JP2003014633A - So3濃度計 - Google Patents
So3濃度計Info
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Abstract
をモニターしてSO3 濃度を的確に測定できるSO3 濃
度計を提供する。 【解決手段】 ガスセル12内に導入した排ガス中のS
O3 の濃度を紫外線吸収分析により計測するSO3 濃度
計において、ガスセル12のガス排出側に排ガスを冷却
するクーラー16付きトラップ15を接続し、そのトラ
ップ15の排気側にガスセル12内圧力を検出する圧力
モニター18を接続したものである。
Description
O3 のガス濃度を紫外線吸収分析により計測するSO3
濃度計に関するものである。
度の検出は、既知濃度の紫外線吸収スペクトルをとり、
吸光度を濃度毎にプロットした検量線を作成した後で、
未知濃度の吸光度と対比することで、ガスの濃度を求め
ている。
ールの法則により作成した検量線が、直線になるので、
その直線の式を求めれば、吸光度の代入で濃度が求めら
れるという原理による。
2 等のガス濃度を紫外線吸収分析により測定する場合、
煙道中の排ガスをポンプの吸引力でガスセル内に導入
し、そのガスセルに紫外線を透過して吸収スペクトルを
求めて計測することが行われている。
が含まれ、両者の吸収スペクトル帯が同じために、これ
らを個々に計測することが困難であったが、本出願人が
先に出願した特願平11−374106号(発明の名
称:煙道中のSO3 ガスの濃度算出方法)により、SO
2 とSO3 の濃度を検出することが可能となった。この
濃度算出方法は、SO3 の濃度を検出する際に妨害ガス
となるSO2 を混入したガスで、SO3 の組成比を変え
ながら吸光度スペクトルをとり、その吸光度スペクトル
データを基に、PLS(Partial Least Squares)等によ
る多変量解析により、SO2 とSO3 検量線を作成し、
その検量線を基に、煙道中の排ガスを紫外線吸収分析し
て排ガス中の、未知濃度のSO2 とSO3 を計測できる
ようにしたものである。
腐食性ガスであり、しかも350℃以下では、排ガス中
の水蒸気と結合して硫酸となるため、350℃以上に加
熱しなければ、紫外線吸収法での吸収スペクトル分析が
できない。
セル内に導入する排ガスからダストを除去するためのフ
ィルターの目詰まり程度、ポンプの吸引力の変化等種々
の要因により、ガスセル内圧力が変化する。ガスセル内
のガス圧が変わると吸光度の計測値も変化してしまうた
め、計測には、ガスセル内の圧力を一定に保つ必要があ
る。
には、一次圧(煙道側)が不安定なことや、一次圧と2
次圧側の圧力差があまりないことにより、ガスセル内圧
力を一定に保つのは困難である。
ニターを設置することが考えられるが、高温に耐え、し
かも腐食に強い圧力モニターは、現状ではなく、作ると
しても非常に高価なものとなると共に劣悪な環境では、
応答性がよく、しかも長期間安定したモニターができな
い問題がある。
し、高温の排ガスを導入し、そのガスセル内圧力をモニ
ターしてSO3 濃度を的確に測定できるSO3 濃度計を
提供することにある。
に、請求項1の発明は、ガスセル内に導入した排ガス中
のSO3 の濃度を紫外線吸収分析により計測するSO3
濃度計において、ガスセルのガス排出側に排ガスを冷却
するクーラー付きトラップを接続し、そのトラップの排
気側にガスセル内圧力を検出する圧力モニターを接続し
たSO3 濃度計である。
を350〜450℃に保持するヒータを設けた請求項1
記載のSO3 濃度計である。
を添付図面に基づいて詳述する。
の排ガスの紫外線吸収分析装置を説明する。
スが流れる煙道で、その煙道10にガス吸込管11を介
してガスセル12が接続される。ガス吸込管11には、
排ガス中のダストを除去するフィルター13が接続され
る。
ップ15が接続される。トラップ15は、導入した排ガ
スを冷却するクーラー16が設けられている。
体圧力センサからなる圧力モニター18が接続されると
共に煙道10からの排ガスをガスセル12を通して吸引
排気するためのポンプ20が接続される。
排ガスを煙道10に戻すようにしても或いは他の排気処
理系に供給するようにしてもよい。
〜450℃に保つためのヒータ19が設けられる。
紫外線を透過するためのXeランプ等の光源21が設け
られると共に分光器及び光検出器22が設けられ、その
検出信号25がデータ処理装置24に入力される。
は、図では、光源21からの紫外線UVをガスセル12
を1回透過させ、その吸光度を分光器及び光検出器22
で検出する例を示しているが、反射ミラーを用いてガス
セル12内を複数回反射させて光路長を長くして吸光度
を計測するようにする。
0〜400nm)中の200〜350nmの範囲の波長
を分光し、それを検出素子に入射し、その検出素子で検
出された吸光度データがデータ処理装置24に入力され
て演算される。
りセル12内には、煙道10内の排ガスがフィルター1
3で除塵されて導入される。この排ガス中には、SO3
とSO2 が含まれるが、上述した先願の発明に基づくS
O3 とSO2 の検量線を基にSO3 とSO2 の濃度を求
めることができる。
以下となると、排ガス中のSO3 とH2 Oとが結合して
硫酸となり、 SO3 の紫外線吸収が無くなるため、ヒ
ータ19によりガスセル内温度を350〜450℃に保
つようにする。また、ガスセル12内の圧力が変動する
と、吸光度の計測値も変化する。そこで、ガスセル12
内のガス圧と検量線の関係を調べたところ、ガス圧と検
量線の傾きは比例しており、ガス圧が判れば濃度の補正
が可能なことが判った。しかし、ガスセル12内は、約
