JPS5981414A - 流動層の層高制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流動層で汚泥の脱水ケーキを減容、焼却する流
動層焼却装置に係り、特にこの流動層焼却装置内におけ
る流動媒体の層高を制御する流動層の層高制御装置に関
するものである。

汚水処理プロセスより発生する下水汚泥は、埋立処分、
焼却処分のいずれの処分をするにおいても含水率が高く
、取扱い上の便利さから凝縮剤を用いて脱水ケーキにさ
れた後に処分される。

そして下水汚泥を脱水ケーキにする方法としては、消石
灰、カーバイトなどのカルシウム系凝縮剤を加えて脱水
する方法と、最近では高分子凝縮剤などの有機性凝縮剤
を加えて脱水する方法が主流を占めており、これらの脱
水ケーキは凝縮剤の違いによって消石灰を含有する脱水
ケーキ（以下石灰ケーキという）と、石灰を陰肩しない
脱水ケーキ（以下無石灰ケーキという）に分（すること
ができる。

ところが、石灰ケーキ、無石灰ケーキにしてもなおかつ
含水率が高く、このために炉内に硅ａ＞、クリンカーな
どを流動媒体として用いる１ｉｉｉ：　Ｎ’Ｊｂ層焼却
装置が用いられている。。

流動層焼却装置は炉内に流動媒体のベッドを設けて炉内
温度を７００〜８０００Ｃへ昇温させ、これに石灰ケー
キ、無石灰ケーキを投入して減容量化、焼却するもので
、炉内の流動媒体による熱容量が大きいために頻繁に用
いられている。

しかしながら、石灰ケーキ、無石灰ケーキの性状によっ
ては、例えばＳ、Ｃ３等の有害物質が含まれているので
、これらを流動層焼却装置で焼却すると排ガスと共に８
０２．　ｓｏ、　ＣＩ！１　ＨＣＩ　　などを含む有害
成分が排出されることから、流動層焼却装置や補機類を
腐食させ、公害防止の見地からもこれらの有害成分を大
気に放出する前に除去する必要がある。

例えば、流動層焼却装置で石灰ケーキを焼却すると、焼
却物中の塩素（Ｃｙ−）、硫黄（Ｓ）によって発生する
塩化水素（１−ＩＣＩ　）と硫黄酸化物（ＳＯｚ）は凝
縮剤として用℃・た消石灰［Ｃａ（ＯＨ）ｚ　ｌ）と流
動層もしくは流動層焼却装置内で反応して除去される。

その反応式は次の通りである。

Ｃａ（ＯＨ）　ｓ　＋　２ＨＣ１−ＣａＣｌ　ｚ　＋　
２ＨｓＯＣａ（ＯＨ）　！　十Ｓｏｌ　＋　＋Ｏ！　−
ＣａＳＯ４＋）Ｉ、。

ところが、石灰ケーキを焼却すると有害成分は除去され
るが、石灰ケーキ中の有機質が焼却した後はカルシウム
の無機質残渣が流動層内に徐々に堆積して流動状態が不
活発になる現象が現われ、流動層内の上と下では温度差
が生じ、更には流動化用空気の吹き抜は現象が激しくな
り、局部的な高温ゾーンが発生して窒素酸化物（ＮＯｘ
　）の発生を招来するウ 一方、流動層焼却装置で無石灰ケーキを焼却すると、カ
ルシウムの無機質残渣による流動層が不活発になる現象
は防止できるが、他方では塩化水素（ＨＣｓ）や硫黄酸
化物（Ｓｏｘ　）等の有害成分が排出され好ましくない
１．そこで石灰ケーキと無石灰ケーキを同時に処理して
排ガス中の有害成分を少なくすることも試みられている
が、流動層の層高、層内温度が変動し好ましくな（・。

。 本発明はかかる従来の欠点を解消しようとするもので、
その目的とするところは、流動／ｌｉの層高を常に一定
に保つことができ、しかも層内温度を均一に保つことが
できる流動層の層高制御装置を得ようとするものである
。

