(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス中に含有される硫黄酸化物及び水銀を処理する排ガス処理装置において、
硫黄酸化物を石灰吸収液で除去する脱硫装置と、
前記脱硫装置内で前記石灰吸収液を循環する吸収液循環ラインと、
前記吸収液循環ラインから抜き出した一部の前記石灰吸収液に可溶性硫化塩溶液を供給し、吸収液中の水銀を硫化水銀として固定化する可溶性硫化塩溶液供給装置と、
石灰吸収液中の石膏を含む固体分と液体分とを分離する固液分離装置と、
前記石膏を含む固体分中の残留水銀を溶解する水銀洗浄液を供給する水銀洗浄液供給装置と、
前記水銀洗浄液により前記石膏を含む固体分を洗浄する洗浄装置とを具備することを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２】
排ガス中に含有される硫黄酸化物及び水銀を処理する排ガス処理装置において、
硫黄酸化物を石灰吸収液で除去する脱硫装置と、
前記脱硫装置内で前記石灰吸収液を循環する吸収液循環ラインと、
前記吸収液循環ラインから抜き出した一部の前記石灰吸収液に可溶性硫化塩溶液を供給し、吸収液中の水銀を硫化水銀として固定化する可溶性硫化塩溶液供給装置と、
石灰吸収液中の硫化水銀を主体とする微粒分と、石膏を主体とする粗粒分とを分離する分離装置と、
前記粗粒分中の残留水銀を溶解する水銀洗浄液を供給する水銀洗浄液供給装置と、
前記水銀洗浄液により前記石膏を含む粗粒分を洗浄する洗浄装置とを具備することを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記分離装置で分離された微粒分中の硫化水銀を除去する硫化水銀分離装置を具備することを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項４】
請求項２又は３において、
前記洗浄装置からの廃液中の可溶水銀を除去する廃液処理装置を具備することを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項５】
排ガス中に含有される硫黄酸化物及び水銀を処理する排ガス処理装置において、
硫黄酸化物を石灰吸収液で除去する脱硫装置と、
前記脱硫装置内で前記石灰吸収液を循環する吸収液循環ラインと、
前記吸収液循環ラインから抜き出した一部の前記石灰吸収液に可溶性硫化塩溶液を供給し、吸収液中の水銀を硫化水銀として固定化する可溶性硫化塩溶液供給装置と、
石灰吸収液中の石膏を含む固体分と液体分とを分離する固液分離装置と、
前記液体分中の硫化水銀を酸により溶解して可溶性水銀とし、該可溶性水銀を吸着する水銀吸着装置とを具備することを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項６】
排ガス中に含有される硫黄酸化物及び水銀を処理する排ガス処理方法において、
前記硫黄酸化物を石灰吸収液で石膏として除去した後、前記石灰吸収液に可溶性硫化塩溶液を供給して吸収液中の水銀を硫化水銀を固定化し、その後液体分を分離した後、前記石膏を含む固体分中の水銀を溶解除去することを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項７】
排ガス中に含有される硫黄酸化物及び水銀を処理する排ガス処理方法において、
前記硫黄酸化物を石灰吸収液で石膏として除去した後、前記石灰吸収液に可溶性硫化塩溶液を供給して吸収液中の水銀を硫化水銀として固定化し、
その後、石膏を主体とする粗粒分と硫化水銀を主体とする微粒分とを分離した後、前記石膏を含む粗粒分中の残留水銀を溶解除去することを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項８】
