斬新の新たなハイブリットスクラバー電気浄気除塵装置
HYBRID ElectroChemicalSCRUBBER APPARATUS
2024年に発見された「ハイブリッド電気化学スクラバー」は、
未来に世界中へ広がる。
ハイブリットスクラバー電気浄気除塵裝置
溜水型湿式スクラバーと電気浄気除塵装置の参考図
新旧式スクラバー装置の比較、一目瞭然、明らかに性能は高騰、
完璧な処理装置
環境保護の新たな基準、技術革新の選択
1.技術のハイライト
- 革新的技術の核心価値
- 高効率で包括的な汚染処理能力
- Fuzzy制御によるスマート化と省エネ設計
2.核心技術と原理
- 電気化学技術と多層電極設計
- 気水混合物の効率的な分解メカニズム
- 固液分離および廃ガス・廃水の高度処理
3.応用分野と市場需要
- 多業界における技術適応性
- ESG環境保全要件を満たす未来市場の潜在力
4.技術の優位性と比較分析
- 従来設備との性能および経済性の比較
- 企業にもたらす環境保全と経済の二重の効果
- モジュール設計とインテリジェント運用
- 高コストパフォーマンスの市場潜在力
5.環境保全への貢献と未来展望
- 環境保全の新しい選択肢
- 環境と社会における持続可能な価値
- 技術革新によるグリーン変革の推進
技術ハイライトの概要
前例のない革新の貢献: 複合型水洗電気浄化除塵装置
1. 革新的技術の核心価値
複合式水洗電気装置は電気化学反応と物理的分離を基盤とし、従来の廃ガスおよび廃水処理方法を革新し、優れたソリューションを提供。多層的な汚染処理：臭気、油脂、VOC（揮発性有機化合物）、重金属、微粒子などを同時に除去可能。超高効率のナノレベル除塵：従来技術では達成困難な汚染物質の捕捉を実現。
2. 高効率で包括的な汚染処理能力
湿式洗浄と電気技術を組み合わせ、多様で複雑な汚染物質を処理。VOCおよび臭気の深度除去により、環境に安全な排出を可能に。
3. スマート化と省エネ設計
Fuzzy制御技術で正確な運転を実現し、自動化による人員削減を達成。高効率のエネルギー消費設計を採用。モジュール化で操作が簡略化され、ESG基準に基づく省エネと排出削減を促進。
核心技術と原理
1. 電気化学技術と多層電極設計
電気化学原理：
アノードから金属イオンを放出し、酸化反応を引き起こして汚染物質の酸化還元を促進。カソードで水を電解し、生成した水素と水酸化物イオンで有害物質を除去。
多層電極構造：
反応面積を最大化して効率を向上。水霧や廃ガスの分解速度を高め、均一な電場を提供し、汚染物質の処理を迅速に完了。
2. 気水混合物の高効率分解メカニズム
微細化された水霧と油霧が電極との接触効率を向上。パルス電気化学反応技術で反応時間をミリ秒単位に短縮し、汚染物質の分解を最適化。
3. 固液分離および廃ガス・廃水の深度処理
高効率電気凝集技術により、安定した固体粒子を形成して固液分離を実現。廃ガスおよび廃水の排出基準は国際的なESG環境保護基準を満たす。
応用分野と市場需要
1. 多分野における技術適応性
半導体・電子製造：VOCや廃ガス、粉塵排出の高効率処理。
化学工業・製薬業：揮発性有機化合物や臭気物質の除去。
食品加工・飲食業：油脂および臭気汚染を解消。
一般的な汚染工場でも低コストで省エネ、高効率の除塵と消臭が可能。
2. ESG基準を満たす将来市場の可能性
環境保護の世界的なトレンドと政策の後押しにより、企業が環境装置に求めるニーズが急増。高効率かつ長寿命の装置で従来設備を置き換えることで、総コストを大幅に削減。
環境貢献と将来展望
1. 環境革新による持続可能な社会価値
技術革新：物理および電気化学技術を用いて、廃ガスおよび廃水汚染を完全除去。
汚染削減：VOCや臭気、油脂、粉塵、重金属の排出を顕著に低減。
省エネと排出削減：低エネルギー消費により、企業のカーボンニュートラル達成を支援。
2. 技術革新によるグリーン転換の推進
全く新しい汚染処理モデルを確立し、高汚染産業向けにグリーンソリューションを提供。
モジュール設計とFuzzy制御を組み合わせ、効率的かつ安定した運転を実現し、業界のアップグレードを推進。
技術の優位性と比較分析
優位性比較
総コストと効率の比較図
複雑な汚染物質を効率的に除去し、多回の処理を回避。長期的なコストを削減。
メンテナンス頻度が低く、運転が安定。装置寿命が長い。
ハイブリットスクラバー電気浄気除塵処理適合範囲図
作動核心原理
渦巻強制水洗後の汚染源処理
