JP6413157B1 - ガス化溶融システムの閉塞防止装置及びガス化溶融システムの閉塞防止方法 - Google Patents

ガス化溶融システムの閉塞防止装置及びガス化溶融システムの閉塞防止方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6413157B1
JP6413157B1 JP2017090788A JP2017090788A JP6413157B1 JP 6413157 B1 JP6413157 B1 JP 6413157B1 JP 2017090788 A JP2017090788 A JP 2017090788A JP 2017090788 A JP2017090788 A JP 2017090788A JP 6413157 B1 JP6413157 B1 JP 6413157B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slag adhesion
slag
prevention
opening area
adhesion preventing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017090788A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018189287A (ja
Inventor
原田 朋弘
朋弘 原田
博 大貫
博 大貫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Environmental and Chemical Engineering Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Environmental and Chemical Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Environmental and Chemical Engineering Co Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Environmental and Chemical Engineering Co Ltd
Priority to JP2017090788A priority Critical patent/JP6413157B1/ja
Priority to EA201992283A priority patent/EA039142B1/ru
Priority to PCT/JP2018/017188 priority patent/WO2018199288A1/ja
Priority to EP18791390.0A priority patent/EP3617595B1/en
Priority to US16/607,864 priority patent/US11353264B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6413157B1 publication Critical patent/JP6413157B1/ja
Publication of JP2018189287A publication Critical patent/JP2018189287A/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/50Control or safety arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/027Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J1/00Removing ash, clinker, or slag from combustion chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J1/00Removing ash, clinker, or slag from combustion chambers
    • F23J1/08Liquid slag removal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J7/00Arrangement of devices for supplying chemicals to fire
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N3/00Regulating air supply or draught
    • F23N3/002Regulating air supply or draught using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/02Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/08Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements
    • F23N5/082Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/24Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements
    • F23N5/242Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00Arrangements of controlling devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
    • F27D21/02Observation or illuminating devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D25/00Devices or methods for removing incrustations, e.g. slag, metal deposits, dust; Devices or methods for preventing the adherence of slag
    • F27D25/008Devices or methods for removing incrustations, e.g. slag, metal deposits, dust; Devices or methods for preventing the adherence of slag using fluids or gases, e.g. blowers, suction units
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2202/00Combustion
    • F23G2202/10Combustion in two or more stages
    • F23G2202/101Combustion in two or more stages with controlled oxidant supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2202/00Combustion
    • F23G2202/20Combustion to temperatures melting waste
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2237/00Controlling
    • F23N2237/16Controlling secondary air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0028Regulation
    • F27D2019/0068Regulation involving a measured inflow of a particular gas in the enclosure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
    • F27D21/02Observation or illuminating devices
    • F27D2021/026Observation or illuminating devices using a video installation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/12Heat utilisation in combustion or incineration of waste

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)

Abstract

【課題】急に開口部の閉塞が進行する場合においても、閉塞をいち早く予見し、開口部が閉塞するのを防止する。【解決手段】ガス化炉2で被処理物を熱分解ガス化後、溶融炉4で燃焼且つ溶融してスラグ化するガス化溶融システム1の閉塞防止装置であって、スラグの付着により閉塞し得る開口部16,20でのスラグの付着を防止するスラグ付着防止能を有するスラグ付着防止装置13と、開口部を撮影する撮像装置39,40と、撮像装置が撮影した映像、又は、撮影時刻の異なる複数の画像を用いて開口部の開口面積の変化速度を演算する演算部、及び、変化速度に応じて複数のスラグ付着防止装置のスラグ付着防止能を変更する防止装置制御部を有する制御装置50と、を備えるガス化溶融システムの閉塞防止装置を提供する。【選択図】図1

