JP3786245B2 - Combustion device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみ焼却炉、溶融炉、その他類似の燃焼炉から排出される粉塵監視装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、都市ごみ焼却炉、溶融炉、その他類似の燃焼炉から排出される排ガスには粉塵,塩化水素(HCl),ダイオキシン等が含まれている。従って、これらを除去した後に大気に放出しなければならない。
【0003】
現在の学説によれば、処理するガスの温度をできるだけ、理想的には130℃以下まで下げ、それをバグフィルタを通して粉塵捕集処理することで、ダイオキシンの放出がかなり抑制されることが知られている。そして、それでもなお残留する微量のダイオキシンは、バグフィルタの前段に活性炭を吹き込んで吸着させ、それをバグフィルタで粉塵と共に捕集することによって除去できる。
【0004】
一方、排ガス中の塩化水素に対しては、ガス中に石灰のようなアルカリ粉末を大量に吹き込んで吸着させ、それをバグフィルタで捕集することによって処理することが行われている。
【0005】
図5は現在一般的に行われている排ガス処理の概略構成を示すものである。図5において、燃焼炉1から出た高温の排ガスは、ボイラー等の熱回収装置2で降温されるが、それでも数百℃あってまだ温度が高いので、さらに水噴霧室3を通過させ、150℃〜200℃程度にした後にバグフィルタ4に流入させている。
【0006】
そして、バグフィルタ4に流入する前には、活性炭供給装置5及びアルカリ粉末供給装置6でそれぞれ活性炭、石灰が吹き込まれ、これらが混入してバグフィルタ4で回収された粉塵、いわゆる飛灰7は、図示しない飛灰処理装置で無害化されて廃棄されている。なお、バグフィルタ4を通過した排ガスは煙突(図示省略)から大気中に排出される。
【0007】
この様な従来装置におけるバグフィルタとしては例えば図6に示すようなものが用いられる。図6において、バグフィルタ4は仕切り板4aにより2つの室4a1,4a2に分割され、それぞれの室に筒状のフィルタ4b、4cが上下を固定して配置されている。図では一室当たり一つのフィルタを配置しているが複数本配置したものもある。
【0008】
4dは吸引ダンパ、4eは逆洗ダンパであり、フィルタリング(以下、ろ過という)又は逆洗モードに応じていずれかのダンパが開閉する。4hは煙道4fの途中に設けられたファンでろ過された清浄ガスを吸引して煙道4fに排出すると共に逆洗ダンパ4e' および4eを介して室内に清浄ガスを送り込む。
【0009】
図ではフィルタ4bがろ過モード、フィルタ4cが逆洗モードになっており、ガス入口4gからバグフィルタ4に入ったガスは室4a1内のフィルタ4bの中を通って外側に出るときに粉塵がろ過され清浄ガスとなって煙道へ排出される。一方フィルタ4cには逆洗ダンパ4e',4eを介して清浄ガスが室4a2内に導入され、フィルタ4cの外側から内側に流入してフィルタ4cの内側に付着した粉塵がバグフィルタの下方に落下する。落下した粉塵は所定時間毎に排出処理される。
【0010】
図7はバグフィルタ4の他の従来例を示すものである。図7において、煙道14aは端部で折り返されてファン17が設置された煙道14bが形成されており、煙道14aとはリング状に接続されている。
【0011】
点線Bで示すラインは図示しない煙道を通る排ガスの流れを示すもので、排ガスはフィルタ収納室10a,10b…内に入ってそれぞれのフィルタの外側からフィルタ内に入り粉塵がろ過された清浄ガスが分岐管12a,12b…の下方から上方の煙道14a側に排出される。
【0012】
バグフイルタを構成する複数のフィルタ収納室10は例えば15室程度あり、それぞれの室内に複数(1室当たり例えば7枚程度)のフィルタ11a,11b…が設置されている。
【0013】
分岐管12にはダンパ16および仕切り板13が設けられており、ダンパ16が煙道14bに対して開になっているときに分岐管12に設けられた仕切り板13を介して煙道14b内を循環する清浄ガスがフィルタ収納室10内に導入される。15は煙道14の途中に設けられた煙突である。
【0014】
このバグフィルタ4では15室あるフィルタ収納室のうちの常にいずれか一つが逆洗モードとなっていて所定時間(例えば1分)毎に順次ダンパ16を開閉することによりフィルタを透過した清浄ガスを煙道14a側に排出するか、若しくはファン17により循環される清浄ガスを実線Aで示す経路でフィルタ収納室10内に導入する。
【0015】
上記の構成において、通常は排ガスが煙道14を矢印Bの方向に流れており、分岐管12aを通ってフィルタ収納室10内に侵入する。排ガスはフィルタの外側から内側に侵入するがその際に排ガスに含まれる粉塵がろ過される。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなフィルタが破損した場合は排ガスが大気中に飛散する。このような破損検知装置としては従来、図8に示すような光学式(透過型)ダストモニタが用いられている。
