℃以上、場合によっては200℃以上の高温域においてガス中のガス状水銀の除去能を十分に発揮することを特徴としている。ガス状水銀の除去剤は、上記のガス状水銀吸収物質のみで構成されても良いが、耐熱性基材と組み合わせることもできる。耐熱性基材は、それ自体はガス状水銀除去性能を有していないが、ガス状水銀吸収物質である金属酸化物を高度に分散担持させて水銀除去性能を向上させる担体として機能する。ガス状水銀除去剤におけるガス状水銀吸収物質の含有量は、金属酸化物のみで構成されている場合には100重量％、それらと耐熱性基材とで構成されている場合には100重量％未満となるのはいうまでもないが、十分な除去能を発揮するという点では少なくとも10重量％であることが好ましい。また、ここで対象となるガスは、重質油あるいはその残留残液、石炭やバイオマスなどをガス化して得られるガス化ガス、およびそれら燃料を燃焼した排ガス、さらには都市ゴミや下水汚泥などの廃棄物を焼却した排ガスなどといったガス状水銀を含んでいる高温ガスであり、これらガス中に含まれるガス状水銀が除去対象となる。
【００１９】
ちなみに、沈殿法により生成する銅、鉄、亜鉛、スズ、カルシウム、マンガン、ニッケル、銀および鉛の各元素のうちの１種または２種以上の沈殿物を空気中にて500℃以上の高温で焼成処理した場合には、ガス状水銀を除去する性能が低いことが知見されている。これに対して本実施形態では、ガス状水銀の除去剤を製造する最終段階で、400℃以下の温度域で焼成処理することによって、重質油あるいはその残留残液、石炭やバイオマスなどをガス化して得られる高温ガス化ガス、およびそれらを燃焼した排ガス中に含まれるガス状水銀を除去する性能を発現させるようにしている。
【００２０】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【実施例１】
【００２１】
本発明に係る高温のガス化ガスおよび燃焼排ガスに含有されているガス状水銀の除去剤を沈殿法により製造した。その実施例として、銅を含む除去剤、銅と鉄と酸化珪素を含む除去剤、銅と酸化珪素を含む除去剤、亜鉛と鉄を含む除去剤をそれぞれ製造したので以下に記す（図１、図２参照）。なお、この図１はガス状水銀除去剤の温度と反応後の金属水銀濃度の関係を示しているものであり、このうち、点線で記した反応器入口の金属水銀濃度とプロット点との差に相当する水銀が除去されたことを意味する。
【００２２】
まず、実施例１として、銅を含むガス状水銀の除去剤を以下の方法により製造した。硝酸銅３水和物242ｇを水に溶かし、全量を1000ｍｌとした水溶液を60℃に加温し、この水溶液中に水酸化ナトリウム80ｇを水に溶かして全量を500ｍｌとした水溶液を攪拌しつつ少量ずつ添加した。生成した沈殿物を濾過、洗浄、乾燥、粉砕し、銅を含有する粉末を得た。これを、窒素気流中で150℃の温度域で焼成処理してガス状水銀除去剤とした。
【実施例２】
【００２３】
次に、実施例２として銅と鉄と酸化珪素を含むガス状水銀の除去剤を以下の方法により製造した。硝酸銅３水和物81ｇおよび硝酸鉄(III)９水和物269ｇを水に溶かし全量を1000ｍｌとした水溶液にシリカゾルを194ｇ加えた。加えたシリカゾルは、水溶液中における銅・鉄と珪素のモル比((Cu＋Fe)／Si)が1.5となる量である。混合水溶液を60℃に加温し、そこに水酸化ナトリウム107ｇを水に溶かし全量を670ｍｌとした水溶液を攪拌しつつ少量ずつ添加した。生成した沈殿物を濾過、洗浄、乾燥、粉砕し、銅と鉄と珪素を含有する粉末を得た。これを、窒素気流中で150℃の温度で焼成処理してガス状水銀除去剤とした。このガス状水銀除去剤に占めるガス状水銀吸収物質（CuFe2O4）の含有量は67重量％となった。
【実施例３】
【００２４】
また、実施例３として銅と酸化珪素を含むガス状水銀の除去剤を以下の方法により製造した。硝酸銅３水和物242ｇを水に溶かし、全量を1000ｍｌとした水溶液にシリカゾルを194ｇ加えた。加えたシリカゾルは、水溶液中における銅と珪素のモル比(Cu／Si)が1.5となる量である。混合水溶液を60℃に加温し、そこに水酸化ナトリウム80ｇを水に溶かし全量を500ｍｌとした水溶液を攪拌しつつ少量ずつ添加した。生成した沈殿物を濾過、洗浄、乾燥、粉砕し、銅と珪素を含有する粉末を得た。これを、窒素気流中で150℃の温度で焼成処理してガス状水銀除去剤とした。このガス状水銀除去剤に占めるガス状水銀吸収物質（CuO）の含有量は66重量％となった。