Description

本発明は、ガス化溶融システムの閉塞防止装置及びガス化溶融システムの閉塞防止方法に関する。
従来、都市ごみを始めとして不燃ごみ、焼却残渣、汚泥等の廃棄物を処理できる技術としてガス化溶融システムが知られている。ガス化溶融システムは、廃棄物を熱分解してガス化するガス化炉と、ガス化炉の下流側に設けられ、ガス化炉にて生成された熱分解ガスを高温燃焼し、ガス中の灰分を溶融スラグ化する溶融炉と、を備えている。
ガス化溶融システムは、廃棄物の資源化、減容化及び無害化を図るために、溶融炉からスラグを取り出して路盤材等の土木資材として再利用したり、排出される排ガスから廃熱を回収して発電を行ったりしている。
ガス化溶融システムから排出されるスラグは、溶融炉の熱により十分に過熱された状態では流動体であるが、灰分の性状が変動したり、溶融炉内の温度が過渡的に低下したりすると凝固しやすくなる。そのため、溶融炉の出滓口にスラグなどの付着物が付着して、出滓口が閉塞する恐れがある。
特許文献1には、出滓口の閉塞を防止するために出滓口を撮影するカメラを設け、カメラによって撮影された画像に基づいて出滓口の閉塞状況を判定する方法が記載されている。特許文献1に記載の方法では、出滓口が閉塞していると判定された場合に、バーナなどの、スラグの付着を防止する装置を用いて閉塞を解消させている。
また、特許文献2には、カメラを用いて出滓口から排出される溶融スラグを撮影し、スラグの形状に基づいて昇温装置などを用いてスラグを除去する方法が記載されている。
特開2013−217641号公報 特開2002−295824号公報
ところで、スラグなどの付着物の付着量は、ガス化溶融システムの運転条件によって多かったり少なかったりする。図17は、横軸を時間、縦軸を開口面積(スラグが付着した場合の出滓口孔の面積)として、出滓口の開口面積の経時変化を示すグラフである。
ここで、出滓口が閉塞していると判定する閾値αを設け、出滓口が閉塞していると判定された場合に閉塞を防止する装置を作動させる閉塞防止装置について説明する。図17の実線に示すように、緩やかに閉塞が進行している場合、開口面積がαとなった時点で閉塞解除操作を開始することによって、閉塞を防止することができる。一方、図17の点線に示すように、急激に閉塞が進行している場合、開口面積がαとなった時点で閉塞解除操作を開始しても、閉塞解除の作業が間に合わず、開口部が閉塞してしまう恐れがある。また、運転員が閉塞の進行に気付くのが遅れ、閉塞解除の作業が間に合わず、開口部が閉塞してしまう恐れがある。
この発明は、急に出滓口などの開口部の閉塞が進行する場合においても、閉塞をいち早く予見し、開口部が閉塞するのを防止することができるガス化溶融システムの閉塞防止装置及びガス化溶融システムの閉塞防止方法を提供することを目的とする。
本発明の第一の態様によれば、ガス化溶融システムの閉塞防止装置は、ガス化炉で被処理物を熱分解ガス化後、溶融炉で燃焼且つ溶融してスラグ化するガス化溶融システムの閉塞防止装置であって、スラグの付着により閉塞し得る開口部での前記スラグの付着を防止するスラグ付着防止能を有するスラグ付着防止装置と、前記開口部を撮影する撮像装置と、前記撮像装置が撮影した映像、又は、撮影時刻の異なる複数の画像を用いて前記開口部の開口面積の変化速度を演算する演算部、及び、前記変化速度に応じて前記複数のスラグ付着防止装置の前記スラグ付着防止能を変更する防止装置制御部を有する制御装置と、を備え、前記防止装置制御部は、前記開口面積及び前記変化速度に基づいて、前記複数のスラグ付着防止装置のスラグ付着防止能を変更し、前記変化速度が第一の変化速度より大きく、且つ、前記開口面積が第一の開口面積より小さい場合には、全ての前記スラグ付着防止装置を、所定のスラグ付着防止能よりも高い第一のスラグ付着防止能で作動させ、前記変化速度が前記第一の変化速度より大きく、且つ、前記開口面積が前記第一の開口面積より大きな第二の開口面積より大きい場合には、全ての前記スラグ付着防止装置を、所定のスラグ付着防止能よりも低い第二のスラグ付着防止能で作動させる
このような構成によれば、開口部の開口面積の変化速度に基づいてスラグ付着防止装置のスラグ付着防止能を変化させる。これにより、急に開口部の閉塞が進行する場合においても、閉塞をいち早く予見し、スラグ付着防止作業を開始し、開口部が閉塞するのを防止することができる。また、制御装置によってスラグ付着防止装置を制御することによって、人の経験の違いに関係なく、閉塞の防止を確実に行うことができる。
このような構成によれば、開口面積の変化速度に加えて開口面積も参照して制御を行うことによって、変化速度が緩いものの開口面積が小さい場合にも対応することができる。
上記ガス化溶融システムの閉塞防止装置において、前記防止装置制御部は、前記変化速度が前記第一の変化速度より大きく、前記開口面積が前記第一の開口面積より大きく、且つ、前記開口面積が前記第二の開口面積より小さい場合には、少なくとも一部の前記スラグ付着防止装置を、前記第一のスラグ付着防止能よりも低く、前記第二のスラグ付着防止能よりも高いスラグ付着防止能で作動させてよい。
上記ガス化溶融システムの閉塞防止装置において、前記防止装置制御部は、前記変化速度が前記第一の変化速度より小さい第二の変化速度より小さく、且つ、前記開口面積が前記第二の開口面積より大きい場合には、少なくとも一部の前記スラグ付着防止装置を作動させず、前記変化速度が前記第二の変化速度より小さく、前記開口面積が前記第一の開口面積より小さい場合には、少なくとも一部の前記スラグ付着防止装置を、前記第二のスラグ付着防止能よりも低いスラグ付着防止能で作動させてよい。
上記ガス化溶融システムの閉塞防止装置において、前記開口部は、前記ガス化溶融システムの溶融炉のスロート部であり、前記撮像装置は、前記溶融炉の炉頂に前記スロート部を上方から撮影するように配置され、前記複数のスラグ付着防止装置は、前記溶融炉の前記スロート部の上方に設けられた二次燃焼室に燃焼用空気を導入する二次燃焼室空気供給装置と、前記溶融炉に塩基度調整剤を導入する塩基度調整剤供給装置と、を有し、前記二次燃焼室空気供給装置の前記スラグ付着防止能は、前記燃焼用空気の導入量が多い場合に高く、前記燃焼用空気の導入量が少ない場合に低く、前記塩基度調整剤供給装置の前記スラグ付着防止能は、前記塩基度調整剤の導入量が多い場合に高く、前記塩基度調整剤の導入量が少ない場合に低く、前記スロート部の下方に、前記熱分解ガスが前記スロート部に対して上昇流となるように設けられた熱分解ガスダクトを備えてよい。
このような構成によれば、二次燃焼室に供給される燃焼用空気の供給量を多くし、二次燃焼室の温度を上昇させることによって、スロート部に付着するスラグを溶融し流下させることができる。また、塩基度調整剤が供給されることにより、スラグの塩基度が高くなる。これにより、スラグの融点が上昇して粘性が低くなり、スラグを流下させることができる。
また、二次燃焼室に導入される熱分解ガスに含まれるダストが低減され、炉頂から撮影される画像をより鮮明にすることができる。
また、スロート部を上方から撮影する撮像装置の設置場所の温度は、スロート部の下方の温度よりも低いため、より低コストで撮像装置を設置することができる。
上記ガス化溶融システムの閉塞防止装置において、前記開口部は、前記ガス化溶融システムの溶融炉の出滓口部であり、前記撮像装置は、前記溶融炉の炉底に前記出滓口部を下方から撮影するように設置され、前記複数のスラグ付着防止装置は、前記溶融炉に塩基度調整剤を導入する塩基度調整剤供給装置と、前記出滓口部を加熱するバーナ装置と、を有し、前記塩基度調整剤供給装置の前記スラグ付着防止能は、前記塩基度調整剤の導入量が多い場合に高く、前記塩基度調整剤の導入量が少ない場合に低く、前記バーナ装置の前記スラグ付着防止能は、前記バーナ装置のバーナ出力が大きい場合に高く、前記バーナ装置のバーナ出力が小さい場合に低くてよい。
このような構成によれば、バーナ装置のバーナ出力を大きくすることによって、出滓口部に付着するスラグを溶融し流下させることができる。また、塩基度調整剤が供給されることにより、スラグの塩基度が高くなる。これにより、スラグの融点が上昇して粘性が低くなり、スラグを流下させることができる。
上記ガス化溶融システムの閉塞防止装置において、前記演算部は、前記画像に基づいて前記出滓口部の堰高さを演算し、前記防止装置制御部は、前記堰高さに基づいて前記複数のスラグ付着防止装置の前記スラグ付着防止能を変更してよい。
このような構成によれば、開口面積の変化速度や、開口面積に異常がないものの、堰高さが異常な場合にスラグの付着を防止することができる。
上記ガス化溶融システムの閉塞防止装置において、表示装置をさらに備え、前記制御装置は、前記開口面積、又は、前記変化速度に対応した文字、又は、色を前記表示装置に表示させる表示制御部を有してよい。
このような構成によれば、開口部の閉塞状況を運転員に容易に認識させることができる。
本発明の第二の態様によれば、ガス化溶融システムの閉塞防止方法は、ガス化炉で被処理物を熱分解ガス化後、溶融炉で燃焼且つ溶融してスラグ化するガス化溶融システムの閉塞防止方法であって、スラグの付着により閉塞し得る開口部を撮影する撮像工程と、前記撮像工程で撮影された映像、又は、撮影時刻の異なる複数の画像を用いて前記開口部の開口面積の変化速度を演算する演算工程と、前記スラグの付着を防止するスラグ付着防止能を有する複数のスラグ付着防止装置を用い、前記変化速度に応じて各々の前記スラグ付着防止装置の前記スラグ付着防止能を変更するスラグ付着防止工程と、を有し、前記スラグ付着防止工程では、前記開口面積及び前記変化速度に基づいて、前記複数のスラグ付着防止装置のスラグ付着防止能を変更し、前記スラグ付着防止工程において、前記変化速度が第一の変化速度より大きく、且つ、前記開口面積が第一の開口面積より小さい場合には、全ての前記スラグ付着防止装置を、所定のスラグ付着防止能よりも高い第一のスラグ付着防止能で作動させ、前記変化速度が前記第一の変化速度より大きく、且つ、前記開口面積が前記第一の開口面積より大きな第二の開口面積より大きい場合には、全ての前記スラグ付着防止装置を、所定のスラグ付着防止能よりも低い第二のスラグ付着防止能で作動させる
上記ガス化溶融システムの閉塞防止方法において、前記スラグ付着防止工程において、前記変化速度が前記第一の変化速度より大きく、前記開口面積が前記第一の開口面積より大きく、且つ、前記開口面積が前記第二の開口面積より小さい場合には、少なくとも一つの前記スラグ付着防止装置を、前記第一のスラグ付着防止能よりも低く、前記第二のスラグ付着防止能よりも高いスラグ付着防止能で作動させてよい。
上記ガス化溶融システムの閉塞防止方法において、前記スラグ付着防止工程において、前記変化速度が前記第一の変化速度より小さい第二の変化速度より小さく、且つ、前記開口面積が前記第二の開口面積より大きい場合には、少なくとも一つの前記スラグ付着防止装置を作動させず、前記変化速度が前記第二の変化速度より小さく、前記開口面積が前記第一の開口面積より小さい場合には、少なくとも一つの前記スラグ付着防止装置を、前記第二のスラグ付着防止能よりも小さいスラグ付着防止能で作動させてよい。
上記ガス化溶融システムの閉塞防止方法において、前記開口部を、前記ガス化溶融システムの溶融炉のスロート部とし、前記スロート部を上方から撮影し、前記複数のスラグ付着防止装置を、前記溶融炉の前記スロート部の上方に設けられた二次燃焼室に燃焼用空気を導入する二次燃焼室空気供給装置と、前記溶融炉に塩基度調整剤を導入する塩基度調整剤供給装置とし、前記二次燃焼室空気供給装置の前記スラグ付着防止能は、前記燃焼用空気の導入量が多い場合に高く、前記燃焼用空気の導入量が少ない場合に低く、前記塩基度調整剤供給装置の前記スラグ付着防止能は、前記塩基度調整剤の導入量が多い場合に高く、前記塩基度調整剤の導入量が少ない場合に低くてよい。
