(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心状に配置した内筒と外筒との間に供給される汚泥を、前記外筒の回転により内筒の下方を通って炉心方向へ移動させ、内筒の内側の主燃焼室内で、主燃焼空気を供給しつつ、内周表面の汚泥を燃焼・溶融させ、生じた溶融スラグを主燃焼室底部中央の排出口より排出するに際し、主燃焼室内の頂部近傍温度と内筒下端近傍温度とを同一時に測定して両者間の温度差値Ｔ０を逐次算出し、直前の所定時間内における前記温度差値Ｔ０の最大値Ｔ０max  と最小値Ｔ０min  を算出し、算出した温度差値Ｔ０max  とＴ０min  との振れ幅値Ｔ０max  −Ｔ０min  を求め、求めた振れ幅値Ｔ０max  −Ｔ０min  が予め設定した許容温度幅を超えた時は、未燃汚泥の浮遊の原因となる主燃焼空気の供給量の増加を停止するとともに、前記振れ幅値Ｔ０max  −Ｔ０min  と許容温度幅との差に応じて、外筒の回転速度を低下させて主燃焼室内への汚泥の供給量を低減することにより、均一な溶融面の形成を優先した燃焼・溶融を行うことを特徴とする表面溶融炉の主燃焼制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の表面溶融炉の主燃焼制御方法を行う制御装置であって、主燃焼室の内部に主燃焼空気を供給する主燃焼空気供給手段に接続して設けられ、主燃焼空気の供給量を調節する主燃焼空気供給量調節手段と、主燃焼室を形成する内筒との間に汚泥供給路を形成する外筒の回転駆動装置に接続して設けられ、外筒の回転速度を調節する回転速度調節手段と、主燃焼室内の頂部近傍温度を検出する頂部温度検出手段と、主燃焼室内の内筒下端近傍温度を検出する内筒下端温度検出手段とを備えるとともに、前記主燃焼空気供給量調節手段と回転速度調節手段と頂部温度検出手段と内筒下端温度検出手段とに電気的に接続した制御装置を備え、前記制御装置は、均一な溶融面が形成された時に検出される頂部近傍温度と内筒下端近傍温度との温度差の振れ幅に相応する許容温度幅を予め記憶し、前記頂部温度検出手段と内筒下端温度検出手段のそれぞれより同一時に測定された頂部近傍温度値と内筒下端近傍温度値との温度差Ｔ０を逐次算出し、直前の所定時間内における前記温度差値Ｔ０の最大値Ｔ０max  と最小値Ｔ０min  を算出し、算出した温度差値Ｔ０max  とＴ０min  との振れ幅値Ｔ０max  −Ｔ０min  を求め、求めた振れ幅値Ｔ０max  −Ｔ０min  が前記許容温度幅を超えた時は、主燃焼空気供給量調節手段により、未燃汚泥の浮遊の原因となる主燃焼空気の供給量の増加を停止するとともに、前記振れ幅値Ｔ０max  −Ｔ０min  と許容温度幅との差に応じて、回転速度調節手段により、外筒の回転速度を低下させて主燃焼室内への汚泥の供給量を低減することによって、均一な溶融面の形成を優先した燃焼・溶融を行うように構成したことを特徴とする表面溶融炉の主燃焼制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水汚泥などの汚泥を燃焼・溶融する表面溶融炉の主燃焼制御方法および制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の表面溶融炉として、たとえば図２に示したような、上下動可能な内筒と回転可能な外筒との内外二重構造をなす竪型回転炉がある。
【０００３】
この表面溶融炉では、下水汚泥などの有機物を含んだ汚泥１を供給ホッパ２より内筒３と外筒４との間の供給路５に投入すると、供給路５内の汚泥１は、外筒４の回転によって周方向に均一に配分されつつ自重下降して炉心方向に移動し、内筒３の内側の主燃焼室６内で、燃料７が主燃焼空気８によって燃焼する燃焼装置９の燃焼熱及び汚泥１が主燃焼空気８によって燃焼する自己燃焼熱で内周面側が燃焼・溶融する。
【０００４】
燃焼・溶融により生じた溶融スラグは、燃焼ガスとともに炉底部のスラグポート８より連続的に二次燃焼室１０，ピット１１に流下して凝固し、スラグコンベア１２などで搬出される。
