CN113692514A - 具备炉排式焚烧炉的焚烧系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具备用于焚烧垃圾的焚烧炉的焚烧系统，尤其涉及控制用于将从炉排式焚烧炉排出的废气中包含的水银除去的水银吸附剂的供给量的技术。焚烧系统具备：炉排式焚烧炉(1)，其具有使垃圾(2)干燥的干燥带(5)、使垃圾(2)燃烧的燃烧带(6)及使燃烧剩余的垃圾(2)燃烧的后燃烧带(7)；至少一个紫外线传感器(100)，其检测炉排式焚烧炉(1)内的水银的浓度；供给装置(55)，其向从炉排式焚烧炉(1)排出的废气中供给水银除去剂；以及动作控制部(80)，其基于紫外线传感器(100)的输出信号，向供给装置(55)发出指令以控制水银除去剂的供给量。

Description

具备炉排式焚烧炉的焚烧系统
技术领域
本发明涉及具备用于焚烧垃圾的焚烧炉的焚烧系统，尤其涉及控制用于将从炉排式焚烧炉排出的废气中包含的水银除去的水银吸附剂的供给量的技术。
背景技术
炉排式焚烧炉是一边使垃圾在炉排之上移动一边在炉排上使垃圾燃烧的焚烧炉。有时垃圾中包含水银，伴随着垃圾的焚烧，水银汽化且一部分氧化而与废气一起从炉排式焚烧炉排出。因此，在炉排式焚烧炉的下游侧，通过将水银除去剂(例如活性炭)注入到废气中而将水银除去。
在不检测水银浓度地将水银除去剂以恒定量供给的方法中，由于以必要程度以上大量使用水银除去剂以备水银大量排出时，所以效率低。因此，为了减少水银除去剂的使用量，在过滤式集尘器的前级(炉排式焚烧炉的出口或内部)、或者过滤式集尘器的出口处测定水银浓度，供给与该浓度相应的水银除去剂(例如，参照专利文献1、2、3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-205761号公报
专利文献2：日本专利第6016205号公报
专利文献3：日本专利第6070971号公报
发明内容
然而，在一般的于过滤式集尘器的前级或焚烧炉内测定水银浓度的方法中，由于对高温的试样气体进行采样并测定试样气体中的水银浓度，所以存在因试样气体中包含的灰尘或水分导致采样管堵塞、难以测定水银浓度的情况。另外，在该方法中，由于采集废气的一部分，所以在炉内的气流不均匀的状态下，得到的测定值很难说反映出炉内整体的水银浓度的平均，存在无法以恰当量供给水银除去剂的情况。另外，采样式存在时间滞后，因此水银浓度的检测速度慢从而产生控制延迟。
因此，本发明提供一种焚烧系统，能够准确且瞬时地检测炉排式焚烧炉内存在的水银的浓度，并恰当地控制水银除去剂的供给量。
在一个方案中，提供一种焚烧系统，具备：炉排式焚烧炉，其具有使垃圾干燥的干燥带、使上述垃圾燃烧的燃烧带及使燃烧剩余的上述垃圾燃烧的后燃烧带；至少一个紫外线传感器，其检测上述炉排式焚烧炉内的水银的浓度；供给装置，其向从上述炉排式焚烧炉排出的废气中供给水银除去剂；以及动作控制部，其基于上述紫外线传感器的输出信号，向上述供给装置发出指令以控制上述水银除去剂的供给量。
在一个方案中，上述紫外线传感器配置于上述干燥带的上方。
在一个方案中，上述至少一个紫外线传感器是沿着上述炉排式焚烧炉内的上述垃圾的移动方向排列的多个紫外线传感器。
在一个方案中，上述多个紫外线传感器固定于上述炉排式焚烧炉的侧壁。
在一个方案中，上述多个紫外线传感器包括：配置于上述干燥带的上方的至少一个上游侧紫外线传感器；和配置于上述燃烧带的上方的至少一个下游侧紫外线传感器。
在一个方案中，上述动作控制部构成为，在上述紫外线传感器的输出信号的数值超过阈值时，向上述供给装置发出指令以使上述水银除去剂的供给量增加。
在一个方案中，上述动作控制部构成为，在上述紫外线传感器的输出信号的数值为上述阈值以下时，向上述供给装置发出指令以将上述水银除去剂以第1供给量向上述废气中供给，在上述紫外线传感器的输出信号的数值超过上述阈值时，向上述供给装置发出指令以将上述水银除去剂以比上述第1供给量多的第2供给量向上述废气中供给。
