JP7223183B1 - Gasification equipment, incineration treatment equipment and gasification method - Google Patents
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Abstract
【課題】乾燥領域の拡大を抑制することができるガス化設備、焼却処理設備及びガス化方法を提供する。【解決手段】ガス化設備は、上流側から投入された被処理物を下流側へ移動させつつガス化する、少なくとも一つのガス化設備本体と、被処理物の搬送される搬送方向における最上流側に位置する前記ガス化設備本体の下流端よりも上流側から前記ガス化設備本体の内側空間の気体を吸引する吸引部と、を備える。【選択図】図1A gasification facility, an incineration treatment facility, and a gasification method that can suppress the expansion of a dry area are provided. A gasification facility includes at least one gasification facility main body that gasifies a material to be processed input from the upstream side while moving the material to the downstream side, and an uppermost stream in the transport direction in which the material to be processed is transported. a suction part for sucking the gas in the inner space of the gasification equipment main body from the upstream side of the downstream end of the gasification equipment main body located on the side. [Selection drawing] Fig. 1
Description
本開示は、ガス化設備、焼却処理設備及びガス化方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a gasification facility, an incineration facility, and a gasification method.
特許文献1には、ロータリーキルンとストーカ炉とを備えたロータリーキルン型焼却炉が記載されている。この特許文献1に記載のロータリーキルン型焼却炉は、ホッパから投入された廃棄物をロータリーキルンでガス化させた後、ロータリーキルンでガス化されなかった残渣をストーカ炉にて焼却している。そして、このロータリーキルン型焼却炉は、排ガスの一部をキルン入口に再循環(以下、EGRと称する)することでキルン内の酸素濃度を制御して抑制燃焼を行わせている。
特許文献1に記載されたロータリーキルンのようなガス化設備では、上流側に投入された被処理物が乾燥された後、下流側に移動するにつれて温度上昇してガス化される。つまり、ガス化設備の上流側では、被処理物の水分を除去する乾燥領域が形成され、この乾燥領域よりも下流側にガス化領域が形成されることとなる。しかしながら、上記ガス化設備において、高含水の被処理物等を投入すると、乾燥領域が拡大してしまい、EGR量を減少させて酸素混入率を増大させても、所定のガス化率が得られる十分なガス化領域を確保することが困難になる可能性が有る。
In a gasification facility such as a rotary kiln described in
本開示の目的は、乾燥領域の拡大を抑制することができるガス化設備、焼却処理設備及びガス化方法を提供することにある。 An object of the present disclosure is to provide a gasification facility, an incineration treatment facility, and a gasification method capable of suppressing expansion of a dry area.
上記課題を解決するために、本開示に係るガス化設備は、上流側から投入された被処理物を下流側へ移動させつつガス化する、少なくとも一つのガス化設備本体と、前記被処理物の搬送される搬送方向における最上流側に位置する前記ガス化設備本体の下流端よりも上流側から前記ガス化設備本体の内側空間の気体を吸引する吸引部と、を備え、前記吸引部は、前記内側空間から吸引する前記気体の流量を調整可能な流量調整部を備える。 In order to solve the above problems, the gasification equipment according to the present disclosure includes at least one gasification equipment main body that gasifies a material to be processed that is input from an upstream side while moving the material to be processed to a downstream side; a suction part for sucking the gas in the inner space of the gasification equipment main body from the upstream side of the downstream end of the gasification equipment main body located on the most upstream side in the conveying direction of the gasification equipment main body, wherein the suction part is and a flow control unit capable of adjusting the flow rate of the gas sucked from the inner space .
本開示に係る焼却処理設備は、上記ガス化設備と、前記ガス化設備本体のガス化処理によって生じた燃焼ガスを燃焼させる再燃室と、を備える。 The incineration equipment according to the present disclosure includes the gasification equipment and a reburning chamber for burning the combustion gas generated by the gasification treatment of the gasification equipment main body.
本開示に係るガス化方法は、少なくとも一つのガス化設備本体を備えたガス化設備により、上流側から投入された被処理物を下流側へ移動させつつガス化するガス化方法であって、最上流側の前記ガス化設備本体の下流端よりも上流側から前記ガス化設備本体の内側空間の気体を吸引するとともに、前記ガス化設備本体の内側空間の火炎の位置に基づいて前記ガス化設備本体の内側空間から吸引される気体の流量を増減させる。 A gasification method according to the present disclosure is a gasification method in which a material to be processed that is input from the upstream side is gasified while being moved downstream by a gasification facility that includes at least one gasification facility main body, The gas in the inner space of the main body of the gasification equipment is sucked from the upstream side of the downstream end of the main body of the gasification equipment on the most upstream side, and the gasification is performed based on the position of the flame in the inner space of the main body of the gasification equipment. Increases or decreases the flow rate of the gas sucked from the inner space of the equipment body .
上記態様のガス化設備、焼却処理設備及びガス化方法によれば、乾燥領域の拡大を抑制することができる。 According to the gasification equipment, the incineration equipment, and the gasification method of the above aspects, it is possible to suppress the expansion of the dry area.
以下、本開示の実施形態に係るガス化設備、焼却処理設備及びガス化方法を図面に基づき説明する。
〈第一実施形態〉
《焼却処理設備の構成》
図1は、本開示の第一実施形態における焼却処理設備の概略構成を示す図である。
この第一実施形態の焼却処理設備は、いわゆるロータリーキルン型焼却炉であって、プラスチック等の産業廃棄物や高含水の汚泥などを焼却処理することが可能となっている。図1に示すように、第一実施形態の焼却処理設備1は、供給ホッパ10と、投入装置11と、ロータリーキルン(ガス化設備本体)12と、ストーカ炉(ガス化設備本体)13と、灰冷却槽14と、再燃室15と、ボイラ16と、排ガス処理装置17と、ファンネル18と、空気供給装置19と、排ガス再循環部20と、吸引部21と、を備えている。本開示のガス化設備は、少なくとも一つのガス化設備本体を有している。本実施形態では、ロータリーキルン12とストーカ炉13との二つのガス化設備本体を備えている。なお、ストーカ炉13は、ロータリーキルン12から排出される残渣を焼却させる焼却装置と称することもできる。
Gasification equipment, incineration treatment equipment, and gasification methods according to embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings.
<First embodiment>
《Configuration of incineration facility》
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an incineration facility according to the first embodiment of the present disclosure.
