JP2005206756A - 固形燃料の冷却方法と冷却システム - Google Patents

Abstract

【課題】 既存の冷却装置を用いて固形燃料を発火のおそれのない温度まで再冷却する冷却方法を提供する。
【解決手段】 成形後の固形燃料Ｒを冷却装置１内に投入し外気を流入して冷却するとともに、冷却装置１内上部に配備された排出レベルセンサ１０で検知し下部の排出装置９により一定量排出する冷却装置１を用いて冷却する固形燃料Ｒの冷却方法において、
(1) 冷却装置１により冷却された固形燃料Ｒを搬送過程で赤外線温度計１４により測定し、最高温度又は平均温度を求める工程、
(2) この求めた温度があらかじめ設定した温度より高いか低いかを比較する工程、
(3) 設定温度よりも高いときあるいは設定温度よりも高い状態が一定時間継続したときに、固定燃料Ｒを前記冷却装置１に戻して再冷却する工程、をこの順に備えている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、都市ごみ、産業廃棄物などの廃棄物のうち、とくに可燃性廃棄物を圧縮固形化して成形される固形燃料（ＲＤＦ）の製造過程における固形燃料の冷却方法と冷却システムに関するものである。

上記の可燃性廃棄物は、一般に粉砕して圧縮しながらダイス孔などから高圧下で押し出し成形することにより固形燃料化されるが、この成形過程で８０〜１００℃前後の高温になるので、自然発火を防ぐために冷却装置で所定温度まで冷却してから貯蔵されている。

この種の冷却装置として、たとえば図１に示すように、成形機から排出される固形燃料Ｒを上部投入口２から装置１内に投入し、貯留した固形燃料を装置両側のルーバー４ａの隙間から吸い込まれる外気にて冷却する構造のものが実施されている。この冷却装置１は、幅方向の中央部分に空間部５が設けられ、この空間部５に接続したダクト７を介してファンで吸引することにより、外気は中央の空間部５へ向かうにつれて温度が上昇する。こうして固形燃料の熱を吸収した外気は、集塵装置等により粉塵が取り除かれたのち、ファンを経由して大気中へ排出される。また、冷却装置１の下部には排出ローター９が配備されており、装置上部に配備された排出レベルスイッチ１０が固形燃料Ｒの存在を検知すると、排出ローター９が一定時間回転して冷却済みの固形燃料Ｒを排出する。

先行技術に、たとえば成形機で成形される固形燃料の成形温度について危険上限温度を設定し、この温度を超えると、原料の廃棄物に水を噴霧して冷却する方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

他の先行技術に、冷却装置内に投入された固形燃料をガスで冷却するとともに、冷却される固形燃料が３５℃になるように冷却ガス量および固形燃料の通過速度を制御する冷却方法が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
特開２０００−２８８５０４号公報（段落番号００２３，００３０） 特開２００２−６９４６９号公報（段落番号０００９，００１２，００１３）

上記に記載した従来の固形燃料の冷却方法では、以下のような点で改良の余地がある。すなわち、
１）図１に示す冷却装置を用いて固形燃料を冷却する場合、ファンの回転速度を変更して外気の装置内流入量を制御することは可能であるが、外気は温度が変化し、またファンの回転速度の調整に限界があるため、冷却温度を任意に制御することは難しい。したがって、冷却装置により冷却可能な温度まで冷却したのち、とくに温度管理することなく固形燃料を保管するので、十分に冷却されていない固形燃料が混入したまま保管されて自然発火のおそがある。

２）特許文献１に記載の冷却方法では原料の廃棄物に水を噴霧して冷却するが、製造される固形燃料の水分割合が一応、１０重量％以下と規定されているため、希望の温度まで冷却できないおそれがある。

３）特許文献２に記載の冷却方法では冷却装置内に流入させる冷却ガス量と固形燃料の通過速度とをそれぞれ制御して所定温度まで冷却するので、上記した既存の冷却装置を用いて固形燃料を冷却する場合には適用できない。

この発明は上述の点に鑑みなされたもので、上記した既存の冷却装置を用いて固形燃料を自然発火のおそれのない温度まで再冷却する冷却方法と冷却システムを提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために本発明にかかる固形燃料の冷却方法は、成形後の固形燃料を装置内に投入し外気を流入して冷却するとともに、装置内上部に配備された排出レベルセンサで検知し下部の排出装置により一定量排出する冷却装置を用いて冷却する固形燃料の冷却方法において、
(1) 前記冷却装置により冷却された固形燃料を搬送過程で赤外線温度計により測定し、最高温度又は平均温度を求め、
(2) この求めた温度があらかじめ設定した温度より高いか低いかを比較し、
(3) 設定温度よりも高いときあるいは設定温度よりも高い状態が一定時間継続したときに、固定燃料を前記冷却装置に戻して再冷却することを特徴としている。

