JP2009248058A - Method of and apparatus for predicting ignition of activated carbon layer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排ガス中の有害成分を吸着させて除去するために活性炭を充填した活性炭層における発火を予知する活性炭層の発火予知方法及び装置に関する。 The present invention relates to an ignition prediction method and apparatus for an activated carbon layer for predicting ignition in an activated carbon layer filled with activated carbon in order to adsorb and remove harmful components in exhaust gas.
一般廃棄物や産業廃棄物などの各種廃棄物の処理において、焼却処理や溶融分解処理を行うと、ダイオキシン類や硫黄酸化物などが発生して排ガス中に混入し、また廃棄物中に含まれていた重金属等も排ガス中に混入する。したがって、排ガスを大気放出する前に、これらの有害成分を除去する必要があり、この排ガス中の有害成分を除去する手段の一つとして、従来から、活性炭を充填した活性炭層が多用されている。 In the treatment of various types of waste such as general waste and industrial waste, if incineration or melt decomposition is performed, dioxins and sulfur oxides are generated and mixed into the exhaust gas, and are also contained in the waste. Heavy metals that have been mixed in the exhaust gas. Therefore, it is necessary to remove these harmful components before releasing the exhaust gas into the atmosphere. Conventionally, an activated carbon layer filled with activated carbon has been widely used as a means for removing the harmful components in the exhaust gas. .
ところが、とくに廃棄物の焼却処理や溶融分解処理によって発生する排ガス中の有害成分を除去する場合、結露による設備腐食の防止等の理由により、活性炭層は、比較的高温(例えば150〜250℃程度)で使用される。活性炭の発火温度は通常400〜500℃であるが、活性炭に有機物や重金属が吸着されると、その触媒反応等により、活性炭の発火温度は250℃程度まで低下することがあり、活性炭層の発火事故に至る場合がある。 However, especially when removing harmful components in the exhaust gas generated by incineration or melt decomposition of waste, the activated carbon layer is relatively hot (for example, about 150 to 250 ° C.) for the purpose of preventing equipment corrosion due to condensation. ). The ignition temperature of activated carbon is usually 400 to 500 ° C. However, when organic substances or heavy metals are adsorbed on the activated carbon, the ignition temperature of the activated carbon may be reduced to about 250 ° C. due to its catalytic reaction, etc. It may lead to an accident.
このような活性炭層の発火事故を防止する方法として、特許文献1には、活性炭層に温度センサ及び冷却管を設け、温度センサで計測した活性炭層の温度が所定温度以上になった場合に、冷却管に冷却水を流して活性炭層を冷却する方法が開示されている。
As a method of preventing such an ignition accident of the activated carbon layer, in
しかしながら、特許文献1では、温度センサを活性炭層内の一箇所にしか設けていないので、温度センサから離れた箇所で活性炭の発火につながるような温度上昇(以下、このような温度上昇を「発火現象」といい、その箇所を「発火現象箇所」という。)が生じたとしても、これを検知することはできない。すなわち、特許文献1では、活性炭層内で発火現象が生じたときに、その発火現象箇所の位置によっては検知できないことがあり、活性炭層の発火予知あるいは防止の方法としては不十分である。
本発明が解決しようとする課題は、活性炭層内で発火現象が生じたときに、その発火現象箇所の位置によらず検知できるようにして活性炭層の発火を確実に予知し、発火防止につなげることができる活性炭層の発火予知方法及び装置を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is that when an ignition phenomenon occurs in the activated carbon layer, it can be detected regardless of the position of the ignition phenomenon, and the ignition of the activated carbon layer is reliably predicted, thereby preventing ignition. An object is to provide a method and apparatus for predicting the ignition of an activated carbon layer.
