特開 2024-172561 焼却灰捕集システム及び焼却灰捕集方法

(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】P2024172561

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】焼却灰捕集システム及び焼却灰捕集方法

(51)【国際特許分類】

   F23G 5/50 20060101AFI20241205BHJP

   F23L 15/00 20060101ALI20241205BHJP

   F23G 5/46 20060101ALI20241205BHJP

   F23J 15/00 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

F23G5/50 E

F23L15/00 A

F23G5/46 A

F23J15/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023090351

(22)【出願日】2023-05-31

(71)【出願人】

【識別番号】000001834

【氏名又は名称】三機工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003199

【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】廣瀬 均

(72)【発明者】

【氏名】藤森 和博

【テーマコード（参考）】

3K023

3K062

3K065

3K070

【Ｆターム（参考）】

3K023QA11

3K023QA14

3K023QC08

3K062AA11

3K062AB01

3K062AC01

3K062AC02

3K062CA01

3K062DA01

3K062DB11

3K065JA05

3K065JA15

3K070DA07

3K070DA30

3K070DA52

3K070DA58

(57)【要約】

【課題】流動焼却炉から排出され集塵機に流入する排ガスの温度を適正温度に維持しながら、重金属の含有量を低下させるとともに適量の焼却灰を捕集することができる技術を提供する。
【解決手段】焼却灰捕集システム１は、集塵機４の排ガス流入口の排ガス温度及び集塵機の排ガス流出口の排ガス温度の少なくとも一方の対象排ガス温度を取得する。そして、焼却灰捕集システム１は、第１排ガスの温度を上昇または降下させるように第１熱交換器３に流入する空気の流量を調節する第１調整弁２１と、第１排ガスの温度を降下させるように冷媒装置（第１送風機５または冷却水ポンプ６）から第１熱交換器３の排ガス流出口３Ｅと集塵機４の排ガス流入口４Ａとの間の第２ダクト６２に供給する冷媒の流量を調節する第２調整弁（第２調整弁２２Ａまたは第２調整弁２２Ｂ）とを開閉制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

焼却対象物を流動焼却炉で焼却して排出された排ガスから焼却灰を集塵機で捕集する焼却灰捕集システムであって、
空気を供給する第１送風機と、
前記流動焼却炉と前記集塵機との間に設けられ、前記第１送風機により給気される前記空気と前記排ガスとの熱交換により前記空気の温度を上昇させるとともに前記排ガスの温度を降下させ、前記空気の温度よりも高い温度の予熱空気を前記流動焼却炉に供給するとともに前記排ガスの温度よりも低い温度の第１排ガスを排出する第１熱交換器と、
一端が前記第１送風機に接続され他端が前記第１熱交換器の並流側空気流入口に接続された第１配管と、
一端が前記第１配管に接続され他端が前記第１熱交換器の向流側空気流入口に接続された第１分岐配管と、
前記第１分岐配管に設けられ、前記流動焼却炉に流入する前記予熱空気の温度を上昇または降下させて前記第１排ガスの温度を降下または上昇させるように前記第１分岐配管に流れる前記空気の流量を調節する第１調整弁と、
冷媒を供給する冷媒装置と、
一端が前記冷媒装置に接続され他端が前記第１熱交換器の排ガス流出口と前記集塵機の排ガス流入口との間のダクトに接続された第２配管と、
前記第２配管に設けられ、前記第１排ガスの温度を降下させるように前記第２配管に流れる前記冷媒の流量を調節する第２調整弁と、
前記第１調整弁と前記第２調整弁のそれぞれに接続され、前記集塵機に流入する前記第１排ガスの温度及び前記集塵機から流出する第２排ガスの温度の少なくとも一方の対象排ガス温度に基づいて、前記第１調整弁または前記第２調整弁を開閉制御する制御装置と、
を備える
ことを特徴とする焼却灰捕集システム。

【請求項2】

請求項１に記載の焼却灰捕集システムであって、
前記制御装置は、前記開閉制御において、
前記対象排ガス温度が適正温度よりも低い場合、前記対象排ガス温度を前記適正温度に上昇させるまで前記第１分岐配管に流れる前記空気の流量を減らすように前記第１調整弁の開度値の設定値を現在値よりも小さい値に変更し、
前記対象排ガス温度が前記適正温度よりも高い場合、前記対象排ガス温度を前記適正温度に降下させるまで前記第２配管に流れる前記冷媒の流量を増やすように前記第２調整弁の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更するように構成された
ことを特徴とする焼却灰捕集システム。

【請求項3】

請求項１に記載の焼却灰捕集システムであって、
前記制御装置は、前記開閉制御において、
前記対象排ガス温度が適正温度よりも低く且つ前記対象排ガス温度と前記適正温度の温度差が所定温度未満の場合、前記対象排ガス温度を前記適正温度に上昇させるまで前記第１分岐配管に流れる前記空気の流量を減らすように前記第１調整弁の開度値の設定値を現在値よりも小さい値に変更し、
前記対象排ガス温度が前記適正温度よりも高く且つ前記温度差が前記所定温度未満の場合、前記対象排ガス温度を前記適正温度に降下させるまで前記第１調整弁の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更するように構成された
ことを特徴とする焼却灰捕集システム。

【請求項4】

請求項１に記載の焼却灰捕集システムであって、
一端が前記ダクトに接続され他端が前記第１熱交換器の予熱空気流出口と前記流動焼却炉の予熱空気流入口との間の配管に接続された第３配管から分岐した第３分岐配管と、
前記第３分岐配管に設けられ、前記第１排ガスの温度を上昇させるように前記第３分岐配管に流れる前記予熱空気の流量を調節する第３調整弁と、
を更に備え、
前記制御装置は、
更に、前記第３調整弁に接続され、
更に、前記対象排ガス温度が適正温度よりも低く且つ前記対象排ガス温度と前記適正温度との温度差が所定温度以上の場合において、
前記予熱空気の温度が前記対象排ガス温度よりも高い場合であって、
前記流動焼却炉の燃焼に必要な空気量が所定風量以上のとき、前記対象排ガス温度を前記適正温度に上昇させるまで前記第１調整弁の開度値の設定値を現在値よりも小さい値に変更するとともに前記第３調整弁の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更し、
前記空気量が前記所定風量未満のとき、前記空気量が前記所定風量以上となるように前記第１送風機のファンの回転数の設定値を現在値よりも大きい値に変更するように構成された
ことを特徴とする焼却灰捕集システム。

【請求項5】

請求項４に記載の焼却灰捕集システムであって、
前記制御装置は、前記対象排ガス温度が前記適正温度よりも低く且つ前記温度差が前記所定温度以上の場合において、更に、
前記予熱空気の温度が前記対象排ガス温度よりも低い場合、前記予熱空気の温度が前記対象排ガス温度よりも高くなるように、前記第１調整弁の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更するように構成された
ことを特徴とする焼却灰捕集システム。

【請求項6】

請求項１に記載の焼却灰捕集システムであって、
前記第１送風機とは別に設けられた第２送風機と、
前記第２送風機により給気される第２空気と前記集塵機から排出される第２排ガスとの熱交換により前記第２空気の温度を上昇させるとともに前記第２排ガスの温度を降下させ、前記第２空気の温度よりも高い温度の高温空気を前記ダクトに供給するとともに前記第１排ガスの温度よりも低い温度の第２排ガスを排出する第２熱交換器と、
一端が前記ダクトに接続され他端が前記第２熱交換器の空気流出口に接続された第４配管に設けられ、前記第１排ガスの温度を降下させるように前記第４配管に流れる前記高温空気の流量を調節する第４調整弁と、
一端が前記ダクトに接続され他端が前記第２送風機に接続された第５配管に設けられ、前記第１排ガスの温度を降下させるように前記第５配管に流れる前記第２送風機により給気される第２空気の流量を調節する第５調整弁と、
一端が前記流動焼却炉と前記第１熱交換器との間のダクトに接続され他端が前記冷媒装置に接続された第６配管に設けられ、前記流動焼却炉から排出された前記排ガスの温度を降下させて前記第１排ガスの温度を降下させるように前記第６配管に流れる前記冷媒装置により供給される前記冷媒の流量を調節する第６調整弁と、
を更に備え、
前記制御装置は、
更に、前記第４調整弁と、前記第５調整弁と、前記第６調整弁とに接続され、
更に、前記対象排ガス温度が適正温度よりも高く且つ前記対象排ガス温度と前記適正温度との温度差が所定温度以上の場合において、
前記第２調整弁と、前記第４調整弁と、前記第５調整弁と、前記第６調整弁とのうち、前記温度差に応じて前記対象排ガス温度を降下させるのに適した対象調整弁を決定し、
前記対象排ガス温度を前記適正温度に降下させるまで前記第１調整弁及び前記対象調整弁の開度値の設定値をともに現在値よりも大きい値に変更するように構成された
ことを特徴とする焼却灰捕集システム。

【請求項7】

請求項１に記載の焼却灰捕集システムであって、
前記制御装置は、更に、前記対象排ガス温度が適正温度よりも高く且つ前記対象排ガス温度と前記適正温度との温度差が所定温度以上の場合において、
前記流動焼却炉の燃焼に必要な空気量が所定風量以上のとき、前記対象排ガス温度を前記適正温度に降下させるまで前記第１調整弁の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更するとともに前記第２調整弁の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更し、
前記空気量が前記所定風量未満のとき、前記空気量が前記所定風量以上となるように前記第１送風機のファンの回転数の設定値を現在値よりも大きい値に変更するように構成された
ことを特徴とする焼却灰捕集システム。

【請求項8】

請求項１に記載の焼却灰捕集システムであって、
一端が前記ダクトに接続され他端が前記第１熱交換器の予熱空気流出口と前記流動焼却炉の予熱空気流入口との間の配管に接続された第３配管から分岐した第３分岐配管と、
前記第３分岐配管に設けられ、前記第１排ガスの温度を上昇させるように前記第３分岐配管に流れる前記予熱空気の流量を調節する第３調整弁と、
を更に備え、
前記制御装置は、
更に、前記第３調整弁に接続され、
更に、前記対象排ガス温度が適正温度よりも高く且つ前記対象排ガス温度と前記適正温度との温度差が所定温度以上の場合において、
前記予熱空気の温度が前記対象排ガス温度よりも低い場合であって、
前記流動焼却炉の燃焼に必要な空気量が所定風量以上のとき、前記対象排ガス温度を前記適正温度に降下させるまで前記第１調整弁の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更するとともに前記第３調整弁の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更し、
前記空気量が前記所定風量未満のとき、前記空気量が前記所定風量以上となるように前記第１送風機のファンの回転数の設定値を現在値よりも大きい値に変更するように構成された
ことを特徴とする焼却灰捕集システム。

【請求項9】

請求項１乃至８のいずれか一項に記載の焼却灰捕集システムであって、
前記第２配管は温度が異なる冷媒が流れる複数の配管の集合であり、
前記第２調整弁は前記複数の配管のそれぞれに設けられた複数の調整弁の集合であり、
前記冷媒装置は、前記第１送風機及び冷却水ポンプの少なくとも一方を含み、
前記冷媒は、前記第１送風機により給気される前記空気と前記冷却水ポンプにより供給される冷却水の少なくとも一方を含む
ことを特徴とする焼却灰捕集システム。

