JPH0737844B2 - 溶融炉の燃焼負荷制御方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、汚泥を乾燥機によつて乾燥して溶融炉で溶融
するようにした溶融炉の燃焼負荷制御方法および装置に
関する。

従来の技術 たとえば特開昭62−294481では、溶融炉の排ガスの廃熱
を利用した汚泥乾燥機を設け、乾燥機によつて乾燥した
汚泥を溶融炉に送入して溶融する構成が開示されてい
る。

このような先行技術において、溶融炉の安定運転と、汚
泥乾燥機に必要な熱量、すなわち乾燥負荷の制御とを両
立させることが困難であつた。また溶融炉の燃焼負荷の
安定化、すなわち一定にすることと、NOx発生抑制制御
との両立は困難であつた。

また従来では、溶融炉からの還元未燃焼ガスを２次燃焼
させる２次燃焼炉と、乾燥機に供給する気体を発生する
補助バーナ付き熱風炉とを一体と考えて、総合燃焼空気
比の適性化を図り、総合熱効率を向上させるようにした
構成は、実現されていない。

すなわち汚泥乾燥機とそこで乾燥された汚泥を溶融する
溶融炉との安定操業の要件として、次の条件（ａ），
（ｂ），（ｃ）を満足する必要があるけれども、従来で
は、これらを総合的に満たす構成は実現されていない。

（ａ）溶融炉の安定運転、すなわち定負荷制御を行うこ
と。

（ｂ）発生するNOx量を規準値以下に操作すること。

（ｃ）総合空気比を適性値に保ち、総合熱効率の向上を
図ること。

発明が解決すべき課題 本発明の目的は、溶融炉の安定運転を行い、発生するNO
x量を抑制し、総合空気比を適性値に保つて総合熱効率
の向上を図ることができるようにした溶融炉の燃焼負荷
制御方法および装置を提供することである。

課題を解決するための手段 本発明は、溶融炉内で、汚泥およびその他の燃料を予め
定める燃焼負荷で燃焼するとともに、汚泥を還元雰囲気
で溶融し、 溶融炉の排ガスを、補助バーナを備える熱風炉で２次燃
焼させるとともに、 その熱風炉に備えられる熱交換器によつて空気を加熱し
て汚泥乾燥機に導き、 乾燥に必要な熱量が得られるように、補助バーナの燃焼
量を制御し、 溶融炉と熱風炉とに供給する総空気量を、予め定める総
合空気比となるように制御することを特徴とする溶融炉
の燃焼負荷制御方法である。

また本発明は、汚泥の溶融を行う溶融炉と、 汚泥乾燥機と、 熱風炉であつて、補助バーナと空気を間接熱交換する熱
交換機とを有し、溶融炉からの排ガスを２次燃焼させ、
熱交換機によつて加熱された空気を汚泥乾燥機に導く熱
風炉と、 汚泥乾燥機の乾燥負荷を検出する手段と、 前記検出手段の出力に応答し、乾燥負荷が大きくなる
と、補助バーナの燃料量を増大する制御手段とを含むこ
とを特徴とする溶融炉の燃焼負荷制御装置である。

作用 すなわち本発明では、汚泥を溶融する溶融炉の後に、溶
融炉内で発生する還元未燃焼ガスの２次燃焼炉を兼用し
た熱風炉を設置し、その熱風炉に補助バーナを設け、汚
泥乾燥機が必要とする熱量、すなわち乾燥負荷を、補助
バーナで補正制御する。これによつて溶融炉内の空気比
を独立に制御することができ、溶融炉内の部分燃焼率の
操作が可能となると同時に、熱風炉に必要な燃焼空気量
は、補助バーナ用燃料および溶融炉から発生する還元未
燃焼ガスの完全燃焼に必要な適性空気比によつて制御す
ることが可能となる。この結果、高温酸化雰囲気で発生
するNOx発生の抑制操作が可能となると同時に、汚泥乾
燥機に必要な熱量の制御と、溶融炉の安定運転の制御を
独立に行うことができる。ここでいう部分燃焼率という
のは、溶融炉における汚泥を含む全燃料の合計発熱量に
対する実際に燃焼して発生した発熱量の割合をいう。

