(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
投入された可燃性物質をガス化する流動層ガス化炉と、この流動層ガス化炉で生成された可燃性ガス及び該可燃性ガスに随伴するものを燃焼させて灰をスラグ化する溶融炉と、溶融炉の燃焼排ガスに空気あるいは酸素を加えて未燃分を燃焼させる二次燃焼室とを含んでなるガス化溶融装置の運転方法において、溶融炉の温度、溶融炉から排出される燃焼排ガス中の酸素濃度、及び流動層ガス化炉出口部の温度を検出し、燃焼排ガス中の酸素濃度が予め設定された濃度範囲よりも増加し、かつ流動層ガス化炉出口部の温度及び溶融炉の温度が低下傾向にあるとき、投入される可燃性物質の発熱量が低下したと判断し、前記可燃物よりも発熱量が大きい外部燃料を流動層ガス化炉と溶融炉の一方もしくは双方に供給して燃焼させることを特徴とするガス化溶融装置の運転方法。
【請求項２】
請求項１記載のガス化溶融装置の運転方法において、前記流動層ガス化炉出口部の温度に代えて、流動層ガス化炉と溶融炉を接続する煙道内のガス温度もしくは流動層ガス化炉の流動層の温度を用いることを特徴とするガス化溶融装置の運転方法。
【請求項３】
請求項１記載のガス化溶融装置の運転方法において、溶融炉の温度及び流動層ガス化炉出口部の温度として、炉材あるいは煙道内壁材の温度を用いることを特徴とするガス化溶融装置の運転方法。
【請求項４】
投入された可燃性物質をガス化する流動層ガス化炉と、この流動層ガス化炉で生成された可燃性ガス及び該可燃性ガスに随伴するものを燃焼させて灰をスラグ化する溶融炉と、溶融炉の燃焼排ガスに空気あるいは酸素を加えて未燃分を燃焼させる二次燃焼室とを含んでなるガス化溶融装置において、溶融炉の温度を検出する溶融炉温度検出手段と、溶融炉から排出される燃焼排ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、流動層ガス化炉出口部の温度を検出するガス化炉温度検出手段と、燃焼排ガス中の酸素濃度が予め設定された濃度範囲よりも増加し、かつ流動層ガス化炉出口部の温度及び溶融炉の温度が低下傾向にあるとき、投入される可燃性物質の発熱量が低下したと判断し、前記可燃物よりも発熱量が大きい外部燃料を流動層ガス化炉と溶融炉の一方もしくは双方に供給して燃焼させる制御手段とを設けたことを特徴とするガス化溶融装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ごみ処理に用いられるガス化溶融装置及び方法に係り、特にごみ質が低下した場合の燃焼制御に配慮したガス化溶融装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ごみの減容化とごみ灰の無害化を同時に実現できるごみのガス化溶融システムが注目されている。従来技術による流動床式ごみガス化溶融システムの系統構成の例を図２に、その制御フローを図３に、それぞれ示す。
【０００３】
図２に示す流動床式ガス化溶融システムは次ぎのように動作する。ごみは、図示されていない貯蔵ピットから、給塵ホッパ１に投入され、定量供給機２、供給シュート５を通じてガス化炉６に供給される。ガス化炉６に供給されたごみは、配管７を通じて流動層８に供給された空気と部分酸化反応し、ＣＯ，Ｈ２などの可燃性ガス、固体のチャー、及びタールが生成される。未燃分及び灰を含む固体のチャーは、流動層８内の流動媒体（通常は砂）の激しい混合攪拌作用により粉砕されて粉塵となり、可燃性ガス及びタールと共に煙道２７を経て溶融炉９に送られる。
【０００４】
溶融炉９では、配管１０を通じて供給された空気と反応して燃焼し、チャー中の灰分は溶融し、スラグ排出装置１１を経て無害なスラグとして排出される。溶融炉９で前記燃焼により生成された高温燃焼ガスは、下流側の二次燃焼室２４に入り、配管２８を通じて供給された空気と混合して完全燃焼する。その燃焼排ガスは煙道１２に介装された熱回収器１３、エアヒータ１４に順に導入され、冷却される。冷却された燃焼排ガスは次いで集塵器１５に導入されて脱塵され、清浄な排ガスとなって、誘引送風機１６、煙突１７を経て大気に放出される。
