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公開番号2025071882
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-09
出願番号2023182295
出願日2023-10-24
発明の名称情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム
出願人JFEエンジニアリング株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類F23G 5/50 20060101AFI20250430BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】焼却炉内を撮像した熱画像データに基づいて火格子上の廃棄物の状態をより正確に把握すること。
【解決手段】ハードウェアを有する制御部は、廃棄物焼却炉の火格子上廃棄物を撮像した熱画像情報から生成された画像データを取得し、廃棄物焼却炉のプロセスデータを取得し、取得した画像データに基づいて、火格子上廃棄物の存在量、火格子への廃棄物の供給量、および廃棄物の温度を導出し、取得したプロセスデータと、導出した火格子上廃棄物の存在量、廃棄物の供給量、および廃棄物の温度とを、あらかじめ構築した揮発分放出モデルまたは固定炭素燃焼モデルに入力して、廃棄物から放出される揮発分放出量または固定炭素燃焼量を導出し、導出した揮発分放出量または固定炭素燃焼量に基づいて、火格子上廃棄物に含まれる揮発分または固定炭素の比率を導出して、廃棄物に含まれる揮発分量または固定炭素量を推定する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
ハードウェアを有する制御部を備え、
前記制御部は、
廃棄物を移動させる火格子を備えた廃棄物焼却炉内の前記廃棄物を含む領域が撮像された熱画像情報から生成された画像データを取得し、
前記廃棄物焼却炉におけるプロセスデータを取得し、
取得した前記画像データおよび前記プロセスデータの少なくとも一方に基づいて、前記火格子上に存在する前記廃棄物の存在量、前記火格子上に供給される前記廃棄物の供給量、および前記廃棄物の温度を導出し、
取得した前記プロセスデータと、導出した前記火格子上に存在する前記廃棄物の存在量、前記火格子上に供給される前記廃棄物の供給量、および前記廃棄物の温度とを、あらかじめ構築した揮発分放出モデルに入力して、前記廃棄物から放出される揮発分放出量を導出し、
導出した前記揮発分放出量に基づいて、前記火格子上に存在する前記廃棄物に含まれる揮発分の比率を導出して、前記廃棄物に含まれる揮発分量を推定する
情報処理装置。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
前記制御部は、前記揮発分放出モデルとして、頻度因子、活性化エネルギー、前記廃棄物の温度、および前記廃棄物に残存している揮発分量に基づいて構築される式を用いる
請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記制御部は、
取得した前記プロセスデータと、導出した前記火格子上に存在する前記廃棄物の存在量、前記火格子上に供給される前記廃棄物の供給量、および前記廃棄物の温度とを、あらかじめ構築された水分蒸発モデルに入力して、前記廃棄物からの水分蒸発量を導出し、
導出した前記揮発分放出量および前記水分蒸発量に基づいて、前記火格子上に存在する前記廃棄物に含まれる水分量と揮発分量との比率を導出して前記廃棄物の状態を推定する
請求項１または２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記制御部は、
カルマンフィルタを用いたデータ同化処理によって、所定の時刻における前記揮発分放出量から前記廃棄物の状態を推定する際の状態変数を補正する
請求項１または２に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記火格子上の廃棄物を少なくとも前記廃棄物の搬送方向に沿って仮想的に複数の領域に分割し、
取得した前記画像データに基づいて、前記複数の領域のそれぞれの領域ごとに、前記火格子上に存在する前記廃棄物の存在量、前記廃棄物の移動量、および前記廃棄物の温度を導出し、
取得した前記プロセスデータと、導出した前記火格子上に存在する前記廃棄物の存在量、前記廃棄物の移動量、および前記廃棄物の温度とを、前記揮発分放出モデルに入力して、それぞれの領域ごとに前記廃棄物からの揮発分放出量を導出し、
それぞれの領域ごとに、導出した前記揮発分放出量に基づいて、前記火格子上に存在する前記廃棄物に含まれる揮発分の比率をそれぞれの領域ごとに導出して、それぞれの領域ごとの前記廃棄物に含まれる揮発分量を推定する
請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項６】
ハードウェアを有する制御部を備え、
前記制御部は、
廃棄物を移動させる火格子を備えた廃棄物焼却炉内の前記廃棄物を含む領域が撮像された熱画像情報から生成された画像データを取得し、
前記廃棄物焼却炉におけるプロセスデータを取得し、
取得した前記画像データおよび前記プロセスデータの少なくとも一方に基づいて、前記火格子上に存在する前記廃棄物の存在量、前記火格子上に供給される前記廃棄物の供給量、および前記廃棄物の温度を導出し、
取得した前記プロセスデータと、導出した前記火格子上に存在する前記廃棄物の存在量、前記火格子上に供給される前記廃棄物の供給量、および前記廃棄物の温度とを、あらかじめ構築した固定炭素燃焼モデルに入力して、前記廃棄物において燃焼される固定炭素燃焼量を導出し、
導出した前記固定炭素燃焼量に基づいて、前記火格子上に存在する前記廃棄物に含まれる固定炭素の比率を導出して、前記廃棄物に含まれる固定炭素量を推定する
情報処理装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記固定炭素燃焼モデルとして、頻度因子、酸素の分圧、活性化エネルギー、前記廃棄物の温度、および前記廃棄物に残存している固定炭素量に基づいて構築される式を用いる
