JP2000039129A - 流動床炉の制御方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特別な装置を設けることなく、流動床炉から
排出される不燃物の排出速度を監視して、流動化空気量
を制御し、不燃物の排出を良好に維持しつつ、安定燃焼
し得る流動床炉の制御方法とその装置を提供することを
目的とするものである。 【解決手段】 焼却物を焼却して炉底部から不燃物を排
出する流動床炉の制御方法とその装置に関し、不燃物排
出部２０ｂから排出される不燃物の排出速度を、計測装
置２５からの計測値から算出し、この算出された不燃物
排出速度に基づいて、送風機２８から炉２０内に供給さ
れる流動化空気量を制御することによって、焼却物を安
定燃焼させながら、不燃物の排出量を安定化するように
制御するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流動床炉の制御方
法とその装置に関し、詳しくは、産業廃棄物や都市ご
み、或いは不燃性物質を含む固形状物質を均一に燃焼又
はガス化して完全燃焼させ、かつ不燃物を円滑に排出し
得る流動床炉の制御方法とその装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の廃棄物焼却用の流動床炉は、例え
ば特開平９−２３６２２７号公報（以下、従来例と称す
る）に開示されている。図４を参照して説明すると、流
動層炉（流動床炉）１の流動床部には、流動化速度を与
える弱散気装置２と強散気装置３とが設けられ、それら
に隣接して流動空気入口６，７が設けられた空気箱４，
５が設けられている。流動床炉１の流動床部は、不燃物
取出口８に向かって傾斜している。炉内には、散気装置
２，３から空気が送り込まれ、弱流動化域１０と強流動
化域１１とが形成され、かつ炉中央部には、散気装置９
から散気空気を炉内に供給することによって弱流動化域
１２が形成されている。

【０００３】炉上部から投入される焼却物は、弱流動化
域１０に投入されて、沈降流ａに乗って流動床内に呑み
込まれ、高温流動媒体によって熱分解される。流動媒体
より比重が大きい不燃物は、弱流動化域１２に移動して
沈降流ａから水平流ｂに移行する過程で不燃物の大部分
が不燃物取出口８に移動して炉外に排出される。残りの
流動媒体や部分焼却物は、水平流ｂから強流動化域１１
に移動し、焼却物が上向流Ｃに乗って激しく燃焼する。
焼却物は、流動媒体の旋回流に乗って、均一に分散して
完全な燃焼が行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】周知のように、産業廃
棄物等の焼却炉では、一酸化炭素やダイオキシンの発生
を抑制する必要から流動化を極力弱くする必要がある。
流動床炉では、焼却物の供給が間欠的となり、燃焼が瞬
時的に起こるために、ガス化燃焼と酸化燃焼とが交互に
繰り返されて、一時的に炉内温度が低下する場合があ
る。従って、ストーカ炉と比較して、流動床炉では、大
量のダイオキシン類が発生するおそれがある。

【０００５】流動床炉では、流動化を弱くして燃焼させ
ることで、ダイオキシン類やその前駆物質の発生を抑制
することが可能である。その結果として、従来例では、
炉内の旋回流が弱まり、不燃物の排出が悪化する欠点が
ある。そこで、従来の流動床炉では、排出される不燃物
排出を良好に維持するために、炉底に設置する散気装置
を分割して、炉内に弱流動化域と強流動化域とを形成
し、かつ炉底の傾斜角度を変化させる必要があった。

【０００６】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、特別な装置を設けることなく、流動床
炉から排出される不燃物の排出速度を監視し、流動化空
気量を制御して、不燃物の排出を良好に維持しつつ、安
定燃焼し得る流動床炉の制御方法とその装置を提供する
ことを目的とするものである。

【０００７】

【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、焼却物
を焼却して炉底部から不燃物を排出する流動床炉の制御
方法において、不燃物排出部から排出される不燃物の排
出速度を算出し、前記不燃物の排出速度に基づいて、炉
内に供給される流動化空気量を制御することを特徴とす
る流動床炉の制御方法である。

【０００８】この構成によれば、不燃物排出部から排出
される不燃物の排出速度が所定値に達していない場合、
その要因が流動化が弱すぎるものと判断して、流動化空
気量の供給を一時的に増加させて、流動を活発化させて
不燃物を燃焼し、その後、流動化空気量の供給を元に戻
して、安定燃焼させる流動床炉の制御方法である。

【０００９】また、請求項２の発明は、焼却物を焼却し
て炉底部から不燃物を排出する流動床炉の制御装置にお
いて、前記流動床炉は、高温の流動媒体によって焼却物
を焼却して、その残渣である不燃物を炉底部の不燃物排
出部から排出する不燃物排出装置と、前記不燃物排出装
置から排出される排出物から不燃物と流動砂とを分離す
る砂分級装置と、前記砂分級装置から排出される不燃物
を搬送する搬送装置とを具備し、前記搬送装置による搬
送過程で不燃物の排出量を計測する計測手段と、前記計
測手段による計測値から不燃物の排出速度を算出する演
算手段と、前記演算手段に基づいて算出された不燃物の
排出速度から炉内に供給する流動化空気量を算出する流
動化空気供給量算出手段とを備えることを特徴とする流
動床炉の制御装置である。

