ホーム > 特許ランキング > ＵＢＥ三菱セメント株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ ＵＢＥ三菱セメント株式会社の特許一覧 ▶ 三菱マテリアル株式会社の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024151430
(43)【公開日】2024-10-25
(54)【発明の名称】燃焼設備及び燃焼設備の制御方法
(51)【国際特許分類】
F23N 5/00 20060101AFI20241018BHJP
B01J 23/755 20060101ALI20241018BHJP
C04B 7/44 20060101ALI20241018BHJP
C07C 9/04 20060101ALI20241018BHJP
C07C 1/22 20060101ALI20241018BHJP
F23G 5/00 20060101ALN20241018BHJP
【ＦＩ】
F23N5/00 G
B01J23/755 A ZAB
C04B7/44
C07C9/04
C07C1/22
F23G5/00 111
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023064744
(22)【出願日】2023-04-12
(71)【出願人】
【識別番号】521297587
【氏名又は名称】ＵＢＥ三菱セメント株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000006264
【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100145012
【弁理士】
【氏名又は名称】石坂 泰紀
(74)【代理人】
【識別番号】100153969
【弁理士】
【氏名又は名称】松澤 寿昭
(72)【発明者】
【氏名】田中 祐太朗
(72)【発明者】
【氏名】松島 正明
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼橋 智彦
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼山 佳典
(72)【発明者】
【氏名】中村 建翔
(72)【発明者】
【氏名】樋口 敬太
【テーマコード（参考）】
3K003
3K161
4G112
4G169
4H006
【Ｆターム（参考）】
3K003EA00
3K003FA01
3K003FB05
3K003GA03
3K003GA06
3K003HA04
3K161AA03
3K161AA23
3K161CA00
3K161DA40
3K161DA70
3K161EA50
3K161FA30
3K161FA32
3K161FA35
3K161HA90
3K161JA25
3K161KA27
4G112KA02
4G169AA03
4G169BC68A
4G169CA02
4G169CA08
4G169CA20
4G169CB02
4G169CB62
4G169CC22
4G169DA06
4G169EA02Y
4G169EB18Y
4H006AA02
4H006AA04
4H006AB44
4H006AC90
4H006BA21
4H006BE20
4H006BE41
(57)【要約】
【課題】本開示は、燃焼温度の安定化を図ることが可能な燃焼設備及び燃焼設備の制御方法を説明する。
【解決手段】燃焼設備は、燃料の燃焼が行われる燃焼部と、燃焼部において発生した二酸化炭素と、水素とから、メタンを生成する触媒と、触媒を収容する反応器とを含み、生成した当該メタンを燃焼部に燃料として供給するように構成されたメタン生成部と、燃焼部に補助燃料を供給するように構成された供給部と、メタン生成部におけるメタンの生成中に、反応器の内部温度を測定するように構成された測定部と、制御部とを備える。制御部は、反応器の内部温度と、メタン生成部において生成されるメタン濃度との関係を表すメタン濃度モデルと、測定部において測定された内部温度とに基づいて、メタン濃度の予測値を算出する処理と、当該予測値に基づいて、供給部による補助燃料の燃焼部への供給量を調節する処理とを実行するように構成されている。
【選択図】図１
【解決手段】燃焼設備は、燃料の燃焼が行われる燃焼部と、燃焼部において発生した二酸化炭素と、水素とから、メタンを生成する触媒と、触媒を収容する反応器とを含み、生成した当該メタンを燃焼部に燃料として供給するように構成されたメタン生成部と、燃焼部に補助燃料を供給するように構成された供給部と、メタン生成部におけるメタンの生成中に、反応器の内部温度を測定するように構成された測定部と、制御部とを備える。制御部は、反応器の内部温度と、メタン生成部において生成されるメタン濃度との関係を表すメタン濃度モデルと、測定部において測定された内部温度とに基づいて、メタン濃度の予測値を算出する処理と、当該予測値に基づいて、供給部による補助燃料の燃焼部への供給量を調節する処理とを実行するように構成されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
燃料の燃焼が行われる燃焼部と、
前記燃焼部において発生した二酸化炭素と、水素とから、メタンを生成する触媒と、前記触媒を収容する反応器とを含み、生成した当該メタンを前記燃焼部に燃料として供給するように構成されたメタン生成部と、
前記燃焼部に補助燃料を供給するように構成された供給部と、
前記メタン生成部におけるメタンの生成中に、前記反応器の内部温度を測定するように構成された測定部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記反応器の内部温度と、前記メタン生成部において生成されるメタン濃度との関係を表すメタン濃度モデルと、前記測定部において測定された内部温度とに基づいて、メタン濃度の予測値を算出する第１の処理と、
前記第１の処理で算出された前記予測値に基づいて、前記供給部による前記補助燃料の前記燃焼部への供給量を調節する第２の処理とを実行するように構成されている、燃焼設備。
前記燃焼部において発生した二酸化炭素と、水素とから、メタンを生成する触媒と、前記触媒を収容する反応器とを含み、生成した当該メタンを前記燃焼部に燃料として供給するように構成されたメタン生成部と、
前記燃焼部に補助燃料を供給するように構成された供給部と、
前記メタン生成部におけるメタンの生成中に、前記反応器の内部温度を測定するように構成された測定部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記反応器の内部温度と、前記メタン生成部において生成されるメタン濃度との関係を表すメタン濃度モデルと、前記測定部において測定された内部温度とに基づいて、メタン濃度の予測値を算出する第１の処理と、
前記第１の処理で算出された前記予測値に基づいて、前記供給部による前記補助燃料の前記燃焼部への供給量を調節する第２の処理とを実行するように構成されている、燃焼設備。
【請求項2】
前記燃焼部は、
セメント原料を焼成してセメントクリンカを生成するように構成されたキルンと、
前記キルンに供給するセメント原料を仮焼するように構成された仮焼炉とを含み、
前記メタン生成部は、生成した前記メタンを前記仮焼炉及び前記キルンのバーナの少なくとも一方に燃料として供給するように構成されており、
前記供給部は、前記仮焼炉に前記補助燃料を供給するように構成されており、
前記第２の処理は、前記第１の処理で算出された前記予測値に基づいて、前記供給部による前記補助燃料の前記仮焼炉及び前記バーナの少なくとも一方への供給量を調節することを含む、請求項１に記載の燃焼設備。
セメント原料を焼成してセメントクリンカを生成するように構成されたキルンと、
前記キルンに供給するセメント原料を仮焼するように構成された仮焼炉とを含み、
前記メタン生成部は、生成した前記メタンを前記仮焼炉及び前記キルンのバーナの少なくとも一方に燃料として供給するように構成されており、
前記供給部は、前記仮焼炉に前記補助燃料を供給するように構成されており、
前記第２の処理は、前記第１の処理で算出された前記予測値に基づいて、前記供給部による前記補助燃料の前記仮焼炉及び前記バーナの少なくとも一方への供給量を調節することを含む、請求項１に記載の燃焼設備。
【請求項3】
燃焼が行われる燃焼部と、
前記燃焼部において発生した二酸化炭素と、水素とから、メタンを生成する触媒と、前記触媒を収容する反応器とを含み、生成した当該メタンを前記燃焼部に燃料として供給するように構成されたメタン生成部と、
前記メタン生成部によって生成されたメタンに不活性ガスを混合して、当該メタンの濃度を調整するように構成された調整部と、
前記メタン生成部におけるメタンの生成中に、前記反応器の内部温度を測定するように構成された測定部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記反応器の内部温度と、前記メタン生成部において生成されるメタン濃度との関係を表すメタン濃度モデルと、前記測定部において測定された内部温度とに基づいて、メタン濃度の予測値を算出する第１の処理と、
前記第１の処理で算出された前記予測値に基づいて、前記調整部による前記不活性ガスの前記メタンへの混合量を調整する第２の処理とを実行するように構成されている、燃焼設備。
