JP6297417B2 - 廃棄物処理設備および廃棄物処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、過給機を備えた廃棄物処理設備および廃棄物処理方法に関する。
下水汚泥等の脱水汚泥は、焼却、乾燥、炭化等の、汚泥の熱処理時の水分蒸発に多大なエネルギーが必要である。汚泥熱処理時の省エネルギーの観点から、そのエネルギーを有効に回収し、再利用することが期待されている。
図5は、従来技術による廃棄物処理設備を示すブロック図である。図5に示すように、従来の廃棄物処理設備100は、燃焼炉102、熱交換器103,105、第1過給機104、第2過給機106、排ガス湿式処理装置107、誘引ファン108、排煙筒109、および始動用空気供給装置110,111を備えて構成されている(特許文献1参照)。この廃棄物処理設備100は、下水処理場などにおいて水分を多量に含有する汚泥等の廃棄物を燃料として燃焼させて処理する設備である。また、特許文献1には、廃棄物処理設備100において第1過給機104を始動させる方法として、ブロワや圧縮機などの始動用空気供給装置110から第1過給機104の上流側に燃焼用空気を供給する方法が記載されている。
特許第4831309号公報
しかしながら、特許文献1に記載された技術では、始動時において始動用空気供給装置110の生成空気を、熱交換器103などの熱交換手段を介して過給手段である第1過給機104のタービン部に供給し、コンプレッサ部の生成空気を大気に放出している。そのため、本発明者が種々検討を行った結果、特許文献1に記載された技術では、過給手段のコンプレッサ部の生成空気を大気に放出する経路から、熱交換手段に供給する経路に切り替える際に、コンプレッサ部の出口での空気の圧力と始動用空気供給装置の出口での空気の圧力との間に圧力差が生じてしまう。本発明者の知見によれば、この構成においては、過給機の運転が不安定になるという問題が生じる。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、過給手段から送出される気体の経路を、大気に放出する経路から熱交換手段に供給する経路に切り替える際に、過給機を安定して運転させることができる廃棄物処理設備および廃棄物処理方法を提供することにある。
上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明に係る廃棄物処理設備は、廃棄物を燃焼して排ガスを排出する燃焼手段と、燃焼手段から排出された排ガスと気体との間において熱交換を行う熱交換手段と、外部から供給された気体を熱交換手段に供給可能に構成されたコンプレッサ部と、熱交換手段を通過した気体を燃焼手段に供給可能に構成されたタービン部とを有する過給手段と、コンプレッサ部における気体の送出側に設けられ、コンプレッサ部から送出される気体の圧力を計測する第1圧力計測手段と、コンプレッサ部から送出される気体の圧力を調節するとともに、コンプレッサ部から送出される気体を外部に放出可能に構成された圧力調節手段と、外部から気体を供給可能に構成されているとともに、外部から供給された気体を熱交換手段に供給する気体供給手段と、気体供給手段における気体の送出側に設けられ、気体供給手段から熱交換手段に供給される気体の流量を計測する流量計測手段と、気体供給手段から熱交換手段に供給される気体の流量および圧力を調節する流量圧力調節手段と、気体供給手段における気体の送出側に設けられ、気体供給手段から熱交換手段に供給される気体の圧力を計測する第2圧力計測手段と、第1圧力計測手段により計測された気体の圧力が第2圧力計測手段により計測された気体の圧力より大きくなった段階で、圧力調節手段により、コンプレッサ部から送出される気体の外部への放出を停止しつつコンプレッサ部から送出される気体を熱交換手段に供給する切替制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする。
本発明に係る廃棄物処理設備は、上記の発明において、制御手段は、流量計測手段により計測された気体の流量に基づいて流量圧力調節手段により気体供給手段から熱交換手段を通過してタービン部に送出される気体の流量を調節するとともに、第1圧力計測手段により計測された気体の圧力に基づいて、圧力調節手段によってコンプレッサ部から送出される気体を外部に放出しつつコンプレッサ部から送出される気体の圧力を調節することにより、過給手段を自立運転可能な状態にした後、切替制御を行うことを特徴とする。