【００１０】この構成によれば、焼却物の残渣である不
燃物を搬送する搬送装置に、不燃物の排出量を計測する
計測手段を備え、計測手段による計測値に基づいて、不
燃物の排出速度を計測して制御装置に入力し、制御装置
の演算手段による不燃物の排出速度を算出し、流動化空
気供給量算出手段によって、排出速度に対応した流動化
空気量を算出して、炉内に供給される流動化空気量を調
整し、炉内の焼却物が安定燃焼し、かつ不燃物が順調に
排出されるように操作している。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る流動床炉の制
御方法とその装置の実施の形態について、図面を参照し
て説明する。なお、図１は、本発明に係る流動床炉の実
施形態を示し、その制御方法と装置の実施形態を説明す
るための図であり、図２は、その制御装置の機能ブロッ
ク図を示し、図３は、その制御フローを示している。

【００１２】図１を参照して、本発明に係る流動床炉の
制御方法と装置の実施形態について説明する。この流動
床炉は、炉内に流動媒体である流動砂が投入されてお
り、炉下部には、流動化空気が吹き込まれる風箱３０が
設けられ、炉底部には流動化空気を炉内に吹き込むため
の空気分散ノズル２０ａ、炉底部中央には不燃物排出部
２０ｂが設けられている。流動床炉には、焼却物（産業
廃棄物の破砕ごみ等）を炉内に送り込むごみ供給装置２
９が設けられ、炉内で燃焼した焼却物の残渣である不燃
物等の排出物は、不燃物排出部２０ｂから流下する。

【００１３】排出物は、不燃物排出部２０ｂに設けられ
た、例えばスクリュー式等の不燃物排出装置２２から排
出される。排出物は、砂分級装置２３によって、流動砂
と不燃物とに篩い分けされ、砂分級装置２３で篩い分け
された不燃物は、例えばコンベア秤等からなる搬送装置
２４によって、不燃物を一時的に蓄える不燃物貯留装置
２６へと搬送される。不燃物は、搬送装置２４による搬
送過程でその重さを計測装置２５で計測される。また、
砂分級装置２３で分級された流動砂は、砂循環コンベア
３１によって、炉内に返送される。

【００１４】なお、流動床炉は、汚泥等の発熱量が低い
燃焼対象物に対して、炉内温度の低下を防止するための
昇温バーナ３２が設けられ、また補助バーナや始動用バ
ーナ等を設けてもよい。なお、昇温バーナ３２を補助バ
ーナや始動用バーナとして用いてもよい。

【００１５】この流動床炉では、制御装置２１によって
流動化空気調整装置２７を制御して送風機２８を操作
し、不燃物の排出速度が低下した際には、一時的に流動
化空気量を増加させて、焼却物が完全燃焼して不燃物の
排出速度が好調となった場合には、流動化供給量を元に
戻すように流動化空気量を調整することによって、炉内
燃焼物が安定燃焼し、かつ不燃物が順調に排出されるよ
うに制御されている。

【００１６】次に、本実施形態に係る流動床炉の制御装
置について説明する。制御装置２１は、中央処理装置
（ＣＰＵ）で構成され、図２には、その機能ブロック図
が開示されている。制御装置２１は、不燃物排出量演算
手段２１ａと流動化空気供給量算出手段２１ｂとで構成
されている。不燃物排出量演算手段２１ａは、計測装置
２５から不燃物の重さが計測され、その計測値が不燃物
排出量演算手段２１ａに入力されて演算処理され、不燃
物排出速度が算出されている。流動化空気供給量算出手
段２１ｂでは、不燃物排出速度に基づいて、流動化空気
供給量が算出され、流動化空気調整装置２７が制御され
ている。流動化空気調整装置２７により送風機２８が操
作され、炉内に供給される流動化空気量が制御されてい
る。すなわち、所定の周期で不燃物の排出量を計測装置
２５によって計測して、不燃物の排出速度を絶えず監視
し、不燃物の排出速度が低下していると判断した場合に
は、流動化空気の供給量を増加させて燃焼を活発にし、
不燃物の排出速度が元に戻った場合は、流動化空気の供
給量を元に戻すように調整して、炉内燃焼物が安定燃焼
するように制御している。

【００１７】なお、ごみ供給装置２９、昇温バーナ３２
は、分散制御によって個別に制御して、炉内へのごみ投
入量や昇温バーナ３２による燃焼量を制御してもよい
し、これらの個別の制御装置と制御装置２１とを相互接
続して流動床炉に投入される焼却物の投入量や流動化空
気量を制御するようにしてもよいことは明らかである。

