JP3868206B2 - 廃棄物のガス化燃焼装置及び燃焼方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物を熱分解炉にて熱分解して生成される熱分解ガスを溶融炉に導入し、該溶融炉において灰等の固形物を溶融するとともに、該溶融炉から送出されるガスを二次燃焼室にて燃焼させるようにした廃棄物のガス化燃焼装置及び燃焼方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物を熱分解して熱分解ガスを生成する熱分解炉と、該熱分解ガスにより灰等の固形物を溶融させる溶融炉と、該溶融炉から送出されるガスを燃焼させる二次燃焼室とを備えた廃棄物のガス化燃焼システムにおいては、前記溶融炉での固形物の溶融温度が１３５０℃ないし１５００℃と高温を要するため、前記熱分解ガスに加えて空気（一次空気）や補助燃料を溶融炉に供給して、前記高温下における固形物の溶融を可能としている。
【０００３】
かかる廃棄物のガス化燃焼システムにおいて、灰溶融炉への一次空気量を適正量に制御する手段の１つとして、特開平１１−３５１５３８号の発明が提供されている。かかる発明においては、灰溶融炉内の温度及び二次燃焼室内の温度を検出し、該検出温度と基準温度（適正温度）とを比較して灰溶融炉への一次空気量の過不足を推定し、流量調整弁を作動させて一次空気供給量を目標値に制御している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる廃棄物のガス化燃焼システムにおいては、熱分解炉に供給される廃棄物のカロリー（所有熱量）が低カロリーとなった場合には、廃棄物の供給量を増加するとともに灰溶融炉の助燃剤供給量を増大して該灰溶融炉内の温度を１３５０℃以上に保持して安定した灰溶融を行う。
しかしながら、廃棄物の質の変動等により熱分解炉にて得られる熱分解ガスの発生量が増大し併せてそのカロリーも高くなった場合には、灰溶融炉での不完全燃焼が発生して該灰溶融炉内の温度が前記灰溶融温度（１３５０℃程度）よりも低下することがある。
【０００５】
しかるに、通常は、熱分解炉への廃棄物供給量及び灰溶融炉への助燃剤供給量については、灰溶融炉内の温度あるいは二次燃焼室内の温度を検出し、該温度検出値に基づき調整している。このため、前記のような不完全燃焼が発生して前記灰溶融炉内温度あるいは二次燃焼室内温度が低下すると、前記廃棄物供給量及び助燃剤供給量を増加させることとなる。これにより、灰溶融炉における炉内負荷が増大し燃焼用空気量を増加しても二次燃焼室出口までに完全燃焼がなされず、ＣＯ（一酸化炭素）、ＤＸＮ（ダイオキシン）、ＮＯｘ（窒素酸化物）等の有害物質が大量発生する要因となる。
【０００６】
また、前記特開平１１−３５１５３８号の発明においては、灰溶融炉内の温度及び二次燃焼室内の温度を検出し、灰溶融炉への一次空気供給量を目標値に制御しているにとどまり、廃棄物供給量あるいは助燃剤供給量の前記温度による制御はなされていない。
即ちかかる発明においては、灰溶融炉内の温度及び二次燃焼室内の温度により灰溶融炉への空気供給量を制御しているのみで、廃棄物供給量あるいは助燃剤供給量の前記温度による制御はなされていないため、前記のように廃棄物の質の変動等により熱分解炉にて得られる熱分解ガスの発生量が増大するような事態となった場合には、これに追従した廃棄物供給量あるいは助燃剤供給量の制御ができず、前記と同様に完全燃焼がなされないことによるＣＯ（一酸化炭素）、ＤＸＮ（ダイオキシン）、ＮＯｘ（窒素酸化物）等の有害物質が大量発生をみる。
【０００７】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、廃棄物のガス化燃焼システムにおいて、廃棄物供給量やカロリーの変動があっても、これに追従して廃棄物供給量あるいは助燃剤供給量を制御可能として溶融炉等における炉の負荷を一定として完全燃焼をなさしめ、ＣＯ、ＤＸＮ、ＮＯｘ等の有害物質の発生及び排出を防止することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するため、請求項１記載の発明として、廃棄物を熱分解して熱分解ガスを生成する熱分解炉と、該熱分解炉に前記廃棄物を供給する廃棄物供給装置と、前記熱分解炉から熱分解ガス管を通して送給される熱分解ガスにより灰等の固形物を溶融させる灰溶融炉と、該灰溶融炉から送出されるガス及び未燃物を燃焼させて排ガス管に排出する二次燃焼室とを備えた廃棄物のガス化燃焼装置において、
前記廃棄物供給装置の前記熱分解炉への廃棄物供給量を調量する廃棄物供給量調整装置と、前記熱分解ガス管に設けた熱分解ガス側ＣＯ濃度検出器と二次燃焼室内の二次燃焼室側ＣＯ（一酸化炭素）濃度を検出するＣＯ濃度検出器と、前記灰溶融炉内と二次燃焼室内の夫々のガスの温度を検出するガス温度検出器とをそなえ、
前記廃棄物供給量調整装置は、二次燃焼室出口までの燃焼過程において完全燃焼をなさしめると判断できる熱分解ガス側及び二次燃焼室側のＣＯ濃度の上限値を夫々の閾値と定め、熱分解ガス側ＣＯ濃度検出値若しくは二次燃焼室側ＣＯ濃度検出値の何れかが前記夫々定めた閾値よりも大きい場合には、該閾値よりも大きい方のＣＯ濃度検出値と閾値との偏差に対応して廃棄物供給量の調整量を求め、該調整量を用いて廃棄物供給量を減少させ、
一方前記熱分解ガス側ＣＯ濃度検出値若しくは二次燃焼室側ＣＯ濃度検出値の何れもが前記ＣＯ濃度の閾値以下の場合には、前記ガス温度検出器により前記灰溶融炉温度制御あるいは二次燃焼室温度制御を行い、
該温度制御によって前記ガス温度検出器により前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が基準値を超える場合には、前記廃棄物供給装置から熱分解炉に供給される廃棄物の供給量を減少させることにより前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度を下げ、前記灰溶融炉における炉負荷を適正値まで低減させる制御操作手順を含むことを特徴とする廃棄物のガス化燃焼装置を提案する。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
請求項２記載の発明は、廃棄物を熱分解して熱分解ガスを生成する熱分解炉と、該熱分解炉に前記廃棄物を供給する廃棄物供給装置と、前記熱分解炉から熱分解ガス管を通して送給される熱分解ガスにより灰等の固形物を溶融させる灰溶融炉と、該灰溶融炉から送出されるガス及び未燃物を燃焼させて排ガス管に排出する二次燃焼室とを備えた廃棄物のガス化燃焼装置において、
前記溶融炉に助燃剤を供給する助燃装置及び該助燃装置の前記溶融炉への助燃剤供給量を調量する助燃量調整装置と、前記熱分解ガス管に設けた熱分解ガス側ＣＯ濃度検出器と二次燃焼室内の二次燃焼室側ＣＯ（一酸化炭素）濃度を検出するＣＯ濃度検出器と、前記灰溶融炉内と二次燃焼室内の夫々のガスの温度を検出するガス温度検出器とをそなえ、
前記助燃剤供給量調整装置は、二次燃焼室出口までの燃焼過程において完全燃焼をなさしめると判断できる熱分解ガス側及び二次燃焼室側のＣＯ濃度の上限値を夫々の閾値と定め、前記熱分解ガス側ＣＯ濃度検出値若しくは二次燃焼室側ＣＯ濃度検出値の何れかが前記閾値よりも大きい場合には、該閾値よりも大きい方のＣＯ濃度検出値と閾値との偏差に対応して助燃剤の調整量を求め、該調整量を用いて助燃剤を減少させ、
一方、前記熱分解ガス側ＣＯ濃度、二次燃焼室側ＣＯ濃度の何れもが前記ＣＯ濃度の閾値以下の場合には、前記ガス温度検出器により前記灰溶融炉温度制御あるいは二次燃焼室温度制御を行い、
該温度制御によって前記ガス温度検出器により前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が基準値を超える場合には、前記助燃剤の供給量を減少させるか停止させることにより前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度を下げ、灰溶融炉における炉負荷を適正値まで低減させる制御操作手順を含むことを特徴とする。
【００１３】
