焼却装置及び燃焼制御方法
【課題】本発明の目的は、ロータリーキルン内の酸素濃度が所望の酸素濃度に制御される焼却装置及び燃焼制御方法を提供することである。
【解決手段】焼却装置１Ａは、ロータリーキルン１１、ストーカ１３、再燃焼室１６、ロータリーキルン１１の前部１１ａに接続された混合ガス流路３４、排ガスファン２３又は２４、押込ファン２１、酸素濃度制御手段８１を具備する。ロータリーキルン１１は、焼却物を熱分解して熱分解ガスを発生させる。ストーカ１３は、焼却物の熱分解残渣を燃焼する。再燃焼室１６は、二次燃焼用空気を用いて熱分解ガスを燃焼する。排ガスファン２３又は２４は、再燃焼室１６からの排ガスを循環排ガスとして混合ガス流路３４に送る。押込ファン２１は、混合用空気を混合ガス流路３４に送る。酸素濃度制御手段８１は、混合ガス流路３４からロータリーキルン１１に流入する混合用空気と循環排ガスの混合ガスの酸素濃度を制御する。
【解決手段】焼却装置１Ａは、ロータリーキルン１１、ストーカ１３、再燃焼室１６、ロータリーキルン１１の前部１１ａに接続された混合ガス流路３４、排ガスファン２３又は２４、押込ファン２１、酸素濃度制御手段８１を具備する。ロータリーキルン１１は、焼却物を熱分解して熱分解ガスを発生させる。ストーカ１３は、焼却物の熱分解残渣を燃焼する。再燃焼室１６は、二次燃焼用空気を用いて熱分解ガスを燃焼する。排ガスファン２３又は２４は、再燃焼室１６からの排ガスを循環排ガスとして混合ガス流路３４に送る。押込ファン２１は、混合用空気を混合ガス流路３４に送る。酸素濃度制御手段８１は、混合ガス流路３４からロータリーキルン１１に流入する混合用空気と循環排ガスの混合ガスの酸素濃度を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼却装置に関し、特にロータリーキルンを備えた焼却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ロータリーキルン炉前部と、ロータリーキルンと、ストーカと、二次燃焼室とを備え、全体が減圧制御された燃焼設備におけるロータリーキルンの抑制燃焼方法を開示している。ロータリーキルン炉前部は、固形廃棄物供給装置及び押込空気供給装置を備える。固形廃棄物供給装置は、固形廃棄物をロータリーキルンに供給する。押込空気供給装置は、押込空気をロータリーキルンに供給する。炉頭漏洩空気がロータリーキルン炉前部に侵入する。ロータリーキルンは、押込空気及び炉頭漏洩空気からなる一次燃焼用空気を用いて固形廃棄物を部分燃焼させる。ストーカは、ロータリーキルンから排出される固形廃棄物の燃焼残渣を燃焼させる。二次燃焼室は、ロータリーキルン及びストーカから排出される部分燃焼排ガスを二次燃焼用空気を用いて燃焼させる。このロータリーキルンの抑制燃焼方法において、炉頭漏洩空気量を測定すると共に、押込空気量を制御して、固形廃棄物を燃焼させる理論空気量の０．１５倍〜０．６倍量の一次燃焼用空気をロータリーキルンに供給し、ロータリーキルン内の部分燃焼ガスの最高温度を７５０℃以上として、且つ、この部分燃焼排ガス中の酸素濃度を２％以下に保持する。
【０００３】
特許文献２は、燃焼排ガス再循環式焼却炉を開示している。燃焼排ガス再循環式焼却炉は、ロータリーキルン炉と、二次燃焼室と、熱回収排ガス処理器と、一次排ガス経路と、排ガス循環路と、一次燃焼用空気供給路を介してロータリーキルン炉に一次燃焼用空気を供給する一次送風機と、二次燃焼室に二次燃焼用空気を供給する二次送風機と、排ガス循環路に設けられた循環ファンとを備える。ロータリーキルン炉において、焼却物が部分燃焼され、可燃性成分を含む一次排ガスが発生する。一次排ガスは、一次排ガス経路を通って二次燃焼室に流入し、二次燃焼室において燃焼される。二次燃焼室から排出された二次排ガスは、熱回収ガス処理器を通った後、一部が排ガス循環路を通ってロータリーキルン炉に戻され、残りが大気に放出される。一次排ガス経路内の一次排ガスの温度及び酸素濃度が検出され、一次排ガスの温度及び酸素濃度が一定に保持されるように、一次燃焼用空気供給路に設けられたダンパーの開度と排ガス循環路に設けられたダンパーの開度とが調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５１６８０１号公報
【特許文献２】特開昭６０−１４４５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ロータリーキルン内の酸素濃度が所望の酸素濃度に制御される焼却装置及び燃焼制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下に、（発明を実施するための形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００７】
本発明による焼却装置（１Ａ、１Ｂ）は、焼却物を熱分解して熱分解ガスを発生させるロータリーキルン（１１）と、前記焼却物の熱分解残渣を燃焼するストーカ（１３）と、二次燃焼用空気が供給され、前記熱分解ガスを燃焼する再燃焼室（１６）と、前記ロータリーキルンの前記焼却物が投入される側（１１ａ）に接続された混合ガス流路（３４）と、前記再燃焼室からの排ガスを循環排ガスとして前記混合ガス流路に送る排ガスファン（２３、２４）と、混合用空気を前記混合ガス流路に送る一次押込ファン（２１）と、前記混合ガス流路から前記ロータリーキルンに流入する前記混合用空気と前記循環排ガスの混合ガスの酸素濃度を制御する酸素濃度制御手段（８１、８３）とを具備する。
【０００８】
前記一次押込ファンは、混合用空気流路（３２）を介して前記混合用空気を前記混合ガス流路に送る。前記酸素濃度制御手段は、前記混合ガス流路内の前記混合ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度計（４２）と、前記混合用空気流路に設けられた第１ダンパー（４６）とを備えることが好ましい。
【０００９】
前記酸素濃度制御手段は、検出された前記混合ガスの酸素濃度及び前記混合ガスの目標酸素濃度（７２）に基づいて前記第１ダンパーの開度を制御する第１制御器（５０）を備えることが好ましい。
【００１０】
上記焼却装置は、前記混合ガスの流量を制御する流量制御手段（８２）を更に具備することが好ましい。前記流量制御手段は、前記混合ガス流路を流れる前記混合ガスの流量を検出する流量計（４３）と、前記混合ガス流路に設けられた第２ダンパー（４７）とを備える。
【００１１】
前記流量制御手段は、検出された前記混合ガスの流量及び前記混合ガスの目標流量（７１）に基づいて前記第２ダンパーの開度を制御する第２制御器（５１）を備えることが好ましい。
【００１２】
前記一次押込ファンは、混合用空気流路（３２）を介して前記混合用空気を前記混合ガス流路に送る。前記排ガスファンは、排ガス循環流路（３３）を介して前記循環排ガスを前記混合ガス流路に送る。前記酸素濃度制御手段は、前記排ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度計（４１）と、前記混合用空気流路を流れる前記混合用空気の流量を検出する第１流量計（４４）と、前記混合用空気流路に設けられた第１ダンパー（４６）と、前記排ガス循環流路を流れる前記循環排ガスの流量を検出する第２流量計（４５）と、前記排ガス循環流路に設けられた第２ダンパー（４８）とを備えることが好ましい。
