成果報告書詳細
管理番号20090000000377
タイトル平成18年度成果報告書 緊急アスベスト削減実用化基盤技術開発 オンサイト式(移動式)溶融・無害化処理システムの研究開発
公開日2009/9/4
報告書年度2006 - 2006
委託先名北陸電力株式会社
プロジェクト番号P06015
部署名環境技術開発部
和文要約アスベスト廃棄物による環境リスク低減に資するため、アスベスト含有保温材を解体現場で速やかに溶融・無害化まで完結させる「オンサイト式(移動式)溶融・無害化処理システム」の実用化を目指し研究開発を行った。主な成果としては、従来の溶融処理(1,500℃以上)に比べ低い温度でアスベストを溶融・無害化するために併用するアルカリ融剤を選定するとともに、システムの核となるコンパクトかつ高効率な誘導加熱装置を開発することができた。以下に、取り組んだ研究課題の成果について概要を示す。 (1) アスベスト溶融条件の最適化 3kW誘導加熱装置を用い、アスベストの融点を降下させるアルカリ融剤の選定と溶融条件の基礎試験を行った結果、加熱温度1,100℃、融剤添加比0.5(処理対象量に対する重量比)の溶融条件が最適であるとの結論を得た。また、溶融処理に用いる被加熱金属の材質は、耐熱性や耐腐食性の試験結果および経済性を総合的に評価し、市販SUS材料の使用が可能と判断した。 (2) 誘導加熱方式・構造の最適化 A方式(攪拌機を兼ねた被加熱攪拌体を誘導加熱して溶融する方式)とB方式(導電性容器を誘導加熱して溶融する方式)の2種類の誘導加熱方式について、20kW誘導加熱装置を用いて溶融・無害化の予備試験を行った結果、溶融処理時のハンドリングや熱効率等から判断してB方式を採用すべきとの結論を得た。 (3) 実規模レベルでの溶融技術の最適化 (2)で決定したB方式の誘導加熱方式について、スケールアップした60kW誘導加熱装置を用いて溶融・無害化の試験を行い、実用規模の誘導加熱装置試作に当たっての課題を抽出するとともに、最適な誘導加熱炉の構造、出力等を決定し詳細設計を行った。 (4) 実用規模の試作機を用いた実証研究 150kW誘導加熱装置を試作し、溶融温度1,100℃、融剤添加比0.5の最適条件で実証試験を行い、アスベスト含有保温材が確実に溶融・無害化されていることを確認した。また、溶融温度の低下に伴う消費電力量低減により、従来の溶融処理と比較して省エネ効率20%以上を達成した。さらに、装置の効率的な運転方法として、溶融物の半量を誘導加熱炉に残しながらアスベスト含有保温材の追加投入、溶融を繰り返す「半連続式残湯溶融処理プロセス」を確立した。 (5) 無害化した溶融物の再利用方法 溶融・無害化後に固化した溶融物は、廃棄物処理法に定める判定基準や道路路盤材の強度基準等を十分に満足し、再利用が可能であることを確認した。 (6) オンサイト式(移動式)溶融・無害化処理システムの開発 試作した150kW誘導加熱装置と付帯装置を搭載できる移動処理車の概念設計を行った。また、オンサイト式システムにおけるアスベスト廃棄物処理コストを概算した結果、現状の埋立て処理コストと同等の6万円/m3程度となった。 (7) ビジネスモデルの策定 オンサイト式(移動式)溶融・無害化処理システムの事業化までにクリアすべきハード面、ソフト面の課題を洗い出すとともに事業リスクの評価を行い、ビジネスモデルの導入シナリオを策定した。また、オンサイト式の特徴を活かした国内ネットワークの構築について、規模や参入対象を検討した。
英文要約Research and development has been conducted in an effort to realize a practical self-contained mobile system capable of fusing and neutralizing asbestos laggings quickly at a demolition site. Given below is an overview of these research and development achievements. (1) Optimization of asbestos fusion A 3kW induction heater was used to conduct basic tests for the screening of alkaline fusing agents capable of lowering asbestos melting point and for the optimization of the parameters for the operation of asbestos fusion & neutralization system. These tests have demonstrated that the system performs best at a heating temperature of 1,100℃ and a fusing agent to asbestos mix ratio of 0.5 wt.%. (2) Structural optimization of induction heating system Two 20 kW induction heating arrangements - Type A and Type B system - were evaluated in a preliminary fusion and neutralization test, leading to a conclusion that Type B system using an induction-heated conductive crucible should be employed considering the operational feasibility, thermal efficiency and other factors. (3)ptimization of fusion and neutralization technology on a practical scale Type B induction heating system was tested using a 60kW induction heater for the identification of problems to be solved for prototyping of a practical-scale fusion and neutralization system. At the same time, an optimal induction heater was determined with respect to structural design, output and other parameters, and detailed engineering was carried out. (4)Demonstration study based on a practical-scale prototype A 150kW induction heater was prototyped and put to a demonstration test under optimal conditions. It was demonstrated that asbestos-containing insulating materials could be fused and neutralized successfully. The reduction in fusion temperature resulted in reduced power consumption, achieving an improvement in energy efficiency by more than 20% as compared with the conventional system. (5)Recycling of neutralized slag The slag obtainable by fusion and neutralization of asbestos-containing waste has been verified to meet the innocuousness and safety criteria in accordance with the waste disposal law and to meet the strength requirements of road base course materials. (6)Development of a mobile system for onsite fusion and neutralization A conceptual design was developed of a mobile system capable of carrying a 150kW prototype induction heater and its appurtenances. The cost of disposal of asbestos waste by the mobile system was estimated to be about \60,000/m3, little different from the conventional dump site disposal method. (7)Formulation of business model Efforts were made to identify hardware and software problems to be solved for commercial implementation of the mobile system technologies for onsite fusion and neutralization of waste asbestos, to assess its risks, and to formulate a introductory scenario of a business model.
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