JP4966743B2 - Operation method and operation control apparatus for gasification melting furnace - Google Patents
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Description
本発明は、都市ごみや産業廃棄物等の廃棄物を処理するためのガス化溶融炉の運転方法及び運転制御装置に関するものである。 The present invention relates to a gasification melting furnace operation method and operation control device for treating waste such as municipal waste and industrial waste.
従来、廃棄物を処理するための手段として、例えば特許文献1に記載されるような流動床式ガス化溶融炉が知られている。この流動床式ガス化溶融炉は、流動化ガスにより流動層が形成される流動床式ガス化炉と、その後段の溶融炉とを備える。前記流動床式ガス化炉は、その流動層に投入された廃棄物を部分燃焼させて熱分解ガスを生成する。前記溶融炉は、前記流動床式ガス化炉により生成された熱分解ガスをさらに燃焼させて同ガス中の灰分を溶融させることによりスラグを生成する。この溶融炉の炉頂には、炉内温度を維持するための助燃用バーナが設けられる。
前記ガス化溶融炉において、前記溶融炉内の温度が1300℃程度まで達していれば、その状態で助燃用のバーナの運転を止めても、未燃成分の自己燃焼により炉内温度はしばらく高温に保たれる。従って、燃料の節減や環境問題(特にCO2の排出抑制)の観点からは前記バーナの運転を適宜休止させることが望まれる。 In the gasification melting furnace, if the temperature in the melting furnace has reached about 1300 ° C., even if the operation of the burner for auxiliary combustion is stopped in that state, the temperature in the furnace is high for a while due to self-combustion of unburned components. To be kept. Accordingly, it is desirable to appropriately stop the operation of the burner from the viewpoint of fuel saving and environmental problems (particularly CO2 emission suppression).
しかしながら、このようにバーナの運転を一旦停止させてしまうと、その後の再着火時に良好な燃焼が再開できない場合がある。例えば、前記バーナの運転の停止後に当該バーナ付近の炉内温度が何らかの要因で急速に下がり、当該バーナの近傍に存在する未燃ガスの自燃着火温度以下となった時点で前記バーナを再着火すると、異常燃焼が生じるおそれがある。 However, once the operation of the burner is stopped in this way, there is a case where good combustion cannot be resumed at the time of subsequent re-ignition. For example, after the operation of the burner is stopped, the furnace temperature in the vicinity of the burner rapidly decreases for some reason, and when the burner is re-ignited when it becomes equal to or lower than the self-ignition temperature of unburned gas existing in the vicinity of the burner. Abnormal combustion may occur.
本発明は、このような事情に鑑み、ガス化溶融炉において、適当にバーナを休止させることにより効率の高い運転を行いながら、そのバーナの再着火時に良好な燃焼を確実に再開することを可能にするための技術の提供を目的とする。 In view of such circumstances, the present invention makes it possible to reliably restart good combustion at the time of re-ignition of the burner while performing a highly efficient operation by appropriately suspending the burner in the gasification melting furnace. The purpose is to provide technology for
前記課題を解決するための手段として、本発明は、投入される廃棄物をガス化するガス化炉と、このガス化炉で生成された熱分解ガスが導入され、その導入された熱分解ガス中の可燃成分を燃焼させて同ガス中の灰分を溶融させる溶融炉と、この溶融炉に設けられる助燃用のバーナとを備えたガス化溶融炉を運転するための方法であって、前記ガス化溶融炉の運転状態が特定のバーナ停止条件を満たすときに前記バーナの運転を停止させる操作と、前記バーナの運転が停止した後、前記バーナの近傍の溶融炉内温度が予め設定された廃棄物投入停止温度まで降下した時点で前記ガス化炉への前記廃棄物の投入を停止させる操作と、前記廃棄物の投入が停止した後、前記ガス化炉から前記溶融炉に送られるガスの中の酸素の濃度が予め設定されたバーナ再着火濃度まで上昇した時点で前記バーナを再着火させる操作とを含むものである。 As means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides a gasification furnace for gasifying waste to be input, a pyrolysis gas generated in the gasification furnace, and the introduced pyrolysis gas. A method for operating a gasification melting furnace comprising a melting furnace for burning flammable components in the gas to melt ash in the gas, and a burner for auxiliary combustion provided in the melting furnace, An operation to stop the operation of the burner when the operating state of the chemical melting furnace satisfies a specific burner stop condition, and a disposal in which the temperature in the melting furnace in the vicinity of the burner is preset after the operation of the burner is stopped The operation of stopping the introduction of the waste into the gasification furnace when the temperature drops to the material injection stop temperature, and the amount of gas sent from the gasification furnace to the melting furnace after the introduction of the waste is stopped. Oxygen concentration is preset It is intended to include operation and to re-ignite the burner when it rose to burner reignition concentration.
ここで、「バーナの近傍の溶融炉内温度」を検出する位置については、当該バーナの近傍であって当該バーナの再着火により未燃ガスの燃焼が行われ得る領域内で適宜設定することが可能である。 Here, the position for detecting “the temperature in the melting furnace in the vicinity of the burner” may be set as appropriate within a region in the vicinity of the burner where unburned gas can be burned by reignition of the burner. Is possible.
また、「前記バーナの近傍の溶融炉内温度が予め設定された廃棄物投入停止温度まで降下した時点で前記ガス化炉への前記廃棄物の投入を停止させる」態様としては、当該溶融炉内温度が当該廃棄物投入停止温度まで降下した瞬間に前記廃棄物の投入を停止させる態様の他、当該溶融炉内温度が突発的に降下した場合を除外するために、当該溶融炉内温度が当該廃棄物投入停止温度まで降下した状態が予め設定された時間だけ経過した場合に前記廃棄物の投入を停止させる態様も含まれる。 In addition, as an aspect of “stopping the introduction of the waste into the gasification furnace when the temperature in the melting furnace in the vicinity of the burner drops to a preset waste introduction stop temperature”, the inside of the melting furnace In addition to a mode in which the introduction of the waste is stopped at the moment when the temperature drops to the waste charging stop temperature, in order to exclude a case where the temperature in the melting furnace suddenly drops, the temperature in the melting furnace is An aspect is also included in which the input of the waste is stopped when the state where the temperature has dropped to the waste input stop temperature has elapsed for a preset time.