本発明に係る廃棄物処理設備は、上記の発明において、制御手段は、コンプレッサ部から送出される気体の圧力および流量をそれぞれ増加させるように、圧力調節手段および流量圧力調節手段を制御することを特徴とする。
本発明に係る廃棄物処理設備は、上記の発明において、制御手段は、切替制御を行うとともに、流量圧力調節手段により、気体供給手段から熱交換手段への気体の供給を停止するように制御することを特徴とする。
本発明に係る廃棄物処理設備は、上記の発明において、排ガスに対して所定の排ガス処理を行う排ガス処理手段をさらに備えることを特徴とする。
本発明に係る廃棄物処理設備は、廃棄物を燃焼して排ガスを排出する燃焼手段と、燃焼手段から排出された排ガスと気体との間において熱交換を行う熱交換手段と、外部から供給された気体を熱交換手段に供給可能に構成されたコンプレッサ部と、熱交換手段を通過した気体を燃焼手段に供給可能に構成されたタービン部とを有する過給手段と、コンプレッサ部における気体の送出側に設けられ、コンプレッサ部から送出される気体の圧力を計測する第1圧力計測手段と、コンプレッサ部から送出される気体の圧力を調節するとともに、コンプレッサ部から送出される気体を外部に放出可能に構成された圧力調節手段と、外部から気体を供給可能に構成されているとともに、外部から供給された気体を熱交換手段に供給する気体供給手段と、気体供給手段における気体の送出側に設けられ、気体供給手段から熱交換手段に供給される気体の流量を計測する流量計測手段と、気体供給手段における気体の送出側に設けられ、気体供給手段から熱交換手段に供給される気体の圧力を計測する第2圧力計測手段と、気体供給手段から熱交換手段に供給される気体の流量および圧力を調節する流量圧力調節手段と、少なくとも圧力調節手段および流量圧力調節手段を制御する制御手段と、を備える廃棄物処理設備における廃棄物処理方法であって、制御手段が、第1圧力計測手段により計測された気体の圧力が第2圧力計測手段により計測された気体の圧力より大きくなった段階で、圧力調節手段により、コンプレッサ部から送出される気体の外部への放出を停止するとともに、コンプレッサ部から送出される気体を熱交換手段に供給するように切替制御を行う切替ステップと、を含むことを特徴とする。
本発明に係る廃棄物処理設備は、上記の発明において、切替ステップの前に、制御手段により、流量計測手段により計測された気体の流量に基づいて流量圧力調節手段により気体供給手段から熱交換手段を通過してタービン部に送出される気体の流量を調節する第1調節ステップと、第1圧力計測手段により計測された気体の圧力に基づいて圧力調節手段によりコンプレッサ部から送出される気体を外部に放出しつつコンプレッサ部から送出される気体の圧力を調節する第2調節ステップとを連続または並行して繰り返して、過給手段を自立運転可能な状態にする調節ステップをさらに含むことを特徴とする。
本発明に係る廃棄物処理設備および廃棄物処理方法によれば、過給手段から送出される気体の経路を、大気に放出する経路から熱交換手段に供給する経路に切り替える際に、過給機を安定して運転させることが可能となる。
図1は、本発明の一実施形態による廃棄物処理設備を示すブロック図である。 図2は、本発明の一実施形態による廃棄物処理方法としての過給機の始動方法を説明するためのフローチャートである。 図3は、本発明の一実施形態による廃棄物処理方法を説明するための廃棄物処理設備を示すブロック図である。 図4は、本発明の一実施形態による廃棄物処理方法を説明するための廃棄物処理設備を示すブロック図である。 図5は、従来技術による廃棄物処理設備を示すブロック図である。
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の一実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する一実施形態によって限定されるものではない。なお、以下の説明において、前段および後段、ならびに上流および下流はそれぞれ、空気または燃焼排ガスの流れに沿った前段および後段、ならびに上流および下流を意味する。
まず、本発明の一実施形態による廃棄物処理設備について説明する。図1は、この一実施形態による廃棄物処理設備を示すブロック図である。
