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雑感_020 チャー  世田谷工場(その1) 平成28年4月8日
 不具合が続いている世田谷清掃工場について、手持ち資料や清掃一組のサイトの記事を頼りに勉強を始めた。まず焼却炉の仕組みのページ
※1から「ガス化溶融炉のしくみ」に着目した。簡単なアニメのある断面図と説明があり、 「世田谷清掃工場のガス化炉は流動床式のガス化炉です。投入されたごみをガス化炉で蒸し焼きにすると、可燃性ガスとチャー(すす)に分解されます。」 となっている。

 可燃性ガスは分かるとして、
チャーに「すす」とい用語(訳)を与えている。スペルはchar だろう。英和辞典を引くと ①焦げたもの焦げた面 ②木炭(charcoal)、(消し)炭  となっている。今度は「すす(煤)」を和英辞典で引いてみる。soot だ。お馴染みのスーツブロー(煤吹き)のスーツだ。世田谷の例では、チャーに「すす」の用語は、あまり適当ではないようだ。

 どんな用語が適当か時系列に見ていきたい。
平山直道先生
※2は、著書「ごみ焼却施設の構造と管理」の熱分解-ガス化の項では、チャーに木炭質という用語を当てている。清掃技法 第7号(平成19年)の報告「世田谷清掃工場の概要」では、未燃固形炭素分となっている。炭素だけではないはずだ。次に、川崎重工(株)のサイトの一般廃棄物処理プラントのページ※3では、流動床式ガス化溶融システム説明の中で未燃固形分の文字を当てている。

 最後に、川崎重工(株)のページに戻り、そのまま説明を引用する。
「流動床式部分燃焼炉にて、低温(流動層温度:500~580℃)、低空気比条件でごみを部分燃焼(ガス化)させます。ここで発生する未燃ガス・未燃固形分を旋回溶融炉に送り込み、空気を供給して未燃分を燃焼させ、約1300℃という高温でごみ中の灰分を溶融してスラグ化します。」
 今回の
チャーには、この未燃固形分が適当だろう。または、この頭に微細の文字を補ってもいいかもしれない。用語に拘ることには理由がある。適切な燃焼管理のためには、旋回溶融炉で何をどのくらい処理(焼却+溶融)するのかを定量的かつリアルタイムに把握することが不可欠である。そのためも、チャーのイメージを摑んでおいた方が、後の話が展開しやすいからだ。

 ※1 http://www.union.tokyo23-seisou.lg.jp/shiro/shori/kanen/higoshi.html
 ※2 都民カレッジの都市環境問題と先端技術①「ゴミ処理と熱利用」の講座を受講したことがある。講師は平山
    先生だった。 平成5年のことだが、資料は今でも役に立つことがある。
 ※3 https://www.khi.co.jp/kplant/business/environment/g_waste/heat.html


雑感_019 実体験         平成28年4月3日
 新練馬清掃工場では、見学者通路の壁に炉内の燃焼状況(リアルタイムか録画かは不明)を投影して見せることで、炉内体験ができるような工夫があるようだ。バーチャル世代に受けるかもしれない。しかし、技術職員には、バーチャルではなく、毎日すべての炉の燃焼状況を観察することを薦めたい。
 旧江戸川工場に転勤して間もない頃だった。EP灰を入れた3つのシャーレを持ってきた彼女は、「 今日のEP灰よ。 どれが何号炉の灰か分かる?。」 と悪戯っぽく笑った。
「 2号炉は、よく燃えているので、カーボンが少なく、白っぽく見えるこれが、2号のEP灰。3号炉はGAH(ガスエアヒーター)が詰まり気味で、燃え切り点も後燃(ストーカ)の後段まで来ていて、青白い炎が出ています。だから、カーボンフレークの多いこれが3号のEP灰。残りが1号炉ですね。」というと「正解」 と返ってきた。
 当時の炉ならば、毎日、火炎の色合い、燃え切り点の位置、吹き抜けの有無と位置、カーボンクレークなどの飛散状況など炉内をしっかりと意識しながら見ていれば、何号炉のEP灰か言い当てることができた。炉内モニターでは無理で、実際に熱気を感じつつ、点検孔から観察することが必要だ。この「正解」で試験はパスしたらしい。才媛とほぼ対等に話ができるようになった。


雑感_018 清掃一組だより第38号  平成28年3月29日
 「清掃一組だより第38号」(平成28年3月18日発行)には、練馬清掃工場竣工の記事も掲載されている。4代目の練馬工場(250t/d 2基、JFE二回流式ハイパー火格子焼却炉)は、低温エコノマイザー、排ガス再循環システム、水冷火格子など多くの最新技術が導入され、環境負荷の低減と熱エネルギーの徹底した回収を目指しているという。図面が見られないので、以下の雑感は初歩的な一般論になる。