【０００５】
以下、上述のごみガス化溶融システムを、都市ごみに適用した場合について、説明する。都市ごみは、基本的に不均質で性状変動が激しい可燃性物質である。
【０００６】
都市ごみの焼却あるいはガス化設備は、原則として、一定負荷運転であり、大型火力発電設備のような部分負荷運転を行なうことは少ない。また、ごみ質の変動が大きいことを考慮し、通常、ごみ側の供給能力には十分な余裕を持たせてあるので、プラント全体のごみ処理量は、排ガス処理設備の容量で制約される。排ガス量と供給空気量はほぼ比例関係にあるので、ごみ処理量の制約因子は、供給空気量ということになる。したがってごみ処理プラントでは、空気の供給量を一定（つまり排ガス処理設備の容量に相当する空気量）にしておき、ごみの質、供給量が変動して空燃比がずれた場合には、ごみ供給量を制御して空燃比を所要の値に維持している。配管７を通じて供給される流動化空気は、流動化状態を一定に保つために、一定の供給量に維持され、特別なことがない限り変化させることはない。また、溶融炉９、二次燃焼室２４への空気量も、手動により多少の調整は行われるが、基本的には変化させずに運転される。
【０００７】
一方、ごみの供給量は、モータ４で定量供給機２のスクリュー回転数を一定に維持していても、ごみの組成、物理的性状が変化すると、変化する。ごみの供給量が設定値よりも少なくなった場合、系全体の空気供給量が一定であるため、空気量が相対的に過剰になり、溶融炉９出口排ガス中の酸素濃度が増加する。このとき、図２に示す従来技術では、溶融炉９出口排ガス中の酸素濃度を酸素濃度計３５で測定し、得られた酸素濃度に応じて制御器３３でモータ４の回転数を制御してごみ供給量を調節し、溶融炉９出口排ガス中の酸素濃度を設定値に維持するようになっている。
【０００８】
すなわち、溶融炉９出口排ガス中の酸素濃度の変化からごみ供給量の増減を検出し、検出した酸素濃度の変化に応じて制御器３３によりモータ４の回転数を増減制御してごみ供給量を調節し、溶融炉９出口排ガス中の酸素濃度を設定値に維持するという制御が行なわれる。図３にこの制御フローを示す。
【０００９】
溶融炉９出口排ガス中の酸素濃度の増加は余剰空気量の増加を意味し、これを放置しておくと、余剰空気の希釈効果により溶融炉温度が低下し、灰の固化、スラグ排出装置１１の閉塞を招く。逆に、溶融炉９出口排ガス中の酸素濃度の低下は空気量の不足を意味し、これを放置しておくと、不完全燃焼により溶融炉温度が低下し、灰の固化、スラグ排出装置１１の閉塞を招くと共に、ＣＯ，すす等の未燃分の増加を来たす。したがって、溶融炉での排ガス酸素濃度制御（空燃比制御）は非常に重要である。
【００１０】
溶融炉９出口排ガス中の酸素濃度変化は、ごみ質の低下によっても生じる。例えばごみ中の水分あるいは灰分が増加、すなわち可燃分が減少すると、ごみ供給量が一定に保たれたとしても、炉に供給される可燃分の量が減少するため空気が過剰となり、あたかもごみの供給量が減少したかのような挙動、すなわち、溶融炉９出口排ガス中の酸素濃度の増加、溶融炉温度低下が生じる。このような場合、図３に示した従来技術では、ごみ質の低下とごみ供給量の減少を区別して認識できないため、単純にごみ量を増やす制御を行なうことになる。
【００１１】
しかし、ごみ質が低下し、ごみの発熱量が自己熱溶融限界以下となった場合には、如何にごみ量を増やしたとしても溶融温度を維持できず、溶融炉内の灰が固化し、スラグ排出部が閉塞してしまう。この対策として、図３に示すように、溶融炉温度“低”で溶融炉に油の助燃を行なうようになっている。
【００１２】
ごみのガス化溶融では、溶融炉の温度が過上昇することはまず考えられないので、過上昇に対しては、警報を発する程度にとどめている。
【００１３】
ガス化炉の温度が設定温度よりも低くなるのは、ごみの詰まり等によるごみ供給の中断、ごみ質の低下の場合であり、ガス化炉の温度が設定温度よりも高くなりすぎるのは、ガス化炉のシール装置故障による洩れ込み空気の増加など設備異常が原因である場合が多い。このガス化炉温度異常に対しては、炉内温度の“高”、“低”の警報で対応している。
【００１４】
