JP2000018545A - 焼却炉の制御方法及び焼却炉 - Google Patents
焼却炉の制御方法及び焼却炉Info
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- JP2000018545A JP2000018545A JP10181954A JP18195498A JP2000018545A JP 2000018545 A JP2000018545 A JP 2000018545A JP 10181954 A JP10181954 A JP 10181954A JP 18195498 A JP18195498 A JP 18195498A JP 2000018545 A JP2000018545 A JP 2000018545A
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- Incineration Of Waste (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 焼却炉内の不完全燃焼ガスの濃度を瞬時に正
確に測定し、適正空気量を保持する制御を行い有毒ガス
の発生を抑えることができる焼却炉の制御方法を提供す
る。 【解決手段】 焼却炉内の不完全燃焼ガスに吸収されや
すい波長の赤外吸収線の焼却炉内における透過光強度を
測定し、該赤外吸収線の吸収量に基づいて空気量の調節
を行う。さらに、ダストの影響を排除するために、前記
赤外吸収線と同一光軸上において、焼却炉内の各種ガス
に吸収されにくい波長の非吸収線の透過光強度をさらに
測定し、前記赤外吸収線の吸収量と前記非吸収線の吸収
量との差に基づいて空気量の調節を行う。
確に測定し、適正空気量を保持する制御を行い有毒ガス
の発生を抑えることができる焼却炉の制御方法を提供す
る。 【解決手段】 焼却炉内の不完全燃焼ガスに吸収されや
すい波長の赤外吸収線の焼却炉内における透過光強度を
測定し、該赤外吸収線の吸収量に基づいて空気量の調節
を行う。さらに、ダストの影響を排除するために、前記
赤外吸収線と同一光軸上において、焼却炉内の各種ガス
に吸収されにくい波長の非吸収線の透過光強度をさらに
測定し、前記赤外吸収線の吸収量と前記非吸収線の吸収
量との差に基づいて空気量の調節を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみ、産業廃
棄物、ＲＤＦ、石炭等の固体燃料を燃料とする焼却炉に
関する。
棄物、ＲＤＦ、石炭等の固体燃料を燃料とする焼却炉に
関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、焼却炉で、都市ごみ、産業廃棄
物、ＲＤＦ、石炭などの固体燃料を焼却する場合、燃料
の供給変動が発生する。燃料の供給過剰では燃焼ガス中
の酸素濃度が減少し不完全燃焼を起こし、また燃料の供
給過少では燃焼ガスの温度が低下し不完全燃焼をおこ
す。このような不完全燃焼が生じると、ダイオキシンや
ー酸化炭素などの有害物質が多量に放出される。
物、ＲＤＦ、石炭などの固体燃料を焼却する場合、燃料
の供給変動が発生する。燃料の供給過剰では燃焼ガス中
の酸素濃度が減少し不完全燃焼を起こし、また燃料の供
給過少では燃焼ガスの温度が低下し不完全燃焼をおこ
す。このような不完全燃焼が生じると、ダイオキシンや
ー酸化炭素などの有害物質が多量に放出される。
【０００３】そこで、低公害燃焼のためにＣＯの排出量
を低減させる燃焼制御装置の開発が行われている。ＣＯ
を抑制するには燃料であるごみの供給量の変動に合わせ
て、燃焼用空気の供給量を制御しなければならない。基
本的にはＣＯ濃度、Ｏ2 濃度、ごみの供給量をセンサに
より検知し、燃焼用空気の制御を行っている。
を低減させる燃焼制御装置の開発が行われている。ＣＯ
を抑制するには燃料であるごみの供給量の変動に合わせ
て、燃焼用空気の供給量を制御しなければならない。基
本的にはＣＯ濃度、Ｏ2 濃度、ごみの供給量をセンサに
より検知し、燃焼用空気の制御を行っている。
【０００４】また、燃焼量を検出する装置として、図５
に示されるように、燃焼炉５１の上方に明るさ検出セン
サ５８を設けたもの（特開平６─４２７２６号公報参
照）が考案されている。図５において、この燃焼炉５１
は流動床式のものであり、流動床５２の下の風箱５３に
は配管５４を通して一次空気が、分散板５２の上に形成
される砂と焼却物からなる流動層５５の上空の燃焼室
（フリーボード）５６には、配管５７を通して二次空気
がそれぞれ送られる。また、ＥＧは排ガス、ＡＳは灰で
