JP3868299B2 - Decommissioning monitoring system for decommissioning furnace - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば都市ゴミ焼却炉,産業廃棄物焼却炉,汚泥焼却炉等の各種焼却炉、熱分解炉、溶融炉の廃棄に際して解体する際に、内部の環境をモニタリングする廃棄炉の解体監視システムに関する。
【0002】
【背景技術】
例えば都市ゴミ焼却炉,産業廃棄物焼却炉,汚泥焼却炉等の各種焼却炉、熱分解炉、溶融炉を廃棄する際には解体する必要があるが、その解体作業には、炉壁に付着している有害物質(ダイオキシン類等の内分泌攪乱物質:いわゆる環境ホルモン、水銀等の重金属等)が炉内に充満する場合がある。このため、炉内から強制的に排気を行う必要があるが、連続して排気する場合には、吸引ファン等を使用する必要があり、その運転に要する費用が莫大になるという、問題がある。
【0003】
このため、作業員が防護服を着用して解体作業を行う必要があるが、防護服は作業員の環境を良好とするために、該防護服の内部に空気(酸素)を供給すると共に、防護服内を一定の温度(例えば20℃)に冷やすようにして、作業効率の低下を防いでいる。
【0004】
しかしながら、このような防護服の着用では作業を迅速に行うことができず、その結果作業効率の低下を招くという問題がある。
【0005】
本発明は上述した問題に鑑み、例えば都市ゴミ焼却炉,産業廃棄物焼却炉,汚泥焼却炉等の各種焼却炉、熱分解炉、溶融炉の廃棄に際して解体する際に、内部の環境をモニタリングする廃棄炉の解体監視システムを提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決する第1の発明は、廃棄する焼却炉を解体する設備の環境を監視する廃棄炉の解体監視システムであって、解体設備内の有害物質濃度を計測するガスモニタリング手段と、解体設備内から排出する排水中の有害物質を計測する排水モニタリング手段とを備えてなることを特徴とする廃棄炉の解体監視システムにある。
【0007】
第2の発明は、第1の発明において、上記ガスモニタリング手段で設定値以上となった際に、上記解体設備内を洗浄する洗浄手段を具備してなることを特徴とする廃棄炉の解体監視システムにある。
【0008】
第3の発明は、第1の発明において、上記ガスモニタリング手段で設定値以上となった際に、上記解体設備内の換気を行う換気手段を具備してなることを特徴とする廃棄炉の解体監視システムにある。
【0009】
第4の発明は、第3の発明において、上記換気手段の外部へ排気ガスを排出するラインにフィルタを介装してなることを特徴とする廃棄炉の解体監視システムにある。
【0010】
第5の発明は、第1の発明において、上記ガスモニタリング手段がレーザイオン化飛行時間型質量分析装置であることを特徴とする廃棄炉の解体監視システムにある。
【0011】
第6の発明は、第1の発明において、上記ガスモニタリング手段が、採取試料を真空チャンバー内へ連続的に導入する試料導入手段と、導入された試料にレーザを照射し、レーザイオン化させるレーザ照射手段と、レーザイオン化した分子を収束させる収束部と、該収束された分子を選択濃縮するイオントラップと、一定周期で放出されたイオンを検出するイオン検出器を備えた飛行時間型質量分析装置とを具備してなることを特徴とする廃棄炉の解体監視システムにある。
【0012】
第7の発明は、第1の発明において、上記排水モニタリング手段が固相抽出−ガスクロマトグラフ装置であることを特徴とする廃棄炉の解体監視システムにある。
【0013】
第8の発明は、第1の発明において、上記排水モニタリング手段が採取試料を導入し、固相吸着材で有機ハロゲン化物を保持する固相・吸着手段と、該固相・吸着手段から溶出液により溶出された有機ハロゲン化物の定性及び定量分析を行う検出手段とを備えてなることを特徴とする廃棄炉の解体監視システムにある。
【0014】
第9の発明は、第1の発明において、上記ガスモニタリング手段及び排水モニタリング手段が、紫外光、可視光、赤外光又は電磁波の吸収若しくは蛍光等の発光現象を用いて、ガス・溶液中の有害物質濃度測定を行うことを特徴とする廃棄炉の解体監視システムにある。
【0015】
第10の発明は、第1の発明において、上記ガスモニタリング手段及び排水モニタリング手段が、光源にレーザ光を用いて、ガス・溶液中の有害物質濃度測定を行うことを特徴とする廃棄炉の解体監視システムにある。
【0016】
第11の発明は、第10の発明において、上記レーザに位相変調を加えて位相を検波することを特徴とする廃棄炉の解体監視システムにある。
【0017】
第12の発明は、第10の発明において、レーザ光を用いて採取試料をプラズマ化し、プラズマ化したプラズマ光を分光してスペクトル光として重金属を分析することを特徴とする廃棄炉の解体監視システムにある。
【0018】
第13の発明は、第1乃至12のいずれか一の発明において、上記廃棄炉が都市ゴミ焼却炉,産業廃棄物焼却炉,汚泥焼却炉等の各種焼却炉、熱分解炉、溶融炉のいずれかであることを特徴とする廃棄炉の解体監視システムにある。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明による廃棄炉の解体監視システムの実施の形態を以下に説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【0020】
次に、本発明の装置を用いた廃棄炉の解体監視システムについて説明する。 図1に示すように、本実施の形態にかかる廃棄炉の解体監視システムは、廃棄する焼却炉を解体する設備の環境を監視する廃棄炉の解体監視システムであって、解体設備100内の有害物質濃度をサンプリング配管101を介して計測するガスモニタリング手段102と、解体設備100内から排水タンク103へ排出する排水104中の有害物質を計測する排水モニタリング手段105とを備えてなるものである。
また、解体設備100内の上方側には散水手段106と設備内のガスを外部へ排出するガス排気手段(例えば吸引ファン)107が設けられている。
さらに、排ガス通路108には例えば活性炭等の有害物質フィルタ109が介装されている。
【0021】
<排水モニタリング手段>
上記排水モニタリング手段105としては、例えば図2〜4に示すような、固相抽出ガスクロマトグラフ装置を挙げることができる。
【0022】
図2に固相抽出−ガスクロマトグラフ装置の概略を示す。図2に示すように、本実施の形態にかかる排水モニタリング手段105は、水溶液中の有機ハロゲン化物の濃度を検出する検出装置であって、採取試料11を導入し、固相吸着材で有害物質を保持する固相・吸着手段12と、該固相・吸着手段12からの溶出液をオートサンプラー13を介して1〜5μl導入し、溶出された有機ハロゲン化物の定性及び定量分析を行う検出手段14とを備えてなるものである。
【0023】
また、この検出手段14により検出された各種有害物質濃度は、監視司令室へ送ると共に、例えば所定のモニタ装置15により外部へ公表するようにしてもよい。
【0024】
上記固相・吸着手段12は、図3(A)に示すように、抽出カラム21内に固相吸着材22が挿入されてなるものであり、上記固相吸着材はシリカゲル又はアルミナから構成されている。