【０００５】
二次燃焼室１０内に流入した燃焼ガス中の未燃ガスは、室内に供給される二次燃焼空気１３と、燃料１４が燃焼する助燃バーナ１５の燃焼熱とによって燃焼し、煙道１６を通じて排出され、排煙処理装置（図示せず）で処理された後に大気中に放出される。
【０００６】
このとき、安定した溶融を継続するために、主燃焼室温度の管理を行っており、その手段として、主燃焼室６への汚泥１の供給を左右する外筒４の回転速度を調節するとともに、それとバランスをとって燃料７や主燃焼空気８の温度、供給量などを調節している。
【０００７】
なおこのとき、溶融処理量を増やすためには主燃焼室温度が高い方がよいので、通常はできるだけ主燃焼空気供給量を上げ、汚泥１の自己燃焼を促進している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した方法において、主燃焼室６内の汚泥１が表面全体において溶融し、図示したような逆円錐状の溶融面を形成している状態であれば、主燃焼空気供給量を均一に増やすことで汚泥１の自己燃焼・溶融を促進することができ、結果として処理量が増加する。
【０００９】
しかし、表面汚泥の一部は溶融し、一部は未燃の状態であれば、主燃焼空気供給量を増やすことによって未燃汚泥が浮遊し、スラグポート８より落下して、二次燃焼室１０内で燃焼が起こってしまうことがある。そのような場合、主燃焼室６では、供給した主燃焼空気が十分に燃焼に活かされず、処理量増加につながらないばかりでなく、二次燃焼室１０の損傷という弊害も生んでしまう。
【００１０】
本発明は上記問題を解決するもので、汚泥を表面全体において燃焼・溶融させることができ、処理量を増加できる溶融炉の主燃焼制御方法および制御装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明の溶融炉の主燃焼制御方法は、同心状に配置した内筒と外筒との間に供給される汚泥を、前記外筒の回転により内筒の下方を通って炉心方向へ移動させ、内筒の内側の主燃焼室内で、主燃焼空気を供給しつつ、内周表面の汚泥を燃焼・溶融させ、生じた溶融スラグを主燃焼室底部中央の排出口より排出するに際し、主燃焼室内の頂部近傍温度と内筒下端近傍温度とを同一時に測定して両者間の温度差値Ｔ０を逐次算出し、直前の所定時間内における前記温度差値Ｔ０の最大値Ｔ０max  と最小値Ｔ０min  を算出し、算出した温度差値Ｔ０max  とＴ０min  との振れ幅値Ｔ０max  −Ｔ０min  を求め、求めた振れ幅値Ｔ０max  −Ｔ０min  が予め設定した許容温度幅を超えた時は、未燃汚泥の浮遊の原因となる主燃焼空気の供給量の増加を停止するとともに、前記振れ幅値Ｔ０max  −Ｔ０min  と許容温度幅との差に応じて、外筒の回転速度を低下させて主燃焼室内への汚泥の供給量を低減することにより、均一な溶融面の形成を優先した燃焼・溶融を行うようにしたものである。
【００１２】
また本発明の溶融炉の主燃焼制御装置は、上記した溶融炉の主燃焼制御方法を行う制御装置であって、主燃焼室の内部に主燃焼空気を供給する主燃焼空気供給手段に接続して設けられ、主燃焼空気の供給量を調節する主燃焼空気供給量調節手段と、主燃焼室を形成する内筒との間に汚泥供給路を形成する外筒の回転駆動装置に接続して設けられ、外筒の回転速度を調節する回転速度調節手段と、主燃焼室内の頂部近傍温度を検出する頂部温度検出手段と、主燃焼室内の内筒下端近傍温度を検出する内筒下端温度検出手段とを備えるとともに、前記主燃焼空気供給量調節手段と回転速度調節手段と頂部温度検出手段と内筒下端温度検出手段とに電気的に接続した制御装置を備え、前記制御装置は、均一な溶融面が形成された時に検出される頂部近傍温度と内筒下端近傍温度との温度差の振れ幅に相応する許容温度幅を予め記憶し、前記頂部温度検出手段と内筒下端温度検出手段のそれぞれより同一時に測定された頂部近傍温度値と内筒下端近傍温度値との温度差Ｔ０を逐次算出し、直前の所定時間内における前記温度差値Ｔ０の最大値Ｔ０max  と最小値Ｔ０min  を算出し、算出した温度差値Ｔ０max  とＴ０min  との振れ幅値Ｔ０max  −Ｔ０min  を求め、求めた振れ幅値Ｔ０max  −Ｔ０min  が前記許容温度幅を超えた時は、主燃焼空気供給量調節手段により、未燃汚泥の浮遊の原因となる主燃焼空気の供給量の増加を停止するとともに、前記振れ幅値Ｔ０max  −Ｔ０min  と許容温度幅との差に応じて、回転速度調節手段により、外筒の回転速度を低下させて主燃焼室内への汚泥の供給量を低減することによって、均一な溶融面の形成を優先した燃焼・溶融を行うように構成したものである。
