JPH11325427A - 燃焼炉における燃焼制御方法及び燃焼炉 - Google Patents

燃焼炉における燃焼制御方法及び燃焼炉

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JPH11325427A
JPH11325427A JP13665598A JP13665598A JPH11325427A JP H11325427 A JPH11325427 A JP H11325427A JP 13665598 A JP13665598 A JP 13665598A JP 13665598 A JP13665598 A JP 13665598A JP H11325427 A JPH11325427 A JP H11325427A
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JP
Japan
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combustion
furnace
gas
carbon monoxide
concentration
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JP13665598A
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Inventor
Michio Abe
道雄 阿部
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】一酸化炭素濃度を規制値以下に制御することを
課題とする。 【解決手段】燃料とともに燃焼用空気を供給して前記燃
料を燃焼する燃焼炉において、炉内の燃焼ガス中の一酸
化炭素濃度をリアルタイムで計測するコントローラ26
と、このコントローラ26の計測結果に基いて作動し、炉
内の未燃ガスを完全燃焼させるガスバーナ25と、このガ
スバーナ25の作動を制御するコントローラ26とを具備す
ることを特徴とする燃焼炉。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は燃焼炉における燃焼
制御方法及び燃焼炉に関し、特に、炉内で一酸化炭素の
完全燃焼を行うための燃焼炉における燃焼制御方法及び
燃焼炉に関する。
【0002】
【従来の技術】都市ゴミ等定量供給が不可能な燃焼物を
焼却炉に投入した場合、燃焼物の投入量のバラツキは、
そのまま燃焼ガスの変動や、燃焼ガス中の酸素(O2
濃度のバラツキにつながり、ダイオキシン、窒素酸化物
(NOx)等の有害ガスを発生させる原因となってい
た。特に、酸素濃度が低下した場合には、一酸化炭素
(CO)が多量に発生し、一酸化炭素濃度との相関が高
いダイオキシンを発生させる原因となっていた。なお、
一酸化炭素が発生しないように、十分な二次燃焼空気量
を吹き込む方法があるが、この場合燃焼雰囲気温度が下
がり逆に一酸化炭素が大量発生したり、酸素濃度を高く
すると、酸素濃度との相関が高い窒素酸化物を大量に発
生させる原因となる。
【0003】このようなダイオキシン、窒素酸化物等の
有害ガスあるいは未燃ガスを抑える制御方式として、従
来、例えば次のような対策が採用されていた。即ち、排
ガス分析計により一酸化炭素濃度を検出し、一次燃焼空
気量と二次燃焼空気量のバランス、量を変化させてい
た。即ち、平均的に一酸化炭素濃度が高くなった時に、
相対的に二次燃焼空気量を増加させて、一酸化炭素濃度
を下げる制御を行っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来技術によれば、以下に述べる問題点を有する。即
ち、一酸化炭素濃度を検出し、一次燃焼空気量と二次燃
焼空気量のバランス、量を変化させる制御装置におい
て、一酸化炭素濃度を一定に保つ機能が有効に作用する
か否かは、一酸化炭素濃度の検出性能にかかっている。
一酸化炭素濃度を検出する手段として、排ガス分析計で
行う方法があるが、排ガス分析計は、通常、排ガスを炉
出口にて検出するため、計測地点まで到達するのに時間