【0025】
上記固相吸着材に保持された有機ハロゲン化物を溶出する溶出液は目的の有害物質を溶出する溶剤であれば特に限定されるものではないが、例えばPCBやダイオキシン類等の有機ハロゲン化物の場合には、無極性溶剤(例えばn−ヘキサン、メチルアルコール、エチルアルコール)を挙げることができる。
【0026】
また、排水の監視は所定時間毎に行う必要があるので、定期的に採取試料を導入する試料導入手段を設け、自動的なサンプリングが可能となる。
【0027】
また、分析精度を向上させるために、必要に応じて1度に数検体を同時に行うような場合には、上記カラム21を複数本用意して、同時に有機ハロゲン化物を固相・吸着するようにしてもよい。
【0028】
以下に、固相・吸着手段12の抽出工程を図3(A)〜(D)を参照して説明する。
▲1▼コンディショニング工程
再現性のよい結果を得るために、試料を供給する前に、固相吸着材22にコンディショニング液31を供給して、なじませる(図3(A)参照)。
▲2▼保持工程
次に、採取試料32をカラム21内に導入する(図3(B)参照)。ここで、試料中には目的物であるPCB(又はダイオキシン類)33と、不純物X(不要なマトリックス)及び不純物Y(その他のマトリックス中の成分)とが含まれているとする。
▲3▼洗浄工程
次に、固相吸着材22に保持された不純物Xを洗浄液(例えばメチルアルーコール)で洗い流す(図3(C)参照)。
▲4▼溶出工程
次に、固相吸着材22に保持された目的物であるPCB(又はダイオキシン類)33を溶出液(n−ヘキサン)35で溶出させる。この溶出の際に、不純物Yは固相吸着材22中に残りPCB33との分離がなされる(図3(D)参照)。
【0029】
図4に上記有機ハロゲン化物の検出装置を用いた固相抽出の工程図を示す。
▲1▼先ず、固相吸着材22にn−ヘキサンを20mL供給し、固相乾燥(真空引き)を5分行う(S101)。
▲2▼次いで、メチルアルコールを20mL、超純水を20mLを流した後、試料(0.1〜1L)を導入し、PCB(又はダイオキシン類)を捕集し、固相抽出する(S102)。
この際、試料にはメチルアルコールを1%添加した。このメチルアルコールの添加はPCB(又はダイオキシン類)を分散させる機能を有している。
▲3▼その後、洗浄液(メチルアルコール)を5mLを流し(通液速度:0.3cc/s)洗浄する(S103)。
▲4▼その後、固相吸着材22を乾燥(真空引き)を5分行う(S104)。
▲5▼その後、n−ヘキサンを用い、通液速度を0.3cc/sとしてPCB(又はダイオキシン類)を溶出させ(S105)、5mLに定容する(S106)。
▲6▼次いで、ガスクロマトグラフ−質量分析計(GC−MS)又はガスクロマトグラフ−電子捕獲型検出器分析計(GC−ECD)のいずれかで1〜5μlを分析し(S107)、PCB(又はダイオキシン類)濃度を測定する(S108)。
▲7▼上記PCBを溶出したカラムはn−ヘキサントアセトンの混合液(1:1)で逆洗し、再生処理したのち、再度PCB(又はダイオキシン類)の測定に供することができる。
【0030】
この時の分析時間は約2時間弱であった。
比較のため、従来による公定法(計測時間:2日)と比較すると、以下のようであった。なお、検出器はガスクロマトグラフ−電子捕獲型検出器分析計(GC−ECD)を用いた。
【0031】
例えばPCBの環境排出基準値は3ppb(0.003mg/L)以下であることが要求されているが、本発明によれば、定量下限値が0.5ppb〜0.1ppbであり、迅速分析でしかも簡易な装置によって、十分に対応することができた。
【0032】
<排ガスモニタリング手段>
次に、本発明にかかるガスをモニタリングする場合には、例えばレーザイオン化飛行時間型質量分析装置を挙げることができる。
【0033】
図5に上記ガスモニタリング手段の具体的な装置を示す。
図5に示すように、レーザイオン化飛行時間型質量分析装置50は、採取試料を真空チャンバー内へ連続的に導入する試料導入手段であるキャピラリカラム54と、導入された試料である洩れだし分子線53にレーザ光55を照射し、レーザイオン化させるレーザ照射手段56と、レーザイオン化した分子を収束させる収束部と、該収束された分子を選択濃縮するイオントラップ57と、一定周期で放出され、リフレクトロン58で反射されたイオンを検出するイオン検出器59を備えた飛行時間型質量分析装置60とを具備してなるものである。
【0034】
そして、この検出器59により検出された信号強度の比較から測定対象のPCB、ダイオキシン類等の有機ハロゲン化物の濃度を求めることができる。
【0035】
図6に上記レーザイオン化飛行時間型質量分析装置を用いた、計測システムを示す。図6に示すように、有機ハロゲン化物濃度計測システム61は、ガス排出ラインから分枝したガスサンプリングライン62が真空チャンバ60と接続されており、該ライン62より真空チャンバ60内に洩れだし分子線として試料が導入され、レーザ照射装置56からのレーザ光55によりイオン化され飛行時間型質量分析法によりイオンが検出される。なお、図中、符号63は真空チャンバ60内を真空にする真空排気装置、64はこれらの装置を制御するコントローラである。
この計測システムを用いることにより、PCB濃度を検出感度が0.01mg/Nm3 、検出時間が1分以内の高感度迅速分析が可能となり、リアルタイム分析が可能とる。
【0036】
図7(a)及び(b)に例えばPCBを検出したイオン検出器からのシグナルの 一例を示す。ここで、横軸は飛行時間(秒)であり、縦軸はイオン信号強度(V)である。なお、4塩素のPCBについては図7(a)の拡大図として図7(b)に示した。
【0037】
ここで、作業環境基準値においては、PCBの作業環境許容濃度は0.1mg/m3 以下であることが要求されているが、本発明のシステムによれば、検出下限値が0.01mg/m3 (10ppb)であり、迅速分析でしかも簡易な装置によって、十分に対応することができた。
【0038】
上記排水モニタリング手段及び排ガスモニタリング手段は別々の装置を用いて監視しているが、本発明ではこれに特定されるものではなく、例えば紫外光、可視光、赤外光又はマイクロ波等の電磁波の吸収若しくは蛍光等の発光現象を用いて、ガス・溶液中のPCB濃度を行うようにしてもよい。
【0039】
測定は紫外領域は300nm以下とくには200〜300nm、可視領域は400〜760nm近傍、赤外領域は900cm-1以下とするのが好ましい。また、PCBの定量に用いる場合には、赤外領域では1457cm-1に吸収があるので、好ましい。
【0040】
この際、PCB類であることを確実とするために、複数の波長の測定を同時に行い、総合的に判断するようにしてもよい。
例えば、赤外領域で2波長、紫外領域で2波長、又は赤外領域と紫外領域との併用等である。
【0041】
また光源としてレーザを用い、所定の光路長さに設定して排ガス又は排水中のPCB等の濃度を測定するようにしてもよい。
【0042】
また、図8に示すようにレーザを用いた位相変調測定装置により高感度にPCB等を検出するようにしてもよい。
