(57)【要約】【課題】  前処理設備の影響を受けて被処理物の水分や投入量の変動が起こった場合であっても、安定して炭化処理を行うことのできる、新規な炭化装置の運転制御方法の開発を技術課題とした。【解決手段】  回転ドラム１０内に被処理物を投入し、更に前記回転ドラム１０内に熱風を供給して被処理物の炭化を図る炭化装置の運転において、前記回転ドラム１０から排出される排ガスＧの温度を監視し、この排ガス温度に応じてバーナ１７の燃焼を制御するとともに、更に前記排ガス温度に応じて、回転ドラム１０内に供給する燃焼空気量を調節するものであり、前記排ガス温度が適温よりも低めの場合は燃焼空気量を増加させ、一方、高めの場合は燃焼空気量を減少させることを特徴として成り、排ガス温度が上昇したときには燃焼空気が絞られて灰化が防止され、また排ガス温度が下降したときには燃焼空気が増加させられ、未炭化物の排出が防止される。【選択図】図１
2005113024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転ドラム内に被処理物を投入し、更に前記回転ドラム内に熱風を供給して被処理物の炭化を図る炭化装置の運転において、前記回転ドラムから排出される排ガスの温度を監視し、この排ガス温度に応じてバーナの燃焼を制御するとともに、更に前記排ガス温度に応じて、回転ドラム内に供給する燃焼空気量を調節するものであり、前記排ガス温度が適温よりも低めの場合は燃焼空気量を増加させ、一方、高めの場合は燃焼空気量を減少させることを特徴とする炭化装置の運転制御方法。
【請求項２】
前記燃焼空気の調節は、燃焼空気の流路に具えたダンパの開度を制御して行うものであり、このダンパ開度に範囲を設け、この範囲内で制御を行うことを特徴とする請求項１記載の炭化装置の運転制御方法。
【請求項３】
前記排ガス温度に応じて、回転ドラム内に投入する被処理物に対して加える水の量を調節するものであり、前記排ガス温度が適温よりも低めの場合は加水量を減少させ、一方、高めの場合は加水量を増加させることを特徴とする請求項１または２記載の炭化装置の運転制御方法。
【請求項４】
前記加水量の調節は、加水量に範囲を設け、この範囲内で制御を行うことを特徴とする請求項３記載の炭化装置の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は炭化装置に関するものであって、特に前処理設備の影響を受けて被処理物の水分量や投入量の変動が起こった場合であっても、安定して炭化処理を行うことのできる炭化装置の運転制御方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、し尿汚泥、おがこ、パルプスラッジ、畜ふん等を炭化処理し、土壌改良剤、脱臭剤、融雪剤等として再利用することが行われており、このための装置として図３に示すような炭化装置１′が用いられている（特許文献１参照）。
このものは一例としてロータリーキルン型の炭化炉１Ａ′を適用して構成されたものであり、回転ドラム１０′内に被処理物を投入し、前記回転ドラム１０′に具えたリフタ１０ａ′によって被処理物を攪拌しながら移送する間に、乾燥、一部燃焼、炭化を図るものである。そして回転ドラム１０′から排出された排ガスＧは、再燃炉に導びかれてここで燃焼処理され、脱臭及び有害物質の除去がなされた後、外部に排出されるものである。
【０００３】
ところで前記炭化装置１′による炭化処理にあっては、焼却処理と比べて燃焼空気の量が絞られるため、回転ドラム１０′内において被処理物は移送される間に、乾燥、一部燃焼、炭化されるものであり、過度な燃焼になると被処理物は灰化してしまうため、従来は排ガスＧの温度を監視してバーナ１７′のオンオフを行う制御が行われている。
しかしながら被処理物の水分量や投入量は前処理装置の影響を受けて変動するため、この変動が大きくなると燃焼位置や炭化状態等の回転ドラム１０′内の状態が変わり、灰化や未炭化を回避できなくなってしまうおそれが生じる。
【０００４】
具体的には、まず回転ドラム１０′内に投入される被処理物の水分が大きく上昇した場合には、排ガス温度が下がるためバーナ１７′が着火される（オン状態となる）が、回転ドラム１０′内に供給される外気の量が一定とされているため燃焼空気が不足し排ガス温度は逆に低下してしまい、未炭化を回避することができなくなってしまう。
