(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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燃焼装置
【請求項２】
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請求項１に記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【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
【図１】
0003786245.tif 000002
【図２】
0003786245.tif 000003
【図３】
0003786245.tif 000004
【図４】
0003786245.tif 000005
【図５】
0003786245.tif 000006
【図６】
0003786245.tif 000007
【図７】
0003786245.tif 000008
【図８】
0003786245.tif 000009