JP6170800B2 - 有機性廃棄物の処理装置および処理方法並びに制御装置 - Google Patents
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Description
有機性廃棄物を低含水化する低含水化手段と、
低含水化手段により低含水化された有機性廃棄物を、燃焼用エネルギーを用いて燃焼させて減量化する燃焼手段と、
燃焼手段の内部に、有機性廃棄物に内在する燃焼用エネルギー以外の燃焼用エネルギーを供給する燃焼用エネルギー供給手段と、
燃焼用エネルギーの供給量が燃焼手段の内部を所定温度に維持する供給量となるように燃焼用エネルギー供給手段の動作を制御するエネルギー供給動作制御手段と、
を備え、有機性廃棄物を低含水化・熱操作処理する有機性廃棄物の処理装置であって、
エネルギー供給動作制御手段による制御の結果である燃焼用エネルギーの供給量に基づいて有機性廃棄物に内在する燃焼用エネルギーである有機性廃棄物エネルギーを推定する有機性廃棄物エネルギー推定手段と、
有機性廃棄物の低含水化・熱操作処理に関する複数の使用エネルギー要素ごとにエネルギー使用量の測定を行うとともに、有機性廃棄物の低含水化における脱水助剤の消費量、及び有機性廃棄物の処理装置から排出される排ガスの浄化処理におけるアルカリ剤の消費量を測定し、それぞれの測定値にランニングコストに変換する重み係数を乗算し、各乗算したコストの合算を行って全ランニングコストを算出する全ランニングコスト算定手段と、
あらかじめ算出された有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの相関関係、あらかじめ算出された有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの相関関係に対し有機性廃棄物エネルギー推定手段により推定された有機性廃棄物エネルギーの推定値と全ランニングコスト算定手段により算定された全ランニングコストの算定値との相関関係によって逐次修正を加えて得られる有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストの算定値との相関関係、または有機性廃棄物エネルギーの推定値と全ランニングコストの算定値との相関関係によって逐次構築および修正を加えて得られる有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの相関関係を、有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの基準関係として記録する関係記録手段と、
関係記録手段により記録された有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの基準関係と、有機性廃棄物エネルギー推定手段により推定された有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値とに基づいて全ランニングコストを最小にする有機性廃棄物エネルギーの最適値と有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値との大小関係を把握する大小関係把握手段と、
大小関係把握手段により把握された有機性廃棄物エネルギーの最適値と有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値との大小関係に基づいて、有機性廃棄物エネルギー推定手段により推定されるべき有機性廃棄物エネルギーの推定値が有機性廃棄物エネルギーの最適値との大小の差を小さくする方向に向かうように低含水化手段の動作を制御する低含水化動作制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
低含水化手段により有機性廃棄物を低含水化する低含水化ステップと、
低含水化された有機性廃棄物を、燃焼手段により燃焼用エネルギーを用いて燃焼させて減量化する燃焼ステップと、
燃焼手段の内部に、有機性廃棄物に内在する燃焼用エネルギー以外の燃焼用エネルギーを供給する燃焼用エネルギー供給ステップと、
燃焼手段の内部が所定温度に維持される燃焼用エネルギーの供給量になるように、燃焼用エネルギーの供給を制御するエネルギー供給動作制御ステップと、
を含み、有機性廃棄物を低含水化・熱操作処理する有機性廃棄物の処理方法であって、
エネルギー供給動作制御ステップにおける制御の結果である燃焼用エネルギーの供給量に基づいて有機性廃棄物に内在する燃焼用エネルギーである有機性廃棄物エネルギーを推定する有機性廃棄物エネルギー推定ステップと、
