工業炉SOx除去対策：中天威尔の革新的なセラミック技術による超低排出ソリューション

工業炉SOx除去対策の重要性と技術的課題

工業炉からの硫黄酸化物（SOx）排出は、大気汚染や酸性雨の主要な原因となっています。特に工業炉SOx除去対策においては、高温・高湿度・高腐食性といった厳しい運転条件に対応できる技術が求められます。従来の湿式脱硫装置や乾式脱硫システムでは、装置の大型化やメンテナンスコストの増大、副生成物の処理など多くの課題を抱えていました。

従来技術の限界と新たなアプローチ

従来の工業炉SOx除去対策では、石灰石膏法やナトリウム吸収法などの湿式脱硫技術が主流でした。しかし、これらの技術では以下のような課題がありました：

• 大量の廃水・廃棄物の発生
• 装置の大型化による設置スペースの制約
• 高額な運転・維持管理コスト
• 低温域での運転によるエネルギー損失
• 多様な汚染物質への対応限界

中天威尔の革新的なセラミック技術による解決策

セラミック一体化多汚染物質超低排出システム

当社が独自開発したセラミック一体化多汚染物質超低排出システムは、工業炉SOx除去対策における画期的なソリューションを提供します。このシステムの核心技術であるセラミック触媒フィルターは、ナノレベルの微細孔構造と高い機械的強度を兼ね備え、高温・高腐食環境下でも長期安定運転を実現します。

セラミックフィルターの技術的優位性

当社のセラミックフィルターは、従来のバグフィルターや電気集塵機とは根本的に異なる設計思想に基づいています。ナノレベルの孔径制御により、サブミクロン粒子の高効率捕集が可能でありながら、低圧力損失を維持します。この特性が工業炉SOx除去対策において特に重要となる高温・高湿度条件での安定性能を担保しています。

材料科学的ブレークスルー

セラミックフィルターの素材には、特殊なアルミナ・ジルコニア複合セラミックを採用。耐熱温度は800℃以上、耐酸性・耐アルカリ性にも優れ、工業炉排ガス中に含まれる腐食性成分に対しても高い耐久性を発揮します。この材料特性が、従来技術では困難であった直接高温処理を可能にし、エネルギー回収効率の向上に貢献しています。

業界別適用事例と性能実績

ガラス溶解炉への適用

ガラス製造業界では、溶解炉から排出されるSOx、NOx、粉塵の同時除去が長年の課題でした。当社のシステムを導入した某大手ガラスメーカーでは、排ガス中のSO2濃度を10mg/Nm³以下、NOx濃度を50mg/Nm³以下に低減することに成功。従来システムに比べ設置面積を40%削減、ランニングコストを35%削減しました。

廃棄物焼却炉での実績

廃棄物焼却炉では、排ガス組成が複雑で変動が激しいという特徴があります。ある地方自治体のごみ焼却施設では、当社のセラミック一体化システムを導入し、二噁英類を0.01ng-TEQ/Nm³以下、重金属類を検出限界以下に抑制。特に工業炉SOx除去対策としての性能では、入口SO2濃度2,000ppmという高負荷条件でも安定した除去性能を維持しています。

鉄鋼業における適用拡大

鉄鋼業の焼結炉では、高濃度のSOxと粉塵が同時に発生します。国内主要鉄鋼メーカーとの共同開発により、焼結排ガス処理向けに最適化したシステムを開発。従来の湿式脱硫＋SCRシステムに比べ、水消費量を90%以上削減、エネルギー消費を25%削減するなど、大幅な省エネ・省資源化を実現しました。

技術的詳細と設計思想

多管束システムの設計哲学

当社のセラミック一体化システムの中核をなす多管束設計は、各フィルターエレメントの独立した機能とシステム全体の協調動作を両立させています。各セラミックフィルターは、表面での粉塵捕集と内部での触媒反応を同時進行させ、コンパクトな装置構成で多段階の浄化プロセスを実現します。この設計思想が、従来の逐次処理方式に比べ、装置のコンパクト化と高性能化を両立させることを可能にしています。

圧力損失の最適化

セラミックフィルターの圧力損失管理は、工業炉SOx除去対策における重要な設計パラメータです。当社のフィルターは、均一な孔径分布と最適な気布比設計により、初期圧力損失を300Pa以下に抑制。粉塵負荷時の圧力損失上昇も緩やかで、ブロワ動力を最小限に抑えながら長期安定運転を実現します。

耐毒化技術の進化

工業炉排ガス中には、アルカリ金属、重金属、リン化合物などの触媒毒物質が含まれることが多く、従来の触媒技術では活性低下が避けられませんでした。当社のセラミック触媒フィルターは、特殊な表面修飾技術により毒物質の吸着サイトを制御、活性サイトを保護する設計となっています。この技術により、従来では困難であった高アルカリ・高重金属環境での長期使用が可能となりました。

運用・維持管理の革新

自動化とIoT対応

当社のシステムは、完全自動化されたバックフラッシュ洗浄システムを標準装備。圧力損失モニタリングに基づく最適な洗浄タイミング制御により、フィルター寿命の最大化とエネルギー消費の最小化を実現しています。さらに、IoTプラットフォームとの連携により、遠隔監視・予防保全・性能予測などの先進的な機能を提供します。

メンテナンス性の向上

モジュラー設計を採用した当社のシステムは、フィルターエレメントの個別交換が可能です。この設計により、プラントの長期停止を必要とせず、必要な部分のみのメンテナンスが実施可能。特に工業炉SOx除去対策設備としての信頼性を大幅に向上させています。

環境規制対応と将来展望

国内外の規制動向への対応

大気汚染防止法の改正や、各国の環境規制の強化が進む中、当社の技術は現行規制はもちろん、将来の更なる規制強化にも十分対応可能な性能余裕を持っています。特に中国の超低排出基準、EUのBAT基準など、世界で最も厳しい規制値への適合実績があります。

カーボンニュートラルへの貢献

当社のセラミック一体化システムは、従来技術に比べエネルギー消費を大幅に削減。高温排ガスを直接処理可能なため、熱回収効率が高く、温室効果ガス削減にも貢献します。この特性は、カーボンニュートラル社会の実現に向けた重要な技術的基盤となっています。

まとめ

中天威尔のセラミック一体化多汚染物質超低排出システムは、工業炉SOx除去対策における技術的ブレークスルーを実現しました。従来技術の課題であった装置の大型化、高コスト、複雑な運転管理といった問題を解決し、コンパクトで高効率、低コストのソリューションを提供します。セラミック材料の優れた特性と独創的なシステム設計により、今後さらに厳しくなる環境規制への対応と、持続可能な産業発展の両立を支援します。