The incineration facility of the first embodiment is a so-called rotary kiln type incinerator, and is capable of incinerating industrial waste such as plastics and sludge with a high water content. As shown in FIG. 1, the
供給ホッパ10は、被処理物の供給口10aを備え、この供給口10aに投入された被処理物を順次投入装置11へと供給する。本実施形態で例示する供給ホッパ10は、上下方向に延びており、その上端部に供給口10aを有している。また、供給ホッパ10は、複数(本実施形態では二つ)のダンパ25を有しており、これらダンパ25を交互に開閉することで投入装置11への被処理物の供給量を調整可能になっている。
The
投入装置11は、その搬送路を通じて被処理物をロータリーキルン12へ投入する。本実施形態で例示する投入装置11は、供給ホッパ10から供給された被処理物を、ロータリーキルン12へ向けて押し込むプッシャ26を有している。本実施形態のプッシャ26は、上方から供給された被処理物を、水平方向又は水平方向よりも僅かに下方へ向けて押圧するように構成されている。このプッシャ26により押圧された被処理物は、ロータリーキルン12の上流端12uからロータリーキルン12の内側空間12iへ押し込まれる。なお、以下の説明では、ロータリーキルン12内を搬送される被処理物の搬送方向を、搬送方向Dtと称し、搬送方向Dtの上流側方向を上流側Dtu、搬送方向Dtの下流側方向を下流側Dtdと称する。
The
ロータリーキルン12は、内側空間12iに投入された被処理物を上流端12uから下流端12dに向けて搬送しつつ、被処理物を熱分解してガス化させる。本実施形態では、ロータリーキルン12とストーカ炉13とが被処理物の搬送方向Dtに直列に並んで配置されており、このロータリーキルン12が最上流側のガス化設備本体となる。ロータリーキルン12は、回転可能な円筒状のキルン本体27を有し、その内壁に耐火物層(図示せず)を備えている。この耐火物層に囲まれているキルン本体27の内側空間12iに投入された被処理物は、キルン本体27の回転により撹拌されながら、例えば、下流側Dtdから伝わる熱により上流端12uに近い側で乾燥された後、下流側Dtdに移動するにつれて温度上昇する。そして、この温度上昇により被処理物は熱分解してガス化される。つまり、ロータリーキルン12の上流端12uに近い側の領域では、被処理物のガス化が行われない乾燥領域が形成され、この乾燥領域よりも下流端12dに近い側に被処理物をガス化するガス化領域が形成される。本実施形態のキルン本体27の回転軸線は、水平方向に延びるか又は下流に向かって僅かに下方に傾斜して延びている。
The
このロータリーキルン12の炉内である内側空間12iの被処理物は、酸素が不足した状態の抑制燃焼によりガス化される。ロータリーキルン12で被処理物をガス化させることで生じた燃焼ガスは、主に下流端12dからストーカ炉13の上方空間を経由して、再燃室15へ流入する。一方で、ガス化されなかった被処理物の残渣は、ロータリーキルン12の下流端12dからストーカ炉13へ供給される。
The object to be processed in the
ストーカ炉13は、ロータリーキルン12によってガス化されなかった被処理物の残渣を焼却する。本実施形態のストーカ炉13は、ロータリーキルン12の下流端12dから落下した残渣を火格子上で焼却する。ストーカ炉13によって焼却された残渣は、灰冷却槽14によって冷却された後、取り出される。なお、ストーカ炉13は、残渣を焼却する際に、残渣の一部(可燃分)を熱分解してガス化させる。つまり、上述したようにストーカ炉13は、残渣を焼却する焼却装置としての機能に加えて、残渣の一部をガス化するガス化設備本体としての機能も有している。
The
再燃室15は、ロータリーキルン12により熱分解してガス化させた燃焼ガス、及びストーカ炉13により熱分解してガス化させた燃焼ガスを、火炎を用いて燃焼させる。この再燃室15によって燃焼された気体は、ボイラ16に送り込まれる。ボイラ16は、再燃室15で発生する不完全燃焼ガス、分解ガスなどを燃焼させる。このボイラ16から送り出された気体は、排ガス処理装置17によって窒素酸化物等の有害物質の除害処理や冷却処理が行われた後、ファンネル18を介して外気中に放出される。
The
空気供給装置19は、ストーカ炉13、再燃室15に焼却用の空気を供給する。すなわち、空気供給装置19によって供給される空気の酸素濃度は、ストーカ炉13の残渣や、再燃室15の燃焼ガスを完全燃焼させることが可能な酸素濃度となっている。この空気供給装置19は、ストーカ炉13及び再燃室15への空気の供給量を調整可能なファン22を有している。
The
排ガス再循環部20は、排ガス処理装置17によって処理された排ガスを、排ガス処理装置17出口からロータリーキルン12の上流端12uから内側空間12iへ供給(言い換えれば、再循環)する。排ガス処理装置17によって処理された排ガスは、大気よりも低い酸素濃度の気体である。また、この排ガスは、低温高湿度の気体でもある。排ガス再循環部20は、ロータリーキルン12に再循環させる排ガスの流量(言い換えれば、EGR量)を調整可能なEGRファン23を有している。
The exhaust
上記排ガス再循環部20によってロータリーキルン12に再循環させる排ガスの流量を増やすと、ロータリーキルン12の内側空間12iにおける酸素濃度及び温度が低くなる。一方で、排ガス再循環部20によって再循環させる排ガスの流量を減らすと、内側空間12iの酸素濃度が高まり被処理物の酸化が進み内側空間12iの温度も高まる。しかし、被処理物の温度が上昇し過ぎるとキルン本体27の耐火物層を傷める可能性が有る。そのため、本実施形態の排ガス再循環部20は、再循環させる排ガスの流量を調整することで、内側空間12iに投入された被処理物の温度が上昇し過ぎないようにしている。なお、本実施形態では、焼却処理設備1が排ガス再循環部20を備える場合について説明したが、排ガス再循環部20は、必要に応じて設ければよく、例えば、排ガス再循環部20を省略してもよい。
When the flow rate of the exhaust gas recirculated to the
吸引部21は、最上流側に位置するガス化設備本体であるロータリーキルン12の下流端12dよりも上流側Dtuから内側空間12iの気体を吸引する。より具体的には、吸引部21は、吸引した気体を、ロータリーキルン12の外部へ導いている。ここで、ストーカ炉13をガス化設備本体としてみた場合、本実施形態の焼却処理設備1は、ロータリーキルン12とストーカ炉13との二つのガス化設備本体を備えていることとなる。そして、本実施形態の焼却処理設備1の吸引部21は、これら二つのガス化設備本体であるロータリーキルン12とストーカ炉13とのうち、最上流側に配置されたロータリーキルン12の下流端12dよりも上流側Dtuから内側空間12iの気体を吸引している。
The
本実施形態の吸引部21は、吸引配管28と、流量調整部29と、を備えている。
吸引配管28は、ロータリーキルン12の内側空間12iと再燃室15の内側空間15iとを連通させている。本実施形態で例示する吸引配管28の第一端部28aは、ロータリーキルン12の上流端12uの近傍に配置されて、下流側Dtdすなわち下流端12dの配される側を向いて開口している。本実施形態で例示する吸引配管28は、第一端部28aから上流側Dtuに延びて、上流端12uよりも上流側Dtuで被処理物の搬送路を形成する投入装置11の壁部31を貫通している。そして、吸引配管28は、壁部31を貫通した後、再燃室15に向かって延びている。さらに、第一端部28aとは反対側の吸引配管28の第二端部28bは、再燃室15に接続されている。ここで、吸引配管28が壁部31を貫通して外周側に延びる場合を例示したが、吸引配管28がロータリーキルン12の外周側に延びる位置は、壁部31の位置に限られず、例えば、キルン本体27と投入装置11との間の位置など、ロータリーキルン12の回転する部分を除く位置であれば良い。
The
The
流量調整部29は、内側空間12iから吸引する気体の流量を調整可能とされている。本実施形態では、流量調整部29として可変流量式の吸引ファン30を用いている。すなわち、この吸引ファン30を動作させることによって、ロータリーキルン12の内側空間12iの気体が吸引配管28の第一端部28aから内側流路に吸引され、この吸引配管28の内側流路に流入した気体が、吸引配管28の内側流路を通じて再燃室15へ送り込まれる。なお、この第一実施形態では、上述したロータリーキルン12、ストーカ炉13、及び吸引部21の組み合わせ、又は、ロータリーキルン12及び吸引部21の組み合わせによって本開示のガス化設備が構成されている。
The flow
次に、本開示の実施例と比較例とについて図2から図5を参照しながら説明する。なお、実施例と比較例とは、吸引部21の有無以外については同条件である。つまり、実施例と比較例との各被処理物の含水量は同一である。さらに、この実施例と比較例におけるロータリーキルン12の上流端12uから下流端12dまでの距離が15mの場合を例示している。
図2は、比較例のガス化設備におけるシミュレーション結果のグラフであって、横軸を上流端からの距離、縦軸を被処理物の温度及び被処理物への火炎からの熱流束としたグラフである。図3は、比較例におけるグラフであって、横軸を上流端からの距離、縦軸を被処理物の可燃分、水分の質量流量としたグラフである。なお、図2の横軸と、図3の横軸とは同一スケールであって、横軸の左端は、ロータリーキルン12の上流端12u、横軸の右端は、ロータリーキルン12の下流端12dの位置である。
Next, an example and a comparative example of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 2 to 5. FIG. It should be noted that the conditions of the example and the comparative example are the same except for the presence or absence of the
FIG. 2 is a graph of simulation results in the gasification facility of the comparative example, in which the horizontal axis is the distance from the upstream end, and the vertical axis is the temperature of the object to be treated and the heat flux from the flame to the object to be treated. is. FIG. 3 is a graph in a comparative example, in which the horizontal axis is the distance from the upstream end, the vertical axis is the combustible content of the material to be treated, and the mass flow rate of water. 2 and 3 are on the same scale, the left end of the horizontal axis is the
(比較例)