ある。明るさ検出センサ５８が検出する光の輝度に比例
するものとして燃焼量が検出される。
に示されるように、燃焼炉５１の上方に明るさ検出セン
サ５８を設けたもの（特開平６─４２７２６号公報参
照）が考案されている。図５において、この燃焼炉５１
は流動床式のものであり、流動床５２の下の風箱５３に
は配管５４を通して一次空気が、分散板５２の上に形成
される砂と焼却物からなる流動層５５の上空の燃焼室
（フリーボード）５６には、配管５７を通して二次空気
がそれぞれ送られる。また、ＥＧは排ガス、ＡＳは灰で
ある。明るさ検出センサ５８が検出する光の輝度に比例
するものとして燃焼量が検出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＣＯ濃度、Ｏ2 濃度を測定する方法では、炉外にガス分
析器を設け、ガス分析器と燃焼室を配管で結び、ガス分
析器に燃焼ガスが充填するのを待って、測定する。この
ため、ガス分析器に燃焼ガスが充填するのに、通常１分
程度の応答遅れを持っており、１分以内のＣＯのピーク
を抑えることができないという問題がある。また、焼却
炉に投入されるごみの量を検出しても、ゴミの発熱量も
変動するため負荷の測定は非常に困難であるなどの問題
がある。
ＣＯ濃度、Ｏ2 濃度を測定する方法では、炉外にガス分
析器を設け、ガス分析器と燃焼室を配管で結び、ガス分
析器に燃焼ガスが充填するのを待って、測定する。この
ため、ガス分析器に燃焼ガスが充填するのに、通常１分
程度の応答遅れを持っており、１分以内のＣＯのピーク
を抑えることができないという問題がある。また、焼却
炉に投入されるごみの量を検出しても、ゴミの発熱量も
変動するため負荷の測定は非常に困難であるなどの問題
がある。
【０００６】さらに、図５に示される装置は、光の輝度
を測定するものなので、瞬時に測定することはできる
が、図６に示されるように、炉内輝度と空気比との関係
は、空気比が１のとき、炉内輝度が最大となる山形のグ
ラフを示しており、空気量を炉内輝度に基づいて決定し
た空気制御量で制御すると、図７に示されるように、実
際に必要とする空気量とは、空気比が１以下の範囲で異
なる制御をすることになる。つまり、通常の焼却炉で
は、空気比は１以上で運転される。空気が１以上では、
負荷の増加する方向と輝度の増加する方向が同じである
ため、輝度信号に比例した燃焼用空気を供給すればよい
が、空気比が１以下になると、負荷と輝度の関係が逆転
するため、輝度信号による燃焼制御ができなくなる。従
って、ＣＯが最も多く発生する空気比１以下になるよう
なごみの供給量の変動に対して、図５に示される装置で
は何ら効果を奏しえないことになる。
を測定するものなので、瞬時に測定することはできる
が、図６に示されるように、炉内輝度と空気比との関係
は、空気比が１のとき、炉内輝度が最大となる山形のグ
ラフを示しており、空気量を炉内輝度に基づいて決定し
た空気制御量で制御すると、図７に示されるように、実
際に必要とする空気量とは、空気比が１以下の範囲で異
なる制御をすることになる。つまり、通常の焼却炉で
は、空気比は１以上で運転される。空気が１以上では、
負荷の増加する方向と輝度の増加する方向が同じである
ため、輝度信号に比例した燃焼用空気を供給すればよい
が、空気比が１以下になると、負荷と輝度の関係が逆転
するため、輝度信号による燃焼制御ができなくなる。従
って、ＣＯが最も多く発生する空気比１以下になるよう
なごみの供給量の変動に対して、図５に示される装置で
は何ら効果を奏しえないことになる。
【０００７】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、炉内の不完全燃焼
ガスの濃度を瞬時に正確に測定し、適正空気量を保持す
る制御を行い有毒ガスの発生を抑えることができる焼却
炉の制御方法および焼却炉を提供することを目的とす
る。
問題点に鑑みてなされたものであり、炉内の不完全燃焼
ガスの濃度を瞬時に正確に測定し、適正空気量を保持す
る制御を行い有毒ガスの発生を抑えることができる焼却
炉の制御方法および焼却炉を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１にかかる発明
は、焼却炉内の不完全燃焼ガスに吸収されやすい波長の
赤外吸収線の焼却炉内における透過光強度を測定し、該
赤外吸収線の吸収量に基づいて空気量の調節を行うこと
を特徴とする。透過光強度は瞬時に測定できる。従っ
て、燃焼ガスの量の適正化が瞬時に行われ、有害ガスの
発生を迅速に防ぐことができる。不完全燃焼ガスとは、
主に、一酸化炭素であり、一酸化窒素なども含まれる。
