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JP6543384B1 - Detection method of mercury large input situation of waste incinerator - Google Patents

Detection method of mercury large input situation of waste incinerator Download PDF

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JP6543384B1 JP2018106538A JP2018106538A JP6543384B1 JP 6543384 B1 JP6543384 B1 JP 6543384B1 JP 2018106538 A JP2018106538 A JP 2018106538A JP 2018106538 A JP2018106538 A JP 2018106538A JP 6543384 B1 JP6543384 B1 JP 6543384B1
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Abstract

【課題】廃棄物焼却炉で水銀多量投入事態が発生したことを早期かつ正確に検出可能であって、水銀多量投入事態が発生しても水銀の汚染の影響を受けない水銀多量投入事態検出方法を提供する。【解決手段】水銀多量投入事態検出方法は、検出工程と、蓄積工程と、判定工程と、を廃棄物焼却炉に対して行う。検出工程では、水銀に特有のエネルギー準位に基づいて放出される特有の波長の輝線を選択的に透過させる水銀輝線選択フィルタを用いて、燃焼室で発生した光のうち当該水銀輝線選択フィルタを透過した透過光の光強度を光検出器で検出する。蓄積工程では、検出工程で検出された透過光の光強度を時系列で蓄積する。判定工程では、蓄積工程で蓄積された透過光の光強度及びその時間変化に基づいて判定基準を算出し、透過光の光強度の変化量が判定基準を超えた場合に、水銀多量投入事態が発生したと判定する。【選択図】図4PROBLEM TO BE SOLVED: A method for detecting a large amount of mercury input that can detect early and accurately the occurrence of a large amount of mercury input in a waste incinerator and is not affected by mercury contamination even if a large amount of mercury input is generated I will provide a. A method for detecting a large amount of introduced mercury performs a detection process, an accumulation process, and a determination process on a waste incinerator. In the detection step, the mercury emission line selection filter is selected from the light generated in the combustion chamber using a mercury emission line selection filter that selectively transmits the emission line of a specific wavelength emitted based on the energy level specific to mercury. A light detector detects the light intensity of the transmitted light transmitted. In the accumulation step, the light intensity of the transmitted light detected in the detection step is accumulated in time series. In the judgment step, the judgment criterion is calculated based on the light intensity of the transmitted light accumulated in the accumulation step and its time change, and when the change amount of the light intensity of the transmitted light exceeds the judgment criterion, Determine that it has occurred. [Selected figure] Figure 4

Description

本発明は、主として、廃棄物焼却炉等に水銀が一時に多量に投入された事態が発生したことを検出する方法に関する。   The present invention mainly relates to a method for detecting that a large amount of mercury has been introduced into a waste incinerator or the like at one time.

従来から、廃棄物焼却炉等に水銀が一時に多量に投入された事態(以下、水銀多量投入事態)を検出する方法が提起されている。特許文献1及び2には、水銀多量投入事態の検出方法が開示されている。   Conventionally, a method has been proposed to detect a situation in which a large amount of mercury has been input to a waste incinerator at one time (hereinafter, a large amount of mercury has been input). Patent Documents 1 and 2 disclose a method of detecting a large amount of mercury input.

特許文献1の水銀除去システムは、廃棄物焼却炉等の排ガスが流れる煙道に水銀連続分析計を付設し、この水銀連続分析計の検出結果に基づいて、排ガスに含まれる水銀の濃度を検出する。また、この水銀除去システムは、水銀連続分析計により検出される水銀の濃度が所定濃度を超えたとき、水銀多量投入事態が発生したと判定する。   The mercury removal system of Patent Document 1 attaches a mercury continuous analyzer to a flue through which exhaust gas such as a waste incinerator flows, and detects the concentration of mercury contained in the exhaust gas based on the detection result of the mercury continuous analyzer. Do. Further, the mercury removal system determines that a large amount of mercury has been input when the concentration of mercury detected by the mercury continuous analyzer exceeds a predetermined concentration.

特許文献2の廃棄物焼却炉では、バグフィルタの上流側に水銀除去薬剤の投入口が配置されている。また、水銀除去薬剤の投入口よりも上流には、水銀検知装置が配置されている。水銀検知装置は、排ガスを取り込む取込み部と、取り込んだ排ガスを送るサンプリング路と、水銀量を分析する水銀分析装置と、を備える。   In the waste incinerator of Patent Document 2, an inlet for removing a mercury is disposed upstream of the bag filter. In addition, a mercury detection device is disposed upstream of the mercury removal agent inlet. The mercury detection apparatus comprises an intake unit for taking in the exhaust gas, a sampling path for sending the taken-in exhaust gas, and a mercury analyzer for analyzing the amount of mercury.

また、特許文献3には、水銀とは異なる有害物質を検出するごみ焼却炉が開示されている。具体的には、このごみ焼却炉は、スペクトル分析器と、燃焼診断装置と、を備える。スペクトル分析器は、燃焼室内の開口から入力された光を分光器で波長毎に分けて、波長毎の光の光強度を検出することでスペクトル分析を行う。燃焼診断装置は、スペクトル分析の結果に基づいて、気体の有害物質(ダイオキシン、NOx、CO等)を検出する。   Further, Patent Document 3 discloses a waste incinerator that detects harmful substances different from mercury. Specifically, the waste incinerator includes a spectrum analyzer and a combustion diagnostic device. The spectrum analyzer divides the light input from the opening in the combustion chamber for each wavelength by a spectrometer, and performs spectrum analysis by detecting the light intensity of the light for each wavelength. The combustion diagnosis device detects harmful substances (dioxins, NOx, CO, etc.) in the gas based on the result of the spectrum analysis.

特開2014−213308号公報JP, 2014-213308, A 特開2017−205761号公報JP, 2017-205761, A 特開平11−51353号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 11-51353 gazette

特許文献1において、煙道に水銀連続分析計を付設するためには、口径が細いチューブ等を煙道に接続し、このチューブに水銀連続分析計を接続する必要がある。なお、特許文献2のサンプリング路は、このようなチューブによって構成されている。しかし、水銀多量投入事態が発生した場合、水銀を多量に含む排ガスがチューブを通過して水銀連続分析計に到達するため、チューブの内面が水銀に汚染されてしまい、次回の計測が困難になる可能性がある。また、この種の構成では、水銀多量投入事態の発生後、チューブを経由して排ガスを水銀連続分析計まで移動させる必要があるため、水銀を検出するために若干の時間が掛かる。そのため、水銀除去剤の投入が遅れてしまう可能性がある。   In Patent Document 1, in order to attach a continuous mercury analyzer to the flue, it is necessary to connect a tube with a narrow diameter or the like to the flue and to connect the continuous mercury analyzer to the tube. In addition, the sampling path of patent document 2 is comprised by such a tube. However, when a large amount of mercury is introduced, the exhaust gas containing a large amount of mercury passes through the tube and reaches the mercury continuous analyzer, so the inner surface of the tube is contaminated with mercury, making the next measurement difficult there is a possibility. Moreover, in this type of configuration, it is necessary to move the exhaust gas to the mercury continuous analyzer via the tube after occurrence of a large amount of mercury input, so it takes some time to detect mercury. Therefore, the introduction of the mercury removing agent may be delayed.

特許文献3では、分光器の分解能にも限界があるため、例えば有害物質の輝線と近い波長の別物質の輝線が発生していた場合、又は、有害物質の輝線の光強度があまり高くならない性質である場合等において、有害物質を的確に検出できない可能性がある。特に、廃棄物焼却炉では、多種多様な性質の廃棄物が投入されるとともに、投入される廃棄物の種類も特定できないため、このような問題が発生し易くなる。   In Patent Document 3, there is also a limit to the resolution of the spectroscope, and for example, when the emission line of another substance having a wavelength close to the emission line of the harmful substance is generated, or the light intensity of the emission line of the harmful substance does not increase very much. In such cases, harmful substances may not be detected properly. In particular, in waste incinerators, wastes of various characteristics are input, and since the types of waste input can not be specified, such problems are likely to occur.

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、廃棄物焼却炉で水銀多量投入事態が発生したことを早期かつ正確に検出可能であって、水銀多量投入事態が発生しても水銀の汚染の影響を受けない水銀多量投入事態検出方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and the main object of the present invention is to detect early that a large amount of mercury has occurred in a waste incinerator at an early and accurate time. It is an object of the present invention to provide a method for detecting a large input of mercury which is not affected by mercury pollution even if it occurs.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。   The problem to be solved by the present invention is as described above, and next, means for solving the problem and its effect will be described.