図1に示すように、この一実施形態による廃棄物処理設備1は、焼却炉11、過給機12、補助送風機13、空気予熱器14、および排ガス処理設備16と、これらを制御するための制御部15を備えて構成されている。なお、排ガス処理手段としての排ガス処理設備16は、図示省略した、集塵機、スクラバ、および誘引ファンを備え、スクラバには煙突17が設けられている。ここで、制御手段としての制御部15は、例えば、情報処理部および記憶領域、ならびに記録媒体を備えたコンピュータから構成される。また、集塵機、煙突17が設けられたスクラバ、および誘引ファンを備える排ガス処理設備16は、例えば従来公知の排ガス処理設備であり、煙突17としては白煙防止が施された後に大気開放されるなどの従来公知の構成を採用できる。そのため、排ガス処理設備16および煙突17についての詳細な説明は省略する。
まず、燃焼手段としての焼却炉11に供給される例えば汚泥などの廃棄物は、例えば、水分含有率が約97%程度で固形分濃度が約3%の汚泥を回転加圧脱水機などによって、水分含有率を65%〜80%、好適には75%以下程度まで脱水された脱水ケーキである。なお、廃棄物は汚泥以外のものであっても良く、必ずしも汚泥に限定されるものではない。脱水ケーキは、焼却炉11に投入されて焼却される。焼却炉11としては各種形式があるが、最近ではダイオキシンの発生防止や設備小型化の観点から、例えば流動焼却炉を採用するのが好ましい。なお、焼却炉11内において廃棄物を自燃させることが困難である場合には、必要に応じて焼却炉11内に補助燃料が供給される。また、焼却炉11に供給される流動空気などの空気の温度および圧力はそれぞれ、温度計21aおよび圧力計22aにより計測される。温度計21aにより計測された温度および圧力計22aにより計測された圧力のそれぞれの計測データは、制御部15に供給される。
焼却炉11の後段には、熱交換手段としての空気予熱器14が配置されている。空気予熱器14は、焼却炉11から排出される燃焼排ガスと外部から供給される空気との間において混合することなく間接的に熱交換を行う。すなわち、空気予熱器14は、焼却炉11での燃焼に用いる燃焼気体としての燃焼空気や、排気部としての煙突17またはその他の熱を利用する熱利用手段を備えた排ガス処理設備16に使用する流動空気や作動空気などの空気を、より高温の燃焼排ガスによって加熱する。空気予熱器14を通過した燃焼排ガスは後段の排ガス処理設備16に供給され、この燃焼排ガスに対して排ガス処理が行われる。
また、焼却炉11の前段側には過給手段としての過給機12が設けられている。過給機12は、コンプレッサ部12aとタービン部12bと回転数計12cとを備える。過給機12は、少なくとも焼却炉11の前段側に設けられているとともに、さらに空気予熱器14と連通可能に構成されている。
そして、過給機12は、定常的に自立運転した状態である稼働定常状態において、コンプレッサ部12aによって外部から吸引した空気を空気予熱器14に供給するとともに、空気予熱器14を通過して加熱された空気がタービン部12bに戻されることによって過給動作を行う。すなわち、空気予熱器14によって加熱された空気のエネルギーによって過給機12が駆動され、外部から空気を吸引して圧縮するとともに例えば回転力などの動力を出力する。換言すると、過給機12は、焼却炉11の廃熱を、空気予熱器14を通じて駆動用の動力に変換している。なお、この過給機12に例えばジェネレータなどを設け、過給機12から出力された駆動用の動力を電力に変換して出力させるように構成しても良い。また、過給機12の回転は回転数計12cにより計測され、回転数の計測データは制御部15に供給される。
過給機12は、供給された空気の一部を、焼却炉11における廃棄物の焼却に必要な燃焼空気として、焼却炉11に供給する。このように、過給機12の内部は主に清浄な空気が流れて腐食などが発生しにくくなるため、過給機12の長寿命化を実現できる。一方、焼却炉11に供給されない燃焼空気以外の空気の残部は、流量制御弁18によって流量が制御されつつ、煙突17に供給される。ここで、流量制御弁18は、制御部15による制御に応じて配管に流れる流量を制御する制御弁である。また、焼却炉11に供給されない空気の残部の流量は、流量計23aにより計測されて制御部15に供給される。燃焼空気以外の空気の残部を煙突17に供給することにより、煙突17から排気される燃焼排ガスの白煙を防止する。すなわち、過給機12から煙突17に供給される加熱された空気は、白煙防止用空気として用いられる。
また、廃棄物処理設備1において、制御部15によって開度制御可能に構成された調節弁19aは、空気予熱器14の後段側において、過給機12のタービン部12bの上流側の配管と下流側の配管との連結した部分に設けられている。