図2に示すように、吸引部21を有していない比較例の場合、下流端12d付近に存在する火炎による輻射熱の熱流束(図2中、細線で示す。値は右横軸)のピーク(例えば、35kW/m2程度)は、ロータリーキルン12の長さ方向の中央(例えば、7.5m)よりも下流端12dに近い側(例えば、10~11m)にある。そして、この輻射熱の熱流束は、上流端12u(0m)から上記ピークに向かって徐々に増加する。輻射熱の熱流束が上記ピークに到達すると、下流端12d(例えば、15m)に向かって徐々に熱流束は低下する。この熱流速の低下は、被処理物の温度上昇が下流端12d付近で鈍化するためである。
(Comparative example)
As shown in FIG. 2, in the case of the comparative example that does not have the
比較例の被処理物の温度(図2中、太線で示す。値は左横軸)は、ロータリーキルン12の上流端12uの近く(例えば、1m)から下流側Dtdの所定の距離(例えば、4~5m)まで上昇していない。これは、輻射熱の熱流束が増加しているにもかかわらず被処理物に含まれる水分が蒸発するためであり、このような上流端12uの近くから所定の距離までのほぼ温度が一定の図上の範囲を乾燥領域と称している。この乾燥領域の長さは、被処理物の含水量(図3中太線で示す)に応じて増減する。乾燥領域を脱した後、被処理物の温度は、上記の熱流束の上昇に伴って上昇し、下流端12dの近傍(例えば、13~15m)で上限温度に達する。
The temperature of the object to be processed in the comparative example (indicated by the thick line in FIG. 2, the values are shown on the left horizontal axis) is measured at a predetermined distance (for example, 4 ~5 m). This is because the moisture contained in the object to be processed evaporates even though the heat flux of the radiant heat is increasing. The upper range is called the dry region. The length of this dry area increases or decreases according to the water content of the material to be treated (indicated by the thick line in FIG. 3). After exiting the drying zone, the temperature of the object to be processed rises with the increase in heat flux, and reaches the upper limit temperature near the
図3に示すように、被処理物の可燃分の質量流量(図3中、細線で示す)は、乾燥領域において変化が無く、被処理物の温度上昇に伴って徐々に低下する。この比較例では、下流端12dまで残った可燃分(例えば、残渣ともいう)は、約20%となった。言い換えれば、ロータリーキルン12では、被処理物に含まれる可燃分の全体の80%がガス化して、残りの20%がガス化されずにストーカ炉13に送られて、ストーカ炉13で燃焼(言い換えれば、ガス化)される。なお、図3中、被処理物の水分の質量流量を太線で示しており、この被処理物の水分の質量流量が実質的に零となったときに上記の乾燥領域から脱することとなる。すなわち、乾燥領域では水分のみ蒸発して、その間、被処理物の温度が図2に示すように100℃に保持され、その後、水分が無くなると被処理物が温度上昇して、被処理物の可燃分が揮発する。ここで、ロータリーキルン12内では被処理物が所定の速度を持って移動しているため、被処理物の可燃分及び水分を質量流量で表している。
As shown in FIG. 3, the mass flow rate of the combustible portion of the object to be treated (indicated by the thin line in FIG. 3) does not change in the dry region and gradually decreases as the temperature of the object to be treated rises. In this comparative example, the combustible content (for example, also referred to as residue) remaining up to the
(実施例)
図4は、本開示の実施例における図2に相当するグラフである。図5は、本開示の実施例における図3に相当するグラフである。なお、図4の横軸と、図5の横軸とは同一スケールである。
図4に示すように、吸引部21によって内側空間12iの気体を吸引している本実施例の場合、下流端12d付近に存在する火炎による輻射熱の熱流束(図4中、細線で示す)のピーク(例えば、35kW/m2程度)は、ロータリーキルン12の長さ方向の中央(例えば、7~8m)よりも僅かに上流端12uに近い側(例えば、6~7m)となっている。つまり、比較例よりも上流端12uに近い側に熱流束のピークが移動していることが分かる。そして、この実施例における上流端12uからピークに向かう熱流束の上昇率は、比較例の熱流束の上昇率よりも高くなっている。
(Example)
FIG. 4 is a graph corresponding to FIG. 2 in an embodiment of the present disclosure. FIG. 5 is a graph corresponding to FIG. 3 in an embodiment of the present disclosure. Note that the horizontal axis of FIG. 4 and the horizontal axis of FIG. 5 have the same scale.
As shown in FIG. 4, in the case of this embodiment in which the gas in the
さらに、実施例の被処理物の温度(図4中、太線で示す)からも分かるように、この実施例の乾燥領域は、比較例の乾燥領域よりも短く(例えば、入口からの距離が1mの位置から3~4mまでの領域)なっている。言い換えれば、実施例では、被処理物の乾燥が短時間で完了し、乾燥後に温度上昇し始める位置が比較例より上流端12uに近い位置になっている。つまり、ロータリーキルン12の長さは一定であるため、乾燥領域の割合が低くなることで、相対的にガス化を行うガス化領域が拡大されている。図2の比較例では、4.2m~15mの範囲がガス化領域になっているが、図5の実施例では、3.2m~15mの範囲がガス化領域となっており、拡大していることが分かる。
そして、比較例と同様に、この実施例でも乾燥領域を脱したあと被処理物の温度上昇が開始されるが、実施例における被処理物の温度の上昇率は、比較例の温度上昇率よりも高くなっており、被処理物の温度がより短い距離でピーク温度に達していることが分かる。
Furthermore, as can be seen from the temperature of the object to be processed in the example (indicated by the thick line in FIG. 4), the drying area in this example is shorter than the drying area in the comparative example (for example, the distance from the inlet is 1
As in the comparative example, the temperature of the object to be treated starts to rise after exiting the drying zone in this example as well. It can be seen that the temperature of the object to be processed reaches the peak temperature at a shorter distance.
図5に示すように、実施例の水分の質量流量(図5中、太線で示す)は、上流端12u(入口)から同一距離における比較例の水分の質量流量と比較して早期に低下している。つまり、実施例の乾燥領域は、比較例の乾燥領域よりも短くなるため、可燃分の質量流量(図5中、細線で示す)の低下開始が早まっている。そして、実施例では、比較例よりも可燃分の質量流量の低下率も高まっている。この実施例で下流端12dまで残った可燃分(言い換えれば、残渣)は、約10%となった。
As shown in FIG. 5, the water mass flow rate of the example (indicated by the thick line in FIG. 5) drops earlier than the water mass flow rate of the comparative example at the same distance from the
(作用効果)
上記第一実施形態では、最上流側のガス化設備本体であるロータリーキルン12の下流端12dよりも上流側Dtuから内側空間12iの気体を吸引している。
これにより、ロータリーキルン12に投入された被処理物を下流側Dtdへ移動させつつガス化する際に、下流側Dtdの火炎を上流側Dtuに誘導し、引き込むことができる。そのため、火炎の輻射熱による熱流束のピークをより上流側Dtuへ移動させることができる。また、下流側Dtdの高温の気体をより上流側Dtuへ引き込む強制対流が生じるため、輻射熱と共に被処理物の乾燥及び温度上昇を促進することができる。
したがって、高含水の被処理物をガス化する場合であっても、乾燥領域の拡大を抑制して、ロータリーキルン12のガス化領域を十分に確保することが可能となる。
(Effect)
In the above-described first embodiment, the gas in the
As a result, when the material to be processed put into the
Therefore, even in the case of gasifying an object to be treated with a high water content, it is possible to sufficiently secure the gasification region of the
上記第一実施形態では、吸引部21が流量調整部29を備えている。
これにより、被処理物の含水量や被処理物のカロリーに応じて、吸引する気体の流量を調整することができる。
したがって、ロータリーキルン12の内側空間12iに投入された被処理物の温度が上昇し過ぎることを抑制でき、その結果、ロータリーキルン12への熱的負荷を軽減することができる。
また、ロータリーキルン12から出る残渣を減少させることができるため、ストーカ炉13で残渣を焼却する際に、燃え残りが発生することを抑制することができる。
In the first embodiment described above, the
Thereby, the flow rate of the sucked gas can be adjusted according to the water content of the object to be processed and the calorie of the object to be processed.
