JP6944498B2 - Bubbling type fluidized bed reactor and fluidized bed bubbling state stabilization method - Google Patents

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Description

本発明は、主として、処理対象物に対して熱処理を行うバブリング型流動床式反応炉、及び炉内の流動床のバブリング状態を安定化させるバブリング状態安定化方法に関する。 The present invention mainly relates to a bubbling type fluidized bed reactor that heat-treats an object to be treated, and a bubbling state stabilizing method that stabilizes the bubbling state of the fluidized bed in the furnace.

従来から、石炭、バイオマス、廃棄物等の処理対象物に対して、乾燥、熱分解、及び燃焼のうち少なくとも何れかの熱処理を行うバブリング型流動床式反応炉が知られている。この反応炉では、炉内の下部に充填された珪砂等の流動媒体内に、炉底から空気等の流動用気体を相当量通気させ、当該流動媒体を、一定の高温条件下で流動させることで流動床を形成している。この流動床内において、液体が沸騰しているようにバブリングしている流動媒体全体が流動媒体層を構成する。流動床界面に投入された処理対象物が、迅速に流動媒体層内に沈みながら、流動媒体層内を通過し上昇する流動用気体、及び流動用気体等によって熱せられ、激しく動いている流動媒体と接触し、乾燥、熱分解、燃焼のうち少なくとも1つを含む熱反応が進行され、瞬時に(極めて短時間で)乾燥(及び/又は熱分解、燃焼)する。 Conventionally, a bubbling type fluidized bed reactor that heat-treats at least one of drying, pyrolysis, and combustion of a treatment object such as coal, biomass, and waste has been known. In this reactor, a considerable amount of fluidized gas such as air is ventilated from the bottom of the furnace into a fluidized medium such as silica sand filled in the lower part of the furnace, and the fluidized bed is allowed to flow under constant high temperature conditions. Form a fluidized bed. In this fluidized bed, the entire fluidized medium bubbling as if the liquid is boiling constitutes a fluidized bed. A fluidized medium in which the object to be treated charged at the interface of the fluidized bed is heated by a fluidized gas that passes through the fluidized bed and rises while rapidly sinking into the fluidized bed layer, a fluidized gas, and the like, and is moving violently. A thermal reaction involving at least one of drying, pyrolysis, and combustion proceeds, and the gas is instantly (and / or pyrolyzed, burned) in an instant (in a very short time).

ここで発生する熱反応の反応度(反応の速さ)は、流動床内でバブリングしている流動媒体の流動状態の激しさにより左右される。一般的には、流動媒体の流動状態が激しければ激しいほど、熱分解及び/又は燃焼が促進され、熱反応の反応度が高くなる。 The reactivity (speed of reaction) of the thermal reaction generated here depends on the intensity of the flow state of the fluidized medium bubbling in the fluidized bed. In general, the more intense the flow state of the fluid medium, the more pyrolysis and / or combustion is promoted and the higher the reactivity of the thermal reaction.

流動媒体の流動状態の激しさは、流動用気体の供給量、及び、上記熱反応で発生するガス状物質(排ガス、未燃ガス、水蒸気、燃焼後微粒子等)の量により影響を受ける。なお、一般的には、流動用気体の供給量は、急激な変化がないように制御されている。従って、流動媒体の流動状態の激しさは、主に流動媒体層内に取り込まれた処理対象物の熱反応で発生するガス状物質の発生量に左右される。 The intensity of the flow state of the flow medium is affected by the supply amount of the flow gas and the amount of gaseous substances (exhaust gas, unburned gas, water vapor, post-combustion fine particles, etc.) generated by the above thermal reaction. In general, the supply amount of the flowing gas is controlled so as not to change suddenly. Therefore, the intensity of the fluid state of the fluid medium depends mainly on the amount of gaseous substances generated by the thermal reaction of the object to be treated taken into the fluid medium layer.

従って、流動床の全面の局所において、何らかの理由で熱反応が亢進されると、熱反応によって発生するガス状物質が急増することになる。当該箇所を通過するガス量(主に、発生するガス状物質の量)が急増することで、当該箇所内の流動媒体の流動状態が激しくなって、ガス状物質及び流動媒体と、処理対象物と、の接触が猛烈になる。これにより、処理対象物の熱反応が促進される一方で、発生するガス量が更に増加する悪循環に陥ってしまう可能性がある。このようなことが発生すると、流動床のうち限定された部分で過大なバブリングが起きる原因となる。 Therefore, if the thermal reaction is enhanced for some reason locally on the entire surface of the fluidized bed, the amount of gaseous substances generated by the thermal reaction will increase rapidly. As the amount of gas passing through the location (mainly the amount of gaseous substances generated) increases rapidly, the flow state of the fluid medium in the location becomes intense, and the gaseous substance, the fluid medium, and the object to be treated And, the contact becomes fierce. This may lead to a vicious cycle in which the amount of gas generated is further increased while the thermal reaction of the object to be treated is promoted. When this happens, it causes excessive bubbling in a limited part of the fluidized bed.

上記のような局所的熱反応の亢進が起きた場合、発生するガス状物質の量が急増することで、炉内の圧力の変動が大きくなる一方、流動床より上の空間で発生する二次燃焼の燃焼完結性等に悪い影響を与える。 When the above-mentioned enhancement of the local thermal reaction occurs, the amount of gaseous substances generated increases rapidly, and the pressure fluctuation in the furnace increases, while the secondary occurs in the space above the fluidized bed. It adversely affects the combustion completeness of combustion.

また、突発的な局所的熱反応の亢進が起きた場合でも、排ガスの後処理を問題なく行うことができるように、バブリング型流動床式反応炉より下流側に設けられた下流処理設備(例えば、燃焼脱臭設備、二次燃焼設備、排熱回収設備、排ガス処理設備等)は、一定の冗長性を持たせて設計する必要がある。 In addition, a downstream treatment facility (for example,) provided on the downstream side of the bubbling type fluidized bed reactor so that the post-treatment of the exhaust gas can be performed without any problem even if a sudden increase in the local thermal reaction occurs. , Combustion deodorization equipment, secondary combustion equipment, exhaust heat recovery equipment, exhaust gas treatment equipment, etc.) must be designed with a certain degree of redundancy.

しかし、突発的な局所的熱反応の亢進が起きていない定常運転においては、下流処理設備に設けられている余裕分が遊んでしまうため、設備運営上における各種ロス(例えば、排熱回収量の減少等)が発生してしまう。従って、従来から、このような局所的熱反応の亢進を抑制することが望まれていた。 However, in steady operation where a sudden increase in local thermal reaction does not occur, the margin provided in the downstream treatment equipment is idle, so various losses in equipment operation (for example, exhaust heat recovery amount) (Reduction, etc.) will occur. Therefore, conventionally, it has been desired to suppress such an increase in local thermal reaction.

この点、特許文献1及び2は、局所的熱反応を抑制する方法をそれぞれ提案している。 In this regard, Patent Documents 1 and 2 propose methods for suppressing local thermal reactions, respectively.

特許文献1においては、流動媒体層の中央部付近の流動用気体の供給量を大きく下げることで、当該部分の流動媒体の動きを抑えるとともに、流動媒体層の外縁部側の流動用気体の供給量を大きく上げることで、当該部分の流動媒体を上方に飛び出し易い状態にしている。これにより、流動媒体層の中央部と外縁部との間に流動媒体の循環流が形成され、流動媒体層の全体の流動状態を維持しつつ、処理対象物が主に投入される流動媒体層の中央部付近の流動媒体の動きを大きく抑制することができる。この結果、特許文献1は、処理対象物と流動媒体との接触による熱反応を穏やかにできるとする。 In Patent Document 1, by significantly reducing the supply amount of the flowable gas near the central portion of the fluidized medium layer, the movement of the fluidized medium in the portion is suppressed, and the supply of the fluidized gas on the outer edge portion side of the fluidized medium layer is suppressed. By greatly increasing the amount, the flow medium of the relevant portion is made easy to pop out upward. As a result, a circulating flow of the flow medium is formed between the central portion and the outer edge portion of the flow medium layer, and the flow medium layer in which the object to be treated is mainly charged while maintaining the overall flow state of the flow medium layer. It is possible to greatly suppress the movement of the flow medium near the central part of the. As a result, Patent Document 1 states that the thermal reaction due to contact between the object to be treated and the fluid medium can be moderated.

特許文献2においては、流動媒体層の中央部付近の流動用気体の供給量を中立的な流量とし、中央部を挟む流動媒体層の両側部付近の流動用気体の供給量のそれぞれに対して、中央部付近に比べて、一方側を中央部付近への供給量より多く、他方側を中央部付近への供給量より少なくしている。また、特許文献2では、流動媒体層の両側部付近への流動用気体の供給量を交互に入れ替えている。この結果、特許文献2は、流動床全体としての流動媒体の平均的な動きを穏やかにすることで、処理対象物と流動媒体との接触による熱反応を穏やかにできるとする。 In Patent Document 2, the supply amount of the flowable gas near the central portion of the fluidized medium layer is set to a neutral flow rate, and the supply amount of the fluidized gas near both sides of the fluidized medium layer sandwiching the central portion is set with respect to each of the supplied amounts of the fluidized gas. Compared to the vicinity of the central part, one side is more than the supply amount to the vicinity of the central part, and the other side is less than the supply amount to the vicinity of the central part. Further, in Patent Document 2, the supply amount of the flow gas to the vicinity of both side portions of the flow medium layer is alternately exchanged. As a result, Patent Document 2 states that the thermal reaction due to the contact between the object to be treated and the fluidized medium can be moderated by gentlening the average movement of the fluidized bed as a whole fluidized bed.

特開平2−147692号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-147692 特開平1−291010号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-291010

しかしながら、特許文献1の方法を用いる場合、流動状態の流動媒体層の中央部における流動媒体がほぼ動いていないため、当該中央部の上に落下した処理対象物は、流動媒体層の上に残留してしまう。また、流動媒体層の外縁部から中央部に向かって高速で飛んでくる流動媒体と、中央部の上に残留している処理対象物と、が激しく接触することで、熱反応が促進される。この結果、処理対処物で発生する熱反応の反応度を抑制することが難しいため、局所的熱反応の亢進を抑制する効果は必ずしも十分ではない。 However, when the method of Patent Document 1 is used, since the flow medium in the central portion of the fluidized medium layer in the fluid state is hardly moving, the object to be processed that has fallen on the central portion remains on the fluidized medium layer. Resulting in. Further, the thermal reaction is promoted by the violent contact between the flow medium flying at high speed from the outer edge portion of the flow medium layer toward the central portion and the object to be treated remaining on the central portion. .. As a result, it is difficult to suppress the reactivity of the thermal reaction generated in the treated product, so that the effect of suppressing the enhancement of the local thermal reaction is not always sufficient.

また、特許文献2の方法を用いる場合、流動床界面の全面において、激しさが異なる3種類の流動状態が形成されることになる。この3種類の流動状態のうち、処理対象物と流動媒体との接触による熱反応が穏やかになるのは1種類の流動状態のみで、他の2種類の流動状態の流動媒体層では、従来どおり若しくは従来よりも激しい熱反応が発生するので、局所的熱反応の亢進を抑制する効果は必ずしも十分ではない。 Further, when the method of Patent Document 2 is used, three types of fluidized states having different intensities are formed on the entire surface of the fluidized bed interface. Of these three types of fluidized states, only one type of fluidized state has a mild thermal reaction due to contact between the object to be treated and the fluidized medium, and the other two types of fluidized medium layers are the same as before. Alternatively, since a more intense thermal reaction occurs than before, the effect of suppressing the enhancement of the local thermal reaction is not always sufficient.

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、流動床において激しさが異なる2種類の流動状態を同時に実現できるとともに、流動床界面における流動状態を概ね同一にできるバブリング型流動床式反応炉、及び、流動床内のバブリング状態を安定化させる流動床バブリング状態安定化方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its main purpose is to be able to simultaneously realize two types of fluidized beds having different intensities in the fluidized bed and to make the fluidized beds at the fluidized bed interface substantially the same. It is an object of the present invention to provide a bubbling type fluidized bed reactor and a method for stabilizing a fluidized bed bubbling state in a fluidized bed.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above, and next, the means for solving this problem and its effect will be described.

本発明の観点によれば、以下の構成のバブリング型流動床式反応炉が提供される。即ち、このバブリング型流動床式反応炉は、炉内下部に充填された流動媒体に炉底から流動用気体を吹き出すことで、前記流動媒体を流動させて流動床を形成し、処理対象物に対して、乾燥、熱分解、燃焼のうち少なくとも何れかの熱処理を行う。前記バブリング型流動床式反応炉は、複数の赤外線カメラと、制御装置と、を備える。複数の前記赤外線カメラは、前記流動床の上側界面である流動床界面の上方部又は横上方部から見下ろす位置に設けられ、火炎が放射しない波長の光を選択的に透過させる選択透過フィルタを介して、前記流動床界面に対して異なる視点から熱画像を取得する。前記制御装置は、複数の前記赤外線カメラで取得した前記熱画像に基づいて、前記流動床界面に対する3次元熱画像を作成する。前記流動床は、厚み方向において並べられた上層部流動床と下層部流動床とから構成され、前記上層部流動床を水平な平面で切ったときの断面積が前記下層部流動床を水平な平面で切ったときの断面積の1.4倍以上となっている。前記流動用気体が前記下層部流動床に供給されている。前記制御装置は、作成した前記3次元熱画像に基づいて、炉内の前記流動床の厚みを増減する。前記制御装置は、作成した前記3次元熱画像を、前記流動床界面を予めメッシュ状に分割することで形成された複数の分割単位に対応する前記流動床界面のバブリング状態に影響を与える操作変数と関連付けて記憶する。前記制御装置は、作成した前記3次元熱画像に基づいて、複数の前記分割単位毎に、当該分割単位における前記流動床界面の平均高さである単位流動床界面高さを算出して記憶する。前記制御装置は、算出された前記単位流動床界面高さに基づいて、前記流動床界面の高さを適正範囲に維持するように、炉内の前記上層部流動床の厚みを増減させる。 From the viewpoint of the present invention, a bubbling type fluidized bed reactor having the following configuration is provided. That is, in this bubbling type fluidized bed type reactor, the fluidized bed is formed by blowing the fluidized gas from the bottom of the furnace into the fluidized bed filled in the lower part of the furnace, and the fluidized bed is formed into the object to be treated. On the other hand, at least one of drying, thermal decomposition, and combustion is heat-treated. The bubbling type fluidized bed reactor includes a plurality of infrared cameras and a control device. The plurality of infrared cameras are provided at a position looking down from the upper portion or the lateral upper portion of the fluidized bed interface, which is the upper interface of the fluidized bed, via a selective transmission filter that selectively transmits light having a wavelength not emitted by a flame. Then, thermal images are acquired from different viewpoints with respect to the fluidized bed interface. The control device creates a three-dimensional thermal image for the fluidized bed interface based on the thermal images acquired by the plurality of infrared cameras. The fluidized bed is composed of an upper fluidized bed and a lower fluidized bed arranged in the thickness direction, and the cross-sectional area when the upper fluidized bed is cut by a horizontal plane is horizontal to the lower fluidized bed. It is 1.4 times or more the cross-sectional area when cut on a flat surface. The fluidized gas is supplied to the lower fluidized bed. The control device increases or decreases the thickness of the fluidized bed in the furnace based on the created three-dimensional thermal image. The control device affects the bubbling state of the fluidized bed interface corresponding to a plurality of division units formed by dividing the created three-dimensional thermal image into a mesh shape in advance. Remember in association with. The control device calculates and stores the unit fluidized bed interface height, which is the average height of the fluidized bed interface in the divided unit, for each of the plurality of divided units based on the created three-dimensional thermal image. .. The control device increases or decreases the thickness of the upper fluidized bed in the furnace so as to maintain the height of the fluidized bed interface within an appropriate range based on the calculated unit fluidized bed interface height.