これらは、完全燃焼させることによって発生量を抑える
ことができる。入射する赤外線の光源としては、レーザ
ー光のように単波長でエネルギー密度の高いものが望ま
れるが、連続光の光源に、分光器や干渉計によって単波
長にしたものでもよい。例えば、一酸化炭素に吸収され
やすい赤外吸収線は、約２．３５μｍ、または約４．７
μｍであり、その近傍の波長の赤外線を入射する。流動
層焼却炉の場合、流動層と二次燃焼室とに分けられる。
供給される空気には、流動層に供給される一次空気と、
流動層の上方空間である二次燃焼室に供給される二次空
気とがある。二次燃焼室では、流動層から出た未燃分を
多く含む燃料ガスと二次空気とが混合し、完全燃焼をさ
せる。空気量の調節には一次空気量の調節と、二次空気
量の調節と２つの場合が含まれる。例えば、一酸化炭素
の量が多いときには、二次空気量を増加させる。一酸化
炭素の量が多すぎるときは、一次空気量を少なくして、
流動層における燃焼量を緩慢にし、流動層で発生する未
燃焼ガスの量を少なくする。
は、焼却炉内の不完全燃焼ガスに吸収されやすい波長の
赤外吸収線の焼却炉内における透過光強度を測定し、該
赤外吸収線の吸収量に基づいて空気量の調節を行うこと
を特徴とする。透過光強度は瞬時に測定できる。従っ
て、燃焼ガスの量の適正化が瞬時に行われ、有害ガスの
発生を迅速に防ぐことができる。不完全燃焼ガスとは、
主に、一酸化炭素であり、一酸化窒素なども含まれる。
これらは、完全燃焼させることによって発生量を抑える
ことができる。入射する赤外線の光源としては、レーザ
ー光のように単波長でエネルギー密度の高いものが望ま
れるが、連続光の光源に、分光器や干渉計によって単波
長にしたものでもよい。例えば、一酸化炭素に吸収され
やすい赤外吸収線は、約２．３５μｍ、または約４．７
μｍであり、その近傍の波長の赤外線を入射する。流動
層焼却炉の場合、流動層と二次燃焼室とに分けられる。
供給される空気には、流動層に供給される一次空気と、
流動層の上方空間である二次燃焼室に供給される二次空
気とがある。二次燃焼室では、流動層から出た未燃分を
多く含む燃料ガスと二次空気とが混合し、完全燃焼をさ
せる。空気量の調節には一次空気量の調節と、二次空気
量の調節と２つの場合が含まれる。例えば、一酸化炭素
の量が多いときには、二次空気量を増加させる。一酸化
炭素の量が多すぎるときは、一次空気量を少なくして、
流動層における燃焼量を緩慢にし、流動層で発生する未
燃焼ガスの量を少なくする。
【０００９】請求項２にかかる発明は、請求項１に記載
の発明に加えて、前記赤外吸収線と同一光軸上におい
て、焼却炉内の各種ガスに吸収されにくい波長の非吸収
線の透過光強度をさらに測定し、前記赤外吸収線の吸収
量と前記非吸収線の吸収量との差に基づいて空気量の調
節を行うものである。ダストなどの浮遊物は、全ての波
長の赤外線を吸収、散乱し、透過光量を減少させる。赤
外吸収線の吸収量（不完全燃焼ガスによる吸収量＋炉内
浮遊物による吸収量）から、非吸収線の吸収量（炉内浮
遊物による吸収量）を引くことにより、不完全燃焼ガス
による吸収量のみを正確に知ることができる。
の発明に加えて、前記赤外吸収線と同一光軸上におい
て、焼却炉内の各種ガスに吸収されにくい波長の非吸収
線の透過光強度をさらに測定し、前記赤外吸収線の吸収
量と前記非吸収線の吸収量との差に基づいて空気量の調
節を行うものである。ダストなどの浮遊物は、全ての波
長の赤外線を吸収、散乱し、透過光量を減少させる。赤
外吸収線の吸収量（不完全燃焼ガスによる吸収量＋炉内
浮遊物による吸収量）から、非吸収線の吸収量（炉内浮
遊物による吸収量）を引くことにより、不完全燃焼ガス
による吸収量のみを正確に知ることができる。
【００１０】請求項３にかかる発明は、請求項１または
２に記載の発明に加えて、前記不完全燃焼ガスが一酸化
炭素である。一酸化炭素が排出されると環境に与える悪
影響が大だからである。
２に記載の発明に加えて、前記不完全燃焼ガスが一酸化
炭素である。一酸化炭素が排出されると環境に与える悪
影響が大だからである。
【００１１】請求項４にかかる発明は、請求項３にかか
る発明に加えて、前記赤外吸収線の波長が、２．０μｍ
以上、２．７μｍ以下、または４．４μｍ以上、５．０
μｍ以下であるものである。この範囲の波長の赤外線
は、一酸化炭素に吸収されやすい。したがって、透過光
量を測定し、一酸化炭素に吸収された量を検出すること
によって一酸化炭素の濃度を知ることができる。
る発明に加えて、前記赤外吸収線の波長が、２．０μｍ
以上、２．７μｍ以下、または４．４μｍ以上、５．０
