JP6487513B2 - 廃棄物処理設備 - Google Patents

Description

本発明は、廃棄物処理設備に関し、特には、過給機を備える廃棄物処理設備に関するものである。

従来、廃棄物処理の分野においては、廃棄物の焼却処理に要する電力の削減および低コスト化が求められている。そこで、過給機を使用し、廃棄物を焼却した際に生じる排ガスから回収した熱を利用して廃棄物の焼却に必要な空気を供給することにより、焼却炉への空気供給用のブロア等を不要として電力の削減および低コスト化を達成する技術が提案されている。

具体的には、過給機を使用した廃棄物処理設備としては、図５に示すような、廃棄物を焼却する焼却炉２１０と、回転軸２２３を介して接続されたコンプレッサー２２１およびタービン２２２を有する過給機２２０と、焼却炉２１０から排出される排ガスと過給機２２０のコンプレッサー２２１から供給される空気との間で熱交換する熱交換器２３０とを備える廃棄物処理設備２００が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この従来の廃棄物処理設備２００では、定常運転時に、コンプレッサー２２１から熱交換器２３０を介して供給される空気によりタービン２２２が回転させられると共にタービン２２２を回転させた後の空気が焼却炉２１０に送られ、更にタービン２２２の回転によってコンプレッサー２２１が駆動されて熱交換器２３０に供給する空気を送風するので、ブロア等を不要として電力の削減および低コスト化を達成することができる。

特開２００７−１７０７０３号公報

しかし、近年では、廃棄物の焼却処理に要するコストの更なる削減が求められており、上記従来の廃棄物処理設備には、コストを更に低減するという点において更なる改善の余地があった。

ここで、上記従来の過給機を用いた廃棄物処理設備においてコストを更に低減する方法として、焼却炉で廃棄物を焼却する際などに使用する補助燃料の量を削減することが考えられる。具体的には、焼却炉に供給する空気の温度を高め、好ましくは廃棄物を焼却炉内で自燃させることにより、補助燃料の使用量を削減することが考えられる。

しかしここで、上記従来の過給機を用いた廃棄物処理設備では、熱交換器における排ガスとの熱交換により加熱された空気の温度は、焼却炉へと供給される前、より具体的には過給機のタービンを回転させる際に低下する。また、通常、焼却炉で焼却処理される廃棄物の量および性状は経時変化するため、廃棄物処理設備では、焼却炉から排出される排ガスの温度や、補助燃料の使用量を十分に削減するために必要な空気の温度も経時変化する。そのため、上記従来の過給機を用いた廃棄物処理設備では、焼却炉から排出される排ガスの温度が低下した際や、補助燃料の使用量を十分に削減するために必要な空気の温度が上昇した際などに、過給機を使用していない廃棄物処理設備と比較して補助燃料の使用量が増加し易く、補助燃料の使用量を削減し難かった。

そこで、本発明は、過給機を用いた廃棄物処理設備であって、補助燃料の使用量を効率的に削減することができる廃棄物処理設備を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を行った。そして、本発明者らは、過給機を用いた廃棄物処理設備において、焼却炉に供給される空気等の酸素含有気体と、排ガスとの間で熱交換を複数回行なえるようにすることにより、焼却炉へと供給される酸素含有気体の温度を高め、補助燃料の使用量を削減することに着想した。そこで、本発明者らは更に検討を重ね、過給機を用いた廃棄物処理設備について、酸素含有気体と排ガスとの間で複数回の熱交換を実施して補助燃料の使用量を削減するのに適した熱交換器の設置位置を見出し、本発明を完成させた。

即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の廃棄物処理設備は、廃棄物を焼却する焼却炉と、回転軸を介して接続されたコンプレッサーおよびタービンを有する過給機と、前記焼却炉から排出される排ガスと前記過給機の前記コンプレッサーから供給される酸素含有気体との間で熱交換する第一熱交換器とを備え、前記コンプレッサーは、前記回転軸を介して伝達される動力を利用して吸引した酸素含有気体を前記第一熱交換器に供給可能に構成され、前記タービンは、前記第一熱交換器を通った前記酸素含有気体のエネルギーを利用して前記回転軸を回転させると共にエネルギーを利用した後の酸素含有気体を前記焼却炉に供給可能に構成された廃棄物処理設備であって、前記タービンにおいてエネルギーを利用した後の酸素含有気体と、前記排ガスとの間で熱交換が可能な第二熱交換器を更に備えることを特徴とする。このように、タービンにおいてエネルギーを利用した後の酸素含有気体と排ガスとの間で熱交換が可能な第二熱交換器を設ければ、タービンを回転させた後の酸素含有気体を効率的に再加熱して、補助燃料の使用量を削減することができる。