【請求項10】

請求項１乃至８のいずれか一項に記載の焼却灰捕集システムであって、
前記第１熱交換器は、
前記第１熱交換器の前記並流側空気流入口に流入される第１の空気と前記第１熱交換器の排ガス流入口に流入される前記排ガスが同じ方向に流れる並流ラインと、
前記第１熱交換器の前記向流側空気流入口に流入される第２の空気と前記排ガス流入口に流入される前記排ガスが逆方向に流れる向流ラインと、
を有し、
前記予熱空気は、前記並流ラインに流れる前記第１の空気を前記排ガスの熱を回収して熱交換した第１予熱空気と、前記向流ラインに流れる前記第２の空気を前記排ガスの熱を回収して熱交換した第２予熱空気とを混合した空気である
ことを特徴とする焼却灰捕集システム。

【請求項11】

焼却対象物を流動焼却炉で焼却して排出された排ガスから焼却灰を集塵機で捕集する焼却灰捕集方法であって、
前記流動焼却炉と前記集塵機との間に設けられた第１熱交換器により、第１送風機により給気される空気と前記排ガスとの熱交換により前記空気の温度を上昇させるとともに前記排ガスの温度を降下させ、前記空気の温度よりも高い温度の予熱空気を前記流動焼却炉に供給するとともに前記排ガスの温度よりも低い温度の第１排ガスを排出することと、
前記集塵機の排ガス流入口に流入する前記第１排ガスの温度及び前記集塵機の排ガス流出口から排出する第２排ガスの温度の少なくとも一方の対象排ガス温度を取得することと、
前記対象排ガス温度に基づいて、前記流動焼却炉に流入する前記予熱空気の温度を上昇または降下させて前記第１排ガスの温度を降下または上昇させるように前記第１熱交換器の向流側空気流入口に流れる前記空気の流量を調節する第１調整弁と、前記第１排ガスの温度を降下させるように冷媒装置から前記第１熱交換器の排ガス流出口と前記集塵機の排ガス流入口との間のダクトに供給される冷媒の流量を調節する第２調整弁とを開閉制御することと、
を含む
ことを特徴とする焼却灰捕集方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、焼却対象物を流動焼却炉で焼却して排出された排ガスから焼却灰を集塵機で捕集する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、資源として再利用されるリンを含有し、有害な成分である重金属の含有量を低下させた焼却灰を生成する汚泥の焼却システムを開示する。この従来技術では、汚泥を熱分解して生成された熱分解ガスと焼却灰とがサイクロン（集塵機）により分離される。そして、分離した焼却灰を加熱炉で加熱することで、焼却灰中の未燃物が燃焼され、リンを含み重金属が除去された処理焼却灰及び重金属を含む排ガスが生成される。尚、分離時における集塵機内の温度は５００℃以上８５０℃以下となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６６１２６２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

流動焼却炉で焼却対象物を焼却して排出される排ガスから重金属の一例であるヒ素と二酸化セレンを除去して焼却灰を集塵機で捕集する場合、ヒ素と二酸化セレンのそれぞれの昇華点は、典型的には、６１３℃付近及び３１５℃付近とされている。従って、集塵機内の温度がこれらの昇華点よりも高い温度であれば、重金属の含有量を低下させつつ焼却灰を捕集することができる。

【0005】

しかしながら、集塵機に流入する排ガスの温度が当該昇華点よりも所定温度以上高い場合、焼却灰が溶解して系内に滞留することで十分な量の焼却灰を捕集できない。逆に、集塵機に流入する排ガスの温度が当該昇華点よりも所定温度以上低い場合、十分な量の焼却灰を捕集できたとしても、重金属（特に、ヒ素）の含有量を低下させることができない。

【0006】

本開示の一つの目的は、流動焼却炉から排出され集塵機に流入する排ガスの温度を適正温度に維持しながら、重金属の含有量を低下させるとともに適量の焼却灰を捕集することができる技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の第１の観点は、焼却対象物を流動焼却炉で焼却して排出された排ガスから焼却灰を集塵機で捕集する焼却灰捕集システムに関連する。焼却灰捕集システムは、空気を供給する第１送風機と、流動焼却炉と集塵機との間に設けられ第１送風機により給気される空気と排ガスとの熱交換により空気の温度を上昇させるとともに排ガスの温度を降下させて第１送風機により給気される空気の温度よりも高い温度の予熱空気を流動焼却炉に供給するとともに流動焼却炉から排出された排ガスの温度よりも低い温度の第１排ガスを排出する熱交換器と、一端が送風機に接続され他端が熱交換器の並流側空気流入口に接続された第１配管と、一端が第１配管に接続され他端が熱交換器の向流側空気流入口に接続された第１分岐配管と、第１分岐配管に設けられ、流動焼却炉に流入する予熱空気の温度を上昇または降下させて第１排ガスの温度を降下または上昇させるように第１分岐配管に流れる空気の流量を調節する第１調整弁と、冷媒を供給する冷媒装置と、一端が冷媒装置に接続され他端が熱交換器の排ガス流出口と集塵機の排ガス流入口との間のダクトに接続された第２配管と、第２配管に設けられ第１排ガスの温度を降下させるように第２配管に流れる冷媒の流量を調節する第２調整弁と、第１調整弁と第２調整弁のそれぞれに接続され集塵機に流入する第１排ガスの温度及び集塵機から流出する第２排ガスの温度の少なくとも一方の対象排ガス温度に基づいて、第１調整弁または第２調整弁を開閉制御する制御装置と、を備える。

【0008】

本開示の第２の観点は、第１の観点に加えて、次の特徴を更に有する焼却灰捕集システムに関連する。制御装置は、開閉制御において、対象排ガス温度が適正温度よりも低い場合、対象排ガス温度を適正温度に上昇させるまで第１分岐配管に流れる空気の流量を減らすように第１調整弁の開度値の設定値を現在値よりも小さい値に変更する。また、制御装置は、開閉制御において、対象排ガス温度が適正温度よりも高い場合、対象排ガス温度を適正温度に降下させるまで第２配管に流れる冷媒の流量を増やすように第２調整弁の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更する。

【0009】

本開示の第３の観点は、第１の観点に加えて、次の特徴を更に有する焼却灰捕集システムに関連する。制御装置は、開閉制御において、対象排ガス温度が適正温度よりも低く且つ対象排ガス温度と適正温度の温度差が所定温度未満の場合、対象排ガス温度を適正温度に上昇させるまで第１分岐配管に流れる空気の流量を減らすように第１調整弁の開度値の設定値を現在値よりも小さい値に変更する。また、制御装置は、開閉制御において、対象排ガス温度が適正温度よりも高く且つ温度差が所定温度未満の場合、対象排ガス温度を適正温度に降下させるまで第１調整弁の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更する。

【0010】

本開示の第４の観点は、第１の観点に加えて、次の特徴を更に有する焼却灰捕集システムに関連する。焼却灰捕集システムは、一端がダクトに接続され他端が第１熱交換器の予熱空気流出口と流動焼却炉の予熱空気流入口との間の配管に接続された第３配管から分岐した第３分岐配管と、第３分岐配管に設けられ、第１排ガスの温度を上昇させるように第３分岐配管に流れる予熱空気の流量を調節する第３調整弁と、を更に備える。制御装置は、更に、第３調整弁に接続される。また、制御装置は、更に、対象排ガス温度が適正温度よりも低く且つ温度差が所定温度以上の場合において、予熱空気の温度が対象排ガス温度よりも高い場合であって、流動焼却炉の燃焼に必要な空気量が所定風量以上のとき、対象排ガス温度を適正温度に上昇させるまで第１調整弁の開度値の設定値を現在値よりも小さい値に変更するとともに第３調整弁の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更する。また更に、制御装置は、流動焼却炉の燃焼に必要な空気量が所定風量未満のとき、当該空気量が所定風量以上となるように第１送風機のファンの回転数の設定値を現在値よりも大きい値に変更する。

【0011】

本開示の第５の観点は、第４の観点に加えて、次の特徴を更に有する焼却灰捕集システムに関連する。制御装置は、対象排ガス温度が適正温度よりも低く且つ対象排ガス温度と適正温度との温度差が所定温度以上の場合において、更に、予熱空気の温度が対象排ガス温度よりも低い場合、予熱空気の温度が対象排ガス温度よりも高くなるように、第１調整弁の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更する。

【0012】

本開示の第６の観点は、第１の観点に加えて、次の特徴を更に有する焼却灰捕集システムに関連する。焼却灰捕集システムは、第１送風機とは別に設けられた第２送風機と、第２送風機により給気される第２空気と集塵機から排出される第２排ガスとの熱交換により第２空気の温度を上昇させるとともに第２排ガスの温度を降下させ、第２空気の温度よりも高い温度の高温空気をダクトに供給するとともに第１排ガスの温度よりも低い温度の第２排ガスを排出する第２熱交換器と、一端がダクトに接続され他端が第２熱交換器の空気流出口に接続された第４配管に設けられ、第１排ガスの温度を降下させるように第４配管に流れる高温空気の流量を調節する第４調整弁と、一端がダクトに接続され他端が第２送風機に接続された第５配管に設けられ、第１排ガスの温度を降下させるように第５配管に流れる第２送風機により給気される第２空気の流量を調節する第５調整弁と、一端が流動焼却炉と第１熱交換器との間のダクトに接続され他端が冷媒装置に接続された第６配管に設けられ、流動焼却炉から排出された排ガスの温度を降下させて第１排ガスの温度を降下させるように第６配管に流れる冷媒装置により供給される冷媒の流量を調節する第６調整弁と、を更に備える。制御装置は、更に、第４調整弁と、第５調整弁と、第６調整弁とに接続されている。また、制御装置は、更に、対象排ガス温度が適正温度よりも高く且つ対象排ガス温度と適正温度との温度差が所定温度以上の場合において、第２調整弁と、第４調整弁と、第５調整弁と、第６調整弁とのうち、当該温度差に応じて対象排ガス温度を降下させるのに適した対象調整弁を決定する。また更に、制御装置は、対象排ガス温度を適正温度に降下させるまで第１調整弁及び対象調整弁の開度値の設定値をともに現在値よりも大きい値に変更する。

【0013】

本開示の第７の観点は、第１の観点に加えて、次の特徴を更に有する焼却灰捕集システムに関連する。制御装置は、更に、対象排ガス温度が適正温度よりも高く且つ対象排ガス温度と適正温度との温度差が所定温度以上の場合において、流動焼却炉の燃焼に必要な空気量が所定風量以上のとき、対象排ガス温度を適正温度に降下させるまで第１調整弁の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更するとともに第２調整弁の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更する。また更に、制御装置は、当該空気量が所定風量未満のとき、当該空気量が所定風量以上となるように第１送風機のファンの回転数の設定値を現在値よりも大きい値に変更する。

