JP2002221308A - 燃焼制御方法及び廃棄物処理装置 - Google Patents
燃焼制御方法及び廃棄物処理装置Info
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- JP2002221308A JP2002221308A JP2001355819A JP2001355819A JP2002221308A JP 2002221308 A JP2002221308 A JP 2002221308A JP 2001355819 A JP2001355819 A JP 2001355819A JP 2001355819 A JP2001355819 A JP 2001355819A JP 2002221308 A JP2002221308 A JP 2002221308A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 漏れ込み空気量の変動による酸素濃度の計測
の外乱を補償して、有害物質の発生を抑制する。 【解決手段】 廃棄物などの焼却対象物を焼却する燃焼
室（４）から排出される排ガスの酸素濃度を燃焼室から
離れた排ガス流路の下流側で計測し（３５）、計測され
た酸素濃度を予め定められた目標値又は目標範囲に保持
制御するにあたって（３７、３８）、排ガスのＮＯｘ濃
度を計測し（３６）、計測されたＮＯｘ濃度が予め定め
られた設定範囲から外れたとき（４０）、酸素濃度の目
標値又は目標範囲を増減補正することにより（４１）、
漏れ込み空気量の変動による酸素濃度の計測の外乱を補
償する。
の外乱を補償して、有害物質の発生を抑制する。 【解決手段】 廃棄物などの焼却対象物を焼却する燃焼
室（４）から排出される排ガスの酸素濃度を燃焼室から
離れた排ガス流路の下流側で計測し（３５）、計測され
た酸素濃度を予め定められた目標値又は目標範囲に保持
制御するにあたって（３７、３８）、排ガスのＮＯｘ濃
度を計測し（３６）、計測されたＮＯｘ濃度が予め定め
られた設定範囲から外れたとき（４０）、酸素濃度の目
標値又は目標範囲を増減補正することにより（４１）、
漏れ込み空気量の変動による酸素濃度の計測の外乱を補
償する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物などの焼却
対象物を燃焼するのに好適な燃焼制御方法及び廃棄物焼
却装置に係り、特に燃焼用空気量の制御に関する。
対象物を燃焼するのに好適な燃焼制御方法及び廃棄物焼
却装置に係り、特に燃焼用空気量の制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】廃棄物の焼却処理法としては、ストーカ
式焼却炉や流動床式焼却炉により直接焼却する方法の他
に、廃棄物を熱分解して生成される熱分解ガスを燃焼炉
で高温燃焼するとともに、この燃焼炉に熱分解残渣に含
まれる固体可燃性成分や一部の不燃性成分を投入して燃
焼及び溶融させるガス化溶融システムが知られている。
式焼却炉や流動床式焼却炉により直接焼却する方法の他
に、廃棄物を熱分解して生成される熱分解ガスを燃焼炉
で高温燃焼するとともに、この燃焼炉に熱分解残渣に含
まれる固体可燃性成分や一部の不燃性成分を投入して燃
焼及び溶融させるガス化溶融システムが知られている。
【０００３】このガス化溶融システムの例として、特開
平３−６３４０７号公報に、廃棄物を熱分解して発生す
る熱分解ガス及び熱分解残査からなる焼却対象物を、高
温で旋回流を形成しながら供給空気量を２段階で制御す
る２段燃焼方式が採用されている。つまり、１段目の燃
焼室に焼却対象物の化学量論比未満の空気量を投入し、
化学量論比の残余に一定の過剰率を加えた空気量を２段
目の燃焼室に供給する燃焼制御が行なわれている。この
燃焼制御において、燃焼空気量が過剰すぎると排ガス中
のＮＯｘが増加し、不足するとＣＯが発生することか
ら、２段目の燃焼室へ供給する空気量を排ガスの酸素濃
度が所定値になるように調整して、それらの発生を抑制
することが行なわれている。
平３−６３４０７号公報に、廃棄物を熱分解して発生す
る熱分解ガス及び熱分解残査からなる焼却対象物を、高
温で旋回流を形成しながら供給空気量を２段階で制御す
る２段燃焼方式が採用されている。つまり、１段目の燃
焼室に焼却対象物の化学量論比未満の空気量を投入し、
化学量論比の残余に一定の過剰率を加えた空気量を２段
目の燃焼室に供給する燃焼制御が行なわれている。この
燃焼制御において、燃焼空気量が過剰すぎると排ガス中
のＮＯｘが増加し、不足するとＣＯが発生することか
ら、２段目の燃焼室へ供給する空気量を排ガスの酸素濃
度が所定値になるように調整して、それらの発生を抑制
することが行なわれている。
【０００４】ところで、２段目の燃焼室から排出される
排ガスが高温でかつ粉塵などのダストが高い濃度で含ま
れるため、排ガスの酸素濃度を２段目の燃焼室の出口で
直接計測することができない。つまり、排ガスをサンプ
リングラインを通してガス分析計等の酸素濃度計測手段
に導いても、粉塵によるサンプリングラインの閉塞が起
き、安定した連続計測を行うことができない。また、温
度の高い２段目の燃焼室の出口に直接設置できる酸素濃
度計測手段も存在しない。
排ガスが高温でかつ粉塵などのダストが高い濃度で含ま
れるため、排ガスの酸素濃度を２段目の燃焼室の出口で
直接計測することができない。つまり、排ガスをサンプ
リングラインを通してガス分析計等の酸素濃度計測手段
に導いても、粉塵によるサンプリングラインの閉塞が起
き、安定した連続計測を行うことができない。また、温
度の高い２段目の燃焼室の出口に直接設置できる酸素濃
度計測手段も存在しない。
【０００５】そこで、従来は、２段目の燃焼室から排出
される排ガスの熱を回収する熱回収装置の下流側であっ
て、かつ排ガス中の粉塵を捕集する集じん装置の下流側
の排ガスをサンプリングすることにより、減温されかつ
除じんされた排ガスを酸素濃度計測手段に導くようにし
ている。
される排ガスの熱を回収する熱回収装置の下流側であっ
て、かつ排ガス中の粉塵を捕集する集じん装置の下流側
の排ガスをサンプリングすることにより、減温されかつ
除じんされた排ガスを酸素濃度計測手段に導くようにし
ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、廃棄物焼却
プロセスは、一般に、燃焼室から排出される排ガスを誘
引送風機により吸引して煙突から排出する負圧系で構成
されることから、燃焼室から排ガスサンプリング点まで
の間に設けられた各種の装置（例えば、集じん装置な
ど）から外気が漏れ込むため、酸素濃度計測手段で計測
される排ガスの酸素濃度は、燃焼室出口の酸素濃度より
も高めになる。したがって、２段目の燃焼室の空気量を
制御する基準となる酸素濃度の目標値（含む、上下限範
囲）は、漏れ込み空気による誤差を考慮して高めに設定
している。
プロセスは、一般に、燃焼室から排出される排ガスを誘
引送風機により吸引して煙突から排出する負圧系で構成
されることから、燃焼室から排ガスサンプリング点まで
の間に設けられた各種の装置（例えば、集じん装置な
ど）から外気が漏れ込むため、酸素濃度計測手段で計測
される排ガスの酸素濃度は、燃焼室出口の酸素濃度より
も高めになる。したがって、２段目の燃焼室の空気量を
制御する基準となる酸素濃度の目標値（含む、上下限範
囲）は、漏れ込み空気による誤差を考慮して高めに設定
している。
【０００７】しかしながら、燃焼室出口からサンプリン
