JP3675633B2

JP3675633B2 - 燃焼装置の廃棄物供給装置

Info

Publication number: JP3675633B2
Application number: JP07635398A
Authority: JP
Inventors: 和喜腰山; 誠一中井
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1998-03-25
Filing date: 1998-03-25
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2018-03-25
Also published as: JPH11270828A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼装置へ廃棄物を供給する供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ごみ焼却炉の一形式である流動床式ごみ焼却炉にごみを供給するには、通常、スクリュー式フィーダなどのごみ供給装置が用いられている。このようなフィーダを用いてごみを供給する際、上記ごみ焼却炉内でのごみの燃焼を安定させるため、ごみの供給量を一定にする必要があった。しかしながら、ごみ供給時に、ごみの量が急激に増加する「ごみの大量落下（どか落ち）」が発生して、炉床酸素濃度が大幅に変動し、その結果、ごみ焼却炉内でのごみの燃焼が不安定になって、燃焼排ガス中に未燃分が多量に残り、大気中に有害物質を排出するといった問題が生じた。
【０００３】
上記のような「ごみの大量落下」を軽減するために、図５に示すように、スクリュー式フィーダ５０のごみ出口部５１と流動床式ごみ焼却炉５２のごみ投入口５３とを接続する供給通路５４の途中にベルトコンベヤ５５を設けたものがある。
【０００４】
これによると、上記フィーダ５０を用いてごみ５６を供給する際、ごみ出口部５１から送り出されたごみ５６は、供給通路５４の上流側からベルトコンベヤ５５で一旦受け取られて搬送され、順次供給通路５４の下流側へ搬出されて、ごみ投入口５３からごみ焼却炉５２内へ投入される。
【０００５】
上記のようなごみ５６の供給において、「ごみの大量落下」が発生して、ごみ出口部５１から一度に多量のごみ５６が排出された場合、ベルトコンベヤ５５の搬送速度を低減することによって、ベルトコンベヤ５５で受け取られたごみ５６はベルトコンベヤ５５の下流端から徐々に搬出されるため、「ごみの大量落下」の程度が軽減され、ごみ投入口５３から投入されるごみ５６の量の変動をある程度抑制することができた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ごみ５６はその性状によって発熱量が異なるため、上記の従来形式のように「ごみの大量落下」を軽減してごみ焼却炉５２内へ投入されるごみ５６の量の変動をある程度抑制しても、ごみ焼却炉５２内でごみ５６を燃焼した際の発熱量が一定にならず変動してしまうといった問題があった。
【０００７】
本発明は、燃焼装置内で廃棄物を燃焼した際の発熱量が一定になる様に、廃棄物を燃焼装置へ供給することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本第１発明における燃焼装置の廃棄物供給装置は、燃焼装置へ廃棄物を供給する供給装置であって、
廃棄物を送り出す送出し装置と上記燃焼装置とが供給通路を介して接続され、
上記供給通路の途中に、送出し装置から送り出された廃棄物のかさ比重を計測するかさ比重計測手段と、上記廃棄物中に含まれる水分含有率を計測する水分計測手段とが設けられ、
上記かさ比重計測手段で計測されたかさ比重と上記水分計測手段で計測された水分含有率との積に基づいて上記廃棄物の発熱量を演算する発熱量演算部が備えられ、
上記かさ比重計測手段は、送出し装置から送り出された廃棄物の重量を計測する重量計測手段と、上記廃棄物の体積を計測する体積計測手段とで構成されており、
上記重量計測手段として、供給通路の途中に設けられ、かつ送出し装置から送り出された廃棄物を供給通路の上流側から受け取って供給通路の下流側へ搬出するコンベヤスケールが用いられ、
上記体積計測手段として、上記コンベヤスケール上に積載された廃棄物の高さを検出するレベル検出装置と、上記コンベヤスケールの搬送速度を検出する速度検出装置とが用いられ、