在一个方案中，上述焚烧系统还具备：配置于上述炉排式焚烧炉的下游侧的过滤式集尘器；和配置于上述过滤式集尘器的下游侧的水银浓度计，上述供给装置持续以上述第2供给量供给上述水银除去剂，直到上述水银浓度计所指示的水银浓度值成为设定值以下。
发明效果
紫外线传感器通过检测水银汽化且一部分氧化时产生的紫外线，能够瞬时地检测火焰中存在的水银的浓度。动作控制部能够根据炉排式焚烧炉内的水银的浓度，迅速操作供给装置，向废气中供给最佳量的水银除去剂。
附图说明
图1是表示具备炉排式焚烧炉的焚烧系统的一个实施方式的图。
图2是表示焚烧系统的其他实施方式的图。
图3是表示焚烧系统的其他实施方式的图。
图4是表示焚烧系统的另一其他实施方式的图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。图1是表示焚烧系统的一个实施方式的图。焚烧系统具备用于焚烧垃圾2的炉排式焚烧炉1。该炉排式焚烧炉1具备使垃圾2干燥的干燥带5、使干燥后的垃圾2燃烧的燃烧带6、以及使燃烧剩余的垃圾2燃烧的后燃烧带7这三个带。垃圾2按顺序向干燥带5、燃烧带6及后燃烧带7输送。
炉排式焚烧炉1具备：配置于干燥带5的干燥炉排11；配置于燃烧带6的燃烧炉排12；和配置于后燃烧带7的后燃烧炉排13。干燥炉排11、燃烧炉排12及后燃烧炉排13沿着炉排式焚烧炉1的垃圾2的移动方向按照干燥炉排11、燃烧炉排12、后燃烧炉排13的顺序排列。在本实施方式中，燃烧带6分为在垃圾2的移动方向上位于上游侧的第1燃烧带6A和位于下游侧的第2燃烧带6B。
炉排式焚烧炉1具备被投入垃圾2的料斗17、和将投入到料斗17的垃圾2向干燥带5输送的垃圾输送装置20。垃圾输送装置20配置于料斗17的下方。垃圾2向干燥带5的输送量能够由垃圾输送装置20调节。输送到干燥带5的垃圾2通过干燥炉排11、燃烧炉排12及后燃烧炉排13各自的可动炉排片(未图示)的动作而被朝向灰槽22输送。
在干燥炉排11的下方配置有用于驱动干燥炉排11的干燥炉排驱动装置25。该干燥炉排驱动装置25与构成干燥炉排11的可动炉排片(未图示)连结，并通过使该可动炉排片相对于固定炉排片(未图示)相对移动，从而将干燥炉排11上的垃圾2向下游侧输送。
在燃烧炉排12的下方配置有用于驱动燃烧炉排12的燃烧炉排驱动装置26。燃烧炉排驱动装置26与构成燃烧炉排12的可动炉排片(未图示)连结，并通过使该可动炉排片相对于固定炉排片(未图示)相对移动，从而将燃烧炉排12上的垃圾2向下游侧输送。
在后燃烧炉排13的下方配置有用于驱动后燃烧炉排13的后燃烧炉排驱动装置27。该后燃烧炉排驱动装置27与构成后燃烧炉排13的可动炉排片(未图示)连结，并通过使该可动炉排片相对于固定炉排片(未图示)相对移动，从而将后燃烧炉排13上的垃圾2向下游侧输送。
三个带5、6、7的炉排11、12、13上的垃圾2的移动速度能够由上述的各个炉排驱动装置25、26、27调节。
在干燥炉排11的下方配置有干燥用空气箱41。在燃烧炉排12的下方配置有第1燃烧用空气箱42A及第2燃烧用空气箱42B。在后燃烧炉排13的下方配置有后燃烧用空气箱43。第1燃烧用空气箱42A及第2燃烧用空气箱42B的排列与第1燃烧带6A及第2燃烧带6B的排列相对应。
作为燃烧用空气的一次空气向干燥用空气箱41、第1燃烧用空气箱42A、第2燃烧用空气箱42B、后燃烧用空气箱43输送。而且，一次空气从下方向干燥炉排11、燃烧炉排12及后燃烧炉排13供给，以供存在于这些炉排11、12、13上的垃圾2燃烧。
在图1所示的实施方式中，在燃烧带6设有两个燃烧用空气箱42A、42B，但在一个实施方式中也可以为，设有单一的燃烧用空气箱。在该情况下，燃烧带6不分为第1燃烧带6A和第2燃烧带6B。
焚烧系统具有：与炉排式焚烧炉1的下游侧连结的锅炉51；与锅炉51的下游侧连结的过滤式集尘器53；向废气中供给水银除去剂的供给装置55；和与过滤式集尘器53的下游侧连结的烟囱56。另外，焚烧系统具备设于过滤式集尘器53的下游侧的水银浓度计57。该水银浓度计57由通常的干式还原方式自动测量器等构成。从炉排式焚烧炉1排出的废气(燃烧废气)从锅炉51、过滤式集尘器53通过并从烟囱56向大气释放。
