JPH0122536B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は下水汚泥等の廃棄物を焼却するための
多段焼却炉に関するものであり、特に、燃料量を
最低に維持する排ガス循環量の制御が行われるよ
うにした多段焼却炉に関するものである。

（従来の技術とその問題点） 下水汚泥等の廃棄物を焼却する従来の多段焼却
炉としては、理論燃焼空気量の２〜３倍の過剰の
空気を送入して酸化雰囲気下で焼却を行うものが
多かつたが、焼却の為に燃料が多く必要であるこ
と、NOx等の有害物質が生成され易いうえに排
ガス量も多いので、大型の排ガス処理設備を要す
ること、燃焼温度の急激な上昇により耐用年数が
短い等の問題点があつた。

このため、近年では理論燃焼空気量の２倍を越
えない空気を供給しつつ焼却を行なう低空気比燃
焼法と、燃焼排ガスを再度燃焼帯へ循環して排ガ
スの持つ熱量と排ガス中の残存酸素を有効に利用
することによつて燃料量と排ガス量との両方を減
少するとともに燃焼帯温度の制御を行なう排ガス
循環法とが採用されるようになつた。たとえば、
特公昭54−11629号公報に記載される従来の排ガ
ス循環法の多段焼却炉の排ガス循環量の制御方法
について、第３図により説明すると、炉内の燃焼
帯の温度を検出する温度計１１３の検出信号が設
定器１１４を介し燃料制御弁１１６および一次空
気制御弁１１７に伝達されて熱風炉１１１に供給
される燃料量および空気量を制御する。一方、温
度計１１３の検出信号は制御器１２２を介して排
ガス量制御弁１２４に伝達されて燃焼帯または冷
却帯に循環送入される排ガス量を制御する。その
際に燃焼帯の温度が低いときには排ガス循環量を
減少させ、燃焼帯温度が高いときには排ガス循環
量を増加させて過剰熱を吸収して燃焼帯温度を一
定にするような制御を行つているが、下水汚泥等
の廃棄物の性状は一定でないことや乾燥帯から燃
焼帯への移送時間や乾燥帯における乾燥速度が大
幅に変動すること等から燃焼帯温度のみを指標と
した従来の排ガス循環方式の多段焼却炉によつて
は燃焼帯温度を適正温度範囲に維持すると同時に
燃料量を最低に維持してエネルギーを節減するこ
とはできないという問題点があつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記のような問題点を除いてランニン
グコスト中に大きなウエイトを占める燃料の消費
量を低減させるため、燃焼帯に供給される燃料量
を最低にするように排ガス循環量を制御できる多
段焼却炉を目的として完成されたもので、炉内の
温度を検出してその温度に応じて燃焼帯へ供給さ
れる燃料量および空気量を増減する燃焼帯温度制
御装置を備えた多段焼却炉において、燃焼排ガス
を炉内に循環送入する排ガス循環路に排ガス循環
量流量計と排ガス循環量制御弁とを設置する一
方、前記燃料量を測定する燃料量流量計が設置さ
れ、前記排ガス循環量制御弁により所定時間毎に
排ガス循環量を所定量づつ増減させた際の燃料量
の増減を比較演算して制御信号を発する演算制御
器に前記排ガス循環量制御弁が接続されており、
前記演算制御器の制御信号により排ガス循環量が
燃料量がより少なくなる方向に排ガス循環量制御
弁が切換作動されるようにしてあることを特徴と
するものである。

