(57)【要約】【課題】水銀捕捉用液体の補充量を減らせる排ガス浄化設備を提供する。【解決手段】二酸化硫黄と金属水銀を含んだ浄化対象ガスＧが下方から上方へ向けて通る吸収塔１と、吸収塔１内の上下方向中間部位に脱硫処理用液体３を噴霧する第１のノズル９と、第１のノズル９の上側にあって吸収塔１内に水銀捕捉用液体４を噴霧する第２のノズル１０とを備える。  浄化対象ガスＧを脱硫処理用液体３に接触させて脱硫した後、その上側で浄化対象ガスＧを水銀捕捉用液体４に接触させて金属水銀を分離し、硫黄酸化物と水銀捕捉用液体４の接触を回避する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫黄酸化物及び金属水銀を含んだ浄化対象ガスが下方から上方へ向けて通る排気経路の所定部位で、脱硫処理用液体を噴霧して浄化対象ガスを脱硫する第１の浄化工程と、排気経路の脱硫処理用液体噴霧位置よりも上側の部位で、水銀捕捉用液体を噴霧して浄化対象ガスから金属水銀を分離する第２の浄化工程とを順に行なうことを特徴とする排ガス浄化方法。
【請求項２】
硫黄酸化物及び金属水銀を含んだ浄化対象ガスが下方から上方へ向けて通る吸収塔と、吸収塔内の上下方向中間部位に脱硫処理用液体を噴霧し且つ吸収塔内底部に溜まる液体を吸収塔内の上下方向中間部位に再び噴霧する液体循環手段と、吸収塔内の脱硫処理用液体噴霧位置の上側に水銀捕捉用液体を噴霧する液体送給手段とを備えてなることを特徴とする排ガス浄化設備。
【請求項３】
液体循環手段が、吸収塔内に配設した第１のノズルと、脱硫処理用液体を第１のノズルへ送り出し且つ吸収塔内底部に溜まる液体を第１のノズルへ再び送り出す第１のポンプとを有し、液体送給手段が、第１のノズルの上側に位置するように吸収塔内に配設した第２のノズルと、水銀捕捉用液体を第２のノズルへ送り出す第２のポンプとを有している請求項２に記載の排ガス浄化設備。
【請求項４】
第２のノズルに至る液体流路に、バルブを介して第１のポンプの出口から第１のノズルに連なる液体流路を接続した請求項３に記載の排ガス浄化設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は石炭の燃焼によって発生するガスを主な対象とした排ガス浄化方法及び設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭の燃焼排ガスは、微小量（１０μｇ／立方メートル程度）ながらも金属水銀を含んでいる。
【０００３】
そこで近年、石炭を熱エネルギー源とするプラントの排ガスから金属水銀を取り除き、排ガスの更なる浄化を図ることが提案されている。
【０００４】
図３は従来の排ガス浄化設備の一例を示すもので、硫黄酸化物と金属水銀を含んだ浄化対象ガスＧが下方から上方へ向けて通る吸収塔１と、該吸収塔１内の上下方向中間部位に複数段にわたって配設したノズル２と、該ノズル２へ脱硫処理用液体３や水銀捕捉用液体４を送り出し且つ吸収塔１内底部に溜まる液体３，４をノズル２へ再び送り出す第１のポンプ５と、液体槽６に貯留してある未使用の水銀捕捉用液体４を第１のポンプ５の出口からノズル２に至る液体流路へ送り出す第２のポンプ７とを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
第１のポンプ５の出口からノズル２に至る液体流路と第２のポンプ７の出口の間には、バルブ８が介在している。
【０００６】
浄化対象ガスＧは、冷却塔において除塵と冷却が行なわれ、前段ミストエリミネータで液滴分離されてから吸収塔１の下端部へ送り込まれる。
【０００７】
脱硫処理用液体３は石灰石を原材料とする炭酸カルシウムスラリーであり、吸収塔１内に予め所定量が投入してある。
【０００８】