ここで、本発明の廃棄物処理設備は、気体の有するエネルギーを利用する気体利用装置と、前記タービンと前記焼却炉とを接続する燃焼用気体ラインと、前記燃焼用気体ラインから分岐して前記気体利用装置まで延びる気体利用ラインとを更に備え、前記第二熱交換器は、前記燃焼用気体ラインから前記気体利用ラインが分岐する位置よりも前記焼却炉側において前記酸素含有気体と前記排ガスとの間の熱交換が可能なように構成されていることが好ましい。気体利用ラインおよび気体利用装置を設ければ、タービンを回転させた後に焼却炉へと送られる酸素含有気体の一部を気体利用装置で有効に利用して、過給機を用いた廃棄物処理設備の消費電力およびコストを更に低減することができるからである。また、第二熱交換器を用いた熱交換を燃焼用気体ラインから気体利用ラインが分岐する位置よりも焼却炉側において実施し得るようにすれば、タービンを回転させた後の酸素含有気体のうち焼却炉に供給される酸素含有気体のみを低コストで効率的に再加熱することができるからである。
或いは、本発明の廃棄物処理設備は、気体の有するエネルギーを利用する気体利用装置と、前記タービンと前記焼却炉とを接続する燃焼用気体ラインと、前記燃焼用気体ラインから分岐して前記気体利用装置まで延びる気体利用ラインとを更に備え、前記第二熱交換器は、前記燃焼用気体ラインから前記気体利用ラインが分岐する位置よりも前記タービン側において前記酸素含有気体と前記排ガスとの間の熱交換が可能なように構成されていることが好ましい。気体利用ラインおよび気体利用装置を設ければ、タービンを回転させた後に焼却炉へと送られる酸素含有気体の一部を気体利用装置で有効に利用して、過給機を用いた廃棄物処理設備の消費電力およびコストを更に低減することができるからである。また、第二熱交換器を用いた熱交換を燃焼用気体ラインから気体利用ラインが分岐する位置よりもタービン側において実施し得るようにすれば、第二熱交換器で再加熱された高温の酸素含有気体を気体利用装置にも供給し、有効利用することができるからである。

また、本発明の廃棄物処理設備は、前記タービンと前記焼却炉とを接続する燃焼用気体ラインと、両端が前記燃焼用気体ラインに接続され、少なくとも一部が前記第二熱交換器内を通る再加熱ラインと、前記再加熱ラインに流入する前記酸素含有気体の流量を調整する流量調整弁とを更に備えることが好ましい。再加熱ラインおよび流量調整弁を設ければ、焼却炉へと供給される酸素含有気体の温度を容易に調整することができるからである。

更に、本発明の廃棄物処理設備は、前記焼却炉に供給される前記酸素含有気体の温度が所定の温度以上となるように前記流量調整弁の開度を調整する制御装置を更に備えることが好ましい。制御装置を設け、焼却炉に供給される酸素含有気体の温度が所定の温度以上となるように流量調整弁の開度を調整すれば、焼却炉へと供給される酸素含有気体の温度を適切に制御し、補助燃料の使用量を十分に削減することができるからである。

そして、本発明の廃棄物処理設備は、前記制御装置が、前記焼却炉に投入される前記廃棄物の性状に基づき廃棄物自燃温度を算出する演算器を備え、算出した前記廃棄物自燃温度に基づき前記所定の温度を決定することが好ましい。算出した廃棄物自燃温度に基づいて所定の温度を決定し、流量調整弁の開度を調整すれば、補助燃料の使用量を十分に削減することができるからである。

