JP2006136856A - Mercury removing device and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水銀除去装置及び方法に関する。 The present invention relates to a mercury removal apparatus and method.
例えば特開平10−216476号公報には、処理対象物である排ガス中のゼロ価水銀Hg0を除去する排ガス処理装置がいくつか開示されている。この特開平10−216476号公報に記載された排ガス処理装置のうち、図3に記載された排ガス処理装置は、冷却塔と吸収塔とから成る2塔式の湿式脱硫装置を備えた排ガス処理装置において、前段に配置された冷却塔の循環水に次亜塩素酸ソーダ、塩化銅、塩化マンガン、塩化鉄、キレート剤、石炭灰等の水銀除去剤を添加することにより、排ガス中のゼロ価水銀Hg0を水溶性の2価水銀Hg2+に変換して除去するものである。
ところで、上記特許文献1の排ガス処理装置には以下のような問題点がある。
(1)上記水銀除去剤を低pHの循環水に添加した場合に水銀除去剤がかなりの割合で分解してしまうために大量の水銀除去剤を添加する必要がある。
(2)処理対象物である排ガス中に二酸化イオウSO2が含まれていた場合に水銀除去剤が二酸化イオウSO2と反応して消費されてしまうため、やはり大量の水銀除去剤を添加する必要がある。
By the way, the exhaust gas treatment apparatus of
(1) When the mercury removing agent is added to circulating water having a low pH, the mercury removing agent is decomposed at a considerable rate, so that a large amount of the mercury removing agent needs to be added.
(2) When the sulfur dioxide SO 2 is contained in the exhaust gas to be treated, the mercury remover reacts with the sulfur dioxide SO 2 and is consumed, so it is necessary to add a large amount of mercury remover. There is.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、水銀酸化剤の使用量を抑え、かつゼロ価水銀ガスを処理対象ガスから十分な除去率で分離・除去することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and aims to suppress the amount of mercury oxidant used and to separate and remove zero-valent mercury gas from the gas to be treated at a sufficient removal rate. It is.
上記目的を達成するために、本発明では、水銀除去装置に係わる第1の解決手段として、ゼロ価水銀ガスを水溶性の2価水銀ガスに変換して処理対象ガスから分離・除去する装置において、3価の鉄Fe3+を成分とする水銀酸化剤を含むと共にpHが約1以下である水溶液を、前記処理対象ガスとを接触させる反応分離手段を具備する、という解決手段を採用する。
この発明によれば、3価の鉄Fe3+を成分とする水銀酸化剤の水溶液をpH1以下として処理対象ガスと気液接触させることにより、ゼロ価水銀ガスは2価水銀ガスに変換されると共に水溶液中に溶解して処理対象ガスから分離されるので、水銀酸化剤の使用量を抑えつつゼロ価水銀ガスを十分な除去率で処理対象ガスから分離することができる。
In order to achieve the above object, in the present invention, as a first solution for a mercury removing apparatus, an apparatus for converting zero-valent mercury gas into water-soluble divalent mercury gas and separating and removing it from the gas to be treated. A solution means is provided which comprises a reaction separation means for bringing an aqueous solution containing a mercury oxidizing agent containing trivalent iron Fe 3+ as a component and having a pH of about 1 or less into contact with the gas to be treated.
According to this invention, the zero-valent mercury gas is converted into the divalent mercury gas by bringing the aqueous solution of the mercury oxidant containing trivalent iron Fe 3+ into
水銀除去装置に係わる第2の解決手段として、上記第1の手段において、反応分離手段は、水溶液を処理対象ガスにスプレーするノズルと、該ノズルによって処理対象ガスと接触した後の水溶液を回収する回収容器と、該回収容器に回収された水溶液を前記ノズルに供給する循環ポンプと、水溶液に水銀酸化剤を添加する水銀酸化剤添加装置と、前記回収容器に回収された水溶液のpHを計測するpH計測器と、該pH計測器の計測結果に基づいてノズルからスプレーされる水溶液のpHが1以下を維持するようにpH調整剤を水溶液に添加するpH調整剤添加部とからなる、という解決手段を採用する。 As a second solving means relating to the mercury removing apparatus, in the first means, the reaction separation means recovers the aqueous solution after the aqueous solution is sprayed onto the gas to be processed and the nozzle contacts the gas to be processed by the nozzle. A recovery container, a circulation pump that supplies the aqueous solution recovered in the recovery container to the nozzle, a mercury oxidant addition device that adds a mercury oxidant to the aqueous solution, and a pH of the aqueous solution recovered in the recovery container A solution comprising a pH meter and a pH adjuster addition unit for adding a pH adjuster to the aqueous solution so that the pH of the aqueous solution sprayed from the nozzle is maintained at 1 or less based on the measurement result of the pH meter. Adopt means.
