WO1998025078A1

WO1998025078A1 - Dispositif de combustion et procede pour limiter la production de dioxines

Info

Publication number: WO1998025078A1
Application number: PCT/JP1997/004474
Authority: WO
Inventors: Kunio Miyazawa; Hideki Nagano; Satoshi Fujii; Manabu Kuroda; Takashi Yokoyama; Takaaki Kondo
Original assignee: Nkk Corporation
Priority date: 1996-12-06
Filing date: 1997-12-05
Publication date: 1998-06-11
Also published as: KR100341187B1; EP0882933A4; US6189461B1; EP0882933A1; KR19990082333A; US6435113B1

Description

明細書ダイォキシン類の発生を抑制する焼却装置および方法技術分野

本発明は、ダイォキシン類の発生を抑制する焼却装置および方法に関する。

背景技術

都市ごみまたは産業廃棄物等の焼却装置において、極めて猛毒のダイォキシン類の発生および排出が確認されている。従来、ダイォキシン類の発生を抑制するために、一酸化炭素

( C O ) の発生量を計測して、この C 0発生量を少なくするように燃焼を制御することが一般的に行われている。それは、ダイォキシン類は炭化水素の一種であり、焼却過程における未燃分と塩素から生成されると考えられているためである。

C Oは、燃焼性すなわち未燃分発生の指標である。

C 0発生量を指標とする燃焼制御技術の一例が、特開平 5 - 9 9 4 1 1号公報（以下、先行文献 1 と記す）に開示されている。先行文献 1 においては、 C 0発生量が少なくなるように燃焼を制御することによって、ダイォキシン類等の未燃分の発生抑制効果が向上できると記載されている。先行文献 1 に開示された技術を適用したごみ焼却装置は、制御量演算部と供給制御手段から構成される。制御量演算部は、炉温および C O発生量から、燃焼炉内への水噴霧量、および燃焼炉に供給する 1次空気量の過不足を判定する。そして、これらの判定に基づいて、それぞれの量に対する供給制御信号を発生する。供給制御手段は、それぞれの供給制御信号に従って、水噴霧量および 1次空気量を調節する。

C Oの発生量を指標とする制御方法の別の例が、特開平 4 一 2 8 8 4 0 5号公報（以下、「先行文献 2」と記す）に開示されている。先行文献 2においては、ごみ焼却炉からの排ガスをバグフィルタへ通す。そして、排ガス中の C Oの発生量を測定する。この測定した発生量に応じて、排ガス中のダィォキシンの量が少なくなるように、バグフィルタ入口温度を制御するという方法が開示されている。

また、特開平 5— 3 1 2 7 9 6号公報には、ダイォキシン類と相関が高い排ガス中の塩素化芳香族化合物の濃度を測定する半連続監視装置が開示されている。この装置においては、排ガスを前処理して共存水分やダストを除去した後、吸着管へ通す。排ガス中に含まれるクロ口ベンゼン類などの塩素化芳香族化合物を、吸着管に吸着させて、濃縮させる。そして、ガスクロマトグラフでクロ口ベンゼン類を検出する。

しかしながら、上記先行文献 1 に開示されたごみ焼却装置のように、 C 0発生量を燃焼制御の指標として採用することは、限定されたケースについては正しいが、全てのケースで正しいとは限らない。

すなわち、以下に述べる理由により、 C O発生量を燃焼制御の指標として採用することは、原理的に無理がある。

ごみ等の可燃物の燃焼により発生する未燃分としては、大別して、脂肪族化合物および芳香族化合物ならびにこれらの化合物が、それぞれ塩素化したものがある。一般的にまたは理論的には、例えば炭素一炭素結合の結合解離エネルギーは、脂肪族化合物での方が芳香族化合物でと比べて小さい。それは、芳香族化合物の共鳴安定化のためである。従って、脂肪族化合物の方が結合が開裂しやすく、燃焼しやすい。

一定の 1次空気量の下で、ごみ質等の変動によって炉温が低くなり燃焼性が低下すると、不完全燃焼となり C 0濃度が高くなる。この場合には、脂肪族化合物および芳香族化合物の両方が燃焼し、その未燃分の濃度が高いと推測される。同様に一定の 1次空気量の下で、炉温が高くなり燃焼性が向上すると、 1次空気量が不足してやはり C 0濃度が高くなる。この場合には燃焼しやすい脂肪族化合物が優先して燃焼し、芳香族化合物は相対的に残存する。

すなわち、炉温が高いときに、 C O濃度が極小値より少し増加し始めるのは、脂肪族化合物の優先的な燃焼によって 1 次空気量が不足するためである。このとき、ダイォキシン類をはじめとする芳香族化合物の分解および燃焼による寄与は比較的少ないと想像される。したがって、このときの C O濃度の増加量は、 1次空気量不足の目安とはなるが、芳香族化合物等の未燃分の発生または増加の指標とは必ずしもならない。

また、先行文献 2 に開示されたごみ焼却装置においては、ダイォキシン類の濃度の変化はバグフィルタの運転温度により大きく左右される。

バグフィルタの運転温度が低いほどダイォキシンの排出量は少なくなる。しかし、ごみ焼却炉からの燃焼排ガス中には、ダイォキシン類以外に S O _v 、 H C 1 等の有害成分が含まれている。そのため、ダイォキシン類をバグフィルタで捕集するために、 1 6 0〜 2 0 0 °C程度の低い温度でバグフィルタを運転すると、 S O _v 、 H C 1 等の有害成分によつて、バグフィルタや配管等の設備が腐食される可能性が高くなる。さらに、低い排ガス温度でバグフィルタを運転すると、例えば、排ガス中の水分が結露して、 s o _x の一部の化学反応による硫酸や H C 1 が上述の結露した水に溶け込む。その結果、バグフィルタや配管等の設備を腐食させる要因となる。このため、焼却炉内のごみの燃焼によって発生した排ガス中のダイォキシン類の濃度が低いときには、バグフィルタの入口の排ガス温度ができるだけ従来の 2 0 0 °C程度の温度になるように、バグフィルタの運転を行うことが必要である。さらに、上記先行文献 1、 2 に開示された技術においては以下の問題点がある。

C 0濃度のみを指標とする場合、 C 0濃度の計測は容易である。しかし、 C O濃度には、芳香族化合物の塩素化反応に関する情報は一切含まれていない。このため、ダイォキシン類等の塩素化芳香族化合物の直接的な情報は得られない。 C 0発生量が少なくなるように燃焼を制御することは、大局的には未燃分の発生量を低下させている。言い換えれば、数年前のごみ焼却装置でのように未燃分の発生量レベルが高いときには、 C 0濃度を指標とする燃焼制御は効果がある。しかし、最近の新鋭ごみ焼却装置でのように、未燃分の発生量レベルが極めて低いとき（例えば、 C 0濃度が 5 0 p p m以下）には、 C O濃度を指標とする燃焼制御によって、未燃分の発生、特にダイォキシン類のような塩素化芳香族化合物の発生のさらなる抑制および低減を達成できない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、 C 0濃度を指標とする燃焼制御によって達成できなかった、ダイォキシン類のさらなる抑制 · 低減を達成できる焼却装置および方法を提供することを目的とする。

発明の開示

本発明者等は、上述した問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、 C 0濃度の代わりに塩素化芳香族化合物の発生量を指標とすることにより、ダイォキシン類のさらなる抑制 · 低減が達成できることを見出だした。

すなわち、本発明は、内部で燃焼空気中にて可燃物を燃焼させる燃焼炉と、前記燃焼炉内での塩素化芳香族化合物の発生量を測定する塩素化芳香族化合物測定手段と、前記測定手段で得られた前記塩素化芳香族化合物の発生量をモニタし、このモニタ結果に基づいて、前記燃焼炉内での前記塩素化芳香族化合物の発生量が低下するように前記燃焼炉の操作条件を変更する制御手段とを具備することを特徴とするダイォキシン類の発生を抑制する焼却装置を提供する。

