ごみ焼却炉向け超低排出セラミックフィルターの導入事例：中天威尔の革新的技術で実現する持続可能な廃棄物処理

ごみ焼却炉における排出ガス規制の現状と課題

近年、ごみ焼却施設における排出ガス規制は年々厳しさを増しており、特に大気汚染防止法の改正により、NOx（窒素酸化物）、SOx（硫黄酸化物）、ダイオキシン類、重金属類などの排出基準値が大幅に強化されています。従来のバグフィルターや電気集塵機ではこれらの厳しい規制値を満たすことが困難となっており、新たな技術の導入が急務となっています。

従来技術の限界と課題

従来のごみ焼却炉における排ガス処理システムでは、以下のような課題が指摘されています：

• バグフィルター：高温・高湿条件下での目詰まり、化学的劣化
• SCR脱硝装置：アンモニア漏れ、触媒中毒の問題
• 湿式脱硫装置：排水処理の課題、メンテナンスコストの高さ
• 複数装置の組み合わせ：システムの複雑化、設置スペースの制約

中天威尔の超低排出セラミックフィルター技術の特徴

革新的なセラミック触媒フィルター技術

中天威尔が独自開発したごみ焼却炉向け超低排出セラミックフィルターは、従来技術の課題を克服する画期的なソリューションです。当社のセラミックフィルターは、ナノレベルで制御された細孔構造と特殊な触媒コーティング技術により、単一装置で多種類の汚染物質を同時に除去可能です。

技術的特長

• ナノ細孔構造：0.1〜1μmの微粒子を99.9%以上捕集
• 高温耐性：最高450℃までの高温環境に対応
• 化学的安定性：酸性ガス、アルカリ金属による劣化に強い
• 長寿命設計：5年以上の長期使用が可能
• 低圧損失：エネルギー消費量を大幅に削減

多汚染物質同時除去メカニズム

当社のごみ焼却炉向け超低排出セラミックフィルターは、以下のメカニズムにより多種類の汚染物質を同時除去します：

1. 脱硝反応：セラミック基材表面の触媒層で選択的接触還元反応によりNOxをN2とH2Oに分解
2. 脱硫反応：吸着剤との化学反応によりSOxを安定な硫酸塩として固定
3. ダイオキシン分解：高温条件下での触媒酸化によりダイオキシン類を完全分解
4. 重金属除去：凝集・吸着作用により重金属類を効率的に捕集
5. 酸性ガス除去：HCl、HFなどの酸性ガスを中和・吸着

実際の導入事例：都市ごみ焼却プラントでの適用

事例1：大都市圏ごみ処理施設

人口100万人規模の大都市におけるごみ処理施設では、老朽化した排ガス処理設備の更新が必要となっていました。従来システムではNOx排出濃度が150mg/m³N程度であったのに対し、新規規制値は50mg/m³N以下と厳しい基準が設定されていました。

導入効果

事例2：地方都市の小規模焼却炉

人口10万人規模の地方都市では、既存の焼却炉を更新する予算制約があり、コンパクトで効率的な排ガス処理システムが求められていました。中天威尔のごみ焼却炉向け超低排出セラミックフィルターは、従来システム比で設置面積を40%削減し、初期投資コストも20%削減することができました。

運転コスト比較

• 電気料金：従来比35%削減
• 薬品費：アンモニア使用量60%削減
• メンテナンス費：年間保守点検コスト45%削減
• 廃棄物処理費：反応副生成物の発生量70%削減

技術的優位性と競合他社との比較

従来技術との性能比較

中天威尔のごみ焼却炉向け超低排出セラミックフィルターは、従来のバグフィルター＋SCRシステムと比較して、以下の点で優位性があります：

独自のセラミック材料技術

当社のごみ焼却炉向け超低排出セラミックフィルターの中核をなすのは、独自開発のセラミック材料技術です。アルミナ・ジルコニア・チタニアをベースとした複合セラミック材料は、以下の特性を有しています：

• 熱膨張係数：4.5×10⁻⁶/℃（室温〜800℃）
• 曲げ強度：45MPa以上（室温）
• 気孔率：40〜50%（制御された細孔分布）
• 平均細孔径：10〜20μm（マクロ孔）＋ 0.1〜1μm（ミクロ孔）
• 耐酸性：pH2の酸性条件下でも強度保持率90%以上

今後の展望と技術開発の方向性

スマートメンテナンスシステムの導入

中天威尔では、ごみ焼却炉向け超低排出セラミックフィルターの性能をさらに向上させるため、IoT技術を活用したスマートメンテナンスシステムの開発を進めています。圧力損失、温度分布、ガス組成などのデータをリアルタイムで監視し、AIアルゴリズムによる最適な洗浄サイクルの提案や、故障予知診断を実現します。

再生可能エネルギーとの連携

ごみ焼却施設は地域のエネルギー供給源としても重要な役割を担っています。当社のセラミックフィルター技術は、高温排ガスからの熱回収効率を向上させ、発電効率の改善に貢献します。さらに、バイオマスごみとの混焼時における排ガス特性の変動にも柔軟に対応可能です。

カーボンニュートラルへの貢献

2050年カーボンニュートラル実現に向けて、ごみ焼却施設におけるCO2排出削減が求められています。中天威尔のごみ焼却炉向け超低排出セラミックフィルターは、エネルギー消費量の削減を通じて間接的なCO2排出削減に貢献するだけでなく、将来のCO2回収・利用技術との親和性も考慮した設計となっています。

まとめ

中天威尔のごみ焼却炉向け超低排出セラミックフィルターは、厳しくなる環境規制に対応するだけでなく、ランニングコストの削減、設置スペースの縮小、メンテナンス負荷の軽減など、多面的なメリットを提供します。実際の導入事例で実証された性能と信頼性は、持続可能な廃棄物処理を実現するための最適なソリューションと言えるでしょう。

ごみ焼却施設の排ガス処理システムの更新や新規導入をご検討の際は、ぜひ中天威尔の専門技術チームにご相談ください。お客様の施設の規模、処理条件、予算などに合わせた最適な提案をさせていただきます。