(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
・燃料焼却用の炉と、
・前記燃料を、供給テーブルを介して火格子上へ供給するための、付属の供給シュートを備える供給ホッパと、
・前記炉の燃焼ベッドの温度を測定するように構成されたサーモグラフィーカメラと、
・焼却残渣を前記燃料へフィードバックするように構成されたコンベヤ装置と、
・前記燃料へフィードバックされる前記焼却残渣のバッファ貯蔵装置と、
・前記燃焼ベッド上のガス成分を測定するように構成された複数のセンサと、及び、
・前記サーモグラフィーカメラ、前記コンベヤ装置及び前記複数のセンサへ結合される中央コンピュータユニットと、
を含む焼却設備であって、
・前記中央コンピュータユニットは、
・前記サーモグラフィーカメラ、前記コンベヤ装置及び前記複数のセンサから各測定値を受信し、前記コンベヤからの前記測定値は、前記コンベヤ装置によりフィードバックされる焼却残渣の搬送量に対応し、
・前記各測定値に基づき、及び前記供給テーブルを介した前記火格子上への前記燃料の供給量とは独立して、前記コンベヤ装置により供給される焼却残渣の体積流量を調節するための制御信号を発生させ、
・前記各測定値に基づき、１次燃焼空気の流量を調節するための制御信号を発生させ、及び、
・前記各測定値に基づき、２次燃焼空気の流量を調節するための制御信号を発生させ、
・前記焼却残渣の体積流量は、前記複数のセンサからの前記測定値に基づいて変動させることができるように構成される、ことを特徴とする焼却設備。
【請求項２】
請求項１に規定される焼却設備であって、燃焼が火格子燃焼として設計され、および、焼却残渣が前記火格子燃焼の始めに装填される、ことを特徴とする焼却設備。
【請求項３】
請求項１に規定される焼却設備であって、
それが、焼却残渣がフィードバックされる場所で、それらを制御する装置を有する、ことを特徴とする焼却設備。
【請求項４】
請求項１に規定される焼却設備であって、焼却残渣の前記フィードバックを制御するコンベヤ装置が、制御ユニットを有する、ことを特徴とする焼却設備。
【請求項５】
請求項４に規定される焼却設備であって、焼却パラメータ測定値が、前記制御ユニットに作用する、ことを特徴とする焼却設備。
【請求項６】
請求項４に規定される焼却設備であって、前記制御ユニットが、比例コントローラである、ことを特徴とする焼却設備。
【請求項７】
請求項４に規定される焼却設備であって、前記制御ユニットが、比例プラス積分制御ユニットである、ことを特徴とする焼却設備。
【請求項８】
焼却設備における焼却プロセスを制御する方法であって、
・燃料を焼却するための炉を備えるステップと、
・供給テーブルを介して前記炉の火格子上へ、付属の供給シュートを備える供給ホッパから燃料を供給するステップと、
・前記炉の燃焼ベッドの温度をサーモグラフィーカメラで測定するステップと、
・コンベヤ装置を介して前記燃料へ焼却残渣をフィードバックするステップと、
・前記燃料へフィードバックされる焼却残渣のバッファ貯蔵装置を備えるステップと、
・前記燃焼ベッド上のガス成分を複数のセンサで測定するステップと、
・前記サーモグラフィーカメラ、前記コンベヤ装置及び前記複数のセンサへ中央コンピュータユニットを結合するステップと、及び、
・前記中央コンピュータユニットにて、前記サーモグラフィーカメラ、前記コンベヤ装置、及び前記複数のセンサから各測定値を受信するステップであって、前記コンベヤからの前記測定値は前記コンベヤ装置によりフィードバックされる焼却残渣の搬送量に対応する、各測定値を受信するステップと、
・前記各測定値に基づき、及び前記供給テーブルを介した前記火格子上への前記燃料の供給量とは独立して、前記コンベヤ装置により供給される前記焼却残渣の体積流量を調節するための制御信号を発生させるステップと、
・前記各測定値に基づき、１次燃焼空気の流量を調節するための制御信号を発生させるステップと、及び、