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１の装置を使用する発明であり、廃棄物供給装置により供給された廃棄物を熱分解炉にて熱分解して熱分解ガスを生成し、前記熱分解炉から熱分解ガス管を通して前記熱分解ガスが送給される溶融炉にて灰等の固形物を溶融させ、二次燃焼室にて前記溶融炉から送出されるガス及び未燃物を燃焼させて排ガス管に排出する廃棄物のガス化燃焼方法において、
二次燃焼室出口までの燃焼過程において完全燃焼をなさしめると判断できる熱分解ガス側及び二次燃焼室側のＣＯ濃度の上限値を夫々の閾値と定め、
前記熱分解ガス側ＣＯ濃度検出値若しくは二次燃焼室側ＣＯ濃度検出値の何れかが前記夫々定めた閾値よりも大きい場合には、該閾値よりも大きい方のＣＯ濃度検出値と閾値との偏差に対応して廃棄物供給量の調整量を求め、該調整量を用いて廃棄物供給量を減少させる第１のステップと、
前記熱分解ガス側ＣＯ濃度検出値若しくは二次燃焼室側ＣＯ濃度検出値の何れもが前記ＣＯ濃度の閾値以下の場合には、前記ガス温度検出器により前記灰溶融炉温度制御あるいは二次燃焼室温度制御を行う第２のステップに移行し、該第２のステップが前記ガス温度検出器により前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が基準値を超える場合には、前記廃棄物供給装置から熱分解炉に供給される廃棄物の供給量を減少させることにより前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度を下げ、前記灰溶融炉における炉負荷を適正値まで低減させることを特徴とする。
【００１５】
かかる発明によれば、コントローラによって、ＣＯ濃度の検出値がＣＯ濃度の閾値（許容値）よりも大きい場合には、廃棄物供給装置から熱分解炉に、該熱分解炉から溶融炉を経て二次燃焼室に至るガス流路おけるＣＯ濃度を前記閾値（許容値）以下に保持するような供給量でもって廃棄物を供給する。
又ＣＯ濃度の検出値がＣＯ濃度の閾値（許容値）以下の場合には、廃棄物処理システム内において不完全燃焼は発生していないものとして、前記溶融炉あるいは二次燃焼室の温度制御を行うこととし、廃棄物供給装置から熱分解炉への廃棄物の供給量を、溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が目標温度になるように制御することにより、溶融炉における炉内負荷を適正値に保持し、二次燃焼室出口までの燃焼過程において完全燃焼を維持することができ、ＣＯ、ＤＸＮ、ＮＯｘ等の有害物質の発生及び排出を防止することができる。
【００１６】
請求項４の発明は、廃棄物供給装置により供給された廃棄物を熱分解炉にて熱分解して熱分解ガスを生成し、前記熱分解炉から熱分解ガス管を通して前記熱分解ガスと助燃剤が送給される溶融炉にて灰等の固形物を溶融させ、二次燃焼室にて前記溶融炉から送出されるガス及び未燃物を燃焼させて排ガス管に排出する廃棄物のガス化燃焼方法において、
二次燃焼室出口までの燃焼過程において完全燃焼をなさしめると判断できる熱分解ガス側及び二次燃焼室側のＣＯ濃度の上限値を夫々の閾値と定め、
前記熱分解ガス側ＣＯ濃度検出値若しくは二次燃焼室側ＣＯ濃度検出値の何れかが前記夫々定めた閾値よりも大きい場合には、該閾値よりも大きい方のＣＯ濃度検出値と閾値との偏差に対応して助燃剤の調整量を求め、該調整量を用いて助燃剤を減少させる第１のステップと、
前記熱分解ガス側ＣＯ濃度、二次燃焼室側ＣＯ濃度の何れもが前記ＣＯ濃度の閾値以下の場合には、前記ガス温度検出器により前記灰溶融炉温度制御あるいは二次燃焼室温度制御を行う第２のステップに移行し、該第２のステップが前記ガス温度検出器により前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が基準値を超える場合には、前記助燃剤の供給量を減少させるか停止させることにより前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度を下げ、灰溶融炉における炉負荷を適正値まで低減させることを特徴とする。
【００１７】
【００１８】
かかる発明によれば、助燃装置から溶融炉に、前記ガス流路におけるＣＯ濃度を前記閾値（許容値）以下に保持するような供給量でもって助燃剤を供給することができる。
また、助燃装置から溶融炉への助燃剤の供給量を溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が目標温度になるように制御することにより、溶融炉における炉内負荷を適正値に保持し、二次燃焼室出口までの燃焼過程において完全燃焼を維持することができ、ＣＯ、ＤＸＮ、ＮＯｘ等の有害物質の発生及び排出を防止することができる。
【００１９】
従って、廃棄物の質の変動等により熱分解炉にて得られる熱分解ガスの発生量が増大し併せてそのカロリーも高くなったような場合においても、従来技術に係る熱分解炉への廃棄物供給量及び灰溶融炉への助燃剤供給量を溶融炉内または二次燃焼室内の温度により制御するもの、あるいは溶融炉内及び二次燃焼室内の温度により溶融炉への空気供給量を制御するもののような炉内負荷の増大に伴う不完全燃焼の発生が回避されることとなり、溶融炉における炉内負荷を適正値に保持し、二次燃焼室出口までの燃焼過程において完全燃焼をなさしめることができ、ＣＯ、ＤＸＮ、ＮＯｘ等の有害物質の発生及び排出を防止することができる。
【００２０】
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２２】
図１は本発明の実施例に係る廃棄物のガス化燃焼装置の全体構成図、図２は制御ブロック図、図3は制御フローチャートである。
図１において、０２は廃棄物（ごみ）３投入用のホッパ、２は該廃棄物３を後述する熱分解炉１に供給するスクリューフィーダ等からなる廃棄物供給装置である。１は該廃棄物供給装置２から供給される廃棄物３を熱分解して熱分解ガスを生成する熱分解炉で、下部の流動砂層１ａ及び上部のフリーボード１ｂよりなる。５は前記熱分解ガスにより固形灰、飛灰、チャー等の固形物を溶融させる灰溶融炉である。
【００２３】
６は該溶融炉５の上部に連設され該溶融炉５からのガス及び該ガス中の未燃混入物の燃焼を行う二次燃焼室で外周に水冷却室（図示省略）が形成されている。４は前記熱分解炉１にて生成された熱分解ガスを前記灰溶融炉５に搬送するための熱分解ガス管である。また１２は前記灰溶融炉５に助燃剤を供給する助燃装置である。８は前記二次燃焼室６の排ガス出口に接続される排ガス管、９は該排ガス管８に設けられて排ガスの浄化を行う排ガス処理装置、１０は煙突である。
以上の構成は、従来技術と同様である。本発明においては、以下の改良を行っている。
【００２４】
即ち、図１において１４は前記廃棄物供給装置２の前記熱分解炉１への廃棄物供給量を調量する廃棄物供給量調整装置である。また、１３は前記助燃装置１２の前記灰溶融炉５への助燃剤供給量を調量する助燃量調整装置である。
１５は前記熱分解ガス管４の管路におけるＣＯ濃度を検出する熱分解ガスＣＯ濃度検出器、１６は前記二次燃焼室６内におけるＣＯ濃度を検出する二次燃焼室ＣＯ濃度検出器、３０は前記排ガス管８の管路におけるＣＯ濃度を検出する排ガス管ＣＯ濃度検出器である。また１７は前記灰溶融炉５内における温度を検出する灰溶融炉温度検出器、１８は前記二次燃焼室６内における温度を検出する二次燃焼室温度検出器である。
【００２５】
１１はコントローラで、前記熱分解ガスＣＯ濃度検出器１５、灰溶融炉ＣＯ濃度検出器１６、二次燃焼室内ＣＯ濃度検出器３０からのガス通路中のＣＯ濃度検出値、並びに前記灰溶融炉温度検出器１７からの前記灰溶融炉５内における温度の検出値、二次燃焼室温度検出器からの前記二次燃焼室６内における温度の検出値が夫々入力され、これらの検出信号に基づき算出した廃棄物供給量の調量信号を前記廃棄物供給量調整装置１４に、助燃剤供給量の調量信号を前記助燃量調整装置１３に夫々出力するものであり、その詳細は後述する。
【００２６】
かかる構成からなる廃棄物のガス化燃焼システムの稼働時において、前記廃棄物供給装置２により、廃棄物（ごみ）３が前記熱分解炉１の流動砂層１ａに供給される。該熱分解炉１においては、前記廃棄物供給装置２から供給された廃棄物３を、流動砂循環手段（図示省略）から導入される高温の流動砂により高温に維持しながら熱分解して塩素を除去し、高温の熱分解ガス及び塩素が除去されたチャーを生成する。
