6. Incineration 1 6. Incineration

(1)

6. Incineration

(2)

一人一日あたりの都市ごみの排出量・

リサイクル量等の日米の比較値

(3)

先進各国のごみ焼却量と

大気中ダイオキシン類濃度 (1991～1993)

出典：環境総合研究所

(4)

(5)

焼却炉の数

 日本

 アメリカ

 フランス

 ドイツ

 デンマーク

 イギリス

１ ,７１５２７９２３８１７９６８５５

(OECD 2004)

(6)

ごみ焼却施設の

炉型別施設数の推移

498 534 549 579 588 612 618 627 642 642

365 362 359 321 300 286 269 256 245 245

705 672 629

513 447 422 380 370 353 337

149 147 143

77

61 54

51 48 45 45

1,717 1,715 1,680

1,490

1,396 1,374

1,318 1,301 1,285 1,269

0 200 400 600 800 1,000 1,200 1,400 1,600 1,800 2,000 2,200

H11 H12 H13 H14 H15 H16 H17 H18 H19 H20

施設数

全連続式准連続式機械化バッチ式固定バッチ式

(7)

ごみ焼却施設の

炉型別処理能力の推移

149 157 159 161 160 164 160 162 163 161

29 28 28 25 24 22

20 19 18 18

16 15 14 12 10 10

9 9 8 8

1 1 1 1

0 0

0 0 0 0

195 202 203 199

194 196

189 190 189 187

0 50 100 150 200 250

H11 H12 H13 H14 H15 H16 H17 H18 H19 H20

処理能力（千トン／日）

全連続式准連続式機械化バッチ式固定バッチ式

(8)

中間処理の比較

(9)

田中勝 (2009)

(10)

各国の一般廃棄物処分状況

比利時

匈牙利荷

蘭

(11)

各国の一般廃棄物処分状況

(12)

GNPと都市ごみ焼却率の関係

焼却率一人あたりGNP (2001)

＞3万ドル 2～3万ドル 1～2万ドル 1万ドル以下

＞50％ ^スイス

デンマーク日本

スウェーデンベルギー

20～50％ ^{ノルウェー} ^{ノルウェー}

オランダオーストリアドイツフランス

10～20％ ^アメリカ

イタリア

＜10％ ^{フィンランド}

アイルランドイギリスカナダ

オーストラリアスペイン台湾

ニュージーランドギリシャ

ポルトガル韓国

サウジアラビアチェコ

ハンガリーポーランドスロバキアブラジルトルコ

G.Bertolini: Worldside variations in municipal waste combustion and the reasons for them, Waste Management World, November-December 2003, pp.31-37

(13)

Converting Waste Streams to Fuel

Waste Streams

Thermochemical Process Biological Process

Pyrolysis Gasification Plasma

Cellulosic fermentation Syngas

fermentation

Ethanol

Medium -Low Temperature

High Temperature

Ultra High Temperature

Synthesis Gas

Fischer-Tropsch Process

Electricity Ethanol Medium

BTU Syngas

Diesel

(14)

Incinerator

An example of an illegal

"home-made incinerator."

Inaugurated in 1874 in Nottingham England.

Called “The Destructor”

and used to systematically

incinerate trash.

(15)

野外焼却禁止

(16)

廃棄物（ごみ）の野焼き

(17)

設置許可が必要な施設

施設の種類該当する施設の能力又は規模

（いずれかに該当するもの）

一般廃棄物焼却施設処理能力２００㎏/時間以上火格子面積２㎡以上

産業廃棄物焼却施設

汚泥焼却施設

処理能力５㎡/日を超えるもの処理能力２００㎏/時間以上火格子面積２㎡以上

廃油焼却施設

処理能力１m

³

/日を超えるもの処理能力２００㎏/時間以上火格子面積２㎡以上

廃プラスチック類焼却施設処理能力１００㎏/日以上火格子面積２㎡以上その他の焼却施設

（木くず等）

処理能力２００㎏/時間以上

火格子面積２㎡以上

(18)

垃圾處理方式(台湾)

17.17 82.74

14.94 15.62 19.05 19.61

23.59 41.01

51.35 64.01

69.90 73.47

77.83

1.36 1.14 0.40 3.19 4.86 3.03

22.08 26.23 29.73

35.00 47.44 57.38

72.66 75.30 75.06 79.15 79.24 89.88 91.76 90.44 93.01 88.04 88.98

0.09 5.21 5.25

6.27 9.17 6.52

9.45

5.74 5.21 5.73 5.09 3.52

1.57 1.20 0.94 0.37 0.30 0.09 0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95

垃圾清運量之處理方式比率 (

％ )

垃圾掩埋(衛生及一般)處理占垃圾清運量之比例

焚化處理占垃圾清運量之比例

堆置或其他處理占垃圾清運量之比例

http://www.epa.gov.tw

(19)

【公有公營焚化廠】

1. 台北內湖 900噸/日 81.01.16完工 2. 台北北投 1800噸/日 88.05.26完工 3. 台北木柵 1500噸/日 83.07.21完工 4. 高雄中區 900噸/日 88.02.12完工 5. 高市南區 1800噸/日 88.10.06完工

