2001 Fiscal Year Annual Research Report
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
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11480145
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
安井 至 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (20011207)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宇津野 太 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (70232874)
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| Keywords | 焼却炉 / 燃焼 / 燃焼反応 / 廃棄物 / プラスチック / 焼却モデル / ダイオキシン |
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| 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、ダイオキシンなどの生成する有害物質が多様であって、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り、ミクロあるいは分子論的検討が決定的に遅れている。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本研究の最終的な目的である。実際の焼却炉では、まさに混合状態にある様々な固形物が燃焼している。そこで、本実験では、ある特定した条件下での個別的な廃棄物の燃焼を調べ、燃焼ガス中の化合物の同定を試みた。燃焼条件としては、酸素量、温度を変化させることによって生成ガスをGCおよびGC-MSにより定性・定量分析を行った。プラスチックの燃焼において、それらの化学組成から燃焼反応による見積もられる完全燃焼がおこる酸素量よりも多いプラスチック試料が存在する場合には、ベンゼン環を含まないポリエチレンでも、排出ガス中にベンゼンが見られ、このようなより高い炭素数への反応が起こることが分かった。このような反応により非意図的物質が生成されると考えられる。また、密閉容器中の酸素をほぼ完全に使用する装置の作製を試みた。昨年度に設計した密閉系の加熱燃焼装置では、燃焼用の発熱体である白金をコイル状にした部分に石英ガラス管で覆い、その中に試料をセットしたが、その管内で燃焼が起こるため、密閉容器内の酸素量に対して完全に燃焼する試料量よりもさらに多い試料を燃焼させた場合でも、系の酸素は燃焼後数%測定された。次に、25φ程度の石英ガラス製の皿に試料をセットし、その上部にコイル状にした白金発熱体を設置し燃焼を試みた。しかし、燃焼により試料が容器内に散乱し、皿から落下した試料は灰として容器の底部に付着し、燃焼に関与しなかった。本装置により燃焼実験は、昨年度と同様の結果で、試料量を変化させた結果、酸素量が十分である場合は発生ガスはほぼCO_2であり、試料量が増すとC0_2に加え、分解反応によると考えられるCH_4、C_2H_4、COが発生した。また、紙試料の燃焼も行ったがCO_2、CO、CH_4のみの発生が観測された。
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