JP3623780B2 - ごみ焼却施設における白煙防止方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業廃棄物や一般廃棄物を焼却するごみ焼却施設、特に中小規模の産業廃棄物焼却処理施設における白煙防止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ごみ焼却施設の排ガス処理設備は、ダイオキシン対策のために電気集じん器方式からバグフィルタ方式へと変更され、それに伴ってバグフィルタに導入される排ガスの温度は、濾布の耐熱温度の制約や除去効率等の点から、以前の約３００℃から１７０〜２００℃へと大幅に低下した。
【０００３】
そのため、外気温度及び湿度が低下する時間帯及び季節には、従来にも増して排ガス中に含有される水分が白煙と化して周辺住民のひんしゅくを買うために、中小規模施設に多い水噴射式ごみ焼却施設、あるいは湿式洗煙装置を備えた施設には白煙防止装置が不可欠なものとなった。
【０００４】
図４は、従来の白煙防止装置を含むごみ焼却施設のうち、竪型焼却炉で水噴射式ガス冷却装置を備えた施設を代表例として、該施設における排ガス及び空気に関する概略フローを示す。
【０００５】
まず、太線で示す排ガスの流れに沿って説明する。
【０００６】
図４において、投入ホッパａ１ から竪型焼却炉ａ内に投入された、水分を含むごみの燃焼によって発生した８００〜９５０℃の燃焼ガスｂ１ は、水噴射式ガス冷却装置ｃへの冷却水ｃ１ によって４５０℃前後まで冷却された高温排ガスｂ２ となり、次いで、余熱利用設備を構成する燃焼用空気予熱器ｄ１ 、温水用空気加熱器ｄ２ 、及び白煙防止（以下、白防と略称する。）用空気加熱装置ｅに流入する。この白防用空気加熱装置ｅは、複数基（図示例では４基）の空気加熱器ｅ１ 〜ｅ４ で構成されている。
【０００７】
ここで高温排ガスｂ２ は、燃焼用空気予熱器ｄ１ 及び、温水用空気加熱器ｄ２ において後述の熱交換を行い、３５０〜４００℃まで温度降下した中温排ガスｂ３ となり、続いて、白防用空気加熱装置ｅを通過することにより、さらに１７０〜２００℃まで減温された減温排ガスｂ４ となり、バグフィルタｆに導入されて、１５０〜１８０℃で水分３０〜４０％の中温多湿の処理ガスｂ５ となって誘引通風機ｇに吸引されて混合煙道ｈに到達する。
【０００８】
次に、細い実線で示す空気の流れに沿って説明すると、燃焼用空気ｄ１１は、押込送風機ｄ１２により、図示しないごみピット部から常温で吸引され、燃焼用空気予熱器ｄ１ で昇温された燃焼空気ｄ１３となり、竪型焼却炉ａの下方の灰層ａ２ 部及び中部の火炎層ａ３ から炉内に送入される。
【０００９】
また、温水用空気加熱器ｄ２ により加熱された空気ｄ２１は、温水用送風機ｄ２２によって、温水用空気加熱器ｄ２ と温水貯槽ｄ２３との間を循環して、温水貯槽ｄ２３内の温水を昇温させる。
【００１０】
さらに、白防用空気送風機ｅ５１によって吸引された、常温で水分率が低い白防冷空気ｅ５２は、白防用空気加熱装置ｅで加熱されて１６０〜１８０℃の中温低湿の白防温空気ｅ５３となって混合煙道ｈに送られ、上述の中温多湿の処理ガスｂ５ と混合して、白煙が発生しない状態である例えば水分１５〜１７％程度の清浄ガスｊとなり、図示しない煙突から大気中に放出される。
【００１１】
ここで、ごみ焼却施設に搬入されるごみは収集地区や季節により可燃分や水分の割合が異なり、特に、産業廃棄物は高発熱量物や難燃物・不燃物の混入割合が大きく変化して性状にばらつきが多いために、焼却状況は時々刻々と変動し、各調節機能を働かせても、発生する燃焼ガスｂ１ の温度及び量を完全に一定化することはできない。
【００１２】
この燃焼ガスｂ１ の変動の上に、燃焼状況調節のための燃焼用空気予熱器ｄ１ の吸収熱量変動と、間歇的に増減する温水用空気加熱器ｄ２ の熱負荷変化が加わるために、各排ガスｂ２ 〜ｂ５ の温度及びガス量は変動を続けるのが常である。