【公有民營焚化廠】

1. 台北縣八里 1350噸/日 90.04.18完工 2. 台北縣樹林 1350噸/日 84.06.11完工 3. 台北縣新店 900噸/日 83.09.27完工 4. 新竹市 900噸/日 89.08.31完工 5. 台中縣后里 900噸/日 89.04.13完工 6. 台中市 900噸/日 84.05.01完工 7. 彰化縣溪州 900噸/日 89.09.14完工 8. 嘉義鹿草 900噸/日 90.11.30完工 9. 嘉義市 300噸/日 87.11.08完工 10. 台南市 900噸/日 88.02.16完工 11. 高雄縣岡山 1350噸/日 90.02.16完工 12. 高雄縣仁武 1350噸/日 89.02.19完工 13. 屏東縣崁頂 900噸/日 89.08.26完工 14. 台南縣永康 900噸/日 96.03.29完工 15. 宜蘭縣利澤 600噸/日 94.08.30完工 16. 基隆市 600噸/日 94.07.29完工

【民有民營焚化廠】

1. 桃園縣南區 1350噸/日 90.10完工 2. 苗栗縣竹南 500噸/日 97.02完工 3. 台中縣烏日 900噸/日 93.09完工 4. 台東縣 300噸/日施工中

(20)

大型焚化廠分布圖

⑧ 嘉義縣鹿草 900噸/日 90.12完工

⑨ 嘉義市 300噸/日 87.11完工

⑭ 台南縣永康 900噸/日 96.12完工

⑩ 台南市 900噸/日 88.02完工

⑪ 高雄縣岡山 1350噸/日 90.02完工

⑫ 高雄縣仁武 1350噸/日 89.02完工 ^公有公營_公有民營

民有民營

(21)

岐阜市役所

(22)

廃棄物発電方式

(23)

国内の廃棄物発電導入状況推移

(24)

廃棄物発電の特徴

 発電に伴うCO ₂ 等の追加的な環境負荷がない

 新エネルギーの中では連続的に得られる

安定電源である

 発電規模は小さいが電力需要地に直結し

た分散型電源である

(25)

ごみ発電のしくみ

_{岐阜市役所}

(26)

スーパーゴミ発電

（リパワリングシステム）

(27)

廃棄物熱利用

(28)

廃棄物発電・熱利用

(29)

廃棄物燃料製造

(30)

ＲＤＦ発電システム

(31)

可燃ごみ処理技術の分類

 焼却処理(酸化処理)

 熱分解処理(還元処理)

 固形燃料化処理

 堆肥化処理

 バイオマス

(32)

可燃系ごみ処理施設の種類と特徴(1)

処理方式特徴

焼却処理

ストーカ式

＋灰溶融

・灰溶融設備を除けば、特に新しい技術ではないが、その分实績に裏付けられる技術的信頼性が高い。

・焼却プロセスと灰溶融プロセスを完全に独立することが可能であり、灰溶融プロセスにトラブルが生じた場合でも、焼却処理を止める必要はない。

・ごみ質の変化に影響されにくく、安定燃焼することができる。

流動床式＋

灰溶融

・灰溶融設備を除けば、实績に裏付けられる技術的信頼性が確保されている。

・焼却プロセスと灰溶融プロセスを完全に独立することが可能であり、灰溶融プロセスにトラブルが生じた場合でも、焼却処理を止める必要はない。

・焼却主灰の発生はなく、すべて飛灰として捕集され灰溶融など残渣処理の点で安定性を確保できる。

・高カロリーのごみ質には強く安定した燃焼が可能である。

(33)

可燃系ごみ処理施設の種類と特徴(2)

処理方式特徴

熱分解処理

直接溶融

一体方式

・溶融メタルの資源化が可能である。

・不燃粗大ごみなど比較的多種，多様なごみに対応できる。

ガス化溶融

流動床方式

・熱分解処理後の金属が再資源化できる。排ガス量の発生が尐ない。

・他の熱源が不要である。

・排ガス温度が1200～1300℃付近の高温領域を通過するのでダイオキシン類の発生抑制に有効である。

キルン方式

・熱分解処理後の金属が再資源化できる。排ガス量の発生が尐ない。

・他の熱源が不要である。

・排ガス温度が1200～1300℃付近の高温領域を通過するのでダイオキシン類の発生抑制に有効である。

ガス改質方式

・溶融メタルの資源化が可能である。

・ごみを精製燃料ガス、スラグ、メタル、混合塩、金属酸化物等として全て再資源化する。

・純酸素系による高温燃焼、溶融のためダイオキシン類の発生を抑制し、

かつ飛灰は水処理系で処理するため、埋立処理がほとんど必要ない。

(34)

可燃系ごみ処理施設の種類と特徴(3)

処理方式特徴

ＲＤＦ炭化方式・熱利用の範囲が大きい。（炭化物運搬による移動性）

・灰の発生がない。

・炭化物の利用先の確保困難。

バイオマス・バイオマスエネルギーの利用として、具体的に

① 木質系建設廃材、木くず、稲わらを原料とする固形燃料の利用

② 食品廃棄物やふん尿をメタン発酵させたメタンガス

燃料の利用などが想定されているがある。

(35)

焼却施設の種類(1)

 ストーカ式

 流動床式

 回転炉式

 ガス化溶融施設



一体方式



シャフト炉式

(36)

焼却施設の種類(2)

 ガス化溶融施設



分離方式



キルン式



流動床式

 ガス化改質施設



一体方式



キルン式



分離方式



シャフト炉式



流動床式

(37)

(38)

