JP2007271204A - ガス化溶融システムの運転制御方法及び該システム - Google Patents

Abstract

【課題】廃棄物の投入量や発熱量の変動に対応して各状況に応じた適切な制御を行うことができ、安定した燃焼状態を維持して排ガス中のＣＯ濃度の低減を可能としたガス化溶融システムの運転制御方法及び該システムを提案する。
【解決手段】流動床ガス化炉にて廃棄物を熱分解して熱分解ガスを発生させ、該熱分解ガスが導入された溶融炉にて該熱分解ガスの燃焼熱により灰分を溶融した後、前記溶融炉に連結した二次燃焼室にて燃焼を行うガス化溶融システムの運転制御方法において、前記流動床ガス化炉における炉内圧の上限値を予め複数段階設定するとともに、流動床ガス化炉、溶融炉、二次燃焼室の少なくとも何れか一に供給する燃焼空気供給量の変更値と制御保持時間の組み合わせからなる複数の制御操作を有し、該制御操作が前記上限値に夫々関連付けされており、前記炉内圧の検出値に基づいて前記上限値に対応した制御操作を選択する。
【選択図】図２

Description

本発明は、廃棄物を熱分解して熱分解ガスを発生させ、該熱分解ガスの燃焼熱で灰分を溶融するガス化溶融システムに関し、特に、廃棄物の投入量や発熱量に変動がある場合であっても排ガス中のＣＯ濃度を増大させることなく安定した燃焼を行うことができるガス化溶融システムの運転制御方法及び該システムに関する。

従来より、都市ごみを始めとして不燃ごみ、焼却残渣、汚泥、埋立ごみ等の廃棄物まで幅広く処理できる技術としてガス化溶融システムが知られている。
ガス化溶融システムの概略を図５に示す。ガス化溶融システムは、熱分解してガス化するガス化炉３と、該ガス化炉３にて生成された熱分解ガスを高温燃焼し、ガス中の灰分を溶融スラグ化する旋回溶融炉６と、該旋回溶融炉６の排ガスが導入され、排ガス中の未燃分を燃焼させる二次燃焼室１２と、減温塔１４、除塵装置１５、蒸気式加熱器１６、触媒反応装置１７等からなる排ガス処理設備とを備えている。廃棄物の資源化、減容化及び無害化を図るために、旋回溶融炉６からスラグを取り出して路盤材等の土木資材として再利用したり、二次燃焼室１３の高温排ガスからボイラ部１３にて廃熱を回収して発電を行うなどしている。

ガス化炉には流動床ガス化炉３が多く用いられる。流動床ガス化炉３は、炉底から燃焼空気を供給して流動媒体を流動化させた流動層２０が形成され、該流動層内に投入した廃棄物を部分燃焼させ、該燃焼熱により高温に維持される流動層２０内で廃棄物を熱分解する。廃棄物中に混入した不燃物は、燃焼空気にて浮遊させ、炉底に設けられた不燃物排出口より排出するようになっている。
流動床ガス化炉３で発生したＣＯ、Ｈ_２等の可燃ガス、チャー（炭化物）、灰分を含む熱分解ガスは、熱分解ガスダクト２５を介して旋回溶融炉６に供給される。旋回溶融炉６では、可燃ガスを燃焼させた燃焼熱により灰分を溶融する。そこで旋回溶融炉６には、燃焼を促進するための燃焼空気が供給されるとともに、炉内温度を維持するための種火バーナ２６、補助燃料バーナ２７が設置される。

旋回溶融炉６の上方には二次燃焼室１２が連結されており、溶融炉にて発生した排ガス中の未燃分を燃焼する。二次燃焼室１２にも同様に燃焼空気が供給されるとともに、補助燃料バーナ３２が設置されている。
一般的に溶融炉における燃焼制御方法として、特許文献１（特開平１１−３５１５３８号公報）等に記載されるように、溶融炉内に設置した温度センサにより炉内温度を検出し、該検出した温度に基づいて溶融炉に供給する燃焼空気量を制御する方法が用いられている。
しかし、このようなガス化溶融システムにおいて廃棄物を処理対象とした場合、廃棄物の投入量や発熱量の変動により燃焼が不安定となり、二次燃焼室から排出される排ガスのＣＯ濃度が高くなり、これを原因とする環境への悪影響が問題となっていた。