本発明の観点によれば、以下の廃棄物焼却炉の水銀多量投入事態検出方法が提供される。即ち、この水銀多量投入事態検出方法は、一次燃焼を行うための一次燃焼ゾーンと、一次燃焼で発生した未燃焼ガスを含む一次燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼を行うための二次燃焼ゾーンと、を有する燃焼室を備える廃棄物焼却炉に対して行われる。水銀多量投入事態検出方法は、検出工程と、蓄積工程と、判定工程と、を廃棄物焼却炉に対して行う。前記検出工程では、水銀に特有のエネルギー準位に基づいて放出される特有の波長の輝線を選択的に透過させる水銀輝線選択フィルタを用いて、前記燃焼室で発生した光のうち当該水銀輝線選択フィルタを透過した透過光の光強度を光検出器で検出する。前記蓄積工程では、前記検出工程で検出された前記透過光の光強度を時系列で蓄積する。前記判定工程では、前記蓄積工程で蓄積された前記透過光の光強度及びその時間変化に基づいて判定基準を算出し、前記透過光の光強度の変化量が前記判定基準を超えた場合に、水銀多量投入事態が発生したと判定する。   According to an aspect of the present invention, the following method for detecting a large amount of mercury input to a waste incinerator is provided. That is, the method for detecting a large amount of mercury input includes a primary combustion zone for performing primary combustion, and a secondary combustion zone for performing secondary combustion for burning primary combustion gas including unburned gas generated in the primary combustion. And a waste incinerator comprising a combustion chamber. The mercury large input situation detection method performs the detection process, the accumulation process, and the determination process on the waste incinerator. In the detection step, the mercury emission line is selected from the light generated in the combustion chamber using a mercury emission line selection filter that selectively transmits the emission line of a specific wavelength emitted based on an energy level specific to mercury. A light detector detects the light intensity of the transmitted light transmitted through the filter. In the accumulation step, light intensities of the transmitted light detected in the detection step are accumulated in time series. In the determination step, a determination criterion is calculated based on the light intensity of the transmitted light accumulated in the accumulation step and its time change, and when the change amount of the light intensity of the transmitted light exceeds the determination criterion, It is determined that a large amount of mercury has been introduced.

これにより、燃焼室で発生した火炎の光に含まれる水銀輝線を検出することで、水銀多量投入事態を早期に検出できる。また、この方法では、水銀輝線選択フィルタ及び光検出器を水銀に接触させる必要がないため、水銀の汚染の影響を受けない。更に、水銀輝線選択フィルタを用いることで、分光器を用いる構成と比較して、分光器の分解能の影響を受けないため、水銀輝線を正確に検出できる。   As a result, by detecting the mercury emission line contained in the light of the flame generated in the combustion chamber, it is possible to detect a large amount of mercury input early. Also, in this method, the mercury emission line selective filter and the light detector do not need to be in contact with the mercury, so that the method is not affected by the mercury contamination. Furthermore, the mercury emission line can be accurately detected by using the mercury emission line selection filter, as it is not affected by the resolution of the spectrometer as compared with the configuration using the spectrometer.

本発明によれば、廃棄物焼却炉で水銀多量投入事態が発生したことを早期かつ正確に検出可能であって、水銀多量投入事態が発生しても水銀の汚染の影響を受けない水銀多量投入事態検出方法を実現できる。   According to the present invention, it is possible to quickly and accurately detect the occurrence of a large amount of mercury in the waste incinerator, and the large amount of mercury is not affected by the mercury contamination even if a large amount of mercury is generated. A situation detection method can be realized.

焼却炉を含む廃棄物焼却設備の概略構成図。The schematic block diagram of the waste incineration plant containing an incinerator. 焼却炉の機能ブロック図。Functional block diagram of the incinerator. 水銀輝線選択フィルタ及び光検出器が配置される様子を示す断面図。Sectional drawing which shows a mode that a mercury bright line selection filter and a photodetector are arrange | positioned. 水銀多量投入事態の発生を検出する処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process which detects generation | occurrence | production of the mercury large injection | pouring situation.

<廃棄物焼却設備の全体構成>初めに、図1を参照して、本実施形態の焼却炉1を含む廃棄物焼却設備100について説明する。図1は、本発明の一実施形態の焼却炉1を含む廃棄物焼却設備100の概略構成図である。なお、以下の説明では、単に上流、下流と記載したときは、廃棄物、燃焼ガス、燃焼用気体、排ガス等が流れる方向の上流及び下流を意味するものとする。   <Whole Configuration of Waste Incinerator> First, a waste incinerator 100 including the incinerator 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic block diagram of a waste incinerator 100 including an incinerator 1 according to an embodiment of the present invention. In the following description, the terms “upstream” and “downstream” mean upstream and downstream in the flow direction of waste, combustion gas, combustion gas, exhaust gas and the like.

図1に示すように、廃棄物焼却設備100は、焼却炉(廃棄物焼却炉)1と、ボイラ30と、蒸気タービン発電設備35と、を備える。焼却炉1は、供給された廃棄物を焼却する。なお、焼却炉1の詳細な構成は後述する。   As shown in FIG. 1, the waste incinerator 100 includes an incinerator (waste incinerator) 1, a boiler 30, and a steam turbine power plant 35. The incinerator 1 burns the supplied waste. The detailed configuration of the incinerator 1 will be described later.

ボイラ30は、廃棄物の燃焼によって発生した熱を利用して蒸気を生成する。ボイラ30は、流路壁に設けられた多数の水管31及び過熱器管32で、炉内で発生した高温の燃焼ガスと水との熱交換を行うことにより蒸気(過熱蒸気)を生成する。水管31及び過熱器管32で生成された蒸気は、蒸気タービン発電設備35へ供給される。   The boiler 30 generates steam using the heat generated by the combustion of waste. The boiler 30 generates steam (superheated steam) by heat exchange between high temperature combustion gas generated in the furnace and water using a large number of water pipes 31 and superheater pipes 32 provided on the flow path wall. The steam generated by the water pipe 31 and the superheater pipe 32 is supplied to the steam turbine power plant 35.

蒸気タービン発電設備35は、図略のタービン及び発電装置を含んで構成されている。タービンは、水管31及び過熱器管32から供給された蒸気によって回転駆動される。発電装置は、タービンの回転駆動力を用いて発電を行う。   The steam turbine power plant 35 is configured including a not shown turbine and a power generator. The turbine is rotationally driven by the steam supplied from the water pipe 31 and the superheater pipe 32. The power generation device generates electric power using the rotational driving force of the turbine.

<焼却炉1の構成>焼却炉1は、廃棄物を炉内に供給するための給じん装置40を備える。給じん装置40は、廃棄物投入ホッパ41と、給じん装置本体42と、を備える。廃棄物投入ホッパ41は、炉外から廃棄物が投入される部分である。給じん装置本体42は、廃棄物投入ホッパ41の底部分に位置し、水平方向に移動可能に構成されている。給じん装置本体42は、廃棄物投入ホッパ41に投入された廃棄物を下流側に供給する。この給じん装置本体42の移動速度、単位時間あたりの移動回数、移動量(ストローク)、及びストローク端の位置(移動範囲)は、図2に示す制御装置90によって制御されている。なお、給じん装置は水平方向に対し多少の角度をもって移動する型式でもよい。   <Configuration of Incinerator 1> The incinerator 1 includes a dust collecting device 40 for supplying waste into the furnace. The dust collecting apparatus 40 includes a waste feeding hopper 41 and a dust collecting apparatus main body 42. The waste input hopper 41 is a portion into which waste is input from outside the furnace. The dust collecting apparatus main body 42 is located at the bottom of the waste input hopper 41 and is configured to be movable in the horizontal direction. The dust collecting apparatus main body 42 supplies the waste charged into the waste charging hopper 41 to the downstream side. The movement speed of the dust collecting apparatus main body 42, the number of movements per unit time, the movement amount (stroke), and the position (movement range) of the stroke end are controlled by the control device 90 shown in FIG. The dust collecting apparatus may be of a type moving at a slight angle with respect to the horizontal direction.

給じん装置40によって炉内に供給された廃棄物は、燃焼室2に供給される。燃焼室2は、一次燃焼ゾーン10と、二次燃焼ゾーン14と、を含んでいる。一次燃焼ゾーン10は、一次燃焼のための空間である。一次燃焼とは、投入された廃棄物を一次燃焼用気体(gas for primary combustion)と反応させて燃焼させることである。一次燃焼用気体とは、一次燃焼のために供給される酸素を含んだ気体である。一次燃焼用気体としては、一次空気、循環排ガス、それらの混合ガスが含まれる。一次空気とは、外部から取り込んだ空気であって、燃焼等に用いられていない(即ち、循環排ガスを除く)気体である。従って、一次空気には、外部から取り込んだ空気を加熱等した気体も含まれる。また、一次燃焼により、CO等の未燃焼ガスを含む一次燃焼ガス(flue gas after primary combustion)が発生する。   The waste supplied into the furnace by the dust collector 40 is supplied to the combustion chamber 2. The combustion chamber 2 includes a primary combustion zone 10 and a secondary combustion zone 14. The primary combustion zone 10 is a space for primary combustion. Primary combustion is the reaction of the input waste with a gas for primary combustion for combustion. The primary combustion gas is a gas containing oxygen supplied for primary combustion. The primary combustion gas includes primary air, circulating exhaust gas, and a mixed gas thereof. The primary air is air taken from the outside and is a gas that is not used for combustion or the like (i.e. excluding the circulating exhaust gas). Therefore, the primary air also includes a gas obtained by heating air taken in from the outside. Moreover, primary combustion generates primary combustion gas (flue gas after primary combustion) including unburned gas such as CO.

