JPH11285680A

JPH11285680A - 廃棄物熱処理設備の熱分解室への廃棄物供給制御方法並びに廃棄物熱処理設備

Info

Publication number: JPH11285680A
Application number: JP11044942A
Authority: JP
Inventors: Herbert Dr Furumoto; フルモトヘルベルト; Tilman Abel; アーベルティールマン
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-02-24
Filing date: 1999-02-23
Publication date: 1999-10-19
Also published as: DE19807709C1

Abstract

(57)【要約】【課題】廃棄物の熱分解プロセスにおいて、一様に高い
効率が保証される熱処理方法及び設備を提示する。【解決手段】廃棄物の低温炭化燃焼設備において、投入
された廃棄物（Ａ）の品質に無関係に一様な熱分解プロ
セスを得るために、廃棄物（Ａ）を熱分解室（４）に供
給するスクリューコンベヤ（２）の回転数（Ｎｚ）をフ
ァジィ・システムに（１９）よって制御する。このファ
ジィ・システムに（１９）に対する重要な入力量として
は熱分解ガス（Ｇ）の温度（Ｔｓ）及び／又はこの温度
から導き出された量が利用される。スクリューコンベヤ
（２）の回転数（Ｎｚ）を制御することによって全体の
熱分解プロセスが経済的な視点でもまた生態的な視点で
も有効的に影響される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、廃棄物熱処理設
備の熱分解室への廃棄物供給制御方法並びに廃棄物熱処
理設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】廃棄物の熱処理の分野においては伝統的
なごみ燃焼設備の他に熱分解設備、特にいわゆる低温炭
化燃焼設備もまた知られている。後者はヨーロッパ特許
第０３０２３１０号明細書及び社内出版物「低温炭化燃
焼設備、運転方法解説書」、シーメンス社、ベルリン及
びミュンヘン在、１９９６年、注文番号Ａ９６００１−
Ｕ４１３−Ａ２４８−Ｖ５に詳述されている。そこに
は、２段階方法が記載されている。即ち、廃棄物は第一
の段階で低温炭化室或いは熱分解室に投入され、低温炭
化（熱分解）され、即ち、無酸素雰囲気において３００
℃〜６００℃の温度で熱処理される。この熱処理によっ
て低温炭化室には低温炭化ガス（熱分解ガス）及び熱分
解残留物が発生する。この熱分解残留物は可燃性の成分
と不燃性の成分とからなる。非鉄或いは鉄金属のような
不燃性の成分の有用材料は選別され、さらに処理され
る。第二の段階において可燃性の熱分解残留物は低温炭
化ガスと共に高温燃焼室において約１２００℃の温度で
燃焼される。その際発生する排ガスは引き続いて清浄化
され、しかる後放出される。

【０００３】設備を運転するための伝統的な制御技術
は、原理的には正確な数学的モデルを必要とする。この
ようなモデルでもってその制御のために利用される種々
異なる影響量の関連が説明される。廃棄物の熱処理再利
用プロセスに対しては、しかしながら、このような数学
的モデルを充分な精度をもって作成することができな
い。特に、精密な数学的モデルを作成するのを妨げてい
る次のような条件がある。即ち、ａ）供給される廃棄物はその化学組成、その安定性及び
廃棄物部分の大きさに関して不均質である。ｂ）廃棄物の組成は時間的に、場合によっては急激に変
化する。ｃ）廃棄物の組成をオンライン測定技術で検出すること
ができない。例えば、廃棄物熱処理の際の廃棄物の供給或いは投入に
対する制御或いは自動化の考え方は、従って伝統的な制
御技術を基礎にしては実現するのに困難である。

【０００４】このような伝統的な制御に対して、それ自
体公知のファジィ論理を組み入れた制御思想は、廃棄物
の熱処理においてその廃棄物の質が著しく変動する場合
でさへプロセスの自動制御を可能とする。ファジィ論理
は、それにより例えば言語学的ルールをその専門従事者
の豊富な経験から自動化プロセス実行に際して効果的に
使用することができることで優れている。ファジィ論理
においては人間の決定パターンが自らのものとして理解
され、効率的なプロセス制御に利用される。

【０００５】このためにファジィ論理は、第一のステッ
プ、即ちファジィ化のステップで、重要なプロセス測定
量或いは入力量からいわゆる言語学的変数を形成する。
言語学的変数の簡単な例は、測定量が小さい、中くらい
或いは大きい、というような表現である。ファジィ化さ
れた入力量から第二のステップでいわゆるファジィルー
ルにより出力量に対する言語学的な価が形成される。入
力量（プロセス測定量）と出力量との間の関係は、ファ
ジィ論理においては、通常、「もしそうならば、そうで
ある」という言語学的関係の形で表現される。最後のス
テップ、即ち非ファジィ化のステップにおいて、動詞的
表現からプロセスの実行に有用なアナログ制御値が求め
られる。

