(57)【要約】【課題】耐熱性を有する弁を不要としつつ、過給機の回転数を調整することが可能な廃棄物処理設備を提供すること。【解決手段】廃棄物処理設備であって、焼却炉（１０）と、過給機（２０）と、コンプレッサ（２１）に酸素含有ガスを供給するガス供給部（３０）と、予熱器（４０）と、酸素含有ガス供給流路（Ｌ２）と、酸素含有ガス供給流路（Ｌ２）のうちコンプレッサ（２１）と予熱器（４０）との間の部位からコンプレッサ（２１）から吐出された酸素含有ガスの一部を外部に抜き取る抜取流路（Ｌ３）と、抜取流路（Ｌ３）に設けられており開度の調整が可能な開閉弁（Ｖ）と、を備えること。【選択図】図１
2019128074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を処理する廃棄物処理設備であって、
前記廃棄物を燃焼する焼却炉と、
酸素を含むガスである酸素含有ガスを圧縮するコンプレッサ、及び、前記コンプレッサに接続されており当該コンプレッサを駆動可能なタービンを含む過給機と、
前記コンプレッサに前記酸素含有ガスを供給するガス供給部と、
前記コンプレッサから吐出された酸素含有ガスと前記焼却炉から排出された排ガスとを熱交換させることによって前記酸素含有ガスを加熱する予熱器と、
前記コンプレッサ、前記予熱器、前記タービン及び前記焼却炉をこの順に接続しており、前記コンプレッサから吐出された酸素含有ガスを前記焼却炉に供給するための酸素含有ガス供給流路と、
前記酸素含有ガス供給流路のうち前記コンプレッサと前記予熱器との間の部位から前記コンプレッサから吐出された酸素含有ガスの一部を外部に抜き取る抜取流路と、
前記抜取流路に設けられており開度の調整が可能な開閉弁と、を備える、廃棄物処理設備。
【請求項２】
請求項１に記載の廃棄物処理設備において、
前記開閉弁の開度を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記焼却炉に供給される前記酸素含有ガスの量を示す指標が設定量となるように前記開閉弁の開度を制御する、廃棄物処理設備。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の廃棄物処理設備において、
前記抜取流路の下流側の端部は、前記ガス供給部に接続されている、廃棄物処理設備。
【請求項４】
請求項３に記載の廃棄物処理設備において、
前記ガス供給部は、
前記酸素含有ガスを外気から遮断された状態で貯留する貯留部と、
前記貯留部内の前記酸素含有ガスが前記コンプレッサに供給されるように前記貯留部と前記コンプレッサとを接続する給気流路と、を有し、
前記抜取流路の下流側の端部は、前記貯留部に接続されている、廃棄物処理設備。
【請求項５】
請求項４に記載の廃棄物処理設備において、
前記貯留部は、前記廃棄物を貯留する、廃棄物処理設備。
【請求項６】
廃棄物を燃焼する焼却炉と、酸素を含むガスである酸素含有ガスを圧縮するコンプレッサ、及び、前記コンプレッサに接続されており当該コンプレッサを駆動可能なタービンを含む過給機と、前記コンプレッサから吐出された酸素含有ガスと前記焼却炉から排出された排ガスとを熱交換させることによって前記酸素含有ガスを加熱する予熱器と、前記コンプレッサ、前記予熱器、前記タービン及び前記焼却炉をこの順に接続しており、前記コンプレッサから吐出された酸素含有ガスを前記焼却炉に供給するための酸素含有ガス供給流路と、前記酸素含有ガス供給流路のうち前記コンプレッサと前記予熱器の間の部位から前記コンプレッサから吐出された酸素含有ガスの一部を外部に抜き取る抜取流路と、前記抜取流路に設けられており開度の調整が可能な開閉弁と、を備える廃棄物処理設備の運転方法であって、
