JP2001208323A - ダイオキシン類の発生を抑制したごみ焼却装置および方法並びにガス成分測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＣＯ濃度を指標とする燃焼制御によって達成で
きなかったダイオキシン類のより一層の抑制・低減を達
成できるごみ焼却装置および方法並びにごみ焼却装置か
らの排ガス中のガス成分測定装置を提供する。 【解決手段】 内部で燃焼空気中にてごみを燃焼させる
燃焼炉１０と、燃焼炉内での一酸化炭素の発生量を測定
する一酸化炭素測定手段１１と、燃焼炉１０内での少な
くとも１種のクロロベンゼン類の発生量を測定するクロ
ロベンゼン類測定手段１２と、一酸化炭素測定手段１１
およびクロロベンゼン類測定手段１２が測定した一酸化
炭素およびクロロベンゼン類の発生量に基づいて、燃焼
炉１０へのごみ供給量および／または燃焼空気量の過不
足を判定して制御信号を発生する演算部１３と、制御信
号に従ってごみ供給量および／または燃焼空気量を調整
する供給量調整手段１４、１５とを具備することを特徴
とするごみ焼却装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ごみ焼却装置およ
びダイオキシン類の発生抑制方法並びにごみ焼却装置か
らの排ガス中のガス成分測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ごみまたは産業廃棄物等の焼却装置
において、極めて猛毒のダイオキシン類の生成および排
出が確認されている。従来、ダイオキシン類は炭化水素
の一種で、焼却過程における未燃分と塩素から生成され
ると考えられるため、燃焼性すなわち未燃分発生の指標
である一酸化炭素（ＣＯ）の発生量を計測して、このＣ
Ｏ発生量を少なくする方向で燃焼制御を行うことが一般
的に行われている。このようなＣＯ発生量を指標とする
燃焼制御技術の一例が、特開平５―９９４１１号公報
（以下、先行文献１と記す）に開示されており、ＣＯ発
生量が少なくなるように燃焼を制御することによりダイ
オキシン類等の未燃分の発生抑制効果を向上できると記
載されている。

【０００３】上記先行文献１に開示された技術を適用し
たごみ焼却装置は、炉温およびＣＯ発生量から燃焼炉内
への噴霧水量および燃焼炉に供給する１次空気量の過不
足を判定してそれぞれの供給制御信号を発生する制御量
演算部と、前記両供給制御信号により噴霧水量および１
次空気量を調節する供給制御手段から構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記先
行文献１に開示されたごみ焼却装置のようにＣＯ発生量
を燃焼制御の指標として採用することは、限定されたケ
ースについては正しいこともあるが、必ずしも全てのケ
ースで正しいとは限らない。すなわち、以下に述べる理
由により原理的にも無理がある。ごみ燃焼により発生す
る未燃分としては、大別して脂肪族化合物および芳香族
化合物並びにこれらの化合物が塩素化したものがある。
理論的には、例えば炭素―炭素結合の結合解離エネルギ
ーは、芳香族化合物の共鳴安定化のため、脂肪族化合物
の方が芳香族化合物に比べて小さい。

【０００５】つまり、脂肪族化合物の方が結合が開裂し
やすく、燃焼過程等で燃焼しやすいことを意味してい
る。従って、一定の１次空気量の下では、ごみ質等の変
動によって炉温が高い状態となって燃焼性が向上すると
１次空気量が不足しＣＯ濃度が高くなる。この場合には
燃焼しやすい脂肪族化合物が優先して燃焼し、相対的に
芳香族化合物は残存する。一方、同様に一定の１次空気
量の下で炉温が低い状態となって燃焼性が低下すると不
完全燃焼となりＣＯ濃度が高くなる。この場合には脂肪
族化合物および芳香族化合物の両方とも濃度が高くなる
と推測される。すなわち、炉温が高い状態でＣＯ濃度が
極小値となり増加し始めたところでは脂肪族化合物の優
先的な燃焼に伴う１次空気量不足の結果、ＣＯ濃度が高
くなる。

【０００６】従って、ダイオキシン類をはじめとする芳
香族化合物の分解および燃焼による寄与は比較的少ない
と想像される。このときのＣＯ濃度増加は、１次空気量
不足の目安となるもので、必ずしも芳香族化合物等の未
燃分の発生または増加の指標となるものではない。

【０００７】さらに、ＣＯ濃度のみを指標とする場合、
ＣＯ濃度の計測は容易である。しかし、芳香族化合物の
塩素化反応に関する情報は一切含まれていない。このた
め、ダイオキシン類等の塩素化芳香族化合物類の直接的
な情報は得られない。従って、ＣＯ発生量の少ない適量
に燃焼制御することは大局的には未燃分の発生量を反映
しているが、すなわち一世代前のごみ焼却装置における
発生量レベルではＣＯ濃度による燃焼制御は効果があっ
たが、最近の新鋭ごみ焼却装置における発生量レベル、
特にクロロベンゼン類（以下、クロロフェノ一ル類を含
む）・ダイオキシン類の極めて低濃度の発生量の場合に
は、発生抑制・低減に繋がらない場合があるという問題
がある。一方、ごみ焼却装置の排ガス中のクロロベンゼ
ン類を多い頻度で、すなわち燃焼制御にフィードバック
できるような形で測定することができる手段もない。

【０００８】本発明の第１の目的は、ＣＯ濃度のみを指
標とする燃焼制御によって達成できなかったダイオキシ
ン類のより一層の抑制・低減を達成できるごみ焼却装置
を提供することである。

【０００９】本発明の第２の目的は、ＣＯ濃度のみを指
標とする燃焼制御によって達成できなかったダイオキシ
ン類のより一層の抑制・低減を達成できる、ごみ焼却方
法を提供することである。

【００１０】本発明の第３の目的は、例えば、ごみ焼却
装置からの排ガス中のクロロベンゼン類を頻繁に測定し
てごみ焼却装置でのごみ燃焼制御のためにフィードバッ
クすることが可能なガス成分測定装置を提供することで
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、内部で燃焼空
気中にてごみを燃焼させる燃焼炉と、前記燃焼炉内での
一酸化炭素の発生量を測定する一酸化炭素測定手段と、
前記燃焼炉内での少なくとも１種のクロロベンゼン類の
発生量を測定するクロロベンゼン類測定手段と、前記一
酸化炭素測定手段および前記クロロベンゼン類測定手段
が測定した前記一酸化炭素および少なくとも１種の前記
クロロベンゼン類の発生量に基づいて、前記燃焼炉への
前記ごみ供給量および／または燃焼空気量の過不足を判
定して制御信号を発生する演算部と、前記制御信号に従
って前記ごみ供給量および／または前記燃焼空気量を調
整する供給量調整手段とを具備することを特徴とするダ
イオキシン類の発生を抑制したごみ焼却装置を提供す
る。

【００１２】本発明においては、前記燃焼炉内での酸素
濃度を測定する酸素測定手段および／または前記燃焼炉
の炉内温度を測定する炉内温度測定手段をさらに具備
し、前記演算部において、前記一酸化炭素測定手段およ
び前記クロロベンゼン類測定手段が測定した前記一酸化
炭素および少なくとも１種の前記クロロベンゼン類の発
生量と、さらに前記酸素測定手段が測定した前記酸素濃
度および／または前記炉内温度測定手段が測定した前記
炉内温度のデータとに基づいて、前記燃焼炉への前記ご
み供給量および／または燃焼空気量の過不足を判定して
制御信号を発生することが好ましい。