上記ガス化溶融システムの閉塞防止方法において、前記開口部を、前記溶融炉の出滓口部とし、前記出滓口部を下方から撮影するように設置し、前記複数のスラグ付着防止装置を、前記溶融炉に塩基度調整剤を導入する塩基度調整剤供給装置と、前記出滓口部を加熱するバーナ装置とし、前記塩基度調整剤供給装置の前記スラグ付着防止能は、前記塩基度調整剤の導入量が多い場合に高く、前記塩基度調整剤の導入量が少ない場合に低く、前記バーナ装置の前記スラグ付着防止能は、前記バーナ装置のバーナ出力が大きい場合に高く、前記バーナ装置のバーナ出力が小さい場合に低くてよい。
上記ガス化溶融システムの閉塞防止方法において、前記演算工程において、前記画像に基づいて前記出滓口部の堰高さを演算し、前記スラグ付着防止工程において、前記堰高さに基づいて前記複数のスラグ付着防止装置の前記スラグ付着防止能を変更してよい。
上記ガス化溶融システムの閉塞防止方法において、前記スラグ付着防止工程において、前記開口面積、又は、前記変化速度に対応した文字、又は、色を表示装置に表示させてよい。
本発明によれば、開口部の開口面積の変化速度に基づいてスラグ付着防止装置のスラグ付着防止能を変化させる。これにより、急に開口部の閉塞が進行する場合においても、閉塞をいち早く予見し、スラグ付着防止作業を開始し、開口部が閉塞するのを防止することができる。また、制御装置によってスラグ付着防止装置を制御することによって、人の経験の違いに関係なく、閉塞の防止を確実に行うことができる。
本発明の実施形態のガス化溶融システムの概略構成図である。 図1のII−II断面図であり、熱分解ガスダクトを有する竪型旋回溶融炉の形状を説明する図である。 本発明の実施形態の溶融炉及びガス化溶融システムの第一閉塞防止装置の概略構成図である。 スロート部を上方から見た図であり、スロート部の開口面積について説明する概略図である。 本発明の実施形態の第一閉塞防止装置を用いたガス化溶融システムの閉塞防止方法を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態の第一閉塞防止装置を用いたガス化溶融システムの閉塞防止方法を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態の第一閉塞防止装置を用いたガス化溶融システムの閉塞防止方法を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態の第一閉塞防止装置を用いたガス化溶融システムの閉塞防止方法を説明するフローチャートである。 溶融炉のスロート部の開口面積の経時変化を示すグラフである。 本発明の実施形態の溶融炉及びガス化溶融システムの第二閉塞防止装置の概略構成図である。 出滓口部の側断面図であり、出滓口部の堰高さについて説明する概略図である。 本発明の実施形態の第二閉塞防止装置を用いたガス化溶融システムの閉塞防止方法を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態の第二閉塞防止装置を用いたガス化溶融システムの閉塞防止方法を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態の第二閉塞防止装置を用いたガス化溶融システムの閉塞防止方法を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態の第二閉塞防止装置を用いたガス化溶融システムの閉塞防止方法を説明するフローチャートである。 溶融炉の出滓口部の開口面積の経時変化を示すグラフである。 溶融炉の出滓口部の開口面積の経時変化を示すグラフである。
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
図1に示すように、本実施形態のガス化溶融システム1は、ガス化炉2で廃棄物W1などの被処理物を熱分解ガス化後、溶融炉4で燃焼且つ溶融してスラグ化するシステムである。ガス化溶融システム1は、ガス化炉2(流動床ガス化炉)と、溶融炉4と、溶融炉4に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給装置30と、溶融炉4内における開口部(スロート部16、出滓口部20)の閉塞を防止するスラグ付着防止装置13(図3、図10参照)と、を有している。廃棄物W1をガス化炉2にて熱分解することによって生じた熱分解ガスPGは、熱分解ガス通路3を介して溶融炉4に導入される。
ここで、開口部とは、スラグが付着しうる部位であり、スラグの付着により閉塞し得る部位である。本実施形態の開口部は、スロート部16、出滓口部20である。
ガス化炉2は、ガス化炉本体5を有し、このガス化炉本体5の側壁に廃棄物排出装置6aを備えた廃棄物投入口6が設けられている。ガス化炉本体5の頂部には炉内で発生した熱分解ガスPGを排出するための熱分解ガス排出口23が設けられている。ガス化炉本体5の下部には不燃物排出口7が設けられている。ガス化炉2の底部には、流動媒体8が循環供給されている。
溶融炉4は、竪型旋回溶融炉15と、スロート部16を介して竪型旋回溶融炉15の上方に連結された二次燃焼室17と、二次燃焼室17の下流側に連結されるボイラ部18と、を有している。
竪型旋回溶融炉15は、断面円形状であり、その上部には絞り構造を有する排ガス出口19が設けられている。竪型旋回溶融炉15は、略円筒形状の溶融炉本体部24と、溶融炉本体部24の上部に接続され、上方に向かうに従って漸次縮径する排ガス出口19と、溶融炉本体部24の下部に接続され、下方に向かうに従って漸次縮径する斜面部25と、斜面部25の下部に接続されている出滓口部20と、を有している。
図2に示すように、竪型旋回溶融炉15は、略円筒状の炉壁15aと、熱分解ガスPGを導入する一対の熱分解ガスダクト21と、を有している。熱分解ガスダクト21は、熱分解ガスダクト21から導入された熱分解ガスPGが、炉内を旋回する円Cの接線方向に噴出するように配置されている。
二次燃焼室17は内面が断面略円筒形状に形成されている。二次燃焼室17の下端側には竪型旋回溶融炉15の排ガス出口19に向けて漸次縮径するスロート部16が設けられている。
二次燃焼室17の排ガス下流側にはボイラ部18が設けられ、煙道に設置された過熱器(図示せず)等により熱回収が行われる。ボイラ部18を経た排ガスEGは、後段の反応集塵装置、触媒反応装置等を経て、煙突より大気放出される。
図1に示すように、燃焼用空気供給装置30は、竪型旋回溶融炉15に燃焼用空気CA1を供給する溶融炉空気供給装置31と、二次燃焼室17に燃焼用空気CA2を供給する二次燃焼室空気供給装置32と、を有している。
溶融炉空気供給装置31は、送風機33と、送風機33と熱分解ガス通路3とを接続する溶融炉空気供給管34と、を有している。溶融炉空気供給管34には、溶融炉空気供給管34を流れる燃焼用空気CA1の流量を調整する溶融炉空気量調整弁35が設けられている。溶融炉空気供給管34を介して熱分解ガス通路3に導入された燃焼用空気CA1は、熱分解ガスダクト21を介して竪型旋回溶融炉15に供給される。
二次燃焼室空気供給装置32は、送風機33と、送風機33と二次燃焼室17とを接続する二次燃焼室空気供給管36と、を有している。二次燃焼室空気供給管36には、二次燃焼室空気供給管36を流れる燃焼用空気CA2の流量を調整する二次燃焼室空気量調整弁37が設けられている。
溶融炉空気供給装置31の送風機33と二次燃焼室空気供給装置32の送風機33は、別々に配置してもよいし、共通としてもよい。
熱分解ガス通路3は、上流側(ガス化炉2側)から下流側(竪型旋回溶融炉15側)に向かう所定位置において2つに分岐されており、2つに分岐された熱分解ガス通路3が一対の熱分解ガスダクト21とそれぞれ接続される。
2つに分岐された熱分解ガス通路3には、2つに分岐された溶融炉空気供給管34が接続されている。これにより、竪型旋回溶融炉15には、熱分解ガスPGと共に、燃焼用空気CA1が導入される。
なお、熱分解ガス通路3及び溶融炉空気供給管34は必ずしも下流側において分岐させる必要はない。熱分解ガス通路3及び溶融炉空気供給管34を分岐することなく、竪型旋回溶融炉15に単一の熱分解ガスダクト21から熱分解ガスPG及び燃焼用空気を導入する構成としてもよい。
また、単一のガス化炉2から複数の竪型旋回溶融炉15に熱分解ガスPGを導入するために、ガス化炉2に複数の熱分解ガス通路3を設ける構成としてもよい。
次に、本実施形態のガス化溶融システム1の作用について説明する。
廃棄物投入口6から投入された廃棄物W1は、廃棄物排出装置6aを介してガス化炉2へ定量供給された後に熱分解ガス化され、ガス、タール、チャー(炭化物)に分解される。タールは、常温では液体となる成分であるが、ガス化炉2内ではガス状で存在する。チャーは流動層内で徐々に微粉化され、ガス及びタールに同伴して熱分解ガスPGとして溶融炉4へ導入される。
ガス化炉2から供給された熱分解ガスPGは燃焼用空気CA1と混合された後、竪型旋回溶融炉15内に供給され、1400℃から1500℃の高温燃焼により熱分解ガスPGに含まれる灰分が溶融されてスラグが生成される。
竪型旋回溶融炉15から排ガス出口19を介して排出された800℃から1000℃の高温の排ガスは、二次燃焼室17に導入される。二次燃焼室17では、排ガスに含まれる未燃分の完全燃焼が行われる。
スラグが付着する場合には、上昇流である熱分解ガスPG(排ガス)に伴って、排ガス出口19及びスロート部16に付着する場合と、竪型旋回溶融炉15の内壁を流下しながら出滓口部20に付着する場合とがある。
〔閉塞防止装置〕
次に、ガス化溶融システム1の閉塞防止装置11,12(図3、図10参照)について説明する。閉塞防止装置は、溶融炉4のスロート部16の閉塞を防止する第一閉塞防止装置11と、出滓口部20の閉塞を防止する第二閉塞防止装置12と、を備えている。
即ち、第一閉塞防止装置11は、溶融炉4のスロート部16でのスラグの付着を防止する装置であり、第二閉塞防止装置12は、溶融炉4の出滓口部20でのスラグの付着を防止する装置である。
第一閉塞防止装置11と第二閉塞防止装置12とは、同時に作動させることができるが、第一閉塞防止装置11と第二閉塞防止装置12とのうち一方のみを作動させてもよい。
第一閉塞防止装置11と第二閉塞防止装置12とは、撮像装置39,40、バーナ装置55を除いて構成要素は共通である。
〔第一閉塞防止装置〕
以下、溶融炉4のスロート部16の閉塞を防止する第一閉塞防止装置11について説明する。
図3に示すように、第一閉塞防止装置11は、溶融炉4の炉頂に設けられた第一撮像装置39と、スロート部16の状態に応じて警告などを表示する表示装置41と、制御装置50と、を備えている。
また、第一閉塞防止装置11は、スロート部16でのスラグの付着を防止したり、スラグを除去したりする複数のスラグ付着防止装置13を有している。
溶融炉空気供給装置31と、二次燃焼室空気供給装置32と、後述する塩基度調整剤供給装置42と、酸素供給装置45とは、第一閉塞防止装置11におけるスラグ付着防止装置13として機能する装置である。
制御装置50は、第一撮像装置39が撮影した映像、又は、撮影時刻の異なる複数の画像を用いてスロート部16の開口面積、及び開口面積の変化速度を演算する演算部51と、開口面積及び開口面積の変化速度に応じて複数のスラグ付着防止装置13を制御する防止装置制御部52と、表示装置41を制御する表示制御部53を有している。
ここで、スロート部16の開口面積について説明する。図4に示すように、スロート部16の開口面積OSは、スロート部16に付着したスラグSLによって形成される孔の面積である。スロート部16にスラグSLが付着する程、開口面積OSは小さくなる。開口面積OSは、スロート部16の閉塞状況の指針となる。
図3に示すように、塩基度調整剤供給装置42は、二次燃焼室17に塩基度調整剤を供給する装置である。塩基度調整剤供給装置42は、エジェクタ43と塩基度調整剤供給管44と、を有している。塩基度調整剤は、図示しない供給管からエジェクタ43に導入され、エジェクタ43によってスロート部まで搬送される。
