多孔質セラミック濾筒｜工業炉排ガス超低排出ソリューションの革新技術

多孔質セラミック濾筒の技術的特徴と性能優位性

多孔質セラミック濾筒は、精密制御されたセラミック材料とナノテクノロジーを融合した先端排ガス処理装置です。その核心技術は、均一なナノレベル孔径分布（0.1-10μm）と高い気孔率（40-60%）を実現した多孔質構造にあります。この特殊構造により、従来のバグフィルターや電気集塵機では達成困難だった高効率集塵（99.9%以上）と低温脱硝（200-400℃）を同時に実現しています。

材料科学の進歩：高性能セラミック基材

当社の多孔質セラミック濾筒は、アルミナ（Al₂O₃）、ジルコニア（ZrO₂）、チタニア（TiO₂）を主成分とする複合セラミック材料を採用しています。これらの材料は、高温耐性（最高使用温度850℃）、耐腐食性、機械的強度に優れ、過酷な排ガス環境下でも長期安定性能を維持します。特に、酸性ガス（SOx、HCl、HF）やアルカリ金属を含む排ガスに対しても優れた耐性を示し、従来のSCR触媒で問題となっていた触媒中毒を効果的に防止します。

多機能一体化設計の革新

多孔質セラミック濾筒の最大の特徴は、単一装置で多種汚染物質を同時除去する「オールインワン」設計にあります。濾筒内部には、選択的接触還元（SCR）反応を促進するセラミック担体触媒が均一に分散されており、排ガス中のNOxをN₂とH₂Oに効率的に変換します。同時に、濾筒表面の微細孔がPM2.5以下の微粒子を捕捉し、酸性ガス成分は濾筒材料自体の化学的特性により吸着・除去されます。

産業別適用事例と性能実績

ガラス製造業における応用

ガラス溶解炉から排出される排ガスは、高濃度のSOx、NOx、粉塵、重金属類を含み、処理が困難なケースが多く見られます。当社の多孔質セラミック濾筒を採用した事例では、入口濃度NOx 800mg/Nm³、SOx 1200mg/Nm³、粉塵200mg/Nm³の排ガスを、排出濃度NOx 50mg/Nm³以下、SOx 35mg/Nm³以下、粉塵5mg/Nm³以下にまで低減することに成功しました。この性能は、中国の超低排出基準（NOx＜100mg/Nm³、SOx＜50mg/Nm³、粉塵＜10mg/Nm³）を大幅に下回る数値です。

ごみ焼却施設での実績

都市ごみ焼却炉では、ダイオキシン類、重金属、酸性ガスなど、多様な有害物質を含む排ガス処理が求められます。従来の活性炭噴射＋バグフィルター＋SCRシステムに比べ、多孔質セラミック濾筒を中核とする一体化システムは、設備占有面積を40%削減、エネルギー消費を25%低減しながら、ダイオキシン排出濃度を0.05ng-TEQ/Nm³以下に抑制する性能を実証しています。

鉄鋼・非鉄金属業界での適用

烧结機、転炉、電気炉などから発生する排ガスは、高温、高粉塵濃度、変動負荷が特徴です。当社の多孔質セラミック濾筒は、温度変動（300-600℃）に対する耐性が高く、粉塵負荷の変動に対しても安定した性能を発揮します。某鉄鋼所での実証試験では、入口粉塵濃度50g/Nm³という過酷な条件下でも、出口粉塵濃度を5mg/Nm³以下に維持し、システム圧力損失も1500Pa以下に制御することに成功しました。

従来技術との比較優位性

システム設計と運用コストの優位性

多孔質セラミック濾筒を採用した排ガス処理システムは、従来の多段処理システム（電気集塵機＋脱硫装置＋SCR装置）に比べ、以下の点で優れています：

• 設備設置面積：従来比40-60%削減
• 建設コスト：システム統合により15-30%削減
• 運転エネルギー消費：ファン動力などで20-40%削減
• メンテナンスコスト：濾筒寿命5年以上、交換頻度低減
• 化学薬品消費：アンモニア使用量最適化による削減

将来展望と技術開発方向

当社は、多孔質セラミック濾筒の性能向上と適用範囲拡大に向け、継続的な研究開発を推進しています。現在取り組んでいる主な技術開発テーマは以下の通りです：

1. 低温脱硝性能の向上（150-200℃領域での高効率脱硝）
2. CO2回収・利用技術とのシステム統合
3. AI・IoTを活用した予知保全システムの開発
4. 再生可能エネルギー分野への適用拡大（バイオマスボイラーなど）
5. 新材料開発によるコスト削減と性能向上

多孔質セラミック濾筒技術は、産業界の環境規制対応と持続可能な発展を両立する重要なソリューションとして、今後さらに進化を続けます。中天威尔は、お客様の排ガス処理課題に最適なソリューションを提供するため、技術革新と品質向上に全力で取り組んでまいります。