前記燃焼部において発生した二酸化炭素と、水素とから、メタンを生成する触媒と、前記触媒を収容する反応器とを含み、生成した当該メタンを前記燃焼部に燃料として供給するように構成されたメタン生成部と、
前記メタン生成部によって生成されたメタンに不活性ガスを混合して、当該メタンの濃度を調整するように構成された調整部と、
前記メタン生成部におけるメタンの生成中に、前記反応器の内部温度を測定するように構成された測定部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記反応器の内部温度と、前記メタン生成部において生成されるメタン濃度との関係を表すメタン濃度モデルと、前記測定部において測定された内部温度とに基づいて、メタン濃度の予測値を算出する第１の処理と、
前記第１の処理で算出された前記予測値に基づいて、前記調整部による前記不活性ガスの前記メタンへの混合量を調整する第２の処理とを実行するように構成されている、燃焼設備。
【請求項4】
前記メタン濃度モデルは、パラメータａ，ｂ，ｃをそれぞれ、
ａ：前記触媒の使用開始後における所定時点で前記メタン生成部において生成されたメタン濃度を、前記触媒の使用開始時点で前記メタン生成部において生成されたメタン濃度で除算した値
ｂ：前記所定時点における前記反応器の最高内部温度
ｃ：前記所定時点において前記反応器の内部温度が所定値を示す前記反応器の内部位置
と定義した場合に、ａ／ｃとｂ／ｃとの関係によって規定されており、
前記測定部は、前記メタン生成部におけるメタンの生成中に、前記反応器の前記内部位置における内部温度を測定するように構成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の燃焼設備。
ａ：前記触媒の使用開始後における所定時点で前記メタン生成部において生成されたメタン濃度を、前記触媒の使用開始時点で前記メタン生成部において生成されたメタン濃度で除算した値
ｂ：前記所定時点における前記反応器の最高内部温度
ｃ：前記所定時点において前記反応器の内部温度が所定値を示す前記反応器の内部位置
と定義した場合に、ａ／ｃとｂ／ｃとの関係によって規定されており、
前記測定部は、前記メタン生成部におけるメタンの生成中に、前記反応器の前記内部位置における内部温度を測定するように構成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の燃焼設備。
【請求項5】
前記メタン濃度モデルは、パラメータａ，ｂ，ｃをそれぞれ、
ａ：前記触媒の使用開始後における所定時点で前記メタン生成部において生成されたメタン濃度を、前記触媒の使用開始時点で前記メタン生成部において生成されたメタン濃度で除算した値
ｂ：前記所定時点における前記反応器の最高内部温度
ｃ：前記所定時点において前記反応器の内部温度が所定値を示す前記反応器の内部位置を、前記反応器の内部の大きさを示す指標で除算した値
と定義した場合に、ａ／ｃとｂ／ｃとの関係によって規定されており、
前記測定部は、前記メタン生成部におけるメタンの生成中に、前記反応器の前記内部位置における内部温度を測定するように構成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の燃焼設備。
ａ：前記触媒の使用開始後における所定時点で前記メタン生成部において生成されたメタン濃度を、前記触媒の使用開始時点で前記メタン生成部において生成されたメタン濃度で除算した値
ｂ：前記所定時点における前記反応器の最高内部温度
ｃ：前記所定時点において前記反応器の内部温度が所定値を示す前記反応器の内部位置を、前記反応器の内部の大きさを示す指標で除算した値
と定義した場合に、ａ／ｃとｂ／ｃとの関係によって規定されており、
前記測定部は、前記メタン生成部におけるメタンの生成中に、前記反応器の前記内部位置における内部温度を測定するように構成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の燃焼設備。
【請求項6】
前記燃焼部の排気ガスから二酸化炭素を分離して、分離後の当該二酸化炭素を前記メタン生成部に供給するように構成された分離部をさらに備える、請求項１又は２に記載の燃焼設備。
【請求項7】
燃料の燃焼が行われる燃焼部において発生した二酸化炭素と、水素とを、メタン生成部の反応器内の触媒に供給して、メタンを生成する第１の工程と、
前記第１の工程において生成されたメタンを、前記燃焼部に燃料として供給する第２の工程と、
前記第１の工程におけるメタンの生成中に、前記反応器の内部温度を測定部によって測定する第３の工程と、
前記反応器の内部温度と、前記メタン生成部において生成されるメタン濃度との関係を表すメタン濃度モデルと、前記測定部において測定された内部温度とに基づいて、メタン濃度の予測値を算出する第４の工程と、
前記第４の工程で算出された前記予測値に基づいて、供給部による補助燃料の前記燃焼部への供給量を調節する第５の工程とを含む、燃焼設備の制御方法。
前記第１の工程において生成されたメタンを、前記燃焼部に燃料として供給する第２の工程と、
前記第１の工程におけるメタンの生成中に、前記反応器の内部温度を測定部によって測定する第３の工程と、
前記反応器の内部温度と、前記メタン生成部において生成されるメタン濃度との関係を表すメタン濃度モデルと、前記測定部において測定された内部温度とに基づいて、メタン濃度の予測値を算出する第４の工程と、
前記第４の工程で算出された前記予測値に基づいて、供給部による補助燃料の前記燃焼部への供給量を調節する第５の工程とを含む、燃焼設備の制御方法。
【請求項8】
前記燃焼部は、
セメント原料を焼成してセメントクリンカを生成するように構成されたキルンと、
前記キルンに供給するセメント原料を仮焼するように構成された仮焼炉とを含み、
前記第２の工程は、前記第１の工程において生成されたメタンを、前記仮焼炉及び前記キルンのバーナの少なくとも一方に燃料として供給することを含み、
前記第５の工程は、前記第４の工程で算出された前記予測値に基づいて、前記供給部による前記仮焼炉及び前記バーナの少なくとも一方への前記補助燃料の供給量を調節することを含む、請求項７に記載の方法。
セメント原料を焼成してセメントクリンカを生成するように構成されたキルンと、
前記キルンに供給するセメント原料を仮焼するように構成された仮焼炉とを含み、
前記第２の工程は、前記第１の工程において生成されたメタンを、前記仮焼炉及び前記キルンのバーナの少なくとも一方に燃料として供給することを含み、
前記第５の工程は、前記第４の工程で算出された前記予測値に基づいて、前記供給部による前記仮焼炉及び前記バーナの少なくとも一方への前記補助燃料の供給量を調節することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
燃料の燃焼が行われる燃焼部において発生した二酸化炭素と、水素とを、メタン生成部の反応器内の触媒に供給して、メタンを生成する第１の工程と、
前記第１の工程におけるメタンの生成中に、前記反応器の内部温度を測定部によって測定する第２の工程と、
前記反応器の内部温度と、前記メタン生成部において生成されるメタン濃度との関係を表すメタン濃度モデルと、前記測定部において測定された内部温度とに基づいて、メタン濃度の予測値を算出する第３の工程と、
前記第３の工程で算出された前記予測値に基づいて、前記第１の工程において生成されたメタンへの不活性ガスの混合量を調整部によって調整して、調整後のガスを前記燃焼部に燃料として供給する第４の工程とを含む、燃焼設備の制御方法。
前記第１の工程におけるメタンの生成中に、前記反応器の内部温度を測定部によって測定する第２の工程と、
前記反応器の内部温度と、前記メタン生成部において生成されるメタン濃度との関係を表すメタン濃度モデルと、前記測定部において測定された内部温度とに基づいて、メタン濃度の予測値を算出する第３の工程と、
前記第３の工程で算出された前記予測値に基づいて、前記第１の工程において生成されたメタンへの不活性ガスの混合量を調整部によって調整して、調整後のガスを前記燃焼部に燃料として供給する第４の工程とを含む、燃焼設備の制御方法。
【請求項10】
前記メタン濃度モデルは、パラメータａ，ｂ，ｃをそれぞれ、
ａ：前記触媒の使用開始後における所定時点で前記メタン生成部において生成されたメタン濃度を、前記触媒の使用開始時点で前記メタン生成部において生成されたメタン濃度で除算した値
ｂ：前記所定時点における前記反応器の最高内部温度
ｃ：前記所定時点において前記反応器の内部温度が所定値を示す前記反応器の内部位置
と定義した場合に、ａ／ｃとｂ／ｃとの関係によって規定されており、
前記測定部は、前記メタン生成部におけるメタンの生成中に、前記反応器の前記内部位置における内部温度を測定するように構成されている、請求項７～９のいずれか一項に記載の方法。
ａ：前記触媒の使用開始後における所定時点で前記メタン生成部において生成されたメタン濃度を、前記触媒の使用開始時点で前記メタン生成部において生成されたメタン濃度で除算した値
ｂ：前記所定時点における前記反応器の最高内部温度
ｃ：前記所定時点において前記反応器の内部温度が所定値を示す前記反応器の内部位置
と定義した場合に、ａ／ｃとｂ／ｃとの関係によって規定されており、
前記測定部は、前記メタン生成部におけるメタンの生成中に、前記反応器の前記内部位置における内部温度を測定するように構成されている、請求項７～９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
