JP4070646B2 - Combustion control method and waste treatment apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物などの焼却対象物を燃焼処理するのに好適な燃焼制御方法及び廃棄物処理装置に係り、特に燃焼空気量の制御に関する。
【0002】
【従来の技術】
廃棄物の処理法として、廃棄物を熱分解して生成される熱分解ガスを燃焼炉で高温燃焼するとともに、この燃焼炉に熱分解残渣に含まれる固体の可燃物や不燃物の一部を投入して燃焼及び溶融させる燃焼溶融方法が知られている。このような燃焼溶融を行なわせる燃焼溶融炉においては、高温で旋回流を形成しながら供給空気量を2段階で制御する2段燃焼方式が採用されている(特許文献1)。これは、燃焼溶融炉の1段目の燃焼領域に焼却対象物の化学量論比未満の空気量を投入し、化学量論比の残余に一定の過剰率を加えた空気量を燃焼溶融炉の2段目の燃焼領域に供給する方式である。この場合、2段目の燃焼空気量が不足すると排ガス中のCOが増加し、過剰すぎるとNOxが発生することから、2段目の空気量を排ガスの酸素濃度が所定値になるように調整して、それらの発生を抑制するようにしている。
【0003】
ところで、燃焼溶融炉から排出される排ガスは、高温でかつ粉塵などのダストが高い濃度で含まれるため、排ガスの酸素濃度を燃焼溶融炉の出口で直接計測することができない。そこで、従来は、燃焼溶融炉から排出される排ガスの熱を回収する廃熱ボイラ等の下流側の低温域で、かつ排ガス中の粉塵を捕集する集塵装置の下流側において排ガスをサンプリングし、減温されかつ除塵された排ガスを酸素濃度計に導いて排ガス酸素濃度を計測するようにしている。
【0004】
ところで、燃焼溶融炉から排ガスサンプリング点までの間に設けられた各種の機器(廃熱ボイラ、集塵装置、排ガス浄化装置等)から、系統の運転負圧等によって排ガスに外気等が盛れ込むことから、集塵装置の下流側で計測される排ガス酸素濃度は、燃焼溶融炉出口の排ガス酸素濃度よりも高めになる。
【0005】
したがって、排ガス酸素濃度の計測値に対応する目標値又は目標範囲(以下、単に目標値と総称する。)を、漏れ込み空気量を考慮して高めに設定しなければならないが、漏れ込み空気量を適正に推定することは必ずしも容易ではない。
【0006】
そこで、従来は、集塵装置下流側の排ガス酸素濃度を漏れ込み空気量を推定して設定した目標値に保持制御するとともに、排ガスのNOx濃度を計測し、計測されたNOx濃度が予め定められた設定範囲から外れたとき、排ガス酸素濃度の目標値を増減補正することが提案されている(特許文献2)。すなわち、排ガスのNOx濃度と燃焼溶融炉出口の酸素濃度には正の相関があり、排ガスのNOx濃度は漏れ込み空気量によって変動するものではないから、NOx濃度によって燃焼室出口の酸素濃度をおよそ知ることができる。さらに、空気が漏れ込む可能性のある機器の負圧を検出し、その検出値に基づいて漏れ込み空気量を演算し、下流側で計測された酸素濃度を補正することが提案されている(特許文献2)。
【0007】
【特許文献1】
特開平3−63407号公報
【特許文献2】
特開2002−221308号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、漏れ込み空気は単に構成機器の運転負圧に起因して排ガスに漏れ込むだけでなく、機器の種類及び運転態様に起因して空気が排ガスに混入されることから、特許文献2の方法では必ずしも適切な燃焼制御を行なうことができない。例えば、バグフィルタ式集塵装置の逆洗空気が排ガスに混入する漏れ込み空気量のような機器の種類及び運転態様に起因して漏れ込む空気は、単に負圧に応じて定まるものではない。
【0009】
本発明は、漏れ込み空気量を的確に考慮した排ガス酸素濃度の目標値を適切に設定する燃焼制御方法及び装置を提供することを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、廃棄物を熱分解して発生する熱分解ガスと熱分解残渣の可燃物とを燃焼させて、前記熱分解残渣に含まれる不燃物の少なくとも一部を溶融する燃焼溶融炉の燃焼を制御するにあたり、前記燃焼溶融炉から排出される排ガスの飛灰を捕集する除塵バグフィルタの下流の排ガス酸素濃度を計測し、該計測値を目標値に保持するように前記燃焼溶融炉の燃焼空気量を制御する燃焼制御方法において、前記除塵バグフィルタの下流の排ガス流量と、前記燃焼溶融炉から前記排ガス流量の計測点に至る排ガス流路系に漏れ込む空気量とを計測し、前記排ガス流量の計測値と、前記漏れ込み空気量の計測値と、前記排ガス酸素濃度の計測値とを用いて、前記燃焼溶融炉出口の排ガス酸素濃度の基準値を前記除塵バグフィルタの下流の排ガス酸素濃度の計測点における排ガス酸素濃度に換算し、該換算値を前記排ガス酸素濃度の前記目標値として設定することを特徴とする。
【0011】
本発明の燃焼制御方法によれば、排ガス流量の計測値と、漏れ込み空気量の計測値と、除塵バグフィルタ下流の排ガス酸素濃度の計測値とを用いて、燃焼溶融炉出口の排ガス酸素濃度の基準値を制御点における排ガス酸素濃度に換算しているから、その換算値を排ガス酸素濃度の目標値とすることにより、漏れ込み空気量を適切に考慮した燃焼空気の制御を行なうことができる。
【0012】
