JP3884676B2 - Operation control device for rotary kiln - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転しながら被処理物を燃焼溶融するロータリーキルンの運転制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
導入される廃棄物を回転しながら入口側から出口に移動させる間に、加熱装置による加熱で廃棄物を燃焼溶融し出口から溶融スラグとして排出するロータリーキルンが知られている。
【0003】
このロータリーキルンから排出される溶融スラグは、所定に水冷や空冷されることで、例えばアスファルト舗装材等の土木資材に有効利用されるに至っている。このため、最近では、均一で良質の溶融スラグを安定して生成することが要求され、この要求を満たすには廃棄物の燃焼溶融温度を最適温度とすることが必要とされるが、導入される廃棄物は種々ありその性状が相違するため、燃焼溶融温度を最適に維持するのは難しく、均一で良質の溶融スラグを安定して得られない。
【0004】
そこで、上記問題を解決すべく、種々の廃棄物に応じて変動するロータリーキルン内の温度を例えば熱電対等の温度検出器で実際に測定し、この測定温度に基づいて加熱装置による加熱を制御し最適温度とする技術が提案されている。
【0005】
また、最近にあっては、温度検出器を設置すること無くカメラ等で溶融スラグを撮像し、輝度や色調から温度を自動的に判定し加熱装置による加熱を制御する技術も提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記前者の温度検出器を用いる場合には、温度検出器が高温で過酷な環境での使用に耐えるのが難しく、長期に亘っての使用が困難で、頻繁な交換を要するため、実際の採用には無理がある。
【0007】
また、後者のカメラ等を用いる場合には、飛灰等のダストが飛散していることもあって、画像で輝度や色調を精度良く捉えることは困難で、温度を高精度に判定することは極めて難しく、従って、好適な温度での運転は望めない。
【0008】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、導入される被処理物に拘わらず好適な温度での自動運転が長期的に可能とされて、均一で良質の溶融スラグが安定して得られるロータリーキルンの運転制御装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
ここで、本発明者らは種々の実験を重ね鋭意検討した結果、ロータリーキルン出口からの溶融スラグの流下位置と溶融スラグの粘度とが密接に関係し、また、溶融スラグの粘度と溶融スラグの温度とが密接に関係し、従って、被処理物に応じて、(溶融スラグ流下位置)−(溶融スラグ温度に関する情報)の関係を予め各々求めておけば、この関係に基づいて、溶融スラグ流下位置から、被処理物に応じた溶融スラグ温度に関する情報が判り、この情報に基づいて加熱装置の加熱を好適に制御し得ることを見出した。
【0010】
そこで、本発明によるロータリーキルンの運転制御装置は、導入される被処理物を回転しながら入口側から出口に移動させる間に、加熱装置による加熱で被処理物を燃焼溶融し出口から溶融スラグとして排出するロータリーキルンの運転を制御する装置であって、出口から流下する溶融スラグを撮像する撮像装置と、被処理物の種類に応じて予め設定される(溶融スラグ流下位置)−(溶融スラグ温度に関する情報)の関係に基づいて、導入された被処理物の種類及び撮像された溶融スラグ流下位置から、溶融スラグ温度に関する情報を把握し、この把握した溶融スラグ温度に関する情報に基づいて加熱装置の加熱を制御する処理手段と、を具備した。
【0011】
このように構成されたロータリーキルンの運転制御装置によれば、高温で過酷な環境に耐え難い温度検出器の設置を不要とし且つ同環境では精度良く捉えるのが難しい溶融スラグの輝度や色調から温度を判定するという技術を用いること無く、被処理物の種類に応じて予め設定される(溶融スラグ流下位置)−(溶融スラグ温度に関する情報)の関係に基づいて、処理手段によって、撮像装置により捉えられた溶融スラグ流下位置から、被処理物の種類に応じた溶融スラグ温度に関する情報が把握され、これに基づいて加熱装置による加熱が制御される。
【0012】