【００１３】また、本発明は、燃焼炉内部で燃焼空気中
にてごみを燃焼させるごみ焼却方法であって、前記燃焼
炉内での一酸化炭素および少なくとも１種の前記クロロ
ベンゼン類の発生量を測定する工程と、前記一酸化炭素
および少なくとも１種の前記クロロベンゼン類の発生量
のデータに基づいて前記燃焼炉へのごみ供給量および／
または前記燃焼炉に供給する燃焼空気量の過不足を判定
する工程と、前記ごみ供給量および／または前記燃焼空
気量の過不足についての判定に基づいて、前記燃焼炉内
での前記一酸化炭素および少なくとも１種の前記クロロ
ベンゼン類の発生量が低下するように前記ごみ供給量お
よび／または燃焼空気量を調整する工程とを具備するこ
とを特徴とするダイオキシン類の発生を抑制したごみ焼
却方法を提供する。

【００１４】本発明においては、前記測定工程におい
て、前記燃焼炉内での前記一酸化炭素および少なくとも
１種の前記クロロベンゼン類の発生量とともに、さらに
前記燃焼炉内での酸素濃度および／または前記燃焼炉の
炉内温度を測定し、前記判定工程において、前記一酸化
炭素および少なくとも１種の前記クロロベンゼン類の発
生量のデータと、前記酸素濃度および／または前記炉内
温度の測定データとに基づいて、前記燃焼炉へのごみ供
給量および／または前記燃焼炉に供給する燃焼空気量の
過不足を判定することが好ましい。

【００１５】さらに、本発明は、測定用ガスを注入する
ための分離カラムと前記分離カラムを収容する恒温槽と
前記分離カラムの少なくとも入側端部近傍を冷却する冷
却手段とを具備するガスクロマトグラフ装置、前記ガス
クロマトグラフ装置から流出するガス中の成分を検出し
て検出信号を出力する検出器、および、前記検出器から
出力された検出信号を処理してクロマトグラムを得るデ
ータ処理装置を具備することを特徴とするガス成分測定
装置を提供する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１７】図１は、本発明のごみ焼却装置の一実施形
態を示す概略図である。

【００１８】本実施形態に係るごみ焼却装置１は、内部
でごみを燃焼させる燃焼炉１０を具備する。燃焼炉１０
の炉形式はとくに限定されないが、例えばストーカー方
式または流動層方式である。

【００１９】燃焼炉１０には、一酸化炭素（ＣＯ）測定
手段１１、クロロベンゼン類（ＣＢ）測定手段１２、酸
素（Ｏ2 ）測定手段１０１、および炉内温度測定手段１
０２が取り付けられている。このうち、ＣＯは不完全燃
焼の指標となり、Ｏ2 と炉内温度は不完全燃焼の原因を
推定する因子になり得る。ＣＯ測定手段１１、Ｏ2 測定
手段１０１、および炉内温度測定手段１０２は、通常用
いられているように実質的に連続して測定が可能なもの
が望ましい。

【００２０】一方、ＣＢ測定手段１２は、燃焼炉１０で
発生する少なくとも１種のクロロベンゼン類、とりわけ
モノクロロベンゼンの発生量を測定する。クロロベンゼ
ン類、特にモノクロロベンゼンはごみの未燃分であり、
ダイオキシン類と化学構造の一部が類似していて、生成
挙動がほぼ似ており、ダイオキシン類と高度に相関があ
る。このＣＢ測定手段１２は、測定頻度が高い、例えば
１回約１０分間以内で測定できる計測器であることが望
ましい。また、最近のごみ焼却装置、すなわちダイオキ
シン対策炉のようにクロロベンゼン類の排出量が極めて
少ない（例えば、モノクロロベンゼンで約２０〜６０μ
ｇ／Ｎｍ3 ）の濃度レベルでも測定可能なものが好まし
い。

【００２１】なお、この明細書においてクロロベンゼン
類とは、例えば、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼ
ン、トリクロロベンゼンのような置換基として少なくと
も塩素原子を有する単環性芳香族化合物である。

【００２２】このような測定頻度が高い、すなわち１回
の測定に要する時間が短くかつ高感度なＣＢ測定手段１
２を提供すべく鋭意検討した結果、本発明者らは、ごみ
焼却装置１から排出される、排ガス中の少なくとも１種
のクロロベンゼン類、とりわけモノクロロベンゼンを、
分離カラムを備えたガスクロマトグラフ装置で分析する
際、排ガス試料を分離カラムに注入する前に分離カラム
の少なくとも入側端部を０℃以下に冷却しておくことに
より、感度が向上することを見い出した。

【００２３】より詳細に説明すると、通常のガスクロマ
トグラフ装置では、恒温槽内に収容した分離カラムを所
定の温度に昇温しておき、この分離カラムにガス試料を
注入供給し、次いで分離カラムを所定の昇温レートで昇
温しながらキャリアガスを流通させることにより、ガス
試料を分離している。そして、分離カラムから流出して
きたガス中の化合物を検出器で検出することにより、ガ
スクロマトグラムを得ている。しかしながら、ガス試料
の注入に必ず多少の時間がかかるため、すなわち一時に
ガス試料を注入することは不可能であるため、ガスクロ
マトグラムにおいて化合物のピーク幅が広がってしまう
と共に、ピーク高さが低くなってしまう。この結果、ガ
スクロマトグラフ装置の測定感度が低くなる。そこで、
従来は、ガス試料の注入量を多くして十分なピーク高さ
を得ている。しかしながら、ガス試料の注入量を多くす
ることは、ガス試料の注入時間およびガス試料の分離に
要する時間が延長され、結果として一回の測定に要する
時間が長くなり、測定頻度が低くなる。

【００２４】また、ごみ焼却装置１から流出する排ガス
は、クロロベンゼン類のほか、窒素、酸素、塩素、塩化
水素、窒素酸化物、硫黄酸化物、水分、および微量の種
々の有機化合物を含有する。これらのうち、塩化水素、
塩素、硫黄酸化物および窒素酸化物等は、分離カラムを
損傷する、つまり性能を低下させる物質（化合物）であ
るので、上記のようにガス試料の注入量を多くすること
は、これらの不都合な化合物を増加させることになる。
その結果、分離カラムの分離性能が悪くなって定量でき
なくなる。そこまでに至らないまでも分離カラムの寿命
が短くなってしまうおそれがある。

【００２５】本発明者らは、ごみ焼却ガスのように分離
カラムを損傷する物質を含有するガス試料であっても試
料の注入前に分離カラムを０℃以下に冷却することによ
り、上述のような従来のガスクロマトグラフ装置でのク
ロロベンゼン類のピーク幅の広がりを防止できることを
見出した。この現象は、分離カラムの入側の約１００ｍ
ｍの部分のみの冷却でも充分効果が得られることから、
分離カラムの冷却部分の先端の微小領域で、つまり温度
の変わり目で注入されガス試料中のクロロベンゼン類の
分離カラム内の移動速度が低温のせいで極めて遅くなっ
て、後から注入された分子が前に注入された分子に追い
つきカラム内における全ての分子の位置が比較的揃った
ためと推測される。すなわち、分離カラムの入側部分を
冷却しておくことによって、注入されたクロロベンゼン
類が、その部分で移動が遅くなり一旦保持されるのに似
た現象になり、滞留するようになる。その後、冷却を停
止して分離カラムを昇温すると、クロロベンゼン類は分
離カラムの中を通常の速度で移動して、検出器に到達し
検出される。この際、分離カラムの入側の部分に保持さ
れたようになったクロロベンゼン類は恒温槽の昇温によ
りそれぞれ固有の移動速度で同時に分離カラムの中へ移
動を開始すると考えられる。その結果、実際のガス試料
の導入に要した時間の影響が除去され、カラムで分離さ
れた化合物が検出器に到達する時間の幅の拡がりが減じ
られる。したがって、少量の試料ガスの注入でクロロベ
ンゼン類の狭いピーク幅でかつ高いピーク高さをもつク
ロマトグラムが得られるため、測定頻度を高くできると
共に、分離カラムの性能低下を招くような物質を分離カ
ラムに多量に流入させることがなく、分離性能を維持で
き、分離カラムの寿命を延長できる。