すなわち本発明に従えば、溶融炉内で汚泥およびその他
の燃料を予め定める燃料負荷で燃焼することによつて、
その溶融炉内の発熱量、したがつて温度を一定にして、
安定した運転を行うことができる。この溶融炉内で汚泥
を還元雰囲気で溶融し、これによつてNOx量の低減を図
ることができる。

補助バーナの燃焼量を制御して、乾燥に必要な熱量を得
られるようにして、汚泥乾燥機に必要な熱量を確保する
ことができる。

さらに溶融炉と熱風炉とに供給する総空気量を、予め定
める総合空気比となるように制御して熱効率の向上を図
ることができる。

すなわち本発明では、乾燥汚泥の溶融炉と、その２次燃
焼炉を兼用した熱風炉を設け、この熱風炉に補助バーナ
を設置し、溶融炉の安定運転の要件となる燃焼負荷の安
定化、すなわち一定にすることを実現し、また汚泥乾燥
機に必要な熱量の制御をそれぞれ独立に操作することが
できる。

溶融炉内の燃焼負荷量を燃料量および燃焼空気比の２要
素を操作することによつて溶融炉の安定運転に必要な炉
内温度の制御と、NOx発生抑制の要件となる還元燃焼制
御の両立は可能となる。溶融炉体は一般に小形であり、
表面積は小さく、炉外壁からの放熱量は、炉内燃焼発熱
量に比べて小さく、炉内温度が若干変化しても、その放
熱量はほぼ一定である。したがつて炉内温度を左右する
唯一の要素は、炉内燃焼発熱量である。したがつてこの
炉内燃焼発熱量は、炉内に送入される汚泥を含む燃料量
と、それらの部分燃焼率によつて決定される。部分燃焼
率は燃焼空気比を操作することによつて可能である。

また一方、NOxは、高温酸化雰囲気での燃焼時に多量発
生することが解つている。高温雰囲気での燃焼には、燃
焼空気比を下げた還元雰囲気が、NOx発生抑制に不可欠
である。溶融炉内の温度はたとえば約1400℃である。

好ましい実施例では、溶融炉には、乾燥汚泥の他に消化
ガスおよび液化石油ガス（略称LPG）の合計３種類の燃
料を送入し、これらの総発熱量を連続的に計測演算し
て、推測される炉内温度が一定となるようにLPG流量を
操作する。また炉内を常時還元雰囲気に保つてNOx発生
量を規準値以下となるように、燃焼空気比をたとえば0.
8となるように操作する。

さらにまた本発明に従えば、汚泥乾燥機に必要な熱量は
熱風炉出口排ガス温度によつて、熱風炉補助バーナを操
作することによつて制御可能となる。また総合熱効率を
左右する総合燃焼空気比については、溶融炉から発生す
る還元未燃焼ガスおよび補助バーナ用燃料の完全燃焼に
必要な適性空気量を熱風炉に送入される燃焼空気量に基
づいて制御することが可能である。

熱風炉での燃焼は、酸化雰囲気内で行われるけれども、
熱風炉内の温度は、たとえば約900℃であつて、溶融炉
内の温度が前述のように約1400℃であるのに比べて、低
く、したがつてNOx発生抑制に効果がある。

こうして汚泥乾燥機に必要な熱量を確保するために、或
る実施例ではたとえば熱風炉出口排ガス温度を計測し、
補助バーナの燃焼量を操作して、溶融炉の燃焼負荷操作
と分離して制御を行う。

