(57)【要約】【課題】廃棄物の装入タイミングを精度良く定量的に決定する。【解決手段】廃棄物装入制御装置２０は、排ガス中に含まれたＣＯ２の流量を測定するＣＯ２流量測定部２１２と、ＣＯ２の流量と排ガス流量原単位との間の比例の相関関係を示すデータを格納する相関関係格納部２２１と、ＣＯ２の流量を元に排ガス流量原単位を算出する排ガス流量原単位算出部２２２と、排ガス量および排ガス流量原単位に基づき瞬間廃棄物処理速度を算出する瞬間廃棄物処理速度算出部２２３と、瞬間廃棄物処理速度に基づき瞬間廃棄物処理量の積算値を算出する廃棄物処理量積算値算出部２２４と、上記積算値と閾値との大小比較により、次回の廃棄物装入タイミングを判断する第１廃棄物装入タイミング判断部２２５と、上記判断に従い、廃棄物溶融炉へ廃棄物を装入する装入装置駆動部２３０と、備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物溶融炉へ廃棄物を装入するための廃棄物装入制御装置であって、
前記廃棄物溶融炉からの排ガス中に含まれたＣＯ２の流量を測定するＣＯ２流量測定手段と、
前記ＣＯ２の流量と排ガス流量原単位との間の比例の相関関係を示すデータを格納する相関関係格納手段と、
前記相関関係格納手段に格納された前記データに基づき、前記ＣＯ２の流量を元に前記排ガス流量原単位を算出する排ガス流量原単位算出手段と、
前記廃棄物溶融炉からの排ガス量および前記排ガス流量原単位に基づき、前記廃棄物溶融炉における瞬間廃棄物処理速度を算出する瞬間廃棄物処理速度算出手段と、
前記瞬間廃棄物処理速度算出手段により算出された前記瞬間廃棄物処理速度に基づき、前記廃棄物溶融炉における瞬間廃棄物処理量の積算値を算出する廃棄物処理量積算値算出手段と、
前記廃棄物処理量積算値算出手段により算出された前記積算値と所定の閾値との大小比較により、次回の廃棄物装入タイミングを判断する第１廃棄物装入タイミング判断手段と、
前記第１廃棄物装入タイミング判断手段の当該判断に従い、前記廃棄物溶融炉へ前記廃棄物を装入する廃棄物装入手段と、
を備える、廃棄物装入制御装置。
【請求項２】
前記瞬間廃棄物処理速度算出手段は、
下記の式（１）に基づき、前記瞬間廃棄物処理速度を算出する、請求項１に記載の廃棄物装入制御装置。
瞬間廃棄物処理速度＝排ガス量／排ガス流量原単位…（１）
【請求項３】
前記相関関係格納手段に格納された前記データにおいて、前記ＣＯ２の流量と前記排ガス流量原単位との間の前記比例の相関関係は１次関数として近似化されている、請求項１または２に記載の廃棄物装入制御装置。
【請求項４】
前記廃棄物溶融炉の定格処理量、および前記廃棄物装入手段により今回装入する廃棄物装入量に基づき、前記廃棄物装入量に対する前記廃棄物溶融炉の参考処理時間を算出する参考処理時間算出手段と、
前回装入した時刻から経過した時間と、前記参考処理時間算出手段が算出した参考処理時間とを比較することにより、次回の廃棄物装入タイミングを判断する第２廃棄物装入タイミング判断手段と、
を更に備え、
前記廃棄物装入手段は、前記第２廃棄物装入タイミング判断手段の当該判断に従い、前記廃棄物溶融炉へ前記廃棄物を装入する、請求項１〜３何れか１項に記載の廃棄物装入制御装置。
【請求項５】
前記参考処理時間算出手段は、前記参考処理時間を算出するために、前記廃棄物装入量を前記定格処理量で割る演算を行う、請求項４に記載の廃棄物装入制御装置。
【請求項６】
前記参考処理時間算出手段は、前記参考処理時間を算出するために、前記廃棄物溶融炉全体における処理速度が反映された係数を更に乗じる演算を行う、請求項５に記載の廃棄物装入制御装置。
【請求項７】
廃棄物溶融炉へ廃棄物を装入するための廃棄物装入制御方法であって、
相関関係格納手段に、前記廃棄物溶融炉からの排ガス中に含まれたＣＯ２の流量と排ガス流量原単位との間の比例の相関関係を示すデータが格納され、
ＣＯ２流量測定手段が、前記ＣＯ２の流量を測定するＣＯ２流量測定ステップと、
排ガス流量原単位算出手段が、前記相関関係格納手段に格納された前記データに基づき、前記ＣＯ２の流量を元に前記排ガス流量原単位を算出する排ガス流量原単位算出ステップと、
瞬間廃棄物処理速度算出手段が、前記廃棄物溶融炉からの排ガス量および前記排ガス流量原単位に基づき、前記廃棄物溶融炉における瞬間廃棄物処理速度を算出する瞬間廃棄物処理速度算出ステップと、
廃棄物処理量積算値算出手段が、前記瞬間廃棄物処理速度算出手段により算出された前記瞬間廃棄物処理速度に基づき、前記廃棄物溶融炉における瞬間廃棄物処理量の積算値を算出する廃棄物処理量積算値算出ステップと、
第１廃棄物装入タイミング判断手段が、前記廃棄物処理量積算値算出手段により算出された前記積算値と所定の閾値との大小比較により、次回の廃棄物装入タイミングを判断する第１廃棄物装入タイミング判断ステップと、
廃棄物装入手段が、前記第１廃棄物装入タイミング判断手段の当該判断に従い、前記廃棄物溶融炉へ前記廃棄物を装入する廃棄物装入ステップと、
を備える、廃棄物装入制御方法。
【請求項８】
参考処理時間算出手段が、前記廃棄物溶融炉の定格処理量、および前記廃棄物装入手段により今回装入する廃棄物装入量に基づき、前記廃棄物装入量に対する前記廃棄物溶融炉の参考処理時間を算出する参考処理時間算出ステップと、
第２廃棄物装入タイミング判断手段が、前回装入した時刻から経過した時間と、前記参考処理時間算出手段が算出した参考処理時間とを比較することにより、次回の廃棄物装入タイミングを判断する第２廃棄物装入タイミング判断ステップと、
を更に備え、
