JP2013204996A - Treatment apparatus of organic waste, method for treating organic waste, 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.
また、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)や、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や、窒素酸化物(NOx)の削減が要請されている。 For gasification combustion systems, from the viewpoint of environmental protection, the greenhouse effect represented by carbon dioxide (CO 2 ) and nitrous oxide (N 2 O), which has a greenhouse effect about 310 times that of CO 2. Reduction of gas and nitrogen oxides (NOx) is demanded.
特許文献1には、有機性廃棄物をガス化炉で熱分解してガス化した熱分解ガスを燃焼し、空気を吹き込む3段の送風口を備えた後燃焼炉の燃焼制御装置が記載されている。この特許文献1に記載された燃焼制御装置においては、温度計が3段の送風口付近でそれぞれ炉内温度を計測し、各段の炉内温度から導いた炉内温度分布形状に基づいて、各段の送風口から送風する空気量を制御している。 Patent Document 1 describes a combustion control device for a post-combustion furnace provided with a three-stage air blowing port for combusting pyrolysis gas obtained by pyrolyzing organic waste in a gasification furnace and injecting air. ing. In the combustion control apparatus described in Patent Document 1, the thermometer measures the furnace temperature in the vicinity of the three-stage air outlets, and based on the furnace temperature distribution shape derived from the furnace temperature of each stage, The amount of air blown from the air outlets at each stage is controlled.
しかしながら、特許文献1に記載の制御方法においては、二次燃焼炉内の温度分布を求める必要があるとともに、温度分布に基づいて3段の送風口において空気量の制御が必要になる。そのため、二次燃焼炉(後燃焼炉)内の温度を安定化させるためには、その処理が非常に複雑になってしまう問題があった。 However, in the control method described in Patent Document 1, it is necessary to obtain the temperature distribution in the secondary combustion furnace, and it is necessary to control the air amount at the three-stage air outlets based on the temperature distribution. Therefore, in order to stabilize the temperature in the secondary combustion furnace (post-combustion furnace), there has been a problem that the processing becomes very complicated.
また、本発明者の知見によれば、下水汚泥などの有機性廃棄物を焼却するガス化燃焼システムにおいては、後燃焼炉内が950℃以上になると、有機性廃棄物に含まれる窒素(N)由来のNOxの生成が顕著になる。さらに、後燃焼炉内の温度が1000℃以上になると、有機性廃棄物中の灰の成分が軟化して後燃焼炉の壁面に付着するクリンカが生じ、後燃焼炉の連続運転において不具合が発生する場合があった。そのため、NOxの生成およびクリンカの発生を抑制するには、後燃焼炉内の内部を比較的低温にすることが望ましい。 Further, according to the knowledge of the present inventor, in a gasification combustion system that incinerates organic waste such as sewage sludge, when the inside of the post-combustion furnace reaches 950 ° C. or higher, nitrogen (N ) -Derived NOx is prominent. Furthermore, when the temperature in the post-combustion furnace reaches 1000 ° C. or higher, the ash component in the organic waste is softened, resulting in clinker adhering to the wall of the post-combustion furnace, causing problems in continuous operation of the post-combustion furnace. There was a case. For this reason, in order to suppress the generation of NOx and the generation of clinker, it is desirable that the inside of the post-combustion furnace be at a relatively low temperature.
一方、有機性廃棄物を燃焼させているときに後燃焼炉内の温度が低くなると、有機性廃棄物に含まれる窒素に由来したN2Oが生成されてしまう。そのため、N2Oの生成を抑制するためには、後燃焼炉の内部を可能な限り高温にすることが望ましい。 On the other hand, if the temperature in the post-combustion furnace is lowered while burning organic waste, N 2 O derived from nitrogen contained in the organic waste is generated. Therefore, in order to suppress the production of N 2 O, it is desirable to make the interior of the post-combustion furnace as high as possible.
このような互いに相反する要請から、NOxの生成およびクリンカの発生を抑制しつつN2Oの生成を抑制するために、後燃焼炉の内部を920〜950℃の温度範囲に制御する必要がある。そこで、従来のガス化燃焼システムにおいては、後燃焼炉内を加熱するための補助燃料の使用量、燃焼空気量、および冷却水量を制御することによって、後燃焼炉の内部の温度が920〜950℃の範囲に収まるように制御しようとしていた。 In order to suppress N 2 O generation while suppressing NOx generation and clinker generation, it is necessary to control the inside of the post-combustion furnace to a temperature range of 920 to 950 ° C. . Therefore, in the conventional gasification combustion system, by controlling the amount of auxiliary fuel used for heating the inside of the post-combustion furnace, the amount of combustion air, and the amount of cooling water, the temperature inside the post-combustion furnace is set to 920 to 950. I was trying to control it to be within the range of ° C.
しかしながら、本発明者の知見によれば、後燃焼炉において、後燃焼炉に供給される処理対象の有機性廃棄物の性状が不安定であることに起因して温度変動が生じやすい。そのため、後燃焼炉の内部において温度の安定化を確保することが困難になり、ガス化燃焼システムの運転に支障をきたしていた。 However, according to the knowledge of the present inventors, in the post-combustion furnace, temperature fluctuations are likely to occur due to the unstable nature of the organic waste to be treated supplied to the post-combustion furnace. For this reason, it is difficult to ensure temperature stabilization inside the post-combustion furnace, which hinders the operation of the gasification combustion system.
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に備えられる後燃焼手段の内部の温度変動を安定化させて、窒素酸化物(NOx)の生成およびクリンカの発生を抑制しつつ亜酸化窒素(N2O)の生成を抑制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。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to stabilize the temperature fluctuation inside the post-combustion means provided in the organic waste treatment apparatus, and to reduce the nitrogen oxide (NOx). An object of the present invention is to provide an organic waste processing apparatus and an organic waste processing method capable of suppressing generation of nitrous oxide (N 2 O) while suppressing generation and generation of clinker.
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脱水処理を行う脱水処理手段と、脱水された有機性廃棄物を搬送する搬送手段と、搬送手段から搬送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手段と、ガス化手段から供給される熱分解ガスを燃焼させて燃焼ガスを排出する後燃焼手段と、後燃焼手段の内部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計測温度を入力可能に構成されているとともに、計測温度の、予め設定された目標温度に対する温度偏差を算出し、算出した温度偏差に基づいて、搬送手段のガス化手段への有機性廃棄物の供給速度を制御する制御手段と、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 dehydrating means for performing a dehydrating process on an organic waste, and a dehydrated organic waste. A transport means for transporting an object, a gasification means for subjecting the organic waste transported from the transport means to pyrolysis to separate it into pyrolysis gas and solids, and heat supplied from the gasification means The post-combustion means for combusting the cracked gas and discharging the combustion gas, the temperature measurement means for measuring the temperature inside the post-combustion means, and the measurement temperature measured by the temperature measurement means can be input, A control means for calculating a temperature deviation of the measured temperature with respect to a preset target temperature, and for controlling the supply rate of the organic waste to the gasification means of the transport means based on the calculated temperature deviation; It is characterized by.
