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公開番号
2024160425
公報種別
公開特許公報(A)
公開日
2024-11-14
出願番号
2023075377
出願日
2023-05-01
発明の名称
加熱処理設備の運転方法及び制御装置
出願人
株式会社神鋼環境ソリューション
代理人
弁理士法人R&C
主分類
C02F
11/10 20060101AFI20241107BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約
【課題】効率的な運転を実現可能な加熱処理設備の運転方法を提供する。
【解決手段】水を含む固形物を固液分離する固液分離器30と、固液分離器30で含水率が低下した固形物を加熱する加熱処理装置40と、加熱処理装置40の加熱源となる熱媒を加温する熱源器50と、を備えた加熱処理設備100の運転方法は、加熱処理装置40に導入される固形物の含水率を所定値に設定したときに熱媒の加温に必要な第一熱エネルギー、及び、熱源器50が加熱処理装置40に供給可能な第二熱エネルギーを予測する予測ステップと、第一熱エネルギーが第二熱エネルギーよりも小さいとき、固液分離器30の運転能力を低下させて固形物の含水率を所定値より大きくし、第一熱エネルギーが第二熱エネルギーよりも大きいとき、固液分離器30の運転能力を上昇させて固形物の含水率を所定値よりも小さくする含水率調整ステップと、を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲
【請求項1】
水を含む固形物を固液分離する固液分離器と、前記固液分離器で含水率が低下した前記固形物を加熱する加熱処理装置と、前記加熱処理装置の加熱源となる熱媒を加温する熱源器と、を備えた加熱処理設備の運転方法であって、
前記加熱処理装置に導入される前記固形物の含水率を所定値に設定したときに前記熱媒の加温に必要な第一熱エネルギーを予測すると共に、前記熱源器が前記加熱処理装置に供給可能な第二熱エネルギーを予測する予測ステップと、
前記予測ステップで予測された前記第一熱エネルギーが前記第二熱エネルギーよりも小さいとき、前記固液分離器の運転能力を低下させて前記固形物の含水率を所定値より大きくすると共に、前記予測ステップで予測された前記第一熱エネルギーが前記第二熱エネルギーよりも大きいとき、前記固液分離器の運転能力を上昇させて前記固形物の含水率を所定値よりも小さくする含水率調整ステップと、を含む加熱処理設備の運転方法。
続きを表示(約 1,200 文字)
【請求項2】
前記含水率調整ステップでは、前記固形物の含水率を低下させるために前記固液分離器に投入される薬品の量によって前記運転能力を調整する請求項1に記載の加熱処理設備の運転方法。
【請求項3】
前記含水率調整ステップでは、前記固液分離器における前記固形物の滞留時間を調節することによって前記運転能力を調整する請求項1に記載の加熱処理設備の運転方法。
【請求項4】
前記熱源器は、メタン発酵によって発生した消化ガスを用いて発電することにより発生する廃熱の熱エネルギーによって前記熱媒を加温する発電機と、前記消化ガスとは別の燃料により発生した熱エネルギーにより前記熱媒を加温するボイラとを有している請求項1~3の何れか一項に記載の加熱処理設備の運転方法。
【請求項5】
前記予測ステップでは、前記発電機で回収可能な前記第二熱エネルギーを予測する請求項4に記載の加熱処理設備の運転方法。
【請求項6】
前記予測ステップでは、前記加熱処理装置に投入される前記固形物の投入量及び温度に基づいて前記第一熱エネルギーを予測する請求項5に記載の加熱処理設備の運転方法。
【請求項7】
前記予測ステップでは、前記固液分離器で処理されて含水率が低下した固形物以外の追加固形物を前記加熱処理装置に投入する場合、前記発電機及び前記ボイラで回収可能な前記第二熱エネルギーを予測する請求項5に記載の加熱処理設備の運転方法。
【請求項8】
水を含む固形物を固液分離する固液分離器と、前記固液分離器で含水率が低下した前記固形物を加熱する加熱処理装置と、前記加熱処理装置の加熱源となる熱媒を加温する熱源器と、を備えた加熱処理設備の制御装置であって、
前記加熱処理装置に導入される前記固形物の含水率を所定値に設定したときに前記熱媒の加温に必要な第一熱エネルギーを予測すると共に、前記熱源器が前記加熱処理装置に供給可能な第二熱エネルギーを予測する予測部と、
前記予測部で予測された前記第一熱エネルギーが前記第二熱エネルギーよりも小さいとき、前記固液分離器の運転能力を低下させ、前記予測部で予測された前記第一熱エネルギーが前記第二熱エネルギーよりも大きいとき、前記固液分離器の運転能力を上昇させる制御部と、を備えた加熱処理設備の制御装置。
