JP4513872B2 - Method and apparatus for measuring exhaust gas odor of cement manufacturing facility - Google Patents
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Description
本発明は、セメント製造設備で発生する排ガス中の臭気を連続的に測定する方法及び排ガス臭気測定装置に関する。 The present invention relates to a method for continuously measuring an odor in exhaust gas generated in a cement manufacturing facility and an exhaust gas odor measuring apparatus.
セメント製造のための原料は、石灰石、粘土、けい石、酸化鉄原料等の天然の無機材料から構成されている。しかし、近年では各種の産業廃棄物を処分のためセメント原料やセメント焼成用の燃料の一部として利用するようになってきている。この産業廃棄物には、廃プラスチック、油分や洗浄剤等を含む土壌、各種汚泥等が混在していることにより、石炭を起源とするものではない炭素分や有機分が発生するようになってきた。これら産業廃棄物からの揮発やその燃焼によって生じる排ガスは、臭気物質を含むため、その管理が必要である。 Raw materials for cement production are composed of natural inorganic materials such as limestone, clay, silica, and iron oxide raw materials. However, in recent years, various industrial wastes have come to be used as a part of cement raw material or cement burning fuel for disposal. This industrial waste contains waste plastics, soil containing oil and cleaning agents, and various sludges. As a result, carbon and organic components that do not originate from coal are generated. It was. Since the exhaust gas generated by volatilization from these industrial wastes or their combustion contains odorous substances, it must be managed.
この場合、臭気に関する法規制として、悪臭防止法では、特定悪臭物質濃度を基準に臭気を測定するものと、臭気指数を基準にするものとが存在するが、ほとんどの臭気は種々の低濃度物質が混合した複合臭として存在するため、特定悪臭物質濃度を測定するよりも臭気指数基準の方が現実的である。臭気指数とは、嗅覚が正常であることが確認されている被検者が臭気を感じなくなるまで試料を無臭空気で希釈したときの希釈倍率（臭気濃度）から算出される数値であり、臭いそのものを人間の嗅覚で測定するものである。 In this case, there are two types of legal regulations regarding odors, the odor control law, which measures odors based on the concentration of specific malodorous substances, and those based on odor index, but most odors are various low-concentration substances. Therefore, the odor index standard is more realistic than measuring the specific malodorous substance concentration. The odor index is a numerical value calculated from the dilution factor (odor concentration) when the sample is diluted with odorless air until the subject who is confirmed to have normal olfaction feels no odor. Is measured by human olfaction.
臭気を計測するセンサとしては一般には半導体センサがよく知られている。この半導体センサは、半導体表面における臭気分子の吸着によって半導体の抵抗値が変化することを利用したものであるが、原理的には、特定の単一物質を検出対象とするガスセンサであるため、そのままでは、種々の臭気物質が混合した複合臭を人間の嗅覚のように区別するのは難しい。 Generally, a semiconductor sensor is well known as a sensor for measuring odor. This semiconductor sensor utilizes the fact that the resistance value of the semiconductor changes due to adsorption of odorous molecules on the semiconductor surface, but in principle, because it is a gas sensor that detects a specific single substance, it remains as it is. Therefore, it is difficult to distinguish a complex odor mixed with various odorous substances like human olfaction.
そこで、従来では、例えば特許文献１に記載された臭気測定装置のように、複数の半導体センサを用いて、それぞれに異なる臭気に対して感応性を有するようにしておき、この半導体センサの出力と種々の臭気に対する人の感性データとの対応関係をニューラルネットワークに構築し、臭気を半導体センサで検出しながら人の感覚で表現できるようにしたものが提案されている。
しかしながら、半導体センサは、そのセンサ素子である酸化物半導体が還元性ガスを吸着することにより反応する現象を利用したものであり、臭気物質が還元性ガスからなる場合は問題ないが、酸化性ガスが存在する場合には負の誤差を生じる。臭気物質はその９８％程度が還元性ガスであるが、セメント製造設備で発生する排ガス中には、窒素酸化物（ＮＯｘ）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）等の酸化性ガスが含まれるため、このような半導体センサを使用してセメント製造設備の排ガス中の臭気を正確に測定することは困難である。
一方、臭気指数を三点比較式臭袋法で直接測定するのでは、測定の都度、ガスのサンプリングと被検者の確保が必要であり、連続的な測定は不可能である。
However, the semiconductor sensor uses a phenomenon in which the oxide semiconductor that is the sensor element reacts by adsorbing the reducing gas, and there is no problem when the odorous substance is made of the reducing gas. Causes a negative error. About 98% of odorous substances are reducing gases, but the exhaust gas generated in cement production facilities contains oxidizing gases such as nitrogen oxides (NOx) and sulfur oxides (SOx). It is difficult to accurately measure the odor in the exhaust gas of a cement manufacturing facility using such a semiconductor sensor.