請求項７において、
前記分離された微粒分中の硫化水銀を分離除去することを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項９】
請求項７又は８において、
前記石膏を含む粗粒分中の水銀を吸着除去することを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項１０】
排ガス中に含有される硫黄酸化物及び水銀を処理する排ガス処理方法において、
前記硫黄酸化物を石灰吸収液で石膏として除去した後、前記石灰吸収液に可溶性硫化塩溶液を供給して吸収液中の水銀を硫化水銀として固定化し、
その後石灰吸収液中の石膏を含む固体分と液体分とを分離した後、前記液体分中の硫化水銀を酸により溶解して可溶性水銀とし、可溶性水銀を吸着除去することを特徴とする排ガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば石炭等の化石燃料を燃焼した排ガスを石灰石膏法により処理する際に、吸収液中に存在する水銀を除去して品位が高い石膏を提供できる排ガス処理装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば石炭などのような化石燃料を燃焼した際に発生する排ガス中には水銀が含有されている。一般に前記排ガス中の二酸化硫黄を石灰石膏法により吸収・分離されているが、排ガス中の水銀を塩化水銀として捕集する場合、前記塩化水銀は水溶性であるので前記吸収液中に存在することとなり、その結果、吸収液の石膏に付着することにより、石膏品位が低下する。そこで、液中での水銀の固定化が要望されている。
【０００３】
従来における排ガス中の水銀の固定化法としては、例えば溶融炉排ガスの処理装置として、排ガス吸収液中に硫化ナトリウム（Ｎａ2Ｓ）又は硫化水素ナトリウム（ＮａＨＳ）を添加して、非常に溶解度の低い硫化水銀（ＨｇＳ）として固定する方法が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−０３８８５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１にかかる技術は、ダスト溶融時の温度が１２００〜１３５０℃に達するので、ダスト中に含まれる水銀等の低融点金属との記載にあるように金属水銀を対象とし、該金属水銀がアルカリ性の吸収液に接触した際に生成する水酸化水銀（Ｈｇ（ＯＨ）2）、若しくは金属水銀単体であり、いずれも溶液中での溶解度は低いものである。このような場合、硫化ナトリウム塩を添加しても、一旦水銀が溶解したのち硫化ナトリウムと反応するため反応速度が遅く、反応完結に長時間を要する、という問題がある。
【０００６】
また、特許文献１にかかる水銀の固定化法は、排ガスと接触する排ガス吸収液中に硫化ナトリウム塩を添加するものであるが、本発明の対象とする排水中の水銀の固定化処理とは異なる。
【０００７】
一方、本発明で対象としている石灰石膏法の脱硫装置における吸収液に流入する水銀は可溶性の塩化水銀（ＨｇＣｌ2）であるが、石膏に付着して石膏の品位を低下する場合がある。
【０００８】
