JP2013204995A - Organic waste disposal device, organic waste disposal method and control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、下水汚泥などの有機性廃棄物を焼却する有機性廃棄物の処理装置および有機性廃棄物の処理方法に関する。 The present invention relates to an organic waste processing apparatus for incinerating organic waste such as sewage sludge, and an organic waste processing method.
従来、下水汚泥などの有機性廃棄物の焼却にガス化燃焼システムが採用されている。このガス化燃焼システムといった有機性廃棄物の処理装置は、乾燥機、ガス化炉、および後燃焼炉(熱回収炉)を備える。そして、このガス化燃焼システムにおいては、ガス化炉が有機性廃棄物をガス化残渣と熱分解ガスとに分解した後、後燃焼炉が熱分解ガスを燃焼させる。 Conventionally, gasification combustion systems have been adopted for incineration of organic waste such as sewage sludge. An organic waste processing apparatus such as this gasification combustion system includes a dryer, a gasification furnace, and a post-combustion furnace (heat recovery furnace). In this gasification combustion system, after the gasification furnace decomposes the organic waste into gasification residue and pyrolysis gas, the post-combustion furnace burns the pyrolysis gas.
そして、このガス化燃焼システムに対しては、環境保護の観点から、二酸化炭素(CO2)の310倍程度の温室効果がある亜酸化窒素(N2O)に代表される温室効果ガスの削減が要請されている。 For this gasification combustion system, from the viewpoint of environmental protection, reduction of greenhouse gases represented by nitrous oxide (N 2 O), which has a greenhouse effect about 310 times that of carbon dioxide (CO 2 ). Is requested.
また、特許文献1には、後燃焼炉により熱分解ガスを燃焼した後、後燃焼炉の後段で燃焼ガスの顕熱を回収する熱交換器により回収した熱量を、バイオマスの乾燥熱源として利用する技術が開示されている。 Further, in Patent Document 1, the amount of heat recovered by a heat exchanger that recovers sensible heat of combustion gas at the subsequent stage of the post-combustion furnace after burning the pyrolysis gas in the post-combustion furnace is used as a drying heat source for biomass. Technology is disclosed.
ところで、本発明者が、ガス化燃焼設備などの有機性廃棄物の処理装置におけるN2Oの生成について種々実験および検討を行ったところ、後燃焼炉から排出される燃焼排ガスの中のN2Oがわずかに増加する場合があることを見出した。そこで、本発明者は、さらに実験および検討を行い、ガス化燃焼設備が備える乾燥機内でN2Oが生成される場合があることを知見した。この乾燥機が排出する乾燥排ガスを脱臭するために、乾燥機から後燃焼炉には乾燥排ガスを供給される。そのため、乾燥機においてN2Oが生成されると燃焼排ガスにN2Oが含まれてしまうという問題が生じる。 Incidentally, the present inventors have, was subjected to various experiments and study the generation of N 2 O in the processing apparatus of organic waste, such as gasification and combustion equipment, in the combustion exhaust gas discharged from the post-combustion furnace N 2 It has been found that O may increase slightly. The present inventors have further conducted experiments and studies, and found that there are cases where N 2 O is produced in a dryer provided in the gasification and combustion equipment. In order to deodorize the dry exhaust gas discharged from this dryer, the dry exhaust gas is supplied from the dryer to the post-combustion furnace. Therefore, when N 2 O is generated in the dryer, there is a problem that N 2 O is contained in the combustion exhaust gas.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、有機性廃棄物の処理装置が備える乾燥処理手段における亜酸化窒素の発生を抑制することによって、後燃焼手段から排出される燃焼排ガス中の亜酸化窒素を低減することができる有機性廃棄物の処理装置および有機性廃棄物の処理方法を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: The objective is discharged | emitted from a post-combustion means by suppressing generation | occurrence | production of nitrous oxide in the drying process means with which the processing apparatus of organic waste is equipped. An object of the present invention is to provide an organic waste processing apparatus and an organic waste processing method capable of reducing nitrous oxide in combustion exhaust gas.
上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明に係る有機性廃棄物の処理装置は、有機性廃棄物に対して乾燥用気体を用いつつ乾燥処理を行う乾燥処理手段と、乾燥された有機性廃棄物に対して熱分解処理を行って熱分解ガスを抽出するガス化手段と、熱分解ガスを燃焼させて燃焼排ガスを排出する後燃焼手段と、燃焼排ガスの熱量の少なくとも一部を、乾燥処理手段から供給された乾燥用気体に移動可能に構成されているとともに、乾燥用気体を乾燥処理手段に供給可能に構成された熱交換手段と、乾燥用気体の温度を計測する温度計測手段と、温度計測手段により計測された乾燥用気体の温度に基づいて、燃焼排ガスから乾燥用気体に移動させる熱量を制御して、乾燥処理手段に供給する乾燥用気体の温度を所定温度範囲内に制御可能に構成された制御手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the above object, an organic waste processing apparatus according to the present invention includes a drying processing unit that performs a drying process on an organic waste while using a drying gas; A gasification means for performing pyrolysis treatment on the dried organic waste to extract pyrolysis gas; a post-combustion means for burning the pyrolysis gas to discharge combustion exhaust gas; and at least a calorific value of the combustion exhaust gas. A part of the heat transfer means is configured to be able to move to the drying gas supplied from the drying processing means, and the drying gas is supplied to the drying processing means, and the temperature of the drying gas is measured. Temperature control means for controlling the amount of heat transferred from the combustion exhaust gas to the drying gas based on the temperature of the drying gas measured by the temperature measurement means, and the temperature of the drying gas supplied to the drying processing means is predetermined. Within temperature range And controllably configured control means, characterized in that it comprises a.
本発明に係る有機性廃棄物の処理装置は、上記の発明において、燃焼排ガスおよび乾燥用気体の少なくとも一方の、熱交換手段の内部を通過する流量を制御することにより、燃焼排ガスから乾燥用気体に伝熱する熱量を制御することを特徴とする。 The organic waste processing apparatus according to the present invention is the above-mentioned invention, wherein the drying gas is removed from the combustion exhaust gas by controlling the flow rate of at least one of the combustion exhaust gas and the drying gas passing through the heat exchange means. It is characterized by controlling the amount of heat transferred to the heat source.
本発明に係る有機性廃棄物の処理装置は、上記の発明において、燃焼排ガスを熱交換手段の外部で熱交換手段における燃焼排ガスの流入側から流出側に迂回させる迂回手段を備え、制御手段が、迂回手段に通過させる燃焼排ガスの流量を制御可能に構成されていることを特徴とする。 The organic waste treatment apparatus according to the present invention includes a detour unit for detouring the flue gas from the inflow side to the outflow side of the flue gas in the heat exchange unit outside the heat exchange unit in the above invention. The flow rate of the combustion exhaust gas to be passed through the bypass means is configured to be controllable.
本発明に係る有機性廃棄物の処理装置は、上記の発明において、熱交換手段の内部において燃焼排ガスが通過する燃焼排ガス通過手段から分岐して、燃焼排ガスを、熱交換手段の外部で、熱交換手段における燃焼排ガスの流出側に迂回させる燃焼排ガス迂回手段をさらに備えることを特徴とする。 The organic waste treatment apparatus according to the present invention is the above-described invention, wherein the organic waste is branched from the flue gas passage means through which the flue gas passes inside the heat exchange means, and the flue gas is heated outside the heat exchange means. It further comprises a combustion exhaust gas bypass means for making a bypass to the exhaust side of the combustion exhaust gas in the exchange means.
本発明に係る有機性廃棄物の処理装置は、上記の発明において、熱交換手段の内部において燃焼排ガスから熱量が移動しつつ乾燥用気体を通過可能な乾燥用気体通過手段と、乾燥用気体通過手段から分岐して、乾燥用気体を、熱交換手段の外部で乾燥用気体を乾燥処理手段に供給する流出側に迂回させる乾燥用気体迂回手段と、をさらに備えることを特徴とする。 The organic waste treatment apparatus according to the present invention is the above-described organic waste processing apparatus, wherein the drying gas passage means capable of passing the drying gas while the amount of heat is transferred from the combustion exhaust gas inside the heat exchange means, and the drying gas passage. A drying gas bypass unit that branches from the unit and bypasses the drying gas to an outflow side that supplies the drying gas to the drying processing unit outside the heat exchange unit.