ここで、漏れ込み空気は、燃焼溶融炉から排出される排ガスにより空気を加熱する空気加熱器にパージされる被加熱空気と、排ガス流量の計測点の下流の排ガスを空気加熱器に循環される循環排ガス中の空気と、空気加熱器から排出される排ガスの熱を回収する廃熱ボイラの灰排出機のダンパなどから漏れ込む周囲空気と、廃熱ボイラから排出される排ガスを冷却する減温塔において排ガス中に噴霧される噴霧水に含まれる空気と、除塵バグフィルタの逆洗空気等の少なくとも1つを含めることができる。
【0013】
この場合において、漏れ込み空気量を実時間で計測しにくい機器の場合(例えば、廃熱ボイラ、減温塔、除塵バグフィルタ、等)は、漏れ込み空気量の計測値に代えて、排ガス流路系を構成する機器ごとに予め計測して設定された計測値を用いることができる。
【0014】
また、除塵バグフィルタ下流の排ガスのNOx濃度を計測し、計測されたNOx濃度が予め定められた設定範囲から外れたとき、排ガス酸素濃度の目標値を増減補正することが好ましい。これによれば、燃焼空気量を一層適切に制御することができる。
【0015】
また、本発明の排ガス処理装置は、熱分解反応器から発生する熱分解ガスと熱分解残渣の可燃物を燃焼して前記熱分解残渣の不燃物の少なくとも一部を溶融する燃焼溶融炉と、該燃焼溶融炉から排出される排ガスにより空気を加熱する空気加熱器と、該空気加熱器から排出される排ガスの熱を回収する廃熱回収装置と、前記排ガス中に含まれる飛灰を捕集する除塵バグフィルタと、該除塵バグフィルタから排出される排ガスを吸引して大気に排出する誘引送風機と、該誘引送風機から排出される排ガスの一部を前記空気加熱器の入口側流路に戻す排ガス循環路と、前記除塵バグフィルタ出口の排ガス酸素濃度を計測する排ガス酸素濃度計と、該排ガス酸素濃度計により計測された排ガス酸素濃度の計測値を目標値に保持するように前記燃焼溶融炉の燃焼空気量を制御する燃焼制御手段とを備え、前記除塵バグフィルタ下流の排ガス流量を計測する排ガス流量計と、前記排ガス循環路の循環排ガス流量を計測する循環排ガス流量計と、前記空気加熱器にパージされる空気流量を計測するパージ空気流量計とを設け、前記燃焼制御手段は、前記排ガス流量計の計測値と、前記循環排ガス流量計の計測値と、前記パージ空気流量計の計測値と、前記廃熱ボイラと前記減温塔と前記除塵バグフィルタの漏れ込み空気量の設定データと、前記排ガス酸素濃度計の計測値とを用いて、前記燃焼溶融炉出口の排ガス酸素濃度の基準値を前記除塵バグフィルタの下流の排ガス酸素濃度の計測点における排ガス酸素濃度に換算し、該換算値を前記排ガス酸素濃度の前記目標値として設定することを特徴とする。
【0016】
この場合において、前記除塵バグフィルタから排出される排ガスに脱塩剤を添加して処理する脱塩バグフィルタを備え、前記排ガス流量計は前記脱塩バグフィルタから排出される排ガス流量を計測し、前記排ガス酸素濃度計は前記誘引送風機の下流の排ガス酸素濃度を計測するようにすることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
本発明の一実施の形態について、図1及び図2を用いて説明する。図1は、本発明の燃焼制御方法が適用された燃焼溶融方式の廃棄物処理装置の一実施形態の全体構成図を示している。燃焼溶融炉1には、図示していない熱分解反応器により熱分解された廃棄物の熱分解ガスと熱分解残渣の可燃物、及び熱分解残渣の不燃物の少なくとも一部が投入されるようになっている。なお、熱分解反応器から排出される熱分解残渣は、冷却、分別、粉砕の各処理を受けた後、燃焼溶融炉1に供給される。燃焼溶融炉1から排出される排ガスは空気加熱器2に導かれ、ここにおいて空気を加熱するようになっている。空気加熱器2で加熱された高温空気は、図示していない熱分解反応器の熱源として用いられる。空気加熱器2から排出される排ガスは廃熱ボイラ4に導かれ、排ガスの熱が水蒸気として回収される。廃熱ボイラ4を通った排ガスは減温塔5に導かれ、ここにおいて水が噴霧され減温される。減温された排ガスは除塵バグフィルタ6に導かれ、排ガス中に含まれる飛灰が捕集される。除塵バグフィルタ6から排出される排ガスに空気輸送される脱塩剤が添加された後、脱塩バグフィルタ7に導かれて排ガス中の塩素分や硫黄分が除去される。脱塩バグフィルタ7の2次側排ガスは誘引送風機8により吸引され、図示していない煙突を介して大気に排出される。誘引送風機8から排出される排ガスの一部は、排ガス循環送風機9を有する排ガス循環流路10介して、空気加熱器2の入口側流路に供給されるようになっている。
【0018】
燃焼溶融炉1は、頂部に設けられたバーナ11と、バーナ11の下方の炉壁に設けられた複数の第1の空気ノズル12と、この空気ノズル12の下方の炉壁に炉高方向に2段に分けて設けられた複数の第2の空気ノズル13とを備えて構成されている。第2の空気ノズル13からは、燃焼空気量制御弁14を介して、2次空気及び3次空気が供給される。なお、バーナ11から第2の空気ノズル113に至る間の空間が第1の燃焼域又は燃焼室と称され、第2の空気ノズル13の下流側が第2の燃焼域又は燃焼室と称される。また、炉底に設けられた溶融スラグ排出口15は、図示していない水槽の水面下に位置させて開口され、溶融されたスラグが水中に排出されるようになっている。
【0019】
