JPH07234203A - 窒素酸化物センサ装置 - Google Patents

窒素酸化物センサ装置

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JPH07234203A
JPH07234203A JP6025638A JP2563894A JPH07234203A JP H07234203 A JPH07234203 A JP H07234203A JP 6025638 A JP6025638 A JP 6025638A JP 2563894 A JP2563894 A JP 2563894A JP H07234203 A JPH07234203 A JP H07234203A
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JP
Japan
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nitrogen oxide
oxide sensor
catalyst
sensor device
gas
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Pending
Application number
JP6025638A
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English (en)
Inventor
Noboru Yamazoe
昇 山添
Norio Miura
則雄 三浦
Takatoshi Nakahira
貴年 中平
Ryo Enomoto
量 榎本
Tetsuo Setoguchi
哲夫 瀬戸口
Hiroyuki Taguchi
博幸 田口
Shinsuke Ishihara
進介 石原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyoto Electronics Manufacturing Co Ltd
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Kyoto Electronics Manufacturing Co Ltd
Osaka Gas Co Ltd
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  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 NO及びNOの両方を高感度で測定ができ
る窒素酸化物センサ装置を提供する。 【構成】 煙道2の前段にNOをNOに変換する変換
触媒4を設け、その後段に窒素酸化物センサ3を設け
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、大気中または燃焼機器
の排ガス中にあるNOx濃度を測定する窒素酸化物セン
サ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】燃焼
炉や自動車から出る窒素酸化物NOxは、大気汚染の原
因の1つであり、その濃度の迅速で精度の高い検出が重
要視されている。
【0003】そこで、本出願人は、先に、NOに対す
る感度がよい窒素酸化物センサを提案した。すなわち、
電極に亜硝酸ナトリウムや硝酸ナトリウム、硝酸バリウ
ムと硝酸ナトリウムの混合物を用いたものや、低濃度の
測定用として電極に亜硝酸塩もしくは硝酸塩と金属の炭
酸塩を付けたものを提案した(特願平3−275655
号,特願平3−1435号等)。
【0004】しかし、これらの窒素酸化物センサは、N
に対しては、高感度ではあったが、NOについては
低感度であったため、NOx全体の濃度を測定するのに
は好ましくなかった。
【0005】そこで、本発明は上記問題点に鑑み、NO
及びNOの両方を高感度で測定ができる窒素酸化物セ
ンサ装置を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1の窒素
酸化物センサ装置は、煙道の前段にNOをNOに変換
する変換触媒を設け、その後段に窒素酸化物センサを設
けたものである。
【0007】請求項2の窒素酸化物センサ装置は、請求
項1のものにおいて、前記窒素酸化物センサは、ナトリ
ウムイオン導電体よりなる固体電解質片をガスを通さな
い材質よりなる隔壁体で2面に分け、この固体電解質片
の2面のうち一方の面に補助相を設け、前記補助相に一
方の集電体を配置し、前記補助相は、亜硝酸塩及び硝酸
塩もしくはどちらか一方に、金属の炭酸塩またはそれ以
外の酸素酸塩を添加した複合塩よりなり、この固体電解
質片の2面のうち他方の面に検知対象のガスが触れない
ように他方の集電体を配置したものである。
【0008】請求項3の窒素酸化物センサ装置は、請求
項2のものにおいて、前記補助相に添加した金属の炭酸
塩として、ナトリウムの炭酸塩、または、リチウムの炭
酸塩を用いたものである。
【0009】請求項4の窒素酸化物センサ装置は、請求
項1〜3に記載のものにおいて、前記煙道における前記
変換触媒のさらに前段に還元性ガス触媒を設けたもので
ある。
【0010】
【作 用】請求項1の窒素酸化物センサ装置であると、
窒素酸化物センサの前段にNOをNOに変換する変換
触媒を設け、低感度であるNOをNOに変換する。こ
れにより、NOに変換されたNOを高感度で感知でき
る。
【0011】請求項2の窒素酸化物センサ装置において
は、この窒素酸化物センサとして、固体電解質片の管外
方に向く面に、亜硝酸塩および硝酸塩もしくはどちらか
一方に、金属の炭酸塩またはそれ以外の酸素酸塩を添加
した複合塩よりなる補助層を設けることにより、NO
に対し高い感度を得ることができる。したがって、NO
に変換されたNOを高感度で感知できる。
【0012】なお、それ以外の酸素酸塩としては、リン
酸塩、硅酸塩、ほう酸塩または硫酸塩などが挙げられ
る。
【0013】請求項3の窒素酸化物センサ装置である
