(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外筒と内筒との間の加熱流路に導入された加熱ガスによる外熱により内筒内のごみを熱分解ガス化してガス出口から排出させるようにする熱分解ガス化炉の上記ガス出口から排出される熱分解ガスの温度を検出して、該熱分解ガスの検出温度を基に上記加熱流路に流通させる加熱ガスの流量を調整することによりガス出口から排出される熱分解ガスの温度が設定温度となるように制御するようにしてある熱分解ガス化炉出口の熱分解ガス温度制御方法において、上記ガス出口の熱分解ガス温度と内筒自体の温度を検出して、該内筒の検出温度を上記熱分解ガスの検出温度に加味して加熱ガスの流量を調整させるようにすることを特徴とする熱分解ガス化炉出口の熱分解ガス温度制御方法。
【請求項２】
内筒の温度検出位置を、該内筒の長手方向中央部とした請求項１記載の熱分解ガス化炉出口の熱分解ガス温度制御方法。
【請求項３】
外筒と内筒との間の加熱流路に導入された加熱ガスによる外熱により内筒内のごみを熱分解ガス化してガス出口から排出させるようにする熱分解ガス化炉の上記ガス出口から排出される熱分解ガスの温度を検出して、該熱分解ガスの検出温度を基に上記加熱流路に流通させる加熱ガスの流量を調整することによりガス出口から排出される熱分解ガスの温度が設定温度となるように制御するようにしてある熱分解ガス化炉出口の熱分解ガス温度制御装置において、上記内筒自体の温度を検出する温度検出器を設け、且つ該温度検出器による内筒の検出温度を上記熱分解ガスの検出温度に加味して加熱ガスの流量を調整する指令を出力するようにした制御器を備えた構成を有することを特徴とする熱分解ガス化炉出口の熱分解ガス温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は都市ごみ等のごみを熱分解ガス化処理するようにした間接加熱式の熱分解ガス化炉のガス出口から排出される熱分解ガスの温度を制御するために用いる熱分解ガス温度制御方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみ等のごみを熱分解ガス化するために用いられている間接加熱式の熱分解ガス化炉は、図３にその一例の概略を示す如く、耐火材を内張り、または、外部保温等をして放熱対策をした横長の外筒１を、一端側よりも他端側が低くなるように傾斜させて配置し、該外筒１の両端部の外周面に取り付けたリング状のタイヤ２を支持ローラ３にて支持させて回転できるようにし、且つ外筒１の一端側と他端側の両端に、支持台４にて固定支持された入口筒５と出口筒６とを、それぞれシール装置７を介して接続し、更に、上記外筒１内には、内筒８を同心状に収納させ、該内筒８と外筒１の間に加熱ガス９を流す加熱流路１０を形成するように内筒８を支持装置１３により外筒１に一体的に支持させて、外筒１と内筒８が一体で回転できるようにすると共に、上記内筒８の一端に接続した供給管１１を上記入口筒５内に、又、内筒８の他端に接続した排出管１２を上記出口筒６内にそれぞれ配置してガス化炉本体Ｉを構成するようにしてある。又、ガス化炉本体Ｉを構成する上記供給管１１の内側には、給じん機としてのスクリューコンベヤ１５の排出側を、上記入口筒５の外側より端面壁５ａを貫通させて挿入配置し、上記スクリューコンベヤ１５のごみ投入側の上部には、投入ホッパ１６を設置し、該投入ホッパ１６内に投入されたごみ１４をスクリューコンベヤ１５で搬送させて内筒８内に供給させるようにしてある。一方、出口筒６には、内筒８内で熱分解されて発生した熱分解ガス１４ａと熱分解残渣１４ｂを分離して排出させる分離室１９が接続されており、更に、供給管１１と入口筒５との間及び排出管１２と出口筒６との間に、それぞれメカニカルシールの如きシール装置２０を備えて、入口筒５と供給管１１との間及び出口筒６と排出管１２との間を加熱流路１０に連通させるようにし、又、出口筒６に設けた加熱ガス入口１７には図示しない熱風発生炉からの加熱ガス供給管２１が接続され、入口筒５に設けた加熱ガス出口１８にはダンパ２２及び循環用のファン２３を備えた加熱ガス排出管２４が接続され、ファン２３の運転で加熱ガス供給管２１を通して出口筒６内に流入させた加熱ガス９を、加熱流路１０に流通させて入口筒５から加熱ガス排出管２４へ流出させるようにすることにより、内筒８内に供給されたごみ１４を、外熱により加熱、乾燥させて熱分解し、発生した熱分解ガス１４ａは、出口筒６部の排出管１２内を通して分離室１９に移した後、上部のガス出口２５に接続された排ガス管２６を通して排出させるようにし、又、金属類を含む熱分解残渣１４ｂは、排出管１２内を通して分離室１９に移した後、下部から取り出すようにしてある。
【０００３】