【００２７】
前記熱分解炉１のフリーボード１ｂを経た熱分解ガスは熱分解ガス管４を通して灰溶融炉５に送られる。該灰溶融炉５においては、前記熱分解ガスにより固形灰、チャー、飛灰等の固形物を１３５０℃以上の高温にて溶融させる。
かかる熱分解炉１での熱分解並びに灰溶融炉５での燃焼及び前記固形物の溶融時において、後述するようにコントローラ１１によって廃棄物供給量あるいは助燃剤供給量の制御がなされて、灰溶融炉５における炉の負荷を一定とした完全燃焼がなされる。
前記灰溶融炉５からのガスは二次燃焼室６において該ガス中に混入しているチャーとともに二次燃焼がなされ、排ガス管８を通って排ガス処理装置９にて浄化され、煙突１０から大気中に排出される。
【００２８】
次に、図２及び図3に基づき、前記コントローラ１１による廃棄物供給量及び助燃剤供給量の制御につき説明すると、前記熱分解ガスＣＯ濃度検出器１５にて検出された熱分解ガス管４の管路におけるＣＯ濃度はコントローラ１１の熱分解ガスＣＯ濃度比較器２２に入力される。２１は基準ＣＯ濃度設定器で、前記煙突１０から大気中に排出される排ガス中のＣＯ濃度の許容値（閾値）が設定されている。前記熱分解ガスＣＯ濃度比較器２２においては、前記熱分解ガスＣＯ濃度検出器１５からのＣＯ濃度の検出値と前記ＣＯ濃度の設定値（許容値）とを比較し、その偏差を算出して、廃棄物供給量算出器２８及び助燃剤供給量算出器２９に送る（図３のステップ（１））。
【００２９】
また前記灰溶融炉ＣＯ濃度検出器１６にて検出された灰溶融炉内５におけるＣＯ濃度はコントローラ１１の灰溶融側ＣＯ濃度比較器２３に入力される。さらに前記二次燃焼室内ＣＯ濃度検出器３０にて検出された前記二次燃焼室６におけるＣＯ濃度もコントローラ１１の灰溶融側ＣＯ濃度比較器２３に入力される。そして前記灰溶融側ＣＯ濃度比較器２３においては、前記灰溶融炉ＣＯ濃度検出器１６及び前記二次燃焼室内ＣＯ濃度検出器３０からのＣＯ濃度の検出値と前記ＣＯ濃度の設定値（許容値）とを比較し、その偏差を算出して、前記設定値よりも大きい方の偏差を前記廃棄物供給量算出器２８及び助燃剤供給量算出器２９に送る。
【００３０】
前記灰溶融炉温度検出器１７にて検出された前記灰溶融炉５内における温度はコントローラ１１の灰溶融炉温度比較器２５に入力される。２４は灰溶融炉温度設定器で、該灰溶融炉５における該灰溶融作用を完全燃焼でもってなし得る目標温度（例えば１３５０℃）が設定されている。
そして前記灰溶融炉温度比較器２５においては、前記灰溶融炉温度検出器１７からの灰溶融炉温度の検出値と前記灰溶融炉温度設定器２４に設定された目標温度とを比較し、その偏差を算出して、前記廃棄物供給量算出器２８及び助燃剤供給量算出器２９に送る。
【００３１】
また前記二次燃焼室温度検出器１８にて検出された前記二次燃焼室６内における温度はコントローラ１１の二次燃焼室温度比較器２７に入力される。２６は二次燃焼室温度設定器で、該二次燃焼室６において完全燃焼をなし得る目標温度が設定されている。
そして前記二次燃焼室温度比較器２７においては、前記二次燃焼室温度検出器１８からの二次燃焼室温度の検出値と前記二次燃焼室温度設定器２６に設定された目標温度とを比較し、その偏差を算出して、前記廃棄物供給量算出器２８及び助燃剤供給量算出器２９に送る（図３のステップ（２）（３）（４））。
【００３２】
前記廃棄物供給量算出器２８においては、前記熱分解ガスＣＯ濃度比較器２２において算出された熱分解ガス側ＣＯ濃度偏差、二次燃焼室側ＣＯ濃度比較器２３において算出された二次燃焼室側ＣＯ濃度偏差の何れかが正（＋）つまり前記ＣＯ濃度の検出値が前記ＣＯ濃度の許容値（閾値）よりも大きい場合には、前記熱分解ガス側ＣＯ濃度偏差または二次燃焼室側ＣＯ濃度偏差の大きい方の偏差に対応する廃棄物供給量の調整量を求め、該調整量を用いて現状の廃棄物供給量から増減してＣＯ濃度が前記許容値（閾値）以下の濃度を保持するに要する廃棄物供給量を算出する（図３のステップ（５）（６））。
【００３３】
また、前記助燃剤供給量算出器２９においては、前記熱分解ガスＣＯ濃度比較器２２において算出された熱分解ガス側ＣＯ濃度偏差、灰溶融側ＣＯ濃度比較器２３において算出された灰溶融側ＣＯ濃度偏差の何れかが正（＋）つまり前記ＣＯ濃度の検出値が前記ＣＯ濃度の許容値（閾値）よりも大きい場合には、前記熱分解ガス側ＣＯ濃度偏差または灰溶融側ＣＯ濃度偏差の大きい方の偏差に対応する助燃剤供給量の調整量を求め、該調整量を用いて現状の助燃剤供給量から増減してＣＯ濃度が前記許容値（閾値）以下の濃度を保持するに要する助燃剤供給量を算出する（図３のステップ（８）（９）（１０））。
【００３４】
前記廃棄物供給量算出器２８にて算出された廃棄物供給量の算出信号は前記廃棄物供給量調整装置１４に送られ、該廃棄物供給量調整装置１４は前記廃棄物供給装置２の前記熱分解炉１への廃棄物の供給量を前記により算出した廃棄物供給量に調量する。
即ち、前記ＣＯ濃度が前記許容値（閾値）を超える場合には、廃棄物供給装置２から熱分解炉１に供給される廃棄物３の供給量を減少させることにより灰溶融炉５における炉負荷を適正値まで低減する。
【００３５】
また、前記助燃剤供給量算出器２９にて算出された助燃剤供給量の算出信号は前記助燃剤供給量調整装置１３に送られ、前記助燃剤供給量調整装置１３は前記助燃装置１２の前記灰溶融炉５への助燃剤の供給量を前記により算出した助燃剤供給量に調量する。
即ち、前記ＣＯ濃度が前記許容値（閾値）を超える場合には、助燃装置１２から灰溶融炉５に供給される助燃剤の供給量を減少させることにより灰溶融炉５における炉負荷を適正値まで低減する（図３のステップ（１１）（１２）（１３））。
【００３６】
かかる制御、操作により、廃棄物供給装置２からは、熱分解炉１から灰溶融炉５及び二次燃焼室６におけるＣＯ濃度を前記許容値（閾値）以下に保持するような供給量でもって廃棄物３を供給し、あるいは、助燃装置１２からは、熱分解炉１から灰溶融炉５及び二次燃焼室６におけるＣＯ濃度を前記許容値（閾値）以下に保持するような供給量でもって助燃剤を供給することができ、これにより、灰溶融炉５における炉負荷を適正値に保持し、二次燃焼室６出口までの燃焼過程において完全燃焼をなさしめることができ、ＣＯ、ＤＸＮ、ＮＯｘ等の有害物質の発生及び排出を防止することができる。
【００３７】
一方、前記廃棄物供給量算出器２８においては、前記熱分解ガスＣＯ濃度比較器２２にて算出された熱分解ガス側ＣＯ濃度偏差、灰溶融側ＣＯ濃度比較器２３にて算出された灰溶融側ＣＯ濃度偏差の双方が負（−）つまり前記ＣＯ濃度の検出値が前記ＣＯ濃度の許容値（閾値）以下の場合には、廃棄物処理システム内において不完全燃焼は発生していないものとして、前記灰溶融炉温度制御あるいは二次燃焼室温度制御を行う。
即ち、前記廃棄物供給量算出器２８においては、前記灰溶融炉温度比較器２５からの目標温度との偏差、あるいは前記二次燃焼室温度比較器２７からの目標温度との偏差に対応する廃棄物供給量の調整量を求め、該調整量を用いて現状の廃棄物供給量から増減して、前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が前記目標温度になるような廃棄物供給量を算出する。
【００３８】
前記廃棄物供給量算出器２８にて算出された廃棄物供給量の算出信号は前記廃棄物供給量調整装置１４に送られ、該廃棄物供給量調整装置１４は前記廃棄物供給装置２の前記熱分解炉１への廃棄物の供給量を前記により算出した廃棄物供給量に調量する。
即ち、前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が前記目標温度を超える場合には、前記廃棄物供給装置２から熱分解炉１に供給される廃棄物３の供給量を減少させることにより前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度を目標温度まで下げ、前記灰溶融炉５における炉負荷を適正値まで低減する（図３のステップ（５）（６））。
【００３９】
また、前記ＣＯ濃度の検出値が前記ＣＯ濃度の許容値（閾値）以下の場合、前記助燃剤供給量算出器２９においては、前記灰溶融炉温度比較器２５からの目標温度との偏差、あるいは前記二次燃焼室温度比較器２７からの目標温度との偏差に対応する前記助燃剤供給量の調整量を求め、該調整量を用いて現状の前記助燃剤供給量から増減して、前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が前記目標温度になるような助燃剤供給量を算出する。