本発明によれば、過給機を用いた廃棄物処理設備において補助燃料の使用量を効率的に削減することができる。

本発明に従う代表的な廃棄物処理設備の構成を説明する図である。 変形例の廃棄物処理設備の構成を説明する図である。 他の変形例の廃棄物処理設備の構成を説明する図である。 本発明に従う他の廃棄物処理設備の構成を説明する図である。 従来の廃棄物処理設備の要部の構成を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一の構成要素を示すものとする。

本発明の廃棄物処理設備は、例えば流動床式の焼却炉を用いて、脱水汚泥などの廃棄物を焼却処理する設備である。なお、本発明の廃棄物処理設備で焼却処理する廃棄物は、脱水汚泥に限定されるものではない。

＜廃棄物処理設備の構成＞
ここで、図１に、本発明の廃棄物処理設備の一例の概略構成を示す。図１に示す廃棄物処理設備１００は、廃棄物を焼却する流動床式の焼却炉１０と、回転軸２３を介して接続されたコンプレッサー２１およびタービン２２を有して焼却炉１０に酸素含有気体としての空気を供給する過給機２０と、焼却炉１０から排出される排ガスと過給機２０のコンプレッサー２１を介して吸引された空気との間で熱交換する第一熱交換器３０とを備えている。また、廃棄物処理設備１００は、タービン２２から焼却炉１０へと流れる空気と、焼却炉１０から第一熱交換器３０へと流れる排ガスとの間で熱交換が可能な第二熱交換器４０を備えている。更に、廃棄物処理設備１００は、第一熱交換器３０を通過した排ガスから焼却灰などの固形分を分離して除去する気固分離装置としての集塵機５０と、集塵機５０を通過した排ガスを洗浄して外部に放出する排ガス処理装置としてのスクラバー６０と、スクラバー６０で洗浄された排ガスを誘引ガスとして誘引することにより焼却炉１０からスクラバー６０側へと排ガスを導く誘引装置としての誘引ファン７０とを備えている。
なお、過給機２０のコンプレッサー２１は、回転軸２３を介して伝達される動力を利用して吸引した空気を第一熱交換器３０に供給可能に構成されている。また、過給機２０のタービン２２は、第一熱交換器３０を通った空気のエネルギーを利用して回転軸２３を回転させると共にエネルギーを利用した後の空気を焼却炉１０に供給可能に構成されている。

そして、この廃棄物処理設備１００では、焼却炉１０の排ガス出口と第二熱交換器４０の排ガス入口とが、第一排ガス供給ライン８０を介して接続されている。また、第二熱交換器４０の排ガス出口と第一熱交換器３０の排ガス入口とが、第二排ガス供給ライン８１を介して接続されている。更に、第一熱交換器３０の排ガス出口と集塵機５０の排ガス入口とが、集塵ライン８２を介して接続されており、集塵機５０の排ガス出口とスクラバー６０の排ガス入口とが、排ガス洗浄ライン８３を介して接続されている。更に、スクラバー６０の誘引ガス出口と誘引ファン７０の誘引ガス入口とが、誘引ライン８４を介して接続されている。そして、誘引ファン７０の誘引ガス出口は、返送ライン８５を介してスクラバー６０の煙突部６１に接続されている。

また、廃棄物処理設備１００では、過給機２０のコンプレッサー２１の空気出口と過給機２０のタービン２２の空気入口とが、一部が第一熱交換器３０内を通って延びる圧縮空気ライン８６を介して接続されている。更に、過給機２０のタービン２２の空気出口と焼却炉１０とが、焼却炉１０で廃棄物を焼却する際に使用する酸素含有気体を供給する燃焼用気体ラインとしての燃焼用空気ライン８７を介して接続されている。また、燃焼用空気ライン８７からは、両端が燃焼用空気ライン８７に接続され、両端間の一部が第二熱交換器４０内を通る再加熱ライン８８が延びている。更に、燃焼用空気ライン８７からは、気体利用ラインとしての空気利用ライン８９が分岐しており、空気利用ライン８９は、気体の有するエネルギーを利用する気体利用装置としてのスクラバー６０の煙突部６１まで延びている。なお、空気利用ライン８９は、再加熱ライン８８と燃焼用空気ライン８７とが接続されている位置よりもタービン２２側で燃焼用空気ライン８７から分岐している（即ち、再加熱ライン８８の両端は、燃焼用空気ライン８７から空気利用ライン８９が分岐する位置よりも焼却炉１０側で燃焼用空気ライン８７に接続されている）。

