JPH0599411A - ごみ焼却炉 - Google Patents

ごみ焼却炉

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JPH0599411A
JPH0599411A JP28920491A JP28920491A JPH0599411A JP H0599411 A JPH0599411 A JP H0599411A JP 28920491 A JP28920491 A JP 28920491A JP 28920491 A JP28920491 A JP 28920491A JP H0599411 A JPH0599411 A JP H0599411A
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Yoshitoshi Sekiguchi
善利 関口
Kunio Sasaki
邦夫 佐々木
Hideo Shitaya
英雄 下谷
Tadashi Kono
正 河野
Masao Kinoshita
正生 木下
Mamoru Kondo
守 近藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼室内の水の噴霧量及び1次空気量を燃焼
状況に応じて可変し、未燃分の発生の水の噴霧に基づく
抑制効果を向上する。 【構成】 燃焼室内に水を噴霧して未燃分の発生を抑制
するごみ焼却炉において、炉温,一酸化炭素の発生量か
ら噴霧水量及び燃焼室に供給する1次空気量の過不足を
判定してそれぞれの供給制御信号を発生する制御量演算
部20と、両供給制御信号により前記水量及び1次空気
の供給量を調整する調整弁14及び15とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、焼却室内に水を噴霧し
て未燃分の発生を抑制するごみ焼却炉に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、都市ごみ,産業廃棄物等のごみを
焼却するごみ処理施設等のごみ焼却炉においては、ごみ
の高カロリー化に伴なう燃焼空気(1次空気)の不足に
より一酸化炭素(CO),炭化水素等の未燃分が生じ易
く、この未燃分が排ガスとともに大気中に放出される
と、ダイオキシン等の有害物質が生成されて大気汚染が
生じる。
【0003】そこで、本出願人は特願平2−31988
8号の出願の明細書及び図面に記載されているように、
空気,水蒸気を用いて霧化した水を燃焼室内に噴霧し、
完全燃焼を促進するとともに水性ガス反応を誘引して未
燃分の発生を抑制することを発明している。
【0004】
【発明が解決しょうとする課題】前記のように燃焼室内
に水を噴霧して未燃分の発生を抑制する場合、この抑制
の効果を極力高くするように噴霧水量等を設定(調整)
することが望まれるが、そのための具体的な構成は発明
されていない。そして、噴霧水量及び1次空気量をそれ
ぞれ一定に保持するのみでは、例えばごみ質等の変化に
伴なう炉温変化により燃焼状況が変動すると、つぎに説
明するように未燃分が増加したりする問題点がある。
【0005】すなわち、噴霧水量を一定に保持すると、 a.炉温が低下したときに、噴霧水量が過剰になって炉
温が一層低下し、さらに不完全な燃焼状態になり、未燃
分が増加する。 b.炉温が上昇したときに、噴霧水量が不足してサーマ
ルNOx,クリンカが発生する。
【0006】また、1次空気量を一定にすると、 c,炉温が高い状態での1次空気量の不足によりCO濃
度が高くなって未燃分が増加する。 d,炉温が低い状態での1次空気量の過多によりCO濃
度が高くなって未燃分が増加する。
【0007】本発明は、燃焼状況に応じて噴霧水量及び
1次空気量を可変し、未燃分の発生の水の噴霧による抑
制効果を高めるようにしたごみ焼却炉を提供することを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明のごみ焼却炉においては、炉温,COの発
生量から燃焼室内への噴霧水量及び燃焼室に供給する1
次空気量の過不足を判定してそれぞれの供給制御信号を
発生する制御量演算部と、前記両供給制御信号により前
記水量及び1次空気の供給量を調節する供給制御手段と
を備える。
【0009】
【作用】前記のように構成された本発明のごみ焼却炉の
場合、燃焼状況を示す炉温,COの発生量から噴霧水量
及び1次空気量の過不足が判定され、この判定に基づ
き、過不足を解消するように噴霧水量及び1次空気量が
燃焼状況に応じて可変調整される。この可変調整によ