図8に示すように、排水管又は排ガス管71にレーザ光72を照射するレーザ光源73と、光源を制御して所望の波長のレーザ光72を出射させるレーザ駆動装置74と、レーザ光の発振波長に変調を付与する変調信号を発生させる発振機75と、透過したレーザ光を受光する検出器76と、発振機75の出力信号の周波数成分のn(n≧2、nは整数)倍周期の信号を発生する周波数逓倍部77と、周波数逓倍部の出力信号と検出器76の出力信号に基づいて検出信号を発生する位相敏感検出器(ロックインアンプ:PSD)78とを具備するものである。このレーザを用いた位相変調測定法によれば、発振レーザに変調を加え、そのレーザ光の受光の際に周波数逓倍された変調信号により同期検波を行い、その出力として高次微分吸収信号を得ることで、被測定物(ガス又は排水)中のPCB等の濃度を高精度で且つ連続的に測定することができる。
【0043】
また、排ガスを例えば固相吸着することで濃縮して、ガスクロマトグラフ−電子捕獲型検出器分析計(GC−ECD)でPCB等の濃度を測定するようにしてもよい。
【0044】
また、排ガス中のPCB等を溶媒(n−ヘキサン等)で吸収させ、その後液液抽出することで濃縮分離して、ガスクロマトグラフ−電子捕獲型検出器分析計(GC−ECD)でPCB濃度を測定するようにしてもよい。
【0045】
さらに、排ガス又は排水の通路に固相吸収材を介装させ、該固相吸収材にPCBを吸着させ、その後紫外線照射による吸光光度(UV法)によりPCB濃度を計測するようにしてもよい。
【0046】
また、排ガス中に含まれる水銀等の重金属をレーザ誘起ブレークダウン法(Laser Induced Breakdown Spectroscopy :LIBS法)を採用して、その組成成分を分析するようにしてもよい。
【0047】
図9は、LIBS法を採用した組成成分計測装置である。図9に示すように、炉から引き出した配管91内には、測定対象物が存在(流通)している。この配管91のうち測定場90の部分には、パージ流路83aを備えた計測窓83が設置されている。パルスレーザ装置81から出力されたレーザ光は、レンズ82及び計測窓83を介して測定場90に集光される。このため、測定場90に存在する微粒子(測定対象物の粒子)がプラズマ化し、プラズマ化した組成成分からはプラズマ光が発生する。
【0048】
発生したプラズマ光は、測定場90の計測窓83から外部に出力され、ミラー84で反射され、さらにレンズ85で集光されて分光器86に入射される。分光器86は、プラズマ光を分光してスペクトル光とし、分光したスペクトル光をCCDカメラ87に入力する。
【0049】
高速ゲートが可能なCCDカメラ87は、分光器86にて分光されたスペクトル光を撮影し、このスペクトル光に応じた映像信号をコンピュータ88に転送する。なお、CCDカメラ87は、同期ライン89を介してパルスレーザ装置81と接続されており、CCDカメラ87のゲート制御と、パルスレーザ装置81の発振とを同期させている。
【0050】
コンピュータ88は、転送されてきた映像信号(各成分からの発光強度情報を有している)を情報処理演算することにより、測定場90に存在する煤塵中の水銀等の重金属の組成成分等をリアルタイムで算出する。つまり、各種重金属に応じたスペクトル光の発光波長の違いから組成成分を同定するとともに、発光強度から組成成分の濃度を求めている。
【0051】
このように測定現場にてリアルタイムで測定対象物の組成成分の計測ができるので、計測結果に基づき、廃棄する焼却炉の解体作業環境が基準を超えるような場合には、例えば解体設備100内の上方側に設けた散水手段106から散水したり、設備内のガスを外部へ排出するガス排気手段(例えば吸引ファン)107を用いて強制的に排出したり、さらには、排ガス通路108には例えば活性炭等の有害物質フィルタ109を介装して、外部への有害物質の排出を抑制したりして、廃棄炉の解体作業における制御を良好に実行することができるようになる。
【0052】
【発明の効果】
以上の説明したように、本発明によれば、焼却炉改訂設備の作業環境を関しするシステムであって、解体設備内の有害物質濃度を計測するガスモニタリング手段と、解体設備内から排出する排水中の有害物質を計測する排水モニタリング手段とを備えてなるので、PCB、ダイオキシン類等の有機ハロゲン化物の濃度を監視しつつ廃棄する焼却炉の解体作業を安全にしかも大気環境への汚染を防止しながら行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】廃棄炉の解体監視システムの概略図である。
【図2】固相抽出−ガスクロマトグラフ装置の概略の概略図である。
【図3】固相抽出システムの工程図である。
【図4】排水モニタリングシステムのフロー図である。
【図5】排ガスモニタリングシステムの概略図である。
【図6】PCB濃度計測システムの概略図である。
【図7】PCBを検出したイオン検出器からの測定チャートの一例である。
【図8】レーザ位相変調測定装置の概略図である。
【図9】LIBS法を採用した組成成分計測装置の概要図である。
【符号の説明】
100 解体設備
101 サンプリング配管
102 ガスモニタリング手段
103 排水タンク
104 排水
105 排水モニタリング手段
106 散水手段
107 ガス排気手段
108 排ガス通路
109 有害物質フィルタ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to dismantling monitoring of a waste furnace that monitors the internal environment when disassembling, for example, various incinerators such as municipal waste incinerators, industrial waste incinerators, sludge incinerators, thermal decomposition furnaces, melting furnaces, etc. About the system.
[0002]
[Background]
For example, when disposing of various incinerators such as municipal waste incinerators, industrial waste incinerators, sludge incinerators, pyrolysis furnaces, melting furnaces, it is necessary to dismantle them. The furnace may be filled with harmful substances (endocrine disruptors such as dioxins: so-called environmental hormones, heavy metals such as mercury). For this reason, it is necessary to forcibly exhaust from the furnace, but in the case of continuous exhaust, it is necessary to use a suction fan or the like, and there is a problem that the cost required for the operation becomes enormous .
[0003]
