廃棄物焼却炉の廃棄物貯留部内圧力保持システムおよび脱臭システム
【課題】 臭気成分を含む空気の廃棄物焼却炉内への閉じ込めを確実にする。
【解決手段】 廃棄物貯留部内圧力保持システムは、誘引送風機１４と、第１流量計１５と、第２流量計１６と、比較部１８と、制御部１９とを含む。比較部１８は、定格運転時にごみピット３内から焼却炉本体２に供給されるべき燃焼用空気の定格押込流量Ｑ０と、第１流量計１５によって測定された燃焼用空気の測定流量Ｑ１との差ΔＱ１を求める。制御部１９は、第２流量計１６によって測定される、誘引送風機１４によって誘引される空気の流量Ｑ２が比較部１８で求めた流量差ΔＱ１となるように、誘引送風機１４の動作を制御する。これによって、ごみピット３から排出される空気の流量が、燃焼用空気の流量の変動にかかわらず一定になり、これによってごみピット３内の圧力を一定に保持することができ、臭気成分を含む空気の焼却炉１内への閉じ込めが確実となる。
【解決手段】 廃棄物貯留部内圧力保持システムは、誘引送風機１４と、第１流量計１５と、第２流量計１６と、比較部１８と、制御部１９とを含む。比較部１８は、定格運転時にごみピット３内から焼却炉本体２に供給されるべき燃焼用空気の定格押込流量Ｑ０と、第１流量計１５によって測定された燃焼用空気の測定流量Ｑ１との差ΔＱ１を求める。制御部１９は、第２流量計１６によって測定される、誘引送風機１４によって誘引される空気の流量Ｑ２が比較部１８で求めた流量差ΔＱ１となるように、誘引送風機１４の動作を制御する。これによって、ごみピット３から排出される空気の流量が、燃焼用空気の流量の変動にかかわらず一定になり、これによってごみピット３内の圧力を一定に保持することができ、臭気成分を含む空気の焼却炉１内への閉じ込めが確実となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物焼却炉、特に都市ごみ、下水汚泥またはし尿汚泥などの廃棄物を焼却処理する廃棄物焼却炉において好適に使用される、廃棄物焼却炉の廃棄物貯留部内圧力保持システムおよび脱臭システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、都市ごみ、下水汚泥またはし尿汚泥などの廃棄物は、廃棄物焼却炉（以下、単に焼却炉と略称する場合がある。）において焼却処理されている。この焼却炉は、一般的に、廃棄物を焼却処理する焼却炉本体と、廃棄物を貯留する廃棄物ピットと、燃焼用空気を前記焼却炉本体に供給する押込送風機とを含む。押込送風機は、前記廃棄物ピット内の空気を燃焼用空気として焼却炉本体に供給する（たとえば、特許文献１参照）。この空気は、廃棄物から発生する臭気成分を含んでいる。この臭気成分を含む空気は、焼却炉本体での廃棄物の燃焼用空気として用いられるので、臭気成分は、焼却炉本体において、たとえば８００〜９５０℃の高温で分解される。なお、焼却炉は、その定格運転時に廃棄物ピット内の圧力が負圧となるように設計されている。
【０００３】
また、焼却炉のオーバーホール時には、焼却炉の運転が停止される。この場合、廃棄物ピット内の臭気成分を含む空気は、焼却炉に別途設けられる吸着式脱臭装置に供給される。この脱臭装置には、吸着剤としての活性炭が、たとえば年間あたり１０〜１５日のオーバーホール期間中に活性炭の再生処理を行うことなく、装置を使用することが可能な量だけ充填される。このような吸着式脱臭装置は、焼却炉のオーバーホール時だけに使用される。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１４７４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
焼却炉は、処理される廃棄物の量（単位：ｔ／ｈ）および廃棄物のカロリー（単位：ｋｃａｌ／ｋｇ）に基づいて燃焼用空気流量を求めて自動運転されている。したがって、処理される廃棄物の量または廃棄物のカロリーが減少すると、必要とされる燃焼用空気流量は減少する。すなわち、押込送風機によって焼却炉本体に供給される空気流量が減少し、その結果、廃棄物ピット内の圧力が設計通りの負圧とならなくなる。このような状態では、廃棄物ピット内への臭気成分を含む空気の閉じ込めが不充分となり、焼却炉周辺の環境悪化を引起こすおそれがある。また夏場などで気温が上昇するなどの条件がさらに加わると、廃棄物から発生する臭気成分の量が増加するとともに空気が膨張して、ますます臭気成分を含む空気の廃棄物ピットへの閉じ込めが不充分となる傾向が強まってしまうという問題がある。
【０００６】
また焼却炉に別途設けられる吸着式脱臭装置をオーバーホール時以外に使用して臭気成分の除去を行うことも考えられるが、この場合、大量の吸着剤を装置に充填する必要があり、装置が大型化してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、臭気成分を含む空気の廃棄物焼却炉内への閉じ込めと、臭気成分の除去とを確実にする、廃棄物焼却炉の廃棄物貯留部内圧力保持システムおよび脱臭システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、廃棄物を焼却処理する焼却炉本体と、廃棄物を貯留する廃棄物貯留部と、前記廃棄物貯留部内の空気を燃焼用空気として前記焼却炉本体に供給する燃焼用空気供給部とを含む廃棄物焼却炉の廃棄物貯留部内圧力保持システムにおいて、
前記廃棄物貯留部内の空気を誘引する空気誘引部と、
前記燃焼用空気供給部によって前記廃棄物貯留部から前記焼却炉本体に供給される燃焼用空気の流量を測定する燃焼用空気流量測定部と、
前記空気誘引部によって前記廃棄物貯留部から誘引される空気の流量を測定する誘引空気流量測定部と、
定格運転時に前記焼却炉本体に供給されるべき燃焼用空気の定格押込流量と、前記燃焼用空気流量測定部で測定された測定流量との差を求める比較部と、
前記誘引空気流量測定部で測定された測定流量が、前記比較部で求めた流量差となるように、前記空気誘引部の動作を制御する制御部とを含むことを特徴とする廃棄物焼却炉の廃棄物貯留部内圧力保持システムである。
【０００９】
また本発明は、廃棄物を焼却処理する焼却炉本体と、廃棄物を貯留する廃棄物貯留部と、前記廃棄物貯留部内の空気を燃焼用空気として前記焼却炉本体に供給する燃焼用空気供給部とを含む廃棄物焼却炉の脱臭システムにおいて、
前記廃棄物貯留部内の塵埃および臭気成分を含む空気から塵埃を除去する除塵部と、
放電によって非平衡プラズマを発生させて、臭気成分を含む空気を処理するプラズマ反応部と、
処理された空気の二次処理を行う二次反応部と、
前記廃棄物貯留部内の空気を、前記除塵部から前記二次反応部に向かって誘引する空気誘引部と、
前記燃焼用空気供給部によって前記廃棄物貯留部から前記焼却炉本体に供給される燃焼用空気の流量を測定する燃焼用空気流量測定部と、
前記空気誘引部によって前記廃棄物貯留部から誘引される空気の流量を測定する誘引空気流量測定部と、
定格運転時に前記焼却炉本体に供給されるべき燃焼用空気の定格押込流量と、前記燃焼用空気流量測定部で測定された測定流量との差を求める比較部と、
前記誘引空気流量測定部で測定された測定流量が、前記比較部で求めた流量差となるように、前記空気誘引部の動作を制御する制御部とを含むことを特徴とする廃棄物焼却炉の脱臭システムである。
【００１０】
本発明において、前記廃棄物焼却炉は、前記廃棄物貯留部と外部とを仕切るエアカーテンを生成するエアカーテン生成部を含み、
前記処理された空気が前記エアカーテン生成部に供給されることを特徴とする。
【００１１】
本発明において、前記エアカーテン生成部に供給される空気の流量を調整する第１流量調整部と、
前記空気誘引部から大気放出される空気の流量を調整する第２流量調整部と、
前記空気誘引部から前記エアカーテン生成部に供給される空気の流量を測定するエアカーテン用空気流量測定部とを含み、
前記制御部は、前記エアカーテン用空気流量測定部で測定された測定流量が予め定める流量となるように、前記第１および第２流量調整部の動作を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、燃焼用空気流量測定部は、燃焼用空気供給部によって廃棄物貯留部から焼却炉本体に供給される燃焼用空気の流量を測定する。誘引空気流量測定部は、空気誘引部によって廃棄物貯留部から誘引される、廃棄物貯留部内の空気の流量を測定する。比較部は、定格運転時に焼却炉本体に供給されるべき燃焼用空気の定格押込流量と、燃焼用空気流量測定部で測定された測定流量との差を求める。制御部は、誘引空気流量測定部で測定された測定流量が、比較部で求めた流量差となるように、空気誘引部の動作を制御する。こうして、空気誘引部は、燃焼用空気の定格押込流量と実際に焼却炉本体に供給された燃焼用空気の流量との差に相当する流量の空気を廃棄物貯留部から誘引する。したがって、廃棄物貯留部から焼却炉本体へ供給される燃焼用空気の流量と、廃棄物貯留部から空気誘引部によって誘引される空気の流量との和が一定になり、その結果、燃焼用空気の流量の変動にかかわらず、廃棄物貯留部から排出される空気の流量は常に一定になる。このようにして、廃棄物貯留部内の圧力が、焼却炉の設計通りの負圧に保たれ、廃棄物貯留部内の空気の閉じ込めを確実にすることができる。
【００１３】
本発明によれば、空気誘引部によって廃棄物貯留部から誘引された塵埃および臭気成分を含む空気は、先ず除塵部に導かれて、該空気から塵埃が除去される。塵埃が除去された臭気成分を含む空気は、プラズマ反応部に導かれる。塵埃が除去された臭気成分を含む空気は、プラズマ反応部に導かれる。プラズマ反応部では、内部の空気を放電によって電子とイオンとに電離させ、電子の電子温度がイオンのイオン温度に比べて高い状態で、電子温度とイオン温度とが熱力学的に平衡していない状態のプラズマである非平衡プラズマを発生させる。このプラズマ反応部では、非平衡プラズマの温度が常温に保たれた状態で、高速の電子を得ることができる。この高速の電子は臭気成分を含む空気に衝突し、ラジカル、オゾン、励起分子およびイオンなどの反応性に富む化学的活性種を生成する。臭気成分は、その大部分が高速の電子の衝突とともに、化学的活性種による化学反応によって分解除去される。
【００１４】
大部分の臭気成分が処理された空気は、二次反応部に導かれる。二次反応部では、処理された空気の二次処理、たとえばプラズマ反応部で生じ、処理された空気に含まれるオゾンの除去が行われる。
【００１５】
プラズマ反応部には塵埃が除去された空気が導かれるので、プラズマ反応部を汚損することが無く、清掃などの手間がかからず、維持管理を容易にすることができる。またプラズマ反応部に塵埃が付着することがないので、火花放電へ遷移することを防ぐことができ、確実に非平衡プラズマを発生させることができる。またプラズマ反応部で非平衡プラズマを発生させているので、処理時に空気の温度が常温に保たれ、熱プラズマを用いるときのように、後段に冷却装置などを設ける必要が無く、構成の簡略化を図ることができる。
【００１６】
プラズマ反応部の後段に二次反応部を設けたので、プラズマ反応部で生じたオゾンを特に処理することができ、処理された空気を安全に排出することができる。このようにして、空気から臭気成分を確実に除去することができる。また空気の連続脱臭処理が可能となるが、吸着式脱臭装置と異なり、臭気成分の除去のために吸着剤を必要としないので、大量の吸着剤を収容するための空間を必要とせず、装置の小型化を達成することができる。
【００１７】
本発明によれば、処理された空気が廃棄物焼却炉に設けられるエアカーテン生成部に供給されるので、廃棄物焼却炉内で空気を循環させることができ、処理された空気を再利用した循環システムを構成することができる。
【００１８】
本発明によれば、第１流量調整部は、エアカーテン生成部に供給される空気の流量を調整する。第２流量調整部は、空気誘引部から大気放出される空気の流量を調整する。エアカーテン用空気流量測定部は、空気誘引部からエアカーテン生成部に供給される空気の流量を測定する。制御部は、エアカーテン用空気流量測定部で測定された測定流量が予め定める流量となるように、第１および第２流量調整部の動作を制御する。したがって、エアカーテン生成部に供給されるべき流量を超える流量の空気が廃棄物貯留部から誘引された場合でも、処理された安全な空気の一部を大気放出することによって、エアカーテン生成部に常に予め定める流量を供給することができ、エアカーテンを安定して生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態の廃棄物焼却炉の脱臭システム１０の構成を簡略化して示す図である。図２は、本発明の前提となる廃棄物焼却炉１の構成を簡略化して示す図である。先ず、本発明の前提となる廃棄物焼却炉１の構成を説明する。本実施形態において、廃棄物は都市ごみであり、廃棄物焼却炉１は流動床式都市ごみ焼却炉である。以下の説明において、廃棄物焼却炉１を単に焼却炉１と略称する場合がある。
【００２０】