また回転ドラム１０′内に投入される被処理物の水分が大きく低下した場合には、排ガス温度が上がるためバーナ１７′が消火される（オフ状態となる）が、被処理物が過乾燥のものであった場合には回転ドラム１０′内が高温となるためクリンカーが発生してしまう。
更にまた回転ドラム１０′内に投入される被処理物の量が大きく減少した場合には、回転ドラム１０′内に供給される外気の量が一定とされているため燃焼空気が過多な状態となり、灰化が促進されてしまい、更に温度上昇が激しいものとなってしまう。
更にまた回転ドラム１０′内に投入される被処理物の量が大きく増加した場合には、回転ドラム１０′内に供給される外気の量が一定とされているため燃焼空気が不足し、未炭化物が排出されてしまい、更に温度下降が激しいものとなってしまう。
そして二種類以上の被処理物を同時に処理する場合には、上述した問題が複合して起こり、炭化装置１′の運転が不安定なものとなってしまう。この結果回転ドラム１０′のシール部分からの内部雰囲気の吹き出しが起こりやすくなる等、炭化物を安定して得ることができなくなってしまう。
【特許文献１】特開２００２−２０７５９公報（図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はこのような背景を認識してなされたものであって、特に前処理設備の影響を受けて被処理物の水分や投入量の変動が起こった場合であっても、安定して炭化処理を行うことのできる、新規な炭化装置の運転制御方法の開発を技術課題としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち請求項１記載の炭化装置の運転制御方法は、回転ドラム内に被処理物を投入し、更に前記回転ドラム内に熱風を供給して被処理物の炭化を図る炭化装置の運転において、前記回転ドラムから排出される排ガスの温度を監視し、この排ガス温度に応じてバーナの燃焼を制御するとともに、更に前記排ガス温度に応じて、回転ドラム内に供給する燃焼空気量を調節するものであり、前記排ガス温度が適温よりも低めの場合は燃焼空気量を増加させ、一方、高めの場合は燃焼空気量を減少させることを特徴として成るものである。
この発明によれば、排ガス温度が上昇したときには燃焼空気が絞られて灰化が防止される。また排ガス温度が下降したときには燃焼空気が増加させられ、未炭化物の排出が防止される。
【０００７】
また請求２記載の炭化装置の運転制御方法は、前記要件に加え、前記燃焼空気の調節は、燃焼空気の流路に具えたダンパの開度を制御して行うものであり、このダンパ開度に範囲を設け、この範囲内で制御を行うことを特徴として成るものである。
この発明によれば、燃焼空気の供給量を過不足なく設定することができ、炭化処理を安定して行うことができる。
【０００８】
更にまた請求項３記載の炭化装置の運転制御方法は、前記要件に加え、前記排ガス温度に応じて、回転ドラム内に投入する被処理物に対して加える水の量を調節するものであり、前記排ガス温度が適温よりも低めの場合は加水量を減少させ、一方、高めの場合は加水量を増加させることを特徴として成るものである。
この発明によれば、前処理装置から水分量の異なった被処理物が炭化装置に供給された場合にも、回転ドラム内に投入される被処理物の水分量を一定にすることができる。
【０００９】
更にまた請求項４記載の炭化装置の運転制御方法は、前記請求項３記載の要件に加え、前記加水量の調節は、加水量に範囲を設け、この範囲内で制御を行うことを特徴として成るものである。
この発明によれば、加水量を過不足なく設定することができ、炭化処理を安定して行うことができる。
そしてこれら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、特に前処理設備の影響を受けて炭化装置に投入される被処理物の水分や投入量の変動が起こった場合であっても、安定して炭化処理を行うことのできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下本発明の炭化装置の運転制御方法について説明するものであり、まず炭化装置１について説明した後、この装置の作動状態と併せてその運転制御方法について説明する。
【実施例】
【００１２】
