JPH06288529A - ゴミ焼却炉における未燃ゴミ量又は燃焼速度の検出方法 - Google Patents

ゴミ焼却炉における未燃ゴミ量又は燃焼速度の検出方法

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JPH06288529A
JPH06288529A JP15485393A JP15485393A JPH06288529A JP H06288529 A JPH06288529 A JP H06288529A JP 15485393 A JP15485393 A JP 15485393A JP 15485393 A JP15485393 A JP 15485393A JP H06288529 A JPH06288529 A JP H06288529A
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JP
Japan
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amount
dust
combustion
refuse
exhaust gas
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Pending
Application number
JP15485393A
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English (en)
Inventor
Masataka Shichiri
雅隆 七里
Kiyoyuki Kawato
清之 川戸
Masamichi Hino
正道 日野
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼用空気量或いは搬送路の搬送速度を適宜
調節するための後燃焼帯における未燃ゴミ量又は燃焼速
度の正確な検出方法を提供する。 【構成】 ゴミを搬送路5上に投入して搬送しながら焼
却処理するストーカ式のゴミ焼却炉における未燃ゴミ量
の検出方法であって、後燃焼帯Cの一部又は全部で発生
する特定成分の排ガス濃度を検出して、検出された排ガ
ス濃度からゴミの燃焼速度を導出し、導出された燃焼速
度とそのときに供給された燃焼用空気量から未燃ゴミ量
を求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ゴミを搬送路上に投入
して搬送しながら焼却処理するストーカ式のゴミ焼却炉
における未燃ゴミ量又は燃焼速度の検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ゴミ焼却炉はゴミを焼却して灰化する施
設であるが、処理効率の観点から完全に灰化するのは困
難である。そこで、灰に含まれる未燃ゴミ量の割合(熱
灼減量という)を一定値以下に抑えるように運転されて
いる。従来、搬送路上でゴミが気体燃焼から固体燃焼に
移行する地点(燃え切り点という)を、燃焼反応により
生じる熱を情報として検出すべく、炉内に設けた光電変
換素子による炎の検出や、搬送路に設けた熱電対等によ
る熱の検出の下、燃え切り点が一定の範囲に入るように
搬送路の搬送速度等を調節していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、一定の範囲と
は、灰化に時間のかかる木片等を灰化するに十分な時間
が確保できる範囲であり、そのために、木片等より速く
灰化できるものであっても一律の後燃焼時間が設定され
ることとなり、焼却効率の向上を妨げていた。
【0004】本発明の目的は、上述した従来欠点を解消
し、ゴミ焼却炉の後燃焼帯における未燃ゴミ量又は燃焼
速度を正確に検出できる方法を提供することにより、焼
却効率を向上させることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明によるゴミ焼却炉における未燃ゴミ量又は燃焼速
度の検出方法の第一の特徴構成は、後燃焼帯の一部又は
全部で発生する特定成分の排ガス濃度を検出して、検出
された排ガス濃度からゴミの燃焼速度(燃焼による重量
減少速度)を導出し、導出された燃焼速度とそのときに
供給された燃焼用空気量から未燃ゴミ量を求める点にあ
る。本発明によるゴミ焼却炉における未燃ゴミ量又は燃
焼速度の検出方法の第二の特徴構成は、後燃焼帯で発生
