(57)【要約】【課題】低空気比下で燃焼を行う場合においても火格子上のごみの安定燃焼を実現でき、排ガス中のＣＯ濃度、ＮＯｘ濃度を低減することが可能な火格子式ごみ焼却炉の燃焼制御方法及びごみ焼却炉を提供する。【解決手段】［１］燃焼室内のガス温度とガス混合室内のガス温度との差、及び、排ガス中の酸素濃度に基づいて、二次燃焼用空気としてガス混合室内に供給される空気と排ガスの供給量を調整する。［２］燃焼室内のガス温度とガス混合室内のガス温度との差、排ガス中の酸素濃度、及び、排ガス中のＣＯ濃度に基づいて、二次燃焼用空気としてガス混合室内に供給される空気と排ガスの供給量を調整する。［３］燃焼室内のガス温度とガス混合室内のガス温度との差、排ガス中の酸素濃度、排ガス中のＣＯ濃度、及び、排ガス中のＮＯｘ濃度に基づいて、二次燃焼用空気としてガス混合室内に供給される空気と排ガスの供給量を調整する。【選択図】            図４
2004293840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
火格子式ごみ焼却炉の燃焼制御方法であって、
燃焼室内のガス温度とガス混合室内のガス温度との差、及び、排ガス中の酸素濃度に基づいて、
二次燃焼用空気としてガス混合室内に供給される空気と排ガスの供給量を調整することを特徴とする火格子式ごみ焼却炉の燃焼制御方法。
【請求項２】
火格子式ごみ焼却炉の燃焼制御方法であって、
燃焼室内のガス温度とガス混合室内のガス温度との差、排ガス中の酸素濃度、及び、排ガス中のＣＯ濃度に基づいて、
二次燃焼用空気としてガス混合室内に供給される空気と排ガスの供給量を調整することを特徴とする火格子式ごみ焼却炉の燃焼制御方法。
【請求項３】
火格子式ごみ焼却炉の燃焼制御方法であって、
燃焼室内のガス温度とガス混合室内のガス温度との差、排ガス中の酸素濃度、排ガス中のＣＯ濃度、及び、排ガス中のＮＯｘ濃度に基づいて、
二次燃焼用空気としてガス混合室内に供給される空気と排ガスの供給量を調整することを特徴とする火格子式ごみ焼却炉の燃焼制御方法。
【請求項４】
燃焼室内のガス温度を計測する手段と、
ガス混合室内のガス温度を計測する手段と、
排ガス中の酸素濃度を計測する手段と、
前記燃焼室内のガス温度を計測する手段により計測された燃焼室内ガス温度と前記ガス混合室内のガス温度を計測する手段により計測されたガス混合室内ガス温度との差、及び、前記排ガス中の酸素濃度を計測する手段により計測された酸素濃度に基づいて、二次燃焼用空気としてガス混合室内に供給される空気と排ガスの供給量を制御する燃焼制御装置とを備えたことを特徴とする火格子式ごみ焼却炉。
【請求項５】
燃焼室内のガス温度を計測する手段と、
ガス混合室内のガス温度を計測する手段と、
排ガス中の酸素濃度を計測する手段と、
排ガス中のＣＯ濃度を計測する手段と、
前記燃焼室内のガス温度を計測する手段により計測された燃焼室内ガス温度と前記ガス混合室内のガス温度を計測する手段により計測されたガス混合室内ガス温度との差、前記排ガス中の酸素濃度を計測する手段により計測された酸素濃度、及び、前記排ガス中のＣＯ濃度を計測する手段により計測されたＣＯ濃度に基づいて、二次燃焼用空気としてガス混合室内に供給される空気と排ガスの供給量を制御する燃焼制御装置とを備えたことを特徴とする火格子式ごみ焼却炉。
【請求項６】
燃焼室内のガス温度を計測する手段と、
ガス混合室内のガス温度を計測する手段と、
排ガス中の酸素濃度を計測する手段と、
排ガス中のＣＯ濃度を計測する手段と、
排ガス中のＮＯｘ濃度を計測する手段と、
