JP2002202289A - Two-wavelength photoionization mass spectrometer - Google Patents
Two-wavelength photoionization mass spectrometerInfo
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Abstract
Description
【0001】[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、溶融炉等から排出される排ガス中のダイオキ
シン類を時間遅れなくリアルタイムで直接分析する二波
長光イオン化質量分析装置及び該分析装置の分析結果を
基にして炉内の燃焼を制御する燃焼制御システムに関す
る。The present invention relates to various incinerators such as municipal waste incinerators, industrial waste incinerators, sludge incinerators, etc.
A dual-wavelength photoionization mass spectrometer that directly analyzes, in real time, dioxins in exhaust gas discharged from a pyrolysis furnace, a melting furnace, etc. without time delay, and controls combustion in the furnace based on the analysis results of the analyzer. The present invention relates to a combustion control system.
【0002】[0002]
【背景技術】ダイオキシンは微量で高い毒性を有してお
り、高感度の分析法の開発が望まれている。そこで、高
感度分析が可能であるレーザ分析法の適用が考えられ、
近年超音速ジェット法と共鳴増感多光子イオン化法とを
組み合わせることにより、ダイオキシン類の一種である
塩素置換体のスペクトルを測定することが可能であると
の提案がなされている(C.Weickhardt,R.Zimmermann,U.
Bosel,E.W.Schlag,Papid Commun,Mass Spectron,7,198
(1993))。BACKGROUND ART Dioxin has a high toxicity in a trace amount, and development of a highly sensitive analytical method is desired. Therefore, it is conceivable to apply a laser analysis method that enables high-sensitivity analysis.
In recent years, it has been proposed that by combining the supersonic jet method and the resonance-sensitized multiphoton ionization method, it is possible to measure the spectrum of a chlorine-substituted product which is a kind of dioxins (C. Weickhardt, R. Zimmermann, U.
Bosel, EWSchlag, Papid Commun, Mass Spectron, 7,198
(1993)).
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た提案では、気体試料を真空中にジェット噴出させ、瞬
時に絶対零度近傍まで冷却することで、スペクトルを単
純にする気体の分析方法であるが、ダイオキシン及びそ
の誘導体(以下「ダイオキシン類」という。)の検出限
界はppb程度としており、実際のダイオキシン分析を
行うには5〜6桁の濃縮が必要となり、検出に際し時間
及び手間がかかるという問題がある。However, the above-mentioned proposal is a method for analyzing a gas in which the spectrum is simplified by jetting a gas sample into a vacuum and instantaneously cooling the gas sample to near absolute zero. The detection limit of dioxin and its derivatives (hereinafter referred to as “dioxins”) is about ppb, and the actual dioxin analysis requires 5 to 6 digits of concentration, which takes time and labor for detection. is there.
【0004】また、旧来の手作業による分析では、分析
結果がでるまでには、1乃至2ヵ月を要し、日々の焼却
炉のダイオキシン類の発生を測定し、随時燃焼制御をす
ることで常に適正な規制値を満たす運転をすることが困
難である。In the conventional manual analysis, it takes one to two months for the analysis result to be obtained. The daily generation of dioxins in the incinerator is measured, and the combustion control is performed as needed. It is difficult to drive to meet the appropriate regulation values.
【0005】また、レーザ光をサンプル分子に照射し、
選択的にイオン化させることでサンプル分子を検出する
方法が先に提案されている(特開平8−222181号
公報参照)。Further, the sample molecules are irradiated with laser light,
A method for detecting sample molecules by selectively ionizing them has been previously proposed (see JP-A-8-222181).
【0006】この計測装置の一例を図7を用いて説明す
る。図7に示すように、例えば焼却炉等の煙道01内か
らサンプリングプローブ02を介して排ガス03を吸引
し、該排ガスを試料ガスとして超音速ジェット流04を
形成するパルスバルブを有するノズル05を用いて真空
チャンバ06中に噴出する噴出手段と、該噴出された超
音速ジェット流04中にレーザ光07を照射し、共鳴増
感イオン化過程にてダイオキシン類の同族体の分子イオ
ン08を形成する波長固定レーザ09aと波長可変レー
ザ09bからなるレーザ照射手段09と、生成した分子
イオン08のダイオキシン類の分析を行うイオン検出器
010を備えた飛行時間型質量分析装置011とを備え
てなるものである。なお、図7中、符号012パルスド
ライバ,013はパルス遅延回路,014はデジタルオ
シロスコープ,015はミラー、016は集光レンズ及
び017はレーザ導入窓を各々図示する。An example of this measuring device will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7, for example, an exhaust gas 03 is sucked from a flue 01 of an incinerator or the like via a sampling probe 02 and a nozzle 05 having a pulse valve for forming a supersonic jet stream 04 using the exhaust gas as a sample gas is provided. A jetting means for jetting into the vacuum chamber 06 and irradiating the jetted supersonic jet stream 04 with a laser beam 07 to form a molecular ion 08 of a homologue of dioxins in a resonance-sensitized ionization process. It comprises laser irradiation means 09 comprising a fixed wavelength laser 09a and a variable wavelength laser 09b, and a time-of-flight mass spectrometer 011 provided with an ion detector 010 for analyzing dioxins of generated molecular ions 08. is there. In FIG. 7, reference numeral 012 denotes a pulse driver, reference numeral 13 denotes a pulse delay circuit, reference numeral 014 denotes a digital oscilloscope, reference numeral 015 denotes a mirror, reference numeral 016 denotes a condenser lens, and reference numeral 017 denotes a laser introduction window.
【0007】しかしながら、上記レーザ光をナノ秒(1
0-9秒)パルスレーザとする場合では、スペクトル幅が
狭いので、波長可変レーザを使用する必要があり、装置
構成が大がかりとなると共に、塩素原子の数が多くなる
につれて、いわゆる重原子効果により、三重項系へ系間
交差が起こり励起寿命が短くなる結果、イオン信号が観
察されず、十分な感度を得ることができないという問題
がある。[0007] However, the laser light is applied for nanoseconds (1).
0 -9 seconds) When a pulsed laser, the spectral width is narrow, it is necessary to use a tunable laser, with the device configuration becomes large-scale, as the number of chlorine atoms increases, the so-called heavy atom effect As a result, crossover occurs in the triplet system and the excitation lifetime is shortened. As a result, no ion signal is observed and sufficient sensitivity cannot be obtained.
【0008】また、サンプル分子を選択的にイオン化さ
せる場合には、目的とするサンプル以外は検出すること
ができず、排ガス中の現在のダイオキシン類の同族体の
リアルタイル分析を行うことはできないという問題があ
る。また、選択的イオン化の場合には検出感度良好なナ
ノ秒のレーザ光を利用しているが、上述したように、ダ
イオキシン類の直接分析は不可能である。すなわち、当
該提案では特定の一つの異性体しか測定できないので、
他の物質を測定するときには、波長掃引を行う必要があ
り、この波長掃引を行って測定する場合には、その度に
波長を可変させる調整が必要となり、この調整に時間を
要する結果、排ガス中のリアルタイムの分析は不可能で
ある。また、当該提案では選択イオン化は波長が数pm
(ピコメートル)のズレの変化で検出ピークが発現しな
いので、常に波長の校正が必要となり、実装業している
焼却炉に隣接してダイオキシン類の検出を行う場合に
は、振動等を防止するために大がかりな耐震手段が必要
となると共に、波長校正の度にダイオキシン類の計測が
中断されるという問題がある。[0008] In addition, when sample molecules are selectively ionized, it is impossible to detect other than the target sample, and it is impossible to perform real tile analysis of the present homologues of dioxins in exhaust gas. There's a problem. In the case of selective ionization, laser light of nanoseconds having good detection sensitivity is used, but as described above, direct analysis of dioxins is impossible. That is, since only one specific isomer can be measured in the proposal,
When measuring other substances, it is necessary to perform a wavelength sweep, and when performing this wavelength sweep, it is necessary to make adjustments to change the wavelength each time. Real-time analysis of is impossible. In the proposal, the selective ionization has a wavelength of several pm.
Since the detection peak does not appear due to the change of (picometer), the wavelength must be calibrated at all times, and when detecting dioxins adjacent to the incinerator in which the packaging industry is operated, vibration is prevented. Therefore, there is a problem that large-scale seismic measures are required, and measurement of dioxins is interrupted every time the wavelength is calibrated.
【0009】また、上記レーザ光をフェムト秒(10
-15 秒)パルスレーザとする場合では、重原子効果の影
響は軽減されるが、スペクトル幅が広いので、非選択的
に検出できるが、光子利用率が悪いという問題がある。Further, the laser light is applied to a femtosecond (10
(-15 seconds) In the case of using a pulse laser, the influence of the heavy atom effect is reduced, but the spectrum width is wide, so that non-selective detection is possible, but there is a problem that the photon utilization rate is poor.
【0010】このため、励起三重項にある分子をイオン
化するような第2の波長を使用することでイオン化効率
を向上させることが提案されている。[0010] Therefore, it has been proposed to improve the ionization efficiency by using a second wavelength that ionizes molecules in the excited triplet.