この方法によれば、バーナの運転を停止させた後、前記バーナの近傍の溶融炉内温度が予め設定された廃棄物投入停止温度まで降下した場合(例えば未燃ガスの自燃着火が困難となる温度状態となった場合)には、まず前記ガス化炉への前記廃棄物の投入を停止させて当該ガス化炉から前記溶融炉に送られるガス中の酸素の濃度を高くすることができ、その後、この濃度が予め設定されたバーナ再着火濃度まで上昇した時点で前記バーナを再着火させることにより、この再着火による前記未燃ガスの異常燃焼を確実に回避して良好な燃焼を再開することができる。 According to this method, after stopping the operation of the burner, when the temperature in the melting furnace near the burner falls to a preset waste charging stop temperature (for example, it becomes difficult to self-ignite unburned gas by self-combustion) In the case of a temperature state), it is possible to first increase the concentration of oxygen in the gas sent from the gasifier to the melting furnace by stopping the introduction of the waste into the gasifier, Thereafter, when the concentration rises to a preset burner re-ignition concentration, the burner is re-ignited to reliably avoid abnormal combustion of the unburned gas due to the re-ignition and resume good combustion. be able to.
なお、前記バーナの運転が停止した後、そのバーナの近傍の溶融炉内温度が予め設定された温度であって前記廃棄物投入停止温度よりも高い温度(例えば未燃ガスの異常燃焼を回避し得るに十分高い温度)まで上昇したときには、前記酸素濃度にかかわらず前記バーナを再着火させるようにしてもよい。 After the operation of the burner is stopped, the temperature in the melting furnace in the vicinity of the burner is a preset temperature that is higher than the waste charging stop temperature (for example, avoiding abnormal combustion of unburned gas). When the temperature rises to a sufficiently high temperature), the burner may be reignited regardless of the oxygen concentration.
前記バーナ停止条件は適宜設定可能であるが、このバーナ停止条件が、前記バーナの近傍の溶融炉内温度またはその移動平均値が予め設定されたバーナ停止温度以上である状態が所定時間保たれるという条件であれば、前記廃棄物投入の停止のタイミングや前記バーナの再着火のタイミングを図るために前記温度を検出する手段を利用して前記バーナ停止条件の判定も行うことが可能になる。 The burner stop condition can be set as appropriate, but the burner stop condition is maintained for a predetermined time in a state where the melting furnace temperature near the burner or the moving average value thereof is equal to or higher than a preset burner stop temperature. If so, it is possible to determine the burner stop condition by using the means for detecting the temperature in order to determine the timing of stopping the waste charging and the timing of reigniting the burner.
また本発明では、前記ガス化溶融炉の運転状態が特定のバーナ停止条件を満たすときに前記バーナの運転を停止させる操作と、前記バーナの運転が停止した後、前記バーナの近傍の溶融炉内温度が予め設定された廃棄物投入停止温度まで降下した場合に前記ガス化炉への前記廃棄物の投入を停止させる操作とを行った後、その廃棄物の投入が停止した時点から前記溶融炉の上流側に供給される空気の量の積算値が一定値に達した時点で前記バーナを再着火させる操作を行うようにしてもよい。この操作によれば、前記バーナの燃焼領域の酸素濃度を十分確保してから再着火することが可能であり、良好な燃焼を保障することができる。 In the present invention, the operation of stopping the burner when the operation state of the gasification melting furnace satisfies a specific burner stop condition, and the inside of the melting furnace in the vicinity of the burner after the operation of the burner is stopped. When the temperature drops to a preset waste charging stop temperature, the melting furnace is operated from the time when the waste charging is stopped after the operation of stopping the charging of the waste into the gasification furnace is performed. The burner may be reignited when the integrated value of the amount of air supplied to the upstream side reaches a certain value. According to this operation, it is possible to re-ignite after sufficiently ensuring the oxygen concentration in the combustion region of the burner, and good combustion can be ensured.
また本発明は、投入される廃棄物をガス化するガス化炉と、このガス化炉で生成された熱分解ガスが導入され、その導入された熱分解ガス中の可燃成分を燃焼させて同ガス中の灰分を溶融させる溶融炉と、この溶融炉に設けられる助燃用のバーナとを備えたガス化溶融炉の運転を制御するための装置であって、前記ガス化炉に前記廃棄物を投入する廃棄物投入機と、前記バーナの近傍の溶融炉内温度を検出する温度計と、前記ガス化炉から前記溶融炉に送られるガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度計と、前記温度計及び前記酸素濃度計の検出結果に基づいて前記ガス化溶融炉の運転を制御するための制御系とを備え、この制御系は、前記ガス化溶融炉の運転状態が特定のバーナ停止条件を満たすときに前記バーナの運転を停止させるためのバーナ停止指令信号を出力するバーナ制御部と、前記バー
ナの運転が停止した後、前記温度計により温度が予め設定された廃棄物投入停止温度まで降下した時点で、前記廃棄物投入機による前記ガス化炉への前記廃棄物の投入を停止させるための廃棄物投入停止指令信号を出力する廃棄物投入制御部とを含み、かつ、前記バーナ制御部は、前記廃棄物投入機による前記廃棄物の投入が停止した後、前記酸素濃度計により検出される酸素濃度が予め設定されたバーナ再着火濃度まで上昇した時点で、前記バーナを再着火させるためのバーナ再着火指令信号を出力するものである。
The present invention also includes a gasification furnace for gasifying waste to be input, and a pyrolysis gas generated in the gasification furnace, and combustible components in the introduced pyrolysis gas are burned. An apparatus for controlling the operation of a gasification and melting furnace provided with a melting furnace for melting ash in gas and an auxiliary combustion burner provided in the melting furnace, wherein the waste is put into the gasification furnace A waste charging machine to be charged, a thermometer for detecting a temperature in the melting furnace near the burner, an oxygen concentration meter for detecting an oxygen concentration in a gas sent from the gasification furnace to the melting furnace, and the temperature And a control system for controlling the operation of the gasification melting furnace based on the detection result of the oximeter, and this control system has a specific burner stop condition for the operation state of the gasification melting furnace. To stop the operation of the burner when filling A burner control unit that outputs a burner stop command signal; and after the operation of the burner has stopped, when the temperature drops to a preset waste charging stop temperature by the thermometer, A waste input control unit that outputs a waste input stop command signal for stopping the input of the waste into the gasifier, and the burner control unit includes the waste input by the waste input device. When the oxygen concentration detected by the oximeter rises to a preset burner re-ignition concentration after the charging is stopped, a burner re-ignition command signal for re-igniting the burner is output. is there.
