JPH0260929B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、炭素系可燃物質の燃焼により炉内下
部に高温炉床を形成し、水処理汚泥あるいはその
中間処理物を高温炉床に供給して溶融させ、高温
炉床の下部から溶融物を炉外に取出し、前記炉の
上部から排出される燃焼排ガスの検出酸素濃度が
設定範囲内に維持されるように、前記炉への燃焼
用酸素含有ガス供給量をフイードバツク式自動制
御機構により調節する汚泥溶融炉の自動制御法に
関する。

上記制御法は、例えば特願昭57年147089号等に
おいて先に提案したものであり、燃焼排ガスの酸
素濃度を適正に維持して、アンモニアやシアン化
水素の生成を抑制するように、未燃ガス燃焼を十
分に行わせながら、NOx発生を抑制できる利点
がある。。

しかし、次の点において改善の余地があつた。
つまり、水処理測定汚泥は含水率の変動が大き
く、含水率変動に伴つて燃焼排ガスの酸素濃度が
大きく変動し、そのためにフイードバツク式自動
制御機構の作用に伴つて燃焼排ガスの酸素濃度に
チヤタリングが生じて、酸素濃度を設定範囲に戻
すに比較的長時間を必要とし、したがつて、有害
なアンモニア、シアン化水素、NOx等の生成防
止を所期どおり十分には達成しにくい欠点があつ
た。

本発明の目的は、上記実情に鑑みて、水処理汚
泥の含水率変化に伴う燃焼排ガスの酸素濃度変動
を効果的に抑制できるようにする点にある。

本発明による汚泥溶融炉の自動制御法の特徴手
段は、炭素系可燃物質の燃焼により炉内下部に形
成した高温炉床に供給される水処理汚泥あるいは
その中間処理物の含水率を、自動水分測定装置に
より連続的にあるいは間歇的に測定し、自動水分
測定装置からの情報に基いて、かつ、予め設定さ
れたあるいは検出した水処理汚泥あるいはその中
間処理物の供給重量に基いて、フイードフオワー
ド式自動制御機構により、測定含水率に見合つ
て、かつ、燃焼排ガスの酸素濃度変化を抑制する
ように予め設定された適当な相関でもつて、炉へ
の燃焼用酸素含有ガス供給量を変更し、炉の上部
から排出される燃焼排ガスの検出酸素濃度が設定
範囲内に維持されるように炉への燃焼用酸素含有
ガス供給量を調節するフイードバツク式自動制御
機構と、前記フイードフオワード式自動制御機構
の両者によつて、燃焼排ガスの酸素濃度調整を行
うことにある。

本発明の特徴手段による作用効果は次の通りで
ある。つまり、水処理汚泥あるいはその中間処理
物の含水率を自動的に検出させて、含水率測定値
が増大した場合には、その含水率の増大した水処
理汚泥や中間処理物の高温炉床への供給と同時的
に燃焼用酸素含有ガス供給量を減少するように、
かつ、含水率測定値が減少した場合には、その含
水率の減少した水処理汚泥や中間処理物の高温炉
床への供給と同時的に燃焼用酸素含有ガス供給量
を増大するように、しかも、含水率測定値の変化
が大きい程燃焼用酸素含有ガス供給量の変更量を
大にするように、溶融炉の特性や水処理汚泥の性
状等に応じて予め設定されたプログラムに従つ
て、フイードフオワード式自動制御機構により燃
焼用酸素含有ガス供給量の調整を行うようにした
のである。

その結果、水処理汚泥や中間処理物の含水率変
化に起因する燃焼排ガスの酸素濃度変化を少くで
き、フイードバツク式自動制御機構の作用に伴う
燃焼排ガスの酸素濃度のチヤタリングを短時間で
無くすることができるようになり、全体として、
炉への燃焼用酸素含有ガス供給量を精度良くかつ
確実に適正範囲に維持して、アンモニア、シアン
化水素、NOx等の有害成分による大気汚染の防
止を、一層効果的に防止して、良好な水処理汚泥
の溶融処理を確実に行わせられるようになつた。

次に、実施例を示す。

ホツパー３１からの水処理汚泥を定量フイーダ
３２により単位時間当りの重量が設定範囲内に維
持される状態で乾燥機３３に供給し、乾燥機３３
で予備乾燥された水処理汚泥を連続的に投入コン
ベア３４に供給し、ホツパー３５からのコークス
を供給量変更設定自在な定量フイーダ３６により
投入コンベア３４に供給し、投入コンベア３４か
らの水処理汚泥とコークスの混合物を、二重ダン
パー１ａ，１ｂを自動的にかつ短周期で択一的に
開いてホツパー２から堅型炉３内に供給し、炉下
部に充填されたコークス層を一次羽口４から供給
される空気により燃焼させて、高温炉床５を形成
し、高温炉床５の上部で汚泥６を加熱溶融させ、
溶融物を、高温炉床５の間隙を流下させて、高温
炉床５の下部から排出路７により炉外に取出す。