水銀除去装置に係わる第3の解決手段として、上記第2の手段において、ノズルと回収容器と循環ポンプとは二塔式の湿式脱硫装置において前段に配置される冷却塔を構成しており、反応分離手段は、当該冷却塔にpH計測器、pH調整剤添加部及び水銀酸化剤添加装置が付加されて構成される、という解決手段を採用する。 As a third solution for the mercury removal apparatus, in the second means, the nozzle, the recovery container, and the circulation pump constitute a cooling tower arranged in the preceding stage in the two-column wet desulfurization apparatus, and the reaction The separation means employs a solution means in which a pH meter, a pH adjuster addition unit, and a mercury oxidizing agent addition device are added to the cooling tower.
水銀除去装置に係わる第4の解決手段として、上記第1〜第3いずれかの手段において、水銀酸化剤は鉄Fe3+を成分とする塩化鉄FeCl3であるという解決手段を採用する。 As a fourth solving means relating to the mercury removing apparatus, a solving means is adopted in which the mercury oxidizing agent is iron chloride FeCl 3 containing iron Fe 3+ as a component in any of the first to third means.
水銀除去装置に係わる第5の解決手段として、上記第1〜第4いずれかの手段において、pH調整剤は塩酸HClであるという解決手段を採用する。 As a fifth solving means relating to the mercury removing apparatus, a solving means is adopted in which the pH adjuster is hydrochloric acid HCl in any one of the first to fourth means.
水銀除去装置に係わる第6の解決手段として、上記第1〜第5いずれかの手段において、前記処理対象ガスは燃焼炉の燃焼排ガスであるという解決手段を採用する。 As a sixth solving means relating to the mercury removing apparatus, a solving means in any one of the above first to fifth means that the processing object gas is combustion exhaust gas of a combustion furnace is adopted.
一方、本発明では、水銀除去方法に係わる第1の解決手段として、ゼロ価水銀ガスを水溶性の2価水銀ガスに変換して処理対象ガスから分離・除去する方法において、3価の鉄Fe3+を成分とする水銀酸化剤を含むと共にpHが約1以下である水溶液を前記処理対象ガスと接触させることにより前記ゼロ価水銀ガスを2価水銀ガスに変換すると共に水溶液中に溶解させて処理対象ガスから分離・除去する、という解決手段を採用する。 On the other hand, in the present invention, as a first solution for the mercury removal method, in the method of converting zero-valent mercury gas into water-soluble divalent mercury gas and separating and removing it from the gas to be treated, trivalent iron Fe The zero-valent mercury gas is converted into a divalent mercury gas by contacting an aqueous solution containing a mercury oxidant containing 3+ as a component and having a pH of about 1 or less with the gas to be treated, and dissolved in the aqueous solution for treatment. The solution of separating and removing from the target gas is adopted.
水銀除去方法に係わる第2の解決手段として、上記第1の手段において、pHを約1以下とするためのpH調整剤及び水銀酸化剤を二塔式の湿式脱硫装置におけいて前段に配置される冷却塔の洗浄水あるいは循環水に添加することによりゼロ価水銀ガスを処理対象ガスから分離・除去する、という解決手段を採用する。 As a second solution for the mercury removal method, in the first means, a pH adjusting agent and a mercury oxidizing agent for reducing the pH to about 1 or less are arranged in a two-stage wet desulfurization apparatus in the previous stage. The solution is to separate and remove the zero-valent mercury gas from the gas to be treated by adding it to the washing water or circulating water of the cooling tower.
