JPWO2013147256A1 - 有機性廃棄物の処理装置および処理方法並びに制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
トータル熱量=排ガス量×排ガスの比熱×排ガスの温度 …(1)
流動焼却炉21に供給される燃焼用エネルギー(流動空気のエネルギー、汚泥エネルギー、および補助燃料のエネルギー)によるトータル熱量
トータル熱量=汚泥の質量×汚泥エネルギー(単位質量当たりの熱量)+補助燃料の質量×単位質量当たりの熱量+流動空気の量×流動空気の比熱×流動空気の温度 …(2)
なお、これらの(1)式および(2)式において、必要に応じて、補正値として流動焼却炉21の放熱量や、酸素温度などが算入される。
次に、本発明の一実施形態による最適運転制御装置30による最適運転制御処理方法について説明する。図5は、この最適運転制御処理方法を示すフローチャートである。
上述した一実施形態においては、全エネルギー使用量Pが最小値となる汚泥エネルギー値E1minとなるように含水率Rの増減制御を行っていたが、本変形例1では、図8に示すように、各使用エネルギー要素の使用量である、燃料使用量P1、電力使用量P2、熱回収発電量P3、および動力源エネルギー使用量P4のそれぞれをランニングコストに変換する重み係数K1〜K4を乗算し、各乗算した、燃料コストC1、使用電力コストC2、および脱水機動力コストC4を加算し、熱回収発電コストC3を減算した全ランニングコストCが最小値となる汚泥エネルギー値E2minとなるように、脱水機11の遠心力の増減制御を行うようにしている。これによって、汚泥の処理装置1全体のランニングコストを最小とする最適制御を行うことができる。
本変形例2では、変形例1に対し、図9に示すように、さらに、温室効果ガス排出コストを加味し、都市ガス由来二酸化炭素排出コストC5および電力由来二酸化炭素排出コストC6を、全ランニングコストCに加算した全ランニングコストC´とし、この全ランニングコストC´が最小値となる汚泥エネルギー値E3minとなるように、脱水機11の遠心力の増減制御を行うようにしている。なお、都市ガス由来二酸化炭素排出コストC5は、補助燃料である都市ガスが発生する二酸化炭素排出量に対するコストであり、電力由来二酸化炭素排出コストC6は、ブロアなどに用いられる電力を生成する際の二酸化炭素排出量に対するコストである。
本変形例3では、上述した重み係数K1〜K4に替えて、図10に示すように、各使用エネルギー要素の使用量である、燃料使用量P1、電力使用量P2、熱回収発電量P3、および動力源エネルギー使用量P4のそれぞれを二酸化炭素排出量に変換する重み係数K11〜K14を乗算し、各乗算した、都市ガス由来二酸化炭素排出量G1、使用電力由来二酸化炭素排出量G2、および脱水機動力由来二酸化炭素排出量G4を加算し、熱回収発電由来二酸化炭素排出量G3を減算した全二酸化炭素排出量Gが最小値となる汚泥エネルギー値E4minとなるように脱水機11の遠心力の増減制御を行うようにしている。これによって、汚泥の処理装置1全体の二酸化炭素排出量を最小とする最適制御を行うことができる。
10 低含水化設備
11 脱水機
12 動力源
13 凝集剤投入器
14 脱水制御部
15 汚泥供給ポンプ
20 熱操作設備
21 流動焼却炉
21a 流動床
21b 分散パイプ
22 補助燃焼装置
22a 燃料量検出器
22b,23b,23c,23d,23e 調整弁
23 流動空気予熱器
24 白煙防止予熱器
25 スクラバー
26 煙突
27 熱回収発電設備
28 焼却設備燃焼制御装置
30 最適運転制御装置
31 関係保持部
32 汚泥エネルギー推定部
33 全エネルギー使用量測定部
34 大小関係把握部
35 低含水化動作制御部
B1 流動ブロワ
B2 白防ファン
B3 誘引ファン
B1s,B2s,B3s,Ps 電力計
F1,F2 流量センサ
T1,T2,T3 温度センサ
Claims (9)
- 有機性廃棄物を低含水化する低含水化手段と、
前記低含水化手段により低含水化された前記有機性廃棄物を、燃焼用エネルギーを用いて燃焼させて減量化する燃焼手段と、
前記燃焼手段の内部に、前記有機性廃棄物に内在する燃焼用エネルギー以外の燃焼用エネルギーを供給する燃焼用エネルギー供給手段と、
燃焼用エネルギーの供給量が前記燃焼手段の内部を所定温度に維持する供給量となるように前記燃焼用エネルギー供給手段の動作を制御するエネルギー供給動作制御手段と、
を備え、前記有機性廃棄物を低含水化・熱操作処理する有機性廃棄物の処理装置であって、
