重金属同時除去複合セラミック材の技術的特徴と応用実績

技術開発の背景と必要性

産業発展に伴い、工業炉からの排ガスに含まれる重金属類の環境影響が大きな課題となっています。従来の排ガス処理システムでは、水銀、カドミウム、鉛などの重金属除去が不十分であり、より高度な処理技術が求められていました。このような背景から開発されたのが重金属同時除去複合セラミック材です。

製品構造と除去メカニズム

当社の重金属同時除去複合セラミック材は、多孔質セラミック基材に特殊な触媒層を複合化した独自構造を有しています。ナノレベルで制御された細孔構造により、排ガス中の重金属粒子を物理的に捕捉するとともに、化学的な吸着・固定化を同時に行います。

セラミック基材の特徴

• ナノサイズの均一細孔構造（平均孔径：0.1-0.5μm）
• 高温耐性（最高使用温度：850℃）
• 化学的安定性（酸・アルカリ耐性）
• 機械的強度（圧縮強度：＞15MPa）
• 長寿命設計（5年以上の連続使用可能）

重金属除去メカニズム

重金属除去プロセスは三段階で進行します。第一段階では物理的濾過により粒子状重金属を捕捉。第二段階では化学吸着により気状重金属を固定。第三段階では表面触媒反応により重金属を安定化合物に変換します。

応用分野と実績

ガラス製造業における適用事例

ガラス溶解炉では、原料中の不純物から重金属が排出される問題があります。当社の重金属同時除去複合セラミック材を採用した事例では、水銀除去率99.5%、カドミウム除去率98.8%を達成。排出基準値を大幅に下回る性能を実証しました。

ごみ焼却施設での実績

都市ごみ焼却施設では、廃棄物中の重金属含有量が課題となります。複数の施設で導入された当社システムは、鉛、亜鉛、銅などの重金属類を同時に除去し、環境基準を満たす安定した運転を実現しています。

鉄鋼業への適用

製鉄プロセスでは、原料鉱石や副資材からさまざまな重金属が排出されます。当社の重金属同時除去複合セラミック材は、高温・高粉塵環境下でも優れた性能を発揮し、連続運転による長期安定性を確認しています。

従来技術との比較優位性

システム構成と設計要点

多管束システムの最適設計

当社の重金属同時除去複合セラミック材を採用したシステムは、複数のセラミックフィルターを最適配置した多管束構造を採用しています。これにより、処理ガス流量の変動に対応し、均一な流速分布を実現します。

自動制御システム

圧力損失モニタリングと自動バック洗浄システムを組み合わせ、最適な運転条件を維持します。遠隔監視機能により、運転状態のリアルタイム把握が可能です。

環境性能と経済性

環境適合性

当社の重金属同時除去複合セラミック材は、使用済みの廃棄物も環境負荷の少ない処理が可能です。重金属類は安定化合物として固定化されているため、埋立処分時の溶出リスクが大幅に低減されます。

ランニングコストの低減

長寿命設計と低圧力損失特性により、エネルギー消費量を削減。メンテナンス頻度の低減により、人件費や部品交換コストも最小化されています。

今後の技術開発方向

現在、さらに高性能な重金属同時除去複合セラミック材の開発を進めております。新規触媒材料の応用、細孔構造の最適化、製造コストの低減など、多方面からの技術革新に取り組んでいます。また、AIを活用した予知保全システムの開発も進行中です。

まとめ

重金属同時除去複合セラミック材は、工業炉排ガス処理における重金属除去の課題を解決する画期的な技術です。高い除去性能、長期安定性、経済性を兼ね備え、さまざまな産業分野での環境規制対応を強力に支援します。中天威尔は、この技術を通じて、持続可能な産業発展と環境保護の両立に貢献してまいります。