する特定成分の排ガス濃度をその上流側及び下流側の二
箇所で検出して、上流側で検出された排ガス濃度及び、
上流側及び下流側で検出された排ガス濃度の減少率から
燃焼速度を求める点にある。
【0006】
【作用】第一の特徴構成による作用を説明する。固体燃
焼を促進して灰化する後燃焼帯における未燃ゴミ量は、
その粒径が一様であるときには燃焼速度と高い相関関係
を示し、未燃ゴミ量の増加に伴い燃焼速度が上昇する。
一方、燃焼速度は化学反応(C+O2 →CO2 )を介し
て排ガス濃度に反映されるので、逆に、酸素や二酸化炭
素等の排ガス濃度を測定して単位時間当たりに燃焼に費
やされた酸素量を求めることにより炭素成分、即ち後燃
焼帯でのゴミの燃焼速度が導出できる。固体燃焼中のゴ
ミに供給される燃焼用空気量をパラメータとする前記燃
焼速度と未燃ゴミ量の相関関係から未燃ゴミ量が求まる
のである。
【0007】第二の特徴構成による作用を説明する。固
体燃焼を促進して灰化する後燃焼帯における未燃ゴミの
燃焼速度は、その粒径が一様でないときには、一箇所で
の検出ガス濃度値が同じであっても燃焼速度が異なる。
同じ重量であっても粒径の大なるゴミの集合の方が粒径
の小なるゴミの集合よりも燃焼速度が遅くなるのであ
る。そこで、粒径の大なるゴミが多い場合や粒径の小な
るゴミが多い場合等、ゴミの粒径分布が大きく異なる場
合には、ゴミの搬送方向に沿った上流側及び下流側の二
箇所で排ガス濃度を測定して、その間に燃焼に費やされ
た酸素量の差を導出することにより、燃焼速度の大小が
判別できるのである。例えば、上流側で酸素消費量が等
しくとも、粒径の小なるゴミの集合よりも粒径の大なる
ゴミの集合の方が、下流側での酸素消費量が多くなるの
で、その程度により燃焼速度が把握されるのである。
【0008】
【発明の効果】本発明によれば、ゴミ焼却炉の後燃焼帯
における未燃ゴミ量又は燃焼速度を正確に検出できるの
で、その値に応じて燃焼用空気量或いは搬送路の搬送速
度を適宜調節することにより焼却効率を向上させること
ができるようになった。
【0009】
【実施例】以下に実施例を説明する。ゴミ焼却炉は、図
1に示すように、被焼却物である都市ゴミを受け入れる
ホッパ3と、ホッパ3内の被焼却物を下端部から炉内に
投入するプッシャ4と、プッシャ4により投入された被
焼却物を攪拌搬送しながら焼却処理する搬送路としての
ストーカ5を設け、その底部から一次燃焼用の空気を供
給する空気供給機構6を設けて構成してある。
【0010】ストーカ5は、固定の火格子に対して斜め
上方に往復移動する可動の火格子を交互に配して、被焼
却物を乾燥させる乾燥帯A、燃焼させる燃焼帯B、灰化
処理する後燃焼帯Cとをそれぞれ独立に速度調節自在に
構成してある。ストーカ5の上方空間を、被焼却物を直
接に焼却処理する一次燃焼領域1に構成し、さらに上方
空間を、燃焼ガスを完全燃焼させる二次燃焼領域2に構
成して、該領域2の下流側の空間に燃焼排ガスの熱エネ
ルギーを回収する廃熱ボイラ16を設けて燃焼により生
じた熱量を発電装置11に供する一方、さらに下流につ
ながる排ガス路7から煙突10に至る流路途中に設けた
バグフィルタ8、洗煙装置9等でなる排ガス処理装置を
設けてある。
【0011】図2に示すように、後燃焼帯Cの下方には
空気供給機構としての風箱6a,6b,6cを搬送方向
に沿って三段に設けてあり、各別に送風量を調節するダ
ンパ機構を設けるとともに、中央の風箱6bには流量セ
ンサ12を設けてある。風箱6bの中央位置に対応する
後燃焼帯Cの上方空間に先広がり形状の吸引管をゴミ表
面から一定の距離に配置して、周囲の不要なガスの吸引
を回避すべく、上下方向位置を調節自在に取付け、その
内部に酸素ガス濃度センサ13を設けるとともに、その
位置の灰厚さを計測する灰厚計測手段14を設けてあ
り、後燃焼帯Cで発生する特定成分の排ガス濃度である
酸素濃度を検出して、検出された酸素濃度からゴミの燃
焼速度を導出し、導出された燃焼速度とそのときに供給
された燃焼用空気量から未燃ゴミ量を求めた後、熱灼減
量が所定の範囲に入るように、後燃焼帯Cのストーカ5
の速度又は風箱6a,6b,6cのダンパ開度を調節す
る制御手段15を設けてある。
【0012】後燃焼帯Cでのゴミの粒径が一様である場
合には、酸素ガス濃度センサ13で検出された酸素濃度
をX%、その時に流量センサ12で検出された供給空気
量をQl/s(標準状態での換算値)とすると、ゴミの
単位時間当りの重量減少量(燃焼速度)は以下の式で求