【０００６】ごみ燃焼設備においてファジィ論理の適用
は公知である。例えば、プロフェッサー、ドクター、ハ
ンス・ユルゲン・チンマーマン及び工学士コンスタンチ
ン・フォン・アルトロックＭ．Ｏ．Ｒの書籍「ファジィ
論理」、第２巻、Ｒ．オルデンブルク出版社、ミュンヘ
ン／ウィーン、１９９４年、１８９から２０１頁に記載
されたコンスタンチン・フォン・アルトロック他の論文
「ファジィ論理によるごみ燃焼設備の制御」並びにシー
メンス社の小冊子「ごみ燃焼設備におけるファジィ調節
器の適用」、注文番号Ａ６００１−Ｕ７１−Ａ３４３、
ドイツ、１９９５年を参照。このシーメンス社の小冊子
から、ファジィ制御について例えば燃焼室におけるＯ２
含有量或いはごみ投与が利用されることを読み取ること
ができる。

【０００７】米国特許第５４７１９３７号明細書から、
さらに、廃棄物の処理のための熱分解プロセスにおいて
ファジィ論理を適用することが公知である。例として、
ファジィ論理を熱分解炉の監視に使用することが説明さ
れている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、熱
分解技術の分野において、ファジィ論理により廃棄物の
熱処理プロセスにおける一様に高い効率が保証されてい
る廃棄物の熱処理方法及び設備を提示することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】廃棄物の熱処理方法に関
する課題は、この発明によれば、廃棄物の熱処理設備の
熱分解室への廃棄物供給制御方法において、廃棄物が熱
分解室に電動機により駆動されるスクリューコンベヤに
よって供給され、このスクリューコンベヤの回転数が予
め定められた目標値にファジィ・システムによって制御
され、その際熱分解室に発生した熱分解ガスの温度値が
ファジィ・システムに対する入力量として利用されるこ
とにより解決される。

【００１０】熱分解プロセスにとって最も重要な制御量
は熱分解ガスの温度であり、この温度は一定の値、即ち
約４５０℃を下回ってはならない。この制御量を基礎に
して供給される廃棄物の量がファジィ・システムによっ
て制御される。これにより、特に、投入された廃棄物の
充分な熱分解並びに少ないエネルギー消費及び設備の自
動化運転の利点が得られる。廃棄物の供給の制御は特に
廃棄物処理の全体プロセスの均一な進行を可能とし、こ
のことは経済的並びに生態的観点に関しても安定した高
い運転効率をもたらす。

【００１１】熱分解プロセスを時間的に変化する廃棄物
の量に適合させるために、特に、目標値が時間単位当た
りに供給される廃棄物の量に対する規定値と一致し、そ
してこの規定値が可調整であることが提案されている。

【００１２】好ましくは、ファジィ・システムは目標値
に対する変化を算出し、その際その変化がスクリューコ
ンベヤの回転数の値を求めるために目標値につき合わさ
れる、即ち加算或いは減算される。ファジィ・システム
は、それにより、目標値に一致しかつ廃棄物の低温炭化
される量から求められるいわゆる基本回転数の変化を決
定する。

【００１３】温度値としては、例えば熱分解ガスの温度
が、或いはこれから導き出された温度値（例えば温度の
時間的変化）が考慮される。熱分解ガスの温度は、その
場合、直接、例えば熱分解室の出口の温度センサによっ
て計測することができる。この温度は、しかしまた、間
接的に、例えば熱分解室の壁の温度に基づいて求めるこ
ともできる。二番目に挙げた方法においては好ましくは
熱分解室に沿った温度分布が考慮される。

【００１４】特に、熱分解ガスの温度に対する動作点が
固定されるのがよい。その場合には、熱分解ガスの計測
された温度のこの動作点温度値からの偏差がファジィ・
システムに対する入力量として利用される。

【００１５】この場合の利点は、動作点温度値を中心と
した変動だけが考察されることにある。従って、相対的
な値が考慮され、絶対量の算出が必ずしも必要でない。
これにより測定技術上簡単な構成が得られる。

【００１６】熱分解ガスの温度の時間的変化をファジィ
・システムに対する入力量として利用することも目的に
適っている。何となれば、これにより既に早めにプロセ
スにおける変化が認識され、同様に早めの適切な制御が
可能となるからである。特に、これにより全体のプロセ
スにおいて変動のできる限り僅かな均一な設備運転が可
能となる。