また熱風炉と溶融炉を含めた総合空気比を適性値に保つ
ために、熱風炉燃焼空気量を調節して、熱効率の向上を
図る。

実施例 第１図は本発明の一実施例の全体の系統図である。下水
汚泥などの濃縮汚泥は管路１から汚泥加温機２に供給さ
れて加温が行われ、乾燥加熱空気の除湿が行われる。こ
こで加温された濃縮汚泥は、管路３から消化槽４に供給
されて消化が行われる。消化した汚泥は、管路５から脱
水機６に導かれて脱水され、管路７から気流乾燥機であ
る汚泥乾燥機８の投入口９に供給される。この汚泥乾燥
機８において乾燥された乾粉である乾燥物は、管路10を
経て燃料の１つとして、溶融炉11に供給される。

溶融炉11は、いわゆる旋回溶融炉であり、乾燥汚泥と空
気とを水平軸線を有する円筒炉内の接線方向に高速度で
供給し、内部では高速度の旋回流を起こさせながら還元
雰囲気下で高温高負荷燃焼して、たとえば約1400℃で汚
泥を溶融してスラグを得る。

溶融炉11からの高温度の還元未燃焼ガスは、後続の熱風
炉12において、補助バーナ13に供給される管路38からの
燃料としての消化ガスとともに完全燃焼され、その排ガ
スは管路13から集塵機14を経て管路15から排気フアン16
を経て誘引され、管路17から煙突18に導かれる。

汚泥乾燥機８において、シユート９からの脱水汚泥は解
砕機20から気流管21に導かれて乾燥され、その乾燥され
た乾粉はサイクロン22で捕集され、乾粉ホツパ23に貯留
され、乾粉供給機24から管路10に、調節計WIC3で切り出
された量だけ、供給される。サイクロン22で清浄化され
た空気は、循環フアン25からバイパス管路27を経て循環
され、こうして空気の循環経路が形成される。

熱風路12には間接熱交換機28が設けられており、この熱
交換機28で加熱された空気は第１管路29a,29bを経て汚
泥乾燥機８のバイパス管路27と合流し、管路30から解砕
機20に導かれる。

汚泥乾燥機８からの空気は、第２管路32a,32bを経て汚
泥加温機２に供給される。汚泥加温機２からの空気は、
第３管路33a,33bを経て、フアン34によつて圧送され、
熱交換機28に導かれる。

熱交換機28の出口からの加熱された空気は管路34を経て
流量制御弁35から溶融炉11に供給される。溶融炉11の燃
料として、上述のように管路10を経て乾粉が供給される
とともに、消化槽４からの消化ガスが管路36および37を
経て供給される。この消化ガスの一部は管路36から管路
38へ分岐され、補助バーナ13の燃料として供給される。
溶融炉11にはまた管路39を介して液化石油ガス（略称LP
G）が供給される。

第３管路33bからは、補助バーナ13および熱風炉12に管
路39を介して燃焼用空気が供給される。

なお排気フアン16からの排ガスは、管路41を介して熱風
炉12に戻されて、熱風炉12の温度の異常な上昇が後述の
ように防がれる。

熔融炉11の燃焼のためには前述のように３種類の燃料、
すなわち乾粉汚泥と消化ガスおよびLPGが用いられ、炉
内での還元燃焼の作用によつて熔融汚泥を生成する。熔
融炉11内での燃焼負荷は、乾粉汚泥と、管路37に流れる
消化ガスと、管路39に流れるLPGとのそれぞれの燃料送
入量と単位発熱量と燃焼空気比とに依存し、その総燃料
負荷計算を、第１演算回路44において行う。これによつ
て燃焼負荷の目標値Ht0に対して偏差が生じた場合に
は、LPGの送入量を管路39に設けられた流量制御弁45に
よつて制御する。

第２図を参照して、第１演算回路44では、熔融炉11内の
総燃焼負荷Ht（kcal/h）が一定となる演算を行う。この
第１演算回路44には、熔融炉11の総燃焼負荷目標値設定
回路45からの目標値Ht0が与えられる。また第１演算回
路44には、消化ガス発熱量設定回路46から消化ガスの発
熱量Hg（kcal/Nm³）が与えられ、また乾粉汚泥発熱量設
定回路47からは乾粉の発熱量Hs（kcal/kg）が与えら
れ、またLPG発熱量設定回路48からはLPGの発熱量Hl（kc
al/Nm³）が与えられる。