前記燃焼室内のガス温度を計測する手段により計測された燃焼室内ガス温度と前記ガス混合室内のガス温度を計測する手段により計測されたガス混合室内ガス温度との差、前記排ガス中の酸素濃度を計測する手段により計測された酸素濃度、前記排ガス中のＣＯ濃度を計測する手段により計測されたＣＯ濃度、及び、前記排ガス中のＮＯｘ濃度を計測する手段により計測されたＮＯｘ濃度に基づいて、二次燃焼用空気としてガス混合室内に供給される空気と排ガスの供給量を制御する燃焼制御装置とを備えたことを特徴とする火格子式ごみ焼却炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火格子式のごみ焼却炉の運転制御方法及びごみ焼却炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に火格子式ごみ焼却炉の燃焼用空気としては、火格子下から供給される一次燃焼用空気と炉内に直接供給される二次燃焼用空気とに分けることができる。これらの燃焼用空気量の制御、及び、火格子の送り速度の調整を行うことでごみの安定燃焼を実現し、排ガス中のダイオキシン類や窒素酸化物の発生量の抑制、熱回収効率の向上を図っている。
【０００３】
前記炉内に供給される一次燃焼用空気と二次燃焼用空気の合計量は、ごみの燃焼に必要な理論空気量の１．７倍程度（空気比）であり、ごみの燃焼に対して燃焼用空気が過剰な状態で操業されている。これは、投入されるごみの発熱量に変動が大きいためである。このため、空気過剰な状態で燃焼された排ガスからの熱回収となるため、ボイラでの熱回収が効率的に行われないといった問題があった。また、ごみの燃焼によって発生する排ガス量が多くなるため、ごみ焼却プラントの下工程設備にある排ガス処理装置、誘引ブロワ等の設備も排ガス量に対応して大型の設備を必要としていた。
【０００４】
一方、最近では、ダイオキシン類の発生量を抑えるために、燃焼排ガスを高温化させることで完全燃焼させる技術として、供給する燃焼用空気量を減らし、過剰な空気を減らすことで排ガス温度を高温化する方法が用いられている。さらに、供給する燃焼用空気量を減らすことにより、排出される排ガス量が少なくなるため、下工程の排ガス処理設備等の負荷が低減できるとしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、燃料がごみであるため、燃焼用空気量が少ないと、ごみの乾燥、燃焼、灰化までの燃焼プロセスを安定に維持することが困難となる。このため、一次燃焼用空気に酸素を富化し燃焼用空気の酸素濃度を高くする方法や、炉から排出された排ガスを再度炉内に戻し循環させる方法で燃焼を安定化させる方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
また、他の方法として、燃焼に必要な燃焼用空気の量を減らし、下工程設備の負荷を軽減し、熱回収効率を向上させるために、昇温した高温空気をごみが燃焼している表面上に供給することで、燃焼用空気の合計量を減らし空気比１．３程度で完全燃焼を実現させようとする方法もある（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−３３２１２０号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開２００２−２６７１３２号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開２０００−１９９６２０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、空気比が低い状態で完全燃焼を実現させるために、酸素富化、排ガス循環、高温空気燃焼等の方法を用いる必要がある。しかし、火格子上のごみの発熱量は一定でないために、空気比が低い状態で完全燃焼を実現させることは非常に困難である。