この装置において、前記バーナ制御部は、前記バーナの運転が停止した後、前記温度計により検出される前記バーナの近傍の溶融炉内温度が予め設定された温度であって前記廃棄物投入停止温度よりも高い温度まで上昇したときには、前記酸素濃度にかかわらず前記バーナ再着火信号を出力してもよい。 In this apparatus, the burner control unit is configured such that, after the operation of the burner is stopped, the temperature in the melting furnace in the vicinity of the burner detected by the thermometer is a preset temperature, and the waste charging stop temperature. When the temperature rises to a higher temperature, the burner re-ignition signal may be output regardless of the oxygen concentration.
また本発明は、前記ガス化溶融炉の運転状態が特定のバーナ停止条件を満たすときに前記バーナの運転を停止させるためのバーナ停止信号を出力するバーナ制御部と、前記バーナの運転が停止した後、前記温度計により検出される温度が予め設定された廃棄物投入停止温度まで降下した場合に、前記廃棄物投入機による前記ガス化炉への前記廃棄物の投入を停止させるための廃棄物投入停止指令信号を出力する廃棄物投入制御部と、を含み、かつ、前記バーナ制御部は、前記廃棄物投入機による前記廃棄物の投入が停止した時点から前記空気量検出手段により検出される空気の量を積算し、その積算値が予め設定された一定値に達した時点で前記バーナの運転を再開させるためのバーナ再着火信号を出力するものである。 Further, according to the present invention, a burner control unit that outputs a burner stop signal for stopping the operation of the burner when the operation state of the gasification melting furnace satisfies a specific burner stop condition, and the operation of the burner is stopped. Thereafter, when the temperature detected by the thermometer falls to a preset waste charging stop temperature, the waste for stopping the charging of the waste into the gasification furnace by the waste charging machine A waste input control unit that outputs an input stop command signal, and the burner control unit is detected by the air amount detection means from the time when the input of the waste by the waste input device is stopped. The amount of air is integrated, and a burner re-ignition signal for restarting the operation of the burner is output when the integrated value reaches a predetermined constant value.
また本発明は、投入される廃棄物をガス化するガス化炉と、このガス化炉に廃棄物を投入する廃棄物投入機と、このガス化炉で生成された熱分解ガスが導入され、その導入された熱分解ガス中の可燃成分を燃焼させて同ガス中の灰分を溶融させる溶融炉と、この溶融炉に設けられる燃焼用のバーナと、前記の運転制御装置のうちのいずれかの装置とを備えたガス化溶融炉である。 The present invention also introduces a gasification furnace for gasifying waste to be input, a waste input machine for inputting waste to the gasification furnace, and a pyrolysis gas generated in the gasification furnace, Any one of the melting furnace for burning the combustible component in the introduced pyrolysis gas and melting the ash in the gas, the combustion burner provided in the melting furnace, and any one of the above operation control devices The gasification melting furnace provided with the apparatus.
以上のように、本発明は、溶融炉の助燃用バーナの運転を停止させた後、溶融炉温度がある程度降下した場合に廃棄物投入を停止させてガス化炉から溶融炉に送られるガス中の酸素濃度を高めてから前記バーナを再着火させ、もしくは、溶融炉温度がある程度高いうちに前記バーナを再着火させるものであるので、前記バーナの休止により効率の高い運転を行いながら、再着火に適さない状態(例えば未燃ガスの自燃着火が困難である状態)でバーナが再着火されるのを未然に防いで、当該バーナを適切に再着火させることができる
効果がある。
As described above, according to the present invention, after the operation of the auxiliary burner for the melting furnace is stopped, when the melting furnace temperature falls to some extent, the waste input is stopped and the gas sent from the gasification furnace to the melting furnace The burner is re-ignited after increasing the oxygen concentration of the gas, or the burner is re-ignited while the melting furnace temperature is somewhat high. This is effective in preventing the burner from being re-ignited in a state unsuitable for use (for example, in a state where it is difficult to self-ignite the unburned gas) and appropriately re-igniting the burner.
本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。 A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、流動床式ガス化溶融炉を具備する廃棄物処理設備の一例を示したものである。なお、本発明はガス化炉及び溶融炉を具備するガス化溶融炉の運転に広く適用され得る。当該ガス化溶融炉が導入される廃棄物処理設備の全体構成は特に限定されない。 FIG. 1 shows an example of a waste treatment facility equipped with a fluidized bed gasification melting furnace. Note that the present invention can be widely applied to the operation of a gasification melting furnace including a gasification furnace and a melting furnace. The overall configuration of the waste treatment facility into which the gasification melting furnace is introduced is not particularly limited.