そして、この廃棄物処理設備１００では、過給機２０が、回転軸２３の回転を利用して発電可能な発電機２４を更に備えている。即ち、廃棄物処理設備１００の過給機２０は、タービン２２を回転させて得られた動力を利用して回転軸２３を回転させることで、コンプレッサー２１を駆動して空気を吸引すると共に、発電機２４を駆動して発電することができるように構成されている。

また、この廃棄物処理設備１００では、再加熱ライン８８に流入する空気の流量を調整する第一流量調整弁８８Ａが、再加熱ライン８８に設けられている。また、空気利用ライン８９に流入する空気の流量を調整する第二流量調整弁８９Ａが、空気利用ライン８９に設けられている。更に、過給機２０から焼却炉１０に供給される空気の温度を測定する温度センサ８７Ａが、燃焼用空気ライン８７のうち、再加熱ライン８８と燃焼用空気ライン８７とが接続されている位置と焼却炉１０との間に設けられている（即ち、再加熱ライン８８の両端は、温度センサ８７Ａが設けられている位置よりもタービン２２側で燃焼用空気ライン８７に接続されている）。

更に、この廃棄物処理設備１００は、第一流量調整弁８８Ａの動作を制御する制御装置９０を備えている。そして、制御装置９０は、温度センサ８７Ａで測定した測定値に基づき、後に詳細に説明するようにして、焼却炉１０に供給される空気の温度が所定の温度以上となるように第一流量調整弁８８Ａの開度を調整する。

＜廃棄物処理設備の動作＞
ここで、上述した廃棄物処理設備１００では、過給機２０を利用して空気を焼却炉１０へと供給する際に、第一熱交換器３０における熱交換により加熱された空気のエネルギーを利用してタービン２２および回転軸２３を回転させ、当該回転軸２３の回転を利用してコンプレッサー２１および発電機２４を駆動する。従って、廃棄物処理設備１００の定常運転中に空気供給用のエネルギー（電力など）を常時供給しなくても、排ガスの廃熱を利用し、コンプレッサー２１を駆動して空気を焼却炉１０へと供給することができる。また、発電機２４を駆動し、排ガスの廃熱を電力として回収することもできる。
なお、廃棄物処理設備１００の起動時など、回転軸２３の回転によりコンプレッサー２１を十分に駆動することができない場合におけるタービン２２への空気の供給は、任意の手段を用いて行うことができる。具体的には、空気の供給は、図示しない起動用ブロアを用いて行ってもよい。また、空気の供給は、インバーターなどを利用しつつ外部から電力を供給して回転軸２３を回転させ、コンプレッサー２１を駆動させることにより行ってもよい。更に、空気の供給は、補助燃料を燃焼させることにより空気を加熱する過熱器を圧縮空気ライン８６に設け、当該過熱器に供給した補助燃料を燃焼させることによって行なってもよい。

また、この廃棄物処理設備１００では、集塵機５０において、廃熱が回収されて温度が低下した排ガスから焼却灰などが除去された後、更に、スクラバー６０において、排ガス中に含まれているＳＯ_Ｘなどの有害成分が除去されて、清浄な排ガスがスクラバー６０の煙突部６１から排出される。なお、スクラバー６０で処理された排ガスは、誘引ファン７０に誘引された後、返送ライン８５を介してスクラバー６０の煙突部６１へと返送されて外部に放出される。

更に、廃棄物処理設備１００では、コンプレッサー２１を介して吸引した空気の量が焼却炉１０における廃棄物の焼却に必要な空気量以上の場合に、空気利用ライン８９に設置した第二流量調整弁８９Ａを開くことで、タービン２２を回転させた後の空気のうち過剰分の空気をスクラバー６０の煙突部６１に供給し、白煙の発生防止に使用することができる。具体的には、廃棄物処理設備１００では、過剰分の空気が保有している熱エネルギーを熱源として有効に利用することにより、スクラバー６０を通過した排ガス中に含まれている水蒸気の凝結による白煙の発生を、低消費電力および低コストで防止することができる。