ごみ焼却施設の

処理方式別施設数の推移

1,272 1,264 1,243

1,116 1,036 1,012 962 939 929 912

200 207 205

210

214 216

211 213 214 216

149 147 143

77

61 54

51 49 46 46

96 97 89

87

85 92

94 100 96 95

1,717 1,715 1,680

1,490

1,396 1,374

1,318 1,301 1,285 1,269

0 200 400 600 800 1,000 1,200 1,400 1,600 1,800 2,000

H11 H12 H13 H14 H15 H16 H17 H18 H19 H20

施設数

年度

ストーカ式流動床式固定床式その他

(39)

ごみ焼却施設の

処理方式別処理能力の推移

167 171 172 164 159 159 152 151 150 147

24 25 25

27 28 29

27 28 29 29

1 1 1

1 0 0

0 0 0 0

3 4 4

6 7 8

10 11 10 12

195 202 203 199

194 196

189 190 189 187

0 50 100 150 200 250

H11 H12 H13 H14 H15 H16 H17 H18 H19 H20

処理能力（千トン／日）

年度

ストーカ式流動床式固定床式その他

(40)

焼却施設の概要(1)

処理方式概要備考

流動床式

定常状態において、灼熱状態にあるけい砂等の流動媒体の攪拌と保有熱によって、ごみの乾燥・ガス化・

燃焼の過程を短時間に処理する方式。

水分を多く含んだごみやプラスチック類を含むごみも容易に処理できる。

内部循環流動床式

外部循環流動層式

ストーカ式

可動する火格子上でごみを移動させながら、火格子下部から空気を送入し、燃焼させる方式。

燃焼装置はごみの乾燥帯、高温下で活発な酸化反応が進む燃焼帯、焼却灰中の未燃分の燃え切を図る後燃焼帯から構成される。

揺動式階段式逆動式

回転火格子式

回転炉式

水平よりやや傾斜した円筒形の炉を緩やかに回転させながら、上部より供給したごみを下部へ移動させつつ、前部又は後部から空気を送入し燃焼させる方式。

ストーカと組み合わされることが多く、乾燥・燃焼工程や後燃焼工程に用いられる。

(41)

焼却施設の概要(2)

ガス化溶融施設

シャフト炉式

炉の上部からごみとコークス、石灰石を投入し、ごみを高温で熱分解し、ガスを発生させるとともに残渣の溶融までを一気に行う方式で、一体方式と呼ばれる。

また、コークスの変わりに高純度の酸素を供給する方式もある。

コークスベッド式

酸素式プラズマ式

キルン式

破砕したごみは熱分解キルンに投入され、450℃程度で間接的に過熱し熱分解する方式。

メタルやガレキを取り除いたチャー(炭化した固形分と灰)は熱分解ガスとともに、後段の溶融炉で燃焼溶融させ、灰分をスラグとして回収する。

外熱式熱回収式熱分解ガス式

流動床式

流動媒体の温度を500～600℃の低温とし、ごみを部分燃焼してガス化させる。

熱分解ガスとチャーを後段の溶融炉で燃焼溶融させ、

灰分をスラグとして回収する方式。

旋回溶融炉との組み合わせが多い。

(42)

焼却施設の概要(3)

ガス化改質施設

シャフト炉式

ごみを前処理せずに圧縮し、脱ガスチャンネルで間接過熱し乾燥・熱分解させる。

熱分解物は、酸素との反応により1200℃の高温で不燃物を溶融し、生成ガスは急冷し、精製することにより燃料ガスとして回収し利用する方式。

キルン式

ごみをキルン炉に投入して550℃程度で熱分解させる。

チャーは溶融炉で溶融物と溶融ガス化に別れ、溶融ガスは熱分解ガスとともに改質炉で酸素と改質蒸気の投入で安定性を向上(改質)させ、精製することにより燃料ガスとして利用する方式。

流動床式

ごみを破砕･成形し、流動床炉に投入して600℃で熱分解させる。

熱分解ガスとチャーは、高温ガス化炉で酸素・改質蒸気とともに改質し、精製することにより燃料ガスとして利用する方式。

(43)

焼却残渣溶融炉の種類(1)

 電気式溶融炉



交流アーク式溶融炉



交流電気抵抗式溶融炉



直流電気抵抗式溶融炉



プラズマ式溶融炉

 金属電極式

 黒鉛電極式



誘導式溶融炉

 低周波式

 高周波式

(44)

焼却残渣溶融炉の種類(2)

 燃料燃焼式溶融炉



回転式表面溶融炉



反射式表面溶融炉



放射式表面溶融炉



旋回流式溶融炉



ロータリーキルン式溶融炉



コークスベッド式溶融炉



酸素バーナ火炋式

溶融炉

(45)

直

(46)

焼却残渣溶融炉の概要(1)

種類概要電

気式溶融炉

交流アーク式溶融炉

炉上部の黒鉛電極に交流電圧を印加し、炉底部の溶融スラグとの間に高温(3000

～5000℃)のアークプラズマを発生させてアーク熱と電気抵抗熱により加熱し、焼却残さを溶融する。

交流電気抵抗式溶融炉

炉上部の黒鉛電極に交流電圧を印加することにより、溶融スラグに電流を流す。溶融スラグが電気抵抗となって電気抵抗熱を発生させ、その熱で溶融スラグを高温保持し、溶融スラグ上層の焼却残さを放射熱、熱伝導で加熱溶融する。

直流電気抵抗式溶融炉

炉上部にある一本の黒鉛電極と炉底の導電性耐火物を介してベースメタル間に直流電圧を加え、溶融スラグに電流を流し、溶融スラグ自体の電気抵抗により溶融スラグ上層の焼却残さを放射熱、熱伝導で加熱するとともに、攪拌するスラグに巻き込み溶融する。