①二回流式焼却炉は良好な焼き上がりで知られ、他社の炉と比べても灰の熱灼減量が比較的が
 小さいが、EGRを使用すると燃え切り点が後退し、焼き上がりに影響することも懸念される。

②エコノマイザーは節炭器(せったんき)といい、石炭炊きのボイラで燃料の石炭を節約するとい
 う意味から付けられた名称だ。この機能をさらに追求し、さらに排ガスの温度調節機能も持たせ
 た設備が低温エコノマイザーだろう。この清掃一組だよりには、減温塔が不要になるとある。
  減温塔ならば、噴霧する水量の調節は容易で排ガス温度も安定するが、低温エコノマイザーだ
 けで排ガスの温度をバク入口に適する約160℃※1に制御するのはむずかしいだろう。何を調節し
 て排ガス温度を制御するかと言えば、低温エコノマイザーへの給水量くらいだろう。応答性の良
 くないシステムになりそうだ。しかも、排ガスの温度が下がり過ぎれば、低温腐食が避けられな
 い。一般に管壁温度が150℃以下になると低温腐食による減肉がひどくなる。高度な運転操作が
 求められる。


③排ガス再循環システム
は、旧足立工場において低NOxのために(実験的)に導入され、EGR
 (Exhaust Gas Recirculation)と呼ばれていた。清掃技法第10,11号に経緯や効果が報告され
 ている。
  当時は、EP出口の排ガスの一部を1次や2次空気として使用した。EP出口の排ガス温度は
 250℃ほどあったが、使い続けるうちに低温腐食の問題が発生した。新練馬工場では160℃ほど
 のバク出口ガスを燃焼用エアの一部として使用するらしい。1次エアか2次か分からないが、
 酸性ガス成分は当時より少ないものの、EGRに使用する排ガス温度が旧足立工場※2より低いた
 め低温腐食の危険は大きいと考えられる。特に炉の起動・停止の際のパージに気を遣う必要があ
 りそうだ。


④水冷火格子ということで、ストーカの焼損は減り、クリンカの付着も少なく長寿命化を目指し
 ているようだが、EGRを1次エアに使用すると低温腐食の危険は大きくなるだろう。

 いずれにしても、ACCには低温腐食を防止するための高度な運転管理機能が求められる。今流行の人工知能が搭載されるのだろうか。

 ※1 ろ布の材質にフッ素系のテファイヤーが使用されていれば、バグ入り口温度は、このくらいだろう。テファイ
    ヤー(Tefaire) は
米国デュポン社の登録商標。
 ※2 2代目の足立工場は稼働期間は比較的短かった。現場の技術屋はEGRが、その原因の一つだろうと言っていた。


感 017 ごみの低位発熱量(その2) 平成28年3月20日
 続いて、ごみの低位発熱量(H)の推定値を求める式の洋モノを紹介したい。これらは、すべて化学組成分析結果を用いる推定式になっている。
  H:ごみの低位発熱量(kca/kg) C:炭素(%) H:水素(%) O:酸素(%) S:硫黄
 (%) W:水分(%)これらの%は、すべて生ごみベース(湿り基準)である。wet-baseと
 いう。


(1) Dulongの式  H=81C + 342.5(H-O/8) + 22.5S - 6(9H+W)
  
読み方は「デュロン」だ。1785~1838) フランスの化学者・物理学者 Pierre Louis Dulong
 (1785~1838)デュロン・プティの法則の発見者だ。燃料中の炭素Cがすべて水素と結合し結
 晶水になっているという仮説に基づいている。時代から石炭炊きのボイラなどで使われた推定式
 だが、ごみの場合、やや低めに出 る傾向があるという。

(2) Steuerの式  H=81(C-(3/8×O)) + 57×3/8×O + 345(H-(1/16×O)) + 25S - 6(9H+W)
  
読み方は「シュトイアー」だ。燃料中の酸素の1/2が炭素COとして、残りは水素とH20として
 化合していると仮定した推定式になる。

(3) Scheurer-Kestnerの式 H= 81(C-3/4×O) + 342.5H + 25S + 57×3/4×O - 6(9H+W)
  Scheureの読み方は「シュレル」、Kestnerは「ケストナー」だ。燃料中の酸素のすべ
 てが炭素と結合してCOの形で存在すると仮定した推定式になる。


