ガス化炉の制御方法及び制御装置
【課題】流動状態悪化による廃棄物の滞留を解決して安定したガス化を実現する。
【解決手段】温度計測装置２で計測した温度に基づいて算出した温度差の絶対値Ｄが閾値Ｈ以上であれば、送風機１０４から吹き込まれる流動化空気量を一定量増加させるようにダンパ１０５を調整するとともに、廃棄物投入機１０１から投入する廃棄物投入量を一定量減少させるように廃棄物投入機１０１のモータ１０１Ａの速度を調整し、その後に温度計測装置２で計測した温度に基づいて算出した温度差の絶対値Ｄが閾値Ｌ以下であれば、送風機１０４から吹き込まれる流動化空気量を一定量減少させて元に戻すようにダンパ１０５を調整するとともに、廃棄物投入機１０１から投入する廃棄物投入量を一定量増加させて元に戻すように廃棄物投入機１０１のモータ１０１Ａの速度を調整する制御演算器３を備えるガス化炉の制御装置１とする。
【解決手段】温度計測装置２で計測した温度に基づいて算出した温度差の絶対値Ｄが閾値Ｈ以上であれば、送風機１０４から吹き込まれる流動化空気量を一定量増加させるようにダンパ１０５を調整するとともに、廃棄物投入機１０１から投入する廃棄物投入量を一定量減少させるように廃棄物投入機１０１のモータ１０１Ａの速度を調整し、その後に温度計測装置２で計測した温度に基づいて算出した温度差の絶対値Ｄが閾値Ｌ以下であれば、送風機１０４から吹き込まれる流動化空気量を一定量減少させて元に戻すようにダンパ１０５を調整するとともに、廃棄物投入機１０１から投入する廃棄物投入量を一定量増加させて元に戻すように廃棄物投入機１０１のモータ１０１Ａの速度を調整する制御演算器３を備えるガス化炉の制御装置１とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動床を有するガス化炉における操作量を制御するための制御方法及び制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、都市ごみの発熱量は増加の一途をたどり、最終処分地容量の逼迫や地下水汚染等の二次公害の問題、法規制の強化等の関係から、廃棄物の溶融による減容化、固定化が進められている。更に、ダイオキシンなどの微粒汚染物質の抑制など、廃棄物処理に要求される課題は多い。
【０００３】
このような状況において、廃棄物を還元雰囲気で熱分解ガス化し、発生した可燃ガスを高温で燃焼し、焼却残渣を溶融するガス化溶融プロセスが注目されている。このプロセスには以下のような特徴がある。
１．廃棄物の持つエネルギーを利用して灰の溶融を可能にし、焼却残渣の減容化、再資源化ができる。
２．低温熱分解により有価金属を回収することができる。
３．低空気比が可能なことから、装置をコンパクトにすることが可能になる。
４．溶融炉の高温焼却により、ダイオキシン類等の微粒有害物質の抑制が可能である。
【０００４】
このガス化溶融処理プロセスにおけるガス化処理において、主な制御量としてはガス化炉の流動床温度が上げられ、主な操作量としては廃棄物投入量（又は廃棄物供給機の速度）や流動化空気量が挙げられる。そして、従来技術においては、オペレータの手動操作又は単独の制御ループの組合せによる操作量の操作により、制御量を制御するようになっている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、流動床温度を流動化空気量にて制御し、溶融炉温度または蒸気流量を給塵量にて制御する制御系において、給塵量の操作による流動床温度への干渉を非干渉器で保障する制御技術が開示されている。また、特許文献２には、プラントの挙動を予測する予測モデルを用いて、１つ以上の制御量の未来挙動を予測し、その予測系列が望ましい系列（目標軌道）に近づくように、プラントの制約条件を考慮しながら操作入力を最適化することによって、流動床温度をはじめとする複数の制御量を、流動化空気量をはじめとする複数の操作量で安定化する技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１８２９２５号公報
【特許文献２】特開２００４−２００４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、流動床における流動化空気の役割は、砂等の流動媒体を流動化し、流動層を形成して炉内に投入される廃棄物を攪拌することと、炉内に投入される廃棄物に対して、燃焼・ガス化に必要な空気を供給することの２つである。さて、ガス化炉においては、炉内に投入された廃棄物を燃焼させず、還元雰囲気でガス化することが重要である。従って、安定してガス化を促進するためには、流動化空気量を絞り、酸素を不足させる（空気比を低下させる）ことが必要である。特に、流動化空気量を絞るほど、ガス化効率が良くなるとともに、流動床温度も低めに保たれるため、緩慢なガス化が実現でき、廃棄物投入外乱の影響が出にくくなる。
【０００８】
しかしながら、流動化空気量を絞ると、流動状態は緩慢となるため、廃棄物の攪拌が不十分となる傾向にある。廃棄物の攪拌が不十分なまま廃棄物の投入を続けると、流動床に廃棄物が滞留し続け、ますます流動状態が悪化してしまう。
【０００９】
特許文献１または２に示すような従来技術では、流動床温度を目標値に制御することはできるが、流動化空気量を絞ったときに発生しうる廃棄物の滞留による問題を解決することができない。また、流動床温度を制御するために流動化空気量を操作するあまり、流動状態を悪化させて流動床に廃棄物を滞留させてしまう問題もあった。
【００１０】
本発明の目的は、流動状態悪化による廃棄物の滞留を解決して安定したガス化を実現するガス化炉の制御方法及び制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１１】
本発明に係るガス化炉の制御方法は、流動床の複数箇所における温度を計測する温度計測ステップと、計測した温度に基づいて算出される温度差に応じて、流動化空気量を補正して操作する補正操作ステップと、を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るガス化炉の制御装置は、流動床の複数箇所における温度を計測する温度計測手段と、計測した温度に基づいて算出される温度差に応じて、流動化空気量を補正して操作する補正操作手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
これによると、流動状態が良好であれば、流動媒体及び炉内に投入された廃棄物は攪拌される。従って、流動床内の一部に温度差が生じたとしても、攪拌によって速やかに温度が均一化される。例えば、投入された廃棄物の水分蒸発による吸熱反応で廃棄物周辺の温度が一時的に低下したとしても、流動状態が良好であれば温度差は顕在化しない。ところが、流動状態が悪化している場合には、投入された廃棄物が攪拌されることなく一部分に蓄積され、滞留してしまう。その結果、廃棄物が滞留している部分とそうでない部分とで温度差が生じることになる。そこで、一定周期ごとに流動床の複数箇所における温度を計測し、それらの温度差を計算することで、流動状態の良否を判断し、流動状態が悪化している場合（即ち、温度差が大きい場合）には、温度差に応じて流動化空気量を補正して操作することにより、廃棄物を攪拌して流動状態を改善して、安定したガス化を実現することができる。