前記焼却炉に供給される前記酸素含有ガスの量を示す指標が設定量となるように、前記開閉弁の開度を調整することによって前記抜取流路を通じた前記酸素含有ガス供給流路からの前記酸素含有ガスの抜取り量を調整する工程を含む、廃棄物処理設備の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物を処理する廃棄物処理設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、廃棄物を処理する廃棄物処理設備が知られている。例えば、特許文献１には、廃棄物を燃焼する燃焼炉と、コンプレッサ部及びタービン部を含む過給機と、熱交換部と、圧縮空気管及び燃焼炉接続管と、ブロア分岐管と、ブロア分岐弁と、を備える廃棄物処理設備が開示されている。
【０００３】
コンプレッサ部は、外部から吸い込んだ空気を圧縮する。タービン部は、コンプレッサ部に接続されており当該コンプレッサ部を駆動する。熱交換部は、コンプレッサ部から吐出された空気と燃焼炉から排出された排ガスとを熱交換させることによって空気を加熱する。圧縮空気管は、コンプレッサ部とタービン部とを接続しており、燃焼炉接続管は、タービン部と燃焼炉とを接続している。つまり、圧縮空気管及び燃焼炉接続管は、コンプレッサ部から吐出された空気を燃焼炉での廃棄物の焼却に必要な燃焼空気として燃焼炉に導く流路である。ブロア分岐管の一端は、圧縮空気管のうち熱交換部とタービン部との間に接続されており、ブロア分岐管の他端は、燃焼炉接続管のうちタービン部と燃焼炉との間の部位に接続されている。ブロア分岐弁は、ブロア分岐管に設けられている。
【０００４】
特許文献１に記載の廃棄物処理設備では、当該設備の運転状況に応じてブロア分岐弁の開度が調整されることにより、コンプレッサ部から吐出された空気のタービン部への流入量、つまり、過給機の回転数が調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１９０９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されるような廃棄物処理設備では、圧縮空気管のうち熱交換部の下流側の部位には高温の空気が流れるので、ブロア分岐管に設けられるブロア分岐弁に耐熱性が求められる。
【０００７】
本発明の目的は、耐熱性を有する弁を不要としつつ、過給機の回転数を調整することが可能な廃棄物処理設備及びその運転方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決する手段として、本発明は、廃棄物を処理する廃棄物処理設備であって、前記廃棄物を燃焼する焼却炉と、酸素を含むガスである酸素含有ガスを圧縮するコンプレッサ、及び、前記コンプレッサに接続されており当該コンプレッサを駆動可能なタービンを含む過給機と、前記コンプレッサに前記酸素含有ガスを供給するガス供給部と、前記コンプレッサから吐出された酸素含有ガスと前記焼却炉から排出された排ガスとを熱交換させることによって前記酸素含有ガスを加熱する予熱器と、前記コンプレッサ、前記予熱器、前記タービン及び前記焼却炉をこの順に接続しており、前記コンプレッサから吐出された酸素含有ガスを前記焼却炉に供給するための酸素含有ガス供給流路と、前記酸素含有ガス供給流路のうち前記コンプレッサと前記予熱器との間の部位から前記コンプレッサから吐出された酸素含有ガスの一部を外部に抜き取る抜取流路と、前記抜取流路に設けられており開度の調整が可能な開閉弁と、を備える、廃棄物処理設備を提供する。
【０００９】
本廃棄物処理設備では、抜取流路に開閉弁が設けられているので、この開閉弁の開度を調整することによってタービンへの酸素含有ガスの流入量、つまり、過給機の回転数（焼却炉への酸素含有ガスの供給量）を調整することが可能となる。さらに、開閉弁は、コンプレッサから吐出された後であって予熱器で加熱される前の酸素含有ガスの一部を抜き取る抜取流路に設けられているので、当該開閉弁に従来のような耐熱性が要求されない。
【００１０】