吸収塔１に浄化対象ガスＧを通すときに第１のポンプ５を運転して、吸収塔１内底部に溜めてある脱硫処理用液体３をノズル２から噴霧すると、水を媒体として炭酸カルシウムが浄化対象ガスＧが含んでいる二酸化硫黄（亜硫酸ガス）などをはじめとした硫黄酸化物に反応し、安定な物質である硫酸カルシウム（石膏）を生成する。
【０００９】
水銀捕捉用液体４は次亜塩素酸ナトリウム水溶液であり、吸収塔１に浄化対象ガスＧを通す際に第２のポンプ７を適宜に運転して（当然のことだがバルブ８は開状態とする）、所定量を脱硫処理用液体３に混入させ、当該脱硫処理用液体３とともにノズル２から噴霧すると、水を媒体として次亜塩素酸ナトリウムが浄化対象ガスＧが含んでいるガス状の金属水銀に反応し、その後、脱硫処理用液体３中の塩素イオンと反応することで水溶性物質である塩化第二水銀（昇汞）を生成する。
【００１０】
つまり、浄化対象ガスＧを脱硫する浄化工程と浄化対象ガスＧから金属水銀を分離する浄化工程は並行して進められ、硫酸カルシウムは吸収塔１内底部の液体３，４に沈殿し、塩化第二水銀は当該液体３，４に溶解することになる。
【００１１】
脱硫及び金属水銀の分離が完了した浄化対象ガスＧは、後段ミストエリミネータで液滴分離され、煙突を経て大気に放出され、また、吸収塔１内底部の溜まった液体３，４は第１のポンプ５で吸い上げられて、ノズル２から再び噴霧される。
【特許文献１】特開平１０−２１６４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところが、次亜塩素酸ナトリウムの水銀捕捉力は、浄化対象ガスＧ中の硫黄酸化物の濃度に大きく左右されることが試験により明らかとなった。
【００１３】
すなわち、図３に示す吸収塔１内の最下段のノズル２よりも下方の空間では、硫黄酸化物を含んでいる未処理の浄化対象ガスＧと水銀捕捉用液体４が気液接触することになるため、次亜塩素酸ナトリウムの水銀捕捉能力が損なわれやすく、水銀捕捉用液体４を次々と補充しなければならず、ランニングコストが高かった。
【００１４】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、水銀捕捉用液体の補充量を減らせる排ガス浄化方法及び設備を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため本発明は、硫黄酸化物及び金属水銀を含んだ浄化対象ガスが下方から上方へ向けて通る排気経路の所定部位で、脱硫処理用液体を噴霧して浄化対象ガスを脱硫する第１の浄化工程と、排気経路の脱硫処理用液体噴霧位置よりも上側の部位で、水銀捕捉用液体を噴霧して浄化対象ガスから金属水銀を分離する第２の浄化工程とを順に行なう。
【００１６】
具体的な設備を例示すれば、硫黄酸化物及び金属水銀を含んだ浄化対象ガスが下方から上方へ向けて通る吸収塔と、吸収塔内の上下方向中間部位に脱硫処理用液体を噴霧し且つ吸収塔内底部に溜まる液体を吸収塔内の上下方向中間部位に再び噴霧する液体循環手段と、吸収塔内の脱硫処理用液体噴霧位置の上側に水銀捕捉用液体を噴霧する液体送給手段とを備えた構成を採る。
【００１７】
これに加えて、液体循環手段が、吸収塔内に配設した第１のノズルと、脱硫処理用液体を第１のノズルへ送り出し且つ吸収塔内底部に溜まる液体を第１のノズルへ再び送り出す第１のポンプとを有し、液体送給手段が、第１のノズルの上側に位置するように吸収塔内に配設した第２のノズルと、水銀捕捉用液体を第２のノズルへ送り出す第２のポンプとを有する構成を採る。
【００１８】
更に、第２のノズルに至る液体流路に、バルブを介して第１のポンプの出口から第１のノズルに連なる液体流路を接続した構成を採る。
【００１９】
つまり本発明の排ガス浄化方法では、浄化対象ガスを脱硫処理用液体に接触させて脱硫する第１の浄化工程を施してから、その上側の部位で浄化対象ガスを水銀捕捉用液体に接触させて金属水銀を分離する第２の浄化工程を施し、排気経路での硫黄酸化物と水銀捕捉用液体の接触を回避する。