これにより、流動床に、厚み方向における2種類の流動状態の層を持たせることで、流動床界面の全面が概ね同一の流動状態となるように促して、流動床界面全面の流動状態を穏やかにすることができる。この結果、局所的に異なる流動状態の形成を回避できる。また、流動床界面側の流動状態を穏やかにすることで、処理対象物に対する熱処理の初期段階において、反応性(反応の速さ)を抑えながら熱反応を進行させることで、温度の急上昇、及び発生するガス状物質の量の急増を回避することができる。上層部流動床の流動状態を適切に調整することで、流動床界面の高さを適正範囲に維持し、処理対象物に対する熱処理の初期段階において、反応性(反応の速さ)を適切に維持することができる。 As a result, by providing the fluidized bed with two types of fluidized beds in the thickness direction, the entire surface of the fluidized bed interface is promoted to have almost the same fluidized state, and the fluidized state of the entire surface of the fluidized bed interface is gentle. Can be. As a result, it is possible to avoid the formation of locally different flow states. In addition, by making the flow state on the interface side of the flow bed gentle, in the initial stage of heat treatment for the object to be treated, the thermal reaction proceeds while suppressing the reactivity (speed of reaction), so that the temperature rises sharply and It is possible to avoid a rapid increase in the amount of gaseous substances generated. By appropriately adjusting the fluidized state of the upper fluidized bed, the height of the fluidized bed interface is maintained within an appropriate range, and the reactivity (speed of reaction) is appropriately maintained in the initial stage of heat treatment for the object to be treated. can do.

本発明によれば、流動床において激しさが異なる2種類の流動状態を同時に実現できるとともに、流動床界面において流動状態を概ね同一にすることができる。 According to the present invention, two types of fluidized beds having different intensities can be simultaneously realized in the fluidized bed, and the fluidized beds can be made substantially the same at the fluidized bed interface.

本発明のバブリング型流動床式反応炉を含む処理設備の構成を示す概略図。The schematic diagram which shows the structure of the processing equipment including the bubbling type fluidized bed type reactor of this invention. 流動媒体層内を通過する流動用気体の様子を示す模式図。The schematic diagram which shows the state of the flow gas passing through a flow medium layer. 流動床界面の3次元熱画像の例を示す図。The figure which shows the example of the 3D thermal image of the fluidized bed interface.

<処理設備の概略な構成>初めに、図1を参照して、本実施形態のバブリング型流動床式反応炉1を含む処理設備100の構成について説明する。図1は、本発明のバブリング型流動床式反応炉1を含む処理設備100の構成を示す概略図である。なお、以下の説明において「上流」及び「下流」とは、処理対処物、燃焼ガス、排ガス、流動用気体等が流れる方向の上流及び下流を意味する。 <Rough Configuration of Processing Equipment> First, the configuration of the processing equipment 100 including the bubbling type fluidized bed type reactor 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of a processing facility 100 including a bubbling type fluidized bed reactor 1 of the present invention. In the following description, the terms "upstream" and "downstream" mean upstream and downstream in the direction in which the treatment product, combustion gas, exhaust gas, flow gas, etc. flow.

処理設備100は、石炭、バイオマス、破棄物固形燃料(RDF:Refuse Derived Fuel)等の処理対象物に対して、乾燥、熱分解、及び燃焼のうち少なくとも何れかの熱処理を行うために用いられる。図1に示すように、処理設備100は、バブリング型流動床式反応炉1、気体供給部4、気体加温装置5、下流処理設備6、及び制御装置9等を備える。バブリング型流動床式反応炉1の詳細な構成は後述する。 The treatment facility 100 is used to heat a treatment target such as coal, biomass, or refuse-derived fuel (RDF) at least one of drying, pyrolysis, and combustion. As shown in FIG. 1, the processing equipment 100 includes a bubbling type fluidized bed type reactor 1, a gas supply unit 4, a gas heating device 5, a downstream processing facility 6, a control device 9, and the like. The detailed configuration of the bubbling type fluidized bed reactor 1 will be described later.

気体供給部4は、流動用気体供給装置41と、二次燃焼用気体供給装置42と、を備える。流動用気体供給装置41は、バブリング型流動床式反応炉1の炉内に流動用気体を供給する。二次燃焼用気体供給装置42は、炉内で発生する二次燃焼に用いられる二次燃焼用気体を供給する。流動用気体供給装置41及び二次燃焼用気体供給装置42は、例えば、送風機、ブロワ等から構成することができる。 The gas supply unit 4 includes a flow gas supply device 41 and a secondary combustion gas supply device 42. The fluidized gas supply device 41 supplies the fluidized gas into the bubbling type fluidized bed reactor 1. The secondary combustion gas supply device 42 supplies the secondary combustion gas used for the secondary combustion generated in the furnace. The flow gas supply device 41 and the secondary combustion gas supply device 42 can be composed of, for example, a blower, a blower, or the like.

気体加温装置5は、流動用気体供給装置41により外部から吸い込んだ流動用気体を、バブリング型流動床式反応炉1に供給する前に加温することができる。流動用気体の加温には、例えば、バブリング型流動床式反応炉1から排出された排ガスの熱が利用される。 The gas heating device 5 can heat the fluidized gas sucked from the outside by the fluidized gas supply device 41 before supplying it to the bubbling type fluidized bed reactor 1. For heating the fluidized gas, for example, the heat of the exhaust gas discharged from the bubbling type fluidized bed reactor 1 is used.

下流処理設備6は、バブリング型流動床式反応炉1から排出された排ガスを処理することができる。下流処理設備6は、例えば、燃焼脱臭設備、二次燃焼設備、排熱回収設備、排ガス処理設備等から構成される。 The downstream treatment facility 6 can treat the exhaust gas discharged from the bubbling type fluidized bed reactor 1. The downstream treatment equipment 6 is composed of, for example, combustion deodorization equipment, secondary combustion equipment, waste heat recovery equipment, exhaust gas treatment equipment, and the like.

制御装置9は、例えば公知のコンピュータとして構成される。制御装置9は、図示しないCPU、RAM、ROM、HDD等を備え、種々の演算を行うとともに、処理設備100の全体を制御する。制御装置9が備える記憶部は、処理設備100を制御するための様々なデータを記憶する。この記憶部は、上記のROM及びHDD等から構成されている。 The control device 9 is configured as, for example, a known computer. The control device 9 includes a CPU, RAM, ROM, HDD, etc. (not shown), performs various calculations, and controls the entire processing equipment 100. The storage unit included in the control device 9 stores various data for controlling the processing equipment 100. This storage unit is composed of the above ROM, HDD, and the like.

<バブリング型流動床式反応炉1の構成>バブリング型流動床式反応炉1は、図1に示すように、炉本体と、赤外線カメラ3と、を備える。炉本体は、主として、フリーボード部10、流動床部11、流動用気体供給部12、及び流動用気体供給母管部13から構成される。 <Structure of Bubbling Type Fluidized Bed Reactor 1> As shown in FIG. 1, the bubbling type fluidized bed type reactor 1 includes a furnace body and an infrared camera 3. The furnace body is mainly composed of a freeboard unit 10, a fluidized bed unit 11, a fluidized gas supply unit 12, and a fluidized gas supply main pipe unit 13.

以下では、バブリング型流動床式反応炉1を、処理対象物の焼却のために用いる例を説明する。フリーボード部10と流動床部11とから、処理対象物を焼却するための燃焼室が構成される。 In the following, an example in which the bubbling type fluidized bed reactor 1 is used for incinerating the object to be treated will be described. A combustion chamber for incinerating the object to be treated is formed from the freeboard section 10 and the fluidized bed section 11.

フリーボード部10は、バブリング型流動床式反応炉1の炉内空間であって、流動床部11を除いた炉内の上方の部分である。フリーボード部10の上部には排出口10aが設けられている。バブリング型流動床式反応炉1は、炉内で生成された後述の排ガス、燃焼後微粒子等を、排出口10aから排出することができる。フリーボード部10の側壁には、投入口10bと、二次燃焼用空気供給口10cと、が設けられている。処理対象物は、投入口10bを介して炉内に投入される。二次燃焼用空気供給口10cは、二次燃焼用気体供給装置42から送られてきた二次燃焼用気体を炉内に供給することができる。 The freeboard section 10 is a space inside the bubbling type fluidized bed reactor 1, and is an upper portion in the furnace excluding the fluidized bed section 11. A discharge port 10a is provided on the upper part of the freeboard portion 10. The bubbling type fluidized bed type reactor 1 can discharge the exhaust gas, the fine particles after combustion, and the like generated in the furnace from the discharge port 10a. The side wall of the freeboard portion 10 is provided with an inlet 10b and a secondary combustion air supply port 10c. The object to be processed is charged into the furnace through the charging port 10b. The secondary combustion air supply port 10c can supply the secondary combustion gas sent from the secondary combustion gas supply device 42 into the furnace.

流動床部11は、フリーボード部10より下方に位置する炉内空間である。流動床部11には、例えば珪砂等の流動媒体が充填されている。流動床部11内の流動媒体に流動用気体を通気することで、流動媒体を液体のようにバブリングさせる。この結果、バブリング状態の流動床が形成される。なお、以下の説明においては、流動床内においてバブリングにより流動状態となっている流動媒体の全体を、流動媒体層11aと称することがある。この意味で、バブリング型流動床式反応炉1の高さ方向における流動媒体の全体の高さが、流動媒体層11aの厚みとなる。 The fluidized bed portion 11 is a space inside the furnace located below the freeboard portion 10. The fluidized bed portion 11 is filled with a fluidized medium such as silica sand. By aerating the fluidized gas through the fluidized bed in the fluidized bed portion 11, the fluidized bed is bubbled like a liquid. As a result, a fluidized bed in a bubbling state is formed. In the following description, the entire fluidized bed that is in a fluidized state due to bubbling in the fluidized bed may be referred to as a fluidized bed layer 11a. In this sense, the total height of the fluidized bed in the height direction of the bubbling type fluidized bed reactor 1 is the thickness of the fluidized bed layer 11a.

流動床部11(流動媒体層11a)内の流動媒体の充填量は、例えば、バブリング型流動床式反応炉1の近傍又は離れた位置に設けられた図略の流動媒体貯留部から流動媒体を炉内に充填することで増やすことができる。一方、流動床部11内の流動媒体を流動媒体貯留部へ排出することで、流動床部11(流動媒体層11a)内の流動媒体の充填量を減らすことができる。この流動媒体の充填量の増加及び減少は、例えば、制御装置9が関連装置を稼動させることで自動的に行われる。流動媒体の量の変更は、オペレータが手動で関連装置を操作することによって行われても良い。 The filling amount of the fluidized medium in the fluidized bed portion 11 (fluidized bed layer 11a) is, for example, a fluidized medium from a fluidized medium storage unit (not shown) provided near or away from the bubbling type fluidized bed reactor 1. It can be increased by filling the furnace. On the other hand, by discharging the fluidized medium in the fluidized bed portion 11 to the fluidized medium storage unit, the filling amount of the fluidized medium in the fluidized bed portion 11 (fluidized bed portion 11a) can be reduced. The increase and decrease of the filling amount of the flow medium are automatically performed, for example, by the control device 9 operating the related device. The amount of flow medium may be changed by the operator manually operating the related device.

流動用気体供給部12は、流動床部11の下側に設けられている。流動用気体供給部12は、流動用気体供給母管部13に送られてきた流動用気体を、流動媒体層11aに供給する。 The fluidized gas supply unit 12 is provided below the fluidized bed unit 11. The flow gas supply unit 12 supplies the flow gas sent to the flow gas supply main pipe unit 13 to the flow medium layer 11a.

流動用気体供給部12は、図略のダンパ(又はバルブ)等の流量調整装置及び流量計を備える。これにより、流動用気体供給部12は、流動媒体層11aの底部の複数箇所の全部、又は一部に流動用気体を供給することができる。言い換えれば、流動用気体供給部12を介することで、流動媒体層11aの底部に対して部分的に流動用気体を供給したり、流動媒体層11aの底部の各部に互いに異なる流量の流動用気体を供給したりすることができる。流動用気体供給部12が備える流量調整装置及び流量計は、制御装置9と通信可能に構成される。流量調整装置は、制御装置9により制御される。 The flow gas supply unit 12 includes a flow rate adjusting device such as a damper (or valve) (not shown) and a flow meter. As a result, the flow gas supply unit 12 can supply the flow gas to all or a part of the plurality of locations at the bottom of the flow medium layer 11a. In other words, the flow gas is partially supplied to the bottom of the flow medium layer 11a through the flow gas supply unit 12, or the flow gas has a different flow rate to each part of the bottom of the flow medium layer 11a. Can be supplied. The flow rate adjusting device and the flow meter included in the flow gas supply unit 12 are configured to be communicable with the control device 9. The flow rate adjusting device is controlled by the control device 9.

流動用気体供給部12は、気体分散ノズルを使用しない「散気管方式」や、気体分散ノズルを使用する「分散板方式」等、多様な型式に構成することができる。流動用気体供給部12の形式は、処理対象物の種類、熱処理(炉内の熱反応)の種類等を考慮して、バブリング型流動床式反応炉1の特性を考慮して定めることができる。本発明は、流動用気体供給部12の型式を問わず適用することができる。 The flow gas supply unit 12 can be configured in various types such as a "diffuse pipe method" that does not use a gas dispersion nozzle and a "dispersion plate method" that uses a gas dispersion nozzle. The type of the fluidized gas supply unit 12 can be determined in consideration of the characteristics of the bubbling type fluidized bed type reactor 1 in consideration of the type of the object to be treated, the type of heat treatment (thermal reaction in the furnace), and the like. .. The present invention can be applied regardless of the model of the flow gas supply unit 12.

流動用気体供給母管部13は、流動用気体供給部12の下側に設けられている。流動用気体供給母管部13には、流動用気体が、気体加温装置5を介して流動用気体供給装置41から供給される。 The flow gas supply main pipe unit 13 is provided below the flow gas supply unit 12. The flowable gas is supplied to the flowable gas supply mother pipe portion 13 from the flowable gas supply device 41 via the gas heating device 5.

バブリング型流動床式反応炉1は、図1に示すように、流動媒体炉外排出管14を介して流動媒体炉外排出装置21と接続されている。流動媒体炉外排出管14は、炉内(流動媒体層11a)の底部に接続された通路である。流動媒体炉外排出管14は、炉内の流動媒体、及び、流動媒体に混入している不燃物等の夾雑物を、炉外へ排出することができる。流動媒体炉外排出管14は、バブリング型流動床式反応炉1に対して1つだけ設けることに限定されず、複数設けても良い。 As shown in FIG. 1, the bubbling type fluidized bed reactor 1 is connected to the fluidized bed out-of-furnace discharge device 21 via a fluidized bed out-of-furnace discharge pipe 14. The flow medium out-of-furnace discharge pipe 14 is a passage connected to the bottom of the inside of the furnace (flow medium layer 11a). The flow medium out-of-furnace discharge pipe 14 can discharge the flow medium in the furnace and impurities such as incombustibles mixed in the flow medium to the outside of the furnace. The fluidized bed out-of-furnace discharge pipe 14 is not limited to one provided for the bubbling type fluidized bed reactor 1, and may be provided in a plurality.

流動媒体炉外排出装置21の稼動によって、バブリング型流動床式反応炉1から排出された流動媒体及び夾雑物は、夾雑物分級装置22に送られる。夾雑物分級装置22は、バブリング型流動床式反応炉1から排出された流動媒体から夾雑物を分離するために用いられる。流動媒体炉外排出装置21の稼動は、制御装置9により制御される。 By the operation of the fluidized bed out-of-furnace discharge device 21, the fluidized bed and impurities discharged from the bubbling type fluidized bed reactor 1 are sent to the contaminant classifier 22. The contaminant classifier 22 is used to separate contaminants from the fluidized medium discharged from the bubbling type fluidized bed reactor 1. The operation of the flow medium out-of-core discharge device 21 is controlled by the control device 9.

夾雑物分級装置22の流動媒体回収口22aと、バブリング型流動床式反応炉1と、を接続するように、流動媒体返送装置23が配置されている。夾雑物分級装置22により夾雑物が分離された流動媒体は、流動媒体返送装置23を介して、バブリング型流動床式反応炉1に返送される。 The fluidized bed return device 23 is arranged so as to connect the fluidized bed recovery port 22a of the contaminant classifier 22 and the bubbling type fluidized bed reactor 1. The fluidized medium from which the contaminants have been separated by the contaminant classifier 22 is returned to the bubbling type fluidized bed reactor 1 via the fluidized bed return apparatus 23.