有機性廃棄物の低含水化・熱操作処理に関する複数の使用エネルギー要素ごとにエネルギー使用量の測定を行うとともに、有機性廃棄物の低含水化における脱水助剤の消費量、及び有機性廃棄物の処理装置から排出される排ガスの浄化処理におけるアルカリ剤の消費量を測定し、それぞれの測定値にランニングコストに変換する重み係数を乗算し、各乗算したコストの合算を行って全ランニングコストを算出する全ランニングコスト算定ステップと、
あらかじめ算出された有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの相関関係、あらかじめ算出された有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの相関関係に対し有機性廃棄物エネルギー推定ステップにおいて推定された有機性廃棄物エネルギーの推定値と全ランニングコスト算定ステップにおいて算定された全ランニングコストの算定値との相関関係により逐次修正を加えて得られる有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの相関関係、または有機性廃棄物エネルギーの推定値と全ランニングコストの算定値との相関関係によって逐次構築および修正を加えて得られる有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの相関関係を、有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの基準関係として制御手段に記録する関係記録ステップと、
関係記録ステップにおいて記録された有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの基準関係と有機性廃棄物エネルギー推定手段により推定された有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値とに基づいて、全ランニングコストを最小にする有機性廃棄物エネルギーの最適値と有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値との大小関係を把握する大小関係把握ステップと、
大小関係把握ステップにおいて把握された有機性廃棄物エネルギーの最適値と有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値との大小関係に基づいて、有機性廃棄物エネルギー推定ステップにおいて推定されるべき有機性廃棄物エネルギーの推定値が有機性廃棄物エネルギーの最適値との大小の差を小さくする方向に向かうように低含水化手段の動作を制御する低含水化動作制御ステップと、
を含むことを特徴とする。
燃焼用エネルギーの供給量が有機性廃棄物の燃焼を行う燃焼手段の内部を所定温度に維持する供給量となるように、燃焼手段に、有機性廃棄物に内在する燃焼用エネルギー以外の燃料用エネルギーを供給する燃焼用エネルギー供給手段の動作を制御するエネルギー供給動作制御手段と、
エネルギー供給動作制御手段による制御の結果である燃焼用エネルギーの供給量に基づいて有機性廃棄物に内在する燃焼用エネルギーである有機性廃棄物エネルギーを推定する有機性廃棄物エネルギー推定手段と、
有機性廃棄物の低含水化・熱操作処理に関する複数の使用エネルギー要素ごとにエネルギー使用量の測定を行うとともに、有機性廃棄物の低含水化における脱水助剤の消費量、及び有機性廃棄物の処理装置から排出される排ガスの浄化処理におけるアルカリ剤の消費量を測定し、それぞれの測定値にランニングコストに変換する重み係数を乗算し、各乗算したコストの合算を行って全ランニングコストを算出する全ランニングコスト算定手段と、
あらかじめ算出された有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの相関関係、あらかじめ算出された有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの相関関係に対し有機性廃棄物エネルギー推定手段により推定された有機性廃棄物エネルギーの推定値と全ランニングコスト算定手段により算定された全ランニングコストの算定値との相関関係によって逐次修正を加えて得られる有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの相関関係、または有機性廃棄物エネルギーの推定値と全ランニングコストの算定値との相関関係によって逐次構築および修正を加えて得られる有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの相関関係を、有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの基準関係として記録する関係記録手段と、
