JP2021162192A - 流動床式汚泥焼却炉及び流動床式汚泥焼却炉の自動燃焼制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】砂層の流動状態を砂層の各所に設けた砂層温度測定器で測定された温度の温度差に基づいて砂層の流動状態を制御し、排ガス中のＮ２Ｏ濃度を低減すること。【解決手段】砂層部Ｓと前記砂層部の上側に形成されたフリーボード部Ｆとを有し、投入された汚泥Ｍを燃焼させる流動床式汚泥焼却炉１であって、前記砂層部Ｓに設けられ、砂層の複数箇所の温度を測定する複数個の温度測定器１０、１１と、前記温度測定器１０、１１によって測定された温度の温度差を計算し、その温度差の値に基づいて砂層温度の温度差が１５〜３０℃以上になった場合、前記砂層部Ｓに供給される一次空気量を１〜５％増加する制御を行い、一方、前記温度差が０〜１５℃以下になった場合、前記砂層部Ｓに供給される一次空気量を１〜５％減少する制御を行う制御装置２７を有することを特徴とする流動床式汚泥焼却炉。【選択図】図１

Description

本発明は、汚泥を燃焼する流動床式汚泥焼却炉及び流動床式汚泥焼却炉の自動燃焼制御方法に関する。

下水処理場においては、下水汚泥を燃やすために流動床式汚泥焼却炉などの汚泥焼却炉を設けている。流動床式汚泥焼却炉は、流動媒体として砂を使用した砂層部（流動層）と、燃焼室であるフリーボード部とを有する筒状の焼却炉本体を備えている多段燃焼式の焼却炉であり、汚泥を乾燥、ガス化、燃焼というプロセスで処理している。

下水汚泥は窒素成分に富んでいることからその燃焼排ガスには温暖化効果の高いＮ_２Ｏを含むため、焼却炉から排出されるＮ_２Ｏを極力少なくすることが望まれている。
また、焼却炉の燃焼状態によっては、煙突から一酸化炭素等の有害未燃物の排出が増大することがあり、一酸化炭素の排出量を抑制する必要がある。

特許文献１には、焼却炉本体から排出される燃焼ガスのＮ_２Ｏ濃度を測定するＮ_２Ｏ濃度センサと、Ｎ_２Ｏ濃度センサの測定値に基づいて前記燃焼空気量を調整する制御装置と、を備え、燃焼空気量に基づいて砂層の流動範囲を制限するようにした流動床式汚泥焼却炉が記載されている。

特許文献２には、炉床温度を測定する炉床温度計を流動状態監視手段として用い、その測定値が適正範囲を逸脱した場合、流動不良が発生したと判断し、流動空気量を増加させて流動状態を回復させ、前記測定値が適正範囲に戻った場合には再び流動空気量を減少させ安定運転を継続させるようにした流動床式汚泥焼却炉の燃焼制御方法が記載されている。

特開２０１６−１４２４４７号公報 特開平３−２４４９１２号公報

燃焼制御には従来ＣＯ濃度計を用いているが、特許文献１の方法では、Ｎ_２Ｏ濃度計が燃焼制御のために必要となる。
特許文献２では、炉床温度計を用い、その測定値の変化率により流動状態の良／不良を判断する方法や、複数の炉床温度計を用い、その温度差により流動状態の良／不良を判断することが提案されているが、焼却物性状の変化により炉床温度全体が上下する場合には、流動状態の悪化を検出することができないという問題がある。
流動床式汚泥焼却炉では砂層流動状態悪化の現象が生じて運転が不安定になることが大きな問題となっている。
これはＮ_２Ｏ濃度を低減させようとして一次空気量を減少させ過ぎたのが理由である。
本発明は砂層の流動状態を砂層の各所に設けた砂層温度測定器で測定された温度の温度差に基づいて制御し、排ガス中のＮ_２Ｏ濃度を低減することを目的とする。

上記課題を解決するべく発明者らが鋭意検討した結果、出願人は、砂層に砂層温度測定器を複数個設けたとき、この複数個の砂層温度測定器が示す砂層温度の最高温度と最低温度との温度差に上限値と下限値とを設けて、温度差が上限値を超えた場合及び温度差が下限値を下回った場合に砂層部に供給される一次空気量を制御することにより、上記課題を解決することができることを見出して、本発明を完成した。