水銀除去方法に係わる第3の解決手段として、上記第1または第2の手段において、水銀酸化剤は3価の鉄Fe3+を成分とする塩化鉄FeCl3であるという解決手段を採用する。 As a third solving means relating to the mercury removing method, a solving means is adopted in which the mercury oxidizing agent is iron chloride FeCl 3 containing trivalent iron Fe 3+ as a component in the first or second means.
水銀除去方法に係わる第4の解決手段として、上記第1〜第3いずれかの手段において、pH調整剤は塩酸HClであるという解決手段を採用する。 As a fourth solving means relating to the mercury removing method, a solving means is adopted in which the pH adjuster is hydrochloric acid HCl in any one of the first to third means.
水銀除去方法に係わる第5の解決手段として、上記第1〜第4いずれかの手段において、処理対象ガスは燃焼炉の燃焼排ガスであるという解決手段を採用する。 As a fifth solving means related to the mercury removing method, a solving means is adopted in which the processing target gas is combustion exhaust gas of a combustion furnace in any of the first to fourth means.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係わる水銀除去装置が適用された排ガス処理装置の系統図である。この図に示すように、この排ガス処理装置は、ボイラ1、脱硝装置2、電気集じん器3、二塔式脱硫装置4及び煙突5から構成されている。ボイラ1は、例えば火力発電所にて発電用水蒸気を発生させるためのものであり、石油、天然ガスあるいは石炭等を燃料として水蒸気を発生させる。このような燃料をボイラ1で燃焼させたことによって発生した排ガスは、ボイラ1から脱硝装置2に供給される。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system diagram of an exhaust gas treatment apparatus to which a mercury removal apparatus according to this embodiment is applied. As shown in this figure, this exhaust gas treatment device is composed of a
脱硝装置2は、上記排ガス中に含まれる窒素酸化物NOxを除去するものである。この脱硝装置2は、例えば触媒の存在下で排ガスにアンモニアを作用させることにより窒素酸化物NOxを窒素N2と水H2Oに分解する。電気集じん器3は、対向電極間の電場によって排ガス中に含まれる粉塵を吸着して除去するものである。二塔式脱硫装置4は、排ガス中に含まれるイオウ酸化物SOxを湿式除去する二塔式の湿式脱硫装置であり、図示するように前段に配置された冷却塔4Aと後段に配置された吸収塔4Bとから構成されている。
The
冷却塔4Aは、循環水を用いて排ガスを冷却する機能と本実施形態に係わる水銀除去装置としても機能とを併せ持つものである。ここで、一般的な二塔式脱硫装置における冷却塔は排ガスの冷却と除塵を目的としているので循環水は一般水であるが、本実施形態における循環水Wは、排ガスを冷却及び除塵する機能に加えて、排ガス中に含まれるゼロ価水銀(Hg0)ガスを水溶性の2価水銀(Hg2+)ガスに酸化する機能をも併せ持たせる必要から、3価の鉄Fe3+を成分とする水銀酸化剤を含む水溶液になっている。
The
このような水溶液を循環水Wとして用いる点は、本実施形態の特徴の1つである。なお、上記水銀酸化剤は、好ましくは塩化鉄FeCl3であるが、3価の鉄Fe3+を成分とするものであればこれに限定されるものではない。なお、上記循環水Wに代えて、冷却塔4Aの洗浄水を水銀酸化剤を含む水溶液としても良い。
The use of such an aqueous solution as the circulating water W is one of the features of this embodiment. The mercury oxidizing agent is preferably iron chloride FeCl 3 , but is not limited thereto as long as it contains trivalent iron Fe 3+ as a component. Instead of the circulating water W, the cleaning water for the
図2は、冷却塔4Aつまり本実施形態に係わる水銀除去装置の詳細構成を示すブロック図である。本水銀除去装置は、この図2に示すように、塔本体6(回収容器)、スプレーノズル7、循環ポンプ8、pH計測器9、pH調整剤添加装置10、水銀酸化剤添加装置11等から構成されている。塔本体6は、例えば中空円筒状の容器であり、内部上方には循環水を下方に向けて噴射するスプレーノズル7が、また内部下方は上記循環水を受けて回収するように密閉構造になっている。本水銀除去装置は、冷却塔としての本来の構成要件つまり塔本体6、スプレーノズル7及び循環ポンプ8に、水銀除去装置としての機能を付加するための構成要件つまりpH計測器9、pH調整剤添加装置10及び水銀酸化剤添加装置11を付加したものである。