【００１３】
前記酸素濃度制御手段は、演算装置（６０）と、第１制御器（５２）と、第２制御器（５３）とを備えることが好ましい。前記演算装置は、前記混合ガスの目標酸素濃度（７２）、前記混合ガスの目標流量（７１）、検出された前記排ガスの酸素濃度、及び空気の酸素濃度に基づいて、前記混合用空気流路を流れる前記混合用空気の混合用空気目標流量（７４）及び前記排ガス循環流路を流れる前記循環排ガスの循環排ガス目標流量（７３）を演算する。前記第１制御器は、検出された前記混合用空気の流量及び前記混合用空気目標流量に基づいて前記第１ダンパーの開度を制御する。前記第２制御器は、検出された前記循環排ガスの流量及び前記循環排ガス目標流量に基づいて前記第２ダンパーの開度を制御する。
【００１４】
本発明による燃焼制御方法は、ロータリーキルン（１１）に焼却物を投入するステップと、前記ロータリーキルン内において前記焼却物を熱分解・燃焼して熱分解ガスを発生させるステップと、ストーカ（１３）において前記焼却物の熱分解残渣を燃焼するステップと、二次燃焼用空気が供給される再燃焼室（１６）において、前記熱分解ガスを燃焼するステップと、前記再燃焼室からの排ガスとしての循環排ガスと混合用空気とが混合した混合ガスの酸素濃度を制御するステップと、前記混合ガスを前記ロータリーキルンの前記焼却物が投入される側（１１ａ）から前記ロータリーキルン内に流入させるステップとを具備する。
【００１５】
前記混合ガスの酸素濃度を制御する前記ステップは、前記混合ガスの酸素濃度を検出するステップと、検出された前記混合ガスの酸素濃度及び前記混合ガスの目標酸素濃度（７２）に基づいて前記混合用空気の流量を制御するステップとを含むことが好ましい。
【００１６】
上記燃焼制御方法は、前記混合ガスの流量を制御するステップを更に具備することが好ましい。前記混合ガスの流量を制御する前記ステップは、前記混合ガスの流量を検出するステップと、検出された前記混合ガスの流量及び前記混合ガスの目標流量（７１）に基づいて前記混合ガスの流量を制御するステップとを含む。
【００１７】
前記混合ガスの酸素濃度を制御する前記ステップは、前記排ガスの酸素濃度を検出するステップと、前記混合ガスの目標酸素濃度（７２）、前記混合ガスの目標流量（７１）、検出された前記排ガスの酸素濃度、及び空気の酸素濃度に基づいて、前記混合用空気の混合用空気目標流量（７４）及び前記循環排ガスの循環排ガス目標流量（７３）を演算するステップと、前記混合用空気の流量を検出するステップと、検出された前記混合用空気の流量及び前記混合用空気目標流量に基づいて前記混合用空気の流量を制御するステップと、前記循環排ガスの流量を検出するステップと、検出された前記循環排ガスの流量及び前記循環排ガス目標流量に基づいて前記循環排ガスの流量を制御するステップとを含むことが好ましい。
【００１８】
上記燃焼制御方法は、前記焼却物中の汚泥割合に基づいて前記混合ガスの前記目標酸素濃度を設定するステップを更に具備することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ロータリーキルン内の酸素濃度が所望の酸素濃度に制御される焼却装置及び燃焼制御方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る焼却装置の概略図である。
【図２】図２は、本発明の第２の実施形態に係る焼却装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
添付図面を参照して、本発明による焼却装置及び燃焼制御方法を実施するための形態を以下に説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る焼却装置１Ａ及び燃焼制御方法を説明する。焼却装置１Ａは、フード１０と、ロータリーキルン１１と、ストーカ１３と、中間部１５と、再燃焼室１６と、ガス冷却・熱回収装置１７と、排ガス処理装置１８と、排ガス誘引ファン２３と、排ガス循環ファン２４と、排ガス放出流路３５と、酸素濃度計４１と、煙突１９と、一次押込ファン２１と、一次空気流路３１と、混合用空気流路３２と、排ガス循環流路３３と、混合ガス流路３４と、二次空気ファン２２と、酸素濃度制御ユニット８１と、流量制御ユニット８２を備える。
【００２３】
ロータリーキルン１１は、ごみのような焼却物が投入される側としての前部１１ａと、焼却物の熱分解残渣が排出される側としての後部１１ｂを備える。ロータリーキルン１１が回転可能なように、前部１１ａがフード１０で覆われ、後部１１ｂが中間部１５に接続されている。フード１０に設けられた投入口からロータリーキルン１１に焼却物を投入する。ロータリーキルン１１は、低酸素下において焼却物を熱分解して熱分解ガスを発生させる。ロータリーキルン１１内の焼却物は、焼却物の部分燃焼熱及びストーカ１３からの輻射熱により熱分解される。これにより、熱分解ガスが発生する。
【００２４】
中間部１５は、ストーカ１３と再燃焼室１６の間に配置されている。ストーカ１３は中間部１５の下方に配置され、再燃焼室１６は中間部１５の上方に配置されている。
【００２５】
一次押込ファン２１は、一次空気流路３１及びダンパー５６を介して一次燃焼用空気をストーカ１３に供給する。ストーカ１３は、ロータリーキルン１１から排出された焼却物の熱分解残渣を燃焼する。熱分解残渣の燃焼により生成した主灰はストーカ１３から排出される。
【００２６】
ロータリーキルン１１から排出された熱分解ガスとストーカ１３からの排ガスは、中間部１５を通って再燃焼室１６に流入する。二次空気ファン２２は、ダンパー５７を介して二次燃焼用空気を再燃焼室１６に供給する。再燃焼室１６は、ストーカ１３からの排ガスに含まれる可燃性成分と熱分解ガスを燃焼する。
【００２７】
排ガス誘引ファン２３は、ガス冷却・熱回収装置１７及び排ガス処理装置１８を介して再燃焼室１６から排ガスを誘引する。したがって、ロータリーキルン１１、ストーカ１３、中間部１５、及び再燃焼室１６の中が減圧される。ガス冷却・熱回収装置１７は、排ガスから熱を回収して排ガスを冷却する。排ガス処理装置１８は、排ガスを浄化する。排ガス循環ファン２４は、排ガス誘引ファン２３が誘引した排ガスの一部を排ガス循環流路３３を介して混合ガス流路３４へ送る。排ガス誘引ファン２３が誘引した排ガスの残りは、排ガス放出流路３５及び煙突１９を通って大気に放出される。排ガス循環流路３３にはダンパー５８が設けられている。以後、排ガス循環流路３３を介して混合ガス流路３４へ送られる排ガスを循環排ガスという。酸素濃度計４１は、排ガス放出流路３５を流れる排ガスの酸素濃度を検出する。酸素濃度計４１が検出した酸素濃度は工程管理に利用される。例えば、酸素濃度計４１が検出した酸素濃度に基づいてダンパー５６及び５７の開度が制御される。これにより、ストーカ１３に供給される一次燃焼用空気の量及び再燃焼室１６に供給される二次燃焼用空気の量が調節される。
