焼結炉超低排出導入事例：中天威尔セラミック一体化システムによる革新的な排ガス処理ソリューション

焼結炉超低排出導入事例：技術革新と実績詳細

1. 焼結炉排ガス処理の課題と背景

焼結工程では、鉄鉱石などの原料を高温で焼結する過程で、多量の排ガスが発生します。これらの排ガスには高濃度のNOx、SO2、粉塵、重金属、ダイオキシン類などが含まれており、従来の排ガス処理技術では超低排出基準を達成することが困難でした。特に焼結炉の排ガスは温度変動が激しく、粉塵負荷が高いため、従来のバグフィルターや静電集塵機、SCR脱硝装置では長期的な安定運転が課題となっていました。

2. 中天威尔セラミック一体化システムの技術的特徴

当社の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、独自開発のセラミック触媒フィルター管と無触媒高温集塵セラミック繊維フィルター管を核心要素として採用しています。これらのフィルター管はナノメートルレベルの細孔径、高い気布比、高強度かつ低抵抗、5年以上の長寿命を特徴としており、焼結炉の過酷な運転条件にも耐え得る性能を有しています。

2.1 セラミック触媒フィルター管の優位性

• ナノレベル制御による均一な細孔構造
• 耐アルカリ性・耐重金属性に優れた特殊セラミック素材
• 300-450℃の温度範囲で高い脱硝効率を維持
• 同時脱硝・脱硫・集塵のマルチ機能性

3. 実際の焼結炉超低排出導入事例

中国某大手鉄鋼メーカーの焼結プラントにおいて、中天威尔のセラミック一体化システムを導入した事例をご紹介します。このプラントでは従来、バグフィルター＋SCR脱硝＋湿式脱硫の3段階処理システムを採用していましたが、設備の大型化、メンテナンスコストの増大、そして排出基準の厳格化に対応できなくなりました。

3.1 導入前の課題

• NOx排出濃度：180-250 mg/Nm³（基準値：100 mg/Nm³）
• SO2排出濃度：150-200 mg/Nm³（基準値：50 mg/Nm³）
• 粉塵濃度：20-30 mg/Nm³（基準値：10 mg/Nm³）
• 設備占有面積：約1,200㎡
• 年間メンテナンスコスト：約300万元

3.2 導入後の性能改善

• NOx排出濃度：＜30 mg/Nm³（除去効率＞95%）
• SO2排出濃度：＜20 mg/Nm³（除去効率＞98%）
• 粉塵濃度：＜5 mg/Nm³（除去効率＞99.9%）
• ダイオキシン類：＜0.05 ng-TEQ/Nm³
• 設備占有面積：600㎡（50%削減）
• 年間メンテナンスコスト：120万元（60%削減）

4. システム設計と技術パラメータ

焼結炉超低排出システムの設計においては、排ガス流量80万Nm³/h、入口温度280-350℃、粉塵濃度5-10 g/Nm³という条件に対応しました。セラミックフィルター管は直径150mm、長さ3,000mmのサイズを採用し、総本数は2,400本に設定しました。気布比は0.8 m/minとし、圧力損失は設計値1,200 Paを実現しています。

4.1 主要技術パラメータ

5. 経済性評価と投資回収分析

本システムの導入にかかる初期投資額は従来システム比で約15%増加しましたが、ランニングコストにおいて顕著な改善が見られました。特に、触媒交換サイクルの延長、省エネ性能の向上、メンテナンス工数の削減などにより、投資回収期間は約2.5年と試算されています。

5.1 コスト比較分析

• 初期投資：従来システム比115%
• 電力消費量：40%削減
• 補助燃料費：60%削減
• メンテナンスコスト：60%削減
• 触媒交換周期：3年→5年に延長

6. 今後の展望と技術開発動向

焼結炉超低排出技術は今後さらに進化が期待されています。中天威尔では現在、AIを活用した最適制御システムの開発、さらに高温耐性に優れた新型セラミック材料の研究、そしてカーボンニュートラルに対応した排ガス処理技術の開発を進めています。これらの技術革新により、より効率的で経済的な排ガス処理ソリューションの提供を目指しています。

7. まとめ

本焼結炉超低排出導入事例を通じて、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の有効性が実証されました。この技術は焼結炉に限らず、各種工業炉における排ガス処理の新しい標準となり得る可能性を秘めています。今後も技術革新を続け、より持続可能な産業発展に貢献してまいります。