【００２６】また、本発明者らは、ごみ焼却装置１の排
ガス中にはモノクロロベンゼンが、モノクロロベンゼン
以外のクロロベンゼン類より格段に多く、モノクロロベ
ンゼン以降の保持時間にはその他の化合物が極くわずか
しか検出されないことを見い出した。従って、検出器と
して、クロロベンゼン類に対して高感度な検出手段であ
る電子捕獲型検出器、またはヘリウムイオン化型検出器
が、本実施形態に係るごみ焼却装置１のＣＢ測定手段１
２に好ましいことがわかった。

【００２７】以上説明したように、本発明に係るごみ焼
却装置１に好適な、測定頻度が高いかつ高感度なＣＢ測
定手段１２は、クロロベンゼン類に対して高感度な検出
手段である電子捕獲型検出器またはヘリウムイオン化型
検出器と、恒温槽内または分離カラムの少なくとも入側
端部を排ガス試料注入時に０℃以下に冷却し得るクロマ
トグラフ装置である。

【００２８】図２に、ＣＢ測定手段１２の一例の概略構
成を示す。ＣＢ測定手段１２は、除塵器２１を具備す
る。除塵器２１は、排ガス２２中に含まれているダスト
やミストを除去し、測定阻害やＣＢ測定手段１２の汚れ
を防止する。この除塵器２１には、一般的な除塵フィル
タを用いればよいが、クロロベンゼン類が吸着しないよ
うに温度管理する必要がある。つまり、除塵器２１全体
を恒温槽に入れる、または、ヒータを巻くなどして、除
塵器２１を、１００〜３００℃、好ましくは１２０〜１
６０℃になるようにする。ただし、都市ごみ焼却プロセ
スのバグフイルタの下流側の配管など、排ガス中のダス
ト・ミストが非常に少ない、すなわち十分綺麗な排ガス
の測定のときは、除塵器２１を省略できる。

【００２９】この除塵器２１の後段には、ライン２３を
介して六方バルブ２４に接続されている。六方バルブ２
４は、ガスクロマトグラフ装置４０に接続されたライン
２５、吸引ポンプ２６に接続されたライン２７、キャリ
アガス供給源２８に接続されたライン２９およびループ
管３０がそれぞれ接続され、ガスの通過経路を切り替え
可能になっている。

【００３０】ガスクロマトグラフ装置４０は、図３に示
すように、内部を少なくとも２００℃程度まで昇温でき
る恒温槽４１を具備する。恒温槽４１内には、分離カラ
ム４２が装備される。分離カラム４２は、この実施形態
では、直径０．２５ｍｍ、長さ５０ｍのポリシロキサン
類を内面にコーティングした溶融シリカ製のキャピラリ
ーカラムを用いた。この分離カラム４２の入側端部４２
ａの一部、例えば、入側端部４２ａから約１００ｍｍの
範囲の外側が、分離カラム４２の直径よりもわずかに大
きい内径（例えば３ｍｍ）のチューブ４３で覆われてい
る。このチューブ４３と分離カラム４２との間に生じた
隙間に冷却ガスを供給できるように、チューブ４３に
は、冷却ガス供給チューブ４４が接続されている。この
冷却ガス供給チューブ４４には、冷却ガス供給源４５か
らライン４６を介して、冷却ガス、例えば液化炭酸ガス
が供給されるようになっている。

【００３１】分離カラム４２の出側端部４２ｂには、ラ
イン４７を介して検出器４８が接続されている。検出器
４８としては、高感度化を図るため、クロロベンゼン類
に対して高感度な電子捕獲型検出器またはヘリウムイオ
ン化型検出器を用いる。

【００３２】この検出器４８は、検出器４８で発生した
検出信号がデータ処理装置４９に電気的に伝達されるよ
うになっており、このデータ処理装置４９が検出信号に
基づいてクロマトグラムを作成する。このデータ処理装
置４９は、例えばパーソナルコンピュータで構成され
る。

【００３３】上記ＣＢ測定手段１２、すなわちガスクロ
マトグラフ装置４０での排ガス試料の注入は、特に吸着
管を用いて濃縮する必要はなく、通常ガス試料を自動注
入するとき用いるループ管３０によって行うことができ
る。すなわち、まず、六方バルブ２４を切り替え、ライ
ン２３、ループ管３０およびライン２７が順次連通する
ようにする。次いで、吸引ポンプ２６によりライン２
３、ループ管３０およびライン２７を通して吸引を行う
ことにより、排ガス試料２２をループ管３０内に導入す
る。この後、六方バルブ２４を切り替えて、ライン２
９、ループ管３０およびライン２５が順次連通するよう
にし、キャリアガス供給源２８からキャリアガスをライ
ン２９を通してループ管３０を介して供給することによ
り、排ガス試料２２がキャリアガスに同伴されてライン
２５を経てガスクロマトグラフ装置４０に注入される。
このとき、ループ管３０を一定容積のチューブで構成す
ることにより、一定量の排ガス試料２２を注入できる。

【００３４】上記のようにして排ガス試料２２をガスク
ロマトグラフ装置４０に注入する前に、分離カラム４２
の入側端部４２ａの近傍を０℃以下に冷却する。すなわ
ち、この冷却は、冷却ガス供給源４５から、ライン４６
および冷却ガス供給パイプ４４を通して冷却ガスをチュ
ーブ４３内に供給することにより行う。このように、分
離カラム４２の入側端部４２ａの近傍を冷却することに
より、注入された排ガス試料２２が一旦、分離カラム４
２の冷却部分に保持されるように近い状態（滞留）にな
りバンド幅の狭い注入となる。注入された排ガス試科２
２は、分離カラム４２によって含有された化合物毎に分
離されて、ライン４７を経て、次いで分離された化合物
が検出器４８に到達して検出される。この検出器４８か
ら出力された検出信号に基づいて、データ処理装置４９
がガスクロマトグラムを得る。このようにして、ＣＢ測
定手段１２によれば、信号／ノイズの比が大きい良好な
ガスクロマトグラムが得られる。すなわち、高感度な検
出が可能となるため、排ガス中の低濃度のクロロベンゼ
ン類でも迅速に検出できるようになる。例えば、一般的
なキャリアガス流量の条件である１〜２ｍｌ／分で、冷
却時間を３〜５分とし、分離カラム４２に溶融シリカキ
ャピラリーカラムを採用したガスクロマトグラフ装置４
０で恒温槽４１を１０℃／ｍｉｎで昇温すると、排ガス
試料２２の注入から１０分以内でモノクロロベンゼンが
計測される。