【００１４】
ここで、前記補正操作ステップが、前記温度差の絶対値が第一の閾値以上の場合に、前記流動化空気量を増加させて操作して良い。
【００１５】
同様に、前記操作手段が、前記温度差の絶対値が第一の閾値以上の場合に、前記流動化空気量を増加させて操作して良い。
【００１６】
これによると、温度差の絶対値が第一の閾値以上であるかどうかで流動状態の良否を判断している。そして、温度差の絶対値が第一の閾値以上であれば、流動状態が悪化しているものと判断して、流動化空気量を増加させて操作する。従って、流動化空気量を増加させて操作することにより、流動状態が改善され、ガス化を促進することができる。
【００１７】
更に、前記操作ステップが、前記温度差の絶対値が第一の閾値以上となり流動化空気量を増加させて操作した場合に、その後前記温度差の絶対値が第二の閾値以下になった場合に、流動化空気量を減少させて操作して良い。
【００１８】
同様に、前記操作手段が、前記温度差の絶対値が第一の閾値以上となり流動化空気量を増加させて操作した場合に、その後前記温度差の絶対値が第二の閾値以下になった場合に、流動化空気量を減少させて操作して良い。
【００１９】
これによると、温度差の絶対値が第一の閾値以上であるかどうか及び第二の閾値以下であるかどうかで流動状態の良否を判断している。そして、温度差の絶対値が第一の閾値以上であれば、流動状態が悪化しているものと判断して、流動化空気量を増加させて操作することにより、流動状態が改善され、ガス化を促進することができる。次に、温度差の絶対値が第二の閾値以下であれば、流動化空気量を増加して操作したことによって、流動状態が正常になったと判断できるため、流動化空気量を減少させて元に戻して操作する。従って、流動状態が悪化したときのみ流動化空気量を増やして操作し、必要なときのみ流動化を促進して流動化とガス化のバランスをとることができる。
【００２０】
また、本発明に係るガス化炉の制御方法は、前記操作ステップが、計測した温度に基づいて算出される温度差に応じて、更に、廃棄物投入量を補正して操作して良い。
【００２１】
同様に、本発明に係るガス化炉の制御装置は、前記操作手段が、計測した温度に基づいて算出される温度差に応じて、更に、廃棄物投入量を補正して操作して良い。
【００２２】
これによると、流動状態が悪化している場合（即ち、温度差が大きい場合）には、温度差に応じた流動化空気量及び廃棄物投入量を補正して操作している。従って、温度差に応じて流動化空気量を補正して操作することにより廃棄物を攪拌して流動床に滞留していた廃棄物のガス化が促進されるため、その分、廃棄物の投入量を減らして操作すれば単位時間当たりのガス化量を一定に保つことができ、より安定したガス化を実現することができる。
【００２３】
ここで、前記操作ステップが、前記温度差の絶対値が第一の閾値以上の場合に、流動化空気量を増加させるとともに廃棄物投入量を減少させて操作して良い。
【００２４】
同様に、前記操作手段が、前記温度差の絶対値が第一の閾値以上の場合に、流動化空気量を増加させるとともに廃棄物投入量を減少させて操作して良い。
【００２５】
これによると、温度差の絶対値が第一の閾値以上であるかどうかで流動状態の良否を判断している。そして、温度差の絶対値が第一の閾値以上であれば、流動状態が悪化しているものと判断して、流動化空気量を増加させるとともに廃棄物投入量を減少させて操作する。従って、流動化空気量を増加させるとともに廃棄物投入量を減少させて操作することにより、流動状態が改善され、ガス化を促進することができる。
【００２６】
更に、前記操作ステップが、前記温度差の絶対値が第一の閾値以上となり流動化空気量を増加させるとともに廃棄物投入量を減少させて操作した場合に、その後前記温度差の絶対値が第二の閾値以下になった場合に、流動化空気量を減少させるとともに廃棄物投入量を増加させて操作して良い。
【００２７】
同様に、前記操作手段が、前記温度差の絶対値が第一の閾値以上となり流動化空気量を増加させるとともに廃棄物投入量を減少させて操作した場合に、その後前記温度差の絶対値が第二の閾値以下になった場合に、流動化空気量を減少させるとともに廃棄物投入量を増加させて操作して良い。
【００２８】
これによると、温度差の絶対値が第一の閾値以上であるかどうか及び第二の閾値以上であるかどうかで流動状態の良否を判断している。そして、温度差の絶対値が第一の閾値以上であれば、流動状態が悪化しているものと判断して、流動化空気量を増加させるとともに廃棄物投入量を減少させて操作することにより、流動状態が改善され、ガス化を促進することができる。次に、温度差の絶対値が第二の閾値以下であれば、流動化空気量を増加させるとともに廃棄物投入量を減少させて操作したことによって、流動状態が正常になったと判断できるため、流動化空気量を減少させるとともに廃棄物投入量を増加させて元に戻して操作する。従って、流動状態が悪化したときのみ流動化空気量を増やすとともに廃棄物投入量を減らして操作し、必要なときのみ流動化を促進して流動化とガス化のバランスをとることができる。
【００２９】
また、本発明に係るガス化炉の制御方法は、前記温度差の絶対値が次式に基づいて算出されて良い。
【００３０】
同様に、本発明に係るガス化炉の制御装置は、前記温度差の絶対値が次式に基づいて算出されて良い。
【００３１】
【数１】
【００３２】
これによると、ｎ個の温度計測値のうち、２つの温度差の絶対値を全ての組合せで求めて、その中で一番大きな値を温度差の絶対値Ｄとして採用して、本発明を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００３４】
まず、本実施形態に係るガス化炉の制御方法を実施するガス化炉の制御装置を適用するガス化溶融炉について図１に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るガス化炉の制御方法を実施するガス化炉の制御装置を適用するガス化溶融炉の概略構成図である。
【００３５】
ガス化溶融炉１００では、まず、都市ごみ等の廃棄物を廃棄物供給機１０１から流動床１０３を備えたガス化炉１０２に投入する。尚、廃棄物供給機１０１によって投入される廃棄物の量（廃棄物投入量）は、廃棄物供給機１０１に備えられるモータ１０１Ａの回転数を調整することにより増減できるようになっている。また、流動床１０３は、流動粒子（例えば、砂）からなり、ガス化炉１０２の底部に設けられている。流動床１０３の下部からは、送風機１０４により流動化空気が吹き込まれ、流動床１０３の流動粒子及び廃棄物供給機１０１から投入された廃棄物が流動攪拌される。尚、送風機１０４から吹き込まれる流動化空気の流量（流動化空気量）は、ダンパ１０５により調整される。そして、ガス化炉１０２では、鉄やアルミニウム等の金属を未酸化状態で回収するため、アルミニウムの融点（６００℃）以下で、流動床１０３の砂層温度がおよそ５００℃〜６００℃となるように運転される。廃棄物は、流動床１０３で空気比０．２〜０．３程度の還元雰囲気の中で熱分解され、可燃ガス及びチャー・灰分と、不燃物とに分離される。ここで、不燃物は流動床１０３から排出される。そして、可燃ガス及び可燃ガスに同伴されるチャーと灰分とを溶融炉１１０に送り込む。
