JP2003096468A - 熱分解反応装置及びその運転方法 - Google Patents
熱分解反応装置及びその運転方法Info
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- Coke Industry (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 間欠的に原料を投入する場合に、熱分解反応
容器内の負圧が過大になることを抑制することができる
熱分解反応装置を提供する。 【解決手段】 原料を加熱して熱分解する熱分解反応容
器３と、熱分解反応容器３内に間欠的に原料を供給する
供給装置５と、熱分解反応容器３内のガスを吸引する誘
引送風機７と、熱分解反応容器３内の圧力が設定負圧P
０になるように誘引送風機７の回転数もしくはサクショ
ンダンパー開度を制御する制御信号Ｍを出力する制御器
９とを備え、原料が熱分解反応容器３内に投入される際
に、制御信号Ｍに、回転数を低下させるもしくはサクシ
ョンダンパー開度を絞る補正信号ｍを加算することによ
り、熱分解反応容器３内の負圧が過大になることを抑制
する。
容器内の負圧が過大になることを抑制することができる
熱分解反応装置を提供する。 【解決手段】 原料を加熱して熱分解する熱分解反応容
器３と、熱分解反応容器３内に間欠的に原料を供給する
供給装置５と、熱分解反応容器３内のガスを吸引する誘
引送風機７と、熱分解反応容器３内の圧力が設定負圧P
０になるように誘引送風機７の回転数もしくはサクショ
ンダンパー開度を制御する制御信号Ｍを出力する制御器
９とを備え、原料が熱分解反応容器３内に投入される際
に、制御信号Ｍに、回転数を低下させるもしくはサクシ
ョンダンパー開度を絞る補正信号ｍを加算することによ
り、熱分解反応容器３内の負圧が過大になることを抑制
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物等の原料を
熱分解して熱分解ガスを発生させる熱分解反応装置の技
術に関する。
熱分解して熱分解ガスを発生させる熱分解反応装置の技
術に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱分解反応装置は、一般ごみなどの廃棄
物、産業廃棄物、プラスチック廃棄物、木材チップ、石
炭等の原料を熱分解して、熱分解ガスを生成する装置で
ある。このような熱分解反応装置は、還元雰囲気で原料
を加熱して熱分解させる熱分解反応容器と、この熱分解
反応容器内に原料を供給する供給装置と、熱分解反応容
器内で生成される熱分解ガスを吸引する誘引送風機など
を備えて構成される。また、熱分解反応容器内の圧力を
負圧に保持するために、熱分解反応容器内の圧力を検出
し、検出圧力が設定負圧になるように誘引送風機の回転
数やサクションダンパーの開度をフィードバック制御す
るPIまたはPIDなどの制御器が設けられている。
物、産業廃棄物、プラスチック廃棄物、木材チップ、石
炭等の原料を熱分解して、熱分解ガスを生成する装置で
ある。このような熱分解反応装置は、還元雰囲気で原料
を加熱して熱分解させる熱分解反応容器と、この熱分解
反応容器内に原料を供給する供給装置と、熱分解反応容
器内で生成される熱分解ガスを吸引する誘引送風機など
を備えて構成される。また、熱分解反応容器内の圧力を
負圧に保持するために、熱分解反応容器内の圧力を検出
し、検出圧力が設定負圧になるように誘引送風機の回転
数やサクションダンパーの開度をフィードバック制御す
るPIまたはPIDなどの制御器が設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、廃棄物など
の原料を熱分解反応容器内に投入する供給装置として、
原料を連続的に供給する方式と、間欠的に供給する方式
とが考えられている。原料が連続的に投入される場合
は、熱分解反応も定常的になるため、熱分解反応容器内
で発生するガスの発生量に大きな変動はない。しかし、
原料を間欠的に供給する場合は、原料の投入のたびに、
熱分解反応容器内におけるガスの発生量が大きく変動
し、熱分解反応容器内の圧力が大きく変動する場合があ
る。
の原料を熱分解反応容器内に投入する供給装置として、
原料を連続的に供給する方式と、間欠的に供給する方式
とが考えられている。原料が連続的に投入される場合
は、熱分解反応も定常的になるため、熱分解反応容器内
で発生するガスの発生量に大きな変動はない。しかし、
原料を間欠的に供給する場合は、原料の投入のたびに、
熱分解反応容器内におけるガスの発生量が大きく変動
し、熱分解反応容器内の圧力が大きく変動する場合があ
る。
【０００４】すなわち、原料を間欠的に熱分解反応容器
内に投入する方式の場合、常温の原料の投入によって熱
分解反応容器内の温度が一時的に低下する。例えば、一
般ごみなどの廃棄物の場合、反応容器の入口側では水分
の蒸発が起こっており、温度低下によって発生蒸気が減
少し、熱分解反応容器内の圧力が低下する。
内に投入する方式の場合、常温の原料の投入によって熱
分解反応容器内の温度が一時的に低下する。例えば、一
般ごみなどの廃棄物の場合、反応容器の入口側では水分
の蒸発が起こっており、温度低下によって発生蒸気が減
少し、熱分解反応容器内の圧力が低下する。