本発明においては、前記制御手段が、前記塩素化芳香族化合物測定手段で得られた前記塩素化芳香族化合物の発生量デ一夕に基づいて可燃物の燃焼と相関がある因子の過不足を判定して制御信号を発生する演算部と、前記制御信号にしたがつて前記燃焼炉内での前記塩素化芳香族化合物の発生量が低下するように前記因子を調整する調整手段とを具備することが好ましい。

また、本発明においては、可燃物の燃焼と相関がある前記因子が、前記燃焼炉への可燃物供給量およびまたは前記燃焼炉へ供給する燃焼空気量であることが好ましい。

本発明は、内部で燃焼空気中にて可燃物を燃焼させる燃焼炉と、前記燃焼炉内での塩素化芳香族化合物の発生量を測定する塩素化芳香族化合物測定手段と、前記測定手段が測定した前記塩素化芳香族化合物の発生量データに基づいて可燃物供給量およびまたは燃焼空気量の過不足を判定して制御信号を発生する演算部と、前記制御信号にしたがって、前記燃焼炉内での前記塩素化芳香族化合物の発生量が低下するように前記可燃物供給量およびまたは前記燃焼空気量を調整する供給量調整手段とを具備することを特徴とするダイォキシン類の発生を抑制する焼却装置を提供する。

本発明においては、前記燃焼炉内での酸素濃度を測定する酸素測定手段およびまたは前記燃焼炉の炉内温度を測定する炉内温度測定手段をさらに具備し、前記演算部において、前記塩素化芳香族化合物測定手段が測定した前記塩素化芳香族化合物の発生量データと、さらに前記酸素測定手段が測定した前記酸素濃度および Zまたは前記炉内温度測定手段が測定した前記炉内温度のデータとに基づいて、前記可燃物供給量およびまたは前記燃焼空気量の過不足を判定して制御信号を発生することが好ましい。本発明においては、前記塩素化芳香族化合物測定手段が前記塩素化芳香族化合物の発生量を実質的にリアルタイムに測定することが好ましい。

本発明は、燃焼炉と、前記燃焼炉からの排ガスを濾過するバグフィルタおよび Zまたは前記排ガスへ活性炭を供給する活性炭供給手段と、前記排ガス中の塩素化芳香族化合物の量を測定する塩素化芳香族化合物測定手段と、前記測定手段が測定した前記塩素化芳香族化合物の量に基づいて、前記排ガス中の前記塩素化芳香族化合物の量が低下するように前記バグフィルタの運転温度およびまたは前記活性炭供給手段の活性炭供給量を調整する調整手段とを有することを特徴とするダイォキシン類の発生を抑制する焼却装置を提供する。本発明においては、前記調整手段は、フィードバック制御手段を有していることが好ましい。

本発明は、燃焼炉内部で燃焼空気中にて可燃物を燃焼させる焼却方法であって、前記燃焼炉内での塩素化芳香族化合物の発生量を測定する工程と、前記塩素化芳香族化合物の発生量をモニタしこのモニタ結果に基づいて、前記燃焼炉内での前記塩素化芳香族化合物の発生量が低下するように前記燃焼炉の操作条件を変更する工程とを具備することを特徴とするダイォキシン類の発生を抑制する焼却方法を提供する。

本発明においては、前記変更工程において、前記燃焼炉内での前記塩素化芳香族化合物の発生量データに基づいて可燃物の燃焼と相関がある因子の過不足を判定し、前記判定に基づいて前記燃焼炉内での前記塩素化芳香族化合物の発生量が低下するように前記因子を調整すること好ましい。

本発明は、燃焼炉内部で燃焼空気中にて可燃物を燃焼させる焼却方法であって、前記燃焼炉内での塩素化芳香族化合物の発生量を測定する工程と、前記塩素化芳香族化合物の発生量のデータに基づいて前記燃焼炉への前記可燃物供給量およびまたは前記燃焼炉に供給する前記燃焼空気量の過不足を判定する工程と、前記可燃物供給量および Zまたは前記燃焼空気量の過不足についての判定に基づいて、前記燃焼炉内での前記塩素化芳香族化合物の発生量が低下するように前記可燃物供給量およびまたは燃焼空気量を調整する工程とを具備することを特徴とするダイォキシン類の発生を抑制する焼却方法を提供する。

本発明においては、前記測定工程において、前記燃焼炉内での塩素化芳香族化合物の発生量とともに、さらに前記燃焼炉内での酸素濃度およびまたは前記燃焼炉の炉内温度を測定し、前記判定工程において、前記塩素化芳香族化合物の発生量データと、前記酸素濃度およびまたは前記炉内温度の測定データとに基づいて、前記可燃物供給量およびまたは前記燃焼空気量の過不足を判定することが好ましい。

また、本発明においては、前記塩素化芳香族化合物の発生量の測定データに基づいて前記燃焼炉への水噴霧量の過不足を判定する工程と、前記水噴霧量の過不足の判定に基づいて前記燃焼炉内での前記塩素化芳香族化合物の発生量が低下するように前記水噴霧量を調整する工程とをさらに具備することが好ましい。本発明においては、前記判定工程において、前記塩素化芳香族化合物の発生量の測定データとさらに前記燃焼炉の炉内温度の測定データとに基づいて、前記燃焼炉への水噴霧量の過不足を判定することが好ましい。

本発明は、燃焼炉からの排ガスをバグフィルタへ通し、および Zまたは前記排ガスに活性炭を供給する焼却方法であつて、前記排ガス中の塩素化芳香族化合物の濃度を測定するェ程と、前記塩素化芳香族化合物の濃度に基づいて、前記排ガス中の塩素化芳香族化合物の濃度が低下するように前記バグフィル夕の運転温度およびまたは排ガスに供給する前記活性炭の量を調整する工程とを具備することを特徴とするダイォキシン類の発生を抑制する焼却方法を提供する。

本発明においては、前記調整工程がフィ一ドバック制御を用いることが好ましい。

また、本発明においては、前記フィ一ドバック制御が、前記塩素化芳香族化合物の濃度を周期的に計測し、計測した前記塩素化芳香族化合物の濃度が予め設定した濃度以下となるように、前記バグフィルタの運転温度およびまたは前記活性炭の供給量を調整することが好ましい。

本発明は、燃焼炉からの排ガスをバグフィルタへ通し、および zまたは前記排ガスに活性炭を供給する焼却方法であつて、前記排ガス中の塩素化芳香族化合物の濃度を測定するェ程と、測定した前記塩素化芳香族化合物の濃度から前記排ガス中のダイォキシン類の濃度を推定する工程と、推定した前記ダイォキシン類の濃度に基づいて、前記排ガス中のダイォ 0 キシン類の濃度が低下するように前記バグフィルタの運転温度およびまたは排ガスに供給する前記活性炭の供給量を調整する工程とを具備することを特徴とするダイォキシン類の発生を抑制する焼却方法を提供する。

また、本発明においては、前記塩素化芳香族化合物が、少なくとも 1種のダイォキシン類であることが好ましい。また、本発明においては、前記塩素化芳香族化合物が、少なくとも 1種のクロ口ベンゼン類または少なくとも 1種のクロロフヱノール類であることが好ましい。

また、特に、本発明においては、前記塩素化芳香族化合物が、少なくともテトラクロ口ベンゼンまたはペンタクロロべンゼンであることが好ましい。

図面の簡単な説明

図 1 は、本発明のごみ焼却装置の一実施形態を示す概略図、図 2 は、本発明のごみ焼却方法における制御方法のフ口一チヤ一トの一例を示す図、

図 3は、本発明のごみ焼却方法における制御方法のフ口一チヤ一卜の他の例を示す図、

図 4は、本発明のごみ焼却炉におけるダイォキシン類の排出抑制を制御する一実施態様を示すブロック図、

図 5 は、本発明のごみ焼却炉におけるダイォキシン類の排出抑制を制御する別の実施態様を示すブロック図、

図 6は、本発明のごみ焼却炉におけるダイォキシン類の排出抑制を制御する別の実施態様を示すブロック図、

図 7は、本発明の実施例で用いたストーカー式のごみ焼却装置の構造を示す概略図、

図 8 は、本発明の実施例 1で得られたダイォキシン類の濃度とクロ口ベンゼン類の濃度との相関関係を示す図、図 9 は、本発明の実施例 2および比較例 1で得られた、焼却排ガスの酸素濃度に対するダイォキシン類濃度または C 0 濃度の変化を示す特性図、