本発明は、前記問題に鑑み、例えば石炭等の化石燃料を燃焼した排ガスを石灰石膏法により処理する際に、石灰吸収液中に存在する水銀を除去して品位が高い石膏を提供できる排ガス処理装置及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、排ガス中に含有される硫黄酸化物及び水銀を処理する排ガス処理装置において、硫黄酸化物を石灰吸収液で除去する脱硫装置と、前記脱硫装置内で前記石灰吸収液を循環する吸収液循環ラインと、前記吸収液循環ラインから抜き出した一部の前記石灰吸収液に可溶性硫化塩溶液を供給し、吸収液中の水銀を硫化水銀として固定化する可溶性硫化塩溶液供給装置と、石灰吸収液中の石膏を含む固体分と液体分とを分離する固液分離装置と、前記石膏を含む固体分中の残留水銀を溶解する水銀洗浄液を供給する水銀洗浄液供給装置と、前記水銀洗浄液により前記石膏を含む固体分を洗浄する洗浄装置とを具備することを特徴とする排ガス処理装置にある。
【００１０】
第２の発明は、排ガス中に含有される硫黄酸化物及び水銀を処理する排ガス処理装置において、硫黄酸化物を石灰吸収液で除去する脱硫装置と、前記脱硫装置内で前記石灰吸収液を循環する吸収液循環ラインと、前記吸収液循環ラインから抜き出した一部の前記石灰吸収液に可溶性硫化塩溶液を供給し、吸収液中の水銀を硫化水銀として固定化する可溶性硫化塩溶液供給装置と、石灰吸収液中の硫化水銀を主体とする微粒分と、石膏を主体とする粗粒分とを分離する分離装置と、前記粗粒分中の残留水銀を溶解する水銀洗浄液を供給する水銀洗浄液供給装置と、前記水銀洗浄液により前記石膏を含む粗粒分を洗浄する洗浄装置とを具備することを特徴とする排ガス処理装置にある。
【００１１】
第３の発明は、第２の発明において、前記分離装置で分離された微粒分中の硫化水銀を除去する硫化水銀分離装置を具備することを特徴とする排ガス処理装置にある。
【００１２】
第４の発明は、第２又は第３の発明において、前記洗浄装置からの廃液中の可溶水銀を除去する廃液処理装置を具備することを特徴とする排ガス処理装置にある。
【００１３】
第５の発明は、排ガス中に含有される硫黄酸化物及び水銀を処理する排ガス処理装置において、硫黄酸化物を石灰吸収液で除去する脱硫装置と、前記脱硫装置内で前記石灰吸収液を循環する吸収液循環ラインと、前記吸収液循環ラインから抜き出した一部の前記石灰吸収液に可溶性硫化塩溶液を供給し、吸収液中の水銀を硫化水銀として固定化する可溶性硫化塩溶液供給装置と、石灰吸収液中の石膏を含む固体分と液体分とを分離する固液分離装置と、前記液体分中の硫化水銀を酸により溶解して可溶性水銀とし、該可溶性水銀を吸着する水銀吸着装置とを具備することを特徴とする排ガス処理装置にある。
【００１４】
第６の発明は、排ガス中に含有される硫黄酸化物及び水銀を処理する排ガス処理方法において、前記硫黄酸化物を石灰吸収液で石膏として除去した後、前記石灰吸収液に可溶性硫化塩溶液を供給して吸収液中の水銀を硫化水銀を固定化し、その後液体分を分離した後、前記石膏を含む固体分中の水銀を溶解除去することを特徴とする排ガス処理方法にある。
【００１５】
第７の発明は、排ガス中に含有される硫黄酸化物及び水銀を処理する排ガス処理方法において、前記硫黄酸化物を石灰吸収液で石膏として除去した後、前記石灰吸収液に可溶性硫化塩溶液を供給して吸収液中の水銀を硫化水銀として固定化し、その後、石膏を主体とする粗粒分と硫化水銀を主体とする微粒分とを分離した後、前記石膏を含む粗粒分中の残留水銀を溶解除去することを特徴とする排ガス処理方法にある。
【００１６】
第８の発明は、第７の発明において、前記分離された微粒分中の硫化水銀を分離除去することを特徴とする排ガス処理方法にある。
【００１７】
第９の発明は、第７又は第８の発明において、前記石膏を含む粗粒分中の水銀を吸着除去することを特徴とする排ガス処理方法にある。
【００１８】