本発明は、排ガス中の有害成分を吸着させて除去するために活性炭を充填した活性炭層の発火を予知する活性炭層において、活性炭層内のあらゆる位置を起点として、各起点から1mの領域内に少なくとも一つの温度センサが存在するように複数の温度センサを配置し、これらの複数の温度センサで計測した温度のうち少なくとも一つが所定温度以上となったときに発火の危険があると判断するものである。 In the activated carbon layer for predicting the ignition of the activated carbon layer filled with activated carbon to adsorb and remove harmful components in the exhaust gas, the present invention starts at any position within the activated carbon layer and is within 1 m from each starting point. A plurality of temperature sensors are arranged so that there is at least one temperature sensor, and it is judged that there is a risk of ignition when at least one of the temperatures measured by the plurality of temperature sensors exceeds a predetermined temperature. It is.
このように、本発明では、活性炭層内の各起点から1mの領域内に少なくとも一つの温度センサが存在するように複数の温度センサを配置したことで、活性炭層内のいかなる位置で発火現象が生じたとしても、これを検知することができる。 As described above, in the present invention, by arranging a plurality of temperature sensors so that there is at least one temperature sensor in an area of 1 m from each starting point in the activated carbon layer, the ignition phenomenon occurs at any position in the activated carbon layer. Even if it occurs, this can be detected.
この1mの領域内に少なくとも一つという温度センサの配置基準は以下の知見に基づく。 The arrangement standard of at least one temperature sensor in this 1 m area is based on the following knowledge.
図3は、活性炭層内に複数の温度センサを配置した場合において、発火現象箇所とそれと最短距離にある温度センサとの距離に対し、発火現象箇所と最短距離にある温度センサの計測温度とその他の温度センサの計測温度の差を、発火現象箇所の温度を250℃とし、周囲温度をパラメータとして計算した結果である。なお、活性炭層の発火事故は、運転停止直後に発生することが多いことがわかっており、周囲温度160℃はこの運転停止直後を想定したものであり、周囲温度100℃は運転停止数時間後を想定したものである。 FIG. 3 shows the measured temperature of the temperature sensor at the shortest distance from the ignition phenomenon location and the others with respect to the distance between the ignition phenomenon location and the temperature sensor at the shortest distance when a plurality of temperature sensors are arranged in the activated carbon layer. This is a result of calculating the difference in temperature measured by the temperature sensor with the temperature of the ignition phenomenon being 250 ° C. and the ambient temperature as a parameter. In addition, it is known that ignition accidents of the activated carbon layer often occur immediately after the shutdown, and the ambient temperature of 160 ° C. is assumed immediately after the shutdown, and the ambient temperature of 100 ° C. is several hours after the shutdown. Is assumed.
図3に示すように、発火現象箇所とそれと最短距離にある温度センサとの距離(横軸)が例えば0.6mの場合、周囲温度が160℃では、周囲にあるその他の温度センサの計測温度との温度差(縦軸)は30℃、周囲温度が100℃では温度差は50℃である。現実の活性炭層で発火現象を確実に捉えるためには、周囲との温度差として最低20℃は必要であるから、図3の結果から本発明では、発火現象箇所から1mの領域内に少なくとも一つの温度センサが存在するように複数の温度センサを配置することとした。 As shown in FIG. 3, when the distance (horizontal axis) between the ignition phenomenon location and the temperature sensor at the shortest distance is 0.6 m, for example, when the ambient temperature is 160 ° C., the measured temperature of other ambient temperature sensors Temperature difference (vertical axis) is 30 ° C., and the ambient temperature is 100 ° C., the temperature difference is 50 ° C. In order to reliably capture the ignition phenomenon with an actual activated carbon layer, a minimum temperature difference of 20 ° C. is necessary as a temperature difference from the surroundings. Therefore, according to the results of FIG. A plurality of temperature sensors are arranged so that there are two temperature sensors.
温度センサを少なくとも一つ配置する領域の大きさは、1mより小さくするほど発火現象の検知精度は向上するが、温度センサの設置コストとのバランスを考えると、0・4mより小さくするのは現実的ではないが、検知精度向上や装置が大型になる場合は、コストメリットのでる光ファイバによるケーブルセンサ装置の適用が有効である。 The size of the area where at least one temperature sensor is arranged is smaller than 1 m, and the detection accuracy of the ignition phenomenon is improved. However, considering the balance with the installation cost of the temperature sensor, it is actually less than 0.4 m. Although it is not appropriate, when the detection accuracy is improved or the device becomes large, it is effective to apply a cable sensor device using an optical fiber that is cost-effective.