【０００５】このような熱分解反応容器内の圧力の低下
に対して、従来では、熱分解反応容器内の圧力が設定負
圧の範囲を維持するように、フィードバック制御により
誘引送風機の回転数を下げるか、もしくはサクションダ
ンパー開度を絞ることにより圧力の低下を抑えるように
している。
に対して、従来では、熱分解反応容器内の圧力が設定負
圧の範囲を維持するように、フィードバック制御により
誘引送風機の回転数を下げるか、もしくはサクションダ
ンパー開度を絞ることにより圧力の低下を抑えるように
している。
【０００６】しかしながら、圧力の低下が大きい場合に
制御が遅れると、熱分解反応容器内の負圧が過大にな
り、熱分解反応容器内に周囲の空気が洩れ込んで、熱分
解反応容器内を還元雰囲気に維持できない場合がある。
このような問題に対して、制御器の制御演算式を適切に
調整しようとしても、原料投入時から定常状態時にかけ
て熱分解反応容器内で発生するガスの発生量が線形でな
いため、１つの制御演算式では対応することができな
い。つまり、原料投入直後のモードに合わせて制御演算
式を設定すると、それ以外のときには不適切な設定にな
る。また、その逆も同様である。
制御が遅れると、熱分解反応容器内の負圧が過大にな
り、熱分解反応容器内に周囲の空気が洩れ込んで、熱分
解反応容器内を還元雰囲気に維持できない場合がある。
このような問題に対して、制御器の制御演算式を適切に
調整しようとしても、原料投入時から定常状態時にかけ
て熱分解反応容器内で発生するガスの発生量が線形でな
いため、１つの制御演算式では対応することができな
い。つまり、原料投入直後のモードに合わせて制御演算
式を設定すると、それ以外のときには不適切な設定にな
る。また、その逆も同様である。
【０００７】本発明が解決しようとする課題は、間欠的
に原料を投入する場合に、熱分解反応容器内の負圧が過
大になることを抑制することにある。
に原料を投入する場合に、熱分解反応容器内の負圧が過
大になることを抑制することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、原料を加熱し
て熱分解する熱分解反応容器と、該熱分解反応容器内に
間欠的に原料を供給する供給装置と、前記熱分解反応容
器内のガスを吸引する誘引送風機と、熱分解反応容器内
の圧力が設定負圧になるように前記誘引送風機の回転数
もしくはサクションダンパー開度を制御する制御信号を
出力する制御器とを備えた熱分解反応装置を対象とす
る。
て熱分解する熱分解反応容器と、該熱分解反応容器内に
間欠的に原料を供給する供給装置と、前記熱分解反応容
器内のガスを吸引する誘引送風機と、熱分解反応容器内
の圧力が設定負圧になるように前記誘引送風機の回転数
もしくはサクションダンパー開度を制御する制御信号を
出力する制御器とを備えた熱分解反応装置を対象とす
る。
【０００９】そして、上記課題を解決するために、前記
原料が熱分解反応容器内に投入される際に、前記制御信
号に予め設定された補正信号を加算することを特徴とす
る。
原料が熱分解反応容器内に投入される際に、前記制御信
号に予め設定された補正信号を加算することを特徴とす
る。
【００１０】すなわち、原料投入による圧力低下を予測
し、フィードフォワード制御によって制御信号に予め設
定された補正信号を加算することにより、制御遅れを解
消する。これにより、間欠的に原料が投入される場合で
あっても、熱分解反応容器内の負圧が過大になることを
抑制することができる。
し、フィードフォワード制御によって制御信号に予め設
定された補正信号を加算することにより、制御遅れを解
消する。これにより、間欠的に原料が投入される場合で
あっても、熱分解反応容器内の負圧が過大になることを
抑制することができる。
【００１１】ここで、前記補正信号は、熱分解反応容器
内に原料が投入されることによる圧力制御の遅れを補償
するように、加算のタイミング、信号の大きさまたは信
号のパターン、補正時間幅などを設定することが好まし
い。
内に原料が投入されることによる圧力制御の遅れを補償
するように、加算のタイミング、信号の大きさまたは信
号のパターン、補正時間幅などを設定することが好まし
い。
【００１２】加算のタイミングは、供給装置の間欠動作
に同期させて、原料が熱分解反応容器に実際に投入され
るタイミングに合わせるのが好ましい。例えば、供給装
置が、ピストンにより原料を押し出す方式の場合は、ピ
ストンが前進端位置または一定位置手前に達するタイミ
ングに設定する。また、誘引送風機の回転数を低下させ
てから又はサクションダンパー開度を絞ってから、実際
にその効果が現れるまでの時間の遅れを考慮して、実際
に原料が投入されるタイミングよりも早いタイミングに
合わせることができる。
に同期させて、原料が熱分解反応容器に実際に投入され
るタイミングに合わせるのが好ましい。例えば、供給装
置が、ピストンにより原料を押し出す方式の場合は、ピ
ストンが前進端位置または一定位置手前に達するタイミ
ングに設定する。また、誘引送風機の回転数を低下させ
てから又はサクションダンパー開度を絞ってから、実際
にその効果が現れるまでの時間の遅れを考慮して、実際
に原料が投入されるタイミングよりも早いタイミングに
合わせることができる。
【００１３】また、補正信号の大きさまたはパターン、