また、前記廃棄物処理設備において、前記開閉弁の開度を制御する制御部をさらに備え、前記制御部は、前記焼却炉に供給される前記酸素含有ガスの量を示す指標が設定量となるように前記開閉弁の開度を制御することが好ましい。
【００１１】
このようにすれば、過給機の回転数、つまり、焼却炉への酸素含有ガスの供給量が自動で調整される。よって、焼却炉への酸素含有ガスの供給量の不足や、焼却炉への酸素含有ガスの供給が過剰になることに起因する焼却炉内の温度の低下が抑制される。
【００１２】
また、前記抜取流路の下流側の端部は、前記ガス供給部に接続されていることが好ましい。
【００１３】
このようにすれば、抜取流路を通じて抜き取られた酸素含有ガスが大気に解放されずに再度コンプレッサに供給されるので、例えばホッパやピット等で生じた臭気を含有するガスを酸素含有ガスとしてコンプレッサに供給することが可能となる。
【００１４】
また、前記ガス供給部は、前記酸素含有ガスを外気から遮断された状態で貯留する貯留部と、前記貯留部内の前記酸素含有ガスが前記コンプレッサに供給されるように前記貯留部と前記コンプレッサとを接続する給気流路と、を有し、前記抜取流路の下流側の端部は、前記貯留部に接続されていることが好ましい。
【００１５】
このようにすれば、給気流路の圧力の変動が抑制される。
【００１６】
この場合において、前記貯留部は、前記廃棄物を貯留することが好ましい。
【００１７】
このようにすれば、酸素含有ガスがタービンを通過することによる当該酸素含有ガスの温度の低下が抑制される。具体的に、廃棄物を貯留する貯留部内のガス（酸素含有ガス）には水蒸気が含まれており、当該ガスの比熱は空気等の酸素含有ガスの比熱に比べて大きいので、このガスが給気流路を通じてコンプレッサに供給されることにより、当該ガスがコンプレッサに供給されない場合に比べてコンプレッサから吐出された酸素含有ガス（前記貯留部内のガスを含む）が予熱器で受け取る熱量が大きくなる。よって、酸素含有ガスがタービンを通過することによる当該酸素含有ガスの温度の低下が抑制される。
【００１８】
また、本発明は、廃棄物を燃焼する焼却炉と、酸素を含むガスである酸素含有ガスを圧縮するコンプレッサ、及び、前記コンプレッサに接続されており当該コンプレッサを駆動可能なタービンを含む過給機と、前記コンプレッサから吐出された酸素含有ガスと前記焼却炉から排出された排ガスとを熱交換させることによって前記酸素含有ガスを加熱する予熱器と、前記コンプレッサ、前記予熱器、前記タービン及び前記焼却炉をこの順に接続しており、前記コンプレッサから吐出された酸素含有ガスを前記焼却炉に供給するための酸素含有ガス供給流路と、前記酸素含有ガス供給流路のうち前記コンプレッサと前記予熱器の間の部位から前記コンプレッサから吐出された酸素含有ガスの一部を外部に抜き取る抜取流路と、前記抜取流路に設けられており開度の調整が可能な開閉弁と、を備える廃棄物処理設備の運転方法であって、前記焼却炉に供給される前記酸素含有ガスの量を示す指標が設定量となるように、前記開閉弁の開度を調整することによって前記抜取流路を通じた前記酸素含有ガス供給流路からの前記酸素含有ガスの抜取り量を調整する工程を含む、廃棄物処理設備の運転方法を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によれば、耐熱性を有する弁を不要としつつ、過給機の回転数を調整することが可能な廃棄物処理設備及びその運転方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態の廃棄物処理設備の概略を示す図である。
【図２】図１に示される廃棄物処理設備の制御部の制御内容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】
【００２１】