一次燃焼ゾーン10は、乾燥部11と、燃焼部12と、後燃焼部13と、から構成されている。廃棄物は、搬送部20によって、乾燥部11、燃焼部12、及び後燃焼部13の順に供給されていく。搬送部20は、乾燥部11に設けられた乾燥火格子21と、燃焼部12に設けられた燃焼火格子22と、後燃焼部13に設けられた後燃焼火格子23と、で構成されている。従って、搬送部20は複数段の火格子から構成されている。それぞれの火格子は、各部の底面に設けられており、廃棄物が載置される。火格子は、廃棄物搬送方向に並べて配置された可動火格子と固定火格子とから構成されており、可動火格子が間欠的に前進及び後進を行うことで、廃棄物を下流側へ搬送するとともに、廃棄物を攪拌することができる。なお、火格子の動作は、制御装置90によって制御されている。また、火格子には、気体が通過可能な大きさの隙間が形成されている。   The primary combustion zone 10 is composed of a drying unit 11, a combustion unit 12 and a post combustion unit 13. Wastes are supplied by the transport unit 20 in the order of the drying unit 11, the combustion unit 12, and the post-combustion unit 13. The conveying unit 20 is configured by a drying grate 21 provided in the drying unit 11, a combustion grate 22 provided in the combustion unit 12, and a post combustion grate 23 provided in the post combustion unit 13. There is. Therefore, the transport unit 20 is composed of a plurality of stages of grate. Each grate is provided on the bottom of each part and wastes are placed. The grate is composed of a movable grate arranged in the waste transfer direction and a fixed grate. The movable grate intermittently advances and reverses to transfer waste to the downstream side. In addition, waste can be stirred. The operation of the grate is controlled by the controller 90. Further, the grate is formed with a gap of a size allowing the passage of gas.

乾燥部11は、焼却炉1に供給された廃棄物を乾燥させる部分である。乾燥部11の廃棄物は、乾燥火格子21の下から供給される一次空気及び隣接する燃焼部12における燃焼の輻射熱によって乾燥する。その際、熱分解によって乾燥部11の廃棄物から熱分解ガスが発生する。また、乾燥部11の廃棄物は、乾燥火格子21によって燃焼部12に向かって搬送される。   The drying unit 11 is a part that dries the waste supplied to the incinerator 1. Wastes from the drying unit 11 are dried by primary air supplied from below the drying grate 21 and radiant heat of combustion in the adjacent combustion unit 12. At that time, thermal decomposition gas is generated from wastes of the drying unit 11 by thermal decomposition. Further, the wastes of the drying unit 11 are conveyed toward the burning unit 12 by the drying grate 21.

燃焼部12は、乾燥部11で乾燥した廃棄物を主に燃焼させる部分である。燃焼部12では、廃棄物が主に火炎燃焼を起こし火炎が発生する。燃焼部12における廃棄物及び燃焼により発生した灰及び燃焼しきれなかった未燃物は、燃焼火格子22によって後燃焼部13に向かって搬送される。また、燃焼部12で発生した一次燃焼ガス及び火炎は、絞り部17を通過して後燃焼部13に向かって流れる。なお、燃焼火格子22は、乾燥火格子21と同じ高さに設けられているが、乾燥火格子21よりも低い位置に設けられていてもよい。   The combustion unit 12 is a portion that mainly burns the waste dried in the drying unit 11. In the combustion unit 12, the waste mainly burns and flames are generated. The waste in the combustion unit 12, the ash generated by the combustion, and the unburned material that can not be burned are conveyed by the combustion grate 22 toward the post-combustion unit 13. Further, the primary combustion gas and flame generated in the combustion unit 12 pass through the throttle unit 17 and flow toward the post-combustion unit 13. The combustion grate 22 is provided at the same height as the dry grate 21, but may be provided at a lower position than the dry grate 21.

後燃焼部13は、燃焼部12で燃焼しきれなかった廃棄物(未燃物)を燃焼させる部分である。後燃焼部13では、一次燃焼ガスの輻射熱と一次空気によって、燃焼部12で燃焼しきれなかった未燃物の燃焼が促進される。その結果、未燃物の殆どが灰となって、未燃物は減少する。なお、後燃焼部13で発生した灰は、後燃焼部13の底面に設けられた後燃焼火格子23によってシュート24に向かって搬送される。シュート24に搬送された灰は、廃棄物焼却設備100の外部に排出される。なお、本実施形態の後燃焼火格子23は、燃焼火格子22よりも低い位置に設けられているが、燃焼火格子22と同じ高さに設けられていてもよい。   The post-combustion unit 13 is a portion that burns waste (unburned material) that could not be burned by the combustion unit 12. In the post-combustion unit 13, the radiation heat of the primary combustion gas and the primary air promote the combustion of the unburned matter that could not be burned in the combustion unit 12. As a result, most of the unburned matter becomes ash and the unburned matter decreases. The ash generated in the post-combustion unit 13 is conveyed toward the chute 24 by the post-fired grate 23 provided on the bottom surface of the post-combustion unit 13. The ash transported to the chute 24 is discharged to the outside of the waste incinerator 100. Although the post combustion grate 23 of the present embodiment is provided at a lower position than the combustion grate 22, it may be provided at the same height as the combustion grate 22.

上述したように、乾燥部11、燃焼部12、及び後燃焼部13では、生じる反応が異なるため、それぞれの壁面等は、生じる反応に応じた構成となっている。例えば、燃焼部12では火炎燃焼が生じるため、乾燥部11よりも耐火レベルが高い構造が採用されている。   As described above, since the reaction that occurs in the drying unit 11, the combustion unit 12, and the post-combustion unit 13 differs, the wall surfaces and the like are configured according to the reactions that occur. For example, since flame combustion occurs in the combustion unit 12, a structure having a higher fire resistance level than the drying unit 11 is employed.

以上で説明したように、本実施形態の焼却炉1の一次燃焼ゾーン10では、投入された廃棄物に対して、乾燥、燃焼、及び後燃焼が行われる。本実施形態の焼却炉1では、各構成段が明確に分かれているため、上記の3つの処理が段階的に行われる。なお、本発明は、様々な構成の焼却炉に適用可能である。例えば、本発明は、各構成段が明確に区分されていない焼却炉にも適用可能である。また、本発明は、乾燥段及び後燃焼段の少なくとも一方が存在しない焼却炉にも適用可能である。また、本発明は、火格子を備えない焼却炉、例えば、流動床式焼却炉又は固定床式焼却炉等にも適用可能である。   As described above, in the primary combustion zone 10 of the incinerator 1 of the present embodiment, drying, combustion, and post-combustion are performed on the input waste. In the incinerator 1 of the present embodiment, since the respective constituent stages are clearly separated, the above three processes are performed stepwise. The present invention is applicable to incinerators of various configurations. For example, the present invention is applicable to incinerators in which each component stage is not clearly divided. The present invention is also applicable to incinerators in which at least one of the drying stage and the post-combustion stage does not exist. The present invention is also applicable to an incinerator without a grate, such as a fluidized bed incinerator or a fixed bed incinerator.

二次燃焼ゾーン14は、二次燃焼のための空間である。二次燃焼とは、一次燃焼ガスに含まれる未燃焼ガスを二次燃焼用気体と反応させて燃焼させることである。二次燃焼用気体とは、二次燃焼のために供給される酸素を含んだ気体である。二次燃焼用気体としては、二次空気、循環排ガス、それらの混合ガスが含まれる。二次空気とは、外部から取り込んだ空気であって、燃焼等に用いられていない(即ち、循環排ガスを除く)気体である。二次燃焼を行うことにより、燃焼完結性を進めることができる。二次燃焼ゾーン14は、乾燥部11、燃焼部12、及び後燃焼部13から上方に向かって延び、その途中に二次空気が供給される。これにより、一次燃焼ガスは二次空気と混合及び撹拌され、一次燃焼ガスに含まれる未燃ガスが二次燃焼ゾーン14で燃焼される。   The secondary combustion zone 14 is a space for secondary combustion. The secondary combustion is to make the unburned gas contained in the primary combustion gas react with the gas for secondary combustion and burn it. The secondary combustion gas is a gas containing oxygen supplied for secondary combustion. The secondary combustion gas includes secondary air, circulating exhaust gas, and a mixed gas thereof. The secondary air is air taken from the outside and is not used for combustion or the like (i.e., a gas excluding circulation exhaust gas). By performing the secondary combustion, the completeness of combustion can be promoted. The secondary combustion zone 14 extends upward from the drying unit 11, the combustion unit 12, and the post-combustion unit 13, and secondary air is supplied along the way. Thereby, the primary combustion gas is mixed and stirred with the secondary air, and the unburned gas contained in the primary combustion gas is burned in the secondary combustion zone 14.