プラズマ式溶融炉

炉上部のプラズマトーチに電圧を印加して、アーク放電を発生させる。これにプラズマ生成用ガスを通すことにより、高温(アークプラズマが3000～20000℃)のプラズマガスを発生、噴出させ、炉内焼却残さを加熱溶融する。

誘導式溶融炉炉外部のコイルに交流電流を流して、発生する磁束で炉内導電体(鉄浴)内に渦電流を起こし、その渦電流の電気抵抗熱で導電体が加熱溶融・攪拌して鉄浴(溶融メタル)上の焼却残さを溶融する。

(47)

焼却残渣溶融炉の概要(2)

種類概要

燃料燃焼式溶融炉

回転式表面溶融炉竪型二重円筒構造で、炉天井部のバーナにより気体又は液体燃料を燃焼させ、外筒と内筒の間に供給される焼却残さを、表面から加熱溶融する。

反射式表面溶融炉バーナにより気体又は液体燃料を燃焼させ、炉内温度を1400～1450℃に加熱昇温し、炉内の焼却残さを表面から溶融する。

放射式表面溶融炉バーナにより気体又は液体燃料を燃焼させ、その放射熱を焼却残さの乾燥と溶融に利用するもので、炉内温度を1400～1450℃に加熱昇温し、炉内の焼却残さを乾燥後、表面から溶融する。

旋回流式溶融炉上部より旋回溶融部、スラグ分離部、スラグ抜出部で構成され、旋回溶融部において焼却残さを１次空気とともに旋回を与えて炉内に吹込み、バーナにより瞬時に加熱溶融する。

ロータリーキルン式溶融炉

バーナにより気体又は液体燃料を燃焼させ、ロータリーキルン内に供給された焼却残さを、

放射及び揮炋効果で加熱溶融する。

コークスベッド式溶融炉

炉の上部から焼却残さとコークス等を投入することで、焼却残さは炉の上部で乾燥・予熱される。炉底部のコークスベッド層において、コークスの燃焼熱により焼却残さを溶融する。

酸素バーナ火炋式溶融炉

気体又は液体燃料の酸素バーナで、約2000℃の火炋中に焼却残さを供給し、瞬時に溶融する。

(48)

キルン式熱分解ガス化溶融プラント

(49)

ストーカ式

^{川崎市環境局HP}

(50)

排ガス処理装置

バグフィルタ（例）

(51)

流動床式

(52)

ストーカ式+灰溶融

(53)

流動床式+灰溶融

(54)

ガス化溶融方式

シャフト炉式（例）

(55)

ガス化溶融方式

キルン式（例）

(56)

ガス化溶融方式

流動床式（例）

(57)

ガス化溶融方式

ガス改質式（例）

(58)

酸素リッチ燃焼の効果

(59)

ダイオキシン低減技術

(60)

Combustion Types

 Incineration (energy recovery through complete oxidation)



Mass Burn



Refuse Derived Fuel

 Pyrolysis

 Gasification

 Plasma arc (advanced thermal conversion)

(61)

Gasification

 Partial oxidation process using air, pure oxygen, oxygen enriched air, or steam

 Carbon converted into syngas

 More flexible than incineration

 More public acceptance

(62)

Flexibility of Gasification

(63)

廃棄物のガス化利用技術

内部循環型流動床式ガス化炉（ICFG）技術

(64)

Pyrolysis

 Thermal degradation of carbonaceous materials

 Lower temperature than gasification

 Absence or limited oxygen

 Products are gas, liquid, solid char

 Distribution of products depends on

temperature

(65)

Waste Incineration - Advantages

 Volume and weight reduced (approx. 90%

vol. and 75% wt. reduction)

 Waste reduction is immediate, no long term residency required

 Destruction in seconds where landfill requires 100s of years

 Incineration can be done at generation site

(66)

Advantages

 Air discharges can be controlled

 Ash residue is usually non-putrescible, sterile, inert

 Small disposal area required

 Cost can be offset by heat recovery/

sale of energy

(67)

Waste Incineration - Disadvantages

 High capital cost

 Skilled operators are required (particularly for boiler operations)

 Some materials are noncombustible

 Some material require supplemental fuel

(68)

Disadvantages

 Public disapproval

 Risk imposed rather than voluntary

 Incineration will decrease property value (perceived not necessarily true)

 Distrust of government/industry ability to

regulate

(69)

焼却処理の問題点

 汚染物質の大気排出

 経済的問題

 エネルギー浪費

(70)

Three Ts

 Time

 Temperature

 Turbulence

(71)

(72)

ごみの流れ（焼却処理施設）

(73)

焼却処理施設

受入

供給設備ごみ計量機プラットホームごみピット

燃焼設備 ごみ焼却炉 押込送風機

燃焼ガス

冷却設備廃熱ボイラ排ガス

処理設備減温反応塔集じん装置排ガス

分析装置煙突余熱

利用設備

蒸気タービン発電機

低圧蒸気復水器

高圧蒸気

復水器その他灰ピットばいじん

処理装置中央制御室排水

処理設備

(74)

System Components

 Refuse receipt/storage

 Refuse feeding

 Grate system

 Air supply

 Furnace

 Boiler

(75)

(76)

