JPH0245793Y2 - - Google Patents
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- JPH0245793Y2 JPH0245793Y2 JP12148683U JP12148683U JPH0245793Y2 JP H0245793 Y2 JPH0245793 Y2 JP H0245793Y2 JP 12148683 U JP12148683 U JP 12148683U JP 12148683 U JP12148683 U JP 12148683U JP H0245793 Y2 JPH0245793 Y2 JP H0245793Y2
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- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Description
（属する分野）
この考案は低濃度のアンモニア（NH3）ガス
を含む試料ガスをNH3ガスの分析計に導く試料
ガス採取用の導管に関する。とくに、該導管内で
のNH3の化学変化に起因する損失がなく、NH3
ガスの濃度を正しく分析計で測定できるようにし
た装置に関する。 （従来技術） きれいな空気の環境が求められる昨今、煙突か
ら排出される、いわゆる煙道排ガス中のNOxを
低減するために、アンモニア接触還元式の脱硝装
置が導入されるようになり、この脱硝装置からも
れ出るリーク・アンモニアを測定する必要が生れ
てきた。排ガス中には硫黄の酸化物も含まれる場
合が多く、悪質油や石炭の排ガスでは高濃度の亜
硫酸ガスで代表される硫黄酸化物（SOx）（たと
えば濃度が千数百ppmという価）の存在下で、低
濃度のアンモニア（たとえば濃度が数ppmという
価）を精度よく測定することが要求されている。 排ガス中にこのような高濃度の亜硫酸ガス
（SO2）がある場合は、一般に無水硫酸（SO3）
の濃度も数ppm〜数十ppmと高い。SO3濃度が高
いと、測定すべきNH3が採取点から分析計に至
るまでのサンプリング過程で、SO3と化学反応を
起し、酸性硫安または硫安を析出し、ひいては正
しいNH3の分析ができなくなる。そのために、
採取導管の構造には相当の技術的配慮を要すると
ころである。しかしながら、この種の試料ガス採
取という課題は、全く新しい技術分野であつて、
従来技術にその類が見当らない。かろうじて、
NH3ガスが水によく溶解する性質をもつので、
導管中で水の凝縮を生じないよう100℃以上の高
温に保つ必要があることが知られているが、本考
案が解決しようとしている課題、すなわち、高濃
度SOxの存在下で低濃度NH3を含むガスの成分
分析を正確に行うために求められる、採取導管の
構造については未知であつた。 （考案の要約） この考案は上記課題を解決するために、いくつ
かの実験を行い、その結果から帰納された事実を
基礎とするもので、採取導管をステンレス鋼鋼管
SUS304、ニツケル管もしくは二酸化けい素を主
成分とするガラス材質の管のいずれかで構成し、
その温度をシースヒータのように電気的絶縁物で
被覆されたヒータにより300℃以上に加熱するよ
うにした構造をもたせたことを骨子としている。 （考案の構成） 本考案の構成を図面によつて詳しく述べる。第
１図は本考案の試料ガス採取導管が煙道排ガスの
成分分析システムに使用される場合の構成を示し
ている。排ガス１は高濃度のSOxを含み、かつ低
濃度のNH3を含むものである。煙道壁２を貫通
した煙道内に挿入されたプローブ３により、排ガ
ス試料を採取し、試料ガス採取導管４へ導く。試
料ガス採取導管はガスを導く距離に応じて、何本
かを接続させて相当長が得られるようにする。そ
の際には特殊な接続装置５が用いられる。６はヒ
ータの電源ラインである。接続装置で連結された
採取導管によつて試料ガスはNH3分析計本体１
０に導かれる。 第２図は試料ガス採取導管４の詳しい構造を示
す模式図である。中央部分を割愛してある。中央
に導管４１が走る。それに沿つてシースヒータ４
２があり、導管４１の両端の接続部分でＵ字状あ
るいはかぎ状に折れ曲つた部分４３がある。シー
スヒータの端末部４４で電線との接続点４５によ
り、導体４６に接続され、ケーブル４７とコネク
タ４８により電源に結ばれる。なお、導管４１は
ときに採取導管とも呼ばれるが、試料ガス採取導
管４と特に混同するおそれはない。 シースヒータ４２は導管４１の温度を高め、管