On the other hand, if the odor index is directly measured by the three-point comparison odor bag method, it is necessary to sample the gas and secure the subject every time it is measured, and continuous measurement is impossible.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ＮＯｘやＳＯｘを含むセメント製造設備からの排ガスの臭気を正確に測定するとともに、臭気指数による管理を可能とした測定方法及び測定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a measurement method and a measurement apparatus that accurately measure the odor of exhaust gas from cement production facilities containing NOx and SOx and that can be managed by an odor index. The purpose is to provide.
セメント製造設備で発生する排ガス中の有機物としては、（１）原料の粉砕、乾燥等を行う原料工程や、原料の予熱を含む焼成工程で原料（原料系廃棄物を含む）中の有機物が揮発するもの、（２）燃料（燃料系廃棄物を含む）の不完全燃焼により発生するもの、（３）原料工程や焼成工程の中で種物質から他の有機物と反応し合成されるもの等がある。そして、排ガス中の臭気は、燃料の燃焼によるものと、原料によるもの（有機物）とがあるが、複合臭としては、燃料の燃焼による臭気の影響は小さい。したがって、上記（１）〜（３）の理由で発生する有機物の量、すなわち全炭化水素（Total HydroCarbon：略してＴＨＣということがある）の量を測定することで臭気の測定が可能になる。 As organic substances in exhaust gas generated at cement manufacturing facilities, (1) organic substances in raw materials (including raw material waste) are volatilized in raw material processes that crush and dry raw materials, and firing processes that include preheating of raw materials. (2) those generated by incomplete combustion of fuel (including fuel waste), (3) those synthesized by reacting with other organic substances from seed materials in the raw material process or firing process, etc. is there. The odors in the exhaust gas include those caused by fuel combustion and those caused by raw materials (organic matter). However, as a composite odor, the influence of odor caused by fuel combustion is small. Therefore, the odor can be measured by measuring the amount of organic matter generated for the above reasons (1) to (3), that is, the amount of total hydrocarbons (sometimes referred to as THC for short).
このような知見の下、本発明に係るセメント製造設備の排ガス臭気測定方法は、セメント製造設備から発生する排ガス中の全炭化水素量を連続的に測定して、この全炭化水素量から排ガスの臭気指数を推定することを特徴する。 Under such knowledge, the method for measuring exhaust gas odor of a cement manufacturing facility according to the present invention continuously measures the total amount of hydrocarbons in the exhaust gas generated from the cement manufacturing facility, and from this total hydrocarbon amount, It is characterized by estimating the odor index.
すなわち、排ガスの全炭化水素量を連続的に測定すると、排ガス中に含まれる有機物量に応じて測定値が上下する。この測定値をチャートに示した場合に、有機物量の変化に起因して測定値が変動する場合は、その測定値が描くチャートのベースラインを上下させるように変化するので、その測定値から排ガスの臭気指数を推定するのである。 That is, when the total amount of hydrocarbons in the exhaust gas is continuously measured, the measured value increases or decreases according to the amount of organic substances contained in the exhaust gas. When this measurement value is shown on the chart and the measurement value fluctuates due to a change in the amount of organic matter, it changes so that the baseline of the chart drawn by the measurement value changes. The odor index is estimated.
この場合、その推定においては、全炭化水素量の変化のピーク部を補正又は除外し、その補正又は除外後の全炭化水素量から臭気指数を推定することとしてもよい。つまり、全炭化水素量の測定値が急激に変化してピーク部が生じるような場合は、燃焼等の運転状況によるものであり、臭気をもつ有機物量に起因するものではない。したがって、このピーク部を補正又は除外した後の全炭化水素量を用いて臭気指数を推定するのである。 In this case, in the estimation, the peak portion of the change in the total hydrocarbon amount may be corrected or excluded, and the odor index may be estimated from the total hydrocarbon amount after the correction or exclusion . That is, when the measured value of the total hydrocarbon amount changes suddenly and a peak portion is generated, it is due to the operating condition such as combustion and not due to the amount of organic matter having an odor. Therefore, the odor index is estimated using the total hydrocarbon amount after correcting or excluding this peak portion.
