流化床炉.pdf

本发明提供一种流化床炉，加热废弃物以从该废弃物取出可燃性气体，用于对流化床吹入流化气体的多个风箱排列在炉主体的底壁的下侧，各温度检测部分别设置在能够检测在流化床的第一区域内上下隔开间隔的上侧位置与下侧位置的温度，并且能够检测在流化床的第二区域内上下隔开间隔的上侧位置与下侧位置的温度的位置，控制部基于由各温度检测部检测出的温度，分别调整对各风箱供应的流化气体的空气比，以使流化床的温度从第一区域朝向第二区域变高。

权利要求书
1.  一种流化床炉，加热废弃物以从该废弃物取出可燃性气体，其特征在于包括：
炉主体，具有从下方支撑构成用于加热所述废弃物的流化床的流化粒子的底壁及从该底壁立起的侧壁，其中，在所述底壁中，在从该底壁的中心位置偏向特定方向的位置设有用于将所述废弃物中的不燃物与所述流化粒子一起排出的排出口，该底壁的上表面以朝向所述排出口变低的方式倾斜，以使所述不燃物在所述底壁的上表面上朝向该排出口下落；
气体供应部，从所述炉主体的底壁对所述流化粒子吹入流化气体，从而使该流化粒子流化；
多个温度检测部，检测所述流化床的温度；
控制部，控制所述气体供应部；以及
废弃物供应部，从所述侧壁中隔着所述底壁的中心位置而位于所述排出口的相反侧的供应侧侧壁，向所述流化床上的与该供应侧侧壁相邻的区域供应所述废弃物，其中，
所述气体供应部具有多个风箱及供应部，所述多个风箱在所述底壁的下侧沿与从所述供应侧侧壁朝向所述排出口的方向垂直的方向延伸，且用于从该垂直方向的指定位置对所述流化粒子吹入所述流化气体，所述供应部对这些各风箱分别供应所述流化气体，且能够分别调整供应至所述各风箱的所述流化气体的空气比，
所述多个风箱沿从所述供应侧侧壁朝向所述排出口的方向排列，
所述多个温度检测部分别设置在如下位置：能够检测在所述流化床中的在上下方向上与最靠近所述供应侧侧壁的第一风箱重合的第一区域内上下隔开间隔的上侧位置与下侧位置的温度，并且能够检测在所述流化床中的在上下方向上与最靠近所述排出口的第二风箱或所述排出口重合的第二区域内上下隔开间隔的上侧位置与下侧位置的温度的位置，
所述控制部基于由所述各温度检测部检测出的温度，分别调整由所述供应部对所述各风箱供应的流化气体的空气比，以使流化床的温度从所述第一区域朝向所述第二区域变高。

2.  根据权利要求1所述的流化床炉，其特征在于：
在所述流化床中的所述第一区域与所述第二区域之间，所述多个温度检测部分别设置在能够在从所述供应侧侧壁朝向所述排出口的方向上以指定间隔检测温度的位置。

3.  根据权利要求2所述的流化床炉，其特征在于：
设置在所述第一区域与第二区域之间的各温度检测部分别设置在能够检测在上下方向上 与设置于所述第一风箱与所述第二风箱之间的各风箱重合的各区域的温度的位置。

4.  根据权利要求3所述的流化床炉，其特征在于：
在上下方向上与所述第一区域与第二区域之间的所述风箱重合的各区域中，所述各温度检测部分别设置在能够检测上下隔开间隔的上侧位置与下侧位置的温度的位置。

说明书流化床炉
技术领域
本发明涉及一种通过在使流化粒子(fluizable particle)流化的流化床中加热废弃物，从该废弃物取出可燃性气体的流化床炉。
背景技术
以往，已知有专利文献1中公开的流化床炉。如图5所示，该流化床炉具备：在炉底部具有流化砂(流化粒子)102的炉主体104；以及对炉底部的流化砂102中供应空气以使流化砂102流化而形成流化床的空气供应部106。炉主体104具有侧壁，在该侧壁上设有用于向所述流化床上投入废弃物的投入部108。
在该流化床炉100中，通过空气供应部106对高温的流化砂102中供应空气，从而使流化砂102成为浮游悬浊状态而流化。由此，在流化床炉100中形成流化床。所述空气供应部106以使流化砂102的流化状态在流化床的整个区域中变得大致一定的方式供应空气，以将从投入部108投入到所述流化床上的废弃物导入流化床的内部并高效地燃烧。
每当从投入部108向高温的流化砂中投入废弃物时，该废弃物与所述流化床的高温的流化砂102混合而热分解(气化)。由此，产生可燃性气体。该可燃性气体例如在后道工序的熔融炉中高温燃烧。
投入到流化床炉100中的废弃物被导入活跃的流化床中而燃烧或气化。此时，在流化床炉100中，每当间歇性地投入废弃物时，废弃物中的可燃物会急剧地燃烧，由此，所产生的可燃性气体的产生量以及浓度等反复急剧变动。该气化反应的变动大为依赖于废弃物供应时的其定量性。因此，当废弃物供应存在变动或垃圾物质存在变化时，将无法稳定地产生可燃性气体。尤其当废弃物中含有较多的纸或片状的塑料等易燃的垃圾时，所产生的可燃性气体的变动变得更大，因而要求其稳定化。
例如，当在气体发动机中使用所产生的可燃性气体来进行发电时，若可燃性气体的变动大，则无法获得稳定的能量。因此，进一步要求在流化床炉中获得的可燃性气体的稳定化。
专利文献1：日本专利公开公报特开2006-242454号
发明内容