前記メタン濃度モデルは、パラメータａ，ｂ，ｃをそれぞれ、
ａ：前記触媒の使用開始後における所定時点で前記メタン生成部において生成されたメタン濃度を、前記触媒の使用開始時点で前記メタン生成部において生成されたメタン濃度で除算した値
ｂ：前記所定時点における前記反応器の最高内部温度
ｃ：前記所定時点において前記反応器の内部温度が所定値を示す前記反応器の内部位置を、前記反応器の内部の大きさを示す指標で除算した値
と定義した場合に、ａ／ｃとｂ／ｃとの関係によって規定されており、
前記測定部は、前記メタン生成部におけるメタンの生成中に、前記反応器の前記内部位置における内部温度を測定するように構成されている、請求項７～９のいずれか一項に記載の方法。
ａ：前記触媒の使用開始後における所定時点で前記メタン生成部において生成されたメタン濃度を、前記触媒の使用開始時点で前記メタン生成部において生成されたメタン濃度で除算した値
ｂ：前記所定時点における前記反応器の最高内部温度
ｃ：前記所定時点において前記反応器の内部温度が所定値を示す前記反応器の内部位置を、前記反応器の内部の大きさを示す指標で除算した値
と定義した場合に、ａ／ｃとｂ／ｃとの関係によって規定されており、
前記測定部は、前記メタン生成部におけるメタンの生成中に、前記反応器の前記内部位置における内部温度を測定するように構成されている、請求項７～９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
前記第１の工程は、前記燃焼部の排気ガスから分離部によって二酸化炭素を分離し、分離後の当該二酸化炭素を前記触媒に供給して、メタンを生成することを含む、請求項７～９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、燃焼設備及び燃焼設備の制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１，２は、セメント製造設備において発生した排気ガス中の二酸化炭素と、水素とを触媒に導入することと、二酸化炭素及び水素の反応により生成されたメタンをキルンの窯前部に設けられているバーナに燃料として供給することとを含む、セメントクリンカの製造方法を開示している。これにより、温室効果ガスである二酸化炭素の排出量の削減と、燃料としてメタンガスが代替として用いられることによる化石燃料の使用量の削減とが図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２１－１８７７２０号公報
【特許文献2】特開２０２２－０９６８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、排気ガス中には、二酸化炭素の他に、触媒を劣化させる成分が含まれている。そのため、触媒の劣化の進行に伴い、メタンの生成量が低下する。したがって、特許文献１，２に記載されているように、生成されたメタンをキルンの燃料として用いる場合、メタンの生成量の低下に伴い燃焼によって得られる熱量が減少し、燃焼温度が安定しない懸念があった。
【0005】
そこで、本開示は、燃焼温度の安定化を図ることが可能な燃焼設備及び燃焼設備の制御方法を説明する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
燃焼設備の一例は、燃料の燃焼が行われる燃焼部と、燃焼部において発生した二酸化炭素と、水素とから、メタンを生成する触媒と、触媒を収容する反応器とを含み、生成した当該メタンを燃焼部に燃料として供給するように構成されたメタン生成部と、燃焼部に補助燃料を供給するように構成された供給部と、メタン生成部におけるメタンの生成中に、反応器の所定の位置での温度を測定するように構成された測定部と、制御部とを備える。制御部は、触媒の所定の位置における温度と、メタン生成部において生成されるメタン濃度との関係を表すメタン濃度モデルと、測定部において測定された温度とに基づいて、メタン濃度の予測値を算出する第１の処理と、第１の処理で算出された予測値に基づいて、供給部による補助燃料の燃焼部への供給量を調節する第２の処理とを実行するように構成されている。
【発明の効果】
【0007】
本開示に係る燃焼設備及び燃焼設備の制御方法によれば、燃焼温度の安定化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。なお、本明細書において、図の上、下、右、左というときは、図中の符号の向きを基準とすることとする。
【0010】
［セメントクリンカの製造設備］
まず、図１～図４を参照して、燃焼設備の一形態であるクリンカ製造設備１の一例について説明する。クリンカ製造設備１は、セメント製造設備の一部であり、図１に例示されるように、セメント原料ＭＴ１からセメントクリンカＭＴ４を製造するための装置である。クリンカ製造設備１は、自身から排出される排気ガスを内部で処理する機能も有しており、排ガス処理装置としても動作する。クリンカ製造設備１は、原料置場１０と、ドライヤ１２（乾燥機）と、粉砕機１４（乾燥機）と、サイロ１６と、ＳＰ（サスペンションプレヒータ）１８（予熱機；セメント焼成炉）と、焼成部２０（キルン）と、発電装置２２と、集塵機２４と、煙突２６と、分離部２８と、メタン生成部３０と、調整部３１と、温度センサＳＥ（測定部）と、供給部３２と、出力部３４と、コントローラＣｔｒ（制御部）とを備える。
まず、図１～図４を参照して、燃焼設備の一形態であるクリンカ製造設備１の一例について説明する。クリンカ製造設備１は、セメント製造設備の一部であり、図１に例示されるように、セメント原料ＭＴ１からセメントクリンカＭＴ４を製造するための装置である。クリンカ製造設備１は、自身から排出される排気ガスを内部で処理する機能も有しており、排ガス処理装置としても動作する。クリンカ製造設備１は、原料置場１０と、ドライヤ１２（乾燥機）と、粉砕機１４（乾燥機）と、サイロ１６と、ＳＰ（サスペンションプレヒータ）１８（予熱機；セメント焼成炉）と、焼成部２０（キルン）と、発電装置２２と、集塵機２４と、煙突２６と、分離部２８と、メタン生成部３０と、調整部３１と、温度センサＳＥ（測定部）と、供給部３２と、出力部３４と、コントローラＣｔｒ（制御部）とを備える。
【0011】
原料置場１０は、セメント原料ＭＴ１を貯留するように構成されている。セメント原料ＭＴ１は、例えば、石灰石、石炭灰、珪石、粘土、酸化鉄原料、廃棄物等の混合物であり、数ｃｍ～十数ｃｍ程度の大きさを有している。
【0012】
ドライヤ１２は、原料置場１０から導入されたセメント原料ＭＴ１に熱風（例えば４００℃程度）を供給して、セメント原料ＭＴ１を乾燥させるように構成されている。ドライヤ１２で乾燥されたセメント原料ＭＴ１は、乾燥原料ＭＴ２となる。ドライヤ１２には、発電装置２２からの排気ガスＧ２が導入され、セメント原料ＭＴ１の乾燥に利用される。一方、ドライヤ１２からの排気ガスＧ３は、集塵機２４に導入される。集塵機２４に導入される際の排気ガスＧ３の温度は、例えば９０℃程度である。
【0013】
粉砕機１４は、ドライヤ１２から導入された乾燥原料ＭＴ２を粉砕するように構成されている。粉砕機１４は、例えば、竪型ローラミル、ボールミルなどが挙げられる。乾燥原料ＭＴ２は、粉砕機１４により３００μｍ以下の粒状に粉砕されて粒状原料ＭＴ３となる。乾燥原料ＭＴ２が粉砕機１４において粉砕される際、乾燥原料ＭＴ２は、発電装置２２からの排気ガスＧ２と接触してさらに乾燥される。その後、粒状原料ＭＴ３はサイロ１６に導入される。一方、粉砕機１４からの排気ガスＧ４は、集塵機２４に導入される。集塵機２４に導入される際の排気ガスＧ４の温度は、例えば９０℃程度である。
【0014】
サイロ１６は、粉砕機１４からの粒状原料ＭＴ３を一時的に貯留するように構成されている。サイロ１６は、粒状原料ＭＴ３をＳＰ１８に適時供給する。
【0015】
ＳＰ１８は、焼成部２０において原料の焼成効率を高める目的で、粒状原料ＭＴ３を予熱する装置である。ＳＰ１８は、複数段（例えば４段～５段程度）のサイクロン１８ａ（分離器）と、仮焼炉１８ｂとを含む。ＳＰ１８の塔頂部に位置するサイクロン１８ａに投入された粒状原料ＭＴ３は、各段のサイクロン１８ａ及び仮焼炉１８ｂを順次通過しながら下方に移動する。
【0016】
ＳＰ１８の塔底部からは、焼成部２０からの排気ガスが導入される。当該排気ガスと粒状原料ＭＴ３とが各段のサイクロン１８ａで順次熱交換され、粒状原料ＭＴ３が例えば８５０℃程度まで予熱されて予熱処理済原料となる。ＳＰ１８において生成された予熱処理済原料は、塔底部に位置する位置するサイクロン１８ａから排出されて、焼成部２０内に導入される。一方、ＳＰ１８からの排気ガスＧ１は、ＳＰ１８の塔頂部に位置するサイクロン１８ａから排出される。排気ガスＧ１は、例えば４００℃程度である。
【0017】
仮焼炉１８ｂは、最下段のサイクロン１８ａと焼成部２０との間に設けられている。仮焼炉１８ｂは、メタン生成部３０において生成されたメタンと、供給部３２から供給された補助燃料とを燃料として燃焼し、粒状原料ＭＴ３を仮焼するように構成されている。そのため、予熱処理済原料（後述する）の生産量及び焼成効率が向上する。仮焼炉１８ｂは、ライジングダクト１８ｃを介して、焼成部２０の窯尻２０ｂに接続されている。そのため、仮焼炉１８ｂには、ライジングダクト１８ｃを介して、焼成部２０からの排気ガスが導入される。
【0018】