赤外線カメラ3は、物体から放射される赤外線を可視化するためのカメラから構成される。赤外線カメラ3は、静止画を撮像することを主目的とする機器であっても良いし、動画を撮像することを主目的とする機器であっても良い。動画は連続する複数の静止画であるため、何れの機器であっても、熱画像を取得するという機能は同じである。 The infrared camera 3 is composed of a camera for visualizing infrared rays emitted from an object. The infrared camera 3 may be a device whose main purpose is to capture a still image, or a device whose main purpose is to capture a moving image. Since a moving image is a plurality of continuous still images, the function of acquiring a thermal image is the same regardless of the device.

<異なる2種類の流動状態を同時に実現する構造について>本実施形態のバブリング型流動床式反応炉1において、図1に示すように、流動床部11は、バブリング型流動床式反応炉1の高さ方向において、異なる断面積を有する上下2つの部分から構成される。 <Structure for Simultaneously Realizing Two Different Flow States> In the bubbling type fluidized bed reactor 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 1, the fluidized bed portion 11 is the bubbling type fluidized bed reactor 1. It is composed of two upper and lower parts having different cross-sectional areas in the height direction.

具体的に説明すると、流動床部11内の流動媒体層11aには、図1に示すように、上部流動媒体層部(上層部流動床)11bと、下部流動媒体層部(下層部流動床)11cと、が形成される。上部流動媒体層部11bと下部流動媒体層部11cとで、水平な平面で切ったときの断面積が互いに異なっている。本実施形態では、上部流動媒体層部11bの断面積が、例えば、下部流動媒体層部11cの断面積の1.4倍以上となっている。 Specifically, as shown in FIG. 1, the fluidized bed layer 11a in the fluidized bed portion 11 includes an upper fluidized bed layer portion (upper layer fluidized bed) 11b and a lower fluidized bed layer portion (lower fluidized bed). ) 11c and. The upper flow medium layer portion 11b and the lower flow medium layer portion 11c have different cross-sectional areas when cut in a horizontal plane. In the present embodiment, the cross-sectional area of the upper flow medium layer portion 11b is, for example, 1.4 times or more the cross-sectional area of the lower flow medium layer portion 11c.

流体の流量が一定である場合、断面積が増加すると流速が低下する。従って、通常どおりの供給量の流動用気体を炉底から流動媒体層11a(即ち、下部流動媒体層部11c)に供給する場合、流動用気体の流速は、下部流動媒体層部11cを通過するときよりも、上部流動媒体層部11bを通過するときの方が低くなる。この結果、上部流動媒体層部11b内の流動媒体の流動状態が、下部流動媒体層部11c内の流動媒体の流動状態より穏やかになる。即ち、上部流動媒体層部11b及び下部流動媒体層部11cにおいて、異なる激しさを有する2種類の流動状態が形成される。 When the flow rate of the fluid is constant, the flow velocity decreases as the cross-sectional area increases. Therefore, when a normal supply amount of the flow gas is supplied from the furnace bottom to the flow medium layer 11a (that is, the lower flow medium layer portion 11c), the flow velocity of the flow gas passes through the lower flow medium layer portion 11c. It is lower when passing through the upper flow medium layer portion 11b than when passing through the upper flow medium layer portion 11b. As a result, the flow state of the flow medium in the upper flow medium layer portion 11b becomes gentler than the flow state of the flow medium in the lower flow medium layer portion 11c. That is, two types of flow states having different intensities are formed in the upper flow medium layer portion 11b and the lower flow medium layer portion 11c.

このように、流動媒体層11aに、厚み方向における2種類の流動状態の層を持たせることで、流動床界面の全面において概ね同一の流動状態を有するように促すことができる。この結果、流動床界面全面の流動状態を穏やかにすることができるとともに、局所的に異なる流動状態の形成を回避できる。 In this way, by providing the fluidized bed layer 11a with two types of fluidized beds in the thickness direction, it is possible to encourage the fluidized bed layer 11a to have substantially the same fluidized state on the entire surface of the fluidized bed interface. As a result, the fluidized state of the entire surface of the fluidized bed interface can be moderated, and the formation of locally different fluidized beds can be avoided.

ところで、処理対象物に対する熱処理の初期段階においては、処理対象物内における水分量の割合が高い場合が多い。このため、熱処理の初期段階で強い熱反応が起きると、処理対象物内の水分が一気に蒸発して、大量の水蒸気(ガス状物質)が発生してしまう。これにより、温度が急上昇して、熱反応が必要以上に亢進されてしまう。 By the way, in the initial stage of heat treatment for the object to be treated, the proportion of water content in the object to be treated is often high. Therefore, if a strong thermal reaction occurs in the initial stage of the heat treatment, the water content in the object to be treated evaporates at once, and a large amount of water vapor (gaseous substance) is generated. As a result, the temperature rises sharply and the thermal reaction is accelerated more than necessary.

この点、本実施形態のバブリング型流動床式反応炉1では、流動媒体層11aが2種類の流動状態を有するように構成され、特に、処理対象物と先に接触する上部流動媒体層部11bの流動状態が穏やかになっている。従って、処理対象物に対する熱処理の初期段階において、猛烈な熱反応が起きるのを防止できる。即ち、処理対象物に対する熱処理の当初において、反応性(反応の速さ)を抑えながら熱反応を進行させることで、温度の急上昇、及び発生する水蒸気等のガス状物質の量の急増を回避することができる。 In this regard, in the bubbling type fluidized bed reactor 1 of the present embodiment, the fluidized bed layer 11a is configured to have two types of fluidized states, and in particular, the upper fluidized bed layer portion 11b that comes into contact with the object to be treated first. The fluidized state of is calm. Therefore, it is possible to prevent a violent thermal reaction from occurring in the initial stage of heat treatment of the object to be treated. That is, at the beginning of the heat treatment of the object to be treated, the thermal reaction is allowed to proceed while suppressing the reactivity (speed of reaction), thereby avoiding a rapid rise in temperature and a rapid increase in the amount of gaseous substances such as water vapor generated. be able to.

これにより、炉内の圧力の変動を穏やかにすることができ、フリーボード部10で発生する二次燃焼の燃焼完結性を良好に維持することができる。また、排ガスの急増を抑えることができるので、下流処理設備6の冗長性を削減した設計が可能になる。 As a result, the fluctuation of the pressure in the furnace can be moderated, and the combustion completeness of the secondary combustion generated in the freeboard unit 10 can be maintained satisfactorily. In addition, since it is possible to suppress a rapid increase in exhaust gas, it is possible to design the downstream treatment equipment 6 with reduced redundancy.

<気体の挙動>流動用気体は、流動用気体供給装置41により外部から吸い込まれ、適宜の圧力に加圧されて、流動用気体供給母管部13に供給される。流動用気体供給母管部13に供給された流動用気体は、流動用気体供給部12を介して流動媒体層11aに供給される。 <Gas Behavior> The flowable gas is sucked from the outside by the flowable gas supply device 41, pressurized to an appropriate pressure, and supplied to the flowable gas supply main pipe portion 13. The flow gas supplied to the flow gas supply main pipe unit 13 is supplied to the flow medium layer 11a via the flow gas supply unit 12.

流動用気体供給装置41から流動用気体供給母管部13に送られる途中で、流動用気体は、気体加温装置5により適宜の温度に加温される。ただし、加温の必要がない場合、気体加温装置5を経由せずに流動用気体を流動用気体供給母管部13に供給することもできる。 The flowing gas is heated to an appropriate temperature by the gas heating device 5 while being sent from the flowing gas supply device 41 to the flow gas supply main pipe unit 13. However, when there is no need for heating, the flowable gas can be supplied to the flowable gas supply main pipe portion 13 without going through the gas heating device 5.

流動用気体を加温するために、気体加温装置5に加えて、バブリング型流動床式反応炉1内のフリーボード部10等の付近に設けられた加温装置が用いられても良い。この加温装置は、例えば、外部からの燃料等を使用して加熱する装置から構成される。なお、この加温装置として、フリーボード部10を加温する加温装置を用いることができる。 In order to heat the fluidized gas, in addition to the gas heating device 5, a heating device provided in the vicinity of the freeboard portion 10 or the like in the bubbling type fluidized bed type reactor 1 may be used. This heating device is composed of, for example, a device that heats using fuel or the like from the outside. As this heating device, a heating device that heats the freeboard unit 10 can be used.

流動媒体層11aに供給された流動用気体は、流動媒体層11a内を通過して上昇する間に、流動媒体との間で熱交換を行いながら、流動媒体層11a内に取り込まれた(沈んできた)処理対象物との接触により、乾燥、熱分解、燃焼のうち少なくとも何れかの熱反応を進行させる。 The flow gas supplied to the flow medium layer 11a was taken into the flow medium layer 11a (sinking) while exchanging heat with the flow medium while passing through the flow medium layer 11a and rising. Upon contact with the object to be treated, at least one of drying, thermal decomposition, and combustion proceeds.

流動用気体は、上記の熱反応を進めながら、流動媒体層11a内の各流動媒体粒子を様々な方向に大きく移動させることで、流動媒体層11aを流動させる。流動媒体層11aの全体に対して、その内部に適量の流動用気体を継続的に通過させることで、流動媒体層11a全体を適正な流動状態に維持することができる。 The flowable gas causes the flow medium layer 11a to flow by largely moving each flow medium particle in the flow medium layer 11a in various directions while proceeding with the above thermal reaction. By continuously passing an appropriate amount of flow gas through the entire flow medium layer 11a, the entire flow medium layer 11a can be maintained in an appropriate flow state.

流動媒体層11aの下部流動媒体層部11cを通過した流動用気体は、流動媒体層11a部分の断面積の増加によって、より遅い速度で上部流動媒体層部11bを通過する。これにより、流動用気体の流動による流動媒体粒子の動きの激しさが抑えられ、流動用気体及び流動媒体粒子との接触による処理対象物の熱反応の速度が抑制される。即ち、上部流動媒体層部11bにおいて、下部流動媒体層部11cより穏やかな熱反応が行われている。 The flow gas that has passed through the lower flow medium layer portion 11c of the flow medium layer 11a passes through the upper flow medium layer portion 11b at a slower speed due to the increase in the cross-sectional area of the flow medium layer 11a portion. As a result, the intensity of movement of the flow medium particles due to the flow of the flow gas is suppressed, and the rate of thermal reaction of the object to be treated due to contact with the flow gas and the flow medium particles is suppressed. That is, in the upper flow medium layer portion 11b, a milder thermal reaction is performed than in the lower flow medium layer portion 11c.

流動媒体層11aを通過した流動用気体(及び/又は流動後気体)が上部流動媒体層部11bの上側界面をフリーボード部10側に抜ける過程で、流動媒体がブクブクと沸騰するような現象が現れる。以下の説明においては、流動媒体層11aにおいて流動用気体が表面に孔を形成しながら上方に通過している上側界面を、流動床界面と称することがある。 In the process in which the flow gas (and / or the gas after flow) that has passed through the flow medium layer 11a passes through the upper interface of the upper flow medium layer portion 11b toward the freeboard portion 10, the flow medium boils. appear. In the following description, the upper interface in the fluidized bed layer 11a through which the fluidizing gas passes upward while forming holes on the surface may be referred to as a fluidized bed interface.

流動後気体とは、流動媒体層11aの内部で上記の熱反応が終わって、内部成分が変化した流動用気体のことである。流動後気体は、発生した熱反応の種類に応じて成分がそれぞれ異なるが、例えば乾燥排ガス、熱分解ガス、一次燃焼ガス等から構成される。 The post-flow gas is a flow gas in which the above thermal reaction is completed inside the flow medium layer 11a and the internal components are changed. The after-flow gas has different components depending on the type of thermal reaction generated, and is composed of, for example, dry exhaust gas, pyrolysis gas, primary combustion gas, and the like.

流動媒体層11aを通過した流動後気体は、上方のフリーボード部10まで上昇する。この流動後気体には、二次燃焼用気体供給装置42から二次燃焼用空気供給口10cを介して供給された二次燃焼用気体が混入される。 The after-flow gas that has passed through the flow medium layer 11a rises to the upper freeboard portion 10. The secondary combustion gas supplied from the secondary combustion gas supply device 42 through the secondary combustion air supply port 10c is mixed with the flowable gas.

フリーボード部10において、二次燃焼用気体が混入されることにより、流動後気体の二次燃焼反応が進む。流動後気体内に含有する未燃成分(及び/又は不完全燃焼成分)を燃焼させることにより、当該未燃成分を無害化することができる。なお、流動後気体内の未燃成分(及び/又は不完全燃焼成分)を燃焼して無害化させる処理は、バブリング型流動床式反応炉1とは別途に設けられた反応装置で行っても良い。 In the freeboard section 10, the secondary combustion reaction of the gas after flow proceeds due to the mixing of the secondary combustion gas. By burning the unburned component (and / or the incompletely burned component) contained in the gas after flow, the unburned component can be detoxified. The process of burning the unburned components (and / or incompletely burned components) in the gas after fluidization to make them harmless may be performed by a reactor provided separately from the bubbling type fluidized bed reactor 1. good.

流動後気体が二次燃焼することで生成された排ガスは、下流処理設備6へ排出される。排ガスは、下流処理設備6により、排熱回収、冷却、除塵等の処理が適宜行われた後、煙突等により大気へ排出される。 The exhaust gas generated by the secondary combustion of the gas after flow is discharged to the downstream treatment facility 6. The exhaust gas is appropriately treated by the downstream treatment facility 6, such as exhaust heat recovery, cooling, and dust removal, and then discharged to the atmosphere by a chimney or the like.

<固体の挙動>給じん装置24によって送られた処理対象物は、投入口10bを介して炉内に投入される。投入口10bは流動媒体層11aより上方に位置しているため、投入された処理対象物は流動媒体層11aの流動床界面へ自然落下する。なお、処理対象物は、それぞれの性状の供給装置、及び粉砕等の処理装置を介して、外部から給じん装置24に供給することができる。 <Solid behavior> The object to be processed sent by the dust supply device 24 is charged into the furnace via the charging port 10b. Since the charging port 10b is located above the fluidized bed layer 11a, the charged object to be processed naturally falls to the fluidized bed interface of the fluidized bed layer 11a. The object to be treated can be supplied to the dust supply device 24 from the outside via a supply device having each property and a treatment device such as crushing.

給じん装置24は、外部から処理対象物をバブリング型流動床式反応炉1の炉内に投入する。給じん装置24は、例えば、供給コンベア等から構成することができる。 The dust supply device 24 puts the object to be treated into the bubbling type fluidized bed type reactor 1 from the outside. The dust supply device 24 can be composed of, for example, a supply conveyor or the like.

流動床界面に落下した処理対象物は、流動用気体により上方(フリーボード部10内)に噴出された流動媒体により埋められながら、流動媒体の流動によって、流動媒体層11aの内部に沈んでいく。流動媒体層11a内に沈没した処理対象物は、流動媒体層11a内で様々な方向へ大きく移動する(激しく動いている)個々の流動媒体粒子、及び流動媒体層11a内を通過し上昇する流動用気体と接触することで、分解(微細化)されながら燃焼反応を進行させる。 The object to be treated that has fallen to the interface of the fluidized bed is filled with the fluidized medium ejected upward (inside the freeboard portion 10) by the fluidized gas, and sinks inside the fluidized bed layer 11a due to the flow of the fluidized medium. .. The object to be treated that has sunk in the flow medium layer 11a is an individual flow medium particle that largely moves (moves violently) in various directions in the flow medium layer 11a, and a flow that passes through the flow medium layer 11a and rises. By contacting with the gas, the combustion reaction proceeds while being decomposed (miniaturized).

上部流動媒体層部11bでは、通過する流動用気体の速度が相対的に低いため、流動媒体の動きは、下部流動媒体層部11cと比較して穏やかである。これにより、上部流動媒体層部11b内に沈没した処理対象物の熱反応は、相対的遅い速度で進行する。この結果、燃焼反応等の熱反応で大量のガス状物質(特に、水蒸気等)が一気に生成されることを回避できる。 Since the velocity of the flowing gas passing through the upper flow medium layer portion 11b is relatively low, the movement of the flow medium is gentler than that of the lower flow medium layer portion 11c. As a result, the thermal reaction of the object to be treated that has sunk in the upper flow medium layer portion 11b proceeds at a relatively slow rate. As a result, it is possible to avoid a large amount of gaseous substances (particularly water vapor) being generated at once by a thermal reaction such as a combustion reaction.