【００１１】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、低空気比下で燃焼を行う場合においても火格子上のごみの安定燃焼を実現でき、排ガス中のＣＯ濃度、ＮＯｘ濃度を低減することが可能な火格子式ごみ焼却炉の燃焼制御方法及びごみ焼却炉を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、低空気比下で燃焼を行う場合においても火格子上のごみの安定燃焼を実現でき、排ガス中のＣＯ濃度、ＮＯｘ濃度を低減できるごみ焼却炉の燃焼制御方法について検討を行った。ここで、前記低空気比下で燃焼を行う場合とは、ごみの燃焼に必要な理論空気量に対して、１．２倍程度から１．５倍程度、通常は１．３倍程度の空気量でごみの固形分及び排ガス中の未燃成分の完全燃焼を行う場合をいう。
【００１３】
図１は、実際のごみ焼却炉において、燃焼室内のガス温度とガス混合室内のガス温度との差に対するボイラ出口における排ガス中のＣＯ濃度の特性を調べた結果を示した図である。図１に示すように、燃焼室内のガス温度とガス混合室内のガス温度との差が図中Ａの領域であれば、排ガス中のＣＯ濃度は低くなり、さらに、排ガス中の未燃成分が少なく、ダイオキシン類等の発生量も少ない状態となる。また、図中Ｂの領域では、ガス混合室内のガス温度が燃焼室内のガス温度よりも高く、ＣＯ濃度は高く、さらに、排ガス中の未燃成分が多く、ダイオキシン類の発生量も多い状態となる。図中Ｃの領域では、ガス混合室内のガス温度が燃焼室内のガス温度よりも低く、排ガス中の未燃成分は少ないが、残っている未燃成分がガス混合室内のガス温度が低いため完全燃焼が十分に行われずダイオキシン類の発生量が増加する可能性がある。
【００１４】
また、図２は、排ガス中のＯ２  濃度と、排ガス中のＣＯ濃度、及び、ガス混合室内ガス温度との特性を調べた結果を示した図である。図２に示すように、排ガス中のＯ２  濃度とＣＯ濃度の特性から、低空気比運転ではない従来の燃焼（図中白抜き部分）では、燃焼用空気量が過剰なため、排ガス中の酸素濃度が高く、燃焼に必要な酸素があってもガス混合室内のガス温度が低下するため、排ガス中の未燃成分が完全燃焼できない状態となり、排ガス中のＣＯ濃度が高くなる。それに対し、低空気比運転下（図中塗潰し部分）では、排ガス中の未燃成分が従来の燃焼よりも多く、燃焼に必要な酸素量が不足するため、排ガス中のＣＯ濃度及びガス混合室内ガス温度とも高くなる。
【００１５】
また、図３は、炉から排出された排ガスと空気とを混合した二次燃焼用空気中の酸素濃度と、排ガス中のＮＯｘ濃度との特性を調べた結果を示した図である。図３に示すように、排ガスを混合しない二次燃焼用空気（酸素濃度が２１％）に比べ、排ガスを混合した二次燃焼用空気を供給することで排ガス中のＮＯｘ濃度を低減できることがわかる（図中Ｄ）。
【００１６】
低空気比下で運転すると、ごみから発生する未燃成分は多くなる。このため、ごみ層表面から発生する未燃成分をごみ層上部で燃焼させ、残りの未燃成分は二次燃焼用空気によってガス混合室内にて完全燃焼させてから炉外に排出させるようにする。なお、低空気比運転を行うために、二次燃焼用空気においても従来の１／４程度の供給量としているため、ごみ層上部で排ガス中の未燃成分を極力燃焼させ、残りの未燃成分をガス混合室内で完全燃焼させる状態とすることが好ましい。
【００１７】
