灰中的重金属浓度自动测量装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种灰中的重金属浓度自动测量装置。灰采集用通道（2）在水平方向上与沿铅垂方向设置的滑道（1）连接，并且在上述灰采集用通道（2）内设置有能够进出滑道（1）内的灰采集用容器（14），并且设置有圆棒状的刮平构件（15），用于刮平贮存在上述灰采集用容器（14）内的灰分，上述刮平构件（15）的半径在5～15mm的范围内、且上述灰采集用容器（14）的移动速度为0.1～0.5m/sec。
【专利说明】灰中的重金属浓度自动测量装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及例如从设置于焚烧炉的集尘装置排出的灰中的重金属浓度自动测量装置。
【背景技术】
[0002]例如，从焚烧炉排出的排气中包含有飞灰等灰分，并且在上述灰中包含有铅、镉、铬等作为有害物质的重金属，在处理这种重金属的处理设施中，使用药剂来抑制包含在灰中的重金属洗脱到环境中。
[0003]并且，为了适当地处理灰中的重金属，需要使药剂的使用量适当，因此，需要准确地測量灰中所含的重金属的量、即重金属浓度。
[0004]以往，具有ー种使用X线测量重金属浓度的系统(例如參照专利文献1)。
[0005]该系统将来自例如袋式集尘器的灰类引导到带式输送器上，并且在上述带式输送器中途的上方位置配置荧光X线分析装置，向带式输送器上照射X线来测量重金属浓度，并且根据其浓度，求出用于防止洗脱的药剂的适当量。
[0006]专利文献1:日本专利公开公报特开2005-118733号
[0007]按照上述以往的系统，由袋式集尘器捕捉到的灰类被引导到带式输送器上并测量重金属浓度，但是不能用于沿铅垂方向设置的灰移动路径。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种灰中的重金属浓度自动测量装置，能够自动地測量落下到沿铅垂方向设置的灰移动路径中的灰中的重金属浓度。
[0009]为了解决上述课题，本发明提供一种灰中的重金属浓度自动测量装置，采集在沿铅垂方向设置的灰移动路径内移动的灰，并且测量所述灰中的重金属浓度，其包括:灰采集用通道，与设置在所述灰移动路径的侧壁部上的开ロ部连接；灰采集设备，设置于所述灰采集用通道；以及X线测量设备，向灰照射X线，检测荧光X线的强度来測量灰中的重金属浓度，其中，所述灰采集用通道由取出通道部和排出通道部形成，所述取出通道部的一端沿水平方向与开ロ部连接，所述排出通道部沿铅垂方向与所述取出通道部的另一端连接，所述灰采集设备包括:灰采集用容器，在所述取出通道部内配置成能够移动且上面敞开；支撑构件，在所述取出通道部内配置成能够移动，并将所述灰采集用容器的一端支撑成能够摆动；以及移动设备，与所述支撑构件连接，并且使所述灰采集用容器在灰移动路径内的灰采集位置和灰采集用通道的排出通道部内的灰排出位置之间移动，在形成于所述灰移动路径的侧壁部的开ロ部上，设置有至少下表面为半圆状的平滑化构件，所述平滑化构件用于刮平贮存在灰采集用容器内的灰分，并且所述平滑化构件的下表面的半径在5?15_的范围内、且所述灰采集用容器的移动速度在0.1?0.5m/sec的范围内。
[0010]此外，本发明中，所述自动測量装置的灰采集用容器设置有利用超声波赋予振动的振动赋予器。[0011]此外，本发明在上述自动测量装置的基础上，当利用移动设备使灰采集用容器移动到灰采集位置时，所述灰采集用容器底部的另一端成为被取出通道部的底壁面支撑的水平姿势，并且当使灰采集用容器移动到灰排出位置时，支撑所述灰采集用容器底部的另ー端的支撑面成为比取出通道部的底壁面靠向下方的倾斜移动姿势，至少所述灰采集用容器的另一端的侧壁面朝向外侧倾斜，并且倾斜角在灰的安息角以上。
