13
1︵通巻

号︶

25

13

この用紙は, パルプを漂白するときに塩素ガスを使わない「無塩素漂白（ECF)」という方法で作られています。

1 (通巻25号）

25
2016年度1131

循環産業海外展開と日本の廃棄物処理技術の方向

2

グラスライニング創業 70 年を迎えて

70 Years Progress of Glasslining Business15

あべのハルカス向け都心型バイオガスシステムの安定運転結果Experience with Stable Operation of Urbanized Biogas
System Installed in iOsaka s Landmark Building
ABENO HARUKAS .

21

相模原市南清掃工場の安定した操業状況

The Stable Operation Results of Minami Waste to Energy &Recovery Plant

27

セシウム汚染土壌を対象とした加熱化学処理
パイロット実証

Pilot Scale Experiment for Cesium Contaminated Soil by a
Thermal-Chemical Treatment Method35

高純度水素発生装置「HHOG」の足跡と今後の展望

Past Trend and Future Outlook of High-purity
Hydrogen Oxygen Generator（HHOG）

43

施設・技術紹介本

46

47

社 ／〒651-0072 神戸市中央区脇浜町1丁目4-78〒651-0086 神戸市中央区磯上通2丁目2番21号（三宮グランドビル） ☎（078）232-8018 FAX（078）
232-8051

TOPICS㈱神鋼環境ソリューション登録特許・意匠一覧（2015年 4 月 1 日〜2016年 3 月31日まで）☎（078）232-8018 FAX（078）
232-8051

技 術 研 究 所 ／ 〒651-2241 神戸市西区室谷1丁目1-4☎（078）
992-6500 FAX（078）
997-0550

東 京 支 社 ／ 〒141-8688 東京都品川区北品川5丁目9-12（ONビル）☎（03）5739-5800 FAX（03）5739-5821〒141-0001 東京都品川区北品川5丁目9-11（大崎MTビル）☎（03）5739-5800 FAX（03）5739-5821

大 阪 支 社 ／ 〒541-8536 大阪市中央区備後町4丁目1-3（御堂筋三井ビル）☎（06）6206-6751 FAX（06）
6206-6760

九 州 支 社 ／ 〒812-0012 福岡市博多区博多駅中央街1-1（新幹線博多ビル） ☎（092）474-6565 FAX（092）
441-4440
北 海 道 支 店 ／ 〒060-0004 札幌市中央区北四条西5丁目1-3（日本生命北門館ビル） ☎（011）241-4647 FAX（011）
241-5759
東 北 支 店 ／ 〒980-0811 仙台市青葉区一番町1丁目2-25（仙台NSビル）☎（022）716-6651 FAX（022）
263-2049

名 古 屋 支 店 ／ 〒451-0045 名古屋市西区名駅2丁目27-8（名古屋プライムセントラルタワー） ☎（052）581-9876 FAX（052）
563-2313
播 磨 製 作 所 ／ 〒675-0155 兵庫県加古郡播磨町新島19☎（079）436-2500 FAX（079）
436-2506

室蘭SD製造所／ 〒050-0055 室蘭市崎守町387-25
デュッセルドルフ事務所／ Berliner Allee 55, 40212 Düsseldorf Germany☎（0143）50-3036 FAX（0143）
50-3066☎+49-211-7792-0430 FAX+49-211-7792-0450

プノンペン事務所／ Soma Tower, 1st Floor, #2C, street120, Sangkat Phsar ThmeyⅡ, Khan Daun Penh, Phnom Penh, Kingdom of Cambodia☎+855-23-210-301 FAX+855-23-210-309
神鋼環境ソリューション技報

2016年度Vol.13 No.1

《本社》株式会社神鋼環境ソリューション 〒651ー0072《編集発行》〒651ー2241

通巻25号
神戸市中央区脇浜町１丁目４ー78

神戸市西区室谷１丁目１ー４ 株式会社神鋼環境ソリューション 技術開発センター（神鋼環境ソリューション技報編集委員会事務局）☎（078）992−6527 FAX（078）992−6504 http://www.kobelco-eco.co.jp《編集委員》編集委員長/田頭成能 委員/高橋円・細田博之・下梨孝・横田慎・丸山智裕・斉藤彰・木下民法・菊池雅彦・須田龍生・松本勝生《発行》2016年9月10日印刷

2016年9月15日発行

年2回発行《禁無断転載》《発行人》横山英樹《印刷所》中村印刷株式会社

＜巻頭言＞

循環産業海外展開と日本の廃棄物処理技術の方向（一財）日本環境衛生センター
副理事長

藤

吉

秀

昭

Hideaki Fujiyoshi

最近，環境省や JICA からの依頼でアジアや中近東の国々の廃棄物処理に関するセミナーやワーク
ショップに招かれることが多い。これらの国々で日本のごみ処理制度や技術の歴史を紹介しているが，改めて日本のごみ処理制度や技術の特長を再認識させられることが多い。そこで，日本の循環技術を創造してきた企業やそこで活躍する技術者に伝えたい思いをここに述べてみたい。
日本のごみ処理システムはきわめて完成度が高いと言われている。日本に来た海外の人たちは日本の焼却施設がきれいなことに驚く。各家庭でごみが分別され資源化されていると聞き感心する。しかし，このような状態は長い経緯を経て今日に至ったもので，国や地方自治体の並々ならぬ努力の成果である。その特長を一言で言うと国家的な制度構築と民間企業が担当した技術開発が両輪で発展してきたものである。
わが国がごみ処理の基本を確立したのは1965年の第１次廃棄物処理施設整備５カ年計画を策定した
時で，国が廃棄物処理施設整備の計画を立てて補助金により地方政府の施設整備の支援を行うことを決めた時点だと私は思う。それを前提に地方自治体は計画的な施設整備を行うことを要求された。彼
らは同時に入札手続きと技術評価に高い関心を持っていた。そのため国は施設整備に係る構造指針，
指針外協議，性能指針，第３者評価といった制度を構築してきた。建設された施設は丁寧な維持管理がなされ運営の中で発生してきた問題を技術開発等で解決してきた。このことが技術の成長を促してきた。
しかし，循環技術の海外展開に係わっていると，この制度のマイナス面が目立ってくる。国からの建設費に対する厚い補助があるために，自治体の処理方式がすべて焼却処理に向かい，処理の多様性がない。コスト意識が希薄なため，コスト制約下での工夫がない。一方，アジアのごみ処理の現実はどうであろうか？ 多くのハードルが横たわっている。国の支援が少ない（法整備面，建設費補助など）。地方自治体に十分な予算がない。地方自治体に十分な人材がいない。このような中でもごみ処理の近代化が各国の首都圏で進み始めている。PPP 手法でのごみ処理事業の導入，ごみ発電による売電収入と地球温暖化ガス削減のクレジットで処理手数料をかなり下げることができるようになってきたためだ。アジア基準の手法や技術が普及しそうな状況にある。そのような傾向の中でわが国循環産
業はプラント売りの部分で苦戦しているのが現状である。その大きな理由が先に述べた技術の高コス
ト性と過剰品質にある。
国内の廃棄物処理施設整備の需要はいつまで続くのだろうか？ 現状のダイオキシン類対策改造後の基幹施設整備と建替え需要の後はもう続かない，需要は出ても地方自治体の廃棄物関連予算は縮小を余儀なくされ，施設整備の予算制約は大きくなる，との意見もある。循環産業にとって悲観的な予想であるが，そうなれば，技術の経済性を徹底する工夫が技術開発課題の中心となる。このような状況の到来を予測して今から準備が必要である。日本人の工夫する力を発揮して，アジア各国の各地方の制約条件を踏まえた新たな技術の創造を期待したい。
Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）神鋼環境ソリューション技報1

グラスライニング創業70年を迎えて
70 Years Progress of Glasslining Business

宮内啓隆＊
Hirotaka Miyauchi

大川敦彦＊＊
Atsuhiko Okawa

多田篤志＊＊
Atsushi Tada

北岡俊男＊＊＊
Toshio Kitaoka

椿野直樹＊＊＊＊
Naoki Tsubakino

グラスライニング製機器は，戦後の経済成長とともに発展し，今日の化学，医薬，食品産業において，欠かすことのできない耐食機器として使用されている。本報では，株式会社神戸製鋼所の琺瑯部門から始まったグラスライニング70年の歩みをグラス，製造技術・設備ならびに反応機として重要な撹拌機の変遷を追って振返る。とくに，国内市場において高度化するグラスライニング製反応機のニーズに対応した当社の機能性グラスを紹介する。加えて，当社がさらなる歩みを進めるた
めの将来的な展望をグローバルな視点から述べる。
Glasslined equipment has been developed with postwar economic growth, and nowadays widely used inchemical, pharmaceutical and food industry as a corrosion-resistant material that can’t be replaced. This
report reviews 70 years progress originated in Kobe Steel, Ltd., through historical development of glass,manufacturing facility and agitator. Particularly, series of our functional glass satisfying sophisticatedneeds of the domestic market are presented. In addition, our future prospects for further progress areindicated based on the global point of view.

Key Words：
グラスライニング

Glasslining

機 能 性 グ ラ ス

Functional glass

撹

拌

技

術

Mixing technology

製

造

設

備

Manufacturing facility

まえがき

清潔性を持たせた材料であり，食器や台所用品，建株式会社神鋼環境ソリューション（1954～1989

材パネル等に広く使用されていた材料である。一

年：神鋼フアウドラー株式会社，1989～2003年：神方，「グラスライニング」は邦名「耐酸琺瑯」とも

鋼パンテツク株式会社）は1954（昭和29）年に設立

呼ばれ，この「琺瑯」の技術を発展させたことでよされた。しかしその生立ちをたずねるならば，さらり耐食性の高い材料となっている。

に古く1946年にまで遡ることになる。この年，当社

本年2016年は，当社のグラスライニング技術の礎の前身である株式会社神戸製鋼所の琺瑯部門が事業となった琺瑯製品の製造開始から70年目にあたる。

を開始した。

本稿にてその技術や設備などの変遷，加えて近年国「琺瑯（ほうろう）」とは，鋼板の表面にガラス質

内市場における多様化する機能性ニーズに対応したの釉薬を焼付けることで鋼板表面に美観や装飾性，グラスや将来の展望について述べる。

2

神鋼環境ソリューション技報＊＊＊＊

プロセス機器事業部 生産部 調達グループ ＊＊プロセス機器事業部 生産部 製造室
プロセス機器事業部 技術部 開発グループ＊＊＊＊

プロセス機器事業部 技術部 GL 設計グループ

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

1.

グラス（釉薬）の変遷て使用してきたグラスを表１「グラスライニング70

一般的に鋼板は腐食環境には弱く，通常使用する年の略史年表」に示す。

場合は表面を塗装やメッキなどの防食処理により環設立時の標準グラス＃5300は SiO2-B2O3系ガラス

境遮断をすることでその耐食性を高めている。しかでアルカリ成分は15 ％で大きな特長は無いが溶融しながら，より腐食環境の厳しい酸や高温の溶液な軟化性に優れスムーズで綺麗な表面状況を示した。

どを使用する設備に対して，一般の塗装やメッキなどでは鋼板の防食をすることはできない。
グラスライニング材料は，酸や各種薬剤に対する耐食性が高いグラスを鋼板の表面に焼付けた金属とその後，当社の標準グラスはその主な用途である
化学・医薬産業の化学的高耐食性能のニーズに合わせるべく，耐熱衝撃性，耐酸性，耐水性の向上も進めた＃5900グラスとなった。

グラスの複合材料であり，構造物として高い強度を

その後＃6100グラスを経て，60年代の終わりには持ちながら，かつ化学的耐食性も高い材料として知ZrO2 を含む珪酸塩グラス＃3300を開発し，耐酸性，られている。したがってグラスライニング材料にお耐水性，耐アルカリ性を飛躍的に向上させた。

いてこのグラス自体の機能や性能は製品の生命線とその後，より耐酸性能，耐水性能を向上させた＃も言えるもので，当社においては創業期から，グラ

3100グラスを経て，80年代半ばに，ZrO2の他に当社

スを原料から自社製造することを基本とし，現在も独自の成分を添加することでグラスライニングの施

この基本姿勢は受継がれている。まずはこのグラス工性，耐酸性，耐水性，耐アルカリ性の全ての性能（釉薬）の変遷について紹介する。

を究極までバランス良く向上させた＃9000グラスの黎明期（琺瑯からグラスライニングへ）開発に至った。このグラスについては，その施工

1946年から株式会社神戸製鋼所の琺瑯部門で製造性，性能バランスの良さ故，現在も標準グラスとし

1. 1を開始した洗面器や食器などの家庭用品の琺瑯製品
は海外向けの輸出品として好評を博していた。
一方，神戸製鋼所が立地する神戸市東部は灘の銘て使用されている。
上記の各標準グラスの耐食性比較を図１に示す。
1. 4

耐付着表面改質「Ag 処理」

酒の産地として有名であり，この灘五郷の各酒造会

60年代から，グラスライニング製の反応機がポリ社は戦災により被害を受けていた。当時使用していマなどの合成樹脂の重合に使用されていたが，初期

た木製のタンクは焼け，琺瑯製のタンクは破損し当の使用時には付着は問題ないものの，長期間使用す時材料不足のため，新品のタンクの入手が困難であるに従い，内容物のポリマがグラスライニング表面ったことから，タンクの修理・再生は各酒造会社のに付着し，製品の歩留まり，品質の低下や機器洗浄要望するところであった。これに応え，1948年に琺による稼働率の低下などが大きな問題となってい瑯製酒タンク用の焼成炉として大型炉を導入，翌た。この問題に対して，ガラスで行われている表面

1949年からは修理のみならず新品の酒タンクの製造改質技術を応用し，グラスライニング層表面に化学を開始した。

的な処理を行うことで表面改質させ，ポリマなどの同時に，この酒タンクの製造と並行し，それまで付着を減少させる「Ag 処理」技術を開発した。

の琺瑯用釉薬をベースに，より耐食性を高めたグラ
スライニング用のグラス（釉薬）の研究を進め1950
年には製薬会社ユーザへ500 LT の反応機を納入した。
1. 2

グラスライニング技術の確立#9000 133313

酒タンクの修理・製造のみならず，化工機分野へ

Nucerite #8100 13の適用拡大に伴い，機器製造における大容量タンク#3100 13に関する設計・製作技術上の問題，より高いグラス#3300 23の耐食性能，耐熱性などの問題を解決すべく，当時

#6100

62

世界のグラスライニング機器メーカでもっとも優れ

55

#5900

58

62

ていた米国フアウドラー社をパートナとし，当社は1954年に神鋼フアウドラー株式会社として設立された。
1. 3

標準グラスの変遷

54

5

38
100
114

100

100

100

20 ％ HCI
B.P.V.P.

Pure water

4 ％ NaOH

B.P.:Boiling point

当社が現在まで，その時代毎に標準のグラスとしVol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

#5300

31

3

図１

神鋼環境ソリューション技報

V.P.:Vapor Phase

L.P. : Liquid Phase

標準グラスの耐食性比較
3

4

1950～

動

社 活

グラスライニング用グラス

撹拌翼

神鋼環境ソリューション技報

1970～

年

グラスライニング製商品

1977～
標準グラス「＃3100グラス」

1953
重油焼成炉 ３号炉完成
引続き，４号炉５号炉導入

1985～
標準グラス「＃9000グラス」

1981～
グラスライニング用フリット（ガラス）の国産化開始

1962
神戸工場完成

1990～

2000～

1991～
高効率攪拌翼「フルゾーン」

1991～
耐 ア ル カ リ グ ラ ス「 ＃4300グ
ラス」

1995
阪神淡路大震災2001～
新標準攪拌翼「ツインスター」

2005
低溶出グラス「＃9000AF」

2004～
耐静電気グラス「ECOGL」

2003～
医薬用グラス「PPG」導入

2015～
コンタミレス攪拌翼「スイン
グスター」

2015～
高伝熱グラス「＃9000HT」

2011～
低溶出グラス「＃9500グラス」

2010～
耐静電気グラス「ECOGL Ⅱ」

2010～

2016
2001
NEDO 省エネ設備として１号 工場照明 LED 化
炉を電気からガスラジアント
チューブ炉へ改造

2013
2000
1996
1985
1976
大型電気炉８号炉の合理化工 PC 制御によるアクセサリ用 中型缶体用ラジアントチュー ３号炉を電気からガスラジア ベトナム・ロンドウック工場
操業開始
ントチューブ炉へ改造
ブ炉５号炉完成
３号炉
事

1981～
低温用グラスライニング機
器，GMP 対 応 機 器， コ ニ カルドライヤーブレンダー，濾
過乾燥機，多管式熱交換器など様々なグラスライニング製機器を開発・販売開始。

1982～
1970～
SUS 用グラス「＃3800グラス」
1963～
耐付着表面改質「Ag 処理グラス」
耐衝撃性グラス「ヌーセライト」

1969～
標準グラス「＃3300グラス」

1963～
標準グラス「＃6100グラス」

1960～
標準グラス「＃5900グラス」

1963
技術センターの設置

1963
1948
世界最大箱型電気炉８号炉完
1955
酒タンク焼成用石炭ガスマッ 都 市 ガ ス 重 油 併 用 新 １ 号 炉 成（東洋最大）
フル焼成炉１号炉完成
1968
大型組立工場増設
自動挿入・矯正機付２号炉増設

1946㈱神戸製鋼所山手工場
釉薬溶解用るつぼ炉，電気炉

1980～

代

グラスライニング70年の略史年表

2003
1992
1989
1975
化工機のアフターサービス会 社名を「神鋼パンテツク㈱」 グラスライニング神戸工場を 社名を「㈱神鋼環境ソリューション」に変更
播磨製作所へ移設・統合
社「神鋼フアウドラーサービ に変更
神戸ハイテクパーク内に「技ス㈱」を設立1966
術研究所」を建設「工業用グラスライニング製
大型反応器の開発」により石
1994
油学会技術進歩賞受賞
大証２部上場

1960～

表１

1961～
1950
1946
㈱神戸製鋼所琺瑯部から商標 琺瑯製建築用パネルの生産開 ポリプロピレン，ネオプレン， 1971～など合成樹脂・繊維・ゴム用 グラスライニング製薄膜蒸発「ブラックキャット」ブラン 始
機器，医薬品製造用途向けの 機の製造開始
ドで琺瑯鉄器を輸出
グラスライニング機器の製造
1955～
大型酒タンク・ビールタンク 増加
の製造開始
1963～
塩化ビニル製造用グラスライ ユーティリティ型酒タンク
ニング製重合槽の製造開始
1966～
ポリスチレン等の合成樹脂， グラスライニング製ワインタ
合成ゴム製造のためのグラス ンク
ライニング機器の製造開始

1954～
フアウドラー翼1954～
標準グラス「＃5300グラス」

当1949
化工機用「耐酸釉薬」の実用化

1949
酒タンク製造開始

1940～

1950
1946
㈱神戸製鋼所琺瑯部門が琺瑯 化工機 １号機納入
製品の製造を開始
1954
神鋼フアウドラー㈱設立
1948
酒タンク修繕を開始

項目

工場・設備

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

⎫
⎜
⎜
⎬上引層
ヌーセライト ⎜⎜⎭高耐食性標準グラス

Si

図２

O

Na

下引層

Ag

鋼

Ag 処理技術グラス骨格模式図（Na から Ag にイオン結合が変化）++

図３ 耐衝撃グラス「ヌーセライト」の複層構造（神鋼ファウドラーニュース1982 Vol.26 No.3より）グラスライニング層において付着増加の要因としその下層に耐衝撃性結晶化グラスを施工する「複層て考えられるのは表面の電気化学的な性状，および構造」とすることで，この問題を解決した（図３参粗度などの物理的な性状の変化が考えられる。様々照）。

な方向から検討，実験を行い，グラス中の Na イオ

グラスライニング製機器使用中に，何らかの衝撃

ンを Ag イオンで置換（図２参照）することで，グをグラス面に与え破損させてしまった場合も，通常ラスの耐水性を３倍に向上させることができた。耐のグラスライニング層では衝撃により全層が破損し水性向上のメカニズムとしては，通常，腐食の初期てしまうのに対して，ヌーセライトの場合，破損は段階においてグラス表層から動きやすい Na イオン

