JPH0961361A - アンモニア濃度連続測定装置 - Google Patents

アンモニア濃度連続測定装置

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JPH0961361A
JPH0961361A JP21904895A JP21904895A JPH0961361A JP H0961361 A JPH0961361 A JP H0961361A JP 21904895 A JP21904895 A JP 21904895A JP 21904895 A JP21904895 A JP 21904895A JP H0961361 A JPH0961361 A JP H0961361A
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良昭 尾林
Kozo Iida
耕三 飯田
Akira Shirohana
城鼻  明
Atsushi Morii
淳 守井
Akira Serizawa
暁 芹澤
Shigeru Nishimoto
茂 西本
Hideo Yamamoto
英雄 山本
Megumi Yoshikawa
恵 吉川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】検出率が低く、またSO2 ガスの影響を受けて
排ガス中のNH3 濃度を正確に連続的に測定できない。 【解決手段】各々が減圧方式である試料ガス採取ライ
ン,ゼロガス採取ライン及びスパンガス採取ラインを有
し、各ラインに流れるガスの流路を切り替える流路切替
電磁弁(3) と、ガスの流量を調節する流量調節弁(12
1 ,122 ,123 ) と、ガスの流量を測定する流量計(14
1 ,142 ) を備えたことを特徴とするアンモニア濃度連
続測定装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はアンモニア濃度連続
測定装置に関し、特に排ガス中のアンモニア濃度(NH
3 濃度)を連続測定する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ガス中のNH3 濃度分析装置とし
て現在実用されているものには、次の4タイプがある。 (1) 排ガス中のNH3 を吸収液に捕捉した後、イオン電
極法で測定するもの。
【0003】(2) 排ガス中のNH3 を触媒上でNOに酸
化し、NO濃度を測定して、間接的にNH3 濃度を測定
するもの(以下、触媒酸化法と呼ぶ)。 (3) 排ガス中のNH3 とNOを触媒上で反応させ、触媒
有,無の場合のNO濃b度を測定し、その差分をNH3
濃度として間接的にNH3 濃度を求めるもの(以下、触
媒還元法と呼ぶ)。
【0004】(4) 紫外域に吸収波長を有するNH3 ガス
の吸収スペクトルの高次導関数を利用し、吸収光度法
(以下、高次導関数−吸光光度法)でNH3 濃度を求め
るもの。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、イオン電極法
では、応答速度が遅く(90%応答約5分)、また、溶
液を取り扱うので保守に手間がかかる等の欠点を有して
いる。次に、触媒酸化法では触媒上におけるNH3 のN
Oへの酸化効率、及び触媒の耐久性(SO2 ガスによる
触媒の被覆等)、またNOが共存する場合、触媒有、無
しの差分をNH3 濃度ととするため、NH3 濃度に対
し、NO濃度が非常に多い場合は測定精度が悪いという
欠点を有している。
【0006】また、触媒還元法では、触媒上でのNH3
とNOの反応効率、触媒の耐久性、差分で測定するため
NH3 に対しNO濃度が低い場合は測定できないという
欠点を有している。
【0007】これらの方法に対し、高次導関数−吸光光
度法はその測定原理がNH3 の紫外域での吸収を利用し
たものであるから、反応速度が早く、共存するNOガス
濃度の影響を受けないという利点を有しているものの、
現状の装置は測定値フラツキ(変動幅)が大きく、検出
率が低いという欠点を有しており、排ガス中のNH3濃
度を精度良く連続測定可能な装置はまだ実用化されてい
ないのが現状である。
【0008】本発明は、その測定原理から他の測定方法
に比べ、応答性が速く、NO濃度の影響を受けない高次
導関数−吸光光度法を用いた装置の改良に関するもので
ある。ガス中のNH3 濃度の測定装置として、高次導関
数−吸光光度法を用いた装置は、特許第1334084
号に基づいた装置が現在市販され、大気中あるいはNH
3 ガスボンベ中の濃度測定に何ら問題なく使用されてい
る。しかし、本装置を燃焼排ガスに適用した場合、下記
のような問題点があることが明らかとなった。
【0009】第1に、周囲温度の影響を受けるため、周
囲の温度が10℃の巾で変化すると、シグナルがフルス
ケールの±3%の範囲で変動する。第2に、JISK0
099に基づき、インドフェンエノール吸光光度法を用
いた場合に比べ、測定値が約20%低い値を示す。
【0010】第3に、NH3 濃度が測定基準レンジ(低
濃度側)に対し10倍以上変化すると、現状のセル長さ
一定、測定波長固定というやり方では測定できない。第
4に、SO2 ガスが共存するとSO2 の干渉を受ける。
【0011】本発明はこうした事情を考慮してなされた
もので、各ガス採取ラインを減圧方式とすることによ
り、検出率を向上させ、SO2 ガスの影響を受けること
なく、排ガス中のNH3 濃度を正確に連続的に測定でき