上記課題を解決する本願発明の実施形態は以下に記載するとおりである。
（１）砂層部と前記砂層部の上側に形成されたフリーボード部とを有し、投入された汚泥を燃焼させる流動床式焼却炉であって、
前記砂層部に設けられ、砂層の複数箇所の温度を測定する複数個の温度測定器と、
前記温度測定器によって測定された砂層の温度の最高温度と最低温度との温度差を計算し、その温度差の値に基づいて前記砂層部に供給される一次空気量を決定し、前記砂層部に供給される一次空気量を制御する制御装置であって、前記温度差が所定の上限値を超えた場合には、砂層部に供給される一次空気量を増加させ、前記温度差が所定の下限値を下回った場合には、砂層部に供給される一次空気量を減少させるように制御する制御装置と、
を有することを特徴とする流動床式汚泥焼却炉。
（２）前記制御装置が、前記温度差が前記所定の上限値を超えた場合には、前記砂層部に供給される一次空気量を１〜５％増加させ、前記温度差が前記所定の下限値を下回った場合には、前記砂層部に供給される一次空気量を１〜５％減少させるように制御する制御装置であることを特徴とする上記（１）に記載の流動床式汚泥焼却炉。
（３）前記所定の上限値を１５℃以上の値に設定し、前記所定の下限値を１５℃未満の値に設定することを特徴とする上記（２）に記載の流動床式汚泥焼却炉。
（４）砂層部と前記砂層部の上側に形成されたフリーボード部とを有し、投入された汚泥を燃焼させる流動床式焼却炉であって、
前記砂層部に設けられ、砂層の複数箇所の温度を測定する複数個の温度測定器と、
前記温度測定器によって測定された砂層の温度の最高温度と最低温度との温度差と前記温度差の変化速度を計算し、その温度差の変化速度の値に基づいて前記砂層部に供給される一次空気量を決定し、前記砂層部に供給される一次空気量を制御する制御装置であって、前記温度差の変化速度が所定の上限値を超えた場合には、砂層部に供給される一次空気量を増加させ、前記温度差の変化速度が所定の下限値を下回った場合には、砂層部に供給される一次空気量を減少させるように制御する制御装置と、
を有することを特徴とする流動床式汚泥焼却炉。
（５）前記制御装置が、前記温度差の変化速度が前記所定の上限値を超えた場合には、前記砂層部に供給される一次空気量を１〜５％増加させ、前記温度差の変化速度が前記所定の下限値を下回った場合には、前記砂層部に供給される一次空気量を１〜５％減少させるように制御する制御装置であることを特徴とする上記（４）に記載の流動床式汚泥焼却炉。
（６）前記所定の上限値を１５℃／ｈ以上の値に設定し、前記所定の下限値を１５℃／ｈ未満の値に設定することを特徴とする上記（５）に記載の流動床式汚泥焼却炉。
（７）前記流動床式汚泥焼却炉の焼却炉本体の炉出口から排出された排ガス中のＣＯ濃度を測定するＣＯ濃度測定器を設け、
前記制御装置が、前記ＣＯ濃度測定器で測定した前記排ガス中のＣＯ濃度が所定のＣＯ濃度上限値を超えた場合には、前記砂層部に供給される一次空気量を１〜５％減少させ、前記ＣＯ濃度測定器で測定した前記排ガス中のＣＯ濃度が所定のＣＯ濃度下限値を下回った場合には、前記砂層部に供給される一次空気量を１〜５％増加させるように制御を行う制御装置であることを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれかに記載の流動床式汚泥焼却炉。
（８）前記所定のＣＯ濃度上限値が１０〜２０ＰＰＭであり、前記ＣＯ濃度下限値が０〜１０ＰＰＭであることを特徴とする上記（７）に記載の流動床式汚泥焼却炉。
（９）砂層部と前記砂層部の上側に形成されたフリーボード部とを有し、投入された汚泥を燃焼させる流動床式焼却炉の自動燃焼制御方法であって、
前記砂層部に、異なる位置の砂層の温度を測定する複数個の温度測定器を設け、前記複数箇所によって測定された砂層の温度の最高温度と最低温度との温度差を計算し、その温度差に基づいて、前記砂層部に供給される一次空気量を決定する流動床式汚泥焼却炉の自動燃焼制御方法であって、前記温度差が所定の上限値を超えた場合には、砂層部に供給される一次空気量を増加させ、前記温度差が所定の下限値を下回った場合には、砂層部に供給される一次空気量を減少させるように制御することを特徴とする、流動床式汚泥焼却炉の自動燃焼制御方法。
（１０）前記温度差が前記所定の上限値を超えた場合には、前記砂層部に供給される一次空気量を１〜５％増加させ、前記温度差が前記所定の下限値を下回った場合には、前記砂層部に供給される一次空気量を１〜５％減少させるように制御することを特徴とする上記（９）に記載の流動床式汚泥焼却炉の自動燃焼制御方法。
（１１）前記所定の上限値を１５℃以上の値に設定し、前記所定の下限値を１５℃未満の値に設定することを特徴とする上記（１０）に記載の流動床式汚泥焼却炉の自動燃焼制御方法。
（１２）砂層部と前記砂層部の上側に形成されたフリーボード部とを有し、投入された汚泥を燃焼させる流動床式焼却炉の自動燃焼制御方法であって、
前記砂層部に、異なる位置の砂層の温度を測定する複数個の温度測定器を設け、前記温度測定器によって測定された砂層の温度の最高温度と最低温度との温度差と前記温度差の変化速度を計算し、その温度差の変化速度に基づいて、前記砂層部に供給される一次空気量を決定する流動床式汚泥焼却炉の自動燃焼制御方法であって、前記温度差の変化速度が所定の上限値を超えた場合には、砂層部に供給される一次空気量を増加させ、前記温度差の変化速度が所定の下限値を下回った場合には、砂層部に供給される一次空気量を減少させるように制御することを特徴とする、流動床式汚泥焼却炉の自動燃焼制御方法。
（１３）前記温度差の変化速度が前記所定の上限値を超えた場合には、前記砂層部に供給される一次空気量を１〜５％増加させ、
前記温度差の変化速度が前記所定下限値を下回った場合には、前記砂層部に供給される一次空気量を１〜５％減少させるように制御する制御装置であることを特徴とする上記（１２）に記載の流動床式汚泥焼却炉の自動燃焼制御方法。
（１４）前記所定の上限値を１５℃／ｈ以上の値に設定し、前記所定の下限値を１５℃／ｈ未満の値に設定することを特徴とする上記（１３）に記載の流動床式汚泥焼却炉の自動燃焼制御方法。
（１５）前記流動床式焼却炉から排出された排ガス中のＣＯ濃度を測定し、
前記ＣＯ濃度測定器で測定した前記排ガス中のＣＯ濃度が所定のＣＯ濃度上限値を超えた場合には、前記砂層部に供給される一次空気量を１〜５％減少させ、
前記ＣＯ濃度測定器で測定した前記排ガス中のＣＯ濃度が所定のＣＯ濃度下限値を下回った場合には、前記砂層部に供給される一次空気量を１〜５％増加させることを特徴とする上記（９）〜（１４）のいずれかに記載の流動床式汚泥焼却炉の自動燃焼制御方法。
（１６）前記所定のＣＯ濃度上限値が１０〜２０ＰＰＭであり、前記ＣＯ濃度下限値が０〜１０ＰＰＭであることを特徴とする上記（１５）に記載の流動床式汚泥焼却炉の自動燃焼制御方法。