表層の標準グラスのみで下層の結晶化グラス層でクが溶出しグラス表層の電気化学的性状が変化してしラックの進展が食止められ，破損によるグラスの剥

まうが，この Na イオンを Ag イオンに置換するこ

離面積が通常の標準グラスのみの場合より小さくなとでイオンが動きにくくなった結果，耐水性が向上ることから，Ta などによる補修がし易いという特したと考えられる。加えて，耐水性が向上したこと長がある。60年代から90年代まで標準グラスが進化

で長期間表面粗度の変化も少なくなり，耐付着性能

する中，下層にこのヌーセライトを施工し，最表層が長期間継続する好結果となった。70年代以降，数に最新の標準グラスを施工したグラスが撹拌翼やバ

多くの合成樹脂重合用のグラスライニング重合反応

ッフルなどのアクセサリに数多く適用された。
現在は Ta 補修した状態で使用し続けるユーザが機に使用されている。
グラスライニングの表層を改質するこの表面改質少なくなり，一定の役目を終えたグラスとなった技術は当社独自の技術であり，後々の新しい機能性が，後述する機能性グラスにおいても当社のグラス

グラスの開発においても，本技術がその礎となってライニングはしばしば，この「複層構造」を採用しいる。

ており，他社には見られない特長となっている。

1. 5

耐衝撃性グラス

ヌーセライト＃8100

1. 6

極低温用高耐食グラス＃3800

グラスライニングは，金属とグラスという熱膨張

通常の炭素鋼を使用したグラスライニング機器率の異なる材料を複合させることで，焼成後にグラは，低温用鋼板 SLA325A を使用することで－45 ℃

ス層に残留圧縮応力が掛かるよう設計された材料でまでの使用が可能であるが，それ以下の使用温度にあるため，通常のガラスより機械的強度が強化されおいては，素地金属にオーステナイト系のステンレており，数倍割れにくくなっているが，１）それでもス鋼板を必要とする。しかしステンレス鋼の熱膨張「ガラスは割れる」と言うイメージが強い。そこで率（17.3×10-6/K） は 通 常 の 炭 素 鋼（11.5×10-6/K）「割れないガラスを」というニーズに応え開発したに比して大きいため，炭素鋼用のグラスをそのままのが「ヌーセライト」である。この名称はライニン

ステンレス鋼に適用すると，熱膨張率の差異に起因グ可能な結晶化グラスを意味している。グラス層中するグラス層中の残留圧縮応力が過大となりグラスに結晶を生成させることで耐衝撃性，熱伝導率，耐層の破損の原因となる。

摩耗性を向上させている。ただし，一般的には非晶

このことを解決するためステンレス鋼板用グラス質であるグラスと比較すると結晶化ガラスの耐食性として，この熱膨張率も考慮した新たなグラス成分が低下するため，化学的耐食性が要求されるライニ設計を行い＃3800グラスを開発した。これにより，ング層の最表層には高耐食性標準グラスを施工し，－196 ℃の極低温までグラスライニング機器が使用

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）神鋼環境ソリューション技報5

できるようになった。
1. 7

い用途で使用可能となった。

耐アルカリグラス＃4300

更に近年，グラスライニング製機器にも耐食性だ

主に酸性成分よりなるグラスはアルカリ溶液に対しては酸に対するほど耐食性は高く無い。とくに温けでなく＋αの付加価値を求められるようになった。

度，濃度の少しの上昇で加速度的に腐食が顕著とな

それはグラスライニング製機器自体の使いやするため，一般的に高温，高濃度のアルカリ雰囲気にさ，後述する撹拌性の改善，洗浄性向上，メンテナ

おいては耐食金属材料が用いられる場合が多い。

ンス性向上等グラスの耐食性以外の価値であり，こしかしながら工程中で酸性・アルカリ性の両方で使用される場合や金属イオンの溶出が問題となるニ

れらのニーズに対して改良・改善を重ねることとなった。

ーズに対して，耐酸性は標準グラス＃9000の約半分

とくにグラスについては，耐食性に加え安全性向の性能であるが，耐アルカリ性能については標準グ上と高度なファイン化のユーザニーズに応え，耐静

ラス＃9000の約２倍の性能を持つ耐アルカリグラス

電気，低溶出，省エネといった新たな機能性を持た＃4300を1991年に開発した。＃4300グラスの耐アルせたグラスの開発へと展開して行った。

カリ性能を図４に示す。

1. 8

一般的に，グラスライニングの施工原理として，

医薬用グラス PPG

21世紀に入って，まず始めに商品化されたグラス

グラスを細かく粉砕した泥漿状の釉薬を鋼板表面にが PPG（Pfaudler Pharma Glass）である。これまで

吹付け，高温で焼成することで，グラスの粒同士がの標準グラスは「濃紺色」であり場合によっては視軟化流動・融着しグラス層を形成する。一方，グラ認性に問題が有る場合があったが，PPG の特長は，スの腐食初期段階においては，ミクロ的にはグラス

写真１に示すように明るく視認性に優れ見やすい

表面の腐食・減肉は均一には進行せず，グラスの粒「ライトブルー色」である。これにより，缶内の付同士が融着した境界部分が選択的に腐食することが着等を目視で確認しやすくなり洗浄性が向上した。

知られている。このことから，この＃4300グラスは

また標準グラスよりも耐アルカリ性が20 ％向上しグラス自体の耐アルカリ性を高める成分をグラス組ており定置洗浄目的でアルカリ洗浄を行う反応機に成として添加するのに加え，グラスの粒同士の境界も有効なグラスである。

部に耐アルカリ性を高める成分を添加することで，PPG は 提 携 解 消 後 も 友 好 な 関 係 を 続 け て い る

グラスライニング層全体の耐食性能を向上させた。

Pfaudler GmbH が医薬用途向けに開発したグラスでこのように，市場の耐食性向上のニーズに応えてあり，国内医薬市場でのニーズを見込み，2003年か

新しいグラスを開発し適用範囲を広げ，種々の厳しら技術提携し製作・販売を行っている。PPG 販売
以降好評を頂き，この明るい色調のグラスへの要求が国内では強くなってきている。

pH13 pH14
1.0

1. 9

0.9
0.8

耐静電気用グラス ECOGL シリーズ

2004年には，絶縁性のグラスライニング機器内で

NaOH
80 ℃

発生する静電気による機器破損等のトラブルに対処

腐食率（mm/y）

0.7
0.6

9 000

0.5
0.4
4 300
0.3
0.2
0.1

＃9000

0

5

10

15

20

25

濃度（％）

図４
6

＃4300グラスの耐アルカリ性

30

写真１

PPG
PPG と＃9000のグラス色調比較※ Pfaudler Pharma Glass（PPG）は Pfaudler GmbH との技術提携品です。

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

放電エネルギの緩和方向

放電エネルギの緩和方向
GRD

導電グラス層
導電性グラス

標準グラス層GRD

金属母材【表層導電性構造】（ECOGL シリーズ）
放電エネルギが面方向に拡散

金属母材【全層導電性構造】（一般的導電性グラス）
放電エネルギが１個所に集中

図５

各導電性構造の放電に対する挙動

放電破壊電圧（kV）

75

50

25

ECOGL Ⅱ

図７－⒜

0

全層導電性
標準グラス
グラス
（#9000）（一般的導電性グラス）

図６

標準グラス
（＃9000）

ECOGL

各グラスの色調

表層導電性
グラス（ECOGLシリーズ）

模擬放電印加時のグラス放電破壊電圧するグラスとして導電性グラス「ECOGL（Electrical
Conductive GL）」を商品化した。このグラスは，ヌECOGL Ⅱーセライトより続く当社独自の複層構造のグラスで標準グラス（＃9000）ECOGL

図７－⒝ ライト照射時の各グラスの視認性（300 mm 直上より LED ライトにて照射）あり，表層部のグラス層のみを導電性にする構造を採用している。グラス層に導電性を付与することでグラスの帯電は防止できるが，内容物が絶縁物を撹拌する限り，静電気の発生・帯電は避けられない。

ライニング業界でもっとも静電気による放電に対し場合によっては撹拌により内容物の帯電が大きくなて強いグラスである。

ると，導電性を有するグラスでも放電が発生してグ

2010年には，視認性向上のニーズを受け図７のよラスの破損が生じる場合がある。しかしながら，表

うな明るい色調で視認性が向上し，導電層の厚みを層部のみを導電性にすることにより，内容物の帯電増し，より厳しい腐食環境で使用できるように改良が大きくなり放電が発生した場合でも図５に示すよ

した ECOGL Ⅱを商品化した。この当社独自の表層

うに，放電のエネルギを面方向で緩和し，下層の絶導電構造は静電気トラブルの解決に貢献し多くのユ縁グラス層で静電気による破損を防ぐため，グラス

ーザーに採用頂いている。またこの導電性グラスは層全体としては破壊されにくくなる。一方，全層を欧米に先駆け日本で開発・実用化された技術であり導電性グラスにした場合，一旦放電が発生してしま

今後欧米でも同様のニーズが具体化する可能性もあうと，一点に放電のエネルギが集中するため，逆にる。

グラス層が低い電圧でも破壊されてしまう。模擬放

1. 10

低溶出グラス＃9000AF，＃9500

電を印加した場合のグラスの破壊電圧を図６に示

グラスは化学的耐食性に優れた材料であるが，腐す。このように表層部のみを導電性とした ECOGL

食された際にわずかながらグラスの成分が溶出すが放電によるグラス破損に対して強いことは，実験る。とくに溶出しやすいのは Na や K 等のアルカリ的にも確認されており，現時点で ECOGL はグラス

金属成分であり，電子材料等を生産する分野では，Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）神鋼環境ソリューション技報

7この微量な溶出を可能な限り低減することが求めら

材質の変更を気にすることなく，これまで同様にごれる。

使用頂くことが可能である。

当社は70年代より前述の「Ag 処理」のようなグ＃9000HT は省エネ効果があることから，導入に

ラス表面の改質技術を有しており，完成後のグラス

際しては生産性向上設備投資促進税制等の優遇措置にこの技術を応用し，表面近傍のアルカリ金属成分の対象となる場合もある。

等を除去して微量な溶出を低減させ た グラス ＃2.

9000AF を2005年に開発した。

工場・設備の変遷

当社の前身である株式会社神戸製鋼所の琺瑯部門

また2011年には，グラス中の Na 成分の含有量をが，山手工場の一角に1946年琺瑯工場を建設した。

極限まで低減することで，Na の溶出を従来の1/10

釉薬溶解のるつぼ炉を新設し，焼成炉は海岸工場かに減少させた新たな低溶出グラス＃9500を開発し

ら電気炉を移設した。その後も生産設備の拡充に取た。＃9500グラスは耐食性が向上しているため，結組み，順調な発展を辿ってきた。酒タンクの需要と果として図８に示すように，Na 成分以外の溶出も化工機の受注も著増していた1962年に隣接する神戸

従来品以下に低減している。また耐食性が向上して製鋼所溶接棒工場の茨木市移転とともに当工場跡地いることから，低溶出性が必要とされる分野だけでを取得し，工場を約２倍に拡張した。1963年には，なく，より腐食性の厳しい用途で採用されているケ

Siemens 社の施工指導の下，世界最大の箱型超大型ースもある。

電気焼成炉８号炉を建設，1968年には重厚長大化す

1. 11

高熱伝導性グラス＃9000HT

る産業界，とくに石油化学工業界の需要に応えるべ

ガラスは樹脂材料ほどではないが，1.0 W/mK とく大型組立工場を建設した。

熱伝導の悪い材料であり，グラスライニング製機器

1976年には東播磨地区10万 m2の敷地にステンレ

はライニングされているグラス層が伝熱の律速とな

ス製大型機器の製作に対応した「播磨製作所」を竣っている場合が多い。この伝熱性を改善すべく2015

工。その後1992年にはグラスライニング製品につい

年に高伝熱性グラス＃9000HT を開発した。

ても本社（灘工場）から播磨製作所に全て移転，統＃9000HT は，グラス層厚みを低減するとともに，合した（写真２，３参照）。さらに2013年には医薬・

熱伝導の良好なグラス層を挿入することによって，ファインケミカル用機器のクリーンな雰囲気での組

熱伝導を向上させており，例えば図９に示すような立試運転の必要性から作業性も考慮しエアコン装備

条件においては，グラスライニング製反応機の総括した「F 組立エリア」も建設し小型機器から大型機

熱伝達係数（U 値）は従来の1.5倍以上に向上する。

器まで，またクリーンな組立を要求される機器まで

このため昇温・冷却時間の短縮，温度応答性が向上

一貫して対応可能な工場となった（図10）。以下に

し温度制御性が向上するといった効果がある。後述

各設備の変遷について紹介する。

する高効率撹拌翼（フルゾーン）と組合わせれば，

2. 1

焼成炉

機器と内容物間の熱の移動が良好になり，さらなる

グラスライニング機器の製造において，中核をな

伝熱性の向上が可能となる。また接液部のグラス

す設備は焼成炉である。グラスライニング用の焼成は，従来より広くご使用頂いている当社標準グラス＃9000を施工しているため，内容液に接するグラス
約1.5倍

溶出量（ppb）

40

#9000

48

#9500
試験条件

30

0

500
約2.1倍

0

20
10

7

5
Na

5
Li

図８
8

純水70 ℃

総括伝熱係数 U（W/m2K）

約1.6倍
50

1

1
Ca

＃9500の溶出性

検出限界以下K

槽内：水
外套：スチーム 槽内：メタノール
外套：温水
槽内：ひまし油
外套：スチーム

図９ 種々のプロセスにおける U 値概算結果（黒）9000＋３枚後退翼，（赤）9000HT ＋フルゾーン翼

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

写真２

播磨製作所

全景

写真３

播磨製作所

鳥瞰図

図11

リジェネレイティブバーナー

図12

ラジアントチューブの高性能工業炉導入フィールドテストを経て，電気炉から都市ガスの高効率リジェネレイティブバーナ
ー搭載の高性能グラスライニング焼成炉へと順次変更・導入を行った。そして間接加熱式のラジアント
チューブ方式を採用したことで，高い輻射熱が得られ品質向上を実現できた（図11，12参照）。主要炉に電気式からガス式高性能グラスライニング焼成炉を採用したことで，CO2 排出量を年間1 300トン削減することができ，地球に優しい工場づくりの第一歩となった。また，Factory-Automation 技術を最大限活用し，主要炉において自動温度制御システムな
図10

らびに自動搬送焼成システムを採用し，省人化を推F 組立エリア進めてきた。
炉は，熱源と炉の型式が時代とともに大きく変わっ

2. 2

ガラス原料溶解設備てきた。石炭焚きマッフル炉に始まり，重油焚き直グラスライニングの生命線はグラスフリットにあ

火炉，ガス焚き直火炉，電気炉へと進歩してきた。

ると云われ，当社ではグラス原料溶解設備を備えてまた，環境負荷低減向けにいち早く取組み，NEDO

いる。高度化，多様化するユーザニーズに応えるべ（独立行政法人

く，新しいグラスフリットをスピーディに自社開発

新エネルギー・産業技術総合機構）

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）神鋼環境ソリューション技報

9する環境を整えている。必要なグラスの機能に応じに改善し，安全に作業できるよう設備改善を行ってた成分に基づき，原料を計量・混合・溶解を経て急いる。

冷し，グラスフリットを製造する。製造グラスフリ3.

ットは物性試験を行い，品質を確認している。計量

3. 1

グラスライニング製製品の変遷
グラスライニング製反応機の誕生

誤差を小さくし，ヒューマンエラーの介在する余地

1946年の琺瑯部門が事業開始して以降，神戸製鋼を無くしコンタミを防ぐために釉薬原料自動計量搬

所では酒タンクの修理・製造の過程で進めていた釉送システムを導入し，トレーサビリティ確保のため薬の研究と並行して，日本の化学工業界の将来性に原料の計量データまで全て記録されている。また中いち早く着目し，化学工業用の耐酸釉薬の研究を続間原料であるグラスフリットを貯蔵するための自動けていた。

倉庫も設けた。原料混合時間を大きく短縮できる混

1949年９月にはその基礎的研究がほぼ完了し，引合機（PS ミキサー）と溶解されたグラスの急速冷続き実用化に向け検証を行い，翌1950年に製薬会社

却粉砕装置（いずれも当社開発製品）など，さながから500LT 反応機を受注した。（写真５参照）

ら粉体プラントとなっている。

3. 2

2. 3

省エネ・自動化・安全性向上

PVC 用大型グラスライニング製重合機とフア

ウドラー翼

省エネについては1996年～2001年に掛けて順次，1954年の神戸製鋼所と米フアウドラー社との共同

前出の焼成炉を電気炉から高効率都市ガス炉へ変更

出資により神鋼フアウドラー株式会社が設立されたしていった効果がメインとなるが，その後，周辺機が，同年初頭からの不況の影響もあり，化工機部門器についても省エネを推進め，省エネの基本であるの生産は伸悩み状態であった。しかし，同年４月，

インバータ機器，ヒートポンプ方式の空調，工場・

合成樹脂・合成繊維用機器を相次いで受注，1955年

事務所照明の LED 化等，環境負荷低減に向け取組に政府の合成樹脂５カ年計画が実施されたことによんでいる。

り化工機をめぐる環境はにわかに好転した。それままた自動化設備も積極的に採用している。溶接ロ

で，乳化重合法により国内で生産されていた塩化ビ

ボット導入はもとより，従来手作業で行ってきた鏡

ニール樹脂（PVC）の品質が，欧米から輸入した樹板の芯出し・ノズル孔等の罫書き作業を CAD 図面

脂より相当劣ることが判明し，塩ビ各社は懸濁重合

データを用いて自動で高精度で行う「鏡板罫書きロ法へ製法転換すべく，欧米からの技術導入が行われボット」をロボットメーカと共同で開発し，品質向た。そして，この懸濁重合法の心臓部となる重合機

上，省人化に向け取組んでいる（写真４参照）。

を米フアウドラー社が米国塩化ビニール樹脂製造各製造工程の自動化と合わせて，作業の安全性を向社に納入していたことから，当社は米フアウドラー

上させる設備改善も行っている。最近の例として，
グラスライニング機器をより安全に組立・試運転検査を可能とする「自動昇降機能付き組立デッキ」
を，また作業用クレーンにつても衝突回避機能付き

写真４
10

写真５

罫書きロボット

神鋼環境ソリューション技報

化工機第１号機
Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

社から図面提供を受け国産化を開始した。その結ル式に変わるなど技術革新を遂げた。

果，塩化ビニール樹脂製造用に14 000 L グラスライ

グラスライニング製フアウドラー翼は断面がオー

ニング製重合機（写真６参照）が次々と採用されはバル形状の３枚後退翼で，通常は槽の底鏡部に配置じめた。この14 000 L グラスライニング製重合機のし，低粘度から中粘度の広い粘度範囲で多目的の撹登場によって，国内の塩ビ重合機は，材質がステン拌に適している。撹拌翼より吐出した液流は槽壁にレスからグラスライニングに，撹拌翼の形状が従来沿って上昇し液面部で反転して槽中心部を下降するのパドル型やタービン型からいわゆるフアウドラーというパターンで，槽内に一つの大きな上下循環混

翼（図13参照）と言われる３枚後退翼に変わり，撹

合を起こさせることを特長としている。前述の塩化拌翼の回転数がタービン翼と比べて低速回転とな

ビニール樹脂重合機用の撹拌翼として認知されグラり，軸封部がグランドシール式からメカニカルシー

スライニング製反応機に標準的に採用した結果，約60年という長い年月を経た現在も，グラスライニン
グ製反応機用の代表的な標準撹拌翼の一つとしてグ
ラスライニング業界で採用され続けている。
高効率翼フルゾーン

3. 3

前項で説明したようにグラスライニング製反応機
用の撹拌機はフアウドラー翼が標準となったが，フアウドラー翼が対応できない高粘度域を含む広粘度
範囲用の撹拌翼として1990年にグラスライニング製『フルゾーン』（図14参照）を開発した。フルゾーン
はステンレス製反応機用として①

