JP5319934B2

JP5319934B2 - 排ガス処理方法及び装置

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Publication number: JP5319934B2
Application number: JP2008047460A
Authority: JP
Inventors: 勝己野地; 良昭尾林; 正志清澤; 新太郎本城
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2008-02-28
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2028-02-28
Also published as: RU2429900C1; KR20100033546A; PL2248574T3; CA2694862A1; ES2588371T3; EP2248574A4; JP2009202107A; EP2248574A1; BRPI0904317A2; CN101932376A; EP2248574B1; CN101932376B; KR101126840B1; US8420034B2; WO2009107731A1; CA2694862C; US20110162345A1

Description

本発明は、ボイラ等の燃焼装置から排出される排ガス中より窒素酸化物、硫黄酸化物、及び水銀を除去する排ガス処理方法及び装置に関する。

排ガスを還元脱硝装置によりＮＯ_xを除去した後、アルカリ吸収液を吸収剤とする湿式脱硫装置でＳＯ₂を除去する排ガス処理方法において、脱硝、脱硫を行うと同時に排ガス中の金属水銀又は水銀化合物（以下、特に断らない限り水銀と総称する）を処理する方法が検討されてきた。

排煙中に存在する水銀は、水に不溶な金属水銀と水に可溶な塩化水銀が存在し、水銀が金属水銀の形態である場合には水に溶解しにくい。水銀が金属の形態である場合には、湿式脱硫装置による水銀の除去率は低くなる。しかしながら、水銀の形態がＨｇＣｌあるいはＨｇＣｌ₂である場合には、湿式脱硫装置で気液接触することによって排ガスのＨｇＣｌあるいはＨｇＣｌ₂が水に溶解するために、水銀が除去することができる。つまり、脱硝触媒等の触媒存在下、金属水銀を塩化水銀に変換できれば、後流の脱硫装置にて水銀を除去可能である。

これを利用した従来の排ガス処理方法の一例を、図３により説明する。図３において、ボイラ１０から還元脱硝装置６０までの流路には、ＮＨ₃タンク３０から供給されるＮＨ₃を排ガスに注入するＮＨ₃供給箇所２０およびＨＣｌなどの水銀塩素化剤を供給するタンク４０から排ガスに水銀塩素化剤を注入する供給箇所２１が設置されている。ボイラ１０からの排ガスは還元脱硝装置６０へ導入される。ＮＨ₃とＨＣｌが注入された排ガスは還元脱硝装置６０においてＮＨ₃とＮＯ_xとの反応が行われると同時にＨＣｌ存在下で金属ＨｇがＨｇＣｌ₂に酸化される。エアヒータ７０、熱回収器８０を経て、集塵機９０にてばいじんを除去した後、湿式脱硫装置１００で排ガス中のＳＯ₂の除去と同時にＨｇＣｌ₂の除去が行われる。このとき、還元脱硝装置６０を出た排ガスには過剰のＨＣｌが含まれるが、脱硫装置１００で石灰乳等のアルカリ水溶液に吸収されるので、煙突から排出することはない。上記方法は、脱硝触媒前流でＨＣｌ等の塩素化剤を噴霧し、触媒上での水銀を酸化（塩素化）させ、後流の湿式機脱硫装置で水銀を除去するシステムを提案している（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−２３０１３７号公報

しかしながら、脱硝触媒上での排ガスに含まれる水銀の塩素化反応は、石炭等の未燃分（ＣＯ、ＨＣ）により阻害されるという問題がある。この未燃分によって水銀塩素化反応が阻害されることにより、排ガス中に含まれる水銀を塩素化するために多量の水銀塩素化剤の添加が必要となる。特にＣｌ含有量の低い石炭の場合、排ガス中に過剰のＨＣｌ等の水銀塩素化剤を供給し、塩化水銀への転換率を維持する必要が生じ、またＨＣｌを気化させるために高温の熱源、蒸気等の必要が生じる。さらに発電所で危険物とされるＮＨ₃に加え、高い腐食性を有するＨＣｌを用いることで、材料腐食を引き起こし、ユーティリティコストや管理にコストがかかってしまう問題を有していた。