【００３６】
溶融炉１１０では、燃焼用の空気（燃焼空気）によって、可燃ガス及びチャーを一気に燃焼させて１３００℃以上に高温化させ、その熱で灰分を溶融する。ここで、溶融炉１１０で発生した燃焼性排ガスはボイラ１３０で熱交換した後、冷却・除塵工程を経て無害化された後、煙突から排出される。尚、ボイラ１３０からの蒸気流量は、蒸気弁１３１で調整される。また、溶融炉１１０の底部には、スラグ排出口１１１が設けられ、溶融されたスラグがスラグ排出口１１１から排出される。
【００３７】
次に、本実施形態に係るガス化炉の制御方法を実施するガス化炉の制御装置を備えるガス化炉について図２に基づいて説明する。図２は、本実施形態に係るガス化炉の制御方法を実施するガス化炉の制御装置を備えるガス化炉の概略構成図である。
【００３８】
図２に示すように、本実施形態に係るガス化炉の制御方法を実施するガス化炉の制御装置１は、温度計測装置（温度計測手段）２と、制御演算器（補正操作手段）３とから構成される。
【００３９】
温度計測装置２は、流動床１０３の複数箇所に複数設置され（図示では２つの温度計測装置２Ａ，２Ｂ）、一定周期毎に流動床１０３の設置箇所の砂層温度を計測する。尚、温度計測装置２で砂層温度を計測する周期は、ガス化炉溶融炉１００に本実施形態に係るガス化炉の制御装置１以外に他の制御系が構築されている場合、その制御系の周期と同じでも良いし、異なっていても良い。ここで、温度計測装置２は、流動化空気を少なくしたときにごみが滞留しやすい場所に１つ設置するとともに、その場所から最も温度が伝わりにくい場所に１つ以上設置するのが好ましい。例えば、廃棄物が投入される位置（廃棄物投入口の下付近の砂層内）に１つ設置し、そこから距離の遠い位置にもう１つ設置する。これらの場所は、炉の形状、流動化空気の吹き込み場所、廃棄物の投入口、流動媒体の量などに応じて変化させると良い。
また、温度計測装置２は、熱電対を利用した温度計測装置を用いる。そして、複数の温度計測装置２から出力された複数の信号は、制御演算器３に入力され、複数の信号処理をした流動床１０３の温度の温度計測値として用いられる。
【００４０】
制御演算器３は、温度計測装置２から入力された複数の温度計測値から温度差を算出し、算出した温度差に応じて、流動床１０３に供給する流動化空気量及びガス化炉１０２に投入する廃棄物投入量を補正して操作する。これにより、廃棄物を攪拌して流動床１０３に滞留していた廃棄物のガス化が促進されるため、その分、廃棄物の投入量を減らして操作すれば単位時間当たりのガス化量を一定に保つことができ、より安定したガス化を実現することができる。尚、本実施形態に係る制御演算器３は、算出した温度差に応じて、流動化空気量及び廃棄物投入量を補正して操作しているが、流動化空気量のみを補正して操作しても良い。流動化空気量のみを補正して操作しても、廃棄物を攪拌して流動床１０３に滞留していた廃棄物の流動化を促進することができるからである。
ここで、温度差は、ｎ（ｎ＝２，３，４、・・・）箇所に温度計測装置２を設置した場合に、それぞれの温度計測値をＴ1，Ｔ2，・・・，Ｔnとすると、以下の式で求める温度差の絶対値Ｄを用いる。つまり、ｎ個の温度計測値のうち、２つの温度差の絶対値を全ての組合せで求め、その中で一番大きな値を、温度差の絶対値Ｄとして求める。尚、温度差は、温度差の絶対値の他に、温度差の２乗を用いても良い。
【００４１】
【数１】
【００４２】
尚、図２の例では、２つの温度計測装置２Ａ、２Ｂからの温度計測値Ａ、Ｂに基づいて、以下の式で温度差の絶対値Ｄを求める。
Ｄ＝｜温度計測値Ａ−温度計測値Ｂ｜・・・（式２）
【００４３】
そして、制御演算器３では、算出した温度差の絶対値Ｄが一定値（例えば、閾値Ｈ）以上であるかどうか判断し、温度差の絶対値Ｄが一定値以上であれば、送風機１０４から吹き込まれる流動化空気の流量（流動化空気量）を一定量増加させるとともに、廃棄物投入機１０１から投入する廃棄物の量（廃棄物投入量）を一定量減少させるように操作する。即ち、温度差の絶対値Ｄが一定値以上であれば、送風機１０４から吹き込まれる流動化空気の流量（流動化空気量）を一定量増加させるようにダンパ１０５を調整するとともに、廃棄物投入機１０１から投入する廃棄物の量（廃棄物投入量）を一定量減少させるように廃棄物投入機１０１のモータ１０１Ａの速度を調整する。
ここで、一定値（例えば、閾値Ｈ）は、およその目安として、通常操業における最大温度差（許容温度差）の１．５倍程度の値を想定しているが限定されるものではない。また、一定値（例えば、閾値Ｈ）は、ゴミ質（ゴミの組成、水分量）によって変更させることが好ましい。例えば、水分量が多いゴミの場合は砂層内の滞留量が少なくても温度差が大きくなることが予想され、水分量が少ないゴミの場合は砂層内の滞留量が多くても温度差が小さくなることが予想されるからである。
尚、制御演算器３では、算出した温度差の絶対値Ｄが一定値以上であるかどうかにかかわらず、算出した温度差の絶対値Ｄに比例して流動化空気量を増加させるとともに廃棄物投入量を減少させるように操作しても良い。また、制御演算器３では、温度差の絶対値Ｄと流動化空気量の補正量（増加させる量）及び廃棄物投入量の補正量（減少させる量）との関係を示すテーブルを予め用意しておき、温度差の絶対値Ｄに対する流動化空気量と廃棄物投入量の補正量を、当該テーブルを参照して決定するようにしても良い。
【００４４】
更に、制御演算器３では、算出した温度差の絶対値Ｄが一定値（例えば、閾値Ｈ）以上であると判断し、送風機１０４から吹き込まれる流動化空気の流量（流動化空気量）を一定量増加させるようにダンパ１０５を調整するとともに、廃棄物投入機１０１から投入する廃棄物の量（廃棄物投入量）を一定量減少させるように廃棄物投入機１０１のモータ１０１Ａの速度を調整した場合、その後に、算出した温度差の絶対値Ｄが一定値（例えば、閾値Ｌ）以下であるかどうか判断し、温度差の絶対値Ｄが一定値以下であれば、送風機１０４から吹き込まれる流動化空気の流量（流動化空気量）を一定量減少させて流動化空気量を元に戻すとともに、廃棄物投入機１０１から投入する廃棄物の量（廃棄物投入量）を一定量増加させて廃棄物投入量を元に戻すようにして操作しても良い。即ち、温度差の絶対値Ｄが一定値以下であれば、送風機１０４から吹き込まれる流動化空気の流量（流動化空気量）を一定量減少させて流動化空気量を元に戻すようにダンパ１０５を調整するとともに、廃棄物投入機１０１から投入する廃棄物の量（廃棄物投入量）を一定量増加させて廃棄物投入量を元に戻すように廃棄物投入機１０１のモータ１０１Ａの速度を調整しても良い。
ここで、一定値（例えば、閾値Ｌ）は、およその目安として、通常操業における最大温度差（許容温度差）の０．５倍程度の値を想定しているが限定されるものではない。また、一定値（例えば、閾値Ｌ）は、ゴミ質（ゴミの組成、水分量）によって変更させることが好ましい。例えば、水分量が多いゴミの場合は砂層内の滞留量が少なくても温度差が大きくなることが予想され、水分量が少ないゴミの場合は砂層内の滞留量が多くても温度差が小さくなることが予想されるからである。
尚、かかる場合、制御演算器３は、下記の図３に示す手順に従って処理を行う。図３は、本実施形態に係るガス化炉の制御装置における制御演算器の処理の手順を示すフローチャートである。
