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廃棄物焼却処理の評価およびエネルギー回収技術開発(平成 24年度)
Evaluation of waste incineration system and development of energy recovery technology

予算区分
AQ センター調査研究
研究課題コード
1115AQ020
開始/終了年度
2011~2015年
キーワード(日本語)
焼却施設,低炭素社会,指標,ガス化,改質,触媒,エネルギー回収
キーワード(英語)
INCINERATION FACILITY, LOW CARBON SOCIETY, INDEX, GASIFICATION, REFORMING, CATALYST, ENERGY RECOVERY

研究概要

廃棄物の定常的な減量・安定化施設と位置づけられる焼却施設(熱回収施設)に関し、実施設データの調査と解析等によって、低炭素社会の制約のもとで適切に評価可能な熱回収率等の指標を開発し、施設特性を定量化することによって、低炭素施設への転換を促しわが国の焼却施設の全体的レベルを向上させることに寄与する。また、廃棄物処理とともにより効率的なエネルギー回収施設となり得る低温型ガス化改質プロセスの実機化を目標に、重要な要素技術となる触媒適用の実機化技術およびガス精製技術等の高度化研究を進める。最終的に、施設評価基準のスタンダードを提示し、また、低温型ガス化改質高度エネルギー回収装置を組み込んだ廃棄物処理・再生施設の原型モデルを社会に提示する。

研究の性格

  • 主たるもの:技術開発・評価
  • 従たるもの:応用科学研究

全体計画

廃棄物の適正処理と資源循環を進める焼却等の処理施設が、真にわが国の廃棄物処理とこの分野での低炭素化促進のために必要な性能を発揮する方向へ転換すること、一方で既存の処理技術を超えるエネルギー回収効果を発揮できる技術と設備を社会に示すことで持続的な低炭素社会の実現を支える技術を創る。この目的のために2通りの研究を実施する。
「(1) 焼却施設の低炭素社会適合性評価方法の開発」においては、第1および第2年度において実施設の設計および運転データ等の調査と解析および課題の抽出等を行うことによって、第3年度にかけて適切な評価が可能な熱回収、エネルギー回収等に係る指標を開発し、さらに向上をはかり、施設のもつ諸特性を定量化することによって、施設評価基準のスタンダードを提示する。さらに、第4年度において提示した評価基準を焼却施設等に適用し、指標の有効性を検証する。さらに、最終年度にかけて施設の立地条件等を含めた総合指標化を目指す。以上によって、実効性のある施策との連携による低炭素施設への転換を促し、わが国の焼却施設の全体的レベルを向上させることに寄与する。
「(2) 低温型ガス化改質プロセス実用設備原型の開発」においては、第1年度から第3年度において、同プロセスにおいて最重要でありかつ類似分野で汎用的な要素技術となる触媒の適用に関する詳細技術因子の開発と高度化を図る。とくに、大量で組成の複雑なガスに対し有効な適用および再生条件、また再生適用に耐える触媒材料および補助的材料の開発・改良を行う。同時に、製造ガス精製および変換技術等の高度化に係る研究を進める。実験室規模の装置を用いた要素技術研究と並行し、環境装置メーカー等との連携によってパイロット規模の試験を行い実機化に必要な技術的知見を蓄積し、とくに第4年度を目途に、目標原型に近いプロセスによる試験を集中的に行う。また、第5年度にかけて開発技術データに基づくシステムシミュレーションを実施し、当該ガス化改質高度エネルギー回収装置を組み込んだ廃棄物処理・再生施設の原型モデルを社会に提示する。

今年度の研究概要

「(1) 焼却施設の低炭素社会適合性評価方法の開発」においては、焼却灰のセメント原料への適用例が近年増加している状況から、資源化の面において施設の立地特性が資源の循環利用にどのように寄与しているのかに焦点をあてて調査・研究を実施する。これによって、焼却処理に関する技術的側面だけでなく、社会的側面の知見を充実させる。
「(2) 低温型ガス化改質プロセス実用設備原型の開発」においては、小規模実験装置を用いた新規触媒のガス化ガスに対する改質能評価試験を継続する。とくに、ニッケルを主成分とする触媒において、セリウム酸化物をはじめとする他の成分共存の有効性を見いだすことに焦点をあてる。また、得られるガスに対し、比較的高温での逆シフト反応および低温でのメタン化反応各々に最適となるメソポーラスシリカ担体ニッケル触媒系(NiO-SBA-15触媒)の調製方法を新規開発するとともに助触媒を見出し、調製触媒系のキャラクタリゼーションにより構造特性を決定し、さらにガス変換反応への適用性を初期評価する。

外部との連携

名古屋大学、埼玉県環境科学国際センター

関連する研究課題
  • 0 : 資源循環・廃棄物研究分野における研究課題

課題代表者

川本 克也

担当者

  • 魯 保旺