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、制御手段は、温度偏差が所定温度偏差範囲外である場合に、搬送手段におけるガス化手段への供給速度を、温度偏差が所定温度偏差範囲内に収まるように制御直前の供給速度に対して変更する制御を行うとともに、温度偏差が所定温度偏差範囲内である場合に、搬送手段におけるガス化手段への供給速度を維持する制御を行うように構成されていることを特徴とする。 In the organic waste processing apparatus according to the present invention, in the above invention, when the temperature deviation is out of a predetermined temperature deviation range, the control means determines the supply rate to the gasification means in the conveying means. Control is performed to change the supply speed immediately before the control so as to be within the predetermined temperature deviation range, and when the temperature deviation is within the predetermined temperature deviation range, the supply speed to the gasification means in the transport means is maintained. It is configured to perform control.
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、制御手段は、温度偏差が所定温度偏差範囲外である場合に、搬送手段におけるガス化手段への供給速度を、制御直前の供給速度に対して、温度偏差に対して線形関係を有する変化量だけ変更する制御を行うように構成されていることを特徴とする。 In the organic waste processing apparatus according to the present invention, in the above invention, when the temperature deviation is outside the predetermined temperature deviation range, the control means determines the supply speed to the gasification means in the conveying means immediately before the control. The supply speed is controlled to change by a change amount having a linear relationship with respect to the temperature deviation.
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、制御手段は、温度偏差が所定温度偏差範囲外である場合に、搬送手段におけるガス化手段への有機性廃棄物の供給速度を、温度偏差が正の場合には減少させるように制御し、温度偏差が負の場合には増加させるように制御することを特徴とする。 In the organic waste treatment apparatus according to the present invention, in the above invention, the control means is configured to supply the organic waste to the gasification means in the transport means when the temperature deviation is outside the predetermined temperature deviation range. Is controlled to decrease when the temperature deviation is positive, and is controlled to increase when the temperature deviation is negative.
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、温度計測手段が後燃焼手段の内部における高さ方向に沿った中央より下部の温度を計測する下部温度計測手段であるとともに、後燃焼手段の内部における温度計測手段より高い位置の上部の温度を計測する上部温度計測手段をさらに備え、制御手段が、下部温度計測手段により計測された下部温度および上部温度計測手段により計測された上部温度を入力可能に構成されているとともに、上部温度と下部温度との温度差を算出して、算出した温度差が所定温度差範囲に収まるように、上部温度および下部温度の少なくとも一方の温度を制御するように構成されていることを特徴とする。 The organic waste processing apparatus according to the present invention, in the above invention, the temperature measuring means is a lower temperature measuring means for measuring the temperature below the center along the height direction inside the post-combustion means, An upper temperature measuring means for measuring the temperature of the upper part of the post-combusting means at a position higher than the temperature measuring means is further provided, and the control means is measured by the lower temperature and the upper temperature measuring means measured by the lower temperature measuring means. The upper temperature is configured to be input, and the temperature difference between the upper temperature and the lower temperature is calculated, and at least one of the upper temperature and the lower temperature is calculated so that the calculated temperature difference falls within a predetermined temperature difference range. It is comprised so that it may control.
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脱水処理を行う脱水ステップと、脱水された有機性廃棄物を、熱分解処理を行う後段に供給する搬送ステップと、搬送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、ガス化ステップで分離された熱分解ガスを燃焼させて燃焼ガスを排出する後燃焼ステップと、後燃焼ステップにおける燃焼時の温度を計測する温度計測ステップと、温度計測ステップにおいて計測した燃焼時の温度の、予め設定した燃焼時の目標温度に対する温度偏差を算出して、算出した温度偏差に基づいて、搬送ステップにおける有機性廃棄物の後段への搬送時の供給速度を制御する制御ステップと、を含むことを特徴とする。 The organic waste processing method according to the present invention includes a dehydration step of performing a dehydration process on the organic waste, a transporting step of supplying the dehydrated organic waste to a subsequent stage of performing a thermal decomposition process, A gasification step in which the organic waste transported is pyrolyzed to separate it into pyrolysis gas and solids, and the pyrolysis gas separated in the gasification step is burned to discharge the combustion gas. Post-combustion step, temperature measurement step for measuring the temperature at the time of combustion in the post-combustion step, and calculating the temperature deviation of the temperature at the time of combustion measured in the temperature measurement step with respect to a preset target temperature at the time of combustion And a control step for controlling a supply speed at the time of transporting the organic waste to the subsequent stage based on the temperature deviation.
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、制御ステップが、温度偏差が所定温度偏差範囲外である場合に、供給速度を、温度偏差が所定温度偏差範囲内に収まるように変更する制御を行うとともに、温度偏差が所定温度偏差範囲内である場合に、供給速度を維持する制御を行うことを特徴とする。 In the organic waste processing method according to the present invention, in the above invention, when the control step is such that the temperature deviation is outside the predetermined temperature deviation range, the supply speed is set so that the temperature deviation falls within the predetermined temperature deviation range. And a control for maintaining the supply speed when the temperature deviation is within a predetermined temperature deviation range.
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、制御ステップが、温度偏差が所定温度偏差範囲外である場合に、供給速度を、温度偏差に対して線形関係を有する変化量だけ、制御直前の供給速度に対して変更させる制御を行うことを特徴とする。 In the organic waste processing method according to the present invention, in the above invention, when the control step has a temperature deviation outside a predetermined temperature deviation range, the supply rate is changed by a linear amount with respect to the temperature deviation. Only the control for changing the supply speed immediately before the control is performed.
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、制御ステップが、温度偏差が所定温度偏差範囲外である場合に、供給速度を、温度偏差が正の場合には減少させるように変更し、温度偏差が負の場合には増加させるように変更することを特徴とする。 In the organic waste processing method according to the present invention, in the above invention, the control step is configured to decrease the supply rate when the temperature deviation is out of the predetermined temperature deviation range and when the temperature deviation is positive. And when the temperature deviation is negative, it is changed so as to increase.