広い粘度範囲での効率良い均一混合②

低粘度用タービンや高粘度用ダブルヘリカルリ
ボンが適用しにくい中粘度領域での混合効率の向上③

槽内全体におよぶ大きな一つの循環流の形成を通じての効率良い混合の達成を目的として開発され，これをグラスライニング可写真６

能としグラスライニング製反応機に適用した。

14 000 L 重合機

サイクロ減速機

サイクロ減速機

ドライシールドライシール
マンホール

マンホール

4 〜ブラケット
１〜ビーバーテイルバッフル

4 〜ブラケット２〜ビーバーテイルバッフル

フルゾーン翼フアウドラー翼

図13

図14

フアウドラー翼反応機

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）神鋼環境ソリューション技報

フルゾーン翼反応機
11

フルゾーンは上下にそれぞれ異なる機能を持つ特サイクロ減速機

殊ワイドパドルを２段，立体的に組合せた特長的な形状であり，上下翼間隔と上段翼のフィンにより上段・下段翼の各々の吐出流を融合，槽内全域におよドライシールぶ大きな循環流を形成する一方，下段翼には上下翼の吐出力バランスを考慮した後退翼を採用することマンホールで効率良い吐出を実現した撹拌翼である。1991年の
上市以降，乳化重合・晶析・水添反応・溶解等の様々なプロセス改善に貢献していたこともあり，上4 〜ブラケット

市当初からグラスライニングへの適用ニーズはあっ
１〜ビーバーテイルバッフル

た。当初板翼で構成されたその構造からグラスライ
ニング施工が困難であったが，板翼へのグラスライ
ニング施工技術の改善を繰り返すことにより，同年にグラスライニング製フルゾーンが完成した。
1990年代以降，グラスライニング製反応機の用途
は石油化学からファインケミカル・医薬にシフトしツインスター翼ており，幅広い用途に適用できる高性能撹拌翼とし

図15て採用されている。
3. 4

ツインスター翼反応機

グラスライニング用新標準撹拌翼ツインスタ

ーの登場
グラスライニング製反応機の撹拌翼は，従来のフアウドラー翼に加えて，前述のフルゾーンが選択肢として追加されたが1990年代後半から低中粘度域の撹拌におけるグラスライニングユーザ特有のニーズ
として①

多品種少量生産への移行に伴い，一つの反応機で少液量から呼称容量までの幅広い液量において効率の良い撹拌が得られること②

サニタリー性，コンタミレスを保つためにシン

写真７

グラスライニング製多管式熱交換器

プルかつ洗浄性の高い翼形状であること③

クロスコンタミの原因となる分割部（本体フラ売台数が逆転し，2003年には単年度納入実績が100

ンジ等）が少ない密閉型の撹拌槽に取付が可能な台を超え，グラスライニング製撹拌機の新標準翼と撹拌翼であることなった。現在累計販売台数2 000台に迫るヒット商というように多様化・高度化しつつあった。
このようなニーズに対しフアウドラー翼のコンパ
クトさとフルゾーンの少液量対応・撹拌能力をベー品となったことは，ユーザニーズを的確に捉え，それを上手く解決（開発）し商品化した成功例である。
3. 5

グラスライニング製多管式熱交換器

スにシンプルで高い撹拌性能を有する撹拌翼として，化学，医薬品工業における製造ライン中には，プ

2001年に『ツインスター』（図15参照）を開発した。

ロセスのメイン機器となる前述のような反応機の周ツインスターはフルゾーンと同様に板翼を採用し辺機器として，種々の材質，構造の熱交換器が使用

翼下面を下鏡に沿わせることで少液量撹拌を可能とされている。当社でもグラスライニング製熱交換器した。また後退した２枚板翼により吐出流を強化しとして，二重管式熱交換器，多重缶式熱交換器を数たことで，フルゾーンにはおよばないがフアウドラ

多く製造していたが，単位伝熱面積当たりの容積がー翼では対応困難な撹拌（粒子浮遊，高粘度液撹大きいため，「もっとコンパクトなグラスライニン

拌）まで対応できる新しいグラスライニング製撹拌

グ製熱交換器を」というユーザニーズに応える形

翼として市場に受入れられた。

で，80年代半ばに世界初となるグラスライニング製

開発翌年の2002年にはフアウドラー翼との年間販12多管式熱交換器（写真７参照）を開発した。

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

多管式熱交換器は，シェル（胴）内に多数のチューブ（管）を有する，１パス型熱交換器であり，グもありグラスライニング機器マーケットは拡大する傾向にある。

ラスライニングされたチューブ内面側をプロセス流

一方国内マーケットは約70～100億（当社推定）体，シェル側を加熱または冷却媒体が通過することであり，その用途は主に医薬・電材等のファインケ

により，プロセス流体の熱交換を行うものである。

ミカルであり，製造工程の複雑さ，「ものづくり」

このチューブ内面のグラスは従来のグラスライニンの観点から新興国への生産移転も少なく，大幅に伸グと異なり，中空ガラス管を鋼管内面に溶着させる

びることは期待できないが堅調に推移するものと見インサート方式を採用しており，含泡率が少なく，込まれる。

ピンホールが発生し難いものとなっている。管板とまた，国内のグラスライニング機器に対するニー

チューブは溶接一体構造としており，この熱容量差

ズは，コモディティ化した一般的な機器と，スペシが極めて大きい部材接合部のグラスライニングは，ャリティ化したより高付加価値の機器に二分化して当社の開発した特殊焼成方法により可能となった。

いくと予想され，とくに後者の高付加価値グラスラ

カーボン製熱交換器と比べると，伝熱面積当たり

イニング機器が増加すると見込まれることが他地域の総括伝熱係数は低いものの，近年の医薬・ファイとは異なる。その結果グラスライニング機器には耐ン用途でのコンタミレスのニーズの高まりから，グ

食性に加え現状以上に高度な，また複合した機能をラスライニング製多管式熱交換器の需要も高まりつ有したグラスが要求され，またさらなるファイン化

つあり，生産体制を一新し完全内製化も実現し，さに対応したクリーンさ，洗浄性向上も要求されるとらなる高品質化を進めている。

考えられる。

4.

今後の展望

4. 1

機能性グラスとハイブリッド化

機能性グラスの今後の方向として下記の様な展開

グラスライニング機器の世界市場は現在約400～500億円（当社推定）であるが，近年の欧米の経済が考えられる。

成長率の低下もあり右肩上がりとは言えない状況で①

現行機能性グラスのさらなる高性能化ある。地域的には欧米では主にバルク製品用途に使②

複数の機能性を合わせ持ったグラス（ハイブリッド化）

用されており成長率低下および新興国への生産移転によりグラスライニング機器市場は減少傾向であ③

新たな機能性グラスの開発

り，逆に新興国（とくにインド，中国，東南アジア

上記の中で，とくに②の「複数の機能性を持ったグの一部）では経済成長ならびに欧米からの生産移転

ラス」は，単に現在ある機能性グラスのフリットを単に混合するだけでは要求する性能を発揮すること

サイクロ減速機はできず，また焼成（ライニング）も困難なことが予想される。そのためグラスの成分設計から検討

フレキシブルシール
マンホール

し，そのフリットをライニングする生産技術まで検討する必要がある。
4. 2

コンタミレスと洗浄性の向上

グラスライニング製機器は本来その表面性状（親
水性が高い，平滑度が高い）から，洗浄性は優れている。しかし化学機器として使用する上ではやはりノズル内部，フランジ部，ガスケットスキマ等，機4 〜ブラケット器のデッドスペースの洗浄性の悪い箇所もある。こ
１〜ビーバーテイルバッフル

れらを無くすことがベストであるが困難な場合も多く，その部分を洗浄するツールが重要となっている。
撹拌機（軸封）については，ツインスター，フア
ウドラー翼，フルゾーンの３本柱に加え，2012年にさらなるクリーン化に対応すべく無摺動クリーン撹

ビーバーテイル型
スイングスター翼

図16

スイングスター翼反応機

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）拌機「スイングスター」を開発した（図16参照）。
スイングスターは独自の旋回撹拌方式と，従来の撹拌機軸封に採用されていた回転型シールに代わる新神鋼環境ソリューション技報

13

れた複合材料であり，ビジネスモデルとしては地産地消モデルが適している。現地生産により東南アジ
ア地域におけるグラスライニング製機器の需要増に対し，素早い対応が可能となり，海外市場への進出を加速する拠点と考えている。

む

す

び

当社のグラスライニングは，（株）神戸製鋼所琺

瑯部門からスタートし，フアウドラー社との提携で成長し，現在グラスライニング国内トップメーカと
写真８

LD 工場（ベトナム工場）

して独自に海外にも目を向けて，世界のグラスライ
ニング市場をめざし着実に活動を進めている。ここ

開発の無摺動フレキシブルシールを採用した新しいまで成長できた最大の要因は，国内ユーザからの厳撹拌機である。

しい品質向上，機能性向上の要求に応え，新製品開このフレキシブルシールは，摺動部自体が無くシール液も不要であり摺動材の摩耗粉やシール液の混発，品質向上を継続してきたことは言うまでもな
く，今後もこの対応は当社の基本である。

入というコンタミを防止することが可能である。まこの厳しい国内市場で培われてきた当社のグラス

たシール構造もシンプルであり洗浄性にも優れておライニング技術は国際的な視点で見ても高いレベル

りクロスコンタミの防止にも有効である。

にあり，ここ10年程でグラスライニング開発先進国

新しい撹拌機構と軸封方式で，製品の高純度化がは欧州から日本へ移ったと言っても過言では無い。

進む電子材料分野や医薬・医療品分野に提案し徐々今後は東南アジア，新興国での潜在的な海外市場にに実績を増やしている。

も目を向けると同時に，最先端技術を武器に世界的

4. 3

海外市場でのさらなる成長に信頼されるグラスライニングメーカとして歩みを世界のグラスライニング機器市場の動向として進めていく所存である。そして，時代とともに移り

は，前述のように，欧米先進国市場の縮減，新興国

変わる市場ニーズにあった新製品開発や事業展開を

市場の拡大が見込まれる状況にある。

推進めることで，国内および海外の多様な産業の発

当社はこれまでも台湾，韓国をはじめタイ，シンガポールに多くのグラスライニング製機器を輸出してきたが，今後さらに海外市場での拡販で成長を求める計画である。
例えば ASEAN 主要国の中央に位置するベトナムは， 近 年， 旺 盛 な 需 要 を 背 景 に， 依 然 ５ ％ 台 のGDP 成長率を維持しており，石油化学プラントや製鉄所の稼働により素材産業の発展も期待できる。
このような状況の下，当社は2013年にベトナムに製造拠点を構え，東南アジア初のグラスライニング
製機器製造工場として稼働させた（写真８参照）。
新工場の生産品目は，グラスライニング製熱交換器，反応機，貯槽等を予定しており，コストセンタ
としての日本向け製品のみならず，順次東南アジア
市場向けに製造・販売を展開する計画である。本来
グラスライニングは他の高級耐食性金属に比してと展に貢献していきたいと考えている。
［参考文献］
１） 澤 田 雅 光 神 鋼 フ ア ウ ド ラ ー 技 報 Vol.29 No.2
（1985）ライニンググラス
２）飛翔 神鋼パンテツク40年史（1995/3）
３） 神 鋼 フ ア ウ ド ラ ー ニ ュ ー ス Vol.17 No.3，No.4（1973）グラスライニング製重合機のポリマー付着とガラスの表面処理（イオン交換処理）（その１）（その２）４）神鋼フアウドラーニュース Vol.16 No.3（1972）グ
ラスライニング製反応機について
５） 菊 池 雅 彦 他 神 鋼 パ ン テ ツ ク 技 報 Vol.35 No.1
（1991）高効率撹拌翼『フルゾーン』の開発
６）中村隆彦他 神鋼パンテツク技報 Vol.45 No.1（2001年）グラスライニング製新型撹拌翼『ツインスター』
７）榎本正 神鋼フアウドラー技報 Vol.29 No.3（1985）
グラスチール製多管式熱交換器
８） 小 川 智 弘 他 神 鋼 環 境 ソ リ ュ ー シ ョ ン 技 報
Vol.9 No.2（2012年）無摺動クリーン撹拌機『スイングスター ®』

くに耐酸性に優れ安価なコストパフォーマンスに優14

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

あべのハルカス向け都心型バイオガスシステムの安定運転結果Experience with Stable Operation of Urbanized Biogas System Installed in
Osaka’s Landmark Building“ABENO HARUKAS”.

塩田憲明＊
Noriaki Shiota

徳田直子＊
Naoko Tokuda

農学博士

竹林徹也＊＊
Tetsuya Takebayashi

水口 護＊＊
Mamoru Mizuguchi

斉藤 彰＊＊＊
Akira Saito

技術士（水道部門）

長谷川進＊＊＊＊
Susumu Hasegawa
工学博士・技術士（水道部門）

当社が納入したあべのハルカス向けバイオガス発生設備について，安定運転を達成したので報告する。当初，立上げ試運転では，厨房排水の加圧浮上スカム由来の油分が高く，メタン発酵が阻害されて立上げできなかったものの，メタン発酵原料の油分と有機物の比率をコントロールして運転することで，所定の性能を発揮した。厨芥投入量 2 t/d，厨房排水流入量542 m3/d に対して，バイオガス378 Nm3/d を発生し，放流水質も基準内であった。
This paper describes the operating results of novel biogas system installed in Osaka’s landmark building“ABENO HARUKAS”. The system consists of garbage disposer units, anaerobic digester of shop garbage
and septic primary sludge from dissolved air ﬂoatation（DAF）unit, and the septic treatment facility forcanteen kitchen wastewater. During the start-up of the digester, higher concentration of oil and grease
derived from the DAF sludge showed inhibitory effect on their methane fermentation. Stable operation of
the digesters was finally achieved by feeding of raw waste materials with adequate ratio of HEM（n-hexane extractable material）versus volatile solid（VS）. 378 Nm3 of biogas with methane content ofaround 60 ％ was averagely produced from 2 tons of waste materials and the primary sludge generated
from 542 m3/d of canteen kitchen wastewater. The wastewater and the efﬂuent from the digesters weremixed and biologically treated in order to keep the sewage discharge standard of treated water.

Key Words：
メ

タ

ン

発

酵

Methane fermentation

バ

イ

オ

ガ

ス

Biogas芥Garbage

水

Canteen Kitchen Wastewater

厨
厨

房

排

【セールスポイント】
・日本初の超高層ビル内オンサイトバイオガスシステムとして先進的な取組みです。

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）＊

技術開発センター水・汚泥技術開発部＊＊

営業本部産業ソリューション営業部＊＊＊

水環境技術本部操業技術部

15
＊＊＊＊

元・㈱神鋼環境ソリューション

まえがき

1.

1. 1

都心部の商業ビルやショッピングセンター，ホテ

設備概要

システム構成ルなどではまとまった量の生ごみが一般廃棄物とし

図１に全体システムフロー図を示す。都心型バイて排出され，また一定規模以上のビルには厨房除害

オガスシステムは以下の設備により構成されている。

設備を設置する必要性から余剰汚泥が排出されてい①

厨芥投入・搬送設備るところもある。これらの処分には高い場外処分費

厨芥投入・搬送設備は，厨芥を計量する計量器とがかかり，その貯蔵，運搬には臭気が出るなど衛生

業務用ディスポーザなどから構成されており，ビル面の問題も大きかった。一方で，ビル内では電気や内12階，13階，14階，および地下３階に設置されて熱のエネルギ需要があるため，生ごみや汚泥などのいる。計量しないとディスポーザの蓋が開かない仕廃棄物系バイオマスからエネルギがオンサイトで回組みになっており，確実に厨芥投入量を把握するこ収できれば，効率よく地産地消できるメリットがあとができる。百貨店，レストラン，ホテルの各店舗る。湿潤バイオマスからのエネルギ回収技術としてより持込まれた厨芥は，発酵不適物を分別除去した

メタン発酵が古くから採用されているが，日本ではうえで処理可能物だけを投入する。

メタン発酵後の処理液（メタン発酵消化液）の処分

ディスポーザに投入された厨芥は破砕されたのが導入ネックになることが多い。これら都心部の事

ち，搬送水とともにポンプで上層階からバイオガス

業場では一般に排水放流先は下水道なので，メタン発生設備のある地下５階に送られる。途中で配管の発酵消化液は厨房排水などの他の廃水に含めて放流

長い横引きが生じる場合は，小型タンクで受けて容基準以下にまで処理すれば放流することができる。

積式ポンプで中継することにより，固形物を含む

当社は㈱竹中工務店と共同で，生ごみディスポー

排水でも配管閉塞の少ない長距離輸送が可能とな

ザと固液分離器，メタン発酵設備，および排水処理

る３）。

設備を組合わせた有機性廃棄物処理システム（以②バイオガス発生設備

下，都心型バイオガスシステム）を考案した１）。当バイオガス発生設備は，百貨店，ホテルからの厨社は2013年７月に日本一の高さを誇る超高層複合ビ

房排水を下水道放流可能なレベルにまで処理するた

ルあべのハルカスに，バイオガスシステム全体のうめの厨房排水処理設備と，そこから発生する余剰汚ち，厨芥投入・搬送設備とバイオガス利用設備を除泥（加圧浮上スカム）とディスポーザ排水に含まれ２）

くバイオガス発生設備を納入した 。

る厨芥固形分を混合して発酵処理するためのメタン

本稿では，バイオガス発生設備の中のメタン発酵

発酵設備から成る。またこれら設備とは別に，百貨設備を中心に，2014年３月より実施した立上げ（試店，ホテル，オフィスからの雑排水を処理して中水運転）での問題点とその改善，2015年に実施した性として再利用するための中水設備も併設しており，

能評価運転，およびその後の稼働状況について報告

ここから発生する余剰汚泥もメタン発酵の対象とな

する。

っている。

厨芥投入・搬送設備

厨芥

ディスポーザ百貨店

B3F, 12F, 13F, 14F

中継槽

B5F

メタン発酵設備

レストラン･ホテル

厨房排水

バイオガス利用設備

バイオガス発生設備

B5F（バイオガス）

都市ガス

厨房排水処理設備

百貨店・ホテル

雑排水
百貨店・ホテル・オフィス蒸気

混焼ガスエンジン

電力

コージェネレーション

温水
処理水
下水道放流

雑排水処理設備

中水（中水設備）

再利用（トイレ用水）

図１
16

バイオガス専焼ボイラ

全体システムフロー

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

脱硫塔
厨芥スクリーン

ディスポーザ排水

原料槽（厨芥固形分）

破砕ポンプ

ガス中継槽

バイオガス
ガス利用設備へ

メタン発酵槽（スクリーンろ液）（消化液）

消化液スクリーン（加圧浮上スカム）

油分除去装置
厨房排水

厨房排水原水槽

厨房排水調整槽

加圧浮上槽

厨房排水ばっ気槽

放流槽

処理水
下水道放流

グリーストラップ

含油汚泥
場外処分

図２

③

バイオガス発生設備ブロックフロー

バイオガス利用設備
バイオガス利用設備は，同発生設備で得られたバイオガスをエネルギとして有効利用するためのバイ
オガス専焼又は切替式ボイラおよび都市ガス混焼式
ガスエンジンコージェネレーションから構成されて
いる。
1. 2

バイオガス発生設備の概要

都心型バイオガスシステムのうち当社が納入した
バイオガス発生設備の概要を述べる。図２に設備のブロックフローを，写真１に設備の外観を示す。
ディスポーザで破砕された厨芥はディスポーザ排水としてバイオガス発生設備に送られ，厨芥スクリ

写真１ーンによって分離液と厨芥固形分に分けられる。一

設備外観（メタン発酵槽）

方，厨房排水はグリーストラップ（油水分離槽）を経て加圧浮上分離され，発生した加圧浮上スカムを生しない。この点が都心型バイオガスシステムのセ

厨芥固形分と混合してメタン発酵槽に供給する。メールスポイントである。

タン発酵槽は鋼板製で機械撹拌されており，２槽並併設する雑排水処理設備（中水設備）には，浸漬列運転となっている。メタン発酵は高温発酵方式

型膜分離装置をばっ気槽に設置した膜分離活性汚泥（55 ℃前後）を採用しており，計画滞留時間は10日

法（MBR）を採用している。ここから発生する余である。得られたバイオガスは乾式脱硫装置を通し剰汚泥もメタン発酵槽に投入する計画であったが，たのち，バイオガス利用設備に送られる。

実際には雑排水濃度が低いために余剰汚泥は発生しメタン発酵消化液は，未発酵残渣や有機物を多量に含んでいるためそのままでは下水道に放流できなておらず現時点では投入実績は無い。
1. 3

設計条件

い。当社システムでは，メタン発酵消化液に含まれ本バイオガス発生設備の計画受入条件と処理水おる大きな未発酵物をスクリーンで除去したのち，加よびバイオガス排出条件を表１に示す。計画では，

圧浮上処理した厨房排水と混合し，厨房排水ばっ気

厨芥 3 t/d に相当するディスポーザ排水27 m3/d，お槽で有機物（BOD）と油分（n- ヘキサン抽出物質，
以下 n-Hex. と略す）を放流基準値以下に処理する。

よ び 厨 房 排 水700 m3/d を 受 入 れ， バ イ オ ガ ス540

厨房排水ばっ気槽には流動床式好気生物処理装置

2.