総燃焼負荷Htは第１式によつて示される。

Ht＝Wg1・Hg＋Ws・Hs＋Wl・Hl …（１） ここでWg1は、熔融炉11に管路37から供給される消化ガ
スの流量（Nm³/h）であり、Wsは熔融炉11に供給される
乾粉供給機24からの乾粉汚泥流量（kg/h）であり、Wlは
熔融炉11に供給される管路39からのLPG流量（Nm³/h）で
ある。

Wg1,Ws,Wlは流量計42、乾粉供給機24、および流量計43
によつてそれぞれ計測される実流量または実重量であ
り、Wg1およびWsについては、調節計FIC4と調節計WIC3
とにそれぞれ運転状態に応じて任意に設定値として与え
られ、これによつて管路37に設けられている流量制御弁
53の開度が制御されて、Wg1が流れ、また乾粉供給機24
からWsで乾粉が切り出される。

総燃焼負荷Htが乾粉汚泥供給量Wsの変動などによつて、
熔融炉11の総燃焼負荷目標値Ht0から偏差を生じたとき
は、次の第２式に基づいてLPG送入量の設定値Wl0が第１
演算回路44からライン52aを介して調節計FIC6に与えら
れ、これによつて管路39に設けられている流量制御弁45
の開度が制御されて、Wlが操作される。

ただしLPGの非効率的な使用を避けるため、LPG流量Wlの
上限値Wlhを設定し、それ以上になることを防ぐ。

また熔融炉11における部分燃焼率を決定するための空気
比、たとえば約0.8は、第２演算回路55で演算し、これ
によつて調節計FIC1にライン56を介して、熔融炉11のた
めの燃焼空気流（Nm³/h）の目標値が与えられて、管路3
4に設けられている流量計54によつて検出される流量値
が前記目標値となるように流量制御弁35の開度を制御す
る。第２演算回路55の演算回路部分58には、設定回路59
から消化ガス理論燃焼空気量Qg［Nm³（空気）／Nm³（消
化ガス）］が設定され、また設定回路60において乾粉汚
泥理論燃焼空気量Qs［Nm³（空気）/kg］が与えられ、ま
た設定回路61からはLPG理論燃焼空気量Ql［Nm³（空気）
／Nm³（LPG）］与えられる。したがつて演算回路部分58
からライン62には、熔融炉11の総理論燃焼空気量Qts（N
m³（空気）/h）が第３式に基づいて演算されて出力され
る。

Qts＝Wg1・QG＋Ws・Qs＋Wl・Ql …（３） 空気比設定回路63では、設定回路64において設定される
空気比αにより、第４式の演算を行つて、熔融炉11の燃
焼空気量Qts0（Nm³/h）が演算される。

Qts0＝α・Qts …（４） この空気比αは、熔融炉11内での部分燃焼率すなわち還
元燃焼率を考慮し、任意に設定する。

通常は、αは、 0.7＜α＜0.9 …（５） であり、たとえば0.8であつてもよい。

この空気比設定回路63からの出力は、前述のライン56を
介して調節計FIC1に与えられて、その目標値である燃焼
空気量Qts0（Nm³/h）となるように、流量制御弁35が制
御される。

熱風炉補助バーナ13は、管路38からの消化ガスの専焼
で、熱風炉出口排ガス温度が温度計65で検出され、調節
計TIC7によつて、管路38に設けられている流量制御弁66
の開度が制御される。

熱交換機28は、熱風炉12の出口付近に設けられており、
したがつて汚泥乾燥機８の乾燥負荷、すなわち乾燥のた
めに必要な熱量に応じて温度計65によつて検出される温
度が変化する。この交換熱量は、熱交換器28を通過する
循環空気の流量および温度と、熱風炉12内の温度などに
よつて決まる。循環空気温度は、後で述べる汚泥乾燥機
８および汚泥加温機２に必要な熱量などによつて変化す
る。つまり汚泥乾燥機８および汚泥加温機２に必要な熱
量は、熱風炉出口、換言すると熱交換器28の出口の排ガ
ス温度が、温度計65によつて検出され、その値が予め定
める値たとえば250℃になるように、調節計TIC7は流量
制御弁66の開度を制御して、その補助バーナ13の燃焼量
を制御して、上述のように必要な熱量を確保する。