塩基度調整剤としては、SiOを含む砂や砂利等のSiを多く含む物質、消石灰(Ca(OH))等のCaを多く含む物質、重金属を多く含まないSi又はCaを主とする灰、土壌などが用いられる。
酸素供給装置45は、塩基度調整剤供給管44と二次燃焼室17とに酸素を供給する装置である。酸素供給装置45は、二次燃焼室17に酸素を供給する第一酸素供給装置46と、塩基度調整剤供給管44に酸素を供給する第二酸素供給装置47と、を有している。
第二酸素供給装置47は、酸素供給装置本体48と、酸素供給装置本体48と塩基度調整剤供給管44とを接続する酸素供給管49と、を有している。
各々のスラグ付着防止装置13には、スラグの付着を防止したり、スラグを除去し得る能力であるスラグ付着防止能を有している。各々のスラグ付着防止装置13のスラグ付着防止能は、高くしたり低くしたりすることができる。スラグ付着防止能は、スラグ付着防止能を高くする程、よりスラグの付着を防止し、より多くのスラグを除去するように設定されている。
制御装置50の防止装置制御部52は、スラグ付着防止装置13のスラグ付着防止能を変更する。
第一閉塞防止装置11における溶融炉空気供給装置31のスラグ付着防止能は、竪型旋回溶融炉15への燃焼用空気CA1の導入量が少ない場合に高く、竪型旋回溶融炉15への燃焼用空気CA1の導入量が多い場合に低い。即ち、竪型旋回溶融炉15への燃焼用空気CA1の供給量を減少させる程、スラグの付着が抑制される。
本実施形態の制御装置50の防止装置制御部52は、溶融炉空気量調整弁35を用いて溶融炉空気供給装置31のスラグ付着防止能を四段階に変化させることができる。
溶融炉空気供給装置31のスラグ付着防止能において、「最高」のスラグ付着防止能(第一のスラグ付着防止能、最も高いスラグ付着防止能)は、所定のスラグ付着防止能よりも高いスラグ付着防止能である。溶融炉空気供給装置31を「最高」のスラグ付着防止能で作動させる場合、溶融炉空気供給装置31から供給される燃焼用空気は最も減少する。
「中」のスラグ付着防止能(第二のスラグ付着防止能)は、所定のスラグ付着防止能よりも低いスラグ付着防止能である。
「高」のスラグ付着防止能は、「最高」のスラグ付着防止能(第一のスラグ付着防止能)よりも低く、「中」のスラグ付着防止能(第二のスラグ付着防止能)よりも高いスラグ付着防止能である。
「低」のスラグ付着防止能(最も低いスラグ付着防止能)は、「中」のスラグ付着防止能よりも低いスラグ付着防止能である。
第一閉塞防止装置11における二次燃焼室空気供給装置32のスラグ付着防止能は、二次燃焼室17への燃焼用空気CA2の導入量が多い場合に高く、二次燃焼室17への燃焼用空気CA2の導入量が少ない場合に低い。即ち、二次燃焼室17への燃焼用空気CA2の供給量を増加させる程、スラグの付着が抑制される。
本実施形態の制御装置50の防止装置制御部52は、溶融炉空気供給装置31と同様に二次燃焼室空気量調整弁37を用いて、二次燃焼室空気供給装置32のスラグ付着防止能を四段階に変化させることができる。
二次燃焼室空気供給装置32を「最高」のスラグ付着防止能で作動させる場合、二次燃焼室空気供給装置32から供給される燃焼用空気は最も増加する。
二次燃焼室17への燃焼用空気CA2の導入量を多くするとともに、竪型旋回溶融炉15への燃焼用空気CA1の導入量を少なくすることによって、二次燃焼室17内の温度が高まる。これにより、スロート部16のスラグがより溶解してスラグのスロート部16への付着が抑制される。
第一閉塞防止装置11における塩基度調整剤供給装置42のスラグ付着防止能は、塩基度調整剤の導入量が多い場合に高く、塩基度調整剤の導入量が少ない場合に低い。
本実施形態の制御装置50の防止装置制御部52は、塩基度調整剤供給装置42のスラグ付着防止能を三段階に変化させることができる。
塩基度調整剤供給装置42のスラグ付着防止能において、「高」のスラグ付着防止能(第一のスラグ付着防止能、最も高いスラグ付着防止能)は、所定のスラグ付着防止能よりも高いスラグ付着防止能である。「中」のスラグ付着防止能(第二のスラグ付着防止能)は、所定のスラグ付着防止能よりも低いスラグ付着防止能である。「低」のスラグ付着防止能(最も低いスラグ付着防止能)は、「中」のスラグ付着防止能よりも低いスラグ付着防止能である。
塩基度調整剤が供給されることにより、スラグの塩基度(CaO/SiO)が高くなる。これにより、スラグの融点が上昇して粘性が低くなり、スラグがより流下する。
なお、第一閉塞防止装置11と、第二閉塞防止装置12を同時に動作させた場合には、制御装置50は第二閉塞防止装置12に合わせて「最高」「高」「中」「低」の4段階に動作させることができるが、第一閉塞防止装置11の塩基度調整剤供給装置42については、このうち「高」「中」「低」の3段階を使用すればよい。
第一閉塞防止装置11における酸素供給装置45のスラグ付着防止能は、酸素の導入量が多い場合に高く、酸素の導入量が少ない場合に低い。
本実施形態の制御装置50の防止装置制御部52は、塩基度調整剤供給装置42と同様に、酸素供給装置45のスラグ付着防止能を三段階に変化させることができる。
酸素が供給されることにより、二次燃焼室17内の温度が高まる。これにより、スロート部16のスラグがより溶解する。
〔第一閉塞防止装置を用いた閉塞防止方法〕
次に、第一閉塞防止装置11を用いたガス化溶融システム1の閉塞防止方法について説明する。
図5に示すように、第一閉塞防止装置11を用いたガス化溶融システム1の閉塞防止方法は、後の判定工程にて参照される閾値を設定する閾値設定工程S11と、開口部であるスロート部16を撮影する撮像工程S12と、撮像工程S12にて撮影された情報に基づいてスロート部16の開口面積と開口面積の変化速度とを演算する演算工程S13と、スロート部16の開口面積の変化速度に基づいて判定を行う変化速度判定工程S14と、を有している。
また、図6、図7、及び図8に示すように、第一閉塞防止装置11を用いたガス化溶融システム1の閉塞防止方法は、スロート部16の開口面積に基づいて判定を行う面積判定工程S15(第一面積判定工程S15A、第二面積判定工程S15B、及び第三面積判定工程S15C)と、判定工程に基づいて表示装置41及びスラグ付着防止装置13の制御を行うスラグ付着防止工程S16A−S16Iと、を有している。
スラグ付着防止工程S16A−S16Iは、スロート部16の開口面積及び開口面積の変化速度に基づいて表示装置41を制御する表示工程S161A−S161Iと、スラグ付着防止装置13の制御を行う防止装置制御工程S162A−S162Iと、待機工程S163A−S163Hと、を有している。
上出したように、ガス化溶融システム1の閉塞防止方法では、スロート部16の開口面積と、開口面積の変化速度に基づいて、スラグ付着防止装置13及び表示装置41の制御を行う。
具体的には、スロート部16の開口面積の変化速度が大きい場合には、スラグ付着防止装置13のスラグ付着防止能を高くし、スロート部16の開口面積の変化速度が小さい場合には、スラグ付着防止装置13のスラグ付着防止能を低くする制御を行う。また、スロート部16の開口面積が小さい場合には、スラグ付着防止装置13のスラグ付着防止能を高くし、スロート部16の開口面積が大きい場合には、スラグ付着防止装置13のスラグ付着防止能を低くする制御を行う。
〔閾値設定工程〕
閾値設定工程S11は、ガス化溶融システム1の閉塞防止方法において、制御の基準となる閾値を設定する工程である。閾値設定工程S11では、運転員は、過去の実績などに基づいてスロート部16の開口面積と開口面積の変化速度の閾値を設定する。
図9は、横軸を時間、縦軸を開口面積として、スロート部16の開口面積の経時変化を示すグラフである。
まず、スロート部16の開口面積の閾値として、面積As(第二の開口面積)と、面積Bs(第一の開口面積)とを設定する。
面積As及び面積Bsは、スロート部16の最大面積(スラグが全く付着していない状態のスロート部16の開口面積)よりも小さい。面積Asは、面積Bsよりも大きな面積であり、例えば、スロート部16の最大面積の1/2に設定することができる。
面積Bsは、面積Asよりも小さな面積であり、例えば、面積Bsは、面積Asの2/3倍に設定することができる。
次に、開口面積の変化速度の閾値として、変化速度as(第二の変化速度)と変化速度bs(第一の変化速度)とを設定する。時間をt、開口面積をxとすると、変化速度はΔx/Δtで算出することができる。
変化速度asは、変化速度bsよりも緩やかな変化速度である。即ち、asの絶対値は、bsの絶対値よりも小さい。
変化速度bsは、変化速度asよりも急な変化速度である。例えば、変化速度bsは、変化速度asの4倍に設定することができる。
〔撮像工程〕
撮像工程S12は、第一撮像装置39を用いてスロート部16を上方から撮影する工程である。撮像工程S12では、制御装置50にスロート部16の映像(動画)や、スロート部16の画像が入力される。
〔演算工程〕
演算工程S13は、撮像工程S12にて撮影された情報に基づいてスロート部16の開口面積と開口面積の変化速度とを演算する工程である。
演算工程S13では、制御装置50の演算部51は、第一撮像装置39によって撮影されたスロート部16の画像に基づいてスロート部16の開口面積を演算する。また、演算工程では、制御装置50の演算部51は、撮像装置によって撮影された映像を解析することにより開口面積の変化速度を演算する。演算部51は、撮影時刻の異なる複数の画像を解析することにより開口面積の速度変化を演算してもよい。
〔変化速度判定工程〕
変化速度判定工程S14は、開口面積の変化速度について判定を行う工程である。
制御装置50は、開口面積の変化速度の絶対値がbs以上か、開口面積の変化速度の絶対値がas以上bs未満か、開口面積の変化速度の絶対値がas未満かを判定する。
〔第一面積判定工程〕
この判定の結果、開口面積の変化速度の絶対値がbs以上であると判定された場合、即ち、変化速度が急であると判定された場合、制御装置50は、複数の面積判定工程のうち第一面積判定工程S15Aを実行する。
図6に示すように、第一面積判定工程S15Aでは、制御装置50は、開口面積がBs未満か、開口面積がBs以上As未満か、開口面積がAs以上か、を判定する。
〔第一スラグ付着防止工程〕
この判定の結果、開口面積がBs未満であると判定された場合、複数のスラグ付着防止工程のうち、第一スラグ付着防止工程S16Aを実施する。第一スラグ付着防止工程S16Aでは、複数のスラグ付着防止装置13のスラグ付着防止能が最も高く設定される。
第一スラグ付着防止工程S16Aの表示工程S161Aでは、制御装置50の表示制御部53は、表示装置41に「閉塞進行」(赤色)「閉塞傾向」(赤色)と表示する。即ち、スロート部16の閉塞が進行しており、既にスロート部16が閉塞傾向であることを注意喚起する表示を行う。また、表示制御部53は、文字の色も変化させることができる。本実施形態では、最も注意を要することを示す色として赤色を、赤色の次に注意を要することを示す色として黄色を、特に注意を要さない場合は、青色を採用している。なお、文字に色を付けなくてもよいし、信号のように色のみで注意喚起を行ってもよい。
次いで、制御装置50は、防止装置制御工程S162Aを実施する。第一スラグ付着防止工程S16Aの防止装置制御工程S162Aでは、制御装置50の防止装置制御部52は、複数のスラグ付着防止装置13を以下のように制御する。
(1)スラグ付着防止装置13として機能する溶融炉空気供給装置31を「最高」のスラグ付着防止能で作動させる。即ち、竪型旋回溶融炉15に供給される燃焼用空気を最も減少させる。
(2)スラグ付着防止装置13として機能する二次燃焼室空気供給装置32を「最高」のスラグ付着防止能で作動させる。即ち、二次燃焼室17に供給される燃焼用空気を最も増加させる。
(3)スラグ付着防止装置13として機能する塩基度調整剤供給装置42を「高」のスラグ付着防止能で作動させる。即ち、溶融炉4に供給される塩基度調整剤を最も増加させる。
