(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移送機構により移送された不均質物を、該移送機構の排出部に設置された解砕排出機のかき取りスクリューで解砕し、該解砕された不均質可燃物を投入通路を通して定量的に処理装置に供給する不均質可燃物の供給方法において、
前記移送機構の排出部及び前記投入通路が視野に含まれる位置に、テレビカメラを設置し、該テレビカメラの撮影画像をリアルタイムで画像処理し、該画像処理結果より該投入通路を通る不均質可燃物の量及び／又は発熱量を算出し、該算出結果に基づいて前記解砕排出機のかき取りスクリューの回転数又は該解砕排出機と前記移送機構の排出部との間隔の両方又はいずれか片方を制御して前記投入通路を通って前記処理装置に供給される不均質可燃物の量及び／又は発熱量が所定の一定値になるように制御することを特徴とする不均質可燃物の供給方法。
【請求項２】
不均質可燃物を処理装置に移送する移送機構と、該移送機構の排出部に設置されかき取りスクリューを具備する解砕排出機を具備し、該解砕排出機で解砕された不均質可燃物を投入通路を通して定量的に処理装置に投入する不均質可燃物の供給装置において、
前記移送機構の排出部及び前記投入通路が視野に含まれる位置に設置されたテレビカメラと、該テレビカメラの撮影画像をリアルタイムで画像処理すると共に該画像処理結果より該投入通路を通る不均質可燃物の量及び／又は発熱量を算出する処理算出手段と、該処理算出手段の算出結果に基づいて前記解砕排出機のかき取りスクリューの回転数又は該解砕排出機と前記移送機構の排出部との間隔の両方又はいずれか片方を制御して前記投入通路を通って処理装置に投入される不均質可燃物の量及び／又は発熱量を所定の一定値になるように制御する制御手段を設けたことを特徴とする不均質可燃物の供給装置。
【請求項３】
請求項２に記載の不均質可燃物の供給装置において、
前記制御手段は、前記解砕排出機のかき取りスクリューの回転数又は該解砕排出機と前記被焼却物移送機構の排出部との間隔の両方又はいずれか片方の制御に加え、前記不均質可燃物の量及び／又は発熱量が所定の一定値になるように前記被焼却物移送機構の被焼却物の移送量も制御することを特徴とする不均質可燃物の供給装置。
【請求項４】
給塵機の給塵スクリューにより移送された不均質可燃物を、該給塵スクリューの排出部に設置された解砕排出機のかき取りスクリューで解砕し、該解砕された不均質可燃物を投入通路を通して定量的に流動層ガス化炉に供給して未燃ガスを４５０℃〜８００℃にて生成させ、該流動層ガス化炉にて得られた灰等を含む未燃ガスを旋回式溶融炉に供給して１２００℃〜１６００℃の高温にて高温燃焼させると共に、灰等を溶融させる不均質可燃物のガス化溶融方法において、
前記流動層ガス化炉に定量供給される不均質可燃物の量及び／又は発熱量を算出して、該算出された量及び／又は発熱量に基づいて該不均質可燃物の前記流動層ガス化炉へ供給される量及び／又は発熱量が所定の一定値になるように前記給塵機の給塵スクリューの回転数及び／又は前記解砕排出機のかき取りスクリューの回転数及び／又は該解砕排出機のかき取りスクリューと前記給塵機の給塵スクリューの排出部との間隔を制御することで、前記流動層ガス化炉に供給する不均質可燃物の供給量を制御することを特徴とする不均質可燃物のガス化溶融方法。
【請求項５】
給塵機の給塵スクリューにより移送された不均質可燃物を、該給塵スクリューの排出部に設置された解砕排出機のかき取りスクリューで解砕し、該解砕された不均質可燃物を投入通路を通して定量的に流動層焼却炉に供給して焼却する不均質可燃物の焼却方法において、
前記流動層焼却炉に定量供給される不均質可燃物の量及び／又は発熱量を算出して、該算出された量及び／又は発熱量に基づいて該不均質可燃物の前記流動層焼却炉へ供給される量及び／又は発熱量が所定の一定値になるように前記給塵機の給塵スクリューの回転数及び／又は前記解砕排出機のかき取りスクリューの回転数及び／又は該解砕排出機のかき取りスクリューと前記給塵機の給塵スクリューの排出部との間隔を制御することで、前記流動層焼却炉に供給する不均質可燃物の供給量を制御することを特徴とする不均質可燃物の焼却方法。
【請求項６】
給塵機の給塵スクリューにより移送された不均質可燃物を、該給塵スクリューの排出部に設置された解砕排出機のかき取りスクリューで解砕し、該解砕された不均質可燃物を投入通路を通して定量的に低温ガス化炉に供給して未燃ガスを生成させ、該低温ガス化炉にて得られた未燃ガスを高温ガス化炉に供給して１３００℃以上にてガス化して合成ガスを得る不均質可燃物のガス化方法において、
前記低温ガス化炉に定量供給される不均質可燃物の量及び／又は発熱量を算出して、該算出された量及び／又は発熱量に基づいて該不均質可燃物の前記低温ガス化炉へ供給される量及び／又は発熱量が所定の一定値になるように前記給塵機の給塵スクリューの回転数及び／又は前記解砕排出機のかき取りスクリューの回転数及び／又は該解砕排出機のかき取りスクリューと前記給塵機の給塵スクリューの排出部との間隔を制御することで、前記低温ガス化炉に供給する不均質可燃物の供給量を制御することを特徴とする不均質可燃物のガス化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみ、産業廃棄物等の不均質可燃物を流動床焼却炉を具備する焼却設備、流動床ガス化炉及び旋回式溶融炉を具備するガス化溶融設備、或いはケミカルリサイクルとして使用される低温ガス化炉及び高温ガス化炉を具備する２段ガス化溶融設備等の処理装置に定量的に供給する不均質可燃物の供給方法、供給装置、ガス化溶融方法、焼却方法及びガス化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみや産業廃棄物等の不均質で可燃性の廃棄物を焼却処理する焼却施設においては、被焼却物であるごみを焼却すると共に、焼却時に排出される有害物質を最小限に抑制する必要がある。また、ボイラを設置している施設においては、効率の高い余熱利用を目指すことが求められる。この両者を満足させるには、余分な空気を焼却炉に投入することなく、低い酸素濃度で完全燃焼を実現する施設でなければならない。