そのためには、燃焼室内ガス温度はガス混合室内ガス温度よりも同程度もしくは高い状態とする必要があり、このような状態とすることで図１に示すように、炉から排出されるＣＯ濃度が低くなる（図１中Ａの領域）。逆に、ガス混合室内ガス温度が、燃焼室内ガス温度よりも高い状態となると（図１中Ｂの領域）、ごみ層上部で未燃成分が燃焼しきれず、ガス混合室内での未燃成分の燃焼負荷が上がり、ガス混合室内で燃焼しきれない未燃成分が排出されることとなり排ガス中のＣＯ濃度が高くなる。一方、ガス混合室内ガス温度が、燃焼室内ガス温度よりも低い状態では、燃焼室内で未燃成分がすべて燃焼してしまうため、ガス混合室内での未燃成分が少なくガス混合室内のガス温度が低くなる（図１中Ｃの領域）。
【００１８】
本発明は以上のような検討に基づきなされたもので、以下のような特徴を有する火格子式ごみ焼却炉の燃焼制御方法及びごみ焼却炉である。
［１］火格子式ごみ焼却炉の燃焼制御方法であって、燃焼室内のガス温度とガス混合室内のガス温度との差、及び、排ガス中の酸素濃度に基づいて、二次燃焼用空気としてガス混合室内に供給される空気と排ガスの供給量を調整することを特徴とする火格子式ごみ焼却炉の燃焼制御方法。
［２］火格子式ごみ焼却炉の燃焼制御方法であって、燃焼室内のガス温度とガス混合室内のガス温度との差、排ガス中の酸素濃度、及び、排ガス中のＣＯ濃度に基づいて、二次燃焼用空気としてガス混合室内に供給される空気と排ガスの供給量を調整することを特徴とする火格子式ごみ焼却炉の燃焼制御方法。
［３］火格子式ごみ焼却炉の燃焼制御方法であって、燃焼室内のガス温度とガス混合室内のガス温度との差、排ガス中の酸素濃度、排ガス中のＣＯ濃度、及び、排ガス中のＮＯｘ濃度に基づいて、二次燃焼用空気としてガス混合室内に供給される空気と排ガスの供給量を調整することを特徴とする火格子式ごみ焼却炉の燃焼制御方法。
［４］燃焼室内のガス温度を計測する手段と、ガス混合室内のガス温度を計測する手段と、排ガス中の酸素濃度を計測する手段と、前記燃焼室内のガス温度を計測する手段により計測された燃焼室内ガス温度と前記ガス混合室内のガス温度を計測する手段により計測されたガス混合室内ガス温度との差、及び、前記排ガス中の酸素濃度を計測する手段により計測された酸素濃度に基づいて、二次燃焼用空気としてガス混合室内に供給される空気と排ガスの供給量を制御する燃焼制御装置とを備えたことを特徴とする火格子式ごみ焼却炉。
［５］燃焼室内のガス温度を計測する手段と、ガス混合室内のガス温度を計測する手段と、排ガス中の酸素濃度を計測する手段と、排ガス中のＣＯ濃度を計測する手段と、前記燃焼室内のガス温度を計測する手段により計測された燃焼室内ガス温度と前記ガス混合室内のガス温度を計測する手段により計測されたガス混合室内ガス温度との差、前記排ガス中の酸素濃度を計測する手段により計測された酸素濃度、及び、前記排ガス中のＣＯ濃度を計測する手段により計測されたＣＯ濃度に基づいて、二次燃焼用空気としてガス混合室内に供給される空気と排ガスの供給量を制御する燃焼制御装置とを備えたことを特徴とする火格子式ごみ焼却炉。
［６］燃焼室内のガス温度を計測する手段と、ガス混合室内のガス温度を計測する手段と、排ガス中の酸素濃度を計測する手段と、排ガス中のＣＯ濃度を計測する手段と、排ガス中のＮＯｘ濃度を計測する手段と、前記燃焼室内のガス温度を計測する手段により計測された燃焼室内ガス温度と前記ガス混合室内のガス温度を計測する手段により計測されたガス混合室内ガス温度との差、前記排ガス中の酸素濃度を計測する手段により計測された酸素濃度、前記排ガス中のＣＯ濃度を計測する手段により計測されたＣＯ濃度、及び、前記排ガス中のＮＯｘ濃度を計測する手段により計測されたＮＯｘ濃度に基づいて、二次燃焼用空気としてガス混合室内に供給される空気と排ガスの供給量を制御する燃焼制御装置とを備えたことを特徴とする火格子式ごみ焼却炉。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図４は、本発明に係るごみ焼却炉の一実施形態を示す概略構成図である。