上部流動媒体層部11bにおいて乾燥等の熱処理がされた処理対象物は、下部流動媒体層部11cに沈降する。下部流動媒体層部11cにおいて処理対象物は、流動媒体粒子及び流動用気体との間で相対的に激しく接触することで、素早く細分化される。 The object to be treated that has undergone heat treatment such as drying in the upper flow medium layer portion 11b is settled in the lower flow medium layer portion 11c. In the lower flow medium layer portion 11c, the object to be treated is quickly subdivided by relatively violent contact with the flow medium particles and the flow gas.

このように、本実施形態では、上部流動媒体層部11bを相対的に穏やかな流動状態とし、下部流動媒体層部11cを相対的に激しい流動状態としている。これにより、未乾燥状態の処理対象物に対しては、上部流動媒体層部11bでは熱反応を穏やかに進行させることで、水蒸気の大量発生を回避できるので、温度の急上昇を防止でき、穏やかな熱反応を好適に維持することができる。一方、乾燥済の処理対象物に対しては、下部流動媒体層部11cにおいて、相対的に激しい(反応速度が速い)熱反応を進行させることで、処理対象物を素早く微細化することができる。この結果、未燃状態の処理対象物による流動阻害及び炉の閉塞等を防止して、円滑かつ安定した処理を行うことができる。 As described above, in the present embodiment, the upper flow medium layer portion 11b is in a relatively gentle flow state, and the lower flow medium layer portion 11c is in a relatively intense flow state. As a result, for the undried object to be treated, a large amount of water vapor can be avoided by gently advancing the thermal reaction in the upper flow medium layer portion 11b, so that a rapid rise in temperature can be prevented and the temperature is gentle. The thermal reaction can be suitably maintained. On the other hand, with respect to the dried object to be processed, the object to be processed can be quickly refined by advancing a relatively intense thermal reaction (fast reaction rate) in the lower flow medium layer portion 11c. .. As a result, smooth and stable treatment can be performed by preventing flow obstruction and furnace blockage due to the unburned object to be treated.

処理対象物の燃焼反応の進行に伴い、燃焼後微粒子が生成される。処理対象物に瓦礫、金属等の不燃物が含まれている場合、処理対象物の燃焼反応の進行に伴い、不燃物等からなる夾雑物が流動媒体層11a内に残される。夾雑物は、真比重が重いので、流動媒体層11a内に沈降していく。流動媒体層11aの底部まで沈降した夾雑物は、周辺の流動媒体とともに、流動媒体炉外排出装置21の動作によって、流動媒体炉外排出管14を介して炉外へ排出される。 As the combustion reaction of the object to be treated progresses, fine particles are generated after combustion. When the object to be treated contains incombustibles such as rubble and metal, impurities made of incombustibles and the like are left in the flow medium layer 11a as the combustion reaction of the object to be treated progresses. Since the contaminants have a heavy true specific density, they settle in the flow medium layer 11a. The contaminants that have settled to the bottom of the flow medium layer 11a are discharged to the outside of the furnace through the flow medium out-of-burner discharge pipe 14 by the operation of the out-of-fire flow medium discharge device 21 together with the surrounding flow media.

炉外に排出された夾雑物と流動媒体は、夾雑物分級装置22に送られる。夾雑物分級装置22により夾雑物を分離した流動媒体は、流動媒体回収口22aから排出されて、流動媒体返送装置23によって搬送される。流動媒体は、バブリング型流動床式反応炉1の流動媒体層11aより上方のフリーボード部10等の位置から炉内に戻される。 The contaminants and the fluid medium discharged to the outside of the furnace are sent to the contaminant classifier 22. The flow medium from which the contaminants have been separated by the contaminant classification device 22 is discharged from the fluid medium collection port 22a and conveyed by the fluid medium return device 23. The fluidized medium is returned into the furnace from the position of the freeboard portion 10 or the like above the fluidized bed layer 11a of the bubbling type fluidized bed reactor 1.

分離された夾雑物は、夾雑物分級装置22から外部に排出される。排出後の夾雑物は、例えば、別途に設けられた選別機(磁選機等)を介して、それぞれの材質に応じて分類され、適宜の処理が行われる。 The separated contaminants are discharged to the outside from the contaminant classifier 22. After discharge, the contaminants are classified according to their respective materials through, for example, a separately provided sorter (magnetic separator or the like), and appropriate treatment is performed.

一方、処理対象物(夾雑物を除く)の熱処理によって生成された燃焼後微粒子は、流動媒体層11aを通過して上昇する流動用気体(及び/又は流動後気体、排ガス)に乗って上昇する。燃焼後微粒子は、バブリングしている流動床界面を通過して、フリーボード部10へ流れる。燃焼後微粒子に含まれている未燃成分は、フリーボード部10内に供給された二次燃焼用気体との混合により二次燃焼される。フリーボード部10において燃焼後微粒子は排ガスに乗って搬送され、排出口10aを介して、バブリング型流動床式反応炉1から排出される。バブリング型流動床式反応炉1から排出された燃焼後微粒子は、下流処理設備6へ供給される。 On the other hand, the post-combustion fine particles generated by the heat treatment of the object to be treated (excluding impurities) rise on the flowing gas (and / or the post-flow gas, exhaust gas) that rises through the flow medium layer 11a. .. After combustion, the fine particles pass through the bubbling fluidized bed interface and flow to the freeboard section 10. After combustion, the unburned components contained in the fine particles are secondarily burned by mixing with the secondary combustion gas supplied into the freeboard section 10. After combustion, the fine particles are conveyed on the exhaust gas in the freeboard section 10 and discharged from the bubbling type fluidized bed reactor 1 via the discharge port 10a. The post-combustion fine particles discharged from the bubbling type fluidized bed reactor 1 are supplied to the downstream treatment facility 6.

<熱画像の取得について>本実施形態において、バブリング型流動床式反応炉1には、図1に示すように赤外線カメラ3が設けられている。 <Acquisition of Thermal Image> In the present embodiment, the bubbling type fluidized bed reactor 1 is provided with an infrared camera 3 as shown in FIG.

赤外線カメラ3は、炉内の物体から放射される赤外線を検出することで、炉内の熱画像を取得する。赤外線カメラ3により取得された熱画像は、赤外線カメラ3の視点から見た炉内の温度分布を示す画像である。視点とは、計測器である赤外線カメラ3が配置されている位置を示す。 The infrared camera 3 acquires a thermal image in the furnace by detecting infrared rays radiated from an object in the furnace. The thermal image acquired by the infrared camera 3 is an image showing the temperature distribution in the furnace as seen from the viewpoint of the infrared camera 3. The viewpoint indicates a position where the infrared camera 3 which is a measuring instrument is arranged.

また、本実施形態の赤外線カメラ3は、選択透過フィルタ3aを介して、炉内の熱画像を取得している。選択透過フィルタ3aは、火炎が放射しない波長(例えば3.9μm帯)の光を選択的に透過させるフィルタである。 Further, the infrared camera 3 of the present embodiment acquires a thermal image in the furnace via the selective transmission filter 3a. The selective transmission filter 3a is a filter that selectively transmits light having a wavelength (for example, 3.9 μm band) that the flame does not emit.

ここで、「火炎が放射しない」とは、火炎が放射する他の波長の光と比較して大幅に光度が低い(殆ど照射しない)という意味であり、当該波長の光を火炎が全く放射しないことを示すものではない。 Here, "the flame does not radiate" means that the luminous intensity is significantly lower (almost no irradiation) than the light of other wavelengths emitted by the flame, and the flame does not radiate the light of the wavelength at all. It does not indicate that.

選択透過フィルタ3aを用いることにより、火炎の向こう側にある物体の熱画像を透視的に取得できる。なお、本実施形態において、選択透過フィルタ3aは、赤外線カメラ3と一体的に構成されているが、別体であっても良い。つまり、炉内の光が通る経路上に選択透過フィルタ3aを配置し、この選択透過フィルタ3aを透過した透過光を通常の赤外線カメラで処理しても良い。 By using the selective transmission filter 3a, a thermal image of an object on the other side of the flame can be obtained transparently. In the present embodiment, the selective transmission filter 3a is integrally configured with the infrared camera 3, but may be a separate body. That is, the selective transmission filter 3a may be arranged on the path through which the light in the furnace passes, and the transmitted light transmitted through the selective transmission filter 3a may be processed by a normal infrared camera.

上記のように、赤外線カメラ3及び選択透過フィルタ3aを介して炉内の温度分布を示す熱画像を取得することで、発光する火炎を伴わない反応である場合、また、炉内が真っ暗で有用な可視光学画像を取得できない熱処理を行う反応炉の場合においても、暗闇の奥にある物体の熱画像を取得することができる。 As described above, by acquiring a thermal image showing the temperature distribution in the furnace through the infrared camera 3 and the selective transmission filter 3a, it is useful when the reaction is not accompanied by a luminescent flame and the inside of the furnace is pitch black. Even in the case of a reactor that performs heat treatment, which cannot acquire a clear visible optical image, it is possible to acquire a thermal image of an object in the depths of darkness.

赤外線カメラ3は、3次元熱画像(温度分布を3次元的に示す画像)を作成することを目的として、複数(例えば2つ以上)設けられている。当該複数の赤外線カメラ3の相対位置は、制御装置9により予め記憶されている。 A plurality (for example, two or more) infrared cameras 3 are provided for the purpose of creating a three-dimensional thermal image (an image showing the temperature distribution in three dimensions). The relative positions of the plurality of infrared cameras 3 are stored in advance by the control device 9.

それぞれの赤外線カメラ3は、バブリングしている流動床界面全面を見下ろす位置に設置することが望ましい。赤外線カメラ3は、例えば、バブリング型流動床式反応炉1の天井面、フリーボード部10の側壁面等の位置に設置することができる。この赤外線カメラ3は、バブリングしている流動床界面全面を取得画像範囲に含むことが必要である。ただし、赤外線カメラ3の設置上の制約等によって、取得画像範囲内に流動床界面全面を含むことが困難な場合は、その限りではない。 It is desirable that each infrared camera 3 be installed at a position overlooking the entire interface of the fluidized bed that is bubbling. The infrared camera 3 can be installed at a position such as the ceiling surface of the bubbling type fluidized bed reactor 1 or the side wall surface of the freeboard portion 10. The infrared camera 3 needs to include the entire surface of the bubbling fluidized bed interface in the acquired image range. However, this does not apply when it is difficult to include the entire surface of the fluidized bed interface within the acquired image range due to restrictions on the installation of the infrared camera 3.

本実施形態では、制御装置9は、公知の画像合成処理を行い、複数の赤外線カメラ3により取得された熱画像に基づいて3次元熱画像を作成する(3次元熱画像作成工程)。制御装置9は、作成した流動床界面の3次元熱画像を、当該熱画像に対応する流動床内のバブリング状態に影響を与える1又は複数の操作変数と関連付けて記憶する。この操作変数は、例えば、流動用気体の通気量、通気箇所、流動用気体温度、処理対象物の処理量、流動媒体の充填量等を含む。 In the present embodiment, the control device 9 performs a known image composition process and creates a three-dimensional thermal image based on the thermal images acquired by the plurality of infrared cameras 3 (three-dimensional thermal image creation step). The control device 9 stores the created three-dimensional thermal image of the fluidized bed interface in association with one or a plurality of operating variables that affect the bubbling state in the fluidized bed corresponding to the thermal image. This instrumental variable includes, for example, the aeration amount of the flowing gas, the aeration point, the temperature of the flowing gas, the processing amount of the object to be treated, the filling amount of the flow medium, and the like.

ここで、2つの赤外線カメラ3からの熱画像に基づいて3次元熱画像を作成する画像合成処理を簡単に説明する。先ず、バブリングしている流動床界面のある特定箇所が、2つの赤外線カメラ3が同時点で取得した2つの熱画像のそれぞれにおいて表示された位置を特定する。そして、予め記憶されている2つの赤外線カメラ3のそれぞれの配置位置及び視点を用いて、三角法等に基づいて、それぞれの赤外線カメラ3から、バブリングしている流動床界面の特定箇所までの距離を算出する。各赤外線カメラ3から特定箇所までの距離のそれぞれに基づいて、特定箇所の3次元座標を得ることができる。このように処理することで、制御装置9は、バブリングしている流動床界面の各部分の3次元座標をそれぞれ特定しながら、3次元熱画像を作成する。 Here, an image composition process for creating a three-dimensional thermal image based on the thermal images from the two infrared cameras 3 will be briefly described. First, a specific location of the bubbling fluidized bed interface identifies the position displayed in each of the two thermal images acquired by the two infrared cameras 3 at the same time. Then, using the respective arrangement positions and viewpoints of the two infrared cameras 3 stored in advance, the distance from each infrared camera 3 to the specific location of the bubbling fluid bed interface based on the trigonometry or the like. Is calculated. Based on each of the distances from each infrared camera 3 to the specific location, the three-dimensional coordinates of the specific location can be obtained. By processing in this way, the control device 9 creates a three-dimensional thermal image while specifying the three-dimensional coordinates of each part of the fluidized bed interface that is bubbling.

<制御装置が行う制御>本実施形態の制御装置9は、赤外線カメラ3により取得された熱画像を用いて作成された3次元熱画像に基づいて、バブリング型流動床式反応炉1内の流動床界面の平均高さを監視し、必要に応じて、流動床界面の平均高さを適正範囲内に維持するように流動媒体層11a内の流動媒体の充填量を増加又は減少させる。この流動媒体層11a内の流動媒体の充填量の増減は、上記で説明したように、手動又は自動的に行うことができる。 <Control performed by the control device> The control device 9 of the present embodiment flows in the bubbling type flow bed type reactor 1 based on a three-dimensional thermal image created by using the thermal image acquired by the infrared camera 3. The average height of the floor interface is monitored, and if necessary, the filling amount of the flow medium in the flow medium layer 11a is increased or decreased so as to maintain the average height of the fluid bed interface within an appropriate range. The filling amount of the flow medium in the flow medium layer 11a can be increased or decreased manually or automatically as described above.

初めに、制御装置9は、2つの赤外線カメラ3により取得された熱画像から3次元熱画像を作成して記憶する。作成された3次元熱画像は、流動床内のバブリング状態に影響を与える操作変数と関連付けた状態で記憶される。具体的には、本実施形態では図3に示すように、流動床界面を平面視でメッシュ状となるように分割することで、複数の分割単位M1が定義されている。3次元熱画像は、複数の分割単位M1に対応する流動床部分のバブリング状態に影響を与える操作変数と関連付けた状態で記憶される。 First, the control device 9 creates and stores a three-dimensional thermal image from the thermal images acquired by the two infrared cameras 3. The created 3D thermal image is stored in association with instrumental variables that affect the bubbling state in the fluidized bed. Specifically, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, a plurality of division units M1 are defined by dividing the fluidized bed interface so as to form a mesh in a plan view. The three-dimensional thermal image is stored in a state associated with an instrumental variable that affects the bubbling state of the fluidized bed portion corresponding to the plurality of division units M1.

そして、制御装置9は、前記3次元熱画像に基づいて、流動床界面のそれぞれの分割単位M1における流動床界面の表面平均高さをそれぞれ算出する(単位流動床界面高さ算出工程)。ここでの平均高さとは、1つのメッシュに注目したときに、流動床界面の高さに関する、当該メッシュにおける場所的な平均値を意味する。制御装置9は、算出した各分割単位M1の表面平均高さのそれぞれと、各分割単位に対応する流動床内のバブリング状態に影響を与える操作変数と、を関連付けて記憶する(単位流動床界面高さ記憶工程)。 Then, the control device 9 calculates the surface average height of the fluidized bed interface in each division unit M1 of the fluidized bed interface based on the three-dimensional thermal image (unit fluidized bed interface height calculation step). The average height here means the local average value in the mesh with respect to the height of the fluidized bed interface when paying attention to one mesh. The control device 9 stores each of the calculated surface average heights of the divided units M1 in association with the manipulated variables that affect the bubbling state in the fluidized bed corresponding to each divided unit (unit fluidized bed interface). Height memory process).