Therefore, it is possible to prevent the temperature of the object to be processed that is put into the
Moreover, since the residue coming out of the
上記第一実施形態では、更に、吸引部21によって吸引された気体を再燃室15に流入させている。
これにより、吸引された気体に含まれる燃焼ガスを、再燃室15で燃焼させることができる。ここで、吸引部21によって吸引される気体は、ロータリーキルン12の下流側Dtdの火炎を引き込む際にストーカ炉13の上方の空間から内側空間12iへ流入する気体である。この吸引部21から吸引される気体は、ストーカ炉13の火格子下から吹き込まれた一次空気が、ストーカ炉13およびロータリーキルン12内の可燃物から揮発した可燃性ガスと高温で接触した際に部分燃焼した後のものであり、空気中の酸素濃度よりも酸素濃度の低い、いわゆる低酸素濃度ガスとなっている。そのため、吸引部21により吸引された酸素濃度の低い気体が、再燃室15で還元燃焼されることとなる。この再燃室15では、ストーカ炉13による残渣の焼却処理により生じた燃焼ガスも燃焼されるため、ストーカ炉13で生じた窒素酸化物を還元することが可能となる。
In the above-described first embodiment, the gas sucked by the
As a result, the combustion gas contained in the sucked gas can be burned in the
ここで、ロータリーキルン12の下流端12dから内側空間12iに流入する気体は、900℃程度の高温ガスであり、酸素も多く含まれている。このように酸素が多く含まれている理由は、ロータリーキルン12の下流端12dから内側空間12iに流入する気体に、ストーカ炉13の火格子から吹き込んだ空気(酸素)が多く含まれているためである。そのため、当該気体が、内側空間12iを上流側Dtuへ向かって流れる際に、酸素が残っている間は、燃焼を促進する効果がある。その一方で、ロータリーキルン12の上流端12uに向かう途中で酸素を消費した後は、燃焼が止まるものの、高温ガスであるため処理物を加熱する効果がある。また、本実施形態では、ロータリーキルン12の下流端12d付近からロータリーキルン12の上流端12uに向かう気体の流れが、下流端12d付近の炎や内側空間12iの被処理物に着火している炎を上流側Dtuに誘導して、上流端12u付近の被処理物を加熱して、被処理物に含まれる水分の蒸発を促進させることができる。
Here, the gas flowing into the
さらに、上記第一実施形態では、ロータリーキルン12に対して排ガス再循環部20と吸引部21との両方を設けている。これにより、供給ホッパ10に投入される被処理物の性状が、プラスチックを多く含むいわゆるプラリッチの場合には、排ガス再循環部20を主体に運用する一方で、被処理物の性状が高含水率汚泥の場合には、吸引部21を主体にして運用することができる。したがって、同一のロータリーキルン12で対応できる被処理物の性状範囲を拡大することが可能になる。
Furthermore, in the above-described first embodiment, both the exhaust
また、吸引部21により吸引することで、キルン本体27の内側空間12iに、下流端12dから上流端12uに向かうガス流が生じるので、被処理物から立ち上がっている火炎が上流側Dtuに傾く。その結果、この火炎から、上流側Dtuに位置する被処理物への輻射伝熱量を増大させて、被処理物の温度を上昇させることができる。また、被処理物の温度を上昇させることで、内側空間12iにおいて被処理物の火炎の着火位置を上流側Dtuに移動させることができるため、被処理物への輻射伝熱量を更に増大させることができる。
In addition, the gas flow from the
さらに、上記第一実施形態では、キルン本体27の外周側の下流側Dtdから上流側Dtuに向けて熱媒を流してキルン本体27を加熱するような場合と比較して、内側空間12iの気体を吸引していることで、内側空間12iに下流側Dtdの火炎を引き込んで、この引き込まれた火炎の輻射熱により被処理物を直接的に温度上昇させることができるため、効率よく乾燥領域を縮小させることができる。
Furthermore, in the first embodiment described above, compared to the case where the
〈第二実施形態〉
次に、本開示の第二実施形態における焼却処理設備を図面に基づき説明する。この第二実施形態は、内側空間12iの状態を監視して流量調整部を制御する点でのみ第一実施形態と異なる。そのため、この第二実施形態の説明では、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複する説明を省略する。
<Second embodiment>
Next, the incineration facility in the second embodiment of the present disclosure will be described based on the drawings. This second embodiment differs from the first embodiment only in that the state of the
図6は、本開示の第二実施形態における図1に相当する図である。
図6に示すように、この第二実施形態の焼却処理設備101は、供給ホッパ10と、投入装置11と、ロータリーキルン12と、ストーカ炉13と、灰冷却槽14と、再燃室15と、ボイラ16と、排ガス処理装置17と、ファンネル18と、空気供給装置19と、排ガス再循環部20と、吸引部121と、監視装置41と、制御装置42と、を備えている。なお、第一実施形態と同様に排ガス再循環部20は省略してもよい。
FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 1 in the second embodiment of the present disclosure.
As shown in FIG. 6, the
(監視装置)
監視装置41は、キルン本体27の内側空間12iの状態を監視する。この第二実施形態の監視装置41は、検出端としてカメラ43を備えている。このカメラ43は、キルン本体27の内側空間12iの内部を撮影して、撮影画像の情報を、制御装置42へ向けて出力する。カメラ43としては、可視カメラを用いることができる。なお、図6では投入装置11に、図7ではロータリーキルン12の上流端12u付近に設置したカメラ43を模式的に示すと共にカメラ43の概略配置を示している。これらは被処理物の搬送に影響を与えない部分にそれぞれ配置されている。例えば、図7では、ロータリーキルン12の上流端12u付近の回転しない固定部分に窓用のフランジを設けて、この窓用のフランジを覗く位置にカメラ43を固定してもよい。
(monitoring device)
A
図7は、本開示の第二実施形態におけるカメラ配置とその視野角との一例を示す図である。
図6、図7に模式的に示すように、この第二実施形態のカメラ43は、搬送方向Dtにおけるキルン本体27の上流端12uの位置に設置され、キルン本体27の上流端12uから下流端12dに向かって撮影している。この第二実施形態では、カメラ43の視野角θが30°程度の場合を示している。このカメラ43は、被処理物の充填レベル(言い換えれば、被処理物の上限位置)よりも鉛直上方に配置されている。本実施形態のロータリーキルン12の入口部には、被処理物をロータリーキルン12に投入する投入装置11の投入口が臨んでいる。この投入装置11の投入口では、被処理物が投入口の上端の位置まで堆積する場合がある。そのため、この第二実施形態のカメラ43は、ロータリーキルン12の入口部のうち、投入装置11の投入口の上端位置よりも鉛直上方に設置されている。なお、この第二実施形態の投入装置11は、プッシャ26を備えているため、カメラ43は、プッシャ26の上端部より上方に配置されていれば良い。さらに、この第二実施形態のカメラ43は、下流側Dtdの斜め下方を向いて設置されている。このようにカメラ43を設置することで、視野角θが30°程度であっても、搬送方向Dtに広がる被処理物を、より広い範囲で撮影することが可能となる。
FIG. 7 is a diagram showing an example of camera arrangement and its viewing angle in the second embodiment of the present disclosure.