Flue Gas Pollutants

 Particulates

 Acid Gases

 NO _x

 CO

 Organic Hazardous Air Pollutants

 Metal Hazardous Air Pollutants

(77)

Particulates



Solid



Condensable



Causes

 Too low of a comb T (incomplete comb)

 Insufficient oxygen or overabundant EA (too high T)

 Insufficient mixing or residence time

 Too much turbulence, entrainment of particulates



Control

 Cyclones - not effective for removal of small particulates

 Electrostatic precipitator

 Fabric Filters (baghouses)

(78)

Metals

 Removed with particulates

 Mercury remains volatilized

 Tough to remove from flue gas

 Remove source or use activated carbon

(along with dioxins)

(79)

Acid Gases

 From Cl, S, N, F in refuse (in plastics, textiles, rubber, yd waste, paper)

 Uncontrolled incineration - 18-20% HCl with pH 2

 Acid gas scrubber (SO ₂ , HCl, HF) usually ahead of ESP or baghouse



Wet scrubber



Spray dryer



Dry scrubber injectors

(80)

Nitrogen removal

 Source removal to avoid fuel NO _x production

 T < 1500 ℉ to avoid thermal NO _x

 Denox sytems - selective catalytic

reaction via injection of ammonia

(81)

Air Pollution Control

 Remove certain waste components

 Good Combustion Practices

 Emission Control Devices

(82)

Devices

 Electrostatic Precipitator

 Baghouses

 Acid Gas Scrubbers



Wet scrubber



Dry scrubber



Chemicals added in slurry to neutralize acids

 Activated Carbon

 Selective Non-catalytic Reduction

(83)

Ash

 Bottom Ash – recovered from combustion chamber

 Heat Recovery Ash – collected in the heat

recovery system (boiler, economizer, superheater)

 Fly Ash – Particulate matter removed prior to sorbents

 Air Pollution Control Residues – usually combined with fly ash

 Combined Ash – most US facilities

combine all ashes

(84)

Schematic Presentation of

Bottom Ash Treatment

(85)

Ash Reuse Options

 Construction fill

 Road construction

 Landfill daily cover

 Cement block production

 Treatment of acid mine drainage

(86)

(87)

台北縣樹林飛灰固化廠處理流程

運至養生區運至掩埋場堆置掩埋

固化劑

M

焚化爐

M

穩定添加劑

固化用水

飛灰反應

反應生成生成物

物桶槽飛灰

桶槽固化劑

桶槽

混鍊機

粉體計量磅秤液體計量磅秤下料斗

棧板輸送機廢水收集槽

(88)

台北縣樹林飛灰固化廠處理流程圖

槽車高壓輸送

固化劑儲槽

螺旋輸送下料系統

固體劑量磅秤

混鍊機

出料漏斗

太空包成型機

料位計

養生區單軸抗壓測試10kg/cm²以上重金屬溶出試驗TCLP合格自

動逆洗式集塵器槽車

高壓輸送

反應生成物儲槽

料位計

自動逆洗式集塵器

槽車高壓輸送

飛灰儲槽料位計

自動逆洗式集塵器

加熱器60℃ 加熱器

60℃ 加熱器

60℃

水儲存槽

金屬離子安定劑存槽

旋風集塵器

液體劑量磅秤

(89)

永康資源回收(焚化)廠 (900 ton/d)

(90)

1.垃圾傾卸區 13.灰渣輸送帶 25.飛灰輸送帶

2.垃圾貯坑 14.灰渣貯坑 26.飛灰貯倉

3.滲出水貯槽 15.灰渣吊車 27.飛灰固化設備

4.吊車操作室 16.至爐內燃燒 28.至廢水處理場

5.垃圾吊車 17.廢熱回收鍋爐 29.再利用水槽

6.進料斗 18.汽輸發電機 30.自來水槽

7.進料器 19.節熱器 31.控制室

8.爐床 20.半乾式洗滌塔 32.介面室

9.一次送風機 21.袋式集塵器 33.全廠廢水

10.空氣預熱器 22.誘引抽風機 34.台電併聯

11.二次送風機 23.煙囪排氣監視器

(91)

ごみの流れ（焼却処理施設）

(92)

回饋措施

 用地取得階段



依照「臺灣省辦理垃圾處理方案建設獎勵金執行要點」之規定，以建廠用地面積毎平方公尺發給新台幣200元為計算標準，由行政院環境保護署撥付。

 建廠階段



依本署「由請補助興建垃圾焚化廠回饋設施作業規定」，由本署補助經費(主體工程決標金額之5%)，

供廠址所在地之縣(市)政府廠址鄰近一定範圍興

建各種回饋設施。

(93)

回饋措施

 營運階段



依「區域性垃圾焚化廠營運階段提供回饋金要點」

之規定，毎焚化處理一公噸垃圾，該郷(鎮、市)公

所須繳交150元(最高不超過200元)作為回饋金，供

廠址所在地一定範圍之郷(鎮、市)公所用於有關環

境衛生或美化環境、醫療保健及有關公共設施之

興建及管理維護等事項。

(94)

廢氣汙染物

項目美國歐洲經濟體日本我國 ^{永康廠設計}

排放值戴奧辛

Dioxins ng/m³

0.42 燃燒溫度大於850℃，停留時間大於2秒，出口氧濃度大於6%

0.61 (新設廠)

尚未訂定

0.11 (為世界現行最嚴格之標準)

粒狀汙染物

mg/Nm³

13 (每年煙囪取樣分析一次)

33 (每日平均)

33 (半小時平均)