μｍ以下であるものである。この範囲の波長の赤外線
は、一酸化炭素に吸収されやすい。したがって、透過光
量を測定し、一酸化炭素に吸収された量を検出すること
によって一酸化炭素の濃度を知ることができる。
【００１２】請求項５にかかる発明は、請求項２、３ま
たは４に記載の発明に加えて、前記非吸収線の波長が、
少なくとも二酸化炭素および水蒸気に吸収されにくい範
囲に属する波長である。二酸化炭素および蒸気は、焼却
炉内に高い濃度で存在し、これらのガスに吸収された赤
外線の透過光強度では、ダストのみによる影響を除くこ
とができない。それらによって吸収されない波長の範囲
に属する単色光を用いることによってダストによる吸収
量のみを測定できるため、正確に未燃焼ガスの濃度を検
出することができる。
たは４に記載の発明に加えて、前記非吸収線の波長が、
少なくとも二酸化炭素および水蒸気に吸収されにくい範
囲に属する波長である。二酸化炭素および蒸気は、焼却
炉内に高い濃度で存在し、これらのガスに吸収された赤
外線の透過光強度では、ダストのみによる影響を除くこ
とができない。それらによって吸収されない波長の範囲
に属する単色光を用いることによってダストによる吸収
量のみを測定できるため、正確に未燃焼ガスの濃度を検
出することができる。
【００１３】請求項６にかかる発明は、請求項１、２、
３、４または５に記載の発明に加えて、２．０μｍ以上
の波長の赤外線の連続光を焼却炉内に入射し、不完全燃
焼ガス吸収線近傍の透過光強度の差に基づいて、各種燃
焼ガスの量の調節を行うものである。本発明では、単色
光に限らず、連続光を用いた測定も可能である。
３、４または５に記載の発明に加えて、２．０μｍ以上
の波長の赤外線の連続光を焼却炉内に入射し、不完全燃
焼ガス吸収線近傍の透過光強度の差に基づいて、各種燃
焼ガスの量の調節を行うものである。本発明では、単色
光に限らず、連続光を用いた測定も可能である。
【００１４】請求項７にかかる発明は、（ａ）焼却物に
向けて一次空気を送風する一次空気送風手段と、（ｂ）
当該一次空気の量を調節する一次空気調節手段と、
（ｃ）前記焼却物上空の未燃焼ガスを含む空間に二次空
気を送風する二次空気送風手段と、（ｄ）当該二次空気
の量を調節する二次空気調節手段と、（ｅ）焼却炉内の
不完全燃焼ガスに吸収されやすい波長の赤外線を発する
吸収線測定用光源と、（ｆ）焼却炉内のガスに吸収され
にくい波長の赤外線を発する非吸収線測定用光源と、
（ｇ）前記赤外吸収線の透過光強度を測定する吸収線測
定用光検知器と、（ｈ）前記非吸収線の透過光強度を測
定する非吸収線測定用光検知器と、（ｉ）前記赤外吸収
線と前記非吸収線とを同一光軸上に乗せて焼却物上空の
未燃焼ガスを含む空間に入射し、該空間通過後に分光し
て前記光検知器に受光させる光運搬手段と、（ｊ）前記
吸収線測定用検知器が検知した赤外線吸収量と、前記非
吸収線測定用光検知器が検知した赤外線吸収量との差を
求める演算手段と、（ｋ）前記演算手段からの情報に基
づいて前記一次空気調節手段または二次空気調節手段を
制御する制御手段を備えてなることを特徴とする。
向けて一次空気を送風する一次空気送風手段と、（ｂ）
当該一次空気の量を調節する一次空気調節手段と、
（ｃ）前記焼却物上空の未燃焼ガスを含む空間に二次空
気を送風する二次空気送風手段と、（ｄ）当該二次空気
の量を調節する二次空気調節手段と、（ｅ）焼却炉内の
不完全燃焼ガスに吸収されやすい波長の赤外線を発する
吸収線測定用光源と、（ｆ）焼却炉内のガスに吸収され
にくい波長の赤外線を発する非吸収線測定用光源と、
（ｇ）前記赤外吸収線の透過光強度を測定する吸収線測
定用光検知器と、（ｈ）前記非吸収線の透過光強度を測
定する非吸収線測定用光検知器と、（ｉ）前記赤外吸収
線と前記非吸収線とを同一光軸上に乗せて焼却物上空の
未燃焼ガスを含む空間に入射し、該空間通過後に分光し
て前記光検知器に受光させる光運搬手段と、（ｊ）前記
吸収線測定用検知器が検知した赤外線吸収量と、前記非
吸収線測定用光検知器が検知した赤外線吸収量との差を
求める演算手段と、（ｋ）前記演算手段からの情報に基
づいて前記一次空気調節手段または二次空気調節手段を
制御する制御手段を備えてなることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しつつ説明する。図１は、本発明の焼却炉の概略説
明図であり、図２乃至図４に示されるグラフは、本発明
の焼却炉の制御方法を説明するものである。
参照しつつ説明する。図１は、本発明の焼却炉の概略説
明図であり、図２乃至図４に示されるグラフは、本発明
の焼却炉の制御方法を説明するものである。