本発明に係る有機性廃棄物の処理方法は、有機性廃棄物に対して乾燥用気体を用いつつ乾燥処理を行うステップと、乾燥された有機性廃棄物に対して熱分解処理を行って熱分解ガスと固形分とに分離するステップと、熱分解ガスを燃焼させて燃焼排ガスを排出するステップと、燃焼排ガスの熱量の少なくとも一部を乾燥用気体に移動させる熱交換手段によって、燃焼排ガスの熱量の少なくとも一部を乾燥用気体に移動させた後、乾燥処理を行う乾燥処理手段に乾燥用気体を供給するステップと、乾燥処理手段に供給する乾燥用気体の温度を計測するステップと、計測された乾燥用気体の温度に基づいて、燃焼排ガスから乾燥用気体に移動させる熱量を制御して、乾燥処理手段に供給する乾燥用気体の温度を所定温度範囲内に制御するステップと、を含むことを特徴とする。 The organic waste processing method according to the present invention includes a step of performing a drying process on an organic waste while using a drying gas, and a thermal decomposition process on the dried organic waste to generate heat. A step of separating the cracked gas and solids, a step of burning the pyrolyzed gas to discharge the flue gas, and a heat exchange means for transferring at least a part of the calorific value of the flue gas to the drying gas. After transferring at least a part of the heat amount to the drying gas, supplying the drying gas to the drying processing means for performing the drying process, measuring the temperature of the drying gas supplied to the drying processing means, and measuring Controlling the amount of heat transferred from the combustion exhaust gas to the drying gas based on the temperature of the drying gas thus controlled, and controlling the temperature of the drying gas supplied to the drying processing means within a predetermined temperature range. , Characterized in that it comprises a.
本発明に係る有機性廃棄物の処理方法は、上記の発明において、熱交換手段を通過する燃焼排ガスおよび乾燥用気体のうちの少なくとも一方の流量を制御することにより、燃焼排ガスから乾燥用気体に移動する熱量を制御することを特徴とする。 The organic waste processing method according to the present invention is the above invention, wherein the flow rate of at least one of the combustion exhaust gas and the drying gas passing through the heat exchange means is controlled to change the combustion exhaust gas into the drying gas. It is characterized by controlling the amount of heat that moves.
本発明に係る有機性廃棄物の処理方法は、上記の発明において、燃焼排ガスを、熱交換手段の外部で、熱交換手段における燃焼排ガスの流入側から流出側に迂回させて、熱交換手段を通過する燃焼排ガスの流量を制御することを特徴とする。 According to the organic waste processing method of the present invention, in the above invention, the combustion exhaust gas is bypassed from the inflow side to the outflow side of the combustion exhaust gas in the heat exchange means outside the heat exchange means. It is characterized by controlling the flow rate of the passing flue gas.
本発明に係る有機性廃棄物の処理方法は、上記の発明において、熱交換手段の内部において燃焼排ガスを分岐させて、熱交換手段の外部で熱交換手段における燃焼排ガスの流出側に、燃焼排ガスを迂回させることを特徴とする。 The organic waste treatment method according to the present invention is the above-described invention, wherein the combustion exhaust gas is branched inside the heat exchange means, and the combustion exhaust gas is flowed outside the heat exchange means on the outflow side of the combustion exhaust gas. It is characterized by detouring.
本発明に係る有機性廃棄物の処理方法は、上記の発明において、熱交換手段の内部において乾燥用気体を分岐させて、熱交換手段の外部で乾燥処理手段に乾燥用気体を供給する流出側に、乾燥用気体を迂回させることを特徴とする。 The organic waste processing method according to the present invention is the outflow side in the above invention, wherein the drying gas is branched inside the heat exchanging means and the drying gas is supplied to the drying processing means outside the heat exchanging means. Further, the drying gas is bypassed.
本発明に係る有機性廃棄物の処理装置および有機性廃棄物の処理方法によれば、乾燥処理手段での亜酸化窒素の発生を抑制することができるので、後燃焼手段から排出される燃焼排ガス中の亜酸化窒素を低減することが可能になる。 According to the organic waste processing apparatus and the organic waste processing method according to the present invention, the generation of nitrous oxide in the drying processing means can be suppressed, so that the combustion exhaust gas discharged from the post-combustion means It becomes possible to reduce nitrous oxide therein.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する実施形態によって限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In all the drawings of the following embodiments, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals. Further, the present invention is not limited to the embodiments described below.
(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態による有機性廃棄物の処理装置について説明する。図1は、この第1の実施形態による有機性廃棄物の処理装置としてのガス化燃焼設備を示す。
(First embodiment)
First, an organic waste processing apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows a gasification combustion facility as an organic waste processing apparatus according to the first embodiment.
(ガス化燃焼設備)
図1に示すように、ガス化燃焼設備1は、乾燥機11、搬送コンベヤ12、乾燥ケーキフィーダ13、ガス化炉14、サイクロン15、後燃焼炉16、流動空気予熱器17、乾燥ガス予熱器18、燃焼排ガス処理部19、および排気筒20を備えるとともに、これらを制御するための制御手段としての制御部30を備える。さらに、ガス化燃焼設備1には、ガス化炉14および後燃焼炉16に冷却用液体としての冷却水を供給するための冷却用液体供給手段を構成する冷却水タンク21が設けられている。
(Gasification combustion facility)
As shown in FIG. 1, the gasification combustion facility 1 includes a
乾燥機11は、下水汚泥などの有機性廃棄物3が投入されると、乾燥ガス予熱器18から供給される乾燥ガスを用いて有機性廃棄物3を乾燥可能に構成した乾燥処理手段である。乾燥機11は、乾燥された有機性廃棄物3を搬送コンベヤ12に供給する。また、乾燥機11は、乾燥ガス予熱器18への供給ラインに設けられたファン42bによって、乾燥時に生じた乾燥ガスを乾燥ガス予熱器18に供給可能に構成されている。さらに、乾燥機11は、後燃焼炉16への供給ラインに設けられたファン42cによって、乾燥時に生じた乾燥ガスを後燃焼炉16に供給可能に構成されている。なお、これらのファン42b、42cは、制御部30によって供給量が制御される。
The
搬送コンベヤ12は、乾燥機11において乾燥された有機性廃棄物3を乾燥ケーキフィーダ13に供給可能に構成されている。
The
搬送コンベヤ12の後段に設けられた乾燥ケーキフィーダ13は、乾燥された有機性廃棄物3を切り出して後段のガス化炉14に供給可能に構成されている。乾燥ケーキフィーダ13は、有機性廃棄物3を切り出すために内部に設けられた回転フィーダ(図示せず)を回転駆動させる、駆動手段としてのモータ13aとインバータ13bとを備える。モータ13aの回転数は、制御部30によりインバータ13bを介して制御される。これにより、乾燥ケーキフィーダ13は、制御部30によって、後段のガス化炉14に供給する有機性廃棄物3の供給速度が制御される。
The