前記助燃剤供給量算出器２９にて算出された助燃剤供給量の算出信号は前記助燃剤供給量調整装置１３に送られ、前記助燃剤供給量調整装置１３は前記助燃装置１２の前記灰溶融炉５への助燃剤の供給量を前記のようにして算出した助燃剤供給量に調量する。
即ち、前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が目標温度を超える場合には、助燃装置１２から灰溶融炉５に供給される助燃剤の供給量を減少させることにより前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度を下げ、灰溶融炉５における炉負荷を適正値まで低減する（図３のステップ（１１）（１２）（１３））。
【００４０】
かかる制御、操作により、前記ＣＯ濃度の検出値が前記ＣＯ濃度の許容値（閾値）以下の場合には、廃棄物供給装置２からの廃棄物の供給量を、前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が目標温度になるように制御し、あるいは前記助燃装置１２からの助燃剤の供給量を前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が目標温度になるように制御することにより、灰溶融炉５における炉負荷を適正値に保持し、二次燃焼室６出口までの燃焼過程において完全燃焼をなさしめることができ、ＣＯ、ＤＸＮ、ＮＯｘ等の有害物質の発生及び排出を防止することができる。
【００４１】
尚、前記ＣＯ濃度の検出値が前記ＣＯ濃度の許容値（閾値）以下の場合、前記廃棄物供給量調整装置１４による廃棄物供給装置２からの廃棄物供給量の制御のみで、前記灰溶融炉５の温度を灰等の固形物を溶融可能な高温に保持できる場合には、前記助燃装置１２からの助燃剤の供給を停止することも可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上記載の如く本発明によれば、コントローラによって、ＣＯ濃度の検出値がＣＯ濃度の許容値（閾値）よりも大きい場合には、廃棄物供給装置から熱分解炉に、該熱分解炉から溶融炉を経て二次燃焼室に至るガス流路おけるＣＯ濃度を前記許容値（閾値）以下に保持するような供給量でもって廃棄物を供給し、さらに請求項２記載の発明のように、助燃装置から溶融炉に、前記ガス流路におけるＣＯ濃度を前記許容値（閾値）以下に保持するような供給量でもって助燃剤を供給することができる。
これにより、溶融炉における炉内負荷を適正値に保持し、二次燃焼室出口までの燃焼過程において完全燃焼をなさしめることができ、ＣＯ、ＤＸＮ、ＮＯｘ等の有害物質の発生及び排出を防止することができる。
【００４３】
また、前記コントローラによって、ＣＯ濃度の検出値がＣＯ濃度の許容値（閾値）以下の場合には、廃棄物処理システム内において不完全燃焼は発生していないものとして、前記溶融炉あるいは二次燃焼室の温度制御を行うこととし、廃棄物供給装置から熱分解炉への廃棄物の供給量を、溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が目標温度になるように制御し、さらには請求項２及び４記載の発明のように、助燃装置から溶融炉への助燃剤の供給量を溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が目標温度になるように制御することにより、溶融炉における炉内負荷を適正値に保持し、二次燃焼室出口までの燃焼過程において完全燃焼を維持することができ、ＣＯ、ＤＸＮ、ＮＯｘ等の有害物質の発生及び排出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例に係る廃棄物のガス化燃焼装置の全体構成図である。
【図２】 前記廃棄物のガス化燃焼装置の制御ブロック図である。
【図３】 前記廃棄物のガス化燃焼装置の制御フローチャートである。
【符号の説明】
１ 熱分解炉
２ 廃棄物供給装置
３ 廃棄物
４ 熱分解ガス管
５ 灰溶融炉
６ 二次燃焼室
８ 排ガス管
９ 排ガス処理装置
１１ コントローラ
１２ 助燃装置
１３ 助燃量調整装置
１４ 廃棄物供給量調整装置
１５ 熱分解ガスＣＯ濃度検出器
１６ 灰溶融炉ＣＯ濃度検出器
１７ 灰溶融炉温度検出器
１８ 二次燃焼室温度検出器
２１ 基準ＣＯ濃度設定器
２２ 熱分解ガスＣＯ濃度比較器
２３ 灰溶融側ＣＯ濃度比較器
２４ 灰溶融炉温度設定器
２５ 灰溶融炉温度比較器
２６ 二次燃焼室温度設定器
２７ 二次燃焼室温度比較器
２８ 廃棄物供給量算出器
２９ 助燃剤供給量算出器
３０ 二次燃焼室内ＣＯ濃度検出器
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物を熱分解炉にて熱分解して生成される熱分解ガスを溶融炉に導入し、該溶融炉において灰等の固形物を溶融するとともに、該溶融炉から送出されるガスを二次燃焼室にて燃焼させるようにした廃棄物のガス化燃焼装置及び燃焼方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物を熱分解して熱分解ガスを生成する熱分解炉と、該熱分解ガスにより灰等の固形物を溶融させる溶融炉と、該溶融炉から送出されるガスを燃焼させる二次燃焼室とを備えた廃棄物のガス化燃焼システムにおいては、前記溶融炉での固形物の溶融温度が１３５０℃ないし１５００℃と高温を要するため、前記熱分解ガスに加えて空気（一次空気）や補助燃料を溶融炉に供給して、前記高温下における固形物の溶融を可能としている。
【０００３】
かかる廃棄物のガス化燃焼システムにおいて、灰溶融炉への一次空気量を適正量に制御する手段の１つとして、特開平１１−３５１５３８号の発明が提供されている。かかる発明においては、灰溶融炉内の温度及び二次燃焼室内の温度を検出し、該検出温度と基準温度（適正温度）とを比較して灰溶融炉への一次空気量の過不足を推定し、流量調整弁を作動させて一次空気供給量を目標値に制御している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる廃棄物のガス化燃焼システムにおいては、熱分解炉に供給される廃棄物のカロリー（所有熱量）が低カロリーとなった場合には、廃棄物の供給量を増加するとともに灰溶融炉の助燃剤供給量を増大して該灰溶融炉内の温度を１３５０℃以上に保持して安定した灰溶融を行う。
しかしながら、廃棄物の質の変動等により熱分解炉にて得られる熱分解ガスの発生量が増大し併せてそのカロリーも高くなった場合には、灰溶融炉での不完全燃焼が発生して該灰溶融炉内の温度が前記灰溶融温度（１３５０℃程度）よりも低下することがある。
【０００５】
しかるに、通常は、熱分解炉への廃棄物供給量及び灰溶融炉への助燃剤供給量については、灰溶融炉内の温度あるいは二次燃焼室内の温度を検出し、該温度検出値に基づき調整している。このため、前記のような不完全燃焼が発生して前記灰溶融炉内温度あるいは二次燃焼室内温度が低下すると、前記廃棄物供給量及び助燃剤供給量を増加させることとなる。これにより、灰溶融炉における炉内負荷が増大し燃焼用空気量を増加しても二次燃焼室出口までに完全燃焼がなされず、ＣＯ（一酸化炭素）、ＤＸＮ（ダイオキシン）、ＮＯｘ（窒素酸化物）等の有害物質が大量発生する要因となる。
【０００６】
また、前記特開平１１−３５１５３８号の発明においては、灰溶融炉内の温度及び二次燃焼室内の温度を検出し、灰溶融炉への一次空気供給量を目標値に制御しているにとどまり、廃棄物供給量あるいは助燃剤供給量の前記温度による制御はなされていない。
即ちかかる発明においては、灰溶融炉内の温度及び二次燃焼室内の温度により灰溶融炉への空気供給量を制御しているのみで、廃棄物供給量あるいは助燃剤供給量の前記温度による制御はなされていないため、前記のように廃棄物の質の変動等により熱分解炉にて得られる熱分解ガスの発生量が増大するような事態となった場合には、これに追従した廃棄物供給量あるいは助燃剤供給量の制御ができず、前記と同様に完全燃焼がなされないことによるＣＯ（一酸化炭素）、ＤＸＮ（ダイオキシン）、ＮＯｘ（窒素酸化物）等の有害物質が大量発生をみる。
