JP2000028122A - 廃棄物溶融炉、その制御方法と装置 - Google Patents

廃棄物溶融炉、その制御方法と装置

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JP2000028122A
JP2000028122A JP10192691A JP19269198A JP2000028122A JP 2000028122 A JP2000028122 A JP 2000028122A JP 10192691 A JP10192691 A JP 10192691A JP 19269198 A JP19269198 A JP 19269198A JP 2000028122 A JP2000028122 A JP 2000028122A
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furnace
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Hajime Akiyama
肇 秋山
Takashi Noto
隆 能登
Minoru Tanabe
実 田鍋
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  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融炉から排出されるスラグ量を安定に維持
し得る廃棄物溶融炉、その制御方法と装置を提供するこ
とを目的とするものである。 【解決手段】 廃棄物溶融炉は、溶融スラグ排出部から
排出される溶融スラグを冷却して、そのスラグの排出量
を計測して、その排出速度を求めて、その単位排出量や
排出速度に応じて、炉内の酸素富化量および/または補
助燃料量を調整して、スラグ排出量を所定値に維持する
ように制御する廃棄物溶融炉であり、その制御方法と装
置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物、汚泥、又
は焼却灰等を溶融スラグ化する廃棄物溶融炉、その制御
方法と装置に関し、詳しくは竪て型、傾斜型の旋回溶融
炉等の廃棄物溶融炉から溶融スラグを安定に排出し得る
ようにした廃棄物溶融炉、その制御方法と装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来の廃棄物溶融炉から溶融スラグを安
定に排出する制御方法としては、特開平2−19250
7号公報(以下、従来例)や特開平5−39915号
公報(以下、従来例)等に開示されている。
【0003】図4は、従来例の廃棄物溶融炉の制御方
法を示し、溶融炉本体1にバーナ2が設けられ、溶融炉
本体1の炉底部中央に溶融スラグ排出口(スラグタッ
プ)5が設けられ、溶融スラグ排出口5の近傍にカラー
ITV6が設置されている。カラーITV6は、溶融ス
ラグ排出口5のスラグ排出状態を撮影して、そのビデオ
出力をデータ処理装置7に入力して、その出力に基づい
て、溶融炉に供給される酸素富化量、補助燃料量及び粉
体汚泥量が制御されて、溶融したスラグ3を安定に排出
するようにしている。
【0004】図5は、従来例の廃棄物溶融炉の制御方
法を示し、溶融炉本体1の底部にスラグ受け口(溶融ス
ラグ排出口)5が設けられ、上部に排気口を通して熱回
収器8が設けられている。熱回収器8には、上部排ガス
管9が接続され、上部排ガスダンパ10が設けられ、溶
融炉本体1の底部のスラグ受けには、下部排ガス管11
が接続され、上部排ガス管9と下部排ガス管11とが合
流して熱回収器12を介して、排ガス処理装置13に接
続され、その後段に、排ガスダンパ14、排ガス誘因フ
アン15、煙突16が設けられている。溶融炉本体1に
は、圧力センサ19が設けられ、スラグ受けには、温度
センサ17が設けられている。
【0005】溶融スラグの温度が温度センサ17で計測
され、その出力が排ガスコントローラ18に入力され、
溶融スラグの温度によって、上部排ガスダンパ10の開
閉度を調整して、溶融炉本体1の温度が調整されてい
る。また、溶融炉本体1には、圧力センサ19が備えら
れ、その出力が圧力コントローラ20に入力され、排ガ
スダンパ14、排ガス誘因フアン15が制御されてい
る。このように排ガスダンパ10,14及び排ガス誘因
フアン15を操作することで、溶融スラグを排ガスと共
に排出して、溶融スラグの溶融温度の低下を防止してい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来例の溶融炉で
は、通常溶融スラグの温度が1500℃に近い高温であ
るために、カラーITV6(撮影装置)を耐熱構造とす
る必要があり、高価である欠点があるとともに、高温の
溶融スラグの排出口に近接して撮影装置が配置されてお