廃ガスなどの汚染源は渦巻強制水洗後、金属電極板を通して電流を流し、アノードから金属イオンを放出し、カソードで水を電解して水素（H2）と水酸化物イオン（OH-）を生成します。これらのイオンは電子移動によって、有機物や無機物、重金属などの汚染物質に酸化還元反応を起こし、廃ガスや廃水中の有害物質を分解して除去します。アノード酸化によって生成された金属イオンは、カソードで生成された水酸化物イオンと反応して金属水酸化物を生成し、物理吸着と化学イオン交換作用によりスラッジを形成します。電解で生成された水素と酸素は、微細なスラッジを浮上させ、凝集して固液分離を完了します。
電気化学反応
廃ガスは渦巻強制水洗を経て、金属電極板の電解反応によって酸化還元反応を経て浄化されます。
電極反応；アノードとカソードの反応
アノードは金属イオンを放出し、カソードは水を電解して水素と水酸化物イオンを生成し、酸化還元反応で廃水中の有害物質を除去します。
電気化学廃ガス廃水処理方法
①アノード金属イオンの放出： 金属材料をアノードとして使用し、電流がアノード板を通過して金属イオンを水中に放出します。
②カソードでの水の電解： 水はカソードで還元されて水素（H2）と水酸化物イオン（OH-）、および水酸基自由基（OH∙）を生成します。
③電極付近の酸化還元化学反応： 電極間の電位差による電流が、有機物、無機物、重金属汚染物質に酸化還元反応を起こし、有害物質を分解します。
④凝集と共沈降： 金属水酸化物が形成するコロイド状の懸濁固体が他の懸濁コロイドや分解後の汚染物質を吸着し、さらに凝集して大きな固体粒子を形成します。
⑤分離： 凝集した汚染物質は固体フロックを形成し、重力沈降または浮上除去により固液分離を行います。
応用
電解分解による水洗浄粉塵脱臭効果の応用
廃ガスや悪臭の処理において以下の効果があります：
1.廃ガス中の粉塵除去：水とガスの混合物による物理的な機構で廃ガスを洗浄し、電気化学処理装置と組み合わせて汚染物質を分解します。
2.有機物の分解：酸化還元反応により、有機廃ガスと化学的に活性な反応物が反応して分解します。
3.重金属の除去：OH-イオンが重金属と結合して沈殿を形成し、分離を実現します。
4.水中の汚染物質濃度の低減： 凝集と沈降により水中の汚染物質濃度を効果的に低減します。
5.油水分離：酸化還元反応により油脂を加水分解して分離します。
6.バクテリアと微生物の抑制：生成された水酸基自由基などにより抑菌または殺菌効果を発揮します。
7.水中のアンモニア窒素の除去： アンモニアを窒素ガスと水に還元して、水中のアンモニア窒素を除去します。
8.微細粒子の除去： 微細粒子を集めてより大きなフロックを形成し、固液分離を容易にします。
9.臭気の除去：化学反応と酸化過程を通じて、水中の臭気を除去します。
10.硝酸塩の除去：硝酸塩を窒素ガスに還元するか、アンモニア窒素に酸化します。
従来の脱臭設備との比較
1.吸着式脱臭装置：活性炭などの吸着材料を使用し、コストは低いが吸着材料の交換が必要です。
2.化学脱臭剤：化学反応で臭気成分を分解しますが、新しい臭気が発生する可能性があります。
3.生物脱臭剤：微生物を利用して臭気成分を分解しますが、性能が季節や気候に影響されます。
4.活性炭の篩い分け：臭気分子を吸着しますが、吸着能力は限られています。
5.オゾン発生器：酸化と分解で臭気を除去しますが、オゾンは人体に有害です。
6.光触媒脱臭剤： 紫外線で臭気を分解しますが、光が不足すると効果が限定されます。
7.プラズマクラスタ脱臭装置： プラズマを放出して臭気を除去しますが、価格が高いです。
ハイブリットスクラバー電気浄気除塵装置がVOCを処理できる理由
揮発性有機化合物（VOC, Volatile Organic Compounds）とは、工業排出物、溶剤、塗料、燃焼プロセスなどに由来する、揮発性の高い有機物質の総称です。VOCは環境や人体に潜在的な危険をもたらすため、その排出を効果的に処理することが重要です。こうした背景から、新しいハイブリットスクラバー電気浄気除塵装置が誕生しました。この装置は、湿式洗浄法と電気化学処理を組み合わせ、VOCの除去効果を強化しています。気-液接触後の処理において、湿式洗浄法によってVOCの一部が液相に溶解・捕捉されます。気相と液相の接触により、気相中の臭気物質が溶解して液相に移り、さらに電気化学反応によって溶解した汚染物質を液相で処理することが可能です。極性の強いVOCや水に溶けやすいVOC（アルコール類、アルデヒド類など）に対しては、アンモニアと空気の混合物が水中を通過することで、気相中のアンモニアが水に溶けてアンモニア水溶液を形成し、空気は水面から分離されます。湿式洗浄法では、アンモニアや硫化水素などの水に溶けやすい臭気物質は、洗浄水を多層電極で区切ることで効率よく除去され、処理効率が向上します。多種の汚染物質を除去する必要がある場合（VOCだけでなく酸性ガスEx. SO₂、NOx 、浮遊粒子なども処理する場合）、湿式洗浄法と電気化学処理を組み合わせた方法が適しています。この組み合わせにより、VOCが液相に溶解し、電気化学的にさらに分解され、全体の処理効果が向上します。