熱風炉12内での燃焼空気量は、補助バーナ13の燃料用お
よび熔融炉11からの還元未燃焼ガス用であつて、第２図
に示される第３演算回路68によつて演算して求められ
る。第３演算回路68の演算回路部分69には、管路36に設
けられている流量計70によつて検出される総消化ガス流
量Wg0（Nm³/h）と、前述の乾粉汚泥流量Ws（kg/h）、LP
G流量Wl（Nm³/h）、および設定回路59,60,61からの設定
値Qg,Qs,Qlがそれぞれ与えられ、第６式の演算を行つ
て、総合理論燃焼空気量Qt（Nm³/h）を求める。

Qt＝Wg0・Qg＋Ws・Qs＋Wl・Ql …（６） この第３演算回路68における空気比設定回路71では、空
気比βを設定する設定回路72からの値に基づき、総合燃
焼空気量Qt0（Nm³/h）を求める。

Qt0＝β・Qt …（７） ここで空気比βは、管路または炉本体の漏れ空気および
循環排ガスに含まれる空気などを考慮し、熱風炉12内で
の燃焼が安定し、余剰空気が最小となる適当な値に設定
し、たとえば通常、 1.2＜β＜1.4 …（８） ただし β＞１＞α …（９） 第３演算回路68における減算回路73は、この総合燃焼空
気量Qt0と、第２演算回路55において演算されたライン5
6からの熔融炉燃焼空気量Qts0との減算を第10式に示す
ように行う。

Qth＝Qt0−Qts0 …（10） 第10式に前述の第３式、第４式、第６式、および第７式
を代入すると第11式が得られる。

Qth＝（β−α）・（Ws・Qs＋Wl・Ql）＋（βWg0−αWg
0−α・Wg1）・Qg …（11） この減算回路73からの熱風炉燃焼空気量Qth（Nm³/h）を
表す信号はライン75から調節計FIC2に与えられる。これ
によつて流量計76によつて検出される流量が前記目標値
である熱風炉燃焼空気量Qthとなるように、管路39に設
けられている流量制御弁77の開度が制御される。

熔融炉11に必要な燃焼用空気は、その熔融炉11の安定運
転の要件である炉内高温状態の確保の目的で、第１管路
29aから加熱空気を抽気して使用する。熱風炉12に必要
な燃焼用空気は、NOx発生抑制を考慮し、外気である低
温空気を管路80から流量制御弁81を介して第３管路33a
に注入した後、第３管路33bから抽気して使用する。熱
風炉12からの排ガスは、前述のように集塵器14と排気フ
アン16とを介して煙突18から大気に放出されるが、その
一部は、前述のように、熱風炉12に管路41を介して循環
され、熱風炉12内が高温度となつて多量のNOxが発生し
ないようにして、高温度燃焼ガスの希釈用に使われる。
熱風炉12に循環される希釈用の排ガス量は、熱風炉12に
設けられた温度計82の出力を調節計TIC12に与え、この
温度計82によつて検出される温度が、予め定めた値とな
るように、調節計TIC12は、管路41に介在されている流
量制御弁83の開度を制御する。第２管路32bには、空気
静圧を検出する圧力計84が設けられ、この圧力計84の出
力は調節計PIC8に与えられ、この調節計PIC8は圧力計84
によつて検出される圧力が、予め定める値となるよう
に、管路80に介在されている流量制御弁81の開度を制御
し、これによつて外気から必要空気量を補充し、循環空
気の第３管路33bおよび第１管路29aから抽気して使用し
た燃焼空気分が補充されることになる。

