JP6804183B2

JP6804183B2 - 流動床式汚泥焼却炉

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Publication number: JP6804183B2
Application number: JP2015017864A
Authority: JP
Inventors: 雅樹藤原; 清水　義仁; 義仁清水; 克美長; 松寺　直樹; 直樹松寺; 松下　崇; 崇松下; 隆行伊藤; 毅渡会
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Environmental and Chemical Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Environmental and Chemical Engineering Co Ltd
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2020-12-23
Anticipated expiration: 2035-01-30
Also published as: CN105841167A; CN105841167B; TWI639799B; KR101807936B1; JP2016142447A; TW201700918A; KR20160094287A

Description

本発明は、汚泥を燃焼する流動床式汚泥焼却炉に関する。

地球温暖化ガスとして知られている一酸化二窒素（以下Ｎ_２Ｏ）は、これまで排ガス規制対象となっていなかったなどの理由から、下水汚泥燃焼炉においては排出濃度計測及び排ガスＮ_２Ｏ濃度による燃焼制御はおこなわれてこなかった。ところが、Ｎ_２ＯはＣＯ_２の約３００倍の温暖化効果を生むことが知られてきている上に、下水汚泥は窒素成分に富んでいることからその燃焼排ガスには数百ｐｐｍもの高いＮ_２Ｏを含むので、下水汚泥燃焼炉から排出するＮ_２Ｏを極力少なくすることが望まれている。

特許文献１には、排ガスのＮ_２Ｏ濃度を低減するために、汚泥焼却炉を高さ方向に３つのゾーンに分割し、砂層の直上部分の高温燃焼ゾーンでＮ_２Ｏを効率的に分解して、燃焼炉の排ガス中のＮ_２Ｏを低減する技術が記載されている。

特許第４４１３２７５号公報

ところで、燃焼効率を維持しつつＮ_２Ｏ排出量を低減するには砂層（流動層）に供給される燃焼空気の空気比（一次空気比）は可能な限り低い方がよい。例えば、上述した特許文献１に記載の装置においても一次空気比は、０．９〜１．１が適正とされている。
しかしながら、一次空気比を０．９以下に減らすと、砂層での燃焼量が減って砂層温度が所定値に維持できなくなること、砂層の流動不良を引き起こし燃焼効率が低下すること、などの基本的問題点があってこれ以下に下げられなかった。そのため汚泥処理量や汚泥そのものの燃焼熱が少ない場合等、Ｎ_２Ｏ排出量低減のための高温保持を助燃料流量増加で実現しなればならない場合もあった。

この発明は、焼却炉本体から排出される燃焼ガスのＮ_２Ｏ排出量の低減を図ることができる流動床式汚泥焼却炉を提供することを目的とする。

本発明の第一の態様によれば、流動床式汚泥焼却炉は、汚泥が供給される焼却炉本体と、前記焼却炉本体の下部に設けられた砂層に燃焼空気を供給する燃焼空気供給装置と、前記焼却炉本体から排出される燃焼ガスのＮ_２Ｏ濃度を測定するＮ_２Ｏ濃度センサと、前記Ｎ_２Ｏ濃度センサの検出値に基づいて前記燃焼空気量を調整する制御装置と、を有し、前記砂層は、平面視で円形であり、前記燃焼空気供給装置は、前記円形の中心を通らない直線によって二分される前記円形の部分のうちの第一の側の部分に配置される第一散気管群と、前記第一の側の部分より小さい面積であり且つ前記第一の側の部分とは反対の第二の側の部分に配置される第二散気管群とを備え、前記制御装置は、前記調整において、前記燃焼空気供給装置を制御して、前記第一散気管群及び前記第二散気管群に前記燃焼空気を供給して前記砂層の全てを流動させることができるとともに、前記燃焼空気量を減らす際、前記第一散気管群のみに前記燃焼空気を供給して前記砂層の流動範囲を前記第一の側に制限する流動範囲制限部を有する。

このような構成によれば、Ｎ_２Ｏ濃度に基づいて燃焼空気量を減らす制御を行う場合においても、砂層の流動範囲を制限することによって空塔速度を維持しながら燃焼空気量を低減することが可能となり、焼却炉本体から排出される燃焼ガスのＮ_２Ｏ排出量の低減を図ることができる。

