JP2002181319A

JP2002181319A - ガス化溶融装置及び方法

Info

Publication number: JP2002181319A
Application number: JP2000376093A
Authority: JP
Inventors: Naoki Fujiwara; 直機藤原; Manabu Yamamoto; 学山本; Noriyuki Oyatsu; 紀之大谷津; Toru Senju; 透千手
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2000-12-11
Filing date: 2000-12-11
Publication date: 2002-06-26
Anticipated expiration: 2020-12-11
Also published as: JP4096509B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ごみのガス化溶融装置において、不必要な油
助燃を避け、かつスラグ排出部の固化閉塞によるプラン
ト稼動率の低下を避ける。【解決手段】ごみをガス化する流動層ガス化炉６と、
この流動層ガス化炉６で生成された可燃性ガス、チャー
及びタールを燃焼させて灰をスラグ化する溶融炉９と、
を含んでなるガス化溶融装置において、溶融炉９の温度
を検出する温度計３４と、溶融炉９から排出される燃焼
排ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度計３５と、流動
層ガス化炉６出口部の温度を検出する温度計３２と、燃
焼排ガス中の酸素濃度が予め設定された濃度範囲よりも
増加したとき、検出した前記三つの状態値の変化パター
ンに基づいて、投入されるごみの量が減少したのか、ご
み質が低下したのかを判断する制御手段と、を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ごみ処理に用いら
れるガス化溶融装置及び方法に係り、特にごみ質が低下
した場合の燃焼制御に配慮したガス化溶融装置及び方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ごみの減容化とごみ灰の無害化を同時に
実現できるごみのガス化溶融システムが注目されてい
る。従来技術による流動床式ごみガス化溶融システムの
系統構成の例を図２に、その制御フローを図３に、それ
ぞれ示す。

【０００３】図２に示す流動床式ガス化溶融システムは
次ぎのように動作する。ごみは、図示されていない貯蔵
ピットから、給塵ホッパ１に投入され、定量供給機２、
供給シュート５を通じてガス化炉６に供給される。ガス
化炉６に供給されたごみは、配管７を通じて流動層８に
供給された空気と部分酸化反応し、ＣＯ，Ｈ_２などの可
燃性ガス、固体のチャー、及びタールが生成される。未
燃分及び灰を含む固体のチャーは、流動層８内の流動媒
体（通常は砂）の激しい混合攪拌作用により粉砕されて
粉塵となり、可燃性ガス及びタールと共に煙道２７を経
て溶融炉９に送られる。

【０００４】溶融炉９では、配管１０を通じて供給され
た空気と反応して燃焼し、チャー中の灰分は溶融し、ス
ラグ排出装置１１を経て無害なスラグとして排出され
る。溶融炉９で前記燃焼により生成された高温燃焼ガス
は、下流側の二次燃焼室２４に入り、配管２８を通じて
供給された空気と混合して完全燃焼する。その燃焼排ガ
スは煙道１２に介装された熱回収器１３、エアヒータ１
４に順に導入され、冷却される。冷却された燃焼排ガス
は次いで集塵器１５に導入されて脱塵され、清浄な排ガ
スとなって、誘引送風機１６、煙突１７を経て大気に放
出される。

【０００５】以下、上述のごみガス化溶融システムを、
都市ごみに適用した場合について、説明する。都市ごみ
は、基本的に不均質で性状変動が激しい可燃性物質であ
る。

【０００６】都市ごみの焼却あるいはガス化設備は、原
則として、一定負荷運転であり、大型火力発電設備のよ
うな部分負荷運転を行なうことは少ない。また、ごみ質
の変動が大きいことを考慮し、通常、ごみ側の供給能力
には十分な余裕を持たせてあるので、プラント全体のご
み処理量は、排ガス処理設備の容量で制約される。排ガ
ス量と供給空気量はほぼ比例関係にあるので、ごみ処理
量の制約因子は、供給空気量ということになる。したが
ってごみ処理プラントでは、空気の供給量を一定（つま
り排ガス処理設備の容量に相当する空気量）にしてお
き、ごみの質、供給量が変動して空燃比がずれた場合に
は、ごみ供給量を制御して空燃比を所要の値に維持して
いる。配管７を通じて供給される流動化空気は、流動化
状態を一定に保つために、一定の供給量に維持され、特
別なことがない限り変化させることはない。また、溶融
炉９、二次燃焼室２４への空気量も、手動により多少の
調整は行われるが、基本的には変化させずに運転され
る。