そこで、本発明の目的は、排ガス処理において、水銀除去効率を高く維持しつつ、腐食性の高い水銀塩素化剤などの水銀ハロゲン化剤の添加量を低減させることのできる排ガス処理方法および装置の提供である。

上記目的を達成するため、本発明は、ＮＯ_x、ＳＯ_x及び水銀を含むボイラ燃焼排ガスを処理する方法であって、前記燃焼排ガスに水銀ハロゲン化剤及びアンモニアを加える工程と、この水銀ハロゲン化剤とアンモニアが添加された燃焼排ガスをＣＯ、ＨＣ酸化触媒に接触させる工程と、前記ＣＯ、ＨＣ酸化触媒に接触させた燃焼排ガスを固体触媒の存在下に還元脱硝するとともに金属水銀をハロゲン化水銀に酸化する工程と、還元脱硝された燃焼排ガスをアルカリ吸収液により湿式脱硫するとともに、前記アルカリ吸収液により前記ハロゲン化水銀を除去する工程とを含むことを特徴とするものである。

本発明は、別の態様として、ＮＯ_x、ＳＯ_x及び水銀を含むボイラ燃焼排ガスを処理する方法であって、前記燃焼排ガスをＣＯ、ＨＣ酸化触媒に接触させる工程と、前記ＣＯ、ＨＣ酸化触媒に接触させた燃焼排ガスに水銀ハロゲン化剤及びアンモニアを加える工程と、この水銀ハロゲン化剤とアンモニアが添加された燃焼排ガスを固体触媒の存在下に還元脱硝するとともに金属水銀をハロゲン化水銀に酸化する工程と、還元脱硝された燃焼排ガスをアルカリ吸収液により湿式脱硫するとともに、前記アルカリ吸収液により前記ハロゲン化水銀を除去する工程とを含むことを特徴とするものである。

水銀ハロゲン化剤及びアンモニアの添加後、還元脱硝の前に排ガスをＳＯ₃還元触媒に接触させる工程をさらに含むことが好ましい。さらに、水銀ハロゲン化剤は塩化アンモニウム又はＨＣｌであることが好ましい。また、ＣＯ、ＨＣ酸化触媒は、ＴｉＯ₂、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃およびゼオライトからなる群より選ばれる少なくとも１種類を担体として、前記担体上にＰｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｖ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、ＣｕおよびＭｎからなる群より選ばれる少なくとも１種類を活性成分として担持した触媒であることが好ましい。

また、本発明は、別の側面として、ＮＯ_x、ＳＯ_x及び水銀を含む燃焼排ガスを処理する装置であって、前記燃焼排ガスに水銀ハロゲン化剤を添加する水銀ハロゲン化剤注入装置および前記燃焼排ガスにアンモニアを注入するアンモニア注入装置と、前記燃焼排ガス中の未燃分を酸化するＣＯ、ＨＣ酸化触媒と、前記燃焼排ガスを固体触媒の存在下に還元脱硝するとともに金属水銀をハロゲン化水銀に酸化する還元脱硝装置と、アルカリ吸収液により湿式脱硫する湿式脱硫装置とを順に備えたものを特徴とするものである。

本発明に係る排ガス処理装置は、別の態様として、ＮＯ_x、ＳＯ_x及び水銀を含む燃焼排ガスを処理する装置であって、前記燃焼排ガス中の未燃分を酸化するＣＯ、ＨＣ酸化触媒と、前記燃焼排ガスに水銀ハロゲン化剤を添加する水銀ハロゲン化剤注入装置および前記燃焼排ガスにアンモニアを注入するアンモニア注入装置と、前記燃焼排ガスを固体触媒の存在下に還元脱硝するとともに金属水銀をハロゲン化水銀に酸化する還元脱硝装置と、アルカリ吸収液により湿式脱硫する湿式脱硫装置とを順に備えたものを特徴とするものである。

本発明による排ガス処理方法によれば、排ガス中に含まれる未燃分をＣＯ、ＨＣ酸化触媒により除去した後に、固体触媒の存在下で還元脱硝を行うことにより、ＣＯおよびＨＣの水銀ハロゲン化反応阻害を回避でき、少ない水銀ハロゲン化剤で効率よく水銀ハロゲン化反応を行うことができる。よって、水銀ハロゲン化剤として用いる腐食性の高いＨＣｌを低減させることが可能となり、煙道腐食の懸念を改善することができる。さらにはＨＣｌの気化に必要な熱源または蒸気等に使うエネルギーを抑えることができる。