図1において、廃棄物としてのごみが一旦、ごみピット1に貯留され、図示しないクレーンによって廃棄物投入機である給じん機2のホッパ2aに投入される。給じん機2は前記ごみを定量的に流動床式のガス化炉3に供給する。
In FIG. 1, waste as waste is temporarily stored in the
このガス化炉3では、例えば空気比0.2〜0.4の条件で部分燃焼が行われ、砂層等からなる流動層の温度を450℃〜650℃に維持した熱分解すなわち一次燃焼が行われる。前記給じん機2により投入されたごみのうちの不燃物は炉床下部より抜き出され、スクリューコンベア5及び振動ふるい6及び図示しない磁選機を経て不燃物、非鉄金属、鉄分、流動砂にそれぞれ分離されて、そのうちの流動砂がガス化炉3の砂層に戻されて再利用される。
In this
このガス化炉3で発生した熱分解ガスは、溶融炉4に導かれ、この溶融炉4内で例えばトータル空気比1.3の条件下でさらに燃焼する。この溶融炉4内では旋回流が形成されながら約1300℃の高温燃焼が行われる。この高温燃焼により生ずる熱が前記熱分解ガス中の灰分を溶融し、当該熱分解ガス中からスラグとして分離するとともに、ダイオキシン等のガス中の有害物質を分解する。前記溶融スラグは溶融炉4の底部から抜出されてコンベア等を含むスラグ搬出装置7により搬出され、その下方のスラグ冷却装置8で冷却されて回収される。
The pyrolysis gas generated in the
この旋回流溶融炉4から排出される溶融炉排ガスは、空気加熱器9及び廃熱ボイラ10を通り、ここで同ガス中の熱が回収される。熱回収後の排ガスはさらにガス冷却器11で冷却され、バグフィルタ12で除塵される。このようにして浄化された排ガスは誘引ファン13を経て脱硝装置14を通り、煙突15から排出される。
The melting furnace exhaust gas discharged from the swirling
図2は、前記ガス化炉3及び溶融炉4により構成されるガス化溶融炉の構造の詳細を示している。
FIG. 2 shows the details of the structure of the gasification melting furnace constituted by the
同図において、前記ガス化炉3の底部には、多数のガス噴射口22をもつ分散板20が設けられ、その下方に風箱24が形成されている。この風箱24から前記分散板20のガス噴射口22を通じて例えば上向きに流動化ガスが噴射されることにより、この分散板20の上方に砂粒子からなる流動層26が形成される。また、前記分散板20の中央には不燃物抜出し口28が設けられる。この不燃物抜出し口28から不燃物が抜き出され、前記スクリューコンベア5及び振動ふるい6に導かれる。
In the figure, a
前記流動層26の上方には、前記給じん機2に接続される廃棄物投入口30が設けられ、この廃棄物投入口30と前記給じん機2とを結ぶ経路中に同経路を開閉するダンパ32が設けられている。前記廃棄物投入口30と略同等の高さ位置にはガス化炉昇温バーナ34が設けられる。そのさらに上方には二次燃焼用のフリーボード36が形成され、炉頂部には熱分解ガス出口38が設けられている。
A
前記熱分解ガス出口38から排出される熱分解ガスは、前記旋回式溶融炉4の上部に供
給される。この旋回式溶融炉4の適所(図例では炉頂)には、助燃用のバーナ40が下向きに設けられ、そのすぐ下方に熱分解ガス入口42が設けられており、この熱分解ガス導入口42が熱分解ガス通路であるダクト44を介して前記ガス化炉3の熱分解ガス出口38に接続されている。前記バーナ40は、前記溶融炉4の昇温及び温度維持(例えば1300℃以上の温度状態の確保)に使用される。このバーナ40の運転については後に詳述する。
The pyrolysis gas discharged from the
また、この溶融炉4の底部にはスラグ出滓口43が設けられ、このスラグ出滓口43に前記スラグ搬出装置7が接続されている。
A
前記ダクト44には、酸素濃度計45が設けられる。この酸素濃度計45は、前記ダクト44内を流れるガス、すなわち、前記ガス化炉3から前記溶融炉4に送られるガスの中の酸素の濃度を検出する。前記バーナ40の近傍部位(この実施の形態では旋回式溶融炉4の炉頂近傍部位)には、その部位における炉内温度(この実施の形態では炉頂温度)を検出する温度計46が設けられている。
The
前記酸素濃度計45としては、耐久性に優れたものが好ましく、具体的には、例えばジルコニア式酸素濃度計が好適である。
The
前記温度計46としては、耐久性に優れ、かつ、高温域での検出精度に優れたものが好ましく、具体的には放射温度計(特に赤外線式放射温度計)等が好適である。この温度計46の配設位置は、炉頂温度が検出可能な範囲で適宜設定可能であるが、なるべく安定した監視ができる位置が好ましい。例えば、前記溶融炉4の熱分解ガス入口42の付近に図3に示すような溶融炉用燃焼空気供給ノズル48が設けられている場合、前記温度計46は、図示のように、同ノズル48の上流側の位置から同ノズル48を通して溶融炉4の炉頂内を監視し得る位置に設けられることが好ましい。このような温度計46の配置は、前記ノズル48から前記溶融炉4内に向かう燃焼空気の流れを利用して、前記温度計46の検知窓が溶融炉4内の灰分等で閉塞されるのを有効に防ぐことを可能にし、これにより安定した温度監視を可能にする。
The
この温度計46が設けられる位置は、前記バーナ40の近傍の領域内で適宜設定可能である。具体的には、当該バーナ40の着火により未燃ガスの燃焼が生じ得る程度に当該バーナ40に近い範囲で適宜設定可能である。
The position where the
さらに、このガス化溶融炉には、図2に示すような制御系50が装備され、この制御系50に前記酸素濃度計45および前記温度計46の出力信号(検出信号)がそれぞれ入力される。
Further, the gasification melting furnace is equipped with a
この制御系50は、コンピュータ等により構成され、その機能としてバーナ制御部52と給じん制御部54とを有している。バーナ制御部52は、前記バーナ40の運転停止及び再着火を行わせるための指令信号をそれぞれ出力する。前記給じん制御部54は、前記給じん機2の運転停止及び再起動を行わせるための指令信号を出力する。
The
次に、このガス化溶融炉の作用、及び、前記制御系50が行う運転制御の内容を図4のフローチャートも併せて参照しながら説明する。
Next, the operation of the gasification melting furnace and the contents of operation control performed by the
図4に示す「通常運転状態」(ステップS1)では、給じん機2が駆動され、溶融炉4のバーナ40が着火されている。この通常運転状態では、前記給じん機2が都市ごみ等の廃棄物を前記ガス化炉3の廃棄物投入口30から同炉3内に投入する。この廃棄物は、同炉3内の流動層26で一次燃焼し、これにより熱分解ガスが発生する。この熱分解ガスは
炉頂の熱分解ガス出口38からダクト44を通じて溶融炉4の熱分解ガス入口42に送られ、この入口42から同炉4内の上部に導入される。この溶融炉4内では前記熱分解ガス中の可燃成分がさらに高温燃焼し、この燃焼により発生する熱がガス中の灰分を溶融させてスラグにする。このスラグは炉壁に付着し、さらに炉底のスラグ出滓口43へ流下して炉外へ導出される。
In the “normal operation state” (step S1) shown in FIG. 4, the
この溶融炉4の炉頂温度は、前記バーナ40の着火によって高温に保持される。しかし、当該炉頂温度が1300℃程度まで達していれば、その状態で助燃用のバーナの運転を止めても、未燃成分の自己燃焼によって炉内温度はしばらく高温に保たれる。従って、燃料の節減や環境問題(特にCO2の排出抑制)の観点からは前記バーナの運転を適宜休止させることが望まれる。
The top temperature of the
そこで、制御装置50は、現在の運転状態が予め設定されたバーナ停止条件に合致した時点で(ステップS2)、前記バーナ40の運転を停止させるためのバーナ停止指令信号を出力する(ステップS3)。
Therefore, the
前記バーナ停止条件としては、種々設定可能であるが、例えば次のような条件が好適である。 Various conditions can be set as the burner stop condition. For example, the following condition is preferable.