空気加熱器2は、排ガスが通流される煙道内に複数の伝熱管を配置して形成され、伝熱管に図示していない送風機から空気21を通流させて空気を加熱し、加熱された加熱空気22を前述した熱分解反応器に供給するようになっている。また、空気加熱器2は、伝熱管から一定量の空気を煙道内に放出(パージ)して伝熱管の高温腐食の軽減等が図られている。また、溶融燃焼炉1は、溶融スラグを生成するために高温(例えば、1200〜1300℃)高温燃焼するようにしているから、排ガス温度も高温となっている。その高温の排ガスをそのまま空気加熱器2に導くと空気加熱器2を損傷させるおそれがある。そこで、排ガス循環路10を介して低温の循環排ガスを空気加熱器2の入口に流入させることにより排ガスを減温するようにしている。
【0020】
廃熱ボイラ4において底部に沈降した飛灰はホッパに集積され、図示していない灰排出機によって排出されるようになっている。また、除塵バグフィルタ6の濾布面に捕集された飛灰は、パルス状の逆洗空気を噴射することによって底部ホッパ内に落下させ、図示していない灰排出機によって排出されるようになっている。同様に、脱塩バグフィルタ7の濾布面に付着した脱塩剤及び反応生成物は、パルス状の逆洗空気を噴射することによって底部ホッパ内に落下させ、図示していない灰排出機によって排出されるようになっている。
【0021】
次に、本実施形態の特徴に係る燃焼空気量の制御について詳細に説明する。燃焼空気量の制御系は、第1の燃焼室用の1次空気制御系と、第2の燃焼室用の2、3次空気制御系とに分けられる。1次空気制御系は、バーナ11と第1の空気ノズル10に供給する空気量を制御する系統であり、1次燃焼空気量は焼却対象物の量に応じて予め定められた化学量論比未満の空気量を投入するとともに、第1の燃焼域の温度を所定の温度範囲に保持するように1次燃焼空気量を補正制御しているが、図1では記載を省略している。第2の燃焼室用の2、3次空気制御系は、第2の空気ノズル13に空気を供給する系統に設けられた燃焼空気量制御弁14と、この燃焼空気量制御弁14を制御する燃焼制御装置30を備えて構成されている。
【0022】
燃焼制御装置30は、除塵バグフィルタ6の出口排ガス酸素濃度の目標値SVzを設定する演算器30aと、設定された目標値SVzと除塵バグフィルタ6の出口側流路に設けられた排ガス酸素濃度計31により計測された計測値PVzとに基づいてPID等の制御演算を実行する演算器30bを有して形成されている。演算器30aには、脱塩バグフィルタ8の出口側流路に設けられた排ガス流量計32により計測された排ガス流量Qoと、誘引送風機8の出口側流路に設けられた排ガス酸素濃度計33により計測された排ガス酸素濃度の計測値Aとが入力されている。また、空気加熱器2の入口空気流量計34と出口空気流量計35によりそれぞれ計測された入口空気流量と出口空気流量との差である漏れ込み空気量(パージ空気量)Qpと、空気加熱器2の入口側流路に設けられた循環排ガス流量計36,37により計測された循環排ガス流量Qj1、Qj2が入力されている。また、燃焼制御装置30にはデータベース30cが備えられ、データベース30には、排ガス酸素濃度の基準値SVt、廃熱ボイラ4、減温塔5、除塵バグフィルタ6に漏れ込む空気量を予め計測して得られた漏れ込み空気量の合計設定値Qaと、脱塩バグフィルタ7に漏れ込む空気量を予め計測して得られた漏れ込み空気量の設定値Qd等のデータが格納されている。
【0023】
ここで、図1の廃棄物処理装置の主要部の排ガス流量と漏れ込み空気量とのマテリアルバランスを図2に示すとともに、各記号の意味及び単位を次に説明する。
【0024】
Q1[m3N/h(乾き)]:燃焼溶融炉の出口の排ガス流量(概念値)
Qo[m3N/h(湿り)]:脱塩バグフィルタ出口の排ガス流量計32により計測された排ガス流量
Qj[m3N/h(湿り)]:循環排ガス流量計36,37により計測された循環排ガス流量Qj1、Qj2の合計量
Qp[m3N/h(乾き)]:空気加熱器の漏れ込み空気量(パージ空気量=入口空気量と出口空気量の計測値の差)
Qa[m3N/h(乾き)]:廃熱ボイラ4、減温塔5、除塵バグフィルタ6から排ガス流路系に漏れ込む空気量(廃熱ボイラや除塵バグフィルタの灰排出機ダンパからの漏れ込み空気量、減温塔スプレー噴霧空気量、活性炭噴霧空気量、除塵バグフィルタ逆洗空気量、等々の予め計測して得られた設定値)
Qd[m3N/h(乾き)]:脱塩バグフィルタの漏れ込み空気量(脱塩剤噴霧空気量、逆洗空気量の予め計測して得られた設定値)
SVt[%、乾き]:燃焼溶融炉出口の排ガス酸素濃度の基準値
SVz[%、湿り]:除塵バグフィルタ出口の排ガス酸素濃度の目標値
PVz[%、湿り]:除塵バグフィルタ出口の排ガス酸素濃度計31の計測値
A[%、乾き]:脱塩バグフィルタ出口の排ガス酸素濃度計33の計測値
w[無次元]:排ガスの水分割合(予め計測した設定値)
これらのことから、除塵バグフィルタ出口の排ガス酸素濃度の目標値SVzは、次式の数1により表すことができる。
【0025】
【数1】
ここで、(1−w)は乾き排ガス量に換算する係数である。また、「21」は空気に含まれる酸素の含有率(%)である。数1において、Q1は計測しないとして他の排ガス量等で表すと、数1は次式の数2になる。
【0026】
【数2】