熱風炉12内で燃焼を安定化させるために、熱風炉内圧は
圧力計85によつて検出され、その出力が調節計PIC11に
与えられ、これによつて煙突18への管路17に介在されて
いる流量制御弁86の開度が制御され、燃焼炉内圧が調節
計PIC11で設定されている値に保たれる。

気流乾燥機である汚泥乾燥機８の安定運転の要件は、
（ｉ）汚泥乾燥機８内の汚泥の対流時間を一定にするた
めの乾燥空気の速度ないしは流量を一定にすること、お
よび（ii）その汚泥乾燥機８内で乾燥した汚泥の含水率
を所定の値に保つことである。これらの要件（ｉ），
（ii）を満足させるために、次のように構成される。す
なわち汚泥乾燥機８に必要な乾燥空気は、熱風炉12の熱
交換機28から第１管路29a,29bおよび管路30を経て解砕
機20に導かれ、脱水汚泥とともに、気流管21内に送られ
る。脱水汚泥は、気流管21内を乾燥空気によつて乾燥さ
れながら空気輸送され、サイクロン22によつて乾燥空気
と乾粉汚泥とが分離される。乾粉汚泥はホツパ23に貯留
され、乾粉供給機24を経て前述のように管路10から熔融
炉11に送られる。一方、サイクロン22によつて分離され
た空気は、循環フアン25によつて誘引され、第２管路32
a,32bとバイパス循環空気管路27とに分配されて循環さ
れる。この分配率は、汚泥乾燥機８内を通過する乾燥空
気流量が管路26に設けられた流量計87によつて検出さ
れ、その出力が調節計FIC10に与えられ、これによつて
バイパス循環空気管路27に介在されている流量制御弁88
の開度が制御されて、予め定める値とされる。すなわち
気流管21における乾燥すべき脱水汚泥と空気との混合物
の流速を一定にする必要があり、そのとき、次に述べる
ように、第２管路32aに設けられている流量制御弁90の
開度が変化しても、流量計87によつて検出される流量が
一定となるように、流量制御弁88の開度が制御されるの
である。これは、汚泥乾燥機８に必要とする乾燥空気、
すなわち第１管路29bから導入される乾燥空気の流量
が、汚泥乾燥機８内で脱水汚泥の輸送に必要な空気流
量、すなわち流量計87によつて検出される流量よりも小
さいためである。

一方、汚泥乾燥機８内で汚泥乾燥に必要な乾燥空気量
は、循環フアン25の出口の循環空気温度を検出する温度
計91と、その検出温度が与えられる調節計TIC9と、第１
選択回路92との働きによつて流量制御弁90の開度を操作
することによつて制御する。調節計TIC9は、温度計91に
よつて検出される温度が予め定める値となるのに必要な
流量制御弁90の開度を表す信号X1をライン93を介して第
１選択回路92に与える。

たとえば気流管21での脱水汚泥の水分蒸発量が大きいと
きには、温度計91によつて検出される温度が低下し、こ
れによつて調節計TIC9は流量制御弁90の開度を大きくす
るための信号X1をライン93に導出し、流量制御弁90の開
度が大きくなると、熱交換機28から第１管路29a,29bを
介して汚泥乾燥機８に取り込まれる熱風流量が多くな
る。流量制御弁90を操作することによつて、第１管路29
bを経て汚泥乾燥機８に導入される乾燥空気の流量が上
述のように調整され、その結果、汚泥乾燥機８に取り込
まれる乾燥熱量が調節され、乾粉汚泥の含水率を所定の
値に保つことができる。このようにして上述のように汚
泥乾燥機８の安定運転の要件（ｉ）および（ii）が満た
される。

流量制御弁90を経て管路32aを流れる乾燥空気および第
１管路29aから管路94に流れる乾燥空気とは合流点95で
合流され、第２管路32bを経て汚泥加温機に送られて、
汚泥乾燥機８内で生じた水蒸気が除去されると同時に、
管路１からの濃縮汚泥の加温に使用される。

