JP2017089990A - 乾燥設備並びにその運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 流動層燃焼炉が適用された熱風炉を乾燥機の熱源とした場合に、乾燥機の負荷を一定にすることにより単位時間当たりの所要熱量を一定とし、この結果、熱風炉の燃焼状態を安定させ、更に低ランニングコストでの運転を行うことのできる新規な乾燥設備並びにその運転方法を開発することを技術課題とした。
【解決手段】乾燥機１によって被処理物を処理して得られる乾燥品Ｐの水分値を予め設定するとともに、乾燥機１における被処理物からの単位時間当たりの水分蒸発量を設定することにより、乾燥機１において必要とされる単位時間当たりの熱量を一定とする運転が行われるものであり、更に被処理物の水分値を測定するための水分計２１を具えるとともに、乾燥機１内への単位時間当たりの供給水分量が一定となるように、乾燥機１への被処理物投入量を自動調整する制御を行うための制御装置が具えられていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は汚泥等の乾燥設備に関するものであって、特にＲＤＦまたはＲＰＦ等の安価な固形燃料を用いる流動層燃焼炉が適用された熱風炉を、乾燥機の熱源とした乾燥設備並びにその運転方法に係るものである。

近時、汚泥等を乾燥させて肥料等として再利用することが行われている。このために用いられる乾燥設備１′は、一例として図８に示すように、乾燥機５′に対して汚泥供給装置２′から汚泥Ｄ等を投入し、更に重油等の化石燃料を用いたバーナ３６ａ′により加熱された熱風炉３′から数百度の熱風を供給して汚泥Ｄとの接触を図ることにより乾燥を行い、乾燥品Ｐを得るものである。
そして本出願人は、前記乾燥設備の安定した運転を実現するための手法を発明し、既に特許権を取得しており（特許文献１参照）、更に乾燥設備によるペースト状物質（汚泥）の乾燥を安定して連続的に行えるようにした手法を発明し、既に特許権を取得している（特許文献２参照）。

更に本出願人は、新たに見出された条件部及び結論部を有するファジィ推論を用いることにより、乾燥品の水分値が安定し、且つ汚泥の分散不良や過乾燥の防止を確実に行うことができるとともにイニシャルコストを低減することのできる新規な乾燥設備の運転方法を開発し既に特許権を取得している（特許文献３参照）。
この発明は図９に示すように、バーナ３６ａ″により加熱された熱風炉３″により生成された熱風を、乾燥機５″に供給して汚泥Ｄとの接触を図るものであり、汚泥Ｄを乾燥した熱風（排気ガスＧ１）は、循環ファン７１″の吸引作用により排気口５４″から排出された後、排気ガス流路７″を通って熱風炉３″に至り、ここで再加熱された後、再度乾燥機５″内に供給されるように構成された乾燥設備１″に関するものである。

ところで前記バーナ３６ａ″の燃料として用いられる重油と比べ、ＲＤＦまたはＲＰＦ等の廃棄物固形燃料は発熱量が極端に少なくない（重油の７０％）にもかかわらず非常に価格が安く（重油の１／１０以下）、このような固形燃料を用いることのできる熱風炉としては一例として流動層燃焼炉が挙げられる。
しかしながら流動層燃焼炉を熱風炉３″として適用しようとした場合、以下に示すような課題があった。
即ち、乾燥機５″の所要熱量が変動した場合、すなわち熱風炉３″の負荷が変動した場合、ＲＤＦ等の固形燃料Ｆの投入量を調節する対応が考えられるが、固形燃料Ｆは液体燃料や気体燃料と違って熱風炉３″内に投入するのに時間を要するばかりでなく、自己燃焼による熱が放出されるまでに時間を要してしまう。
このよう課題を克服するとなると、乾燥設備１″において熱風炉３″として流動層燃焼炉を用いる場合には、バーナ３６ａ″を用いる場合と比べてより複雑な制御が要求されることとなる。

そこで本出願人は、乾燥品温度及び乾燥品温度変化、乾燥機入口熱風温度、攪拌翼電流値、乾燥機出口熱風温度、排気ガス流路に設けられた排気ダンパの開度及び乾燥機への被処理物投入量の内の、いずれか一つまたは複数を条件部とし、乾燥機出口熱風温度設定値および／または乾燥機への被処理物投入量を結論部とするファジィ推論を行うことにより、乾燥機及び熱風炉の負荷変動を低減するファジィ制御を行う運転方法を開発し、既に特許出願に及んでいる（特許文献４参照）。
そしてこの発明によれば、流動層燃焼炉が適用された熱風炉を乾燥機の熱源とした場合に、乾燥機の負荷変動を抑えて排気ガスの量及び温度を安定させ、この結果、熱風炉の温度を安定させることにより、ランニングコストを抑えた乾燥操作を、安定して行うことが可能となった。

更に本出願人は、流動層燃焼炉が適用された熱風炉を乾燥機の熱源とした場合に、固形燃料の過度の自己燃焼を防止して、熱風炉の温度を安定させることにより、ランニングコストを抑えた乾燥操作を、安定して行うことのできる新規な乾燥設備並びにその運転方法を開発し、既に特許出願に及んでいる（特許文献５参照）。
そしてこの発明によれば、流動層燃焼炉が適用された熱風炉を乾燥機の熱源とした場合に、固形燃料の過度の自己燃焼を防止して、熱風炉の温度を安定させることにより、ランニングコストを抑えた乾燥操作を、安定して行うことが可能となった。