【００２８】
一次押込ファン２１は、混合用空気流路３２を介して混合用空気を混合ガス流路３４に送る。混合ガス流路３４は、前部１１ａに接続されている。混合用空気と循環排ガスの混合ガスが混合ガス流路３４からロータリーキルン１１に流入する。混合ガスは、空気よりも酸素濃度が低い。
【００２９】
前部１１ａとフード１０の隙間から漏れ込み空気がロータリーキルン１１内に流入すると、ロータリーキルン１１内の前部１１ａ近傍において焼却物が燃焼し、焼却物の投入口への逆火のおそれがある。混合ガス流路３４からロータリーキルン１１に流入する混合ガスは、一次押込ファン２１及び排ガス循環ファン２４によって周囲の気圧より圧力が高くなっている。そのため、前部１１ａとフード１０の隙間から漏れ込み空気がロータリーキルン１１内に流入することが防がれる。
【００３０】
ロータリーキルン１１内で焼却物が激しく燃焼したり、ロータリーキルン１１内や再燃焼室１６の下部でクリンカが生成したり、焼却物がほとんど熱分解されずに熱分解残渣が大量に発生してストーカ１３に大きな負荷がかかったりすることを防止するため、ロータリーキルン１１内の酸素濃度及びロータリーキルン１１への酸素供給量を焼却物の発熱量、含水率、及び投入量に応じて制御する必要がある。本実施形態においては、混合ガスの酸素濃度及び流量を焼却物の発熱量、含水率、及び投入量に応じて制御することで、ロータリーキルン１１内の酸素濃度及びロータリーキルン１１への酸素供給量を制御する。混合ガスの酸素濃度は１８％を上限として制御される。例えば、焼却物の発熱量が高い場合、混合ガスの酸素濃度を低くする必要がある。焼却物の含水率が高い場合、混合ガスの酸素濃度を空気の酸素濃度を超えない範囲で高くする必要がある。焼却物の投入量が多い場合、混合ガスの流量を多くする必要がある。焼却物の発熱量が高い場合であっても、混合ガスの酸素濃度を１６％以下とすることで、ロータリーキルン１１への酸素供給量を確保しながら、ロータリーキルン１１の前部１１ａでの燃焼を防ぐことができる。
【００３１】
したがって、混合ガスの目標酸素濃度７２及び目標流量７１を焼却物の発熱量、含水率、及び投入量に基づいて設定する。例えば、焼却物中の汚泥割合が高い（例えば１０％を超える）と焼却物の含水率が高くなるので、焼却物中の汚泥割合に基づいて混合ガスの目標酸素濃度７２は汚泥を投入しない場合に比べ２〜４％高く設定する。
【００３２】
酸素濃度制御ユニット８１は、混合ガスの酸素濃度を制御する。酸素濃度制御ユニット８１は、酸素濃度計４２と、制御器５０と、ダンパー４６を備える。ダンパー４６は混合用空気流路３２に設けられている。酸素濃度計４２は、混合ガス流路３４内の混合ガスの酸素濃度を検出する。制御器５０は、酸素濃度計４２が検出した酸素濃度及び混合ガス目標酸素濃度７２に基づいてダンパー４６の開度を制御する。これにより、混合用空気の流量が制御され、混合ガスの酸素濃度が混合ガス目標酸素濃度７２に制御される。
【００３３】
流量制御ユニット８２は、混合ガスの流量を制御する。流量制御ユニット８２は、流量計４３と、制御器５１と、ダンパー４７を備える。ダンパー４７は、混合ガス流路３４に設けられている。流量計４３は、混合ガス流路３４を流れる混合ガスの流量を検出する。制御器５１は、流量計４３が検出した流量及び混合ガス目標流量７１に基づいてダンパー４７の開度を制御する。これにより、混合ガスの流量が混合ガス目標流量７１に制御される。
【００３４】
なお、制御器５０を用いて自動制御をするかわりに、酸素濃度計４２の検出する酸素濃度及び混合ガス目標酸素濃度７２に基づいてオペレータがダンパー４６の開度を手動で制御してもよい。制御器５１を用いて自動制御をするかわりに、流量計４３の検出した流量及び混合ガス目標流量７１に基づいてオペレータがダンパー４７の開度を手動で制御してもよい。
【００３５】
本実施形態によれば、焼却物の発熱量、含水率、及び投入量に変動がある場合であっても、焼却物の熱分解を適切におこなうことが可能である。
【００３６】
なお、特許文献２に記載されているようにロータリーキルン１１から排出された排ガスの酸素濃度を中間部１５内において検出した場合、この排ガスには中間部１５の壁１５ａと後部１１ｂの隙間から流入した漏れ込み空気が混じっているため、この検出された酸素濃度はロータリーキルン１１内の酸素濃度に一致しない。したがって、ロータリーキルン１１から排出された排ガスの酸素濃度を制御することでロータリーキルン１１内の酸素濃度を所望の酸素濃度に制御することは困難である。
【００３７】
本実施形態によれば、ロータリーキルン１１に供給される混合ガスの酸素濃度が目標酸素濃度に制御されるため、ロータリーキルン１１内の酸素濃度が所望の酸素濃度に制御される。
【００３８】
なお、排ガス循環流路３３における圧力損失が小さい場合、焼却装置１Ａは排ガス循環ファン２４を備えなくともよい。この場合、排ガス誘引ファン２３は、再燃焼室１６から誘引した排ガスの一部を循環排ガスとして混合ガス流路３４へ排ガス循環流路３３を介して送り、排ガスの残りを煙突１９に排ガス放出流路３５を介して送る。混合ガス流路３４からロータリーキルン１１に流入する混合ガスは、一次押込ファン２１及び排ガス誘引ファン２３によって周囲の気圧より圧力が高くなる。
【００３９】
（第２の実施形態）
図２を参照して、本発明の第２の実施形態に係る焼却装置１Ｂ及び燃焼制御方法を説明する。本実施形態に係る焼却装置１Ｂ及び燃焼制御方法は、酸素濃度制御ユニット８１及び流量制御ユニット８２が酸素濃度・流量制御ユニット８３で置き換えられている点、排ガス循環流路３３にダンパー５８が設けられていない点、及び混合ガス流路３４にダンパー５９が設けられている点を除いて第１の実施形態に係る焼却装置１Ａ及び燃焼制御方法と同様である。
【００４０】
酸素濃度・流量制御ユニット８３は、混合ガスの酸素濃度及び流量を制御する。酸素濃度・流量制御ユニット８３は、酸素濃度計４１と、流量計４４と、制御器５２と、ダンパー４６と、流量計４５と、制御器５３と、ダンパー４８と、演算装置６０を備える。ダンパー４６は混合用空気流路３２に設けられている。ダンパー４８は排ガス循環流路３３に設けられている。
【００４１】
酸素濃度計４１は、排ガス放出流路３５内の排ガスの酸素濃度を検出する。排ガス放出流路３５内の排ガスの酸素濃度と排ガス循環流路３３内の循環排ガスの酸素濃度は等しいから、排ガス放出流路３５内の排ガスの酸素濃度を検出することは排ガス循環流路３３内の循環排ガスの酸素濃度を検出することと同じである。流量計４４は、混合用空気流路３２を流れる混合用空気の流量を検出する。流量計４５は、排ガス循環流路３３を流れる循環排ガスの流量を検出する。
【００４２】