上記水分計測手段として、上記コンベヤスケール上に積載された廃棄物中の水分含有率を測定する赤外線水分計が用いられ、
上記発熱量演算部により求められた廃棄物の発熱量に応じて送出し装置の送出し速度と上記コンベヤスケールの搬送速度とを増減する制御部が備えられているものである。
【０００９】
これによると、送出し装置から送り出された廃棄物は、供給通路の上流側からコンベヤスケールで一旦受け取られて搬送され、順次供給通路の下流側へ搬出され、燃焼装置内へ投入される。
【００１０】
上記のような廃棄物の供給において、「廃棄物の大量落下（どか落ち）」が発生して、送出し装置から一度に多量の廃棄物が送り出された場合、この廃棄物は、一旦コンベヤスケールで受け取られてコンベヤスケールの下流端から徐々に搬出されるため、「ごみの大量落下」の程度が軽減され、燃焼装置内へ投入されるごみの量の変動をある程度抑制することができる。
【００１１】
また、廃棄物の発熱量は廃棄物のかさ比重と水分含有率との積に対して比例することに着目して、かさ比重計測手段および水分計測手段で送出し装置から送り出された廃棄物のかさ比重および水分含有率が計測される。
【００１２】
すなわち、コンベヤスケールで搬送されている廃棄物の重量が計測されるとともに、レベル検出装置で検出された廃棄物の高さと速度検出装置で検出された搬送速度とに基づいて廃棄物の体積が測定され、上記計測された廃棄物の重量を廃棄物の体積で除算することによって、廃棄物のかさ比重が求められる。また、廃棄物中の水分含有率は赤外線水分計によって測定される。
【００１３】
このようにして計測されたかさ比重と水分含有率との積に基づいて廃棄物の発熱量が発熱量演算部で求められる。
上記発熱量演算部で求められた廃棄物の発熱量が増大した場合、制御部が送出し装置の送出し速度とコンベヤスケールの搬送速度とを低減させ、これにより、廃棄物の供給量が減少して、燃焼装置内で廃棄物を燃焼した際の発熱量が増大することなくほぼ一定に維持される。
【００１４】
反対に、上記発熱量演算部で求められた廃棄物の発熱量が減少した場合、制御部が送出し装置の送出し速度とコンベヤスケールの搬送速度とを増加させ、これにより、廃棄物の供給量が増加して、燃焼装置内で廃棄物を燃焼した際の発熱量が低減することなくほぼ一定に維持される。
【００１９】
本第２発明における燃焼装置の廃棄物供給装置は、燃焼装置として流動床式ごみ焼却炉が用いられ、送出し装置としてスクリュー式フィーダが用いられているものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。
図１に示すように、１は燃焼設備に設けられた流動床式ごみ焼却炉（燃焼装置の一例）であり、内部にけい砂等の耐熱性粉粒体が流動媒体（図示せず）として充填されており、高圧空気により流動化された上記流動媒体の中でごみ２（廃棄物の一例）の乾燥および燃焼を行うものである。
【００２２】
上記流動床式ごみ焼却炉１のごみ投入口（図示せず）には、ごみ２を供給する供給装置４が設けられている。上記供給装置４は、ごみ２を一時貯留するごみホッパ５と、このごみホッパ５に貯留されたごみ２を押し出すプッシャ式の給じん機６と、この給じん機６から押し出されたごみ２を破砕する２軸破砕機７と、この２軸破砕機７で破砕されたごみ２を送り出す送出し装置８と、この送出し装置８と上記ごみ焼却炉１との間に接続された供給通路９とで構成されている。
【００２３】
上記給じん機６には、ごみ２を押し出す出退自在なプッシャ１１と、このプッシャ１１を出退させるシリンダ装置１２とが備えられている。
上記送出し装置８は、２軸破砕機７で破砕されたごみ２を一時貯留するホッパ部１４と、上記ごみ２をホッパ部１４から供給通路９へ送り出す２軸のスクリュー式フィーダ１５とで構成されている。また、上記スクリュー式フィーダ１５は、一対の平行に並設された回転軸１６と、両回転軸１６を中心にして回転するねじ状羽根１７と、両回転軸１６を回転駆動させる回転駆動装置１８（モータなど）とを備えている。
【００２４】
上記供給通路９は、スクリュー式フィーダ１５のごみ出口部１９から下方へ垂下する上部供給通路２０と、ごみ焼却炉１のごみ投入口（図示せず）へ連通する下部シューター２１と、上部供給通路２０の下端と下部シューター２１の上端との間に水平に形成された中間部供給通路２２とで構成されている。
【００２５】