【００２０】
また、本発明の排ガス浄化設備では、浄化対象ガスを液体循環手段が噴霧する脱硫処理用液体に接触させて脱硫した後、その上側で浄化対象ガスを液体供給手段が噴霧する水銀捕捉用液体に接触させて金属水銀を分離し、吸収塔での硫黄酸化物と水銀捕捉用液体の接触を回避する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の排ガス浄化方法及び設備によれば、下記のような優れた効果を奏し得る。
【００２２】
（１）本発明の排ガス浄化方法においては、浄化対象ガスに脱硫処理用液体を噴霧する第１の浄化工程と、その上側の部位で浄化対象ガスに水銀捕捉用液体を噴霧する第２の浄化工程とを順に行ない、硫黄酸化物と水銀捕捉用液体の接触を防ぐので、硫黄酸化物を要因とした水銀捕捉用液体の能力低下が発現せず、当該水銀捕捉用液体の補充量が減少し、ガス浄化のランニングコストを低く抑えることができる。
【００２３】
（２）本発明の排ガス浄化設備においては、浄化対象ガスに脱硫処理用液体を噴霧する液体循環手段の上側に、浄化対象ガスに水銀捕捉用液体を噴霧する液体供給手段を設け、硫黄酸化物と水銀捕捉用液体の接触を防ぐので、硫黄酸化物を要因とした水銀捕捉用液体の能力低下が発現せず、当該捕捉用液体の補充量が減少し、ガス浄化のランニングコストを低く抑えることができる。
【００２４】
（３）排ガスの脱硫だけを行なっていた既設の吸収塔に、第２のノズルや第２のポンプなどで構成される液体送給手段を、脱硫処理用液体噴霧位置よりも上側の部位で水銀捕捉用液体を噴霧できるように組み込めば、別途に吸収塔を設置せずとも浄化対象ガスに含まれている金属水銀を分離することができる。
【００２５】
（４）第２のノズルに至る液体流路に、バルブを介して第１のポンプの出口から第１のノズルに連なる液体流路を接続した構成を採れば、当該バルブを開くことにより、未使用の水銀捕捉用液体に代えて、吸収塔内底部に溜まっている脱硫用液体や水銀捕捉用液体も第２のノズルから噴霧することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２７】
図１は本発明の排ガス浄化設備の一例を示すもので、二酸化硫黄と金属水銀を含んだ浄化対象ガスＧが下方から上方へ向けて通る吸収塔１と、該吸収塔１内の上下方向中間部位に複数段にわたって配設した第１のノズル９と、該第１のノズル９へ脱硫処理用液体３や水銀捕捉用液体４を送り出し且つ吸収塔１内底部に溜まる液体３，４を第１のノズル９へ再び送り出す第１のポンプ５と、前記第１のノズル９の上側に位置するように吸収塔１内に配設した第２のノズル１０と、液体槽６に貯留してある未使用の水銀捕捉用液体４を第２のノズル１０へ送り出す第２のポンプ７とを備えている。
【００２８】
第２のポンプ７の出口から第２のノズル１０に連なる液体流路には、バルブ１１が組み込んである。
【００２９】
更に、バルブ１１の出口から第２のノズル１０に連なる液体流路に、バルブ１２を介して第１のポンプ５の出口から第１のノズル９に連なる液体流路を接続してある。
【００３０】
浄化対象ガスＧは集塵機、冷却塔、前段ミストエリミネータなどによって、除塵、冷却、液滴分離が行なわれてから吸収塔１の下端部へ送り込まれる。
【００３１】
脱硫処理用液体３は石灰石を原材料とする炭酸カルシウムスラリーであり、吸収塔１内に予め所定量が投入してあり、水銀捕捉用液体４には次亜塩素酸ナトリウム水溶液を用いている。
【００３２】
吸収塔１に浄化対象ガスＧを通すときには、バルブ１１を開き且つバルブ１２を閉じた状態としたうえ、第１のポンプ５と第２のポンプ７を運転して、吸収塔１内底部に溜めてある脱硫処理用液体３を第１のノズル９から噴霧するとともに、液体槽６に貯留してある未使用の水銀捕捉用液体４を第２のノズル１０から噴霧する。