図 1 0は、本発明の実施例 3および比較例 2で得られた、焼却排ガスの酸素濃度に対するクロ口ベンゼン類濃度または C O濃度の変化を示す特性図、

図 1 1 は、本発明の実施例 4で得られた、ごみ焼却装置におけるバグフィルタの運転温度を変化させたときのダイォキシン類の除去特性を示す図、

図 1 2は、本発明の実施例 5で得られた、ごみ焼却装置における活性炭の供給量を変化させたときのダイォキシン類の濃度特性を示す図。

2 発明を実施するための最良の形態以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する

図 1 は、本発明の焼却装置の一実施形態を示す概略図であな

本実施形態に係る焼却装置 1 0は、内部で燃焼空気中にて可燃物を燃焼させる燃焼炉 1 1を具備する。

可燃物としては、一般のごみまたはスクラップなどの、有機化合物を含む可能性のある物質が含まれる。

燃焼炉 1 1の炉形式は特に限定されないが、例えばストーカー方式または流動層方式である。

燃焼炉 1 1 には、排ガス冷却手段 2 1、およびバグフィル夕 2 2がこの順に接続されている。燃焼炉 1 1から排出された排ガス 2 3は、排ガス冷却手段 2 1およびバグフィルタ 2 2を通過して、焼却装置 1 0の外へと排出される。排ガス冷却手段 2 1 およびバグフィルタ 2 2の間には、活性炭供給手段 2 4が接続されている。活性炭供給手段 2 4からは、排ガス 2 3中へ活性炭が供給される。

燃焼炉 1 1 には、塩素化芳香族化合物（ C A ) 量第 1測定手段 1 2、酸素（0。）濃度測定手段 1 0 1および Zまたは炉内温度測定手段 1 0 2が取り付けられている。バグフィル夕の出口には、 C A量第 2測定手段 2 5が取り付けられている

塩素化芳香族化合物とは、置換基として少なくとも塩素原子を有する芳香族化合物である。塩素化芳香族化合物として 3 は、ダイォキシン類の他に、例えば、クロ口ベンゼン類、クロロフノール類などが挙げられる。塩素化芳香族化合物はダイォキシン類と相関がある。

ダイォキシン類とは、ポリ塩素化ジベンゾー p —ジォキシンおよびポリ塩素化ジベンゾフランの合計 2 1 0の同族体 · 異性体の総称をいう。

クロ口ベンゼン類とは、例えば、モノクロ口ベンゼン、ジクロ口ベンゼン、トリクロ口ベンゼン、テトラクロ口べンゼン、ペンタクロロベンゼンのような、置換基として少なくとも塩素原子を有する単環性芳香族化合物である。

クロ口フエノール類とは、例えば、モノクロ口フエノール、ジクロロフヱノールのような置換基として少なくとも一つの塩素原子および水酸基を有する単環性芳香族化合物である。

クロ口ベンゼン類およびクロ口フエノール類は、ごみ等の可燃物の未燃成分であり、ダイォキシン類と高度に相関がある。それは、これらの化学構造の一部がダイォキシン類と類似していて、生成挙動がほぼ似ているからである。従って、ダイォキシン類の濃度と、クロ口ベンゼン類もしくはクロ口フエノール類の濃度を、予め測定することによって、ダイォキシン類の濃度を推定することができる。特に、テトラクロ口ベンゼンもしくはペンタク口口ベンゼンの濃度を測定することによって、ダイォキシン類の濃度を推定することが好ましい。

塩素化芳香族化合物の発生量を測定する C A量第 1測定手段 1 2、および C A量第 2測定手段 2 5 は、実質的にリアル 4 タイムで測定できるリアルタイム自動分析計（迅速自動分析計）であることが好ましい。また、最近のごみ焼却装置、すなわちダイォキシン対策炉のように、ダイォキシン類のような塩素化芳香族化合物の排出量が極めて少ない濃度レベルの場合でも、測定可能であるものが好ましい。

以上のような条件は、例えば次のような測定手段で達成できる。すなわち、レーザー多光子イオン化質量分析技術を応用したものである。このレーザー多光子イオン化質量分析装置では、ガス試料を小さな孔径のノズルを通して真空中に導入し、断熱膨張により絶対零度付近まで冷却する。これを超音速分子ジッ卜と呼んでいる。この状態では、分子の振動

• 回転などの分子運動が抑制されるため、それぞれの化合物の分子構造に応じた非常に狭い領域の波長のレーザー照射によってのみイオン化が起こる。そこで、質量分析計を連結しておくと、イオン化した化合物分子のみが質量分析計に進み、検出される。したがって、種々の化合物が共存する排ガス試料でも、他の化合物の影響を受けることなく、測定対象化合物を分離 * 検出（定量）できる。ここで、レーザーには、ャグレーザーまたはエキシマレーザーなどによる励起の色素レ一ザ一、チタンサファイアレーザ一あるいは光パラメトリックレーザ一、すなわち紫外可変レーザーを用いることができ 0

質量分析計については、特に限定される訳ではなく、四重極型、二重収束型、飛行時間型などを利用できるが、操作性 • 安定性を勘案すると飛行時間型が好ましい。通常、導入で 5 数ミリ秒〜数百マイクロ秒、レーザ一照射で数ナノ秒〜百フニムト秒、飛行時間型の質量分析計の検出で数十マイクロ秒〜数百マイクロ秒で行える。全体併せても最大十ミリ秒以下で測定できるので、リアルタイム計測が可能となる。

燃焼炉 1 1内で測定する酸素濃度と炉内温度は、不完全燃焼の原因を推定する因子になり得る。 0 ₂ 濃度測定手段 1 0 1、炉内温度測定手段 1 0 2は、通常用いられているように、実質的に連続して測定が可能なものが好ましい。

最初に、燃焼炉 1 1 に取付けられた C A量第 1測定手段 1 2を用いて、ダイォキシン類の発生を抑制することについて説明する。

焼却装置 1 0には、焼却装置 1 0の操作条件を変更する制御手段が具備されている。制御手段は、上述の測定手段 1 2、 1 0 1およびまたは 1 0 2で測定された、 C A発生量、酸素濃度および/または炉内温度をモニタする。そして、このモニタ結果に基づいて、焼却装置 1 0の操作条件、例えば、可燃物供給量、燃焼空気量、水噴霧量、およびストーカー方式の塲合の各火格子の移動速度等を変更する。言い換えれば、この制御手段は、測定手段 1 2、 1 0 1およびまたは 1 0 2で測定された、 C A発生量、酸素濃度および Zまたは炉内温度に基づいて、焼却装置 1 0での可燃物の燃焼と相関がある因子、例えば、可燃物供給量、燃焼空気量等の過不足を判定する。そして、燃焼炉 1 1内の C A発生量が低下するように、これらの因子を調整する。

本実施形態では、上述の因子のうち、可燃物供給量（速度） 6 および燃焼空気量を調整する場合について説明する。

測定手段 1 2 , 1 0 1、 1 0 2には、演算部 1 3が、それぞれの測定手段から出力されるデータを伝達可能に接続されている。演算部 1 3 には、測定手段 1 2で測定された少なくとも 1 つの塩素化芳香族化合物（例えば、 2 , 8 —ジクロ口ジベンゾフラン）の発生量のデータ、測定手段 1 0 1で測定された燃焼炉 1 1内の酸素濃度のデータおよび/または測定手段 1 0 2で測定された炉内温度のデータ（以下、これらをまとめて計測量データという）が伝達される。演算部 1 3は、この計測量データに基づいて、燃焼炉 1 1 での可燃物の燃焼と相関がある因子、例えば可燃物供給量または燃焼空気量の過不足を判定して制御信号を発生する。また、燃焼炉 1 1に炉温調節の為の水噴霧機構がある場合には、上記の演算部 1 3が発生した制御信号が伝達され得るように接続された、可燃物の燃焼と相関のある燃焼炉 1 1への水噴霧量調整手段 1 6を具備することも可能である。