ここで、処理手段は、被処理物の種類と性状に応じて予め設定される(溶融スラグ流下位置)−(溶融スラグ温度に関する情報)の関係に基づいて、導入された被処理物の種類と性状及び撮像された溶融スラグ流下位置から、溶融スラグ温度に関する情報を把握し、この把握した溶融スラグ温度に関する情報に基づいて加熱装置の加熱を制御しても良い。また、溶融スラグ温度に関する情報としては、具体的には、例えば、溶融スラグ温度、若しくは、溶融スラグ粘度等が挙げられる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるロータリーキルンの運転制御装置の好適な実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施形態に係るロータリーキルンの運転制御装置を備える溶融設備を示す一部断面構成図、図2は、被処理物に応じた溶融スラグ粘度と溶融スラグ温度との関係を示す線図、図3は、図1中の撮像装置により撮像される出口からの流下溶融スラグを示す各図、図4は、図1中の処理手段の処理手順を示すフロー図であり、この溶融設備は、例えば一般廃棄物や産業廃棄物等のごみを熱分解ガス化して溶融する熱分解ガス化溶融システムに採用されているもので、ガス化炉でのごみの熱分解ガス化で生じる炉底灰(以下焼却灰と呼ぶ)を始めとした被処理物を燃焼溶融し溶融スラグとして回収するものである。
【0014】
図1に示すように、溶融設備1は、回転溶融炉としてのロータリーキルン2と、このロータリーキルン2に連絡される二次燃焼塔3と、を備えている。
【0015】
ロータリーキルン2は、円筒形状を成す炉を略横置きして成るもので、炉長(L)/炉径(D)<5とされている所謂ショートキルンである。このロータリーキルン2は、入口側となる前部(図示左側)から出口側となる後部(図示右側)に向かって下方に所定に傾斜するようにして配設され、その前端部が固定部としての前支持部4により閉じられていると共に回転自在に支持され、その後端部が固定部としての二次燃焼塔3に挿入されて回転自在に支持されている。
【0016】
前支持部4は、当該前支持部4を貫通し上流側からの被処理物を炉内に導入する入口としての導入ダクト5を備え、ロータリーキルン2は、所定の速度で回転することで、炉内の被処理物を入口側の前部から後端面の出口6へ向かって搬送する。
【0017】
また、前支持部4には、加熱装置7が配設されている。この加熱装置7は、前支持部4を貫通し炉内に導入される例えばバーナ等の燃料燃焼装置7aと、前支持部4を貫通し燃焼用空気を炉内に導入する複数の燃焼用空気供給ノズル7bと、を備えている。
【0018】
燃料燃焼装置7aは、燃料としての灯油を燃焼用空気供給ノズル7bからの燃焼用空気を用いて燃焼させるもので、この燃料燃焼で生じる高温の燃焼ガス及び火炎は、被処理物の移動方向(図示左側から右側)と同じ方向に向かい、ロータリーキルン2の回転で前部から後部へ移動する被処理物と接触して当該被処理物を燃焼溶融する。
【0019】
なお、本実施形態では、灯油を燃料とした燃料燃焼装置7aを採用しているが、他の液体燃料を燃料とした燃料燃焼装置を採用しても良く、また、ガス化炉からの熱分解ガス等の気体燃料を燃料とした燃料燃焼装置を採用しても良く、さらには、ガス化炉からの熱分解ガスに随伴される飛灰チャーを分離して当該分離された飛灰チャー等の固体燃料を燃料とした燃料燃焼装置を採用しても良い。
【0020】
そして、ロータリーキルン2の出口6は、炉内での被処理物の燃焼溶融で生じる溶融スラグ及び燃焼排ガスの共通出口とされ、この出口6に二次燃焼塔3が連絡されている。
【0021】
二次燃焼塔3は、出口6に連通する出口領域8の当該出口6とは反対側の上部側に連通して二次燃焼室9を備えている。この二次燃焼室9は、出口6から排出される燃焼排ガスを、二次燃焼用空気を導入して二次燃焼する。この二次燃焼室9の下部側には、飛灰等の飛散ダストを下方に案内するダスト排出ダクト10が接続され、このダスト排出ダクト10の下部には、飛散ダストをロータリーキルン2の導入ダクト5に戻すように搬送するダスト排出コンベヤ11が設置されている。
【0022】
また、二次燃焼塔3は、出口領域8の直下に、出口6から流下する溶融スラグを急水冷し水砕スラグとして回収すると共に炉側を水封するスラグ冷却水槽12を備えている。このスラグ冷却水槽12には、槽内の水砕スラグを回収すべく槽外に搬送するスラグコンベヤ13が設置されている。
【0023】
また、溶融設備1は、ロータリーキルン2の運転を最適に制御する運転制御装置20を具備している。この運転制御装置20は、撮像装置14、処理手段15、記憶手段としてのRAM16及びROM17を備えている。
【0024】
撮像装置14は、例えば監視カメラ等であり、二次燃焼塔3の出口6に対向する壁部であって出口6を臨む位置に設置され、出口6から流下する溶融スラグを撮像する。
【0025】
処理手段15は、CPUで構成され、撮像装置14により撮像された画像情報に基づいて、加熱装置7の加熱を被処理物に応じて最適とするように、燃料燃焼装置7aの燃料量及び燃焼用空気供給ノズル7bの燃焼用空気量を制御する。
【0026】