補正時間幅などは、シミュレーションや実機による事前
試験により、原料の投入による熱分解反応容器内の圧力
低下を求め、その圧力低下を吸収するように調整して設
定する。補正信号のパターンは、例えば、矩形波、三角
波、正弦波など、様々な波形を形成することができる。
さらに、補正信号を可変にし、実際に合わせて調整する
ようにすることが好ましい。
補正時間幅などは、シミュレーションや実機による事前
試験により、原料の投入による熱分解反応容器内の圧力
低下を求め、その圧力低下を吸収するように調整して設
定する。補正信号のパターンは、例えば、矩形波、三角
波、正弦波など、様々な波形を形成することができる。
さらに、補正信号を可変にし、実際に合わせて調整する
ようにすることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用してなる熱分
解反応装置の第１の実施形態について図１及び図２を参
照して説明する。図１は、本発明を適用してなる熱分解
反応装置の構成を示した図である。図２は、本発明を適
用してなる熱分解反応装置が設けられた廃棄物処理プラ
ントを示した系統図である。
解反応装置の第１の実施形態について図１及び図２を参
照して説明する。図１は、本発明を適用してなる熱分解
反応装置の構成を示した図である。図２は、本発明を適
用してなる熱分解反応装置が設けられた廃棄物処理プラ
ントを示した系統図である。
【００１５】図２に示すように、廃棄物処理プラントに
搬入された廃棄物aは、図示していない破砕機などによ
って破砕（例えば150mm以下）された後、供給装置５の
供給ホッパ１７へ投入される。廃棄物aは、供給装置５
により、熱分解反応容器３内に供給され、内部で例えば
300乃至600℃（通常は450℃）程度に加熱され、これに
より熱分解される。この加熱は、熱分解反応容器３の内
周壁に沿って配設された複数の加熱管２９により行わ
れ、その加熱管２９内には、加熱空気Ｇ２がラインＬ２
を介して供給されている。また、熱分解反応容器３の内
部圧力は、後述するように大気圧以下の雰囲気に保持さ
れている。
搬入された廃棄物aは、図示していない破砕機などによ
って破砕（例えば150mm以下）された後、供給装置５の
供給ホッパ１７へ投入される。廃棄物aは、供給装置５
により、熱分解反応容器３内に供給され、内部で例えば
300乃至600℃（通常は450℃）程度に加熱され、これに
より熱分解される。この加熱は、熱分解反応容器３の内
周壁に沿って配設された複数の加熱管２９により行わ
れ、その加熱管２９内には、加熱空気Ｇ２がラインＬ２
を介して供給されている。また、熱分解反応容器３の内
部圧力は、後述するように大気圧以下の雰囲気に保持さ
れている。
【００１６】熱分解反応にて発生した熱分解ガスＧ１と
熱分解残渣ｂは、熱分解残渣室３０へ導かれ、熱分解残
渣ｂはラインＬ３を介して分離部３２へ送られる。分離
部３２では熱分解残渣ｂから、金属成分、非金属成分な
どが、例えば、櫛、磁選式、うず電流式、遠心式または
風力選別式などの公知の分離方法で分離されて排出さ
れ、熱分解カーボンや灰分などはラインＬ４を介して燃
焼溶融炉３４へ供給されるようになっている。熱分解残
渣室３０からラインＬ１を介して燃焼溶融炉３４のバー
ナ３６に供給される熱分解ガスＧ１は、送風機３８から
ラインＬ５を介して供給される燃焼用空気Ｆによって燃
焼する。
熱分解残渣ｂは、熱分解残渣室３０へ導かれ、熱分解残
渣ｂはラインＬ３を介して分離部３２へ送られる。分離
部３２では熱分解残渣ｂから、金属成分、非金属成分な
どが、例えば、櫛、磁選式、うず電流式、遠心式または
風力選別式などの公知の分離方法で分離されて排出さ
れ、熱分解カーボンや灰分などはラインＬ４を介して燃
焼溶融炉３４へ供給されるようになっている。熱分解残
渣室３０からラインＬ１を介して燃焼溶融炉３４のバー
ナ３６に供給される熱分解ガスＧ１は、送風機３８から
ラインＬ５を介して供給される燃焼用空気Ｆによって燃
焼する。
【００１７】このとき熱分解ガスＧ１と燃焼用空気Ｆと
の混合気は、燃焼溶融炉３４内に旋回流を形成しながら
燃焼する。その燃焼温度は灰分の溶融温度よりも高い13
00℃程度の高温域に設定される。この燃焼温度により熱
分解ガスＧ１に同伴して導入される不燃性の灰分及び分
離部３２より供給される灰分などは、溶融されながら炉
壁に捕捉され、溶融スラグ４０が形成される。溶融スラ
グ４０は燃焼溶融炉３４の低部に設けられた排出口を介
して、下方に配置されている水槽４２へ落下し、冷却さ
れて固化される。
の混合気は、燃焼溶融炉３４内に旋回流を形成しながら
燃焼する。その燃焼温度は灰分の溶融温度よりも高い13
00℃程度の高温域に設定される。この燃焼温度により熱
分解ガスＧ１に同伴して導入される不燃性の灰分及び分
離部３２より供給される灰分などは、溶融されながら炉
壁に捕捉され、溶融スラグ４０が形成される。溶融スラ
グ４０は燃焼溶融炉３４の低部に設けられた排出口を介
して、下方に配置されている水槽４２へ落下し、冷却さ
れて固化される。
【００１８】燃焼溶融炉３４内で発生した高温の燃焼排
ガスＧ３は、空気加熱器４４に導かれ、熱分解反応容器
３の加熱管２９に通流する加熱空気Ｇ２を加熱した後、
ラインＬ１１を介して廃熱ボイラ４６へ供給される。廃