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the
また、塔本体6の側部には、排ガスの入口6aが、また上部には処理済ガスの出口6bが各々設けられている。入口6aから塔本体6内に取り込まれた排ガスは、スプレーノズル7から噴射される循環水を気液接触しつつ上方に移動し、処理済ガスとして塔本体6の外部に排出される。スプレーノズル7は、循環水が排ガスと塔本体6内の広い領域で均等に気液接触するように、塔本体6内の上部に広がりを持って配置されている。
Further, an exhaust gas inlet 6a is provided at the side of the tower body 6, and a treated
循環ポンプ8は、塔本体6の内部下方に溜まった循環水を汲み出してスプレーノズル7に供給する。火力発電所が連続運転されることにより塔本体6内に連続供給される排ガスに対して、循環ポンプ8が連続運転されることにより、排ガスにはスプレーノズル7から順次連続して循環水が噴射されて、排ガスと循環水との気液接触が連続的に行われる。
The
pH計測器9は、上記循環ポンプ8とスプレーノズル7との間に設けられている。このpH計測器9は、循環ポンプ8からスプレーノズル7に供給される循環水、つまり排ガスに噴射される循環水のpH値を計測しpH情報としてpH調整剤添加装置10に出力する。pH調整剤添加装置10は、pH計測器9で計測される循環水のpH値が約1以下を維持するようにpH調整剤を循環水に供給するものである。このpH調整剤は、好ましくは塩酸HClである。例えば硫酸H2SO4は、ゼロ価水銀ガスの除去性能を低下させるので好ましくない。水銀酸化剤添加装置11は、例えば塩化鉄FeCl3を水銀酸化剤として循環水に供給するものである。
The
一方、吸収塔4Bは、上記冷却塔4A(つまり水銀除去装置)から排出された処理済ガスからイオウ酸化物SOxを除去するためのものである。この吸収塔4Bは、排ガスに例えば石灰スラリーを含む吸収液と反応させることによりイオウ酸化物SOxを石膏CaSO4として吸収液中に分離する。なお、煙突5は、吸収塔4Bつまり二塔式脱硫装置4から排出された排ガスを高所の外気に放出するものである。
On the other hand, the
次に、このように構成された水銀除去装置の作用・効果について、図3〜図5に示す実験データを参照して説明する。 Next, the operation and effect of the mercury removing apparatus configured as described above will be described with reference to experimental data shown in FIGS.
図3は、水銀酸化剤として3価の鉄Fe3+を成分とするものを用いることの有効性を示す実験結果である。より具体的には、本実施形態で用いている3価の鉄Fe3+を成分とする塩化鉄FeCl3、2価の鉄Fe2+を成分とする塩化鉄FeCl2、4価のチタンTi4+を成分とする塩化チタンTiCl4、3価のチタンTi3+を成分とする塩化チタンTiCl3、3価のアルミAl3+を成分とする塩化アルミAlCl3、また5価のリンP5+を成分とするリン酸H2PO4を含む水溶液を各々調製し、ゼロ価水銀(Hg0)ガスと窒素(N2)ガスの混合ガスを気液接触させた場合のゼロ価水銀Hg0の捕捉率を示している。なお、この実験では、対象成分(Fe3+,Fe2+,Ti4+,Ti3+,Al3+,リンP5+)の濃度を100ppm、また塩酸HClを加えることによって各水溶液のpHを約1に調整した。 FIG. 3 shows experimental results showing the effectiveness of using a trivalent iron Fe 3+ component as a mercury oxidant. More specifically, iron chloride FeCl 3 containing trivalent iron Fe 3+ as a component, iron chloride FeCl 2 containing divalent iron Fe 2+ as a component, and tetravalent titanium Ti 4+ used in this embodiment are used. Titanium chloride TiCl 4 as a component, Titanium chloride TiCl 3 as a component of trivalent titanium Ti 3+ , Aluminum chloride AlCl 3 as a component of trivalent aluminum Al 3+ , and Phosphorus as a component of pentavalent phosphorus P 5+ An aqueous solution containing acid H 2 PO 4 was prepared, and the capture rate of zero-valent mercury Hg 0 when a mixed gas of zero-valent mercury (Hg 0 ) gas and nitrogen (N 2 ) gas was brought into gas-liquid contact is shown. Yes. In this experiment, the concentration of the target component (Fe 3+ , Fe 2+ , Ti 4+ , Ti 3+ , Al 3+ , phosphorus P 5+ ) was adjusted to 100 ppm, and the pH of each aqueous solution was adjusted to about 1 by adding HCl HCl. .