そしてその後も本出願人は、上述のような流動層燃焼炉が適用された熱風炉を乾燥機の熱源とした乾燥設備の開発を継続しており、以下のような新たな課題を解決するための技術開発に着手するに至った。
すなわち熱風炉の燃料として供される廃棄物固形化燃料であるＲＰＦ（Refuse Paper ＆ Plastic Fuel）、ＲＤＦ（Refuse Derived Fuel）は、異なる供給元から入手したものでは発熱量や含水率の変動は大きく異なり、更に同じ供給元から入手した場合であっても発熱量や含水率のバラツキは大きく、もとよりこのようなバラツキは、原材料が廃棄物であることから、避けることができないのが実情である。

一方、乾燥設備においては、複数の供給元から廃棄物固形化燃料を調達するのが一般的であり、熱風炉に対してパラレルに設けられた投入装置を用いて、廃棄物固形化燃料を投入する前に、混合することなく個々に熱風炉へ投入する形態が採られる。
このため廃棄物固形化燃料の熱風炉への投入状況の制御は、設定、変更の多い複雑なものとなり、その一部をマニュアル操作によって行うとなると間違いが生じやすく、その結果、乾燥機における被処理物の乾燥状態が所望のものとならなくなってしまう。

また既存の乾燥設備では、熱風炉としての流動層燃焼炉における流動室内の温度が上昇しすぎてしまうと、流動層燃焼炉の構成要素である金属素材が溶融してしまうため、これを避けるべく流動室内に散水することが行われている。この際、廃棄物固形化燃料であるＲＰＦ、ＲＤＦには水分が比較的多く含まれているため、流動室内に存在する水分の量が散水によって過多となってしまい、必要以上に温度低下を引き起こしてしまうこともあった。

更に既存の乾燥設備では、熱風炉としての流動層燃焼炉における流動室内に形成される流動層（流動砂）の温度が所定の値よりも低下したときには、助燃バーナから流動層中に燃油を供給してこれを燃焼させ、流動層の温度を所定の値に上昇させることにより、乾燥機に供給される熱風（乾燥ガス）の温度を所定の値に保つ制御が行われている。
このため高価な燃油の使用は排除することができず、このことは少なからず乾燥設備のランニングコストの低減を阻害する要因となっていた。

特許第２９８１２７１号公報 特許第３３２６５０２号公報 特許第５４１０２１８号公報 特願２０１４−１９８０５５ 特願２０１４−１９８１５０

本発明はこのような背景を認識してなされたものであって、流動層燃焼炉が適用された熱風炉を乾燥機の熱源とした場合に、乾燥機の負荷を一定にすることにより単位時間当たりの所要熱量を一定とし、この結果、熱風炉の燃焼状態を安定させ、更に低ランニングコストでの運転を行うことのできる新規な乾燥設備並びにその運転方法を開発することを技術課題としたものである。

すなわち請求項１記載の乾燥設備は、乾燥機に対し、その投入口に被処理物の供給装置を臨ませ、またその熱風吹込口に流動層燃焼炉が適用された熱風炉を接続し、またその排出口に取出コンベヤを臨ませて成る乾燥設備において、この乾燥設備は、前記乾燥機によって被処理物を処理して得られる乾燥品の水分値を予め設定するとともに、乾燥機における被処理物からの単位時間当たりの水分蒸発量を設定することにより、乾燥機において必要とされる単位時間当たりの熱量を一定とする運転が行われるものであり、更に前記乾燥設備は、被処理物の水分値を測定するための水分計を具えるとともに、乾燥機内への単位時間当たりの供給水分量が一定となるように、乾燥機への被処理物投入量を自動調整する制御を行うための制御装置が具えられていることを特徴として成るものである。

また請求項２記載の乾燥設備は、前記要件に加え、前記熱風炉の燃料として含水性の廃棄物固形化燃料が用いられるものであり、この燃料の水分値を測定するための水分計を具えるとともに、前記乾燥機において設定された、被処理物からの単位時間当たりの水分蒸発量を基に、被処理物を所望の水分値まで乾燥させるために必要な単位時間当たりの熱量を算出する手段と、熱風炉へ燃料を投入するためのコンベヤと、このコンベヤ上に位置する燃料の重量及び水分値を測定するための手段とを具え、また熱風炉への燃料の単位時間当たりの投入量を設定し、熱風炉への燃料投入量が一定となるように自動調整する制御を行うための制御装置が具えられていることを特徴として成るものである。

更にまた請求項３記載の乾燥設備は、前記要件に加え、前記熱風炉へ燃料を投入するためのコンベヤと、このコンベヤ上に位置する燃料の重量及び水分値を測定するための手段が、複数基具えられていることを特徴として成るものである。

更にまた請求項４記載の乾燥設備は、前記請求項２または３記載の要件に加え、前記熱風炉内に散水するための手段と、前記熱風炉への燃料の単位時間当たりの投入量から熱風炉内に位置する水分量を算出する手段と、この熱風炉内の水分量に応じて、熱風炉内への散水量を調整する手段とが具えられていることを特徴として成るものである。

