特許 6697312 湿潤バイオマス焼却システム及び湿潤バイオマス焼却炉の運転方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6697312

(24)【登録日】2020年4月28日

(45)【発行日】2020年5月20日

(54)【発明の名称】湿潤バイオマス焼却システム及び湿潤バイオマス焼却炉の運転方法

(51)【国際特許分類】

   F23G 5/50 20060101AFI20200511BHJP

   F23G 5/04 20060101ALI20200511BHJP

   F23C 10/30 20060101ALI20200511BHJP

   F23G 5/30 20060101ALI20200511BHJP

【ＦＩ】

   F23G5/50 EZAB

   F23G5/04 D

   F23G5/04 A

   F23C10/30

   F23G5/30 D

   F23G5/30 B

   F23G5/50 K

   F23G5/50 N

   F23G5/50 M

   F23G5/50 P

【請求項の数】12

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-75013(P2016-75013)

(22)【出願日】2016年4月4日

(65)【公開番号】特開2017-187199(P2017-187199A)

(43)【公開日】2017年10月12日

【審査請求日】2019年3月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】川本 直哉

【審査官】 伊藤 紀史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２７５４４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭４８−０１１５４７（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２００８−１２８５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／１０７９２９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−３７２２２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１０６３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−１７５９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０５２３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０５６８０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５１−１３００７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０５６９５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０９４９２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／０２９６８９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０２４７６３６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開昭５８−１６８８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０７８５１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｇ ５／００−５／５０

Ｆ２３Ｃ １０／００−１０／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

乾燥室及び燃焼室と、前記乾燥室内の下方と前記燃焼室内の下方とにわたって流動する流動媒体を含む流動床と、前記乾燥室の前記流動床の上方空間と前記燃焼室の前記流動床の上方空間とを仕切り且つ下端が前記流動床内に配置された仕切壁と、を有する湿潤バイオマス焼却炉と、
前記乾燥室側の前記流動床の下方から、前記乾燥室内でバイオマスを前記流動媒体と混合しながら乾燥するための乾燥剤ガスを前記乾燥室内に供給する乾燥剤ガス供給路と、
前記燃焼室側の前記流動床の下方から、前記乾燥室内で乾燥された前記バイオマスを前記燃焼室内で前記流動媒体と混合しながら燃焼するための燃焼剤ガスを前記燃焼室内に供給する燃焼剤ガス供給路と、
前記乾燥室の前記上方空間と連通する乾燥排ガス排出路に設けられ、前記乾燥室の前記上方空間から前記乾燥室外に排出される乾燥排ガスの流量を調節する第１流量調節弁と、
前記燃焼室の前記上方空間と連通する燃焼排ガス排出路に設けられ、前記燃焼室の前記上方空間から前記燃焼室外に排出される燃焼排ガスの流量を調節する第２流量調節弁と、を備え、
前記第１流量調節弁及び前記第２流量調節弁のうち、一方の弁の開度が、他方の弁の開度よりも絞られることで、前記乾燥室及び前記燃焼室のうち、前記一方の弁が設けられた一方の室側における前記流動床の流動層高と、前記他方の弁が設けられた他方の室側における前記流動床の流動層高とが、前記一方の室の前記上方空間のガス圧と、前記他方の室の前記上方空間のガス圧との差が縮小される方向に相対変位するように調整され、
前記乾燥室内の前記バイオマスの水分量値が、予め定められた第１水分量上限値よりも大きい値であり、且つ、前記バイオマスの固形分の単位重量当たりの発熱量値が、予め定められた第１発熱量下限値以上の値である場合、前記一方の弁が前記第２流量調節弁となる、湿潤バイオマス焼却システム。

【請求項2】

前記燃焼室内の前記バイオマスの水分量値が、予め定められた第２水分量上限値以下の値であり、且つ、前記バイオマスの固形分の単位重量当たりの発熱量値が、予め定められた第２発熱量下限値未満の値である場合、前記一方の弁が前記第１流量調節弁となる、請求項１に記載の湿潤バイオマス焼却システム。

【請求項3】

前記乾燥室外に排出される前記乾燥排ガスの蒸気流量を測定する蒸気流量計を更に備える、請求項１または２に記載の湿潤バイオマス焼却システム。

【請求項4】

前記燃焼室内に配置された燃焼室温度計を更に備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の湿潤バイオマス焼却システム。

【請求項5】

前記乾燥室内に配置された乾燥室温度計を更に備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の湿潤バイオマス焼却システム。

【請求項6】

前記一方の前記室の前記ガス圧と、前記一方の前記室側における前記流動床の底部に上方から下方に向けて及ぶ圧との差圧変化、及び、前記他方の前記室の前記ガス圧と、前記他方の前記室側における前記流動床の底部に上方から下方に向けて及ぶ圧との差圧変化の少なくともいずれかにより前記流動媒体及び前記バイオマスの移動量を測定するための差圧計とを更に備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の湿潤バイオマス焼却システム。

【請求項7】

乾燥室及び燃焼室と、前記乾燥室内の下方と前記燃焼室内の下方とにわたって流動する流動媒体を含む流動床と、前記乾燥室の前記流動床の上方空間と前記燃焼室の前記流動床の上方空間とを仕切り且つ下端が前記流動床内に配置された仕切壁と、を有する湿潤バイオマス焼却炉と、
前記乾燥室側の前記流動床の下方から、前記乾燥室内でバイオマスを前記流動媒体と混合しながら乾燥するための乾燥剤ガスを前記乾燥室内に供給する乾燥剤ガス供給路と、
前記燃焼室側の前記流動床の下方から、前記乾燥室内で乾燥された前記バイオマスを前記燃焼室内で前記流動媒体と混合しながら燃焼するための燃焼剤ガスを前記燃焼室内に供給する燃焼剤ガス供給路と、
前記乾燥室の前記上方空間と連通する乾燥排ガス排出路に設けられ、前記乾燥室の前記上方空間から前記乾燥室外に排出される乾燥排ガスの流量を調節する第１流量調節弁と、
前記燃焼室の前記上方空間と連通する燃焼排ガス排出路に設けられ、前記燃焼室の前記上方空間から前記燃焼室外に排出される燃焼排ガスの流量を調節する第２流量調節弁と、を備える湿潤バイオマス焼却システムにおいて、
前記第１流量調節弁及び前記第２流量調節弁のうち、一方の弁の開度を、他方の弁の開度よりも絞ることで、前記乾燥室及び前記燃焼室のうち、前記一方の弁が設けられた一方の室側における前記流動床の流動層高と、前記他方の弁が設けられた他方の室側における前記流動床の流動層高とを、前記一方の室の前記上方空間のガス圧と、前記他方の室の前記上方空間のガス圧との差が縮小される方向に相対変位させ、
前記乾燥室内の前記バイオマスの水分量値が、予め定められた第１水分量上限値よりも大きい値であり、且つ、前記バイオマスの固形分の単位重量当たりの発熱量値が、予め定められた第１発熱量下限値以上の値である場合、前記一方の弁を前記第２流量調節弁とする、湿潤バイオマス焼却炉の運転方法。

【請求項8】

前記燃焼室内の前記バイオマスの水分量値が、予め定められた第２水分量上限値以下の値であり、且つ、前記バイオマスの固形分の単位重量当たりの発熱量値が、予め定められた第２発熱量下限値未満の値である場合、前記一方の弁を前記第１流量調節弁とする、請求項７に記載の湿潤バイオマス焼却炉の運転方法。

【請求項9】

前記乾燥室内の前記バイオマスの水分量を、前記乾燥室外に排出される前記乾燥排ガスの蒸気流量を測定する蒸気流量計により確認する、請求項７または８に記載の湿潤バイオマス焼却炉の運転方法。