がかかり、さらに計器自体の時間遅れがある。従って、
ゆるやかな変化では有効な制御信号ではあるが、急激な
変化に対応することはできなかった。つまり、従来の排
ガス分析計では、計測したい点からガスを配管で分析計
まで導いて分析しており、実機になると20〜30mも
の長さを引いていた。従って、ガスを取り出してから分
析結果を得るまでに30秒〜1分程度を要していた。
【0005】本発明はこうした事情を考慮してなされた
もので、炉内の燃焼ガス中の一酸化炭素濃度をリアルタ
イムで計測し、その計測結果に基づいて補助燃焼手段を
作動させて、燃焼ガス中の未燃ガスを完全燃焼させるこ
とにより、一酸化炭素濃度を規制値以下に制御しえる燃
焼炉における燃焼制御方法を提供することを目的とす
る。
【0006】また、本発明は、炉内の燃焼ガス中の一酸
化炭素濃度をリアルタイムで計測する計測手段と、この
計測手段の計測結果に基いて作動し、炉内の未燃ガスを
完全燃焼させる補助燃料手段と、この補助燃料手段の作
動を制御する制御手段とを具備する構成とすることによ
り、一酸化炭素濃度を規制値以下に制御しえる燃焼炉を
提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上述した観
点を考慮し、図1に示すように、焼却炉1の側壁の外側
に、炉内のCO濃度を計測するレーザ計測器2を配置す
ることを提案した。このレーザ計測器2は、レーザ光を
発振するレーザ発信部2aと、このレーザ発信部2aと
対向して配置され、該レーザ発信部2aからのレーザ光
を受光するレーザ受光部2bから構成されている。な
お、図中の付番3は焼却炉1の底部にゴミを送るホッパ
を示す。
【0008】この図1の装置によると、レーザ計測器2
による炉内の一酸化炭素濃度のピークと排ガス分析計4
による一酸化炭素濃度のピークとの間にタイムラグが生
じている。即ち、レーザ計測器2による炉内の一酸化炭
素濃度は、図2に示す通り、約4分頃、一酸化炭素濃度
のピークがくる。しかし、排ガス分析計4による一酸化
炭素濃度のピークは、図3に示すように、レーザ計測器
2による一酸化炭素濃度のピーク時よりも100秒遅れ
た所に位置する。
【0009】また、平成9年1月、厚生省から新たに
「ゴミ処理に係るダイオキシン類発生防止等ガイドライ
ン」が発布され、ダイオキシンの排出濃度について指針
が示され、さらに一酸化炭素濃度値や特定の値をもつ一
酸化炭素濃度瞬時値のピークの制限について指針が示さ
れ、廃棄物焼却場における有毒ガスの対策が環境保護等
の観点から急がれている。一般に、炉出口平均一酸化炭
素濃度は10ppm以下であること、及び一酸化炭素濃
度のピーク値が100ppm以上とならないようにする
ことが目標とされている。
【0010】このようなことから、本発明者は、種々研
究を重ねたところ、炉内の燃焼ガス中の一酸化炭素濃度
をリアルタイムで計測し、その計測結果に基づいて補助
燃焼手段を作動させて燃焼ガス中の未燃ガスを完全燃焼
させることにより、一酸化炭素濃度を規制値以下に制御
しようとした。
【0011】本願第1の発明は、燃料とともに燃焼用空
気を供給して前記燃料を燃焼する、燃焼炉における燃焼
制御方法において、炉内の燃焼ガス中の一酸化炭素濃度
をリアルタイムで計測し、その計測結果に基づいて補助
燃焼手段を作動させ、燃焼ガス中の未燃ガスを完全燃焼
させることを特徴とする燃焼炉における燃焼制御方法で
ある。
【0012】本願第2の発明は、燃料とともに燃焼用空
気を供給して前記燃料を燃焼する燃焼炉において、炉内
の燃焼ガス中の一酸化炭素濃度をリアルタイムで計測す
る計測手段と、この計測手段の計測結果に基いて作動
し、炉内の未燃ガスを完全燃焼させる補助燃料手段と、
この補助燃料手段の作動を制御する制御手段とを具備す
ることを特徴とする燃焼炉である。
【0013】本発明において、炉内の燃焼ガス中の一酸
化炭素濃度をリアルタイムで計測する計測手段として
は、例えば下記実施例で説明するように、レーザ光を発
振するレーザ発信部と、このレーザ発信部からのレーザ
光を受光するレーザ受光部から構成される排ガス計測器