また請求項５記載の乾燥設備の運転方法は、乾燥機に対し、その投入口に被処理物の供給装置を臨ませ、またその熱風吹込口に流動層燃焼炉が適用された熱風炉を接続し、またその排出口に取出コンベヤを臨ませて成る乾燥設備の運転方法において、前記乾燥機によって被処理物を処理して得られる乾燥品の水分値を予め設定するとともに、乾燥機における被処理物からの単位時間当たりの水分蒸発量を設定することにより、乾燥機において必要とされる単位時間当たりの熱量を一定とする運転を行うものであり、更に運転にあたって被処理物の水分値を測定するとともに、乾燥機への単位時間当たりの被処理物投入量を制御することにより、乾燥機内への供給水分量が一定となるように自動調整することを特徴として成るものである。

更にまた請求項６記載の乾燥設備の運転方法は、前記請求項５記載の要件に加え、前記熱風炉の燃料として含水性の廃棄物固形化燃料を用い、この燃料の水分値を測定するとともに、前記乾燥機において設定された、被処理物からの単位時間当たりの水分蒸発量を基に、被処理物を所望の水分値まで乾燥させるために必要な単位時間当たりの熱量を算出し、熱風炉へ燃料を投入するためのコンベヤ上に位置する燃料の重量及び水分値を測定するとともに、また熱風炉への燃料の単位時間当たりの投入量を設定し、熱風炉への燃料投入量を制御することにより、乾燥機への供給熱量が一定となるように、熱風炉への燃料の投入量を自動調整することを特徴として成るものである。

更にまた請求項７記載の乾燥設備の運転方法は、前記請求項５または６記載の要件に加え、前記燃焼炉への燃料の投入を複数のコンベヤによって行い、且つ個々のコンベヤ上に位置する燃料の重量及び水分値を測定することを特徴として成るものである。

更にまた請求項８記載の乾燥設備の運転方法は、前記請求項６または７記載の要件に加え、前記燃焼炉への燃料の単位時間当たりの投入量から燃焼炉内に位置する水分量を算出し、この燃焼炉内の水分量に応じて、乾燥炉内への散水量を調整することを特徴として成るものである。
そしてこれら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。

まず請求項１または５記載の発明によれば、乾燥機における被処理物からの単位時間当たりの水分蒸発量が一定とされるため、乾燥機の運転を安定したものとすることができる。
また乾燥機において必要とされる単位時間当たりの熱量が一定となるため、乾燥機に供給される熱風（乾燥ガス）の温度を常時一定とすることができ、熱風の供給源である熱風炉の運転を安定したものとすることができる。
すなわち請求項１または５記載の発明によれば、乾燥設備の構成要素のうち、特に主たる構成要素である乾燥機及び熱風炉を安定して運転することができるため、乾燥設備全体の安定化が実現されることとなる。

また請求項２または６記載の発明によれば、乾燥機における被処理物の乾燥に必要な単位時間当たりの熱量に基づいて、この熱量を発生させるのに必要な廃棄物固形燃料が過不足無く熱風炉に供給されることとなる。
すなわち、常時一定の水分蒸発量となる乾燥機に対して、常時一定の熱量が得られるように運転される熱風炉から熱風が供給されるため、これら乾燥機及び熱風炉を安定して運転することができ、乾燥設備全体の安定化が実現されることとなる。
因みに従来は、乾燥機の所要熱量が変動した場合、すなわち熱風炉の負荷が変動した場合、固形燃料の投入量をＰＩＤ制御等により調節した際に、固形燃料は液体燃料と違って熱風炉内に投入するのに時間を要するばかりでなく、自己燃焼による熱が放出されるまでに時間を要してしまうものであるため、固形燃料の供給量が過剰になってしまうことがあったが、これら発明によればこのような事態を回避することができる。

更にまた請求項３または７記載の発明によれば、複数種の廃棄物固形燃料を同時に扱うことが可能となり、また性状の異なる廃棄物固形燃料を、それぞれ適切な量だけ熱風炉に投入することができるため、廃棄物固形燃料の入手性、経済性等を考慮した比率で使用することがでる。
この結果、乾燥設備を、安定性重視、経済性重視等、目的に沿った状態で好適に運転することが可能となる。

更にまた請求項４または８記載の発明によれば、熱風炉内に位置する水分量を好適な状態とすることができ、流動室内の温度が過度に変動してしまうのを防ぐことができる。
また特に流動室内の温度が過度に下降してしまうのを防ぐことができるため、従来、行われていた助燃バーナによる燃料供給を不要とし、化石燃料の使用を立ち上げ時の点火のみとした低ランニングコストでの運転を行うことができる。

乾燥設備を示す骨格図である。 乾燥機を示す正面図並びに側面図である。 流動層燃焼炉が適用された熱風炉を示す側面図である。 乾燥機への汚泥投入量の制御の流れを示すフローチャートである。 熱風炉への固形燃料投入量の制御の流れを示すフローチャートである。 熱風炉への固形燃料投入量の制御の流れを示すフローチャートである。 熱風炉への散水量の制御の流れを示すフローチャートである。 既存の乾燥設備を示す骨格図である。 排気ガスを再加熱して循環させる既存の乾燥設備を示す骨格図である。