・前記各測定値に基づき、２次燃焼空気の流量を調節するための制御信号を発生させるステップと、
からなり、
・前記焼却残渣の体積流量は、前記複数のセンサからの前記測定値に基づいて変動させることができる、ことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８に規定される方法であって、前記焼却設備が、ある燃料発熱量に設定され、および、増大された前記燃料発熱量には、前記フィードバックの体積流量の増大により反対に作用される、ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項８に規定される方法であって、バーンアウトに関連がある、前記サーモグラフィーカメラ及び前記複数のセンサの内の少なくとも一つのパラメータが測定され、および前記フィードバックの前記体積流量がバーンアウトの減少で増大される、ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炉、焼却残渣を炉にフィードバックするための装置、焼却の少なくとも一つのパラメータを測定するための装置および焼却を制御するための装置を備えた焼却設備に関する。さらに、本発明は焼却設備を制御するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の焼却設備は一般的であり、主として屑および廃棄物の焼却のための大きな焼成設備として使われる。異なる焼却パラメータが、最適焼却を確実にし、かつ有毒ガスの発生を最小限に抑えるために測定されて制御される。重要なことは、焼却されるべき物質、特に屑ができるだけ完全に焼き尽くされること、および最小の汚染物質が、排煙内に含まれることである。
【０００３】
不完全に燃え尽きた焼却残渣を火格子燃焼にフィードバックすることもまた教示から公知である。フィードバックされた物質を通して焼却に否定的に影響を及ぼさないために、更に、焼却されるべき物質の最良の焼却を達成するために、焼却パラメータがフィードバックプロセス中に最適に調整されること、を特に確実にすることが、焼却残渣のフィードバックにおいて特に重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は最適焼却が汚染物質の最小の排出で達成されるように、焼却設備をさらに開発することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、フィードバックされる焼却残渣の量を制御する装置を有する一般的な種類の焼却設備によって解決される。
【０００６】
この種の装置によって、フィードバックされた焼却残渣の変化する量が焼却に影響を及ぼすように、フィードバックされる焼却残渣の量が変化されることができる。
【０００７】
これまで、全ての不完全に燃え尽きた焼却残渣が焼却装置にフィードバックされ、ならびに加えられた燃焼用空気および焼却を制御するための装置が、焼却をできる限り最適に維持することを目的としたとはいえ、本発明に従う焼却設備は、フィードバックされる焼却残渣の量の方向付けられた変化を通して焼却の制御ができるようにする。
【０００８】
このように、フィードバックされる焼却残渣の量を減少させることによって、例えば、あまりに激しい焼却中の火炎の大きさを減少させることが、したがって、可能である。同じ理由で、フィードバックされる焼却残渣の量を減少させることによって、焼成がより良好なバーンアウトを得るために強められることができる。
【０００９】
焼却設備の特に有利な一実施態様変形は、焼成が火格子燃焼として、特に逆動作火格子によって設計され、および、焼却残渣が火格子の始めに装填される、ことを提供する。
【００１０】
特に、装置を用いて当該の場所にフィードバックされる焼却残渣を制御することもまた、可能である。このように、火格子燃焼の場合において、例えば火格子の始め、中間または終りで焼却残渣のフィードバックを遂行することが可能である。さらに、異なる焼成性能が生ずる、次々と配置される複数の火格子が使われることが一般的である。１つの装置によって、特に高い焼成性能を備えた個々の火格子が、そこにあるフィードバックされた焼却残渣を導入するために選ばれることができる。
