JPH03255809A - 流動床炉における流動化制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は流動床炉における流動媒体を流動化させる炉床
下部から供給する流動用空気の制御方法に関するもので
ある。

〔従来技術〕

都市ごみや産業廃棄物等の焼却物を焼却する焼却炉の分
野において、流動床炉の採用が増加している。その理由
は焼却残きがきれいであることや運転始動に際し立ち上
げが容易なことが挙げられる。また、これらは流動床炉
に投入された被燃焼物が短時間で完全に燃焼してまうと
いう流動床炉の燃焼性の良きに起因している。

ところが流動床炉はこの燃焼性の良さが逆に排ガス性状
に悪影響を及ぼす場合がある。例えば、都市こみは揮発
成分が多いため、ごみはガス化した後二次空気等と混合
して燃焼するが、流動床炉においては、このガス化が短
時間に行なわれるため、多量に投入きれたごみが空気不
足の状態で燃焼することがある。このような空気不足で
燃焼する現象は一酸化羨素等の未燃物の増加を招き大気
汚染等環境保全上好ましくない。このような問題の対策
として、特開昭６２−１６９９１４号公報や特開昭６２
−１６９９１８号公報に開示されている流動床炉の安定
燃焼法、ＰＣＴ／ＪＰ８Ｂ１００４３７号に開示されて
いる流動床炉における燃焼制御方法がある。

上記特開昭６２−１６９９１４号公報や特開昭６２−１
６９９１８号公報の流動床炉の安定燃焼法では、流動層
の流動をパターン化し、流動層内の流動媒体の循環を促
進させ、流動層内における流動媒体の乾燥、熱分解及び
燃焼を緩やかに安定的に行なわせるようにしたものであ
る。また、ＰＣＴ／ＪＰ８８１００４３７号の燃焼制御
方法では燃焼が活発になったとき流動化を緩やかにする
ものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のように従来流動床炉において、燃焼を安定させる
ために流動化の度合いを監視している。

この理由はごみのガス化の速度を制御するためである。

つまり、流動が激しければガス化速度が速く、燃焼空気
の不足に陥りやすい。従って、ガス化速度が遅い状態で
安定した燃焼を継続できれはよいということになる。こ
の際問題となるのは、どの程度流動の度合いを緩やかに
するかである。

現在まで流動化の度合いは流動空気量と流動層の温度で
監視していた。しかしながら、これらのパラメータでは
流動化の弱い領域を充分に監視できないという問題があ
る。特に都市ごみ焼却に流動床を使用した場合には、流
動の度合いは落下するごみの量や流動媒体（砂）の高さ
等の影響を受ける。その結果余り流動化を弱くし過ぎる
とガス化速度が遅くなり過ぎてごみの投入量にガス化が
追いつかず炉内にごみが滞留し過ぎてしまい最終的には
流動床炉の運転が不能になってしまうという問題がある
。

本発明は上述の点に鑑みてな芒れたもので上記従来の問
題点を除去し、都市ごみや産業排気物等の焼却物のガス
化速度を焼却物の処理量に適した程度に抑えるべく流動
化の度合いを制御する流動床炉における流動化制御方法
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため本発明は、流動床炉の流動化制
御方法を下記のように行なう。

炉床に滞留する焼却物の量を検出する焼却物滞留検出手
段を設け、焼却物の滞留量が所定の範囲になるように流
動用空気の供給量を制御することを特徴とする。

また、炉床の流動層内に水平方向の複数個所の温度を測
定する複数の温度センサを設け、流動層内の水平方向の
温度が下がった部分に供給する流動用空気を増大許せ、
流動層内の温度が均一になるように制御することを特徴
とする。