本发明的目的在于提供一种即使废弃物含有易燃垃圾也能稳定地获得可燃性气体的流化床炉。
本发明的一方面涉及一种流化床炉，加热废弃物以从该废弃物取出可燃性气体，其包括：炉主体，具有从下方支撑构成用于加热所述废弃物的流化床的流化粒子的底壁及从该底壁立起的侧壁，其中，在所述底壁中，在从该底壁的中心位置偏向特定方向的位置设有用于将所述废弃物中的不燃物与所述流化粒子一起排出的排出口，该底壁的上表面以朝向所述排出口变低的方式倾斜，以使所述不燃物在所述底壁的上表面上朝向该排出口下落；气体供应部，从所述炉主体的底壁对所述流化粒子吹入流化气体，从而使该流化粒子流化；多个温度检测部，检测所述流化床的温度；控制部，控制所述气体供应部；以及废弃物供应部，从所述侧壁中隔着所述底壁的中心位置而位于所述排出口的相反侧的供应侧侧壁，向所述流化床上的与该供应侧侧壁相邻的区域供应所述废弃物。并且，所述气体供应部具有多个风箱及供应部，所述多个风箱在所述底壁的下侧沿与从所述供应侧侧壁朝向所述排出口的方向垂直的方向延伸，且用于从该垂直方向的指定位置对所述流化粒子吹入所述流化气体，所述供应部对这些各风箱分别供应所述流化气体，且能够分别调整供应至所述各风箱的所述流化气体的空气比，所述多个风箱沿从所述供应侧侧壁朝向所述排出口的方向排列，所述多个温度检测部分别设置在如下位置：能够检测在所述流化床中的在上下方向上与最靠近所述供应侧侧壁的第一风箱重合的第一区域内上下隔开间隔的上侧位置与下侧位置的温度，并且能够检测在所述流化床中的在上下方向上与最靠近所述排出口的第二风箱或所述排出口重合的第二区域内上下隔开间隔的上侧位置与下侧位置的温度的位置，所述控制部基于由所述各温度检测部检测出的温度，分别调整由所述供应部对所述各风箱供应的流化气体的空气比，以使流化床的温度从所述第一区域朝向所述第二区域变高。
附图说明
图1是本实施方式所涉及的流化床炉的概略结构图。
图2是图1的II-II横剖视图。
图3是用于说明所述流化床炉的流化床中的上方区域及温度传感器的设置的图。
图4是用于说明另一实施方式所涉及的流化床炉中的温度传感器的设置的图。
图5是以往的流化床炉的概略结构图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的一实施方式。
本实施方式所涉及的流化床炉(fluidized bed furnace)使用高温的流化粒子(流化砂)来加热废弃物，从而从废弃物取出可燃性气体。作为该流化床炉的处理对象物的废弃物例如包括木质类生物质(剪枝、木材等)、可燃物(塑料、绒状物(fluff)、纸等)、以及它们的混合物等。
如图1及图2所示，所述流化床炉具备：炉主体20，在内部具有构成流化床14的流化粒子12；气体供应部30，向炉主体20内供应流化气体；多个温度传感器(温度检测部)40，检测流化床14的温度；控制部50，控制气体供应部30；以及废弃物供应部60，向炉主体20内供应废弃物18。
流化粒子12在炉主体20的内部构成流化床14，并加热废弃物18。即，通过一部分废弃物18的燃烧受到加热而达到高温的流化粒子13与废弃物18混合，从而该废弃物18气化，由此产生可燃性气体。本实施方式的流化粒子12为硅砂等。
炉主体20使用高温的流化粒子12从废弃物18取出可燃性气体。炉主体20具有从下方支撑流化粒子12的底壁21、从该底壁21立起的侧壁22以及设在侧壁22上端的可燃性气体排出部23。
侧壁22呈上下延伸的方筒形状。具体而言，侧壁22具有在前后(图2中的左右)隔开间隔而相向的前壁(供应侧侧壁)24和后壁25以及分别连接这些前壁24与后壁25的端部之间的横壁26、26。横壁26、26相互平行。即，炉主体20具有横壁26、26之间的间隔即宽度方向的尺寸在前后方向上均匀的平面形状。
在该侧壁22中，在隔着底壁21的中心位置而位于排出口29的相反侧的侧壁(前壁)24设有用于向炉主体20内投入废弃物18的废弃物投入口28。此外，在本实施方式中，如图2所示，前后方向是指炉主体20的前后方向(图2中的左右方向)。另外，宽度方向是指炉主体20的宽度方向(图2中的上下方向)。
废弃物投入口28在前壁24的下部设在宽度方向的中央部。该废弃物投入口28设在能够将废弃物18横向推入炉主体20的底壁21所支撑的流化粒子12(流化床14)的上表面上的高度位置。详细而言，废弃物投入口28以该废弃物投入口28的下端位于比流化床14的上表面稍高的位置的方式设置。
可燃性气体排出部23排出在炉主体20内产生的可燃性气体。该可燃性气体排出部23的外径比侧壁22小，以便能够连接将在炉主体20中获得的可燃性气体供应给后道工序的例如发电流程的气体发动机等的管道等。
