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JP3187749B2 - 有害物質を排気ガスの流れから分離する方法及び有害物質を排気ガスの流れから除去する方法 - Google Patents

有害物質を排気ガスの流れから分離する方法及び有害物質を排気ガスの流れから除去する方法

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JP3187749B2
JP3187749B2 JP21811597A JP21811597A JP3187749B2 JP 3187749 B2 JP3187749 B2 JP 3187749B2 JP 21811597 A JP21811597 A JP 21811597A JP 21811597 A JP21811597 A JP 21811597A JP 3187749 B2 JP3187749 B2 JP 3187749B2
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bed
gas stream
inert
exhaust gas
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ヴォルカー・ホフマン
ハンス−ヨッヘン・フェル
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メタルゲゼルシャフト・アクチエンゲゼルシャフト
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  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、粒状吸着剤の床に導
入された排気ガスの流れから有害物質を分離する方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】有害物質は、主に水銀或は水銀化合物だ
けでなく、他の重金属及び／又は重金属化合物と同様
に、多環式或は多核芳香族炭化水素、特にダイオキシン
及びフランを含む。
【０００３】米国特許第４，１０１，６３１号、第４，
５００，３２７号及び第４，８１４，１５２号におい
て、ガスから特に水銀金属の除去は公知であり、硫黄で
含浸させたゼオライト或は活性炭がこの目的のために使
われる。同様に西独特許出願公開第４３ ２６ ４５０
号の公知方法において、硫黄で含浸させた低アルミニウ
ム濃度のゼオライトが用いられている。
【０００４】種々の発端ガス、特にゴミ焼却プラントか
らの排気ガスは、例えば、硫黄酸化物、窒素酸化物、重
金属及び重金属化合物と同様に、ダイオキシン及びフラ
ン、ダスト、不燃性炭化水素、水素ハリドを含んでい
る。これらの物質の分離には種々の浄化方法が使われ
る。特に、ダイオキシン及びフランと同様に、水銀及び
水銀化合物の分離（沈殿）には、追加の分離段階が通常
煙突の前の最終段階として必要とされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このために、炭素化合
物粉即ち粒状の活性炭或は粒状の活性コークスの床が使
われている。これらの炭素物質の不都合は、自然発火も
起こり得る火の潜在的危険性である。さらに、ほんの微
量のＳＯ2 のような他のガス成分の共吸着は、しばしば
吸着剤の迅速な劣化及びスーチング或はケーキングに導
かれて、吸着剤が頻繁に交換されなくてはならない。
【０００６】発明の基礎となる目的は、上記方法の床に
おけるスーチング及びケーキングの問題と火の危険性を
克服することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】発明によれば、この目的
は、床が粒状の高濃度炭素物質及び粒状の不活性物質の
混合物からなり、不活性物質のバルク密度が炭素物質の
バルク密度の０．８〜３倍であることを特徴とすること
によって達成される。不活性物質の追加は、長い滞留時
間を提供し、特に重金属、ダイオキシン及びフラン毎に
高い分離効率を提供する。連続定格使用においては、発
火及び自己加熱現象のいずれも観察されず、スーチング
及びケーキングもなかった。遊離された吸着熱が不活性
物質によって吸収され発散されて、熱の蓄積がなくなっ
た。
【０００８】ガスは、高炭素濃度物質及び不活性物質の