ここで、処理手段15の機能について具体的に説明するが、先ず、その概要を説明する。本発明者らは種々の実験を重ね鋭意検討した結果、ロータリーキルン出口6からの溶融スラグの流下位置と溶融スラグの粘度とが密接に関係し、また、溶融スラグの粘度と溶融スラグの温度とが密接に関係し、このため、被処理物に応じて、溶融スラグ流下位置−溶融スラグ粘度の関係、溶融スラグ粘度−溶融スラグ温度の関係を予め各々求めておけば、この関係に基づいて、撮像された溶融スラグ流下位置から、被処理物に応じた溶融スラグ温度が判り、この溶融スラグ温度に基づき加熱装置7の加熱を制御すれば、ロータリーキルン2内の温度を最適にし得ることを見出している。
【0027】
従って、上記溶融スラグ流下位置−溶融スラグ粘度の関係、溶融スラグ粘度−溶融スラグ温度の関係を、運転前に予め取得しておくことが必要となる。具体的には、種々の被処理物を用意しこれら種々の被処理物ごとに生成される溶融スラグを例えば坩堝等の試験容器に入れて混練し、この溶融スラグを混練する際のトルクを例えばトルク計等を用いて測りこれを粘度に換算して、溶融スラグ温度を変数として変動する溶融スラグ粘度を求め、この溶融スラグ粘度−溶融スラグ温度の関係を、図2に示すように、被処理物ごとのデータテーブルとして得る。
【0028】
ここで、本実施形態では、被処理物として、実機での導入が比較的多いと考えられる焼却灰単独、焼却灰と粗大ごみの組合せ(混合割合3:2)、焼却灰と焼却汚泥の組合せ(混合割合9:1)が挙げられ、焼却灰単独は実線で、焼却灰と粗大ごみの混合物は点線で、焼却灰と焼却汚泥の混合物は一点鎖線で、各々示されている。なお、ここで言う粗大ごみは、破砕機で所定のサイズ以下に破砕した後の粗大ごみ(例えば家具や割れたコップ等)を言う。そして、オペレータは、この被処理物に応じた溶融スラグ粘度と溶融スラグ温度との関係(以下粘度・温度の関係と呼ぶ)を予めRAM16に記憶させておく。
【0029】
また、図3(b)に示すように、溶融スラグ流下位置が、出口中央から回転方向に半径の1/3離間している場合には、溶融スラグ粘度は図2に示す座標Bの粘度(中粘度)となり、また、溶融スラグ流下位置が、図3(a)に示すように、出口中央から回転方向に半径の2/3離間している場合には、溶融スラグ粘度は図2に示す座標Aの粘度(高粘度)となり、また、溶融スラグ流下位置が、図3(c)に示すように、出口中央に位置している場合には、溶融スラグ粘度は図2に示す座標Cの粘度(低粘度)となる。また、溶融スラグ流下位置が図3に示す位置からずれている場合には、その離間幅に応じて、溶融スラグ粘度は、図2に示す座標A,B,Cの溶融スラグ粘度から増減する。オペレータは、この溶融スラグ流下位置と溶融スラグ粘度の関係(以下流下位置・粘度の関係と呼ぶ)も予めRAM16に記憶させておく。
【0030】
そして、処理手段15は、RAM16に予め記憶されている上記各関係を用い、撮像装置14で撮像された溶融スラグ流下位置から、被処理物に応じた溶融スラグ粘度を把握し、この溶融スラグ粘度から被処理物に応じた溶融スラグ温度を把握し、この溶融スラグ温度に基づいて、加熱装置7の加熱を最適に制御する。なお、例えば作業者やオペレータ等が例えば入力スイッチ等で、導入される被処理物を選択することで、何れのデータテーブルを用いるかが自動的に選択される。
【0031】
次に、ROM17に書き込まれているプログラムに従い実行される処理手段15の処理手順について、図4に示すフロー図を参照しながら説明する。
【0032】
ここでは、被処理物として焼却灰(水分含有率30%)が500kg/hで、導入ダクト5を介してロータリーキルン2内に導入されている。作業者やオペレータ等は、運転に先立って、例えば入力スイッチ等で、被処理物として焼却灰を選択しておく。
【0033】
そして、運転が開始されると、被処理物は、炉の回転に従い撹拌されながら入口側から出口側へ移動し、この時、加熱装置7による高温の燃焼ガス及び火炎に晒されて燃焼溶融してスラグ化され、この溶融スラグは出口6から排出され、撮像装置14により、溶融スラグ流下位置が撮像される。
【0034】
ここで、撮像装置14は、高温、過酷で飛灰の飛散する環境にあって、溶融スラグの輝度や色調を精度良く捉えるのは難しいが、本実施形態のように、単に溶融スラグ流下位置を捉えるのは容易である。
【0035】
そして、先ず、ステップ401(S401)において、選択された被処理物及び撮像された溶融スラグ流下位置に基づいて、流下位置・粘度の関係から、溶融スラグ粘度を把握する。ここで、溶融スラグ流下位置が図3に示す位置からずれている場合には、前述したように、その離間幅に応じて溶融スラグ粘度を図2に示す座標A,B,Cのスラグ粘度から増減する。
【0036】
ステップ402(S402)では、選択された被処理物及び得られた溶融スラグ粘度に基づいて、粘度・温度の関係から、溶融スラグ温度を把握する。
【0037】
具体的には、被処理物を焼却灰とした場合には、図2に示す実線を用い、溶融スラグ粘度が図2に示す座標Aの溶融スラグ粘度であれば、溶融スラグ温度が約1240℃であると判定し、また、被処理物を焼却灰と焼却汚泥の混合物とした場合には、図2に示す一点鎖線を用い、溶融スラグ粘度が図2に示す座標Cの溶融スラグ粘度であれば、溶融スラグ温度が約1400℃と判定する。
