JPH11211663A - 化学発光式窒素酸化物計 - Google Patents

化学発光式窒素酸化物計

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JPH11211663A
JPH11211663A JP1703098A JP1703098A JPH11211663A JP H11211663 A JPH11211663 A JP H11211663A JP 1703098 A JP1703098 A JP 1703098A JP 1703098 A JP1703098 A JP 1703098A JP H11211663 A JPH11211663 A JP H11211663A
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JP
Japan
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gas
ozone
measured
path
reaction tank
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JP1703098A
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English (en)
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Masaru Kozakura
優 小桜
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、簡易な構成で還元触媒の効率を測
定する装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、被測定ガス中のNOをNO2
に酸化するため、ガス導入経路16にプリリアクター3
を設け、プリリアクター3にオゾン発生器1からのオゾ
ンガスを供給する。酸化後の被測定ガスを二酸化窒素還
元触媒部7を通過させたときの光検出器10の値と二酸
化窒素還元触媒部7を通過させなかったときの光検出器
10の値を比較して、触媒の還元効率を求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラーの煙道排
ガスや自動車排ガス等に含まれる窒素酸化物の濃度を測
定する化学発光式窒素酸化物計に関する。
【0002】
【従来技術】工場の燃焼炉における燃焼や自動車のエン
ジン内における燃焼などにより生じる人体に有害な窒素
酸化物が問題となっているが、大気中や排気ガス中の窒
素酸化物を測定する装置の一つに化学発光式窒素酸化物
計がある。これは、被測定ガス(大気または排ガス等か
ら採取したサンプルガス)とオゾンガス(O3 )とを測
定装置の反応槽内で接触させ、被測定ガス中の一酸化窒
素(NO)とO3 が化学反応を起こす際に発生する化学
発光強度を光検出器で検出することにより、被測定ガス
中のNOの含有量を定量測定するものである。
【0003】この化学発光式窒素酸化物計は、その測定
原理上、NOのみしか測定できないため、NO2 を測定
する際には、NO2 をNOに還元する触媒を通し、その
時の指示値と触媒を通さない場合の指示値の差よりNO
2 を換算していた。また、その時の測定精度は、NO2
還元触媒の効率に依存する所が大きく、定期時に触媒効
率の確認を義務付けられている場合もある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
還元触媒の効率を測定する場合には、簡易的にはNO2
ボンベガスのガスを還元触媒に連通して行えるが、ボン
ベガス精度、NO2 のハンドリングの難しさもあり、う
まく測定できないことが多く、正確に行うためには分析
計から触媒カラムを取り外し、別の検査器具で行うか或
いはGPT(気相消定)なる方法を備えた設備が必要で
あった。そこで、本発明の目的は、簡易な構成で還元触
媒の効率を測定することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為
に、本発明は、オゾン発生器と、該オゾン発生器で発生
したオゾンガスを供給する反応槽と、該反応槽に接続さ
れた被測定ガスを導入するガス導入経路と、該経路にバ
イパスして設けられた二酸化窒素還元触媒部とを有する
化学発光式窒素酸化物計において、前記ガス導入経路で
あって、二酸化窒素還元触媒部の前段にオゾン発生器で
発生したオゾンガスの一部を導入する前処理部を設けた
ことを特徴とする。
【0006】ここで、被測定ガスは、工場の燃焼炉にお
ける燃焼や自動車のエンジン内における燃焼等により生
成される窒素酸化物、NH3 であり、NH3 やNO2
どはNOに変換される。オゾン発生器は、空気に対する
無声放電、フッ素と水の反応によりオゾンを発生させる
ものであるが、ランニングコストの点でオゾンを発生さ