次に、制御装置9は、算出された各分割単位M1の表面平均高さに基づいて、流動床界面の平均高さを適正範囲内に維持するように、流動媒体の充填量を増減するように制御する。流動媒体の充填量の増減が手動で行われる場合、制御装置9は、例えば、流動媒体の充填量を増減すべき変化量を図略の表示装置に表示することで、オペレータに知らせる。また、流動媒体の充填量の増減が自動で行われる場合、制御装置9は、例えば、図略の流動媒体搬送装置、又は流動媒体炉外排出装置21等の関連装置を稼動させることで、炉外に設けられた図略の流動媒体貯留部から流動媒体を炉内に供給させたり、又は流動媒体貯留装置に貯留するように炉内の流動媒体の一部を炉内から排出させたりする。 Next, the control device 9 increases or decreases the filling amount of the fluidized medium so as to maintain the average height of the fluidized bed interface within an appropriate range based on the calculated surface average height of each division unit M1. To control. When the filling amount of the flow medium is manually increased or decreased, the control device 9 informs the operator, for example, by displaying the change amount to be increased or decreased in the filling amount of the flow medium on the display device shown in the figure. When the filling amount of the flow medium is automatically increased or decreased, the control device 9 operates, for example, a flow medium transfer device (not shown) or a related device such as the flow medium out-of-furnace discharge device 21 to operate the furnace. A flow medium is supplied into the furnace from a flow medium storage unit (not shown) provided outside, or a part of the flow medium in the furnace is discharged from the furnace so as to be stored in the flow medium storage device.

この流動媒体の充填量の増減によって、図1に示すように、上部流動媒体層部11bの厚みが変化する。流動用気体の通気量及び流速が同一であっても、上部流動媒体層部11bの厚みが厚くなることで、上部流動媒体層部11b内の流動媒体の動きが遅くなる。一方、上部流動媒体層部11bの厚みが薄くなることで、上部流動媒体層部11b内の流動媒体の動きが相対的に速くなる。 As shown in FIG. 1, the thickness of the upper flow medium layer portion 11b changes as the filling amount of the flow medium increases or decreases. Even if the aeration amount and the flow velocity of the flow gas are the same, the movement of the flow medium in the upper flow medium layer portion 11b becomes slow due to the increase in the thickness of the upper flow medium layer portion 11b. On the other hand, as the thickness of the upper flow medium layer portion 11b becomes thin, the movement of the flow medium in the upper flow medium layer portion 11b becomes relatively fast.

言い換えれば、流動媒体の充填量(即ち上部流動媒体層部11bの厚み)を変更することで、上部流動媒体層部11b内の流動状態を調整することができる。これを利用して、上部流動媒体層部11b内において発生する熱反応の速度(反応度)を調整することができる。 In other words, the flow state in the upper flow medium layer portion 11b can be adjusted by changing the filling amount of the flow medium (that is, the thickness of the upper flow medium layer portion 11b). Utilizing this, the rate (reactivity) of the thermal reaction generated in the upper flow medium layer portion 11b can be adjusted.

これにより、様々な性状の処理対象物がバブリング型流動床式反応炉1に投入される場合でも、猛烈な熱反応が短時間で起きることを回避できる。即ち、処理対象物の性状による流動床のバブリング状態への影響を適切に平滑化することができ、流動床のバブリング状態を良好に安定させることができる。 As a result, even when objects to be processed having various properties are put into the bubbling type fluidized bed reactor 1, it is possible to avoid a violent thermal reaction from occurring in a short time. That is, the influence of the properties of the object to be treated on the bubbling state of the fluidized bed can be appropriately smoothed, and the bubbling state of the fluidized bed can be satisfactorily stabilized.

本実施形態の制御装置9は、更に、流動床内のバブリング状態を安定させるための流動床バブリング状態安定化方法を実行する。これにより、流動床内のバブリング状態を監視しながら、流動媒体の充填量を調整する指示を必要に応じて行って、流動床内のバブリング状態を安定させることができる。 The control device 9 of the present embodiment further executes a method for stabilizing the fluidized bed bubbling state in order to stabilize the bubbling state in the fluidized bed. Thereby, while monitoring the bubbling state in the fluidized bed, it is possible to give an instruction to adjust the filling amount of the fluidized bed as necessary to stabilize the bubbling state in the fluidized bed.

具体的には、制御装置9は、上記のように作成された3次元熱画像に基づいて、図3に示す上記の複数の分割単位M1毎の表面平均温度をそれぞれ算出する(単位流動床界面平均温度算出工程)。制御装置9は、算出した各分割単位M1の表面平均温度のそれぞれと、各分割単位に対応する流動床内のバブリング状態に影響を与える操作変数と、を関連付けて記憶する(単位流動床界面平均温度記憶工程)。 Specifically, the control device 9 calculates the surface average temperature for each of the plurality of division units M1 shown in FIG. 3 based on the three-dimensional thermal image created as described above (unit fluidized bed interface). Average temperature calculation process). The control device 9 stores each of the calculated surface average temperatures of the divided units M1 in association with the manipulated variables that affect the bubbling state in the fluidized bed corresponding to each divided unit (unit fluidized bed interface average). Temperature memory process).

そして、制御装置9は、ある判定対象の分割単位M1に対して、前述のように記憶された当該分割単位M1の表面平均温度と、同一の操作変数が与えられた周辺の分割単位である周辺分割単位の表面平均温度と、を比較し、周辺分割単位との乖離である位置基準温度乖離を算出して記憶する(温度乖離算出工程)。 Then, the control device 9 is a peripheral division unit in which the same operating variable as the surface average temperature of the division unit M1 stored as described above is given to the division unit M1 to be determined. The surface average temperature of the division unit is compared, and the position reference temperature deviation, which is the deviation from the peripheral division unit, is calculated and stored (temperature deviation calculation step).

ところで、上記で説明したように、流動用気体供給部12から炉内に供給された流動用気体は、流動状態の流動媒体と、処理対象物と、に接触しながら流動床内を上昇し、流動床界面を通過してフリーボード部10へと流れる。流動床内を上昇する過程で、流動用気体は、流動媒体及び処理対象物との接触により、主に接触伝熱にて流動媒体及び処理対象物を加熱する。ここで、炉内の熱反応の形態によっては、流動用気体が流動床内を上昇する途中で、前記の物理的な熱交換が行われる以外に、各種発熱を伴う化学反応(熱反応)が進行し、流動床内の流動媒体、処理対象物、流動用気体がそれぞれ加熱される場合もある。分割単位M1毎の流動媒体層11aの表面温度の数値は、当該分割単位において流動媒体が表層の下の流動媒体層11aの中で加熱されてきた結果を示すものである。 By the way, as described above, the fluidized gas supplied from the fluidized gas supply unit 12 into the furnace rises in the fluidized bed while being in contact with the fluidized medium in the fluidized state and the object to be treated. It passes through the fluidized bed interface and flows to the freeboard section 10. In the process of ascending in the fluidized bed, the fluidized gas heats the fluidized medium and the object to be treated mainly by contact heat transfer by contact with the fluidized medium and the object to be treated. Here, depending on the form of the thermal reaction in the furnace, a chemical reaction (thermal reaction) accompanied by various exothermic reactions may occur in addition to the above-mentioned physical heat exchange while the flowing gas is rising in the fluidized bed. As it progresses, the flow medium, the object to be treated, and the flow gas in the flow bed may be heated respectively. The numerical value of the surface temperature of the flow medium layer 11a for each division unit M1 indicates the result of the flow medium being heated in the flow medium layer 11a below the surface layer in the division unit.

その意味で、流動媒体層11aの表面全体で見た場合の局所的な温度乖離を示す指標である上記位置基準温度乖離は、分割単位M1に対応する流動媒体層11a部分の表層の下の流動媒体層11aの中で加熱されてきた状態が、他の分割単位における加熱された状態とどれだけ乖離しているかを表している。従って、位置基準温度乖離は、当該分割単位M1の表層の下の流動媒体層11aの中での「流動状態」に関して、周囲の分割単位M1と比較して何らかの乖離乃至特異的な状況が生じているか否かを示している。 In that sense, the position-referenced temperature divergence, which is an index indicating the local temperature divergence when viewed over the entire surface of the flow medium layer 11a, is the flow under the surface layer of the flow medium layer 11a portion corresponding to the division unit M1. It shows how much the heated state in the medium layer 11a deviates from the heated state in the other dividing units. Therefore, the position reference temperature divergence causes some divergence or a peculiar situation with respect to the "flow state" in the flow medium layer 11a under the surface layer of the division unit M1 as compared with the surrounding division unit M1. Indicates whether or not.

また、制御装置9は、温度乖離算出工程において、周辺分割単位の表面平均温度との乖離である位置基準温度乖離に加えて、判定対象の分割単位M1の表面平均温度と、同一の操作変数が与えられていて、かつ、バブリング状態に乖離及び特異な状況が発生していない平常時での当該分割単位M1自身の表面平均温度の履歴値と、を比較し、履歴値との乖離である時間基準温度乖離を算出している。 Further, in the temperature deviation calculation step, the control device 9 has the same operating variable as the surface average temperature of the division unit M1 to be determined, in addition to the position reference temperature deviation which is the deviation from the surface average temperature of the peripheral division unit. The time that is the deviation from the historical value by comparing with the historical value of the surface average temperature of the division unit M1 itself in the normal time when it is given and the bubbling state does not have a deviation or a peculiar situation. The reference temperature deviation is calculated.

ところで、同一の分割単位M1で見た場合の過去の温度履歴との乖離を示す指標である時間基準温度乖離は、分割単位M1に対応する流動媒体層11a部分の表層の下の流動媒体層11aの中で、「流動状態」に関して、以前とは異なる何らかの乖離乃至特異的な状況が生じているか否かを示している。 By the way, the time-based temperature deviation, which is an index showing the deviation from the past temperature history when viewed in the same division unit M1, is the flow medium layer 11a below the surface layer of the flow medium layer 11a portion corresponding to the division unit M1. In the above, it is shown whether or not there is some kind of divergence or peculiar situation different from before regarding the "flow state".

更に、制御装置9は、上記のように、各分割単位M1に対して算出した平均高さと、その周辺分割単位の平均高さと、の乖離である位置基準高さ乖離、及び/又は、各分割単位M1に対して算出した平均高さと、当該分割単位M1自身の過去の平均高さ(平均高さ履歴)と、の乖離である時間基準高さ乖離のそれぞれを算出する(高さ乖離算出工程)。 Further, as described above, the control device 9 is a position reference height deviation which is a deviation between the average height calculated for each division unit M1 and the average height of the peripheral division units thereof, and / or each division. Each of the time-based height divergence, which is the divergence between the average height calculated for the unit M1 and the past average height (average height history) of the division unit M1 itself, is calculated (height divergence calculation step). ).

ところで、分割単位M1の平均高さは、当該分割単位M1において、流動用気体が表層下の流動媒体層11aの中で、流動媒体を押しのける効果で流動媒体を持ち上げ、流動媒体層11aのこの部分全体としてのかさ比重を下げた結果(例えば、かさ比重1.5t/m3→1.0t/m3)を示す高さである。 By the way, the average height of the division unit M1 is such that in the division unit M1, the flow gas lifts the flow medium in the flow medium layer 11a under the surface layer by the effect of pushing the flow medium away, and this portion of the flow medium layer 11a. It is a height showing the result of lowering the bulk specific gravity as a whole (for example, bulk specific gravity 1.5 t / m 3 → 1.0 t / m 3).

この意味で、位置基準高さ乖離は、対応の分割単位M1の表層下の流動媒体層11aの中で流動媒体がかさ比重を下げる程度が、周辺分割単位において流動媒体がかさ比重を下げる程度に対して乖離する度合いを表している。即ち、位置基準高さ乖離は、対応の分割単位M1の表層下の流動媒体層11a内のバブリング状態(流動状態)に関して、周辺の分割単位M1と比較して何らかの乖離乃至特異的な状況が生じているか否かを示している。 In this sense, the position reference height deviation is such that the fluid medium reduces the bulk specific density in the fluid medium layer 11a under the surface layer of the corresponding division unit M1 to the extent that the fluid medium reduces the bulk specific density in the peripheral division unit. On the other hand, it shows the degree of divergence. That is, the position reference height divergence causes some divergence or a peculiar situation with respect to the bubbling state (flow state) in the flow medium layer 11a under the surface layer of the corresponding division unit M1 as compared with the surrounding division unit M1. Indicates whether or not it is.

時間基準高さ乖離は、同一の分割単位M1で見た場合、当該分割単位M1の表層下の流動媒体層11a内のバブリング状態(流動状態)に関して、以前とは異なる何らかの乖離乃至特異的な状況が生じているか否かを示している。 The time-based height divergence is a divergence or a specific situation different from the previous one with respect to the bubbling state (flow state) in the flow medium layer 11a under the surface layer of the division unit M1 when viewed in the same division unit M1. Indicates whether or not is occurring.

制御装置9は、乖離分割単位特定工程において、判定対象の分割単位M1に対して、上記のように算出して記憶していた分割単位M1の位置基準温度乖離及び時間基準温度乖離と、位置基準高さ乖離及び時間基準高さ乖離と、を評価する。以下では、ここで挙げた乖離を、単に「4つの乖離指標」と呼ぶことがある。4つの乖離指標を総合的に評価した結果、乖離が大きい場合は、制御装置9は、対応する流動床内のバブリング状態が不安定であると判定し、当該分割単位M1を乖離分割単位として特定する。 In the dissociation division unit specifying step, the control device 9 calculates and stores the division unit M1 to be determined as described above, and the position reference temperature deviation and the time reference temperature deviation, and the position reference. Evaluate the height divergence and the time-based height divergence. In the following, the dissociation mentioned here may be simply referred to as "four dissociation indexes". As a result of comprehensively evaluating the four divergence indexes, if the divergence is large, the control device 9 determines that the bubbling state in the corresponding fluidized bed is unstable, and specifies the division unit M1 as the divergence division unit. do.

制御装置9は、特定した乖離分割単位に対して、当該分割単位M1に関連する操作変数の履歴に基づいて、当該分割単位M1の総合的な乖離を縮小させるための操作変数の変更の要否について判定する。更に、制御装置9は、操作変数の変更が必要と判定した場合、乖離分割単位の乖離を起因する乖離又は特異的な状況の発生位置(即ち上部流動媒体層部11b又は下部流動媒体層部11c)、乖離の特性(温度乖離度合い、高さ乖離度合い等)、及び複数の乖離分割単位が存在する場合の当該乖離分割単位の分布等に基づいて、変更する操作変数及びその変更量(即ち、対策方法)を決定する。 The control device 9 needs to change the manipulated variable to reduce the overall divergence of the split unit M1 based on the history of the manipulated variable related to the split unit M1 with respect to the specified divergence split unit. Judgment about. Further, when the control device 9 determines that the instrumental variable needs to be changed, the position where the divergence or a specific situation occurs due to the divergence of the divergence division unit (that is, the upper flow medium layer portion 11b or the lower flow medium layer portion 11c). ), Dissociation characteristics (temperature divergence degree, height divergence degree, etc.), and the distribution of the divergence division units when there are multiple divergence division units, etc. Countermeasure method) is decided.

この対策方法は、例えば、(1)特定された分割単位M1に対応する流動床部分へ流動用気体の通気量を一時的に変更すること、(2)流動用気体の加温温度の変更、外部加熱量の変更等によって、特定された分割単位M1に対応する流動床部分の流動媒体層11aの温度を一時的に変更すること、(3)処理対象物の処理量(投入量)を変更すること、(4)流動媒体層11a内の流動媒体の充填量を変更すること等を挙げることができる。 This countermeasure is, for example, (1) temporarily changing the air flow rate of the fluidized gas to the fluidized bed portion corresponding to the specified division unit M1, (2) changing the heating temperature of the fluidized gas, and so on. Temporarily change the temperature of the fluidized bed layer 11a of the fluidized bed portion corresponding to the specified division unit M1 by changing the external heating amount, etc., and (3) change the processing amount (input amount) of the object to be processed. (4) Changing the filling amount of the fluidized medium in the fluidized bed layer 11a and the like can be mentioned.

