JP2771113B2 - 液状化汚泥の燃焼制御方法 - Google Patents

液状化汚泥の燃焼制御方法

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JP2771113B2 JP6100186A JP10018694A JP2771113B2 JP 2771113 B2 JP2771113 B2 JP 2771113B2 JP 6100186 A JP6100186 A JP 6100186A JP 10018694 A JP10018694 A JP 10018694A JP 2771113 B2 JP2771113 B2 JP 2771113B2
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延之 小嶋
信二 浅田
誠 井上
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  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液状化汚泥を燃焼用含
酸素ガスと一緒に噴出させて該液状化汚泥の可燃性有機
物を燃焼させて、同一汚泥に含まれる無機物を溶融させ
る際の液状化汚泥の燃焼制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、下水汚泥の処理方法として種々の
方法が提案されているが、その一つとして、本出願人ら
は下水汚泥等の液状化汚泥を燃料としてバーナにより汚
泥中の可燃性有機物を燃焼用空気および富化用酸素から
なる燃焼用含酸素ガスで燃焼することにより同じ汚泥中
の無機物を溶融する技術に関し、特願平5−20208
9号を提案した。これは、前記下水汚泥に高分子凝集剤
を添加したのちベルトプレス装置等により脱水した脱水
汚泥には、表1に示すように、多くの可燃性有機物を含
有し、発熱量が高いこと、また、これら脱水汚泥を15
0℃以上、好ましくは200〜300℃の反応温度と、
その反応温度における飽和水蒸気圧以上の圧力、たとえ
ば、反応温度が200℃の場合、16kg/cm2(絶対
圧)以上の圧力条件下に保持すれば、表2に示す性状に
液化する。このように、液状化汚泥は高い発熱量を有す
ることおよび非常にすぐれた流動性を有することに着目
して、これをバーナから燃焼用含酸素ガスと一緒に微粒
子状で噴射させて燃焼させるものである。
【表1】
【表2】
【0003】ところで、従来、前記液状化汚泥をバーナ
で燃焼する場合、液状化汚泥の燃焼条件、すなわち、燃
焼用含酸素ガス中の酸素濃度は、供給する液状化汚泥の
組成および含水率がほぼ一定であるとして、前記酸素濃
度を設定して、以降、同一の酸素濃度を維持していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記方
法でバーナにより液状化汚泥を燃焼すると、液状化汚泥
の性状は、同一下水処理場であっても、前記表1,表2
にも示すように、季節、降雨等により変動し、また、液
状化装置等の運転状況によっても変動することから、一
定の酸素濃度からなる燃焼用含酸素ガスで燃焼を続ける
と、使用する液状化汚泥の性状に対する適正な酸素濃度
を含有する燃焼用含酸素ガスが供給されず、所望の火炎
温度(1200℃以上、好ましくは1400〜1500
℃)が維持できない。すなわち、火炎温度が汚泥中の無
機物の溶融温度より下がって溶融できなかったり、逆に
火炎温度が上がり過ぎて炉体の耐火物やバーナを損傷し
たりした。しかし、最適な火炎温度を維持するために、
液状化汚泥をいちいち分析して燃焼条件を決めることは
実際上不可能である。
【0005】ところで、図5に示すように、組成を同一
とした場合、燃焼火炎温度は、液状化汚泥の含水率、燃
焼用空気中の酸素濃度によって変化する。つまり、液状
化汚泥の含水率が高くなれば、含水率が大きくなった分
の蒸発熱として熱量が使用され、理論火炎温度は低くな
る。逆に、液状化汚泥の含水率が低くなれば、理論火炎
温度は高くなる。また、同一含水率における酸素濃度と
理論火炎温度の関係について見ると、燃焼用空気中の酸
素濃度が高くなると火炎温度は高くなり、酸素濃度が低
くなるとそれにともなって火炎温度は低くなるものであ
る。したがって、本発明は燃焼火炎温度により燃焼用含
酸素ガスの酸素濃度を調節して容易に、安定した燃焼状
態を得る液状化汚泥の燃焼制御方法を提供することを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、液状化汚泥の燃焼制御を、バーナに、液
状化汚泥と、燃焼用空気および富化用酸素からなる燃焼
用含酸素ガスとを供給して液状化汚泥の可燃性有機物を
燃焼し、該燃焼火炎中で前記液状化汚泥に含まれる無機
物を溶融するに際し、液状化汚泥の燃焼火炎温度と設定
燃焼火炎温度との温度差により前記燃焼用含酸素ガスの
酸素濃度を調節するようにしたものである。
【0007】
【実施例】つぎに、本発明の実施例を図1〜図3にした
がって説明する。図において、主供給管Pに設置したス
ネークポンプ等の燃料供給ポンプ2により、貯留タンク
1内の液状化汚泥Sは各分岐配管P1により複数台のバ
ーナ7に供給される。そして、前記燃料供給ポンプ2の
下流には圧力計3が配設され、この圧力計3の測定値が
所定値となるように圧力指示調節計4により燃料供給ポ
ンプ2の回転数が制御される。
【0008】また、前記各分岐配管P1のバーナ7より
上流側に、電磁流量計5、スクリューポンプ等からなる
流量調整ポンプ6が配設され、電磁流量計5が所定値、
つまり、バーナ7への液状化汚泥の供給が一定量となる
よう、流量指示調節計8により流量調整ポンプ6の回転
数が制御される。
【0009】前記構成からなるため、貯留タンク1内の