図中符号１で示すものが炭化装置であり、このものは一例としてロータリーキルン型の炭化炉１Ａを適用して成るものである。この炭化炉１Ａは図２に示すように、基台Ｂ上に具えた機枠Ｆ対して四基の支持ローラＲを配置し、これらの支持ローラＲ上に円筒状の回転ドラム１０を傾斜載置して成るものである。そして回転ドラム１０の外周に取り付けたスプロケットと、モータＭの出力軸に具えたスプロケットとにチェーン１１を巻回し、モータＭにより回転ドラム１０が回転駆動されるように構成されるものである。なお回転ドラム１０の内周面には複数のリフタ１０ａが具えられるものであり、このリフタ１０ａは、被処理物を回転ドラム１０の長手方向に沿って取り付けられる板状部材である。また前記回転ドラム１０の両端は機枠Ｆに固定された蓋体１０Ａ、１０Ｂによって塞がれるとともに、相互の境界部がシールされた状態となっている。
また前記蓋体１０Ａには、排気口１４ａが形成された煙道ダクト１４が接続される。
【００１３】
そして図１に示すように、前記一方の蓋体１０Ａには、一例としてスクリューコンベヤを適用した投入装置１２が、その排出部を回転ドラム１０の内部に臨ませて具えられるものであり、この投入装置１２にはホッパ状の投入口１２ａが形成され、この投入口１２ａに一例としてパドルミキサを適用したミキサ１３の排出口を臨ませて具えるものである。なお前記ミキサ１３においては、被処理物と水とを混合するものであり、一例としてバルブＶ１、バルブＶ２及び水管路Ｐ１を組み合わせて構成した給水装置２０が具えられる。
【００１４】
また前記もう一方の蓋体１０Ｂには、排出口１６ａが形成された排出ダクト１６が接続されるものであり、この排出ダクト１６に形成される熱風吹込口１６ｂにはバーナ１７が接続されるものである。更に蓋体１０Ｂに形成される給気口１６ｃには、燃焼空気管路Ｐ２によってブロワ１８が接続されるものであり、このブロワ１８と給気口１６ｃとの間にはダンパＤが具えられる。
更に前記排気口１４ａから排出される排ガスＧの温度を検出するための温度センサ１５が、排気口１４ａと図示しない再燃炉との間に具えられるものであり、前記温度センサ１５の信号は制御装置１９に送られる。
そして前記ダンパＤ、バーナ１７及びバルブＶ１はそれぞれ制御装置１９によって開度が調節されるものである。
【００１５】
本発明の適用される炭化装置１は一例として上述のようにして構成されるものであり、以下この装置の作動態様と併せて本発明の炭化装置の運転制御方法について説明する。
【００１６】
（１）原料の投入
まず始めにモータＭを起動して回転ドラム１０を回転させ、炭化炉１Ａにおけるバーナ１７に着火し、その後回転ドラム１０内が所定の温度に達した時点で投入装置１２に対して被処理物を投入する。なおこの被処理物としては、し尿汚泥、おがこ、パルプスラッジ、畜ふん等が適用されるものであり、適宜前処理装置において脱水・乾燥処理が施されるものである。
なお運転立ち上げ時には系全体の蓄熱が不十分であるため、回転ドラム１０への被処理物の投入は許容量の６０％程度とし、その後、徐々に投入量を上げてゆくようにする。
【００１７】
（２）被処理物の炭化
そして被処理物は回転ドラム１０に具えられたリフタ１０ａの作用によって掻き上げられるとともに、バーナ１７から供給される熱風に曝されて水分が除去され、その一部は燃焼して徐々に炭化が進行しながら排出ダクト１６側に移動し、やがて炭化物となって排出口１６ａから排出される。
このとき回転ドラム１０内は、被処理物が燃焼して灰化してしまわないように、ダンパＤの開度が適宜調整されて回転ドラム１０内への熱風供給量が抑えられるものであり（空気比ｍｆ＝１. ０以下）、回転ドラム１０内は負圧状態且つ低酸素濃度状態とされている。
【００１８】
（３）排気の処理
また排気口１４ａからは排ガスＧが排気されるものであり、この排ガスＧは再燃炉に導かれ、脱臭及び有害物質の除去が行われた後、外部に排気されるものである。
そして上述のような運転が継続されるものであるが、前処理装置の状態によって炭化装置１に供給される被処理物の水分や投入量が変動するため排ガス温度が変化するものであり、以下このときの運転制御方法について説明を行う。
【００１９】
（４）排ガス温度が上昇した場合の制御
まず排ガス温度が上昇するケースとしては、回転ドラム１０内への被処理物の投入量が減少した場合と、回転ドラム１０内に投入される被処理物の水分量が下降した場合とが想定されるものであり、以下それぞれの場合に分けて説明する。
（ａ）燃焼空気量の調節
まず回転ドラム１０内への被処理物の投入量が減少した場合には、排ガスＧの温度が上がるため、温度センサ１５によってこのことを検知したときにはバーナ１７を消火する。この際、ダンパＤの開度を調節して回転ドラム１０内に供給される燃焼空気量を減少させるようにする。このような操作により、被処理物が灰化してしまうのを回避することができるものである。