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、温度計測ステップが後燃焼ステップを行う後燃焼手段の内部における高さ方向に沿った中央より下部の温度を計測する下部温度計測ステップであるとともに、下部温度計測ステップにおける下部の温度の計測位置より高い位置である上部の温度を計測する上部温度計測ステップをさらに含み、制御ステップが、下部温度計測ステップにおいて計測した下部温度と上部温度計測ステップにおいて計測した上部温度との温度差を算出して、算出した温度差が所定温度差範囲内に収まるように、上部温度および下部温度の少なくとも一方の温度を制御することを特徴とする。 The organic waste treatment method according to the present invention is the above invention, wherein the temperature measurement step measures the temperature below the center along the height direction inside the post-combustion means in which the temperature measurement step performs the post-combustion step. And an upper temperature measurement step for measuring an upper temperature that is higher than the measurement position of the lower temperature in the lower temperature measurement step, and the control step measures the lower temperature and the upper temperature measured in the lower temperature measurement step. A temperature difference with the upper temperature measured in the temperature measurement step is calculated, and at least one of the upper temperature and the lower temperature is controlled so that the calculated temperature difference falls within a predetermined temperature difference range. .
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、有機性廃棄物の処理装置に備えられる後燃焼手段の内部の温度変動を安定化させることができ、窒素酸化物の生成およびクリンカの発生を抑制しつつ亜酸化窒素の生成を抑制することが可能になる。 According to the organic waste processing apparatus and the organic waste processing method of the present invention, it is possible to stabilize the temperature fluctuation inside the post-combustion means provided in the organic waste processing apparatus, It becomes possible to suppress generation of nitrous oxide while suppressing generation of oxide and generation of clinker.
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から供給される例えば600〜650℃程度の乾燥ガスを用いて有機性廃棄物3を乾燥可能に構成された脱水処理手段である。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に供給可能に構成されている。また、乾燥機11は、乾燥時に生じた乾燥ガスを、乾燥ガス予熱器18に、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によって供給可能に構成されている。さらに、乾燥機11は、乾燥時に生じた乾燥ガスを、後燃焼炉16に、後燃焼炉16への供給ラインに設けられたファン42cによって供給可能に構成されている。
When the organic waste 3 such as sewage sludge is input, 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を回転フィーダ(図示せず)によって切り出して後段の装置に搬送する、有機性廃棄物3の搬送手段を構成している。また、乾燥ケーキフィーダ13は、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、後述する後燃焼炉16の内部の温度に基づいて、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、後段の装置であるガス化炉14に供給する有機性廃棄物3の供給速度が制御される。なお、このモータ13aの回転数制御の詳細については後述する。乾燥ケーキフィーダ13は、乾燥された有機性廃棄物3を、その供給量が制御部30によって制御されつつガス化炉14に供給する。
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する。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によって酸素(O2)を含む気体である空気が供給される。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の開度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。
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内を加熱してガス化温度を上昇させる。
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)などにおける補助燃料や、化石燃料の代替として火力発電などにおける補助燃料として用いることができる。
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℃程度の燃焼ガスを下部側から排出するように構成されている。この後燃焼炉16内には、温度計測手段または第1の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出力して制御部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ように構成されている。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出力して制御部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、例えばPID制御などにより後燃焼炉16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、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、制御部30がバーナを制御することにより、後燃焼炉16内を加熱して温度を上昇可能に構成されている。
And 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、燃焼ガスの熱を、ファン42aから供給される空気に移動させるように構成されている。流動空気予熱器17は、熱が移動することで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。
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ガスを通過させて後段の燃焼ガス処理部19に供給するとともに、燃焼ガスの熱を乾燥機11から供給される乾燥ガスに移動させるように構成されている。乾燥ガス予熱器18は、熱を移動させた乾燥ガスを乾燥機11に供給する。これにより、後燃焼炉16において生成した熱を、乾燥機11における有機性廃棄物3の乾燥に循環させて利用することができる。
The
乾燥ガス予熱器18の後段に設けられた燃焼ガス処理部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
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、上述した第1の実施形態による後燃焼炉16において温度センサ16aが計測した後燃焼炉16内の温度に基づいて、制御部30がバルブ44aの開度を制御して、後燃焼炉16内に供給する冷却水や空気を調整していた。これによって、制御部30は、後燃焼炉16内の温度を所定温度範囲、具体的には例えば920〜950℃程度になるように例えばPID制御を行っていた。
First, in the prior art, the
ところで、本発明者は、後燃焼炉16内において燃焼温度が変動してしまう問題について検討を行い、その原因の一つとして、有機性廃棄物3における含水率などの性状が変化する点に着目した。すなわち、本発明者は、後燃焼炉16内における温度変動は、サイクロン15から供給される熱分解ガスの可燃分が変化することが原因の一つであると考えた。
By the way, the present inventor examines the problem that the combustion temperature fluctuates in the