この実験結果から明らかなように、3価の鉄Fe3+を成分とする塩化鉄FeCl3の水溶液は高いHg0捕捉率を示すものの、2価の鉄Fe2+を成分とする塩化鉄FeCl2をはじめとする他の水溶液は極めて低いHg0捕捉率を示している。3価の鉄Fe3+は、ゼロ価水銀Hg0に対する酸化力、つまりゼロ価水銀Hg0から電子を受容して2価水銀Hg2+とする能力が他の対象成分よりも極めて高いことが分かる。 As is apparent from the experimental results, an aqueous solution of iron chloride FeCl 3 containing trivalent iron Fe 3+ as a component exhibits a high Hg 0 capture rate, but iron chloride FeCl 2 containing divalent iron Fe 2+ as a component is used. Other aqueous solutions, including the first, show very low Hg 0 capture rates. It can be seen that trivalent iron Fe 3+ has an oxidizing power with respect to zero-valent mercury Hg 0 , that is, an ability to accept electrons from zero-valent mercury Hg 0 to form divalent mercury Hg 2+ is extremely higher than other target components.
続いて、図4は、上述したようにゼロ価水銀Hg0に対する酸化性能の優れた塩化鉄FeCl3を用いる場合におけるHg0捕捉率に与えるpHの影響を示す実験結果である。なお、この実験では、塩化鉄FeCl3の水溶液中の3価の鉄Fe3+の濃度100ppmで一定とし、また塩酸HClを添加することによりpHを調整した。 Next, FIG. 4 is an experimental result showing the influence of pH on the Hg 0 capture rate when using iron chloride FeCl 3 having excellent oxidation performance against zero-valent mercury Hg 0 as described above. In this experiment, the concentration of trivalent iron Fe 3+ in an aqueous solution of iron chloride FeCl 3 was kept constant at 100 ppm, and the pH was adjusted by adding HCl HCl.
この実験結果は、塩化鉄FeCl3の水溶液のpHが1近傍まで低下すると、Hg0捕捉率が急激に増加すると共に、pH1以下の領域では塩素Cl−濃度、つまり塩酸HClの添加量を増やしてもHg0捕捉率は殆ど上昇しないことをを示している。したがって、水銀酸化剤としての塩化鉄FeCl3の使用量を極力抑え、かつ、高いHg0捕捉率を得るためには、pHを約1以下、好ましくは1以下の近傍に設定することが好ましいことが分かる。
As a result of this experiment, when the pH of the aqueous solution of iron chloride FeCl 3 decreases to near 1, the Hg 0 capture rate increases rapidly, and in the region below
続いて、図5は、Hg0捕捉率の3価の鉄Fe3+の濃度に対する依存性を示す実験結果である。この実験では、塩酸を添加してpHを1以下に設定した場合と塩酸を添加することなくpHを約2.5に設定した場合とについて、3価の鉄Fe3+の濃度(Fe3+濃度)の異なる水溶液に約5μg/m3Nのゼロ価水銀(Hg0)ガスと窒素(N2)ガスとの混合ガスを流通させてHg0捕捉率を測定した。 Next, FIG. 5 is an experimental result showing the dependence of the Hg 0 capture rate on the concentration of trivalent iron Fe 3+ . In this experiment, the concentration of trivalent iron Fe 3+ (Fe 3+ concentration) in the case where the pH is set to 1 or less by adding hydrochloric acid and the case where the pH is set to about 2.5 without adding hydrochloric acid. A mixed gas of about 5 μg / m 3 N zero-valent mercury (Hg 0 ) gas and nitrogen (N 2 ) gas was circulated through the different aqueous solutions, and the Hg 0 capture rate was measured.