【００３５】なお、ガスクロマトグラフ装置４０では、
チューブ４３や冷却ガス供給パイプ４４からなる冷却手
段を備えた恒温槽４１に代えて、内部を０℃以下に冷却
できると共に、少なくとも２００℃程度まで昇温できる
恒温槽を用いても良い。この場合には、排ガス試料２２
の注入前に、恒温槽内部の全体を０℃以下に冷却・維持
しておき、排ガス試料２２の注入後に上述と同様の手順
で恒温槽内部を昇温させることにより、排ガス試料２２
をクロマトグラフに付すことができる。

【００３６】一方、ＣＯ測定手段１１、ＣＢ測定手段１
２、Ｏ2 測定手段１０１および／または炉内温度測定手
段１０２には、演算部１３が出力されるデータを伝達可
能に接続されている。演算部１３には、ＣＯ測定手段１
１で測定されたＣＯの発生量のデータ、ＣＢ測定手段１
２で測定された少なくとも１種のクロロベンゼン類の発
生量のデータ、Ｏ2 測定手段１０１で測定されたＯ2 の
発生量のデータ、および炉内温度測定手段１０２で測定
された炉内温度のデータ（以下、計測量データという）
が伝達される。演算部１３は、この発生量データに基づ
いて、燃焼炉１０でのごみの燃焼と相関がある因子、例
えばごみ供給量または燃焼空気量の過不足を判定して制
御信号を発生する。また、焼却炉１０に炉温調節の為の
水噴霧量調整手段１６がある場合には、水噴霧量の過不
足を判定して制御信号を発生することもできる。

【００３７】ごみ焼却装置１は、上述の演算部１３が発
生した制御信号に従って、ごみの燃焼と相関があるごみ
供給量および／または燃焼空気量を調整する供給量調整
手段を具備する。具体的には、ごみ焼却装置１は、図１
に示すように、燃焼炉１０へのごみ供給量（速度）を調
節可能なごみ供給量調整手段１４および燃焼炉１０へ空
気を供給しかつこの空気の供給量を調節可能な燃焼空気
量調整手段１５を具備し、これらのうち少なくとも一つ
が演算部１３に制御信号が伝達され得るように接続され
ている。

【００３８】また、焼却炉に炉温調節のための水噴霧機
構がある場合には、上記の演算部１３が発生した制御信
号が伝達され得るように接続された、ごみの燃焼と相関
のある焼却炉１０への水噴霧量調整手段１６を具備する
ことも可能である。

【００３９】ごみ供給量調整手段１４は、例えば、ごみ
を焼却炉に投入するごみホッパー投入間隔、投入された
ごみを火格子へ供給する給塵プッシャ速度、火格子上の
ごみの燃焼速度を調整する火格子速度のように、燃焼炉
１０内のごみ量と燃焼状態を調整可能なごみ供給手段で
あり得る。また、燃焼空気量調整手段１５は、例えば、
１次燃焼空気及び／または２次燃焼空気をポンプで燃焼
炉１０内へ供給する場合に１次燃焼空気及び／または２
次燃焼空気を搬送する配管に設けられた調整弁であり得
る。水噴霧量１６は、例えばポンプで水を焼却炉１０内
へ供給する場合に水を搬送する配管に設けられた調整弁
であり得る。

【００４０】これらの演算手段としては、ごみ焼却炉プ
ロセスが非線形特性を伴う多変数干渉系で有ることか
ら、非線形制御やファジィ制御を適用することによりき
めの細かい制御が可能である。特にファジィ制御は制御
ルールを言語的に記述でき、パラメータ調整も容易であ
る特徴を持っている。

【００４１】具体例として、発生量データからごみ供給
量および／または燃焼空気量を演算部１３にて制御・調
整する手順とその具体的な演算方法を表１に示す。最初
に現在の燃焼状態が表１の状態量に示す条件に当てはま
るかの判断を順次行う。これらの条件が当てはまる場合
には、表１の操作部で示した制御を実行する。この制御
の実行の結果、各条件に対してあらかじめ設定しておい
た増分量または減分量に従い、ごみ供給量調整手段１４
および／または燃焼空気量調整手段１５を調整する。

【００４２】

【表１】

【００４３】表１において、Ｏ2 と炉温は少なくとも１
つのデータが、演算部１３に取り込まれているものとす
る。また、表１の操作部の（１）は操作量が燃焼空気量
のみのとき、（２）は操作量がごみ供給量のみのとき、
（３）は操作量が燃焼空気量とごみ供給量のときの調整
方法である。

【００４４】ルール１は、計測されたＣＯ、ＣＢ濃度が
共に低いときには、正常な燃焼が行われているので、燃
焼空気量とごみ供給量の調整は行わないというルールで
ある。ルール２は、ＣＢ濃度が高く、かつ、Ｏ2 濃度が
高いまたは炉内温度が低いときには、酸素過剰により燃
焼状態が活発には行われていないので、炉内へ供給する
燃焼空気量を減少するか、および／または、ごみ供給量
を増加して燃焼状態を回復させるというルールである。
ルール３は、ＣＢ濃度が高く、かつ、Ｏ2 濃度が低いま
たは炉内温度が高いときには、酸素欠乏により燃焼状態
が活発には行われていないので、炉内へ供給する燃焼空
気量を増加するか、および／または、ごみ供給量を減少
して燃焼状態を回復させるというルールである。ルール
４は、ＣＯ濃度が高いがＣＢ濃度が低く、かつ、Ｏ2 濃
度が高いまたは炉内温度が低いときには、この状態が続
けばＣＢ濃度が酸素過剰により高くなる可能性が高いた
め、炉内へ供給する燃焼空気量および／またはごみ供給
量を、ルール２と比べて定性的には同じだが、緩めに操
作させて燃焼状態を回復させるというルールである。

【００４５】ルール５は、ＣＯ濃度が高いがＣＢ濃度が
低く、かつ、Ｏ2 濃度が低いまたは炉内温度が高いとき
には、この状態が続けばＣＢ濃度が酸素欠乏により高く
なる可能性が高いため、炉内へ供給する燃焼空気量およ
び／またはごみ供給量をルール３と比べて定性的には同
じだが、緩めに操作させて燃焼状態を回復させるという
ルールである。

【００４６】次に、これらの制御ルールに基づく具体的
な演算方法の例として、計測量データとしてＣＯ、Ｃ
Ｂ、Ｏ2 濃度を、操作量として表１の（１）燃焼空気量
のみとおいたときについて説明する。

【００４７】図４は、表１の条件をフローチャートで図
式化したものである。図４のＳＴＡＲＴから始まってフ
ローチャートに従い、Ｓ１からＳ４までの各条件を満足
しているかを一定周期で判断し、最終的に補正量Ｗが決
定され、補正量Ｗと前回値Ｕk-1 から燃焼空気量の今回
値Ｕk が導出される。

【００４８】図４において、ＣＯは一酸化炭素濃度、Ｃ
Ｂはクロロベンゼン類の濃度、Ｏ2は酸素濃度を表す。
また、ＣＯH 、ＣＢH はそれぞれ一酸化炭素、クロロベ
ンゼン類の濃度の上限判別値を判別する調整パラメー
タ、ＯHLはＯ2 濃度の高低を判別するパラメータであ
る。Ｇ1 からＧ5 は燃焼空気量の増分、減分量を与える
調整パラメータである。