【0038】
そして、ステップ403(S403)では、溶融スラグ温度が1300℃〜1350℃の目標温度範囲を上回るか否かを判定し、上回る場合には、ステップ404(S404)において、その上回る度合いに応じて、燃料燃焼装置7aの燃料量及び燃焼用空気供給ノズル7bの燃焼用空気量を低減し加熱を低めるように制御し、ステップ405(S405)に進む。
【0039】
一方、ステップ403(S403)において、溶融スラグ温度が1300℃〜1350℃の目標温度範囲を上回らないと判定した場合には、ステップ406(S406)において、溶融スラグ温度が1300℃〜1350℃の目標温度範囲を下回るか否かを判定し、下回る場合には、ステップ407(S407)において、その下回る度合いに応じて、燃料燃焼装置7aの燃料量及び燃焼用空気供給ノズル7bの燃焼用空気量を増加し加熱を高めるように制御し、ステップ405(S405)に進む。
【0040】
また、ステップ406(S406)において、溶融スラグ温度が1300℃〜1350℃の目標温度範囲を下回らないと判定した場合には、溶融スラグ温度が目標温度にあるから、ステップ405(S405)に進み、ステップ405では、運転停止か否かを判定し、停止の場合にはこの処理を終了し、続行の場合にはステップ401(S401)に戻る。なお、導入される被処理物が変わる場合には例えば作業者やオペレータ等が例えば入力スイッチ等でその変わる被処理物を選択することで、処理手段15が選択するデータテーブルが変わることになる。
【0041】
このように、本実施形態においては、高温で過酷な環境に耐え難い温度検出器の設置を不要とし且つ同環境では精度良く捉えるのが難しい溶融スラグの輝度や色調から温度を判定するという技術を用いること無く、被処理物に応じて予め設定される(溶融スラグ流下位置−溶融スラグ粘度)の関係、(溶融スラグ粘度−溶融スラグ温度)の関係に基づいて、処理手段15によって、撮像装置14により捉えた溶融スラグ流下位置から、被処理物に応じた溶融スラグ温度が把握され、これに基づいて加熱装置7による加熱が制御されるため、導入される被処理物に拘わらず好適な温度での自動運転が長期的に実施され、均一で良質の溶融スラグが安定して得られる。
【0042】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態においては、溶融スラグ流下位置−溶融スラグ粘度、溶融スラグ粘度−溶融スラグ温度を、データテーブルを用いて把握するようにしているが、演算により把握しても良い。
【0043】
また、溶融スラグ流下位置−溶融スラグ粘度−溶融スラグ温度の関係が判っているから、溶融スラグ流下位置から直接溶融スラグ温度を把握するようにしても良く、また、溶融スラグ流下位置から把握した溶融スラグ粘度を用い加熱を制御するようにしても良く、さらには、溶融スラグ温度をロータリーキルン内温度やロータリーキルン出口温度等に換算しておいてこれらを用い加熱を制御するようにしても良く、要は、溶融スラグ流下位置−溶融スラグ温度に関する情報の関係に基づいて、加熱を制御すれば良い。
【0044】
また、上記実施形態においては、加熱装置7の燃料量及び燃焼用空気量の両方を制御しているが、加熱制御が十分に成されるようであれば、何れか一方のみを制御するようにしても良い。
【0045】
また、上記実施形態においては、燃料燃焼装置7aと燃焼用空気供給ノズル7bとを別体としているが、燃焼用空気の供給系を一体的に組み込んで成る例えばバーナ等の燃料燃焼装置を用いる場合にも適用可能である。また、ノズルからの供給は燃焼用空気に限定されるものではなく、酸素含有気体であれば良い。
【0046】
また、上記実施形態においては、燃焼ガス及び火炎と被処理物との流れが同一方向となる並流型のロータリーキルン2に対する適用を述べているが、燃焼ガス及び火炎と被処理物との流れが対向する向流型のロータリーキルンに対しても適用可能である。
【0047】
また、上記実施形態においては、ショートキルンに対する適用を述べているが、炉長(L)/炉径(D)>20の所謂ロングキルンに対しても同様に適用可能である。
【0048】
また、上記実施形態においては、特に好適であるとして、導入する被処理物を、焼却灰や、焼却灰と粗大ごみの組合せ、焼却灰と焼却汚泥の組合せとしているが、 勿論これらに限定されるものでは無く、また、混合比率も限定されるものではなく、被処理物を、例えば、都市ごみ、固形化燃料(RDF)、スラリー化燃料(SWM)、自動車廃棄物(シュレッダーダスト、廃タイヤ)、バイオマス廃物、下水汚泥、プラスチック廃棄物(含むFRP)、家電廃棄物、特殊廃棄物(医療廃棄物等)、屎尿、高濃度廃液、産業スラッジ、埋め戻し灰、木くず、繊維くず、食品かすといった廃棄物や石炭等及びこれらの任意の組合せ、さらに上記焼却灰、粗大ごみ、焼却汚泥との任意の組合せ等としても良い。