り、燃焼状況が変わっても噴霧水量,1次空気量が未燃
分の発生が少ない最適値に維持され、未燃分の発生の抑
制効果が向上する。
【0010】
【実施例】1実施例について、図1ないし図4を参照し
て説明する。図2の全体構成に示すように、ごみ焼却炉
内部はほぼ1次,2次燃焼室1,2及びガス排出路3に
より形成され、投入ホッパ4から投入されたごみ5は上
方の火格子6から下方の火格子6に順に移動する。
【0011】この移動中に、空気管路7から各火格子6
の風箱8を介して供給される1次空気の熱風によりごみ
5の乾燥,燃焼が行われ、燃焼後の灰は灰ピット9に堆
積する。また、水管路10の噴霧用の水が空気管路11
の空気により霧化され、ホッパ4に近い前側の火格子6
の上部に設けられた高圧噴霧ノズル12から1次燃焼室
1内に噴霧される。
【0012】この噴霧によりつぎに説明するように、完
全燃焼が促進されるとともに水性ガス反応が誘起され、
未燃分の発生が抑制される。
【0013】すなわち、ごみ5が高カロリーの可燃ごみ
等の場合、前側の火格子6で多量の不揮発分が発生し、
この不揮発分が燃焼して炉温が上昇する。このとき、1
次空気量が不足すると、揮発分の不完全燃焼が生じてC
O,炭化水素等の未燃分が火炎13とともに上昇し、2
次燃焼室2からガス排出路3を介して大気に放出され、
大気汚染を引起す。
【0014】しかし、ノズル12から適量の水を噴霧す
ると、上昇した未燃分と後側の火格子6から上昇した1
次空気とが噴流により適度に混合され、未燃分の燃焼が
促進される。また、噴霧された水により、つぎの化1の
水性ガス反応が生じて未燃分の発生が減少する。
【0015】
【化1】C+H2 O →CO+H2 C+2H2 O→CO2 +2H2 CO+H2 O→CO2 +H2
【0016】さらに、噴霧された水により前側の火格子
6の周辺の温度が低下し、炉温が下がるとともにNO
x,クリンカの発生等も防止される。
【0017】ところで、噴霧水量及び1次空気量の最適
値は前記a〜dで説明したように燃焼状況に応じて変わ
るが、噴霧水量を炉温の逆に調整し、未燃分の指標値と
してのCO濃度が増大したときにのみ1次空気量を炉温
の逆に調整すると、噴霧水量及び1次空気量が最適値に
維持できる。
【0018】そこで、空気管路7,水管路10に調節弁
14,15を設けるとともに2次燃焼室2,ガス排出路
3に温度センサ16,COガスセンサ17それぞれを設
け、両センサ16,17の炉温,CO濃度の検出値に基
づき供給制御手段としての調整弁14,15を調整して
噴霧水量及び1次空気量を制御するマイクロコンピュー
タ構成の制御装置18を備える。
【0019】この制御装置18は図1に示すように入力
インタフェース部19,制御量演算部20,出力インタ
フェース部21により形成され、センサ16,17の炉
温,CO濃度の時々刻々の検出値が入力インタフェース
部19を介して制御量演算部20に取込まれる。
【0020】そして、制御量演算部20は炉温,CO濃
度に基づくファジイ制御,比例制御等の制御演算によ
り、噴霧水量及び1次空気量の最適値からの過不足を判
定し、最適値に近づける噴霧水量及び1次空気量の供給
制御信号(弁開度信号)を形成する。
【0021】この両供給制御信号が出力インタフェース
部21を介して調整弁14,15それぞれに供給され、
両調整弁の弁開度が可変設定され、噴霧水量及び1次空
気量が最適値に自動調整される。
【0022】つぎに、ファジイ制御の演算を行う場合の
制御量演算部20の具体的な処理について説明する。こ
の場合「IF THEN」形式の制御ルールが用いら
れ、このルールの前件部の炉温,CO濃度のメンバーシ
ップ関数は例えば図3の(a),(b)に設定され、後
件部の噴霧水量,1次空気量(増減量)のメンバーシッ
プ関数は例えば同図の(c),(d)に設定される。な
お、図3の(a)〜(d)のB,M,Sは高(大),中
(中),低(小)の各関数ラベルである。
【0023】 また、前記制御ルールは例えばつぎの〜からなる。 IF 炉温=S THEN 水量=S IF 炉温=M THEN 水量=M IF 炉温=B THEN 水量=B IF CO濃度=S THEN 1次空気量=M IF CO濃度≧Mかつ炉温=M THEN 1次空
気量=M IF CO濃度≧Mかつ炉温=S THEN 1次空
気量=S IF CO濃度≧Mかつ炉温=B THEN 1次空
気量=B
【0024】そして、制御量演算部20は時々刻々の炉
温,CO濃度の検出値に基づき図3の(a),(b)の
前件部の関数から炉温,CO濃度を求め、この炉温,C
O濃度に基づく制御ルールの演算を実行し、同図
