• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2004 Fiscal Year Annual Research Report

廃棄物焼却炉の排ガスに含まれる微量重金属成分の化学形態分析とその低減法の確立

Research Project

Project/Area Number 14380279
Research InstitutionChubu University

Principal Investigator

二宮 善彦  中部大学, 工学部, 教授 (10164633)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 桜井 誠  中部大学, 工学部, 専任講師 (10278260)
増井 芽  株式会社アクトリー, 技術開発・営業室, 室長代行(研究職)
Keywords廃棄物焼却 / 微量金属 / カスケードインパクター / CCSEM / 粒子状浮遊物質 / 下水汚泥 / 化学形態別分析 / 凝縮性粒子
Research Abstract

流通式燃焼装置(試料供給量30g/h、内径50mmφ、長さ1800mm)を使用して、亜鉛含有率の異なる3種類の下水汚泥について、酸素分圧を変えた燃焼実験を行った。燃焼後の粒子状浮遊物質は水冷プローブを使用してサンプリングを行い、サイクロンで10μm以上の粒子を分離した後、カスケードインパクターを使って0.03〜10μmの粒子を風力分級した。これらの粒子状物質をCCSEMと微小部XRDを利用して、数千個レベルで粒径分布と形態別分析を行い、燃焼過程における粒子の組成や粒径変化を検討した。また、石英フィルターに付着した微粒子をアスピレータにより粒子1個ずつ吸引し、ヘリウムマイクロ波誘導プラズマによる発光分光分析の手法を使用して、バルク粒子表面にコーティングしている微量の凝縮性元素の定量を行い、その化学形態を明らかにした。
(1)亜鉛含有率の異なる3種類の汚泥について、酸素分圧を変えた燃焼実験を行い、揮発性元素の放出挙動を0.03〜12μmの範囲で定量的に明らかにした。この結果をもとに微粒子生成モデルを提出した。汚泥に含まれる無機質が直接粒子状物質に変換するルート:この時の粒径は1μm以上となる。一方、Na、Zn、Pなどは燃焼時に蒸気になり、均一核生成ルートならびに不均一核生成ルートを経て、0.1μm以下および0.1〜1μmの粒子が生成するルートに大別される。
(2)環境や生態への影響が大きい煤じん粒子表面に濃縮した揮発性元素の定量分析を行った。下水汚泥燃焼によって生成した飛灰のバルク粒子表面にコーティングしている微量の凝縮性元素として、B、As、Zn、S,P,Clが定量され、その化学形態として、As_2O_3,ZnCl_2,ZnSO_4などの存在が確認された。
(3)バイオマスの部分酸化によって作製した酢酸カルシウムを廃棄物原料に添加し、この酢酸カルシウムを燃焼させた時に発生するナノスケールのカルシウムが浮遊粒子状物質と反応して凝集し、10μm以下の微量金属発生量を低下させることを明らかにした。

  • Research Products

    (17 results)

All 2005 2004

All Journal Article (16 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] 石炭高温利用プロセス内における灰の挙動、石炭・炭素資源利用技術第148委員会第97回研究会資料2005

    • Author(s)
      二宮善彦
    • Journal Title

      石炭・炭素資源利用技術第148委員会第97回研究会資料(独立行政法人 日本学術振興会)

      Pages: 1-10

  • [Journal Article] Formation of PM10 with the progress of coal combustion and influence of combustion temperature2005

    • Author(s)
      張 立安, 二宮善彦
    • Journal Title

      化学工学会第70年会講演要旨集

      Pages: O305

  • [Journal Article] Decomposition of carbon with the progress of coal combustion and formation of fine/ultrafine carbon particles2005

    • Author(s)
      張 立安, 二宮善彦
    • Journal Title

      化学工学会第70年会講演要旨集

      Pages: O308

  • [Journal Article] Combustion and De-SOx behavior of high-sulfur coals added with calcium acetate produced from biomass pyroligneous acid2004