熱ボイラ４６は燃焼排ガスＧ３の熱により蒸気を発生さ
せ、これにより蒸気タービン発電機４８を回転させて電
力を回収する。廃熱ボイラ４６から排出される燃焼排ガ
スＧ３は、減温塔５３で低温化され、集塵器５０に導か
れて除塵された後、ガス浄化装置５２で清浄な燃焼排ガ
スＧ４とされ、誘引送風機７を介して煙突５４から大気
中へ放出される。また、集塵器５０で捕集されたダスト
は、燃焼溶融炉３４内へ戻して、溶融スラグ化するよう
にしている。廃熱ボイラ４６及び減温塔５３で捕集され
たダストも同様に燃焼溶融炉３４へ戻すようにしてもよ
い。
ガスＧ３は、空気加熱器４４に導かれ、熱分解反応容器
３の加熱管２９に通流する加熱空気Ｇ２を加熱した後、
ラインＬ１１を介して廃熱ボイラ４６へ供給される。廃
熱ボイラ４６は燃焼排ガスＧ３の熱により蒸気を発生さ
せ、これにより蒸気タービン発電機４８を回転させて電
力を回収する。廃熱ボイラ４６から排出される燃焼排ガ
スＧ３は、減温塔５３で低温化され、集塵器５０に導か
れて除塵された後、ガス浄化装置５２で清浄な燃焼排ガ
スＧ４とされ、誘引送風機７を介して煙突５４から大気
中へ放出される。また、集塵器５０で捕集されたダスト
は、燃焼溶融炉３４内へ戻して、溶融スラグ化するよう
にしている。廃熱ボイラ４６及び減温塔５３で捕集され
たダストも同様に燃焼溶融炉３４へ戻すようにしてもよ
い。
【００１９】次に、本発明の特徴を備えた熱分解反応装
置について詳細に説明する。熱分解反応装置１は、図１
に示すように、原料である廃棄物aを熱分解する熱分解
反応容器３、廃棄物aを熱分解反応容器３へ間欠的に供
給する供給装置５、熱分解反応容器３内のガスを吸引す
る誘引送風機７、熱分解反応容器３内の圧力に基づいて
誘引送風機７の回転数を制御する制御器９、供給装置５
の間欠動作に同期させて制御器９が出力する制御信号Ｍ
を補正する補正信号ｍを出力する補正器１１などを含ん
で構成されている。
置について詳細に説明する。熱分解反応装置１は、図１
に示すように、原料である廃棄物aを熱分解する熱分解
反応容器３、廃棄物aを熱分解反応容器３へ間欠的に供
給する供給装置５、熱分解反応容器３内のガスを吸引す
る誘引送風機７、熱分解反応容器３内の圧力に基づいて
誘引送風機７の回転数を制御する制御器９、供給装置５
の間欠動作に同期させて制御器９が出力する制御信号Ｍ
を補正する補正信号ｍを出力する補正器１１などを含ん
で構成されている。
【００２０】供給装置５は、内部にピストン１９が挿入
された搬送筒１５と、ピストン１９を搬送筒１５の軸方
向に往復駆動させる駆動装置２１などを備えて構成され
ている。搬送筒１５の先端は、図示していないシール機
構を介して熱分解反応容器３内に連結され、熱分解反応
容器３内部に開口している。搬送筒１５の筒の途中に廃
棄物ａを供給する供給ホッパ１７が連結されている。搬
送筒１５内には、廃棄物aが滞留するようになってお
り、大気と熱分解反応容器３内との間のシールが保たれ
ている。また、搬送筒１５には、ピストン１９の位置を
検出する位置センサー６３が設けられている。この位置
センサー６３は、廃棄物aが投入されるピストン１９位
置（例えば、前進端位置の一定寸法手前）を検出するよ
うになっている。
された搬送筒１５と、ピストン１９を搬送筒１５の軸方
向に往復駆動させる駆動装置２１などを備えて構成され
ている。搬送筒１５の先端は、図示していないシール機
構を介して熱分解反応容器３内に連結され、熱分解反応
容器３内部に開口している。搬送筒１５の筒の途中に廃
棄物ａを供給する供給ホッパ１７が連結されている。搬
送筒１５内には、廃棄物aが滞留するようになってお
り、大気と熱分解反応容器３内との間のシールが保たれ
ている。また、搬送筒１５には、ピストン１９の位置を
検出する位置センサー６３が設けられている。この位置
センサー６３は、廃棄物aが投入されるピストン１９位
置（例えば、前進端位置の一定寸法手前）を検出するよ
うになっている。
【００２１】熱分解反応容器３内の圧力は圧力計２３に
よって計測される。比較器２５は、圧力計２３によって
検出された検出圧力Ｐと、予め設定された設定負圧Ｐ０
（例えば−5乃至−25mmAQの一点に設定される）とを比
較して偏差ΔＰ（＝Ｐ−Ｐ０）を求め、この求めた偏差
ΔＰを制御器９に入力するようになっている。制御器９
は、例えばＰＩＤ演算器を有してなり、入力される偏差
ΔＰを０に、つまり、Ｐ＝Ｐ０となるように、誘引送風
機７の回転数を制御する制御信号Ｍを算出して、誘引送
風機７の制御装置に出力するようになっている。例え
ば、偏差ΔＰが負（Ｐ＜Ｐ０）の場合、制御器９は、制
御信号Ｍを小さくして誘引送風機７の回転数を低下さ
せ、偏差ΔＰが正（Ｐ＞Ｐ０）の場合、制御信号Ｍを大
きくして誘引送風機７の回転数を上昇させる。また、補
正器１１は、位置センサー６３が検出するピストン１９
の位置の検出信号に基づいて、予め設定された補正信号
ｍを加算器２８へ出力するように構成されている。な
お、Ｐ０は一定の不感帯をもって設定されている。
よって計測される。比較器２５は、圧力計２３によって
検出された検出圧力Ｐと、予め設定された設定負圧Ｐ０
（例えば−5乃至−25mmAQの一点に設定される）とを比
較して偏差ΔＰ（＝Ｐ−Ｐ０）を求め、この求めた偏差
