JPH03170715A - 流動床式焼却炉の燃焼制御方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、都市ゴミ等の被焼却物を焼却する流動床式焼
却炉の燃焼制御方法およびその装置に関するものである
。

［従来の技術］ 上記流動床式焼却炉は、一般に、炉内に貯留した砂等の
流動媒体の上に被焼却物を投入し、両者を、炉内の底部
Ｊこ平行に配列した複数の敢気管から燃焼用一次空気を
噴出させることにより流動化させ、この間に被焼却物を
乾燥・熱分解・燃焼し（一次燃焼）、発生した分解ガス
等の可燃ガスを二次空気により燃焼させて焼却処理（二
次燃焼）し、この二次燃焼後の排気ガスを、熱回収また
は冷却し、集塵後、大気中に放出するような形式となっ
ている。

ところで、炉内に役入される被焼却物が大きなものであ
ったり、一時的に大量であったりすると、この被焼却物
の一次燃焼によって発生する可燃ガスが一時的に大量に
発生し二次空気によっても燃焼しきらず不完全燃焼が生
じる。このように燃焼状態に変動が起きると、その際に
発生する有害ガスや黒煙がそのまま大気に放出されて環
境を汚染する公害源になる。

このような問題を防ぐために従来では、ガス通路を通る
排気ガスの０２濃度を分析し、その濃度の低下が検出さ
れたら不完全燃焼が発生したと判断し、二次空気の供給
量を適宜増加して可燃ガスを完全燃焼させるといったこ
とが行われている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、このようにガス通路を通過する排気ガス中の
０２濃度にもとづいて二次空気の供給量を調節する方法
においては、ガス通路中のＯ，濃度の検出位置と被焼却
物が一次燃焼する位置とに隔たりがあり、その分の時間
的なずれによりどうしても検出遅れが生じる。また、Ｏ
，濃度分析計は分析に要する時間をそれなりに要し、実
際には、少し遅れて二次空気を供給することになる。し
たがってこれらのことから、二次空気の供給量の調節が
、上記のごとく被焼却物が大きなものであったり一時的
に大量であるといった急激な燃焼の変動には対応しきれ
ず、不完全燃焼によって発生する有害ガスや黒煙の放出
を完全に抑制するには至っていない。

〔諜題を解決するための手段〕

本発明は、上記課題を解決するためになされた方法およ
び装置であって、その方法としては、炉内に配した散気
管から燃焼用一次空気を噴出させることにより、炉内に
貯留されかつ加熱された流動媒体、およびこの流動媒体
上に供給される被焼却物を流動化させながらこの被焼却
物を一次燃焼させるとともに、その際に発生する可燃ガ
スを、燃焼用二次空気により二次燃焼させて焼却処理す
る流動床式焼却炉の燃焼制御方法において、前記炉内の
圧力を測定し、その測定信号を処理することによって前
記一次燃焼状態を検知し、この一次燃焼状態にもとづい
て前記燃焼用二次空気の供給量を適正に調節して前記二
次燃焼を発生させることを特徴としている。

またその装置としては、燃焼用一次空気を、炉内に貯留
されかつ加熱された流動媒体および炉内に供給される被
焼却物に対して噴出することによりこれらを流動化させ
て被焼却物を一次燃焼させる散気管と、前記一次燃焼の
際に発生する可燃ガスを二次燃焼させるために燃焼用二
次空気を供給する燃焼用二次空気供給機構とを備える流
動床式焼却炉装置において、前記炉内の圧力を測定する
炉内圧力測定器を設けるとともに、この炉内圧力測定器
の測定信号を処理して前記一次燃焼状態を検知し、かつ
、前記燃焼用二次空気供給機構による二次空気の供給量
を適正に調節する二次空気制御システムを設けたことを
特徴としている。