【００１７】全体のプロセスを良好に制御することを可
能とするために、ファジィ・システムに対する入力量と
して、・熱分解室を加熱する加熱ガスの温度、或いは、・蒸気発生器に生じた生蒸気の温度、或いは・熱分解室を加熱する加熱ガスのための送風機の回転
数、或いは・スクリューコンベヤの回転数と熱分解室の回転数との
比、或いは・熱分解室から取り出された熱分解残留物の低温炭化或
いは熱分解度、或いは・これらの量の組合せが利用される。

【００１８】ファジィ・システムを複数のファジィ・部
分システムに分割し、各部分システムが固有の出力信号
を発信するようにすると特に有利である。部分システム
の出力信号は互いに関連付けされ、特に重み付けされて
加算され、部分システムの関連付けされた出力信号から
スクリューコンベヤの回転数に対する制御信号が求めら
れる。異なる重み付けを持った複数の部分システムに分
割することにより熱分解プロセスに対する異なる入力量
の意味を特に良好に考慮することができる。

【００１９】特に、熱分解ガスの温度、加熱ガスの温度
並びに生蒸気の温度の入力量は、重く重み付けされるの
がよい。以下の入力量、即ち、送風機の回転数及び熱分
解室の回転数との比並びに熱分解度は意義は軽い重み付
けとされる。

【００２０】さらに、熱分解のために熱分解室に投与さ
れる熱量はファジィ論理によって制御するのが好まし
い。これにより熱分解プロセスは投与される熱量に関し
ても投入された廃棄物の性質に適合させることができ
る。

【００２１】廃棄物の熱処理設備に関する課題は、この
発明によれば、廃棄物を熱分解するための熱分解室と、
この廃棄物を熱分解室に供給するために電動機によって
駆動されるスクリューコンベヤと、熱分解室に発生した
熱分解ガスの温度値を検出するための温度計と、スクリ
ューコンベヤの回転数を制御するためのファジィシステ
ムを備えた制御装置とを備え、この制御装置の入力側が
温度計に接続され、この制御装置の出力側が回転数を制
御するためにスクリューコンベヤの電動機に接続されて
いることによって解決される。

【００２２】このような設備により、好ましい方法で、
熱分解室への廃棄物の供給の上述の制御方法を実行する
ことが可能となる。

【００２３】この設備のその他の有利な実施態様はそれ
その他の請求項に記載されている。

【００２４】

【発明の実施の形態】この発明をさらに説明するために
図の実施例を参照する。図面において、図１は廃棄物熱
処理設備の一部を概略的に、図２は投与された廃棄物に
対するスクリューコンベヤの回転数を制御するためのフ
ァジィ・システムの原理を示す。

【００２５】図１には熱分解室４に接続されているスク
リューコンベヤ２が示されている。ホッパに投入された
廃棄物Ａはこのスクリューコンベヤ２を介して熱分解室
４に供給される。スクリューコンベヤ２は特に詰め込み
形スクリューコンベヤとして形成されている。このスク
リューコンベヤは廃棄物Ａを熱分解室４に向かって圧縮
するので、熱分解室の入口では気密な廃棄物の充填栓が
形成されている。スクリューコンベヤ２は可制御駆動装
置３或いは電動機によって駆動される。熱分解室４は、
特に、僅かに傾斜した、その長手軸線５を中心に回転す
る熱分解ドラムである。熱分解室４の内部には廃棄物Ａ
を加熱する加熱管６が配置されている。この加熱管６
（その中の１つだけが模式的に図示されている）には、
換気装置或いは送風機８により循環される加熱ガスＨが
供給される。この加熱ガスＨは熱交換器１０によって加
熱される。

【００２６】熱分解室４において廃棄物Ａは熱分解（低
温炭化）され、即ち、酸素を断った状態で４５０℃〜５
００℃の温度で熱処理される。熱分解の際に熱分解ガス
Ｇ及び熱分解室残留物Ｒが発生する。これらの熱分解生
成物Ｇ、Ｒは取出し装置１２により熱分解室４から取り
出される。この取出し装置１２から熱分解残留物Ｒは例
えば再利用のために分離される。熱分解ガスＧは燃焼室
１４に導かれ、そこで約１２００℃で燃焼される。この
燃焼の際に発生する排ガスＲＧはさらに蒸気発生器１６
に導かれ、そこでその熱を大部分放出する。その際水Ｗ
から生蒸気Ｆが作られる。この生蒸気Ｆは例えば電力を
発生させるために、図示されていないが、発電機を備え
たタービンに供給される。排ガスＲＧは蒸気発生器１６
を通過した後、同様に図示されてない排ガス浄化装置に
導かれ、そこからこの設備を離れる。