【請求項10】

前記燃焼室内の温度を、前記燃焼室内に配置された燃焼室温度計により測定する、請求項７〜９のいずれか１項に記載の湿潤バイオマス焼却炉の運転方法。

【請求項11】

前記乾燥室内の温度を、前記乾燥室内に配置された乾燥室温度計により測定する、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の湿潤バイオマス焼却炉の運転方法。

【請求項12】

前記一方の前記室の前記ガス圧と、前記一方の前記室側における前記流動床の底部に上方から下方に向けて及ぶ圧との差圧変化、及び、前記他方の前記室の前記ガス圧と、前記他方の前記室側における前記流動床の底部に上方から下方に向けて及ぶ圧との差圧変化の少なくともいずれかにより前記流動媒体及び前記バイオマスの移動量を測定するための差圧計を用いて、前記相対変位に伴う前記流動媒体及び前記バイオマスの移動を確認する、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の湿潤バイオマス焼却炉の運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、湿潤バイオマス焼却システム及び湿潤バイオマス焼却炉の運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

下水汚泥等の高含水率のバイオマスの処理施設として、例えば、内部循環流動層式の湿潤バイオマス焼却炉を備える湿潤バイオマス焼却システムが知られている。内部循環流動層式の湿潤バイオマス焼却炉は、例えば特許文献１や、特願２０１５−０１３４２９号に開示されるように、乾燥室と燃焼室とを有する。乾燥室と燃焼室との各々の下方には、乾燥室と燃焼室とにわたって流動媒体が流動する流動床が設けられる。

【0003】

この湿潤バイオマス焼却炉では、乾燥室内に流動床の下方から供給される乾燥剤ガスにより、バイオマスを流動媒体と混合しながら乾燥させ、燃焼室内に流動床の下方から供給される高温の燃焼剤ガスにより、乾燥室で乾燥させたバイオマスを流動媒体と混合しながら燃焼する。バイオマスの乾燥により生じた乾燥排ガス、またはバイオマスの燃焼により生じた燃焼排ガスは、熱回収して例えば、焼却炉の外部に設けられた発電装置に導入されて発電に供される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−２７５４４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

湿潤バイオマス焼却炉は、適正な温度で運転できることが、温室効果ガスや、ダイオキシン類の排出量を低くするために望ましい。しかしながら、バイオマスの水分量やバイオマスの固形分の単位重量当たりの発熱量が変動することにより、燃焼室の温度が不安定になり、温室効果ガスやダイオキシン類の発生量が増大する恐れがある。また、乾燥室の温度が上昇すると、温度によってはガス化反応を引き起こし、焼却炉後段の設備にタール類が付着する等のトラブルが発生する可能性がある。また、乾燥排ガスや燃焼排ガスにより発電を行う場合、湿潤バイオマス焼却炉の温度が不安定になると、発電効率が低下する。

【0006】

このような問題に対し、乾燥室内に供給する乾燥剤ガスや、燃焼室内に供給する燃焼剤ガスの供給量を調節しても、各室の温度を迅速に調節することが難しい場合がある。

【0007】

そこで本発明は、乾燥室及び燃焼室を有する内部循環流動層式の湿潤バイオマス焼却炉において、湿潤バイオマス焼却炉に供給されるバイオマスの水分量やバイオマスの固形分の単位重量当たりの発熱量が一時的に変動しても、湿潤バイオマス焼却炉の乾燥室及び燃焼室の温度を迅速に調節し易くすることを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る湿潤バイオマス焼却システムは、乾燥室及び燃焼室と、前記乾燥室内の下方と前記燃焼室内の下方とにわたって流動する流動媒体を含む流動床と、前記乾燥室の前記流動床の上方空間と前記燃焼室の前記流動床の上方空間とを仕切り且つ下端が前記流動床内に配置された仕切壁と、を有する湿潤バイオマス焼却炉と、前記乾燥室側の前記流動床の下方から、前記乾燥室内でバイオマスを前記流動媒体と混合しながら乾燥するための乾燥剤ガスを前記乾燥室内に供給する乾燥剤ガス供給路と、前記燃焼室側の前記流動床の下方から、前記乾燥室内で乾燥された前記バイオマスを前記燃焼室内で前記流動媒体と混合しながら燃焼するための燃焼剤ガスを前記燃焼室内に供給する燃焼剤ガス供給路と、前記乾燥室の前記上方空間と連通する乾燥排ガス排出路に設けられ、前記乾燥室の前記上方空間から前記乾燥室外に排出される乾燥排ガスの流量を調節する第１流量調節弁と、前記燃焼室の前記上方空間と連通する燃焼排ガス排出路に設けられ、前記燃焼室の前記上方空間から前記燃焼室外に排出される燃焼排ガスの流量を調節する第２流量調節弁と、を備え、前記第１流量調節弁及び前記第２流量調節弁のうち、一方の弁の開度が、他方の弁の開度よりも絞られることで、前記乾燥室及び前記燃焼室のうち、前記一方の弁が設けられた一方の室側における前記流動床の流動層高と、前記他方の弁が設けられた他方の室側における前記流動床の流動層高とが、前記一方の室の前記上方空間のガス圧と、前記他方の室の前記上方空間のガス圧との差が縮小される方向に相対変位するように調整される。

【0009】

上記構成によれば、第１流量調節弁及び第２流量調節弁のうち、一方の弁の開度を他方の弁の開度よりも絞ることで、流動媒体の流動性を利用して、前記一方の室側における流動層高と、前記他方の室側における流動層高とを、前記一方の室内のガス圧と前記他方の室内のガス圧との差が縮小される方向に相対的に迅速に変位できる。

【0010】

従って、湿潤バイオマス焼却炉の乾燥室側の温度を高めたい場合には、第２流量調節弁の開度を第１流量調節弁の開度よりも絞ることで、燃焼室内の流動媒体及びバイオマスの一部を乾燥室内に移動させて、乾燥室内の流動媒体の量をバイオマスの量と共に増大させることができる。よって、燃焼室側から乾燥室側へ移動した高温の流動媒体及びバイオマスを、乾燥室内の流動媒体及びバイオマスと混合させることで、乾燥剤ガス供給量を増やす方法に比べて、迅速にバイオマスの乾燥を効率よく促進しながら湿潤バイオマス焼却炉の乾燥室側の温度を高め易くすることができる。

【0011】

また、湿潤バイオマス焼却炉の燃焼室側の温度を高めたい場合には、第１流量調節弁の開度を第２流量調節弁の開度よりも絞ることで、乾燥室内の流動媒体及びバイオマスの一部を燃焼室内に移動させて、燃焼室内のバイオマスの量を流動媒体の量と共に増大させることができる。よって、乾燥室側から燃焼室側へ移動した流動媒体及びバイオマスを、燃焼室内の流動媒体及びバイオマスと混合させることで、燃焼剤ガス供給量を増やす方法に比べて、迅速にバイオマスの燃焼を効率よく促進しながら湿潤バイオマス焼却炉の燃焼室側の温度を高め易くすることができる。

【0012】

よって、湿潤バイオマス焼却炉に供給されるバイオマスの水分量やバイオマスの固形分の単位重量当たりの発熱量が一時的に変動しても、乾燥室側及び燃焼室側の流動層高を相対的に変位させることで、湿潤バイオマス焼却炉の乾燥室及び燃焼室の温度を迅速に調節し易くすることができる。

【0013】

前記乾燥室外に排出される前記乾燥排ガスの蒸気流量を測定する蒸気流量計を更に備えてもよい。これにより、蒸気流量計の測定値から、乾燥室内のバイオマスの水分量を容易に確認できる。