1)前記温度計46により検出される炉頂温度が予め設定されたバーナ停止温度(例えば1100℃)以上である状態が所定時間(例えば30分)以上保たれること。前記の「炉頂温度」の判定は、適当なサンプリング周期で瞬時値を確認することにより行われてもよいし、適当な時間(例えば前記所定時間)内での前記炉頂温度の移動平均値に基いて行われてもよい。この1)の条件を設定した場合には、当該条件の充足を確認するための温度計46を後述の給じん停止のタイミングやバーナ再着火のタイミングを図るための手段として兼用できる利点がある。
1) A state where the furnace top temperature detected by the
2)ごみ低位発熱量の移動平均値が予め設定された発熱量(例えば2000kcal/kg)以上であること。ここでいう「ごみ低位発熱量」とは、前記給じん機2により前記ガス化炉3に対して単位時間当たりに投入されるゴミが保有する熱量を意味し、廃棄物の熱量に相当する。
2) The moving average value of the lower heat generation amount of waste is not less than a preset heat generation amount (for example, 2000 kcal / kg). The “low heat generation amount of garbage” here means the amount of heat held by the dust input per unit time by the
このゴミの保有熱量は、例えば特開2004−37049号公報に開示されるように、廃棄物処理設備の熱収支から演算可能であり、概ね、前記バグフィルタ12の下流側の位置に設けられる排ガス流量計により検出される排ガスの流量Fe(Nm3/h)と、同様の位置に設けられる排ガス温度計により検出される排ガスの温度Te(℃)とに基づいて算出される排ガス持出熱量Qと等しいものとみなされてよい。具体的に、この排ガス持出熱量Q(kcal/h)は、排ガスの比熱をcEとすると次式で表される。
The amount of heat retained by the dust can be calculated from the heat balance of the waste treatment facility as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-37049, and is generally an exhaust gas provided at a position downstream of the
Q=cE×Fe×Te
より精度の高いカロリー算出を行うためには、前記排ガス持出熱量Qに加え、その他の媒体(例えば空気、水、バーナ40の補助燃料)による持込熱量と、当該媒体による持出熱量とが、前記発熱量の算出に加味することが好ましい。この点は前記公報に記載されたとおりである。
Q = cE × Fe × Te
In order to perform calorie calculation with higher accuracy, in addition to the exhaust gas heat quantity Q, the amount of heat carried by another medium (for example, air, water, auxiliary fuel of the burner 40) and the amount of heat carried by the medium are calculated. It is preferable to consider the calculation of the calorific value. This point is as described in the publication.
前記バーナ停止条件として、前記1)及び2)のいずれか一方のみが採用されてもよいし、双方が採用されてもよい。すなわち、前記1)及び2)の条件のうちの少なくとも一方を満足するときにバーナ40の運転を停止させるようにしてもよいし、双方を満足する場合にのみバーナ40の運転を停止させるようにしてもよい。
As the burner stop condition, only one of the above 1) and 2) may be employed, or both may be employed. That is, the operation of the
前記ステップS3において出力されるバーナ停止指令信号は、そのまま制御信号として利用されてもよいし、オペレータへの報知信号として利用されてもよい。前者の場合、前記バーナ停止指令信号がバーナ40のアクチュエータに入力されることにより、このバーナ40の自動停止制御が実現可能である。後者の場合、前記バーナ停止指令信号が例えば操作盤に入力されて当該操作盤の表示部を点灯させることにより、オペレータに適正なバーナ停止タイミングが報知され、当該オペレータによりバーナ40の運転が手動でありながら適正なタイミングで停止操作される。
The burner stop command signal output in step S3 may be used as it is as a control signal or may be used as a notification signal to the operator. In the former case, the automatic stop control of the
このようにしてバーナ40の運転が停止した後、適当なタイミングでバーナ40が再着火されればよい。しかし、当該バーナ40の運転停止後に何らかの要因で炉頂温度が未燃ガスの自燃着火温度以下となった後に当該自燃着火温度以下の温度でバーナ40を再着火させた場合、その未燃ガスの濃度によっては、前記バーナ40の再着火が爆発を誘引するおそれも考えられる。
Thus, after the operation of the
そこで、この実施の形態に係る制御系50は、前記温度計46により検出される炉頂温度が予め設定された廃棄物投入停止温度(この実施の形態では900℃)まで降下した時点で(ステップS4でYES)、前記給じん機2による給じんを停止させるための給じん停止指令信号を出力する(ステップS5)。この給じん停止指令信号も、前記バーナ停止指令信号と同様、例えば給じん機2の駆動部にそのまま入力されれば、当該給じん機2による給じんを自動停止させる信号として機能することができるし、また前記操作盤等にその表示部を点灯させるように入力されれば、オペレータに適正な給じん停止タイミングを伝える信号として機能することも可能である。
Therefore, the
なお、前記ステップS4では、炉頂温度が廃棄物投入停止温度まで降下した瞬間に直ちに給じん停止指令信号が出力されてもよいが、当該炉頂温度が何らかの要因で突発的に下がった場合に再着火されることを除外するためには、前記炉頂温度が前記廃棄物投入停止温度まで降下した状態が一定時間以上(例えば2〜20秒)続いたときに前記給じん停止指令信号が出力されることが、好ましい。 In step S4, the feed stop command signal may be output immediately at the moment when the furnace top temperature falls to the waste charging stop temperature. However, when the furnace top temperature suddenly drops for some reason. In order to exclude re-ignition, the dust supply stop command signal is output when the state where the furnace top temperature has dropped to the waste charging stop temperature continues for a certain time (for example, 2 to 20 seconds). It is preferred that