そこで、本発明者は、後燃焼炉16内での温度変動の問題を解決すべく鋭意検討を行い、後燃焼炉16に供給される熱分解ガスの可燃分、すなわち脱水汚泥などの有機性廃棄物の性状に応じた投入熱負荷を一定にできれば、後燃焼炉16内における温度変動を安定化させることができることを想起するに至った。
Therefore, the present inventor has intensively studied to solve the problem of temperature fluctuation in the
そして、この投入熱負荷を一定にするために、本発明者がさらに種々実験および鋭意検討を行った結果、熱分解ガスを生成するガス化炉14の前段における乾燥ケーキフィーダ13を制御することによって、投入熱負荷を一定にすることを見出した。さらに、本発明者は、乾燥させた有機性廃棄物3を乾燥ケーキフィーダ13によってガス化炉14に供給する際に、乾燥ケーキフィーダ13の駆動を後燃焼炉16内の温度変動と関連させることが好ましいことを想起した。
And in order to make this input heat load constant, as a result of further various experiments and earnest studies by the present inventors, by controlling the
また本発明者は、乾燥ケーキフィーダ13の駆動を後燃焼炉16内の温度変動に関連づけるために、種々実験および検討を行い、制御部30によって設定される後燃焼炉16内の目標温度に対する計測温度との温度偏差ΔT(計測温度−目標温度)に応じて、乾燥ケーキフィーダ13の駆動を相関させつつ制御するのが望ましく、この相関としては線形関係がより望ましいことを見出した。さらに、本発明者は、乾燥ケーキフィーダ13の駆動制御において、温度偏差ΔTが所定の範囲内である場合には、駆動状態を変更させない方が望ましいことも見出した。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。
In addition, the inventor performs various experiments and studies to relate the driving of 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、およびこれに伴う乾燥ケーキフィーダの制御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 and the accompanying dry cake feeder control method 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に投入して例えば600℃以上の雰囲気によって乾燥させる。その後、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に供給される。その後、ステップST2に移行する。
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 input to the
ステップST2においては、乾燥ケーキフィーダ13が、供給された有機性廃棄物3を、駆動手段としてのモータ13aの回転によって例えば回転フィーダ(図1中図示せず)を回転させることにより所定量ずつ切り出して、ガス化炉14に搬送する。なお、乾燥ケーキフィーダ13のモータ13aの回転数に応じて有機性廃棄物3の搬送速度も変化し、供給流量も変化する。その後ステップST3に移行する。
In step ST2, the dried
ステップST3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ST4に移行する。
In step ST3, the
ステップST4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ST5に移行する。
In step ST <b> 4, the
ステップST5においては、後燃焼炉16に供給された熱分解ガスを、ファン42cによって乾燥機11から供給される乾燥ガスと混合させつつ燃焼させる。このとき、後燃焼炉16に供給される熱分解ガスの可燃分が変化すると、この可燃分の変化に応じて後燃焼炉16内の温度も変動するが、この第1の実施形態においては、後述するように乾燥ケーキフィーダ13によって熱分解ガスの可燃分が可能な限り所定範囲内に収まるように搬送される。その後、ステップST6に移行する。
In step ST5, the pyrolysis gas supplied to the
ステップST6においては、制御部30の制御によって、温度センサ16aが後燃焼炉16内の温度を計測して、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は後燃焼炉16の炉内温度を常時モニタリングする。その後、ステップST7に移行する。
In step ST <b> 6, the
ステップST7においては、制御部30が、後燃焼炉16内の計測温度に基づいて、予め設定した目標温度との温度偏差ΔT(ΔT=計測温度−目標温度)を算出する。また、制御部30は、温度偏差ΔTが所定温度偏差ΔT0の範囲内であるか否かを判断する。具体的には、制御部30は、後燃焼炉16内での温度偏差ΔTが、例えばΔT0が10℃の場合、−10℃以上10℃以下の範囲内であり、目標温度を例えば915℃としたときの計測温度が905℃以上925℃以下であるか否かを判断する。より好ましくは、制御部30は、後燃焼炉16内での温度偏差ΔTが、例えばΔT0が5℃の場合、−5℃以上5℃以下の範囲内であり、目標温度を例えば925℃としたときの計測温度が920℃以上930℃以下であるか否かを判断する。
In step ST7, the
後燃焼炉16内の予め設定された目標温度に対する計測温度の温度偏差ΔTが所定温度偏差ΔT0の範囲内、すなわち次の(1)式を満たす場合(ステップST7:Yes)、
−ΔT0≦ΔT≦ΔT0 ……(1)
ステップST1に復帰して、ステップST1〜ST7による有機性廃棄物の処理を繰り返し継続して行う。なお、ステップST1〜ST7は、このガス化燃焼設備1において並行して実行されている。
When the temperature deviation ΔT of the measured temperature with respect to the preset target temperature in the
−ΔT 0 ≦ ΔT ≦ ΔT 0 (1)
Returning to step ST1, the organic waste processing in steps ST1 to ST7 is repeatedly performed. Steps ST1 to ST7 are executed in parallel in the gasification combustion facility 1.
一方、後燃焼炉16内での温度偏差ΔTが所定温度偏差ΔT0の範囲外、すなわち次の(2)式または(3)式を満たす場合(ステップST7:No)には、ステップST8に移行する。
ΔT0<ΔT ……(2)
ΔT<−ΔT0 ……(3)
On the other hand, when the temperature deviation ΔT in the
ΔT 0 <ΔT (2)
ΔT <−ΔT 0 (3)
ステップST8においては、制御部30が、後燃焼炉16内の目標温度に対する計測温度の温度偏差ΔTに基づいて、インバータ13bを介してモータ13aの回転数を直前の回転数に対して変更する制御を行う。これにより、制御部30によって乾燥ケーキフィーダ13の回転カッタの回転数が制御直前の回転数に対して所定回転数だけ変更される。これに伴い、乾燥ケーキフィーダ13から後段のガス化炉14に供給される有機性廃棄物3の搬送速度も制御直前の搬送速度に対して変更され、その流量も制御直前の流量に対して変更される。
In step ST8, the
図3は、この乾燥ケーキフィーダ13のモータ13aの回転数制御の具体的な一例を示すグラフである。図3に示すように、制御部30は、後燃焼炉16内における計測温度が目標温度に対して所定温度偏差ΔT0より高い温度であり、上述した(2)式を満たす場合、乾燥ケーキフィーダ13のモータ13aの回転数fを温度偏差ΔTに対応する回転数Δf分だけ減少させる。なお、温度偏差ΔTが所定温度偏差ΔT0より大きくなった段階で、モータ13aの回転数fを、回転数初期変化量−Δf0を起点として線形に減少させる。これにより、ガス化炉14に供給する有機性廃棄物3の搬送速度および流量をそれぞれ、制御直前の搬送速度および流量に対して減少させ、ガス化炉14および後燃焼炉16への可燃分の供給量を減少させる。
FIG. 3 is a graph showing a specific example of the rotational speed control of the
反対に、後燃焼炉16内における計測温度が目標温度に対して所定温度偏差ΔT0より低い温度であり、上述した(3)式を満たす場合、乾燥ケーキフィーダ13のモータ13aの回転数を温度差ΔTに対して回転数Δf分だけ増加させる。なお、温度差ΔTが所定温度差−ΔT0より小さくなった段階で、モータ13aの回転数fを、回転数初期変化量Δf0を起点として線形に増加させる。これにより、ガス化炉14に供給する有機性廃棄物3の搬送速度および流量をそれぞれ、制御直前の搬送速度および流量に対して増加させ、ガス化炉14および後燃焼炉16への可燃分の供給量を増加させる。
On the contrary, when the measured temperature in the
制御部30は、ステップST8において、乾燥ケーキフィーダ13のモータ13aの回転数を増加または減少する制御を行った後、乾燥ケーキフィーダ13のモータ13aを制御後の回転数で回転させた状態で、ステップST1に復帰する。
In step ST8, the
そして、制御部30は、ステップST7において後燃焼炉16内における計測温度の目標温度との温度偏差ΔTが、上述した(1)式を満たすまで、ステップST1〜ST8を順次繰り返し行う。