【0011】このこの計測装置の一例を図8を用いて説
明する。なお、図7の装置構成と同一の部材には同一の
符号を付してその説明は省略する。An example of this measuring device will be described with reference to FIG. Note that the same members as those in the apparatus configuration of FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0012】図8に示すように、2波長イオン化質量分
析装置は、上述した装置に加え、噴出された超音速ジェ
ット流04中に第1のレーザ光07を照射する波長固定
レーザ09aと波長可変レーザ09bからなるレーザ照
射手段09と、第2のレーザ光020を照射する波長固
定レーザ021aと波長可変レーザ021bからなるレ
ーザ照射手段021と、レーザ020の光路長を調整す
るプリズム023とをさらに備えてなるものである。As shown in FIG. 8, the two-wavelength ionization mass spectrometer includes a wavelength-fixed laser 09a for irradiating a first laser beam 07 into the jetted supersonic jet stream 04, and a wavelength-tunable laser 09a. It further includes a laser irradiating means 09 composed of a laser 09b, a laser irradiating means 21 composed of a fixed wavelength laser 021a for irradiating the second laser light 020 and a wavelength variable laser 021b, and a prism 023 for adjusting the optical path length of the laser 020. It is.
【0013】ここで、第1の波長と第2の波長とは時間
的及び空間的にレーザを試料に照射しなければならない
が、パルス遅延回路013のみでは、5ピコ秒以下の制
御が不能であるので、第2の波長の光路長を任意に調整
できるプリズム022を設ける必要があり、装置構成が
複雑となるという問題がある。Here, the first wavelength and the second wavelength must irradiate the sample with a laser temporally and spatially. However, the pulse delay circuit 013 alone cannot perform control of 5 picoseconds or less. Therefore, it is necessary to provide the prism 022 that can arbitrarily adjust the optical path length of the second wavelength, and there is a problem that the device configuration becomes complicated.
【0014】また、超音速ジェットでは、分子のスペク
トル幅が狭いために、第1の波長を数pmの精度で安定
化する必要があり、実用的な計測手法とするのは困難で
あるという、問題がある。Further, in a supersonic jet, the first wavelength needs to be stabilized with an accuracy of several pm because the spectrum width of the molecule is narrow, and it is difficult to make a practical measurement method. There's a problem.
【0015】しかも、焼却炉の燃焼制御の監視のために
は、焼却炉近傍に計測手段を設ける関係上、振動等の影
響は避けることができないが、図8に示すような装置で
は、振動変化に極めて弱いので、特に連続して長期間に
亙って計測するには問題である。すなわち、一波長の光
軸合せにおいても実機に適用することが困難であるの
に、二波長の光軸合せにはさらに時間がかかるからであ
る。Further, in order to monitor the combustion control of the incinerator, the influence of vibration and the like cannot be avoided due to the provision of the measuring means in the vicinity of the incinerator. However, the apparatus shown in FIG. This is particularly problematic for continuous measurement over a long period of time. That is, although it is difficult to apply the optical axis alignment of one wavelength to an actual machine, it takes more time to align the optical axis of two wavelengths.
【0016】一方、従来においてCO濃度を測定するこ
とにより、ダイオキシン類の濃度を推定し、焼却炉等の
燃焼制御することが提案されているが、CO濃度が10
0ppmと高い場合には、CO濃度とダイオキシン類濃
度との相関関係があることは確認されている。しかしな
がら、図6に示すように、CO濃度が50ppm以下の
低い濃度の領域になると、ダイオキシン類濃度とCO濃
度とに濃度相関がなくなり、CO濃度の測定のみでは、
ダイオキシン類の発生を防止した有効な燃焼制御ができ
ないという問題がある。特に、近年においては低CO濃
度の燃焼制御が確立した結果、ダイオキシン類を直接測
定した瞬時の計測により、ダイオキシン類の発生を適格
に防止することが要望されている。On the other hand, it has been conventionally proposed to estimate the concentration of dioxins by measuring the CO concentration and control the combustion in an incinerator or the like.
It has been confirmed that when the concentration is as high as 0 ppm, there is a correlation between the CO concentration and the dioxin concentration. However, as shown in FIG. 6, when the CO concentration is in a low concentration region of 50 ppm or less, there is no concentration correlation between the dioxin concentration and the CO concentration.
There is a problem that effective combustion control that prevents generation of dioxins cannot be performed. In particular, in recent years, as a result of the establishment of low CO concentration combustion control, it has been demanded to appropriately prevent the generation of dioxins by instantaneous measurement of dioxins directly measured.
【0017】さらに、従来よりダイオキシン類との濃度
相関があるとされているクロロベンゼン(CB)やジク
ロロベンゼン(DCB)等のダイオキシン類前駆体を測
定する場合では、ダイオキシン類を直接測定するもので
はないので、焼却炉内状態を適格に判定することができ
ず、排ガス中におけるリアルタイム分析が要望され、そ
の結果を燃焼制御に利用することが要望されている。Furthermore, when measuring dioxin precursors such as chlorobenzene (CB) and dichlorobenzene (DCB), which are conventionally considered to have a concentration correlation with dioxins, dioxins are not directly measured. Therefore, the in-incinerator state cannot be determined properly, and real-time analysis in exhaust gas is demanded, and it is desired to use the result for combustion control.
【0018】また、ダイオキシン類の濃度相関物質を測
定する場合には、上述したように、選択イオン化では特
定の一種類の物質を測定しているので、レーザ光の光軸
のズレやサンプリング配管の目詰まり等の他の要因で実
際にはダイオキシン類が発生しているにもかかわらず検
出できない場合には、適格にダイオキシン類の濃度を測
定することはできないという問題がある。また、これを
解消するためには、測定装置を2台設け参照しつつ分析
することが必要となるが、分析装置が大がかりとなると
いう問題がある。Further, when measuring the concentration correlated substance of dioxins, as described above, since a specific kind of substance is measured in the selective ionization, the deviation of the optical axis of the laser beam and the sampling pipe are not measured. When dioxins are actually detected due to other factors such as clogging but cannot be detected, there is a problem that the concentration of dioxins cannot be measured properly. In order to solve this problem, it is necessary to provide two measuring devices and perform the analysis while referring to them. However, there is a problem that the analyzing device becomes large.
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する第1
の発明は、真空容器内に試料を導入する試料導入手段
と、該導入された試料に波長の異なるレーザ光を空間的
な重なりをもって照射するレーザ照射手段と、上記レー
ザ照射により生成した分子イオンの分析を行う飛行時間
型質量分析装置とを備えてなると共に、上記波長の異な
るレーザ光の照射が、第1のレーザ光は集光レンズによ
りレーザ光を絞り込みつつ照射すると共に、第2のレー
ザ光は集光レンズを使用せずにレーザ光を絞り込みつつ
照射することを特徴とする。Means for Solving the Problems A first method for solving the above problems is described below.
The invention of the present invention is a sample introducing means for introducing a sample into a vacuum vessel, a laser irradiating means for irradiating the introduced sample with laser beams having different wavelengths with a spatial overlap, and a molecular ion generated by the laser irradiation. A time-of-flight mass spectrometer for performing the analysis, wherein the irradiation of the laser light having the different wavelength is performed while the first laser light is irradiated while the laser light is narrowed down by the condenser lens, and the second laser light is irradiated. Is characterized in that the laser light is irradiated while being narrowed down without using a condenser lens.
【0020】第2の発明は、第1の発明において、上記
第1のレーザ光の強度が第2のレーザ光の強度よりも強
いことを特徴とする。According to a second aspect, in the first aspect, the intensity of the first laser light is higher than the intensity of the second laser light.
【0021】第3の発明は、第1の発明において、上記
第1のレーザが波長可変レーザであり、第2のレーザが
波長固定レーザであることを特徴とする。According to a third aspect, in the first aspect, the first laser is a tunable laser and the second laser is a fixed wavelength laser.
【0022】第4の発明は、第1の発明において、上記
試料導入手段が試料分子を超音速ジェット流のパルス状
に導入するパルスバルブであることを特徴とする。A fourth invention is characterized in that, in the first invention, the sample introduction means is a pulse valve for introducing the sample molecules into a pulse of a supersonic jet flow.
【0023】第5の発明は、第1の発明において、上記
試料導入手段が試料分子を洩れ出すように連続的に導入
するキャピラリカラムであることを特徴とする。According to a fifth aspect, in the first aspect, the sample introduction means is a capillary column for continuously introducing the sample molecules so as to leak out.
【0024】第6の発明は、第5の発明において、上記
試料導入手段がキャピラリカラムであり、その孔径が2
50〜530μmであることを特徴とする。In a sixth aspect based on the fifth aspect, the sample introduction means is a capillary column having a pore size of 2 μm.
It is characterized by being 50 to 530 μm.
【0025】第7の発明は、第5の発明において、上記
キャピラリカラムから導入される洩れ出し分子線のレー
ザ照射位置と、上記キャピラリカラムの先端との距離が
1mm以下であることを特徴とする。In a seventh aspect based on the fifth aspect, the distance between the laser irradiation position of the leaked molecular beam introduced from the capillary column and the tip of the capillary column is 1 mm or less. .
【0026】第8の発明は、第1の発明において、上記
試料が焼却炉,熱分解炉,溶融炉等からの排ガスである
ことを特徴とする。An eighth invention is characterized in that, in the first invention, the sample is exhaust gas from an incinerator, a pyrolysis furnace, a melting furnace or the like.
【0027】第9の発明は、第1の発明において、上記
飛行時間型質量分析装置がリフレクトロン型の質量分析
装置であることを特徴とする。According to a ninth aspect, in the first aspect, the time-of-flight mass spectrometer is a reflectron type mass spectrometer.