上記熱分解ガス化炉では、急激なごみ処理量変化やごみ質変化があると、分離室１９の上部のガス出口２５から排出される熱分解ガス１４ａの温度や分離室１９の下部から取り出される熱分解残渣１４ｂの発熱量が変化することになるので、これら熱分解ガス１４ａや熱分解残渣１４ｂをプラント運転の燃料として使用している場合、プラント運転が不安定になってしまう。
【０００４】
そのため、排ガス管２６に温度検出器２７を設置し、該温度検出器２７で検出した熱分解ガス１４ａの温度を制御因子として、制御器２８からの指令で、入口筒５の加熱ガス排出管２４に設置されているダンパ２２の開度を制御し、加熱流路１０を流通する加熱ガス９の流量を調整することにより、ガス出口２５から排出される熱分解ガス１４ａの温度が設定温度（たとえば、４００〜４５０℃前後）となるように制御するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記熱分解ガス化炉の場合、ガス化炉本体Ｉでのごみの滞留時間が１時間以上もあるため、急激なごみ処理量変化やごみ質変化があると、ガス出口２５から排出される熱分解ガス１４ａの温度は上記滞留時間分だけ遅れて急激に変化することになり、上記のようなガス出口２５部でのガス温度のみを制御因子とした加熱ガス９の流量調整では、滞留時間分の応答遅れが出るため、安定運転復旧に長時間を要する問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、急激なごみ処理量変化やごみ質変化があっても、滞留時間分の応答遅れの影響を受けることなく安定運転を継続することができるような熱分解ガス化炉出口の熱分解ガス温度制御方法及び装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、外筒と内筒との間の加熱流路に導入された加熱ガスによる外熱により内筒内のごみを熱分解ガス化してガス出口から排出させるようにする熱分解ガス化炉の上記ガス出口から排出される熱分解ガスの温度を検出して、該熱分解ガスの検出温度を基に上記加熱流路に流通させる加熱ガスの流量を調整することによりガス出口から排出される熱分解ガスの温度が設定温度となるように制御するようにしてある熱分解ガス化炉出口の熱分解ガス温度制御方法及び装置において、上記ガス出口の熱分解ガス温度と内筒自体の温度を検出して、該内筒の検出温度を上記熱分解ガスの検出温度に加味して加熱ガスの流量を調整させるようにするものである。
【０００８】
熱分解ガスの検出温度を第１制御因子とし、内筒の検出温度を第２制御因子として採用すると、熱分解ガスの検出温度が設定温度範囲内にあっても、急激なごみ処理量等の変化により内筒の検出温度が標準温度範囲内から外れたときに、内筒の検出温度を標準温度に戻すように加熱ガスの流量を調整することにより、熱分解ガスの排出温度をフィードフォワード制御することができる。
【０００９】
又、内筒の温度検出位置を、該内筒の長手方向中央部とすることにより、内筒全体の平均温度を検出することができ、制御の信頼性をより高めることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１１】
図１及び図２は本発明の実施の一形態を示すもので、図３に示したと同様に、ガス出口２５から排出される熱分解ガス１４ａの温度を温度検出器２７で検出して、該温度検出器２７による熱分解ガス１４ａの検出温度を基に、制御器２８からの指令で、加熱ガス排出管２４のダンパ２２に開閉指令を送って、外筒１と内筒８との間の加熱流路１０に流通させる加熱ガス９の流量を調整することにより、熱分解ガス１４ａの温度が設定温度となるように制御できるようにしてある熱分解ガス化炉出口の熱分解ガス温度制御装置において、上記内筒８自体の温度を検出する温度検出器２９を設け、且つ該温度検出器２９による内筒８の検出温度を上記熱分解ガス１４ａの検出温度に加味して加熱流路１０に流通させる加熱ガス９の流量を調整する指令を出力する機能を上記制御器２８に具備させる。
【００１２】
上記内筒８の温度を検出する温度検出器２９の設置構造としては、図２に一例を示す如く、内筒８の長手方向中央部の外皮に一端を固定した熱電対３０の他端を、外筒１を貫通させて外部へ突出位置させ、該熱電対３０の他端を、外筒１の外周部に取付部材３２により同心状に取り付けてリング状に形を保持させるようにしてある導線３１に接続し、該導線３１に検出端子２９ａを接触させるようにしてある。上記熱電対３０の加熱流路１０内に介在位置する部分は断熱材にて被覆してある。
【００１３】
なお、図１において、図３と同一部分には同一符号が付してある。
【００１４】
本発明においては、温度検出器２７によるガス出口２５部の熱分解ガス１４ａの検出温度を第１制御因子とし、温度検出器２９による内筒８の検出温度を第２制御因子として、第１制御因子により加熱流路１０に流通させる加熱ガス９の流量を調整する機能のほかに、第２制御因子によっても加熱流路１０に流通させる加熱ガス９の流量を調整する機能を制御器２８にもたせ、ガス出口２５から排出される熱分解ガス１４ａの温度をフィードフォワード制御するようにする。
