JPS5885155A - ガス中の窒素化合物の濃度測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、大気や排ガス中に含まれる窒素化合物のｒＩ
ｋ度測定方法に関し、もっと詳しくは、アンモニアガス
や有機アミンなどのアンモニア急窒素化合物と、窒素酸
化物や有機ニトロ化合物などの非アンモニア勅窒索化合
物とを区別して測定するようにしたガス中に含まれる窒
素化合物の濃度測定方法に関する。

成る先行技術で汀、被測定ガスを吸収液中に＠気して、
アンモニア塾窒素化合物を吸収液に吸収させ、その吸収
液をいわ゛ゆるネスラー紙薬を用いて比色分析すること
によって、ガス中に含まれるアンモニア−窒素化合物を
、前記非アンモニア綜窒素化合物と区別して測定するよ
うにしている。

このよりな先行技術では、ガス中に含まれる全窒素化合
物の濃度を測定するための工程と、上述のようなアンモ
ニア台窒素化合物の濃度を選択的に測定するための工程
とが、相互に独立して必要であって、作業が面倒である
ばかりでなく、処理工程が多いので測定誤差が大きくな
るおそれがある。

本発明の目的は、上述の技術的昧題を解決して、正傭な
濃度測定がり能であってしかも連続的な測定を可能にし
た釘魂なガス中に含まれる窒素化合物の磯反測定方法會
提供することである。

以下、図圓によって本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に従って構成される測定装置の一実施例
を示″を簡略化した系統図である。＠１図においては、
被測定ガス中に含まれる全窒巣化合物の濃度を測定する
ときにおける動作状匙が示され、図中の破線は使用され
ていない管路が示される。

窒素化合物としてのアンモニアガスおよび有機アミンな
どのアンモニア鱒窒素化合物、なちびに窒素酸化物、有
機ニトロ化合物齢よび有機ニトロソ化合物などの非アン
モニア態窒素化合物を含む被測定ガスは、管路ｌを介し
て集塵器２因に導かれる。これによって被測定ガス中に
含まれる浮遊塵に、集塵器２によって除塵される。

集ａｍ　２　Ｋよって除塵された後の被測定ガスば、管
路３を介して貯留手段４Ｖｃ４かれる。貯留手段４Ｆｉ
、テトラツルオロエチレン樹脂（商品名テフロン）など
の防食性材料から成る細管であって、コイル状に形成さ
れる。被測定ガスは、この貯留手段４内を常に調圧の圧
力で流過され、したがって貯積手段４内には常に一定量
の被測定ガスが貯溜される。貯留手段４から導出される
被測定ガスは、三方弁５および管路６を介してコンノ（
−タ７内に導かれる。コンバータ７にたとえばステンレ
ス鋼などの防食性企属製管であって、たとえば６り７内
を流過される被測定ガス中に含まれる前記−４素化合物
は、空気酸化または還元されて一酸化窒素ガスに変換さ
れる。

第２図を参照すると、本汗発明者によるコンノ５−夕７
の実験結果が示される。曲線１１は、第１式に示すよう
に二酸化窒素ガスＮＯ２２５Ｅ、コンノ）−タ７内にお
いて還元されて一酸化窒素ガスＮＯＫ変換されるときの
変換効率がコンノ（−タ７内のｂＦＸと対比されて示さ
れる。曲線１１ｔ−ｔ、第２式に示すようにアンモニア
ガスＮＨ３か、コンノ（−タフ因において空気酸化され
て一酸化窒素ガスＮＯに置換されるときの変換効率かコ
ンノぐ一タ７内のＭ反と対比されて示される。なお第２
図に示される実験結果は、コンバータ７内に流過される
ガス中に含まれる酸素の分圧が１００　Ｔｏｒｒである
ときの測定結末である。

ＮＯ２→ＮＯ＋−０２・・・ｕ１ ４ＮＨ３＋５０２→４ＮＯ＋６Ｈ２０・・・（２］第２
図から明らかなように、二酸化窒素ガスＮ０２およびア
ンモニアガスＮＨ３が−酸化窒素ガスＮＯに変換される
効率は、コンバータ７内の温度が６００６Ｃを超える値
のと勇はぼ１００％になることかわかる。したがって才
伸発明においてｒよ、コンバータ７の温度は６００°Ｃ
以上に選ばれる。