【００４５】
まず、制御開始の時点で初期化を行い、フラグを０（ｆｌａｇ＝０）にしておく（ステップＳ１）。
【００４６】
そして、一定周期毎に温度計測装置２から入力される温度に基づいて、上述の式２により温度差の絶対値Ｄを求める（ステップＳ２：温度計測ステップ）。
【００４７】
次に、フラグが０であり、且つ、温度差の絶対値Ｄが閾値Ｈ以上であるか判断する（ステップＳ３）。
【００４８】
もし、フラグが０であり、且つ、温度差の絶対値Ｄが閾値Ｈ以上であれば（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、流動化空気量を一定量増やす（流動化空気量＝流動化空気量＋ΔＡ）とともに、廃棄物投入量を一定量減らして（廃棄物投入量＝廃棄物投入量−ΔＷ）、フラグを１（ｆｌａｇ＝１）にして、制御対象を操作する（ステップＳ４，Ｓ７：補正操作ステップ）。制御対象の操作では、具体的には、流動床１０３に吹き込む流動化空気量が新たに設定した流動化空気量となるようにダンパ１０５を調整するとともに、ガス化炉１０２に投入する廃棄物投入量が新たに設定した廃棄物投入量となるように廃棄物投入機１０１のモータ１０１Ａの速度を調整する。制御対象を操作すると（ステップＳ７）、ステップＳ２に戻る。
【００４９】
一方、フラグが０でなく、又は／且つ、温度差の絶対値Ｄが閾値Ｈ以上でなければ（ステップＳ３：Ｎｏ）、フラグが１であり、且つ、温度差の絶対値Ｄが閾値Ｌ以下であるか判断する（ステップＳ５）。
【００５０】
もし、フラグが１であり、且つ、温度差の絶対値Ｄが閾値Ｌ以下であれば（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、流動化空気量を一定量減らす（流動化空気量＝流動化空気量−ΔＡ）とともに、廃棄物投入量を一定量増やして（廃棄物投入量＝廃棄物投入量＋ΔＷ）、フラグを０（ｆｌａｇ＝０）にして制御対象を操作し（ステップＳ６，Ｓ７：補正操作ステップ）、ステップＳ２に戻る。
【００５１】
一方、フラグが１でなく、又は／且つ、温度差の絶対値Ｄが閾値Ｌ以下でなければ（ステップＳ５：Ｎｏ）、ステップＳ２に戻る。
【００５２】
以上に説明したように、本実施形態に係る溶融炉の制御方法及び制御装置によると、流動床に設置した複数の温度計測装置の温度差により、流動床の流動状態の悪化を検出し、流動化空気量、又は、流動化空気量及び廃棄物投入量を補正することによって、流動状態を改善させ、ガス化を安定して促進することができ、ひいてはガス化溶融炉の安定操業を実現することができる。
【００５３】
以上、本発明は、上記の好ましい実施形態に記載されているが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされる。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。また、具体例は、本発明の構成を例示したものであり、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本実施形態に係るガス化炉の制御方法を実施するガス化炉の制御装置を適用するガス化溶融炉の概略構成図である。
【図２】本実施形態に係るガス化炉の制御方法を実施するガス化炉の制御装置を備えるガス化炉の概略構成図である。
【図３】本実施形態に係るガス化炉の制御装置における制御演算器の処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
１ ガス化炉の制御装置
２ 温度計測装置（温度計測手段）
２Ａ 温度計測装置（温度計測手段）
２Ｂ 温度計測装置（温度計測手段）
３ 制御演算器（補正操作手段）
１００ ガス化溶融炉
１０１ 廃棄物投入機
１０２ ガス化炉
１０３ 流動床
Ｓ２ 温度計測ステップ
Ｓ４ 補正操作ステップ
Ｓ６ 補正操作ステップ
Ｓ７ 補正操作ステップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動床を有するガス化炉における操作量を制御するための制御方法及び制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、都市ごみの発熱量は増加の一途をたどり、最終処分地容量の逼迫や地下水汚染等の二次公害の問題、法規制の強化等の関係から、廃棄物の溶融による減容化、固定化が進められている。更に、ダイオキシンなどの微粒汚染物質の抑制など、廃棄物処理に要求される課題は多い。
【０００３】
このような状況において、廃棄物を還元雰囲気で熱分解ガス化し、発生した可燃ガスを高温で燃焼し、焼却残渣を溶融するガス化溶融プロセスが注目されている。このプロセスには以下のような特徴がある。
１．廃棄物の持つエネルギーを利用して灰の溶融を可能にし、焼却残渣の減容化、再資源化ができる。
２．低温熱分解により有価金属を回収することができる。
３．低空気比が可能なことから、装置をコンパクトにすることが可能になる。
４．溶融炉の高温焼却により、ダイオキシン類等の微粒有害物質の抑制が可能である。
【０００４】
このガス化溶融処理プロセスにおけるガス化処理において、主な制御量としてはガス化炉の流動床温度が上げられ、主な操作量としては廃棄物投入量（又は廃棄物供給機の速度）や流動化空気量が挙げられる。そして、従来技術においては、オペレータの手動操作又は単独の制御ループの組合せによる操作量の操作により、制御量を制御するようになっている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、流動床温度を流動化空気量にて制御し、溶融炉温度または蒸気流量を給塵量にて制御する制御系において、給塵量の操作による流動床温度への干渉を非干渉器で保障する制御技術が開示されている。また、特許文献２には、プラントの挙動を予測する予測モデルを用いて、１つ以上の制御量の未来挙動を予測し、その予測系列が望ましい系列（目標軌道）に近づくように、プラントの制約条件を考慮しながら操作入力を最適化することによって、流動床温度をはじめとする複数の制御量を、流動化空気量をはじめとする複数の操作量で安定化する技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１８２９２５号公報
【特許文献２】特開２００４−２００４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、流動床における流動化空気の役割は、砂等の流動媒体を流動化し、流動層を形成して炉内に投入される廃棄物を攪拌することと、炉内に投入される廃棄物に対して、燃焼・ガス化に必要な空気を供給することの２つである。さて、ガス化炉においては、炉内に投入された廃棄物を燃焼させず、還元雰囲気でガス化することが重要である。従って、安定してガス化を促進するためには、流動化空気量を絞り、酸素を不足させる（空気比を低下させる）ことが必要である。特に、流動化空気量を絞るほど、ガス化効率が良くなるとともに、流動床温度も低めに保たれるため、緩慢なガス化が実現でき、廃棄物投入外乱の影響が出にくくなる。
【０００８】
