JPH08219428A - じんかいを焼却する方法及び装置 - Google Patents

じんかいを焼却する方法及び装置

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JPH08219428A
JPH08219428A JP7329009A JP32900995A JPH08219428A JP H08219428 A JPH08219428 A JP H08219428A JP 7329009 A JP7329009 A JP 7329009A JP 32900995 A JP32900995 A JP 32900995A JP H08219428 A JPH08219428 A JP H08219428A
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dust
combustion
supply shaft
microwave
process control
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JP7329009A
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Peter Duebendorfer
デューベンドルファー ペーター
John Millard
ミラード ジョン
Martin Zweifel
ツヴァイフェル マルティン
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Original Assignee
ABB Management AG
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 すべての種類のじんかいの燃焼状態を,あら
かじめ予測して,コントロールし得るようにする。 【解決手段】 燃焼せしめられるじんかい(1)の発熱
量又は少なくとも1つの,発熱量を決定する測定値を,
既に供給シャフト(2)内で測定する。この測定値をプ
ロセス制御ユニット(9)内で貯蔵する。このプロセス
制御ユニットによって,発熱量の大きさに関連して,じ
んかい(1)の燃焼の際に,燃焼格子に供給される空気
の量及び(又は)燃焼格子に供給されるじんかいの量を
制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,供給シャフトと引
き渡しスライダとを介して,燃焼を維持させる空気が供
給される燃焼格子上に運ばれるじんかいを焼却する方法
に関する。
【0002】更に本発明は,この方法を実施するための
装置に関する。
【0003】
【従来の技術】従来の技術は,例えばEP−A−0 3
17 731に記載されている。
【0004】燃料としてのじんかいはその組成が極めて
不均一である。発熱量・点火性及び燃焼速度のようなじ
んかいの特性は極めて広範囲に変動する。燃焼せしめら
れるじんかいは,例えば有機残りごみ・工業廃棄物・木
材・石材・プラスチック・ガラス・紙・厚紙から成って
いる。じんかいは,可及的に,常に燃焼可能な成分が含
まれているような状態で,供給される。燃焼せしめられ
るじんかいは,大きさが種々異なっている。更に,じん
かいは水分の割合が種々異なっており,このことは焼却
の際に考慮しなければならない。これに対し,石炭・ガ
ス及び油のような燃料の組成及び化学的・物理的特性は
周知である。この場合,前述のじんかいと異なって,こ
れらの燃料を申し分なく燃焼させることは,容易に可能
である。
【0005】じんかい焼却装置は従来は大抵はわずかな
自動化率で運転されている。このような従来の大抵のじ
んかい焼却装置においては,少なくとも1人の操作員に
よって操作される制御装置が設けられている。操作員の
役目は,その都度のじんかいに適合するように,燃焼を
コントロールすることである。この場合操作員は燃焼状
態を自分の目で観察する。大抵のじんかい焼却装置にお
いては少なくとも1つのビデオカメラが設けられてお
り,これは燃焼室の上方に配置されている。もちろん燃
焼状態の修正操作は後から行われる。すなわち,燃焼せ
しめられるじんかいの組成の変化が燃焼状態の変化によ
って判明した場合に,修正操作が行われる。この時点で