300〜400℃あり、現状では高温使用で且つ応答速
度の速い圧力モニターはないため、ガスセル12内の排
ガスを出口管14からトラップ15に排出し、そこで排
ガスの温度を100℃以下まで、クーラー16で冷却
し、その冷却後の排ガスを排気管17に接続した半導体
圧力センサ等からなる圧力モニター18で圧力を検出
し、その圧力信号26をデータ処理装置24に入力す
る。
5内での冷却で、硫酸になるか或いは排ガス中にアンモ
ニアが含まれていた場合には、酸性硫安又は硫安となっ
て捕集され、排気管17に、SO3 が流れないため、圧
力モニター18及びポンプ20の腐食からの保護が可能
となる。また圧力モニター18を排気管17に接続し、
この検出圧力をガスセル12内の圧力とするが、圧力の
伝搬は瞬時であり、ガスセル12から離れていても実質
的にガスセル12の圧力を検出していることと等価であ
り、圧力モニター18を、高温と腐食環境から保護でき
る。
の関係を説明する。
線吸収スペクトルを採取し、検量線を作成した。
0,1500ppmのサンプルにそれぞれSO3 濃度を
0,10,20,30と変えて合計12のガスサンプル
に対して、設定圧力(任意)を0MPaとし、その圧力
に対して−0.01MPa、−0.015MPaにセル
圧力を保って紫外線吸収スペクトルを採取し、上述した
先願発明の手法に則ってSO2 とSO3 の検量線を求め
た。
ごとにプロットしたもので、計測圧力ごとに示したもの
である。
ことを示している。しかし、各圧力の比は略同じであ
り、吸光度の大きさはセル中の分子数に依存していると
考えられる。
トしたものである。各プロットは分子数から、下式
(1)により、1気圧の濃度に換算してプロットした。
量線の傾き(y=0.0016x+0.00222)が
一つにまとめられた。
983と、Rがより1に近いことが分かる。
力補正によるSO2 の検量線の計算結果を示した。PL
S回帰分析においても圧力補正すればよいことが分かっ
た。図5は、SO2 を0、1000、1500ppm、
また圧力を0、−0.01、−0.015MPaと変化
させたときのSO3 の濃度算出結果を示したものであ
る。
を行った調整濃度(標準ガスを決められた組成比で調整
した濃度)であり、縦軸に示す濃度は採集して求めたス
ペクトルからPLS回帰計算を実施して計算した出力濃
度であり、検量線の傾き(y=0.9952x+5.5
858)、相関係数R2 は0.9997であった。
以下のようになる。
により説明する。
ス圧を決定(通常1気圧)する(S10)。次にガス圧
力モニターしながら、ガス組成を変えて吸収スペクトル
を採取する(S11)。
上記(2)式により計測時ガス圧で補正する(S1
3)。
(S14)、検量線作成のフローを終了する(S1
5)。
より説明する。
ながら、サンプルスペクトルを採取する(S20)。
濃度を上記(3)式により計測時ガス圧力で補正する
(S21)。
ンプル濃度を求め(S22)、計測フローを終了する
(S23)。
の分子数が比例し、同じ濃度でも紫外線吸収法で計測さ
れる濃度は、セル圧力と比例して変化することに着目
し、計測時のセル圧力を計測し、そのセル圧力で補正す
ることで、正確な濃度測定が行える。
ー19で350〜450℃の範囲に保ち、そのガスを排
出する際に、クーラー16付きトラップ15で冷却する
ことで、排ガス中のSO3 が硫酸としてトラップ15内
に捕集できるため、排気管17には、低温で腐食ガスを
含まないガスが流れるため圧力モニター18は、一般的
な圧力モニターで十分計測可能であり、圧力モニターの
寿命を延ばすことができる。
収分析によるSO3 濃度を補正する際のガスセルの圧力
を、排ガスを冷却し排ガス中のSO3 を除去した後のガ
ス圧を計測することで圧力モニターの寿命を延ばすこと
ができるとともに、正確なSO 3 の濃度計測が行える。
る。
す図である。
を示す図である。
によるSO2 検量線を示す図である。
検量線を示す図である。
トを示す図である。
す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 ガスセル内に導入した排ガス中のSO3
の濃度を紫外線吸収分析により計測するSO3 濃度計に
おいて、ガスセルのガス排出側に排ガスを冷却するクー
ラー付きトラップを接続し、そのトラップの排気側にガ
スセル内圧力を検出する圧力モニターを接続したことを
特徴とするSO3 濃度計。 - 【請求項2】 ガスセルにセル内温度を350〜450
℃に保持するヒータを設けた請求項1記載のSO3 濃度
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001196479A JP4674417B2 (ja) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | So3濃度計 |
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Publications (2)
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2001
- 2001-06-28 JP JP2001196479A patent/JP4674417B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| KR102600381B1 (ko) * | 2017-05-24 | 2023-11-10 | 가부시키가이샤 호리바 세이샤쿠쇼 | 프로브 디바이스, 배기가스 분석 장치 및 보정 방법 |
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