锅炉51是利用废气的废热使水分蒸发来产生水蒸气的装置。废气的温度因与水的热交换而降低。过滤式集尘器53是捕捉废气中的尘埃(飞灰)的装置，也被称为袋滤器。
锅炉51通过连通路70而与过滤式集尘器53连通，供给装置55与连通路70连结。废气通过连通路70而从锅炉51向过滤式集尘器53流动。供给装置55构成为向从连通路70通过的废气中供给水银除去剂。本实施方式中所使用的水银除去剂是包括能够将废气中的水银吸附的活性炭的水银吸附除去剂。废气中的水银由水银除去剂吸附除去，削减至既定值以下。
焚烧系统还具备：测定炉排式焚烧炉1内的水银的浓度的紫外线传感器100；和基于紫外线传感器100的输出信号来控制供给装置55的动作的动作控制部80。动作控制部80具备保存有程序的存储装置80a、和依照程序中所含的命令进行运算的运算装置80b。运算装置80b包括依照程序中所含的命令进行运算的CPU(中央处理装置)或GPU(图形处理器)等。存储装置80a具备运算装置80b能够访问的主存储装置(例如随机存取存储器)、保存数据以及程序的辅助存储装置(例如，硬盘驱动器或固态硬盘)。
紫外线传感器100是从火焰的前方检测火焰中存在的水银的浓度的前方紫外线传感器。在本实施方式中，紫外线传感器100位于炉排式焚烧炉1的干燥炉排11的上方(干燥带5的上方)，固定于炉排式焚烧炉1的顶壁1A。在顶壁1A设有由石英玻璃等构成的窗(未图示)，紫外线传感器100能够通过窗瞬间检测炉排式焚烧炉1内的火焰中存在的水银的浓度。紫外线传感器100从干燥带5的上方位置朝向后燃烧带7的方向配置。更具体地说，紫外线传感器100朝向炉排式焚烧炉1内的垃圾2所移动的方向。在炉排式焚烧炉1内，垃圾2以干燥带5、燃烧带6以及后燃烧带7的顺序移动。
紫外线传感器100检测在炉排式焚烧炉1内的垃圾中包含的水银汽化且一部分氧化时产生的紫外线，生成表示紫外线的强度(紫外线的量)的输出信号。紫外线传感器100构成为，为了检测基于垃圾中包含的水银产生的紫外线而检测185nm～400nm(优选为185nm～260nm)的波长范围的紫外线。紫外线传感器100的输出信号所表示的数值根据炉排式焚烧炉1内的火焰中存在的水银的浓度而变化。水银的浓度相当于伴随垃圾的燃烧而汽化且一部分氧化的水银的量。紫外线传感器100与动作控制部80电连接，紫外线传感器100的输出信号向动作控制部80发送。动作控制部80基于紫外线传感器100的输出信号，向供给装置55发出指令以控制水银除去剂的供给量。
紫外线传感器100能够直接检测火焰中存在的水银的浓度。相对于此，以往的采样式水银浓度测定系统从焚烧炉抽取一部分废气，测定废气中所包含的水银的浓度，因此存在时间滞后。根据本实施方式，动作控制部80能够根据炉排式焚烧炉1内的水银的浓度，迅速操作供给装置55，向废气中供给最佳量的水银除去剂。另外，虽然考虑了将具有发光部和受光部的激光式分析仪用于水银检测，但需要在焚烧炉内将发光部和受光部设置在一条直线上，因此受到了配置上的限制，相对于此，紫外线传感器能够以任意配置来检测焚烧炉内的水银的浓度。
设想到垃圾2中包含的水银的大多数会在干燥带5汽化。因此，配置于干燥带5的上方的紫外线传感器100能够迅速检测出从干燥带5上存在的垃圾2中包含的水银发出的紫外线。动作控制部80基于紫外线传感器100的输出信号(也就是说，包括干燥带5处的紫外线量的数值)，执行对炉排式焚烧炉1的下游处的水银除去剂的供给量进行调节的前馈控制。