【０００３】
しかしながら、このような焼却設備には、大きさ、形状、性質などが異なるごみが搬入される。現在のこのような焼却施設では、ごみはピット内でクレーンで撹拌され、ある程度、破袋、均質化され、焼却炉内に投入されるが、その投入量はごみの性状に大きく影響される。例えば、ごみ移送機構である給塵機がスクリュー式の場合、スクリューの径により大きいごみが投入されると、該スクリューでの飲込みが悪くなり、ごみを定量的に焼却炉に供給することができなくなる。
【０００４】
特に、流動床焼却炉では、燃焼速度が速い為、投入されたごみが瞬時にガス化し、焼却炉に供給される空気により完全燃焼するため、焼却炉内の燃焼状態が、ごみの供給量の変動に大きく影響される場合がある。
【０００５】
従来、流動床式焼却炉においては、流動空気量、二次空気量、給塵機からのごみの供給量を制御して燃焼制御を実施している。図１はこのような燃焼制御を実施する流動床式焼却炉を具備する焼却施設の全体構成を示す図である。図示するように、ここでは被焼却物であるごみの被焼却物移送機構として、給塵スクリュー１１を具備する給塵機１０が用いられている。ホッパー１２に投入されたごみ１３は電動機１４で駆動される給塵スクリュー１１に移送され、該給塵機１０の排出部に設置された解砕排出機１５のかき取りスクリュー１６で解砕され、投入通路であるシュート部１７を通って、流動床式焼却炉２０に供給される。
【０００６】
流動床式焼却炉２０は流動層部２１、フリーボード部２２及び流動媒体抜出装置２３等を具備し、流動層部２１には送風機３１より調節弁３２を介して流動空気が供給され、フリーボード部２２には送風機３３より調節弁３４を介して二次空気が供給されるようになっている。シュート部１７を通って流動床式焼却炉２０内に投入されたごみは燃焼し、その燃焼ガスはボイラ３５を通って、熱回収が行われ、バグフィルタ３６を通って煤塵が除去され、煙突３７から大気に放出される。
【０００７】
流動床式焼却炉２０の炉頂部にはフレームセンサ３８が設けられ、該フレームセンサ３８で流動床式焼却炉２０内の燃焼状態が検出される。制御手段３９は該フレームセンサ３８の出力に基づいて、回転数制御装置４０を介して給塵スクリュー１１を駆動する電動機１４の回転数を制御し、また解砕排出機１５のかき取りスクリュー１６を駆動する電動機１８の回転数は所定の回転数に制御して、流動床式焼却炉２０の燃焼状態が一定になるように、ごみ１３の投入量を制御すると共に、調節弁３２及び調節弁３４を制御して燃焼空気量を制御している。
【０００８】
これとは別に、ごみが落下する前にその量を把握して、フィードフォワード制御を実施する手法も提案されている。特公平９−６０８４２号公報に記載の装置において、給塵機のごみ排出口における落下するごみ量を画像処理により算出し、その算出結果による都市ごみを焼却する焼却制御方法は、その一例である。ここでは画像処理により、ごみの落下量を、燃焼空気である流動空気量と二次空気量及びごみを供給する給塵機のスクリューの回転数の制御に加えている。ごみの落下量が多い場合、予め、流動空気量を低減して流動床部の流動媒体の流動を緩慢化し、二次空気量を炉内に先行投入したり、ごみの過投下を阻止するように給塵機スクリューの回転数を減速したりする。しかし、ごみそのものの投入量をコントロールしてはいない。
【０００９】
また、給塵機のごみ排出口の装置については、例えば、特願平９−１０２６６１号に記載の「焼却炉の被焼却物供給装置の運転装置」は、焼却炉に供給される被焼却物を解砕し細分して定量供給するための解砕排出機と排出口ケーシングの間の隙間を狭くして運転する際、解砕排出機のモータの過負荷を防ぎ、且つ焼却炉への被焼却物を定量供給できる被焼却物供給装置である。ここで解砕排出機は、その回転軸の負荷により、回転数及び前述の隙間をコントロールして、被焼却物による過負荷のために、被焼却物の供給が停止され、排ガス中のＣＯが排出されることを回避している。この運転装置では、焼却運転の連続性は確保されるが、より積極的にＣＯを低減することができない。
【００１０】
上記のように給塵機の排出口におけるごみ落下量のコントロールがＣＯの低減に効果があると考えられる。そこでまず、現在の流動床式焼却施設において使用されている解砕排出機１５のかき取りスクリュー１６の回転数の決定方法について述べ、次に被焼却物の供給量の定量性を向上させる制御方法について述べる。
【００１１】
従来の給塵機１０の排出部に設けられた解砕排出機１５のかき取りスクリュー１６の回転数は一定回転数で制御されており、給塵機１０により押し出されたごみ１３を排出部において、炉内へかき落す機能を有している。この回転数の算出方法を下記に示す。
【００１２】