また上記の目的を達成するために本発明にかかる固形燃料の冷却システムは、成形後の固形燃料を装置内に投入し外気を流入して冷却するとともに、装置内上部に配備された排出レベルセンサで検知し下部の排出装置により一定量ずつ間欠的に排出する冷却装置を用いて冷却する固形燃料の冷却システムにおいて、a)前記冷却装置の下流側で固形燃料の搬送路に設けられ、固形燃料の温度を測定する赤外線温度計と、b)この赤外線温度計により測定した温度から固形燃料の最高温度又は平均温度を求める演算手段と、c)この求められた温度があらかじめ設定した温度より高いか低いかを比較する比較手段と、d)この比較手段により前記設定温度よりも高いあるいは設定温度よりも高い状態が一定時間継続したと判断されるときに固定燃料を前記冷却装置に戻して再冷却するための搬送手段とを備えたことを特徴としている。

上記の構成を有する固形燃料の冷却方法および固形燃料の冷却システムによれば、成形後の固形燃料を装置内に投入し外気を流入して冷却するとともに、装置内上部に配備された排出レベルセンサで検知し下部の排出装置により一定量ずつ間欠的に排出する冷却装置を用いて冷却する際に、赤外線温度計で固形燃料の温度を測定するから、比較的多量の固形燃料群の温度を搬送中に測定できる。また、赤外線温度計で測定した固形燃料の温度領域が赤色や黄色、緑色などの複数の異なる色で各色が領域をもって表されるから、ＰＣの演算装置で一群の固形燃料の平均温度あるいは最高温度を正確に求めることができ、さらにあらかじめ設定した温度との比較も瞬時に行える。これにより、冷却後の固形燃料の温度を効率よく正確に把握し、設定した温度より高いときには、共通の既設の冷却装置で再冷却するから、基本的には冷却装置を増設する必要がない。いいかえれば、冷却後の固形燃料を元の冷却装置に戻すための搬送手段と赤外線温度計を追加するだけで済むから、設備費も安価で、冷却後の固形燃料の温度を監視して保管時の自然発火の危険性を解消することができる。

請求項３に記載のように、請求項２記載の固形燃料の冷却システムにおいて、前記冷却装置の下流側に篩い装置を備え、前記赤外線温度計を前記冷却装置と前記篩い装置との間の固形燃料搬送路に臨ませて設け、前記篩い装置の下流側に固形燃料をさらに搬送する側と前記冷却装置へ戻す側とを切り替える切替ダンパを備えることができる。

請求項３記載の冷却システムによれば、冷却装置から冷却済みの固形燃料群が一定量ずつ間欠的に排出されるので、赤外線温度計により搬送中のほぼ全ての固形燃料の温度と各温度の分布（領域）とを確実に測定でき、固形燃料群の平均温度や最高温度を即座に算出できる。したがって、冷却済みの固形燃料の温度が設定温度を超える場合には、篩い装置を通過後に切替ダンパを介して冷却装置へ戻して再冷却することができる。

本発明の固形燃料の冷却方法および同冷却システムは上記の構成からなるので、つぎのような優れた効果がある。すなわち、上記した既設の従来の冷却装置を用いて成形後の固形燃料の冷却を行う際に、一定時間ごとに一定量ずつ排出される冷却済みの固形燃料の温度を全体にわたり正確に且つ確実に測定することができ、このため、いったん冷却した固形燃料の温度があらかじめ設定した温度を超えているときには、基本的には共通の冷却装置を用いて再冷却するので、保管時等に固形燃料の自然発火のおそれをなくせ、また冷却装置を増設する必要がなく、設備費が少なくて済むので、経済的である。

以下に、本発明にかかる固形燃料の冷却システムについて実施の形態を冷却方法と併せて図面に基づいて説明する。

図１は固形燃料の冷却システムの実施例を示す全体概要正面図である。同図に示すように、冷却装置１は図示を省略した固形燃料（ＲＤＦ）の成形機の下流側に配設されている。この冷却装置１の上端中央部に固形燃料の投入口２が設けられ、二股のホッパー３に連通している。ホッパー３に連通する装置中央部４は、両外側壁がそれぞれルーバー４ａに形成されており、幅方向の中央部（内部側）に空間部５が上下方向に連続して形成され、この空間部５に面する両内側壁が多孔のサイドパネル６で形成されている。また、空間部５にはダクト７の一端が接続され、ダクト７の他端側には、図示を省略した集塵装置やファンが順番に接続され、さらに脱臭装置などを経て最終的に排気塔に接続されている。

装置下部８には左右一対の排出ローター９・９が配備され、図示を省略したモータにより駆動され、冷却された固形燃料が排出される。この排出作業は、ホッパー３内の下部に排出レベルスイッチ（排出レベルセンサ）１０が配備されており、この排出レベルスイッチ１０が投入口２から投入された固形燃料の存在を検知すると、モータがタイマーを介して一定時間駆動され、冷却済みの固形燃料が下端中央の排出口１１から一定量ずつ間欠的に排出される。