二次燃焼で排出される高温の二次燃焼ガスは、上述したようにボイラ30を通過した後に、排ガスとして排出される。焼却炉1から排出された排ガスは、下流側に配置されたろ過式の集じん器6で浄化される。また、排ガスが集じん器6に到達するまでの経路(煙道)には、排ガスに含まれる気体の有害物質(HCl、SOx、及びダイオキシン類等)の濃度を低減するための薬剤が投入される。   The high temperature secondary combustion gas discharged in the secondary combustion is discharged as an exhaust gas after passing through the boiler 30 as described above. The exhaust gas discharged from the incinerator 1 is purified by a filter type dust collector 6 disposed downstream. Also, in the path (fluent) until the exhaust gas reaches the dust collector 6, a drug for reducing the concentration of harmful substances (HCl, SOx, dioxins, etc.) contained in the exhaust gas is introduced. Ru.

また、この薬剤を投入するための構成として、廃棄物焼却設備100は、薬剤タンク7と、バルブ8と、を備える。薬剤タンク7には、低減する有害物質に応じた複数種類の薬剤が個別に貯留されている。バルブ8は、煙道へ供給される薬剤の量を調整する機構を有している。バルブ8は、薬剤の種類毎に設けられている。制御装置90は、排ガスの性状の検出結果及び目標値等に基づいて、使用する薬剤の種類及び量を決定し、それに応じてバルブ8の開度をそれぞれ変更する制御を行う。なお、この薬剤には、排ガス中の水銀を吸着させて除去する機能を持つ消石灰又は活性炭等の薬剤が含まれている。水銀多量投入事態が生じた場合に水銀を吸着する機能を持つ薬剤を増量投入することで、集じん器6が水銀に深刻に汚染されることを抑制できる。   Moreover, the waste incineration apparatus 100 is equipped with the chemical | medical agent tank 7 and the valve | bulb 8 as a structure for throwing in this chemical | medical agent. In the medicine tank 7, plural kinds of medicines corresponding to the harmful substance to be reduced are stored individually. The valve 8 has a mechanism for adjusting the amount of medicine supplied to the flue. The valve 8 is provided for each type of medicine. The control device 90 determines the type and amount of the medicine to be used based on the detection result of the property of the exhaust gas, the target value, and the like, and performs control to change the opening degree of the valve 8 accordingly. This drug contains a drug such as slaked lime or activated carbon having a function of adsorbing and removing mercury in exhaust gas. It is possible to suppress serious pollution of the dust collector 6 with mercury by increasing the amount of the chemical having a function of adsorbing mercury when a large amount of mercury is introduced.

<一次燃焼用気体と二次燃焼用気体の供給>気体供給装置50は、燃焼室2内に気体(一次燃焼用気体、二次燃焼用気体)を供給する装置である。本実施形態の気体供給装置50は、一次空気供給部51と、二次空気供給部52と、排ガス供給部53と、を有している。それぞれの供給部は、気体を誘引又は送出するための送風機によって構成されている。   <Supply of primary combustion gas and secondary combustion gas> The gas supply device 50 is a device for supplying gas (primary combustion gas, secondary combustion gas) into the combustion chamber 2. The gas supply device 50 of the present embodiment includes a primary air supply unit 51, a secondary air supply unit 52, and an exhaust gas supply unit 53. Each supply is constituted by a blower for attracting or delivering the gas.

一次空気供給部51は、一次供給経路71を介して燃焼室2に一次空気を供給する。一次供給経路71は、乾燥火格子21の下方に設けられた乾燥段風箱25、燃焼火格子22の下方に設けられた燃焼段風箱26、及び後燃焼火格子23の下方に設けられた後燃焼段風箱27にそれぞれ一次空気を供給するための経路である。一次供給経路71には、乾燥段風箱25に供給する一次空気の供給量を調整する第1ダンパ81と、燃焼段風箱26に供給する一次空気の供給量を調整する第2ダンパ82と、後燃焼段風箱27に供給する一次空気の供給量を調整する第3ダンパ83と、がそれぞれ設けられている。図2に示すように、第1ダンパ81、第2ダンパ82、及び第3ダンパ83は制御装置90によって制御されている。   The primary air supply unit 51 supplies the primary air to the combustion chamber 2 via the primary supply path 71. The primary supply path 71 is provided below the drying stage air box 25 provided below the drying grate 21, the combustion stage air box 26 provided below the combustion grate 22, and the post combustion grate 23. It is a path for supplying primary air to the post-combustion stage air boxes 27 respectively. In the primary supply path 71, a first damper 81 for adjusting the supply amount of primary air supplied to the drying stage air box 25, and a second damper 82 for adjusting the supply amount of primary air supplied to the combustion step air box 26 A third damper 83 is provided to adjust the amount of supply of primary air supplied to the post-combustion stage air box 27. As shown in FIG. 2, the first damper 81, the second damper 82, and the third damper 83 are controlled by the control device 90.

また、一次供給経路71にヒータを設け、燃焼室2に供給する一次空気の温度を調整できるようにしてもよい。また、上述のように、一次燃焼用気体には、循環排ガス及び混合ガスも含まれるため、それらが燃焼室2に供給される構成であってもよい。また、本実施形態では、一次燃焼用気体は、一次燃焼ゾーン10に下方から供給されるが、一次燃焼ゾーン10の側方等から供給されてもよい。また、一次燃焼用気体は、一次燃焼に用いられるのであれば、一次燃焼ゾーン10よりも上流側に供給されてもよい。   Further, a heater may be provided in the primary supply path 71 so that the temperature of the primary air supplied to the combustion chamber 2 can be adjusted. Further, as described above, since the primary combustion gas also includes the circulating exhaust gas and the mixed gas, they may be supplied to the combustion chamber 2. Further, in the present embodiment, the primary combustion gas is supplied from below to the primary combustion zone 10, but may be supplied from the side of the primary combustion zone 10 or the like. In addition, the primary combustion gas may be supplied upstream of the primary combustion zone 10 as long as it is used for the primary combustion.

二次空気供給部52は、二次供給経路72を介して、二次空気を燃焼室2に供給する。具体的には、二次空気供給部52は、焼却炉1の空気ガス保有空間16にその上部(天井部)から二次空気を供給するとともに、絞り部17によって燃焼ガスが方向を転換する部分(絞り部17の近傍)に二次空気を供給するとともに、二次燃焼ゾーン14に二次空気を供給する。二次供給経路72には、空気ガス保有空間16及び絞り部17の近傍に供給する二次空気の供給量を調整する第5ダンパ85と、がそれぞれ設けられている。図2に示すように、第5ダンパ85は制御装置90によって制御されている。   The secondary air supply unit 52 supplies secondary air to the combustion chamber 2 via the secondary supply passage 72. Specifically, the secondary air supply unit 52 supplies the secondary air to the air gas storage space 16 of the incinerator 1 from the upper portion (ceiling portion) thereof, and a portion where the combustion gas changes its direction by the throttle unit 17 The secondary air is supplied to (in the vicinity of the throttle portion 17), and the secondary air is supplied to the secondary combustion zone 14. The secondary supply path 72 is provided with a fifth damper 85 for adjusting the supply amount of secondary air supplied to the vicinity of the air gas holding space 16 and the throttle unit 17. As shown in FIG. 2, the fifth damper 85 is controlled by the controller 90.