【０００７】一方、ごみの供給量は、モータ４で定量供
給機２のスクリュー回転数を一定に維持していても、ご
みの組成、物理的性状が変化すると、変化する。ごみの
供給量が設定値よりも少なくなった場合、系全体の空気
供給量が一定であるため、空気量が相対的に過剰にな
り、溶融炉９出口排ガス中の酸素濃度が増加する。この
とき、図２に示す従来技術では、溶融炉９出口排ガス中
の酸素濃度を酸素濃度計３５で測定し、得られた酸素濃
度に応じて制御器３３でモータ４の回転数を制御してご
み供給量を調節し、溶融炉９出口排ガス中の酸素濃度を
設定値に維持するようになっている。

【０００８】すなわち、溶融炉９出口排ガス中の酸素濃
度の変化からごみ供給量の増減を検出し、検出した酸素
濃度の変化に応じて制御器３３によりモータ４の回転数
を増減制御してごみ供給量を調節し、溶融炉９出口排ガ
ス中の酸素濃度を設定値に維持するという制御が行なわ
れる。図３にこの制御フローを示す。

【０００９】溶融炉９出口排ガス中の酸素濃度の増加は
余剰空気量の増加を意味し、これを放置しておくと、余
剰空気の希釈効果により溶融炉温度が低下し、灰の固
化、スラグ排出装置１１の閉塞を招く。逆に、溶融炉９
出口排ガス中の酸素濃度の低下は空気量の不足を意味
し、これを放置しておくと、不完全燃焼により溶融炉温
度が低下し、灰の固化、スラグ排出装置１１の閉塞を招
くと共に、ＣＯ，すす等の未燃分の増加を来たす。した
がって、溶融炉での排ガス酸素濃度制御（空燃比制御）
は非常に重要である。

【００１０】溶融炉９出口排ガス中の酸素濃度変化は、
ごみ質の低下によっても生じる。例えばごみ中の水分あ
るいは灰分が増加、すなわち可燃分が減少すると、ごみ
供給量が一定に保たれたとしても、炉に供給される可燃
分の量が減少するため空気が過剰となり、あたかもごみ
の供給量が減少したかのような挙動、すなわち、溶融炉
９出口排ガス中の酸素濃度の増加、溶融炉温度低下が生
じる。このような場合、図３に示した従来技術では、ご
み質の低下とごみ供給量の減少を区別して認識できない
ため、単純にごみ量を増やす制御を行なうことになる。

【００１１】しかし、ごみ質が低下し、ごみの発熱量が
自己熱溶融限界以下となった場合には、如何にごみ量を
増やしたとしても溶融温度を維持できず、溶融炉内の灰
が固化し、スラグ排出部が閉塞してしまう。この対策と
して、図３に示すように、溶融炉温度“低”で溶融炉に
油の助燃を行なうようになっている。

【００１２】ごみのガス化溶融では、溶融炉の温度が過
上昇することはまず考えられないので、過上昇に対して
は、警報を発する程度にとどめている。

【００１３】ガス化炉の温度が設定温度よりも低くなる
のは、ごみの詰まり等によるごみ供給の中断、ごみ質の
低下の場合であり、ガス化炉の温度が設定温度よりも高
くなりすぎるのは、ガス化炉のシール装置故障による洩
れ込み空気の増加など設備異常が原因である場合が多
い。このガス化炉温度異常に対しては、炉内温度の
“高”、“低”の警報で対応している。

【００１４】以上述べたように、従来技術では、溶融炉
温度異常に対しては、“油助燃”、“温度高の警報”
で、ガス化炉温度異常に対しては、温度の“高”、
“低”の警報で、溶融炉排ガス酸素濃度の高低に対して
は、“ごみ供給量の増減”で、それぞれ独立に対応して
いる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】溶融炉内の温度は約１
４００℃もの高温であり、かつ非常に腐食性の高いＨＣ
Ｌガスの濃度が数千ｐｐｍに達している。このような過
酷な環境下で温度を安定して測定できる温度センサとし
て光温度計があるが、のぞき窓の汚れ、安定性の面で実
用的でない。安価で信頼性の高い検出端として熱電対が
多く使用されているが、これをそのまま炉内ガスに接触
させると、高温と腐食性ガスにより数週間で使用不能と
なる。このため、通常は、溶融炉の内壁に数十ミリメー
トルの深さに埋めこんで腐食性ガスに触れないようにし
て、溶融炉内温度を間接的に測定している。しかし溶融
炉の内壁はわずかにではあるが、高温のスラグで徐々に
侵食され続けており、熱電対の先端と炉内との距離が徐
々に小さくなってくる。