バイパス循環空気管路27を設ける理由は、もしも仮に、
第１管路29bからの乾燥空気だけで気流管21において必
要な空気流量、したがつて空気流速を確保しようとすれ
ば、温度計91によつて検出される汚泥乾燥機８の出口空
気温度が制御できなくなつてしまうからであり、このよ
うな問題を解決するために、バイパス循環空気管路27を
通して低温度の乾燥空気を循環させ、気流管21における
所定の空気流量を得る。

バイパス循環空気管路27と第２管路32aとの分配率とい
うのは、これらの管路27,32aに流れる流量F27とF32aと
の比率F27/F32aを言う。この分配率を第１選択回路92と
もう１つの第２選択回路96とを用いて、流量制御弁90、
および第１管路29aに介在されている流量制御弁97とを
制御することによつて、１基の熱風炉12における熱交換
器28からの加熱空気を用いて、汚泥乾燥器８および汚泥
加温機２にそれぞれ必要な熱量をバランスよく制御す
る。

選択回路92の構成は、第３図に示される特性を有する。
第３図の横軸は、調節計TIC9の出力ｍが、この選択回路
92の入力X1として与えられ、ライン98,99には出力Y1,Y2
がそれぞれ導出される。出力Y1はライン98を介して流量
制御弁90に与えられ、出力Y2はライン99を介してもう１
つの選択回路96に与えられる。入力X1、すなわち調節計
TIC9の出力ｍが小さく、たとえば第３図の横軸０〜m1の
範囲では、汚泥乾燥機８の出口空気温度の制御は、もつ
ぱら、流量制御弁90によつて、出力Y1に応じて行う。調
節計TIC9の出力ｍが前記値m1以上になつたときには、ラ
イン99を介して出力Y2を第２選択回路96に与えて後述の
ように流量制御弁97を制御するように働き、これによつ
て総必要熱量を確保する。出力Y1によつて流量制御弁90
が全開となる調節計TIC9の出力ｍの値をm2とするとき、 m1＜m2 …（12） このように流量制御弁90が全開となる前に流量制御弁97
を操作する理由は、汚泥乾燥機８自体に熱容量を持つて
いることによる温度制御の応答遅れを改善するためであ
る。出力Y2は、調節計TIC9の出力ｍが前記値m1未満では
Y2aである。

出力Y1は、入力X1が０％からm2の間で０％から100％ま
で直線的に変化する。m2点は可変で任意に設定できる。
また出力Y2は、入力X1が０〜m1の間では、一定の値Y2a
となり、入力X1がm1〜100％の間ではY2aから100％まで
直線的に変化する。m1およびY2aはそれぞれ可変で任意
に設定できる。

汚泥加温機２は、汚泥乾燥機８内で生じた水蒸気を除去
するとともに、管路１からの濃縮汚泥の加熱を行う。汚
泥加温機に必要な熱量は、その下部に貯留した濃縮汚泥
100の温度を温度計101によつて検出して計測することが
できる。この温度計101によつて検出される濃縮汚泥温
度は、調節計TIC10に与えられ、予め定める値との偏差
より演算された出力信号がゲイン調整回路102に与えら
れる。ゲイン調整回路102は、調節計TIC10の出力、すな
わち温度計101の検出温度と設定値とから演算される出
力信号X2に比例定数Ｋを乗じた値である。

Y3＝Ｋ・X2 …（13） このゲイン調整回路102からの出力Y3は、ライン103を介
して、選択回路96に与えられる。

選択回路96では、汚泥乾燥機８において要求される熱量
に相当するライン99からの出力Y2と、汚泥加温機２にお
いて要求される熱量に相当するライン103からの出力Y3
とを比較し、いずれか大きい方の値をライン104を介し
て流量制御弁97に与えて、流量制御弁97の開度を操作
し、これによつて総必要熱量を確保する。選択回路96の
出力をY4とし、ライン99,103の信号を前述のようにY2,Y
3とするとき、次の動作が達成される。ここでHSは、大
きい方の値を導出することを表し、ハイセレクトを意味
する。