本発明の乾燥設備並びにその運転方法の最良の形態は以下の実施例に示すとおりであるが、この実施例に対して本発明の技術的思想の範囲内において適宜変更を加えることも可能である。

以下図面に基づいて本発明の乾燥設備の一例について説明し、この設備の作動状態と併せて本発明の乾燥設備の運転方法について説明する。
図１に骨格的に示すのが乾燥設備１であり、このものは乾燥機５に対し、その投入口５１に汚泥供給装置２を臨ませ、またその熱風吹込口５３に熱風炉３を接続し、またその排出口５２に取出コンベヤ６を臨ませて成るものである。
また前記熱風炉３は流動層燃焼炉が適用されたものであり、前記乾燥機５から排出される排気ガスＧ１を脱臭処理することができるように、乾燥機５と熱風炉３との間に排気ガス流路７が設けられている。
更に乾燥設備１には、図示は省略するが、熱風炉３、乾燥機５等乾燥設備１の構成要素を制御するための制御ユニットが具えられている。

以下、乾燥設備１を構成する諸部材について詳細に説明する。
まず前記汚泥供給装置２について説明すると、このものは供給ホッパ２０の底部に、インバータモータＭ２によって駆動されるスクリューコンベヤ２ａを具え、供給ホッパ２０内に収容された汚泥Ｄ等の被乾燥物をスクリューコンベヤ２ａ（インバータモータＭ２）の回転数に応じて適量排出するものである。
またスクリューコンベヤ２ａの次段には、一例としてベルト式計量コンベヤが適用された中継コンベヤ２ｂが具えられ、この中継コンベヤ２ｂの排出部が乾燥機５における投入口５１に臨むように設置される。
なお中継コンベヤ２ｂ上に位置する被処理物たる汚泥Ｄの水分値を計測するための水分計２１が具えられる。

次に前記熱風炉３について説明すると、このものは図３に示すように流動層燃焼炉が適用されたものであり、流動室３１内において固形燃料Ｆを流動砂Ｓとともに流動させながら自己燃焼させることにより熱風（乾燥ガスＧ）を生成するものである。
熱風炉３は一例として図１、３に示すように、中空タワー状の全体形状を成すものであり、実質的な燃焼空間となる流動室３１と、この流動室３１の上下に各々連接された排気室３２及び流動風吹込室３３と、散気管３４と、固形燃料Ｆを流動室３１内に供給するための投入装置３５とを主要部材として具えて成るものである。
そして前記流動風吹込室３３に給気口３３ａが形成され、流動室３１に給気口３１ａが形成され、排気室３２に排気口３２ａ、投入口３２ｂ及び給気口３２ｃが形成される。
また排気室３２における流動室３１の上方部分に、下方に向けられた散水ノズル３７が具えられるものであり、この散水ノズル３７には散水バルブ３７ａが具えられた管路が接続されている。
更にまた前記給気口３３ａには、始動炉３６が接続されるものであり、この始動炉３６には始動バーナ３６ａが具えられるとともに、流動ブロワ３６ｂが接続されている。そして始動炉３６と流動ブロワ３６ｂとを結ぶ管路には、風量計３６ｃが具えられる。

このように構成された熱風炉３は、給気口３３ａから供給される熱風によって、散気管３４の上方（流動室３１）に流動砂Ｓの流動層を形成しておき、この状態で投入口３２ｂから固形燃料Ｆを供給することにより、固形燃料Ｆを流動層（流動室３１）内に送り込み、ここで自己燃焼させることにより熱風を生成するものであり、この熱風が排気口３２ａから外部に放出されるものである。
なお始動バーナ３６ａは、熱風炉３の立ち上げ時のみ着火されるものであり、熱風炉３が定常運転に移行した後には、流動ブロワ３６ｂによる送風のみが行われることとなる。

また前記投入装置３５は、箱型の容器の底部に具えられたインバータモータＭ３によって駆動されるスクリューコンベヤ３５ａを具え、容器内に収容された固形燃料Ｆをスクリューコンベヤ３５ａ（インバータモータＭ３）の回転数に応じて適量排出するものである。
またスクリューコンベヤ３５ａの次段には、一例としてベルト式計量コンベヤが適用された中継コンベヤ３５ｂが具えられ、更に中継コンベヤ３５ｂの次段には、一例としてスクリューコンベヤが適用された投入コンベヤ３５ｃが具えられる。そしてこの投入コンベヤ３５ｃの排出部が熱風炉３における投入口３２ｂに接続される。
なお中継コンベヤ３５ｂ上に位置する固形燃料Ｆの水分値を計測するための水分計３５ｄが具えられる。

そしてこの実施例では、前記記投入装置３５は投入装置３５１と投入装置３５２との二系統が並設されるものであり、このような構成が採られることにより、例えば複数種の廃棄物固形燃料を固形燃料Ｆ１、Ｆ２として同時に扱うことが可能となる。また性状の異なる廃棄物固形燃料Ｆ１、Ｆ２を、それぞれ適切な量だけ熱風炉３に投入することができるため、廃棄物固形燃料の入手性、経済性等を考慮した比率で使用することが可能となる。もちろんこのような投入装置３５は三系統以上設けてもよいし、一系統のみとすることもできる。