また、上記２つの流動化制御方法を組み合わせたことを
特徴とする。

〔作用〕

都市こみゃ産業廃棄物等の焼却物を流動床炉で焼却する
場合、これまで炉内に投入されたこれらの焼却物は殆ど
炉内に滞留することなく短時間で燃焼していた。従って
、特に流動床炉を用いた都市こみ焼却炉では炉内に滞留
する焼却物、即ちごみを測定するという概念がなかった
。しかし流動床炉において流動化を弱くしていくと炉内
にごみが滞留してくる。本流動化制御方法は流動用空気
供給量を制御し、この炉内に滞留する焼却物の量を一定
にし、流動床炉を流動化が弱い状態を継続して運転する
ことを可能としてガス化速度を安定させ、排ガス中の未
燃物の量を減少させるものである。

また、流動空気量が少ない場合には、炉内に焼却物が滞
留し過ぎると、この焼却物の重量により流動化が阻害き
れる。その結果益々流動化が弱くなり、炉内に滞留する
ごみの量が増加し、最終的には運転不能になってしまう
。流動空気量を減少させ過ぎるとこのような現象が起き
る。また炉内に焼却物がほとんど滞留しない程度に流動
空気量を多くすると、焼却物のガス化速度の変動が大き
くなり過ぎて、未燃ガスの発生につながる。従って、炉
内に滞留するごみの量を流動化を阻害せず且つ流動が激
しすぎてごみの滞留量が少な過ぎない範囲に維持するこ
とが必要である。本流動化制御方法は、上記のように炉
床に滞留する焼却物の量を検出する焼却物滞留検出手段
を設け、焼却物の滞留量が所定の範囲になるように流動
用空気の供給量を制御することにより、これを実現した
。

元来流動層は炉内の温度差、即ち温度分布があまりない
ので反応器として利用されてきたが、上記のように弱い
流動化であると炉内に温度分布が生じる。この温度分布
が生じると、ごみ等の焼却物が燃焼している部分の流動
層は熱負荷（ごみが燃焼することによって流動媒体が受
ける熱量）が上昇してしまうので熱の拡散が必要になる
。そこで本流動化制御方法では、炉床の流動層内に水平
方向の複数個所の温度を測定する複数の温度センサを設
け、流動層内の水平方向の温度が下がった部分に供給す
る流動用空気を増大させ、流動層内の温度が均一になる
ように制御する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の流動化制御方法を適用する流動床炉装
置の概略構成を示す図である。同図において、１は流動
床炉であり、該流動床炉１は下部に炉床２と、該炉床２
の上部にフリーボード部３が配置きれた構成である。炉
床２の下部から流動用空気を供給して、該炉床２内の流
動媒体（砂）を流動化させることにより、流動層２ａを
形成している。供給じん装置４から都市ごみや産業廃棄
物を流動床炉１に投入し、この流動層２ａでガス化させ
焼却する。

流動床炉１内に投入された焼却物の残留量、即ち残留焼
却物Ｍは炉頂部に設けられた残留量検出装置５で検出さ
れ、その検出出力は信号変換装置６で処理され残留焼却
物Ｍの検出値に変換きれ、残留量調節計７に送られる。

残留量調節計７は信号変換装置６からの残留焼却物Ｍの
検出値から、この残留焼却物Ｍが所定の範囲内に収まる
ように、流動空気量調節バルブ８を制御し流動ブロア１
１、配管１４及び配管１４−２を通して、炉床２の残留
焼却物Ｍが存在する部分の下部に供給される流動用空気
量を制御する。即ち、残留焼却物Ｍの滞留量が多くなっ
たら、流動用空気を増加させ、残留焼却物Ｍの滞留量が
減少したら流動用空気を減少させる。

前述のように、都市ごみや産業廃棄物等の焼却物を流動
床炉１で焼却する場合、これまでは炉内に投入きれた焼
却物は殆ど炉内に滞留することなく短時間で燃焼してい
た。しかし流動床炉１において炉床２の流動層２ａの流
動化を弱くして、焼却物のガス化速度を遅くし、燃焼を
安定化させると流動床炉１内に滞留する残留焼却物Ｍの
量が大きくなる。そこで本実施例では、炉頂部に設けら
れた残留量検出装置５及び信号変換装置６により、炉床
２に滞留する残留焼却物Ｍの量を検出し、残留量調節計
７で流動空気量調節バルブ８を制御し、配管１４−２を
通して、炉床２の残留焼却物Ｍが存在する部分の下部か
ら供給きれる流動空気量を制御し、この残留焼却物Ｍの
量が一定になるように、流動床炉１の流動層２ａの流動
を弱い状態で継続して運転し、焼却物のガス化速度を安
定させる。

