JPH06330489A - 回収ボイラのカリウム濃度監視装置 - Google Patents
回収ボイラのカリウム濃度監視装置Info
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- JPH06330489A JPH06330489A JP11567793A JP11567793A JPH06330489A JP H06330489 A JPH06330489 A JP H06330489A JP 11567793 A JP11567793 A JP 11567793A JP 11567793 A JP11567793 A JP 11567793A JP H06330489 A JPH06330489 A JP H06330489A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明は、カリウムの発生が少ない運転条件
を見出だすことが容易となり、ひいてはボイラの連続操
業に寄与できることを目的とする。 【構成】チャーベットにおいて黒液に混入したＮａ2 Ｓ
Ｏ4 から還元作用にてＮａ2 Ｓを生成させスメルトとし
て回収する回収ボイラのカリウム濃度監視装置におい
て、チャーベットからの励起された２本のカリウム原子
スペクトルの強度比からガス温度を計測し、カリウム原
子スペクトルの絶対強度と計測した前記ガス温度からカ
リウム濃度を監視する手段（カリウム濃度計21）を具備
することを特徴とする回収ボイラのカリウム濃度監視装
置。
を見出だすことが容易となり、ひいてはボイラの連続操
業に寄与できることを目的とする。 【構成】チャーベットにおいて黒液に混入したＮａ2 Ｓ
Ｏ4 から還元作用にてＮａ2 Ｓを生成させスメルトとし
て回収する回収ボイラのカリウム濃度監視装置におい
て、チャーベットからの励起された２本のカリウム原子
スペクトルの強度比からガス温度を計測し、カリウム原
子スペクトルの絶対強度と計測した前記ガス温度からカ
リウム濃度を監視する手段（カリウム濃度計21）を具備
することを特徴とする回収ボイラのカリウム濃度監視装
置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、回収ボイラのカリウ
ム濃度監視装置に関する。
ム濃度監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知の如く、回収ボイラの機能は、黒液
を燃焼させてその保有熱量により発電用あるいは工場用
諸設備に供される蒸気を発生させると共に、黒液中に含
まれる硫酸ナトリウム（Ｎａ2 ＳＯ4 ）を還元し、これ
を硫化ナトリウム（Ｎａ2 Ｓ）を主成分とする形で溶融
させて蒸解工程に利用する薬剤の原料を回収することに
ある。前記回収ボイラの燃焼制御は、蒸気発生効率と薬
剤回収効率即ちスメルト還元率と呼ばれるＮａ2 ＳＯ4
のＮａ2 Ｓへ還元効率の双方が高く得られるような運転
が長く続けられることが望まれている。
を燃焼させてその保有熱量により発電用あるいは工場用
諸設備に供される蒸気を発生させると共に、黒液中に含
まれる硫酸ナトリウム（Ｎａ2 ＳＯ4 ）を還元し、これ
を硫化ナトリウム（Ｎａ2 Ｓ）を主成分とする形で溶融
させて蒸解工程に利用する薬剤の原料を回収することに
ある。前記回収ボイラの燃焼制御は、蒸気発生効率と薬
剤回収効率即ちスメルト還元率と呼ばれるＮａ2 ＳＯ4
のＮａ2 Ｓへ還元効率の双方が高く得られるような運転
が長く続けられることが望まれている。
【０００３】図４は、従来の回収ボイラの構成を示す。
図中の符番１は、回収ボイラ本体である。この回収ボイ
ラ本体１の所定の側壁には、噴射ガン２が取り付けられ
ている。この噴射ガン２により、図示されていないがチ
ップ蒸解工程から廃液として排出される黒液が炉内に噴
霧される。ここで、噴霧とされた黒液は炉内で浮遊乾燥
されて炉底に落下し、チャーベット３を形成する。前記
回収ボイラ本体１の底部に対応する側壁には１次空気４
を炉内に導入する第１導入管４ａが、回収ボイラ本体１
のチャーベット頂上部に対応する側壁には２次空気５を
炉内に導入する第２導入管５ａが、回収ボイラ本体１の
上部に対応する側壁には３次空気６を炉内に導入する第
３導入管６ａが、夫々設けられている。これらの空気は
燃焼用空気であり、これにより前記チャーベット３及び
炉内を浮遊している黒液あるいは炉内ガス体は燃焼され
る。このとき発生する燃焼排ガス７は、回収ボイラ本体
１の上部に夫々順次連通された過熱器８，ドラム９及び
節炭器10を通って熱交換に供され、更に電気集塵器11を
通って煙突12から系外へ排ガス13として排出される。