【０００７】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、廃棄物のガス化燃焼システムにおいて、廃棄物供給量やカロリーの変動があっても、これに追従して廃棄物供給量あるいは助燃剤供給量を制御可能として溶融炉等における炉の負荷を一定として完全燃焼をなさしめ、ＣＯ、ＤＸＮ、ＮＯｘ等の有害物質の発生及び排出を防止することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するため、請求項１記載の発明として、廃棄物を熱分解して熱分解ガスを生成する熱分解炉と、該熱分解炉に前記廃棄物を供給する廃棄物供給装置と、前記熱分解炉から熱分解ガス管を通して送給される熱分解ガスにより灰等の固形物を溶融させる灰溶融炉と、該灰溶融炉から送出されるガス及び未燃物を燃焼させて排ガス管に排出する二次燃焼室とを備えた廃棄物のガス化燃焼装置において、
前記廃棄物供給装置の前記熱分解炉への廃棄物供給量を調量する廃棄物供給量調整装置と、前記熱分解ガス管に設けた熱分解ガス側ＣＯ濃度検出器と二次燃焼室内の二次燃焼室側ＣＯ（一酸化炭素）濃度を検出するＣＯ濃度検出器と、前記灰溶融炉内と二次燃焼室内の夫々のガスの温度を検出するガス温度検出器とをそなえ、
前記廃棄物供給量調整装置は、二次燃焼室出口までの燃焼過程において完全燃焼をなさしめると判断できる熱分解ガス側及び二次燃焼室側のＣＯ濃度の上限値を夫々の閾値と定め、熱分解ガス側ＣＯ濃度検出値若しくは二次燃焼室側ＣＯ濃度検出値の何れかが前記夫々定めた閾値よりも大きい場合には、該閾値よりも大きい方のＣＯ濃度検出値と閾値との偏差に対応して廃棄物供給量の調整量を求め、該調整量を用いて廃棄物供給量を減少させ、
一方前記熱分解ガス側ＣＯ濃度検出値若しくは二次燃焼室側ＣＯ濃度検出値の何れもが前記ＣＯ濃度の閾値以下の場合には、前記ガス温度検出器により前記灰溶融炉温度制御あるいは二次燃焼室温度制御を行い、
該温度制御によって前記ガス温度検出器により前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が基準値を超える場合には、前記廃棄物供給装置から熱分解炉に供給される廃棄物の供給量を減少させることにより前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度を下げ、前記灰溶融炉における炉負荷を適正値まで低減させる制御操作手順を含むことを特徴とする廃棄物のガス化燃焼装置を提案する。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
請求項２記載の発明は、廃棄物を熱分解して熱分解ガスを生成する熱分解炉と、該熱分解炉に前記廃棄物を供給する廃棄物供給装置と、前記熱分解炉から熱分解ガス管を通して送給される熱分解ガスにより灰等の固形物を溶融させる灰溶融炉と、該灰溶融炉から送出されるガス及び未燃物を燃焼させて排ガス管に排出する二次燃焼室とを備えた廃棄物のガス化燃焼装置において、
前記溶融炉に助燃剤を供給する助燃装置及び該助燃装置の前記溶融炉への助燃剤供給量を調量する助燃量調整装置と、前記熱分解ガス管に設けた熱分解ガス側ＣＯ濃度検出器と二次燃焼室内の二次燃焼室側ＣＯ（一酸化炭素）濃度を検出するＣＯ濃度検出器と、前記灰溶融炉内と二次燃焼室内の夫々のガスの温度を検出するガス温度検出器とをそなえ、
前記助燃剤供給量調整装置は、二次燃焼室出口までの燃焼過程において完全燃焼をなさしめると判断できる熱分解ガス側及び二次燃焼室側のＣＯ濃度の上限値を夫々の閾値と定め、前記熱分解ガス側ＣＯ濃度検出値若しくは二次燃焼室側ＣＯ濃度検出値の何れかが前記閾値よりも大きい場合には、該閾値よりも大きい方のＣＯ濃度検出値と閾値との偏差に対応して助燃剤の調整量を求め、該調整量を用いて助燃剤を減少させ、
一方、前記熱分解ガス側ＣＯ濃度、二次燃焼室側ＣＯ濃度の何れもが前記ＣＯ濃度の閾値以下の場合には、前記ガス温度検出器により前記灰溶融炉温度制御あるいは二次燃焼室温度制御を行い、
該温度制御によって前記ガス温度検出器により前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が基準値を超える場合には、前記助燃剤の供給量を減少させるか停止させることにより前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度を下げ、灰溶融炉における炉負荷を適正値まで低減させる制御操作手順を含むことを特徴とする。
【００１３】
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１の装置を使用する発明であり、廃棄物供給装置により供給された廃棄物を熱分解炉にて熱分解して熱分解ガスを生成し、前記熱分解炉から熱分解ガス管を通して前記熱分解ガスが送給される溶融炉にて灰等の固形物を溶融させ、二次燃焼室にて前記溶融炉から送出されるガス及び未燃物を燃焼させて排ガス管に排出する廃棄物のガス化燃焼方法において、
二次燃焼室出口までの燃焼過程において完全燃焼をなさしめると判断できる熱分解ガス側及び二次燃焼室側のＣＯ濃度の上限値を夫々の閾値と定め、
前記熱分解ガス側ＣＯ濃度検出値若しくは二次燃焼室側ＣＯ濃度検出値の何れかが前記夫々定めた閾値よりも大きい場合には、該閾値よりも大きい方のＣＯ濃度検出値と閾値との偏差に対応して廃棄物供給量の調整量を求め、該調整量を用いて廃棄物供給量を減少させる第１のステップと、
前記熱分解ガス側ＣＯ濃度検出値若しくは二次燃焼室側ＣＯ濃度検出値の何れもが前記ＣＯ濃度の閾値以下の場合には、前記ガス温度検出器により前記灰溶融炉温度制御あるいは二次燃焼室温度制御を行う第２のステップに移行し、該第２のステップが前記ガス温度検出器により前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が基準値を超える場合には、前記廃棄物供給装置から熱分解炉に供給される廃棄物の供給量を減少させることにより前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度を下げ、前記灰溶融炉における炉負荷を適正値まで低減させることを特徴とする。
【００１５】
かかる発明によれば、コントローラによって、ＣＯ濃度の検出値がＣＯ濃度の閾値（許容値）よりも大きい場合には、廃棄物供給装置から熱分解炉に、該熱分解炉から溶融炉を経て二次燃焼室に至るガス流路おけるＣＯ濃度を前記閾値（許容値）以下に保持するような供給量でもって廃棄物を供給する。
又ＣＯ濃度の検出値がＣＯ濃度の閾値（許容値）以下の場合には、廃棄物処理システム内において不完全燃焼は発生していないものとして、前記溶融炉あるいは二次燃焼室の温度制御を行うこととし、廃棄物供給装置から熱分解炉への廃棄物の供給量を、溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が目標温度になるように制御することにより、溶融炉における炉内負荷を適正値に保持し、二次燃焼室出口までの燃焼過程において完全燃焼を維持することができ、ＣＯ、ＤＸＮ、ＮＯｘ等の有害物質の発生及び排出を防止することができる。
【００１６】
請求項４の発明は、廃棄物供給装置により供給された廃棄物を熱分解炉にて熱分解して熱分解ガスを生成し、前記熱分解炉から熱分解ガス管を通して前記熱分解ガスと助燃剤が送給される溶融炉にて灰等の固形物を溶融させ、二次燃焼室にて前記溶融炉から送出されるガス及び未燃物を燃焼させて排ガス管に排出する廃棄物のガス化燃焼方法において、
二次燃焼室出口までの燃焼過程において完全燃焼をなさしめると判断できる熱分解ガス側及び二次燃焼室側のＣＯ濃度の上限値を夫々の閾値と定め、
前記熱分解ガス側ＣＯ濃度検出値若しくは二次燃焼室側ＣＯ濃度検出値の何れかが前記夫々定めた閾値よりも大きい場合には、該閾値よりも大きい方のＣＯ濃度検出値と閾値との偏差に対応して助燃剤の調整量を求め、該調整量を用いて助燃剤を減少させる第１のステップと、