ガス化炉14は、例えば循環流動床炉や気泡流動床炉などの流動床炉から構成されるガス化手段である。このガス化炉14は、乾燥ケーキフィーダ13から供給される有機性廃棄物3を、流動空気予熱器17から供給される高温の空気を用いて、酸素比1以下の還元雰囲気で熱分解可能に構成されている。これによって、ガス化炉14においては、有機性廃棄物3から、少なくとも、未燃焼炭素を含む熱分解残渣である炭化物と熱分解ガスとが生成される。また、ガス化炉14を流動床炉から構成していることにより、その内部の温度を、例えば450〜850℃、好適には600〜800℃の範囲という比較的広範囲に変化させることができる。また、このガス化炉14は、例えば複数の熱電対からなる温度センサ14aを備える。この温度センサ14aはガス化炉14内の温度を計測して制御部30に供給する。
The
さらに、ガス化炉14には、冷却水タンク21から冷却水が供給される。冷却水タンク21からガス化炉14への供給ラインには、流量計43bおよびバルブ44bが設けられる。流量計43bは、冷却水の流量値を出力して制御部30に供給する。バルブ44bは、制御部30によって、その開度が制御される。制御部30は、流量計43bから供給される流量値に基づいてバルブ44bの開度を制御することによって、ガス化炉14への冷却水の供給流量を制御する。
Further, cooling water is supplied from the cooling
また、ガス化炉14には、ファン42aによって空気が供給される。ファン42aから流動空気予熱器17を通じたガス化炉14への供給ラインには、流量計43dおよびバルブ44dが設けられている。流量計43dは、供給ラインを流れる空気の流量を計測して制御部30に供給する。バルブ44dは、その開度が制御部30により制御される。制御部30は、流量計43dから供給される流量値に基づいてバルブ44dを制御することによって、ガス化炉14への空気の供給流量を制御する。
Air is supplied to the
このように制御部30は、ガス化炉14に供給する冷却水および空気の供給流量を制御することによって、ガス化炉14内の温度を制御可能に構成されている。また、ガス化炉14は、補助燃料を用いた加熱手段であるバーナ(図示せず)を備える。このバーナは制御部30により制御される。制御部30は、バーナを制御することによってガス化炉14内を加熱しガス化温度を上昇させることができる。
Thus, the
ガス化炉14の後段に設けられたサイクロン15は、例えば外筒および内筒から構成される。このサイクロン15は、ガス化炉14から供給されるガス化残渣(炭化物)および熱分解ガスのうちの炭化物4を分離回収する、分離回収手段である。回収された炭化物4は、例えばドラム缶などに収納される。この炭化物4は、例えば、ガス化燃焼設備1に併設される焼却炉(図示せず)などで用いられる補助燃料や、化石燃料の代替として火力発電などで用いられる補助燃料として使用することができる。
The
サイクロン15の後段には、後燃焼手段としての熱回収炉である後燃焼炉16が設けられている。後燃焼炉16は、サイクロン15から供給される熱分解ガスを上部側から流入して燃焼した後、例えば900℃程度の燃焼排ガスを下部側から排出するように構成されている。後燃焼炉16の内部には、温度計測手段としての例えば複数の熱電対からなる温度センサ16aが設けられている。温度センサ16aは、後燃焼炉16内の燃焼温度を計測して、計測値を制御部30に供給する。
A
また、後燃焼炉16は、冷却水タンク21から供給される冷却水が、上部側から流入するように構成されている。冷却水タンク21から後燃焼炉16への供給ラインには、流量計43aおよびバルブ44aが設けられている。流量計43aは、供給ラインを流れる冷却水の流量値を計測して制御部30に供給する。バルブ44aは、その開度が制御部30により制御される。制御部30は、流量計43aから供給される流量値に基づいてバルブ44aの開度を制御することによって、後燃焼炉16への冷却水の供給流量を制御する。
Further, the
さらに、後燃焼炉16は、気体供給手段としてのファン42dによって例えば20℃程度の温度の空気が供給される。ファン42dから後燃焼炉16への供給ラインには、流量計43cおよびバルブ44cが設けられている。流量計43cは、供給ラインを流れる空気の流量値を計測して制御部30に供給する。バルブ44cは、その開度が制御部30により制御される。制御部30は、流量計43cから供給される流量値に基づいてバルブ44cの開度を制御することによって、後燃焼炉16への空気の供給流量を制御する。また、後燃焼炉16は、乾燥機11から温度が例えば200℃程度の乾燥ガスが供給されるように構成されている。
Further, the
そして、制御部30は、温度センサ16aから供給される後燃焼炉16内の温度に基づいて、後燃焼炉16に供給する冷却水および空気の供給流量を、例えばPID制御などによって制御することにより、後燃焼炉16内の温度を調整する。また、後燃焼炉16には例えば補助燃料などを用いた加熱手段であるバーナ(図示せず)が備えられる。制御部30は、バーナを制御して後燃焼炉16内を加熱することによって、後燃焼炉16内の温度を上昇させることができる。
Then, the
後燃焼炉16の後段に設けられた流動空気予熱器17は、後燃焼炉16から排出された燃焼排ガスを通過させて後段の乾燥ガス予熱器18に供給するとともに、燃焼排ガスの熱を、ファン42aから供給される空気に移動可能に構成されている。流動空気予熱器17は、熱が移動して加熱された空気を流動空気としてガス化炉14に供給するように構成されている。
The
流動空気予熱器17の後段に直列に連結された乾燥ガス予熱器18は、流動空気予熱器17から供給される燃焼排ガスを通過させて後段の燃焼排ガス処理部19に供給可能に構成された熱交換手段である。また、乾燥ガス予熱器18は、乾燥機11から供給された乾燥ガスを通過させて乾燥機11に戻すことができるように構成されている。この乾燥ガス予熱器18の内部は、燃焼排ガスが通過する空間領域と乾燥ガスが通過する空間領域とが、熱伝導可能な材料からなる配管や隔壁などによって区切られている。そして、乾燥ガス予熱器18は、内部を通過する燃焼排ガスの熱の一部を、乾燥機11から供給される乾燥ガスに移動させる。これにより、乾燥ガス予熱器18は、乾燥機11から供給された乾燥ガスに、後燃焼炉16において生成した熱を移動させた後、再び乾燥ガスとして乾燥機11に循環させることができる。このように、後燃焼炉16において生成した熱の一部は、乾燥ガスによって乾燥機11における有機性廃棄物3の乾燥に利用される。
The
また、乾燥ガス予熱器18から乾燥機11への供給ラインには、温度計測手段としての温度センサ52が設けられている。温度センサ52は、乾燥ガス予熱器18から送出された乾燥ガスの温度を計測して、制御部30に供給する。制御部30は、温度センサ52から供給される乾燥ガスの温度に応じて、バルブ51aの開度を制御するように構成されている。
Further, a
また、乾燥ガス予熱器18における、燃焼排ガスの流入側の配管と燃焼排ガスの流出側の配管とは、迂回手段としてのバイパス配管51により連結されている。バイパス配管51には、開度を調整可能なバルブ51aが設けられている。バルブ51aは、その開度が制御部30により制御される。制御部30は、バイパス配管51内での燃焼排ガスの流動を止めたり、燃焼排ガスの流入側から流出側に燃焼排ガスをバイパスさせるように開放したりする制御を行う。制御部30が、バルブ51aを制御して開放することによって、後燃焼炉16から流動空気予熱器17を介して供給される燃焼排ガスの少なくとも一部を、乾燥ガス予熱器18内を通過させることなく、後段の燃焼排ガス処理部19に供給できる。これにより、後燃焼炉16において生成された熱のうちの、バイパス配管51を流れる燃焼排ガスの熱が、乾燥ガスに移動されることなく後段の燃焼排ガス処理部19に移動する。なお、バイパス配管51に流量計を設け、この流量計が計測した流量値を制御部30に供給しつつ、制御部30がこの流量値に基づいてバルブ51aを制御しても良い。また、乾燥ガス予熱器18内に制御部30により制御可能なバルブを設け、必要に応じて、流動空気予熱器17から供給される燃焼排ガスの全てをバイパス配管51に流すように制御してもよい。
In addition, the piping on the inflow side of the combustion exhaust gas and the piping on the outflow side of the combustion exhaust gas in the
このように、制御部30によって、燃焼排ガスの少なくとも一部をバイパス配管51内に通過させ、残部を乾燥ガス予熱器18内に通過させることができる。これにより、制御部30は、乾燥ガス予熱器18において、燃焼排ガスから乾燥ガスに移動する熱量を制御することができるので、乾燥ガス予熱器18から排出する乾燥ガスの温度を制御可能に構成されている。
As described above, the
具体的には、制御部30が、乾燥ガス予熱器18から排出される乾燥ガスの温度を低下させる場合には、バルブ51aの開度を増加させて、バイパス配管51内を流れる燃焼排ガスの流量を増加させ、乾燥ガス予熱器18内を流れる燃焼排ガスの流量を減少させる。これにより、燃焼排ガスから乾燥ガスに移動する熱量が減少するので、乾燥ガスの温度はバルブ51aを閉じた場合に比して低くなる。反対に、制御部30が、乾燥ガス予熱器18から排出される乾燥ガスの温度を上昇させる場合には、バルブ51aの開度を減少させて、バイパス配管51内を流れる燃焼排ガスの流量を減少させ、乾燥ガス予熱器18内を流れる燃焼排ガスの流量を増加させる。なお、乾燥ガス予熱器18において、バイパス配管51との連結位置の間に、制御部30により制御されるバルブを設け、乾燥ガス予熱器18の内部を通過する燃焼排ガスを制御可能に構成しても良い。
Specifically, when the
乾燥ガス予熱器18の後段に設けられる燃焼排ガス処理部19は、例えば燃焼ガス冷却搭、燃焼ガス集塵機、および燃焼ガススクラバを有する燃焼排ガス処理手段である。燃焼排ガス処理部19は、燃焼ガス冷却搭によって空気を用いて燃焼ガスの温度を低下させた後、燃焼ガス集塵機によって逆洗空気を用いて燃焼ガスから燃焼灰を除去し、燃焼ガススクラバによって燃焼ガスから有害ガスや微小粒子を除去する。また、燃焼排ガス処理部19は、温度が低下した燃焼ガスをファン42fによって排気筒20に供給可能に構成されている。排気筒20は燃焼ガスを排気する排気手段である。
The combustion exhaust
以上のようにして、この第1の実施形態によるガス化燃焼設備1が構成されている。次に、以上のように構成された、この第1の実施形態によるガス化燃焼設備1での有機性廃棄物の処理における後燃焼炉の制御に関して、上述した従来技術が有する課題を解決するために本発明者が鋭意検討を行った。以下に、その概要を説明する。 As described above, the gasification combustion facility 1 according to the first embodiment is configured. Next, in order to solve the above-mentioned problems related to the control of the post-combustion furnace in the treatment of organic waste in the gasification combustion facility 1 according to the first embodiment configured as described above. The present inventor has intensively studied. The outline will be described below.
