JPH05273111A - 粉じんセンサの測定範囲拡大方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 市販の粉じんセンサでは測定不可能な高い濃
度まで測定可能にする粉じん濃度の測定方法および装置
を提供する。 【構成】 流量計１７により測定される排ガス流量に比
例した量の希釈ガスをコンプレッサー２０から流入させ
て排ガスを希釈し、混合気体の粉じん濃度を、発光器２
０、受光器２１、粉じん濃度出力装置２２からなる粉じ
んセンサにより測定し、測定値と混合比率から希釈前の
粉じん濃度を計算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶解炉、加熱炉等から
発生する排ガス中の粉じん濃度を測定する粉じんセンサ
の測定範囲の上限を拡大する方法およびその方法を実施
するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶解炉、加熱炉等は稼働中に多量の粉じ
んを発生する。この粉じんが前記設備の設置された工場
から外部に排出されると、大気が汚染され公害となるた
め、通常このような設備には集じん装置を設置して粉じ
んを吸引し、適切な場所に埋立する等の方法で公害の発
生を防止している。粉じんを吸引する方法としては、粉
じんを発生する箇所に直接集じん装置を取り付ける方法
や、粉じんを発生する設備の設置された建屋の屋根の下
にフードを設けて吸引する方法等があり、粉じんの発生
状況に応じて、適切な方法がとられている。

【０００３】しかしながら、いずれの方法によって集じ
んを行う場合においても、粉じんを処理するには、多量
の電気を消費するため、電気使用量を低減するための技
術開発を早急に進めることが要求されている。

【０００４】電気を効率良く使用するためには、粉じん
の発生量を正確に把握し、発生量に応じて集じん機のパ
ワーを小刻みに調節し、必要な強さを超えたパワーで集
じん機を稼働させないよう制御することが必要になる。
本発明者は、このような問題を解決するため、鋼等を溶
解する溶解炉について、「溶解炉の集じん方法」（特願
平３−１６２２５７号）なる方法を発明し、粉じんの量
を測定し、その量に応じた吸引量で集じんを行う効率的
な操業方法を明らかにしている。

【０００５】このように効率良く集じんを行うために
は、粉じん発生量を把握する必要があり、粉じんセンサ
を適切な箇所に設置し、粉じん濃度を測定しながら、操
業が行われている。粉じん濃度を測定するセンサとして
は、光透過方式、光散乱方式、β線吸収式、静電式等の
センサが市販されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記した市販の粉じん
センサには、以下の欠点がある。すなわち、市販の粉じ
んセンサの粉じん濃度測定範囲の最大値は10g/Nm³ 以下
のものが多いが、前記した溶解炉等、稼働中の粉じん発
生量の多い時期には、粉じん濃度が30g/Nm³ 以上にまで
達する場合があり、その時には粉じん濃度の測定が不可
能になる。

【０００７】このような粉じん濃度が測定不可能な間に
おいては、粉じん発生量を正確に把握することができ
ず、集じん機のパワーを適切に制御することができなく
なる。このような場合に限り、集じん機を最大能力にて
稼働するという方法も考えられるが、そのための電力は
膨大なものとなり、エネルギの浪費となり適切でない。
しかし、粉じん発生量が多い時に省エネを図るために集
じん機のパワーを弱くしすぎると、粉じんが十分に吸引
されず、途中で詰まってしまう可能性がある。

【０００８】本発明は、前記した課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、市販の
粉じんセンサの測定限界を超える高濃度の粉じんを含有
する排ガス中の粉じん濃度の測定を可能とし、常に粉じ
ん発生量を正確に把握することのできる粉じんセンサの
測定範囲拡大方法および装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明の第１発明は、粉じんを多量に含んだ
排ガスを吸引し、集じんを行う際の排ガス中の粉じん濃
度の測定において、集じん機により吸引された排ガスの
流れる煙道内に、排ガスの流量に比例した量の希釈ガス
を入れ、希釈後の混合気体の粉じん濃度を測定し、排ガ
スと希釈ガスの混合比率に基づき、希釈前の排ガスの粉
じん濃度を求めることを特徴とする粉じんセンサの測定
範囲拡大方法である。

【００１０】この発明では、吸引した排ガスを希釈する
必要があり、希釈ガスとしては、Ar、N₂、空気等を用い
ることができる。しかし、吸引する排ガスが多量の場
合、希釈ガスを入れるのに必要な電力が無視できない程
度に多くなり、かえって必要な電気量が増加してしまう
可能性がある。従って、主となる煙道からバイパス（副
煙道）を設けることにより、排ガスの一部が副煙道内に
流れるようにし、そこに空気等の希釈ガスを流して排ガ
ス中の粉じん濃度を下げた後、副煙道の途中で希釈した
混合気体の粉じん濃度の測定を行うようにすることが望
ましい。