そこで、特許文献２（特開２００３−２６９７１２号公報）では、熱分解炉に圧力検出装置を設け、炉内圧の検出結果に基づいて熱分解炉二次燃焼空気量、灰溶融炉燃焼空気量及び二次燃焼室燃焼空気量の少なくとも１つを制御する構成が開示されている。このように、各部で必要な燃焼空気量を制御して供給することにより、燃焼空気不足から起こる有害ガスの大量発生を防ぐようにしている。
同様に、特許文献３（特開２００１−２０１０２３号公報）では、熱分解ガス化炉の炉内圧を計測することにより廃棄物の負荷変動を検出し、負荷急増が検出された際に溶融炉に供給する燃焼用空気の供給量を増加させることにより、溶融炉内での不完全燃焼を防止する構成を開示している。
特開平１１−３５１５３８号公報 特開２００３−２６９７１２号公報 特開２００１−２０１０２３号公報

上記したように、ガス化溶融システムにおいては廃棄物の投入量や発熱量の変動により燃焼が不安定となり、二次燃焼室から排出される排ガスのＣＯ濃度が高くなるという問題があった。しかし、特許文献１に記載されるように、溶融炉の炉内温度に基づき該溶融炉への燃焼空気量を制御するのみではＣＯ濃度を低減することは困難であった。これは、ガス化炉にて熱分解ガスが大量に発生した場合、溶融炉や二次燃焼室への燃焼空気供給量の制御だけではこれを完全燃焼することは不可能であり、また溶融炉へ大量の燃焼空気を供給すると炉内温度が低下して灰分の溶融に支障をきたすためである。

一方、特許文献２及び３はガス化炉の炉内圧に基づいて燃焼空気量を制御する構成であり、この方法によれば熱分解ガスの発生量を適確に検出することができＣＯ濃度低減に効果的な方法であるが、炉内圧の変動に対して一律的な制御のみでは燃焼状態を安定的に維持することが困難であるという問題があった。
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、廃棄物の投入量や発熱量の変動に対応して各状況に応じた適切な制御を行うことができ、安定した燃焼状態を維持して排ガス中のＣＯ濃度の低減を可能としたガス化溶融システムの運転制御方法及び該システムを提案することを目的とする。

そこで、本発明はかかる課題を解決するために、流動床ガス化炉にて廃棄物を熱分解して熱分解ガスを発生させ、該熱分解ガスが導入された溶融炉にて該熱分解ガスの燃焼熱により灰分を溶融した後、前記溶融炉に連結された二次燃焼室にて燃焼を行うガス化溶融システムの運転制御方法において、
前記流動床ガス化炉における炉内圧の上限値を予め複数段階設定するとともに、流動床ガス化炉、溶融炉、二次燃焼室の少なくとも何れかに供給する燃焼空気供給量の変更値と制御保持時間の組み合わせからなる複数の制御操作を有し、該制御操作が前記上限値に夫々関連付けされており、
前記炉内圧の検出値に基づいて前記上限値に対応した制御操作を選択することを特徴とする。

本発明によれば、炉内圧の正常範囲を超える上限値を複数段階設定し、各上限値に対応した制御操作を選択するようにしたため、廃棄物の投入量や発熱量の変動があった場合でも炉内状況に対応した適切な制御を行うことができる。
制御操作は、流動床ガス化炉、溶融炉、二次燃焼室の少なくとも何れか一に供給する燃焼空気供給量の変更値と制御保持時間の組み合わせからなり、これらを制御することにより、流動床ガス化炉における熱分解ガスの発生量や溶融炉、二次燃焼室における燃焼をバランス良く適正化することができ、各装置における燃焼状態に支障を及ぼすことなく溶融炉後段側の排ガス中ＣＯ濃度を低減することができる。