底壁21在从该底壁21的中心位置偏向特定方向的位置具有用于将废弃物18中的不燃物与流化粒子12一起排出的排出口29。该排出口29在底壁21的所述偏向的位置的宽度方向的中心部开口。底壁21的上表面21a以朝向排出口29变低的方式倾斜。由此，不燃物等在上表面21a上下落。本实施方式的底壁31的上表面21a被分为排出口29的前侧(图2中的左侧)的区域211、排出口29的后侧(图2中的右侧)的区域212、及排出口29的宽度方向两侧的区域213、214。并且，各区域211、212、213、214是朝向排出口29而以固定的下斜率倾斜的倾斜面。即，在底壁21的上表面21a中最低的位置设有排出口29。
气体供应部30通过从底壁21对流化粒子12吹入流化气体，从而使该流化粒子12流化。该气体供应部30具有设置在底壁21的多个喷嘴31、对各喷嘴31分配流化气体的多个风箱32、以及分别对各风箱32供应流化气体的供应部33。在本实施方式中，多个喷嘴31在底壁21沿宽度方向排列，并且沿该宽度方向排列的喷嘴31的列沿前后方同排列。即，多个喷嘴31在底壁21被设置成在宽度方向及前后方向上隔开间隔的格子状。各喷嘴31以贯穿底壁21的方式而安装于底壁21。另外，各喷嘴31的设置位置并不限定于所述格子状的设置。
各风箱32从底璧21的宽度方向的指定位置经由喷嘴31向炉主体20内吹入流化气体。风箱32设置在底璧21的下侧，且呈沿宽度方向延伸的箱形状。该风箱32作为对在底壁21沿宽度方向排列的各喷嘴31分配流化气体的集管而发挥作用。即，风箱32具备使从沿宽度方向排列的各喷嘴31吹出的流化气体的流量均一的功能。在本实施方式中，共用的流化气体从一个风箱32被分配给排列成前后两列的各喷嘴31。
所述多个风箱32在底壁21的下表面侧沿前后方向排列。由此，能够针对每个与各风箱32对应的喷嘴31，改变从该喷嘴31吹出曲流化气体的成分、流量。在本实施方式中，在底壁21的下侧沿前后方向排列有三个风箱32a、32b、32c。详细而言，在底壁21的下侧，在比排出口29更处于前壁24侧的位置设置有两个风箱(第一风箱32a及第二风箱32b)，在比排出口39更处于后壁25侧的位置设置有一个风箱(第三风籍32c)。
供应部33具有用于供应空气(氧)的空气供应部34、用于供应水蒸气的水蒸气供应部35、以及连接这些各供应部34，35与各风箱32的管路36。该供应部33分别从各供应部34、35经由管路36对风箱32供应空气及水蒸气。在本实施方式中，由从这些空气供应部34及水蒸气供应部35对风箱32供应的空气及/或水蒸气构成流化气体。
在各管路36分别设有用于调整流经该管路36内的流体(本实施方式中为空气或水蒸气)的流量的阀37a、87b、87c、38a、38b、38c。各阀37a、37b、37c、38a、38b、38c根据来自控制部50的控制信号来改变开度。由此，调整从各风箱32供应到炉主体20内的流化气体的空 气比(氧浓度)、流量。
多个温度传感器40是检测流化床14的温度的传感器。这些多个温度传感器40分别设置在炉主体20内。各温度传感器40分别连接于控制部50，将检测出的温度转换为温度信号并输出至控制部50。
各温度传感器40设置于流化床14中的与风箱32在上下方向上重合的各区域(以下也简称作“上方区域”)ua1、ua2、ua3。具体而言，各温度传感器40以能够检测在各上方区域ua1、ua2、ua3中上下隔开间隔的上侧位置与下侧位置的温度的方式分别被设置。在本实施方式中，设置有六个温度传感器40。具体而言，在第一风箱32a的上方区域(第一区域)ua1、第二风箱32b的上方区域(第三区域)ua3及第三风箱32c的上方区域(第二区域)ua2分别设置两个温度传感器40。此外，在本实施方式中，由于在炉主体20设有三个风箱32，因此，上方区域ua1、ua2、ua3的数量为三个，但若风箱32的个数增加，则与此对应地，上方区域ual、ua2、ua3、......的数量也增加。而且，所谓上侧位置是指在上下方向上比流化床14的中央更靠上侧的位置。所谓下侧位置是指比所述中央更靠下侧的位置。但是，上侧位置是难以受到流化床14的上表面的上侧的气温、废弃物的温度影响的指定深度以上的位置。另外，下侧位置是难以受到底壁21自身的温度影响的、从底壁21的上表面21a往上侧离开指定距离以上的位置。
设置于各上方区域ua1、ua2、ua3的两个温度传感器40只要能够检测该上方区域ua1、ua2、ua3中的上侧位置与下侧位置的温度即可，也可不设置于在上下方问上重合的位置。即，检测上侧位置的温度的温度传感器40与检测下侧位置的温度的温度传感器40也可分别设置于在上方区域ua1、ua2、ua3内沿宽度方向错开的位置(参照图2)。另外，检测上侧位置的温度的温度传感器40与检测下侧位置的温度的温度传感器40也可分别设置于在上方区域ua1、ua2、ua3(详细而言，前列的喷嘴31的喷出口与后列的喷嘴31的喷出口之间的区域(参照图3的斜线部））内沿前后方向错开的位置。
另外，温度传感器40只要以能够在第一区域ua1与第二区域ua2中分别检测上侧位置与下侧位置的温度的方式设置，则在其他上方区域(在本实施方式中为第三区域ua3)中也可为一个。另外，温度传感器40也可在各上方区域ua1、ua2、ua3中各设置三个以上。