制御装置9は、上記のように決定した対策方法に基づいて操作変数を変更し、バブリング型流動床式反応炉1の運転を制御する(バブリング状態安定化工程)。これにより、制御装置9は、赤外線カメラ3等を介して取得された熱画像に基づいて作成された3次元熱画像を用いて、炉内の流動床内のバブリング状態を一層正確に把握し、流動床内のバブリング状態が不安定と判定した場合、適切な対策方法を実施することで、流動床内のバブリング状態を安定化させる。 The control device 9 changes the instrumental variables based on the countermeasure method determined as described above, and controls the operation of the bubbling type fluidized bed reactor 1 (bubbling state stabilization step). As a result, the control device 9 more accurately grasps the bubbling state in the fluidized bed in the furnace by using the three-dimensional thermal image created based on the thermal image acquired through the infrared camera 3 or the like. If it is determined that the bubbling state in the fluidized bed is unstable, the bubbling state in the fluidized bed will be stabilized by implementing appropriate countermeasures.

更に、制御装置9は、上記のように特定した乖離分割単位に対して、この乖離分割単位における乖離が、上部流動媒体層部11b内で発生している乖離又は特異的な状況によるものか、又は下部流動媒体層部11c内で発生している乖離又は特異的な状況によるものか(即ち、乖離の原因事象の発生部位)を判定する。 Further, in the control device 9, with respect to the dissociation division unit specified as described above, whether the dissociation in the dissociation division unit is due to the dissociation occurring in the upper flow medium layer portion 11b or a specific situation. Alternatively, it is determined whether it is due to a divergence or a specific situation occurring in the lower flow medium layer portion 11c (that is, the site where the event causing the divergence occurs).

乖離の原因事象の発生部位は、当該乖離分割単位における4つの乖離指標、あるいは、その周辺の分割単位における4つの乖離指標を総合的に考慮することで、推定することができる。 The site where the causal event of the divergence occurs can be estimated by comprehensively considering the four divergence indexes in the divergence division unit or the four divergence indexes in the surrounding division units.

一般的に、例えば、乖離の原因が表層から深い位置に存在する場合、その乖離の影響が界面に到達するまで時間が掛かり、また、界面の広範囲にわたって影響が生じる。一方、乖離の原因が表層から浅い位置に存在する場合、乖離の影響は短時間で界面に到達し、また、界面が影響を与える範囲は狭くなる。従って、それぞれの分割単位に関する4つの乖離指標を解析することによって、乖離の原因事象の発生部位を推定することができる。 Generally, for example, when the cause of the dissociation exists at a position deep from the surface layer, it takes time for the influence of the dissociation to reach the interface, and the influence occurs over a wide range of the interface. On the other hand, when the cause of the dissociation exists at a position shallow from the surface layer, the influence of the dissociation reaches the interface in a short time, and the range affected by the interface becomes narrow. Therefore, it is possible to estimate the occurrence site of the causal event of the dissociation by analyzing the four dissociation indexes for each division unit.

流動媒体層11aの内部で生じた乖離によって界面に生じる現象の程度の強さは、バブリング型流動床式反応炉1の運転経験、炉形状、流動媒体量、流動媒体性状(例えば、流動媒体となる物質同士の差や、時間経過による性状の変化等)、処理対象物の性状、流動用気体温度、流動層内温度等様々な関連因子に応じて変化し得る。また、これらの現象(若しくは現象の変化)により、上記様々な関連因子に影響を与えることもある。従って、バブリング型流動床式反応炉1においては、乖離の原因事象の発生部位を判定する場合の基準は、設計・施工された反応炉の特有な性質に合致するように予め設定されており、また、反応炉の実際の運転状況に応じて調整され得る。 The strength of the degree of the phenomenon that occurs at the interface due to the dissociation that occurs inside the fluidized bed layer 11a is the operating experience of the bubbling type fluidized bed reactor 1, the furnace shape, the amount of the fluidized medium, and the properties of the fluidized medium (for example, with the fluidized bed). It can change according to various related factors such as the difference between these substances, changes in properties over time, etc.), properties of the object to be treated, gas temperature for flow, temperature in the fluidized bed, and the like. In addition, these phenomena (or changes in the phenomena) may affect the above-mentioned various related factors. Therefore, in the bubbling type fluidized bed reactor 1, the criteria for determining the occurrence site of the causal event of the dissociation are set in advance so as to match the peculiar properties of the designed and constructed reactor. It can also be adjusted according to the actual operating conditions of the reactor.

特定された乖離分割単位の乖離が、上部流動媒体層部11b内で発生している乖離又は特異的な状況によるものであると判定された場合、制御装置9は、上記のバブリング状態安定化工程において、流動媒体層11aの厚みを変更する指示を出力する。制御装置9の指示に基づいて、炉底に充填される流動媒体の充填量が調整(増量又は減量)される。流動媒体層11aの厚みの変更は、上部流動媒体層部11bの厚みの変更を意味するので、これにより原因事象を確実に解消することが期待できる。 When it is determined that the divergence of the specified divergence division unit is due to the divergence occurring in the upper flow medium layer portion 11b or a specific situation, the control device 9 is subjected to the above-mentioned bubbling state stabilization step. In, an instruction to change the thickness of the flow medium layer 11a is output. The filling amount of the flow medium filled in the furnace bottom is adjusted (increased or decreased) based on the instruction of the control device 9. Since the change in the thickness of the flow medium layer 11a means the change in the thickness of the upper flow medium layer portion 11b, it can be expected that the causal event will be surely eliminated.

このように、本実施形態の制御装置9は、流動床界面の一部に何らかの原因による上記温度乖離及び/又は高さ乖離が発生した場合、流動床界面の実際の状況に応じて、乖離が発生した部分に関連する操作変数の履歴に基づく対策を実施することで、乖離を素早く抑えることができる。更に、制御装置9は、当該乖離の原因事象の発生部位が上部流動媒体層部11bであると判定した場合、上部流動媒体層部11bの厚みを調整することで、乖離の原因事象が再び発生しないように予防することができる。 As described above, in the control device 9 of the present embodiment, when the above temperature divergence and / or height divergence occurs in a part of the fluidized bed interface for some reason, the divergence occurs according to the actual condition of the fluidized bed interface. By implementing measures based on the history of instrumental variables related to the generated part, the deviation can be quickly suppressed. Further, when the control device 9 determines that the site where the cause event of the dissociation occurs is the upper flow medium layer portion 11b, the control device 9 adjusts the thickness of the upper flow medium layer portion 11b, so that the cause event of the dissociation occurs again. It can be prevented so that it does not occur.

上記流動床内バブリング状態安定化方法は、例えば下記のように変更することができる。具体的には、制御装置9は、位置基準温度乖離及び時間基準温度乖離と、位置基準高さ乖離及び時間基準高さ乖離と、に加えて、判定対象の分割単位M1に対して、前述の3次元熱画像に基づいて、当該分割単位M1に対応する流動床界面の動態の激しさを解析する。 The method for stabilizing the bubbling state in the fluidized bed can be changed as follows, for example. Specifically, the control device 9 has, in addition to the position-referenced temperature divergence and the time-based temperature divergence, the position-referenced height divergence and the time-based height divergence, with respect to the division unit M1 to be determined, as described above. Based on the three-dimensional thermal image, the intensity of the dynamics of the fluidized bed interface corresponding to the division unit M1 is analyzed.

制御装置9は、3次元熱画像を解析して得られた判定対象の分割単位M1に対応する流動床界面の動態の激しさと、流動床界面全体の動態の(平均的な)激しさと、を比較し、その乖離である単位動態乖離を取得して記憶する(動態乖離取得工程)。 The control device 9 has the intensity of the dynamics of the fluidized bed interface corresponding to the division unit M1 of the determination target obtained by analyzing the three-dimensional thermal image and the (average) intensity of the dynamics of the entire fluidized bed interface. , And acquire and store the unit dynamic divergence, which is the divergence (dynamic divergence acquisition process).

また、制御装置9は、動態乖離取得工程において、3次元熱画像を解析して得られた判定対象の分割単位M1に対応する流動床界面の動態の激しさと、当該分割単位M1に対応する流動床面部分の過去の動態の激しさと、を比較し、その乖離である時間基準動態乖離を取得して記憶する。 Further, the control device 9 corresponds to the intensity of the dynamics of the fluidized bed interface corresponding to the division unit M1 of the determination target obtained by analyzing the three-dimensional thermal image in the dynamic deviation acquisition step and the division unit M1. The intensity of the past dynamics of the fluidized bed is compared, and the time-based dynamic deviation, which is the deviation, is acquired and stored.

制御装置9は、乖離分割単位特定工程において、判定対象の分割単位M1に対して、上記の4つの指標に加えて単位動態乖離及び時間基準動態乖離を加えた6つの指標を用いて、バブリング状態の乖離を評価する。以下では、ここで挙げた乖離を、単に「6つの乖離指標」と呼ぶことがある。6つの乖離指標を総合的に評価した結果、乖離が大きい場合、当該分割単位M1を乖離分割単位として特定する。 In the divergence division unit specifying step, the control device 9 uses six indexes, which are the unit dynamic divergence and the time-based dynamic divergence, in addition to the above four indexes, with respect to the division unit M1 to be determined, and is in a bubbling state. Evaluate the divergence. In the following, the dissociation mentioned here may be simply referred to as "six dissociation indexes". As a result of comprehensively evaluating the six divergence indexes, if the divergence is large, the division unit M1 is specified as the divergence division unit.

制御装置9は、当該分割単位M1に関連する操作変数の履歴に基づいて、当該分割単位M1におけるバブリング状態の乖離を小さくするための操作変数の変更の要否について判定する。操作変数の変更が必要であると判定した場合、制御装置9は、乖離分割単位の乖離を起因する乖離又は特異的な状況の発生位置(即ち上部流動媒体層部11b又は下部流動媒体層部11c)、乖離の特性(温度乖離度合い、高さ乖離度合い、動態乖離度合い等)、及び複数の乖離分割単位が存在する場合の当該乖離分割単位の分布等に基づいて、変更する操作変数及びその変更量(即ち、対策方法)を決定する。 The control device 9 determines whether or not it is necessary to change the manipulated variable in order to reduce the deviation of the bubbling state in the split unit M1 based on the history of the manipulated variable related to the split unit M1. When it is determined that the instrumental variable needs to be changed, the control device 9 determines the position where the divergence or a specific situation occurs due to the divergence of the divergence division unit (that is, the upper flow medium layer portion 11b or the lower flow medium layer portion 11c). ), Dissociation characteristics (temperature divergence degree, height divergence degree, dynamic divergence degree, etc.), and the instrumental variables to be changed and their changes based on the distribution of the divergence division units when there are multiple divergence division units. Determine the amount (ie, countermeasures).

制御装置9は、対応する流動床内のバブリング状態を安定化させるように、対策方法決定工程で決定された対策方法に基づいて、変更が必要となる操作変数のそれぞれを変更し、バブリング型流動床式反応炉1の運転を制御する。 The control device 9 changes each of the instrumental variables that need to be changed based on the countermeasure method determined in the countermeasure method determination step so as to stabilize the bubbling state in the corresponding fluidized bed, and the bubbling type flow. Control the operation of the bed-type reactor 1.

更に、制御装置9は、上記のように特定した乖離分割単位に対して、当該乖離分割単位における乖離が上部流動媒体層部11b内で発生している乖離又は特異的な状況によるものか、又は下部流動媒体層部11c内で発生している乖離又は特異的な状況によるものかを判定する。この判定も、6つの乖離指標を用いて行われる。 Further, the control device 9 has a divergence or a specific situation in which the divergence in the divergence division unit is generated in the upper flow medium layer portion 11b with respect to the divergence division unit specified as described above. It is determined whether the cause is a dissociation or a specific situation occurring in the lower flow medium layer portion 11c. This determination is also made using the six deviation indicators.

特定された乖離分割単位の乖離が、上部流動媒体層部11b内で発生している乖離又は特異的な状況によるものであると判定された場合、制御装置9は、流動媒体層11a(ひいては、上部流動媒体層部11b)の厚みを変更する指示を出力する。 When it is determined that the divergence of the specified divergence division unit is due to the divergence occurring in the upper flow medium layer portion 11b or a specific situation, the control device 9 sets the flow medium layer 11a (and thus, the flow medium layer 11a). An instruction to change the thickness of the upper flow medium layer portion 11b) is output.

上述のように、本実施形態の流動床内バブリング状態安定化方法を用いて、流動床内のバブリング状態を好適に把握することができるとともに、流動床内の流動状態の乖離が発生した場合、適切な対策方法を実施することにより当該乖離を収束させて、流動床内のバブリング状態を安定化させることができる。 As described above, when the bubbling state in the fluidized bed can be suitably grasped by using the method for stabilizing the bubbling state in the fluidized bed of the present embodiment and a deviation in the fluidized state in the fluidized bed occurs, By implementing appropriate countermeasures, the divergence can be converged and the bubbling state in the fluidized bed can be stabilized.

また、本実施形態の制御装置9は、乖離の原因事象の発生部位が上部流動媒体層部11bであると判定した場合、上部流動媒体層部11bの厚みを調整することで、乖離の原因事象が再び発生しないように予防することができる。 Further, when the control device 9 of the present embodiment determines that the site where the cause event of the dissociation occurs is the upper flow medium layer portion 11b, the control device 9 adjusts the thickness of the upper flow medium layer portion 11b to cause the dissociation cause event. Can be prevented from occurring again.

以上に説明したように、本実施形態のバブリング型流動床式反応炉1は、炉内下部に充填された流動媒体に炉底から流動用気体を吹き出すことで、前記流動媒体を流動させて流動床を形成し、処理対象物に対して、乾燥、熱分解、燃焼のうち少なくとも何れかの熱処理を行う。バブリング型流動床式反応炉1は、複数の赤外線カメラ3と、制御装置9と、を備える。複数の赤外線カメラ3は、流動床の上側界面である流動床界面の上方部又は横上方部から見下ろす位置に設けられ、火炎が放射しない波長の光を選択的に透過させる選択透過フィルタ3aを介して、流動床界面に対して異なる視点から熱画像を取得する。制御装置9は、複数の赤外線カメラ3で取得した熱画像に基づいて、流動床界面に対する3次元熱画像を作成する。流動床は、厚み方向において並べられた上部流動媒体層部11bと下部流動媒体層部11cとから構成され、上部流動媒体層部11bの断面積が下部流動媒体層部11cの断面積の1.4倍以上となっている。制御装置9は、作成した3次元熱画像に基づいて、炉内の流動床(流動媒体層11a)の厚みを増減する。 As described above, in the bubbling type fluidized bed type reactor 1 of the present embodiment, the fluidized bed is made to flow by blowing a fluidized gas from the bottom of the furnace into a fluidized medium filled in the lower part of the furnace. A floor is formed, and at least one of drying, thermal decomposition, and combustion is heat-treated on the object to be treated. The bubbling type fluidized bed reactor 1 includes a plurality of infrared cameras 3 and a control device 9. The plurality of infrared cameras 3 are provided at a position overlooking from the upper portion or the lateral upper portion of the fluidized floor interface, which is the upper interface of the fluidized bed, and are via a selective transmission filter 3a that selectively transmits light having a wavelength that is not emitted by a flame. The thermal image is acquired from different viewpoints with respect to the fluidized bed interface. The control device 9 creates a three-dimensional thermal image for the fluidized bed interface based on the thermal images acquired by the plurality of infrared cameras 3. The fluidized bed is composed of an upper fluidized bed layer 11b and a lower fluidized bed 11c arranged in the thickness direction, and the cross-sectional area of the upper fluidized bed 11b is 1. It is more than four times. The control device 9 increases or decreases the thickness of the fluidized bed (fluidized bed layer 11a) in the furnace based on the created three-dimensional thermal image.

これにより、流動媒体層11aに、厚み方向における2種類の流動状態の層を持たせることで、流動床界面の全面において、概ね同一の流動状態を有するように促すことができる。従って、流動床界面全面の流動状態を穏やかにすることができるとともに、局所的に異なる流動状態の形成を回避できる。また、流動床界面側の流動状態を穏やかにすることで、処理対象物に対する熱処理の初期段階において、反応性(反応の速さ)を抑えながら熱反応を進行させることができる。この結果、温度の急上昇、及びガス状物質の発生量の急増を回避することができる。 As a result, by providing the fluidized medium layer 11a with two types of fluidized beds in the thickness direction, it is possible to promote the fluidized bed to have substantially the same fluidized state on the entire surface of the interface. Therefore, the fluidized state of the entire surface of the fluidized bed interface can be moderated, and the formation of locally different fluidized beds can be avoided. Further, by making the fluidized state on the interface side of the fluidized bed gentle, the thermal reaction can proceed while suppressing the reactivity (speed of reaction) in the initial stage of the heat treatment for the object to be treated. As a result, it is possible to avoid a rapid rise in temperature and a rapid increase in the amount of gaseous substances generated.

