重金属除去セラミックで実現する工業炉排ガス超低排出ソリューション

重金属除去セラミック技術の革新性

重金属除去セラミックは、中天威爾が独自開発した先端材料技術であり、工業炉排ガス中の重金属汚染物質に対する画期的な解決策を提供します。本技術は、従来のバグフィルターや電気集塵機では対応が困難だった微細重金属粒子の捕捉を、ナノレベル孔径設計により実現しています。

技術的特長と性能優位性

重金属除去セラミックの核心技術は、その特殊な多孔質構造にあります。孔径分布が1〜100ナノメートルに精密制御されたセラミック基材は、鉛、水銀、カドミウム、クロムなどの重金属化合物を選択的に吸着・固定化します。特に高温環境下での性能安定性は、従来技術を大きく上回ります。

産業別適用事例

ごみ焼却施設における応用

ごみ焼却排ガスには多種多様な重金属が含まれており、特に水銀の除去が課題となっています。重金属除去セラミックを採用した当社のシステムは、水銀除去効率99.8%を実現し、厳しい環境基準を満たしています。大阪市の大規模ごみ焼却プラントでは、従来システムからの更新において、重金属除去セラミックを導入し、運転コストを30%削減しながら排出基準値を大幅に下回る性能を達成しました。

鉄鋼業界での実績

製鉄プロセスでは、亜鉛、鉛、カドミウムなどの重金属が排ガス中に含まれます。中天威爾の重金属除去セラミックは、高温かつ高粉塵濃度の過酷な条件でも安定した性能を発揮します。愛知県の電炉メーカーでは、従来のバグフィルターでは対応できなかった微細重金属粒子の除去を本技術で実現し、環境基準適合とともに操業効率の向上も達成しています。

ガラス溶解炉への適用

ガラス製造工程では、原料中の不純物として重金属が排出されるケースがあります。重金属除去セラミックの耐高温特性は、ガラス溶解炉の高温排ガス処理に最適です。兵庫県のガラス工場では、当社のセラミックフィルターシステムを導入し、鉛、ヒ素などの重金属除去とともに、NOx、SOxの同時除去も実現しています。

システム構成と設計思想

重金属除去セラミックを中核とした当社の統合排ガス浄化システムは、モジュール式設計により多様な産業ニーズに対応します。システムは以下の主要コンポーネントで構成されています。

セラミック触媒フィルターチューブ

重金属除去機能を有する触媒をセラミックフィルター表面に均一に担持したハイブリッド設計。脱硝機能と重金属除去機能を単一コンポーネントで実現し、システムのコンパクト化とメンテナンス性向上を図っています。

多管束システム集成技術

数百本の重金属除去セラミックフィルターを効率的に配置する管束設計により、大型設備でも均一なガス分布を実現。局部の目詰まりや磨耗を防止し、長期安定運転を可能にしています。

自動化制御システム

圧力損失、温度、重金属濃度を連続監視するIoT対応制御システム。フィルターの自動洗浄サイクル最適化や、異常時の早期警報機能により、無人運転も可能です。

従来技術との比較優位性

実証データと性能評価

重金属除去セラミックの性能は、国内外の認証機関による試験で実証されています。独立行政法人産業技術総合研究所による評価試験では、連続運転5000時間後でも初期性能の98%を維持する高い耐久性が確認されました。

長期性能データ

実際のプラントでの3年間にわたるモニタリングデータでは、重金属除去セラミックシステムが常に排出基準値を大幅に下回る性能を維持しています。特に、運転条件が変動する過渡期においても安定した除去性能を発揮することが確認されています。

経済性評価

初期投資費用は従来システムと比較して10〜20%高めですが、ランニングコストは30〜50%削減可能です。5年間のライフサイクルコストでは、総コストで15〜25%の削減効果が期待できます。また、メンテナンス頻度の低減による生産ロス削減も大きな経済的メリットです。

今後の技術開発展望

中天威爾では、重金属除去セラミックの更なる高性能化に向けた研究開発を継続しています。現在、ナノ材料技術を応用した新型セラミックの開発を進めており、従来比で20%以上の性能向上が見込まれています。また、AIを活用した予知保全技術の開発も進めており、2024年度中の実用化を目指しています。

サステナビリティへの貢献

重金属除去セラミック技術は、SDGsの目標9「産業と技術革新の基盤をつくろう」、目標12「つくる責任つかう責任」、目標13「気候変動に具体的な対策を」に直接貢献する技術です。当社は、本技術の普及を通じて、持続可能な産業発展と環境保護の両立に取り組んでいます。