可燃物供給量調整手段 1 4は、例えば、可燃物を燃焼炉に投入する可燃物ホッパー投入間隔、投入された可燃物を火格子へ供給する給塵プッシャ速度、火格子上の可燃物の燃焼速度を調整する火格子速度のように、燃焼炉 1 1内の可燃物量と燃焼状態を調整可能な可燃物供給手段であり得る。また、燃焼空気量調整手段 1 5 は、例えば、 1次燃焼空気及び Zまたは 2次燃焼空気をポンプで燃焼炉 1 1内へ供給する場合に 1次燃焼空気及びまたは 2次燃焼空気を搬送する配管に設けられた調整弁であり得る。水噴霧量調整手段 1 6は、例え 7 ばポンプで水を燃焼炉 1 1内へ供給する場合に水を搬送する配管に設けられた調整弁であり得る。

これらの調整手段に対する制御信号を生成するための演算手段として、可燃物燃焼炉プロセスが非線形特性を伴う多変数干渉系で有ることから、非線形制御ゃフアジィ制御を適用することできめの細かい制御が可能である。特にファジィ制御は制御ルールを言語的に記述でき、パラメータ調整も容易であるという特徴を持っている。

具体例として、計測量データから可燃物供給量および/または燃焼空気量を演算部 1 3 にて制御，調整する手順とその具体的な演算方法を表 1 に示す。最初に、現在の燃焼状態が表 1の状態量に示す条件に当てはまるかの判断を順次行う。これらの条件が当てはまる場合には表 1 の操作部で示した制御を実行する。この制御の実行の結果、各条件に対してあらかじめ設定しておいた増分量または減分量に従い、可燃物供給量調整手段 1 4および Zまたは燃焼空気量調整手段 1 5を調整する。可燃物供給量およびノまたは燃焼空気量の制御方法

において酸素（o ₂ ) 濃度と炉内温度は少なくともつのデータが、演算部 1 3に取り込まれているものとする。また、表 1 の操作部の（ 1 ) は操作量が燃焼空気量のみのとき、（ 2 ) は操作量が可燃物供給量のみのとき、（ 3 ) は操作量が燃焼空気量と可燃物供給量のときの調整方法である。ルール 1 は、燃焼空気量と可燃物供給量の調整は行わないというルールである。それは、計測された塩素化芳香族化合物濃度が低いときには、正常な燃焼が行われているからである。ルール 2は、炉内へ供給する燃焼空気量を減少するか、および/または可燃物供給量を増加して燃焼状態を回復させるというルールである。それは、塩素化芳香族化合物濃度が高く、かつ酸素濃度が高いまたは炉内温度が低いときには、酸素過剰により燃焼状態が活発には行われていないからであ o

ルール 3 は、炉内へ供給する燃焼空気量を増加するか、およびまたは可燃物供給量を減少して燃焼状態を回復させるというルールである。それは、塩素化芳香族化合物濃度が高く、かつ、酸素濃度が低いまたは炉内温度が高いときには、酸素欠乏により燃焼状態が活発には行われていないからである。次に、この制御ルールに基づく具体的な演算方法の一例を示す。計測量として塩素化芳香族化合物発生量と酸素濃度を、操作量として表 1 の（ 1 ) の燃焼空気量を採用したときについて説明する。

図 2 は、表 1 の条件をフローチヤ一卜で図式化したものである。図 2の S T A R Tから始まってフローチャートに従い、 S 1、 S 2 の各条件を満足しているかを一定周期で判断する。 9 最終的に補正量 Wが決定され、補正量 Wと燃焼空気量の前回値 u_k—ェから燃焼空気量の今回値 u_k が導出される。

図 2において、 C Aは塩素化芳香族化合物の濃度、 0₂ は酸素濃度を表す。また、 CA„ は塩素化芳香族化合物濃度の上限判別値を判別する調整パラメータ、 0 は o₂ 濃度の高低を判別するパラメータである。およびは燃焼空気量の減少量、増分量をそれぞれ与える調整パラメ一夕である。図 2を参照して、燃焼空気量の制御について説明する。ステツプ S 1では、 C A (塩素化芳香族化合物濃度） > CA_H (塩素化芳香族化合物濃度上限値）の条件が判定される。この条件を満足しない場合は、表 1のルール 1に従って Wを 0 に設定する。満足する場合はステップ S 2へ進む。ステップ S 2では、 0。（酸素濃度） > 0_Ητ (酸素濃度高低判別値）の条件が判定される。この条件を満足する場合は、表 1のル —ル 2に従って Wをに設定する。満足しない場合は、表 1のルール 3に従って Wを G₂ に設定する。

上記により、補正量 Wが決定される。そして、補正量と前回値 u_k—ェから下記の演算式に従って、燃焼空気量の今回値 u_k が導出される

U , = U

k-1 + W

以上のようにして、燃焼炉 1 1内の塩素化芳香族化合物、従ってダイォキシン類の発生を抑制するために最適な燃焼空気量が得られる。

次に、水噴霧機構が燃焼炉 11内に具備されている場合に、塩素化芳香族化合物濃度、炉内温度から、水噴霧量を演算部 1 3にて制御 · 調整する手順とその具体的な演算方法の一例を表 2 に示す。最初に、現在の燃焼状態が表 2の状態量に示す条件に当てはまるかの判断を順次行う。これらの条件が当てはまる場合には、表 2の操作部で示した制御を実行する。この制御の実行の結果、各条件に対してあらかじめ設定しておいた增分量または減分量に従い、水噴霧量調整手段 1 6を調整する。表 2 水噴霧量の制御方法

ルール 1 は、水噴霧量を減らして燃焼状態を回復させるというルールである。それは、計測された塩素化芳香族化合物濃度が高く、かつ、燃焼炉の炉内温度が低いときには、水噴霧により炉内を過度に冷却させたために燃焼バランスが崩れているからである。

ルール 2 は、水噴霧量を増加するというルールである。それは、塩素化芳香族化合物濃度は低いが炉内温度が高いときには、燃焼状態は正常であるが高温による炉壁の劣化を防止する必要があるからである。

次に、これらの制御ルールに基づく具体的な演算方法の一例を示す。計測量として塩素化芳香族化合物濃度と炉内温度 2 を、操作量として水噴霧量を採用したときについて説明する。図 3は、表 2の条件をフローチヤ一卜で図式化したものである。図の S T A R Tから始まってフローチャートに従い、 S l、 S 2、 S 3の各条件を満足しているかを一定周期で判断する。最終的に補正量 Yが決定され、補正量 Yと水噴霧量の前回値から水噴霧量の今回値 R_k が導出される。図 3において、 C Aは塩素化芳香族化合物濃度、 T_f は炉内温度を表す。また、 C A_H は塩素化芳香族化合物濃度の上限判別値を判別する調整パラメータ、 τ_Β 、 T_t は炉内温度の上下限を判別するパラメータである。 ^！ェおよび H ₂ は水噴霧量の減分量、増分量をそれぞれ与える調整パラメータである。

図 3を参照して、水噴霧量の制御について説明する。ステップ S 1では、 C A (塩素化芳香族化合物濃度） > C A„ (塩素化芳香族化合物濃度上限値）の条件が判定される。この条件を満足する場合はステップ S 2へ進み、満足しない塲合はステップ S 3へ進む。ステップ S 2では、 T _f (炉内温度） < (炉内温度下限判別値）の条件が判定される。こ

の条件を満足する場合は、表 2のルール 1に従って Yをに設定し、満足しなければ Υを 0に設定する。ステップ S 3 では、 T_f (炉内温度） > T„ (炉内温度上限判別値）の条件が判定される。この条件を満足する場合は、表 2のルール 2に従って Υを Η。に設定し、満足しなければ Υを 0に設定する。

上記により、補正量 Υが決定される。そして、補正量 Υと前回値 R k- 1 から下記の演算式に従って、水噴霧量の今回値

R _k が導出される

R , = R , , + Y

k k-1

以上の結果、燃焼炉 1 1内の塩素化芳香族化合物、従ってダイォキシン類の発生を抑制するために最適な水噴霧量が得られる。

なお、以上のように説明した制御方法において、塩素化芳香族化合物測定手段 1 2 として、塩素化芳香族化合物を実質的にリアルタイムに測定可能なリアルタイム自動分析計を用いることができる。その場合には、より適切な燃焼制御が可能になり、塩素化芳香族化合物の低減効果が向上する。

