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ごみ質 発熱量測定

ごみ、廃棄物の処理方法はいろいろありますが、まだ相当の量が焼却されています。そのため燃やしたときに、どのくらいの発熱量があるのか知る必要が出てきます。焼却炉を設計する上でも、燃焼状態を管理する上でも、ごみの性状を把握、エネルギー収支の把握などでも大切な指標になります。最近では、ごみのエネルギーで発電し更には売電する為に必要性は増しています。
 低すぎると、燃料を加えないと完全に燃やすことができなかったり、高すぎると炉に負担を掛けてしまい、炉の寿命を縮めてしまうことになったりします。
ごみの性状は通常、慎重にサンプリングしてもかなりのバラツキを含んでいます。また、天候、季節・時期などによっても変動しますし、どんなに注意しても偶然による偏り等を排除することはできません。片寄りがないように心掛けてサンプリングすることは当然、重要ですが、測定回数を重ね、バラツキ傾向や、大きな変動傾向に注目することも大切です。

発熱量測定 計算値と実測値
発熱量の値は水分、灰分などの値から計算で求める計算値と、実際にごみのサンプルの発熱量を測定する実測値があります。両方を求める場合もあります。

ごみの発熱量 計算値
計算値は水分と可燃分の値から求めるもの(環整95号の3成分の式)から、元素組成割合によるも、物理組成比によるものなど、いろいろな計算式(推算式)があります。
 単に"計算値"と言うと”環整95号の三成分の式”が一般的です。が、お客様によっては独自の計算式を用いる場合もありますので確認が必要です。
発熱量計算値の利点
・比較的手軽に低位発熱量を求めることができる。一般に必要な項目が少ない為、コストを抑えることができる。(水分、組成、灰分が必要。ごみの3成分)
発熱量計算値の問題
・選択する推算式によってはコストが安いとは限らない。(元素組成が必要だったり)
・あくまでも計算により発熱量を推算するもので、ごみの性状によっては実際の発熱量と大きく異なる場合もある。
・たとえば環整95号の計算式の場合、可燃分の発熱量を一律に想定しているため、ごみの組成によっては実際と大きく異なることが多い。特に高分子系(プラ、ビニール)の割合が多い検体では、多くの場合、計算値より実測値のほうがかなり高い。

ごみの発熱量測定 実測値 (環整95号には規定されていない)
実測値はサンプリングしたごみ(検体)を乾燥させ、組成ごとに分けたもの(可燃物のみ)を個々に粉砕し、元の組成割合で混合した試料の発熱量を実際に測定し、水分、水素量(水素の測定が必要です)などで求めます。
発熱量 実測値のメリット
・実際のごみの組成状況、性状を反映した実際に近い値を求めることができます。
発熱量測定 実測値のデメリット
・測定項目が多くなりコストが高くなることもある。(発熱量の実測、水素の測定が必須となります)


  発熱量推算値 
  代表的な推算式を紹介しました。

  環整95号抜粋及び、解説

  ごみ質分析の流れ

  参考図書の紹介
  ごみ分析の参考になる図書の紹介。

  木質ペレット分析、測定

発熱用語に関するご注意 発熱の用語については一部、混乱して用いられる場合もたまに見受けられます。また、調製されたサンプルベースなのか、元の生ごみについてなのかによっても、表現が違ってきます。以下についてもその点を考慮の上、ご覧下さい。それぞれの場合について、どの数値が必要なのか、求められているものは何か確認する必要もあります。はっきり言って判りづらいし、説明が行き届かない部分もあると思います。ごめんなさい。
 入荷ベース、有姿ベース、風乾ベース、絶乾ベースなどの表現も使われますが、双方の認識を確認しないと間違えの原因になります。


実測による低位発熱量測定
 ごみ質分析の場合、一般的には最終的には低位発熱量が知りたい。 そのためには、

@乾燥させる(水分の除去)
A組成ごとに分けて割合を求める。
   不燃物の割合を求める。
B可燃物のみを粉砕して元の割合で混合し、発熱量測定用、水素測定用の試料とします。
このように調製したサンプルを”化学分析試料”と呼ぶこともあります。
C計算によって、乾燥前の生ごみ状態の値に換算します。(水分、不燃物を割り戻す)

化学分析試料の発熱量 Hh-B
・実際に発熱量計に投入する状態に調製した試料の発熱量。
・もとの検体(生ごみ等)から水分と不燃物を除いた、乾燥状態の可燃物を元の割合で混合したもの。断熱状態で測定した発熱量。
・これを総発熱量と言うこともある、と言うか同じ値にになることがある。(水分0%、不燃物0%、あるいはそれを含めての検体とした場合) (←すいません。判りずらいですよね)

高位発熱量・総発熱量 Hh あるいは Ho
・高発熱量とも言う。総発熱量とも言う。検体がごみ全体とする場合は通常は乾燥、不燃物除去されるため水分及び不燃物割合で補正しごみ全体に換算する。 (←すいません。判りずらいですよね)
・水分が熱を奪う前の熱量、あるいは奪ったとしても外部に放出されず戻ってくる状態での発熱量。
・絶乾(無水)ベースの高位発熱量の場合は不燃物補正のみで水分補正は不要(0となる)となります。不燃物がなかった場合には化学分析試料の発熱量と一致します。

低位発熱量・真発熱量 Hl あるいは Hu
・低発熱量、真発熱量とも言う。
・高位発熱量から水分が奪う熱量(蒸発潜熱)、および水素が水になって奪う熱量を差し引いた値。
・実際に利用できる分の熱量。
・一般的にはこれが知りたいことが多い。
・水分の含有量で大きく変動します。
・絶乾(無水)ベースの低位発熱量の場合は水分が奪う熱量(蒸発潜熱)は無いものとし水素が水になって奪う熱量のみを差し引きます。その際の水素%も絶乾(無水)ベースとしベースを合わせる必要があります。
・元の発熱量が小さかったり(曖昧な表現ですみません)、水分が多いと算出した低位発熱量がマイナスになることもあります。
(マイナスの発熱量ってどう言う事だと、ご質問を頂くこともありますが)

 結構、めんどくさい話だと思うのでご相談ください。


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