【００１３】
しかし、バグフィルタｆの耐熱性及び除去性能の関係から、減温排ガスｂ４ のガス量が変動しても、バグフィルタｆの入口ガス温度は略一定にすることが望ましいため、ガス冷却装置ｃでの吸収熱量あるいは白防冷空気ｅ５２の送風量を調節して対処するようになされている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如く、ごみ焼却施設に搬入されるごみの性状は季節や時間によって大きく変動するとともに、投入ホッパａ１ から焼却炉ａに投入されるごみの発熱量などもその都度大きく変化している。
【００１５】
これに伴って焼却炉ａへの燃焼空気ｄ１３の供給量と温度及び、煙突に排出される処理ガスｂ５ の量と温度なども大きく異なるとともに、外気条件も季節や時間と共に変動するため、上述の処理ガスｂ５ を加熱するための白防用空気加熱装置ｅの容量は、最悪の状況変動に対応できるものにする必要があり、常時はフル稼働しない大容量の物を設置せざるを得ないことになり、特に中小規模の産廃焼却処理施設には重い負担になっていた。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明のごみ焼却施設における白煙防止方法は、ごみ焼却炉の下流に、ガス冷却装置と燃焼用空気予熱器と白煙防止用空気加熱装置を備え、水噴射や熱交換により減温された排ガスをバグフィルタで浄化したのち、混合煙道を介して煙突から放出する産業廃棄物や一般廃棄物を焼却するごみ焼却施設における白煙防止方法であって、
ごみ焼却施設周辺の外気温度と外気湿度を計測し、これらの外気条件に基づいて目標排ガス温度を算出し、煙突から排出される清浄ガスの単位時間平均温度が前記目標排ガス温度未満であることに応答して、前記燃焼用空気加熱器で昇温されてから炉内に送入される燃焼空気の供給量を段階的に数％ずつ絞り込んだのち、ごみ供給量を逓減し、前記排ガスの発生量を減少させることにより、前記混合煙道に送入される前記白煙防止用空気加熱装置で昇温された白防空気の前記清浄ガス中に占める相対比率が向上するよう制御することを特徴とする。
【００１７】
請求項２に係る発明のごみ焼却施設における白煙防止方法は、バグフィルタ下流の排ガス中のＣＯ濃度を計測し、その単位時間平均値が５０ｐｐｍ以下であるとともに、バグフィルタ入口で計測した排ガス温度が規定値未満であることに応答して、ガス冷却装置に供給する冷却水の供給量を段階的に減少させてバグフィルタ入口の排ガス温度を上昇させることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の請求項１に係るごみ焼却施設における白煙防止方法の制御系の概略を示すブロックフロー図であり、図２は同じく請求項２に係る制御系の概略を示すブロックフロー図である。
【００２０】
なお、ごみ焼却施設の全体構成については、図４に述べた従来技術と同様であり、同一気体及び液体に対しては同一符号を付し、詳細説明は省略する。
【００２１】
図１において、大気中の温度及び相対湿度を計測（ステップＳ１）することにより、既知の白煙防止線図、例えば図３に示すような白煙防止線図と照合して、白煙防止限界関数を算出（ステップＳ２）して目標排ガス温度を計算し（ステップＳ３）、煙突から排出される清浄ガスｊの単位時間平均温度と比較する（ステップＳ４） 。
【００２２】
この比較の結果、清浄ガスｊの単位時間平均温度が上記目標排ガス温度（計算値）よりも高ければ、そのまま運転を継続する（ステップＳ５）が、低ければ、まず灰層ａ２ 及び火炎層ａ３ に供給する燃焼空気ｄ１３の供給量を段階的に数％ずつ絞り込むことにより発生する燃焼ガスｂ１ を低減させ（ステップＳ６）、続いて投入ホッパａ１ からのごみ供給量を逓減させて（ステップＳ７）燃焼ガスｂ１ をさらに減少させることにより、後続の各排ガスｂ２ 〜ｂ５ のガス量を減少させる。