第１０の発明は、排ガス中に含有される硫黄酸化物及び水銀を処理する排ガス処理方法において、前記硫黄酸化物を石灰吸収液で石膏として除去した後、前記石灰吸収液に可溶性硫化塩溶液を供給して吸収液中の水銀を硫化水銀として固定化し、その後石灰吸収液中の石膏を含む固体分と液体分とを分離した後、前記液体分中の硫化水銀を酸により溶解して可溶性水銀とし、可溶性水銀を吸着除去することを特徴とする排ガス処理方法にある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、水銀を石膏と分離でき、石膏品位を高めることができる。また、水銀を液体より分離できるので、排水処理工程での水銀処理を要せず、簡易なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００２１】
本発明による実施例１に係る排ガス処理装置について、図面を参照して説明する。
図１は、実施例１に係る排ガス処理装置を示す概略図である。
図１に示すように、本実施例に係る排ガス処理装置１０Ａは、排ガス１１中に含有される硫黄酸化物及び水銀を処理する排ガス処理装置において、硫黄酸化物（ＳＯ2）を石灰石、消石灰等の石灰吸収液（以下「石灰吸収液」という）１２で石膏１３として除去する脱硫装置２０と、前記脱硫装置２０から循環される石灰吸収液１２を一部抜き出し、該石灰吸収液１２から石膏１３を分離しつつ脱水する脱水装置２１と、前記石膏１３中の水銀を溶解する水銀洗浄液２２を脱水装置２１内に供給する水銀洗浄液供給装置２３とを具備するものである。
【００２２】
ここで、前記脱硫装置２０は、排ガス１１に対向して石灰吸収液１２を流下させる脱硫塔２０ａと、該脱硫塔２０ａから排出された石膏１３を含む石灰吸収液１２を貯留する吸収液槽１５と、前記吸収液槽１５からの石灰吸収液１２を前記脱硫塔２０ａ内に循環する吸収液循環ライン１６とから構成されており、排ガス１１を脱硫塔２０ａに導入して石灰吸収液１２と接触させて脱硫することで、排ガスを浄化している。
【００２３】
また、前記排ガス１１は排ガス処理装置１０Ａの前段側において、塩化水素ガスの供給及び／又は酸化触媒による酸化により、排ガス１１中の金属Ｈｇを水溶解性の良好な塩化水銀（ＨｇＣｌ2）としているので、脱硫塔２０ａ内では、散水される石灰吸収液１２と接触して石灰吸収液１２側に溶解している。
【００２４】
前記構成において、排ガス１１は脱硫塔２０ａの下部側から内部に供給され、該塔内で石灰吸収液１２と接触してＳＯ2、ＨｇＣｌ2を分離したのち浄化排ガス１９として系外へ送られる。
前記石灰吸収液１２は脱硫塔２０ａの下部側に設置される吸収液槽１５に送られる。
前記吸収液槽１５には排ガス１１と吸収液１２との接触に伴い蒸発する水分及び吸収液中石膏濃度を所定に維持するに要する水分が補給水１７として供給される。また、ＳＯ2吸収に必要な所定量となるように石灰吸収液１２が吸収液槽１５内に補給されている。なお、前記石灰吸収液量は通常吸収液１２の水素イオン濃度により制御されるが、本発明では同制御部を省略している。
【００２５】
前記吸収液槽１５の石灰吸収液１２は、吸収液循環ライン１６において、循環ポンプＰにより脱硫塔２０ａに循環されている。前記吸収液循環ライン１６では吸収液１２の酸化還元電位が酸化還元電位計（図示せず）により測定され、該測定値に基づき吸収液槽１５に供給される空気の量が調節される。
【００２６】
本実施例では、前記吸収液循環ライン１６からは循環する石膏１３、ＨｇＣｌ2を有する吸収液１２を一部抜き出し、脱水装置２１にて脱水する際に、前記脱水装置２１内に水銀洗浄液供給装置２３から供給される水銀洗浄液２２により石膏１３に付着している水銀を除去しており、これにより水銀フリーの石膏１３としている。
前記水銀洗浄液２２は、石膏ケーキ中の液体及び石膏表面に付着したＨｇを溶解除去するものであり、例えば温水又は塩酸のような酸性溶液を用いている。但し希薄な酸を用いた場合は石膏ケーキのｐＨが低下するので、石膏ケーキの用途によってはさらに水洗を必要とする場合もある。