そして、この廃棄物処理設備１００では、再加熱ライン８８に設けられた第一流量調整弁８８Ａを開くことで、タービン２２を回転させた後の空気を再加熱ライン８８に流入させ、第二熱交換器４０において、焼却炉１０から排出された高温の排ガスと空気との間の熱交換を行なうことができる。具体的には、タービン２２を回転させる際のエネルギーの消費により温度が低下した空気を、焼却炉１０へと供給する前に排ガスの廃熱を利用して低コストで再加熱することができる。従って、例えば、廃棄物の性状（例えば、含水率など）の経時変化により焼却炉１０から排出される排ガスの温度が低下し、第一熱交換器３０だけでは焼却炉１０へと供給する空気の温度を十分に高めることができなくなった場合や、廃棄物の性状の経時変化により補助燃料の使用量を十分に削減するために必要な空気の温度（例えば、焼却炉１０内で廃棄物を自燃させるために必要な空気の温度）が上昇し、第一熱交換器３０だけでは焼却炉１０へと供給する空気の温度を十分に高めることができなくなった場合などであっても、多量の補助燃料を焼却炉１０などに供給して空気の温度を高めることなく、第二熱交換器４０を用いて焼却炉１０へと供給する空気の温度を高めることができる。

ここで、過給機を備える廃棄物処理設備では、タービンへと供給する空気と排ガスとの間のみで熱交換を複数回行い、タービンへと供給する空気の温度を高めることで焼却炉へと供給する空気の温度を高めることも考えられる。しかし、タービンよりもコンプレッサー側では、空気の圧力が高く、熱交換器に高い耐圧性が求められるため、タービンよりもコンプレッサー側のみで複数回の熱交換を実施すると、設備コストが増加する。また、タービンよりもコンプレッサー側のみで複数回の熱交換を行なっても、空気に与えた熱エネルギーの一部はタービンを回転させる際に消費されてしまうため、焼却炉へと供給する空気の温度を効率的に高めることはできない。従って、この廃棄物処理設備１００では、タービンを回転させた後の空気と排ガスとの間で熱交換が可能な第二熱交換器４０を設け、タービンを回転させた後の空気の効率的な再加熱および補助燃料の使用量の削減を達成している。

なお、廃棄物処理設備１００では、燃焼用空気ライン８７から空気利用ライン８９が分岐する位置よりも焼却炉１０側に再加熱ライン８８を設けてタービンを回転させた後の空気と排ガスとの間の熱交換を行なっているので、焼却炉１０に供給される空気のみを低コストで効率的に再加熱することができる。具体的には、廃棄物処理設備１００では、タービン２２を回転させた後の空気のうち焼却炉１０に供給される空気のみを第二熱交換器４０で再加熱して温度を高めることができるので、スクラバー６０の煙突部６１などの気体利用装置において利用される過剰分の空気も第二熱交換器４０で再加熱する場合と比較し、第二熱交換器４０を小型化することができる。従って、焼却炉１０に供給される空気を低い設備コストで効率的に再加熱することができる。更に、廃棄物処理設備１００では、焼却炉１０に供給される空気のみを第二熱交換器４０で再加熱しているので、スクラバー６０の煙突部６１などの気体利用装置において利用される過剰分の空気も第二熱交換器４０で再加熱する場合と比較し、第二熱交換器４０における熱交換による排ガスの温度の低下を抑制し、第一熱交換器３０で熱交換を行なう際の空気と排ガスとの間の温度差を十分に確保することができる。従って、第一熱交換器３０を通ってタービン２２へと供給される空気の温度を十分に高め、タービン２２において第一熱交換器３０を通った空気のエネルギーを有効に利用することができる。

また、廃棄物処理設備１００では、第一熱交換器３０とスクラバー６０との間に第二熱交換器４０を設置し、タービン２２を回転させた後の空気と、第一熱交換器３０で熱交換を行なった後の排ガスとの間で熱交換を行ってもよいが、図１に示すように焼却炉１０と第一熱交換器３０との間に第二熱交換器４０を設置し、タービン２２を回転させた後の空気と、第一熱交換器３０で熱交換を行なう前の排ガスとの間で熱交換を行った方が、空気と排ガスとの間の温度差を十分に確保し、熱交換を効率的に行うことができるので、好ましい。