前記熱分解ガス側ＣＯ濃度、二次燃焼室側ＣＯ濃度の何れもが前記ＣＯ濃度の閾値以下の場合には、前記ガス温度検出器により前記灰溶融炉温度制御あるいは二次燃焼室温度制御を行う第２のステップに移行し、該第２のステップが前記ガス温度検出器により前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が基準値を超える場合には、前記助燃剤の供給量を減少させるか停止させることにより前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度を下げ、灰溶融炉における炉負荷を適正値まで低減させることを特徴とする。
【００１７】
【００１８】
かかる発明によれば、助燃装置から溶融炉に、前記ガス流路におけるＣＯ濃度を前記閾値（許容値）以下に保持するような供給量でもって助燃剤を供給することができる。
また、助燃装置から溶融炉への助燃剤の供給量を溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が目標温度になるように制御することにより、溶融炉における炉内負荷を適正値に保持し、二次燃焼室出口までの燃焼過程において完全燃焼を維持することができ、ＣＯ、ＤＸＮ、ＮＯｘ等の有害物質の発生及び排出を防止することができる。
【００１９】
従って、廃棄物の質の変動等により熱分解炉にて得られる熱分解ガスの発生量が増大し併せてそのカロリーも高くなったような場合においても、従来技術に係る熱分解炉への廃棄物供給量及び灰溶融炉への助燃剤供給量を溶融炉内または二次燃焼室内の温度により制御するもの、あるいは溶融炉内及び二次燃焼室内の温度により溶融炉への空気供給量を制御するもののような炉内負荷の増大に伴う不完全燃焼の発生が回避されることとなり、溶融炉における炉内負荷を適正値に保持し、二次燃焼室出口までの燃焼過程において完全燃焼をなさしめることができ、ＣＯ、ＤＸＮ、ＮＯｘ等の有害物質の発生及び排出を防止することができる。
【００２０】
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２２】
図１は本発明の実施例に係る廃棄物のガス化燃焼装置の全体構成図、図２は制御ブロック図、図3は制御フローチャートである。
図１において、０２は廃棄物（ごみ）３投入用のホッパ、２は該廃棄物３を後述する熱分解炉１に供給するスクリューフィーダ等からなる廃棄物供給装置である。１は該廃棄物供給装置２から供給される廃棄物３を熱分解して熱分解ガスを生成する熱分解炉で、下部の流動砂層１ａ及び上部のフリーボード１ｂよりなる。５は前記熱分解ガスにより固形灰、飛灰、チャー等の固形物を溶融させる灰溶融炉である。
【００２３】
６は該溶融炉５の上部に連設され該溶融炉５からのガス及び該ガス中の未燃混入物の燃焼を行う二次燃焼室で外周に水冷却室（図示省略）が形成されている。４は前記熱分解炉１にて生成された熱分解ガスを前記灰溶融炉５に搬送するための熱分解ガス管である。また１２は前記灰溶融炉５に助燃剤を供給する助燃装置である。８は前記二次燃焼室６の排ガス出口に接続される排ガス管、９は該排ガス管８に設けられて排ガスの浄化を行う排ガス処理装置、１０は煙突である。
以上の構成は、従来技術と同様である。本発明においては、以下の改良を行っている。
【００２４】
即ち、図１において１４は前記廃棄物供給装置２の前記熱分解炉１への廃棄物供給量を調量する廃棄物供給量調整装置である。また、１３は前記助燃装置１２の前記灰溶融炉５への助燃剤供給量を調量する助燃量調整装置である。
１５は前記熱分解ガス管４の管路におけるＣＯ濃度を検出する熱分解ガスＣＯ濃度検出器、１６は前記二次燃焼室６内におけるＣＯ濃度を検出する二次燃焼室ＣＯ濃度検出器、３０は前記排ガス管８の管路におけるＣＯ濃度を検出する排ガス管ＣＯ濃度検出器である。また１７は前記灰溶融炉５内における温度を検出する灰溶融炉温度検出器、１８は前記二次燃焼室６内における温度を検出する二次燃焼室温度検出器である。
【００２５】
１１はコントローラで、前記熱分解ガスＣＯ濃度検出器１５、灰溶融炉ＣＯ濃度検出器１６、二次燃焼室内ＣＯ濃度検出器３０からのガス通路中のＣＯ濃度検出値、並びに前記灰溶融炉温度検出器１７からの前記灰溶融炉５内における温度の検出値、二次燃焼室温度検出器からの前記二次燃焼室６内における温度の検出値が夫々入力され、これらの検出信号に基づき算出した廃棄物供給量の調量信号を前記廃棄物供給量調整装置１４に、助燃剤供給量の調量信号を前記助燃量調整装置１３に夫々出力するものであり、その詳細は後述する。
【００２６】
かかる構成からなる廃棄物のガス化燃焼システムの稼働時において、前記廃棄物供給装置２により、廃棄物（ごみ）３が前記熱分解炉１の流動砂層１ａに供給される。該熱分解炉１においては、前記廃棄物供給装置２から供給された廃棄物３を、流動砂循環手段（図示省略）から導入される高温の流動砂により高温に維持しながら熱分解して塩素を除去し、高温の熱分解ガス及び塩素が除去されたチャーを生成する。
【００２７】
前記熱分解炉１のフリーボード１ｂを経た熱分解ガスは熱分解ガス管４を通して灰溶融炉５に送られる。該灰溶融炉５においては、前記熱分解ガスにより固形灰、チャー、飛灰等の固形物を１３５０℃以上の高温にて溶融させる。
かかる熱分解炉１での熱分解並びに灰溶融炉５での燃焼及び前記固形物の溶融時において、後述するようにコントローラ１１によって廃棄物供給量あるいは助燃剤供給量の制御がなされて、灰溶融炉５における炉の負荷を一定とした完全燃焼がなされる。
前記灰溶融炉５からのガスは二次燃焼室６において該ガス中に混入しているチャーとともに二次燃焼がなされ、排ガス管８を通って排ガス処理装置９にて浄化され、煙突１０から大気中に排出される。
【００２８】
次に、図２及び図3に基づき、前記コントローラ１１による廃棄物供給量及び助燃剤供給量の制御につき説明すると、前記熱分解ガスＣＯ濃度検出器１５にて検出された熱分解ガス管４の管路におけるＣＯ濃度はコントローラ１１の熱分解ガスＣＯ濃度比較器２２に入力される。２１は基準ＣＯ濃度設定器で、前記煙突１０から大気中に排出される排ガス中のＣＯ濃度の許容値（閾値）が設定されている。前記熱分解ガスＣＯ濃度比較器２２においては、前記熱分解ガスＣＯ濃度検出器１５からのＣＯ濃度の検出値と前記ＣＯ濃度の設定値（許容値）とを比較し、その偏差を算出して、廃棄物供給量算出器２８及び助燃剤供給量算出器２９に送る（図３のステップ（１））。
【００２９】
また前記灰溶融炉ＣＯ濃度検出器１６にて検出された灰溶融炉内５におけるＣＯ濃度はコントローラ１１の灰溶融側ＣＯ濃度比較器２３に入力される。さらに前記二次燃焼室内ＣＯ濃度検出器３０にて検出された前記二次燃焼室６におけるＣＯ濃度もコントローラ１１の灰溶融側ＣＯ濃度比較器２３に入力される。そして前記灰溶融側ＣＯ濃度比較器２３においては、前記灰溶融炉ＣＯ濃度検出器１６及び前記二次燃焼室内ＣＯ濃度検出器３０からのＣＯ濃度の検出値と前記ＣＯ濃度の設定値（許容値）とを比較し、その偏差を算出して、前記設定値よりも大きい方の偏差を前記廃棄物供給量算出器２８及び助燃剤供給量算出器２９に送る。
【００３０】
前記灰溶融炉温度検出器１７にて検出された前記灰溶融炉５内における温度はコントローラ１１の灰溶融炉温度比較器２５に入力される。２４は灰溶融炉温度設定器で、該灰溶融炉５における該灰溶融作用を完全燃焼でもってなし得る目標温度（例えば１３５０℃）が設定されている。
そして前記灰溶融炉温度比較器２５においては、前記灰溶融炉温度検出器１７からの灰溶融炉温度の検出値と前記灰溶融炉温度設定器２４に設定された目標温度とを比較し、その偏差を算出して、前記廃棄物供給量算出器２８及び助燃剤供給量算出器２９に送る。
【００３１】
また前記二次燃焼室温度検出器１８にて検出された前記二次燃焼室６内における温度はコントローラ１１の二次燃焼室温度比較器２７に入力される。２６は二次燃焼室温度設定器で、該二次燃焼室６において完全燃焼をなし得る目標温度が設定されている。
そして前記二次燃焼室温度比較器２７においては、前記二次燃焼室温度検出器１８からの二次燃焼室温度の検出値と前記二次燃焼室温度設定器２６に設定された目標温度とを比較し、その偏差を算出して、前記廃棄物供給量算出器２８及び助燃剤供給量算出器２９に送る（図３のステップ（２）（３）（４））。
【００３２】