先ず、スクリュー式の給塵機１０を使用した場合、搬送重量Ｑ1は下式に示すようになる。ここで、添字の１は給塵機１０、２は解砕排出機１５の数値を示す。
Ｑ1＝６０×φ1×π×Ｄ1×Ｄ1÷４×Ｓ1×Ｎ1×γ1
ここで、φ1：断面効率、Ｄ1：給塵スクリュー１１の外径、Ｓ1：給塵スクリュー１１のピッチ、Ｎ1：給塵スクリュー１１の回転数、γ1：比重量を示す。
【００１３】
上式で示される搬送ごみを４条のかき取りスクリュー１６を有する解砕排出機１５でかき落とすには、その回転数が、
｛Ｓ1×Ｎ1÷６０｝×｛（Ｄ2×π÷４）÷（Ｎ2÷６０×Ｄ2×π）｝×ｋ＜Ｈ2
を満足することが経験的に明らかになっている。ここで、Ｄ2：かき取りスクリュー１６の外径、Ｓ2：かき取りスクリュー１６のピッチ、Ｎ2：かき取りスクリュー１６の回転数、ｋ：係数、Ｈ2：かき取りスクリュー１６の羽根高さである。
【００１４】
上記式では、断面積が一定と考えており、
〔かき取りスクリュー１６の羽根の当たる回数（ｓｅｃ／回）〕×〔給塵スクリュー１１が押し出すごみ量（ｍ／ｓｅｃ）〕
＝〔かき取りスクリュー１６の羽根が１回にかき取るごみ量（ｍｍ／回）〕
を示している。
【００１５】
この量×係数が、かき取りスクリュー１６の羽根高さＨ2より低くなるような、かき取りスクリュー１６の回転数を満足すれば、給塵機１０より押し出されるごみを解砕排出機１５により、確実にかき落すことができるということになる。しかし、現状は、前述したように、ごみの性状により定量性のむらが生じて、一度にごみが焼却炉内に落下する、所謂どか落ち現象や、ごみが流動床式焼却炉２０内に供給されない時間が継続し、炉内温度が低下するからつき現象が生じる。この結果、炉内によりＣＯなどの未燃部が排出されるのが現状である。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように現在の流動床焼却施設の燃焼制御では、焼却炉の流動床部に落下したごみの燃焼状態をフレームセンサ３８で捉えた後、流動空気量、二次空気量、給塵機１０の給塵スクリュー１１の回転数を制御している。また、給塵機１０の排出部に供給されたごみ１３は、かき取りスクリュー１６が一定回転数で制御される解砕排出機１５で、定量的に焼却炉内に投入するように設計している。しかしながら、現状はこれらの制御方法でも、ＣＯのピークを完全に無くすことができないという問題がある。
【００１７】
また、上記の問題は流動床焼却施設のみではなく、流動床ガス化炉及び旋回式溶融炉を具備するガス化溶融施設や、低温ガス化炉及び高温ガス化炉を具備するケミカルリサイクル施設等の各種処理装置でも発生する問題である。そこで都市ごみ、産業廃棄物等の不均質可燃物の量及び／又は発熱量が所定の一定値になるようにその供給を制御する供給方法及び供給装置に関する技術の開発が要望されている。
【００１８】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、移送機構の排出部から落下する不均質可燃物の量を制御して、移送機構から処理装置内に供給される不均質可燃物の供給量や発熱量の定量性を向上させることのできる不均質可燃物の供給方法、供給装置、ガス化溶融方法、焼却方法及びガス化方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、移送機構により移送された不均質物を、該移送機構の排出部に設置された解砕排出機のかき取りスクリューで解砕し、該解砕された不均質可燃物を投入通路を通して定量的に処理装置に供給する不均質可燃物の供給方法において、移送機構の排出部及び投入通路が視野に含まれる位置に、テレビカメラを設置し、該テレビカメラの撮影画像をリアルタイムで画像処理し、該画像処理結果より該投入通路を通る不均質可燃物の量及び／又は発熱量を算出し、該算出結果に基づいて解砕排出機のかき取りスクリューの回転数又は該解砕排出機と移送機構の排出部との間隔の両方又はいずれか片方を制御して投入通路を通って処理装置に供給される不均質可燃物の量及び／又は発熱量が所定の一定値になるように制御することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項２に記載の発明は、不均質可燃物を処理装置に移送する移送機構と、該移送機構の排出部に設置されかき取りスクリューを具備する解砕排出機を具備し、該解砕排出機で解砕された不均質可燃物を投入通路を通して定量的に処理装置に投入する不均質可燃物の供給装置において、移送機構の排出部及び投入通路が視野に含まれる位置に設置されたテレビカメラと、該テレビカメラの撮影画像をリアルタイムで画像処理すると共に該画像処理結果より該投入通路を通る不均質可燃物の量及び／又は発熱量を算出する処理算出手段と、該処理算出手段の算出結果に基づいて解砕排出機のかき取りスクリューの回転数又は該解砕排出機と移送機構の排出部との間隔の両方又はいずれか片方を制御して投入通路を通って処理装置に投入される不均質可燃物の量及び／又は発熱量を所定の一定値になるように制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の不均質可燃物の供給装置において、制御手段は、解砕排出機のかき取りスクリューの回転数又は該解砕排出機と被焼却物移送機構の排出部との間隔の両方又はいずれか片方の制御に加え、不均質可燃物の量及び／又は発熱量が所定の一定値になるように前記被焼却物移送機構の被焼却物の移送量も制御することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項４に記載の発明は、給塵機の給塵スクリューにより移送された不均質可燃物を、該給塵スクリューの排出部に設置された解砕排出機のかき取りスクリューで解砕し、該解砕された不均質可燃物を投入通路を通して定量的に流動層ガス化炉に供給して未燃ガスを４５０℃〜８００℃にて生成させ、該流動層ガス化炉にて得られた灰等を含む未燃ガスを旋回式溶融炉に供給して１２００℃〜１６００℃の高温にて高温燃焼させると共に、灰等を溶融させる不均質可燃物のガス化溶融方法において、流動層ガス化炉に定量供給される不均質可燃物の量及び／又は発熱量を算出して、該算出された量及び／又は発熱量に基づいて該不均質可燃物の前記流動層ガス化炉へ供給される量及び／又は発熱量が所定の一定値になるように給塵機の給塵スクリューの回転数及び／又は解砕排出機のかき取りスクリューの回転数及び／又は該解砕排出機のかき取りスクリューと給塵機の給塵スクリューの排出部との間隔を制御することで、流動層ガス化炉に供給する不均質可燃物の供給量を制御することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項５に記載の発明は、給塵機の給塵スクリューにより移送された不均質可燃物を、該給塵スクリューの排出部に設置された解砕排出機のかき取りスクリューで解砕し、該解砕された不均質可燃物を投入通路を通して定量的に流動層焼却炉に供給して焼却する不均質可燃物の焼却方法において、流動層焼却炉に定量供給される不均質可燃物の量及び／又は発熱量を算出して、該算出された量及び／又は発熱量に基づいて該不均質可燃物の流動層焼却炉へ供給される量及び／又は発熱量が所定の一定値になるように給塵機の給塵スクリューの回転数及び／又は解砕排出機のかき取りスクリューの回転数及び／又は該解砕排出機のかき取りスクリューと給塵機の給塵スクリューの排出部との間隔を制御することで、前記流動層焼却炉に供給する不均質可燃物の供給量を制御することを特徴とする。
【００２４】
また、請求項６に記載の発明は、給塵機の給塵スクリューにより移送された不均質可燃物を、該給塵スクリューの排出部に設置された解砕排出機のかき取りスクリューで解砕し、該解砕された不均質可燃物を投入通路を通して定量的に低温ガス化炉に供給して未燃ガスを生成させ、該低温ガス化炉にて得られた未燃ガスを高温ガス化炉に供給して１３００℃以上にてガス化して合成ガスを得る不均質可燃物のガス化方法において、低温ガス化炉に定量供給される不均質可燃物の量及び／又は発熱量を算出して、該算出された量及び／又は発熱量に基づいて該不均質可燃物の低温ガス化炉へ供給される量及び／又は発熱量が所定の一定値になるように給塵機の給塵スクリューの回転数及び／又は解砕排出機のかき取りスクリューの回転数及び／又は該解砕排出機のかき取りスクリューと給塵機の給塵スクリューの排出部との間隔を制御することで、低温ガス化炉に供給する不均質可燃物の供給量を制御することを特徴とする。
【００２５】
流動床焼却炉又は流動床ガス化炉及び旋回式溶融炉を具備するガス化溶融設備又はケミカルリサイクル設備において、上記のように移送機構の排出部及び投入通路が視野に含まれる位置にテレビカメラを設置し、該テレビカメラの撮影画像を画像処理して解析した結果とＣＯのピークの関係を調べたところ、ＣＯのピークは数秒間の連続した不均質可燃物（都市ごみ、産業廃棄物等の可燃性の廃棄物）の落ち込みにより生じていることが明らかになっている。これを回避するために、落下する不均質可燃物の撮影画像を画像処理することで算出される不均質可燃物の落下量により、解砕排出機のかき取りスクリューの回転数を加減したり、移送機構の排出部と解砕排出機の間の間隔（隙間）、即ち解砕排出機のかき取りスクリューの軸位置を調節するような制御を行う。
【００２６】
例えば、かき取りスクリューの回転数制御では、落下する被焼却物量がある値より大きくなったり、又は単位時間当たりの変化量が大きくなった場合には、かき取りスクリューの回転数を減速し、かき取りスクリューの回転軸位置を移送機構の排出部と解砕排出機の間の間隔が狭くなるように制御する。これにより移送機構の排出口に栓をしたのと同様な作用となり、連続した不均質可燃物の投入を阻止することができ、ＣＯのピークを抑制できる。
【００２７】
この時、移送機構から排出される不均質可燃物の量を画像処理結果により減少させる。これは、移送機構から排出され続けることにより排出部に被焼却物が溜り、移送機構や解砕排出機のかき取りスクリューの回転軸の負荷増大を回避するためである。
【００２８】
また、移送機構や解砕排出機のかき取りスクリューの回転軸の負荷が大きくなった場合、特願平９−１０２６６１号の装置のように、解砕排出機のかき取りスクリューの回転軸の保護のため、回転軸を後退させる場合がある。この時、不均質可燃物が一気に焼却炉内へ落下してしまい、ＣＯのピークの原因となる。かき取りスクリューの回転数減速、回転軸位置の前進制御の後は、かき取りスクリューの回転数を徐々に加速させて、移送機構の排出部からの被燃焼物を少しずつ炉内へ供給して、処理装置内への投入量が少なくなったことを確認して、かき取りスクリューを後退させる。
【００２９】