まず、従来技術においては、上述したバイパス配管51が設けられておらず、後燃焼炉16から排出された燃焼排ガスは、流動空気予熱器17を通過して、その熱をガス化炉14に供給するための空気に移動させた後、乾燥ガス予熱器18を通過して、その熱を乾燥機11に循環供給させる乾燥ガスに移動させていた。また、乾燥機11は、脱臭のために、排出した乾燥ガスの一部を後燃焼炉16に供給して燃焼させていた。
First, in the prior art, the above-described
このような従来のガス化燃焼設備において、本発明者は、後燃焼炉16の燃焼排ガスにN2Oが含まれる場合があるという問題を解決するために、実験および検討を行い、後燃焼炉16から排出される燃焼排ガスに中のN2Oの少なくとも一部が、乾燥機11において生成されていることを見出した。すなわち、乾燥機11から排出される乾燥ガス中にN2Oが含まれていると、後燃焼炉16から排出される燃焼排ガス中のN2Oの濃度も高くなる。
In such a conventional gasification combustion facility, the present inventor conducted experiments and studies to solve the problem that N 2 O may be contained in the combustion exhaust gas of the
そこで、本発明者は、乾燥機11におけるN2Oの生成を抑制して、排出される乾燥ガス中のN2Oの濃度を低減させる方法について検討を行った。まず、本発明者が実験および検討を行った結果、乾燥機11に熱源として供給される乾燥ガスの温度が高いと、乾燥機11内においてN2Oが生成しやすい傾向にあることを見出した。そのため、N2Oの生成を抑制する観点からは、乾燥機11内の雰囲気温度は低い方が望ましいので、乾燥機11に供給する乾燥ガスの温度も低い方が望ましい。
Therefore, the present inventor has studied a method for suppressing the generation of N 2 O in the
ところが、乾燥機11によって有機性廃棄物3を乾燥させるためには、所定の熱量が必要である。なお、この所定の熱量は、供給される有機性廃棄物3の含水率や発熱量などの性状に応じて異なる。一方、乾燥機11において使用される熱の熱源は、後燃焼炉16で生成した熱(顕熱)のうちの燃焼排ガスとして排出された廃熱の一部を、乾燥ガス予熱器18を用いて乾燥ガスに移動させて回収したものである。そのため、乾燥機11に供給される乾燥ガスの温度が低くなると、乾燥機11が所定の熱量を得るまでに、より多量の乾燥ガスを、乾燥ガス予熱器18から乾燥機11に供給する必要がある。この場合、気体供給手段としてのファン42bを稼働させるための電力量が増加するという新たな問題が生じる。そのため、ガス化燃焼設備1における電力量を削減する観点からは、乾燥機11に供給される乾燥ガスの温度は高い方が望ましい。
However, in order to dry the organic waste 3 by the
また、乾燥機11に供給される有機性廃棄物3の性状は逐次変動するため、ガス化炉14でのガス化温度や後燃焼炉16での燃焼温度などの温度も変動し、これに伴い、流動空気予熱器17や乾燥ガス予熱器18によって回収できる熱量も変動する。このように、有機性廃棄物3の性状の変動に応じて、その乾燥に必要な所定の熱量が変動するのみならず、乾燥機11に供給される乾燥ガスの温度も変動してしまう。
Moreover, since the property of the organic waste 3 supplied to the
そこで、本発明者は、乾燥機11に供給する乾燥ガスの温度に対する互いに相反する要請と、有機性廃棄物3の性状によって変動してしまう点とに基づいて、引き続き鋭意検討を行った。そして、本発明者は、有機性廃棄物3の性状の変動を前提として、予め乾燥機11においてN2Oがほとんど発生しない所定温度を設定し、この所定温度を超えた場合に、乾燥ガス予熱器18において燃焼排ガスから乾燥ガスに移動する熱量を減少させて、乾燥ガス予熱器18から送出される乾燥ガスの温度、すなわち乾燥機11に供給される乾燥ガスの温度を低下させるように制御することを想起するに至った。
Therefore, the present inventor has continued to intensively study based on mutually contradictory requests for the temperature of the drying gas supplied to the
また、本発明者は、有機性廃棄物3の性状が変動して、乾燥機11において必要となる所定の熱量が変動する場合についても検討を行い、乾燥ガス予熱器18に供給する燃焼させるための乾燥ガスの流量と後燃焼炉16に供給する循環させる乾燥ガスの流量との割合を制御することを想起した。本発明は、以上の実験および鋭意検討に基づいて案出されたものである。
The inventor also examines the case where the property of the organic waste 3 fluctuates and the predetermined amount of heat required in the
(有機性廃棄物の処理方法)
次に、以上の検討に基づいた、この第1の実施形態による有機性廃棄物の処理方法について説明する。図2は、この第1の実施形態による有機性廃棄物の処理方法を示すフローチャートである。
(Organic waste disposal method)
Next, the organic waste processing method according to the first embodiment based on the above examination will be described. FIG. 2 is a flowchart showing the organic waste processing method according to the first embodiment.