【0014】

前記燃焼室内に配置された燃焼室温度計を更に備えてもよい。これにより、燃焼室温度計の測定値から、燃焼室内のバイオマスの固形分の単位重量当たりの発熱量を容易に確認できる。

【0015】

前記乾燥室内に配置された乾燥室温度計を更に備えてもよい。これにより、乾燥室温度計の測定値から、乾燥室内のバイオマス及び流動媒体の温度を容易に確認できる。

【0016】

前記一方の前記室の前記ガス圧と、前記一方の前記室側における前記流動床の底部に上方から下方に向けて及ぶ圧との差圧変化、及び、前記他方の前記室の前記ガス圧と、前記他方の前記室側における前記流動床の底部に上方から下方に向けて及ぶ圧との差圧変化の少なくともいずれかにより前記流動媒体及び前記バイオマスの移動量を測定するための差圧計を更に備えてもよい。これにより、前記第１流量調節弁及び前記第２流量調節弁のうち、一方の弁の開度が、他方の弁の開度よりも絞られた際に、差圧計の測定値の変化から、乾燥室と燃焼室との間における流動媒体及びバイオマスの移動を容易に確認できる。

【0017】

本発明の一態様における湿潤バイオマス焼却炉の運転方法は、乾燥室及び燃焼室と、前記乾燥室内の下方と前記燃焼室内の下方とにわたって流動する流動媒体を含む流動床と、前記乾燥室の前記流動床の上方空間と前記燃焼室の前記流動床の上方空間とを仕切り且つ下端が前記流動床内に配置された仕切壁と、を有する湿潤バイオマス焼却炉と、前記乾燥室側の前記流動床の下方から、前記乾燥室内でバイオマスを前記流動媒体と混合しながら乾燥するための乾燥剤ガスを前記乾燥室内に供給する乾燥剤ガス供給路と、前記燃焼室側の前記流動床の下方から、前記乾燥室内で乾燥された前記バイオマスを前記燃焼室内で前記流動媒体と混合しながら燃焼するための燃焼剤ガスを前記燃焼室内に供給する燃焼剤ガス供給路と、前記乾燥室の前記上方空間と連通する乾燥排ガス排出路に設けられ、前記乾燥室の前記上方空間から前記乾燥室外に排出される乾燥排ガスの流量を調節する第１流量調節弁と、前記燃焼室の前記上方空間と連通する燃焼排ガス排出路に設けられ、前記燃焼室の前記上方空間から前記燃焼室外に排出される燃焼排ガスの流量を調節する第２流量調節弁と、を備える湿潤バイオマス焼却システムにおいて、前記第１流量調節弁及び前記第２流量調節弁のうち、一方の弁の開度を他方の弁の開度よりも絞ることで、前記乾燥室及び前記燃焼室のうち、前記一方の弁が設けられた一方の室側における前記流動層高と、前記他方の弁が設けられた他方の室側における前記流動層高とを、前記一方の室の前記上方空間のガス圧と、前記他方の室の前記上方空間のガス圧との差が縮小される方向に相対変位させる。

【0018】

前記乾燥室内の前記バイオマスの水分量値が、予め定められた第１水分量上限値よりも大きい値であり、且つ、前記バイオマスの固形分の単位重量当たりの発熱量値が、予め定められた第１発熱量下限値以上の値である場合、前記一方の弁を前記第２流量調節弁としてもよい。

【0019】

上記方法によれば、乾燥室内のバイオマスの水分量値が第１水分量上限値よりも大きい値であるために湿潤バイオマス焼却炉の乾燥室側の温度が低い場合において、固形分の単位重量当たりの発熱量値が第１発熱量下限値以上の値であるために発熱量値が比較的高く、燃焼室内の高温の流動媒体を、燃焼室内において高温で燃焼されているバイオマスの一部と共に乾燥室内に移動させることで、乾燥室内のバイオマスの乾燥を迅速且つ効率的に促進しながら湿潤バイオマス焼却炉の乾燥室側の温度を高め易くすることができる。

【0020】

前記燃焼室内の前記バイオマスの水分量値が、予め定められた第２水分量上限値以下の値であり、且つ、前記バイオマスの固形分の単位重量当たりの発熱量値が、予め定められた第２発熱量下限値未満の値である場合、前記一方の弁を前記第１流量調節弁としてもよい。

【0021】

上記方法によれば、バイオマスの固形分の単位重量当たりの発熱量値が第２発熱量下限値未満の値であるために湿潤バイオマス焼却炉の燃焼室側の温度が低い場合において、乾燥室内の水分量値が第２水分量上限値以下の値であることにより水分量値が比較的低いバイオマスの一部を、乾燥室内の流動媒体の一部と共に燃焼室内に移動させることで、燃焼室内のバイオマスの燃焼を迅速且つ効率的に促進しながら湿潤バイオマス焼却炉の燃焼室側の温度を高め易くすることができる。

【0022】

前記乾燥室内の前記バイオマスの水分量を、前記乾燥室外に排出される前記乾燥排ガスの蒸気流量を測定する蒸気流量計により確認してもよい。

【0023】

前記燃焼室内の温度を、前記燃焼室内に配置された燃焼室温度計により測定してもよい。

【0024】

前記乾燥室内の温度を、前記乾燥室内に配置された乾燥室温度計により測定してもよい。

【0025】

前記一方の前記室の前記ガス圧と、前記一方の前記室側における前記流動床の底部に上方から下方に向けて及ぶ圧との差圧変化、及び、前記他方の前記室の前記ガス圧と、前記他方の前記室側における前記流動床の底部に上方から下方に向けて及ぶ圧との差圧変化の少なくともいずれかにより前記流動媒体及び前記バイオマスの移動量を測定するための差圧計を用いて、前記相対変位に伴う前記流動媒体及び前記バイオマスの移動を確認してもよい。

【発明の効果】

【0026】

本発明の各態様によれば、乾燥室及び燃焼室を有する内部循環流動層式の湿潤バイオマス焼却炉において、湿潤バイオマス焼却炉に供給されるバイオマスの水分量やバイオマスの固形分の単位重量当たりの発熱量が一時的に変動しても、湿潤バイオマス焼却炉の乾燥室及び燃焼室の温度を迅速に調節し易くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】実施形態に係る湿潤バイオマス焼却システムの全体図である。

【図2】図１の湿潤バイオマス焼却炉のバイオマスの発熱量及び水分量の関係に応じた運転方法を例示する図である。

【図3】図１の湿潤バイオマス焼却炉の第１運転方法のプロセスを示す図である。

【図4】図１の湿潤バイオマス焼却炉を第１運転方法で運転した際に乾燥室側及び燃焼室側の流動層高が相対変位した様子を示す図である。

【図5】図１の湿潤バイオマス焼却炉の第２運転方法のプロセスを示す図である。

【図6】図１の湿潤バイオマス焼却炉を第２運転方法で運転した際に乾燥室側及び燃焼室側の流動層高が相対変位した様子を示す図である。

【図7】図１の湿潤バイオマス焼却炉の第３運転方法のプロセスを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明の実施形態について、各図を参照しながら説明する。

【0029】

［湿潤バイオマス焼却システム１の構成］
図１は、実施形態に係る湿潤バイオマス焼却システム１の全体図である。図１に示すように、湿潤バイオマス焼却システム１は、湿潤バイオマス焼却炉２、バイオマス供給路Ｒ１、乾燥剤ガス供給路Ｒ２、燃焼剤ガス供給路Ｒ３、乾燥排ガス排出路Ｒ４、燃焼排ガス排出路Ｒ５、燃焼灰排出路Ｒ６、補助燃料供給路Ｒ７、第１流量調節弁Ｖ１、第２流量調節弁Ｖ２、及び制御装置３を備えている。