また、投入通路で得られた不均質可燃物の撮影画像は、例えば１／３０秒毎のリアルタイムで画像処理により、投入される不均質可燃物の量も数値化することにより、リアルタイムで上記制御を実現することができる。解砕排出機のかき取りスクリューの回転数も、例えばインバータ制御により高速可変制御を可能とし、その回転軸位置の制御も、例えば油圧装置により軸移動を高速化することにより、処理装置に投入される不均質可燃物の投入通路を通る状況に応じて、不均質可燃物の定量性を向上させることができ、ＣＯを低減しうる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図２は本発明の焼却施設における被焼却物の供給装置の構成を示す図である。本発明の焼却施設の全体構成は図１と略同じで、図２は図１の流動床焼却施設の給塵機の排出部と解砕排出機のかき取りスクリュー部を示す。なお、図２において、図１と同一符号を付した部分は同一又は相当部分を示す。以下、他の図面においても同様とする。
【００３１】
被焼却物移送機構である給塵機１０の排出部及びごみの投入通路であるシュート部１７が視野に含まれる位置（シュート部１７を落下するごみが視野に入る位置）にＣＣＤカメラ４２を設置し、該ＣＣＤカメラ４２で撮影した画像出力は画像処理装置４３に送られ、ごみ落下量算出手段４３ａとごみ発熱量算出手段４３ｂでごみの落下量及びごみの発熱量を算出し、その算出結果を制御手段３９に出力する。
【００３２】
なお、必要に応じてＣＣＤカメラ４２の視野を照明する照明装置を設置する。この場合は、ＣＣＤカメラ４２の対向壁の全幅、長さ方向も可能なだけ、照射むらがなく照射できるように設置する。
【００３３】
解砕排出機１５のかき取りスクリュー１６を駆動する電動機１８はインバータ盤４５によりインバータ制御するようになっている。また、かき取りスクリュー１６の回転軸移動用のシリンダ４１及び油圧装置４４を設け、該油圧装置４４によりかき取りスクリュー１６の回転軸位置を調整できるようになっている。かき取りスクリュー１６の回転軸位置は制御手段３９の指令に基づいて油圧装置４４及びシリンダ４１を介して調整され、その変位量は軸変位センサ４６で検出され、制御手段３９にフィードバックされるようになっている。
【００３４】
図３は画像処理装置４３での落下ごみの撮影画像の画像処理フローの一例を以下に示す図である。同図に基づいて画像処理フローを説明すると、先ずＣＣＤカメラ４２の撮影画像を取り込む（ステップＳＴ１）、続いて画像の二値化を行う（ステップＳＴ２）。次に輪郭の認識を行い（ステップＳＴ３）、続いて輪郭の中の面積算出を行い（ステップＳＴ４）、続いて該面積とその重心を算出し（ステップＳＴ５）、該面積と重心を記憶する（ステップＳＴ６）。
【００３５】
次に、前回算出した重心と今回算出した重心の差：移動距離に今回算出した面積を乗じる（ステップＳＴ７）。続いてこの算出された輪郭の縦横比により処理対象を抽出し（ステップＳＴ８）、これらのある面積以上のものの総和を求める（ステップＳＴ９）。画像処理装置４３から数値化された落下ごみ量等の信号を制御手段３９に出力する（ステップＳＴ１０）。
【００３６】
また、発熱量の算出は、以下のように行う。一般に、ごみは紙類が多いと発熱量が高く、水分が多いと発熱量が低い。画像処理により検出された対象が明るいと発熱量が高く、暗いと低いと判定する。また、明るさと色の組合せにより、発熱量を算定する。このようなフローで得られたごみの画像信号により、ごみ落下量×発熱量がある一定の範囲に入るように、解砕排出機１５のかき取りスクリュー１６の回転数及び回転軸位置の操作端（インバータ盤４５、油圧装置４４）
へ操作信号を出力する。
【００３７】
ＣＣＤカメラ４２で撮影したごみの画像を画像処理装置４３で画像処理することによりごみの落下量を算出し、制御手段３９は該ごみの落下量を基に解砕排出機１５のかき取りスクリュー１６の回転数を加減速したり、かき取りスクリュー１６の回転軸位置を調整するような制御を実施する。次に、落下ごみの算出結果によるかき取りスクリュー１６の回転数及び回転軸位置の制御方法を説明する。
【００３８】
図４は画像処理装置４３で画像処理された信号から解砕排出機１５のかき取りスクリュー１６の制御信号に変換する例を示す図である。画像処理装置４３は、図４（ａ）に示すように１／３０秒毎の画像の処理を行い、落下するごみの量を数値化している。制御手段３９の演算周期は１／１０秒（０．１秒）であるため、図４（ａ）の画像処理信号の３回分を積算して図４（ｂ）に示すように、０．１秒毎のデータに変換する。予め設定した閾値Ｌ1との差分（閾値Ｌ1を越える部分）を図４（ｃ）に示すように算出する。差分値が０になった時点で積算値（Ｓ1、Ｓ2）にある係数（ｋ1、ｋ1）を乗じて（Ｔ1＝Ｓ1×ｋ1、Ｔ2＝Ｓ2×ｋ1）、かき取りスクリュー１６の回転数復帰時間Ｔ1、Ｔ2を図４（ｄ）に示すように設定する。
【００３９】
この時、かき取りスクリュー１６の回転数は、一定回転数より積算値Ｓ1、Ｓ2にある係数ｋ2を乗じた分（Ｎ2-1＝Ｓ1×ｋ2、Ｎ2-2＝Ｓ2×ｋ2）だけ減速する。また、図４（ｅ）に示すように積算値Ｓ3、Ｓ4がある場合も、図４（ｆ）に示すように回転数復帰時間Ｔ3＝Ｓ3×ｋ1、Ｔ4＝Ｓ4×ｋ1を設定し、かき取りスクリュー１６の回転数は、一定回転数より積算値Ｓ3、Ｓ4にある係数ｋ2を乗じた分（Ｎ2-3＝Ｓ3×ｋ2、Ｎ2-4＝Ｓ4×ｋ2）だけ減速する。減速後は上記回転数復帰時間（Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4）かけて徐々に加速する。但し、図４（ｂ）の画像処理信号が閾値Ｌ2を越えている場合は加速せず、閾値Ｌ2より小さくなった時に加速する。