【００１６】図１に示される焼却炉１は、流動床タイプ
のものであり、炉壁２２内の下方には分散板２０によっ
て、風箱２１が形成されており、分散板２０上には焼却
物と砂とを含む流動層２が形成されている。分散板２０
上方の炉壁２２には給塵機２３が設けられている。風箱
２１には、配管２７を介して、一次空気調節手段４およ
び一次空気送風手段３が連結されており、分散板２０を
介して流動層２に一次空気ａ１が供給される。流動層２
は、一次空気ａ１によって流動化されている。また、一
次空気ａ１は、焼却物の燃焼用空気としても使用され
る。流動層２上空の二次燃焼室５は，流動層２から出た
未燃分を多く含む燃焼ガスを完全燃焼させる空間であ
り、燃焼室５横の炉壁２２には完全燃焼に使用される二
次空気を送り込むための送風口２４が設けられている。
送風口２４には、配管２８を介して二次空気調節手段７
および二次空気送風手段６が連結されている。
のものであり、炉壁２２内の下方には分散板２０によっ
て、風箱２１が形成されており、分散板２０上には焼却
物と砂とを含む流動層２が形成されている。分散板２０
上方の炉壁２２には給塵機２３が設けられている。風箱
２１には、配管２７を介して、一次空気調節手段４およ
び一次空気送風手段３が連結されており、分散板２０を
介して流動層２に一次空気ａ１が供給される。流動層２
は、一次空気ａ１によって流動化されている。また、一
次空気ａ１は、焼却物の燃焼用空気としても使用され
る。流動層２上空の二次燃焼室５は，流動層２から出た
未燃分を多く含む燃焼ガスを完全燃焼させる空間であ
り、燃焼室５横の炉壁２２には完全燃焼に使用される二
次空気を送り込むための送風口２４が設けられている。
送風口２４には、配管２８を介して二次空気調節手段７
および二次空気送風手段６が連結されている。
【００１７】さらに、炉壁２２には、二次燃焼室５を挟
んで対向する孔２５、２６が設けられており、それぞれ
炉外に光学レンズ１４、１５、１６、１７が備えられ
て、射光口２５、および受光口２６を形成している。さ
らに、射光口２５側には、ビームスプリッタ（又は半透
鏡）１２を介して吸収線測定用光源８及び非吸収線測定
用光源９が設けられており、受光口２６側には、同じく
ビームスプリッタ（又は半透鏡）１３を介して吸収線測
定用光検出器１０及び非吸収線測定用光検出器１１が設
けられている。吸収線測定用光検出器１０及び非吸収線
測定用光検出器１１が連結される演算・制御手段１８
は、これら各光検出器１０、１１からの情報に基づい
て、一次空気調節手段４及び二次空気調節手段７を制御
する。
んで対向する孔２５、２６が設けられており、それぞれ
炉外に光学レンズ１４、１５、１６、１７が備えられ
て、射光口２５、および受光口２６を形成している。さ
らに、射光口２５側には、ビームスプリッタ（又は半透
鏡）１２を介して吸収線測定用光源８及び非吸収線測定
用光源９が設けられており、受光口２６側には、同じく
ビームスプリッタ（又は半透鏡）１３を介して吸収線測
定用光検出器１０及び非吸収線測定用光検出器１１が設
けられている。吸収線測定用光検出器１０及び非吸収線
測定用光検出器１１が連結される演算・制御手段１８
は、これら各光検出器１０、１１からの情報に基づい
て、一次空気調節手段４及び二次空気調節手段７を制御
する。
【００１８】一次空気調節手段４及び二次空気調節手段
７は、図示例では、配管２７、２８の径または開度を所
定の値に変更しうる各種バルブを挙げているが、これに
限定されるものではなく、例えば、各送風手段３、６の
送風能力を電圧の変更等によって調節するものでもよ
い。
７は、図示例では、配管２７、２８の径または開度を所
定の値に変更しうる各種バルブを挙げているが、これに
限定されるものではなく、例えば、各送風手段３、６の
送風能力を電圧の変更等によって調節するものでもよ
い。
【００１９】吸収線測定用光源８および非吸収線測定用
光源９には、単波長でエネルギー密度の高いレーザー光
等が望まれるが、連続光の光源に分光器や干渉計を設け
て単波長にしたものでもよい。
光源９には、単波長でエネルギー密度の高いレーザー光
等が望まれるが、連続光の光源に分光器や干渉計を設け
て単波長にしたものでもよい。
【００２０】吸収線測定用光源８としては、一酸化炭素
に吸収されやすい波長の赤外線を発生させるものが用い
られる。例えば、図３に示されるように、一酸化炭素ガ
ス中に連続光を入射すると、２．３５μｍと、４．７μ
ｍの波長で、透過光の強度が激減する。これは、この波
長の光を一酸化炭素が吸収しやすいからである。したが
って、一酸化炭素の濃度を検出する場合の吸収線測定用