粒状混合物からなる床を通して垂直或は水平方向に流れ
出てもよい。床は通常固定床或は流動床として容器内に
形成される。０．１〜０．５メートル／秒の空チューブ
の流速で、ガスを床内を通過させることが好都合である
と発見された。床でのガスの滞留時間は、分離されるべ
き物質の濃度に依存し、通常０．５〜５秒の範囲にあ
る。
【０００９】使用されるべき高炭素濃度物質用の例が活
性炭、活性コークス或は褐炭コークを含む。高炭素濃度
物質は例えば硫黄或は硫黄化合物で含浸させられてもよ
い。不活性物質には、例えば珪酸含有石、軽石、溶岩、
スラグ、ガラス固化残渣或は顆粒砂利が用いられてもよ
い。床での高炭素濃度物質の含量は５〜８０重量％好ま
しくは２０〜７５重量％である。ガス流が床内を通過さ
れるが、床での温度は２０〜２００℃である。不活性物
質は疎水性であるべきである。不活性物質による水の吸
収度は、好ましくは６５％の相対湿度のガスとの平衡状
態で１５重量％以下にある。
【００１０】床用に使われる高炭素濃度物質及び同じく
不活性物質は０．５〜１０ミリメートルの範囲の粒径を
持っている。好ましくは、不活性物質は幾分粗い粒子を
持ち、少なくとも８０重量％で１〜６ミリメートルの範
囲の粒径を持っている。
【００１１】発明に従って、種々の混合比率で床でのＨ
ｇ分離が測定された。３０重量％のみの含量の成型活性
炭及び１秒のみのガス滞留時間によって、例えば水銀化
合物或は金属の水銀用の９９％以上の分離度が延長され
た期間に亙って検知することができた。従って、混合は
ただ小量の炭素化合物物質を含んでいることが必要であ
る。
【００１２】更に、混合は、分離効率が混合比率を調整
することによって広範囲に変化できるという利点を持っ
ている。これは、床厚及び直接従属のガス圧損に関し
て、高い柔軟性をもたらす。さらに、粒状の粗い物質例
えば成型活性炭の使用も、追加の硫黄含浸でより高い分
離効率さえ達成するように提供され、或は高蒸気圧の元
素の重金属即ち全水銀の選択的な分離も提供される。
【００１３】ベルリンの「Bundesanstalt ｆur Materia
lforschung und -prufung 」において、７０：３０、５
０：５０及び３０：７０の重量比率を持つ活性炭及び火
山岩（溶岩）の混合物が調査された。自然発火の可能性
を有する危険な温度生成の発生毎にどんな兆候も見いだ
されなかった。
【００１４】
【実施例１】１８ケ月に亙る長期テストにおいて、大規
模なゴミ焼却プラントの排気ガスは、その固定床が３０
重量％の活性炭及び７０重量％の溶岩の混合物であった
吸着フィルタに導入された。テストの終りにおいて、Ｈ
ｇ及びＨｇ化合物のための分離効率は９５％以上であっ
て、スーチングが観察されず、温度上昇もなく、ＣＯの
生成もなかった。
【００１５】
【実施例２】実験室テストにおいて、床は２〜６ミリメ
ートルの粒径で７０重量％の軽石及び約４ミリメートル
の粒径で３０重量％の活性炭からなる。ＨｇＣｌ2 を含
む空気が床を通して上方に導入され、７００時間後にＨ
ｇＣｌ2 の濃度は減少させられた。
【００１６】 床の直径： ３６ミリメートル 床の高さ： ３６０ミリメートル 床の温度： ８０℃ ガスの温度： ６０℃ ガスの流量、実効： ３０センチメートル／秒
【００１７】次のことが評価される。（Ｈｇ−Ａ＝入口
でのＨｇ含量、Ｈｇ−Ｂ＝出口でのＨｇ含量） 操作時間（ｈ） Ｈｇ−Ａ μｇ／ｍ3 Ｈｇ−Ｂ μｇ／ｍ3 分離率％ ７０ ２７３ １ ９９．６ ５５０ ２７１ １ ９９．６ ７１５ １１３ ２ ９８．２ ９３２ １１３ ２ ９８．２
【００１８】
【実施例３】別の実験室テストにおいて、ＨｇＣｌ2 を
含むガスの温度は７０℃であり、手順は実施例２と同じ
である。次の結果は得られた： 操作時間（ｈ） Ｈｇ−Ａ μｇ／ｍ3 Ｈｇ−Ｂ μｇ／ｍ3 分離率％ ２４０ ６０ １ ９８．３ １５９５ ９８ １．８ ９８．２ ２０９５ ９１ １ ９８．９ ３０７２ １３０ １．６ ９９．２ ３７２０ １３７ １ ９９．２ ４６４７ １２９ １ ９９．２ ６１１０ １２８ １．５ ９９．８ ６６８６ １７１ １ ９９．４ ７６９０ ９３ １ ９８．９
【００１９】
【発明の効果】従って、煙突に入る前の最終段階のよう
な固定床は、前工程の排気ガス清掃器を潜り抜けた全有
害物質のための安全性フィルタの機能も実行し、残渣の
ダストのためのフィルタとしても機能することができ
る。不活性物質は小量のＳＯ２を吸収するだけであっ