【0049】
さらには、例えば季節等の違いで性状が変動する被処理物に対しては、同じ被処理物であっても、その相違する(溶融スラグ流下位置)−(溶融スラグ温度に関する情報)の関係を例えば季節等に応じて予め求めておいて、その関係を例えば季節等に応じて使い分けることも可能である。
【0050】
【発明の効果】
本発明によるロータリーキルンの運転制御装置は、高温で過酷な環境に耐え難い温度検出器の設置を不要とし且つ同環境では精度良く捉えるのが難しい溶融スラグの輝度や色調から温度を判定するという技術を用いること無く、被処理物の種類に応じて予め設定される(溶融スラグ流下位置)−(溶融スラグ温度に関する情報)の関係に基づいて、処理手段が、撮像装置により捉えた溶融スラグ流下位置から、被処理物の種類に応じた溶融スラグ温度に関する情報を把握し、これに基づいて加熱装置による加熱を制御するように構成したものであるから、導入される被処理物に拘わらず好適な温度での自動運転が長期的に可能とされ、均一で良質の溶融スラグを安定して得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るロータリーキルンの運転制御装置を備える溶融設備を示す一部断面構成図である。
【図2】被処理物に応じた溶融スラグ粘度と溶融スラグ温度との関係を示す線図である。
【図3】図1中の撮像装置により撮像される出口からの流下溶融スラグを示す各図である。
【図4】図1中の処理手段の処理手順を示すフロー図である。
【符号の説明】
2…ロータリーキルン、5…入口(導入ダクト)、6…出口、7…加熱装置、7a…燃料燃焼装置、7b…燃焼用空気供給ノズル、14…撮像装置、15…処理手段、16…RAM、17…ROM、20…運転制御装置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an operation control device for a rotary kiln that burns and melts an object to be processed while rotating.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A rotary kiln is known that burns and melts waste by heating with a heating device and discharges it as molten slag while moving the introduced waste from the inlet side to the outlet while rotating.
[0003]
The molten slag discharged from the rotary kiln has been effectively used for civil engineering materials such as asphalt pavement, for example, by water cooling or air cooling. For this reason, recently, it has been required to stably produce uniform and high-quality molten slag, and in order to satisfy this requirement, it is necessary to set the combustion melting temperature of waste to the optimum temperature. Since there are various types of wastes and their properties are different, it is difficult to maintain the combustion melting temperature optimally, and uniform and high-quality molten slag cannot be stably obtained.
[0004]
Therefore, in order to solve the above problem, the temperature in the rotary kiln that varies according to various wastes is actually measured by a temperature detector such as a thermocouple, and the heating by the heating device is controlled based on this measured temperature. A technique for temperature has been proposed.
