鉄鋼業排ガス超低浄化施工事例：中天威尔セラミック技術による革新的ソリューション
鉄鋼業排ガス超低浄化施工事例：技術的挑戦と解決策
鉄鋼製造プロセスでは、焼結工程、高炉、転炉、電気炉など多様な工程から排出される排ガスには、高濃度のNOx、SO2、粉塵、重金属類、ダイオキシン類など多種多様な汚染物質が含まれています。これらの排ガス処理は、従来の単体処理技術では限界があり、統合的なアプローチが求められています。
従来技術の課題と限界
従来の排ガス処理システムでは、SCR脱硝装置、バグフィルター、脱硫装置などを個別に設置する方式が主流でした。しかし、この方式では設備が大型化し、設置スペースやメンテナンスコストが増大する課題がありました。特に鉄鋼業の排ガスにはアルカリ金属や重金属が多く含まれるため、触媒中毒による性能低下が頻繁に発生していました。
中天威尔セラミック一体化システムの技術的特徴
セラミック触媒フィルター管の優位性
- ナノレベル孔径による高効率集塵（99.9%以上）
- 耐高温性能（最大450℃対応）
- アルカリ金属・重金属に対する耐中毒性
- 5年以上の長期使用寿命
多管束システムの設計特長
- コンパクトなフットプリント設計
- モジュール式構成による拡張性
- 自動洗浄システムによるメンテナンス性向上
- リアルタイムモニタリングシステム
実際の施工事例：国内大手鉄鋼メーカーA社
プロジェクト概要
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| 処理対象排ガス | 焼結炉排ガス |
| 処理風量 | 500,000 Nm³/h |
| 入口NOx濃度 | 400-600 mg/Nm³ |
| 入口SO2濃度 | 800-1,200 mg/Nm³ |
| 粉塵濃度 | 100-200 mg/Nm³ |
設計パラメータと性能保証
当社のセラミック一体化システムは、以下の厳しい性能基準を満たすように設計されました：
排出濃度保証値：
- NOx排出濃度：＜50 mg/Nm³（脱硝効率90%以上）
- SO2排出濃度：＜35 mg/Nm³（脱硫効率97%以上）
- 粉塵排出濃度：＜5 mg/Nm³（集塵効率99.5%以上）
- ダイオキシン類：＜0.1 ng-TEQ/Nm³
システム構成と施工プロセス
主要コンポーネント
- 前処理ユニット：温度調整、粗塵除去
- セラミック触媒フィルター管モジュール：脱硝・集塵同時処理
- 脱硫反応塔：乾式脱硫反応
- 副生成物処理システム：使用済み吸着剤回収
- 自動制御システム：最適運転制御
施工の特徴と工夫点
既設設備の稼働を停止することなく、段階的な施工を実施しました。特に以下の点に注意して施工を進めました：
- 既設ダクトとの接続部の気密性確保
- 高温環境下でのセラミックフィルター管の取り付け精度管理
- 自動洗浄システムの配管最適化
- 安全対策の徹底（爆発防止対策など）
運転実績と性能評価
システム稼働後、1年間にわたる連続モニタリングデータによると、すべての排出基準値を安定して下回る性能を達成しています：
実績データ（年間平均値）
- NOx排出濃度：32 mg/Nm³
- SO2排出濃度：28 mg/Nm³
- 粉塵排出濃度：3.2 mg/Nm³
- ダイオキシン類：0.08 ng-TEQ/Nm³
- システム圧力損失：1,200 Pa
- アンモニア漏れ率：＜2 ppm
経済性評価と環境効果
投資対効果分析
従来技術との比較において、以下の経済的優位性が確認されています：
| 比較項目 | 従来システム | 中天威尔システム |
|---|---|---|
| 設備設置面積 | 100% | 60% |
| 初期投資コスト | 100% | 85% |
| 運転コスト（年間） | 100% | 70% |
| メンテナンス頻度 | 3ヶ月に1回 | 6ヶ月に1回 |
環境負荷低減効果
本システムの導入により、年間以下の環境負荷低減効果が期待できます：
- NOx排出量削減：約180トン/年
- SO2排出量削減：約420トン/年
- 粉塵排出量削減：約35トン/年
- CO2排出削減（省エネルギー効果）：約800トン/年
今後の展望と技術開発
当社では、さらなる性能向上とコスト削減を目指し、以下の技術開発を進めています：
次世代セラミック材料開発
より低い圧力損失、より長い使用寿命を実現する新規セラミック材料の研究開発を推進中です。
AIを活用した最適制御
機械学習アルゴリズムによる排ガス組成予測と最適薬品注入制御システムの開発を進めています。
リサイクル技術の高度化
使用済みセラミックフィルター管の再生技術やリサイクル技術の開発を進め、廃棄物ゼロを目指します。
まとめ
本鉄鋼業排ガス超低浄化施工事例は、中天威尔のセラミック一体化技術が、従来技術では解決が困難であった鉄鋼業の排ガス処理課題に対して、技術的・経済的に優れたソリューションを提供できることを実証しました。厳しい環境規制に対応しながらも、ランニングコストの削減や設備のコンパクト化など、ユーザー利益にも貢献する本技術は、今後の鉄鋼業における環境対策のスタンダードとなる可能性を秘めています。
本記事で紹介した鉄鋼業排ガス超低浄化施工事例は、実際のプロジェクトに基づく実績データを含んでいます。詳細な技術資料や他業種への応用事例については、お気軽にお問い合わせください。