【００１３】
上記した構成において、主燃焼室内の頂部近傍温度は汚泥の溶融面全体の平均的な温度を表わし、内筒下端近傍温度は外筒の回転によって移動している汚泥の溶融面のうち、温度検出センサ部に近接した局所的な部分の影響を強く受ける。したがって、平均的な温度に対して局所的な溶融面近傍の温度の振れ幅値が大きいということは、汚泥表面全体には均一に溶融面が形成されておらず、未燃部分が存在していることを意味する。
【００１４】
このため、上記した構成では、汚泥浮遊が生じないように主燃焼空気の供給量の増加を停止し、均一な溶融面の形成を促進することにより、未燃汚泥の落下、二次燃焼室での燃焼を防止する。またこれと連動して、外筒の回転速度を低下させて主燃焼室内への汚泥の供給量をも低減することにより、より早く均一な溶融面を形成させる。これらにより、一時的に処理量が落ちるが、自動運転の中で、長期的には安定した溶融を継続でき、処理量も確保できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１において、下水汚泥などの汚泥を焼却・溶融する表面溶融炉は、先に図２を用いて説明したものと同様に、上下動可能な内筒２０と回転可能な外筒２１との内外二重構造をなしており、内筒２０と外筒２１との間に、供給ホッパ２２を備えた供給路２３が形成され、供給路２３と連通した内筒２０の内側に主燃焼室２４が形成されている。外筒２１の外側には、外筒２１を回転させる駆動装置２５が設けられている。
【００１６】
主燃焼室２４の底部中央にスラグポート２６が形成され、スラグポート２６の下方に、主燃焼室２４より流入する未燃ガスを完全燃焼させる二次燃焼室２７が形成され、二次燃焼室２７の下方にスラグピット（図示せず）が設けられている。
【００１７】
主燃焼室２４の天井部をなす内筒２０の中央部には、ブロワ２８に連通した複数の主燃焼空気供給口２９が形成されるとともに、燃料タンク（図示せず）より燃料供給されるバーナー３０が設けられている。
【００１８】
主燃焼室２４の内部には、主燃焼室２４内の頂部近傍温度を検出する頂部温度検出装置３１のセンサ部３１ａと、内筒下端近傍温度を検出する内筒下端温度検出装置３２のセンサ部３２ａとが設けられている。
【００１９】
炉の外部には、ブロワ２８による主燃焼空気供給量をラインＬ１，調節弁３３を介して調節する主燃焼空気供給量調節装置３４が設けられるとともに、駆動装置２５による外筒２１の回転速度をラインＬ２を通じて調節する回転速度調節装置３５とが設けられており、これら主燃焼空気供給量調節装置３４と回転速度調節装置３５はそれぞれＬ３，Ｌ４により電気的に頂部温度検出装置３１に接続している。
【００２０】
主燃焼空気供給量調節装置３４と回転速度調節装置３５と頂部温度検出装置３１と内筒下端温度検出装置３２とにラインＬ５，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８により電気的に接続して制御装置３６が設けられている。
【００２１】
制御装置３６は、溶融面の均一度が適正である時に検出される頂部近傍温度と内筒下端近傍温度との温度差の振れ幅に相応する許容温度幅（たとえば２０℃）を予め記憶しており、頂部温度検出装置３１と内筒下端温度検出装置３２のそれぞれにより連続的に測定される温度間の温度差を逐次算出し、直前の所定時間（たとえば１時間）内における温度差の振れ幅値を算出し、算出した振れ幅値を前記許容温度幅に比較し、その結果に基づき、主燃焼空気供給量調節装置３４と回転速度調節装置３５とを所定の条件で制御するように構成されている。