【００１１】
焼却残渣のフィードバックが、したがって焼却を制御するための追加の装置として使われる。
【００１２】
焼成に対して規定された量の焼却残渣を送るために、焼却残渣をフィードバックするための装置が被駆動コンベヤを有することが、示唆される。例えば、この種のコンベヤはねじコンベヤであることができる。ニューマチックコンベヤーが、同様にこの種の目的に適している。
【００１３】
特別な一実施態様変形は、焼却残渣が一次または二次空気の一部でフィードバックされることを提供する。この場合、ニューマチックコンベヤーは焼成に焼却残渣および燃焼用空気を送る。
【００１４】
特に有利な一実施態様変形は、焼却のパラメータの測定のための装置がカメラを有することを提供する。カメラは、正確な位置で焼却がフィード領域において、および、特に焼却装置火格子の異なる位置でどのように進行しているか判定することを可能にする。画像処理システムを用いて、焼却残渣の完全に自動化された制御されたフィードバックが遂行されることができる。より詳しくは、自動化は、対応して測定されたパラメータを使用して、フィード場所（場所）、送られた体積流量（量）およびフィード所要時間（時間）に従ってフィードバックを制御するかまたは調整することを可能にする。
【００１５】
単純な一実施態様変形は、焼却残渣のフィードバックが制御されることを提供する。それはしかしながら、焼却残渣のフィードバックを制御する装置が制御ユニットを有するならば有利である。この種の制御ユニットは、フィードバックされるべき量を正確に調整するために、測定および作動装置と共に動作する。測定装置は、焼却パラメータを測定するためのカメラおよび／または追加の装置を有することができ、一方、作動装置は、例えば、焼却残渣をフィードバックするための被駆動コンベヤのモータを制御する。
【００１６】
複数の異なる焼却パラメータが制御ユニットに計算値を供給するために算出される場合、それは有利である。このように、例えば、火格子の領域上の強められた焼却は、増大された体積流量につながる可能性があり、一方、測定が、排煙内の一酸化炭素の増大された値がその量を減少させて、特別な限界値に到達すると即座に、バックフィードを止めさえすることができることを示唆する。
【００１７】
上昇された排煙温度は、例えば、フィードバックされる焼却残渣のモータのスピードを増大することができ、その一方で、排煙の温度の低下はフィードバックされる焼却残渣の量の減少に至る可能性がある。
【００１８】
焼却設備が制御ユニットを有する限り、焼却を測定するための装置が制御ユニットに作用することが示唆される。
【００１９】
焼却設備の単純な一実施態様が、測定された焼却パラメータとフィードバックされる量との間の線形調整またはカムディスクによる調整を提供するのに対して、最適化された焼却設備が、比例制御ユニット、比例プラス積分制御ユニットまたは比例プラス積分プラス微分制御ユニットを有する。
【００２０】
焼成パラメータがフィードバックを可能にしないので、ごく少ない十分に燃焼しない焼却残渣が焼成にフィードバックされることができる場合、十分に燃焼しない焼却残渣も、残りの焼却残渣に達する。それに対して対照的に、一実施態様変形がこの種の場合に、前記焼却残渣が再び焼成設備に送られることができるまで、十分に燃焼しない焼却残渣を初めにバッファ貯蔵装置内に格納することが提供される。この場合、焼却設備は再供給されるべき焼却残渣のためのバッファ貯蔵装置を有する。
【００２１】
本発明によって対処される目的は、また、焼却設備を制御するための一方法によって解決され、そこにおいて、焼却残渣が焼却設備にフィードバックされることができ、および、焼却パラメータが測定され、フィードバックされた焼却残渣の体積流量が、焼却の少なくとも一つの測定されたパラメータの関数として調整される。
【００２２】