上記流動床式汚泥焼却炉において、前記焼却炉本体のフリーボード部の温度を測定するフリーボード部温度センサと、前記砂層の温度を測定する砂層温度センサを有し、前記制御装置は、前記フリーボード部の温度と前記砂層の温度の少なくとも一方に基づいて流動範囲を変化させてよい。

このような構成によれば、フリーボード部及び砂層の温度が低下することによるＮ_２Ｏ濃度の上昇を防止することができる。

本発明によれば、Ｎ_２Ｏ濃度に基づいて燃焼空気量を減らす制御を行う場合においても、砂層の流動範囲を制限することによって砂層の温度を所定値以上に維持することができる。即ち、空塔速度を維持しながら燃焼空気量を低減することが可能となり、これにより、焼却炉本体から排出される燃焼ガスのＮ_２Ｏ濃度の低減を図ることができる。

本発明の第一実施形態の流動床式汚泥焼却炉の概略構成図である。本発明の第一実施形態の流動床式汚泥焼却炉の散気装置の概略構成図である。本発明の第一実施形態の流動床式汚泥焼却炉の制御における、燃焼空気量調節のロジック図である。本発明の第一実施形態の流動床式汚泥焼却炉の制御における、二次空気流量調節のロジック図である。本発明の第一実施形態の流動床式汚泥焼却炉の制御における、燃焼空気温度調節のロジック図である。本発明の第一実施形態の流動床式汚泥焼却炉の制御における、助燃料流量調節のロジック図である。本発明の第一実施形態の流動床式汚泥焼却炉の散気装置において流動範囲を制限した状況を説明する図である。燃焼空気量と空塔速度との関係を示すグラフである。本発明の第一実施形態の変形例の流動床式汚泥焼却炉の散気装置の概略構成図である。本発明の第一実施形態の変形例の流動床式汚泥焼却炉の散気装置の概略構成図である。本発明の第二実施形態の流動床式汚泥焼却炉の散気装置の概略構成図である。

（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態の流動床式汚泥焼却炉、及びこの流動床式汚泥焼却炉を用いる焼却処理方法について図面を参照して詳細に説明する。図１は本実施形態の流動床式汚泥焼却炉１００の概略構成図である。流動床式汚泥焼却炉１００は、砂粒を熱媒体として汚泥とともに気泡流動層を形成して燃焼する燃焼炉である。

図１に示すように、流動床式汚泥焼却炉１００は、汚泥である汚泥ケーキ１４が供給される焼却炉本体１と、焼却炉本体１の下部に設けられた砂層Ｓ（流動層）に燃焼空気（一次空気）を吹き込む燃焼空気供給装置である散気装置３０と、制御装置２と、を有している。焼却炉本体１の砂層Ｓより上方は、フリーボード部Ｆとなっている。
汚泥ケーキ１４（汚泥）は、供給機１５から焼却炉本体１内部の砂層Ｓに投入される。供給機１５には、汚泥ケーキ１４の含水率（投入水分量）を測定する汚泥含水率センサ１８が設けられている。

焼却炉本体１は、砂層Ｓに助燃料を供給する助燃料供給装置１０、及びフリーボード部Ｆに二次空気を供給する二次空気供給装置９を有している。助燃料供給装置１０は、助燃料流量を測定する流量センサ４２と、助燃料流量を調節する助燃料調節弁４０を有している。
焼却炉本体１から排出される燃焼ガス（燃焼後の排ガス）は、炉上部から煙道１６を介して、例えば、ガス冷却塔や、バグフィルタなどの排ガス処理装置に導入される。

図１及び図２に示すように、散気装置３０は、ブロワのような空気供給装置３２と、空気予熱器３３（ヒータ）と、ヘッダー管３４と、複数の散気管３１と、を有している。
空気予熱器３３は、各々の散気管３１と空気供給装置３２との間に設置されている。空気予熱器３３は省略することもできる。空気供給装置３２からの空気はヘッダー管３４に供給される。ヘッダー管３４は、複数の散気管３１の各々に接続されている。各々の散気管３１は、直管形状によって形成されており、散気管３１の軸が水平となるように焼却炉本体１に挿入された状態で焼却炉本体１に支持されている。