グ点までの漏れ込み空気量は、廃棄物焼却装置の運転状
態や経時変化によって変動することから、酸素濃度の目
標値を適切に設定することが困難なため、ＮＯｘ又はＣ
Ｏの発生を十分に抑制することができない場合があると
いう問題があった。
グ点までの漏れ込み空気量は、廃棄物焼却装置の運転状
態や経時変化によって変動することから、酸素濃度の目
標値を適切に設定することが困難なため、ＮＯｘ又はＣ
Ｏの発生を十分に抑制することができない場合があると
いう問題があった。
【０００８】本発明は、漏れ込み空気量の変動による酸
素濃度の計測の外乱を補償して、有害物質の発生を抑制
する燃焼制御方法及び装置を提供することを課題とす
る。
素濃度の計測の外乱を補償して、有害物質の発生を抑制
する燃焼制御方法及び装置を提供することを課題とす
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、廃棄物などの焼却対象物を焼却する燃焼室
から排出される排ガスの酸素濃度を前記燃焼室から離れ
た排ガス流路の下流側で計測し、計測された酸素濃度を
予め定められた目標値又は目標範囲に保持制御するにあ
たって、前記排ガスのＮＯｘ濃度を計測し、計測された
ＮＯｘ濃度が予め定められた設定範囲から外れたとき、
前記酸素濃度の目標値又は目標範囲を増減補正すること
を特徴とする。
決するため、廃棄物などの焼却対象物を焼却する燃焼室
から排出される排ガスの酸素濃度を前記燃焼室から離れ
た排ガス流路の下流側で計測し、計測された酸素濃度を
予め定められた目標値又は目標範囲に保持制御するにあ
たって、前記排ガスのＮＯｘ濃度を計測し、計測された
ＮＯｘ濃度が予め定められた設定範囲から外れたとき、
前記酸素濃度の目標値又は目標範囲を増減補正すること
を特徴とする。
【００１０】特に、本発明は、排ガスの酸素濃度の目標
値又は目標範囲を、燃焼室と酸素濃度の計測位置との間
で排ガスに漏れ込む空気を考慮して設定する場合に好適
である。
値又は目標範囲を、燃焼室と酸素濃度の計測位置との間
で排ガスに漏れ込む空気を考慮して設定する場合に好適
である。
【００１１】すなわち、排ガスのＮＯｘ濃度と燃焼室出
口の酸素濃度には正の相関があり、排ガスのＮＯｘ濃度
は漏れ込み空気量によって変動するものではないから、
ＮＯｘ濃度によって燃焼室出口の酸素濃度をおよそ知る
ことができる。したがって、ＮＯｘ濃度が設定範囲を超
える場合は、燃焼室における酸素濃度が高いものとし
て、酸素濃度の目標値又は目標範囲を所定量下げること
により、燃焼室へ供給する空気量を減少させる。逆に、
ＮＯｘ濃度が設定範囲を下回る場合は、燃焼室における
酸素濃度が低過ぎるおそれがあることから、酸素濃度の
目標値又は目標範囲を所定量上げることにより、燃焼室
へ供給する空気量を増加させる。これによって、燃焼室
と酸素濃度計測手段のサンプリング点までの間の装置か
ら漏れ込む空気量の変動による酸素濃度計測の外乱を補
償して、有害物質の発生を抑制することができる。
口の酸素濃度には正の相関があり、排ガスのＮＯｘ濃度
は漏れ込み空気量によって変動するものではないから、
ＮＯｘ濃度によって燃焼室出口の酸素濃度をおよそ知る
ことができる。したがって、ＮＯｘ濃度が設定範囲を超
える場合は、燃焼室における酸素濃度が高いものとし
て、酸素濃度の目標値又は目標範囲を所定量下げること
により、燃焼室へ供給する空気量を減少させる。逆に、
ＮＯｘ濃度が設定範囲を下回る場合は、燃焼室における
酸素濃度が低過ぎるおそれがあることから、酸素濃度の
目標値又は目標範囲を所定量上げることにより、燃焼室
へ供給する空気量を増加させる。これによって、燃焼室
と酸素濃度計測手段のサンプリング点までの間の装置か
ら漏れ込む空気量の変動による酸素濃度計測の外乱を補
償して、有害物質の発生を抑制することができる。
【００１２】ところで、排ガスの酸素濃度とＮＯｘ濃度
には正の相関関係が有るが、排ガスの酸素濃度に対して
ＮＯｘ濃度はある幅をもって分布する関係になっている
（例えば、図６参照）。このような幅を有するのは、燃
焼室内が完全に均一な燃焼となっておらず、燃焼ムラが
存在するためである。したがって、単にＮＯｘ濃度の変
動によって、燃焼室の空気の過不足を断定することはで
きない。例えば、局部的な燃焼温度の上昇によるＮＯｘ
の増加を、酸素過多と判断して空気量を絞れば、ＣＯの
発生につながることになる。
には正の相関関係が有るが、排ガスの酸素濃度に対して
ＮＯｘ濃度はある幅をもって分布する関係になっている
（例えば、図６参照）。このような幅を有するのは、燃
焼室内が完全に均一な燃焼となっておらず、燃焼ムラが
存在するためである。したがって、単にＮＯｘ濃度の変
動によって、燃焼室の空気の過不足を断定することはで
きない。例えば、局部的な燃焼温度の上昇によるＮＯｘ
の増加を、酸素過多と判断して空気量を絞れば、ＣＯの
発生につながることになる。
【００１３】そこで、本発明は、漏れ込み空気量を何ら
かの方法で計測し、その計測値を加味して排ガスの酸素
濃度を適正に評価することにより、ＮＯｘ濃度の変動に
よる外乱をも補償して、燃焼制御の信頼性を向上するこ
とを特徴とする。具体的には、ＮＯｘ濃度が設定範囲を
下回る場合であって、かつ漏れ込み空気量が増加した場
合は、酸素不足と判断して酸素濃度の目標値又は目標範
囲を所定量上げることにより、燃焼室へ供給する空気量
を増加させる。一方、ＮＯｘ濃度が設定範囲を超える場
合であって、かつ漏れ込み空気量が減少した場合は、酸
素過多と判断して酸素濃度の目標値又は目標範囲を所定
量下げることにより、燃焼室へ供給する空気量を減少さ
せる。これによって、燃焼室と酸素濃度計測手段のサン
プリング点までの間の装置から漏れ込む空気量の変動に
よる酸素濃度計測の外乱を補償するとともに、ＮＯｘ濃
度の変動による外乱をも補償して、有害物質の発生を抑
制することができる。
かの方法で計測し、その計測値を加味して排ガスの酸素
濃度を適正に評価することにより、ＮＯｘ濃度の変動に
よる外乱をも補償して、燃焼制御の信頼性を向上するこ
とを特徴とする。具体的には、ＮＯｘ濃度が設定範囲を
下回る場合であって、かつ漏れ込み空気量が増加した場
合は、酸素不足と判断して酸素濃度の目標値又は目標範
囲を所定量上げることにより、燃焼室へ供給する空気量
を増加させる。一方、ＮＯｘ濃度が設定範囲を超える場
合であって、かつ漏れ込み空気量が減少した場合は、酸
素過多と判断して酸素濃度の目標値又は目標範囲を所定
量下げることにより、燃焼室へ供給する空気量を減少さ
せる。これによって、燃焼室と酸素濃度計測手段のサン
プリング点までの間の装置から漏れ込む空気量の変動に
よる酸素濃度計測の外乱を補償するとともに、ＮＯｘ濃
度の変動による外乱をも補償して、有害物質の発生を抑
制することができる。
【００１４】
【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。 （実施の形態1）図１は、本発明を廃棄物処理装置に適
用した一実施形態の全体構成図を示している。図に示す
ように、処理対象の廃棄物は熱分解反応器１に投入さ
れ、ここにおいて熱分解された廃棄物の熱分解ガスＧと
熱分解残査Ａは排出装置２により分離され、熱分解ガス
Ｇはガスライン３を通って燃焼溶融炉４に導かれる。一
方、熱分解残渣Ａは冷却器６、分別器７、粉砕機８を経
て、冷却と分別と細粒化処理がなされた後、搬送ライン
９により燃焼溶融炉４に供給される。燃焼溶融炉４は、
頂部に設けられたバーナ５と、バーナ５の下方の炉壁に
設けられた複数の第１の空気ノズル１０と、この空気ノ