内に水の凝結を生ぜしめぬようにするほか、導管
の温度を所定値に保ち、管内に導かれる試料ガス
の組成を不変に保つようにしている。導管をガラ
スウールの如き保温材５０で覆い、さらにその上
を防水材５１で覆つて、屋外の使用に耐えるよう
にしている。導管４１には熱電対５２が付着さ
れ、熱電対で生ずる熱起電力は補償導線５３を経
てコネクタ５４に導かれ、導管の温度計測信号が
得られ、シースヒータの電流制御（温度制御）に
使用可能とされている。 さて、導管に使用する材料とその温度について
は吟味を要する。考案者らは材料と温度を決定す
るための新しい資料をいくつかの実験結果により
求めた。つぎにその実験要旨を述べる。 予備的な実験によれば、高濃度SOxを含む試料
ガス中の低濃度NH3を損失なく測定するにはガ
スの温度を350℃以上に保つ必要があることが知
られている。導管の温度を350℃にするとすれば、
テフロンのような有機材料を使用することはでき
ないから、化学的に比較的安定とされるステンレ
ス鋼、チタン、ニツケルなどが対象として考えら
れる。長さ４ｍのそれぞれの材料の管を経由して
試料ガスをNH3分析計に導くこととし、それぞ
れの管の入口（Ａ点）より約10ppmのSO3を含ん
だ実際の排ガスを導管に吸引しながら、管の入口
付近の分岐口（Ｂ点）より所定濃度のNH3ガス
を注入した場合と、管の出口付近の分岐口（Ｃ
点）すなわち、NH3分析計の本体入口付近で所
定濃度のNH3ガスを導入した場合とで、NH3分
析計の表示する値を測定した。結果は、（採取）
導管がニツケル、チタン、ステンレス鋼
SUS316、ステンレス鋼304の場合について、そ
れぞれ表１，２，３，４に示した。温度はいずれ
も350℃とした。NH3のＢ点導入とＣ点導入で差
異がなければ、導管内でのNH3の損失がないと
判断できる。その結果はニツケルおよびステンレ
ス鋼SUS304が適性であると判断される。 しかし、SOxに耐する長時間の寿命を考慮する
とニツケルよりもステンレス鋼SUS304が優れて
いると判断されるがニツケルでも高温（300℃以
上）に維持すれば数年はもつ。タチンやステンレ
ス鋼SUS316がまずい理由は、これらが硫安や酸
性硫安の析出を促進する触媒作用を持つているた
めである。 つぎに、ステンレス鋼鋼管SUS304製の採取導
管の温度を変えて実際の排ガスを吸引して実験を
試みた。第３図にはNH3分析計の出力の記録を
示した。
を含む試料ガスをNH3ガスの分析計に導く試料
ガス採取用の導管に関する。とくに、該導管内で
のNH3の化学変化に起因する損失がなく、NH3
ガスの濃度を正しく分析計で測定できるようにし
た装置に関する。 （従来技術） きれいな空気の環境が求められる昨今、煙突か
ら排出される、いわゆる煙道排ガス中のNOxを
低減するために、アンモニア接触還元式の脱硝装
置が導入されるようになり、この脱硝装置からも
れ出るリーク・アンモニアを測定する必要が生れ
てきた。排ガス中には硫黄の酸化物も含まれる場
合が多く、悪質油や石炭の排ガスでは高濃度の亜
硫酸ガスで代表される硫黄酸化物（SOx）（たと
えば濃度が千数百ppmという価）の存在下で、低
濃度のアンモニア（たとえば濃度が数ppmという
価）を精度よく測定することが要求されている。 排ガス中にこのような高濃度の亜硫酸ガス
（SO2）がある場合は、一般に無水硫酸（SO3）
の濃度も数ppm〜数十ppmと高い。SO3濃度が高
いと、測定すべきNH3が採取点から分析計に至
るまでのサンプリング過程で、SO3と化学反応を
起し、酸性硫安または硫安を析出し、ひいては正
しいNH3の分析ができなくなる。そのために、
採取導管の構造には相当の技術的配慮を要すると
ころである。しかしながら、この種の試料ガス採
取という課題は、全く新しい技術分野であつて、
従来技術にその類が見当らない。かろうじて、
NH3ガスが水によく溶解する性質をもつので、
導管中で水の凝縮を生じないよう100℃以上の高
温に保つ必要があることが知られているが、本考
案が解決しようとしている課題、すなわち、高濃
度SOxの存在下で低濃度NH3を含むガスの成分
分析を正確に行うために求められる、採取導管の
構造については未知であつた。 （考案の要約） この考案は上記課題を解決するために、いくつ
かの実験を行い、その結果から帰納された事実を
基礎とするもので、採取導管をステンレス鋼鋼管
SUS304、ニツケル管もしくは二酸化けい素を主
成分とするガラス材質の管のいずれかで構成し、