次に前記乾燥機５について説明すると、このものは一例として回転ドラム式乾燥機が適用されるものであり、図２に示すように基台Ｂに対して四基の支持ローラ５７を配置し、この支持ローラ５７上に円筒状のドラム５０が載置して具えられる。
そして前記ドラム５０とモータＭ５１の出力軸とにチェーン５９が巻回され、モータＭ５１によりドラム５０が回転駆動される。更にドラム５０の両端は蓋部材５０ａ、５０ｂによって境界部がシールされた状態で塞がれている。
また、ドラム５０の中心付近を貫通するように設けられた軸５５ａがモータＭ５２により回転駆動されるものであり、この軸５５ａに攪拌翼５５が具えられている。
なお前記蓋部材５０ａには、熱風吹込口５３が形成されるとともに、この蓋部材５０ａを貫通するように具えられる投入機構に投入口５１が形成される。
また蓋部材５０ｂには排出口５２及び排気口５４が形成される。

次に前記取出コンベヤ６について説明すると、このものは一例としてＵ型トラフの底部に、インバータモータＭ６によって駆動されるスクリューコンベヤを具え、Ｕ型トラフ内に落下投入された乾燥品Ｐをスクリューコンベヤ（インバータモータＭ６）の回転により順次排出するように構成されたものである。もちろん取出コンベヤ６としては、ベルトコンベヤ等、他の搬送装置を適用することも可能である。

本発明の乾燥設備１を構成する諸部材は一例として上述したように構成されるものであり、熱風炉３と乾燥機５とは図１に示すように、熱風流路４および排気ガス流路７によって接続される。
まず熱風炉３における排気口３２ａと、乾燥機５における熱風吹込口５３とは、熱風流路４によって結ばれるものであり、この熱風流路４には給気ダンパ４１が具えられる。
また熱風流路４は、排気口３２ａと、後述する熱交換器７８とを結ぶように分岐しており、この分岐路を排気流路４Ｂとする。そしてこの排気流路４Ｂにはバルブ４３が具えられている。

一方、乾燥機５における排気口５４と、熱風炉３における給気口３１ａ、３２ｃとは、排気ガス流路７によって結ばれるものであり、この排気ガス流路７には、集塵器７２及び排気ダンパ７３及びが具えられる。
前記排気ダンパ７３は、一例としてコントロールモータの回転により翼板が開閉動作して通過ガスの風量の加減または閉止をするための機器であり、このような構成は本明細書中で示す他のダンパについても同様である。
更に排気ダンパ７３の次段には循環ファン７１、熱交換器７８が具えられ、この熱交換器７８の次段は二路に分岐するとともに、それぞれの流路に流量調整バルブ７８ａが具えられている。

また本発明の乾燥設備１には、既に説明したセンサ類以外にも以下に示すようなセンサ類が具えられる。
まず熱風流路４における給気ダンパ４１と熱風炉３における排気口３２ａとの間に、温度センサ４２および送風計４４のプローブがその内部に位置するようにして配される。
また前記取出コンベヤ６におけるＵ型トラフの内部に、乾燥品水分センサ６０のプローブが位置するようにしてこのものが配される。
また前記熱風炉３における流動室３１または排気室３２の内部にプローブが位置するように、温度センサ３８が設置される。
そしてこれら各センサ及び計量コンベヤの出力信号は前記制御ユニット（図示省略）に送られる。

本発明の乾燥設備１は一例として上述したような構成を有するものであり、以下この設備の作動状態を説明し、併せて本発明の乾燥設備の運転方法について説明する。
なお本発明は、乾燥設備１における乾燥機１への汚泥Ｄの投入量の制御、熱風炉３への固形燃料Ｆの投入量の制御および熱風炉３への散水量の制御を連動させるものであり、これら各制御について順次説明を行う。
なお以下の説明においては、熱風炉３の燃料として、いわゆるバイオマス資源である含水性の廃棄物固形化燃料であるＲＰＦ、ＲＤＦ（以下、固形燃料Ｆと称する。）を用い、被処理物としての汚泥Ｄを乾燥して、乾燥品Ｐを得るものとする。
そして乾燥設備１の始動にあたっては、初めに始動バーナ３６ａに着火して熱風炉３を立ち上げ、充分な温度の乾燥ガスＧが得られるようになった時点で、乾燥機５に対して被処理物である汚泥Ｄが投入されるものである。

（１）乾燥機への汚泥投入量の制御
まず乾燥機１への汚泥Ｄの投入量制御にあたっては、図４に示すようなフローに従った処理が行われるものである。
最初に乾燥品Ｐの水分値（目標値）を設定する（ステップＳ１１）。この実施例では一例として１０％Ｗ．Ｂ．とした。

次に乾燥機１における汚泥Ｄ（被処理物）からの単位時間当たりの水分蒸発量を設定する（ステップＳ１２）。この実施例では一例として１９４４ｋｇ／ｈとした。

次に汚泥Ｄの水分値を測定するものであり、一例として中継コンベヤ２ｂ上における汚泥Ｄの水分値が水分計２１によって測定される（ステップＳ１３）。この実施例では一例として測定結果の平均値を８０％Ｗ．Ｂ．とした。

次にステップＳ１２において設定された汚泥Ｄからの単位時間当たりの水分蒸発量（１９４４ｋｇ／ｈ）となるような、汚泥Ｄの投入量を算出する（ステップＳ１４）。この実施例では一例として２４９９．４３ｋｇ／ｈとなる。