[0012]按照上述自动测量装置，由于使灰采集用通道在水平方向上与沿铅垂方向设置的灰移动路径连接，并在上述灰采集用通道内设置有能够进出灰移动路径内的灰采集用容器，并且设置有至少下表面为半圆状的平滑化构件，该平滑化构件用于刮平贮存在灰采集用容器内的灰分，上述平滑化构件下表面的半径在5?15mm的范围内、且上述灰采集用容器的移动速度在0.1?0.5m/sec的范围内，所以将落下到沿铅垂方向设置的灰移动路径内的灰作为测量试料，通过简单的结构，就可以容易且可靠地取入规定量的灰。
[0013]此外，由于灰采集用容器安装有振动赋予器，并在采集灰时将灰紧密地取入容器内，所以可以高精度地利用X线进行測量。
[0014]此外，在測量重金属浓度之后，通过利用移动设备使灰采集用容器向另一端移动，利用自重向排出通道部内倾斜移动，因此，可以通过简单的结构，排出贮存在灰采集用容器内的灰。
[0015]此外，在排出时，也可以通过利用振动赋予器向灰采集容器赋予振动，从而可靠地排出灰。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是表示本发明实施例的自动测量装置简要结构的断面图。
[0017]图2是表示同一自动测量装置简要结构的水平断面图。
[0018]图3是表示同一自动测量装置的荧光X线的检测结果一个例子的坐标图。
【具体实施方式】
[0019]下面，基于图1?图3，说明本发明实施例的灰中的重金属浓度自动测量装置。
[0020]在本实施例中对如下内容进行说明:例如自动测量包含在从焚烧炉排出的飞灰中的铅、镉、铬等作为有害物质的重金属的浓度。
[0021]上述重金属浓度自动测量装置设置在滑道内，该滑道用于将灰从灰贮存槽导向重金属固定处理装置，该灰贮存槽暂时贮存由焚烧炉的集尘装置(例如袋式集尘器)捕集到的灰等，并且上述重金属浓度自动测量装置将落下到该滑道内的灰分采集为样本，并测量包含在上述采集到的作为样本的灰中的重金属浓度。
[0022]如图1和图2所示，在用于将灰从灰贮存槽导向重金属固定处理装置的沿铅垂方向设置的滑道(灰移动路径的ー个例子)侧壁部的规定位置上，形成有矩形的开ロ部la，并且上述开ロ部la与灰采集用通道2连接，该灰采集用通道2用于采集作为样本的灰。
[0023]上述灰采集用通道2包括:取出通道部3，一端沿水平方向与滑道1的开ロ部la连接；以及排出通道部4，在上述取出通道部3的另一端以与该取出通道部3连通的方式，向下方垂直设置，此外，作为上述取出通道部3的底壁部3c和排出通道部4的侧壁部4a的连接部分的后侧底壁部3d为向下倾斜面(也可以是向上侧鼓起的圆弧面)。[0024]另外，以下将取出通道部3的滑道I 一侧的一端称为前侧、并将排出通道部4 一侧的另一端称为后侧来进行说明。
[0025]上述灰采集用通道2中设置有用于采集灰的灰采集装置(灰采集设备的一个例子)5和X线测量装置(X线测量设备的一个例子，也称为X线分析装置)6，该X线测量装置6测量由上述灰采集装置5采集到的作为样本的灰中的重金属浓度。
[0026]上述灰采集装置5包括:俯视为U形的连接用的支撑构件11，在取出通道部3内配置成能够移动；移动用缸装置(移动设备的一个例子)12，设置在上述取出通道部3的另一端，杆部12a与上述支撑构件11连接而使该支撑构件11在取出通道部3内沿前后方向移动；灰采集用容器14，在上述支撑构件11的靠近开口端位置上，前端一侧借助水平方向的支撑销13被支撑成摆动自如；以及圆棒状的刮平构件(平滑化构件的一个例子)15，安装在上述滑道I的开口部Ia的上边缘一侧，用于使灰采集用容器14的上表面(特别是后述容器主体部的上表面)平坦化。
[0027]另外，上述支撑构件11滑动自如地配置在取出通道部3的底壁部(底壁面)3c上，有时也可以在支撑构件11上设置能够在底壁部3c上转动的辊。
