JP6487513B2 - 廃棄物処理設備 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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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