As schematically shown in FIGS. 6 and 7, the
この第二実施形態のカメラ43は、キルン本体27を回転軸方向に4分割にした場合に、上流端12uから1/4の位置から3/4の位置の範囲を撮影可能とされている。内側空間12iに充填された被処理物は、下流側Dtdに向かうほどガス化されるため、被処理物(固体)の充填レベルは低下する。なお、図6では、投入装置11にカメラ43を配置する例を示しているが、図示都合上、カメラ43の位置を、実際の設置位置(ロータリーキルン12の上流端12u付近)よりも上流側Dtuとしている。
When the
(制御装置)
図8は、本開示の第二実施形態における、制御装置の概略構成を示すブロック図である。
図6、図8に示すように、制御装置42は、監視装置41の監視結果に基づいていわゆる操作端である流量調整部29を制御する。より具体的には、制御装置42は、カメラ43の撮影画像に基づいてキルン本体27内の火炎の位置を求めて、この火炎の位置に基づいて流量調整部29を制御する。すなわち、制御装置42は、火炎の位置に基づいて、流量調整部29によって吸引する気体の流量を制御する。もちろん、火炎の位置以外に他の物理量、例えば、被処理物量、燃焼温度等と共に流量調整部29によって吸引する気体の流量を制御することもその必要性に応じて自由に行うことができる。
(Control device)
FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of a control device according to the second embodiment of the present disclosure;
As shown in FIGS. 6 and 8, the
(ハードウェア構成)
図8に示すように、第二実施形態の制御装置42は、CPU53(Central Processing Unit)、ROM54(Read Only Memory)、RAM55(Random Access Memory)、HDD56(Hard Disk Drive)、信号送受信モジュール47等を備えた、いわゆるPC(personal computer)等のコンピュータである。
(Hardware configuration)
As shown in FIG. 8, the
(機能ブロック)
図9は、本開示の第二実施形態における、制御装置の機能ブロック図である。
図9に示すように、制御装置42のCPU53は、予めROM54やHDD56等の記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、信号入力部57、火炎位置判定部58、吸引量算出部59、出力部60の各機能構成を実現する。
信号入力部57は、信号送受信モジュール47に入力されたカメラ43の撮影画像の情報を、所定周期で受信する。
(function block)
FIG. 9 is a functional block diagram of a control device in the second embodiment of the present disclosure;
As shown in FIG. 9, the
The
火炎位置判定部58は、信号入力部57により受信した撮影画像に基づいて、キルン本体27内の火炎の位置を求める。具体的には、カメラ43の撮影画像を画像解析することにより、被処理物の搬送方向Dtにおける火炎の位置を求める。ここで、火炎の位置とは、内側空間12iに生じている火炎の搬送方向Dtで最も上流側Dtuの位置を意味している。さらに、火炎の位置は、下流端12dに近い被処理物の燃焼しているエリアと、この燃焼しているエリアの上流側Dtuに隣接する燃焼していないエリアとの境界位置と言い換えることもできる。この搬送方向Dtにおける火炎の位置は、乾燥領域の大きさと相関がある。すなわち、火炎の位置が下流端12dに近いほど乾燥領域が大きくなる可能性が有る一方で、火炎の位置が上流端12uに近いほど乾燥領域は小さくなる。
The flame
吸引量算出部59は、火炎位置判定部58により求められた火炎の位置に基づいて、流量調整部29によって吸引する気体流量(体積流量)を求める。より具体的には、吸引量算出部59は、所定の火炎位置の基準範囲よりも下流側Dtdに火炎があると判定された場合、流量調整部29によって吸引する気体流量を増加させる一方で、上記基準範囲よりも上流側Dtuに火炎があると判定された場合、流量調整部29によって吸引する気体の流量を減少させる。ここで、流量調整部29によって吸引する気体の流量は、火炎の位置と相関があり、シミュレーションや実験により求めることができる。この第二実施形態の吸引量算出部59は、上記吸引する気体の流量を、ROM54等に予め記憶された火炎位置と気体流量とのテーブル、マップ、数式等を用いて求めている。
The suction
出力部60は、信号送受信モジュール47を介して、吸引量算出部59によって求められた流量で気体を吸引するべく、吸引部121の吸引ファン130に向けて制御信号を出力する。なお、吸引ファン130により吸引された気体の流量を検出する流量センサー(図示せず)を設けて、出力部60が、流量センサーの検出結果に基づいて吸引ファン130をフィードバック制御するようにてしてもよい。もちろん、他の物理量、被処理物量、燃焼温度等と共に流量調整部29によって吸引する気体の流量を制御することもその必要性に応じて自由に行うことができる。
The
(作用効果)
上記第二実施形態の焼却処理設備101によれば、ロータリーキルン12のキルン本体27内の火炎の位置に応じて、吸引部121によって吸引する気体の流量を自動的に調整することができる。
したがって、作業者が手動で、吸引する気体の流量を調整する必要が無いため、キルン本体27の下流端12dにおける被処理物のガス化率を向上しつつ作業者の負担を軽減することができる。
(Effect)
According to the
Therefore, it is not necessary for the operator to manually adjust the flow rate of the sucked gas, so that the burden on the operator can be reduced while improving the gasification rate of the material to be processed at the
さらに、カメラ43の撮影画像に基づいて火炎の位置を求めているため、ロータリーキルン12内に火炎の位置を検出する複数のセンサーを並べて設けるような場合と比較して、部品点数が増加することを抑制できる。
また、カメラ43が可視カメラであるため、高価なカメラを必要とせず、コストの増加を抑制することができる。
カメラの撮影画像から炉内の監視が可能であるため、被処理物のキルン内での占有体積や火炎の高さが急激に変化した際に、異常な運転状態として検知可能である。
Furthermore, since the position of the flame is obtained based on the image captured by the
Moreover, since the
Since it is possible to monitor the inside of the kiln from the image captured by the camera, it is possible to detect an abnormal operating state when the occupied volume of the material to be processed in the kiln or the height of the flame changes suddenly.
〈第三実施形態〉
次に、本開示の第三実施形態における焼却処理設備を図面に基づき説明する。この第三実施形態は、監視装置が吸引部によって吸引した気体の状態量を検出している点でのみ第二実施形態と異なる。そのため、この第三実施形態の説明では、図8を援用し、第二実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複する説明を省略する。
<Third embodiment>
Next, the incineration facility in the third embodiment of the present disclosure will be described based on the drawings. This third embodiment differs from the second embodiment only in that the monitoring device detects the state quantity of the gas sucked by the suction unit. Therefore, in the description of the third embodiment, FIG. 8 is used, the same parts as in the second embodiment are given the same reference numerals, and duplicate descriptions are omitted.
図10は、本開示の第三実施形態における図1に相当する図である。
図10に示すように、この第三実施形態の焼却処理設備201は、供給ホッパ10と、投入装置11と、ロータリーキルン12と、ストーカ炉13と、灰冷却槽14と、再燃室15と、ボイラ16と、排ガス処理装置17と、ファンネル18と、空気供給装置19と、排ガス再循環部20と、吸引部221と、監視装置241と、制御装置242と、を備えている。なお、第一、第二実施形態と同様に排ガス再循環部20は省略してもよい。
FIG. 10 is a diagram corresponding to FIG. 1 in the third embodiment of the present disclosure.
As shown in FIG. 10, the
監視装置241は、キルン本体27の内側空間12iの状態を監視する。この第三実施形態の監視装置241は、検出端として吸引部221によって吸引した気体の状態を検出する検出装置44を備えている。この検出装置44は、キルン本体27の内側空間12iから吸引した気体の温度、湿度、酸素濃度、一酸化炭素濃度(CO)及び二酸化炭素濃度(CO2)のうち少なくとも一つを検出する。検出装置44は、上記検出による検出結果の情報を、制御装置242へ向けて出力する。なお、検出装置44は、一つに限られない。例えば、複数の検出装置44として、温度を検出する検出装置、湿度を検出する検出装置、酸素濃度を検出する検出装置、一酸化炭素濃度及び二酸化炭素濃度を検出する検出装置を、それぞれ個別に設けてもよい。
A monitoring device 241 monitors the state of the
(ハードウェア構成)
第三実施形態の制御装置242のハードウェア構成は、第二実施形態の制御装置42と同様(図8参照)であるため、詳細説明を省略する。
(Hardware configuration)
Since the hardware configuration of the
(機能ブロック)
図11は、本開示の第三実施形態における制御装置の機能ブロック図である。
図11に示すように、制御装置242のCPU53は、予めROM54やHDD56等の記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、信号入力部257、火炎位置判定部258、吸引量算出部259、出力部260の各機能構成を実現する。
信号入力部257は、信号送受信モジュール47に入力された検出装置44の検出結果の情報を、所定周期で受信する。
(function block)
FIG. 11 is a functional block diagram of a control device according to the third embodiment of the present disclosure;
As shown in FIG. 11, the
The
火炎位置判定部258は、信号入力部57により受信した検出装置44の検出結果に基づいて、キルン本体27内の火炎の位置を求める。火炎位置判定部258は、温度、湿度、酸素濃度の少なくとも一つと、火炎の位置とのテーブル、マップ、数式等を用いて被処理物の搬送方向Dtにおける火炎の位置を求める。これらテーブル、マップ、数式は、シミュレーションや実験等で求めることができ、予めROM54やHDD56等の記憶装置に記憶されている。
The flame
例えば、検出装置44が温度を検出している場合、吸引部221で吸引した気体の温度は、火炎の位置が上流端12uに近いほど高くなり、下流端12dに近いほど低くなる。また例えば、検出装置44が湿度を検出している場合、吸引部221で吸引した気体の湿度は、火炎の位置が下流端12dに近いほど高くなり、上流端12uに近いほど低くなる。さらに、検出装置44が酸素濃度を検出している場合、吸引部221で吸引した気体の酸素濃度は、火炎の位置が上流端12uに近いほど高くなり、下流端12dに近いほど低くなる。一酸化炭素濃度(CO)及び二酸化炭素濃度(CO2)は、火炎の位置が上流端12uに近いほど高くなり、下流端12dに近いほど低くなる。なお、温度と、湿度と、酸素濃度と一酸化炭素濃度(CO)と、二酸化炭素濃度(CO2)との少なくとも一つを検出装置44で検出する場合について説明したが、温度と、湿度と、酸素濃度と、一酸化炭素濃度(CO)と、二酸化炭素濃度(CO2)とのうちの一つよりも二つ、二つよりも三つというように検出項目が増えるほど、火炎の位置の検出精度は高まる。
For example, when the
吸引量算出部259は、上述した第二実施形態と同様であり、火炎位置判定部258により求められた火炎の位置に基づいて、流量調整部29によって吸引する気体流量(体積流量)を求める。この第二実施形態の吸引量算出部259は、上記吸引する気体の流量を、ROM54等に予め記憶された火炎位置と気体流量とのテーブル、マップ、数式等を用いて求めている。
The
出力部260も第二実施形態と同様の構成である。出力部260は、信号送受信モジュール47を介して、吸引量算出部259によって求められた流量で気体を吸引するべく、吸引部221の吸引ファン230に向けて制御信号を出力する。
The
(作用効果)
上記第三実施形態の焼却処理設備101によれば、第二実施形態のようにカメラを用いずに、ロータリーキルン12のキルン本体27内の火炎の位置に応じて、吸引部221によって吸引する気体の流量を自動的に調整することができる。
したがって、作業者が手動で吸引する気体の流量を調整する必要が無いため、キルン本体27の下流端12dにおける被処理物のガス化率を向上しつつ作業者の負担を軽減することができる。
(Effect)
According to the
Therefore, since the operator does not need to manually adjust the flow rate of the sucked gas, it is possible to improve the gasification rate of the material to be processed at the
〈各実施形態の第一変形例〉
図12は、本開示の各実施形態の第一変形例における図1に相当する図である。
上記第一実施形態から第三実施形態では、ロータリーキルン12とストーカ炉13とによって被処理物のガス化が行われる場合について説明し、ロータリーキルン12のキルン本体27が最上流側のガス化設備本体である場合を例示した。すなわち、上記第一から第三実施形態では、吸引部21によって気体を吸引することでロータリーキルン12の乾燥領域を縮小させる場合について例示した。しかし、ロータリーキルン12のキルン本体27が最上流側のガス化設備本体である場合に限られない。例えば、本開示の吸引部は、ロータリーキルン12を備えていない焼却処理設備にも適用できる。
<First modification of each embodiment>
FIG. 12 is a diagram corresponding to FIG. 1 in the first modified example of each embodiment of the present disclosure.
