JPH04260710A - 廃棄物焼却炉の燃焼制御方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、廃棄物焼却炉の燃焼制
御方法に係り、特に都市ごみ、汚泥、産業廃棄物等を焼
却する流動層廃棄物焼却炉の燃焼制御方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図８は、従来の廃棄物焼却方法に使用さ
れる流動層焼却炉の装置系統図である。この装置は、燃
焼炉１０と、該燃焼炉１０の底部に設けられた散気ノズ
ル４と、該散気ノズル４を経て導入される一次空気２に
よって形成される流動層１と、該流動層１の上部の空塔
部１５に二次空気３を供給する二次空気供給管１３と、
前記一次空気２を散気ノズル４に送る一次空気供給管１
２とから主として構成されている。一次空気２は、散気
ノズル４から焼却炉１０の底部に供給され、流動媒体（
砂等）の流動を開始して流動層１を形成する。一方、廃
棄物８は前記流動層１の上部から炉内に供給されて流動
層１で攪拌混合され、必要に応じて補助燃料を添加して
燃焼される。燃焼ガスに同伴する未燃分は、流動層１の
上方の空塔部１５で二次空気３と反応して完全燃焼し、
排ガス１４は焼却炉１０の上部から系外に取り出される
。

【０００３】このような流動層燃焼炉において、一次空
気２および被燃焼物である廃棄物８の投入量は、通常、
一定に制御され、総合空気比ｍＴ　は１．５〜２．０程
度に調整される。また一次空気２は、流動層１を形成す
るために１５００〜２５００ｍｍＨ２　Ｏの高い圧力が
必要であるが、二次空気３は３００〜５００ｍｍＨ２　
Ｏ程度で充分である。したがってランニングコストを低
減するために、所要空気量のうち、一次空気２は流動媒
体の流動化および流動層１の温度維持に必要な、できる
だけ少ない量とし、残りが低圧でよい二次空気３として
供給される。一次空気２と二次空気３との割合は、例え
ば発熱量２０００Ｋｃａｌ／ｋｇの都市ごみ廃棄物にお
いては、一次空気：二次空気＝１．０：０．６とされ、
空気比として一次空気で１．０、二次空気で０．６程度
に調節される。また流動層断面積当りの一次空気量（Ｆ
ＡＦ）は、通常８００〜９００（Ｎｍ３　／ｈｒ／ｍ３
　）とされる。

【０００４】このような焼却炉を用いた廃棄物燃焼方法
において、焼却炉へ供給される廃棄物量が一時的に増大
すると、空気量が不足して瞬間的に安定燃焼が崩れ、例
えば排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）等の有害成分が増加
するという問題が生じる。

【０００５】このような問題を解決するため、従来から
焼却炉に投入される廃棄物量の変動を検出し、この検出
値に基づいて空気供給量を制御することが行われており
、最近では、焼却炉内の明るさまたは炉内圧力を監視し
、これに基づいて一次または／および二次空気を制御す
る方法が採用されている。

【０００６】しかしながら、焼却炉内の明るさまたは炉
内圧力は、炉内に供給された廃棄物が燃焼されて初めて
検出できるものであり、時間的な遅れを回避することは
できず、これを基に燃焼条件を制御するためには種々の
制約があり、微分信号を採用するなど、技術的、経済的
な問題が多い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の問題点を解決し、焼却炉への廃棄物投入量の
変動を予め簡単かつ確実に検出し、この検出値に基づい
て燃焼条件を変化させることにより、例えばＣＯの発生
を少なくし、安定燃焼を継続することができる廃棄物焼
却炉の燃焼制御方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、流動層焼却
炉を用いた廃棄物焼却方法において、廃棄物を燃焼炉に
導入するごみ分散機の電流値が廃棄物の投入量に対応し
て変化し、この電流値の変動を監視することにより、廃
棄物投入量の変動を検出できることに着目し、一時的に
多量の廃棄物が投入された場合の、廃棄物投入量と一次
空気量および二次空気量との関係、ならびに前記空気量
と排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）濃度との関係等につい
て鋭意研究の結果、前記ごみ分散機の電流値が高くなっ
て廃棄物投入量が大幅に増大したときに、一次空気の供
給量を減少させ、流動層における燃焼速度を一時的に抑
制することによって緩慢燃焼による完全燃焼化が促進さ
れること、また、前記減少した一次空気に相当する空気
量を前記流動層の上方に供給することにより、全体の空
気比が維持され、前記流動層で発生した未燃分を完全燃
焼できること等を見出し、本発明に到達した。