本発明によれば、砂層の流動状態を砂層の各所に設けた砂層温度測定器で測定された温度の温度差に基づいて制御することによって排ガス中のＮ_２Ｏ濃度を低減することができる。

図１は、本発明の実施形態の流動床式汚泥焼却炉の概略構成図である。 図２は、本発明の実施形態の流動床式汚泥焼却炉の焼却炉本体の砂層の温度を測定する砂層温度測定器の配置例を示す図である。 図３は、本発明の実施形態における、砂層温度差及び砂層温度変化速度と一次空気量制御状態とを示す図である。 図４は、本発明の実施形態における、炉出口温度と炉出口から排出された排ガス中のＮ_２Ｏ濃度との関係を示す図である。 図５は、煙突出口におけるＮ_２Ｏ濃度値とセラミックフィルター出口におけるＣＯ濃度値とに高い相関があることを示す図である。

以下、本発明の実施形態の流動床式汚泥焼却炉、及びその自動燃焼制御方法について図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態の流動床式汚泥焼却炉１の概略構成図である。流動床式汚泥焼却炉１は、流動砂１７を熱媒体として汚泥Ｍとともに気泡流動層を形成して燃焼する焼却炉である。
流動床式汚泥焼却炉１の焼却炉本体３は、下部に設けられた砂層部Ｓ（流動層）と砂層部Ｓより上方に設けられたフリーボード部Ｆと、を有しており、焼却炉本体３の側壁に形成された汚泥投入口６と、焼却炉本体３の頂部に設けた炉出口４と、焼却炉本体３の下部に設けられて流動用の空気を供給する一次空気供給部７と、一次空気供給部７の上方に設けられてフリーボード部Ｆに二次空気を供給する二次空気供給部９と、複数の砂層温度測定器１０と、複数のフリーボード温度測定器１１と、砂層温度測定器１０又は砂層温度測定器１０及びフリーボード温度測定器１１の測定値に基づいて一次空気供給部７に供給される一次空気の供給量を制御する制御装置２７と、を備えている。