の修正操作は普通は遅すぎることが多い。このようにし
て行われる燃焼の状態は最上の燃焼状態から程度の差こ
をあれ大きく異なっている。この差を最小限にするため
に,じんかい焼却の自動化率を高めることが試みられて
いる。このために,燃焼状態を観察する新しい測定値受
信器が燃焼室内に設けられる。この場合得られる情報
は,操作員がこれまで目によって把握していたものであ
るが,新しい測定値受信器によって自動的に測定される
情報であり,この情報は燃焼を制御する手段に修正因子
として直接に供給される。
【0006】EP−A−0 317 731においては,
燃焼格子へのじんかい引き渡し範囲を,前方に光学フィ
ルタが接続されていて,H2O分子若しくはCO2分子に
よって調べられる電磁ビームを選択的に測定する光線受
信器によって観察することが提案されている。このよう
にして得られたじんかいの水分含有量の測定値は,燃焼
の制御のために,制御装置にマイナス値として供給され
る。このような方法によれば,じんかいが燃焼せしめら
れる前に,じんかいの水分含有量についての信号が得ら
れ,したがって燃焼パラメータを燃焼せしめられるじん
かいに直接に適合させることができる。しかしながらこ
の方法の欠点は,引き渡し区域内で測定されたじんかい
が燃焼格子上で燃焼せしめられるまでの時間が過度に短
くて,燃焼パラメータの変化を充分に制御に取り入れる
ことができないことである。この方法における死時間は
30〜60分である。これに対し,じんかいの引き渡し
区域から主燃焼区域への搬送時間は10分程度である。
この方法においては,じんかいの水分含有量は,表面か
ら蒸発する水だけによって測定される。じんかいの内部
に含まれ結合されている水は測定されず,したがって燃
焼の制御には考慮されない。
【0007】EP−A−0 352 620に記載されて
いる方法においては,じんかいを燃焼させる燃焼格子が
ビデオカメラによって観察される。得られたビデオ像は
自動的にコンピュータによって処理される。これによっ
て得られた信号から,燃焼状態についての情報,例えば
温度分布及び主燃焼領域のような情報が取り出され,プ
ロセス制御ユニットに供給される。この方法では,じん
かいの燃焼状態をあらかじめ予測して,コントロールを
行うことは不可能である。なぜなら燃焼格子上の表面温
度だけが測定されるからである。燃焼されるじんかいの
表面の下側の,燃焼状態に影響を及ぼす灼熱領域あるい
は低熱領域は考慮されることはない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は,すべての種類のじんかいの燃焼状態を,あ
らかじめ予測して,コントロールし得るようにして,既
にじんかいの燃焼の前に,どのパラメータについて調整
を行うべきかを知り得るようにする方法を提供すること
である。更に,本発明の課題はこの方法で運転されるじ
んかい焼却装置を提示することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に,本発明の構成では,燃焼せしめられるじんかいの発
熱量又は少なくとも1つの,発熱量を決定する測定値
を,既に供給シャフト内で測定し,その測定値をプロセ
ス制御ユニット内で貯蔵し,このプロセス制御ユニット
によって,発熱量の大きさに関連して,じんかいの燃焼
の際に,燃焼格子に供給される空気の量及び(又は)燃
焼格子に供給されるじんかいの量を制御するようにし
た。
【0010】更に,本発明によるじんかい焼却装置にお
いては,供給シャフトとその後方に接続された引き渡し
スライダとを有するじんかいを焼却する装置であって,
引き渡しスライダは,その都度燃焼せしめられる量のじ
んかいを燃焼格子に送り,燃焼格子には,燃焼を維持す
るために空気を供給可能である形式のものにおいて,供
給シャフトの内部に,じんかいの発熱量を測定するため
の少なくとも1つの測定装置が設けられていて,少なく
とも1つの評価ユニットに接続されており,評価ユニッ
トの信号出力端子はプロセス制御ユニットに接続されて
おり,プロセス制御ユニットは,燃焼格子への空気供給
の制御及び(又は)引き渡しスライダの制御のために設
けられているようにした。
【0011】
【発明の実施の形態】要するに本発明によれば,燃焼せ