排出口１１の下方には振動篩い装置１２が配設され、その上端の供給口１２ａにかけて排出口１１から搬送筒１３が設けられている。搬送筒１３の側面に窓（図示せず）が開口され、この窓から内部に向けて赤外線温度計１４が装着されている。この状態で、赤外線温度計１４は搬送筒１３内を落下する固形燃料の全ての温度を測定できる。

振動篩い装置１２の下部には、振動篩い装置１２を通過した未成形固形燃料の粉粒物用排出口１２ｂと固形燃料の供給口１２ｃとが設けられており、排出口１２ｂからの粉粒物は成形機（図示せず）に搬送装置（図示せず）により戻される。一方、排出口１２ｃの下方には、切替ダンパ１５ａを備えた分岐器１５が配設されている。分岐器１５の排出側は搬送口１５ｂとリターン口１５ｃとに分岐され、搬送口１５ｂからの設定温度以下の固形燃料は搬送装置（図示せず）により本例では保管庫へ搬送される。リターン口１５ｃには、急傾斜コンベヤ１６および傾斜コンベヤ１７からなるリターン用搬送装置が配設され、設定温度以上の固形燃料は冷却装置１の上端のリターン用副投入口１８から冷却装置１に戻され、再冷却される。

このため、赤外線温度計１４には演算装置１９が接続され、測定した固形燃料の温度が設定温度を超えているか否かが求められる。なお、演算装置１９は演算手段１９ａと比較手段１９ｂとからなる。そして、その結果に基づいて演算装置１９より切替ダンパ１５ａの駆動モータ１５ｄへ信号が送られ、切替ダンパ１５ａが排出口１５ｂ側又はリターン口１５ｃ側に切り替わる。

本実施例では、固形燃料の温度は平均温度を基準にし、赤外線温度計１４による温度測定データに基づき演算装置１９内の演算手段１９ａが平均温度を算出する。そして、設定温度をたとえば大気温度＋１０℃とし、この設定温度と算出された固形燃料の平均温度を比較手段１９ｂが比較し、下記の式のように切替ダンパ１５ａを切り換えるための信号を駆動モータ１５ｄへ送る。

ＲＤＦの平均温度＞設定温度（大気温度＋１０℃）⇒切替ダンパをリターン口側へ
ＲＤＦの平均温度＜設定温度（大気温度＋１０℃）⇒切替ダンパを搬送口側へ
それぞれ切り替える。

以上のようにして、本例に係る固形燃料の冷却システムが構成されるが、この冷却システムについて一連の動作を説明する。

a) 成形機で成形後の固形燃料Ｒが投入口２より冷却装置１内に投入され、ホッパー３で左右に分けられ、装置中央部４へ徐々に送られる。装置中央部４では、両側のルーバー４ａから内側空間部５へ向けて外気が流入することによって固形燃料Ｒが冷却される。一方、ホッパー３内の下部に配備された排出レベルセンサ１０で固形燃料Ｒの存在が検知されると、下部の排出ローター９・９がタイマーで一定時間回転し、排出口１１より一定量の冷却済み固形燃料Ｒが下方の振動篩い装置１２へ排出される。

b) 排出口１１から搬送筒１３内を落下途中の固形燃料Ｒが赤外線温度計１４により測定され、演算装置１９の演算手段１９ａにより平均温度ｔが算出される、
c) この算出された固形燃料Ｒの平均温度ｔが設定温度ｋより高いか否かが、比較手段１９ｂによって比較される。そして、平均温度ｔが設定温度ｋよりも高いときには。その一定量の固形燃料Ｒ群について比較手段が再冷却の信号、つまり切替ダンパ１５ａをリターン口１５ｃ側へ切り替えるべき信号を発信する。

本実施例の場合、冷却装置１から冷却済みの固形燃料Ｒが一定時間ごとに間欠的に一定量ずつ排出されるので、排出される定量ごとの固形燃料Ｒ群について平均温度ｔが求められ、設定温度ｋを超えていると、再冷却の信号が発せられる。

d) 冷却装置１から排出された固形燃料Ｒは一定量ずつ振動篩い装置１２へ送られ、所定の大きさを具備していない固形燃料Ｒは、平均温度に関係なく成形機へ戻される。一方、所定の大きさを具備している固形燃料Ｒは分岐器１５へ送られたのち、その平均温度ｔが設定温度ｋより高いときには、切替ダンパ１５ａを介してリターン口１５ｃ側へ送られて冷却装置１で再冷却されるが、平均温度ｔが設定温度ｋより低いときには保管庫へ搬送されることになる。