【００２３】
この一連の操作により、減量された処理ガスｂ５ に対して一定量を供給し続ける低湿度の白防温空気ｅ５３の比率が高くなって、清浄ガスｊの水分率が降下するため白煙の発生を防止できる。
【００２４】
なお、上述の操作による焼却量の不足分については、気象条件回復後または、操業時間延長によって補うものとする。
【００２５】
次に、図２において、清浄ガスｊの単位時間平均温度が目標排ガス温度よりも低い場合に（ステップＳ４） 、減温排ガスｂ４ の温度が規定値（例えば１７０℃）よりも低ければ（ステップＳ１１）、ダイオキシン類発生防止の目安である、処理ガスｂ５ 中のＣＯ濃度の単位時間平均値が５０ｐｐｍ以下であるという条件範囲内で（ステップＳ１２）、減温排ガスｂ４ の温度を規定値まで上昇させるために、冷却水ｃ１ の供給量を段階的に減少させる（ステップＳ１３）ことにより高温排ガスｂ２ の温度を上昇せしめてバグフィルタｆの入口温度を上昇させ、なおかつ清浄ガスｊの温度が目標排ガス温度より低い場合には、ステップＳ６に戻って燃焼ガスｂ１ の低減を計ることにより白煙発生を防止することができる。
【００２６】
上述の各操作は、天気予報などの大気条件の予測により、事前に準備するのが望ましいが、コンピュータの処理プログラムによって即応させてもよい。
【００２７】
なお、焼却炉ａを竪型焼却炉で説明したが横型ストーカ式焼却炉でも差し支えなく、またガス冷却装置ｃを水噴射式で説明したが廃熱ボイラ冷却式に適用しても差し支えない。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のごみ焼却施設における白煙防止方法によれば、通常予想される範囲内の気象条件に対応可能な、あるいは経済的限度を考慮した白防用空気加熱装置を設備し、それ以上に気象条件が悪化した場合には、ごみ焼却量を低減する方式であるために、経済的な設備費に納めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のごみ焼却施設における白煙防止方法の制御系の概略を示すブロックフロー図である。
【図２】同じく本発明のごみ焼却施設における白煙防止方法の制御系の概略を示すブロックフロー図である。
【図３】白煙防止線図の一例を示す図である。
【図４】従来の白煙防止装置を含むごみ焼却施設における排ガス及び空気に関する概略フローを示す図である。
【符号の説明】
ａ 竪型焼却炉
ｃ 水噴射式ガス冷却装置
ｃ１ 冷却水
ｄ１３ 燃焼空気
ｆ バグフィルタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業廃棄物や一般廃棄物を焼却するごみ焼却施設、特に中小規模の産業廃棄物焼却処理施設における白煙防止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ごみ焼却施設の排ガス処理設備は、ダイオキシン対策のために電気集じん器方式からバグフィルタ方式へと変更され、それに伴ってバグフィルタに導入される排ガスの温度は、濾布の耐熱温度の制約や除去効率等の点から、以前の約３００℃から１７０〜２００℃へと大幅に低下した。
【０００３】
そのため、外気温度及び湿度が低下する時間帯及び季節には、従来にも増して排ガス中に含有される水分が白煙と化して周辺住民のひんしゅくを買うために、中小規模施設に多い水噴射式ごみ焼却施設、あるいは湿式洗煙装置を備えた施設には白煙防止装置が不可欠なものとなった。
【０００４】
図４は、従来の白煙防止装置を含むごみ焼却施設のうち、竪型焼却炉で水噴射式ガス冷却装置を備えた施設を代表例として、該施設における排ガス及び空気に関する概略フローを示す。
【０００５】