前記廃棄物装入手段は、前記廃棄物装入ステップにて、前記第２廃棄物装入タイミング判断手段の当該判断に従い、前記廃棄物溶融炉へ前記廃棄物を装入する、請求項７に記載の廃棄物装入制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物溶融炉へ廃棄物を装入するための廃棄物装入制御装置および廃棄物装入制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、廃棄物を廃棄物溶融炉内へ装入する際に、装入廃棄物のタイミングを決定するための指標として、マイクロ波式距離測定装置にて測定される廃棄物層高レベルが使用されている（例えば、下記の特許文献１を参照）。特許文献１に記載の技術においては、マイクロ波による距離測定装置を廃棄物溶融炉内に設置し、マイクロ波の反射波により廃棄物の層高レベルを測定することによって、廃棄物の装入タイミングを決定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５０４０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載したような従来のマイクロ波式距離測定装置では、廃棄物が偏積して廃棄物層高レベルの測定値が一時的にふらつく場合、廃棄物の装入を適切に行えない可能性があり、この場合、処理量低下や炉況悪化を招くおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は上記に鑑みてなされたもので、廃棄物溶融炉へ廃棄物を装入する際において、廃棄物の装入タイミングを精度良く定量的に決定することを可能とした廃棄物装入制御装置および廃棄物装入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】
【０００６】
本発明者らは、廃棄物層高レベルの測定値は現在の廃棄物処理量を直接的に意識した指標ではないことに着目した。本発明者らは更に、前回の廃棄物装入後に経過した時間をそのまま使って次回の装入タイミングを決定することは、現在の廃棄物処理状況を直接的に反映した方法ではないことに着目した。そして、現在の廃棄物処理量および処理状況を直接的に意識した別の指標、しかも定量的な指標を、廃棄物の装入タイミングを決めるための新たな指標として導入した。つまり、本発明者らは、投入カロリーと排ガス流量原単位との間の相関関係、および排ガス中のＣＯ２の流量と投入カロリーとの間の相関関係に着目し、これをベースに、ＣＯ２の流量と排ガス流量原単位との間の相関関係を予め求め、それを排ガス流量原単位、瞬間廃棄物処理速度、および瞬間廃棄物処理量の積算値を算出するために用いた。ここで、「排ガス流量原単位」は、廃棄物１ｔ当たりに出る排ガス流量であり、廃棄物の成分や燃焼空気比等によって変化するものである。
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の廃棄物装入制御装置は、廃棄物溶融炉へ廃棄物を装入するための廃棄物装入制御装置であって、前記廃棄物溶融炉からの排ガス中に含まれたＣＯ２の流量を測定するＣＯ２流量測定手段と、前記ＣＯ２の流量と排ガス流量原単位との間の比例の相関関係を示すデータを格納する相関関係格納手段と、前記相関関係格納手段に格納された前記データに基づき、前記ＣＯ２の流量を元に前記排ガス流量原単位を算出する排ガス流量原単位算出手段と、前記廃棄物溶融炉からの排ガス量および前記排ガス流量原単位に基づき、前記廃棄物溶融炉における瞬間廃棄物処理速度を算出する瞬間廃棄物処理速度算出手段と、前記瞬間廃棄物処理速度算出手段により算出された前記瞬間廃棄物処理速度に基づき、前記廃棄物溶融炉における瞬間廃棄物処理量の積算値を算出する廃棄物処理量積算値算出手段と、前記廃棄物処理量積算値算出手段により算出された前記積算値と所定の閾値との大小比較により、次回の廃棄物装入タイミングを判断する第１廃棄物装入タイミング判断手段と、前記第１廃棄物装入タイミング判断手段の当該判断に従い、前記廃棄物溶融炉へ前記廃棄物を装入する廃棄物装入手段と、を備える。
【０００８】
また、本発明の廃棄物装入制御方法は、廃棄物溶融炉へ廃棄物を装入するための廃棄物装入制御方法であって、相関関係格納手段に、前記廃棄物溶融炉からの排ガス中に含まれたＣＯ２の流量と排ガス流量原単位との間の比例の相関関係を示すデータが格納され、ＣＯ２流量測定手段が、前記ＣＯ２の流量を測定するＣＯ２流量測定ステップと、排ガス流量原単位算出手段が、前記相関関係格納手段に格納された前記データに基づき、前記ＣＯ２の流量を元に前記排ガス流量原単位を算出する排ガス流量原単位算出ステップと、瞬間廃棄物処理速度算出手段が、前記廃棄物溶融炉からの排ガス量および前記排ガス流量原単位に基づき、前記廃棄物溶融炉における瞬間廃棄物処理速度を算出する瞬間廃棄物処理速度算出ステップと、廃棄物処理量積算値算出手段が、前記瞬間廃棄物処理速度算出手段により算出された前記瞬間廃棄物処理速度に基づき、前記廃棄物溶融炉における瞬間廃棄物処理量の積算値を算出する廃棄物処理量積算値算出ステップと、第１廃棄物装入タイミング判断手段が、前記廃棄物処理量積算値算出手段により算出された前記積算値と所定の閾値との大小比較により、次回の廃棄物装入タイミングを判断する第１廃棄物装入タイミング判断ステップと、廃棄物装入手段が、前記第１廃棄物装入タイミング判断手段の当該判断に従い、前記廃棄物溶融炉へ前記廃棄物を装入する廃棄物装入ステップと、を備える。
【０００９】