【０００９】すなわち本発明は、一次空気により流動層
の形成下に廃棄物を焼却し、未燃分を二次空気で燃焼す
る廃棄物燃焼炉の燃焼制御方法であって、前記廃棄物を
焼却炉に投入するごみ分散機の電流値を基に廃棄物投入
量の変動を検出し、該廃棄物投入量が大幅に増大したと
きに、前記一次空気の供給量を減少させ、流動層内の燃
焼速度を抑制して緩慢燃焼を行い、前記一次空気の減少
分に相当する空気を前記流動層の上方に供給して未燃分
を燃焼させることを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明においてごみ分散機とは、廃棄物導入管
と焼却炉との連結部に配置され、例えば主軸と、該主軸
に放射状に多数付設された、例えばコイル状のスプリン
グからなる分散翼と、該分散翼を主軸とともに所定方向
に回転させる電動機とから主として構成され、被燃焼物
である廃棄物を分散しつつ流動層の上方から焼却炉へ投
入する装置である。このようなごみ分散機を駆動する電
動機の電流値は、投入される廃棄物量に応じて変化する
ので、この電流値を監視することによって廃棄物投入量
の変動を検知することができる。

【００１１】図３および図４は、流動層焼却炉における
ごみ分散機の駆動源である電動機の電流値の経時変化を
示すものである。図３は、電流値がほぼ安定している場
合、すなわち、その変動が所定の大きさｈ０　、または
所定の頻度θ０　の範囲内にあり、廃棄物の投入量がほ
ぼ安定している場合を示している。一方、図４は、前記
電流値が所定の大きさ、例えばｈ１　を大幅に越えたり
、所定頻度、例えばθ０　よりも短い時間θ１　で大き
く変動しており、廃棄物の投入量が大幅に変動している
ことを示している。

【００１２】本発明は、ごみ分散機の電流値を監視し、
この電流値の変化によって廃棄物投入量が増大したこと
を検知し、その検出値に応じて一次空気量を減少させる
ことにより、流動層における燃焼が低酸素濃度により熱
分解速度が抑制された緩慢燃焼となるので、廃棄物の完
全燃焼化を図ることができる。また、前記一次空気を減
少させた分に相当する空気量を前記流動層の上方に供給
することにより、全体としての空気比は減少しないので
、流動層内の酸素不足により発生した未燃分は空塔部に
おいて完全に燃焼される。

【００１３】本発明において、一次空気量を減少させて
、その減少分に見合う量の空気を流動層の上方部に供給
する手段としては、例えば一次空気供給管に、流量調節
ダンパを有するバイパスラインを設け、該バイパスライ
ンを二次空気供給管に連結し、前記バイパスラインの流
量調節バルブを開くことによって行なうことができる。 また、前記一次空気のバイパスラインを二次空気供給管
に連結しないで、単独に焼却炉の流動層の上方部に連結
してもよい。何れの場合も、前記バイパスラインの流量
調節バルブの開度および開放時間は前記電流の検出値の
変化を基に決定される。

【００１４】図５は、本発明において廃棄物投入量、す
なわちごみ分散機の電流値の増大に伴って一次空気のバ
イパスラインに設けられたダンパを開いて一次空気の一
部を流動層の上方に供給したときの、一次空気バイパス
ダンパの開度およびその頻度と排ガス中のＣＯ濃度との
関係を示す説明図である。図において、電流値、すなわ
ち廃棄物投入量の変動に応じて一次空気の一部をそのバ
イパスラインのダンバを開いて流動層の上方に供給する
ことにより、排ガス中のＣＯ濃度が著しく低減されるこ
とがわかる。

