触媒劣化防止特殊処理で実現する工業炉排ガス処理の革新技術

触媒劣化防止特殊処理技術の革新的意義

触媒劣化防止特殊処理は、工業炉排ガス処理分野において画期的な技術革新をもたらしました。従来の排ガス処理システムでは、排ガス中に含まれるアルカリ金属、重金属、その他の不純物による触媒中毒が深刻な課題となっていました。特にガラス溶解炉、ごみ焼却炉、鉄鋼業などの高温排ガス処理では、これらの不純物濃度が高く、従来の触媒では短期間で性能劣化が生じていました。

従来技術の課題と限界

従来のSCR（選択的触媒還元）システムでは、アンモニアを還元剤として使用し、窒素酸化物（NOx）を無害な窒素と水に変換します。しかし、排ガス中に含まれるアルカリ金属（Na、Kなど）や重金属（As、Pbなど）が触媒表面に吸着・蓄積することで、活性サイトが覆われ、触媒活性が著しく低下する問題がありました。また、高温環境下での熱的劣化や、粉塵による物理的摩耗も深刻な課題でした。

中天威尔の触媒劣化防止特殊処理技術の特徴

特殊表面処理技術

当社の触媒劣化防止特殊処理は、セラミックフィルター表面にナノレベルの保護層を形成します。この保護層は、アルカリ金属イオンや重金属イオンの吸着を選択的に抑制し、触媒活性サイトへのアクセスを保護します。同時に、高温環境下での熱的安定性を向上させ、結晶成長を抑制することで、長期間にわたって高い触媒活性を維持します。

多孔質構造の最適化

触媒劣化防止特殊処理を施したセラミックフィルターは、ナノメートルレベルの精密な孔径分布を実現しています。この最適化された多孔質構造により、ガス拡散抵抗を低減し、反応効率を向上させるとともに、微細粉塵の捕捉効率を高めています。平均孔径50-200ナノメートルの制御により、PM2.5以下の微粒子も効率的に除去可能です。

産業別応用事例と性能実証

ガラス製造業における適用

ガラス溶解炉からの排ガスには、高濃度のアルカリ金属（主にNa）が含まれており、従来の触媒では数ヶ月で著しい性能劣化が生じていました。当社の触媒劣化防止特殊処理を施したセラミックフィルターを導入した結果、3年間の連続運転後も初期性能の95%以上を維持しています。NOx除去効率は90%以上、粉塵濃度は5mg/Nm³以下を安定して達成しています。

ごみ焼却施設での実績

都市ごみ焼却施設では、排ガス中に重金属（Pb、Cd、Hgなど）や塩化水素、フッ化水素など多様な有害物質が含まれます。触媒劣化防止特殊処理技術により、これらの有害物質による触媒劣化を効果的に抑制し、5年以上の長期安定運転を実現しています。二噁英類の分解除去効率も99%以上を維持しています。

技術的優位性と経済的メリット

ランニングコストの削減

触媒劣化防止特殊処理により、触媒交換頻度が大幅に減少します。従来は1-2年ごとに必要だった触媒交換が、5年以上の間隔に延長可能となります。これにより、メンテナンスコスト、ダウンタイムコスト、廃棄物処理コストを大幅に削減できます。また、エネルギー消費も最適化され、圧力損失の低減により送風機動力の節約も実現しています。

環境性能の向上

当社の技術は、排ガス中の多様な汚染物質を単一システムで同時処理可能です。NOx、SOx、粉塵、重金属、二噁英類などに対し、それぞれ個別の処理システムを設置する必要がなく、設備投資の効率化と設置スペースの節約を実現します。また、排出基準を大幅に下回る超低排出を長期にわたって安定して達成します。

今後の技術開発展望

現在、さらなる触媒劣化防止特殊処理技術の高度化を進めています。特に、より高温環境（800°C以上）での適用拡大、再生可能エネルギー分野への応用、CO2回収技術との統合システムの開発に注力しています。また、AIを活用した予知保全システムの開発も進めており、触媒状態のリアルタイムモニタリングと性能予測による最適メンテナンスの実現を目指しています。