2.4 (新設廠)

61 (既存廠)

約69 20

硫氧化物

ppm (以SO₂表示)

80%去除或 25 (每日幾何平均)

116 (短時平均)

Q=K*10^-3He² Q:Sox(Nm³/h) K:地區擴散常數 He:有效煙囪高度

80 40

氮氧化物

ppm 以(NO₂表示)

127 (每日算術平均)

115 301

(新設廠)

180 110

氯化氫

ppm (HCI)

95%去除率或 21 (煙囪每年檢測一次)

34 (7日平均)

44 (每日平均)

525 40 30

一氧化碳

ppm (CO)

84 (混燒式爐床

4小時平均

88 (每小時平均)

61(新設廠) (4小時平均) 122(既存廠) (4小時平均)

120 80

鉛(Pb)及其化合物

mg/Nm³

0.084 5.5

(Pb+Cr+Cu+Mn)

－ 2 0.6

鎘(Cd)及其化合物

mg/Nm³

0.001 0.22

(Cd+Hg)

1.22 0.3 0.1

汞(Hg)及其化合物

mg/Nm³

0.067 或85%去除率

(見鎘欄) － 0.3 0.1

不透光率% _{(6分鐘平均)}¹⁰

(煙囪每年檢

－－ 10 10

(95)

環境汚染物質に含まれる重金属とその蒸発温度

http://www.mec.kindai.ac.jp/mech/lab/kiguchi/00/slug.htm

(96)

溶融処理フロー例

http://www.8tokenshi.jp/data/0911_03_02.html

(97)

溶融スラグのリサイクル

溶融ｽﾗｸﾞ入り

ﾌﾟﾚｷｬｽﾄｺﾝｸﾘｰﾄ製品

秋田市溶融スラグ

製品切断面の溶融スラグ

秋田県庁建設交通部建設管理課技術管理室

(98)

溶融スラグ

 ごみ処理施設にて焼却された灰等（焼却

灰、飛灰、不燃物残渣は全て1350℃以上の高温で溶融させ「スラグ化（ガラス固

化）」された後、これを最終処分場への埋

め立てや、土木資材として再利用していま

す。

(99)

溶融スラグ

 水砕法



溶けている状態の溶融スラグを水を張った

水槽に落とし、急激に冷やす方法（シャワー

で冷やす方法もある）。出来上がったスラグ

は、細かい砂利、砂状になる。

(100)

溶融スラグ

 空冷法



溶けている状態の溶融スラグを大気中に放

置し、自然に近い状況で冷やす方法。出来

上がったスラグは水冷法スラグより強度が

あり、大きさも大きい。

(101)

溶融スラグ

 徐冷法



溶けている状態の溶融スラグを型などに流し込み、熱を加えながら徐々に冷やす方法。

出来上がったスラグは空冷法スラグより強

度があり又、型を利用した整形も可能。

(102)

溶融炉形式の種類と原理(1)

炉形式原理

灰溶融

燃料溶融

固定式

表面溶融方式

炉内上部のバーナにより表面から溶融。

回転式

表面溶融方式

外筒の回転で処理物がすり鉢状の主燃焼室に供給され、バーナにより表面から溶融。

旋回流方式処理物（飛灰）を溶融空気により旋回を与えて炉内に吹き込み、バーナで溶融。

ロータリーキルン方式

キルン内に定量供給された処理物をバーナによる輻射・揮炋効果で溶融。

コークスベッド方式処理物、石灰石、コークスを炉内上部より供給し、高温状態である炉内下部のコークスベッド層で溶融。

自己燃焼内部方式焼却灰中の残留炭素を熱源として処理物を溶融する自己完結型溶融。

電気溶融

アーク式電極に荷電して発生した高温のアークにより処理物を溶融。

プラズマ式電極への荷電と作動ガスにより発生した高温のプラズマアーク熱で処理物を溶融。

電気抵抗式電極に荷電して発生した電極間の処理物自身の電気抵抗熱により処理物を溶融。

誘導加熱方式電磁誘導作用により発生したうず電流のジュール熱で銑鉄を溶融し、処理物は溶融銑鉄により接触溶融。

(103)

溶融炉形式の種類と原理(2)

炉形式原理

直接溶融

コークスベッド方式

処理物、石灰石、コークスを炉内上部より供給し、熱分解帯で有機物をガス化、燃焼溶融帯で無機物を溶融。

ロータリーキルン方式

キルン内に定量供給された処理物をバーナによる輻射・揮炋効果で溶融。

熱分解 + 旋回流式

無酸素状態のキルン内でごみを熱分解させ、熱分解ガスと熱分解カーボンを燃料として溶融。

流動式床ガス化燃料溶融方式

流動床式のガス化炉で処理物を熱分解させ、生成したガスの燃焼熱により灰分を溶融。

(104)

溶融処理によるメリット



焼却灰をさらに減容化することができる。減容率は1/2

～1/3であり、焼却灰をそそのまま埋立処分するのに比較し、容積は約半分以下となるため、最終処分場の延命化が図れる。



スラグ化することにより、重金属等有害物質が溶出しない状態に安定化されるため、溶出防止が図れる。



溶融スラグは、その性状に応じて有効利用できる可能性がある。路盤材、インターロッキングブロック等についてはすでに实用化されている例もある。



ダイオキシン類の分解率は95～99％程度と高く、スラグ中にはほとんど含まれていない。

http://www.8tokenshi.jp/data/0911_03_02.html

(105)