[0028]并且，灰采集用容器14包括:俯视为矩形的框状部16，前端一侧利用上述支撑销13被支撑成摆动自如；箱形的容器主体部17，配置在上述框状部16的前侧且上面敞开，此夕卜，容器主体部17的前方侧壁面17a和后方侧壁面17b向外侧倾斜，并且至少后方侧壁面17b相对于铅垂线的倾斜角Θ比灰的安息角大。
[0029]并且，利用上述移动用缸装置12，上述灰采集用容器14能够在滑道I内的灰采集位置(A)和与排出通道部4对应的灰排出位置(B)之间往复移动。
[0030]即，如上所述，上述灰采集用容器14的框状部16的前端部摆动自如地支撑在支撑构件11的前端一侧，并且后端一侧支撑在取出通道部3的底壁部3c上，因此，当灰采集用容器14的容器主体部17向滑道I内的灰采集位置(A)移动时，框状部16的后端一侧支撑在取出通道部3的底壁部3c上并保持水平姿势，另一方面，当容器主体部17向排出通道部4内的灰排出位置(B)移动时，由于框状部16的后端一侧经由取出通道部3的后侧底壁部3d落下到排出通道部4内，所以容器主体部17经由倾斜移动姿势而成为铅垂姿势。
[0031]并且，如果上述灰采集用容器14的移动速度、特别是牵引速度过慢，则测量时间变长，如果过快，则会在刮平面上产生裂纹状的凹陷，所以速度范围为0.1?0.5m/sec0
[0032]此外，如果使灰采集用容器14向滑道I移动的时间(向滑道突出的时间)短，则不能充分地采集灰，对测量精度产生影响，如果过长则测量时间变长，所以为了减少测量频度，选择适当的时间。
[0033]例如当滑道I的内径为0.3m、每小时落下700kg的灰时，为了采集测量所需的足够量的灰而优选的时间为30?120秒的范围。另外，如果滑道I的内径和灰的落下量不同，则上述时间也不同。
[0034]当然，灰采集用容器14的大小为适合于测量时照射X线的面积。
[0035]此外，在上述灰采集容器14上、例如在容器主体部17的侧面上安装有振动赋予器(超声波振子)18，用于利用超声波赋予振动。
[0036]例如，当采集灰时，通过向容器主体部17赋予超声波振动，灰成为更紧密且均匀的状态，从而提高了测量精度。此外，当排出灰时，使容器主体部17倾斜移动而排出灰时，也可以通过赋予振动，可靠地排出容器主体部17内的灰。
[0037]另外，上述振动赋予器18也可以安装在灰采集容器14的除了容器主体部17以外的部位，例如安装于框状部16等。
[0038]此外，如果上述圆棒状的刮平构件15的直径小，则灰采集用容器14的牵引动作时不能得到灰的压密效果(体积密度变小)，此外，如果直径过大则需要较大的安装场所，所以其适当范围为10?30mm。
[0039]此外，如上所述，在取出通道部3的上壁部3a的中途、即灰采集位置(A)和灰排出位置(B)之间设置有开口部3b，并且在上述开口部3b上配置有上述X线测量装置6。将该位置称为灰测量位置(C)。另外，上述X线测量装置6的X线照射用窗部6a插入上述开口部3b来固定该X线测量装置6。
[0040]在此，对X线测量装置6进行简单说明，从照射用窗部6a向灰采集用容器14的容器主体部17照射X线、即向贮存在容器主体部17的作为测量对象物的灰分照射X线，并且从构成灰分的物质激励的荧光X线射入X线测量装置6，根据其强度(计数量)检测物质量，从而测量灰中的重金属浓度。