図中の符番１は、回収ボイラ本体である。この回収ボイ
ラ本体１の所定の側壁には、噴射ガン２が取り付けられ
ている。この噴射ガン２により、図示されていないがチ
ップ蒸解工程から廃液として排出される黒液が炉内に噴
霧される。ここで、噴霧とされた黒液は炉内で浮遊乾燥
されて炉底に落下し、チャーベット３を形成する。前記
回収ボイラ本体１の底部に対応する側壁には１次空気４
を炉内に導入する第１導入管４ａが、回収ボイラ本体１
のチャーベット頂上部に対応する側壁には２次空気５を
炉内に導入する第２導入管５ａが、回収ボイラ本体１の
上部に対応する側壁には３次空気６を炉内に導入する第
３導入管６ａが、夫々設けられている。これらの空気は
燃焼用空気であり、これにより前記チャーベット３及び
炉内を浮遊している黒液あるいは炉内ガス体は燃焼され
る。このとき発生する燃焼排ガス７は、回収ボイラ本体
１の上部に夫々順次連通された過熱器８，ドラム９及び
節炭器10を通って熱交換に供され、更に電気集塵器11を
通って煙突12から系外へ排ガス13として排出される。
【０００４】ところで、回収ボイラの連続操業の妨げと
なっているのが、過熱器８や節炭器10のチューブへ灰14
が付着することによる閉塞である。灰14の付着の原因
は、灰14中に含まれるカリウムの含有量が多くなると灰
の融点が下がり付着性が良くなるためである。ここで、
カリウムは黒液中に含まれており、チャーベット３の上
部から蒸発して発生しており、その発生量はチャーベッ
ト３の燃焼温度に関係している。そこで、回収ボイラの
運転者は、燃焼温度が最適となる様に、全空気量や、１
次空気，２次空気，３次空気の比率や風圧を制御してい
る。その時に、発生したカリウム濃度は、電気集塵機11
にて補修した補修灰15を分析系16にて調べている。
なっているのが、過熱器８や節炭器10のチューブへ灰14
が付着することによる閉塞である。灰14の付着の原因
は、灰14中に含まれるカリウムの含有量が多くなると灰
の融点が下がり付着性が良くなるためである。ここで、
カリウムは黒液中に含まれており、チャーベット３の上
部から蒸発して発生しており、その発生量はチャーベッ
ト３の燃焼温度に関係している。そこで、回収ボイラの
運転者は、燃焼温度が最適となる様に、全空気量や、１
次空気，２次空気，３次空気の比率や風圧を制御してい
る。その時に、発生したカリウム濃度は、電気集塵機11
にて補修した補修灰15を分析系16にて調べている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、回収ボイラ
の黒液成分はチップ蒸解工程におけるチップの材質によ
って種々に変化するため、同一燃焼条件であってもチャ
ーベットの燃焼温度が変化している。その為に、チャー
ベットからのカリウム蒸発量も変化している。ところ
が、カリウム濃度計測は灰採取によるオフライン計測で
あり結果がでてくるまでに時間がかかっており、計測結
果を運転条件に十分反映させることができない状態であ
る。
の黒液成分はチップ蒸解工程におけるチップの材質によ
って種々に変化するため、同一燃焼条件であってもチャ
ーベットの燃焼温度が変化している。その為に、チャー
ベットからのカリウム蒸発量も変化している。ところ
が、カリウム濃度計測は灰採取によるオフライン計測で
あり結果がでてくるまでに時間がかかっており、計測結
果を運転条件に十分反映させることができない状態であ
る。
【０００６】この発明はこうした事情を考慮してなされ
たもので、リアルタイムでカリウム濃度計測を可能にし
て運転者へのオペレーションガイドとして利用でき、も
ってカリウムの発生が少ない運転条件を見出だすことが
容易となり、ひいてはボイラの連続操業に寄与できる回
収ボイラのカリウム濃度監視装置を提供することを目的
とする。
たもので、リアルタイムでカリウム濃度計測を可能にし
て運転者へのオペレーションガイドとして利用でき、も
ってカリウムの発生が少ない運転条件を見出だすことが
容易となり、ひいてはボイラの連続操業に寄与できる回
収ボイラのカリウム濃度監視装置を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、チャーベッ
トにおいて黒液に混入したＮａ2 ＳＯ4 から還元作用に
てＮａ2 Ｓを生成させスメルトとして回収する回収ボイ
ラのカリウム濃度監視装置において、チャーベットから
の励起された２本のカリウム原子スペクトルの強度比か
らガス温度を計測し、カリウム原子スペクトルの絶対強
度と計測した前記ガス温度からカリウム濃度を監視する
手段を具備することを特徴とする回収ボイラのカリウム
濃度監視装置である。