焼却灰溶融施設の概要

_{京都市環境局}

(106)

流動床ガス化溶融炉

(107)

流動床式ガス化溶融システム

(108)

溶融固化物、「溶融スラグ」

 １２００度以上の高温条件において焼却灰が加熱・溶融され、冷却固化したもので、有機物は熱分解、ガス化、燃焼し、無機物はスラグ化する。

 焼却灰に含有される金属類の中で、低沸点の重金属類（例えば水銀、鉛、カドミウム、亜鉛等）は、加熱・溶融時に揮散し、排ガス側に移行し易く、溶融固化物中の含有量を低減することができる。

 溶融固化物中に残る重金属類は、溶融固化物の主成分であるシリカ(ＳｉＯ_２)により、Ｓｉ－Ｏ_２の網目構造の中に包み込まれ、溶出防止効果の高い性状を示すと考えられる。

 焼却灰等の中のダイオキシン類は、溶融時の高温条件により熱分解し、溶融固化物中にはほとんど残存しない。

(109)

スラグの物性（主要成分）

一般廃棄物溶融ｽﾗｸﾞ^１）

（参考）^２）

高炉ｽﾗｸﾞ転炉ｽﾗｸﾞ電炉ｽﾗｸﾞ

酸化ｽﾗｸﾞ還元ｽﾗｸﾞＳｉＯ_２３３％３４％１１％１２％１９％

ＣａＯ２３％４２％４６％２３％５５％

Ａｌ_２Ｏ_３１７％１３％２％７％１７％

Ｆｅ_２Ｏ_３７％０.４％１７％３０％０.３％

[出典] １）：「ごみ処理施設整備の計画・設計要領」（財）廃棄物研究財団２）：鐵鋼スラグ協会資料

(110)

スラグとは

 焼却灰や飛灰を1,200℃以上の高温で溶融し、急速に冷やすと砂状のスラグになります。

 スラグにすることで、容積は灰の約２分の１になり、元のごみの状態からは約40 分の１になります。スラグにすることで、灰の中のダイオキシン類を分解し、重金属を封じ込めるため、土木・

建設資材等として安全に有効利用できます。

東京二十三区清掃一部事務組合

(111)

電気式溶融炉

 交流アーク式  プラズマ式

電極に高い電圧をかけることで、電極と溶融メタルの間でアークが発生します。その熱で灰を溶融します。

高い電圧をかけた筒状のトーチに空気等を通してプラズマをつくり、噴射します。プラズマは高温で、その熱で灰を溶融します。

(112)

燃料式溶融炉

 表面溶融式(固定型)  表面溶融式(回転型)

バーナーで都市ガスなどの燃料を燃やし、

その熱で灰を溶かします。炉の中を全体的に溶かす電気式と異なり、炋が当たる表面部分から灰を溶融します。

表面溶融式である点は固定型と同じですが、この方式では炉体が回転します。炉体の外筒と底が一体の構造で回転し、灰を均一に配分

(113)

高周波溶融炉

^{日揮株式会社}

(114)

ごみの減容化（ごみ焼却灰溶融スラグ）

(115)

資源化処理

(116)

焼却灰の資源化

(117)

ごみ溶融スラグの利用

ごみ溶融スラグ型枠状メーソンリーユニット

(118)

スラグの有効利用

(119)

溶融スラグの利用用途

(120)

ガス化溶融炉の種類

 高炉型（シャフト炉型）ガス化溶融炉方式

 外熱キルンガス方式

 流動床ガス化溶融方式

(121)

溶融炉のしくみ

^{亀山市の環境}http://www.kameyama-eco.jp

(122)

溶融炉本体

^{亀山市の環境}http://www.kameyama-eco.jp

(123)

灰溶融炉

溶融とは、有機、無機物など固体が加熱で溶けて液体になることをいい、溶融温度は高温（一般に1,300℃～1,500℃）

を利用します。この溶融システムは、この高温を利用した物質の流動化、スラグ化、結晶体化を目的としています。

協和エクシオ

(124)

ストーカ直結溶融炉による灰溶融技術

http://www.jesc.or.jp

(125)

灰溶融設備

千葉市役所環境局施設部施設維持課新港清掃工場

(126)

プラズマ方式溶融炉

灰溶融炉

(127)

油加熱方式表面溶融炉

灰溶融炉

(128)

酸素バーナ方式溶融炉

灰溶融炉

(129)

流動床式焼却炉

(130)

流動床式

熱分解ガス化溶融システム

(131)

プラズマ式灰溶融炉

(132)

流動床式ガス化溶融炉

(133)

ストーカ式焼却炉

(134)

ガス化高温溶融炉

(135)

ガス化高温溶融炉



乾燥・予熱帯（３００℃～４００℃）

 ３００℃～４００℃の温度域でごみを乾燥し、水分を蒸発します。



熱分解ガス化帯（３００℃～１０００℃）

 酸素のない状態で高温にさらされ、ごみの中の有機物が分解して一酸化炭素、水素、メタンなどを含む可燃性のガスを生成します。

 また、石灰石との中和反応により、ガス中の有害成分の含有量は抑制されます。



燃焼・溶融帯（１７００℃～１８００℃）

 熱分解後の不燃分が高温で溶融され、高品質の溶融物が産出されます。

 溶融物は急冷後スラグ、メタルに分離して再資源化されます。

(136)

プラズマ溶融のしくみ

(137)

プラズマ式灰溶融システム

(138)