And the
以上のようにして、ガス化燃焼設備1において、後燃焼炉16内における目標温度に対する計測温度の温度偏差ΔTに応じて、乾燥ケーキフィーダ13のモータ13aの回転数を制御しつつ、有機性廃棄物3の処理を継続して行う。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、後燃焼炉16内の温度が安定するか否かを計測したところ、後燃焼炉16内の全域において所望とする温度範囲内、例えば920〜950℃の温度範囲内で安定して運転できることが確認された。また、後燃焼炉16の後段において、N2OおよびNOxを測定したところ、それらの濃度がいずれも低いことが確認され、温室効果ガスの放出を抑制できることも確認された。
As described above, in the gasification combustion facility 1, organic disposal is performed while controlling the rotation speed of the
以上説明した本発明の第1の実施形態によれば、後燃焼炉16内の温度を計測し、目標温度との温度偏差を算出して、温度偏差ΔTに応じて、乾燥ケーキフィーダ13のモータ13aの回転数を増減させて、有機性廃棄物3の搬送速度や流量を変更していることにより、有機性廃棄物3の性状が変化した場合においても、その性状の変化に応じて乾燥ケーキフィーダ13からガス化炉14に供給される有機性廃棄物3の量を調整して、後燃焼炉16に供給される可燃分を調整することができるので、ガス化炉14および後燃焼炉16への投入熱負荷を調整して、投入熱負荷を所定範囲内、好適には、ほぼ一定にすることができる。これによって、後燃焼炉16内の燃焼温度を所望とする温度範囲内で安定させることができ、後燃焼炉16を安定して運転させることが可能となる。また、乾燥ケーキフィーダ13のモータ13aの回転数を変更する制御を行う場合に、制御直前の回転数から温度偏差ΔTに応じた回転数だけ増減させていることにより、乾燥ケーキフィーダ13からガス化炉14に供給する有機性廃棄物3の搬送速度や流量を、有機性廃棄物3の性状に応じて細かく調整することが可能になる。
According to the first embodiment of the present invention described above, the temperature in 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4は、この第2の実施形態によるガス化燃焼設備2を示す。
(Second Embodiment)
Next, an organic waste processing apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 shows a gasification combustion facility 2 according to the second embodiment.
(ガス化燃焼設備)
図4に示すように、この第2の実施形態によるガス化燃焼設備2においては、後燃焼炉16の内部において、温度センサ16aの上方に、第2の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16bが設けられている。そして、温度センサ16aが,後燃焼炉16内の高さ方向に沿った中央より下部に設けられている一方、温度センサ16bが、温度センサ16bの上方で熱分解ガスの供給側に近い側に設けられている。
(Gasification combustion facility)
As shown in FIG. 4, in the gasification combustion facility 2 according to the second embodiment, for example, a plurality of thermocouples as second temperature measuring means are disposed above the
そして、温度センサ16aが後燃焼炉16の下部の燃焼温度(下部温度)を計測するとともに、温度センサ16bが後燃焼炉16内の上部の燃焼温度(上部温度)を計測する。制御部30には、温度センサ16aから下部温度の計測値が供給されるとともに、温度センサ16bから上部温度の計測値が供給される。そして、制御部30は、供給された下部温度と上部温度との差に基づいて、後燃焼炉16に供給する空気および冷却水の少なくとも一方の流量を制御可能に構成されている。
The
また、温度センサ16aと温度センサ16bとの間隔は、後燃焼炉16の内部の高さなどの寸法に応じて適宜決定される。すなわち、上部の温度センサ16bは、乾燥機11から供給される乾燥ガスを含む燃焼空気の供給部の近くに設けることが望ましい。また、下部の温度センサ16aは、燃焼空気を全て投入し終わる部分である、燃焼空気の供給部のうちの最も下の供給部の位置より低い位置に設けることが望ましい。これは、燃焼空気の投入量と熱分解ガスが保有する熱量とによって、後燃焼炉16内で領域ごとの温度が変化するためである。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。
Further, the interval between the
(有機性汚泥の処理方法)
次に、この第2の実施形態における有機性汚泥の処理方法について説明する。すなわち、制御部30は、温度センサ16aから供給される下部温度と、温度センサ16bから供給される上部温度との温度差Δθ(=上部温度−下部温度)に基づいて、その温度差Δθが所定の温度範囲内、具体的には、例えば10〜30℃の温度範囲内、好適には、例えば10〜30℃の温度範囲内の例えば10℃などの所定温度差になるように、後燃焼炉16内の上部温度を制御する。後燃焼炉16内の上部温度の制御は、冷却水タンク21から後燃焼炉16への供給ラインのバルブ44aの開度を制御したり、ファン42dから後燃焼炉16への供給ラインのバルブ44cの開度を制御したりすることにより行う。
(Organic sludge treatment method)
Next, the organic sludge treatment method in the second embodiment will be described. That is, the
具体的には、制御部30は、まず下部温度を所定温度範囲内に収まるように、例えばPID制御などの制御を行うとともに、上部温度が下部温度より温度差Δθ以上高温である場合には、冷却水の流量を増加させたり空気の流量を減少させたりすることによって、上部温度を下降させる。反対に,制御部30は、下部温度を所定温度範囲内に収まるように制御するとともに、上部温度が下部温度より温度差Δθ以上低温である場合には、冷却水の流量を減少させたり空気の流量を増加させたりすることによって、上部温度を上昇させる。これにより、制御部30は、後燃焼炉16に供給される熱量を制御して、後燃焼炉16内の温度を850℃以上所定温度以下、具体的には例えば920℃以上950℃以下になるように制御する。その他の有機性汚泥の処理方法については、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。
Specifically, the
この第2の実施形態によるガス化燃焼設備2によれば、後燃焼炉16内での上部と下部との温度差Δθを算出して、下部温度の範囲を所定温度範囲内に制御するとともに、温度差Δθが所定温度差範囲内、好適には所定温度差になるように、後燃焼炉16に供給する冷却水の流量および空気の流量の少なくとも一方を制御していることにより、後燃焼炉16の内部の全域において、局所的高温領域の発生を抑制することができ、後燃焼炉16をより一層安定して運転することができる。
According to the gasification combustion facility 2 according to the second embodiment, the temperature difference Δθ between the upper part and the lower part in 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.
また、上述の第1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。
In the first embodiment described above, the
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、上述の第1の実施形態においては、温度偏差ΔTの所定温度偏差範囲を、−ΔT0(K)以上ΔT0(K)以下とし、所定温度偏差範囲の下限と上限との絶対値を同一にしているが、必ずしも同一に限定されるものではなく、所定温度偏差範囲の下限の絶対値と上限の絶対値とを異なる数値にすることも可能である。 In the first embodiment described above, the predetermined temperature deviation range of the temperature deviation ΔT is set to −ΔT 0 (K) or more and ΔT 0 (K) or less, and the absolute value between the lower limit and the upper limit of the predetermined temperature deviation range is set. Although it is the same, it is not necessarily limited to the same, and the absolute value of the lower limit and the upper limit of the predetermined temperature deviation range may be different numerical values.