この補正又は除外をする場合、排ガス中の全炭化水素量と一酸化炭素又は酸素からなる特定気体の量とを連続的に測定し、この特定気体の測定値により全炭化水素量の測定値を補正又は除外し、その補正又は除外後の全炭化水素量から排ガスの臭気指数を推定するとよい。 When this correction or exclusion is made, the total amount of hydrocarbons in the exhaust gas and the amount of a specific gas consisting of carbon monoxide or oxygen are continuously measured, and the measured value of the total hydrocarbon amount is determined from the measured value of this specific gas. corrected or excluded, it may estimate the odor index of the exhaust gas from the total hydrocarbons amount after the correction or excluded.
全炭化水素量の測定値が急激に変化する場合は、前述したように燃焼等の運転状況によるものと考えられる。この燃焼状況によって変化する物理量として一酸化炭素又は酸素のいずれかの特定気体の量を同時に測定し、この特定気体の測定値によって燃焼状況に起因するピーク的変化の影響をなくすように全炭化水素量の測定値を補正又は除外することにより、その補正又は除外後の全炭化水素量から臭気指数を推定するものであり、燃焼等の運転状況の変化に影響されることなく、有機物量を正確に測定することができる。 If the measured value of the total hydrocarbon amount changes abruptly, it is considered to be due to the operating condition such as combustion as described above. As a physical quantity that changes depending on the combustion status, the amount of either specific gas of carbon monoxide or oxygen is measured simultaneously, and the measured value of this specific gas eliminates the influence of peak changes caused by the combustion status. By correcting or excluding the measured value of the amount, the odor index is estimated from the total hydrocarbon amount after the correction or exclusion , and the amount of organic matter is accurately determined without being affected by changes in the operating conditions such as combustion. Can be measured.
補正又は除外の方法としては、特定気体の測定値にピーク部が発生していて、その発生時に対応して全炭化水素量の測定値にもピーク部が発生している場合には、この全炭化水素量の測定値のピーク部を除外した測定値から臭気指数を推定する、又は、ピーク部の測定値に特定の係数を乗じて得られた測定値から臭気指数を推定する、などの方法を採用することができる。あるいは、全炭化水素量の測定値を同じタイミングで測定した特定気体の測定値によって常に一定の比率で補正するようにしてもよい。なお、一酸化炭素と酸素とでは、前者は全炭化水素量と正の相関を有し、後者は全炭化水素量と負の相関を有することになる。 As a method of correction or exclusion , when a peak portion is generated in the measured value of the specific gas and a peak portion is also generated in the measured value of the total hydrocarbon amount corresponding to the occurrence, the entire peak portion is generated. Methods such as estimating the odor index from the measurement value excluding the peak portion of the measurement value of the hydrocarbon amount, or estimating the odor index from the measurement value obtained by multiplying the measurement value of the peak portion by a specific coefficient Can be adopted. Alternatively, the measurement value of the total hydrocarbon amount may always be corrected at a constant ratio by the measurement value of the specific gas measured at the same timing. For carbon monoxide and oxygen, the former has a positive correlation with the total hydrocarbon amount, and the latter has a negative correlation with the total hydrocarbon amount.
また、本発明に係るセメント製造設備の排ガス臭気測定装置は、セメントキルンからの排ガスを移送する配管に、排ガスの一部を抽出するサンプリング部が設けられるとともに、該サンプリング部に、排ガス中の全炭化水素量を測定する全炭化水素測定器と、排ガス中の一酸化炭素又は酸素のいずれかの特定気体量を測定する特定気体測定器とが設けられ、前記全炭化水素測定器に、その測定値を前記特定気体測定器の測定値によって補正又は除外する手段と、その補正又は除外後の全炭化水素量から排ガスの臭気指数を推定する臭気指数推定手段とが設けられていることを特徴とする。 The exhaust gas odor measuring apparatus for a cement production facility according to the present invention is provided with a sampling unit for extracting a part of the exhaust gas in a pipe for transferring the exhaust gas from the cement kiln. A total hydrocarbon measuring device for measuring the amount of hydrocarbons and a specific gas measuring device for measuring a specific gas amount of either carbon monoxide or oxygen in the exhaust gas are provided. Means for correcting or excluding the value by the measured value of the specific gas measuring device, and odor index estimating means for estimating the odor index of the exhaust gas from the total hydrocarbon amount after the correction or exclusion To do.