【００１５】
詳述すると、熱分解ガス化炉の稼動時に、たとえば、導入される加熱ガス９の温度を５５０℃一定として、排出される熱分解ガス１４ａの設定温度範囲を４００〜４５０℃とし、又、供給されるごみ１４が通常状態のときの内筒８の中央部の標準温度が３５０℃前後であるとした場合において、温度検出器２７で検出されたガス出口２５部の熱分解ガス１４ａの温度が４１０℃であって、温度検出器２９で検出された内筒８の中央部の温度が標準温度よりも低い３００℃であるような場合、現時点では熱分解ガス１４ａの検出温度は設定温度範囲内ではあるが、ごみ１４の滞留時間が経過した後は設定温度範囲よりも低下することが予想されるため、第２制御因子である温度検出器２９の検出値に基づいて制御器２８から加熱ガス排出管２４のダンパ２２に開調整指令を送って、加熱流路１０に流通させる加熱ガス９の流量を増大させるように調整する。これにより、内筒８の温度を標準温度まで上昇させて熱分解ガス１４ａの検出温度が設定温度範囲内に保たれるように制御する。一方、温度検出器２７で検出されたガス出口２５部の熱分解ガス温度が設定温度範囲内にあるが、温度検出器２９で検出された内筒８の温度が標準温度よりも高いような場合は、ごみ１４の滞留時間が経過した後は、熱分解ガス１４ａの検出温度が設定温度範囲よりも高くなることが予想されるため、上記とは逆に、制御器２８からダンパ２２に閉調整指令を送って、加熱流路１０に流通させる加熱ガス９の流量を減少させるように調整することにより、内筒８の温度を標準温度まで降下させて熱分解ガス１４ａの検出温度が設定温度範囲内に保たれるように制御する。
【００１６】
急激なごみ処理量変化やごみ質変化があると、排出される熱分解ガス１４ａの温度よりも内筒８の温度の方が速く変化するので、上述したように、内筒８の温度を熱分解ガス１４ａの温度に加味したフィードフォワード制御を行うことにより、滞留時間分の応答遅れの影響を受けることなく安定運転を継続することができる。又、この際、内筒８の温度を、変動が平均化される長手方向中央部で検出するようにしているため、内筒８全体の平均温度を制御因子として用いることができ、制御の信頼性を高いものとすることができる。
【００１７】
なお、内筒８の温度検出器２９としては、図示のものに限られることなく、たとえば、熱電対から無線で信号を発するようにしたもの等を採用してもよく、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは、勿論である。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の熱分解ガス化炉出口の熱分解ガス温度制御方法及び装置によれば、次の如き優れた効果を発揮する。
(1)外筒と内筒との間の加熱流路に導入された加熱ガスによる外熱により内筒内のごみを熱分解ガス化してガス出口から排出させるようにする熱分解ガス化炉の上記ガス出口から排出される熱分解ガスの温度を検出して、該熱分解ガスの検出温度を基に上記加熱流路に流通させる加熱ガスの流量を調整することによりガス出口から排出される熱分解ガスの温度が設定温度となるように制御するようにしてある熱分解ガス化炉出口の熱分解ガス温度制御方法及び装置において、上記ガス出口の熱分解ガス温度と内筒自体の温度を検出して、該内筒の検出温度を上記熱分解ガスの検出温度に加味して加熱ガスの流量を調整させるようにするので、熱分解ガスの検出温度が設定温度範囲内でも内筒の検出温度が標準温度から外れていると、加熱ガスの流量を調整することで、ごみの滞留時間分の応答遅れの影響を受けることなく、熱分解ガスの排出温度を設定温度範囲に保つことができて、安定運転を継続することができる。
(2)内筒の温度検出位置を、該内筒の長手方向中央部とすることにより、内筒全体の平均温度を制御因子として用いることができ、制御の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱分解ガス化炉出口の熱分解ガス温度制御装置の実施の一形態を示す概略図である。
【図２】内筒用の温度検出器の設置構造の一例を示す概略図である。
【図３】熱分解ガス化炉の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１  外筒
８  内筒
９  加熱ガス
１０  加熱流路
１４  ごみ
１４ａ  熱分解ガス
２５  ガス出口
２８  制御器
２９  温度検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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