なり二酸化窒素ガスＮＯ２およびアンモニアガス以外の
窒素化合物が一酸化窒素ガスＮＯＫ変換される反応は、
第１式卦よび＠２式で示スれる皮層より１４低い温度で
完全に行なわれ、したがって第２図でにその実験結果が
省略されている。

コンバータ７から導出されるガスにμ、前述の空気酸化
または還元によって生成される水蒸気が含まれる。この
水蒸気は後続の除湿器８によって除姓される。除湿器８
から導出されるガスは、調圧用のキてピラリ９ふ・よび
管路ｌＯを介して検出手段１１における発光セル１２内
に導かれる。

検出手段１１は、いわゆる化学発光式ＮＯｘ　計と呼ば
れるものであって、慎３式に示されるように、−酸化窒
素ガスＮＯが過剰のオゾン０３で酸化されるときに、６
００　ｎｍ〜３００　Ｕ　ｎｍ付近の赤外光を発するこ
とを原理として構成される。

ＮＯ＋０３−＋ＮＯ２＋　ｈｐ　　　　−１３１すなわ
ちつも光セル１２因に導入された一酸化窒素ガスは、発
光セル１２内に図示しないオゾン発生器かち与えちれた
オゾンとともにｉｓ３式に示す反応が行なわれる。この
反応に伴なって発せられた赤外光に、検出手段１１にお
いて発光セル１２に関連して設けられた検出器１３によ
って検知され、これによって被測定ガス中に含まれる全
窒素化合物の濃度に附属した一酸化窒業ガスの濃度が足
載される。その定量結果に、検出手段１１に関連して設
けられる記録手段１４ｖｃよって出力される。

発光セル１２内において反応生成された二酸化窒素ガス
を含む排ガスは、スクラバ１５によって水洗ｒＯｋ、＃
され、これによって二酸化窒素ガスが除去されてポンプ
１６を介して排気管１７から排気される。

管路３には、分岐管、路１８ｆ介して除去手段ｌ９が接
続される。この除去手段１９内には、強酸性のイオン交
換基たとえばスルホン酸基を有するイオン交換樹脂がた
とえばコイル状に形成されて充填されている。このよう
なイオン交換樹脂とじては、たとえばＮａｆｉｏｎ　（
デュポン社製商品名）などがある。このようなイオン交
換樹脂は、アンモニアガスや有機アミンなどのアンモニ
ア６窒素化合物を選択的に吸着する機能を有する。した
がって管路３．１８を介して除去手段１９内に４人され
た被測定ガス中に含まれるアンモニア駒窒素化合物に、
この除去手段１９によって除去される。除去手段１９か
ち導出されるガスは、三方弁２０．９ｉ２１、ｇ圧用の
キャピラリ２２およびポンプ１６を介して、目ｑ述のス
クラバ１９かちの排ガスとともに排気管１７から排気さ
れる。

以上のようにして第１図示の状態においては、被測定ガ
ス中に含まれる全窒素化合物の濃度が、検出手段１１に
よって測定される。なおとの七き、三方弁５、管路６、
コンバータ７、除湿器８、キャピラリ９、・管路１０、
検出手段１１およびスフ、ラバ１５を介してポンプ１６
にＦｊＬ過されるガス量と、三方弁２０、管路２１、お
よびキャピラリ２２を介してポンプ１６［流過されるガ
ス量とは、各キャピラリ９　、２２によって同一とされ
る。

躯３図は第１図示の測定装置の他の動作状態を示す系統
図であり、被測定ガス中に含まれる非アンモニア態窒素
化合物の＃反を測定するときＫおけるｖ１作状寒か示さ
れる。三方弁５．２０は予め定めＣ−ねた時間ごとに連
動して切換えられ、第１図示の１作状態と、第３図示の
１作状態とが交互［ｉｆｌ換えられる。この第３図示の
状態では、＠１図に胸連して説明した除去手段１９かち
のアンモニア息窒素化合物ｆ除去したあとの被測定ガス
か。

三方弁２０および管路３０を介してコンバータ７因に導
かれる。コンバータ７においては、前述ト同様に仮測定
ガス中に含まれる窒素化合物に、空気酸化またに席元七
れて一酸化窒素ガスに愛換される。コンバータ７かち導
出されるガスは、前述と同様に除湿器８によって除混さ
れた後、キャピラリ９および管路ｌＯを介して検出手段
１１にお叶る発光セル１２内に導かれる。これによって
被測定ガス中に含まれる非アンモニア態窒素化合物の濃
度に対応した一酸化窒素ガスのａ度が検出手段１１にお
ｈて定置され、その余量結果は記録手段１４によって出
力される。