In the above-described first to third embodiments, the case where the material to be processed is gasified by the
図12に示すように、この第一変形例における焼却処理設備301の吸引部321は、ストーカ炉13の下流端13dよりも上流側Dtuからストーカ炉13の内側空間13iの気体を吸引する。この各実施形態の変形例の吸引部321は、ストーカ炉13の外部へ導いた気体を、ストーカ炉13の上方に配置された再燃室15の内側空間15iへ供給している。ストーカ炉13には、投入装置11により押圧された被処理物が投入される。このようにストーカ炉13に投入された被処理物は、ガス化が進むにつれて下流側Dtdへ移動する。
As shown in FIG. 12, the
ストーカ炉13に投入された被処理物は、上流端13uに近い範囲に乾燥領域を形成し、この乾燥領域の下流側Dtdにガス化領域を形成する。そして、上述した各実施形態と同様に、吸引部321によって吸引する気体の流量を増減することで、所定のガス化率が得られるようになっている。
The object to be processed introduced into the
(作用効果)
この第一変形例によれば、吸引部321が、ストーカ炉13の下流端13dよりも上流側Dtuからストーカ炉13の内側空間13iの気体を吸引しているため、例えば、ストーカ炉13のおき燃焼部の気体を下流側Dtdから抜き出して再燃室15に供給するような構成とは異なり、ストーカ炉13の下流側Dtdの火炎を上流側Dtuへ引き込むことができるため、ストーカ炉13の上流端13uに近い範囲に形成される乾燥領域を縮小することができる。
(Effect)
According to this first modification, the
なお、上述した焼却処理設備301では、ストーカ炉13を一例にして説明したが、被処理物を上流側から下流側へ向けて搬送しながらガス化する設備であれば、ストーカ炉13に限られない。また、第一から第三実施形態では、ロータリーキルン12とストーカ炉13とを備える場合について説明したが、ロータリーキルン12のみを備え、ストーカ炉13を備えていない焼却処理設備であってもよい。この場合、ロータリーキルン12の下流端12dは、再燃室15の内側空間15iにのみ連通させればよい。
Although the
〈各実施形態の第二変形例〉
図13は、本開示の各実施形態の第二変形例における図1に相当する図である。
上述した各実施形態では、吸引ファン30,130によって内側空間12iの気体を吸引すると共に、気体の流量を調整する場合について説明した。しかし、この構成に限られない。再燃室15の内側空間15iの圧力は、ロータリーキルン12の内側空間12iよりも低いため、例えば、これらの差圧により内側空間12iの気体を再燃室15へ供給できる場合には、第一実施形態の吸引ファン30を省略して流量調整部を設けず、吸引配管28のみで吸引を行ったり(図示せず)、図13に示すように、第一実施形態の吸引ファン30を、吸引配管28の流路断面積を調整可能な流量調整部29としての可変ダンパ48に置き換えたりしてもよい。なお、可変ダンパ48の構成は、第二、第三実施形態にも適用可能であり、この場合、第二実施形態の吸引ファン130及び第三実施形態の吸引ファン230を可変ダンパ48に置き換えて、制御装置42,242により可変ダンパ48の開度を制御して、吸引される気体の流量を調整すればよい。
<Second modification of each embodiment>
FIG. 13 is a diagram corresponding to FIG. 1 in a second modified example of each embodiment of the present disclosure.
In each of the above-described embodiments, the case where the gas in the
〈他の実施形態〉
以上、図面を参照して各実施形態及び変形例について説明したが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
上記第一実施形態では、吸引部21により吸引される気体の流量を増減させることのみにより火炎の位置を上流側Dtu及び下流側Dtdへ移動させる場合について説明した。しかし、上記構成に限られず、例えば、吸引部21により吸引される気体の流量を増減させると共に、投入される被処理物の量を増減させたり、ストーカ炉13へ供給される空気量を増減させたりしてもよい。例えば、投入される被処理物の量を増加させた場合、乾燥領域への水分供給量が増大するため、被処理物の温度は上昇しにくくなり、火炎の位置を下流側Dtdへ移動させることができる。一方で、ストーカ炉13へ供給される空気量を増加させると、キルン本体27の内側空間12iの被処理物から発生した可燃性ガスとの部分燃焼熱量が増大するため、内側空間12iの高温領域を増大させて乾燥領域を縮小させて、火炎の位置を上流側Dtuへ移動させることができる。
<Other embodiments>
Although the embodiments and modifications have been described above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the above, and various design changes and the like can be made.
In the first embodiment described above, the case where the position of the flame is moved to the upstream side Dtu and the downstream side Dtd only by increasing or decreasing the flow rate of the gas sucked by the
上述した第二実施形態では、可視カメラを用いて火炎の位置を求める場合について説明した。しかし、カメラ43は可視カメラに限られない。例えば、赤外線カメラやサーモビュアー等を用いてもよい。例えば、カメラ43によって煤塵を含むガスを透過する必要が出た場合には、可視光よりも波長の長い、赤外カメラを用いることが有効である。
In the second embodiment described above, the case where the position of the flame is obtained using the visible camera has been described. However,
上記第二実施形態及び第三実施形態では、制御装置42が、プログラムを実行することによりソフトウェア的に信号入力部57、火炎位置判定部58、吸引量算出部59、出力部60の各機能構成を実現する場合について説明した。しかし、これら信号入力部57、火炎位置判定部58、吸引量算出部59、出力部60の各機能構成をハードウェアにより実現するようにしてもよい。
In the above-described second and third embodiments, the
例えば、上述した各実施形態では、吸引部21,121,221が、吸引した気体を再燃室15に供給する場合について説明した。しかし、この構成に限られない。例えば、吸引した気体を再燃室15以外で燃焼させたり、燃焼させずに除害処理したりしてもよい。
For example, in each of the above-described embodiments, the case where the
〈付記〉
実施形態に記載のガス化設備、焼却処理設備、及び、ガス化方法の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
<Appendix>
Some or all of the gasification equipment, the incineration equipment, and the gasification method described in the embodiments can also be described in the following supplementary notes, but are not limited to the following.
(1)第1の態様に係るガス化設備は、上流側から投入された被処理物を下流側へ移動させつつガス化する、少なくとも一つのガス化設備本体12,13と、前記被処理物の搬送される搬送方向における最上流側に位置する前記ガス化設備本体12,13の下流端12dよりも上流側Dtuから前記ガス化設備本体12,13の内側空間12i,13iの気体を吸引する吸引部21,121,221,321と、を備える。
ガス化設備本体としては、ロータリーキルン、ストーカ炉が挙げられる。
例えば、搬送方向Dtの上流側から順にロータリーキルンとストーカ炉とが直列に並んで設置されている場合には、ロータリーキルンが、最上流側に位置するガス化設備本体となる。また、搬送方向Dtの上流側から順にロータリーキルンが複数並んで設置されている場合には、最上流側に位置するロータリーキルンが、最上流側に位置するガス化設備本体となる。さらに、ロータリーキルンが一つだけ設置されている場合は、このロータリーキルンが、最上流側に位置するガス化設備本体となり、ストーカ炉が一つだけ設置されている場合は、このストーカ炉が最上流側に位置するガス化設備本体となる。
このように構成することで、ガス化設備本体12,13に投入された被処理物を下流側Dtdへ移動させつつガス化する際に、下流側Dtdの火炎を上流側Dtuに引き込むことができる。そのため、火炎の輻射熱による熱流束のピークをより上流側Dtuへ移動させることができる。また、下流側Dtdの高温の気体をより上流側Dtuへ引き込む強制対流が生じるため、輻射熱と共に被処理物の乾燥及び温度上昇を促進することができる。
さらに、ガス化設備本体内処理物の着火位置を上流側に移動させることができる。
したがって、高含水の被処理物をガス化する場合であっても、乾燥領域の拡大を抑制して、ガス化設備本体12,13のガス化領域を十分に確保することが可能となる。
(1) The gasification equipment according to the first aspect includes at least one gasification equipment
A rotary kiln and a stoker furnace can be mentioned as the main body of the gasification equipment.