【0014】

本開示の第８の観点は、第１の観点に加えて、次の特徴を更に有する焼却灰捕集システムに関連する。焼却灰捕集システムは、一端がダクトに接続され他端が第１熱交換器の予熱空気流出口と流動焼却炉の予熱空気流入口との間の配管に接続された第３配管から分岐した第３分岐配管と、第３分岐配管に設けられ、第１排ガスの温度を上昇させるように第３分岐配管に流れる予熱空気の流量を調節する第３調整弁と、を更に備える。制御装置は、更に、第３調整弁に接続されている。また、制御装置は、更に、対象排ガス温度が適正温度よりも高く且つ対象排ガス温度と適正温度との温度差が所定温度以上の場合において、予熱空気の温度が対象排ガス温度よりも低い場合であって、流動焼却炉の燃焼に必要な空気量が所定風量以上のとき、対象排ガス温度を適正温度に降下させるまで第１調整弁の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更するとともに第３調整弁の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更する。また更に、制御装置は、当該空気量が所定風量未満のとき、空気量が所定風量以上となるように第１送風機のファンの回転数の設定値を現在値よりも大きい値に変更する。

【0015】

本開示の第９の観点は、第１の観点乃至第８の観点のいずれか一つの観点に加えて、次の特徴を更に有する焼却灰捕集システムに関連する。第２配管は温度が異なる冷媒が流れる複数の配管の集合である。また、第２調整弁は複数の配管のそれぞれに設けられた複数の調整弁の集合である。また更に、冷媒装置は、第１送風機及び冷却水ポンプの少なくとも一方を含んでいる。また更に、冷媒は、第１送風機により給気される空気と冷却水ポンプにより供給される冷却水の少なくとも一方を含んでいる。

【0016】

本開示の第１０の観点は、第１の観点乃至第８の観点のいずれか一つの観点に加えて、次の特徴を更に有する焼却灰捕集システムに関連する。第１熱交換器は、第１熱交換器の並流側空気流入口に流入される第１の空気と第１熱交換器の排ガス流入口に流入される排ガスが同じ方向に流れる並流ラインと、第１熱交換器の向流側空気流入口に流入される第２の空気と排ガス流入口に流入される排ガスが逆方向に流れる向流ラインと、を有している。予熱空気は、並流ラインに流れる第１の空気を排ガスの熱を回収して熱交換した第１予熱空気と、向流ラインに流れる第２の空気を排ガスの熱を回収して熱交換した第２予熱空気とを混合した空気である。

【0017】

本開示の第１１の観点は、焼却対象物を流動焼却炉で焼却して排出された排ガスから焼却灰を集塵機で捕集する焼却灰捕集方法に関連する。焼却灰捕集方法は、流動焼却炉と集塵機との間に設けられた第１熱交換器により、第１送風機により給気される空気と排ガスとの熱交換により空気の温度を上昇させるとともに排ガスの温度を降下させ、空気の温度よりも高い温度の予熱空気を流動焼却炉に供給するとともに排ガスの温度よりも低い温度の第１排ガスを排出することと、集塵機の排ガス流入口に流入する第１排ガスの温度及び集塵機の排ガス流出口から排出する第２排ガスの温度の少なくとも一方の対象排ガス温度を取得することと、対象排ガス温度に基づいて、流動焼却炉に流入する予熱空気の温度を上昇または降下させて第１排ガスの温度を降下または上昇させるように第１熱交換器の向流側空気流入口に流れる空気の流量を調節する第１調整弁と第１排ガスの温度を降下させるように冷媒装置から第１熱交換器の排ガス流出口と集塵機の排ガス流入口との間のダクトに供給される冷媒の流量を調節する第２調整弁とを開閉制御することと、を含む。

【発明の効果】

【0018】

本開示の技術によれば、流動焼却炉から排出され集塵機に流入する排ガスの温度が適正温度に維持される。これにより、重金属の含有量を低下させるとともに適量の焼却灰を捕集することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施の形態に係る焼却灰捕集システムの構成例を示す概略図である。

【図2】実施の形態に係る焼却灰捕集システムの熱交換器の特性を説明するための図である。

【図3】実施の形態に係る焼却灰捕集システムの熱交換器の特性を説明するための図である。

【図4】実施の形態に係る焼却灰捕集システムにおける対象排ガス温度を適正温度に制御するための説明図である。

【図5】実施の形態に係る焼却灰捕集システムにおける対象排ガス温度を適正温度に上昇させるときに用いられる調整弁を説明するための図である。

【図6】実施の形態に係る焼却灰捕集システムにおける対象排ガス温度を適正温度に上昇させるときに用いられる調整弁を説明するための図である。

【図7】実施の形態に係る焼却灰捕集システムにおける対象排ガス温度を適正温度に降下させるときに用いられる調整弁を説明するための図である。

【図8】実施の形態に係る焼却灰捕集システムにおける対象排ガス温度を適正温度に上昇させる第１の処理例を示すフローチャートである。

【図9】実施の形態に係る焼却灰捕集システムにおける対象排ガス温度を適正温度に上昇させる第２の処理例を示すフローチャートである。

【図10】実施の形態に係る焼却灰捕集システムにおける対象排ガス温度を適正温度に降下させる第１の処理例を示すフローチャートである。

【図11】実施の形態に係る焼却灰捕集システムにおける対象排ガス温度を適正温度に降下させる第２の処理例を示すフローチャートである。

【図12】実施の形態に係る焼却灰捕集システムにおける対象排ガス温度を適正温度に降下させる第３の処理例を示すフローチャートである。

【図13】実施の形態に係る焼却灰捕集システムにおける対象排ガス温度を適正温度に降下させる第４の処理例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

添付図面を参照して、本開示の実施の形態に係る焼却灰捕集システム及び焼却灰捕集方法について説明する。また、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

【0021】

１．焼却灰捕集システムの構成例
１－１．概要
図１は、実施の形態に係る焼却灰捕集システム１の構成例を示す概略図である。焼却灰捕集システム１は、流動焼却炉２と、第１熱交換器３と、集塵機４と、第１送風機５と、第２熱交換器７と、第２送風機８と、排ガス処理装置９と、排気ファン１０と、煙突１１とを含んで構成されている。流動焼却炉２（以降、単に焼却炉２と称す）は、炉に流入した砂等の流動媒体を炉の下部から送り込まれる空気により流動させて流動層（流動床）を生成し、熱せられた流動層内に投入された下水汚泥やゴミ等の焼却対象物を流動媒体とともに撹拌させて焼却する焼却炉である。焼却炉２は、空気を流入させる空気流入口２Ａと、焼却対象物の焼却時に生じる排ガスを排出する排ガス流出口２Ｂとを備えている。

【0022】

第１熱交換器３は、焼却炉２と集塵機４との間に設けられている。第１熱交換器３は、第１配管５１を介して、第１送風機５により給気される第１空気を流入する並流側空気流入口３Ａと、第１配管５１から分岐した第１分岐配管５１Ａを介して、第１送風機５により給気される第１空気を流入する向流側空気流入口３Ｂとを備えている。並流側空気流入口３Ａは、例えば、図１に示すように、第１熱交換器３の上部に設けられている。向流側空気流入口３Ｂは、例えば、図１に示すように、第１熱交換器３の下部に設けられている。尚、第１配管５１は一端が第１送風機５に接続され他端が第１熱交換器３の並流側空気流入口３Ａに接続された配管であり、第１分岐配管５１Ａは一端が第１配管５１に接続され他端が第１熱交換器３の向流側空気流入口３Ｂに接続された配管である。また、第１送風機５により給気される第１空気は単に空気とも称される。

【0023】

更に、第１熱交換器３は、第１ダクト６１を介して、焼却炉２の排ガス流出口２Ｂから排出された排ガスを流入する排ガス流入口３Ｃを備えている。第１ダクト６１は一端が焼却炉２の排ガス流出口２Ｂに接続され他端が第１熱交換器３の排ガス流入口３Ｃに接続された配管である。

【0024】

また更に、第１熱交換器３は、並流側空気流入口３Ａと向流側空気流入口３Ｂに流入する第１空気と排ガス流入口３Ｃに流入する排ガスとの熱交換により第１空気の温度を上昇させるとともに第１空気の温度よりも高い温度の予熱空気を流出させる空気流出口３Ｄを備えている。また更に、第１熱交換器３は、並流側空気流入口３Ａと向流側空気流入口３Ｂに流入する第１空気と、排ガス流入口３Ｃに流入する排ガスとの熱交換により排ガスの温度を降下させるとともに排ガスの温度よりも低い温度の第１排ガスを排出する排ガス流出口３Ｅを備えている。尚、空気流出口３Ｄから流出した予熱空気は第３配管５３を介して焼却炉２の空気流入口２Ａに供給される。第３配管５３は、一端が第１熱交換器３の空気流出口３Ｄに接続され他端が焼却炉２の空気流入口２Ａに接続された配管である。また、空気流入口２Ａは予熱空気流入口２Ａとも称され、空気流出口３Ｄは予熱空気流出口３Ｄとも称される。

【0025】

このように、第１熱交換器３は、第１送風機５により給気される第１空気と排ガスとの熱交換により第１空気の温度を上昇させるとともに排ガスの温度を降下させて第１空気の温度よりも高い温度の予熱空気を焼却炉２に供給するとともに排ガスの温度よりも低い温度の第１排ガスを排出する。第１熱交換器３により流出された予熱空気を焼却炉２に供給することにより、焼却炉２の燃焼効率を向上させることができる。

【0026】

集塵機４は、第２ダクト６２を介して、第１熱交換器３の排ガス流出口３Ｅから排出された第１排ガスを流入する排ガス流入口４Ａと、第１排ガスに含まれる焼却灰を分離して取り除いた第２排ガスを排出する排ガス流出口４Ｂとを備えている。つまり、集塵機４は、第１排ガス中に含まれる灰等の固形成分を分離して回収し、灰等の固形成分が取り除かれた第２排ガスを排出する。従って、集塵機４には、第１排ガスに含まれる焼却灰を分離して回収する灰排出機４Ｃが設けられている。第２ダクト６２は、一端が第１熱交換器３の排ガス流出口３Ｅに接続され他端が集塵機４の排ガス流入口４Ａに接続された配管である。尚、第２ダクト６２は単にダクトとも称される。

【0027】

第１送風機５は、第１空気を供給する送風機である。第１送風機５は、第１空気の風量を増減できるようにファンの回転数を制御するモータ５Ａを有している。モータ５Ａによるファンの回転数は、後述する制御装置１００により制御される。第１送風機５としては、例えば、流動ブロワが挙げられる。尚、第１送風機５の風量の増減方法は、ファンの回転数を制御するモータ５Ａに限らず、第１送風機５の入口もしくは出口に設けられた調整弁を用いて調節してもよい。

【0028】

第２熱交換器７は、集塵機４の排ガス流出口４Ｂ側に設けられている。また、第２熱交換器７は、第７配管５８を介して、第２送風機８により給気される第２空気を流入する空気流入口７Ａを備えている。第７配管５８は、一端が第２送風機８に接続され他端が第２熱交換器７の空気流入口７Ａに接続された配管である。また、第２熱交換器７は、第３ダクト６３を介して、集塵機４の排ガス流出口４Ｂから排出された第２排ガスを流入する排ガス流入口７Ｃを備えている。第３ダクト６３は、一端が集塵機４の排ガス流出口４Ｂに接続され他端が第２熱交換器７の排ガス流入口７Ｃに接続された配管である。