排ガス供給部53は、循環排ガス供給経路73を介して、廃棄物焼却設備100から排出された排ガスを炉内に供給する(再循環させる)。廃棄物焼却設備100から排出されて集じん器6で浄化された排ガスの一部が排ガス供給部53によって燃焼部12の両側面(紙面手前側及び紙面奥側の面)から焼却炉1へ供給される。なお、排ガスが供給される位置は、特に限定されない。例えば、排ガスは焼却炉1の上方(天井部)から供給されてもよく、一方の側面のみから供給されていてもよい。排ガスを焼却炉1に供給することで、焼却炉1内の酸素濃度が低下し、燃焼温度の局所的な過上昇を抑えることができる。その結果、NOxの発生を抑えることができる。また、循環排ガス供給経路73には、循環排ガスの供給量を調整する第4ダンパ84が設けられている。図2に示すように、第4ダンパ84は制御装置90によって制御されている。   The exhaust gas supply unit 53 supplies (recirculates) the exhaust gas discharged from the waste incineration facility 100 into the furnace via the circulation exhaust gas supply path 73. A part of the exhaust gas discharged from the waste incineration facility 100 and purified by the dust collector 6 is supplied by the exhaust gas supply unit 53 to the incinerator 1 from both side surfaces of the combustion unit 12 (surfaces on the front side and the rear side). Be done. In addition, the position where exhaust gas is supplied is not specifically limited. For example, the exhaust gas may be supplied from above the ceiling of the incinerator 1, or may be supplied from only one side. By supplying the exhaust gas to the incinerator 1, the oxygen concentration in the incinerator 1 is reduced, and it is possible to suppress the local excessive increase of the combustion temperature. As a result, the generation of NOx can be suppressed. Further, in the circulating exhaust gas supply path 73, a fourth damper 84 for adjusting the supply amount of the circulating exhaust gas is provided. As shown in FIG. 2, the fourth damper 84 is controlled by the controller 90.

<各種センサ及び制御装置>焼却炉1には、図1及び図2に示すように、燃焼状態等を把握するための複数のセンサが設けられている。具体的には、焼却炉1には、焼却炉内ガス温度センサ91と、焼却炉出口ガス温度センサ92と、COガス濃度センサ93と、NOxガス濃度センサ94と、光検出器95と、が設けられている。   <Various Sensors and Control Device> As shown in FIGS. 1 and 2, the incinerator 1 is provided with a plurality of sensors for grasping the combustion state and the like. Specifically, the incinerator gas temperature sensor 91, the incinerator outlet gas temperature sensor 92, the CO gas concentration sensor 93, the NOx gas concentration sensor 94, and the light detector 95 are included in the incinerator 1. It is provided.

焼却炉内ガス温度センサ91は、焼却炉1内(例えば空気ガス保有空間16よりも下流かつ後燃焼部13よりも上流)に配置されており、焼却炉内ガス温度を検出して制御装置90へ出力する。焼却炉出口ガス温度センサ92は、焼却炉1出口近傍(例えば二次燃焼ゾーン14よりも下流かつボイラ30よりも上流)に配置されており、焼却炉出口ガス温度を検出して制御装置90へ出力する。COガス濃度センサ93は、集じん器6の下流に配置されており、排ガスに含まれるCOガス濃度(焼却炉排出COガス濃度)を検出して制御装置90へ出力する。NOxガス濃度センサ94は、集じん器6の下流に配置されており、排ガスに含まれるNOxガス濃度(焼却炉排出NOxガス濃度)を検出して制御装置90へ出力する。   The incinerator gas temperature sensor 91 is disposed in the incinerator 1 (for example, downstream of the air gas holding space 16 and upstream of the post-combustion unit 13), and detects the gas temperature in the incinerator to control the controller 90 Output to The incinerator outlet gas temperature sensor 92 is disposed in the vicinity of the outlet of the incinerator 1 (for example, downstream of the secondary combustion zone 14 and upstream of the boiler 30), detects the temperature of the incinerator outlet gas, and Output. The CO gas concentration sensor 93 is disposed downstream of the dust collector 6, detects the CO gas concentration (incinerator exhaust CO gas concentration) contained in the exhaust gas, and outputs it to the control device 90. The NOx gas concentration sensor 94 is disposed downstream of the dust collector 6, detects the NOx gas concentration (incinerator exhaust NOx gas concentration) contained in the exhaust gas, and outputs it to the control device 90.

光検出器95は、水銀に特有のエネルギー準位に基づいて放出される特有の波長の輝線(以下、水銀輝線)を検出することを目的としている。更に説明すると、水銀輝線とは、水銀の発光をスペクトル分析した場合に、輝線スペクトルとして観測される光である。以下、燃焼室2の内部で発生した水銀輝線を検出する構成について説明する。   The photodetector 95 is intended to detect an emission line (hereinafter referred to as a mercury emission line) of a specific wavelength emitted based on an energy level specific to mercury. To explain further, the mercury emission line is light observed as an emission line spectrum when the emission of mercury is spectrally analyzed. Hereinafter, a configuration for detecting a mercury emission line generated inside the combustion chamber 2 will be described.

水銀は加熱によりエネルギー準位が上がるため、燃焼室2の内部の何れの位置であっても、水銀輝線が発生する可能性がある。そのため、光検出器95は、燃焼室2の内部の何処で発生した光を検出する構成であってもよい。ただし、高温の火炎では特に水銀輝線が発生し易いため、本実施形態では、火炎の光を検出対象とする。ここで、燃焼室2では上述したように一次燃焼において火炎が発生する。この火炎は、一次燃焼ゾーン10から二次燃焼ゾーン14へ流れる燃焼ガス流の影響等により上方に延びるため、この火炎は二次燃焼ゾーン14においても存在する。そして、二次燃焼ゾーン14では、未燃焼の多種多様な廃棄物が存在する一次燃焼ゾーン10と比較して、他の元素の輝線が発生しにくいため、水銀輝線をより正確に検出できる。以上により、本実施形態では、二次燃焼ゾーン14において、火炎の光に含まれる水銀輝線を検出することを目的とする。   Since the energy level of mercury is raised by heating, mercury emission lines may be generated at any position inside the combustion chamber 2. Therefore, the light detector 95 may be configured to detect light generated anywhere in the combustion chamber 2. However, in the case of a high temperature flame, a mercury emission line is particularly likely to be generated, so in the present embodiment, the light of the flame is to be detected. Here, in the combustion chamber 2, as described above, a flame is generated in the primary combustion. This flame also exists in the secondary combustion zone 14, since it extends upwards due to the influence of the flow of combustion gases flowing from the primary combustion zone 10 to the secondary combustion zone 14. And, in the secondary combustion zone 14, as compared to the primary combustion zone 10 in which various unburned wastes exist, emission lines of other elements are less likely to be generated, and therefore mercury emission lines can be detected more accurately. As described above, the present embodiment aims to detect a mercury emission line included in light of a flame in the secondary combustion zone 14.

図3に示すように、光検出器95は、二次燃焼ゾーン14の炉壁2aの近傍に配置されている。具体的には、図3に示すように、燃焼室2の炉壁2aには、貫通孔2bが形成されている。また、貫通孔2bのうち燃焼室2側の開口している部分(燃焼室2と炉壁2aの境界部分)を開口部2cと称する。また、貫通孔2bには、耐熱ガラス61と、水銀輝線選択フィルタ62と、が配置されている。   As shown in FIG. 3, the light detector 95 is disposed in the vicinity of the furnace wall 2 a of the secondary combustion zone 14. Specifically, as shown in FIG. 3, a through hole 2 b is formed in the furnace wall 2 a of the combustion chamber 2. Further, a portion (a boundary portion between the combustion chamber 2 and the furnace wall 2 a) of the through hole 2 b which is open on the combustion chamber 2 side is referred to as an opening 2 c. In the through hole 2 b, a heat resistant glass 61 and a mercury bright line selection filter 62 are disposed.

耐熱ガラス61は、水銀輝線選択フィルタ62よりも燃焼室2側に配置されている。耐熱ガラス61は、光を透過させるとともに、耐熱特性を有する部材である。   The heat resistant glass 61 is disposed closer to the combustion chamber 2 than the mercury emission line selection filter 62. The heat resistant glass 61 is a member that transmits light and has heat resistant characteristics.

水銀輝線選択フィルタ62は、光検出器95よりも燃焼室2側に配置されている。水銀輝線選択フィルタ62は、通過帯域の波長の光のみを透過させ、それ以外の波長の光を透過させないフィルタである。水銀輝線選択フィルタ62の通過帯域は、水銀輝線の波長を含む非常に狭い範囲である。主な水銀輝線の波長は、365.483 nm, 366.288 nm, 366.328 nm, 390.641 nm, 398.398 nm, 404.656 nm・407.781 nm・435.835 nm・491.604 nm・546.074 nm・576.969 nm・597.065 nmである。このように、例えば366 nm帯において複数の水銀輝線が存在するため、水銀輝線選択フィルタ62の通過帯域は、これらの複数の水銀輝線の波長を含んでいてもよい。当然、1つの水銀輝線の波長のみを含んでいてもよい。なお、水銀輝線の波長は上記以外にも存在するため、水銀輝線選択フィルタ62の通過帯域は、上記以外の波長を含んでいてもよい。   The mercury emission line selection filter 62 is disposed closer to the combustion chamber 2 than the light detector 95. The mercury emission line selection filter 62 is a filter that transmits only light of wavelengths in the passband and does not transmit light of other wavelengths. The pass band of the mercury emission line selection filter 62 is a very narrow range including the wavelength of the mercury emission line. The wavelengths of main mercury emission lines are: 365.483 nm, 366.288 nm, 366.328 nm, 390.641 nm, 398.398 nm, 404.656 nm, 407.781 nm, 435.835 nm and 491. 604 nm · 546.074 nm · 576.969 nm · 597.065 nm. Thus, for example, since there are a plurality of mercury emission lines in the 366 nm band, the pass band of the mercury emission line selection filter 62 may include the wavelengths of the plurality of mercury emission lines. Of course, only the wavelength of one mercury emission line may be included. In addition, since the wavelength of the mercury emission line exists besides the above, the pass band of the mercury emission line selection filter 62 may include the wavelength other than the above.