演算器30aは、数2に従って、燃焼溶融炉出口の排ガス酸素濃度の基準値SVtを、除塵バグフィルタ出口の排ガス酸素濃度に換算し、その換算値を目標値SVzとして設定する。演算器30bは、排ガス酸素濃度計31の計測値PVzと目標値SVzとの差を求め、その差を低減するように、例えばPID演算により2次及び3次の燃焼空気量の指令値Fa*を求め、燃焼空気量制御弁14に出力する。これにより、燃焼空気量制御弁14から空気ノズル13を介して燃焼溶融炉1の2次燃焼領域に指令値Fa*の応じた量の燃焼空気が供給される。
【0027】
したがって、本実施形態によれば、空気加熱器2、廃熱ボイラ4、減温塔5、除塵バグフィルタ6、脱塩バグフィルタ7、排ガス循環路10から排ガス中に漏れ込む空気量を適正に考慮して、燃焼溶融炉1の出口の排ガス酸素濃度の基準値SVtに対応した除塵バグフィルタ出口の排ガス酸素濃度の目標値SVzを設定できる。その結果、燃焼溶融炉の燃焼空気量を適切に制御でき、燃焼溶融炉の排ガス酸素濃度を基準値SVtに保持することができるから、排ガスのCO濃度及びNOx濃度を適切に管理することができる。
(第2実施形態)
上記の第1実施形態では、排ガス流量計32を脱塩バグフィルタ7の出口流路に設けたが、除塵バグフィルタ6の出口流路に設けて、除塵バグフィルタ出口の排ガス流量Q2[m3N/h(湿り)]を計測してもよい。この場合の排ガス酸素濃度の目標値SVzは、次式の数3により表すことができる。
【0028】
【数3】
(第3実施形態)
図1の実施形態では、循環排ガスの酸素濃度計33を設けたが、これを省略し、排ガス酸素濃度計31の計測値PVzを用いて、次式の数4により循環排ガス酸素濃度の計測値Aを計算してもよい。
【0029】
【数4】
(第4実施形態)
本実施形態は、図3に示すように、除塵バグフィルタ6の出口における排ガスのNOx濃度を計測するNOx濃度計34を設け、これにより計測されたNOx濃度NOxを燃焼制御装置30の演算器30dに入力している。演算器30は、入力されるNOx濃度が予め定められた設定範囲の上限値H及び下限値Lから外れたとき、排ガス酸素濃度の目標値SVzを一定量ずつ増減補正する補正信号ΔSを加算器30eに出力する。加算器30eは、演算器30aから出力される排ガス酸素濃度の目標値SVzに補正信号ΔSを加算又は減算して目標値SV’zを演算器30bに出力する。
【0030】
すなわち、排ガスのNOx濃度と燃焼溶融炉1の出口の酸素濃度には正の相関があり、排ガスのNOx濃度は漏れ込み空気量によって変動するものではない。そこで、NOx濃度によって燃焼室出口の酸素濃度をおよそ知ることができるから、NOx濃度の変動によって排ガス酸素濃度の目標値SVzを補正することにより、燃焼空気量を一層適切に制御することができる。なお、増減補正に係る補正信号ΔSの一定量は、増加方向と減少方向で異なる値に設定してもよい。
【0031】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、漏れ込み空気量を的確に考慮した排ガス酸素濃度の目標値を適切に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の燃焼制御方法が適用された廃棄物処理装置の一実施形態の全体構成図である。
【図2】図1の廃棄物処理装置の主要部の排ガス流量と漏れ込み空気量とのマテリアルバランスを示す図である。
【図3】本発明の燃焼制御方法が適用された廃棄物処理装置の他の実施形態の全体構成図である。
【符号の説明】
1 燃焼溶融炉
2 空気加熱器
3 ????
4 廃熱ボイラ
5 減温塔
6 除塵バグフィルタ
7 脱塩バグフィルタ
8 誘引送風機
10 排ガス循環路
14 燃焼空気量制御弁
30 燃焼制御装置
30a、b 演算器
30c データベース
31 排ガス酸素濃度計
32 排ガス流量計
33 排ガス酸素濃度計
34 入口空気流量計
35 出口空気流量計
36,37 循環排ガス流量計[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a combustion control method and a waste treatment apparatus suitable for combusting incineration objects such as waste, and more particularly to control of the amount of combustion air.
[0002]
[Prior art]
As a waste treatment method, pyrolysis gas generated by pyrolyzing waste is burned at a high temperature in a combustion furnace, and a part of solid combustible and non-combustible substances contained in the pyrolysis residue is burned into this combustion furnace. There is known a combustion melting method in which charging is performed to burn and melt. In the combustion melting furnace for performing such combustion melting, a two-stage combustion system is