また、過給機12のコンプレッサ部12aの下流側である空気の送出側において分岐された配管には、コンプレッサ部12aが高圧になった緊急時に排気を行う緊急弁としてのバルブ20が設けられている。このバルブ20は、手動または制御部15により開閉制御される。また、コンプレッサ部12aの下流側かつ空気予熱器14の上流側には、流量計23bおよび第1圧力計測手段としての圧力計22bが設けられている。これらの流量計23bおよび圧力計22bによって、コンプレッサ部12aの空気の送出側における空気の流量および圧力がそれぞれ計測される。流量計23bによって計測された流量および圧力計22bによって計測された圧力のそれぞれの計測データは、制御部15に供給される。
また、圧力計22bの下流側においては、空気予熱器14に連通する配管が少なくとも2つに分岐して設けられ、それぞれの配管に調節弁19b,19cがそれぞれ設けられている。調節弁19b,19cは、制御部15によって開度制御可能に構成され、開度を全開または全閉にすることによって開閉制御可能に構成されている。また、それぞれの調節弁19b,19cの下流側には、配管内における空気の逆流を抑制するための逆止弁24b,24cがそれぞれ設けられている。そして、制御部15によって調節弁19b,19cの開度を調整制御することにより、空気予熱器14において熱交換を行う空気の流路距離や通過時間を調整制御できる。空気予熱器14内における空気の流路距離や通過時間を調整することによって、燃焼排ガスから空気に移動する熱量を調整できる。
また、調節弁19bの下流側かつ逆止弁24bの上流側において配管が分岐されている。分岐された配管には、制御部15によって開度を制御可能な第1調節弁19dが設けられているとともに、配管の分岐された一端側に対する他端側は大気開放されている。これにより、調節弁19cを閉状態かつ調節弁19bを開状態にし、第1調節弁19dの開度を制御することによって、コンプレッサ部12aから送出された空気のうち、空気予熱器14に供給せずに外部に放出させて大気開放させる空気の流量を制御できる。すなわち、制御部15によって圧力調節手段としての第1調節弁19dの開度を制御することにより、コンプレッサ部12aから空気予熱器14に供給される空気の圧力および流量、ならびに大気開放される空気の圧力および流量を制御できる。
また、空気予熱器14内において燃焼排ガスから熱量が移動して昇温され、送出された空気の温度(出口空気温度)は、空気予熱器14の後段側かつタービン部12bの前段側に設けられた、温度計測手段としての温度計21bによって計測される。温度計21bにより計測された出口空気温度の計測データは、制御部15に供給される。
また、過給機12のコンプレッサ部12aの上流側である空気の流入側には、圧力計22cが設けられている。圧力計22cは、コンプレッサ部12aに供給される空気の圧力を計測し、計測した圧力の計測データを制御部15に供給する。
また、空気予熱器14における過給機12側とは異なる上流側に、逆止弁24a、流量計23c、圧力計22d、補助送風機13、および第2調節弁19eが設けられている。気体供給手段としての補助送風機13は、外部から空気などの気体を供給可能に構成されている。流量計測手段としての流量計23cおよび第2圧力計測手段としての圧力計22dはそれぞれ、補助送風機13の下流側かつ空気予熱器14の上流側に設けられている。これらの流量計23cおよび圧力計22dによって、補助送風機13から空気予熱器14に供給される空気の流量および圧力がそれぞれ計測される。流量計23cおよび圧力計22dによって計測された流量および圧力のそれぞれの計測データは、制御部15に供給される。逆止弁24aは、補助送風機13から送出された空気の配管内における逆流を抑制するための弁である。
また、逆止弁24a、流量計23cおよび圧力計22dの上流側、かつ補助送風機13の下流側において配管が分岐されている。分岐された配管には、制御部15によって開度が制御可能な第2調節弁19eが設けられているとともに、配管の分岐された一端側に対する他端側が大気開放されている。そして、制御部15によって第2調節弁19eの開度を制御することにより、補助送風機13から送出された空気のうち、空気予熱器14に供給せずに大気開放させる空気の流量を制御できる。すなわち、制御部15によって流量圧力調節手段としての第2調節弁19eの開度を制御することにより、補助送風機13から空気予熱器14に供給される空気の圧力および流量、ならびに大気開放される空気の圧力および流量を制御できる。なお、空気の流動に必要なエネルギーは、補助送風機13による送風エネルギーから得られる。