まず、太線で示す排ガスの流れに沿って説明する。
【０００６】
図４において、投入ホッパａ１ から竪型焼却炉ａ内に投入された、水分を含むごみの燃焼によって発生した８００〜９５０℃の燃焼ガスｂ１ は、水噴射式ガス冷却装置ｃへの冷却水ｃ１ によって４５０℃前後まで冷却された高温排ガスｂ２ となり、次いで、余熱利用設備を構成する燃焼用空気予熱器ｄ１ 、温水用空気加熱器ｄ２ 、及び白煙防止（以下、白防と略称する。）用空気加熱装置ｅに流入する。この白防用空気加熱装置ｅは、複数基（図示例では４基）の空気加熱器ｅ１ 〜ｅ４ で構成されている。
【０００７】
ここで高温排ガスｂ２ は、燃焼用空気予熱器ｄ１ 及び、温水用空気加熱器ｄ２ において後述の熱交換を行い、３５０〜４００℃まで温度降下した中温排ガスｂ３ となり、続いて、白防用空気加熱装置ｅを通過することにより、さらに１７０〜２００℃まで減温された減温排ガスｂ４ となり、バグフィルタｆに導入されて、１５０〜１８０℃で水分３０〜４０％の中温多湿の処理ガスｂ５ となって誘引通風機ｇに吸引されて混合煙道ｈに到達する。
【０００８】
次に、細い実線で示す空気の流れに沿って説明すると、燃焼用空気ｄ１１は、押込送風機ｄ１２により、図示しないごみピット部から常温で吸引され、燃焼用空気予熱器ｄ１ で昇温された燃焼空気ｄ１３となり、竪型焼却炉ａの下方の灰層ａ２ 部及び中部の火炎層ａ３ から炉内に送入される。
【０００９】
また、温水用空気加熱器ｄ２ により加熱された空気ｄ２１は、温水用送風機ｄ２２によって、温水用空気加熱器ｄ２ と温水貯槽ｄ２３との間を循環して、温水貯槽ｄ２３内の温水を昇温させる。
【００１０】
さらに、白防用空気送風機ｅ５１によって吸引された、常温で水分率が低い白防冷空気ｅ５２は、白防用空気加熱装置ｅで加熱されて１６０〜１８０℃の中温低湿の白防温空気ｅ５３となって混合煙道ｈに送られ、上述の中温多湿の処理ガスｂ５ と混合して、白煙が発生しない状態である例えば水分１５〜１７％程度の清浄ガスｊとなり、図示しない煙突から大気中に放出される。
【００１１】
ここで、ごみ焼却施設に搬入されるごみは収集地区や季節により可燃分や水分の割合が異なり、特に、産業廃棄物は高発熱量物や難燃物・不燃物の混入割合が大きく変化して性状にばらつきが多いために、焼却状況は時々刻々と変動し、各調節機能を働かせても、発生する燃焼ガスｂ１ の温度及び量を完全に一定化することはできない。
【００１２】
この燃焼ガスｂ１ の変動の上に、燃焼状況調節のための燃焼用空気予熱器ｄ１ の吸収熱量変動と、間歇的に増減する温水用空気加熱器ｄ２ の熱負荷変化が加わるために、各排ガスｂ２ 〜ｂ５ の温度及びガス量は変動を続けるのが常である。
【００１３】
しかし、バグフィルタｆの耐熱性及び除去性能の関係から、減温排ガスｂ４ のガス量が変動しても、バグフィルタｆの入口ガス温度は略一定にすることが望ましいため、ガス冷却装置ｃでの吸収熱量あるいは白防冷空気ｅ５２の送風量を調節して対処するようになされている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如く、ごみ焼却施設に搬入されるごみの性状は季節や時間によって大きく変動するとともに、投入ホッパａ１ から焼却炉ａに投入されるごみの発熱量などもその都度大きく変化している。
【００１５】
これに伴って焼却炉ａへの燃焼空気ｄ１３の供給量と温度及び、煙突に排出される処理ガスｂ５ の量と温度なども大きく異なるとともに、外気条件も季節や時間と共に変動するため、上述の処理ガスｂ５ を加熱するための白防用空気加熱装置ｅの容量は、最悪の状況変動に対応できるものにする必要があり、常時はフル稼働しない大容量の物を設置せざるを得ないことになり、特に中小規模の産廃焼却処理施設には重い負担になっていた。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明のごみ焼却施設における白煙防止方法は、ごみ焼却炉の下流に、ガス冷却装置と燃焼用空気予熱器と白煙防止用空気加熱装置を備え、水噴射や熱交換により減温された排ガスをバグフィルタで浄化したのち、混合煙道を介して煙突から放出する産業廃棄物や一般廃棄物を焼却するごみ焼却施設における白煙防止方法であって、