【００２７】
また、脱水装置２１からの水銀洗浄液２２を含む廃液２４は廃液処理装置２５において、水銀を除去して系外（例えば既存の排水処理設備）に放出される。
【００２８】
このようにして、石灰吸収液１２中の石膏１３に付着している水銀を除去することができ、水銀フリーの石膏１３を得ることができる。よって、本実施例によれば、水銀を石膏から容易に分離でき、石膏品位を高めることができる。
【実施例２】
【００２９】
本発明による実施例２に係る排ガス処理装置について、図面を参照して説明する。
図２は、実施例２に係る排ガス処理装置を示す概略図である。なお、実施例１の排ガス処理装置の構成部材と同一の部材には同一符号を付してその説明は省略する。
図２に示すように、本実施例に係る排ガス処理装置１０Ｂは、排ガス１１中に含有される硫黄酸化物及び水銀を処理する排ガス処理装置において、硫黄酸化物を石灰吸収液で除去する脱硫装置２０と、前記石灰吸収液１２に可溶性硫化塩溶液（ＡＳ）３１を供給し、吸収液１２中の水銀を固定化する可溶性硫化塩溶液供給装置３２と、石灰吸収液１２中の石膏を含む固体分３３と液体分３４とを分離する固液分離装置３５と、前記石膏１３を含む固体分３３に残留している水銀を溶解する水銀洗浄液２２を供給する水銀洗浄液供給装置２３と、前記水銀洗浄液２２により前記石膏１３を含む固体分３３を洗浄する洗浄装置３６とを具備するものである。
【００３０】
本実施例では、吸収液循環ライン１６から一部抜出される石灰吸収液１２に可溶性硫化塩溶液３１を可溶性硫化塩溶液供給装置３２から添加し、極低溶解度の硫化水銀（ＨｇＳ）とし、石膏１３に付着する水銀を除去するようにしている。
そして、可溶性硫化物添加後の石灰吸収液１２について、固液分離装置３５で固体分３３と液体分３４とに分離しており、石膏１３を含む固体分３３については水銀洗浄液２２により洗浄装置３６における洗浄の際に水銀洗浄液２２によりさらに残留した水銀を除去するようにしている。
【００３１】
ここで、前記可溶性硫化塩溶液（ＡＳ）３１は、Ｎａ2Ｓ水溶液、ＮａＨＳ水溶液又はこれらの混合液を用いることができ、これにより石灰吸収液１２中のＨｇＣｌ2をＨｇＳとしている。
【００３２】
また、前記洗浄装置３６からの水銀洗浄液２２を含む廃液２４は廃液処理装置２５において、水銀を除去して系外に放出される。この廃液処理装置２５においては、前記固液分離装置３５で分離した液体分３４中の硫化水銀も除去するようにしている。
【００３３】
このようにして、石灰吸収液１２中の水銀を除去することができ、水銀フリーの石膏１３を得ることができる。
【実施例３】
【００３４】
本発明による実施例３に係る排ガス処理装置について、図面を参照して説明する。
図３は、実施例３に係る排ガス処理装置を示す概略図である。なお、実施例１及び２の排ガス処理装置の構成部材と同一の部材には同一符号を付してその説明は省略する。
図３に示すように、本実施例に係る排ガス処理装置１０Ｃは、排ガス１１中に含有される硫黄酸化物及び水銀を処理する排ガス処理装置において、硫黄酸化物を石灰吸収液で除去する脱硫装置２０と、前記石灰吸収液１２に可溶性硫化塩溶液（ＡＳ）３１を供給し、石灰吸収液１２中の水銀を固定化する可溶性硫化塩溶液供給装置３２と、石灰吸収液１２中の微粒分４１と粗粒分４２とを分離する分離装置４３と、前記粗粒分４２中の水銀を溶解する水銀洗浄液２２を供給する水銀洗浄液供給装置２３と、前記水銀洗浄液２２により前記石膏１３を含む粗粒分４２を洗浄する洗浄装置３６とを具備するものである。
【００３５】
本実施例では、吸収液循環ライン１６から一部抜出される石灰吸収液１２に可溶性硫化塩溶液３１を添加し、極低溶解度の微細な硫化水銀（ＨｇＳ）としている。