また、本発明の実施形態にかかる可燃物焼却方法は、焼却装置 1 0の燃焼炉 1 1内での塩素化芳香族化合物の発生量と、酸素濃度および/または炉内温度とを測定する。次に、これらの発生量データに基づいて、燃焼炉 1 1への可燃物供給量および Zまたは燃焼炉 1 1 に供給する燃焼空気量の過不足を判定する。そして、この過不足についての判定に基づいて、可燃物供給量および/または燃焼空気量を調整する。

また、水噴霧機構が燃焼炉にある場合には、水噴霧量を調整することも可能である。これらにより、燃焼炉 1 1への可燃物供給量およびまたは燃焼空気量、水噴霧量が塩素化芳香族化合物の発生量が極めて少ない適正値に維持される。その結果、焼却装置での塩素化芳香族化合物、従ってダイォキシン類の発生をより抑制することができる。

次に、バグフィルタ 2 2の出口に取付けられた C A第 2測定手段 2 5 を用いて、ダイォキシン類の発生を抑制することについて説明する。

燃焼炉 1 1から排出された高温の排ガス 2 3 は、排ガス冷却手段 2 1 に導かれ、排ガス冷却手段 2 1内において水噴霧によって冷却される。ノくグフィノレ夕 2 2 において、冷却された排ガス 2 3から、灰やダスト等と同等にダイォキシン類も除去される。さらに、バグフィルタ 2 2の手前にある活性炭供給手段 2 4 によって、排ガス 2 3中へ活性炭が供給されることによって、ダイォキシン類は除去される。

フィ一ドバック制御手段 2 6 は、 C A第 2測定装置 2 5から得られる塩素化芳香族化合物測定信号 2 7の信号を周期的に計測する。そして、塩素化芳香族化合物が予め設定された濃度以下となるように、バグフィルタ 2 2の運転温度となる排ガス冷却温度設定およびまたは活性炭供給量の設定を行う。フィ一ドバック制御装置 2 6には、例えば、コンビユー夕が使用されている。

塩素化芳香族化合物の濃度を測定することによってダイォキシン類の濃度を推定する。そして、排ガス 2 3中のダイォキシン類の濃度が高いときには、バグフィルタ 2 2を低い温度で運転すると同時に、活性炭の供給量を増加して、ダイォキシン類の濃度を低減することができる。

またダイォキシン類の発生量に応じて、バグフィルタ 2 2 を低い温度で運転するか、または、活性炭の供給量の増加のいずれかを調整することによつてもダイォキシン類濃度を低減することができる。図 4は、フィードバック制御の一実施形態を示すプロック図である。フィードバック制御装置 2 6 において、 C A測定信号 2 7に基づいて、排ガス冷却温度設定信号 2 8が算出される。このように算出された設定信号 2 8が排ガス冷却手段 2 1 に入力されて、バグフィルタ 2 2の運転温度は設定信号 2 8に基づく温度に設定される。

図 5 は、フィードバック制御の別の実施形態を示すプロック図である。フィードバック制御手段 2 6において、 C A測定信号 2 7 に基づいて、活性炭供給量設定信号 2 9が算出される。このように算出された設定信号 2 9が活性炭供給手段 2 4に入力されて、活性炭の供給量は設定信号 2 9 に基づく供給量に調整される。

図 6 は、フィードバック制御の別の実施形態を示すブロック図である。フィードバック制御装置 2 6において、 C A測定信号 2 7 に基づいて、排ガス冷却温度設定信号 2 8 と活性炭供給量設定信号 2 9が算出される。このように算出されたそれぞれの信号 2 8 、 2 9が排ガス冷却手段 2 1、活性炭供給手段 2 4に入力されて、バグフィルタ 2 2の運転温度と活性炭の供給量とが同時に調整される。

次に、フィードバック制御の具体的な例について説明する。まず、図 4のフィードバック制御手段 2 6において、 C A 測定信号 2 7を周期的に計測し、塩素化芳香族化合物の濃度があらかじめ設定された濃度となるように、排ガス冷却温度設定信号 2 8を決定する制御方法について説明する。排ガス冷却温度設定信号 2 8は、バグフィルタ 2 2の運転温度となる

フィードバック制御手段 2 6は、 P I D制御系を下式（ 1 ) のように構成する。ここで、 P I D制御計は、塩素化芳香族化合物測定信号 7 と塩素化芳香族化合物の設定値の偏差を入力とする。

0 0

( 1 + + T d 1 s ) (X 一 X) ( 1 )

P B 1 T i l s ^Set

ここで、 U 1はフィードバック制御の出力値、すなわち、排ガス冷却温度設定信号 2 8である。 X_set は塩素化芳香族化合物の設定値、 Xは塩素化芳香族化合物の測定値を示す。 P B 1 は比例ゲイン、 T i 1は積分時間、 T d 1は微分時間を表す制御パラメータである。

次に、図 5のフィードバック制御手段 2 6において、 C A 測定信号 2 7を周期的に計測し、塩素化芳香族化合物の濃度があらかじめ設定された濃度となるように活性炭供給量設定信号 2 9を決定する制御方法について説明する。活性炭供給量設定信号 2 9は、活性炭供給量となる。

フィードバック制御手段 2 6は、 P I D制御系を下式（2) のように構成する。ここで、 P I D制御系は、塩素化芳香族化合物測定信号 2 9 と塩素化芳香族化合物の設定値の偏差を入力とする。 0 0

u 2 = ( 1 +

^{+ T d 2 s )} (^X _set 一 ^X) ( 2)

P B 2 T i 2 s

ただし、 u 2はフィードバック制御の出力値、すなわち、活性炭供給量設定信号 2 9である。 X_set は塩素化芳香族化合物の設定値、 Xは塩素化芳香族化合物の測定値を示す。 P B 2は比例ゲイン、 T i 2は積分時間、 T d 2は微分時間を表す制御パラメータである。

次に、図 7のフィードバック制御手段 2 6において、塩素化芳香族化合物測定信号 2 7を周期的に計測し、塩素化芳香族化合物の濃度があらかじめ設定された濃度となるように、排ガス冷却温度設定信号 2 8と活性炭供給設定信号 2 9を決定する制御方法について説明する。

フィ一ドバック制御手段 2 6は、 P I D制御系を下式（3) 、（4 ) のように構成する。ここで、 P I D制御系は、塩素化芳香族化合物測定信号 2 7 と塩素化芳香族化合物の設定値の偏差に重み係数 K ( 0 < K < 1 ) を掛けたものを入力とする。式（ 3 ) は、排ガス冷却温度設定信号 2 8を決定する P I D制御計である。式（ 4 ) は活性炭供給量設定信号 2 9を決定する P I D制御系である。重み係数 Kは、清掃工場の操業条件に応じて、バグフィルタの運転温度と活性炭の供給量のどちらがより重要であるかによって決定される。 0 0

u 1 = ( 1 + + T d 1 s ) K (X

set - X) ( 3)

P B T i

0 0

u 2 = ( 1 + + T d 2 s ) ( ^K) (^X _set 一 ^X)

P B 2 T i 2 s … (4 )

ここで、 U 1はフィードバック制御の出力値、すなわち、排ガス冷却温度設定信号 2 8である。 u 2はフィードバック制御の出力値、すなわち、活性炭供給設定信号 2 9である。 x_set は塩素化芳香族化合物の設定値、 Xは塩素化芳香族化合物の測定値を示す。 P B 1は比例ゲイン、 T i 1は積分時間、 T d 1は微分時間を表す制御パラメータである。 P B 2 は比例ゲイン、 T i 2は積分時間、 T d 2は微分時間を表す制御パラメ一夕である。