【００４９】図４を参照して、燃焼空気量の制御につい
て説明する。ステップＳ１では、ＣＢ（クロロベンゼン
類濃度）＞ＣＢH （クロロベンゼン類濃度上限値）の条
件が判定され、この条件を満足する場合はステップＳ２
へ進み、満足しない場合はステップＳ３へ進む。ステッ
プＳ２では、Ｏ2 （酸素濃度）＞ＯHL（酸素濃度高低判
別値）の条件が判定される。この条件を満足する場合
は、表１のルール２に従ってＷをＧ2 に、満足しない場
合は表１のルール３に従ってＷをＧ3 に設定する。ステ
ップＳ３では、ＣＯ（一酸化炭素濃度）＞ＣＯH （一酸
化炭素濃度上限値）の条件が判定され、この条件を満足
しない場合は、表１のルール１に従ってＷをＧ1 に設定
する。満足する場合はステップＳ４へ進む。ステップＳ
４では、Ｏ2 （酸素濃度）＞ＯHL（酸素濃度高低判別
値）の条件が判定される。この条件を満足する場合は表
１のルール４に従ってＷをＧ4 に、満足しない場合は表
１のルール５に従ってＷをＧ5 に設定する。

【００５０】上記により、補正量Ｗが決定され、補正量
Ｗと前回値Ｕk-1 から下記の演算式に従って、燃焼空気
量の今回値Ｕk が導出される。

【００５１】Ｕk ＝Ｕk-1 ＋Ｗ 以上の結果、燃焼炉１３内のダイオキシン類の発生を抑
制するために最適な燃焼空気量Ｕk が得られる。

【００５２】次に、水噴霧機構が焼却炉内に具備されて
いる場合に、計測量データである一酸化炭素濃度および
／または少なくとも１種のクロロベンゼン類の濃度と炉
内温度から、水噴霧量を演算部１３にて制御・調整する
手順とその具体的な演算方法の一例を表２に示す。最初
に、現在の燃焼状態が表２の状態量に示す条件に当ては
まるかの判断を順次行う。これらの条件が当てはまる場
合には、表２の操作部で示した制御を実行する。この制
御の実行の結果、各条件に対してあらかじめ設定してお
いた増分量または減分量に従い、水噴霧量調整手段１６
を調整する。

【００５３】

【表２】

【００５４】ルール１は、計測されたＣＢ濃度が高く、
かつ、炉内温度が低いときには、水噴霧により炉内を過
度に冷却させたために燃焼バランスが崩れているので、
水噴霧量を減らして燃焼状態を回復させるというルール
である。ルール２は、ＣＢ濃度は高くないが、ＣＯ濃度
が高く、かつ、炉内温度が低いときには、この状態が続
けば水噴霧によって燃焼バランスが崩れＣＢ濃度が高く
なる可能性が高いため、炉内へ供給する水噴霧量を、ル
ール１と比べて定性的には同じだが、緩めに操作させて
燃焼状態を回復させるというルールである。ルール３
は、前者とは逆にＣＢ濃度、ＣＯ濃度が低く炉内温度が
高いときには、燃焼状態は正常であるが高温による炉壁
の劣化防止のために、水噴霧量を増加するというルール
である。

【００５５】次に、これらの制御ルールに基づく具体的
な演算方法の例として、計測量データとしてＣＯ、ＣＢ
濃度、炉内温度、操作量として水噴霧量とおいたときに
ついて説明する。

【００５６】図５は、表２の条件をフローチャートで図
式化したものである。図５のＳＴＡＲＴから始まってフ
ローチャートに従い、Ｓ１からＳ５までの各条件を満足
しているかを一定周期で判断し、最終的に補正量Ｙが決
定され、補正量Ｙと前回値Ｒk-1 から燃焼空気量の今回
値Ｒk が導出される。

【００５７】図５において、ＣＯは一酸化炭素濃度、Ｃ
Ｂはクロロベンゼン類の濃度、Ｔfは炉内温度を表す。
また、ＣＯH 、ＣＢH はそれぞれ一酸化炭素、クロロベ
ンゼン類濃度の上限判別値を判別する調整パラメータ、
ＴH 、ＴL は炉内温度の上下限を判別するパラメータで
ある。Ｇ1 、Ｇ2 、Ｇ3 は燃焼空気量の増分、減分量を
与える調整パラメータである。

【００５８】図５を参照して、燃焼空気量の制御につい
て説明する。ステップＳ１では、ＣＢ（クロロベンゼン
類濃度）＞ＣＢH （クロロベンゼン類濃度上限値）の条
件が判定される。この条件を満足する場合はステップＳ
２へ進み、満足しない場合はステップＳ３へ進む。ステ
ップＳ２では、Ｔf （炉内温度）＜ＴL （炉内温度下限
判別値）の条件が判定される。この条件を満足する場合
は、表２のルール１に従ってＹをＨ1 に設定する。満足
しない場合は、Ｙを０に設定する。ステップＳ３では、
ＣＯ（一酸化炭素濃度）＞ＣＯH （一酸化炭素濃度上限
値）の条件が判定され、この条件を満足する場合はステ
ップＳ４へ進み、満足しない場合はステップＳ５へ進
む。ステップＳ４では、Ｔf （炉内温度）＜ＴL （炉内
温度下限判別値）の条件が判定される。この条件を満足
する場合は、表２のルール２に従ってＹをＨ2 に設定す
る。満足しない場合は、Ｙを０に設定する。ステップＳ
５では、Ｔf （炉内温度）＞ＴH （炉内温度上限判別
値）の条件が判定される。この条件を満足する場合は、
表２のルール３に従ってＹをＨ3 に設定する。満足しな
い場合は、Ｙを０に設定する。

【００５９】上記により、補正量Ｙが決定され、補正量
Ｙと前回値Ｒk-1 から水噴霧量の今回値Ｒk が下記の演
算式により導出される。

【００６０】Ｒk ＝Ｒk-1 ＋Ｙ以上の結果、燃焼炉１３
のダイオキシン類の発生を抑制するために最適な水噴霧
量ＲK が得られる。

【００６１】上述のように本発明の実施形態にかかるご
み焼却装置１は、ＣＯの発生量を測定するＣＯ測定手段
１１、少なくとも１種のクロロベンゼン類の発生量を測
定するＣＢ測定手段１２、Ｏ2 の発生量を測定するＯ2
測定手段１０１、および／または炉内温度を測定する炉
内温度測定手段１０２を備え、これらの測定手段１１、
１２、１０１、１０２からの発生量データに基づいて、
ごみ供給量および／または燃焼空気量のようなごみの燃
焼性に相関を有する因子の過不足を判定し制御信号を発
生する演算部１３を具備する。これにより、演算部１３
が発生した制御信号に基づいて、ごみ供給量調節手段１
４および／または燃焼空気量調節手段１５が、ごみ供給
量および／または燃焼空気量を変更し、ＣＯおよびクロ
ロベンゼン類の発生量の少ない最適値に維持する。この
結果、燃焼炉１０でのダイオキシン類の発生の抑制が図
られる。また、焼却炉１０に炉温調節の為の水噴霧量調
整手段１６がある場合には、水噴霧量の過不足を判定し
て制御信号を発生することもできる。