（実施例） 次に、本発明を図示の実施例について詳細に説
明すれば、第１図において、１は８段タイプの多
段焼却炉本体で、該多段焼却炉本体１は上方より
４段の乾燥帯と３段の燃焼帯と１段の冷却帯を有
し、多段焼却炉本体１の頂部即ち乾燥帯の上部に
は供給口２および排ガス口３を設ける一方、底部
即ち冷却帯の下部には灰出口４が設けられてい
る。そして、多段焼却炉本体１の中心部には駆動
モーター５により回転する中空状の回転軸６が設
けられ、この回転軸６には乾燥帯、燃焼帯および
冷却帯を構成する各炉床７上を回動するようにア
ーム８が固定され、さらに回転軸６を冷却する軸
冷空気が軸冷フアン９により回転軸６中に送入さ
れてその軸冷空気は予熱された燃焼用空気として
導管１０を通じ多段焼却炉本体１の下部に直接送
入されるかあるいは熱風炉１１を通じて送入され
るようになつている。そして、燃焼制御装置１２
として、炉内の燃焼帯の温度を検出する温度計１
３が乾燥帯下部もしくは燃焼帯に設置され、その
温度計１３の検出信号が設定器１４を介して熱風
炉１１に付設されたバーナー１５へ供給される燃
料量を制御する燃料量制御弁１６に連結されてい
る。この場合バーナー１５へ供給される燃料燃焼
用空気は燃料量に比例して一次空気量制御弁１７
により制御されており、また、二次空気量制御弁
１８や軸冷空気量制御弁１９を介して熱風炉１１
に導入される二次燃焼空気量や軸冷空気量は熱風
炉１１に設置された熱風炉温度計２０の検出温度
により増減されて熱風炉１１より多段焼却炉本体
１内に送入される熱風の温度をほぼ一定に保持す
るように調節され、結果的には炉内温度に応じて
熱風炉１１より多段焼却炉本体１内に導入される
ほぼ一定温度の熱風量を増減することにより炉内
温度を予め定められた設定温度に制御する。２９
は循環される排ガス量すなわち排ガス循環量を制
御する排ガス循環量制御装置であつて、前記熱風
炉１１に付設されたバーナー１５へ供給される燃
料量を測定する燃料量流量計２８の検出信号が演
算制御器２２に伝達され、該排ガス循環量制御装
置２９が所定時間毎に排ガス循環量を所定量づつ
増減させることによつて前記燃料量を最低に保持
するようになつており一方、炉頂に設けた排ガス
口３より排出された排ガスを燃焼帯または冷却帯
に循環送入する排ガス循環路２６中には排ガス循
環フアン２３と排ガス循環量制御弁２４と排ガス
循環量流量計２５とが設置されている。そして、
この排ガス循環量流量計２５の検出信号は演算制
御器２２に伝達され、この検出信号と前記の燃料
量流量計２８の検出信号とを比較演算したのち演
算制御器２２から排ガス循環量制御弁２４に制御
信号が伝達されると排ガス循環量が燃料量を少な
くする方向に切換えられるように前記循環量制御
弁２４は作動される。なお、第１図に示す実施例
では循環排ガスを燃焼帯もしくは冷却帯に直接循
環送入しているが、熱風温度設定器２１により制
御しながら熱風炉１１を介して送入してもよい
し、循環排ガスを直接燃焼帯もしくは冷却帯に循
環送入するとともに熱風炉１１を介して送入して
もよく、また、循環排ガスの炉内への循環送入や
熱風炉１１の熱風の炉内への循環送入は燃焼帯も
しくは冷却帯の数個所に排ガス分配弁２７により
分配してもよい。