前記のような給じんの停止は、ガス化炉3から排出されて溶融炉4に送られるガスの中の酸素の濃度を上昇させ、溶融炉4内を安全にバーナ40を再着火させることができる状態にする。そこで、制御系50は、前記酸素濃度計45により検出される前記ガス中の酸素濃度を監視し、その酸素濃度が予め設定されたバーナ再着火濃度(バーナ再着火濃度;この実施の形態では10%)に達した時点で(ステップS6でYES)、バーナ再着火指令信号(バーナ再着火指令信号)を出力する(ステップS8)。
The stoppage of the dust supply as described above may increase the concentration of oxygen in the gas discharged from the
また、当該制御系50は、前記酸素濃度が前記バーナ再着火濃度まで上昇していなくても、何らかの要因で炉頂温度が上昇して前記バーナ再着火温度よりも高い所定の温度(この実施の形態では950℃)に達した時点で(ステップS7でYES)、前記バーナ再着火指令信号を出力する。この信号も、前記バーナ停止信号と同様、そのままバーナ40のアクチュエータに入力されてこのバーナ40の自動再着火を行わせるものでもよいし、前記操作盤に入力されてオペレータに適正なバーナ再着火タイミングを表示するものであってもよい。
In addition, even if the oxygen concentration does not increase to the burner reignition concentration, the
その後、制御系50は、給じん機2が起動可能であることを確認した後(ステップS9でYES)、給じん機2に再起動指令信号を出力して当該給じん機2を再起動させる(ステップS10)。この再起動もオペレータにより手動で行われてもよい。
Thereafter, the
以上のような運転は、バーナ40を適当なタイミングで休止させることにより燃料の節減やCO2排出の抑制を図りながら、バーナ40の再着火の際に高い安全性を確保するこ
とを可能にする。
The above operation makes it possible to ensure high safety when the
このような高い安全性を確保するための運転の別の例を図5に示す。この図に示される運転制御動作のうち、バーナ停止指令信号出力(ステップS3)までの動作は前記図4に示したものと同等である。その出力後、制御系50は、炉頂温度が予め設定されたバーナ再着火温度(この実施の形態では1000℃)まで降下した時点で(ステップS11でYES)、バーナ再着火指令信号を出力する(ステップS12)。
Another example of operation for ensuring such high safety is shown in FIG. Of the operation control operations shown in this figure, the operations up to the burner stop command signal output (step S3) are the same as those shown in FIG. After the output, the
前記バーナ再着火温度は、その温度でバーナ40を再着火したときに当該再着火に起因して未燃ガスの異常燃焼が生じることが確実に回避されて高い安全性が確保される程度まで高い温度に設定される。一般には、前記未燃ガスの自燃着火温度(例えば天然ガスの場合は約680℃)に十分な安全率を乗じた温度であって、テスト等により安全が確認された温度が採用されればよい。
The burner re-ignition temperature is high to such an extent that when the
このような運転も、バーナ40の運転停止後、炉頂温度があまり下がらないうちに当該バーナ40を再着火させることで、溶融炉4内の過剰な冷却を未然に防ぐことができるとともに、バーナ再着火時の高い安全性を担保することができる。
Such an operation can also prevent excessive cooling in the
また、この運転において、ステップS12においてバーナ再着火指令信号を出力したにもかかわらずバーナ40の運転が停止されなかった場合、あるいは当該信号の出力自体が不能になった場合のフェールセーフのために、前記図4に示した運転、すなわち、給じんを止めてガス化炉出口ガスの酸素濃度を高める運転を併せて行うようにしてもよい。
Further, in this operation, for fail-safe when the operation of the
前記図4に示される運転制御は、給じん停止後、ガス酸素濃度に基いてバーナの再着火のタイミングを決定するものであるが、当該ガス酸素濃度に直接影響するパラメータとして、給じんが停止されてから溶融炉4の上流側に供給される空気の量の積算値を監視し、この積算値に基いてバーナの再着火のタイミングを決定するものでもよい。その例を図6及び図7を参照しながら説明する。
The operation control shown in FIG. 4 determines the timing of reignition of the burner on the basis of the gas oxygen concentration after the supply of fuel is stopped. As a parameter that directly affects the gas oxygen concentration, the supply of fuel is stopped. Then, the integrated value of the amount of air supplied to the upstream side of the
図6に示される設備は、送風機60及び流量計62を備える。前記送風機60は、流動床式ガス化炉3に対して空気を供給するためのもので、この空気は、当該ガス化炉3の風箱24内に流動化ガスとして供給されるとともに、場合によってはフリーボード36内にパージ空気として供給される。そして、炉頂部には熱分解ガス出口38が設けられている。前記流量計62は、前記送風機60の出口側に設けられ、この送風機60から前記ガス化炉3に対して供給される空気の流量を検出し、この流量についての検出信号を出力する。この検出信号は制御系50に入力される。
The equipment shown in FIG. 6 includes a
この制御系50の制御動作を図7に示す。この図7において、給じん停止指令信号を出力するまでの動作(ステップS1〜S5)は前記図4に示された制御で行われる動作と同等である。当該給じん停止指令信号が出力された後、バーナ制御部52は、前記検出信号に基いて、給じんが停止した時点から前記ガス化炉3に供給される空気の量を積算し(ステップS6A)、その積算値が予め設定された一定値に達した時点で(ステップS6BでYES)、バーナ再着火指令信号を出力する(ステップS8)。
The control operation of this
この制御も、バーナ40の運転停止後、送風機60からの空気の供給によってバーナ40の近傍の酸素濃度がある程度高くなったと見越せるタイミングで当該バーナ40を再着火させることを可能にする。これにより、バーナ再着火時の高い安全性が保障される。
This control also makes it possible to re-ignite the
なお、前記積算の対象となる空気は、前記溶融炉4の上流側に供給されて当該溶融炉4内での酸素濃度の増加に寄与し得るものが全て含まれる。従って、この空気は、ガス化炉
3内に供給されるものに限られない。例えばガス化炉3と溶融炉4との間に設けられるダクト44にパージガスが供給される場合には、このパージガスも前記積算の対象に含まれる。
The air to be integrated includes all of the air that is supplied to the upstream side of the
3 ガス化炉
4 旋回式溶融炉
30 廃棄物投入口
38 熱分解ガス出口
40 助燃用バーナ
42 熱分解ガス入口
45 酸素濃度計
46 温度計
50 制御系
52 バーナ制御部
54 給じん制御部
60 送風機(空気供給手段)
62 流量計(空気量検出手段)
DESCRIPTION OF
62 Flow meter (air quantity detection means)