前記廃棄物供給量算出器２８においては、前記熱分解ガスＣＯ濃度比較器２２において算出された熱分解ガス側ＣＯ濃度偏差、二次燃焼室側ＣＯ濃度比較器２３において算出された二次燃焼室側ＣＯ濃度偏差の何れかが正（＋）つまり前記ＣＯ濃度の検出値が前記ＣＯ濃度の許容値（閾値）よりも大きい場合には、前記熱分解ガス側ＣＯ濃度偏差または二次燃焼室側ＣＯ濃度偏差の大きい方の偏差に対応する廃棄物供給量の調整量を求め、該調整量を用いて現状の廃棄物供給量から増減してＣＯ濃度が前記許容値（閾値）以下の濃度を保持するに要する廃棄物供給量を算出する（図３のステップ（５）（６））。
【００３３】
また、前記助燃剤供給量算出器２９においては、前記熱分解ガスＣＯ濃度比較器２２において算出された熱分解ガス側ＣＯ濃度偏差、灰溶融側ＣＯ濃度比較器２３において算出された灰溶融側ＣＯ濃度偏差の何れかが正（＋）つまり前記ＣＯ濃度の検出値が前記ＣＯ濃度の許容値（閾値）よりも大きい場合には、前記熱分解ガス側ＣＯ濃度偏差または灰溶融側ＣＯ濃度偏差の大きい方の偏差に対応する助燃剤供給量の調整量を求め、該調整量を用いて現状の助燃剤供給量から増減してＣＯ濃度が前記許容値（閾値）以下の濃度を保持するに要する助燃剤供給量を算出する（図３のステップ（８）（９）（１０））。
【００３４】
前記廃棄物供給量算出器２８にて算出された廃棄物供給量の算出信号は前記廃棄物供給量調整装置１４に送られ、該廃棄物供給量調整装置１４は前記廃棄物供給装置２の前記熱分解炉１への廃棄物の供給量を前記により算出した廃棄物供給量に調量する。
即ち、前記ＣＯ濃度が前記許容値（閾値）を超える場合には、廃棄物供給装置２から熱分解炉１に供給される廃棄物３の供給量を減少させることにより灰溶融炉５における炉負荷を適正値まで低減する。
【００３５】
また、前記助燃剤供給量算出器２９にて算出された助燃剤供給量の算出信号は前記助燃剤供給量調整装置１３に送られ、前記助燃剤供給量調整装置１３は前記助燃装置１２の前記灰溶融炉５への助燃剤の供給量を前記により算出した助燃剤供給量に調量する。
即ち、前記ＣＯ濃度が前記許容値（閾値）を超える場合には、助燃装置１２から灰溶融炉５に供給される助燃剤の供給量を減少させることにより灰溶融炉５における炉負荷を適正値まで低減する（図３のステップ（１１）（１２）（１３））。
【００３６】
かかる制御、操作により、廃棄物供給装置２からは、熱分解炉１から灰溶融炉５及び二次燃焼室６におけるＣＯ濃度を前記許容値（閾値）以下に保持するような供給量でもって廃棄物３を供給し、あるいは、助燃装置１２からは、熱分解炉１から灰溶融炉５及び二次燃焼室６におけるＣＯ濃度を前記許容値（閾値）以下に保持するような供給量でもって助燃剤を供給することができ、これにより、灰溶融炉５における炉負荷を適正値に保持し、二次燃焼室６出口までの燃焼過程において完全燃焼をなさしめることができ、ＣＯ、ＤＸＮ、ＮＯｘ等の有害物質の発生及び排出を防止することができる。
【００３７】
一方、前記廃棄物供給量算出器２８においては、前記熱分解ガスＣＯ濃度比較器２２にて算出された熱分解ガス側ＣＯ濃度偏差、灰溶融側ＣＯ濃度比較器２３にて算出された灰溶融側ＣＯ濃度偏差の双方が負（−）つまり前記ＣＯ濃度の検出値が前記ＣＯ濃度の許容値（閾値）以下の場合には、廃棄物処理システム内において不完全燃焼は発生していないものとして、前記灰溶融炉温度制御あるいは二次燃焼室温度制御を行う。
即ち、前記廃棄物供給量算出器２８においては、前記灰溶融炉温度比較器２５からの目標温度との偏差、あるいは前記二次燃焼室温度比較器２７からの目標温度との偏差に対応する廃棄物供給量の調整量を求め、該調整量を用いて現状の廃棄物供給量から増減して、前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が前記目標温度になるような廃棄物供給量を算出する。
【００３８】
前記廃棄物供給量算出器２８にて算出された廃棄物供給量の算出信号は前記廃棄物供給量調整装置１４に送られ、該廃棄物供給量調整装置１４は前記廃棄物供給装置２の前記熱分解炉１への廃棄物の供給量を前記により算出した廃棄物供給量に調量する。
即ち、前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が前記目標温度を超える場合には、前記廃棄物供給装置２から熱分解炉１に供給される廃棄物３の供給量を減少させることにより前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度を目標温度まで下げ、前記灰溶融炉５における炉負荷を適正値まで低減する（図３のステップ（５）（６））。
【００３９】
また、前記ＣＯ濃度の検出値が前記ＣＯ濃度の許容値（閾値）以下の場合、前記助燃剤供給量算出器２９においては、前記灰溶融炉温度比較器２５からの目標温度との偏差、あるいは前記二次燃焼室温度比較器２７からの目標温度との偏差に対応する前記助燃剤供給量の調整量を求め、該調整量を用いて現状の前記助燃剤供給量から増減して、前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が前記目標温度になるような助燃剤供給量を算出する。
前記助燃剤供給量算出器２９にて算出された助燃剤供給量の算出信号は前記助燃剤供給量調整装置１３に送られ、前記助燃剤供給量調整装置１３は前記助燃装置１２の前記灰溶融炉５への助燃剤の供給量を前記のようにして算出した助燃剤供給量に調量する。
即ち、前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が目標温度を超える場合には、助燃装置１２から灰溶融炉５に供給される助燃剤の供給量を減少させることにより前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度を下げ、灰溶融炉５における炉負荷を適正値まで低減する（図３のステップ（１１）（１２）（１３））。
【００４０】
かかる制御、操作により、前記ＣＯ濃度の検出値が前記ＣＯ濃度の許容値（閾値）以下の場合には、廃棄物供給装置２からの廃棄物の供給量を、前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が目標温度になるように制御し、あるいは前記助燃装置１２からの助燃剤の供給量を前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が目標温度になるように制御することにより、灰溶融炉５における炉負荷を適正値に保持し、二次燃焼室６出口までの燃焼過程において完全燃焼をなさしめることができ、ＣＯ、ＤＸＮ、ＮＯｘ等の有害物質の発生及び排出を防止することができる。
【００４１】
尚、前記ＣＯ濃度の検出値が前記ＣＯ濃度の許容値（閾値）以下の場合、前記廃棄物供給量調整装置１４による廃棄物供給装置２からの廃棄物供給量の制御のみで、前記灰溶融炉５の温度を灰等の固形物を溶融可能な高温に保持できる場合には、前記助燃装置１２からの助燃剤の供給を停止することも可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上記載の如く本発明によれば、コントローラによって、ＣＯ濃度の検出値がＣＯ濃度の許容値（閾値）よりも大きい場合には、廃棄物供給装置から熱分解炉に、該熱分解炉から溶融炉を経て二次燃焼室に至るガス流路おけるＣＯ濃度を前記許容値（閾値）以下に保持するような供給量でもって廃棄物を供給し、さらに請求項２記載の発明のように、助燃装置から溶融炉に、前記ガス流路におけるＣＯ濃度を前記許容値（閾値）以下に保持するような供給量でもって助燃剤を供給することができる。
これにより、溶融炉における炉内負荷を適正値に保持し、二次燃焼室出口までの燃焼過程において完全燃焼をなさしめることができ、ＣＯ、ＤＸＮ、ＮＯｘ等の有害物質の発生及び排出を防止することができる。
【００４３】
また、前記コントローラによって、ＣＯ濃度の検出値がＣＯ濃度の許容値（閾値）以下の場合には、廃棄物処理システム内において不完全燃焼は発生していないものとして、前記溶融炉あるいは二次燃焼室の温度制御を行うこととし、廃棄物供給装置から熱分解炉への廃棄物の供給量を、溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が目標温度になるように制御し、さらには請求項２及び４記載の発明のように、助燃装置から溶融炉への助燃剤の供給量を溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が目標温度になるように制御することにより、溶融炉における炉内負荷を適正値に保持し、二次燃焼室出口までの燃焼過程において完全燃焼を維持することができ、ＣＯ、ＤＸＮ、ＮＯｘ等の有害物質の発生及び排出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例に係る廃棄物のガス化燃焼装置の全体構成図である。