焼成部２０は、キルン２０ａと、窯尻２０ｂと、クリンカクーラ２０ｃと、バーナ２０ｄとを含む。キルン２０ａは、予熱処理済原料を高温で焼成してセメントクリンカＭＴ４を生成するように構成されている。キルン２０ａは、例えば、水平方向に沿って延びるロータリキルンであってもよい。キルン２０ａの最高温度は通常２０００℃を超える。そのため、キルン２０ａでは、予熱処理済原料が例えば１４５０℃程度まで加熱される。キルン２０ａでの焼成により内部で発生した排気ガスは、ＳＰ１８に導入される。ＳＰ１８に導入される際の当該排気ガスの温度は、例えば９００℃～１２５０℃程度である。
【0019】
窯尻２０ｂは、ＳＰ１８のライジングダクト１８ｃとキルン２０ａとを接続しており、ＳＰ１８において予熱された予熱処理済原料をキルン２０ａに導入するように構成されている。クリンカクーラ２０ｃは、キルン２０ａの前部に接続されており、キルン２０ａにおける予熱処理済原料の焼成によって得られたセメントクリンカＭＴ４が導入される。クリンカクーラ２０ｃは、外気等の冷却風によって、セメントクリンカＭＴ４を冷却するように構成されている。クリンカクーラ２０ｃにおいて冷却されたセメントクリンカＭＴ４は、焼成部２０から排出される。
【0020】
バーナ２０ｄは、キルン２０ａの前部において水平方向に沿って延びるように、キルン２０ａに設けられている。バーナ２０ｄは、メタン生成部３０において生成されたメタンと、供給部３２から供給された補助燃料とを燃料として燃焼し、キルン２０ａ内において火炎を形成するように構成されている。キルン２０ａ内では、バーナ２０ｄの火炎によって予熱処理済原料が焼成される。この焼成処理の際にキルン２０ａ内で発生した排気ガスは、窯尻２０ｂを介してＳＰ１８に導入される。当該排気ガスは、二酸化炭素を含んでいる。
【0021】
発電装置２２は、排気ガスＧ１と熱交換して生成された蒸気によって発電タービンを駆動して、発電するように構成されている。そのため、排気ガスＧ１の熱の一部は、発電装置２２において電気エネルギーとして回収される。発電装置２２からの排気ガスＧ２は、ドライヤ１２及び粉砕機１４にそれぞれ導入される。
【0022】
集塵機２４は、排気ガスＧ３，Ｇ４に含まれる粉粒体（粉末又は粒子）をガスから分離するように構成されている。集塵機２４は、例えば電気集塵機が挙げられる。集塵機２４を通過後の排気ガスＧ５の一部は、クリンカ製造設備１の排気ガスとして煙突２６を通じてクリンカ製造設備１の外部に放出される。一方、集塵機２４を通過後の排気ガスＧ５の残部は、分離部２８に導入される。
【0023】
分離部２８は、集塵機２４から供給された排気ガスＧ５から二酸化炭素を分離するように構成されている。分離部２８は、例えば、二酸化炭素を吸収可能な吸収液を含んでいてもよい。吸収液から二酸化炭素を回収する際には、二酸化炭素を吸着している吸収液を加熱などすることによって、吸収液から二酸化炭素を取り出してもよい。分離部２８は、回収した二酸化炭素を圧縮して二酸化炭素の濃度を高めるように構成されていてもよい。分離部２８は、排気ガスＧ５から二酸化炭素を分離する前に、排気ガスＧ５に含まれる有害成分（例えば、窒素酸化物、硫黄酸化物など）を除去するように構成されていてもよい。
【0024】
メタン生成部３０は、分離部２８において回収された二酸化炭素と、外部から供給された水素とから、メタンを生成するように構成されている。メタン生成部３０は、生成したメタンを、仮焼炉１８ｂ及びバーナ２０ｄの少なくとも一方（以下、単に「燃焼部」と称する。）に供給するように構成されている。メタン生成部３０では、例えば、触媒ＣＴ（詳しくは後述する）を介して二酸化炭素及び水素を反応させてメタンを得るサバティエ反応（下記の反応式を参照）が利用されてもよい。
ＣＯ２＋４Ｈ２→ＣＨ４＋２Ｈ２Ｏ
ΔＨ２８９Ｋ＝－１６４．９ｋＪ／ｍｏｌ
ＣＯ２＋４Ｈ２→ＣＨ４＋２Ｈ２Ｏ
ΔＨ２８９Ｋ＝－１６４．９ｋＪ／ｍｏｌ
【0025】
メタン生成部３０は、図２に例示されるように、反応器３０ａと、断熱材３０ｂとを含む。反応器３０ａは、内側筒部３０ａ１と、外側筒部３０ａ２とを含む。内側筒部３０ａ１及び外側筒部３０ａ２は、円筒状を呈しており、これらの中心軸方向から見たときに同心円状に配置されていてもよい。内側筒部３０ａ１と外側筒部３０ａ２との間の空間は、触媒ＣＴを収容するための収容空間として構成されている。
【0026】
触媒ＣＴは、例えば、直径及び高さがそれぞれ数ｍｍ程度の円柱状のペレットであってもよい。触媒ＣＴは、二酸化炭素のメタン化反応に高活性を有する材料によって構成されていてもよく、例えば、触媒担体に担持されたＮｉ又はＮｉ合金によって構成されていてもよい。触媒担体は、例えば、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２などであってもよい。
【0027】
図２に例示されるように、分離部２８において回収された二酸化炭素と、外部から供給された水素とが反応器３０ａの上方から導入されると、これらが反応器３０ａ内の触媒ＣＴと接触しながら下流側へと流れる。この過程で、二酸化炭素と水素とが触媒ＣＴを介して反応してメタンが反応器３０ａ内で生成される。生成されたメタンは、反応器３０ａの下方から排出され、バーナ２０ｄに燃料として供給される。なお、水素は、例えば、ボンベに貯留されている水素が用いられてもよいし、水の電気分解によって得られた水素が用いられてもよい。
【0028】
断熱材３０ｂは、反応器３０ａ（外側筒部３０ａ２）の外周面に設けられている。断熱材３０ｂは、当該外周面の全体に設けられていてもよいし、当該外周面の大部分に設けられていてもよい。断熱材３０ｂは、反応器３０ａから外部への熱放散を抑制することにより、反応器３０ａ内でのメタン化反応の進行を促すように構成されている。
【0029】
調整部３１は、コントローラＣｔｒからの指示信号に基づいて動作し、メタン生成部３０において生成されたメタンの濃度を調整するように構成されている。具体的には、調整部３１は、メタン生成部３０において生成されたメタンに、必要に応じて不活性ガスを混合し、当該メタンの濃度を低下させるように構成されている。調整部３１において当該メタンに混合される不活性ガスは、例えば、窒素、二酸化炭素などであってもよい。
【0030】
温度センサＳＥは、反応器３０ａ内の内部温度を測定するように構成されている。温度センサＳＥは、図２に例示されるように、内側筒部３０ａ１の内部に温度センサＳＥの先端部が挿入された状態で、当該先端部における内部温度を測定するように構成されていてもよい。温度センサＳＥは、内側筒部３０ａ１の内部への挿入深さを変化させることにより、反応器３０ａの種々の内部位置での内部温度を測定することが可能とされている。温度センサＳＥは、例えば、熱電対によって構成されていてもよい。温度センサＳＥによって測定された温度のデータは、図１に例示されるように、コントローラＣｔｒに送信される。
【0031】
供給部３２は、コントローラＣｔｒからの指示信号に基づいて動作し、燃焼部に補助燃料を供給するように構成されている。燃焼部への供給部３２からの補助燃料の供給量は、コントローラＣｔｒからの指示信号に基づいて適宜調節される。補助燃料は、例えば、微粉炭等の石炭、コークスなどであってもよい。
【0032】
出力部３４は、コントローラＣｔｒからの指示信号に基づいて動作し、所定の表示や所定の報知を行うように構成されている。出力部３４は、例えば、ディスプレイであってもよいし、スピーカであってもよい。
【0033】
コントローラＣｔｒは、図３に例示されるように、機能モジュールとして、読取部Ｍ１と、記憶部Ｍ２と、処理部Ｍ３と、指示部Ｍ４とを有する。これらの機能モジュールは、コントローラＣｔｒの機能を便宜上複数のモジュールに区切ったものに過ぎず、コントローラＣｔｒを構成するハードウェアがこのようなモジュールに分かれていることを必ずしも意味するものではない。各機能モジュールは、プログラムの実行により実現されるものに限られず、専用の電気回路（例えば論理回路）、又は、これを集積した集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）により実現されるものであってもよい。
【0034】
読取部Ｍ１は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体ＲＭからプログラムを読み取るように構成されている。記録媒体ＲＭは、クリンカ製造設備１の各部を動作させるためのプログラムを記録している。記録媒体ＲＭは、例えば、半導体メモリ、光記録ディスク、磁気記録ディスク、光磁気記録ディスクであってもよい。なお、以下では、クリンカ製造設備１の各部は、調整部３１、供給部３２及び出力部３４を含みうる。
【0035】
記憶部Ｍ２は、種々のデータを記憶するように構成されている。記憶部Ｍ２は、例えば、読取部Ｍ１において記録媒体ＲＭから読み出したプログラム、外部入力装置（図示せず）を介してオペレータから入力された設定データなどを記憶してもよい。記憶部Ｍ２は、温度センサＳＥによって測定された反応器３０ａの内部温度のデータを記憶してもよい。記憶部Ｍ２は、反応器３０ａの内部温度と、メタン生成部３０において生成されるメタン濃度との関係を表すメタン濃度モデルを記憶していてもよい。当該メタン濃度モデルの詳細については、後述する。
【0036】
処理部Ｍ３は、各種データを処理するように構成されている。処理部Ｍ３は、例えば、記憶部Ｍ２に記憶されている各種データに基づいて、クリンカ製造設備１の各部を動作させるための指示信号を生成してもよい。