しかしながら、流動化空気量を絞ると、流動状態は緩慢となるため、廃棄物の攪拌が不十分となる傾向にある。廃棄物の攪拌が不十分なまま廃棄物の投入を続けると、流動床に廃棄物が滞留し続け、ますます流動状態が悪化してしまう。
【０００９】
特許文献１または２に示すような従来技術では、流動床温度を目標値に制御することはできるが、流動化空気量を絞ったときに発生しうる廃棄物の滞留による問題を解決することができない。また、流動床温度を制御するために流動化空気量を操作するあまり、流動状態を悪化させて流動床に廃棄物を滞留させてしまう問題もあった。
【００１０】
本発明の目的は、流動状態悪化による廃棄物の滞留を解決して安定したガス化を実現するガス化炉の制御方法及び制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１１】
本発明に係るガス化炉の制御方法は、流動床の複数箇所における温度を計測する温度計測ステップと、計測した温度に基づいて算出される温度差に応じて、流動化空気量を補正して操作する補正操作ステップと、を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るガス化炉の制御装置は、流動床の複数箇所における温度を計測する温度計測手段と、計測した温度に基づいて算出される温度差に応じて、流動化空気量を補正して操作する補正操作手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
これによると、流動状態が良好であれば、流動媒体及び炉内に投入された廃棄物は攪拌される。従って、流動床内の一部に温度差が生じたとしても、攪拌によって速やかに温度が均一化される。例えば、投入された廃棄物の水分蒸発による吸熱反応で廃棄物周辺の温度が一時的に低下したとしても、流動状態が良好であれば温度差は顕在化しない。ところが、流動状態が悪化している場合には、投入された廃棄物が攪拌されることなく一部分に蓄積され、滞留してしまう。その結果、廃棄物が滞留している部分とそうでない部分とで温度差が生じることになる。そこで、一定周期ごとに流動床の複数箇所における温度を計測し、それらの温度差を計算することで、流動状態の良否を判断し、流動状態が悪化している場合（即ち、温度差が大きい場合）には、温度差に応じて流動化空気量を補正して操作することにより、廃棄物を攪拌して流動状態を改善して、安定したガス化を実現することができる。
【００１４】
ここで、前記補正操作ステップが、前記温度差の絶対値が第一の閾値以上の場合に、前記流動化空気量を増加させて操作して良い。
【００１５】
同様に、前記操作手段が、前記温度差の絶対値が第一の閾値以上の場合に、前記流動化空気量を増加させて操作して良い。
【００１６】
これによると、温度差の絶対値が第一の閾値以上であるかどうかで流動状態の良否を判断している。そして、温度差の絶対値が第一の閾値以上であれば、流動状態が悪化しているものと判断して、流動化空気量を増加させて操作する。従って、流動化空気量を増加させて操作することにより、流動状態が改善され、ガス化を促進することができる。
【００１７】
更に、前記操作ステップが、前記温度差の絶対値が第一の閾値以上となり流動化空気量を増加させて操作した場合に、その後前記温度差の絶対値が第二の閾値以下になった場合に、流動化空気量を減少させて操作して良い。
【００１８】
同様に、前記操作手段が、前記温度差の絶対値が第一の閾値以上となり流動化空気量を増加させて操作した場合に、その後前記温度差の絶対値が第二の閾値以下になった場合に、流動化空気量を減少させて操作して良い。
【００１９】
これによると、温度差の絶対値が第一の閾値以上であるかどうか及び第二の閾値以下であるかどうかで流動状態の良否を判断している。そして、温度差の絶対値が第一の閾値以上であれば、流動状態が悪化しているものと判断して、流動化空気量を増加させて操作することにより、流動状態が改善され、ガス化を促進することができる。次に、温度差の絶対値が第二の閾値以下であれば、流動化空気量を増加して操作したことによって、流動状態が正常になったと判断できるため、流動化空気量を減少させて元に戻して操作する。従って、流動状態が悪化したときのみ流動化空気量を増やして操作し、必要なときのみ流動化を促進して流動化とガス化のバランスをとることができる。
【００２０】
また、本発明に係るガス化炉の制御方法は、前記操作ステップが、計測した温度に基づいて算出される温度差に応じて、更に、廃棄物投入量を補正して操作して良い。
【００２１】
同様に、本発明に係るガス化炉の制御装置は、前記操作手段が、計測した温度に基づいて算出される温度差に応じて、更に、廃棄物投入量を補正して操作して良い。
【００２２】
これによると、流動状態が悪化している場合（即ち、温度差が大きい場合）には、温度差に応じた流動化空気量及び廃棄物投入量を補正して操作している。従って、温度差に応じて流動化空気量を補正して操作することにより廃棄物を攪拌して流動床に滞留していた廃棄物のガス化が促進されるため、その分、廃棄物の投入量を減らして操作すれば単位時間当たりのガス化量を一定に保つことができ、より安定したガス化を実現することができる。
【００２３】
ここで、前記操作ステップが、前記温度差の絶対値が第一の閾値以上の場合に、流動化空気量を増加させるとともに廃棄物投入量を減少させて操作して良い。
【００２４】
同様に、前記操作手段が、前記温度差の絶対値が第一の閾値以上の場合に、流動化空気量を増加させるとともに廃棄物投入量を減少させて操作して良い。
【００２５】
これによると、温度差の絶対値が第一の閾値以上であるかどうかで流動状態の良否を判断している。そして、温度差の絶対値が第一の閾値以上であれば、流動状態が悪化しているものと判断して、流動化空気量を増加させるとともに廃棄物投入量を減少させて操作する。従って、流動化空気量を増加させるとともに廃棄物投入量を減少させて操作することにより、流動状態が改善され、ガス化を促進することができる。
【００２６】
更に、前記操作ステップが、前記温度差の絶対値が第一の閾値以上となり流動化空気量を増加させるとともに廃棄物投入量を減少させて操作した場合に、その後前記温度差の絶対値が第二の閾値以下になった場合に、流動化空気量を減少させるとともに廃棄物投入量を増加させて操作して良い。
【００２７】
同様に、前記操作手段が、前記温度差の絶対値が第一の閾値以上となり流動化空気量を増加させるとともに廃棄物投入量を減少させて操作した場合に、その後前記温度差の絶対値が第二の閾値以下になった場合に、流動化空気量を減少させるとともに廃棄物投入量を増加させて操作して良い。
【００２８】
これによると、温度差の絶対値が第一の閾値以上であるかどうか及び第二の閾値以上であるかどうかで流動状態の良否を判断している。そして、温度差の絶対値が第一の閾値以上であれば、流動状態が悪化しているものと判断して、流動化空気量を増加させるとともに廃棄物投入量を減少させて操作することにより、流動状態が改善され、ガス化を促進することができる。次に、温度差の絶対値が第二の閾値以下であれば、流動化空気量を増加させるとともに廃棄物投入量を減少させて操作したことによって、流動状態が正常になったと判断できるため、流動化空気量を減少させるとともに廃棄物投入量を増加させて元に戻して操作する。従って、流動状態が悪化したときのみ流動化空気量を増やすとともに廃棄物投入量を減らして操作し、必要なときのみ流動化を促進して流動化とガス化のバランスをとることができる。