(c),(d)の後件部の関数から噴霧水量,一次空気
量の最適値からの過不足を判定する。
【0025】さらに、この過不足の判定結果から調整弁
14,15それぞれの弁開度を決定し、例えば弁開度に
応じた電圧の供給制御信号を形成して両調整弁14,1
5それぞれに供給し、いわゆるファジイ制御で噴霧水
量,1次空気量を燃焼状況に応じて自動調整する。
【0026】ところで、噴霧水量,炉温に対してCO濃
度は図4,図5に示すように変化する。図4は噴霧水量
に対するCO濃度変化の実測例であり、横軸はノズル1
2の噴霧水量/噴霧空気量に設定され、○,□,△を結
ぶ実線ア,イ,ウは炉温の低,中,高の代表値850
℃,900℃,950℃での変化特性を示し、破線エは
噴霧水量の最適値の特性線を示す。
【0027】図5は炉温に対するCO濃度変化の実測例
であり、○,△,▽,□を結ぶ実線オ,カ,キ,クは噴
霧水量/噴霧空気量が0,0.1,0.2,0.3のと
きの特性曲線を示し、破線ケは前記の自動調整で噴霧水
量を制御したときの特性曲線を示す。なお、図4,図5
において、炉内の酸素(O2)濃度は6〜8%である。
【0028】そして、前記自動調整により、炉温が低い
ときは噴霧水量が減少し、炉温の低下が防止されると同
時にノズル12からの空気噴射量が増加して排ガス,未
燃分の燃焼が促進され、炉温が上昇して未燃分の発生が
抑えられる。また、炉温が高いときは噴霧水量が増加
し、炉温の過度の高温化に伴うサーマルNOx,クリン
カの発生が抑えられると同時に前記化1の水性ガス反応
が促進されて燃焼改善が行われ、未燃分の発生が抑えら
れる。
【0029】しかも、炉温の低い状態でCOの発生量が
多くなる1次空気量の過剰時,炉温の高い状態でCOの
発生量が多くなる1次空気量の不足時に1次空気量が減
少,増加それぞれに補正され、1次空気量が常にCOの
発生量の少ない適量になり、水の噴霧に基づく効果が常
に最良に維持される。
【0030】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、以下に記載する効果を奏する。炉温,一酸
化炭素の発生量から判定した燃焼室内の水の噴霧量及び
1次空気量の過不足に基づく制御量演算部の噴霧量及び
1次空気量の供給制御信号により、供給制御手段を介し
て前記水及び1次空気の供給量を調整したため、燃焼状
況に応じて噴霧水量,1次空気量を可変し、それぞれを
最適値に自動調整して水の噴霧に基づく未燃分の発生の
抑制効果を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のごみ焼却炉の1実施例の制御装置のブ
ロック図である。
【図2】図1の制御装置を備えた焼却炉の全体構成図で
ある。
【図3】(a)〜(d)は図1の制御量演算部の各メン
バーシップ関数の説明図である。
【図4】図1の噴霧水量に対するCO濃度変化の特性図
である。
【図5】図1の炉温に対するCO濃度変化の特性図であ
る。
【符号の説明】
1,2 燃焼室 5 ごみ 14,15 調整弁 16 温度センサ 17 ガスセンサ 18 制御装置 20 制御量演算部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 正 大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立 造船株式会社内 (72)発明者 木下 正生 大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立 造船株式会社内 (72)発明者 近藤 守 大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立 造船株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼室内に水を噴霧して未燃分の発生を
    抑制するごみ焼却炉において、 炉温,一酸化炭素の発生量から前記水の噴霧量及び前記
    燃焼室に供給する1次空気量の過不足を判定してそれぞ
    れの供給制御信号を発生する制御量演算部と、 前記両供給制御信号により前記水及び前記1次空気の供
    給量を調節する供給制御手段とを備えたことを特徴とす
    るごみ焼却炉。
JP3289204A 1991-10-07 1991-10-07 ごみ焼却炉 Expired - Lifetime JP2696448B2 (ja)

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