次にステップＳ１４において算出された汚泥Ｄの投入量が設定される（ステップＳ１５）。

そしてこのような設定に基づいて乾燥機１への汚泥Ｄの投入量がＰＩＤ制御される（ステップＳ１６）ことにより、乾燥機１内への単位時間当たりの供給水分量が一定となるように、インバータモータＭ２の駆動周波数が自動調整される。
なお汚泥Ｄの重量はベルト式計量コンベヤが適用された中継コンベヤ２ｂによって常時計測されている。

上述のように本発明の乾燥機１への汚泥Ｄの投入量の制御は、乾燥機１における汚泥Ｄからの単位時間当たりの水分蒸発量が一定とされるものであり、これは乾燥機１において必要とされる単位時間当たりの熱量が一定とされるということでもある。
このため熱風炉３において生成され、乾燥機１に供給される熱量も一定とされるものであり、前記ステップＳ１２において設定された汚泥Ｄからの単位時間当たりの水分蒸発量（１９４４ｋｇ／ｈ）を基に、理論乾燥必要熱量を算出する（ステップＳ１７）。この実施例では一例として５１０６６８６ｋＪ／ｈとなる。

次に乾燥設備１の構成機器を考慮して設備熱効率を設定する（ステップＳ１８）。この実施例では一例として０．６とした。

次に理論乾燥必要熱量と設備熱効率とから乾燥必要熱量を算出する（ステップＳ１９）。この実施例では一例として８５１１１４３ｋＪ／ｈとなる。

（２）熱風炉への固形燃料投入量の制御
熱風炉３への固形燃料Ｆの投入量の制御にあたっては、図５、６に示すようなフローに従った処理が行われるものである。
最初に固形燃料Ｆ１の投入量を設定する（ステップＳ２１）。この実施例では一例として３００ｋｇ／ｈとした。

そしてこのような設定に基づいて熱風炉３への固形燃料Ｆ１の投入量が一定となるようにＰＩＤ制御が行われる（ステップＳ２２）ものであり、投入装置３５１におけるインバータモータＭ３の駆動周波数が自動調整される。
なお固形燃料Ｆ１の重量はベルト式計量コンベヤが適用された中継コンベヤ３５ｂによって常時計測されている。

次いで固形燃料Ｆ１の水分値を測定するものであり、投入装置３５１における一例として中継コンベヤ３５ｂ上に位置する固形燃料Ｆ１の水分値が水分計３５ｄによって測定される（ステップＳ２３）。この実施例では一例として測定結果の平均値を５０％Ｗ．Ｂ．とした。

次いで固形燃料Ｆ１の発熱量を手入力により設定するものであり（ステップＳ２４）、この実施例では一例として２７２０９ｋＪ／ｋｇとした。

次いで上記設定値や測定値を用いて、固形燃料Ｆ１の乾物量、水量Ｗ１および発生熱量を算出するものであり（ステップＳ２５）、この実施例では一例として１５０ｋｇ／ｈ、１５０ｋｇ／ｈ、４０８１３５０ｋＪ／ｈとなった。
ここで前記乾物量とは、固形燃料Ｆ１の固体成分の重量を意味するものであり、ここでは単位時間当たりに熱風炉３に供給される重量を意味するものである。
また前記水量とは、固形燃料Ｆ１に含まれる水の重量を意味するものであり、ここでは単位時間当たりに熱風炉３に供給される重量を意味するものである。

次いで固形燃料Ｆ２の発熱量を手入力により設定するものであり（ステップＳ３１）、この実施例では一例として２０９３０ｋＪ／ｋｇとした。

次いで固形燃料Ｆ２の水分値を測定するものであり、投入装置３５２における一例として中継コンベヤ３５ｂ上に位置する固形燃料Ｆ２の水分値が水分計３５ｄによって測定される（ステップＳ３２）。この実施例では一例として測定結果の平均値を１０％Ｗ．Ｂ．とした。

次いで固形燃料Ｆ２の供給熱量Ｑ２の算出を行うものであり、Ｓ１９で算出された乾燥必要熱量Ｑ′と、Ｓ２５で算出された固形燃料Ｆ１の発生熱量Ｑ１との差からＱ２が算出される（ステップＳ３３）。この実施例では一例として４４２９７９３ｋＪ／ｈとなった。

次いで固形燃料Ｆ２の投入量、乾物量および水量Ｗ２を算出するものであり（ステップＳ３４）、この実施例では一例として２３５．１７ｋｇ／ｈ、２１１．６５ｋｇ／ｈ、２３．５２ｋｇ／ｈとなった。

次いでこの算出結果に基づいて固形燃料Ｆ２の投入量が設定されるものであり（ステップＳ３５）、このような設定に基づいて熱風炉３への固形燃料Ｆ２の投入量が一定となるようにＰＩＤ制御が行われる（ステップＳ３６）ものであり、投入装置３５２におけるインバータモータＭ３の駆動周波数が自動調整される。
なお固形燃料Ｆ２の重量はベルト式計量コンベヤが適用された中継コンベヤ３５ｂによって常時計測されている。