空気供給装置３２は、ヘッダー管３４に空気を供給する。空気予熱器３３は、この空気を予熱する。空気予熱器３３は、例えば、焼却炉本体１から排出される排ガスから熱を回収して空気を予熱する。

ヘッダー管３４と散気管３１とは、燃焼空気ライン３５によって接続されている。燃焼空気ライン３５は、複数の散気管３１のうち、例えば、７０％の第一散気管群３１ａに燃焼空気を供給する第一燃焼空気ライン３５ａと、別の３０％の第二散気管群３１ｂに燃焼空気を供給する第二燃焼空気ライン３５ｂとから構成されている。第二燃焼空気ライン３５ｂには、止め弁３６が設けられている。止め弁は、第一燃焼空気ライン３５ａに設けてもよい。

具体的には、複数の散気管３１は、砂層Ｓの底部近傍に互いに平行となるように配置されている。第一散気管群３１ａは、上方から見て第一の側（図２の左側）に配置され、第二散気管群３１ｂは、第一の側とは反対の第二側（図２の右側）に配置されている。

予熱された空気は、ヘッダー管３４から散気管３１を通って砂層Ｓ内に吹き出される。砂層Ｓは、流動媒体としての流動砂を含む。
散気装置３０は、複数の散気管３１のうち、一部の散気管３１である第一散気管群３１ａのみに燃焼空気を供給することができる機構を持つ。

流動床式汚泥焼却炉１００は、砂層域の温度Ｔｓを検出する砂層温度センサ８、フリーボード部Ｆの温度Ｔｆを検出するフリーボード部温度センサ７、煙道１６の排ガス酸素濃度を検出する酸素濃度センサ６を備えている。更にフリーボード上部に燃焼ガスが通過するとき、燃焼ガスのＮ_２Ｏ濃度を検出するＮ_２Ｏ濃度センサ１７を備えている。

次に、汚泥燃焼のプロセスを説明する。
下水汚泥は不図示の脱水プロセスによって脱水され、汚泥ケーキ１４として供給機１５により焼却炉本体１に供給される。助燃料が助燃料調節弁４０を介して、燃焼炉砂層域に、また燃焼空気が空気供給装置３２の吐出圧により燃焼空気流量調節弁１１を介して、温度調節器１２で調節された空気予熱器３３で加熱され、燃焼炉底部から導入され、燃焼する。
加熱された砂層Ｓの砂粒は、燃焼空気と発生する燃焼ガスによって、供給された汚泥ケーキ１４とともに流動し、汚泥ケーキ１４は流動しながら燃焼する。さらに、汚泥ケーキ燃焼ガスはフリーボード部Ｆ中を上昇しながら、二次空気調節弁４１を介して供給される二次空気で燃焼を完結する。燃焼後の排ガスは炉上部から煙道１６を通って、排ガス処理設備へ排出される。

Ｎ_２Ｏ濃度センサ１７はフリーボード部Ｆ上部の燃焼ガス通過部の一端から特定波長のレーザ光を照射するレーザ光発光部５と燃焼ガス通過部のＮ_２Ｏに吸収されたレーザ光を受光しその強度を検出するレーザ受光部４と検出信号から濃度を算出し制御装置２へ信号を出力するレーザ式濃度計３とから成っている。Ｎ_２Ｏは１．５１７μｍの波長を吸収して、照射光を減衰させ、レーザ受光部４に到達して検出される。
制御装置２は、これら制御量や燃焼条件工程値などを受け入れて、燃焼に必要な空気量、助燃料流量、空気温度などを調節するに必要な動作信号を出力する。

次に本実施態様における、Ｎ_２Ｏ排出量を低減する燃焼炉の制御方法について説明する。
制御装置２にはファジィ推論による演算に基づく補正値算出部が備えてあり、補正値算出部に表１に示す８水準のファジィ推論ルールにより、前記説明で検出した各検出値（Ｎ_２Ｏ、Ｏ_２、Ｔｓ、Ｔｆ）のファジィ集合のグレード値を前件部として入力し、燃焼空気、二次空気、助燃料の各量及び燃焼空気温度の補正値αをその後件部から出力する。