なお、上述した第二熱交換器４０における熱交換を実施するに際し、廃棄物処理設備１００の再加熱ライン８８に設けられた第一流量調整弁８８Ａの開度は、以下に詳細に説明するように制御装置９０を用いて制御してもよいし、作業者が手作業で調整してもよい。

＜廃棄物処理設備の制御＞
上述した廃棄物処理設備１００では、制御装置９０は、温度センサ８７Ａで測定した測定値に基づき、焼却炉１０に供給される空気の温度が所定の温度以上となるように第一流量調整弁８８Ａの開度を調整する。具体的には、温度センサ８７Ａで測定した空気の温度が所定の温度未満の場合には、第一流量調整弁８８Ａの開度を増加させ、第二熱交換器４０において排ガスとの間で熱交換する空気の量を増やすことで、焼却炉１０に供給される空気の温度を所定の温度以上まで高める。一方、温度センサ８７Ａで測定した空気の温度が所定の温度以上の場合には、温度センサ８７Ａで測定した空気の温度が所定の温度未満にならない範囲で、第一流量調整弁８８Ａの開度を、減少、維持または増加させる。なお、第二熱交換器４０において排ガスとの間で熱交換する空気の量を増やした場合、第一熱交換器３０へと流入する排ガスの温度が低下する。そのため、タービン２２を良好に回転させてコンプレッサー２１および発電機２４を良好に稼動させる観点からは、温度センサ８７Ａで測定した空気の温度が所定の温度以上の場合には、第一流量調整弁８８Ａの開度を減少または維持させることが好ましく、減少させることがより好ましい。

ここで、所定の温度とは、特に限定されることなく、予め実験により定めた、補助燃料の使用量を十分に削減することができる温度、或いは、廃棄物の自燃温度または廃棄物の自燃温度に所定の係数α（但し、αは、α＞０であって補助燃料の使用量を十分に削減することができる大きさである。）をかけた温度とすることができる。これらの中でも、廃棄物の性状の経時変化に良好に対応して補助燃料の使用量を適切かつ十分に削減する観点からは、所定の温度は、廃棄物の自燃温度または廃棄物の自燃温度に所定の係数α（例えば、安全率（α＞１）など）をかけた温度とすることが好ましい。

なお、所定の温度を、廃棄物の自燃温度または廃棄物の自燃温度に所定の係数αをかけた温度とする場合には、所定の温度は、例えば、図示しない含水率センサなどを用いて測定した廃棄物の性状に基づいて廃棄物の自燃温度を算出する演算器を制御装置９０に設けることにより自動で決定することができる。ここで、演算器における自燃温度の算出は、理論計算、または、予め実験により定めた廃棄物性状と自燃温度との関係を示す関係式などを用いて行なうことができる。

そして、上述した廃棄物処理設備１００では、廃棄物の自燃温度に基づいて所定の温度を算出し、焼却炉１０に供給される空気の温度が所定の温度以上となるように第一流量調整弁８８Ａの開度を調整することで、自動運転により補助燃料の使用量を容易かつ十分に削減することができる。

以上、一例を用いて本発明の廃棄物処理設備について説明したが、本発明の廃棄物処理設備は、上記一例に限定されることはなく、本発明の廃棄物処理設備には、適宜変更を加えることができる。

具体的には、上記一例の廃棄物処理設備１００では再加熱ライン８８に第一流量調整弁８８Ａを設けたが、本発明の廃棄物処理設備では、図２に示す廃棄物処理設備１００Ａのように、燃焼用空気ライン８７上であって再加熱ライン８８との接続部の間の位置に第一流量調整弁８７Ｃを設けてもよい。この場合、焼却炉１０に供給される空気の温度を所定の温度以上とする際の第一流量調整弁８７Ｃの開度の制御は、前述した廃棄物処理設備１００の第一流量調整弁８８Ａとは逆になる。即ち、焼却炉１０に供給される空気の温度が所定の温度未満の場合には、第一流量調整弁８７Ｃの開度を減少させる。一方、焼却炉１０に供給される空気の温度が所定の温度以上の場合には、空気の温度が所定の温度未満にならない範囲で、第一流量調整弁８７Ｃの開度を、増加、維持または減少させ、好ましくは増加または維持させ、より好ましくは増加させる。