[0005]
Recently, a technique has also been proposed in which molten slag is imaged with a camera or the like without installing a temperature detector, the temperature is automatically determined from the luminance and color tone, and heating by the heating device is controlled.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when using the former temperature detector, it is difficult to withstand use in a harsh environment at high temperature, it is difficult to use for a long period of time, and frequent replacement is required. It is impossible to adopt.
[0007]
In addition, when using the latter camera, etc., dust such as fly ash is scattered, so it is difficult to accurately capture the brightness and color tone in the image, and the temperature can be determined with high accuracy. It is extremely difficult and therefore operation at a suitable temperature cannot be expected.
[0008]
The present invention has been made in order to solve such problems, and can be automatically operated at a suitable temperature for a long period of time regardless of the workpiece to be introduced. An object of the present invention is to provide an operation control device for a rotary kiln in which slag can be stably obtained.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Here, as a result of intensive investigations by the present inventors, the flow position of the molten slag from the rotary kiln outlet and the viscosity of the molten slag are closely related, and the viscosity of the molten slag and the temperature of the molten slag Therefore, if a relationship of (melted slag flow position)-(information on molten slag temperature) is obtained in advance according to the object to be processed, the molten slag flow position is determined based on this relationship. Thus, it has been found that information on the molten slag temperature corresponding to the object to be processed is obtained, and heating of the heating device can be suitably controlled based on this information.
[0010]
Accordingly, the operation control device of the rotary kiln according to the present invention burns and melts the workpiece by heating by the heating device and discharges it as molten slag from the outlet while moving the workpiece to be introduced from the inlet side to the outlet while rotating. An apparatus for controlling the operation of a rotary kiln that images an image of molten slag flowing down from an outlet, and is preset in accordance with the type of object to be processed (melted slag flowing position)-(information on molten slag temperature) ) Based on the relationship between the type of workpiece to be introduced and the imaged molten slag flow position, information on the molten slag temperature is obtained, and the heating device is heated based on the information on the obtained molten slag temperature. And a processing means for controlling.
[0011]
According to the operation control device of the rotary kiln configured in this way, the temperature is judged from the brightness and color tone of the molten slag that does not require the installation of a temperature detector that is difficult to withstand harsh environments at high temperatures and is difficult to accurately capture in that environment. Based on the relationship of (melted slag flow position)-(information on molten slag temperature) set in advance according to the type of the object to be processed without using the technique of performing the processing, the image is captured by the imaging device by the processing unit. Information on the molten slag temperature corresponding to the type of the object to be processed is grasped from the molten slag flow position, and heating by the heating device is controlled based on this information.
[0012]
Here, the processing means is set in advance according to the type and properties of the object to be processed, and based on the relationship of (melting slag flow position)-(information on the molten slag temperature), Information on the molten slag temperature may be grasped from the properties and the imaged molten slag flow position, and heating of the heating device may be controlled based on the grasped information on the molten slag temperature. Specific examples of the information on the molten slag temperature include a molten slag temperature or a molten slag viscosity.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of an operation control device for a rotary kiln according to the invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a partial cross-sectional configuration diagram illustrating a melting facility including an operation control device for a rotary kiln according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 illustrates a relationship between a molten slag viscosity and a molten slag temperature according to an object to be processed. FIG. 3 is a diagram showing the flow-down melting slag from the outlet imaged by the imaging device in FIG. 1, and FIG. 4 is a flowchart showing the processing procedure of the processing means in FIG. The equipment is used in a pyrolysis gasification and melting system that pyrolyzes and melts garbage such as general waste and industrial waste, and a furnace that is generated by pyrolysis and gasification of waste in a gasification furnace. The object to be treated such as bottom ash (hereinafter referred to as incineration ash) is burned and melted and recovered as molten slag.
[0014]
As shown in FIG. 1, the
[0015]
The
[0016]
The front support part 4 includes an
[0017]
A
[0018]
The
[0019]
In this embodiment, the
[0020]
The
[0021]
The secondary combustion tower 3 includes a
[0022]
Further, the secondary combustion tower 3 is provided with a slag
[0023]
In addition, the
[0024]
The
[0025]
The processing means 15 is constituted by a CPU, and based on the image information captured by the
[0026]
Here, the function of the processing means 15 will be specifically described. First, an outline thereof will be described. As a result of intensive investigations by various experiments, the present inventors have found that the flow position of the molten slag from the
[0027]
Accordingly, it is necessary to obtain the relationship between the molten slag flow position-melt slag viscosity and the relationship between molten slag viscosity-molten slag temperature in advance before operation. Specifically, various processed objects are prepared, and molten slag generated for each of the various processed objects is put into a test container such as a crucible and kneaded, and the torque when kneading the molten slag is, for example, Using a torque meter or the like, this is converted into a viscosity, and a molten slag viscosity that fluctuates using the molten slag temperature as a variable is obtained. The relationship between the molten slag viscosity and the molten slag temperature is as shown in FIG. Obtain as a data table for each item.