以上述べたように、従来技術では、溶融炉温度異常に対しては、“油助燃”、“温度高の警報”で、ガス化炉温度異常に対しては、温度の“高”、“低”の警報で、溶融炉排ガス酸素濃度の高低に対しては、“ごみ供給量の増減”で、それぞれ独立に対応している。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
溶融炉内の温度は約１４００℃もの高温であり、かつ非常に腐食性の高いＨＣＬガスの濃度が数千ｐｐｍに達している。このような過酷な環境下で温度を安定して測定できる温度センサとして光温度計があるが、のぞき窓の汚れ、安定性の面で実用的でない。安価で信頼性の高い検出端として熱電対が多く使用されているが、これをそのまま炉内ガスに接触させると、高温と腐食性ガスにより数週間で使用不能となる。このため、通常は、溶融炉の内壁に数十ミリメートルの深さに埋めこんで腐食性ガスに触れないようにして、溶融炉内温度を間接的に測定している。しかし溶融炉の内壁はわずかにではあるが、高温のスラグで徐々に侵食され続けており、熱電対の先端と炉内との距離が徐々に小さくなってくる。
【００１６】
したがって、例え炉内温度が一定であっても、熱電対で検出される温度は、徐々に高温側にずれてくる。すなわち実際に炉内温度が低下していても“温度が一定である”という誤った信号を発することになり、温度“低”に対する警報という観点からみると非常に危険である。さらに、検出端がガス温度を直接測定しているのではなく、炉の内壁の耐火材の温度を測定しているため、溶融炉内のガス温度の変化に対する追従が遅い。つまり、現時点では、検出される溶融炉の内部温度の信頼性は、十分ではなかった。
【００１７】
このため、図３に示した制御フローで、“溶融炉温度低”が検知されたとき、無条件かつ自動的に“油助燃”に進む場合は少なく、運転員がスラグの溶融、排出状態を観察、確認後に運転員の判断で油助燃を行なっていた。要するに、完全に自動化、機械化するのは困難であった。
【００１８】
このように、制御のサイクルに人間が介在するため、“溶融炉温度低”の信号と“スラグの溶融状態の観察結果”をどのように判断するかには、装置運転者の個人差が生ずるのを避けられない。
【００１９】
また、油助燃のための灯油あるいは重油バーナの噴射ノズル、保炎板は、１３００〜１４００℃にも達する溶融炉内の輻射熱を受けて損傷するのを防止するため、油を燃焼していないときは炉から抜き出し、少量の冷却空気を流すようになっている。したがって、灯油あるいは重油バーナを再点火するには、バーナノズル、保炎板の挿入、エアパージなどの点火前準備作業に十数分を要する。すなわち、油を助燃するか否かの決定は迅速になされる必要があり、運転員が判断に迷うなどすると、油の助燃が手遅れとなる惧れがある。
【００２０】
溶融炉温度の低下の原因が“ごみ量の低下”であれば油の助燃は不要であるが、“ごみ質の低下”が原因であれば、一刻も早く油助燃の操作に入る必要がある。図３に示した制御フローでは、この判断が難しいため、不必要に油の助燃を多用したり、逆に油の助燃が手遅れになり、スラグ排出部が固化閉塞してプラントの停止に至る場合が多かった。灰の固化によってスラグ排出孔が閉塞すると、プラントを全面停止して炉を冷却し、削岩機、ハンマーなどによるスラグ除去作業を行なうことになる。こうなると、炉の冷却だけでも数日間を要し、プラント稼動率の大幅な低下を招くし、油助燃の多用は運転経費の上昇を来たす。
【００２１】
本発明の課題は、不必要な油助燃を避け、かつスラグ排出部の固化閉塞によるプラント稼動率の低下を避けるにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、投入された可燃性物質をガス化する流動層ガス化炉と、この流動層ガス化炉で生成された可燃性ガス及び可燃性ガスに随伴するものを燃焼させて灰をスラグ化する溶融炉と、溶融炉の燃焼排ガスに空気あるいは酸素を加えて未燃分を燃焼させる二次燃焼室とを含んでなるガス化溶融装置の運転方法において、溶融炉の温度、溶融炉から排出される燃焼排ガス中の酸素濃度、及び流動層ガス化炉出口部の温度を検出し、燃焼排ガス中の酸素濃度が予め設定された濃度範囲よりも増加し、かつ流動層ガス化炉出口部の温度及び溶融炉の温度が低下傾向にあるとき、投入される可燃性物質の発熱量が低下したと判断し、可燃物よりも発熱量が大きい外部燃料を流動層ガス化炉と溶融炉の一方もしくは双方に供給して燃焼させることを特徴とする。