【0030】

湿潤バイオマス焼却炉２は、乾燥室２ａ、燃焼室２ｂ、仕切壁２ｃ、炉床２ｄ、複数のノズル２ｅ、流動床２ｆ、風箱２ｇ、２ｈ、上方空間１５、１６、蒸気流量計Ｄ１、乾燥室温度計Ｄ２、燃焼室温度計Ｄ３、乾燥室差圧計Ｄ４、及び燃焼室差圧計Ｄ５を有する。

【0031】

乾燥室２ａと燃焼室２ｂとは、湿潤バイオマス焼却炉２の内部に仕切壁２ｃを隔てて設けられている。乾燥室２ａでは、乾燥室２ａの上方に設けられたバイオマス供給口２ａ１を介して外部から供給されるバイオマス２５が乾燥される。燃焼室２ｂでは、乾燥室２ａ内で乾燥されたバイオマス２５が燃焼される。

【0032】

湿潤バイオマス焼却炉２の運転時において、乾燥室２ａ内の温度は、バイオマス２５を乾燥させるために適した温度範囲の値に設定され、燃焼室２ｂ内の温度は、バイオマス２５を燃焼させるために適した温度範囲の値に設定される。このときの乾燥室２ａ内の温度と燃焼室２ｂ内の温度とは、適宜設定が可能である。

【0033】

仕切壁２ｃは、乾燥室２ａ側の流動床２ｆの上方空間１５と、燃焼室２ｂ側の流動床２ｆの上方空間１６とを仕切っている。仕切壁２ｃの下端は、流動床２ｆ内に配置されている。これにより上方空間（フリーボード）１５、１６は、互いに隔離されている。

【0034】

炉床２ｄは、乾燥室２ａと燃焼室２ｂとの下方にわたって配置されている。複数のノズル２ｅは、炉床２ｄの上面に乾燥室２ａ側と燃焼室２ｂ側とにわたって分散して配置されている。流動床２ｆは、炉床２ｄの上方で、乾燥室２ａの下方と燃焼室２ｂの下方とにわたって配置されている。流動床２ｆは、乾燥室２ａの下方と燃焼室２ｂの下方とにわたって流動する流動媒体（粒子状物質）２０を含む。流動媒体２０は、例えば珪砂であるが、これに限定されない。湿潤バイオマス焼却炉２の運転時において、例えば、乾燥室２ａ内の流動床２ｆの温度は、バイオマス２５の熱分解温度以下の温度範囲の値に設定されることが望ましく、燃焼室２ｂ内の流動床２ｆの温度は、５００℃以上、８００℃以下の温度範囲の値に設定されることがより望ましい。風箱２ｇ、２ｈは、内部が中空の箱体である。風箱２ｇは、乾燥室２ａ側の炉床２ｄの下方に設けられている。風箱２ｈは、燃焼室２ｂ側の炉床２ｄの下方に設けられている。

【0035】

バイオマス供給路Ｒ１は、外部から乾燥室２ａ内にバイオマス２５を供給する。バイオマス供給路Ｒ１は、バイオマス供給口２ａ１に接続されている。乾燥剤ガス供給路Ｒ２は、乾燥室２ａ内でバイオマス２５を流動媒体２０と混合させながら乾燥させるための乾燥剤ガスを乾燥室２ａ内に供給する。乾燥剤ガス供給路Ｒ２は、風箱２ｇに接続されている。乾燥剤ガスは過熱蒸気であるが、これに限定されない。燃焼剤ガス供給路Ｒ３は、乾燥室２ａ内で乾燥されたバイオマス２５を燃焼室２ｂ内で流動媒体２０と混合しながら燃焼するための燃焼剤ガスを燃焼室２ｂ内に供給する。燃焼剤ガス供給路Ｒ３は、風箱２ｈに接続されている。燃焼剤ガスは空気であるが、これに限定されない。

【0036】

乾燥排ガス排出路Ｒ４は、上方空間１５中のバイオマス２５の乾燥により生じた乾燥排ガスを乾燥室２ａ外に排出する。乾燥排ガス排出路Ｒ４は、乾燥室２ａに接続されている。燃焼排ガス排出路Ｒ５は、上方空間１６中のバイオマス２５の燃焼により生じた燃焼排ガスを燃焼室２ｂ外に排出する。燃焼排ガス排出路Ｒ５は、燃焼室２ｂに接続されている。燃焼灰排出路Ｒ６は、バイオマス２５の燃焼により生じた燃焼灰を燃焼室２ｂ外に排出する。燃焼灰排出路Ｒ６は、燃焼室２ｂに接続されている。補助燃料供給路Ｒ７は、バイオマス２５の燃焼を補助するための補助燃料を燃焼室２ｂ内に供給する。補助燃料供給路Ｒ７は、燃焼室２ｂの壁部に接続されている。補助燃料は可燃性ガスであるが、これに限定されない。

【0037】

第１流量調節弁Ｖ１は、上方空間１５から乾燥室２ａ外に排出される乾燥排ガスの流量を調節する。第１流量調節弁Ｖ１は、上方空間１５と連通して設けられている。第１流量調節弁Ｖ１は乾燥排ガス排出路Ｒ４の途中に設けられ、乾燥排ガス排出路Ｒ４を流通する乾燥排ガスの流量を調節する。第１流量調節弁Ｖ１は、例えば、乾燥室２ａの壁部に直接設けられてもよい。第１流量調節弁Ｖ１は、湿潤バイオマス焼却システム１の設定では全開状態に設定される。上方空間１５内のガス圧（以下、乾燥室フリーボード圧と称する。）は、第１流量調節弁Ｖ１の乾燥排ガス流量を絞ると上昇し、開放すると低下する。

【0038】

第２流量調節弁Ｖ２は、上方空間１６から燃焼室２ｂ外に排出される燃焼排ガスの流量を調節する。第２流量調節弁Ｖ２は、上方空間１６と連通して設けられている。第２流量調節弁Ｖ２は燃焼排ガス排出路Ｒ５の途中に設けられ、燃焼排ガス排出路Ｒ５を流通する燃焼排ガスの流量を調節する。第２流量調節弁Ｖ２は、例えば、燃焼室２ｂの壁部に直接設けられてもよい。第２流量調節弁Ｖ２は、湿潤バイオマス焼却システム１の設定では全開状態に設定される。上方空間１６内のガス圧（以下、燃焼室フリーボード圧と称する。）は、第２流量調節弁Ｖ２の燃焼排ガス流量を絞ると上昇し、開放すると低下する。

【0039】

蒸気流量計Ｄ１は、上方空間１５から乾燥室２ａ外に排出される乾燥排ガスの蒸気流量を測定する。蒸気流量計Ｄ１は、本実施形態では乾燥排ガス排出路Ｒ４の第１流量調節弁Ｖ１が配置された位置よりも下流側の位置に配置され、乾燥排ガス排出路Ｒ４を流通する乾燥排ガスの蒸気流量を測定する。

【0040】

乾燥室温度計Ｄ２は、乾燥室２ａ内に配置されて乾燥室２ａ内の温度を測定する。燃焼室温度計Ｄ３は、燃焼室２ｂ内に配置されて燃焼室２ｂ内の温度を測定する。乾燥室温度計Ｄ２は、乾燥室２ａの上方空間１５に露出する壁部に配置され、乾燥室２ａ内の代表温度を測定する。燃焼室温度計Ｄ３は、燃焼室２ｂの上方空間１６に露出する壁部に配置され、燃焼室２ｂ内の代表温度を測定する。乾燥室温度計Ｄ２及び燃焼室温度計Ｄ３の各々は、室内の最高温度または最低温度を測定するように配置されてもよい。