ズル１０の下方の炉壁に設けられた複数の第２の空気ノ
ズル１１とを備え、炉底に設けられた溶融スラグ排出口
１２は水槽１３の水面下に位置させて、開口されてい
る。そして、バーナ５から第２の空気ノズル１１に至る
間の空間が第１の燃焼域又は燃焼室と称され、第２の空
気ノズル１１の下流側が第２の燃焼域又は燃焼室と称さ
れる。燃焼溶融炉４の燃焼排ガスは、空気加熱器２０と
廃熱ボイラ２１に導かれて熱回収された後、減温装置２
２で冷却され、集じん装置２３とガス浄化装置２４で浄
化処理され、誘引送風機２５により煙突２６から排出さ
れるようになっている。
いて説明する。 （実施の形態1）図１は、本発明を廃棄物処理装置に適
用した一実施形態の全体構成図を示している。図に示す
ように、処理対象の廃棄物は熱分解反応器１に投入さ
れ、ここにおいて熱分解された廃棄物の熱分解ガスＧと
熱分解残査Ａは排出装置２により分離され、熱分解ガス
Ｇはガスライン３を通って燃焼溶融炉４に導かれる。一
方、熱分解残渣Ａは冷却器６、分別器７、粉砕機８を経
て、冷却と分別と細粒化処理がなされた後、搬送ライン
９により燃焼溶融炉４に供給される。燃焼溶融炉４は、
頂部に設けられたバーナ５と、バーナ５の下方の炉壁に
設けられた複数の第１の空気ノズル１０と、この空気ノ
ズル１０の下方の炉壁に設けられた複数の第２の空気ノ
ズル１１とを備え、炉底に設けられた溶融スラグ排出口
１２は水槽１３の水面下に位置させて、開口されてい
る。そして、バーナ５から第２の空気ノズル１１に至る
間の空間が第１の燃焼域又は燃焼室と称され、第２の空
気ノズル１１の下流側が第２の燃焼域又は燃焼室と称さ
れる。燃焼溶融炉４の燃焼排ガスは、空気加熱器２０と
廃熱ボイラ２１に導かれて熱回収された後、減温装置２
２で冷却され、集じん装置２３とガス浄化装置２４で浄
化処理され、誘引送風機２５により煙突２６から排出さ
れるようになっている。
【００１５】燃焼用空気は送風機２６から、空気供給ラ
イン２７を介してバーナ５に、空気供給ライン２８を介
して第１の空気ノズル１０に、空気供給ライン２９を介
して第２の空気ノズル１１に供給されている。
イン２７を介してバーナ５に、空気供給ライン２８を介
して第１の空気ノズル１０に、空気供給ライン２９を介
して第２の空気ノズル１１に供給されている。
【００１６】燃焼用空気の制御系は、第１の燃焼室用と
第２の燃焼室用とに分けられている。 第１の燃焼室用
の空気制御系は、バーナ５と第１の空気ノズル１０に連
通された空気供給ライン２７、２８の上流側に設けられ
た流量制御弁３０と、この流量制御弁３０を制御する第
１の制御装置３１を備えて構成される。第１の制御装置
３１は、第１の燃焼室に供給される焼却対象物に対し
て、予め定められた化学量論比未満の空気量を投入する
ように形成されている。また、第１の制御装置３１は、
燃焼溶融炉４の第１燃焼域の温度を計測する温度センサ
３２の出力を取り込んで、その燃焼ガス温度を所定の温
度範囲に保持すべく、空気量を補正するように形成され
ている。
第２の燃焼室用とに分けられている。 第１の燃焼室用
の空気制御系は、バーナ５と第１の空気ノズル１０に連
通された空気供給ライン２７、２８の上流側に設けられ
た流量制御弁３０と、この流量制御弁３０を制御する第
１の制御装置３１を備えて構成される。第１の制御装置
３１は、第１の燃焼室に供給される焼却対象物に対し
て、予め定められた化学量論比未満の空気量を投入する
ように形成されている。また、第１の制御装置３１は、
燃焼溶融炉４の第１燃焼域の温度を計測する温度センサ
３２の出力を取り込んで、その燃焼ガス温度を所定の温
度範囲に保持すべく、空気量を補正するように形成され
ている。
【００１７】第２の燃焼室用の空気制御系は、空気供給
ライン２９に設けられた流量制御弁３３と、この流量制
御弁３３を制御する第２の制御装置３４と、酸素濃度計
測手段としての酸素分析計３５と、ＮＯｘ濃度計測手段
としてのＮＯｘ分析計３６とを備えて構成されている。
酸素分析計３５は、集じん装置２３から排出される除じ
んされた燃焼排ガスをサンプリングして排ガス中の酸素
濃度を計測する。酸素濃度の計測値Ｓは制御装置３４の
減算器３７に入力され、酸素濃度の目標値Ｓ０と差ΔＳ
が求められる。その差ΔＳはＰＩＤなどからなる制御器
３８に入力され、その差を低減する空気量の指令値Ｆが
加算器３９を介して流量制御弁３３に入力される。
ライン２９に設けられた流量制御弁３３と、この流量制
御弁３３を制御する第２の制御装置３４と、酸素濃度計
測手段としての酸素分析計３５と、ＮＯｘ濃度計測手段
としてのＮＯｘ分析計３６とを備えて構成されている。
酸素分析計３５は、集じん装置２３から排出される除じ
んされた燃焼排ガスをサンプリングして排ガス中の酸素
濃度を計測する。酸素濃度の計測値Ｓは制御装置３４の
減算器３７に入力され、酸素濃度の目標値Ｓ０と差ΔＳ
が求められる。その差ΔＳはＰＩＤなどからなる制御器
３８に入力され、その差を低減する空気量の指令値Ｆが
加算器３９を介して流量制御弁３３に入力される。
【００１８】本発明の特徴に係るＮＯｘ分析計３６は、
酸素分析計３５と同様に、集じん装置２３から排出され
る除じんされた燃焼排ガスを周期的にサンプリングして
排ガス中のＮＯｘ濃度を計測する。ＮＯｘ濃度の計測値
Ｎはサンプリング周期ごとに制御装置３４の加算器４０
に入力され、予め定められた設定値の上限値ＮＨと下限
値ＮＬとからなる設定範囲と比較され、比較結果が酸素
濃度の目標値設定器４１に入力される。目標値設定器４
１は入力される比較結果がＮ＞ＮＨのときは、現在の酸
素濃度の目標値Ｓ０を一定量減少させた目標値Ｓ０を減
算器３７に出力する。逆に、比較結果がＮ＜ＮＬのとき
は、現在の酸素濃度の目標値Ｓ０を一定量増加させた目
標値Ｓ０を減算器３７に出力する。
酸素分析計３５と同様に、集じん装置２３から排出され
る除じんされた燃焼排ガスを周期的にサンプリングして
排ガス中のＮＯｘ濃度を計測する。ＮＯｘ濃度の計測値
Ｎはサンプリング周期ごとに制御装置３４の加算器４０
に入力され、予め定められた設定値の上限値ＮＨと下限
値ＮＬとからなる設定範囲と比較され、比較結果が酸素
濃度の目標値設定器４１に入力される。目標値設定器４
１は入力される比較結果がＮ＞ＮＨのときは、現在の酸
素濃度の目標値Ｓ０を一定量減少させた目標値Ｓ０を減
算器３７に出力する。逆に、比較結果がＮ＜ＮＬのとき
は、現在の酸素濃度の目標値Ｓ０を一定量増加させた目
標値Ｓ０を減算器３７に出力する。
【００１９】一方、温度センサ３２により検出された第
１燃焼域の燃焼ガス温度Ｔは、制御装置３４の減算器４
２に入力され、燃焼ガス温度Ｔの基準値Ｔ０との差ΔＴ
が求められる。その差ΔＴはＰＩなどからなる制御器４
３に入力され、空気量の補正値ｆが加算器３９に入力さ
れ、空気量の指令値Ｆが補正される。
１燃焼域の燃焼ガス温度Ｔは、制御装置３４の減算器４
２に入力され、燃焼ガス温度Ｔの基準値Ｔ０との差ΔＴ
が求められる。その差ΔＴはＰＩなどからなる制御器４
３に入力され、空気量の補正値ｆが加算器３９に入力さ
れ、空気量の指令値Ｆが補正される。
【００２０】このように構成される廃棄物処理プラント
の動作を次に説明する。熱分解反応器１に投入された廃
棄物は、空気加熱器２０などにより加熱された高温空気
などの熱媒体で加熱されて熱分解される。ここで、廃棄
物としては、都市ごみ等の一般ごみ、カーシュレッダー
ダスト、家電品ごみ、電子機器ごみ、等の廃棄物を含
む。これらの廃棄物を熱分解して生成される熱分解ガス