砂層温度測定器１０の設置個数は、例えば、図２Ａ、Ｂに示す様に、砂層温度測定器１０を砂層の垂直方向に距離を置いて上下二段に設け、下段には図２Ａに示す様に周方向に９０度角度をずらして４個設け、上段には図２Ｂに示すように下段の設置位置から周方向に４５度角度をずらして４個設ける。また、本実施形態ではフリーボード温度測定器１１は例えば砂層直上に周方向に１２０度ずらして３個設けている。
焼却炉本体３の壁際は温度が低く、内壁から１５０〜２００ｍｍを超えると砂層の温度が測定できるので、熱電対等の温度測定器は内壁から３００ｍｍくらいの所の温度を測定するように配置することが好ましい。

流動床式汚泥焼却炉１は、汚泥Ｍを砂層部Ｓに投入する汚泥供給装置５を有しており、汚泥Ｍは、汚泥供給装置５から焼却炉本体３の内部の砂層部Ｓに投入される。
流動床式汚泥焼却炉１は、燃焼用空気を供給する流動ブロワ２１、燃焼用空気を予熱する空気予熱器１５、空気予熱器１５から流出する予熱された燃焼用空気の供給を受けると共に冷却ブロワ２３から外気の供給を受ける空気冷却器２５、焼却炉本体３に供給される全空気供給量を調節する全空気量調節弁３１、焼却炉本体３に供給される二次空気供給量を調節する二次空気量調節弁３２、砂層温度測定器１０、フリーボード温度測定器１１を備えている。

制御装置２７は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、中央処理装置）が、記憶部からプログラムを読み出して実行することで構成される。
図１に示したものでは、制御装置２７は複数の砂層温度測定器１０からのデータ、又は、複数の砂層温度測定器１０及びフリーボード温度測定器１１からのデータに基づいて、砂層の流動状態を把握し、制御信号を流動ブロワ２１、全空気量調節弁３１、二次空気量調節弁３２に送って、一次空気量を調整し、砂層の流動状態を流動不良が起きず、かつ、Ｎ_２Ｏを低減することができる最適な流動状態を保つ。

流動ブロワ２１から供給される燃焼用空気が導入される配管は、上流側に配置されている全空気供給配管２８と、全空気供給配管２８の下流側で分岐する一次空気供給配管２９及び二次空気供給配管３０と、を有している。流動ブロワ２１は、全空気供給配管２８を介して一次空気供給配管２９及び二次空気供給配管３０に空気を供給する。

一次空気供給配管２９は砂層部Ｓに一次空気を供給し、二次空気供給配管３０は、フリーボード部Ｆに二次空気を供給する。全空気供給配管２８を流れる全空気（砂層部Ｓ及びフリーボード部Ｆに供給される全ての空気）の流量（全空気量）は、一次空気の流量（一次空気量）とフリーボード部Ｆに供給される二次空気の流量（二次空気量）との合計である。全空気量は、炉出口温度が８２５〜８７５℃となる様に決定する。

図４は炉出口温度と炉出口から排出されたガス中のＮ_２Ｏ濃度との関係を示した図である。図４に示すように、炉出口温度が８２５℃以上でＮ_２Ｏ値が低下することから、全空気量は炉出口温度が８２５℃以上となるように決定する。
また、炉出口温度が８７５℃を超えると、空気予熱器が損傷する恐れがあり、また、炉から発生する飛灰が溶融固化してしまって排ガスダクトの閉塞をもたらす恐れがある。
このため、全空気量は炉出口温度が８７５℃を超えないように決定する。

また、図５は煙突出口におけるＮ_２Ｏ濃度値とセラミックフィルター出口におけるＣＯ濃度値との相関を見たものであるが、図５に示されているように、煙突出口におけるＮ_２Ｏ濃度値とセラミックフィルター出口におけるＣＯ濃度値とには高い相関がある（相関係数０．８６）。
従って、ＣＯ濃度を下げる制御をすることによってＮ_２Ｏ濃度も低下させることができる。

全空気供給配管２８には、全空気量を調整する全空気量調節弁３１が設けられている。二次空気供給配管３０には、二次空気量を調整する二次空気量調節弁３２が設けられている。二次空気量調節弁３２が調整されることにより、二次空気量が調整され、その結果、一次空気量が調整される。二次空気量調節弁３２によって二次空気量が調整された場合においても、全空気量調節弁３１が操作されない限り、全空気量は変化しない。全空気量調節弁３１及び二次空気量調節弁３２は、制御装置２７によって制御される。