[0041]S卩，上述X线测量装置6至少具备:X线产生部，产生X线并向测量对象物射出；X线射入部，射入有由测量对象物激励的荧光X线；强度检测部，检测在上述X线射入部射入的荧光X线的强度；以及浓度计算部，基于由上述强度检测部检测出的强度，检测包含在灰中的重金属的量并求出其浓度，此外还具备表面状态检测部，该表面状态检测部求出由上述强度检测部检测出的荧光X线的全强度(全计数量)，并且计算上述全强度值a相对于测量对象物表面状态良好的标准状态下的标准强度值b的比例c (c=a/b)。在上述表面状态检测部中得到的比例c低于预定的阈值时，判断表面状态未平滑化而在测量值上产生了误差。当判断表面状态未平滑化时，不考虑此时测量出的重金属浓度。另外，关于上述阈值，通过实验，与各种表面状态对应地得到此时的全强度和测量误差，并将与能够容许的测量误差对应的全强度作为阈值。例如，图3的坐标图表示具体例子。根据上述坐标图，当荧光X线的全强度(计数量)在900cps以上时，测量误差成为0.05%以下(能够容许的限度)的范围，因此，此时的阈值设定为900cps。
[0042]如上所述，容器主体部17从与外部隔断的滑道1、经由也与外部隔断的取出通道部3向排出通道部4 一侧移动。即，灰采集用通道2整体成为与外部(系统外)分离的密闭结构。
[0043]在上述结构中，当测量落下到滑道I内的灰中的重金属浓度时，首先使移动用缸装置12的杆部12a突出，并使灰采集用容器14的容器主体部17从取出通道部3向滑道I内的灰采集位置(A)移动，在该容器主体部17内将灰贮存成山形。
[0044]如果经过规定时间灰成为山形，则利用移动用缸装置12将容器主体部17向取出通道部3 —侧牵引而向灰测量位置(C)移动。
[0045]上述牵引动作时，利用振动赋予器18向容器主体部17赋予振动而使灰成为紧密状态，并且利用设置在滑道I的开口部Ia上的刮平构件15，除去在该容器主体部17成为山形的灰的山形部分，以使其表面平坦。
[0046]接着，利用X线测量装置6，向容器主体部17内照射X线来测量灰中的重金属浓度。此时，计算测量出的全强度值a相对于标准强度值b的比例c (=a/b)，并且对上述比例C与阈值进行比较来判断表面状态是否良好。当上述比例比阈值低时，判断容器主体部17内的表面状态差(例如试料不足，或表面产生裂纹、凹陷等的状态)、而在测量结果上产生误差，上述测量出的重金属浓度无效。
[0047]如果重金属浓度的测量结束，则再次利用移动用缸装置12，使容器主体部17向后方移动，最终向灰排出位置(B )移动。
[0048]再次进行说明，容器主体部17在灰采集位置(A)和灰测量位置(C)处，至少框状部16的后端一侧被取出通道部3的底壁部3c支撑，保持上述水平姿势，但是作为与排出通道部4对应的取出通道部3的支撑面的后侧底壁部3d倾斜，所以如图1的虚拟线所示，框状部16的后端一侧开始下降，最终框状部16整体向后方倾斜移动并经由倾斜移动姿势而成为铅垂姿势。
[0049]因此，贮存在容器主体部17内的灰落下到排出通道部4内。并且，当上述灰落下时，由于也利用振动赋予器18向容器主体部17赋予振动，并且容器主体部17的后方侧壁面17b的倾斜角Θ比灰的安息角大，所以该容器主体部17内的灰被全部排出。
[0050]此外，由上述X线测量装置6测量出的重金属浓度被送向配置在后工序的重金属固定处理装置(未图示)，在此，提供对于从滑道I排出的灰最适当量的固定药剂。
[0051]另外，在上述说明中，使容器主体部17从倾斜移动姿势成为铅垂姿势而将灰排出，但是只要使后方侧壁面17b的倾斜角为灰自然落下的角度，也可以不为铅垂姿势。即，也可以是倾斜移动姿势。
[0052]此外，在上述说明中，对利用自重使容器主体部17即框状部16向后侧倾斜移动进行了说明，但是也可以通过在上述框状部16的后端一侧安装锤，强制性地使其向后侧倾斜移动。此外，可以通过预先在设置于滑道I上的开口部Ia设置利用自重摆动的摆动式开关盖，防止在未进行测量时，滑道I内的灰进入灰采集用通道2内。
[0053]此外，作为灰移动路径对滑道进行了说明，但是也可以在上述滑道内设置旁路通道，并且测量落下到(通过)上述旁路通道内的灰中的重金属浓度。