感 016 ごみの低位発熱量(その1) 平成28年3月18日
 ごみの低位発熱量(H)の推定値を求める式は数多くあるが、外国人の名前が冠された式など、その正しい読み方が分からないことから馴染みにくいものも多い。まず、分かりやすい和モノから紹介したい。
 H:ごみの低位発熱量(kca/kg) B:可燃分(%) W:全水分(%) R:プラスチック(%) G:厨芥(%)P:紙類(%)とする。なお、発熱量の単位がkca/kgとなっているが、4.186を乗ずると kJ/kg になる。


(1) 3成分の式 H=45B-6W
  
可燃分のBをセルロース(cellulose、(C6H10O5)n 、繊維素、代表は紙 ) として、Bの係数に
 45を与えている。wの係数の6は水の蒸発潜熱の600kca/kg(正確に は597.3kca
 kg)に由来する。これは、環整95号【一般廃棄物処理事業に対する指導に伴う留意事項につい
 て】に示される式でもある。

(2) 本多の式 H=44.75B-5.85W+21.2
 
3成分の式のパラメータを調整した推定式
(3) 狩郷の式
または4成分の式 H=45(B-R)+80R-6W
  
狩郷の読みは、「かりごう」だ。プラスチックの含有量が増えてきたので、3成分の式にプラ
 スチックの項を追加した推定式。Rの係数は、ごみの組成分析結果の平均値と考えられるが、調
 べた範囲では元データは確認できない。

(4) 小林の式 H=88.2R+40.5(G+P)-6W
  
プラスチックRの発熱量を8820kcaℓ/kg、厨芥Gと紙Pの合計の発熱量を4050kca/kg
 と仮定した推定式になる。

(5) 東京都清掃研究所の式
 
 H=(100-W)/100×[ 38.8×(Pa+Ga+T+Oc)+50.9×(Te+Ru)+73.7×P ]-6W
 
 パラメータが多くなる。上記に加え、Pa :紙(%)Ga:厨芥(%) T:草木(%) Te:繊
 維(%) Ru:ゴム・皮(%) P:プラスチック(%)  Oc:その他可燃物(%)とする。
 この推定式は、しっかりした物理組成分析の
 結果が前提になる推定式だ。不勉強のためか、あまり見かけない。汎用性は高くないようだ。
 
 これだけ、推定式があると、どれが最も適切かというオリンピックをさせる向きもあるが、どれも時代背景を背負っているので、単純比較はあまり意味がない。行政の都合で、収集時のごみの分別方式を変えると、これらの推定式は変わってしまう。


 
雑感 015 混練機 
        平成28年3月11日
 混練機、読んで字のごとく練り混ぜる機械のことだ。昔の化学工学のテキスト
を読み返すと、これは機械的操作の中の混和という単位操作に当たる。その中でも、固体または粘度の大きい液体に少量の液を混ぜて均一に練り合わせることを捏和(ねっか、ねつわ、でつわ)という。英語では kneading だ。 knead のkは黙字(サイレントレター)で発音しないので読み方は「ニード」、意味は〈粉・土を〉こねる、練り混ぜるということになる。テキストでは kneader に捏和機(ねっかき)を当てている。捏和機でをネット検索するといくつかの機械メーカーがヒットするが、混練機の名称も同時に使われている。 名称は使い慣れた混練機で問題なさそうだ。ちなみに、2軸式混練機は two-shaft kneader と訳されている。
 2軸式混練機は、2本のスクリューを用い剪断力をかけて力で混ぜ込んでいくイメージだ。連続運転できるが、ムラになることがある。粉体でも硬い物を混ぜるとスクリューの摩耗が問題になることもある。摩耗すると更に混ぜムラが多くなる欠点もある。
 一方、振動式の混練機もあった。旧大田工場の溶融飛灰の混練機だ。バッチ処理でプルプルしているだけで、これで混ざるの?と思ったが、驚くほどきれいに混ざり、ツヤのある汚泥が排出された。バッチ処理だが、摩耗や飛散の心配が少なく、これもありだと思った。

 
「化学工学」 岡田功 東京電機大出版局


雑感 014 技術の継承
      平成28年3月10日
 昨年10月に本稼働した工場(タクマ式SNF型、300t/d、2基)の清掃一組職員は、管理部門の5人だけで、残りはすべて委託だという。この運営体制は5番弟子が勤務する多摩の清掃工場よりも委託化が進んでいる。これが将来の23区の清掃施設の運営形態になるのだろう。平成27年2月に改訂された経営計画では、清掃一組の職員定数は平成12年度1,498人、平成26年度1,015人となっている。技術訓練センターはあるものの、技術の担い手を減らしてしまっては十分な技術の継承はできない。将来的に管理部門は残すようだが、例えば車の運転をしたことがない人にドライバーの管理監督は難しいだろう。
 技術力は人が担い受け継いでいくものだ。その技術職員を減らしていく中で、平成24年5月に策定された東京23区清掃事業の国際協力に関する基本方針では、「特別区及び清掃一組が保有している技術やノウハウ等を活用して、環境問題や廃棄物問題に直面している海外諸都市における課題解決策の提示を通して、国際的公共利益実現の一翼を担う。」としている。
 経営改革と称して売り物を切り捨てる中、海外諸都市に何を売っていくのだろう。かつて技術支援した多摩の一組などから、技術支援を受ける日が来るかもしれない。