更に制御装置２は動作信号生成部を有しており、補正値αに基づいて調節操作量を生成して、各調節弁もしくは調節器の動作信号を出力する。そのロジック図を図３〜６にそれぞれ燃焼空気、二次空気、助燃料の各量及び燃焼空気温度について示す。

図３により燃焼空気流量調節の例で説明すると、ファジィ演算補正値αは、汚泥ケーキ量設定値（ＳＶ、セットヴァリュ）をファンクションジェネレータ２０に入力して燃焼空気流量設定値に変換した信号と加算器２１で加算され、補正燃焼空気流量設定値を得る。補正燃焼空気流量設定値と燃焼空気流量工程値（ＰＶ、プロセスヴァリュ）はＰＩＤ回路２２に入力され、ＰＩＤ動作により燃焼空気流量調節弁の操作信号を出力し、燃焼空気流量調節弁１１の開度を調節する。以下二次空気、助燃料の各量及び燃焼空気温度についても図４〜６において同様である。

図４は本発明の汚泥燃焼炉の制御における、二次空気流量調節のロジック図である。図４において、ファジィ演算補正値αは、汚泥ケーキ量設定値（ＳＶ、セットヴァリュ）をファンクションジェネレータ２０に入力して二次空気流量設定値に変換した信号と加算器２１で加算され、補正二次空気流量設定値を得る。補正二次空気流量設定値と二次空気流量工程値（ＰＶ、プロセスヴァリュ）はＰＩＤ回路２２に入力され、ＰＩＤ動作により二次空気調節弁４１の開度を調節する。

図５は本発明の汚泥燃焼炉の制御における、燃焼空気温度調節のロジック図である。図５において、ファジィ演算補正値αは、汚泥ケーキ量設定値（ＳＶ、セットヴァリュ）をファンクションジェネレータ２０に入力して燃焼空気温度設定値に変換した信号と加算器２１で加算され、補正燃焼空気温度設定値を得る。補正燃焼空気温度設定値と燃焼空気温度工程値（ＰＶ、プロセスヴァリュ）はＰＩＤ回路２２に入力され、ＰＩＤ動作により温度調節器１２の操作信号を出力し、空気予熱器３３により燃焼空気温度を調節する。

図６は本発明の汚泥燃焼炉の制御における、助燃料流量調節のロジック図である。図６において、ファジィ演算補正値αは、汚泥ケーキ量設定値（ＳＶ、セットヴァリュ）をファンクションジェネレータ２０に入力して助燃料流量設定値に変換した信号と加算器２１で加算され、補正助燃料流量設定値を得る。補正助燃料流量設定値と助燃料流量工程値（ＰＶ、プロセスヴァリュ）はＰＩＤ回路２２に入力され、ＰＩＤ動作により助燃料調節弁４０の開度を調節する。

ここで、燃焼効率を維持しつつＮ_２Ｏ排出量を低減するには、一次空気比（汚泥を焼却する際に最低限必要な空気量（理論空気量）の何倍の空気を使用しているかを示す比）は可能な限り低い方がよい。既存技術では、一次空気比は０．９〜１．１が適正とされている。
上記に記載したような制御を行うに当たって、一次空気比を更に低減するような制御を行うと（燃焼空気量を所定量よりも低減する制御を行うと）、燃焼空気量が少なくなることによって、砂層Ｓにおいて空塔速度が維持できなくなる。つまり、砂層Ｓでの燃焼量が減り、かつ、流動不良により燃焼効率が低下するため、砂層温度が所定値に維持できなくなる。

本実施形態の制御装置２は、燃焼空気量を減らす制御を行う際に、散気装置３０を制御して、砂層Ｓの流動範囲、即ち、砂層Ｓにおいて流動媒体である流動砂が流動する範囲を制限する流動範囲制限部を有している。即ち、制御装置２は、砂層Ｓにおいて、流動化部分と非流動化部分に分割する制御を行うことができる。
流動範囲制限部は、砂層Ｓに本実施形態の砂層Ｓの流動化開始速度未満となる燃焼空気供給量となる領域を設けることによって、砂層Ｓの流動範囲を制限する。また、流動範囲制限部は、砂層Ｓの流動範囲の制限を緩和して、砂層Ｓの全てを流動させる。即ち、流動範囲制限部は、砂層Ｓの流動範囲を変化させることができる。