以上に、本発明の冷却システムおよび冷却方法について一実施例を挙げたが、たとえば下記のように実施することもできる。

演算装置１９で赤外線温度計１４による計測値に基づいて固形燃料Ｒの最高温度Ｔを求めることができる。そして、あらかじめ設定した温度Ｋ（たとえば大気温度＋２０℃）に比較して最高温度Ｔが高い場合に、冷却装置１により再冷却することもできる（実施例２）。

さらに、別の実施例３として、演算装置１９で赤外線温度計１４による計測値に基づいて固形燃料Ｒの平均温度ｔあるいは最高温度Ｔを求め、あらかじめ設定した平均設定温度ｋ（たとえば大気温度＋８℃）あるいは最高設定温度Ｋ（たとえば大気温度＋２２℃）を超えた状態がｎ秒間（たとえば２秒間）以上連続した場合には、切替ダンパ１５ａをリターン口１５ｃ側に切り替え、そうでない場合には保管庫等への搬送側に切り替えるようにすることもできる。

その他の実施例として、図２（ａ）に示すように冷却装置１から排出される固形燃料Ｒを篩い装置１２へ供給せずに、冷却装置１に戻して再冷却したり（実施例４）、
図２（ｂ）に示すように、篩い装置１２を成形機２０と冷却装置１との間に設けて所定の大きさを備えた固形燃料Ｒだけを冷却装置１へ搬送し、冷却後の固形燃料Ｒを冷却装置１に戻して再冷却したり（実施例５）、
図２（ｃ）に示すように、篩い装置１２の下流側に第２冷却装置２１を配備するとともに、篩い装置１２と第２冷却装置２１との間に赤外線温度計１４を設け、冷却装置１で冷却後の固形燃料Ｒを冷却装置１に戻すことなく第２冷却装置２１で再冷却したり（実施例６）、
図２（ｄ）に示すように、篩い装置１２を成形機２０と冷却装置１との間に設けて所定の大きさを備えた固形燃料Ｒだけを冷却装置１へ搬送し、冷却後の固形燃料Ｒを系外へ排出して大気温度に下がるまで貯留したり（実施例７）することもできる。

本発明にかかる固形燃料の冷却システムの実施例を示す全体概要正面図である。 図２（ａ）〜図２（ｄ）はそれぞれ本発明の別の実施例にかかる固形燃料の冷却システムを示す全体概要正面図である。

符号の説明

１・２１ 冷却装置
３ ホッパー
５ 空間部
７ ダクト
９ 排出ローター（排出装置）
１０ 排出レベルスイッチ（排出レベルセンサ）
１２ 振動篩い装置（篩い装置）
１３ 搬送筒（搬送路）
１４ 赤外線温度計
１５ 分岐器
１５ａ切替ダンパ
１６ 急傾斜コンベヤ（搬送手段）
１７ 傾斜コンベヤ（搬送手段）
１９ 演算装置
２０ 成形機

Claims (3)

1. 成形後の固形燃料を装置内に投入し外気を流入して冷却するとともに、装置内上部に配備された排出レベルセンサで検知し下部の排出装置により一定量ずつ間欠的に排出する冷却装置を用いて冷却する固形燃料の冷却方法において、
   (1) 前記冷却装置により冷却された固形燃料を搬送過程で赤外線温度計により測定し、最高温度又は平均温度を求め、
   (2) この求めた温度があらかじめ設定した温度より高いか低いかを比較し、
   (3) 設定温度よりも高いときあるいは設定温度よりも高い状態が一定時間継続したときに、固定燃料を前記冷却装置に戻して再冷却すること
   を特徴とする固形燃料の冷却方法。
2. 成形後の固形燃料を装置内に投入し外気を流入して冷却するとともに、装置内上部に配備された排出レベルセンサで検知し下部の排出装置により一定量排出する冷却装置を用いて冷却する固形燃料の冷却システムにおいて、
   前記冷却装置の下流側で固形燃料の搬送路に設けられ、固形燃料の温度を測定する赤外線温度計と、
   この赤外線温度計により測定した温度から固形燃料の最高温度又は平均温度を求める演算手段と、
   この求められた温度があらかじめ設定した温度より高いか低いかを比較する比較手段と、この比較手段により前記設定温度よりも高いあるいは設定温度よりも高い状態が一定時間継続したと判断されるときに固定燃料を前記冷却装置に戻して再冷却するための搬送手段とを備えたこと
   を特徴とする固形燃料の冷却システム。
3. 前記冷却装置の下流側に篩い装置を備え、前記赤外線温度計を前記冷却装置と前記篩い装置との間の固形燃料搬送路に臨ませて設け、前記篩い装置の下流側に固形燃料をさらに搬送する側と前記冷却装置へ戻す側とを切り替える切替ダンパを備えた請求項２記載の固形燃料の冷却システム。
   

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