For this reason, it is necessary for the worker to wear the protective clothing and perform the dismantling work. In order to improve the environment of the worker, the protective clothing supplies air (oxygen) to the inside of the protective clothing, The inside of the protective clothing is cooled to a certain temperature (for example, 20 ° C.) to prevent the work efficiency from being lowered.
[0004]
However, there is a problem that the wearing of such protective clothing does not allow the work to be performed quickly, resulting in a decrease in work efficiency.
[0005]
In view of the above-mentioned problems, the present invention monitors the internal environment when disassembling, for example, various incinerators such as municipal waste incinerators, industrial waste incinerators, sludge incinerators, thermal decomposition furnaces, and melting furnaces. It is an object to provide a decommissioning monitoring system for a decommissioning furnace.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A first invention that solves the above-described problem is a decommissioning monitoring system for a decommissioning furnace that monitors the environment of a facility that dismantles an incinerator to be disposed of, a gas monitoring unit that measures the concentration of harmful substances in the demolition facility, The present invention is a decommissioning monitoring system for a waste furnace, comprising wastewater monitoring means for measuring harmful substances in wastewater discharged from the dismantling facility.
[0007]
A second invention comprises a decommissioning monitor for a waste furnace according to the first invention, comprising a cleaning means for cleaning the inside of the dismantling facility when the gas monitoring means exceeds a set value. In the system.
[0008]
A third aspect of the present invention is the dismantling of a waste furnace according to the first aspect of the present invention, further comprising ventilation means for ventilating the dismantling equipment when the gas monitoring means reaches a set value or more. In the surveillance system.
[0009]
A fourth invention is the dismantling monitoring system for a waste furnace according to the third invention, wherein a filter is interposed in a line for discharging exhaust gas to the outside of the ventilation means.
[0010]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a dismantling and monitoring system for a waste furnace according to the first aspect, wherein the gas monitoring means is a laser ionization time-of-flight mass spectrometer.
[0011]
According to a sixth invention, in the first invention, the gas monitoring means includes a sample introduction means for continuously introducing the collected sample into the vacuum chamber, and a laser irradiation for irradiating the introduced sample with a laser for laser ionization. Means, a converging unit for converging laser ionized molecules, an ion trap for selectively concentrating the converged molecules, and a time-of-flight mass spectrometer equipped with an ion detector for detecting ions emitted at a constant period; It is in the dismantling monitoring system of the waste furnace characterized by comprising.