前記エネルギー供給動作制御手段による制御の結果である燃焼用エネルギーの供給量に基づいて前記有機性廃棄物に内在する燃焼用エネルギーである有機性廃棄物エネルギーを推定する有機性廃棄物エネルギー推定手段と、
前記有機性廃棄物の低含水化・熱操作処理に関する複数の使用エネルギー要素ごとにエネルギー使用量の測定を行うとともに測定結果の合算を行って全エネルギー使用量を測定する全エネルギー使用量測定手段と、
あらかじめ算出された前記有機性廃棄物エネルギーと前記全エネルギー使用量との相関関係、前記あらかじめ算出された有機性廃棄物エネルギーと全エネルギー使用量との相関関係に対し前記有機性廃棄物エネルギー推定手段により推定された前記有機性廃棄物エネルギーの推定値と前記全エネルギー使用量測定手段により測定された全エネルギー使用量の測定値との相関関係によって逐次修正を加えて得られる有機性廃棄物エネルギーと全エネルギー使用量の測定値との相関関係、または前記有機性廃棄物エネルギーの推定値と前記全エネルギー使用量の測定値との相関関係によって逐次構築および修正を加えて得られる有機性廃棄物エネルギーと全エネルギー使用量との相関関係を、有機性廃棄物エネルギーと全エネルギー使用量との基準関係として保持する関係保持手段と、
前記関係保持手段により保持された前記有機性廃棄物エネルギーと全エネルギー使用量との基準関係と、前記有機性廃棄物エネルギー推定手段により推定された有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値とに基づいて全エネルギー使用量を最小にする有機性廃棄物エネルギーの最適値と前記有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値との大小関係を把握する大小関係把握手段と、
前記大小関係把握手段により把握された前記有機性廃棄物エネルギーの最適値と前記有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値との大小関係に基づいて、前記有機性廃棄物エネルギー推定手段により推定されるべき有機性廃棄物エネルギーの推定値が前記有機性廃棄物エネルギーの最適値との大小の差を小さくする方向に向かうように前記低含水化手段の動作を制御する低含水化動作制御手段と、
を備えたことを特徴とする有機性廃棄物の処理装置。 - 前記有機性廃棄物に内在する燃焼用エネルギー以外の燃焼用エネルギーは、前記燃焼手段に供給する補助燃料の流量と燃焼用気体の流量および温度とに基づくエネルギーであることを特徴とする請求項1に記載の有機性廃棄物の処理装置。
- 前記使用エネルギー要素は、前記燃焼手段における補助燃料使用量、熱回収発電量が減算された実電力使用量、動力源エネルギー、および有機性廃棄物供給ポンプの電力のうちの1以上を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の有機性廃棄物の処理装置。
- 前記全エネルギー使用量は、各使用エネルギー要素に対応した所定のエネルギー関連カテゴリへの変換重み係数を乗算した値を合算したものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の有機性廃棄物の処理装置。
- 前記変換重み係数は、各使用エネルギー要素をランニングコストに変換する重み係数であることを特徴とする請求項4に記載の有機性廃棄物の処理装置。
- 前記変換重み係数は、各使用エネルギー要素を売価値に変換する重み係数であることを特徴とする請求項4に記載の有機性廃棄物の処理装置。
- 前記変換重み係数は、各使用エネルギー要素を二酸化炭素排出量に変換する重み係数であることを特徴とする請求項4に記載の有機性廃棄物の処理装置。
- 低含水化手段により有機性廃棄物を低含水化する低含水化ステップと、
低含水化された前記有機性廃棄物を、燃焼手段により燃焼用エネルギーを用いて燃焼させて減量化する燃焼ステップと、
前記燃焼手段の内部に、前記有機性廃棄物に内在する燃焼用エネルギー以外の燃焼用エネルギーを供給する燃焼用エネルギー供給ステップと、
前記燃焼手段の内部が所定温度に維持される燃焼用エネルギーの供給量になるように、前記燃焼用エネルギーの供給を制御するエネルギー供給動作制御ステップと、
を含み、前記有機性廃棄物を低含水化・熱操作処理する有機性廃棄物の処理方法であって、
前記エネルギー供給動作制御ステップにおける制御の結果である燃焼用エネルギーの供給量に基づいて前記有機性廃棄物に内在する燃焼用エネルギーである有機性廃棄物エネルギーを推定する有機性廃棄物エネルギー推定ステップと、
前記有機性廃棄物の低含水化・熱操作処理に関する複数の使用エネルギー要素ごとにエネルギー使用量の測定を行うとともに結果の合算を行って全エネルギー使用量を測定する全エネルギー使用量測定ステップと、