また、上述の第1の実施形態においては、さらに、後燃焼炉16内の温度が所定温度範囲に収まるように、バルブ44cの開度を制御して後燃焼炉16に供給する空気の流量を制御したり、バルブ44aの開度を制御して後燃焼炉16に供給する冷却水の流量を制御したり、バーナ(図示せず)によって加熱したりすることも可能である。
Further, in the first embodiment described above, the flow rate of air supplied to the
また、上述の第1の実施形態においては、乾燥ケーキフィーダ13のモータ13aの回転数fを、温度偏差ΔTが所定温度偏差ΔT0の範囲外の場合に、温度偏差ΔTに対して線形に回転数差Δf分だけ変更するようにしているが、必ずしも線形関係に限定されるものではなく、後燃焼炉16の構造や乾燥ケーキフィーダ13の種類などに基づいて、種々の関係で回転数を増減させることが可能である。例えば図3に示すグラフにおいて、線形関係の部分を階段状に増減させても良い。この場合において、温度偏差ΔTが正数で増加するに従って回転数の減少分Δfの絶対値は一定または増加し、温度偏差ΔTが負数で絶対値が増加するように減少するに従って、回転数の増加分Δfの絶対値は一定または増加する。
In the first embodiment described above, the rotation speed f of the
また、上述の第2の実施形態においては、制御部30が、後燃焼炉16内の下部温度を例えばPID制御などの制御によって調整するとともに、上部温度を下部温度との差が所定温度差範囲内に収まるように調整しているが、必ずしもこの方法に限定されるものではない。例えば、制御部30が、後燃焼炉16内の上部温度を例えばPID制御などの制御によって調整しつつ、下部温度を上部温度との温度差Δθが所定温度差範囲内に収まるように調整することも可能である。
In the second embodiment described above, the
また、上述の第2の実施形態においては、後燃焼炉16内の上部と下部との温度差Δθが正数の場合を例としたが、Δθが負数の場合、すなわち下部温度より上部温度が低い場合も同様の制御を行うことが可能である。
In the second embodiment described above, the temperature difference Δθ between the upper part and the lower part in 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.
1,2 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,16b 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
19 燃焼ガス処理部
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 バルブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Gasification combustion equipment 3 Organic waste 4
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に備えられる後燃焼手段の内部の温度変動を安定化させて、窒素酸化物(NOx)の生成およびクリンカの発生を抑制しつつ亜酸化窒素(N2O)の生成を抑制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。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to stabilize the temperature fluctuation inside the post-combustion means provided in the organic waste treatment apparatus, and to reduce the nitrogen oxide (NOx). An organic waste processing apparatus , an organic waste processing method , and a control apparatus capable of suppressing generation of nitrous oxide (N 2 O) while suppressing generation and generation of clinker. .
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脱水処理を行う脱水処理手段と、脱水された有機性廃棄物を搬送する搬送手段と、搬送手段から搬送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手段と、ガス化手段から供給される熱分解ガスを燃焼させて燃焼ガスを排出する後燃焼手段と、後燃焼手段の内部における高さ方向に沿った中央より下部の温度を計測する下部温度計測手段と、後燃焼手段の内部における下部温度計測手段より高い位置の上部の温度を計測する上部温度計測手段と、下部温度計測手段により計測された下部温度を入力可能に構成されて、下部温度の、予め設定された目標温度に対する温度偏差を算出し、算出した温度偏差に基づいて、搬送手段のガス化手段への有機性廃棄物の供給速度を制御するとともに、下部温度と上部温度計測手段により計測された上部温度とを入力可能に構成され、上部温度と下部温度との温度差を算出して、温度差が所定温度差範囲に収まるように、上部温度および下部温度の少なくとも一方の温度を制御する制御手段と、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 dehydrating means for performing a dehydrating process on an organic waste, and a dehydrated organic waste. A transport means for transporting an object, a gasification means for subjecting the organic waste transported from the transport means to pyrolysis to separate it into pyrolysis gas and solids, and heat supplied from the gasification means Post-combustion means for burning cracked gas and discharging combustion gas, lower temperature measuring means for measuring the temperature below the center along the height direction inside the post-combustion means, and lower temperature inside the post-combustion means the upper temperature measuring means for measuring the temperature of the top of the higher measuring means position, and can be input as a lower temperature measured by the lower temperature measurement means, the lower the temperature, the temperature deviation with respect to a preset target temperature Calculate Based on the calculated temperature deviation, controls the feed rate of organic waste to the gasification unit of the conveying means, it can be input constituting an upper temperature measured by the lower temperature and the upper temperature measuring means, the upper And a control means for calculating a temperature difference between the temperature and the lower temperature and controlling at least one of the upper temperature and the lower temperature so that the temperature difference falls within a predetermined temperature difference range .
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脱水処理を行う脱水ステップと、脱水された有機性廃棄物を、熱分解処理を行う後段に供給する搬送ステップと、搬送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、ガス化ステップで分離された熱分解ガスを燃焼させて燃焼ガスを排出する後燃焼ステップと、後燃焼ステップを行う後燃焼手段の内部における高さ方向に沿った中央より下部の温度を計測する下部温度計測ステップと、下部温度計測ステップにおける下部の温度の計測位置より高い位置である上部の温度を計測する上部温度計測ステップと、下部温度計測ステップにおいて計測した燃焼時の下部温度に対して、予め設定した燃焼時の目標温度に対する温度偏差を算出して、温度偏差に基づいて、搬送ステップにおける有機性廃棄物の後段への搬送時の供給速度を制御するとともに、下部温度計測ステップにおいて計測した下部温度と上部温度計測ステップにおいて計測した上部温度との温度差を算出して、温度差が所定温度差範囲内に収まるように、上部温度および下部温度の少なくとも一方の温度を制御する制御ステップと、を含むことを特徴とする。 The organic waste processing method according to the present invention includes a dehydration step of performing a dehydration process on the organic waste, a transporting step of supplying the dehydrated organic waste to a subsequent stage of performing a thermal decomposition process, A gasification step in which the organic waste transported is pyrolyzed to separate it into pyrolysis gas and solids, and the pyrolysis gas separated in the gasification step is burned to discharge the combustion gas. A post-combustion step, a lower temperature measurement step for measuring the temperature below the center along the height direction inside the post-combustion means for performing the post-combustion step, and a position higher than the measurement position of the lower temperature in the lower temperature measurement step the upper temperature measuring step of measuring the temperature of the upper is, the temperature-polarized with respect to the lower temperature at the time of combustion measured at the lower temperature measuring step, with respect to a target temperature at the time of combustion a preset Is calculated, and based on the temperature deviation, controls the feed speed at the time of conveyance to the subsequent organic waste in the transport step, measured at the lower temperature and the upper temperature measuring step measured at the lower temperature measuring step And a control step of calculating a temperature difference from the upper temperature and controlling at least one of the upper temperature and the lower temperature so that the temperature difference falls within a predetermined temperature difference range .