このような本発明の廃棄物装入制御装置および廃棄物装入制御方法によれば、排ガス中のＣＯ２の流量を新しい指標として用いて、廃棄物溶融炉へ廃棄物を装入するためのタイミングを精度良くかつ定量的に判断することができる。ここで、排ガスの中には数多くの物質が含まれている点を考慮すると、本発明において当該数多くの物質の中からＣＯ２の流量に着眼して、装入タイミングを決定するために使用した点は、いくら当業者であっても容易に思いつくような思想ではない。一方で、ＣＯ２の流量は、測定そのものは容易にできるため、装置を容易かつ簡易に構成することができる。
【００１０】
また、本発明では、現在の廃棄物処理量を計算するための必須のパラメータである排ガス流量原単位を排ガス中のＣＯ２の流量を元に計算する。排ガス流量原単位を廃棄物のごみカロリー（廃棄物中のＣの量）を元に計算することも考えられるが、廃棄物のごみカロリーは時間変動が大きいことから、これを元に排ガス流量原単位を算出することは、長時間および高負担の難しい作業である。一方で、ＣＯ２の流量を元に排ガス流量原単位を算出することは、短時間および低負担の容易な作業である。従って、本発明によれば、排ガス中のＣＯ２の流量を新しい指標として用いて、廃棄物溶融炉へ廃棄物を装入するためのタイミングを迅速かつ容易に更に精度良く判断することができる。
【００１１】
また、前記瞬間廃棄物処理速度算出手段は、下記の式（１）に基づき、前記瞬間廃棄物処理速度を算出しても良い。
瞬間廃棄物処理速度＝排ガス量／排ガス流量原単位…（１）
【００１２】
この発明によれば、瞬間廃棄物処理速度を算出するための具体的な手法が提供される。
【００１３】
また、前記相関関係格納手段に格納された前記データにおいて、前記ＣＯ２の流量と前記排ガス流量原単位との間の前記比例の相関関係は１次関数として近似化されていても良い。
【００１４】
この発明によれば、ＣＯ２の流量と排ガス流量原単位との間の相関関係が１次関数としてわかりやすく提供される。
【００１５】
また、廃棄物装入制御装置は、前記廃棄物溶融炉の定格処理量、および前記廃棄物装入手段により今回装入する廃棄物装入量に基づき、前記廃棄物装入量に対する前記廃棄物溶融炉の参考処理時間（今回装入する廃棄物装入量に見合ったスペースを確保するための時間）を算出する参考処理時間算出手段と、前回装入した時刻から経過した時間と、前記参考処理時間算出手段が算出した参考処理時間とを比較することにより、次回の廃棄物装入タイミングを判断する第２廃棄物装入タイミング判断手段と、を更に備え、前記廃棄物装入手段は、前記第２廃棄物装入タイミング判断手段の当該判断に従い、前記廃棄物溶融炉へ前記廃棄物を装入しても良い。
【００１６】
また、廃棄物装入制御方法は、参考処理時間算出手段が、前記廃棄物溶融炉の定格処理量、および前記廃棄物装入手段により今回装入する廃棄物装入量に基づき、前記廃棄物装入量に対する前記廃棄物溶融炉の参考処理時間を算出する参考処理時間算出ステップと、第２廃棄物装入タイミング判断手段が、前回装入した時刻から経過した時間と、前記参考処理時間算出手段が算出した参考処理時間とを比較することにより、次回の廃棄物装入タイミングを判断する第２廃棄物装入タイミング判断ステップと、を更に備え、前記廃棄物装入手段は、前記廃棄物装入ステップにて、前記第２廃棄物装入タイミング判断手段の当該判断に従い、前記廃棄物溶融炉へ前記廃棄物を装入しても良い。
【００１７】
これらの発明によれば、廃棄物装入タイミングを判断するための更なるパラメータとして、今回装入する廃棄物装入量に対する廃棄物溶融炉の参考処理時間を利用する。参考処理時間は、今回装入する廃棄物を廃棄物溶融炉が処理するための目安となる時間であり、廃棄物溶融炉の定格処理量、および今回装入する廃棄物装入量に基づき算出することができる。参考処理時間を廃棄物装入タイミング判断のための更なるパラメータとして利用することにより、廃棄物を装入するための適切なインターバルが確保できるので、廃棄物処理の進みすぎまたは遅れすぎを防止でき、炉況安定化を図ることができる。
【００１８】
また、 前記参考処理時間算出手段は、前記参考処理時間を算出するために、前記廃棄物装入量を前記定格処理量で割る演算を行っても良い。
【００１９】
この発明によれば、参考処理時間を算出するための具体的な手法が提供される。
【００２０】
また、前記参考処理時間算出手段は、前記参考処理時間を算出するために、前記廃棄物溶融炉全体における処理速度が反映された係数を更に乗じる演算を行っても良い。
【００２１】
この発明によれば、参考処理時間を算出するための具体的な手法が提供される。また、廃棄物溶融炉全体における処理速度が反映された係数が参考処理時間に反映されることとなり、この参考処理時間を用いて廃棄物装入タイミング判断を行えば、当該判断には廃棄物溶融炉全体における処理速度が反映されるため、炉況に応じたより的確な判断が行われ、炉況安定化を更に確実に図ることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、廃棄物溶融炉へ廃棄物を装入する際において、廃棄物の装入タイミングを精度良く決定することを可能とした廃棄物装入制御装置および廃棄物装入制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る廃棄物装入制御装置２０を含む廃棄物溶融設備１の構成概要図である。
【図２】廃棄物装入制御装置２０のハードウェア構成図である。
【図３】第１実施形態にかかる廃棄物装入制御装置２０の構成概要図である。
【図４】投入カロリーと排ガス流量原単位との間の相関関係を示す図である。