(4)スラグ付着防止装置13として機能する酸素供給装置45を「高」のスラグ付着防止能で作動させる。即ち、溶融炉4に供給される酸素を最も増加させる。
これにより、スロート部16におけるスラグの付着が抑制される。
次いで、制御装置50は、8分〜12分間待機する待機工程S163Aを実施する。
以上の工程を実行した後、図5に示すフローの撮像工程S12に戻る。
〔第二スラグ付着防止工程〕
第一面積判定工程S15Aで、開口面積がBs以上As未満であると判定された場合、制御装置50は、第二スラグ付着防止工程S16Bを実施する。
第二スラグ付着防止工程S16Bの表示工程S161Bでは、制御装置50の表示制御部53は、表示装置41に「閉塞進行」(赤色)「面積注意」(黄色)と表示する。即ち、スロート部16の閉塞が進行しており、スロート部16の面積に注意する注意喚起する表示を行う。
第二防止装置制御工程S162Bでは、制御装置50の防止装置制御部52は、複数のスラグ付着防止装置13を以下のように制御する。
(1)スラグ付着防止装置13として機能する溶融炉空気供給装置31を「高」のスラグ付着防止能で作動させる。
(2)スラグ付着防止装置13として機能する二次燃焼室空気供給装置32を「高」のスラグ付着防止能で作動させる。
(3)スラグ付着防止装置13として機能する塩基度調整剤供給装置42を「中」のスラグ付着防止能で作動させる。
(4)スラグ付着防止装置13として機能する酸素供給装置45を「中」のスラグ付着防止能で作動させる。
次いで、制御装置50は、8分〜12分間待機する待機工程S163Bを実施する。
以上の工程を実行した後、図5に示すフローの撮像工程S12に戻る。
〔第三スラグ付着防止工程〕
第一面積判定工程S15Aで、開口面積がAs以上であると判定された場合、第三スラグ付着防止工程制御工程S16Cを実行する。
第三スラグ付着防止工程S16Cの表示工程S161Cでは、制御装置50の表示制御部53は、表示装置41に「閉塞進行」(赤色)「面積大」(青色)と表示する。即ち、スロート部16の面積は大きいものの、スロート部16の閉塞が進行していることを注意喚起する表示を行う。
防止装置制御工程S162Cでは、制御装置50の防止装置制御部52は、複数のスラグ付着防止装置13を「中」のスラグ付着防止能で作動させる。
次いで、制御装置50は、8〜12分間待機する待機工程S163Cを実施する。
以上の工程を実行した後、図5に示すフローの撮像工程S12に戻る。
〔第二面積判定工程〕
図7に示すように、変化速度判定工程S14での判定の結果、開口面積の変化速度の絶対値がas以上bs未満であると判定された場合、第二面積判定工程S15Bを実行する。
第二面積判定工程S15Bでは、制御装置50は、第一面積判定工程S15Aと同様に、開口面積がBs未満か、開口面積がBs以上As未満か、開口面積がAs以上か、を判定する。
この判定の結果、開口面積がBs未満であると判定された場合、第四スラグ付着防止工程S16Dを実施する。
〔第四スラグ付着防止工程〕
第四スラグ付着防止工程S16Dの表示工程S161Dでは、制御装置50の表示制御部53は、表示装置41に「変化注意」(黄色)「閉塞傾向」(赤色)と表示する。即ち、既にスロート部16が閉塞傾向であり、スロート部16の閉塞面積の変化に注意する注意喚起する表示を行う。
防止装置制御工程S162Dでは、制御装置50の防止装置制御部52は、複数のスラグ付着防止装置13を「中」のスラグ付着防止能で作動させる。
次いで、制御装置50は、8〜12分間待機する待機工程S164Dを実施する。
以上の工程を実行した後、図5に示すフローの撮像工程S12に戻る。
〔第五スラグ付着防止工程〕
第二面積判定工程S15Bで、開口面積がBs以上As未満であると判定された場合、第五スラグ付着防止工程S16Eを実施する。
第五スラグ付着防止工程S16Eの表示工程S161Eでは、制御装置50の表示制御部53は、表示装置41に「変化注意」(黄色)「面積注意」(黄色)と表示する。
防止装置制御工程S162Eでは、制御装置50の防止装置制御部52は、溶融炉空気供給装置31を「中」のスラグ付着防止能で作動させる。また、制御装置50の防止装置制御部52は、二次燃焼室空気供給装置32を「中」のスラグ付着防止能で作動させる。
第五スラグ付着防止工程S16Eの防止装置制御工程S162Eでは、塩基度調整剤供給装置42及び酸素供給装置45は作動させない。
次いで、制御装置50は、25分〜30分間待機する待機工程S163Eを実施する。
以上の工程を実行した後、図5に示すフローの撮像工程S12に戻る。
〔第六スラグ付着防止工程〕
第二面積判定工程S15Bで、開口面積がAs以上であると判定された場合、第六スラグ付着防止工程S16Fを実行する。
第六スラグ付着防止工程S16Fの表示工程S161Fでは、制御装置50の表示制御部53は、表示装置41に「変化注意」(黄色)「面積大」(青色)と表示する。
防止装置制御工程S162Fでは、制御装置50の防止装置制御部52は、溶融炉空気供給装置31及び二次燃焼室空気供給装置32を「低」のスラグ付着防止能で作動させる。
第六スラグ付着防止工程S16Fの防止装置制御工程S162Fでは、塩基度調整剤供給装置42及び酸素供給装置45は作動させない。
次いで、制御装置50は、25分〜30分間待機する待機工程S163Fを実施する。
以上の工程を実行した後、図5に示すフローの撮像工程S12に戻る。
〔第三面積判定工程〕
図8に示すように、変化速度判定工程S14での判定の結果、開口面積の変化速度の絶対値がas未満であると判定された場合、第三面積判定工程S15Cを実行する。
第三面積判定工程S15Cでは、制御装置50は、第一面積判定工程S15Aと同様に、開口面積がBs未満か、開口面積がBs以上As未満か、開口面積がAs以上か、を判定する。
この判定の結果、開口面積がBs未満であると判定された場合、第七スラグ付着防止工程S16Gを実施する。
〔第七スラグ付着防止工程〕
第七スラグ付着防止工程S16Gの表示工程S161Gでは、制御装置50の表示制御部53は、表示装置41に「変化小」(青色)「閉塞傾向」(赤色)と表示する。即ち、既にスロート部16が閉塞傾向であるが、スロート部16の閉塞面積の変化は小さいとする注意喚起する表示を行う。
第七スラグ付着防止工程S16Gの防止装置制御工程S162Gでは、制御装置50の防止装置制御部52は、溶融炉空気供給装置31及び二次燃焼室空気供給装置32を「中」のスラグ付着防止能で作動させる。また、塩基度調整剤供給装置42及び酸素供給装置45を「低」のスラグ付着防止能で作動させる。
次いで、制御装置50は、50分〜70分間待機する待機工程S163Gを実施する。
以上の工程を実行した後、図5に示すフローの撮像工程S12に戻る。
〔第八スラグ付着防止工程〕
第三面積判定工程S15Cで、開口面積がBs以上As未満であると判定された場合、第八スラグ付着防止工程S16Hを実施する。
第八スラグ付着防止工程S16Hの表示工程では、制御装置50の表示制御部53は、表示装置41に「変化小」(青色)「面積注意」(黄色)と表示する。
第八スラグ付着防止工程S16Hの防止装置制御工程S162Hでは、制御装置50の防止装置制御部52は、溶融炉空気供給装置31及び二次燃焼室空気供給装置32を「低」のスラグ付着防止能で作動させる。
第八スラグ付着防止工程S16Hの防止装置制御工程S162Hでは、塩基度調整剤供給装置42及び酸素供給装置45は作動させない。
次いで、制御装置50は、50分〜70分間待機する待機工程S163Hを実施する。
以上の工程を実行した後、図5に示すフローの撮像工程S12に戻る。
〔第九スラグ付着防止工程〕
第三面積判定工程S15Cで、開口面積がAs以上であると判定された場合、第九スラグ付着防止工程S16Iを実行する。
第九スラグ付着防止工程S16Iの表示工程S161Iでは、制御装置50の表示制御部53は、表示装置41に「変化小」(青色)「面積大」(青色)と表示する。
第九スラグ付着防止工程S16Iの防止装置制御S162Iでは、制御装置50の防止装置制御部52は、全てのスラグ付着防止装置13を作動させることなく、図5に示すフローの撮像工程S12に戻る。
以上、第一閉塞防止装置11を用いたガス化溶融システム1の閉塞防止方法によれば、スロート部16の開口面積の変化速度に基づいて複数のスラグ付着防止装置13のスラグ付着防止能を変化させる。これにより、急にスロート部16の閉塞が進行する場合においても、閉塞をいち早く予見し、スラグ付着防止作業を開始し、スロート部16が閉塞するのを防止することができる。
〔第二閉塞防止装置〕
以下、溶融炉4の出滓口部20の閉塞を防止する第二閉塞防止装置12について説明する。なお、以下の説明では、上述した第一閉塞防止装置11との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
図10に示すように、第二閉塞防止装置12は、溶融炉4の炉底に設けられた第二撮像装置40と、出滓口部20を加熱するバーナ装置55と、出滓口部20の状態に応じて警告などを表示する表示装置41と、制御装置50と、を備えている。
また、第二閉塞防止装置12は、第一閉塞防止装置11と同様に、出滓口部20でのスラグの付着を防止したり、スラグを除去したりする複数のスラグ付着防止装置13を有している。塩基度調整剤供給装置42と、バーナ装置55とは、スラグ付着防止装置13として機能する装置である。
第二撮像装置40は、円筒形状の出滓口部20の内周面側を斜め下方から撮影するように配置されている。
制御装置50の演算部51は、第二撮像装置40が撮影した映像、又は、撮影時刻の異なる複数の画像を用いて出滓口部20の開口面積、開口面積の変化速度、及びスラグの堰高さを演算する。図11に示すように、スラグの堰高さHとは、出滓口部20に付着したスラグSLの高さである。スラグの堰高さHは、出滓口部20の上下方向の所定の位置(例えば、出滓口部20の内周面の下端)からスラグの上端までの高さとすることができる。
制御装置50の防止装置制御部52は、開口面積、開口面積の変化速度、及びスラグの堰高さHに応じて複数のスラグ付着防止装置13を制御する。
制御装置50の防止装置制御部52は、第一閉塞防止装置11の溶融炉空気供給装置31と同様に、第二閉塞防止装置12の塩基度調整剤供給装置42のスラグ付着防止能を四段階に変化させることができる。
バーナ装置55は、出滓口部20を下方から加熱する加熱装置であり、出滓口部20に付着したスラグを加熱して溶解する。バーナ装置55は、例えば、酸素バーナなどの出力調整可能なバーナである。酸素バーナは、酸素ボンベから供給される酸素の供給量により、出力の調整が可能である。
バーナ装置55のスラグ付着防止能は、バーナ装置55のバーナ出力が大きい場合に高く、バーナ装置55のバーナ出力が小さい場合に低い。即ち、バーナ出力を大きくする程、出滓口部20に付着したスラグが溶解される。
本実施形態の制御装置50の防止装置制御部52は、塩基度調整剤供給装置42と同様に、バーナ装置55のスラグ付着防止能を四段階に変化させることができる。
〔第二閉塞防止装置を用いた閉塞防止方法〕
次に、第二閉塞防止装置12を用いたガス化溶融システム1の閉塞防止方法について説明する。なお、第二閉塞防止装置12に関しては、上述した第一閉塞防止装置11との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。例えば、表示工程S261A〜S261Iの説明を省略する。
図12に示すように、第二閉塞防止装置12を用いた閉塞防止方法の閾値設定工程S21と、撮像工程S22と、演算工程S23と、変化速度判定工程S24とは、第一閉塞防止装置11を用いた閉塞防止方法と略同様である。
第一閉塞防止装置11を用いた閉塞防止方法と、第二閉塞防止装置12を用いた閉塞防止方法とは、スラグ付着防止工程S26(第一スラグ付着防止工程S26Aから第九スラグ付着防止工程S26I)が異なる。