請求項６に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記制御部は、
取得した前記プロセスデータと、導出した前記火格子上に存在する前記廃棄物の存在量、前記火格子上に供給される前記廃棄物の供給量、および前記廃棄物の温度とを、あらかじめ構築された水分蒸発モデルに入力して、前記廃棄物からの水分蒸発量を導出し、
導出した前記固定炭素燃焼量および前記水分蒸発量に基づいて、前記火格子上に存在する前記廃棄物に含まれる揮発分量と固定炭素量との比率を導出して前記廃棄物の状態を推定する
請求項６または７に記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記制御部は、
カルマンフィルタを用いたデータ同化処理によって、所定の時刻における前記固定炭素燃焼量から前記廃棄物の状態を推定する際の状態変数を補正する
請求項６または７に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記制御部は、
前記火格子上の廃棄物を少なくとも前記廃棄物の搬送方向に沿って仮想的に複数の領域に分割し、
取得した前記画像データに基づいて、前記複数の領域のそれぞれの領域ごとに、前記火格子上に存在する前記廃棄物の存在量、前記廃棄物の移動量、および前記廃棄物の温度を導出し、
取得した前記プロセスデータと、導出した前記火格子上に存在する前記廃棄物の存在量、前記廃棄物の移動量、および前記廃棄物の温度とを、前記固定炭素燃焼モデルに入力して、それぞれの領域ごとに前記廃棄物からの固定炭素燃焼量を導出し、
それぞれの領域ごとに、導出した前記固定炭素燃焼量に基づいて、前記火格子上に存在する前記廃棄物に含まれる固定炭素の比率をそれぞれの領域ごとに導出して、それぞれの領域ごとの前記廃棄物に含まれる固定炭素量を推定する
請求項６に記載の情報処理装置。
（【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、情報処理装置、情報処理方法、およびプログラムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ストーカ式焼却炉の運転効率化のために、廃棄物を焼却するストーカ式焼却炉などの焼却炉内の火格子上に存在する廃棄物の状態を、測定したり推定したりする方法が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、火格子の下方から送風される燃焼空気がごみを通過するときに生じる圧力損失を用いて、火格子上のごみ量を推定する技術が開示されている。特許文献２には、燃焼用空気の流量や空気温度などから導出される、焼却炉全体のエネルギーバランス式などを用いることによって、焼却炉内のごみ滞留量を算出する技術が開示されている。特許文献３には、焼却炉内のごみの熱画像を撮像し、ごみと炉内の壁との境界線などを検出することによってごみ量を推定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第３０３０６１４号公報
特許第３０２３０８０号公報
特許第６４７２０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術においては、火格子上の廃棄物量や例えば水分と揮発分との割合などの廃棄物の状態を正確に導出することが困難であった。そのため、廃棄物焼却炉内を撮像した熱画像データおよび焼却炉に関する計測データに基づいて火格子上の廃棄物の状態をより正確に把握できる技術が求められていた。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、廃棄物焼却炉内を撮像した熱画像データに基づいて火格子上の廃棄物の状態をより正確に把握できる情報処理装置、情報処理方法、およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る情報処理装置は、ハードウェアを有する制御部を備え、前記制御部は、廃棄物を移動させる火格子を備えた廃棄物焼却炉内の前記廃棄物を含む領域が撮像された熱画像情報から生成された画像データを取得し、前記廃棄物焼却炉におけるプロセスデータを取得し、取得した前記画像データおよび前記プロセスデータの少なくとも一方に基づいて、前記火格子上に存在する前記廃棄物の存在量、前記火格子上に供給される前記廃棄物の供給量、および前記廃棄物の温度を導出し、取得した前記プロセスデータと、導出した前記火格子上に存在する前記廃棄物の存在量、前記火格子上に供給される前記廃棄物の供給量、および前記廃棄物の温度とを、あらかじめ構築した揮発分放出モデルに入力して、前記廃棄物から放出される揮発分放出量を導出し、導出した前記揮発分放出量に基づいて、前記火格子上に存在する前記廃棄物に含まれる揮発分の比率を導出して、前記廃棄物に含まれる揮発分量を推定する。
【０００８】
本発明の一態様に係る情報処理装置は、上記の発明において、前記制御部は、前記揮発分放出モデルとして、頻度因子、活性化エネルギー、前記廃棄物の温度、および前記廃棄物に残存している揮発分量に基づいて構築される式を用いる。
【０００９】
本発明の一態様に係る情報処理装置は、上記の発明において、前記制御部は、取得した前記プロセスデータと、導出した前記火格子上に存在する前記廃棄物の存在量、前記火格子上に供給される前記廃棄物の供給量、および前記廃棄物の温度とを、あらかじめ構築された水分蒸発モデルに入力して、前記廃棄物からの水分蒸発量を導出し、導出した前記揮発分放出量および前記水分蒸発量に基づいて、前記火格子上に存在する前記廃棄物に含まれる水分量と揮発分量との比率を導出して前記廃棄物の状態を推定する。
【００１０】
本発明の一態様に係る情報処理装置は、上記の発明において、前記制御部は、カルマンフィルタを用いたデータ同化処理によって、所定の時刻における前記揮発分放出量から前記廃棄物の状態を推定する際の状態変数を補正する。
（【００１１】以降は省略されています）

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