高温炉床５から上昇する燃焼排ガスの大部分
を、炉上部に接続した排ガス路８から排熱ボイラ
ー９、除塵用サイクロン１０、空気予熱器１１、
脱硫装置１２、湿式除塵装置１３、排気ブロワー
１４にその順に送つて、大気中に放出し、また、
燃焼排ガスの一部を溶融物保温のために排出路７
から大気中に放出する。

空気予熱器１１によつてブロワー１５から一次
羽口４に供給される燃焼用空気を予熱して、高温
炉床５の温度を汚泥溶融に十分な高温を維持し、
そして、炉３頂部の炉内圧検出器からの情報に基
き、制御器３０でダンパー１６を自動操作させ
て、炉内圧調整を行い、排ガス路８と排出路７へ
の燃焼排ガス供給割合を適宜設定する。

ブロワー１５に対して一次羽口４と並列接続さ
れた二次羽口１７及び三次羽口１８から高温炉床
５の上方に、可燃性ガス燃焼用空気を炉３の上下
に分けて供給し、廃棄物６からの未燃ガスを完全
燃焼させて、燃焼排ガスを排ガス路８に送ると共
に、未燃ガスの燃焼を高温炉床５上方の空間にお
いて全体的に分散させて、火焔温度低下により炉
内温度上昇を抑え、NOx発生及び炉内壁へのダ
スト融着を防止する。

流量計１９ａからの情報に基いて制御器２０ａ
により流量調節弁２１ａを自動操作させて、一次
羽口４から高温炉床５への燃焼用空気供給量をほ
ぼ一定に維持すると共に、同様に、流量計１９
ｂ、制御器２０ｂ、流量調節弁２１ｂの作用で三
次羽口１８からの可燃ガス燃焼用空気供給量をほ
ぼ一定に維持し、そして、流量計１９ｃ及び湿式
除塵装置１３の下流側における燃焼排ガスの酸素
ガス濃度を検出する計器２２からの情報に基い
て、制御器２０ｃにより流量調節弁２１ｃを自動
操作させるように構成したフイードバツク式自動
制御機構によつて、二次羽口１７からの可燃ガス
燃焼用空気供給量を、燃焼排ガスの酸素ガス濃度
が設定範囲、例えば２％程度に維持するように調
節し、もつて、全体としての空気供給量を過不足
のないように、かつ、コークスの消費が必要以上
にならないように、さらに、炉内で燃焼が十分に
行われるようにする。尚、二次及び三次羽口１
７，１８からの空気供給量比は、両羽口１７，１
８からの総供給量の70ないし80％を二次羽口１７
から、かつ、30ないし20％を三次羽口１８から
夫々供給されるように設定することが望ましい。

投入コンベア３４上の乾燥汚泥の含水率を自動
水分測定装置３７、例えば赤外線水分計等、によ
つて連続的にあるいは間歇的に測定すると共に、
その測定含水率に基いて制御器４３によつて、二
次羽口１７からの空気供給量に対する制御器２０
ｃに操作指令を発信させて、流量調節弁２１ａの
自動操作させるように構成したフイードフオワー
ド式自動制御機構によつて、高温炉床５への供給
汚泥の含水率変化に見合つて予め設定された相関
でもつて、炉３への燃焼用空気供給量を変更し、
汚泥の含水率変化に伴う燃焼排ガスの酸素濃度を
変化が少い状態にすると共に、フイードバツク式
自動制御機構の作用により短時間で酸素濃度を設
定範囲に復元させる。

さらに詳述すると、乾燥汚泥の含水率が増大し
た場合、燃焼用空気供給量を変えないと、含水率
が増大した乾燥汚泥が高温炉床５に供給された
後、燃焼排ガスの酸素濃度が急激にかつ大きく増
大するのであり、この酸素濃度増大を抑制するよ
うに、乾燥汚泥の高温炉床５への供給と同時的
に、フイードフオワード式自動制御機構により燃
焼用空気供給量を含水率増大量に見合つた適量だ
け減少させるのである。逆に、乾燥汚泥の含水率
が減少した場合、その汚泥の供給に起因する燃焼
排ガスの酸素濃度減少を抑制するように、フイー
ドフオワード式自動制御機構によつて燃焼用空気
供給量を含水率減少量に見合つた適量だけ増大さ
せるのである。