また、前記上限値が、炉内圧の正常範囲を示す設定値に近い順に第１上限値、第２上限値、・・・と設定されており、
前記検出値が前記第１上限値に達した場合に、前記溶融炉と前記二次燃焼室の燃焼空気供給量を所定時間増加する第１の制御操作を行い、
前記検出値が前記第２上限値に達した場合に、前記流動床ガス化炉への燃焼空気供給量を所定時間減少する第２の制御操作を行うことを特徴とする。
このように第１の制御操作では、流動床ガス化炉で増加した熱分解ガスを燃焼させるために、旋回溶融炉及び二次燃焼室への燃焼空気供給量を増大させ、熱分解ガスの完全燃焼を促進させる。しかし、燃焼空気を大量に供給すると溶融炉温度が低下してしまうことが考えられる。従って、第２の制御操作では、流動床ガス化炉における熱分解を抑制し、熱分解ガスの発生量を抑えて排ガス中のＣＯ濃度を低減するようにした。

さらに、前記検出値が第３上限値に達した場合に、前記溶融炉と前記二次燃焼室への燃焼空気供給割合を所定時間変更する第３の制御操作を行うことを特徴とする。
これは、溶融炉温度が燃焼空気の供給量増加により低下することを防ぎ、二次燃焼室にて可燃分を積極的に燃焼させるようにしたものであり、これにより排ガス中のＣＯ濃度を効果的に低減できる。

また、前記検出値が第４上限値に達した場合に、前記第３の制御操作を行うとともに、前記第３の制御操作よりも制御保持時間を長くする第４の制御操作を行うことを特徴とする。
この第４の制御操作では、第３の制御操作の時間を長くすることにより二次燃焼室にて可燃分を積極的に燃焼させる時間を延長し、排ガス中のＣＯ濃度の低減を図っている。

さらに、前記検出値が突発的に急激な増加を示した場合に、前記第１の制御操作と前記第３の制御操作を行うとともに、これらの制御操作より制御保持時間を長くする第５の制御操作を行うことを特徴とする。
さらにまた、前記検出値が前記設定値よりも大である状態が所定時間以上継続した場合に、前記第１の制御操作を行うとともに、その制御保持時間を前記上限値１の場合よりも長い時間維持する第６の制御操作を行うことを特徴とする。
これらの発明のごとく、炉内圧に特異な状態が発生した場合に、上記した制御操作を組み合わせて行うことにより炉内圧を正常値に戻し、安定運転を回復することが可能である。

また、廃棄物を熱分解して熱分解ガスを発生させる流動床ガス化炉と、該熱分解ガスの燃焼熱により灰分を溶融する溶融炉と、該溶融炉で発生した燃焼排ガス中の未燃分を燃焼させる二次燃焼室とからなるガス化溶融システムにおいて、
前記流動床ガス化炉の炉内圧を検出する炉内圧検出センサと、
前記流動床ガス化炉、溶融炉、二次燃焼室の何れかの燃焼空気供給量を調整する複数の供給量調整手段と、
前記炉内圧の上限値が複数段階設定されるとともに、流動床ガス化炉、溶融炉、二次燃焼室の少なくとも何れかに供給する燃焼空気供給量の変更値と制御保持時間の組み合わせからなる複数の制御操作が設定され、該制御操作が前記上限値に夫々関連付けされた制御テーブルと、
前記炉内圧検出センサにて得られる検出値に基づいて前記上限値に対応した制御操作を選択する制御装置とを備えることを特徴とする。

以上記載のごとく本発明によれば、廃棄物の投入量や発熱量の変動があった場合でも炉内状況に対応した適切な制御を行うことができ、延いては流動床ガス化炉における熱分解ガスの発生量や溶融炉、二次燃焼室における燃焼をバランス良く適正化することができ、各装置における燃焼状態に支障を及ぼすことなく溶融炉後段側の排ガス中ＣＯ濃度を低減することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の実施例に係るガス化溶融システムの全体構成図、図２は図１のガス化溶融システムにおける制御テーブルを示す図、図３は図１に示した流動床ガス化炉の炉内圧変化を示す図、図２は図１のガス化溶融システムにおける運転制御フローを示す図である。