演算装置６０は、混合ガス目標流量７１、混合ガス目標酸素濃度７２、酸素濃度計４１が検出した排ガスの酸素濃度、及び空気の酸素濃度に基づいて、混合ガスの流量及び酸素濃度が混合ガス目標流量７１及び混合ガス目標酸素濃度７２（例えば１６％）に制御されるように、混合用空気流路３２を流れる混合用空気の混合用空気目標流量７４及び排ガス循環流路３３を流れる循環排ガスの循環排ガス目標流量７３を演算する。ここで、空気の酸素濃度として、既知の値（例えば２１％）が使用される。制御器５２は、流量計４４が検出した混合用空気の流量及び混合用空気目標流量７４に基づいてダンパー４６の開度を制御する。これにより、混合用空気の流量が混合用空気目標流量７４に制御される。制御器５３は、流量計４５が検出した循環排ガスの流量及び循環排ガス目標流量７３に基づいてダンパー４８の開度を制御する。これにより、循環排ガスの流量が循環排ガス目標流量７３に制御される。混合用空気の流量が混合用空気目標流量７４に制御され、循環排ガスの流量が循環排ガス目標流量７３に制御される結果、混合ガスの酸素濃度が混合ガス目標酸素濃度７２に制御され、混合ガスの流量が混合ガス目標流量７１に制御される。
【００４３】
なお、演算装置６０のかわりにオペレータが循環排ガス目標流量７３及び混合用空気目標流量７４を演算してもよい。制御器５２を用いて自動制御をするかわりに、流量計４４の検出する流量及び混合用空気目標流量７４に基づいてオペレータがダンパー４６の開度を手動で制御してもよい。制御器５３を用いて自動制御するかわりに、ダンパー４８の検出した流量及び循環排ガス目標流量７３に基づいてオペレータがダンパー４８の開度を手動で制御してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１Ａ、１Ｂ…焼却装置
１０…フード
１１…ロータリーキルン
１１ａ…前部
１１ｂ…後部
１３…ストーカ
１５…中間部
１５ａ…壁
１６…再燃焼室
１７…ガス冷却・熱回収装置
１８…排ガス処理装置
１９…煙突
２１…一次押込ファン
２２…二次空気ファン
２３…排ガス誘引ファン
２４…排ガス循環ファン
３１…一次空気流路
３２…混合用空気流路
３３…排ガス循環流路
３４…混合ガス流路
３５…排ガス放出流路
４１、４２…酸素濃度計
４３〜４５…流量計
４６〜４８、５６〜５９…ダンパー
５０〜５３…制御器
６０…演算装置
７１…混合ガス目標流量
７２…混合ガス目標酸素濃度
７３…循環排ガス目標流量
７４…混合用空気目標流量
８１…酸素濃度制御ユニット
８２…流量制御ユニット
８３…酸素濃度・流量制御ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼却装置に関し、特にロータリーキルンを備えた焼却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ロータリーキルン炉前部と、ロータリーキルンと、ストーカと、二次燃焼室とを備え、全体が減圧制御された燃焼設備におけるロータリーキルンの抑制燃焼方法を開示している。ロータリーキルン炉前部は、固形廃棄物供給装置及び押込空気供給装置を備える。固形廃棄物供給装置は、固形廃棄物をロータリーキルンに供給する。押込空気供給装置は、押込空気をロータリーキルンに供給する。炉頭漏洩空気がロータリーキルン炉前部に侵入する。ロータリーキルンは、押込空気及び炉頭漏洩空気からなる一次燃焼用空気を用いて固形廃棄物を部分燃焼させる。ストーカは、ロータリーキルンから排出される固形廃棄物の燃焼残渣を燃焼させる。二次燃焼室は、ロータリーキルン及びストーカから排出される部分燃焼排ガスを二次燃焼用空気を用いて燃焼させる。このロータリーキルンの抑制燃焼方法において、炉頭漏洩空気量を測定すると共に、押込空気量を制御して、固形廃棄物を燃焼させる理論空気量の０．１５倍〜０．６倍量の一次燃焼用空気をロータリーキルンに供給し、ロータリーキルン内の部分燃焼ガスの最高温度を７５０℃以上として、且つ、この部分燃焼排ガス中の酸素濃度を２％以下に保持する。
【０００３】
特許文献２は、燃焼排ガス再循環式焼却炉を開示している。燃焼排ガス再循環式焼却炉は、ロータリーキルン炉と、二次燃焼室と、熱回収排ガス処理器と、一次排ガス経路と、排ガス循環路と、一次燃焼用空気供給路を介してロータリーキルン炉に一次燃焼用空気を供給する一次送風機と、二次燃焼室に二次燃焼用空気を供給する二次送風機と、排ガス循環路に設けられた循環ファンとを備える。ロータリーキルン炉において、焼却物が部分燃焼され、可燃性成分を含む一次排ガスが発生する。一次排ガスは、一次排ガス経路を通って二次燃焼室に流入し、二次燃焼室において燃焼される。二次燃焼室から排出された二次排ガスは、熱回収ガス処理器を通った後、一部が排ガス循環路を通ってロータリーキルン炉に戻され、残りが大気に放出される。一次排ガス経路内の一次排ガスの温度及び酸素濃度が検出され、一次排ガスの温度及び酸素濃度が一定に保持されるように、一次燃焼用空気供給路に設けられたダンパーの開度と排ガス循環路に設けられたダンパーの開度とが調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５１６８０１号公報
【特許文献２】特開昭６０−１４４５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ロータリーキルン内の酸素濃度が所望の酸素濃度に制御される焼却装置及び燃焼制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下に、（発明を実施するための形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００７】
本発明による焼却装置（１Ａ、１Ｂ）は、焼却物を熱分解して熱分解ガスを発生させるロータリーキルン（１１）と、前記焼却物の熱分解残渣を燃焼するストーカ（１３）と、二次燃焼用空気が供給され、前記熱分解ガスを燃焼する再燃焼室（１６）と、前記ロータリーキルンの前記焼却物が投入される側（１１ａ）に接続された混合ガス流路（３４）と、前記再燃焼室からの排ガスを循環排ガスとして前記混合ガス流路に送る排ガスファン（２３、２４）と、混合用空気を前記混合ガス流路に送る一次押込ファン（２１）と、前記混合ガス流路から前記ロータリーキルンに流入する前記混合用空気と前記循環排ガスの混合ガスの酸素濃度を制御する酸素濃度制御手段（８１、８３）とを具備する。
【０００８】
前記一次押込ファンは、混合用空気流路（３２）を介して前記混合用空気を前記混合ガス流路に送る。前記酸素濃度制御手段は、前記混合ガス流路内の前記混合ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度計（４２）と、前記混合用空気流路に設けられた第１ダンパー（４６）とを備えることが好ましい。
【０００９】
前記酸素濃度制御手段は、検出された前記混合ガスの酸素濃度及び前記混合ガスの目標酸素濃度（７２）に基づいて前記第１ダンパーの開度を制御する第１制御器（５０）を備えることが好ましい。
【００１０】
上記焼却装置は、前記混合ガスの流量を制御する流量制御手段（８２）を更に具備することが好ましい。前記流量制御手段は、前記混合ガス流路を流れる前記混合ガスの流量を検出する流量計（４３）と、前記混合ガス流路に設けられた第２ダンパー（４７）とを備える。
【００１１】
前記流量制御手段は、検出された前記混合ガスの流量及び前記混合ガスの目標流量（７１）に基づいて前記第２ダンパーの開度を制御する第２制御器（５１）を備えることが好ましい。
【００１２】