しめられるじんかいの発熱量又はじんかいの発熱量を決
定する測定値が燃焼の前の時間内において,既に供給シ
ャフト内で測定され,計算される。
【0012】このことは,大体において2つのやり方で
実施することができる。第1のやり方では,じんかいを
燃焼格子に搬送する供給シャフトの搬送方向に対して垂
直に,マイクロ波信号を発信する。じんかいの水分含有
量によってマイクロ波の信号減弱及び(又は)位相変化
が生ぜしめられ,じんかい内の水分含有量を測定するた
めに評価され,その情報信号がプロセス制御ユニットに
供給される。
【0013】
【実施例】以下においては図面に示した実施例に基づい
て本発明の構成を具体的に説明する。
【0014】図1に示したすべての種類のじんかい1を
焼却する装置は,方形横断面の直立した供給シャフト2
と,この供給シャフトの下端部においてじんかい1を後
続の燃焼格子4上に調量しながら引き渡す引き渡しスラ
イダ3とを有している。供給シャフト2の量り区分5内
には,そこにあるじんかい1の発熱量を決定する全体を
符号6で示した測定装置が設けられている。量り区分5
は,じんかい1が通過してから燃焼格子上に供給される
までの時間が20〜30分になるように,設計されてい
る。
【0015】本発明の第1実施例においては,じんかい
1内の水分含有量を測定するために−水分含有量はじん
かいの発熱量を決定する−供給シャフト2の量り区分5
内にマイクロ波測定装置6が設けられている。このマイ
クロ波測定装置は,供給シャフト2の量り区分5を拡大
して示す図2に示すように,組み合わせられたマイクロ
波送受信モジュール6a・6b・6c・6d・6a′・
6b′・6c′・6d′を有する空間的に間隔をおいた
2つの測定箇所を備えている。この場合,互いに鉛直に
上下に位置していて供給シャフト2の搬送方向に対して
垂直に延びる2つの平面α及びβ内で,それぞれ4つの
組め合わせられたマイクロ波送受信モジュール6a・6
b・6c・6d若しくは6a′・6b′・6c′・6
d′が,供給シャフト2の壁の内面に配置されている。
これら両方の測定箇所に所属して,それぞれ1つの評価
ユニット8・8′が設けられており,その出力信号はプ
ロセス制御ユニット9に供給される。
【0016】その都度2つのマイクロ波送受信モジュー
ル6a及び6b若しくは6c及び6dは供給シャフト2
の搬送方向に対して垂直な直線上で互いに向き合って配
置されている。平面βに所属するマイクロ波送受信モジ
ュール6a′・6b′・6c′・6d′も同じように配
置されている。
【0017】この場合マイクロ波装置は,供給シャフト
の壁に互いに向き合って配置されている別個のマイクロ
波送信モジュールとマイクロ波受信モジュールとから成
っていることができる。しかし,組み合わせられたマイ
クロ波送受信モジュールであってもよい。前者の場合に
は,じんかいの伝送能力がマイクロ波によって調べられ
る。後者の場合には,じんかいの反射能力が調べられ
る。第3の可能性として,量り区分5内に定常のマイク
ロ波を生ぜしめ,このマイクロ波の振幅変化及び(又
は)位相変化を調べて,じんかいの水分含有量若しくは
発熱量を測定することができる。
【0018】燃焼のために燃焼格子4上にのせられるじ
んかい1の量は,供給シャフト2の量り区分5内に充て
んすることのできるじんかい量に等しい。マイクロ波信
号の信号減弱及び(又は)位相変化から,評価ユニット
8によって,量り区分5内を搬送されるじんかい1の水
分含有量ひいてはある程度の誤差限界内の発熱量を測定
することができる。この場合2つの別個の平面α及びβ
内で測定することによって,例えば大きな金属片Mがじ
んかい内に含まれている場合の誤測定が阻止される。評
価ユニット8から水分含有量若しくは発熱量についての
情報信号がプロセス制御ユニット9に供給される。
【0019】これらの信号はじんかい1の燃焼の際の燃
焼格子4に対する空気供給の制御に使用される。供給シ
ャフト2内のじんかい1は引き渡しスライダ3によって
燃焼格子4上に送られて,燃焼せしめられる。燃焼格子
4の上にのせられるじんかい1の量は,その都度供給シ
ャフト2の量り区分5内にあるじんかいの量に等しい。
引き渡しスライダ3によって,例えば燃焼の30分前に
量り区分5内で水分含有量を測定されたじんかい1の正
