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廃棄物熱処理プロセス排ガス中での重金属類の挙動解析とその成分分離法の検討

研究課題

研究課題/領域番号 14380267
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 環境保全
研究機関金沢大学

研究代表者

畑 光彦 (2004)  金沢大学, 自然科学研究科, 助手 (00334756)

金岡 千嘉男 (2002-2003)  金沢大学, 自然科学研究科, 教授 (00019770)

研究分担者 古内 正美  金沢大学, 自然科学研究科, 助教授 (70165463)
増井 芽  (株)アクトリー, 技術開発・営業室, 室長代行(研究職)
畑 光彦  金沢大学, 工学部, 助手 (00334756)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
15,300千円 (直接経費: 15,300千円)
2004年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2003年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2002年度: 11,700千円 (直接経費: 11,700千円)
キーワード廃棄物熱処理 / 重金属類 / 排ガス処理 / 成分分離 / 粒子化 / 滞留時間 / 反応速度 / 高温集塵 / 有機脱水汚泥 / 廃棄物 / 重金属化合物 / 熱力学平衡計算 / ダスト / 溶融 / 存在形態 / 下水脱水汚泥 / 平衡計算 / セラミックフィルタ
研究概要

1)廃棄物熱処理プロセスシミュレーターによる重金属挙動の実験的検討
重金属含有排ガス発生部と状態変化制御部からなる廃棄物熱処理プロセスシミュレーターを設計・製作した。排ガス発生部は最高1100℃で廃棄物を熱処理し,最大10l/minで状態変化制御部へ供給できる。状態変化制御部は直円管中に石英製円筒ろ紙フィルタを直列に三段設置し,それらの集塵温度をヒーターにより個別に制御(約800℃〜200℃)することで任意の排ガス温度における粒子状・ガス状重金属類を分離・捕集可能な構造である。製作したシミュレーターを用いて温度,滞留時間(流速,フィルタ位置)を変化させて重金属類の挙動を実験的に検討した。実験結果から,温度と滞留時間による排ガスからの粒子化率の違いを確認することができた。
2)シミュレーションによる重金属含有排ガス存在状態の推定
1)の実験と同形のシミュレーターを想定し,これを通過する重金属含有排ガスの存在状態について,熱力学平衡計算によりシミュレーションした。様々な条件で計算を行った結果,雰囲気温度,雰囲気ガス濃度及びフィルタの設置温度をコントロールすれば,目的とする重金属の化合状態を変化させられることから,排ガス中の重金属類を選択的に分離可能であることが示唆された。
3)反応速度論に基づく排ガス中重金属類の状態変化の推定
熱処理排ガス中に含有する鉛化合物に着目し,排ガス温度が変化する際に蒸気状物質が粒子状物質に変化する速度について反応速度論に基づき検討を行った。その結果,鉛化合物の粒子化メカニズムは化学反応に由らず,凝縮等の相変化が支配的であることが示唆された。
4)効率的な成分分離法の検討
3)で単純化した排ガス中微量重金属類の状態把握を行い,1)でその中に集塵装置を組み込んだ状態把握を行うことにより,最も効率的に重金属成分分離を行う温度と滞留時間等の条件設定について検討を行った。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (13件) 図書 (1件) 文献書誌 (7件)

  • [雑誌論文] The influence of humidity on dry separation of granular particles based on geometrical characteristics2005

    • 著者名/発表者名
      M.Furuuchi, K.Gotoh, C.Kanaoka
    • 雑誌名

      Powder Technology (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Characterization and Modeling Filtration in a Granular Coke Bed2004

    • 著者名/発表者名
      M.Furuuchi, M.Hata, C.Kanaoka, R.Takahashi, J.Yagi, R.Takehama, Y.Kawaminami
    • 雑誌名

      Characterization & Control of Interfaces for High Quality Advanced Materials 146

      ページ: 365-373

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Mechanistic Model for Mercury Capture with In-Situ Generated Titania Particles : Role of Water Vapor2004

    • 著者名/発表者名
      S.Rodriguez, C.Almquist, T.G.Lee, M.Furuuchi, E.Hedrick, P.Biswas
    • 雑誌名

      J.Air and Waste Management Association 54

      ページ: 149-156

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Separation Characteristics of a Supersonic Virtual Impactor2004

    • 著者名/発表者名
      M.Furuuchi, C.Kanaoka, Y.Shimizu
    • 雑誌名

      Proc. Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering 2004 (APCChE2004) (CD-ROM)

