JP2000130729A - 循環流動層式焼却炉の燃焼制御方法 - Google Patents

循環流動層式焼却炉の燃焼制御方法

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JP2000130729A
JP2000130729A JP10310163A JP31016398A JP2000130729A JP 2000130729 A JP2000130729 A JP 2000130729A JP 10310163 A JP10310163 A JP 10310163A JP 31016398 A JP31016398 A JP 31016398A JP 2000130729 A JP2000130729 A JP 2000130729A
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riser
combustion
temperature
cyclone
furnace body
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JP10310163A
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Yoshifumi Ito
嘉文 伊藤
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Chugai Ro Co Ltd
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Chugai Ro Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な手段で、環境汚染物質の排出とサイク
ロン内壁へのクリンカの付着を防止した循環流動層式焼
却炉の燃焼制御方法を提供する。 【解決手段】 流動用空気および2次空気からなる燃焼
用空気と、流動媒体と、助燃料と、廃棄物とが供給され
るライザー1ならびに該ライザーからの燃焼排ガスとと
もに排出される流動媒体等の固形分を分離してライザー
へ返送する一方、燃焼排ガスを外部に放出するサイクロ
ン10とからなる循環流動層式焼却炉Tの前記ライザー
への助燃料の供給量をライザーの出口部温度T1により
制御し、かつ、前記ライザーへの2次空気の供給量をサ
イクロンからの燃焼排ガス中の残留酸素濃度により制御
するとともに、サイクロン出口部の燃焼排ガス温度T2
を測定し、該温度とライザー出口部での燃焼排ガス温度
との温度差を演算し、この温度差にもとづきライザーへ
の廃棄物の供給量を制御する循環流動層式焼却炉の燃焼
制御方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は循環流動層式焼却炉
の燃焼制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、循環流動層式焼却炉T´は、図2
に示すように、炉本体(以下ライザーという)1と、こ
のライザー1から排出される燃焼排ガスから未燃物や流
動砂を分離して焼却灰を含む燃焼排ガスを放出するサイ
クロン(ホットサイクロン)10と、前記分離した流動
砂や未燃物を前記ライザー1に戻す循環機構11とから
なる。
【0003】前記ライザー1は、その下部に昇温用バー
ナ2、助燃料供給ガン3および流動用空気を供給する分
散管5を備えている。そして、前記ライザー1内の流動
砂は、送風機4から前記分散管5を介して供給される流
動用空気(1次空気)および送風機6から流量調整弁V
2を介して前記分散管5の上部に位置する吹込口16か
ら供給される2次空気により流動されている。廃棄物、
例えば下水汚泥Wは廃棄物供給機7にて供給口8からラ
イザー1の下部に投入され、前記昇温用バーナ2の燃焼
により高温となった流動砂と助燃料供給ガン3からの助
燃料とともに燃焼用空気(前記流動用空気と2次空気)
で混合撹拌されて焼却される。なお、9はライザー1内
に配設した冷却水供給ガンである。
【0004】また、前記サイクロン10は排ガス冷却塔
12、バグフィルタ13、排ガス誘引送風機14を介し
て煙突15に接続され、サイクロン10で流動砂等を分
離した燃焼排ガスはバグフィルタ13で焼却灰等を分離
して煙突15から大気に放出される。
【0005】前記構成からなる循環流動層式焼却炉T´
において、廃棄物供給機7からライザー1内に投入され
た下水汚泥Wはライザー1内で分散管5からの流動用空
気により流動しつつその一部が燃焼し、残部および未燃
ガス等は2次空気により完全燃焼するが、その燃焼状態
をライザー1の出口部に設けた温度計A1によってライ
ザー1出口部での燃焼排ガス温度T1を計測することに
より監視し、ライザー1への助燃料の供給量を流量調整
弁V1の開度を調整して、たとえば、ダイオキシン類等
を加熱分解する所定温度(800℃以上)になるように
制御している。
【0006】なお、下水汚泥Wの成分が急激に変動して
ライザー1内が異常昇温した際に、助燃料の供給量を制
御してもライザー1内の温度がすぐに所定温度に低下し
ない場合には、前記冷却水供給ガン9に設けた調整弁V
3により冷却水の供給量を調節しながらライザー1内に