雑感 013 2ちゃんねる
      平成28年2月29日
 Gooleで「東京二十三区清掃一部事務組合」(以下、清掃一組)を検索してみた。清掃一組の公式サイトが最初に出てくるのは当然だが、第3位に2ちゃんねるがヒットする(2月28日現在)。
 GooleはGoogle Web Searchと呼ばれる検索エンジンを搭載し、世界中のサイトから情報を拾い集め、ページランクに基づいてサイトの表示順序を決めているという。ページランク(Pagerank)とは、「リンクがより多く集まっているWEBページはより重要である。」という考え方に基づくWEBページの重要度を示す一つの指標だ。日本語では「参照重要度」などと表現されることもある。これは、学術論文がインパクトファクターなどで評価されるのに似ている。 ひらたく言うとGooleで検索した結果は、関心が多く集まるサイトの順に表示される仕組みだ。ただし、学術論文と異なり上位のサイトほど社会的に重要で有益だということはない。
 2ちゃんねるの清掃一組に関するスレッド(板)だが、今見られる板は、ハンドルネーム砂糖悪美氏が立てたようだ。過去の板もあり数多くの投稿がある。言論の自由は制限されるべきではないが、その内容と時刻から職員が勤務時間中に投稿したと思われる記事も散見される。

 
impact factor:自然科学・社会科学分野の学術雑誌を対象として、その雑誌の影響度、引用された頻度を測る指標、
   文献引用影響率とも


雑感 012 灰分  
        平成28年2月22日
 消石灰は「しょうせっかい」と読めるが、灰分になると「はいぶん」と読んでしまう人が多い。灰は音読みで「かい」だ。水分を「みずぶん」と読むことはなく、2つの漢字を音+音で読んで「すいぶん」だ。同様に灰分は「かいぶん」と読んでほしい。漢字2文字の熟語を訓+音で読むこともある。これを湯桶読み
※1という。世の中には湯桶読みの例は多くある。その中で同音異義語を区別するために、湯桶読みにする例もある。例えば化学と科学を区別するために化学を「ばけがく」と言ったりする。
 ごみの3成分は、水分(W)、灰分(A)の順で測定し100から(W+A)を減じて可燃分(B)を求める
※2。化学の新人には実習の一つとして、ごみの3成分を測定する実験を勧めたい※3。搬入ごみ性状調査などでのごみの扱い方に習熟するためだ。発熱量(cal/kg)を45B-6Wの意味なども実感できるだろう。
 注意点もある。縮分したサンプルを坩堝に入れて電気炉で灰化(かいか)する際、少し煙が出る。火災報知器が発報しないよう換気扇やドラフトチャンバーで排気をすることだ。念のために、発報するかも知れないことを周囲に連絡をしておけば十分だろう。

 ※1 湯桶読み:ゆとうよみ、漢字二字の熟語の上の字を訓で下の字を音でよむ読み方
 ※2 昭和52年11月4日 環整95号 一般廃棄物処理事業に対する指導に伴う留意事項について
    [改定] 平成2年2月1日 衛環22号

 ※3 サンプルは、搬入ごみ調査を受託した業者から入手できるだろう。


雑感 011 単語登録
        平成28年2月18日
 「東京二十三区清掃一部事務組合」という長い固有名詞を何度も入力するのは面倒だ。しかも
「にじゅうさん」は、漢数字で表記するというお約束もある。そこで、この単語に全角文字で
「t23」の読み方を与えてユーザー辞書に登録している。これで、長い単語も簡単に入力できる。読み方は、平仮名にしなければならないという決まりはない。
 MS-DOSの時代からユーザー辞書をコンバートしつつ、引き継ぎながら使っている。その時々で担当していた事案がユーザー辞書にも反映している。例えば、「よ」と打って変換すると「溶解性COD」となる。「だ」を変換すると「ダイオキシン類」となる。辞書を編むというほどの偉そうなことはできないが、こうしてユーザー辞書に用語を登録しいていくと自分だけの使いやすい辞書になっていく。もっとも公私の区別がついている人は、自宅のPCに、こんな単語を登録することはないだろう。


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