本発明に係るセメント製造設備の排ガス臭気測定方法及び測定装置によれば、排ガス中の全炭化水素量を測定することにより、ＮＯｘ等の影響を受けることなく臭気指数を推定することができる。その場合に、燃焼状況に起因する全炭化水素量のピーク部を補正又は除外することにより、臭気に影響する全炭化水素量のみから臭気指数を推定することができ、臭気指数の正確な推定をすることができる。 According to the exhaust gas odor measuring method and measuring apparatus for a cement manufacturing facility according to the present invention, the odor index can be estimated without being influenced by NOx or the like by measuring the total amount of hydrocarbons in the exhaust gas. In this case, by correcting or exclude peak portion of the total hydrocarbon amount due to the combustion conditions, it is possible to estimate the odor index of only the total amount of hydrocarbon that affect odor, an accurate estimate of the Odor Index can do.
以下、本発明に係るセメント製造設備の排ガス臭気測定方法及び測定装置の一実施形態を図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of an exhaust gas odor measuring method and measuring apparatus for a cement manufacturing facility according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は一実施形態の排ガス臭気測定装置を備えたセメント製造設備を示している。この図１に示すセメント製造設備１は、セメント原料を粉砕、乾燥する原料ミル及びドライヤ２と、この原料ミルで得られた粉体原料を予熱するプレヒータ３と、プレヒータ３によって予熱された粉体原料を焼成するキルン４と、キルン４で焼成された後のセメントクリンカを冷却するための図示略の冷却機等とを備えている。
FIG. 1 shows a cement production facility equipped with an exhaust gas odor measuring apparatus according to an embodiment. A cement manufacturing facility 1 shown in FIG. 1 includes a raw material mill and a dryer 2 for pulverizing and drying cement raw materials, a
キルン４は、横向きの円筒状シェルを回転させながら、プレヒータ３から供給されるセメント原料をバーナーによって１４５０℃以上に加熱焼成してセメントクリンカを生成するものである。この場合、キルン４からの排ガスは、プレヒータ３を経由して原料ミル及びドライヤ２に導入されるようになっており、原料ミル及びドライヤ２は、キルン４からの排ガスが導入されることにより、セメント原料の粉砕と乾燥を同時に行うようになっている。また、プレヒータ３は、下方から上方に向けて複数のサイクロンを多段に接続した多段サイクロン式のものであり、原料ミルで粉砕されたセメント原料をキルン４からの排ガスを利用して所定温度まで予熱するものである。
The kiln 4 heats and sinters the cement raw material supplied from the
このセメント製造設備１において、セメント原料としては、石灰石、粘土、けい石、酸化鉄原料等を適宜の比率で混合したものが用いられるが、廃プラスチックを含む産業廃棄物、油分や洗浄剤等を含む土壌、各種汚泥、焼却灰等がセメント原料の一部あるいはキルンの燃料の一部として用いられる。図１において、二重実線の矢印がセメント原料からセメントクリンカを得る流れを示している。 In this cement production facility 1, the cement raw material is a mixture of limestone, clay, silica, iron oxide raw material and the like in an appropriate ratio, but industrial waste including waste plastic, oil, detergent, etc. Containing soil, various sludges, incineration ash, etc. are used as part of cement raw material or part of kiln fuel. In FIG. 1, double solid arrows indicate the flow of obtaining cement clinker from cement raw material.
一方、キルン４での燃焼により発生した排ガスの流れを破線で示しており、この排ガスは、プレヒータ３、原料ミル及びドライヤ２を経由して、プレヒータ３での粉体原料の予熱の熱源、原料ミル及びドライヤ２での乾燥の熱源として利用された後、集塵機５に送られ、集塵機５でダストを除去された後に煙突６から大気に放出される。 On the other hand, the flow of the exhaust gas generated by the combustion in the kiln 4 is shown by a broken line. After being used as a heat source for drying in the mill and dryer 2, it is sent to the dust collector 5, and after dust is removed by the dust collector 5, it is discharged from the chimney 6 to the atmosphere.
この集塵機５は、例えば高電圧放電により生じる静電気を利用して排ガス中のダストを集塵する電気集塵機であり、その電極に、排ガス中に固体分として混在している灰分等のダストが捕集される。電気集塵機以外にも、排ガス中の固体分を捕集することができるものであれば、バグフィルタ、サイクロン等の周知の集塵機を用いることができる。捕集されたダストは、ダスト配送管７を通して原料ミルに投入されるようになっている。 The dust collector 5 is an electric dust collector that collects dust in exhaust gas by using static electricity generated by high voltage discharge, for example, and dust such as ash mixed as solids in the exhaust gas is collected at the electrode. Is done. In addition to the electric dust collector, a known dust collector such as a bag filter or a cyclone can be used as long as it can collect a solid content in the exhaust gas. The collected dust is input to the raw material mill through the dust delivery pipe 7.