図2に示すように、この第1の実施形態による有機性廃棄物の処理方法においては、まず、ステップST1において、外部から例えば下水汚泥などの有機性廃棄物3を乾燥機11に投入して乾燥させる。このとき、乾燥機11内の雰囲気温度が所定温度以下、具体的には例えば600℃以下の温度になるように制御されている。この第1の実施形態によるガス化燃焼設備1における乾燥機11においては、例えば600℃以下にすることによってN2Oを生成しないようにすることができる。そこで、この第1の実施形態においては、乾燥機11において乾燥に用いる乾燥ガスの所定温度を、600℃とする。
As shown in FIG. 2, in the organic waste processing method according to the first embodiment, first, in step ST1, an organic waste 3 such as sewage sludge is introduced into the
乾燥機11内においては、乾燥ガスの熱が有機性廃棄物3の乾燥に用いられ、乾燥ガスの温度が例えば200℃程度に低下する。これとともに、有機性廃棄物3に含まれる水分の一部が水蒸気となって蒸発し、乾燥ガスと混合する。なお、この乾燥ガスには乾燥機11においてリークした空気なども含まれる場合がある。そして、水蒸気などの気体が混合した乾燥ガスは、乾燥機11に供給される乾燥ガスに比して、混入した気体分だけ量が増加している。
In the
制御部30は、ファン42b,42cを制御することにより、乾燥ガスのうちの所定量を乾燥ガス予熱器18に供給するとともに、例えば増加分程度の残部を後燃焼炉16に供給する。なお、制御部30は、乾燥ガスのうちの、ファン42cにより後燃焼炉16に供給される乾燥ガスの量と、ファン42bにより乾燥ガス予熱器18に供給される乾燥ガスの量とを、有機性廃棄物3の含水率や必要な熱量などの性状ごとにそれらの割合を調整する。
The
一方、乾燥された有機性廃棄物3は、搬送コンベヤ12を通じて搬送手段としての乾燥ケーキフィーダ13に供給され、所定量ずつ切り出されて、ガス化炉14に搬送される。その後、ステップST2に移行する。
On the other hand, the dried organic waste 3 is supplied to a
ステップST2においては、ガス化炉14が乾燥ケーキフィーダ13から供給された有機性廃棄物3の熱分解を行う。これにより、有機性廃棄物3は、熱分解ガスとガス化残渣である炭化物4とに熱分解する。これらの熱分解ガスおよび炭化物4は、サイクロン15に供給される。その後、ステップST3に移行する。
In step ST <b> 2, the
ステップST3においては、サイクロン15が、炭化物4を分離して回収した後、分離された例えば700℃程度の熱分解ガスを後燃焼炉16に供給する。その後、ステップST4に移行する。
In step ST <b> 3, the
ステップST4においては、後燃焼炉16において、サイクロン15から供給された熱分解ガスを燃焼させるとともに、ファン42cによって乾燥機11から供給された乾燥ガスを混合させつつ燃焼させて脱臭を行う。その後、ステップST5に移行する。
In step ST4, in the
ステップST5においては、制御部30の制御によって、温度センサ52が、乾燥ガス予熱器18から乾燥機11への乾燥ガスの供給ラインを通過する乾燥ガスの温度を計測して、その計測値を制御部30に供給する。このようにして、制御部30は乾燥機11に供給される乾燥ガスの温度を常時モニタリングする。その後、ステップST6に移行する。
In step ST5, under the control of the
ステップST6においては、制御部30が、温度センサ52による計測温度に基づいて、乾燥機11に供給される乾燥ガスの温度が予め設定した所定温度範囲内であるか否かの判断が行われる。具体的には、制御部30は、乾燥機11に供給される乾燥ガスの温度が所定温度以下、具体的には例えば600℃以下であるか否かを判断する。ここで、乾燥機11に供給される乾燥ガスの所定温度の上限としては、ガス化燃焼設備1や乾燥機11に応じて適宜決定されるが、好ましくは、乾燥機11においてN2Oの濃度が例えば20ppm以下程度のほとんど発生しない温度の上限に設定される。なお、乾燥機11に供給される乾燥ガスの温度は、乾燥機11において有機性廃棄物3を乾燥させるために、400℃以上であることが望ましい。すなわち、制御部30は、乾燥機11に供給される乾燥ガスの温度範囲が、400℃以上600℃以下の範囲内、好ましくは450℃以上550℃以下の範囲内であるか否かを判断する。
In step ST6, based on the temperature measured by the
温度センサ52が計測した乾燥ガスの温度が所定温度範囲内である場合(ステップST6:Yes)、ステップST1に復帰して、ステップST1〜ST6による有機性廃棄物の処理が繰り返し継続して行われる。なお、ステップST1〜ST6は、このガス化燃焼設備1において並行して実行される。
When the temperature of the dry gas measured by the
一方、温度センサ52が計測した乾燥ガスの温度が所定温度範囲外の場合(ステップST6:No)、すなわち乾燥機11に供給される乾燥ガスの温度が例えば600℃を超えた場合、ステップST7に移行する。ステップST7においては、制御部30が、バルブ51aの開度を制御して、流動空気予熱器17を通過した燃焼排ガスの全部または少なくとも一部を、バイパス配管51内に通過させる。この場合、乾燥ガス予熱器18においては、後燃焼炉16において生成された熱は、流動空気予熱器17を通過した燃焼排ガスの流量に対するバイパス配管51に流れる燃焼排ガスの流量分だけ、乾燥ガスに伝熱されなくなる。乾燥ガス予熱器18において燃焼排ガスから乾燥ガスに移動する熱量が減少すると、乾燥ガスの温度は低下し、所定時間が経過すると安定する。そして、制御部30は、温度センサ52が計測する乾燥ガスの温度が、安定した状態で所定範囲内になるまで、ステップST5〜ST7を繰り返し行う。なお、乾燥ガスの温度が所定範囲内の下限を下回った場合、具体的には、例えば400℃未満となった場合には、制御部30はバルブ51aの開度を制御してバイパス配管51内の燃焼排ガスの流れを停止させる。
On the other hand, when the temperature of the dry gas measured by the
そして、本発明者が、この第1の実施形態によるガス化燃焼設備1において、乾燥機11内においてN2Oが生成するか否かについて測定を行った。その結果、乾燥機11から排出される乾燥ガス中のN2Oの濃度は、乾燥機11に供給するガスの温度を、600℃にすると20ppm未満となり、550℃にすると5ppm未満となり、乾燥機11内においてN2Oがほとんど生成されなくなることが確認された。さらに、ガス化燃焼設備1の全体、特に後燃焼炉16から排出される燃焼排ガス中のN2Oの濃度を測定したところ、濃度の低下が確認され、従来に比してN2Oの濃度が低減していることが確認された。
Then, the present inventors have, in the gasification combustion equipment 1 according to the first embodiment was measured whether N 2 O is produced in the
ここで、本発明者により確認されたN2Oの低減効果の具体例を以下の表1に示す。
表1から、乾燥機11に供給する乾燥ガスの入口での温度を600℃を超えた645℃に制御した場合、乾燥機11から排出される乾燥ガス中のN2Oの濃度が540ppmと高濃度となることが分かる。また、乾燥機11に供給される乾燥ガスの入口での温度を400℃以上600℃以下の568℃に制御した場合、乾燥機11から排出される乾燥ガスに含まれるN2Oの濃度は15ppmまで低減していることがわかる。さらに、乾燥ガスの乾燥機11の入口での温度を450℃以上550℃以下の517℃や504℃とした場合、乾燥機11から排出される乾燥ガスに含まれるN2Oの濃度はいずれの場合も5ppm未満になり、乾燥機11内において、N2Oがほとんど生成されてないことが分かる。
From Table 1, when the temperature at the inlet of the drying gas supplied to the
以上説明した本発明の第1の実施形態によれば、乾燥機11に供給される乾燥ガスの温度に応じて、バルブ51aによってバイパス配管51内を通過する燃焼排ガスの流量を制御し、乾燥ガス予熱器18をバイパスさせる燃焼排ガスの流量を調整していることにより、後燃焼炉16において生成された熱量のうちの乾燥ガスに伝熱させる熱量を制御することができるので、乾燥ガスの温度を例えば600℃以下の所定温度範囲内に収めることができる。これによって、乾燥機11においてN2Oの発生を抑制することができるとともに、乾燥ガスを後燃焼炉16および乾燥ガス予熱器18に供給するためのファン42b,42cの電力の使用量も低減することができる。
According to the first embodiment of the present invention described above, the flow rate of the combustion exhaust gas passing through the
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態による有機性廃棄物の処理装置について説明する。図3は、第2の実施形態による乾燥ガス予熱器18およびその周辺の構成図である。
(Second Embodiment)
Next, an organic waste processing apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a configuration diagram of the
(乾燥ガス予熱器およびバイパス配管)