図１を参照して、本実施例に係るガス化溶融システムの全体構成を説明する。
廃棄物投入ホッパ１から投入された廃棄物４０は、必要に応じて破砕、乾燥された後に給じん機２を介して流動床式ガス化炉３へ定量供給される。流動床ガス化炉３では、温度約１２０〜２３０℃、空気比０．２〜０．７程度の燃焼空気４１が炉下部から風箱４を介して炉内に吹き込まれ、流動層温度が５００〜６００℃程度に維持されている。
廃棄物４０は流動床ガス化炉３で熱分解ガス化され、ガス、タール、チャー（炭化物）に分解される。タールは、常温では液体となる成分であるが、ガス化炉内ではガス状で存在する。ガス化炉３の不燃物は不燃物排出口５より逐次排出される。
チャーは流動層内で徐々に微粉化され、ガス及びタールに同伴して旋回溶融炉６へ導入される。以下、溶融炉６へ導入されるこれらの成分を総称して熱分解ガスと呼ぶ。

前記流動床ガス化炉３の炉頂部より排出された熱分解ガスは、熱分解ガスダクト２５を経て旋回溶融炉６の熱分解ガスバーナへ導入される。該熱分解ガスバーナで、熱分解ガスは燃焼空気４２と混合されて炉内に導入され、旋回流を形成する。このとき、燃焼空気は空気比０．９〜１．１、好ましくは１．０程度であると良い。
前記旋回溶融炉６では、熱分解ガスと燃焼空気４２の混合ガスが燃焼するとともに、必要に応じて種火バーナ２６、補助燃料バーナ２７により炉内温度が１３００〜１５００℃に維持され、熱分解ガス中の灰分が溶融、スラグ化される。溶融したスラグは、旋回溶融炉６の内壁面に付着、流下し、炉底部のスラグ出滓口７からスラグ抜出シュート８を経て排出される。旋回溶融炉６から排出されたスラグは、水砕槽９で急冷され、スラグコンベア１０により搬出されて水砕スラグとして回収される。回収された水砕スラグは、路盤材等に有効利用することが可能である。

一方、旋回溶融炉６から排出された燃焼排ガスは連結部１１を介して二次燃焼室１２へ導入される。二次燃焼室１２では、燃焼空気４３が空気比１．２〜１．５となるように供給されるとともに、必要に応じて補助燃料バーナ３２で所定温度まで昇温され、前記燃焼排ガス中の未燃分はここで完全燃焼される。
燃焼排ガスは、ボイラ部１３で熱回収されて、２００〜２５０℃程度まで冷却される。ボイラ部１３から排出された燃焼排ガスは、減温塔１４へ導入され、直接水噴霧により１５０℃程度まで冷却される。減温塔１４から排出された燃焼排ガスは、必要に応じて煙道で消石灰、活性炭が噴霧され、反応集塵装置１５に導入される。反応集塵装置１５では、燃焼排ガス中の煤塵、酸性ガス、ＤＸＮ類等が除去される。反応集塵装置１５から排出された集塵灰は薬剤処理して埋立処分され、燃焼排ガスは蒸気式加熱器１６で再加熱され、触媒反応装置１７でＮＯ_ｘが除去された後、誘引ファン１８を介して煙突１９より大気放出される。

前記流動床ガス化炉３は、炉底部に流動砂が充填された流動層２０が形成され、その上方に補助燃料バーナ２１が設けられている。炉底部には複数の風箱４が並設されており、該風箱４を介して炉内に燃焼空気４１が導入される。通常運転時の流動層２０は、５５０〜６５０℃程度の温度に維持される。
燃焼空気４１は送風機２３により供給され、該供給ライン上にはＦＤＦダンパ２４が配置されている。ＦＤＦダンパ２４は、開度制御することにより風箱４に供給する燃焼空気供給量を調整する。ＦＤＦダンパ２４の開度制御は、制御装置３５により行われる。
また、流動床ガス化炉３の上方には、旋回溶融炉６に接続される熱分解ガスダクト２５が配設される。該流動床ガス化炉３上方の熱分解ガス出口側には、炉内圧を検出する炉内圧センサ２２が設けられており、連続的に検出を行って連続的に検出値を制御装置３５に送信する。該制御装置３５では、この炉内圧の検出値に基づいて、前記ＦＤＦダンパ２４の開度制御、及び後述する２次ＦＤＦダンパ３０、ＯＦＡダンパ３１の開度制御を行い、各装置内への燃焼空気供給量を調整する。