【0028】第10の発明は、焼却炉,熱分解炉,溶融
炉等から排出される排ガス中のダイオキシン類を含む燃
焼ガスを直接採取する採取手段と、該ダイオキシン類を
含む採取ガスをリアルタイムで分析する第1乃至9の発
明のいずれか一の二波長光イオン化質量分析装置とを備
えてなり、燃焼ガス中のダイオキシン類を直接分析する
ことを特徴とする。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a sampling means for directly collecting combustion gas containing dioxins in exhaust gas discharged from an incinerator, a pyrolysis furnace, a melting furnace, or the like, and a real-time sampling of the collected gas containing dioxins. A dual-wavelength photoionization mass spectrometer according to any one of the first to ninth aspects of the present invention for analyzing is provided, and dioxins in combustion gas are directly analyzed.
【0029】第11の発明は、焼却炉,熱分解炉,溶融
炉等の炉内に燃焼物を投入し、燃焼による発生熱量を一
定に維持するとともに、ダイオキシン類などの有害ガス
の発生を抑制する焼却炉における燃焼制御システムにお
いて、焼却炉,熱分解炉,溶融炉等からの排ガス中のダ
イオキシン類を瞬時に計測可能な第1乃至9のいずれか
一の二波長光イオン化質量分析装置と燃焼用空気制御手
段とを具備し、ダイオキシン類濃度を時間遅れなく検出
し、検出したダイオキシン類濃度に応じて燃焼空気量を
変化させることを特徴とする。According to an eleventh aspect of the present invention, a burned substance is charged into a furnace such as an incinerator, a pyrolysis furnace, a melting furnace, etc., so that the amount of heat generated by the combustion is kept constant and the generation of harmful gases such as dioxins is suppressed. A dual-wavelength photoionization mass spectrometer according to any one of the first to ninth, which can instantaneously measure dioxins in exhaust gas from an incinerator, a pyrolysis furnace, a melting furnace, etc. Air control means for detecting the concentration of dioxins without time delay, and changing the amount of combustion air in accordance with the detected concentration of dioxins.
【0030】第12の発明は、第11の発明において、
燃焼用空気の制御手段が一次燃焼空気又は二次燃焼空気
のいずれか一方又は両方の空気量及び酸素濃度を制御す
ることを特徴とする。According to a twelfth aspect, in the eleventh aspect,
The combustion air control means controls the air amount and oxygen concentration of one or both of the primary combustion air and the secondary combustion air.
【0031】第13の発明は、第11の発明において、
上記ダイオキシン類の排出制御が炉内温度、炉内ガス対
流時間、炉内攪拌力のいずれか又はこれらの組合せによ
り制御することを特徴とする。According to a thirteenth aspect, in the eleventh aspect,
The emission control of the dioxins is controlled by any one of a furnace temperature, a furnace gas convection time, a furnace stirring force, or a combination thereof.
【0032】[0032]
【発明の実施の形態】本発明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。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these embodiments.
【0033】図1は本実施の形態にかかる二波長光イオ
ン化質量分析装置の概略図である。図1に示すように、
本実施の形態にかかる光イオン化質量分析装置は、真空
チャンバー11内に煙道12からの排ガス13を洩れ出
し分子線14として連続的に導入する試料導入手段15
と、該導入された洩れ出し分子線14中に集光レンズ1
6を介して第1のパルスレーザ光17を照射する波長固
定レーザ18aと波長可変レーザ18bからなる第1の
レーザ照射手段と、上記第1のレーザ光17の集光位置
に空間的な重なりをもって第2のパルスレーザ光19を
集光レンズを介さずに照射する波長固定レーザ18aか
らなる第2のレーザ照射手段と、第1のレーザ光17と
第2のレーザ光19とが空間的及び時間的な重なりをも
って洩れ出し分子線14に照射してイオン化し、生成し
た分子イオン20の分析を行うイオン検出器21を備え
た飛行時間型質量分析装置22とを備えてなるものであ
る。また、図1中、23〜26は電極,27はミラー,
28はデジタルオシロスコープ及び29はレーザ導入窓
を各々図示する。FIG. 1 is a schematic diagram of a two-wavelength photoionization mass spectrometer according to the present embodiment. As shown in FIG.
The photoionization mass spectrometer according to the present embodiment includes a sample introduction unit 15 that leaks exhaust gas 13 from a flue 12 into a vacuum chamber 11 and continuously introduces it as a molecular beam 14.
And the condensing lens 1 in the introduced leaked molecular beam 14.
A first laser irradiating means comprising a fixed wavelength laser 18a and a variable wavelength laser 18b for irradiating the first pulsed laser light 17 through 6 and a condensing position of the first laser light 17 with a spatial overlap. A second laser irradiating means composed of a fixed wavelength laser 18a for irradiating the second pulse laser light 19 without passing through a condenser lens, and the first laser light 17 and the second laser light 19 are spatially and temporally It is provided with a time-of-flight mass spectrometer 22 having an ion detector 21 for irradiating the leaked molecular beam 14 with partial overlap and ionizing it and analyzing the generated molecular ion 20. In FIG. 1, 23 to 26 are electrodes, 27 is a mirror,
Reference numeral 28 denotes a digital oscilloscope and 29 denotes a laser introduction window.
【0034】ここで、本実施の形態ではレーザ照射手段
として同一の波長固定レーザ18aを用いているが、異
なるレーザ装置を用いるようにしてもよい。Here, in the present embodiment, the same fixed wavelength laser 18a is used as the laser irradiation means, but a different laser device may be used.
【0035】また、本実施の形態ではイオントラップを
設けていないが、必要に応じてイオントラップを設け、
目的とするもののみを捕捉するようにしてもよい。ま
た、ベンゼンよりも軽い物質を排除するようなフィルタ
的な用い方をするようにしてもよい。Although no ion trap is provided in this embodiment, an ion trap may be provided if necessary.
You may make it capture only what is aimed. Alternatively, the filter may be used as a filter for removing substances lighter than benzene.
【0036】ここで、キャピラリカラムのような試料導
入手段15を用いる場合には、レーザの照射部の温度が
100K以上となるので、洩れ出し分子線を冷却させる
ことなくイオン化させ、ブロード化した分子スペクトル
を得ることができる。Here, when the sample introduction means 15 such as a capillary column is used, the temperature of the laser irradiation part becomes 100 K or more, so the leaked molecular beam is ionized without cooling, and the broadened molecular beam is cooled. A spectrum can be obtained.
【0037】上記試料導入手段15としては、分子線を
連続的に供給するものであればいずれでもよいが、石英
製であるために有機分子の付着が生じにくいという点で
キャピラリカラムが好ましい。The sample introducing means 15 may be any one that continuously supplies molecular beams. However, a capillary column is preferable because it is made of quartz, so that adhesion of organic molecules hardly occurs.
【0038】また、その孔径は250〜530μm、好
適には320μm程度とすることが望ましい。これはキ
ャピラリカラムの孔径が上記範囲外であると、良好な洩
れ出し分子線14とならないからである。上記キャピラ
リカラムの材質は石英等の非誘電体であるものが望まし
い。The pore diameter is desirably 250 to 530 μm, preferably about 320 μm. This is because if the pore diameter of the capillary column is out of the above range, a good leaked molecular beam 14 will not be obtained. The material of the capillary column is preferably a non-dielectric material such as quartz.
【0039】上記キャピラリカラム15から導入される
洩れ出し分子線14のレーザ照射位置と、上記キャピラ
リカラム15の先端との距離が1mm以下、好適には0.
3mm程度とするのが望ましい。これは、キャピラリカ
ラム先端とレーザとの間がより近接しているのがレーザ
のイオン化効率が高く好ましいが、あまり接近しすぎる
と、キャピラリカラムの先端で絶縁破壊が生じることが
あり、非常に幅の広い質量スペクトルを与える。この場
合には、質量分解能が大幅に低下し、多数の成分が混在
している実ガスの分析に適用することは困難となる。よ
って、レーザ照射による影響がない距離でできるだけ近
接しているのが好ましい。The distance between the laser irradiation position of the leaked molecular beam 14 introduced from the capillary column 15 and the tip of the capillary column 15 is 1 mm or less, preferably 0.1 mm.
It is desirable to set it to about 3 mm. This is because it is preferable that the distance between the tip of the capillary column and the laser be closer to each other because the ionization efficiency of the laser is high, but if the distance is too close, dielectric breakdown may occur at the tip of the capillary column, and the width of the capillary may be extremely large. Gives a broad mass spectrum of In this case, the mass resolution is greatly reduced, and it is difficult to apply the method to the analysis of a real gas containing a large number of components. Therefore, it is preferable to be as close as possible at a distance that is not affected by the laser irradiation.
【0040】なお、本発明は試料導入手段として、上述
したキャピラリカラム等による洩れだし分子線方式の手
段に限定されるものではなく、例えば超音速ジェット流
とするパルスバルブを使用することもできる。この場合
には、パルスバルブを調整するために、図7に示したよ
うにパルスドライバーとパルス遅延回路が別途必要とな
る。It should be noted that the present invention is not limited to the leak-out molecular beam type means using a capillary column or the like as the sample introduction means, but it is also possible to use, for example, a pulse valve using a supersonic jet flow. In this case, a pulse driver and a pulse delay circuit are separately required as shown in FIG. 7 to adjust the pulse valve.
【0041】また、上記レーザパルス波長は240〜2
70nmとするのが好ましい。これは、上記波長範囲と
することで、ダイオキシン類及びダイオキシン類前駆体
をイオン化させることができるからである。The laser pulse wavelength is 240 to 2
Preferably it is 70 nm. This is because the dioxins and the dioxin precursor can be ionized by setting the wavelength range.
【0042】本発明で使用可能なパルス幅としては、ナ
ノ秒程度のパルス幅とするのが好ましい。The pulse width usable in the present invention is preferably a pulse width on the order of nanoseconds.