図２を参照して、焼却炉１は、焼却炉本体２と、廃棄物貯留部であるごみピットおよび灰ピット（以下、総称してごみピットという）３と、燃焼用空気供給部である押込送風機４と、エアカーテン生成部５と、給じん機７と、クレーン８と、ガス冷却機９とを含む。この焼却炉１は、定格運転時、たとえば処理ごみ量８ｔ／ｈおよび燃焼用空気流量６００ｍ３／ｍｉｎで運転されるものとする。また、焼却炉本体２に供給される燃焼用空気の流量は、たとえば０ｍ３／ｍｉｎ（オーバーホール時）〜６００ｍ３／ｍｉｎ（定格運転時）の範囲で変動するものとする。焼却炉本体２は、流動床式焼却炉を構成する炉体である。ごみピット３には、都市ごみ収集車によって収集された都市ごみが貯留される。押込送風機４は、たとえばターボファンによって実現され、焼却炉本体２とごみピット３との間に介在され、ごみピット３内の空気を燃焼用空気として焼却炉本体２に供給する。押込送風機４は、０％（焼却炉１のオーバーホール時）〜１００％（焼却炉１の定格運転時）の範囲の出力で動作可能である。すなわち押込送風機４は、たとえば０ｍ３／ｍｉｎ〜６００ｍ３／ｍｉｎの範囲で動作可能である。エアカーテン生成部５は、ごみピット３および都市ごみ収集車の作業場であるプラットホーム６と外部とを仕切るエアカーテンを生成する。給じん機７は、焼却炉本体２とごみピット３との間に設けられ、都市ごみを焼却炉本体２に所定量ずつ供給する。クレーン８は、ごみピット３の上部に設けられ、ごみピット３内に貯留された都市ごみを給じん機７に必要に応じて所定量ずつ投入する。ガス冷却機９は、焼却炉本体２の後段に設けられ、焼却炉本体２から排出される高温のガスを冷却する。
【００２１】
ごみピット３内に貯留された都市ごみは、クレーン８によって給じん機７に必要に応じて所定量ずつ投入される。給じん機７に投入された都市ごみは、給じん機７によって、所定量ずつ焼却炉本体２に供給される。押込送風機４によって供給されたごみピット３内の塵埃および臭気成分を含む空気が燃焼用空気として焼却炉本体２に供給され、焼却炉本体２において都市ごみが焼却処理される。このとき、燃焼用空気に含まれる臭気成分は、焼却炉本体２内の８００℃〜９５０℃の高温で分解される。焼却炉本体２から排出される高温のガスは、ガス冷却機９で冷却された後、所定の処理がなされ、大気放出される。
【００２２】
図１を参照して、本発明において、廃棄物焼却炉１には２基の焼却炉本体２が設けられるものとする。これに伴って、押込送風機４も２基設けられるものとする。脱臭システム１０は、除塵部１１と、プラズマ反応部１２と、二次反応部１３と、空気誘引部である誘引送風機１４と、燃焼用空気流量測定部である第１流量計１５と、誘引空気流量測定部である第２流量計１６と、定格押込流量設定部１７と、比較部１８と、制御部１９とを含む。本発明の脱臭システム１０において、除塵部１１、プラズマ反応部１２および二次反応部１３は、ごみピット３と誘引送風機１４とを連通する図示しないダクト内に、ごみピット３側から誘引送風機４側に向かってこの順番で配置される。ごみピット３内の空気は、誘引送風機１４によってダクト内を誘引される。すなわち、空気は、ダクト内を負圧でごみピット３側から誘引送風機１４側に向かって導かれる。
【００２３】
除塵部１１は、ごみピット３から誘引される空気（以下、誘引空気という場合がある）の流下方向の最も上流側に配置され、ごみピット３から誘引された塵埃および臭気成分を含む空気から塵埃を除去する。このような除塵部１１は、たとえば所定の目の粗さを有するバグフィルタによって実現される。
【００２４】
プラズマ反応部１２は、除塵部１１の誘引空気の流下方向下流側に配置され、プラズマ反応器１２ａとパルス電源装置１２ｂとを含む。プラズマ反応器１２ａは、複数の線状放電電極と、これに対向する複数のアース電極とを有する。プラズマ反応部１２では、プラズマ反応器１２ａを構成する複数の線状放電電極とこれに対向する複数のアース電極との間にパルス電源装置１２ｂによって高圧直流パルス電圧が印加され、コロナ放電によって非平衡プラズマを発生させ、放電電極およびアース電極間のガスを電離させる。このとき放電電極およびアース電極間には、パルス電源装置１２ｂによって、直流電圧３０ｋ〜２００ｋＶ、好ましくは１００ｋ〜２００ｋＶ、周波数１〜１０００Ｈｚ、すなわち周期１ｓ〜１ｍｓのパルス電圧が印加される。また電圧の立上がり時間は、たとえば２０〜３００ｎｓ、好ましくは１００ｎｓである。この極端に立上がり時間中に、質量の小さい電子だけが加速されて高速の電子が得られる。またパルス電圧の周期は立上がり時間に比べて充分に長いので、この期間中に冷却が行われて次のパルス電圧印加時には再び初期状態に復帰し、ガスの温度上昇が抑制され、空気の温度は常温に保たれる。ここでパルスの極性は、放電電極を正極とし、アース電極を負極とする。これは、正のストリーマコロナが強い進展傾向を有し、放電電極およびアース電極間の空間を橋絡し、全空間にわたって非平衡プラズマを発生させて単位容積あたりの反応効果が大幅に向上するためである。
【００２５】
印加される電圧は、放電電極およびアース電極間の放電距離に対して決定される。すなわち前記放電距離が大きいときには高い電圧が印加され、前記放電距離が小さいときには低い電圧が印加される。印加電圧が３０ｋＶ未満であるときには、前記放電距離は小さくて済むが、これにともなってプラズマ反応部１２に設けられる放電電極およびアース電極の数が増加してしまい、構成が複雑化するという問題がある。印加電圧が２００ｋＶを超えるときには、このような電源は高価であり、入手が困難であるという問題がある。
【００２６】
印加されるパルス電圧の立上がり時間を短くするには、放電に必要な電力を供給するための電源に対する負荷、すなわち放電電極およびアース電極間の静電容量を小さくすることによって実現される。電源に対する静電容量を小さくするためには、１つの電源に接続される放電電極の数を減らすことによって、またはアース電極の表面積を小さくすることによって、実現できる。立上がり時間が２０ｎｓ未満のときには、アース電極の表面積を変えないときにおいて、立上がり時間を短くするために、前記電源に接続される放電電極の数を減らす必要がある。これにともなってプラズマ反応部１２に設けられる前記電源の数が増加してしまうという問題がある。立上がり時間が３００ｎｓを超えるときには、パルス電圧の立上がりは急峻ではなくなり、プラズマ中の電子だけではなく、プラズマ中のイオンおよび分子も加速されて、火花放電が生じ、熱プラズマへ遷移するという問題がある。
【００２７】
図３は、プラズマ反応器１２ａの主要な構成を簡略化して示す正面図である。図３において、放電電極１１０は、図解を容易にするために、その太さを拡大して示している。
【００２８】
放電電極１１０は、導電性を有する材料、たとえば鋼から成り、断面形状が正方形状の線状体から成る。またアース電極１１１は、導電性を有する材料、たとえば鋼から成る。またアース電極１１１は、螺旋状体１１２と、複数（本実施の形態においては２）の保持部材１１３とから成る。螺旋状体は、放電電極１１０の軸線に沿って延び、断面形状が円形状の線状体から成り、この線状体を放電電極１１０を中心としてほぼ一定の内径Ｄ１０およびほぼ一定のピッチＰ１を有する螺旋状に形成される。複数の保持部材１１３は、放電電極１１０の軸線に沿って延び、かつ断面形状が円形状に形成され、螺旋状体１１２のピッチｐ１を保持するように、螺旋状体１１２の外周部に設けられる。各保持部材１１３は、螺旋状体１１２の一直径線上であって、中心軸線に関して線対称に設けられる。各保持部材１１３は、たとえば鋼から成り、螺旋状体１１２のピッチｐ１を保持するように、螺旋状体１１２の外周部に溶接される。アース電極１１１によって囲まれた空間１１４には、放電電極１１０が同軸に配置される。放電電極１１０は、少なくともアース電極１１１の長手方向全長に臨んで配置される。各放電電極１１０の下端部には、重錘１１５がそれぞれ設けられる。
【００２９】
空気は、アース電極１１１の側方側から螺旋状体１１２の空隙１１９を介して、非平衡プラズマが発生するアース電極１１１によって囲まれた空間１１４に供給される。この空間１１４では、前記ガス中の臭気成分を含む分子に高エネルギが与えられて、ラジカルなどの化学的活性種が生成される。この化学的活性種を含む空気は、空間１１４から空隙１１９を介して排出される。
【００３０】
各放電電極１１０および各アース電極１１１の寸法の一例を示すと、放電電極１１０の断面の一辺の長さは２〜６ｍｍ程度、好ましくは４ｍｍ程度に選ばれる。アース電極１１１の内径Ｄ１０は、５０〜１０００ｍｍ程度、好ましくは２００ｍｍ程度に選ばれる。アース電極１１１を構成する螺旋状体１１２の長さＬ１０は、３〜１０ｍ程度、好ましくは３ｍ程度に選ばれる。螺旋状体１１２を形成する線状体の直径Ｄ１１は、２〜７ｍｍ程度、好ましくは５ｍｍ程度に選ばれる。螺旋状体１１２のピッチｐ１は、３０ｍｍ程度に選ばれる。各保持部材１１３の長さＬ１１は、螺旋状体１１２と同程度の長さであり、３ｍ程度に選ばれる。各保持部材の直径は、４ｍｍ程度に選ばれる。
【００３１】
アース電極１１１は螺旋状に形成されるので、放電電極１１０と、それに同軸に設けられるアース電極１１１間の距離を一定に保つことができ、放電距離を高精度に保持することができる。
【００３２】
またアース電極１１１は、その形状を、たとえば網状に形成したときよりも製造が容易である。すなわちアース電極を網状に形成するときには、網目を形成する各部材の交点をそれぞれ溶接して網状の部材を形成した後、この部材を円筒状に形成して、その連結部分を溶接しなければならない。したがって製造作業に手間がかかるとともに、加工精度のよいアース電極を製造することが困難である。一方、螺旋状に形成されたアース電極１１１は、線状体をロールなどに巻きつけて螺旋状体１１２を形成し、螺旋状体１１２の外周部に複数の保持部材１１３をその軸線方向に間隔をあけて複数箇所を溶接するだけで製造することができる。したがって加工精度のよいアース電極１１１を容易に製造することができる。
【００３３】
さらに放電電極１１０およびアース電極１１１間の高速の電子が得られる放電領域は、螺旋状に形成される。また前記螺旋状体１１２のピッチをｐ１に選ぶことによって、放電電極１１０およびアース電極１１１間の放電領域を高精度な仮想円柱状に形成することができる。したがって塵埃の除去された臭気成分および有害成分を含む空気を、アース電極１１１の軸線方向および軸線方向に交差する方向のいずれか一方に通過させることによって、前記ガスを確実に処理することができる。これとともに前記アース電極１１１の表面積は、たとえば円筒状に形成された同一寸法のアース電極の表面積よりも非常に小さくすることができる。これによって放電電極１１０およびアース電極１１１間の静電容量を小さくして、放電電位に達するために要する時間を短縮し、非平衡プラズマを発生させやすくして、高速の電子を得ることができる。
【００３４】
さらに前記アース電極１１１のピッチｐ１を変えることによって、一定の内径Ｄ１０および一定の長さＬ１０におけるアース電極１１１の表面積を調整することが容易である。
【００３５】
各保持部材１１３は、前記螺旋状体１１２の外周部にそれぞれ溶接されて固定されるので、各保持部材１１３の前記螺旋状体１１２の固定が容易である。これとともに、溶接部分が前記螺旋状体１１２から半径方向内方に突出することがなく、溶接部分の突出によって生じるアース電極１１１の損傷を防ぐことができる。すなわち、溶接部分の突出によって放電距離が短くなり、放電距離の２乗に比例して、この放電電極１１０および溶接部分間で火花放電が生じやすくなり、アーク放電へと遷移して、アース電極１１１が溶融してしまう。この溶融した部分では、さらにアーク放電が生じてしまい、アース電極１１１が損傷してしまう。アース電極１１１の損傷を防ぐためには、溶接部分を前記螺旋状体１１２から突出させないように螺旋状体１１２の外周部側で溶接することによって実現される。このように構成することによってアーク放電が生じず、アース電極１１１が損傷することが防がれる。
【００３６】
各保持部材１１３は、前記螺旋状体１１２の一直径線上で中心軸線に関して線対称に設けられるので、たとえば各保持部材１１３が空気の流下方向に臨むように配置されることによって、各保持部材１１３と放電電極１１０とは、前記空気の流下方向に平行な一直径線上に配置されることになる。これによって、各保持部材１１３と放電電極１１０とが空気の流下方向に交差する方向に平行な一直径線上に配置されているときよりも、空気の圧力損失は小さくなり、空気が前記アース電極１１１によって囲まれた空間１１４を容易に通過することができる。
【００３７】
プラズマ反応部１２の空気の流下方向下流側出口には、処理された空気のオゾン濃度を検出する図示しないオゾンセンサが設けられる。ここで、プラズマ反応部１２の動作は、排出される空気中の出口でのオゾン濃度が１ｐｐｍとなるように、パルス電源装置１２ｂによって印加されるパルス電圧のパルス数を増減することによって、制御される。なお、パルス電源装置１２ｂによってプラズマ反応器１２ａに印加されるパルス電圧の初期パルス数は、プラズマ反応部１２に供給される空気の流量、すなわち誘引空気の流量Ｑ２に応じて決定される。オゾン濃度が１ｐｐｍを超えると、パルス電源装置１２ｂによって印加される電圧のパルス数を減少させ、オゾン濃度が１ｐｐｍを下回ると、パルス電源装置１２ｂによって印加される電圧のパルス数を増加させる。オゾン濃度が１ｐｐｍである場合は、そのパルス数を維持する。
【００３８】
図１を参照して、二次反応部１３は、プラズマ反応部１２の誘引空気の流下方向下流側に配置され、プラズマ反応部１２で処理された空気の二次処理を行う。ここで二次処理とは、処理された空気からの、プラズマ反応部１２で発生したオゾンなどの化学的活性種の除去をいう。二次反応部１３には、触媒、たとえば二酸化マンガンが充填され、処理された空気から９９％以上のオゾンを分解除去する。したがって、二次反応部１３で処理された空気に含まれるオゾン濃度は０．１ｐｐｍとなり、環境基準値を満たす。
【００３９】
誘引送風機１４は、二次反応部１３の誘引空気の流下方向下流側に配置され、ごみピット３内の空気を負圧で誘引する。誘引送風機１４は、たとえばターボファンで実現され、回転数制御によって、誘引する空気の流量を調整可能である。誘引送風機１４は、０％（焼却炉１の定格運転時）〜１００％（焼却炉１のオーバーホール時）の範囲の出力で動作可能である。すなわち誘引送風機１４は、たとえば０ｍ３／ｍｉｎ〜６００ｍ３／ｍｉｎの範囲で動作可能である。