【００１６】したがって、例え炉内温度が一定であって
も、熱電対で検出される温度は、徐々に高温側にずれて
くる。すなわち実際に炉内温度が低下していても“温度
が一定である”という誤った信号を発することになり、
温度“低”に対する警報という観点からみると非常に危
険である。さらに、検出端がガス温度を直接測定してい
るのではなく、炉の内壁の耐火材の温度を測定している
ため、溶融炉内のガス温度の変化に対する追従が遅い。
つまり、現時点では、検出される溶融炉の内部温度の信
頼性は、十分ではなかった。

【００１７】このため、図３に示した制御フローで、
“溶融炉温度低”が検知されたとき、無条件かつ自動的
に“油助燃”に進む場合は少なく、運転員がスラグの溶
融、排出状態を観察、確認後に運転員の判断で油助燃を
行なっていた。要するに、完全に自動化、機械化するの
は困難であった。

【００１８】このように、制御のサイクルに人間が介在
するため、“溶融炉温度低”の信号と“スラグの溶融状
態の観察結果”をどのように判断するかには、装置運転
者の個人差が生ずるのを避けられない。

【００１９】また、油助燃のための灯油あるいは重油バ
ーナの噴射ノズル、保炎板は、１３００〜１４００℃に
も達する溶融炉内の輻射熱を受けて損傷するのを防止す
るため、油を燃焼していないときは炉から抜き出し、少
量の冷却空気を流すようになっている。したがって、灯
油あるいは重油バーナを再点火するには、バーナノズ
ル、保炎板の挿入、エアパージなどの点火前準備作業に
十数分を要する。すなわち、油を助燃するか否かの決定
は迅速になされる必要があり、運転員が判断に迷うなど
すると、油の助燃が手遅れとなる惧れがある。

【００２０】溶融炉温度の低下の原因が“ごみ量の低
下”であれば油の助燃は不要であるが、“ごみ質の低
下”が原因であれば、一刻も早く油助燃の操作に入る必
要がある。図３に示した制御フローでは、この判断が難
しいため、不必要に油の助燃を多用したり、逆に油の助
燃が手遅れになり、スラグ排出部が固化閉塞してプラン
トの停止に至る場合が多かった。灰の固化によってスラ
グ排出孔が閉塞すると、プラントを全面停止して炉を冷
却し、削岩機、ハンマーなどによるスラグ除去作業を行
なうことになる。こうなると、炉の冷却だけでも数日間
を要し、プラント稼動率の大幅な低下を招くし、油助燃
の多用は運転経費の上昇を来たす。

【００２１】本発明の課題は、不必要な油助燃を避け、
かつスラグ排出部の固化閉塞によるプラント稼動率の低
下を避けるにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は、溶融炉の温
度、溶融炉から排出される燃焼排ガス中の酸素濃度、及
び流動層ガス化炉出口部の温度を検出し、燃焼排ガス中
の酸素濃度が予め設定された濃度範囲よりも増加したと
き、検出した前記三つの状態値の変化パターンに基づい
て、投入される可燃性物質の量が減少したのか、投入さ
れる可燃性物質の発熱量、つまりごみ質が低下したのか
を判断することを特徴とする。

【００２３】判断に当っては、予め、ごみ質が低下した
場合の、溶融炉の温度、溶融炉から排出される燃焼排ガ
ス中の酸素濃度、及び流動層ガス化炉出口部の温度の変
化パターンを定めておき、検出した上記三つの状態値の
変化パターンが前記予め定めた変化パターンに合致した
ときに、ごみ質が低下したと判断する。

【００２４】具体的には、燃焼排ガス中の酸素濃度が予
め設定された濃度範囲よりも増加し、かつ流動層ガス化
炉の温度及び溶融炉の温度が低下傾向にあるとき、投入
される可燃性物質の発熱量が低下した、つまりごみ質が
低下したと判断し、前記可燃物よりも発熱量が大きい外
部燃料を流動層ガス化炉、溶融炉の一方もしくは双方に
供給して燃焼させる。