前記一次押込ファンは、混合用空気流路（３２）を介して前記混合用空気を前記混合ガス流路に送る。前記排ガスファンは、排ガス循環流路（３３）を介して前記循環排ガスを前記混合ガス流路に送る。前記酸素濃度制御手段は、前記排ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度計（４１）と、前記混合用空気流路を流れる前記混合用空気の流量を検出する第１流量計（４４）と、前記混合用空気流路に設けられた第１ダンパー（４６）と、前記排ガス循環流路を流れる前記循環排ガスの流量を検出する第２流量計（４５）と、前記排ガス循環流路に設けられた第２ダンパー（４８）とを備えることが好ましい。
【００１３】
前記酸素濃度制御手段は、演算装置（６０）と、第１制御器（５２）と、第２制御器（５３）とを備えることが好ましい。前記演算装置は、前記混合ガスの目標酸素濃度（７２）、前記混合ガスの目標流量（７１）、検出された前記排ガスの酸素濃度、及び空気の酸素濃度に基づいて、前記混合用空気流路を流れる前記混合用空気の混合用空気目標流量（７４）及び前記排ガス循環流路を流れる前記循環排ガスの循環排ガス目標流量（７３）を演算する。前記第１制御器は、検出された前記混合用空気の流量及び前記混合用空気目標流量に基づいて前記第１ダンパーの開度を制御する。前記第２制御器は、検出された前記循環排ガスの流量及び前記循環排ガス目標流量に基づいて前記第２ダンパーの開度を制御する。
【００１４】
本発明による燃焼制御方法は、ロータリーキルン（１１）に焼却物を投入するステップと、前記ロータリーキルン内において前記焼却物を熱分解・燃焼して熱分解ガスを発生させるステップと、ストーカ（１３）において前記焼却物の熱分解残渣を燃焼するステップと、二次燃焼用空気が供給される再燃焼室（１６）において、前記熱分解ガスを燃焼するステップと、前記再燃焼室からの排ガスとしての循環排ガスと混合用空気とが混合した混合ガスの酸素濃度を制御するステップと、前記混合ガスを前記ロータリーキルンの前記焼却物が投入される側（１１ａ）から前記ロータリーキルン内に流入させるステップとを具備する。
【００１５】
前記混合ガスの酸素濃度を制御する前記ステップは、前記混合ガスの酸素濃度を検出するステップと、検出された前記混合ガスの酸素濃度及び前記混合ガスの目標酸素濃度（７２）に基づいて前記混合用空気の流量を制御するステップとを含むことが好ましい。
【００１６】
上記燃焼制御方法は、前記混合ガスの流量を制御するステップを更に具備することが好ましい。前記混合ガスの流量を制御する前記ステップは、前記混合ガスの流量を検出するステップと、検出された前記混合ガスの流量及び前記混合ガスの目標流量（７１）に基づいて前記混合ガスの流量を制御するステップとを含む。
【００１７】
前記混合ガスの酸素濃度を制御する前記ステップは、前記排ガスの酸素濃度を検出するステップと、前記混合ガスの目標酸素濃度（７２）、前記混合ガスの目標流量（７１）、検出された前記排ガスの酸素濃度、及び空気の酸素濃度に基づいて、前記混合用空気の混合用空気目標流量（７４）及び前記循環排ガスの循環排ガス目標流量（７３）を演算するステップと、前記混合用空気の流量を検出するステップと、検出された前記混合用空気の流量及び前記混合用空気目標流量に基づいて前記混合用空気の流量を制御するステップと、前記循環排ガスの流量を検出するステップと、検出された前記循環排ガスの流量及び前記循環排ガス目標流量に基づいて前記循環排ガスの流量を制御するステップとを含むことが好ましい。
【００１８】
上記燃焼制御方法は、前記焼却物中の汚泥割合に基づいて前記混合ガスの前記目標酸素濃度を設定するステップを更に具備することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ロータリーキルン内の酸素濃度が所望の酸素濃度に制御される焼却装置及び燃焼制御方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る焼却装置の概略図である。
【図２】図２は、本発明の第２の実施形態に係る焼却装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
添付図面を参照して、本発明による焼却装置及び燃焼制御方法を実施するための形態を以下に説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る焼却装置１Ａ及び燃焼制御方法を説明する。焼却装置１Ａは、フード１０と、ロータリーキルン１１と、ストーカ１３と、中間部１５と、再燃焼室１６と、ガス冷却・熱回収装置１７と、排ガス処理装置１８と、排ガス誘引ファン２３と、排ガス循環ファン２４と、排ガス放出流路３５と、酸素濃度計４１と、煙突１９と、一次押込ファン２１と、一次空気流路３１と、混合用空気流路３２と、排ガス循環流路３３と、混合ガス流路３４と、二次空気ファン２２と、酸素濃度制御ユニット８１と、流量制御ユニット８２を備える。
【００２３】
ロータリーキルン１１は、ごみのような焼却物が投入される側としての前部１１ａと、焼却物の熱分解残渣が排出される側としての後部１１ｂを備える。ロータリーキルン１１が回転可能なように、前部１１ａがフード１０で覆われ、後部１１ｂが中間部１５に接続されている。フード１０に設けられた投入口からロータリーキルン１１に焼却物を投入する。ロータリーキルン１１は、低酸素下において焼却物を熱分解して熱分解ガスを発生させる。ロータリーキルン１１内の焼却物は、焼却物の部分燃焼熱及びストーカ１３からの輻射熱により熱分解される。これにより、熱分解ガスが発生する。
【００２４】
中間部１５は、ストーカ１３と再燃焼室１６の間に配置されている。ストーカ１３は中間部１５の下方に配置され、再燃焼室１６は中間部１５の上方に配置されている。
【００２５】
一次押込ファン２１は、一次空気流路３１及びダンパー５６を介して一次燃焼用空気をストーカ１３に供給する。ストーカ１３は、ロータリーキルン１１から排出された焼却物の熱分解残渣を燃焼する。熱分解残渣の燃焼により生成した主灰はストーカ１３から排出される。
【００２６】
ロータリーキルン１１から排出された熱分解ガスとストーカ１３からの排ガスは、中間部１５を通って再燃焼室１６に流入する。二次空気ファン２２は、ダンパー５７を介して二次燃焼用空気を再燃焼室１６に供給する。再燃焼室１６は、ストーカ１３からの排ガスに含まれる可燃性成分と熱分解ガスを燃焼する。
【００２７】
排ガス誘引ファン２３は、ガス冷却・熱回収装置１７及び排ガス処理装置１８を介して再燃焼室１６から排ガスを誘引する。したがって、ロータリーキルン１１、ストーカ１３、中間部１５、及び再燃焼室１６の中が減圧される。ガス冷却・熱回収装置１７は、排ガスから熱を回収して排ガスを冷却する。排ガス処理装置１８は、排ガスを浄化する。排ガス循環ファン２４は、排ガス誘引ファン２３が誘引した排ガスの一部を排ガス循環流路３３を介して混合ガス流路３４へ送る。排ガス誘引ファン２３が誘引した排ガスの残りは、排ガス放出流路３５及び煙突１９を通って大気に放出される。排ガス循環流路３３にはダンパー５８が設けられている。以後、排ガス循環流路３３を介して混合ガス流路３４へ送られる排ガスを循環排ガスという。酸素濃度計４１は、排ガス放出流路３５を流れる排ガスの酸素濃度を検出する。酸素濃度計４１が検出した酸素濃度は工程管理に利用される。例えば、酸素濃度計４１が検出した酸素濃度に基づいてダンパー５６及び５７の開度が制御される。これにより、ストーカ１３に供給される一次燃焼用空気の量及び再燃焼室１６に供給される二次燃焼用空気の量が調節される。