特に、第二閉塞防止装置12を用いた閉塞防止方法は、第九スラグ付着防止工程S26Iにおいて、スラグの堰高さH(図11参照)に基づいてスラグ付着防止装置13のスラグ付着防止能を変更する堰高さ判定工程S264Iを有している。
〔閾値設定工程〕
第二閉塞防止装置12を用いた閉塞防止方法の閾値設定工程S21では、運転員は、過去の実績などに基づいて出滓口部20の開口面積と開口面積の変化速度の閾値及びスラグの堰高さの閾値を設定する。
図16は、横軸を時間、縦軸を開口面積として、出滓口部20の開口面積の経時変化を示すグラフである。
出滓口部20の開口面積の閾値として、面積Aoと、面積Boとを設定する。設定の方法は、第一閉塞防止装置11を用いた閉塞防止方法と同様である。
また、第一閉塞防止装置11を用いた閉塞防止方法と同様に、開口面積の変化速度の閾値として、変化速度aoと変化速度boとを設定する。
さらに、運転員は、堰高さの閾値として、堰高さdを設定する。閾値となる堰高さdも過去の実績などに基づいて設定する。
〔変化速度判定工程〕
図12に示すように、変化速度判定工程S24では、制御装置50は、開口面積の変化速度の絶対値がbo以上か、開口面積の変化速度の絶対値がao以上bo未満か、開口面積の変化速度の絶対値がao未満かを判定する。
〔第一面積判定工程〕
開口面積の変化速度の絶対値がbo以上であると判定された場合、制御装置50は、第一面積判定工程S25Aを実行する。
図13に示すように、第一面積判定工程S25Aでは、制御装置50は、開口面積がBo未満か、開口面積がBo以上Ao未満か、開口面積がAo以上か、を判定する。
制御装置50は、開口面積がBo未満であると判定された場合、第一スラグ付着防止工程S26Aを実行し、開口面積がBo以上Ao未満であると判定された場合、第二スラグ付着防止工程S26Bを実行し、開口面積がAo以上と判定された場合、第三スラグ付着防止工程S26Cを実行する。
〔第一スラグ付着防止工程〕
第一スラグ付着防止工程S26Aの防止装置制御工程S262Aでは、制御装置50の防止装置制御部52は、塩基度調整剤供給装置42を「最高」のスラグ付着防止能で作動させる。また、防止装置制御部52は、バーナ装置55を「最高」のスラグ付着防止能で作動させる。
これにより、出滓口部20におけるスラグの付着が防止される。
次いで、制御装置50は、8〜12分間待機する待機工程S263Aを実施する。
以上の工程を実行した後、図12に示すフローの撮像工程S22に戻る。
〔第二スラグ付着防止工程〕
第二スラグ付着防止工程S26Bの防止装置制御工程S262Bでは、制御装置50の防止装置制御部52は、塩基度調整剤供給装置42を「高」のスラグ付着防止能で作動させる。また、防止装置制御部52は、バーナ装置55を「高」のスラグ付着防止能で作動させる。
次いで、制御装置50は、8〜12分間待機する待機工程S263Bを実行する。
以上の工程を実行した後、図12に示すフローの撮像工程S22に戻る。
〔第三スラグ付着防止工程〕
第三スラグ付着防止工程S26Cの防止装置制御工程S262Cでは、制御装置50の防止装置制御部52は、複数のスラグ付着防止装置13を「中」のスラグ付着防止能で作動させる。
次いで、制御装置50は、8〜12分間待機する待機工程を実行する。
以上の工程を実行した後、図12に示すフローの撮像工程S22に戻る。
〔第二面積判定工程〕
開口面積の変化速度の絶対値がao以上bo未満であると判定された場合、制御装置50は、第二面積判定工程S25Bを実行する。
図14に示すように、第二面積判定工程S25Bでは、制御装置50は、開口面積がBo未満か、開口面積がBo以上Ao未満か、開口面積がAo以上か、を判定する。
制御装置50は、開口面積がBo未満であると判定された場合、第四スラグ付着防止工程S26Dを実行し、開口面積がBo以上Ao未満であると判定された場合、第五スラグ付着防止工程S26Eを実行し、開口面積がAo以上と判定された場合、第六スラグ付着防止工程S26Fを実行する。
〔第四スラグ付着防止工程〕
第四スラグ付着防止工程S26Dの防止装置制御工程S262Dでは、制御装置50の防止装置制御部52は、複数のスラグ付着防止装置13を「高」のスラグ付着防止能で作動させる。
次いで、制御装置50は、8〜12分間待機する待機工程S263Dを実行する。
以上の工程を実行した後、図12に示すフローの撮像工程S22に戻る。
〔第五スラグ付着防止工程〕
第五スラグ付着防止工程S26Eの防止装置制御工程S262Eでは、制御装置50の防止装置制御部52は、二つのスラグ付着防止装置13を「中」のスラグ付着防止能で作動させる。
次いで、制御装置50は、25分〜30分間待機する待機工程S263Eを実行する。
以上の工程を実行した後、図12に示すフローの撮像工程S22に戻る。
〔第六スラグ付着防止工程〕
第六スラグ付着防止工程S26Fの防止装置制御工程S262Fでは、制御装置50の防止装置制御部52は、二つのスラグ付着防止装置13を「低」のスラグ付着防止能で作動させる。
次いで、制御装置50は、25分〜30分間待機する待機工程S263Fを実行する。
以上の工程を実行した後、図12に示すフローの撮像工程S22に戻る。
〔第三面積判定工程〕
開口面積の変化速度の絶対値がao未満であると判定された場合、制御装置50は、第三面積判定工程S25Cを実行する。
図15に示すように、第三面積判定工程S25Cでは、制御装置50は、開口面積がBo未満か、開口面積がBo以上Ao未満か、開口面積がAo以上か、を判定する。
制御装置50は、開口面積がBo未満であると判定された場合、第七スラグ付着防止工程S26Gを実行し、開口面積がBo以上Ao未満であると判定された場合、第八スラグ付着防止工程S26Hを実行し、開口面積がAo以上と判定された場合、第九スラグ付着防止工程S26Iを実行する。
〔第七スラグ付着防止工程〕
第七スラグ付着防止工程S26Gの防止装置制御工程S262Gでは、制御装置50の防止装置制御部52は、二つのスラグ付着防止装置13を「中」のスラグ付着防止能で作動させる。
次いで、制御装置50は、50分〜70分間待機する待機工程S263Gを実行する。
以上の工程を実行した後、図12に示すフローの撮像工程S22に戻る。
〔第八スラグ付着防止工程〕
第八スラグ付着防止工程S26Hの防止装置制御工程S262Hでは、制御装置50の防止装置制御部52は、二つのスラグ付着防止装置13を「低」のスラグ付着防止能で作動させる。
次いで、制御装置50は、50分〜70分間待機する待機工程S263Hを実行する。
以上の工程を実行した後、図12に示すフローの撮像工程S22に戻る。
〔第九スラグ付着防止工程〕
第九スラグ付着防止工程S26Iは、表示工程S261Iと、堰高さ判定工程S264Iと、堰高さ表示工程S265Iと、防止装置制御工程S262Iと、待機工程S263Iと、を有している。
〔堰高さ判定工程〕
堰高さ判定工程S264Iは、出滓口部20に付着するスラグの堰高さについて判定を行う工程である。
制御装置50は、スラグの堰高さがdmm以上か、dmm未満かを判定する。dmmは、例えば30mmに設定する。
スラグの堰高さがdmm未満である場合、即ち、スラグの堰高さが正常であると判断される場合、図12に示すフローの撮像工程S22に戻る。
スラグの堰高さがdmm以上である場合、即ち、スラグの堰高さが異常であると判断される場合、制御装置50の表示制御部53は、表示装置41に「堰高異常」(赤色)と表示する(堰高さ表示工程S265I)。
次いで、制御装置50は、第九防止装置制御工程S262Iを実行する。第九スラグ付着防止工程S26Iの防止装置制御工程S262Iでは、制御装置50の防止装置制御部52は、塩基度調整剤供給装置42を「中」のスラグ付着防止能で作動させる。また、防止装置制御部52は、バーナ装置55を「中」のスラグ付着防止能で作動させる。
次いで、制御装置50は、50分〜70分間待機する待機工程S263Iを実施する。
以上の工程を実行した後、図12に示すフローの撮像工程S22に戻る。
上記実施形態によれば、開口部であるスロート部16、出滓口部20の開口面積の変化速度に基づいてスラグ付着防止装置13のスラグ付着防止能を変化させる。これにより、急に開口部の閉塞が進行する場合においても、閉塞をいち早く予見し、スラグ付着防止作業を開始し、開口部が閉塞するのを防止することができる。また、制御装置50によってスラグ付着防止装置13を制御することによって、人の経験の違いに関係なく、閉塞の防止を確実に行うことができる。
また、防止装置制御部52が、開口面積の変化速度に加えて開口面積に基づいて、複数のスラグ付着防止装置13のスラグ付着防止能を変更する。即ち、開口面積の変化速度に加えて開口面積も参照して制御を行うことによって、変化速度が緩いものの開口面積が小さい場合にも対応することができる。
また、第一閉塞防止装置11の二次燃焼室空気供給装置32を用いて、二次燃焼室17に供給される燃焼用空気CA2の供給量を多くし、二次燃焼室17の温度を上昇させることによって、スロート部16に付着するスラグを溶融し流下させることができる。
また、第一閉塞防止装置11の塩基度調整剤供給装置42を用いて、塩基度調整剤を供給することにより、スラグの塩基度が高くなる。これにより、スラグの融点が上昇して粘性が低くなり、スラグを流下させることができる。
スロート部16の下方に、熱分解ガスPGがスロート部16に対して上昇流となるように熱分解ガスダクト21が設けられている。これにより、熱分解ガスPGに含まれるダストが溶融炉本体部24で溶融され、二次燃焼室17に導入される熱分解ガスPGに含まれるダストが大幅に低減されるので、炉頂から撮影される画像をより鮮明にすることができる。
また、第一撮像装置39の設置場所の温度は、スロート部16の下方の温度よりも低いため、より低コストで第一撮像装置39を設置することができる。
また、第二閉塞防止装置12のバーナ装置55のバーナ出力を大きくすることによって、出滓口部20に付着するスラグを溶融し流下させることができる。
また、第二閉塞防止装置12の塩基度調整剤供給装置42を用いて、塩基度調整剤を供給することにより、スラグの塩基度が高くなる。これにより、スラグの融点が上昇して粘性が低くなり、スラグを流下させることができる。
また、第二閉塞防止装置12の防止装置制御部52は、堰高さに基づいて複数のスラグ付着防止装置13の前記スラグ付着防止能を変更する。これにより、開口面積の変化速度や、開口面積に異常がないものの、堰高さが異常な場合にスラグの付着を防止することができる。
また、開口面積、又は、変化速度に対応した文字、又は、色を表示装置41に表示させることによって、開口部の閉塞状況を運転員に容易に認識させることができる。
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
なお、上記実施形態では、開口面積の速度変化に加え、開口面積も考慮して閉塞防止の制御を行う構成としたが、これに限ることはなく、開口面積の速度変化のみを考慮して制御を行う構成としてもよい。
1 ガス化溶融システム
2 ガス化炉
3 熱分解ガス通路
4 溶融炉
5 ガス化炉本体
6 廃棄物投入口
6a 廃棄物排出装置
7 不燃物排出口
8 流動媒体
11 第一閉塞防止装置
12 第二閉塞防止装置
13 スラグ付着防止装置
15 竪型旋回溶融炉
15a 炉壁
16 スロート部
17 二次燃焼室
18 ボイラ部
19 排ガス出口
20 出滓口部
21 熱分解ガスダクト
23 熱分解ガス排出口
30 燃焼用空気供給装置
31 溶融炉空気供給装置
32 二次燃焼室空気供給装置
33 送風機
34 溶融炉空気供給管
35 溶融炉空気量調整弁
36 二次燃焼室空気供給管
37 二次燃焼室空気量調整弁
39 第一撮像装置
40 第二撮像装置
41 表示装置
42 塩基度調整剤供給装置
44 塩基度調整剤供給管
45 酸素供給装置
46 第一酸素供給装置
47 第二酸素供給装置
48 酸素供給装置本体
49 酸素供給管
50 制御装置
51 演算部
52 防止装置制御部
53 表示制御部
55 バーナ装置
PG 熱分解ガス
W1 廃棄物

