脱硫装置対策の革新：中天威尔セラミック一体化システムによる超低排出ソリューション

脱硫装置対策の現状課題と技術進化の必要性

現代の産業活動において、脱硫装置対策は単なる環境対策ではなく、企業の持続可能性を左右する重要な経営課題となっています。特にガラス溶解炉、セメント焼成炉、金属精錬炉、廃棄物焼却炉などの工業炉から排出される排ガスには、高濃度のSO₂、NO_x、粉じん、酸性ガス（HCl、HF）、重金属類が複合的に含まれており、従来の単体処理装置では限界がありました。従来の湿式脱硫装置では排水処理問題が、乾式脱硫では反応効率と圧力損失のトレードオフが、またSCR脱硝装置ではアンモニア漏洩や触媒中毒が頻繁に報告されています。

こうした背景から、中天威尔環境技術有限公司は、独自開発のセラミック材料技術を基盤とした革新的な排ガス浄化システムを構築しました。当社のセラミック一体化多汚染物質超低排出システムは、従来の「脱硫装置＋脱硝装置＋除じん装置」という縦割り構成を根本から見直し、単一のコンパクトなユニットで多段階の浄化プロセスを連続的に実行します。このアプローチは、設備投資の削減だけでなく、運転エネルギー消費の低減、メンテナンス頻度の減少、そして何より安定した超低排出性能の長期維持を可能にします。

中天威尔セラミック一体化システムの核心技術：セラミックフィルターの優位性

当システムの心臓部は、二種類の高性能セラミックフィルター（フィルターチューブ/フィルターエレメント）です。一つはセラミック触媒フィルターであり、もう一つは無触媒高温除じんセラミック繊維フィルターです。これらのフィルターは、特殊な製法によりナノメートルレベルの均一な細孔構造を形成しており、物理的なろ過作用と化学的な触媒反応を同時に、かつ同じ場所で発生させます。

• 高効率脱硝性能：セラミック基材自体に担持された触媒が、排ガス中のNO_xを選択的にN₂とH₂Oに還元。従来SCRで問題となったアンモニアの不均一分布や漏洩を根本から解消します。
• 卓越した脱硫・脱酸性ガス能力：フィルター表面に付着したアルカリ性吸収剤（水酸化カルシウムなど）が、通過するSO₂、HCl、HFと瞬時に反応。反応生成物はフィルター表面に固着され、定期的なパルス清灰で除去されるため、二次廃水が発生しません。
• ナノレベルでの除じん：平均孔径が数百ナノメートルのため、PM2.5以下の微細粉じんや、重金属を含む凝縮性微粒子の捕集効率が99.9%以上に達します。従来のバグフィルターでは困難だった粘着性の高いフライアッシュにも強固に対応。
• 長寿命と耐環境性：セラミック材料は耐熱性（長期使用で350℃以上可能）、耐薬品性、耐摩耗性に極めて優れ、アルカリ金属や重金属による「触媒中毒」の影響を大幅に軽減。設計寿命は5年以上と、従来装置の2～3倍に及びます。

この技術は、特に従来の脱硫装置対策が難しかった「高ふっ素（F）環境」や「高湿度・低露点」の排ガス条件において真価を発揮します。例えば、アルミナ溶融炉やフッ化物製造工程から排出される高濃度HFガスは、通常の設備を急速に腐食させますが、当社の特殊セラミック材は優れた耐酸性を発揮し、安定した脱ふっ素性能を維持します。

多様な産業・工程への適用事例とカスタマイズソリューション

中天威尔のシステムは、汎用機ではなく、お客様の排ガス組成、流量、温度、設置スペース、目標排出濃度に応じて最適化されたカスタムソリューションを提供します。以下に主要な適用分野とその対策の特徴を述べます。

1. ガラス製造業における脱硫装置対策

ガラス溶解炉の排ガスは、高濃度のSO₂、粉じん（主にソーダ灰、硼酸塩）、および微量の重金属（鉛、ヒ素等）を含み、かつ排ガス温度が高い（通常300～500℃）ことが特徴です。従来は、高温用バグフィルターとSCR、そして湿式脱硫装置を直列に設置する必要があり、設備が大規模化し、エネルギー損失も大きい課題がありました。当社の一体化システムでは、高温排ガスをそのまま処理可能なため、熱回収効率が向上。さらに、排ガス中のアルカリ性粉じん（ソーダ灰）を逆に脱硫反応の吸収剤として利用する工夫により、薬品使用量を削減しつつ、SO₂排出濃度を10mg/Nm³以下に抑制する実績を多数有しています。

2. 廃棄物焼却施設における総合対策

廃棄物焼却炉は、ダイオキシン類、重金属（水銀、カドミウム）、そして腐食性の高いHClガスが主要課題です。当システムのセラミック触媒フィルターは、特定の温度域（200～250℃）で、排ガス中のダイオキシンを分解する機能を付与することが可能です。これにより、「脱硝＋脱硫＋除じん＋ダイオキシン分解」という4つのプロセスが単一タワー内で完結。複雑な薬液注入システムや活性炭噴射装置が不要となり、ランニングコストとメンテナンス工数を大幅に削減します。特に都市ごみ焼却施設で、厳しい環境基準をクリアしながら、施設のコンパクト化を実現した事例が増えています。

3. 非鉄金属・製鋼業における高負荷排ガス処理

銅や亜鉛の製錬、鉄鋼の焼結工程では、排ガス中にSO₂濃度が数千ppmに達する場合があり、かつ亜硫酸ガス（SO₂）と三酸化硫黄（SO₃）が混在するなど、化学的に複雑な状態にあります。高濃度SO₂は、従来の乾式脱硫では吸収剤の頻繁な交換が必要で、湿式脱硫では大量の廃水処理コストが発生します。当社のシステムは、多段階の反応領域を設けることで、高濃度SO₂を段階的に効率よく除去。また、セラミックフィルターの高耐食性により、排ガス中に含まれる可能性のある硫酸ミストによる低温腐食のリスクも低減します。これは、従来の脱硫装置対策では対応が困難だった領域における画期的な進歩と言えます。

従来技術との比較と導入によるメリット総括

最後に、中天威尔セラミック一体化システムが、既存の個別最適化された排ガス処理装置群と比較して、どのような点で優れているかを総括します。効果的な脱硫装置対策とは、単にSO₂を除去するだけでなく、システム全体の経済性、信頼性、将来の規制強化への適応力を総合的に高めることです。

まとめとして、排ガス規制が世界的に厳格化する中、従来の発想を超えた統合型ソリューションが求められています。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、この要請に応えるべく開発された次世代の脱硫装置対策の決定版です。単なる装置の提供ではなく、お客様の操業条件を深く理解した上でのエンジニアリング提案を通じて、環境負荷低減と生産性向上の両立を実現します。ガラス、セラミック、金属、廃棄物処理、化学など、あらゆる工業炉を有する企業様の、持続可能な成長を技術力で支えてまいります。