【図５】ＣＯ２の流量と投入カロリーとの間の相関関係を示す図である。
【図６】ＣＯ２の流量と排ガス流量原単位との間の相関関係を示す図である。
【図７】第１実施形態にかかる廃棄物装入制御装置２０の動作を示すフローチャートである。
【図８】第２実施形態にかかる廃棄物装入制御装置２０の構成概要図である。
【図９】第２実施形態にかかる廃棄物装入制御装置２０の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照して本発明にかかる廃棄物装入制御装置および廃棄物装入制御方法の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２５】
（第１実施形態）
（廃棄物溶融設備１の全体構成）
図１は、本発明の第１実施形態に係る廃棄物装入制御装置２０を含む廃棄物溶融設備１の構成概要図である。図１に示すように、廃棄物溶融設備１は、廃棄物溶融炉１０および廃棄物装入制御装置２０を備えて構成される。廃棄物溶融炉１０の排ガス管１２１の中に廃棄物装入制御装置２０の測定部２１０が設置され、測定部２１０は廃棄物装入制御装置２０の演算部２２０とデータ通信可能に接続される。廃棄物装入制御装置２０の装入装置駆動部２３０は、演算部２２０からの出力に基づき廃棄物溶融炉１０の装入装置１２０を駆動させることにより、廃棄物溶融炉１０への廃棄物の装入を自動制御する。
【００２６】
（廃棄物溶融炉１０の構成）
廃棄物溶融炉１０の構成について説明する。廃棄物溶融炉１０は、廃棄物を溶融処理するものである。廃棄物溶融炉１０は、図１に示されるように、溶融炉部１１０と、溶融炉部１１０の上部に設けられた装入装置１２０とを備える。溶融炉部１１０は、シャフト部１１１と、該シャフト部１１１の下端に設けられる朝顔部１１２と、朝顔部１１２の下部に設けられる炉底部１１３と、を備える。炉底部１１３には、上から順に、熱分解帯用の上段羽口１１４と、燃焼溶融帯用の下段羽口１１５とが設けられている。上段羽口１１４及び下段羽口１１５は、それぞれ複数段であってもよい。
【００２７】
廃棄物およびコークスは、装入装置１２０によって、溶融炉部１１０に導入される。ここで用いられる廃棄物としては、一般廃棄物、産業廃棄物、これらに乾燥、焼却、破砕等の処理を施して得られた処理物、またはこれらを一度埋め立て処理した後、再度掘り起こした土砂分を含む埋め立てごみ等が挙げられる。
【００２８】
下段羽口１１５からは酸素又は酸素富化空気が供給され、上段羽口１１４からは燃焼支持ガスとして空気が供給される。溶融炉部１１０の下部に配置されたコークス１１６は、下段羽口１１５から供給された酸素又は酸素富化空気によって燃焼されて、熱源として機能する。溶融炉部１１０の上部に配置された廃棄物１１７は、コークスの燃焼によって加熱されて、熱分解残渣１１８となる。熱分解残渣１１８は、主に上段羽口１１４から供給された空気によって燃焼される。
【００２９】
溶融炉部１１０の内部は、コークス１１６等の燃焼によって温度勾配が生じている。具体的には、溶融炉部１１０は、上方から下方に向けて乾燥・予熱帯１１０ａ（約３００〜４００℃）、熱分解帯１１０ｂ（約６００〜８００℃）、および燃焼・溶融帯１１０ｃ（約１０００〜１８００℃）を有する。溶融炉部１１０の内部に導入された廃棄物１１７は、乾燥・予熱帯１１０ａ、熱分解帯１１０ｂ及び燃焼・溶融帯１１０ｃの順に通過する。これによって、廃棄物１１７中の可燃分は熱分解ガス化して燃焼室に導入され、灰分は、熱分解残渣１１８を経て溶融物となる。スラグ及びメタルを含む溶融物は、炉底部１１３に設けられた出滓口１１９から排出される。
【００３０】
溶融炉部１１０で生成した熱分解ガスは、シャフト部１１１を上昇し、装入装置１２０の下部に接続された排ガス管１２１から燃焼室へ導入される。排ガスは可燃ガスとして燃焼された後、ボイラーで廃熱回収される。その後、排ガスは、減温塔で温度が調整された後、集塵機及び触媒反応塔を通過して、煙突１２２から排出される。なお、図示は省略するが、図１の排ガス管１２１と煙突１２２との間に、燃焼室、ボイラー、減温塔、集塵機、および触媒反応塔が順に設置されている。
【００３１】
（廃棄物装入制御装置２０の構成）
次に、廃棄物装入制御装置２０の構成について説明する。廃棄物装入制御装置２０は、廃棄物溶融炉１０へ廃棄物を定量的に装入するためのものである。図２は廃棄物装入制御装置２０のハードウェア構成図である。図２に示すように、廃棄物装入制御装置２０は、物理的には、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２及びＲＡＭ２３等の主記憶装置、キーボード及びマウス等の入力デバイス２４、ディスプレイ等の出力デバイス２５、他の装置との間でデータの送受信を行うためのネットワークカード等の通信モジュール２６、ハードディスク等の補助記憶装置２７などを含む通常のコンピュータシステムとして構成される。後述する廃棄物装入制御装置２０の各機能は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３等のハードウェア上に所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵ２１の制御の元で入力デバイス２４、出力デバイス２５、通信モジュール２６を動作させると共に、主記憶装置２２，２３や補助記憶装置２７におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。
【００３２】