本発明の一実施形態の廃棄物処理設備について、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００２２】
図１に示されるように、本実施形態の廃棄物処理設備は、焼却炉１０と、過給機２０と、ガス供給部３０と、予熱器４０と、酸素含有ガス供給流路Ｌ２と、抜取流路Ｌ３と、開閉弁Ｖと、制御部５０と、を備えている。
【００２３】
焼却炉１０は、下水の汚泥等の廃棄物を焼却する炉である。
【００２４】
過給機２０は、コンプレッサ２１と、タービン２２と、を有している。コンプレッサ２１は、酸素を含有する酸素含有ガス（空気等）を圧縮する。タービン２２は、コンプレッサ２１に接続されている。このため、タービン２２の回転によりコンプレッサ２１が駆動される。
【００２５】
ガス供給部３０は、コンプレッサ２１に酸素含有ガスを供給するための部位である。ガス供給部３０は、貯留部３２と、給気流路Ｌ１と、を有している。
【００２６】
貯留部３２は、酸素含有ガスを外気から遮断された状態で貯留する。本実施形態では、貯留部３２には、廃棄物が貯留される。例えば、貯留部３２として、ホッパやピット等が選択される。このため、貯留部３２内の湿度は、貯留部３２外の湿度よりも高い。また、外部への臭気対策として、貯留部３２内は、負圧に維持される。
【００２７】
給気流路Ｌ１は、貯留部３２内の酸素含有ガスがコンプレッサ２１に供給されるように貯留部３２とコンプレッサ２１とを接続している。
【００２８】
予熱器４０は、焼却炉１０から排出された排ガスによってコンプレッサ２１から吐出された酸素含有ガスを加熱する。本実施形態では、予熱器４０から排出された酸素含有ガスの温度は、６００℃〜７００℃程度である。なお、予熱器４０において酸素含有ガスを加熱した後に当該予熱器４０から排出された排ガスは、予熱器４０の下流側に配置される処理設備で適宜処理される。
【００２９】
酸素含有ガス供給流路Ｌ２は、コンプレッサ２１、予熱器４０、タービン２２及び焼却炉１０をこの順に接続している。このため、コンプレッサ２１から吐出された酸素含有ガスは、予熱器４０及びタービン２２を経由して燃焼用ガスとして焼却炉１０に供給される。
【００３０】
抜取流路Ｌ３は、酸素含有ガス供給流路Ｌ２のうちコンプレッサ２１と予熱器４０の間の部位から、コンプレッサ２１から吐出された酸素含有ガスの一部を外部に抜き取るための流路である。本実施形態では、抜取流路Ｌ３の下流側の端部は、貯留部３２に接続されている。
【００３１】
開閉弁Ｖは、抜取流路Ｌ３に設けられており、開度の調整が可能である。
【００３２】
制御部５０は、開閉弁Ｖの開度を調整する。具体的に、制御部５０は、焼却炉１０に供給される酸素含有ガスの量を示す指標が設定量となるように開閉弁Ｖの開度を制御する。本実施形態では、前記指標として、焼却炉１０へ供給される酸素含有ガスの流量Ｆが用いられている。この流量Ｆは、酸素含有ガス供給流路Ｌ２のうちタービン２２と焼却炉１０との間の部位に設けられた流量センサ６１によって検出される。ただし、前記指標として、タービン２２前後の圧力差や、タービン２２の回転数等が用いられてもよい。
【００３３】
以下、図２を参照しながら、制御部５０の具体的な制御内容について説明する。制御部５０は、まず、前記流量Ｆが設定量Ｆ１よりも大きいか否かを判断する（ステップＳＴ１１）。その結果、前記流量Ｆが設定量Ｆ１よりも大きい場合、制御部５０は、開閉弁Ｖの開度を上げ（ステップＳＴ１２）、ステップＳＴ１１に戻る。これにより、抜取流路Ｌ３を通じた酸素含有ガスの抜取り量が増大する。このため、コンプレッサ２１から吐出された酸素含有ガスのうちタービン２２へ流入する酸素含有ガスの流量が低下するので、過給機２０の回転数、つまり、焼却炉１０への酸素含有ガスの供給量が低下する。よって、焼却炉１０への酸素含有ガスの供給が過剰になることに起因する焼却炉１０内の温度の低下が抑制される。
【００３４】
