スクラバー：産業排気から大気汚染物質を除去するシステム

主な種類と構成要素

スクラバーには大きく湿式と乾式の2種類がある。湿式スクラバーでは、しばしば溶解または懸濁した試薬を含む水などの液体をガス流に接触させる。これにより、汚染物質は液相へ移行するか、反応して分離可能な固形物となる。乾式システムでは、吸着剤の注入またはろ過によって汚染物質を除去する。多くの設備では除去性能を最適化するために方式を組み合わせ、例えば乾式吸着剤段の後にバグフィルターを設置する。

• 湿式スクラバーの構成要素：吸収塔、スプレーノズル、ミストエリミネーター、循環ポンプ。
• 乾式スクラバーの構成要素：吸着剤供給装置、バグフィルター、電気集じん機、残渣ホッパー。

運転と化学反応

湿式スクラバーでは、汚染されたガスが反応性の化学物質またはアルカリ性媒体を含む液流と接触する。酸性ガスは反応または溶解し、粒子状物質や可溶性物質は汚染物質として沈殿するか、液体中に集められる。このような反応では、二酸化硫黄を石灰または石灰石のスラリーと反応させ、沈殿する硫酸塩を生成できる。乾式吸着剤注入では、粉末状の試薬でガスを中和し、生成物をフィルターで捕集する。

副産物と再利用

スクラバーから除去される物質には、塩類や金属を多く含む残渣がある。これらの金属や化合物の一部は、販売可能な副産物へ加工できる。例えば、石灰を用いる湿式スクラバーのスラッジは、石こう製品用の充填材として、ウォールボード製造業者に利用されてきた（ウォールボード）。煙突ガスから捕集されるフライアッシュ（フライアッシュ）は、埋立処分の代わりに軽量コンクリートなどの建設製品へ混合される場合がある。一部の用途では、煙突の煙道由来材料や天然骨材に代わる材料となる（コンクリート）。

歴史、規制と影響

20世紀後半に大気質規制が強化されるにつれ、スクラバーの導入は拡大した。米国では、20世紀後半の石炭利用増加と排出削減の取り組みが並行した。国の規制とスクラバーの広範な設置は、燃料消費量が増加する中でも大気中の硫黄濃度低減に寄与した（アメリカ合衆国、20世紀）。現代のスクラバーは、適切に運転されれば、硫黄酸化物と粒子状物質に対して高い除去効率を達成できる。

利点、限界と展望

利点には、対象汚染物質を大幅に削減できること、有用な副産物を回収できる可能性があることが含まれる。一方、エネルギーと水の使用、取り扱いを要する二次廃棄物の発生、設備投資費用が限界となる。吸着剤の化学的性質の改善、水需要の削減、炭素制御技術との統合に向けた研究が続けられている。適切に保守されたスクラバーは、産業排出管理における中核的な手段であり続けている。