［作用］ 本発明の流動床式焼却炉の制御方法によれば、被焼却物
が大きなものであったり、一時的に大量の被焼却物が流
動媒体上に供給されて、一次燃焼が急激に変動し不完全
燃焼が発生した場合でも、測定した炉内圧力の信号にも
とづく二次空気の供給量の制御が速やかに行われ、ほと
んど不完全燃焼が発生することなく被焼却物を焼却処理
することが可能となる。

また、その装置によれば、上記方法を容易かつ確実に実
施し得る。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は、本実施例に係る流動床式焼却炉装置の全体概
略図を示し、この装置によって本発明の方法も実施可能
とされている。

まずこの装置を説明すると、図中１は炉体でこの炉体１
の内部すなわち炉内１ａには、砂等の流動媒体Ｓが適宜
量貯留されている。この流動媒体Ｓは、定常運転時にお
いては被焼却物Ｇの燃焼によって高温状態に保冫これて
いる。

炉体１には、前記流動媒体Ｓ上に被焼却物Ｇを投入する
ための投入口２、被焼却物Ｇ中に含まれる不燃物Ｇ．を
流動媒体Ｓとともに排出するための排出口３、燃焼後の
排気ガスを排出する排気口４がそれぞれ設けられている
。

前記投入口２には、投入シュート５を介してスクリュコ
ンベヤ６およびこのスクリュコンベヤ６に被焼却物Ｇを
送り込むホッパ７が接続され、このホッパ７に被焼却物
Ｇを投入することにより、スクリュコンベヤ６、投入シ
ュート５を経て投入口２から被焼却物Ｇが炉内１ａの流
動媒体Ｓ上に落下して供給されるようになっている。

炉内１ａの底部には、側方に開口する多数のノズル（図
示略）が形成された複数（この場合５本）の散気管８が
、流動媒体Ｓに埋まる状態で相互に等間隔をおいて平行
に配列されている。これら敢気管８のノズルからは、炉
体ｌの外部に設けられた燃焼用一次空気（以下一次空気
と略称）供給機構９から供給される一次空気が噴出し、
この一次空気により、流動媒体Ｓおよびこの流動媒体Ｓ
上に供給された被焼却物が流動化して被焼却物Ｇが乾燥
・熱分解・燃焼、すなわち一次燃焼するようになってい
る。

なお、一次空気供給機構９は、一次空気送風機１０と、
この一次空気送風機１０から送風される一次空気の流量
を調節するためのダンパ１１および一次空気流量発信器
１２とから構或されている。

そして、この一次空気供給機構９による散気管８からの
一次空気の噴出量は、流動媒体Ｓの流動化のために必要
な空塔速度を基本に、流動媒体Ｓの温度、この流動媒体
Ｓの質（砂の場合であれば砂質）の変化等の操業状況を
加味して決定される。

また、炉体ｌには燃焼用二次空気（以下二次空気と略称
）供給口ｌ３が設けられている。この二次空気供給口１
３からは、炉体１の外部に設けられた二次空気供給機構
１４から供給される二次空気が、流動媒体Ｓの上方に噴
出し、この二次空気は、上述のごとく燃焼した被焼却物
Ｇから発生する可燃ガスと混合してこれらを燃焼（二次
燃焼）させる。

なお、二次空気供給機構ｌ４は、前記一次空気供給機構
９と同様に、二次空気送風機１５と、この二次空気送風
機ｌ５かも送風される二次空気の流量を調節するための
ダンバ１６および二次空気流量発信器１７とから構戊さ
れている。

また、二次空気供給機構１４は、図では１箇所であるが
、複数個設置し、最適な二次燃焼が得られるようそれぞ
れの流量を調節することができるよう構或してもよい。

前記排気口４には、煙突１８に通じる排気通路ｌ９が接
続され、炉内１ａの排気ガスは排気通路ｌ９の途中に設
置された誘引排風機２０により、排気通路１９を経て煙
突ｌ８から大気に放出されるようになっている。なお、
排気通路ｌ９の途中には、上流側から、排気ガス中のダ
ストを沈降させて除去するダスト沈降室２１，排気ガス
の熱を回収するための排熱ポイラ２２、および排気ガス
中のダストを電気的に吸着して除去する電気集塵機２３
がそれぞれ設けられている。