【００２８】
一次押込ファン２１は、混合用空気流路３２を介して混合用空気を混合ガス流路３４に送る。混合ガス流路３４は、前部１１ａに接続されている。混合用空気と循環排ガスの混合ガスが混合ガス流路３４からロータリーキルン１１に流入する。混合ガスは、空気よりも酸素濃度が低い。
【００２９】
前部１１ａとフード１０の隙間から漏れ込み空気がロータリーキルン１１内に流入すると、ロータリーキルン１１内の前部１１ａ近傍において焼却物が燃焼し、焼却物の投入口への逆火のおそれがある。混合ガス流路３４からロータリーキルン１１に流入する混合ガスは、一次押込ファン２１及び排ガス循環ファン２４によって周囲の気圧より圧力が高くなっている。そのため、前部１１ａとフード１０の隙間から漏れ込み空気がロータリーキルン１１内に流入することが防がれる。
【００３０】
ロータリーキルン１１内で焼却物が激しく燃焼したり、ロータリーキルン１１内や再燃焼室１６の下部でクリンカが生成したり、焼却物がほとんど熱分解されずに熱分解残渣が大量に発生してストーカ１３に大きな負荷がかかったりすることを防止するため、ロータリーキルン１１内の酸素濃度及びロータリーキルン１１への酸素供給量を焼却物の発熱量、含水率、及び投入量に応じて制御する必要がある。本実施形態においては、混合ガスの酸素濃度及び流量を焼却物の発熱量、含水率、及び投入量に応じて制御することで、ロータリーキルン１１内の酸素濃度及びロータリーキルン１１への酸素供給量を制御する。混合ガスの酸素濃度は１８％を上限として制御される。例えば、焼却物の発熱量が高い場合、混合ガスの酸素濃度を低くする必要がある。焼却物の含水率が高い場合、混合ガスの酸素濃度を空気の酸素濃度を超えない範囲で高くする必要がある。焼却物の投入量が多い場合、混合ガスの流量を多くする必要がある。焼却物の発熱量が高い場合であっても、混合ガスの酸素濃度を１６％以下とすることで、ロータリーキルン１１への酸素供給量を確保しながら、ロータリーキルン１１の前部１１ａでの燃焼を防ぐことができる。
【００３１】
したがって、混合ガスの目標酸素濃度７２及び目標流量７１を焼却物の発熱量、含水率、及び投入量に基づいて設定する。例えば、焼却物中の汚泥割合が高い（例えば１０％を超える）と焼却物の含水率が高くなるので、焼却物中の汚泥割合に基づいて混合ガスの目標酸素濃度７２は汚泥を投入しない場合に比べ２〜４％高く設定する。
【００３２】
酸素濃度制御ユニット８１は、混合ガスの酸素濃度を制御する。酸素濃度制御ユニット８１は、酸素濃度計４２と、制御器５０と、ダンパー４６を備える。ダンパー４６は混合用空気流路３２に設けられている。酸素濃度計４２は、混合ガス流路３４内の混合ガスの酸素濃度を検出する。制御器５０は、酸素濃度計４２が検出した酸素濃度及び混合ガス目標酸素濃度７２に基づいてダンパー４６の開度を制御する。これにより、混合用空気の流量が制御され、混合ガスの酸素濃度が混合ガス目標酸素濃度７２に制御される。
【００３３】
流量制御ユニット８２は、混合ガスの流量を制御する。流量制御ユニット８２は、流量計４３と、制御器５１と、ダンパー４７を備える。ダンパー４７は、混合ガス流路３４に設けられている。流量計４３は、混合ガス流路３４を流れる混合ガスの流量を検出する。制御器５１は、流量計４３が検出した流量及び混合ガス目標流量７１に基づいてダンパー４７の開度を制御する。これにより、混合ガスの流量が混合ガス目標流量７１に制御される。
【００３４】
なお、制御器５０を用いて自動制御をするかわりに、酸素濃度計４２の検出する酸素濃度及び混合ガス目標酸素濃度７２に基づいてオペレータがダンパー４６の開度を手動で制御してもよい。制御器５１を用いて自動制御をするかわりに、流量計４３の検出した流量及び混合ガス目標流量７１に基づいてオペレータがダンパー４７の開度を手動で制御してもよい。
【００３５】
本実施形態によれば、焼却物の発熱量、含水率、及び投入量に変動がある場合であっても、焼却物の熱分解を適切におこなうことが可能である。
【００３６】
なお、特許文献２に記載されているようにロータリーキルン１１から排出された排ガスの酸素濃度を中間部１５内において検出した場合、この排ガスには中間部１５の壁１５ａと後部１１ｂの隙間から流入した漏れ込み空気が混じっているため、この検出された酸素濃度はロータリーキルン１１内の酸素濃度に一致しない。したがって、ロータリーキルン１１から排出された排ガスの酸素濃度を制御することでロータリーキルン１１内の酸素濃度を所望の酸素濃度に制御することは困難である。
【００３７】
本実施形態によれば、ロータリーキルン１１に供給される混合ガスの酸素濃度が目標酸素濃度に制御されるため、ロータリーキルン１１内の酸素濃度が所望の酸素濃度に制御される。
【００３８】
なお、排ガス循環流路３３における圧力損失が小さい場合、焼却装置１Ａは排ガス循環ファン２４を備えなくともよい。この場合、排ガス誘引ファン２３は、再燃焼室１６から誘引した排ガスの一部を循環排ガスとして混合ガス流路３４へ排ガス循環流路３３を介して送り、排ガスの残りを煙突１９に排ガス放出流路３５を介して送る。混合ガス流路３４からロータリーキルン１１に流入する混合ガスは、一次押込ファン２１及び排ガス誘引ファン２３によって周囲の気圧より圧力が高くなる。
【００３９】
（第２の実施形態）
図２を参照して、本発明の第２の実施形態に係る焼却装置１Ｂ及び燃焼制御方法を説明する。本実施形態に係る焼却装置１Ｂ及び燃焼制御方法は、酸素濃度制御ユニット８１及び流量制御ユニット８２が酸素濃度・流量制御ユニット８３で置き換えられている点、排ガス循環流路３３にダンパー５８が設けられていない点、及び混合ガス流路３４にダンパー５９が設けられている点を除いて第１の実施形態に係る焼却装置１Ａ及び燃焼制御方法と同様である。
【００４０】
酸素濃度・流量制御ユニット８３は、混合ガスの酸素濃度及び流量を制御する。酸素濃度・流量制御ユニット８３は、酸素濃度計４１と、流量計４４と、制御器５２と、ダンパー４６と、流量計４５と、制御器５３と、ダンパー４８と、演算装置６０を備える。ダンパー４６は混合用空気流路３２に設けられている。ダンパー４８は排ガス循環流路３３に設けられている。
【００４１】
酸素濃度計４１は、排ガス放出流路３５内の排ガスの酸素濃度を検出する。排ガス放出流路３５内の排ガスの酸素濃度と排ガス循環流路３３内の循環排ガスの酸素濃度は等しいから、排ガス放出流路３５内の排ガスの酸素濃度を検出することは排ガス循環流路３３内の循環排ガスの酸素濃度を検出することと同じである。流量計４４は、混合用空気流路３２を流れる混合用空気の流量を検出する。流量計４５は、排ガス循環流路３３を流れる循環排ガスの流量を検出する。
【００４２】