【００４０】
加速時の変化率リミッタは、かき取りスクリュー１６の回転数復帰時間と回転数減速値の関係より算出する。図４（ｄ）の積算値Ｓ2の例で説明すると、かき取りスクリュー１６の回転数Ｎ2-2を１００％から５０％に減速（Ｓ2＝２５、ｋ2＝２）、復帰時間Ｔ2がＴ2＝２５秒と算出（Ｓ2＝２５、ｋ1＝１）した場合、変化率は
５０（％）÷２５（秒）＝２（％／秒）
となり、２（％／秒）を変化率リミッタとして、回転数の上昇がこの値を越えないようにする。
【００４１】
また、かき取りスクリュー１６の回転軸位置は、図４（ｃ）の出力がある場合、回転軸前進（給塵機１０に向かって進む）を開始する。その後、かき取りスクリュー１６の回転数復帰時間を越えて、該回転数が前述の一定回転数に復帰した後に、回転軸位置を定位置に後退させる。これらの制御には、タイマー要素を加えて、異常時には、自動的に回転数、軸位置とも定位置に戻すようにする。
【００４２】
図５は上記制御フローの一例を示す図である。ここでは通常時、解砕排出機１５のかき取りスクリュー１６の回転数は一定回転数に制御し、その回転軸位置は定位置に制御している。ＣＣＤカメラ４２で落下ごみを撮影し、該落下ごみ画像の信号を画像処理装置４３に送る（ステップＳＴ２１、２２、２３）。画像処理装置４３から制御手段３９に画像処理信号を送信する（画像処理装置４３からは１／３０秒毎の画像処理信号を送信する）（ステップＳＴ２４）。制御手段３９は画像処理装置４３からの処理信号を０．１秒毎の信号になるように積算し（ＳＴ２５）、閾値Ｌ1（図４（ｂ）参照）との差分値を算出すると共に（ステップＳＴ２６）、該差分値がプラスになる分を抽出する（ステップＳＴ２７）。
【００４３】
上記抽出した差分値に係数ｋ2を乗じて回転数を算出し、該回転数を一定回転数（通常時ｋ回転数）より減算する（ステップＳＴ２８、２９）。該減算値に基づいてインバータ盤４５を通して電動機１８を制御してかき取りスクリュー１６の回転数を制御する（ステップＳＴ３０、３２）と共に、従来の燃焼制御出力値との演算を行い電動機１４を制御して給塵機１０の給塵スクリュー１１の回転数を制御（電動機１４の回転数を演算値に基づいて減少させ、被焼却物の押出し量（移送量）を検証させる制御）する（ステップＳＴ３１、３３）。
【００４４】
また、上記抽出した差分値係数ｋ1を乗じてかき取りスクリュー１６の回転数復帰時間Ｔを算出する（ステップＳＴ３４、３５）。続いて画像処理信号を取り込み閾値Ｌ2より小さいか否（図４（ｂ）参照）かを判定し（ステップＳＴ３７）、閾値Ｌ2より小さくなかったら所定の時間経過後リセットする（ステップＳＴ３８、３９）。閾値Ｌ2より小さかったら加速し（ステップＳＴ４１）、解砕排出機１５のかき取りスクリュー１６の回転数を通常時の一定回転数に制御する（ステップＳＴ４２）と共に、給塵機１０の給塵スクリュー１１の回転数を通常時の回転数に制御する（ステップＳＴ４３）。
【００４５】
上記抽出した差分値がプラスの時、かき取りスクリュー１６の回転軸の前進値を求め、この値に保持し、この前進値を油圧装置４４に出力しシリンダ４１を介して給塵機１０の排出部に向かってかき取りスクリュー１６を前進させる（ステップＳＴ４４、４５、４６、４７、４８）。その後後退指令を出力し、かき取りスクリュー１６を通常時の定位置に戻す（ステップＳＴ４９、５０）。
【００４６】
上記制御時の画像処理信号等のプロセスデータ例を図６に示す。同図（ａ）は画像処理装置４３の画像処理信号、（ｂ）はフレームセンサ３８の出力であるフレームレベル（％）、（ｃ）はガス冷Ｏ2濃度（％）、（ｄ）は排ガスＣＯ濃度（ｐｐｍ）をそれぞれ示す。図から明らかなように、本制御を行なえばＣＯ濃度が約２０ｐｐｍと低く変動なく略一定となる。
【００４７】
本画像処理信号による燃焼制御の結果を図７に示す。同図（ａ）は排ガスＣＯ濃度（ｐｐｍ）の本制御を行った場合と行わない場合の比較例、（ｂ）はガス冷Ｏ2濃度（％）の本制御を行った場合と行わない場合の比較例をそれぞれ示す。本画像処理信号による燃焼制御を行った場合、排ガスＣＯ濃度の平均値が３５ｐｐｍ、ガス冷Ｏ2濃度の平均値が１０％であったのに対して、本画像処理信号による燃焼制御を行わなかった場合（通常の燃焼制御の場合）は排ガスＣＯ濃度の平均値が７０ｐｐｍ、ガス冷Ｏ2濃度の平均値が１０％であった。即ち、本画像処理信号による燃焼制御を行うことにより、ＣＯ濃度を低減させることができることが明らかとなった。
【００４８】
図８は本発明の被焼却物の供給装置を流動床ガス化炉と旋回式溶融炉を具備するガス化溶融設備に用いた例を示す図である。図示するように、流動床ガス化炉５０の投入通路であるシュート部１７の入口部に給塵機１０とその排出部に配置された解砕排出機１５からなる供給装置が配置されている。該給塵機１０は給塵スクリュー１１を具備し、該給塵スクリュー１１は図１と同様、回転制御装置４０の制御により電動機１４で駆動されるようになっている。
【００４９】
解砕排出機１５はかき取りスクリュー１６を具備し、該かき取りスクリュー１６は図２と同様、インバータ盤でインバータ制御される電動機１８により駆動されるようになっている。また、かき取りスクリュー１６の回転軸位置は油圧装置でシリンダ４１を介して調整されるようになっている。また、給塵機１０の排出部及びシュート部１７が視野に含まれる位置（シュート部１７を落下する廃棄物ａが視野に入る位置）にＣＣＤカメラ４２を設置し、該ＣＣＤカメラ４２で撮影した画像出力を画像処理装置に送り、廃棄物ａの落下量及び発熱量を算出し、制御手段に出力する。該制御手段で図５に示す制御フローと略同じ制御フローで、給塵機１０の給塵スクリュー１１の回転数、解砕排出機１５のかき取りスクリュー１６の回転数及び回転軸位置を制御している。