（３）熱風炉への散水量の制御
熱風炉３への散水量の制御にあたっては、図７に示すようなフローに従った処理が行われるものである。
まず熱風炉３へ投入される総水分量Ｗを設定するものであり（ステップＳ４１）、この実施例では一例として６００ｋｇ／ｈとした。

次いで散水ノズル３７からの水の散水量Ｗ３７を、Ｓ２５で算出された水量Ｗ１と、Ｓ３４で算出された水量Ｗ１を用いて算出（Ｗ３７＝Ｗ−（Ｗ１＋Ｗ２）するものであり（ステップＳ４２）、この実施例では一例として４２６．４８ｋｇ／ｈとなった。

次いでこの算出結果に基づいて散水量Ｗ３７が設定されるものであり、このような設定に基づいて散水バルブ３７ａの開度が制御される（ステップＳ４５）。

なお発明によれば、熱風炉３内に位置する水分量を好適な状態とすることができ、流動室３１内の温度が過度に変動してしまうのを防ぐことができるものであるが、何かのトラブルで熱風炉３内に位置する水分量が過多になってしまう場合の安全策として、図７中破線で囲ったように、助燃バーナ３９を始動するフローを追加しておくようにしてもよい。

そして上述したように本発明によれば、乾燥機５における被処理物からの単位時間当たりの水分蒸発量が一定とされるため、乾燥機５の運転を安定したものとすることができる。
また乾燥機５において必要とされる単位時間当たりの熱量が一定となるため、乾燥機５に供給される熱風（乾燥ガスＧ）の温度を常時一定とすることができ、熱風の供給源である熱風炉３の運転を安定したものとすることができる。すなわち乾燥設備１の構成要素のうち、特に主たる構成要素である乾燥機５及び熱風炉３を安定して運転することができるため、乾燥設備１全体の安定化が実現されることとなる。

また本発明によれば、乾燥機５における被処理物の乾燥に必要な単位時間当たりの熱量に基づいて、この熱量を発生させるのに必要な廃棄物固形燃料Ｆが過不足無く熱風炉３に供給されることとなる。すなわち、常時一定の水分蒸発量となる乾燥機５に対して、常時一定の熱量が得られるように運転される熱風炉３から熱風（乾燥ガスＧ）が供給されるため、これら乾燥機５及び熱風炉３を安定して運転することができ、乾燥設備１全体の安定化が実現されることとなる。
因みに従来は、乾燥機５の所要熱量が変動した場合、すなわち熱風炉３の負荷が変動した場合、固形燃料Ｆの投入量をＰＩＤ制御等により調節した際に、固形燃料Ｆは液体燃料と違って熱風炉３内に投入するのに時間を要するばかりでなく、自己燃焼による熱が放出されるまでに時間を要してしまうものであるため、固形燃料Ｆの供給量が過剰になってしまうことがあったが、これら発明によればこのような事態を回避することができる。

更にまた本発明によれば、複数種の固形燃料Ｆ（廃棄物固形燃料）を同時に扱うことが可能となり、また性状の異なる固形燃料Ｆを、それぞれ適切な量だけ熱風炉３に投入することができるため、固形燃料Ｆの入手性、経済性等を考慮した比率で使用することがでる。この結果、乾燥設備１を、安定性重視、経済性重視等、目的に沿った状態で好適に運転することが可能となる。

なお乾燥設備１においては上述した制御の他に、以下に示すような制御も行われるものである。
まず乾燥機５のドラム５０の回転数、攪拌翼５５の回転数は、乾燥品Ｐの水分値を乾燥品水分センサ６０で計測し、この値と水分目標値との偏差に応じて、制御されるものである。
また熱風炉３の排気口３２ａ直後に設けられた風速計４４の測定値と、風速目標値との偏差に応じて、乾燥機５と熱交換器７８に振り分ける風量を調整する制御が行われる。
更にまた熱風炉３の流動空気は砂を流動させるのに必要な風となるので、流動ブロワ３６ｂと始動炉３６との間に風量計３６ｃを設置して、この検出値に基づいて風量を調整する制御が行われる。
更にまた熱風炉３における給気口３１ａ、３２ｃに供給される乾燥済ガスＧ１の風量についても、適宜風量計の検出値と設定値とに基づき、流動室３１と排気室３２に適宜分配される様に分岐した流路にそれえぞれ具えられた流量調整バルブ７８ａの開度を調整する制御が行われる。

１ 乾燥設備

２ 汚泥供給装置
２０ 供給ホッパ
２ａ スクリューコンベヤ
２ｂ 中継コンベヤ
２１ 水分計

３ 熱風炉
３１ 流動室
３１ａ 給気口
３２ 排気室
３２ａ 排気口
３２ｂ 投入口
３２ｃ 給気口
３３ 流動風吹込室
３３ａ 給気口
３４ 散気管
３５ 投入装置
３５１ 投入装置
３５２ 投入装置
３５ａ スクリューコンベヤ
３５ｂ 中継コンベヤ
３５ｃ 投入コンベヤ
３５ｄ 水分計
３６ 始動炉
３６ａ 始動バーナ（バーナ）
３６ｂ 流動ブロワ
３６ｃ 風量計