て、数パーセントの硫酸だけを形成する。一方の活性炭
の貯蔵容量及び他方の不活性物質の分離効果のために、
床への湿気の浸透及びスーチングの結果としての凝集反
応が回避される。活性炭が７０重量％以上の硫酸と共に
充填された時にさえ、スーチング効果が観察されなかっ
たことは発見された。純粋な活性炭或は活性コークスが
使われる時には、スーチングがより小さい酸濃度から始
まる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ０１Ｊ 20/20 Ｂ０１Ｄ 53/34 １２０Ｄ (72)発明者 ヴォルカー・ホフマン ドイツ連邦共和国63477マインタル・フ ランケンシュトラーセ36 (72)発明者 ハンス−ヨッヘン・フェル ドイツ連邦共和国61352バート・ホムブ ルク・ヴァインガルテンシュトラーセ21 (56)参考文献 特開 平１−210013（ＪＰ，Ａ) 特表 平８−506051（ＪＰ，Ａ) 独国特許出願公開4339777（ＤＥ，Ａ １) 独国特許出願公開4339072（ＤＥ，Ａ １) 欧州特許出願公開479350（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 53/34 B01D 53/02

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 有害物質を排気ガスの流れから分離する
    方法であって、 ０．５〜１０ミリメートルの範囲の粒径を持つ二つの粒
    状物質の混合物によって形成されている固定床又は流動
    床を前記ガスの流れが通過し、 前記粒状物質の一方は活性炭、活性コークス及び褐炭コ
    ークスから成る群から選ばれる高炭素濃度物質であり、 前記粒状物質の他方は珪酸含有石、軽石、溶岩、スラ
    グ、ガラス固化残渣及び顆粒砂利から成る群から選ばれ
    る不活性物質であり、 前記 不活性物質のバルク密度が前記高炭素濃度物質のバ
    ルク密度の０．８〜３倍であり、 前記不活性物質の少なくとも８０重量％が１〜６ミリメ
    ートルの範囲の粒径を持っており、 前記床中の前記粒状物質の５〜８０重量％が前記高炭素
    濃度物質であり、 前記床中の前記粒状物質の９５〜２０重量％が前記不活
    性物質であり、 前記高炭素濃度物質の粒は前記不活性物質の粒を包含せ
    ずこの粒とくっつきもせず、 前記ガスの流れが通過中は前記固定床又は流動床の温度
    が２０〜２００℃であ る方法。
  2. 【請求項２】 前記床中の前記粒状物質の２０〜７５重
    量％が前記高炭素濃度物質であり、残りが前記不活性物
    質である請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記床が容器内に存在し、前記排気ガス
    が前記床を通って垂直又は水平方向に流れる請求項１に
    記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記有害物質が重金属、重金属化合物、
    多環式芳香族炭化水素、多核芳香族炭化水素又はそれら
    の組合せである請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記有害物質が元素の重金属であり、前
    記高炭素濃度物質が少なくとも部分的に硫黄で含浸させ
    られている請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 水銀、水銀化合物、多環式芳香族化合
    物、多核芳香族化合物、重金属及び重金属化合物から成
    る群から選ばれる有害物質を排気ガスの流れから除去す
    る方法であって、 硫黄で含浸させられていてもよい粒状高炭素濃度物質と
    この高炭素濃度物質のバルク密度の０．８〜３倍である
    バルク密度を持つ粒状不活性物質との粒状混合物から成
    る粒状吸着剤床を前記ガスの流れが通過する方法。
JP21811597A 1996-05-18 1997-07-29 有害物質を排気ガスの流れから分離する方法及び有害物質を排気ガスの流れから除去する方法 Expired - Lifetime JP3187749B2 (ja)

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