adopted in which the amount of supplied air is controlled in two stages while forming a swirling flow at a high temperature (Patent Document 1). This is because the amount of air less than the stoichiometric ratio of the incineration object is injected into the first stage combustion zone of the combustion melting furnace, and the amount of air obtained by adding a certain excess ratio to the remainder of the stoichiometric ratio is This is a method of supplying to the second stage combustion region. In this case, if the amount of combustion air in the second stage is insufficient, CO in the exhaust gas increases, and if it is excessive, NOx is generated. Therefore, adjust the amount of air in the second stage so that the oxygen concentration of the exhaust gas becomes a predetermined value. In order to suppress these occurrences.
[0003]
By the way, since the exhaust gas discharged | emitted from a combustion melting furnace is high temperature and dust, such as dust, is contained in high concentration, the oxygen concentration of exhaust gas cannot be measured directly at the exit of a combustion melting furnace. Therefore, conventionally, exhaust gas is sampled in a low temperature region such as a waste heat boiler that recovers the heat of exhaust gas discharged from a combustion melting furnace and downstream of a dust collector that collects dust in the exhaust gas. The exhaust gas that has been subjected to temperature reduction and dust removal is led to an oxygen concentration meter to measure the exhaust gas oxygen concentration.
[0004]
By the way, the exhaust gas from the various equipment (waste heat boiler, dust collector, exhaust gas purification device, etc.) provided between the combustion melting furnace and the exhaust gas sampling point is accumulated in the exhaust gas due to the operating negative pressure of the system. Therefore, the exhaust gas oxygen concentration measured on the downstream side of the dust collector becomes higher than the exhaust gas oxygen concentration at the combustion melting furnace outlet.
[0005]
Therefore, the target value or target range (hereinafter simply referred to as target value) corresponding to the measured value of the exhaust gas oxygen concentration must be set higher in consideration of the leaked air amount. It is not always easy to properly estimate.