図8において20は光源部、21は受光部であり、これらが一対としてろ過された清浄ガスの煙道の途中に対向して設けられる。
【0017】
しかしながら、このような光学式ダストモニタは窓ガラスが汚れると測定ができなくなる。そのため窓ガラスに付着した汚れを頻繁に拭き取る必要があるが、バグフィルタ4の容積は大きなものであり、清浄ガスの配管は一般に人の背丈より高い位置から煙突へと導かれる。そのためダストモニタは比較的高い位置に設置されるので窓ガラスを拭き取る際には危険が伴うという問題があった。また、ろ過と逆洗の効果的な切換えタイミングを設定したりフィルタの交換の時期を正確に知ることはできないという問題があった。
【0018】
本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされたもので、摩擦静電気式ダストモニタ(以下、単に静電ダストモニタという)を用い、これをバグフィルタ4の出口に設けることにより、窓拭きの手間がかからず、ろ過と逆洗のタイミング設定やフィルタの破損や交換時期を正確に知ることができる燃焼装置を実現することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために本発明では、請求項1においては、
燃焼炉で燃焼した排ガスに含まれる粉塵を除去するためのバグフィルタを備えた燃焼装置において、前記バグフィルタの前段および後段に摩擦静電式粉塵測定装置を設け、前段に設けた摩擦静電式粉塵測定装置が測定した粉塵の積算量に基づいてバグフィルタの逆洗を行うようにすると共に、前段および後段に設けた摩擦静電式粉塵測定装置の出力差に基づいてバグフィルタのフィルタリング能力を監視することを特徴とする。
【0020】
請求項2においては、請求項1に記載の燃焼装置において、
前記バグフィルタはフィルタが収納された複数の室を有し、この複数の室のそれぞれに所定時間毎に順次清浄ガスが導入されて逆洗を行うようにしたことを特徴とする。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を説明する。図1において、30aはバグフィルタ4の後段に設けた第1摩擦静電式粉塵測定装置(以下、単に静電ダストモニタという)、30bはバグフィルタ4の前段に設けた第2静電ダストモニタである。なお、図5と同一要素には同一符号を付している。
【0024】
31は表示(記録)手段を有するCPUで第1静電ダストモニタ30aの出力が所定レベル内か否かを判断する。また、必要に応じてバグフィルタ4の前段に第2静電ダストモニタ30bを設けその出力を積算したり、2つの静電ダストモニタからの出力を入力しその差を演算する。なお、CPU31には図では省略するが必要箇所に配置されたCO,O2,温度計等からの測定値が入力され、焼却炉内の燃焼物を完全燃焼させるための制御が行われる。
【0025】
ここで本発明で使用する静電ダストモニタ30について簡単に説明する。このモニタは図2に示すように、導電性を有するプローブ25を煙道(本発明ではバグフィルタ4の出口)に差し込んで、排気ガスに含まれる粒子(粉塵…ダスト)がプローブ25に衝突して摩擦によって生じる静電気を検出し、変換器26によりアナログ若しくはデジタル信号に変換するもので、長期間に渡って(実験では2月以上)安定した測定が可能である。
【0026】
なお、実験のプロセス条件は次の通りである。
粉塵濃度 6g/m3
粒子径 20μm
排ガス流速 17m/sec
排ガス水分 2vol%
このような静電ダストモニタ30は市販されている。
【0027】
本発明ではバグフィルタ4の出口付近に静電ダストモニタ30aを設置してその出力を表示(記録)付CPU31に入力しその動向を監視する。即ち、バグフイルタの後段に静電ダストモニタを設けると、バグフィルタが正常に機能している場合は静電ダストモニタ30aの出力は一定状態で安定しているが、その出力が高い方へ突変した場合はフィルタが破損したと考えられ、出力が所定レベルより低下した場合はろ過機能が低下して詰まりが生じていることが考えられる。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、燃焼炉で燃焼した排ガスに含まれる粉塵を除去するためのバグフィルタを備えた燃焼装置において、前記バグフィルタの前段および後段に摩擦静電式粉塵測定装置を設け、前段に設けた摩擦静電式粉塵測定装置が測定した粉塵の積算量に基づいてバグフィルタの逆洗を行うようにすると共に、前段および後段に設けた摩擦静電式粉塵測定装置の出力差に基づいてバグフィルタのフィルタリング能力を監視するので、窓拭きの手間がかからず、フィルタのろ過と逆洗の時間の設定やフィルタの寿命を正確に知ることができる燃焼装置を実現することができる。
実現することができる。
【0029】
図3はこのような関係を模式的に示すものである。時間の経過にしたがってフィルタが詰まりダストモニタの出力は次第に低下する。この出力は逆洗によりある程度回復するが完全にもとには戻らない(a1)。