本実施形態の制御装置２の流動範囲制限部は、流動範囲の制限を行うために、散気装置３０の複数の散気管３１において、燃焼空気が供給される散気管３１の数を制限する。
具体的には、第二燃焼空気ライン３５ｂに設けられている各々の止め弁３６を閉状態にする制御を行うことによって、流動範囲を段階的に制限する。これにより、図７に示すように、砂層Ｓの流動範囲Ｒが制限される。即ち、砂層Ｓの全体が流動することがなくなり、砂層Ｓの一部のみが流動する。本実施形態では、平面視の砂層Ｓの面積において、７０％の範囲のみを流動させるように流動範囲Ｒを制限することができる。なお、流動範囲Ｒは任意に設定可能であるが、砂層面積に対し５０％以上が望ましく。さらには７０％以上が好ましい。

次に、本実施形態の流動床式汚泥焼却炉１００の作用効果について説明する。
図８は、燃焼空気量と空塔速度との関係を示すグラフである。図８に示すように、流動面積１００％（砂層Ｓの１００％が流動範囲）の場合においても流動面積７０％の場合においても、燃焼空気量の増加に伴って、空塔速度が上昇する。

仮に、本実施形態の流動床式汚泥焼却炉１００において、空塔速度の下限ＬＬは、０．５５ｍ／ｓ、空塔速度の上限ＨＬは、０．９６ｍ／ｓとした場合、燃焼空気量が所定値Ｘ以下となった場合、燃焼空気の空塔速度が下限ＬＬを下回る。制御装置２は、このような場合、流動面積を７０％にする、即ち、流動範囲を制限する。これにより、空洞速度が０．８０ｍ／ｓ程度に回復する。即ち、燃焼空気量を所定値Ｘ以下に下げる場合においても、砂層Ｓの空塔速度を空塔速度の上限と下限の範囲内に維持することができる。

また、制御装置２は、フリーボード部Ｆの温度Ｔｆ（フリーボード部温度センサ７の検出値）に基づいて燃焼空気量を調整する。
ここで、Ｎ_２Ｏ濃度は、フリーボード部Ｆの温度が高い程分解が促進されることが知られている（流動層ハンドブック（株式会社培風館、１９９９年出版）参照）。フリーボード部Ｆの温度を上昇させる手段としては、助燃料流量を増加させるか、燃焼空気量を絞る（空気比を１．０に近づける）手段がある。
燃料空気量を絞ることによって空塔速度が低下するため、制御装置２は、燃料空気量に基づいて砂層Ｓの流動範囲Ｒを制限する。

また、制御装置２は、汚泥含水率センサ１８によって測定される汚泥ケーキ１４の含水率に基づいて流動範囲の制限を緩和する制御を行う。具体的には、汚泥ケーキ１４の含水率が上昇した場合は、燃焼空気量が少なくてすむため、通常、流動面積を小さくする制御を行う。ただし、このとき砂層温度が所定値以下に低下すると燃焼効率が極端に低下するので、この場合は助燃料流量を増やして、燃焼空気を増加し、燃焼空気量を増加させ流動面積を大きくする制御を行う。即ち、制御装置２は、汚泥ケーキ１４の含水率に基づいて、流動範囲Ｒを変化させる。

また、制御装置２は、酸素濃度センサ６によって測定される燃焼ガスの酸素濃度に基づいて流動範囲の制限を緩和する制御を行う。具体的には、燃焼ガスの酸素濃度が所定値以下となった場合に、燃料空気量を増加させるとともに、流動面積を大きくする制御を行う。
燃焼ガスの酸素濃度が低くなった場合は、燃焼空気量と、二次空気量のいずれかを増加する必要がある。燃焼空気量を増加する場合は、空塔速度の上限があることから、流動面積を大きくする、即ち、流動範囲を広げる必要がある。