燃焼式灰溶融システム

(139)

キルン式熱分解ガス化溶融プラント

(140)

熱分解

(141)

燃焼溶融

(142)

連続式流動床炉型ガス化溶融方式

(143)

ガス化溶融炉

の概念とガス種などの流れ

科学技術動向, ２００１年６月号, “可燃性廃棄物を熱利用する廃棄物焼却処理技術の動向と課題”, 根本正博外2人

(144)

新しいガス化溶融発電

の概念とガス種などの流れ

科学技術動向, ２００１年６月号, “可燃性廃棄物を熱利用する廃棄物焼却処理技術の動向と課題”, 根本正博外2人

(145)

循環資源の再生利用

(146)

バイオマスの熱分解と温度の関係

温度範囲

(℃) 化学反応

100～200 加熱乾燥、水分分離(物理処理)

250～

脱酸素、脱硫、細胞内水分及び炭化水素の分解、硫化水素分解開始（脱酸素：酸素が離脱しH

₂

O、CO

₂

を生成、炭素の鎖が切断）

（脱硫黄：硫黄が離脱しH

₂

Sを生成）

340～飽和環状結合の分解、メタン及び飽和環状炭化水素の分解開始 380～

炭化 (乾留物中の炭素割合増加)

400 炭素－酸素及び炭素－窒素結合の分解 400～600 瀝青成分の重質油ないしタールへの転換

600～瀝青成分の熱安定性物質(ガス状、低分子炭化水素)への分解

(147)

炭化(炭素化）によるごみ処理法

gomizero.net/

6. Incineration 1 6. Incineration

6. Incineration

一人一日あたりの都市ごみの排出量・

リサイクル量等の日米の比較値

先進各国のごみ焼却量と

大気中ダイオキシン類濃度 (1991～1993)

焼却炉の数

 日本

 アメリカ

 フランス

 ドイツ

 デンマーク

 イギリス

１ ,７１５ ２７９ ２３８ １７９ ６８ ５５

(OECD 2004)

ごみ焼却施設の

炉型別施設数の推移

ごみ焼却施設の

炉型別処理能力の推移

中間処理の比較

各国の一般廃棄物処分状況

各国の一般廃棄物処分状況

GNPと都市ごみ焼却率の関係

Converting Waste Streams to Fuel

Waste Streams

Thermochemical Process Biological Process

Pyrolysis Gasification Plasma

Cellulosic fermentation Syngas

fermentation

Synthesis Gas

Fischer-Tropsch Process

Incinerator

An example of an illegal

"home-made incinerator."

Inaugurated in 1874 in Nottingham England.

Called “The Destructor”

and used to systematically

incinerate trash.

野外焼却禁止

廃棄物（ごみ）の野焼き

設置許可が必要な施設

施 設 の 種 類 該当する施設の能力又は規模

（いずれかに該当するもの）

一般廃棄物焼却施設 処理能力２００㎏/時間以上 火格子面積２㎡以上

産 業 廃 棄 物 焼 却 施 設

汚泥焼却施設

処理能力５㎡/日を超えるもの 処理能力２００㎏/時間以上 火格子面積２㎡以上

廃油焼却施設

処理能力１m

/日を超えるもの 処理能力２００㎏/時間以上 火格子面積２㎡以上

廃プラスチック類焼却施設 処理能力１００㎏/日以上 火格子面積２㎡以上 その他の焼却施設

（木くず等）

処理能力２００㎏/時間以上

火格子面積２㎡以上

垃圾處理方式(台湾)

大型焚化廠分布圖

廃棄物発電方式

国内の廃棄物発電導入状況推移

廃棄物発電の特徴

 発電に伴うCO 2 等の追加的な環境負荷が ない

 新エネルギーの中では連続的に得られる

安定電源である

 発電規模は小さいが電力需要地に直結し

た分散型電源である

ごみ発電のしくみ

スーパーゴミ発電

（リパワリングシステム）

廃棄物熱利用

廃棄物発電・熱利用

廃棄物燃料製造

ＲＤＦ発電システム

可燃ごみ処理技術の分類

 焼却処理(酸化処理)

 熱分解処理(還元処理)

 固形燃料化処理

 堆肥化処理

 バイオマス

可燃系ごみ処理施設の種類と特徴(1)

処理方式 特 徴

焼 却 処 理

１ ,７１５２７９２３８１７９６８５５

施設の種類該当する施設の能力又は規模

一般廃棄物焼却施設処理能力２００㎏/時間以上火格子面積２㎡以上

産業廃棄物焼却施設

処理能力５㎡/日を超えるもの処理能力２００㎏/時間以上火格子面積２㎡以上

/日を超えるもの処理能力２００㎏/時間以上火格子面積２㎡以上

廃プラスチック類焼却施設処理能力１００㎏/日以上火格子面積２㎡以上その他の焼却施設

 発電に伴うCO ₂ 等の追加的な環境負荷がない

処理方式特徴

焼却処理

処理方式特徴

熱分解処理

ガス改質方式

処理方式特徴

ＲＤＦ炭化方式・熱利用の範囲が大きい。（炭化物運搬による移動性）

バイオマス・バイオマスエネルギーの利用として、具体的に

① 木質系建設廃材、木くず、稲わらを原料とする固形燃料の利用

シャフト炉式

シャフト炉式

交流電気抵抗式溶融炉

直流電気抵抗式溶融炉

ロータリーキルン式溶融炉

コークスベッド式溶融炉