【0037】
指示部Ｍ４は、処理部Ｍ３において生成された指示信号を、クリンカ製造設備１の各部に送信するように構成されている。
【0038】
コントローラＣｔｒのハードウェアは、例えば一つ又は複数の制御用のコンピュータにより構成されていてもよい。コントローラＣｔｒは、図４に示されるように、ハードウェア上の構成として回路Ｃ１を含んでいてもよい。回路Ｃ１は、電気回路要素（circuitry）で構成されていてもよい。回路Ｃ１は、例えば、プロセッサＣ２と、メモリＣ３と、ストレージＣ４と、ドライバＣ５と、入出力ポートＣ６とを含んでいてもよい。
【0039】
プロセッサＣ２は、メモリＣ３及びストレージＣ４の少なくとも一方と協働してプログラムを実行し、入出力ポートＣ６を介した信号の入出力を実行することで、上述した各機能モジュールを実現するように構成されていてもよい。メモリＣ３及びストレージＣ４は、記憶部Ｍ２として機能してもよい。ドライバＣ５は、クリンカ製造設備１の各部をそれぞれ駆動するように構成された回路であってもよい。入出力ポートＣ６は、ドライバＣ５とクリンカ製造設備１の各部との間で、信号の入出力を仲介するように構成されていてもよい。
【0040】
クリンカ製造設備１は、一つのコントローラＣｔｒを備えていてもよいし、複数のコントローラＣｔｒで構成されるコントローラ群（制御部）を備えていてもよい。クリンカ製造設備１がコントローラ群を備えている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコントローラＣｔｒによって実現されていてもよいし、２個以上のコントローラＣｔｒの組み合わせによって実現されていてもよい。コントローラＣｔｒが複数のコンピュータ（回路Ｃ１）で構成されている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのコンピュータ（回路Ｃ１）によって実現されていてもよいし、２つ以上のコンピュータ（回路Ｃ１）の組み合わせによって実現されていてもよい。コントローラＣｔｒは、複数のプロセッサＣ２を有していてもよい。この場合、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つのプロセッサＣ２によって実現されていてもよいし、２つ以上のプロセッサＣ２の組み合わせによって実現されていてもよい。
【0041】
［メタン濃度モデルの生成方法］
続いて、図５～図７を参照して、メタン濃度モデルの生成方法について説明する。メタン濃度モデルの生成にあたっては、上述したクリンカ製造設備１を用いてもよいし、別途用意した小型の反応器３０ａを備える実験設備を用いてもよい。
続いて、図５～図７を参照して、メタン濃度モデルの生成方法について説明する。メタン濃度モデルの生成にあたっては、上述したクリンカ製造設備１を用いてもよいし、別途用意した小型の反応器３０ａを備える実験設備を用いてもよい。
【0042】
まず、二酸化炭素及び水素を反応器３０ａに導入してメタンを生成しつつ、反応器３０ａにおいて生成されたメタン濃度を測定する。具体的には、触媒ＣＴの使用開始時点（時点ｔ０）におけるメタンの濃度ＭＣ０と、触媒ＣＴの使用開始後の複数の異なる時点（時点ｔ１，ｔ２，・・・，ｔｎ（ただし、ｎは自然数））でのメタンの濃度ＭＣ１，ＭＣ２，・・・，ＭＣｎとを測定する。なお、メタン濃度は、例えば、ガスクロマトグラフによって測定されてもよい。
【0043】
ここで、パラメータＭＣ，ＭＣ０，ａをそれぞれ、
ＭＣ：触媒ＣＴの使用開始後における所定時点でメタン生成部３０において生成されたメタンの濃度
ＭＣ０：触媒ＣＴの使用開始時点でメタン生成部３０において生成されたメタンの濃度
ａ：ＭＣ／ＭＣ０（以下、「相対メタン濃度」ともいう。）
と定義した場合、時点ｔ１，ｔ２，・・・，ｔｎにおける相対メタン濃度ａ１，ａ２，・・・，ａｎはそれぞれ、
ａ１＝ＭＣ１／ＭＣ０
ａ２＝ＭＣ２／ＭＣ０
・・・
ａｎ＝ＭＣｎ／ＭＣ０
と表すことができる。図６（ａ）に、相対メタン濃度ａの時間変化の一例を示す。
ＭＣ：触媒ＣＴの使用開始後における所定時点でメタン生成部３０において生成されたメタンの濃度
ＭＣ０：触媒ＣＴの使用開始時点でメタン生成部３０において生成されたメタンの濃度
ａ：ＭＣ／ＭＣ０（以下、「相対メタン濃度」ともいう。）
と定義した場合、時点ｔ１，ｔ２，・・・，ｔｎにおける相対メタン濃度ａ１，ａ２，・・・，ａｎはそれぞれ、
ａ１＝ＭＣ１／ＭＣ０
ａ２＝ＭＣ２／ＭＣ０
・・・
ａｎ＝ＭＣｎ／ＭＣ０
と表すことができる。図６（ａ）に、相対メタン濃度ａの時間変化の一例を示す。
【0044】
次に、二酸化炭素及び水素を反応器３０ａに導入してメタンを生成しつつ、反応器３０ａ内の複数の内部位置における内部温度を温度センサＳＥによって測定する。この測定結果の一例を、図５に示す。図５に例示される曲線Ｌ０は、触媒ＣＴの使用開始時における、反応器３０ａの内部位置に応じた反応器３０ａの内部温度の変化を示している。図５に例示される曲線Ｌ１は、触媒ＣＴの使用開始から所定時間経過後（例えば時点ｔ１）における、反応器３０ａの内部位置に応じた反応器３０ａの内部温度の変化を示している。図５に例示される曲線Ｌ２は、曲線Ｌ２の作成時からさらに所定時間が経過した後（例えば時点ｔ２）における、反応器３０ａの内部位置に応じた反応器３０ａの内部温度の変化を示している。図５に例示される曲線Ｌ３は、曲線Ｌ３の作成時からさらに所定時間が経過した後（例えば時点ｔ３）における、反応器３０ａの内部位置に応じた反応器３０ａの内部温度の変化を示している。
【0045】
図５に例示されるように、曲線Ｌ０～Ｌ３は、この順に下方に移動している。この理由は、次のとおりである。すなわち、二酸化炭素及び水素が反応器３０ａの上方から導入されると、反応器３０ａの上流端近傍における触媒ＣＴが主としてメタン化反応に利用される。そのため、反応器３０ａの上流端近傍における触媒ＣＴから劣化が進行する。したがって、触媒ＣＴの使用開始から時間の経過に応じて、メタン化反応に利用される触媒ＣＴが反応器３０ａの下流側に移行する。これにより、図５の縦軸が反応器３０ａの上流端からの距離となっていることと併せて、図５において、曲線Ｌ１の全体が曲線Ｌ０よりも下方に遷移しており、曲線Ｌ２の全体が曲線Ｌ１よりも下方に遷移しており、曲線Ｌ３の全体が曲線Ｌ２よりも下方に遷移しているのである。
【0046】
ここで、パラメータｂを、
ｂ：上記所定時点における反応器３０ａの最高内部温度（以下、単に「最高内部温度」ともいう。）
と定義する。図５の例では、曲線Ｌ０において最高温度を示す内部温度Ｔｍ０と、曲線Ｌ１において最高温度を示す内部温度Ｔｍ１と、曲線Ｌ２において最高温度を示す内部温度Ｔｍ２と、曲線Ｌ３において最高温度を示す内部温度Ｔｍ３とが、それぞれ最高内部温度ｂの定義に適合する。すなわち、時点ｔ１，ｔ２，・・・，ｔｎにおける最高内部温度ｂ１，ｂ２，・・・，ｂｎはそれぞれ、
ｂ１：時点ｔ１において温度センサＳＥによって測定された反応器３０ａ内の内部温度のうち最も高い内部温度Ｔｍ１
ｂ２：時点ｔ２において温度センサＳＥによって測定された反応器３０ａ内の内部温度のうち最も高い内部温度Ｔｍ２
・・・
ｂｎ：時点ｔｎにおいて温度センサＳＥによって測定された反応器３０ａ内の内部温度のうち最も高い内部温度Ｔｍｎ
と言い換えることができる。図６（ｂ）に、最高内部温度ｂの時間変化の一例を示す。
ｂ：上記所定時点における反応器３０ａの最高内部温度（以下、単に「最高内部温度」ともいう。）
と定義する。図５の例では、曲線Ｌ０において最高温度を示す内部温度Ｔｍ０と、曲線Ｌ１において最高温度を示す内部温度Ｔｍ１と、曲線Ｌ２において最高温度を示す内部温度Ｔｍ２と、曲線Ｌ３において最高温度を示す内部温度Ｔｍ３とが、それぞれ最高内部温度ｂの定義に適合する。すなわち、時点ｔ１，ｔ２，・・・，ｔｎにおける最高内部温度ｂ１，ｂ２，・・・，ｂｎはそれぞれ、
ｂ１：時点ｔ１において温度センサＳＥによって測定された反応器３０ａ内の内部温度のうち最も高い内部温度Ｔｍ１
ｂ２：時点ｔ２において温度センサＳＥによって測定された反応器３０ａ内の内部温度のうち最も高い内部温度Ｔｍ２
・・・
ｂｎ：時点ｔｎにおいて温度センサＳＥによって測定された反応器３０ａ内の内部温度のうち最も高い内部温度Ｔｍｎ
と言い換えることができる。図６（ｂ）に、最高内部温度ｂの時間変化の一例を示す。
【0047】
また、パラメータＸ，Ｒ，ｃをそれぞれ、
Ｘ：上記所定時点において反応器３０ａの内部温度が所定値を示す反応器３０ａの内部位置
Ｒ：反応器３０ａの内部の大きさを示す指標
ｃ：ＸをＲで除算した値（以下、「位置／内径比」ともいう。）
と定義する。図５の例において、例えば５００℃を選択する場合、曲線Ｌ０が５００℃を示すときの反応器３０ａの内部位置Ｘ０と、曲線Ｌ１が５００℃を示すときの反応器３０ａの内部位置Ｘ１と、曲線Ｌ２が５００℃を示すときの反応器３０ａの内部位置Ｘ２と、曲線Ｌ３が５００℃を示すときの反応器３０ａの内部位置Ｘ３とが、それぞれパラメータＸの定義に適合する。
Ｘ：上記所定時点において反応器３０ａの内部温度が所定値を示す反応器３０ａの内部位置
Ｒ：反応器３０ａの内部の大きさを示す指標
ｃ：ＸをＲで除算した値（以下、「位置／内径比」ともいう。）