【0030】
そして、フィルタリングと逆洗を繰り返して使用していると逆洗による効果が次第に薄れフィルタの詰まりが解消されないようになる(a2)。
更に時間が経過するとダストモニタの出力が所定レベル以下に下がり(a3)フィルタ交換の時期になっていることが分かる。
【0031】
このように静電ダストモニタ30aを用いればフィルタの目詰まり状態を正確に把握することができる。また、静電ダストモニタをバグフィルタの後段(30a)と前段(30b)に設けて、その出力差を比較すればフィルタのフィルタリング能力を監視することができる。また、前段に設けた静電ダストモニタの出力を積算すればフィルタへの負荷量を知ることができフィルタ交換の目安とすることができる。更に負荷量に応じてろ過と逆洗を切換える時間を設定することができる。
【0032】
次に図7に示す構成のバグフィルタの場合、例えばフィルタ収納室が15あったとして(そのうちの一つは逆洗されている)14室がフィルタとして機能しているので、破損があったとしても単に静電ダストモニタの出力レベルが変化するのみでどの室のフィルタなのかを特定するのはできない。しかし、この構成ではそれぞれが所定時間毎に順次逆洗される構造になっているため破損しているフィルタを逆洗した場合はその時のみ出力が突変的に変化することになる。
【0033】
図4はこのような突変した出力の測定例を示している。この例では13のフィルタ収納室を15分周期で逆洗したもので、周期毎に突変出力が見られるのでいずれかのフィルタに破損が生じていることが分かる。
従って逆洗の周期と表示(記録)のタイミングを合わせればどのフィルタ収納室が破損しているのかを特定することができる。
【0034】
また、フィルタ収納室10内に収納されている複数枚のフィルタは同時に破損する訳ではないので破損の度合いの小さなうちの出力変化(突変出力)を監視して早めに対処することにより大気汚染の度合いを少なくすることができる。
【0035】
このようなバグフィルタに関しても、静電ダストモニタを用いることによりフィルタの目詰まり状態を正確に把握することができる。また、静電ダストモニタをバグフィルタの後段と前段に設けて、その出力差を比較すればフィルタのろ過能力を監視することができる。
【0036】
また、前段に設けた静電ダストモニタの出力を積算すればフィルタへの負荷量を知ることができフィルタ交換の目安とすることができる。更に逆洗の周期を設定するための目安とすることもできる。
【0037】
本発明の以上の説明は、説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって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、バグフィルタの種類には例示した構成のもの以外にも適用可能である。また、CPUと表示(記録)部は別々のものであってもよく、燃焼システムも実施例に限るものではない。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。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、燃焼炉で燃焼した排ガスに含まれる粉塵を除去するためのバグフィルタを備えた燃焼装置において、前記バグフイルタの後段に摩擦静電式粉塵測定装置を設けたので、窓拭きの手間がかからず、フィルタのろ過と逆洗の時間の設定やフィルタの寿命を正確に知ることができる燃焼装置を実現する装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の燃焼装置の実施の形態の一例を示す構成図である。
【図2】本発明に使用する摩擦静電式ダストモニタの一例を示す図である。
【図3】フィルタの詰まりと交換時期の関係を模式的に示す図である。
【図4】フィルタが破損した場合の出力を示す図である。
【図5】従来の燃焼装置の一例を示す構成図である。
【図6】バグフィルタの一例を示す図である。
【図7】バグフィルタの他の一例を示す図である。
【図8】光学式ダストモニタの一例を示す図である。
【符号の説明】
1 燃焼炉
1a 熱回収装置
3 噴霧室
4 バグフィルタ
5 活性炭供給装置
6 アルカリ粉末供給装置
7 飛灰
30 摩擦静電式粉塵測定装置(静電式ダストモニタ)
31 表示(記録)付CPU[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dust monitoring device discharged from municipal waste incinerators, melting furnaces, and other similar combustion furnaces.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, exhaust gas discharged from municipal waste incinerators, melting furnaces and other similar combustion furnaces contains dust, hydrogen chloride (HCl), dioxins and the like. Therefore, after removing these, they must be released to the atmosphere.