確な量を燃焼格子4上に搬送することができる。プロセ
ス制御ユニット9内に蓄えられている測定値と,燃焼の
ためにちょうど燃焼格子上に搬送されるじんかい1とが
正確に対応し合うようにするために,引き渡しスライダ
3はやはりプロセス制御装置9によって制御される。
【0020】更に,プロセス制御装置によって空気フラ
ップ10が制御される。この空気フラップは燃焼格子4
の下側で導管11に設けられている。導管11は燃焼格
子4の下側の通路12内に開口しており,これらの通路
から,燃焼のために最適の量の空気が燃焼格子4に供給
される。
【0021】図3及び図4には,じんかいの発熱量を測
定する別の形式が示されている。量り区分内には互いに
向き合う2つの壁に大面の電極13及び14が配置され
ている。これらの電極は,普通金属から成っている供給
シャフト2の壁に対して絶縁体15によって電気的に絶
縁されている。図4に示すように,この場合絶縁体15
はT字形の横断面を有しており,T字の内方に向いた脚
部は供給シャフト及び電極13若しくは14の壁厚と等
しい長さを有している。これによって,じんかいの滑り
が絶縁体によっても,また電極によっても,妨げられる
ことはない。絶縁体は外側から固定されている。組み合
わせられた電流供給兼測定装置16によって,定電圧源
から供給された電流が,量り区分5内のじんかい1を通
して導かれる。この場合流れる電流Iの大きさはじんか
いの導電性の尺度であり,ひいてはじんかいの水分含有
量若しくは発熱量の尺度である。組み合わせられた電流
供給兼測定装置16の出力信号はプロセス制御ユニット
9に供給される。
【0022】既に述べたマイクロ波による測定法と同じ
ように,この場合においてもじんかいの流動方向で互い
に間隔をおいた2つの電極装置を設けて,例えばじんか
い内に含まれている大きな金属片による誤測定を回避す
ることができる。
【0023】じんかい1の密度は別の方法で測定され
る。このために例えば,供給シャフト内の引き渡しスラ
イダ3の上方のじんかい柱の重量を,引き渡しスライダ
の支持構造体内に設けられている力測定装置17によっ
て測定することができる。この情報はやはりプロセス制
御ユニット内に貯蔵され,燃焼の制御の際に考慮され
る。このじんかい柱の重量を種々の時点において比較す
ることによって,例えば水分含有量と組み合わせて,じ
んかいの特性若しくは発熱量を測定することができる。
更にじんかいの流動速度も,例えば回転交流発電機に連
結されている測定車18によって測定し,やはり所属の
評価ユニット19を介してプロセス制御ユニット9に供
給することができる。
【0024】じんかいの燃焼状態をあらかじめ予測し
て,じんかい焼却を行う以上述べた方法は,不均質なじ
んかい特に家庭ごみを焼却する場合のプロセス制御のた
めに特に適している。じんかいの特質は燃焼プロセスの
制御の際の上位のコントロール値であって,燃焼プロセ
スの重要な調節部材のための制御パラメータとして使用
される。この場合発熱量及び水分含有量の形のじんかい
特質は重要な制御パラメータである。このほかにも,次
のような個々の,あるいは組み合わせて考慮されるプラ
ス又はマイナスの制御パラメータがある: * 生ぜしめられた蒸気量。
【0025】* 蒸気量のための煙りガス内のO2含有
量。
【0026】* 燃焼プロセスのための煙りガス内のO
2含有量。
【0027】* O2含有量に対するマイナス制御値と
しての蒸気量。
【0028】* じんかい特質に関連して引き渡しスラ
イダによってじんかい供給量を制御して,供給されるじ
んかい部分の数及び大きさを自動的にじんかい特質に適
合せしめ,その際供給されるじんかい部分の数及び大き
さを例えば引き渡しスライダのストローク長によって決
定する。
【0029】* 例えば燃焼格子及びじんかいベッドを
通る流動抵抗によって測定可能かつ制御可能な燃焼格子
上のじんかい層厚。これによって燃焼格子上の過積載及
び空状態が回避される。
【0030】* 空気吹き上げ領域における一次空気分
配状態の測定及びじんかい特質に関連する一次空気分配
状態の制御。
【0031】* 空気予熱器を介しての一次空気温度並
びにじんかい特質に関連する個々の空気吹き上げ領域に
対する一次空気の分配。
【0032】* じんかい特質に関連する個々の燃焼格