更に、上記一例の廃棄物処理設備１００では再加熱ライン８８と燃焼用空気ライン８７とが接続されている位置と焼却炉１０との間に設けられた温度センサ８７Ａを用いて焼却炉１０に供給される空気の温度を測定し、制御装置９０を用いて第一流量調整弁８８Ａの開度を制御した。しかし、本発明の廃棄物処理設備では、図２に示す廃棄物処理設備１００Ａのように、焼却炉１０から排出される排ガスの温度を測定する第一温度センサ８０Ａを第一排ガス供給ライン８０に設けると共にタービン２２を回転させた後の空気の温度を測定する第二温度センサ８７Ｂを燃焼用空気ライン８７に設け、第一温度センサ８０Ａおよび第二温度センサ８７Ｂで測定した測定値を用いて制御装置９０で第一流量調整弁８７Ｃの開度を調整してもよい。具体的には、制御装置９０において、第二温度センサ８７Ｂで測定した空気の温度に基づき焼却炉１０に供給される空気の温度を所定の温度以上まで昇温させるのに必要な熱量を算出し、更に、算出した必要熱量と、第一温度センサ８０Ａで測定した排ガスの温度とから第二熱交換器４０へと供給すべき空気の量を算出して、第一流量調整弁８７Ｃの開度を調整してもよい。

また、上記一例の廃棄物処理設備１００では再加熱ライン８８および第一流量調整弁８８Ａを設けて第二熱交換器４０へと送る空気の量を調整可能としたが、本発明の廃棄物処理設備では、図３に示す廃棄物処理設備１００Ｂのように、再加熱ライン８８を設けず、第二熱交換器４０内に燃焼用空気ライン８７を通すことにより、タービンを回転させた後の空気の全量を第二熱交換器４０で再加熱するようにしてもよい。

更に、上記一例の廃棄物処理設備１００ではスクラバー６０の煙突部６１において空気を利用したが、本発明の廃棄物処理設備では、空気は、その他の熱利用装置（例えば、熱交換器や発電機）に送風して利用しても良い。

その他、上記一例の廃棄物処理設備１００では燃焼用空気ライン８７から空気利用ライン８９が分岐する位置よりも焼却炉１０側に再加熱ライン８８を設けたが、本発明の廃棄物処理設備は、図４に示す廃棄物処理設備１００Ｃのように、燃焼用空気ライン８７から空気利用ライン８９が分岐する位置よりもタービン２２側に再加熱ライン８８を設けたものであってもよい。
なお、この廃棄物処理設備１００Ｃは、空気利用ライン８９が、再加熱ライン８８と燃焼用空気ライン８７とが接続されている位置よりも焼却炉１０側で燃焼用空気ライン８７から分岐している（即ち、再加熱ライン８８の両端は、燃焼用空気ライン８７から空気利用ライン８９が分岐する位置よりもタービン２２側で燃焼用空気ライン８７に接続されている）点、および、温度センサ８７Ａが、燃焼用空気ライン８７のうち、燃焼用空気ライン８７から空気利用ライン８９が分岐する位置と焼却炉１０との間に設けられている点において上記一例の廃棄物処理設備１００と構成が異なっており、他の点では廃棄物処理設備１００と同様に構成されている。そして、この廃棄物処理設備１００Ｃによれば、過剰分の空気の温度も高め、スクラバー６０の煙突部６１などの気体利用装置において過剰分の空気の有するエネルギーを有効利用することができる。

本発明によれば、過給機を用いた廃棄物処理設備において、補助燃料の使用量を効率的に削減することができる。

１０，２１０ 焼却炉
２０，２２０ 過給機
２１，２２１ コンプレッサー
２２，２２２ タービン
２３，２２３ 回転軸
２４ 発電機
３０ 第一熱交換器
４０ 第二熱交換器
５０ 集塵機
６０ スクラバー
６１ 煙突部
７０ 誘引ファン
８０ 第一排ガス供給ライン
８１ 第二排ガス供給ライン
８０Ａ 第一温度センサ
８２ 集塵ライン
８３ 排ガス洗浄ライン
８４ 誘引ライン
８５ 返送ライン
８６ 圧縮空気ライン
８７ 燃焼用空気ライン
８７Ａ 温度センサ
８７Ｂ 第二温度センサ
８７Ｃ 第一流量調整弁
８８ 再加熱ライン
８８Ａ 第一流量調整弁
８９ 空気利用ライン
８９Ａ 第二流量調整弁
９０ 制御装置
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，２００ 廃棄物処理設備
２３０ 熱交換器