液状化汚泥Sは、燃料供給ポンプ2により各バーナ7に
供給される。この場合、主供給管Pには圧力計3のみが
設置され、その圧力信号により圧力指示調節計4により
燃料供給ポンプ2の回転数が可変し、前記液状化汚泥S
は設定圧力で各バーナ7に供給される。
【0010】一方、各分岐配管P1においては、通過す
る液状化汚泥Sは電磁流量計5で検出され、流量指示調
節計8により所定流量となるように流量調整ポンプ6の
回転数が制御され、液状化汚泥Sはそのままバーナ7に
供給される。前述のように、分岐配管P1内の圧力は一
定に保持されており、かつ、バーナ7と流量調整ポンプ
6との間にはバルブ等閉塞したり、汚泥の固着する機器
が介在しないため、流量は流量調整ポンプ6の回転数に
比例し、バーナ7への液状化汚泥の流量が変動すること
はない。
【0011】その他、バーナ7のノズル7aで液状化汚
泥Sが目詰まりした場合、流量調整ポンプ6の回転数が
上昇して流量調整ポンプ6とバーナ7との間の圧力が上
昇するため、これを流量調整ポンプ6とバーナ7との間
に設けた圧力スイッチ9で検知して、適宜警報を発し、
バーナ7が目詰まりしたことを報知する。このように、
流量調整ポンプ6とバーナ7との間に圧力スイッチ9を
設けることにより、操業時の安全性は勿論、バーナノズ
ルの目詰まりにより失火検知を容易に行なうことができ
る。
【0012】本発明においては、図4に示すように、バ
ーナ7に供給された液状化汚泥Sは、供給管P2からの
高圧空気と供給管P3からの酸素とにより、バーナ7の
ノズル7aから噴霧状態で噴出され、供給管P4からの
酸素と供給管P5からの空気とを噴霧液状化汚泥に供給
することにより燃焼することになる。なお、本発明にお
いては、前記供給管P2,P5から供給される空気および
供給管P3,P4から供給される酸素(富化用酸素とい
う)を全て燃焼に係わるものとして制御する。そして、
燃焼火炎温度は、赤外線イメージセンサ、熱電対等の温
度計10により測定されたのち、温度指示調節計11に
より設定燃焼火炎温度と比較され、流量指示調節計12
a,12b,12c,12dにより、前記各供給管P2
〜P5に設けた流量制御弁V1,V2,V3,V4を開閉
し、火炎温度が設定温度より低い場合には、供給管
3,P4からの酸素供給量を増加させて、燃焼用含酸素
ガス中の酸素濃度を高くする。なお、流量制御弁V1
2,V3とV4は逆に開閉し、燃焼用含酸素ガスの酸素
濃度の調整を少量の富化用酸素で実施できるようにして
いる。
【0013】また、バーナ7への液状化汚泥供給量は一
定量に設定されるから、この設定された量の液状化汚泥
を噴霧するのに要する気体量も一定であるため、各供給
管P2,P3からの高圧空気量と酸素量を一定とし、流量
制御弁V3,V4だけを制御するようにしてもよい。場合
によっては、噴霧用気体として高圧空気のみを使用して
もよい。
【0014】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、バーナに供給する液状化汚泥の性状が変化して
も、その変化を燃焼火炎温度の変化として捉らえ、燃焼
用含酸素ガスの酸素濃度を制御することにより液状化汚
泥中の可燃性有機物を燃焼して該液状化汚泥に含まれる
無機物の溶融を行なうもので、簡単な方法で液状化汚泥
中の無機物を安定して溶融させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を適用するバーナへの液状化汚泥供給
系を示す図。
【図2】 図1の流量調整ポンプとバーナとの拡大図。
【図3】 図2のバーナの拡大断面図。
【図4】 図2のバーナの燃焼制御系を示す図。
【図5】 液状化汚泥の含水率、酸素濃度と理論火炎温
度との関係を示す図。
【符号の説明】 7…バーナ、10…温度計、11…温度指示調節計、1
2a〜12d…流量指示調節計、P2〜P5…供給管、S
…液状化汚泥、V1〜V4…流量制御弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 緒方 孝次 東京都新宿区西新宿2丁目8番1号 東 京都下水道局内 (72)発明者 鈴木 明 埼玉県戸田市川岸1丁目4番9号 オル ガノ株式会社総合研究所内 (72)発明者 伊藤 新治 東京都文京区本郷5丁目5番16号 オル ガノ株式会社内 (72)発明者 小嶋 延之 東京都文京区本郷5丁目5番16号 オル ガノ株式会社内 (72)発明者 浅田 信二 大阪府大阪市西区京町堀2丁目4番7号 中外炉工業株式会社内 (72)発明者 井上 誠 大阪府大阪市西区京町堀2丁目4番7号 中外炉工業株式会社内 (72)発明者 野々廣 正夫 大阪府大阪市西区京町堀2丁目4番7号 中外炉工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−183711(JP,A) 特開 昭62−182532(JP,A) 特開 昭52−105675(JP,A) 実開 平1−111933(JP,U) 実開 平2−133509(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F23G 5/50 F23G 7/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バーナに、液状化汚泥と、燃焼用空気お
    よび富化用酸素からなる燃焼用含酸素ガスとを供給して
    液状化汚泥の可燃性有機物を燃焼し、該燃焼火炎中で前
    記液状化汚泥に含まれる無機物を溶融するに際し、液状
    化汚泥の燃焼火炎温度と設定燃焼火炎温度との温度差に
    より前記燃焼用含酸素ガスの酸素濃度を調節することを
    特徴とする液状化汚泥の燃焼制御方法。
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