JP2002054811A - ダイオキシン類発生濃度推定システムおよびこれを用いたダイオキシン類発生削減制御システム。 - Google Patents
ダイオキシン類発生濃度推定システムおよびこれを用いたダイオキシン類発生削減制御システム。Info
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Abstract
係からダイオキシン類の発生予測モデルを作成しダイオ
キシン類の発生を推定し、ダイオキシン類の発生を抑制
した運転が可能なダイオキシン類発生濃度推定システム
およびこれを用いたダイオキシン類発生削減制御システ
ムを提供する。 【解決手段】一般廃棄物や産業廃棄物などの焼却を含む
各種燃焼システムと、この燃焼システムの複数箇所にそ
れぞれ設けられ、プロセス変量を測定する複数種類のセ
ンサと、予め前記燃焼システムからの排ガスに含まれる
ダイオキシン類と前記センサ出力の相関関係からダイオ
キシン類の発生濃度の予測モデルを作成し、燃焼システ
ムの運転に際してはこの予測モデルを用いてダイオキシ
ン類の発生量を推定するようにした。
Description
焼却施設、製鋼用の電気炉、コークス炉などで燃焼時に
発生する排ガス中のダイオキシン類(PCDD:ポリ塩化ジ
ベンゾフラン−p−ジオキシンで75種類の異性体あ
り、または、PCDF:ポリ塩化ジベンゾフランで135種
類の異性体あり)の測定システムに関するものである。
出される有機塩素化合物類は、生ゴミ、プラスチック、
食塩などの燃焼にともなう化学反応によって生成され
る。この有機塩素化合物類がダイオキシン類を生成する
中間物質であり、排ガス中のこの濃度がダイオキシン類
の生成と密接に関連していると指摘されているが、ダイ
オキシン類の濃度がppt(ppbの1000分の1)と極めて低
いこと、サンプルの自動捕集・回収が困難なこと、極め
て煩雑な抽出工程を要すること等からダイオキシン類を
直接測定できる自動分析計はない。このため、排ガス中
のCO,O2濃度を監視して濃度管理することでダイオ
キシン類の発生を抑制する方法がとられている。
駆体)である有機塩素化合物類(ジクロロベンゼン、ト
リクロロベンゼン等のクロロベンゼン類、ジクロロフェ
ノール、トリクロロフェノール等のクロロフェノール類
他トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等の揮発
性有機塩素化合物類など)を電子捕獲検出器のガスクロ
マトグラフィーで、間接的にかつ分析周期1時間程度で
間欠測定したりする方法も開発されている。
TR(環境汚染物質排出・移動登録制度)パイロット事
業排出量推計マニュアル」に記載されたクロロベンゼン
類の濃度とダイオキシンの濃度の相関を示すもので、ク
ロロベンゼン類の濃度が上昇するに従ってダイオキシン
の濃度も上昇していることが分かる。
では、 (1)ダイオキシン類の濃度に関係するという間接測定
対象として中間物質(前駆体)である有機塩素化合物類
を測定しているため、ダイオキシン類の発生予測精度が
不確定で保証されない。 (2)低濃度のダイオキシン類の測定ができない。 (3)分析周期が1時間程度であり連続測定ができな
い。 (4)ダイオキシン類の発生防止(若しくは削減)がで
きない。 (5)ダイオキシンの濃度測定に3週間程度必要で、分
析コストが高い。 等の問題点があった。
されたもので、ごみ焼却や廃棄物焼却施設、製鋼用の電
気炉、コークス炉などの燃焼施設でのダイオキシン類の
発生濃度と、この発生に関係のある測定値をプロセス変
数として、「ダイオキシン類の発生予測モデル」をソフ
トセンサーとして構築し、燃焼条件にかかわる変数を制
御することで、ダイオキシン類の発生を防止または減少
させることを目的としている。
に本発明は、請求項1においては、一般廃棄物や産業廃
棄物などの焼却を含む各種燃焼システムと、この燃焼シ
ステムの複数箇所にそれぞれ設けられ、プロセス変量を
測定する複数種類のセンサと、予め前記燃焼システムか
らの排ガスに含まれるダイオキシン類の濃度と前記セン
サ出力の相関関係からダイオキシン類の発生濃度の予測
モデルを作成し、燃焼システムの運転に際してはこの予
測モデルを用いてダイオキシン類の発生量を推定するよ
うにしたことを特徴とする。
棄物などの焼却を含む各種燃焼システムと、この燃焼シ
ステムの複数箇所にそれぞれ設けられ、プロセス変量を
測定する複数種類のセンサと、予め前記燃焼システムか
らの排ガスに含まれるダイオキシン類の濃度と前記セン
サ出力の相関関係からダイオキシン類の発生濃度の予測
モデルを作成し、燃焼システムの運転に際してはこの予
測モデルを用いて燃焼に関するプロセス操作変数を制御
することによりダイオキシン類の発生を防止または減少
させることを特徴とする。
のダイオキシン類発生濃度推定システムおよびこれを用
いたダイオキシン類発生削減方法において、複数のセン
サの一つは有機塩素化合物測定装置を含み、他に一酸化
炭素、酸素、温度、流量、圧力などのプロセス変量測定
装置少なくとも一つを含むことを特徴とする。
のダイオキシン類発生濃度推定システムおよびこれを用
いたダイオキシン類発生削減方法において、塩素化合物
測定装置で測定する化合物は塩化水素を含むことを特徴
とする。
でなされた「小型実験炉による模擬ゴミ燃焼に伴うダイ