Claims (9)
前記ガス化溶融炉の運転状態が特定のバーナ停止条件を満たすときに前記バーナの運転を停止させる操作と、
前記バーナの運転が停止した後、前記バーナの近傍の溶融炉内温度が予め設定された廃棄物投入停止温度まで降下した場合に前記ガス化炉への前記廃棄物の投入を停止させる操作と、
前記廃棄物の投入が停止した後、前記ガス化炉から前記溶融炉に送られるガスの中の酸素の濃度が予め設定されたバーナ再着火濃度まで上昇した時点で前記バーナを再着火させる操作と、を含むことを特徴とするガス化溶融炉の運転方法。 A gasification furnace that gasifies the waste to be input and a pyrolysis gas generated in the gasification furnace are introduced, and combustible components in the introduced pyrolysis gas are burned to remove ash in the gas. A method for operating a gasification melting furnace provided with a melting furnace for melting and a burner for auxiliary combustion provided in the melting furnace,
An operation of stopping the operation of the burner when the operating state of the gasification melting furnace satisfies a specific burner stop condition;
After the operation of the burner is stopped, an operation of stopping the introduction of the waste into the gasification furnace when the temperature in the melting furnace in the vicinity of the burner falls to a preset waste input stop temperature;
An operation of reigniting the burner when the concentration of oxygen in the gas sent from the gasification furnace to the melting furnace rises to a preset burner reignition concentration after the introduction of the waste is stopped; The operation method of the gasification melting furnace characterized by including.
前記バーナの運転が停止した後、前記バーナの近傍の溶融炉内温度が予め設定された温度であって前記廃棄物投入停止温度よりも高い温度まで上昇したときには、前記酸素濃度にかかわらず前記バーナを再着火させることを特徴とするガス化溶融炉の運転方法。 In the operation method of the gasification melting furnace according to claim 1,
After the operation of the burner is stopped, when the temperature in the melting furnace in the vicinity of the burner rises to a preset temperature and higher than the waste charging stop temperature, the burner regardless of the oxygen concentration. A method for operating a gasification melting furnace characterized by re-igniting the gas.
前記ガス化溶融炉の運転状態が特定のバーナ停止条件を満たすときに前記バーナの運転を停止させる操作と、
前記バーナの運転が停止した後、前記バーナの近傍の溶融炉内温度が予め設定された廃棄物投入停止温度まで降下した場合に前記ガス化炉への前記廃棄物の投入を停止させる操作と、
前記廃棄物の投入が停止した時点から前記溶融炉の上流側に供給される空気の量の積算値が一定値に達した時点で前記バーナを再着火させる操作と、を含むことを特徴とするガス化溶融炉の運転方法。 A gasification furnace that gasifies the waste to be input and a pyrolysis gas generated in the gasification furnace are introduced, and combustible components in the introduced pyrolysis gas are burned to remove ash in the gas. A method for operating a gasification melting furnace provided with a melting furnace for melting and a burner for auxiliary combustion provided in the melting furnace,
An operation of stopping the operation of the burner when the operating state of the gasification melting furnace satisfies a specific burner stop condition;
After the operation of the burner is stopped, an operation of stopping the introduction of the waste into the gasification furnace when the temperature in the melting furnace in the vicinity of the burner falls to a preset waste input stop temperature;
And an operation of reigniting the burner when the integrated value of the amount of air supplied to the upstream side of the melting furnace reaches a certain value from the time when the introduction of the waste is stopped. Operation method of gasification melting furnace.
前記バーナ停止条件には、前記バーナの近傍の溶融炉内温度またはその移動平均値が予め設定されたバーナ停止温度以上である状態が所定時間保たれるという条件が含まれることを特徴とするガス化溶融炉の運転方法。 In the operation method of the gasification melting furnace in any one of Claims 1-3 ,
The burner stop condition includes a condition that a state in which the temperature in the melting furnace near the burner or a moving average value thereof is equal to or higher than a preset burner stop temperature is maintained for a predetermined time. Operation method of chemical melting furnace.