トにおいて黒液に混入したＮａ2 ＳＯ4 から還元作用に
てＮａ2 Ｓを生成させスメルトとして回収する回収ボイ
ラのカリウム濃度監視装置において、チャーベットから
の励起された２本のカリウム原子スペクトルの強度比か
らガス温度を計測し、カリウム原子スペクトルの絶対強
度と計測した前記ガス温度からカリウム濃度を監視する
手段を具備することを特徴とする回収ボイラのカリウム
濃度監視装置である。
【０００８】この発明において、チャーベットより発生
したカリウム原子は周囲の高温ガス体により熱励起さ
れ、カリウム原子の発光スペクトルが生ずる。この発光
スペクトルは、近赤外の７６６．４９nmと７６９．９０
nmに強度の強いピークを有している。
したカリウム原子は周囲の高温ガス体により熱励起さ
れ、カリウム原子の発光スペクトルが生ずる。この発光
スペクトルは、近赤外の７６６．４９nmと７６９．９０
nmに強度の強いピークを有している。
【０００９】スペクトルの絶対強度はカリウムの濃度と
温度に関係しており、温度は２本のスペクトルの強度比
から求められる。従って、カリウム濃度はどちらかのス
ペクトルの絶対強度を先に求めたガス温度で補正して求
めることができる。そこで、この２本のカリウムスペク
トル線に感応する光検知器を炉内のチャーベットが視野
に入るように炉壁にセットし、適当な信号処理を行い、
オンラインでカリウム濃度変化を監視する。
温度に関係しており、温度は２本のスペクトルの強度比
から求められる。従って、カリウム濃度はどちらかのス
ペクトルの絶対強度を先に求めたガス温度で補正して求
めることができる。そこで、この２本のカリウムスペク
トル線に感応する光検知器を炉内のチャーベットが視野
に入るように炉壁にセットし、適当な信号処理を行い、
オンラインでカリウム濃度変化を監視する。
【００１０】カリウム濃度Ｎと発光スペクトル検知器の
出力Ｉ1 との関係は、次式(1) に示す通りである。 Ｎ＝Ｃ・Ｉ1 ・ｅｘｐ（Ｅ1 ／Ｋ・Ｔg ） (1) ここで、Ｅ1 は波長（λ）７６６．４９nmでのアインシ
ュタインの上位エネルギーレベル、Ｋはボルツマン定
数、Ｔg はガス温度、Ｃは光学系によって決まる定数。
出力Ｉ1 との関係は、次式(1) に示す通りである。 Ｎ＝Ｃ・Ｉ1 ・ｅｘｐ（Ｅ1 ／Ｋ・Ｔg ） (1) ここで、Ｅ1 は波長（λ）７６６．４９nmでのアインシ
ュタインの上位エネルギーレベル、Ｋはボルツマン定
数、Ｔg はガス温度、Ｃは光学系によって決まる定数。
【００１１】この時、ガス温度Ｔg は、次式(2) を変形
して求める。 Ｉ1 ／Ｉ2 ＝（Ａ1 ／Ａ2 ）・ｅｘｐ｛−（Ｅ1 −Ｅ2 ）／Ｋ・Ｔg ｝ (2) ここで、Ｉ：線スペクトル強度、 Ａ：アインシュタインのＡ係数、 Ｅ：アインシュタインの上位エネルギーレベル、 Ｋ：ボルツマン定数、 Ｔg ：ガス温度 （添字１，２は線スペクトルλ1 ＝７６６．４９nm、λ
2 ＝７６９．９０nmにおける各々の値を示す） （２）式よりガス温度を求め、（１）式に代入してカリ
ウム濃度を算出する。
して求める。 Ｉ1 ／Ｉ2 ＝（Ａ1 ／Ａ2 ）・ｅｘｐ｛−（Ｅ1 −Ｅ2 ）／Ｋ・Ｔg ｝ (2) ここで、Ｉ：線スペクトル強度、 Ａ：アインシュタインのＡ係数、 Ｅ：アインシュタインの上位エネルギーレベル、 Ｋ：ボルツマン定数、 Ｔg ：ガス温度 （添字１，２は線スペクトルλ1 ＝７６６．４９nm、λ
2 ＝７６９．９０nmにおける各々の値を示す） （２）式よりガス温度を求め、（１）式に代入してカリ
ウム濃度を算出する。
【００１２】
【作用】この発明によれば、リアルタイムでカリウム濃
度計測を可能にして運転者へのオペレーションガイドと
して利用でき、もってカリウムの発生が少ない運転条件
を見出だすことが容易となり、ひいてはボイラの連続操
業に寄与できる。
度計測を可能にして運転者へのオペレーションガイドと
して利用でき、もってカリウムの発生が少ない運転条件
を見出だすことが容易となり、ひいてはボイラの連続操
業に寄与できる。
【００１３】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図１〜図３を参
照して説明する。但し、従来（図４）と同部材は同符号
を付して説明を省略する。図中の符番21は、回収ボイラ
本体１の側壁周囲で第２導入管５ａの上部に設けられた
４ケのカリウム濃度計である。これにより、略チャーベ
ット３全域を見渡すことが可能である。図３は、このカ
リウム濃度計の構成を示す。図中の符番22は濃度計本体
であり、内部に入射光23を集光する集光レンズ24，25が
配置されている。また、前記濃度計本体22内には、集光