[0006]
Therefore, conventionally, the exhaust gas oxygen concentration on the downstream side of the dust collector is held and controlled to the target value set by estimating the amount of air leaked, and the NOx concentration of the exhaust gas is measured, and the measured NOx concentration is determined in advance. It has been proposed to increase or decrease the target value of the exhaust gas oxygen concentration when it deviates from the set range (Patent Document 2). That is, there is a positive correlation between the NOx concentration of the exhaust gas and the oxygen concentration at the combustion melting furnace outlet, and the NOx concentration of the exhaust gas does not vary with the amount of leaked air. I can know. Furthermore, it has been proposed to detect the negative pressure of a device in which air may leak, calculate the amount of leaked air based on the detected value, and correct the oxygen concentration measured downstream ( Patent Document 2).
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-3-63407 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-221308
[Problems to be solved by the invention]
However, since the leaked air is not only leaked into the exhaust gas due to the operating negative pressure of the component equipment, but the air is mixed into the exhaust gas due to the type and operating mode of the equipment. However, appropriate combustion control cannot always be performed. For example, the air that leaks due to the type of equipment and the operation mode, such as the amount of leaked air mixed in the exhaust gas, by the backwash air of the bag filter type dust collector is not simply determined according to the negative pressure.
[0009]
It is an object of the present invention to provide a combustion control method and apparatus that appropriately sets a target value of exhaust gas oxygen concentration that accurately considers the amount of air that leaks.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention burns a pyrolysis gas generated by pyrolyzing waste and a combustible substance of the pyrolysis residue, and at least a part of the non-combustible substance contained in the pyrolysis residue. In controlling the combustion of the melting melting furnace, the exhaust gas oxygen concentration downstream of the dust bag filter that collects the fly ash of the exhaust gas discharged from the combustion melting furnace is measured, and the measured value is held at the target value. In the combustion control method for controlling the amount of combustion air in the combustion melting furnace as described above, the air flowing into the exhaust gas flow path system from the combustion melting furnace to the exhaust gas flow rate measurement point downstream of the dust bag filter and the exhaust gas flow rate measurement point A reference value of the exhaust gas oxygen concentration at the outlet of the combustion melting furnace using the measured value of the exhaust gas flow rate, the measured value of the leaked air amount, and the measured value of the exhaust gas oxygen concentration. Dust removal Baghoff It converted to an exhaust gas oxygen concentration at the measurement point downstream of the exhaust gas oxygen concentration filter, and sets the converted value as the target value of the exhaust gas oxygen concentration.
[0011]
According to the combustion control method of the present invention, the exhaust gas oxygen concentration at the outlet of the combustion melting furnace is measured using the measured value of the exhaust gas flow rate, the measured value of the leaked air amount, and the measured value of the exhaust gas oxygen concentration downstream of the dust bag filter. Since the reference value is converted into the exhaust gas oxygen concentration at the control point, by setting the converted value as the target value of the exhaust gas oxygen concentration, it is possible to control the combustion air appropriately considering the amount of leaked air .
[0012]
Here, the leaked air is circulated through the air heater through the air heater to be heated to be purged by the air heater that heats the air by the exhaust gas discharged from the combustion melting furnace, and the exhaust gas downstream of the exhaust gas flow rate measurement point. Reducing the temperature of the exhaust gas discharged from the waste heat boiler and the ambient air leaking from the damper of the ash discharger of the waste heat boiler that recovers the heat of the exhaust gas discharged from the air heater and the heat of the exhaust gas discharged from the air heater At least one of air included in spray water sprayed into the exhaust gas in the tower and backwash air of the dust bag filter can be included.
[0013]
In this case, in the case of equipment that makes it difficult to measure the amount of leaked air in real time (for example, a waste heat boiler, a temperature-decreasing tower, a dust removal bag filter, etc.), instead of the measured value of the amount of leaked air, Measurement values that are measured and set in advance for each device constituting the road system can be used.
[0014]
Further, it is preferable to measure the NOx concentration of the exhaust gas downstream of the dust bag filter and correct the target value of the exhaust gas oxygen concentration when the measured NOx concentration deviates from a predetermined setting range. According to this, the amount of combustion air can be controlled more appropriately.
[0015]
Further, the exhaust gas treatment apparatus of the present invention comprises a combustion melting furnace that burns the pyrolysis gas generated from the pyrolysis reactor and the combustible material of the pyrolysis residue to melt at least a part of the incombustible material of the pyrolysis residue, An air heater that heats air with the exhaust gas discharged from the combustion melting furnace, a waste heat recovery device that recovers the heat of the exhaust gas discharged from the air heater, and collecting fly ash contained in the exhaust gas A dust-removing bag filter, an induction fan for sucking exhaust gas discharged from the dust-removing bag filter and discharging it to the atmosphere, and returning a part of the exhaust gas discharged from the induction fan to the inlet-side flow path of the air heater An exhaust gas circulation path, an exhaust gas oxygen concentration meter that measures the exhaust gas oxygen concentration at the outlet of the dust bag filter, and the combustion solution so that the measured value of the exhaust gas oxygen concentration measured by the exhaust gas oxygen concentration meter is maintained at a target value. An exhaust gas flow meter for measuring an exhaust gas flow rate downstream of the dust bag filter, a circulating exhaust gas flow meter for measuring a circulating exhaust gas flow rate in the exhaust gas circulation path, and the air A purge air flow meter for measuring the flow rate of air purged by the heater, and the combustion control means includes a measured value of the exhaust gas flow meter, a measured value of the circulating exhaust gas flow meter, and a purge air flow meter. Exhaust gas oxygen concentration at the outlet of the combustion melting furnace using measured values, setting data of leaked air amount of the waste heat boiler, the temperature reducing tower, and the dust removal bag filter, and measured values of the exhaust gas oximeter Is converted into an exhaust gas oxygen concentration at a measurement point of exhaust gas oxygen concentration downstream of the dust bag filter, and the converted value is set as the target value of the exhaust gas oxygen concentration. To.