以上の構成によって、この一実施形態による廃棄物処理設備1においては、補助送風機13により外部から供給された空気のうちの、空気予熱器14に供給する空気の流量を制御できる。一方、コンプレッサ部12aにより外部から吸引された空気のうちの、空気予熱器14に供給する空気の流量を制御できる。そして、外部から供給された空気が、焼却炉11から排出される燃焼排ガスの熱によって加熱されてタービン部12bに供給され、空気予熱器14と焼却炉11とに順次供給可能に構成されている。
(過給機の始動方法)
次に、以上のように構成されたこの一実施形態の廃棄物処理設備1による廃棄物処理方法としての、過給機12の始動方法について説明する。図2は、この過給機12の始動方法を示すフローチャートである。図3および図4は、この一実施形態による過給機12の始動方法を説明するためのブロック図である。なお、図3および図4において、空気が流動している配管部分を実線で示し、流動していない配管部分を破線で示す。また、以下に説明する過給機12の始動方法に伴う算出および制御は、制御部15によって実行される。
まず、図2および図3に示すように、廃棄物処理設備1の運転が開始される時間において、制御部15によって、調節弁19a,19cを閉状態にするとともに、調節弁19b、第1調節弁19d、および第2調節弁19eを開状態にする。この状態において、補助送風機13から空気を送出する。補助送風機13から送り出された空気のうちの一部が第2調節弁19eを通じて大気に開放されるとともに、残部が空気予熱器14に供給される。そして、空気予熱器14に供給された空気は、空気予熱器14を通過した後に過給機12のタービン部12bを回転させつつ経由して、燃焼空気として焼却炉11に供給される(図2中、ステップST1)。
その後、タービン部12bの回転に伴って、外部からコンプレッサ部12aに空気が供給される。その後、コンプレッサ部12aから送出された空気は、第1調節弁19dを通じて大気に放出される(図2中、ステップST2)。ここで、第1調節弁19dが開状態になっていることにより、補助送風機13から送出される空気の圧力も低い状態である。また、第2調節弁19eが開状態であって、コンプレッサ部12aから送出される空気が大気開放されていることにより、コンプレッサ部12aにおける空気の流量が0から増加する一方、空気の圧力は大気圧程度の低い状態で推移する。
その後、図3に示すように、焼却炉11が稼働を開始すると、燃焼空気が供給された焼却炉11の内部温度が上昇するとともに、この内部温度の上昇に伴って、焼却炉11から排出されて空気予熱器14に供給される燃焼排ガスの温度も上昇する(図2中、ステップST3)。なお、焼却炉11内の昇温は、焼却炉11内に空気が供給されて燃焼されることにより、例えば850℃程度の所定温度に上昇するまで段階的に継続する。
また、焼却炉11から排出される燃焼排ガスの温度の上昇に伴って、空気予熱器14において燃焼排ガスから熱量が熱伝導される空気の温度が上昇し、タービン部12bに流入する空気の回収温度も上昇する(図2中、ステップST4)。温度計21bにより計測された回収温度の計測データは、制御部15に供給されてモニタリングされる。
また、タービン部12bに流入する空気の昇温に伴って、制御部15によって第1調節弁19dを調節制御することにより、コンプレッサ部12aの送出側の空気の圧力を増加させる(図2中、ステップST5)。具体的には、第1調節弁19dの開度を小さくして絞ることにより、コンプレッサ部12aの出口側の圧力を増加させる。コンプレッサ部12aの出口側の圧力が増加すると、コンプレッサ部12aから送出される空気の流量が減少する。そこで、制御部15によって第2調節弁19eの開度を調節制御して、具体的には開度を小さくして絞ることにより、補助送風機13からの空気の送出流量を増加させる(図2中、ステップST6)。これにより、補助送風機13から空気予熱器14を経由してタービン部12bに供給される空気の流量が増加するため、タービン部12bの回転によって回転されるコンプレッサ部12aから送出される空気の流量が増加する。なお、ステップST5,ST6は連続していれば逆順に実行しても良い。