【００１８】続いて、制御装置２１による流動床炉の制
御方法の一例について、図３の制御フローを参照して説
明する。制御装置２１では、次に示すステップに従って
流動化空気量が設定されている。先ず、ステップＳ１に
おいて、搬送装置２４による搬送過程の不燃物の重さを
計測装置２５で計測し、計測装置２５からの不燃物排出
量である計測値が制御装置２１に入力される。ステップ
Ｓ２では、不燃物排出量演算手段２１ａによって、不燃
物の計測値から不燃物排出速度が算出される。ステップ
Ｓ３では、算出された不燃物排出速度に基づいて、流動
化空気供給量算出手段２１ｂにより、流動化空気量が算
出される。ステップＳ４に基づいて、流動化空気調整装
置２７が操作されて送風機２８から炉内に供給される流
動化空気量が調整され、不燃物の排出速度が低下した場
合には、流動化空気量を増加させ、不燃物の排出速度が
復帰した場合には、流動化空気量を元に戻すように制御
して炉内の燃焼を活発化させて、不燃物の排出量が安定
するように制御されている。そして、ステップＳ５で
は、不燃物排出量制御を終了するか否かを判断して、継
続する場合は、ステップＳ１に戻り、再び同様の操作を
繰り返して、不燃物の排出を制御する。

【００１９】さらに、本発明に係る流動床炉の制御装置
２１について説明する。制御装置２１は、通常内部記憶
装置や外部記憶装置を具備している。制御装置２１は、
搬送装置２４に載置された不燃物が一定速度で搬送され
る過程で、所定時間経過毎に計測装置２５によって、そ
の不燃物の重さが計測され、その計測データが取り込ま
れて、その計測値が積分される。その積分値に基づい
て、所定時間当たりの不燃物排出量を算出して、不燃物
の排出速度が算出されている。一方、外部記憶装置に
は、焼却物の投入量に応じた燃焼によって排出される不
燃物の排出速度が記憶されている。

【００２０】制御装置２１では、記憶装置からの記憶デ
ータに基づいて、算出された不燃物の排出速度が炉に投
入されている燃焼物の投入量に応じた量の不燃物が排出
されているか否かを判断し、相応の不燃物量が排出され
ていない場合には、不燃物の排出が促進されるように、
流動化空気の供給量を一時的に増加させるように制御し
ている。制御装置２１からの制御信号に基づいて、流動
化空気調整装置２７を操作し、流動化空気の供給量が調
整されている。

【００２１】このように、焼却物の単位投入量対不燃物
の排出量（排出速度）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、流動床炉
の排出物を制御するとよい。無論、不燃物の種類によっ
て、不燃物排出量が異なることは明らかであるので、不
燃物の種類又は混合比によって、異なるテーブルを作成
するようにしてもよい。

【００２２】上記のように、本実施形態の流動床炉は、
炉内に焼却物が投入され、焼却物は安定燃焼してその残
渣が不燃物として、不燃物排出部２０ｂから不燃物排出
装置２２を介して排出され、砂分級装置２３によって、
不燃物と流動砂とを篩い分けして分離し、流動砂は砂循
環コンベア３１を介して炉内に返送され、不燃物は、搬
送装置２４に送り込まれて、その重さが計測装置２５に
よって計測された後、不燃物貯留装置２６に送り込まれ
る。

【００２３】

【発明の効果】上記記載のように、本発明によれば、不
燃物の排出速度を良好に維持する装置を特別に設置する
ことなく、不燃物の排出速度を監視することによって、
流動化空気量を増加させて、不燃物を排出させること
で、流動化空気量を減少させたりしたとしても、不燃物
の排出量を良好に維持することができる効果を奏するも
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】従来例の流動床炉の一例を示す図である。

【符号の説明】

２０ 流動床炉本体 ２０ａ 空気分散ノズル ２０ｂ 不燃物排出部 ２１ 制御装置 ２１ａ 不燃物排出量演算手段 ２１ｂ 流動化空気供給量算出手段 ２２ 不燃物排出装置 ２３ 砂分級装置 ２４ 搬送装置 ２５ 計測装置 ２６ 不燃物貯留装置 ２７ 流動化空気調整装置 ２８ 送風機 ２９ ごみ供給装置 ３０ 風箱 ３１ 砂循環コンベア

フロントページの続き (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） 3K062 AA11 AB01 AC01 BA02 DA40 DB07

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼却物を焼却して炉底部から不燃物を排
   出する流動床炉の制御方法において、 不燃物排出部から排出される不燃物の排出速度を算出
   し、前記不燃物の排出速度に基づいて、炉内に供給され
   る流動化空気量を制御することを特徴とする流動床炉の
   制御方法。
2. 【請求項２】 焼却物を焼却して炉底部から不燃物を排
   出する流動床炉の制御装置において、 前記流動床炉は、炉内に投入された焼却物を焼却して、
   その残渣である不燃物を炉底部の不燃物排出部から排出
   する不燃物排出装置と、前記不燃物排出装置から排出さ
   れる排出物から不燃物と流動砂とを分離する砂分級装置
   と、前記砂分級装置から排出される不燃物を搬送する搬
   送装置とを具備し、 前記搬送装置による搬送過程で不燃物の排出量を計測す
   る計測手段と、 前記計測手段による計測値から不燃物の排出速度を算出
   する演算手段と、 前記演算手段に基づいて算出された不燃物の排出速度か
   ら炉内に供給する流動化空気量を算出する流動化空気供
   給量算出手段とを備えることを特徴とする流動床炉の制
   御装置。