るアンモニア濃度連続測定装置を提供することを目的と
する。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、各々が減圧方
式である試料ガス採取ライン,ゼロガス採取ライン及び
スパンガス採取ラインを有し、各ラインに流れるガスの
流路を切り替える流路切替電磁弁と、ガスの流量を調節
する流量調節弁と、ガスの流量を測定する流量計を備え
たことを特徴とするアンモニア濃度連続測定装置であ
る。
【0013】つまり、本発明では、検出率の向上に関
し、従来は試料ガスラインは減圧方式、ゼロガス及びス
パンガス採取ラインは加圧方式であったため、試料セル
内の圧力差によりスパンガス校正(加圧)後の試料ガス
採取(減圧)測定において低い値となることが分かった
ので、ゼロガス採取及びスパンガス採取ラインも試料ガ
ス採取ラインと同じ減圧方式を採用して圧力差による検
出率の低下をなくした。
【0014】本発明装置においては、ゼロガス採取及び
スパンガス採取ラインも試料ガス採取ラインと同じ減圧
方式を採用するもので、これにより圧力差による検出率
の低下を防止しようとした。なお、ZEROガス校正,
SPANガス校正及び試料ガス採取は、例えば実施例の
欄で記述する通りに行われる。その結果、検出率を向上
でき、SO2 ガスの影響を受けることなく、排ガス中の
NH3 濃度を正確に連続的に測定できるものである。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例に係る
アンモニア濃度連続測定装置について図1を参照して説
明する。図中の符番1は装置本体である。この装置本体
1内には、ダストフィルター2や三方電磁弁3を加熱恒
温する恒温槽4と、前記三方電磁弁3と連結され,一端
に光源(D2 ランプ)5が他端に分光器6,受光器(ホ
トマル)7が配置された試料セル8と、この試料セル8
と冷却管9を介して接続された,水位検知器(フロート
スイッチ)10を有する水トラップ11とが配置されてい
る。ここで、前記D2 ランプ5は白色光を放射する。ま
た、分光器6は白色光を単色光として取り出す。前記水
トラップ11は、加温されたサンプルを凝縮せずに精度良
く測定するために、試料セル出口では加熱恒温とし、試
料セル出口以降の流路においては後記するニードルバル
ブ,サンプリングポンプ,流量計の保護のため、冷却
し、凝縮水をトラップへためガスのみを通過させる。
【0016】また、前記装置本体1内には、前記水トラ
ップ11に第1ニードルバルブ121 ,サンプリングポンプ
13を介して接続された第1流量計141 と、前記三方電磁
弁3に接続する第2流量計142 と、前記三方電磁弁3に
第2ニードルバルブ122 を介して接続する二方電磁弁15
1 と、前記三方電磁弁3に第3ニードルバルブ123 を介
して接続する二方電磁弁152 と、前記水トラップ11に接
続する二方電磁弁153とが配置されている。なお、図中
の符番16は煙道、符番17はサンプリングプローブであ
る。このサンプリングプローブ17と装置本体1は、サン
プリングガス入口18でサンプリング導管19により接続さ
れている。このサンプリング導管19には、装置本体1内
の加熱導管20に接続されている。また、図中の符番21は
スパンガス入口、符番22はゼロガス入口、符番23はガス
出口、符番24はオーバーフローガス出口、符番25は排水
口である。
【0017】こうした構成のアンモニア濃度連続測定装
置では、セルガス採取ライン及びスパンガス採取ライン
を減圧方式にし、試料採取ラインの減圧方式と同じ方式
にするものである。以下に、同装置の作用について図3
のガスの流路図を用いて説明する。
【0018】[1]ZEROガス校正 ゼロ(ZERO)ガス入口22よりZEROガス(N2 )
を流す。操作部スイッチのZEROスイッチをONする
ことにより、二方電磁弁151 が開状態(二方電磁弁152
は閉状態)となり、三方電磁弁3がONとなり、添字b
とc間が開状態、サンプリングポンプ13が作動し、ZE
ROガスの流れは、ゼロガス入口22→二方電磁弁151 →
ニードルバルブ122 →三方電磁弁3→試料セル8→水ト
ラップ11→ニードルバルブ121 →サンプリングポンプ13
→流量計141 →オーバーフローガス出口23となる。
【0019】但し、減圧方式のため、採取量以上に流さ
ないと正確に採取できないため、オーバーフローライン
に余剰ガスを流す。余剰ガスの流れは、ゼロガス入口22
→二方電磁弁151 →ニードルバルブ122 →流量計142 →
オーバーフローガス出口24となる。ZEROガス(N
2 )によるZERO点が安定したところでZERO点を
設定する。設定は測定制御部にて行う。
【0020】[2]SPANガス校正 ZERO点が設定できれば、スパンガス入口21よりSP
ANガス(NH3 )を流す。操作部スイッチのSPAN
NスイッチをONすることにより、ZEROからSPA
Nにかわり、二方電磁弁152 が開状態(二方電磁弁151
は閉状態)、三方電磁弁3がONとなり、添字bとc間
が開状態以下ZEROガスラインと同じ流れになる。
【0021】SPANガスの流れは、スパンガス入口21
→二方電磁弁152 →ニードルバルブ123 →三方電磁弁3
→試料セル8→水トラップ11→ニードルバルブ121 →サ
ンプリングポンプ13→流量計141 →ガス出口23となる。
【0022】但し、ZEROガス同様、余剰ガスの流れ