そして、この集塵機５と煙突６との間に排ガス臭気測定装置１１が設けられている。この排ガス臭気測定装置１１は、集塵機５と煙突６との間の配管１２に、排ガスの一部を抽出するサンプリング部１３が設けられるとともに、該サンプリング部１３に、全炭化水素量測定器１４と、特定気体として一酸化炭素の量を測定する一酸化炭素量測定器１５とが並列に接続され、全炭化水素量測定器１４に、全炭化水素量の測定値を一酸化炭素量の測定値によって補正する補正手段１６と、その補正後の全炭化水素量から排ガスの臭気指数を推定する臭気指数推定手段１７とが設けられた構成とされている。
An exhaust gas
全炭化水素量測定器１４は、例えば水素イオン化検出法（FID：Flame Ionization Detector）による測定器であり、ノズルから排ガスと燃料の水素とを送って点火することにより、排ガス中の有機物が水素炎中で燃焼し、その炎を挟むコレクター電極間に発生する炭素イオンによるイオン電流を測定するものである。
The total hydrocarbon
一酸化炭素量測定器１５は、例えば非分散型赤外線分析法による測定器であり、一酸化炭素が特定波長の赤外光を選択的に吸収する性質を有していることを利用し、その赤外線吸収量から成分濃度を測定するものである。
The carbon monoxide
これら全炭化水素量測定器１４及び一酸化炭素量測定器１５は、排ガスの全炭化水素量及び一酸化炭素量を同じタイミングで連続的に測定している。そして、補正手段１６は、全炭化水素量測定器１４で連続的に測定される全炭化水素量をこれと同じタイミングで測定した一酸化炭素量によって補正するものである。その補正方法の詳細については後述する。
The total hydrocarbon
また、臭気指数推定手段１７は、あらかじめ全炭化水素量と臭気指数との相関関係を数式化してコンピュータに記憶しておき、補正手段１６から得られた補正後の全炭化水素量の測定値から数式に従い臭気指数を推定するものである。 Further, the odor index estimation means 17 formulates a correlation between the total hydrocarbon amount and the odor index in advance and stores it in a computer, and from the measured value of the corrected total hydrocarbon quantity obtained from the correction means 16. The odor index is estimated according to a mathematical formula.
この臭気指数は、嗅覚測定法（臭気指数及び臭気排出強度の算定の方法）により、あらかじめ嗅覚が正常であることの検査に合格した被検者が臭気を感じなくなるまで試料を無臭空気で希釈したときの希釈倍率（臭気濃度）を求め、その常用対数値に１０を乗じた数値である。算出式は、臭気指数＝１０×Ｌｏｇ（臭気濃度）で表わされる。測定の具体的方法としては「三点比較式臭袋法」が採用される。この三点比較式臭袋法は、３個の袋のうち、２個の袋には無臭の空気を入れ、残りの１個の袋に所定の希釈倍数に希釈した試料を入れ、これら３袋を１組として、６名以上の被検者により、各袋の臭いの有無を判定する作業を希釈倍率を変えながら繰り返し行い、臭いを感じなくなった希釈倍率を求める方法である。 This odor index was measured by olfactory measurement method (method of calculating odor index and odor emission intensity), and the sample was diluted with odorless air until the subject who passed the test of normal olfaction did not feel odor. It is a numerical value obtained by calculating the dilution ratio (odor concentration) and multiplying the common logarithm value by 10. The calculation formula is expressed as odor index = 10 × Log (odor concentration). As a specific method of measurement, the “three-point comparison odor bag method” is adopted. In this three-point comparison odor bag method, odorless air is put in two of the three bags, and a sample diluted to a predetermined dilution factor is put in the remaining one bag. Is a method in which six or more subjects repeat the process of determining the presence or absence of odor in each bag while changing the dilution factor, and obtain the dilution factor at which no odor is felt.
また、この臭気指数と全炭化水素量とは、臭気指数＝ａ×ｌｏｇ（全炭化水素量）＋ｂの関係を有しており、その定数であるａ，ｂは廃棄物の種類等によって異なり、パイロット運転等によってあらかじめ求めておくことが行われる。 Further, the odor index and the total hydrocarbon amount have a relationship of odor index = a × log (total hydrocarbon amount) + b, and the constants a and b vary depending on the type of waste, etc. Obtaining in advance by pilot operation or the like is performed.