オキシン類の生成挙動」の関係について図4(a,b)
を用いて説明する。図4(a)はダイオキシン生成量と
塩素量の関係を示すものでダイオキシンの生成量が廃棄
物と共に供給される塩素量の影響を強く受けていること
が分かる。図4(b)は一酸化炭素(CO)量とダイオ
キシンの量の関係を示すものでやはり比例関係にあるこ
とが分かる。
と他のプロセス量が密接に関連していることに基づいて
なされたもので、以下、図面を用いて本発明の実施形態
の一例を詳細に説明する。図1は本発明の実施形態の一例
であり、塵焼却炉(ガス化溶融炉)のブロック構成の概
略を示している。図において、1は熱分解ガス化炉、2
は溶融炉、3は廃熱ボイラ、4はガス冷却器、5はフィ
ルター、6は脱硝装置、7は煙突、8は供給塵である。
融炉2、廃熱ボイラ3、ガス冷却器4の所定の箇所に設
置された温度計である。14、17は溶融炉2と廃熱ボ
イラ3の間および脱硝装置と煙突7の間に設けられた塩
化水素(HCl)測定装置であり、廃熱ボイラ3とガス
冷却器4の間には炭酸ガス(CO)測定装置15および
酸素(O2)測定装置16が設けられている。18は前
記各測定装置からの信号を入力して所定の演算を行う演
算手段である。
から排出される排ガスに含まれるダイオキシン類をラボ
測定する。このラボ測定は複数回行い採取した日時、分
における温度、HCl、CO、O2の各プロセス測定値
をCPUの記憶領域に記憶する。ここで、上記測定装置
は市販の装置を使用する。例えばHCl測定装置として
は一般的なサンプリング型イオン電極方式、レーザ分光
型ガス濃度測定装置等である。
セス測定値から非線型ニューラルネット、線型回帰、主
成分回帰、重回帰、GA技術(遺伝的アルゴリズム)、
演算による厳密モデル(Rigorous Model)など、の少な
くとも一つ若しくはこれらの組み合わせ手法によりダイ
オキシン類の量とプロセス測定値の相関から予測モデル
を作成する。
する為のダイオキシン濃度(DXNラボ値 …Y,y1,
y2,y3 …)と燃焼システムの各測定点におけるプロ
セス変量(X1,X2,X3 …)と時刻(t1,t2,t3
…)との関係を示す一例である。このようなデータ群を
用いてDXN濃度Yを予測する関数Fを算出する。 Y=F(X1,X2, …Xj) Fを算出後、オンラインにて各個所から連続的にプロセ
スデータ(X1…Xj)を測定してCPU内に取り込んで
同時刻の対応するY値とFを用いて算出した値を出力す
る。
ン類の排出量を連続して推定する。即ち、本発明は、燃
焼条件にかかわるプロセス変数の例としてO2濃度、C
O濃度、CO2濃度、水分濃度、空気流量、燃料流量、
燃料カロリー、温度、レーザ分光型ガス分析計等による
HCl濃度、前駆体である有機塩素化合物類等、多環芳
香族(ベンゼン型)濃度等を入力とし、ラボで測定した
ダイオキシン類の発生濃度との相関をつきあわせること
により、ダイオキシン類の発生濃度を連続推定するソフ
トセンサーを構築する。
ついて説明する。前述の「ダイオキシン類の発生予測モ
デル」により、各プロセス変量が変化したときのダイオ
キシン濃度を予測することができる。この値が規制値を
超えた場合、ダイオキシン濃度に影響を及ぼす燃焼に関
わるプロセス操作変数を操作することで、ダイオキシン
濃度を規制値以下に押さえた制御が可能になる。この場
合、ダイオキシン濃度とその発生に関わるプロセス操作
変数の関係モデルを使うが、これは「ダイオキシン類の
発生予測モデル」に含まれる。
のため、ダイオキシン濃度予測値Yとこれを制御するプ
ロセス操作変数を2次元(X1、X2)でグラフ化したも
のである。例えば、ダイオキシン濃度予測値Yが規制値
を超えた場合(Y1、X1a、X2a)、ダイオキシン濃度と燃焼
に関わるプロセス操作変数の関係モデルを使って、規制
値以下(Y2、X1b、X2b)になるようにプロセス操作変数を
操作つまり燃焼条件を制御する。
ることで、リアルタイムで連続的にダイオキシン類の発
生に関係ある各プロセス変数からダイオキシン類の発生
濃度を推定することができる。さらに、この「ダイオキ
シン類の発生予測モデル」を用いて燃焼に関するプロセ
ス操作変数を制御することによりダイオキシン類の発生
削減を図ることができる。
プルガス収集し、抽出に3週間かけラボ分析するという
手間がかかり、この分析コストも高価である。本発明の
ダイオキシン類の発生予測モデルをソフトセンサーとし
て適用することで、分析コストも削減できる。
目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。本
発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、変形をなし
得ることは当業者に明らかである。例えば本発明ではご
み焼却炉を用いて説明したが廃棄物焼却施設、製鋼用の
電気炉、コークス炉等であってもよい。また、測定すべ
き測定装置や測定箇所についてもプロセス変量が正確に
測定できる箇所であればよい。特許請求の範囲の欄の記
載により定義される本発明の範囲は、その範囲内の変
更、変形を包含するものとする。
却システムの複数の箇所にそれぞれ設けられた複数種類
のセンサと、予め前記焼却システムからの排ガスに含ま
れるダイオキシン類と前記センサ出力の相関関係を記憶