本発明に係る排ガス処理装置の一実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。もっとも、本発明は、以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。

図１に、排ガス処理装置の一実施の形態を模式的に示す。図１に示すように、本装置には、排ガスの流路の経路順に、ボイラ１０と、ＮＨ₃が注入されるＮＨ₃供給箇所２０と、水銀ハロゲン化剤が注入される水銀ハロゲン化剤注入箇所２１と、ＣＯ、ＨＣ酸化触媒５０と、脱硝装置６０と、エアヒータ７０と、熱回収器８０と、集塵器９０と、脱硫装置１００と、再加熱器１２０と、煙突１３０とが設置されている。ＮＨ₃供給箇所２０には、ＮＨ₃タンク３０が接続されており、水銀ハロゲン化剤注入箇所２１には、水銀ハロゲン化剤タンク４０が接続されている。水銀ハロゲン化剤注入箇所２１と水銀ハロゲン化剤タンク４０との間には、水銀ハロゲン化剤の流量を制御する水銀ハロゲン化剤流量制御弁４１が設けられている。集塵器９０と脱硫装置１００との間には、ガス中の水銀ハロゲン化剤濃度を検出する水銀ハロゲン化剤モニターが設置されている。脱硫装置１００と再加熱器１２０との間には、ガス中のＨｇ濃度を検出するＨｇモニターが設置されている。水銀ハロゲン化物モニターおよびＨｇモニターの検出データを受信し、水銀ハロゲン化剤の供給量を流量制御弁４１に送信する水銀ハロゲン化剤供給量制御装置が設置されている。

本発明で処理対象とする排ガスは、図１では、石炭、重質油等の硫黄、水銀等を含む燃料を燃焼する火力発電所、工場等のボイラ１０排ガスを示しているが、その他、金属工場、石油精製工場、石油化学工場等の加熱炉排ガスでもよく、ＮＯ_x濃度が低く、二酸化炭素、酸素、ＳＯ_x、ばいじんあるいは水分を含み、排ガスの排出量が多いものが好ましい。

ＮＨ₃タンク３０から排ガスへのアンモニアの注入は従来の方法で行われる。ＮＨ₃注入手段としては、ＮＨ₃注入管と複数のスプレーノズルとから構成されたものが用いられる。注入方法としては、ＮＨ₃を気化させ、これに空気、不活性ガスや水蒸気等を加えて希釈したのち加える方法などがある。このとき、後段の触媒に均一に還元剤が流れるようノズルを配置することが有効であり、場合によってはガス流れに対して垂直方向に複数のノズルを配置する

水溶性金属化合物を生成するものは水銀塩素化剤に限られず、塩素系以外の臭素、ＨＢｒ、Ｂｒ₂、ＣａＢｒ₂等の臭素化合物等のハロゲンでも可能である。従って、本発明において、水銀を酸化するために注入される添加剤は、臭素、ＨＢｒ、Ｂｒ₂、ＣａＢｒ₂等の臭素系水銀ハロゲン化剤も適用可能である。一方、水銀ハロゲン化剤タンク４０の水銀ハロゲン化剤は、排ガス中の水銀が上記触媒の存在下に水銀塩素化剤と反応してＨｇＣｌ₂及び／又はＨｇＣｌを生成する塩化剤のものをいい、例えば、ＨＣｌ、塩化アンモニウム、塩素、次亜塩素酸、次亜塩素酸アンモニウム、亜塩素酸、亜塩素酸アンモニウム、塩素酸、塩素酸アンモニウム、過塩素酸、過塩素酸アンモニウム、その他上記酸のアミン塩類、その他の塩類等が挙げられる。

排ガス中に添加する水銀ハロゲン化剤の量は、金属水銀等の水難溶性水銀に対して化学量論量かそれよりやや過剰あればよく、燃料に石炭又は重油を使用した場合には、排ガスに添加される水銀ハロゲン化剤の濃度は、排ガスに対して１０００ｐｐｍ以下であり、実際には、１０〜５００ｐｐｍ程度である。