また、排ガス中の未燃物の量を減少させるため流動用空
気量を少なくすると、流動床炉１内の焼却物が滞留し過
ぎ、この燃焼物の重量により流動層２ａの流動化が阻害
される。その結果益々流動化が弱くなり、流動床炉１内
に滞留する残留焼却物Ｍの量が増加し、最終的には運転
不能になってしまう。また、流動床炉１内の残留焼却物
Ｍが無くなる程度に流動空気量を多くすると、焼却物の
ガス化速度の変動が大きくなり過ぎて、未燃ガスの発生
につながる。従って、残留量調節計７は流動床炉１の残
留焼却物Ｍの量を流動層２ａの流動化を阻害せず、且つ
流動が激しすぎてごみの滞留量が少な過ぎない範囲に維
持する。

前記炉頂部に設けられた残留量検出装置５としては、レ
ーダによるもの、流動床面の温度分布によるもの、炉床
２面即ち流動層面の温度分布によるもの、流動層面の画
像処理によるもの等々が利用できる。

レーダによるものは、炉頂から電波を放射し、流動層２
ａの表面から反射される電波を受波し、流動層２ａの表
面形状から残留焼却物Ｍが滞留している面積と高さを求
め、これから残留焼却物Ｍの量を検出する方法。

流動層の表面の温度分布から残留焼却物Ｍの量を検出す
るものは、残留焼却物Ｍが滞留する範囲では温度が下が
ることから温度の低い範囲を検出し、その面積から残留
焼却物Ｍの量を推定する方法。例えば、流動層２ａの表
面から放射きれる赤外線を検知して、この赤外線温度分
布を検出する方法がある。

流動層面の画像処理によるものは、炉内を祝用のＩＴＶ
カメラにより送られてくる画像から残留物の炉床面にお
ける面積を算出し残留焼却物Ｍの滞留量を推定する方法
。

また、前述のように、流動層２ａは層内の温度分布が余
りないので反応器として利用きれてきたが、しかしなが
ら流動層２ａを弱い流動状態にすると層内に温度分布が
生じる。流動層２ａ内にこの温度分布が生じると、焼却
物が燃焼している部分の流動層は熱負荷（ごみが燃焼す
ることによって流動媒体が受ける熱量）が上昇してしま
うので熱の拡散が必要になる。そこで本実施例では、流
動層２ａ内に水平方向の複数個所に温度を測定する温度
センサ１２−１〜１２−４を設け、この温度センサ１２
−１〜１２−４の出力を温度分布調節計１２．１３に出
力し、該温度分布調節計１２．１３により、流動層２ａ
内の水平方向の温度分布が一定の範囲におさまるように
、流動空気量調節バルブ９．１０を制御し、流動用空気
の供給量を制御する。即ち、温度が下がった部分に供給
する流動用空気を増大させ、流動層内の温度が均一にな
るように制御する。

これを図解して説明すると、流動層の流動が弱い状態で
は、第２図に示すように、炉床２の流動層２ａ内におい
て、残留焼却物Ｍが存在する範囲Ａの温度は燃焼が旺盛
であるから、その温度は高く、残留焼却物Ｍが存在しな
い範囲Ｂ、Ｃでは燃焼量が少ないから温度が低くなる。

そこで炉床２の残留焼却物Ｍが存在しない範囲Ｂ、Ｃの
下部から供給する流動空気量を増加させることにより、
範囲Ａ内の流動層内の流動媒体（砂）が範囲Ｂ。

Ｃに移動し、その結果、範囲Ａの熱が範囲Ｂ、Ｃ内に移
動し、流動層２ａ内の温度分布が均一となる。この場合
範囲Ｂ、Ｃの流動層の流動を活発化許せても、この部分
には焼却物が存在しないから、流動床炉１の焼却物のガ
ス化速度には殆ど変化がない。前記温度センサ１２−１
〜１２−４としては例えば熱電対を用いる。