図３は、廃棄物装入制御装置２０の構成概要図である。廃棄物装入制御装置２０は、機能的な構成要素として、測定部２１０、演算部２２０、および装入装置駆動部２３０（特許請求の範囲における「廃棄物装入手段」に相当）を備えて構成される。測定部２１０は、排ガス量測定部２１１、およびＣＯ２流量測定部２１２（特許請求の範囲における「ＣＯ２流量測定手段」に相当）を有する。演算部２２０は、相関関係格納部２２１（特許請求の範囲における「相関関係格納手段」に相当）、排ガス流量原単位算出部２２２（特許請求の範囲における「排ガス流量原単位算出手段」に相当）、瞬間廃棄物処理速度算出部２２３（特許請求の範囲における「瞬間廃棄物処理速度算出手段」に相当）、廃棄物処理量積算値算出部２２４（特許請求の範囲における「廃棄物処理量積算値算出手段」に相当）、および第１廃棄物装入タイミング判断部２２５（特許請求の範囲における「第１廃棄物装入タイミング判断手段」に相当）を有する。
【００３３】
排ガス量測定部２１１は、廃棄物溶融炉１０からの排ガス量を測定するものである。排ガス量測定部２１１は、例えば廃棄物溶融炉１０の排ガス管１２１の中に設置されることができる。排ガス量測定部２１１は、汎用のものを用いることができる。排ガス量測定部２１１は、演算部２２０とデータ通信可能に接続され、排ガス量の測定値を瞬間廃棄物処理速度算出部２２３に出力する。
【００３４】
ＣＯ２流量測定部２１２は、廃棄物溶融炉１０からの排ガス中に含まれたＣＯ２の流量を測定するものである。ＣＯ２流量測定部２１２は、例えば廃棄物溶融炉１０の排ガス管１２１の中に設置されることができる。ＣＯ２流量測定部２１２は、汎用のものを用いることができる。ＣＯ２流量測定部２１２は、演算部２２０とデータ通信可能に接続され、ＣＯ２の流量の測定値を排ガス流量原単位算出部２２２に出力する。
【００３５】
相関関係格納部２２１は、ＣＯ２の流量と排ガス流量原単位との間の比例の相関関係を示すデータなど、廃棄物装入制御装置２０で必要なデータを格納するものである。図４〜６は、相関関係格納部２２１が格納するデータの一例を示す。
【００３６】
図４は、投入カロリーと排ガス流量原単位との間の比例の相関関係を示すデータである。なお、投入カロリーは、廃棄物およびコークスのカロリーを合算した値であり、例えば１日単位で入熱量と出熱量との差異により逆算して求めることができる。
【００３７】
本発明者らは、本データを取得するために、あらかじめ多数回に渡る実験を行って、それぞれの投入カロリーと排ガス流量原単位の計算値を元に、近似化を行った。その結果、投入カロリーと排ガス流量原単位との間には正比例の相関関係があることを見つけた。すなわち、投入カロリーと排ガス流量原単位との間の相関関係は以下のように表すことができる。
排ガス流量原単位＝ｆ１（投入カロリー）…（２）
ここで、関数ｆ１は正の傾きを有する１次関数であり、図４の例においては、下記のように表すことができる。
排ガス流量原単位［Nm3/TR］＝ａ×投入カロリー[kcal]＋ｂ…（３）
ただし、ａおよびｂはそれぞれ常数である。
【００３８】
図５はＣＯ２の流量と投入カロリーとの間の比例の相関関係を示すデータである。本発明者らは、本データを取得するために、あらかじめ多数回に渡る実験を行って、それぞれのＣＯ２の流量の測定値と投入カロリーの計算値を元に、近似化を行った。その結果、ＣＯ２の流量と投入カロリーとの間には正比例の相関関係があることを見つけた。つまり、ＣＯ２の流量と投入カロリーとの間の相関関係は以下のように表すことができる。
投入カロリー＝ｆ２（ＣＯ２の流量）…（４）
ここで、関数ｆ２は正の傾きを有する１次関数であり、図５の例においては、下記のように表すことができる。
投入カロリー[kcal]＝ｃ×ＣＯ２の流量［Nm3/h］＋ｄ…（５）
ただし、ｃおよびｄはそれぞれ常数である。
【００３９】
図６は、図４および図５のデータに基づき、ＣＯ２の流量と排ガス流量原単位との間の比例の相関関係を求めた結果を示すデータである。図４および図５において、投入カロリーと排ガス流量原単位とが正比例の相関関係を有し、ＣＯ２の流量と投入カロリーとが正比例の相関関係を有していたため、図６におけるＣＯ２の流量と排ガス流量原単位も正比例の相関関係を有する。つまり、ＣＯ２の流量と排ガス流量原単位との間の相関関係は以下のように表すことができる。
排ガス流量原単位＝ｆ３（ＣＯ２の流量）…（６）
ここで、関数ｆ３は正の傾きを有する１次関数であり、図６の例においては、下記のように表すことができる。
排ガス流量原単位［Nm3/TR］＝ｅ×ＣＯ２の流量［Nm3/h］＋ｆ…（７）
ただし、ｅおよびｆはそれぞれ常数である。つまり、相関関係格納部２２１に格納されたデータにおいて、ＣＯ２の流量と排ガス流量原単位との間の正比例の相関関係は１次関数として近似化されていることがいえる。
【００４０】
図３に戻り、排ガス流量原単位算出部２２２は、相関関係格納部２２１に格納されたデータに基づき、ＣＯ２の流量を元に排ガス流量原単位を算出するものである。排ガス流量原単位算出部２２２はＣＯ２流量測定部２１２よりＣＯ２の流量の測定値を入力し、当該ＣＯ２の流量測定値に対応する排ガス流量原単位を図６に示したデータに基づき算出する。排ガス流量原単位算出部２２２は、算出した排ガス流量原単位を瞬間廃棄物処理速度算出部２２３に出力する。
【００４１】