【００４０】
第１流量計１５は、押込送風機４の燃焼用空気の流下方向上流側に設けられ、押込送風機４によってごみピット３から焼却炉本体２に供給される燃焼用空気流量Ｑ１（ｍ３／ｍｉｎ）を測定する。第２流量計１６は、二次反応部１３と誘引送風機１４との間に設けられ、誘引送風機１４によってごみピット３から誘引される空気の流量Ｑ２（ｍ３／ｍｉｎ）を測定する。定格押込流量設定部１７には、焼却炉１の定格運転時に供給されるべき燃焼用空気の定格押込流量Ｑ０（ｍ３／ｍｉｎ）が記憶される。比較部１８は、第１流量計１５および定格押込流量設定部１７と電気的に接続される。比較部１８には、第１流量計１５の測定流量Ｑ１と、定格押込流量設定部１７に記憶される定格押込流量Ｑ０が入力される。比較部１８は、燃焼用空気の定格押込流量Ｑ０と燃焼用空気流量測定部で測定された測定流量Ｑ１とを比較して、定格押込流量Ｑ０と測定流量Ｑ１との差ΔＱ１（＝Ｑ０−Ｑ１）（ｍ３／ｍｉｎ）を求める。なお、比較部１８は、ΔＱ１＞０であるとき、流量差ΔＱ１（＝Ｑ０−Ｑ１＞０）を出力し、ΔＱ１≦０であるとき、ΔＱ１＝０を出力する。
【００４１】
制御部１９は、第２流量計１６、比較部１８、パルス電源装置１２ｂおよび誘引送風機１４に電気的に接続される。制御部１９には、比較部１８で求めた流量差ΔＱ１と、第２流量計１６の測定流量Ｑ２とが入力される。制御部１９は、誘引送風機１４を制御するための制御信号Ｃ１と、パルス電源装置１２ｂを制御するための制御信号Ｃ２とを出力する。
【００４２】
制御部１９は、第２流量計１６で測定された測定流量Ｑ２が、比較部１８で求めた流量差ΔＱ１となるように、パルス電源装置１２ｂおよび誘引送風機１４の動作を制御する。制御部１９は、流量差ΔＱ１が０でないと判断すると、誘引送風機１４に制御信号Ｃ１を送出して、ΔＱ１の大きさに応じた回転数で誘引送風機１４を動作させるとともに、パルス電源装置１２ｂに制御信号Ｃ２を送出して、パルス電源装置１２ｂを駆動する。また制御部１９は、流量差ΔＱ１が０であると判断すると、誘引送風機１４およびパルス電源装置１２ｂを動作を停止させる。ここで、第１流量計１５、第２流量計１６、定格押込流量設定部１７、比較部１８および制御部１９は、ごみピット３内の圧力を保持する廃棄物貯留部内圧力保持システムを構成する。
【００４３】
以下に、本発明の脱臭システム１０の動作を説明する。
本発明の脱臭システム１０は、従来のオゾン発生機から生じる気相オゾン濃度ガスを、臭気成分を含む大気に拡散させてマスキングを行うものとは異なり、臭気成分を含む大気に直接放電エネルギを与え、プラズマ反応（電離気体反応）を行うものである。
【００４４】
本発明の脱臭システム１０は、処理ガス流量が６００ｍ３／ｍｉｎ以下の規模に適している。本発明において、空気中に含まれる臭気成分は、硫黄化合物、たとえば硫化水素（Ｈ２Ｓ）、メチルメルカプタン（ＣＨ３ＳＨ）、硫化メチル（（ＣＨ３）２Ｓ）、二硫化メチル（（ＣＨ３）２Ｓ２）、および二酸化硫黄（ＳＯ２）、ならびに窒素化合物、たとえばトリメチルアミン（ＣＨ３）３Ｎおよびアンモニア（ＮＨ３）等であり、さらに炭化水素（ＲＨ）およびその誘導体、たとえばアルコール（ＲＯＨ）、アルデヒド（ＲＣＯＨ）および有機酸（Ｒ（ＣＯＯ））等である。
【００４５】
誘引送風機１４が動作すると、塵埃および臭気成分を含む空気は誘引送風機１４によって誘引されてからごみピット３から除塵部１１に導かれる。除塵部１１では、該空気から塵埃が除去される。塵埃が除去された、臭気成分を含む空気は、プラズマ反応部１２に導かれる。プラズマ反応部１２では、該空気中の分子に非平衡プラズマによって生成された高速の電子が衝突して、ラジカル、励起分子、イオンあるいはオゾンなどの化学的活性種が生成される。
【００４６】
臭気成分、特に硫黄化合物は、このように生成された化学的活性種との化学反応（以下、この反応をプラズマ反応と称する場合がある）によって、処理される。
【００４７】
硫化水素は、化学的活性種、たとえばオゾンとの化学反応によって、硫酸になると考えられる。
３Ｈ２Ｓ＋１０Ｏ３→３Ｈ２ＳＯ４＋９Ｏ２
【００４８】
メチルメルカプタンは、オゾンとの化学反応によって、メチルスルホン酸になると考えられる。
ＣＨ３ＳＨ＋３Ｏ３→ＣＨ３ＳＯ３Ｈ＋３Ｏ２
である。
【００４９】
二硫化メチルは、オゾンとの化学反応によって、無水スルホン酸になると考えられる。
（ＣＨ３）２Ｓ２＋５Ｏ３→（ＣＨ３ＳＯ２）２Ｏ＋５Ｏ２
【００５０】
プラズマ反応部１２では、上述のように、排出される空気中のオゾン濃度が１ｐｐｍとなるように、動作が制御される。このようなプラズマ反応によって処理された空気は、二次反応部１３に導かれる。二次反応部１３では、処理された空気に含まれる１ｐｐｍの濃度のオゾンの９９％以上が除去される。二次反応部１３で二次処理された空気にはオゾンが含まれているが、そのオゾン濃度は環境基準値０．１ｐｐｍ以下であり、安全である。この処理された空気は、誘引送風機１４を介して大気放出される。
【００５１】
本発明に従えば、プラズマ反応部１２には塵埃が除去された空気が導かれので、プラズマ反応部１２を汚損することが無く、清掃などの手間がかからず、維持管理を容易にすることができる。またプラズマ反応部１２に塵埃が付着することがないので、火花放電へ遷移することを防ぐことができ、確実に非平衡プラズマを発生させることができる。またプラズマ反応部で非平衡プラズマを発生させているので、処理時に空気の温度が常温に保たれ、熱プラズマを用いるときのように、後段に冷却装置などを設ける必要が無く、構成の簡略化を図ることができる。
【００５２】
プラズマ反応部１２の後段に二次反応部１３を設けたので、プラズマ反応部１２で生じたオゾンを特に処理することができ、処理された空気を安全に排出することができる。このようにして、空気から臭気成分を確実に除去することができる。また空気の連続脱臭処理が可能となるが、吸着式脱臭装置と異なり、臭気成分の除去のために吸着剤を必要としないので、大量の吸着剤を収容するための空間を必要とせず、装置の小型化を達成することができる。
【００５３】
次に、ごみピット３内の圧力を保持するための圧力保持システムの動作を説明する。
焼却炉本体２に供給されるべき空気は、外部から図示しない空気取込口を介して焼却炉１内に流量Ｑ４で供給され、さらに外部から流量Ｑ５でエアカーテン生成部５に供給されてエアカーテンを生成する。このとき、エアカーテン生成部５に供給される空気流量Ｑ５は、たとえば３６０ｍ３／ｍｉｎである。取込まれた空気は、エアカーテンを生成する空気とともにプラットホーム６を介して、１炉運転時には（定格押込流量Ｑ０×炉負荷）、また２炉運転時には（２Ｑ０×工場負荷）に等しい流量Ｑ３でごみピット３に導かれる。ごみピット３内の空気は、押込送風機４によって、処理されるごみの量およびごみのカロリーなどの焼却処理条件に応じた流量で焼却炉本体２に供給される。第１流量計１５によって燃焼用空気流量Ｑ１が測定される。比較部１８において、定格運転時に焼却炉本体２に供給されるべき燃焼用空気の定格押込流量Ｑ０と、第１流量計１５で測定された燃焼用空気流量Ｑ１との差ΔＱ１（＝Ｑ０−Ｑ１）が求められる。ここで、定格押込流量Ｑ０は、たとえば６００ｍ３／ｍｉｎに設定される。第２流量計１６によって、誘引送風機１４によって誘引される空気の流量Ｑ２が測定される。制御部１９によって、第２流量計１６で測定された流量Ｑ２が比較部１８で流量差ΔＱ１となるように、すなわちＱ２＝ΔＱ１となるように、誘引送風機１４の回転数が制御される。ごみピット３内の圧力を、設計通りの一定の負圧に保持するためには、外部から供給される空気の流量Ｑ３と、ごみピット３から排出される空気の流量の和Ｑ１＋Ｑ２とが等しくなる必要がある（すなわちＱ３＝Ｑ１＋Ｑ２）。ここで、燃焼用空気流量Ｑ１は０〜Ｑ０の範囲で変動し、誘引空気流量Ｑ２は０〜Ｑ０の範囲で変動する。
【００５４】
２つの焼却炉本体２のオーバーホール時、燃焼用空気流量Ｑ１＝０であり、流量差ΔＱ１＝Ｑ０（＝Ｑ３）であるので、誘引空気流量Ｑ２＝Ｑ０（＝Ｑ０）となり、制御部１９の回転数制御によって、誘引送風機１４は１００％の出力で運転される。
【００５５】
２つの焼却炉本体２のうちの一方がオーバーホールされており、他方の焼却炉本体だけが運転されている状態の１炉運転時の場合について説明する。図４は、１炉運転時の誘引空気流量Ｑ２と炉負荷との関係を示すグラフである。定格運転時、燃焼用空気流量Ｑ１は定格押込流量Ｑ０と等しくなり（Ｑ１＝Ｑ０＝Ｑ３）、流量差ΔＱ１＝０であるので、誘引空気流量Ｑ２＝０となり、制御部１９によって誘引送風機１４の運転が禁止される。
【００５６】
定格運転時よりも少ない燃焼用空気流量で焼却炉１が運転されるとき、すなわち燃焼用空気流量Ｑ１が０＜Ｑ１＜Ｑ０であるとき、流量差ΔＱ１は０＜ΔＱ１＜Ｑ０となり、図４に示されるように、炉負荷が０％〜１００％の間で変化すると、誘引空気流量Ｑ２は６００ｍ３／ｍｉｎ〜０ｍ３／ｍｉｎの間で線形的に単調減少し、誘引空気流量Ｑ２はＱ０＞Ｑ２（＝Ｑ０−Ｑ１＝Ｑ３−Ｑ１）＞０となって、制御部１９による回転数制御によって、誘引送風機１４は１００％未満の出力で運転される。測定された燃焼用空気流量Ｑ１が、たとえば３００ｍ３／ｍｉｎであるとき、すなわち炉負荷が５０％であるとき、流量差ΔＱ１は３００ｍ３／ｍｉｎとなり、誘引空気流量Ｑ２が３００ｍ３／ｍｉｎとなるように、制御部１９による回転数制御によって、誘引送風機１４は５０％の出力で運転される。
【００５７】
次に２基の焼却炉本体２が運転されている２炉運転時の場合について説明する。図５は２炉運転時の誘引空気流量Ｑ２と工場負荷との関係を示すグラフである。ここで工場負荷とは、２基の焼却炉本体２の炉負荷の平均を意味する。定格運転時、燃焼用空気流量Ｑ１は、たとえば１２００ｍ３／ｍｉｎとなり（Ｑ０＜Ｑ１）、流量差ΔＱ１＜０となるが、比較部１８は流量差ΔＱ１＝０を出力し、制御部１９によって誘引送風機１４の運転が禁止される。なお本実施形態では、定格押込流量Ｑ０は、たとえば６００ｍ３／ｍｉｎに設定されているので、工場負荷が５０％であるとき、誘引空気流量Ｑ２が０となる。したがって、図５に示されるように、工場負荷が５０％以上１００％以下であるとき、誘引空気流量Ｑ２は０となる。
【００５８】
定格運転時よりも少ない燃焼用空気流量で焼却炉１が工場負荷０％よりも大きく、５０％未満で運転されるとき、すなわち燃焼用空気流量Ｑ１が０＜Ｑ１＜Ｑ０であるとき、流量差ΔＱ１は０＜ΔＱ１＜Ｑ０となり、図５に示されるように、工場負荷が０％〜５０％の間で変化すると、誘引空気流量Ｑ２は６００ｍ３／ｍｉｎ〜０ｍ３／ｍｉｎの間で線形的に単調減少し、誘引空気流量Ｑ２はＱ０＞Ｑ２（＝Ｑ０−Ｑ１＝Ｑ３−Ｑ１）＞０となって、制御部１９による回転数制御によって、誘引送風機１４は１００％未満の出力で運転される。
【００５９】
いずれの場合においても、外部から供給される空気の流量Ｑ３と、ごみピット３から排出される空気の流量の和Ｑ１＋Ｑ２とが等しくなり、Ｑ３＝Ｑ１＋Ｑ２の条件が満たされる。したがって、ごみピット３内の圧力が設計通りの一定の負圧に保持される。
【００６０】
本発明に従えば、ごみピット３から焼却炉本体２へ供給される燃焼用空気の流量Ｑ１と、ごみピット３から誘引送風機１４によって誘引される空気の流量Ｑ２との和が一定になり、その結果、燃焼用空気の流量の変動にかかわらず、ごみピット３から排出される空気の流量は常に一定になる。このようにして、ごみピット３内の圧力が、焼却炉１の設計通りの負圧に保たれ、ごみピット３内の空気の閉じ込めを確実にすることができる。
【００６１】
図６は、本発明の第２の実施形態の廃棄物焼却炉１の脱臭システム１０Ａの構成を簡略化して示す図である。本実施形態において、上述の実施形態の構成に対応する部分には同一の参照符を付し、その説明を省略する。本実施形態において、脱臭システム１０Ａは、上述の実施形態の脱臭システム１０の構成に類似し、注目すべきは、誘引送風機１４から排出される処理された空気をブースタファン２６を介してエアカーテン生成部５に供給して循環させていることである。すなわち上述の実施形態の脱臭システム１０では外部から取込んだ空気によってエアカーテンが生成されていたが、本実施形態の脱臭システム１０Ａでは脱臭処理された空気の一部または全部によってエアカーテンが生成される。
【００６２】
誘引送風機１４の空気の流下方向下流側の流路は、分岐点２０においてエアカーテン生成部５に空気を供給するための第１流路２１と、空気を大気放出するための第２流路２２とに分岐される。第１流路２１には、第１流路調整部である第１流量調整ダンパ２３が介在される。第１流量調整ダンパ２３は、エアカーテン生成部５に供給される空気の流量を調整する。第２流路２２には、第２流量調整部である第２流量調整ダンパ２４が介在される。第２流量調整ダンパ２４は、誘引送風機１４から大気放出される空気の流量を調整する。第１流量調整ダンパ２３の空気の流下方向下流側には、エアカーテン用空気流量測定部である第３流量計２５が設けられる。第３流量計２５は、エアカーテン生成部５に供給される空気の流量（以下、エアカーテン用空気流量という場合がある）Ｑ５（ｍ３／ｍｉｎ）を測定する。第３流量計２５とエアカーテン生成部５との間に、エアカーテン生成部５に空気を供給するブースタファン２６が設けられる。
【００６３】
第１流量調整ダンパ２３、第２流量調整ダンパ２４および第３流量計２５は、制御部１９に電気的に接続される。制御部１９には、第３流量計２５からの測定結果Ｑ５が入力される。制御部１９は、第１流量調整ダンパ２３を制御するための制御信号Ｃ３と、第２流量調整ダンパ２４を制御するための制御信号Ｃ４とを出力する。制御部１９は、第３流量計２５で測定されたエアカーテン用空気流量Ｑ５が予め定める流量、すなわち一定の流量となるように、第１および第２流量調整ダンパ２３，２４の動作を制御する。