その温度をシースヒータのように電気的絶縁物で
被覆されたヒータにより300℃以上に加熱するよ
うにした構造をもたせたことを骨子としている。 （考案の構成） 本考案の構成を図面によつて詳しく述べる。第
１図は本考案の試料ガス採取導管が煙道排ガスの
成分分析システムに使用される場合の構成を示し
ている。排ガス１は高濃度のSOxを含み、かつ低
濃度のNH3を含むものである。煙道壁２を貫通
した煙道内に挿入されたプローブ３により、排ガ
ス試料を採取し、試料ガス採取導管４へ導く。試
料ガス採取導管はガスを導く距離に応じて、何本
かを接続させて相当長が得られるようにする。そ
の際には特殊な接続装置５が用いられる。６はヒ
ータの電源ラインである。接続装置で連結された
採取導管によつて試料ガスはNH3分析計本体１
０に導かれる。 第２図は試料ガス採取導管４の詳しい構造を示
す模式図である。中央部分を割愛してある。中央
に導管４１が走る。それに沿つてシースヒータ４
２があり、導管４１の両端の接続部分でＵ字状あ
るいはかぎ状に折れ曲つた部分４３がある。シー
スヒータの端末部４４で電線との接続点４５によ
り、導体４６に接続され、ケーブル４７とコネク
タ４８により電源に結ばれる。なお、導管４１は
ときに採取導管とも呼ばれるが、試料ガス採取導
管４と特に混同するおそれはない。 シースヒータ４２は導管４１の温度を高め、管
内に水の凝結を生ぜしめぬようにするほか、導管
の温度を所定値に保ち、管内に導かれる試料ガス
の組成を不変に保つようにしている。導管をガラ
スウールの如き保温材５０で覆い、さらにその上
を防水材５１で覆つて、屋外の使用に耐えるよう
にしている。導管４１には熱電対５２が付着さ
れ、熱電対で生ずる熱起電力は補償導線５３を経
てコネクタ５４に導かれ、導管の温度計測信号が
得られ、シースヒータの電流制御（温度制御）に
使用可能とされている。 さて、導管に使用する材料とその温度について
は吟味を要する。考案者らは材料と温度を決定す
るための新しい資料をいくつかの実験結果により
求めた。つぎにその実験要旨を述べる。 予備的な実験によれば、高濃度SOxを含む試料
ガス中の低濃度NH3を損失なく測定するにはガ
スの温度を350℃以上に保つ必要があることが知
られている。導管の温度を350℃にするとすれば、
テフロンのような有機材料を使用することはでき
ないから、化学的に比較的安定とされるステンレ
ス鋼、チタン、ニツケルなどが対象として考えら
れる。長さ４ｍのそれぞれの材料の管を経由して
試料ガスをNH3分析計に導くこととし、それぞ
れの管の入口（Ａ点）より約10ppmのSO3を含ん
だ実際の排ガスを導管に吸引しながら、管の入口
付近の分岐口（Ｂ点）より所定濃度のNH3ガス
を注入した場合と、管の出口付近の分岐口（Ｃ
点）すなわち、NH3分析計の本体入口付近で所
定濃度のNH3ガスを導入した場合とで、NH3分
析計の表示する値を測定した。結果は、（採取）
導管がニツケル、チタン、ステンレス鋼
SUS316、ステンレス鋼304の場合について、そ
れぞれ表１，２，３，４に示した。温度はいずれ
も350℃とした。NH3のＢ点導入とＣ点導入で差
異がなければ、導管内でのNH3の損失がないと
判断できる。その結果はニツケルおよびステンレ
ス鋼SUS304が適性であると判断される。 しかし、SOxに耐する長時間の寿命を考慮する
とニツケルよりもステンレス鋼SUS304が優れて
いると判断されるがニツケルでも高温（300℃以
上）に維持すれば数年はもつ。タチンやステンレ
ス鋼SUS316がまずい理由は、これらが硫安や酸
性硫安の析出を促進する触媒作用を持つているた
めである。 つぎに、ステンレス鋼鋼管SUS304製の採取導
管の温度を変えて実際の排ガスを吸引して実験を
試みた。第３図にはNH3分析計の出力の記録を
示した。
【表】
【表】
【表】
【表】
図中、横軸目盛は時間を示し、縦軸はNH3濃
度（ppm）を示す。温度を変化させた時間付近に
大きなNH3分析計の濃度出力に変化が見られる。
温度を上昇させたときには吸着されていたガスの
放出による一時的な出力増加が、また温度を降下
させたときにはガス吸着による一時的な出力減少
が見られる。重要な点は、250℃と300℃とでは温
度による変化があり、250℃の出力は低い値を示
していること、300℃以上では出力値はほぼ安定
していることである。 この結果、300℃以上では導管内壁で、酸性
硫安や硫安の析出によるNH3の損失がないこと。