空気予熱器１５は、全空気供給配管２８を流れる全空気を予熱する。空気予熱器１５は、例えば、焼却炉本体３から排出される排ガスから熱を回収して空気を予熱する。空気予熱器１５を出た排ガスはセラミックフィルター３３、洗煙処理塔３４で処理された後、誘引通風機（ＩＤＦ）３５を介して煙突３６に送られる。

流動床式汚泥焼却炉１は、砂層部Ｓの温度Ｔｓを測定する砂層温度測定器１０と、砂層直上の温度Ｔｆを測定するフリーボード温度測定器１１と、炉出口４から排出された直後の煙道１２を流れる排ガスの温度Ｔｏを検出する排ガス温度測定器１３と、煙道１２を流れる排ガスのＣＯ濃度を測定するＣＯ濃度測定器１４と、を備えている。
これら測定器１０、１１、１３、１４は制御装置２７と電気的に接続されている。制御装置２７は、これら測定器によって測定された測定値に基づいて、全空気量調節弁３１及び二次空気量調節弁３２を制御する。

次に、汚泥燃焼のプロセスを説明する。
以下では、砂層温度測定器を図２に示すように８個設けた場合について説明する。
汚泥Ｍは図示しない脱水プロセスによって脱水され、汚泥供給装置５により焼却炉本体３に供給される。また、燃焼用空気が流動ブロワ２１の吐出圧により全空気供給配管２８に導入された後、空気予熱器１５で加熱され、砂層部Ｓ及びフリーボード部Ｆに供給される。
燃焼用空気により加熱された砂層部Ｓの砂粒は、燃焼用空気と発生する燃焼ガスによって、供給された汚泥Ｍとともに流動し、汚泥Ｍは流動しながら燃焼する。さらに、燃焼ガスはフリーボード部Ｆの内部を上昇しながら、二次空気供給配管３０を介して供給される二次空気によって燃焼が完結される。燃焼後の排ガスは炉出口４を介して煙道１２に導入され、排ガス処理装置へ排出される。

次に本実施態様における、流動床式汚泥焼却炉１の制御方法について説明する。
まず、本実施形態の流動床式汚泥焼却炉１を起動し、運転を安定させるまでの流動床式汚泥焼却炉１の立ち上げ工程について説明する。
流動床式汚泥焼却炉１の立ち上げ工程では、焼却炉本体３に汚泥Ｍ及び一次空気（燃焼用空気）を供給する。即ち、流動床式汚泥焼却炉１の立ち上げ工程においては、二次空気は使用しない。汚泥Ｍ及び一次空気の供給後、流動床式汚泥焼却炉１の各部温度が上昇し、流動床式汚泥焼却炉１の各部温度が安定した状態になった場合に流動床式汚泥焼却炉１の立ち上げ工程は終了する。

次に、流動床式汚泥焼却炉１の立ち上げ工程後の流動床式汚泥焼却炉１の制御方法について説明する。
定常運転時には、一次空気量が少ない方が、排ガス中のＮ_２Ｏ濃度が少なくなる。従って、Ｎ_２Ｏ濃度を少なくするには、一次空気量を可能な限り少なくする必要がある。
しかしながら、一次空気量が少なすぎると流動状態が悪くなり、効率の良い燃焼焼却処理ができない。さらに悪化すると流動が停止して、焼却が出来なくなる。
そこで、燃焼に影響が出ない最低限度にまで一次空気量を減らすことが本発明の制御方法の目的である。

制御装置２７の動作について以下説明する。
まず、８個の砂層温度測定器１０が示す温度値Ｔｓの最大温度値と最小温度値のデータを所定時間間隔（例えば１分毎）に入手し、その温度差（ΔＴ）を算出する。
次に所定時間(ｔ分：例えば１０分)経過したときに、ｔ分前の温度差（ΔＴ_０）とｔ分経過後の温度差（ΔＴ_ｔ）の変化率［（ΔＴ_０−ΔＴ_ｔ）／ｔ］を算出する。
そして、現在の温度差が許容範囲であるのか、温度差の変化率がプラス（＋）であるのかマイナス（−）であるのか、その変化率の絶対値の大きさがどの程度か、その変化率の状態がどの程度続いているのか等のデータを、蓄積したデータベースと照らし合わせて一次空気量の増減の必要性の有無を決定する。
制御装置２７は全空気量調節弁３１、二次空気量調節弁３２、又は流動ブロワ２１に信号を送って一次空気量を増減させる。