まる。 燃焼速度(g/s)=12×{(21−X)×Q}/(100×22.4) 即ち、(21−X)×Qが、燃焼反応により消費された
酸素量として求まり、{(21−X)×Q}/(100
×22.4)により酸素のモル数が求まり、その値と炭
素1モルの質量との積により燃焼速度(重量減少速度)
が求まるのである。上述の酸素濃度と供給空気量から求
まる燃焼速度は、供給空気量をパラメータとして、図3
に示すように、未燃ゴミ重量と関係付けられる為、この
関係から求まる未燃ゴミ重量と、灰厚計測手段14によ
り計測された灰厚さから密度換算して求まる灰分の重量
とから次式により熱灼減量を求め、その値が基準値を越
えることのないように後燃焼帯Cのストーカ5の速度又
は風箱6a,6b,6cのダンパ開度を調節するのであ
る。 熱灼減量=未燃ゴミ重量/(未燃ゴミ重量+灰分重量)
【0013】次に、後燃焼帯Cでのゴミの粒径が一様で
ある場合について以下に説明する。今、未燃ゴミが半径
rの球体であると仮定すると、その体積は、 W=(4π/3)・r3 と表されるので、未燃重量一定の下、体積が小さくなる
(半径が小さくなる)と表面積が大となるので、それだ
け燃焼速度が速くなり粒径が小さい方が速く燃え尽きる
と考えられる。重量減少率は表面積に比例し、単位時間
当たり半径h(r≫h)だけ燃焼するとすると、重量減
少率は、 dW/dt=4π・r2 ・h と表すことができ、上述の2式より、 r2 =(4π/3)2/3 ・W2/3 dW/dt=A・W2/3 ,A=(36π)1/3 ・h 従って、 W=a・t3 ,aは定数 と表される。図4に示すように、粒径の異なる二種類の
試料EXP37,EXP38(粒径はEXP37の方が
小である)を燃焼させた場合の未燃重量Wの変化に関し
ては、上述の理論式と実験結果とが一致する。図4に示
す熱灼減量30%のときの試料EXP37,EXP38
に対して、そのときの重量減少率は、図5に示すよう
に、粒径が小であるEXP37の方が粒径が大であるE
XP38よりも大きく、従って、燃焼速度が速いことが
判る。
【0014】図6に示すように、中央の風箱6bに対応
する後燃焼帯Cの上方空間であって、搬送方向に沿って
上流側及び下流側の二箇所に先広がり形状の吸引管をゴ
ミ表面から一定の距離に配置すべく、上下方向位置を調
節自在に取付け、その内部に酸素ガス濃度センサ13
A,13Bをそれぞれ設けて、後燃焼帯Cで発生する特
定成分の排ガス濃度である酸素濃度を検出する。
【0015】粒径が順に大、中、小となるEXP37,
EXP38,EXP39の三種類の試料が、それぞれ熱
灼減量30%の状態で、後燃焼帯Cに投入された場合の
重量減少率は、図7に示すようになる。図8から図10
に示すように、E1,E2,E3,E4,E5,E6,
E7の7種類の実験に対して、後燃焼帯Cでの搬送速度
一定、風箱6aのダンパ開度一定の下、酸素ガス濃度セ
ンサ13A,13Bにより酸素濃度を検出すると、図9
に示すような値となる。ここに、E1,E2,E3は、
試料EXP38を熱灼減量30%で一定として、総重量
を変化させた場合の結果であり、E4,E2,E5は、
試料EXP38を総重量428gで一定として、熱灼減
量を変化させた場合の結果であり、E6,E2,E7
は、EXP37,EXP38,EXP39の各試料に対
して、総重量、熱灼減量を一定とした場合の結果であ
る。
【0016】図11より、同一試料で熱灼減量が一定の
場合には総重量により酸素消費量が異なるものの、その
傾き(時間に対する酸素消費量の変化率)がほぼ等し
く、試料の粒径が大となるほどその傾きが小さくなり、
試料の粒径が小となるほどその傾きが大きくなることが
判明する。従って、上流側での酸素消費量と、上流側及
び下流側での酸素消費量の差を求めることにより、ゴミ
の粒径の異なりによる燃焼速度の違いが推定できる。例
えば、上流側での酸素消費量が等しくとも、粒径の小な
るゴミの集合(EXP37に相当)よりも粒径の大なる
ゴミの集合(EXP38に相当)の方が、下流側での酸
素消費量が多くなることから、その程度により燃焼速度
が把握される。具体的には、予めコンピュータ利用の制
御手段に、複数の熱灼減量に対して総重量を異ならせた
場合の上流側の酸素ガス濃度センサ13Aが取り得る値
とその後の酸素消費量の変化率のデータを格納してお
き、下流側の酸素ガス濃度センサ13Bの計測後に、格
納データと計測データとを比較して熱灼減量、総重量、