一方、ステップＳＴ１１において、前記流量Ｆが設定量Ｆ１よりも大きくない場合、制御部５０は、前記流量Ｆが設定量Ｆ１よりも小さいか否かを判断する（ステップＳＴ１３）。この結果、前記流量Ｆが設定量Ｆ１よりも小さくない場合、つまり、前記流量Ｆが設定量Ｆ１と等しい場合、そのままステップＳＴ１１に戻り、前記流量Ｆが設定量Ｆ１よりも小さい場合、制御部５０は、開閉弁Ｖの開度を下げる（ステップＳＴ１４）。これにより、抜取流路Ｌ３を通じた酸素含有ガスの抜取り量が減少する。このため、コンプレッサ２１から吐出された酸素含有ガスのうちタービン２２へ流入する酸素含有ガスの流量が増大するので、過給機２０の回転数、つまり、焼却炉１０への酸素含有ガスの供給量が増大する。よって、焼却炉１０への酸素含有ガスの供給が不足することが抑制される。
【００３５】
以上に説明したように、本実施形態の廃棄物処理設備では、抜取流路Ｌ３に開閉弁Ｖが設けられているので、この開閉弁Ｖの開度を調整することによってタービン２２への酸素含有ガスの流入量、つまり、過給機２０の回転数（焼却炉１０への酸素含有ガスの供給量）を調整することが可能となる。さらに、開閉弁Ｖは、コンプレッサ２１から吐出された後であって予熱器４０で加熱される前の酸素含有ガスの一部を抜き取る抜取流路Ｌ３に設けられているので、当該開閉弁Ｖに従来のような耐熱性が要求されない。
【００３６】
また、抜取流路Ｌ３の下流側の端部は、ガス供給部３０に接続されているので、抜取流路Ｌ３を通じて抜き取られた酸素含有ガスが大気に解放されずに再度コンプレッサ２１に供給される。よって、例えば臭気を含有するガスを酸素含有ガスとしてコンプレッサ２１に供給することが可能となる。
【００３７】
より詳細には、抜取流路Ｌ３の下流側の端部は、ガス供給部３０のうちの貯留部３２に接続されているので、給気流路Ｌ１の圧力の変動が抑制される。
【００３８】
さらに、貯留部３２は、廃棄物を貯留しているので、酸素含有ガスがタービン２２を通過することによる当該酸素含有ガスの温度の低下が抑制される。具体的に、廃棄物を貯留する貯留部３２内のガス（酸素含有ガス）には水蒸気が含まれており、当該ガスの比熱は空気等の酸素含有ガスの比熱に比べて大きいので、このガスが給気流路Ｌ１を通じてコンプレッサ２１に供給されることにより、当該ガスがコンプレッサ２１に供給されない場合に比べてコンプレッサ２１から吐出された酸素含有ガス（前記貯留部３２内のガスを含む）が予熱器４０で受け取る熱量が大きくなる。よって、酸素含有ガスがタービン２２を通過することによる当該酸素含有ガスの温度の低下が抑制される。
【００３９】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４０】
例えば、貯留部３２が省略され、抜取流路Ｌ３の下流側の端部が給気流路Ｌ１に接続されてもよい。
【００４１】
また、制御部５０が省略され、開閉弁Ｖの開度が手動で調整されてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１０    焼却炉
２０    過給機
２１    コンプレッサ
２２    タービン
３０    ガス供給部
３２    貯留部
４０    予熱器
５０    制御部
Ｌ１    給気流路
Ｌ２    酸素含有ガス供給流路
Ｌ３    抜取流路
Ｖ    バイパス弁
【図１】
2019128074.tif 000003
【図２】
2019128074.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月13日(2018.6.13)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