【００２５】
前記流動層ガス化炉出口部の温度に代えて、流動層ガス化炉と溶融炉を接続する煙道内のガス温度もしくは流動層ガス化炉の流動層の温度を用いるようしてもよい。溶融炉の温度が予め設定された温度以下に低下したとき、流動層ガス化炉の温度として、流動層温度を用いるようにしてもよい。
【００２６】
流動層ガス化炉出口部の温度として、流動層ガス化炉出口部のガス温度を用いてもよいし、溶融炉の温度及び流動層ガス化炉出口部の温度として、それぞれの炉材あるいは各炉の出側に接続された煙道内壁材の温度を用いるようにしてもよい。
【００２７】
単なる焼却炉とガス化溶融炉の違いの一つは、焼却炉では炉の温度を約６００℃以上に維持すれば安定に運転できるのに対し、ガス化溶融炉では、灰を溶融状態で炉から下方に排出するために、溶融炉の温度を灰の溶融温度（約１３００℃）以上に絶えず維持しなければならない点である。すなわち、ガス化溶融炉は焼却炉と比べて高温運転が必要なため、元々カロリーが低く断熱状態で燃焼しても灰の溶融温度を得ることができないような低カロリーごみは、ガス化溶融システムでの処理には向いていない。このように極端にカロリーの低いごみをガス化溶融システムで処理するためには、灯油あるいは重油など高カロリー可燃物の助燃が必要である。
【００２８】
図４は、表１に示した性状のごみ（基準ごみ）で、水分量が変化した場合の低位発熱量がどのように変化するかを計算した結果を、実線で示す。
【００２９】
【表１】
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この場合、水分が約６０％以上になると、助燃なしでは溶融炉の温度を所要の温度に維持できない、すなわち自己熱溶融できない低質ごみとなる。
【００３０】
図５は、表１に示した基準ごみで設計したごみガス化溶融炉で、ごみ量が変化した時のガス化炉出口温度、溶融炉の温度、溶融炉排ガス中の酸素濃度、をそれぞれ計算した結果を示す。図６は、同じくごみ質が変化したときの計算結果を示す。
【００３１】
図５に示すケースＡあるいはケースＣのように、ごみ質が一定でごみ量のみが定格値からずれた場合、ごみ供給量を増減して定格値に戻すことにより、溶融炉の温度を定格運転範囲（安定溶融域）に戻すことができる。しかし、図６に示すように、ごみ量が定格値であっても、ごみ質が低下、すなわちケースＢのように、ごみ中水分が６０％あるいはそれ以上の高水分になった場合は、ごみ量を１２０ｋｇに増しても溶融炉の温度を定格運転範囲（安定溶融域）に戻すことができず、ごみ量を１４０ｋｇに増しても無理である。
【００３２】
要するに、水分が多くカロリーが低いごみでは、空気量、ごみ量の操作では、溶融に必要な高温を得ることは熱バランス上できないのである。したがって、ごみ質が低下した場合には、灯油などの助燃が不可欠である。ところが、図５に示したケースＣのようにごみ量が減少した場合でも、図６に示したケースＢのようにごみ質が低下した場合でも、共に、溶融炉排ガス中の酸素濃度増加、溶融炉温度の低下という現象が生じる。すなわち、溶融炉排ガス中の酸素濃度と溶融炉温度だけでは、ごみ量が減少したのか、ごみ質が低下したのか、を判別することができない。
【００３３】
しかし、ガス化炉の温度に注目すると、ごみ量減少のケースＣではガス化炉温度は上昇し、ごみ質低下のケースＢではガス化炉温度が低下している。すなわち、ケースＣとケースＢでは、ガス化炉温度変化の傾向が逆である。本発明はこの点に注目してなされたものである。
【００３４】
すなわち、溶融炉排ガス中の酸素濃度と溶融炉温度だけではなく、ガス化炉の温度をも加えた３つの状態値を組み合わせて評価することにより、ごみ量の減少とごみ質の低下を区別して検知する。
【００３５】