された光を透過光と反射光に分割するハーフミラー26が
配置されている。ここで、透過光は、波長（λ1 ）＝７
６６．４９nmの光のみを透過させる狭帯域フィルタ27を
経由して光検知器28に入射する。前記光検知器28は波長
（λ1 ）＝７６６．４９nmのスペクトル強度を検知す
る。同様に、反射光は波長（λ2 ）＝７６９．９０nmの
光のみを透過させる狭帯域フィルタ29を経由して光検知
器30に入射する。前記光検知器30は波長（λ2 ）＝７６
９．９０nmのスペクトル強度を検知する。各々の光検知
器28，30の出力を信号処理器31に入力し、前述した計算
式によりガス温度，カリウム濃度を求める。
照して説明する。但し、従来（図４）と同部材は同符号
を付して説明を省略する。図中の符番21は、回収ボイラ
本体１の側壁周囲で第２導入管５ａの上部に設けられた
４ケのカリウム濃度計である。これにより、略チャーベ
ット３全域を見渡すことが可能である。図３は、このカ
リウム濃度計の構成を示す。図中の符番22は濃度計本体
であり、内部に入射光23を集光する集光レンズ24，25が
配置されている。また、前記濃度計本体22内には、集光
された光を透過光と反射光に分割するハーフミラー26が
配置されている。ここで、透過光は、波長（λ1 ）＝７
６６．４９nmの光のみを透過させる狭帯域フィルタ27を
経由して光検知器28に入射する。前記光検知器28は波長
（λ1 ）＝７６６．４９nmのスペクトル強度を検知す
る。同様に、反射光は波長（λ2 ）＝７６９．９０nmの
光のみを透過させる狭帯域フィルタ29を経由して光検知
器30に入射する。前記光検知器30は波長（λ2 ）＝７６
９．９０nmのスペクトル強度を検知する。各々の光検知
器28，30の出力を信号処理器31に入力し、前述した計算
式によりガス温度，カリウム濃度を求める。
【００１４】また、前記濃度計本体22には、前記集光レ
ンズ25の後方に位置する部分に冷却及びパージ用空気32
を導入する導入管33が設けられている。この導入管33
は、濃度計本体22の先端部の集光レンズ24，25が炉内か
らの熱輻射による高温対策と汚れ防止用で、集光レンズ
24，25の孔部より流入し先端より炉内に流出する構造と
なっている。
ンズ25の後方に位置する部分に冷却及びパージ用空気32
を導入する導入管33が設けられている。この導入管33
は、濃度計本体22の先端部の集光レンズ24，25が炉内か
らの熱輻射による高温対策と汚れ防止用で、集光レンズ
24，25の孔部より流入し先端より炉内に流出する構造と
なっている。
【００１５】上記実施例によれば、回収ボイラ本体１の
側壁周囲で第２導入管５ａの上部に４ケのカリウム濃度
計21を設け、かつこれらのカリウム濃度計21は夫々図３
に示すように入射光23を集光させる集光レンズ24，25
と、集光された透過光を透過光と反射光に分割させるハ
ーフミラー26と、波長７６６．４９nmの光のみを透過さ
せる狭帯域フィルタ27と、この光を検知する光検知器28
と、波長７６９．９０nmの光のみを透過させる狭帯域フ
ィルタ29と、この光を検知する光検知器30と、信号処理
器31とを具備した構成になっている。従って、「手段」
の欄で記載した計算式（１），（２）を用いて、リアル
タイムにてガス温度，カリウム濃度を求めることができ
る。もって、カリウムの発生が少ない運転条件を見出だ
すことが容易となり、ひいてはボイラの連続操業に寄与
できる。
側壁周囲で第２導入管５ａの上部に４ケのカリウム濃度
計21を設け、かつこれらのカリウム濃度計21は夫々図３
に示すように入射光23を集光させる集光レンズ24，25
と、集光された透過光を透過光と反射光に分割させるハ
ーフミラー26と、波長７６６．４９nmの光のみを透過さ
せる狭帯域フィルタ27と、この光を検知する光検知器28
と、波長７６９．９０nmの光のみを透過させる狭帯域フ
ィルタ29と、この光を検知する光検知器30と、信号処理
器31とを具備した構成になっている。従って、「手段」
の欄で記載した計算式（１），（２）を用いて、リアル
タイムにてガス温度，カリウム濃度を求めることができ
る。もって、カリウムの発生が少ない運転条件を見出だ
すことが容易となり、ひいてはボイラの連続操業に寄与
できる。
【００１６】なお、上記実施例では、２ケの光検知器を
使用した例を示しているが、回折格子を用いて炉内の分
光を行い、その中から波長（λ1 ）＝７６６．４９nmと
波長（λ2 ）＝７６９．９０nmに相当する光強度を用い
ても同様なことが可能である。
使用した例を示しているが、回折格子を用いて炉内の分
光を行い、その中から波長（λ1 ）＝７６６．４９nmと