と、このような物質を用いることによりNOに対し高
い感度を得ることができる。
【0014】請求項4の窒素酸化物センサ装置である
と、一旦変換されたNOをNOに戻してしまう還元性
ガスを、還元性ガス触媒によって除去し、共存ガスの影
響を取り除く。
【0015】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。
【0016】図1は、本実施例の窒素酸化物センサ装置
1のブロック図である。この装置1は、NOxガスが通
過する煙道2に、煙道の入口より還元性ガス触媒5,N
OをNOに変換する触媒(以下、変換触媒という)4
及び窒素酸化物センサ3が設けられている。
【0017】窒素酸化物センサ3の詳細な構造について
図2に基づいて説明する。
【0018】この窒素酸化物センサ3は、石英ガラス管
10の一端に固体電解質片12を被せる。この固体電解
質片12の周囲は、無機接着剤13で気密状態で封止し
ている。すなわち、固体電解質片12を2面に分ける隔
壁体として、ガラス管10を使用している。この固体電
解質片12としては、ナトリウムイオン導電体であるN
ASICON(NaZrSiPO12)の円板状
の焼結体を使用している。すなわち、NaPoとZ
rSiOとSiOの混合粉末を1200℃で10時
間焼結して調整したものであって、大きさは、直径8m
m,厚さ0.5mmである。
【0019】固体電解質片12のガラス管10の外方を
向く面には、補助相14を融着した後、一方の集電体と
してAu網(100メッシュ)を取付けて検知極16と
した。また、検知極16には、Au線18が接続されて
いる。
【0020】固体電解質片12のガラス管10の内方を
向く面には、Pt黒20を塗布して、他方の集電体であ
るPt網で押さえて大気開放型の対極22とした。ま
た、対極22には、Au線24が接続されている。
【0021】上記窒素酸化物センサ3は、Au線18,
24の間にエレクトロメータに接続し、ガラス管10の
外方だけに空気希釈したNOxガスを流し、両電極間1
6,22の電位差すなわち、起電力ΔE(mV)を測定
する。
【0022】次に、変換触媒4の詳細な構造について図
3に基づいて説明する。
【0023】煙道2の途中に、石英ウール30によって
挟まれた触媒32を設け、ガス入口34からガス出口3
6にNOxガスを流す。なお、下記の実験において、変
換触媒4を温度を測定する場合は、熱電対38で測定す
る。
【0024】そして、どの物質が触媒32に好適である
か否かを実験した結果を下記に示す。
【0025】変換触媒4としては、NOx選択還元で使
用されるゼオライト系の触媒及びPt−WOを用いて
スクリーニングを行った。
【0026】また、比検ガスとしてはNOが1000p
pm,Oが10%のヘリウムバランスガスを用いた。
【0027】各種温度(250〜400℃)でのNOか
らNOへの転換率を表1に示す。表の左欄が、実験に
用いた物質である。
【0028】
【表1】 各種触媒の中で転換率が高かった触媒は、Rh−ZSM
5(以下、第1触媒という)と、Pt−WO(以下、
第2触媒という)であった。第1触媒と第2触媒につい
て反応温度の最適化を行い、第1触媒では280℃(8
2%)が最もよく、第2触媒では320℃(71%)が
最も活性が高いことがわかった。
【0029】(1)窒素酸化物センサ装置1を使用して
実験した結果を説明する。
【0030】使用するガスとしては、主に合成空気(2
1vol%O)及びヘリウムバランスガス(21vo
l%O)で希釈した5〜200ppmのNO及びN
Oを用い、200〜1000ml/分で煙道2を通過さ
せた。そして、前記したように窒素酸化物センサ3の起
電力をエレクトロメータで測定した。
【0031】また、NOからNOへの反応は、SV5
000h−1で触媒32を通し、NOxは化学発光式N
Ox計を用いて検出した。
【0032】さらに、還元性ガスの酸化は、SV200
00h−1で反応を行い、NOx以外のガスはガスクロ
マトグラフィを用いて検出した。
【0033】図4が、その結果を示すものである。この
図において、△は、NOの濃度を示し、○はNOの濃
度を示している。また、●は、変換触媒4及び還元性ガ
ス触媒5を使用しない従来例におけるNOの感度を示し
ている。
【0034】図4のグラフにより、NO及びNOの感
度がほとんど同じであり、NOに対しても従来例よりも
高い感度のものが得られる。
【0035】(2)NOxガスに各種共存ガスがある場
合の感度への影響 調べた共存ガスとしてH(2000ppm),CO
(2000ppm),CH(2000ppm),CO
(5%)である。変換触媒4としては最も高い活性を
有する第1触媒を用いて行った。また、使用するガスと
しては、主に合成空気(21vol%O)及びヘリウ
ムバランスガス(21vol%O)で希釈した5〜2
00ppmのNO及びNOを用い、200〜1000
ml/分で煙道2を通過させた。そして、前記したよう
に窒素酸化物センサ3の起電力をエレクトロメータで測
定した。
【0036】 還元性ガス触媒5を設けない場合 H及びCOを共存ガスとした場合に、窒素酸化物セン
サ3の出力が低下した。これは第1触媒上で一旦NO
に変換されても還元ガスとの反応によって一部がNOに
戻ってしまうためであることを確認した。
【0037】 還元性ガス触媒5を設けた場合 還元ガスの影響を取去るために、図1に示すように変換
触媒4の前段に還元ガスを酸化するための還元性ガス触
媒(Pd触媒)5を設置した。
【0038】その結果、H及びCOを共存ガスとした
場合には、還元性ガス触媒5が還元性ガスを完全に酸化
するため、還元ガスの影響を受けることなく窒素酸化物
センサ3として使用できることがわかった。
【0039】しかし、CHを還元ガスとした場合に
は、影響を受けた。それは、CHは還元ガス触媒5で
は完全に酸化されないで、第1触媒上でCHとNO
からNOができる反応を起こすためである。もし、CH
を完全に酸化しようとした場合にはSV(空塔速度)
を非常に小さくする必要があり、Pd触媒のコストを考