【００１１】この点を考慮し、第１発明の方法を実施す
るための装置として、主となる煙道からバイパスとして
設けた副煙道と、排ガス発生設備より吸引された排ガス
のうち、副煙道内に流れ込む流量を測定する流量計と、
副煙道内を流れる排ガスを希釈する希釈ガス供給装置
と、希釈ガス供給装置より、副煙道中に流す流量を制御
する流量制御器と、副煙道の途中の希釈ガス供給位置よ
り後部位置に取付けられた粉じんセンサとからなること
を特徴とする粉じん濃度測定装置を作製することができ
る。

【００１２】また、希釈ガスは常に流し続けるのでな
く、粉じん濃度があらかじめ決められた基準値を超えた
時のみに本発明を適用する方が省エネの点で好ましい。
その場合には、希釈ガスの流し始めと流し終わりの直後
においては、排ガスと希釈ガスの混合比率が不安定とな
るので、注意が必要である。なお、基準値は使用する粉
じんセンサの測定範囲の上限より少し低い値とするのが
よい。

【００１３】さらに、粉じん濃度が基準値を超えて希釈
ガスの流入を開始した後、再び基準値以下となっても、
粉じん濃度が単調に低下せず、再度基準値を超える可能
性がある場合等、粉じん濃度が低下することが明確でな
い場合には、希釈ガスを流し続けることが望ましい。こ
のような場合には、希釈ガスを流しながら測定する粉じ
んセンサと、流さないで測定する粉じんセンサを設け
て、両者から得られた測定値のうち、適切な方を採用す
るとよい。

【００１４】すなわち、排ガス発生設備に設けられた集
じん機に、前記したような粉じん濃度測定装置を並列に
複数取付け、それぞれの装置について、異なる時期に希
釈ガスを流すという方法をとることができる。

【００１５】

【実施例】図１は本発明を鋼の溶解を行う電気炉に適用
した場合の集じんシステムの概要を示すシステム図であ
り、図２は後述する粉じん濃度測定装置１２付近の拡大
図である。図１に示す通り、電気炉１には発生した粉じ
んを含む排ガスを吸引するための吸引口５が設けられ、
そこには湾曲したパイプである吸引エルボ６が設けられ
ている。吸引エルボ６により吸引された排ガスは主煙道
９に引き渡され、燃焼塔７で排ガス中の可燃性ガスが燃
焼され、その後冷却塔８によって後続の設備を損傷しな
い温度まで冷却される。冷却された排ガスは排風機１３
によってバッグハウス１６に送られ、そこで濾布により
粉じんが捕捉される。

【００１６】電気炉１から発生したガスは、前述したよ
うに排風機１３によってバッグハウス１６まで送給して
おり、排風機１３の回転数を効率良く制御することが電
力費低減のためのカギとなる。本実施例における回転数
制御方法について以下に説明する。

【００１７】電気炉１に電力を供給している電源装置２
は、電気炉制御装置３により制御されている。電気炉制
御装置３は、集じん機制御装置１１に対し電気炉の稼働
中常にタイミング信号を送り、現在の操業が溶解作業の
いつに相当するかを伝えている。これは、操業時期によ
って粉じん発生量の多い時期、少ない時期が存在するた
め、操業時期を考慮して本発明の方法および排風機１３
の回転数制御を行う必要があるためである。

【００１８】また、主煙道９のバイパスとして設けられ
た副煙道１０の途中には、粉じん濃度測定装置１２が設
けられ、通過する排ガス中の粉じん濃度を測定し、その
データを集じん機制御装置１１に送っている。後述する
ように、粉じん濃度の測定は希釈ガスを流した方が良い
か流さない方が良いか明確でない場合を考慮し、副煙道
１０を並列に２系統設け、どちらか一方のみ必要な時に
希釈ガスを流して希釈後の混合気体の粉じん濃度を測定
し、もう一方の粉じんセンサより得られた希釈してない
排ガスの粉じん濃度測定結果と比較して、妥当な値の方
を採用するようにしている。集じん機制御装置１１は電
気炉制御装置３から得られるタイミング信号と粉じん濃
度測定装置１２から得られる粉じん濃度に基づいて回転
数を決定し、回転数制御器１５に指示を送り、発生する
粉じん量に合わせた適切な回転数で排風機１３が回転し
て効率の良い電気の使用が可能となる。

【００１９】次に、図２に基づいて粉じん濃度測定装置
１２および本発明の測定範囲拡大方法について説明す
る。図２に示すように、主煙道９からバイパスとして設
けられた副煙道１０の途中には、光透過式の粉じんセン
サが取付けられている。粉じんセンサは、発光器２０、
受光器２１、粉じん濃度出力装置２２から成り、発光器
２０から発せられた光のうち、粉じんにより散乱されな
かった一部の光が受光器２１に到達し、粉じん濃度出力
装置２２により受光量に応じた電流値に変換されること
によって、粉じん濃度が測定できるようになっている。