ここで、流動範囲Ｒを制限した運転中にフリーボード部Ｆの温度Ｔｆや砂層Ｓの温度Ｔｓが所定の閾値よりも低い温度となる場合がある。この場合は、流動範囲Ｒの制限を緩和する必要がある。
これに対し、制御装置２は、フリーボード部温度センサ７および砂層温度センサ８によって測定されるフリーボード部Ｆおよび砂層Ｓの温度に基づいて流動範囲の制限を緩和する制御を行う。具体的には、フリーボード部Ｆおよび砂層Ｓ、またはそのいずれかの温度が所定値以下となった場合に、流動面積を大きくする制御を行う。
また、制御装置２は、フリーボード部Ｆと砂層Ｓの少なくとも一方の温度が所定値以上となった場合、流動面積を小さくする制御を行う。即ち、制御装置２は、フリーボード部Ｆの温度Ｔｆと砂層Ｓの温度Ｔｓの少なくとも一方に基づいて流動範囲Ｒを変化させる制御を行う。

また、制御装置２の流動範囲制限部は、流量センサ４２によって測定される助燃料流量に基づいて流動範囲を変化させる。
例えば、砂層Ｓの温度が所定値以下に低下した場合に燃焼効率の低下を抑制するために、助燃料流量を増加させた場合は、流動範囲を大きくする制御を行う。

上記実施形態によれば、Ｎ_２Ｏ濃度に基づいて燃焼空気量を減らす制御を行う場合においても、砂層Ｓの流動範囲を制限することによって空塔速度を維持しながら燃焼空気量を低減することが可能となる。
これにより、燃焼空気量をさらに低減して炉を運転することによって、助燃料を過剰に増やすことなく炉内温度維持が可能となり、燃焼ガスのＮ_２Ｏ排出量の低減を図ることができる。

また、フリーボード部Ｆの温度Ｔｆに基づいて燃焼空気量を減らす制御を行う場合においても、砂層Ｓの流動範囲を制限することによって空塔速度を維持しながら燃焼空気量を低減することが可能となる。

また、低空気比運転によるＮ_２Ｏ低減が可能となり、使用空気量の削減に伴う炉のコンパクト化を図ることができる。この結果、空気量の削減により、ブロア動力の低減、かつ助燃料流量の低減も可能となる。
一方、上記実施形態とすれば、低負荷運転においても、通常運転と同様な空気比での運転可能であり、かつ、空気比の上昇による燃費の悪化を抑えられ、燃焼空気量の低減に伴いブロワ動力の低減も図れる。

また、汚泥ケーキ１４の含水率が上昇し、砂層Ｓの温度が所定値以下となった場合に流動範囲の制限を緩和することによって、砂層Ｓの温度が低下することを防止することができる。

また、燃焼ガスの酸素濃度が所定値以下となった場合に、流動範囲の制限を緩和することによって、酸素濃度が低下することによる不完全燃焼を防止することができる。

また、フリーボード部Ｆの温度Ｔｆおよび砂層Ｓの温度Ｔｓ、またはそのいずれかに基づいて流動範囲Ｒを変化させることで、Ｎ_２Ｏ濃度の上昇を防止することができる。

なお、上記実施形態においては、第二燃焼空気ライン３５ｂの止め弁３６を閉状態とすることにより、第二散気管群３１ｂに供給される燃焼空気を止める構成としたが、これに限ることはない。例えば、止め弁３６の代替として調整弁を設け、第二散気管群３１ｂに供給される燃焼空気量を絞る構成としてもよい。

また、散気装置３０を構成する複数の散気管３１の配置は、図２に示す配置に限ることはない。例えば、図９に示すように、複数の散気管３１のうち第一散気管群３１ａを第二散気管群３１ｂの間に配置してもよい。即ち、第一散気管群３１ａが水平方向に沿う所定の方向における中央部に配置され、第二散気管群３１ｂが第一散気管群３１ａの両側に配置されている。

複数の散気管３１を変更することによって、流動範囲Ｒの位置を変更することができる。図９に示すような配置にすることにより、流動範囲Ｒを制限した際に、側方から見て中央近傍の砂層Ｓのみを流動させることができる。

また、図１０に示すように、第一散気管群３１ａに空気を供給する空気供給装置３２ａと、第二散気管群３１ｂに空気を供給する空気供給装置３２ｂを、別の空気供給装置３２としてもよい。
このような構成とすることにより、空気の逆流を防止することができる。

（第二実施形態）
以下、本発明の第二実施形態の流動床式汚泥焼却炉を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
図１１に示すように、本実施形態の流動床式汚泥焼却炉の散気装置３０Ｂ（燃焼空気供給装置）は、上方に砂層Ｓが充填される分散板４３と、分散板４３の下方に設けられる風箱４４と、を有している。風箱４４は、燃焼空気の導入部であり、砂層Ｓと風箱４４とは分散板４３で仕切られている。