これらのステップST5,ST6を連続または並行して実行することにより、コンプレッサ部12aから送出される空気の流量は、所定流量の近傍に維持、または増加される。他方で、ステップST5,ST6を連続または並行して実行することにより、コンプレッサ部12aにおける圧力が増加して大気圧に対する圧縮比が増加する。
その後、ステップST7に移行して、制御部15によって、補助送風機13からの空気の送出流量が、設定流量以上になるか否かの判定が行われる。そして、補助送風機13からの空気の送出流量が設定流量未満になっている間(ステップST7:No)、ステップST3〜ST7を繰り返し実行する。なお、設定流量は、過給機12の断熱性能曲線(コンプレッサマップ)の作動領域内における流量範囲内からあらかじめ設定された流量である。
さらに、燃焼空気が供給された焼却炉11の内部温度が上昇するとともに、この内部温度の上昇に伴って、焼却炉11から排出されて空気予熱器14に供給される燃焼排ガスの温度の上昇も継続する。この間において、図2に示すステップST3〜ST7を繰り返し実行することにより、コンプレッサ部12aにおける圧縮比(圧力)および流量をそれぞれ増加させて、過給機12のコンプレッサマップの作動領域内とする。
また、タービン部12bに流入する空気の温度が上昇するのに伴って、コンプレッサ部12aにおける流量を一定に維持した場合であっても、コンプレッサ部12aにおける圧縮比が増加する。タービン部12bに流入する空気の回収温度は、温度計21bにより計測される。換言すると、タービン部12bに流入する空気の回収温度の上昇には、焼却炉11から排出されて空気予熱器14に供給される燃焼排ガスの温度の上昇が必要であり、燃焼排ガスの昇温のためには焼却炉11内の燃焼温度の上昇が必要になる。
そして、補助送風機13からの空気の送出流量が定格流量以上になった段階(ステップST7:Yes)で、ステップST8に移行する。ステップST8においては、制御部15によって、圧力計22bにより計測されるコンプレッサ部12aの送出側の圧力が、圧力計22dにより計測される補助送風機13の送出側の圧力より大きいか否かの判定が行われる。コンプレッサ部12aの送出側の圧力が補助送風機13の送出側の圧力以下の場合(ステップST8:No)、ステップST3〜ST8が繰り返し実行される。そして、コンプレッサ部12aの送出側の圧力が補助送風機13の送出側の圧力より大きくなった段階(ステップST8:Yes)で、ステップST9に移行する。
ステップST9においては、図4に示すように、制御部15によって、第1調節弁19dの開度を徐々に小さくして全閉状態にするとともに、第2調節弁19eの開度を徐々に大きくして全開状態にする。これにより、コンプレッサ部12aから送出される圧縮空気が空気予熱器14に供給されるとともに、補助送風機13から空気予熱器14を通じてタービン部12bに供給されていた空気の供給が停止される。そして、過給機12が自立運転を開始(図2中、ステップST10)した後、補助送風機13を停止させる(図2中、ステップST11)。以上により、過給機12が始動して、廃棄物処理設備1が稼働定常状態となる。
以上説明した本発明の一実施形態によれば、補助送風機13を空気予熱器14に直接的に連通させ、コンプレッサ部12aの送出側に、圧力調節弁としての第1調節弁19dを設けるとともに、補助送風機13の送出側に逃がし調節弁としての第2調節弁19eを設ける。そして、第2調節弁19eによって、補助送風機13の送出側の空気の流量を調節するとともに、第1調節弁19dによってコンプレッサ部12aの送出側の空気の圧力を調節しつつ、補助送風機13からの空気の供給によって過給機12を運転させる。コンプレッサ部12aの送出側の空気の圧力が補助送風機13の送出側の空気の圧力に到達した時点で、制御部15により、第1調節弁19dを徐々に閉状態に切り替えつつ、第2調節弁19eを開状態にして補助送風機13を大気開放させるように切り替える切替制御が行われる。これにより、コンプレッサ部12aから送出される空気を、大気開放から空気予熱器14への供給に切り替える際に、過給機12を安定的に運転することができる。
さらに、この一実施形態によれば、空気予熱器14により加熱された空気の一部を、過給機12によって白煙防止用空気として煙突17に供給して白煙を防止している。これにより、白防空気熱交換器を設ける必要がないため、廃棄物処理設備1における消費電力量を従来に比して大幅に低減可能になる。さらに、焼却炉11の廃熱を利用して過給機12を駆動させ、いわゆる廃熱を動力に変換していることにより、この動力によって空気を燃焼空気として焼却炉11に供給できるとともに、余剰な廃熱がある場合にはジェネレータなどを設けることによって発電することも可能になる。