このように構成された多段焼却炉により廃棄物
の焼却処理を行うには、燃焼制御装置１２により
多段焼却炉本体１の燃焼帯の温度が下水泥汚が燃
焼するのに必要な温度例えば600℃以上に保持さ
れている状態で炉頂より廃棄物を炉内に供給すれ
ば、廃棄物は乾燥帯において上向するガス流と接
触することにより乾燥され、引続き燃焼帯におい
て燃焼を開始する。そして、温度計１３により検
出された検出温度と設定温度（たとえば700℃）
とが設定器１４において比較され、検出温度が設
定温度以下の場合には、燃料量制御弁１６および
一次空気量制御弁１７が開いて燃料および一次空
気がバーナー１５を介して熱風炉１１に送入され
る。さらに、熱風炉１１に設置された熱風炉温度
計２０により熱風温度が検出され、熱風温度設定
器２１により設定熱風温度（たとえば900℃）に
維持するように二次空気量制御弁１８および軸冷
空気量制御弁１９が制御されて二次空気および軸
冷空気が熱風炉１１に送入される。このように燃
焼制御装置１２により熱風温度および燃焼帯温度
が設定温度に維持されている状態下で炉頂の排ガ
ス口３から排出された排ガスの一部が排ガス循環
量制御装置２９により排ガス循環路２６を通じて
炉内の燃焼帯または冷却帯または熱風炉１１内へ
循環するが、この場合排ガス循環量を所定量づつ
増減して燃料量を最低に制御するよう排ガス循環
量制御装置２９により制御される。なお、この排
ガス循環量制御方法について詳細に説明すれば、
排ガス循環量Ａm³／ｈと燃料量Ｂ／ｈとの間に
は第２図に示すような関係があり、燃焼帯温度が
設定温度に達した後に排ガス循環が開始され、排
ガス循環量A₁m³／ｈに対応する燃料量B₁／ｈ
から出発して排ガス循環量を所定量ａm³／ｈ宛所
定時間毎に増加してゆき、所定時間（たとえば１
時間）毎の燃料量の積算値を順次比較する。そし
て、今回の積算値が前回の積算値よりも少くなつ
ているときには排ガス循環量を所定量宛さらに増
加させ、排ガス循環量をA₂m³／ｈ、A₃m³／ｈと
操作を繰返して増加して行く。排ガス循環量を
A₃m³／ｈからA₄m³／ｈに増加したときの燃料量
の積算値がB₃／ｈよりB₄／ｈに増加したな
らば排ガス循環量をA₄m³／ｈよりA₃m³／ｈに減
少する。そして、第２図において、初期値A₁
m³／ｈから出発した排ガス循環量は、所定量ａ
m³／ｈづつ増加されて最適排ガス循環量A_Mm³／
ｈをはさむA₃m³／ｈとA₄m³／ｈの間での運転が
繰りかえされ、燃料量が最低値B_M／ｈをはさ
むB₃／ｈとB₄／ｈとの間に維持されて燃焼
が継続される。なお、排ガス循環量を変化させる
所定量ａm³／ｈを大きくとりすぎると燃料量の変
動が大きく、小さすぎると最低値に達するのに要
する時間が長くなり問題であるので、廃棄物の量
や性状により経験的に決定されるが、より迅速に
最適排ガス循環量を得るためには、所定量ａm³／
ｈを固定せずに段階的に変化させて行くことが好
ましい。すなわち、最低の燃料量付近に達する迄
は所定量ａm³／ｈの値が大きくとり、達した後は
所定量ａm³／ｈの値を小さくとる。従つて、第２
図により説明すれば、排ガス循環量がA₃m³／ｈ
とA₄m³／ｈとの間で数回繰り返された場合には、
前記所定量より小さい所定量たとえばａ／２m³／
ｈをとり、同様な操作を行なうと排ガス循環量は
A₃m³／ｈとA₄m³／ｈとの間で、しかもａm³／ｈ
よりも小さい幅すなわちａ／２m³／ｈ内で変動
し、この幅での運転が数回繰り返された場合に、
さらに小さい所定量たとえばａ／４m³／ｈをと
り、同様な操作を行なうと排ガス循環量ａ／２
m³／ｈよりもさらに小さい幅すなわちａ／４m³／
ｈ内で変動する。上記のような操作を繰り返して
行えば、排ガス循環量は燃料量を最低にする最適
排ガス量に次第に漸近し、より厳密に燃料量を最
低に維持する排ガス循環量を得ることができる。
また、前記実施例において、燃料量積算値は排ガ
ス循環量を切換えた場合その排ガス循環量に対応
する燃焼量に瞬時に切換る訳ではなくて所定時間
の応答遅れが生じ、また、燃焼状態も不安定であ
るので、排ガス循環量を切換えた直後から次の切
換え迄の時間の全部を積算するのではなく、切換
え直後の燃焼が不安定な状態を除外した安定な状
態のみの時間に対応する燃料量を積算して排ガス
循環量と対比するのが精度の点より好ましく、ま
た燃料量積算値の代りに燃焼安定時のある時点の
燃料量を用いても勿論良いものである。なお、汚
泥性状は日々、時々変動するのでたとえば前日の
データ等の実績をベースに排ガス循環量を設定し
てスタートするが、最適値をより早く見つけるた
めに、最初は所定量の巾を広く変え、結果をみな
がら所定量の巾をせまくして行く方がよい。ま
た、排ガス循環量の変化に対する燃料量の変動巾
が所定値以下の場合には排ガス循環量を変えない
方が機器の保持管理上好ましい。

（発明の効果） 本発明は前記実施例による説明からも明らかな
ように、燃焼帯または冷却帯に循環送入される排
ガス循環量とこれに対応する燃料量とを検出し、
前記燃料量が減少する方向に所定時間毎に所定量
づつ排ガス循環量を増減することによつて前記燃
料量を最低に維持することができるようにしたも
ので、在来のこの種の多段焼却炉の欠点を除いた
ものとして産業の発達に寄与するところ極めて大
なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すフローシート、
第２図は本発明における排ガス循環量と燃料量と
の関係を示すグラフ、第３図は従来の多段焼却炉
のフローシートである。 ２２：演算制御器、２４：排ガス循環量制御
器、２５：排ガス循環量流量計、２６：排ガス循
環路、２８：燃料流量計、２９：排ガス循環量制
御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 炉内の温度を検出してその温度に応じて燃焼
   帯へ供給される燃料量および空気量を増減する燃
   焼帯温度制御装置を備えた多段焼却炉において、
   燃焼排ガスを炉内に循環送入する排ガス循環路２
   ６に排ガス循環量流量計２５と排ガス循環量制御
   弁２４とを設置する一方、前記燃料量を測定する
   燃料量流量計２８が設置され、前記排ガス循環量
   制御弁２４により所定時間毎に排ガス循環量を所
   定量づつ増減させた際の燃料量の増減を比較演算
   して制御信号を発する演算制御器２２に前記排ガ
   ス循環量制御弁２４が接続されており、前記演算
   制御器２２の制御信号により排ガス循環量が燃料
   量がより少なくなる方向に排ガス循環量制御弁２
   ４が切換作動されるようにしてあることを特徴と
   する多段焼却炉。