[0003]
According to the current theory, it is known that the emission of dioxin is considerably suppressed by lowering the temperature of the gas to be treated as ideally as possible to 130 ° C or lower and collecting it through a bag filter. ing. The trace amount of dioxin that still remains can be removed by blowing and adsorbing activated carbon into the front stage of the bag filter and collecting it with dust by the bag filter.
[0004]
On the other hand, hydrogen chloride in exhaust gas is treated by blowing and adsorbing a large amount of alkali powder such as lime into the gas and collecting it with a bag filter.
[0005]
FIG. 5 shows a schematic configuration of exhaust gas treatment that is generally performed at present. In FIG. 5, the high-temperature exhaust gas emitted from the combustion furnace 1 is cooled by a heat recovery device 2 such as a boiler, but is still several hundred degrees Celsius and still has a high temperature. The temperature is set to about 200 ° C. to 200 ° C. and then flows into the
[0006]
Before flowing into the
[0007]
As such a bug filter in the conventional apparatus, for example, the one shown in FIG. 6 is used. In FIG. 6, the
[0008]
4d is a suction damper, and 4e is a backwash damper, and either damper opens and closes according to filtering (hereinafter referred to as filtration) or backwash mode. In 4h, the clean gas filtered by the fan provided in the middle of the flue 4f is sucked and discharged to the flue 4f, and the clean gas is sent into the room through the backwash dampers 4e 'and 4e.
[0009]
In the figure, the filter 4b is in the filtration mode and the filter 4c is in the backwash mode. When the gas entering the
[0010]
FIG. 7 shows another conventional example of the
[0011]
A line indicated by a dotted line B indicates a flow of exhaust gas passing through a flue (not shown). The exhaust gas enters the filter storage chambers 10a, 10b,..., And enters the filter from the outside of each filter. Are discharged from below the branch pipes 12a, 12b... To the upper flue 14a side.