本発明では、上述のとおり、活性炭層に配置した複数の温度センサで計測した温度のうち少なくとも一つが所定温度以上となったときに、発火の危険があると判断する。この所定温度は、活性炭層の通常運転時の周囲の温度に応じて設定し、具体的にはその周囲の温度より20℃以上高い温度に設定する。 In the present invention, as described above, it is determined that there is a risk of ignition when at least one of the temperatures measured by the plurality of temperature sensors arranged in the activated carbon layer becomes equal to or higher than a predetermined temperature. This predetermined temperature is set according to the ambient temperature during normal operation of the activated carbon layer, specifically, a temperature that is 20 ° C. higher than the ambient temperature.
また、本発明では、活性炭層に発火の危険があると判断すると、発火防止のために、ガス導入手段によって活性炭層に窒素ガス又は不活性ガスを導入し、活性炭層内を窒素ガス又は不活性ガスで封入・パージする。また、活性炭層に窒素ガス又は不活性ガスを導入してから所定時間が経過しても温度センサで計測した温度が所定温度未満に下がらない場合、あるいは窒素ガス又は不活性ガスを導入中に温度センサで計測した温度が上昇した場合、実際に発火が発生し拡大していると判断し、散水手段によって活性炭層に水を散布して発火の拡大を防止する。 Further, in the present invention, when it is determined that there is a risk of ignition in the activated carbon layer, nitrogen gas or inert gas is introduced into the activated carbon layer by gas introduction means to prevent ignition, and the inside of the activated carbon layer is nitrogen gas or inert. Fill and purge with gas. In addition, if the temperature measured by the temperature sensor does not fall below the predetermined temperature even after a predetermined time has elapsed after introducing nitrogen gas or inert gas into the activated carbon layer, or the temperature during introduction of nitrogen gas or inert gas When the temperature measured by the sensor rises, it is determined that ignition has actually occurred and expanded, and water is sprayed on the activated carbon layer by watering means to prevent the expansion of ignition.
本発明によれば、活性炭層の発火を確実に予知し、適切な発火防止策を講じることができるので、活性炭層の発火を未然に防止でき、活性炭層を安全かつ有効に使用できる。 According to the present invention, since the ignition of the activated carbon layer can be reliably predicted and an appropriate ignition prevention measure can be taken, the ignition of the activated carbon layer can be prevented and the activated carbon layer can be used safely and effectively.
以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on examples shown in the drawings.
図1は、本発明を適用した活性炭吸着槽の横断面図である。同図に示す活性炭吸着槽は2層の活性炭層1を有し、この活性炭吸着槽に図の左側から排ガスを導入し、図中に矢印で示すように活性炭層1を通過させ、排出する。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an activated carbon adsorption tank to which the present invention is applied. The activated carbon adsorption tank shown in the figure has two activated
図2は、活性炭層1に配置する温度センサ2の配置例を示す斜視図である。同図において活性炭層1は、高さ2200mm、幅2100mm、厚さ430mmの大きさを有し、この活性炭層1内に、図2に示す間隔で合計9箇所に温度センサ2が配置されている。なお、図2に示す間隔の数字の単位はmmである。
FIG. 2 is a perspective view showing an arrangement example of the
図2に示すように、温度センサ2間の間隔の最大長は507×2mmとなり、その中点に発火現象箇所が生じたとしても、それと最短距離にある温度センサ2との距離は507mmである。すなわち、図2の配置例は、発火現象箇所から1mの領域内に少なくとも一つの温度センサ2が存在するように複数の温度センサ2を配置するという本発明の基準を満足する。
As shown in FIG. 2, the maximum length of the interval between the