体積流量が調整されるならば、それは有利である。
【００２３】
複数の焼却パラメータが測定されて、体積流量の調整のために算出される場合、特に有利な焼却結果が達成されることができる。コンピュータが、異なる焼却パラメータがフィードバックされるべき体積流量に異なって作用することができることを確実にすることができる。
【００２４】
簡単な一方法が、焼却設備が可燃発熱量に設定され、および、高まった燃焼強度がフィードバックの増大された体積流量に反作用されることを提供する。特にゴミ焼却工場において、可燃発熱量が変化し、および、それはしたがって、焼却残渣の増大されたフィードバックによってあまりに大きい焼成強度に、時間的にまたは局所的にまたは場所的に反作用することが可能な場合、きわめて有利である。
【００２５】
一実施態様変形は、バーンアウトに関連がある少なくとも一つのパラメータを測定し、フィードバックの体積流量が減少したバーンアウトの際に増大されることを提供する。結果として、特に大量の焼却残渣が可燃性物質からの特に貧弱なバーンアウトの際に焼却設備にフィードバックされる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
本発明に従う一実施態様が、図面内に示され、以下により詳細に説明される。
【００２７】
【図１】逆動作火格子ならびに、一次燃焼ガス制御および二次燃焼ガス制御の異なる可能性、同じくフィードバックされる焼却残渣の量に作用する装置、を備えたゴミ焼却工場の模式的な構造を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１内に示される焼成設備１は、供給ディスク５上の可燃性物質４の供給のための取付けられた供給シュート３を備えた供給ホッパ２を有する。充填ピストン６が、可燃性物質４の燃焼が生じる焼成火格子７上へ供給シュート３から出てくる可燃性物質４を送るために、供給ディスク５上に前後に動く可動方法で設けられる。
【００２９】
関係する火格子が傾いているかまたは水平に位置するかどうかは、燃焼には重要でない。図面は、逆動作火格子を示す。この方法は、しかしながらまた、流動層燃焼設備でも使われることができる。
【００３０】
焼却装置火格子７の下に配置されるのが、全体として８によって示され、一次燃焼ガスを送るための、および、周囲空気の形の、一次燃焼ガスがライン１５ないし１９を通してブロワ１４によってそれに供給される複数のチャンバ９ないし１３を備えることができる、装置である。
【００３１】
チャンバ９ないし１３の配列のために、焼成火格子は、一次燃焼ガスが焼成火格子７に関する要求に異なって対応するように調整されることができるように、複数の火格子の下位の空気ゾーンに分割されている。これらの火格子の下位の空気ゾーンは同様に横方向に焼成火格子の幅に従って分割され、その結果、一次燃焼ガスが異なる場所で位置的な条件に対応する制御された方法で加えられることができる。
【００３２】
炉２０は焼成火格子７の上に位置し、その炉２０は煙道２１に遷移する。ここで示されない追加のユニット、例えば回収ボイラーおよび廃ガス浄化系が、煙道２１に取り付けられる。
【００３３】
可燃性物質４の焼却は、その上に煙道２１がある焼成火格子７のより前方部分上で主に生じる。この領域において、一次燃焼ガスの大部分はチャンバ９ないし１１を通して供給される。すでに燃え尽きた可燃性物質、つまりスラグが、焼成火格子７の後方部分に見いだされ、および、一次燃焼ガスはまた、実質的にスラグ２２だけを冷却するためにチャンバ１２および１３によってこの領域に供給される。
【００３４】
したがって、炉２０の後方領域２３内の廃ガスはより前方領域のそれより多量の酸素含量を有する。後方領域２３内に蓄積する廃ガスが、したがって、二次焼却のための内部再循環ガスとして使われる。
【００３５】
可燃性物質４の燃え尽きた部分は、焼成火格子７の端でスラグ排出２４にスラグ２２として落ちる。
【００３６】