【００２０】
図４に示すごみ焼却炉は、火格子４を有する全連型（２４時間連続運転）の火格子式ごみ焼却炉であり、ホッパ１、燃焼室２、燃焼室２の出口側に設けられたガス混合室３、ガス混合室３の下流側に設置されたボイラ７を備えている。
【００２１】
クレーンでホッパ１に投入されたごみは、給塵装置５によって燃焼室２内の火格子４上に送り込まれる。火格子４は往復運動し、その往復運動によってごみの撹拌および移動が行われる。火格子４下をごみ搬送方向に４つの領域に分割した風箱（上流側からＮｏ．１，Ｎｏ．２，Ｎｏ．３，Ｎｏ．４）から燃焼室２内に一次燃焼用空気が供給される。燃焼室２内に供給された火格子上のごみは、火格子４上を移動しながら、火格子４下から供給される一次燃焼用空気によって、乾燥、燃焼、後燃焼が行われ灰となり、灰落下口６より外部に排出される。
【００２２】
一次燃焼用空気は、一次燃焼用空気ブロア８により各風箱を介して火格子４の下から燃焼室２内に供給される。また、各風箱に供給される一次燃焼用空気の量は、各風箱に一次燃焼用空気を供給する各配管に設けられた火格子下一次燃焼用空気ダンパ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄにより調整される。なお、図４に示した例では、火格子４の下をごみ搬送方向に対し４つの風箱（Ｎｏ．１からＮｏ．４）で分割して一次燃焼用空気を供給する構成としているが、ごみ焼却炉の規模及び目的に応じて適宜変更可能であり４つの風箱の場合に限られるものではないことは言うまでもない。
【００２３】
また、燃焼室２内の火格子４上のごみが燃焼している表面上には、灯油等の燃料を燃焼させることによって加熱した高温空気とボイラ７出口から排出される排ガスを混合した空気が供給され、ごみ層から発生した未燃ガスを燃焼させる。
【００２４】
さらに、ガス混合室３内には、二次燃焼用空気ブロア１０からの二次燃焼用空気と、ボイラ７出口から排出される排ガスが供給され、燃焼室２内で燃焼しきれなかった燃焼排ガス中の未燃ガスを完全燃焼させる。ガス混合室３内で二次燃焼させた後の燃焼排ガスは、下流側のボイラ７で熱エネルギーを回収された後に外部に排出される。
【００２５】
ここで、燃焼室２内には図４に示すように中間天井１７を設けることが好ましい。中間天井１７を燃焼室内に設けることにより、燃焼室内のガスを火格子４の上流側のごみ乾燥過程で発生した可燃性ガスと下流側の後燃焼過程で発生した燃焼排ガスに２分して排出することができる。この２分して排出したガスをガス混合室３で再合流させることにより、ガス混合室３内でのガスの攪拌混合がさらに促進され、ガス混合室３内での燃焼がより安定化し、燃焼過程におけるダイオキシン類の発生のさらなる抑制、ごみ未燃の発生防止を図ることができる。なお、中間天井１７を有さないごみ焼却炉においても本発明が適用でいることは言うまでもない。
【００２６】
上記構成のごみ焼却炉において、本発明にかかるごみ焼却炉の第一の実施形態は、燃焼室２内のガス温度を計測する手段と、ガス混合室３内のガス温度を計測する手段と、排ガス中の酸素濃度を計測する手段と、前記燃焼室２内のガス温度を計測する手段により計測された燃焼室２内ガス温度と前記ガス混合室３内のガス温度を計測する手段により計測されたガス混合室内ガス温度との差、及び、前記排ガス中の酸素濃度を計測する手段により計測された酸素濃度に基づいて、二次燃焼用空気としてガス混合室内に供給される空気と排ガスの供給量を制御する燃焼制御装置１１とを備えたものである。
【００２７】