【００５０】
流動床ガス化炉５０の下部には、空気分散板５３を上方に備えた空気室５２が設けられている。空気分散板５３の上に流動層５１が形成される。給塵機１０の給塵スクリュー１１で押し出された可燃性の廃棄物ａは解砕排出機１５のかき取りスクリュー１６でかき取られ、シュート部１７を通って、流動床ガス化炉５０の流動層５１に投入される。該廃棄物ａは、４５０〜８５０℃に保持され、流動層５１の中に落下することにより、熱せられ、流動層５１の硅砂と接触して速やかに熱分解され、ガス、タール、固形カーボンとなる。次いで、これらの熱分解生成物は、空気ｂ中の酸素と接触してガス化される。
【００５１】
流動床ガス化炉５０のフリーボード５４には、必要に応じて空気ｂが吹き込まれ、６５０℃〜８５０℃にて炭化水素、タール、固形カーボンの部分燃焼が行われ、未燃ガス（ＣＨ4，ＣＯ，ＣＯ2，Ｎ2，Ｈ2Ｏ，Ｃ）が生成される。流動床ガス化炉５０の炉底からサイズの大きい不燃物ｄが硅砂と共に排出される。微細化した固形カーボンを同伴して流動床ガス化炉５０を出た生成ガスｃは、旋回式溶融炉６０に供給され、垂直の一次燃焼室６１と水平で僅かに傾斜した二次燃焼室６２にて、余熱された空気ｂと旋回流中で混合（理論空気量に対して１．３倍程度の空気）しながら、１２００℃〜１６００℃の高温で高温燃焼する。ここで上記未燃ガスはＣＯ2，Ｎ2，Ｈ2Ｏ，Ｏ2となる。
【００５２】
固形カーボン中の灰分は、高温のためにスラグミストとなるが、スラグミストの大部分は、旋回流による遠心力の作用により、燃焼室の炉壁上の溶融スラグ相に捕捉される。該炉壁面を流れ下った溶融スラグｆは、スラグ分離部６３の底部により排出され、間接又は直接に冷却された後にスラグ粒として外部に排出される。一方、スラグ分離部６３の頂部より排出された燃焼排ガスｅは、図示しないボイラ等の熱回収装置やバグフィルタ等の脱塵装置を通って大気に放出される。
【００５３】
図８では供給装置をガス化溶融設備に用いた例を示したが、図９に示すようなケミカルリサイクルに使用される加圧２段ガス化溶融設備に用いても好適である。加圧２段ガス化溶融設備は図示するように、低温ガス化炉７０及び高温ガス化炉８０を具備し、低温ガス化炉７０の投入通路であるシュート部１７の入口部に給塵機１０とその排出部に配置された解砕排出機１５からなる供給装置が配置されている。該給塵機１０は給塵スクリュー１１を具備し、該給塵スクリュー１１は図１と同様、回転制御装置４０の制御により電動機１４で駆動されるようになっている。
【００５４】
解砕排出機１５はかき取りスクリュー１６を具備し、該かき取りスクリュー１６は図２と同様、インバータ盤でインバータ制御される電動機１８により駆動されるようになっている。また、かき取りスクリュー１６の回転軸位置は油圧装置でシリンダ４１を介して調整されるようになっている。また、給塵機１０の排出部及びシュート部１７が視野に含まれる位置（シュート部１７を落下する廃棄物ａが視野に入る位置）にＣＣＤカメラ４２を設置し、該ＣＣＤカメラ４２で撮影した画像出力は画像処理装置に送り、廃棄物ａの落下量及び発熱量を算出し、制御手段に出力される。該制御手段で図５に示す制御フローと略同じ制御フローで、給塵機１０の給塵スクリュー１１の回転数、解砕排出機１５のかき取りスクリュー１６の回転数及び回転軸位置を制御している。
【００５５】
低温ガス化炉７０の流動層７１及び高温ガス化炉８０内には空気分離器９１を介して空気から分離された酸素（Ｏ2）が供給されている。低温ガス化炉７０内に投入された廃棄物ａは理論空気量以下の空気で部分燃焼で未燃ガスが生成される（ＣaＨbＯcＮd＋Ｈ2Ｏ＋Ｏ2→Ｃa'Ｈb'，ＣＯ，Ｈ2Ｏ，Ｈ2，Ｎ2，Ｃ）。廃棄物ａ中に含まれる金属類の不燃物ｄは、還元雰囲気下の低温ガス化炉７０の下部より酸化されることなく、またクリーンな状態で排出される。
【００５６】
高温ガス化炉８０では上記未燃ガスに酸素（Ｏ2）を吹き込み、１３００℃以上の該未燃ガスが炉下部８１で水（Ｈ2Ｏ）と直接接触する所謂クエンチ冷却プロセスにより、瞬時に２００℃前後に冷却され、ＣＯ，Ｈ2を生成する｛（Ｃa'Ｈb'，ＣＯ，Ｈ2Ｏ，Ｈ2，Ｎ2，Ｃ）＋Ｏ2→（ＣＯ，Ｈ2，ＣＯ2，Ｈ2Ｏ，Ｎ2）｝。このＣＯ，Ｈ2の合成ガスはスクラバー９２により脱塩素化され、ＣＯコンバータ９３及び水素ガス分離器９４を通って、化学原料として使用可能なレベルの高純度の水素ガス（Ｈ2）として取り出すことが可能となる。
【００５７】
なお、図９において、７２はスクリーン、７３、７４、８２はロックホッパ、９５はクラリファイヤである。
【００５８】
上記のように本発明の供給装置は都市ごみや産業廃棄物等の不均質可燃物を流動床式焼却炉を具備する焼却設備や、流動床ガス化炉と旋回式溶融炉を具備するガス化溶融設備や、低温ガス化炉及び高温ガス化炉を具備し加圧２段ガス化溶融設備に定量的に供給するのに適しているが、本発明の供給装置はこれに限定されるものではなく、不均質可燃物を各種処理装置に定量的に供給するのに好適である。
【００５９】
