重金属捕集複合材で実現する工業炉排ガス中の有害重金属除去技術の革新
重金属捕集複合材の技術的特徴とメカニズム
重金属捕集複合材は、中天威尔が独自開発したナノ多孔質セラミック基材に特殊な化学吸着剤を組み込んだ革新的な材料です。この複合材は、排ガス中の重金属イオンを選択的に捕捉する機能を持ち、従来技術では困難だったppmレベルの微量重金属除去を実現します。
吸着メカニズムの科学的根拠
重金属捕集複合材の作用機序は、物理吸着と化学吸着の相乗効果に基づいています。ナノサイズの細孔構造による物理的なトラップ効果に加え、表面修飾された官能基が重金属イオンと強力な配位結合を形成します。特に水銀(Hg)、カドミウム(Cd)、鉛(Pb)、ヒ素(As)などの有害重金属に対して高い親和性を示します。
産業別適用事例と性能実績
ゴミ焼却炉への適用
都市ゴミ焼却施設では、排ガス中の水銀濃度を0.001 mg/m³以下に低減。連続運転5年間で性能劣化なし。
セメントキルン応用
廃棄物混焼セメントプラントで、カドミウム、タリウムの同時除去率99.5%以上を達成。
非鉄金属製錬
亜鉛製錬工程で、排ガス中の重金属類を包括的に除去。環境基準値を大幅に下回る排出濃度を維持。
鉄鋼烧结工程
烧结機排ガスからの鉛、亜鉛除去に効果を発揮。設備の長期安定運転を実現。
従来技術との比較優位性
技術項目 | 従来活性炭 | 当社重金属捕集複合材 |
---|---|---|
使用温度範囲 | ~150℃ | 80~450℃ |
重金属除去効率 | 90~95% | 99%以上 |
使用寿命 | 1~2年 | 5年以上 |
圧力損失 | 高い | 低い(~500Pa) |
システム統合と多機能化
重金属捕集複合材は、当社のセラミック一体化多汚染物質超低排出排ガス処理システムの中核技術として位置づけられています。セラミック触媒フィルターと組み合わせることで、脱硝、脱硫、除尘、重金属除去を単一システムで実現します。
システム構成の特徴
- 多管束システムによるモジュール化設計
- 高温域での直接処理によるエネルギー効率向上
- アルカリ金属、重金属による触媒毒化への耐性
- 粘性排ガスへの適応性と長期安定性
環境規制対応と経済性評価
世界各国で強化される重金属排出規制に対応するため、当社の重金属捕集複合材は以下の基準を満たす性能を有しています:
主要性能指標
- 水銀除去率:99.8%以上
- カドミウム除去率:99.5%以上
- 鉛除去率:99.7%以上
- 連続運転寿命:5年以上
- 圧力損失:500Pa以下
- 耐温度:450℃まで
今後の技術開発展望
現在、さらに高性能な重金属捕集複合材の開発を進めており、低温域での除去効率向上や、より多様な重金属種への対応拡大を目指しています。また、使用済み複合材からの重金属回収・リサイクル技術の開発にも注力し、循環型社会の構築に貢献してまいります。
技術相談・導入事例のご紹介
重金属捕集複合材に関する技術相談、既存設備への適用可能性評価、コスト試算など、お気軽にお問い合わせください。お客様の産業プロセスや排ガス条件に合わせた最適なソリューションをご提案いたします。