[0012]
The plurality of filter storage chambers 10 constituting the bag filter are, for example, about 15 chambers, and a plurality of (for example, about 7 sheets per chamber) filters 11a, 11b,.
[0013]
The branch pipe 12 is provided with a damper 16 and a partition plate 13. When the damper 16 is open with respect to the flue 14 b, the inside of the flue 14 b is provided via the partition plate 13 provided in the branch pipe 12. A clean gas that circulates is introduced into the filter storage chamber 10. A chimney 15 is provided in the middle of the flue 14.
[0014]
In this
[0015]
In the above configuration, the exhaust gas normally flows through the flue 14 in the direction of arrow B and enters the filter storage chamber 10 through the branch pipe 12a. The exhaust gas enters from the outside to the inside of the filter, and dust contained in the exhaust gas is filtered at that time.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when such a filter is damaged, exhaust gas is scattered in the atmosphere. Conventionally, an optical (transmission type) dust monitor as shown in FIG. 8 is used as such a damage detection device.
In FIG. 8, 20 is a light source part, 21 is a light-receiving part, and these are provided in the middle of the flue of the clean gas filtered as a pair.
[0017]
However, such an optical dust monitor cannot measure when the window glass is dirty. Therefore, it is necessary to frequently wipe off dirt adhering to the window glass, but the volume of the
[0018]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art. A frictional electrostatic dust monitor (hereinafter simply referred to as an electrostatic dust monitor) is used, and this is provided at the outlet of the
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, in the present invention, in claim 1,
In a combustion apparatus equipped with a bag filter for removing dust contained in exhaust gas combusted in a combustion furnace, a friction electrostatic type dust measuring device is provided in the front stage and the rear stage of the bag filter, and the friction electrostatic type provided in the front stage The bag filter is back-washed based on the accumulated amount of dust measured by the dust measuring device, and the filtering capability of the bag filter is based on the output difference of the frictional electrostatic dust measuring device provided at the front and rear stages. It is characterized by monitoring .
[0020]
In Claim 2, in the combustion apparatus of Claim 1,
The bag filter has a plurality of chambers in which the filters are housed, and a clean gas is sequentially introduced into each of the plurality of chambers every predetermined time to perform backwashing .
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, 30 a is a first frictional electrostatic dust measuring device (hereinafter simply referred to as an electrostatic dust monitor) provided at the subsequent stage of the
[0024]
A CPU 31 having display (recording) means determines whether or not the output of the first electrostatic dust monitor 30a is within a predetermined level. Further, if necessary, the second electrostatic dust monitor 30b is provided in front of the
[0025]
Here, the electrostatic dust monitor 30 used in the present invention will be briefly described. As shown in FIG. 2, the monitor inserts a conductive probe 25 into a flue (in the present invention, the outlet of the bag filter 4), and particles (dust ... dust) contained in the exhaust gas collide with the probe 25. Thus, static electricity generated by friction is detected and converted into an analog or digital signal by the converter 26, and stable measurement can be performed over a long period (2 months or more in the experiment).
[0026]
The experimental process conditions are as follows.
Dust concentration 6g / m 3
Particle size 20μm
Exhaust gas flow rate 17m / sec
Exhaust gas moisture 2 vol%
Such an electrostatic dust monitor 30 is commercially available.
[0027]
In the present invention, an electrostatic dust monitor 30a is installed in the vicinity of the exit of the
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a combustion apparatus including a bag filter for removing dust contained in exhaust gas combusted in a combustion furnace, friction electrostatic type dust measurement is performed at the front stage and the rear stage of the bag filter. The device is equipped with a device for backwashing the bag filter based on the accumulated amount of dust measured by the friction electrostatic dust measuring device provided in the previous stage, and the friction electrostatic dust measuring device provided in the previous stage and the subsequent stage. The filtering capability of the bag filter is monitored based on the output difference between the filter and the combustion device, which does not require the need for window cleaning, and can accurately set the filter filtration and backwash time and the filter life. can and to Turkey.