【請求項9】
前記予測部は、前記加熱処理装置に投入される前記固形物の投入量及び温度に基づいて前記第一熱エネルギーを予測する請求項8に記載の加熱処理設備の制御装置。
【請求項10】
前記予測部は、メタン発酵槽から発生した消化ガスを用いて発電する発電機に導入される前記消化ガスの流量及び濃度に基づいて予測された熱エネルギーに基づいて前記第二熱エネルギーを予測する請求項8又は9に記載の加熱処理設備の制御装置。
(【請求項11】以降は省略されています)
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、加熱処理設備の運転方法及び制御装置に関する。
続きを表示(約 1,600 文字)
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、固液分離器(文献では、脱水機)と、固液分離器で含水率が低下した固形物(文献では脱水ケーキ)を加熱する加熱処理装置(文献では炭化設備)と、加熱処理装置の加熱源となる熱媒を加温する熱源器(文献では熱供給装置)と、を備えた加熱処理設備の運転方法(文献では汚泥処理方法)が開示されている。
【0003】
特許文献1に記載の汚泥処理方法は、消化槽で高濃度汚泥をメタン発酵処理して発生した消化ガスにより生成可能な1日当たりの熱量が、消化槽の加温に必要な1日当たりの必要加熱熱量と、炭化設備による脱水ケーキの炭化に必要な1日当たりの必要炭化熱量との和よりも大きいことを前提としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2015-51417号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に記載の汚泥処理方法は、高濃度消化を前提として加熱処理装置への加熱熱量が全て消化ガスの熱量で補えるものである。しかしながら、高濃度消化でない通常のメタン発酵処理では、消化ガスだけで加熱処理装置への加熱熱量が補えない場合が想定されるため、改善の余地がある。
【0006】
そこで、効率的な運転を実現可能な加熱処理設備の運転方法及び制御装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係る加熱処理設備の運転方法の特徴は、水を含む固形物を固液分離する固液分離器と、前記固液分離器で含水率が低下した前記固形物を加熱する加熱処理装置と、前記加熱処理装置の加熱源となる熱媒を加温する熱源器と、を備えた加熱処理設備の運転方法であって、前記加熱処理装置に導入される前記固形物の含水率を所定値に設定したときに前記熱媒の加温に必要な第一熱エネルギーを予測すると共に、前記熱源器が前記加熱処理装置に供給可能な第二熱エネルギーを予測する予測ステップと、前記予測ステップで予測された前記第一熱エネルギーが前記第二熱エネルギーよりも小さいとき、前記固液分離器の運転能力を低下させて前記固形物の含水率を所定値より大きくすると共に、前記予測ステップで予測された前記第一熱エネルギーが前記第二熱エネルギーよりも大きいとき、前記固液分離器の運転能力を上昇させて前記固形物の含水率を所定値よりも小さくする含水率調整ステップと、を含む点にある。
【0008】
本方法では、加熱処理装置に導入される固形物の含水率を所定値に設定したときに熱媒の加温に必要な第一熱エネルギーを予測している。つまり、固形物の含水率の変動を受けずに、第一エネルギーを予測することが可能となる。そして、例えば消化ガスで駆動される熱源器が供給可能な第二熱エネルギーを予測し、これら第一熱エネルギーと第二熱エネルギーとを比較するため、第二熱エネルギーが増減する状況下で加熱処理装置に余剰熱エネルギーが存在するかを判定できる。
【0009】
更に本方法における含水率調整ステップでは、第一熱エネルギーが第二熱エネルギーよりも小さいとき、固液分離器の運転能力を低下させて固形物の含水率を所定値より大きくする。一方、第一熱エネルギーが第二熱エネルギーよりも大きいとき、固液分離器の運転能力を上昇させて固形物の含水率を所定値よりも小さくする。つまり、加熱処理装置に余剰熱エネルギーが存在する場合、固液分離器の運転能力を低下させて運転効率を高めることができる。一方、加熱処理装置の熱エネルギーが不足する場合、固液分離器の運転能力を上昇させることで固形物の含水率を下げ、加熱処理装置による適切な炭化処理を実現することができる。
【0010】
このように、効率的な運転を実現可能な加熱処理設備の運転方法となっている。
(【0011】以降は省略されています)
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