なお、上記実施例では給塵機１０の排出部及びシュート部１７が視野に含まれる位置にＣＣＤカメラ４２を設置する例を示したが、ＣＣＤカメラ４２に限定されるものではなく、シュート部１７を落下する不均質可燃物の撮影画像を得ることができればよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上、説明したように請求項１乃至３に記載の発明によれば、移送機構の排出部及び投入通路が視野に含まれる位置に、テレビカメラを設置し、該テレビカメラの撮影画像をリアルタイムで画像処理し、投入通路を通る不均質可燃物の量及び／又は発熱量を算出し、算出結果に基づいて解砕排出機のかき取りスクリューの回転数又は該解砕排出機と移送機構の排出部との間隔の両方又はいずれか片方を制御して投入通路を通って焼却炉内に投入される不均質可燃物の量及び／又は発熱量が所定の一定値になるように制御するので、移送機構から処理装置内に供給される不均質可燃物の量や発熱量の定量性を向上させることができるという優れた効果が得られる。
【００６１】
また、請求項４に記載の発明によれば、流動層ガス化炉内に供給される不均質可燃物の量及び／又は発熱量が所定の一定値になるように制御するので、流動層ガス化炉内で生成される未燃ガスの定量性を向上させることができる不均質可燃物のガス化溶融方法を提供できるという優れた効果が得られる。
【００６２】
また、請求項５に記載の発明によれば、流動層焼却炉内に定量供給される不均質可燃物の量及び／又は発熱量を一定値になるように制御するので、流動層焼却炉内で発生する燃焼ガスの定量性を向上させることができる不均質可燃物の焼却方法を提供できるという優れた効果が得られる。
【００６３】
また、請求項６に記載の発明によれば、低温ガス化炉に定量供給される不均質可燃物の量及び／又は発熱量を一定値になるように制御するので、生成される未燃ガスの定量性を向上させることができる不均質可燃物のガス化方法を提供できるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の燃焼制御を実施する流動床式焼却炉を具備する焼却設備の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の焼却施設における被焼却物の定量供給装置の構成を示す図である。
【図３】ＣＣＤカメラで撮影した落下するごみの画像処理フローの一例を示す図である。
【図４】画像処理装置で画像処理された信号から解砕排出機のかき取りスクリューの制御信号に変換する例を示す図である。
【図５】本発明の被焼却物の供給装置の制御フローの一例を示す図である。
【図６】本発明の被焼却物の供給装置による焼却設備のプロセスデータ例を示す図である。
【図７】本発明の被焼却物の供給装置による燃焼制御と従来の燃焼制御によるＣＯ濃度とＯ2との比較例を示す図である。
【図８】本発明の被焼却物の供給装置を流動床ガス化炉と旋回式溶融炉を具備するガス化溶融設備に用いた構成例を示す図である。
【図９】本発明の被焼却物の供給装置を低温ガス化炉及び高温ガス化炉を具備する加圧２段ガス化溶融設備に用いた構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０          給塵機
１１          給塵スクリュー
１２          ホッパー
１３          ごみ
１４          電動機
１５          解砕排出機
１６          かき取りスクリュー
１７          シュート部
１８          電動機
２０          流動床式焼却炉
２１          流動層部
２２          フリーボード部
２３          流動媒体抜出装置
３１          送風機
３２          調節弁
３３          送風機
３４          調節弁
３５          ボイラ
３６          バグフィルタ
３７          煙突
３８          フレームセンサ
３９          制御手段
４０          回転制御装置
４１          シリンダ
４２          ＣＣＤカメラ
４３          画像処理装置
４４          油圧装置
４５          インバータ盤
４６          軸変位センサ
５０          流動床ガス化炉
５１          流動層
５２          空気室
５３          空気分散板
５４          フリーボード
６０          旋回式溶融炉
６１          一次燃焼室
６２          二次燃焼室
６３          スラグ分離部
７０          低温ガス化炉
８０          高温ガス化炉
９１          空気分離器
９２          スクラバー
９３          ＣＯコンバータ
９４          水素ガス分離器
【図１】
0003637220.tif 000002
【図２】
0003637220.tif 000003
【図３】
0003637220.tif 000004
【図４】
0003637220.tif 000005
【図５】
0003637220.tif 000006
【図６】
0003637220.tif 000007
【図７】
0003637220.tif 000008
【図８】
0003637220.tif 000009
【図９】
0003637220.tif 000010