分散板４３には、複数の空気供給孔４５が形成されている。図示しないが、空気供給孔４５は、分散板４３の全面に穿設されている。空気供給孔４５の上部には、燃焼空気ノズル４６が取り付けられている。燃焼空気ノズル４６は、複数（図１１には一つのみ示す）の噴出口４７が水平方向外向きに開口している。噴出口４７は、水平方向よりもやや下方に燃焼空気を噴き出すように形成されている。

また、風箱４４は、隔壁４８によって仕切られている。隔壁４８は、風箱４４を第一風箱４４ａと第二風箱４４ｂとに区画している。第一風箱４４ａは、例えば、風箱４４全体の７０％の面積とすることができる。また、本形態では、隔壁を一つとしているが、一つに限定するものではない。

本実施形態の流動床式汚泥焼却炉の散気装置３０Ｂは、複数の風箱４４ａ，４４ｂのうち、一方の風箱のみに燃焼空気を供給することができる。即ち、本実施形態の制御装置２の流動範囲制限部は、流動範囲の制限を行うために、散気装置３０Ｂの複数の風箱４４ａ，４４において、第二燃焼空気ライン３５ｂに設けられている止め弁３６を閉状態にする制御を行うことによって、流動範囲を制限する。
なお、隔壁４８の位置は固定ではなく、調整可能とすることができる。即ち、隔壁４８の位置を移動させることによって、流動範囲を制限する際の流動面積を変更することができる。

なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。

１焼却炉本体
２制御装置
３レーザ式濃度計
４レーザ受光部
５レーザ光発光部
６酸素濃度センサ
７フリーボード部温度センサ
８砂層温度センサ
９二次空気供給装置
１０助燃料供給装置
１１燃焼空気流量調節弁
１２温度調節器
１４汚泥ケーキ
１５供給機
１６煙道
１７Ｎ_２Ｏ濃度センサ
１８汚泥含水率センサ
２０ファンクションジェネレータ
２１加算器
２２ＰＩＤ回路
３０，３０Ｂ散気装置（燃焼空気供給装置）
３１散気管
３２空気供給装置
３３空気予熱器
３４ヘッダー管
３５燃焼空気ライン
３６止め弁
４０助燃料調節弁
４１二次空気調節弁
４２流量センサ
４３分散板
４４風箱
４５空気供給孔
４６燃焼空気ノズル
４７噴出口
４８隔壁
１００流動床式汚泥焼却炉
Ｆフリーボード部
Ｐポンプ
Ｓ砂層

Claims

汚泥が供給される焼却炉本体と、
前記焼却炉本体の下部に設けられた砂層に燃焼空気を供給する燃焼空気供給装置と、
前記焼却炉本体から排出される燃焼ガスのＮ_２Ｏ濃度を測定するＮ_２Ｏ濃度センサと、
前記Ｎ_２Ｏ濃度センサの検出値に基づいて前記燃焼空気量を調整する制御装置と、を有し、
前記砂層は、平面視で円形であり、
前記燃焼空気供給装置は、前記円形の中心を通らない直線によって二分される前記円形の部分のうちの第一の側の部分に配置される第一散気管群と、前記第一の側の部分より小さい面積であり且つ前記第一の側の部分とは反対の第二の側の部分に配置される第二散気管群とを備え、
前記制御装置は、前記調整において、前記燃焼空気供給装置を制御して、前記第一散気管群及び前記第二散気管群に前記燃焼空気を供給して前記砂層の全てを流動させることができるとともに、前記燃焼空気量を減らす際、前記第一散気管群のみに前記燃焼空気を供給して前記砂層の流動範囲を前記第一の側に制限する流動範囲制限部を有する流動床式汚泥焼却炉。
前記焼却炉本体のフリーボード部の温度を測定するフリーボード部温度センサと、
前記砂層の温度を測定する砂層温度センサを有し、
前記制御装置は、前記フリーボード部の温度と前記砂層の温度の少なくとも一方に基づいて流動範囲を変化させる請求項１に記載の流動床式汚泥焼却炉。