【００２５】前記流動層ガス化炉出口部の温度に代え
て、流動層ガス化炉と溶融炉を接続する煙道内のガス温
度もしくは流動層ガス化炉の流動層の温度を用いるよう
してもよい。溶融炉の温度が予め設定された温度以下に
低下したとき、流動層ガス化炉の温度として、流動層温
度を用いるようにしてもよい。

【００２６】流動層ガス化炉出口部の温度として、流動
層ガス化炉出口部のガス温度を用いてもよいし、溶融炉
の温度及び流動層ガス化炉出口部の温度として、それぞ
れの炉材あるいは各炉の出側に接続された煙道内壁材の
温度を用いるようにしてもよい。

【００２７】単なる焼却炉とガス化溶融炉の違いの一つ
は、焼却炉では炉の温度を約６００℃以上に維持すれば
安定に運転できるのに対し、ガス化溶融炉では、灰を溶
融状態で炉から下方に排出するために、溶融炉の温度を
灰の溶融温度（約１３００℃）以上に絶えず維持しなけ
ればならない点である。すなわち、ガス化溶融炉は焼却
炉と比べて高温運転が必要なため、元々カロリーが低く
断熱状態で燃焼しても灰の溶融温度を得ることができな
いような低カロリーごみは、ガス化溶融システムでの処
理には向いていない。このように極端にカロリーの低い
ごみをガス化溶融システムで処理するためには、灯油あ
るいは重油など高カロリー可燃物の助燃が必要である。

【００２８】図４は、表１に示した性状のごみ（基準ご
み）で、水分量が変化した場合の低位発熱量がどのよう
に変化するかを計算した結果を、実線で示す。

【００２９】

【表１】この場合、水分が約６０％以上になると、助燃なしでは
溶融炉の温度を所要の温度に維持できない、すなわち自
己熱溶融できない低質ごみとなる。

【００３０】図５は、表１に示した基準ごみで設計した
ごみガス化溶融炉で、ごみ量が変化した時のガス化炉出
口温度、溶融炉の温度、溶融炉排ガス中の酸素濃度、を
それぞれ計算した結果を示す。図６は、同じくごみ質が
変化したときの計算結果を示す。

【００３１】図５に示すケースＡあるいはケースＣのよ
うに、ごみ質が一定でごみ量のみが定格値からずれた場
合、ごみ供給量を増減して定格値に戻すことにより、溶
融炉の温度を定格運転範囲（安定溶融域）に戻すことが
できる。しかし、図６に示すように、ごみ量が定格値で
あっても、ごみ質が低下、すなわちケースＢのように、
ごみ中水分が６０％あるいはそれ以上の高水分になった
場合は、ごみ量を１２０ｋｇに増しても溶融炉の温度を
定格運転範囲（安定溶融域）に戻すことができず、ごみ
量を１４０ｋｇに増しても無理である。

【００３２】要するに、水分が多くカロリーが低いごみ
では、空気量、ごみ量の操作では、溶融に必要な高温を
得ることは熱バランス上できないのである。したがっ
て、ごみ質が低下した場合には、灯油などの助燃が不可
欠である。ところが、図５に示したケースＣのようにご
み量が減少した場合でも、図６に示したケースＢのよう
にごみ質が低下した場合でも、共に、溶融炉排ガス中の
酸素濃度増加、溶融炉温度の低下という現象が生じる。
すなわち、溶融炉排ガス中の酸素濃度と溶融炉温度だけ
では、ごみ量が減少したのか、ごみ質が低下したのか、
を判別することができない。

【００３３】しかし、ガス化炉の温度に注目すると、ご
み量減少のケースＣではガス化炉温度は上昇し、ごみ質
低下のケースＢではガス化炉温度が低下している。すな
わち、ケースＣとケースＢでは、ガス化炉温度変化の傾
向が逆である。本発明はこの点に注目してなされたもの
である。

【００３４】すなわち、溶融炉排ガス中の酸素濃度と溶
融炉温度だけではなく、ガス化炉の温度をも加えた３つ
の状態値を組み合わせて評価することにより、ごみ量の
減少とごみ質の低下を区別して検知する。

【００３５】ごみ量が変化したときの状態量の変化を示
す図５ならびにごみ質が変化したときの状態量の変化を
示す図６から、ごみ量、ごみ質が定格条件から外れた場
合の炉の挙動を整理すると、表２に示すように、ケース
Ａから、ケースＤまでの四つのパターンに分類できる。