光源８の波長は、２．３５μｍの近傍または４．７μｍ
の近傍で、望ましくは、２．０〜２．７μｍ、または
４．４〜５．０μｍの範囲である。
に吸収されやすい波長の赤外線を発生させるものが用い
られる。例えば、図３に示されるように、一酸化炭素ガ
ス中に連続光を入射すると、２．３５μｍと、４．７μ
ｍの波長で、透過光の強度が激減する。これは、この波
長の光を一酸化炭素が吸収しやすいからである。したが
って、一酸化炭素の濃度を検出する場合の吸収線測定用
光源８の波長は、２．３５μｍの近傍または４．７μｍ
の近傍で、望ましくは、２．０〜２．７μｍ、または
４．４〜５．０μｍの範囲である。
【００２１】しかし、図３に示される光の吸収量Ａは、
全てが一酸化炭素ガスによるものではなく、ガス中の浮
遊物（ダスト）により吸収されるものもある。従って、
一酸化炭素による吸収量ａ１を正確に測定するために
は、光の吸収量Ａからダストによる吸収量ａ２を減じる
必要がある。
全てが一酸化炭素ガスによるものではなく、ガス中の浮
遊物（ダスト）により吸収されるものもある。従って、
一酸化炭素による吸収量ａ１を正確に測定するために
は、光の吸収量Ａからダストによる吸収量ａ２を減じる
必要がある。
【００２２】そこで、非吸収線測定用光源９は、ガスに
吸収されない赤外線（以下、「非吸収線」という）を発
生させるものであり、非吸収線の吸収量を、ダストによ
る吸収量ａ２とし、一酸化炭素による吸収量ａ１の補正
に用いる。吸収線と非吸収線とは同一光軸上に入射され
る。非吸収線の波長としては、例えば、図４に示される
ように、一酸化炭素ガスを含まない燃焼ガス中に連続光
を入射した場合に、透過光強度が激減する波長域ｗ１〜
ｗ６を除いたものである。波長域ｗ１〜ｗ６に該当する
のは、主に、水蒸気（Ｈ2 Ｏ）や二酸化炭素（ＣＯ2 ）
の吸収線である。従って、Ｈ2 Ｏの吸収線（1.4 1.9
2.7 6.3 20μｍ）およびこの近傍と、ＣＯ2 の吸収線
（2.0 2.7 4.3 15 μｍ）およびこの近傍を除いた波
長のものを、非吸収線測定用光源９として利用すること
ができる。
吸収されない赤外線（以下、「非吸収線」という）を発
生させるものであり、非吸収線の吸収量を、ダストによ
る吸収量ａ２とし、一酸化炭素による吸収量ａ１の補正
に用いる。吸収線と非吸収線とは同一光軸上に入射され
る。非吸収線の波長としては、例えば、図４に示される
ように、一酸化炭素ガスを含まない燃焼ガス中に連続光
を入射した場合に、透過光強度が激減する波長域ｗ１〜
ｗ６を除いたものである。波長域ｗ１〜ｗ６に該当する
のは、主に、水蒸気（Ｈ2 Ｏ）や二酸化炭素（ＣＯ2 ）
の吸収線である。従って、Ｈ2 Ｏの吸収線（1.4 1.9
2.7 6.3 20μｍ）およびこの近傍と、ＣＯ2 の吸収線
（2.0 2.7 4.3 15 μｍ）およびこの近傍を除いた波
長のものを、非吸収線測定用光源９として利用すること
ができる。
【００２３】光検知器１０、１１には、光の強度に応じ
た電圧を発生させるフォトダイオードなどが用いられ
る。
た電圧を発生させるフォトダイオードなどが用いられ
る。
【００２４】図２に、一制御例を示す。図２（ａ）は、
測定された一酸化炭素吸収線の透過量を示し、図２
（ｂ）は、非吸収線の透過量を示す。これらは、給塵量
の変動により、時間に沿って変化するが、瞬時に測定さ
れる。そこで、演算・制御手段１８は、図２（ｃ）のよ
うに、非吸収線の透過量（ｂ）から一酸化炭素吸収線の
透過量（ａ）を引き、ダストによる吸収の影響のない、
一酸化炭素のみによる吸収量から、正確な一酸化炭素濃
度を算出する。この値に基づいて、さらに、演算・制御
手段１８は、空気量の適正値を算出し、二次空気調節手
段７を通じて二次空気ａ２の流量の調節を行う。図２
（ｄ）に示されるように、この調節による流量の調節
は、図２（ｃ）の一酸化炭素濃度の増大に即応して行わ
れる。従って、図２（ｅ）に示されるように、炉出口の
一酸化炭素濃度は、極僅かとなり、環境に対する影響は
殆どない。
測定された一酸化炭素吸収線の透過量を示し、図２
（ｂ）は、非吸収線の透過量を示す。これらは、給塵量
の変動により、時間に沿って変化するが、瞬時に測定さ
れる。そこで、演算・制御手段１８は、図２（ｃ）のよ
うに、非吸収線の透過量（ｂ）から一酸化炭素吸収線の
透過量（ａ）を引き、ダストによる吸収の影響のない、
一酸化炭素のみによる吸収量から、正確な一酸化炭素濃
度を算出する。この値に基づいて、さらに、演算・制御
手段１８は、空気量の適正値を算出し、二次空気調節手
段７を通じて二次空気ａ２の流量の調節を行う。図２