For example, when a rotary kiln and a stoker furnace are installed in series from the upstream side in the transport direction Dt, the rotary kiln is the gasification equipment main body located on the most upstream side. In addition, when a plurality of rotary kilns are installed in order from the upstream side in the transport direction Dt, the rotary kiln located on the most upstream side is the gasification facility main body located on the most upstream side. Furthermore, when only one rotary kiln is installed, this rotary kiln becomes the main body of gasification equipment located on the most upstream side, and when only one stoker furnace is installed, this stoker furnace is located on the most upstream side. It will be the main body of the gasification facility located in
By configuring in this way, when the material to be processed that has been put into the gasification equipment
Furthermore, the ignition position of the material to be treated in the main body of the gasification equipment can be moved to the upstream side.
Therefore, even in the case of gasifying an object to be treated with a high water content, it is possible to suppress the expansion of the drying area and sufficiently secure the gasification area of the
(2)第2の態様に係るガス化設備は、(1)のガス化設備であって、前記吸引部21,121,221は、前記内側空間12iから吸引する前記気体の流量を調整可能な流量調整部29を備える。
流量調整部の例としては、吸引ファン、可変ダンパが挙げられる。
このように構成することで、被処理物の含水量や被処理物のカロリーに応じて、吸引する気体の流量を調整することができる。
したがって、被処理物の温度が上昇し過ぎることを抑制でき、その結果、ガス化設備12,13への熱的負荷を軽減することができる。
(2) The gasification facility according to the second aspect is the gasification facility of (1), wherein the
A suction fan and a variable damper are examples of the flow rate adjusting unit.
By configuring in this way, the flow rate of the sucked gas can be adjusted according to the water content of the object to be treated and the calorie of the object to be treated.
Therefore, it is possible to prevent the temperature of the object to be processed from rising too much, and as a result, the thermal load on the
(3)第3の態様に係るガス化設備は、(2)のガス化設備であって、前記ガス化設備本体12の内部の状態を監視する監視装置41,241と、前記監視装置41,241の監視結果に基づいて前記流量調整部29を制御する制御装置42,242と、を備える。
このように構成することで、作業者が手動で、吸引する気体の流量を調整する必要が無いため、ガス化設備本体12の下流端12dにおける被処理物のガス化率を向上しつつ作業者の負担を軽減することができる。
(3) The gasification facility according to the third aspect is the gasification facility of (2), comprising
With this configuration, it is not necessary for the operator to manually adjust the flow rate of the sucked gas. can reduce the burden on
(4)第4の態様に係るガス化設備は、(3)のガス化設備であって、前記監視装置41として前記ガス化設備本体12の内部を撮影するカメラ43を備え、前記制御装置42は、前記カメラ43の撮影画像に基づいて前記ガス化設備本体12内の火炎の位置を求め、前記火炎の位置に基づいて前記流量調整部29の制御を行う。
このように構成することで、カメラ43の撮影画像に基づいて火炎の位置を求めることができるため、火炎の位置を検出する複数のセンサーをガス化設備本体12内に並べて設ける場合と比較して、部品点数が増加することを抑制できる。
(4) The gasification facility according to the fourth aspect is the gasification facility of (3), comprising a
By configuring in this way, the position of the flame can be obtained based on the image captured by the
(5)第5の態様に係るガス化設備は、(3)又は(4)のガス化設備であって、前記監視装置241として前記吸引部221によって吸引した前記気体の温度、湿度、及び酸素濃度、一酸化炭素濃度及び二酸化炭素濃度のうち少なくとも一つを検出する検出装置44を備え、前記制御装置242は、前記検出装置44の検出結果に基づいて前記ガス化設備本体12内の火炎の位置を求め、前記火炎の位置に基づいて前記流量調整部29の制御を行う。
このように構成することで、例えば、カメラ43を設置するスペースが確保できない場合であっても、検出装置44の検出結果に基づいて火炎の位置を求めることができる。
(5) The gasification facility according to the fifth aspect is the gasification facility of (3) or (4), wherein the temperature, humidity, and oxygen of the gas sucked by the
By configuring in this way, for example, even if the space for installing the
(6)第6の態様に係る焼却処理設備1,101,201,301は、(1)から(5)の何れか一つのガス化設備と、前記ガス化設備本体12,13のガス化処理によって生じた燃焼ガスを燃焼させる再燃室15と、を備える。
このように構成することで、ガス化設備本体12,13によって生じた燃焼ガスを再燃室15で焼却処理することができる。
(6) The
By configuring in this way, the combustion gas generated by the
(7)第7の態様に係る焼却処理設備1,101,201,301は、(6)の焼却処理設備1,101,201,301であって、前記吸引部21,121,221は、吸引した前記気体を前記再燃室15に流入させる。
このように構成することで、吸引部21,121,221によって吸引された気体に含まれる燃焼ガスを、再燃室15で燃焼させることができる。また、吸引部21,121,221によって吸引される気体は、酸素濃度が低いため、再燃室15で還元燃焼させることができる。したがって、再燃室15の内側空間15iで、例えば窒素酸化物を還元することが可能となる。
(7) The
With this configuration, the combustion gas contained in the gas sucked by the
(8)第8の態様に係る焼却処理設備1,101,201,301は、(2)から(5)の何れか一つのガス化設備と、前記ガス化設備本体12,13のガス化処理によって生じた燃焼ガスを燃焼させる再燃室15と、を備え、前記吸引部21,121,221は、前記再燃室15の前記内側空間15iと前記ガス化設備本体12の前記内側空間12iとを連通させる吸引配管28と、前記流量調整部29として前記吸引配管28に設けられ、前記ガス化設備本体12から前記再燃室15へ向かう前記気体の流量を調整可能な吸引ファン30,130と、を備える。
このように構成することで、吸引ファン30,130によって再燃室15へ向かう気体の流量を容易に調整することができる。
(8) The
By configuring in this manner, the flow rate of gas directed to the
(9)第9の態様に係る焼却処理設備1,101,201は、(2)から(5)の何れか一つのガス化設備と、前記ガス化設備本体12のガス化処理によって生じた燃焼ガスを燃焼させる再燃室15と、を備え、前記吸引部221は、前記再燃室15の前記内側空間15iと前記ガス化設備本体12の前記内側空間12iとの差圧によって前記ガス化設備本体12の前記内側空間12iの前記気体を前記再燃室15へ導く吸引配管28と、前記流量調整部29として前記吸引配管28に設けられ、前記ガス化設備本体12から前記再燃室15へ向かう前記気体の流量を調整可能な可変ダンパ48と、を備える。
このように構成することで、可変ダンパ48によって再燃室15へ向かう気体の流量を容易に調整することができる。
(9) The
With this configuration, the
(10)第10の態様に係るガス化方法は、少なくとも一つのガス化設備本体12,13を備えたガス化設備により、上流側Dtuから投入された被処理物を下流側Dtdへ移動させつつガス化するガス化方法であって、最上流側の前記ガス化設備本体12,13の下流端12dよりも上流側Dtuから前記ガス化設備本体12,13の内側空間12i,13iの気体を吸引する。
このようにすることで、下流側Dtdの火炎を上流側Dtuに引き込むことができるため、高含水の被処理物をガス化する場合であっても、乾燥領域の拡大を抑制することができる。
(10) In the gasification method according to the tenth aspect, the gasification equipment having at least one gasification equipment
By doing so, the flame on the downstream side Dtd can be drawn into the upstream side Dtu, so even when gasifying the material to be treated with a high water content, it is possible to suppress the expansion of the dry region.