ごみ量が変化したときの状態量の変化を示す図５ならびにごみ質が変化したときの状態量の変化を示す図６から、ごみ量、ごみ質が定格条件から外れた場合の炉の挙動を整理すると、表２に示すように、ケースＡから、ケースＤまでの四つのパターンに分類できる。
【００３６】
【表２】
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ケースＡ，Ｃ，Ｄでは、ごみ量の操作で灰の固化閉塞トラブルを避けることができるが、ケースＢのごみ質低下に対しては、早期に助燃用のバーナに点火して不足している熱量を補う以外に方策はない。表２に示すように、溶融炉排ガス中の酸素濃度と溶融炉温度とガス化炉の温度の挙動を監視して、前記Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのパターンに当てはめて判断することにより、従来区別できなかったごみ量の減少とごみ質の低下を区別して検知し、灯油バーナ点火などの対策を迅速に講じることが可能になる。この結果、不必要な油の助燃や、灰の固化閉塞によるトラブルを回避することができる。
【００３７】
要するに、ごみ量減少もごみ質低下も、共に溶融炉排ガス中の酸素濃度増加と溶融炉温度低下を招く。しかし、ガス化炉温度の挙動は、ごみ量減少の場合とごみ質低下の場合とで、異なっている。ガス化炉温度は、ごみ質低下で低下するが、ごみ量減少の場合は上昇する。この違いを利用して、ごみ質低下とごみ量減少を区別して検知することで、ごみ質低下の早期検知と対応操作が可能となる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１、図７を参照して説明する。図１は本実施の形態に係るガス化溶融装置の構成を示す系統図である。図示のガス化溶融装置は、流動床式のガス化炉６と、ガス化炉６の燃焼ガス出側に煙道２７で接続された溶融炉９と、溶融炉９の排ガス出側に接続された二次燃焼室２４と、二次燃焼室２４の排ガス出側に接続され、熱回収器１３、エアヒータ１４、集塵機１５、ダンパー１８、誘引送風機１６を介装した煙道１２と、煙道１２の下流端に接続して配置された煙突１７と、ガス化炉６及び溶融炉９に助燃用の油を供給する油配管系と、ガス化炉６、溶融炉９及び二次燃焼室２４に空気を供給する空気配管系と、ガス化炉６にごみを供給するごみ供給系と、これらを制御する制御系と、を含んで構成されている。
【００３９】
ガス化炉６は、ごみの供給口を流動層８の上方に備え、底部に層内媒体排出機２０を接続している。層内媒体排出機２０の出側にはフルイ２１が接続され、フルイ２１に細粒排出管２２と粗大物排出管２３が接続されている。ガス化炉６にはまた、助燃用の油ノズル３６、３７が、流動層位置と流動層の上方に設置され、流動層の下方には、流動化空気兼燃焼用空気の供給口となる空気入口が設置されている。
【００４０】
溶融炉９は、ほぼ水平に配置された燃焼室と、燃焼室の下方に配置されたスラグ排出装置１１を備え、燃焼室の上流側端部（煙道２７の接続部に近い側の端部）に助燃バーナ２６が設けられている。燃焼室の下流側端部（煙道２７の接続部から遠い側の端部）に、前記二次燃焼室２４が接続されている。
【００４１】
油配管系は、図示されていない油供給源に接続された油配管３９と、油配管３９の下流端に接続された弁４３と、弁４３の出側をそれぞれ弁４４，４５を介して前記油バーナ３６，３７に接続する油配管３０と、前記弁４３の上流側の油配管３９を弁４１を介して前記助燃バーナ２６に接続する油配管２９と、を含んで構成されている。
【００４２】
空気配管系は、送風機１９と、送風機１９の出側を前記エアヒータ１４の空気入り側に接続する配管７Ａと、エアヒータ１４の空気出側を弁４６を介して前記ガス化炉６の空気入口に接続する配管７Ｂと、前記弁４６上流側の配管７Ｂを、弁４８を介して溶融炉９に接続する配管１０と、前記弁４６上流側の配管７Ｂを、弁４２を介して前記助燃バーナ２６に接続する配管３と、前記弁４６上流側の配管７Ｂを、弁４７を介して二次燃焼室２４に接続する配管２８と、を含んで構成されている。
【００４３】
ごみ供給系は、ごみが投入される給塵ホッパ１と、給塵ホッパ１の底部に設置されて該ホッパ中のごみを送り出す定量供給機２と、定量供給機２を駆動するモータ４と、定量供給機２から送り出されたごみを前記ごみの供給口に送り込む供給シュート５と、を含んで構成されている。