り、撮影用レンズやその防護ガラスが汚れると、画像処
理が正常に行われなくなり、スラグの流出状態を撮影す
るのが困難である。
【0007】従来例の溶融炉では、スラグ排出口付近
の温度を温度センサ17で測定しており、スラグが高温
であるために、温度センサ17が損傷することがあっ
て、安定した温度を検出することができないことがある
とともに、温度センサ17の保守点検を頻繁に実施して
必要に応じて温度センサの交換を頻繁に実施する必要が
ある。従来例では、何れの溶融炉に応用されていても、
安定した溶融炉制御を行うことが難しい。
【0008】本発明は、上記のような課題に鑑みなされ
たものであって、溶融炉から排出されるスラグ量を安定
に維持し得る廃棄物溶融炉、その制御方法と装置を提供
することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされており、請求項1の発明は、被溶融
物を溶融スラグとして排出する廃棄物溶融炉において、
溶融スラグ排出部から排出される溶融スラグを所定の搬
送速度で冷却する冷却手段と、前記冷却手段により得ら
れるスラグを搬送する搬送手段と、前記搬送手段によっ
てスラグを搬送する過程でその重さを計測する計測手段
と、前記計測手段による計測値とスラグの前記搬送速度
から求められるスラグの排出速度に応じて、炉内の酸素
富化量および/または補助燃料量を制御する制御装置と
を備えることを特徴とする廃棄物溶融炉である。この構
成によれば、溶融スラグを冷却手段で冷却した後、コン
ベア秤等の計測手段を備える搬送手段によって搬送して
収集するとともに、搬送手段による搬送速度と計測手段
による計測値とから排出速度を算出して、その値から炉
内の酸素富化量および/または補助燃料量を調整して、
投入される被溶融物の供給量に応じた所定量の溶融スラ
グが排出されるように制御する制御装置を備えた廃棄物
溶融炉である。
【0010】また、請求項2の発明は、廃棄物溶融炉の
制御方法において、溶融スラグ排出部から排出される溶
融スラグを冷却して、そのスラグの排出量を計測して、
その単位排出量を求め、その排出速度に応じて、炉内の
酸素富化量および/または補助燃料量を調整して、スラ
グ排出量を所定値に維持するように制御することを特徴
とする廃棄物溶融炉の制御方法である。この構成によれ
ば、被溶融物の供給量に応じたスラグ排出量を、スラグ
排出速度を算出して炉内の酸素富化量や補助燃料量を制
御することによって維持する廃棄物溶融炉の制御方法で
あり、溶融スラグを冷却して、搬送手段で搬送させて計
量することにより、そのスラグ排出量と搬送速度とから
スラグ排出速度が演算可能であって、溶融スラグの排出
量の制御に利用することができる。
【0011】また、請求項3の発明は、廃棄物溶融炉の
制御装置において、溶融スラグ排出部から排出される溶
融スラグを冷却して排出されるスラグを搬送する過程
で、スラグの重さを計測する計測手段による計測値と前
記冷却したスラグの搬送速度とからスラグ排出速度演算
手段と、前記スラグ排出速度演算手段により算出したス
ラグ排出速度に基づいて、炉内に供給する酸素富化量を
算出する酸素富化量算出手段と、前記スラグ排出速度演
算手段により算出した排出速度に基づいて、炉内に供給
する補助燃料量を算出する補助燃料量算出手段とを備
え、前記酸素富化量算出手段および/または前記補助燃
料量算出手段からの制御信号に基づいて、炉内に酸素と
補助燃料とをそれぞれ送り込む酸素供給手段と補助燃料
供給手段とを制御して、スラグ排出量を安定化すること
を特徴とする廃棄物溶融炉の制御装置である。この構成
によれば、溶融スラグを冷却して、その重さを計測して
積算し、単位時間当たりのスラグ量からスラグ排出速度
を算出して、酸素富化量算出手段と補助燃料量算出手段
によって算出して、酸素供給手段や補助燃料供給手段を
制御し、炉内に投入される被溶融物(チップ状廃棄物、
焼却灰又は粉末汚泥等)の投入量に見合ったスラグ量を
維持することができる廃棄物溶融炉の制御装置である。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る廃棄物溶融
炉、その制御方法と装置の実施の形態について、図面を
参照して説明する。図1の廃棄物溶融炉は、溶融炉本体
21内に被溶融物を炉内に供給する被溶融物供給装置2
6と、補助燃料量を供給する補助燃料供給装置27と、
酸素供給装置28とが設置され、溶融炉本体21の底部
にスラグ排出口21aが設けられ、スラグ排出口21a
から排出される溶融スラグを冷却する冷却装置22と、
冷却されたスラグを搬送するスラグ搬送装置23と、ス
ラグ搬送装置23で搬送されるスラグ量を計測する計測
手段24とが設けられ、スラグ搬送装置23によって搬
送されたスラグを貯留するスラグ貯留装置29が設けら
れている。
【0013】焼却灰等の被溶融物は、被溶融物供給装置