このように構成した排ガス臭気測定装置１１によりセメント製造設備１からの排ガスの臭気を測定する方法について説明すると、セメント製造設備１からの排ガスは、集塵機５でダストが除去された後に煙突６から大気に放出されるが、この集塵機５と煙突６との間のサンプリング部１３で排ガスの一部がサンプリングされ、全炭化水素量測定器１４及び一酸化炭素量測定器１５により全炭化水素量及び一酸化炭素量が連続的に測定される。
The method of measuring the odor of the exhaust gas from the cement manufacturing facility 1 by the exhaust gas
この全炭化水素量と一酸化炭素量とは、連続測定中に同じような挙動を示し、一方にピーク部が発生すると他方にも同じタイミングでピーク部が発生する傾向にあるが、一酸化炭素量のピーク部は不完全燃焼に起因するものであり、投入される有機物の量に起因するものではない。したがって、この一酸化炭素量のピーク部発生のタイミングと同じタイミングで全炭化水素量にもピーク部が発生している場合には、その全炭化水素量のピーク部は燃焼による影響で発生しているものと考えられる。そこで、次の補正手段１６においては、この一酸化炭素量の測定値にピーク部が発生した場合に、そのピーク部が発生したタイミングで全炭化水素量の測定値にピーク部が発生しているか否かを判断し、全炭化水素量の測定値にも同一タイミングでピーク部が発生している場合は、この全炭化水素量のピーク部を除外した状態として次の臭気指数推定手段１７に測定値を受け渡すのである。したがって、補正手段１６から出力される全炭化水素量の測定値には、燃焼状況に起因する変化は除外された状態となっている。 This total hydrocarbon amount and carbon monoxide amount show the same behavior during continuous measurement, and when a peak portion occurs on one side, the peak portion tends to occur at the same timing on the other side. The peak part of the quantity is due to incomplete combustion, not due to the quantity of the organic matter to be charged. Therefore, if the peak portion is generated in the total hydrocarbon amount at the same timing as the generation of the peak portion of the carbon monoxide amount, the peak portion of the total hydrocarbon amount is generated due to the influence of combustion. It is thought that there is. Therefore, in the next correction means 16, when a peak portion is generated in the measured value of the carbon monoxide amount, is the peak portion generated in the measured value of the total hydrocarbon amount at the timing when the peak portion is generated? In the case where a peak portion is also generated at the same timing in the measured value of the total hydrocarbon amount, the next odor index estimating means 17 measures the state by excluding the peak portion of the total hydrocarbon amount. Pass the value. Therefore, the measurement value of the total amount of hydrocarbons output from the correction means 16 is in a state where changes due to the combustion state are excluded.
そして、臭気指数推定手段１７では、この全炭化水素量の測定値に基づき臭気指数を推定する。この臭気指数の推定においては、すでに補正手段１６において燃焼等の運転状況に起因するピーク値は除外されているので、有機物量に応じて正確に臭気指数を推定することができるのである。
And the odor index estimation means 17 estimates an odor index based on the measured value of this total hydrocarbon amount. In the estimation of the odor index, since the peak value due to the operating condition such as combustion has already been excluded in the correcting
次に、このような測定方法によって臭気指数を導くことができることを実証するために行った試験結果について図２から図６を参照しながら以下に説明する。 Next, test results conducted to verify that the odor index can be derived by such a measurement method will be described below with reference to FIGS.
図２は、セメント原料に、その原料中の粘土として利用される汚泥等の粘土系廃棄物を一定割合で投入して、全炭化水素量を連続測定した結果を示すチャートである。図中、細線が有機物を含有した産業廃棄物を一定割合で投入した場合を示し、太線がその投入がない場合を示している。この図２に示されるように、排ガス中の全炭化水素量は、産業廃棄物の存在によって増えており、また、その投入量を変化させなければ、燃焼による影響と考えられるピークは出るが、ほぼ一定のベースラインで推移していることがわかった。これは投入する廃棄物の量と排ガス中の全炭化水素量とが相関を有することを示している。 FIG. 2 is a chart showing the result of continuous measurement of the total amount of hydrocarbons by adding a clay-based waste such as sludge used as clay in the raw material to the cement raw material at a constant rate. In the figure, a thin line indicates a case where an industrial waste containing an organic substance is input at a certain rate, and a thick line indicates a case where the input is not performed. As shown in FIG. 2, the total amount of hydrocarbons in the exhaust gas increases due to the presence of industrial waste, and if the input amount is not changed, a peak that is considered to be due to combustion appears. It turns out that it has been moving at an almost constant baseline. This indicates that there is a correlation between the amount of waste input and the total amount of hydrocarbons in the exhaust gas.