ΔＰを制御器９に入力するようになっている。制御器９
は、例えばＰＩＤ演算器を有してなり、入力される偏差
ΔＰを０に、つまり、Ｐ＝Ｐ０となるように、誘引送風
機７の回転数を制御する制御信号Ｍを算出して、誘引送
風機７の制御装置に出力するようになっている。例え
ば、偏差ΔＰが負（Ｐ＜Ｐ０）の場合、制御器９は、制
御信号Ｍを小さくして誘引送風機７の回転数を低下さ
せ、偏差ΔＰが正（Ｐ＞Ｐ０）の場合、制御信号Ｍを大
きくして誘引送風機７の回転数を上昇させる。また、補
正器１１は、位置センサー６３が検出するピストン１９
の位置の検出信号に基づいて、予め設定された補正信号
ｍを加算器２８へ出力するように構成されている。な
お、Ｐ０は一定の不感帯をもって設定されている。
【００２２】補正信号ｍは、誘引送風機７の回転数を早
めに下げるものであり、例えば、矩形波状の信号を用い
ることができる。この矩形波の時間幅は、廃棄物aが熱
分解反応容器３内に投入されてから、圧力が低下してい
る時間を考慮して設定する。加算器２８は、出力された
補正信号ｍを制御信号Ｍに加算するようになっている。
めに下げるものであり、例えば、矩形波状の信号を用い
ることができる。この矩形波の時間幅は、廃棄物aが熱
分解反応容器３内に投入されてから、圧力が低下してい
る時間を考慮して設定する。加算器２８は、出力された
補正信号ｍを制御信号Ｍに加算するようになっている。
【００２３】このような構成の熱分解反応装置１内圧の
制御動作について説明する。熱分解反応装置１の運転
中、制御器９は比較器２５から出力される圧力の偏差Δ
Ｐの幅を低減すべく、制御信号Ｍが誘引送風機７の制御
装置に出力される。誘引送風機７の制御装置は制御信号
Ｍに基づいて回転数を制御し、これにより熱分解反応容
器３内の圧力は、設定負圧Ｐ０近傍に維持制御される。
なお、制御器９は、検出圧力Ｐが設定負圧P０の不感帯
の範囲内であれば制御動作を行わないようになってい
る。
制御動作について説明する。熱分解反応装置１の運転
中、制御器９は比較器２５から出力される圧力の偏差Δ
Ｐの幅を低減すべく、制御信号Ｍが誘引送風機７の制御
装置に出力される。誘引送風機７の制御装置は制御信号
Ｍに基づいて回転数を制御し、これにより熱分解反応容
器３内の圧力は、設定負圧Ｐ０近傍に維持制御される。
なお、制御器９は、検出圧力Ｐが設定負圧P０の不感帯
の範囲内であれば制御動作を行わないようになってい
る。
【００２４】次に、本発明の特徴である廃棄物aを間欠
投入した場合の制御について説明する。駆動装置２１に
よりピストン１９が前進されると、供給ホッパ１７から
搬送筒１５内に投入された廃棄物aは、熱分解反応容器
３の方へ押し出される。そして、位置センサー６３によ
ってピストン１９が検知されると、補正器１１に信号が
発信される。信号を受けた補正器１１は補正信号ｍを加
算器２８へ出力し、これによって制御信号Ｍに補正信号
ｍが加算される。その結果、誘引送風機７の制御装置は
回転数を低下させて吸引力を低下させ、熱分解反応容器
３内の圧力の低下が抑制される。
投入した場合の制御について説明する。駆動装置２１に
よりピストン１９が前進されると、供給ホッパ１７から
搬送筒１５内に投入された廃棄物aは、熱分解反応容器
３の方へ押し出される。そして、位置センサー６３によ
ってピストン１９が検知されると、補正器１１に信号が
発信される。信号を受けた補正器１１は補正信号ｍを加
算器２８へ出力し、これによって制御信号Ｍに補正信号
ｍが加算される。その結果、誘引送風機７の制御装置は
回転数を低下させて吸引力を低下させ、熱分解反応容器
３内の圧力の低下が抑制される。
【００２５】このような特徴を有する本実施形態と、従
来との間欠投入した場合の熱分解反応容器３内の圧力の
変化を図３と図４とを比較して説明する。図３は、縦軸
に検出圧力Ｐ、制御信号及びピストンの動作信号を、横
軸に時間を表し、曲線Aは制御器より出力される制御信
号、曲線B１は検出圧力Ｐを示したグラフである。図４
は、縦軸に検出圧力Ｐ、制御信号及びピストンの動作信
号を、横軸に時間を表し、曲線Cは加算器より出力され
る制御信号、曲線B２は検出圧力Ｐを示したグラフであ
る。
来との間欠投入した場合の熱分解反応容器３内の圧力の
変化を図３と図４とを比較して説明する。図３は、縦軸
に検出圧力Ｐ、制御信号及びピストンの動作信号を、横
軸に時間を表し、曲線Aは制御器より出力される制御信
号、曲線B１は検出圧力Ｐを示したグラフである。図４
は、縦軸に検出圧力Ｐ、制御信号及びピストンの動作信
号を、横軸に時間を表し、曲線Cは加算器より出力され
る制御信号、曲線B２は検出圧力Ｐを示したグラフであ
る。
【００２６】図３に示すように、従来では、時刻t０に
おいてピストンが前進を開始し、時刻t１において廃棄
物ａが熱分解反応容器３内に投入される。これによっ
て、熱分解反応容器３内の圧力が低下しはじめるが、設
定負圧P０の不感帯のために一定時間経過した時刻t２に
おいて、制御器９は誘引送風機７の制御装置に制御信号
Ｍを出力する。この制御の遅れΔｔ（＝t２−t１）のた
めに、熱分解反応容器３内の圧力の低下が進み、負圧が
過大になる。これに対して本実施形態では、図４に示す
ように、時刻t０においてピストンが前進を開始した
後、廃棄物ａが熱分解反応容器３内に投入されるタイミ