（乾留ガス）及び熱分解残渣（固形物）は排出装置２に
より分けられ、熱分解ガスＧは燃焼溶融炉４のバーナ５
に供給される。一方の熱分解残渣Ａは冷却器６により冷
却され、分別器７において金属などを分別し、残りの熱
分解残渣が粉砕機８において細粒に粉砕されて燃焼溶融
炉４のバーナ５に供給される。すなわち、バーナ５に供
給される焼却対象物には、熱分解ガスの他に、熱分解ガ
スに浮遊して同伴するチャーなどの可燃物、灰分などの
熱分解残渣の粉粒体、及び熱分解により生成される比較
的大きな可燃性固形物を破砕又は粉砕してなる熱分解残
渣の粉粒体が含まれる。また、熱分解残渣に含まれる不
燃固形物の粉粒体をバーナ５に供給して溶融処理するこ
とができるバーナ５に供給された熱分解ガスと熱分解残
渣は、空気供給ライン２７，２８から供給される燃焼用
空気により第１の燃焼域で旋回しながら燃焼される。第
１燃焼域の燃焼ガスは第２燃焼域に導かれ、第２の空気
ノズル１１から供給される燃焼用空気により完全燃焼さ
れる。この燃焼により、熱分解残渣に含まれていた灰分
などの不燃固形物が燃焼熱により溶融され、炉底部に流
下して溶融スラグ排出口１２から水槽１３にスラグとし
て排出される。
の動作を次に説明する。熱分解反応器１に投入された廃
棄物は、空気加熱器２０などにより加熱された高温空気
などの熱媒体で加熱されて熱分解される。ここで、廃棄
物としては、都市ごみ等の一般ごみ、カーシュレッダー
ダスト、家電品ごみ、電子機器ごみ、等の廃棄物を含
む。これらの廃棄物を熱分解して生成される熱分解ガス
（乾留ガス）及び熱分解残渣（固形物）は排出装置２に
より分けられ、熱分解ガスＧは燃焼溶融炉４のバーナ５
に供給される。一方の熱分解残渣Ａは冷却器６により冷
却され、分別器７において金属などを分別し、残りの熱
分解残渣が粉砕機８において細粒に粉砕されて燃焼溶融
炉４のバーナ５に供給される。すなわち、バーナ５に供
給される焼却対象物には、熱分解ガスの他に、熱分解ガ
スに浮遊して同伴するチャーなどの可燃物、灰分などの
熱分解残渣の粉粒体、及び熱分解により生成される比較
的大きな可燃性固形物を破砕又は粉砕してなる熱分解残
渣の粉粒体が含まれる。また、熱分解残渣に含まれる不
燃固形物の粉粒体をバーナ５に供給して溶融処理するこ
とができるバーナ５に供給された熱分解ガスと熱分解残
渣は、空気供給ライン２７，２８から供給される燃焼用
空気により第１の燃焼域で旋回しながら燃焼される。第
１燃焼域の燃焼ガスは第２燃焼域に導かれ、第２の空気
ノズル１１から供給される燃焼用空気により完全燃焼さ
れる。この燃焼により、熱分解残渣に含まれていた灰分
などの不燃固形物が燃焼熱により溶融され、炉底部に流
下して溶融スラグ排出口１２から水槽１３にスラグとし
て排出される。
【００２１】一方、燃焼溶融炉４から排出される燃焼排
ガスは、空気加熱器２０と廃熱ボイラ２１で熱回収さ
れ、減温装置２２で冷却された後、さらに集じん装置２
３にて排ガス中に含まれている粉塵などのダストが捕集
される。集じん装置２３から排出される排ガスは、ガス
浄化装置２４で例えば脱硫、脱硝等の処理がなされた
後、誘引送風機２５により煙突２６から排出される。
ガスは、空気加熱器２０と廃熱ボイラ２１で熱回収さ
れ、減温装置２２で冷却された後、さらに集じん装置２
３にて排ガス中に含まれている粉塵などのダストが捕集
される。集じん装置２３から排出される排ガスは、ガス
浄化装置２４で例えば脱硫、脱硝等の処理がなされた
後、誘引送風機２５により煙突２６から排出される。
【００２２】ここで、本発明の特徴に係る燃焼用空気の
制御について説明する。第１燃焼域における燃焼は、燃
焼用空気供給ライン２７，２８から供給される化学量論
比以下の不足空気で行われ、これによりフュエールＮＯ
ｘの発生を低減する。ここで、 第１燃焼域における化
学量論比は０．３〜０．９、好ましくは０．４〜０．７
の範囲内に設定され、これにより第１燃焼域の温度は１
０００〜１２００℃程度の高温に調整される。一方、第
２の空気ノズル１１から供給される燃焼用空気の量は、
熱分解ガスと熱分解残渣の完全燃焼に必要な化学量論比
に一定の過剰空気量を加えた量から、第１燃焼域で供給
された空気量を差し引いた量に制御する。このように燃
焼を制御することにより、可燃物を含む燃焼処理対象の
熱分解ガス及び残渣の燃焼によるＮＯｘの発生を抑制
し、かつＣＯの発生を抑制して燃焼処理する。
制御について説明する。第１燃焼域における燃焼は、燃
焼用空気供給ライン２７，２８から供給される化学量論
比以下の不足空気で行われ、これによりフュエールＮＯ
ｘの発生を低減する。ここで、 第１燃焼域における化
学量論比は０．３〜０．９、好ましくは０．４〜０．７
の範囲内に設定され、これにより第１燃焼域の温度は１
０００〜１２００℃程度の高温に調整される。一方、第
２の空気ノズル１１から供給される燃焼用空気の量は、
熱分解ガスと熱分解残渣の完全燃焼に必要な化学量論比
に一定の過剰空気量を加えた量から、第１燃焼域で供給
された空気量を差し引いた量に制御する。このように燃
焼を制御することにより、可燃物を含む燃焼処理対象の
熱分解ガス及び残渣の燃焼によるＮＯｘの発生を抑制
し、かつＣＯの発生を抑制して燃焼処理する。
【００２３】第２の燃焼域の空気量の制御は、基本的に
燃焼排ガスの酸素濃度を目標値（又は目標範囲）Ｓ０に
調整することにより行われる。燃焼排ガスの酸素濃度は
集じん装置２３で処理されたダストが捕集された清浄な
排ガスを、酸素分析計３５に導いて行う。制御装置３４
は、酸素分析計３５で計測された酸素濃度の計測値Ｓと
その目標値Ｓ０との差ΔＳを求め、酸素不足のときは空
気量を増加させる指令値Ｆを流量制御弁３３に出力し
て、第２の燃焼域の空気量を増加して完全燃焼させる。
これとは逆に、酸素過剰のときは、空気量を減少させる
指令値Ｆを流量制御弁３３に出力してＮＯｘの発生を抑
える。
燃焼排ガスの酸素濃度を目標値（又は目標範囲）Ｓ０に
調整することにより行われる。燃焼排ガスの酸素濃度は
集じん装置２３で処理されたダストが捕集された清浄な
排ガスを、酸素分析計３５に導いて行う。制御装置３４
は、酸素分析計３５で計測された酸素濃度の計測値Ｓと
その目標値Ｓ０との差ΔＳを求め、酸素不足のときは空
気量を増加させる指令値Ｆを流量制御弁３３に出力し
て、第２の燃焼域の空気量を増加して完全燃焼させる。
これとは逆に、酸素過剰のときは、空気量を減少させる
指令値Ｆを流量制御弁３３に出力してＮＯｘの発生を抑
える。
【００２４】しかしながら、指令値Ｆにより燃焼用空気
量を制御した結果が酸素濃度に現れるには、燃焼排ガス
が酸素分析計３５に達するまでの時間が少なくとも必要
であり、例えば１〜２分程度かかることがあり、制御の
遅れが生ずる。このような制御遅れは、燃焼溶融炉４内
の燃焼負荷が安定している状態のときは、それほど問題
にならない。しかし、廃棄物の投入量が変動したり、熱
分解ガスの発熱量に関わる可燃物の組成又は量が変動し
たりすると、必要な空気量に変動が生ずるが、上記の基
本制御系によるとその変動に追従できず、ＣＯやＮＯｘ
の発生を十分に抑制できない場合が生ずる。
量を制御した結果が酸素濃度に現れるには、燃焼排ガス
が酸素分析計３５に達するまでの時間が少なくとも必要
であり、例えば１〜２分程度かかることがあり、制御の
遅れが生ずる。このような制御遅れは、燃焼溶融炉４内
の燃焼負荷が安定している状態のときは、それほど問題
にならない。しかし、廃棄物の投入量が変動したり、熱
分解ガスの発熱量に関わる可燃物の組成又は量が変動し