関係記録手段により記録された有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの基準関係と有機性廃棄物エネルギー推定手段により推定された有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値とに基づいて、全ランニングコストを最小にする有機性廃棄物エネルギーの最適値と有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値との大小関係を把握する大小関係把握手段と、
大小関係把握手段により把握された有機性廃棄物エネルギーの最適値と有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値との大小関係に基づいて、有機性廃棄物エネルギー推定手段により推定されるべき有機性廃棄物エネルギーの推定値が大小の差を小さくする方向に向かうように低含水化手段の動作を制御する低含水化動作制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
トータル熱量=排ガス量×排ガスの比熱×排ガスの温度…(1)
流動焼却炉21に供給される燃焼用エネルギー(流動空気のエネルギー、汚泥エネルギー、および補助燃料のエネルギー)によるトータル熱量
トータル熱量=汚泥の質量×汚泥エネルギー(単位質量当たりの熱量)+補助燃料の質量×単位質量当たりの熱量+流動空気の量×流動空気の比熱×流動空気の温度…(2)
したがって、汚泥エネルギーの推定値Eesは、(1)式及び(2)式から、
その時点における汚泥エネルギーEes=[(排ガス量×排ガスの比熱(※1)×排ガスの温度)−(補助燃料の質量×単位質量当たりの熱量+流動空気の量×流動空気の比熱(※2)×流動空気の温度)]/(汚泥の質量)
で計算できる。
※1 排ガス中の「乾ガス」の比熱、「水分(水蒸気)」の比熱、およびそれらの配合比から計算される比熱
※2 空気中の「乾空気」の比熱、「水分(水蒸気)」の比熱、およびそれらの配合比から計算される比熱
なお、これらの(1)式および(2)式において、必要に応じて、補正値として流動焼却炉21の放熱量や、酸素温度などが算入される。
図2Bには、P1〜P6のそれぞれをランニングコストに変換する重み係数K1〜K6を乗算し、各乗算した、燃料コストC1、使用電力コストC2、脱水機動力コストC4、脱水助剤消費コストC5、およびアルカリ剤消費コストC6を加算し、熱回収発電コストC3を減算した全ランニングコストC(=C1+C2+C4+C5+C6−C3)と汚泥エネルギーとの基準関係を記録している。
次に、本発明の一実施形態による最適運転制御装置30による最適運転制御処理方法について説明する。図4は、この最適運転制御処理方法を示すフローチャートである。
本変形例では、上述した重み係数K1〜K6に替えて、図5に示すように、各使用エネルギー要素の使用量である、燃料使用量P1、電力使用量P2、熱回収発電量P3、動力源エネルギー使用量P4、および脱水助剤(ポリ鉄)投入量P5、アルカリ剤(苛性ソーダ)投入量P6のそれぞれを二酸化炭素排出量に変換する重み係数K11〜K16を乗算し、各乗算した、都市ガス由来二酸化炭素排出量G1、使用電力由来二酸化炭素排出量G2、脱水機動力由来二酸化炭素排出量G4、および脱水助剤(ポリ鉄)由来二酸化炭素排出量G5、アルカリ剤(苛性ソーダ)由来二酸化炭素排出量G6を加算し、熱回収発電由来二酸化炭素排出量G3を減算した全二酸化炭素排出量Gが最小値となる汚泥エネルギー値E2minとなるように脱水機11の遠心力の増減制御を行うようにしている。これによって、汚泥の処理装置1全体の二酸化炭素排出量を最小とする最適制御を行うことができる。
10 低含水化設備
11 脱水機
12 動力源
13 凝集剤投入器
14 脱水薬剤投入制御部
15 汚泥供給ポンプ
20 熱操作設備
21 流動焼却炉
21a 流動床
21b 分散パイプ
22 補助燃焼装置
22a 燃料量検出器
22b,23b,23c,23d,23e,25a 調整弁
23 流動空気予熱器
24 白煙防止予熱器
25 スクラバー
26 煙突
27 熱回収発電設備
28 焼却設備燃焼制御装置
30 最適運転制御装置
31 関係記録部
32 汚泥エネルギー推定部
33 全ランニングコスト算定部
34 大小関係把握部
35 低含水化動作制御部
B1 流動ブロワ
B2 白防ファン
B3 誘引ファン
B1s,B2s,B3s,Ps 電力計
F1,F2 流量センサ
T1,T2,T3 温度センサ
Claims (3)
- 有機性廃棄物を低含水化する低含水化手段と、
前記低含水化手段により低含水化された前記有機性廃棄物を、燃焼用エネルギーを用いて燃焼させて減量化する燃焼手段と、
前記燃焼手段の内部に、前記有機性廃棄物に内在する燃焼用エネルギー以外の燃焼用エネルギーを供給する燃焼用エネルギー供給手段と、
燃焼用エネルギーの供給量が前記燃焼手段の内部を所定温度に維持する供給量となるように前記燃焼用エネルギー供給手段の動作を制御するエネルギー供給動作制御手段と、
を備え、前記有機性廃棄物を低含水化・熱操作処理する有機性廃棄物の処理装置であって、