以上、本発明の一実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いても良い。
上述した一実施形態においては、排ガス処理設備16としては、従来公知の構成を採用したが、必ずしも従来公知の構成に限られず、排ガスに対して種々の排ガス処理を行う設備を採用することが可能である。
1 廃棄物処理設備
11 焼却炉
12 過給機
12a コンプレッサ部
12b タービン部
12c 回転数計
13 補助送風機
14 空気予熱器
15 制御部
16 排ガス処理設備
17 煙突
18 流量制御弁
19a,19b,19c 調節弁
19d 第1調節弁
19e 第2調節弁
20 バルブ
21a,21b 温度計
22a,22b,22c,22d 圧力計
23a,23b,23c 流量計
24a,24b,24c 逆止弁

Claims (7)

  1. 廃棄物を燃焼して排ガスを排出する燃焼手段と、
    前記燃焼手段から排出された前記排ガスと気体との間において熱交換を行う熱交換手段と、
    外部から供給された気体を前記熱交換手段に供給可能に構成されたコンプレッサ部と、前記熱交換手段を通過した気体を前記燃焼手段に供給可能に構成されたタービン部とを有する過給手段と、
    前記コンプレッサ部における気体の送出側に設けられ、前記コンプレッサ部から送出される気体の圧力を計測する第1圧力計測手段と、
    前記コンプレッサ部から送出される気体の圧力を調節するとともに、前記コンプレッサ部から送出される気体を外部に放出可能に構成された圧力調節手段と、
    外部から気体を供給可能に構成されているとともに、外部から供給された気体を前記熱交換手段に供給する気体供給手段と、
    前記気体供給手段における気体の送出側に設けられ、前記気体供給手段から前記熱交換手段に供給される気体の流量を計測する流量計測手段と、
    前記気体供給手段から前記熱交換手段に供給される気体の流量および圧力を調節する流量圧力調節手段と、
    前記気体供給手段における気体の送出側に設けられ、前記気体供給手段から前記熱交換手段に供給される気体の圧力を計測する第2圧力計測手段と、
    御手段と、
    を備え
    前記制御手段は、
    前記流量圧力調節手段を制御することで、前記気体供給手段から前記熱交換手段を介して前記タービン部に気体を供給させ、前記圧力調節手段を制御することで、前記コンプレッサ部が外部から吸引した気体を外部に放出させつつ、前記コンプレッサ部からの気体の圧力を上昇させ、
    前記コンプレッサ部からの気体の圧力を上昇させている際に、前記流量圧力調節手段を制御することで、前記気体供給手段から前記タービン部に供給する気体の流量を増加させ、
    前記流量計測手段に計測された前記気体供給手段からの気体の流量が設定流量以上になり、かつ、前記第1圧力計測手段により計測された前記コンプレッサ部からの気体の圧力が、前記第2圧力計測手段により計測された前記気体供給手段からの気体の圧力より大きくなった段階で、前記圧力調節手段により、前記コンプレッサ部から送出される気体の外部への放出を停止しつつ前記コンプレッサ部から送出される気体を前記熱交換手段に供給する切替制御を行うことを特徴とする廃棄物処理設備。
  2. 前記制御手段は、前記流量計測手段により計測された気体の流量に基づいて前記流量圧力調節手段により前記気体供給手段から前記熱交換手段を通過して前記タービン部に送出される気体の流量を調節するとともに、前記第1圧力計測手段により計測された気体の圧力に基づいて、前記圧力調節手段によって前記コンプレッサ部から送出される気体を外部に放出しつつ前記コンプレッサ部から送出される気体の圧力を調節することにより、前記過給手段を自立運転可能な状態にした後、前記切替制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の廃棄物処理設備。
  3. 前記制御手段は、前記コンプレッサ部から送出される気体の圧力および流量をそれぞれ増加させるように、前記圧力調節手段および前記流量圧力調節手段を制御することを特徴とする請求項1または2に記載の廃棄物処理設備。