ここで、前記燃焼室２内のガス温度を計測する手段としては、例えば、燃焼室２内に設置された燃焼室内ガス温度計１２を用いることができる。また、前記ガス混合室３内のガス温度を計測する手段としては、例えば、ガス混合室３内に設置されたガス混合室内ガス温度計１３を用いることができる。また、前記排ガス中の酸素濃度を計測する手段としては、例えば、ボイラ７出口に設置された酸素濃度計１４を用いることができる。
【００２８】
前記燃焼制御装置１１は、前記燃焼室内ガス温度計１２により計測された燃焼室内ガス温度と前記ガス混合室内ガス温度計１３により計測されたガス混合室内ガス温度と前記酸素濃度計１４により計測された排ガス中酸素濃度とを取り込む手段と、前記燃焼室内ガス温度とガス混合室内ガス温度とを比較する手段と、前記燃焼室内ガス温度とガス混合室内ガス温度との比較結果及び排ガス中酸素濃度に基づいて二次燃焼用空気としてガス混合室内に供給される空気と排ガスの供給量を制御する手段とを備えている。なお、燃焼制御装置１１には例えばコンピュータを使用することができる。
【００２９】
前記二次燃焼用空気としてガス混合室内に供給される空気と排ガスの供給量の制御は、図２に示すように、ガス混合室内ガス温度が高い状態では、排ガス中の酸素濃度が低く、酸素不足により、ＣＯ濃度が高くなる。このため、ガス混合室内ガス温度が燃焼室内ガス温度よりも高い状態や酸素濃度が低い状態では、二次燃焼用空気中の空気の割合を増やして、ＣＯ等の未燃成分を燃焼させてその発生を抑制する。
【００３０】
具体的な調整方法としては、ガス混合室３内ガス温度が燃焼室２内ガス温度よりも高い場合に、二次燃焼用空気中の空気の割合を増やし、ガス混合室３内での二次燃焼用空気中の酸素濃度を高くし、ＣＯの発生を抑える。もしくは、ガス混合室３内の酸素濃度が低い状態の場合にＣＯ濃度が高くなるので、ガス混合室３内での二次燃焼用空気中の酸素濃度を高くする。この二次燃焼用空気中の空気割合の制御は、例えば、以下の表１に示すようなファジィルールを計算機上に構築し、燃焼制御装置１１内に組み込むことにより行うことができる。前記ファジィルールは、例えばｍｉｎ−ｍａｘ法、シングルトン法などを用い、後件部の二次燃焼用空気中の空気割合を決定する。
【００３１】
【表１】
2004293840.tif 000003
【００３２】
また、本発明にかかるごみ焼却炉の第二の実施形態は、燃焼室２内のガス温度を計測する手段と、ガス混合室３内のガス温度を計測する手段と、排ガス中の酸素濃度を計測する手段と、排ガス中のＣＯ濃度を計測する手段と、前記燃焼室２内のガス温度を計測する手段により計測された燃焼室２内ガス温度と前記ガス混合室３内のガス温度を計測する手段により計測されたガス混合室内ガス温度との差、前記排ガス中の酸素濃度を計測する手段により計測された酸素濃度、及び、前記排ガス中のＣＯ濃度を計測する手段により計測されたＣＯ濃度に基づいて、二次燃焼用空気としてガス混合室内に供給される空気と排ガスの供給量を制御する燃焼制御装置１１とを備えたものである。
【００３３】
ここで、前記燃焼室２内のガス温度を計測する手段としては、例えば、燃焼室２内に設置された燃焼室内ガス温度計１２を用いることができる。また、前記ガス混合室３内のガス温度を計測する手段としては、例えば、ガス混合室３内に設置されたガス混合室内ガス温度計１３を用いることができる。また、前記排ガス中の酸素濃度を計測する手段としては、例えば、ボイラ７出口に設置された酸素濃度計１４を用いることができる。また、前記排ガス中のＣＯ濃度を計測する手段としては、例えば、ボイラ７出口に設置されたＣＯ濃度計１５を用いることができる。
【００３４】