此外，如果以能够至少在第一区域ua1内与第二区域ua2内检测上侧位置与下侧位置的温度的方式分别设置温度传感器40，则设置在炉主体20内的温度传感器40的具体个数、设置位置不受限定。
例如，在流化床14中的第一区域ua1与第二区域ua2之间也可设置有一个温度传感器40。另外，多个温度传感器40也可分别设置在能够在前后方向上以指定间隔检测温度的位置(例如， 以从宽度方向观察前后排列成一列的方式(参照图4))。此时，各温度传感器40既可分别设置在位于第一区域ua1与第二区域ua2之间的各上方区域(在本实施方式中为第三区域ua3)内，另外，也可与上方区域ua1、ua2、ua3无关地在前后方向上隔开指定间隔而设置。若以此方式设置，则能够检测流化床14中的第一区域ua1与第二区域ua2之间的温度，因此，能够检测在第一区域ua1与第二区域ua2之间温度局部下降等的流化床14的局部温度异常。
另外，较为理想的是，在第一区域ua1与第二区域ua2之间的各上方区域ua3、......中，温度传感器40分别设置在能够检测上侧位置与下侧位置的温度的位置。通过如上所述地设置各温度传感器40，能适当地检测流化床14中的从第一区域ua1到第二区域ua2的各上方区域ua3、......中的流化不良。详细而言，当将流化气体从底壁21供应到流化床14内时，如果被供应该流化气体的区域的流化粒子12充分流化，则该流化气体便容易在流化床14内朝向上方前进。但是，若该区域ua产生流化不良，则所述流化气体难以在流化床14内朝向上方前进。因此，在产生了流化不良的区域及其周围，流化粒子12得不到充分搅拌。由此，在该区域中的上侧位置与下侧位置产生温度差，通过检测该温度差来检测该区域的流化不良。
控制部50基于由各温度传感器40检测出的温度，分别调整供应部33对各风箱32供应的流化气体的空气比。具体而言，控制部50控制供应部33来调整对各风箱32供应的流化气体的空气比，以使流化床14的温度朝向后侧(即，从前壁24朝向后壁25)变高。由此，在该流化床炉10中产生的可燃性气体的量、浓度等的急剧变动得到抑制。其结果，在该流化床炉10中，能够从废弃物18稳定地产生可燃性气体。
另外，控制部50基于由各温度传感器40检测出的温度，检测流化床14中产生的流化异常(局部的流化不良等)，控制气体供应部30以调整供应到炉主体20内的流化气体的空气比、流量。由此，消除所述流化异常。
具体而言，控制部50通过以下的方法(第一方法)，控制流化床14的前后方向的各区域的温度。在本实施方式中，将图1中的上侧的温度传感器40从左起依次设为第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器，将下侧的温度传感器从左起依次设为第四温度传感器、第五温度传感器、第六温度传感器时，将由第一温度传感器检测出的温度设为T1，将由第二温度传感器检测出的温度设为T2，将由第三温度传感器检测出的温度设为T3，将由第四温度传感器检测出的温度设为T4，将由第五温度传感器检测出的温度设为T5，将由第六温度传感器检测出的温度设为T6。
控制部50在接收来自各温度传感器40的温度信号而获取流化床14的各区域(设置有各温度传感器40的区域的温度时，分别求出T1与T4的平均值Ave1、T2与T5的平均值Ave2、T3与 T6的平均值Ave3。然后，控制部50比较这些各平均值Avel、Ave2、Ave3。
控制部50在“Ave1＜Ave2＜Ave3”的关系不成立时，使由供应部33对各风箱32供应的流化气体的流量暂时增加。在此，本实施方式的控制部50始终监视“Ave1＜Ave2＜Ave3”的关系，但也可每隔指定的时间间隔监视“Ave1＜Ave2＜Ave3”的关系。
具体而言，控制部50在变为“Ave1＞Ave2”或“Ave2＞Ave3”而检测出温度异常时，使对各风箱32供应的流化气体的流量增加。此时，控制部50将对各风箱32供应的空气与水蒸气之比(即流化气体的空气比)保持为固定，并且仅使从风箱32吹入炉主体20内的流化气体的流量增加。详细而言，控制部50在检测出所述温度异常时，使从各风箱32吹入流化床14内的流化气体的流量从通常的流量(例如Uo/Umf＝30)暂时增加(例如增加后的流量为Uo/Umf＝5.0)。在此，Umf是用于使流化粒子12流化的流化气体的吹入的最小流速即最小流化速度，Uo是流化气体的平均剖面流速。
并且，控制部50在由各温度传感器40检测出的温度满足“Ave1＜Ave2＜Ave3”的关系时，控制供应部33使从各风箱32吹入流化床14内的流化气体的流量复原(在所述的例子中，由Uo/Umf＝5.0恢复为3.0)，并继续监视温度。另一方面，若即便使流化气体的流量增加并经过一定时间，由各温度传感器40检测出的温度也不满足“Ave1＜Ave2＜Ave3”的关系，则控制部50判断为炉主体20内产生了异常。并且，控制部50停止该流化床炉10的运转。