前記旋回溶融炉は６は断面円形状の炉本体を有しており、側壁には、熱分解ガスダクト２５から延設され熱分解ガスを炉内に吹き込む一又は複数の熱分解ガスバーナが配設される。熱分解ガスバーナの近傍には、種火バーナ２６、補助燃料バーナ２７が配設される。さらに、炉上部は絞り構造の連結部１１を介して二次燃焼室１２に連通しており、旋回溶融炉６で発生した燃焼排ガスは二次燃焼室１２に送られる。炉底部にはスラグ出滓口７が設けおり、該スラグ出滓口７から下方に延設されたスラグ抜出シュート８を通って溶融スラグが排出されるようになっている。スラグ抜出シュート８にはスラグ出滓口７へ向けて溶融固化物溶融バーナ２８が取り付けられており、スラグ出滓口７から排出される溶融スラグが固化して閉塞しないように加温するようになっている。

熱分解ガスダクト２５には燃焼空気４２が供給される。燃焼空気４２は送風機２９により供給され、該供給ライン上には２次ＦＤＦダンパ３０が配置されている。２次ＦＤＦダンパ３０は、開度制御することにより旋回溶融炉６に供給する燃焼空気供給量を調整する。２次ＦＤＦダンパ３０の開度制御は、制御装置３５により行われる。
二次燃焼室１２の側壁には一又は複数の補助燃料バーナ３２が設けられており、必要に応じて二次燃焼室内の温度を維持するようになっている。
さらに、二次燃焼室１２には燃焼空気４３が供給される。燃焼空気４３は、旋回溶融炉６に供給される燃焼空気４２と同一の送風機２９により供給される。送風機２９から供給される燃焼空気は２次ＦＤＦダンパ３０を経由した後に分岐され、一方はＯＦＡダンパ３１を介して二次燃焼室１２へ供給され、他方は熱分解ガスダクト２５に供給されて溶融炉内に導入される。ＯＦＡダンパ３１は、開度制御により二次燃焼室１２に供給する燃焼空気供給量を調整する。ＯＦＡダンパ３１の制御は、制御装置３５により行われる。

上記したような流動床ガス化炉３では、その炉内圧は運転に伴い変動する。変動の要因としては、炉内に投入される廃棄物の発熱量、投入量の変動等が考えられる。廃棄物の発熱量や投入量の変動等おいて熱分解ガスが多量に発生することがあり、これに応じて炉内圧も変動する。運転時における炉内圧センサ２２により検出した炉内圧変化を図３に示す。
流動床ガス化炉３にて熱分解ガスが多量に発生すると、後流側の溶融炉にて熱分解ガスが完全燃焼せずにＣＯを大量に含む排ガスが生じてしまう。従って、本実施例では流動床ガス化炉３における流動床ガス化炉３、及び旋回溶融炉６、二次燃焼室１２における燃焼を適正化し、排ガス中のＣＯ濃度を低減する構成を提案する。

そこで本実施例は、流動床ガス化炉３の炉内圧に基づいて流動床ガス化炉３、旋回溶融炉６、二次燃焼室１２の何れかの燃焼空気供給量の制御を行う構成としている。
流動床ガス化炉３の炉内圧は原則的に負圧に維持されるが、熱分解ガスの発生が過剰になると負圧が小さくなる。そこで、予め炉内圧の上限値を複数段階設定しておき、炉内圧センサ２２により検出した炉内圧検出値と、予め設定した上限値（閾値）とを比較して制御操作を選択する。
図２は、炉内圧の上限値と、各上限値に対応した制御操作を示す制御テーブルである。
正常範囲内の炉内圧を設定値ＳＰとした場合、設定値ＳＰを超える上限値Ｈ１〜Ｈ５を段階的に設定する。該設定値ＳＰに最も近い上限値をＨ１とし、これに続いて、順次上限値Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５とする。また、炉内圧センサ２２により検出された炉内圧検出値をＰＶとする。