ところで、本実施例の流動床式焼却炉装置においては、
前記電気集塵機２３の入口には、排気ガス中のＯ，濃度
を分析するＯ！濃度分析計２４が、また、炉体ｌには、
炉内１ａの圧力の変化を測定するための炉内圧力測定器
２５が設置されており、これらＯ，濃度分析計２４と炉
内圧力測定器２５の測定値にもとづいて、第２図に示す
二次空気制御システム２６により、二次燃焼に要する二
次空気の供給量、すなわち二次空気供給機構ｌ４による
二次空気の供給量が、一次燃焼の状態に応じて適切に制
御されるようになっている。

この制御方法を、二次空気制御システム２６（第２図）
に基づいて以下に説明する。

まず、一次燃焼および：次燃焼に要する総空気量を演算
する燃焼総空気量演算器２７によって、一次空気供給機
構９と二次空気供給機構ｌ４から供給される総空気量が
あらかじめ暫定的に設定され、この設定値と前記一次空
気量発信器１２の信号が二次空気流量設定演算器２８に
入力され、ここで、総空気量から一次空気量発信器１２
の信号にもとづく一次空気量を差し引いた値が二次空気
の供給量として設定され、二次空気流量調節計２９に入
力される。そしてこの二次空気流量調節計２９は、前記
二次空気流量発信器１７から送られる二次空気の流量信
号が常に設定値となるよう二次空気供給機構１４からの
二次空気の供給量を制御する。

また、炉内１ａに発生した排気ガス中のＯ，濃度が、排
気通路ｌ９に設けられた電気集塵機２３の入口を通過す
る際に０２濃度分析計２４により分析され、その測定値
が０２濃度調節計３０に入力され、あらかじめ設定され
ている適切な０２濃度となるように０８濃度調節計３０
から出力された信号は補正演算器３ｌに送られ、ここで
二次空気流量設定演算器２８から送られる二次空気供給
設定信号が補正され、この後、二次空気流量調節計２９
に送られる。この二次空気流量調節計２９によって二次
空気供給機構ｌ４からの二次空気の供給量が制御される
。

さらに、炉内圧力測定器２５によって測定された測定値
、すなわち炉内圧力の信号は、平均化演算器３２に送ら
れ移動平均処理された後、信号処理演算器３３に送られ
る。この信号処理演算器３３は、平均化演算器３２から
送られてきた平均化された信号と炉内圧力測定器２５か
ら送られてきた炉内圧力の信号とを比較して偏差の大き
さに応じた二次空気流量補正信号を作り、その信号によ
って二次空気流量調節計２９に送られる設定信号を補正
演算器３１によって補正し、二次空気流量が適正な量と
なるよう制御する。

具体的に例をあげて説明すると、炉内１ａへの被焼却物
Ｇの投入量が急激に増加した場合、炉内１ａでの一次燃
焼の結果発生する分解ガス等により、炉内１ａの圧力が
急速に上昇する。この急速な上昇分をそのときの移動平
均値（平均的燃焼状態での炉内圧と想定する）と比較し
、その差がある一定値以上のものだけを抽出し、その値
の大きさに応じた二次空気流量の適正な補正値を補正演
算器３ｌへ送り、二次空気流量調節計２９への設定値を
補正する。

こうして補正された信号は、二次空気供給機構ｌ４のダ
ンバ１６を開閉制御する二次空気流量制御装置３６に送
られ、ダンバｌ６の開度を適切に制御する。また、同時
に信号処理演算器３３から直接一次空気供給機構９のダ
ンバ１１を開閉制御する一次空気流量制御装置３５に信
号を送ることにより、一次空気流量の調整を行うことも
できる。