【図２】 前記廃棄物のガス化燃焼装置の制御ブロック図である。
【図３】 前記廃棄物のガス化燃焼装置の制御フローチャートである。
【符号の説明】
１ 熱分解炉
２ 廃棄物供給装置
３ 廃棄物
４ 熱分解ガス管
５ 灰溶融炉
６ 二次燃焼室
８ 排ガス管
９ 排ガス処理装置
１１ コントローラ
１２ 助燃装置
１３ 助燃量調整装置
１４ 廃棄物供給量調整装置
１５ 熱分解ガスＣＯ濃度検出器
１６ 灰溶融炉ＣＯ濃度検出器
１７ 灰溶融炉温度検出器
１８ 二次燃焼室温度検出器
２１ 基準ＣＯ濃度設定器
２２ 熱分解ガスＣＯ濃度比較器
２３ 灰溶融側ＣＯ濃度比較器
２４ 灰溶融炉温度設定器
２５ 灰溶融炉温度比較器
２６ 二次燃焼室温度設定器
２７ 二次燃焼室温度比較器
２８ 廃棄物供給量算出器
２９ 助燃剤供給量算出器
３０ 二次燃焼室内ＣＯ濃度検出器
Claims (4)
- 廃棄物を熱分解して熱分解ガスを生成する熱分解炉と、該熱分解炉に前記廃棄物を供給する廃棄物供給装置と、前記熱分解炉から熱分解ガス管を通して送給される熱分解ガスにより灰等の固形物を溶融させる灰溶融炉と、該灰溶融炉から送出されるガス及び未燃物を燃焼させて排ガス管に排出する二次燃焼室とを備えた廃棄物のガス化燃焼装置において、
前記廃棄物供給装置の前記熱分解炉への廃棄物供給量を調量する廃棄物供給量調整装置と、前記熱分解ガス管に設けた熱分解ガス側ＣＯ濃度検出器と二次燃焼室内の二次燃焼室側ＣＯ（一酸化炭素）濃度を検出するＣＯ濃度検出器と、前記灰溶融炉内と二次燃焼室内の夫々のガスの温度を検出するガス温度検出器とをそなえ、
前記廃棄物供給量調整装置は、二次燃焼室出口までの燃焼過程において完全燃焼をなさしめると判断できる熱分解ガス側及び二次燃焼室側のＣＯ濃度の上限値を夫々の閾値と定め、熱分解ガス側ＣＯ濃度検出値若しくは二次燃焼室側ＣＯ濃度検出値の何れかが前記夫々定めた閾値よりも大きい場合には、該閾値よりも大きい方のＣＯ濃度検出値と閾値との偏差に対応して廃棄物供給量の調整量を求め、該調整量を用いて廃棄物供給量を減少させ、
一方前記熱分解ガス側ＣＯ濃度検出値若しくは二次燃焼室側ＣＯ濃度検出値の何れもが前記ＣＯ濃度の閾値以下の場合には、前記ガス温度検出器により前記灰溶融炉温度制御あるいは二次燃焼室温度制御を行い、
該温度制御によって前記ガス温度検出器により前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が基準値を超える場合には、前記廃棄物供給装置から熱分解炉に供給される廃棄物の供給量を減少させることにより前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度を下げ、前記灰溶融炉における炉負荷を適正値まで低減させる制御操作手順を含むことを特徴とする廃棄物のガス化燃焼装置。 - 廃棄物を熱分解して熱分解ガスを生成する熱分解炉と、該熱分解炉に前記廃棄物を供給する廃棄物供給装置と、前記熱分解炉から熱分解ガス管を通して送給される熱分解ガスにより灰等の固形物を溶融させる灰溶融炉と、該灰溶融炉から送出されるガス及び未燃物を燃焼させて排ガス管に排出する二次燃焼室とを備えた廃棄物のガス化燃焼装置において、
前記溶融炉に助燃剤を供給する助燃装置及び該助燃装置の前記溶融炉への助燃剤供給量を調量する助燃量調整装置と、前記熱分解ガス管に設けた熱分解ガス側ＣＯ濃度検出器と二次燃焼室内の二次燃焼室側ＣＯ（一酸化炭素）濃度を検出するＣＯ濃度検出器と、前記灰溶融炉内と二次燃焼室内の夫々のガスの温度を検出するガス温度検出器とをそなえ、
前記助燃剤供給量調整装置は、二次燃焼室出口までの燃焼過程において完全燃焼をなさしめると判断できる熱分解ガス側及び二次燃焼室側のＣＯ濃度の上限値を夫々の閾値と定め、前記熱分解ガス側ＣＯ濃度検出値若しくは二次燃焼室側ＣＯ濃度検出値の何れかが前記閾値よりも大きい場合には、該閾値よりも大きい方のＣＯ濃度検出値と閾値との偏差に対応して助燃剤の調整量を求め、該調整量を用いて助燃剤を減少させ、
一方、前記熱分解ガス側ＣＯ濃度、二次燃焼室側ＣＯ濃度の何れもが前記ＣＯ濃度の閾値以下の場合には、前記ガス温度検出器により前記灰溶融炉温度制御あるいは二次燃焼室温度制御を行い、
該温度制御によって前記ガス温度検出器により前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が基準値を超える場合には、前記助燃剤の供給量を減少させるか停止させることにより前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度を下げ、灰溶融炉における炉負荷を適正値まで低減させる制御操作手順を含むことを特徴とする廃棄物のガス化燃焼装置。 - 廃棄物供給装置により供給された廃棄物を熱分解炉にて熱分解して熱分解ガスを生成し、前記熱分解炉から熱分解ガス管を通して前記熱分解ガスが送給される溶融炉にて灰等の固形物を溶融させ、二次燃焼室にて前記溶融炉から送出されるガス及び未燃物を燃焼させて排ガス管に排出する廃棄物のガス化燃焼方法において、
二次燃焼室出口までの燃焼過程において完全燃焼をなさしめると判断できる熱分解ガス 側及び二次燃焼室側のＣＯ濃度の上限値を夫々の閾値と定め、
前記熱分解ガス側ＣＯ濃度検出値若しくは二次燃焼室側ＣＯ濃度検出値の何れかが前記夫々定めた閾値よりも大きい場合には、該閾値よりも大きい方のＣＯ濃度検出値と閾値との偏差に対応して廃棄物供給量の調整量を求め、該調整量を用いて廃棄物供給量を減少させる第１のステップと、
前記熱分解ガス側ＣＯ濃度検出値若しくは二次燃焼室側ＣＯ濃度検出値の何れもが前記ＣＯ濃度の閾値以下の場合には、前記ガス温度検出器により前記灰溶融炉温度制御あるいは二次燃焼室温度制御を行う第２のステップに移行し、該第２のステップが前記ガス温度検出器により前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が基準値を超える場合には、前記廃棄物供給装置から熱分解炉に供給される廃棄物の供給量を減少させることにより前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度を下げ、前記灰溶融炉における炉負荷を適正値まで低減させることを特徴とする廃棄物のガス化燃焼方法。 - 廃棄物供給装置により供給された廃棄物を熱分解炉にて熱分解して熱分解ガスを生成し、前記熱分解炉から熱分解ガス管を通して前記熱分解ガスと助燃剤が送給される溶融炉にて灰等の固形物を溶融させ、二次燃焼室にて前記溶融炉から送出されるガス及び未燃物を燃焼させて排ガス管に排出する廃棄物のガス化燃焼方法において、
二次燃焼室出口までの燃焼過程において完全燃焼をなさしめると判断できる熱分解ガス側及び二次燃焼室側のＣＯ濃度の上限値を夫々の閾値と定め、
前記熱分解ガス側ＣＯ濃度検出値若しくは二次燃焼室側ＣＯ濃度検出値の何れかが前記夫々定めた閾値よりも大きい場合には、該閾値よりも大きい方のＣＯ濃度検出値と閾値との偏差に対応して助燃剤の調整量を求め、該調整量を用いて助燃剤を減少させる第１のステップと、
前記熱分解ガス側ＣＯ濃度、二次燃焼室側ＣＯ濃度の何れもが前記ＣＯ濃度の閾値以下の場合には、前記ガス温度検出器により前記灰溶融炉温度制御あるいは二次燃焼室温度制御を行う第２のステップに移行し、該第２のステップが前記ガス温度検出器により前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度が基準値を超える場合には、前記助燃剤の供給量を減少させるか停止させることにより前記灰溶融炉温度あるいは二次燃焼室温度を下げ、灰溶融炉における炉負荷を適正値まで低減させることを特徴とする廃棄物のガス化燃焼方法。
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