まず、本実施例の基本制御となる第１の制御操作から第４の制御操作を示す。
第１の制御操作は、検出値ＰＶが上限値Ｈ１に達した場合に行う。該第１の制御操作では、２次ＦＤＦダンパ３０の開度（ＯＰ）を開側に制御し、二次燃焼室１２及び旋回溶融炉６への燃焼空気供給量を増加する。例えば、Ｈ１＝−０．３ｋＰａとした場合、２次ＦＤＦダンパ３０を１０％開く制御操作を行う。この制御操作の継続条件としてはＴ１秒間とする。Ｔ１＝３０秒とすると、３０秒間経過したら２次ＦＤＦダンパ３０を元に戻す。
第２の制御操作は、検出値ＰＶが上限値Ｈ２に達した場合に行う。該第２の制御操作では、ＦＤＦダンパ２４の開度を閉側に制御し、流動床ガス化炉３への燃焼空気供給量を低減する。例えば、Ｈ２＝−０．１９ｋＰａとした場合、ＦＤＦダンパ２４を１０％閉じる制御操作を行う。ただし、ＦＤＦダンパ２４を閉じ過ぎると流動化するための空気量が不足し、流動不良となることから、ＦＤＦダンパ２４の開度は１０％を下限とし、これ以上閉じる操作は行わない。この場合には給じん機２の回転数をさげる操作を行い、流動床ガス化炉３に供給される廃棄物量を減らす操作を行う。これらの制御操作は、炉内圧が設定値ＳＰまで復帰したら元に戻す。

第３の制御操作は、検出値ＰＶが上限値Ｈ３に達した場合に行う。該第３の制御操作では、ＯＦＡダンパ３１の開度を開側に制御し、二次燃焼室１２への燃焼空気供給割合を増加する。このとき溶融炉６への燃焼空気供給量は低減する。例えば、Ｈ３＝−０．１ｋＰａとした場合、ＯＦＡダンパ３１を２０％開く制御操作を行う。この制御操作の継続条件は第１の制御操作と同様である。
第４の制御操作は、検出値ＰＶが上限値Ｈ４に達した場合に行う。該第４の制御操作では、前記第３の制御操作を行うとともに、この継続時間をより長く維持する。継続条件はＴ２秒間とする（Ｔ２＞Ｔ１）。例えば、Ｈ４＝−０．１ｋＰａとした場合、ＯＦＡダンパ３１を２０％開く制御操作を６０秒間継続して行った後、元に戻す。

前記第１の制御操作は、流動床ガス化炉３で増加した熱分解ガスを燃焼させるために、旋回溶融炉６及び二次燃焼室１２への燃焼空気供給量を増大させ、熱分解ガスの完全燃焼を促進させるものである。しかし、燃焼空気供給量は大量に供給すると溶融炉温度が低下してしまうことが考えられる。従って、前記第２の制御操作では、流動床ガス化炉３における熱分解を抑制させ、熱分解ガスの発生量を抑えることを目的とする。
さらに、前記第３の制御操作では、二次燃焼室１２側のダンパ開度を大きくし、旋回溶融炉６への燃焼空気供給量を低減して二次燃焼室１２への燃焼空気供給量を増大させる。これは、溶融炉温度が燃焼空気の供給量増加により低下するのを防ぎ、二次燃焼室１２にて積極的に燃焼させるようにしたものである。
また、前記第４の制御操作では、前記第３の制御操作の時間を長くすることにより、二次燃焼室にて可燃分を積極的に燃焼させる時間を延長することを目的とする。

さらにまた、本実施例では、上記した基本制御に加えて特異な状況に応じた制御操作を備えることが好ましい。
図３に示すように、突発的に極端に高い値を示す状態（位置Ａ）と、炉内圧が継続的に高い値を示す状態（位置Ｂ）に対応した制御操作を備える。
短時間で急激な炉内圧の上昇が検出される場合は、流動床ガス化炉３にて突発的に激しい燃焼が起こっていることが考えられる。従って、第５の制御操作として、検出値ＰＶが上限値Ｈ５に達した場合に、前記第１の制御操作と前記第３の制御操作を行うとともに、これらの制御操作より制御保持時間を長くする。第５の制御操作では２次ＦＤＦダンパ３０とＯＦＡダンパ３１の開度を開側に制御し、旋回溶融炉６と二次燃焼室１２への燃焼空気量を増大する。例えば、ＰＶ＞Ｈ５が２０秒間継続して現れたとき、２次ＦＤＦダンパ３０の開度を１０％開くとともに、ＯＦＡダンパ３１の開度を２０％開く制御操作を６０秒間行って元に戻す。