波長（λ2 ）＝７６９．９０nmに相当する光強度を用い
ても同様なことが可能である。
【００１７】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
リアルタイムでカリウム濃度計測を可能にして運転者へ
のオペレーションガイドとして利用でき、もってカリウ
ムの発生が少ない運転条件を見出だすことが容易とな
り、ひいてはボイラの連続操業に寄与できる回収ボイラ
のカリウム濃度監視装置を提供できる。
リアルタイムでカリウム濃度計測を可能にして運転者へ
のオペレーションガイドとして利用でき、もってカリウ
ムの発生が少ない運転条件を見出だすことが容易とな
り、ひいてはボイラの連続操業に寄与できる回収ボイラ
のカリウム濃度監視装置を提供できる。
【図１】この発明の一実施例に係る回収ボイラのカリウ
ム濃度監視装置の説明図。
ム濃度監視装置の説明図。
【図２】図１の装置に係わる回収ボイラ本体の横断面
図。
図。
【図３】図１のカリウム濃度監視装置の一構成であるカ
リウム濃度計の説明図。
リウム濃度計の説明図。
【図４】従来の回収ボイラの説明図。
１…回収ボイラ本体、 ２…噴射ガン、 ３
…チャーベット、７…燃焼排ガス、 ８…過熱
器、 ９…ドラム、10…節灰器、
11…電気集塵器、 12…煙突、13…排ガス、
21…カリウム濃度計、 22…濃度計本体、23
…入射光、 24，25…集光レンズ、 26…
ハーフィミラー、27，29…狭帯域フィルタ、 28，30…
光検知器、 31…信号処理器。
…チャーベット、７…燃焼排ガス、 ８…過熱
器、 ９…ドラム、10…節灰器、
11…電気集塵器、 12…煙突、13…排ガス、
21…カリウム濃度計、 22…濃度計本体、23
…入射光、 24，25…集光レンズ、 26…
ハーフィミラー、27，29…狭帯域フィルタ、 28，30…
光検知器、 31…信号処理器。
Claims (1)
- 【請求項１】 チャーベットにおいて黒液に混入した硫
酸ナトリウムから還元作用にて硫化ナトリウムを生成さ
せスメルトとして回収する回収ボイラのカリウム濃度監
視装置において、 チャーベットからの励起された２本のカリウム原子スペ
クトルの強度比からガス温度を計測し、カリウム原子ス
ペクトルの絶対強度と計測した前記ガス温度からカリウ
ム濃度を監視する手段を具備することを特徴とする回収
ボイラのカリウム濃度監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11567793A JPH06330489A (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | 回収ボイラのカリウム濃度監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11567793A JPH06330489A (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | 回収ボイラのカリウム濃度監視装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06330489A true JPH06330489A (ja) | 1994-11-29 |
Family
ID=14668556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11567793A Withdrawn JPH06330489A (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | 回収ボイラのカリウム濃度監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06330489A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022533536A (ja) * | 2019-05-17 | 2022-07-25 | アンドリッツ オサケ ユキチュア | 回収ボイラーの還元率を決定すること |
-
1993
- 1993-05-18 JP JP11567793A patent/JPH06330489A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022533536A (ja) * | 2019-05-17 | 2022-07-25 | アンドリッツ オサケ ユキチュア | 回収ボイラーの還元率を決定すること |
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