[0054]按照上述自动测量装置，由于使灰采集用通道在水平方向上与沿铅垂方向设置的滑道连接，在上述灰采集用通道内设置能够进出滑道内的灰采集用容器，并设置至少下表面为半圆状的平滑化构件，该平滑化构件用于刮平贮存在灰采集用容器内的灰分，此外，使上述平滑化构件下表面的半径在5?15mm的范围内、使上述灰采集用容器的移动速度在
0.1?0.5m/sec的范围，所以将落下到沿铅垂方向设置的滑道内的灰作为测量试料，通过简单的结构，就可以容易且可靠地取得规定量的灰。
[0055]此外，由于在灰采集用容器上安装有振动赋予器，在采集灰时将灰紧密地取入容器内，所以可以高精度地利用X线进行测量。
[0056]此外，在测量重金属浓度之后，可以通过利用移动用缸装置使灰采集用容器向另一端移动，从而利用自重向排出通道部内倾斜移动，因此，可以通过简单的结构，将贮存在灰采集用容器内的灰排出。
[0057]此外，在排出时，也可以通过由振动赋予器向灰采集容器赋予振动，从而可靠地排出灰。
[0058]换句话说，由于使灰采集容器的容器主体部从开口部进出滑道(灰移动路径)内，并且利用设置在上述开口部的圆棒状的刮平构件(平滑化构件)，使贮存在容器主体部的灰成为紧密状态且使其表面平滑化，所以可以在将铅垂方向落下的灰紧密地取入容器主体部内之后，直接利用X线测量装置(X线测量设备)测量重金属浓度，因此，例如与在使用液压压块机形成试料之后将上述试料从液压压块机中取出、再进行荧光X线检查的情况相比，能够使结构非常简单，并且可以实现减轻X线检查所需的繁琐工作、并降低装置成本。
【权利要求】
1.一种灰中的重金属浓度自动测量装置，采集在沿铅垂方向设置的灰移动路径内移动的灰，并且测量所述灰中的重金属浓度，其特征在于包括: 灰采集用通道，与设置在所述灰移动路径的侧壁部上的开ロ部连接； 灰采集设备，设置于所述灰采集用通道；以及 X线测量设备，向灰照射X线，检测荧光X线的强度来測量灰中的重金属浓度，其中， 所述灰采集用通道由取出通道部和排出通道部形成，所述取出通道部的一端沿水平方向与所述开ロ部连接，所述排出通道部沿铅垂方向与所述取出通道部的另一端连接， 所述灰采集设备包括:灰采集用容器，在所述取出通道部内配置成能够移动且上面敞开；支撑构件，在所述取出通道部内配置成能够移动，并将所述灰采集用容器的一端支撑成能够摆动；以及移动设备，与所述支撑构件连接，并且使所述灰采集用容器在灰移动路径内的灰采集位置和灰采集用通道的排出通道部内的灰排出位置之间移动， 在形成于所述灰移动路径的侧壁部的开ロ部上，设置有至少下表面为半圆状的平滑化构件，所述平滑化构件用于刮平贮存在灰采集用容器内的灰分， 并且所述平滑化构件的下表面的半径在5?15mm的范围内、且所述灰采集用容器的移动速度在0.1?0.5m/sec的范围内。
2.根据权利要求1所述的灰中的重金属浓度自动测量装置，其特征在于，所述灰采集用容器设置有利用超声波赋予振动的振动赋予器。
3.根据权利要求1或2所述的灰中的重金属浓度自动测量装置，其特征在干， 当利用移动设备使灰采集用容器移动到灰采集位置时，所述灰采集用容器底部的另ー端成为被取出通道部的底壁面支撑的水平姿势，并且当使灰采集用容器移动到灰排出位置时，支撑所述灰采集用容器底部的另一端的支撑面成为比取出通道部的底壁面靠向下方的倾斜移动姿势， 至少所述灰采集用容器的另一端的侧壁面朝向外侧倾斜，并且倾斜角在灰的安息角以上。
【文档编号】G01N23/223GK103460013SQ201180069773
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2011年6月14日 优先权日:2011年6月14日
【发明者】原田浩希, 森脇荣辅, 古林通孝 申请人:日立造船株式会社