前記エネルギー供給動作制御手段による制御の結果である燃焼用エネルギーの供給量に基づいて前記有機性廃棄物に内在する燃焼用エネルギーである有機性廃棄物エネルギーを推定する有機性廃棄物エネルギー推定手段と、
前記有機性廃棄物の低含水化・熱操作処理に関する複数の使用エネルギー要素ごとにエネルギー使用量の測定を行うとともに、有機性廃棄物の低含水化における脱水助剤の消費量、及び有機性廃棄物の処理装置から排出される排ガスの浄化処理におけるアルカリ剤の消費量を測定し、それぞれの測定値にランニングコストに変換する重み係数を乗算し、各乗算したコストの合算を行って全ランニングコストを算出する全ランニングコスト算定手段と、
あらかじめ算出された前記有機性廃棄物エネルギーと前記全ランニングコストとの相関関係、前記あらかじめ算出された有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの相関関係に対し前記有機性廃棄物エネルギー推定手段により推定された前記有機性廃棄物エネルギーの推定値と前記全ランニングコスト算定手段により算定された全ランニングコストの算定値との相関関係によって逐次修正を加えて得られる有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストの算定値との相関関係、または前記有機性廃棄物エネルギーの推定値と前記全ランニングコストの算定値との相関関係によって逐次構築および修正を加えて得られる有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの相関関係を、有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの基準関係として記録する関係記録手段と、
前記関係記録手段により記録された前記有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの基準関係と、前記有機性廃棄物エネルギー推定手段により推定された有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値とに基づいて全ランニングコストを最小にする有機性廃棄物エネルギーの最適値と前記有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値との大小関係を把握する大小関係把握手段と、
前記大小関係把握手段により把握された前記有機性廃棄物エネルギーの最適値と前記有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値との大小関係に基づいて、前記有機性廃棄物エネルギー推定手段により推定されるべき有機性廃棄物エネルギーの推定値が前記有機性廃棄物エネルギーの最適値との大小の差を小さくする方向に向かうように前記低含水化手段の動作を制御する低含水化動作制御手段と、
を備えたことを特徴とする有機性廃棄物の処理装置。 - 低含水化手段により有機性廃棄物を低含水化する低含水化ステップと、
低含水化された前記有機性廃棄物を、燃焼手段により燃焼用エネルギーを用いて燃焼させて減量化する燃焼ステップと、
前記燃焼手段の内部に、前記有機性廃棄物に内在する燃焼用エネルギー以外の燃焼用エネルギーを供給する燃焼用エネルギー供給ステップと、
前記燃焼手段の内部が所定温度に維持される燃焼用エネルギーの供給量になるように、前記燃焼用エネルギーの供給を制御するエネルギー供給動作制御ステップと、
を含み、前記有機性廃棄物を低含水化・熱操作処理する有機性廃棄物の処理方法であって、
前記エネルギー供給動作制御ステップにおける制御の結果である燃焼用エネルギーの供給量に基づいて前記有機性廃棄物に内在する燃焼用エネルギーである有機性廃棄物エネルギーを推定する有機性廃棄物エネルギー推定ステップと、
前記有機性廃棄物の低含水化・熱操作処理に関する複数の使用エネルギー要素ごとにエネルギー使用量の測定を行うとともに、有機性廃棄物の低含水化における脱水助剤の消費量、及び有機性廃棄物の処理装置から排出される排ガスの浄化処理におけるアルカリ剤の消費量を測定し、それぞれの測定値にランニングコストに変換する重み係数を乗算し、各乗算したコストの合算を行って全ランニングコストを算出する全ランニングコスト算定ステップと、
あらかじめ算出された前記有機性廃棄物エネルギーと前記全ランニングコストとの相関関係、前記あらかじめ算出された有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの相関関係に対し前記有機性廃棄物エネルギー推定ステップにおいて推定された前記有機性廃棄物エネルギーの推定値と前記全ランニングコスト算定ステップにおいて算定された全ランニングコストの算定値との相関関係により逐次修正を加えて得られる有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの相関関係、または前記有機性廃棄物エネルギーの推定値と前記全ランニングコストの算定値との相関関係によって逐次構築および修正を加えて得られる有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの相関関係を、有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの基準関係として制御手段に記録する関係記録ステップと、