【００４４】
制御系は、流動層８の温度を検出する温度計３１と、温度計３１に接続された警報器３８と、ガス化炉６の出口ガス温度を検出するガス化炉温度検出手段である温度計３２と、溶融炉９の温度を検出する溶融炉温度検出手段である温度計３４と、溶融炉９の出口ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段である酸素濃度計３５と、温度計３２，温度計３４及び酸素濃度計３５の出力を入力として前記モータ４の回転を制御する制御手段である制御器３３と、制御器３３の出力を入力として前記弁４１，４２，４３の開度を制御する制御器２５と、前記温度計３４に接続された警報器４０と、を含んで構成されている。
【００４５】
以下上記構成の装置の動作を説明する。ごみは、図示されていない貯蔵ピットから給塵ホッパ１に投入され、定量供給機２、供給シュート５を経てガス化炉６に供給される。ガス化炉６に供給されたごみは、配管７を経て流動層８に供給された空気と部分酸化反応し、ＣＯ，Ｈ２などの可燃性ガス、固体のチャー及び少量のタールが生成される。未燃分及び灰を含む固体のチャーは、流動層８内の流動媒体（通常は砂）の混合攪拌作用により粉塵となり、この粉塵は、生成された可燃性ガス及びタールとともに煙道２７を経て溶融炉９に送られる。
【００４６】
溶融炉９に送られた粉塵、可燃性ガス及びタールは、配管１０を通じて供給された空気と反応して燃焼し、灰分は溶融してスラグ排出装置１１を経て無害なスラグとして排出される。燃焼により生成された高温の燃焼ガスは後流の二次燃焼室２４に流入し、配管２８を経て供給された空気と混合して完全燃焼する。生成された燃焼排ガスは、煙道１２に導かれ、熱回収器１３、エアヒータ１４を通過しつつ冷却され、集塵器１５により、集塵されて清浄化される。清浄化された燃焼排ガスは、誘引送風機１６で誘引され、煙突１７から大気に放出される。
【００４７】
基本的に、ごみの処理設備は、一定負荷で運転されるのが普通であり、火力発電設備のように部分負荷で運転されることは少ない。また、ごみ質の変動が大きいことを考慮し、ごみ供給設備の能力には十分な余裕を持たせてあるため、通常、ごみ処理量の上限は、排ガス処理設備の容量で制約される。そして、排ガス量と供給される空気量はほぼ比例関係にあるので、ごみ処理量を制約する因子は、供給空気量ということになる。このため、ごみ処理プラントでは、各部へ供給する空気量は基本的に排ガス処理設備の容量に相当する一定量にしておき、ごみ量、ごみ質の変動に応じて、ごみの供給量を制御して空燃比を維持している。
【００４８】
配管７を通じてガス化炉６の流動層８に供給される流動化空気は、流動層の流動化状態を一定に保つため、供給量は一定量に維持され、特別な事由がないかぎり、変化させることなく運転される。
【００４９】
本実施の形態の制御フローを図７に示す。溶融炉温度の“低”つまり設定温度範囲以下の場合に“油助燃”が指示され、“高”つまり設定温度範囲以上の場合に“溶融炉温度高”の警報が行なわれる。そして、ガス化炉温度が設定温度範囲以上の場合に“高”、の警報、設定温度範囲以下の場合に“低”の警報を行なう。溶融炉の排ガス酸素濃度が設定範囲以下の場合、“ごみ量を減少させること”が指示される。溶融炉の排ガス酸素濃度が設定範囲以上の場合、ガス化炉温度の履歴を参照し、ガス化炉温度が上昇傾向にあるか、低下傾向にあるかによって、処理が決められる。
【００５０】
溶融炉の排ガス酸素濃度が設定範囲以上の場合、“ごみ量減少”あるいは“ごみ質低下”を意味するから、ガス化炉温度が上昇傾向もしくは変化なしであった場合は、“ごみ量減少”による過剰空気と判断してガス化炉へのごみ供給量を増やす処理を行ない、ガス化炉温度が低下傾向であった場合は、“ごみ質低下”による燃焼不足に伴なう過剰空気と判断して“油助燃”が指示される。
【００５１】