水銀ハロゲン化剤としてＨＣｌを用いる場合の添加は、薬剤として塩化水素を使用してもよいし、塩酸を使用してもよい。塩酸としては、特に濃度の制限はないが、例えば、濃塩酸から５％程度の希塩酸まで例示される。ＨＣｌを排ガスに添加する装置としては、従来からある薬液用の定量ポンプを使用してもよいし、ＨＣｌを噴霧グリッドまたは気化装置を用いてスプレーまたは気化させ、噴霧する方法によりおこなうこともできる。また、塩化アンモニウム等の塩類の添加は、塩類の水溶液を使用することが好ましい。但し、排ガス中で蒸発（昇華含む）する化合物は固体を使用するのも可能である。なお、水銀ハロゲン化剤の添加は、排ガスへのアンモニアの添加の前であっても、後であってもよい。

ＣＯ、ＨＣ酸化触媒５０は、従来から用いられていた（特開２００４−２３７２４４号公報）ＮＨ_３分解触媒を転用することが可能である。つまり、ＣＯ、ＨＣ酸化触媒５０には、ＴｉＯ₂、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃およびゼオライトからなる群より選ばれる少なくとも１種類を担体として、該担体上にＰｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｖ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、ＣｕおよびＭｎからなる群より選ばれる少なくとも１種類を活性成分として担持した触媒が挙げられる。ここで、排ガス中に含まれる硫黄酸化物に対する耐久性の点から、担体としては、特にチタン酸化物やケイ素酸化物を用いるのが好ましく、ＴｉＯ₂やＳｉＯ₂を含む複合酸化物を担体として、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｉｒの貴金属類、バナジウム、タングステン又はモリブデンなどの酸化物を活性金属種として担持させた触媒の活性が良好である。

本発明では、ＣＯ、ＨＣ酸化触媒の比表面積や固体酸量を増大させるために、複合酸化物化したＴｉ酸化物を担体に用いることができる。Ｔｉの複合酸化物を形成する金属としては、例えばシリコン（Ｓｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）が挙げられる。例えば、ＴｉとＳｉ、ＴｉとＺｒ、ＴｉとＡｌ、ＴｉとＷなどの複合酸化物を用いることができる。これらいずれの複合酸化物ともに、硫酸塩を形成しにくいため安定な構造を維持することができ、比表面積や固体酸量の増大が可能である。また、必要に応じて、ＴｉとＳｉ＋Ｚｒ、ＴｉとＳｉ＋Ｗ、ＴｉとＳｉ＋Ａｌ、ＴｉとＺｒ＋Ａｌ、ＴｉとＺｒ＋Ｗなどの三成分系の複合酸化物を用いることができる。本発明のＣＯ、ＨＣ酸化触媒では、上記のような担体に、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｖ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、ＣｕおよびＭｎからなる群より選ばれる少なくとも１種類を活性成分として担持して用いることが可能である。

本発明で用いられる触媒の組成比は特に限定されるものではないが、一例として、一種の酸化物又は複合酸化物からなる担体１００重量部に対して、活性成分がＶ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、ＣｕおよびＭｎなどの非金属系元素ではその酸化物として、０．５〜２０重量部の組成が、またＰｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ａｕ、Ａｇの貴金属系元素では、その金属として０．０１〜２重量部の組成が好適に挙げられる。より具体的には、ＴｉＯ₂担体１００重量部に対して、活性成分がＰｔ０．０２重量部の組成物などが挙げられる（特開２００４−２３７２４４号公報）。また、ＮＨ_３分解触媒以外にも、特願２００７−２１５８１８号公報に記載された二元機能触媒も適用可能である。

また、ＣＯ、ＨＣ酸化触媒５０は、システム構成に合わせて任意に形状を選択することが可能であり、例えばペレット状、板状、円筒状、コルゲート状、ハニカム状等の一体成型された任意の形状とすることができる。

脱硝装置６０で使用する固体触媒は、例えば、Ｖ、Ｗ、Ｍｏ等の金属酸化物を、担体であるチタニア、シリカ、ジルコニア及びそれらの複合酸化物、及び／又はゼオライトに担持したものを用いることができる。また、固体触媒としては、ハニカム形状触媒、又はこれを積み重ねたものや、粒状の触媒を充填させたもの等が用いられる。

