JP3583059B2

JP3583059B2 - 排ガス導入装置

Info

Publication number: JP3583059B2
Application number: JP2000201444A
Authority: JP
Inventors: 将三阪本; 金男谷田部; 真二田中
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-06-29
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2020-06-29
Also published as: JP2002014016A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ごみ焼却施設等の燃焼炉から排出される排ガスを質量分析装置などの分析装置に導いて測定を行う排ガス測定システムに係り、特に、排ガスが通る煙道から排ガスをサンプリングし、分析装置に導くための排ガス導入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の排ガス導入装置の構成を図１に示す。
【０００３】
排ガス導入装置は、ヒータ１０と断熱材６を施したサンプリング箱５に、サンプリングノズル１とダストフィルタ７及び配管１１を設けた構造となっている。
【０００４】
サンプリング箱５は、煙道１２のガス取出し口２に接続フランジ３を介して取り付けられる。この時、サンプリングノズル１は排ガスの流れに対し垂直に差し込まれ、煙道１２内のほぼ中央から排ガスが引き込まれる。引き込まれた排ガスはフィルタボックス８に導かれ、ダストフィルタ７でダストが除去される。その後、配管１１によって分析装置に導かれる。
【０００５】
通常、排ガス中には水分が多く含まれるため、結露しない様にサンプリング箱５内にヒータ１０を設け、サンプリング箱５内を１００℃以上に加熱しており、また配管１１も配管用ヒータ９を設けて加熱配管としている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の排ガス導入装置には下記のような問題が有った。
【０００７】
つまり、排ガスが常時流れている時は、ノズル１も高温にさらされるので結露する事は少ない。しかし、実際は定期修理時や工事などで燃焼炉が停止する事が少なくないため、煙道内に排ガスが流れずにノズル１近辺が冷却され、煙道中の水分が結露してノズル１に付着する。結露した水分には、通常流れている排ガス中に存在する酸（ＨＣＬ，ＳＯｘ）が含まれているため、結露したノズル１は急激な腐食を起こす。
【０００８】
そのため、場所によっては短期間でノズル１を交換しなければならないという問題が有った。また、サンプリング箱５内にも冷却した煙道内の空気が導入されるので、フィルタボックス８や配管１１なども結露により汚染され、腐食が発生する場合があった。また、ヒータ１０が切れた場合には、排ガス導入装置全部を交換しなければならないような事態も発生した。
【０００９】
本発明の目的は、間欠燃焼運転時でも、燃焼排ガス成分を連続的に安定した状態でサンプリングするのに適した排ガス導入装置を提供する事にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の特徴は、燃焼炉などから排出される排ガスが通過する煙道に配置されるノズルと、当該ノズルから吸引された排ガス中の灰，ダストを取り除くためのフィルタと、当該フィルタを介した排ガスを分析部へ導く出力配管と、前記ノズル，フィルタ及び出力配管を保持する筐体を備えた排ガス導入装置であって、前記ノズルを加熱する第１の加熱手段と、前記ノズルとフィルタ間に排ガスの流れを遮断する遮断弁を設けたことである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図２と図３に本発明に基づく排ガス導入装置の一実施例の構成図を示す。
【００１２】
本装置は主に、サンプリングノズルと接続フランジ、それにダストフィルタ，遮断弁，ヒータ，サンプリング口を内蔵したサンプリング箱で構成されている。
【００１３】
排ガスを導入するサンプリングノズルは内管１５と外管１７の２重構成とし、内管１５内を排ガスが通るようになっている。内管１５と外管１７はサンプリング箱５内の排ガス遮断弁３０まで導かれ固定されている。内管１５と外管１７とはノズル押え１６で固定されており、ノズル押え１６をゆるめる事により、内管１５を着脱できるようになっている。
【００１４】
図３にノズル押え１６周辺の詳細を示す。サンプリングノズル内管１５は排ガスを通すため腐食しにくい材質，有機物の吸着が少ない材質が好ましく、石英やガラス類、またはチタンが使われる。外管１７は内管１５を保護するためＳＵＳ３１６やチタンなどの強固で腐食しにくい材質が良い。ノズル押え１６は外管
１７と内管１５を接続する継手で、耐熱性のゴムシール１９を介して壊れ易い内管１５を固定している。外管１７とノズル押え１６間のシールは、通常の金属シール１８で良い。
【００１５】
図２に戻り、外管１７にはヒータ２１ａが巻かれ、サンプリングノズル１５，１７を常時加熱する構造となっている。ヒータ２１ａはヒータ保護管２０により排ガスと接触しない様に保護されている。ヒータ保護管２０は、接続フランジ３と一体で構成され、外管１７を途中まで保護する。ノズル外管１７やヒータ保護管２０は、排ガスに直接さらされるため、排ガスによる影響を除去するために、セラミックコーティング等の耐腐食塗料等を表面に塗っておくと、より寿命を長持ちさせる事ができる。
【００１６】
更に、接続フランジ３を介して本体であるサンプリング箱５全体を煙道のガス取出し口２に固定している。
【００１７】
サンプリング箱５は、断熱材６で内面を保温し、ほとんどが屋外に設置される事から、防水構造となっている。内部には全体を加温するためのヒータ２１ｂが取り付けられている。サンプリング箱５にはノズル１５，１７と接続された排ガス遮断弁３０が取り付けられており、排ガス遮断弁３０は、サンプリング箱５の外から手動または自動で開閉できるようになっている。尚、排ガス遮断弁３０は、手動でも遠隔からの操作ができる電動弁でも良い。