３７ 散水ノズル
３７ａ 散水バルブ
３８ 温度センサ
３９ 助燃バーナ

４ 熱風流路
４Ｂ 排気流路
４１ 給気ダンパ
４２ 温度センサ
４３ バルブ
４４ 風速計

５ 乾燥機
５０ ドラム
５０ａ 蓋部材
５０ｂ 蓋部材
５１ 投入口
５２ 排出口
５３ 熱風吹込口
５４ 排気口
５５ 攪拌翼
５５ａ 軸
５７ 支持ローラ
５９ チェーン
６ 取出コンベヤ
６０ 乾燥品水分センサ
７ 排気ガス流路
７１ 循環ファン
７２ 集塵器
７３ 排気ダンパ
７８ 熱交換器
７８ａ 流量調整バルブ

Ｂ 基台
Ｄ 汚泥
Ｆ 固形燃料
Ｆ１ 固形燃料
Ｆ２ 固形燃料

Ｇ 乾燥ガス
Ｇ１ 排気ガス
Ｍ２ インバータモータ
Ｍ３ インバータモータ
Ｍ５１ モータ
Ｍ５２ モータ
Ｍ６ インバータモータ
Ｐ 乾燥品
Ｓ 流動砂

Claims (8)

1. 乾燥機に対し、その投入口に被処理物の供給装置を臨ませ、またその熱風吹込口に流動層燃焼炉が適用された熱風炉を接続し、またその排出口に取出コンベヤを臨ませて成る乾燥設備において、
   この乾燥設備は、前記乾燥機によって被処理物を処理して得られる乾燥品の水分値を予め設定するとともに、乾燥機における被処理物からの単位時間当たりの水分蒸発量を設定することにより、乾燥機において必要とされる単位時間当たりの熱量を一定とする運転が行われるものであり、
   更に前記乾燥設備は、被処理物の水分値を測定するための水分計を具えるとともに、乾燥機内への単位時間当たりの供給水分量が一定となるように、乾燥機への被処理物投入量を自動調整する制御を行うための制御装置が具えられていることを特徴とする乾燥設備。
   
2. 前記熱風炉の燃料として含水性の廃棄物固形化燃料が用いられるものであり、
   この燃料の水分値を測定するための水分計を具えるとともに、
   前記乾燥機において設定された、被処理物からの単位時間当たりの水分蒸発量を基に、被処理物を所望の水分値まで乾燥させるために必要な単位時間当たりの熱量を算出する手段と、
   熱風炉へ燃料を投入するためのコンベヤと、このコンベヤ上に位置する燃料の重量及び水分値を測定するための手段とを具え、
   また熱風炉への燃料の単位時間当たりの投入量を設定し、熱風炉への燃料投入量が一定となるように自動調整する制御を行うための制御装置が具えられていることを特徴とする請求項１記載の乾燥設備。
   
3. 前記熱風炉へ燃料を投入するためのコンベヤと、このコンベヤ上に位置する燃料の重量及び水分値を測定するための手段が、複数基具えられていることを特徴とする請求項１または２記載の乾燥設備。
   
4. 前記熱風炉内に散水するための手段と、
   前記熱風炉への燃料の単位時間当たりの投入量から熱風炉内に位置する水分量を算出する手段と、
   この熱風炉内の水分量に応じて、熱風炉内への散水量を調整する手段とが具えられていることを特徴とする請求項２または３記載の乾燥設備。
   
5. 乾燥機に対し、その投入口に被処理物の供給装置を臨ませ、またその熱風吹込口に流動層燃焼炉が適用された熱風炉を接続し、またその排出口に取出コンベヤを臨ませて成る乾燥設備の運転方法において、
   前記乾燥機によって被処理物を処理して得られる乾燥品の水分値を予め設定するとともに、乾燥機における被処理物からの単位時間当たりの水分蒸発量を設定することにより、乾燥機において必要とされる単位時間当たりの熱量を一定とする運転を行うものであり、
   更に運転にあたって被処理物の水分値を測定するとともに、乾燥機への単位時間当たりの被処理物投入量を制御することにより、乾燥機内への供給水分量が一定となるように自動調整することを特徴とする乾燥設備の運転方法。
   
6. 前記熱風炉の燃料として含水性の廃棄物固形化燃料を用い、
   この燃料の水分値を測定するとともに、
   前記乾燥機において設定された、被処理物からの単位時間当たりの水分蒸発量を基に、被処理物を所望の水分値まで乾燥させるために必要な単位時間当たりの熱量を算出し、
   熱風炉へ燃料を投入するためのコンベヤ上に位置する燃料の重量及び水分値を測定するとともに、
   また熱風炉への燃料の単位時間当たりの投入量を設定し、熱風炉への燃料投入量を制御することにより、
   乾燥機への供給熱量が一定となるように、
   熱風炉への燃料の投入量を自動調整することを特徴とする請求項５記載の乾燥設備の運転方法。
   
7. 前記燃焼炉への燃料の投入を複数のコンベヤによって行い、且つ個々のコンベヤ上に位置する燃料の重量及び水分値を測定することを特徴とする請求５または６記載の乾燥設備の運転方法。
   
8. 前記燃焼炉への燃料の単位時間当たりの投入量から燃焼炉内に位置する水分量を算出し、この燃焼炉内の水分量に応じて、乾燥炉内への散水量を調整することを特徴とする請求６または７記載の乾燥設備の運転方法。

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