図３は、排ガス中の全炭化水素量とともに、酸素（Ｏ２）、一酸化炭素（ＣＯ）の量を連続的に測定した結果を示している。この図３から、全炭化水素量の変化のピーク部と、一酸化炭素量の変化のピーク部とはほぼ同じタイミングで発生しており、両者は正の相関関係を有していることが理解できる。つまり、排ガス中の全炭化水素量は、キルンでの焼成工程の燃焼が十分であれば、ベースライン上を推移し、燃焼が悪く不完全燃焼で有機物が発生した場合に、ピーク部となって現れることを示している。なお、酸素量は、一酸化炭素量の変化とは逆の変化を示しており、全炭化水素量とは負の相関関係となっている。 FIG. 3 shows the result of continuously measuring the amount of oxygen (O 2 ) and carbon monoxide (CO) together with the total amount of hydrocarbons in the exhaust gas. From FIG. 3, it is understood that the peak portion of the change in the total hydrocarbon amount and the peak portion of the change in the carbon monoxide amount occur at substantially the same timing, and both have a positive correlation. it can. In other words, the total amount of hydrocarbons in the exhaust gas is on the baseline if the combustion in the kiln is sufficient, and becomes a peak when organic matter is generated due to poor combustion and incomplete combustion. It shows that it appears. In addition, the oxygen amount shows a change opposite to the change of the carbon monoxide amount, and has a negative correlation with the total hydrocarbon amount.
図４は、全炭化水素量のピーク部発生時とベースライン時とを分けてサンプリングして、臭気指数を測定した結果を示しており、■印がピーク部発生時の測定値であり、◆印がベースライン時の測定値である。この図４では、全炭化水素量のピーク部発生時の測定値は臭気指数とは相関がないことが示されている。つまり、全炭化水素量を連続的に測定する場合に、そのピーク部発生時の測定値を考慮せずに、ベースライン時の測定値だけを用いて臭気指数を管理することができる。 FIG. 4 shows the results of measuring the odor index by sampling the peak portion of the total hydrocarbon amount at the time of occurrence of the peak and the baseline portion, and the ■ mark is the measured value at the time of occurrence of the peak portion. The mark is the measured value at the baseline. FIG. 4 shows that the measured value when the peak portion of the total hydrocarbon amount is generated has no correlation with the odor index. That is, when the total amount of hydrocarbons is continuously measured, the odor index can be managed using only the measurement value at the baseline without considering the measurement value at the time of occurrence of the peak portion.
図５及び図６は、全炭化水素量と臭気指数との相関関係を示した散布図であり、図５では全炭化水素量のピーク部発生時の測定値も含んで示しているのに対して、図６ではピーク部発生時の測定値を除外して示している。それぞれ近似式曲線も併せて図示したが、図６の方が当てはまりがよいことがわかる。つまり、ピーク部発生時の測定値を除いて、臭気に影響する全炭化水素量の測定値のみに基づいて臭気指数を推定することにより、正確な推定を行うことができる。 5 and 6 are scatter diagrams showing the correlation between the total hydrocarbon amount and the odor index. In FIG. 5, the measured value when the peak portion of the total hydrocarbon amount is included is also shown. In FIG. 6, the measurement value when the peak portion is generated is excluded. Although the approximate equation curves are also shown, it can be seen that FIG. 6 is more applicable. That is, accurate estimation can be performed by estimating the odor index based only on the measured value of the total hydrocarbon amount that affects the odor, excluding the measured value when the peak portion is generated.
以上の説明から明らかなように、全炭化水素量を測定することにより、排ガス中に含まれるＮＯｘ等の影響を受けることなく臭気指数を推定することができるとともに、その場合に、燃焼状況に起因する全炭化水素量の変動を一酸化炭素量の測定値によって補正して、臭気に影響する全炭化水素量のみから臭気指数を推定するようにしており、臭気指数の正確な推定をすることができる。 As is clear from the above explanation, by measuring the total hydrocarbon amount, the odor index can be estimated without being influenced by NOx contained in the exhaust gas, and in this case, The odor index is estimated from only the total hydrocarbon amount that affects the odor by correcting the fluctuation of the total hydrocarbon amount to be measured by the measured value of the carbon monoxide amount. it can.