この実験結果から分かるように、pH1以下の場合、3価の鉄Fe3+濃度が比較的低い領域(約50ppm近傍領域)において3価の鉄Fe3+濃度の上昇に従ってHg0捕捉率が急激に上昇し、3価の鉄Fe3+濃度が約100ppm以上の領域ではHg0捕捉率が比較的緩やかに上昇する。これに対して、pHが約2.5の場合には、Hg0捕捉率が3価の鉄Fe3+濃度の上昇に対して略一定の傾斜で上昇しているものの、pHが1以下の場合に比べてHg0捕捉率の値は低い。したがって、3価の鉄Fe3+濃度が比較的低い領域、つまり水銀酸化剤としての塩化鉄FeCl3の使用量を極力抑えた状態で、高いHg0捕捉率を得るためには、やはりpHを約1以下に設定することが好ましいことが分かる。 As can be seen from the experimental result, in the case of pH1 below, trivalent iron Fe 3+ concentration Hg 0 capture rate is rapidly increased with increasing trivalent iron Fe 3+ concentration is in the relatively low area (approximately 50ppm neighboring region) In the region where the trivalent iron Fe 3+ concentration is about 100 ppm or more, the Hg 0 trapping rate increases relatively slowly. On the other hand, when the pH is about 2.5, the Hg 0 capture rate increases with a substantially constant slope with respect to the increase of the trivalent iron Fe 3+ concentration, but the pH is 1 or less. The value of the Hg 0 capture rate is low compared to Therefore, in order to obtain a high Hg 0 capture rate in a region where the trivalent iron Fe 3+ concentration is relatively low, that is, in a state where the amount of iron chloride FeCl 3 used as a mercury oxidizing agent is suppressed as much as possible, the pH is also reduced to about It can be seen that it is preferable to set it to 1 or less.
上記図3〜図5に示す実験結果は、実際の火力発電所のボイラ1から排出される排ガスとは異なる成分組成、つまりゼロ価水銀(Hg0)ガスと窒素(N2)ガスの混合ガスについてのものである。これに対して、図6及び図7に示す実験結果は、窒素酸化物NOxや硫黄酸化物SOx等を含んだボイラ1の排ガスと略同一の成分組成を有する模擬燃焼排ガスに関するHg0除去率を示している。
The experimental results shown in FIGS. 3 to 5 are different from the exhaust gas discharged from the
図6では、上述した冷却塔4Aと同様構成の向流スプレー型の湿式スクラバを用い、循環水である塩化鉄FeCl3の水溶液の循環量を2l/min、4l/minあるいは5l/minに切り替えた場合における模擬燃焼排ガスのHg0除去率を示している。この実験結果によれば、ボイラ1の排ガスと略同一の成分組成を有する模擬燃焼排ガスについて、何れの循環量においても80%近いHg0除去率が得られることが確認された。
In FIG. 6, a counter-current spray type wet scrubber having the same configuration as the
図7は、上記模擬燃焼排ガスに関する気液接触の影響に関する実験例1,2を示している。この実験では、各々に100mlの吸収液(塩化鉄FeCl3の水溶液)が充填されると共に模擬燃焼排ガスをバブリングする容器(インピンジャ)を複数用意し、1本のインピンジャで模擬燃焼排ガスをバブリングした場合の吸収液量を100ml、直列接続された3本のインピンジャで模擬燃焼排ガスをバブリングした場合の吸収液量を300ml、直列接続された5本のインピンジャで模擬燃焼排ガスをバブリングした場合の吸収液量を500mlとした場合におけるHg0除去率を計測した。なお、実験例1は、3価の鉄Fe3+の濃度が100ppmの場合、実験例2は3価の鉄Fe3+の濃度が400ppmの場合を示している。
FIG. 7 shows Experimental Examples 1 and 2 regarding the influence of gas-liquid contact on the simulated combustion exhaust gas. In this experiment, when 100 ml of absorption liquid (iron chloride FeCl 3 aqueous solution) is filled in each, a plurality of containers (impinger) for bubbling simulated combustion exhaust gas are prepared, and simulated combustion exhaust gas is bubbled by one impinger Absorbed liquid amount when 100 ml of simulated combustion exhaust gas is bubbled with three impingers connected in