【００２９】
また、本発明に係るガス化炉の制御方法は、前記温度差の絶対値が次式に基づいて算出されて良い。
【００３０】
同様に、本発明に係るガス化炉の制御装置は、前記温度差の絶対値が次式に基づいて算出されて良い。
【００３１】
【数１】
【００３２】
これによると、ｎ個の温度計測値のうち、２つの温度差の絶対値を全ての組合せで求めて、その中で一番大きな値を温度差の絶対値Ｄとして採用して、本発明を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００３４】
まず、本実施形態に係るガス化炉の制御方法を実施するガス化炉の制御装置を適用するガス化溶融炉について図１に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るガス化炉の制御方法を実施するガス化炉の制御装置を適用するガス化溶融炉の概略構成図である。
【００３５】
ガス化溶融炉１００では、まず、都市ごみ等の廃棄物を廃棄物供給機１０１から流動床１０３を備えたガス化炉１０２に投入する。尚、廃棄物供給機１０１によって投入される廃棄物の量（廃棄物投入量）は、廃棄物供給機１０１に備えられるモータ１０１Ａの回転数を調整することにより増減できるようになっている。また、流動床１０３は、流動粒子（例えば、砂）からなり、ガス化炉１０２の底部に設けられている。流動床１０３の下部からは、送風機１０４により流動化空気が吹き込まれ、流動床１０３の流動粒子及び廃棄物供給機１０１から投入された廃棄物が流動攪拌される。尚、送風機１０４から吹き込まれる流動化空気の流量（流動化空気量）は、ダンパ１０５により調整される。そして、ガス化炉１０２では、鉄やアルミニウム等の金属を未酸化状態で回収するため、アルミニウムの融点（６００℃）以下で、流動床１０３の砂層温度がおよそ５００℃〜６００℃となるように運転される。廃棄物は、流動床１０３で空気比０．２〜０．３程度の還元雰囲気の中で熱分解され、可燃ガス及びチャー・灰分と、不燃物とに分離される。ここで、不燃物は流動床１０３から排出される。そして、可燃ガス及び可燃ガスに同伴されるチャーと灰分とを溶融炉１１０に送り込む。
【００３６】
溶融炉１１０では、燃焼用の空気（燃焼空気）によって、可燃ガス及びチャーを一気に燃焼させて１３００℃以上に高温化させ、その熱で灰分を溶融する。ここで、溶融炉１１０で発生した燃焼性排ガスはボイラ１３０で熱交換した後、冷却・除塵工程を経て無害化された後、煙突から排出される。尚、ボイラ１３０からの蒸気流量は、蒸気弁１３１で調整される。また、溶融炉１１０の底部には、スラグ排出口１１１が設けられ、溶融されたスラグがスラグ排出口１１１から排出される。
【００３７】
次に、本実施形態に係るガス化炉の制御方法を実施するガス化炉の制御装置を備えるガス化炉について図２に基づいて説明する。図２は、本実施形態に係るガス化炉の制御方法を実施するガス化炉の制御装置を備えるガス化炉の概略構成図である。
【００３８】
図２に示すように、本実施形態に係るガス化炉の制御方法を実施するガス化炉の制御装置１は、温度計測装置（温度計測手段）２と、制御演算器（補正操作手段）３とから構成される。
【００３９】
温度計測装置２は、流動床１０３の複数箇所に複数設置され（図示では２つの温度計測装置２Ａ，２Ｂ）、一定周期毎に流動床１０３の設置箇所の砂層温度を計測する。尚、温度計測装置２で砂層温度を計測する周期は、ガス化炉溶融炉１００に本実施形態に係るガス化炉の制御装置１以外に他の制御系が構築されている場合、その制御系の周期と同じでも良いし、異なっていても良い。ここで、温度計測装置２は、流動化空気を少なくしたときにごみが滞留しやすい場所に１つ設置するとともに、その場所から最も温度が伝わりにくい場所に１つ以上設置するのが好ましい。例えば、廃棄物が投入される位置（廃棄物投入口の下付近の砂層内）に１つ設置し、そこから距離の遠い位置にもう１つ設置する。これらの場所は、炉の形状、流動化空気の吹き込み場所、廃棄物の投入口、流動媒体の量などに応じて変化させると良い。
また、温度計測装置２は、熱電対を利用した温度計測装置を用いる。そして、複数の温度計測装置２から出力された複数の信号は、制御演算器３に入力され、複数の信号処理をした流動床１０３の温度の温度計測値として用いられる。
【００４０】
制御演算器３は、温度計測装置２から入力された複数の温度計測値から温度差を算出し、算出した温度差に応じて、流動床１０３に供給する流動化空気量及びガス化炉１０２に投入する廃棄物投入量を補正して操作する。これにより、廃棄物を攪拌して流動床１０３に滞留していた廃棄物のガス化が促進されるため、その分、廃棄物の投入量を減らして操作すれば単位時間当たりのガス化量を一定に保つことができ、より安定したガス化を実現することができる。尚、本実施形態に係る制御演算器３は、算出した温度差に応じて、流動化空気量及び廃棄物投入量を補正して操作しているが、流動化空気量のみを補正して操作しても良い。流動化空気量のみを補正して操作しても、廃棄物を攪拌して流動床１０３に滞留していた廃棄物の流動化を促進することができるからである。
ここで、温度差は、ｎ（ｎ＝２，３，４、・・・）箇所に温度計測装置２を設置した場合に、それぞれの温度計測値をＴ1，Ｔ2，・・・，Ｔnとすると、以下の式で求める温度差の絶対値Ｄを用いる。つまり、ｎ個の温度計測値のうち、２つの温度差の絶対値を全ての組合せで求め、その中で一番大きな値を、温度差の絶対値Ｄとして求める。尚、温度差は、温度差の絶対値の他に、温度差の２乗を用いても良い。
【００４１】
【数１】
【００４２】
尚、図２の例では、２つの温度計測装置２Ａ、２Ｂからの温度計測値Ａ、Ｂに基づいて、以下の式で温度差の絶対値Ｄを求める。
Ｄ＝｜温度計測値Ａ−温度計測値Ｂ｜・・・（式２）
【００４３】
そして、制御演算器３では、算出した温度差の絶対値Ｄが一定値（例えば、閾値Ｈ）以上であるかどうか判断し、温度差の絶対値Ｄが一定値以上であれば、送風機１０４から吹き込まれる流動化空気の流量（流動化空気量）を一定量増加させるとともに、廃棄物投入機１０１から投入する廃棄物の量（廃棄物投入量）を一定量減少させるように操作する。即ち、温度差の絶対値Ｄが一定値以上であれば、送風機１０４から吹き込まれる流動化空気の流量（流動化空気量）を一定量増加させるようにダンパ１０５を調整するとともに、廃棄物投入機１０１から投入する廃棄物の量（廃棄物投入量）を一定量減少させるように廃棄物投入機１０１のモータ１０１Ａの速度を調整する。
ここで、一定値（例えば、閾値Ｈ）は、およその目安として、通常操業における最大温度差（許容温度差）の１．５倍程度の値を想定しているが限定されるものではない。また、一定値（例えば、閾値Ｈ）は、ゴミ質（ゴミの組成、水分量）によって変更させることが好ましい。例えば、水分量が多いゴミの場合は砂層内の滞留量が少なくても温度差が大きくなることが予想され、水分量が少ないゴミの場合は砂層内の滞留量が多くても温度差が小さくなることが予想されるからである。