HS（Y2,Y3）＝Y4 …（14） 第４図は、本発明の他の実施例の一部のブロツク図であ
る。この実施例では、第２図の第３演算回路68における
演算回路部分69に与えられる総消化ガス流量Wg0は、第
１演算回路44のライン50から導出される熔融炉11の消化
ガス流量Wg1と、ライン38に流れる熱風炉消化ガス流量W
g2とを加算回路105で加算して演算する。熱風炉消化ガ
ス流量Wg2は、管路38に設けた流量計によつて検出され
る値である。

第５図は、本発明の他の実施例の一部のブロツク図であ
る。この実施例では、熱交換機28の出口の加熱空気の温
度を管路29aにおいて温度計106によつて検出し、調節計
TIC11に与える。調節計TIC11は、消化ガスを供給する管
路38に介在されている流量制御弁107の開度を制御し、
これによつて温度計106によつて検出される温度が調節
計TIC11において設定した値となるように制御が行われ
る。

第６図は、本発明のさらに他の実施例の系統図である。
この実施例では、管路29aに温度計108を設け、その出力
を調節計TIC12に与える。この調節計TIC12には、第２選
択回路96の出力Y4を目標値として与える。調節計TIC12
は、消化ガスを導く管路38に介在されている流量制御弁
109の開度を制御して、温度計108によつて検出される温
度が、第２選択回路96の出力Y4の表す値に等しくなるよ
うに制御する。これによつて、温度の制御の応答性を向
上することがでる。管路29aには、絞り110を介在しても
よい。

本発明は、熔融炉11が旋回熔融炉だけでなく、そのほか
の構成を有する熔融炉に関してもまた実施することがで
きる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、熔融炉の安定運転を行う
ことができ、発生するNOx量の低減を図り、また総合熱
効率の向上を図ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体の系統図、第２図は第
１演算回路44、第２演算回路55および第３演算回路68の
構成を示すブロツク図、第３図は第１選択回路92の動作
を説明するためのグラフ、第４図は本発明の他の実施例
の一部の構成を示すブロツク図、第５図は本発明の他の
実施例の一部の構成を示す系統図、第６図は本発明のさ
らに他の実施例の一部の構成を示す系統図である。 ２…汚泥加温機、４…消化槽、８…汚泥乾燥機、11…熔
融炉、12…熱風炉、13…補助バーナ、21…気流管、22…
サイクロン、28…熱交換器、29a,29b…第１管路、32a,3
2b…第２管路、33a,33b…第３管路、27…バイパス循環
空気管路、44…第１演算回路、55…第２演算回路、68…
第３演算回路、92…第１選択回路、96…第２選択回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沢井 正和 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (56)参考文献 特開 昭62−294481（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−13916（ＪＰ，Ａ) 実開 昭49−53574（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶融炉内で、汚泥およびその他の燃料を予
   め定める燃焼負荷で燃焼するとともに、汚泥を還元雰囲
   気で溶融し、 溶融炉の排ガスを、補助バーナを備える熱風炉で２次燃
   焼させるとともに、 その熱風炉に備えられる熱交換器によつて空気を加熱し
   て汚泥乾燥機に導き、 乾燥に必要な熱量が得られるように、補助バーナの燃焼
   量を制御し、 溶融炉と熱風炉とに供給する総空気量を、予め定める総
   合空気比となるように制御することを特徴とする溶融炉
   の燃焼負荷制御方法。
2. 【請求項２】汚泥の溶融を行う溶融炉と、 汚泥乾燥機と、 熱風炉であつて、補助バーナと空気を間接熱交換する熱
   交換器とを有し、溶融炉からの排ガスを２次燃焼させ、
   熱交換器によつて加熱された空気を汚泥乾燥機に導く熱
   風炉と、 汚泥乾燥機の乾燥負荷を検出する手段と、 前記検出手段の出力に応答し、乾燥負荷が大きくなる
   と、補助バーナの燃料量を増大する制御手段とを含むこ
   とを特徴とする溶融炉の燃焼負荷制御装置。