は、スパンガス入口21→二方電磁弁152 →ニードルバル
ブ123 →流量計142 →オーバーフローガス出口24とな
る。SPANガス(NH3 )によるSPAN値が安定し
たところでSPAN値を設定する。設定は測定制御部に
て行う。
【0023】[3]試料ガス採取 SPAN値が設定できれば、サンプルガス入口18より試
料ガスを採取する。操作部スイッチのサンプルスイッチ
をONすることにより、SPANからSAMPLEにか
わり、三方電磁弁3がOFFとなり、添字bとaの間が
開状態、二方電磁弁152 、二方電磁弁151 は閉状態、以
下ZEROガス、SPANガスラインと共通ラインを流
れる。
【0024】試料ガスの流れは、サンプルガス入口18→
ダストフィルター2→三方電磁弁3→試料セル8→水ト
ラップ11→ニードルバルブ121 →サンプリングポンプ13
→流量計141 →ガス出口23となる。
【0025】試料ガスが冷却され、水トラップに溜まっ
た水はフロートスイッチ10にて検知された時、二方電磁
弁153 が動作し、水トラップ内の水を排水口25より排出
する。
【0026】このように、本実施例では、セルガス採取
ライン,スパンガス採取ライン及び試料採取ラインを減
圧方式とした。そして、ガス採取ラインの圧力差による
影響を確認するため、NH3 標準ガスを用いて、試料セ
ル内の圧力を変化させNH3濃度を測定した。
【0027】図2は、上記実施例に係る試料セル内の圧
力変化に伴うNH3 濃度変化を示す特性図である。図2
より、試料セル内を減圧にするとシグナルは低下し、加
圧すると上昇する傾向にあり、従来の装置ではNH3 検
出率が低い原因は、スパンガスを加圧状態で試料セル内
に流して調整しサンプルガスを減圧状態で試料セル内に
流して測定するためによることが判った。
【0028】次に、本発明の効果を確認するため、灯油
焚ボイラーの排ガスにNH3 を注入して、その濃度を測
定した。下記表1は、注入NH3 濃度に対する手分析,
従来装置及び本発明装置による排ガス中のNH3 濃度の
測定結果を示す。
【0029】
【表1】 上記表1によれば、本発明のように試料ガスライン、ゼ
ロガス採取ライン及びスパンガス採取ラインを減圧方式
とすることにより、JIS法で測定したNH3 濃度を基
準としてNH3 の検出率を求めると、93〜97%と従
来に比べ、飛躍的に検出率が向上することが判った。
【0030】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
各ガス採取ラインを減圧方式とすることにより、検出率
を向上させ、SO2 ガスの影響を受けることなく、排ガ
ス中のNH3 濃度を正確に連続的に測定できるアンモニ
ア濃度連続測定装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るアンモニア濃度連続測
定装置の要部の説明図。
【図2】本発明に係るアンモニア濃度連続測定装置の試
料セル内の圧力変化に伴うNH3 濃度変化を示す特性
図。
【符号の説明】
1…装置本体、 2…ダストフィルター、 3…
三方電磁弁、4…恒温槽、 5…D2 ランプ、
6…分光器、7…受光器、 8…
試料セル、 9…冷却管、10…水位検知器、
11…水トラップ、121 ,122 ,123 …ニードルバル
ブ、13…サンプリングポンプ、 141 ,142
…流量計、151 ,152 ,153 …二方電磁弁、 17…
サンプリングプローブ、18…サンプルガス入口、
19…サンプリング導管、20…加熱導管、
21…スパンガス入口、 22…ゼロガス入口、23
…ガス出口、 24…オーバーフローガス出口、 25
…排水口。
フロントページの続き (72)発明者 尾林 良昭 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 飯田 耕三 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 城鼻 明 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 守井 淳 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 芹澤 暁 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 西本 茂 京都府京都市伏見区下鳥羽浄春ケ前町20番 地8 株式会社柳本製作所内 (72)発明者 山本 英雄 京都府京都市伏見区下鳥羽浄春ケ前町20番 地8 株式会社柳本製作所内 (72)発明者 吉川 恵 広島県広島市佐伯区五日市中央4丁目15番 48号 ラボテック株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各々が減圧方式である試料ガス採取ライ
    ン,ゼロガス採取ライン及びスパンガス採取ラインを有
    し、各ラインに流れるガスの流路を切り替える流路切替
    電磁弁と、ガスの流量を調節する流量調節弁と、ガスの
    流量を測定する流量計を備えたことを特徴とするアンモ
    ニア濃度連続測定装置。
JP21904895A 1995-08-28 1995-08-28 アンモニア濃度連続測定装置 Expired - Lifetime JP3924013B2 (ja)

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