更具体而言，例如，在流化床14未产生温度异常的流化床炉10的通常的运转状态下，Ave1为600℃左右，Ave2为650℃左右，Ave3为700℃左右。假设因供应到炉主体20内的废弃物18的量及/或成分由该状态发生变动，Ave1达到660℃。此时，控制部50检测出温度异常(Ave1＞Ave2)，使从各风箱32吹入流化床14内的流化气体的流量暂时增加。于是，Ave1达到700℃，Ave2达到750℃，Ave3达到800℃，流化床14的温度整体上升，但流化床14的局部流化不良等消除，炉内的平衡恢复。由此，由各温度传感器40检测出的温度将满足“Ave1＜Ave2＜Ave3”的关系。随后，当控制部50使从各风箱32吹入流化床14内的流化气体的流量复原时，Ave1恢复到600℃左右，Ave2恢复到650℃左右，Ave3恢复到700℃左右，流化床中产生的温度异常消除。
此外，控制部50在即使由各温度传感器40检测出的温度满足“Ave1＜Ave2＜Ave3”的关系，但Ave1与Ave3仍分别偏离指定范围(min1＜Ave1＜max1及min3＜Ave3＜max3)的情况下，也可使从各风箱32吹入流化床14内的流化气体的流量暂时增加。由此，控制部50能够更适当地维持流化床的前后方向的温度分布(即，从前壁24朝向后壁25而温度逐渐变高的温度分布)。
另外，控制部50也可通过以下的方法(第二方法)控制流化床14的前后方向上的各区域的温度。
控制部50与上述方法同样地监视“Ave1＜Ave2＜Ave3”的关系。具体而言，控制部50接收来自各温度传感器40的温度信号以获取流化床14的各区域的温度，分别求出Ave1、Ave2、Ave3。然后，控制部50比较这些各平均值Avel、Ave2、Ave3。此外，在该方法中，控制部50既可始终监视“Ave1＜Ave2＜Ave3”的关系，也可每隔指定的时间间隔监视“Ave1＜Ave2＜Ave3”的关系。
控制部50在“Ave1＜Ave2＜Ave3”的关系不成立时，控制供应部33来调整对与异常区域对应的风箱32供应的空气与水蒸气之比。例如，当变为Ave1＞Ave2而在流化床14的第一区域ua1中产生高温异常时，控制部50控制供应部33以将从第一风箱32吹入流化床14内的流化气体的流量保持为恒定，并且收缩阀37a以减小对第一风箱32供应的空气的流量，并且打开阀38a而使供应给第一风箱32的水蒸气的流量增加。由此，从第一风箱32吹入流化床14内的流化气体的空气比变小。即，氧浓度降低。并且，控制部50继续监视温度，当变为Ave1＜Ave2时，使阀37a、38a分别复原(即，打开阀37a并且收缩阀38a)，使从第一风箱32吹入流化床14内的流化气体的空气比(氧浓度)复原。另一方面，若即使从第一风箱32吹入流化床14内的流化气体的空气比变小后经过指定时间，温度仍为Ave1＞Ave2的状态，则控制部50判断为炉主体20内产生了异常，停止该流化床炉10的运转。
另外，也可采用如下结构：控制部50在即使由各温度传感器40检测出的温度满足“Ave1＜Ave2＜Ave3”的关系，但Ave1与Ave3分别偏离指定的范围(min1＜Ave1＜max1及min3＜Ave3＜max3)的情况下，调整各阀37a、37c、38a、38c的开度(即，调整从第一风箱32a吹入流化床14内的流化气体的空气比或从第三风箱32c吹入流化床14内的流化气体的空气比)，以使Ave1、Ave3恢复到指定的范围内。具体而言，若流化床14的第一区域ua1产生低温异常，则控制部50控制供应部33以打开阀37a并且收缩阀38a，从而将从第一风箱32a吹入流化床14内的流化气体的流量保持为恒定的情况下加大该流化气体的空气比。另外，若流化床14的第二区域ua2产生高温异常，则控制部50控制供应部33以收缩阀37c并且打开阀38c，从而将从第三风箱32c吹入流化床14内的流化气体的流量保持为恒定的情况下减小该流化气体的空气比。另外，若流化床14的第二区域ua2产生低温异常，则控制部50控制供应部33以打开阀37c并且收缩阀38c，从而将从第三风箱32c吹入流化床14内的流化气体的流量保持为恒定的情况下加大该流化气体的空气比。
另外，控制部50监视流化床14的流化异常(流化床14中的局部流化不良等)发生时产生的流 化床14的局部温度异常。并且，控制部50在检测到所述温度异常时，控制供应部33以调整对各风箱32供应的流化气体的空气比、流量，从而消除流化床14的流化异常。
具体而言，在流化床14中产生流化不良的区域，由于流化气体的易流性与其他区域不同，因此，流化粒子12得不到充分搅拌。由此，在该区域的上侧与下侧之间产生温度差。因此，控制部50通过检测该温度差，从而检测流化床14中的局部流化不良，即流化床14的流化异常。控制部50在检测到所述流化不良(所述流化异常)时，通过调整对炉主体20内供应的流化气体的流量，从而消除该不良。