尚、制御演算器３では、算出した温度差の絶対値Ｄが一定値以上であるかどうかにかかわらず、算出した温度差の絶対値Ｄに比例して流動化空気量を増加させるとともに廃棄物投入量を減少させるように操作しても良い。また、制御演算器３では、温度差の絶対値Ｄと流動化空気量の補正量（増加させる量）及び廃棄物投入量の補正量（減少させる量）との関係を示すテーブルを予め用意しておき、温度差の絶対値Ｄに対する流動化空気量と廃棄物投入量の補正量を、当該テーブルを参照して決定するようにしても良い。
【００４４】
更に、制御演算器３では、算出した温度差の絶対値Ｄが一定値（例えば、閾値Ｈ）以上であると判断し、送風機１０４から吹き込まれる流動化空気の流量（流動化空気量）を一定量増加させるようにダンパ１０５を調整するとともに、廃棄物投入機１０１から投入する廃棄物の量（廃棄物投入量）を一定量減少させるように廃棄物投入機１０１のモータ１０１Ａの速度を調整した場合、その後に、算出した温度差の絶対値Ｄが一定値（例えば、閾値Ｌ）以下であるかどうか判断し、温度差の絶対値Ｄが一定値以下であれば、送風機１０４から吹き込まれる流動化空気の流量（流動化空気量）を一定量減少させて流動化空気量を元に戻すとともに、廃棄物投入機１０１から投入する廃棄物の量（廃棄物投入量）を一定量増加させて廃棄物投入量を元に戻すようにして操作しても良い。即ち、温度差の絶対値Ｄが一定値以下であれば、送風機１０４から吹き込まれる流動化空気の流量（流動化空気量）を一定量減少させて流動化空気量を元に戻すようにダンパ１０５を調整するとともに、廃棄物投入機１０１から投入する廃棄物の量（廃棄物投入量）を一定量増加させて廃棄物投入量を元に戻すように廃棄物投入機１０１のモータ１０１Ａの速度を調整しても良い。
ここで、一定値（例えば、閾値Ｌ）は、およその目安として、通常操業における最大温度差（許容温度差）の０．５倍程度の値を想定しているが限定されるものではない。また、一定値（例えば、閾値Ｌ）は、ゴミ質（ゴミの組成、水分量）によって変更させることが好ましい。例えば、水分量が多いゴミの場合は砂層内の滞留量が少なくても温度差が大きくなることが予想され、水分量が少ないゴミの場合は砂層内の滞留量が多くても温度差が小さくなることが予想されるからである。
尚、かかる場合、制御演算器３は、下記の図３に示す手順に従って処理を行う。図３は、本実施形態に係るガス化炉の制御装置における制御演算器の処理の手順を示すフローチャートである。
【００４５】
まず、制御開始の時点で初期化を行い、フラグを０（ｆｌａｇ＝０）にしておく（ステップＳ１）。
【００４６】
そして、一定周期毎に温度計測装置２から入力される温度に基づいて、上述の式２により温度差の絶対値Ｄを求める（ステップＳ２：温度計測ステップ）。
【００４７】
次に、フラグが０であり、且つ、温度差の絶対値Ｄが閾値Ｈ以上であるか判断する（ステップＳ３）。
【００４８】
もし、フラグが０であり、且つ、温度差の絶対値Ｄが閾値Ｈ以上であれば（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、流動化空気量を一定量増やす（流動化空気量＝流動化空気量＋ΔＡ）とともに、廃棄物投入量を一定量減らして（廃棄物投入量＝廃棄物投入量−ΔＷ）、フラグを１（ｆｌａｇ＝１）にして、制御対象を操作する（ステップＳ４，Ｓ７：補正操作ステップ）。制御対象の操作では、具体的には、流動床１０３に吹き込む流動化空気量が新たに設定した流動化空気量となるようにダンパ１０５を調整するとともに、ガス化炉１０２に投入する廃棄物投入量が新たに設定した廃棄物投入量となるように廃棄物投入機１０１のモータ１０１Ａの速度を調整する。制御対象を操作すると（ステップＳ７）、ステップＳ２に戻る。
【００４９】
一方、フラグが０でなく、又は／且つ、温度差の絶対値Ｄが閾値Ｈ以上でなければ（ステップＳ３：Ｎｏ）、フラグが１であり、且つ、温度差の絶対値Ｄが閾値Ｌ以下であるか判断する（ステップＳ５）。
【００５０】
もし、フラグが１であり、且つ、温度差の絶対値Ｄが閾値Ｌ以下であれば（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、流動化空気量を一定量減らす（流動化空気量＝流動化空気量−ΔＡ）とともに、廃棄物投入量を一定量増やして（廃棄物投入量＝廃棄物投入量＋ΔＷ）、フラグを０（ｆｌａｇ＝０）にして制御対象を操作し（ステップＳ６，Ｓ７：補正操作ステップ）、ステップＳ２に戻る。
【００５１】
一方、フラグが１でなく、又は／且つ、温度差の絶対値Ｄが閾値Ｌ以下でなければ（ステップＳ５：Ｎｏ）、ステップＳ２に戻る。
【００５２】
以上に説明したように、本実施形態に係る溶融炉の制御方法及び制御装置によると、流動床に設置した複数の温度計測装置の温度差により、流動床の流動状態の悪化を検出し、流動化空気量、又は、流動化空気量及び廃棄物投入量を補正することによって、流動状態を改善させ、ガス化を安定して促進することができ、ひいてはガス化溶融炉の安定操業を実現することができる。
【００５３】
以上、本発明は、上記の好ましい実施形態に記載されているが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされる。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。また、具体例は、本発明の構成を例示したものであり、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本実施形態に係るガス化炉の制御方法を実施するガス化炉の制御装置を適用するガス化溶融炉の概略構成図である。
【図２】本実施形態に係るガス化炉の制御方法を実施するガス化炉の制御装置を備えるガス化炉の概略構成図である。
【図３】本実施形態に係るガス化炉の制御装置における制御演算器の処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
１ ガス化炉の制御装置
２ 温度計測装置（温度計測手段）
２Ａ 温度計測装置（温度計測手段）
２Ｂ 温度計測装置（温度計測手段）
３ 制御演算器（補正操作手段）
１００ ガス化溶融炉
１０１ 廃棄物投入機
１０２ ガス化炉
１０３ 流動床
Ｓ２ 温度計測ステップ
Ｓ４ 補正操作ステップ
Ｓ６ 補正操作ステップ
Ｓ７ 補正操作ステップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動床の複数箇所における温度を計測する温度計測ステップと、
計測した温度に基づいて算出される温度差に応じて、流動化空気量を補正して操作する補正操作ステップと、
を備えることを特徴とする流動床を有するガス化炉の制御方法。
【請求項２】
前記補正操作ステップは、
計測した温度に基づいて算出される温度差に応じて、更に、廃棄物投入量を補正して操作することを特徴とする請求項１に記載のガス化炉の制御方法。
【請求項３】
前記補正操作ステップは、
前記温度差の絶対値が第一の閾値以上の場合に、前記流動化空気量を増加させて操作することを特徴とする請求項１に記載のガス化炉の制御方法。
【請求項４】
前記補正操作ステップは、
前記温度差の絶対値が第一の閾値以上の場合に、流動化空気量を増加させるとともに廃棄物投入量を減少させて操作することを特徴とする請求項２に記載のガス化炉の制御方法。