【実施例４】
【００２５】
さらに、実施例４として亜鉛と鉄を含むガス状水銀の除去剤を以下の方法により製造した。硝酸亜鉛６水和物99ｇおよび硝酸鉄(III)９水和物269ｇを水に溶かし全量を1000ｍｌとした。この水溶液を60℃に加温し、そこにアンモニア水133ｇを水に溶かし全量を500ｍｌとした水溶液を攪拌しつつ少量ずつ添加した。生成した沈殿物を濾過、洗浄、乾燥、粉砕し、亜鉛と鉄を含有する粉末を得た。これを、窒素気流中で150℃の温度で焼成処理してガス状水銀除去剤とした。
【００２６】
上述の実施例で得られたガス状水銀除去剤について、窒素ガス中に含まれるガス状の金属水銀（Hg0）の除去性能を評価した（図１参照）。また、ガス状水銀除去剤との比較のため、比較例１として市販の活性炭（和光純薬工業株式会社）、比較例２として市販のガス状水銀吸着剤（味の素ファインテクノ株式会社、ＭＡ−Ｇ型）についても、窒素ガス中に含まれるガス状の金属水銀（Hg0）の除去性能を評価した。図の縦軸に示される金属水銀濃度は除去剤（あるいは吸着剤）を通過した後のガス中に含まれる金属水銀濃度を表し、この値が少ないほど除去能（吸着能）に優れるという結果になる。比較例１（市販の活性炭）および比較例２（市販のガス状水銀吸着剤）の両者は温度が高くなると除去性能が低下し、例えば性能の高い比較例２（図中の□）でも150℃以上では完全にはガス状水銀を除去できないことが示されている。これに対し、本発明に係る方法で製造した除去剤（実施例１〜４）は、より高温域、例えば220℃程度の温度条件でもガス状水銀を除去できることがわかった。その中でも実施例３の銅と珪素を組み合わせたCu／Si系除去剤（図中の●）は265℃の条件でも水銀をほぼ全て吸収除去しており、高温条件で使用するという観点では最も性能が高いことがわかった。このCu／Si系除去剤が実施例１のCu系除去剤（図中の◆）よりも性能が高いのは、製造の工程で耐熱性基材（この実施例ではシリカゾル）を加えることによって水銀吸収物質である銅が高分散化し、その表面積が増えてガス状水銀と接触しやすくなった結果、除去剤としてより適切な形状になったためと考えられる。また実施例２のCu／Fe／Si系除去剤（図中の■）、実施例４のZn／Fe系除去剤（図中の▲）に関しても、図１に示すとおり高温度状況下において優れたガス状水銀除去性能を発揮することが確認された。なお、試験後の除去剤に含まれる水銀を定量したところ、その含有量は試験時に除去された水銀とほぼ同量であり、ガス状水銀除去剤がガス中の水銀を吸収し固定化していることが確認された。
【００２７】
上記の実施例１〜４ではガス状水銀の除去剤を沈殿法で製造する最終段階において窒素ガスの流通下で150℃の温度にて焼成処理を実施しているが、この前処理方法に関して、Cu／Si系除去剤を用いて比較を行った（図２参照）。本実施例ではこの前処理を行わず、銅と珪素の沈殿物を濾過したものをそのまま除去性能の評価に使用した。この沈殿物（ガス状水銀除去剤）は、100℃以下の低温条件でガス状水銀の除去ができなかった（図中の◆の低温側参照）。すなわち、製造で得られた沈殿物自体によっては水銀を十分に除去することができないことが確認された。これは、沈殿物の化学形態がCu2(NO3)(OH)3であり、この物質のガス状水銀の除去性能が低いためと考えられる。その一方で、この除去剤の温度を150℃以上にするとガス状水銀の除去性能が発現した（図２参照）。この操作（150℃以上まで昇温すること）は実施例１〜４の窒素中での前処理と同じであり、沈殿法で得られた沈殿物を窒素気流中で昇温することによって水銀を除去できる形態に変化することが確認された。一方、沈殿法で得られた沈殿物を空気中500℃で焼成処理したものでは、十分なガス状水銀の除去性能を有していないことも確認された（図中の■）。これは除去剤に含まれる金属化合物の化学形態はいずれも酸化銅（CuO）と同じであるものの、高温での焼成処理により粒子の焼結が進み、ガス状水銀との接触性が低下することによって除去性能が低下したためである。すなわち、除去剤の焼成処理は除去剤を使用する温度程度での実施が望ましく、具体的には400℃以下で実施することが望ましい。なお、ガス状水銀除去剤は、沈殿法で製造する最終段階において150℃の温度にて焼成処理さえすれば、あとはその温度を維持したまま高温ガス中においてガス状水銀除去剤として用いることもできるし、あるいは焼成処理後いったん室温まで温度低下した後に高温ガス中においてガス状水銀除去剤として用いることもできる。