Claims (5)

1. 廃棄物として脱水汚泥を焼却する焼却炉と、回転軸を介して接続されたコンプレッサーおよびタービンを有する過給機と、前記焼却炉から排出される排ガスと前記過給機の前記コンプレッサーから供給される酸素含有気体との間で熱交換する第一熱交換器とを備え、前記コンプレッサーは、前記回転軸を介して伝達される動力を利用して吸引した酸素含有気体を前記第一熱交換器に供給可能に構成され、前記タービンは、前記第一熱交換器を通った前記酸素含有気体のエネルギーを利用して前記回転軸を回転させると共にエネルギーを利用した後の酸素含有気体を前記焼却炉に供給可能に構成された廃棄物処理設備であって、
   前記タービンにおいてエネルギーを利用した後の酸素含有気体と、前記排ガスとの間で熱交換が可能な第二熱交換器と、
   気体の有するエネルギーを利用する気体利用装置としての、前記排ガスを洗浄して外部に放出するスクラバーの煙突部と、
   前記タービンと前記焼却炉とを接続する燃焼用気体ラインと、
   前記燃焼用気体ラインから分岐して前記煙突部まで延びる気体利用ラインと、
   を更に備え、
   前記第二熱交換器は、前記燃焼用気体ラインから前記気体利用ラインが分岐する位置よりも前記焼却炉側において前記酸素含有気体と前記排ガスとの間の熱交換が可能なように構成されていることを特徴とする、廃棄物処理設備。
2. 廃棄物として脱水汚泥を焼却する焼却炉と、回転軸を介して接続されたコンプレッサーおよびタービンを有する過給機と、前記焼却炉から排出される排ガスと前記過給機の前記コンプレッサーから供給される酸素含有気体との間で熱交換する第一熱交換器とを備え、前記コンプレッサーは、前記回転軸を介して伝達される動力を利用して吸引した酸素含有気体を前記第一熱交換器に供給可能に構成され、前記タービンは、前記第一熱交換器を通った前記酸素含有気体のエネルギーを利用して前記回転軸を回転させると共にエネルギーを利用した後の酸素含有気体を前記焼却炉に供給可能に構成された廃棄物処理設備であって、
   前記タービンにおいてエネルギーを利用した後の酸素含有気体と、前記排ガスとの間で熱交換が可能な第二熱交換器と、
   気体の有するエネルギーを利用する気体利用装置としての、前記排ガスを洗浄して外部に放出するスクラバーの煙突部と、
   前記タービンと前記焼却炉とを接続する燃焼用気体ラインと、
   前記燃焼用気体ラインから分岐して前記煙突部まで延びる気体利用ラインと、
   を更に備え、
   前記第二熱交換器は、前記燃焼用気体ラインから前記気体利用ラインが分岐する位置よりも前記タービン側において前記酸素含有気体と前記排ガスとの間の熱交換が可能なように構成されていることを特徴とする、廃棄物処理設備。
3. 両端が前記燃焼用気体ラインに接続され、少なくとも一部が前記第二熱交換器内を通る再加熱ラインと、
   前記再加熱ラインに流入する前記酸素含有気体の流量を調整する流量調整弁と、
   を更に備え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. 前記焼却炉に供給される前記酸素含有気体の温度が所定の温度以上となるように前記流量調整弁の開度を調整する制御装置を更に備えることを特徴とする、請求項３に記載の廃棄物処理設備。
5. 前記制御装置が、前記焼却炉に投入される前記廃棄物の性状に基づき廃棄物自燃温度を算出する演算器を備え、算出した前記廃棄物自燃温度に基づき前記所定の温度を決定することを特徴とする、請求項４に記載の廃棄物処理設備。

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