【0041】

湿潤バイオマス焼却システム１は、乾燥室フリーボード圧と、乾燥室２ａ側における流動床２ｆの底部に上方から下方に向けて及ぶ圧との差圧変化、及び、燃焼室フリーボード圧と、燃焼室２ｂ側における流動床２ｆの底部に上方から下方に向けて及ぶ圧との差圧変化の少なくともいずれかにより流動媒体２０及びバイオマス２５の移動量を測定するための差圧計を有する。

【0042】

本実施形態では、湿潤バイオマス焼却システム１は、前記差圧計として、乾燥室差圧計Ｄ４及び燃焼室差圧計Ｄ５を有する。乾燥室差圧計Ｄ４は、乾燥室フリーボード圧と、乾燥室２ａ側における流動床２ｆの底部に上方から下方に向けて及ぶ圧との差圧変化を測定する。燃焼室差圧計Ｄ５は、燃焼室フリーボード圧と、燃焼室２ｂ側における流動床２ｆの底部に上方から下方に向けて及ぶ圧との差圧変化を測定する。

【0043】

制御装置３は、一例として、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等を備えたコンピュータであり、第１流量調節弁Ｖ１と第２流量調節弁Ｖ２との各流量を制御する。前記ＲＯＭには、所定の制御プログラムが格納されている。制御装置３は、前記制御プログラムに基づいて、蒸気流量計Ｄ１、各温度計Ｄ２、Ｄ３、及び各差圧計Ｄ４、Ｄ５の検出値を監視し、第１流量調節弁Ｖ１と第２流量調節弁Ｖ２との各流量を所定のタイミングで調節する。

【0044】

図１に示すように、湿潤バイオマス焼却炉２の運転時には、乾燥室２ａ側に配置された各ノズル２ｅから、乾燥剤ガス供給路Ｒ２を通過した乾燥剤ガスが風箱２ｇを経由して乾燥室２ａ内に噴出される。乾燥剤ガスは、流動媒体２０及びバイオマス２５中に複数の気泡となって混入する。各ノズル２ｅから噴出する乾燥剤ガスにより、バイオマス２５は、流動媒体２０と混合されながら乾燥される。これにより乾燥されたバイオマス２５は、流動媒体２０と共に乾燥室２ａ側から燃焼室２ｂ側へ移動する。上方空間１５内の乾燥排ガスは、乾燥排ガス排出路Ｒ４及び第１流量調節弁Ｖ１を流通して乾燥室２ａ外に排出される。乾燥剤ガスに過熱蒸気などの非酸化性ガスを用いた場合、乾燥室２ａ内ではバイオマス２５は燃焼せず、乾燥排ガスに酸素成分が含まれるのが防止される。

【0045】

また、湿潤バイオマス焼却炉２の運転時には、燃焼室２ｂ側に配置された各ノズル２ｅから、燃焼剤ガス供給路Ｒ３を通過した燃焼剤ガスが、風箱２ｈを経由して燃焼室２ｂ内に噴出される。燃焼剤ガスは、流動媒体２０及びバイオマス２５中に複数の気泡となって混入する。各ノズル２ｅから噴出する燃焼剤ガスにより、バイオマス２５は、流動媒体２０と混合されながら燃焼される。上方空間１６内の燃焼排ガスは、燃焼排ガス排出路Ｒ５及び第２流量調節弁Ｖ２を介して燃焼室２ｂ外に排出され、燃焼灰は、燃焼灰排出路Ｒ６を流通して燃焼室２ｂ外に排出される。燃焼室２ｂにおいてバイオマス２５の燃焼により生じた熱は、流動媒体２０と共に燃焼室２ｂ側から乾燥室２ａ側へ移動し、乾燥室２ａ内におけるバイオマス２５の乾燥に用いられる。

【0046】

ここで湿潤バイオマス焼却炉２では、仕切壁２ｃの下端が流動床２ｆの内部に配置された状態で、乾燥室フリーボード圧が第１流量調節弁Ｖ１により調整され、燃焼室フリーボード圧が第２流量調節弁Ｖ２により調節される。これにより湿潤バイオマス焼却炉２は、第１流量調節弁Ｖ１及び第２流量調節弁Ｖ２のうち、一方の弁の開度が、他方の弁の開度よりも絞られることで、乾燥室２ａ及び燃焼室２ｂのうち、前記一方の弁が設けられた一方の室側における流動床２ｆの流動層高（流動床２ｆの上面の高さ位置）と、前記他方の弁が設けられた他方の室側における流動床２ｆの流動層高とが、前記一方の室の上方空間のガス圧と、前記他方の室の上方空間のガス圧との差が縮小される方向に相対変位するように調整される。

【0047】

流動媒体２０及びバイオマス２５が全体として高い流動性を有していることにより、第１流量調節弁Ｖ１または第２流量調節弁Ｖ２を調節して、上方空間１５、１６のいずれかのガス圧を例えば通常運転時よりも数ｋＰａ程度高めることで、流動床２ｆの乾燥室２ａ側及び燃焼室２ｂ側の各流動層高は、スムーズに相対的に変位させられる。

【0048】

［湿潤バイオマス焼却炉２の運転方法］
湿潤バイオマス焼却炉２の運転方法を例示する。図２は、図１の湿潤バイオマス焼却炉２のバイオマス２５の発熱量及び水分量の関係に応じた運転方法を例示する図である。図２に示すように、バイオマス２５の固形分の単位重量当たりの発熱量値（以下、単にバイオマス２５の発熱量値と称する。）が、発熱量の基準範囲の下限値以上の値であり、且つ、乾燥室２ａ内のバイオマス２５の水分量値が、水分量の基準範囲の上限値以下の値である場合、湿潤バイオマス焼却炉２は、第１流量調節弁Ｖ１及び第２流量調節弁Ｖ２が全開状態に設定された通常の運転方法で運転される。

【0049】

バイオマス２５の発熱量値が、発熱量の基準範囲の下限値以上の値であり、且つ、乾燥室２ａ内のバイオマス２５の水分量値が、水分量の基準範囲の上限値よりも大きい値である場合、湿潤バイオマス焼却炉２は、第２流量調節弁Ｖ２を調節して、以下に示す第１運転方法により運転される。

【0050】

また、バイオマス２５の発熱量値が、発熱量の基準範囲の下限値未満の値であり、乾燥室２ａ内のバイオマス２５の水分量値が、水分量の基準範囲の上限値以下の値である場合、湿潤バイオマス焼却炉２は、第１流量調節弁Ｖ１を調節して、以下に示す第２運転方法により運転される。

【0051】

また、バイオマス２５の発熱量値が、発熱量の基準範囲の下限値未満の値であり、且つ、水分量値が、水分量の基準範囲の上限値よりも大きい値である場合、湿潤バイオマス焼却炉２は、補助燃料を使用して、以下に示す第３運転方法により運転される。

【0052】

このように湿潤バイオマス焼却システム１では、バイオマス２５の発熱量及び水分量の関係に応じて湿潤バイオマス焼却炉２の運転方法を変更することで、湿潤バイオマス焼却炉２の乾燥室２ａ及び燃焼室２ｂの温度が効率よく安定化される。

【0053】

次に、湿潤バイオマス焼却炉２の第１運転方法を具体的に例示する。図３は、図１の湿潤バイオマス焼却炉２の第１運転方法のプロセスを示す図である。図４は、図１の湿潤バイオマス焼却炉２を第１運転方法で運転した際に乾燥室２ａ側及び燃焼室２ｂ側の流動床２ｆの各流動層高が相対変位した様子を示す図である。図４では、湿潤バイオマス焼却炉２の通常運転時の乾燥室２ａ側及び燃焼室２ｂ側の流動床２ｆの各流動層高を破線Ｌで示している。