【００２７】図１にはさらに制御装置１８が示されてい
る。この制御装置では多数の入力量が処理され、種々の
出力量が求められる。制御装置１８には廃棄物Ａの供給
される量に対する規定値Ｍが与えられている。この規定
値Ｍは例えば運転員により手動で設定される。この規定
値Ｍに基づいて制御装置１８の計算要素１７はスクリュ
ーコンベヤ２の回転数に対する目標値Ｎｓを算出する。
この目標値Ｎｓに対応する回転数はまた基本回転数とも
呼ばれる。制御装置１８にはファジィ・システム１９が
含まれ、これは目標値Ｎｓ及びその他の入力量から制御
信号Ｓを算出し、この信号は駆動装置３に伝えられる。

【００２８】ファジィ・システム１９には１つ或いは複
数の温度計２０から熱分解ガスＧの温度Ｔｓが導かれ
る。このような温度計２０は例えば図示のように取出し
装置１２の背後の熱分解ガス管に配置されている。この
温度計は熱分解ガスＧの温度Ｔｓをそこで直接計測す
る。この温度Ｔｓは、しかしまた、同様に図示されるよ
うに、熱分解室４の長手方向にそのドラム壁に配置され
ている複数の温度計２０により間接的に検出することも
できる。複数の温度計２０を熱分解室４に配置すること
により、熱分解室４の中の、廃棄物Ａの搬送方向におけ
る温度分布の模擬として温度プロファイルを作成するこ
とができる。制御装置１８に伝えられた温度Ｔｓは従っ
てまた温度分布或いは温度プロファイルでもある。

【００２９】蒸気発生器１６の生蒸気側の出力側に配置
されている温度測定素子２２から制御装置１８のファジ
ィ・システム１９に生蒸気Ｆの温度Ｔｆが伝えられる。
加熱ガスＨの温度Ｔｈは熱分解室４の加熱ガスＨの入口
の前及びその出口の後でそれぞれ他の温度計２４Ｂ及び
２４Ａにより検出される。これら温度計により検出され
た２つの温度から差形成器２５により差温度ΔＴｈが形
成され、制御装置１８の他の入力量として利用される。

【００３０】さらに、制御装置１８のファジィ・システ
ム１９には、以下の入力量、即ち、第一の回転数測定器
２６により計測された送風機８の回転数Ｎｈ、第二の回
転数測定器２８により求められた熱分解室４の回転数Ｎ
ｋ並びに第三の回転数測定器３０により求められたスク
リューコンベヤ２の回転数Ｎｚが伝達される。さらに、
熱分解度Ｐを決定する装置３１からこの値Ｐが制御装置
１８のファジィ・システム１９に伝達される。熱分解度
Ｐは、その場合、熱分解された残留物Ｒと熱分解されな
かった残留物Ｒとの比を表す。熱分解度Ｐは、例えば残
留物Ｒを熱分解室４から取り出す際にスペクトロメータ
により決定される。

【００３１】制御装置１８はさらに比較要素３２を有
し、これに動作点に対する可調整の温度値Ｔａ並びに熱
分解ガスＧの計測された温度Ｔｓが与えられる。上記の
動作点は、一定の狭い偏差しか許されていない、熱分解
ガスＧの温度Ｔａを表す。比較要素３２は動作点に対す
る温度値Ｔａと計測された温度Ｔｓとの差ΔＴｓを算出
し、それに相当する信号をファジィ・システム１９に与
える。この場合、この差温度ΔＴｓ、従って相対偏差だ
けが入力されれば充分である。相対偏差ΔＴｓはまた直
接温度計２０によって求めることもでき、これにより測
定技術的に簡易化が達成される。

【００３２】制御装置１８は、さらに、熱分解ガスＧの
温度Ｔｓの信号からその時間的変化ｄＴｓ／ｄｔを算出
し、これをファジィ・システム１９に伝える時間要素３
３を有する。

【００３３】加熱ガスＨによって熱分解室４に投与され
た熱量は付加的に例えば別のファジィ・システム１９’
を介して制御することができる。その場合、熱供給は熱
分解プロセスに必要な熱需要に関連して制御される。必
要な熱需要に対する影響因子は、特に、規定値Ｍに反映
される廃棄物Ａの低温炭化される量と、廃棄物Ａの組成
である。さらに、熱供給の制御に対してはスクリューコ
ンベヤ２の回転数Ｎｚの制御に対するものと比較可能な
関係が適用される。例えばこのような別のファジィ・シ
ステム１９’により加熱ガスＨの温度Ｔｈが制御され
る。これは熱交換器１０において加熱ガスＨに伝達され
る熱量の制御を介して行われる。熱供給は、これとは別
に或いはこれに加えて、送風機８の回転数Ｎｈを介して
も制御することができる。図１においてはこのファジィ
・システム１９’には規定値Ｍ、送風機８の回転数Ｎｈ
並びに加熱ガスＨの温度Ｔｈが導かれている。これらの
入力量及び場合によってはその他の入力量に基づいて、
このファジィ・システム１９’は制御信号ｌによって送
風機８の回転数Ｎｈを制御する。これとは代わって或い
はこれに付加的に、別の制御信号ｌ’を介して例えば熱
交換器１０の図示されてない弁を制御し、これにより加
熱ガスＨに伝達される熱量を調節することができる。