[0028]
Here, in this embodiment, incineration ash that is considered to be introduced with a large amount of actual equipment, a combination of incineration ash and bulky waste (mixing ratio 3: 2), a combination of incineration ash and incineration sludge as the object to be treated. (Mixing ratio 9: 1) is mentioned, incineration ash alone is indicated by a solid line, a mixture of incineration ash and oversized waste is indicated by a dotted line, and a mixture of incineration ash and incineration sludge is indicated by a one-dot chain line. In addition, the oversized garbage said here means the oversized garbage (for example, furniture, a broken cup etc.) after crushing to below predetermined size with a crusher. Then, the operator stores the relationship between the molten slag viscosity and the molten slag temperature (hereinafter referred to as a viscosity / temperature relationship) corresponding to the workpiece in the
[0029]
Further, as shown in FIG. 3B, when the molten slag flow down position is 1/3 of the radius in the rotational direction from the center of the outlet, the molten slag viscosity is the viscosity of the coordinate B shown in FIG. When the molten slag flow down position is 2/3 of the radius from the center of the outlet in the rotational direction as shown in FIG. 3A, the molten slag viscosity is shown in FIG. When the viscosity of the coordinate A is high (high viscosity) and the molten slag flow-down position is located at the center of the outlet as shown in FIG. 3C, the molten slag viscosity is the value of the coordinate C shown in FIG. Viscosity (low viscosity). Further, when the molten slag flow down position is deviated from the position shown in FIG. 3, the molten slag viscosity increases or decreases from the molten slag viscosity at coordinates A, B, and C shown in FIG. The operator also stores the relationship between the molten slag flow position and the molten slag viscosity (hereinafter referred to as the flow position / viscosity relationship) in the
[0030]
Then, the processing means 15 uses the above relationships stored in advance in the
[0031]
Next, the processing procedure of the processing means 15 executed according to the program written in the
[0032]
Here, incinerated ash (water content 30%) is introduced into the
[0033]
When the operation is started, the object to be processed moves from the inlet side to the outlet side while being agitated according to the rotation of the furnace. At this time, it is exposed to the high-temperature combustion gas and flame by the
[0034]
Here, the
[0035]
First, in step 401 (S401), the molten slag viscosity is grasped from the flow position / viscosity relationship based on the selected object to be processed and the imaged molten slag flow position. Here, when the molten slag flow position deviates from the position shown in FIG. 3, as described above, the molten slag viscosity is changed from the slag viscosity of coordinates A, B, and C shown in FIG. Increase or decrease.
[0036]
In step 402 (S402), the molten slag temperature is grasped from the relationship between viscosity and temperature based on the selected object to be processed and the obtained molten slag viscosity.
[0037]
Specifically, when the treatment object is incinerated ash, the solid line shown in FIG. 2 is used, and if the molten slag viscosity is the molten slag viscosity at the coordinate A shown in FIG. 2, the molten slag temperature is about 1240 ° C. If the material to be treated is a mixture of incineration ash and incineration sludge, use the alternate long and short dash line shown in FIG. 2, and the melt slag viscosity should be the melt slag viscosity at coordinates C shown in FIG. In this case, the molten slag temperature is determined to be about 1400 ° C.
[0038]
In step 403 (S403), it is determined whether or not the molten slag temperature exceeds the target temperature range of 1300 ° C. to 1350 ° C., and if so, in step 404 (S404), depending on the degree of the increase, Control is performed to reduce the amount of fuel in the
[0039]
On the other hand, if it is determined in step 403 (S403) that the molten slag temperature does not exceed the target temperature range of 1300 ° C to 1350 ° C, the target of the molten slag temperature of 1300 ° C to 1350 ° C is determined in step 406 (S406). In step 407 (S407), the amount of fuel in the
[0040]
In Step 406 (S406), when it is determined that the molten slag temperature does not fall below the target temperature range of 1300 ° C to 1350 ° C, the molten slag temperature is at the target temperature, so the process proceeds to Step 405 (S405). In step 405, it is determined whether or not the operation is stopped. If the operation is stopped, the process is terminated. If the operation is continued, the process returns to step 401 (S401). In addition, when the workpiece to be introduced changes, for example, an operator, an operator, or the like selects the workpiece to be changed with, for example, an input switch or the like, thereby changing the data table selected by the processing means 15.