そして、この微細（例えば数μｍ）な硫化水銀（ＨｇＳ）と粒径が大きな粗粒（４０μｍ以上）の石膏１３とを例えば液体サイクロン等の分離装置４３で分離している。
前記分離装置４３は石膏１３とＨｇＳとの粒径の相違を利用した例えば液体サイクロンのような分離器を用いることができる。
【００３６】
そして、石膏１３を含む粗粒分４２については水銀洗浄液２２により洗浄装置３６における洗浄の際に、石膏１３に残留している水銀を除去するようにしている。
前記洗浄装置３６は例えばベルトフィルタ等の石膏を洗浄しつつその洗浄水を除去できるようなものを用いるようにすればよい。
【００３７】
また、微細なＨｇＳを含む微粒分４１は廃液処理装置２５で水銀が除去される。
【００３８】
このようにして、石灰吸収液１２中の水銀を除去することができ、水銀フリーの石膏１３を得ることができる。
【００３９】
また、図４に示すように、前記分離装置４３で分離された微粒分（ＨｇＳ）４１を分離するＨｇＳ分離装置５１を設け、該ＨｇＳ分離装置５１によりＨｇＳ含有汚泥５２として分離し、該ＨｇＳ含有汚泥５２を別途処分するようにしてもよい。なお、ＨｇＳ分離装置５１からの廃液５３は水銀フリーであるので、系外（例えば既存の排水処理設備）に放出できる。
【００４０】
また、前述した図３の装置においては、粗粒分４２中の残留ＨｇＣｌ2を洗浄する洗浄装置３６からの水銀洗浄液２２を含む廃液２４には洗浄した可溶性水銀（ＨｇＣｌ2）が含まれているので、図４に示すように、例えばキレート等の吸着材を用いた水銀吸着装置５４を設け、該水銀吸着装置５４により水銀を吸着している。前記水銀吸着装置５４はキレート樹脂以外にも例えばシリカゲル、モレキュラーシーブ、ゼオライト、活性炭等の吸着材も使用可能である。
【００４１】
また、添加する酸５７はその使用量を低減する目的から水銀吸着装置５４の出口液の一部を循環して再使用するようにしてもよい。
【００４２】
さらに、水銀吸着装置５４から出口廃液は系外へ搬出されるが、接液配管の材質を考慮して、ライン中にアルカリ等の中和剤５５を添加して中和するようにしても良い。
【００４３】
本実施例によれば、水銀を石膏と分離でき、石膏品位を高めることができる。また、水銀を液体より分離できるので、排水処理工程での水銀処理を要せず、簡易なものとなる。
【実施例４】
【００４４】
本発明による実施例４に係る排ガス処理装置について、図面を参照して説明する。
図５は、実施例４に係る排ガス処理装置を示す概略図である。なお、実施例１乃至３の排ガス処理装置の構成部材と同一の部材には同一符号を付してその説明は省略する。
図５に示すように、本実施例に係る排ガス処理装置１０Ｄは、排ガス１１中に含有される硫黄酸化物及び水銀を処理する排ガス処理装置において、硫黄酸化物を石灰吸収液１２で除去する脱硫装置２０と、前記石灰吸収液１２に可溶性硫化塩溶液（ＡＳ）３１を供給し、吸収液１２中の水銀を固定化する可溶性硫化塩溶液供給装置３２と、石灰吸収液中の石膏１３を含む固体分３３と液体分３４とを分離する固液分離装置３５と、前記液体分３４中の水銀を酸５７により溶解して可溶性水銀とし、該可溶性水銀を吸着する水銀吸着装置５４とを具備するものである。本実施例では、石膏を使用する必要性がない場合や、石膏に水銀が多少残留することが許容される場合に適用するものである。
【００４５】
前記酸５７としては希薄な酸（例えば３〜５％塩酸）を用いて、前記液体分３４中の微細なＨｇＳを溶解させ、水銀をイオンの状態とし、その後水銀吸着装置５４にて吸着除去するようにしている。前記酸５７を添加して水銀を溶解させるのであれば抜出した石灰吸収液１２に可溶性硫化物３１を添加して溶解度の非常に小さい固体とする必要がないように思われるが、ライン１６の液性では液中水銀は蒸気圧の大きな金属水銀Ｈｇ0となっており、常に気相へ水銀蒸気を放出していることを防止する必要があるためで、一旦硫化水銀として固定している。