なお、前記焼却物の滞留量が所定の範囲になるように流
動用空気の供給量を制御する流動化制御方法と、流動層
内の水平方向の温度が下がった部分に供給する流動用空
気を増大許せ、流動層内の温度が均一になるように制御
する方法を組み合わせることにより、両者の作用が相乗
し、更に安定したガス化が達成できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、下記のような優れ
た効果が得られる。

（１）炉床に滞留する焼却物の量を検出する焼却物滞留
量検出手段を設け、焼却物の滞留量が所定の範囲になる
ように流動用空気の供給量を制御することにより、流動
床炉内の燃焼物のガス化速度を焼却物の処理量に適した
程度に抑えることができ、排ガスに含まれる未燃物を極
めて微量なものとすることができる。

（２）また、流動層内に水平方向の複数個所の温度を測
定する複数の温度センサを設け、流動層内の水平方向の
温度が下がった部分に供給する流動用空気を増大させ、
流動層内の温度が均一になるように制御するから、流動
床炉を流動の弱い状態で運転することにより発生する流
動層内の温度差による不都合を解消できる。

（３）また、焼却物の滞留量が所定の範囲に収まるよう
に流動用空気の供給量を制御する流動化制御方法と、流
動層内の水平方向の温度が下がった部分に供給する流動
用空気を増大させ、流動層内の温度が均一になるように
制御する方法を組み合わせることにより、両者の作用が
相乗し、更に安定したガス化が達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の流動化制御方法を適用する流動床炉装
置の概略構成を示す図、第２図は流動床炉の流動層内の
流動媒体の移動状態を示す図である。 図中、１・・・・流動床炉、２・・・・炉床、３・・・
・フッ−ボード、４・・・・供給しん装置、５・・・・
残留量検出装置、６・・・・信号変換装置、７・・・・
残留量調節計、８，９．１０・・・・流動空気量調節バ
ルブ、１１・・・・流動ブロア、１２．１３・・・・温
度分布調節計、１４．１４−１．１４−２．１４−３・
・・・配管。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）炉床下部から流動媒体を流動させせる流動用空気
   を供給し、該炉床に流動媒体を流動させた流動層を形成
   し、該流動層上に焼却物を投入し燃焼させる流動床炉に
   おいて、 前記炉床に滞留する焼却物の量を検出する焼却物滞留量
   検出手段を設け、 前記焼却物の滞留量が所定の範囲になるように前記流動
   用空気の供給量を制御することを特徴とする流動床炉に
   おける流動化制御方法。
2. （２）炉床下部から流動媒体を流動させせる流動用空気
   を供給し、該炉床に流動媒体を流動させた流動層を形成
   し、該流動層上に焼却物を投入し燃焼させる流動床炉に
   おいて、 前記流動層内の平面での温度分布を測定するために複数
   個所に温度センサを設け、 前記流動層内の水平方向の温度が下がった部分に供給す
   る流動用空気を増大させ、流動層内の温度が均一になる
   ように制御することを特徴とする流動床炉における流動
   化制御方法。
3. （３）炉床下部から流動媒体を流動させる流動用空気を
   供給し、該炉床に流動媒体を流動させた流動層を形成し
   、該流動層上に焼却物を投入し燃焼させる流動床炉にお
   いて、 前記炉床に滞留する焼却物の量を検出する焼却物滞留量
   検出手段を設け、 前記流動層内に水平方向の複数個所の温度を測定する複
   数の温度センサを設け、 前記焼却物の滞留量が所定の範囲になるように前記流動
   用空気の供給量を制御する流動化制御方法と、前記流動
   層内の水平方向の温度が下がった部分に供給する流動用
   空気を増大させ流動層内の温度が均一になるように制御
   する流動化制御方法とを組み合わせたことを特徴とする
   流動化制御方法。