【００３６】

【表２】ケースＡ，Ｃ，Ｄでは、ごみ量の操作で灰の固化閉塞ト
ラブルを避けることができるが、ケースＢのごみ質低下
に対しては、早期に助燃用のバーナに点火して不足して
いる熱量を補う以外に方策はない。表２に示すように、
溶融炉排ガス中の酸素濃度と溶融炉温度とガス化炉の温
度の挙動を監視して、前記Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのパターンに
当てはめて判断することにより、従来区別できなかった
ごみ量の減少とごみ質の低下を区別して検知し、灯油バ
ーナ点火などの対策を迅速に講じることが可能になる。
この結果、不必要な油の助燃や、灰の固化閉塞によるト
ラブルを回避することができる。

【００３７】要するに、ごみ量減少もごみ質低下も、共
に溶融炉排ガス中の酸素濃度増加と溶融炉温度低下を招
く。しかし、ガス化炉温度の挙動は、ごみ量減少の場合
とごみ質低下の場合とで、異なっている。ガス化炉温度
は、ごみ質低下で低下するが、ごみ量減少の場合は上昇
する。この違いを利用して、ごみ質低下とごみ量減少を
区別して検知することで、ごみ質低下の早期検知と対応
操作が可能となる。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図
１、図７を参照して説明する。図１は本実施の形態に係
るガス化溶融装置の構成を示す系統図である。図示のガ
ス化溶融装置は、流動床式のガス化炉６と、ガス化炉６
の燃焼ガス出側に煙道２７で接続された溶融炉９と、溶
融炉９の排ガス出側に接続された二次燃焼室２４と、二
次燃焼室２４の排ガス出側に接続され、熱回収器１３、
エアヒータ１４、集塵機１５、ダンパー１８、誘引送風
機１６を介装した煙道１２と、煙道１２の下流端に接続
して配置された煙突１７と、ガス化炉６及び溶融炉９に
助燃用の油を供給する油配管系と、ガス化炉６、溶融炉
９及び二次燃焼室２４に空気を供給する空気配管系と、
ガス化炉６にごみを供給するごみ供給系と、これらを制
御する制御系と、を含んで構成されている。

【００３９】ガス化炉６は、ごみの供給口を流動層８の
上方に備え、底部に層内媒体排出機２０を接続してい
る。層内媒体排出機２０の出側にはフルイ２１が接続さ
れ、フルイ２１に細粒排出管２２と粗大物排出管２３が
接続されている。ガス化炉６にはまた、助燃用の油ノズ
ル３６、３７が、流動層位置と流動層の上方に設置さ
れ、流動層の下方には、流動化空気兼燃焼用空気の供給
口となる空気入口が設置されている。

【００４０】溶融炉９は、ほぼ水平に配置された燃焼室
と、燃焼室の下方に配置されたスラグ排出装置１１を備
え、燃焼室の上流側端部（煙道２７の接続部に近い側の
端部）に助燃バーナ２６が設けられている。燃焼室の下
流側端部（煙道２７の接続部から遠い側の端部）に、前
記二次燃焼室２４が接続されている。

【００４１】油配管系は、図示されていない油供給源に
接続された油配管３９と、油配管３９の下流端に接続さ
れた弁４３と、弁４３の出側をそれぞれ弁４４，４５を
介して前記油バーナ３６，３７に接続する油配管３０
と、前記弁４３の上流側の油配管３９を弁４１を介して
前記助燃バーナ２６に接続する油配管２９と、を含んで
構成されている。

【００４２】空気配管系は、送風機１９と、送風機１９
の出側を前記エアヒータ１４の空気入り側に接続する配
管７Ａと、エアヒータ１４の空気出側を弁４６を介して
前記ガス化炉６の空気入口に接続する配管７Ｂと、前記
弁４６上流側の配管７Ｂを、弁４８を介して溶融炉９に
接続する配管１０と、前記弁４６上流側の配管７Ｂを、
弁４２を介して前記助燃バーナ２６に接続する配管３
と、前記弁４６上流側の配管７Ｂを、弁４７を介して二
次燃焼室２４に接続する配管２８と、を含んで構成され
ている。

【００４３】ごみ供給系は、ごみが投入される給塵ホッ
パ１と、給塵ホッパ１の底部に設置されて該ホッパ中の
ごみを送り出す定量供給機２と、定量供給機２を駆動す
るモータ４と、定量供給機２から送り出されたごみを前
記ごみの供給口に送り込む供給シュート５と、を含んで
構成されている。