【００４６】
前記水銀吸着装置５４はキレート樹脂以外にも例えばシリカゲル、モレキュラーシーブ、ゼオライト、活性炭等の吸着材も使用可能である。なお、前記吸着材は経時的に吸着量が増大し、破過に至るので水銀吸着装置５４を２塔とし、これらを交互に用いて吸着、再生（新規充填を含む）を繰り返すようにしてもよい。
【００４７】
本実施例によれば、水銀を液体より分離できるので、排水処理工程での水銀処理を要せず、簡易なものとなる。
【００４８】
［試験例１］
次に、具体的試験例１を用いて本発明を更に詳細に説明する。
なお、試験例１の排ガス処理装置は、図３、４と同じとしたので、図３，４に基づき具体的運転条件、使用機器仕様などを記載する。
本試験例では、可溶性硫化物塩を添加した際に生成する硫化水銀が主に固体石膏に付着することに着目し、回収する石膏中の水銀濃度を低下することを目的としたものである。
【００４９】
ここで、処理する排ガスは石炭燃焼炉（図示無し）にて発生したものであり、同排ガス１１の流量は２００ｍ3Ｎ／ｈである。前記排ガス１１は脱硫装置２０に供給される以前に塩化水素ガスを添加した後、酸化触媒装置（いずれも図示無し）を通過させて塩化水銀（ＨｇＣｌ2）に転換した。
前記脱硫装置２０は、塔頂より石灰吸収液１２をスプレーノズルにより噴霧し、塔内には排ガス１１と吸収液１２の接触を促進させるためのグリッドを充填した。噴霧する吸収液量は処理する排ガス量に対して２０ｋｇ液／ｍ3Ｎと設定した。前記吸収剤は炭酸カルシウムの微粉末を用い、吸収液ｐＨが一定となるように供給した。
【００５０】
脱硫装置２０内においては、排ガス１１に含有されているＳＯ2ガスとＨｇＣｌ2ガスは前記石灰吸収液１２に溶解する。
吸収液槽１５には排ガス１２と吸収液１３の接触に伴う水分の蒸発に相当する水分量、生成する石膏による石膏濃度上昇を防止するに相当する水分量を合計した補吸水１７を供給した。
前記吸収液槽１５からの吸収液保有量が一定となるよう、ライン１６にて石灰吸収液１２の一部を抜き出し、分離装置４３に供給する。抜出した石灰吸収液１２には可溶性硫化塩（ここでは硫化ナトリウム（Ｎａ2Ｓ：３重量％溶液））をガス流量、ガス中塩化水銀（ＨｇＣｌ2）濃度、補給水量から算出され液中水銀濃度に対して等当量以上に添加した。
液中ＨｇＣｌ2は溶解度の非常に小さい硫化水銀（ＨｇＳ）として液中に析出、固定される。この際、生成する硫化水銀は微細で、かつ石膏に付着し易い特性を有する。
【００５１】
前記分離装置４３は粒子径の相違を利用して粗大粒子の石膏（粗粒分４２）と微細粒子の硫化水銀等（微粒分４１）に分離する。本試験例では、分離装置としては液体サイクロンを用いた。前記分離装置４３からの石膏１３を主体とする液体は洗浄装置３６に供給され、石膏１３をケーキ状で回収する程度に洗浄しつつ脱水される。前記のように硫化水銀は石膏に付着していることが多く、石膏ケーキ中の水銀は水銀洗浄液２２で石膏ケーキより分離する。前記水銀洗浄水２２は溶解度を上昇して分離効率を上げるために温水を用いた。本試験例では、洗浄装置３６としては連続的に洗浄が行える観点よりレルトフィルターを用いた。
【００５２】
前記洗浄装置３６からの液（脱水液と洗浄水を合わせた液）は、図４に示すような水銀吸着装置５４で液中の水銀を液より分離した。前記水銀吸着装置５４では液中に溶解しているＨｇＣｌ2を吸着材としてキレート樹脂により化学吸着する固定層吸着法を用いた。吸着材は市販の活性炭をそのまま用いた。吸着材は経時的に吸着量が増大し、破過に至るので水銀吸着器装置５４を２塔として交互に吸着、再生（新規充填を含む）を繰り返した。水銀吸着装置５４での液と吸着材の接触時間の指標として空間時間を取り上げ、同空間時間を１００（１／ｈ）とした。空間時間の定義は下式である。
