仮想廃棄物焼却炉モデルの構築による非意図的生成物質の生成機構解明

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11480145
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 安井 至 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (20011207)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂村 博康 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (00114489) ; 宇都野 太 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (70232874)
• Keywords: 焼却炉 / 燃焼 / 燃焼反応 / プラスチック / 廃棄物 / 焼却モデル

Research Abstract

日本のような国土状況では、廃棄物の焼却は必須であるが、ダイオキシンなど非意図的に生成する化学物質の制御を十分に行うことが求められている。しかしながら、ダイオキシンなどが有害性であるためもあり、また、生成する有害物質が多様であることもあって、焼却炉の操業条件と特定有害物質の放出の相関をマクロ的に解明するといった立場の研究が主流であって、ミクロ的あるいは分子論的検討が決定的に遅れている。
本研究では、マクロ的な研究情報を補完し、よりミクロ的・分子論的立場から焼却プロセスを理解するために、仮想焼却炉モデルを構築することが目的である。実際の焼却炉では、まさに混合状態にあるさまざまな固形物が燃焼している。そこで、本実験では、個別的な廃棄物を微量の塩素および金属元素に着目して分析し、併せて、燃焼ガス中の化合物の同定を試みる。燃焼条件としては、酸素量、温度、金属元素の存在の有無を変化させることによって、主たる生成物の追求を行う。しかし、これまでの経験からも、生成物の特定は相当困難である。そこで、次の分子論的燃焼炉モデルを構築し、どのような分解生成物が存在しうるかについて検討を行う必要がある。
本年度は、単一物質の加熱・燃焼に伴う非意図的生成物の同定を行った。先ず、特定の条件下で燃焼が可能である密閉系の加熱燃焼装置を自作した。燃焼後、その気体生成物のうちの分析対象物をガスクロマトグラフによって分析した。実験は特定の酸素量と試料量での燃焼を行った。ポリエチレンとPETを個別に燃焼し発生した気体を調べた。そして、2つの成分を混合したときに燃焼させたときは、個別に燃やしたときのデータの相加平均とほぼ等しい区なるという結果が得られ、加熱・燃焼する単一物質の基礎データの収集が基礎データとなることが示された。

Research Products

• [Publications] 安井 至: "環境材料としてのセラミックス"セラミックス. 34. 339-343 (1999)
• [Publications] 安井 至: "ハイブリッド車の化学"化学と教育. 47. 392-393 (1999)
• [Publications] 安井 至: "環境問題に適切に対処する方法"OPTONICS. 6. 104-109 (1999)