上記中間部供給通路２２内には、スクリュー式フィーダ１５から送り出されたごみ２のかさ比重を計測するかさ比重計測手段２３と、上記ごみ２中に含まれる水分含有率を計測する赤外線水分計２４（水分計測手段の一例）とが設けられている。
【００２６】
上記かさ比重計測手段２３は、重量計測手段の一例であるコンベヤスケール２６と、体積計測手段に相当するレベル検出装置２７ならびに速度検出装置２８とで構成されている。
【００２７】
上記コンベヤスケール２６は、スクリュー式フィーダ１５から送り出されたごみ２を上部供給通路２０から受け取って下部シューター２１へ搬出するとともに、搬送されるごみ２の重量を計測するものであり、上記中間部供給通路２２内に設置されている。また、上記コンベヤスケール２６は、前後一対のプーリー３８，３９と、これら両プーリー３８，３９間に巻回された搬送用ベルト３０と、前後いずれかのプーリー３８を回転駆動させる回転駆動装置４０（モータ等）と、搬送用ベルト３０上に積載されたごみ２の重量を検出するロードセル（図示せず）などを有している。
【００２８】
上記レベル検出装置２７は、図２に示すように、上記コンベヤスケール２６の搬送用ベルト３０上に積載されたごみ２の高さＨを検出するものであり、超音波式や光センサ式（レーザ光式を含む）等の非接触レベル計であり、中間部供給通路２２の天井部３１に取付けられている。すなわち、上記レベル検出装置２７によって中間部供給通路２２の天井部３１からごみ２の上端までの距離Ｄが計測され、中間部供給通路２２の底部から上記天井部３１までの全高をＨａ（一定値）、中間部供給通路２２の底部からコンベヤスケール２６の搬送用ベルト３０までの高さをＨｂ（一定値）とすると、以下の式に基づいてごみ２の高さＨを検出することができる。
Ｈ＝Ｈａ−Ｄ−Ｈｂ
また、上記速度検出装置２８は、コンベヤスケール２６の搬送速度を検出するものである。
【００２９】
これによると、上記搬送用ベルト３０の幅は常に一定で既知の値であるため、上記レベル検出装置２７でごみ２の高さＨを検出することによって、搬送用ベルト３０上に積載されたごみ２の搬送経路４１に直交するおおよその断面積が求められ、このごみ２の断面積と上記速度検出装置２８で検出された搬送速度とを乗算することによって、コンベヤスケール２６で搬送されるごみ２の体積が算出される。また、ごみ２の重量はコンベヤスケール２６で計測されるため、計測されたごみ２の重量を算出されたごみ２の体積で除算することによって、ごみ２のかさ比重が求められる。尚、上記赤外線水分計２４は中間部供給通路２２の天井部３１に取付けられている。
【００３０】
上記供給装置４には、上記コンベヤスケール２６とレベル検出装置２７と速度検出装置２８とによって計測されたごみ２のかさ比重と、上記赤外線水分計２４で計測されたごみ２の水分含有率との積に基づいてごみ２の発熱量を演算する発熱量演算部３２が備えられ、さらに、この発熱量演算部３２により求められた発熱量に応じて上記スクリュー式フィーダ１５の回転駆動装置１８を制御してごみ２の送出し速度を増減させるとともに上記コンベヤスケール２６の回転駆動装置４０を制御してごみ２の搬送速度を増減させる制御部３３が備えられている。
【００３１】
また、上記上部供給通路２０の上端部には、スクリュー式フィーダ１５のごみ出口部１９から送り出されたごみ２を解砕する（ほぐす）解砕機３４が設けられている。この解砕機３４は、上部供給通路２０の上端部内に下向きに垂設された回転軸３５と、この回転軸３５を中心にして回転するねじ状羽根３６と、回転軸３５を回転駆動させる回転駆動装置３７とで構成されている。
【００３２】
以下に、上記構成における作用を説明する。
ごみ２の低発熱量はごみ２のかさ比重と水分含有率との影響を受けるため、これらごみ２の低発熱量とかさ比重と水分含有率との関係を調べたところ以下の関係式（１）が得られた。
低発熱量＝−Ａ×（かさ比重×水分含有率）＋Ｂ・・・（１）
尚、上記ＡとＢとはそれぞれごみ焼却炉１を有する燃焼設備やこの設備の設置場所または季節によって定められる固有の係数である。また、低発熱量（真発熱量）は、ボンブ熱量計によって計測された総発熱量から水蒸気の凝縮熱を差し引いた数値である。
【００３３】
例えば、下記の表１は、採集日時ａ〜ｇを変えて採集したごみ２についての平均かさ比重と水分含有率と低発熱量とかさ比重に水分含有率を乗じた値とのデータを示しており、この表１に基づいて、図３に示すような、ごみ２のかさ比重に水分含有率を乗じた値とごみ２の低発熱量との関係を示すグラフが得られる。