【００３４】以下、図２を参照して制御経過の幾つかを
以下に説明する。図２においてファジィ・システム１９
は、実質的に、２つのファジィ・部分システム、即ち部
分システムＦ１及び部分システムＦ２に分かれている。
この２つの部分システムの他にファジィ・システム１９
は、さらに、計算要素１７、第一の計算モジュール３５
及び第二の計算モジュール３６を備えている。計算要素
１７には時間単位当たりに低温炭化される廃棄物量に対
する規定値Ｍが与えられる。この規定値Ｍから計算要素
１７はスクリューコンベヤ２の基本回転数に対する目標
値を計算する。低温炭化される廃棄物量はこれに応じて
スクリューコンベヤ２の基本回転数を決める。目標値Ｎ
ｓは第二の計算モジュール３６に及びファジィ・部分シ
ステム、特にファジィ・部分システムＦ１にさらに導か
れる。

【００３５】部分システムＦ１に対するその他の入力量
は、熱分解ガスＧの温度Ｔｓ、この温度Ｔｓの時間的変
化ｄＴｓ／ｄｔ、動作点温度値Ｔａと熱分解ガスＧの温
度Ｔｓとの差ΔＴｓ、熱分解室４前後で求められた加熱
ガス温度ＴｈとＴｈ’との差ΔＴｈ、この温度差ΔＴｈ
の時間的変化ｄΔＴｈ／ｄｔ並びに生蒸気Ｆの温度Ｔｆ
である。部分システムＦ２に対する入力量は、送風機８
の回転数Ｎｈ、この回転数Ｎｈの時間変化ｄＮｈ／ｄｔ
並びにスクリューコンベヤ２の回転数Ｎｚと熱分解室４
のドラムの回転数Ｎｋとの比Ｎｚ／Ｎｋである。オプシ
ョンとして両ファジィ・部分システムに対して熱分解度
Ｐを入力として利用することができる。

【００３６】各ファジィ・部分システムＦ１、Ｆ２は、
これらの入力量に基づいて、それぞれ出力信号Ｓ１及び
Ｓ２を算出する。この両出力信号Ｓ１及びＳ２は計算モ
ジュール３５によって重み付けされ、即ち、それぞれ固
定の係数で乗算され、互いに関連付けされる。特に重み
付けされた出力信号Ｓ１及びＳ２が加算されて、変更信
号Ｓ３を生ずる。この変更信号Ｓ３は第二の計算モジュ
ール３６にさらに導かれる。変更信号Ｓ３は、どの程度
基本回転数に対する目標値が変更されるかを決定する。
第二の計算モジュール３６においてこの変更信号Ｓ３は
目標値Ｎｓとで処理され、特に目標値Ｎｓが加えられ、
制御信号Ｓを算出する。この制御信号Ｓは駆動部３にさ
らに伝えられる。ファジィ・部分システムの入力量から
求められた変更信号Ｓ３は、廃棄物の供給及び組成が変
動する場合でも可能な限り最適な設備運転を達成するた
めに、基本回転数の必要な変更を決定する。

【００３７】部分システムＦ１の出力信号Ｓ１はその場
合部分システムＦ２の出力信号Ｓ２よりも大きく重みつ
けされる。部分システムＦ１に対する入力量において、
熱分解ガスＧの温度Ｔｓと相関関係にある値は際立った
位置を占める。従って、熱分解ガスＧの温度Ｔｓの意義
は全体の熱分解プロセスに対して高く顧慮される。複数
の部分システムＦ１、Ｆ２に分割する利点は、必要なフ
ァジィルールの数が唯一の統一的な大きいシステムに比
して減少されることにある。この実施例においては第一
の部分システムＦ１が制御信号Ｓを算出するために決定
的である。第二の部分システムＦ２により、部分システ
ムＦ１で求められた出力信号Ｓ１が熱分解プロセスの必
要条件を考慮して改善される。