【0043】本発明の装置は有機化合物であれば、いず
れの試料でも分析の対象となるが、特に、焼却炉,熱分
解炉,溶融炉等からの排ガスの計測に用いることが排ガ
ス中のダイオキシン類のリアルタイム分析の点から好適
である。The apparatus of the present invention can be used to analyze any sample as long as it is an organic compound. In particular, dioxin in exhaust gas can be used for measurement of exhaust gas from incinerators, pyrolysis furnaces, melting furnaces and the like. It is suitable from the viewpoint of real-time analysis of a kind.
【0044】本発明では質量分析装置19はリフレクト
ロン型のものを使用することが、質量分解能の向上の点
から好ましい。これは、同一質量のイオンのうち、より
大きな(小さな)並進エネルギーをもつものは折り返し
の際に電場により深く(浅く)入り込むことによって実
効的に長い(短い)距離を飛行する。このため、エネル
ギーの異なるイオンを同時刻に検出器に収束させること
ができることによるからである。In the present invention, it is preferable to use a reflectron type mass spectrometer 19 from the viewpoint of improving mass resolution. This means that ions of the same mass, with higher (smaller) translational energies, fly longer (short) effectively by folding deeper (shallower) into the electric field upon folding. Therefore, ions having different energies can be converged on the detector at the same time.
【0045】ここで、本発明による第1のレーザ光を集
光させると共に第2のレーザ光を集光させないことによ
る2波長イオンによりスペクトルを測定することの相違
について説明する。Here, the difference between the measurement of the spectrum with the two-wavelength ions due to the focusing of the first laser beam and the non-focusing of the second laser beam according to the present invention will be described.
【0046】第1のレーザ光17は集光レンズ16によ
り100μs程度に集光する場合には、図2(a)に示
すように、分子に照射するレーザ光がシャープな形状と
なる。一方の集光レンズを用いることなく照射する第2
のレーザ光19の場合には、広がった状態で分子線14
の分子14aに照射することになり、両者が空間的及び
時間的に重なる場合には、必ず、両者のビームの重なり
31が生じ、イオン化率が高いものとなる。これに対
し、従来技術の図8に示した第1のレーザ光07及び第
2のレーザ光020を集光レンズ016で共に集光させ
た場合に、完全に光軸が一致した場合で、図2(b)に
示すようなビームの重なり32になるが、少しでも光軸
がずれた場合にには、空間的なズレが生じ、図2(c)
に示すようなビームの重なり33となり、イオン化率を
向上させることが困難である。When the first laser beam 17 is condensed by the condensing lens 16 for about 100 μs, as shown in FIG. 2A, the laser beam applied to the molecule has a sharp shape. 2nd irradiation without using one condenser lens
In the case of the laser beam 19, the molecular beam 14
When the two molecules overlap each other spatially and temporally, an overlap 31 of both beams always occurs, resulting in a high ionization rate. On the other hand, when the first laser light 07 and the second laser light 020 shown in FIG. 8 of the related art are condensed together by the condensing lens 016, the optical axes are completely aligned. 2B, the beam overlaps 32 as shown in FIG. 2B. If the optical axis is slightly deviated, a spatial shift occurs, and FIG.
The beam overlap 33 as shown in FIG. 4 indicates that it is difficult to improve the ionization rate.
【0047】また、上記第1のレーザ光の強度は第2の
レーザ光の強度よりも強くなるようにしている。これ
は、第2のレーザ光のみで1波長イオン化を生じないよ
うにするためである。よって、第2のレーザ光を照射し
た場合にはバックグランド程度の信号しか得られないよ
うにレーザ光強度(光子密度)を弱くしている。Further, the intensity of the first laser light is set to be higher than the intensity of the second laser light. This is to prevent one-wavelength ionization from occurring only with the second laser light. Therefore, when the second laser beam is irradiated, the laser beam intensity (photon density) is reduced so that only a signal of the background level can be obtained.
【0048】また、第2のレーザ光のレーザ照射のタイ
ミングを調整する必要性については、三重項状態の寿命
はμs程度と長いので、厳密な調整をする必要はない。
よって、従来のようなパルス遅延回路を使用せずに、例
えば波長可変レーザに使用する色素レーザ励起に使用し
たYAGレーザの5倍波を直接照射することでも高感度
化を図ることができる。Regarding the necessity of adjusting the laser irradiation timing of the second laser beam, it is not necessary to make strict adjustment because the lifetime of the triplet state is as long as about μs.
Therefore, high sensitivity can be achieved by directly irradiating a fifth harmonic of a YAG laser used for excitation of a dye laser used for a wavelength tunable laser, for example, without using a conventional pulse delay circuit.
【0049】次に、二波長イオン化質量分析装置によ
り、ダイオキシン類の異性体を識別する概略を図3を用
いて説明する。Next, the outline of identifying dioxin isomers using a two-wavelength ionization mass spectrometer will be described with reference to FIG.
【0050】図3はレーザ照射による励起状態を示し、
基底状態(S0 )からイオン化準位まで到達することで
イオン化される。FIG. 3 shows an excited state by laser irradiation.
The ions are ionized by reaching the ionization level from the ground state (S 0 ).
【0051】ここで、ベンゼンやモノクロロベンゼン程
度の大きさの分子であれば励起状態S1 を励起可能な波
長ν1 のレーザを照射し、引き続いて励起状態S1 にあ
る分子が波長ν1 のレーザ光を吸収することでイオン化
する。これに対して、ダイオキシン類では吸収帯が長波
長域に移動しており、励起状態S1 を励起可能なレーザ
波長ν1 で分子を励起しても、波長ν1 のレーザ光を2
光子吸収を行なわなければイオン化しない。さらに、ダ
イオキシン類は塩素原子を有しているので、励起状態S
1 にある分子は内部重原子効果によって速やかに別な励
起状態T1 にエネルギー移動する。上記別な励起状態T
1 の寿命はμs程度と励起状態S1 の寿命に対して長い
ので、別な励起状態T1 にある分子をイオン化する波長
ν3 のレーザ光を照射することでイオン化させることが
可能となる。T1 はS1 よりも低エネルギーにあり、必
然的に波長ν3 は波長ν1 よりも短波長でなければなら
ない。しかしながら、イオン化準位は連続状態にあるの
で、波長ν3 は可変レーザにて発生させる必要はなく、
例えばYAGレーザの5倍波(波長213nm)等を用
いることができる。なお、塩素数の異なるダイオキシン
類異性体は励起波長が近接しているものが存在するが、
これは質量数の差で識別することが可能となる。Here, in the case of a molecule having a size of about benzene or monochlorobenzene, a laser having a wavelength ν 1 capable of exciting the excited state S 1 is irradiated, and subsequently, the molecule in the excited state S 1 has a wavelength ν 1 . It is ionized by absorbing laser light. On the other hand, in the case of dioxins, the absorption band is shifted to a longer wavelength range, and even if the molecule is excited by the laser wavelength ν 1 that can excite the excited state S 1 , the laser light of the wavelength ν 1 is emitted by 2 nm.
If photon absorption is not performed, it will not ionize. Furthermore, since dioxins have a chlorine atom, the excited state S
The energy of the molecule in 1 is quickly transferred to another excited state T 1 by the internal heavy atom effect. Another excited state T
Since the lifetime of 1 is about μs, which is longer than the lifetime of the excited state S 1 , molecules can be ionized by irradiating a laser beam having a wavelength ν 3 for ionizing molecules in another excited state T 1 . T 1 is at a lower energy than S 1 , and wavelength ν 3 must necessarily be shorter than wavelength ν 1 . However, since the ionization level is in a continuous state, the wavelength ν 3 does not need to be generated by a tunable laser,
For example, a fifth harmonic (wavelength: 213 nm) of a YAG laser or the like can be used. In addition, dioxin isomers having different chlorine numbers include those having excitation wavelengths close to each other,
This can be identified by the difference in the mass numbers.
【0052】また、T1 からイオン化準位へ遷移する吸
収断面積は基底状態S0 から励起状態S1 へ遷移する断
面積よりも大きいので、波長ν1 のレーザ光は集光レン
ズで集光する必要があるが、波長ν3 のレーザ光は集光
レンズで集光する必要はない。逆に波長ν3 のレーザ光
を集光すると高励起状態S2 乃至はさらに高い励起状態
を励起する可能性があり、異性体の選択的な励起は不可
能となる。Since the absorption cross section that transitions from T 1 to the ionization level is larger than the cross section that transitions from the ground state S 0 to the excited state S 1 , the laser beam having the wavelength ν 1 is condensed by the condenser lens. However, the laser light having the wavelength ν 3 does not need to be focused by the focusing lens. Conversely, if a laser beam having a wavelength ν 3 is condensed, there is a possibility that the highly excited state S 2 or an even higher excited state may be excited, and selective excitation of the isomer becomes impossible.
【0053】このように本発明では一方のレーザ光を集
光させないという二波長イオン化法と飛行時間型質量分
析装置(Time of Flight Mass Spectroscopy:TOFMS)の併
用することにより、ダイオキシン類の同族体を簡易に測
定することができる。As described above, in the present invention, by using a dual wavelength ionization method in which one laser beam is not focused and a time-of-flight mass spectroscopy (TOFMS), a homologue of dioxins can be obtained. It can be easily measured.