[0016]
In this case, a demineralization bag filter for adding and treating a desalting agent to the exhaust gas discharged from the dust removal bag filter, the exhaust gas flow meter measures the exhaust gas flow rate discharged from the desalination bag filter, The exhaust gas oxygen concentration meter can measure an exhaust gas oxygen concentration downstream of the induction blower.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows an overall configuration diagram of an embodiment of a combustion melting type waste treatment apparatus to which a combustion control method of the present invention is applied. The
[0018]
The
[0019]
The air heater 2 is formed by arranging a plurality of heat transfer tubes in a flue through which exhaust gas flows, and heats the air by passing
[0020]
Fly ash that has settled to the bottom of the waste heat boiler 4 is accumulated in a hopper and discharged by an ash discharger (not shown). Further, the fly ash collected on the filter cloth surface of the dust removal bag filter 6 is dropped into the bottom hopper by jetting pulsed backwash air and discharged by an ash discharger (not shown). It has become. Similarly, the desalting agent and the reaction product adhering to the filter cloth surface of the desalting bag filter 7 are dropped into the bottom hopper by jetting pulsed backwash air, and are removed by an ash discharger (not shown). It is supposed to be discharged.
[0021]
Next, the control of the combustion air amount according to the feature of the present embodiment will be described in detail. The combustion air amount control system is divided into a primary air control system for the first combustion chamber and a second and third air control system for the second combustion chamber. The primary air control system is a system that controls the amount of air supplied to the burner 11 and the
[0022]
The
[0023]
Here, the material balance between the exhaust gas flow rate and the leakage air amount of the main part of the waste treatment apparatus of FIG. 1 is shown in FIG. 2, and the meaning and unit of each symbol will be described next.
[0024]
Q1 [m 3 N / h (dry)]: exhaust gas flow rate at the outlet of the combustion melting furnace (conceptual value)
Qo [m 3 N / h (wet)]: Exhaust gas flow rate Qj [m 3 N / h (wet)] measured by the exhaust
Qa [m 3 N / h (dry)]: The amount of air leaking from the waste heat boiler 4, the temperature reducing tower 5 and the dust bag filter 6 into the exhaust gas flow path system (from the ash discharger damper of the waste heat boiler and dust bag filter) Pre-measured setting values such as air leakage amount, temperature reduction tower spray spray air amount, activated carbon spray air amount, dust removal bag filter backwash air amount, etc.)
Qd [m 3 N / h (dry)]: Leakage air amount of desalting bag filter (desalted agent spray air amount, set value obtained by measuring backwash air amount in advance)
SVt [%, dry]: Reference value SVz [%, wetness] of exhaust gas oxygen concentration at the exit of the combustion melting furnace: Target value PVz [%, wetness] of exhaust gas oxygen concentration at the dust removal bag filter outlet: Exhaust gas oxygen at the dust removal bag filter outlet Measured value A of the densitometer 31 [%, dry]: Measured value w of the
Accordingly, the target value SVz of the exhaust gas oxygen concentration at the dust removal bag filter outlet can be expressed by the following equation (1).