[0041]
As described above, the present embodiment uses a technique that determines the temperature from the luminance and color tone of the molten slag that does not require the installation of a temperature detector that cannot withstand a severe environment at a high temperature and that is difficult to accurately capture in that environment. Without being changed, the
[0042]
The present invention has been specifically described above based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the molten slag flow position-the molten slag viscosity, the molten slag The viscosity-melting slag temperature is grasped by using a data table, but may be grasped by calculation.
[0043]
In addition, since the relationship between the molten slag flow position-molten slag viscosity-molten slag temperature is known, the molten slag temperature may be directly grasped from the molten slag flow position, or the melting grasped from the molten slag flow position. The heating may be controlled using the slag viscosity, and further, the melting slag temperature may be converted into the temperature inside the rotary kiln, the outlet temperature of the rotary kiln, etc., and the heating may be controlled using these. The heating may be controlled based on the relationship between the information regarding the molten slag flow position and the molten slag temperature.
[0044]
In the above embodiment, both the fuel amount and the combustion air amount of the
[0045]
In the above-described embodiment, the
[0046]
Moreover, in the said embodiment, although the application with respect to the parallel flow type
[0047]
In the above embodiment, the application to the short kiln is described. However, the present invention can be similarly applied to a so-called long kiln in which the furnace length (L) / furnace diameter (D)> 20.
[0048]
Further, in the above-described embodiment, it is particularly preferable that the workpiece to be introduced is incineration ash, a combination of incineration ash and oversized waste, or a combination of incineration ash and incineration sludge, but it is of course limited to these. It is not a thing and the mixing ratio is not limited. For example, municipal waste, solid fuel (RDF), slurry fuel (SWM), automobile waste (shredder dust, waste tire) , Biomass waste, sewage sludge, plastic waste (including FRP), home appliance waste, special waste (medical waste, etc.), manure, high-concentration waste liquid, industrial sludge, backfill ash, wood waste, fiber waste, food waste, etc. Waste, coal, and the like, and any combination thereof, and any combination with the incineration ash, oversized waste, incineration sludge, and the like may be used.
[0049]
Furthermore, for a workpiece whose properties change due to differences in seasons, for example, the difference (melted slag flow position)-(information on molten slag temperature) is the same even if the workpiece is the same. For example, it is possible to obtain in advance according to the season or the like, and to use the relationship depending on the season or the like.
[0050]
【The invention's effect】
The operation control device for a rotary kiln according to the present invention uses a technology that determines the temperature from the brightness and color tone of the molten slag that does not require the installation of a temperature detector that cannot withstand a severe environment at high temperatures and that is difficult to accurately capture in that environment. Without being based on the relationship of (melting slag flow position)-(information regarding molten slag temperature) set in advance according to the type of the object to be processed, the processing means from the molten slag flow position captured by the imaging device, Since the information on the molten slag temperature corresponding to the type of the object to be processed is grasped and the heating by the heating device is controlled based on this information, the temperature is suitable regardless of the object to be processed. Automatic operation is possible over a long period of time, and a uniform and high-quality molten slag can be stably obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional configuration diagram illustrating a melting facility including an operation control device for a rotary kiln according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a molten slag viscosity and a molten slag temperature according to an object to be processed.
3 is a diagram illustrating a molten slag flowing down from an outlet imaged by the imaging apparatus in FIG. 1. FIG.
4 is a flowchart showing a processing procedure of processing means in FIG. 1. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記出口から流下する溶融スラグを撮像する撮像装置と、
被処理物の種類に応じて予め設定される(溶融スラグ流下位置)−(溶融スラグ温度に関する情報)の関係に基づいて、導入された被処理物の種類及び撮像された溶融スラグ流下位置から、溶融スラグ温度に関する情報を把握し、この把握した溶融スラグ温度に関する情報に基づいて前記加熱装置の加熱を制御する処理手段と、
を具備したロータリーキルンの運転制御装置。A device that controls the operation of a rotary kiln that burns and melts the object to be processed by heating with a heating device and discharges it as molten slag from the outlet while the object to be introduced is moved from the inlet side to the outlet while rotating. And
An imaging device for imaging the molten slag flowing down from the outlet;
It is set in advance according to the type of object to be processed (molten slag flows down position) - based on the relationship (information on molten slag temperature), the introduced type and imaged molten slag flow-down position of the object to be processed, Processing means for grasping information on the molten slag temperature and controlling the heating of the heating device based on the information on the grasped molten slag temperature;
Operation control device for rotary kiln equipped with
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