【0054】

図３に示すように、第１運転方法では、制御装置３は、前記制御プログラムに基づき、まず第１流量調節弁Ｖ１及び第２流量調節弁Ｖ２を全開状態に設定する（ステップＳ１）。この状態で制御装置３は、湿潤バイオマス焼却炉２を通常運転するように制御しながら、蒸気流量計Ｄ１、乾燥室温度計Ｄ２、及び燃焼室温度計Ｄ３の各測定値を監視する。

【0055】

制御装置３は、蒸気流量計Ｄ１の測定値が、蒸気流量の基準範囲の上限値である蒸気流量上限値Ｆ_ＭＡＸよりも大きい値であることから、乾燥室２ａ内のバイオマス２５の水分量値が、予め定められた第１水分量上限値（本実施形態では水分量の基準範囲の水分量上限値Ｍ_ＭＡＸ）よりも大きい値であると判定すると共に、乾燥室温度計Ｄ２の測定値から、乾燥室２ａ内の温度が基準温度範囲の下限温度Ｑ_ＭＩＮ未満であると判定した場合、一時的にバイオマス２５の水分量が多くなったために湿潤バイオマス焼却炉２の乾燥室２ａ内の温度が上がりにくくなっており、湿潤バイオマス焼却炉２の乾燥室２ａ側の温度を高める必要があると判定する。また制御装置３は、燃焼室温度計Ｄ３の測定値から、燃焼室２ｂ内の温度が基準温度範囲の下限温度Ｔ_ＭＩＮ以上であると判定することにより、バイオマス２５の発熱量値が、予め定められた第１発熱量下限値（本実施形態では発熱量の基準範囲の発熱量下限値Ｃ_ＭＩＮ）以上の値であると判定する（ステップＳ２）。

【0056】

このように、乾燥室２ａ内のバイオマス２５の水分量値が、予め定められた第１水分量上限値よりも大きい値であり、且つ、バイオマス２５の発熱量値が、予め定められた第１発熱量下限値以上の値である場合、制御装置３は、前記一方の弁を第２流量調節弁Ｖ２とする。具体的に制御装置３は、第２流量調節弁Ｖ２を制御し、第２流量調節弁Ｖ２の開度が所定量となるように、第２流量調節弁Ｖ２の開度を第１流量調節弁Ｖ１の開度よりも絞る（ステップＳ３）。ここで制御装置３は、例えば、第１流量調節弁Ｖ１を全開状態に保持しつつ、第２流量調節弁Ｖ２の燃焼排ガス流量値が所定範囲の値となるように第２流量調節弁Ｖ２の開度を絞る。このときの燃焼排ガス流量値は、適宜調整が可能であるが、例えば、第２流量調節弁Ｖ２の全開状態の６０％以上９８％以下の範囲の値が望ましく、７０％以上９５％以下の範囲の値がより望ましく、８０％以上９０％以下の範囲の値が一層望ましい。

【0057】

ここで、乾燥室２ａ内には、乾燥剤ガス供給路Ｒ２を流通した乾燥剤ガスが連続的に供給され、燃焼室２ｂ内には、燃焼剤ガス供給路Ｒ３を流通した燃焼剤ガスが連続的に供給されている。従って、制御装置３が第２流量調節弁Ｖ２の開度を第１流量調節弁Ｖ１の開度よりも絞ることで、乾燥室フリーボード圧に比べて、燃焼室フリーボード圧を上昇させることができる。これにより制御装置３は、流動媒体２０の流動性を利用して、乾燥室２ａ側における流動床２ｆの流動層高と、燃焼室２ｂ側における流動床２ｆの流動層高とを、乾燥室フリーボード圧と燃焼室フリーボード圧との差が縮小される方向に迅速に相対変位させる。図４に示すように、具体的に制御装置３は、第２流量調節弁Ｖ２の開度を第１流量調節弁Ｖ１の開度よりも絞ることで、燃焼室２ｂ内の流動媒体２０及びバイオマス２５の一部を燃焼室２ｂ側から乾燥室２ａ側へ迅速に移動させ、乾燥室２ａ側における流動層高ｈ１を、燃焼室２ｂ側における流動層高ｈ２よりも高く変位させる。

【0058】

制御装置３は、前記相対変位に伴って流動媒体２０及びバイオマス２５が移動したことを、乾燥室２ａ及び燃焼室２ｂのうちの少なくとも一方における流動床２ｆの下方に配置された差圧計により判定する（ステップＳ４）。具体的に制御装置３は、ステップＳ３における第２流量調節弁Ｖ２の制御前に比べて、乾燥室差圧計Ｄ４の測定値が所定の測定値よりも大きくなったと判定し、あるいは燃焼室差圧計Ｄ５の測定値が所定の測定値より下がったと判定することで、燃焼室２ｂ内の流動媒体２０及びバイオマス２５の一部が乾燥室２ａへ移動したと判定する。

【0059】

このように第１運転方法では、乾燥室２ａ内のバイオマス２５の水分量値が第１水分量上限値よりも大きい値であるために湿潤バイオマス焼却炉２の乾燥室２ａ側の温度が低い場合において、バイオマス２５の発熱量値が第１発熱量下限値以上の値であるために発熱量値が比較的高く、燃焼室２ｂ内において高温で燃焼されているバイオマス２５の一部を、燃焼室２ｂ内の高温の流動媒体２０の一部と共に乾燥室２ａ内に移動させることで、乾燥室２ａ内のバイオマス２５の乾燥を迅速且つ効率的に促進しながら湿潤バイオマス焼却炉２の乾燥室２ａ側の温度を高め易くする。

【0060】

具体的には、湿潤バイオマス焼却炉２の乾燥室２ａ側の温度を高めたい場合には、第２流量調節弁Ｖ２の開度が第１流量調節弁Ｖ１の開度よりも絞られるように第２流量調節弁Ｖ２を調節することで、燃焼室２ｂ内の流動媒体２０及びバイオマス２５の一部を乾燥室２ａ内に移動させて、乾燥室２ａ内のバイオマス２５の量を流動媒体２０の量と共に増大できる。よって、燃焼室２ｂ側から乾燥室２ａ側へ移動した高温の流動媒体２０及びバイオマス２５を、乾燥室２ａ内の流動媒体２０及びバイオマス２５と混合して、バイオマス２５の乾燥を効率よく促進しながら湿潤バイオマス焼却炉２の乾燥室２ａ側の温度を迅速に高め易くすることができる。これにより、湿潤バイオマス焼却炉２の温度変動の耐性が高められる。

【0061】

また、仕切壁２ｃの下端を通って乾燥室２ａ側から燃焼室２ｂ側へ移動する流動媒体２０及びバイオマス２５の移動速度を一定に維持することで、上記のように第２流量調節弁Ｖ２を調節することにより、燃焼室２ｂ側から乾燥室２ａ側へ移動した高温の流動媒体２０及びバイオマス２５の乾燥室２ａ内での滞留時間を増大させることができ、湿潤バイオマス焼却炉２の乾燥室２ａ側のバイオマスの乾燥時間を長くすることができる。

【0062】

制御装置３は、蒸気流量計Ｄ１の測定値が蒸気流量上限値Ｆ_ＭＡＸ以下の値になったことから、バイオマス２５の水分量値が水分量上限値Ｍ_ＭＡＸ以下の値になったと判定すると共に、乾燥室温度計Ｄ２の測定値から、乾燥室２ａ内の温度が下限温度Ｑ_ＭＩＮ以上となったと判定する。これにより制御装置３は、バイオマス２５の性状が適正な状態に戻ったと判定する（ステップＳ５）。