在本实施方式中，动作控制部80构成为，在紫外线传感器100的输出信号的数值(也就是说，炉排式焚烧炉1内的水银的浓度)超过阈值时，向供给装置55发出指令以使所述水银除去剂的供给量增加。更具体地说，动作控制部80构成为，在紫外线传感器的输出信号的数值为阈值以下时，向供给装置55发出指令而以第1供给量向废气中供给水银除去剂，在紫外线传感器的输出信号的数值超过阈值时，向供给装置55发出指令而以比第1供给量多的第2供给量向废气中供给水银除去剂。供给装置55持续以第2供给量供给水银除去剂，直到设置于过滤式集尘器53的下游侧的水银浓度计57所指示的水银浓度值成为设定值以下。通过这样的动作，能够向废气供给必要最小限度量的水银除去剂而将水银从废气除去。在一个实施方式中，也可以为动作控制部80根据紫外线传感器的输出信号的数值而向供给装置55发出指令，使水银除去剂的供给量连续变化。
图2是表示具备炉排式焚烧炉1的焚烧系统的其他实施方式的图。本实施方式的没有特别说明的构成以及动作是与参照图1所说明的实施方式相同的，因此省略其重复说明。
在本实施方式中，设有多个紫外线传感器105、106、107、108。这些紫外线传感器105、106、107、108固定于炉排式焚烧炉1的侧壁(未图示)，是从火焰的侧方检测火焰中存在的水银的浓度的侧方紫外线传感器。与图1所示的实施方式同样地，在炉排式焚烧炉1的侧壁设有由石英玻璃等构成的多个窗(未图示)，紫外线传感器105、106、107、108以通过窗来检测炉排式焚烧炉1内的火焰中存在的水银的浓度的方式配置。
如图2所示，紫外线传感器105、106、107、108沿着炉排式焚烧炉1内的垃圾2的移动方向排列。这些紫外线传感器105、106、107、108相对于炉排式焚烧炉1内的垃圾2的移动方向而朝向垂直方向。紫外线传感器105、106、107、108位于干燥带5以及燃烧带6的上方(干燥炉排11以及燃烧炉排12的上方)。紫外线传感器105、106、107、108包括在垃圾2的移动方向上配置于上游侧的上游侧紫外线传感器105、106、和配置于下游侧的下游侧紫外线传感器107、108。
第1上游侧紫外线传感器105配置于干燥带5的上方，第2上游侧紫外线传感器106配置于第1燃烧带6A的上方。两个下游侧紫外线传感器107、108配置于燃烧带6的上方。更具体地说，第1下游侧紫外线传感器107配置于第1燃烧带6A的上方，第2下游侧紫外线传感器108配置于第2燃烧带6B的上方。
根据图2所示的实施方式，多个紫外线传感器105、106、107、108不仅检测从在干燥带5汽化的水银发出的紫外线，而且能够检测从在燃烧带6汽化的水银发出的紫外线。动作控制部80构成为，当紫外线传感器105、106、107、108中的至少一个紫外线传感器的输出信号的数值超过阈值时，以比稳定运转时的第1供给量多的第2供给量向废气中供给水银除去剂。
在本实施方式中，设有四个紫外线传感器105、106、107、108，但在一个实施方式中也可以为，设有五个以上的紫外线传感器。而且也可以为，将多个紫外线传感器配置在炉排式焚烧炉1的两侧壁。
如图3所示，也可以为，使图1所示的紫外线传感器100与图2所示的紫外线传感器105、106、107、108组合。根据图3所示的实施方式，紫外线传感器100检测干燥带5以及燃烧带6处的紫外线的整体量，紫外线传感器105、106、107、108能够检测沿着垃圾2的移动方向的紫外线的量(也就是说水银的浓度)。
图4是表示焚烧系统的另一其他实施方式的图。本实施方式的没有特别说明的构成以及动作是与图1所示的实施方式相同的，因此省略其重复说明。在本实施方式中，焚烧系统具备配置于燃烧带6的上方的紫外线传感器111、和配置于后燃烧带7的下游侧的紫外线传感器112。紫外线传感器111以及紫外线传感器112是从后方检测火焰中存在的水银的浓度的后方紫外线传感器。
紫外线传感器111位于炉排式焚烧炉1的燃烧炉排12的上方(燃烧带6的上方)，固定于炉排式焚烧炉1的顶壁1B。在顶壁1B设有由石英玻璃等构成的窗(未图示)，紫外线传感器111能够通过窗来检测炉排式焚烧炉1内的火焰中存在的水银的浓度。紫外线传感器112固定于位于灰槽22上方的炉排式焚烧炉1的垂直壁1C。在垂直壁1C设有由石英玻璃等构成的窗(未图示)，紫外线传感器112能够通过窗来检测炉排式焚烧炉1内的火焰中存在的水银的浓度。