[0012]
A seventh invention is the dismantling monitoring system for a waste furnace according to the first invention, wherein the waste water monitoring means is a solid phase extraction-gas chromatograph device.
[0013]
According to an eighth invention, in the first invention, the wastewater monitoring means introduces the collected sample and holds the organic halide with the solid-phase adsorbent, and the eluate from the solid-phase / adsorption means. A decommissioning monitoring system for a waste furnace, comprising a detection means for performing qualitative and quantitative analysis of an organic halide eluted by the above.
[0014]
According to a ninth invention, in the first invention, the gas monitoring means and the wastewater monitoring means use ultraviolet light, visible light, infrared light, electromagnetic wave absorption or light emission phenomenon such as fluorescence to It is in the decommissioning monitoring system of a waste furnace characterized by measuring the concentration of harmful substances.
[0015]
A tenth aspect of the present invention is the dismantling of the waste furnace according to the first aspect, wherein the gas monitoring means and the waste water monitoring means measure the concentration of harmful substances in the gas / solution using a laser beam as a light source. In the surveillance system.
[0016]
An eleventh aspect of the invention resides in a decommissioning monitoring system for a waste furnace according to the tenth aspect of the invention, wherein phase detection is performed by applying phase modulation to the laser.
[0017]
A twelfth aspect of the present invention is the decommissioning monitoring system for a waste furnace according to the tenth aspect of the present invention, wherein a sample collected is converted into plasma using laser light, and the heavy plasma is analyzed as spectral light by dispersing the plasmaized plasma light. It is in.
[0018]
A thirteenth invention is the invention according to any one of the first to twelfth inventions, wherein the waste furnace is any one of various incinerators such as a municipal waste incinerator, an industrial waste incinerator, a sludge incinerator, a pyrolysis furnace, and a melting furnace. It is in the decommissioning monitoring system of the decommissioning furnace characterized by being.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the decommissioning decommissioning monitoring system according to the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these embodiments.
[0020]
Next, a decommissioning monitoring system for a waste furnace using the apparatus of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the decommissioning monitoring system for a decommissioning furnace according to this embodiment is a decommissioning monitoring system for a decommissioning furnace that monitors the environment of the decommissioning incinerator, and is harmful to the demolition facility 100. Gas monitoring means 102 for measuring the substance concentration via the sampling pipe 101 and drainage monitoring means 105 for measuring harmful substances in the wastewater 104 discharged from the dismantling facility 100 to the drainage tank 103 are provided.
Further, on the upper side in the dismantling facility 100, a watering means 106 and a gas exhaust means (for example, a suction fan) 107 for discharging the gas in the equipment to the outside are provided.
Further, a harmful substance filter 109 such as activated carbon is interposed in the exhaust gas passage 108.
[0021]
<Drainage monitoring means>
Examples of the wastewater monitoring means 105 include a solid phase extraction gas chromatograph apparatus as shown in FIGS.
[0022]
FIG. 2 shows an outline of a solid phase extraction-gas chromatograph apparatus. As shown in FIG. 2, the wastewater monitoring means 105 according to the present embodiment is a detection device that detects the concentration of organic halides in an aqueous solution. The solid phase / adsorption means 12 for holding the sample and the detection means for introducing 1-5 μl of the eluate from the solid phase / adsorption means 12 through the autosampler 13 and performing qualitative and quantitative analysis of the eluted organic halide 14.
[0023]
In addition, the various harmful substance concentrations detected by the detecting means 14 may be sent to the monitoring command room and announced to the outside by, for example, a predetermined monitoring device 15.
[0024]
As shown in FIG. 3 (A), the solid-phase / adsorption means 12 is formed by inserting a solid-phase adsorbent 22 into an extraction column 21, and the solid-phase adsorbent is made of silica gel or alumina. ing.
[0025]
The eluate that elutes the organic halide retained on the solid-phase adsorbent is not particularly limited as long as it is a solvent that elutes the target harmful substance. For example, in the case of organic halides such as PCBs and dioxins May include nonpolar solvents (eg, n-hexane, methyl alcohol, ethyl alcohol).
[0026]
In addition, since it is necessary to monitor the drainage every predetermined time, it is possible to automatically sample by providing a sample introduction means for periodically introducing a collected sample.
[0027]
In addition, in order to improve the analysis accuracy, when several samples are performed simultaneously as necessary, a plurality of the columns 21 are prepared so that the organic halide is simultaneously solid-phased and adsorbed. May be.
[0028]
The extraction process of the solid phase / adsorption means 12 will be described below with reference to FIGS.
{Circle around (1)} Conditioning Step In order to obtain a result with good reproducibility, the conditioning liquid 31 is supplied to the solid-phase adsorbent 22 and fed before supplying the sample (see FIG. 3A).
(2) Holding step Next, the collected sample 32 is introduced into the column 21 (see FIG. 3B). Here, it is assumed that the sample includes PCB (or dioxins) 33 as an object, impurity X (unnecessary matrix), and impurity Y (components in other matrices).
(3) Washing step Next, the impurities X held on the solid-phase adsorbent 22 are washed away with a washing liquid (for example, methyl alcohol) (see FIG. 3C).
(4) Elution Step Next, PCB (or dioxins) 33 which is the target product held on the solid phase adsorbent 22 is eluted with an eluent (n-hexane) 35. During the elution, the impurity Y remains in the solid-phase adsorbent 22 and is separated from the PCB 33 (see FIG. 3D).