【００３３】
これにより、吸収塔１内の第１のノズル９よりも下方の空間では、脱硫処理用液体３の炭酸カルシウムが浄化対象ガスＧに含まれている硫黄酸化物に反応し、安定な物質である硫酸カルシウムを生成する。
【００３４】
更に、吸収塔１内の第１のノズル９よりも上方に空間では、脱硫が済んだ浄化対象ガスＧに残っているガス状の金属水銀に水銀捕捉用液体４の次亜塩素酸ナトリウムが反応し、その後、脱硫処理用液体３中の塩素イオンと反応することで水溶性物質である塩化第二水銀を生成する。
【００３５】
つまり、浄化対象ガスＧを脱硫する浄化工程と浄化対象ガスＧから金属水銀を分離する浄化工程は段階的に進められ、硫酸カルシウムは吸収塔１内底部の液体３，４に沈殿し、塩化第二水銀は当該液体３，４に溶解することになる。
【００３６】
脱硫及び金属水銀の分離が完了した浄化対象ガスＧは、後段ミストエリミネータで液滴分離され、煙突を経て大気に放出され、また、吸収塔１内底部の溜まる液体３，４は第１のポンプ５で吸い上げられて、第１のノズル９から再び噴霧される。
【００３７】
更に、第２のポンプ７を停止し且つバルブ１１を閉じた状態とすれば、吸収塔１内底部に溜まった液体３，４を第２のノズル１０から噴霧することができる。
【００３８】
図１に示す排ガス浄化設備では、水銀捕捉用液体４を噴霧する第２のノズル１０を脱硫処理用液体３を噴霧する第１のノズル９の上側に設けた構成を採って、硫黄酸化物と水銀捕捉用液体４の接触を防ぐので、硫黄酸化物を要因とした水銀捕捉用液体４の能力低下が発現しない。
【００３９】
言い替えれば、水銀捕捉用液体４の補充量が少なくなり、ガス浄化のランニングコストを低く抑えることができる。
【００４０】
図２は、初期状態で１立方メートルあたり１０μｇの金属水銀が存在している浄化対象ガスＧからの水銀除去率と吸収液（実体的には、吸収塔１内の炭酸カルシウムスラリーと次亜塩素酸ナトリウム水溶液の混合液体）中の次亜塩素酸ナトリウム体積濃度との関係を示す線図であって、吸収液の体積（リットル）／浄化対象ガスの体積（立方メートル）を２０、ガス組成濃度を酸素５％、二酸化炭素１５％、二酸化硫黄５００ｐｐｍ、残り全てが窒素としている。
【００４１】
この他に、排ガスの脱硫だけを行なっていた既設の吸収塔に、第２のノズル１０や第２のポンプ７などで構成される液体送給手段を、脱硫処理用液体噴霧位置よりも上側の部位で水銀捕捉用液体４を噴霧できるように組み込めば、排ガスに含まれている金属水銀を分離することができる。
【００４２】
なお、本発明の排ガス浄化方法及び設備は、上述した実施の形態のみ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変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の排ガス浄化方法及び設備は、様々なプラントに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の排ガス浄化設備の一例を示す概念図である。
【図２】浄化対象ガスからの水銀除去率と吸収液中の次亜塩素酸ナトリウム体積濃度との関係を示す線図である。
【図３】従来の排ガス浄化設備の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  吸収塔
３  脱硫処理用液体
４  水銀捕捉用液体
５  第１のポンプ
７  第２のポンプ
９  第１のノズル
１０  第２のノズル
１２  バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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