瞬間廃棄物処理速度算出部２２３は、廃棄物溶融炉１０からの排ガス量および排ガス流量原単位に基づき、廃棄物溶融炉１０における瞬間廃棄物処理速度を算出するものである。瞬間廃棄物処理速度算出部２２３は、排ガス量測定部２１１より排ガス量の測定値を入力し、排ガス流量原単位算出部２２２より排ガス流量原単位を入力する。瞬間廃棄物処理速度算出部２２３は、下記の式（１）に基づき、瞬間廃棄物処理速度を算出する。瞬間廃棄物処理速度算出部２２３は、算出した瞬間廃棄物処理速度を廃棄物処理量積算値算出部２２４に出力する。
瞬間廃棄物処理速度［t/h］＝排ガス量［Nm3/h］／排ガス流量原単位［Nm3/TR］…（１）
【００４２】
廃棄物処理量積算値算出部２２４は、瞬間廃棄物処理速度算出部２２３により算出された瞬間廃棄物処理速度に基づき、廃棄物溶融炉１０における瞬間廃棄物処理量の積算値を算出するものである。廃棄物処理量積算値算出部２２４は、まず瞬間廃棄物処理速度の一定期間の平均値を求め、それを６０で割ることにより、分単位の瞬間廃棄物処理量［t/min］を求める。次に、廃棄物処理量積算値算出部２２４は、瞬間廃棄物処理量［t/min］を積算することにより、瞬間廃棄物処理量の積算値［t］を算出する。廃棄物処理量積算値算出部２２４は、算出した瞬間廃棄物処理量の積算値を第１廃棄物装入タイミング判断部２２５に出力する。
【００４３】
第１廃棄物装入タイミング判断部２２５は、廃棄物処理量積算値算出部２２４により算出された積算値と所定の閾値との大小比較により、次回の廃棄物装入タイミングを判断するものである。第１廃棄物装入タイミング判断部２２５は、廃棄物処理量積算値算出部２２４より瞬間廃棄物処理量の積算値を入力し、それを閾値と大小比較する。閾値は、例えば、装入装置１２０の廃棄物装入クレーンの１掴み重量にあわせて設定することができる。瞬間廃棄物処理量の積算値がまだ閾値より大きくない場合に、第１廃棄物装入タイミング判断部２２５は、まだ次回の廃棄物装入タイミングになっていないと判断する。一方で、瞬間廃棄物処理量の積算値が閾値より大きくなった場合に、第１廃棄物装入タイミング判断部２２５は、次回の廃棄物装入タイミングになったと判断する。第１廃棄物装入タイミング判断部２２５は、次回の廃棄物装入タイミングになった旨を装入装置駆動部２３０に通知する。
【００４４】
装入装置駆動部２３０は、第１廃棄物装入タイミング判断部２２５の当該判断に従い、廃棄物溶融炉１０へ廃棄物を装入するものである。具体的に、装入装置駆動部２３０は、次回の廃棄物装入タイミングになった旨を第１廃棄物装入タイミング判断部２２５より通知されると、装入装置１２０を駆動させることにより廃棄物溶融炉１０へ廃棄物を装入する。本実施形態では、閾値が例えば装入装置１２０の廃棄物装入クレーンの１掴み重量にあわせて設定されているため、装入装置駆動部２３０は装入装置１２０が１掴み分の廃棄物を廃棄物溶融炉１０へ装入するように制御しても良い。
【００４５】
（廃棄物装入制御装置２０の動作）
続いて、廃棄物装入制御装置２０により行われる動作について、図７を参照しながら説明する。図７は、廃棄物装入制御装置２０の動作を示すフローチャートである。
【００４６】
最初に、排ガス量測定部２１１が廃棄物溶融炉１０からの排ガス量を測定するとともに、ＣＯ２流量測定部２１２が排ガス中に含まれたＣＯ２の流量を測定する。排ガス量測定部２１１は排ガス量の測定値を瞬間廃棄物処理速度算出部２２３に出力し、ＣＯ２流量測定部２１２はＣＯ２の流量の測定値を排ガス流量原単位算出部２２２に出力する（ステップＳ１、ＣＯ２流量測定ステップ）。
【００４７】
次に、排ガス流量原単位算出部２２２が、相関関係格納部２２１に格納されたデータに基づき、ＣＯ２の流量を元に排ガス流量原単位を算出する。排ガス流量原単位算出部２２２は、算出した排ガス流量原単位を瞬間廃棄物処理速度算出部２２３に出力する（ステップＳ２、排ガス流量原単位算出ステップ）。
【００４８】
次に、瞬間廃棄物処理速度算出部２２３が、廃棄物溶融炉１０からの排ガス量および排ガス流量原単位に基づき、廃棄物溶融炉１０における瞬間廃棄物処理速度を算出する。瞬間廃棄物処理速度算出部２２３は、排ガス量測定部２１１より排ガス量の測定値を入力し、排ガス流量原単位算出部２２２より排ガス流量原単位を入力する。瞬間廃棄物処理速度算出部２２３は、算出した瞬間廃棄物処理速度を廃棄物処理量積算値算出部２２４に出力する（ステップＳ３、瞬間廃棄物処理速度算出ステップ）。
【００４９】
次に、廃棄物処理量積算値算出部２２４が、瞬間廃棄物処理速度算出部２２３により算出された瞬間廃棄物処理速度に基づき、廃棄物溶融炉１０における瞬間廃棄物処理量の積算値を算出する。廃棄物処理量積算値算出部２２４は、算出した瞬間廃棄物処理量の積算値を第１廃棄物装入タイミング判断部２２５に出力する（ステップＳ４、廃棄物処理量積算値算出ステップ）。
【００５０】
次に、第１廃棄物装入タイミング判断部２２５が、廃棄物処理量積算値算出部２２４により算出された積算値と閾値との大小比較により、次回の廃棄物装入タイミングを判断する。第１廃棄物装入タイミング判断部２２５は、廃棄物処理量積算値算出部２２４より瞬間廃棄物処理量の積算値を入力し、それを閾値と大小比較する。瞬間廃棄物処理量の積算値がまだ閾値より大きくない場合に、第１廃棄物装入タイミング判断部２２５は、まだ次回の廃棄物装入タイミングになっていないと判断する。一方で、瞬間廃棄物処理量の積算値が閾値より大きくなった場合に、第１廃棄物装入タイミング判断部２２５は、次回の廃棄物装入タイミングになったと判断する。第１廃棄物装入タイミング判断部２２５は、次回の廃棄物装入タイミングになった旨を装入装置駆動部２３０に通知する（ステップＳ５、第１廃棄物装入タイミング判断ステップ）。
【００５１】