噴射して急速に降温させている。
【0007】また、燃焼排ガス中の残留酸素濃度が高す
ぎるとそれだけライザー1での熱効率が低下するため、
サイクロン10から排出される燃焼排ガス中の残留酸素
濃度を酸素濃度計O1で計測し、2次空気の流量調整弁
2の開度を調整して2次空気のライザー1への供給量
を制御し、たとえば、残留酸素濃度が6%となるように
して下水汚泥Wの燃焼状態を監視している。
【0008】さらに、前記サイクロン10から排出され
る燃焼排ガスは高温であるため、排ガス冷却塔12の出
口に設けた温度計A3によって燃焼排ガス温度T3を計測
し、この計測値にもとづいて冷却水の供給量を流量調整
弁V4で調整してスプレーノズル17から冷却水を排ガ
ス冷却塔12内へ噴射し、排ガス冷却塔12の出口にお
ける燃焼排ガス温度が約200℃程度となるように制御
している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記循環流
動層式焼却炉T´を操業する際に、前記のように、助燃
料や2次空気の供給量を制御してライザー1での燃焼温
度および燃焼排ガス中の残留酸素濃度を適正範囲に保持
し、しかも、ライザー1内での燃焼排ガス滞留時間も適
正(例えばダイオキシン類を加熱分解するよう排ガス温
度800℃で2秒以上)に保持しているにもかかわら
ず、一酸化炭素やダイオキシン類等が排出されることが
あるという課題を有していた。また、サイクロン10の
内壁にクリンカが付着するという課題を有していた。
【0010】本発明者は前記の点について原因を究明し
たところ、ライザー1へ投入される下水汚泥等の廃棄物
は単位時間当たりの投入量が一定となるように制御され
ているため、廃棄物の組成変動等により廃棄物の単位時
間当たりの発熱量が上昇したような場合、燃焼(焼却)
に必要な空気量が不足して不完全燃焼を起こし、このた
め前記酸素濃度計O1で計測した燃焼排ガス中の残留酸
素濃度は所定の設定値(例えば6%)より低くなるの
で、この測定値を基に2次空気の供給量は増加するよう
に制御される。そして、前記2次空気の増加によりライ
ザー1内での空塔速度が上昇し、廃棄物の滞留時間が短
くなるので、炉内温度および燃焼用空気量が所定値に制
御されているにもかかわらず廃棄物のライザー1内での
必要な在炉時間が確保できなくなって不完全燃焼状態と
なり、一酸化炭素等の未燃ガスやダイオキシン類等の環
境汚染物質を生成することになる。
【0011】そして、この未燃ガスはサイクロン10内
で前記残留酸素(未反応酸素)と急激に攪拌混合されて
その一部は燃焼するが、サイクロン10内での滞留時間
が短いため前記未燃ガスや環境汚染物質の全てを燃焼・
加熱分解することはできず、残部がそのまま大気に放散
されることを知見した。
【0012】しかも、前記未燃ガスがサイクロン10内
で急激に燃焼するため燃焼排ガスが高温になり、燃焼排
ガス中の低融点灰分が溶融してサイクロン10の内壁に
クリンカとして付着することも判明した。
【0013】したがって、本発明は、廃棄物を炉本体内
で完全に燃焼(焼却)することにより、未燃ガスや環境
汚染物質が生成されるのを防止することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、流動用空気および2次空気からなる燃焼
用空気と、流動媒体と、助燃料と、廃棄物とが供給され
る炉本体ならびに該炉本体からの燃焼排ガスとともに排
出される前記流動媒体等の固形分を分離して前記炉本体
へ返送するサイクロンとからなる循環流動層式焼却炉の
前記炉本体への助燃料の供給量を該炉本体の出口部での
燃焼排ガス温度により制御するとともに、前記炉本体へ
の2次空気の供給量を前記サイクロンからの燃焼排ガス
中の残留酸素濃度により制御するようにした循環流動層
式焼却炉の燃焼制御方法において、前記サイクロン出口
部での燃焼排ガス温度を測定し、該温度と前記炉本体出
口部での燃焼排ガス温度との温度差を演算し、該温度差
にもとづいて前記炉本体への廃棄物の供給量を制御する
ようにしたものである。
【0015】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明にかかる循環流動
層式焼却炉Tの燃焼制御方法を図1にしたがって説明す
る。本発明は前記従来の循環流動層式焼却炉T´の燃焼
制御方法に加えて、サイクロン10出口部での燃焼排ガ
ス温度T2を温度計A2で検出し、この燃焼排ガス温度T
2と前記ライザー1出口部での燃焼排ガス温度T1との偏
差(T2−T1)を演算器Bで演算し、この値によって廃
棄物、例えば下水汚泥Wのライザー1への供給量を制御
するようにしたものである。他の構成等は図2のものと
同一であるため説明を省略する。
【0016】ここで、例えば温度偏差(T2−T1)の基
準値を0℃とした場合について見てみると、 T2−T1≦0℃の場合 このとき、下水汚泥Wはライザー1内で充分に燃焼して
いることを示している。すなわち、ライザー1内で未燃
ガスが発生しないのでサイクロン10内での未燃ガスの
燃焼がないため、サイクロン10内の温度はライザー1
の出口部の燃焼排ガス温度T1と等しいか、むしろ、サ
イクロン10での放熱により前記出口部での燃焼排ガス
温度T1より低くなっているので、サイクロン10から