図３に流動床式汚泥焼却炉の運転例を示した。
図３において複数ある砂層温度の最大値と最小値の差が２５℃に達し（図３中短い矢印の位置参照）、一次空気量を３％増加した結果、図３の〇において上記温度差が減少でき、流動不良現象が消え、流動床式汚泥焼却炉の運転が安定化した。
また、砂層温度差の変化速度を利用した１例では、図３の◎において（図３中の◎で示した長い矢印の位置参照）、変化速度が０℃／ｈ以下となったため、一次空気量を３％減少させた。その結果、砂層温度差が大きくなった現象が確認できた。

本発明に於いては、流動床式汚泥焼却炉の砂層に砂層温度測定器を複数個設ける。そして、この複数ある砂層温度測定器が示す砂層温度の最高温度と最低温度との温度差を算出する。
そして、本発明の第一の態様においては、この温度差に基づいて一次空気量の制御を行う。
具体的には、砂層の温度差が１５℃〜３０℃となった場合には砂層の流動が不足しているため、一次空気量を１〜５％増加させように制御する。
一方、砂層の温度差が０〜１５℃となった場合には砂層の流動が活発すぎるため、一次空気量を１〜５％減少させるように制御をする。
上記の制御を行うことにより、排ガス中のＮ_２Ｏ濃度を低く保ちつつ焼却炉を安定して運転することができる。

上記の制御を行うためには、一次空気量を増加させる制御を開始するための温度差を流動床式汚泥焼却炉の特性に応じて、１５℃〜３０℃の間の所定の温度（例えば２５℃）を上限値（閾値）として設定しておく。
また、一次空気量を減少させる制御を開始するための温度差を流動床式汚泥焼却炉の特性に応じて、０℃〜１５℃の間の所定の温度（例えば５℃）を下限値（閾値）として設定しておく。

また、本発明の第二の態様においては、この温度差の変化速度に基づいて一次空気量の制御を行う。
具体的には、砂層の温度差の変化速度が１５℃／ｈ〜３０℃／ｈとなった場合には砂層の流動が不足しているため、一次空気量を１〜５％増加させように制御する。
一方、砂層の温度差の変化速度が０〜１５℃となった場合には砂層の流動が活発すぎるため、一次空気量を１〜５％減少させるように制御する。
上記の制御を行うことにより、排ガス中のＮ_２Ｏ濃度を低く保ちつつ焼却炉を安定して運転することができる。

上記の制御を行うためには、一次空気量を増加させる制御を開始するための温度差を流動床式汚泥焼却炉の特性に応じて、１５℃〜３０℃の間の所定の温度（例えば２５℃）を上限値（閾値）として設定しておく。
また、一次空気量を減少させる制御を開始するための温度差を流動床式汚泥焼却炉の特性に応じて、０℃〜１５℃の間の所定の温度（例えば５℃）を下限値（閾値）として設定しておく。

また、上記の制御を行った場合でも、何らかの事情により煙突から排出される排ガス中のＣＯ濃度が高くなる（即ちＮ_２Ｏ濃度が高くなる）場合がある。
この場合には、排ガス中のＣＯ濃度に予め所定のＣＯ濃度上限値を設定しておき、ＣＯ濃度測定器１４で測定した排ガス中のＣＯ濃度が前記ＣＯ濃度上限値を超えた場合には、前記砂層部Ｓに供給される一次空気量を１〜５％減少させる制御を行う。

また、排ガス中のＣＯ濃度を過度に低減させるような操業状態も好ましくない。
そこで、排ガス中のＣＯ濃度に下限値を設定しておき、ＣＯ濃度測定器１４で測定した排ガス中のＣＯ濃度が所定のＣＯ濃度下限値を下回った場合には、砂層部Ｓに供給される一次空気量を１〜５％増加させるように制御を行う。
前記ＣＯ濃度上限値は１０〜２０ＰＰＭの範囲で設定し、前記ＣＯ濃度下限値は０〜１０ＰＰＭの範囲内で設定することが好ましい。