前記関係記録ステップにおいて記録された有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの基準関係と前記有機性廃棄物エネルギー推定手段により推定された有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値とに基づいて、全ランニングコストを最小にする有機性廃棄物エネルギーの最適値と前記有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値との大小関係を把握する大小関係把握ステップと、
前記大小関係把握ステップにおいて把握された前記有機性廃棄物エネルギーの最適値と前記有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値との大小関係に基づいて、有機性廃棄物エネルギー推定ステップにおいて推定されるべき有機性廃棄物エネルギーの推定値が前記有機性廃棄物エネルギーの最適値との大小の差を小さくする方向に向かうように前記低含水化手段の動作を制御する低含水化動作制御ステップと、
を含むことを特徴とする有機性廃棄物の処理方法。 - 燃焼用エネルギーの供給量が有機性廃棄物の燃焼を行う燃焼手段の内部を所定温度に維持する供給量となるように、前記燃焼手段に、前記有機性廃棄物に内在する燃焼用エネルギー以外の燃料用エネルギーを供給する燃焼用エネルギー供給手段の動作を制御するエネルギー供給動作制御手段と、
前記エネルギー供給動作制御手段による制御の結果である燃焼用エネルギーの供給量に基づいて前記有機性廃棄物に内在する燃焼用エネルギーである有機性廃棄物エネルギーを推定する有機性廃棄物エネルギー推定手段と、
前記有機性廃棄物の低含水化・熱操作処理に関する複数の使用エネルギー要素ごとにエネルギー使用量の測定を行うとともに、有機性廃棄物の低含水化における脱水助剤の消費量、及び有機性廃棄物の処理装置から排出される排ガスの浄化処理におけるアルカリ剤の消費量を測定し、それぞれの測定値にランニングコストに変換する重み係数を乗算し、各乗算したコストの合算を行って全ランニングコストを算出する全ランニングコスト算定手段と、
あらかじめ算出された前記有機性廃棄物エネルギーと前記全ランニングコストとの相関関係、前記あらかじめ算出された有機性廃棄物エネルギーと前記全ランニングコストとの相関関係に対し前記有機性廃棄物エネルギー推定手段により推定された前記有機性廃棄物エネルギーの推定値と前記全ランニングコスト算定手段により測定された全ランニングコストの算定値との相関関係によって逐次修正を加えて得られる有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの相関関係、または前記有機性廃棄物エネルギーの推定値と前記全ランニングコストの算定値との相関関係によって逐次構築および修正を加えて得られる有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの相関関係を、有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの基準関係として記録する関係記録手段と、
前記関係記録手段により記録された有機性廃棄物エネルギーと全ランニングコストとの基準関係と前記有機性廃棄物エネルギー推定手段により推定された有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値とに基づいて、全ランニングコストを最小にする有機性廃棄物エネルギーの最適値と前記有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値との大小関係を把握する大小関係把握手段と、
前記大小関係把握手段により把握された有機性廃棄物エネルギーの最適値と前記有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値との大小関係に基づいて、前記有機性廃棄物エネルギー推定手段により推定されるべき有機性廃棄物エネルギーの推定値が大小の差を小さくする方向に向かうように前記低含水化手段の動作を制御する低含水化動作制御手段と、を備えたことを特徴とする制御装置。
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