脱硫装置１００は、一般に排煙処理で用いられている湿式脱硫装置や吸収塔の前段に冷却塔を設置した脱硫装置などでよく、特に限定されるものではなく、通常の湿式脱硫装置が使用できる。湿式脱硫に使用する吸収液としては、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸ソーダ、苛性ソーダ等の吸収剤の水溶液（アルカリ吸収液）が挙げられる。

熱回収器８０と再加熱器１２０は、熱媒を媒体として熱エネルギーを交換する方式のガスヒーターで構成されている。ここで、熱回収器８０と再加熱器１２０はそれぞれ排ガスの温度を冷却、加熱するものであればよく、別々の系統であっても直接熱交換するガスガスヒーターであってもよい。

上記の構成によれば、先ず、ボイラ１０からの排ガスに、ＮＨ₃タンク３０および水銀ハロゲン化剤タンク４０からＮＨ₃および水銀ハロゲン化剤、例えばＨＣｌ、が供給される。その次に、排ガスはＣＯおよびＨＣ酸化触媒を有する装置へと導入され、排ガス中の未燃分のＣＯおよびＨＣが酸化される。酸化反応の例を以下に示す。なお、ＨＣは排ガス中においてＨＣＨＯ、Ｃ₂Ｈ₄、Ｃ₆Ｈ₆のような状態で存在する。
ＣＯ＋１／２Ｏ₂→ＣＯ₂
ＨＣ＋Ｏ₂→ＣＯ₂＋Ｈ₂Ｏ

未燃分が酸化された排ガスは、脱硝装置６０へと導入される。脱硝装置６０において、ＮＨ₃とＮＯ_xとの反応が行われると同時にＨＣｌ存在下で金属ＨｇがＨｇＣｌ₂に酸化される。これらの反応の例を以下に示す。
４ＮＯ＋４ＮＨ₃＋Ｏ₂→４Ｎ₂＋６Ｈ₂Ｏ
Ｈｇ＋２ＨＣｌ＋１／２Ｏ₂→ＨｇＣｌ₂＋Ｈ₂Ｏ

このとき、排ガス中に含まれるＣＯおよびＨＣは水銀酸化反応を阻害する。
ＨｇＣｌ₂＋ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ→Ｈｇ＋２ＨＣｌ＋ＣＯ₂
ＨｇＣｌ₂＋ＨＣ＋Ｈ₂Ｏ＋Ｏ₂→Ｈｇ＋２ＨＣｌ＋ＣＯ₂

しかしながら、本発明においては、あらかじめ排ガス中のＣＯおよびＨＣは酸化触媒により除去されているため、脱硝装置６０における水銀酸化反応への阻害を抑えることができる。その後、エアヒータ７０、熱回収器８０および集塵器９０を経て、ばいじんが除去される。ばいじんが除去された排ガスは、脱硫装置１００へと導入され、ＳＯ₂の除去と同時にＨｇＣｌ₂の除去が行われる。脱硫装置１００で処理された排ガスは煙突１３０から大気中に放出される。再加熱器１２０では、脱硫装置１００前段の熱回収器８０で回収した熱エネルギーによって、温度低下した燃焼排ガスを加熱する。燃焼排ガスを放出する際には、浄化後のガスを加熱して、高温ガスにしてから排出する。

このように、本発明の一実施形態によれば、脱硝触媒６０の上流にＣＯ、ＨＣ酸化触媒５０を設置することで、石炭等の未燃分（ＣＯ、ＨＣ）による脱硝触媒の水銀酸化反応阻害を回避することができる。その結果、水銀ハロゲン化剤による水銀酸化反応を効率よく促進させることができる。

従来の排ガス処理装置においては、脱硝装置へと入る排ガス中には、水銀を酸化するためのＨＣｌ、ＨＢｒ噴霧装置またはＮＨ₄Ｃｌ供給装置等により添加された過剰の水銀ハロゲン化剤を含んでいる。特にＣｌ含量の少ない排ガスには、多量の水銀ハロゲン化剤の添加が必要である。そのため、腐食性の高いＨＣｌにより、煙道を腐食させてしまうおそれがあった。しかしながら、本発明の一実施形態によれば、排ガス中に含まれる水銀を酸化するために用いられる水銀ハロゲン化剤の添加は極微量に抑えることができ、その結果、腐食性の高いＨＣｌによる煙道腐食の懸念を改善することができる。さらには、水銀ハロゲン化剤としてＨＣｌを添加するのに必要な量、ＨＣｌを気化するための高温熱源、蒸気等にかかるユーティリティコストの削減が可能となる。