【0029】

更に、第２熱交換器７は、空気流入口７Ａに流入する第２空気と排ガス流入口７Ｃに流入する第２排ガスとの熱交換により第２空気の温度を上昇させるとともに第２空気の温度よりも高い温度の高温空気を流出する空気流出口７Ｂと、空気流入口７Ａに流入する第２空気と排ガス流入口７Ｃに流入する第２排ガスとの熱交換により第２排ガスの温度を降下させるとともに第２排ガスの温度よりも低い温度の第３排ガスを排出する排ガス流出口７Ｄと、を備えている。

【0030】

このように、第２熱交換器７は、第２送風機８により給気される第２空気と第２排ガスとの熱交換により第２空気の温度を上昇させるともに第２排ガスの温度を降下させて第２空気の温度よりも高い温度の高温空気を加熱を必要とする機器や配管に供給するとともに第２排ガスの温度よりも低い温度の第３排ガスを排出する。

【0031】

第２送風機８は、第２空気を供給する送風機である。第２送風機８は、第２空気の風量を増減できるようにファンの回転数を制御するモータ８Ａを有している。モータ８Ａによるファンの回転数は、後述する制御装置１００により制御される。第２送風機８としては、例えば、送気ファンが挙げられる。尚、第２送風機８の風量の増減方法は、ファンの回転数を制御するモータ８Ａに限らず、第２送風機８の入口もしくは出口に設けられた調整弁を用いて調節してもよい。

【0032】

排ガス処理装置９は、第３排ガスに含まれる硫黄酸化物や煤塵等の大気汚染物質を除去する装置である。排ガス処理装置９により第３排ガスに含まれる大気汚染物質を除去した第４排ガスは、排気ファン１０により煙突１１を通って外部に排気される。第７調整弁２８は、一端が排気ファン１０と煙突１１との間の配管に接続され他端が第２熱交換器７の空気流出口７Ｂに接続された配管に設けられている。第８調整弁２９は、排ガス処理装置９と排気ファン１０との間の配管に設けられている。尚、第４排ガスを外部に排気する排気量は、例えば、第７調整弁２８と第８調整弁２９とにより調節される。より具体的には、第７調整弁２８は、第２熱交換器７の空気流出口７Ｂから流出する高温空気の総流量のうち、第２ダクト６２に供給する高温空気の流量を除いた高温空気の余剰流量の排出を調節する。第８調整弁２９は、焼却炉２の圧力の変動量に基づいて、第４排ガスを外部に排気する排気量を調節する。また、外部に排気される第４排ガスの排気量を更に増やしたい場合、第８調整弁２９を調節する代わりに、排気ファン１０の回転数を増やす設定がなされてもよい。

【0033】

１－２．具体例
ここでは、焼却炉２から排出され集塵機に流入する第１排ガスの温度を適正温度に維持するための構成例の詳細について説明する。尚、適正温度とは、重金属の一例であるヒ素の昇華点である６１３℃付近を含む温度を意味する。

【0034】

具体的には、焼却灰捕集システム１は、複数の計測器と、複数の調整弁とを備えている。複数の計測器は、温度を計測する複数の温度計と、風量を測定する複数の風量計（流量計とも称す）とを含んでいる。複数の温度計には、第１温度計３１と、第２温度計３２と、第３温度計３３と、第４温度計３４とが含まれている。複数の風量計には、第１風量計４１と、第２風量計４２と、第３風量計４３と、第４風量計４４と、第５風量計４５とが含まれている。

【0035】

第１温度計３１は、集塵機４の排ガス流入口４Ａ付近の第２ダクト６２に取り付けられ、集塵機４の排ガス流入口４Ａに流入する第１排ガスの温度を計測する。第２温度計３２は、集塵機４の排ガス流出口４Ｂ付近の第３ダクト６３に取り付けられ、集塵機４の排ガス流出口４Ｂから排出された第２排ガスの温度を計測する。第３温度計３３は、第３配管５３に取り付けられ、第１熱交換器３の予熱空気流出口３Ｄから流出された予熱空気の温度を計測する。第４温度計３４は、第１熱交換器３の排ガス流入口３Ｃ付近の第１ダクト６１に取り付けられ、第１熱交換器３の排ガス流入口３Ｃに流入する排ガスの温度を計測する。

【0036】

第１風量計４１は、第１配管５１に取り付けられ、第１送風機５により給気される第１空気のうち第１配管５１及び第１分岐配管５１Ａに流入する第１空気（第１分割空気とも称す）の風量を計測する。第２風量計４２は、第３配管５３から分岐した第３分岐配管５３Ａに取り付けられ、第１熱交換器３により流出される予熱空気のうち第３分岐配管５３Ａに流入する予熱空気の一部である予熱空気（予熱分割空気とも称す）の風量を計測する。第３分岐配管５３Ａとは、一端が第３配管５３に接続され他端が第２ダクト６２に接続された配管を意味する。第３風量計４３は、第１送風機５と焼却炉２との間に設けられた空気配管５５に取り付けられ、第１送風機５により給気される第１空気のうち空気配管５５に流入する第１空気（第２分割空気とも称す）の風量を計測する。第４風量計４４は、第２配管５２Ａに取り付けられ、第１送風機５により給気される第１空気のうち第２配管５２Ａに流入する第１空気（第３分割空気とも称す）の風量を計測する。第２配管５２Ａとは、一端が第１送風機５に接続され他端が第２ダクト６２に接続された配管を意味する。第５風量計４５は、第７配管５８に取り付けられ、第２送風機８により給気される第２空気の風量を計測する。

【0037】

上述した内容を踏まえると、第１送風機５により給気される第１空気の風量は、第１分割空気の風量と、第２分割空気の風量と、第３分割空気の風量との総和で表される。また、第１熱交換器３に流入する第１分割空気の風量と第１熱交換器３から流出する予熱空気の風量は等しい。第３配管５３を介して焼却炉２に流入する予熱空気の風量は、第１分割空気の風量から予熱分割空気の風量を差し引いた風量となる。

【0038】

ここで、焼却炉２に流入する空気量を考える。焼却炉２に流入する空気量をＦ、第１分割空気の風量をＦ１、第２分割空気の風量をＦ２、第３分割空気の風量をＦ３、予熱分割空気の風量をＦ４とした場合、焼却炉２に流入する空気量Ｆは、Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２－Ｆ３－Ｆ４の式で表される。焼却炉２に流入する空気量Ｆは、焼却炉２に投入される焼却対象物の燃焼に必要な風量（基準風量）以上でなければならない。従って、第１送風機５により給気される第１空気の風量は、焼却炉２に流入する空気量Ｆが基準風量以上となるように調節される。

【0039】

尚、第２配管５２Ａは複数の第２配管の一部であり、複数の第２配管（第２配管５２Ａ、第２配管５２Ｂ）は温度が異なる冷媒が流れる複数の配管の集合である。冷媒は、第１送風機５により給気される第１空気と、冷却水ポンプ６により供給される冷却水とを含んでいる。尚、第１送風機５及び冷却水ポンプ６は、冷媒装置の一例である。

【0040】

複数の調整弁は、第１調整弁２１と、複数の第２調整弁２２（第２調整弁２２Ａ、第２調整弁２２Ｂ）と、第３調整弁２３と、第４調整弁２４と、空気調整弁２５と、第５調整弁２６と、第６調整弁２７とを含んでいる。

【0041】

第１調整弁２１は、第１分岐配管５１Ａに設けられ、第１熱交換器３の向流側空気流入口３Ｂに流入する第１分割空気を分岐した第１分割分岐空気の流量を調節する。具体的には、第１熱交換器３の向流側空気流入口３Ｂに流入する第１分割分岐空気の流量を増やす場合、第１調整弁２１の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に設定する調節がなされる。一方、第１熱交換器３の向流側空気流入口３Ｂに流入する第１分割分岐空気の流量を減らす場合、第１調整弁２１の開度値の設定値を現在値よりも小さい値に設定する調節がなされる。尚、第１調整弁２１は、第１排ガスの温度を上昇または降下させるための用途として用いられる。

【0042】

第２調整弁２２Ａは、第４風量計４４と第２ダクト６２との間の第２配管５２Ａに設けられている。第２調整弁２２Ａは、第２ダクト６２に流入する第３分割空気の流量を調節する。具体的には、第２ダクト６２に流入する第３分割空気の流量を増やす場合、第２調整弁２２Ａの開度値の設定値を現在値よりも大きい値に設定する調節がなされる。一方、第２ダクト６２に流入する第３分割空気の流量を減らす場合、第２調整弁２２Ａの開度値の設定値を現在値よりも小さい値に設定する調節がなされる。尚、第２調整弁２２Ａは、第１排ガスの温度を降下させるための用途として用いられる。

【0043】

第２調整弁２２Ｂは、冷却水ポンプ６と第２ダクト６２との間の第２配管５２Ｂに設けられている。第２調整弁２２Ｂは、第２ダクト６２に流入する冷却水の噴霧量を調節する。具体的には、第２ダクト６２に流入する冷却水の流量を増やす場合、第２調整弁２２Ｂの開度値の設定値を現在値よりも大きい値に設定する調節がなされる。一方、第２ダクト６２に流入する冷却水の流量を減らす場合、第２調整弁２２Ｂの開度値の設定値を現在値よりも小さい値に設定する調節がなされる。尚、第２調整弁２２Ｂは、第１排ガスの温度を降下させるための用途として用いられる。

【0044】

第３調整弁２３は、第２風量計４２と第２ダクト６２との間の第３分岐配管５３Ａに設けられ、第２ダクト６２に流入する予熱分割空気の流量を調節する。具体的には、第２ダクト６２に流入する予熱分割空気の流量を増やす場合、第３調整弁２３の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に設定する調節がなされる。一方、第２ダクト６２に流入する予熱分割空気の流量を減らす場合、第３調整弁２３の開度値の設定値を現在値よりも小さい値に設定する調節がなされる。尚、第３調整弁２３は、第１排ガスの温度を上昇または降下させるための用途として用いられる。

【0045】

第４調整弁２４は、第２熱交換器７の空気流出口７Ｂと第２ダクト６２との間の第４配管５４に設けられている。第４調整弁２４は、第２ダクト６２に流入する高温空気の流量を調節する。高温空気は、上述したように、第１排ガスの温度よりも低い温度の空気である。具体的には、第２ダクト６２に流入する高温空気の流量を増やす場合、第４調整弁２４の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に設定する調節がなされる。一方、第２ダクト６２に流入する高温空気の流量を減らす場合、第４調整弁２４の開度値の設定値を現在値よりも小さい値に設定する調節がなされる。尚、第４調整弁２４は、第１排ガスの温度を降下させるための用途として用いられる。