(11)第11の態様に係るガス化方法は、(10)のガス化方法であって、前記ガス化設備本体12,13の内側空間12i,13iの火炎の位置に基づいて前記ガス化設備本体12,13の内側空間12i,13iから吸引される気体の流量を増減させる。
このようにすることで、例えば、高含水の被処理物の場合には、吸引される気体の流量を増加させて乾燥領域が拡大することを抑制できる一方で、被処理物の含水率が低い場合には、吸引される気体の流量を低減して被処理物の温度が上昇し過ぎることを抑制できる。その結果、ガス化率の低下を抑制しつつ、ガス化設備本体12,13への熱的負荷を軽減することができる。
(11) The gasification method according to the eleventh aspect is the gasification method of (10), wherein the gasification equipment is determined based on the positions of the flames in the
By doing so, for example, in the case of an object to be treated with a high water content, the flow rate of the sucked gas can be increased to suppress the expansion of the dry area, while the moisture content of the object to be treated is low. In this case, the temperature of the object to be processed can be prevented from rising excessively by reducing the flow rate of the sucked gas. As a result, it is possible to reduce the thermal load on the
(12)第12の態様に係るガス化方法は、(11)のガス化方法であって、前記ガス化設備本体12の内側空間12iの画像に基づいて前記火炎の位置を求める。
このようにすることで、容易に火炎の位置を求めることができる。
(12) A gasification method according to a twelfth aspect is the gasification method of (11), wherein the position of the flame is obtained based on an image of the
By doing so, the position of the flame can be easily obtained.
(13)第13の態様に係るガス化方法は、(11)のガス化方法であって、前記ガス化設備本体12の内側空間12iから吸引された前記気体の温度、湿度、及び酸素濃度のうち少なくとも一つに基づいて前記火炎の位置を求める。
このようにすることで、容易に火炎の位置を求めることができる。
(13) The gasification method according to the thirteenth aspect is the gasification method of (11), wherein the temperature, humidity, and oxygen concentration of the gas sucked from the
By doing so, the position of the flame can be easily obtained.
1,101,201,301…焼却処理設備 10…供給ホッパ 10a…供給口 11…投入装置 12…ロータリーキルン 12i…内側空間 12u…上流端 12d…下流端 13…ストーカ炉 13i…内側空間 14…灰冷却槽 15…再燃室 16…ボイラ 17…排ガス処理装置 18…ファンネル 19…空気供給装置 20…排ガス再循環部 21,121,221…吸引部 22…ファン 23…EGRファン 25…ダンパ 26…プッシャ 27…キルン本体 28…吸引配管 29…流量調整部 30,130,230…吸引ファン 31…壁部 41,241…監視装置 42,242…制御装置 43…カメラ 44…検出装置 48…可変ダンパ 53…CPU 54…ROM 55…RAM 56…HDD 57,257…信号入力部 58,258…火炎位置判定部 59,259…吸引量算出部 60,260…出力部
Claims (11)
前記被処理物の搬送される搬送方向における最上流側に位置する前記ガス化設備本体の下流端よりも上流側から前記ガス化設備本体の内側空間の気体を吸引する吸引部と、
を備え、
前記吸引部は、
前記内側空間から吸引する前記気体の流量を調整可能な流量調整部を備える
ガス化設備。 at least one main body of gasification equipment that gasifies the material to be treated that is input from the upstream side while moving the material to the downstream side;
a suction unit for sucking the gas in the inner space of the gasification equipment main body from the upstream side of the downstream end of the gasification equipment main body located on the most upstream side in the conveying direction in which the material to be processed is conveyed;
with
The suction unit is
A flow rate adjustment unit capable of adjusting a flow rate of the gas sucked from the inner space is provided.
Gasification facility.
前記監視装置の監視結果に基づいて前記流量調整部を制御する制御装置と、
を備える
請求項1に記載のガス化設備。 a monitoring device for monitoring the internal state of the main body of the gasification equipment;
a control device that controls the flow rate adjustment unit based on the monitoring result of the monitoring device;
The gasification facility of claim 1 , comprising:
前記制御装置は、前記カメラの撮影画像に基づいて前記ガス化設備本体内の火炎の位置を求め、前記火炎の位置に基づいて前記流量調整部の制御を行う
請求項2に記載のガス化設備。 Equipped with a camera for photographing the inside of the main body of the gasification facility as the monitoring device,
3. The gasification facility according to claim 2 , wherein the control device obtains the position of the flame within the main body of the gasification facility based on the image captured by the camera, and controls the flow rate adjustment unit based on the position of the flame. .
前記制御装置は、前記検出装置の検出結果に基づいて前記ガス化設備本体内の火炎の位置を求め、前記火炎の位置に基づいて前記流量調整部の制御を行う
請求項2又は3に記載のガス化設備。 A detection device that detects at least one of the temperature, humidity, oxygen concentration, carbon monoxide concentration, and carbon dioxide concentration of the gas sucked by the suction unit as the monitoring device,
4. The control device according to claim 2 or 3 , wherein the control device obtains the position of the flame in the main body of the gasification facility based on the detection result of the detection device, and controls the flow rate adjustment unit based on the position of the flame. Gasification facility.
前記ガス化設備本体のガス化処理によって生じた燃焼ガスを燃焼させる再燃室と、
を備える焼却処理設備。 The gasification facility according to any one of claims 1 to 4 ;
a reburning chamber for burning the combustion gas generated by the gasification process of the main body of the gasification equipment;
Incineration facility with
請求項5に記載の焼却処理設備。 6. The incineration facility according to claim 5 , wherein the suction unit causes the sucked gas to flow into the reburning chamber.
前記ガス化設備本体のガス化処理によって生じた燃焼ガスを燃焼させる再燃室と、
を備え
前記吸引部は、
前記再燃室の前記内側空間と前記ガス化設備本体の前記内側空間とを連通させる吸引配管と、
前記流量調整部として前記吸引配管に設けられ、前記ガス化設備本体から前記再燃室へ向かう前記気体の流量を調整可能な吸引ファンと、
を備える焼却処理設備。 The gasification facility according to any one of claims 1 to 4 ;
a reburning chamber for burning the combustion gas generated by the gasification process of the main body of the gasification equipment;
The suction unit comprises
a suction pipe that communicates the inner space of the reburning chamber and the inner space of the main body of the gasification equipment;
a suction fan provided in the suction pipe as the flow rate adjusting unit and capable of adjusting the flow rate of the gas from the main body of the gasification equipment to the reburning chamber;
Incineration facility with
前記ガス化設備本体のガス化処理によって生じた燃焼ガスを燃焼させる再燃室と、
を備え
前記吸引部は、
前記再燃室の前記内側空間と前記ガス化設備本体の前記内側空間との差圧によって前記ガス化設備本体の前記内側空間の前記気体を前記再燃室へ導く吸引配管と、
前記流量調整部として前記吸引配管に設けられ、前記ガス化設備本体から前記再燃室へ向かう前記気体の流量を調整可能な可変ダンパと、
を備える焼却処理設備。 The gasification facility according to any one of claims 1 to 4 ;
a reburning chamber for burning the combustion gas generated by the gasification process of the main body of the gasification equipment;
The suction unit comprises
a suction pipe for guiding the gas in the inner space of the main body of the gasification equipment to the reburning chamber by means of a differential pressure between the inner space of the reburning chamber and the inner space of the main body of the gasification equipment;
a variable damper provided in the suction pipe as the flow rate adjusting unit and capable of adjusting the flow rate of the gas flowing from the main body of the gasification equipment to the reburning chamber;
Incineration facility with
最上流側の前記ガス化設備本体の下流端よりも上流側から前記ガス化設備本体の内側空間の気体を吸引するとともに、前記ガス化設備本体の内側空間の火炎の位置に基づいて前記ガス化設備本体の内側空間から吸引される気体の流量を増減させるガス化方法。 A gasification method for gasifying a material to be treated that has been input from the upstream side while moving the material to the downstream side by means of a gasification facility that includes at least one gasification facility main body,
The gas in the inner space of the main body of the gasification equipment is sucked from the upstream side of the downstream end of the main body of the gasification equipment on the most upstream side, and the gasification is performed based on the position of the flame in the inner space of the main body of the gasification equipment. A gasification method that increases or decreases the flow rate of the gas sucked from the inner space of the equipment body .
請求項9に記載のガス化方法。 10. The gasification method according to claim 9 , wherein the position of the flame is determined based on an image of the inner space of the gasification equipment body.
請求項9に記載のガス化方法。 10. The gasification method according to claim 9 , wherein the position of the flame is determined based on at least one of the temperature, humidity, and oxygen concentration of the gas sucked from the inner space of the gasification equipment body.
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