子領域における格子速度の変化。
【0033】* 供給シャフト内の流動速度に基づくじ
んかい供給量。
【0034】* 燃焼装置制御のための個々の空気吹き
上げ領域における流動抵抗の変化。
【図面の簡単な説明】
【図1】じんかい焼却装置の鉛直断面図である。
【図2】図1に示したじんかい焼却装置の,じんかい発
熱量を測定するマイクロ波装置を備えた供給シャフトを
示した図である。
【図3】図1に示したじんかい焼却装置の,じんかいの
電気抵抗を測定する装置を備えた供給シャフトを示した
図である。
【図4】図3に示した供給シャフトの壁の断面図であ
る。
【符号の説明】
1 じんかい, 2 供給シャフト, 3 引き渡しス
ライダ, 4 燃焼格子, 5 量り区分, 6 測定
装置(マイクロ波測定装置), 6a・6a′・6b・
6b′・6c・6c′・6d・6d′ マイクロ波送受
信モジュール,8・8′ 評価ユニット, 9 プロセ
ス制御ユニット, 10 空気フラップ, 11 導
管, 12 通路, 13・14 電極, 15 絶縁
体, 16電流供給兼測定装置, 17 力測定装置,
18 測定車, 19 評価ユニット, I 電流,
M 金属片, α及びβ 平面

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 供給シャフト(2)と引き渡しスライダ
    (3)とを介して,燃焼を維持させる空気が供給される
    燃焼格子(4)上に運ばれるじんかい(1)を焼却する
    方法であって,燃焼に影響を及ぼす少なくとも1つのパ
    ラメータを,燃焼せしめられるじんかいの発熱量に関連
    して制御する形式のものにおいて,燃焼せしめられるじ
    んかい(1)の発熱量又は少なくとも1つの,発熱量を
    決定する測定値を,既に供給シャフト(2)内で測定
    し,その測定値をプロセス制御ユニット(9)内で貯蔵
    し,このプロセス制御ユニットによって,発熱量の大き
    さに関連して,じんかい(1)の燃焼の際に,燃焼格子
    に供給される空気の量及び(又は)燃焼格子に供給され
    るじんかいの量を制御することを特徴とする,じんかい
    を焼却する方法。
  2. 【請求項2】 燃焼せしめられるじんかい(1)の発熱
    量を,燃焼格子(4)に供給するよりも所定の時間だけ
    前に測定することを特徴とする,請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 じんかい(1)の発熱量を,燃焼よりも
    30分前に,供給シャフト(2)の確定された大きさを
    有する量り区分(5)内で測定することを特徴とする,
    請求項1又は2記載の方法。
  4. 【請求項4】 量り区分(5)の内部で,供給シャフト
    (2)の搬送方向に対して垂直に,マイクロ波を送信
    し,このマイクロ波の信号減弱及び(又は)位相変化
    を,燃焼せしめられるじんかい(1)内の発熱量の測定
    のために,評価することを特徴とする,請求項3記載の
    方法。
  5. 【請求項5】 量り区分(5)の第1の壁の内面から,
    供給シャフト(2)の搬送方向に対して垂直に,マイク
    ロ波を向かい合った壁に送信して,そこで受信し,受信
    したマイクロ波の,じんかい(1)を通過する際の信号
    減弱及び(又は)位相変化から,じんかいの水分含有量
    を計算し,得られた測定値をプロセス制御ユニット
    (9)内に貯蔵することを特徴とする,請求項3記載の
    方法。
  6. 【請求項6】 量り区分(5)の第1の壁の内面から,
    供給シャフト(2)の搬送方向に対して垂直に,マイク
    ロ波を送信し,じんかい(1)から反射したマイクロ波
    の信号変化を評価して,このじんかい(1)中の水分含
    有量を決定し,得られた測定値をプロセス制御ユニット
    (9)内に貯蔵することを特徴とする,請求項3記載の
    方法。
  7. 【請求項7】 じんかい(1)内の水分含有量を測定す
    るために,量り区分(5)の内部において,互いに向か
    い合う2つの壁の間に定常マイクロ波を形成し,この定