本発明は前述の目的を達成するために、流動層内の上、
下に流動層の層内温度を検出する温度検出手段と、空塔
部と空気室に炉内圧力と空気室の室内圧力を検出する圧
力検出手段と、流動媒体の供給通路と排出通路に流量を
制御する制御手段を設け、温度検出手段と圧力検出手段
の少なくとも一方の偏差によって制御手段を開、閉する
ようにしたものである。

以下、本発明の実施例を図面を用℃゛・て説明する。

第１図は本発明の流動層の層高制御装置を示したもので
、第２図は第１図の流動層焼却装置内でのカルシウムの
無機質残渣を説明する詳細図であろう 第１図、第２図において、１は流動層焼却炉、２は分散
板、３，４は分散板２によって区画された流動層と空気
室、５は流動層３上の空塔部、６は空気室４へ流動化用
、燃焼用空気を供給するファン、７は空気系統、８は石
灰ケーキ、無石灰ケーキのケーキ供給系統、９は排ガス
系統、１０゜１１は流動ノー３の層内温度を検出する温
度検出手段、１２．１３は空塔部５の炉内圧力と、空気
室４０室内圧力を検出する圧力検出手段、１４．１５は
流動媒体の供給経路と排出経路、１６．１７は供給経路
１４および排出経路１５の流励媒体流景を制御する例え
ばロータリーフイダなどの制御手段、１８．１９は制御
手段１６．１７を開、閉するモータ、２０は温度検出手
段１０．１１の偏差を求める温度演算器、２１は圧力検
出手段１２゜１３の偏差を求める圧力演算器、２２ａ、
　２２ｂ、　２２ｃおよび２２ｄは制御信号、２３はカ
ルシウムの無機質残渣である。

この様な構造において、流動層焼却炉１へは流動媒体が
供給経路１４、制御手段１６を経て供給され流動Ｍ３を
形成する。

一方、流動化用空気、燃焼用を気はファン６、空気系統
７を経て空気室４へ供給され、分散板２より流動層３へ
供給されて流動層３を流動化する。

そして、図示していない起動バーナ、層中ノ（−すによ
って流動層３０層内温度が高温になると、石灰ケーキ、
無石灰ケーキはケーキ供給系統８より流動層３内に役人
され、焼却されたケーキ類は空塔部５でも燃焼し、排ガ
スと共に排ガス系統９かも排出される。

以上は流動ｊ−焼却炉１における流動媒体、空気および
排ガスの一般的な流動状態の説明であるが、流動層焼却
炉１が定常運転に入ると流動媒体の摩耗、割れが生じ流
動層３０層高が変動する。

それは流動）−３内で供給系統１４、制御手段１６から
の流動媒体と、ケーキ供給系統８か′らの石灰ケーキ、
無石灰ケーキが激しく攪拌、混合され、かつ石灰ケーキ
、あるいは無石灰ケーキ中に含まれている水分と高温の
流動媒体との接触によって流動媒体が徐々に摩耗、割れ
を起し、細粒となって排ガスに同伴されて排ガス系統９
から流動層焼却炉ｌ外へ排出されるために、流動層３の
層高は低Ｆし、空気室４内の室内圧力も低下する。

一方、流動層焼却炉ｌの炉内圧力は、空気室４内の室内
圧力よりも低い圧力（負圧）で運転する方が安全である
。

従って、本発明においては流動層焼却炉１の炉内圧力を
空塔部５の圧力検出手段■２によって、空気室４０室内
圧力は圧力検出手段１３に、Ｌつてそれぞ′れ圧力を検
出し、圧力演算器２１によって炉内圧力と室内圧力との
差圧が常に一定になるように制御信号２２Ｃ，２２ｄ　
によって流動媒体の供給量を制御手段１６、流動媒体の
排出量を割病１手段１７を開、閉することによって制御
するようにしたのである、 つまり、空気室４内の室内圧力と流動層焼却炉１の炉内
圧力の差圧が一定差圧よりも高い場合は、制御信号２２
ｄによってモータ１９で制御手段１７を開け、流動媒体
を排出経路１５より抜き取り、一方、空気室４内の室内
圧力と流動層焼却炉１の炉内圧力との差圧が一定差圧よ
りも低い場合には、制御信号２２Ｃによってモータ１８
で制御手段１６を開けて流動媒体を供給経路１４から供
給するのである。