NH3の平衡状態が保たれることが判明し、少
くとも300℃以上の温度に導管を保持する必要が
あることが明らかとなつた。通常、実験室内で得
られるデータによれば、10ppm程度のSO3と数
ppmのNH3の混合ガスでは酸性硫安もしくは硫
安の析出は200℃程度以下でしか起らないことが
知られているにも拘らず、実際の排ガスでこの析
出温度が100度程高くなつている。その原因は、
実際の排ガスは多成分の混合ガスであり、さらに
ダスト（一般に重金属などを含有する）を含んで
いるためで、析出温度が高められていると思われ
る。 さらに、ステンレス鋼鋼管SUS304を導管と
し、導管の温度を変え、分析システムの応答速度
について、実際の排ガスを用いて実験し、表５の
結果を得た。
度（ppm）を示す。温度を変化させた時間付近に
大きなNH3分析計の濃度出力に変化が見られる。
温度を上昇させたときには吸着されていたガスの
放出による一時的な出力増加が、また温度を降下
させたときにはガス吸着による一時的な出力減少
が見られる。重要な点は、250℃と300℃とでは温
度による変化があり、250℃の出力は低い値を示
していること、300℃以上では出力値はほぼ安定
していることである。 この結果、300℃以上では導管内壁で、酸性
硫安や硫安の析出によるNH3の損失がないこと。
NH3の平衡状態が保たれることが判明し、少
くとも300℃以上の温度に導管を保持する必要が
あることが明らかとなつた。通常、実験室内で得
られるデータによれば、10ppm程度のSO3と数
ppmのNH3の混合ガスでは酸性硫安もしくは硫
安の析出は200℃程度以下でしか起らないことが
知られているにも拘らず、実際の排ガスでこの析
出温度が100度程高くなつている。その原因は、
実際の排ガスは多成分の混合ガスであり、さらに
ダスト（一般に重金属などを含有する）を含んで
いるためで、析出温度が高められていると思われ
る。 さらに、ステンレス鋼鋼管SUS304を導管と
し、導管の温度を変え、分析システムの応答速度
について、実際の排ガスを用いて実験し、表５の
結果を得た。
【表】
ここでも、温度250℃は応答時間を遅らせ、と
くに立下り時（NH3量の減少時）の応答時間が
長い。応答時間を２分程度以内とするには（計測
システムの実用上の要求値とするには）導管の温
度を300℃以上とすることが必要であると判断で
きる。 最後に補足的に、石英ガラス、硬質ガラス、パ
イレツクスガラスなど、二酸化けい素を主成分と
するガラス材質の管を導管に用い、温度を350℃
としてステンレス鋼SUS304と同じ実験を行なつ
た。結果は表６に要約されるように、この種の材
質でもNH3の損失は見出されず、90％応答特性
も300℃で立上り、立下りとも２分０秒以下であ
ることが確認された。 本明細書の実施例では、導管の加熱にシースヒ
ータを用いていたが、これは実験材料として適当
なものであつたからで、カンタル、ニクロムなど
の電熱線を、その表面を絶縁物で被覆し、漏電し
ないような配慮をすれば、シースヒータに限定さ
れないことは明らかである。
くに立下り時（NH3量の減少時）の応答時間が
長い。応答時間を２分程度以内とするには（計測
システムの実用上の要求値とするには）導管の温
度を300℃以上とすることが必要であると判断で
きる。 最後に補足的に、石英ガラス、硬質ガラス、パ
イレツクスガラスなど、二酸化けい素を主成分と
するガラス材質の管を導管に用い、温度を350℃
としてステンレス鋼SUS304と同じ実験を行なつ
た。結果は表６に要約されるように、この種の材
質でもNH3の損失は見出されず、90％応答特性
も300℃で立上り、立下りとも２分０秒以下であ
ることが確認された。 本明細書の実施例では、導管の加熱にシースヒ
ータを用いていたが、これは実験材料として適当
なものであつたからで、カンタル、ニクロムなど
の電熱線を、その表面を絶縁物で被覆し、漏電し
ないような配慮をすれば、シースヒータに限定さ
れないことは明らかである。
【表】
（効果）
以上述べたように、本考案では高濃度SOxと低
濃度NH3とを含むガスを取扱う系で、NH3濃度
を正確に計測するための試料ガス採取導管とし
て、導管の材料にステンレス鋼鋼管SUS304、ニ
ツケル管もしくは二酸化けい素を主成分とするガ
ラス材質の管を使用し、該管に沿つてシースヒー
タの如きその外側を電気的絶縁物で覆われたヒー
タを置き、該管の温度を300℃以上に加熱するよ
うにしたから、他の材料に比してNH3の出力を
