化石エネルギー・劣質未利用エネルギーの変換プロセスにおけるゼロエミッション化

• 研究課題/領域番号: 10141246
• 研究種目: 特定領域研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 成蹊大学
• 研究代表者: 上宮 成之 成蹊大学, 工学部, 助手 (60221800)
• 研究期間 (年度): 1998
• 研究課題ステータス: 完了 (1998年度)
• 配分額: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円); 1998年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
• キーワード: ゼロエミッション / 廃棄物 / 焼却灰 / 重金属 / 溶融固化 / エネルギーフロー / 物質フロー / LCA

研究概要

廃棄物のエネルギー転換プロセスにおけるゼロエミッション化を達成する上で、大量に排出される廃棄物の流れ、廃棄物の燃焼によるエネルギー変換効率、焼却や排ガス処理に伴い排出される廃棄物を有効利用する際の無害化処理のエネルギーフロー、物質フローを全体的に把握することが必要である。
本年度は、各焼却灰処理法(セメント固化法、キレート処理法、酸抽出法、溶融固化法)をLCA(Life Cycle Assessment)手法を用いて評価した。予想通りの結果となったが、各種溶融固化プロセスでは電力や重軽油の使用量が多く、他の処理法に比べCO_2排出量が多いことが定量的に示された。
溶融プロセスの典型例として燃料溶融方式と電気溶融方式を取り上げ、聞き取り調査による実炉データをもとに、灰1tあたりのCO_2排出量および灰中各元素の移行率を算出した。両方式ともに低沸点の金属がダスト(溶融飛灰)に分配されるが、電気溶融方式の方がより高い分配率を与える傾向にあった。スラグ中には有害金属の残留は少なく、溶出試験結果は埋立処分基準・排水基準より厳しい土壌環境基準を満たしており、資源化には適合している。さらには、電気溶融方式における強還元雰囲気下での溶融は、溶融飛灰への金属、特に非鉄金属の濃縮工程とも考えられ、ゼロエミッション化に一役を担っていると言える。また、消費エネルギーの観点からも、燃料溶融方式に比べ、電気溶融方式の方が優れていることがわかった。しかしながら、両方式ともに実働しており、ゴミ質、処理量、処理対象灰(飛灰のみ、主灰のみ、または両方とも)、地域環境などによる特徴について、別の観点からの評価が必要と思われる。