【００２０】また、副煙道１０には、粉じんセンサの
他、排ガス流量を測定するための流量計１７、希釈ガス
を流すためのコンプレッサー１９および希釈ガスの流量
を制御するための希釈ガス流量制御器１８が取付けられ
ている。なお、コンプレッサー１９にはエアードライヤ
ーが設けられ、水分を取り除いた空気を送ることができ
るようになっている。これは、水分により粉じんが煙道
の内側や粉じんセンサの発光器２０、受光器２１の表面
に吸着するのを防止するためである。

【００２１】そして、電気炉１の稼働中に粉じん発生量
が増加し、粉じん濃度があらかじめ設定した基準値を超
えた場合には、２系統の粉じん濃度測定装置１２のう
ち、一方のコンプレッサー１９から希釈ガスを副煙道１
０内に流し始める。この際、副煙道１０の途中に設けら
れた流量計１７により、主煙道９から副煙道１０内に流
れ込む排ガスの量を測定し、そのデータを希釈ガス流量
制御器１８に伝える。そして、希釈ガス流量制御器１８
は、副煙道内に流す希釈ガスの量が前記した排ガスの流
量に対し、一定の割合となるように調節する。

【００２２】このように、排ガスに一定の割合で希釈ガ
スを混入した混合気体を前記した光透過式の粉じんセン
サによって測定する。希釈前の排ガスでは粉じん濃度が
高すぎるため測定不可能な場合でも、希釈後の混合気体
は粉じん濃度が十分に低下しているため、測定が可能と
なる。そして、希釈ガスの混入比率と、混合気体の粉じ
ん濃度の測定値から、希釈前の排ガス中の粉じん濃度が
計算できる。

【００２３】このようにして、粉じんセンサの測定範囲
の上限を超えた粉じんを含有する排ガスに対しても、粉
じん濃度の測定が可能となる。また、本実施例では、光
透過式の粉じんセンサを溶解炉に用いた場合について記
述したが、本発明はもちろん他の方式の粉じんセンサを
用いた場合や、溶解炉以外の設備の場合に対しても、同
様に適用することができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明に係わる粉じんセンサの測定範囲
拡大方法は、高濃度の排ガスをAr、N₂、空気等の希釈ガ
スと一定の比率で混合させ、希釈後の混合気体の粉じん
濃度を測定し、その後混合比率から希釈前の粉じん濃度
を計算することによって、市販の粉じんセンサでは不可
能な高い粉じん濃度まで測定が可能になった。

【００２５】この結果、市販の粉じんセンサの測定限界
を超えた濃度の粉じんを含有する排ガスを集じんする場
合においても、粉じん発生量を正確に把握でき、効率良
く粉じんを吸引できる集じんシステムを構成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である溶解炉の集じんシステ
ムの構成図。

【図２】本発明である測定範囲の拡大が可能な粉じん濃
度測定装置の一実施例を示す構成図。

【符号の説明】

１…電気炉 ２…電源装置 ３…電気炉制御装置 ４…電極 ５…吸引口 ６…吸引エルボ ７…燃焼塔 ８…冷却塔 ９…主煙道 １０…副煙道 １１…集じん機制御装置 １２…粉じん濃度
測定装置 １３…排風機 １４…モータ １５…回転制御機 １６…バッグハウ
ス １７…流量計 １８…希釈ガス流
量制御器 １９…コンプレッサー ２０…発光器 ２１…受光器 ２２…粉じん濃度
出力装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉じんを多量に含んだ排ガスを吸引し、
   集じんを行う際の排ガス中の粉じん濃度の測定におい
   て、集じん機により吸引された排ガスの流れる煙道内
   に、排ガスの流量に比例した量の希釈ガスを入れ、希釈
   後の混合気体の粉じん濃度を測定し、排ガスと希釈ガス
   の混合比率に基づき、希釈前の排ガスの粉じん濃度を求
   めることを特徴とする粉じんセンサの測定範囲拡大方
   法。
2. 【請求項２】 主となる煙道からバイパスとして設けた
   副煙道と、 排ガス発生設備より吸引された排ガスのうち、副煙道内
   に流れ込む流量を測定する流量計と、 副煙道内を流れる排ガスを希釈する希釈ガス供給装置
   と、 希釈ガス供給装置より、副煙道内に流す流量を制御する
   流量制御器と、 副煙道の途中の希釈ガス供給位置より後部位置に取付け
   られた粉じんセンサとからなることを特徴とする粉じん
   濃度測定装置。
3. 【請求項３】 排ガス発生設備に設けられた集じん機
   に、請求項２記載の粉じん濃度測定装置を複数取付け、
   それぞれの装置について、異なる時期に希釈ガスを流す
   ことを特徴とする請求項１記載の粉じんセンサの測定範
   囲拡大方法。