あらかじめ算出された前記有機性廃棄物エネルギーと前記全エネルギー使用量との相関関係、前記あらかじめ算出された有機性廃棄物エネルギーと全エネルギー使用量との相関関係に対し前記有機性廃棄物エネルギー推定ステップにおいて推定された前記有機性廃棄物エネルギーの推定値と前記全エネルギー使用量測定ステップにおいて測定された全エネルギー使用量の測定値との相関関係により逐次修正を加えて得られる有機性廃棄物エネルギーと全エネルギー使用量との相関関係、または前記有機性廃棄物エネルギーの推定値と前記全エネルギー使用量の測定値との相関関係によって逐次構築および修正を加えて得られる有機性廃棄物エネルギーと全エネルギー使用量との相関関係を、有機性廃棄物エネルギーと全エネルギー使用量との基準関係として制御手段に保持する関係保持ステップと、
前記関係保持ステップにおいて保持された有機性廃棄物エネルギーと全エネルギー使用量との基準関係と前記有機性廃棄物エネルギー推定手段により推定された有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値とに基づいて、全エネルギー使用量を最小にする有機性廃棄物エネルギーの最適値と前記有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値との大小関係を把握する大小関係把握ステップと、
前記大小関係把握ステップにおいて把握された前記有機性廃棄物エネルギーの最適値と前記有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値との大小関係に基づいて、有機性廃棄物エネルギー推定ステップにおいて推定されるべき有機性廃棄物エネルギーの推定値が前記有機性廃棄物エネルギーの最適値との大小の差を小さくする方向に向かうように前記低含水化手段の動作を制御する低含水化動作制御ステップと、
を含むことを特徴とする有機性廃棄物の処理方法。 - 燃焼用エネルギーの供給量が有機性廃棄物の燃焼を行う燃焼手段の内部を所定温度に維持する供給量となるように、前記燃焼手段に、前記有機性廃棄物に内在する燃焼用エネルギー以外の燃料用エネルギーを供給する燃焼用エネルギー供給手段の動作を制御するエネルギー供給動作制御手段と、
前記エネルギー供給動作制御手段による制御の結果である燃焼用エネルギーの供給量に基づいて前記有機性廃棄物に内在する燃焼用エネルギーである有機性廃棄物エネルギーを推定する有機性廃棄物エネルギー推定手段と、
前記有機性廃棄物の低含水化・熱操作処理に関する複数の使用エネルギー要素ごとにエネルギー使用量の測定を行うとともに測定結果の合算を行って全エネルギー使用量を測定する全エネルギー使用量測定手段と、
あらかじめ算出された前記有機性廃棄物エネルギーと前記全エネルギー使用量との相関関係、前記あらかじめ算出された有機性廃棄物エネルギーと前記全エネルギー使用量との相関関係に対し前記有機性廃棄物エネルギー推定手段により推定された前記有機性廃棄物エネルギーの推定値と前記全エネルギー使用量測定手段により測定された全エネルギー使用量の測定値との相関関係によって逐次修正を加えて得られる有機性廃棄物エネルギーと全エネルギー使用量との相関関係、または前記有機性廃棄物エネルギーの推定値と前記全エネルギー使用量の測定値との相関関係によって逐次構築および修正を加えて得られる有機性廃棄物エネルギーと全エネルギー使用量との相関関係を、有機性廃棄物エネルギーと全エネルギー使用量との基準関係として保持する関係保持手段と、
前記関係保持手段により保持された有機性廃棄物エネルギーと全エネルギー使用量との基準関係と前記有機性廃棄物エネルギー推定手段により推定された有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値とに基づいて、全エネルギー使用量を最小にする有機性廃棄物エネルギーの最適値と前記有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値との大小関係を把握する大小関係把握手段と、
前記大小関係把握手段により把握された有機性廃棄物エネルギーの最適値と前記有機性廃棄物エネルギーの最新の推定値との大小関係に基づいて、前記有機性廃棄物エネルギー推定手段により推定されるべき有機性廃棄物エネルギーの推定値が大小の差を小さくする方向に向かうように前記低含水化手段の動作を制御する低含水化動作制御手段と、
を備えたことを特徴とする制御装置。
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