図3に示すように、この第2の実施形態による熱交換手段としての乾燥ガス予熱器18においては、乾燥ガス予熱器18の内部において、燃焼排ガスが通過する燃焼排ガス通過手段としての燃焼排ガス通過部18aの途中に、バイパス配管53の一端が連結されている。バイパス配管53の流出側の他端は、乾燥ガス予熱器18における燃焼排ガスの排出側に連結されており、燃焼排ガス迂回手段を構成している。また、乾燥ガス予熱器18の内部には、乾燥用気体通過手段としての乾燥ガス通過部18bが設けられている。乾燥ガス通過部18bは、乾燥ガスが通過可能に構成されているとともに、燃焼排ガス通過部18aを介して燃焼排ガスの熱量が移動可能に構成されている。
(Dry gas preheater and bypass piping)
As shown in FIG. 3, in the
また、バイパス配管53には、制御部30によりその開度が制御されるバルブ53aが設けられている。そして、制御部30がバルブ53aの開度を制御することにより、乾燥ガス予熱器18内の燃焼排ガス通過部18aの途中から分岐させて、燃焼排ガスの少なくとも一部をバイパス配管53内に通過させ、残部を燃焼排ガス通過部18a内に通過させることができる。これにより、制御部30は、燃焼排ガス通過部18a内を流れる燃焼排ガスから、乾燥ガス通過部18b内を流れる乾燥ガスに移動する熱量を制御することができる。
Further, the
具体的には、制御部30が、乾燥ガス予熱器18から排出される乾燥ガスの温度を低下させる場合には、バルブ53aの開度を増加させて、バイパス配管53内を流れる燃焼排ガスの流量を増加させ、燃焼排ガス通過部18a内を流れる燃焼排ガスの流量を減少させる。これにより、燃焼排ガスから乾燥ガスに移動する熱量が減少するので、乾燥ガスの温度はバルブ53aを閉じた場合に比して低くなる。反対に、制御部30が、乾燥ガス予熱器18から排出する乾燥ガスの温度を上昇させる場合には、バルブ53aの開度を減少させて、バイパス配管53内を流れる燃焼排ガスの流量を減少させ、燃焼排ガス通過部18a内を流れる燃焼排ガスの流量を増加させる。なお、必要に応じて、燃焼排ガス通過部18aの下流側にもバルブを設け、流動空気予熱器17から供給される燃焼排ガスの全部を、バイパス配管53を通じて燃焼排ガス処理部19に供給するように構成しても良い。
Specifically, when the
このように、制御部30は、燃焼排ガスから乾燥ガスに移動する熱量を制御することによって、乾燥ガス予熱器18から排出される乾燥ガスの温度を制御して、乾燥機11に供給する乾燥ガスの温度を制御可能に構成されている。その他の構成については、第1の実施形態におけると同様であるので、その説明を省略する。
Thus, the
以上説明した本発明の第2の実施形態による乾燥ガス予熱器18によれば、燃焼排ガスを燃焼排ガス通過部18aの途中で分岐させて、全部または少なくとも一部をバイパス配管53に流すようにしていることにより、燃焼排ガスから乾燥ガスに移動させる熱量を制御することができる。したがって、制御部30が、乾燥ガス予熱器18から乾燥機11に供給する乾燥ガスの温度を所定温度以下に制御することができるので、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
According to the
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態による有機性廃棄物の処理装置について説明する。図4は、第3の実施形態による乾燥ガス予熱器18およびその周辺の構成図である。
(Third embodiment)
Next, an organic waste processing apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a configuration diagram of the
(乾燥ガス予熱器およびバイパス配管)
図4に示すように、この第3の実施形態による熱交換手段としての乾燥ガス予熱器18においては、第2の実施形態と同様に、乾燥ガス予熱器18の内部に、燃焼排ガス通過部18aと乾燥用気体通過手段としての乾燥ガス通過部18bとが設けられている。燃焼排ガス通過部18aは燃焼排ガス通過手段を構成し、乾燥ガス通過部18bは乾燥用気体通過手段を構成する。また、乾燥ガス通過部18bには、燃焼排ガス通過部18aを介して燃焼排ガスの熱量が移動される。
(Dry gas preheater and bypass piping)
As shown in FIG. 4, in the
また、乾燥ガス予熱器18においては、第1の実施形態と異なり、乾燥ガス予熱器18の内部において、乾燥ガスが通過する乾燥ガス通過部18bの途中に乾燥ガスバイパス配管62の一端が連結されている。また、乾燥ガスバイパス配管62の他端は、乾燥ガス予熱器18から乾燥機11への乾燥ガスの供給ライン61に連結されている。このように、乾燥ガスバイパス配管62は乾燥用気体迂回手段を構成する。また、供給ライン61には、乾燥ガスバイパス配管62との連結位置の上流側にバルブ61aが設けられている。乾燥ガスバイパス配管62には、供給ライン61との連結位置の上流側にバルブ62aが設けられている。これらのバルブ61a,62aは、制御部30により開度が制御される。
Moreover, in the
そして、制御部30が、バルブ61a,62aの開度を制御することによって、乾燥機11から供給された乾燥ガスの全部または少なくとも一部を、乾燥ガスバイパス配管62に転換させたり分岐させたりして流すことができる。これにより、乾燥ガス予熱器18を通過する乾燥ガスの流量を制御することができるので、燃焼排ガス通過部18a内を流れる燃焼排ガスから、乾燥ガス通過部18b内を流れる乾燥ガスに移動させる熱量を制御することができる。
Then, the
具体的には、制御部30が、乾燥ガス予熱器18から排出される乾燥ガスの温度を低下させる場合には、バルブ62aの開度を増加させて、乾燥ガスバイパス配管62内を流れる乾燥ガスの流量を増加させ、乾燥ガス通過部18b内を流れる乾燥ガスの流量を減少させる。そして、供給ライン61および乾燥ガスバイパス配管62におけるバルブ61a,62aの下流側において、乾燥ガス通過部18bを通過した高温の乾燥ガスに、乾燥ガスバイパス配管62を通過した比較的低温の乾燥ガスが合流することによって、乾燥ガスの温度は、高温の乾燥ガスに比して低下する。反対に、制御部30が、乾燥ガス予熱器18から排出される乾燥ガスの温度を上昇させる場合には、バルブ62aの開度を減少させて、乾燥ガスバイパス配管62内を流れる乾燥ガスの流量を減少させ、乾燥ガス通過部18b内を流れる乾燥ガスの流量を増加させる。
Specifically, when the
このように、制御部30は、燃焼排ガスから乾燥ガスに移動する熱量を制御することによって、乾燥ガス予熱器18から排出される乾燥ガスの温度を制御して、乾燥機11に供給する乾燥ガスの温度を制御可能に構成されている。その他の構成については、第1および第2の実施形態におけると同様であるので、その説明を省略する。
Thus, the
第3の実施形態による乾燥ガス予熱器18によれば、乾燥ガスを乾燥ガス予熱器18内の乾燥ガス通過部18bの途中で分岐させて、乾燥ガスの全部または少なくとも一部を、乾燥ガスバイパス配管62に流すようにしていることにより、燃焼排ガスから乾燥ガスに移動する熱量を制御することができる。したがって、制御部30が、乾燥ガス予熱器18から乾燥機11に供給する乾燥ガスの温度を所定温度以下に制御することができるので、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
According to the
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Various deformation | transformation based on the technical idea of this invention is possible. For example, the numerical values given in the above embodiment are merely examples, and different numerical values may be used as necessary.
上述の第1の実施形態においては、分離回収手段としてサイクロンを採用しているが、セラミックフィルタなどの、炭化物を分離回収可能な他の分離回収装置を採用することも可能である。 In the first embodiment described above, a cyclone is employed as the separation and recovery means, but other separation and recovery devices capable of separating and recovering carbides such as a ceramic filter can also be employed.
また、上述の実施形態においては、ガス化炉14を流動床炉から構成しているが、比較的広範囲の温度変化が可能な炉であれば、必ずしも流動床炉に限定されるものではなく、例えばロータリーキルンなどの炉を採用することも可能である。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the
また、上述の実施形態においては、本発明をガス化燃焼設備に適用しているが、必ずしもガス化燃焼設備に限定されるものではなく、炭化システムに適用することも可能である。また、後燃焼手段としては、後燃焼炉に限定されるものではなく、燃焼ボイラを採用することも可能である。 Moreover, in the above-mentioned embodiment, although this invention is applied to the gasification combustion equipment, it is not necessarily limited to a gasification combustion equipment, It is also possible to apply to a carbonization system. Further, the post-combustion means is not limited to the post-combustion furnace, and a combustion boiler can be adopted.
