株式会社 日立製作所 電力・電機グループ 日立事業所
廃棄物のガス化溶融、炭化による最資源化技術の開発

先駆的再資源化技術・装置・システム開発

日立市幸町三丁目1番1号
株式会社 日立製作所 電力・電機グループ 日立事業所
[日本標準産業分類番号 F2978]
「廃棄物のガス化溶融、炭化による最資源化技術の開発」

1. 事業所概要

日立事業所は、明治43年　国産技術の確立を目指し、日立製作所の発祥工場として設立されました。現在では、海岸工場・山手工場・臨海工場・埠頭工場の四工場と素形材本部から成り立ち、電力発電設備・一般産業機器からパワーデバイス、環境関連製品まで幅広く製作している工場です。また、省エネルギー・廃棄物削減等環境活動に積極的に取り組んでおり、1997年にはISO14001(環境マネジメントシステム)の認証を取得しております。

2. 再資源化技術の開発への取り組み

環境への配慮が重要視される社会状況において、ごみ処理については近年焼却灰など不燃物の最終処分場のひっ迫、金属などのリサイクル及び廃熱の有効活用の必要性、ダイオキシン問題などが指摘されています。これに対し、上記問題点の解決手段として次世代型廃棄物処理技術であるガス化溶融システムが注目されている。当事業所では、1995年10月その開発に着手した。

3. システム概要
（1）ガス化溶融システム

システムフロー図を図1に示す。ごみを、破砕、乾燥した後にガス化炉に投入し、500〜550℃で間接加熱して、熱分解と熱分解残さ(チャー)に分離する。熱分解ガスは、バーナーにより1,000〜1,100℃で全量燃焼し、ガス化炉、乾燥機、スーパーヒータの加熱源として活用する。一方、チャーは金属を未酸化状態で回収した後に、溶融炉に空気と共に供給し、低空気比のもと1,300〜1,400℃で燃焼して、灰分は液融スラグ化する。排ガスは、ボイラで蒸気を発生させた後に排ガス処理設備を通ってクリーンな状態で排出される。

図1　ガス化溶接システムフロー図
（2）炭化燃料システム

システムフロー図を図2に示す。前述のシステムを用い、ガス化炉を灰化炉として活用し、熱分解残さ(チャー)の塩素分を除去し、新しい固形燃料を製造する。

図2　炭化燃料システムフロー図
（3）実証施設

実証施設を図3に示す。

図3　実証施設設備

また、ガス化炉を図4、溶融炉を図5に示す。


図4　ガス化炉(奥)バーナー(手前)
図5　溶融炉(右)と減温塔
（4）先進性
  1. クリーンな排気ガス
    低燃焼空気比運転により、従来型焼却炉に比べ排ガス量を20〜30％削減することができた。さらに、ダイオキシン類濃度は、0.01ng-TEQ/・N以下と規制値の1/10に低減できた。
  2. 金属分の回収
    無酸素状態で蒸し焼きにするため、金属やアルミなどは酸化されずに排出される、そのため、再資源化が容易である。
  3. 高スラグ化率：(ガス化溶融炉システム)
    ごみ中の灰分(焼却した場合に焼却灰、飛灰として排出される)のスラグへの転換比率をスラグ化率と言う。この値が高いほど再利用可能なスラグの量が多くなり、最終処分が必要な溶融飛灰の量が小さくなり、リサイクルの促進、最終処分の延命が図られます。本システムでは、当社が独自に開発した石炭ガス燃料化技術をベースに廃棄物用の高性能路旋回溶融炉を開発した使用したことで、従来の国内技術を量がする高いスラグ化率を達成しました。(スラグ：路盤材などに有効利用)
項　目 他　社(％) 当　社(％)
スラグ化率 51〜90(大半が7,80台) 93
  1. 炭化燃料の再利用：(炭化燃料システム)
    炭化物中には、塩素も含まれるため、燃料として使用する場合、燃焼時に腐食性ガスが発生し、焼却 施設を傷めてしまう。しかし、当社では炭化物中の残存塩素分を洗浄により1/10に低減することで、既設焼却施設に負担をかけない炭化燃料を作ることができた。これにより、既設石炭ボイラーなどに混焼で使用することが可能となった。
（5）実績
  1. ガス化溶融システム
    出雲市他6市町広域事務組合殿(島根県)
    規模　218ｔ/日(109ｔ/日×2炉)、3,000kw規模の発電
  2. 炭化燃料システム
    糸魚川地域広域行政組合殿(新潟県)
    規模　70t/日(35t/日×2炉)
    炭化燃料は、セメント会社にて石炭の補助燃料として使用
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