前記課題を解決する手段として、本発明は、廃棄物を処理する廃棄物処理設備であって、前記廃棄物を燃焼する焼却炉と、酸素を含むガスである酸素含有ガスを圧縮するコンプレッサ、及び、前記コンプレッサに接続されており当該コンプレッサを駆動可能なタービンを含む過給機と、前記コンプレッサに前記酸素含有ガスを供給するガス供給部と、前記コンプレッサから吐出された酸素含有ガスと前記焼却炉から排出された排ガスとを熱交換させることによって前記酸素含有ガスを加熱する予熱器と、前記コンプレッサ、前記予熱器、前記タービン及び前記焼却炉をこの順に接続しており、前記コンプレッサから吐出された酸素含有ガスを前記焼却炉に供給するための酸素含有ガス供給流路と、前記酸素含有ガス供給流路のうち前記コンプレッサと前記予熱器との間の部位から前記コンプレッサから吐出された酸素含有ガスの一部を外部に抜き取る抜取流路と、前記抜取流路に設けられており開度の調整が可能な開閉弁と、を備え、前記抜取流路の下流側の端部は、前記ガス供給部に接続されている、廃棄物処理設備を提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本廃棄物処理設備では、抜取流路に開閉弁が設けられているので、この開閉弁の開度を調整することによってタービンへの酸素含有ガスの流入量、つまり、過給機の回転数（焼却炉への酸素含有ガスの供給量）を調整することが可能となる。さらに、開閉弁は、コンプレッサから吐出された後であって予熱器で加熱される前の酸素含有ガスの一部を抜き取る抜取流路に設けられているので、当該開閉弁に従来のような耐熱性が要求されない。  また、前記抜取流路の下流側の端部は、前記ガス供給部に接続されている。
このようにすれば、抜取流路を通じて抜き取られた酸素含有ガスが大気に解放されずに再度コンプレッサに供給されるので、例えばホッパやピット等で生じた臭気を含有するガスを酸素含有ガスとしてコンプレッサに供給することが可能となる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を処理する廃棄物処理設備であって、
前記廃棄物を燃焼する焼却炉と、
酸素を含むガスである酸素含有ガスを圧縮するコンプレッサ、及び、前記コンプレッサ
に接続されており当該コンプレッサを駆動可能なタービンを含む過給機と、
前記コンプレッサに前記酸素含有ガスを供給するガス供給部と、
前記コンプレッサから吐出された酸素含有ガスと前記焼却炉から排出された排ガスとを熱交換させることによって前記酸素含有ガスを加熱する予熱器と、
前記コンプレッサ、前記予熱器、前記タービン及び前記焼却炉をこの順に接続しており、前記コンプレッサから吐出された酸素含有ガスを前記焼却炉に供給するための酸素含有ガス供給流路と、
前記酸素含有ガス供給流路のうち前記コンプレッサと前記予熱器との間の部位から前記コンプレッサから吐出された酸素含有ガスの一部を外部に抜き取る抜取流路と、
前記抜取流路に設けられており開度の調整が可能な開閉弁と、を備え、前記抜取流路の下流側の端部は、前記ガス供給部に接続されている、廃棄物処理設備。
【請求項２】
請求項１に記載の廃棄物処理設備において、
前記開閉弁の開度を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記焼却炉に供給される前記酸素含有ガスの量を示す指標が設定量となるように前記開閉弁の開度を制御する、廃棄物処理設備。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の廃棄物処理設備において、
前記ガス供給部は、
前記酸素含有ガスを外気から遮断された状態で貯留する貯留部と、
前記貯留部内の前記酸素含有ガスが前記コンプレッサに供給されるように前記貯留部と前記コンプレッサとを接続する給気流路と、を有し、
前記抜取流路の下流側の端部は、前記貯留部に接続されている、廃棄物処理設備。
【請求項４】
請求項３に記載の廃棄物処理設備において、
前記貯留部は、前記廃棄物を貯留する、廃棄物処理設備。