が挙げられる。
【0014】本発明において、補助燃焼手段としては、
例えば流動床炉の上部に設けられ、助燃ガスを送るアフ
ターバーナ、あるいは高温空気を吹き込む装置等が挙げ
られる。この補助燃焼手段の設置により、炉内の未燃ガ
スを完全に燃焼させることができる。
【0015】本発明において、前記制御手段は、一般
に、炉の底部及び略中央部に燃焼用一次,二次空気を送
る配管に取り付けられた空気制御弁、前記計測手段、及
び補助燃焼手段に電気的に接続されている。そして、一
次,二次空気による燃焼が不完全で計測手段による一酸
化炭素濃度が規格をオーバーしたピーク特性を示す場合
に、補助燃焼手段に信号を送り、燃焼を助けるようにな
っている。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例に係る燃
焼炉について図4を参照して説明する。なお、下記実施
例は一例を示すもので、これに限定されるものではな
い。図中の付番11は焼却炉であり、その燃焼部12には一
次燃焼空気量制御弁13を介在させた配管14aを介して押
込送風機(図示せず)が接続されている。一次燃焼空気
は、燃焼部12の下部の任意の箇所に供給されるようにな
っている。また、焼却炉11の下部側寄りには、二次燃焼
空気量制御弁15を介在させた配管14bを介して前記押込
送風機が接続されている。ここで、二次燃焼空気は、一
次燃焼空気量が少ない場合に、焼却炉11内の下部側寄り
に送られて燃焼を助ける働きをする。
【0017】前記焼却炉11の下部側壁には、都市ごみ等
の燃焼物を燃焼部12内に投入する燃焼物供給ホッパ16が
設けられている。このホッパ16の下部側には、モータ17
により駆動して燃焼物を燃焼部12に押し出すフィーダ18
が設けられている。このフィーダ18により送られてきた
燃焼物は、燃焼部12内でガス化され、燃焼部12の上部の
焼却炉11内で燃焼する。
【0018】前記焼却炉11の上段には、焼却炉11で燃焼
して得られた高温の燃焼ガスを吸熱するボイラ19、バグ
フィルタ20、排ガスを誘引する誘引送風機22、及び排ガ
スを大気中に放出する煙突23が順次接続されている。
【0019】前記焼却炉11の上部には、補助燃焼手段と
してのアフターバーナ25が設けられている。ここで、ア
フターバーナ25は、後述する一次空気,二次空気による
焼却炉11の底部において燃焼が不完全である場合に、焼
却炉11内に助燃ガスを送って更に燃焼させて完全燃焼を
果たす機能をもっている。前記アフターバーナ25は、制
御手段としてのコントローラ26に電気的に接続されてい
る。前記コントローラ26は、前記一次燃焼空気量制御弁
13及び二次燃焼空気量制御弁15にそれぞれ電気的に接続
されている。
【0020】前記アフターバーナ25より下方の焼却炉11
上部には、炉内の燃焼ガス中の一酸化炭素濃度(CO濃
度)を瞬時(約1秒)に計測可能な計測手段としての排
ガス計測器27が設けられている。この排ガス計測器27
は、この排ガス計測器27は、レーザ光を発振するレーザ
発信部27aと、このレーザ発信部器27aと対向して配置
され、該レーザ発信部27aからのレーザ光を受光するレ
ーザ受光部27bと、レーザ光通過用の通路27cと、計測
窓27dから構成されている。前記レーザ受光部27bに
は、ガス濃度演算器28を介して前記コントローラ26に電
気的に接続されている。
【0021】こうした構成の排ガス処理装置の操作は次
の通りである。まず、燃焼物供給ホッパ16から都市ごみ
等の燃焼物を焼却炉11の燃焼部12に投入する。投入され
た燃焼物は燃焼部12内でガス化され、焼却炉11内で燃焼
する。そして、その排ガスは、ボイラ19で吸熱され、バ
グフィルタ20で有害ガス及び粒子状物を除去され、誘引
送風機22により誘引され、煙突23より大気中に放出され
る。一方、焼却炉11の上部では排ガス計測器27によりC
O濃度が瞬時に計測され、その計測結果による信号をガ
ス濃度演算器28に送るようになっている。そして、この
ガス濃度演算器28によるデータに基いてコントローラ26
により一次燃焼空気量、二次燃焼空気量の調整及びガス