と定義する。図５の例において、例えば５００℃を選択する場合、曲線Ｌ０が５００℃を示すときの反応器３０ａの内部位置Ｘ０と、曲線Ｌ１が５００℃を示すときの反応器３０ａの内部位置Ｘ１と、曲線Ｌ２が５００℃を示すときの反応器３０ａの内部位置Ｘ２と、曲線Ｌ３が５００℃を示すときの反応器３０ａの内部位置Ｘ３とが、それぞれパラメータＸの定義に適合する。
【0048】
一方、パラメータＲは、例えば、反応器３０ａの内径であってもよいし、反応器３０ａの内部の断面積であってもよい。図２の形態では、反応器３０ａがその延在方向において一定の大きさであるので、反応器３０ａのいずれの内部位置においても、反応器３０ａの内径も断面積も変化しない。そのため、この場合のパラメータＲは定数となる。一方、反応器３０ａの形状がその延在方向において変化する場合には、パラメータＲは、パラメータＸの内部位置における反応器３０ａの内径、断面積などであってもよい。
【0049】
以上を踏まえると、時点ｔ１，ｔ２，・・・，ｔｎにおける位置／内径比ｃ１，ｃ２，・・・，ｃｎはそれぞれ、
ｃ１＝Ｘ１／Ｒ
ｃ２＝Ｘ３／Ｒ
・・・
ｃｎ＝Ｘｎ／Ｒ
と表すことができる。図６（ｃ）に、位置／内径比ｃの時間変化の一例を示す。
ｃ１＝Ｘ１／Ｒ
ｃ２＝Ｘ３／Ｒ
・・・
ｃｎ＝Ｘｎ／Ｒ
と表すことができる。図６（ｃ）に、位置／内径比ｃの時間変化の一例を示す。
【0050】
以上の手順でパラメータａ，ｂ，ｃを得た後、横軸をｂ／ｃとし、縦軸をａ／ｃとして、各データをプロットする。この場合、図７に例示されるように、ｂ／ｃとａ／ｃとは、強い正の相関を示す。そのため、各データから例えば最小二乗法を用いて一次近似直線を算出することで、ｂ／ｃとａ／ｃとを次の関係式１で表すことができる。
ａ／ｃ＝α×ｂ／ｃ＋β （α，βは任意の実数） ・・・（１）
こうして得られたｂ／ｃとａ／ｃとの一次近似直線が、メタン濃度モデルである。なお、図７に例示される一次近似直線ＡＬは、関係式１に
α＝０．１６
β＝－６．７６
を代入して得られるものであり、決定係数Ｒ２は０．９９７である。
ａ／ｃ＝α×ｂ／ｃ＋β （α，βは任意の実数） ・・・（１）
こうして得られたｂ／ｃとａ／ｃとの一次近似直線が、メタン濃度モデルである。なお、図７に例示される一次近似直線ＡＬは、関係式１に
α＝０．１６
β＝－６．７６
を代入して得られるものであり、決定係数Ｒ２は０．９９７である。
【0051】
［クリンカ製造設備の制御方法］
続いて、クリンカ製造設備１の制御方法について説明する。まず、上記の手順で予め生成されたメタン濃度モデル（関係式１）を、記憶部Ｍ２に記憶させておく。また、実際に稼働するクリンカ製造設備１の反応器３０ａにおけるパラメータＲを予め取得し、記憶部Ｍ２に記憶させておく。
続いて、クリンカ製造設備１の制御方法について説明する。まず、上記の手順で予め生成されたメタン濃度モデル（関係式１）を、記憶部Ｍ２に記憶させておく。また、実際に稼働するクリンカ製造設備１の反応器３０ａにおけるパラメータＲを予め取得し、記憶部Ｍ２に記憶させておく。
【0052】
次に、焼成部２０において予熱処理済原料が焼成されると、焼成に伴って発生した排気ガスが、ＳＰ１８、発電装置２２、ドライヤ１２、粉砕機１４及び集塵機２４において順次熱交換される。集塵機２４から排出された排気ガスＧ５の少なくとも一部が分離部２８に導入されると、排気ガスＧ５から二酸化炭素が分離される。メタン生成部３０には、分離部２８において分離された二酸化炭素と、水素とが導入され、これらが触媒ＣＴを介して反応して、メタンが生成される。生成されたメタンは、メタン生成部３０からバーナ２０ｄに燃料として供給される。このとき、触媒ＣＴの使用開始時点でメタン生成部３０において生成されたメタンの濃度ＭＣ０を測定し、記憶部Ｍ２に記憶させておく。
【0053】
メタン生成部３０におけるメタンの生成中に、温度センサＳＥは、反応器３０ａの複数の内部位置における内部温度をそれぞれ測定し、その測定結果をコントローラＣｔｒに送信する。コントローラＣｔｒは、その時点での反応器３０ａ内の内部温度のうち最も高い内部温度を、最高内部温度ｂとして記憶部Ｍ２に記憶させる。また、コントローラＣｔｒは、メタン濃度モデルを生成する際にパラメータＸを得るために選択した温度（上記の例では５００℃）を示す反応器３０ａの内部位置を、パラメータＸとして記憶部Ｍ２に記憶させる。
【0054】
以上により、関係式１のうち、パラメータＭＣ以外のパラメータが既知となる。そこで、コントローラＣｔｒは、既知のパラメータを関係式１に代入することにより、温度センサＳＥによる測定時点でメタン生成部３０において生成されているメタンの濃度の予測値（パラメータＭＣ）を算出する。
【0055】
次に、コントローラＣｔｒは、算出した予測値に基づいて調整部３１を制御し、調整部３１による不活性ガスのメタンへの混合量を調整する。例えば、コントローラＣｔｒは、算出した予測値が所定の閾値Ｔｈ１よりも高いか否かを判断してもよい。コントローラＣｔｒは、算出した予測値が所定の閾値Ｔｈ１よりも高いと判断した場合、メタン生成部３０において生成されたメタンの濃度が閾値Ｔｈ１以下となるように、当該メタンへの不活性ガスの混合量を調整してもよい。
【0056】
コントローラＣｔｒは、算出した予測値に基づいて供給部３２を制御し、供給部３２による、燃焼部への補助燃料の供給量を調節する。例えば、コントローラＣｔｒは、算出した予測値が所定の閾値Ｔｈ２よりも低いか否かを判断してもよい。コントローラＣｔｒは、算出した予測値が所定の閾値Ｔｈ２よりも低いと判断した場合、当該閾値Ｔｈ２以上の濃度のメタンが燃焼部に供給されたときの燃焼部における熱量が得られるように、燃焼部への補助燃料の供給量を調節してもよい。
【0057】
クリンカ製造設備１の稼働中、上記したように、温度センサＳＥによる内部温度の測定と、測定された内部温度とメタン濃度モデルとに基づく予測値の算出と、予測値に基づく補助燃料の供給量の調節とが、断続的に（例えば、１週間に１回程度）、又は、連続的に、実行される。
【0058】
［作用］
以上の例によれば、メタン濃度モデルを予め取得しておくことで、当該メタン濃度モデルと、温度センサＳＥによって測定される反応器３０ａの所定の位置での温度とに基づいて、メタン生成部３０において生成されたメタンの濃度の予測値を適時に取得しうる。そのため、触媒ＣＴの劣化の進行に伴ってメタンの生成量が低下しても、当該予測値に応じて燃焼部への補助燃料の供給量を調節することで、燃焼部における燃焼によって得られる熱量が略一定に維持される。したがって、クリンカ製造設備１の燃焼部における燃焼温度の安定化を図ることが可能となる。その結果、セメントクリンカＭＴ４の品質を均質化することが可能となる。
以上の例によれば、メタン濃度モデルを予め取得しておくことで、当該メタン濃度モデルと、温度センサＳＥによって測定される反応器３０ａの所定の位置での温度とに基づいて、メタン生成部３０において生成されたメタンの濃度の予測値を適時に取得しうる。そのため、触媒ＣＴの劣化の進行に伴ってメタンの生成量が低下しても、当該予測値に応じて燃焼部への補助燃料の供給量を調節することで、燃焼部における燃焼によって得られる熱量が略一定に維持される。したがって、クリンカ製造設備１の燃焼部における燃焼温度の安定化を図ることが可能となる。その結果、セメントクリンカＭＴ４の品質を均質化することが可能となる。
【0059】
以上の例によれば、メタン濃度モデルを予め取得しておくことで、当該メタン濃度モデルと、温度センサＳＥによって測定される反応器３０ａの所定の位置での温度とに基づいて、メタン生成部３０において生成されたメタンの濃度の予測値を適時に取得しうる。そのため、メタン生成部３０において生成されたメタンの濃度が必要以上に高い場合でも、当該予測値に応じて不活性ガスの混合量を調整することで、燃焼部における燃焼によって得られる熱量が略一定に維持される。したがって、クリンカ製造設備１の燃焼部における燃焼温度の安定化を図ることが可能となる。その結果、セメントクリンカＭＴ４の品質を均質化することが可能となる。
【0060】
以上の例によれば、ａ／ｃとｂ／ｃとの関係によって規定されたメタン濃度モデルを用いることで、補助燃料の燃焼部への供給量がより正確に算出される。そのため、クリンカ製造設備１における燃焼温度のさらなる安定化を図ることが可能となる。
【0061】
以上の例によれば、反応器３０ａの内部位置を、反応器３０ａの内部の大きさを示す指標で除算して、パラメータｃが得られるため、メタン濃度モデルから、反応器３０ａの大きさによる影響が除かれる。すなわち、反応器３０ａの当該内部位置におけるメタン濃度の濃度分布による影響が除かれる。したがって、メタン濃度モデルの作成時には、小型の反応器３０ａを備える実験設備を用いればよい。その結果、メタン濃度モデルを、低コストで且つ簡易に得ることが可能となる。
【0062】
以上の例によれば、分離部２８において排気ガスＧ５から分離された二酸化炭素が、メタン生成部３０に供給される。そのため、単に、排気ガスＧ５がメタン生成部３０に供給される形態と比較して、メタン生成部３０に供給される二酸化炭素の濃度が高まる。したがって、メタン生成部３０において、より高濃度のメタンが生成される。その結果、燃焼部に供給されるメタンの割合が高まるので、補助燃料の使用量の削減を図ることが可能となる。
【0063】
［変形例］
本明細書における開示はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特許請求の範囲及びその要旨を逸脱しない範囲において、以上の例に対して種々の省略、置換、変更などが行われてもよい。