    • NAID

      130005052397

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Transformation of Mineral and Emission of Particulate Matters during Co-combustion of Coal with Sewage Sludge2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Ninomiya, L.Zhang, T.Sakano, C.Kanaoka, M.Masui
    • 雑誌名

      Fuel 83(6)

      ページ: 751-764

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Combustibility of Dried Sewage Sludge and its Mineral Transformation at Different Oxygen Content in Drop Tube Furnace2004

    • 著者名/発表者名
      L.Zhang, M.Ito, A.Sato, Y.Ninomiya, T.Sakano, C.Kanaoka, M.Masui
    • 雑誌名

      Fuel Processing Technology 85(8-10)

      ページ: 983-1011

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Characterization and Modeling Filtration in a Granular Coke Bed2004

    • 著者名/発表者名
      M.Furuuchi, M.Hata, C.Kanaoka, R.Takahashi, J.Yagi, R.Takehama, Y.Kawaminami
    • 雑誌名

      Characterization & Control of Interfaces for High Quality Advanced Materials

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Transformation of Mineral and Emission of Particulate Matters during Co-combustion of Coal with Sewage Sludge2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Ninomiya, L.Zhang, T.Sakano, C.Kanaoka, M.Masui
    • 雑誌名

      Fuel 83

      ページ: 6-6

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Combustibility of Dried Sewage Sludge and its Mineral Transformation at Different Oxygen Content in Drop Tube Furnace2004

    • 著者名/発表者名
      L.Zhang, M.Ito, A.Sato, Y.Ninomiya, T.Sakano, C.Kanaoka, M.Masui
    • 雑誌名

      Fuel Processing Technology 85

      ページ: 8-10

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Separation Characteristics of a Supersonic Virtual Impactor2004

    • 著者名/発表者名
      M.Furuuchi, C.Kanaoka, Y Shimizu
    • 雑誌名

      Proc.Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering 2004 (APCChE2004)

    • NAID

      130005052397

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Separation Characteristics of a Supersonic Virtual Impactor2004

    • 著者名/発表者名
      M.Furuuchi, C.Kanaoka, Y.Shimizu
    • 雑誌名

      Proc.Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering 2004(APCChE2004) (CD-ROM)

    • NAID

      130005052397

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Transformation of Mineral and Emission of Particulate Matters during Co-combustion of Coal with Sewage Sludge2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Ninomiya, L.Zhang, T.Sakano, C.Kanaoka, M.Masui
    • 雑誌名

      Fuel 83,6

      ページ: 751-764

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Combustibility of Dried Sewage Sludge and its Mineral Transformation at Different Oxygen Content in Drop Tube Furnace2004

    • 著者名/発表者名
      L.Zhang, M.Ito, A.Sato, Y.Ninomiya, T.Sakano, C.Kanaoka, M.Masui
    • 雑誌名

      Fuel Processing Technology 85,8-10

      ページ: 983-1011

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] まちづくりのための気候学入門2005

    • 著者名/発表者名
      古内正美他21名
    • 総ページ数
      150
    • 出版者
      建築学会(予定)
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ninomiya, L.Zhang, T.Sakano, C.Kanaoka, M.Masui: "Transformation of Mineral and Emission of Particulate Matters during Co-combustion of Coal with Sewage Sludge"Fuel. 83・6. 751-764 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] L.Zhang, Y.Ninomiya, T.Sakano, C.Kanaoka, M.Masui: "Combustibility of Sewage Sludge and the Mineral Transformation at Different Oxygen Content in Drop Tube Furnace"Fuel Processing Technology. (Submitted).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ninomiya, H.Cui, M.Masui, T.Sakano, C.Kanaoka: "Combustibility of Dehydrated Sewage Sludge under Oxygen Enrichment Condition"Journal of Material and Waste Management. (Submitted).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Hata, M.Furuuchi, C.Kanaoka, R.Kurose, H.Makino: "Observation of Dust Release Behavior from Ceramic Filter Element"Journal of Advanced Powder Technology. 14・6. 719-734 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] R.Kurose, H.Makino, M.Hata, C.Kanaoka: "Numerical Analysis of a Flow Passing through a Ceramic Candle Filter on Pulse Jet Cleaning"Journal of Advanced Powder Technology. 14・6. 735-748 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Sakano, C.Kanaoka, M.Furuuchi K.Yang, M.Hata: "Separation Characteristics of Heavy Metal Compounds by Hot Gas Cleaning System"Gas Cleaning at High Temperature III. (in press).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Hata, C.Kanaoka, M.Furauchi, T.Inagaki: "Analysis of Pulse-jet Cleaning of Dust Cake from Ceramic Filter Element"Gas Cleaning at High Temperature III. (in press).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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