（ｄ）に示されるように、この調節による流量の調節
は、図２（ｃ）の一酸化炭素濃度の増大に即応して行わ
れる。従って、図２（ｅ）に示されるように、炉出口の
一酸化炭素濃度は、極僅かとなり、環境に対する影響は
殆どない。
【００２５】なお、本発明の焼却炉は、図１に示される
ような流動層式焼却炉に限られるものではなく、ストー
カ式、回転式、焼却炉にも適用することができる。ま
た、一酸化炭素以外のガスの濃度の測定にも適用するこ
とができる。
ような流動層式焼却炉に限られるものではなく、ストー
カ式、回転式、焼却炉にも適用することができる。ま
た、一酸化炭素以外のガスの濃度の測定にも適用するこ
とができる。
【００２６】さらに、連続光を入射して、連続光の透過
光強度を連続観察することによっても可能である。例え
ば、図３および図４に示されるように、連続光を入射す
ると、ガスの吸収によって透過光強度が激減する波長域
が存在する。この波長域の激変量を周囲と比較すること
で、そのガスの吸収量を検知することができるので、そ
れによって一次または二次空気量の制御を行うこともで
きる。具体的には、透過光強度の極小値を周囲の最高値
から減じたものに基づいて空気量の制御を行うようにす
る。
光強度を連続観察することによっても可能である。例え
ば、図３および図４に示されるように、連続光を入射す
ると、ガスの吸収によって透過光強度が激減する波長域
が存在する。この波長域の激変量を周囲と比較すること
で、そのガスの吸収量を検知することができるので、そ
れによって一次または二次空気量の制御を行うこともで
きる。具体的には、透過光強度の極小値を周囲の最高値
から減じたものに基づいて空気量の制御を行うようにす
る。
【００２７】
【発明の効果】以上のように本発明は、赤外線の透過光
強度の測定から一酸化炭素濃度を検出するものであり、
測定が瞬時に行われるため、一酸化炭素濃度の増大に即
応して空気量を増大させることができ、炉出口からの一
酸化炭素の排出を防ぐことができる。
強度の測定から一酸化炭素濃度を検出するものであり、
測定が瞬時に行われるため、一酸化炭素濃度の増大に即
応して空気量を増大させることができ、炉出口からの一
酸化炭素の排出を防ぐことができる。
【００２８】また、赤外線は、ガスだけでなく、空気中
の浮遊物（ダスト）によっても吸収されるが、ガスに吸
収されない非吸収線の透過光強度を測定して、吸収線の
吸収量の補正を行うことにより、正確に、一酸化炭素の
みによる赤外線の吸収量を算出しているので、正確に一
酸化炭素濃度を検出することができる。
の浮遊物（ダスト）によっても吸収されるが、ガスに吸
収されない非吸収線の透過光強度を測定して、吸収線の
吸収量の補正を行うことにより、正確に、一酸化炭素の
みによる赤外線の吸収量を算出しているので、正確に一
酸化炭素濃度を検出することができる。
【図１】本発明の焼却炉の概略説明図である。
【図２】本発明の焼却炉の制御方法の説明図である。
【図３】本発明の焼却炉の制御方法の説明図である。
【図４】本発明の焼却炉の制御方法の説明図である。
【図５】従来の焼却炉の概略説明図である。
【図６】従来の焼却炉の問題点の説明図である。
【図７】従来の焼却炉の問題点の説明図である。
１ 焼却炉 ２ 焼却物を含む流動層 ３ 一次空気送風手段 ４ 一次空気調節手段 ５ 燃焼室 ６ 二次空気送風手段 ７ 二次空気調節手段 ８ 吸収線測定用光源 ９ 非吸収線測定用光源 １０ 吸収線測定用光検知器 １１ 非吸収線測定用光検知器 １２、１３ ビームスプリッタ（光運搬手段） １４、１５、１６、１７ 光学レンズ（光運搬手段） １８ 演算・制御手段 ａ１ 一次空気 ａ２ 二次空気
Claims (7)
- 【請求項１】 焼却炉内の不完全燃焼ガスに吸収されや
すい波長の赤外吸収線の焼却炉内における透過光強度を
測定し、該赤外吸収線の吸収量に基づいて空気量の調節
を行うことを特徴とする焼却炉の制御方法。 - 【請求項２】 前記赤外吸収線と同一光軸上において、
焼却炉内の各種ガスに吸収されにくい波長の非吸収線の
透過光強度をさらに測定し、前記赤外吸収線の吸収量と
前記非吸収線の吸収量との差に基づいて空気量の調節を
行う請求項１記載の焼却炉の制御方法。 - 【請求項３】 前記不完全燃焼ガスが一酸化炭素である
請求項１または２記載の焼却炉の制御方法。 - 【請求項４】 前記赤外吸収線の波長が、２．０μｍ以
上、２．７μｍ以下、または４．４μｍ以上、５．０μ
ｍ以下である請求項１、２または３記載の焼却炉の制御
方法。 - 【請求項５】 前記非吸収線の波長が、少なくとも二酸
化炭素および水蒸気に吸収されにくい波長の範囲に属す