せるものが好ましい。
【0007】反応槽は、オゾンとNOを収容できるもの
ならば、その形状等は問わないが、集光率向上のため、
反応槽内壁を反射効率の高い金属により鏡面状に形成す
るのが好ましい。反射効率の高い金属としては、例えば
アルミニウム、銀、金などを用いることができる。ま
た、反応槽には光取出し窓を備えている必要がある。光
取出し窓には、オゾンガスとNOとの化学反応で生じた
化学発光の強度を測定するための光検出器を設置する。
光検出器は、発光を検出できるものならば何でもよく、
例えば光電子増倍管、半導体光センサ、フォトダイオー
ドなどを用いることができる。
【0008】二酸化窒素還元触媒部は、被測定ガス中の
NO2 をNOに変換するもので、白金触媒等が充填され
た加熱炉が該当する。この二酸化窒素還元触媒部は、ガ
ス導入経路のいわゆるメイン経路にはなく、バイパス経
路に設けられる。メイン経路とバイパス経路は、バルブ
により切り換えられ、二酸化窒素還元触媒部を通過させ
たときの検出値と通過させないときの検出値との差によ
りNO2 の値を算出する。
【0009】前処理部は、オゾン発生器で発生したオゾ
ンの一部を導入し、被測定ガス中のNOをNO2 に酸化
するもので、オゾンの導入は二酸化窒素還元触媒部のN
2還元(触媒)効率を求めるときに行う。還元効率
は、NOをNO2 に酸化し、二酸化窒素還元触媒部に流
入する前後の検出器の指示値の差により求める。なお、
前処理部に導入するオゾンは、オゾン発生器と反応槽の
経路を一部バイパスして前処理部に接続して導入し、導
入量あるいは導入の時期などは例えばバイパス経路にバ
ルブを設け、それを調節することにより行う。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明に係る化学発光式窒素酸化
物計の概略を図面に基づいて説明する。図1は全体該略
図を示しており、1はオゾン発生器であり、空気の無声
放電によりオゾンガスを発生させる。このオゾン発生器
の一端には空気供給配管13が接続されており、空気は
シリカゲル等を収容した乾燥器(図示せず)により、乾
燥空気とされて供給される。
【0011】9は、円筒状の反応槽で、前記オゾン発生
器1で発生したオゾンガスを導入するオゾン供給経路1
4、被測定ガスを導入するガス導入経路16が接続され
ている。これらオゾン供給経路14及びガス導入経路1
6はほぼ直角の位置関係にあり、各々の先端は反応槽1
内において近接しており、両方の経路より流出するガス
の接触機会を高めている。
【0012】また、反応槽9には排気ポートが備わって
おり、ガス排気経路18が接続される。ガス排気経路1
8には真空ポンプ8が設置されており、これにて反応槽
9内のガスを排気できるようになっているが、ガス排気
経路18には、図示しないがオゾンが大気に放出されな
いようオゾン分解器が真空ポンプ8の前段に備わってい
る。オゾン分解器は、例えばCo3 4 、NiO、Fe
2 3 などのオゾン分解力の高い触媒を充填したカラム
である。さらに、オゾン分解器と直列にNOx吸着剤、
例えばAl2 3 にKMnO4 を担持させて、ガラス容
器等に充填したものを接続してもよい。
【0013】また、反応槽9の側面あるいは底面には光
学的に透明な石英ガラス板などを使用した光取出し窓
(図示せず)が設置されており、この窓の外側には、こ
れに近接して光電子増培管、半導体光センサなどで構成
される光検出器10が配置され、その出力がガス濃度指
示計に電気的に伝達される。
【0014】前述したガス導入経路16は、その先端が
煙道などに配設されて、被測定ガスが採取される。また
その経路上には、前処理部たるプリリアクター3が設置
されている。プリリアクター3は、被測定ガス中のNO
をNO2 に酸化させるための滞留時間をかせぐためのバ
ッハァで、中空の円筒容器が該当する。このプリリアク
ター3には、前記オゾン発生器1からのオゾンガスを導
入するためのオゾンバイパス経路15が接続され、オゾ
ンガスによりNOが酸化されてNO2 になる。プリリア
クター3に導入されるオゾンガスの量は、オゾンバイパ
ス経路15に設けられたニードル5により調整される。
なお、ニードル5は、オゾンガスに対して耐食性のある
流量制御器であれば良く、電気式が望ましい。さらに、
オゾンバイパス経路15には、NOxスクラバー2が設
けられており、このNOxスクラバー2は、オゾン発生
器1からの発生オゾンガス中のNOxを除去するカラム
であり、LiOH等を充填してある。
【0015】また、ガス導入経路16の一部はバイパス
して、ガスバイパス経路17になっており、この経路1
7には二酸化窒素還元触媒部7が設けられる。二酸化窒
素還元触媒部7は、被測定ガス中のNO2 をNOに変換
するように、白金触媒等の還元触媒が充填されている。
ガスバイパス経路17とガス導入経路16の切り換え
は、三方弁6によりなされ、被測定ガスをガスバイパス