たりすると、必要な空気量に変動が生ずるが、上記の基
本制御系によるとその変動に追従できず、ＣＯやＮＯｘ
の発生を十分に抑制できない場合が生ずる。
【００２５】そこで、本実施の形態では、そのような変
動を第１燃焼域の温度により検出し、その検出値Ｔが基
準値（又は、基準範囲）Ｔ０からずれた場合に、そのず
れ量に応じて第２燃焼域の供給空気を増減補正すること
により、ＣＯやＮＯｘの発生を速やかに抑制するように
している。すなわち、第１燃焼域の温度に関わる可燃物
の組成及び量が安定している場合は、第１燃焼域の燃焼
ガス温度Ｔは、一定の基準値Ｔ０に収まる。しかし、例
えば、第1燃焼域に投入される空気量が一定のままで、
焼却対象物の可燃物の組成又は量が低下すると、相対的
な化学量論比が高くなるので、燃焼ガス温度Ｔが上昇す
る。逆に、焼却対象物の可燃物の組成又は量が増加する
と、焼却対象物の増加分の温度を高めるのに必要な顕熱
分に応じて、燃焼ガス温度Ｔが低下する。そこで、燃焼
ガス温度ＴがＴ０より低いときは、第２燃焼域の空気量
を増加する補正値ｆを指令値Ｆに加算して、投入空気量
を増加させる。逆に、燃焼ガス温度ＴがＴ０より高いと
きは、第２燃焼域の空気量を低減する補正値ｆを指令値
Ｆに加算して、投入空気量を減少させる。これにより、
第１燃焼域の温度に関わる可燃物の組成及び量が変動し
ても、その変動の直後に投入空気量が補正されることに
なり、時間遅れがないという効果がある。
動を第１燃焼域の温度により検出し、その検出値Ｔが基
準値（又は、基準範囲）Ｔ０からずれた場合に、そのず
れ量に応じて第２燃焼域の供給空気を増減補正すること
により、ＣＯやＮＯｘの発生を速やかに抑制するように
している。すなわち、第１燃焼域の温度に関わる可燃物
の組成及び量が安定している場合は、第１燃焼域の燃焼
ガス温度Ｔは、一定の基準値Ｔ０に収まる。しかし、例
えば、第1燃焼域に投入される空気量が一定のままで、
焼却対象物の可燃物の組成又は量が低下すると、相対的
な化学量論比が高くなるので、燃焼ガス温度Ｔが上昇す
る。逆に、焼却対象物の可燃物の組成又は量が増加する
と、焼却対象物の増加分の温度を高めるのに必要な顕熱
分に応じて、燃焼ガス温度Ｔが低下する。そこで、燃焼
ガス温度ＴがＴ０より低いときは、第２燃焼域の空気量
を増加する補正値ｆを指令値Ｆに加算して、投入空気量
を増加させる。逆に、燃焼ガス温度ＴがＴ０より高いと
きは、第２燃焼域の空気量を低減する補正値ｆを指令値
Ｆに加算して、投入空気量を減少させる。これにより、
第１燃焼域の温度に関わる可燃物の組成及び量が変動し
ても、その変動の直後に投入空気量が補正されることに
なり、時間遅れがないという効果がある。
【００２６】なお、第１燃焼域の燃焼ガス温度に基づい
て燃焼用空気の補正値ｆを決めることに代えて、熱分解
ガスＧの流量又は廃棄物の量を検出し、それらの基準値
と比較して補正値ｆを決めるようにしてもよい。この場
合は、熱分解ガスＧの流量又は廃棄物の量が基準値より
も増加したら、その増加量に応じて燃焼用空気の補正値
ｆを増加し、減少した場合はその減少量に応じて燃焼用
空気の補正値ｆを低減する。
て燃焼用空気の補正値ｆを決めることに代えて、熱分解
ガスＧの流量又は廃棄物の量を検出し、それらの基準値
と比較して補正値ｆを決めるようにしてもよい。この場
合は、熱分解ガスＧの流量又は廃棄物の量が基準値より
も増加したら、その増加量に応じて燃焼用空気の補正値
ｆを増加し、減少した場合はその減少量に応じて燃焼用
空気の補正値ｆを低減する。
【００２７】次に、本発明の特徴に係るＮＯｘ濃度によ
り酸素濃度の目標値（又は範囲）Ｓ ０を補正することに
ついて説明する。ＮＯｘ分析計３６により燃焼排ガスを
周期的にサンプリングして計測されるＮＯｘ濃度の計測
値Ｎは、サンプリング周期ごとに加算器４０に入力され
る。この加算器４０によるＮＯｘ濃度の計測値Ｎと上限
値ＮＨ又は下限値ＮＬとの比較結果は目標値設定器４１
に入力される。目標値設定器４１は、図２に示すよう
に、酸素濃度の目標値Ｓ０を調節するように構成されて
いる。すなわち、加算器４０による比較結果がＮ＞ＮＨ
のときは、燃焼溶融炉４における空気量が過剰であると
して、現在の酸素濃度の目標値Ｓ０を一定量減少させた
目標値Ｓ０を減算器３７に出力する。一方、比較結果が
Ｎ＜ＮＬのときは、燃焼溶融炉４における空気量が不足
であるとして、現在の酸素濃度の目標値Ｓ０を一定量増
加させた目標値Ｓ０を減算器３７に出力する。なお、Ｎ
Ｌ≦Ｎ≦ＮＨの範囲内のときは、現在の目標値Ｓ０を保
持する。
り酸素濃度の目標値（又は範囲）Ｓ ０を補正することに
ついて説明する。ＮＯｘ分析計３６により燃焼排ガスを
周期的にサンプリングして計測されるＮＯｘ濃度の計測
値Ｎは、サンプリング周期ごとに加算器４０に入力され
る。この加算器４０によるＮＯｘ濃度の計測値Ｎと上限
値ＮＨ又は下限値ＮＬとの比較結果は目標値設定器４１
に入力される。目標値設定器４１は、図２に示すよう
に、酸素濃度の目標値Ｓ０を調節するように構成されて
いる。すなわち、加算器４０による比較結果がＮ＞ＮＨ
のときは、燃焼溶融炉４における空気量が過剰であると
して、現在の酸素濃度の目標値Ｓ０を一定量減少させた
目標値Ｓ０を減算器３７に出力する。一方、比較結果が
Ｎ＜ＮＬのときは、燃焼溶融炉４における空気量が不足
であるとして、現在の酸素濃度の目標値Ｓ０を一定量増
加させた目標値Ｓ０を減算器３７に出力する。なお、Ｎ
Ｌ≦Ｎ≦ＮＨの範囲内のときは、現在の目標値Ｓ０を保
持する。
【００２８】このように、本実施の形態によれば、排ガ
スのＮＯｘ濃度を計測し、計測されたＮＯｘ濃度が予め
定められた設定範囲から外れたとき、酸素濃度の目標値
又は目標範囲を増減補正するようにしていることから、
漏れ込み空気による酸素濃度計測の外乱にかかわらず、
燃焼用空気の制御を適正化してＮＯｘやＣＯなどの有害
物質の発生を抑制することができる。つまり、燃焼溶融
炉４と酸素分析計３５のサンプリング点までに設けられ
た空気加熱器２０、廃熱ボイラ２１、減温装置２２、集
じん装置２３などの装置から漏れ込む空気量の変動によ
る酸素濃度計測の外乱を補償し、有害物質の発生を抑制
することができる。
スのＮＯｘ濃度を計測し、計測されたＮＯｘ濃度が予め
定められた設定範囲から外れたとき、酸素濃度の目標値
又は目標範囲を増減補正するようにしていることから、
漏れ込み空気による酸素濃度計測の外乱にかかわらず、
燃焼用空気の制御を適正化してＮＯｘやＣＯなどの有害
物質の発生を抑制することができる。つまり、燃焼溶融
炉４と酸素分析計３５のサンプリング点までに設けられ
た空気加熱器２０、廃熱ボイラ２１、減温装置２２、集
じん装置２３などの装置から漏れ込む空気量の変動によ
る酸素濃度計測の外乱を補償し、有害物質の発生を抑制
することができる。
【００２９】上述した実施形態による燃焼制御の効果
を、図３に示した実測例により説明する。同図の横軸は
時間を示し、縦軸の左側下部は酸素濃度（％）、左側上
部は酸素濃度の目標値Ｓ０（％）、右側はＮＯｘ濃度
（ｐｐｍ）を表わしている。図示のように、空気加熱器
２０の出口におけるＯ２濃度の計測値Ｓ’と、酸素分析
計３５で計測した集じん装置２３の出口におけるＯ２濃
度の計測値Ｓと、ＮＯｘ分析計３６で計測したＮＯｘ濃
度の計測値Ｎと、酸素濃度の目標値Ｓ０の変化を実測し
た。なお、ＮＯｘの設定範囲の上限値をＮＨに、下限値
をＮＬに設定した。図から判るように、例えば、時間1
7:00の前にＮＯｘ濃度の計測値ＮがＮＨを超えると酸素
濃度の目標値Ｓ０が一定量減少され、時間18:00過ぎに