【００２２】
上記した構成における作用を説明する。
下水汚泥などの汚泥３７を、供給ホッパ２２より内筒２０と外筒２１との間の供給路２３に投入すると、供給路２３内の汚泥３７は、駆動装置２５による外筒２１の回転によって周方向に均一に配分されつつ自重下降して、内筒２０の下方を通って炉心方向に移動し、内筒２０の内側の主燃焼室２４内で、ブロワ２８より主燃焼空気供給口２９を通じて供給される主燃焼空気によって、内周面側の汚泥３７が燃焼・溶融する。バーナー３０は燃焼開始時のみ使用される。
【００２３】
燃焼・溶融により生じた溶融スラグは、燃焼ガスとともにスラグポート２６から連続的に二次燃焼室２７，ピット（図示せず）に流下して凝固し、搬出される。燃焼ガス中の未燃ガスは二次燃焼室２７内で燃焼し、煙道，排煙処理装置（図示せず）を経て大気中に放出される。
【００２４】
このとき、頂部温度検出装置３１のセンサ部３１ａによって主燃焼室２４内の頂部近傍温度が検出されるとともに、内筒下端温度検出装置３２のセンサ部３２ａによって内筒下端近傍温度が検出され、検出された頂部近傍温度データはラインＬ３，Ｌ４を通じて主燃焼空気供給量調節装置３４と回転速度調節装置３５とに送信され、それに基づき、主燃焼空気供給量調節装置３４がラインＬ１，調節弁３３，ブロワ２８によって主燃焼空気供給量を調節し、回転速度調節装置３５がラインＬ２，駆動装置２５によって外筒２１の回転速度を調節する。
【００２５】
またこのとき、検出された頂部近傍温度データと内筒下端近傍温度データはそれぞれラインＬ７，Ｌ８を通じて制御装置３６へ送信される。そして、制御装置３６において、同一時に測定された頂部近傍温度と内筒下端近傍温度との間の温度差値が逐次算出され、直前の所定時間内における温度差の振れ幅値が算出され、この振れ幅値が予め記憶された許容温度幅に比較される。
【００２６】
そして、振れ幅値が許容温度幅を超えた時は、溶融面の均一度が適正でないと判断され、ラインＬ５，主燃焼空気供給量調節装置３４によって、未燃汚泥の浮遊の原因となる主燃焼空気の供給量の増加が禁止されるとともに、ラインＬ６，回転速度調節装置３５によって、前記振れ幅値と許容温度幅との差に応じて、外筒２１の回転速度が低下されて主燃焼室２４内への汚泥の供給量が低減され、均一な溶融面の形成を優先した燃焼・溶融が行われる。
【００２７】
その後に同様にして求めた振れ幅値が許容温度幅内であれば、通常の運転に戻る。
このようにして主燃焼を制御することにより、一時的には処理量が低下するが、自動運転の中で、長期的に安定した溶融の継続と処理量の確保を実現できる。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、溶融面全体の平均的な温度を表わす頂部近傍温度と、近傍の局所的な溶融面の影響を強く受ける内筒下端近傍温度とを測定し、両温度間の差の所定時間内における振れ幅を比較し、振れ幅値が大きい時は、未燃汚泥が表面に存在すると判断して、主燃焼空気供給量と外筒の回転速度を操作し、均一な溶融面の形成を促進するようにしたことにより、一時的に処理量が落ちるものの、自動運転の中で、長期的には、安定した溶融の継続と処理量の確保とを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における表面溶融炉の主燃焼制御装置の構成を示した説明図である。
【図２】図１の装置により温度制御可能な従来の表面溶融炉の概略全体構成を示した説明図である。
【符号の説明】
20    内筒
21    外筒
23    供給路
24    主燃焼室
25    駆動装置
28    ブロワ
31    頂部温度検出装置
32    内筒下端温度検出装置
34    主燃焼空気供給量調節装置
35    回転速度調節装置
36    制御装置
37    汚泥
【図１】
0003859306.tif 000002
【図２】
0003859306.tif 000003