以下、本発明のうち、ごみ焼却装置を用いたごみ焼却処理におけるダイォキシン類の低減の効果を確認するために行つた試験について説明する。

図 7 は、本実施例で用いたストーカー式のごみ焼却装置 5 0の概略図である。

燃焼室 5 1 の入口側には、ごみ投入ホッパ一 5 2 にて投入されたごみを火格子に供給する、給塵プッシャ 1 2 0 と、プッシャにて送られたごみを順次揺動させて焼却させるための火格子 5 3が設けられている。火格子 5 3には、任意の速度で火格子上のごみを供給できる、火格子速度調整器 5 3 aがある。燃焼空気の供給源としては、 1次燃焼空気供給部 5 5 および 1次燃焼空気量調整器 5 5 a と、 2次燃焼空気供給部 5 8および 2次燃焼空気量調整器 5 8 a とが設けられている。 1次燃焼空気供給部 5 5および 1次燃焼空気量調整器 5 5 a は、燃焼室 5 1内の 4箇所に分割された風箱 5 4を介して、 1次燃焼空気を火格子 5 3上へ供給する。 2次燃焼空気供給部 5 8および 2次燃焼空気量調整器 5 8 a は、燃焼室 5 1内の空間領域に 2次燃焼空気を供給する。

燃焼室 5 1の出口側には、ボイラー 5 9が連設されている。このボイラー 5 9の後段には、排ガス冷却装置 6 3、活性炭供給装置 6 4、およびバグフィルタ 6 5が順次設けられてい o

上記ごみ焼却装置 5 0には、燃焼室 5 1で発生した塩素化芳香族化合物を測定する塩素化芳香族化合物（ C A ) 測定装置 6 1 と、酸素濃度を測定する酸素濃度（0 ₂ ) 測定装置 1 1 0が取り付けられている。 C A測定装置 6 1 と 0 ₂ 測定装置 1 1 0には演算部 6 2が電気的に接続され、それらの測定データ信号が伝達されるように構成されている。 C A測定装置 6 1からは、塩素化芳香族化合物の発生量データが伝達される。演算部 6 2にはごみ供給量の調整手段である火格子速度調整器 5 3 a と、燃焼空気量の調整手段である 2次燃焼空気量調整器 5 8 a とが電気的に接続され、演算部 6 2からの制御信号が伝達可能に構成されている。

また、上記の C A測定装置 6 1 にはフィ一ドバック制御装置 6 6が電気的に接続され、測定データ信号が伝達されるように構成されている。フィ一ドバック制御装置 6 6 には排ガス冷却装置 6 3 と活性炭供給装置 6 4が電気的に接続されて、フィードバック制御装置 6 6からの制御信号が伝達可能に構成されている。

実施例 1

まず、ダイォキシン類とクロ口ベンゼン類との相関関係を調べた。

上述のような図 7に示したごみ焼却装置 5 0において、燃焼炉 5 1内でごみを燃焼させながら、リアルタイム計測装置である C A測定装置 6 1 によって、燃焼炉 5 1からの排ガス 2 3を分析した。 C A測定装置 6 1から、ダイォキシン類の 1つである 2 , 8—ジクロロジベンゾフランの信号を生成させ、次に、クロ口ベンゼン類の 1 つであるモノクロ口べンゼンの信号を生成させた。そして、両者の相関関係を調べた。また、テトラクロ口ベンゼン、ペンタクロロベンゼンについても同様の実験を行った。

ダイォキシン類およびクロ口ベンゼン類のリアルタイム計測方法として、レーザー多光子イオン化質量分析技術を用いた。排ガス 2 3のサンプリング位置はバグフィノレ夕 6 5の出口で、ポンプにより 1 リットル Z分で排ガスを引き、その途中にレーザー多光子イオン化質量分析装置の試料導入部を接続した。試料導入部は 0 . 8 m m径のノズルを有し、間欠的に開口するパルスバルブと高真空部とからなる。検出信号を 1回 Z 1 0秒間の割合で生成させ、この検出信号を 1 0秒間積算した値を測定値とした。

ダイォキシン類の測定方法は、以下の通りである。パルスバルブの開口は、毎秒 5 0回の割で 2 5 0 β s e cの間、間欠的に行った。パルスバルブが開口すると、絶対零度付近まで冷却された分子ジヱットが形成される。この分子ジヱットに、ャグレーザーで励起した色素レーザーを、パルスバルブの開口と同期させて 1 5 0 f s e c照射した。色素レーザーは 2色のレーザー光からなり、それぞれの波長は 3 0 3 . 3 n mおよび 2 1 0〜 2 2 0 n mであり、それぞれのレーザーエネルギーは約 5 m J である。後段には、飛行時間型の質量分析計を配置して、上述の条件でイオン化された 2 , 8 —ジクロロジベンゾフランを検出した（カウンティング法）。質量分析計はリフレクトロンタイプであり、その飛行距離は 2 0 0 0 m m、有する検出器はマイクロチヤンネルプレー卜である

クロ口ベンゼン類の測定方法は、以下の通りである。パルスバルブの開口は、毎秒 1 0回の割で 2 m s e cの間、間欠的に行った。形成された分子ジヱッ卜へは、ャグレーザーで励起した色素レーザーを、パルスバルブと同期させて 5 n s e c照射した。色素レーザーの波長は 2 6 9 . 8 n mであり、そのレーザ一エネルギーは約 2 m J である。後段には、飛行距離が 4 5 O m mの飛行時間型の質量分析計を配置して、上述の条件でイオン化されたクロ口ベンゼン類を検出した。それ以外については、ダイォキシン類の測定方法と同様である。測定結果を図 8に示す。

縦軸にダイォキシン類の 1つである 2 , 8 —ジクロロジべンゾフランの濃度（単位： n g Z N m ³ ) 、横軸にクロ口べンゼン類の 1 つであるモノクロ口ベンゼンの濃度（単位： g / N m ³ ) を示す。図 8から、ダイォキシン類の濃度とモノクロロベンゼンの濃度との間に高い相関があることが、明らかである。

また、同様に、テトラクロ口ベンゼン、ペンタクロロベンゼンについての測定結果も図 8に示す。特にこの結果から、ダイォキシン類の濃度とテトラクロ口ベンゼン、ペンタク口口ベンゼンの濃度との間に、より高い相関があることが明らかである。

実施例 2

上述のような図 7 に示したごみ焼却装置 5 0において、 C A測定装置 6 1からダイォキシン類の 1つである 2 , 8 —ジクロロジベンゾフランの検出信号を、 0 ₂ 測定装置 1 1 0から酸素濃度検出信号を生成させた。検出信号は、それぞれ 1 回ノ 1 0秒間の割合で生成させた。そして、 1 0秒間積算した検出値を測定値とした。これらの信号を演算部 6 2へ送り、前述の表 1で示した制御ルールによる演算方法に従って演算を行った。そして、ダイォキシン類の発生量が少なくなるように、ごみ供給量の調整として火格子速度の調整を、燃焼空気量の調整として 2次燃焼空気量の調整を行なって、燃焼させた。

2 , 8—ジクロロジベンゾフランの発生量の測定は、実施例 1 と同様に行つた。酸素濃度の測定はバグフィルタ 6 5の出口側に設けた酸素濃度計（図示せず）を用いて行った。測定中の操業の模様を図 9 に示す。酸素濃度計による酸素の変動は 6 . 3〜 8 . 3 %であった。この操業状態下において、 1 9 0 ~ 2 1 0 °Cで運転しているバグフィルタ 6 5の出口側にあるサンプリング孔から 2時間の間、米国 E P A法に準拠した方法で排ガスのサンプリングを行った。得られたサンプルを、ダイォキシン類について通常採用されている分析方法で分析して、ダイォキシン類の発生量を求めた。この分析方法は、マニュアル分析による濃縮，クリーンアップと、高性能ガスクロマトグラフ一質量分析計による定量分析を基本とするものである。結果を表 3に示す。