計測値ＮがＮ Ｌを下回ると目標値Ｓ０が一定量増加され
ている。特に、図中〇で囲った部分における酸素濃度の
目標値Ｓ０の変更によって、空気加熱器２０の出口にお
けるＯ ２濃度の計測値Ｓ’が矢印で示した部分におい
て、所定の値（例えば、5％）を中心にした一定の範囲
に抑えるように調整されている。
を、図３に示した実測例により説明する。同図の横軸は
時間を示し、縦軸の左側下部は酸素濃度（％）、左側上
部は酸素濃度の目標値Ｓ０（％）、右側はＮＯｘ濃度
（ｐｐｍ）を表わしている。図示のように、空気加熱器
２０の出口におけるＯ２濃度の計測値Ｓ’と、酸素分析
計３５で計測した集じん装置２３の出口におけるＯ２濃
度の計測値Ｓと、ＮＯｘ分析計３６で計測したＮＯｘ濃
度の計測値Ｎと、酸素濃度の目標値Ｓ０の変化を実測し
た。なお、ＮＯｘの設定範囲の上限値をＮＨに、下限値
をＮＬに設定した。図から判るように、例えば、時間1
7:00の前にＮＯｘ濃度の計測値ＮがＮＨを超えると酸素
濃度の目標値Ｓ０が一定量減少され、時間18:00過ぎに
計測値ＮがＮ Ｌを下回ると目標値Ｓ０が一定量増加され
ている。特に、図中〇で囲った部分における酸素濃度の
目標値Ｓ０の変更によって、空気加熱器２０の出口にお
けるＯ ２濃度の計測値Ｓ’が矢印で示した部分におい
て、所定の値（例えば、5％）を中心にした一定の範囲
に抑えるように調整されている。
【００３０】上述した実施形態においては、サンプリン
グ周期ごとに計測値Ｎと上下限値Ｎ Ｈ、ＮＬと比較し、
その比較結果に応じて酸素濃度の目標値Ｓ０を増減又は
保持するようにしたが、サンプリング周期よりも長く設
定された周期で比較して、酸素濃度の目標値Ｓ０を調整
するようにしてもよい。また、ＮＯｘの計測値Ｎと上下
限値ＮＨ、ＮＬとを連続的に比較して、酸素濃度の目標
値Ｓ０を調整するようにしてもよい。 （実施の形態2）図４は、本発明を廃棄物処理装置に適
用した他の実施形態の全体構成図を示している。図１の
実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明
を省略する。本実施形態が図１の実施形態と異なる点
は、漏れ込み空気量を計測し、その計測値に応じて酸素
濃度の目標値又は目標範囲を制御するようにしたことに
ある。すなわち、酸素分析計３５が接続された排ガスの
サンプリング点と燃焼溶融炉４との間に設けられた空気
加熱器２０、廃熱ボイラ２１、減温装置２２及び集じん
装置２３に、それぞれ圧力検出端５１-１〜５１-４を設
け、これらにより検出された圧力検出信号Ｐ１〜Ｐ４を
漏れ込み空気量演算器５２に入力している。漏れ込み空
気量演算器５２は、入力される圧力検出信号Ｐ１〜Ｐ４
と、圧力検出信号Ｐ１〜Ｐ４に対応付けて予め設定され
た抵抗係数とに基づいて、空気加熱器２０、廃熱ボイラ
２１、減温装置２２及び集じん装置２３から排ガス系に
漏れ込む漏れ込み空気量Ｇを演算により求める。この漏
れ込み空気量Ｇは、第２の制御装置５３に入力されてい
る。第２の制御装置５３には、図１の実施形態と同様
に、酸素分析計３５から酸素濃度の計測値Ｓと、ＮＯｘ
分析計３６からＮＯｘ濃度の計測値Ｎと、温度センサ３
２により検出された第１燃焼域の燃焼ガス温度Ｔが、サ
ンプリング周期ごとに制御装置５３に入力されている。
グ周期ごとに計測値Ｎと上下限値Ｎ Ｈ、ＮＬと比較し、
その比較結果に応じて酸素濃度の目標値Ｓ０を増減又は
保持するようにしたが、サンプリング周期よりも長く設
定された周期で比較して、酸素濃度の目標値Ｓ０を調整
するようにしてもよい。また、ＮＯｘの計測値Ｎと上下
限値ＮＨ、ＮＬとを連続的に比較して、酸素濃度の目標
値Ｓ０を調整するようにしてもよい。 （実施の形態2）図４は、本発明を廃棄物処理装置に適
用した他の実施形態の全体構成図を示している。図１の
実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明
を省略する。本実施形態が図１の実施形態と異なる点
は、漏れ込み空気量を計測し、その計測値に応じて酸素
濃度の目標値又は目標範囲を制御するようにしたことに
ある。すなわち、酸素分析計３５が接続された排ガスの
サンプリング点と燃焼溶融炉４との間に設けられた空気
加熱器２０、廃熱ボイラ２１、減温装置２２及び集じん
装置２３に、それぞれ圧力検出端５１-１〜５１-４を設
け、これらにより検出された圧力検出信号Ｐ１〜Ｐ４を
漏れ込み空気量演算器５２に入力している。漏れ込み空
気量演算器５２は、入力される圧力検出信号Ｐ１〜Ｐ４
と、圧力検出信号Ｐ１〜Ｐ４に対応付けて予め設定され
た抵抗係数とに基づいて、空気加熱器２０、廃熱ボイラ
２１、減温装置２２及び集じん装置２３から排ガス系に
漏れ込む漏れ込み空気量Ｇを演算により求める。この漏
れ込み空気量Ｇは、第２の制御装置５３に入力されてい
る。第２の制御装置５３には、図１の実施形態と同様
に、酸素分析計３５から酸素濃度の計測値Ｓと、ＮＯｘ
分析計３６からＮＯｘ濃度の計測値Ｎと、温度センサ３
２により検出された第１燃焼域の燃焼ガス温度Ｔが、サ
ンプリング周期ごとに制御装置５３に入力されている。
【００３１】制御装置５３は、図５に示すように構成さ
れている。ＮＯｘ濃度の計測値Ｎはサンプリング周期ご
とに、制御装置５３の減算器５４、５５に入力され、予
め定められた設定値の上限値ＮＨと下限値ＮＬとの差が
求められ、それぞれ関数発生器５６、５７に入力され
る。関数発生器５６は、Ｎ−ＮＨ＞０のとき予め定めら
れた負の補正値を出力し、関数発生器５７はＮ−ＮＬ＜
０のとき予め定められた正の補正値を出力する。関数発
生器５６、５７から出力される補正値は加算器５８で加
算される。加算器５８から出力される補正値は、加算器
５１において予め設定された酸素濃度の初期設定値Ｓ０
に加算され、ＮＯｘ濃度に応じた酸素濃度の補正が行わ
れる。
れている。ＮＯｘ濃度の計測値Ｎはサンプリング周期ご
とに、制御装置５３の減算器５４、５５に入力され、予
め定められた設定値の上限値ＮＨと下限値ＮＬとの差が
求められ、それぞれ関数発生器５６、５７に入力され
る。関数発生器５６は、Ｎ−ＮＨ＞０のとき予め定めら
れた負の補正値を出力し、関数発生器５７はＮ−ＮＬ＜
０のとき予め定められた正の補正値を出力する。関数発
生器５６、５７から出力される補正値は加算器５８で加
算される。加算器５８から出力される補正値は、加算器
５１において予め設定された酸素濃度の初期設定値Ｓ０
に加算され、ＮＯｘ濃度に応じた酸素濃度の補正が行わ
れる。
【００３２】一方、漏れ込み空気量演算器５２から出力
される漏れ込み空気量Ｇは減算器６１に導かれ、ここに
おいて遅延メモリ６２に格納されている１サンプリング
周期（τ秒）前の漏れ込み空気量Ｇ’との差ΔＧ、つま
り漏れ込み空気量の増減分が求められる。この漏れ込み
空気量の増減分ΔＧは、比較器６２、６３にそれぞれ入
力され、予め設定された設定値−Ｇ０、Ｇ０と大小が比
較される。ΔＧ＜−Ｇ ０のときは比較器６２から「１」
が出力され、ΔＧ＞Ｇ０のときは比較器６３から「１」
が出力される。一方、ＮＯｘ濃度の計測値Ｎは比較器６
４、６５にそれぞれ入力され、前述の上限値ＮＨと下限
値ＮＬと比較される。Ｎ＞ＮＨのときは比較器６４から
「１」が出力され、Ｎ＜ＮＬのときは比較器６５から
「１」が出力される。比較器６２と比較器６４の出力は
アンドゲート６６で論理積が求められ、アンドゲート６
６からは、Ｎ＞ＮＨかつΔＧ＜−Ｇ０のときに「１」が
出力される。同様に、アンドゲート６７からは、Ｎ＜Ｎ
ＬかつΔＧ＞Ｇ０のときに「１」が出力される。これら