前記燃焼制御装置１１は、前記燃焼室内ガス温度計１２により計測された燃焼室内ガス温度と前記ガス混合室内ガス温度計１３により計測されたガス混合室内ガス温度と前記酸素濃度計１４により計測された排ガス中酸素濃度と前記ＣＯ濃度計１５により計測された排ガス中ＣＯ濃度とを取り込む手段と、前記燃焼室内ガス温度とガス混合室内ガス温度とを比較する手段と、前記燃焼室内ガス温度とガス混合室内ガス温度との比較結果、排ガス中の酸素濃度、及び、排ガス中ＣＯ濃度に基づいて二次燃焼用空気としてガス混合室内に供給される空気と排ガスの供給量を制御する手段とを備えている。なお、燃焼制御装置１１には例えばコンピュータを使用することができる。
【００３５】
前記二次燃焼用空気としてガス混合室内に供給される空気と排ガスの供給量の制御は、図２に示すように、ガス混合室内ガス温度が高い状態では、排ガス中の酸素濃度が低く、酸素不足により、ＣＯ濃度が高くなる。このため、ガス混合室内ガス温度が燃焼室内ガス温度よりも高い状態や酸素濃度が低い状態、もしくはＣＯ濃度が高い状態では、二次燃焼用空気中の空気の割合を増やして、ＣＯ等の未燃成分を燃焼させてその発生を抑制する。
【００３６】
具体的な調整方法としては、上述の第一の実施形態で示したファジィルールに加え、排ガス中のＣＯ濃度を直接計測し、排ガス中のＣＯ濃度が高いときに、二次燃焼用空気中の排ガス分を減らして空気を増やし、酸素濃度を高くし、ＣＯ濃度を低減するように調整する。同様に、二次燃焼用空気中の空気割合の制御は、以下の表２に示すようなファジィルールを計算機上に構築し、燃焼制御装置１１内に組み込むことにより行うことができる。前記ファジィルールは、例えばｍｉｎ−ｍａｘ法、シングルトン法などを用い、後件部の二次燃焼用空気中の空気割合を決定する。
【００３７】
【表２】
2004293840.tif 000004
【００３８】
また、本発明にかかるごみ焼却炉の第三の実施形態は、燃焼室２内のガス温度を計測する手段と、ガス混合室３内のガス温度を計測する手段と、排ガス中の酸素濃度を計測する手段と、排ガス中のＣＯ濃度を計測する手段と、排ガス中のＮＯｘ濃度を計測する手段と、前記燃焼室２内のガス温度を計測する手段により計測された燃焼室２内ガス温度と前記ガス混合室３内のガス温度を計測する手段により計測されたガス混合室内ガス温度との差、前記排ガス中の酸素濃度を計測する手段により計測された酸素濃度、前記排ガス中のＣＯ濃度を計測する手段により計測されたＣＯ濃度、及び、前記排ガス中のＮＯｘ濃度を計測する手段により計測されたＮＯｘ濃度に基づいて、二次燃焼用空気としてガス混合室内に供給される空気と排ガスの供給量を制御する燃焼制御装置１１とを備えたものである。
【００３９】
ここで、前記燃焼室２内のガス温度を計測する手段としては、例えば、燃焼室２内に設置された燃焼室内ガス温度計１２を用いることができる。また、前記ガス混合室３内のガス温度を計測する手段としては、例えば、ガス混合室３内に設置されたガス混合室内ガス温度計１３を用いることができる。また、前記排ガス中の酸素濃度を計測する手段としては、例えば、ボイラ７出口に設置された酸素濃度計１４を用いることができる。また、前記排ガス中のＣＯ濃度を計測する手段としては、例えば、ボイラ７出口に設置されたＣＯ濃度計１５を用いることができる。また、前記排ガス中のＮＯｘ濃度を計測する手段としては、例えば、ボイラ７出口に設置されたＮＯｘ濃度計１６を用いることができる。
【００４０】