【００４４】制御系は、流動層８の温度を検出する温度
計３１と、温度計３１に接続された警報器３８と、ガス
化炉６の出口ガス温度を検出するガス化炉温度検出手段
である温度計３２と、溶融炉９の温度を検出する溶融炉
温度検出手段である温度計３４と、溶融炉９の出口ガス
の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段である酸素濃度
計３５と、温度計３２，温度計３４及び酸素濃度計３５
の出力を入力として前記モータ４の回転を制御する制御
手段である制御器３３と、制御器３３の出力を入力とし
て前記弁４１，４２，４３の開度を制御する制御器２５
と、前記温度計３４に接続された警報器４０と、を含ん
で構成されている。

【００４５】以下上記構成の装置の動作を説明する。ご
みは、図示されていない貯蔵ピットから給塵ホッパ１に
投入され、定量供給機２、供給シュート５を経てガス化
炉６に供給される。ガス化炉６に供給されたごみは、配
管７を経て流動層８に供給された空気と部分酸化反応
し、ＣＯ，Ｈ_２などの可燃性ガス、固体のチャー及び少
量のタールが生成される。未燃分及び灰を含む固体のチ
ャーは、流動層８内の流動媒体（通常は砂）の混合攪拌
作用により粉塵となり、この粉塵は、生成された可燃性
ガス及びタールとともに煙道２７を経て溶融炉９に送ら
れる。

【００４６】溶融炉９に送られた粉塵、可燃性ガス及び
タールは、配管１０を通じて供給された空気と反応して
燃焼し、灰分は溶融してスラグ排出装置１１を経て無害
なスラグとして排出される。燃焼により生成された高温
の燃焼ガスは後流の二次燃焼室２４に流入し、配管２８
を経て供給された空気と混合して完全燃焼する。生成さ
れた燃焼排ガスは、煙道１２に導かれ、熱回収器１３、
エアヒータ１４を通過しつつ冷却され、集塵器１５によ
り、集塵されて清浄化される。清浄化された燃焼排ガス
は、誘引送風機１６で誘引され、煙突１７から大気に放
出される。

【００４７】基本的に、ごみの処理設備は、一定負荷で
運転されるのが普通であり、火力発電設備のように部分
負荷で運転されることは少ない。また、ごみ質の変動が
大きいことを考慮し、ごみ供給設備の能力には十分な余
裕を持たせてあるため、通常、ごみ処理量の上限は、排
ガス処理設備の容量で制約される。そして、排ガス量と
供給される空気量はほぼ比例関係にあるので、ごみ処理
量を制約する因子は、供給空気量ということになる。こ
のため、ごみ処理プラントでは、各部へ供給する空気量
は基本的に排ガス処理設備の容量に相当する一定量にし
ておき、ごみ量、ごみ質の変動に応じて、ごみの供給量
を制御して空燃比を維持している。

【００４８】配管７を通じてガス化炉６の流動層８に供
給される流動化空気は、流動層の流動化状態を一定に保
つため、供給量は一定量に維持され、特別な事由がない
かぎり、変化させることなく運転される。

【００４９】本実施の形態の制御フローを図７に示す。
溶融炉温度の“低”つまり設定温度範囲以下の場合に
“油助燃”が指示され、“高”つまり設定温度範囲以上
の場合に“溶融炉温度高”の警報が行なわれる。そし
て、ガス化炉温度が設定温度範囲以上の場合に“高”、
の警報、設定温度範囲以下の場合に“低”の警報を行な
う。溶融炉の排ガス酸素濃度が設定範囲以下の場合、
“ごみ量を減少させること”が指示される。溶融炉の排
ガス酸素濃度が設定範囲以上の場合、ガス化炉温度の履
歴を参照し、ガス化炉温度が上昇傾向にあるか、低下傾
向にあるかによって、処理が決められる。

【００５０】溶融炉の排ガス酸素濃度が設定範囲以上の
場合、“ごみ量減少”あるいは“ごみ質低下”を意味す
るから、ガス化炉温度が上昇傾向もしくは変化なしであ
った場合は、“ごみ量減少”による過剰空気と判断して
ガス化炉へのごみ供給量を増やす処理を行ない、ガス化
炉温度が低下傾向であった場合は、“ごみ質低下”によ
る燃焼不測に伴なう過剰空気と判断して“油助燃”が指
示される。