【００３８】ファジィ・システム１９においては、第一
のステップで、入力量がファジィ化される。即ち、入力
量のアナログ値に曖昧な言語学的表現が組入れられる
（言語学的変数）。例えば、温度Ｔｓに対して入力した
値が３つの状態「小さい」、「中ほど」、「大きい」に
分けられる。しかる後、いわゆるファジィルールによ
り、第二のステップで、動詞表現が作られる。このよう
なファジィルールの例は次のようなものである。ｉｆＴｓ＝小ａｎｄ ΔＴｈ＝中、ｔｈｅｎＮｚ＝中。最後のステップで求められた言語学的出力量（「中」）
が非ファジィ化される。即ち、この言語学的変数からア
ナログ制御量Ｓが導き出される。

【００３９】以下にファジィルールに対する幾つかのそ
の他の例を挙げる。言語学的変数においてマイナス
（−）は減少或いは下方への偏差を、プラス（＋）は増
大或いは上方への偏差を表す。

【００４０】ｉｆＴｓ＝小ａｎｄｄＴｓ／ｄｔ＝−大、ｔｈｅｎＮｚ＝小。このルールは、熱分解ガスＧの温度Ｔｓが小さく、その
上著しく減少する例を表す。この量に基づいて認識され
ることは、熱分解室４に余りに多く廃棄物Ａが投入さ
れ、従ってこの廃棄物Ａは最早充分に熱分解され得ない
ということである。供給される廃棄物Ａの量は従って減
少されねばならない。次のファジィルールも同様な例を
表している。ｉｆ ΔＴｓ＝＋大ａｎｄｄＴｓ／ｄｔ＝−大、ｔｈｅｎＮｚ＝−小。この場合、絶対温度Ｔｓに代わって、温度Ｔｓの動作点
温度値Ｔａからの相対的な偏差ΔＴｓが利用される。Δ
Ｔｓを使用する利点は、熱分解ガスＧの絶対温度Ｔｓを
求める必要がないことである。

【００４１】もし、温度Ｔｓが高く、場合によってはな
お上昇する場合、これは、熱分解室４に存在する廃棄物
Ａの量に対して必要である以上のエネルギーが熱分解室
４に供給されることを示す。熱分解室４の前後で求めら
れた加熱ガスＨの温度Ｔｈ、Ｔｈ’の小さな偏差ΔＴｈ
は、廃棄物Ａがその時少ないエネルギーしか受け取って
いないことを表す。効率的なエネルギー収量を得るため
に、この場合、回転数Ｎｚを上昇することができる。こ
れに関するファジィルールは次になる。ｉｆＴｓ＝大ａｎｄ ΔＴｈ＝小、ｔｈｅｎＮｚ＝大。

【００４２】次のファジィルールも同様な考察が基にな
っている。ｉｆＴｓ＝大ａｎｄｄΔＴｈ／ｄｔ＝＋大、ｔｈｅｎＮｚ＝小。即ち、廃棄物Ａに加熱ガスＨから放出されるエネルギー
は急速に増加する。熱分解ガスＧの温度Ｔｓがなお充分
に高い温度値にあるにも係わらず、この場合、スクリュ
ーコンベヤ２の回転数Ｎｚを減少させることが望まし
い。熱分解室４には既にその熱分解に大きなエネルギー
消費を必要とする廃棄物Ａが投入された。例えば、廃棄
物Ａは多くの水分を持っている。

【００４３】生蒸気Ｆの温度Ｔｆは、この生蒸気Ｆが供
給されるタービンに対してできるだけ優しい運転を可能
とするために、できるだけ時間的に安定した或いは統一
的な値を持つことが要請される。このためのファジィル
ールは次のようなものである。ｉｆＴｓ＝大ａｎｄ ΔＴｈ＝中ａｎｄＴｆ＝小、ｔｈｅｎＮｚ＝大。回転数Ｎｚは、従って、より多く廃棄物Ａを熱分解し、
従ってより多く熱分解ガスＧを得るために、上昇されね
ばならない。これにより燃焼室１４にはより多く燃料が
供給され、より高い排気ガス温度が得られる。これによ
り最終的に生蒸気Ｆの温度Ｔｆの上昇をもたらす。

【００４４】次のファジィルールは、廃棄物Ａが益々よ
り多くのエネルギーを受け（ΔＴｈ＝＋大）、同時に送
風機８の回転数Ｎｈをこれ以上大きくできないことを示
している。従って、直ぐには最早充分に加熱ガスＨを熱
分解室４に供給することができず、その結果廃棄物Ａに
は最早充分にエネルギーが供給されないことが分かる。
従って、スクリューコンベヤ２の回転数Ｎｚは減少され
ねばならない。ｉｆＴｓ＝中ａｎｄ ΔＴｈ＝大ａｎｄＮｈ＝大、ｔｈｅｎＮｚ＝小。