[0029]
FIG. 4 shows a process diagram of solid-phase extraction using the organic halide detection apparatus.
(1) First, 20 mL of n-hexane is supplied to the solid-phase adsorbent 22 and solid-phase drying (evacuation) is performed for 5 minutes (S101).
(2) Next, after 20 mL of methyl alcohol and 20 mL of ultrapure water are flowed, a sample (0.1 to 1 L) is introduced, PCB (or dioxins) is collected, and solid phase extraction is performed (S102). .
At this time, 1% of methyl alcohol was added to the sample. The addition of methyl alcohol has a function of dispersing PCB (or dioxins).
(3) Thereafter, 5 mL of cleaning liquid (methyl alcohol) is poured (liquid passing speed: 0.3 cc / s) for cleaning (S103).
(4) Thereafter, the solid-phase adsorbent 22 is dried (evacuated) for 5 minutes (S104).
{Circle around (5)} Thereafter, using n-hexane and elution of PCB (or dioxins) at a flow rate of 0.3 cc / s (S105), the volume is adjusted to 5 mL (S106).
(6) Next, 1 to 5 μl is analyzed with either a gas chromatograph-mass spectrometer (GC-MS) or a gas chromatograph-electron capture detector analyzer (GC-ECD) (S107), and PCB (or dioxin) Class) The concentration is measured (S108).
(7) The column from which the PCB has been eluted can be back-washed with a mixed solution of n-hexanetoacetone (1: 1), regenerated, and then subjected to PCB (or dioxins) measurement again.
[0030]
The analysis time at this time was about 2 hours or less.
For comparison, it was as follows when compared with a conventional official method (measurement time: 2 days). The detector used was a gas chromatograph-electron capture detector analyzer (GC-ECD).
[0031]
For example, the environmental emission standard value of PCB is required to be 3 ppb (0.003 mg / L) or less, but according to the present invention, the lower limit of quantification is 0.5 ppb to 0.1 ppb, Moreover, it was possible to cope with it with a simple device.
[0032]
<Exhaust gas monitoring means>
Next, when monitoring the gas concerning this invention, a laser ionization time-of-flight mass spectrometer can be mentioned, for example.
[0033]
FIG. 5 shows a specific apparatus of the gas monitoring means.
As shown in FIG. 5, a laser ionization time-of-flight mass spectrometer 50 includes a capillary column 54 that is a sample introduction means for continuously introducing a collected sample into a vacuum chamber, and a leaked molecular beam that is an introduced sample. 53 is irradiated with a laser beam 55 and laser ionization means 56 for laser ionization, a converging unit for converging the laser ionized molecules, an ion trap 57 for selectively concentrating the converged molecules, emitted at a constant period, and reflected And a time-of-flight mass spectrometer 60 having an ion detector 59 for detecting ions reflected by the Ron 58.
[0034]
The concentration of organic halides such as PCB and dioxins to be measured can be obtained from comparison of signal intensities detected by the detector 59.
[0035]
FIG. 6 shows a measurement system using the laser ionization time-of-flight mass spectrometer. As shown in FIG. 6, in the organic halide concentration measuring system 61, a gas sampling line 62 branched from a gas discharge line is connected to a vacuum chamber 60, which leaks into the vacuum chamber 60 from the line 62. A sample is introduced, ionized by laser light 55 from the laser irradiation device 56, and ions are detected by time-of-flight mass spectrometry. In the figure, reference numeral 63 denotes an evacuation device that evacuates the vacuum chamber 60, and reference numeral 64 denotes a controller that controls these devices.
By using this measurement system, the PCB concentration can be detected with a sensitivity of 0.01 mg / Nm 3 and a detection time of 1 minute or less with high sensitivity and real time analysis.
[0036]
FIGS. 7A and 7B show examples of signals from an ion detector that detects, for example, PCB. Here, the horizontal axis represents time of flight (seconds), and the vertical axis represents ion signal intensity (V). The 4-chlorine PCB is shown in FIG. 7 (b) as an enlarged view of FIG. 7 (a).
[0037]
Here, in the work environment reference value, the work environment allowable concentration of PCB is required to be 0.1 mg / m 3 or less. However, according to the system of the present invention, the detection lower limit value is 0.01 mg / m 2. m 3 (10 ppb), and it was possible to sufficiently cope with a quick analysis and a simple apparatus.
[0038]
The wastewater monitoring means and the exhaust gas monitoring means are monitored using separate devices, but the present invention is not limited to this, and for example, electromagnetic waves such as ultraviolet light, visible light, infrared light, or microwaves are used. You may make it perform PCB density | concentration in gas and a solution using light emission phenomena, such as absorption or fluorescence.
[0039]
In the measurement, the ultraviolet region is preferably 300 nm or less, particularly 200 to 300 nm, the visible region is preferably near 400 to 760 nm, and the infrared region is preferably 900 cm −1 or less. Further, when used for quantitative determination of PCB, it is preferable because there is absorption at 1457 cm −1 in the infrared region.
[0040]
At this time, in order to ensure that it is a PCB, a plurality of wavelengths may be measured simultaneously to make a comprehensive judgment.
For example, two wavelengths in the infrared region, two wavelengths in the ultraviolet region, or a combination of the infrared region and the ultraviolet region.
[0041]
Further, a laser may be used as a light source, and the concentration of PCB or the like in exhaust gas or waste water may be measured by setting to a predetermined optical path length.
[0042]
Further, as shown in FIG. 8, a PCB or the like may be detected with high sensitivity by a phase modulation measuring apparatus using a laser.