详细而言，控制部50通过以下的方法，控制流化床14的各区域的上下方向（垂直方向)的温度。
控制部50接收来自各温度传感器40的温度信号，分别获取流化床14的各区域(设置有各温度传感器40的区域)的温度。控制部50分别求出流化床14的各区域的上侧位置与下侧位置的温度差ΔT1(＝T1-T4)、ΔT2(＝T2-T5)、ΔT3(＝T3-T6)。然后，控制部50通过比较各温度差ΔT1、ΔT2、ΔT3与预先设定的指定值，从而监视(检测)是否产生了流化床14中的局部流化不良。此外，该监视既可始终进行，也可每隔指定的时间间隔进行。
例如，当将所述指定值设为±10℃时，控制部50在变为ΔT1、ΔT2、ΔT3＞10℃或ΔT1、ΔT2、ΔT3＜-10℃的情况下，使对该区域供应的流化气体的流量暂时增加。具体而言，在变为ΔT1＜-10℃的情况下，控制部50控制供应部33，使从第一风箱32a吹入流化床14内的流化气体的流量从通常的流量(例如Uo/Umf＝3.0)暂时增加(例如增加后的流量为Uo/Umf＝5.0)。此时，控制部50以流化气体的空气比不变的方式仅增加流量。并且，控制部50在变为ΔT1＞-10℃且ΔT1＜10℃时，控制供应部33使从第一风箱32a吹入流化床14内的流化气体的流量复原(例如由Uo/Umf＝5.0恢复为3.0)，继续监视温度。另一方面，若即便使流量增加并经过一定时间仍为ΔT1＜-10℃的状态，则控制部50判断为炉主体20内产生了异常，停止该流化床炉10的运转。
另外，控制部50还进行废弃物供应部60等的控制。
废弃物供应部60从前壁24对流化床14上的与前壁34相邻的区域供应废弃物18。本实施方式的废弃物供应部60是螺旋推入机。螺旋推入机能够确保密封性并且将废弃物18连续地供应到炉内。另外，螺旋推入机能够将纸、塑料片之类的视比重(bulk specific gravity)小而易飞散的垃圾以块状态供应到炉主体20内。由此，与以往的从炉的上部投入的情况相比，能够抑制这些垃圾在炉主体30内飞散。此外，废弃物供应部60的具体结构不受限定。例如，在本实施方式的废弃物供应部60中，螺旋推入机将废弃物18推入炉内，但也可通过推料机(pusher)等将废弃物18推入炉内。
在如上所述地构成的流化床炉10中，如下所述地从废弃物18回收可燃性气体。
在流化床炉的运转开始时，控制部50从各风箱32对由炉主体20内的底壁21支撑的流化粒子12吹入流化气体。在运转开始时，由于流化床14中无废弃物18(或者即使有，也仅为微量)，因此，控制部50通过未图示的燃烧器等，从流化床14的上部加热作为流化介质的流化粒子12。此时，控制部50通过不吹入水蒸气而仅将空气从各风箱32供应给流化粒子12，从而使流化粒子12成为流化状态，加热该状态的流化粒子12。并且，在流化床14整体达到指定温度(例如600℃)的时刻，控制部50开始通过废弃物供应部60将废弃物18投入炉主体20内。此时，控制部50一点一点地抑制燃烧器等的运转，增加水蒸气的添加量并收缩空气的供应量，以达到指定比率。
从各风箱32向流化粒子12吹入的流化气体的空气比预先作为适合于流化床炉10的运转的值而求出，并存储于控制部50。即，在运转中的流化床炉10中，若流化床14未产生温度异常，则控制部50不调整各阀37a、37b、37c、38a、38b、38c的开度，而将指定流量的空气及水蒸气分别供应给各风箱32。
这样，流化粒子12成为流化状态，从而在炉主体20内形成流化床14。此时，从各风箱32吹入流化床14内的流化气体的流量相同，但空气比各不相同。具体而言，控制部50以对第二风箱32b供应的流化气体的空气比大于对第一风箱32a供应的流化气体的空气比，且对第三风箱32c供应的流化气体的空气比大于对第二风箱32b供应的流化气体的空气比的方式，调整各阀37a、37b、37c、38a、38b、38c的开度，以使温度在流化床14中从前壁24朝向后壁25变高。
如上所述，控制部50使从各风箱32吹入流化床14内的流化气体的流量为恒定而适当地维持流化床14中的各区域的流化状态，并改变流化床14内的各区域中的氧浓度，从而形成指定的温度分布(即温度从前壁24朝向后壁25变高的温度分布)。
控制部50在Ave1达到600℃左右，Ave2达到650℃左右，Ave3达到700℃左右时，判断为炉内达到稳定状态，开始流化床14的温度控制。此外，在本实施方式中，控制部50进行流化床14的温度控制，以使Avel与Ave3的温度差达到50℃以上，且Ave1达到600℃～700℃，Ave3达到700℃～800℃。
具体而言，螺旋推入机(废弃物供应部60)以横向将废弃物18推入炉主体20内。由此，废弃物18被推入第一区域ua1上(参照图1及图2)。由于在炉主体20内形成有活跃的流化床14，因此，投入的废弃物18被导入流化床14，并且通过扩散作用从前壁24侧朝向后壁25侧扩散并移动。此外，流化床14内的废弃物18不仅从前壁24朝向后壁25侧单向移动，而且以反复朝向上下方 向、左右方向、前后方向的往复移动，并从废弃物18的密度高的区域朝向低的区域(即从投入侧(前壁24)朝向后壁25)逐渐扩散的方式移动。