の燃焼排ガス温度T2との偏差T2−T1は零か、それ以
下となる。このため、ライザー1での燃焼制御は、従来
と同様温度計A1で測定したライザー1の出口部での燃
焼排ガス温度T1にもとづき助燃料の供給量を流量調整
弁V1で調節してライザー1内の温度を所定値(たとえ
ば800℃)に制御すれば良い。
【0017】また、前記酸素濃度計O1でサイクロン1
0からの燃焼排ガス中の残留酸素濃度を測定し、従来と
同様、その測定値にもとづき2次空気の供給量を流量調
整弁V2を調節して所定値(たとえば、残留酸素濃度6
%)になるよう制御し、未燃ガスの発生および熱効率の
低下を防止する。
【0018】T2−T1>0℃のとき このとき、下水汚泥Wはライザー1内で完全に燃焼され
ておらず、未燃ガスを生成していることを示している。
すなわち、前述のように、下水汚泥Wの成分が変動して
単位時間当たりの発熱量が上昇することにより不完全燃
焼を起こし、これを防ぐために2次空気の供給量が増加
することで下水汚泥Wのライザー1での滞留時間が短く
なり未燃ガスが発生している。そして、この未燃ガスが
サイクロン10内で燃焼することによりサイクロン10
出口部での燃焼排ガス温度T2がライザー1の出口部で
の燃焼排ガス温度T1より高くなるので、両燃焼排ガス
の温度偏差T2−T1が零より大きくなる。
【0019】したがって、未燃ガスが発生して前記温度
偏差T2−T1が零より大きくなっている場合は、下水汚
泥Wの単位時間当たりの発熱量を下げるために廃棄物供
給機7を制御してライザー1内への下水汚泥Wの供給量
を抑制(減少)することにより、下水汚泥Wが完全燃焼
するようにする。
【0020】なお、温度偏差T2−T1>0℃の場合であ
っても、ライザー1内の温度制御および残留酸素濃度の
制御は温度偏差T2−T1≧0℃のときと同様、助燃料お
よび2次空気の供給量を調節することにより実施する。
【0021】さらに、前記説明では、下水汚泥Wの供給
量をT2−T1=0℃を基準に制御するようにしたが、T
2−T1はライザー1からの燃焼排ガス中の未燃ガス、た
とえば、一酸化炭素の排出許容値により実質的に決定さ
れる数値であるため、一酸化炭素の含有量が所定範囲内
(許容値内)であれば、たとえT2−T1が正の値(たと
えば5℃)であっても、正常値として扱うことができ
る。この場合、前記偏差の基準値は、T2−T1≦5℃お
よびT2−T1>5℃となる。
【0022】また、廃棄物は下水汚泥に限定するもので
はなく、都市ゴミ等循環流動層式焼却炉で処理できるも
のであれば、特に限定するものではない。
【0023】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、炉本体(ライザー)出口部での燃焼排ガス温度
により炉本体への助燃料の供給量を、燃焼排ガス中の残
留酵素濃度により炉本体への2次空気供給量を制御する
のに加え、サイクロン出口部での燃焼排ガス温度と前記
炉本体出口部での燃焼排ガス温度との偏差により炉本体
での燃焼状態を監視して未燃ガスの生成を検知し、炉本
体への廃棄物の供給量を制御して廃棄物の燃焼を促進す
ることにより、未燃ガスの発生やダイオキシン類等の環
境汚染物質の排出を抑制している。これにより、サイク
ロン内での未燃ガスの燃焼にもとづくサイクロン内壁へ
のクリンカの付着を防止することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明にかかる循環流動層式焼却炉の燃焼制
御方法を示す図。
【図2】 従来の循環流動層式焼却炉の燃焼制御方法を
示す図。
【符号の説明】
1…炉本体(ライザー)、2…昇温用バーナ、3…助燃
料供給ガン、4,6…送風機、5…分散管への供給口、
7…廃棄物供給機、10…サイクロン、12…排ガス冷
却塔、13…バグフィルタ、14…排ガス誘引送風機、
1,A2,A3…温度、O1…酸素濃度計、B…演算器、
W…廃棄物(下水汚泥)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流動用空気および2次空気からなる燃焼
    用空気と、流動媒体と、助燃料と、廃棄物とが供給され
    る炉本体ならびに該炉本体からの燃焼排ガスとともに排
    出される前記流動媒体等の固形分を分離して前記炉本体
    へ返送するサイクロンとからなる循環流動層式焼却炉の
    前記炉本体への助燃料の供給量を該炉本体の出口部での
    燃焼排ガス温度により制御するとともに、前記炉本体へ
    の2次空気の供給量を前記サイクロンからの燃焼排ガス
    中の残留酸素濃度により制御するようにした循環流動層
    式焼却炉の燃焼制御方法において、 前記サイクロン出口部での燃焼排ガス温度を測定し、該
    温度と前記炉本体出口部での燃焼排ガス温度との温度差
    を演算し、該温度差にもとづいて前記炉本体への廃棄物
    の供給量を制御することを特徴とする循環流動層式焼却
    炉の燃焼制御方法。
JP10310163A 1998-10-30 1998-10-30 循環流動層式焼却炉の燃焼制御方法 Pending JP2000130729A (ja)

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