本発明の実施形態においては煙道１２に排ガス中のＣＯ濃度を測定するＣＯ濃度測定器１４を設け、Ｎ_２Ｏ濃度測定器は特に設けない。
前記したように、ＣＯ濃度とＮ_２Ｏ濃度とは高い相関がある。また、ＣＯ濃度測定器１４はＮ_２Ｏ濃度測定器より安価で、広く普及している。そこで、Ｎ_２Ｏ濃度測定器を用いてＮ_２Ｏ濃度を測定することなく、ＣＯ濃度測定器１４を用いてＣＯ濃度を測定することにより、Ｎ_２Ｏ濃度の状況を把握することができる。従って、ＣＯ濃度測定器１４の計測値を制御に用いることで操業を調整し、また、排ガス値を公表する必要がある等の、Ｎ_２Ｏ濃度値をデータとして作製する必要がある場合には、ＣＯ濃度から、ＣＯ濃度―Ｎ_２Ｏ濃度の相関データに基づいてＮ_２Ｏ濃度を算出することができる。

以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

１ 流動床式汚泥焼却炉
３ 焼却炉本体
４ 炉出口
５ 汚泥供給装置
６ 汚泥投入口
７ 一次空気供給部
９ 二次空気供給部
１０ 砂層温度測定器
１１ フリーボード温度測定器
１２ 煙道
１３ 排ガス温度測定器
１４ ＣＯ濃度測定器
１５ 空気予熱器
１７ 流動砂
１９ 空気供給ノズル
２１ 流動ブロワ
２３ 冷却ブロワ
２５ 空気冷却器
２７ 制御装置
２８ 全空気供給配管
２９ 一次空気供給配管
３０ 二次空気供給配管
３１ 全空気量調節弁
３２ 二次空気量調節弁
３３ セラミックフィルター
３４ 洗煙処理塔
３５ 誘引通風機
３６ 煙突
Ｆ フリーボード部
Ｍ 汚泥
Ｓ 砂層部

Claims (16)