光検出器95は、二次燃焼ゾーン14で観測できる火炎の光のうち、水銀輝線選択フィルタ62を透過した光(以下、透過光)を検出する。本実施形態の光検出器95は、撮像素子を有する撮像装置である。この撮像素子は、水銀輝線選択フィルタ62の通過帯域の波長を検出できるように構成されている。光検出器95が撮像装置である場合、撮像範囲における透過光の光強度の分布を示す映像を作成できる。また、燃焼室2の内部を撮影する撮像装置が既に配置されており、現在使用されていない場合等において、この既存の撮像装置を活用して水銀多量投入事態を検出できる。   The light detector 95 detects the light transmitted through the mercury emission line selection filter 62 (hereinafter, transmitted light) among the light of the flame that can be observed in the secondary combustion zone 14. The photodetector 95 of the present embodiment is an imaging device having an imaging element. The imaging device is configured to be able to detect the wavelength of the pass band of the mercury emission line selection filter 62. When the light detector 95 is an imaging device, it is possible to create an image showing the distribution of the light intensity of the transmitted light in the imaging range. Moreover, the imaging device which image | photographs the inside of the combustion chamber 2 is already arrange | positioned, and when not currently used, etc., the mercury large injection | throwing-in situation can be detected using this existing imaging device.

なお、光検出器95は、透過光を検出可能であれば、他の構成であってもよい。例えば光検出器95は光電池又はフォトダイオード等であってもよい。光検出器95が光電池の場合、発生した起電力に基づいて透過光の光強度を検出できる。光検出器95がフォトダイオードの場合、出力された電気信号に基づいて(具体的には出力電流の電流値に基づいて)透過光の光強度を検出できる。なお、光検出器95が光電池又は単一のフォトダイオードである場合、透過光の光強度の大きさは検出できるが、その分布までは検出できない。しかし、撮像装置を用いる場合と比較して、コストを下げることができる。   The photodetector 95 may have another configuration as long as it can detect transmitted light. For example, the photodetector 95 may be a photocell, a photodiode or the like. When the light detector 95 is a photocell, the light intensity of the transmitted light can be detected based on the generated electromotive force. When the light detector 95 is a photodiode, the light intensity of the transmitted light can be detected based on the output electric signal (specifically, based on the current value of the output current). When the light detector 95 is a photocell or a single photodiode, the magnitude of the light intensity of the transmitted light can be detected, but the distribution can not be detected. However, the cost can be reduced as compared with the case of using an imaging device.

なお、本実施形態では、水銀輝線選択フィルタ62及び光検出器95は、貫通孔2b及びその軸方向の直線状に配置されているが、異なる位置に配置されていてもよい。例えば、耐熱ガラス61を透過した光を光ファイバーの一端から入力し、当該光ファイバーの他端に水銀輝線選択フィルタ62及び光検出器95を配置する場合、水銀輝線選択フィルタ62及び光検出器95の位置の自由度を向上させることができる。   In the present embodiment, the mercury emission line selection filter 62 and the light detector 95 are disposed in the through hole 2 b and in a linear shape in the axial direction, but may be disposed at different positions. For example, when the light transmitted through the heat resistant glass 61 is input from one end of the optical fiber and the mercury emission line selection filter 62 and the light detector 95 are disposed at the other end of the optical fiber, the positions of the mercury emission line selection filter 62 and the light detector 95 The degree of freedom can be improved.

制御装置90は、CPU、RAM、ROM等によって構成されており、種々の演算を行うとともに、焼却炉1全体を制御する。以下、制御装置90が行う制御のうち、水銀多量投入事態を検出する制御について図4のフローチャートを参照して説明する。なお、本実施形態では、制御装置90が図4の全ての処理を行うが、少なくとも1つの処理を別の制御装置が行う構成であってもよい。   The control device 90 is configured by a CPU, a RAM, a ROM, and the like, and performs various calculations and controls the entire incinerator 1. Hereinafter, among the controls performed by the control device 90, control for detecting a large amount of input of mercury will be described with reference to the flowchart of FIG. Note that, in the present embodiment, the control device 90 performs all the processes in FIG. 4, but another control device may perform at least one process.

光検出器95は、透過光(即ち、水銀輝線)の光強度を検出する(検出工程)。この検出工程は常時行われている。制御装置90は、光検出器95が検出した透過光の光強度の検出値を取得する(S101)。   The photodetector 95 detects the light intensity of the transmitted light (that is, the mercury emission line) (detection step). This detection process is always performed. The control device 90 acquires the detection value of the light intensity of the transmitted light detected by the light detector 95 (S101).

次に、制御装置90は、透過光の光強度を時系列で蓄積する(S102、蓄積工程)。具体的には、制御装置90は、時刻と、透過光の光強度と、を対応付けて、制御装置90が備える記憶装置又は外部の記憶装置に記憶する。また、光検出器95が撮像装置である場合、撮像位置に応じた光強度の分布が得られるため、各画素の光強度を積算したり平均を計算したりすることで、この分布から光強度を算出する。   Next, the control device 90 accumulates the light intensity of the transmitted light in time series (S102, accumulation step). Specifically, the control device 90 associates the time and the light intensity of the transmitted light, and stores them in the storage device provided in the control device 90 or an external storage device. In addition, when the light detector 95 is an imaging device, a distribution of light intensity corresponding to the imaging position can be obtained. Therefore, by integrating the light intensity of each pixel or calculating the average, the light intensity can be calculated from this distribution. Calculate

次に、制御装置90は、蓄積された透過光の光強度及びその時間変化に基づいて判定基準を算出する(S103)。判定基準とは、水銀多量投入事態の発生を判定する基準である。また、水銀多量投入事態が発生していない通常状態において検出される透過光の光強度は、焼却炉1の構成及び制御等によって異なる。そのため、本実施形態では、予め定められた判定基準を使い続けることはせず、過去の検出値に基づいて判定基準を算出するとともに、この判定基準を更新する。   Next, the control device 90 calculates a determination criterion based on the accumulated light intensity of the transmitted light and its time change (S103). The criterion is a criterion for determining the occurrence of a large amount of mercury input. Moreover, the light intensity of the transmitted light detected in the normal state where a large amount of mercury is not generated is different depending on the configuration, control, and the like of the incinerator 1. Therefore, in the present embodiment, the determination criterion is calculated based on past detection values without updating the determination criterion, and the determination criterion is updated.

また、ここで問題としている「水銀多量投入事態」とは、水銀が定常的に多量に投入される事態ではなく、通常はごく微量しか投入されない水銀が、一時的に多量に投入されてしまう事態であることを踏まえて、単純な光強度の大きさだけでなく、その時間変化を考慮した判定基準が算出される。例えば、判定基準は、光強度の変化量に関する第1閾値と、光強度の大きさに関する第2閾値と、を含む。つまり、所定時間あたりの光強度の変化量が第1閾値以上であって、かつ、所定時間における平均の光強度の大きさが第2閾値以上である場合に、判定基準が満たされることとなる。なお、所定時間及び第1閾値の値によっては、第2閾値を省略することもできる。   In addition, “a large amount of mercury input”, which is a problem here, is not a state where mercury is constantly supplied in a large amount, but a state where mercury, which is usually added only in a very small amount, is temporarily introduced in large amounts. Based on that, not only the magnitude of the simple light intensity, but also the judgment criteria in consideration of the time change are calculated. For example, the determination criteria include a first threshold related to the amount of change in light intensity and a second threshold related to the magnitude of light intensity. That is, the determination criterion is satisfied when the amount of change in light intensity per predetermined time is equal to or greater than the first threshold and the magnitude of the average light intensity in the predetermined time is equal to or greater than the second threshold. . Note that the second threshold may be omitted depending on the predetermined time and the value of the first threshold.