【００２８】
上述した実施例では窒素ガス中に含まれるガス状の金属水銀（Hg0）の除去性能を評価したが、実際に使用される局面では多くのガス成分が混在していることが一般的である。例えば、石炭等をガス化したガスは一酸化炭素、二酸化炭素、水素および水蒸気を含む還元性のガスであるため、ガス状水銀除去剤は還元性雰囲気下でも使用可能でなければならない。そこで、Cu／Si系除去剤について、石炭ガスを模擬したガス（一酸化炭素20％、二酸化炭素５％、水素８％、水蒸気４％、窒素63％）に対するガス状水銀の除去性能を評価した（図３参照）。その結果、Cu／Si系除去剤は、窒素ガス中におけるガス状水銀の除去性能（図中の●）と同様、250℃の条件においてもガス状水銀をほぼ全て除去できることが判明した（図中の■）。すなわち、この除去剤は還元性ガス中においても適用できることが確認され、石炭等をガス化したガスをガスタービンや燃料電池等での高効率発電に利用する技術、さらにはアルコールやジメチルエーテル等への燃料転換に利用する技術において、ガス化ガスを使用する前段階で不純物として混在するガス状水銀を除去できることが確認された。
【００２９】
一方、石炭等を燃焼したガスは酸素、二酸化炭素および水蒸気を含む酸化性のガスであるため、ガス状水銀除去剤は酸化性雰囲気下でも使用可能でなければならない。そこで、Cu／Si系除去剤について、200℃の温度条件でガスに含まれる酸素濃度を変化させた酸化性ガスに対するガス状水銀の除去性能を評価した（図４参照）。その結果、Cu／Si系除去剤は、酸素濃度０〜10％の条件でもガスに含まれるガス状水銀をほぼ全て除去できることが判明した。すなわち、この除去剤は酸化性ガス中においても適用できることが確認され、石炭等を燃焼させた排ガスに不純物として混在するガス状水銀を除去できることが確認された。
【００３０】
また、ガス状の水銀は、金属水銀（Hg0）と酸化水銀（Hg2+）の二つの化学形態で存在する。例えば石炭等を燃焼した酸化性のガス中では金属水銀（Hg0）と酸化水銀（Hg2+）が混在するものと考えられるため、ガス状水銀除去剤としてはその両方を除去することが望まれる。そこで、Cu／Si系除去剤について、金属水銀（Hg0）と酸化水銀（Hg2+）の両方を含むガスに対するガス状水銀の除去性能を評価した（図５参照）。その結果、この除去剤は260℃を超える温度条件でも水銀をほとんど除去できることが判明した。すなわち、この除去剤は水銀の化学形態にかかわらずガスから除去できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ガス状水銀除去剤による除去反応後のガス状水銀濃度とそのときの温度との関係を、本発明のガス状水銀除去剤の実施例と比較例とのそれぞれについて示すグラフである。
【図２】Cu／Si系除去剤に関し、前処理方法を異ならせた場合についてのガス状水銀濃度とそのときの温度との関係を示すグラフである。
【図３】Cu／Si系除去剤に関し、還元性ガス中という条件でのガス状水銀濃度とそのときの温度との関係を示すグラフである。
【図４】Cu／Si系除去剤に関し、酸化性ガス中という条件で酸素濃度を変化させた場合についてのガス状水銀濃度とそのときの温度との関係を示すグラフである。
【図５】Cu／Si系除去剤に関し、金属水銀（Hg0）と酸化水銀（Hg2+）を共に含む条件でのガス状水銀濃度とそのときの温度との関係を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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