このとき管路３を介して貯留手段４内に導入された被測
定ガスは、三方弁５、管路３１．キャピラリ２２を介し
て、検出手段１１からの排ガスとともにポンプ１６を介
して排気管１７から排気される。

以、上のようにして＠３図示の状１！！ｉｌ［おｈては
、被測定ガス中に含まれる非アンモニア園窒素化合物の
濃度が検出手段１１によって測定される。このときもま
た＠１図示の状態と同様に、三方弁２０、管路３Ｑ、コ
ンバータ７、除湿器８、キャピラリ９、管路１０、検出
手段１１およびスクラバ１５　’ｆｒ介シテホン”；’
１６に流過されるガス−と、三方弁５、管路３１および
キャピラリ２２を介してポンプ１６に流過されるガス量
とに、各キャピラリ９，２２によって同一とされる。

餉４図に記録手段１４　Ｋよって出力される定量結果を
示す記録紙３５の正面図である。第４図示の各ビークＡ
は測定装置が第１図示の状態であるとき、すなわち被測
定ガス中に含まれる全窒素化合物のｆｉｔ−ｆを測定し
たときにおける結果を示す。　゛ビークＡ闇の断差部分
Ｂけ、測定装置が第２図示の状態であると籾、すなわち
被測定ガス中ｒ含まわる非アンモニア態窒素化合物の濃
度を測定したときにお゛ける結果を示す。前述のように
測定装置にζお行る第１図ｐよび第３図示の動作状態は
、予め定められた時間とと［ｔＪＪ換えられる。その予
め定置Ｃ−＞　ｈ　ｂ　ｔｔｅ　ｔａｌ　ｔはたとえば
１分間である。したがって記録紙３５よＫに、第４図か
ら明らかなようにビークＡと、断差部分Ｂとが文！ｉ、
’ｔｉｃ記録されることになる。ビークＡの錨さｈｌｉ
％被測定ガス中に含まれる全窒素化合物の＃反に対芯し
、断差部分Ｂの高さｈ２は、被測定ガス中に含まれる非
アンモニア跡菫票化合物の濃度に対酷する。したがって
板側足ガス中に含１れるアンモニア飴窒素化合物の譲反
は、高ざｈｌと高さｈ２の差とじて測定されることにな
る。

以上のように本発明によれば、被測定ガス中に含まれる
窒素化合物の′ａｌｔが、全窒素化合物の濃度と、非ア
ンモニア態窒素化合物の濃度とにそれぞれ区ＷＩＪされ
て一つの処理系において連続的に測定されるので、作′
業が簡単であるばかりでなく、正確な濃度測定が可能と
なる。また被測定ガス中に含まれるアンモニア態窒素化
合物の濃度に、前記全窒素化合物の濃度と非アンモニア
約窒素化合物の濃度との差として、併わせて容易にかつ
正確に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

慎１図は本発明に従って構成される測定装置の一実施例
を示す簡略化しｆｃ系統図、第２図は本什発明者による
実験結果を示すグラフ、第３図は第１図示の測定装置の
他の動作状態を示す木杭図、＠４図は記録手段１４によ
って出力される定−結果を示す記録紙３５の正面図であ
る。 ４・・・貯積手段、５．２０・・・三方弁、７・・・コ
ンパ。 −タ、９．２２・・・キイピラリ、１１・・・検出手段
、１４・・・記録手段、１６・・・ポンプ、１９・・・
１余大手段代理人　　　弁理士　西教圭一部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被測定ガス中に含まれゐ全窒素化合物あ濃度と、帽ヒ窒
   本化合物からテンモニア急窒素化合物ヲ選択的Ｉ／Ｃ吸
   着除去した後の残余の非アンモニア６窒素化合物の濃度
   とを交互に定置し、前記全窒素化合物の濃度と、前記非
   アンモニア匙窒素化合物の濃度との差から被測定ガス中
   に含まれるアンモニア急窒素化合物の濃度を＋１１１定
   するようにしたことを特徴とするガス中の窒素化合物の
   ＄Ｉｊｔ測定方法。