【００１８】
遮断弁３０の後にはフィルタボックス８が接続され、ダストフィルタ７でダストを捕集する事ができる。ダストフィルタ７は定期的に交換可能となっている。ダストフィルタ７透過後の排ガスは、出力配管１１を通して分析装置に送られる。
【００１９】
尚、サンプリング箱５内に、必要に応じて排ガスの不要成分を除去する固体除去材を設ける事も可能である（図示せず）。
【００２０】
一方、外部からのガスを導入するための外部ガス導入配管３２を設け、排ガス遮断弁３０の下流側に接続し、外部ガス導入配管３２に設けたバルブ３１を開閉する事により排ガスと外部ガスとを調合できるようにしている。外部ガス導入配管３２は出力配管１１と共にヒータ２１ｃで加温し、保温材９で結露しない構造としている。
【００２１】
更に、排ガス成分，外部ガス成分，混合成分を個別に定期的にサンプリングできる様に、サンプリング口３５ａ，３５ｂ，３５ｃを設けている。サンプリング口３５ａは、サンプリング管３４ａを介して排ガス遮断弁３０の下流に連通し、排ガスをサンプリングできる。サンプリング口３５ｂは、サンプリング管３４ｂを介してバルブ３１の下流に連通し、外部ガスをサンプリングできる。サンプリング口３５ｃは、サンプリング管３４ｃを介してフィルタボックス８に連通し、排ガスと外部ガスが混合した混合ガスをサンプリングできる。通常は各サンプリング口３５ａ，３５ｂ，３５ｃも断熱材２６の付いたフタ２５により結露しない様保温され、サンプリング時のみフタ２５を開けて操作できるようにしている。
【００２２】
また、各ヒータ２１ａ，２１ｂ，２１ｃは熱電対２８ａ，２８ｂ，２８ｃを用いて温度コントロール可能にしている。
【００２３】
以下、本装置における動作を示す。
【００２４】
煙道１２内の排ガスは、外部分析装置の吸引ポンプ等によりサンプリングノズル１５を通し吸引される。吸引された排ガスはヒータ２１ａで加温されながらサンプリング箱５に導かれ、遮断弁３０を通過後、ダストフィルタ７でダストが除去され、出力配管１１を経由して分析部へ導かれる。この排ガスが経由する区間においては、結露を防ぐためにノズル，サンプリング箱，出力配管すべてが少なくとも１００℃以上で保温される。特に、有機化合物などの微量成分の測定には、分析部へ到達するまでに、途中の配管等での吸着等の問題が有るため、排ガスと同程度の温度（２００℃前後）に加熱保持される。
【００２５】
また、外部ガス導入配管３２からは、測定したい排ガス成分の定量化を行うため、配管系や分析系の経時変化の補正用として、標準試料を添加される。
【００２６】
また、排ガス成分，外部ガス成分，混合成分は、それぞれサンプリング口３５ａ，３５ｂ，３５ｃから定期的にサンプリングされ、各成分の検査が行われる。
【００２７】
本装置の各ヒータ２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、焼却炉などが運転を停止した場合であっても、加熱を続ける。これにより、従来例では排ガスが冷却することにより、ノズルなど排ガスが触れている個所に酸を含んだ水分が結露していたものが、装置全体を加熱しているので排ガスが冷却されても装置内に結露は発生しない。したがって、従来、運転−停止を何回か繰り返すうちに起こっていたノズル等の腐食を防止する事ができる。
【００２８】
仮に、ノズルが腐食または破壊した場合には、本装置のノズルは２重構造にしている事から、簡単にノズル内管１５を着脱交換する事ができる。
【００２９】
また、燃焼炉の運転停止時には、排ガス遮断弁３０は遮断される。更に、ヒータ断線や電源ＯＦＦなどにも排ガス遮断弁３０は遮断される。これにより、如何なる場合においても冷却した排ガスが本体内部に導入する事を避ける事ができるので、装置本体内で結露を招くことを防止でき、被害を最小限にできる。
【００３０】
また、燃焼炉の運転停止時に、外部ガス導入配管３２からエアーなど腐食性の無いガスを多量に吹き込むようにする。これにより、装置内のガスを煙道１２側に吐出す事ができるので、仮に排ガス遮断弁３０が故障した場合においても、内部の汚染を防ぐ事ができる。
【００３１】
このように本発明の実施例によれば、間欠燃焼運転時でも排ガス冷却による結露を防止する事ができるので、ガス成分を連続的に安定した状態でサンプリングすることができるという効果が有る。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、間欠燃焼運転時でも燃焼排ガス成分を連続的に安定した状態でサンプリングするのに適した排ガス導入装置を提供する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の排ガス導入装置の構成図。
【図２】本発明に基づく排ガス導入装置の一実施例の構成図。
【図３】本発明に基づく排ガス導入装置のノズル先端部の構成図。
【符号の説明】
１…サンプリングノズル、２…排ガス取出し口、３…接続フランジ、４…ボルト、５…サンプリング箱、６…断熱材、７…ダストフィルタ、８…フィルタボックス、９…保温材、１０…ヒータ、１１…出力配管、１２…煙道、１２…外部ガス導入配管、１５…サンプリングノズル内管、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ…ノズル押え、１７…サンプリングノズル外管、１８…金属シール、１９…ゴムシール、２０…ヒータ保護管、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ…ヒータ、２５…フタ、２６…断熱材、２７ａ，２７ｂ，２７ｃ…ヒータ線、２８ａ，２８ｂ，２８ｃ…熱電対、３０…排ガス遮断弁、３１…バルブ、３４ａ，３４ｂ，３４ｃ…サンプリング管、３５ａ，３５ｂ，３５ｃ…サンプリング口。