本発明に係る制御装置は、有機性廃棄物に対して脱水処理を行う脱水処理手段と、脱水された有機性廃棄物を搬送する搬送手段と、搬送手段から搬送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手段と、ガス化手段から供給される熱分解ガスを燃焼させて燃焼ガスを排出する後燃焼手段と、後燃焼手段の内部における高さ方向に沿った中央より下部の温度を計測する下部温度計測手段と、後燃焼手段の内部における温度計測手段より高い位置の上部の温度を計測する上部温度計測手段と、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、下部温度計測手段により計測された下部温度を入力可能に構成されて、下部温度の、予め設定された目標温度に対する温度偏差を算出し、算出した温度偏差に基づいて、搬送手段のガス化手段への有機性廃棄物の供給速度を制御するとともに、下部温度および上部温度計測手段により計測された上部温度を入力可能に構成されて、上部温度と下部温度との温度差を算出して、温度差が所定温度差範囲に収まるように、上部温度および下部温度の少なくとも一方の温度を制御することを特徴とする。 The control device according to the present invention includes a dehydration processing unit that performs a dehydration process on organic waste, a transport unit that transports the dehydrated organic waste, and an organic waste transported from the transport unit. Gasification means for performing pyrolysis treatment to separate pyrolysis gas and solids, post-combustion means for burning the pyrolysis gas supplied from the gasification means and discharging the combustion gas, A lower temperature measuring means for measuring the temperature below the center along the height direction in the interior, and an upper temperature measuring means for measuring the temperature of the upper part at a position higher than the temperature measuring means inside the post-combustion means. A control device for controlling an organic waste treatment device, configured to be able to input a lower temperature measured by a lower temperature measuring means, and calculating a temperature deviation of the lower temperature with respect to a preset target temperature. Calculate Based on the temperature deviation, controls the feed rate of organic waste to the gasification unit of the conveying means, which can be input constituting the upper temperature measured by the lower temperature and upper temperature measuring means, and the upper temperature A temperature difference from the lower temperature is calculated, and at least one of the upper temperature and the lower temperature is controlled so that the temperature difference falls within a predetermined temperature difference range.
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、有機性廃棄物の処理装置に備えられる後燃焼手段の内部の温度変動を安定化させることができ、窒素酸化物の生成およびクリンカの発生を抑制しつつ亜酸化窒素の生成を抑制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 stabilize the temperature fluctuation inside the post-combustion means provided in the organic waste processing apparatus. It is possible to suppress the generation of nitrous oxide while suppressing the generation of nitrogen oxides and the generation of clinker.
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脱水処理を行う脱水処理手段と、脱水された有機性廃棄物を搬送する搬送手段と、搬送手段から搬送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手段と、ガス化手段から供給される熱分解ガスを燃焼させて燃焼ガスを排出する後燃焼手段と、後燃焼手段の内部における高さ方向に沿った中央より下部の温度を計測する下部温度計測手段と、後燃焼手段の内部における下部温度計測手段より高い位置の上部の温度を計測する上部温度計測手段と、下部温度計測手段により計測された下部温度と上部温度計測手段により計測された上部温度とを入力可能に構成され、下部温度の、予め設定された目標温度に対する温度偏差を算出し、算出した温度偏差に基づいて、搬送手段のガス化手段への有機性廃棄物の供給速度を制御するとともに、上部温度の下部温度に対する温度差を算出して、温度差が所定温度差範囲に収まるように、後燃焼手段に供給する冷却水および空気の少なくとも一方の供給流量を制御する制御手段と、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 dehydrating means for performing a dehydrating process on an organic waste, and a dehydrated organic waste. A transport means for transporting an object, a gasification means for subjecting the organic waste transported from the transport means to pyrolysis to separate it into pyrolysis gas and solids, and heat supplied from the gasification means Post-combustion means for burning cracked gas and discharging combustion gas, lower temperature measuring means for measuring the temperature below the center along the height direction inside the post-combustion means, and lower temperature inside the post-combustion means The upper temperature measuring means for measuring the upper temperature above the measuring means, the lower temperature measured by the lower temperature measuring means, and the upper temperature measured by the upper temperature measuring means can be input , and the lower temperature can be input. In advance Calculating a temperature deviation of the constant is the target temperature, based on the calculated temperature deviation, controls the feed rate of organic waste to the gasification unit of the conveying means, calculates a temperature difference relative to the lower temperature of the upper temperature And a control means for controlling a supply flow rate of at least one of cooling water and air supplied to the post-combustion means so that the temperature difference falls within a predetermined temperature difference range.
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脱水処理を行う脱水ステップと、脱水された有機性廃棄物を、熱分解処理を行う後段に供給する搬送ステップと、搬送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、ガス化ステップで分離された熱分解ガスを燃焼させて燃焼ガスを排出する後燃焼ステップと、後燃焼ステップを行う後燃焼手段の内部における高さ方向に沿った中央より下部の温度を計測する下部温度計測ステップと、下部温度計測ステップにおける下部の温度の計測位置より高い位置である上部の温度を計測する上部温度計測ステップと、下部温度計測ステップにおいて計測した燃焼時の下部温度に対して、予め設定した燃焼時の目標温度に対する温度偏差を算出して、温度偏差に基づいて、搬送ステップにおける有機性廃棄物の後段への搬送時の供給速度を制御するとともに、上部温度計測ステップにおいて計測した上部温度の、下部温度計測ステップにおいて計測した下部温度に対する温度差を算出して、温度差が所定温度差範囲内に収まるように、後燃焼手段に供給する冷却水および空気の少なくとも一方の供給流量を制御する制御ステップと、を含むことを特徴とする。 The organic waste processing method according to the present invention includes a dehydration step of performing a dehydration process on the organic waste, a transporting step of supplying the dehydrated organic waste to a subsequent stage of performing a thermal decomposition process, A gasification step in which the organic waste transported is pyrolyzed to separate it into pyrolysis gas and solids, and the pyrolysis gas separated in the gasification step is burned to discharge the combustion gas. A post-combustion step, a lower temperature measurement step for measuring the temperature below the center along the height direction inside the post-combustion means for performing the post-combustion step, and a position higher than the measurement position of the lower temperature in the lower temperature measurement step The temperature difference between the upper temperature measurement step for measuring the upper temperature and the lower temperature during combustion measured in the lower temperature measurement step with respect to a preset target temperature during combustion. Is calculated, and based on the temperature deviation, controls the feed speed at the time of conveyance to the subsequent organic waste in the transport step, the upper temperature measured at the upper temperature measuring step, measured at the lower temperature measuring step Calculating a temperature difference with respect to the lower temperature, and controlling a supply flow rate of at least one of cooling water and air supplied to the post-combustion means so that the temperature difference falls within a predetermined temperature difference range. Features.