【００４５】Ｎｚ／Ｎｋの比に基づいて確定される熱分
解室４の充填率に関係して、次のルールが立てられる。ｉｆＮｚ／Ｎｋ＝大ａｎｄｄＴｓ／ｄｔ＝−大、ｔｈｅｎＮｚ＝中。このルールは、熱分解室４の充填率が高く、同時に熱分
解ガスＧの温度Ｔｓが減少する場合には、スクリューコ
ンベヤ２の回転数Ｎｚが減少されねばならないことを表
している。

【００４６】その他の量として、例えば熱分解度Ｐを次
のように使用することができる。ｉｆＰ＝＋大ａｎｄＴｓ＝中、ｔｈｅｎＮｚ＝＋大。回転数Ｎｚは、従って、現在高い熱分解度Ｐが得られ熱
分解ガスＧの温度Ｔｓが充分に高い場合には、大きく上
昇させることができる。

【００４７】上述のファジィルールは、廃棄物Ａの供給
制御のために可能なファジィルールの一部に過ぎず、例
として個々の影響量の相互の関係を認識させるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】廃棄物熱処理設備の概略構成図。

【図２】投入された廃棄物のためのスクリューコンベヤ
の回転数制御のためのファジィ・システムの原理図。

【符号の説明】

２スクリューコンベヤ３駆動部（電動機）４熱分解室６加熱管８送風機１０熱交換器１２取出し装置１４燃焼室１６蒸気発生器１７計算要素１９ファジィ・システム１９’ 別のファジィ・システム２０、２２温度計２４Ａ、２４Ｂ温度計２５差形成器２６、２８、３０回転数測定器３１熱分解度Ｐの決定装置３２比較要素３３時間要素３５計算モジュール３６計算モジュールＡ廃棄物Ｆ生蒸気Ｆ１、Ｆ２ファジィ・部分システムＧ熱分解ガスＨ加熱ガスＭ規定値Ｎｈ送風機の回転数Ｎｋ熱分解室ドラムの回転数Ｎｓ目標値Ｎｚスクリューコンベヤの回転数Ｐ熱分解度／低温炭化度Ｒ熱分解残留物ＲＧ排気ガスＳ、ｌ、ｌ’ 制御信号Ｓ１、Ｓ２出力信号Ｓ３変更信号Ｔａ動作点Ｔｆ生蒸気の温度Ｔｈ加熱ガスの温度Ｔｓ熱分解ガスの温度値