26から溶融炉本体21内に、旋回流となるように送り
込まれ、被溶融物を1500℃以上の高温に熱して溶融
する。溶融スラグは、炉の内壁面に付着して炉壁を流下
し、溶融炉本体21の底部に設けられたスラグ排出口2
1aから炉外へ排出される。排ガスは、側壁に設けた排
出口、または任意の位置から排出される。スラグ排出口
21aから排出される溶融スラグは、冷却装置22で冷
却されて、スラグ搬送装置23に送られ、スラグ搬送装
置23には、スラグの重さを計測する計測手段24が設
けられ、スラグ搬送装置23は、所定の搬送速度でスラ
グを排出している。スラグは、その排出量が所定の周期
で計測されて搬送されて、スラグ貯留装置29に収集さ
れる。廃棄物溶融炉には、制御装置25が備えられ、被
溶融物供給装置26、補助燃料量供給装置27、酸素供
給装置28が制御されている。
【0014】なお、廃棄物溶融炉の他の形態として、被
溶融物を高温に熱するために、被溶融物を主燃料に代え
て廃棄物熱分解ガスとともに溶融炉本体21に供給し、
必要に応じて補助燃料を炉内に供給して、被溶融物を旋
回させながら熱して溶融する炉であってもよい。
【0015】上記計測手段24を備えるスラグ搬送装置
23は、例えばコンベア秤等であり、一定速度で搬送さ
れるコンベア上の冷却されたスラグを所定時間経過毎に
その重さを計測して、その計測値を制御装置25に入力
する。制御装置25では、計測手段24からの計測値を
積分して、所定の経過時間にスラグ排出口21aから炉
外へ排出されるスラグ排出量を算出し、スラグ排出速度
が計測される。溶融炉本体21では、制御装置25から
の制御信号に基づいて、スラグ排出速度の値が一定とな
るように、被溶融物供給装置26と、補助燃料供給装置
27と、酸素供給装置28とを操作して、補助燃料量や
酸素富化量とが制御されて廃棄物溶融炉内から溶融スラ
グが安定して排出するようになされている。
【0016】次に、図2および図3を参照して、制御装
置25について説明する。図2に示した制御装置25
は、中央処理装置(CPU)等を備えており、機能ブロ
ック図で示せば、スラグ排出量演算手段25a、酸素富
化量算出手段25b、補助燃料量算出手段25cを構成
している。酸素富化量算出手段25b,補助燃料量算出
手段25cからは、それぞれ酸素富化操作量ΔO,補助
燃料操作量ΔFが算出されて出力され、酸素供給装置2
8と補助燃料供給装置27とが操作されている。例え
ば、被溶融物の投入量が一定であれば、排出量が減少し
た場合、炉内温度を上昇させて溶融スラグが容易に排出
されるように、酸素富化操作量ΔOや補助燃料操作量Δ
Fを制御して炉内温度を上昇させことによって、溶融ス
ラグの排出を容易にし得る。
【0017】続いて、制御装置25による廃棄物溶融炉
の制御方法について、図3の制御フローの概要を参照し
て説明する。制御装置25では、ステップS1におい
て、スラグ搬送装置23の計測手段24からの単位当た
りのスラグ量である計測値が入力される。ステップS2
では、スラグ排出速度演算手段25aによって、スラグ
量の計測値とスラグ搬送装置23の搬送速度とによっ
て、単位時間当たりのスラグ排出量速度が算出される。
算出されたスラグ排出速度が酸素富化量算出手段25b
と補助燃料量算出手段25cとに入力されて、炉内の酸
素富化量および/または補助燃料量の操作量ΔO,ΔF
が算出される。ステップS4では、操作量ΔO,ΔFに
基づいて、酸素供給装置28および/または補助燃料供
給装置27を操作して、溶融スラグの排出量が安定する
ように制御される。そして、ステップS5では、スラグ
排出量制御を終了するか否かを判断して、終了しない場
合は、ステップS1に戻り、再び同様の操作を繰り返し
て、溶融スラグの排出を制御する。
【0018】上記実施形態では、単位時間当たりに一定
量の被溶融物が炉内に供給されているとすれば、一定の
溶融スラグが排出されるように、酸素富化量および/ま
たは補助燃料量が制御されている。しかし、炉内に供給
される被溶融物量が変動する場合には、その変動量に相
当する変動を生じることは明らかである。
【0019】従って、制御装置25に備えられた記憶装
置に、被溶融物の単位投入量に対応する溶融スラグの排
出量を記憶して、予め記憶した単位投入量に対応する溶
融スラグの排出量から酸素供給装置および/または補助
燃料供給装置を制御して、投入量に対応する所定量の溶
融スラグが排出されるように制御する。すなわち、被溶
融物の単位投入量対溶融スラグの排出量の関係を記憶し
たテーブルを作成して、このテーブルからデータを読み
出して溶融炉を制御する。無論、被溶融物の種類によっ
て、スラグ排出量が異なることは明らかであるので、被
溶融物の種類によって、異なるテーブルを作成する。
【0020】また、溶融スラグの排出が順調になされて
いる場合には、被溶融物単位投入量対溶融スラグ排出量