スラグ２２は、残りの焼却残渣と共にスラグ排出２４から、湿式スラグリムーバ２５に落ち、そこからそれが分離構成装置２６に送られる。
非焼結または未溶融残留スラグが、次いで、ライン２７および供給ディスク５を経由して供給領域にそれを搬送するコンベヤ２８経由で可燃性物質と混合され、それに続いて、それはしたがって、再び焼成火格子７に達する。
【００３７】
２６によって示される分離構成装置は、模式的な方法だけで、火格子灰の、屑鉄、完全に焼結された不活性造粒、または溶融焼却残渣への分離を示す。
【００３８】
１つのゴミ焼却工場において、例えば、２２ｋｇの灰分を有する１トンの廃棄物は、火格子の端での７３２０ｋｇの火格子灰に結びつく可能性がある。火格子灰のこの７３２０ｋｇは、２６によって示唆される分離プロセスによって、３０ｋｇの屑鉄、１９０ｋｇの完全に焼結された不活性造粒および１００ｋｇの未溶融または非焼結焼却残渣に分離される。一部の非焼結または未溶融焼却残渣が、また、ボイラー灰およびフィルタダストに加えられることができる。この小部分は次いで、ライン２７およびコンベヤ２８によって焼却に再供給される。１つの実際的な例において、７３２０ｋｇの火格子灰のうち１１０ｋｇが火格子燃焼に再び送られる。
【００３９】
スラグのこの部分を導入することによって焼成にまた否定的に影響を及ぼさないために、複雑な制御およびコンピュータユニット２９が使われる。このユニット２９は、測定装置からの測定値を算出し、かつ、直接に焼成に作用するブロワを調整するためだけでなく、しかしまた、フィードバックされる体積流量を変化させるコンベヤ装置２８をもまた調整するために、制御信号を発生する。
【００４０】
単位時間あたり生成されるスラグ２２の量は、概して、したがって、単位時間あたり送られるスラグの量ともはや一致しない。したがって、バッファ貯蔵ユニット３０がコンベヤ２８の前に配置される。
【００４１】
バッファ貯蔵ユニット３０の代わりにまたはこれに加えて、分離プロセスが、焼却状態に基づいて、いくぶん非焼結または未溶融焼却残渣が火格子燃焼にフィードバックされるような方法で調整されることができる。例えば、焼却が貧弱な場合、分離プロセスは、非焼結または未溶融焼却残渣のより大きな割合が完全に焼結された不活性の造粒に達するように行われることができ、その一方で、特に有利な焼却状態の間に、より大きな量の非焼結または未溶融焼却残渣になるように、完全に焼結された不活性の造粒の質的要求が増大される。
【００４２】
サーモグラフィカメラ３１が、排煙を通して燃焼ベッド３２の表面を監視し、およびそれによって得られる値が制御ユニット２９を有しない中央コンピュータユニットへ転送される。３３および３４によって示される複数のセンサーが、燃焼ベッドレイヤ３２の表面より上に配置されて、燃焼ベッド３２より上の、すなわち一次焼却ゾーン内の、廃ガス内のＯ２−、ＣＯ−およびＣＯ２−含有量を測定するために役立つ。
【００４３】
明瞭さを向上するために、フロー媒質または収集されたデータを分配するために役に立つ全てのラインが実線によって表され、その一方で、調整コマンドを伝送するラインは点線によって表される。
【００４４】
制御およびコンピュータユニットは、サーモグラフィカメラ３１から、センサー３３および３４から、および、搬送装置２８からフィードバックされた焼却残渣の現在の搬送された量についての測定値を受信する。これらのデータは、ライン３５によってコンベヤ２８を調整するために、ライン３６を通して一次空気を調整するために、およびライン３７による二次空気の調整のために、算出される。
【００４５】
純酸素が、コンベヤおよび分配装置３９によって、空気分別設備３８から、一方では、一次燃焼ガスに混合するためにライン４０に、および、他方、二次燃焼ガスに混合するためにライン４１に搬送される。分岐ライン４２ないし４６が、ライン４０によって供給され、その分岐ラインは、それ自体同様に制御およびコンピュータユニット２９によって作用されるバルブ４７ないし５１によって制御される。
【００４６】