のアンドゲート６６、６７の出力は、オアゲート６８に
よって論理和が求められる。つまり、Ｎ＞ＮＨかつΔＧ
＜−Ｇ０、又はＮ＜Ｎ ＬかつΔＧ＞Ｇ０が成立すると、
オアゲート６８から「１」が出力され、判定器６９はフ
ラグを立てるとともに、酸素濃度の設定値を加算器５９
の出力である補正された設定理Ｓ０’に書き替えて、減
算器３７に出力する。なお、判定器６９は、オアゲート
６８から「１」が出力されないときはフラグを立てず、
前制御周期の酸素濃度の設定値Ｓ０’を保持する。減算
器３７では、酸素濃度の検出値Ｓと設定理Ｓ０’との差
を求め、その差はＰＩＤなどからなる制御器３８に入力
され、その差を低減するように空気量の指令値Ｆが加算
器３９を介して出力される。
される漏れ込み空気量Ｇは減算器６１に導かれ、ここに
おいて遅延メモリ６２に格納されている１サンプリング
周期（τ秒）前の漏れ込み空気量Ｇ’との差ΔＧ、つま
り漏れ込み空気量の増減分が求められる。この漏れ込み
空気量の増減分ΔＧは、比較器６２、６３にそれぞれ入
力され、予め設定された設定値−Ｇ０、Ｇ０と大小が比
較される。ΔＧ＜−Ｇ ０のときは比較器６２から「１」
が出力され、ΔＧ＞Ｇ０のときは比較器６３から「１」
が出力される。一方、ＮＯｘ濃度の計測値Ｎは比較器６
４、６５にそれぞれ入力され、前述の上限値ＮＨと下限
値ＮＬと比較される。Ｎ＞ＮＨのときは比較器６４から
「１」が出力され、Ｎ＜ＮＬのときは比較器６５から
「１」が出力される。比較器６２と比較器６４の出力は
アンドゲート６６で論理積が求められ、アンドゲート６
６からは、Ｎ＞ＮＨかつΔＧ＜−Ｇ０のときに「１」が
出力される。同様に、アンドゲート６７からは、Ｎ＜Ｎ
ＬかつΔＧ＞Ｇ０のときに「１」が出力される。これら
のアンドゲート６６、６７の出力は、オアゲート６８に
よって論理和が求められる。つまり、Ｎ＞ＮＨかつΔＧ
＜−Ｇ０、又はＮ＜Ｎ ＬかつΔＧ＞Ｇ０が成立すると、
オアゲート６８から「１」が出力され、判定器６９はフ
ラグを立てるとともに、酸素濃度の設定値を加算器５９
の出力である補正された設定理Ｓ０’に書き替えて、減
算器３７に出力する。なお、判定器６９は、オアゲート
６８から「１」が出力されないときはフラグを立てず、
前制御周期の酸素濃度の設定値Ｓ０’を保持する。減算
器３７では、酸素濃度の検出値Ｓと設定理Ｓ０’との差
を求め、その差はＰＩＤなどからなる制御器３８に入力
され、その差を低減するように空気量の指令値Ｆが加算
器３９を介して出力される。
【００３３】一方、燃焼ガス温度Ｔに基づく空気量制御
は図１の実施形態と同じであり、減算器４２により燃焼
ガス温度Ｔの基準値Ｔ０との差ΔＴが求められ、その差
ΔＴがＰＩ又はＰなどからなる制御器４３に入力され、
空気量の補正値ｆが加算器３９に入力され、空気量の指
令値Ｆが補正される。
は図１の実施形態と同じであり、減算器４２により燃焼
ガス温度Ｔの基準値Ｔ０との差ΔＴが求められ、その差
ΔＴがＰＩ又はＰなどからなる制御器４３に入力され、
空気量の補正値ｆが加算器３９に入力され、空気量の指
令値Ｆが補正される。
【００３４】このように構成されることから、本実施形
態によれば、ＮＯｘ濃度の計測値Ｎが上限値又は下限値
の範囲を越えても、漏れ込み空気量の計測値Ｇの変動が
設定範囲（―Ｇ０，Ｇ０）を越えて変動していない場合
は、ＮＯｘ濃度の変動の要因が燃焼ムラであるとして空
気量を補正制御しない。一方、ＮＯｘ濃度が設定範囲を
下回る場合（Ｎ＜ＮＬ）であって、かつ漏れ込み空気量
が増加(ΔＧ＞Ｇ０)した場合は、酸素不足と判断して酸
素濃度の目標値又は目標範囲を所定量上げることによ
り、燃焼室へ供給する空気量を増加させる。一方、ＮＯ
ｘ濃度が設定範囲を超える場合(Ｎ＞ＮＨ)であって、か
つ漏れ込み空気量が減少した場合(ΔＧ＜−Ｇ０)は、酸
素過多と判断して酸素濃度の目標値又は目標範囲を所定
量下げることにより、燃焼室へ供給する空気量を減少さ
せる。これによって、燃焼室と酸素濃度計測手段のサン
プリング点までの間の装置から漏れ込む空気量の変動に
よる酸素濃度計測の外乱を補償するとともに、ＮＯｘ濃
度の変動による外乱をも補償して、有害物質の発生を抑
制することができる。
態によれば、ＮＯｘ濃度の計測値Ｎが上限値又は下限値
の範囲を越えても、漏れ込み空気量の計測値Ｇの変動が
設定範囲（―Ｇ０，Ｇ０）を越えて変動していない場合
は、ＮＯｘ濃度の変動の要因が燃焼ムラであるとして空
気量を補正制御しない。一方、ＮＯｘ濃度が設定範囲を
下回る場合（Ｎ＜ＮＬ）であって、かつ漏れ込み空気量
が増加(ΔＧ＞Ｇ０)した場合は、酸素不足と判断して酸
素濃度の目標値又は目標範囲を所定量上げることによ
り、燃焼室へ供給する空気量を増加させる。一方、ＮＯ
ｘ濃度が設定範囲を超える場合(Ｎ＞ＮＨ)であって、か
つ漏れ込み空気量が減少した場合(ΔＧ＜−Ｇ０)は、酸
素過多と判断して酸素濃度の目標値又は目標範囲を所定
量下げることにより、燃焼室へ供給する空気量を減少さ
せる。これによって、燃焼室と酸素濃度計測手段のサン
プリング点までの間の装置から漏れ込む空気量の変動に
よる酸素濃度計測の外乱を補償するとともに、ＮＯｘ濃
度の変動による外乱をも補償して、有害物質の発生を抑
制することができる。
【００３５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、漏
れ込み空気量の変動による酸素濃度の計測の外乱を補償
して、有害物質の発生を抑制することができる。
れ込み空気量の変動による酸素濃度の計測の外乱を補償
して、有害物質の発生を抑制することができる。
【図１】本発明の一実施の形態の廃棄物処理装置の全体
構成図を示す。
構成図を示す。
【図２】本発明に係るＮＯｘ濃度により酸素濃度の目標
値を変更する動作原理を説明する図である。
値を変更する動作原理を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態による燃焼制御の効果を実
測値により説明する線図である。
測値により説明する線図である。
【図４】本発明の他の実施の形態の廃棄物処理装置の全
体構成図を示す。
体構成図を示す。
【図５】図４の実施形態の制御装置の詳細構成図を示
す。
す。
【図６】燃焼器出口の酸素濃度とＮＯｘ及びＣＯの濃度
の関係を示す線図である。
の関係を示す線図である。
４ 燃焼溶融炉 ５ バーナ １０ 第１の空気供給ノズル １１ 第２の空気供給ノズル ２３ 集じん装置 ３０ 流量制御弁 ３１ 第１の制御装置 ３２ 温度センサ ３３ 流量制御弁 ３４ 第２の制御装置 ３５ 酸素分析計 ３７ 減算器 ３６ ＮＯｘ分析計 ３９ 加算器 ４０ 比較器 ４１ 酸素濃度設定器 ４２ 減算器 ４３ 制御器 ５１−１〜５１−４ 圧力検出端 ５２ 漏れ込み空気量演算器 ５３ 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚田 俊美 東京都中央区築地５丁目６番４号 三井造 船株式会社内 Ｆターム(参考） 3K062 AA16 AA24 AB02 AB03 AC01 AC20 BA02 CA00 CA01 CB03 CB08 DA01 DA07 DA11 DA22 DA25 DB06 DB08
Claims (5)
- 【請求項１】 廃棄物などの焼却対象物を焼却する燃焼
室から排出される排ガスの酸素濃度を前記燃焼室から離
れた排ガス流路の下流側で計測し、計測された酸素濃度
を予め定められた目標値又は目標範囲に保持制御するに
あたって、前記排ガスのＮＯｘ濃度を計測し、計測され