【００６４】
本実施形態において、脱臭システム１０Ａおよび圧力保持システムの基本動作は、上述の実施形態と同様であり、説明を省略する。なお、本発明のシステムにおいて、エアカーテン生成部５には、第１流量調整ダンパ２３の開度を調整することによって、一定のエアカーテン用空気流量Ｑ５（本実施形態において、たとえば３６０ｍ３／ｍｉｎ）が供給される。このため、外部から取込まれる空気の流量Ｑ４（ｍ３／ｍｉｎ）は、オーバーホール時には（Ｑ０−Ｑ５）であり、焼却炉１の運転時にはＱ０である。したがって、ごみピット３に供給される空気の流量Ｑ３は、オーバーホール時にはＱ０であり、焼却炉１の運転時にはＱ０＋Ｑ５であり、また誘引空気流量Ｑ２は、Ｑ５〜Ｑ０の範囲で変動する。すなわち、誘引送風機１４は、６０％（焼却炉１の定格運転時）〜１００％（焼却炉のオーバーホール時）の範囲の出力で動作可能である。
【００６５】
２基の焼却炉本体２のオーバーホール時、押込送風機４によって焼却炉本体２に供給される燃焼用空気流量Ｑ１は０であるので、誘引空気流量Ｑ２はＱ０となる。誘引送風機１４は、制御部１９の回転数制御によって１００％の出力で運転される。制御部１９は、エアカーテン生成部５に流量Ｑ５の空気を供給するために、第３流量計２５の測定結果に基づいて、第１流量調整ダンパ２３および第２流量調整ダンパ２４の開度を調整する。第３流量計２５によってエアカーテン生成部５に供給される空気の流量がＱ５に達したことが測定されると、制御部１９は、第１流量調整ダンパ２３の開度を固定する。一方、制御部１９は、第２流量調整ダンパ２４を開放する。こうして、エアカーテン生成部５に流量Ｑ５の空気が供給され、流量（Ｑ０−Ｑ５）の空気が大気放出される。
【００６６】
２基の焼却炉本体２のうちの一方がオーバーホールされており、他方の焼却炉本体だけが運転されている状態の１炉運転時の場合について説明する。図７は、１炉運転時の誘引空気流量Ｑ２と炉負荷との関係を示すグラフである。定格運転時、押込送風機４によって焼却炉本体２に供給される燃焼用空気流量Ｑ１は定格押込流量Ｑ０であるので、誘引空気流量Ｑ２はＱ５となる。制御部１９は、エアカーテン生成部５に流量Ｑ５の空気を供給するために、第３流量計２５の測定結果に基づいて、第１流量調整ダンパ２３および第２流量調整ダンパ２４の開度を調整する。第３流量計２５によってエアカーテン生成部５に供給される空気の流量がＱ５に達したことが測定されると、制御部１９は、第１流量調整ダンパ２３の開度を固定する。一方、制御部１９は、第２流量調整ダンパ２４を閉鎖する。こうして、空気を大気放出させることなく、流量Ｑ５の空気がエアカーテン生成部５に供給される。なお本実施形態では、定格押込流量Ｑ０は、たとえば６００ｍ３／ｍｉｎに設定されているので、炉負荷が４０％であるとき、誘引空気流量Ｑ２がＱ５となる。したがって、図７に示されるように、炉負荷が４０％以上１００％以下であるとき、誘引空気流量Ｑ２はＱ５となる。
【００６７】
定格運転時よりも少ない燃焼用空気流量で焼却炉１が運転されるとき、すなわち燃焼用空気流量Ｑ１が０＜Ｑ１＜Ｑ０であるとき、誘引空気流量Ｑ２はＱ０＞Ｑ２＞Ｑ５となる。図７に示されるように、炉負荷が０％〜４０％の間で変化すると、誘引空気流量Ｑ２は６００ｍ３／ｍｉｎ〜３６０ｍ３／ｍｉｎの間で線形的に単調減少する。制御部１９は、エアカーテン生成部５に流量Ｑ５の空気を供給するために、第３流量計２５の測定結果に基づいて、第１流量調整ダンパ２３および第２流量調整ダンパ２４の開度を調整する。第３流量計２５によってエアカーテン生成部５に供給される空気の流量がＱ５に達したことが測定されると、制御部１９は、第１流量調整ダンパ２３の開度を固定する。一方、制御部１９は、第２流量調整ダンパ２４を開放する。こうして、エアカーテン生成部５に流量Ｑ５の空気が供給され、流量（Ｑ２−Ｑ５）の空気が大気放出される。
【００６８】
次に２基の焼却炉本体２が運転されている２炉運転時の場合について説明する。図８は、２炉運転時の誘引空気流量Ｑ２と工場負荷との関係を示すグラフである。定格運転時、燃焼用空気流量Ｑ１は、たとえば１２００ｍ３／ｍｉｎとなり（Ｑ０＜Ｑ１）、流量差ΔＱ１＜０となるが、比較部１８は流量差ΔＱ１＝０を出力し、制御部１９によって誘引送風機１４が４０％の出力で運転され、誘引空気流量Ｑ２がＱ５となる。制御部１９は、エアカーテン生成部５に流量Ｑ５の空気を供給するために、第３流量計２５の測定結果に基づいて、第１流量調整ダンパ２３および第２流量調整ダンパ２４の開度を調整する。第３流量計２５によってエアカーテン生成部５に供給される空気の流量がＱ５に達したことが測定されると、制御部１９は、第１流量調整ダンパ２３の開度を固定する。一方、制御部１９は、第２流量調整ダンパ２４を閉鎖する。こうして、空気を大気放出させることなく、流量Ｑ５の空気がエアカーテン生成部５に供給される。なお本実施形態では、定格押込流量Ｑ０は、たとえば６００ｍ３／ｍｉｎに設定されているので、工場負荷が２０％であるとき、誘引空気流量Ｑ２がＱ５となる。したがって、図８に示されるように、工場負荷が２０％以上１００％以下であるとき、誘引空気流量Ｑ２はＱ５となる。
【００６９】
定格運転時よりも少ない燃焼用空気流量で焼却炉１が工場負荷０％よりも大きく、２０％未満で運転されるとき、すなわち燃焼用空気流量Ｑ１が０＜Ｑ１＜Ｑ０であるとき、誘引空気流量Ｑ２はＱ０＞Ｑ２＞Ｑ５となる。図８に示されるように、工場負荷が０％〜２０％の間で変化すると、誘引空気流量Ｑ２は６００ｍ３／ｍｉｎ〜３６０ｍ３／ｍｉｎの間で線形的に単調減少する。制御部１９は、エアカーテン生成部５に流量Ｑ５の空気を供給するために、第３流量計２５の測定結果に基づいて、第１流量調整ダンパ２３および第２流量調整ダンパ２４の開度を調整する。第３流量計２５によってエアカーテン生成部５に供給される空気の流量がＱ５に達したことが測定されると、制御部１９は、第１流量調整ダンパ２３の開度を固定する。一方、制御部１９は、第２流量調整ダンパ２４を開放する。こうして、エアカーテン生成部５に流量Ｑ５の空気が供給され、流量（Ｑ２−Ｑ５）の空気が大気放出される。
【００７０】
本発明に従えば、処理された空気がエアカーテン生成部５に供給されるので、焼却炉１内で空気を循環させることができ、処理された空気を再利用した循環システムを構成することができる。また、エアカーテン生成部５に供給されるべき流量を超える流量の空気がごみピット３から誘引された場合でも、処理された安全な空気の一部を大気放出することによって、エアカーテン生成部５に常に予め定める流量を供給することができ、エアカーテンを安定して生成することができる。また、第１流量調整ダンパ２３によって、エアカーテン生成部５に供給される空気の流量が一定に調整されるので、第１流量調整ダンパ２３の空気の流下方向上流側の空気の流量が大きく変動しても、空気の流量は第１流量調整ダンパ２３で一定の流量に規制され、第１流量調整ダンパ２３の空気の流下方向下流側に流量の変動の影響が及ばない。
【００７１】
さらに、本発明の構成では、ごみピット３から少なくとも流量Ｑ５の空気が常に誘引されることになるが、連続的に脱臭処理を行うことが可能な本発明の脱臭システムを用いることによって、大量の吸着剤を必要とした大型の吸着式脱臭装置では困難であったコンパクトな空気循環システムを実現することができる。
【００７２】
図９は、本発明の第３の実施形態の廃棄物焼却炉の脱臭システム１０Ｂの構成を簡略化して示す図である。本実施形態において、上述の実施形態の構成に対応する部分には同一の参照符を付し、その説明を省略する。本実施形態において、脱臭システム１０Ｂは、上述の実施形態の脱臭システム１０Ａの構成に類似し、注目すべきは、除塵部１１をバグフィルタの代わりに、電気集塵機を用いたことである。除塵部１１は、電気集塵機で実現される。除塵部１１は、制御部１９に電気的に接続される。制御部１９は、誘引空気流量Ｑ２の大きさに応じて、除塵部１１の集塵能力を制御する制御信号Ｃ５を出力する。このように構成しても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
図１に示される本発明の第１の実施形態において、除塵部１１にはバグフィルタが用いられているが、これに代えて図９に示される実施形態と同様に、電気集塵機が用いられてもよい。
【００７４】
図６および図９に示される本発明の実施形態において、エアカーテン生成部５に供給される空気の流量を第１流量調整ダンパ２３によって調整しているが、これに代えて、第２流量調整ダンパ２４の開度のみを調整して、エアカーテン生成部５に供給される空気の流量を調整してもよい。この場合、第１流量調整ダンパ２３は開放されたままであってもよく、または第１流量調整ダンパ２３は省略されてもよい。このように構成しても、図６および図９に示される本発明の実施形態と同様の効果を得ることができる。ただし、流量の変化が大きい場合、第２流量調整ダンパ２４の応答遅れによって、エアカーテン生成部５に供給される空気の流量が変動するおそれがあるので、図６および図９に示される本発明の実施形態のように、第１流量調整ダンパ２３を設けて流量の調整を行うことが好ましい。
【００７５】
本発明の実施の形態において、廃棄物として都市ごみを例示したが、これに限定されず、下水汚泥またはし尿汚泥などの他の廃棄物であってもよい。廃棄物焼却炉１は、流動床式都市ごみ焼却炉などの流動床式焼却炉に限定されず、ストーカ式焼却炉であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施形態の廃棄物焼却炉の脱臭システム１０の構成を簡略化して示す図である。
【図２】本発明の前提となる廃棄物焼却炉１の構成を簡略化して示す図である。
【図３】プラズマ反応器１２ａの主要な構成を簡略化して示す正面図である。
【図４】１炉運転時の誘引空気流量Ｑ２と炉負荷との関係を示すグラフである。
【図５】２炉運転時の誘引空気流量Ｑ２と工場負荷との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の第２の実施形態の廃棄物焼却炉１の脱臭システム１０Ａの構成を簡略化して示す図である。
【図７】１炉運転時の誘引空気流量Ｑ２と炉負荷との関係を示すグラフである。
【図８】２炉運転時の誘引空気流量Ｑ２と工場負荷との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の第３の実施形態の廃棄物焼却炉の脱臭システム１０Ｂの構成を簡略化して示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１ 廃棄物焼却炉
２ 焼却炉本体
３ ごみピット
４ 押込送風機
５ エアカーテン生成部
６ プラットホーム
１０，１０Ａ，１０Ｂ 脱臭システム
１１ 除塵部
１２ プラズマ反応部
１３ 二次反応部
１４ 誘引送風機
１５ 第１流量計
１６ 第２流量計
１７ 定格押込流量設定部
１８ 比較部
１９ 制御部
２３ 第１流量調整ダンパ
２４ 第２流量調整ダンパ
２５ 第３流量計
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物焼却炉、特に都市ごみ、下水汚泥またはし尿汚泥などの廃棄物を焼却処理する廃棄物焼却炉において好適に使用される、廃棄物焼却炉の廃棄物貯留部内圧力保持システムおよび脱臭システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、都市ごみ、下水汚泥またはし尿汚泥などの廃棄物は、廃棄物焼却炉（以下、単に焼却炉と略称する場合がある。）において焼却処理されている。この焼却炉は、一般的に、廃棄物を焼却処理する焼却炉本体と、廃棄物を貯留する廃棄物ピットと、燃焼用空気を前記焼却炉本体に供給する押込送風機とを含む。押込送風機は、前記廃棄物ピット内の空気を燃焼用空気として焼却炉本体に供給する（たとえば、特許文献１参照）。この空気は、廃棄物から発生する臭気成分を含んでいる。この臭気成分を含む空気は、焼却炉本体での廃棄物の燃焼用空気として用いられるので、臭気成分は、焼却炉本体において、たとえば８００〜９５０℃の高温で分解される。なお、焼却炉は、その定格運転時に廃棄物ピット内の圧力が負圧となるように設計されている。
【０００３】
また、焼却炉のオーバーホール時には、焼却炉の運転が停止される。この場合、廃棄物ピット内の臭気成分を含む空気は、焼却炉に別途設けられる吸着式脱臭装置に供給される。この脱臭装置には、吸着剤としての活性炭が、たとえば年間あたり１０〜１５日のオーバーホール期間中に活性炭の再生処理を行うことなく、装置を使用することが可能な量だけ充填される。このような吸着式脱臭装置は、焼却炉のオーバーホール時だけに使用される。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１４７４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
焼却炉は、処理される廃棄物の量（単位：ｔ／ｈ）および廃棄物のカロリー（単位：ｋｃａｌ／ｋｇ）に基づいて燃焼用空気流量を求めて自動運転されている。したがって、処理される廃棄物の量または廃棄物のカロリーが減少すると、必要とされる燃焼用空気流量は減少する。すなわち、押込送風機によって焼却炉本体に供給される空気流量が減少し、その結果、廃棄物ピット内の圧力が設計通りの負圧とならなくなる。このような状態では、廃棄物ピット内への臭気成分を含む空気の閉じ込めが不充分となり、焼却炉周辺の環境悪化を引起こすおそれがある。また夏場などで気温が上昇するなどの条件がさらに加わると、廃棄物から発生する臭気成分の量が増加するとともに空気が膨張して、ますます臭気成分を含む空気の廃棄物ピットへの閉じ込めが不充分となる傾向が強まってしまうという問題がある。