る溶融炉と、この溶融炉に設けられる助燃用のバーナとを備えたガス化溶融炉の運転を制御するための装置であって、
前記ガス化炉に前記廃棄物を投入する廃棄物投入機と、
前記バーナの近傍の溶融炉内温度を検出する温度計と、
前記ガス化炉から前記溶融炉に送られるガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度計と、
前記温度計及び前記酸素濃度計の検出結果に基づいて前記ガス化溶融炉の運転を制御するための制御系と、を備え、この制御系は、
前記ガス化溶融炉の運転状態が特定のバーナ停止条件を満たすときに前記バーナの運転を停止させるためのバーナ停止指令信号を出力するバーナ制御部と、
前記バーナの運転が停止した後、前記温度計により検出される温度が予め設定された廃棄物投入停止温度まで降下した場合に、前記廃棄物投入機による前記ガス化炉への前記廃棄物の投入を停止させるための廃棄物投入停止指令信号を出力する廃棄物投入制御部と、を含み、
かつ、前記バーナ制御部は、前記廃棄物投入機による前記廃棄物の投入が停止した後、前記酸素濃度計により検出される酸素濃度が予め設定されたバーナ再着火濃度まで上昇した時点で、前記バーナを再着火させるためのバーナ再着火指令信号を出力することを特徴とするガス化溶融炉の運転制御装置。 A gasification furnace that gasifies the waste to be input and a pyrolysis gas generated in the gasification furnace are introduced, and combustible components in the introduced pyrolysis gas are burned to remove ash in the gas. An apparatus for controlling the operation of a gasification melting furnace comprising a melting furnace for melting and a burner for auxiliary combustion provided in the melting furnace,
A waste input machine that inputs the waste into the gasifier;
A thermometer for detecting the temperature in the melting furnace near the burner;
An oxygen concentration meter for detecting an oxygen concentration in a gas sent from the gasification furnace to the melting furnace;
A control system for controlling the operation of the gasification melting furnace based on the detection results of the thermometer and the oximeter, the control system comprising:
A burner control unit that outputs a burner stop command signal for stopping the operation of the burner when the operating state of the gasification melting furnace satisfies a specific burner stop condition;
After the operation of the burner is stopped, when the temperature detected by the thermometer falls to a preset waste input stop temperature, the waste input into the gasification furnace by the waste input device A waste input control unit that outputs a waste input stop command signal for stopping the operation,
The burner control unit, when the waste input by the waste input machine is stopped, the oxygen concentration detected by the oximeter increases to a preset burner re-ignition concentration, An operation control device for a gasification melting furnace, characterized by outputting a burner reignition command signal for reigniting the burner.
前記バーナ制御部は、前記バーナの運転が停止した後、前記温度計により検出される温度が予め設定された温度であって前記廃棄物投入停止温度よりも高い温度まで上昇したときには、前記酸素濃度にかかわらず前記バーナ再着火信号を出力することを特徴とするガス化溶融炉の運転制御装置。 In the gasification melting furnace operation control device according to claim 5 ,
When the burner controller stops the operation of the burner and the temperature detected by the thermometer rises to a preset temperature that is higher than the waste charging stop temperature, the oxygen concentration Regardless of whether the burner reignition signal is output or not, the operation control device for a gasification melting furnace is characterized in that
前記バーナ停止条件には、前記温度計により検出される温度またはその移動平均値が予め設定されたバーナ停止温度以上である状態が所定時間保たれるという条件が含まれることを特徴とするガス化溶融炉の運転制御装置。 In the operation control device of the gasification melting furnace according to claim 5 or 6 ,
Gasification characterized in that the burner stop condition includes a condition that a temperature detected by the thermometer or a moving average value thereof is equal to or higher than a preset burner stop temperature for a predetermined time. Operation control device for melting furnace.
れる助燃用のバーナとを備えたガス化溶融炉の運転を制御するための装置であって、
前記ガス化炉に前記廃棄物を投入する廃棄物投入機と、
前記空気供給手段により供給される空気の量を検出する空気量検出手段と、
前記バーナの運転を制御するための制御系とを備え、この制御系は、
前記ガス化溶融炉の運転状態が特定のバーナ停止条件を満たすときに前記バーナの運転を停止させるためのバーナ停止信号を出力するバーナ制御部と、
前記バーナの運転が停止した後、前記温度計により検出される温度が予め設定された廃棄物投入停止温度まで降下した場合に、前記廃棄物投入機による前記ガス化炉への前記廃棄物の投入を停止させるための廃棄物投入停止指令信号を出力する廃棄物投入制御部と、を含み、
かつ、前記バーナ制御部は、前記廃棄物投入機による前記廃棄物の投入が停止した時点から前記空気量検出手段により検出される空気の量を積算し、その積算値が予め設定された一定値に達した時点で前記バーナの運転を再開させるためのバーナ再着火信号を出力することを特徴とするガス化溶融炉の運転制御装置。 A gasification furnace that gasifies the waste to be input and a pyrolysis gas generated in the gasification furnace are introduced, and combustible components in the introduced pyrolysis gas are burned to remove ash in the gas. An apparatus for controlling the operation of a gasification melting furnace comprising a melting furnace for melting, an air supply means for supplying air to the upstream side of the melting furnace, and a burner for auxiliary combustion provided in the melting furnace. And
A waste input machine that inputs the waste into the gasifier;
An air amount detection means for detecting the amount of air supplied by the air supply means;
A control system for controlling the operation of the burner, the control system,
A burner control unit that outputs a burner stop signal for stopping the operation of the burner when the operation state of the gasification melting furnace satisfies a specific burner stop condition;
After the operation of the burner is stopped, when the temperature detected by the thermometer falls to a preset waste input stop temperature, the waste input into the gasification furnace by the waste input device A waste input control unit that outputs a waste input stop command signal for stopping the operation,
In addition, the burner control unit integrates the amount of air detected by the air amount detection means from the time point when the waste input by the waste input device is stopped, and the integrated value is a predetermined constant value. And a burner re-ignition signal for resuming the operation of the burner is output at the time of reaching the above.
このガス化炉に廃棄物を投入する廃棄物投入機と、
このガス化炉で生成された熱分解ガスが導入され、その導入された熱分解ガス中の可燃成分を燃焼させて同ガス中の灰分を溶融させる溶融炉と、
この溶融炉に設けられる燃焼用のバーナと、
請求項5〜8のいずれかに記載のガス化溶融炉の運転制御装置と、を備えたことを特徴とするガス化溶融炉。
A gasification furnace for gasifying the input waste;
A waste input machine that inputs waste into the gasifier;
A pyrolysis gas generated in the gasification furnace is introduced, a combustible component in the introduced pyrolysis gas is burned, and an ash content in the gas is melted,
A combustion burner provided in the melting furnace;
A gasification melting furnace comprising the operation control device for a gasification melting furnace according to any one of claims 5 to 8 .
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