【0046】

空気調整弁２５は、第３風量計４３と第１送風機５との間の空気配管５５に設けられている。空気配管５５は、一端が焼却炉２に接続され他端が第１送風機５に接続された配管である。空気調整弁２５は、焼却炉２の予熱空気流入口２Ａに流入する第１空気の一部である第２分割空気の流量を調節する。具体的には、焼却炉２の予熱空気流入口２Ａに流入する第２分割空気の流量を増やす場合、空気調整弁２５の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に設定する調節がなされる。一方、焼却炉２の予熱空気流入口２Ａに流入する第２分割空気の流量を減らす場合、空気調整弁２５の開度値の設定値を現在値よりも小さい値に設定する調節がなされる。

【0047】

尚、空気調整弁２５は、焼却炉２に流入する空気量Ｆが基準風量以上となるように維持するための用途として用いられる。例えば、第２調整弁２２Ａあるいは第３調整弁２３の開度値の設定値を現在値よりも大きい値にした場合を考える。この場合、焼却炉２に流入する空気量Ｆの不足分を補うために空気調整弁２５の調節がなされる。具体的には、第２ダクト６２に流れる第１排ガスの温度を上昇させるために第３調整弁２３の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に設定した場合、第２ダクト６２に流入する第１排ガスの温度より高い温度の予熱空気の一部である予熱分割空気の流量が増える。この場合、焼却炉２に流入する空気量Ｆが減少して焼却対象物の燃焼に必要な基準風量を満たさないケースが発生しうる。従って、空気調整弁２５は、この場合において、第１送風機５により給気される第１空気のうち空気配管５５に流入する第２分割空気の空気量を増やすように調節する。これにより、焼却炉２に流入する空気量Ｆが基準風量以上となるように維持される。

【0048】

第５調整弁２６は、第２ダクト６２と第２送風機８との間の第５配管５６に設けられている。第５調整弁２６は、第２ダクト６２に流入する第２送風機８により給気される第２空気の流量を調節する。具体的には、第２ダクト６２に流入する第２空気の流量を増やす場合、第５調整弁２６の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に設定する調節がなされる。一方、第２ダクト６２に流入する第２空気の流量を減らす場合、第５調整弁２６の開度値の設定値を現在値よりも小さい値に設定する調節がなされる。尚、第５調整弁２６は、第１排ガスの温度を降下させるための用途として用いられる。

【0049】

第６調整弁２７は、一端が第４温度計３４と焼却炉２との間の第１ダクト６１に接続され他端が冷却水ポンプ６に接続された第６配管５７に設けられている。第６調整弁２７は、第１ダクト６１に流入する冷却水の噴霧量を調節する。具体的には、第１ダクト６１に流入する冷却水の噴霧量を増やす場合、第６調整弁２７の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に設定する調節がなされる。一方、第１ダクト６１に流入する冷却水の噴霧量を減らす場合、第６調整弁２７の開度値の設定値を現在値よりも小さい値に設定する調節がなされる。

【0050】

このように、第２ダクト６２に流れる第１排ガスの温度を上昇あるいは降下させる場合、第１調整弁２１、第２調整弁２２Ａ、第２調整弁２２Ｂ、第３調整弁２３、第４調整弁２４、空気調整弁２５、第５調整弁２６、及び第６調整弁２７が用いられる。具体的には、第２ダクト６２に流れる第１排ガスの温度を上昇させるために用いられる調整弁には、第１調整弁２１と、第３調整弁２３と、空気調整弁２５とが含まれる。一方、第２ダクト６２に流れる第１排ガスの温度を降下させるために用いられる調整弁には、第１調整弁２１と、第２調整弁２２Ａと、第２調整弁２２Ｂと、第３調整弁２３、第４調整弁２４と、空気調整弁２５と、第５調整弁２６と、第６調整弁２７とが含まれる。第２ダクト６２に流れる第１排ガスの温度を上昇あるいは降下させる場合における調整弁の開度値の設定値を変更する処理例の詳細については後述する。

【0051】

更に、焼却灰捕集システム１は、制御装置１００を含んで構成されている。制御装置１００は、複数の温度計（第１温度計３１－第４温度計３４）、複数の風量計（第１風量計４１－第５風量計４５）、複数の調整弁（第１調整弁２１－第８調整弁２９）、第１送風機５のモータ５Ａ、及び第２送風機８のモータ８Ａのそれぞれに接続されている。制御装置１００は、電気的に通信可能な配線等を用いて、前述した複数の機器のそれぞれと接続される。尚、制御装置１００としては、コンピュータ等の計算機が例示される。

【0052】

制御装置１００は、複数の温度計から取得した複数の温度情報と、複数の風量計から取得した複数の風量情報とに基づいて、焼却炉２から排出され集塵機４に流入する排ガスの温度を適正温度に維持するように調整弁を開閉制御する。以下、制御装置１００における調整弁の開閉制御例についての詳細を説明する。

【0053】

２．調整弁の開閉制御例
制御装置１００による調整弁の開閉制御は、第１熱交換器３の特性に基づいて行われる。以下、第１熱交換器３の特性についての説明を行い、その後、調整弁の開閉制御の詳細について述べる。

【0054】

２－１．第１熱交換器の特性例
図２は、実施の形態に係る焼却灰捕集システム１における第１熱交換器３の特性を説明するための図である。具体的には、図２は、第１熱交換器３の構造の一例を示す断面図である。第１熱交換器３は、円筒の筐体３０ａから構成されており、筐体３０ａの内部に設けられた仕切り板３０ｃにより上部の並流式の熱交換室３０ｄ（単に熱交換室３０ｄとも称す）と下部の向流式の熱交換室３０ｅ（単に熱交換室３０ｅとも称す）とを備えている。３０ｆは高温側管板、３０ｇは低温側管板、３０ｈは伝熱管、３０ｉはバッフルプレート、３０ｊは排ガス排出室、３０ｋは上部の並流式の熱交換室３０ｄに空気を送る上部空気導入ヘッダー、３０ｍは下部の向流式の熱交換室３０ｅに空気を送る下部空気導入ヘッダー、３０ｎは並流側予熱空気と向流側予熱空気を混合する排出ヘッダーである。

【0055】

第１熱交換器３の排ガス流入口３Ｃに流入する排ガスと、上部の並流式の熱交換室３０ｄとは高温側管板３０ｆにより隔てられるとともに、排ガス排出室３０ｊ及び上部の並流式の熱交換室３０ｄと排ガス排出室３０ｊ及び下部の向流式の熱交換室３０ｅはともに低温側管板３０ｇにより隔てられる。熱交換室（熱交換室３０ｄ及び熱交換室３０ｅ）内には多数本の伝熱管３０ｈが配管され、その上下端は、高温側管板３０ｆと低温側管板３０ｇにそれぞれ接続されている。伝熱管３０ｈを通じて熱交換室（熱交換室３０ｄ及び熱交換室３０ｅ）内に流入する排ガスは、焼却炉２から第１ダクト６１を介して送り込まれる。

【0056】

また、熱交換室の中間部には、仕切り板３０ｃが取り付けられており、熱交換室を上部の並流式の熱交換室３０ｄと下部の向流式の熱交換室３０ｅとに二分する。熱交換室３０ｄと熱交換室３０ｅのそれぞれの内部には、複数のバッフルプレート３０ｉが設置されている。

【0057】

上部の並流式の熱交換室３０ｄは、並流側空気流入口３Ａに流入する第１分割空気と排ガス流入口３Ｃに流入する排ガスが同じ方向に流れる並流ラインを有する。第１分割空気と排ガスの流れが同じ方向となることで、熱交換量を減らせるので第１熱交換器３の予熱空気流出口３Ｄから流出する予熱空気が暖まり難くなる。一方、下部の向流式の熱交換室３０ｅは、第１分割分岐空気と排ガスが逆方向に流れる向流ラインを有する。第１分割分岐空気と排ガスの流れが逆方向となることで、熱交換量を増やせるので第１熱交換器３の予熱空気流出口３Ｄから流出する予熱空気が暖まりやすくなる。尚、並流側空気流入口３Ａに流入する第１分割空気は第１の空気とも称される。また、向流側空気流入口３Ｂに流入する第１分割分岐空気は第２の空気とも称される。

【0058】

尚、第１熱交換器３の予熱空気流出口３Ｄから流出する予熱空気は、並流ラインに流れる第１分割空気を排ガスの熱を回収して熱交換した第１予熱空気と、向流ラインに流れる第１分割分岐空気を排ガスの熱を回収して熱交換した第２予熱空気とを混合した空気である。従って、第２予熱空気の割合を増やすことで第１熱交換器３に流入する第１分割空気（第１分割空気の一部である第１分割分岐空気を含む）と第１排ガスの熱交換量を増やすことができる。一方、第２予熱空気の割合を減らすことで第１熱交換器３に流入する第１分割空気（第１分割空気の一部である第１分割分岐空気を含む）と第１排ガスの熱交換量を減らすことができる。

【0059】

上述した第１熱交換器３の特性を踏まえ、以下第１熱交換器３から流出する予熱空気の温度と、第１熱交換器３から排出する第１排ガスの温度との関係性についての詳細を説明する。

【0060】

図３は、実施の形態に係る焼却灰捕集システム１の第１熱交換器３における予熱空気の温度と第１排ガスの温度の関係性を説明するための図である。具体的には、図３（Ａ）は、第１熱交換器３の空気流入口（並流側空気流入口３Ａ及び向流側空気流入口３Ｂ）に流入する第１分割空気の総流量を第１送風機５により増減させたときの予熱空気の温度と第１排ガスの温度の関係を示している。第１熱交換器３に流入する第１分割空気の総流量を減らす操作をした場合（図３（Ａ）に示すケース１の場合）、第１熱交換器３の熱交換量は減ることになる。従って、第１熱交換器３の熱交換量が減少することにより第１排ガスの温度は上昇し、第１熱交換器３から流出する予熱空気の温度は第１分割空気の総流量が減少することにより流量あたりの熱交換量が多くなって上昇する。

【0061】

一方、第１熱交換器３に流入する第１分割空気の総流量を増やす操作をした場合（図３（Ａ）に示すケース２の場合）、第１熱交換器３の熱交換量は増えることになる。従って、第１熱交換器３の熱交換量が増加することにより第１排ガスの温度は降下し、第１熱交換器３から流出する予熱空気の温度は第１分割空気の総流量が増加することにより流量あたりの熱交換量が少なくなって降下する。尚、第１熱交換器３に流入する第１分割空気の総流量が一定の場合（図３（Ａ）に示すケース３の場合）、第１熱交換器３の並流側空気流入口３Ａに流入する第１分割空気の流量と、第１熱交換器３の向流側空気流入口３Ｂに流入する第１分割空気の一部である第１分割分岐空気の流量の割合を変化させることで、第１熱交換器３における予熱空気の温度と第１排ガスの温度の関係も変化する。以下、図３（Ａ）に示すケース３の場合における予熱空気の温度と第１排ガスの温度の関係についての詳細を説明する。

【0062】

図３（Ｂ）は、第１熱交換器３に流入する第１分割空気の総流量が一定の場合において、第１熱交換器３の並流側空気流入口３Ａに流入する第１分割空気の流量と、第１熱交換器３の向流側空気流入口３Ｂに流入する第１分割分岐空気の流量を第１調整弁２１により増減させたときの予熱空気の温度と第１排ガスの温度の関係を示している。具体的には、第１熱交換器３の並流側空気流入口３Ａに流入する第１分割空気の流量を増やす操作をして第１熱交換器３の向流側空気流入口３Ｂに流入する第１分割分岐空気の流量を減らす操作をした場合（図３（Ｂ）に示すケース３－１の場合）、上述したとおり、第１熱交換器３の熱交換量は減ることになる。従って、第１熱交換器３から流出する予熱空気は降下するとともに第１熱交換器３から排出する第１排ガスの温度は上昇する。

【0063】

一方、第１熱交換器３の並流側空気流入口３Ａに流入する第１分割空気の流量を減らす操作をして第１熱交換器３の向流側空気流入口３Ｂに流入する第１分割分岐空気の流量を増やす操作をした場合（図３（Ｂ）に示すケース３－２の場合）、上述したとおり、第１熱交換器３の熱交換量は増えることになる。従って、第１熱交換器３から流出する予熱空気は上昇するとともに第１熱交換器３から排出する第１排ガスの温度は降下する。

【0064】

このように、第１熱交換器３の特性を利用して、第１熱交換器３に流入する第１分割空気（第１分割空気の一部である第１分割分岐空気を含む）の流量を増減させることで、第１排ガスの温度を上昇あるいは降下させることが可能となる。

【0065】

２－２．調整弁の開閉制御の具体例
２－２－１．集塵機の温度制御例
ここで、制御装置１００により集塵機４に流入する排ガスの温度を適正温度に制御する方法について考える。集塵機４に流入する排ガスの温度は、第１温度計３１で取得した集塵機４に流入する第１排ガスの温度と、第２温度計３２で取得した集塵機４から排出する第２排ガスの温度とを含んでいる。つまり、制御装置１００は、第１排ガスの温度と第２排ガスの温度の少なくとも一方の対象排ガス温度が適正温度かどうかを判定する。これにより、制御装置１００は、第２ダクト６２に流れる第１排ガスの温度を調節する必要があるかどうかを把握することができる。

【0066】

具体的には、図４は、対象排ガス温度が推移する様子を示した波形を示している。対象排ガス温度が適正温度よりも高い場合、対象排ガス温度を適正温度に降下させる制御が必要とされる。一方、対象排ガス温度が適正温度よりも低い場合、対象排ガス温度を適正温度に上昇させる制御が必要とされる。対象排ガス温度を適正温度に降下あるいは上昇させる制御を行う場合、当該制御の開始タイミングとしては、対象排ガス温度が適正温度を満たさなくなったときであってもよいし（第１開始条件）、対象排ガス温度が適正温度を満たさなくなったとき且つ対象排ガス温度が所定の基準温度に達したときであってもよいし（第２開始条件）、対象排ガス温度が適正温度を満たさなくなってから所定の時間を経過したときであってもよいし（第３開始条件）、対象排ガス温度が上昇するときの単位時間あたりの勾配、あるいは対象排ガス温度が降下するときの単位時間あたりの勾配が所定値以上となった場合であってもよい（第４開始条件）。

【0067】

図４（Ａ）には、当該制御の開始タイミングの開始条件が第２開始条件の場合の例が示されている。この場合、対象排ガス温度が適正温度を満たさなくなったとき且つ対象排ガス温度が所定の基準温度に達したときに、対象排ガス温度を適正温度に降下あるいは上昇させる制御が開始される。具体的には、制御装置１００は、対象排ガス温度が適正温度よりも高いかどうかを判定する。対象排ガス温度が適正温度よりも高い場合であって、対象排ガス温度が当該適正温度よりも高い温度の第１基準温度以上のとき、制御装置１００は、制御モードを対象排ガス温度を適正温度に降下させるモード（温度降下モード）に設定する。一方、対象排ガスの温度が適正温度よりも低い場合であって、対象排ガス温度が当該適正温度よりも低い温度の第２基準温度未満のとき、制御装置１００は、制御モードを対象排ガス温度を適正温度に上昇させるモード（温度上昇モード）に設定する。

【0068】

また、図４（Ｂ）には、当該制御の開始タイミングの開始条件が第４開始条件の場合の例が示されている。この場合、対象排ガス温度が適正温度を満たさなくなったとき且つ対象排ガス温度が上昇するときの単位時間あたりの勾配、あるいは対象排ガス温度が適正温度を満たさなくなったとき且つ対象排ガス温度が降下するときの単位時間あたりの勾配が所定値以上となったときに、対象排ガス温度を適正温度に降下あるいは上昇させる制御が開始される。その後、上述した第１開始条件と同じ処理が行われる。尚、後述する処理例では、当該制御の開始タイミングの開始条件を上述した第１開始条件としている。

【0069】

そして、制御装置１００は、温度降下モードあるいは温度上昇モードに対応する調整弁を選択する。以下、各モードにおいて用いられる調整弁についての詳細を説明する。

【0070】

２－２－２．対象排ガス温度を上昇させる時に用いられる調整弁の例
図５は、実施の形態に係る焼却灰捕集システム１の制御装置１００の制御モードが温度上昇モードの場合において用いられる調整弁を説明するための図である。第１送風機５のファンの回転数が一定であることを条件とした場合、対象排ガス温度を上昇させる時に用いられる調整弁は、第１調整弁２１と第３調整弁２３の２つを含んでいる。図５のケース１に示すように、制御装置１００により第１調整弁２１を閉方向に操作した場合、第１熱交換器３の向流側空気流入口３Ｂに流入する第１分割分岐空気の流量が減ることに伴い熱交換量も減ることとなる。従って、上述した図３（Ｂ）に示すケース３－１と同様のケースとなる。これにより、第１熱交換器３から流出する予熱空気の温度を降下させるとともに第１熱交換器３から排出する第１排ガスの温度、すなわち、対象排ガス温度を上昇させることできる。

【0071】

また、図５のケース２に示すように、第１熱交換器３から流出する予熱空気の温度が対象排ガス温度よりも高い状態において、制御装置１００により第３調整弁２３を開方向に操作した場合を考える。この場合、第１熱交換器３に流入する第１分割空気（第１分割空気の一部である第１分割分岐空気を含む）の総流量は一定である。従って、第１熱交換器３から流出する予熱空気の温度を一定温度に維持させつつ、対象排ガス温度よりも高い温度の予熱空気の一部である予熱分割空気を第３分岐配管５３Ａを介して第２ダクト６２に流入させることにより、対象排ガス温度を上昇させることができる。

【0072】

尚、当該予熱分割空気を第３分岐配管５３Ａを介して第２ダクト６２に流入させた場合、図６（Ａ）に示すように、焼却炉２に流入する空気量Ｆが基準風量未満となるおそれがある。このため、図６（Ｂ）に示すように、第３調整弁２３を開方向に操作したときの焼却炉２に流入する空気量Ｆの不足風量を考慮して、制御装置１００は、第１送風機５により給気される第１空気の流量を予め増やすように第１送風機５のファンの回転数の設定値を現在値よりも大きい値に設定する。つまり、焼却炉２に流入する空気量Ｆが基準風量よりも大きい所定風量以上となるように、第１送風機５のファンの回転数が設定される。所定風量は、例えば、焼却炉２に投入される焼却対象物の燃焼に必要な基準風量に第３調整弁２３の開度値を現在値よりも大きい値に変更した場合に第２ダクト６２に流れ込む予熱分割空気の推定風量（例えば、基準風量に対する不足風量）を足し込んだ風量で表される。これにより、第３調整弁２３を開方向に操作した場合であっても、焼却炉２に流入する空気量Ｆが基準風量以上に維持される。

【0073】

２－２－３．対象排ガス温度を降下させる時に用いられる調整弁の例
図７は、実施の形態に係る焼却灰捕集システム１の制御装置１００の制御モードが温度降下モードの場合において用いられる調整弁を説明するための図である。対象排ガス温度を降下させる時に用いられる調整弁は、図７（Ａ）に示すように、第１調整弁２１と第２調整弁２２Ａと第２調整弁２２Ｂと第３調整弁２３と第４調整弁２４と第５調整弁２６と第６調整弁２７の７つを含んでいる。図７（Ａ）のケース１に示すように、制御装置１００により第１調整弁２１を開方向に操作した場合、第１熱交換器３の向流側空気流入口３Ｂに流入する第１分割分岐空気の流量が増えることに伴い熱交換量も増えることとなる。従って、上述した図３（Ｂ）に示すケース３－２と同様のケースとなる。これにより、第１熱交換器３から流出する予熱空気の温度を上昇させるとともに対象排ガス温度を降下させることできる。

【0074】

また、図７（Ａ）のケース２に示すように、制御装置１００により第２調整弁２２Ａを開方向に操作するとともに、第１送風機５のファンの回転数を増やす場合を考える。この場合、第１熱交換器３の熱交換量は一定となり、予熱空気の温度を一定温度に維持させつつ対象排ガス温度を降下させることができる。更に、第１送風機５のファンの回転数を増やして第２調整弁２２Ａを開方向に操作することにより、焼却炉２に流入する空気量Ｆを基準風量以上に維持させつつ、すなわち、第１熱交換器３に流入する第１分割空気（第１分割空気の一部である第１分割分岐空気を含む）の総流量を一定に維持させつつ、第１送風機５により給気される第１空気のうち第２配管５２Ａに流入する第３分割空気を第２ダクト６２に流入させることができる。ゆえに、対象排ガス温度を更に降下させることができる。

【0075】

続いて、図７（Ａ）のケース３に示すように、制御装置１００により第２調整弁２２Ｂを開方向に操作する場合を考える。この場合、第１熱交換器３に流入する第１分割空気の流量は一定である。第１調整弁２１の開閉方向の操作が行われない限り、第１熱交換器３から流出する予熱空気の温度は一定温度に維持される。従って、制御装置１００により第２調整弁２２Ｂを開方向に操作した場合、冷却水ポンプ６により供給される冷却水を第２配管５２Ｂを介して第２ダクト６２に噴霧することにより、対象排ガス温度を降下させることができる。

【0076】

続いて、図７（Ａ）のケース４に示すように、第１熱交換器３から流出する予熱空気の温度が第１熱交換器３から排出する第１排ガスの温度よりも低い状態において、制御装置１００により第３調整弁２３を開方向に操作する場合を考える。この場合、第１熱交換器３に流入する第１分割空気（第１分割空気の一部である第１分割分岐空気を含む）の総流量は一定である。従って、第１熱交換器３から流出する予熱空気の温度を一定温度に維持させつつ、対象排ガス温度よりも低い温度の予熱空気の一部である予熱分割空気を第３分岐配管５３Ａを介して第２ダクト６２に流入させる。これにより、対象排ガスの温度を降下させることができる。

【0077】

尚、当該予熱分割空気を第３分岐配管５３Ａを介して第２ダクト６２に流入させた場合、上述したように、焼却炉２に流入する空気量Ｆが基準風量未満となるおそれがある。このため、第３調整弁２３を開方向に操作したときの焼却炉２に流入する空気量Ｆの不足風量を考慮して、制御装置１００は、第１送風機５により給気される第１空気の流量を予め増やすように第１送風機５のファンの回転数の設定値を現在値よりも大きい値に設定する。これにより、第３調整弁２３を開方向に操作した場合であっても、焼却炉２に流入する空気量Ｆが基準風量以上に維持される。また、この場合、上述した図３（Ａ）に示すケース２と同様のケースとなり、第１熱交換器３から流出する予熱空気の温度及び対象排ガス温度をともに降下させることできる。