【0054】ここで、本発明では、図1に示す上記試料
採取管40の先端に介装されたフィルタ41は高温に耐
えられるセラミックス製のフィルタが好適であり、採取
管40の目詰まりを防止するために、フィルタのダスト
除去率が99%以上のものを用いることが好ましい。Here, in the present invention, the filter 41 interposed at the tip of the sampling tube 40 shown in FIG. 1 is preferably a ceramic filter which can withstand high temperatures, and prevents the sampling tube 40 from being clogged. Therefore, it is preferable to use a filter having a dust removal rate of 99% or more.
【0055】また、上記採取管40のフィルタ41の目
詰まりを防止するために、例えば窒素ガスパージ等によ
る逆洗浄を行う逆洗浄手段を設けるようにしている。こ
の目詰まりの状態はスペクトル幅の広いレーザ光を用い
ており、ダイオキシン類以外の複数の有機分子も同時に
イオン化することとなるので、当該ダイオキシン類以外
の有機分子(例えばベンゼン等)を指標とし、該有機分
子の信号強度変化を監視することにより、目詰まりを監
視することができる。或いは信号強度の変化に関係な
く、一定時間の経過毎に窒素ガスのパージを行って逆洗
浄を行うようにしてもよい。Further, in order to prevent the filter 41 of the sampling tube 40 from being clogged, a reverse cleaning means for performing reverse cleaning by, for example, purging with nitrogen gas or the like is provided. Since this clogging state uses a laser beam with a wide spectrum width and a plurality of organic molecules other than dioxins are simultaneously ionized, the organic molecules other than the dioxins (such as benzene) are used as indices, By monitoring the change in the signal intensity of the organic molecule, clogging can be monitored. Alternatively, regardless of the change in the signal intensity, the nitrogen gas may be purged every time a predetermined time elapses to perform the reverse cleaning.
【0056】また、採取管40の先端は炉内又は煙道内
の燃焼排ガスの高温に晒されているので、当該部分では
ダイオキシン類の再合成のおそれはない。よって、炉内
又は煙道内のダイオキシン類の同族体の分布そのものを
直接採取できることになる。Further, since the tip of the sampling pipe 40 is exposed to the high temperature of the combustion exhaust gas in the furnace or the flue, there is no risk of resynthesis of dioxins in this portion. Therefore, the distribution itself of the homolog of dioxins in the furnace or the flue can be directly collected.
【0057】上記採取手管40の周囲には保護手段42
により覆われており、採取管温度が120〜200℃と
なるように保持している。これは120℃未満である
と、燃焼ガス13中には水分が多く含まれているので、
その凝集を防止するためであり、一方200℃以上の高
温となるとダイオキシン類の再合成が開始するのでこれ
を防ぐためである。A protective means 42 is provided around the collection tube 40.
, And the temperature is maintained so that the temperature of the collection tube is 120 to 200 ° C. If the temperature is lower than 120 ° C., the combustion gas 13 contains a large amount of moisture.
This is to prevent the aggregation, and to prevent the re-synthesis of the dioxins at a high temperature of 200 ° C. or more.
【0058】また、排気ガスの吸引速度は0.5〜1.0リ
ットル/分程度とするのがよい。これは排気ガス中のサ
ブミクロン単位のダストが配管に付着することがないよ
うにするためである。The exhaust gas suction speed is preferably about 0.5 to 1.0 liter / minute. This is to prevent submicron unit dust in the exhaust gas from adhering to the piping.
【0059】上記レーザとしては半導体レーザ、エキシ
マレーザ、チタンサファイヤレーザの3倍波等が使用可
能である。As the above laser, a semiconductor laser, an excimer laser, a third harmonic of a titanium sapphire laser, or the like can be used.
【0060】なお、ダイオキシン類の同族体に分析にお
いて、分子量が異なる試料の場合には、質量スペクトル
より直ちに識別が可能であり、同一分子量の場合におい
ても、目的質量数のイオン信号の波長依存性を予め検出
することで、異性体の識別が可能となる。In the analysis of homologues of dioxins, in the case of samples having different molecular weights, it is possible to immediately discriminate them from the mass spectrum, and even in the case of the same molecular weight, the wavelength dependence of the ion signal of the target mass number is obtained. By detecting in advance, the isomer can be distinguished.
【0061】[0061]
【実施例】以下、本発明の好適な一実施例について説明
する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the present invention will be described below.
【0062】内径320μm、長さ2mのキャピラリカ
ラムを使用し、真空チャンバー中に試料ガス(モノクロ
ロベンゼン50ppm、窒素バランス)を導入した。イ
オン化用のレーザはパルス波長が269.8nm、パル
ス幅が10ns、パルスエネルギーが500μJ/パル
スのYAG励起・波長可変色素レーザである。第1のレ
ーザ光は、焦点距離70cmの石英レンズでキャピラリ
カラムの下流1mm以内の地点に照射した。第2のレー
ザ光は波長YAGレーザの5倍波(波長213nm)を
使用し、第1のレーザ光を照射する光学窓の反対側の光
学窓より集光レンズを使用しないで照射した。生成した
イオンは、飛行時間型質量分析計にて検出した。A sample gas (monochlorobenzene 50 ppm, nitrogen balance) was introduced into a vacuum chamber using a capillary column having an inner diameter of 320 μm and a length of 2 m. The laser for ionization is a YAG excitation / wavelength variable dye laser having a pulse wavelength of 269.8 nm, a pulse width of 10 ns, and a pulse energy of 500 μJ / pulse. The first laser beam was applied to a point within 1 mm downstream of the capillary column with a quartz lens having a focal length of 70 cm. As the second laser light, a fifth harmonic (wavelength: 213 nm) of the wavelength YAG laser was used, and irradiation was performed without using a condenser lens from the optical window on the opposite side of the optical window for irradiating the first laser light. The generated ions were detected by a time-of-flight mass spectrometer.
【0063】本実施例では、洩れ出し分子線を使用する
ので、超音速ジェット流とは異なり、分子が冷却されな
いために分子のスペクトル幅は200pm以上に広が
り、レーザ光子の利用効率が一桁以上向上すると共に第
2のレーザ光の照射、三重項を対象とすれることによる
レーザ照射タイミングの簡素化を実現することができ、
実用的な感度でリアルタイム検出が可能となる。In this embodiment, since the leaked molecular beam is used, unlike the supersonic jet flow, the molecule is not cooled, so that the spectrum width of the molecule is expanded to 200 pm or more, and the utilization efficiency of laser photons is increased by one digit or more. It is possible to realize the simplification of the laser irradiation timing by improving the irradiation of the second laser beam and targeting the triplet,
Real-time detection becomes possible with practical sensitivity.
【0064】[第2の実施の形態]次に本発明の測定装
置を用いた炉の制御方法の実施の形態について説明す
る。図4は燃焼制御システムの概略図である。図4に示
すように、本実施の形態の制御システムは、焼却炉51
内に燃焼物52を投入し、燃焼による発生熱量を一定に
維持するとともに、ダイオキシン類などの有害ガスの発
生を抑制する焼却炉における燃焼制御システムにおい
て、焼却炉,熱分解炉,溶融炉等の炉51内のダイオキ
シン類を瞬時に計測可能なダイオキシン類分析装置53
と燃焼用空気制御手段54とを具備し、ダイオキシン類
濃度を時間遅れなく検出し、検出したダイオキシン類濃
度に応じて燃焼空気量を変化させるシステムである。こ
こで、本実施の形態での焼却炉51は流動床炉であり、
底部に流動層55を有した構成となっている。前記流動
層55の下流側には、燃焼物52を燃焼した後の灰を所
定の位置に搬送する灰シュート56が配置されている。
前記流動層55には、一次燃焼空気量制御弁57を介在
させた配管58を介して押込送風機59が接続されてい
る。[Second Embodiment] Next, an embodiment of a furnace control method using the measuring apparatus of the present invention will be described. FIG. 4 is a schematic diagram of the combustion control system. As shown in FIG. 4, the control system according to the present embodiment includes an incinerator 51.
In the combustion control system in the incinerator, which keeps the calorific value generated by combustion constant and also suppresses the generation of harmful gases such as dioxins, the combustion control system such as an incinerator, a pyrolysis furnace, a melting furnace, etc. Dioxin analyzer 53 capable of instantaneously measuring dioxins in furnace 51
And a combustion air control means 54 for detecting the concentration of dioxins without delay and changing the amount of combustion air according to the detected concentration of dioxins. Here, the incinerator 51 in the present embodiment is a fluidized bed furnace,
It has a configuration having a fluidized bed 55 at the bottom. On the downstream side of the fluidized bed 55, an ash chute 56 for transporting ash after burning the combustibles 52 to a predetermined position is arranged.
A forced blower 59 is connected to the fluidized bed 55 via a pipe 58 having a primary combustion air amount control valve 57 interposed therebetween.
【0065】一次燃焼空気は、流動層55の下部から任
意の箇所に供給されるようになっている。また、流動床
炉51の下部側寄りには、二次燃焼空気量制御弁60を
介在させた配管61を介して押込送風機62が接続され
ている。ここで、二次燃焼空気は、一次燃焼にて発生し
た燃焼ガスを流動床炉51の上部にて燃焼させる働きを
する。The primary combustion air is supplied from the lower part of the fluidized bed 55 to an arbitrary position. A forced blower 62 is connected to a lower portion of the fluidized-bed furnace 51 via a pipe 61 having a secondary combustion air amount control valve 60 interposed therebetween. Here, the secondary combustion air functions to burn the combustion gas generated in the primary combustion in the upper part of the fluidized bed furnace 51.