経路17を通すことで、NO2 を含む被測定ガスの濃度
が検出でき、ガス導入経路16を通すことでNOのみ濃
度が検出できる。したがって、ガスバイパス経路17を
通したときの濃度値とガス導入経路16を通したときの
濃度値の差からNO2 濃度が算出される。三方弁6は電
気式が好ましい。なお、11、12は抵抗管を示してお
り、抵抗管11の抵抗値と抵抗管12の抵抗値を調整す
ることにより、反応槽9に導入される被測定ガスとオゾ
ンガスの流量比が調整できる。
【0016】以上の構成で、この装置の動作を次に説明
する。通常の手法でNOを測定する場合は、ニードル5
を全閉、三方弁6をガス導入経路16側にしておく。乾
燥空気をオゾン発生器1に導入し、放電により空気中の
酸素の一部をオゾンガスに変換する。発生したオゾンガ
スはオゾン供給経路14から反応槽9の内部に流入し、
ガス導入経路16から流入した被測定ガス中のNOと反
応して起こる化学発光の強度を光検出器10で検出す
る。
【0017】NO2 を測定する場合には、三方弁6をガ
スバイパス経路17側に切り換え、被測定ガスを二酸化
窒素還元触媒部7を通過させ、被測定ガス中のNO2
NOに変換する。そして、通常の手法でNOを測定する
場合と同様に反応槽9の内部にオゾンガスおよび被測定
ガスを入れ、化学発光の強度を光検出器10で検出す
る。ガスバイパス経路17を通したときの検出値とガス
導入経路16を通したときの検出値の差からNO2 濃度
を算出する。
【0018】二酸化窒素還元触媒部7の触媒効率を測定
する場合には、先ずニードル5を開、三方弁6をガス導
入経路16側にしておき、オゾンガスをプリリアクター
3に導入する。被測定ガス中のNOはNO2 に酸化され
て、反応槽9の内部に流入し、オゾンガスとの反応で起
こる化学発光の強度を光検出器10で検出する。このと
き、検出値は、反応槽9内のほとんどがNO2 であるの
で、非常に低いものとなっている。
【0019】次に、三方弁6をガスバイパス経路17側
に切り換え、プリリアクター3で酸化された被測定ガス
を二酸化窒素還元触媒部7を通過させ、NO2 をNOに
変換する。そして、同様に反応槽9の内部にオゾンガス
および被測定ガスを入れ、化学発光の強度を光検出器1
0で検出する。ガスバイパス経路17を通したときの検
出値とガス導入経路16を通したときの検出値の差か
ら、NOの変換量がわかる。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、NO2 ガスボンベなど
の特別な設備がなくとも、二酸化窒素還元触媒部の触媒
の効率検査が行える。したがって、適宜触媒の検査が行
えるので、触媒の交換時期が速やかにわかり、触媒の変
換効率を用いて補正を行えば、NO2 測定精度が上が
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る装置の全体概略図
【符号の説明】
1:オゾン発生器 3:プリリアク
ター 7:二酸化窒素還元触媒部 9:反応槽 10:光検出器 14:オゾン供給
経路 15:オゾンバイパス経路 16:ガス導入経
路 17:ガスバイパス経路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オゾン発生器と、該オゾン発生器で発生
    したオゾンガスを供給する反応槽と、該反応槽に接続さ
    れた被測定ガスを導入するガス導入経路と、該経路にバ
    イパスして設けられた二酸化窒素還元触媒部とを有する
    化学発光式窒素酸化物計において、前記ガス導入経路で
    あって、二酸化窒素還元触媒部の前段にオゾン発生器で
    発生したオゾンガスの一部を導入する前処理部を設けた
    ことを特徴とする化学発光式窒素酸化物計
JP1703098A 1998-01-29 1998-01-29 化学発光式窒素酸化物計 Pending JPH11211663A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11226322B2 (en) * 2018-04-13 2022-01-18 Siemens Aktiengesellschaft Optical gas analyzer and method for measuring nitrogen oxides in an exhaust gas

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11226322B2 (en) * 2018-04-13 2022-01-18 Siemens Aktiengesellschaft Optical gas analyzer and method for measuring nitrogen oxides in an exhaust gas

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