    • Author(s)
      Y.Ninomiya, L.Zhang, T.Nagashima, J.Koketsu, A.Sato
    • Journal Title

      Fuel 83

      Pages: 2123-2131

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Combustibility of dried sewage sludge and its mineral transformation at different oxygen content in drop tube furnace2004

    • Author(s)
      L.Zhang, Y.Ninomiya, T.Sakano, C.Kanaoka, M.Masui
    • Journal Title

      Fuel Processing Technology 85

      Pages: 983-1011

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Transformation of mineral and emission of particulate matters during co-combustion of coal with sewage sludge2004

    • Author(s)
      Y.Ninomiya, L.Zhang, T.Takano, C.Kanaoka, M.Masui
    • Journal Title

      Fuel 83

      Pages: 751-764

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Partitioning of sulfur and calcium during pyrolysis and combustion of high sulfur coal impregnated with calcium acetate as the desulfurization sorbents2004

    • Author(s)
      L.Zhang, A.Sato, Y.Ninomiya, E.Sasaoka
    • Journal Title

      Fuel 83

      Pages: 1039-1053

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Development of ash melting furnace and recycling system for wet sewage sludge using oxygen enrichment2004

    • Author(s)
      Yoshihiko Ninomiya, Lian Zhang, Chikabumi Yamauchi, Megumi Masui, Hiroharu Mizukoshi, Takeo Sakano, Chikao Kanaoka
    • Journal Title

      REWAS2004 Vol2

      Pages: 1587-1596

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Mineral matter transformations of sewage sludge in oxygen-enriched combustion2004

    • Author(s)
      Y.Ninomiya, L.Zhang
    • Journal Title

      21, IT3 Conference

      Pages: 10-14

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Emission of particulate matters from coal combustion and its correlation with coal mineral properties2004

    • Author(s)
      Lian Zhang, Yoshihiko Ninomiya
    • Journal Title

      The 21st Pittsburgh Coal Conference

      Pages: 19-1

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Synthesis of organic calcium-based sorbents from the biomass pyroligneous acid and its De-SO_2 and De-Cl capabilities during the combustion of high-sulfur coals2004

    • Author(s)
      Y.Ninomiya, L.Zhang
    • Journal Title

      The 21st Pittsburgh Coal Conference

      Pages: 17-5

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] CCSEM characterization on the chemical species in PM10 emitted from various sources2004

    • Author(s)
      Lian Zhang, Yoshihiko Ninomiya
    • Journal Title

      The 21st Pittsburgh Coal Conference

      Pages: 25-5

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 下水汚泥の燃焼過程から放出される金属成分(PM2.5)の挙動2004

    • Author(s)
      張立安, 二宮善彦
    • Journal Title

      化学工学会秋田大会

      Pages: SB123

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 石炭の熱分解過程から放出される金属の挙動と炭素含有率との関係2004

    • Author(s)
      張立安, 二宮善彦
    • Journal Title

      第41回石炭科学会議

      Pages: 19, 43-44

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Influence of coal particle size on Particulate matter emission and its chemical species produced during coal combustion2004

    • Author(s)
      Y.Ninomiya, L.Zhang, A.Sato, Z.Dong
    • Journal Title

      Fuel Processing Technology 85

      Pages: 1065-1088

  • [Journal Article] 中小規模処理場向け酸素富化型汚泥溶融処理システムの開発2004

    • Author(s)
      水越裕治, 二宮善彦, 増井芽, 金岡千嘉男
    • Journal Title

      ケミカルエンジニアリング 50, 2

      Pages: 98-102

  • [Book] 21世紀を担うクリーンコールテクノロジー2004

    • Author(s)
      二宮善彦(執筆分担)
    • Total Pages
      32/342
    • Publisher
      大阪大学出版会
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より

URL: 

Published: 2006-07-12   Modified: 2016-04-21  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi