JP2000017268A - 可燃物の熱分解ガス燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼部内の温度を安定させた上で、排気ガス
中のＣＯ濃度を低減することができる可燃物の熱分解ガ
ス燃焼装置を提供する。 【解決方法】 熱分解部１で可燃物を熱分解して発生す
る熱分解ガスを燃焼部２で温度を安定にしつつ完全燃焼
するために、熱分解部１に供給する空気量は、燃焼部２
内の温度及び熱分解ガス質検出手段９から得られる熱分
解ガスと空気との理論混合比またはそれに準ずる空気過
剰率に基づいて調節する。一方、燃焼部２に供給する空
気量は、先の理論混合比またはそれに準ずる空気過剰率
と燃焼部２の空気導入構造より実験的に求めた空気過剰
率と熱分解部１側の圧力及び燃焼部２側の圧力との差
圧、及び燃焼部２内の温度に基づいて空気量を予め設け
た制限範囲内に収まるように調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、可燃物、特に固
形廃棄物を熱分解し発生した可燃性ガスを燃焼処理する
熱分解ガス燃焼装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】「廃棄物処理技術百選」の１９９３年度
版（環境公害新聞社刊）には、図４に示すような熱分解
ガス燃焼装置が掲載されている。図４は従来の熱分解ガ
ス燃焼装置の模式的断面図であり、図中１は熱分解部
（乾留炉）、２は燃焼部（燃焼炉）を示している。熱分
解部１には、廃棄物投入口１ａから可燃性の固体廃棄物
が投入され、始動用バーナ１ｂによって点火され、助燃
油の供給を受けて底部より部分的に燃焼せしめられてゆ
く。

【０００３】燃焼が開始されるとその熱で隣接部分が加
熱され、順次上方に向かって燃焼空気孔１ｃから供給さ
れる不足空気の状態での部分燃焼が進行してゆき、この
過程で可燃ガスを大量に含んだ熱分解ガスが発生する。
この熱分解ガスは、ガスダクト３を経て燃焼部２に導か
れ、始動用バーナ２ｂによって点火され、助燃油の供給
を受けて燃焼せしめられる。熱分解ガスに可燃ガス成分
の割合が多く含まれている場合は、燃焼部２が十分加熱
された状態になれば、その後は燃焼空気孔２ｃから供給
される空気と混合して自燃する。その他ＳＥ１は熱分解
部１内の温度を検出する温度センサ、ＳＥ２は燃焼部２
内の温度を検出する温度センサである。

【０００４】この熱分解ガス燃焼装置の熱分解部１内に
おける熱分解ガス化の制御は、温度センサＳＥ１によっ
て検出した熱分解部１内の温度に基づく空気調節弁Ｖａ
及び温度センサＳＥ２によって検出した燃焼部２内の温
度に基づく空気調節弁Ｖｂの調節によって行い、また燃
焼部２内における燃焼制御は、温度センサＳＥ２によっ
て検出した燃焼部２内の温度に基づいて、燃焼部２内で
熱分解ガスが完全燃焼するように、空気調節弁Ｖｃを比
率制御することで行う。

【０００５】しかし、この従来の熱分解ガス燃焼装置で
は、可燃性廃棄物の質の変化を燃焼に先立って察知でき
ないために、その変化に対応した適切な制御が出来なか
った。具体的には、廃棄物を燃焼するための理論空気量
（燃焼させる際の過不足のない空気量）が全く把握され
ていないために、供給される廃棄物の質の変動に対応し
た適正な空気量が供給されない状態が生じ、排気ガス中
ＣＯ濃度が急増し、炉内燃焼ガス温度が変動し、また余
熱利用設備であるボイラの蒸発量が変化するなどの問題
が生じていた。

【０００６】この対策として、特開平９−２９１２８５
号公報では、次のような構成の熱分解ガス燃焼装置が提
案されている。図５は従来の熱分解ガス燃焼装置の構成
を示すブロック図であり、１は熱分解部、２は燃焼部、
３は熱分解部１と燃焼部２とを結ぶガスダクトを示して
おり、熱分解部１にて熱分解ガスを生成し、これをガス
ダクト３を通じて燃焼部２へ導き、ここで完全燃焼させ
るようにしてある。

【０００７】まず、可燃物供給手段４から熱分解部１に
供給された可燃物は、第１の空気供給手段５から供給さ
れる空気のもとで熱分解せしめられ、発生させた熱分解
ガスをガスダクト３を通して燃焼部２へ供給する。ガス
ダクト３の中途には空気案内羽根（スワーラ）５８を設
置してあり、これを回転することにより熱分解ガスの攪
拌を行う。ガスダクト３には空気案内羽根５８と略同じ
位置に配管を配して熱分解ガスの一部を熱分解ガス質検
出手段９が、更にその下流に同じく配管を配して熱分解
ガス量検出手段１０が夫々接続されている。

【０００８】熱分解ガス質検出手段９では、熱分解ガス
と空気との混合比の異なる火炎を幾つか形成し、それぞ
れから火炎に含まれる反応途中のラジカルによるイオン
電流値を検出する。イオン電流値は熱分解ガスを完全燃
焼するのに必要な最小限の空気が供給された場合に最大
値を示すことから、イオン電流値が最大になったときの
熱分解ガスと空気との混合比を理論混合比またはそれに
準ずる空気過剰率として検出する。また、火炎の温度で
も同様の関係が成り立つことから、例えば熱電対により
火炎の温度を測定し、測定した温度が最大になったとき
の熱分解ガスと空気との混合比を理論混合比またはそれ
に準ずる空気過剰率として検出する。

【０００９】熱分解ガス量検出手段１０は、超音波式又
はピトー式の流量計で構成されており、ガスダクト３を
流れる熱分解ガス流量を検出する。他の構成は、図４に
示す従来の熱分解ガス燃焼装置のそれと実質的に同じで
あり、対応する部分には同じ番号を付して説明を省略す
る。図６は、更に他の従来の熱分解ガス燃焼装置の構成
を示すブロック図であり、熱分解ガス質検出手段９が容
器６１内に格納された構成となっている。熱分解ガスを
熱分解部１から直接熱分解ガス質検出手段９へ引き込む
配管６０を設け、また熱分解ガスの引き込みの効率を高
めるため熱分解ガス検出手段９の外囲に、容器６１を配
し、この容器６１内の空気を排気する配管６２内にブロ
ア６３を設けた構成としてある。

【００１０】このような熱分解ガス燃焼装置における制
御は、熱分解部１内の温度及び熱分解ガスと空気との理
論混合比、または空気過剰率に応じて熱分解部１及び燃
焼部２のそれぞれにおいて独立して行なう。熱分解部１
でなされる制御は、熱分解部１内の温度を熱電対を用い
て測定し、測定した熱分解部１内の温度と熱分解ガス質
検出手段９により検出した理論混合比、またはそれに準
ずる空気過剰率の変化とから熱分解ガスに含まれる可燃
成分の変化が予測できることから、これらの予測に基づ
いて熱分解部１内に供給する可燃性廃棄物の質の変化の
如何にかかわらず、熱分解部１内の温度が安定するよ
う、第１の空気供給手段５から熱分解部１に供給する空
気量、及び可燃物供給手段４から供給する可燃性廃棄物
量を増減させる。

【００１１】一方、燃焼部２でなされる制御は燃焼部２
の空気導入構造から予め空気過剰率を実験的に求め、こ
の空気過剰率と熱分解ガス質検出手段９から得られる理
論混合比と、例えば超音波式の熱分解ガス量検出手段１
０から得られる熱分解ガス流量とを乗じる。こうしてＣ
Ｏガスの排出濃度を最小にする空気量を演算し、第２の
空気供給手段６から燃焼部２に供給する空気量を熱分解
ガスが完全燃焼するように調節する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
９−２９１２８５号公報にある可燃物の熱分解ガス燃焼
装置では、熱分解部１に供給される可燃物の種類によっ
て燃焼部２に供給される熱分解ガス流量及び可燃成分が
著しく変化した場合であっても、これを燃焼部２におい
て完全燃焼させるための空気量を演算して燃焼部２に空
気の供給を行なうことから、燃焼部２内の温度が大きく
変動する可能性があった。そこで、燃焼部２内の温度に
応じて、熱分解部１に供給する空気量を調節し、燃焼部
２に供給する空気量を調節し、また可燃物の供給量を加
減して熱分解ガスの発生量を調節することによって、燃
焼部２内の温度を安定に維持しつつ、熱分解ガスが完全
燃焼するように燃焼を制御する必要が生じてきた。

【００１３】また、熱分解部１で不完全燃焼させる可燃
物の種類によっては、多量のタール、ミスト等が熱分解
ガス中に含まれることがあるが、熱分解ガス流量を求め
るために熱分解ガス量検出手段１０として超音波式を用
いた場合、超音波発生部及び検出部が汚れ、またピトー
式を用いた場合はピトー管に設けられている測定孔が詰
まるといった問題が発生することがあった。そこで、こ
れらに代わる熱分解ガス流量を連続的に求めることを可
能にする手段が要求されるようになってきた。

【００１４】更に、可燃物を低温で乾留処理して発生さ
せる熱分解ガスには、少量であっても有害な物質が含ま
れていることが知られている。図６に示す装置のよう
に、熱分解ガス質検出手段９を容器６１に収めて容器６
１内の空気と共に熱分解ガスの燃焼ガスをブロア６３に
より強制的に排出する場合、燃焼部２で熱分解ガスを完
全燃焼させて発生するガスと同様、ガスを無害化する必
要がある。しかし、ガスの成分が同一でない場合は、新
たな処理設備を必要とすることがあり、また同一の処理
が可能であってもブロア６３以降に続く配管をガスの供
給順路より燃焼部２以降にある処理設備まで延長しなけ
ればならず、環境保全にかかるコストが増大する可能性
があった。

【００１５】本発明はかかる問題に鑑みてなされたもの
であり、第１の目的は、燃焼部内の熱分解ガスの燃焼温
度を測定し、この温度変化に応じて熱分解部に供給する
空気量を演算して燃焼を制御する一方、燃焼部におい
て、熱分解ガスを燃焼する際に発生する排気ガス中のＣ
Ｏ濃度を最小にする空気量を求め、更に燃焼部内の温度
変化に応じて供給する空気量を調節することによって、
熱分解部から燃焼部へ一定温度の熱分解ガスを供給する
ことができ、燃焼部内の温度を安定維持しつつ、熱分解
ガスが完全燃焼するように燃焼制御することを可能にし
た可燃物の熱分解ガス燃焼装置を提供することにある。

【００１６】第２の目的は、燃焼部内に温度及び熱分解
ガスと空気との理論混合比に基づいて可燃物の供給量を
調節することによって、燃焼部内の温度が安定するよう
に燃焼を制御することのできる可燃物の熱分解ガス燃焼
装置を提供することにある。

【００１７】また第３の目的は、蓄積した操業実績の中
から燃焼部における熱分解ガスの燃焼温度に標準範囲を
設定し、これに対応して第２の空気供給手段へ出力する
信号に制限範囲を設定し、測定した燃焼部内の温度に応
じて第２の空気供給手段を調整することによって燃焼部
内の温度が安定するように燃焼を制御することを可能に
する可燃物の熱分解ガス燃焼装置を提供することにあ
る。

【００１８】第４の目的は、熱分解ガス量検出手段とは
別に、熱分解部内の圧力と燃焼部内の圧力との差圧を測
定し、測定した差圧を用いて所定の換算式により熱分解
ガス流量を演算する手段を設けることによって、多量の
タール及びミストが含まれている熱分解ガスについても
リアルタイムで熱分解ガス流量を測定することができる
可燃物の熱分解ガス燃焼装置を提供することにある。

【００１９】そして第５の目的は、熱分解ガス質検出手
段をガスダクトの中途に配し、ガスをガスダクトから引
き込んで検出を行う一方、発生したガスを再びガスダク
トに戻す手段を講じることによって、熱分解ガスと混合
させて一様に燃焼部で完全燃焼することから、排気ガス
処理手段による無害化処理を効率的に行うことのでき、
自然環境を配慮した低公害の可燃物の熱分解ガス燃焼装
置を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よる可燃物の熱分解ガス燃焼装置は、可燃物を熱分解し
て熱分解ガスを発生させる熱分解部と、該熱分解部で発
生させた熱分解ガスを燃焼させる燃焼部と、熱分解ガス
を前記熱分解部から前記燃焼部に供給するダクトと、前
記熱分解ガスとこれを完全燃焼するために必要とする空
気との混合比率である理論混合比、またはそれに準ずる
空気過剰率を検出する熱分解ガス質検出手段と、前記燃
焼部へ供給される熱分解ガス量を測定する熱分解ガス量
測定手段と、前記熱分解部及び前記燃焼部夫々に空気を
供給する第１及び第２の空気供給手段と、前記燃焼部内
の温度を測定する温度測定手段と、該温度測定手段によ
り測定した温度に基づいて、前記燃焼部に供給される熱
分解ガス温度を所定値とすべく、前記熱分解部に供給す
る空気量を演算し、前記第１の空気供給手段を調整する
信号を出力する第１の空気量演算手段と、前記熱分解ガ
ス量測定手段により測定した熱分解ガス量、前記熱分解
ガス質検出手段により検出した理論混合比、またはそれ
に準ずる空気過剰率、及び前記燃焼部内温度に基づい
て、前記熱分解ガスを完全燃焼させつつ前記燃焼部内の
温度を予め設定した温度になすべき空気量を演算し、前
記第２の空気供給手段を調整する信号を出力する第２の
空気量演算手段とを備えることを特徴とする。

【００２１】この発明においては、燃焼部に温度測定手
段を設置して燃焼部内の温度を測定し、その測定結果を
第１の空気量演算手段及び第２の空気量演算手段に出力
する。第１の空気量演算手段は、燃焼部内の温度に基づ
いて、熱分解部に供給する空気量を求め、第１の空気供
給手段を調整する信号を出力することで、熱分解部から
燃焼部内に適切な温度に維持した熱分解ガスを送ること
ができる。

【００２２】一方、第２の空気量演算手段は、熱分解ガ
スに含まれる可燃成分の比率及び熱分解ガスにおける理
論混合比、またはそれに準ずる空気過剰率を検出する熱
分解ガス質検出手段から理論混合比、またはそれに準ず
る空気過剰率を、また熱分解ガス流量検出手段から熱分
解ガス流量夫々取り込み、熱分解ガスを完全燃焼するた
めに必要な空気量を演算する。これによって、燃焼部内
の温度を安定にしつつ、熱分解ガスを完全燃焼すること
ができる。

【００２３】請求項２に記載の発明による可燃物の熱分
解ガス燃焼装置は、熱分解部に対し可燃物を供給する可
燃物供給手段と、該可燃物供給手段にて供給する可燃物
供給量を熱分解ガス質検出手段により検出した理論混合
比、またはそれに準ずる空気過剰率及び温度測定手段に
より測定した燃焼部内の温度に基づいて、燃焼部内が予
め設定した温度となるように可燃物供給量を演算し、可
燃物供給手段を調整する信号を出力する可燃物供給量演
算手段とを備えることを特徴とする。

【００２４】この発明においては、可燃物供給量演算手
段は、燃焼部内の温度と熱分解ガスを完全燃焼する場合
の熱分解ガスと空気との理論混合比またはそれに準ずる
空気過剰率を取り込んで、熱分解部へ供給する可燃物の
量を演算して可燃物供給手段を調整する信号を出力する
ことによって、熱分解部へ供給する空気量を増減しなく
ても燃焼部内の温度が安定するように燃焼制御すること
ができる。

【００２５】請求項３に記載の発明による可燃物の熱分
解ガス燃焼装置は、第２の空気量演算手段は、予め設け
てある燃焼部内温度の標準範囲、及びこれと対応して第
２の空気供給手段を調整する信号の上，下限値を保持す
る手段と、前記燃焼部内の測定温度と前記温度の標準範
囲とを比較する比較手段と、該比較手段の比較の結果、
測定温度が標準範囲を越えた場合、前記第２の空気供給
手段を調整する信号としてその下限値を出力し、また燃
焼部内の測定温度が、前記温度の標準範囲を下回った場
合、前記第２の空気供給手段を調整する信号として、そ
の上限値を出力する手段とを備えることを特徴とする。

【００２６】この発明においては、まず、排気ガス中の
ＣＯ濃度を最小にする空気量を演算し、演算した空気量
になるように第２の空気供給手段を調整する信号を出力
していった場合の操業実績を蓄積する。蓄積した操業実
績の中から予め燃焼部内の温度に標準範囲を設定し、こ
れと対応して第２の空気供給手段を調整する信号に制限
範囲を設定しておく。これにより、燃焼部内の温度を測
定し、測定した温度が標準範囲内にある場合は、先に演
算した排気ガス中のＣＯ濃度を最小にする空気量になる
ように第２の空気供給手段を調整する信号を出力する
が、標準範囲の上限を上回る場合は、第２の空気供給手
段を調整する信号を予め設定してある制限範囲の下限値
で出力する。そして標準範囲の下限を下回る場合は、第
２の空気供給手段を調整する信号を予め設定してある制
限範囲の上限値で出力することから、燃焼部内の温度を
安定維持しつつ、熱分解ガスが完全燃焼するように燃焼
を制御することができる。

【００２７】請求項４に記載の発明による可燃物の熱分
解ガス燃焼装置は、熱分解ガス量測定手段は、熱分解部
及び燃焼部夫々の内部圧力を測定する圧力センサと両圧
力センサの検出値の差から熱分解ガス流速を求め、この
流速に基づいて熱分解ガス量を算出するようにしてある
ことを特徴とする。

【００２８】この発明においては、熱分解側の圧力及び
燃焼部側の圧力の差圧を測定し、測定した差圧を熱分解
ガス流量に換算することから、超音波式及びピトー式な
ど市販の流量計では継続的に測定できないタール及びミ
ストを大量に含む熱分解ガス流量をリアルタイムで測定
することができる。

【００２９】請求項５に記載の発明による可燃物の熱分
解ガス燃焼装置は、ダクト内を通流する熱分解ガスの一
部を分岐して熱分解ガス質検出手段へ導く分岐管路と、
前記熱分解ガス質検出手段から排出されたガスをダクト
に戻す合流管路とを備えることを特徴とする。

【００３０】この発明においては、熱分解ガス質検出手
段から排出されるガスをダクトに送るために、その他の
熱分解ガスと共に燃焼部で完全燃焼して排出ガス処理手
段にて無害化することから、環境保全にかかるコストを
最小限にとどめることができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態を示
す図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る可燃
物の熱分解ガス燃焼装置の構成を示すブロック図であ
り、図中１は熱分解部、２は燃焼部、３は熱分解部１で
発生させた熱分解ガスを燃焼部２に導くガスダクトであ
る。熱分解部１には可燃物供給手段４及び第１の空気供
給手段５が設置されている。可燃物供給手段４は、例え
ば固形可燃物を積載し、搬送する搬送手段等で構成さ
れ、後述する可燃物供給量演算手段２３から入力される
供給量に従ってその搬送速度を調節することで、適量の
固形可燃物を熱分解部１へその上部にある開口部から供
給するようになっている。

【００３２】また、第１の空気供給手段５は、同じく後
述する第１の空気量演算手段２１から入力される信号に
従って熱分解部１へ適量の空気を供給する。一方、燃焼
部２にはこれに空気を供給する第２の空気供給手段６及
び燃焼部２内の温度（燃焼温度）を測定する温度測定手
段７が設置されている。第２の空気供給手段６は、後述
する第２の空気量演算手段２２から入力される信号に従
って、燃焼部２へ適量の空気を供給する。

【００３３】また、温度測定手段７は燃焼部２内の温度
（通常は燃焼温度）を測定し、その測定温度を第１，第
２の空気量演算手段２１，２２及び可燃物供給量演算手
段２３へ出力する。ガスダクト３には、熱分解部１から
燃焼部２に至る途中に、熱分解部１側の圧力と燃焼部２
側の圧力とに適切な差圧を形成し、また熱分解ガスを攪
拌するためのオリフィス８、該オリフィス８よりも燃焼
部２寄りの位置には、熱分解ガス質検出手段９へ熱分解
ガスを分流させる分岐配管９ａ、及び熱分解ガス質検出
手段９で発生したガスをガスダクト３へ戻す合流配管９
ｂが設けてある。

【００３４】図２（ａ）は、熱分解ガス質検出手段９の
構成を示す模式図、図２（ｂ）は各パイロットバーナに
対する空気供給量を示すグラフ、図２（ｃ）はイオン電
流値検出手段により求めた各パイロットバーナにおける
燃焼火炎のイオン電流値を示すグラフである。図２
（ａ）において３１は分岐配管９ａに接続された熱分解
ガス供給管、３２ａ〜３２ｎは、前記熱分解ガス供給管
に接続され、夫々均等な熱分解ガスが供給されるパイロ
ットバーナ、３３ａ〜３３ｎは各パイロットバーナ３２
ａ〜３２ｎ毎に設けられており、各パイロットバーナ３
２ａ〜３２ｎの燃焼火炎中のイオン電流を検出するイオ
ン電流検出器、３４ａ〜３４ｎは各イオン電流検出器３
３ａ〜３３ｎに備えられている検出ヘッドたるイオン電
流検出用の電極である。

【００３５】各パイロットバーナ３２ａ〜３２ｎには、
空気供給管３５ａ〜３５ｎを通じて図２（ｂ）に示す如
く異なる空気量が供給されるようにしてある。このよう
な熱分解ガス質検出手段９にあっては、各パイロットバ
ーナ３２ａ〜３２ｎに熱分解ガス供給管３１を通じて均
等量の熱分解ガスを供給し、また各空気供給管３５ａ〜
３５ｎを通じて、図２（ｂ）に示す如く異なる空気量を
供給し、点火させる。各パイロットバーナ３２ａ〜３２
ｎの火炎中に電極３４ａ〜３４ｎを差し入れ、イオン電
流検出器３３ａ〜３３ｎにてイオン電流値を検出する。

【００３６】図２（ｃ）は各イオン電流検出器３３ａ〜
３３ｎの検出値の一例を示しおり、パイロットバーナ３
２ｆにおける火炎中のイオン電流値が最大値を示してい
る。この結果、パイロットバーナ３２ｆにおける熱分解
ガス量（一定）：空気量Ｖｅを最適空気量（理論混合比
λ）とする。上述した熱分解ガス質検出手段９において
は、理論混合比λを求めるが、これに限らず空気過剰率
λ_bestを算出してもよい。空気過剰率λ_bestは下記
（１）式で与えられる。 λ_best＝Ｑａ／Ｑｇ・λ …（１） 但し Ｑａ： 燃焼空気量（Ｎｍ³ ／Ｈｒ） Ｑｇ： 熱分解ガス量検出手段１０で得た熱分解ガスの
体積流量（Ｎｍ³ ／Ｈｒ）

【００３７】これは排ガス中のＣＯ濃度は、燃焼部２へ
供給される燃焼空気量Ｑａと空気過剰率λ_bestと相関が
あるとされており、空気過剰率を横軸にし、排ガス中の
ＣＯ濃度を縦軸とするとＣＯ濃度は下に凸の放物線状に
なる。従って、予め実験的に排ガス中ＣＯ濃度が最小値
となる空気過剰率λ_bestを求めておき、Ｑａ＝Ｑｇ・λ
・λ_bestにて燃焼部２へ燃焼空気Ｑａを供給する。

【００３８】排ガス中ＣＯ濃度が上昇してきた場合、排
ガス中ＣＯ濃度が最小値となる空気過剰率λ_bestにずれ
が生じてきた可能性があるから、排ガス中ＣＯ濃度検出
値を見ながらＣＯ濃度が最小値となる空気過剰率λ_best
を調節する。図１において１０は熱分解ガス量検出手段
であり、熱分解部１及び燃焼部２に付設した圧力センサ
ＳＥ３，ＳＥ４にて検出した熱分解部１及び燃焼部２内
のガス圧力を取り込み、これらに基づいてガスダクト３
内を流れる熱分解ガス流速を演算し、この熱分解ガス流
速に基づいて下記（２）式に従って熱分解ガスの体積流
量Ｑを演算し、これに第２の空気量演算手段２２へ出力
する。

【００３９】 Ｑ＝α×［（Ｐｇ−Ｐｎ）×｛（Ｔｓ＋２７３．１５）／（Ｔ＋２７３．１５ ）｝×｛（Ｐ＋１０３３２）／（Ｐｓ＋１０３３２）｝×Ｇ ］^1/2 …（２） Ｑ： 換算熱分解ガスの体積流量（Ｎｍ³ ／Ｈｒ） α： 換算式の調節係数 Ｐｇ： 熱分解部２ａ内の圧力（ｍｍＨ₂ ０） Ｐｎ： 燃焼部２ｂ内の圧力（ｍｍＨ₂ ０） Ｔｓ： 設計温度（℃） Ｔ： 測定熱分解ガス温度（℃ ガスダクト３に設けた
センサにて検出） Ｐ： 測定熱分解ガス圧力（ｍｍＨ₂ ０ ガスダクト３
に設けたセンサにて検出） Ｐｓ： 設計圧力（ｍｍＨ₂ ０） Ｇ： 温度・圧力補正調整係数

【００４０】なお、（２）式において用いる設計温度Ｔ
ｓ及び設計圧力Ｐｓのは各装置ごとに求められ、また温
度及び圧力補正調整係数Ｇは、温度、圧力補正における
誤差を調整するために、温度、圧力を任意に変化させて
実験的に求められる。更に、（２）式中の換算式の調節
係数αは、熱分解ガス量検出手段１０にて（２）式に従
い検出した熱分解ガス流量を実測値に近づけるためのも
のである。第１の空気量演算手段２１では、熱分解ガス
を予め設定した温度に維持して熱分解部１から燃焼部２
に供給できるように、温度測定手段７から取り込んだ燃
焼部２内の温度に基づいて熱分解部１に供給する空気量
を演算し、演算した空気量を実現すべく、第１の空気供
給手段５を調整する信号を出力する。

【００４１】第２の空気量演算手段２２では、熱分解ガ
ス量検出手段１０からガスダクト３を流れる熱分解ガス
流量Ｑを、また熱分解ガス質検出手段９から熱分解ガス
の理論混合比λ、または空気過剰率λ_bestを、燃焼部２
の空気導入構造から予め実験的に求めた空気過剰率、及
び温度測定手段７から取り込んだ燃焼部２内の温度に基
づいて、熱分解ガスを完全燃焼させるために必要な空気
量を演算し、これを実現すべく第２の空気供給手段６へ
信号を出力する。しかし、この空気量はあくまでも理論
値であるため、実際に燃焼部２内で完全燃焼が得られ、
排気ガス中のＣＯ濃度を最小限に抑えることができると
は限らない。そこで、燃焼部２の下流にて図示しない排
気ガス中のＣＯ濃度測定手段により常に排気ガス中のＣ
Ｏ濃度を測定し、これを補正用パラメータとして取り込
み、供給空気量を補正する。

【００４２】また第２の空気量演算手段２２では、先に
排気ガス中のＣＯ濃度を最小にする空気量をもとにして
第２の空気供給手段６を調節した場合の操業実績を蓄積
しておき、これに基づいて燃焼部２内の温度を予め標準
範囲Ｔ_A 〜Ｔ_B （Ｔ_A ＜Ｔ_B）を設定し、この標準範囲
Ｔ_A 〜Ｔ_B に対応して第２の空気供給手段６を調整する
信号に制限範囲（上限値Ｃ_MAX 、下限値Ｃ_MIN ）を夫々
予め設定する。こうして燃焼部２内の測定温度Ｔが標準
範囲Ｔ_A 〜Ｔ_B 内にある場合（Ｔ_A ≦Ｔ≦Ｔ_B）は、第
２の空気量演算手段２２から排気ガス中のＣＯ濃度を最
小にする空気量になるように第２の空気供給手段６を調
節する信号Ｃａｉｒを出力し、逆に標準範囲Ｔ_A 〜Ｔ_B
を超える場合（即ち、Ｔ_B ＜Ｔの場合）は第２の空気供
給手段６を調節する信号Ｃａｉｒを制限範囲の上限値Ｃ
ａｉｒ＝Ｃ_MAX として、また標準範囲Ｔ_A 〜Ｔ_B を下回
る場合（即ち、Ｔ＜Ｔ_A の場合）は信号Ｃａｉｒを下限
値Ｃａｉｒ＝Ｃ_MIN として出力することにより、燃焼部
２内の温度を安定維持しつつ、熱分解ガスが完全燃焼で
きるように燃焼制御する。