【０００６】
また焼却炉に別途設けられる吸着式脱臭装置をオーバーホール時以外に使用して臭気成分の除去を行うことも考えられるが、この場合、大量の吸着剤を装置に充填する必要があり、装置が大型化してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、臭気成分を含む空気の廃棄物焼却炉内への閉じ込めと、臭気成分の除去とを確実にする、廃棄物焼却炉の廃棄物貯留部内圧力保持システムおよび脱臭システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、廃棄物を焼却処理する焼却炉本体と、廃棄物を貯留する廃棄物貯留部と、前記廃棄物貯留部内の空気を燃焼用空気として前記焼却炉本体に供給する燃焼用空気供給部とを含む廃棄物焼却炉の廃棄物貯留部内圧力保持システムにおいて、
前記廃棄物貯留部内の空気を誘引する空気誘引部と、
前記燃焼用空気供給部によって前記廃棄物貯留部から前記焼却炉本体に供給される燃焼用空気の流量を測定する燃焼用空気流量測定部と、
前記空気誘引部によって前記廃棄物貯留部から誘引される空気の流量を測定する誘引空気流量測定部と、
定格運転時に前記焼却炉本体に供給されるべき燃焼用空気の定格押込流量と、前記燃焼用空気流量測定部で測定された測定流量との差を求める比較部と、
前記誘引空気流量測定部で測定された測定流量が、前記比較部で求めた流量差となるように、前記空気誘引部の動作を制御する制御部とを含むことを特徴とする廃棄物焼却炉の廃棄物貯留部内圧力保持システムである。
【０００９】
また本発明は、廃棄物を焼却処理する焼却炉本体と、廃棄物を貯留する廃棄物貯留部と、前記廃棄物貯留部内の空気を燃焼用空気として前記焼却炉本体に供給する燃焼用空気供給部とを含む廃棄物焼却炉の脱臭システムにおいて、
前記廃棄物貯留部内の塵埃および臭気成分を含む空気から塵埃を除去する除塵部と、
放電によって非平衡プラズマを発生させて、臭気成分を含む空気を処理するプラズマ反応部と、
処理された空気の二次処理を行う二次反応部と、
前記廃棄物貯留部内の空気を、前記除塵部から前記二次反応部に向かって誘引する空気誘引部と、
前記燃焼用空気供給部によって前記廃棄物貯留部から前記焼却炉本体に供給される燃焼用空気の流量を測定する燃焼用空気流量測定部と、
前記空気誘引部によって前記廃棄物貯留部から誘引される空気の流量を測定する誘引空気流量測定部と、
定格運転時に前記焼却炉本体に供給されるべき燃焼用空気の定格押込流量と、前記燃焼用空気流量測定部で測定された測定流量との差を求める比較部と、
前記誘引空気流量測定部で測定された測定流量が、前記比較部で求めた流量差となるように、前記空気誘引部の動作を制御する制御部とを含むことを特徴とする廃棄物焼却炉の脱臭システムである。
【００１０】
本発明において、前記廃棄物焼却炉は、前記廃棄物貯留部と外部とを仕切るエアカーテンを生成するエアカーテン生成部を含み、
前記処理された空気が前記エアカーテン生成部に供給されることを特徴とする。
【００１１】
本発明において、前記エアカーテン生成部に供給される空気の流量を調整する第１流量調整部と、
前記空気誘引部から大気放出される空気の流量を調整する第２流量調整部と、
前記空気誘引部から前記エアカーテン生成部に供給される空気の流量を測定するエアカーテン用空気流量測定部とを含み、
前記制御部は、前記エアカーテン用空気流量測定部で測定された測定流量が予め定める流量となるように、前記第１および第２流量調整部の動作を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、燃焼用空気流量測定部は、燃焼用空気供給部によって廃棄物貯留部から焼却炉本体に供給される燃焼用空気の流量を測定する。誘引空気流量測定部は、空気誘引部によって廃棄物貯留部から誘引される、廃棄物貯留部内の空気の流量を測定する。比較部は、定格運転時に焼却炉本体に供給されるべき燃焼用空気の定格押込流量と、燃焼用空気流量測定部で測定された測定流量との差を求める。制御部は、誘引空気流量測定部で測定された測定流量が、比較部で求めた流量差となるように、空気誘引部の動作を制御する。こうして、空気誘引部は、燃焼用空気の定格押込流量と実際に焼却炉本体に供給された燃焼用空気の流量との差に相当する流量の空気を廃棄物貯留部から誘引する。したがって、廃棄物貯留部から焼却炉本体へ供給される燃焼用空気の流量と、廃棄物貯留部から空気誘引部によって誘引される空気の流量との和が一定になり、その結果、燃焼用空気の流量の変動にかかわらず、廃棄物貯留部から排出される空気の流量は常に一定になる。このようにして、廃棄物貯留部内の圧力が、焼却炉の設計通りの負圧に保たれ、廃棄物貯留部内の空気の閉じ込めを確実にすることができる。
【００１３】
本発明によれば、空気誘引部によって廃棄物貯留部から誘引された塵埃および臭気成分を含む空気は、先ず除塵部に導かれて、該空気から塵埃が除去される。塵埃が除去された臭気成分を含む空気は、プラズマ反応部に導かれる。塵埃が除去された臭気成分を含む空気は、プラズマ反応部に導かれる。プラズマ反応部では、内部の空気を放電によって電子とイオンとに電離させ、電子の電子温度がイオンのイオン温度に比べて高い状態で、電子温度とイオン温度とが熱力学的に平衡していない状態のプラズマである非平衡プラズマを発生させる。このプラズマ反応部では、非平衡プラズマの温度が常温に保たれた状態で、高速の電子を得ることができる。この高速の電子は臭気成分を含む空気に衝突し、ラジカル、オゾン、励起分子およびイオンなどの反応性に富む化学的活性種を生成する。臭気成分は、その大部分が高速の電子の衝突とともに、化学的活性種による化学反応によって分解除去される。
【００１４】
大部分の臭気成分が処理された空気は、二次反応部に導かれる。二次反応部では、処理された空気の二次処理、たとえばプラズマ反応部で生じ、処理された空気に含まれるオゾンの除去が行われる。
【００１５】
プラズマ反応部には塵埃が除去された空気が導かれるので、プラズマ反応部を汚損することが無く、清掃などの手間がかからず、維持管理を容易にすることができる。またプラズマ反応部に塵埃が付着することがないので、火花放電へ遷移することを防ぐことができ、確実に非平衡プラズマを発生させることができる。またプラズマ反応部で非平衡プラズマを発生させているので、処理時に空気の温度が常温に保たれ、熱プラズマを用いるときのように、後段に冷却装置などを設ける必要が無く、構成の簡略化を図ることができる。
【００１６】
プラズマ反応部の後段に二次反応部を設けたので、プラズマ反応部で生じたオゾンを特に処理することができ、処理された空気を安全に排出することができる。このようにして、空気から臭気成分を確実に除去することができる。また空気の連続脱臭処理が可能となるが、吸着式脱臭装置と異なり、臭気成分の除去のために吸着剤を必要としないので、大量の吸着剤を収容するための空間を必要とせず、装置の小型化を達成することができる。
【００１７】
本発明によれば、処理された空気が廃棄物焼却炉に設けられるエアカーテン生成部に供給されるので、廃棄物焼却炉内で空気を循環させることができ、処理された空気を再利用した循環システムを構成することができる。
【００１８】
本発明によれば、第１流量調整部は、エアカーテン生成部に供給される空気の流量を調整する。第２流量調整部は、空気誘引部から大気放出される空気の流量を調整する。エアカーテン用空気流量測定部は、空気誘引部からエアカーテン生成部に供給される空気の流量を測定する。制御部は、エアカーテン用空気流量測定部で測定された測定流量が予め定める流量となるように、第１および第２流量調整部の動作を制御する。したがって、エアカーテン生成部に供給されるべき流量を超える流量の空気が廃棄物貯留部から誘引された場合でも、処理された安全な空気の一部を大気放出することによって、エアカーテン生成部に常に予め定める流量を供給することができ、エアカーテンを安定して生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態の廃棄物焼却炉の脱臭システム１０の構成を簡略化して示す図である。図２は、本発明の前提となる廃棄物焼却炉１の構成を簡略化して示す図である。先ず、本発明の前提となる廃棄物焼却炉１の構成を説明する。本実施形態において、廃棄物は都市ごみであり、廃棄物焼却炉１は流動床式都市ごみ焼却炉である。以下の説明において、廃棄物焼却炉１を単に焼却炉１と略称する場合がある。
【００２０】
図２を参照して、焼却炉１は、焼却炉本体２と、廃棄物貯留部であるごみピットおよび灰ピット（以下、総称してごみピットという）３と、燃焼用空気供給部である押込送風機４と、エアカーテン生成部５と、給じん機７と、クレーン８と、ガス冷却機９とを含む。この焼却炉１は、定格運転時、たとえば処理ごみ量８ｔ／ｈおよび燃焼用空気流量６００ｍ３／ｍｉｎで運転されるものとする。また、焼却炉本体２に供給される燃焼用空気の流量は、たとえば０ｍ３／ｍｉｎ（オーバーホール時）〜６００ｍ３／ｍｉｎ（定格運転時）の範囲で変動するものとする。焼却炉本体２は、流動床式焼却炉を構成する炉体である。ごみピット３には、都市ごみ収集車によって収集された都市ごみが貯留される。押込送風機４は、たとえばターボファンによって実現され、焼却炉本体２とごみピット３との間に介在され、ごみピット３内の空気を燃焼用空気として焼却炉本体２に供給する。押込送風機４は、０％（焼却炉１のオーバーホール時）〜１００％（焼却炉１の定格運転時）の範囲の出力で動作可能である。すなわち押込送風機４は、たとえば０ｍ３／ｍｉｎ〜６００ｍ３／ｍｉｎの範囲で動作可能である。エアカーテン生成部５は、ごみピット３および都市ごみ収集車の作業場であるプラットホーム６と外部とを仕切るエアカーテンを生成する。給じん機７は、焼却炉本体２とごみピット３との間に設けられ、都市ごみを焼却炉本体２に所定量ずつ供給する。クレーン８は、ごみピット３の上部に設けられ、ごみピット３内に貯留された都市ごみを給じん機７に必要に応じて所定量ずつ投入する。ガス冷却機９は、焼却炉本体２の後段に設けられ、焼却炉本体２から排出される高温のガスを冷却する。
【００２１】
ごみピット３内に貯留された都市ごみは、クレーン８によって給じん機７に必要に応じて所定量ずつ投入される。給じん機７に投入された都市ごみは、給じん機７によって、所定量ずつ焼却炉本体２に供給される。押込送風機４によって供給されたごみピット３内の塵埃および臭気成分を含む空気が燃焼用空気として焼却炉本体２に供給され、焼却炉本体２において都市ごみが焼却処理される。このとき、燃焼用空気に含まれる臭気成分は、焼却炉本体２内の８００℃〜９５０℃の高温で分解される。焼却炉本体２から排出される高温のガスは、ガス冷却機９で冷却された後、所定の処理がなされ、大気放出される。
【００２２】
図１を参照して、本発明において、廃棄物焼却炉１には２基の焼却炉本体２が設けられるものとする。これに伴って、押込送風機４も２基設けられるものとする。脱臭システム１０は、除塵部１１と、プラズマ反応部１２と、二次反応部１３と、空気誘引部である誘引送風機１４と、燃焼用空気流量測定部である第１流量計１５と、誘引空気流量測定部である第２流量計１６と、定格押込流量設定部１７と、比較部１８と、制御部１９とを含む。本発明の脱臭システム１０において、除塵部１１、プラズマ反応部１２および二次反応部１３は、ごみピット３と誘引送風機１４とを連通する図示しないダクト内に、ごみピット３側から誘引送風機４側に向かってこの順番で配置される。ごみピット３内の空気は、誘引送風機１４によってダクト内を誘引される。すなわち、空気は、ダクト内を負圧でごみピット３側から誘引送風機１４側に向かって導かれる。
【００２３】
除塵部１１は、ごみピット３から誘引される空気（以下、誘引空気という場合がある）の流下方向の最も上流側に配置され、ごみピット３から誘引された塵埃および臭気成分を含む空気から塵埃を除去する。このような除塵部１１は、たとえば所定の目の粗さを有するバグフィルタによって実現される。
【００２４】
プラズマ反応部１２は、除塵部１１の誘引空気の流下方向下流側に配置され、プラズマ反応器１２ａとパルス電源装置１２ｂとを含む。プラズマ反応器１２ａは、複数の線状放電電極と、これに対向する複数のアース電極とを有する。プラズマ反応部１２では、プラズマ反応器１２ａを構成する複数の線状放電電極とこれに対向する複数のアース電極との間にパルス電源装置１２ｂによって高圧直流パルス電圧が印加され、コロナ放電によって非平衡プラズマを発生させ、放電電極およびアース電極間のガスを電離させる。このとき放電電極およびアース電極間には、パルス電源装置１２ｂによって、直流電圧３０ｋ〜２００ｋＶ、好ましくは１００ｋ〜２００ｋＶ、周波数１〜１０００Ｈｚ、すなわち周期１ｓ〜１ｍｓのパルス電圧が印加される。また電圧の立上がり時間は、たとえば２０〜３００ｎｓ、好ましくは１００ｎｓである。この極端に立上がり時間中に、質量の小さい電子だけが加速されて高速の電子が得られる。またパルス電圧の周期は立上がり時間に比べて充分に長いので、この期間中に冷却が行われて次のパルス電圧印加時には再び初期状態に復帰し、ガスの温度上昇が抑制され、空気の温度は常温に保たれる。ここでパルスの極性は、放電電極を正極とし、アース電極を負極とする。これは、正のストリーマコロナが強い進展傾向を有し、放電電極およびアース電極間の空間を橋絡し、全空間にわたって非平衡プラズマを発生させて単位容積あたりの反応効果が大幅に向上するためである。
【００２５】