供給ライン４２ないし４６は周囲空気用のライン５２から分岐する分岐ライン１５ないし１９に至り、かつ個々の火格子の下位のエアーチャンバ９ないし１３に通じる。
【００４７】
コンベヤおよび分配装置３９から生じる第２のライン４１は、コントロールバルブ５３、５４およびライン５６、５７を経由して二次焼却ノズル５８、５９に至り、かつ内部再循環ガスが燃焼室内に導入される手段である。二次焼却ノズル６４および６５が、コントロールバルブ６２、６３によって制御される分岐ライン６０、６１によって酸素を供給されることができ、その二次焼却ノズル６４および６５は、ライン６６を経由してブロワ６７によって二次燃焼ガスを供給される。
これは、純粋な周囲空気または精製された廃ガスとの周囲空気の混合気のどちらかを備えることができる。
【００４８】
再循環ガスが二次焼却ノズル５８、５９に向けられ、それは、吸込ブロワ６９に至る吸入ライン６８を経由して煙道２１上の対向する位置に配置される。
【００４９】
二次焼却ノズル６４および６５が、煙道２１の外縁上により大きな数で分配される。その場所において、周囲空気の形の二次燃焼ガスが導入されることができ、その周囲空気は、ブロワ６７によって搬送される。そのための吸気ライン７０が設けられ、制御機関７１が周囲空気の量を調整することができる。ブロワ６７に接続されて、制御機関７３によって制御される別のライン７２が、周囲空気と混合される精製された廃ガス再循環ガスを吸い込むために役に立つ。この精製された廃ガス再循環ガスは、廃ガスが廃ガス精製装置を通して流れるのに続いて吸い込まれ、および、内部再循環ガスのそれ未満の酸素含量を有する。煙道２１内の廃ガス量が充分な乱流を発生させて二次領域内の燃焼を高めるためにはあまりに少ない場合、この廃ガス循環ガスは乱流を発生させるためにまっさきに役に立つ。
【００５０】
制御およびコンピュータユニット２９はこのように設備全体を制御し、および、それは個々の作動装置に作用するために異なる制御装置から成る。例えば、制御およびコンピュータユニット２９において廃ガスが一酸化炭素限界値を上回ることが、コンベヤ装置２８に送信される信号であって、その信号によってコンベヤ装置２８が止められる、信号に至る一方、特にサーモグラフィカメラ３１によって検出される高温は次に、火格子上にフィードバックされるスラグ２２の量を増やすためにコンベヤ装置の性能の向上に導く。
【００５１】
例示的な実施態様において、フィードバックされたスラグが供給ディスク６上にフィードバックされることが示される。示されない一実施態様変形が、並んで配置される複数の火格子を前提として、特別な火格子が、さらに、フィードバックのために選ばれることができ、および任意選択で、スラグをフィードバックすることによって異なる火格子上の燃焼動作を個々に調整するために、この方法を実施する間に異なる火格子から選ぶことも可能である、ことを提供する。
【符号の説明】
【００５２】
１  焼成設備
２  供給ホッパ
３  供給シュート
４  可燃性物質
５  供給ディスク
６  充填ピストン
７  焼成火格子
８  装置
９−１３  エアーチャンバ
１４  ブロワ
１５−１９  分岐ライン
２０  炉
２１  煙道
２２  スラグ
２３  炉の後方領域
２４  スラグ排出
２５  湿式スラグリムーバ
２６  分離構成装置
２７  ライン
２８  コンベヤ
２９  制御およびコンピュータユニット
３０  バッファ貯蔵ユニット
３１  カメラ
３２  燃焼ベッド
３３、３４  センサー
３５−３７  ライン
３８  空気分別設備
３９  分配装置
４０、４１  ライン
４２−４６  分岐ライン
４７−５１  バルブ
５３、５４  コントロールバルブ
５６、５７  ライン
５８、５９  二次焼却ノズル
６０、６１  分岐ライン
６２，６３  コントロールバルブ
６４，６５  二次焼却ノズル
６６  ライン
６７  ブロワ
６８  吸入ライン
６９  吸込ブロワ
７０  吸気ライン
７２  吸気ライン
７１、７３  制御機関
【図１】
0005776133.tif 000002