Claims (14)

  1. ガス化炉で被処理物を熱分解ガス化後、溶融炉で燃焼且つ溶融してスラグ化するガス化溶融システムの閉塞防止装置であって、
    スラグの付着により閉塞し得る開口部での前記スラグの付着を防止するスラグ付着防止能を有するスラグ付着防止装置と、
    前記開口部を撮影する撮像装置と、
    前記撮像装置が撮影した映像、又は、撮影時刻の異なる複数の画像を用いて前記開口部の開口面積の変化速度を演算する演算部、及び、前記変化速度に応じて前記複数のスラグ付着防止装置の前記スラグ付着防止能を変更する防止装置制御部を有する制御装置と、
    を備え
    前記防止装置制御部は、前記開口面積及び前記変化速度に基づいて、前記複数のスラグ付着防止装置のスラグ付着防止能を変更し、
    前記変化速度が第一の変化速度より大きく、且つ、前記開口面積が第一の開口面積より小さい場合には、全ての前記スラグ付着防止装置を、所定のスラグ付着防止能よりも高い第一のスラグ付着防止能で作動させ、
    前記変化速度が前記第一の変化速度より大きく、且つ、前記開口面積が前記第一の開口面積より大きな第二の開口面積より大きい場合には、全ての前記スラグ付着防止装置を、所定のスラグ付着防止能よりも低い第二のスラグ付着防止能で作動させるガス化溶融システムの閉塞防止装置。
  2. 前記防止装置制御部は、
    前記変化速度が前記第一の変化速度より大きく、前記開口面積が前記第一の開口面積より大きく、且つ、前記開口面積が前記第二の開口面積より小さい場合には、少なくとも一部の前記スラグ付着防止装置を、前記第一のスラグ付着防止能よりも低く、前記第二のスラグ付着防止能よりも高いスラグ付着防止能で作動させる請求項に記載のガス化溶融システムの閉塞防止装置。
  3. 前記防止装置制御部は、
    前記変化速度が前記第一の変化速度より小さい第二の変化速度より小さく、且つ、前記開口面積が前記第二の開口面積より大きい場合には、少なくとも一部の前記スラグ付着防止装置を作動させず、
    前記変化速度が前記第二の変化速度より小さく、前記開口面積が前記第一の開口面積より小さい場合には、少なくとも一部の前記スラグ付着防止装置を、前記第二のスラグ付着防止能よりも低いスラグ付着防止能で作動させる請求項又は請求項に記載のガス化溶融システムの閉塞防止装置。
  4. 前記開口部は、前記ガス化溶融システムの溶融炉のスロート部であり、
    前記撮像装置は、前記溶融炉の炉頂に前記スロート部を上方から撮影するように配置され、
    前記複数のスラグ付着防止装置は、前記溶融炉の前記スロート部の上方に設けられた二次燃焼室に燃焼用空気を導入する二次燃焼室空気供給装置と、前記溶融炉に塩基度調整剤を導入する塩基度調整剤供給装置と、を有し、
    前記二次燃焼室空気供給装置の前記スラグ付着防止能は、前記燃焼用空気の導入量が多い場合に高く、前記燃焼用空気の導入量が少ない場合に低く、
    前記塩基度調整剤供給装置の前記スラグ付着防止能は、前記塩基度調整剤の導入量が多い場合に高く、前記塩基度調整剤の導入量が少ない場合に低く、
    前記スロート部の下方に、前記熱分解ガスが前記スロート部に対して上昇流となるように設けられた熱分解ガスダクトを備える請求項から請求項のいずれか一項に記載のガス化溶融システムの閉塞防止装置。
  5. 前記開口部は、前記ガス化溶融システムの溶融炉の出滓口部であり、
    前記撮像装置は、前記溶融炉の炉底に前記出滓口部を下方から撮影するように設置され、
    前記複数のスラグ付着防止装置は、前記溶融炉に塩基度調整剤を導入する塩基度調整剤供給装置と、前記出滓口部を加熱するバーナ装置と、を有し、
    前記塩基度調整剤供給装置の前記スラグ付着防止能は、前記塩基度調整剤の導入量が多い場合に高く、前記塩基度調整剤の導入量が少ない場合に低く、
    前記バーナ装置の前記スラグ付着防止能は、前記バーナ装置のバーナ出力が大きい場合に高く、前記バーナ装置のバーナ出力が小さい場合に低い請求項から請求項のいずれか一項に記載のガス化溶融システムの閉塞防止装置。
  6. 前記演算部は、前記画像に基づいて前記出滓口部の堰高さを演算し、
    前記防止装置制御部は、前記堰高さに基づいて前記複数のスラグ付着防止装置の前記スラグ付着防止能を変更する請求項に記載のガス化溶融システムの閉塞防止装置。
  7. 表示装置をさらに備え、
    前記制御装置は、前記開口面積、又は、前記変化速度に対応した文字、又は、色を前記表示装置に表示させる表示制御部を有する請求項から請求項のいずれか一項に記載のガス化溶融システムの閉塞防止装置。
  8. ガス化炉で被処理物を熱分解ガス化後、溶融炉で燃焼且つ溶融してスラグ化するガス化溶融システムの閉塞防止方法であって、
    スラグの付着により閉塞し得る開口部を撮影する撮像工程と、
    前記撮像工程で撮影された映像、又は、撮影時刻の異なる複数の画像を用いて前記開口部の開口面積の変化速度を演算する演算工程と、
    前記スラグの付着を防止するスラグ付着防止能を有する複数のスラグ付着防止装置を用い、前記変化速度に応じて各々の前記スラグ付着防止装置の前記スラグ付着防止能を変更するスラグ付着防止工程と、
    を有し、
    前記スラグ付着防止工程では、前記開口面積及び前記変化速度に基づいて、前記複数のスラグ付着防止装置のスラグ付着防止能を変更し、
    前記スラグ付着防止工程において、前記変化速度が第一の変化速度より大きく、且つ、前記開口面積が第一の開口面積より小さい場合には、全ての前記スラグ付着防止装置を、所定のスラグ付着防止能よりも高い第一のスラグ付着防止能で作動させ、
    前記変化速度が前記第一の変化速度より大きく、且つ、前記開口面積が前記第一の開口面積より大きな第二の開口面積より大きい場合には、全ての前記スラグ付着防止装置を、所定のスラグ付着防止能よりも低い第二のスラグ付着防止能で作動させるガス化溶融システムの閉塞防止方法。
  9. 前記スラグ付着防止工程において、前記変化速度が前記第一の変化速度より大きく、前記開口面積が前記第一の開口面積より大きく、且つ、前記開口面積が前記第二の開口面積より小さい場合には、少なくとも一つの前記スラグ付着防止装置を、前記第一のスラグ付着防止能よりも低く、前記第二のスラグ付着防止能よりも高いスラグ付着防止能で作動させる請求項に記載のガス化溶融システムの閉塞防止方法。
  10. 前記スラグ付着防止工程において、前記変化速度が前記第一の変化速度より小さい第二の変化速度より小さく、且つ、前記開口面積が前記第二の開口面積より大きい場合には、少なくとも一つの前記スラグ付着防止装置を作動させず、
    前記変化速度が前記第二の変化速度より小さく、前記開口面積が前記第一の開口面積より小さい場合には、少なくとも一つの前記スラグ付着防止装置を、前記第二のスラグ付着防止能よりも小さいスラグ付着防止能で作動させる請求項又は請求項に記載のガス化溶融システムの閉塞防止方法。
  11. 前記開口部を、前記ガス化溶融システムの溶融炉のスロート部とし、
    前記撮像工程では、前記スロート部を上方から撮影し、
    前記複数のスラグ付着防止装置を、前記溶融炉の前記スロート部の上方に設けられた二次燃焼室に燃焼用空気を導入する二次燃焼室空気供給装置と、前記溶融炉に塩基度調整剤を導入する塩基度調整剤供給装置とし、
    前記二次燃焼室空気供給装置の前記スラグ付着防止能は、前記燃焼用空気の導入量が多い場合に高く、前記燃焼用空気の導入量が少ない場合に低く、
    前記塩基度調整剤供給装置の前記スラグ付着防止能は、前記塩基度調整剤の導入量が多い場合に高く、前記塩基度調整剤の導入量が少ない場合に低い請求項から請求項10のいずれか一項に記載のガス化溶融システムの閉塞防止方法。
  12. 前記開口部を、前記溶融炉の出滓口部とし、
    前記撮像工程では、前記出滓口部を下方から撮影し、
    前記複数のスラグ付着防止装置を、前記溶融炉に塩基度調整剤を導入する塩基度調整剤供給装置と、前記出滓口部を加熱するバーナ装置とし、
    前記塩基度調整剤供給装置の前記スラグ付着防止能は、前記塩基度調整剤の導入量が多い場合に高く、前記塩基度調整剤の導入量が少ない場合に低く、
    前記バーナ装置の前記スラグ付着防止能は、前記バーナ装置のバーナ出力が大きい場合に高く、前記バーナ装置のバーナ出力が小さい場合に低い請求項から請求項10のいずれか一項に記載のガス化溶融システムの閉塞防止方法。
  13. 前記演算工程において、前記画像に基づいて前記出滓口部の堰高を演算し、
    前記スラグ付着防止工程において、前記堰高さに基づいて前記複数のスラグ付着防止装置の前記スラグ付着防止能を変更する請求項12に記載のガス化溶融システムの閉塞防止方法。
  14. 前記スラグ付着防止工程において、前記開口面積、又は、前記変化速度に対応した文字、又は、色を表示装置に表示させる請求項から請求項13のいずれか一項に記載のガス化溶融システムの閉塞防止方法。
JP2017090788A 2017-04-28 2017-04-28 ガス化溶融システムの閉塞防止装置及びガス化溶融システムの閉塞防止方法 Active JP6413157B1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017090788A JP6413157B1 (ja) 2017-04-28 2017-04-28 ガス化溶融システムの閉塞防止装置及びガス化溶融システムの閉塞防止方法
EA201992283A EA039142B1 (ru) 2017-04-28 2018-04-27 Устройство для предотвращения засорения для системы газификации и плавления и способ предотвращения засорения для системы газификации и плавления
PCT/JP2018/017188 WO2018199288A1 (ja) 2017-04-28 2018-04-27 ガス化溶融システムの閉塞防止装置及びガス化溶融システムの閉塞防止方法
EP18791390.0A EP3617595B1 (en) 2017-04-28 2018-04-27 Blocking prevention device for gasification melting system and blocking prevention method for gasification melting system
US16/607,864 US11353264B2 (en) 2017-04-28 2018-04-27 Blocking prevention device for gasification melting system and blocking prevention method for gasification melting system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017090788A JP6413157B1 (ja) 2017-04-28 2017-04-28 ガス化溶融システムの閉塞防止装置及びガス化溶融システムの閉塞防止方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6413157B1 true JP6413157B1 (ja) 2018-10-31
JP2018189287A JP2018189287A (ja) 2018-11-29