炉内圧が継続的に高い値を示す場合は、流動床ガス化炉３にて活発な燃焼が継続的に発生していることが考えられる。従って、第６の制御操作として、ＰＶ＞ＳＰが所定時間以上継続した場合に、２次ＦＤＦダンパ３０の開度を開側に制御し、旋回溶融炉６及び二次燃焼室１２への燃焼空気供給量を増加する。例えば、ＰＶ＞ＳＰが３０秒間継続して現れたとき、２次ＦＤＦダンパ３０を１０％開く制御操作を行う６０秒間行う。６０秒を超えたら２次ＦＤＦダンパ３０を元に戻す。同様に、ＰＶ＞ＳＰが、より長い間継続して現れるときには、２次ＦＤＦダンパ３０を１０％開く制御操作を１２０秒間行う。

図４に本実施例に係るガス化溶融システムにおける運転制御フローを示す。
同図に示されるように、まず流動床ガス化炉３の炉内圧の検出値ＰＶと、複数設定した上限値とを比較する。
炉内圧の検出値ＰＶが上限値Ｈ１より小さい場合には、該検出値を設定値ＳＰと比較する。該検出値ＰＶが設定値ＳＰより大きく、且つＴＳ秒間継続する場合には、タイマをスタートさせて時間計測を行い、タイムアップ値ＴＬ＝保持タイマ設定値Ｔ２に設定する。そして、２次ＦＤＦダンパ操作値ＯＰを開側にＯＰ１だけ制御する。
一方、検出値ＰＶが上限値Ｈ１より大きい場合には、タイムアップ値ＴＬ＝保持タイマ設定値Ｔ１に設定し、２次ＦＤＦダンパ操作値ＯＰを開側にＯＰ１だけ制御する。
そして、夫々の操作時間Ｔがタイムアップ値ＴＬ以上になったらタイマをリセットし、２次ＦＤＦダンパ操作値ＯＰを元に戻す。

炉内圧の検出値ＰＶが上限値Ｈ２より大きい場合には、タイムアップ値ＴＬ＝保持タイマ設定値Ｔ１に設定し、ＦＤＦダンパ操作値ＯＰを閉側にＯＰ２だけ制御する。そして、操作時間Ｔがタイムアップ値ＴＬ以上になったらタイマをリセットし、ＦＤＦダンパ操作値ＯＰ２を元に戻す。
炉内圧の検出値ＰＶが上限値Ｈ３より大きい場合には、タイムアップ値ＴＬ＝保持タイマ設定値Ｔ１に設定し、ＯＦＡダンパ操作値ＯＰを開側にＯＰ３だけ制御する。そして、保持タイマ設定値Ｔ１がタイムアップ値ＴＬを超えたらタイマをリセットする。
炉内圧の検出値ＰＶが上限値Ｈ４より大きい場合には、タイムアップ値ＴＬ＝保持タイマ設定値Ｔ２に設定し、操作Ｃ（ＯＦＡダンパ操作値ＯＰを開側にＯＰ３だけ制御）を行った後、保持タイマ設定値Ｔ１がタイムアップ値ＴＬを超えたらタイマをリセットする。
尚、炉内圧の上限値は、Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３＜Ｈ４とする。

本構成によれば、廃棄物４０の投入量や発熱量の変動があった場合でも炉内状況に対応した適切な制御を行うことができ、延いては流動床ガス化炉３における熱分解ガスの発生量や溶融炉６、二次燃焼室１２における燃焼をバランス良く適正化することができ、各装置における燃焼状態に支障を及ぼすことなく溶融炉後段側の排ガス中ＣＯ濃度を低減することが可能となる。