ごみ焼却施設周辺の外気温度と外気湿度を計測し、これらの外気条件に基づいて目標排ガス温度を算出し、煙突から排出される清浄ガスの単位時間平均温度が前記目標排ガス温度未満であることに応答して、前記燃焼用空気加熱器で昇温されてから炉内に送入される燃焼空気の供給量を段階的に数％ずつ絞り込んだのち、ごみ供給量を逓減し、前記排ガスの発生量を減少させることにより、前記混合煙道に送入される前記白煙防止用空気加熱装置で昇温された白防空気の前記清浄ガス中に占める相対比率が向上するよう制御することを特徴とする。
【００１７】
請求項２に係る発明のごみ焼却施設における白煙防止方法は、バグフィルタ下流の排ガス中のＣＯ濃度を計測し、その単位時間平均値が５０ｐｐｍ以下であるとともに、バグフィルタ入口で計測した排ガス温度が規定値未満であることに応答して、ガス冷却装置に供給する冷却水の供給量を段階的に減少させてバグフィルタ入口の排ガス温度を上昇させることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の請求項１に係るごみ焼却施設における白煙防止方法の制御系の概略を示すブロックフロー図であり、図２は同じく請求項２に係る制御系の概略を示すブロックフロー図である。
【００２０】
なお、ごみ焼却施設の全体構成については、図４に述べた従来技術と同様であり、同一気体及び液体に対しては同一符号を付し、詳細説明は省略する。
【００２１】
図１において、大気中の温度及び相対湿度を計測（ステップＳ１）することにより、既知の白煙防止線図、例えば図３に示すような白煙防止線図と照合して、白煙防止限界関数を算出（ステップＳ２）して目標排ガス温度を計算し（ステップＳ３）、煙突から排出される清浄ガスｊの単位時間平均温度と比較する（ステップＳ４） 。
【００２２】
この比較の結果、清浄ガスｊの単位時間平均温度が上記目標排ガス温度（計算値）よりも高ければ、そのまま運転を継続する（ステップＳ５）が、低ければ、まず灰層ａ２ 及び火炎層ａ３ に供給する燃焼空気ｄ１３の供給量を段階的に数％ずつ絞り込むことにより発生する燃焼ガスｂ１ を低減させ（ステップＳ６）、続いて投入ホッパａ１ からのごみ供給量を逓減させて（ステップＳ７）燃焼ガスｂ１ をさらに減少させることにより、後続の各排ガスｂ２ 〜ｂ５ のガス量を減少させる。
【００２３】
この一連の操作により、減量された処理ガスｂ５ に対して一定量を供給し続ける低湿度の白防温空気ｅ５３の比率が高くなって、清浄ガスｊの水分率が降下するため白煙の発生を防止できる。
【００２４】
なお、上述の操作による焼却量の不足分については、気象条件回復後または、操業時間延長によって補うものとする。
【００２５】
次に、図２において、清浄ガスｊの単位時間平均温度が目標排ガス温度よりも低い場合に（ステップＳ４） 、減温排ガスｂ４ の温度が規定値（例えば１７０℃）よりも低ければ（ステップＳ１１）、ダイオキシン類発生防止の目安である、処理ガスｂ５ 中のＣＯ濃度の単位時間平均値が５０ｐｐｍ以下であるという条件範囲内で（ステップＳ１２）、減温排ガスｂ４ の温度を規定値まで上昇させるために、冷却水ｃ１ の供給量を段階的に減少させる（ステップＳ１３）ことにより高温排ガスｂ２ の温度を上昇せしめてバグフィルタｆの入口温度を上昇させ、なおかつ清浄ガスｊの温度が目標排ガス温度より低い場合には、ステップＳ６に戻って燃焼ガスｂ１ の低減を計ることにより白煙発生を防止することができる。