【0066】前記流動床炉51の下部側壁には、都市ご
み等の燃焼物を流動層55内に投入する燃焼物供給ホッ
パ63が設けられている。このホッパ63の下部側に
は、モータにより駆動して燃焼物52を流動層55に押
し出すフィーダ64が設けられている。このフィーダ6
4により送られてきた燃焼物52は、流動層55内でガ
ス化され、流動層55の上部の流動床炉51内で燃焼す
る。On the lower side wall of the fluidized bed furnace 51, there is provided a combustion material supply hopper 63 for introducing combustion materials such as municipal solid waste into the fluidized bed 55. A feeder 64 is provided below the hopper 63 and driven by a motor to push out the combustion products 52 to the fluidized bed 55. This feeder 6
The combustion products 52 sent by the gas turbine 4 are gasified in the fluidized bed 55 and burned in the fluidized bed furnace 51 above the fluidized bed 55.
【0067】前記流動床炉51の上段には、流動床炉5
1で燃焼して得られた高温の燃焼ガスを冷却するボイラ
65、有毒ガス,粒子状物を除去する排ガス処理設備6
6、排ガスを誘引する誘引送風機67、及び排ガスを大
気中に放出する煙突68が順次接続されている。また、
前記排ガス処理設備66の上部付近には、該設備66内
に消石灰,活性炭等を必要に応じて噴霧する噴霧装置6
9が配置されている。In the upper stage of the fluidized bed furnace 51, a fluidized bed furnace 5 is provided.
Boiler 65 for cooling the high-temperature combustion gas obtained by burning in 1, exhaust gas treatment facility 6 for removing toxic gas and particulate matter
6. An induction blower 67 for inducing exhaust gas and a chimney 68 for discharging exhaust gas to the atmosphere are sequentially connected. Also,
A spraying device 6 for spraying slaked lime, activated carbon and the like into the equipment 66 as needed near the upper part of the exhaust gas treatment equipment 66.
9 are arranged.
【0068】前記流動床炉51の上部には、炉内の燃焼
ガス中のダイオキシン類濃度を瞬時に計測可能な計測手
段としてのダイオキシン類分析装置53が設けられてい
る。この分析装置53は、図1に示す構成からなり、測
定情報はコントローラ71に電気的に接続されている。
前記コントローラ71は、前記一次燃焼空気量制御弁5
7及び二次燃焼空気量制御弁60及び酸素量調整弁73
及び助燃バーナ72にそれぞれ電気的に接続されてい
る。また、コントローラ71には、ボイラ蒸発量の情報
80及び温度計測情報81が送られていると共に、供給
フィーダを制御する制御手段82、ストーカを制御する
制御手段83、酸素供給量手段84に信号を送って制御
している。A dioxin analyzer 53 is provided above the fluidized-bed furnace 51 as a measuring means capable of instantaneously measuring the concentration of dioxins in the combustion gas in the furnace. The analyzer 53 has the configuration shown in FIG. 1, and the measurement information is electrically connected to the controller 71.
The controller 71 controls the primary combustion air amount control valve 5
7 and secondary combustion air amount control valve 60 and oxygen amount adjustment valve 73
And an auxiliary combustion burner 72. Further, the controller 71 receives information 80 on the boiler evaporation amount and temperature measurement information 81, and sends signals to a control unit 82 for controlling the supply feeder, a control unit 83 for controlling the stoker, and an oxygen supply amount unit 84. Sending and controlling.
【0069】燃焼制御はダイオキシン類の濃度に応じ
て、前記一次燃焼空気量制御又は二次燃焼空気量制御、
燃焼空気の酸素濃度制御、若しくはこれらの全てを必要
に応じて行うようにすればよい。また、制御を炉内温
度、炉内ガス対流時間、炉内攪拌力のいずれか又はこれ
らの組合せにより制御するようにしてもよい。The combustion control is based on the primary combustion air amount control or the secondary combustion air amount control according to the concentration of dioxins.
The control of the oxygen concentration of the combustion air or all of them may be performed as needed. Further, the control may be performed by any one of the furnace temperature, the furnace gas convection time, the furnace stirring force, or a combination thereof.
【0070】また、前記前記コントローラ71には予測
制御手段を内在された場合には、ダイオキシン類分析装
置53による計測結果に基づく時系列データからダイオ
キシン類濃度の変動を予測することができる。予測制御
手段は、例えばベースライン(平均値)の制御を行うフ
ァジー制御器と、ダイオキシン類濃度の発生を抑制する
カオス制御器とを有している。When the controller 71 includes a predictive control means, it is possible to predict a change in the concentration of dioxins from time-series data based on the result of measurement by the dioxin analyzer 53. The prediction control means includes, for example, a fuzzy controller that controls a baseline (average value) and a chaos controller that suppresses generation of dioxin concentration.
【0071】ここで、カオス制御器は、ダイオキシン類
分析装置53による計測結果に基づく時系列データから
ある一定時刻先のダイオキシン類濃度を予測し、ピーク
が発生すると予測した場合に、二次燃焼空気量を増やす
ような操作量を算出する。ファジー制御器は、排ガスに
よる計測結果とダイオキシン類濃度設定値の偏差から、
それを0とするような操作量を算出する。カオス制御器
で求めた操作量と、ファジー制御器29による操作量と
を合わせた操作量により、一次燃焼空気量制御弁57及
び二次空気量制御弁60を操作し、プラントのダイオキ
シン類濃度を制御する。Here, the chaos controller predicts the concentration of dioxins at a certain point in time from the time-series data based on the measurement results obtained by the dioxins analyzer 53, and if it predicts that a peak will occur, the secondary combustion air An operation amount that increases the amount is calculated. The fuzzy controller calculates the difference between the measurement result of exhaust gas and the set value of dioxin concentration,
An operation amount that makes it zero is calculated. The primary combustion air amount control valve 57 and the secondary air amount control valve 60 are operated based on the operation amount obtained by combining the operation amount obtained by the chaos controller and the operation amount by the fuzzy controller 29 to reduce the concentration of dioxins in the plant. Control.
【0072】こうした構成の燃焼制御装置のカオス理論
を用いた燃焼制御操作の一例を以下に示すが、本発明の
燃焼制御は以下に限定されるものではない。まず、燃焼
物供給ホッパ63から都市ごみ等の燃焼物52を流動床
炉51の流動層55に投入する。投入された燃焼物は流
動層55内でガス化され、流動床炉51内で燃焼する。
そして、その排ガスは、ボイラ65で冷却され、ろ過式
集塵機等の排ガス処理設備66で有害ガス,粒子状物を
除去され、誘引送風機67により誘引され、煙突68よ
り大気中に放出される。一方、流動床炉51の上部では
ダイオキシン類分析装置53によりダイオキシン類濃度
が瞬時に計測され、その計測結果による信号を予測制御
装置(図示せず)へ送り、この予測制御装置でダイオキ
シン類濃度の変動予測をカオス理論で行った後、予測制
御装置による信号をコントローラ71に送り、一次燃焼
空気量制御弁57,二次燃料空気量制御弁60の夫々の
開度を調節して一次燃焼空気量,二次燃焼空気量の調整
を行う。An example of the combustion control operation using the chaos theory of the combustion control device having such a configuration is shown below, but the combustion control of the present invention is not limited to the following. First, combustion products 52 such as municipal waste are charged from a combustion product supply hopper 63 into a fluidized bed 55 of a fluidized bed furnace 51. The input combustion material is gasified in the fluidized bed 55 and burns in the fluidized bed furnace 51.
Then, the exhaust gas is cooled by a boiler 65, and harmful gases and particulate matter are removed by an exhaust gas treatment facility 66 such as a filtration type dust collector. The exhaust gas is induced by an induction blower 67 and discharged into the atmosphere from a chimney 68. On the other hand, in the upper part of the fluidized-bed furnace 51, the dioxin concentration is instantaneously measured by the dioxin analyzer 53, and a signal based on the measurement result is sent to a prediction control device (not shown). After performing the fluctuation prediction based on the chaos theory, a signal from the prediction control device is sent to the controller 71, and the opening degrees of the primary combustion air amount control valve 57 and the secondary fuel air amount control valve 60 are adjusted to adjust the primary combustion air amount. Adjust the secondary combustion air amount.
【0073】このように、流動床炉51の上部にダイオ
キシン類分析装置53を取り付け、炉内の燃焼ガス中の
ダイオキシン類濃度をリアルタイムで計測し、その時系
列データからカオス理論を用いた予測制御装置により一
酸化炭素の濃度の変動を予測し、これに基づいて流動床
炉51の下部側での一次燃焼空気量,二次燃焼空気量を
調整するため、ダイオキシン類濃度のピークを所定値以
下に抑制し、ダイオキシン類の発生量を低減することが
できる。As described above, the dioxin analyzer 53 is attached to the upper part of the fluidized-bed furnace 51, the dioxin concentration in the combustion gas in the furnace is measured in real time, and the prediction controller using the chaos theory is obtained from the time series data. And the primary combustion air amount and the secondary combustion air amount at the lower side of the fluidized-bed furnace 51 are adjusted based on the prediction, so that the peak of the dioxin concentration is reduced to a predetermined value or less. The amount of dioxins generated can be reduced.