此时，由于流化床14的第一区域ua1的温度低，因此，废弃物18的急剧燃烧得以抑制，废弃物18中易气化的物质气化。即，塑料、纸等易气化的废弃物18在第一区域ua1及其相邻区域中气化。另一方面，木片等难以气化的物质尽管一部分被气化，但大部分不气化而通过流化粒子的流化等逐渐移动到后壁25侧而到达第二区域ua2。这样，易气化的废弃物18在到达第二区域ua2之前，在第一区域ua1、其周边(第二区域ua2侧的区域)以平稳的条件(低温度)进行气化，从而产生的可燃性气体的变动得到抑制。
并且，该移动来的废弃物18在流化床14中的在上下方向上与排出口29重合的区域及其周边的高温区域中，与流化粒子12充分混合，由此，在前壁24侧的区域中燃烧剩下的废弃物18充分进行气化。
如上所述，对于温度分布从前壁24朝向后壁25侧变高的状态的流化床14，通过螺旋推入机60连续地供应废弃物18，从而抑制可燃性气体的间歇性且急剧的产生。其结果，该可燃性气体的产生稳定。
在流化床14中从排出口29与不燃物等一起排出的流化粒子12视需要与所述不燃物等分离，并再次被投入炉主体20中。
此外，控制部50在因废弃物18的投入量、废弃物18中所含的垃圾的成分等而导致流化床14的温度分布产生异常(即，局部地产生温度低的区域、高的区域)、或者产生流化异常(即流化床14中的局部流化不良等的产生)等时，如上所述地基于由各温度传感器40检测出的温度来控制气体供应部30，来调整对各风箱32供应的空气的流量、水蒸气的流量。由此，控制部50消除流化床14的温度分布的异常、流化异常。
在炉主体20内产生的可燃性气体从炉主体20的可燃性气体排出部23经由连接于该可燃性气体排出部23的管道等而供应给后道工序的例如发电工序的气体发动机等。此时，可燃性气体中所含的水蒸气基于可燃性气体的温度下降而冷凝成水并被回收。由此，去除了水蒸气的可燃性气体被供应到流化床炉10的后道工序。
如上所述，在上述流化床炉10中，废弃物18通过废弃物供应部60供应到温度从第一区域ua1朝向第二区域ua2变高的流化床14的第一区域ua1侧，从而抑制产生的可燃性气体的量、浓度等的急剧变动。其结果，从废弃物18稳定地产生可燃性气体。
具体而言，通过将废弃物18供应到流化床14中的温度低的第一区域ua1侧，从而抑制废弃物18中的易燃垃圾的急剧燃烧。而且，因废弃物18的气化引起的可燃性气体的产生也少。通 过构成流化床14的流化粒子12的流化、及新的废弃物18由废弃物供应部60供应到炉主体20内等，该废弃物18在炉主体20内朝向排出口29侧(即朝向流化床14的第二区域ua2)移动。于是，由于第二区域ua2为高温，因此，在该第二区域ua2中，从第一区域ua1侧移动而来的废弃物18充分气化而产生可燃性气体。由此，可燃性气体的间歇性且急剧的产生得以抑制，该气体的产生稳定。
另外，通过调整对从前壁24朝向后壁25(或排出口29)的方向的流化床14的各区域供应的流化气体的空气比，从而调整流化床14的所述各区域的温度。因此，难以在流化床14中产生流化异常(流化床14中的局部流化不良等)。即，充分确保对流化床14的所述各区域供应的流化气体的流量，良好地维持所述各区域的流化粒子12的流化状态，并且调整对流化床14供应的流化气体的空气比(即氧浓度)，从而调整所述各区域的温度。并且，通过分别检测在第一区域ua1、第二区域ua2及第三区域ua3中上下隔开间隔的上侧位置与下侧位置的温度，从而在该区域产生流化不良时，可靠地检测出该流化不良。
另外，由于炉主体20的底壁21的上表面21a以朝向排出口变低的方式而倾斜，因此，在流化床14中沉到底壁21的废弃物18中的不燃物及碳化物等朝向排出口29而在底壁21的上表面21a上下落。由此，所述不燃物等从炉主体20容易地排出。
此外，本发明的流化床炉并不限定于上述实施方式，当然可在不脱离本发明主旨的范围内添加各种变更。
设置于各上方区域ua1、ua2、ua3内的温度传感器40除了设置于检测上侧位置与下侧位置的温度的位置以外，还可设置于检测上下方向的上侧位置与下侧位置的中间位置的温度的位置。
另外，在上述实施方式中，各温度传感器40以在前后方向上隔开间隔排列的方式设置于相同的高度位置，但并不限定于此。各温度传感器40也可在每个上方区域ua1、ua2、ua3中设置于不同的高度位置。
当在排出口29的前后(在图3中为排出口29的右侧及左侧)两侧，风箱分别与排出口29相邻时，最靠近排出口29的风箱指的是这两个风箱。但是，从流化床14整体的温度的适当控制的观点看来，较为理想的是控制排出口29后侧(图3中的右侧)的风箱的上方区域的温度。
[实施方式的概要]