【００１５】本発明において、前記一次空気のバイパス
ダンパの開放時間Ｔ１　、Ｔ２　は電流ピークの大きさ
、または発生頻度を基に決定される。

【００１６】

【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。

【００１７】図１（Ａ）は、本発明の一実施例に用いら
れる流動層焼却炉の装置系統図である。この装置は焼却
炉１０と、該焼却炉１０の底部に設けられた散気ノズル
４と、該散気ノズル４に一次空気２を供給する一次空気
供給管１２と、該一次空気供給管１２に設けられた一次
空気ブロワ１６と、一次空気供給管１２から分岐された
、流量調節ダンパ１１を有する一次空気バイパスライン
２０と、該一次空気バイパスライン２０が連結され、二
次空気３を前記焼却炉１０の空塔部１５に送る二次空気
供給管１３と、前記散気ノズル４から供給された一次空
気２によって形成される流動層１と、該流動層１にその
上方から廃棄物８を分散して供給するごみ分散機６と、
該ごみ分散機６を回転するモータ７と、該モータ７の電
流値から廃棄物の導入量を検出し、この導入量を基に前
記一次空気のバイパスライン２０に設けられた流量調節
ダンパ１１の開度および開放時間を決定し、該ダンパ１
１を開放して一次空気の一部を二次空気に合流させるシ
ーケンサ９とから主として構成されている。

【００１８】また、図２は、図１（Ａ）のごみ分散機６
の拡大説明図である。このごみ分散機６は廃棄物８を分
散して焼却炉１０へ供給する分散翼２１と該分散翼２１
が取り付けられた主軸２２を回転させるモータ７とから
主として構成されている。

【００１９】このような構成において、一次空気２は焼
却炉１０の底部から散気ノズル４を経て供給され、例え
ば砂等からなる流動媒体を流動して流動層１を形成する
。一方、廃棄物の導入管５を経て前記流動層１の上方か
ら炉内に供給される廃棄物８は、前記廃棄物導入管５と
焼却炉１０との連結部に配置された、ごみ分散機６によ
って分散されつつ焼却炉１０に入り、流動層１に吸収混
合されて燃焼する。このときごみ分散機６の電流値は廃
棄物投入量に対応して変化し、この投入量の変動はごみ
分散機６の電流値の変動として検出される。したがって
、前記モータ７の電流値を監視し、該電流値が所定値よ
りも大きくなったとき、または所定値よりも大きい値を
示す頻度が所定頻度よりも多くなったことを検出しした
ときは、この検出値がシーケンサ９に送られ、ここで前
記検出値に基づいて一次空気の一部を二次空気に合流さ
せるために、一次空気バイパスライン２０に設けられた
流量調節ダンパ１１の開度および開放時間が決定され、
この命令にしたがって前記流量調節ダンパ１１が開かれ
、一次空気供給量が所定量だけ減少し、これによって流
動層１における廃棄物の燃焼速度（主として熱分解速度
）が抑制されて緩慢燃焼となり、廃棄物の完全燃焼化が
促進される。一方、一次空気の減少量に相当する空気は
二次空気とともに空塔部１５に供給され、ここで流動層
１で発生した未燃物を完全に燃焼する。

【００２０】本実施例によれば、ごみ分散機６の電流値
を監視することにより、焼却炉１０に投入される廃棄物
量の変動を予め検知でき、廃棄物の多投入を検出したと
きに、流動層１に供給する一次空気量２を絞り、該絞っ
た量に相当する空気を二次空気３に合流させて空塔部１
５に供給することにより、全体の空気比を減少させるこ
となく、流動層１では緩慢燃焼による完全燃焼を図り、
酸素不足によって生じた未燃物を空塔部１５で高酸素濃
度燃焼によって完全に焼却することができる。

【００２１】本実施例において、前記一次空気のバイパ
スラインに設けられたダンパの開時間は、多投入された
廃棄物量に応じて決定されるが、通常５〜２０秒であり
、多いときには６０秒程度になることもある。