紫外线传感器111以及紫外线传感器112朝向与炉排式焚烧炉1内的垃圾2的移动方向相反的方向。紫外线传感器111从燃烧带6的上方位置朝向干燥带5的方向配置，紫外线传感器112从后燃烧带7的后方位置朝向燃烧带6的方向配置。紫外线传感器111主要是为了检测干燥带5以及燃烧带6处的火焰中存在的水银的浓度而设的，紫外线传感器112主要是为了检测燃烧带6处的火焰中存在的水银的浓度而设的。
动作控制部80构成为，当紫外线传感器111以及紫外线传感器112中的至少一个紫外线传感器的输出信号的数值超过阈值时，以比稳定运转时的第1供给量多的第2供给量向废气中供给水银除去剂。
图4所示的实施方式也可以与图1所示的实施方式、图2所示的实施方式或图3所示的实施方式组合。
上述的实施方式的记载目的为，供具备本发明所属技术领域的通常知识的人员能够实施本发明。若是本领域技术人员，当然能够实施上述实施方式的各种变形例，本发明的技术思想也可以适用于其他实施方式。因此，本发明并非限定于所记载的实施方式，能够在依照技术方案所定义的技术思想的最大范围内进行解释。
工业实用性
本发明能够利用于控制用于将从炉排式焚烧炉排出的废气中包含的水银除去的水银吸附剂的供给量的技术。
附图文字说明
1炉排式焚烧炉
5干燥带
6燃烧带
6A第1燃烧带
6B第2燃烧带
7后燃烧带
11干燥炉排
12燃烧炉排
13后燃烧炉排
17料斗
20垃圾输送装置
22灰槽
25干燥炉排驱动装置
26燃烧炉排驱动装置
27后燃烧炉排驱动装置
41干燥用空气箱
42A第1燃烧用空气箱
42B第2燃烧用空气箱
43后燃烧用空气箱
51锅炉
53过滤式集尘器
55供给装置
56烟囱
57水银浓度计
70连通路
80动作控制部
80a存储装置
80b运算装置
100紫外线传感器
105、106、107、108紫外线传感器
111紫外线传感器
112紫外线传感器。

Claims (8)

1.一种焚烧系统，具备：
炉排式焚烧炉，其具有使垃圾干燥的干燥带、使所述垃圾燃烧的燃烧带及使燃烧剩余的所述垃圾燃烧的后燃烧带；
至少一个紫外线传感器，其检测所述炉排式焚烧炉内的水银的浓度；
供给装置，其向从所述炉排式焚烧炉排出的废气中供给水银除去剂；以及
动作控制部，其基于所述紫外线传感器的输出信号，向所述供给装置发出指令以控制所述水银除去剂的供给量。
2.如权利要求1所述的焚烧系统，其中，
所述紫外线传感器配置于所述干燥带的上方。
3.如权利要求1所述的焚烧系统，其中，
所述至少一个紫外线传感器是沿着所述炉排式焚烧炉内的所述垃圾的移动方向排列的多个紫外线传感器。
4.如权利要求3所述的焚烧系统，其中，
所述多个紫外线传感器固定于所述炉排式焚烧炉的侧壁。
5.如权利要求4所述的焚烧系统，其中，
所述多个紫外线传感器包括：配置于所述干燥带的上方的至少一个上游侧紫外线传感器；和配置于所述燃烧带的上方的至少一个下游侧紫外线传感器。
6.如权利要求1至5中任一项所述的焚烧系统，其中，
所述动作控制部构成为，在所述紫外线传感器的输出信号的数值超过阈值时，向所述供给装置发出指令以使所述水银除去剂的供给量增加。
7.如权利要求6所述的焚烧系统，其中，
所述动作控制部构成为，在所述紫外线传感器的输出信号的数值为所述阈值以下时，向所述供给装置发出指令以将所述水银除去剂以第1供给量向所述废气中供给，在所述紫外线传感器的输出信号的数值超过所述阈值时，向所述供给装置发出指令以将所述水银除去剂以比所述第1供给量多的第2供给量向所述废气中供给。
8.如权利要求7所述的焚烧系统，其中，
所述焚烧系统还具备：配置于所述炉排式焚烧炉的下游侧的过滤式集尘器；和配置于所述过滤式集尘器的下游侧的水银浓度计，
所述供给装置持续以所述第2供给量供给所述水银除去剂，直到所述水银浓度计所指示的水银浓度值成为设定值以下。
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