  4. 前記制御手段は、前記切替制御を行うとともに、前記流量圧力調節手段により、前記気体供給手段から前記熱交換手段への気体の供給を停止するように制御することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の廃棄物処理設備。
  5. 前記排ガスに対して所定の排ガス処理を行う排ガス処理手段をさらに備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の廃棄物処理設備。
  6. 廃棄物を燃焼して排ガスを排出する燃焼手段と、
    前記燃焼手段から排出された前記排ガスと気体との間において熱交換を行う熱交換手段と、
    外部から供給された気体を前記熱交換手段に供給可能に構成されたコンプレッサ部と、前記熱交換手段を通過した気体を前記燃焼手段に供給可能に構成されたタービン部とを有する過給手段と、
    前記コンプレッサ部における気体の送出側に設けられ、前記コンプレッサ部から送出される気体の圧力を計測する第1圧力計測手段と、
    前記コンプレッサ部から送出される気体の圧力を調節するとともに、前記コンプレッサ部から送出される気体を外部に放出可能に構成された圧力調節手段と、
    外部から気体を供給可能に構成されているとともに、外部から供給された気体を前記熱交換手段に供給する気体供給手段と、
    前記気体供給手段における気体の送出側に設けられ、前記気体供給手段から前記熱交換手段に供給される気体の流量を計測する流量計測手段と、
    前記気体供給手段における気体の送出側に設けられ、前記気体供給手段から前記熱交換手段に供給される気体の圧力を計測する第2圧力計測手段と、
    前記気体供給手段から前記熱交換手段に供給される気体の流量および圧力を調節する流量圧力調節手段と、
    少なくとも前記圧力調節手段および前記流量圧力調節手段を制御する制御手段と、
    を備える廃棄物処理設備における廃棄物処理方法であって、
    前記制御手段が、前記流量圧力調節手段を制御することで、前記気体供給手段から前記熱交換手段を介して前記タービン部に気体を供給させ、前記圧力調節手段を制御することで、前記コンプレッサ部が外部から吸引した気体を外部に放出させつつ、前記コンプレッサ部からの気体の圧力を上昇させ、
    前記コンプレッサ部からの気体の圧力を上昇させている際に、前記流量圧力調節手段を制御することで、前記気体供給手段から前記タービン部に供給する気体の流量を増加させ、
    前記流量計測手段に計測された前記気体供給手段からの気体の流量が設定流量以上になり、かつ、前記第1圧力計測手段により計測された前記コンプレッサ部からの気体の圧力が、前記第2圧力計測手段により計測された前記気体供給手段からの気体の圧力より大きくなった段階で、前記圧力調節手段により、前記コンプレッサ部から送出される気体の外部への放出を停止しつつ前記コンプレッサ部から送出される気体を前記熱交換手段に供給する切替制御を行う切替ステップと、
    を含むことを特徴とする廃棄物処理方法。
  7. 前記切替ステップの前に、前記制御手段により、前記流量計測手段により計測された気体の流量に基づいて前記流量圧力調節手段により前記気体供給手段から前記熱交換手段を通過して前記タービン部に送出される気体の流量を調節する第1調節ステップと、前記第1圧力計測手段により計測された気体の圧力に基づいて前記圧力調節手段により前記コンプレッサ部から送出される気体を外部に放出しつつ前記コンプレッサ部から送出される気体の圧力を調節する第2調節ステップとを連続または並行して繰り返して、前記過給手段を自立運転可能な状態にする調節ステップをさらに含むことを特徴とする請求項6に記載の廃棄物処理方法。
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JP6411682B1 (ja) * 2018-01-23 2018-10-24 株式会社神鋼環境ソリューション 廃棄物処理設備
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JPS5653315A (en) * 1979-10-05 1981-05-12 Hitachi Zosen Corp Waste heat recovery system at waste incineration plant
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