【００４３】図３は燃焼部２内の温度（燃焼ガス温度）
と、これに対応する第２の空気量演算手段２２から第２
の空気供給手段６への操作信号Ｃａｉｒとの関係を示す
説明図であり、図３（ａ）は縦軸に燃焼部２内の温度Ｔ
を、図３（ｂ）は縦軸に第２の空気量演算手段２２から
第２の空気供給手段６に対する操作信号Ｃａｉｒレベル
を示している。横軸はいずれも時間である。図３（ａ）
に示す説明図から明らかなように、燃焼部２内の温度Ｔ
が標準範囲Ｔ_A 〜Ｔ_B 内にある場合、即ちＴ_A ≦Ｔ≦Ｔ
_B である場合には、図３（ｂ）に示す如く夫々に対応し
た上，下限値Ｃ_MAX 、Ｃ_MIN の範囲内の操作信号Ｃａｉ
ｒが第２の空気供給手段６へ出力される。

【００４４】一方、図３（ａ）においてａで示す如く燃
焼部２内の温度Ｔが標準範囲Ｔ_B を越えた場合、Ｔ_B ＜
Ｔ、またｂ，ｃで示す如燃焼部２内の温度Ｔが標準範囲
Ｔ_A未満となった場合、Ｔ_A ＞Ｔには第２の空気量演算
手段２２から第２の空気供給手段６へ出力する操作信号
レベルは上限値Ｃａｉｒ＝Ｃ_MAX 、下限値Ｃａｉｒ＝Ｃ
_MIN に留められてこれが操作信号として第２の空気供給
手段６へ出力される。

【００４５】一方、可燃物供給量演算手段２３では、温
度測定手段７から燃焼部２内の温度Ｔを、熱分解ガス質
検出手段９から熱分解ガスと空気との理論混合比（空気
／熱分解ガス混合比率）λを取り込むようになしてあ
る。この理論混合比λについては予め基準値を設け、例
えば理論混合比が大きな値であった場合、検出した熱分
解ガス中に可燃成分が多いことを示しており、この状態
を維持すると燃焼部２内の温度がさらに上昇することか
ら、可燃物の供給を減少させるように可燃物供給手段４
を調整する信号を出力する。これによって熱分解ガスの
生成を減少させて燃焼部２内の温度上昇を抑制する。ま
た理論混合比λが小さな値であった場合、検出した熱分
解ガスに可燃成分が少ないことを示しており、この状態
を維持すると燃焼部２内の温度がさらに下降することか
ら、可燃物の供給を増加させるように可燃物供給手段４
を調整する信号を出力する。これによって熱分解ガスの
生成を増加させて燃焼部２内の温度下降を抑制する。

【００４６】

【発明の効果】第１発明による可燃物の熱分解ガス燃焼
装置においては、第１の空気量演算手段によって、熱分
解部で発生する熱分解ガスの温度が予め設定した温度に
なるように空気量を演算して第１の空気供給手段を調節
する信号を出力し、一方、第２の空気量演算手段によっ
て、熱分解ガスを完全燃焼するように空気量を演算しつ
つ、熱分解ガス流量、理論混合比又は空気過剰率及び燃
焼部内温度に基づいて、燃焼部に適切な空気量の空気を
供給することができる。こうして燃焼部内の温度を安定
させた上で、排気ガス中のＣＯ濃度を低減することか
ら、ダイオキシン当の有害ガス発生を抑制することが可
能な低公害燃焼装置を提供することができる。

【００４７】第２発明による可燃物の熱分解ガス燃焼装
置においては、可燃物量演算手段を設けることにより、
燃焼部内の温度及び熱分解ガスと空気との理論混合比を
取り込み、それぞれの推移に応じて可燃物の熱分解部へ
の供給を演算して可燃物供給手段を調節する信号を出力
することから、第１の空気供給手段から供給される空気
量を増減しなくても燃焼部内の温度が安定するように燃
焼を制御することができる。

【００４８】第３発明による可燃物の熱分解ガス燃焼装
置においては、操業実績の中から燃焼部内の温度に標準
範囲を設定し、これと対応させて第２の空気供給手段を
調整する信号に制限範囲を設定する。そして燃焼部内の
温度を測定し、その測定結果に基づいて予め設定した温
度となるように第２の空気供給手段を調整する信号を出
力することから、燃焼部内の温度が安定するように燃焼
を制御することができる。

【００４９】第４発明による可燃物の熱分解ガス燃焼装
置においては、タール及びミストが多量に含まれる熱分
解ガスであっても、熱分解ガス流量を継続計にリアルタ
イムで演算することができる。