【請求項５】
前記補正操作ステップは、
前記温度差の絶対値が第一の閾値以上となり流動化空気量を増加させて操作した場合に、その後前記温度差の絶対値が第二の閾値以下になった場合に、流動化空気量を減少させて操作することを特徴とする請求項３に記載のガス化炉の制御方法。
【請求項６】
前記補正操作ステップは、
前記温度差の絶対値が第一の閾値以上となり流動化空気量を増加させるとともに廃棄物投入量を減少させて操作した場合に、その後前記温度差の絶対値が第二の閾値以下になった場合に、流動化空気量を減少させるとともに廃棄物投入量を増加させて操作することを特徴とする請求項４に記載のガス化炉の制御方法。
【請求項７】
前記温度差は次式に基づいて算出されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のガス化炉の制御方法。
【数１】
【請求項８】
流動床の複数箇所における温度を計測する温度計測手段と、
計測した温度に基づいて算出される温度差に応じて、流動化空気量を補正して操作する補正操作手段と、
を備えることを特徴とする流動床を有するガス化炉の制御装置。
【請求項９】
前記補正操作手段は、
計測した温度に基づいて算出される温度差に応じて、更に、廃棄物投入量を補正して操作することを特徴とする請求項８に記載のガス化炉の制御装置。
【請求項１０】
前記補正操作手段は、
前記温度差の絶対値が第一の閾値以上の場合に、前記流動化空気量を増加させて操作することを特徴とする請求項８に記載のガス化炉の制御方法。
【請求項１１】
前記補正操作手段は、
前記温度差の絶対値が第一の閾値以上の場合に、流動化空気量を増加させるとともに廃棄物投入量を減少させて操作することを特徴とする請求項９に記載のガス化炉の制御装置。
【請求項１２】
前記補正操作手段は、
前記温度差の絶対値が第一の閾値以上となり流動化空気量を増加させて操作した場合に、その後前記温度差の絶対値が第二の閾値以下になった場合に、流動化空気量を減少させて操作することを特徴とする請求項１０に記載のガス化炉の制御装置。
【請求項１３】
前記補正操作手段は、
前記温度差の絶対値が第一の閾値以上となり流動化空気量を増加させるとともに廃棄物投入量を減少させて操作した場合に、その後前記温度差の絶対値が第二の閾値以下になった場合に、流動化空気量を減少させるとともに廃棄物投入量を増加させて操作することを特徴とする請求項１１に記載のガス化炉の制御装置。
【請求項１４】
前記温度差の絶対値は次式に基づいて算出されることを特徴とする請求項８〜１３のいずれか一項に記載のガス化炉の制御装置。
【数１】
【請求項１】
流動床の複数箇所における温度を計測する温度計測ステップと、
計測した温度に基づいて算出される温度差に応じて、流動化空気量を補正して操作する補正操作ステップと、
を備えることを特徴とする流動床を有するガス化炉の制御方法。
【請求項２】
前記補正操作ステップは、
計測した温度に基づいて算出される温度差に応じて、更に、廃棄物投入量を補正して操作することを特徴とする請求項１に記載のガス化炉の制御方法。
【請求項３】
前記補正操作ステップは、
前記温度差の絶対値が第一の閾値以上の場合に、前記流動化空気量を増加させて操作することを特徴とする請求項１に記載のガス化炉の制御方法。
【請求項４】
前記補正操作ステップは、
前記温度差の絶対値が第一の閾値以上の場合に、流動化空気量を増加させるとともに廃棄物投入量を減少させて操作することを特徴とする請求項２に記載のガス化炉の制御方法。
【請求項５】
前記補正操作ステップは、
前記温度差の絶対値が第一の閾値以上となり流動化空気量を増加させて操作した場合に、その後前記温度差の絶対値が第二の閾値以下になった場合に、流動化空気量を減少させて操作することを特徴とする請求項３に記載のガス化炉の制御方法。
【請求項６】
前記補正操作ステップは、
前記温度差の絶対値が第一の閾値以上となり流動化空気量を増加させるとともに廃棄物投入量を減少させて操作した場合に、その後前記温度差の絶対値が第二の閾値以下になった場合に、流動化空気量を減少させるとともに廃棄物投入量を増加させて操作することを特徴とする請求項４に記載のガス化炉の制御方法。
【請求項７】
前記温度差は次式に基づいて算出されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のガス化炉の制御方法。
【数１】
【請求項８】
流動床の複数箇所における温度を計測する温度計測手段と、
計測した温度に基づいて算出される温度差に応じて、流動化空気量を補正して操作する補正操作手段と、
を備えることを特徴とする流動床を有するガス化炉の制御装置。
【請求項９】
前記補正操作手段は、
計測した温度に基づいて算出される温度差に応じて、更に、廃棄物投入量を補正して操作することを特徴とする請求項８に記載のガス化炉の制御装置。
【請求項１０】
前記補正操作手段は、
前記温度差の絶対値が第一の閾値以上の場合に、前記流動化空気量を増加させて操作することを特徴とする請求項８に記載のガス化炉の制御方法。
【請求項１１】
前記補正操作手段は、
前記温度差の絶対値が第一の閾値以上の場合に、流動化空気量を増加させるとともに廃棄物投入量を減少させて操作することを特徴とする請求項９に記載のガス化炉の制御装置。
【請求項１２】
前記補正操作手段は、
前記温度差の絶対値が第一の閾値以上となり流動化空気量を増加させて操作した場合に、その後前記温度差の絶対値が第二の閾値以下になった場合に、流動化空気量を減少させて操作することを特徴とする請求項１０に記載のガス化炉の制御装置。
【請求項１３】
前記補正操作手段は、
前記温度差の絶対値が第一の閾値以上となり流動化空気量を増加させるとともに廃棄物投入量を減少させて操作した場合に、その後前記温度差の絶対値が第二の閾値以下になった場合に、流動化空気量を減少させるとともに廃棄物投入量を増加させて操作することを特徴とする請求項１１に記載のガス化炉の制御装置。
【請求項１４】
前記温度差の絶対値は次式に基づいて算出されることを特徴とする請求項８〜１３のいずれか一項に記載のガス化炉の制御装置。
【数１】
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−１１３８８０（Ｐ２００７−１１３８８０Ａ）
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０８１９５（Ｐ２００５−３０８１９５）
【出願日】平成１７年１０月２４日（２００５．１０．２４）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【出願人】（０００１９２５９０）株式会社神鋼環境ソリューション (534)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２４日（２００５．１０．２４）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【出願人】（０００１９２５９０）株式会社神鋼環境ソリューション (534)
【Ｆターム（参考）】
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