【００３４】
【表１】

【００３５】
したがって、ごみ２のかさ比重と水分含有率とを計測し、これに基づいてごみ２の低発熱量を求めることができる。すなわち、ごみホッパ５内で一時貯留されたごみ２は、プッシャ１１の出退によって給じん機６から押し出されて２軸破砕機７で破砕され、送出し装置８のホッパ部１４内へ投入される。
【００３６】
そして、スクリュー式フィーダ１５の回転駆動装置１８によって回転軸１６が回転駆動し、ねじ状羽根１７が回転軸１６を中心に回転し、これにより、ごみ２は、ホッパ部１４からスクリュー式フィーダ１５の内部を通って、ごみ出口部１９から上部供給通路２０へ送り出される。
【００３７】
この際、解砕機３４の回転駆動装置３７によって回転軸３５が回転駆動し、ねじ状羽根３６が回転軸３５を中心に回転してごみ２を塊らないように解砕する（ほぐす）。上記解砕機３４でほぐされたごみ２は、上部供給通路２０内を落下して、コンベヤスケール２６の搬送用ベルト３０で一旦受け取れらて搬送される。
【００３８】
この際、ごみ２の重量はコンベヤスケール２６で計測され、さらに、ごみ２の高さＨがレベル検出装置２７で検出されるとともに搬送速度が速度検出装置２８で検出され、検出されたごみ２の高さＨと搬送速度とに基づいて、コンベヤスケール２６で搬送されるごみ２の体積が算出される。このようにして計測されたごみ２の重量を体積で除算することによって、ごみ２のかさ比重が求められる。また、ごみ２の水分含有率は赤外線水分計２４によって計測される。
【００３９】
そして、発熱量演算部３２において、求められたごみ２のかさ比重と水分含有率との積が算出され、上記関係式（１）に基づいてごみ２の低発熱量が求められる。
【００４０】
その後、コンベヤスケール２６の下流端まで搬送されたごみ２は、順次下部シューター２１へ搬出され、下部シューター２１内を滑り落ちてごみ投入口（図示せず）からごみ焼却炉１へ供給される。
【００４１】
上記発熱量演算部３２で求められたごみ２の発熱量が一定値よりも増大した場合、制御部３３が、スクリュー式フィーダ１５の回転駆動装置１８を制御して回転軸１６の回転数を低減させるとともに、コンベヤスケール２６の回転駆動装置４０を制御してプーリー３８の回転数を低減させる。これにより、スクリュー式フィーダ１５による送出し速度とコンベヤスケール２６の搬送速度とが低減して、ごみ焼却炉１へのごみ２の供給量が減少し、ごみ焼却炉１内でごみ２を燃焼した際の低発熱量が増大することなくほぼ一定に維持される。
【００４２】
反対に、発熱量演算部３２で求められたごみ２の発熱量が一定値よりも減少した場合、制御部３３が、回転駆動装置１８を制御して回転軸１６の回転数を増加させるとともに、回転駆動装置４０を制御してプーリー３８の回転数を増加させる。これにより、スクリュー式フィーダ１５による送出し速度とコンベヤスケール２６の搬送速度とが増加して、ごみ焼却炉１へのごみ２の供給量が増加し、ごみ焼却炉１内でごみ２を燃焼した際の低発熱量が低減することなくほぼ一定に維持される。
【００４３】
また、上記のようなごみ２の供給において、「ごみ２の大量落下（どか落ち）」が発生して、スクリュー式フィーダ１５のごみ出口部１９から一度に多量のごみ２が送り出された場合、このごみ２は、一旦コンベヤスケール２６の搬送用ベルト３０で受け取られて搬送用ベルト３０上に広がり、コンベヤスケール２６の下流端から徐々に搬出されるため、「ごみ２の大量落下」の程度が軽減され、ごみ焼却炉１内へ投入されるごみ２の量の変動をある程度抑制することができる。
【００４４】
上記実施の形態では、レベル検出装置２７として、超音波式や光センサ式（レーザ光式を含む）等の非接触レベル計を用いているが、他の実施の形態として、図４に示すように、上下方向へ揺動自在な検出用板体４５（フラッパなど）を用いてもよい。この場合、ごみ２の高さＨが上昇すると、上記検出用板体４５の角度αが減少し、ごみ２の高さＨが下降すると、上記検出用板体４５の角度αが増加することによって、ごみ２の高さＨが求められる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によると、送出し装置から送り出された廃棄物は、供給通路の上流側からコンベヤスケールで一旦受け取られて搬送され、順次供給通路の下流側へ搬出され、燃焼装置内へ投入される。