一方、一酸化炭素量を連続的に測定していることにより、この一酸化炭素量の測定値の変化に基づきキルン４の燃焼状況をも把握することができる。つまり、一酸化炭素量に頻繁にピーク部が発生する場合は、不完全燃焼が続いていることを示しており、この測定値を監視してキルン４の運転条件を修正するなどの対策をすることができる。この場合、前述したように、一酸化炭素量の測定値と補正前の全炭化水素量の測定値とは相関関係を示すのであるから、一酸化炭素量の測定値を監視するのではなく、補正前の全炭化水素量の測定値を監視することにより、そのピーク部発生状況からセメントキルン４の燃焼状況を把握することができる。 On the other hand, by continuously measuring the amount of carbon monoxide, the combustion state of the kiln 4 can be grasped based on the change in the measured value of the amount of carbon monoxide. That is, if the peak portion frequently occurs in the amount of carbon monoxide, it indicates that incomplete combustion is continuing, and measures such as correcting the operating conditions of the kiln 4 by monitoring this measured value. be able to. In this case, as described above, the measured value of the amount of carbon monoxide and the measured value of the total amount of hydrocarbons before correction show a correlation, so instead of monitoring the measured value of the amount of carbon monoxide, By monitoring the measured value of the total hydrocarbon amount before correction, the combustion state of the cement kiln 4 can be grasped from the peak portion occurrence state.
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、一酸化炭素量の測定値から全炭化水素量の測定値を補正するようにしたが、この一酸化炭素量に代えて酸素量を連続的に測定し、この酸素量の測定値から全炭化水素量の測定値を補正し、その補正後の全炭化水素量から臭気指数を推定するようにしてもよい。この酸素量の場合は、図３に示したように一酸化炭素の場合とは逆の特性を示すので、この酸素量の測定値から全炭化水素量の測定値を補正する場合は、両者が負の相関を有するものとして補正すればよい。また、この酸素量を測定する場合、一酸化炭素量の場合と同様に、その測定値からキルンの燃焼状況を把握することが可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, in the above embodiment, the measurement value of the total hydrocarbon amount is corrected from the measurement value of the carbon monoxide amount, but instead of this carbon monoxide amount, the oxygen amount is continuously measured, and the oxygen amount The measured value of the total hydrocarbon amount may be corrected from the measured value of, and the odor index may be estimated from the corrected total hydrocarbon amount. In the case of this oxygen amount, as shown in FIG. 3, the characteristics opposite to those of carbon monoxide are shown. Therefore, when correcting the measured value of the total hydrocarbon amount from the measured value of this oxygen amount, What is necessary is just to correct | amend as what has a negative correlation. Moreover, when measuring this oxygen amount, it is possible to grasp | ascertain the combustion condition of a kiln from the measured value similarly to the case of the amount of carbon monoxide.
これら一酸化炭素量や酸素量を測定する場合、上記実施形態では全炭化水素量の測定のためのサンプリング部からサンプリングした排ガスを測定したが、そのサンプリング部とは別に、プレヒータ−の出口等にサンプリング部を取り付けてもよく、変化に迅速に対応することができる。 When measuring the amount of carbon monoxide and the amount of oxygen, the exhaust gas sampled from the sampling unit for measuring the total hydrocarbon amount was measured in the above embodiment, but at the outlet of the preheater separately from the sampling unit. A sampling unit may be attached and can respond quickly to changes.
また、全炭化水素量を補正する場合、上記実施形態では、一酸化炭素量（又は酸素量）の測定値のピーク部と同一タイミングで発生している全炭化水素量のピーク部を除外するように補正したが、そのピーク部の測定値に特定の係数を乗じることによりピーク部を緩和するように補正してもよいし、全炭化水素量の測定値の全部を同じタイミングで測定した一酸化炭素又は酸素のいずれかの特定気体の測定値によって常に一定の比率で補正するようにしてもよい。 When correcting the total hydrocarbon amount, in the above embodiment, the peak portion of the total hydrocarbon amount generated at the same timing as the peak portion of the measured value of the carbon monoxide amount (or oxygen amount) is excluded. However, it may be corrected so as to relax the peak portion by multiplying the measured value of the peak portion by a specific coefficient, or all the measured values of the total hydrocarbon amount are measured at the same timing. You may make it correct | amend by a fixed ratio always by the measured value of the specific gas of either carbon or oxygen.
１ セメント製造設備
２ 原料ミル及びドライヤ
３ プレヒータ
４ キルン
５ 集塵機
６ 煙突
１１ 排ガス臭気測定装置
１３ サンプリング部
１４ 全炭化水素量測定器
１５ 一酸化炭素量測定器（特定気体測定器）
１６ 補正手段
１７ 臭気指数推定手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cement production equipment 2 Raw material mill and
1 6 Correction means 1 7 Odor index estimation means
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