1 ガス化燃焼設備
3 有機性廃棄物
4 炭化物
11 乾燥機
12 搬送コンベヤ
13 乾燥ケーキフィーダ
13a モータ
13b インバータ
14 ガス化炉
14a,16a,52 温度センサ
15 サイクロン
16 後燃焼炉
17 流動空気予熱器
18 乾燥ガス予熱器
18a 燃焼排ガス通過部
18b 乾燥ガス通過部
19 燃焼排ガス処理部
20 排気筒
21 冷却水タンク
30 制御部
42a,42b,42c,42d,42f ファン
43a,43b,43c,43d 流量計
44a,44b,44c,44d,51a,53a,61a,62a バルブ
51,53 バイパス配管
61 供給ライン
62 乾燥ガスバイパス配管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gasification combustion equipment 3
本発明は、下水汚泥などの有機性廃棄物を焼却する有機性廃棄物の処理装置、有機性廃棄物の処理方法、および制御装置に関する。 The present invention includes a processing unit of the organic waste incinerating organic waste such as sewage sludge, the method of treating organic waste, and a control device.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、有機性廃棄物の処理装置が備える乾燥処理手段における亜酸化窒素の発生を抑制することによって、後燃焼手段から排出される燃焼排ガス中の亜酸化窒素を低減することができる有機性廃棄物の処理装置、有機性廃棄物の処理方法、および制御装置を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: The objective is discharged | emitted from a post-combustion means by suppressing generation | occurrence | production of nitrous oxide in the drying process means with which the processing apparatus of organic waste is equipped. An object of the present invention is to provide an organic waste processing apparatus , an organic waste processing method , and a control apparatus capable of reducing nitrous oxide in combustion exhaust gas.
本発明に係る有機性廃棄物の処理方法は、上記の発明において、熱交換手段の内部において燃焼排ガスを分岐させて、熱交換手段の外部で熱交換手段における燃焼排ガスの流出側に、燃焼排ガスを迂回させることを特徴とする。また、本発明に係る有機性廃棄物の処理方法は、上記の発明において、熱交換手段の内部において乾燥用気体を分岐させて、熱交換手段の外部で乾燥処理手段に乾燥用気体を供給する流出側に、乾燥用気体を迂回させることを特徴とする。 The organic waste treatment method according to the present invention is the above-described invention, wherein the combustion exhaust gas is branched inside the heat exchange means, and the combustion exhaust gas is flowed outside the heat exchange means on the outflow side of the combustion exhaust gas. It is characterized by detouring. In the organic waste processing method according to the present invention, in the above invention, the drying gas is branched inside the heat exchanging means, and the drying gas is supplied to the drying processing means outside the heat exchanging means. The drying gas is bypassed on the outflow side.
本発明に係る制御装置は、有機性廃棄物に対して乾燥用気体を用いつつ乾燥処理を行う乾燥処理手段と、乾燥された有機性廃棄物に対して熱分解処理を行って熱分解ガスを抽出するガス化手段と、熱分解ガスを燃焼させて燃焼排ガスを排出する後燃焼手段と、燃焼排ガスの熱量の少なくとも一部を、乾燥処理手段から供給された乾燥用気体に移動可能に構成されているとともに、乾燥用気体を乾燥処理手段に供給可能に構成された熱交換手段と、乾燥用気体の温度を計測する温度計測手段と、を備えた有機性廃棄物の処理装置を制御する制御装置であって、温度計測手段により計測された乾燥用気体の温度に基づいて、燃焼排ガスから乾燥用気体に移動させる熱量を制御して、乾燥処理手段に供給する乾燥用気体の温度を所定温度範囲内に制御可能に構成されていることを特徴とする。The control device according to the present invention includes a drying processing means for performing a drying process on an organic waste while using a drying gas, and a thermal decomposition process for the dried organic waste to generate a pyrolysis gas. The gasification means for extraction, the post-combustion means for burning the pyrolysis gas to discharge the combustion exhaust gas, and at least a part of the calorific value of the combustion exhaust gas are configured to be transferred to the drying gas supplied from the drying processing means. And controlling the organic waste processing apparatus comprising: a heat exchanging means configured to supply a drying gas to the drying processing means; and a temperature measuring means for measuring the temperature of the drying gas. The apparatus controls the amount of heat transferred from the combustion exhaust gas to the drying gas based on the temperature of the drying gas measured by the temperature measuring means, and sets the temperature of the drying gas supplied to the drying processing means to a predetermined temperature. Within range It can be characterized by being composed.
本発明に係る有機性廃棄物の処理装置、有機性廃棄物の処理方法、および制御装置によれば、乾燥処理手段での亜酸化窒素の発生を抑制することができるので、後燃焼手段から排出される燃焼排ガス中の亜酸化窒素を低減することが可能になる。 According to the organic waste processing apparatus , the organic waste processing method , and the control apparatus according to the present invention, it is possible to suppress the generation of nitrous oxide in the drying processing means. It becomes possible to reduce nitrous oxide in the combustion exhaust gas.
上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明に係る有機性廃棄物の処理装置は、有機性廃棄物に対して気体を用いて乾燥処理を行う乾燥処理手段と、乾燥された有機性廃棄物に対して熱分解処理を行って熱分解ガスを抽出するガス化手段と、熱分解ガスを燃焼させて燃焼排ガスを排出する後燃焼手段と、燃焼排ガスが通過する空間領域と乾燥処理手段から排出される乾燥用気体として用いた気体が通過する空間領域とが区切られつつ、燃焼排ガスの熱量の少なくとも一部を、乾燥用気体として用いた気体に移動可能に構成されているとともに、熱量移動に係る部分を通過した気体の全部を乾燥用気体として乾燥処理手段に供給可能に構成された熱交換手段と、乾燥用気体の温度を計測する温度計測手段と、熱交換手段において燃焼排ガスから乾燥用気体として用いた気体に移動させる熱量を制御することにより、温度計測手段により計測される燥処理手段に供給される乾燥用気体の温度が、乾燥処理手段から排出される亜酸化窒素が所望の濃度以下となる上限温度と所望の乾燥機能が得られる下限温度との間の所定温度範囲内に収まるようにするとともに、乾燥処理手段から排出される乾燥用気体として用いた気体の温度が170℃以上になるように制御可能に構成された制御手段と、を備え、乾燥処理手段から排出される乾燥用気体として用いた気体のうちの、乾燥処理手段において増加した水蒸気を含む気体の量に相当する部分を、後燃焼手段に供給するように構成されていることを特徴とする。 To solve the above problems, in order to achieve the above object, the processing apparatus of organic waste according to the present invention, a drying process unit for performing a drying process by using a vapor body to the organic waste, dried gasification means for performing pyrolysis process for extracting the pyrolysis gas to organic waste, which is, a combustion unit after discharging the combustion exhaust gas by burning the pyrolysis gas, space the combustion exhaust gas passes The region is separated from the space region through which the gas used as the drying gas discharged from the drying processing means passes , and at least a part of the heat quantity of the combustion exhaust gas is configured to be movable to the gas used as the drying gas. And heat exchange means configured to be able to supply all of the gas that has passed through the portion related to the amount of heat transfer as drying gas to the drying processing means, temperature measuring means for measuring the temperature of the drying gas, and heat exchange By means By controlling the amount of heat to be moved to the gas used as the drying gas from the shrink gas, nitrous oxide the temperature of the drying gas supplied to the燥processing means that will be measured by the temperature measuring means, which is discharged from the drying process unit The gas used as the drying gas discharged from the drying means is adapted to be within a predetermined temperature range between an upper limit temperature at which nitrogen is not more than a desired concentration and a lower limit temperature at which a desired drying function is obtained . Control means configured to be controllable so that the temperature is 170 ° C. or higher, and gas containing water vapor increased in the drying processing means among gases used as drying gas discharged from the drying processing means A portion corresponding to this amount is supplied to the post-combustion means .