【００４６】
上記のような廃棄物の供給において、「廃棄物の大量落下（どか落ち）」が発生して、送出し装置から一度に多量の廃棄物が送り出された場合、この廃棄物は、一旦コンベヤスケールで受け取られてコンベヤスケールの下流端から徐々に搬出されるため、「ごみの大量落下」の程度が軽減され、燃焼装置内へ投入されるごみの量の変動をある程度抑制することができる。
【００４７】
また、廃棄物の発熱量は廃棄物のかさ比重と水分含有率との積に対して比例することに着目して、かさ比重計測手段および水分計測手段で送出し装置から送り出された廃棄物のかさ比重および水分含有率が計測される。
【００４８】
すなわち、コンベヤスケールで搬送されている廃棄物の重量が計測されるとともに、レベル検出装置で検出された廃棄物の高さと速度検出装置で検出された搬送速度とに基づいて廃棄物の体積が測定され、上記計測された廃棄物の重量を廃棄物の体積で除算することによって、廃棄物のかさ比重が求められる。また、廃棄物中の水分含有率は赤外線水分計によって測定される。
【００４９】
このようにして計測されたかさ比重と水分含有率との積に基づいて廃棄物の発熱量が発熱量演算部で求められる。
上記発熱量演算部で求められた廃棄物の発熱量が増大した場合、制御部が送出し装置の送出し速度とコンベヤスケールの搬送速度とを低減させ、これにより、廃棄物の供給量が減少して、燃焼装置内で廃棄物を燃焼した際の発熱量が増大することなくほぼ一定に維持される。
【００５０】
反対に、上記発熱量演算部で求められた廃棄物の発熱量が減少した場合、制御部が送出し装置の送出し速度とコンベヤスケールの搬送速度とを増加させ、これにより、廃棄物の供給量が増加して、燃焼装置内で廃棄物を燃焼した際の発熱量が低減することなくほぼ一定に維持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における供給装置の構成を示す断面図である。
【図２】同、供給装置のかさ比重計測手段と水分計測手段との構成を示す図である。
【図３】ごみのかさ比重×水分含有率と低発熱量との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の他の実施の形態における供給装置のレベル検出装置の図である。
【図５】従来における供給装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１流動床式ごみ焼却炉（燃焼装置）
２ごみ（廃棄物）
４供給装置
８送出し装置
９供給通路
１５スクリュー式フィーダ
２３かさ比重計測手段
２４赤外線水分計（水分計測手段）
２６コンベヤスケール（重量計測手段）
２７レベル検出装置（体積計測手段）
２８速度検出装置（体積計測手段）
３２発熱量演算部
３３制御部
Ｈごみの高さ

Claims

燃焼装置へ廃棄物を供給する供給装置であって、
廃棄物を送り出す送出し装置と上記燃焼装置とが供給通路を介して接続され、
上記供給通路の途中に、送出し装置から送り出された廃棄物のかさ比重を計測するかさ比重計測手段と、上記廃棄物中に含まれる水分含有率を計測する水分計測手段とが設けられ、
上記かさ比重計測手段で計測されたかさ比重と上記水分計測手段で計測された水分含有率との積に基づいて上記廃棄物の発熱量を演算する発熱量演算部が備えられ、
上記かさ比重計測手段は、送出し装置から送り出された廃棄物の重量を計測する重量計測手段と、上記廃棄物の体積を計測する体積計測手段とで構成されており、
上記重量計測手段として、供給通路の途中に設けられ、かつ送出し装置から送り出された廃棄物を供給通路の上流側から受け取って供給通路の下流側へ搬出するコンベヤスケールが用いられ、
上記体積計測手段として、上記コンベヤスケール上に積載された廃棄物の高さを検出するレベル検出装置と、上記コンベヤスケールの搬送速度を検出する速度検出装置とが用いられ、
上記水分計測手段として、上記コンベヤスケール上に積載された廃棄物中の水分含有率を測定する赤外線水分計が用いられ、
上記発熱量演算部により求められた廃棄物の発熱量に応じて送出し装置の送出し速度と上記コンベヤスケールの搬送速度とを増減する制御部が備えられていることを特徴とする燃焼装置の廃棄物供給装置。
燃焼装置として流動床式ごみ焼却炉が用いられ、
送出し装置としてスクリュー式フィーダが用いられていることを特徴とする請求項１記載の燃焼装置の廃棄物供給装置。