すなわち、この実験において、吸収液量100mlはバブリング回数が1回を、吸収液量300mlはバブリング回数が3回を、また吸収液量500mlはバブリング回数が5回をそれぞれ示している。この実験結果によれば、バブリング回数つまり模擬燃焼排ガスと吸収液(塩化鉄FeCl3の水溶液)との気液接触の回数を増やす程、Hg0除去率が上昇することが確かめられた。この実験では、5回のバブリングで80%を超えるHg0除去率が得られていることが確認された。 That is, in this experiment, the amount of bubbling is 100 ml, the amount of bubbling is 100 ml, the amount of bubbling is 300 ml, and the amount of bubbling is 500 ml. According to this experimental result, it was confirmed that the Hg 0 removal rate increased as the number of bubbling, that is, the number of gas-liquid contact between the simulated combustion exhaust gas and the absorbing liquid (iron chloride FeCl 3 aqueous solution) was increased. In this experiment, it was confirmed that the Hg 0 removal rate exceeding 80% was obtained by five bubbling.
なお、上記図7の実験結果は、模擬燃焼排ガスと気液接触の回数がHg0除去率に大きな影響を与えることを示しているが、この気液接触の状態をより良好にするためには、接触面積や接触時間をより大きくすることも極めて重要である。したがって、スプレーノズル7や塔本体6の形状、あるいは塔本体6における排ガスの通過方法等を工夫することによって接触面積や接触時間をより大きくして、ゼロ価水銀(Hg0)ガスの除去率を向上させることが重要である。 Incidentally, the experimental results of FIG. 7, although the number of simulated flue gas and liquid contact have shown that a significant effect on Hg 0 removal rate, to the state of the gas-liquid contact better the It is also extremely important to increase the contact area and contact time. Therefore, by devising the shape of the spray nozzle 7 and the tower body 6 or the exhaust gas passage method in the tower body 6, the contact area and the contact time are increased, and the zero-valent mercury (Hg 0 ) gas removal rate is increased. It is important to improve.
このような本実施形態によれば、3価の鉄Fe3+を成分とする塩化鉄FeCl3を水銀酸化剤として含み、かつ、塩酸HCl等のpH調整剤を添加することによりpHが約1以下に設定された水溶液を、ボイラ1の排ガス(燃焼排ガス)等の処理対象ガスと気液接触させることにより、水銀酸化剤の添加量(使用量)を極力抑えた状態で処理対象ガスからゼロ価水銀(Hg0)ガスを高い除去率で除去することができる。
According to the present embodiment, iron chloride FeCl 3 containing trivalent iron Fe 3+ as a component is included as a mercury oxidizing agent, and the pH is about 1 or less by adding a pH adjuster such as hydrochloric acid HCl. The aqueous solution set to 1 is brought into gas-liquid contact with the gas to be processed such as the exhaust gas (combustion exhaust gas) of the
また、本水銀除去装置は、冷却塔としての本来の構成要件つまり塔本体6、スプレーノズル7及び循環ポンプ8に、水銀除去装置としての機能を付加するための構成要件つまりpH計測器9、pH調整剤添加装置10及び水銀酸化剤添加装置11を付加したものである。したがって、既存の火力発電所にpH計測器9、pH調整剤添加装置10及び水銀酸化剤添加装置11を付加することによってゼロ価水銀ガスの除去機能を実現できるので、既存の火力発電所に容易に導入することができるというメリットがある。
In addition, the present mercury removing device is an essential component for cooling tower, that is, a component for adding a function as a mercury removing device to the tower body 6, spray nozzle 7 and
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
(1)水銀酸化剤は塩化鉄FeCl3に限定されず、3価の鉄Fe3+を成分とする化合物であれば他のものでも良い。
(2)pH調整剤は塩酸HClに限定されず、他のものでも良い。
(3)処理対象ガスは、ボイラ1の燃焼炉の燃焼排ガスに限定されない。
(4)また、水銀除去装置の構成については、上記実施形態に限定されるものではない。処理対象ガスと水銀酸化剤の水溶液との良好な気液接触を実現できる構成であれば、他の構成であっても良い。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, the following modifications can be considered.