【００６２】また、ＣＢ測定手段１２を、図２および図
３を参照して説明したように、少なくとも分離カラム４
２の入側端部４２ａ近傍を冷却可能としたので、当該部
分を０℃以下に冷却した後に排ガス試料２２を注入し、
次いで恒温槽４１内を昇温させることにより、排ガス試
料２２を分離カラム４２の入側端部で一旦保持（滞留）
させた後、分離カラム４２で分離させることができる。
これにより、従来のクロマトグラフ装置と異なり、排ガ
ス試料２２の注入に多少時間がかかってもその影響によ
りクロロベンゼン類のピーク幅が広がりかつピーク高さ
が低くなることを防止できる。従って、少量の排ガス試
料２２でかつ高い測定頻度でクロロベンゼン類の測定が
可能になる。この結果、より適切な燃焼制御が可能にな
り、ダイオキシン類の低減効果が向上する。また、排ガ
ス試料２２に分離カラムを損傷する物質が含まれていて
も、排ガス試料２２が少量ですむため分離カラム４２の
劣化、すなわち分離性能低下を防止でき、ひいては寿命
を延長させることができる。

【００６３】さらに、検出器４８に、クロロベンゼン類
に対して高感度な電子捕獲型検出器またはヘリウムイオ
ン化型検出器を用いることにより、より一層高感度で排
ガス試料２２中のクロロベンゼン類の測定が可能とな
り、より一層適切な燃焼制御が可能になり、ダイオキシ
ン類の低減効果が向上する。

【００６４】また、本発明の実施形態にかかるごみ焼却
方法は、ごみ焼却装置１の焼却炉１０内での一酸化炭素
および少なくとも１種のクロロベンゼン類の発生量と前
記酸素の存在量および／または炉内温度を測定し、発生
量データに基づいてごみ供給量および／または燃焼空気
量を調整する。また、水噴霧機構が焼却炉にある場合に
は水噴霧量を調整することも可能である。これにより、
焼却炉１０へのごみ供給量および／または燃焼空気量、
水噴霧量がクロロベンゼン類の発生量がきわめて少ない
適正値に維持され、この結果、ごみ焼却装置１でのダイ
オキシン類の発生をより抑制できる。

【００６５】また、クロロベンゼン類の発生量の測定
に、上述の分離カラム４２の入側端部４２ａ近傍を冷却
可能な冷却手段を備えたガスクロマトグラフ装置４０を
用い、当該部分を０℃以下に冷却した後に排ガス試料２
２を注入し、次いで恒温槽４１内を昇温させることによ
り、排ガス試料２２を分離カラム４２の入側端部で一旦
保持（滞留）させた後、分離カラム４２で分離させる。
これにより、既に説明したように、少量の排ガス試料２
２中のクロロベンゼン類を高い測定頻度で測定できるた
め、より適切な燃焼制御が可能となり、ダイオキシン類
の発生をより一層低減できる。

【００６６】さらに、検出器４８にクロロベンゼン類に
対して高感度な電子捕獲型検出器またはヘリウムイオン
化型検出器を用いてクロロベンゼン類の測定を行うこと
により、クロロベンゼン類をより高感度で測定できるた
め、極めて適切な燃焼制御が可能となり、ダイオキシン
類の発生を大幅に低減できる。

【００６７】

【実施例】試験１ まず、ダイオキシン類代替指標としてのモノクロロベン
ゼンを、図２および図３に示すような冷却手段を備えた
ＣＢ測定手段１２を用いて測定した試験結果を説明す
る。

【００６８】ここで使用したＣＢ測定手段１２は、図３
に示すように、恒温槽４１内に設置した分離カラム４２
の入側端部４２ａから１００ｍｍの範囲内を冷却できる
ようにチューブ４３を設けた。また、検出器４８には、
電子捕獲型検出器（バルコ社製のパルス放電型検出器）
を用いた。また、ループ管３０には、容量５ｍｌのチュ
ーブを用いた。

【００６９】排ガス試料の採取位置は、ごみ焼却装置の
集塵器（バグフイルタ）の出口とした。採取した排ガス
試料は、上述のように５ｍｌのループ管３０を用いた注
入機構によってガスクロマトグラフ装置４０に注入し
た。この注入に先だってガスクロマトグラフ装置４０の
恒温槽４１を初期設定温度（６０℃）に設定し、かつ、
冷却ガスをチューブ４３内に供給して分離カラム４２の
入側端部４２ａ近傍だけを−３０℃とした。この状態を
注入後約２分間まで保持した。その後、冷却ガスの供給
を停止し、１２℃／分の割合で恒温槽４１内を１２０℃
まで昇温した。なお、このときのキャリアガスとしては
へリウムを２ｍｌ／分で流した。その後、恒温槽４１内
を初期設定温度まで戻した。

【００７０】以上のような操作の結果、得られたガスク
ロマトグラムの一例を図６に示す。

【００７１】モノクロロベンゼンのピーク７２は注入後
約７分の位置にあり、初期設定温度への降温を含めても
１０分以内の計測が可能なことが判る。なお、ピーク７
１は窒素に対応するピークである。

【００７２】試験２ 以下、本発明のごみ焼却装置を用いたごみ焼却処理にお
けるダイオキシン類の低減の効果を確認するために行っ
た試験について説明する。

【００７３】図７は、この実施例で用いたストーカー式
のごみ焼却装置の燃焼室周辺の概略構造を示す概略図で
ある。このごみ焼却装置５０は、燃焼室５１を具備す
る。燃焼室５１の入口側には、ごみ投入ホッパー５２に
て投入されたごみを火格子に供給する、給塵プッシャ１
２０と、プッシャにて送られたごみを順次揺動させて焼
却させるための火格子５３が設けられている。火格子５
３には、任意の速度で火格子上のごみを供給できる、火
格子速度調整器５３a がある。燃焼空気の供給源として
は、１次燃焼空気供給部５５および１次燃焼空気量調整
器５５ａと、２次燃焼空気供給部５８および２次燃焼空
気量調整器５８ａとが設けられている。１次燃焼空気供
給部５５および１次燃焼空気量調整器５５ａは、燃焼室
５１内の４箇所に分割された風箱５４を介して、１次燃
焼空気を火格子５３上へ供給する。

【００７４】２次燃焼空気供給部５８および２次燃焼空
気量調整器５８ａは、各火格子５３の上方および中間天
井５７で区分けされた燃焼室５１内の空間領域に２次燃
焼空気を供給する。燃焼室５１の出口側には、ボイラー
５９が連設されている。このボイラー５９の後段には、
ガス冷却塔（図示せず）および集塵器（バグフィルタ）
（図示せず）が順次設けられている。

【００７５】上記ごみ焼却装置５０には、燃焼室５１で
発生したＣＯを測定するＣＯ測定装置６０と、モノクロ
ロベンゼンを測定するＣＢ測定装置６１と、Ｏ2 を測定
するＯ2 測定装置１１０とが取り付けられている。ＣＯ
測定装置６０、ＣＢ測定装置６１、Ｏ2 測定装置１１０
には演算部６２が電気的に接続され、各測定装置６０、
６１、１１０からの測定データ信号が伝達されるように
構成されている。この演算部６２にはごみ供給量の調整
手段である火格子速度調整器５３ａと、燃焼空気量の調
整手段である２次燃焼空気量調整器５８ａとが電気的に
接続され、演算部６２からの制御信号が伝達可能に構成
されている。

【００７６】ここで、ＣＯ測定装置６０には非分散赤外
線吸収法を基本原理としている富士電機（株）製の赤外
線ガス分析装置（形式：ＺＳＰ）を用いた。

【００７７】また、ＣＢ測定装置６１には、図２および
図３に示すＣＢ測定手段１２を使用した。このＣＢ測定
装置６１では、図３に示すように、恒温槽４１内に設置
した分離カラム４２の入側端部４２ａから１００ｍｍの
範囲内を冷却できるように、チューブ４３を設けた。ま
た、検出器４８には、電子捕獲型検出器（バルコ社製の
パルス放電型検出器）を用いた。また、ループ管３０に
は、容量５ｍｌのチューブを用いた。