する記憶手段と、からなり、前記焼却システムの運転に
際しては前記センサ出力と前記相関関係との関連から前
記ダイオキシン類を同定するようにしたので、ダイオキ
シン類のそのものの直接濃度から「ダイオキシン類の発
生モデル」を構築・推定するため、ダイオキシンのラボ
分析精度相当の予測が実現可能である。リアルタイムの
連続測定が可能である。予測モデル構築後はラボ分析の
手間、コストを削減できるプラントの運転条件の変動に
対応したダイオキシン類発生濃度を目標値以下にする為
の最適制御を行うことができる。等の効果がある。
である。
関係を示す図である。
の相関を示す図である。
係を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】一般廃棄物や産業廃棄物などの焼却を含む
各種燃焼システムと、この燃焼システムの複数箇所にそ
れぞれ設けられ、プロセス変量を測定する複数種類のセ
ンサと、予め前記燃焼システムからの排ガスに含まれる
ダイオキシン類の濃度と前記センサ出力の相関関係から
ダイオキシン類の発生濃度の予測モデルを作成し、燃焼
システムの運転に際してはこの予測モデルを用いてダイ
オキシン類の発生量を推定するようにしたことを特徴と
するダイオキシン類発生濃度推定システム。 - 【請求項2】一般廃棄物や産業廃棄物などの焼却を含む
各種燃焼システムと、この燃焼システムの複数箇所にそ
れぞれ設けられ、プロセス変量を測定する複数種類のセ
ンサと、予め前記燃焼システムからの排ガスに含まれる
ダイオキシン類の濃度と前記センサ出力の相関関係から
ダイオキシン類の発生濃度の予測モデルを作成し、燃焼
システムの運転に際してはこの予測モデルを用いて燃焼
に関するプロセス操作変数を制御することによりダイオ
キシン類の発生削減を図ったことを特徴とするダイオキ
シン類発生削減制御システム。 - 【請求項3】前記複数のセンサの一つは有機塩素化合物
測定装置を含み、他に一酸化炭素、酸素、温度、流量、
圧力などのプロセス変量測定装置少なくとも一つを含む
ことを特徴とする請求項1又は2記載のダイオキシン類
発生濃度推定システムおよびこれを用いたダイオキシン
類発生削減制御システム。 - 【請求項4】塩素化合物測定装置で測定する化合物は塩
化水素を含むことを特徴とする請求項2又は3記載のダ
イオキシン類発生濃度推定システムおよびこれを用いた
ダイオキシン類発生削減制御システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000239806A JP2002054811A (ja) | 2000-08-08 | 2000-08-08 | ダイオキシン類発生濃度推定システムおよびこれを用いたダイオキシン類発生削減制御システム。 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000239806A JP2002054811A (ja) | 2000-08-08 | 2000-08-08 | ダイオキシン類発生濃度推定システムおよびこれを用いたダイオキシン類発生削減制御システム。 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002054811A true JP2002054811A (ja) | 2002-02-20 |
Family
ID=18731283
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000239806A Withdrawn JP2002054811A (ja) | 2000-08-08 | 2000-08-08 | ダイオキシン類発生濃度推定システムおよびこれを用いたダイオキシン類発生削減制御システム。 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002054811A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006524308A (ja) * | 2003-04-23 | 2006-10-26 | イテア エス.ピー.エー. | 資材、特に廃棄物およびごみの処理方法および処理用プラント |
CN110308194A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-10-08 | 滁州智慧城市环保科技有限责任公司 | 一种二噁英排放浓度在线测试方法 |
-
2000
- 2000-08-08 JP JP2000239806A patent/JP2002054811A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006524308A (ja) * | 2003-04-23 | 2006-10-26 | イテア エス.ピー.エー. | 資材、特に廃棄物およびごみの処理方法および処理用プラント |
CN110308194A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-10-08 | 滁州智慧城市环保科技有限责任公司 | 一种二噁英排放浓度在线测试方法 |
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