JP4280596B2 - Operation control method for carbonization equipment - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to a carbonization apparatus, and can perform a carbonization process stably even when the amount of moisture or input amount of an object to be processed varies due to the influence of pretreatment equipment. The present invention relates to an operation control method for a carbonization apparatus.
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。
Conventionally, human waste sludge, sawdust, pulp sludge, animal manure, etc. are carbonized and reused as soil conditioners, deodorizers, snow melting agents, etc. A carbonization apparatus 1 'as shown is used (see Patent Document 1).
This is constructed by applying a rotary kiln
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。
By the way, in the carbonization treatment by the
However, since the moisture content and input amount of the object to be treated fluctuate due to the influence of the pretreatment device, when this fluctuation increases, the state in the rotary drum 10 'such as the combustion position and carbonization state changes, and ashing and uncarbonization occur. There is a risk that it will be impossible to avoid.
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。
When the water content of the workpiece to be put into the rotary drum 10 'is greatly reduced, the exhaust gas temperature rises, so that the burner 17' is extinguished (turned off), but the workpiece is overdried. If it is, the clinker is generated because the temperature inside the rotary drum 10 'becomes high.
Furthermore, when the amount of the workpiece to be put into the rotating
Furthermore, when the amount of the workpiece to be put into the rotating
When two or more kinds of objects to be processed are processed at the same time, the above-described problems occur in combination, and the operation of the carbonization apparatus 1 'becomes unstable. As a result, the carbide cannot be stably obtained, for example, the internal atmosphere is likely to blow out from the seal portion of the rotary drum 10 '.
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。 The present invention has been made in view of such a background. In particular, even when fluctuations in moisture and input amount of the object to be processed occur due to the influence of the pretreatment equipment, the carbonization is stably performed. The development of a new carbonization device operation control method that can be processed is a technical problem.
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、更に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、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。
更にまた、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。
That is, in the operation of the carbonization apparatus according to
According to this invention, when exhaust gas temperature rises, combustion air is throttled and ashing is prevented. Further, when the exhaust gas temperature is lowered, the combustion air is increased and the discharge of uncarburized substances is prevented.
Furthermore, even when a workpiece having a different moisture content is supplied from the pretreatment device to the carbonization device, the moisture content of the workpiece to be put into the rotary drum can be made constant.
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。
In addition to the above requirements, the operation control method for the carbonization apparatus according to claim 2 adjusts the combustion air by controlling the opening of a damper provided in the flow path of the combustion air. A range is provided, and control is performed within this range.
According to this invention, the supply amount of combustion air can be set without excess or deficiency, and carbonization can be performed stably.
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。
Furthermore the operation control method of the carbonization apparatus according to the third aspect, before addition to Kiyo matter, regulation of the amount of water is provided with a range of amount of water, it is comprised as characterized by performing control in this range is there.
According to this invention, the amount of water added can be set without excess or deficiency, and the carbonization treatment can be performed stably.
The above problems can be solved by using the configuration of the invention described in each of the claims as a means.
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。 According to the present invention, carbonization can be performed stably even when there is a change in the water content or input amount of the workpiece to be input into the carbonization apparatus, particularly under the influence of the pretreatment equipment. .
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。
Hereinafter, the operation control method of the carbonization apparatus of the present invention will be described. First, the
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。
What is indicated by
The
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。
As shown in FIG. 1, the one
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。
The
Further, a
The damper D, the
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。
The
(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。
(1) Feeding of raw materials First, the motor M is started to rotate the rotating
In addition, since the heat storage of the entire system is insufficient when the operation is started, the amount of work to be processed into the
(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。
(2) Carbonization of the object to be processed The object to be processed is scraped up by the action of the
At this time, the amount of hot air supplied into the rotating
(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。
(3) Exhaust treatment Exhaust gas G is exhausted from the
And although the above operation is continued, the exhaust gas temperature changes because the moisture and input amount of the object to be treated supplied to the
(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。
(4) Control when exhaust gas temperature rises First, as a case where the exhaust gas temperature rises, there are cases where the amount of work to be processed into the
(A) Adjustment of the amount of combustion air First, when the amount of work to be processed into the
The detection value of the
Further, when adjusting the amount of combustion air, a range is provided for the opening degree of the damper D, and control is performed within this range.
(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。
(B) Adjusting the amount of water added Since the temperature of the exhaust gas G rises even when the moisture content of the workpiece to be put into the
In adjusting the amount of water, a range is provided for the amount of water added depending on the opening degree of the valve V1, and the control is performed within this range.
(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。
(5) Control when exhaust gas temperature falls On the other hand, even when the exhaust gas temperature falls, the case where the input amount of the object to be processed into the
(A) Adjustment of the amount of combustion air First, when the amount of work to be processed into the
(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。
(B) Adjusting the amount of water added Since the temperature of the exhaust gas G also drops when the amount of water in the workpiece to be put into the
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。
As described above, according to the present invention, either or both of the amount of combustion air supplied into the
Furthermore, even when a workpiece to be processed with a large amount of dust components is handled, by adding water, dusting in the
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。
In addition, although the Example mentioned above demonstrated what comprised the rotary kiln
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
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