【００７８】上述のような図７に示したごみ焼却装置５
０において、ＣＯ測定装置６０からのＣＯの検出信号、
Ｏ2 測定装置１１０からのＯ2 検出信号を１回／１０秒
間の割で、ＣＢ測定装置６１からのモノクロロベンゼン
の検出信号を１回／１０分間の割で受け取り、演算部６
２では前述の表１にて示した制御ルールによる演算方法
にて演算を行い、ＣＯ、ＣＢの発生量が少なくなるよう
に、ごみ供給量として火格子速度を、燃焼空気量として
２次燃焼空気量を調整させて燃焼を行った。このときの
操業の模様を図８に示すが、集塵器の下流に設けた酸素
濃度計による酸素の変動は５．５〜７．５％であった。
この操業状態下において、１９０〜２１０℃で運転して
いる集塵器の出口側にあるサンプリング孔から２時間の
間、米国ＥＰＡ法に準拠した方法で排ガスのサンプリン
グを行った。得られたサンプルを、ダイオキシン類につ
いて通常採用されている分析方法（マニュアル分析によ
る濃縮・クリーンアップと高性能ガスクロマトグラフ−
質量分析計による定量を基本とするもの）で分析して、
ダイオキシン類の量（毒性換算濃度（ｎｇ−ＴＥＱ／Ｎ
ｍ3 ））を求めた。結果を表３に示す。

【００７９】

【表３】

【００８０】比較例 実施例と同一のごみ焼却装置５０で、ＣＢ測定装置６１
からの検出信号を受け取らず、ＣＯ測定装置６０のみか
ら検出信号を受け取り、実施例と同様にファジィ制御に
基づく燃焼制御によってＣＯ発生が少なくなるように、
ごみ供給速度および燃焼空気量を変化させて燃焼を行っ
た。このときの操業を図８に示す。酸素濃度の変動は、
実施例と若干異なり、４．６〜６．６％であった。この
状態で、実施例と同様に排ガスサンプリングを行い、ダ
イオキシン類の定量をした。結果を表３に示す。

【００８１】表３から明らかなように、実施例のごみ焼
却装置５０におけるダイオキシン類の発生抑制方法によ
れば、比較例に比べてダイオキシン類濃度をさらに低減
することができた。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のごみ焼却
装置は、一酸化炭素測定手段と、クロロベンゼン類測定
手段と、酸素測定手段および／または炉内温度測定手段
とを具備すると共に、これらで測定された一酸化炭素、
少なくとも１種のクロロベンゼン類の発生量と、酸素濃
度および／または炉内温度の発生量に基づいて、ごみ供
給量および／または燃焼空気量を決定し、調整する演算
部並びに供給量調整手段を備えている。これにより、Ｃ
Ｏ発生量に加えて、ダイオキシン類と化学構造が類似し
生成挙動が似ているクロロベンゼン類の発生量を測定
し、この発生量が少なくなるような燃焼制御を行うの
で、ダイオキシン類の発生がきわめて少ないごみ焼却装
置を提供できる。

【００８３】また、本発明のごみ焼却方法は、ごみ焼却
装置の燃焼炉内での一酸化炭素および少なくとも１種の
クロロベンゼン類の発生量と、酸素濃度および／または
炉内温度の発生量とを測定し、これらの発生量のデータ
に基づいて燃焼炉へのごみ供給量および／または前記燃
焼炉に供給する燃焼空気量の過不足を判定し、ごみ供給
量および／または燃焼空気量を調整する。これにより、
ＣＯ発生量に加えて、ダイオキシン類と化学構造が類似
し生成挙動が似ているクロロベンゼン類の発生量を測定
し、この発生量が少なくなるような燃焼制御を行うの
で、ダイオキシン類の発生を大幅に抑制することが可能
である。

【００８４】また、ごみ焼却装置からの排ガス中のガス
成分測定装置は、分離カラムの少なくとも入側端部近傍
を冷却する冷却手段を具備するので、分離カラムへの排
ガス試料の注入前に当該入側端部近傍を冷却し、その後
恒温槽内を昇温して、排ガス試料中の化合物を分離する
ことができる。これにより、実際のガス試料の導入に要
した時間の影響が除去され、カラムで分離された化合物
が検出器に到達する時間の幅の拡がりが減じられ、少量
の排ガス試料でかつ高い測定頻度で排ガス中のガス成分
を測定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のごみ焼却装置の一実施形態を示す概略
図。

【図２】図１に示すごみ焼却装置のクロロベンゼン類測
定手段の一例を示す構成図。

【図３】図２に示すクロロベンゼン類測定手段のクロマ
トグラフ装置の一例を示す概略図。

【図４】本発明のごみ焼却方法における制御方法のフロ
ーチャートの一例を示す図。

【図５】本発明のごみ焼却方法における制御方法のフロ
ーチャートの他の例を示す図。

【図６】本発明の実施例でクロロベンゼン類測定装置で
得られた分析結果を示す図。

【図７】本発明の実施例で用いたストーカー式のごみ焼
却装置の燃焼室周辺の概略構造を示す概略図。

【図８】本発明の実施例および比較例で得られた焼却排
ガスの酸素濃度に対するクロロベンゼン類の濃度または
ＣＯ濃度の変化を示す特性図。

【符号の説明】

１…ごみ焼却装置 １０…燃焼炉 １１…ＣＯ測定手段 １２…ＣＢ測定手段 １３…演算部 １４…ごみ供給量調整手段 １５…燃焼空気量調整手段 １６…水噴霧手段 ２１…除塵器 ２３、２５、２７、２９、４６、４７…ライン ２４…六方バルブ ２６…吸引ポンプ ３０…ループ管 ４０…ガスクロマトグラフ装置 ４１…恒温槽 ４２…分離カラム ４３…チューブ ４４…冷却ガス供給パイプ ４５…冷却ガス供給源 ４８…検出器 ４９…データ処理装置 ５０…ごみ焼却装置 ５１…燃焼室 ５２…ごみ投入ホッパー ５３…火格子 ５４…風箱 ５５…１次空気供給部 ５７…中間天井 ５８…２次空気供給部 ５９…ボイラー ６０…ＣＯ測定装置 ６１…ＣＢ測定装置 ６２…演算部 １０１…Ｏ2 測定手段 １０２…炉内温度測定手段 １１０…Ｏ2 測定装置 ＣＢ…クロロベンゼン類濃度 ＣＢH …クロロベンゼン類濃度の上限判別値を判別する
調整パラメータ ＣＯ…一酸化炭素濃度 ＣＯH …一酸化炭素濃度の上限判別値を判別する調整パ
ラメータ Ｏ2 …酸素濃度 ＯHL…Ｏ2 濃度の高低を判別するパラメータ Ｗ…燃焼空気量に対する補正量 Ｇ1 、Ｇ2 、Ｇ3 、Ｇ4 、Ｇ5 …燃焼空気量の増分、減
分量を与える調整パラメータ Ｔf …燃焼炉内温度 ＴH …炉内温度の上限を判別するパラメータ ＴL …炉内温度の下限を判別するパラメータ Ｙ…水噴霧量に対する補正量 Ｈ1 、Ｈ2 、Ｈ3 …水噴霧量の増分、減分量を与える調
整パラメータ