印加される電圧は、放電電極およびアース電極間の放電距離に対して決定される。すなわち前記放電距離が大きいときには高い電圧が印加され、前記放電距離が小さいときには低い電圧が印加される。印加電圧が３０ｋＶ未満であるときには、前記放電距離は小さくて済むが、これにともなってプラズマ反応部１２に設けられる放電電極およびアース電極の数が増加してしまい、構成が複雑化するという問題がある。印加電圧が２００ｋＶを超えるときには、このような電源は高価であり、入手が困難であるという問題がある。
【００２６】
印加されるパルス電圧の立上がり時間を短くするには、放電に必要な電力を供給するための電源に対する負荷、すなわち放電電極およびアース電極間の静電容量を小さくすることによって実現される。電源に対する静電容量を小さくするためには、１つの電源に接続される放電電極の数を減らすことによって、またはアース電極の表面積を小さくすることによって、実現できる。立上がり時間が２０ｎｓ未満のときには、アース電極の表面積を変えないときにおいて、立上がり時間を短くするために、前記電源に接続される放電電極の数を減らす必要がある。これにともなってプラズマ反応部１２に設けられる前記電源の数が増加してしまうという問題がある。立上がり時間が３００ｎｓを超えるときには、パルス電圧の立上がりは急峻ではなくなり、プラズマ中の電子だけではなく、プラズマ中のイオンおよび分子も加速されて、火花放電が生じ、熱プラズマへ遷移するという問題がある。
【００２７】
図３は、プラズマ反応器１２ａの主要な構成を簡略化して示す正面図である。図３において、放電電極１１０は、図解を容易にするために、その太さを拡大して示している。
【００２８】
放電電極１１０は、導電性を有する材料、たとえば鋼から成り、断面形状が正方形状の線状体から成る。またアース電極１１１は、導電性を有する材料、たとえば鋼から成る。またアース電極１１１は、螺旋状体１１２と、複数（本実施の形態においては２）の保持部材１１３とから成る。螺旋状体は、放電電極１１０の軸線に沿って延び、断面形状が円形状の線状体から成り、この線状体を放電電極１１０を中心としてほぼ一定の内径Ｄ１０およびほぼ一定のピッチＰ１を有する螺旋状に形成される。複数の保持部材１１３は、放電電極１１０の軸線に沿って延び、かつ断面形状が円形状に形成され、螺旋状体１１２のピッチｐ１を保持するように、螺旋状体１１２の外周部に設けられる。各保持部材１１３は、螺旋状体１１２の一直径線上であって、中心軸線に関して線対称に設けられる。各保持部材１１３は、たとえば鋼から成り、螺旋状体１１２のピッチｐ１を保持するように、螺旋状体１１２の外周部に溶接される。アース電極１１１によって囲まれた空間１１４には、放電電極１１０が同軸に配置される。放電電極１１０は、少なくともアース電極１１１の長手方向全長に臨んで配置される。各放電電極１１０の下端部には、重錘１１５がそれぞれ設けられる。
【００２９】
空気は、アース電極１１１の側方側から螺旋状体１１２の空隙１１９を介して、非平衡プラズマが発生するアース電極１１１によって囲まれた空間１１４に供給される。この空間１１４では、前記ガス中の臭気成分を含む分子に高エネルギが与えられて、ラジカルなどの化学的活性種が生成される。この化学的活性種を含む空気は、空間１１４から空隙１１９を介して排出される。
【００３０】
各放電電極１１０および各アース電極１１１の寸法の一例を示すと、放電電極１１０の断面の一辺の長さは２〜６ｍｍ程度、好ましくは４ｍｍ程度に選ばれる。アース電極１１１の内径Ｄ１０は、５０〜１０００ｍｍ程度、好ましくは２００ｍｍ程度に選ばれる。アース電極１１１を構成する螺旋状体１１２の長さＬ１０は、３〜１０ｍ程度、好ましくは３ｍ程度に選ばれる。螺旋状体１１２を形成する線状体の直径Ｄ１１は、２〜７ｍｍ程度、好ましくは５ｍｍ程度に選ばれる。螺旋状体１１２のピッチｐ１は、３０ｍｍ程度に選ばれる。各保持部材１１３の長さＬ１１は、螺旋状体１１２と同程度の長さであり、３ｍ程度に選ばれる。各保持部材の直径は、４ｍｍ程度に選ばれる。
【００３１】
アース電極１１１は螺旋状に形成されるので、放電電極１１０と、それに同軸に設けられるアース電極１１１間の距離を一定に保つことができ、放電距離を高精度に保持することができる。
【００３２】
またアース電極１１１は、その形状を、たとえば網状に形成したときよりも製造が容易である。すなわちアース電極を網状に形成するときには、網目を形成する各部材の交点をそれぞれ溶接して網状の部材を形成した後、この部材を円筒状に形成して、その連結部分を溶接しなければならない。したがって製造作業に手間がかかるとともに、加工精度のよいアース電極を製造することが困難である。一方、螺旋状に形成されたアース電極１１１は、線状体をロールなどに巻きつけて螺旋状体１１２を形成し、螺旋状体１１２の外周部に複数の保持部材１１３をその軸線方向に間隔をあけて複数箇所を溶接するだけで製造することができる。したがって加工精度のよいアース電極１１１を容易に製造することができる。
【００３３】
さらに放電電極１１０およびアース電極１１１間の高速の電子が得られる放電領域は、螺旋状に形成される。また前記螺旋状体１１２のピッチをｐ１に選ぶことによって、放電電極１１０およびアース電極１１１間の放電領域を高精度な仮想円柱状に形成することができる。したがって塵埃の除去された臭気成分および有害成分を含む空気を、アース電極１１１の軸線方向および軸線方向に交差する方向のいずれか一方に通過させることによって、前記ガスを確実に処理することができる。これとともに前記アース電極１１１の表面積は、たとえば円筒状に形成された同一寸法のアース電極の表面積よりも非常に小さくすることができる。これによって放電電極１１０およびアース電極１１１間の静電容量を小さくして、放電電位に達するために要する時間を短縮し、非平衡プラズマを発生させやすくして、高速の電子を得ることができる。
【００３４】
さらに前記アース電極１１１のピッチｐ１を変えることによって、一定の内径Ｄ１０および一定の長さＬ１０におけるアース電極１１１の表面積を調整することが容易である。
【００３５】
各保持部材１１３は、前記螺旋状体１１２の外周部にそれぞれ溶接されて固定されるので、各保持部材１１３の前記螺旋状体１１２の固定が容易である。これとともに、溶接部分が前記螺旋状体１１２から半径方向内方に突出することがなく、溶接部分の突出によって生じるアース電極１１１の損傷を防ぐことができる。すなわち、溶接部分の突出によって放電距離が短くなり、放電距離の２乗に比例して、この放電電極１１０および溶接部分間で火花放電が生じやすくなり、アーク放電へと遷移して、アース電極１１１が溶融してしまう。この溶融した部分では、さらにアーク放電が生じてしまい、アース電極１１１が損傷してしまう。アース電極１１１の損傷を防ぐためには、溶接部分を前記螺旋状体１１２から突出させないように螺旋状体１１２の外周部側で溶接することによって実現される。このように構成することによってアーク放電が生じず、アース電極１１１が損傷することが防がれる。
【００３６】
各保持部材１１３は、前記螺旋状体１１２の一直径線上で中心軸線に関して線対称に設けられるので、たとえば各保持部材１１３が空気の流下方向に臨むように配置されることによって、各保持部材１１３と放電電極１１０とは、前記空気の流下方向に平行な一直径線上に配置されることになる。これによって、各保持部材１１３と放電電極１１０とが空気の流下方向に交差する方向に平行な一直径線上に配置されているときよりも、空気の圧力損失は小さくなり、空気が前記アース電極１１１によって囲まれた空間１１４を容易に通過することができる。
【００３７】
プラズマ反応部１２の空気の流下方向下流側出口には、処理された空気のオゾン濃度を検出する図示しないオゾンセンサが設けられる。ここで、プラズマ反応部１２の動作は、排出される空気中の出口でのオゾン濃度が１ｐｐｍとなるように、パルス電源装置１２ｂによって印加されるパルス電圧のパルス数を増減することによって、制御される。なお、パルス電源装置１２ｂによってプラズマ反応器１２ａに印加されるパルス電圧の初期パルス数は、プラズマ反応部１２に供給される空気の流量、すなわち誘引空気の流量Ｑ２に応じて決定される。オゾン濃度が１ｐｐｍを超えると、パルス電源装置１２ｂによって印加される電圧のパルス数を減少させ、オゾン濃度が１ｐｐｍを下回ると、パルス電源装置１２ｂによって印加される電圧のパルス数を増加させる。オゾン濃度が１ｐｐｍである場合は、そのパルス数を維持する。
【００３８】
図１を参照して、二次反応部１３は、プラズマ反応部１２の誘引空気の流下方向下流側に配置され、プラズマ反応部１２で処理された空気の二次処理を行う。ここで二次処理とは、処理された空気からの、プラズマ反応部１２で発生したオゾンなどの化学的活性種の除去をいう。二次反応部１３には、触媒、たとえば二酸化マンガンが充填され、処理された空気から９９％以上のオゾンを分解除去する。したがって、二次反応部１３で処理された空気に含まれるオゾン濃度は０．１ｐｐｍとなり、環境基準値を満たす。
【００３９】
誘引送風機１４は、二次反応部１３の誘引空気の流下方向下流側に配置され、ごみピット３内の空気を負圧で誘引する。誘引送風機１４は、たとえばターボファンで実現され、回転数制御によって、誘引する空気の流量を調整可能である。誘引送風機１４は、０％（焼却炉１の定格運転時）〜１００％（焼却炉１のオーバーホール時）の範囲の出力で動作可能である。すなわち誘引送風機１４は、たとえば０ｍ３／ｍｉｎ〜６００ｍ３／ｍｉｎの範囲で動作可能である。
【００４０】
第１流量計１５は、押込送風機４の燃焼用空気の流下方向上流側に設けられ、押込送風機４によってごみピット３から焼却炉本体２に供給される燃焼用空気流量Ｑ１（ｍ３／ｍｉｎ）を測定する。第２流量計１６は、二次反応部１３と誘引送風機１４との間に設けられ、誘引送風機１４によってごみピット３から誘引される空気の流量Ｑ２（ｍ３／ｍｉｎ）を測定する。定格押込流量設定部１７には、焼却炉１の定格運転時に供給されるべき燃焼用空気の定格押込流量Ｑ０（ｍ３／ｍｉｎ）が記憶される。比較部１８は、第１流量計１５および定格押込流量設定部１７と電気的に接続される。比較部１８には、第１流量計１５の測定流量Ｑ１と、定格押込流量設定部１７に記憶される定格押込流量Ｑ０が入力される。比較部１８は、燃焼用空気の定格押込流量Ｑ０と燃焼用空気流量測定部で測定された測定流量Ｑ１とを比較して、定格押込流量Ｑ０と測定流量Ｑ１との差ΔＱ１（＝Ｑ０−Ｑ１）（ｍ３／ｍｉｎ）を求める。なお、比較部１８は、ΔＱ１＞０であるとき、流量差ΔＱ１（＝Ｑ０−Ｑ１＞０）を出力し、ΔＱ１≦０であるとき、ΔＱ１＝０を出力する。
【００４１】
制御部１９は、第２流量計１６、比較部１８、パルス電源装置１２ｂおよび誘引送風機１４に電気的に接続される。制御部１９には、比較部１８で求めた流量差ΔＱ１と、第２流量計１６の測定流量Ｑ２とが入力される。制御部１９は、誘引送風機１４を制御するための制御信号Ｃ１と、パルス電源装置１２ｂを制御するための制御信号Ｃ２とを出力する。
【００４２】
制御部１９は、第２流量計１６で測定された測定流量Ｑ２が、比較部１８で求めた流量差ΔＱ１となるように、パルス電源装置１２ｂおよび誘引送風機１４の動作を制御する。制御部１９は、流量差ΔＱ１が０でないと判断すると、誘引送風機１４に制御信号Ｃ１を送出して、ΔＱ１の大きさに応じた回転数で誘引送風機１４を動作させるとともに、パルス電源装置１２ｂに制御信号Ｃ２を送出して、パルス電源装置１２ｂを駆動する。また制御部１９は、流量差ΔＱ１が０であると判断すると、誘引送風機１４およびパルス電源装置１２ｂを動作を停止させる。ここで、第１流量計１５、第２流量計１６、定格押込流量設定部１７、比較部１８および制御部１９は、ごみピット３内の圧力を保持する廃棄物貯留部内圧力保持システムを構成する。
【００４３】
以下に、本発明の脱臭システム１０の動作を説明する。
本発明の脱臭システム１０は、従来のオゾン発生機から生じる気相オゾン濃度ガスを、臭気成分を含む大気に拡散させてマスキングを行うものとは異なり、臭気成分を含む大気に直接放電エネルギを与え、プラズマ反応（電離気体反応）を行うものである。
【００４４】
本発明の脱臭システム１０は、処理ガス流量が６００ｍ３／ｍｉｎ以下の規模に適している。本発明において、空気中に含まれる臭気成分は、硫黄化合物、たとえば硫化水素（Ｈ２Ｓ）、メチルメルカプタン（ＣＨ３ＳＨ）、硫化メチル（（ＣＨ３）２Ｓ）、二硫化メチル（（ＣＨ３）２Ｓ２）、および二酸化硫黄（ＳＯ２）、ならびに窒素化合物、たとえばトリメチルアミン（ＣＨ３）３Ｎおよびアンモニア（ＮＨ３）等であり、さらに炭化水素（ＲＨ）およびその誘導体、たとえばアルコール（ＲＯＨ）、アルデヒド（ＲＣＯＨ）および有機酸（Ｒ（ＣＯＯ））等である。
【００４５】
誘引送風機１４が動作すると、塵埃および臭気成分を含む空気は誘引送風機１４によって誘引されてからごみピット３から除塵部１１に導かれる。除塵部１１では、該空気から塵埃が除去される。塵埃が除去された、臭気成分を含む空気は、プラズマ反応部１２に導かれる。プラズマ反応部１２では、該空気中の分子に非平衡プラズマによって生成された高速の電子が衝突して、ラジカル、励起分子、イオンあるいはオゾンなどの化学的活性種が生成される。
【００４６】
臭気成分、特に硫黄化合物は、このように生成された化学的活性種との化学反応（以下、この反応をプラズマ反応と称する場合がある）によって、処理される。
【００４７】
硫化水素は、化学的活性種、たとえばオゾンとの化学反応によって、硫酸になると考えられる。
３Ｈ２Ｓ＋１０Ｏ３→３Ｈ２ＳＯ４＋９Ｏ２
【００４８】
メチルメルカプタンは、オゾンとの化学反応によって、メチルスルホン酸になると考えられる。
ＣＨ３ＳＨ＋３Ｏ３→ＣＨ３ＳＯ３Ｈ＋３Ｏ２
である。
【００４９】