本発明に係る制御装置は、有機性廃棄物に対して脱水処理を行う脱水処理手段と、脱水された有機性廃棄物を搬送する搬送手段と、搬送手段から搬送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手段と、ガス化手段から供給される熱分解ガスを燃焼させて燃焼ガスを排出する後燃焼手段と、後燃焼手段の内部における高さ方向に沿った中央より下部の温度を計測する下部温度計測手段と、後燃焼手段の内部における温度計測手段より高い位置の上部の温度を計測する上部温度計測手段と、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、下部温度計測手段により計測された下部温度と上部温度計測手段により計測された上部温度とを入力可能に構成され、下部温度の、予め設定された目標温度に対する温度偏差を算出し、算出した温度偏差に基づいて、搬送手段のガス化手段への有機性廃棄物の供給速度を制御するとともに、上部温度の下部温度に対する温度差を算出して、温度差が所定温度差範囲に収まるように、後燃焼手段に供給する冷却水および空気の少なくとも一方の供給流量を制御することを特徴とする。 The control device according to the present invention includes a dehydration processing unit that performs a dehydration process on organic waste, a transport unit that transports the dehydrated organic waste, and an organic waste transported from the transport unit. Gasification means for performing pyrolysis treatment to separate pyrolysis gas and solids, post-combustion means for burning the pyrolysis gas supplied from the gasification means and discharging the combustion gas, A lower temperature measuring means for measuring the temperature below the center along the height direction in the interior, and an upper temperature measuring means for measuring the temperature of the upper part at a position higher than the temperature measuring means inside the post-combustion means. a control device for controlling the processing unit of the organic waste, can be input constituting an upper temperature measured by the lower temperature and the upper temperature measuring means which is measured by the lower temperature measurement means, the lower the temperature, pre Set Calculating a temperature deviation from the target temperature, based on the calculated temperature deviation, controls the feed rate of organic waste to the gasification unit of the conveying means, and calculates the temperature difference relative to the lower temperature of the upper temperature, The supply flow rate of at least one of cooling water and air supplied to the post-combustion means is controlled so that the temperature difference falls within a predetermined temperature difference range.
Claims (10)
脱水された有機性廃棄物を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段から搬送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と固形分とに分離するガス化手段と、
前記ガス化手段から供給される前記熱分解ガスを燃焼させて燃焼ガスを排出する後燃焼手段と、
前記後燃焼手段の内部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計測温度を入力可能に構成されているとともに、前記計測温度の、予め設定された目標温度に対する温度偏差を算出し、前記算出した温度偏差に基づいて、前記搬送手段の前記ガス化手段への前記有機性廃棄物の供給速度を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする有機性廃棄物の処理装置。 Dehydration treatment means for dehydrating organic waste,
Conveying means for conveying dehydrated organic waste;
Gasification means for performing pyrolysis treatment on the organic waste conveyed from the conveyance means to separate it into pyrolysis gas and solid content,
Post-combustion means for combusting the pyrolysis gas supplied from the gasification means to discharge combustion gas;
Temperature measuring means for measuring the temperature inside the post-combustion means;
The measurement temperature measured by the temperature measurement means is configured to be input, and a temperature deviation of the measurement temperature with respect to a preset target temperature is calculated. Based on the calculated temperature deviation, the conveyance means Control means for controlling the supply rate of the organic waste to the gasification means;
An organic waste treatment apparatus comprising:
前記脱水された有機性廃棄物を、熱分解処理を行う後段に供給する搬送ステップと、
前記搬送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、
前記ガス化ステップで分離された前記熱分解ガスを燃焼させて燃焼ガスを排出する後燃焼ステップと、
前記後燃焼ステップにおける燃焼時の温度を計測する温度計測ステップと、
前記温度計測ステップにおいて計測した燃焼時の温度の、予め設定した燃焼時の目標温度に対する温度偏差を算出して、前記算出した温度偏差に基づいて、前記搬送ステップにおける有機性廃棄物の前記後段への搬送時の供給速度を制御する制御ステップと、
を含むことを特徴とする有機性廃棄物の処理方法。 A dehydration step for dehydrating organic waste;
A transporting step of supplying the dehydrated organic waste to a subsequent stage for performing a pyrolysis treatment;
A gasification step in which pyrolysis treatment is performed on the conveyed organic waste to separate it into pyrolysis gas and solid content;
A post-combustion step in which the pyrolysis gas separated in the gasification step is combusted to discharge the combustion gas;
A temperature measurement step for measuring the temperature during combustion in the post-combustion step;
A temperature deviation of the temperature at the time of combustion measured in the temperature measurement step with respect to a preset target temperature at the time of combustion is calculated, and based on the calculated temperature deviation, to the subsequent stage of the organic waste in the conveying step A control step for controlling the supply speed at the time of conveyance;
A method for treating organic waste, comprising:
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001336720A (en) * | 2000-05-29 | 2001-12-07 | Nkk Corp | Facility for gasifying/melting refuse |
JP2002181320A (en) * | 2000-12-08 | 2002-06-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Waste gasification combustion system and method therefor |
JP2008107073A (en) * | 2006-09-26 | 2008-05-08 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | Operating method and operation control device of gasification melting furnace |
-
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001336720A (en) * | 2000-05-29 | 2001-12-07 | Nkk Corp | Facility for gasifying/melting refuse |
JP2002181320A (en) * | 2000-12-08 | 2002-06-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Waste gasification combustion system and method therefor |
JP2008107073A (en) * | 2006-09-26 | 2008-05-08 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | Operating method and operation control device of gasification melting furnace |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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