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄物（Ａ）が熱分解室（４）に電動機に
より駆動されるスクリューコンベヤ（２）によって供給
され、このスクリューコンベヤ（２）の回転数（Ｎｚ）
が予め定められた目標値（Ｎｓ）にファジィ・システム
（１９）により制御され、その際熱分解室（４）にて発
生した熱分解ガス（Ｇ）の温度値（Ｔｓ、ｄＴｓ／ｄ
ｔ、ΔＴｓ）がファジィ・システム（１９）に対する入
力量として利用され、このファジィ・システム（１９）
がスクリューコンベヤ（２）の回転数（Ｎｚ）の設定の
ための制御信号（Ｓ）を発することを特徴とする廃棄物
熱処理設備の熱分解室への廃棄物供給制御方法。
【請求項２】スクリューコンベヤ（２）の回転数（Ｎ
ｚ）のための目標値（Ｎｓ）が時間単位当たりに供給さ
れる廃棄物の量に対する規定値（Ｍ）に一致し、この規
定値（Ｍ）が調整可能であることを特徴とする請求項１
に記載の方法。
【請求項３】ファジィ・システム（１９）が目標値（Ｎ
ｓ）に対する変化を検出し、この変化がスクリューコン
ベヤ（２）の回転数（Ｎｚ）の値を求めるためにこれに
加えられることを特徴とする請求項１又は２に記載の方
法。
【請求項４】熱分解ガス（Ｇ）の温度（Ｔｓ）の固定可
能な作動点温度値（Ｔａ）からの偏差（ΔＴｓ）がファ
ジィ・システム（１９）に対する入力量として利用され
ることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の方
法。
【請求項５】熱分解ガス（Ｇ）の温度（Ｔｓ）の時間的
変化（ｄＴｓ／ｄｔ）がファジィ・システム（１９）に
対する入力量として利用されることを特徴とする請求項
１乃至４の１つに記載の方法。
【請求項６】ファジィ・システム（１９）に対するその
他の入力量として、以下の量の少なくとも１つ、即ち、・熱分解室（４）を加熱する加熱ガス（Ｈ）の温度（Ｔ
ｈ）、・処理設備の蒸気発生器（１６）に生じた生蒸気（Ｆ）
の温度（Ｔｆ）、・熱分解室（４）を加熱する加熱ガス（Ｈ）のための送
風機（８）の回転数（Ｎｈ）、・スクリューコンベヤ（２）の回転数（Ｎｚ）と熱分解
室（４）の回転数（Ｎｋ）との比、・熱分解室（４）から取り出された熱分解残留物（Ｒ）
の熱分解度（Ｐ）が利用されることを特徴とする請求項
１乃至５の１つに記載の方法。
【請求項７】ファジィ・システム（１９）が複数のファ
ジィ・部分システム（Ｆ１、Ｆ２）に分割され、その各
々の部分システム（Ｆ１、Ｆ２）が固有の出力信号（Ｓ
１、Ｓ２）を発信し、これらの出力信号（Ｓ１、Ｓ２）
が互いに関連付けされ、特に重み付けされ、そしてスク
リューコンベヤ（２）の回転数（Ｎｚ）を設定するため
の制御信号（Ｓ）がこれらの部分システム（Ｆ１、Ｆ
２）の関連付けされた出力信号（Ｓ１、Ｓ２）から求め
られることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の
方法。
【請求項８】第一の部分システム（Ｆ１）に対する入力
量として、・熱分解ガス（Ｇ）の温度（Ｔｓ）、・熱分解室（４）を加熱する加熱ガス（Ｈ）の温度（Ｔ
ｈ）、・処理設備の蒸気発生器（１６）に生じた生蒸気（Ｆ）
の温度（Ｔｆ）の少なくとも１つが利用され、第二の部
分システム（Ｆ２）に対する入力量として、・熱分解室（４）を加熱する加熱ガス（Ｈ）のための送
風機（８）の回転数（Ｎｈ）、・スクリューコンベヤ（２）の回転数（Ｎｚ）と熱分解
室（４）の回転数（Ｎｋ）との比、・熱分解室（４）から取り出された熱分解残留物（Ｒ）
の熱分解度（Ｐ）の少なくとも１つが利用され、第一の部分システム（Ｆ１）の出力信号（Ｓ１）が第二
の部分システム（Ｆ２）の出力信号（Ｓ２）よりも重く
重み付けされることを特徴とする請求項７に記載の方
法。
【請求項９】熱分解のために熱分解室（４）に供給され
る熱量がファジィ論理で制御されることを特徴とする請
求項１乃至８の１つに記載の方法。
【請求項１０】廃棄物（Ａ）を熱分解するための熱分解
室（４）と、この廃棄物（Ａ）を熱分解室（４）に供給
するために電動機（３）によって駆動されるスクリュー
コンベヤ（２）と、熱分解室（４）にて発生した熱分解
ガス（Ｇ）の温度値（Ｔｓ、ｄＴｓ／ｄｔ、ΔＴｓ）を
検出するための温度計（２０）と、スクリューコンベヤ
（２）の回転数（Ｎｚ）を制御するためのファジィ・シ
ステム（１９）を有する制御装置（１８）とを備え、こ
の制御装置（１８）の入力側が温度計（２０）に接続さ
れ、この制御装置（１８）の出力側が回転数（Ｎｚ）を
制御するためにスクリューコンベヤ（２）の電動機
（３）に接続されていることを特徴とする廃棄物熱処理
設備。
【請求項１１】制御装置（１８）が比較要素（３２）を
備え、この比較要素に熱分解ガス（Ｇ）の温度（Ｔｓ）
に対する可調整の動作点温度値（Ｔａ）並びに温度計
（２０）によって求められた熱分解ガス（Ｇ）の温度
（Ｔｓ）が加えられることを特徴とする請求項１０に記
載の設備。
【請求項１２】制御装置（１８）が熱分解ガス（Ｇ）の
温度（Ｔｓ）の時間的変化（ｄＴｓ／ｄｔ）を求めるた
めの時間要素（３３）を備えていることを特徴とする請
求項１０又は１１に記載の設備。
【請求項１３】制御装置（１８）の入力側に、・熱分解室（４）を加熱する加熱ガス（Ｈ）の温度値
（Ｔｈ、ΔＴｈ、ｄΔＴｈ／ｄｔ）を求めるための他の
温度計（２４Ａ、２４Ｂ）、・処理設備の蒸気発生器（１６）に生じた生蒸気（Ｆ）
の温度（Ｔｆ）を検出するための温度測定素子（２
２）、・熱分解室（４）を加熱する加熱ガス（Ｈ）のための送
風機（８）の回転数（Ｎｈ）を検出するための回転数測
定器（２６）、・スクリューコンベヤ（２）の回転数（Ｎｚ）と熱分解
室（４）の回転数（Ｎｋ）との比を求めるための測定装
置（２８、３０）、・熱分解室（４）から取り出された熱分解残留物（Ｒ）
の熱分解度（Ｐ）を求めるための装置（３１）の少なく
とも１つが接続されていることを特徴とする請求項１０
乃至１２の１つに記載の設備。