【００２６】
上述の各操作は、天気予報などの大気条件の予測により、事前に準備するのが望ましいが、コンピュータの処理プログラムによって即応させてもよい。
【００２７】
なお、焼却炉ａを竪型焼却炉で説明したが横型ストーカ式焼却炉でも差し支えなく、またガス冷却装置ｃを水噴射式で説明したが廃熱ボイラ冷却式に適用しても差し支えない。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のごみ焼却施設における白煙防止方法によれば、通常予想される範囲内の気象条件に対応可能な、あるいは経済的限度を考慮した白防用空気加熱装置を設備し、それ以上に気象条件が悪化した場合には、ごみ焼却量を低減する方式であるために、経済的な設備費に納めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のごみ焼却施設における白煙防止方法の制御系の概略を示すブロックフロー図である。
【図２】同じく本発明のごみ焼却施設における白煙防止方法の制御系の概略を示すブロックフロー図である。
【図３】白煙防止線図の一例を示す図である。
【図４】従来の白煙防止装置を含むごみ焼却施設における排ガス及び空気に関する概略フローを示す図である。
【符号の説明】
ａ 竪型焼却炉
ｃ 水噴射式ガス冷却装置
ｃ１ 冷却水
ｄ１３ 燃焼空気
ｆ バグフィルタ
Claims (2)
- ごみ焼却炉の下流に、ガス冷却装置と燃焼用空気予熱器と白煙防止用空気加熱装置を備え、水噴射や熱交換により減温された排ガスをバグフィルタで浄化したのち、混合煙道を介して煙突から放出する産業廃棄物や一般廃棄物を焼却するごみ焼却施設における白煙防止方法であって、
ごみ焼却施設周辺の外気温度と外気湿度を計測し、これらの外気条件に基づいて目標排ガス温度を算出し、煙突から排出される清浄ガスの単位時間平均温度が前記目標排ガス温度未満であることに応答して、前記燃焼用空気加熱器で昇温されてから炉内に送入される燃焼空気の供給量を段階的に数％ずつ絞り込んだのち、ごみ供給量を逓減し、前記排ガスの発生量を減少させることにより、前記混合煙道に送入される前記白煙防止用空気加熱装置で昇温された白防空気の前記清浄ガス中に占める相対比率が向上するよう制御することを特徴とするごみ焼却施設における白煙防止方法。 - バグフィルタ下流の排ガス中のＣＯ濃度を計測し、その単位時間平均値が５０ｐｐｍ以下であるとともに、バグフィルタ入口で計測した排ガス温度が規定値未満であることに応答して、ガス冷却装置に供給する冷却水の供給量を段階的に減少させてバグフィルタ入口の排ガス温度を上昇させることを特徴とする請求項１記載のごみ焼却施設における白煙防止方法。
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|---|---|---|---|
| JP2002133946A JP3623780B2 (ja) | 2002-05-09 | 2002-05-09 | ごみ焼却施設における白煙防止方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003329237A JP2003329237A (ja) | 2003-11-19 |
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|---|---|---|---|---|
| CN113144841B (zh) * | 2021-02-22 | 2022-08-23 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种烟气消雨消白方法 |
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