また、本実施形態のバブリング型流動床式反応炉1において、制御装置9は、作成した3次元熱画像を、流動床界面を予めメッシュ状に分割することで形成された複数の分割単位M1に対応する流動床界面のバブリング状態に影響を与える操作変数と関連付けて記憶する。制御装置9は、作成した3次元熱画像に基づいて、複数の分割単位M1毎に、当該分割単位M1における流動床界面の平均高さである単位流動床界面高さを算出して記憶する。制御装置9は、算出された単位流動床界面高さに基づいて、流動床界面の高さを適正範囲に維持するように、炉内の上部流動媒体層部11bの厚みを増減させる。 Further, in the bubbling type fluidized bed reactor 1 of the present embodiment, the control device 9 divides the created three-dimensional thermal image into a plurality of division units M1 formed by dividing the fluidized bed interface into a mesh shape in advance. Store in association with operational variables that affect the bubbling state of the corresponding fluidized bed interface. The control device 9 calculates and stores the unit fluidized bed interface height, which is the average height of the fluidized bed interface in the divided unit M1, for each of the plurality of divided units M1 based on the created three-dimensional thermal image. The control device 9 increases or decreases the thickness of the upper fluidized bed layer portion 11b in the furnace so as to maintain the height of the fluidized bed interface within an appropriate range based on the calculated unit fluidized bed interface height.

これにより、上部流動媒体層部11bの流動状態を適切に調整することで、流動床界面の高さを適正範囲に維持し、処理対象物に対する熱処理の初期段階において、反応性(反応の速さ)を適切に維持することができる。 As a result, by appropriately adjusting the flow state of the upper fluidized bed layer portion 11b, the height of the fluidized bed interface is maintained within an appropriate range, and the reactivity (speed of reaction) is maintained in the initial stage of heat treatment of the object to be treated. ) Can be maintained properly.

また、本実施形態のバブリング型流動床式反応炉1に用いられる流動床バブリング状態安定化方法は、単位流動床界面平均温度算出工程と、単位流動床界面平均温度記憶工程と、温度乖離算出工程と、単位流動床界面高さ算出工程と、単位流動床界面高さ記憶工程と、高さ乖離算出工程と、乖離分割単位特定工程と、バブリング状態安定化工程と、を含む。単位流動床界面平均温度算出工程では、制御装置9が、作成された3次元熱画像に基づいて、前記流動床界面を予めメッシュ状に分割することで形成された複数の分割単位M1毎に、当該分割単位M1における前記流動床界面の平均温度である単位流動床界面平均温度を算出する。単位流動床界面平均温度記憶工程では、制御装置9が、単位流動床界面平均温度算出工程で算出された平均温度を、当該分割単位M1に対応する流動床界面のバブリング状態に影響を与える操作変数と関連付けて記憶する。温度乖離算出工程では、制御装置9が、複数の分割単位M1のそれぞれに対して、各分割単位M1の平均温度と、各分割単位M1の周辺の分割単位M1である周辺分割単位における平均温度と、の乖離である位置基準温度乖離、及び/又は、分割単位M1の平均温度と、同一の当該分割単位M1における過去の平均温度と、の乖離である時間基準温度乖離を算出する。単位流動床界面高さ算出工程では、制御装置9が、複数の分割単位M1毎に、当該分割単位M1における前記流動床界面の平均高さである単位流動床界面高さを算出する。単位流動床界面高さ記憶工程では、制御装置9が、単位流動床界面高さ算出工程で算出された平均高さを、当該分割単位に対応する流動床界面のバブリング状態に影響を与える操作変数と関連付けて記憶する。高さ乖離算出工程では、制御装置9が、複数の分割単位M1のそれぞれに対して、各分割単位M1の平均高さと、各分割単位M1の周辺の分割単位M1である周辺分割単位における平均高さと、の乖離である位置基準高さ乖離、及び/又は、分割単位M1の平均面高さと、同一の当該分割単位M1における過去の平均高さと、の乖離である時間基準高さ乖離を算出する。乖離分割単位特定工程では、制御装置9が、各前記分割単位に対して、温度乖離算出工程で算出された位置基準温度乖離及び/又は時間基準温度乖離と、高さ乖離算出工程で算出された位置基準高さ乖離及び/又は前記時間基準高さ乖離と、を評価して、総合的に乖離が大きい分割単位M1を乖離分割単位として特定する。バブリング状態安定化工程では、制御装置9が、当該乖離分割単位に対応する流動床界面の部分に影響を与える操作変数の操作履歴に基づいて、当該乖離分割単位における乖離を収束させるために調整が必要となる前記操作変数を判定し、判定した操作変数を調整する。バブリング状態安定化工程では、制御装置9が、乖離分割単位の位置基準温度乖離、時間基準温度乖離、位置基準高さ乖離、及び時間基準高さ乖離、並びに、当該乖離分割単位の周辺にある分割単位の位置基準温度乖離、時間基準温度乖離、位置基準高さ乖離、及び時間基準高さ乖離に基づいて、乖離分割単位における乖離が、上部流動媒体層部11b及び下部流動媒体層部11cのうち何れの内部事象によるものかを判定する。バブリング状態安定化工程では、乖離分割単位における乖離が、上部流動媒体層部11bの内部事象によるものと判定した場合、制御装置9が、流動床の厚みを変更する指示を出す。 Further, the fluidized bed bubbling state stabilization method used in the bubbling type fluidized bed reactor 1 of the present embodiment includes a unit fluidized bed interface average temperature calculation step, a unit fluidized bed interface average temperature storage step, and a temperature divergence calculation step. It includes a unit fluidized bed interface height calculation step, a unit fluidized bed interface height storage step, a height divergence calculation step, a divergence division unit identification step, and a bubbling state stabilization step. In the unit fluidized bed interface average temperature calculation step, the control device 9 divides the fluidized bed interface into a mesh shape in advance based on the created three-dimensional thermal image, so that each of the plurality of division units M1 is formed. The unit fluidized bed interface average temperature, which is the average temperature of the fluidized bed interface in the divided unit M1, is calculated. In the unit fluidized bed interface average temperature storage step, the control device 9 uses the average temperature calculated in the unit fluidized bed interface average temperature calculation step as an operating variable that affects the bubbling state of the fluidized bed interface corresponding to the division unit M1. Remember in association with. In the temperature divergence calculation step, the control device 9 sets the average temperature of each division unit M1 and the average temperature in the peripheral division unit M1 around each division unit M1 for each of the plurality of division units M1. , And / or the time-based temperature divergence, which is the divergence between the average temperature of the division unit M1 and the past average temperature in the same division unit M1, is calculated. In the unit fluidized bed interface height calculation step, the control device 9 calculates the unit fluidized bed interface height, which is the average height of the fluidized bed interface in the divided unit M1, for each of the plurality of divided units M1. In the unit fluidized bed interface height storage step, the control device 9 uses the average height calculated in the unit fluidized bed interface height calculation step as an operating variable that affects the bubbling state of the fluidized bed interface corresponding to the division unit. Remember in association with. In the height divergence calculation step, the control device 9 determines the average height of each division unit M1 and the average height in the peripheral division unit M1 which is the peripheral division unit M1 of each division unit M1 for each of the plurality of division units M1. Calculate the time-based height divergence, which is the divergence between the position-based height divergence, which is the divergence between the and, and / or the average surface height of the division unit M1 and the past average height in the same division unit M1. .. In the divergence division unit specifying step, the control device 9 calculates the position reference temperature divergence and / or the time reference temperature divergence calculated in the temperature divergence calculation step and the height divergence calculation step for each of the division units. The position reference height divergence and / or the time reference height divergence are evaluated, and the division unit M1 having a large divergence in total is specified as the divergence division unit. In the bubbling state stabilization step, the control device 9 adjusts to converge the divergence in the divergence division unit based on the operation history of the instrumental variables affecting the part of the fluidized bed interface corresponding to the divergence division unit. The required instrumental variables are determined, and the determined instrumental variables are adjusted. In the bubbling state stabilization step, the control device 9 performs the position reference temperature divergence, the time reference temperature divergence, the position reference height divergence, and the time reference height divergence of the divergence division unit, and the division around the divergence division unit. Based on the unit position-based temperature divergence, time-based temperature divergence, position-based height divergence, and time-based height divergence, the divergence in the divergence division unit is among the upper flow medium layer section 11b and the lower flow medium layer section 11c. Determine which internal event is the cause. In the bubbling state stabilization step, when it is determined that the divergence in the divergence division unit is due to an internal event of the upper fluidized bed layer portion 11b, the control device 9 issues an instruction to change the thickness of the fluidized bed.

これにより、流動床界面の分割単位M1毎の温度及び高さを分析することで、流動床のバブリング状態を正確に把握することができ、バブリング状態を安定化させる対策をより正しく決定することができる。この結果、適切な対策により乖離を素早く収束させることができるとともに、上部流動媒体層部11bの厚みを調整することにより、上部流動媒体層部11bの内部事象による乖離が再び発生しないように予防することができる。 As a result, by analyzing the temperature and height of each division unit M1 of the fluidized bed interface, the bubbling state of the fluidized bed can be accurately grasped, and measures for stabilizing the bubbling state can be determined more accurately. can. As a result, the dissociation can be quickly converged by appropriate measures, and the thickness of the upper flow medium layer portion 11b is adjusted to prevent the dissociation due to the internal event of the upper flow medium layer portion 11b from occurring again. be able to.

また、流動床バブリング状態安定化方法は、動態乖離取得工程を含む。動態乖離取得工程では、制御装置9が、作成された3次元熱画像及び履歴の3次元熱画像に基づいて、前記流動床界面を予めメッシュ状に分割することで形成された複数の分割単位M1毎に、当該分割単位M1における流動状態の動態である流動床動態を取得して解析することで、各分割単位M1の流動床動態と、流動床界面全体の流動床動態と、の乖離である単位動態乖離、及び/又は、分割単位M1の流動床動態と、同一の当該分割単位M1における過去の流動床動態と、の乖離である時間基準動態乖離を取得する。乖離分割単位特定工程では、制御装置9が、温度乖離算出工程で算出された位置基準温度乖離及び/又は時間基準温度乖離と、高さ乖離算出工程で算出された位置基準高さ乖離及び/又は時間基準高さ乖離と、動態乖離取得工程で取得された単位動態乖離及び/又は時間基準動態乖離と、を総合的に評価して、総合的に乖離が大きい分割単位M1を乖離分割単位として特定する。バブリング状態安定化工程では、制御装置9は、当該乖離分割単位に対応する流動床界面の部分に影響を与える操作変数の操作履歴に基づいて、当該乖離分割単位における乖離を収束させるために調整が必要となる操作変数を判定し、判定した操作変数を調整する。バブリング状態安定化工程では、制御装置9は、乖離分割単位特定工程で特定された乖離分割単位の位置基準温度乖離、時間基準温度乖離、位置基準高さ乖離、時間基準高さ乖離、単位動態乖離、及び時間基準動態乖離、並びに、当該乖離分割単位の周辺分割単位の位置基準温度乖離、時間基準温度乖離、位置基準高さ乖離、時間基準高さ乖離、単位動態乖離、及び時間基準動態乖離に基づいて、乖離分割単位における乖離が、上部流動媒体層部11b及び下部流動媒体層部11cの何れの内部事象によるものかを判定する。バブリング状態安定化工程では、乖離分割単位における乖離が上部流動媒体層部11bの内部事象によるものと判定した場合、制御装置9が、流動床の厚みを変更する指示を出す。 In addition, the fluidized bed bubbling state stabilization method includes a dynamic deviation acquisition step. In the dynamic divergence acquisition step, a plurality of division units M1 formed by the control device 9 dividing the fluidized bed interface into a mesh shape in advance based on the created three-dimensional thermal image and the historical three-dimensional thermal image. By acquiring and analyzing the fluidized bed dynamics, which is the dynamics of the fluidized state in the divided unit M1, the difference between the fluidized bed dynamics of each divided unit M1 and the fluidized bed dynamics of the entire fluidized bed interface is obtained. The time-based dynamic divergence, which is the divergence between the unit dynamic divergence and / or the fluidized bed dynamics of the division unit M1 and the past fluidized bed dynamics in the same division unit M1, is acquired. In the divergence division unit specifying step, the control device 9 has the position-referenced temperature divergence and / or the time-based temperature divergence calculated in the temperature divergence calculation step and the position-referenced height divergence and / or the position-referenced height divergence calculated in the height divergence calculation step. Comprehensively evaluate the time-based height divergence and the unit dynamic divergence and / or the time-based dynamic divergence acquired in the dynamic divergence acquisition process, and specify the division unit M1 having a large divergence as the divergence division unit. do. In the bubbling state stabilization step, the control device 9 is adjusted to converge the divergence in the divergence division unit based on the operation history of the instrumental variables affecting the part of the fluidized bed interface corresponding to the divergence division unit. Determine the required manipulated variables and adjust the determined manipulated variables. In the bubbling state stabilization step, the control device 9 has the position reference temperature divergence, the time reference temperature divergence, the position reference height divergence, the time reference height divergence, and the unit dynamic divergence of the divergence division unit specified in the divergence division unit identification step. , And the time-based dynamic divergence, and the position-based temperature divergence, the time-based temperature divergence, the position-based height divergence, the time-based height divergence, the unit dynamic divergence, and the time-based dynamic divergence of the peripheral division unit of the divergence division unit. Based on this, it is determined which of the internal events of the upper flow medium layer portion 11b and the lower flow medium layer portion 11c causes the divergence in the divergence division unit. In the bubbling state stabilization step, when it is determined that the divergence in the divergence division unit is due to an internal event of the upper fluidized bed layer portion 11b, the control device 9 issues an instruction to change the thickness of the fluidized bed.

これにより、流動床界面の温度、高さ、及び流動状態の激しさに基づいて、流動床のバブリング状態を総合的に判定することができ、局所的に流動状態が激しい場所をより正確に判別することができるので、乖離を収束させる対策を一層正確に判定することができる。 This makes it possible to comprehensively determine the bubbling state of the fluidized bed based on the temperature and height of the fluidized bed interface and the intensity of the fluidized bed, and more accurately determine the location where the fluidized bed is locally intense. Therefore, it is possible to more accurately determine the measures for converging the divergence.

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the above configuration can be changed as follows, for example.

流動動態としては、例えば、分割単位M1において流動床界面の単位時間の変化量を用いることができる。しかし、これに限定されない。 As the flow dynamics, for example, the amount of change in the unit time of the fluidized bed interface in the division unit M1 can be used. However, it is not limited to this.

赤外線カメラ3をそれぞれ異なる高さに設けても良い。即ち、一部の赤外線カメラ3をバブリング型流動床式反応炉1の頂部に設け、一部の赤外線カメラ3をフリーボード部10の側壁の近傍に設けても良い。 The infrared cameras 3 may be provided at different heights. That is, a part of the infrared cameras 3 may be provided at the top of the bubbling type fluidized bed type reactor 1, and a part of the infrared cameras 3 may be provided near the side wall of the freeboard part 10.

赤外線カメラ3を流動床部11の側面に別途に設けても良い。この場合、流動床部11の側面に対する熱画像を取得できるので、流動床内の温度乖離を推定できる余地がある。 The infrared camera 3 may be separately provided on the side surface of the fluidized bed portion 11. In this case, since the thermal image of the side surface of the fluidized bed portion 11 can be acquired, there is room for estimating the temperature divergence in the fluidized bed.

流動媒体層11aが、流動状態の激しさが異なる3層の流動媒体層部から構成されても良い。この場合、流動媒体層11aの厚み方法において、上から下に向かって、流動状態の激しさが漸減することが好ましい。 The flow medium layer 11a may be composed of three flow medium layer portions having different intensities of flow state. In this case, in the method of thickening the flow medium layer 11a, it is preferable that the intensity of the flow state gradually decreases from the top to the bottom.

バブリング型流動床式反応炉1で発生する排ガスの熱で、処理対象物をある程度乾燥又は加温した状態で、炉内に投入しても良い。 The object to be treated may be put into the furnace after being dried or heated to some extent by the heat of the exhaust gas generated in the bubbling type fluidized bed reactor 1.