As shown in FIG. 8, a laser light source 73 for irradiating a drain pipe or exhaust gas pipe 71 with a laser beam 72, a laser driving device 74 for controlling the light source to emit a laser beam 72 of a desired wavelength, and oscillation of the laser beam An oscillator 75 that generates a modulation signal that modulates the wavelength, a detector 76 that receives the transmitted laser light, and an n (n ≧ 2, n is an integer) multiple period of the frequency component of the output signal of the oscillator 75 And a phase sensitive detector (lock-in amplifier: PSD) 78 for generating a detection signal based on the output signal of the frequency multiplier and the output signal of the detector 76. is there. According to the phase modulation measurement method using this laser, modulation is performed on the oscillation laser, synchronous detection is performed with the frequency-multiplied modulation signal when receiving the laser beam, and a high-order differential absorption signal is obtained as the output. Thereby, the density | concentration of PCB etc. in a to-be-measured object (gas or waste_water | drain) can be continuously measured with high precision.
[0043]
Further, the exhaust gas may be concentrated by, for example, solid-phase adsorption, and the concentration of PCB or the like may be measured with a gas chromatograph-electron capture detector analyzer (GC-ECD).
[0044]
Further, PCBs in exhaust gas are absorbed with a solvent (n-hexane, etc.) and then concentrated by liquid-liquid extraction, and the PCB concentration is measured with a gas chromatograph-electron capture detector analyzer (GC-ECD). You may make it measure.
[0045]
Further, a solid-phase absorbent material may be interposed in the passage of exhaust gas or drainage, PCB may be adsorbed on the solid-phase absorbent material, and then the PCB concentration may be measured by absorbance (UV method) by ultraviolet irradiation.
[0046]
Further, a heavy metal such as mercury contained in exhaust gas may be analyzed by using a laser induced breakdown spectroscopy (LIBS method) to analyze its compositional components.
[0047]
FIG. 9 shows a composition component measuring apparatus employing the LIBS method. As shown in FIG. 9, the measurement object exists (circulates) in the pipe 91 drawn out from the furnace. A measurement window 83 having a purge flow path 83a is installed in the measurement field 90 of the pipe 91. Laser light output from the pulse laser device 81 is focused on the measurement field 90 via the lens 82 and the measurement window 83. For this reason, fine particles (particles to be measured) existing in the measurement field 90 are turned into plasma, and plasma light is generated from the plasma-generated composition component.
[0048]
The generated plasma light is output to the outside from the measurement window 83 of the measurement field 90, reflected by the mirror 84, further collected by the lens 85, and incident on the spectroscope 86. The spectroscope 86 splits the plasma light into spectral light, and inputs the spectral light into the CCD camera 87.
[0049]
The CCD camera 87 capable of high-speed gate captures the spectrum light separated by the spectroscope 86 and transfers a video signal corresponding to the spectrum light to the computer 88. The CCD camera 87 is connected to the pulse laser device 81 via a synchronization line 89, and the gate control of the CCD camera 87 and the oscillation of the pulse laser device 81 are synchronized.
[0050]
The computer 88 performs information processing calculation on the transferred video signal (having light emission intensity information from each component), so that the composition component of heavy metal such as mercury in the dust existing in the measurement field 90 is obtained. Calculate in real time. That is, the composition component is identified from the difference in emission wavelength of the spectrum light corresponding to various heavy metals, and the concentration of the composition component is obtained from the emission intensity.
[0051]
Thus, since the composition component of the measurement object can be measured in real time at the measurement site, based on the measurement result, when the dismantling work environment of the incinerator to be discarded exceeds the standard, for example, in the dismantling equipment 100 Water is sprayed from the water spray means 106 provided on the upper side, the gas exhaust means (for example, a suction fan) 107 for discharging the gas in the facility to the outside is forcibly discharged, and further, the exhaust gas passage 108 has, for example, Control of the dismantling operation of the waste furnace can be performed satisfactorily by interposing a harmful substance filter 109 such as activated carbon to suppress discharge of harmful substances to the outside.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the system relates to the working environment of the incinerator revised equipment, which is a gas monitoring means for measuring the concentration of harmful substances in the demolition facility, and the drainage discharged from the demolition facility. Equipped with a wastewater monitoring means that measures harmful substances in the wastewater, so that the dismantling work of the incinerator to be discarded while monitoring the concentration of organic halides such as PCBs and dioxins is safe and prevents pollution to the air environment Can be done.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a dismantling monitoring system for a waste furnace.
FIG. 2 is a schematic diagram of a solid phase extraction-gas chromatograph apparatus.
FIG. 3 is a process diagram of a solid-phase extraction system.
FIG. 4 is a flow diagram of a wastewater monitoring system.
FIG. 5 is a schematic view of an exhaust gas monitoring system.
FIG. 6 is a schematic view of a PCB concentration measurement system.
FIG. 7 is an example of a measurement chart from an ion detector that detects PCB.
FIG. 8 is a schematic view of a laser phase modulation measuring apparatus.
FIG. 9 is a schematic diagram of a composition component measuring apparatus employing a LIBS method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Demolition equipment 101 Sampling piping 102 Gas monitoring means 103 Drain tank 104 Drainage 105 Drainage monitoring means 106 Sprinkling means 107 Gas exhaust means 108 Exhaust gas passage 109 Toxic substance filter

Claims (13)

廃棄する焼却炉を解体する設備の環境を監視する廃棄炉の解体監視システムであって、
解体設備内の有害物質濃度を計測するガスモニタリング手段と、
解体設備内から排出する排水中の有害物質を計測する排水モニタリング手段とを備えてなることを特徴とする廃棄炉の解体監視システム。
A decommissioning monitoring system for a decommissioning furnace that monitors the environment of a facility that dismantles an incinerator for disposal,
Gas monitoring means for measuring the concentration of harmful substances in the dismantling facility,
A decommissioning monitoring system for a waste furnace, comprising wastewater monitoring means for measuring harmful substances in wastewater discharged from the dismantling facility.