えた際には現実的ではない。そのため、NOからNO
反応の能力はあまり大きくないが、触媒上においてCH
とNOが反応しない第2触媒と還元性ガス触媒5を
用いた装置1を使用した。その結果を図5に示す。
【0040】図5により、共存ガスを用いた場合にもほ
とんど影響を受けることなく装置1を使用できることが
わかった。
【0041】装置1によればNOx濃度が100ppm
程度までであれば、共存ガスの影響を受けることなくN
O,NOにかかわらず測定可能である。
【0042】また、還元ガスの酸化反応やNOからNO
への変換反応といった水蒸気の影響を受けるのではな
いかと思われる反応も含んでいるが、この装置1は水蒸
気の影響もほとんど受けないことがわかった。
【0043】
【発明の効果】以上により、本発明の窒素酸化物センサ
装置であると、窒素酸化物センサの前段に変換触媒を設
けることにより、NOも高い感度で測定できる。
【0044】また、変換触媒のさらに前段に還元性ガス
触媒を設けることにより、共存ガスの影響を受けずに高
感度でNOxを測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】窒素酸化物センサの説明図である。
【図3】変換触媒の説明図である。
【図4】本装置を使用したNO及びNOの濃度及びそ
の感度の状態である。
【図5】共存ガスを有する場合のNOの感度である。
【符号の説明】
1 窒素酸化物センサ装置 2 煙道 3 窒素酸化物センサ 4 変換触媒 5 還元性ガス触媒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01N 31/10 (72)発明者 中平 貴年 大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪 瓦斯株式会社内 (72)発明者 榎本 量 大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪 瓦斯株式会社内 (72)発明者 瀬戸口 哲夫 大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪 瓦斯株式会社内 (72)発明者 田口 博幸 京都府京都市南区吉祥院新田二ノ段町68 京都電子工業株式会社内 (72)発明者 石原 進介 京都府京都市南区吉祥院新田二ノ段町68 京都電子工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】煙道の前段にNOをNOに変換する変換
    触媒を設け、その後段に窒素酸化物センサを設けたこと
    を特徴とする窒素酸化物センサ装置。
  2. 【請求項2】前記窒素酸化物センサは、 ナトリウムイオン導電体よりなる固体電解質片をガスを
    通さない材質よりなる隔壁体で2面に分け、 この固体電解質片の2面のうち一方の面に補助相を設
    け、前記補助相に一方の集電体を配置し、 前記補助相は、亜硝酸塩及び硝酸塩もしくはどちらか一
    方に、金属の炭酸塩またはそれ以外の酸素酸塩を添加し
    た複合塩よりなり、 この固体電解質片の2面のうち他方の面に検知対象のガ
    スが触れないように他方の集電体を配置したものである
    ことを特徴とする請求項1記載の窒素酸化物センサ装
    置。
  3. 【請求項3】前記補助相に添加した金属の炭酸塩とし
    て、ナトリウムの炭酸塩、または、リチウムの炭酸塩を
    用いたことを特徴とする請求項2記載の窒素酸化物セン
    サ装置。
  4. 【請求項4】前記煙道における前記変換触媒のさらに前
    段に還元性ガス触媒を設けたことを特徴とする請求項1
    から請求項3記載の窒素酸化物センサ装置。
JP6025638A 1994-02-23 1994-02-23 窒素酸化物センサ装置 Pending JPH07234203A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998012550A1 (fr) * 1996-09-17 1998-03-26 Kabushiki Kaisha Riken Capteur de gaz
JPH11242014A (ja) * 1998-02-25 1999-09-07 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 窒素酸化物センサ
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
JP2008500540A (ja) * 2004-05-26 2008-01-10 セラマテック インコーポレイテッド NOxガスセンサーの方法及び装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998012550A1 (fr) * 1996-09-17 1998-03-26 Kabushiki Kaisha Riken Capteur de gaz
US6551497B1 (en) 1996-09-17 2003-04-22 Kabushiki Kaisha Riken Measuring NOx concentration
JPH11242014A (ja) * 1998-02-25 1999-09-07 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 窒素酸化物センサ
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
JP2008500540A (ja) * 2004-05-26 2008-01-10 セラマテック インコーポレイテッド NOxガスセンサーの方法及び装置
JP4895048B2 (ja) * 2004-05-26 2012-03-14 マイクロリン エルエルシー NOxガスセンサーの方法及び装置

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