炉内１ａの圧力変化は、一次空気流量が一定の場合、炉
内１ａの燃焼状態と強い相関関係があるが、炉内１ａの
圧力は、その燃焼状態の他に、次空気流量の変化の影響
を受けたり、炉内１ａへの被焼却物Ｇの投入が中断する
と、その相関関係がくずれる場合がある。したがって、
炉内１ａの圧力にもとづきその測定信号を直接二次空気
の供給量に反映させるのではなく、上記二次空気制御シ
ステム２６により真の一次燃焼状態を検知して適切な二
次空気が供給される。

第２図は二次空気制御システム２６の構戊を示し、また
第３図はそのフローを示している。

なお、図には示していないが、二次空気の供給が複数の
供給口から行われる場合は、二次空気供給機構１４によ
り、各供給口への流量配分等を行うようにする。また、
信号処理演算器３３の出力信号を二次空気供給機１１４
に直接送り、二次空気の供給量の一部を直接調節するよ
う構戊することもできる． 上記構或からなる本実施例の流動床式焼却炉装置、およ
び燃焼制御方法によれば、被焼却物Ｇが大きなものであ
ったり、一時的に大量の被焼却物Ｇが流動媒体Ｓ上に供
給されて、一次燃焼が急激に変動し不完全燃焼が発生し
た場合、炉内圧力測定器２５の測定値はそれにともなっ
て急激に上昇し、かつ上記二次空気制御システム２６に
より二次空気供給機構ｌ４からの二次空気の流量が適切
に制御されて不完全燃焼は速やかに防がれる。

【発明の効果］ 以上説明したように、本発明の流動床式焼却炉の燃焼制
御方法によれば、被焼却物が大きなものであったり、一
時的に大量の被焼却物が流動媒体上に供給されて、一次
燃焼が急激に変動し不完全燃焼が発生した場合でも、炉
内圧力測定器の測定信号にもとづく二次空気の供給量の
制御が速やかに行われ、ほとんど不完全燃焼が発生する
ことなく被焼却物を焼却処理することが可能となり、ま
たその装置によれば、上記方法を容易かつ確実に実施し
得る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示す図であっ
て、第１図は流動床式焼却炉装置の概略全体図、第２図
は制御システムの構或図、第３図そのフローを示す図で
ある。 １ａ・・・・・・炉内、８・・・・・・敵気管、１４・
・・・・・二次空気供給機構、２５・・・・・・炉内圧
力測定器、２６・・・・・・二次空気制御システム、Ｇ
・・・・・・被焼却物、Ｓ・・・・・・流動媒体。 第２図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）炉内に配した散気管から燃焼用一次空気を噴出さ
   せることにより、炉内に貯留されかつ加熱された流動媒
   体、およびこの流動媒体上に供給される被焼却物を流動
   化させながらこの被焼却物を一次燃焼させるとともに、
   その際に発生する可燃ガスを、燃焼用二次空気により二
   次燃焼させて焼却処理する流動床式焼却炉の燃焼制御方
   法において、前記炉内の圧力を測定し、その測定信号を
   処理することによって前記一次燃焼状態を検知し、この
   一次燃焼状態にもとづいて前記燃焼用二次空気の供給量
   を適正に調節して前記二次燃焼を発生させることを特徴
   とする流動床式焼却炉の燃焼制御方法。
2. （２）炉内の定位置に設けられ、燃焼用一次空気を、炉
   内に貯留されかつ加熱された流動媒体および炉内に供給
   される被焼却物に対して噴出することによりこれらを流
   動化させて被焼却物を一次燃焼させる散気管と、前記一
   次燃焼の際に発生する可燃ガスを二次燃焼させるために
   燃焼用二次空気を供給する燃焼用二次空気供給機構とを
   備える流動床式焼却炉装置において、前記炉内の圧力を
   測定する炉内圧力測定器を設けるとともに、この炉内圧
   力測定器の測定信号を処理して前記一次燃焼状態を検知
   し、かつ、前記燃焼用二次空気供給機構による二次空気
   の供給量を適正に調節する二次空気制御システムを設け
   たことを特徴とする流動床式焼却炉装置。