二次羽口１７、その直上方の冷排ガス用の一次
羽口２３ａ、及び、さらに上方の冷排ガス用二次
羽口２３ｂに、湿式除塵装置１３で十分に冷却し
た後の燃焼排ガスを、調整弁２４ａ，２４ｂ，２
４ｃの作用により適当分配比で分配供給すると共
に、流量計２５及び排ガス路８入口付近の燃焼排
ガス温度を検出する検温器２６からの情報に基い
て、制御器２７により流量調節弁２８を自動操作
させて、検温器２の検出温度を設定範囲、例えば
900℃程度に維持するように、冷却燃焼排ガスの
供給総量を調節し、もつて、より一層確実に炉内
温度上昇によるNOx発生及び炉内壁へのダスト
融着を防止する。

排熱ボイラー９から乾燥機３３への供給スチー
ム圧を検出する圧力計３８からの情報に基いて、
制御器３９により圧力調節弁４０を自動操作させ
て、圧力計３８の検出圧力を設定範囲に維持し、
乾燥機３３の乾燥能力を一定化させる。

前記圧力計３８からの情報に基いて、フイード
フオワード式制御器４１により前記コークス供給
用定量フイーダ３６の供給量を自動調節して、ス
チーム供給圧が上昇した時にはコークス供給量を
減少させ、かつ、スチーム供給圧が下つた時には
コークス供給量を増大させ、もつて、コークスの
無駄な消費を抑えながら、予備乾燥を所望通り行
わせる。

前記コークス供給量調節のための制御器４１か
らの情報に基いて、フイードフオワード式制御器
４２により一次羽口４からの空気供給量に対する
制御器２０ａに操作指令を発信させて、流量調節
弁２１ａの自動操作によつて、高温炉床５へのコ
ークス量変動に見合つて予め設定された正比例的
相関でもつて炉３への燃焼用空気量を変更し、も
つて、コークス増量時に、その増量分だけ高温炉
床５でのコークス消費量を増大させ、かつ、コー
クス減量時に、その減量分だけコークス消費量を
減少させる。

次に、別の実施例を示す。

コークスの他、例えば無煙炭等の練炭や黒鉛電
極屑等の適宜炭素系可燃物を高温炉床形成のため
に利用できる。また、空気の他、酸素を適当に富
化した空気等の各種酸素含有ガスを燃焼用に利用
できる。

燃焼排ガスの酸素濃度検出値を設定範囲内に維
持するように燃焼用酸素含有ガス供給量を調節す
るためのフイードバツク式自動制御機構を構成す
るに、例えば酸素濃度測定位置や酸素含有ガス供
給量調節位置を変更する等、具体的構成において
各種変更が可能である。

水処理汚泥の炉３への供給時における処理状態
は不問であり、また、炉３に供給される水処理汚
泥あるいはその中間処理物の含水率を測定するた
めの自動水分測定装置３７は、対象物の状態に応
じて適宜選択すればよい。

測定含水率の変化に見合つて燃焼用酸素含有ガ
ス供給量を変更するためのフイードフオワード式
自動制御機構は、具体的構成において自由に設計
変更でき、例えば、高温炉床５に供給される汚泥
重量変化の検出情報に基いて、その汚泥の高温炉
床５への供給と同時的に、供給重量の増減に正比
例して酸素含有ガス供給量を増減するように構成
してもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明方法に利用する装置例のフローシ
ートである。 ３……炉、５……高温炉床、３７……水分測定
装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 炭素系可燃物質の燃焼により炉内下部に高温
   炉床５を形成し、水処理汚泥あるいはその中間処
   理物を高温炉床５に供給して溶融させ、高温炉床
   ５の下部から溶融物を炉３外に取出し、前記炉３
   の上部から排出される燃焼排ガスの検出酸素濃度
   が設定範囲内に維持されるように、前記炉３への
   燃焼用酸素含有ガス供給量をフイードバツク式自
   動制御機構により調節する汚泥溶融炉の自動制御
   法であつて、前記高温炉床５に供給される水処理
   汚泥あるいはその中間処理物の含水率を自動水分
   測定装置３７により測定し、その水分測定装置３
   ７からの情報、及び、前記高温炉床５への水処理
   汚泥あるいはその中間処理物の供給重量に基い
   て、フイードフオワード式自動制御機構により、
   測定含有率の変化に見合つて、かつ、燃焼排ガス
   の酸素濃度変化を抑制するように予め設定された
   相関でもつて、燃焼用酸素含有ガス供給量を変更
   する事を特徴とする汚泥溶融炉の自動制御法。