【0063】

その後、制御装置３は、第２流量調節弁Ｖ２の開度を緩やかに全開状態に戻す（ステップＳ６）。これにより、乾燥室２ａ側における流動層高ｈ１と、燃焼室２ｂ側における流動層高ｈ２との差を縮小させて、湿潤バイオマス焼却炉２の状態を通常運転の状態に移行させる。

【0064】

なお、バイオマス２５の発熱量値がある程度低いと、ステップＳ３を開始しても、乾燥室２ａ内の温度が上がりにくくなることが考えられる。この場合、制御装置３が、ステップＳ３を開始してから、ステップＳ５において乾燥室温度計Ｄ２の測定値から乾燥室２ａ内の温度が下限温度Ｑ_ＭＩＮ以上になったと判定するまでの時間を長めに設定することで対応できる。

【0065】

また、制御装置３がステップＳ３を行ってから、ステップＳ５において乾燥室温度計Ｄ２の測定値から乾燥室２ａ内の温度が下限温度Ｑ_ＭＩＮ以上になったことを確認するまでの時間が長く掛かる場合、制御装置３は、補助燃料供給路Ｒ７から燃焼室２ｂ内に補助燃料を供給し、燃焼室２ｂの温度を上昇させてもよい。この場合、制御装置３は、燃焼室２ｂ側から乾燥室２ａ側へ燃焼室２ｂ内の流動媒体２０及びバイオマス２５の一部が移動したことにより、乾燥室温度計Ｄ２の測定値から、乾燥室２ａ内の温度が下限温度Ｑ_ＭＩＮ以上になったと判定すると、補助燃料の供給を停止させ、湿潤バイオマス焼却炉２の状態を通常運転の状態に移行させる。

【0066】

次に、湿潤バイオマス焼却炉２の第２運転方法を具体的に例示する。図５は、図１の湿潤バイオマス焼却炉２の第２運転方法のプロセスを示す図である。図６は、図１の湿潤バイオマス焼却炉２を第２運転方法で運転した際に乾燥室２ａ側及び燃焼室２ｂ側の流動床２ｆの各流動層高が相対変位した様子を示す図である。図６では図４と同様に、湿潤バイオマス焼却炉２の通常運転時の乾燥室２ａ側及び燃焼室２ｂ側の流動床２ｆの各流動層高を破線Ｌで示している。

【0067】

図５に示すように第２運転方法では、制御装置３はステップＳ１と同様に、まず第１流量調節弁Ｖ１及び第２流量調節弁Ｖ２を全開状態に設定する（Ｓ１１）。この状態で制御装置３は、湿潤バイオマス焼却炉２を通常運転するように制御しながら、蒸気流量計Ｄ１及び燃焼室温度計Ｄ３の各測定値を監視する。

【0068】

制御装置３は、蒸気流量計Ｄ１の測定値が蒸気流量上限値Ｆ_ＭＡＸ以下の値であることから、燃焼室２ｂ内のバイオマス２５の水分量値が、予め定められた第２水分量上限値（本実施形態では水分量上限値Ｍ_ＭＡＸ）以下の値であると判定すると共に、燃焼室温度計Ｄ３の測定値から、燃焼室２ｂ内の温度が下限温度Ｔ_ＭＩＮ未満であると判定した場合、一時的にバイオマス２５の発熱量値が、予め定められた第２発熱量下限値（本実施形態では発熱量下限値Ｃ_ＭＩＮ）未満の値になっているために、湿潤バイオマス焼却炉２の燃焼室２ｂ内の温度が上がりにくくなっており、湿潤バイオマス焼却炉２の燃焼室２ｂ側の温度を高める必要があると判定する（ステップＳ１２）。

【0069】

このように、燃焼室２ｂ内のバイオマス２５の水分量値が、予め定められた第２水分量上限値以下の値であり、且つ、バイオマス２５の発熱量値が、予め定められた第２発熱量下限値未満の値である場合、制御装置３は、前記一方の弁を第１流量調節弁Ｖ１とする。具体的に制御装置３は、第１流量調節弁Ｖ１を制御し、第１流量調節弁Ｖ１の開度が所定量となるように、第１流量調節弁Ｖ１の開度を第２流量調節弁Ｖ２の開度よりも絞る（ステップＳ１３）。ここで制御装置３は、例えば、第２流量調節弁Ｖ２を全開状態に保持しつつ、第１流量調節弁Ｖ１の乾燥排ガス流量値が所定範囲の値となるように第１流量調節弁Ｖ１の開度を絞る。このときの乾燥排ガス流量値は、適宜調整が可能であるが、例えば、第１流量調節弁Ｖ１の全開状態の５５％以上９３％以下の範囲の値が望ましく、６５％以上９０％以下の範囲の値がより望ましく、７５％以上８５％以下の範囲の値が一層望ましい。

【0070】

制御装置３は、第１流量調節弁Ｖ１の開度を第２流量調節弁Ｖ２の開度よりも絞ることで、燃焼室フリーボード圧に比べて乾燥室フリーボード圧を上昇させる。図６に示すように、これにより制御装置３は、第１運転方法とは逆に、乾燥室２ａ内の流動媒体２０及びバイオマス２５の一部を乾燥室２ａ側から燃焼室２ｂ側へ迅速に移動させ、燃焼室２ｂ側における流動層高ｈ２を、乾燥室２ａ側における流動層高ｈ１よりも高く変位させる。

【0071】

制御装置３は、ステップＳ１３における第１流量調節弁Ｖ１の制御前に比べて、燃焼室差圧計Ｄ５の測定値が所定値よりも大きくなったと判定し、あるいは乾燥室差圧計Ｄ４の測定値が所定値よりも小さくなったと判定することで、乾燥室２ａ内の流動媒体２０及びバイオマス２５の一部が燃焼室２ｂへ移動したと判定する（ステップＳ１４）。

【0072】

このように第２運転方法では、バイオマス２５の発熱量値が第２発熱量下限値未満の値であるために湿潤バイオマス焼却炉２の燃焼室２ｂ側の温度が低い場合において、乾燥室２ａ内の水分量値が第２水分量上限値以下の値であることにより水分量値が比較的低いバイオマス２５の一部を、乾燥室２ａ内の流動媒体２０の一部と共に燃焼室２ｂ内に移動させることで、燃焼室２ｂ内のバイオマス２５の燃焼を迅速且つ効率的に促進しながら湿潤バイオマス焼却炉２の燃焼室２ｂ側の温度を高め易くする。

【0073】

具体的に湿潤バイオマス焼却炉２の燃焼室２ｂ側の温度を高めたい場合には、第１流量調節弁Ｖ１の開度が第２流量調節弁Ｖ２の開度よりも絞られるように第１流量調節弁Ｖ１を調節することで、乾燥室２ａ内の流動媒体２０及びバイオマス２５の一部を燃焼室２ｂ内に移動させて、燃焼室２ｂ内のバイオマス２５の量を流動媒体２０の量と共に増大できる。よって、乾燥室２ａ側から燃焼室２ｂ側へ移動した流動媒体２０及びバイオマス２５を、燃焼室２ｂ内の流動媒体２０及びバイオマス２５と混合して、バイオマス２５の燃焼を効率よく促進しながら湿潤バイオマス焼却炉２の燃焼室２ｂ側の温度を迅速に高め易くすることができる。これにより、湿潤バイオマス焼却炉２の温度変動の耐性が高められる。

【0074】

制御装置３は、燃焼室温度計Ｄ３の測定値から、燃焼室２ｂ内の温度が下限温度Ｔ_ＭＩＮ以上になったと判定することで、バイオマス２５の発熱量値が発熱量下限値Ｃ_ＭＩＮ以上の値になったと判定する。これにより制御装置３は、バイオマス２５の性状が適正な状態に戻ったと判定する（ステップＳ１５）。