ングt１において、位置センサー６３から補正器１１に
検知信号が出力され、これによって制御信号が補正され
る。その結果、誘引送風機７の回転数が速やかに低下さ
れ、廃棄物投入に伴なう圧力の低下を抑える。このよう
に、本実施形態では、制御の遅れΔｔをなくすことがで
き、熱分解反応容器３内の負圧が過大になることを抑制
することができる。
おいてピストンが前進を開始し、時刻t１において廃棄
物ａが熱分解反応容器３内に投入される。これによっ
て、熱分解反応容器３内の圧力が低下しはじめるが、設
定負圧P０の不感帯のために一定時間経過した時刻t２に
おいて、制御器９は誘引送風機７の制御装置に制御信号
Ｍを出力する。この制御の遅れΔｔ（＝t２−t１）のた
めに、熱分解反応容器３内の圧力の低下が進み、負圧が
過大になる。これに対して本実施形態では、図４に示す
ように、時刻t０においてピストンが前進を開始した
後、廃棄物ａが熱分解反応容器３内に投入されるタイミ
ングt１において、位置センサー６３から補正器１１に
検知信号が出力され、これによって制御信号が補正され
る。その結果、誘引送風機７の回転数が速やかに低下さ
れ、廃棄物投入に伴なう圧力の低下を抑える。このよう
に、本実施形態では、制御の遅れΔｔをなくすことがで
き、熱分解反応容器３内の負圧が過大になることを抑制
することができる。
【００２７】上述した実施形態の変形例を以下に記載す
る。
る。
【００２８】図１に示す実施形態では、誘引送風機７の
回転数を低下させてから実際に熱分解反応容器３内の圧
力にその効果が現れるまでに時間遅れが生じる場合があ
る。この場合は、この時間遅れを考慮して、位置センサ
ー６３の位置を設定位置よりも手前に設定することが好
ましい。また、図１に示す実施形態では、廃棄物が実際
に熱分解反応容器３内に投入されるピストン１９の位置
に、位置センサー６３を設置したが、これに代えて、駆
動装置２１の駆動から一定時間を計測して、補正器１１
を動作させるようにしてもよい。
回転数を低下させてから実際に熱分解反応容器３内の圧
力にその効果が現れるまでに時間遅れが生じる場合があ
る。この場合は、この時間遅れを考慮して、位置センサ
ー６３の位置を設定位置よりも手前に設定することが好
ましい。また、図１に示す実施形態では、廃棄物が実際
に熱分解反応容器３内に投入されるピストン１９の位置
に、位置センサー６３を設置したが、これに代えて、駆
動装置２１の駆動から一定時間を計測して、補正器１１
を動作させるようにしてもよい。
【００２９】また、補正信号ｍの大きさ又はパターン、
補正時間などは、実機やシミュレーションによる事前試
験により、一定量の廃棄物aの投入による熱分解反応容
器３内の圧力低下を吸収するように設定する。さらに、
補正信号ｍは、可変可能に設定され実際の運転に合わせ
て調整することが好ましい。また、廃棄物aが投入され
ることによる熱分解反応容器３内の圧力低下の程度は、
投入される廃棄物aの量、廃棄物aが投入される前の熱分
解反応容器３内の温度、廃棄物aに含まれる水分量の季
節毎の差、及び廃棄物aの質などにより変化するため、
これらの要因を考慮して補正信号ｍの大きさ又はパター
ン、補正時間、加算のタイミングを調整する。
補正時間などは、実機やシミュレーションによる事前試
験により、一定量の廃棄物aの投入による熱分解反応容
器３内の圧力低下を吸収するように設定する。さらに、
補正信号ｍは、可変可能に設定され実際の運転に合わせ
て調整することが好ましい。また、廃棄物aが投入され
ることによる熱分解反応容器３内の圧力低下の程度は、
投入される廃棄物aの量、廃棄物aが投入される前の熱分
解反応容器３内の温度、廃棄物aに含まれる水分量の季
節毎の差、及び廃棄物aの質などにより変化するため、
これらの要因を考慮して補正信号ｍの大きさ又はパター
ン、補正時間、加算のタイミングを調整する。
【００３０】また、図１に示す実施形態では、熱分解反
応容器３内の圧力を上昇させる手段として、誘引送風機
７の回転数を低下させる構成としたが、回転数の低下に
限らず、サクションダンパーの開度を絞る構成とするこ
とができる。さらに、熱分解反応容器として回転ドラム
式（キルン式）の熱分解反応容器を用いたが、流動床
式、固定床式などの様々な熱分解反応容器を備えた熱分
解反応装置に適用することができる。また、廃棄物に限
らず、石炭などの原料を熱分解する熱分解反応装置に適
用することができる。
応容器３内の圧力を上昇させる手段として、誘引送風機
７の回転数を低下させる構成としたが、回転数の低下に
限らず、サクションダンパーの開度を絞る構成とするこ
とができる。さらに、熱分解反応容器として回転ドラム
式（キルン式）の熱分解反応容器を用いたが、流動床
式、固定床式などの様々な熱分解反応容器を備えた熱分
解反応装置に適用することができる。また、廃棄物に限
らず、石炭などの原料を熱分解する熱分解反応装置に適
用することができる。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、間欠的に原料を投入す
る場合に、熱分解反応容器内の負圧が過大になることを
抑制することができる。
る場合に、熱分解反応容器内の負圧が過大になることを
抑制することができる。
【図１】本発明を適用してなる熱分解反応装置の実施形
態の構成を示したブロック図である。