如何オイルミストなどの異臭を迅速に除去
多層電極構造を用いて電気化学反応によってオイルミストや油脂の混合物を極めて短時間で分解することが可能です。
1.多層電極設計の利点
表面積の拡大：多層電極は反応表面積を大幅に増やし、オイルミストや油脂と電極との接触を増やし、全体の反応速度を向上させます。電場分布の合理化：多層電極の構造は、反応領域内に均一な電場を形成し、油脂や水分子が素早く電極に接触し反応できるようにします。空間効率：多層電極の配置により、比較的小さな空間での反応が可能となり、油脂やオイルミストの移動による制約が減少し、反応速度がさらに向上します。
2. 気水混合物の分解メカニズム
気体状の水霧と油脂の混合物において、以下のような分解反応が関与します。水の電解反応：強電場の作用下で水分子が迅速に電解され、水素と酸素が発生します。特に水が微細な霧状の場合、表面積が大きく電解効率が向上します。油脂の電気化学分解：高エネルギーの電子と強電場により、油脂の官能基（エステル基など）が迅速に破壊され、小分子の脂肪酸やグリセリンなどの分解生成物が生成されます。
3. 水とオイルミストの高反応性
水とオイルミスト中の水分子は液体水よりも電解されやすく、霧粒の体積が小さく表面積が大きいため、電極との接触面積が増加し電気化学反応の速度が加速します。この結果、水の電解がミリ秒単位で完了し、溶解酸素や他の気体も電気化学反応でさらに反応が促進されます。
4.電場およびパルス電流の効果
電場またはパルス電流技術を用いることで、反応時間を大幅に短縮することができます。電場下では、電極表面近くに非常に高い電子密度が生成され、電子の移動と反応速度が加速されます。このため、水とオイルミストと油脂の分解が数秒以下で完了します。パルス電流は瞬時にエネルギーを供給し、水とオイルミストと油脂の分解反応を触発し、この方法ではマイクロ秒からミリ秒単位で局所的な電気化学反応を完了することができます。局所的な高温効果：電流が電極表面や局所領域に一時的な高温を発生させ、分解反応がさらに加速されます。従来の集塵装置と、ハイブリットスクラバー装置の脱臭、脱油、VOC浄化装置のエネルギー消費の比較
同様の処理環境でエネルギー消費を計算値、
例えば、風量200Nm³/分、粉塵廃ガス温度120℃、管長80m、90度の曲がり6箇所、上下総長15mを仮定します。風量200Nm³/分は120℃の環境で約288m³/分の実際風量となり、圧損値は70mmH2Oとなります。
①静電気集塵機から検討すると：
μm単位での捕集効率は95%〜99%設備の圧損値は10〜20mmH2Oで、ファン圧力は90mmH2O必要表または計算によると、ファンの動力は8.1kW以上
②ウエットスクラバー装置から検討すると：
μm単位での捕集効率は90%〜95%設備の圧損値は130〜140mmH2Oで、ファン圧力は210mmH2O必要表または計算によると、ファンの動力は18.9kW以上
③ハイブリットスクラバー電気浄気除塵装置から検討すると：
μm単位での捕集効率は98%以上設備の圧損値は135〜145mmH2Oで、ファン圧力は215mmH2O必要表または計算によると、ファンの動力は19.3kW以上
④マルチサイクロン装置から検討すると：
μm単位での捕集効率は80%〜90%設備の圧損値は100〜200mmH2Oで、ファン圧力は270mmH2O必要表または計算によると、ファンの動力は24.2kW以上
⑤サイクロン集塵装置から検討すると：
μm単位での捕集効率は60%〜90%設備の圧損値は150〜230mmH2Oで、ファン圧力は300mmH2O必要表または計算によると、ファンの動力は27kW以上
⑥従来なスクラバー装置から検討すると：
μm単位での捕集効率は50%～70％設備の圧損値は180〜250mmH2Oで、ファン圧力は320mmH2O必要表または計算によると、ファンの動力は28.7kW以上
⑦バッグフィルター集塵装置から検討すると：
μm単位での捕集効率は95%設備の圧損値は180〜300mmH2Oで、ファン圧力は370mmH2O必要表または計算によると、ファンの動力は33.2kW以上
⑧ベンチュリー管水洗装置から検討すると：
μm単位での捕集効率は80%〜95%設備の圧損値は280〜600mmH2Oで、ファン圧力は670mmH2O必要表または計算によると、ファンの動力は60kW以上
総括
ハイブリットスクラバー電気浄気除塵装置は物理的および化学的なプロセスを組み合わせており、廃ガスや廃水中の粒子、粉塵、油脂、有機無機汚染物質および重金属を効果的に処理します。その革新的な設計と多機能処理能力により、現代の廃ガス廃水処理の最適な解決策となります。