比較例 1

実施例 2 と同一のごみ焼却装置 5 0おいて、ダイォキシン類測定装置 6 1からの信号の代わりに、バグフィルタ 6 5の出口側に配置した C 0計測手段（図示せず）からの信号を演算部 6 2へ送った。そして、フアジィ制御に基づく燃焼制御によって、 C 0発生が少なくなるようにごみ供給速度および燃焼空気量を変化させて、燃焼させた。このときの操業を図 9 に示す。酸素濃度の変動は、実施例 2 と若干異なり、 4 . 6 〜 6 . 6 %であった。この状態で、実施例 2 と同様に、米国 E P A法に準拠した方法で排ガスサンプリングを行い、ダィォキシン類の発生量を求めた。結果を表 3に示す。表 3 ダイォキシン類濃度測定結果

表 3から明らかなように、実施例 2のごみ焼却装置 5 0における焼却方法によって、比較例 1 に比べてダイォキシン類濃度をさらに低減することができた。

実施例 3

上述のような図 7に示したごみ焼却装置 5 0において、 C A測定装置 6 1 からクロ口ベンゼン類の 1つであるモノクロ口ベンゼンの検出信号を、 0 ₂ 測定装置 1 1 0から酸素濃度検出信号を生成させた。検出信号は、それぞれ 1回 1 0秒間の割合で生成させた。そして、 1 0秒間積算した検出値を測定値とした。これらの信号を演算部 6 2へ送り、前述の表 1で示した制御ルールによる演算方法に従って演算を行った。そして、クロ口ベンゼン類の発生量が少なくなるように、ごみ供給量の調整として火格子速度の調整を、燃焼空気量の調整として 2次燃焼空気量の調整を行なって、燃焼させた。モノクロロベンゼンの発生量の測定は、実施例 1 と同様に行った。酸素濃度の測定はバグフィルタ 6 5の出口側に設けた酸素濃度計を用いて行った。

測定中の操業の模様を図 1 0に示す。酸素濃度計による酸素の変動は 6 . 1 〜 8 . 1 %であった。この操業状態下において、 2 0 0でで運転しているバグフィノレ夕 6 5の出口側にあるサンプリング孔から、実施例 2 と同じ様にして、ダイォキシン類の発生量を求めた。結果を表 4に示す。

比較例 2

比較例 1 と同じ様に、ダイォキシン類の信号の代わりに C 0信号を演算部 6 2へ送った。そして、フアジィ制御に基づく燃焼制御によって、 C 0発生が少なくなるようにごみ供給速度および燃焼空気量を変化させて、燃焼させた。このときの操業を図 1 0に示す。酸素濃度の変動は、実施例 3 と若干異なり、 4 . 6〜 6 . 7 %であった。この状態で、実施例 2 と同様に、米国 E P A法に準拠した方法で排ガスサンプリングを行い、ダイォキシン類の発生量を求めた。結果を表 4に示す。表 4 ダイォキシン類濃度測定結果

実施例 3 比較例 2 ダイォキシン類濃度 0 . 0 6 0 . 0 8

( ng-TEQ/ Nm³ ) 表 4から明らかなように、実施例 3のごみ焼却装置 5 0における焼却方法によって、比較例 2 に比べてダイォキシン類濃度をさらに低減することができた。

実施例 4

ダイォキシン類の除去率とバグフィルタ 6 5の運転温度との関係を調べた。

実施例 1 と同様にして、燃焼炉 5 1内でごみを燃焼させながら、排ガス中のダイォキシン類： 2 , 8 —ジクロロジベンゾフランの量を測定した。測定は、バグフィルタ 6 5 の入口および出口で行った。バグフィルタ 6 5入口で測定した量に対するバグフィルタ 6 5出口で測定した量の割合を求めて、バグフィルタ 6 5によるダイォキシン類の除去率とした。そして、バグフィルタ 6 5の運転温度を様々に変化させて、ダィォキシン類の除去率を調べた。バグフィルタ 6 5の運転温度は、排ガス冷却装置 6 3によって排ガス 2 3の温度を様々に設定することで、変化させた。

結果を図 1 1 に示す。縦軸にバグフィルタ 6 5でのダイォキシン類の除去率（％) を示し、横軸にバグフィルタ 6 5出口温度（で）を示す。図 1 1から、バグフィルタ 6 5の運転温度が低いと、ダイォキシン類の除去率が高くなることが明らかである。

実施例 5

ダイォキシン類の濃度と排ガス 2 3への活性炭素の供給量との関係を調べた。

実施例 1 と同様にして、燃焼炉 5 1内でごみを燃焼させながら、排ガス 2 3中のダイォキシン類： 2 , 8 —ジクロロジベンゾフランの量を測定した。測定は、バグフィルタ 6 5の出口で行った。そして、排ガス 2 3中へ供給する活性炭量を様々に変化させて、排ガス 2 3中のダイォキシン類の濃度を調べた。活性炭の供給量は、活性炭供給装置 6 5によって変化させた。

結果を図 1 2に示す。縦軸にバグフィルタ 6 5出口でのダィォキシン類濃度（単位： n g Z N rn ³ ) を示し、横軸に活性炭供給量（単位： g Z N m ³ ) を示す。図 1 2から、活性炭供給量が多いと、ダイォキシン類の濃度が低くなることが明らかである。

以上説明したように、本発明のごみ焼却装置および方法によれば、ダイォキシン類と化学構造が似ており生成挙動が似ている塩素化芳香族化合物の燃焼炉内の発生量、燃焼炉内の酸素濃度およびまたは炉内温度、さらに排ガス中の塩素化芳香族化合物の濃度を測定して、塩素化芳香族化合物の量が少なくなるように燃焼制御を行う。これにより、ごみ焼却装置におけるダイォキシン類の発生を少なくすることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 内部で燃焼空気中にて可燃物を燃焼させる燃焼炉と、前記燃焼炉内での塩素化芳香族化合物の発生量を測定する塩素化芳香族化合物測定手段と、

前記測定手段で得られた前記塩素化芳香族化合物の発生量をモニタし、このモニタ結果に基づいて、前記燃焼炉内での前記塩素化芳香族化合物の発生量が低下するように前記燃焼炉の操作条件を変更する制御手段と

を具備することを特徴とするダイォキシン類の発生を抑制する焼却装置。

2 . 前記制御手段が、前記塩素化芳香族化合物測定手段で得られた前記塩素化芳香族化合物の発生量データに基づいて可燃物の燃焼と相関がある因子の過不足を判定して制御信号を発生する演算部と、前記制御信号にしたがって前記燃焼炉内での前記塩素化芳香族化合物の発生量が低下するように前記因子を調整する調整手段とを具備することを特徴とする請求項 1記載のダイォキシン類の発生を抑制する焼却装置。

3 . 可燃物の燃焼と相関がある前記因子が、前記燃焼炉への可燃物供給量およびまたは前記燃焼炉へ供給する燃焼空気量であることを特徴とする請求項 2記載のダイォキシン類の発生を抑制する焼却装置。

4 . 内部で燃焼空気中にて可燃物を燃焼させる燃焼炉と、前記燃焼炉内での塩素化芳香族化合物の発生量を測定する塩素化芳香族化合物測定手段と、

前記測定手段が測定した前記塩素化芳香族化合物の発生量データに基づいて可燃物供給量および/または燃焼空気量の過不足を判定して制御信号を発生する演算部と、

前記制御信号にしたがって、前記燃焼炉内での前記塩素化芳香族化合物の発生量が低下するように前記可燃物供給量およびまたは前記燃焼空気量を調整する供給量調整手段とを具備することを特徴とするダイォキシン類の発生を抑制する焼却装置。

5 . 前記燃焼炉内での酸素濃度を測定する酸素測定手段および/または前記燃焼炉の炉内温度を測定する炉内温度測定手段をさらに具備し、

前記演算部において、前記塩素化芳香族化合物測定手段が測定した前記塩素化芳香族化合物の発生量データと、さらに前記酸素測定手段が測定した前記酸素濃度およびまたは前記炉内温度測定手段が測定した前記炉内温度のデータとに基づいて、前記可燃物供給量および Zまたは前記燃焼空気量の過不足を判定して制御信号を発生することを特徴とする請求項 4記載のダイォキシン類の発生を抑制する焼却装置。

6 . 前記塩素化芳香族化合物測定手段が前記塩素化芳香族化合物の発生量を実質的にリアルタイムに測定することを特徴とする請求項 1記載のダイォキシン類の発生を抑制する焼却装置。