本明細書における開示はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特許請求の範囲及びその要旨を逸脱しない範囲において、以上の例に対して種々の省略、置換、変更などが行われてもよい。
【0064】
（１）コントローラＣｔｒは、算出した予測値が所定の閾値を下回るか否かを判断してもよい。コントローラＣｔｒは、算出した予測値が所定の閾値を下回ると判断した場合、予測値が所定の閾値を下回る旨を示す警報を出力部３４に出力させてもよい。例えば、出力部３４がディスプレイの場合には、文字等による警告文をディスプレイに表示してもよい。出力部３４がスピーカの場合には、音声による案内音声、アラーム等の警報音などをスピーカから発してもよい。
【0065】
（２）パラメータｃに関して、パラメータＸをパラメータＲで除算しなくてもよい。すなわち、パラメータｃが、パラメータＸによって定義されていてもよい。
【0066】
（３）温度センサＳＥは、複数の測定点を含んでいてもよい。この場合、当該複数の測定点を所定間隔で内側筒部３０ａ１に取り付ける（例えば、接着する）ことにより、内側筒部３０ａ１の内部における温度センサＳＥの挿入深さを変化させることなく、反応器３０ａの複数の内部位置における内部温度を測定することができる。
【0067】
（４）温度センサＳＥは、反応器３０ａの内部温度を測定可能なサーモグラフィカメラであってもよい。
【0068】
（５）上記の例では、反応器３０ａが円筒形状を呈していたが、他の形態を呈する反応器３０ａが用いられてもよい。例えば、反応器３０ａは、一対の板状体で構成されたプレート型の反応器であってもよい。この場合、例えば、一対の板状体の間に触媒ＣＴが充填され、これら全体が筐体内に収容されることで、メタン生成部３０が構成されてもよい。プレート型の反応器３０ａが用いられる場合、パラメータＲは、例えば、反応器３０ａの内部の断面積であってもよい。
【0069】
（６）メタン生成部３０において生成されたメタンの一部又は全部を、他の事業者に販売等することにより、クリンカ製造設備１とは別の設備においてメタンが利用されてもよい。この場合も、メタン生成部３０において生成されたメタンの濃度の予測値をコントローラＣｔｒによって算出することで、当該予測値と共に、別の設備においてメタンが利用されてもよい。
【0070】
（７）本明細書において説明された技術が、クリンカ製造設備１以外の他の燃焼設備に適用されてもよい。他の燃焼設備は、例えば、発電設備、鋳造設備などが挙げられる。
【0071】
（８）メタン生成部３０は、生成したメタンを仮焼炉１８ｂに供給するように構成された第１のメタン生成部と、生成したメタンをバーナ２０ｄに供給するように構成された第２のメタン生成部とを含んでいてもよい。すなわち、メタンは、仮焼炉１８ｂとバーナ２０ｄとにそれぞれ独立して供給されてもよい。
【0072】
（９）供給部３２は、仮焼炉１８ｂに補助燃料を供給するように構成された第１の供給部と、バーナ２０ｄに補助燃料を供給するように構成された第２の供給部とを含んでいてもよい。すなわち、補助燃料は、仮焼炉１８ｂとバーナ２０ｄとにそれぞれ独立して供給されてもよい。
【0073】
（１０）クリンカ製造設備１が調整部３１を備えておらず、メタンへの不活性ガスの混合量の調整が実行されずに、メタンの濃度の予測値に基づく、補助燃料の燃焼部への供給量の調節が実行されてもよい。あるいは、メタンの濃度の予測値に基づく、補助燃料の燃焼部への供給量の調節が実行されずに、メタンへの不活性ガスの混合量の調整が実行されてもよい。
【0074】
（１１）上記の例では、ＳＰ１８は、仮焼炉１８ｂを含むニューサスペンションプレヒータであったが、ＳＰ１８は、仮焼炉１８ｂを含まないノーマルのサスペンションプレヒータであってもよい。
【0075】
［他の例］
例１．燃焼設備の一例は、燃料の燃焼が行われる燃焼部と、燃焼部において発生した二酸化炭素と、水素とから、メタンを生成する触媒と、触媒を収容する反応器とを含み、生成した当該メタンを燃焼部に燃料として供給するように構成されたメタン生成部と、燃焼部に補助燃料を供給するように構成された供給部と、メタン生成部におけるメタンの生成中に、反応器の内部温度を測定するように構成された測定部と、制御部とを備える。制御部は、反応器の内部温度と、メタン生成部において生成されるメタン濃度との関係を表すメタン濃度モデルと、測定部において測定された温度とに基づいて、メタン濃度の予測値を算出する第１の処理と、第１の処理で算出された予測値に基づいて、供給部による補助燃料の燃焼部への供給量を調節する第２の処理とを実行するように構成されている。この場合、メタン濃度モデルを予め取得しておくことで、当該メタン濃度モデルと、測定部によって測定される反応器の所定の位置での温度とに基づいて、メタン生成部において生成されたメタンの濃度の予測値を適時に取得しうる。そのため、触媒の劣化の進行に伴ってメタンの生成量が低下しても、当該予測値に応じて補助燃料の燃焼部への供給量を調節することで、燃焼部における燃焼によって得られる熱量が略一定に維持される。したがって、燃焼設備における燃焼温度の安定化を図ることが可能となる。
例１．燃焼設備の一例は、燃料の燃焼が行われる燃焼部と、燃焼部において発生した二酸化炭素と、水素とから、メタンを生成する触媒と、触媒を収容する反応器とを含み、生成した当該メタンを燃焼部に燃料として供給するように構成されたメタン生成部と、燃焼部に補助燃料を供給するように構成された供給部と、メタン生成部におけるメタンの生成中に、反応器の内部温度を測定するように構成された測定部と、制御部とを備える。制御部は、反応器の内部温度と、メタン生成部において生成されるメタン濃度との関係を表すメタン濃度モデルと、測定部において測定された温度とに基づいて、メタン濃度の予測値を算出する第１の処理と、第１の処理で算出された予測値に基づいて、供給部による補助燃料の燃焼部への供給量を調節する第２の処理とを実行するように構成されている。この場合、メタン濃度モデルを予め取得しておくことで、当該メタン濃度モデルと、測定部によって測定される反応器の所定の位置での温度とに基づいて、メタン生成部において生成されたメタンの濃度の予測値を適時に取得しうる。そのため、触媒の劣化の進行に伴ってメタンの生成量が低下しても、当該予測値に応じて補助燃料の燃焼部への供給量を調節することで、燃焼部における燃焼によって得られる熱量が略一定に維持される。したがって、燃焼設備における燃焼温度の安定化を図ることが可能となる。
【0076】
例２．例１の燃焼設備において、燃焼部は、セメント原料を焼成してセメントクリンカを生成するように構成されたキルンと、キルンに供給するセメント原料を仮焼するように構成された仮焼炉とを含み、メタン生成部は、生成したメタンを仮焼炉及びキルンのバーナの少なくとも一方に燃料として供給するように構成されており、供給部は、仮焼炉に補助燃料を供給するように構成されており、第２の処理は、第１の処理で算出された予測値に基づいて、供給部による補助燃料の仮焼炉及びバーナの少なくとも一方への供給量を調節することを含んでいてもよい。この場合、クリンカ製造設備の燃焼部における燃焼温度の安定化が図られているので、セメントクリンカの品質を均質化することが可能となる。
【0077】
例３．燃焼設備の他の例は、燃焼が行われる燃焼部と、燃焼部において発生した二酸化炭素と、水素とから、メタンを生成する触媒と、触媒を収容する反応器とを含み、生成した当該メタンを燃焼部に燃料として供給するように構成されたメタン生成部と、メタン生成部によって生成されたメタンに不活性ガスを混合して、当該メタンの濃度を調整するように構成された調整部と、メタン生成部におけるメタンの生成中に、反応器の内部温度を測定するように構成された測定部と、制御部とを備える。制御部は、反応器の内部温度と、メタン生成部において生成されるメタン濃度との関係を表すメタン濃度モデルと、測定部において測定された内部温度とに基づいて、メタン濃度の予測値を算出する第１の処理と、第１の処理で算出された予測値に基づいて、調整部による不活性ガスのメタンへの混合量を調整する第２の処理とを実行するように構成されている。この場合、メタン濃度モデルを予め取得しておくことで、当該メタン濃度モデルと、測定部によって測定される反応器の所定の位置での温度とに基づいて、メタン生成部において生成されたメタンの濃度の予測値を適時に取得しうる。そのため、メタン生成部において生成されたメタンの濃度が必要以上に高い場合でも、当該予測値に応じて不活性ガスの混合量を調整することで、燃焼部における燃焼によって得られる熱量が略一定に維持される。したがって、燃焼設備における燃焼温度の安定化を図ることが可能となる。
【0078】
例４．例１～例３のいずれかの燃焼設備において、メタン濃度モデルは、パラメータａ，ｂ，ｃをそれぞれ、
ａ：触媒の使用開始後における所定時点でメタン生成部において生成されたメタン濃度を、触媒の使用開始時点でメタン生成部において生成されたメタン濃度で除算した値
ｂ：所定時点における反応器の最高内部温度
ｃ：所定時点において反応器の内部温度が所定値を示す反応器の内部位置
と定義した場合に、ａ／ｃとｂ／ｃとの関係によって規定されており、測定部は、メタン生成部におけるメタンの生成中に、反応器の内部位置における内部温度を測定するように構成されていてもよい。この場合、ａ／ｃとｂ／ｃとが比較的強い相関を示す。そのため、ａ／ｃとｂ／ｃとの関係によって規定されたメタン濃度モデルを用いることで、補助燃料の燃焼部への供給量がより正確に算出される。したがって、燃焼設備における燃焼温度のさらなる安定化を図ることが可能となる。