Claims

燃焼炉などから排出される排ガスが通過する煙道に配置されるノズルと、当該ノズルから吸引された排ガス中の灰，ダストを取り除くためのフィルタと、当該フィルタを介した排ガスを分析部へ導く出力配管と、前記ノズル及び出力配管の一部と前記フィルタが内部に設けられる筐体を備えた排ガス導入装置であって、
前記ノズルを加熱する第１の加熱手段と、前記ノズルと前記フィルタ間に排ガスの流れを遮断する遮断弁と、前記ノズルと前記フィルタ間の位置で前記排ガスに外部からのガスを混合させる外部ガス導入配管を設け、
前記筐体に、前記遮断弁の下流に連通し、前記ノズル内を流れる排ガスをサンプリングするための第１のサンプリング口と、前記外部ガス導入配管に連通し、前記外部ガス導入配管内のガスをサンプリングする第２のサンプリング口と、前記フィルタと前記出力配管の間に連通し、前記フィルタを通過したガスをサンプリングする第３のサンプリング口とを設けたことを特徴とする排ガス導入装置。
請求項１において、
前記筐体内を加熱する第２の加熱手段と、前記出力配管を加熱する第３の加熱手段を備えたことを特徴とする排ガス導入装置。
請求項１において、
前記ノズルは少なくとも２以上の管が積層された構造であり、内側のノズルは着脱可能であることを特徴とする排ガス導入装置。
請求項２において、
前記ノズルの内管は、石英またはガラス管類からなることを特徴とする排ガス導入装置。
請求項２において、
前記ノズルの外管は、セラミックなどの耐腐食材をコートしたことを特徴とする排ガス導入装置。
請求項１において、
前記各ガスサンプリング口が形成される前記筐体側面に、当該ガスサンプリング口を保温する保温手段を備えることを特徴とする排ガス導入装置。