流動床界面の平均高さは、炉底等予め決められた位置に対する絶対高さでも良いし、流動床界面全体の平均高さに対する相対高さでも良い。 The average height of the fluidized bed interface may be an absolute height with respect to a predetermined position such as the bottom of the furnace, or may be a relative height with respect to the average height of the entire fluidized bed interface.

分割単位M1は、四角形に限定されず、他の形状でも良い。分割単位M1同士の形状及びサイズが互いに異なっても良い。 The division unit M1 is not limited to the quadrangle, and may have other shapes. The shapes and sizes of the division units M1 may be different from each other.

1 バブリング型流動床式反応炉
10 フリーボード部
10a 排出口
10b 投入口
10c 二次燃焼用空気供給口
11 流動床部
11a 流動媒体層
11b 上部流動媒体層部(上層部流動床)
11c 下部流動媒体層部(下層部流動床)
12 流動用気体供給部
13 流動用気体供給母管部
14 流動媒体炉外排出管
21 流動媒体炉外排出装置
22 夾雑物分級装置
22a 流動媒体回収口
23 流動媒体返送装置
24 給じん装置
3 赤外線カメラ
3a 選択透過フィルタ
4 気体供給部
41 流動用気体供給装置
42 二次燃焼用気体供給装置
5 気体加温装置
6 下流処理設備
1 Bubbling type fluidized bed reactor 10 Free board part 10a Discharge port 10b Input port 10c Air supply port for secondary combustion 11 Fluidized bed 11a Fluidized bed layer 11b Upper fluidized bed layer (upper fluidized bed)
11c Lower fluidized bed layer (lower fluidized bed)
12 Flowing gas supply unit 13 Flowing gas supply main pipe 14 Flow medium out-of-furnace discharge pipe 21 Flow medium out-of-furnace discharge device 22 Contamination classifier 22a Flow medium recovery port 23 Flow medium return device 24 Dust supply device 3 Infrared camera 3a Selective permeation filter 4 Gas supply unit 41 Flow gas supply device 42 Secondary combustion gas supply device 5 Gas warmer 6 Downstream processing equipment

Claims (3)

炉内下部に充填された流動媒体に炉底から流動用気体を吹き出すことで、前記流動媒体を流動させて流動床を形成し、処理対象物に対して、乾燥、熱分解、燃焼のうち少なくとも何れかの熱処理を行うバブリング型流動床式反応炉であって、
前記流動床の上側界面である流動床界面の上方部又は横上方部から見下ろす位置に設けられ、火炎が放射しない波長の光を選択的に透過させる選択透過フィルタを介して、前記流動床界面に対して異なる視点から熱画像を取得する複数の赤外線カメラと、
複数の前記赤外線カメラで取得した前記熱画像に基づいて、前記流動床界面に対する3次元熱画像を作成する制御装置と、
を備え、
前記流動床は、厚み方向において並べられた上層部流動床と下層部流動床とから構成され、前記上層部流動床を水平な平面で切ったときの断面積が前記下層部流動床を水平な平面で切ったときの断面積の1.4倍以上となっており、
前記流動用気体が前記下層部流動床に供給されており、
前記制御装置は、作成した前記3次元熱画像に基づいて、炉内の前記流動床の厚みを増減し、
前記制御装置は、
作成した前記3次元熱画像を、前記流動床界面を予めメッシュ状に分割することで形成された複数の分割単位に対応する前記流動床界面のバブリング状態に影響を与える操作変数と関連付けて記憶し、
作成した前記3次元熱画像に基づいて、複数の前記分割単位毎に、当該分割単位における前記流動床界面の平均高さである単位流動床界面高さを算出して記憶し、
算出された前記単位流動床界面高さに基づいて、前記流動床界面の高さを適正範囲に維持するように、炉内の前記上層部流動床の厚みを増減させることを特徴とするバブリング型流動床式反応炉。
By blowing a fluidized gas from the bottom of the furnace into the fluidized medium filled in the lower part of the furnace, the fluidized bed is made to flow to form a fluidized bed, and the object to be treated is dried, thermally decomposed, or burned at least. A bubbling type fluidized bed reactor that performs either heat treatment.
The fluid bed interface is provided at a position overlooking from the upper or lateral upper interface of the fluid bed interface, which is the upper interface of the fluid bed, and is provided at the fluid bed interface via a selective transmission filter that selectively transmits light having a wavelength not emitted by a flame. On the other hand, with multiple infrared cameras that acquire thermal images from different viewpoints,
A control device that creates a three-dimensional thermal image for the fluidized bed interface based on the thermal images acquired by the plurality of infrared cameras.
With
The fluidized bed is composed of an upper fluidized bed and a lower fluidized bed arranged in the thickness direction, and the cross-sectional area when the upper fluidized bed is cut by a horizontal plane is horizontal to the lower fluidized bed. It is more than 1.4 times the cross-sectional area when cut on a flat surface.
The fluidized gas is supplied to the lower fluidized bed,
The control device increases or decreases the thickness of the fluidized bed in the furnace based on the created three-dimensional thermal image .
The control device is
The created three-dimensional thermal image is stored in association with an operating variable that affects the bubbling state of the fluidized bed interface corresponding to a plurality of division units formed by preliminarily dividing the fluidized bed interface into a mesh shape. ,
Based on the created three-dimensional thermal image, the unit fluidized bed interface height, which is the average height of the fluidized bed interface in the divided unit, is calculated and stored for each of the plurality of divided units.
A bubbling type characterized in that the thickness of the upper fluidized bed in the furnace is increased or decreased so as to maintain the height of the fluidized bed interface within an appropriate range based on the calculated unit fluidized bed interface height. Fluidized bed reactor.
請求項に記載のバブリング型流動床式反応炉に用いられる流動床バブリング状態安定化方法であって、
前記制御装置が、作成された前記3次元熱画像に基づいて、前記流動床界面を予めメッシュ状に分割することで形成された複数の分割単位毎に、当該分割単位における前記流動床界面の平均温度である単位流動床界面平均温度を算出する単位流動床界面平均温度算出工程と、
前記制御装置が、前記単位流動床界面平均温度算出工程で算出された前記単位流動床界面平均温度を、当該分割単位に対応する前記流動床界面のバブリング状態に影響を与える操作変数と関連付けて記憶する単位流動床界面平均温度記憶工程と、
前記制御装置が、複数の前記分割単位のそれぞれに対して、各前記分割単位の前記単位流動床界面平均温度と、各前記分割単位の周辺の前記分割単位である周辺分割単位における前記単位流動床界面平均温度と、の乖離である位置基準温度乖離、及び/又は、前記分割単位の前記単位流動床界面平均温度と、同一の当該分割単位における過去の前記単位流動床界面平均温度と、の乖離である時間基準温度乖離を算出する温度乖離算出工程と、
前記制御装置が、複数の前記分割単位毎に、当該分割単位における前記流動床界面の平均高さである単位流動床界面高さを算出する単位流動床界面高さ算出工程と、
前記制御装置が、前記単位流動床界面高さ算出工程で算出された前記単位流動床界面高さを、当該分割単位に対応する前記流動床界面のバブリング状態に影響を与える前記操作変数と関連付けて記憶する単位流動床界面高さ記憶工程と、
前記制御装置が、複数の前記分割単位のそれぞれに対して、各前記分割単位の前記単位流動床界面高さと、各前記分割単位の周辺の前記分割単位である周辺分割単位における前記単位流動床界面高さと、の乖離である位置基準高さ乖離、及び/又は、前記分割単位の前記単位流動床界面高さと、同一の当該分割単位における過去の前記単位流動床界面高さと、の乖離である時間基準高さ乖離を算出する高さ乖離算出工程と、
前記制御装置が、各前記分割単位に対して、前記温度乖離算出工程で算出された前記位置基準温度乖離及び/又は前記時間基準温度乖離と、前記高さ乖離算出工程で算出された前記位置基準高さ乖離及び/又は前記時間基準高さ乖離と、を評価して、総合的に乖離が大きい前記分割単位を乖離分割単位として特定する乖離分割単位特定工程と、
前記制御装置が、当該乖離分割単位に対応する前記流動床界面の部分に影響を与える操作変数の操作履歴に基づいて、当該乖離分割単位における前記乖離を収束させるために調整が必要となる前記操作変数を判定し、判定した前記操作変数を調整するとともに、前記乖離分割単位の前記位置基準温度乖離、前記時間基準温度乖離、前記位置基準高さ乖離、及び前記時間基準高さ乖離、並びに、前記乖離分割単位の周辺にある分割単位の前記位置基準温度乖離、前記時間基準温度乖離、前記位置基準高さ乖離、及び前記時間基準高さ乖離に基づいて、前記乖離分割単位における前記乖離が、前記上層部流動床及び前記下層部流動床の何れの内部事象によるものかを判定し、前記乖離分割単位における前記乖離が前記上層部流動床の内部事象によるものと判定した場合、前記流動床の厚みを変更する指示を出すバブリング状態安定化工程と、
を含むことを特徴とする流動床バブリング状態安定化方法。
A method for stabilizing a fluidized bed bubbling state used in the bubbling type fluidized bed reactor according to claim 1.
Based on the three-dimensional thermal image created by the control device, the fluidized bed interface is averaged in each of the plurality of division units formed by dividing the fluidized bed interface into a mesh shape in advance. The unit fluidized bed interface average temperature calculation process for calculating the unit fluidized bed interface average temperature, which is the temperature,
The control device stores the unit fluidized bed interface average temperature calculated in the unit fluidized bed interface average temperature calculation step in association with an operating variable that affects the bubbling state of the fluidized bed interface corresponding to the division unit. Unit fluidized bed interface average temperature storage process and
For each of the plurality of division units, the control device has the unit fluidized bed interface average temperature of each division unit and the unit fluidized bed in the peripheral division unit which is the division unit around each division unit. Position reference temperature divergence, which is a divergence from the interface average temperature, and / or the divergence between the unit fluidized bed interface average temperature of the division unit and the past unit fluidized bed interface average temperature in the same division unit. The temperature divergence calculation process for calculating the time-based temperature divergence, which is
A unit fluidized bed interface height calculation step in which the control device calculates the unit fluidized bed interface height, which is the average height of the fluidized bed interface in the divided unit, for each of the plurality of divided units.
The control device associates the unit fluidized bed interface height calculated in the unit fluidized bed interface height calculation step with the operating variable that affects the bubbling state of the fluidized bed interface corresponding to the division unit. Unit to be memorized Fluid bed interface height memorization process and
For each of the plurality of division units, the control device has the unit fluidized bed interface height of each division unit and the unit fluidized bed interface in the peripheral division unit which is the division unit around each division unit. Position-based height divergence, which is a divergence from the height, and / or time, which is the divergence between the unit fluidized bed interface height of the division unit and the past unit fluidized bed interface height in the same division unit. The height deviation calculation process for calculating the reference height deviation and
The control device has the position reference temperature divergence and / or the time reference temperature divergence calculated in the temperature divergence calculation step and the position reference calculated in the height divergence calculation step for each of the division units. A divergence division unit specifying process that evaluates the height divergence and / or the time-based height divergence and specifies the division unit having a large divergence as the divergence division unit.
The operation that requires adjustment in order for the control device to converge the divergence in the divergence division unit based on the operation history of the operation variable that affects the portion of the fluidized bed interface corresponding to the divergence division unit. The variables are determined, the determined operation variables are adjusted, and the position-referenced temperature divergence, the time-referenced temperature divergence, the position-referenced height divergence, and the time-referenced height divergence of the divergence division unit, and the above-mentioned Based on the position reference temperature divergence, the time reference temperature divergence, the position reference height divergence, and the time reference height divergence of the division unit around the divergence division unit, the divergence in the divergence division unit is the said. When it is determined which of the internal events of the upper fluidized bed and the lower fluidized bed is caused, and it is determined that the divergence in the divergence division unit is due to the internal event of the upper fluidized bed, the thickness of the fluidized bed. Bubbling state stabilization process and giving instructions to change
A method for stabilizing a fluidized bed bubbling state, which comprises.
請求項に記載の流動床バブリング状態安定化方法であって、
前記制御装置が、作成された前記3次元熱画像及び履歴の前記3次元熱画像に基づいて、前記流動床界面を予めメッシュ状に分割することで形成された複数の前記分割単位毎に、当該分割単位の前記流動床界面における流動状態の動態である流動床動態を取得して解析することで、各前記分割単位の前記流動床動態と、前記流動床界面全体の前記流動床動態と、の乖離である単位動態乖離、及び/又は、前記分割単位の前記流動床動態と、同一の当該分割単位における過去の前記流動床動態と、の乖離である時間基準動態乖離を取得する動態乖離取得工程を含み、
前記乖離分割単位特定工程では、前記制御装置が、各前記分割単位に対して、前記温度乖離算出工程で算出された前記位置基準温度乖離及び/又は前記時間基準温度乖離と、前記高さ乖離算出工程で算出された前記位置基準高さ乖離及び/又は前記時間基準高さ乖離と、前記動態乖離取得工程で取得された前記単位動態乖離及び/又は前記時間基準動態乖離と、を総合的に評価して、総合的に乖離が大きい前記分割単位を乖離分割単位として特定し、
前記バブリング状態安定化工程では、
前記制御装置が、当該乖離分割単位に対応する前記流動床界面の部分に影響を与える操作変数の操作履歴に基づいて、当該乖離分割単位における前記乖離を収束させるために調整が必要となる前記操作変数を判定し、判定した前記操作変数を調整するとともに、
前記制御装置が、前記乖離分割単位の前記位置基準温度乖離、前記時間基準温度乖離、前記位置基準高さ乖離、前記時間基準高さ乖離、前記単位動態乖離、及び前記時間基準動態乖離、並びに、前記乖離分割単位の周辺にある分割単位の前記位置基準温度乖離、前記時間基準温度乖離、前記位置基準高さ乖離、前記時間基準高さ乖離、前記単位動態乖離、及び前記時間基準動態乖離に基づいて、前記乖離分割単位における前記乖離が、前記上層部流動床及び前記下層部流動床の何れの内部事象によるものかを判定し、
前記乖離分割単位における前記乖離が、前記上層部流動床の内部事象によるものと判定した場合、前記制御装置が、前記流動床の厚みを変更する指示を出すことを特徴とする流動床バブリング状態安定化方法。
The method for stabilizing a fluidized bed bubbling state according to claim 2.
Based on the three-dimensional thermal image created and the three-dimensional thermal image of the history, the control device divides the fluidized bed interface into a mesh shape in advance for each of the plurality of division units. By acquiring and analyzing the fluidized bed dynamics, which is the dynamics of the fluidized bed at the fluidized bed interface of the divided unit, the fluidized bed dynamics of each of the divided units and the fluidized bed dynamics of the entire fluidized bed interface can be obtained. A dynamic divergence acquisition step of acquiring a time-based dynamic divergence which is a divergence between the unit dynamic divergence which is a divergence and / or the fluidized bed dynamic of the division unit and the past fluidized bed dynamic in the same division unit. Including
In the divergence division unit specifying step, the control device calculates the height divergence with the position reference temperature divergence and / or the time reference temperature divergence calculated in the temperature divergence calculation step for each of the division units. Comprehensive evaluation of the position-based height divergence and / or the time-based height divergence calculated in the process and the unit dynamic divergence and / or the time-based dynamic divergence acquired in the dynamic divergence acquisition process. Then, the division unit having a large divergence overall is specified as the divergence division unit.
In the bubbling state stabilization step,
The operation that requires adjustment in order for the control device to converge the divergence in the divergence division unit based on the operation history of the operation variable that affects the portion of the fluidized bed interface corresponding to the divergence division unit. Determine the variable, adjust the determined instrumental variable, and
The control device has the position reference temperature divergence, the time reference temperature divergence, the position reference height divergence, the time reference height divergence, the unit dynamic divergence, and the time reference dynamic divergence of the divergence division unit. Based on the position reference temperature divergence, the time reference temperature divergence, the position reference height divergence, the time reference height divergence, the unit dynamic divergence, and the time reference dynamic divergence of the division unit around the divergence division unit. Therefore, it is determined whether the divergence in the divergence division unit is due to an internal event of the upper flow bed or the lower flow bed.
When it is determined that the divergence in the divergence division unit is due to an internal event of the upper fluidized bed, the control device issues an instruction to change the thickness of the fluidized bed. How to make it.
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