前記燃焼制御装置１１は、前記燃焼室内ガス温度計１２により計測された燃焼室内ガス温度と前記ガス混合室内ガス温度計１３により計測されたガス混合室内ガス温度と前記酸素濃度計１４により計測された排ガス中酸素濃度と前記ＣＯ濃度計１５により計測された排ガス中ＣＯ濃度と前記ＮＯｘ濃度計１６により計測された排ガス中ＮＯｘ濃度とを取り込む手段と、前記燃焼室内ガス温度とガス混合室内ガス温度とを比較する手段と、前記燃焼室内ガス温度とガス混合室内ガス温度との比較結果、排ガス中の酸素濃度、排ガス中ＣＯ濃度、及び、排ガス中ＮＯｘ濃度に基づいて二次燃焼用空気としてガス混合室内に供給される空気と排ガスの供給量を制御する手段とを備えている。なお、燃焼制御装置１１には例えばコンピュータを使用することができる。
【００４１】
前記二次燃焼用空気としてガス混合室内に供給される空気と排ガスの供給量の制御は、図２に示すように、ガス混合室内ガス温度が高い状態では、排ガス中の酸素濃度が低く、酸素不足により、ＣＯ濃度が高くなる。このため、ガス混合室内ガス温度が燃焼室内ガス温度よりも高い状態や酸素濃度が低い状態、もしくはＣＯ濃度が高い状態では、二次燃焼用空気中の空気の割合を増やして、ＣＯ等の未燃成分を燃焼させてその発生を抑制する。また、図３に示すように、二次燃焼用空気中の空気の割合を減らせば、排ガス中のＮＯｘ濃度を低減することができるため、二次燃焼用空気流の空気の割合を排ガス温度や成分に基づいて総合的に調整することで、排ガス中のＣＯ、ＮＯｘ濃度を同時に低減することができる。
【００４２】
具体的な調整方法としては、上述の第二の実施形態で示したファジィルールに加え、排ガス中のＮＯｘ濃度を計測し、ＮＯｘ濃度が高く、ＣＯ濃度が低ければ、二次燃焼用空気中の空気量の割合を減らして酸素濃度を低くし、ＮＯｘ濃度を低減するファジィルールを追加する。同様に、二次燃焼用空気中の空気割合の制御は、以下の表３に示すようなファジィルールを計算機上に構築し、燃焼制御装置１１内に組み込むことにより行うことができる。前記ファジィルールは、例えばｍｉｎ−ｍａｘ法、シングルトン法などを用い、後件部の二次燃焼用空気中の空気割合を決定する。
【００４３】
【表３】
2004293840.tif 000005
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、低空気比下で燃焼を行う場合においても火格子上のごみの安定燃焼を実現でき、排ガス中のＣＯ濃度、ＮＯｘ濃度を低減することが可能な火格子式ごみ焼却炉の燃焼制御方法及びごみ焼却炉が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実際のごみ焼却炉において、燃焼室内のガス温度とガス混合室内のガス温度との差に対するボイラ出口における排ガス中のＣＯ濃度の特性を調べた結果を示した図である。
【図２】排ガス中のＯ２  濃度と、排ガス中のＣＯ濃度、及び、ガス混合室内ガス温度との特性を調べた結果を示した図である。
【図３】炉から排出された排ガスと空気とを混合した二次燃焼用空気中の酸素濃度と、排ガス中のＮＯｘ濃度との特性を調べた結果を示した図である。
【図４】本発明に係るごみ焼却炉の一実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１  ホッパ
２  燃焼室
３  ガス混合室
４  火格子
５  給塵装置
６  灰落下口
７  ボイラ
８  一次燃焼用空気ブロア
９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ  火格子下一次燃焼用空気ダンパ
１０  二次燃焼用空気ブロア
１１  燃焼制御装置
１２  燃焼室内ガス温度計
１３  ガス混合室内ガス温度計
１４  酸素濃度計
１５  ＣＯ濃度計
１６  ＮＯｘ濃度計
１７  中間天井
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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