【0074】今後新設する炉の炉出口におけるダイオキ
シン類濃度は0.5ng−TEQ/Nm2 を目標としてお
り、当該濃度を計測することが必要となる。0.1ng−
TEQ/Nm2 に想到するダイオキシン類濃度に相当す
るモノクロロベンゼン(ダイオキシン類の前駆体)及び
5塩素ジベンゾフラン(P5 CDF)の濃度はそれぞれ
20ng/Nm3 と0.5ng/Nm3 であり、本発明の
装置を用いることによりこの濃度の検出が可能となる。The concentration of dioxins at the furnace outlet of a newly constructed furnace is targeted at 0.5 ng-TEQ / Nm 2 , and it is necessary to measure the concentration. 0.1ng-
The concentrations of monochlorobenzene (precursor of dioxins) and pentachlorodibenzofuran (P 5 CDF) corresponding to the dioxin concentration expected to be TEQ / Nm 2 are 20 ng / Nm 3 and 0.5 ng / Nm 3 , respectively. The use of the device of the invention makes it possible to detect this concentration.
【0075】本発明のダイオキシン類分析装置を用いる
ことにより、炉内及び排ガス煙道のダイオキシン類の濃
度を5〜20秒程度の時間的な遅れでリアルタイムの検
出が可能となる。よって、図5に示すように、炉内のダ
イオキシン類(DXN)のピークAに引き続き計測器で
検出される信号Bが追従する形で計測がなされるので、
ダイオキシン類の濃度が向上したことを計測することが
でき、直ちに上述した制御を行うことにより、ダイオキ
シン類の発生が制御されたピークCを検出することとな
る。The use of the dioxin analyzer of the present invention enables real-time detection of the concentration of dioxins in the furnace and in the flue gas with a time delay of about 5 to 20 seconds. Therefore, as shown in FIG. 5, the measurement is performed in such a manner that the signal B detected by the measuring instrument follows the peak A of the dioxins (DXN) in the furnace, and
The improvement in the concentration of dioxins can be measured, and by performing the above control immediately, the peak C in which the generation of dioxins is controlled is detected.
【0076】排ガスを採取する場所は上述したように炉
内の限定されるものではなく、炉からボイラ65への煙
道、ボイラ65から排ガス処理設備66の煙道内に必要
に応じて配置することができる。The place where the exhaust gas is collected is not limited to the inside of the furnace as described above. Can be.
【0077】特に、ボイラ65と排ガス処理設備66と
の間にダイオキシン類分析装置53を設置することによ
り、炉内ではダイオキシン類の発生がない場合、炉の後
流でダイオキシン類前駆体の再合成によりダイオキシン
類が発生したことが判定でき、噴霧装置69から吸着剤
である活性炭を噴霧することで排ガス中のダイオキシン
類を吸着することができ、外部へ排出することを防止す
ることができる。In particular, by installing the dioxin analyzer 53 between the boiler 65 and the exhaust gas treatment equipment 66, if no dioxins are generated in the furnace, the dioxin precursor is resynthesized downstream of the furnace. By this, it can be determined that dioxins have been generated, and by spraying activated carbon as an adsorbent from the spraying device 69, dioxins in exhaust gas can be adsorbed and discharge to the outside can be prevented.
【0078】また、活性炭を噴霧する代わりに副燃焼手
段である助燃バーナ72を煙道に設置し、発生したダイ
オキシン類を燃焼処理することもできる。Instead of spraying activated carbon, an auxiliary burner 72, which is a sub-combustion means, may be installed in the flue to burn off the generated dioxins.
【0079】[0079]
【発明の効果】以上述べたように、第1の発明によれ
ば、真空容器内に試料を導入する試料導入手段と、該導
入された試料に波長の異なるレーザ光を空間的な重なり
をもって照射するレーザ照射手段と、上記レーザ照射に
より生成した分子イオンの分析を行う飛行時間型質量分
析装置とを備えてなると共に、上記波長の異なるレーザ
光の照射が、第1のレーザ光は集光レンズによりレーザ
光を絞り込みつつ照射すると共に、第2のレーザ光は集
光レンズを使用せずにレーザ光を絞り込みつつ照射する
ので、集光レンズを使用した第1のレーザ光に集光レン
ズを使用しないレーザ光を照射することで確実に第2の
レーザ光が照射され、イオン化効率が向上する。As described above, according to the first aspect of the present invention, the sample introducing means for introducing the sample into the vacuum vessel and the laser light having different wavelengths are irradiated on the introduced sample with spatial overlap. And a time-of-flight mass spectrometer for analyzing molecular ions generated by the laser irradiation. The laser beam is radiated while narrowing down, and the second laser light is radiated while narrowing down the laser beam without using a focusing lens. Therefore, a focusing lens is used for the first laser beam using the focusing lens. By irradiating the laser light that is not used, the second laser light is surely irradiated, and the ionization efficiency is improved.
【0080】第2の発明は、第1の発明において、上記
第1のレーザ光の強度が第2のレーザ光の強度よりも強
いので、第2のレーザ光による一波長イオン化を生じる
ことがない。According to a second aspect, in the first aspect, since the intensity of the first laser light is higher than the intensity of the second laser light, one-wavelength ionization by the second laser light does not occur. .
【0081】第3の発明は、第1の発明において、上記
第1のレーザが波長可変レーザであり、第2のレーザが
波長固定レーザであるので、目的試料に対し任意の波長
を選択することができる。According to a third aspect, in the first aspect, since the first laser is a tunable laser and the second laser is a fixed-wavelength laser, an arbitrary wavelength can be selected for a target sample. Can be.
【0082】第4の発明は、第1の発明において、上記
試料導入手段が試料分子を超音速ジェット流のパルス状
に導入するパルスバルブであるので、選択的に試料をイ
オン化することができる。According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, since the sample introduction means is a pulse valve for introducing sample molecules in a pulse shape of a supersonic jet stream, the sample can be selectively ionized.
【0083】第5の発明は、第1の発明において、上記
試料導入手段が試料分子を洩れ出すように連続的に導入
するキャピラリカラムであるので洩れ出し分子線にて冷
却されていない分子の吸収線の幅が向上し、イオン化効
率が向上する。According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect, the sample introduction means is a capillary column for continuously introducing the sample molecules so as to leak out, so that the molecules not cooled by the leaked molecular beam are absorbed. The line width is improved, and the ionization efficiency is improved.
【0084】第6の発明は、第1の発明において、上記
試料導入手段がキャピラリカラムであり、その孔径が2
50〜530μmであるので、洩れ出し分子線が好適に
なる。According to a sixth aspect, in the first aspect, the sample introduction means is a capillary column having a pore size of 2 μm.
Since it is 50 to 530 μm, a leaked molecular beam is suitable.
【0085】第7の発明は、第3の発明において、上記
キャピラリカラムから導入される洩れ出し分子線のレー
ザ照射位置と、上記キャピラリカラムの先端との距離が
1mm以下であるので、試料のイオン化効率が向上す
る。According to a seventh aspect, in the third aspect, the distance between the laser irradiation position of the leaked molecular beam introduced from the capillary column and the tip of the capillary column is 1 mm or less. Efficiency is improved.
【0086】第8の発明は、第1の発明において、上記
試料が焼却炉,熱分解炉,溶融炉等からの排ガスである
ので、排ガス中のダイオキシン類等のリアルタイムの分
析が可能となる。According to an eighth aspect, in the first aspect, since the sample is an exhaust gas from an incinerator, a pyrolysis furnace, a melting furnace, or the like, real-time analysis of dioxins and the like in the exhaust gas becomes possible.
【0087】第9の発明は、第1の発明において、上記
飛行時間型質量分析装置がリフレクトロン型の質量分析
装置であるので、検出感度を向上することができる。According to a ninth aspect, in the first aspect, since the time-of-flight mass spectrometer is a reflectron mass spectrometer, detection sensitivity can be improved.
【0088】第10の発明は、焼却炉,熱分解炉,溶融
炉等から排出される排ガス中のダイオキシン類を含む燃
焼ガスを直接採取する採取手段と、該ダイオキシン類を
含む採取ガスをリアルタイムで分析する二波長光イオン
化質量分析装置とを備えてなるので、燃焼ガス中のダイ
オキシン類の同族体をリアルタイムで直接分析すること
が可能となる。The tenth aspect of the present invention is directed to a sampling means for directly collecting combustion gas containing dioxins in exhaust gas discharged from an incinerator, a pyrolysis furnace, a melting furnace, and the like, and a real-time sampling of the collected gas containing dioxins. Since the apparatus is provided with a two-wavelength photoionization mass spectrometer for analysis, it is possible to directly analyze homologs of dioxins in combustion gas in real time.
【0089】第11の発明は、焼却炉,熱分解炉,溶融
炉等の炉内に燃焼物を投入し、燃焼による発生熱量を一
定に維持するとともに、ダイオキシン類などの有害ガス
の発生を抑制する焼却炉における燃焼制御システムにお
いて、焼却炉,熱分解炉,溶融炉等からの排ガス中のダ
イオキシン類を瞬時に計測可能な二波長光イオン化質量
分析装置と燃焼用空気制御手段とを具備し、ダイオキシ
ン類濃度を時間遅れなく検出し、検出したダイオキシン
類濃度に応じて燃焼空気量を変化させるので、ダイオキ
シン類の発生を防止した燃焼を行うことができる。According to an eleventh aspect of the present invention, a burned material is put into a furnace such as an incinerator, a pyrolysis furnace, a melting furnace, etc., so that the amount of heat generated by the combustion is kept constant and the generation of harmful gases such as dioxins is suppressed. A combustion control system for an incinerator that includes a dual-wavelength photoionization mass spectrometer capable of instantaneously measuring dioxins in exhaust gas from an incinerator, a pyrolysis furnace, a melting furnace, and the like, and combustion air control means. Since the concentration of dioxins is detected without a time delay and the amount of combustion air is changed according to the detected concentration of dioxins, it is possible to perform combustion while preventing generation of dioxins.