態の構成を示したブロック図である。
【図２】本発明を適用してなる熱分解反応装置が適用さ
れてなる廃棄物処理プラントの構成を示したブロック図
である。
れてなる廃棄物処理プラントの構成を示したブロック図
である。
【図３】従来の熱分解反応容器内の圧力、誘引送風機の
回転数の制御信号及びピストンの動作信号と、時間との
関係を示したグラフである。
回転数の制御信号及びピストンの動作信号と、時間との
関係を示したグラフである。
【図４】本発明を適用してなる熱分解反応容器内の圧
力、誘引送風機の回転数の制御信号及びピストンの動作
信号と、時間との関係を示したグラフである。
力、誘引送風機の回転数の制御信号及びピストンの動作
信号と、時間との関係を示したグラフである。
１ 熱分解反応装置
３ 熱分解反応容器
５ 供給装置
７ 誘引送風機
９ 制御器
１１ 補正器
１９ ピストン
２１ 駆動装置
２８ 加算器
６３ 位置センサー
Ｍ 制御信号
ｍ 補正信号
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 5/50 ＺＡＢ Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｇ
３０３Ｋ
(72)発明者 奥薗 寛
東京都江戸川区西葛西８丁目４番６号 三
造環境エンジニアリング株式会社内
(72)発明者 板井 真人
東京都江戸川区西葛西８丁目４番６号 三
造環境エンジニアリング株式会社内
Ｆターム(参考） 3K061 AB02 AC01 AC12 AC13 AC17
BA02
3K062 AA07 AB02 AB03 BA02 CB03
DA11 DA40 DB16
4D004 AA07 AA12 AA46 AC05 BA03
CA04 CA08 CA09 CA12 CA24
CA29 CB09 CB34 DA01 DA02
DA07 DA20
4H029 CA12 CA15
Claims (3)
- 【請求項１】 原料を加熱して熱分解する熱分解反応容
器と、該熱分解反応容器内に間欠的に前記原料を供給す
る供給装置と、前記熱分解反応容器内のガスを吸引する
誘引送風機と、前記熱分解反応容器内の圧力が設定負圧
になるように前記誘引送風機の回転数もしくはサクショ
ンダンパー開度を制御する制御信号を出力する制御器と
を備え、 前記原料が前記熱分解反応容器内に投入される際に、前
記制御信号に予め設定された補正信号を加算することを
特徴とする熱分解反応装置。 - 【請求項２】 原料を加熱して熱分解する熱分解反応容
器と、該熱分解反応容器に連結され原料を容器内に導く
搬送筒と、該搬送筒内を往復運動するピストンと、前記
搬送筒内の前記ピストンが往復する部分に前記原料を供
給する供給ホッパと、前記熱分解反応容器内のガスを吸
引する誘引送風機と、前記熱分解反応容器内の圧力が設
定負圧になるように前記誘引送風機の回転数もしくはサ
クションダンパー開度を制御する制御信号を出力する制
御器と、予め設定された補正信号を出力する補正器と、
該補正器が出力した前記補正信号を前記制御信号に加算
する加算器と、前記ピストンが設定位置に来たときに信
号を出力する位置センサーとを備え、 前記補正器は、前記位置センサーの出力信号に基づいて
前記補正信号を出力することを特徴とする熱分解反応装
置。 - 【請求項３】 廃棄物を熱分解して熱分解ガスと熱分解
残留物を生成する熱分解反応容器と、前記熱分解反応容
器内に間欠的に前記廃棄物を供給する供給装置と、前記
熱分解残留物の一部と前記熱分解ガスとを燃焼して溶融
スラグと燃焼排ガスとを生成する燃焼溶融炉と、該燃焼
溶融炉から排出される燃焼排ガスの熱を回収する熱回収
装置と、前記燃焼排ガスを清浄化する清浄装置と、該清
浄装置に清浄化された燃焼排ガスを吸引して大気中へ排
出する誘引送風機と、前記熱分解反応容器内の圧力が設
定負圧になるように前記誘引送風機の回転数もしくはサ
クションダンパー開度を制御する制御信号を出力する制
御器とを備え、 前記廃棄物が前記熱分解反応容器内に投入される際に、
前記制御信号に予め設定された補正信号を加算すること
を特徴とする廃棄物処理プラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001295827A JP4663933B2 (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 熱分解反応装置及びその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001295827A JP4663933B2 (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 熱分解反応装置及びその運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003096468A true JP2003096468A (ja) | 2003-04-03 |
| JP4663933B2 JP4663933B2 (ja) | 2011-04-06 |
Family