Can be realized.
[0029]
FIG. 3 schematically shows such a relationship. As time passes, the filter becomes clogged and the output of the dust monitor gradually decreases. This output is recovered to some extent by backwashing but is not completely restored (a1).
[0030]
And if filtering and backwashing are used repeatedly, the effect of backwashing will gradually fade and clogging of the filter will not be resolved (a2).
As time further elapses, the output of the dust monitor falls below a predetermined level (a3), indicating that it is time to replace the filter.
[0031]
Thus, if the electrostatic dust monitor 30a is used, the clogged state of the filter can be accurately grasped. Moreover, if the electrostatic dust monitor is provided in the rear stage (30a) and the front stage (30b) of the bag filter and the output difference is compared, the filtering ability of the filter can be monitored. Further, by integrating the outputs of the electrostatic dust monitor provided in the previous stage, the load amount to the filter can be known, and it can be used as a guide for filter replacement. Furthermore, the time for switching between filtration and backwashing can be set according to the load amount.
[0032]
Next, in the case of the bag filter having the configuration shown in FIG. 7, for example, if there are 15 filter storage chambers (one of which is backwashed), 14 chambers function as filters, However, the output level of the electrostatic dust monitor simply changes, and the room filter cannot be specified. However, in this configuration, since each is backwashed sequentially every predetermined time, when a damaged filter is backwashed, the output changes suddenly only at that time.
[0033]
FIG. 4 shows an example of measurement of such a sudden output. In this example, the thirteen filter storage chambers are backwashed at 15-minute intervals, and sudden change output is seen at each cycle, so that it can be seen that one of the filters is damaged.
Therefore, it is possible to identify which filter storage chamber is damaged by matching the backwash cycle with the display (recording) timing.
[0034]
In addition, since a plurality of filters stored in the filter storage chamber 10 are not damaged at the same time, air pollution is monitored by monitoring an output change (abrupt change output) while the degree of damage is small and dealing with it early. Can be reduced.
[0035]
With regard to such a bag filter, the clogged state of the filter can be accurately grasped by using an electrostatic dust monitor. Moreover, if the electrostatic dust monitor is provided in the rear stage and the front stage of the bag filter and the output difference is compared, the filtering ability of the filter can be monitored.
[0036]
Further, by integrating the outputs of the electrostatic dust monitor provided in the previous stage, the load amount to the filter can be known, and it can be used as a guide for filter replacement. Furthermore, it can also be used as a standard for setting the period of backwashing.
[0037]
The foregoing description of the present invention has only shown certain preferred embodiments for purposes of illustration and illustration. Accordingly, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be modified and modified in many ways without departing from the essence thereof. For example, the type of bug filter can be applied to other than the configuration illustrated. Further, the CPU and the display (recording) unit may be separate, and the combustion system is not limited to the embodiment. The scope of the present invention defined by the description in the appended claims is intended to include modifications and variations within the scope.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a combustion apparatus having a bag filter for removing dust contained in exhaust gas combusted in a combustion furnace, a friction electrostatic type dust measuring device is provided at a subsequent stage of the bag filter. Therefore, it is possible to realize a device that realizes a combustion apparatus that can accurately know the setting of filter filtration and backwash time and the filter life without the need for window cleaning.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of an embodiment of a combustion apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of a frictional electrostatic dust monitor used in the present invention.
FIG. 3 is a diagram schematically showing the relationship between filter clogging and replacement time.
FIG. 4 is a diagram illustrating an output when a filter is damaged.
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a conventional combustion apparatus.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a bug filter.
FIG. 7 is a diagram illustrating another example of a bug filter.
FIG. 8 is a diagram showing an example of an optical dust monitor.
[Explanation of symbols]
1 Combustion furnace 1a Heat recovery device 3
31 CPU with display (recording)
Claims (2)
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