7 . 前記塩素化芳香族化合物測定手段が前記塩素化芳香族化合物の発生量を実質的にリアルタイムに測定することを特徴とする請求項 2記載のダイォキシン類の発生を抑制する焼却装置。

8 . 前記塩素化芳香族化合物測定手段が前記塩素化芳香族化合物の発生量を実質的にリアルタイムに測定することを特徴とする請求項 3記載のダイォキシン類の発生を抑制する焼却

9 . 前記塩素化芳香族化合物測定手段が前記塩素化芳香族化合物の発生量を実質的にリアルタイムに測定することを特徴とする請求項 4記載のダイォキシン類の発生を抑制する焼却

Is. o

1 0 . 前記塩素化芳香族化合物測定手段が前記塩素化芳香族化合物の発生量を実質的にリアルタイムに測定することを特徴とする請求項 5記載のダイォキシン類の発生を抑制する焼却装置。

1 1 . 燃焼炉と、

前記燃焼炉からの排ガスを濾過するバグフィルタおよびまたは前記排ガスへ活性炭を供給する活性炭供給手段と、前記排ガス中の塩素化芳香族化合物の量を測定する塩素化芳香族化合物測定手段と、

前記測定手段が測定した前記塩素化芳香族化合物の量に基づいて、前記排ガス中の前記塩素化芳香族化合物の量が低下するように前記バグフィルタの運転温度およびまたは前記活性炭供給手段の活性炭供給量を調整する調整手段とを有することを特徴とするダイォキシン類の発生を抑制する焼却装置。

1 2 . 前記調整手段は、フィードバック制御手段を有していることを特徴とする請求項 1 1記載のダイォキシン類の発生を抑制する焼却装置。

1 3 . 前記塩素化芳香族化合物が、少なくとも 1種のダイォキシン類であることを特徴とする請求項 1 ないし 1 2のいずれか 1項記載の焼却装置。

1 4 . 前記塩素化芳香族化合物が、少なくとも 1種のクロ口ベンゼン類または少なくとも 1種のクロロフヱノール類であることを特徴とする請求項 1ないし 1 2のいずれか 1項記載の焼却装置。

1 5 . 前記塩素化芳香族化合物が、少なくともテトラクロ口ベンゼンまたはペンタクロロベンゼンであることを特徴とする請求項 1 ないし 1 2のいずれか 1項記載の焼却装置。

1 6 . 燃焼炉内部で燃焼空気中にて可燃物を燃焼させる焼却方法であって、

前記燃焼炉内での塩素化芳香族化合物の発生量を測定する工程と、

前記塩素化芳香族化合物の発生量をモニタしこのモニタ結果に基づいて、前記燃焼炉内での前記塩素化芳香族化合物の発生量が低下するように前記燃焼炉の操作条件を変更するェ程と

を具備することを特徴とするダイォキシン類の発生を抑制する焼却方法。

1 7 . 前記変更工程において、前記燃焼炉内での前記塩素化芳香族化合物の発生量データに基づいて可燃物の燃焼と相関がある因子の過不足を判定し、前記判定に基づいて前記燃焼炉内での前記塩素化芳香族化合物の発生量が低下するように 4 前記因子を調整することを特徴とする請求項 1 6記載のダイォキシン類の発生を抑制する焼却方法。

1 8 . 可燃物の燃焼と相関がある前記因子が、前記燃焼炉への可燃物供給量および Zまたは前記燃焼炉へ供給する燃焼空気量であることを特徴とする請求項 1 7記載のダイォキシン類の発生を抑制する焼却方法。

1 9 . 燃焼炉内部で燃焼空気中にて可燃物を燃焼させる焼却方法であって、

前記塩素化芳香族化合物の発生量のデータに基づいて前記燃焼炉への前記可燃物供給量および Zまたは前記燃焼炉に供給する前記燃焼空気量の過不足を判定する工程と、

前記可燃物供給量およびまたは前記燃焼空気量の過不足についての判定に基づいて、前記燃焼炉内での前記塩素化芳香族化合物の発生量が低下するように前記可燃物供給量および Zまたは燃焼空気量を調整する工程と

2 0 . 前記測定工程において、前記燃焼炉内での塩素化芳香族化合物の発生量とともに、さらに前記燃焼炉内での酸素濃度および/または前記燃焼炉の炉内温度を測定し、

前記判定工程において、前記塩素化芳香族化合物の発生量データと、前記酸素濃度およびまたは前記炉内温度の測定データとに基づいて、前記可燃物供給量およびまたは前記燃焼空気量の過不足を判定することを特徴とする請求項 1 9 記載のダイォキシン類の発生を抑制する焼却方法。

2 1 . 前記塩素化芳香族化合物の発生量の測定データに基づいて前記燃焼炉への水噴霧量の過不足を判定する工程と、前記水噴霧量の過不足の判定に基づいて前記燃焼炉内での前記塩素化芳香族化合物の発生量が低下するように前記水噴霧量を調整する工程とをさらに具備することを特徵とする請求項 1 9記載のダイォキシン類の発生を抑制する焼却方法。

2 2 . 前記判定工程において、前記塩素化芳香族化合物の発生量の測定データとさらに前記燃焼炉の炉内温度の測定デ一夕とに基づいて、前記燃焼炉への水噴霧量の過不足を判定することを特徴とする請求項 2 1記載のダイォキシン類の発生を抑制する焼却方法。

2 3 . 燃焼炉からの排ガスをバグフィルタへ通し、および Z または前記排ガスに活性炭を供給する焼却方法であって、前記排ガス中の塩素化芳香族化合物の濃度を測定する工程と、

前記塩素化芳香族化合物の濃度に基づいて、前記排ガス中の塩素化芳香族化合物の濃度が低下するように前記バグフィルタの運転温度およびまたは排ガスに供給する前記活性炭の量を調整する工程と

2 4 . 前記調整工程がフィードバック制御を用いることを特徴とする請求項 2 3記載のダイォキシン類の発生を抑制する焼却方法。

2 5 . 前記フィードバック制御が、前記塩素化芳香族化合物の濃度を周期的に計測し、計測した前記塩素化芳香族化合物の濃度が予め設定した濃度以下となるように、前記バグフィルタの運転温度および Zまたは前記活性炭の供給量を調整することからなることを特徴とする請求項 2 4記載のダイォキシン類の発生を抑制する焼却方法。

2 6 . 燃焼炉からの排ガスをバグフィルタへ通し、および Z または前記排ガスに活性炭を供給する焼却方法であって、前記排ガス中の塩素化芳香族化合物の濃度を測定する工程測定した前記塩素化芳香族化合物の濃度から前記排ガス中のダイォキシン類の濃度を推定する工程と、

推定した前記ダイォキシン類の濃度に基づいて、前記排ガス中のダイォキシン類の濃度が低下するように前記バグフィルタの運転温度およびまたは排ガスに供給する前記活性炭の供給量を調整する工程と

2 7 . 前記調整工程がフィ一ドバック制御を用いることを特徴とする請求項 2 6記載のダイォキシン類の発生を抑制する焼却方法。

2 8 . 前記フィードバック制御が、前記塩素化芳香族化合物の濃度を周期的に計測し、計測した前記塩素化芳香族化合物の濃度が予め設定した濃度以下となるように、前記バグフィル夕の運転温度および/または前記活性炭の供給量を調整することからなることを特徴とする請求項 2 7記載のダイォキシン類の発生を抑制する焼却方法。

2 9 . 前記塩素化芳香族化合物が、少なくとも 1種のダイォキシン類であることを特徴とする請求項 1 6ないし 2 8のいずれか 1項記載の焼却方法。

3 0 . 前記塩素化芳香族化合物が、少なくとも 1種のクロ口ベンゼン類または少なくとも 1種のクロロフヱノール類であることを特徴とする請求項 1 6ないし 2 8のいずれか 1項記載の焼却方法。

3 1 . 前記塩素化芳香族化合物が、少なくともテトラクロ口ベンゼンまたはペンタクロロベンゼンであることを特徴とする請求項 1 6ないし 2 8のいずれか 1項記載の焼却方法。