バーナ25による補助燃焼を行う。即ち、計測された一酸
化炭素濃度が規定値より高ければ、ガスバーナ25により
焼却炉11内の上部で補助燃焼を行い、完全燃焼を実行す
る。
【0022】このように、上記実施例によれば、焼却炉
11の下部側で一次燃焼,二次燃焼を行うのみならず、焼
却炉11の上部に排ガス計測器27及びガスバーナ25を取り
付け、炉内の燃焼ガス中の一酸化炭素濃度をリアルタイ
ムで計測し、その計測結果に基づいてガスバーナ25を作
動させて、燃焼ガス中の未燃ガスを完全燃焼させること
ができ、もって一酸化炭素濃度を規制値以下に制御でき
る。従って、一酸化炭素濃度と相関が高いダイオキシン
を抑制できる。
【0023】なお、実施例1では、1台の押込送風機で
一次燃焼空気量制御弁,二次燃焼空気量制御弁を夫々介
して焼却炉の燃焼部ヘ送風する場合について述べたが、
2台の押込送風機を一次燃焼空気量制御弁,二次燃焼空
気量制御弁用に別々に設置してもよい。
【0024】また、上記実施例では、補助燃料手段とし
てガスバーナを用いた場合について述べたが、これに限
らず、高温空気を焼却炉内に吹き込む装置を焼却炉の上
部に設けてもよい。
【0025】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の燃焼炉にお
ける燃焼制御方法によれば、炉内の燃焼ガス中の一酸化
炭素濃度をリアルタイムで計測し、その計測結果に基づ
いて補助燃焼手段を作動させて、燃焼ガス中の未燃ガス
を完全燃焼させることにより、一酸化炭素濃度を規制値
以下に制御できる。
【0026】また、本発明の燃焼炉によれば、炉内の燃
焼ガス中の一酸化炭素濃度をリアルタイムで計測する計
測手段と、この計測手段の計測結果に基いて作動し、炉
内の未燃ガスを完全燃焼させる補助燃料手段と、この補
助燃料手段の作動を制御する制御手段とを具備する構成
とすることにより、一酸化炭素濃度を規制値以下に制御
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】炉内の一酸化炭素濃度を計測するレーザ計測器
の原理を説明するための図。
【図2】レーザ計測器による炉内の一酸化炭素濃度の特
性図。
【図3】炉の出口の下流側に配置した排ガス分析計によ
る一酸化炭素濃度の特性図。
【図4】本発明の一実施例に係る燃焼炉の説明図。
【符号の説明】
11…流動床炉、 12…流動層、 13…一次燃焼空気量制御弁、 15…二次燃焼空気量制御弁、 16…燃料供給ホッパ、 19…ボイラ、 20…バグフィルタ、 22…誘引送風機、 25…ガスバーナ(補助燃料手段)、 26…コントローラ(制御手段)、 27…排ガス計測器(計測手段)、 27a…レーザ発信部、 27b…レーザ受信部、 28…ガス濃度演算器。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料とともに燃焼用空気を供給して前記
    燃料を燃焼する、燃焼炉における燃焼制御方法におい
    て、 炉内の燃焼ガス中の一酸化炭素濃度をリアルタイムで計
    測し、その計測結果に基づいて補助燃焼手段を作動さ
    せ、燃焼ガス中の未燃ガスを完全燃焼させることを特徴
    とする燃焼炉における燃焼制御方法。
  2. 【請求項2】 燃料とともに燃焼用空気を供給して前記
    燃料を燃焼する燃焼炉において、 炉内の燃焼ガス中の一酸化炭素濃度をリアルタイムで計
    測する計測手段と、この計測手段の計測結果に基いて作
    動し、炉内の未燃ガスを完全燃焼させる補助燃料手段
    と、この補助燃料手段の作動を制御する制御手段とを具
    備することを特徴とする燃焼炉。
  3. 【請求項3】 前記補助燃料手段が助燃ガス又は高温空
    気の吹き込み装置であることを特徴とする請求項1記載
    の燃焼炉。
JP13665598A 1998-05-19 1998-05-19 燃焼炉における燃焼制御方法及び燃焼炉 Pending JPH11325427A (ja)

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