また、本発明の別の実施の形態について説明する。図２に、その別の実施の形態を示す。図１と同様の構成については、同様の符合を付し、説明は省略する。図２に示すように、本実施の形態では、ＣＯ、ＨＣ酸化触媒５０は、脱硝装置６０の上流であって、ＮＨ₃および水銀ハロゲン化剤供給箇所２０、２１前に設置される。

この構成によれば、ボイラ１０より排出された排ガス中の未燃分は、ＣＯ、ＨＣ酸化触媒５０により、その後供給されるＮＨ₃および水銀ハロゲン化剤、例えばＨＣｌ、に影響を受けることなく酸化させることが可能となる。

したがって、その後に供給されるＮＨ₃およびＨＣｌを含む排ガスは、脱硝触媒において排ガス中に含まれる水銀の酸化反応を効率よくおこなうことができる。その後、エアヒータ７０、熱回収器８０を経て、集塵器９０にてばいじんを除去した後、図１の実施形態とお同様に湿式脱硫装置１００で排ガス中のＳＯ₂の除去と同時にＨｇＣｌ₂の除去が行われる。

なお、本発明の別の実施形態では、ＣＯ、ＨＣ酸化触媒５０が設置されることにより、背反事象として、以下の反応が相対的に増え、排ガス中のＳＯ₃の増加が懸念される。
ＳＯ₂＋１／２Ｏ₂→ＳＯ₃

そのため、図２には示さないが、ＮＨ₃および水銀ハロゲン化剤供給箇所２０、２１と脱硝触媒６０の間に、従来用いられるＳＯ₃還元触媒を設置することができる。これにより、排ガス中のＳＯ₃を増加させることなく、ＣＯおよびＨＣの酸化処理を行った後に、脱硝触媒上で排ガス流に含まれる水銀の酸化反応を進めることが可能となる。また、ＳＯ₃還元触媒は、ＣＯ及びＨＣの酸化処理も可能であることから、図１にてＣＯ、ＨＣ酸化触媒５０はＳＯ₃還元機能を持つ触媒を使うことも可能である。一例として、特開２００６−１３６８６９号公報に示す触媒を挙げることができる。

表１の試験条件をベースにして、表２及び表３に示すように、ＣＯとＨＣ（ベンゼン）の濃度を変化させて添加した際の水銀酸化性能についての試験を行った。

この水銀酸化性能の試験は、ハニカム状の固体触媒（６穴×７穴の５００ｍｍ長さ）を３段設置し、表１に記載のＯ₂からＮＯ_xまでの組成を有するサンプル排ガスを、表１〜表３の条件で流した。なお、表中のＵｇｓは、空塔速度を意味し、ＡＶは、接ガス面積基準の処理ガス量を意味する。

ＣＯが０ｐｐｍの場合（条件１）、水銀酸化率は９５．５％であったが、ＣＯが１００ｐｐｍの場合（条件２）、水銀酸化率は９２．０％まで低下し、ＣＯが５００ｐｐｍの場合は（条件３）、さらに７７．０％まで低下した。一方、ＨＣの一例としてベンゼン（Ｃ_６Ｈ_６）を５ｐｐｍ添加した場合（条件４）、水銀酸化率は８０．０％まで低下した。

したがって、ＣＯ、ＨＣ酸化触媒を脱硝触媒上流に配置して、脱硝触媒に到達するＣＯおよびＨＣを低減するシステムにすることで、脱硝触媒による水銀酸化率を高い効率で維持することが可能となり、また、水銀酸化率を上げるためにＨＣｌを過剰に供給することを避けることができることが確認された。

本発明に係る排ガス処理装置の一実施の形態を示す模式図である。本発明に係る排ガス処理装置の別の実施の形態を示す模式図である。従来の排ガス処理装置の一例を示す模式図である。

