成果報告書詳細
管理番号20120000000519
タイトル平成23年度中間年報 アスベスト含有廃棄物の無害化実証開発 石綿含有震災廃棄物無害化及び再資源化処理の実証研究開発
公開日2013/3/20
報告書年度2011 - 2011
委託先名株式会社ストリートデザイン
プロジェクト番号P11014
部署名環境部
和文要約本実証研究の目的は、極力エネルギー自立が可能なアスベスト含有廃棄物の無害化処理システムの確立である。この目標を達成するため、平成21年度NEDO「アスベスト含有建材等安全回収・処理等技術開発」委託事業で実施した低温溶融処理によるアスベスト無害化処理技術とバイオマスガス化技術を用いた。
本実証研究における実施項目は以下の通りである。
1. 石綿含有震災廃棄物の無害化処理条件の確立
2. エネルギー自立型処理システムの運転条件確立
3. 排ガス中への飛散アスベストやPCB等のハロゲン系有害物質等の混入防止
4. 無害化処理物の再資源化
5. 事業化シナリオの策定
6. 災害廃棄物無害化再資源化処理用移動式処理システムの検討
7. 環境省石綿無害化認定申請の準備
アスベスト含有廃棄物無害化実証研究のため、新しいタイプの無害化炉を設計し釜石市の実証試験設備に導入した。熱処理過程において、アスベストは無害化され、燃料ガスが生成する。
無害化処理システムは、密閉型破砕機、無害化炉、水蒸気ガス化炉とガス精製装置で構成される。生成した燃料ガスはガスエンジン発電機に導入され、発電を行う。このシステムは以下のようになる。
(原料)→破砕→減容固化→無害化炉→水蒸気ガス化炉→(無害化生成物)
無害化炉では、アスベストはアルカリ溶融剤存在下で熱処理により無害化され、木質廃棄物は炭化物、タール、ガスになる。タールとガスは無害化炉中で燃焼され、ガス化炉に用いる過熱蒸気の熱源となる。ガス化炉では炭化物が過熱蒸気により可燃性ガスになる。
運転条件を決定するため、基礎研究が東京工業大学、(独)産業技術総合研究所、秋田大学で実施された。東京工業大学では、電気炉によるセメントとクリソタイルの混合物の熱処理を実施し、添加薬剤種や添加率等の最適条件を決定した。(独)産業技術総合研究所では、運転研究計画や装置形式、装置配置の検討を実施した。秋田大学では、アスベスト無害化物をイオン交換能やリン酸吸着能を持つTobermorite等に転換する検討をした。アスベスト無害化物の組成はCaO(36.2%)、SiO2(33.1%)、Na2O(12.8%)、Al2O3(7.4%)、MgO(6.4%)であり、石英、larnite(Ca2SiO4)、calcite(CaCO3)、dolomite((Ca,Mg)(CO3)2)、hydroxycancrinite(Na4Al3Si3O12(OH)・H2O)やTobermorite11オングストローム(Ca5Si6O16・4H2O)がNaOH処理により合成された。Tobermorite11オングストロームの生成量はNaOH量や反応温度・時間を増すことによって増加した。
英文要約The purpose of the demonstration research is to establish a practical treatment system of disaster wastes containing asbestos through pyrolysis with formation of fuel gas, which can be supplied to the treatment system. In order to achieve the goal of the project, two technologies are merged in this demonstration research. One is the asbestos melting process that had been developed in the NEDO project that was conducted by Streetdesign corporation, Tokyo Institute of Technology and AIST. Another is biomass gasification process for the recovery of the mixture of hydrogen and carbon monoxide.
Items of demonstration are as follows:
1. Optimization of operation conditions of melting asbestos and gasifying waste wood.
2. Optimization of operation conditions of the effective fuel gas recovery.
3. Prevention of contamination of scattered asbestos and PCB in flue gas
4. Conversion of a treatment residue into a resource
5. Business plan of this system
6. Design proposal of transferable system
7. Preparation of submitting a technical document for an approval by the ministry of environment.
In order to demonstrate a conversion of disaster wastes into resources, a new thermal treatment system was designed and installed in a factory in Kamaishi city. During the thermal process, asbestos crystalline is converted into a harmless solid and fuel gas is produced.
The treatment system include a crusher with a sealed chamber, a pyrolyser, a reactor of steam gasification and a gas cleaner. A gaseous fuel is obtained to supply it to a dual-fuel engine to generate electricity. This system was designed as follows: Feed -> crushing -> densification (briquette preparation) -> Primary furnace -> Secondary furnace -> Converter -> Inorganic product
In the primary furnace, an asbestos component will be converted into harmless substance through thermal treatment in the presence of an alkaline reagent, and a wood component will undergo pyrolysis to give charcoal, tar and flammable gas. Tar and flammable gas are incinerated in the furnace to generate heat to produce superheatedsteam, which is used to gasify charcoal under water-gas shift reaction conditions in the secondary furnace. The secondary furnace will convert charcoal into flammable gas in the presence of superheated steam.
In order to determine operation conditions, fundamental studies were performed in Tokyo Institute of Technology, AIST and Akita University. In Tokyo Institute of Technology, thermal treatment of a mixture of cement and chrysotile was conducted in an electric furnace to determine suitable conditions such as type of additives and mixing ratio. AIST proposed a research plan and a system configuration like type of equipment and arrangement of the equipment. Akita Universityconducted experimental studies on the conversion of the treatment residue of an asbestos-containing waste into inorganic compounds such as Tobermorite, which has specific properties as a cation exchanger and a phosphate removant. The treatment residue was mainly composed of CaO (36.2 %), SiO2(33.1 %), Na2O (12.8 %), Al2O3(7.4 %) and MgO (6.4 %), in the form of quartz [SiO2], larnite [Ca2SiO4], calcite [CaCO3]and dolomite [(Ca, Mg)(CO3)2].Hydroxycancrinite [Na4Al3Si3O12(OH)・H2O] and tobermorite 11 angstrom [Ca5Si6O16・4H2O] were synthesized from the treatment residue in NaOH solution. The formation tobermorite 11angstrom was promoted with increasing the NaOH concentration, reaction temperature and reaction time.
ダウンロード成果報告書データベース(ユーザ登録必須)から、ダウンロードしてください。

▲トップに戻る