本発明の実施例に係るガス化溶融システムの全体構成図である。 図１のガス化溶融システムにおける制御テーブルを示す図である。 図１に示した流動床ガス化炉の炉内圧変化を示す図である。 図１のガス化溶融システムにおける運転制御フローを示す図である。 従来のガス化溶融システムの全体構成図である。

符号の説明

３ 流動床ガス化炉
６ 旋回溶融炉
１２ 二次燃焼室
２２ 炉内圧センサ
２３、２９ 送風機
２４ ＦＤＦダンパ
２５ 熱分解ガスダクト
３０ ２次ＦＤＦダンパ
３１ ＯＦＡダンパ
３５ 制御装置
４１、４２、４３ 燃焼空気

Claims (7)

1. 流動床ガス化炉にて廃棄物を熱分解して熱分解ガスを発生させ、該熱分解ガスが導入された溶融炉にて該熱分解ガスの燃焼熱により灰分を溶融した後、前記溶融炉に連結された二次燃焼室にて燃焼を行うガス化溶融システムの運転制御方法において、
   前記流動床ガス化炉における炉内圧の上限値を予め複数段階設定するとともに、流動床ガス化炉、溶融炉、二次燃焼室の少なくとも何れかに供給する燃焼空気供給量の変更値と制御保持時間の組み合わせからなる複数の制御操作を有し、該制御操作が前記上限値に夫々関連付けされており、
   前記炉内圧の検出値に基づいて前記上限値に対応した制御操作を選択することを特徴とするガス化溶融システムの運転制御方法。
2. 前記上限値が、炉内圧の正常範囲を示す設定値に近い順に第１上限値、第２上限値、・・・と設定されており、
   前記検出値が前記第１上限値に達した場合に、前記溶融炉と前記二次燃焼室の燃焼空気供給量を所定時間増加する第１の制御操作を行い、
   前記検出値が前記第２上限値に達した場合に、前記流動床ガス化炉への燃焼空気供給量を所定時間減少する第２の制御操作を行うことを特徴とする請求項１記載のガス化溶融システムの運転制御方法。
3. 前記検出値が第３上限値に達した場合に、前記溶融炉と前記二次燃焼室への燃焼空気供給割合を所定時間変更する第３の制御操作を行うことを特徴とする請求項２記載のガス化溶融システムの運転制御方法。
4. 前記検出値が第４上限値に達した場合に、前記第３の制御操作を行うとともに、前記第３の制御操作よりも制御保持時間を長くする第４の制御操作を行うことを特徴とする請求項２若しくは３記載のガス化溶融システムの運転制御方法。
5. 前記検出値が突発的に急激な増加を示した場合に、前記第１の制御操作と前記第３の制御操作を行うとともに、これらの制御操作より制御保持時間を長くする第５の制御操作を行うことを特徴とする請求項２若しくは３記載のガス化溶融システムの運転制御方法。
6. 前記検出値が前記設定値よりも大である状態が所定時間以上継続した場合に、前記第１の制御操作を行うとともに、その制御保持時間を前記上限値１の場合よりも長い時間維持する第６の制御操作を行うことを特徴とする請求項２記載のガス化溶融システムの運転制御方法。
7. 廃棄物を熱分解して熱分解ガスを発生させる流動床ガス化炉と、該熱分解ガスの燃焼熱により灰分を溶融する溶融炉と、該溶融炉で発生した燃焼排ガス中の未燃分を燃焼させる二次燃焼室とからなるガス化溶融システムにおいて、
   前記流動床ガス化炉の炉内圧を検出する炉内圧検出センサと、
   前記流動床ガス化炉、溶融炉、二次燃焼室の何れかの燃焼空気供給量を調整する複数の供給量調整手段と、
   前記炉内圧の上限値が複数段階設定されるとともに、流動床ガス化炉、溶融炉、二次燃焼室の少なくとも何れかに供給する燃焼空気供給量の変更値と制御保持時間の組み合わせからなる複数の制御操作が設定され、該制御操作が前記上限値に夫々関連付けされた制御テーブルと、
   前記炉内圧検出センサにて得られる検出値に基づいて前記上限値に対応した制御操作を選択する制御装置とを備えることを特徴とするガス化溶融システム。
   

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