ａ：触媒の使用開始後における所定時点でメタン生成部において生成されたメタン濃度を、触媒の使用開始時点でメタン生成部において生成されたメタン濃度で除算した値
ｂ：所定時点における反応器の最高内部温度
ｃ：所定時点において反応器の内部温度が所定値を示す反応器の内部位置
と定義した場合に、ａ／ｃとｂ／ｃとの関係によって規定されており、測定部は、メタン生成部におけるメタンの生成中に、反応器の内部位置における内部温度を測定するように構成されていてもよい。この場合、ａ／ｃとｂ／ｃとが比較的強い相関を示す。そのため、ａ／ｃとｂ／ｃとの関係によって規定されたメタン濃度モデルを用いることで、補助燃料の燃焼部への供給量がより正確に算出される。したがって、燃焼設備における燃焼温度のさらなる安定化を図ることが可能となる。
【0079】
例５．例１～例３のいずれかの燃焼設備において、メタン濃度モデルは、パラメータａ，ｂ，ｃをそれぞれ、
ａ：触媒の使用開始後における所定時点でメタン生成部において生成されたメタン濃度を、触媒の使用開始時点でメタン生成部において生成されたメタン濃度で除算した値
ｂ：所定時点における反応器の最高内部温度
ｃ：所定時点において反応器の内部温度が所定値を示す反応器の内部位置を、反応器の内部の大きさを示す指標で除算した値
と定義した場合に、ａ／ｃとｂ／ｃとの関係によって規定されており、測定部は、メタン生成部におけるメタンの生成中に、反応器の内部位置における内部温度を測定するように構成されていてもよい。この場合、例２と同様の作用効果が得られる。また、この場合、反応器の内部位置を、反応器の内部の大きさを示す指標で除算して、パラメータｃが得られるため、メタン濃度モデルから、反応器の大きさによる影響が除かれる。すなわち、反応器の内部位置におけるメタン濃度の濃度分布による影響が除かれる。したがって、メタン濃度モデルの作成時には、小型の反応器を備える実験設備を用いればよい。その結果、メタン濃度モデルを、低コストで且つ簡易に得ることが可能となる。
ａ：触媒の使用開始後における所定時点でメタン生成部において生成されたメタン濃度を、触媒の使用開始時点でメタン生成部において生成されたメタン濃度で除算した値
ｂ：所定時点における反応器の最高内部温度
ｃ：所定時点において反応器の内部温度が所定値を示す反応器の内部位置を、反応器の内部の大きさを示す指標で除算した値
と定義した場合に、ａ／ｃとｂ／ｃとの関係によって規定されており、測定部は、メタン生成部におけるメタンの生成中に、反応器の内部位置における内部温度を測定するように構成されていてもよい。この場合、例２と同様の作用効果が得られる。また、この場合、反応器の内部位置を、反応器の内部の大きさを示す指標で除算して、パラメータｃが得られるため、メタン濃度モデルから、反応器の大きさによる影響が除かれる。すなわち、反応器の内部位置におけるメタン濃度の濃度分布による影響が除かれる。したがって、メタン濃度モデルの作成時には、小型の反応器を備える実験設備を用いればよい。その結果、メタン濃度モデルを、低コストで且つ簡易に得ることが可能となる。
【0080】
例６．例１～例５のいずれかの燃焼設備は、燃焼部の排気ガスから二酸化炭素を分離して、分離後の当該二酸化炭素をメタン生成部に供給するように構成された分離部をさらに備えていてもよい。この場合、単に、燃焼部の排気ガスがメタン生成部に供給される形態と比較して、メタン生成部に供給される二酸化炭素の濃度が高まる。そのため、メタン生成部において、より高濃度のメタンが生成される。したがって、燃焼部に供給されるメタンの割合が高まるので、補助燃料の使用量の削減を図ることが可能となる。
【0081】
例７．燃焼設備の制御方法の一例は、燃料の燃焼が行われる燃焼部において発生した二酸化炭素と、水素とを、メタン生成部の反応器内の触媒に供給して、メタンを生成する第１の工程と、第１の工程において生成されたメタンを、燃焼部に燃料として供給する第２の工程と、第１の工程におけるメタンの生成中に、反応器の内部温度を測定部によって測定する第３の工程と、反応器の内部温度と、メタン生成部において生成されるメタン濃度との関係を表すメタン濃度モデルと、測定部において測定された内部温度とに基づいて、メタン濃度の予測値を算出する第４の工程と、第４の工程で算出された予測値に基づいて、供給部による補助燃料の燃焼部への供給量を調節する第５の工程とを含む。この場合、例１の燃焼設備と同様の作用効果が得られる。
【0082】
例８．例７の方法において、燃焼部は、セメント原料を焼成してセメントクリンカを生成するように構成されたキルンと、キルンに供給するセメント原料を仮焼するように構成された仮焼炉とを含み、第２の工程は、第１の工程において生成されたメタンを、仮焼炉及びキルンのバーナの少なくとも一方に燃料として供給することを含み、第５の工程は、第４の工程で算出された予測値に基づいて、供給部による仮焼炉及びバーナの少なくとも一方への補助燃料の供給量を調節することを含んでいてもよい。この場合、例２の燃焼設備と同様の作用効果が得られる。
【0083】
例９．燃焼設備の制御方法の他の例は、燃料の燃焼が行われる燃焼部において発生した二酸化炭素と、水素とを、メタン生成部の反応器内の触媒に供給して、メタンを生成する第１の工程と、第１の工程におけるメタンの生成中に、反応器の内部温度を測定部によって測定する第２の工程と、反応器の内部温度と、メタン生成部において生成されるメタン濃度との関係を表すメタン濃度モデルと、測定部において測定された内部温度とに基づいて、メタン濃度の予測値を算出する第３の工程と、第３の工程で算出された予測値に基づいて、第１の工程において生成されたメタンへの不活性ガスの混合量を調整部によって調整して、調整後のガスを燃焼部に燃料として供給する第４の工程とを含む。この場合、例３の燃焼設備と同様の作用効果が得られる。
【0084】
例１０．例７～例９のいずれかの方法において、メタン濃度モデルは、パラメータａ，ｂ，ｃをそれぞれ、
ａ：触媒の使用開始後における所定時点でメタン生成部において生成されたメタン濃度を、触媒の使用開始時点でメタン生成部において生成されたメタン濃度で除算した値
ｂ：所定時点における反応器の最高内部温度
ｃ：所定時点において反応器の内部温度が所定値を示す反応器の内部位置
と定義した場合に、ａ／ｃとｂ／ｃとの関係によって規定されており、測定部は、メタン生成部におけるメタンの生成中に、反応器の内部位置における内部温度を測定するように構成されていてもよい。この場合、例４の燃焼設備と同様の作用効果が得られる。
ａ：触媒の使用開始後における所定時点でメタン生成部において生成されたメタン濃度を、触媒の使用開始時点でメタン生成部において生成されたメタン濃度で除算した値
ｂ：所定時点における反応器の最高内部温度
ｃ：所定時点において反応器の内部温度が所定値を示す反応器の内部位置
と定義した場合に、ａ／ｃとｂ／ｃとの関係によって規定されており、測定部は、メタン生成部におけるメタンの生成中に、反応器の内部位置における内部温度を測定するように構成されていてもよい。この場合、例４の燃焼設備と同様の作用効果が得られる。
【0085】
例１１．例７～例９のいずれかの方法において、メタン濃度モデルは、パラメータａ，ｂ，ｃをそれぞれ、
ａ：触媒の使用開始後における所定時点でメタン生成部において生成されたメタン濃度を、触媒の使用開始時点でメタン生成部において生成されたメタン濃度で除算した値
ｂ：所定時点における反応器の内部の最高温度
ｃ：所定時点において反応器の内部温度が所定値を示す反応器の内部位置を、反応器の内部の大きさを示す指標で除算した値
と定義した場合に、ａ／ｃとｂ／ｃとの関係によって規定されており、測定部は、メタン生成部におけるメタンの生成中に、反応器の内部位置における内部温度を測定するように構成されていてもよい。この場合、例５の燃焼設備と同様の作用効果が得られる。
ａ：触媒の使用開始後における所定時点でメタン生成部において生成されたメタン濃度を、触媒の使用開始時点でメタン生成部において生成されたメタン濃度で除算した値
ｂ：所定時点における反応器の内部の最高温度
ｃ：所定時点において反応器の内部温度が所定値を示す反応器の内部位置を、反応器の内部の大きさを示す指標で除算した値
と定義した場合に、ａ／ｃとｂ／ｃとの関係によって規定されており、測定部は、メタン生成部におけるメタンの生成中に、反応器の内部位置における内部温度を測定するように構成されていてもよい。この場合、例５の燃焼設備と同様の作用効果が得られる。
【0086】
例１２．例７～例１１のいずれかの方法において、第１の工程は、燃焼部の排気ガスから分離部によって二酸化炭素を分離し、分離後の当該二酸化炭素を触媒に供給して、メタンを生成することを含んでいてもよい。この場合、例６の燃焼設備と同様の作用効果が得られる。
【符号の説明】
【0087】
１…クリンカ製造設備（燃焼設備）、１８…ＳＰ、１８ｂ…仮焼炉（燃焼部）、２０…焼成部、２０ａ…キルン（燃焼部）、２０ｄ…バーナ、２８…分離部、３０…メタン生成部、３０ａ…反応器、３１…調整部、３２…供給部、ＣＴ…触媒、Ｃｔｒ…コントローラ（制御部）、ＭＴ１…セメント原料、ＭＴ４…セメントクリンカ、ＳＥ…温度センサ（測定部）。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】