演算装置６０は、混合ガス目標流量７１、混合ガス目標酸素濃度７２、酸素濃度計４１が検出した排ガスの酸素濃度、及び空気の酸素濃度に基づいて、混合ガスの流量及び酸素濃度が混合ガス目標流量７１及び混合ガス目標酸素濃度７２（例えば１６％）に制御されるように、混合用空気流路３２を流れる混合用空気の混合用空気目標流量７４及び排ガス循環流路３３を流れる循環排ガスの循環排ガス目標流量７３を演算する。ここで、空気の酸素濃度として、既知の値（例えば２１％）が使用される。制御器５２は、流量計４４が検出した混合用空気の流量及び混合用空気目標流量７４に基づいてダンパー４６の開度を制御する。これにより、混合用空気の流量が混合用空気目標流量７４に制御される。制御器５３は、流量計４５が検出した循環排ガスの流量及び循環排ガス目標流量７３に基づいてダンパー４８の開度を制御する。これにより、循環排ガスの流量が循環排ガス目標流量７３に制御される。混合用空気の流量が混合用空気目標流量７４に制御され、循環排ガスの流量が循環排ガス目標流量７３に制御される結果、混合ガスの酸素濃度が混合ガス目標酸素濃度７２に制御され、混合ガスの流量が混合ガス目標流量７１に制御される。
【００４３】
なお、演算装置６０のかわりにオペレータが循環排ガス目標流量７３及び混合用空気目標流量７４を演算してもよい。制御器５２を用いて自動制御をするかわりに、流量計４４の検出する流量及び混合用空気目標流量７４に基づいてオペレータがダンパー４６の開度を手動で制御してもよい。制御器５３を用いて自動制御するかわりに、ダンパー４８の検出した流量及び循環排ガス目標流量７３に基づいてオペレータがダンパー４８の開度を手動で制御してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１Ａ、１Ｂ…焼却装置
１０…フード
１１…ロータリーキルン
１１ａ…前部
１１ｂ…後部
１３…ストーカ
１５…中間部
１５ａ…壁
１６…再燃焼室
１７…ガス冷却・熱回収装置
１８…排ガス処理装置
１９…煙突
２１…一次押込ファン
２２…二次空気ファン
２３…排ガス誘引ファン
２４…排ガス循環ファン
３１…一次空気流路
３２…混合用空気流路
３３…排ガス循環流路
３４…混合ガス流路
３５…排ガス放出流路
４１、４２…酸素濃度計
４３〜４５…流量計
４６〜４８、５６〜５９…ダンパー
５０〜５３…制御器
６０…演算装置
７１…混合ガス目標流量
７２…混合ガス目標酸素濃度
７３…循環排ガス目標流量
７４…混合用空気目標流量
８１…酸素濃度制御ユニット
８２…流量制御ユニット
８３…酸素濃度・流量制御ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却物を熱分解して熱分解ガスを発生させるロータリーキルンと、
前記焼却物の熱分解残渣を燃焼するストーカと、
二次燃焼用空気が供給され、前記熱分解ガスを燃焼する再燃焼室と、
前記ロータリーキルンの前記焼却物が投入される側に接続された混合ガス流路と、
前記再燃焼室からの排ガスを循環排ガスとして前記混合ガス流路に送る排ガスファンと、
混合用空気を前記混合ガス流路に送る一次押込ファンと、
前記混合ガス流路から前記ロータリーキルンに流入する前記混合用空気と前記循環排ガスの混合ガスの酸素濃度を制御する酸素濃度制御手段と
を具備する
焼却装置。
【請求項２】
前記一次押込ファンは、混合用空気流路を介して前記混合用空気を前記混合ガス流路に送り、
前記酸素濃度制御手段は、
前記混合ガス流路内の前記混合ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度計と、
前記混合用空気流路に設けられた第１ダンパーと
を備える
請求項１の焼却装置。
【請求項３】
前記酸素濃度制御手段は、検出された前記混合ガスの酸素濃度及び前記混合ガスの目標酸素濃度に基づいて前記第１ダンパーの開度を制御する第１制御器を備える
請求項２の焼却装置。
【請求項４】
前記混合ガスの流量を制御する流量制御手段を更に具備し、
前記流量制御手段は、
前記混合ガス流路を流れる前記混合ガスの流量を検出する流量計と、
前記混合ガス流路に設けられた第２ダンパーと
を備える
請求項２又は３の焼却装置。
【請求項５】
前記流量制御手段は、検出された前記混合ガスの流量及び前記混合ガスの目標流量に基づいて前記第２ダンパーの開度を制御する第２制御器を備える
請求項４の焼却装置。
【請求項６】
前記一次押込ファンは、混合用空気流路を介して前記混合用空気を前記混合ガス流路に送り、
前記排ガスファンは、排ガス循環流路を介して前記循環排ガスを前記混合ガス流路に送り、
前記酸素濃度制御手段は、
前記排ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度計と、
前記混合用空気流路を流れる前記混合用空気の流量を検出する第１流量計と、
前記混合用空気流路に設けられた第１ダンパーと、
前記排ガス循環流路を流れる前記循環排ガスの流量を検出する第２流量計と、
前記排ガス循環流路に設けられた第２ダンパーと
を備える
請求項１の焼却装置。
【請求項７】
前記酸素濃度制御手段は、
演算装置と、
第１制御器と、
第２制御器と
を備え、
前記演算装置は、前記混合ガスの目標酸素濃度、前記混合ガスの目標流量、検出された前記排ガスの酸素濃度、及び空気の酸素濃度に基づいて、前記混合用空気流路を流れる前記混合用空気の混合用空気目標流量及び前記排ガス循環流路を流れる前記循環排ガスの循環排ガス目標流量を演算し、
前記第１制御器は、検出された前記混合用空気の流量及び前記混合用空気目標流量に基づいて前記第１ダンパーの開度を制御し、
前記第２制御器は、検出された前記循環排ガスの流量及び前記循環排ガス目標流量に基づいて前記第２ダンパーの開度を制御する
請求項６の焼却装置。
【請求項８】
ロータリーキルンに焼却物を投入するステップと、
前記ロータリーキルン内において前記焼却物を熱分解して熱分解ガスを発生させるステップと、
ストーカにおいて前記焼却物の熱分解残渣を燃焼するステップと、
二次燃焼用空気が供給される再燃焼室において、前記熱分解ガスを燃焼するステップと、
前記再燃焼室からの排ガスとしての循環排ガスと混合用空気とが混合した混合ガスの酸素濃度を制御するステップと、
前記混合ガスを前記ロータリーキルンの前記焼却物が投入される側から前記ロータリーキルン内に流入させるステップと
を具備する
焼却制御方法。
【請求項９】
前記混合ガスの酸素濃度を制御する前記ステップは、
前記混合ガスの酸素濃度を検出するステップと、
検出された前記混合ガスの酸素濃度及び前記混合ガスの目標酸素濃度に基づいて前記混合用空気の流量を制御するステップと
を含む
請求項８の燃焼制御方法。
【請求項１０】
前記混合ガスの流量を制御するステップを更に具備し、
前記混合ガスの流量を制御する前記ステップは、
前記混合ガスの流量を検出するステップと、
検出された前記混合ガスの流量及び前記混合ガスの目標流量に基づいて前記混合ガスの流量を制御するステップと
を含む
請求項９の燃焼制御方法。
【請求項１１】
前記混合ガスの酸素濃度を制御する前記ステップは、
前記排ガスの酸素濃度を検出するステップと、