次に、制御装置90は、透過光の光強度(詳細には光強度の大きさと変化量)が判定基準を超えたか否かを判定する(S104、判定工程)。制御装置90は、透過光の光強度が判定基準を超えていない場合、水銀多量投入事態が発生していないため、再びステップS101からS103の処理を行って、判定基準を更新する。   Next, the control device 90 determines whether the light intensity of the transmitted light (specifically, the magnitude and the change amount of the light intensity) exceeds the determination reference (S104, determination step). When the light intensity of the transmitted light does not exceed the determination reference, the control device 90 performs the processes of steps S101 to S103 again to update the determination reference because a large amount of mercury has not been input.

一方、制御装置90は、透過光の光強度が判定基準を超えたと判定した場合、水銀多量投入事態が発生したため、バルブ8を制御して、水銀を吸着する機能を持つ薬剤の増量投入を開始する(S105)。なお、水銀多量投入事態が発生した場合の対処方法は様々であるため、水銀を吸着する機能を持つ薬剤を増量投入する処理は一例である。つまり、水銀を吸着する機能を持つ薬剤の増量投入に代えて又は加えて、アラーム音を発生させる処理、及び、焼却炉1を停止させる処理の少なくとも一方の処理を更に行ってもよい。   On the other hand, when it is determined that the light intensity of the transmitted light exceeds the determination reference, the controller 90 controls the valve 8 to start increasing the amount of the drug having the function of adsorbing mercury, since a large amount of mercury has occurred. To do (S105). Note that there are various measures to be taken when a large amount of mercury is introduced, and therefore, the treatment of increasing the amount of a chemical having a function of adsorbing mercury is one example. That is, in place of or in addition to increasing the amount of the drug having the function of adsorbing mercury, at least one of processing for generating an alarm sound and processing for stopping the incinerator 1 may be further performed.

ここで、従来の排ガスを分析する方法では、排ガスをチューブ等で水銀分析装置まで引込む時間が必要であるとともに、分析手法にも依るが水銀濃度を分析する処理にも時間が掛かる。これに対し、本実施形態の構成では、水銀多量投入事態が発生し焼却炉1内で大量の水銀輝線が発生すると同時に、この水銀輝線が水銀輝線選択フィルタ62を透過して光検出器95に入力されるため、従来と比べて早期に水銀濃度の異常上昇を検出できる。また、光検出器95は水銀に接触することなく水銀濃度の異常上昇を検出するため、高濃度水銀による汚染の影響がない。   Here, in the conventional method of analyzing exhaust gas, it is necessary to draw in the exhaust gas to a mercury analyzer with a tube or the like, and it also takes time to perform the process of analyzing the mercury concentration although it depends on the analysis method. On the other hand, in the configuration of the present embodiment, a large amount of mercury is introduced and a large amount of mercury emission lines are generated in the incinerator 1, and at the same time, the mercury emission lines are transmitted through the mercury emission line selection filter 62 to the light detector 95. As it is input, it is possible to detect the abnormal rise of the mercury concentration earlier than before. In addition, since the light detector 95 detects an abnormal increase of the mercury concentration without contacting the mercury, there is no influence of the contamination with the high concentration mercury.

また、本実施形態では、1つの光検出器95で水銀輝線を検出して水銀多量投入事態の判定を行う構成であるが、複数の光検出器95で水銀輝線を検出してもよい。この場合、それぞれの光検出器95で、検出対象の水銀輝線の波長を異ならせても良い。具体的に説明すると、光検出器95毎に異なる通過帯域を有する水銀輝線選択フィルタ62を配置する。これにより、波長が異なる複数の水銀輝線を個別に検出できる。そのため、例えば、別元素の輝線であって、その波長が第1の水銀輝線に近似する光が燃焼室2で発生していた場合、第1の水銀輝線を検出対象とする光検出器95では、水銀多量投入事態が発生していないにもかかわらず光強度の検出値が高くなる可能性がある(誤検出が発生する可能性がある)。しかし、この別元素の輝線は、第1以外の水銀輝線を検出対象とする光検出器95の検出結果には影響がない。従って、複数の水銀輝線をそれぞれ検出して、検出結果を比較することで、水銀輝線の検出精度を向上させることができる。   Further, in the present embodiment, the mercury emission line is detected by one light detector 95 to determine the large amount of mercury input, but the mercury emission line may be detected by a plurality of light detectors 95. In this case, the wavelength of the mercury emission line to be detected may be made different in each of the light detectors 95. Specifically, for each light detector 95, a mercury emission line selection filter 62 having a different passband is disposed. Thereby, a plurality of mercury emission lines different in wavelength can be individually detected. Therefore, for example, when light which is a bright line of another element and whose wavelength is close to the first mercury bright line is generated in the combustion chamber 2, the light detector 95 for detecting the first mercury bright line is used. The detected light intensity may be high even though a large amount of mercury has not been introduced (an erroneous detection may occur). However, the emission line of this different element has no influence on the detection result of the photodetector 95 whose detection target is a mercury emission line other than the first. Therefore, the detection accuracy of the mercury emission line can be improved by detecting a plurality of mercury emission lines and comparing the detection results.

更に、この構成を採用する場合、水銀輝線の誤検出を一層確実に防止するために、燃焼室2の同じ箇所で発生した光を複数の光検出器95で検出できるように、水銀輝線選択フィルタ62及び光検出器95等を配置することが好ましい。例えば、光検出器95が2つ配置される場合、同じ炉壁2aで隣接するように2つの開口部2cを形成し、それぞれの開口部2cに水銀輝線選択フィルタ62及び光検出器95を配置することが好ましい。   Furthermore, when this configuration is employed, a mercury emission line selection filter so that light generated at the same location in the combustion chamber 2 can be detected by the plurality of light detectors 95 in order to prevent erroneous detection of the mercury emission line more reliably. It is preferable to arrange 62 and the photodetector 95 etc. For example, when two light detectors 95 are arranged, two openings 2c are formed to be adjacent to each other by the same furnace wall 2a, and a mercury emission line selection filter 62 and a light detector 95 are arranged at each opening 2c. It is preferable to do.

以上に説明したように、本実施形態の水銀多量投入事態検出方法の対象となる焼却炉1は、一次燃焼を行うための一次燃焼ゾーン10と、一次燃焼で発生した未燃焼ガスを含む一次燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼を行うための二次燃焼ゾーン14と、を有する燃焼室2を備える。水銀多量投入事態検出方法は、検出工程と、蓄積工程と、判定工程と、を焼却炉1に対して行う。検出工程では、水銀に特有のエネルギー準位に基づいて放出される特有の波長の輝線を選択的に透過させる水銀輝線選択フィルタ62を用いて、燃焼室2で発生した光のうち当該水銀輝線選択フィルタ62を透過した透過光の光強度を光検出器95で検出する。蓄積工程では、検出工程で検出された透過光の光強度を時系列で蓄積する。判定工程では、蓄積工程で蓄積された透過光の光強度及びその時間変化に基づいて判定基準(第1閾値)を算出し、透過光の光強度の変化量が判定基準を超えた場合に、水銀多量投入事態が発生したと判定する。   As described above, the incinerator 1, which is the object of the method for detecting a large amount of introduced mercury according to the present embodiment, includes the primary combustion zone 10 for performing primary combustion, and primary combustion including unburned gas generated in primary combustion. And a secondary combustion zone 14 for performing secondary combustion for burning a gas. The mercury large amount input situation detection method performs the detection step, the accumulation step, and the determination step on the incinerator 1. In the detection step, the mercury emission line selection of the light generated in the combustion chamber 2 is performed using the mercury emission line selection filter 62 that selectively transmits the emission line of a specific wavelength emitted based on the energy level specific to mercury. The light intensity of the transmitted light transmitted through the filter 62 is detected by the light detector 95. In the accumulation step, the light intensity of the transmitted light detected in the detection step is accumulated in time series. In the determination step, a determination criterion (first threshold) is calculated based on the light intensity of the transmitted light accumulated in the accumulation step and its time change, and when the variation of the light intensity of the transmitted light exceeds the determination criterion, It is determined that a large amount of mercury has been introduced.

これにより、燃焼室2で発生した光に含まれる水銀輝線を検出することで、水銀多量投入事態を早期に検出できる。また、この方法では、水銀輝線選択フィルタ及び光検出器を水銀に接触させる必要がないため、水銀の汚染の影響を受けない。更に、水銀輝線選択フィルタを用いることで、分光器を用いる構成と比較して、分光器の分解能の影響を受けないため、水銀輝線を正確に検出できる。   Thus, by detecting the mercury emission line contained in the light generated in the combustion chamber 2, it is possible to detect a large amount of mercury input early. Also, in this method, the mercury emission line selective filter and the light detector do not need to be in contact with the mercury, so that the method is not affected by the mercury contamination. Furthermore, the mercury emission line can be accurately detected by using the mercury emission line selection filter, as it is not affected by the resolution of the spectrometer as compared with the configuration using the spectrometer.