請求項1において、
上記ガスモニタリング手段で設定値以上となった際に、上記解体設備内を洗浄する洗浄手段を具備してなることを特徴とする廃棄炉の解体監視システム。
In claim 1,
A dismantling monitoring system for a waste furnace, comprising cleaning means for cleaning the inside of the dismantling facility when the gas monitoring means reaches a set value or more.
請求項1において、
上記ガスモニタリング手段で設定値以上となった際に、上記解体設備内の換気を行う換気手段を具備してなることを特徴とする廃棄炉の解体監視システム。
In claim 1,
A decommissioning monitoring system for a waste furnace, comprising ventilation means for ventilating the dismantling equipment when the gas monitoring means reaches a set value or more.
請求項3において、
上記換気手段の外部へ排気ガスを排出するラインにフィルタを介装してなることを特徴とする廃棄炉の解体監視システム。
In claim 3,
A decommissioning monitoring system for a waste furnace, comprising a filter in a line for exhausting exhaust gas to the outside of the ventilation means.
請求項1において、
上記ガスモニタリング手段がレーザイオン化飛行時間型質量分析装置であることを特徴とする廃棄炉の解体監視システム。
In claim 1,
A dismantling monitoring system for a waste furnace, wherein the gas monitoring means is a laser ionization time-of-flight mass spectrometer.
請求項1において、
上記ガスモニタリング手段が、採取試料を真空チャンバー内へ連続的に導入する試料導入手段と、導入された試料にレーザを照射し、レーザイオン化させるレーザ照射手段と、レーザイオン化した分子を収束させる収束部と、該収束された分子を選択濃縮するイオントラップと、一定周期で放出されたイオンを検出するイオン検出器を備えた飛行時間型質量分析装置とを具備してなることを特徴とする廃棄炉の解体監視システム。
In claim 1,
The gas monitoring means includes a sample introduction means for continuously introducing the collected sample into the vacuum chamber, a laser irradiation means for irradiating the introduced sample with a laser to cause laser ionization, and a convergence unit for converging the laser ionized molecules. A waste furnace comprising: an ion trap for selectively concentrating the focused molecules; and a time-of-flight mass spectrometer equipped with an ion detector for detecting ions released at a constant period. Dismantling monitoring system.
請求項1において、
上記排水モニタリング手段が固相抽出−ガスクロマトグラフ装置であることを特徴とする廃棄炉の解体監視システム。
In claim 1,
A waste furnace disassembly monitoring system, wherein the waste water monitoring means is a solid phase extraction-gas chromatograph apparatus.
請求項1において、
上記排水モニタリング手段が採取試料を導入し、固相吸着材で有機ハロゲン化物を保持する固相・吸着手段と、該固相・吸着手段から溶出液により溶出された有機ハロゲン化物の定性及び定量分析を行う検出手段とを備えてなることを特徴とする廃棄炉の解体監視システム。
In claim 1,
The wastewater monitoring means introduces the collected sample and holds the organic halide with the solid-phase adsorbent, and the qualitative and quantitative analysis of the organic halide eluted from the solid-phase / adsorption means by the eluent A decommissioning monitoring system for a waste furnace, comprising:
請求項1において、
上記ガスモニタリング手段及び排水モニタリング手段が、紫外光、可視光、赤外光又は電磁波の吸収若しくは蛍光等の発光現象を用いて、ガス・溶液中の有害物質濃度測定を行うことを特徴とする廃棄炉の解体監視システム。
In claim 1,
Disposal characterized in that the gas monitoring means and the wastewater monitoring means measure the concentration of harmful substances in gases and solutions using ultraviolet light, visible light, infrared light, electromagnetic wave absorption or fluorescent light emission phenomenon. Furnace demolition monitoring system.
請求項1において、
上記ガスモニタリング手段及び排水モニタリング手段が、光源にレーザ光を用いて、ガス・溶液中の有害物質濃度測定を行うことを特徴とする廃棄炉の解体監視システム。
In claim 1,
A decommissioning monitoring system for a waste furnace, wherein the gas monitoring means and the wastewater monitoring means measure the concentration of harmful substances in the gas / solution using a laser beam as a light source.
請求項10において、
上記レーザに位相変調を加えて位相を検波することを特徴とする廃棄炉の解体監視システム。
In claim 10,
A decommissioning monitoring system for a waste furnace, wherein phase detection is performed by applying phase modulation to the laser.
請求項10において、
レーザ光を用いて採取試料をプラズマ化し、プラズマ化したプラズマ光を分光してスペクトル光として重金属を分析することを特徴とする廃棄炉の解体監視システム。
In claim 10,
A dismantling and monitoring system for a waste furnace, characterized in that a collected sample is converted into plasma using laser light, and the plasma light converted into plasma is analyzed to analyze heavy metals as spectral light.
請求項1乃至12のいずれか一において、
上記廃棄炉が都市ゴミ焼却炉,産業廃棄物焼却炉,汚泥焼却炉等の各種焼却炉、熱分解炉、溶融炉のいずれかであることを特徴とする廃棄炉の解体監視システム。
In any one of Claims 1 thru | or 12,
A dismantling monitoring system for a waste furnace, wherein the waste furnace is any one of various incinerators such as a municipal waste incinerator, an industrial waste incinerator, a sludge incinerator, a pyrolysis furnace, and a melting furnace.
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