【0078】

続いて、図７（Ａ）のケース５に示すように、制御装置１００により第４調整弁２４を開方向に操作する場合を考える。この場合、第１熱交換器３に流入する第１分割空気の流量は一定であり、第１熱交換器３から流出する予熱空気の温度は一定温度に維持される。従って、第４調整弁２４を開方向に操作することにより、第２送風機８により給気された第２空気に基づいて生成された対象排ガス温度よりも低い温度の高温空気を第４配管５４を介して第２ダクト６２に流入させる。ゆえに、対象排ガス温度を降下させることができる。

【0079】

続いて、図７（Ａ）のケース６に示すように、制御装置１００により第５調整弁２６を開方向に操作する場合を考える。この場合、第１熱交換器３に流入する第１分割空気の流量は一定であり、第１熱交換器３から流出する予熱空気の温度は一定温度に維持される。従って、第５調整弁２６を開方向に操作することにより、第２送風機８により給気され、対象排ガス温度よりも低い温度の第２空気を第５配管５６を介して第２ダクト６２に流入させる。ゆえに、対象排ガス温度を降下させることができる。

【0080】

最後に、図７（Ａ）のケース７に示すように、制御装置１００により第６調整弁２７を開方向に操作する場合を考える。この場合、冷却水ポンプ６により供給される冷却水を第６配管５７を介して第１ダクト６１に流入させることにより、第１熱交換器３に流入する排ガスの温度が降下される。ゆえに、予熱空気の温度と対象排ガス温度をともに降下させることができる。

【0081】

上述した図７（Ａ）では、対象排ガス温度を降下させるときに用いられる調整弁を単体で開閉操作したときの対象排ガス温度の変化例についての詳細を説明した。ここで、対象排ガス温度を降下させることが可能な複数の調整弁のうち適用する対象の調整弁について考える。対象排ガス温度を降下させる場合、上述した複数の調整弁のうちいずれかの調整弁を用いて、対象排ガス温度を降下させるように当該調整弁の開閉操作を行ってもよい。

【0082】

ここで、対象排ガス温度を単に降下させるだけでなく、焼却炉２の燃焼効率を考慮した場合を考える。この場合、焼却炉２に流入する予熱空気の温度は高い方が望ましい。従って、対象排ガス温度を降下させるとともに予熱空気の温度を上昇させることが可能な第１調整弁２１を用いて、制御装置１００により弁の開閉方向を操作することが期待される。

【0083】

しかし、制御装置１００により第１調整弁２１の開閉方向を操作しても、対象排ガス温度と適正温度の温度差が大きい場合、対象排ガス温度を適正温度に降下させることができない事象が発生しうる。実施の形態に係る焼却灰捕集システム１によれば、対象排ガス温度と適正温度の温度差が大きい場合、少なくとも第１調整弁２１に加え他の複数の調整弁を組み合わせて対象排ガス温度を降下させるように複数の調整弁の開閉制御がなされる。

【0084】

図７（Ｂ）では、対象排ガス温度を降下させるときに用いられる複数の調整弁を組み合わせたときの一例が示されている。具体的には、対象排ガス温度と適正温度の温度差を示す度合いに基づいて、第１調整弁２１との組み合わせに適した対象調整弁の選択例が示されている。対象排ガス温度と適正温度との温度差を示す度合いが最も高い場合、冷却能力の高い冷媒を用いることが必要とされる。この場合、冷却能力の最も高い冷却水の噴霧量を調節することが可能な第２調整弁２２Ｂが対象調整弁として決定される。一方、対象排ガス温度と適正温度との温度差を示す度合いが最も低い場合、冷却能力の高い冷媒を用いる必要はない。この場合、冷却能力の最も低い第２熱交換器７から流出する高温空気の流量を調節する第４調整弁２４が対象調整弁として決定される。尚、図７（Ｂ）に示す例では、予熱空気の温度と対象排ガス温度の比較を考慮していないため第３調整弁２３を除くものとしている。

【0085】

このように、対象排ガス温度と適正温度との温度差に応じて、第１調整弁２１との組み合わせに適した対象調整弁が決定される。図７（Ｂ）に示す例では、対象調整弁は、当該温度差の度合いが小さい順に、第４調整弁２４、第５調整弁２６、第２調整弁２２Ａ、第６調整弁２７、第２調整弁２２Ｂが決定される。

【0086】

２－２－４．調整弁の開度値の計算例
ここでは、制御装置１００における調整弁の開閉制御を行うのにあたり調整弁の開度値の計算例について説明する。尚、ここでの調整弁とは、対象排ガス温度を適正温度に上昇または降下させるために用いられる調整弁を意味する。

【0087】

制御装置１００は、当該調整弁の開度値の最適値を計算する。そして、制御装置１００は、当該調整弁の開度値の設定値を現在値から最適値に変更する。当該調整弁の開度値の最適値の計算には、温度情報と風量情報が用いられる。図１に示す例では、対象排ガス温度を適正温度に上昇させるために用いられる第１調整弁２１の開度値の最適値は、第１温度計３１と第２温度計３２の少なくとも一方と、第３温度計３３とで取得した複数の温度情報に基づいて制御装置１００により計算される。また、図１に示す例では、対象排ガス温度を適正温度に降下させるために用いられる第２調整弁２２Ａの開度値の最適値は、第１温度計３１、及び第２温度計３２で取得した複数の温度情報と、第１風量計４１、第２風量計４２、第３風量計４３、及び第４風量計４４で取得した複数の風量情報とに基づいて制御装置１００により計算される。

【0088】

３．処理例
３－１．対象排ガス温度を適正温度に上昇させる第１の例
図８は、実施の形態に係る焼却灰捕集システム１における対象排ガス温度を適正温度に上昇させる第１の処理例を示すフローチャートである。

【0089】

ステップＳ１００において、制御装置１００は、対象排ガス温度が適正温度よりも低いか否かを判定する。対象排ガス温度が適正温度よりも低いと判定された場合（ステップＳ１００；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１０に進む。それ以外と判定された場合（ステップＳ１００；Ｎｏ）、処理は後述するステップＳ３１０またはステップＳ４１０またはステップＳ５１０またはステップＳ６１０に進む。

【0090】

ステップＳ１１０において、制御装置１００は、対象排ガス温度と適正温度の温度差が所定温度未満か否かを判定する。当該温度差が所定温度未満と判定された場合（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１２０に進む。それ以外の場合（ステップＳ１１０；Ｎｏ）、処理は後述するステップＳ２２０に進む。

【0091】

ステップＳ１２０において、制御装置１００は、対象排ガス温度を適正温度に上昇させるまで第１調整弁２１の開度値の設定値を現在値よりも小さい値に変更する。

【0092】

３－２．対象排ガス温度を適正温度に上昇させる第２の処理例
図９は、実施の形態に係る焼却灰捕集システム１における対象排ガス温度を適正温度に上昇させる第２の処理例を示すフローチャートである。

【0093】

ステップＳ２００において、制御装置１００は、対象排ガス温度が適正温度よりも低いか否かを判定する。対象排ガス温度が適正温度よりも低いと判定された場合（ステップＳ２００；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２１０に進む。それ以外と判定された場合（ステップＳ２００；Ｎｏ）、処理は後述するステップＳ３１０またはステップＳ４１０またはステップＳ５１０またはステップＳ６１０に進む。

【0094】

ステップＳ２１０において、制御装置１００は、対象排ガス温度と適正温度の温度差が所定温度以上か否かを判定する。当該温度差が所定温度以上と判定された場合（ステップＳ２１０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２２０に進む。それ以外の場合（ステップＳ２１０；Ｎｏ）、処理は上述したステップＳ１２０に進む。

【0095】

ステップＳ２２０において、制御装置１００は、予熱空気の温度が対象排ガス温度よりも高いか否かを判定する。予熱空気の温度が対象排ガス温度よりも高いと判定された場合（ステップＳ２２０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２３０に進む。それ以外と判定された場合（ステップＳ２２０；Ｎｏ）、処理はステップＳ２６０に進む。

【0096】

ステップＳ２３０において、制御装置１００は、焼却炉２に流入する空気量Ｆが所定風量以上か否かを判定する。当該空気量Ｆが所定風量以上と判定された場合（ステップＳ２３０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２４０に進む。それ以外の場合（ステップＳ２３０；Ｎｏ）、すなわち、当該空気量Ｆが所定風量未満と判定された場合、処理はステップＳ２５０に進む。

【0097】

ステップＳ２４０において、制御装置１００は、対象排ガス温度を適正温度に上昇させるまで第１調整弁２１の開度値の設定値を現在値よりも小さい値に変更するとともに第３調整弁２３の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更する。尚、第３調整弁２３の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更したことに伴い、焼却炉２に流入する空気量Ｆが基準風量未満となる場合、制御装置１００は、当該空気量Ｆが基準風量以上となるように空気調整弁２５の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更する、第１送風機５のファンの回転数の設定値を現在値よりも大きい値に変更するのいずれか、もしくは両方を実施する。

【0098】

ステップＳ２５０において、制御装置１００は、焼却炉２に流入する空気量Ｆの風量が所定風量以上となるように第１送風機５のファンの回転数の設定値を現在値よりも大きい値に変更する。尚、所定風量は、例えば、設定変更後の第３調整弁２３の開度値であっても、当該空気量Ｆが基準風量以上となるように計算された風量である。

【0099】

ステップＳ２６０において、制御装置１００は、予熱空気の温度が対象排ガス温度よりも高くなるように、第１調整弁２１の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更する。尚、予熱空気の温度が対象排ガス温度よりも低い場合、予熱空気の一部である予熱分割空気を第２ダクト６２に流入させないように第３調整弁２３の開度値をゼロに設定してもよい。

【0100】

尚、ステップＳ２４０における第１調整弁２１の開度値の設定値を変更する処理は、ステップＳ２４０での実施に限られない。例えば、第１調整弁２１の開度値の設定値を変更する処理は、ステップＳ２００の処理後、あるいは、ステップＳ２１０の処理後、あるいは、ステップＳ２２０の処理後に実行されてもよい。

【0101】

３－３．対象排ガス温度を適正温度に降下させる第１の処理例
図１０は、実施の形態に係る焼却灰捕集システム１における対象排ガス温度を適正温度に降下させる第１の処理例を示すフローチャートである。

【0102】

ステップＳ３００において、制御装置１００は、対象排ガス温度が適正温度よりも高いか否かを判定する。対象排ガス温度が適正温度よりも高いと判定された場合（ステップＳ３００；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３１０に進む。それ以外と判定された場合（ステップＳ３００；Ｎｏ）、処理は上述したステップＳ１１０またはステップＳ２１０に進む。