また、本実施形態の水銀多量投入事態検出方法において、検出工程では、一次燃焼ゾーン10から二次燃焼ゾーン14へ到達した火炎の光のうち当該水銀輝線選択フィルタ62を透過した透過光の光強度を検出する。   Further, in the method for detecting a large amount of introduced mercury according to the present embodiment, in the detection step, the light intensity of the transmitted light transmitted through the mercury emission line selection filter 62 among the light of the flame reaching the secondary combustion zone 14 from the primary combustion zone 10 To detect

これにより、火炎では水銀輝線が発生し易く、特に二次燃焼ゾーン14へ到達した火炎では他の元素の輝線が比較的少ない等の理由により、水銀輝線を良好に検出することができる。   As a result, the mercury emission line is easily generated in the flame, and the mercury emission line can be favorably detected because the emission lines of other elements are relatively small particularly in the flame which has reached the secondary combustion zone 14.

また、本実施形態の水銀多量投入事態検出方法において、水銀輝線選択フィルタ62は、二次燃焼ゾーン14を構成する炉壁2aに形成された開口部2cを通過した光が通る領域に配置されている。   Further, in the method for detecting a large amount of introduced mercury according to this embodiment, the mercury emission line selection filter 62 is disposed in a region through which the light passing through the opening 2 c formed in the furnace wall 2 a constituting the secondary combustion zone 14 passes. There is.

これにより、一次燃焼ゾーン10から二次燃焼ゾーン14へ到達した火炎の光を直接的に検出することができる。   Thus, it is possible to directly detect the light of the flame that has reached the secondary combustion zone 14 from the primary combustion zone 10.

また、本実施形態の水銀多量投入事態検出方法において、検出工程では、映像を検出する撮像装置を用いて、透過光の光強度を検出する。   Further, in the method of detecting a large amount of introduced mercury according to the present embodiment, in the detection step, the light intensity of the transmitted light is detected using an imaging device that detects an image.

これにより、撮像範囲における透過光の光強度の分布を検出することができる。また、既存の撮像装置を活用して水銀多量投入事態を検出できる。   Thereby, the distribution of the light intensity of the transmitted light in the imaging range can be detected. Moreover, the existing imaging device can be utilized to detect a large amount of mercury input.

また、本実施形態の水銀多量投入事態検出方法においては、検出工程では、照射された光の光強度に応じた起電力を発生させる光電池、又は、照射された光の光強度に応じた信号を発生させるフォトダイオードを用いて、透過光の光強度を検出することが好ましい。   Further, in the method for detecting a large amount of introduced mercury according to the present embodiment, in the detecting step, a photovoltaic cell generating an electromotive force corresponding to the light intensity of the irradiated light or a signal corresponding to the light intensity of the irradiated light It is preferable to detect the light intensity of the transmitted light using a photodiode to be generated.

これにより、簡単かつ低コストな構成で透過光の光強度を検出することができる。   Thereby, the light intensity of the transmitted light can be detected with a simple and low-cost configuration.

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。   The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the above-described configuration can be modified, for example, as follows.

耐熱ガラス61と水銀輝線選択フィルタ62の間に、水銀輝線選択フィルタ62ではブロックしきれない帯域の光をブロックするための別の帯域フィルタを配置してもよい。   Another band-pass filter may be disposed between the heat-resistant glass 61 and the mercury emission line selection filter 62 in order to block light in a band which can not be blocked by the mercury emission line selection filter 62.

上記実施形態では、撮像装置等の光検出器95と水銀輝線選択フィルタ62が別々に配置されているが、一体的に構成されていてもよい。例えば、撮像装置の光入射口に水銀輝線選択フィルタ62が取り付けられていてもよい。   In the above embodiment, although the light detector 95 such as an imaging device and the mercury emission line selection filter 62 are separately disposed, they may be integrally configured. For example, the mercury emission line selection filter 62 may be attached to the light entrance of the imaging device.

1 焼却炉(廃棄物焼却炉)
10 一次燃焼ゾーン
14 二次燃焼ゾーン
62 水銀輝線選択フィルタ
95 光検出器
1 Incinerator (Waste incinerator)
10 Primary combustion zone 14 Secondary combustion zone 62 Mercury emission line selection filter 95 Photodetector

Claims (5)

一次燃焼を行うための一次燃焼ゾーンと、一次燃焼で発生した未燃焼ガスを含む一次燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼を行うための二次燃焼ゾーンと、を有する燃焼室を備える廃棄物焼却炉に対して、
水銀に特有のエネルギー準位に基づいて放出される特有の波長の輝線を選択的に透過させる水銀輝線選択フィルタを用いて、前記燃焼室で発生した光のうち当該水銀輝線選択フィルタを透過した透過光の光強度を光検出器で検出する検出工程と、
前記検出工程で検出された前記透過光の光強度を時系列で蓄積する蓄積工程と、
前記蓄積工程で蓄積された前記透過光の光強度及びその時間変化に基づいて判定基準を算出し、前記透過光の光強度の変化量が前記判定基準を超えた場合に、水銀多量投入事態が発生したと判定する判定工程と、
を行うことを特徴とする廃棄物焼却炉の水銀多量投入事態検出方法。
Waste incinerator comprising a combustion chamber having a primary combustion zone for performing primary combustion, and a secondary combustion zone for performing secondary combustion for burning primary combustion gas including unburned gas generated in the primary combustion Against
Transmission of the light generated in the combustion chamber through the mercury emission line selection filter using a mercury emission line selection filter that selectively transmits emission lines of a specific wavelength emitted based on an energy level specific to mercury Detecting the light intensity of the light with a light detector;
An accumulation step of accumulating the light intensity of the transmitted light detected in the detection step in time series;
A judgment criterion is calculated based on the light intensity of the transmitted light accumulated in the accumulation step and its time change, and when the variation amount of the light intensity of the transmitted light exceeds the judgment criterion, a large amount of mercury is introduced A determination step of determining that it has occurred;
A method for detecting a large amount of mercury input in a waste incinerator characterized in that
請求項1に記載の廃棄物焼却炉の水銀多量投入事態検出方法であって、
前記検出工程では、前記一次燃焼ゾーンから前記二次燃焼ゾーンへ到達した火炎の光のうち当該水銀輝線選択フィルタを透過した透過光の光強度を検出することを特徴とする廃棄物焼却炉の水銀多量投入事態検出方法。
A method for detecting a large amount of mercury input to a waste incinerator according to claim 1, wherein
The mercury in the waste incinerator is characterized in that, in the detection step, the light intensity of the transmitted light transmitted through the mercury emission line selection filter among the light of the flame having reached the secondary combustion zone from the primary combustion zone is detected. How to detect a large input situation.
請求項2に記載の廃棄物焼却炉の水銀多量投入事態検出方法であって、
前記水銀輝線選択フィルタは、前記二次燃焼ゾーンを構成する炉壁に形成された開口部を通過した光が通る領域に配置されていることを特徴とする廃棄物焼却炉の水銀多量投入事態検出方法。
A method for detecting a large amount of mercury input to a waste incinerator according to claim 2, wherein
The mercury emission line selection filter is disposed in a region through which light passing through an opening formed in a furnace wall constituting the secondary combustion zone passes, and detects a large amount of mercury in the waste incinerator. Method.
請求項1から3までの何れか一項に記載の廃棄物焼却炉の水銀多量投入事態検出方法であって、
前記検出工程では、映像を検出する撮像装置を用いて、前記透過光の光強度を検出することを特徴とする廃棄物焼却炉の水銀多量投入事態検出方法。
A method for detecting a large amount of mercury input to a waste incinerator according to any one of claims 1 to 3,
In the detection step, the light intensity of the transmitted light is detected using an imaging device for detecting an image, and the method for detecting a large amount of mercury input in a waste incinerator.
請求項1から3までの何れか一項に記載の廃棄物焼却炉の水銀多量投入事態検出方法であって、
前記検出工程では、照射された光の光強度に応じた起電力を発生させる光電池、又は、照射された光の光強度に応じた信号を発生させるフォトダイオードを用いて、前記透過光の光強度を検出することを特徴とする廃棄物焼却炉の水銀多量投入事態検出方法。
A method for detecting a large amount of mercury input to a waste incinerator according to any one of claims 1 to 3,
In the detection step, the light intensity of the transmitted light is generated using a photovoltaic cell that generates an electromotive force according to the light intensity of the irradiated light or a photodiode that generates a signal according to the light intensity of the irradiated light. Method of detecting a large amount of mercury input in a waste incinerator characterized by detecting
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