減ずることがなく、化学的に安定で、応答性の速
い計測システムを実現可能とした。
濃度NH3とを含むガスを取扱う系で、NH3濃度
を正確に計測するための試料ガス採取導管とし
て、導管の材料にステンレス鋼鋼管SUS304、ニ
ツケル管もしくは二酸化けい素を主成分とするガ
ラス材質の管を使用し、該管に沿つてシースヒー
タの如きその外側を電気的絶縁物で覆われたヒー
タを置き、該管の温度を300℃以上に加熱するよ
うにしたから、他の材料に比してNH3の出力を
減ずることがなく、化学的に安定で、応答性の速
い計測システムを実現可能とした。
第１図は本考案の試料ガス採取導管が使用され
る煙道排ガス分析システムの構成を示す図、第２
図は本考案の試料ガス採取導管の構造を示す模式
図、第３図は採取導管の適性温度を決定するため
の実験結果を示す図であり、温度によるNH3の
出力の変化を示した記録チヤートである。 ３は採取プローブ、４は試料ガス採取導管、１
０は分析計本体、４１は導管、４２はヒータを示
す。
る煙道排ガス分析システムの構成を示す図、第２
図は本考案の試料ガス採取導管の構造を示す模式
図、第３図は採取導管の適性温度を決定するため
の実験結果を示す図であり、温度によるNH3の
出力の変化を示した記録チヤートである。 ３は採取プローブ、４は試料ガス採取導管、１
０は分析計本体、４１は導管、４２はヒータを示
す。
Claims (1)
- 高濃度SOxと、低濃度NH3とを含むガスを取
扱う系に設置したプローブによりガスを採取し、
該採取したガスをNH3ガス分析計に導く相当長
の導管４１を備えた試料ガス採取導管４であつ
て、前記導管４１がステンレス鋼鋼管SUS304、
ニツケル管もしくは二酸化けい素を主成分とする
ガラス材質の管のいずれかで構成され、該導管４
１を300℃以上に加熱する絶縁被覆されたヒータ
４２が該導管に沿つて設けられたことを特徴とす
る試料ガス採取導管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12148683U JPS6029266U (ja) | 1983-08-04 | 1983-08-04 | 試料ガス採取導管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12148683U JPS6029266U (ja) | 1983-08-04 | 1983-08-04 | 試料ガス採取導管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6029266U JPS6029266U (ja) | 1985-02-27 |
| JPH0245793Y2 true JPH0245793Y2 (ja) | 1990-12-04 |
Family
ID=30278033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12148683U Granted JPS6029266U (ja) | 1983-08-04 | 1983-08-04 | 試料ガス採取導管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6029266U (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003290630A (ja) * | 2002-04-03 | 2003-10-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 窒素酸化物の処理装置及び窒素酸化物の処理方法 |
-
1983
- 1983-08-04 JP JP12148683U patent/JPS6029266U/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003290630A (ja) * | 2002-04-03 | 2003-10-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 窒素酸化物の処理装置及び窒素酸化物の処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6029266U (ja) | 1985-02-27 |
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