る波長である請求項２、３または４記載の焼却炉の制御
方法。 - 【請求項６】 ２．０μｍ以上の波長の赤外線の連続光
を焼却炉内に入射し、不完全燃焼ガス吸収線近傍の透過
光強度の差に基づいて、各種燃焼ガスの量の調節を行う
ものである請求項１、２、３、４または５記載の焼却炉
の制御方法。 - 【請求項７】 （ａ）焼却物に向けて一次空気を送風す
る一次空気送風手段と、（ｂ）当該一次空気の量を調節
する一次空気調節手段と、（ｃ）前記焼却物上空の未燃
焼ガスを含む空間に二次空気を送風する二次空気送風手
段と、（ｄ）当該二次空気の量を調節する二次空気調節
手段と、（ｅ）焼却炉内の不完全燃焼ガスに吸収されや
すい波長の赤外線を発する吸収線測定用光源と、（ｆ）
焼却炉内のガスに吸収されにくい波長の赤外線を発する
非吸収線測定用光源と、（ｇ）前記赤外吸収線の透過光
強度を測定する吸収線測定用光検知器と、（ｈ）前記非
吸収線の透過光強度を測定する非吸収線測定用光検知器
と、（ｉ）前記赤外吸収線と前記非吸収線とを同一光軸
上に乗せて焼却物上空の未燃焼ガスを含む空間に入射
し、該空間通過後に分光して前記各光検知器に受光させ
る光運搬手段と、（ｊ）前記吸収線測定用検知器が検知
した赤外線吸収量と、前記非吸収線測定用光検知器が検
知した赤外線吸収量との差を求める演算手段と、（ｋ）
前記演算手段からの情報に基づいて前記一次空気調節手
段または二次空気調節手段を制御する制御手段を備えて
なることを特徴とする焼却炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10181954A JP2000018545A (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | 焼却炉の制御方法及び焼却炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10181954A JP2000018545A (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | 焼却炉の制御方法及び焼却炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000018545A true JP2000018545A (ja) | 2000-01-18 |
Family
ID=16109786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10181954A Pending JP2000018545A (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | 焼却炉の制御方法及び焼却炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000018545A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6389330B1 (en) | 1997-12-18 | 2002-05-14 | Reuter-Stokes, Inc. | Combustion diagnostics method and system |
| JP2008531963A (ja) * | 2005-02-26 | 2008-08-14 | フォルシュングスツェントルム カールスルーエ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | ロータリキルン設備におけるパッケージ処理量を増大させる方法 |
-
1998
- 1998-06-29 JP JP10181954A patent/JP2000018545A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6389330B1 (en) | 1997-12-18 | 2002-05-14 | Reuter-Stokes, Inc. | Combustion diagnostics method and system |
| JP2008531963A (ja) * | 2005-02-26 | 2008-08-14 | フォルシュングスツェントルム カールスルーエ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | ロータリキルン設備におけるパッケージ処理量を増大させる方法 |
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