及び粒径の大小を判別し、例えば、粒径が大で、未燃ゴ
ミ量が増加するおそれがあるときには、上流側の風箱6
aの送風量を増す等の調節を行う。
【0017】以下に別実施例を説明する。先の実施例で
は、後燃焼帯Cで発生する特定成分の排ガス濃度として
酸素濃度を検出する例を説明したが、排ガス濃度として
は酸素濃度に限定するものではなく二酸化炭素濃度であ
ってもよい。排ガス濃度としては、燃焼帯の中央部で検
出するものを説明したが、これに限定するものではな
く、適宜設定可能であり、全域での濃度を検出するもの
であってもよい。灰厚計測手段14としては、受発信機
が一体となった電磁波の時間遅れからレベル計測する方
法や、灰中で減衰する特性を利用した電磁波(マイクロ
波)の発信器と受信機を左右の側壁に複数対設けて構成
してものであってもよいし、風箱6bからの供給空気の
圧損を検出する圧損検出手段を設けて圧損値から灰の厚
さを検出するように構成してもよい。先の実施例では酸
素ガス濃度センサ13を、吸引管の内部に設ける例を説
明したが、これに限定するものではなく、吸引管の下流
側で、後燃焼帯Cからの熱の影響を回避できる位置に設
けて、吸引管で吸引されたガス濃度を検出するように構
成してもよい。
【0018】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】ゴミ焼却炉の全体構成図
【図2】要部の断面図
【図3】燃焼速度と未燃ゴミ量の関係を示す特性図
【図4】燃焼速度と未燃ゴミ量の関係を示す特性図
【図5】燃焼速度と未燃ゴミ量の関係を示す特性図
【図6】要部の断面図
【図7】燃焼速度と未燃ゴミ量の関係を示す特性図
【図8】実験結果の説明図
【図9】実験結果の説明図
【図10】実験結果の説明図
【図11】燃焼速度と未燃ゴミ量の関係を示す特性図
【符号の説明】
5 搬送路 C 後燃焼帯

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゴミを搬送路(5)上に投入して搬送し
    ながら焼却処理するストーカ式のゴミ焼却炉における未
    燃ゴミ量の検出方法であって、 後燃焼帯(C)の一部又は全部で発生する特定成分の排
    ガス濃度を検出して、検出された排ガス濃度からゴミの
    燃焼速度を導出し、導出された燃焼速度とそのときに供
    給された燃焼用空気量から未燃ゴミ量を求めるゴミ焼却
    炉における未燃ゴミ量又は燃焼速度の検出方法。
  2. 【請求項2】 ゴミを搬送路(5)上に投入して搬送し
    ながら焼却処理するストーカ式のゴミ焼却炉における未
    燃ゴミ量の検出方法であって、 後燃焼帯(C)で発生する特定成分の排ガス濃度をその
    上流側及び下流側の二箇所で検出して、上流側で検出さ
    れた排ガス濃度及び、上流側及び下流側で検出された排
    ガス濃度の減少率から燃焼速度を求めるゴミ焼却炉にお
    ける未燃ゴミ量又は燃焼速度の検出方法。
JP15485393A 1993-02-05 1993-06-25 ゴミ焼却炉における未燃ゴミ量又は燃焼速度の検出方法 Pending JPH06288529A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0829683A2 (en) 1996-09-12 1998-03-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Combustion system and operation control method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0829683A2 (en) 1996-09-12 1998-03-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Combustion system and operation control method thereof
US5957063A (en) * 1996-09-12 1999-09-28 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Combustion system and operation control method thereof

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