（パビオムーバー）を採用しており，処理水中の懸Nm3/d を発生させる設備である。

2. 1

稼働状況

立上げ試運転と性能評価

濁物質（SS）については固液分離せずとも基準値

2014年３月のグランドオープンに合わせて当該設以下で放流可能なため，生物性汚泥の系外抜出は発備の立上げ試運転を開始した。当初は百貨店食品売Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）神鋼環境ソリューション技報

17

り場からの厨芥が十分に集まらず，先に立上げた厨

運転することができなかった。原料に占める割合が

房排水処理設備から発生する加圧浮上スカムと少量高い加圧浮上スカムの油分を低減しないと運転は困の厨芥固形分を原料としてメタン発酵槽を立上げよ

難と判断した。

うとしたが，投入原料の油分濃度が高いためにメタ

そこで，加圧浮上スカムの油分低減を含め，試運

ン発酵槽が活性を失い，2014年12月までは安定的に転中に生じた問題点を解決するために以下の対策を講じ，最終的に図２のプロセスフローとする設備を納入した。表２に上記対策を含めた設備仕様を示

表１す。

受入条件と排出条件（計画値）①

受入量
ディスポーザ排水
厨房排水

27 m3/d（厨芥3.0 t/d，希釈水24 m3/d 含む）
700 m3/d

ディスポーザ排水水質

マルジョン化した油分を除去するためには自然浮上

化破壊）したのち，厨房排水原水槽で分離した油分をスキマーポンプで回収するように改造した。この
結果，厨房排水の油分日間流入負荷量に対して約40

5.0～9.0≦800 mg/L≦400 mg/L≦200 mg/L
15～40 ℃

pH
BOD
SS
n-Hex.
水温％低減できることを確認し，立上げ時や油分流入量が多い時期・時間帯に限定して油分除去装置を運転することで，加圧浮上スカムの油分濃度を低減できた。

処理水質（下水放流水，保証値）②

厨芥固形分の腐敗防止
当初，設備に流入するディスポーザ排水は一旦デ

5.0～9.0≦600 mg/L≦600 mg/L≦30 mg/L
＜45 ℃

pH
BOD
SS
n-Hex.
水温ィスポーザ排水原水槽に受入れて厨芥スクリーンへ送水し固液分離していたが，同原水槽内での滞留時間が長く，固形分が腐敗・可溶化してスクリーン回
収率が悪かった。そのため，同原水槽を経由せず

バイオガスに，バイパスして直接厨芥スクリーンで処理できる

平均540 Nm3/d
60 ％≦ 1 mg/L（脱硫後）

発生量
メタン濃度
硫化水素濃度ように改造した結果，厨芥スクリーンでの厨芥固形
分の VS 回収率が33 ％から62 ％に向上した。

表２

メタン発酵設備
排水処理設備18計であったが，厨房排水中の油分濃度が設計値200
mg/L を超えて流入することが頻繁にあり，かつエ

房排水に薬品を注入してエマルジョンブレーク（乳厨房排水水質設備名

厨房排水の油分をグリーストラップで回収する設分離では困難であった。これを解決するために，厨5.0～9.0
最大2.78 ％，平均2.22 ％
0.9以上

pH
TS
VS/TS 比厨房排水油分除去対策

機

器

名

称

設備仕様
主

仕

様

厨芥スクリーン
原 料 槽
破砕ポンプ
メタン発酵槽消化液スクリーン
脱 硫 塔
ガス中継槽

多重板型（目幅 1 mm），台数：２台
SS 鋼板製攪拌機付，基数：１基，容量：34 m3
横軸渦巻型，破砕機構付，台数：１台
SS 鋼板製攪拌機付，基数：２基，容量：106 m3
多重板型（目幅4.5 mm），台数：１台
オープンドラム型，基数：１＋１基
基数：１基，気相部容量：5 m3

厨房排水スクリーン油分除去装置
グリーストラップ
加圧浮上装置
厨房排水ばっ気槽

細目スクリーンし渣脱水機付，台数：１台
一式（フロートポンプ，薬注ユニット）
SUS 製角型槽，基数：１基，容量：1.8 m3
中心駆動式，SS 鋼板製，基数：１基 付属品：循環ポンプ，滞留タンク
RC 角型槽，基数：２基，容量：87 m3/ 基，付属品：PE 製担体

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

処理水（実測値）

6 000

0

n-Hex 濃度（mg/L）b）n-HexNo.1 発酵槽内 n-Hex
No.2 発酵槽内 n-Hex

2 500
2 000
1 500
1 000
500

/9

/8

15
20

/7

15
20

/6

15
20

/5

15
20

/4

15
20

/3

15
20

/2

15
20

/1

15

/1
2

15

メタン発酵槽内の a）VFA と b）n-Hex の推移

/9

図４

20

20

14

/1
0

0

15

/8

3 000

20

15
20

15
20

15
20

15
20

15
20

15

15
20

15

20

20
14

14

20

14
20

図３

/7

0.10

/6

0.15

0

/5

40

/4

0.20

/3

80

/2

0.25

/1

120

/1
2

0.30

/1
1

160

/1
0

0.35

n-Hex/VS（-）

0.40

200

20

厨芥，スカム投入量（t/月）

240

2 000
1 000

対象期間：2015/6/22～7/5

No.1+No.2 合計スカム投入量
No.1+No.2 合計厨芥投入量
原料槽 n-Hex/VS

3 000

20

7.0
147
259
9.1

4 000

/1
1

5.0～9.0
≦600
≦600
≦30

5 000

14

保証値

平均

6.8
62
132
3.5

7.2
244
392
18

―
mg/L
mg/L
mg/L

pH
BOD
SS
n-Hex.

最小

No.1 発酵槽内 VFA
No.2 発酵槽内 VFA

20

最大

a）VFA

14

単位

7 000

20

項目

性能確認時の処理水水質
VFA 濃度（mg/L）

表３

メタン発酵槽投入量と原料 n-Hex/VS 比の推移

しており，n-Hex/VS 比0.30以上になると槽内 n-Hex
濃度が急激に上昇した。その後も厨芥投入量に対す
ディスポーザで破砕された厨芥固形分は粒径が大る浮上スカムの投入比率が高い状態が続き，原料
n-Hex/VS 比が高い状態でメタン発酵槽への投入をきく繊維質も多く残っていたため，メタン発酵槽分継続したため，最終的に2014年12月末時点でメタン解率向上と未発酵残渣の低減を目的として原料槽に発酵槽は不調に至った。その後，一旦負荷を下げて破砕ポンプを設置し，厨芥固形分をさらに細かく粉回復させるとともに，前述した厨房排水油分除去対

砕できるようにした。加えて，排水処理設備での閉策の設備改造を実施した。

塞を考慮してメタン発酵消化液中の未発酵残渣を除メタン発酵槽不調に伴う槽内の変化として，槽内
n-Hex 濃度の上昇とともに発酵阻害の兆候が見られ③

投入原料破砕による分解率向上

去するためのスクリーンを設置した。
2015年３月より，設備改造後のフローで後述する

るようになり，1 500 mg/L を超えると槽内 pH，ガ

運転管理項目と管理値を設定してメタン発酵槽の再ス中のメタン濃度ともに低下する傾向が見られた。

立上げを行った。同時に，百貨店や店舗からの厨芥

さらに槽内 VFA 濃度の上昇が見られ，VFA 組成とを安定的に収集する運用方法が確立された結果，して酢酸よりもプロピオン酸が多く蓄積していた。

2015年１月以降の厨芥投入量は５カ月平均1.9 t/d，一般に，プロピオン酸は酢酸よりも菌に対する毒性４月以降は厨芥量平均2.0 t/d を確保できた。また，は低いことが知られており，当初は VFA 総量にの3

厨房排水受入量は５カ月平均で569 m /d であった。

み注目してプロピオン酸を重要視していなかった。

最終的に，同年５月にその時点での最大負荷までしかし，プロピオン酸の蓄積が油分の分解過程上流立上げた。また，同年６月から７月にかけて連続14の高級脂肪酸の蓄積を引き起こし，さらに蓄積した日間の放流水検水運転を行い，表３に示すように全高級脂肪酸が菌に阻害作用を及ぼすことが報告されて保証値を満足することを確認した。

ている４）。したがって，中間代謝物である VFA に

メタン発酵槽運転不調対策

占めるプロピオン酸の割合が多いことを本設備の特2. 2

図３に発酵槽原料投入量と原料 n-Hex/VS 比を，
図４に発酵槽内 VFA と n-Hex 各濃度の推移を示す。

徴として，これを考慮した運転管理値の見直しを行

2014年12月から2015年１月にかけて槽内 VFA 濃度

以上のメタン発酵槽不調対策で得た知見をもとにが上昇し，その後メタン発酵槽の不調を招いた。槽内 VFA 濃度の上昇は原料 n-Hex/VS 比の上昇と関係

運転管理指標と管理値を設定し，2015年３月以降，Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）った。

再度メタン発酵槽の立上げを行った。

神鋼環境ソリューション技報

19

15
20

15
20

15
20

15
20

15
20

15
20

15

15

20

20

/1

15

14

20

20

/1

14

14

20

20

8.0
6.0
4.0
2.0

2 t/d
380 kg/d
54 kg/d

希釈水
流量16 t/d

厨房排水
流量542 t/dVS
265 kg/dn-Hex
126 kg/d
BOD
212 kg/dSS
132 kg/d

厨芥スクリーン
VS 回収率62 ％n-Hex 回収率 66 ％

5/
9
5/
10
5/
11
5/
12

5/
8

5/
7

5/
6

5/
5

5/
4

5/
3

2015年
※１：電力使用量は計画値の按分により，バイオガス発生設備全体の消費電力量の25 ％をメタン発酵装置に必要な電力として計算※２：蒸気使用量は蒸気弁の開閉時間と配管径，流速により計算

図７

5 t/d
385 kg/d
111 kg/d

メタン発酵設備単独のエネルギバランス
メタン発酵槽VS 分解率84 ％n-Hex 分解率 88 ％

バイオガス
ガス量
378 Nm3/d
CH4 濃度73 ％浮上スカム（一部場外搬出）流量0.8 t/d
グリーストラップVS 回収率33 ％n-Hex 回収率 33 ％加圧浮上装置VS 回収率40 ％n-Hex 回収率 76 ％

含油スカム
流量
VS
n-Hex

雑用水等
流量

0.3 t/d
87 kg/d
43 kg/d

図６

2. 3

原料槽
流量
VS
n-Hex

5/
2

0.0

図５ メタン発酵槽 VS 投入量とバイオガス発生量の推移
厨芥
流量
VS
n-Hex

計画ガス発生量（13.8 GJ/d）

電力使用量

10.0

5/
1

0

蒸気使用量

12.0

4/
30

2 000

0

ガス発生量

14.0

4/
29

1 000

16.0

4/
28

4 000

/9

2 000

/8

6 000

/7

3 000

/6

8 000

/5

4 000

/4

10 000/3

12 000

5 000

/2

6 000

2

14 000

/1

7 000

0

16 000

一次エネルギ換算（GJ/d）

18 000

8 000

/1
1

VS 投入量（kg/月）

9 000

バイオガス総発生量（m3/月）

No.1 発酵槽 VS 投入量
No.2 発酵槽 VS 投入量
バイオガス総発生量

ばっ気槽
n-Hex 分解率
BOD 分解率

64 ％
13 ％

放流水
流量
n-Hex
BOD
SS

676 t/d
12 kg/d120 kg/d
193 kg/d

110 t/d

性能確認期間中のマテリアルバランス

マテリアルバランスとエネルギバランス

分費が高いことで経済的に導入メリットが出やすい

図５に発酵槽 VS 投入量とバイオガス発生量の推こともあるが，生ごみ運搬時の臭気等衛生面から解移を示す。2015年５月にメタン発酵槽が定常負荷に放され，かつ汚泥・生ごみ処分回避とエネルギ回収

到達して以降，設定した運転管理値を守ってバイオに伴う CO2 削減効果も謳えることから本システム

ガス発生設備は安定的に運転されている。また，図の導入インセンティブになると考える。あべのハル

６に2015年５月時点の２週間平均マテリアルバラン

カスは国交省の平成20年度省 CO2 モデル推進事業スを示す。厨芥投入量 2 t/d，厨房排水流入量542に採択され，この中で本システムは省 CO2 対策技

m3/d に対して，バイオガス378 Nm3/d を発生し，放術の目玉となっている。また本システムは，平成25

流水質も基準内であった。厨芥投入量が 3 t/d にな

年度地球温暖化防止活動環境大臣表彰をはじめこれれば，浮上スカム一部抜出はもちろんのこと，含油まで数々の賞を受けており，非常に注目度が高い。

スカム発生も大幅に削減できると試算している。図当社のバイオマス関連技術の新しい切り口としてソ７に同時期のメタン発酵設備単独のエネルギバラン

リューション提案に加えてゆきたい。

スを示す。１次エネルギ換算で１日あたり3.8 GJ

最後に，本設備の建設，試運転に多大なるご協力（1 055 kWh 相当）程度の余剰エネルギが得られてをいただいた近畿日本鉄道㈱，近鉄不動産㈱，近鉄

おり，メタン発酵設備の消費エネルギを上回るエネ

ビルサービス㈱，㈱竹中工務店，三機工業㈱の関係

ルギを創出している。従来は場外処分費のかかる厨各位に深く感謝の意を表します。

芥や排水処理汚泥から安定してエネルギを得ること［参考文献］
１）特許第5500717号
２）神鋼環境ソリューション技報，Vol.10，No.1（2013），
p35-36３）特許第5508069号
４） 褚 春 鳳 ほ か： 土 木 学 会 論 文 集 559/VII-2（1997），
p31-38ができている。

む

すび

あべのハルカスに納入した都心型バイオガスシス

テムの性能評価運転結果とその後の稼働状況について報告した。都心部の複合商業ビルでは，廃棄物処20

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

相模原市南清掃工場の安定した操業状況
The Stable Operation Results of Minami Waste to Energy & Recovery Plant

小松原裕介＊
Yusuke Komatsubara

道場研二＊
Kenji Michiba

山形成生＊
Naruo Yamagata

技術士（衛生工学部門）

小武海陽＊＊Yoh Kobukai

当社は2010年３月，国内最大規模の流動床式ガス化溶融炉を有する相模原市南清掃工場（以下，
南清掃工場と記す）を納入した。竣工以来，搬入される様々なごみに対しての安定的な処理を継続している。南清掃工場では積極的なマテリアルリサイクル・サーマルリサイクルに加え，相模原市
北清掃工場のストーカ焼却灰（以下，他所灰と記す）の混合処理による最終処分場の延命化を推進しており，当社の流動床式ガス化溶融炉が循環型社会の形成に対して優れた技術であることが証明できた。
The Sagamihara City Minami Waste to Energy & Recovery Plant, which is the largest Fluidized-bed
Gasiﬁcation and Melting plant in Japan, was completed in March 2010 and continues stable operation for
more than 6 years. This Sagamihara plant positively contributes to material recycling, thermal recycling
and landﬁll life extension to treat the bottom ash taken from the other plant. The Kobelco’s Gasiﬁcationand Melting technology veriﬁes high performance to create Sound and Sustainable society.

Key Words：
ご

み

発

電

Waste to Energy

流動床式ガス化溶融炉

Fluidized Bed Gasiﬁcation and Melting Furnace

マテリアルリサイクル

Material recycling

サーマルリサイクル

Thermal recycling

最Landﬁll

終

処

分

場

【セールスポイント】
・2010年３月に525 t/d という国内最大規模のガス化溶融施設を納入し，安定的な操業を継続している。
・当社の流動床式ガス化溶融炉は主に次の３点で循環型社会の形成に貢献している。①鉄やアルミの未酸化での回収やスラグの有効利用によるマテリアルリサイクル，②高効率発電や温水の供給によるサーマルリサイクル，③他工場のストーカ主灰（他所灰）の混合処理による最終処
分場の延命化。

まえがき

初めに廃棄物焼却処理施設から排出されるダイオキ

1963年に日本で初めて全連続式の廃棄物焼却処理

シン類が問題となり，ダイオキシン類を抑制できる施設が竣工してから現在に至るまで，日本国内にお施設を建設することが社会的急務となった。また最ける一般廃棄物の中間処理方法はストーカ炉による終処分場が徐々に逼迫してきたこと，最終処分場に焼却処理が主流であった。しかしながら1990年代の搬送した灰から重金属が溶出する等の問題が契機と

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）＊

環境プラント技術本部 プラント技術部 設備技術室＊＊

環境プラント技術本部

プラントサービス部

21

なり，1990年代後半にガス化溶融炉が注目され始め

炉はごみが本来持っているエネルギを利用し，ガス１）た。

化から溶融を一貫したプロセスで行っている。すな

ガス化溶融炉は大きく分けて２つのプロセスで構

わちごみがある程度の発熱量を有している場合はガ成される。１つ目のプロセスは「ガス化プロセス」

ス化・溶融過程で助燃料を必要とせず，化石燃料のであり，ごみを還元雰囲気で加熱し可燃性のガスに使用量，および CO2 排出量を抑制することができ分解する。２つ目のプロセスは「溶融プロセス」でる。

あり，可燃性の熱分解ガスを一気に燃焼させること

溶融炉を出た排ガスは，廃熱ボイラ，エコノマイ

で高温雰囲気を形成し灰を溶融する。高温雰囲気は

ザにて熱回収される。その後，減温塔にて約160 ℃

1 200 ℃以上に達するため，排ガスおよび飛灰に含まで冷却され，バグフィルタ，湿式洗煙塔，脱硝反

まれるダイオキシン類を大幅に低減することができ

応塔にて排ガスに含まれる有害物質が基準値以下にる。また灰を溶融し，再資源化されたスラグを有効なるよう処理した上で煙突から排出される。南清掃

活用することで，最終処分場の延命化につながる。

工場における排ガスの公害防止基準値を表２に示

ガス化の方式はいくつかあり，当社では流動床式

す。

を採用している。流動床式ガス化炉は流動する約
600 ℃の砂の中でごみを瞬時にガス化する。よって地震などの緊急時においてもごみの供給を停止する
だけで速やかに炉を停止することができる安全性に優れたシステムである。またガス化炉内は約600 ℃の還元雰囲気であるため，ごみに紛れて炉に投入された鉄やアルミなどの有価資源は溶融，酸化される
ことなく炉から排出される。よって回収された鉄やアルミは容易に再利用することができるマテリアル
リサイクル性に優れたシステムである。さらに，上

表１

施設仕様

相模原市南清掃工場
2010年３月
流動床式ガス化溶融炉
525 t/d（175 t/24 h ×３炉）
バグフィルタ，湿式洗煙塔，脱硝反応塔
4 MPa ×400 ℃
２段抽気復水式タービン
10 000 kW

施設名称
竣
工
炉 型 式
施設規模
排ガス処理
蒸気条件
発電設備
発電容量

述のとおりガス化炉で生成した熱分解ガスのエネル
ギを利用して溶融するため，現状の一般廃棄物の熱量では溶融用外部燃料が不要，つまり自己熱溶融が可能である。このように流動床式ガス化溶融炉は様々な利点を有している。
当社は2010年３月，国内最大規模のガス化溶融炉を有する南清掃工場を納入した。本報告では竣工以来の操業状況，および安定操業に向けた設備改善の表２
ば い じ ん塩 化 水 素
硫 黄 酸 化 物
窒 素 酸 化 物
一 酸 化 炭 素
ダイオキシン類

事例について報告する。

公害防止基準値

0.005 g/m3N
10 ppm10 ppm30 ppm30 ppm（４時間平均値）
0.05 ng-TEQ/m3N

施設の概要

1.

南清掃工場の施設仕様について表１に示す。また，写真１に外観を，図１にフローを示す。
ごみ投入ステージから投入されたごみは一時的にごみピットに貯留される。貯留されているごみは随時ごみクレーンにて投入ホッパへ投入され，破砕機で破砕された後，流動床式ガス化炉に定量供給される。
ガス化炉に供給されたごみは約600 ℃の砂の中で可燃性のガスに熱分解される。ガス化炉で生成された熱分解ガスは溶融炉にて一気に燃焼され，高温雰囲気を形成する。溶融炉内の最高温度は1 200 ℃以上に達し，排ガスに含まれる灰は溶融され，スラグとして再資源化される。当社の流動床式ガス化溶融22

写真１

神鋼環境ソリューション技報

相模原市南工場の外観
Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

電力

蒸気タービン発電機
余熱利用

脱気器
二次空気用
二次送風機 空気予熱器
エコノマイザごみクレーン操作室

ごみ投入
ゲート

＊1

ごみ計量装置 ごみダンピング装置＊3給じんコンベヤ

給じん装置

流動
ガス化炉

燃焼
溶融炉

バグフィルタ

誘引送風機 煙突

薬剤

アンモニア

排ガス洗浄装置

廃材用切断機
ごみピット

砂貯留槽

排水処理設備

循環灰
貯留タンク

不燃物
排出装置
砂分級
装置

砂循環
エレベータ

脱硝反応塔

ごみ
破砕機

蒸気式ガス
再加熱器

冷却水

減温塔

ごみクレーン
エアカーテン
ごみ投入ステージ

ボイラ二次燃焼室

押込空気用
投入ホッパ 押込送風機 空気予熱器

タービン排気復水タンク 復水器

再溶融

下水道放流
記号

スラグ冷却装置

内容

ごみの 流れ磁選機

ガスの 流 れ飛灰処理装置空気の流れ
他所灰クレーン

アルミ選別機

不適物積出
ホッパ
＊2

他所灰受入 不適物 細粒灰
ピット ピット ピット

他所灰 ＊1
前処理装置

細粒灰
ホッパ

搬出

金属圧縮機

資源化物
貯留ヤード

スラグ処理設備

不燃物破砕機スラグ の 流 れ
スラグクレーン

灰クレーン

スラグ積出ホッパ

灰積出ホッパ

搬出

搬出

砂 の 流 れ不 燃 物の流れ
鉄分の流れ
ア ルミの 流 れ
灰 の 流 れ搬出 ＊2 ＊3
資源化物
貯留ヤード

スラグピット

処理灰ピット

水・汚水の流れ
蒸気の流れ
薬品の流れ

図１

2. 1

相模原市南清掃工場の特長

140 000
ごみ処理量 計画

安定した操業状況

図２に竣工から2015年度までのごみ焼却量の計画
値と実績を示す。図２に示すごみ焼却量は搬入されたごみに加え，相模原市北清掃工場より搬入された
ストーカ焼却灰から処理不適物を取除いた細粒灰を

120 000
110 000
100 000

合計した値を示している。ごみの焼却量は年々増加

90 000

し，2015年度では年間約120 000 t のごみを焼却処

80 000

理した。
2. 2

ごみ処理量 実績

130 000

年間処理量（t）

2.

相模原市南清掃工場のフロー

2010年度図２

マテリアルリサイクル

2011年度

2012年度

2013年度

2014年度

2015年度

ごみ処理量の推移（計画値と実績）

相模原市は2008年に一般廃棄物処理基本計画を策定し，その基本理念として資源循環社会の形成を掲げている。南清掃工場もその基本理念に則り，マテはそれらの焼却灰を溶融固化した道路用溶融スラリアルリサイクル，サーマルリサイクルを推進してグ）を取得し，以降 JIS 認証を継続している。

いる。

JIS 認証を継続するためにはスラグの品質を良質

当社の流動床式ガス化炉はごみに含まれる鉄やアかつ安定的に保つ必要がある。南清掃工場ではスラ

ルミを，溶融せず未酸化の状態で回収することがでグの品質維持のために，スラグを冷却する水砕水のきる。南清掃工場では鉄とアルミを回収・分別した管理，溶融状態の管理，そして後述するごみの受入

後，金属圧縮機で成型し，鉄，アルミをそれぞれ全れ時の検査を厳重に行っている。

量売却している。

南清掃工場で生産したスラグは月毎にロット管理

また，再資源化したスラグに対して2011年１月27している。これまで実施した検査全てにおいて JIS

日に JIS 認証（JIS A 5023一般廃棄物，下水汚泥又で規定されている品質基準を全項目満足している。

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）神鋼環境ソリューション技報23

図３に2015年度における鉛の含有量を示す。鉛の含採用していないが，図５に示すように年間通して安有量の規制値が150 mg/kg であるのに対し，年間通定した空気比を維持している。図６に同期間におけして約40 mg/kg と低い値で推移しており，安定しる発電効率を，図７に売電量の計画値と実績を示た品質を維持していることが分かる。

す。図６より，発電効率も年々増加しており，2013

このように厳格な品質管理によって製造されたス

年度以降は17 ％以上の高い発電効率を維持していラグは相模原市の公共工事に使用されるアスファルる。図７より，売電量は竣工以来計画値を上回ってトの骨材や，最終処分場の保護材・覆土材として有おり，2015年度は約26 000 MWh を電力会社に売電効活用されている。また，スラグを利用したアスフしている。南清掃工場は2012年12月に FIT 制度の認

ァルトと従来のアスファルトを比較し，施工性や品定を受け，2013年４月からは FIT 価格による売電を３）

質に遜色ないことが確認されている。

行っている。売電による収入は FIT 制度認定前と比サーマルリサイクル

2. 3

較して認定後は約２倍以上となっている。

サーマルリサイクルの観点では，まず廃熱ボイ
ラ，エコノマイザによる積極的な熱回収が挙げられ

1.6ており，その発電量は年々増加している。図４に竣1.5

工から2015年度までの発電量の計画値と実績を示1.4す。図４に示す通り2011年度からは計画値を上回る発電量を達成しており，2015年度の年間発電量は約

空気比る。南清掃工場では年間通じてほぼ２炉運転を行っ

1.3
1.2

57 000 MWh に達する。発電量が増加した主な要因

1.1

は，低空気比燃焼に加え，タービンの排気圧力を下1げ，熱落差を大きくするなどの運転の最適化を行っ

4月

5月

6月

7月

たことによるものである。南清掃工場では EGR は

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

2015年度図５

160

2015年度の空気比の推移

18.0
17.0

120

測定値

100

規制値

80
60
40

発電効率（％）

鉛含有量（mg/kg）

140

20
0

16.0
15.0
14.0
13.0

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

12.0
2010年度

2015年度図３

発電量 計画30 000発電量 実績

55 000

年間発電量（MWh）

年間発電量（MWh）

60 000

スラグ中の鉛含有量の推移

50 00045 00040 00035 00030 0002010年度

図４24

2011年度

2012年度

2013年度

2014年度発電量の推移（計画値と実績）

2015年度

2011年度

2012年度

2013年度図６

発電効率の推移

売電量 計画売電量 実績

2014年度

2015年度

2014年度

2015年度

25 000

20 000

15 000

10 0002010年度図７

神鋼環境ソリューション技報

2011年度

2012年度

2013年度

売電量の推移（計画値と実績）
Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

また，南清掃工場では発電だけでなく排ガスの熱を温水として熱回収し場内で利用している。加えて隣接する温水プールや温室に蒸気を供給し，発電と合わせてサーマルリサイクルを推進している。
2. 4

他所灰混合処理

前述のとおり南清掃工場では従来まで埋立て処分していた他所灰を受入れ，他所灰に含まれる処理不適物を取除いた細粒灰をごみとともに焼却，処理している。細粒灰の混焼率は約３％である。他所灰を溶融することで，相模原市全体で最終処分場の延命化を図っている。

3. 安定操業に向けた設備改善の事例

写真２

南清掃工場に搬入されるごみの約25 ％を事業系

自走式ごみ検査装置の外観ごみが占めており，その中に破砕・給じんライン，
および不燃物搬送ラインでのトラブルの要因となる
３）
金属塊等の処理不適物が含まれていることがある。

そこで南清掃工場では2010年７月，ごみ投入ステージに自走式ごみ検査装置を設置し，事業系ごみを対象に受入時に抜取り検査を実施している。自走式
ごみ検査装置の外観を写真２に示す。検査装置を設置し抜取り検査を実施した結果，大きな抑止力となり処理不適物に起因するトラブルの発生件数は激減した。
また，不燃物搬送ラインに当社で独自に開発した異物除去装置を設置した。異物除去装置の外観を写
真３に，概略図を図８に示す。この装置は不燃物搬

写真３

送コンベヤの乗継ぎ部に設置していたシュートを置

異物除去装置の外観換える形で設置しており，乗継ぎの過程で異物を除去することができる。本装置は図８に示すように装32

置内に２本のバーを斜めに設けており，このバーに物は通過を許容するクロスフロー形式の異物除去装
間隔は任意に調整可能であり，下流の搬送設備の搬

40

16

28

48

45

うに装置内部の異物堆積状況を中央制御室で常時監61視することで，ガス化炉から排出された処理不適物
を不燃物搬送ラインの上流で除去でき，下流側での加えて不燃物処理設備のシュート口径を竣工当初よりも大口径のものへ変更する改善工事を行った。
これも閉塞に対して一定の効果があることが確認さ

71
62

74

46

41

18

74
42

これらの設備改善を行うことによって，南清掃工
神鋼環境ソリューション技報

72

図８

24

67

14

36
27

A1

A2

74
37

48

れた。

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）1866

よび監視カメラが設置されており，写真４に示すよトラブル発生を未然に防ぐことが可能となった。

12

38

置となっている（特願2016―36000）。２本のバーのとができる。また，この装置にはレベルセンサ，お2622

よって大型の処理不適物のみを捕捉し，小型の不燃送性能に応じた大きさの不燃物のみを通過させるこ

31

74

16
38
21

異物除去装置の概略図25

する相模原市南清掃工場を納入し，種々の設備および操業改善を重ね，2010年の竣工以来安定したごみの処理を継続している。これにより当社の流動床式
ガス化溶融炉を適応できる処理規模がさらに拡大
し，施設規模において60 t/d から600 t/d クラスとほぼ国内すべてをカバーできることとなった。
今後も流動床式ガス化溶融炉の性能・付加価値をさらに向上させていくとともに，南清掃工場で培った技術を基盤として循環型社会の発展に向けて尽力していく所存である。
写真４

異物除去装置の監視状況

場の操業の安定性はさらに向上した。

む

す

び

当社は国内最大規模の流動床式ガス化溶融炉を有

26［参考文献］
１）谷川昇：新処理技術の展開，廃棄物学会誌 No. 7，
Vol.9（1998），P 470-486
２）増川幸宏：第37回全国都市清掃研究・事例発表会，講演論文集（2016），P.61-63
３）ごみ処理施設訪問 国内最大級の流動床ガス化溶融施設 稼動５年後の状況 : 神奈川県相模原市 南清掃工場，環境施設143号（2016），P52-56

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

セシウム汚染土壌を対象とした加熱化学処理パイロット実証
Pilot Scale Experiment for Cesium Contaminated Soil by a
Thermal-Chemical Treatment Method

竹田尚弘＊
Naohiro Takeda

小倉正裕＊
Masahiro Ogura

除染に伴い発生した除去土壌に対して，中間貯蔵施設に搬入された後，30年後の最終処分に向けて減容処理が検討されている。当社がこれまで開発してきた加熱化学処理技術は，ラボスケール，
ベンチスケールにて実汚染土壌を用いた実証試験で最大98 ％の Cs 除去率を達成している。本報では，パイロットスケールでの実証試験を実施し，加熱化学処理試験結果の再現性の確認，ならびに得られた浄化物の再生利用評価を行った。その結果，パイロットスケールでも加熱化学処理は適用可能であり，得られた浄化物は後処理を行なうことでコンクリート骨材，覆土材，盛土材，路盤材
として再利用可能であることを確認した。
It has been studied that volume reduction process of soil and wastes generated from decontamination
activities toward the ﬁnal disposal outside Fukushima Prefecture within 30 years from the start of interim
storage. In the previous reports, the thermal-chemical treatment for radioactively contaminated soil has
been demonstrated a removal efficiency 98 percent for r-Cs by the laboratory and bench scale test in
Fukushima prefecture.
In this report, pilot scale demonstrations were conducted in order to conﬁrm consistency of experimentand possibility for recycling of decontaminated products. This experiment indicate high removal rate ofr-Cs at 3 ton per day scale plant and the decontaminated products are able to use for concrete aggregate,
cover soil, banking material and subbase material.

Key Words：
放射性セシウムRadioactive cesium

汚壌Contaminated soil理

Thermal treatment

染

熱

土
処

減

容

処

理

Volume reduction process

再

生

利

用

Recycling【セールスポイント】
3 t/d 規模のパイロットプラントにて，汚染土壌への加熱化学処理技術の適用が可能であることを実証し，さらなるスケールアップが可能である。処理により得られた浄化物はコンクリート
骨材，覆土材，盛土材，路盤材への再生利用が可能である。

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）＊

プロセス技術開発部 基盤技術室

神鋼環境ソリューション技報

27

まえがき

体制が明確となっている公共事業等において，人為

2011年３月11日に発生した東日本大震災に伴う東的な形質変更が想定されない盛土材等の構造基盤の京電力福島第一原子力発電所での事故により，大量部材に限定した使用を検討している。その際の品質の放射性物質（セシウム -134，セシウム -137等）

基準として，放射能濃度は8 000 Bq/kg 以下，放射が放出され，周辺環境を汚染した。国はこの事故由能以外の品質は通常の土木構造物に求められる要求

来放射性物質による汚染問題の解決を目的に，2011

品質３），４）を満足することが示された。

年８月に「平成二十三年三月十一日に発生した東北

除去土壌を対象とした主な減容技術としては，放地方太平洋沖地震に伴う原子力発電所の事故により

射性セシウム（以下 Cs）を多く含む細粒分と粗粒放出された放射性物質による環境の汚染への対処に分を分離する「分級技術」，ならびに土壌自体から関する特別措置法」を定め，除染作業を進めてい放射性 Cs を分離する「化学処理技術」，「熱処理技る。

術」などが挙げられる。この中で，熱処理技術は，除染に伴い発生する放射性物質に汚染された除去
土壌や除染廃棄物（以下，除去土壌等）は，中間貯分級処理により発生する微粒子等の濃縮汚染物や高濃度汚染土壌を対象に用いる技術である。

蔵・環境安全事業株式会社法に基づき，最終処分す

当社はこれまで，熱処理技術の一種である加熱化るまでの間，最長30年間中間貯蔵施設で保管するこ学処理技術を開発しており，安定性 Cs を添加した

3ととなっている。しかし，その量は最大2 200万 m

模擬汚染土壌ならびに放射性 Cs で汚染されている（東京ドーム18杯分）と見積もられており，１） 県外除去土壌を対象に，ラボスケール（g 規模）での最終処分に向け，安全性，経済性の観点から処分量

ボート加熱試験，ならびにベンチスケール（kg 規模）低減のため除去土壌等の減容技術開発が進められてでの小型回転炉を用いた加熱化学処理試験を実施しいる。

た結果，最大で Cs 除去率98 ％を達成した。５），６）

国は研究・技術開発および最終処分の方向性を検本報では，検討会で将来的に実施が予定されてい討するため，2015年７月，有識者からなる「中間貯る直轄型システム技術実証を想定し，ベンチ試験か

蔵除去土壌等の減容・再生利用技術開発戦略検討

らのスケールアップを目的に，3 t/d 規模のロータ

２）会」（以下，検討会）を設置した。 この中で将来

リーキルンによるパイロット実証を実施し，ベンチ的に活用可能性のある技術の小規模実証・評価を行

試験結果の再現性を確認して加熱化学処理技術の有う公募型実証事業と，分級処理および分級以外の技用性を実証した。また，得られた浄化物を対象に各術開発を行う直轄型システム技術実証を通じ，2024

種再生利用用途ごとの品質分析を実施し，再生利用

年までに減容・再生利用技術の基盤技術開発を完了可能であることを確認したので，報告する。

する計画としている。

1.

あわせて，検討会では減容処理で得られた浄化物の再生利用の方針として，利用先を管理主体や責任

当社加熱化学処理プロセスとその特徴

図１に当社の加熱化学処理プロセスフローを示す。本プロセスは⑴添加剤混合工程，⑵加熱処理工

加熱化学処理汚染土壌

前処理（洗浄・分級等）（1）添加剤
混合工程
細粒分（2）加熱処理
工程

分析・払出
（再利用）

粉じん・燃焼排ガス

粗粒分
分析・払出
（再利用）

（3）粉じん
処理工程

CaCO3（Cs 脱着促進剤）
NaCl（Cs 揮発補助剤）
図１
28

浄化物

排ガス

排気

粉じん
（高濃縮汚染物） 分析・払出（中間貯蔵施設へ）

加熱化学処理プロセスフロー

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

程，そして⑶粉じん処理工程の３つの工程から成28.6 ％の割合（共に乾燥重量として）で混合し，土る。

壌試料とした。

まず，添加剤混合工程にて，Cs を土壌から脱着

添加剤には，NaCl（株式会社日本海水，食塩）させる Cs 脱着促進剤として炭酸カルシウム（以下，と CaCO3（丸尾カルシウム株式会社，重質）の２

CaCO3）と，脱着した Cs を揮発させる揮発補助剤

種類を使用した。

として塩化ナトリウム（以下，NaCl）の２種類の

2. 2

Cs 吸着処理

添加剤を添加混合する。その後，加熱処理工程にCs 模擬汚染土壌を作製するための Cs 吸着処理は，て，添加剤混合土壌を1 000 ℃以上の温度域で加熱

Cs を吸着固定化しやすい粘土ならびに粘土鉱物を処理を行い，Cs を揮発分離する。揮発した Cs は粉対象に行った。

じん処理工程にてバグフィルタにより捕捉し，高濃縮汚染物として回収する。

粘土には脱水ケーキを用いているため，まずは
200 L のタンクにて脱水ケーキ50 kg を50 kg の水に回収した高濃縮汚染物は，遮蔽容器に入れて保７）管，もしくは飛灰洗浄技術

解砕・分散し，スラリを作製した。そこに安定性等を用いて Cs 吸着剤

Cs（ 水 酸 化 Cs・ 一 水 和 物，Rockwood Lithium

等へのさらなる高濃縮化を行い，遮蔽容器に入れてGmbH，99.95 ％）を添加し，十分に混合撹拌後，保管し，最終処分する。

ろ過分離にて再度ケーキ状にし，模擬汚染粘土を調Cs は汚染土壌中の粘土鉱物に吸着し固定化され，製した。

とくにバーミキュライトや風化雲母等の２：１型層

粘土鉱物に対しては，ドラムミキサに20 kg の８），９），

バーミキュライトを入れ，安定性 Cs を溶解した水

10），添加剤を混合しない場合は1 000 ℃でも放射性溶液 2 L を振りかけながら回転混合し，得られた模Cs は揮発除去されない。ところが上記添加剤を混

擬汚染粘土鉱物を90 ℃で一晩乾燥して調製した。

状けい酸塩鉱物に偏在すると考えられており合することで，土壌が溶融する温度域（1 200 ℃以

それぞれの Cs 模擬汚染試料に対して，吸着固定上）より低温である1 000 ℃の温度域にて，粘土鉱化されていることを確認するため，水溶態 Cs 抽出

物の結晶構造を変換し，Cs を揮発除去することが試験を実施した。水溶態 Cs 抽出試験は，模擬汚染11）

試料10 g に純水100 g を添加し，室温にて４時間ス

可能となる 。
本処理技術の特徴は以下のとおりである。
①

土壌が溶融しない低温域での加熱処理であるため，土壌の結晶構造を破壊せず，造粒・溶融のない土砂状の処理物を得ることができる。

液分離し，得られたろ液の Cs 濃度を分析した。
添加剤混合工程

2. 3

混合処理には，水平単軸ローター混合機（撹拌槽

汚染土壌中の Cs が粉じん中に濃縮されること

容量0.6 m3，モータ45 kW）を用い，充填率50 ％ににより，元の汚染土壌量と比較して大幅な減容がて380 kg ／バッチの処理規模で混合を行った。ベル

可能となり，最終処分量の低減に寄与できる。

トコンベヤに所定量の砂，粘土／バーミキュライ②

2.

ターラで撹拌し，その後遠心分離，減圧ろ過にて固

2. 1

試験方法

ト，添加剤を載せ，撹拌装置に供給し，３分間混合試験試料撹拌を行った。混合物の安定性 Cs 濃度を分析した。

土壌試料は，福島県の実汚染土壌における細粒分（＜2 mm）を模擬するため，砂（0.075～2 mm），粘加熱処理・粉じん処理工程

2. 4
2. 4. 1

パイロット試験装置

土・シルト（＜0.075 mm，以下粘土）および粘土試験は，3 t/d 規模の内熱式ロータリーキルン（キ鉱物の混合物とした。砂にはコンクリート細骨材用

ルン内径1 000×長さ5 000 mm）を用いて行った。

の砂（含水率 5 ～10 ％）を用いた。粘土には，減プラント全体のフローを図２に，主要設備の仕様を容処理の一種である分級処理（湿式分級）により排表 １ に 示 す。 添 加 剤 を 混 合 し た 試 験 試 料 を ス ク

出される細粒分を想定し，採石場の泥水から固液分

リューフィーダによりロータリーキルンへ定量供給

離して得られる脱水ケーキ（同25～30 ％）を用い

し A 重油燃焼バーナにて加熱処理し，処理後の浄た。粘土鉱物には，とくに Cs を吸着固定化する化物を二重ダンパを通して排出した。加熱処理時のバーミキュライト（昭和 KDE 株式会社，南アフリ

キルン内部を誘引送風機により負圧制御し，揮発・カ産，同 5 ％＜2 mm）を用いた。

飛散物の漏洩を防止した。キルン排ガスは，二次燃これらの成分を，福島県の実汚染土壌の成分組成を参考に，砂を71.4 ％，粘土／バーミキュライトをVol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

焼室，冷却塔およびバグフィルタを通過後，煙突から排出した。

神鋼環境ソリューション技報

29

二次燃焼室

試料

炉内観察
視野
水

投入ホッパ

煙突

冷却塔
バグフィルタスクリュー
フィーダ

ロータリーキルン

二重
ダンパ

誘引送風機

浄化物
高濃縮汚染物
図２

表１

パイロットプラントフロー

表２

プラント主要設備の仕様

装

置

名

主

仕

様

キ

ル

ン

φ1 300× L5 000 mm
キャスタブル150 mm

バ

ー

ナ

最大100 L/h，A 重油

二次燃焼室

φ2 000× H7 500 mm（有効2 552 mm）
キャスタブル150 mm

バグフィルタ

187 m2（バグ本数200本）

誘引送風機

120 m3/min（180 ℃）
22 kW

加熱処理の過程で Cs 揮発補助剤と共に揮発した
Cs を含む粉じんはバグフィルタにより捕捉し，集じんホッパおよびエレメント付着粉じんを高濃縮汚土壌と添加剤の混合割合
混合割合（dry％）

加熱試験 No.

No.1

No.2

砂
粘
土
バーミキュライト

71.4
28.6
―

71.4
22.9
5.7

炭酸カルシウム
塩化ナトリウム

42.9
7.1

42.9
14.3

表３

加熱処理運転条件

試 料 供 給 量
総試料
量
キルン内滞留時間
加熱時間（1 000 ℃以上）
バーナ燃焼空気比

120 kg/h
1 000 kg
２時間以上
１時間以上
1.2

染物として回収した。
浄化物，粉じんについて，回収量および安定性
Cs 濃度，含水率を分析し，Cs 収支を確認した。
2. 4. 2

試験条件

試料供給量と排出量，ならびにキルン内の温度分布を測定し，加熱温度，加熱時間を推算した。温度

表２に土壌と添加剤の混合割合を示す。

分 布 は， 試 料 供 給 口 側 か ら800 mm，1 600 mm，試験 No.1では，既報のラボ実験にて良好な Cs 除

3 200 mm の位置に設置したテレメータ R 熱電対に去率が得られる標準的な条件として見出した土壌より試料温度を測定した。また，供給口側から 6 m

70：CaCO3-30：NaCl-5の条件にて実施した。試験の K 熱電対を挿入し，500 mm 毎に試料温度を測定

No.2では，より実土壌に近い性状を模擬するため粘した。さらに，図２の炉内観察視野から，サーモグ

土にバーミキュライトを混合し，また Cs 除去率のラフィ観察を行った。

向上を指向し NaCl を増量して土壌70：CaCO3-30：

2. 5

NaCl-10の条件にて実施した。

2. 5. 1

2. 4. 3分析
Cs 濃度分析

固体試料（模擬試料，処理後試料等）は試料を乳

運転条件

表３に加熱処理運転条件を示す。既報のラボ実験

鉢で粉砕後，硝酸，過塩素酸ならびにフッ化水素酸

結果を基に，加熱温度1 000 ℃以上，加熱時間60分の混酸を添加して140～200 ℃で加熱して酸分解・以上の処理条件を想定し，キルン内において1 000 ℃

蒸発乾固させ，硝酸で溶解・定容し，溶解液を調製

以上の温度帯を60分以上保持する条件に設定した。

した。この溶解液を適宜希釈して ICP-MS（アジレ30

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

ント・テクノロジー株式会社，7700）に導入し，内部標準物質として Rh-103を使用して Cs-133量を定

3.

3. 1

量した。

模擬試料作製

安定性 Cs を吸着させた粘土，バーミキュライト

液体試料（Cs 溶出液）は上述の溶解液と同様の方法により Cs 濃度を分析した。

の水溶態 Cs 溶出率を表５に示す。Cs 溶出率は粘土
12.2 ％，バーミキュライト1.3 ％となり，添加した

Cs 濃度分析結果から式⑴に示す計算式により Cs
除去率を算出した。

Cs は水では容易に抽出されず，粘土またはバーミ
キュライトに吸着されていることを確認した。
3. 2

添加剤混合

添加剤混合処理前後の外観を写真１，２に示す。

Cs 除去率［％］＝⎛⎞
処理後試料量［g］
×処理後試料の Cs 濃度［mg/kg］⎜
⎜
1000
⎜1−
⎜
処理前試料量［g］⎜
×処理前試料の Cs 濃度［mg/kg］⎜
1000⎝⎠
× 100…⑴2. 5. 2

結果と考察

混合後試料は目視にて脱水ケーキは解砕され，添加剤と均一に混合されていた。なお，写真２で粒状の塊が見受けられるが，これは解砕されずに残った脱水ケーキではなく，均一混合された造粒物であっ
た。

品質分析

浄化物の再生利用の用途として，コンクリート骨材，盛土材，覆土材，ならびに路盤材への使用を想定し，各種再生利用用途ごとに放射能濃度以外の品

表５

質分析を実施した。分析項目ならびに分析方法を表模擬試料

水溶態 Cs 溶出率（％）

粘土バーミキュライト12.2
1.3４に示す。分析には試験 No.1にて得られた浄化物を使用した。

表４
再生利用用途分

析項

品質分析項目
目

粒 度 分 布粘 土 塊 量
微 粒 分 量
有機物含有量
コンクリート骨材 絶 乾 密 度
吸水率
安定性損失量塩 化 物 量アルカリシリカ反応性試験（モルタルバー法）
覆土

模擬試料の水溶態 Cs 溶出率

分

析

方

法

JIS A 1204
JIS A 1137
JIS A 1103
JIS A 1105
JIS A 1109
JIS A 1109
JIS A 1122
JIS A 5308
JIS A 1146

材

粒 度 分 布有機物含有量H15 環告 18 号溶出試験
H15 環告 19 号含有試験
JIS A 1226
JIS A 1204
JIS A 1228
JIS A 1205
JGS 0241
JGS 0212
JGS 0211
JIS A 1210 JIS A 1222
JIS A 1122
JIS A 1103

盛

土

材

重金属溶出量
重金属含有量
強 熱 減 量
粒 度 分 布コ ー ン 指 数
液性限界・塑性限界
塩化物含有量電 気 伝 導 度
水素イオン濃度（pH）

路

盤

材

修
正 CBR
安定性損失量
微 粒 分 量Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）神鋼環境ソリューション技報

JIS A 1204
JIS A 1105

31

写真１

写真２

添加剤混合前の試料外観

添加剤混合後の試料外観

高温

キルン回転方向

熱電対
バーナ
土壌温度
試料供給側
（低温）
土壌温度
試料排出側
（高温）

低温

写真３

表６

ロータリーキルン内の状況

加熱試験条件毎の添加剤混合試料の Cs 濃度

加熱試験 No.

No.1

No.2

Cs 濃度（平均値）
標 準 偏 差128 mg/kg
8.3

540 mg/kg
8.2

写真４

サーモグラフィ温度分布画像に，同視野におけるサーモグラフィ温度分布画像を
写真４に示す（図２に記載の炉内観察視野から見た写真）。写真３より，キルンの奥側（試料供給側）には水蒸気が発生している様子が観察できる。写真４より，キルン奥側の土壌は黄色（低温）である一方で，手前側（試料排出側）は白色（高温）になっ

混合処理は，各加熱試験の混合条件に基づいて複数バッチ実施した。各バッチ毎に得られた添加剤混ており，徐々に加熱されて温度が上昇している様子が観察できる。

合試料の Cs 濃度分析を行い，その Cs 濃度（平均

図３に試料の供給量ならびに排出量の積算値を示値）と標準偏差を表６に示す。試験 No.1，2の Cs

す。この結果から，試料のキルン内の滞留時間は，濃度はそれぞれ128 mg/kg，540 mg/kg，標準偏差は試験 No.1では120分間，試験 No.2では140分間となっ

8.2～8.3となり，混合処理のバッチ間のばらつきはた。試験 No.2で滞留時間が延びた理由は，バーミ

ほとんど見られず，安定して均一混合できているこ

キュライトおよび NaCl 混合割合が異なり試料の安とを確認した。

息角が変化したためと考えられる。従って，滞留時

3. 3

加熱処理試験

間を一定に保つためには，添加剤条件により，滞留

加熱処理中のロータリーキルン内の状況を写真３
32

時間を制御する必要があることが分かった。

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

図４にキルン内における試料の温度分布を示す。
キルン全長 5 m の内，試料供給口から 2 m 以降のす。この結果，微粒分量と六価クロムの溶出量が基準値の範囲外となった。

部分で試料温度は1 000 ℃以上となっていた。この微粒分量については，本試験において加熱化学処

結果，1 000 ℃以上の加熱時間が試験 No.1では66分

理の対象を 2 mm アンダーの細粒分を想定して原料間，試験 No.2では84分間となり，目標とする60分を調製しており，本処理においては造粒や溶融等の間以上の加熱時間を確保することができた。

物質の性状が変化することはなく，原料由来の粒径

表７に Cs の物質収支を示す。加熱処理の結果，がそのまま反映されるため，基準値の範囲外とな

Cs 除去率は90 ％以上を達成し，ベンチ試験結果のる。実際の再生利用時においては，分級処理等によ再現性を確認した。また，NaCl を増量することにり発生する粗粒分と混合することで，基準内に粒度より，Cs 除去率が向上する（91.5→94.3 ％）こと調整が可能である。

も確認した。一方で，試験 No.1においては，浄化

六価クロムの溶出量については，既存の重金属抑物，粉じんからの Cs 回収率は約40 ％に留まった。

制技術を使用することで，追加の後処理が必要とな

このため，試験 No.2においてはバグフィルタからるものの，再生利用が可能である。

むの抜取りエレメント本数を増すことでサンプリング
誤差の減少を図ると共に，二次燃焼室出口から冷却

すび

加熱化学処理技術のパイロットスケール（3 t/d

塔入口までのダクト内に付着した粉じんも回収した規模）実証を実施し，ベンチ試験結果の再現性の確結果，９割の Cs を回収した。本パイロット設備で認，ならびに得られた浄化物を対象に各種再生利用

は，設置場所の制約から二次燃焼室と冷却塔の距離

用途ごとの品質評価を実施した。その結果，ベンチ

が通常より長いためダクト内付着物が増加し，また試験結果と同等以上の高い Cs 除去率達成し，ス

二次燃焼室および冷却塔への接続継手など試験設備

ケールアップした場合の加熱化学処理技術の有用性

特有の制約から未回収 Cs が生じたと考えられるが，を実証した。また，得られた浄化物は後処理を要す

実処理設備においてはダクト設計の最適化によりバるものの再生利用可能であることを確認した。
今後，中間貯蔵施設に搬入される除去土壌等の最グフィルタでの回収率向上が見込まれる。
3. 4

浄化物の品質評価

終処分に向けた減容・再利用に本技術を活用し，復600

供給量（120 kg/h）
排出量（No.1）
排出量（No.2）

500

興に貢献していきたい。

滞留時間：140分
滞 留 量：280 kg

1 200
1 100

滞留時間：120分
滞 留 量：240 kg

400

試料温度（℃）

累積試料供給量および排出量（kg）

表８に加熱化学処理浄化物の品質評価結果を示

300
200
100
0

1 000
900

No.1
No.2

800
700

0

60

120

180

240

600

300

白抜きマークはテレメータ
0

0.5

1

対

験
象

重
量
Cs 濃 度Cs 割 合Cs 除去率No物

図４

試料供給量と排出量の推移

表７
試

2

2.5

3

3.5

4

4.5

キルン内における試料の温度分布

Cs の物質収支（１時間あたり）

No.1

No.2

質

供給試料

浄化物

粉じん

供給試料

浄化物

ダクト付着物

粉じん

kg
mg/kg
％
％

120
128
100
―

89
17
9.5
91.5

5.0
905
29.2
―

120
540
100
―

79
47
5.7
94.3

2.7
6 100
25.2
―

5.9
6 100
55.8
―

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）5

試料供給口からの距離（m）

経過時間（min）

図３

1.5

神鋼環境ソリューション技報

33

表８

加熱化学処理浄化物の品質評価結果

再生利用用途

分析項目

品質評価結果コンクリート骨材

粒 度 分 布粘 土 塊 量
微 粒 分 量
有機物含有量絶 乾 密 度
吸水率
安定性損失量塩 化 物 量アルカリシリカ反応性試験（モルタルバー法）○○
微粒分超過 => 粒度調整で対応可
○
○
○
○
○
○

粒 度 分 布有機物含有量

微粒分超過⇒粒度調整で対応可○

重金属溶出量
重金属含有量Cr（VI）が若干超過⇒既存技術で対応可
○

覆土材

盛土材

強

熱

減

量

粒

度

分

布

○
（第 2 種建設発生土の第 2b 種もしくは第 2 種改良土相当）

コ ー ン 指 数
液性限界・塑性限界○○○

塩化物含有量電 気 伝 導 度
水素イオン濃度（pH）
路盤材○○
微粒分超過⇒粒度調整で対応可修
正 CBR
安定性損失量
微 粒 分 量［参考文献］
１）「除去土壌等の中間貯蔵施設の案について」環境省
ウェブサイト（http://josen.env.go.jp/chukanchozou/action/
acceptance_request/pdf/draft_131214.pdf），2016年 ７ 月 閲
覧２）「中間貯蔵除去土壌等の減容・再生利用技術開発戦略検討会」，環境省ウェブサイト（https://josen.env.go.jp/
chukanchozou/facility/effort/investigative_commission/），2016年７月閲覧
３）（国研）土木研究所編著：「建設発生土利用技術マ
ニュアル 第３版」，（2004）
４）（公社）地盤工学会：「災害廃棄物から再生された復興資材の有効活用ガイドライン」，（2014）５）竹田尚弘ほか：「放射性物質に汚染された土壌の除染・ 減 容 化 技 術 」， 神 鋼 環 境 ソ リ ュ ー シ ョ ン 技 報，
Vol.9，No.2（2013），pp.15-20
６）竹田尚弘ほか：「放射性物質に汚染された土壌の除染・減容化技術―第２報」，神鋼環境ソリューション技34

報，Vol.10，No.2（2014），pp.2-9
７）谷田克義ほか：「放射性セシウム含有飛灰の洗浄技
術 」， 神 鋼 環 境 ソ リ ュ ー シ ョ ン 技 報，Vol.10，No.2（2014），pp.10-17
８）Atsushi NAKAO, etc.:「Characterization of the frayededge site of micaceous minerals in soil clays inﬂuenced bydifferent pedogenetic conditions in Japan and northern
Thailand.」, Soil Science and Plant Nutrition, 54,（2008）,
pp.479-489
９）山口紀子ほか：「土壌－植物系における放射性セシウ
ムの挙動とその変動要因」，農業環境技術研究所報告，
31，（2012），pp.75-129
10）小暮敏博：「土壌中で放射性 Cs はどのような物質に固定されているのか」，Isotope News，734（6），29-33（2015），pp.24-33
11）竹田尚弘ほか：「加熱化学処理におけるセシウム揮発メカニズムの検証」，第５回環境放射能除染研究発表会
要旨集，（2016）

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

高純度水素発生装置「HHOG」の足跡と今後の展望
Past Trend and Future Outlook of High-purity Hydrogen Oxygen Generator（HHOG）

中尾末貴＊
Sueki Nakao

亀澤啓太＊
Keita Kamesawa

当社の固体高分子電解質膜を利用した水電解式の高純度水素発生装置「HHOG」は工業用途において国内トップシェアを誇る。商品化後20年を経過し，工業用水素ガスの供給装置として，130台を超える実績を有する。これは市場ニーズの変化をとらえた装置開発の成果ともいえる。近年では
水素エネルギおよび再生可能エネルギ利活用市場の立上りにより，事業をとりまく環境は新たな局
面を迎えているが，当社ではこれらの分野により適合する高効率，低価格な商品を市場に供給する
べく，様々な実証試験に取組んでいる。
Water electrolyzer, HHOG（High-purity Hydrogen Oxygen Generator）using polymer electrolyte
membrane has the top domestic market share in industrial applications. Twenty years have passed sincecommercialization of HHOG, and delivery number of HHOG is more than 130. These are the results ofresearch and development of HHOG that captures the changes in the market needs. In recent years, themarkets of hydrogen energy and renewable energy are expanding, and the business environment
surrounding HHOG is entering a new phase. We are working on various veriﬁcation tests, in order todevelop and supply high efﬁciency and low cost products for these markets.

Key Words：
水 素 発 生 装 置

Hydrogen generator

水

Water electrolysis

電解

固体高分子電解質膜（PEM）

Polymer electrolyte membrane

電

力

貯

蔵

Electricity storage

水

素

社

会

Hydrogen society

再生可能エネルギ

Renewable energy【セールスポイント】
・99.999 ％以上の高純度水素ガスを簡単な操作で供給可能。
・原料は水と電気だけで，危険な化学物質，薬品などを使用しない。装置内に保有する水素量が少なく安全性が高い。
・国内外における納入実績は130台以上であり，工業用の水電解式水素発生装置として国内トッ
プシェアを誇る。
・水素エネルギ，再生可能エネルギなどの分野にも適用可能。

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）＊

水素事業推進室

神鋼環境ソリューション技報

35

まえがき

ン酸カチオン交換膜などを使用しており，電解質溶

当社の高純度水素発生装置（HHOG）は2016年で液と隔膜の役割を果たす。この固体高分子電解質膜

商品化後20年が経過し，節目の年を迎えた。HHOGの両面に水電解の電気化学反応を促進させる役割を

は簡易な操作で高純度の水素を供給でき，安全性が持つ白金族触媒などを一体接合したものが膜電極接高いことなどが評価され，国内外に130台を超える合体（Membrane Electrode Assembly, MEA）である。

納入実績を有する（2016年３月時点）。これは，工この MEA の陽極側に純水を供給し，両極間に直流業用途向けの固体高分子電解質膜を用いた水電解装

電流を通電すると触媒反応により，陽極触媒層で純置メーカとして国内トップシェアである。

水が酸素ガスと水素イオンに分解される。水素イオ

本稿では，HHOG の開発当初からの取組みや納ンはカチオン交換膜中を電場の働きにより陰極側へ入事例，今後の事業環境を見据えた新しい商品開発

移動し，陰極触媒層で電子を得て水素ガスとなる。

の取組みなどを紹介する。

1. 2

1.

1. 1

HHOG の概要

システム

HHOG のシステムフローを図２に示す。

原理

電気分解に使用される純水は循環水ポンプで循環

HHOG は，固体高分子電解質膜を利用して，純され，熱交換器，非再生ポリシャで水温，水質を一

水を直接電気分解し，純度の高い水素ガスを発生さ定にし，電気分解モジュールに供給される。電気分せる装置である。図１にその原理を模式的に示す。

解で消費された純水は，その分だけ純水タンクから固体高分子電解質膜にはフッ素系樹脂のスルフォ

酸素分離タンクへ補給される。
電極板

O2＋H2O

給電体

H2
+
H＋

膜電極接合体（MEA）
固体高分子電解質膜

H2O

電極触媒層

（＋）

【反応式】
・陽極側：2H2O → O2 ＋ 4H+ ＋ 4e・陰極側：4H+＋ 4e- → 2H2
・全体 ：2H2O → 2H2 ＋ O2

（−）
e図１

水素ガスの発生原理
除湿器

水素ガス

PIC

整流器

水素分離
タンク

H 2O＋H 2

H 2O

H 2O＋O2
H 2O

酸素ガス

酸素分離
タンク

電気分解モジュール

P

ファイナル
フィルタ

純水タンク

補給水ポンプ
非再生
ポリシャ

熱交換器

P
循環水ポンプ

図２
36

HHOG システムフロー

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

表１

他オンサイト水素発生方式との比較

項目

HHOG（PEM 型水電解法）

アルカリ水電解法

水蒸気改質法原料

純水

純水，アルカリ

メタノール，都市ガス，プロパン
ガス

毒

性

なし

劇物

劇物，危険物

適 用 法 規労働安全衛生法

毒・劇物取締法，薬事法
労働安全衛生法

消防法，毒・劇物取締法
大気汚染防止法，労働安全衛生法

水素ガス純度

99.999～99.9999 ％99.9 ％

99.99 ％

主な不純物

O2

O2，アルカリミスト

CO，CO2，炭化水素

操作

・運転開始と同時に水素ガスを・パージのため起動に時間がかかる ・昇温するため起動に時間がかかる
発生可能
・水素ガス発生量が定格より大幅 ・水素ガス発生量の変更に対する性・水素ガス発生量が定格の０～に少ない領域での運転不可
応答性が悪い100 ％範囲で運転可能

メンテナンス

ほとんど不要材料腐食による構成機器の定期交換
アルカリ電解液の更新，廃液処理

触媒の定期交換
原料槽の定期点検

発生廃棄物

なし

アルカリ廃液CO，CO2，炭化水素

付 帯 設 備

直流電源装置

直流電源装置，薬品注入装置
メタノール貯槽，ガス精製装置
アルカリミストスクラバ，廃液処
ガスホルダ，コンプレッサ
理設備

電気分解モジュールで発生した酸素ガスは純水とガスなどの炭化水素系の原料を水蒸気改質して得る

ともに酸素分離タンクに送られる。水素ガスは水素

方法と，水の電気分解による方法がある。水の電気

分離タンクに送られ，同伴した純水をここで分離分解には，HHOG のように固体高分子電解質膜を利し，後段の除湿器で除湿されたのち，供給される。

用した方法と，水酸化カリウムなどのアルカリ水溶

水素ガスの発生量は，水素分離タンクの水素ガス

液を電解質として用いて電気分解を行う方法がある。

圧力が常に一定になるように，電解電流値を制御す

水蒸気改質法は，一般的には50 Nm3/h を超えるることで調節し，０～100 ％の範囲で自動制御され大量の水素を得る場合に採用されるが，改質に必要供給される。

な温度まで昇温させる必要があり，装置の起動に時他方式との比較

1. 3
1. 3. 1間を要する。また，水素発生量の変動に対する応答

圧縮水素との比較性が悪い。これに対し，水電解方式は，装置の起動

HHOG はボンベなどの圧縮水素と比較すると，停止が容易で，電気を流せばすぐに水素が発生する

安全性に優れている。HHOG は，デマンドに応じことからデマンドに応じ，瞬時に発生量を変化させて水素ガスの発生量を瞬時に０～100 ％の範囲で制ることができる。

御できるため，システム内に水素を貯蔵させる必要

また，水蒸気改質法では製品原料に由来する COがほとんどない。したがって，地震や火災等の不測や CO2 が排出され，アルカリ水電解法ではアルカの災害時には，装置を停止させるだけで良く，本質

リ廃液が発生する。HHOG は原料が水と電気のみ的に安全であると言える。また，HHOG で発生すであり，これらの方法に比べて周囲への環境負荷・る水素ガス圧力は１MPa 未満のため，高圧ガス保安全性の面で有利であるだけでなく，燃料電池の性安法に規制されない。さらに，ボンベなどのように能低下を引起こす CO を含有しないなど性能面でも交換作業が不要なため，交換用の予備のボンベを設

優位性の高い水素発生方式の１つであると言える。

置するための敷地も不要である。

2.

1. 3. 2

他方式のオンサイト水素発生方式との比較

HHOG とその他のオンサイト水素発生方式との比較を表１に示す。

2. 1

HHOG の歴史
開発の経緯

固体高分子電解質膜を利用した水電解の歴史は
1970年代初期に米国の General Electric 社が燃料電池

ユースポイントの近傍で水素を発生させるオンサの技術を水電解に応用したのが始まりである。国内

イト方式の代表的なものとしては，メタノールや都市においては，1975年頃から大阪工業試験所（現 産業Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）神鋼環境ソリューション技報

37

技術総合研究所関西センター，以下産総研）がサン

納入実績を増やしてきた。その結果，表２に示すラシャイン計画およびそれを引継いだニューサンシャ

インナップの商品が開発された。

イン計画の WE-NET において MEA の研究を行った。
当社は1992年に水電解式水素発生装置の開発に着手し，産総研から MEA の技術を導入して実用化に向けた開発を開始した。電気分解モジュールの開発に加え，当社が水処理事業で培った超純水製造技術を活用し，工業用の水電解装置の開発が続けられた。
写真１は当時使用した実証試験機の外観である。
当時の国内の市場環境は半導体製造などの電子部
品産業が活況であり，製造工程では高純度の水素ガスが使用されていた。高純度の水素ガスをオンサイ
トで供給可能という特長を活かし，それらの産業用途をターゲットに商用装置が開発され，1996年７月に商用第１号機を電子部品製造メーカに納入するに
至った。
2. 2

HHOG の商品開発と事業のあゆみ

当社は1996年の HHOG 商品化後から2016年に至るまで，図３に示すように産業構造の変化など，市場のニーズの変化に合わせた HHOG の開発を行い，

写真１

14

研究，その他
発電機冷却
エネルギ関連
金属熱処理
電子産業

12
納入台数（台）

実証試験機

10
8
6
4
2
0

96

97

98

99

00

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

13

14

15

16

年度
スキッド型（ʼ96年〜）
水素サーバー（ʼ03年〜）
H2BOX（ʼ13年〜）

製品
ラインナップ
電子産業

主要な
納入先

金属熱処理

エネルギ関連工業用プロセス用途
エネルギ用途図３

HHOG 主要用途と納入実績の推移
表２3

水素発生量〔Nm /h〕
型式

低圧型
高圧型

装置タイプ

1
HB1
H2BOX

HHOG ラインナップ

5

10

20

30

40

50

60

CL5D

CL10D

SL20D

SL30D

SL40D

SL50D

SL60D

CH5D

CH10D

SH20D

SH30D

SH40D

SH50D

SH60D

水素サーバー

スキッドマウントタイプ※水素圧力：0.40 MPa 以下（低圧型），水素圧力 0.40 ～ 0.85 MPa（高圧型）※水素ガス純度：99.999 ％，水素ガス露点：－ 70 ℃（大気圧下）

38

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

エネルギ用途

再生可能エネルギ
水素エネルギ・余剰電力貯蔵（Power to Gas）
・水素ステーション
・燃料電池
・非常用エネルギ
供給システム

低炭素化
電子産業

・半導体製造・コンデンサ製造
・LED 製造・次世代パワー半導体

発電所

・発電機冷却
・冷却系 SCC 対策

金属工業

研究開発

・還元
・表面処理
・蝋付
・焼結

・基礎研究
・実験，実証試験用

その他

ガス工業

・ガス精製（Ar, N2, 他）
・水素製造

・廃棄物処理・有価物回収・気象観測用気球

工業用プロセス用途
図４

HHOG 適用用途

HHOG の適用分野を図４に示す。水素は高い還元力などの特性を持つため工業的に様々な目的で使用されており，適用用途は多岐にわたる。過去20年の事業をとりまく市場環境の変化と HHOG の開発動向について，納入事例を交えながら次項で解説する。
2. 2. 1

スキッドマウントタイプ

1990年代から2000年代初頭にかけては，電子部品産業分野が HHOG の主要な納入先であった。半導体製造のキャリアガス，セラミックコンデンサの焼成用ガスとして，一般的にはボンベなどの圧縮水素が使用されており，その代替用途としてオンサイト
で10～数10 Nm3/h 級の水素発生装置が要求された。
高圧ガス保安法などの法規に該当せず，また，空写真２

スキッドマウントタイプ
HHOG SH-30D（30 Nm3/h）

写真３

スキッドマウントタイプ
HHOG SL-5D（5 Nm3/h）

容器の交換作業の手間がなくその際の不純物混入のリスクがないという点が評価され，同分野での装置導入が進んだ。
電子部品産業向けに納入した装置の外観を写真２に示す。標準的には１スキッドの構成であり，現地設置工事は装置の据付けとユーティリティの接続のみで，顧客への引渡しまでを短期間で行うことができる。
次に，海外の火力発電所向けの装置の外観を写真３に示すが，発電所の要求事項により電気機器は防爆仕様となっており，盤類は別置きの構造である。
火力発電所では風損が少なく冷却効果の高い水素ガ
スが発電機（回転子）冷却用途として使用されているが，海外の発電所は立地条件やガス供給体制の点で圧縮水素の安定供給が困難なことも多く，オンサ
イト式水素発生装置のニーズがある。
その後，国内の半導体業界が再編されるなど，産業構造の変化に伴い発生容量のニーズが小容量にシVol. 13 No. 1（2016 ／ 9）神鋼環境ソリューション技報39

フトしたため，これに合わせた小型装置の開発が進められた。
2. 2. 2

サイズダウンを実現した。
近年では，再生可能エネルギを利用した，水素に水素サーバー，H2BOX

よるエネルギ貯蔵活用の実証などの用途が増えてい「水素サーバー」および「H2BOX（すいそぼっくる。コンテナ内に HHOG とユーティリティ機器をす）」はともに小容量の，コンパクト化されたパッ内蔵し，太陽光発電や風力発電などの電源を利用

ケージタイプの装置である。

し，水素を製造するシステムへの納入実績がある

金属熱処理の現場では多品種少量生産に対応した（写真６）。

バッチ炉を事業所内に多数保有するケースが多く，ボンベなどの高圧容器を置くスペースを確保することが困難な場合があった。また，高圧容器の交換作業の手間を無くしたいという点からも，コンパクト
なオンサイト水素発生装置の商品化が求められていた。このようなニーズに対し，システムならびに構成機器を大幅に見直し，従来よりも省スペースな装置の開発を行い，水素サーバーとして2003年より販売を開始した（写真４）。
2000年代に入り，国内で燃料電池の実用化に向けた開発および性能評価が本格化したが，燃料電池やその評価設備などを設置する研究所も同様に，スペースが手狭である場合が多く，高純度の水素ガスが安定して供給でき，省スペースな点が評価され，水素サーバーの納入実績が増えた。
だが，開発および性能評価用途では，水素サーバ
ーよりさらにコンパクトな装置の要望があったた
め，H2BOX の開発を行い，2013年より販売を開始
した（写真５）。水素発生量１Nm3/h，水素供給圧
力0.82 MPa（Gauge）であり，当社の従来機に対して設置面積で60 ％減，設置容積で75 ％減の大幅な

写真５
40

H2BOX

HB-1（1 Nm3/h）

写真６

写真４

水素サーバー

CL-5D（5 Nm3/h）

再生可能エネルギを電源とする H2BOX の納入事例

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

3.

3. 1

開発の取組み，今後の展開

かしながら，再生可能エネルギの中でも太陽光や風HHOG の事業をとりまく市場の動向

力による発電は出力が自然環境に依存する変動電源

2014年の４月に閣議決定された第四次エネルギーであり，電力需要に応じた出力調整を行うことが難

基本計画の中で水素は電気，熱と並ぶ将来の二次エ

しいため，エネルギ需給がアンバランスになりやす

ネルギの中核として位置付けられた。また，同年６

いという問題があるが，HHOG と組合せることに

月に産学官からなる水素・燃料電池戦略協議会が水よりこの問題を解決できる可能性がある。そのため

素・燃料電池戦略ロードマップを公表するなど，水には変動電力に適用可能な商品開発が必要であり，

素社会の実現に向けた政策的な動きが加速してお

次項でその一端を紹介する。

り，市場においては，家庭用燃料電池エネファーム

3. 2

1996年の商品化以降，当社は既述のように市場のの販売台数が2015年に累積15万台に達するなど（エネファーム

今後の市場に向けた HHOG 開発

パートナーズ公表データ），その普及ニーズに合致する装置の商品化を行ってきた。また，HHOG の性能および耐久性の向上を目的としが進んでいる。
ま た， 燃 料 電 池 自 動 車 は ト ヨ タ 自 動 車 か らて電気分解モジュールを含む構成機器類や MEA のMIRAI，本田技研工業から CLARITY FUEL CELL

開発も並行して行ってきた。近年では再生可能エネが相次いで販売開始され，水素ステーションの設置

ルギと水電解式の水素発生装置との連携について，件数も91箇所に達している（燃料電池実用化推進協

主に太陽光発電や風力発電を水電解の電源とする条

議会公表データ，2016年６月時点，計画段階も含件で，各地でフィージビリティースタディや実証試む）。これら以外にも水素の利用，貯蔵・輸送，製験が行われている。変動電力をより有効に活用する造に関する様々な開発が行われており，水素社会の対策として余剰電力を貯め，不足時に貯蔵したエネ実現に向けた様々な動きが着実に進んでいる。

ルギを使用するタイムシフトによりエネルギ需給の一方で国内の一次エネルギ構造に関しては，2012

バランスを補正することが必要であり，蓄電などと年７月の固定価格買取制度（FIT）の導入以降，太ともに，水素を利用するエネルギ貯蔵の技術が求め

陽光や風力などの再生可能エネルギを一次エネルギ

られている。

とする発電施設の設置が進み，水力を除く発電電力

当社は，再生可能エネルギ利用分野に適用可能な量が占める割合は2011年度の1.4 ％から2015年度に装置の開発を目的として，太陽光発電との組合せ電

は4.7 ％にまで増加した（電気事業連合会公表デー

解試験などの基礎試験を行っている。また，社外でタ）。FIT 開始以降から2015年３月末までの新規のは2012年１月から，山梨県が山梨大学などと共同で設備認定のうち，設備容量ベースでは太陽光発電が実施している「クリーンエネルギー水電解実証試

90 ％以上と大部分を占めている。

験」に当社は参画している。実証試験のシステム概

エネルギの大部分を輸入に頼る我が国にとって，要を図５に示す。実証試験は米倉山太陽光発電所の国産である再生可能エネルギの導入はエネルギ安全

敷地内にある PR 施設「ゆめソーラー館やまなし」

保障上重要と考えられ，CO2 の排出量を抑制できる内で実施されており，同館屋根に設置された太陽光点からも再生可能エネルギに対する期待が高い。しパネルで発電された電力の余剰分をタイムシフトすMax. 20 kw
太陽光発電

コントロールシステム
DC/DC
コンバータ

バッテリ

Max. 1.5 kw
小水力発電

インバータ

AC/DC
コンバータ

コンデンサ

急速充電器

電力系統
（逆潮流）
館内電力
1 〜 10 kw 程度
燃料電池
Max. 1 Nm3/h
HHOG
水素タンク

図５
Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）山梨実証試験システムの概要

神鋼環境ソリューション技報

41

発電電力
（太陽光）

消費電力（館内）

充放電（バッテリ）

消費
（水電解）

逆潮流電力

受電電力

電解電流値

400

15

300

10

200

5

100

0

0

-5

-100

-10
6:00

8:00

10:00

12:00

14:00

電流〔A〕

電力〔kW〕

20

-200
18:00

16:00

20

400

15

300

10

200

5

100

0

0

-5

-100

-10
6:00

8:00

10:00

12:00

14:00

電流〔A〕

電力〔kW〕（a）晴天時

-200
18:00

16:00

（b）曇天時図６

太陽光発電出力の変動と電気分解モジュール電流値の変化ることにより，年間を通して同施設で必要な電力を場における水電解式の水素発生装置普及のための課まかなっている。電力の貯蔵手段として，コンデン

題として挙げられるが，これら課題の解決に向け

サ，バッテリおよび水素の組合せ方式を採用していて，実証機による検証などの取組みを進めている。

る。水素貯蔵は自然放電による損失が無いため，こまた，当社は（株）神戸製鋼所や（株）神鋼エンの特性を活かし，二次エネルギの長期保存に利用さジニアリング＆メンテナンスなど，コベルコグルー

れており，余剰電力を利用して水電解を行い，発生プ内で連携し，環境負荷の低い再生可能エネルギ由

した水素を貯蔵し，必要時に燃料電池で発電を行い来の水素を混合した水素ステーションの開発および館内に電力を供給している。

実証を2017年度より行う予定である。

図６に太陽光発電の出力と電気分解モジュールへ供給される電流値の１日の変化を示す。太陽光発電

む

す

び

今後の水素社会の実現に向けた取組み，とりわけの余剰電力を水電解に使用しており，とくに曇天時再生可能エネルギの利活用においては，水電解式水には発電量の変動が大きく，それに伴って電気分解

素発生装置は重要な役割を担うキーテクノロジの１モジュールに通電される電流値も変動する。再生可つと考えられる。当社では，これまでに培った技術

能エネルギとの組合せ運転の課題点として，このよと経験を活かして開発を行い，消費電力の低減やコ

うな電源の変動に対する応答性および耐久性が挙げ

ストダウンなどの課題を解決し，再生可能エネルギられる。2016年５月時点で装置の運転時間は4 000の利活用を含む水素エネルギ利用システムの普及に時間を経過し，晴天や曇天など様々な太陽光の発電

向けて努力していきたいと考えている。

条件のもとで安定稼働しており，変動に対する応答

水素社会の実現は個人や単体企業でなし得るもの

性およびシステムの適用性は良好である。2016年７ではなく，組織の連携が必要であり，世の中の流れ

月現在も実証試験を引続き行い，耐久性の評価を継を作り出すために，社外との枠を超えた連携もより続している。

重視して取組んで行きたいと考えている。

ま た， 再 生 可 能 エ ネ ル ギ 利 活 用 分 野 に お け る
HHOG の適用においてはエネルギ効率の観点から，最後に実証試験において多大なご協力をいただいた山梨県の関係各位に深く感謝の意を表します。

消費電力の低減が要求されている。現在上市している機種の消費電力原単位は5.5 kWh/Nm3-H2 程度であるが，さらに10 ％以上の低減を目指し開発を進めている。また，装置仕様に関しては，変動電源との連携に必要なシステムの構築と，経済性を成立させるための装置のコストダウンがエネルギ利活用市

42［参考文献］
１）須田龍生ほか：水素エネルギーシステム，水素エネ
ルギー協会，VOL.38（2013）
２）NEDO，水素エネルギー白書（2015）３）環境エネルギー政策研究所，自然エネルギー白書
2015（2016）

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

http://www.kobelco-eco.co.jp

施設・技術紹介

国内最高水準の高効率ごみ発電の達成と副生成物資源化による最終処分量の最小化
上伊那広域連合 新ごみ中間処理施設整備運営事業
長野県上伊那広域連合は，同県南部に位置する２市３町３村（伊那市，駒ケ根市，辰野町，箕輪町，飯島町，南箕輪村，中川村，宮田村）から構成され，中央／南アルプスの連峰に囲まれた天竜川系の清流が流れる豊かな自然と，天下第一と称されるさくらで有名な高遠城をはじめとする歴史文化が共存する地域です。
本事業は，同地域より排出される一般廃棄物を対象とするごみ処理施設を整備し，15年におよぶ運営・維持管理を行うものです。
今回採用された「流動床式ガス化溶融炉」は，国内トップの実績に裏付けられた高い安全・安定性を誇り，ごみの保有エネルギーを用いた自己熱溶融処理を行えるため経済性にも優れています。さらに本施設は，同規模で国内最高水準の発電効率（18.3 ％）を達成するとともに，処理により回収される溶融スラグ，鉄，アルミ等の副生成物を全量有効利用することにより最終処分場の延命化に寄与します。
事業の概要〇事 業 者：【設計建設】
神鋼・ヤマウラ特定建設工事共同企業体（当社，株式会社ヤマウラによる乙型 JV）【運営維持】
株式会社上伊那環境サービス（当社，神鋼環境メンテナンス株式会社２社共同出資による特別目的会社）〇事業方式：DBO 方式（Design：設計，Build：建設，Operate：運営）〇事業期間：【設計建設期間】2016年２月～2019年３月までの約３年間【運営維持期間】2019年３月～2034年３月までの15年間
施設の概要〇高効率ごみ発電施設

ごみ処理能力：118 t/d（59 t/d ×２系列）

新ごみ中間処理施設
Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

完成イメージ図

神鋼環境ソリューション技報

43http://www.kobelco-eco.co.jp

施設・技術紹介

国内最高水準の発電効率を有し，地域に根差し，地域とのつながりを重視した流動床式ガス化溶融施設
山形広域環境事務組合殿向け「エネルギー回収施設（川口）建設および運営事業」
山形広域環境事務組合（山形県）より，2016年２月に受注した本建設および運営事業は，山形県内の２市２町（山形市，上山市，山辺町，中山町）から排出されるごみを処理するもので，本施設の設計・施工を当社と山形建設株式会社（山形県）の共同企業体が実施し，20年４カ月間にわたる運営・維持管理業務を当社と神鋼環境メンテナンス株式会社で構成した特別目的会社にて行います。さらに当事業には，上述企業に加え，地元の協力企業７社に参画頂いています。
今回採用された「流動床式ガス化溶融炉」において，当社は国内トップの実績を有しております。安全・安心・安定であることはもちろんのこと，経済性に優れ，150 t/d 規模の高効率ごみ発電施設交付金交付要件（発電効率：14 ％以上）を大きく上回る国内最高水準の発電効率19.1 ％を実現する施設です。
また，本施設は，「信頼できる施設」，「安心できる施設」，「親近感のある施設」という３つのテーマに，さらに地域交流，環境啓発，地域振興を３つの柱とした「みんなが集い，環になり，潤う施設」という提案
コンセプトを加え，地域に根ざした施設とします。
事業の概要
①事

業

名

②事 業 内 容

エネルギー回収施設（川口）建設および運営事業
エネルギー回収施設（流動床式ガス化溶融炉）の設計・建設，運営・維持管理業務③工期・履行期間⑴

整備工事（設計・建設）：2016年２月から2018年11月まで⑵

運営業務：2018年12月から2039年３月まで

⑤契
⑴

約

者

基本契約：株式会社神鋼環境ソリューション

神鋼環境メンテナンス株式会社

山形建設株式会社

山形パナソニック株式会社

松田建設株式会社

株式会社本間利雄設計事務所

株式会社山形ビルサービス

東北電機鉄工株式会社東北支社

東北ナノテック株式会社

株式会社イベントプロデュースガッツ⑵

建設事業（設計・建設）：神鋼・山形建設特定建設工事共同企業体⑶

運営事業：株式会社かみのやま環境サービス（当社，神鋼環境メンテナンス株式会社２社共同出資による特別目的会社）⑥施設の能力
ごみ処理能力：150 t/d（75 t/24 h ×２系列）⑦本事業の特徴⑴

国内最高水準の高効率ごみ発電（発電効率：19.1 ％）に省エネルギー対策を組合わせて，余剰電力を最大化⑵

回収される溶融スラグ，鉄，アルミ等は全量有効利用を実施⑶

余熱活用設備（ロードヒーティング，足湯等）やこどもふれあい広場，学習エリアの整備・運営を通じ，地域交流，地域振興に貢献

44

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）

流動床式ガス化溶融炉のフローシート

施設完成イメージ

施設全体配置図
Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）神鋼環境ソリューション技報45⁆ ⁡ ⁂ ⁛ ⁕ ⁥神戸ユーグレナ
食料問題や地球温暖化を解決する環境にやさしい生物として注目されているユーグレナ。和名はミドリム
シですが虫ではなくワカメや昆布などと同じ「藻」の仲間です。植物・動物の両方の性質を備えており植物と動物の栄養素をバランス良く含んでいます。
当社は，当社が見出したユーグレナの新規株（ユーグレナグラシリス EOD-1）を“神戸ユーグレナ”と命名し事業化に取組んでいます。神戸ユーグレナの特長はユーグレナの独自成分であるパラミロン（β-1,3- グルカン）を豊富に含んでいる点です。このパラミロンは食品としての様々な機能性や，燃料への適用などの可能性を秘めた期待の成分です。当社では培養方法として密閉されたプラントでの従属栄養培養法を採用しており，天候等の影響を受けることがなく安定した高品質のユーグレナの生産が可能です。従属栄
養培養法では光合成を行わないため粉末が黄金色（ゴールド）をしているのも特長です。

眼点

パラミロン

光合成の場合10 μm

神戸ユーグレナ（ユーグレナグラシリス EOD-1）

神戸ユーグレナ粉末

また，本格的な食品事業の開始に向けて，当社ユーグレナのトレードマークを作成しました。
【トレードマークのコンセプト】①

当社発祥の地である「神戸」から新規食品事業を立上げて行きたいという思いから「神戸ユーグレナ」と命名しました。

②

メインカラーは神戸ユーグレナの粉末の色であるゴールド
を採用しました。

③

ユーグレナ（Euglena）の語源は「eu：美しい」＋「glena：
眼」です。赤い点はユーグレナが持つ小さな美しい赤い点（眼点）をイメージしました。
今後このマークがついた商品を早く世に出せるように取組んでまいります。

46

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）㈱神鋼環境ソリューション登録特許・意匠一覧（2015年 4 月 1 日～2016年 3 月31日まで）
No. 四法

出願番号

出願日

登録番号 登 録 日

発

明

の

名

称

共同出願人

1

特許 2013-134030

2013/6/26

5728532

2015/4/10

含油水の処理装置及び処理方法

株式会社神鋼環境ソリューション，千代田
化工建設株式会社

2

特許 2013-221146 2013/10/24 5732511

2015/4/17

水処理方法及び水処理設備

株式会社神鋼環境ソリューション

3

特許 2014-042560

2014/3/5

5740500

2015/5/1

発電装置及び発電方法

株式会社神鋼環境ソリューション

4

特許 2012-160012

2012/7/18

5750409

2015/5/22

放射性セシウム量の推定方法

株式会社神鋼環境ソリューション

5

特許 2010-141572

2010/6/22

5753668

2015/5/29

排水処理方法及び排水処理装置

株式会社神鋼環境ソリューション

6

特許 2014-003733

2014/1/10

57642242015/6/19

水処理方法，および，水処理装置

株式会社神鋼環境ソリューション，国立大学法人神戸大学

7

特許 2013-237017 2013/11/15 5764182

2015/6/19

メタン発酵槽の撹拌装置からし渣を除去する方法，及び撹拌装置からし渣を除去することが容易
なメタン発酵槽株式会社神鋼環境ソリューション8

特許 2013-237224 2013/11/15 5764183

2015/6/19

メタン発酵槽及びメタン発酵槽へのし渣混入防止方法

株式会社神鋼環境ソリューション

9

特許 2012-271509 2012/12/12 5775862

2015/7/10

微細藻類の培養方法及び微細藻類の使用方法

株式会社神鋼環境ソリューション

10 特許 2012-081807

2012/3/30

5778069

2015/7/17

流動床式ガス化炉への流動粒子供給装置

株式会社神鋼環境ソリューション11 特許 2009-150522

2009/6/25

57822212015/7/24

膜分離活性汚泥処理装置および膜分離活性汚泥処理方法

株式会社神鋼環境ソリューション

12 特許 2010-080739

2010/3/31

5782229

2015/7/24

排水処理方法及び排水処理装置

株式会社神鋼環境ソリューション13 特許 2012-207210

2012/9/20

5782415

2015/7/24

被処理水の処理方法及び処理装置

株式会社神鋼環境ソリューション，関西熱化学

14 特許 2012-207211

2012/9/20

57824162015/7/24

被処理水の処理方法及び処理装置

株式会社神鋼環境ソリューション，関西熱化学

15 特許 2014-151846

2014/7/25

5784803

2015/7/31

廃棄物供給装置及び廃棄物供給方法

株式会社神鋼環境ソリューション

16 特許 2012-138975

2012/6/20

57892242015/8/7

撹拌装置のシール材

株式会社神鋼環境ソリューション，内外ゴ
ム株式会社

17 特許 2012-018623

2012/1/31

58044212015/9/11

グラスライニング表面からのアルカリ金属溶出を抑制する処理方法，アルカリ金属溶出抑制グラス
ライニング，及びグラスライニング構造物

株式会社神鋼環境ソリューション，国立大学法人東京工業大学

18 特許 2014-011983

2014/1/27

5806746

2015/9/11

消化槽の運転方法，および消化槽

株式会社神鋼環境ソリューション19 特許 2014-016523

2014/1/31

5806747

2015/9/11

鋼板製消化槽株式会社神鋼環境ソリューション20 特許 2014-048927

2014/3/12

5806751

2015/9/11

鋼板製消化槽株式会社神鋼環境ソリューション21 特許 2011-220924

2011/10/5

58099142015/9/18

水処理装置及び水処理方法

株式会社神鋼環境ソリューション22 特許 2012-251122 2012/11/15 5810066

2015/9/18

放射性物質量の推定方法

株式会社神鋼環境ソリューション23 特許 2011-054473

2015/9/30

嫌気処理装置及び嫌気処理方法

株式会社神鋼環境ソリューション

2011/3/11

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）5759210

神鋼環境ソリューション技報

47

No. 四法

出願番号

出願日

登録番号 登 録 日

24 特許 2011-243676

2011/11/7

5816526

2015/10/2

放射性物質の固定化方法，及び，固定化設備

株式会社神鋼環境ソリューション25 特許 2014-166837

2014/8/19

5816346

2015/10/2

廃棄物供給装置株式会社神鋼環境ソリューション26 特許 2011-169370

2011/8/2

5820653

2015/10/9

容器回転型混合乾燥機

株式会社神鋼環境ソリューション27 特許 2011-182856

2011/8/24

5825928 2015/10/23 除湿装置

株式会社神鋼環境ソリューション28 特許 2011-182862

2011/8/24

5825929 2015/10/23 除湿装置，及び除湿装置の製造方法

株式会社神鋼環境ソリューション29 特許 2014-103577

2014/5/19

5826326 2015/10/23 放射性セシウム含有水の吸着塔の交換方法

株式会社神鋼環境ソリューション30 特許 2015-008016

2015/1/19

5826954 2015/10/23

31 特許 2015-071423

2015/3/31

5826959 2015/10/23 解砕機

32 特許 2013-049531

2013/3/12

5834038

33 特許 2011-198546

2011/9/12

5845028 2015/11/27 永久磁石の回収方法および回収装置

株式会社神戸製鋼所，株式会社神鋼環境ソリューション34 特許 2013-062897

2013/3/25

5856992 2015/12/18 ガス製造方法

株式会社神鋼環境ソリューション35 特許 2015-117738

2015/6/10

5860989 2015/12/25 水処理方法，および，水処理装置

株式会社神鋼環境ソリューション，国立大学法人神戸大学

2015/11/6

発

明

の

名

称

共同出願人

廃棄物処理システム及びそのシステムにおける
NOx 処理方法

株式会社神鋼環境ソリューション
株式会社神鋼環境ソリューション

土壌及び木質系廃棄物からの放射性セシウム除去方法

株式会社神鋼環境ソリューション36 特許 2013-218062 2013/10/21 5872521

2016/1/22

メタン発酵槽，およびメタン発酵槽内の堆積物除去方法

株式会社神鋼環境ソリューション37 特許 2015-125557

2015/6/23

5872092

2016/1/22

放射性物質除去方法及び放射性物質除去システム

株式会社神鋼環境ソリューション

38 特許 2015-125558

2015/6/23

58720932016/1/22

放射性物質除去方法及び放射性物質除去システム

株式会社神鋼環境ソリューション39 特許 2015-145066

2015/7/22

5872096

2016/1/22

除染・減容化方法及び除染・減容化システム

株式会社神鋼環境ソリューション40 特許 2012-231965 2012/10/19 5875076

2016/1/29

放射能汚染を受けた廃棄物の焼却飛灰の処理方法
および処理装置

福岡大学，株式会社神鋼環境ソリューション

41 特許 2015-036300

2015/2/26

5875721

2016/1/29

放射性セシウム除去方法及び放射性セシウム除去システム

株式会社神鋼環境ソリューション42 特許 2013-020450

2013/2/5

58792812016/2/5

放射性セシウムを含む焼却灰の洗浄方法

株式会社神鋼環境ソリューション43 特許 2014-149086

2014/7/22

5879399

2016/2/5

廃棄物搬送装置及びその運転方法

株式会社神鋼環境ソリューション44 特許 2015-152136

2015/7/31

5883532

2016/2/12

多糖類の精製方法

株式会社神鋼環境ソリューション45 特許 2015-144675

2015/7/22

5890056

2016/2/26

スクリューポンプの羽根外径調整方法

株式会社神鋼環境ソリューション46 特許 2013-048224

2013/3/11

5894550

2016/3/4

土壌からの放射性セシウム除去方法

株式会社神鋼環境ソリューション47 特許 2012-225963 2012/10/11 5899100

2016/3/11

微細藻類の培養装置及び微細藻類の培養方法

株式会社神鋼環境ソリューション

48 特許 2015-062550

2015/3/25

5899349

2016/3/11

パラミロン製造方法及びパラミロン製造設備

株式会社神鋼環境ソリューション49 特許 2015-062554

2015/3/25

5899350

2016/3/11

パラミロン製造方法及びパラミロン製造設備

株式会社神鋼環境ソリューション48

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 13 No. 1（2016 ／ 9）25
2016年度1131

循環産業海外展開と日本の廃棄物処理技術の方向

2

グラスライニング創業 70 年を迎えて

70 Years Progress of Glasslining Business15

あべのハルカス向け都心型バイオガスシステムの安定運転結果Experience with Stable Operation of Urbanized Biogas
System Installed in iOsaka s Landmark Building
ABENO HARUKAS .

21

相模原市南清掃工場の安定した操業状況

The Stable Operation Results of Minami Waste to Energy &Recovery Plant

27

セシウム汚染土壌を対象とした加熱化学処理
パイロット実証

Pilot Scale Experiment for Cesium Contaminated Soil by a
Thermal-Chemical Treatment Method35

高純度水素発生装置「HHOG」の足跡と今後の展望

Past Trend and Future Outlook of High-purity
Hydrogen Oxygen Generator（HHOG）

43

施設・技術紹介本

46

47

社 ／〒651-0072 神戸市中央区脇浜町1丁目4-78〒651-0086 神戸市中央区磯上通2丁目2番21号（三宮グランドビル） ☎（078）232-8018 FAX（078）
232-8051

TOPICS㈱神鋼環境ソリューション登録特許・意匠一覧（2015年 4 月 1 日〜2016年 3 月31日まで）☎（078）232-8018 FAX（078）
232-8051

技 術 研 究 所 ／ 〒651-2241 神戸市西区室谷1丁目1-4☎（078）
992-6500 FAX（078）
997-0550

東 京 支 社 ／ 〒141-8688 東京都品川区北品川5丁目9-12（ONビル）☎（03）5739-5800 FAX（03）5739-5821〒141-0001 東京都品川区北品川5丁目9-11（大崎MTビル）☎（03）5739-5800 FAX（03）5739-5821

大 阪 支 社 ／ 〒541-8536 大阪市中央区備後町4丁目1-3（御堂筋三井ビル）☎（06）6206-6751 FAX（06）
6206-6760

九 州 支 社 ／ 〒812-0012 福岡市博多区博多駅中央街1-1（新幹線博多ビル） ☎（092）474-6565 FAX（092）
441-4440
北 海 道 支 店 ／ 〒060-0004 札幌市中央区北四条西5丁目1-3（日本生命北門館ビル） ☎（011）241-4647 FAX（011）
241-5759
東 北 支 店 ／ 〒980-0811 仙台市青葉区一番町1丁目2-25（仙台NSビル）☎（022）716-6651 FAX（022）
263-2049

名 古 屋 支 店 ／ 〒451-0045 名古屋市西区名駅2丁目27-8（名古屋プライムセントラルタワー） ☎（052）581-9876 FAX（052）
563-2313
播 磨 製 作 所 ／ 〒675-0155 兵庫県加古郡播磨町新島19☎（079）436-2500 FAX（079）
436-2506

室蘭SD製造所／ 〒050-0055 室蘭市崎守町387-25
デュッセルドルフ事務所／ Berliner Allee 55, 40212 Düsseldorf Germany☎（0143）50-3036 FAX（0143）
50-3066☎+49-211-7792-0430 FAX+49-211-7792-0450

プノンペン事務所／ Soma Tower, 1st Floor, #2C, street120, Sangkat Phsar ThmeyⅡ, Khan Daun Penh, Phnom Penh, Kingdom of Cambodia☎+855-23-210-301 FAX+855-23-210-309
神鋼環境ソリューション技報

2016年度Vol.13 No.1

《本社》株式会社神鋼環境ソリューション 〒651ー0072《編集発行》〒651ー2241

通巻25号
神戸市中央区脇浜町１丁目４ー78

神戸市西区室谷１丁目１ー４ 株式会社神鋼環境ソリューション 技術開発センター（神鋼環境ソリューション技報編集委員会事務局）☎（078）992−6527 FAX（078）992−6504 http://www.kobelco-eco.co.jp《編集委員》編集委員長/田頭成能 委員/高橋円・細田博之・下梨孝・横田慎・丸山智裕・斉藤彰・木下民法・菊池雅彦・須田龍生・松本勝生《発行》2016年9月10日印刷

2016年9月15日発行

年2回発行《禁無断転載》《発行人》横山英樹《印刷所》中村印刷株式会社

13
1︵通巻

号︶

25

13

この用紙は, パルプを漂白するときに塩素ガスを使わない「無塩素漂白（ECF)」という方法で作られています。

1 (通巻25号）