Family

ID=63918589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017090788A Active JP6413157B1 (ja) 2017-04-28 2017-04-28 ガス化溶融システムの閉塞防止装置及びガス化溶融システムの閉塞防止方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11353264B2 (ja)
EP (1) EP3617595B1 (ja)
JP (1) JP6413157B1 (ja)
EA (1) EA039142B1 (ja)
WO (1) WO2018199288A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021235388A1 (ja) * 2020-05-18 2021-11-25 株式会社Ihi 火炉監視装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5110365A (en) * 1990-12-03 1992-05-05 The Babcock & Wilcox Company Control of furnace cleaning for reflective ash using infrared imaging
US5338489A (en) * 1993-01-15 1994-08-16 Texaco Inc. Deslagging gasifiers by controlled heat and derivatization
US5545238A (en) * 1994-12-29 1996-08-13 Texaco Inc. Method of monitoring slag removal during controlled oxidation of a partial oxidation reactor
JP3557307B2 (ja) * 1996-03-29 2004-08-25 株式会社神鋼環境ソリューション 溶融炉制御装置
JP2000065479A (ja) * 1998-08-21 2000-03-03 Kubota Corp 表面溶融炉及びその運転制御方法
JP3280338B2 (ja) * 1999-03-11 2002-05-13 日本碍子株式会社 溶融炉スラグ排出口の監視制御方法
JP2000292065A (ja) 1999-04-02 2000-10-20 Kubota Corp 表面溶融炉
JP3935640B2 (ja) * 1999-04-28 2007-06-27 三菱重工業株式会社 ガス化炉のスラグ動態の監視・検出装置及びその監視方法
JP3522680B2 (ja) * 2000-11-07 2004-04-26 川崎重工業株式会社 溶融炉のスラグ流監視方法及び装置
JP2002295824A (ja) * 2001-03-30 2002-10-09 Hitachi Zosen Corp 溶融炉のスラグ排出監視方法および装置
JP2003294219A (ja) * 2002-04-02 2003-10-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd スラグ監視装置および制御方法
WO2003087669A1 (fr) * 2002-04-12 2003-10-23 Ebara Corporation Incinerateur, incinerateur de gazeification et procede de traitement des dechets
US6848373B2 (en) * 2003-02-21 2005-02-01 Breen Energy Solutions Method of monitoring heat flux and controlling corrosion of furnace wall tubes
JP4138556B2 (ja) * 2003-03-31 2008-08-27 バブコック日立株式会社 溶融スラグの流下監視装置及び監視方法
JP4397039B2 (ja) * 2004-10-19 2010-01-13 財団法人電力中央研究所 溶融スラグ流の監視装置
JP5448669B2 (ja) * 2009-09-17 2014-03-19 三菱重工業株式会社 石炭ガス化炉のスラグ監視装置及び石炭ガス化炉
US20120292523A1 (en) * 2010-01-20 2012-11-22 Enertechnix, Inc. Detection of pluggage in apparatus operating in hot, particle-laden environments
JP6045295B2 (ja) * 2012-10-24 2016-12-14 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 高温炉内監視装置及びこれを備えた高温炉内監視システム
JP5525091B2 (ja) * 2013-06-24 2014-06-18 株式会社神鋼環境ソリューション 溶融システムにおける処理方法
JP2017090788A (ja) 2015-11-13 2017-05-25 國昭 永山 位置合わせ機構及び顕微鏡装置
JP2020094777A (ja) 2018-12-14 2020-06-18 株式会社神戸製鋼所 出滓口監視装置および出滓口監視方法

Also Published As

Publication number Publication date
US11353264B2 (en) 2022-06-07
EP3617595A4 (en) 2021-01-13
WO2018199288A1 (ja) 2018-11-01
EP3617595B1 (en) 2023-05-10
US20200191487A1 (en) 2020-06-18
JP2018189287A (ja) 2018-11-29
EP3617595A1 (en) 2020-03-04
EA039142B1 (ru) 2021-12-09
EA201992283A1 (ru) 2020-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5050512A (en) Combustion chamber and process for combusting at least partially combustible substances
JP5812597B2 (ja) ガス化炉、ガス化発電プラント、ガス化炉の運転方法、及びガス化発電プラントの運転方法
JP6413157B1 (ja) ガス化溶融システムの閉塞防止装置及びガス化溶融システムの閉塞防止方法
JP5802061B2 (ja) スラグ溶融装置及びこれを備える流動床式ガス化溶融設備
WO2003087669A1 (fr) Incinerateur, incinerateur de gazeification et procede de traitement des dechets
JP2007064498A (ja) 燃焼溶融炉
JP3469189B2 (ja) 溶融炉のスラグ流監視・制御方法及び装置
JP4018554B2 (ja) 熱分解溶融装置
JP2007271205A (ja) 溶融炉の炉内状況監視・制御方法及び該装置
JPS6176818A (ja) スラグタツプ式サイクロン燃焼炉
JP3837687B2 (ja) ガス化溶融システム
JP3306378B2 (ja) スラグ溶融部
JP2006084064A (ja) 灰溶融装置
JP2005195229A (ja) 灰溶融装置
JP2000220817A (ja) 含塵排ガス燃焼処理装置
JP2004125203A (ja) 灰溶融装置及び運転方法
JP2010236733A (ja) 廃棄物のガス化溶融方法およびガス化溶融設備
JP2009222249A (ja) ガス化溶融方法およびガス化溶融装置
JP2006292180A (ja) スラグ排出機構
JP2001221414A (ja) 燃焼溶融炉の燃焼方法、燃焼溶融炉およびそれを備えた廃棄物燃焼溶融システム
JP4026531B2 (ja) 灰溶融炉の湯口ダクト
JPH0724958U (ja) 溶融スラグ排出装置
JP2004138251A (ja) 溶融炉
JP2000257832A (ja) 廃棄物溶融炉の操業方法
JP4377723B2 (ja) 溶融炉の排ガス出口部構造

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180817

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20180820

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180904

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180911

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6413157

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150