【0103】

ステップＳ３１０において、制御装置１００は、対象排ガス温度と適正温度の温度差が所定温度未満か否かを判定する。当該温度差が所定温度未満と判定された場合（ステップＳ３１０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３２０に進む。それ以外の場合（ステップＳ３１０；Ｎｏ）、処理は後述するステップＳ４２０またはステップＳ５２０またはステップＳ６２０に進む。

【0104】

ステップＳ３２０において、制御装置１００は、対象排ガス温度を適正温度に降下させるまで第１調整弁２１の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更する。

【0105】

３－４．対象排ガス温度を適正温度に降下させる第２の処理例
図１１は、実施の形態に係る焼却灰捕集システム１における対象排ガス温度を適正温度に降下させる第２の処理例を示すフローチャートである。

【0106】

ステップＳ４００において、制御装置１００は、対象排ガス温度が適正温度よりも高いか否かを判定する。対象排ガス温度が適正温度よりも高いと判定された場合（ステップＳ４００；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４１０に進む。それ以外と判定された場合（ステップＳ４００；Ｎｏ）、処理は上述したステップＳ１１０またはステップＳ２１０に進む。

【0107】

ステップＳ４１０において、制御装置１００は、対象排ガス温度と適正温度の温度差が所定温度以上か否かを判定する。当該温度差が所定温度以上と判定された場合（ステップＳ４１０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４２０に進む。それ以外の場合（ステップＳ４１０；Ｎｏ）、処理は上述したステップＳ３２０に進む。

【0108】

ステップＳ４２０において、制御装置１００は、対象排ガス温度を降下させるのに用いられる複数の調整弁（第２調整弁２２Ａ、第２調整弁２２Ｂ、第３調整弁２３、第４調整弁２４、第５調整弁２６、第６調整弁２７）のうち、第１調整弁２１と、対象排ガス温度と適正温度の温度差の度合いに応じた対象調整弁とを決定する。その後、処理はステップＳ４３０に進む。

【0109】

尚、当該温度差の度合いに応じた対象調整弁とは、当該温度差の度合いに応じて対象排ガス温度を降下させるのに適した冷媒装置による冷媒の流量を増やすことが可能な調整弁を意味する。例えば、当該温度差の度合いが高い場合、対象排ガス温度を降下させるのに適した冷媒装置として冷却水ポンプ６が選定され、当該冷却水ポンプ６の流量を増やすことが可能な対象調整弁として第２調整弁２２Ｂが決定される。一方、当該温度差の度合いが低い場合、対象排ガス温度を降下させるのに適した冷媒装置として第１送風機５あるいは第２送風機８が選定される。例えば、対象排ガス温度を降下させるのに適した冷媒装置として第１送風機５を選定した場合、当該第１送風機５により給気される第１空気のうち第２配管５２Ａに流入する第３分割空気の流量を増やすことが可能な対象調整弁として第２調整弁２２Ａが決定される。

【0110】

ステップＳ４３０において、制御装置１００は、対象排ガス温度を適正温度に降下させるまで第１調整弁２１及び対象調整弁の開度値の設定値をともに現在値よりも大きい値に変更する。尚、対象排ガス温度と適正温度の温度差が小さい段階では第２調整弁２２Ａを調節して第２ダクト６２に供給する第３分割空気の流量を増やし、当該温度差が大きい段階では第２調整弁２２Ｂを調節して第２ダクト６２に供給する冷却水の噴霧量を増やすようにしてもよい。

【0111】

３－５．対象排ガス温度を適正温度に降下させる第３の処理例
図１２は、実施の形態に係る焼却灰捕集システム１における対象排ガス温度を適正温度に降下させる第３の処理例を示すフローチャートである。

【0112】

ステップＳ５００において、制御装置１００は、対象排ガス温度が適正温度よりも高いか否かを判定する。対象排ガス温度が適正温度よりも高いと判定された場合（ステップＳ５００；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ５１０に進む。それ以外と判定された場合（ステップＳ５００；Ｎｏ）、処理は上述したステップＳ１１０またはステップＳ２１０に進む。

【0113】

ステップＳ５１０において、制御装置１００は、対象排ガス温度と適正温度の温度差が所定温度以上か否かを判定する。当該温度差が所定温度以上と判定された場合（ステップＳ５１０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ５２０に進む。それ以外の場合（ステップＳ５１０；Ｎｏ）、処理は上述したステップＳ３２０に進む。

【0114】

ステップＳ５２０において、制御装置１００は、焼却炉２に流入する空気量Ｆが所定風量以上か否かを判定する。当該空気量Ｆが所定風量以上と判定された場合（ステップＳ５２０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ５３０に進む。それ以外の場合（ステップＳ５２０；Ｎｏ）、すなわち、当該空気量Ｆが所定風量未満と判定された場合、処理はステップＳ５４０に進む。

【0115】

ステップＳ５３０において、制御装置１００は、対象排ガス温度を適正温度に降下させるまで第１調整弁２１の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更するとともに、第２調整弁２２Ａの開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更する。

【0116】

ステップＳ５４０において、制御装置１００は、当該空気量Ｆが所定風量以上となるように第１送風機５のファンの回転数の設定値を現在値よりも大きい値に変更する。

【0117】

３－６．対象排ガス温度を適正温度に降下させる第４の処理例
図１３は、実施の形態に係る焼却灰捕集システム１における対象排ガス温度を適正温度に降下させる第４の処理例を示すフローチャートである。

【0118】

ステップＳ６００において、制御装置１００は、対象排ガス温度が適正温度よりも高いか否かを判定する。対象排ガス温度が適正温度よりも高いと判定された場合（ステップＳ６００；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ６１０に進む。それ以外と判定された場合（ステップＳ６００；Ｎｏ）、処理は上述したステップＳ１１０またはステップＳ２１０に進む。

【0119】

ステップＳ６１０において、制御装置１００は、対象排ガス温度と適正温度の温度差が所定温度以上か否かを判定する。当該温度差が所定温度以上と判定された場合（ステップＳ６１０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ６２０に進む。それ以外の場合（ステップＳ６１０；Ｎｏ）、処理は上述したステップＳ３２０に進む。

【0120】

ステップＳ６２０において、制御装置１００は、予熱空気の温度が対象排ガスの温度よりも低いか否かを判定する。予熱空気の温度が対象排ガスの温度よりも低いと判定された場合（ステップＳ６２０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ６３０に進む。それ以外と判定された場合（ステップＳ６２０；Ｎｏ）、処理は上述したステップＳ４２０に進む。尚、それ以外と判定された場合（ステップＳ６２０；Ｎｏ）、すなわち、予熱空気の温度が対象排ガス温度よりも高い場合、予熱空気の一部である予熱分割空気を第２ダクト６２に流入させないように第３調整弁２３の開度値をゼロに設定してもよい。

【0121】

ステップＳ６３０において、制御装置１００は、焼却炉２に流入する空気量Ｆが所定風量以上か否かを判定する。当該空気量Ｆが所定風量以上と判定された場合（ステップＳ６３０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ６４０に進む。それ以外の場合（ステップＳ６３０；Ｎｏ）、すなわち、当該空気量Ｆが所定風量未満と判定された場合、処理はステップＳ６５０に進む。

【0122】

ステップＳ６４０において、制御装置１００は、対象排ガス温度を適正温度に降下させるまで第１調整弁２１の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更するとともに第３調整弁２３の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更する。尚、第３調整弁２３の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更したことに伴い、焼却炉２に流入する空気量Ｆが基準風量未満となる場合、制御装置１００は、当該空気量Ｆが基準風量以上となるように空気調整弁２５の開度値の設定値を現在値よりも大きい値に変更する。

【0123】

ステップＳ６５０において、制御装置１００は、当該空気量Ｆが所定風量以上となるように第１送風機５のファンの回転数の設定値を現在値よりも大きい値に変更する。

【0124】

４．効果
実施の形態に係る焼却灰捕集システム１によれば、集塵機４に流入する第１排ガスの温度及び集塵機４から排出する第２排ガスの温度の少なくとも一方の対象排ガス温度と適正温度との温度差に基づいて、対象排ガス温度を適正温度に降下または上昇させるのに適した調整弁が決定され、当該調整弁に基づいた開閉制御が行われる。その結果、集塵機４の温度が適正温度に維持される。従って、重金属の含有量を低下させるとともに適量の焼却灰を捕集することが可能となる。また、焼却灰捕集システム１では、焼却炉２に流入する空気量Ｆが基準風量以上となるように第１送風機５のファンの回転数が制御される。従って、単に焼却炉２の予熱空気流入口２Ａに供給する空気量を第１送風機５で加減し、集塵機４の出入口温度の調整を行う手段の場合には、焼却炉２での燃焼状態に影響してしまうのに対して、焼却炉２の燃焼に必要な分を確保できている場合に限り、余分の空気量を集塵機４の出入口温度の調整のために使うことができるので、焼却炉２の燃焼状態への影響を最小限にとどめ、燃焼効率の低下を回避できることとなる。

【符号の説明】

【0125】

１…焼却灰捕集システム， ２…流動焼却炉， ２Ａ…予熱空気流入口， ２Ｂ…排ガス流出口， ３…第１熱交換器， ３Ａ…並流側空気流入口， ３Ｂ…向流側空気流入口， ３Ｃ…排ガス流入口， ３Ｄ…空気流出口， ３Ｅ…排ガス流出口， ４…集塵機， ４Ａ…排ガス流入口， ４Ｂ…排ガス流出口， ４Ｃ…灰排出機， ５…第１送風機， ５Ａ…モータ， ６…冷却水ポンプ， ７…第２熱交換器， ７Ａ…空気流入口， ７Ｂ…空気流出口， ７Ｃ…排ガス流入口， ７Ｄ…排ガス流出口， ８…第２送風機， ８Ａ…モータ， ９…排ガス処理装置， １０…排気ファン， １１…煙突， ２１…第１調整弁， ２２Ａ，２２Ｂ…第２調整弁， ２３…第３調整弁， ２４…第４調整弁， ２５…空気調整弁， ２６…第５調整弁， ２７…第６調整弁， ２８…第７調整弁， ２９…第８調整弁， ３０ａ…筐体， ３０ｃ…仕切り板， ３０ｄ…上部の並流式の熱交換室， ３０ｅ…下部の向流式の熱交換室， ３０ｆ…高温側管板， ３０ｇ…低温側管板， ３０ｈ…伝熱管， ３０ｉ…バッフルプレート， ３０ｊ…排ガス排出室， ３０ｋ…上部空気導入ヘッダー， ３０ｍ…下部空気導入ヘッダー， ３０ｎ…排出ヘッダー， ３１…第１温度計， ３２…第２温度計， ３３…第３温度計， ３４…第４温度計， ４１…第１風量計， ４２…第２風量計， ４３…第３風量計， ４４…第４風量計， ４５…第５風量計， ５１…第１配管， ５１Ａ…第１分岐配管， ５２Ａ，５２Ｂ…第２配管， ５３…第３配管， ５３Ａ…第３分岐配管， ５４…第４配管， ５５…空気配管， ５６…第５配管， ５７…第６配管， ５８…第７配管， ６１…第１ダクト， ６２…第２ダクト， ６３…第３ダクト， １００…制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】