に関するテーブルを参照して、徐々に被溶融物の供給量
を増加させて、被溶融物の処理量を増加させることによ
って、被溶融物の処理速度を早めて、溶融炉の処理効率
を高めることができる。
【0021】また、本発明は、上記実施形態に限定する
ことなく、種々の溶融炉に適応することが可能であり、
被溶融物としては焼却灰、粉末汚泥やそれ以外のチップ
状の産業廃棄物等を溶融する溶融炉にも適用することが
できることは明らかである。
【0022】
【発明の効果】上記記載のように、本発明によれば、廃
棄物、汚泥、又は焼却灰等の被溶融物の溶融スラグを冷
却した後に、単位時間当たりのスラグ量を計測して、溶
融スラグの排出量又は排出速度を算出し、投入された被
溶融物に見合った量のスラグが排出されているか否を判
断して、炉内の酸素富化量および/または補助燃料量を
算出して、スラグの排出量を制御して、被溶融物を確実
に溶融して、溶融スラグの排出量を制御することが可能
であって、溶融炉に被溶融物の溶融に異常が発生したと
しても直ちにその異常を察知することが可能である効果
を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す図である。
【図2】本実施形態における制御装置の機能の概略を示
す機能ブロック図である。
【図3】本実施形態における制御装置の制御フローの概
要を示す図である。
【図4】従来例の溶融炉の一例を示す図である。
【図5】従来例の溶融炉の他の例を示す図である。
【符号の説明】
21 溶融炉本体 21a スラグ排出口 22 冷却装置 23 スラグ搬送装置 24 計測手段 25 制御装置 26 被溶融物供給装置 27 補助燃料供給装置 28 酸素供給装置 29 スラグ貯留装置
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B09B 3/00 F23J 1/00 C F23J 1/00 B09B 3/00 303D (72)発明者 田鍋 実 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 3K061 NC01 NC07 3K062 AA16 AB03 AC01 AC02 AC03 BA02 DA40 DB12 DB30

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被溶融物を溶融スラグとして排出する廃
    棄物溶融炉において、 溶融スラグ排出部から排出される溶融スラグを冷却する
    冷却手段と、 前記冷却手段により得られるスラグを搬送する搬送手段
    と、 前記搬送手段によってスラグを搬送する過程でその重さ
    を計測する計測手段と、 前記計測手段による計測値とスラグの前記搬送速度から
    求められるスラグ排出速度に応じて、炉内の酸素富化量
    および/または補助燃料量を制御する制御装置とを備え
    ることを特徴とする廃棄物溶融炉。
  2. 【請求項2】 廃棄物溶融炉の制御方法において、 溶融スラグ排出部から排出される溶融スラグを冷却し
    て、そのスラグの排出量を計測して、その排出速度を求
    め、その排出速度に応じて、炉内の酸素富化量および/
    または補助燃料量を調整して、スラグ排出量を所定値に
    維持するように制御することを特徴とする廃棄物溶融炉
    の制御方法。
  3. 【請求項3】 廃棄物溶融炉の制御装置において、 溶融スラグ排出部から排出される溶融スラグを冷却して
    排出されるスラグを搬送する過程で、スラグの重さを計
    測する計測手段による計測値と前記冷却したスラグの搬
    送速度とから排出速度を算出するスラグ排出速度演算手
    段と、 前記スラグ排出速度演算手段により算出したスラグ排出
    速度に基づいて、炉内に供給する燃焼用空気を調整する
    酸素富化量を算出する酸素富化量算出手段と、 前記スラグ排出速度演算手段により算出したスラグ排出
    速度に基づいて、炉内に供給する補助燃料量を算出する
    補助燃料量算出手段とを備え、 前記酸素富化量算出手段および/または前記補助燃料量
    算出手段からの制御信号に基づいて、炉内に燃焼用空気
    と補助燃料とをそれぞれ送り込む酸素供給手段と補助燃
    料供給手段とを制御して、スラグ排出量を安定化するこ
    とを特徴とする廃棄物溶融炉の制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014157466A1 (ja) * 2013-03-27 2014-10-02 Jfeエンジニアリング株式会社 廃棄物ガス化溶融装置及び廃棄物ガス化溶融方法

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