ID=19117186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001295827A Expired - Fee Related JP4663933B2 (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 熱分解反応装置及びその運転方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4663933B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006317053A (ja) * | 2005-05-11 | 2006-11-24 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 廃棄物を熱分解ガス化する設備における自己熱熱分解方法及び装置 |
| JP2008056780A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Toshiba Corp | 有機性廃棄物乾燥炭化システム |
| JP2011225685A (ja) * | 2010-04-16 | 2011-11-10 | Yanmar Co Ltd | ガス化発電システム |
| CN107955636A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-04-24 | 德宏森朗热解技术装备有限公司 | 大功率微波热解生物质工业生产中烟气抽排的控制方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08100182A (ja) * | 1994-09-30 | 1996-04-16 | Hitachi Ltd | 廃棄プラスチックの分解処理方法及びその装置 |
| JPH08127781A (ja) * | 1994-02-25 | 1996-05-21 | Hitachi Zosen Corp | 廃プラスチックの熱分解油化における原料供給装置および原料供給方法 |
| JPH08229533A (ja) * | 1994-11-29 | 1996-09-10 | Shinsei:Kk | 廃棄物の減容処理方法 |
| JPH11159720A (ja) * | 1997-11-26 | 1999-06-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 乾留炉用燃料供給装置 |
| JP2000204377A (ja) * | 1999-01-18 | 2000-07-25 | Toshiba Corp | 廃プラスチック投入装置および廃プラスチックの投入方法 |
| JP2001262160A (ja) * | 2000-03-17 | 2001-09-26 | Toshiba Corp | 熱分解処理装置 |
-
2001
- 2001-09-27 JP JP2001295827A patent/JP4663933B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
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| JPH08100182A (ja) * | 1994-09-30 | 1996-04-16 | Hitachi Ltd | 廃棄プラスチックの分解処理方法及びその装置 |
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| JP2000204377A (ja) * | 1999-01-18 | 2000-07-25 | Toshiba Corp | 廃プラスチック投入装置および廃プラスチックの投入方法 |
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| JP4534862B2 (ja) * | 2005-05-11 | 2010-09-01 | 株式会社Ｉｈｉ | 廃棄物を熱分解ガス化する設備における自己熱熱分解方法及び装置 |
| JP2008056780A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Toshiba Corp | 有機性廃棄物乾燥炭化システム |
| JP2011225685A (ja) * | 2010-04-16 | 2011-11-10 | Yanmar Co Ltd | ガス化発電システム |
| CN107955636A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-04-24 | 德宏森朗热解技术装备有限公司 | 大功率微波热解生物质工业生产中烟气抽排的控制方法 |
| CN107955636B (zh) * | 2017-12-11 | 2020-06-30 | 德宏森朗热解技术装备有限公司 | 大功率微波热解生物质工业生产中烟气抽排的控制方法 |
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| JP4663933B2 (ja) | 2011-04-06 |
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