    常マイクロ波の信号減弱及び(又は)位相変化から,燃
    焼せしめられるじんかい(1)の水分含有量を測定し,
    測定値をプロセス制御ユニット(9)内に貯蔵すること
    を特徴とする,請求項3記載の方法。
  8. 【請求項8】 燃焼せしめられるじんかい(1)の水分
    含有量を測定するために,送信されたマイクロ波信号と
    受信されたマイクロ波信号とを,評価ユニット(8)に
    供給し,送信されたマイクロ波信号と受信されたマイク
    ロ波信号との相違から,検査されるじんかい(1)の水
    分含有量を測定して,情報信号をプロセス制御ユニット
    (9)に供給することを特徴とする,請求項1記載の方
    法。
  9. 【請求項9】 量り区分(5)の内部において,供給シ
    ャフト(2)の搬送方向に対して垂直に,燃焼せしめら
    れるじんかい(1)内の電気抵抗を測定し,この電気抵
    抗を評価して,燃焼せしめられるじんかい(1)内の発
    熱量を測定することを特徴とする,請求項3記載の方
    法。
  10. 【請求項10】 燃焼せしめられるじんかい(1)の発
    熱量のほかに,供給シャフト内におけるじんかいの流動
    速度及び(又は)重量を測定し,プロセス制御ユニット
    (9)内で評価することを特徴とする,請求項1記載の
    方法。
  11. 【請求項11】 供給シャフト(2)とその後方に接続
    された引き渡しスライダ(3)とを有するじんかいを焼
    却する装置であって,引き渡しスライダは,その都度燃
    焼せしめられる量のじんかい(1)を燃焼格子(4)に
    送り,燃焼格子には,燃焼を維持するために空気を供給
    可能である形式のものにおいて,供給シャフト(2)の
    内部に,じんかい(1)の発熱量を測定するための少な
    くとも1つの測定装置が設けられていて,少なくとも1
    つの評価ユニット(8;16)に接続されており,評価
    ユニットの信号出力端子はプロセス制御ユニット(9)
    に接続されており,プロセス制御ユニットは,燃焼格子
    (4)への空気供給の制御及び(又は)引き渡しスライ
    ダ(3)の制御のために設けられていることを特徴とす
    る,じんかいを焼却する装置。
  12. 【請求項12】 測定装置が量り区分(5)の内部に設
    けられていて,マイクロ波送信器・マイクロ波受信器あ
    るいは組み合わせられたマイクロ波送受信モジュールを
    有しており,このマイクロ波送信器・マイクロ波受信器
    あるいは組み合わせられたマイクロ波送受信モジュール
    は評価ユニット(8)に接続されており,評価ユニット
    の信号出力端子はプロセス制御ユニット(9)に接続さ
    れていることを特徴とする,請求項11記載の装置。
  13. 【請求項13】 互いに上下に位置しかつ供給シャフト
    (2)の搬送方向に対して垂直に延びている2つあるい
    はそれ以上の平面(α及びβ)内に,それぞれ少なくと
    も4つの組合わされたマイクロ波送受信モジュール(6
    a・6b・6c・6d及び6a′・6b′・6c′・6
    d′)が設けられていることを特徴とする,請求項11
    又は12記載の装置。
  14. 【請求項14】 供給シャフト(2)の互いに向き合っ
    た2つの壁の内面に,かつこれらの壁に対して絶縁され
    て,2つの板形の電極(13・14)が設けられてお
    り,これらの電極は電圧源(16)に接続されており,
    電圧源は供給シャフト(2)内に存在するじんかいを通
    る電流を測定するための電流測定装置を有していること
    を特徴とする,請求項11記載の装置。
  15. 【請求項15】 供給シャフト(2)内のじんかい
    (1)の重量を測定する手段が設けられていることを特
    徴とする,請求項11記載の装置。
  16. 【請求項16】 供給シャフト(2)内のじんかいの流
    動速度を測定する手段(18・19)が設けられている
    ことを特徴とする,請求項11記載の装置。
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