前記混合ガスの目標酸素濃度、前記混合ガスの目標流量、検出された前記排ガスの酸素濃度、及び空気の酸素濃度に基づいて、前記混合用空気の混合用空気目標流量及び前記循環排ガスの循環排ガス目標流量を演算するステップと、
前記混合用空気の流量を検出するステップと、
検出された前記混合用空気の流量及び前記混合用空気目標流量に基づいて前記混合用空気の流量を制御するステップと、
前記循環排ガスの流量を検出するステップと、
検出された前記循環排ガスの流量及び前記循環排ガス目標流量に基づいて前記循環排ガスの流量を制御するステップと
を含む
請求項８の燃焼制御方法。
【請求項１２】
前記焼却物中の汚泥割合に基づいて前記混合ガスの前記目標酸素濃度を設定するステップを更に具備する
請求項９乃至１１のいずれかに記載の燃焼制御方法。
【請求項１】
焼却物を熱分解して熱分解ガスを発生させるロータリーキルンと、
前記焼却物の熱分解残渣を燃焼するストーカと、
二次燃焼用空気が供給され、前記熱分解ガスを燃焼する再燃焼室と、
前記ロータリーキルンの前記焼却物が投入される側に接続された混合ガス流路と、
前記再燃焼室からの排ガスを循環排ガスとして前記混合ガス流路に送る排ガスファンと、
混合用空気を前記混合ガス流路に送る一次押込ファンと、
前記混合ガス流路から前記ロータリーキルンに流入する前記混合用空気と前記循環排ガスの混合ガスの酸素濃度を制御する酸素濃度制御手段と
を具備する
焼却装置。
【請求項２】
前記一次押込ファンは、混合用空気流路を介して前記混合用空気を前記混合ガス流路に送り、
前記酸素濃度制御手段は、
前記混合ガス流路内の前記混合ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度計と、
前記混合用空気流路に設けられた第１ダンパーと
を備える
請求項１の焼却装置。
【請求項３】
前記酸素濃度制御手段は、検出された前記混合ガスの酸素濃度及び前記混合ガスの目標酸素濃度に基づいて前記第１ダンパーの開度を制御する第１制御器を備える
請求項２の焼却装置。
【請求項４】
前記混合ガスの流量を制御する流量制御手段を更に具備し、
前記流量制御手段は、
前記混合ガス流路を流れる前記混合ガスの流量を検出する流量計と、
前記混合ガス流路に設けられた第２ダンパーと
を備える
請求項２又は３の焼却装置。
【請求項５】
前記流量制御手段は、検出された前記混合ガスの流量及び前記混合ガスの目標流量に基づいて前記第２ダンパーの開度を制御する第２制御器を備える
請求項４の焼却装置。
【請求項６】
前記一次押込ファンは、混合用空気流路を介して前記混合用空気を前記混合ガス流路に送り、
前記排ガスファンは、排ガス循環流路を介して前記循環排ガスを前記混合ガス流路に送り、
前記酸素濃度制御手段は、
前記排ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度計と、
前記混合用空気流路を流れる前記混合用空気の流量を検出する第１流量計と、
前記混合用空気流路に設けられた第１ダンパーと、
前記排ガス循環流路を流れる前記循環排ガスの流量を検出する第２流量計と、
前記排ガス循環流路に設けられた第２ダンパーと
を備える
請求項１の焼却装置。
【請求項７】
前記酸素濃度制御手段は、
演算装置と、
第１制御器と、
第２制御器と
を備え、
前記演算装置は、前記混合ガスの目標酸素濃度、前記混合ガスの目標流量、検出された前記排ガスの酸素濃度、及び空気の酸素濃度に基づいて、前記混合用空気流路を流れる前記混合用空気の混合用空気目標流量及び前記排ガス循環流路を流れる前記循環排ガスの循環排ガス目標流量を演算し、
前記第１制御器は、検出された前記混合用空気の流量及び前記混合用空気目標流量に基づいて前記第１ダンパーの開度を制御し、
前記第２制御器は、検出された前記循環排ガスの流量及び前記循環排ガス目標流量に基づいて前記第２ダンパーの開度を制御する
請求項６の焼却装置。
【請求項８】
ロータリーキルンに焼却物を投入するステップと、
前記ロータリーキルン内において前記焼却物を熱分解して熱分解ガスを発生させるステップと、
ストーカにおいて前記焼却物の熱分解残渣を燃焼するステップと、
二次燃焼用空気が供給される再燃焼室において、前記熱分解ガスを燃焼するステップと、
前記再燃焼室からの排ガスとしての循環排ガスと混合用空気とが混合した混合ガスの酸素濃度を制御するステップと、
前記混合ガスを前記ロータリーキルンの前記焼却物が投入される側から前記ロータリーキルン内に流入させるステップと
を具備する
焼却制御方法。
【請求項９】
前記混合ガスの酸素濃度を制御する前記ステップは、
前記混合ガスの酸素濃度を検出するステップと、
検出された前記混合ガスの酸素濃度及び前記混合ガスの目標酸素濃度に基づいて前記混合用空気の流量を制御するステップと
を含む
請求項８の燃焼制御方法。
【請求項１０】
前記混合ガスの流量を制御するステップを更に具備し、
前記混合ガスの流量を制御する前記ステップは、
前記混合ガスの流量を検出するステップと、
検出された前記混合ガスの流量及び前記混合ガスの目標流量に基づいて前記混合ガスの流量を制御するステップと
を含む
請求項９の燃焼制御方法。
【請求項１１】
前記混合ガスの酸素濃度を制御する前記ステップは、
前記排ガスの酸素濃度を検出するステップと、
前記混合ガスの目標酸素濃度、前記混合ガスの目標流量、検出された前記排ガスの酸素濃度、及び空気の酸素濃度に基づいて、前記混合用空気の混合用空気目標流量及び前記循環排ガスの循環排ガス目標流量を演算するステップと、
前記混合用空気の流量を検出するステップと、
検出された前記混合用空気の流量及び前記混合用空気目標流量に基づいて前記混合用空気の流量を制御するステップと、
前記循環排ガスの流量を検出するステップと、
検出された前記循環排ガスの流量及び前記循環排ガス目標流量に基づいて前記循環排ガスの流量を制御するステップと
を含む
請求項８の燃焼制御方法。
【請求項１２】
前記焼却物中の汚泥割合に基づいて前記混合ガスの前記目標酸素濃度を設定するステップを更に具備する
請求項９乃至１１のいずれかに記載の燃焼制御方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２４９４７８（Ｐ２０１０−２４９４７８Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０２００９（Ｐ２００９−１０２００９）
【出願日】平成２１年４月２０日（２００９．４．２０）
【出願人】（５０１３７０３７０）三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 (175)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２０日（２００９．４．２０）
【出願人】（５０１３７０３７０）三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 (175)
【Ｆターム（参考）】
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