次に、装入装置駆動部２３０が、第１廃棄物装入タイミング判断部２２５の当該判断に従い、廃棄物溶融炉１０へ廃棄物を装入する。具体的に、装入装置駆動部２３０は、次回の廃棄物装入タイミングになった旨を第１廃棄物装入タイミング判断部２２５より通知されると、装入装置１２０を駆動させることにより廃棄物溶融炉１０へ廃棄物を装入する（ステップＳ６、廃棄物装入ステップ）。
【００５２】
（第２実施形態）
引き続き、本発明の第２実施形態を説明する。図８は、第２実施形態にかかる廃棄物装入制御装置２０の構成概要図である。図８に示すように、第２実施形態では、廃棄物装入制御装置２０の演算部２２０が、機能的構成要素として、参考処理時間算出部２２６（特許請求の範囲における「参考処理時間算出手段」に相当）および第２廃棄物装入タイミング判断部２２７（特許請求の範囲における「 第２廃棄物装入タイミング判断手段」に相当）を更に備える点で第１実施形態と異なる。更に、装入装置駆動部２３０が 第１廃棄物装入タイミング判断部２２５だけでなく、第２廃棄物装入タイミング判断部２２７の判断にも従い、廃棄物溶融炉１０へ廃棄物を装入する点で第１実施形態と異なる。なお、第１実施形態と重複する部分については説明を省略する。
【００５３】
参考処理時間算出部２２６は、廃棄物溶融炉１０の定格処理量と、装入装置駆動部２３０および装入装置１２０により今回装入する廃棄物装入量とに基づき、当該装入する廃棄物装入量に対する廃棄物溶融炉１０の参考処理時間を算出するものである。参考処理時間は、今回装入する廃棄物を廃棄物溶融炉が処理するための目安となる時間である。参考処理時間算出部２２６は、参考処理時間を算出するために、廃棄物装入量を定格処理量で割る演算を行う。また、参考処理時間算出部２２６は、参考処理時間を算出するために、廃棄物溶融炉１０全体における処理速度が反映された係数を更に乗じる演算を行う。
【００５４】
すなわち、参考処理時間算出部２２６は、一例として、下記の式（８）に従い、参考処理時間を算出することができる。
参考処理時間［分］＝（今回の廃棄物装入量［ｔ］／定格処理量［ｔ／ｄａｙ］）×（１００／Ｎ［％］）×６０×２４］…（８）
ここで、今回の廃棄物装入量は、上記第１実施形態でのように、例えば装入装置１２０の１掴み分の廃棄物の量に相当する。また、廃棄物溶融炉１０の定格処理量は、例えば１日を単位にした廃棄物溶融炉１０の処理量を表し、廃棄物溶融炉１０毎に予め定められている値である。Ｎは、廃棄物溶融炉１０全体における処理速度が反映された係数である。この係数は、廃棄物溶融炉１０の運転状況に合わせて適宜調整するものであり、例えば５０〜２００の間で調整される。例えば、夜の格安の深夜電気を使って廃棄物溶融炉１０を運転させる場合には、処理量を増やすために、Ｎの値を大きく調整することができる。一方で、昼の電気代が安くないときなどに、廃棄物溶融炉１０の処理量を抑えながら運転する場合には、Ｎの値を小さく調整することができる。「１００」はＮがパーセントを表すので乗じるものであり、「６０」および「２４」は 参考処理時間を分で表すために乗じている。
【００５５】
第２廃棄物装入タイミング判断部２２７は、前回装入した時刻から経過した時間と、参考処理時間算出部２２６が算出した参考処理時間とを比較することにより、次回の廃棄物装入タイミングを判断するものである。第２廃棄物装入タイミング判断部２２７は、例えば、前回装入した時刻から経過した時間と参考処理時間とが同じようになったときに、次回の廃棄物装入タイミングになったと判断することができる。言い換えれば、第２廃棄物装入タイミング判断部２２７は、例えば、前回装入した時刻から経過した時間がまだ参考処理時間になっていない場合には、次回の廃棄物装入タイミングにまだなっておらず、次回の廃棄物装入をしてはならないと判断することができる。これに限らず、第２廃棄物装入タイミング判断部２２７は、廃棄物溶融炉１０の運転状況によって、例えば、前回装入した時刻から経過した時間が参考処理時間の３分の２になったときに、次回の廃棄物装入タイミングになったと判断することもできる。更に、第２廃棄物装入タイミング判断部２２７は、例えば、前回装入した時刻から経過した時間が参考処理時間より所定の時間分だけ長くなったときに、次回の廃棄物装入タイミングになったと判断することもできる。第２廃棄物装入タイミング判断部２２７は、次回の廃棄物装入タイミングになった旨を装入装置駆動部２３０に通知する。
【００５６】
装入装置駆動部２３０は、第２廃棄物装入タイミング判断部２２７の当該判断に従い、廃棄物溶融炉１０へ廃棄物を装入する。具体的に、装入装置駆動部２３０は、次回の廃棄物装入タイミングになった旨を第２廃棄物装入タイミング判断部２２７より通知されると、装入装置１２０を駆動させることにより廃棄物溶融炉１０へ廃棄物を装入する。運転状況に合わせて、装入装置駆動部２３０は、第１廃棄物装入タイミング判断部２２５および 第２廃棄物装入タイミング判断部２２７の両方から次回の廃棄物装入タイミングになった旨を通知された場合に、装入装置１２０を駆動させるようにしても良い。これに限らず、運転状況に合わせて、装入装置駆動部２３０は、第１廃棄物装入タイミング判断部２２５および 第２廃棄物装入タイミング判断部２２７の何れか一方から次回の廃棄物装入タイミングになった旨を通知された場合に、装入装置１２０を駆動させるようにしても良い。
【００５７】
続いて、第２実施形態にかかる廃棄物装入制御装置２０により行われる動作について、図９を参照しながら説明する。図９は、第２実施形態にかかる廃棄物装入制御装置２０の動作を示すフローチャートである。
【００５８】