なお前記温度センサ１５の検出値は、予め設定された適温（一例として７１０℃）を基準として、これよりも「高め」なのか「低め」なのかが判断されるものである。
また前記燃焼空気量の調節を行うにあたっては、ダンパＤの開度に範囲を設け、この範囲内で制御を行うようにする。
【００２０】
（ｂ）加水量の調節
また回転ドラム１０内に投入される被処理物の水分量が下降した場合にも、排ガスＧの温度が上がるため、温度センサ１５によってこのことを検知したときにはバーナ１７を消火する。この際、バルブＶ１の開度を調節して被処理物に加えられる水の量を増加させるようにする。このような操作により、被処理物が灰化してしまうのを回避することができるものである。
なお前記水量の調節を行うにあたっては、バルブＶ１の開度に依存する加水量に範囲を設け、この範囲内で制御を行うようにする。
【００２１】
（５）排ガス温度が下降した場合の制御
一方、排ガス温度が下降するケースとしても、回転ドラム１０内への被処理物の投入量が増加した場合と、回転ドラム１０内に投入される被処理物の水分量が上昇した場合とが想定されるものであり、以下それぞれの場合に分けて説明する。
（ａ）燃焼空気量の調節
まず回転ドラム１０内への被処理物の投入量が増加した場合には、排ガスＧの温度が下がるため、温度センサ１５によってこのことを検知したときにはバーナ１７を点火する。この際、ダンパＤの開度を調節して回転ドラム１０内に供給される燃焼空気量を増加させるようにする。このような操作により、被処理物が未炭化のまま排出されてしまうのを回避することができるものである。
【００２２】
（ｂ）加水量の調節
また回転ドラム１０内に投入される被処理物の水分量が上昇した場合にも、排ガスＧの温度が下がるため、温度センサ１５によってこのことを検知したときにはバーナ１７を点火する。この際、バルブＶ１の開度を調節して被処理物に加えられる水の量を減少させるようにする。このような操作により、被処理物が未炭化のまま排出されてしまうのを回避することができるものである。
【００２３】
上述したように本発明によれば、排ガスＧの温度に応じて回転ドラム１０内に供給する燃焼空気の量または被処理物に加える水の量のいずれか一方または双方を調節するものであり、回転ドラム１０内での被処理物の燃焼状態が安定し、安定した炭化物を得ることができる。また回転ドラム１０のシール部からの吹き出しがなくなる。
更に粉塵成分の多い被処理物を扱う場合であっても、加水することにより回転ドラム１０内での粉立ちを軽減し、クリンカーの発生を防止することもできる。
【００２４】
なお上述した実施例は、炭化装置１としてロータリーキルン型の炭化炉１Ａを適用して構成したものについて説明したが、炭化装置１をスクリュー型炭化炉を適用して構成したものに本発明を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の適用される炭化装置を骨格的に示す側面図である。
【図２】炭化炉を示す側面図及び正面図である。
【図３】従来の炭化装置を骨格的に示す側面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１        炭化装置
１Ａ      炭化炉
１０      回転ドラム
１０ａ    リフタ
１０Ａ    蓋体
１０Ｂ    蓋体
１１      チェーン
１２      投入装置
１２ａ    投入口
１３      ミキサ
１４      煙道ダクト
１４ａ    排気口
１５      温度センサ
１６      排出ダクト
１６ａ    排出口
１６ｂ    熱風吹込口
１６ｃ    給気口
１７      バーナ
１８      ブロワ
１９      制御装置
２０      給水装置
Ｂ        基台
Ｄ        ダンパ
Ｆ        機枠
Ｇ        排ガス
Ｍ        モータ
Ｐ１      水管路
Ｐ２      燃焼空気管路
Ｒ        支持ローラ
Ｖ１      バルブ
Ｖ２      バルブ
【図１】
2005113024.tif 000003
【図２】
2005113024.tif 000004
【図３】
2005113024.tif 000005