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） Ｆ２３Ｇ 5/00 ＺＡＢ Ｆ２３Ｇ 5/00 ＺＡＢＢ Ｇ０１Ｎ 30/70 Ｇ０１Ｎ 30/70 30/86 30/86 Ｇ 30/88 30/88 Ｃ 33/00 33/00 Ｄ (72)発明者 近藤 隆明 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 (72)発明者 藤井 聡 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 (72)発明者 黒田 学 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

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部で燃焼空気中にてごみを燃焼させる
   燃焼炉と、 前記燃焼炉内での一酸化炭素の発生量を測定する一酸化
   炭素測定手段と、 前記燃焼炉内での少なくとも１種のクロロベンゼン類の
   発生量を測定するクロロベンゼン類測定手段と、 前記一酸化炭素測定手段および前記クロロベンゼン類測
   定手段が測定した前記一酸化炭素および少なくとも１種
   の前記クロロベンゼン類の発生量に基づいて、前記燃焼
   炉へのごみ供給量および／または燃焼空気量の過不足を
   判定して制御信号を発生する演算部と、 前記制御信号に従って前記ごみ供給量および／または前
   記燃焼空気量を調整する供給量調整手段とを具備するこ
   とを特徴とするダイオキシン類の発生を抑制したごみ焼
   却装置。
2. 【請求項２】 前記燃焼炉内での酸素濃度を測定する酸
   素測定手段および／または前記燃焼炉の炉内温度を測定
   する炉内温度測定手段をさらに具備し、前記演算部にお
   いて、前記一酸化炭素測定手段および前記クロロベンゼ
   ン類測定手段が測定した前記一酸化炭素および少なくと
   も１種の前記クロロベンゼン類の発生量と、さらに前記
   酸素測定手段が測定した前記酸素濃度および／または前
   記炉内温度測定手段が測定した前記炉内温度のデータと
   に基づいて、前記燃焼炉への前記ごみ供給量および／ま
   たは燃焼空気量の過不足を判定して制御信号を発生する
   ことを特徴とする請求項１記載のダイオキシン類の発生
   を抑制したごみ焼却装置。
3. 【請求項３】 前記クロロベンゼン類測定手段が、分離
   カラムと前記分離カラムを収容する恒温槽と前記分離カ
   ラムの少なくとも入側端部近傍を冷却する冷却手段とを
   具備するガスクロマトグラフ装置と、前記ガスクロマト
   グラフ装置から流出するガス中の化合物を検出して検出
   信号を出力する検出器と、前記検出器から出力された検
   出信号を処理してクロマトグラムを得るデータ処理装置
   とで構成されていることを特徴とする請求項１記載のダ
   イオキシン類の発生を抑制したごみ焼却装置。
4. 【請求項４】 前記検出器が電子捕獲型検出器またはヘ
   リウムイオン化型検出器であることを特徴とする請求項
   ３記載のダイオキシン類の発生を抑制したごみ焼却装
   置。
5. 【請求項５】 燃焼炉内部で燃焼空気中にてごみを燃焼
   させるごみ焼却方法であって、 前記燃焼炉内での一酸化炭素および少なくとも１種の前
   記クロロベンゼン類の発生量を測定する工程と、 前記一酸化炭素および少なくとも１種の前記クロロベン
   ゼン類の発生量のデータに基づいて前記燃焼炉へのごみ
   供給量および／または前記燃焼炉に供給する燃焼空気量
   の過不足を判定する工程と、 前記ごみ供給量および／または前記燃焼空気量の過不足
   についての判定に基づいて、前記燃焼炉内での前記一酸
   化炭素および少なくとも１種の前記クロロベンゼン類の
   発生量が低下するように前記ごみ供給量および／または
   燃焼空気量を調整する工程とを具備することを特徴とす
   るダイオキシン類の発生を抑制したごみ焼却方法。
6. 【請求項６】 前記測定工程において、前記燃焼炉内で
   の前記一酸化炭素および少なくとも１種の前記クロロベ
   ンゼン類の発生量とともに、さらに前記燃焼炉内での酸
   素濃度および／または前記燃焼炉の炉内温度を測定し、 前記判定工程において、前記一酸化炭素および少なくと
   も１種の前記クロロベンゼン類の発生量のデータと、前
   記酸素濃度および／または前記炉内温度の測定データと
   に基づいて、前記燃焼炉へのごみ供給量および／または
   前記燃焼炉に供給する燃焼空気量の過不足を判定するこ
   とを特徴とする請求項５記載のダイオキシン類の発生を
   抑制したごみ焼却方法。
7. 【請求項７】 前記一酸化炭素および／または少なくと
   も１種の前記クロロベンゼン類の発生量の測定データに
   基づいて前記燃焼炉への水噴霧量の過不足を判定する工
   程と、前記水噴霧量の過不足の判定に基づいて前記燃焼
   炉内での前記一酸化炭素および／または少なくとも１種
   の前記クロロベンゼン類の発生量が低下するように前記
   水噴霧量を調整する工程とをさらに具備することを特徴
   とする請求項５記載のダイオキシン類の発生を抑制した
   ごみ焼却方法。
8. 【請求項８】 前記判定工程において、前記一酸化炭素
   および／または少なくとも１種の前記クロロベンゼン類
   の発生量の測定データと、さらに前記燃焼炉の炉内温度
   とに基づいて前記燃焼炉への水噴霧量の過不足を判定す
   ることを特徴とする請求項５記載のダイオキシン類の発
   生を抑制したごみ焼却方法。
9. 【請求項９】 前記燃焼炉内での少なくとも１種の前記
   クロロベンゼン類の発生量の測定を、前記燃焼炉からの
   排ガス試料中に含まれる少なくとも１種の前記クロロベ
   ンゼン類の量をクロロベンゼン類測定手段によって測定
   することで行い、 前記クロロベンゼン類測定手段は、分離カラムと前記分
   離カラムを収容する恒温槽とを具備するガスクロマトグ
   ラフ装置と、前記ガスクロマトグラフ装置から流出する
   ガス中の化合物を検出して検出信号を出力する検出器
   と、前記検出器から出力された検出信号を処理してクロ
   マトグラムを得るデータ処理装置とで構成されており、 前記測定は、前記排ガス試料を前記ガスクロマトグラフ
   装置へ注入する前に前記分離カラムの少なくとも入側端
   部近傍を０℃以下に冷却し、前記排ガス試料を前記ガス
   クロマトグラフ装置へ注入した後に前記恒温槽内を昇温
   することを含むことを特徴とする請求項５または６記載
   のダイオキシン類の発生を抑制したごみ焼却方法。
10. 【請求項１０】 測定用ガスを注入するための分離カラ
    ムと前記分離カラムを収容する恒温槽と前記分離カラム
    の少なくとも入側端部近傍を冷却する冷却手段とを具備
    するガスクロマトグラフ装置、 前記ガスクロマトグラフ装置から流出するガス中の成分
    を検出して検出信号を出力する検出器、および、 前記検出器から出力された検出信号を処理してクロマト
    グラムを得るデータ処理装置を具備することを特徴とす
    るガス成分測定装置。
11. 【請求項１１】 前記冷却手段が、前記分離カラムの入
    側端部近傍を取り囲むように配置された管状体および前
    記管状体と前記分離カラムとの間に冷却ガスを供給する
    冷却ガス供給手段を具備することを特徴とする請求項１
    ０記載のガス成分測定装置。