この様に空気室４０室内圧力と流動層式焼却炉１の炉内
圧力を一定差圧に保つこと（心よって、ケーキ供給系統
８からの投入量に関係なく流動層焼却炉１０層高を常に
一定に保つことができる。

他方、第１図のケーキ供給系統８からの投入される石灰
ケーキ情が多くなると、第２図に示す如く流動層３内に
カルシウム系凝縮剤の無機質残渣２３が犬ぎな軽い塊と
なって流動層３内に存在し、主としてこの無機質残渣２
３は流＠ｆｆ３の流動化を疎外すると共に、流動層３の
上層に浮いた状態となる。

ところが、発明者の測定結果によれば流動層３の上、下
の層内温度差は通常Ｏ〜１．０’Ｃ近辺であるが、前述
のように無機質残渣２３の存在下では流動層３上部の温
度が５０〜８０°Ｃ高くなり、このために局部的に高温
部ができ窒素酸化物（Ｎ０ｘ）の発生原因ともなる、。

従って本発明においては流動層焼却炉１内の流動層３の
上側は温度検出手段１ｏによって、流動層３の下ｆｌｌ
ｌｌは温度検出手段１１によってその層内温度を検出し
、温度演算器２０によって層内温度が常に一定になるよ
うにｌｌ１１１１卸信号２２ａ、　２２ｂ　によって流
動媒体の供給ｉを制鍔手段１６、流動媒体および無機質
残は２３の排ＩＢ　：ｆ　□ｋ　ｉ’ｊｌＪ　Ｉ卸手段
１７の開、閉によって制御するようにしたものである。

つまり、温度検出手段１００層内温度が温度検出手段１
１のノ→内温度よりも９％い場合は、温度演算器２０か
らの制御信号２２ａ、　２２ｂ　　によって制御手段１
６．１７を開けて流動媒（イ）を供給経路１４から流動
層３へ供給すると共に無機質残７！ｉ、２３を排出経路
１５から排出して層内温度を制御するのである。

また、逆に温度検出手段１０のＫｊ層内温度温度検出手
段１１の層内ＹＩＬ度よりも低くなれば、制御１ｇ号２
２ａ、　２２ｂ　によって１１１り御手段１６．ｓ７を
閉じて流動媒体の供給と排出を停止するのである。

この様に本発明のものにおいては圧力検出手段１２．１
３による一定差圧の圧力偏差、温度検出手段１０．１１
による温夏偏差のいずれか一方の゛偏差によって流動層
の層高、ノー内温度を１信に一定に保つことができ、石
灰ケーキと無石灰ケーキを同時に、あるいは交互に減容
、焼却しても有害成分を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の流動層の層高制御系状を示す図、第２
図は石灰ケーキの焼却時に発生する無機質残渣の状態を
説明する流動層焼却炉の拡大図である。 １・・・・・・流動′護焼却炉、２・・・・・・分散板
、３・・・・・流動ノー、４・・・・・空気室、５・・
・・・・空塔部、８・・・・・・ケーキ供給系統、１０
．１１・・・・・・温度検出手段、１２゜１３・・・・
・・圧力検出手段、１４・・・・・・供給経路、１５・
・・・・排出経路、１６，１７・・・・・制御手段、２
０・・・・・・温度演算器、２１・・・・・・圧力演算
器、２２ａ、　２２ｂ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 分散板上に流動媒体を供給する供給経路と排出経路を備
   え、供給経路からの流動媒体によって流動層を形成して
   流動層の上、下に空塔部と空気室に区画し、流動層へカ
   ルシウム系凝縮剤を用いて脱水した石灰ケーキと、有機
   性凝縮剤を用いて脱水した無石灰ケーキを投入して焼却
   するものにおいて、前記流動層内の上、下に流動層の層
   内温度を検出する温度検出手段と、前記空塔部と空気室
   に炉内圧力と空気室の室内圧力を検出する圧力検出手段
   と、流動媒体の供給経路と排出経路に流量を制御する制
   御手段を設げ、前記温度検出手段と圧力検出手段の少な
   くとも一方の偏差によって制御手段を開、閉するように
   したことを特徴とする流動層の層高制御装置。