【0090】第12の発明は、第11の発明において、
燃焼用空気の制御手段が一次燃焼空気又は二次燃焼空気
のいずれか一方又は両方の空気量及び酸素濃度を制御す
ることを特徴とする。The twelfth invention is the eleventh invention, wherein
The combustion air control means controls the air amount and oxygen concentration of one or both of the primary combustion air and the secondary combustion air.
【0091】第13の発明は、第11の発明において、
上記ダイオキシン類の排出制御が炉内温度、炉内ガス対
流時間、炉内攪拌力のいずれか又はこれらの組合せによ
り制御するので、燃焼状況に応じたダイオキシン類の発
生がない燃焼を行うことができる。A thirteenth invention is the eleventh invention, wherein
Since the emission control of the dioxins is controlled by the furnace temperature, the gas convection time in the furnace, or the stirring power in the furnace or a combination thereof, it is possible to perform combustion without generating dioxins according to the combustion state. .
【図1】本実施の形態にかかる二波長光イオン化質量分
析装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a two-wavelength photoionization mass spectrometer according to the present embodiment.
【図2】分子に照射するレーザ光のビームの重なり状態
を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an overlapping state of laser light beams that irradiate molecules.
【図3】分子の励起状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an excited state of a molecule.
【図4】燃焼制御システムの概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a combustion control system.
【図5】燃焼制御の前後を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing before and after combustion control.
【図6】COとダイオキシン類との相関図である。FIG. 6 is a correlation diagram between CO and dioxins.
【図7】従来の光イオン化質量分析装置の概略図であ
る。FIG. 7 is a schematic diagram of a conventional photoionization mass spectrometer.
【図8】従来の二波長光イオン化質量分析装置の概略図
である。FIG. 8 is a schematic diagram of a conventional two-wavelength photoionization mass spectrometer.
11 真空チャンバー 12 煙道 13 排ガス 14 洩れ出し分子線 15 集光レンズ 17 第1のパルスレーザ光 18a 波長固定レーザ 18b 波長可変レーザ 19 第2のパルスレーザ光 20 分子イオン 21 イオン検出器 22 飛行時間型質量分析装置 23 〜26 電極 27 ミラー 28 デジタルオシロスコープ 29 レーザ導入窓 51 炉 52 燃焼物 53 ダイオキシン類分析装置 54 燃焼用空気制御手段 55 流動層 56 灰シュート 57 一次燃焼空気量制御弁 58 配管 59 押込送風機 60 二次燃焼空気量制御弁 61 配管 62 押込送風機 63 燃焼物供給ホッパ 64 押し出すフィーダ 65 ボイラ 66 排ガス処理設備 67 誘引送風機 68 煙突 69 噴霧装置 71 コントローラ 72 助燃バーナ DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Vacuum chamber 12 Flue 13 Exhaust gas 14 Leakage molecular beam 15 Condensing lens 17 First pulse laser beam 18a Wavelength fixed laser 18b Wavelength variable laser 19 Second pulse laser beam 20 Molecular ion 21 Ion detector 22 Flight time type Mass spectrometer 23 to 26 Electrode 27 Mirror 28 Digital oscilloscope 29 Laser introduction window 51 Furnace 52 Combustion material 53 Dioxins analyzer 54 Combustion air control means 55 Fluidized bed 56 Ash chute 57 Primary combustion air amount control valve 58 Pipe 59 Push-in blower Reference Signs List 60 Secondary combustion air amount control valve 61 Piping 62 Push-in blower 63 Combustion material supply hopper 64 Extruding feeder 65 Boiler 66 Exhaust gas treatment equipment 67 Induction blower 68 Chimney 69 Spray device 71 Controller 72 Burning burner
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01J 49/40 H01J 49/40 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01J 49/40 H01J 49/40
Claims (13)
段と、 該導入された試料に波長の異なるレーザ光を空間的な重
なりをもって照射するレーザ照射手段と、 上記レーザ照射により生成した分子イオンの分析を行う
飛行時間型質量分析装置とを備えてなると共に、 上記波長の異なるレーザ光の照射が、第1のレーザ光は
集光レンズによりレーザ光を絞り込みつつ照射すると共
に、第2のレーザ光は集光レンズを使用せずにレーザ光
を絞り込みつつ照射することを特徴とする二波長光イオ
ン化質量分析装置。1. A sample introducing means for introducing a sample into a vacuum vessel, a laser irradiating means for irradiating the introduced sample with laser beams having different wavelengths with spatial overlap, and molecular ions generated by the laser irradiation A time-of-flight mass spectrometer that performs the analysis of the first laser light, the first laser light is irradiated while the laser light is narrowed down by a condenser lens, and the second laser A two-wavelength photoionization mass spectrometer characterized in that light is irradiated while focusing a laser beam without using a condenser lens.
も強いことを特徴とする二波長光イオン化質量分析装
置。2. The two-wavelength photoionization mass spectrometer according to claim 1, wherein the intensity of the first laser light is higher than the intensity of the second laser light.
ザが波長固定レーザであることを特徴とする二波長光イ
オン化質量分析装置。3. The dual-wavelength photoionization mass spectrometer according to claim 1, wherein the first laser is a tunable laser, and the second laser is a fixed-wavelength laser.
ス状に導入するパルスバルブであることを特徴とする二
波長光イオン化質量分析装置。4. The dual-wavelength photoionization mass spectrometer according to claim 1, wherein said sample introduction means is a pulse valve for introducing sample molecules in a pulse shape of a supersonic jet stream.
導入するキャピラリカラムであることを特徴とする二波
長光イオン化質量分析装置。5. The dual-wavelength photoionization mass spectrometer according to claim 1, wherein the sample introduction means is a capillary column that continuously introduces sample molecules so as to leak out.
が250〜530μmであることを特徴とする二波長光
イオン化質量分析装置。6. The dual-wavelength photoionization mass spectrometer according to claim 5, wherein the sample introduction means is a capillary column having a pore size of 250 to 530 μm.
レーザ照射位置と、上記キャピラリカラムの先端との距
離が1mm以下であることを特徴とする二波長光イオン
化質量分析装置。7. The dual-wavelength photoionization mass according to claim 5, wherein the distance between the laser irradiation position of the leaked molecular beam introduced from the capillary column and the tip of the capillary column is 1 mm or less. Analysis equipment.
あることを特徴とする二波長光イオン化質量分析装置。8. The two-wavelength photoionization mass spectrometer according to claim 1, wherein the sample is an exhaust gas from an incinerator, a pyrolysis furnace, a melting furnace, or the like.
分析装置であることを特徴とする二波長光イオン化質量
分析装置。9. The two-wavelength photoionization mass spectrometer according to claim 1, wherein the time-of-flight mass spectrometer is a reflectron type mass spectrometer.
される排ガス中のダイオキシン類を含む燃焼ガスを直接
採取する採取手段と、 該ダイオキシン類を含む採取ガスをリアルタイムで分析
する請求項1乃至9のいずれか一項の二波長光イオン化
質量分析装置とを備えてなり、 燃焼ガス中のダイオキシン類を直接分析することを特徴
とするダイオキシン類分析装置。10. A sampling means for directly collecting combustion gas containing dioxins in exhaust gas discharged from an incinerator, a pyrolysis furnace, a melting furnace, etc., and analyzing the collected gas containing dioxins in real time. A dioxins analyzer, comprising: the dual-wavelength photoionization mass spectrometer according to any one of 1 to 9, wherein the dioxins in the combustion gas are directly analyzed.
燃焼物を投入し、燃焼による発生熱量を一定に維持する
とともに、ダイオキシン類などの有害ガスの発生を抑制
する焼却炉における燃焼制御システムにおいて、 焼却炉,熱分解炉,溶融炉等からの排ガス中のダイオキ
シン類を瞬時に計測可能な請求項1乃至9のいずれか一
項の二波長光イオン化質量分析装置と燃焼用空気制御手
段とを具備し、ダイオキシン類濃度を時間遅れなく検出
し、検出したダイオキシン類濃度に応じて燃焼空気量を
変化させることを特徴とする焼却炉における燃焼制御シ
ステム。11. An incinerator in which incinerators, pyrolysis furnaces, melting furnaces, and the like are charged with combustion products to maintain a constant amount of heat generated by combustion and suppress generation of harmful gases such as dioxins. The dual-wavelength photoionization mass spectrometer and combustion air according to any one of claims 1 to 9, wherein a dioxin in exhaust gas from an incinerator, a pyrolysis furnace, a melting furnace, or the like can be instantaneously measured in the combustion control system. A combustion control system for an incinerator, comprising: control means for detecting the concentration of dioxins without time delay, and changing the amount of combustion air in accordance with the detected concentration of dioxins.
のいずれか一方又は両方の空気量及び酸素濃度を制御す
ることを特徴とする焼却炉における燃焼制御システム。12. The combustion control in an incinerator according to claim 11, wherein the control means for the combustion air controls the air amount and oxygen concentration of one or both of the primary combustion air and the secondary combustion air. system.
流時間、炉内攪拌力のいずれか又はこれらの組合せによ
り制御することを特徴とする焼却炉における燃焼制御シ
ステム。13. The combustion in an incinerator according to claim 11, wherein the emission control of the dioxins is controlled by any one of a furnace temperature, a furnace gas convection time, a furnace stirring force, or a combination thereof. Control system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001000519A JP2002202289A (en) | 2001-01-05 | 2001-01-05 | Two-wavelength photoionization mass spectrometer |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2002202289A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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- 2001-01-05 JP JP2001000519A patent/JP2002202289A/en not_active Withdrawn
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