【００５１】図１に示す実施の形態の場合、制御器３３
は、酸素濃度計３５が出力した溶融炉出口排ガス中の酸
素濃度信号と、温度計３２が出力したガス化炉６の出口
ガス温度信号を受信し、この二つの信号の組合せパター
ンを、内装した記憶装置に格納された表２のデータと照
合する。制御器３３が受信した信号の組合せが表２のケ
ースＡ，Ｃ，Ｄであると判断したら、排ガス酸素濃度の
増減に応じてモータ４の回転数を増減させ、ごみ供給量
を増減する。受信した信号の組合せが表２のケースＢで
あると制御器３３が判断した場合は、制御器２５に対し
て油の助燃を指示する信号を出力する。

【００５２】制御器３３から油助燃開始の信号を受けた
制御器２５は、弁４１，弁４２、弁４３を操作し、溶融
炉９、ガス化炉６の一方あるいは双方での油の助燃を行
なう。油助燃の目的は、ごみ質低下に起因する発生熱量
不足を補うための、系に対する外部からの熱の供給であ
り、油助燃による熱の供給は、溶融炉９に対して行なっ
ても、ガス化炉６に対して行なっても、同様な効果を得
ることができる。

【００５３】先に述べたように、何らかの原因で溶融炉
９の温度が低下し、設定温度範囲以下になった場合に
も、制御器３３は、制御器２５に対して、油の助燃を指
示する信号を出力する。

【００５４】本実施の形態によれば、上述のように、溶
融炉出口排ガス中の酸素濃度信号と、ガス化炉６の出口
ガス温度に基づいて、ごみ質低下をごみ量減少と区別し
て認識し、ごみ質低下に早期に対応することができるか
ら、灰の固化による閉塞トラブルを少なくできる。ま
た、不必要な油の助燃を防止でき、運転経費を削減でき
る。

【００５５】前記実施の形態では、ガス化炉６の空塔部
（出口部）の温度（温度計３２の出力信号）を制御器３
３の入力として用いたが、この温度と同様な挙動を示す
ガス化炉６の流動層８の温度、あるいはガス化炉６の煙
道２７を流れるガスの温度を、温度計３２の出力信号の
代わりに用いても、同等な効果が得られる。溶融炉の温
度が予め設定された温度以下に低下したとき、流動層ガ
ス化炉の温度として、流動層温度を用いるようにしても
よい。

【００５６】流動層ガス化炉出口部の温度として、流動
層ガス化炉出口部のガス温度を用いてもよいし、溶融炉
の温度及び流動層ガス化炉出口部の温度として、それぞ
れの炉材あるいは各炉の出側に接続された煙道内壁材の
温度を用いるようにしてもよい。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、不必要な油の助燃の防
止、並びに、溶融炉での灰の固化閉塞トラブル低減が可
能になり、運転経費を削減する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るガス化溶融装置を示
す系統図である。

【図２】従来技術の例を示す系統図である。

【図３】図２に示す装置における制御フローの例を示す
概念図である。

【図４】ごみ中の水分と発熱量の関係を示すグラフであ
る。

【図５】ごみガス化溶融システムにおいて、供給される
ごみ量が定格値から変化した時の、ガス化炉、溶融炉の
挙動を示すグラフである。

【図６】ごみガス化溶融システムにおいて、供給される
ごみ中の水分量が定格値から変化した時の、ガス化炉、
溶融炉の挙動を示すグラフである。

【図７】図１に示す実施の形態における制御フローの例
を示す概念図である。

【符号の説明】

１給塵ホッパ２定量供給機３配管４モータ５供給シュート６ガス化炉７Ａ，７Ｂ配管８流動層９溶融炉１０配管１１スラグ排出装置１２煙道１３熱回収器１４エアヒータ１５集塵器１６誘引送風機１７煙突１８ダンパー１９送風機２０層内媒体排出機２１フルイ２２細粒排出管２３粗大物排出管２４二次燃焼室２５制御器２６助燃バーナ２７煙道２８配管２９、３０油配管３１、３２温度計３３制御器３４温度計３５酸素濃度計３６、３７油ノズル３８警報器３９油配管４０警報器４１〜４８弁