【0075】

その後、制御装置３は、第１流量調節弁Ｖ１の開度を緩やかに全開状態に戻し（ステップＳ１６）、乾燥室２ａ側における流動層高ｈ１と、燃焼室２ｂ側における流動層高ｈ２との差を縮小させて、湿潤バイオマス焼却炉２の状態を通常運転の状態に移行させる。

【0076】

なお、バイオマス２５の水分量がある程度多いと、ステップＳ１３を開始しても、燃焼室２ｂ内の温度が上がりにくくなることが考えられる。この場合、ステップＳ１５において、制御装置３がステップＳ１３を開始してから、燃焼室温度計Ｄ３の測定値から燃焼室２ｂ内の温度が下限温度Ｔ_ＭＩＮ以上になったと判定するまでの時間を長めに設定することで対応できる。

【0077】

次に、湿潤バイオマス焼却炉２の第３運転方法を具体的に例示する。図７は、図１の湿潤バイオマス焼却炉２の第３運転方法のプロセスを示す図である。図７に示すように、第３運転方法では、制御装置３はステップＳ１と同様に、まず第１流量調節弁Ｖ１及び第２流量調節弁Ｖ２を全開状態に設定して（ステップＳ２１）、湿潤バイオマス焼却システム１を運転するように制御しながら、蒸気流量計Ｄ１及び燃焼室温度計Ｄ３の各測定値を監視する。

【0078】

制御装置３は、蒸気流量計Ｄ１の測定値が、蒸気流量上限値Ｆ_ＭＡＸよりも大きい値であることから、乾燥室２ａ内のバイオマス２５の水分量値が、予め定められた第３水分量値（本実施形態では水分量上限値Ｍ_ＭＡＸ）よりも大きい値であると判定すると共に、燃焼室温度計Ｄ３の測定値から、燃焼室２ｂ内の温度が下限温度Ｔ_ＭＩＮ未満であると判定することにより、バイオマス２５の発熱量の値が、予め定められた第３発熱量下限値（本実施形態では発熱量下限値Ｃ_ＭＩＮ）未満の値であると判定する。これにより制御装置３は、バイオマス２５の発熱量値が発熱量下限値Ｃ_ＭＩＮ未満の値であり、且つ、水分量値が水分量上限値Ｍ_ＭＡＸよりも大きい値であるために、燃焼室２ｂ内の温度が上がりにくくなっており、湿潤バイオマス焼却炉２の燃焼室２ｂ側の温度を高める必要があると判定する（ステップＳ２２）。

【0079】

制御装置３は、補助燃料供給路Ｒ７から燃焼室２ｂ内に補助燃料を供給し、バイオマス２５の燃焼を促進して燃焼室２ｂ内の温度を上昇させる（ステップＳ２３）。制御装置３は、燃焼室温度計Ｄ３の測定値から、燃焼室２ｂ内の温度が下限温度Ｔ_ＭＩＮ以上になったと判定することにより、バイオマス２５の性状が適正な状態に戻ったと判定する（ステップＳ２４）。その後、制御装置３は、補助燃料供給路Ｒ７から燃焼室２ｂ内への補助燃料の供給を停止させ、湿潤バイオマス焼却炉２の状態を通常の運転状態に移行させる（ステップＳ２５）。

【0080】

ここで、下限温度Ｑ_ＭＩＮ、Ｔ_ＭＩＮ、蒸気流量上限値Ｆ_ＭＡＸ、水分量上限値Ｍ_ＭＡＸ、及び発熱量下限値Ｃ_ＭＩＮは、湿潤バイオマス焼却炉２の通常の運転状態における湿潤バイオマス焼却炉２の乾燥室２ａ及び燃焼室２ｂの各基準温度範囲、乾燥室２ａ及び燃焼室２ｂの各容積、及びバイオマス２５の特性等に応じて適宜設定できる。水分量上限値Ｍ_ＭＡＸは、例えば、バイオマス２５が燃焼室２ｂで自燃可能な水分量上限値よりも大きい値に設定できる。また、発熱量下限値Ｃ_ＭＩＮは、例えば、水分量上限値Ｍ_ＭＡＸ以下のバイオマス２５を燃焼室２ｂ内で燃焼させたときに、燃焼室２ｂ内の温度が８００℃を下回らない発熱量値に設定できる。

【0081】

以上説明したように湿潤バイオマス焼却炉２では、通常の運転方法または第３運転方法に加えて、第１運転方法または第２運転方法による運転が可能であるため、湿潤バイオマス焼却炉２に供給されるバイオマス２５の水分量やバイオマス２５の発熱量が一時的に変動しても、乾燥室２ａ側及び燃焼室２ｂ側の流動床２ｆの各流動層高を相対的に変位させることで、湿潤バイオマス焼却炉２の乾燥室２ａ及び燃焼室２ｂの温度を迅速に調節し易くすることができる。よって、湿潤バイオマス焼却炉２を安定した温度で駆動でき、ランニングコストが低く、良好な燃焼効率で湿潤バイオマス焼却システム１を運転できる。

【0082】

また、湿潤バイオマス焼却システム１が蒸気流量計Ｄ１を備えているので、蒸気流量計Ｄ１の測定値から、乾燥室２ａ内のバイオマス２５の水分量を容易に確認できる。また、湿潤バイオマス焼却システム１が燃焼室温度計Ｄ３を備えているので、燃焼室温度計Ｄ３の測定値から、燃焼室２ｂ内のバイオマス２５の発熱量を容易に確認できる。また、湿潤バイオマス焼却システム１が乾燥室温度計Ｄ２を備えているので、乾燥室温度計Ｄ２の測定値から、乾燥室２ａ内のバイオマス２５及び流動媒体２０の温度を容易に確認できる。

【0083】

また、湿潤バイオマス焼却システム１が前記差圧計（本実施形態では乾燥室差圧計Ｄ４及び燃焼室差圧計Ｄ５）を備えているので、第１流量調節弁Ｖ１及び第２流量調節弁Ｖ２のうち、一方の弁のガス流量が所定値より少なくなった際に、前記差圧計の測定値の変化から、乾燥室２ａと燃焼室２ｂとの間における流動媒体２０及びバイオマス２５の移動を容易に確認できる。

【0084】

なお、本発明は、上記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で、その構成を変更、追加、または削除できる。第１水分量、第２水分量、及び第３水分量のうちの少なくとも２つの水分量は、異なる値であってもよい。また、第１流量調節弁Ｖ１と第２流量調節弁Ｖ２との少なくとも一方は、湿潤バイオマス焼却システム１のオペレータが手動で制御してもよい。

【符号の説明】

【0085】

Ｃ_ＭＩＮ 発熱量下限値（第１発熱量下限値、第２発熱量下限値）
Ｄ１ 蒸気流量計
Ｄ２ 乾燥室温度計（温度計）
Ｄ３ 燃焼室温度計（温度計）
Ｄ４ 乾燥室差圧計（差圧計）
Ｄ５ 燃焼室差圧計（差圧計）
Ｍ_ＭＡＸ 水分量上限値（第１水分量上限値、第２水分量上限値）
Ｒ２ 乾燥剤ガス供給路
Ｒ３ 燃焼剤ガス供給路
Ｒ４ 乾燥排ガス排出路
Ｒ５ 燃焼排ガス排出路
Ｖ１ 第１流量調節弁
Ｖ２ 第２流量調節弁
１ 湿潤バイオマス焼却システム
２ 湿潤バイオマス焼却炉
２ａ 乾燥室
２ｂ 燃焼室
２ｃ 仕切壁
２ｆ 流動床
１５、１６ 上方空間
２０ 流動媒体
２５ バイオマス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】