[0025]
[Expression 1]
Here, (1-w) is a coefficient converted to the amount of dry exhaust gas. “21” is the content (%) of oxygen contained in the air. In
[0026]
[Expression 2]
The
[0027]
Therefore, according to the present embodiment, the amount of air leaking into the exhaust gas from the air heater 2, the waste heat boiler 4, the temperature reducing tower 5, the dust removal bag filter 6, the desalination bag filter 7, and the exhaust
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the exhaust
[0028]
[Equation 3]
(Third embodiment)
In the embodiment of FIG. 1, the
[0029]
[Expression 4]
(Fourth embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, a
[0030]
That is, there is a positive correlation between the NOx concentration of the exhaust gas and the oxygen concentration at the outlet of the
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to appropriately set the target value of the exhaust gas oxygen concentration in consideration of the amount of leaked air.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of a waste treatment apparatus to which a combustion control method of the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram showing a material balance between the exhaust gas flow rate and the amount of leaked air in the main part of the waste treatment apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is an overall configuration diagram of another embodiment of a waste treatment apparatus to which the combustion control method of the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
1 Combustion melting furnace 2
4 Waste Heat Boiler 5 Temperature Reduction Tower 6 Dust Removal Bug Filter 7 Desalination Bag Filter 8
Claims (7)
前記除塵バグフィルタの下流の排ガス流量と、前記燃焼溶融炉から前記排ガス流量の計測点に至る排ガス流路系に漏れ込む空気量とを計測し、前記排ガス流量の計測値と、前記漏れ込み空気量の計測値と、前記排ガス酸素濃度の計測値とを用いて、前記燃焼溶融炉出口の排ガス酸素濃度の基準値を前記除塵バグフィルタの下流の排ガス酸素濃度の計測点における排ガス酸素濃度に換算し、該換算値を前記排ガス酸素濃度の前記目標値として設定することを特徴とする燃焼制御方法。In controlling combustion of a combustion melting furnace that burns pyrolysis gas generated by pyrolyzing waste and combustible residue of pyrolysis residue and melts at least a part of incombustible substance contained in the pyrolysis residue. Measure the exhaust gas oxygen concentration downstream of the dust bag filter that collects the fly ash of the exhaust gas discharged from the combustion melting furnace, and set the combustion air amount of the combustion melting furnace to keep the measured value at the target value. In the combustion control method to control,
The exhaust gas flow rate downstream of the dust bag filter and the amount of air leaking into the exhaust gas flow path system from the combustion melting furnace to the measurement point of the exhaust gas flow rate are measured, and the measured value of the exhaust gas flow rate and the leaked air Using the measured value of the amount and the measured value of the exhaust gas oxygen concentration, the reference value of the exhaust gas oxygen concentration at the outlet of the combustion melting furnace is converted into the exhaust gas oxygen concentration at the measurement point of the exhaust gas oxygen concentration downstream of the dust bag filter Then, the conversion value is set as the target value of the exhaust gas oxygen concentration.
前記除塵バグフィルタ下流の排ガス流量を計測する排ガス流量計と、前記排ガス循環路の循環排ガス流量を計測する循環排ガス流量計と、前記空気加熱器にパージされる空気流量を計測するパージ空気流量計とを設け、
前記燃焼制御手段は、前記排ガス流量計の計測値と、前記循環排ガス流量計の計測値と、前記パージ空気流量計の計測値と、前記廃熱ボイラと前記減温塔と前記除塵バグフィルタの漏れ込み空気量の設定データと、前記排ガス酸素濃度計の計測値とを用いて、前記燃焼溶融炉出口の排ガス酸素濃度の基準値を前記除塵バグフィルタの下流の排ガス酸素濃度の計測点における排ガス酸素濃度に換算し、該換算値を前記排ガス酸素濃度の前記目標値として設定することを特徴とする廃棄物処理装置。A combustion melting furnace for combusting a pyrolysis gas generated from a pyrolysis reactor and a combustible material of the pyrolysis residue to melt at least a part of the incombustible material of the pyrolysis residue, and an exhaust gas discharged from the combustion melting furnace An air heater that heats air, a waste heat recovery device that recovers heat of exhaust gas discharged from the air heater, a dust removal bag filter that collects fly ash contained in the exhaust gas, and the dust removal bug filter An induction blower that sucks exhaust gas discharged from the atmosphere and discharges it to the atmosphere, an exhaust gas circulation path for returning a part of the exhaust gas discharged from the induction blower to the inlet-side flow path of the air heater, and the dust removal bag filter outlet An exhaust gas oxygen concentration meter that measures the exhaust gas oxygen concentration, and a combustion control system that controls the amount of combustion air in the combustion melting furnace so that the measured value of the exhaust gas oxygen concentration measured by the exhaust gas oxygen concentration meter is maintained at a target value. In waste disposal and means,
An exhaust gas flow meter for measuring an exhaust gas flow rate downstream of the dust bag filter, a circulating exhaust gas flow meter for measuring a circulating exhaust gas flow rate of the exhaust gas circulation path, and a purge air flow meter for measuring an air flow rate purged by the air heater And
The combustion control means includes a measured value of the exhaust gas flow meter, a measured value of the circulating exhaust gas flow meter, a measured value of the purge air flow meter, the waste heat boiler, the temperature reducing tower, and the dust bag filter. The reference value of the exhaust gas oxygen concentration at the outlet of the combustion melting furnace is used as the exhaust gas at the measurement point of the exhaust gas oxygen concentration downstream of the dust bag filter using the setting data of the leaked air amount and the measured value of the exhaust gas oximeter A waste treatment apparatus that converts to an oxygen concentration and sets the converted value as the target value of the exhaust gas oxygen concentration.
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