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ１０Ｊ 3/00 ＫＣ１０Ｊ 3/00 3/54 Ｋ 3/54 Ｅ 3/57 Ｅ 3/57 ＧＣＢＦ２３Ｇ 5/00 ＺＡＢＦ２３Ｇ 5/00 ＺＡＢ１１５Ｚ１１５ 5/027 ＺＡＢＢ 5/027 ＺＡＢ 5/14 ＺＡＢＦ 5/14 ＺＡＢＢ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｋ (72)発明者大谷津紀之広島県呉市宝町３番36号バブコック日立株式会社呉研究所内 (72)発明者千手透広島県呉市宝町６番９号バブコック日立株式会社呉事業所内Ｆターム(参考） 3K061 AA11 AA23 AB02 AB03 AC01 BA03 CA01 DA18 DA19 EA01 EB08 EB11 EB15 3K062 AA11 AA23 AB02 AB03 AC01 AC19 BA02 CB03 CB06 CB08 CB09 DA01 DA22 DA32 DA36 DB01 DB12 3K078 AA03 BA03 CA02 CA09 CA21 CA24 4D004 AA36 AA46 AC05 CA08 CA24 CA29 CB04 CB36 CC02 DA01 DA02 DA06 DA10 DA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】投入された可燃性物質をガス化する流動
層ガス化炉と、この流動層ガス化炉で生成された可燃性
ガス及び該可燃性ガスに随伴するものを燃焼させて灰を
スラグ化する溶融炉と、溶融炉の燃焼排ガスに空気ある
いは酸素を加えて未燃分を燃焼させる二次燃焼室と、を
含んでなるガス化溶融装置の運転方法において、溶融炉
の温度、溶融炉から排出される燃焼排ガス中の酸素濃
度、及び流動層ガス化炉出口部の温度を検出し、燃焼排
ガス中の酸素濃度が予め設定された濃度範囲よりも増加
したとき、検出した前記三つの状態値の変化パターンに
基づいて、投入される可燃性物質の量が減少したのか、
投入される可燃性物質の発熱量が低下したのかを判断す
ることを特徴とするガス化溶融装置の運転方法。
【請求項２】請求項１記載のガス化溶融装置の運転方
法において、燃焼排ガス中の酸素濃度が予め設定された
濃度範囲よりも増加し、かつ流動層ガス化炉の温度及び
溶融炉の温度が低下傾向にあるとき、投入される可燃性
物質の発熱量が低下したと判断し、前記可燃物よりも発
熱量が大きい外部燃料を流動層ガス化炉、溶融炉の一方
もしくは双方に供給して燃焼させることを特徴とするガ
ス化溶融装置の運転方法。
【請求項３】請求項１または２記載のガス化溶融装置
の運転方法において、前記流動層ガス化炉出口部の温度
に代えて、流動層ガス化炉と溶融炉を接続する煙道内の
ガス温度もしくは流動層ガス化炉の流動層の温度を用い
ることを特徴とするガス化溶融装置の運転方法。
【請求項４】請求項１乃至３のうちの何れか１項に記
載のガス化溶融装置の運転方法において、溶融炉の温度
が予め設定された温度以下に低下したとき、流動層ガス
化炉の温度として、流動層温度を用いることを特徴とす
るガス化溶融装置の運転方法。
【請求項５】請求項１乃至４のうちの何れか１項に記
載のガス化溶融装置の運転方法において、流動層ガス化
炉出口部の温度として、流動層ガス化炉出口部のガス温
度を用いることを特徴とするガス化溶融装置の運転方
法。
【請求項６】請求項１乃至４のうちの何れか１項に記
載のガス化溶融装置の運転方法において、溶融炉の温度
及び流動層ガス化炉出口部の温度として、炉材あるいは
煙道内壁材の温度を用いることを特徴とするガス化溶融
装置の運転方法。
【請求項７】投入された可燃性物質をガス化する流動
層ガス化炉と、この流動層ガス化炉で生成された可燃性
ガス及び該可燃性ガスに随伴するものを燃焼させて灰を
スラグ化する溶融炉と、溶融炉の燃焼排ガスに空気ある
いは酸素を加えて未燃分を燃焼させる二次燃焼室と、を
含んでなるガス化溶融装置において、溶融炉の温度を検
出する溶融炉温度検出手段と、溶融炉から排出される燃
焼排ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、
流動層ガス化炉出口部の温度を検出するガス化炉温度検
出手段と、燃焼排ガス中の酸素濃度が予め設定された濃
度範囲よりも増加したとき、検出した前記三つの状態値
の変化パターンに基づいて、投入される可燃性物質の量
が減少したのか、投入される可燃性物質の発熱量が低下
したのかを判断する制御手段と、を設けたことを特徴と
するガス化溶融装置。