【００５０】第５発明による可燃物の熱分解ガス燃焼装
置においては、熱分解ガス質検出手段より排出されるガ
スをダクトに送り、その他の熱分解ガスと共に燃焼部で
完全燃焼して排出ガス処理手段により無害化するため
に、環境保全にかかるコストを最小限にとどめることが
できる等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る可燃物の熱分解ガス燃焼装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】 熱分解ガス質検出手段の構成を示す模式図、
空気供給量、イオン電流値を示すグラフである。

【図３】 燃焼部内の温度（燃焼ガス温度）と、これに
対応する第２の空気量演算手段から第２の空気供給手段
への操作信号との関係を示す説明図である。

【図４】 従来の可燃物の熱分解ガス燃焼装置の構成を
示す模式的断面図である。

【図５】 従来の可燃物の熱分解ガス燃焼装置の構成を
示すブロック図である。

【図６】 従来の可燃物の熱分解ガス燃焼装置の構成を
示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 熱分解部、２ 燃焼部、３ ガスダクト、４ 可燃
物供給手段、５ 第１の空気供給手段、６ 第２の空気
供給手段、７ 温度測定手段、８ オリフィス、９ 熱
分解ガス質検出手段、９ａ 分岐配管、９ｂ 合流配
管、１０ 熱分解ガス量検出手段、２１ 第１の空気量
演算手段、２２ 第２の空気量演算手段、２３ 可燃物
供給量演算手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹村 文吾 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3K078 AA06 BA01 BA21 BA22 CA01 4H012 EA00 HA06

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可燃物を熱分解して熱分解ガスを発生さ
   せる熱分解部と、該熱分解部で発生させた熱分解ガスを
   燃焼させる燃焼部と、熱分解ガスを前記熱分解部から前
   記燃焼部に供給するダクトと、前記熱分解ガスとこれを
   完全燃焼するために必要とする空気との混合比率である
   理論混合比、またはそれに準ずる空気過剰率を検出する
   熱分解ガス質検出手段と、前記燃焼部へ供給される熱分
   解ガス量を測定する熱分解ガス量測定手段と、前記熱分
   解部及び前記燃焼部夫々に空気を供給する第１及び第２
   の空気供給手段と、前記燃焼部内の温度を測定する温度
   測定手段と、該温度測定手段により測定した温度に基づ
   いて、前記燃焼部に供給される熱分解ガス温度を所定値
   とすべく、前記熱分解部に供給する空気量を演算し、前
   記第１の空気供給手段を調整する信号を出力する第１の
   空気量演算手段と、前記熱分解ガス量測定手段により測
   定した熱分解ガス量、前記熱分解ガス質検出手段により
   検出した理論混合比、またはそれに準ずる空気過剰率、
   及び前記燃焼部内温度に基づいて、前記熱分解ガスを完
   全燃焼させつつ前記燃焼部内の温度を予め設定した温度
   になすべき空気量を演算し、前記第２の空気供給手段を
   調整する信号を出力する第２の空気量演算手段とを備え
   ることを特徴とする可燃物の熱分解ガス燃焼装置。
2. 【請求項２】 熱分解部に対し可燃物を供給する可燃物
   供給手段と、該可燃物供給手段にて供給する可燃物供給
   量を熱分解ガス質検出手段により検出した理論混合比、
   またはそれに準ずる空気過剰率及び温度測定手段により
   測定した燃焼部内の温度に基づいて、燃焼部内が予め設
   定した温度となるように可燃物供給量を演算し、可燃物
   供給手段を調整する信号を出力する可燃物供給量演算手
   段とを備えることを特徴とする請求項１記載の可燃物の
   熱分解ガス燃焼装置。
3. 【請求項３】 第２の空気量演算手段は、予め設けてあ
   る燃焼部内温度の標準範囲、及びこれと対応して第２の
   空気供給手段を調整する信号の上，下限値を保持する手
   段と、前記燃焼部内の測定温度と前記温度の標準範囲と
   を比較する比較手段と、該比較手段の比較の結果、測定
   温度が標準範囲を越えた場合、前記第２の空気供給手段
   を調整する信号としてその下限値を出力し、また燃焼部
   内の測定温度が、前記温度の標準範囲を下回った場合、
   前記第２の空気供給手段を調整する信号として、その上
   限値を出力する手段とを備えることを特徴とする請求項
   １記載の可燃物の熱分解ガス燃焼装置。
4. 【請求項４】 熱分解ガス量測定手段は、熱分解部及び
   燃焼部夫々の内部圧力を測定する圧力センサと両圧力セ
   ンサの検出値の差から熱分解ガス流速を求め、この流速
   に基づいて熱分解ガス量を算出するようにしてあること
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の可燃物
   の熱分解ガス燃焼装置。
5. 【請求項５】 ダクト内を通流する熱分解ガスの一部を
   分岐して熱分解ガス質検出手段へ導く分岐管路と、前記
   熱分解ガス質検出手段から排出されたガスをダクトに戻
   す合流管路とを備えることを特徴とする請求項１乃至４
   のいずれかに記載の可燃物の熱分解ガス燃焼装置。