たＮＯｘ濃度が予め定められた設定範囲から外れたと
き、前記酸素濃度の目標値又は目標範囲を増減補正する
ことを特徴とする燃焼制御方法。 - 【請求項２】 前記酸素濃度の目標値又は目標範囲は、
前記燃焼室と前記酸素濃度の計測位置との間で前記排ガ
スに漏れ込む空気量を考慮して設定されてなることを特
徴とする請求項１に記載の燃焼制御方法。 - 【請求項３】 廃棄物を熱分解する熱分解反応器と、該
熱分解反応器から発生する熱分解ガスと熱分解残渣の一
部とを燃焼するとともに不燃成分を溶融する燃焼溶融炉
と、該燃焼溶融炉から排出される排ガスの熱を回収する
熱回収装置と、前記排ガス中に含まれる灰などの浮遊固
形物を捕集する集じん装置と、該集じん装置から排出さ
れる排ガスを吸引して大気に排出する誘引送風機と、前
記熱回収装置又は前記集じん装置から排出される排ガス
の酸素濃度を計測する酸素濃度計測手段と、該酸素濃度
計測手段により計測された排ガスの酸素濃度を予め定め
られた目標値又は目標範囲に保持するように前記燃焼溶
融炉の燃焼用空気量を制御する燃焼制御手段とを備えた
廃棄物処理装置において、 前記排ガスのＮＯｘ濃度を計測するＮＯｘ濃度計測手段
を設け、該計測手段により計測されたＮＯｘ濃度が予め
定められた設定範囲から外れたとき、前記酸素濃度の目
標値又は目標範囲を増減補正することを特徴とする廃棄
物処理装置。 - 【請求項４】 廃棄物などの焼却対象物を焼却する燃焼
室から排出される排ガスの酸素濃度を前記燃焼室から離
れた排ガス流路の下流側で計測し、計測された酸素濃度
を予め定められた目標値又は目標範囲に保持制御するに
あたって、前記排ガスのＮＯｘ濃度を計測するととも
に、前記燃焼室から前記酸素濃度の計測位置まで前記排
ガス流路中に漏れ込む空気量を求め、計測されたＮＯｘ
濃度が予め定められた設定範囲から外れ、かつ漏れ込み
空気量の変動量が予め定められた設定範囲から外れたと
き、前記酸素濃度の目標値又は目標範囲を増減補正する
ことを特徴とする燃焼制御方法。 - 【請求項５】 前記漏れ込み空気量は、前記排ガス流路
の各部の圧力を検出し、該検出圧力に基づいて演算によ
り求めることを特徴とする請求項４に記載の燃焼制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001355819A JP3902454B2 (ja) | 2000-11-27 | 2001-11-21 | 燃焼制御方法及び廃棄物処理装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000359723 | 2000-11-27 | ||
| JP2000-359723 | 2000-11-27 | ||
| JP2001355819A JP3902454B2 (ja) | 2000-11-27 | 2001-11-21 | 燃焼制御方法及び廃棄物処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002221308A true JP2002221308A (ja) | 2002-08-09 |
| JP3902454B2 JP3902454B2 (ja) | 2007-04-04 |
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ID=26604631
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001355819A Expired - Fee Related JP3902454B2 (ja) | 2000-11-27 | 2001-11-21 | 燃焼制御方法及び廃棄物処理装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3902454B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004271041A (ja) * | 2003-03-07 | 2004-09-30 | Kurimoto Ltd | 溶融炉 |
| JP2004286413A (ja) * | 2003-03-25 | 2004-10-14 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 燃焼制御方法及び廃棄物処理装置 |
| JP2004294013A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-21 | Kurimoto Ltd | 溶融炉 |
| JP2005233501A (ja) * | 2004-02-19 | 2005-09-02 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 燃焼制御方法および廃棄物処理装置 |
| JP2018528322A (ja) * | 2015-06-29 | 2018-09-27 | アーバンゴールド ゲーエムベーハー | 電気及び／又は電子スクラップ又は部品の冶金処理のための装置及び構成及びそれらの使用及び電気及び／又は電子スクラップ又は部品の冶金処理のための方法 |
-
2001
- 2001-11-21 JP JP2001355819A patent/JP3902454B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
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| JP2004286413A (ja) * | 2003-03-25 | 2004-10-14 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 燃焼制御方法及び廃棄物処理装置 |
| JP2004294013A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-21 | Kurimoto Ltd | 溶融炉 |
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| JP2018528322A (ja) * | 2015-06-29 | 2018-09-27 | アーバンゴールド ゲーエムベーハー | 電気及び／又は電子スクラップ又は部品の冶金処理のための装置及び構成及びそれらの使用及び電気及び／又は電子スクラップ又は部品の冶金処理のための方法 |
| US11060164B2 (en) | 2015-06-29 | 2021-07-13 | Urbangold Gmbh | Apparatus and arrangement for the metallurgical treatment of electrical and/or electronic scrap or components and uses thereof and methods for the metallurgical treatment of electrical and/or electronic scrap or components |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3902454B2 (ja) | 2007-04-04 |
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