（空間時間：１／ｈ）＝（処理液量：ｍ3／ｈ）÷（吸着材容量：ｍ3）
前記水銀吸着装置５４からの抜き出し液中水銀濃度は、同値が排水基準の０．００５（ｍｇ／Ｌ）以下となるよう設定した。
【００５３】
前記分離装置４３からの微粒分４１は硫化水銀を始めとする微細粒子をＨｇＳ分離装置５１により液より分離し、ＨｇＳ含有汚泥５２とした。連続処理する場合はＨｇＳ分離装置５１としては、遠心式分離機が適用できる。
【００５４】
以上の処理により、回収する石膏中水銀を分離して石膏品位を高めることができた。また、系外に排出する廃液中の水銀も排水基準以下とするため、系外での水銀の処理が不要となった。
【００５５】
［試験例１］
続いて図５の排ガス処理装置を用いた試験例２を説明する。
図５は回収石膏の用途がなく、そのまま廃棄される場合のものであり、主に石膏分離後の液中の水銀の分離を行い、下流排水処理工程での水銀処理を不要とするものである。
吸収液槽１５からの石灰吸収液１２の抜き取り液に可溶性硫化塩を添加するまでは前述した試験例１と同様である。
【００５６】
固液分離装置３５は固液分離をして液体分３４と固体分３５とに分離し、固体分３５には、粗大粒子の石膏と微細粒子の硫化水銀が液体から分離される。液体分３４中の微細粒子は、水銀吸着装置５４に供給されるが、前記水銀吸着装置５４は溶解水銀が対象となるためにその前流ラインにおいて、酸５７を添加して水銀を溶解させておく。このとき酸添加後の酸性度はｐＨ＝１を指標とする。
液体分３４中の水銀は酸５７を添加することにより溶解度の高いＨｇ2+となっている。
前記水銀吸着装置５４の運用は試験例１と同じとした。なお、添加する酸５７はその使用量を低減する目的から水銀吸着装置５４の出口液の一部を循環して使用した。水銀吸着装置５４の出口液は排水処理など系外へ搬出されるが、接液配管の材質を考慮して中和剤としてアルカリを添加した。
【００５７】
以上の処理により、回収石膏の用途がなく、そのまま廃棄される場合においても、系外に排出する廃液中の水銀も排水基準以下とするため、系外での水銀の処理が不要となった。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
以上のように、本発明に係る排ガス処理装置は、水銀を石膏と分離でき、水銀が残留しない石膏とすることができ、石膏品位を高めることができ、石灰・石膏法においての排ガス処理に用いて適している。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施例１に係る排ガス処理装置の概略図である。
【図２】実施例２に係る排ガス処理装置の概略図である。
【図３】実施例３に係る排ガス処理装置の概略図である。
【図４】実施例３に係る排ガス処理装置の概略図である。
【図５】実施例４に係る排ガス処理装置の概略図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０Ａ〜１０Ｄ  排ガス処理装置
１１  排ガス
１２  石灰吸収液
１３  石膏
２０  脱硫装置
２１  脱水装置
２２  水銀洗浄液
２３  水銀洗浄液供給装置
【図１】
0005371172.tif 000002
【図２】
0005371172.tif 000003
【図３】
0005371172.tif 000004
【図４】
0005371172.tif 000005
【図５】
0005371172.tif 000006