符号の説明

１０ボイラ
２０ＮＨ_３供給箇所
２１水銀ハロゲン化剤供給箇所
３０ＮＨ_３タンク
４０水銀ハロゲン化剤タンク
４１流量制御弁
４３水銀ハロゲン化剤供給量制御装置
４４水銀ハロゲン化剤モニター
５０ＣＯ、ＨＣ酸化触媒
６０脱硝触媒
７０エアヒータ
８０熱回収器
９０集塵機
１００脱硫装置
１１０Ｈｇモニター
１２０再加熱器
１３０煙突

Claims

ＮＯ_x、ＳＯ_x及び水銀を含むボイラ燃焼排ガスを処理する方法であって、前記燃焼排ガスに水銀ハロゲン化剤及びアンモニアを加える工程と、この水銀ハロゲン化剤とアンモニアが添加された燃焼排ガスをＣＯ、ＨＣ酸化触媒に接触させる工程と、前記ＣＯ、ＨＣ酸化触媒に接触させた燃焼排ガスを固体触媒の存在下に還元脱硝するとともに金属水銀をハロゲン化水銀に酸化する工程と、還元脱硝された燃焼排ガスをアルカリ吸収液により湿式脱硫するとともに、前記アルカリ吸収液により前記ハロゲン化水銀を除去する工程とを含む排ガス処理方法。
ＮＯ_x、ＳＯ_x及び水銀を含むボイラ燃焼排ガスを処理する方法であって、前記燃焼排ガスをＣＯ、ＨＣ酸化触媒に接触させる工程と、前記ＣＯ、ＨＣ酸化触媒に接触させた燃焼排ガスに水銀ハロゲン化剤及びアンモニアを加える工程と、この水銀ハロゲン化剤とアンモニアが添加された燃焼排ガスを固体触媒の存在下に還元脱硝するとともに金属水銀をハロゲン化水銀に酸化する工程と、還元脱硝された燃焼排ガスをアルカリ吸収液により湿式脱硫するとともに、前記アルカリ吸収液により前記ハロゲン化水銀を除去する工程とを含む排ガス処理方法。
水銀ハロゲン化剤及びアンモニアの添加後、還元脱硝の前に排ガスをＳＯ₃還元機能を持つＣＯ、ＨＣ酸化触媒に接触させる工程をさらに含む、請求項１又は２に記載の排ガス処理方法。
水銀ハロゲン化剤が塩化アンモニウム又はＨＣｌ、Ｃｌ₂である請求項１〜３のいずれか一項に記載の排ガス処理方法。
ＣＯ、ＨＣ酸化触媒が、ＴｉＯ₂、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃およびゼオライトからなる群より選ばれる少なくとも１種類を担体として、前記担体上にＰｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｖ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、ＣｕおよびＭｎからなる群より選ばれる少なくとも１種類を活性成分として担持した触媒である請求項１〜４のいずれか一項に記載の排ガス処理方法。
ＮＯ_x、ＳＯ_x及び水銀を含む燃焼排ガスを処理する装置であって、前記燃焼排ガスに水銀ハロゲン化剤を添加する水銀ハロゲン化剤注入装置および前記燃焼排ガスにアンモニアを注入するアンモニア注入装置と、前記燃焼排ガス中の未燃分を酸化するＣＯ、ＨＣ酸化触媒と、前記燃焼排ガスを固体触媒の存在下に還元脱硝するとともに金属水銀をハロゲン化水銀に酸化する還元脱硝装置と、アルカリ吸収液により湿式脱硫する湿式脱硫装置とを順に備えた排ガス処理装置。
ＮＯ_x、ＳＯ_x及び水銀を含む燃焼排ガスを処理する装置であって、前記燃焼排ガス中の未燃分を酸化するＣＯ、ＨＣ酸化触媒と、前記燃焼排ガスに水銀ハロゲン化剤を添加する水銀ハロゲン化剤注入装置および前記燃焼排ガスにアンモニアを注入するアンモニア注入装置と、前記燃焼排ガスを固体触媒の存在下に還元脱硝するとともに金属水銀をハロゲン化水銀に酸化する還元脱硝装置と、アルカリ吸収液により湿式脱硫する湿式脱硫装置とを順に備えた排ガス処理装置。