二硫化メチルは、オゾンとの化学反応によって、無水スルホン酸になると考えられる。
（ＣＨ３）２Ｓ２＋５Ｏ３→（ＣＨ３ＳＯ２）２Ｏ＋５Ｏ２
【００５０】
プラズマ反応部１２では、上述のように、排出される空気中のオゾン濃度が１ｐｐｍとなるように、動作が制御される。このようなプラズマ反応によって処理された空気は、二次反応部１３に導かれる。二次反応部１３では、処理された空気に含まれる１ｐｐｍの濃度のオゾンの９９％以上が除去される。二次反応部１３で二次処理された空気にはオゾンが含まれているが、そのオゾン濃度は環境基準値０．１ｐｐｍ以下であり、安全である。この処理された空気は、誘引送風機１４を介して大気放出される。
【００５１】
本発明に従えば、プラズマ反応部１２には塵埃が除去された空気が導かれので、プラズマ反応部１２を汚損することが無く、清掃などの手間がかからず、維持管理を容易にすることができる。またプラズマ反応部１２に塵埃が付着することがないので、火花放電へ遷移することを防ぐことができ、確実に非平衡プラズマを発生させることができる。またプラズマ反応部で非平衡プラズマを発生させているので、処理時に空気の温度が常温に保たれ、熱プラズマを用いるときのように、後段に冷却装置などを設ける必要が無く、構成の簡略化を図ることができる。
【００５２】
プラズマ反応部１２の後段に二次反応部１３を設けたので、プラズマ反応部１２で生じたオゾンを特に処理することができ、処理された空気を安全に排出することができる。このようにして、空気から臭気成分を確実に除去することができる。また空気の連続脱臭処理が可能となるが、吸着式脱臭装置と異なり、臭気成分の除去のために吸着剤を必要としないので、大量の吸着剤を収容するための空間を必要とせず、装置の小型化を達成することができる。
【００５３】
次に、ごみピット３内の圧力を保持するための圧力保持システムの動作を説明する。
焼却炉本体２に供給されるべき空気は、外部から図示しない空気取込口を介して焼却炉１内に流量Ｑ４で供給され、さらに外部から流量Ｑ５でエアカーテン生成部５に供給されてエアカーテンを生成する。このとき、エアカーテン生成部５に供給される空気流量Ｑ５は、たとえば３６０ｍ３／ｍｉｎである。取込まれた空気は、エアカーテンを生成する空気とともにプラットホーム６を介して、１炉運転時には（定格押込流量Ｑ０×炉負荷）、また２炉運転時には（２Ｑ０×工場負荷）に等しい流量Ｑ３でごみピット３に導かれる。ごみピット３内の空気は、押込送風機４によって、処理されるごみの量およびごみのカロリーなどの焼却処理条件に応じた流量で焼却炉本体２に供給される。第１流量計１５によって燃焼用空気流量Ｑ１が測定される。比較部１８において、定格運転時に焼却炉本体２に供給されるべき燃焼用空気の定格押込流量Ｑ０と、第１流量計１５で測定された燃焼用空気流量Ｑ１との差ΔＱ１（＝Ｑ０−Ｑ１）が求められる。ここで、定格押込流量Ｑ０は、たとえば６００ｍ３／ｍｉｎに設定される。第２流量計１６によって、誘引送風機１４によって誘引される空気の流量Ｑ２が測定される。制御部１９によって、第２流量計１６で測定された流量Ｑ２が比較部１８で流量差ΔＱ１となるように、すなわちＱ２＝ΔＱ１となるように、誘引送風機１４の回転数が制御される。ごみピット３内の圧力を、設計通りの一定の負圧に保持するためには、外部から供給される空気の流量Ｑ３と、ごみピット３から排出される空気の流量の和Ｑ１＋Ｑ２とが等しくなる必要がある（すなわちＱ３＝Ｑ１＋Ｑ２）。ここで、燃焼用空気流量Ｑ１は０〜Ｑ０の範囲で変動し、誘引空気流量Ｑ２は０〜Ｑ０の範囲で変動する。
【００５４】
２つの焼却炉本体２のオーバーホール時、燃焼用空気流量Ｑ１＝０であり、流量差ΔＱ１＝Ｑ０（＝Ｑ３）であるので、誘引空気流量Ｑ２＝Ｑ０（＝Ｑ０）となり、制御部１９の回転数制御によって、誘引送風機１４は１００％の出力で運転される。
【００５５】
２つの焼却炉本体２のうちの一方がオーバーホールされており、他方の焼却炉本体だけが運転されている状態の１炉運転時の場合について説明する。図４は、１炉運転時の誘引空気流量Ｑ２と炉負荷との関係を示すグラフである。定格運転時、燃焼用空気流量Ｑ１は定格押込流量Ｑ０と等しくなり（Ｑ１＝Ｑ０＝Ｑ３）、流量差ΔＱ１＝０であるので、誘引空気流量Ｑ２＝０となり、制御部１９によって誘引送風機１４の運転が禁止される。
【００５６】
定格運転時よりも少ない燃焼用空気流量で焼却炉１が運転されるとき、すなわち燃焼用空気流量Ｑ１が０＜Ｑ１＜Ｑ０であるとき、流量差ΔＱ１は０＜ΔＱ１＜Ｑ０となり、図４に示されるように、炉負荷が０％〜１００％の間で変化すると、誘引空気流量Ｑ２は６００ｍ３／ｍｉｎ〜０ｍ３／ｍｉｎの間で線形的に単調減少し、誘引空気流量Ｑ２はＱ０＞Ｑ２（＝Ｑ０−Ｑ１＝Ｑ３−Ｑ１）＞０となって、制御部１９による回転数制御によって、誘引送風機１４は１００％未満の出力で運転される。測定された燃焼用空気流量Ｑ１が、たとえば３００ｍ３／ｍｉｎであるとき、すなわち炉負荷が５０％であるとき、流量差ΔＱ１は３００ｍ３／ｍｉｎとなり、誘引空気流量Ｑ２が３００ｍ３／ｍｉｎとなるように、制御部１９による回転数制御によって、誘引送風機１４は５０％の出力で運転される。
【００５７】
次に２基の焼却炉本体２が運転されている２炉運転時の場合について説明する。図５は２炉運転時の誘引空気流量Ｑ２と工場負荷との関係を示すグラフである。ここで工場負荷とは、２基の焼却炉本体２の炉負荷の平均を意味する。定格運転時、燃焼用空気流量Ｑ１は、たとえば１２００ｍ３／ｍｉｎとなり（Ｑ０＜Ｑ１）、流量差ΔＱ１＜０となるが、比較部１８は流量差ΔＱ１＝０を出力し、制御部１９によって誘引送風機１４の運転が禁止される。なお本実施形態では、定格押込流量Ｑ０は、たとえば６００ｍ３／ｍｉｎに設定されているので、工場負荷が５０％であるとき、誘引空気流量Ｑ２が０となる。したがって、図５に示されるように、工場負荷が５０％以上１００％以下であるとき、誘引空気流量Ｑ２は０となる。
【００５８】
定格運転時よりも少ない燃焼用空気流量で焼却炉１が工場負荷０％よりも大きく、５０％未満で運転されるとき、すなわち燃焼用空気流量Ｑ１が０＜Ｑ１＜Ｑ０であるとき、流量差ΔＱ１は０＜ΔＱ１＜Ｑ０となり、図５に示されるように、工場負荷が０％〜５０％の間で変化すると、誘引空気流量Ｑ２は６００ｍ３／ｍｉｎ〜０ｍ３／ｍｉｎの間で線形的に単調減少し、誘引空気流量Ｑ２はＱ０＞Ｑ２（＝Ｑ０−Ｑ１＝Ｑ３−Ｑ１）＞０となって、制御部１９による回転数制御によって、誘引送風機１４は１００％未満の出力で運転される。
【００５９】
いずれの場合においても、外部から供給される空気の流量Ｑ３と、ごみピット３から排出される空気の流量の和Ｑ１＋Ｑ２とが等しくなり、Ｑ３＝Ｑ１＋Ｑ２の条件が満たされる。したがって、ごみピット３内の圧力が設計通りの一定の負圧に保持される。
【００６０】
本発明に従えば、ごみピット３から焼却炉本体２へ供給される燃焼用空気の流量Ｑ１と、ごみピット３から誘引送風機１４によって誘引される空気の流量Ｑ２との和が一定になり、その結果、燃焼用空気の流量の変動にかかわらず、ごみピット３から排出される空気の流量は常に一定になる。このようにして、ごみピット３内の圧力が、焼却炉１の設計通りの負圧に保たれ、ごみピット３内の空気の閉じ込めを確実にすることができる。
【００６１】
図６は、本発明の第２の実施形態の廃棄物焼却炉１の脱臭システム１０Ａの構成を簡略化して示す図である。本実施形態において、上述の実施形態の構成に対応する部分には同一の参照符を付し、その説明を省略する。本実施形態において、脱臭システム１０Ａは、上述の実施形態の脱臭システム１０の構成に類似し、注目すべきは、誘引送風機１４から排出される処理された空気をブースタファン２６を介してエアカーテン生成部５に供給して循環させていることである。すなわち上述の実施形態の脱臭システム１０では外部から取込んだ空気によってエアカーテンが生成されていたが、本実施形態の脱臭システム１０Ａでは脱臭処理された空気の一部または全部によってエアカーテンが生成される。
【００６２】
誘引送風機１４の空気の流下方向下流側の流路は、分岐点２０においてエアカーテン生成部５に空気を供給するための第１流路２１と、空気を大気放出するための第２流路２２とに分岐される。第１流路２１には、第１流路調整部である第１流量調整ダンパ２３が介在される。第１流量調整ダンパ２３は、エアカーテン生成部５に供給される空気の流量を調整する。第２流路２２には、第２流量調整部である第２流量調整ダンパ２４が介在される。第２流量調整ダンパ２４は、誘引送風機１４から大気放出される空気の流量を調整する。第１流量調整ダンパ２３の空気の流下方向下流側には、エアカーテン用空気流量測定部である第３流量計２５が設けられる。第３流量計２５は、エアカーテン生成部５に供給される空気の流量（以下、エアカーテン用空気流量という場合がある）Ｑ５（ｍ３／ｍｉｎ）を測定する。第３流量計２５とエアカーテン生成部５との間に、エアカーテン生成部５に空気を供給するブースタファン２６が設けられる。
【００６３】
第１流量調整ダンパ２３、第２流量調整ダンパ２４および第３流量計２５は、制御部１９に電気的に接続される。制御部１９には、第３流量計２５からの測定結果Ｑ５が入力される。制御部１９は、第１流量調整ダンパ２３を制御するための制御信号Ｃ３と、第２流量調整ダンパ２４を制御するための制御信号Ｃ４とを出力する。制御部１９は、第３流量計２５で測定されたエアカーテン用空気流量Ｑ５が予め定める流量、すなわち一定の流量となるように、第１および第２流量調整ダンパ２３，２４の動作を制御する。
【００６４】
本実施形態において、脱臭システム１０Ａおよび圧力保持システムの基本動作は、上述の実施形態と同様であり、説明を省略する。なお、本発明のシステムにおいて、エアカーテン生成部５には、第１流量調整ダンパ２３の開度を調整することによって、一定のエアカーテン用空気流量Ｑ５（本実施形態において、たとえば３６０ｍ３／ｍｉｎ）が供給される。このため、外部から取込まれる空気の流量Ｑ４（ｍ３／ｍｉｎ）は、オーバーホール時には（Ｑ０−Ｑ５）であり、焼却炉１の運転時にはＱ０である。したがって、ごみピット３に供給される空気の流量Ｑ３は、オーバーホール時にはＱ０であり、焼却炉１の運転時にはＱ０＋Ｑ５であり、また誘引空気流量Ｑ２は、Ｑ５〜Ｑ０の範囲で変動する。すなわち、誘引送風機１４は、６０％（焼却炉１の定格運転時）〜１００％（焼却炉のオーバーホール時）の範囲の出力で動作可能である。
【００６５】
２基の焼却炉本体２のオーバーホール時、押込送風機４によって焼却炉本体２に供給される燃焼用空気流量Ｑ１は０であるので、誘引空気流量Ｑ２はＱ０となる。誘引送風機１４は、制御部１９の回転数制御によって１００％の出力で運転される。制御部１９は、エアカーテン生成部５に流量Ｑ５の空気を供給するために、第３流量計２５の測定結果に基づいて、第１流量調整ダンパ２３および第２流量調整ダンパ２４の開度を調整する。第３流量計２５によってエアカーテン生成部５に供給される空気の流量がＱ５に達したことが測定されると、制御部１９は、第１流量調整ダンパ２３の開度を固定する。一方、制御部１９は、第２流量調整ダンパ２４を開放する。こうして、エアカーテン生成部５に流量Ｑ５の空気が供給され、流量（Ｑ０−Ｑ５）の空気が大気放出される。
【００６６】
２基の焼却炉本体２のうちの一方がオーバーホールされており、他方の焼却炉本体だけが運転されている状態の１炉運転時の場合について説明する。図７は、１炉運転時の誘引空気流量Ｑ２と炉負荷との関係を示すグラフである。定格運転時、押込送風機４によって焼却炉本体２に供給される燃焼用空気流量Ｑ１は定格押込流量Ｑ０であるので、誘引空気流量Ｑ２はＱ５となる。制御部１９は、エアカーテン生成部５に流量Ｑ５の空気を供給するために、第３流量計２５の測定結果に基づいて、第１流量調整ダンパ２３および第２流量調整ダンパ２４の開度を調整する。第３流量計２５によってエアカーテン生成部５に供給される空気の流量がＱ５に達したことが測定されると、制御部１９は、第１流量調整ダンパ２３の開度を固定する。一方、制御部１９は、第２流量調整ダンパ２４を閉鎖する。こうして、空気を大気放出させることなく、流量Ｑ５の空気がエアカーテン生成部５に供給される。なお本実施形態では、定格押込流量Ｑ０は、たとえば６００ｍ３／ｍｉｎに設定されているので、炉負荷が４０％であるとき、誘引空気流量Ｑ２がＱ５となる。したがって、図７に示されるように、炉負荷が４０％以上１００％以下であるとき、誘引空気流量Ｑ２はＱ５となる。
【００６７】
定格運転時よりも少ない燃焼用空気流量で焼却炉１が運転されるとき、すなわち燃焼用空気流量Ｑ１が０＜Ｑ１＜Ｑ０であるとき、誘引空気流量Ｑ２はＱ０＞Ｑ２＞Ｑ５となる。図７に示されるように、炉負荷が０％〜４０％の間で変化すると、誘引空気流量Ｑ２は６００ｍ３／ｍｉｎ〜３６０ｍ３／ｍｉｎの間で線形的に単調減少する。制御部１９は、エアカーテン生成部５に流量Ｑ５の空気を供給するために、第３流量計２５の測定結果に基づいて、第１流量調整ダンパ２３および第２流量調整ダンパ２４の開度を調整する。第３流量計２５によってエアカーテン生成部５に供給される空気の流量がＱ５に達したことが測定されると、制御部１９は、第１流量調整ダンパ２３の開度を固定する。一方、制御部１９は、第２流量調整ダンパ２４を開放する。こうして、エアカーテン生成部５に流量Ｑ５の空気が供給され、流量（Ｑ２−Ｑ５）の空気が大気放出される。
【００６８】