最初に、図７を参照しながら説明した第１実施形態と同じく、ステップＳ１〜Ｓ５までが実行される。
【００５９】
次に、参考処理時間算出部２２６が、廃棄物溶融炉１０の定格処理量および今回装入する廃棄物装入量に基づき、当該装入された廃棄物装入量に対する廃棄物溶融炉１０の参考処理時間を算出する（ステップＳ７、参考処理時間算出ステップ）。
【００６０】
次に、第２廃棄物装入タイミング判断部２２７が、前回装入した時刻から経過した時間と、参考処理時間算出部２２６が算出した参考処理時間とを比較することにより、次回の廃棄物装入タイミングを判断する（ステップＳ８、第２廃棄物装入タイミング判断ステップ）。
【００６１】
次に、装入装置駆動部２３０が、ステップＳ５の第１廃棄物装入タイミング判断部２２５の判断、およびステップＳ８の第２廃棄物装入タイミング判断部２２７の判断に従い、廃棄物溶融炉１０へ廃棄物を装入する。具体的に、装入装置駆動部２３０は、次回の廃棄物装入タイミングになった旨を第１廃棄物装入タイミング判断部２２５および第２廃棄物装入タイミング判断部２２７の両方、または運転状況によっては何れか一方から通知されると、装入装置１２０を駆動させることにより廃棄物溶融炉１０へ廃棄物を装入する（ステップＳ９）。
【００６２】
続いて、本実施形態にかかる廃棄物装入制御装置２０の作用及び効果について説明する。本実施形態の廃棄物装入制御装置２０によれば、排ガス中のＣＯ２の流量を新しい指標として用いて、廃棄物溶融炉１０へ廃棄物を装入するためのタイミングを精度良くかつ定量的に判断することができる。ここで、排ガスの中には数多くの物質が含まれている点を考慮すると、本実施形態において当該数多くの物質の中からＣＯ２の流量に着眼して、装入タイミングを決定するために使用した点は、いくら当業者であっても容易に思いつくような思想ではない。一方で、ＣＯ２の流量は、測定そのものは容易にできるため、装置を容易かつ簡易に構成することができる。
【００６３】
また、本実施形態では、現在の廃棄物処理量を計算するための必須のパラメータである排ガス流量原単位を排ガス中のＣＯ２の流量を元に計算する。排ガス流量原単位を廃棄物のごみカロリー（廃棄物中のＣの量）を元に計算することも考えられるが、廃棄物のごみカロリーは時間変動が大きいことから、これを元に排ガス流量原単位を算出することは、長時間および高負担の難しい作業である。一方で、ＣＯ２の流量を元に排ガス流量原単位を算出することは、短時間および低負担の容易な作業である。従って、本実施形態によれば、排ガス中のＣＯ２の流量を新しい指標として用いて、廃棄物溶融炉１０へ廃棄物を装入するためのタイミングを迅速かつ容易に更に精度良く判断することができる。
【００６４】
また、本実施形態によれば、廃棄物装入タイミングを判断するための更なるパラメータとして、今回装入する廃棄物装入量に対する廃棄物溶融炉１０の参考処理時間を利用する。参考処理時間は、今回装入する廃棄物を廃棄物溶融炉１０が処理するための目安となる時間であり、廃棄物溶融炉１０の定格処理量、および今回装入する廃棄物装入量に基づき算出することができる。参考処理時間を廃棄物装入タイミング判断のための更なるパラメータとして利用することにより、廃棄物を装入するための適切なインターバルが確保できるので、廃棄物処理の進みすぎまたは遅れすぎを防止でき、炉況安定化を図ることができる。
【００６５】
また、本実施形態によれば、参考処理時間を算出するための具体的な手法が提供される。また、廃棄物溶融炉１０全体における処理速度が反映された係数が参考処理時間に反映されることとなり、この参考処理時間を用いて廃棄物装入タイミング判断を行えば、当該判断には廃棄物溶融炉１０全体における処理速度が反映されるため、炉況に応じたより的確な判断が行われ、炉況安定化を更に確実に図ることができる。
【００６６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【００６７】
例えば、上記実施形態においては、相関関係格納部２２１が格納するデータを図４〜６を用いて例示したが、これに限られることなく、廃棄物溶融炉１０の炉況や操業環境が異なる場合には異なる値のデータが格納される。
【００６８】
また、廃棄物溶融炉１０の構成に関して図１を用いて例示したが、これに限られることなく、様々な種類および構成の廃棄物溶融炉に廃棄物装入制御装置２０を適用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１…廃棄物溶融設備、１０…廃棄物溶融炉、１１０…溶融炉部、１２０…装入装置、２０…廃棄物装入制御装置、２１０…測定部、２１１…排ガス量測定部、２１２…ＣＯ２流量測定部、２２０…演算部、２２１…相関関係格納部、２２２…排ガス流量原単位算出部、２２３…瞬間廃棄物処理速度算出部、２２４…廃棄物処理量積算値算出部、２２５…第１廃棄物装入タイミング判断部、２２６…参考処理時間算出部、２２７…第２廃棄物装入タイミング判断部、２３０…装入装置駆動部。
【図１】
2014196897.tif 000003
【図２】
2014196897.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014196897.tif 000006
【図５】
2014196897.tif 000007
【図６】
2014196897.tif 000008
【図７】
2014196897.tif 000009
【図８】
2014196897.tif 000010
【図９】
2014196897.tif 000011