2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of removal and immobilization technology of mercury in flue gas considering its environmental fate
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17H03335
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
高岡 昌輝 京都大学, 工学研究科, 教授 (80252485)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塩田 憲司 京都大学, 工学研究科, 技術職員 (50536563)
大下 和徹 京都大学, 工学研究科, 准教授 (90346081)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 水銀 / ヨウ素 / 活性炭 / 吸着 / 脱着 / 熱処理施設 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
より高度に排ガス中の原子状水銀を添着活性炭により除去するために、活性炭に4種類のヨウ素化合物をそれぞれ含浸させ、ラボ試験により水銀の除去特性を調べた。ヨウ素化合物を含浸させた活性炭はいずれも高い水銀除去能を示した。吸着前後の活性炭に対してBET比表面積、X線回折、X線光電子分光、X線吸収端微細構造等各種分析を行い、それぞれの化合物を含浸させた活性炭上での水銀吸着反応機構を水銀、ヨウ素、炭素など各種元素の化学状態から考察した。その結果、主に水銀はヨウ化水銀（I、II）として活性炭上で吸着されることを明らかにし、ヨウ化水銀（II）が支配的であること、X線吸収微細構造分析からヨウ素分子の生成が示唆され、水銀の吸着除去反応に重要であると示した。
また、活性炭上の水銀の脱着について、既設活性炭吸着塔からサンプルを採取し、昇温速度、ガス流量などの影響を調べて、脱着時の水銀挙動を調べた。これらの脱着条件によりいくつかのピークに分かれ、標準物質におけるプロフィールから存在形態の推定及び熱的安定性が明らかにされた。活性炭に残存した水銀の溶出性は極めて低かった。また、最終処分場における水銀のマスバランスを明らかにし、多くが処分場内に留まっていることを示した。
最終的な活性炭系吸着材の適用先として、下水汚泥熱処理施設における水銀の挙動に関する調査を行った。炭化炉において、炭化温度の変動が排ガス中水銀濃度に影響を与え、正の相関が認められたこと、排煙処理塔入口では原子状水銀の状態で存在することを明らかにした。炭化炉の排ガス中水銀を除去するために活性炭吸着塔と水銀吸着ポリマー触媒を並列で設置し、除去効果を確認した結果、活性炭吸着塔は極めて高度に水銀除去されたが、運転上での難点があり、水銀吸着ポリマー触媒では運転上の支障はなく、ユニットの段数を重ねることで水銀が確実に除去されることを示した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Mass balance of heavy metals in a non-operational incinerator residue landfill site in Japan2020
Author(s)
Xiong, Y., Takaoka, M., Kusakabe, T., Shiota, K., Oshita, K., Fujimori, T.
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Journal Title
Journal of Material Cycles and Waste Management
Volume: 22
Pages: 354-364
DOI
Peer Reviewed
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