図１に示す実施の形態の場合、制御器３３は、酸素濃度計３５が出力した溶融炉出口排ガス中の酸素濃度信号と、温度計３２が出力したガス化炉６の出口ガス温度信号を受信し、この二つの信号の組合せパターンを、内装した記憶装置に格納された表２のデータと照合する。制御器３３が受信した信号の組合せが表２のケースＡ，Ｃ，Ｄであると判断したら、排ガス酸素濃度の増減に応じてモータ４の回転数を増減させ、ごみ供給量を増減する。受信した信号の組合せが表２のケースＢであると制御器３３が判断した場合は、制御器２５に対して油の助燃を指示する信号を出力する。
【００５２】
制御器３３から油助燃開始の信号を受けた制御器２５は、弁４１，弁４２、弁４３を操作し、溶融炉９、ガス化炉６の一方あるいは双方での油の助燃を行なう。油助燃の目的は、ごみ質低下に起因する発生熱量不足を補うための、系に対する外部からの熱の供給であり、油助燃による熱の供給は、溶融炉９に対して行なっても、ガス化炉６に対して行なっても、同様な効果を得ることができる。
【００５３】
先に述べたように、何らかの原因で溶融炉９の温度が低下し、設定温度範囲以下になった場合にも、制御器３３は、制御器２５に対して、油の助燃を指示する信号を出力する。
【００５４】
本実施の形態によれば、上述のように、溶融炉出口排ガス中の酸素濃度信号と、ガス化炉６の出口ガス温度に基づいて、ごみ質低下をごみ量減少と区別して認識し、ごみ質低下に早期に対応することができるから、灰の固化による閉塞トラブルを少なくできる。また、不必要な油の助燃を防止でき、運転経費を削減できる。
【００５５】
前記実施の形態では、ガス化炉６の空塔部（出口部）の温度（温度計３２の出力信号）を制御器３３の入力として用いたが、この温度と同様な挙動を示すガス化炉６の流動層８の温度、あるいはガス化炉６の煙道２７を流れるガスの温度を、温度計３２の出力信号の代わりに用いても、同等な効果が得られる。溶融炉の温度が予め設定された温度以下に低下したとき、流動層ガス化炉の温度として、流動層温度を用いるようにしてもよい。
【００５６】
流動層ガス化炉出口部の温度として、流動層ガス化炉出口部のガス温度を用いてもよいし、溶融炉の温度及び流動層ガス化炉出口部の温度として、それぞれの炉材あるいは各炉の出側に接続された煙道内壁材の温度を用いるようにしてもよい。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によれば、不必要な油の助燃の防止、並びに、溶融炉での灰の固化閉塞トラブル低減が可能になり、運転経費を削減する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るガス化溶融装置を示す系統図である。
【図２】従来技術の例を示す系統図である。
【図３】図２に示す装置における制御フローの例を示す概念図である。
【図４】ごみ中の水分と発熱量の関係を示すグラフである。
【図５】ごみガス化溶融システムにおいて、供給されるごみ量が定格値から変化した時の、ガス化炉、溶融炉の挙動を示すグラフである。
【図６】ごみガス化溶融システムにおいて、供給されるごみ中の水分量が定格値から変化した時の、ガス化炉、溶融炉の挙動を示すグラフである。
【図７】図１に示す実施の形態における制御フローの例を示す概念図である。
【符号の説明】
１  給塵ホッパ
２  定量供給機
３  配管
４  モータ
５  供給シュート
６  ガス化炉
７Ａ，７Ｂ  配管
８  流動層
９  溶融炉
１０  配管
１１  スラグ排出装置
１２  煙道
１３  熱回収器
１４  エアヒータ
１５  集塵器
１６  誘引送風機
１７  煙突
１８  ダンパー
１９  送風機
２０  層内媒体排出機
２１  フルイ
２２  細粒排出管
２３  粗大物排出管
２４  二次燃焼室
２５  制御器
２６  助燃バーナ
２７  煙道
２８  配管
２９、３０  油配管
３１、３２  温度計
３３  制御器
３４  温度計
３５  酸素濃度計
３６、３７  油ノズル
３８  警報器
３９  油配管
４０  警報器
４１〜４８  弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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