1. 砂層部と前記砂層部の上側に形成されたフリーボード部とを有し、投入された汚泥を燃焼させる流動床式焼却炉であって、
   前記砂層部に設けられ、砂層の複数箇所の温度を測定する複数個の温度測定器と、
   前記温度測定器によって測定された砂層の温度の最高温度と最低温度との温度差を計算し、その温度差の値に基づいて前記砂層部に供給される一次空気量を決定し、前記砂層部に供給される一次空気量を制御する制御装置であって、前記温度差が所定の上限値を超えた場合には、砂層部に供給される一次空気量を増加させ、前記温度差が所定の下限値を下回った場合には、砂層部に供給される一次空気量を減少させるように制御する制御装置と、
   を有することを特徴とする流動床式汚泥焼却炉。
2. 前記制御装置が、前記温度差が前記所定の上限値を超えた場合には、前記砂層部に供給される一次空気量を１〜５％増加させ、前記温度差が前記所定の下限値を下回った場合には、前記砂層部に供給される一次空気量を１〜５％減少させるように制御する制御装置であることを特徴とする請求項１に記載の流動床式汚泥焼却炉。
3. 前記所定の上限値を１５℃以上の値に設定し、前記所定の下限値を１５℃未満の値に設定することを特徴とする請求項２に記載の流動床式汚泥焼却炉。
4. 砂層部と前記砂層部の上側に形成されたフリーボード部とを有し、投入された汚泥を燃焼させる流動床式焼却炉であって、
   前記砂層部に設けられ、砂層の複数箇所の温度を測定する複数個の温度測定器と、
   前記温度測定器によって測定された砂層の温度の最高温度と最低温度との温度差と前記温度差の変化速度を計算し、その温度差の変化速度の値に基づいて前記砂層部に供給される一次空気量を決定し、前記砂層部に供給される一次空気量を制御する制御装置であって、前記温度差の変化速度が所定の上限値を超えた場合には、砂層部に供給される一次空気量を増加させ、前記温度差の変化速度が所定の下限値を下回った場合には、砂層部に供給される一次空気量を減少させるように制御する制御装置と、
   を有することを特徴とする流動床式汚泥焼却炉。
5. 前記制御装置が、前記温度差の変化速度が前記所定の上限値を超えた場合には、前記砂層部に供給される一次空気量を１〜５％増加させ、前記温度差の変化速度が前記所定の下限値を下回った場合には、前記砂層部に供給される一次空気量を１〜５％減少させるように制御する制御装置であることを特徴とする請求項４に記載の流動床式汚泥焼却炉。
6. 前記所定の上限値を１５℃／ｈ以上の値に設定し、前記所定の下限値を１５℃／ｈ未満の値に設定することを特徴とする請求項５に記載の流動床式汚泥焼却炉。
7. 前記流動床式汚泥焼却炉の焼却炉本体の炉出口から排出された排ガス中のＣＯ濃度を測定するＣＯ濃度測定器を設け、
   前記制御装置が、前記ＣＯ濃度測定器で測定した前記排ガス中のＣＯ濃度が所定のＣＯ濃度上限値を超えた場合には、前記砂層部に供給される一次空気量を１〜５％減少させ、前記ＣＯ濃度測定器で測定した前記排ガス中のＣＯ濃度が所定のＣＯ濃度下限値を下回った場合には、前記砂層部に供給される一次空気量を１〜５％増加させるように制御を行う制御装置であることを特徴とする請求項1〜６のいずれかに記載の流動床式汚泥焼却炉。
8. 前記所定のＣＯ濃度上限値が１０〜２０ＰＰＭであり、前記ＣＯ濃度下限値が０〜１０ＰＰＭであることを特徴とする請求項７に記載の流動床式汚泥焼却炉。
9. 砂層部と前記砂層部の上側に形成されたフリーボード部とを有し、投入された汚泥を燃焼させる流動床式焼却炉の自動燃焼制御方法であって、
   前記砂層部に、異なる位置の砂層の温度を測定する複数個の温度測定器を設け、前記複数箇所によって測定された砂層の温度の最高温度と最低温度との温度差を計算し、その温度差に基づいて、前記砂層部に供給される一次空気量を決定する流動床式汚泥焼却炉の自動燃焼制御方法であって、前記温度差が所定の上限値を超えた場合には、砂層部に供給される一次空気量を増加させ、前記温度差が所定の下限値を下回った場合には、砂層部に供給される一次空気量を減少させるように制御することを特徴とする、流動床式汚泥焼却炉の自動燃焼制御方法。
10. 前記温度差が前記所定の上限値を超えた場合には、前記砂層部に供給される一次空気量を１〜５％増加させ、前記温度差が前記所定の下限値を下回った場合には、前記砂層部に供給される一次空気量を１〜５％減少させるように制御することを特徴とする請求項９に記載の流動床式汚泥焼却炉の自動燃焼制御方法。
11. 前記所定の上限値を１５℃以上の値に設定し、前記所定の下限値を１５℃未満の値に設定することを特徴とする請求項１０に記載の流動床式汚泥焼却炉の自動燃焼制御方法。
12. 砂層部と前記砂層部の上側に形成されたフリーボード部とを有し、投入された汚泥を燃焼させる流動床式焼却炉の自動燃焼制御方法であって、
    前記砂層部に、異なる位置の砂層の温度を測定する複数個の温度測定器を設け、前記温度測定器によって測定された砂層の温度の最高温度と最低温度との温度差と前記温度差の変化速度を計算し、その温度差の変化速度に基づいて、前記砂層部に供給される一次空気量を決定する流動床式汚泥焼却炉の自動燃焼制御方法であって、前記温度差の変化速度が所定の上限値を超えた場合には、砂層部に供給される一次空気量を増加させ、前記温度差の変化速度が所定の下限値を下回った場合には、砂層部に供給される一次空気量を減少させるように制御することを特徴とする、流動床式汚泥焼却炉の自動燃焼制御方法。
13. 前記温度差の変化速度が前記所定の上限値を超えた場合には、前記砂層部に供給される一次空気量を１〜５％増加させ、前記温度差の変化速度が前記所定下限値を下回った場合には、前記砂層部に供給される一次空気量を１〜５％減少させるように制御する制御装置であることを特徴とする請求項１２に記載の流動床式汚泥焼却炉の自動燃焼制御方法。
14. 前記所定の上限値を１５℃／ｈ以上の値に設定し、前記所定の下限値を１５℃／ｈ未満の値に設定することを特徴とする請求項１３に記載の流動床式汚泥焼却炉の自動燃焼制御方法。
15. 前記流動床式焼却炉から排出された排ガス中のＣＯ濃度を測定し、
    前記ＣＯ濃度測定器で測定した前記排ガス中のＣＯ濃度が所定のＣＯ濃度上限値を超えた場合には、前記砂層部に供給される一次空気量を１〜５％減少させ、
    前記ＣＯ濃度測定器で測定した前記排ガス中のＣＯ濃度が所定のＣＯ濃度下限値を下回った場合には、前記砂層部に供給される一次空気量を１〜５％増加させることを特徴とする請求項９〜１４のいずれかに記載の流動床式汚泥焼却炉の自動燃焼制御方法。
16. 前記所定のＣＯ濃度上限値が１０〜２０ＰＰＭであり、前記ＣＯ濃度下限値が０〜１０ＰＰＭであることを特徴とする請求項１５に記載の流動床式汚泥焼却炉の自動燃焼制御方法。

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