次に２基の焼却炉本体２が運転されている２炉運転時の場合について説明する。図８は、２炉運転時の誘引空気流量Ｑ２と工場負荷との関係を示すグラフである。定格運転時、燃焼用空気流量Ｑ１は、たとえば１２００ｍ３／ｍｉｎとなり（Ｑ０＜Ｑ１）、流量差ΔＱ１＜０となるが、比較部１８は流量差ΔＱ１＝０を出力し、制御部１９によって誘引送風機１４が４０％の出力で運転され、誘引空気流量Ｑ２がＱ５となる。制御部１９は、エアカーテン生成部５に流量Ｑ５の空気を供給するために、第３流量計２５の測定結果に基づいて、第１流量調整ダンパ２３および第２流量調整ダンパ２４の開度を調整する。第３流量計２５によってエアカーテン生成部５に供給される空気の流量がＱ５に達したことが測定されると、制御部１９は、第１流量調整ダンパ２３の開度を固定する。一方、制御部１９は、第２流量調整ダンパ２４を閉鎖する。こうして、空気を大気放出させることなく、流量Ｑ５の空気がエアカーテン生成部５に供給される。なお本実施形態では、定格押込流量Ｑ０は、たとえば６００ｍ３／ｍｉｎに設定されているので、工場負荷が２０％であるとき、誘引空気流量Ｑ２がＱ５となる。したがって、図８に示されるように、工場負荷が２０％以上１００％以下であるとき、誘引空気流量Ｑ２はＱ５となる。
【００６９】
定格運転時よりも少ない燃焼用空気流量で焼却炉１が工場負荷０％よりも大きく、２０％未満で運転されるとき、すなわち燃焼用空気流量Ｑ１が０＜Ｑ１＜Ｑ０であるとき、誘引空気流量Ｑ２はＱ０＞Ｑ２＞Ｑ５となる。図８に示されるように、工場負荷が０％〜２０％の間で変化すると、誘引空気流量Ｑ２は６００ｍ３／ｍｉｎ〜３６０ｍ３／ｍｉｎの間で線形的に単調減少する。制御部１９は、エアカーテン生成部５に流量Ｑ５の空気を供給するために、第３流量計２５の測定結果に基づいて、第１流量調整ダンパ２３および第２流量調整ダンパ２４の開度を調整する。第３流量計２５によってエアカーテン生成部５に供給される空気の流量がＱ５に達したことが測定されると、制御部１９は、第１流量調整ダンパ２３の開度を固定する。一方、制御部１９は、第２流量調整ダンパ２４を開放する。こうして、エアカーテン生成部５に流量Ｑ５の空気が供給され、流量（Ｑ２−Ｑ５）の空気が大気放出される。
【００７０】
本発明に従えば、処理された空気がエアカーテン生成部５に供給されるので、焼却炉１内で空気を循環させることができ、処理された空気を再利用した循環システムを構成することができる。また、エアカーテン生成部５に供給されるべき流量を超える流量の空気がごみピット３から誘引された場合でも、処理された安全な空気の一部を大気放出することによって、エアカーテン生成部５に常に予め定める流量を供給することができ、エアカーテンを安定して生成することができる。また、第１流量調整ダンパ２３によって、エアカーテン生成部５に供給される空気の流量が一定に調整されるので、第１流量調整ダンパ２３の空気の流下方向上流側の空気の流量が大きく変動しても、空気の流量は第１流量調整ダンパ２３で一定の流量に規制され、第１流量調整ダンパ２３の空気の流下方向下流側に流量の変動の影響が及ばない。
【００７１】
さらに、本発明の構成では、ごみピット３から少なくとも流量Ｑ５の空気が常に誘引されることになるが、連続的に脱臭処理を行うことが可能な本発明の脱臭システムを用いることによって、大量の吸着剤を必要とした大型の吸着式脱臭装置では困難であったコンパクトな空気循環システムを実現することができる。
【００７２】
図９は、本発明の第３の実施形態の廃棄物焼却炉の脱臭システム１０Ｂの構成を簡略化して示す図である。本実施形態において、上述の実施形態の構成に対応する部分には同一の参照符を付し、その説明を省略する。本実施形態において、脱臭システム１０Ｂは、上述の実施形態の脱臭システム１０Ａの構成に類似し、注目すべきは、除塵部１１をバグフィルタの代わりに、電気集塵機を用いたことである。除塵部１１は、電気集塵機で実現される。除塵部１１は、制御部１９に電気的に接続される。制御部１９は、誘引空気流量Ｑ２の大きさに応じて、除塵部１１の集塵能力を制御する制御信号Ｃ５を出力する。このように構成しても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
図１に示される本発明の第１の実施形態において、除塵部１１にはバグフィルタが用いられているが、これに代えて図９に示される実施形態と同様に、電気集塵機が用いられてもよい。
【００７４】
図６および図９に示される本発明の実施形態において、エアカーテン生成部５に供給される空気の流量を第１流量調整ダンパ２３によって調整しているが、これに代えて、第２流量調整ダンパ２４の開度のみを調整して、エアカーテン生成部５に供給される空気の流量を調整してもよい。この場合、第１流量調整ダンパ２３は開放されたままであってもよく、または第１流量調整ダンパ２３は省略されてもよい。このように構成しても、図６および図９に示される本発明の実施形態と同様の効果を得ることができる。ただし、流量の変化が大きい場合、第２流量調整ダンパ２４の応答遅れによって、エアカーテン生成部５に供給される空気の流量が変動するおそれがあるので、図６および図９に示される本発明の実施形態のように、第１流量調整ダンパ２３を設けて流量の調整を行うことが好ましい。
【００７５】
本発明の実施の形態において、廃棄物として都市ごみを例示したが、これに限定されず、下水汚泥またはし尿汚泥などの他の廃棄物であってもよい。廃棄物焼却炉１は、流動床式都市ごみ焼却炉などの流動床式焼却炉に限定されず、ストーカ式焼却炉であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施形態の廃棄物焼却炉の脱臭システム１０の構成を簡略化して示す図である。
【図２】本発明の前提となる廃棄物焼却炉１の構成を簡略化して示す図である。
【図３】プラズマ反応器１２ａの主要な構成を簡略化して示す正面図である。
【図４】１炉運転時の誘引空気流量Ｑ２と炉負荷との関係を示すグラフである。
【図５】２炉運転時の誘引空気流量Ｑ２と工場負荷との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の第２の実施形態の廃棄物焼却炉１の脱臭システム１０Ａの構成を簡略化して示す図である。
【図７】１炉運転時の誘引空気流量Ｑ２と炉負荷との関係を示すグラフである。
【図８】２炉運転時の誘引空気流量Ｑ２と工場負荷との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の第３の実施形態の廃棄物焼却炉の脱臭システム１０Ｂの構成を簡略化して示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１ 廃棄物焼却炉
２ 焼却炉本体
３ ごみピット
４ 押込送風機
５ エアカーテン生成部
６ プラットホーム
１０，１０Ａ，１０Ｂ 脱臭システム
１１ 除塵部
１２ プラズマ反応部
１３ 二次反応部
１４ 誘引送風機
１５ 第１流量計
１６ 第２流量計
１７ 定格押込流量設定部
１８ 比較部
１９ 制御部
２３ 第１流量調整ダンパ
２４ 第２流量調整ダンパ
２５ 第３流量計
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を焼却処理する焼却炉本体と、廃棄物を貯留する廃棄物貯留部と、前記廃棄物貯留部内の空気を燃焼用空気として前記焼却炉本体に供給する燃焼用空気供給部とを含む廃棄物焼却炉の廃棄物貯留部内圧力保持システムにおいて、
前記廃棄物貯留部内の空気を誘引する空気誘引部と、
前記燃焼用空気供給部によって前記廃棄物貯留部から前記焼却炉本体に供給される燃焼用空気の流量を測定する燃焼用空気流量測定部と、
前記空気誘引部によって前記廃棄物貯留部から誘引される空気の流量を測定する誘引空気流量測定部と、
定格運転時に前記焼却炉本体に供給されるべき燃焼用空気の定格押込流量と、前記燃焼用空気流量測定部で測定された測定流量との差を求める比較部と、
前記誘引空気流量測定部で測定された測定流量が、前記比較部で求めた流量差となるように、前記空気誘引部の動作を制御する制御部とを含むことを特徴とする廃棄物焼却炉の廃棄物貯留部内圧力保持システム。
【請求項２】
廃棄物を焼却処理する焼却炉本体と、廃棄物を貯留する廃棄物貯留部と、前記廃棄物貯留部内の空気を燃焼用空気として前記焼却炉本体に供給する燃焼用空気供給部とを含む廃棄物焼却炉の脱臭システムにおいて、
前記廃棄物貯留部内の塵埃および臭気成分を含む空気から塵埃を除去する除塵部と、
放電によって非平衡プラズマを発生させて、臭気成分を含む空気を処理するプラズマ反応部と、
処理された空気の二次処理を行う二次反応部と、
前記廃棄物貯留部内の空気を、前記除塵部から前記二次反応部に向かって誘引する空気誘引部と、
前記燃焼用空気供給部によって前記廃棄物貯留部から前記焼却炉本体に供給される燃焼用空気の流量を測定する燃焼用空気流量測定部と、
前記空気誘引部によって前記廃棄物貯留部から誘引される空気の流量を測定する誘引空気流量測定部と、
定格運転時に前記焼却炉本体に供給されるべき燃焼用空気の定格押込流量と、前記燃焼用空気流量測定部で測定された測定流量との差を求める比較部と、
前記誘引空気流量測定部で測定された測定流量が、前記比較部で求めた流量差となるように、前記空気誘引部の動作を制御する制御部とを含むことを特徴とする廃棄物焼却炉の脱臭システム。
【請求項３】
前記廃棄物焼却炉は、前記廃棄物貯留部と外部とを仕切るエアカーテンを生成するエアカーテン生成部を含み、
前記処理された空気が前記エアカーテン生成部に供給されることを特徴とする請求項２記載の廃棄物焼却炉の脱臭システム。
【請求項４】
前記エアカーテン生成部に供給される空気の流量を調整する第１流量調整部と、
前記空気誘引部から大気放出される空気の流量を調整する第２流量調整部と、
前記空気誘引部から前記エアカーテン生成部に供給される空気の流量を測定するエアカーテン用空気流量測定部とを含み、
前記制御部は、前記エアカーテン用空気流量測定部で測定された測定流量が予め定める流量となるように、前記第１および第２流量調整部の動作を制御することを特徴とする請求項３記載の廃棄物焼却炉の脱臭システム。
【請求項１】
廃棄物を焼却処理する焼却炉本体と、廃棄物を貯留する廃棄物貯留部と、前記廃棄物貯留部内の空気を燃焼用空気として前記焼却炉本体に供給する燃焼用空気供給部とを含む廃棄物焼却炉の廃棄物貯留部内圧力保持システムにおいて、
前記廃棄物貯留部内の空気を誘引する空気誘引部と、
前記燃焼用空気供給部によって前記廃棄物貯留部から前記焼却炉本体に供給される燃焼用空気の流量を測定する燃焼用空気流量測定部と、
前記空気誘引部によって前記廃棄物貯留部から誘引される空気の流量を測定する誘引空気流量測定部と、
定格運転時に前記焼却炉本体に供給されるべき燃焼用空気の定格押込流量と、前記燃焼用空気流量測定部で測定された測定流量との差を求める比較部と、
前記誘引空気流量測定部で測定された測定流量が、前記比較部で求めた流量差となるように、前記空気誘引部の動作を制御する制御部とを含むことを特徴とする廃棄物焼却炉の廃棄物貯留部内圧力保持システム。
【請求項２】
廃棄物を焼却処理する焼却炉本体と、廃棄物を貯留する廃棄物貯留部と、前記廃棄物貯留部内の空気を燃焼用空気として前記焼却炉本体に供給する燃焼用空気供給部とを含む廃棄物焼却炉の脱臭システムにおいて、
前記廃棄物貯留部内の塵埃および臭気成分を含む空気から塵埃を除去する除塵部と、
放電によって非平衡プラズマを発生させて、臭気成分を含む空気を処理するプラズマ反応部と、
処理された空気の二次処理を行う二次反応部と、
前記廃棄物貯留部内の空気を、前記除塵部から前記二次反応部に向かって誘引する空気誘引部と、
前記燃焼用空気供給部によって前記廃棄物貯留部から前記焼却炉本体に供給される燃焼用空気の流量を測定する燃焼用空気流量測定部と、
前記空気誘引部によって前記廃棄物貯留部から誘引される空気の流量を測定する誘引空気流量測定部と、
定格運転時に前記焼却炉本体に供給されるべき燃焼用空気の定格押込流量と、前記燃焼用空気流量測定部で測定された測定流量との差を求める比較部と、
前記誘引空気流量測定部で測定された測定流量が、前記比較部で求めた流量差となるように、前記空気誘引部の動作を制御する制御部とを含むことを特徴とする廃棄物焼却炉の脱臭システム。
【請求項３】
前記廃棄物焼却炉は、前記廃棄物貯留部と外部とを仕切るエアカーテンを生成するエアカーテン生成部を含み、
前記処理された空気が前記エアカーテン生成部に供給されることを特徴とする請求項２記載の廃棄物焼却炉の脱臭システム。
【請求項４】
前記エアカーテン生成部に供給される空気の流量を調整する第１流量調整部と、
前記空気誘引部から大気放出される空気の流量を調整する第２流量調整部と、
前記空気誘引部から前記エアカーテン生成部に供給される空気の流量を測定するエアカーテン用空気流量測定部とを含み、
前記制御部は、前記エアカーテン用空気流量測定部で測定された測定流量が予め定める流量となるように、前記第１および第２流量調整部の動作を制御することを特徴とする請求項３記載の廃棄物焼却炉の脱臭システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１４５８６（Ｐ２００８−１４５８６Ａ）
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８７２５４（Ｐ２００６−１８７２５４）
【出願日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【出願人】（３９２００８１９４）オリエンタル機電株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【出願人】（３９２００８１９４）オリエンタル機電株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
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