总结以上的实施方式如下。
即，上述实施方式所涉及的流化床炉加热废弃物以从该废弃物取出可燃性气体，其包括：炉主体，具有从下方支撑构成用于加热所述废弃物的流化床的流化粒子的底壁及从该底壁立起 的侧壁，其中，在所述底壁中，在从该底壁的中心位置偏向特定方向的位置设有用于将所述废弃物中的不燃物与所述流化粒子一起排出的排出口，该底壁的上表面以朝向所述排出口变低的方式倾斜，以使所述不燃物在所述底壁的上表面上朝向该排出口下落；气体供应部，从所述炉主体的底壁对所述流化粒子吹入流化气体，从而使该流化粒子流化；多个温度检测部，检测所述流化床的温度；控制部，控制所述气体供应部；以及废弃物供应部，从所述侧壁中隔着所述底壁的中心位置而位于所述排出口的相反侧的供应侧侧壁，向所述流化床上的与该供应侧侧壁相邻的区域供应所述废弃物。并且，所述气体供应部具有多个风箱及供应部，所述多个风箱在所述底壁的下侧沿与从所述供应侧侧壁朝向所述排出口的方向垂直的方向延伸，且用于从该垂直方向的指定位置对所述流化粒子吹入所述流化气体，所述供应部对这些各风箱分别供应所述流化气体，且能够分别调整供应至所述各风箱的所述流化气体的空气比。所述多个风箱沿从所述供应侧侧壁朝向所述排出口的方向排列。所述多个温度检测部分别设置在如下位置：能够检测在所述流化床中的在上下方向上与最靠近所述供应侧侧壁的第一风箱重合的第一区域内上下隔开间隔的上侧位置与下侧位置的温度，并且能够检测在所述流化床中的在上下方向上与最靠近所述排出口的第二风箱或所述排出口重合的第二区域内上下隔开间隔的上侧位置与下侧位置的温度的位置。所述控制部基于由所述各温度检测部检测出的温度，分别调整由所述供应部对所述各风箱供应的流化气体的空气比，以使流化床的温度从所述第一区域朝向所述第二区城变高。
根据本发明，废弃物通过废弃物供应部而供应到温度从所述第一区域朝向所述第二区域变高的流化床的第一区域侧，从而抑制产生的可燃性气体的量及浓度等的急剧变动。其结果，从废弃物稳定地产生可燃性气体。
具体而言，通过将废弃物供应到流化床中的温度低的第一区域侧，从而抑制废弃物中的易燃垃圾的急剧燃烧。而且，因废弃物的气化引起的可燃性气体的产生也少。该废弃物通过构成流化床的流化粒子的流化、或新的废弃物由废弃物供应部供应到炉主体内等，从而在炉主体内向排出口侧(即朝向流化床的第二区域)移动。于是，由于第二区域为高温，因此，在该第二区域中，从第一区域侧移动而来的废弃物充分气化而产生可燃性气体。由此，可燃性气体的间歇性且急剧的产生得以抑制，该气体的产生稳定。
另外，通过调整对从供应侧侧壁朝向排出口的方向的流化床的各区域供应的流化气体的空气比，从而调整流化床的所述各区域的温度，因此，难以在流化床中产生流化不良。即，充分确保对流化床的所述各区域供应的流化气体的流量来维持所述各区域的流化粒子的流化状态，并且通过调整对流化床供应的流化气体的空气比(即氧浓度)，从而调整所述各区域的温度。
并且，通过分别检测在第一区域与第二区域中上下隔开间隔的上侧位置与下侧位置的温度，从而在该区域产生流化不良时，可靠地检测出该流化不良。详细而言，当流化气体从底壁供应到流化床内时，若供应有该流化气体的区域的流化粒子充分流化，则该流化气体容易在流化床内朝向上方前进。但是，若在该区域产生流化不良，则所述流化气体难以在流化床内朝向上方前进。因此，在产生流化不良的区域中，流化粒子得不到充分搅拌，由此，在所述上侧与下侧产生温度差。通过检测该温度差，检测出流化不良。
另外，由于炉主体的底壁的上表面以朝向排出口而变低的方式倾斜，因此，在流化床中沉到底壁的废弃物中的不燃物朝向排出口而在底壁的上表面上下落。由此，所述不燃物从炉主体容易地排出。
另外，在上述实施方式所涉及的流化床炉中，在所述流化床中的所述第一区域与所述第二区域之间，所述多个温度检测部分别设置在能够在从所述供应侧侧壁朝向所述排出口的方向上以指定间隔检测温度的位置。
根据该结构，能够检测第一区域与第二区域之间的温度，因此，在第一区域与第二区域之间局部地产生温度下降等的温度异常的情况下，能够检测该异常。由此，能够应对该局部温度异常。
此时，较为理想的是，设置在所述第一区域与第二区域之间的各温度检测部分别设置在能够检测在上下方向上与设置于所述第一风箱与所述第二风箱之间的各风箱重合的各区域的温度的位置。
根据该结构，分别检测流化床中的从各风箱供应的流化气体所通过的区域的温度，因此，对各风箱供应的流化气体的空气比的调整变得容易。
另外，在上下方向上与所述第一区域与第二区城之间的所述风箱重合的各区域中，所述各温度检测部分别设置在能够检测上下隔开间隔的上侧位置与下侧位置的温度的位置。
根据该结构，可适当地检测流化床中从第一区域到第二区域的各区域的流化不良。
产业上的可利用性
如上所述，本发明所涉及的流化床炉对通过在使流化粒子流化的流化床中加热废弃物，从而由该废弃物取出可燃性气体的情况下有用，适合于即使是含有易燃垃圾的废弃物也能稳定地获得可燃性气体的情况。