本発明では、これらの温度センサ2で計測した温度のうち少なくとも一つが所定温度以上となったときに発火の危険がある、すなわち発火現象が生じたと判断する。
In the present invention, it is determined that there is a risk of ignition when at least one of the temperatures measured by these
そして、この発火現象を検知した場合、図1に示す排ガス導入経路の弁3a及び排ガス排出経路の弁3bを閉にし、窒素ガス導入経路の弁4aを開にし、窒素ガス導入手段4によって活性炭層1に窒素ガスを導入し、活性炭層1内を窒素ガスで封入・パージし、発火事故の発生を未然に防止する。このとき、排ガス導入経路から活性炭層1内への排ガスのもれ込みを防止するため、活性炭層1に設置した圧力計5aの圧力値が、窒素ガス導入経路の弁4aの上流に設置した圧力計5bの圧力値+0.5kPaとなるように、排ガス排出経路の弁3bの開閉度を調整する。もしくは排ガス導入経路の弁3aに気密性の高いものを選定することもできる。
When this ignition phenomenon is detected, the exhaust gas
窒素ガスパージを開始してから所定時間(例えば30分間)経過後、排ガス排出経路に設置した酸素計3cで酸素濃度が0.5%以下であることを確認し、窒素ガスパージを終了する。 After elapse of a predetermined time (for example, 30 minutes) from the start of the nitrogen gas purge, it is confirmed by the oxygen meter 3c installed in the exhaust gas discharge path that the oxygen concentration is 0.5% or less, and the nitrogen gas purge is terminated.
ただし、窒素ガスパージを開始してから所定時間が経過しても発火現象を検知した温度センサ2の計測温度が所定温度未満に下がらない場合、もしくは窒素ガスパージ中に温度上昇が検知された場合は、実際に発火が発生し拡大していると判断し、散水経路に設置した弁6aを開にして散水手段6先端の散水ノズル6bから活性炭層1に水を散布して発火の拡大を防止する。
However, if the temperature measured by the
散水量は流量計6cによって積算し、所定量を散水したら散水を終了する。この散水量は、活性炭層1の活性炭充填量の40〜60%程度に設定する。
The watering amount is integrated by the
以上説明した温度センサ2による発火現象の検知、およびその後の弁操作等による発火防止策の実行は手動でできるほか、温度センサ2や各弁等を制御装置に接続することで自動的に実行することもできる。
The detection of the ignition phenomenon by the
1 活性炭層
2 温度センサ
3a、3b 弁
3c 酸素計
4 窒素ガス導入手段
4a 弁
5a,5b 圧力計
6 散水手段
6a 弁
6b 散水ノズル
6c 流量計
DESCRIPTION OF
Claims (6)
活性炭層内のあらゆる位置を起点として、各起点から1mの領域内に少なくとも一つの温度センサが存在するように配置した複数の温度センサで活性炭層内の温度を計測し、前記複数の温度センサで計測した温度のうち少なくとも一つが所定温度以上となったときに発火の危険があると判断する活性炭層の発火予知方法。 An activated carbon layer ignition prediction method for predicting ignition in an activated carbon layer filled with activated carbon to adsorb and remove harmful components in exhaust gas,
Starting from every position in the activated carbon layer, the temperature in the activated carbon layer is measured with a plurality of temperature sensors arranged so that there is at least one temperature sensor in a region 1 m from each starting point, and the plurality of temperature sensors An ignition prediction method for an activated carbon layer that determines that there is a risk of ignition when at least one of the measured temperatures is equal to or higher than a predetermined temperature.
活性炭層内のあらゆる位置を起点として、各起点から1mの領域内に少なくとも一つの温度センサが存在するように複数の温度センサを配置した活性炭層の発火予知装置。 An ignition prediction device for an activated carbon layer for predicting ignition in an activated carbon layer filled with activated carbon to adsorb and remove harmful components in exhaust gas,
An ignition prediction apparatus for an activated carbon layer in which a plurality of temperature sensors are arranged such that at least one temperature sensor exists in a region 1 m from each starting point, starting from any position in the activated carbon layer.
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