【００２２】図１（Ｂ）は、本発明の他の実施例を示す
装置系統図である。この装置が図１（Ａ）と異なる点は
、一次空気のバイパスライン２０を二次空気供給管１３
に連結しないで、単独に焼却炉１０の流動層１の上方部
に連結したところである。本実施例においても、前記実
施例と同様、ごみ投入量が変動しても不完全燃焼を生じ
ることなく安定な完全燃焼を継続することができる。

【００２３】次に、本発明の具体的実施例を説明する。 実施例１ 図１に示した流動層焼却炉を用い、廃棄物の供給量を６
０Ｔ／２４ｈ、一次空気供給量を６０００Ｎｍ３　／Ｈ
、二次空気供給量を３６００Ｎｍ３　／Ｈ、ごみ分散機
６の電流値の許容変動幅ｈ０　を７〜１０Ａ、許容変動
頻度θ０　を１〜５回／１０秒、廃棄物の多投入を検知
した場合の一次空気の低減量、すなわち一次空気のうち
二次空気に合流させて空塔部１５に供給する空気量を３
０００Ｎｍ３　／Ｈとして都市ごみを焼却処理したとこ
ろ、排ガス中のＣＯ濃度は常に低濃度を示し、安定なご
み焼却処理を継続することができた。

【００２４】図６に本実施例における電流ピークおよび
その発生頻度と、供給空気量の制御を行った範囲との関
係を示す。図において、電流値が７〜１０Ａ以上で、か
つその発生頻度が電流ピークに応じて１〜５回／１０秒
以上であるときに空気量を制御したことが示されている
。

【００２５】比較例１ ごみ分散機６の電流ピークおよびその頻度が図６の空気
量制御実施領域に入っても、空気量を初期設定値のまま
とし、調節しなかった以外は、実施例１と同様にして都
市ごみを焼却したところ、廃棄物の多投入に対応して排
ガス中のＣＯ濃度が増加した。

【００２６】実施例１および比較例１の結果を図７に示
す。図において都市ごみの多投入に対応して一次空気量
および二次空気量を制御した実施例１は排ガス中のＣＯ
が極端に少なく、都市ごみが完全燃焼されたことがわか
る。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、ごみ分散機の電流値を
監視することにより、廃棄物の投入量の変動を予め検出
し、この検出信号を基に流動層へ供給する一次空気量を
減少させ、該減少した一次空気量に相当する空気を流動
層の上方に供給することにより、全体としての空気比を
減少させることなく、流動層では緩慢燃焼による完全燃
焼化を図り、空塔部では高酸素濃度燃焼により未燃分を
完全に燃焼することができるので、廃棄物を安定して焼
却処理することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）および（Ｂ） 本発明の実施例を示す装置系統図である。

【図２】図１のごみ分散機の説明図である。

【図３】および

【図４】本発明におけるごみ分散機の電流値と廃棄物供
給量の関係を説明する図である。

【図５】本発明における空気量の制御と排ガス中のＣＯ
濃度の変動を示す説明図である。

【図６】本発明の一実施例における空気量制御実施領域
を示す図である。

【図７】実施例と比較例との結果を示す説明図である。

【図８】従来技術を示す装置系統図である。

【符号の説明】

１…流動層、２…一次空気、３…二次空気、４…分散ノ
ズル、６…ごみ分散機、７…モータ、８…廃棄物、９…
シーケンサ、１０…焼却炉、１１…流量調節ダンパ、１
５…空塔部、２０…一次空気バイパスライン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一次空気により流動層の形成下に廃棄物を
   焼却し、未燃分を二次空気で燃焼する廃棄物燃焼炉の燃
   焼制御方法であって、前記廃棄物を焼却炉に投入するご
   み分散機の電流値を基に廃棄物投入量の変動を検出し、
   該廃棄物投入量が大幅に増大したときに、前記一次空気
   の供給量を減少させ、流動層内の燃焼速度を抑制して緩
   慢燃焼を行い、前記一次空気の減少分に相当する空気を
   前記流動層の上方に供給して未燃分を燃焼させることを
   特徴とする廃棄物焼却炉の燃焼制御方法。