本発明に係る有機性廃棄物の処理方法は、有機性廃棄物に対して気体を用いて乾燥処理を行う乾燥処理ステップと、乾燥された有機性廃棄物に対して熱分解処理を行って熱分解ガスと固形分とに分離するガス化ステップと、熱分解ガスを燃焼させて燃焼排ガスを排出する後燃焼ステップと、燃焼排ガスが通過する空間領域と乾燥処理ステップによって排出される乾燥用気体として用いた気体が通過する空間領域とが区切られつつ、燃焼排ガスの熱量の少なくとも一部を、乾燥用気体として用いた気体に移動可能に構成された熱交換手段によって、熱量移動に係る部分を通過した気体の全部を乾燥用気体として乾燥処理を行う乾燥処理手段に供給する熱交換ステップと、乾燥処理手段に供給する乾燥用気体の温度を計測する温度計測ステップと、熱交換ステップにおける燃焼排ガスから乾燥用気体として用いた気体に移動させる熱量を制御することにより、計測される乾燥処理手段に供給される乾燥用気体の温度が、乾燥処理手段から排出される亜酸化窒素が所望の濃度以下となる上限温度と所望の乾燥機能が得られる下限温度との間の所定温度範囲内に収まるようにするとともに、乾燥処理手段から排出される乾燥用気体として用いた気体の温度が170℃以上になるように制御する制御ステップと、を含み、乾燥処理ステップにおいて乾燥処理手段から排出される乾燥用気体として用いた気体のうちの、乾燥処理手段において増加した水蒸気を含む気体の量に相当する部分を、後燃焼ステップを行う後燃焼手段に供給することを特徴とする。 Method of treating organic waste according to the present invention performs a drying processing step of performing a drying process by using a vapor body to the organic waste, a thermal decomposition process on dried organic waste Gasification step for separating pyrolysis gas and solids, post-combustion step for burning pyrolysis gas and discharging combustion exhaust gas, space region through which combustion exhaust gas passes, and drying gas discharged by drying treatment step The heat transfer means configured to be able to move at least part of the calorific value of the combustion exhaust gas to the gas used as the drying gas while being separated from the space region through which the gas used as a heat exchange step of the whole to test paper to a drying process unit for performing a drying process as drying gas in the gas which has passed through the temperature measuring step of measuring the temperature of the drying gas supplied to the drying process unit By controlling the amount of heat that moves from the combustion exhaust gas in the heat exchange step to a gas used as drying gas, the temperature of the drying gas supplied to the drying means that will be measured is, nitrous oxide discharged from the drying process unit The gas used as the drying gas discharged from the drying means is adapted to be within a predetermined temperature range between an upper limit temperature at which nitrogen is not more than a desired concentration and a lower limit temperature at which a desired drying function is obtained . A control step for controlling the temperature to be 170 ° C. or higher, and a gas containing water vapor increased in the drying processing means among the gases used as the drying gas discharged from the drying processing means in the drying processing step A portion corresponding to this amount is supplied to the post-combustion means for performing the post-combustion step .
本発明に係る制御装置は、有機性廃棄物に対して気体を用いて乾燥処理を行う乾燥処理手段と、乾燥された有機性廃棄物に対して熱分解処理を行って熱分解ガスを抽出するガス化手段と、熱分解ガスを燃焼させて燃焼排ガスを排出する後燃焼手段と、燃焼排ガスが通過する空間領域と乾燥処理手段から排出される乾燥用気体として用いた気体が通過する空間領域とが区切られつつ、燃焼排ガスの熱量の少なくとも一部を、乾燥用気体として用いた気体に移動可能に構成されているとともに、熱量移動に係る部分を通過した気体の全部を乾燥用気体として乾燥処理手段に供給可能に構成された熱交換手段と、乾燥用気体の温度を計測する温度計測手段と、を備え、乾燥処理手段から排出される乾燥用気体として用いた気体のうちの、乾燥処理手段において増加した水蒸気を含む気体の量に相当する部分を、後燃焼手段に供給するようにした有機性廃棄物の処理装置を制御する制御装置であって、熱交換手段において燃焼排ガスから乾燥用気体として用いた気体に移動させる熱量を制御することにより、温度計測手段により計測される乾燥処理手段に供給される乾燥用気体の温度が、乾燥処理手段から排出される亜酸化窒素が所望の濃度以下となる上限温度と所望の乾燥機能が得られる下限温度との間の所定温度範囲内に収まるようにするとともに、乾燥処理手段から排出される乾燥用気体として用いた気体の温度が170℃以上になるように制御可能に構成されていることを特徴とする。 Control device according to the present invention, a drying process unit for performing a drying process by using a vapor body to the organic waste, the performing thermal decomposition treatment pyrolysis gas to the dried organic waste Gasification means for extraction, post-combustion means for burning the pyrolysis gas to discharge the combustion exhaust gas, a space region through which the combustion exhaust gas passes, and a space through which the gas used as the drying gas discharged from the drying treatment means passes while separated and the region, at least part of the heat of the combustion exhaust gas, together are configured to be movable to the gas used as drying gas, all of the gas that has passed through the portion of the heat moves as the drying gas A heat exchange means configured to be supplied to the drying processing means, and a temperature measuring means for measuring the temperature of the drying gas, and drying the gas used as the drying gas discharged from the drying processing means Processing hand Increased the portion corresponding to the amount of gas containing water vapor, a control device for controlling the processing unit of the organic waste that is to be supplied to the post-combustion means in the drying gas from the flue gas in the heat exchange means By controlling the amount of heat transferred to the gas used as the temperature of the drying gas supplied to the drying processing means measured by the temperature measuring means, the nitrous oxide discharged from the drying processing means is less than the desired concentration The temperature of the gas used as the drying gas discharged from the drying processing means is 170 ° C. or higher so that the temperature falls within a predetermined temperature range between the upper limit temperature and the lower limit temperature at which a desired drying function is obtained. characterized in that it is capable of controlling so.
Claims (10)
乾燥された前記有機性廃棄物に対して熱分解処理を行って熱分解ガスを抽出するガス化手段と、
前記熱分解ガスを燃焼させて燃焼排ガスを排出する後燃焼手段と、
前記燃焼排ガスの熱量の少なくとも一部を、前記乾燥処理手段から供給された前記乾燥用気体に移動可能に構成されているとともに、前記乾燥用気体を前記乾燥処理手段に供給可能に構成された熱交換手段と、
前記乾燥用気体の温度を計測する温度計測手段と、
前記温度計測手段により計測された前記乾燥用気体の温度に基づいて、前記燃焼排ガスから前記乾燥用気体に移動させる熱量を制御して、前記乾燥処理手段に供給する前記乾燥用気体の温度を所定温度範囲内に制御可能に構成された制御手段と、
を備えることを特徴とする有機性廃棄物の処理装置。 A drying processing means for performing a drying process on the organic waste while using a drying gas;
Gasification means for performing pyrolysis treatment on the dried organic waste to extract pyrolysis gas;
Post-combustion means for discharging the combustion exhaust gas by burning the pyrolysis gas;
Heat configured to be able to move at least a part of the amount of heat of the combustion exhaust gas to the drying gas supplied from the drying processing means and to be able to supply the drying gas to the drying processing means Exchange means,
Temperature measuring means for measuring the temperature of the drying gas;
Based on the temperature of the drying gas measured by the temperature measuring means, the amount of heat transferred from the combustion exhaust gas to the drying gas is controlled, and the temperature of the drying gas supplied to the drying processing means is predetermined. Control means configured to be controllable within a temperature range;
An organic waste treatment apparatus comprising:
前記乾燥された有機性廃棄物に対して熱分解処理を行って熱分解ガスと固形分とに分離するステップと、
前記熱分解ガスを燃焼させて燃焼排ガスを排出するステップと、
前記燃焼排ガスの熱量の少なくとも一部を前記乾燥用気体に移動させる熱交換手段によって、前記燃焼排ガスの熱量の少なくとも一部を前記乾燥用気体に移動させた後、前記乾燥処理を行う乾燥処理手段に前記乾燥用気体を供給するステップと、
前記乾燥処理手段に供給する前記乾燥用気体の温度を計測するステップと、
前記計測された前記乾燥用気体の温度に基づいて、前記燃焼排ガスから前記乾燥用気体に移動させる熱量を制御して、前記乾燥処理手段に供給する前記乾燥用気体の温度を所定温度範囲内に制御するステップと、
を含むことを特徴とする有機性廃棄物の処理方法。 Performing a drying process on the organic waste while using a drying gas;
Subjecting the dried organic waste to pyrolysis to separate it into pyrolysis gas and solids;
Burning the pyrolysis gas to discharge combustion exhaust gas;
A drying processing means for performing the drying process after transferring at least a part of the heat quantity of the combustion exhaust gas to the drying gas by a heat exchange means for transferring at least a part of the heat quantity of the combustion exhaust gas to the drying gas. Supplying the drying gas to
Measuring the temperature of the drying gas supplied to the drying means;
Based on the measured temperature of the drying gas, the amount of heat transferred from the combustion exhaust gas to the drying gas is controlled, and the temperature of the drying gas supplied to the drying processing means is within a predetermined temperature range. Controlling step;
A method for treating organic waste, comprising:
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