(1) The mercury oxidizing agent is not limited to iron chloride FeCl 3 , and may be any other compound as long as it is a compound containing trivalent iron Fe 3+ as a component.
(2) The pH adjuster is not limited to hydrochloric acid HCl, but may be other.
(3) The gas to be treated is not limited to the combustion exhaust gas of the combustion furnace of the
(4) Moreover, about the structure of a mercury removal apparatus, it is not limited to the said embodiment. Any other configuration may be used as long as it can achieve good gas-liquid contact between the gas to be processed and the aqueous solution of the mercury oxidizing agent.
1…ボイラ、2…脱硝装置、3…電気集じん器、4…二塔式脱硫装置、5…煙突、6…塔本体(回収容器)、7…スプレーノズル、8…循環ポンプ、9…pH計測器、10…pH調整剤添加装置、11…水銀酸化剤添加装置
DESCRIPTION OF
Claims (11)
3価の鉄Fe3+を成分とする水銀酸化剤を含み、pHが約1以下である水溶液を、前記処理対象ガスとを接触させる反応分離手段を具備することを特徴とする水銀除去装置。 A device that converts zero-valent mercury gas into water-soluble divalent mercury gas to separate and remove it from the gas to be treated,
A mercury removing apparatus comprising a reaction separation means for bringing an aqueous solution containing a mercury oxidizing agent containing trivalent iron Fe 3+ as a component and having a pH of about 1 or less into contact with the gas to be treated.
水溶液を処理対象ガスにスプレーするノズルと、
該ノズルによって処理対象ガスと接触した後の水溶液を回収する回収容器と、
該回収容器に回収された水溶液を前記ノズルに供給する循環ポンプと、
水溶液に水銀酸化剤を添加する水銀酸化剤添加装置と、
前記回収容器に回収された水溶液のpHを計測するpH計測器と、
該pH計測器の計測結果に基づいてノズルからスプレーされる水溶液のpHが1以下を維持するようにpH調整剤を水溶液に添加するpH調整剤添加部と
からなることを特徴とする請求項1記載の水銀除去装置。 The reaction separation means is
A nozzle for spraying an aqueous solution onto the gas to be treated;
A collection container for collecting the aqueous solution after contact with the gas to be treated by the nozzle;
A circulation pump for supplying the aqueous solution recovered in the recovery container to the nozzle;
A mercury oxidizer addition device for adding a mercury oxidizer to an aqueous solution;
A pH meter for measuring the pH of the aqueous solution recovered in the recovery container;
2. A pH adjusting agent adding section for adding a pH adjusting agent to the aqueous solution so that the pH of the aqueous solution sprayed from the nozzle is maintained at 1 or less based on the measurement result of the pH measuring device. The mercury removal apparatus as described.
3価の鉄Fe3+を成分とする水銀酸化剤を含み、pHが約1以下である水溶液を前記処理対象ガスと接触させることにより、前記ゼロ価水銀ガスを2価水銀ガスに変換すると共に水溶液中に溶解させて処理対象ガスから分離・除去する
ことを特徴とする水銀除去方法。 A method of converting zero-valent mercury gas into water-soluble divalent mercury gas and separating and removing it from the gas to be treated,
The zero-valent mercury gas is converted into a divalent mercury gas and an aqueous solution by contacting an aqueous solution containing a mercury oxidizing agent containing trivalent iron Fe 3+ and having a pH of about 1 or less with the gas to be treated. A method for removing mercury, which is characterized by being dissolved in and separated from the gas to be treated.
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