JPS6234046A - 排ガス中の三酸化硫黄濃度連続測定装置 - 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】 技術分野 この発明は排カス中の三酸化跋黄淵度′（Ｉ一連続的に
測定するための装置に関するものである。

従来の技術 三酸化硫黄は塩化ナトリウムまたは塩化カリウム等と反
応して塩化水素ガスとなる。例えばボイラ等の排ガス中
のＳＯｓ　を３００〜４００′Ｃに加熱さｎた塩化ナト
リウム層に通した場会、こｎは共存する水分とともに次
のごとく反応して塩化水素ガス（ＨＣｔ／　）となる。

Ｓ　０３　”Ｈｔ　Ｏ＋　２Ｎａ　Ｃｌ−→Ｎａｚ　Ｓ
　０４　＋　２ＨＣ１したがって、排ガス中の５ＯＪＣ
Ｊ度は、上記反応後のＩＩＣＪｌ量を測定することによ
り求めることができる。しかしながら、ボイラ等の排ガ
ス中にはもともとＨＣ２／が含まｎていることも多く、
これは転化後のＨＣＪ／と区別しなければならない。そ
して、これらのこと’ｃ　Ｓ　Ｏ！測定器として具体化
しようとする試みはすてに先願技術として存在するが、
実用化にあたってはなお克服すべきいくつかの問題があ
る。

発明が解決しようとする問題点 すなわち、採取したＳＯ３をＨＣＨＩに転化させ、この
Ｈ（４）を排ガス中にすでに存在するＨＣａｔと区別し
て測定することを連続かつ自動的に実施するための装置
をどのように構成し、特に連続測定に適したＨＣＪ測定
系とどのように。

組み合せるかということが問題となっていた。

問題点を解決するための手段 本発明は上記の問題点を解決するため、ＳＯ３を含む排
ガス等を採取するだめの採取器と、前記採取器の下流側
で吸収液を加えることができる採取ガス導管と、前記吸
収液の前記採取ガスへの吸収を促進するために前記ガス
導管に接続されたコンデンサと、前記コンデンサにおい
て生成される凝縮吸収液を引き出し、被測定液として定
量排出するための定量ポンプ及び前記定量ポンプから排
出さｎた被測定液を受入ｎ、液中のＣ，／！７”濃度を
イオン電極法により測定するためのフローセルとからな
る排ガス等採取測定うインｆ！：同−流路条件において
２系列構成し、一方の系列における排ガス等採取器には
５０３−Ｈ（Ｊ／転化器を装備したことにより、前記一
方の系列をＳＯ３測定ライン、そして他方の系列をＨＣ
ｚ／補償ラインとすることを特徴とする排ガス中の三酸
化硫黄濃度連続測定装置を構成したものである。

作　　　用 本発明の装置は上記のように構成されたことにより、定
量ポンプの作動ごとに排ガス中のＳＯ３から転化された
Ｈ　Ｃ１１、及び排ガス中にもともと存在するＨ　Ｃ，
、ｉ！／　’！に吸収液に吸収させた液相として７０−
セルに導入し、イオン電極法により迅速かつ正確にＣＬ
ンｌ濃度、したがってＨＣｌ１濃度全検出し、究極的に
排ガス中のＳＯ３濃度を連続監視し得るものである。

実施例 本発明の好ましい実施例は第１図に示す通シである。第
１図において、（１ａ）、（１ｂ）は煙道（２）内に差
し込まれたガス採取器であって、前者（ｌａ）にはＳＯ
３−Ｈ（ＪＰ転（［％を収納Ｌ７’ｃものであり、（２
ａ）、（２ｂ）は彩取ガス導管、（３ａ）、（３ｂ）は
そＣらの導管中に設けらｎたパックフラッシュ洗浄用加
熱ガスの導入弁、（４ａ）、（４ｂ）はガス導管（２ａ
）、（２ｂ）の下流端に接続さｎたコンデンサ、（５ａ
）、（５ｂ）はこれらのコンデンサに溜まった吸収液を
各一定量引き出すための定量ポンプ、（６）はこれらの
定量ポンプから引き出さ・れた吸収液のＣ４−１濃度を
イオン電極法により測定するためのフローセル、（カバ
その排液タンク、（８）は排液タンク（７）は接続さｎ
たドレインタンクである。

ガス導管（２ａ）、（２ｂ）の回路端部には吸収液。

相（９）よりボンプＱ（ｌｌｔ−介して吸収液を受は入
ｎる枝管（ｌｌａ）、（Ｉｌｂ）が形成さ扛、たとえば
硫酸カリウム水溶液からなる吸収液を排ガスサンプルと
ともにコンデンサ（４ａ）、（４ｂ）内の凝縮管に導く
ことができるようになっている。コンデンサ（４ａ）、
（４ｂ）の凝縮管は恒温水入口（１２ａ）、（１２ｂ）
から流入し、出口（１３ａ）、（１３ｂ　）から排出さ
れる恒温水により冷却され、導入さｎた排ガスサンプル
中のＨＣ１／成分等を凝縮させ、これを吸収液に吸収さ
せた均一液相として液溜め部（１４ａ）、（１４ｂ）に
滴下するようになっている。液溜め部（１４ａ）、（１
４ｂ）の上部には凝縮コイルを通過したガス成分を排出
するための枝管が形成さｎ、これらは一括して排ガスポ
ンプα９により糸外に引き出さ扛るようになっている。

フローセル（６）にはポンプ（５ａ）、（５ｂ）から七
〇それ供給さｎるＳＯ３測定用吸収液及びＨＣｌを補償
用吸：収液を受は入扛るだけでなく、選択的にゼロ校正
液を受は入社るようになっている。すなわちσｅはゼロ
校正液としての吸収液を供給するためのポンプであり、
叩はたとえば塩化カリウム水溶液からなるスパン液の貯
槽０εよりこのスパン液を供給するためのポンプである
。最上の構成においてガス導管（２ａ）、（２ｂ）の吸
収液受入部（ｌｌａ）、（ｌｌｂ）以降が第１図の破線
枠で示すように装置の本体部としてまとめらｎ２導入管
（２ａ）、（２ｂ）自体は排ガスサンプルの凝縮等を避
けるため、１５０°Ｃ程度に加熱されるようになってい
る。

ガス導管（２ａ）、（２ｂ）及び装置本体の各部には温
度センサ及びガス流量又は液流量センサが配置され、さ
らに液相部に少なくとも液レベルセンナが配置されて装
置の動作状態が監視されるようになっている。第１図の
左側に示す監視装置α９には、このための温度検出ライ
ン■、流量検出ライン＋２１１、液レベル検出ラインの
により代表的に示す検出信号を受は取るようになってお
シ、各センナに対応する警告ランプの配列のにより異常
が生じた場会に警告を発するものである。■はこの監視
装置に設けらｎたブザーであシ、異常時のランプ表示と
併せて警報音を発するようになっている。

上記実施例の構成において、採取器（１ａ）より導入さ
した排ガスはその採取器内の８０３−ＨＣＺ転化器を通
過することによりＳＯ３成分を選択的にＨＣＩに転化さ
れた状態において加熱導管（２ａ）を通υ、コンデンサ
（４ａ）において吸収液に吸収される。前述した通シ、
吸収後の排ガスはエアポンプα９により装置外へ排出さ
扛、ＨＣＪ／を含んだ吸収液は送液ポンプ（５ａ）Ｋ！
５フローセル（６）’に供給される。フローセル（６）
は塩素イオン電極及び硫酸水銀電極を育し、液中の塩素
イオン濃度に応じた電位差を前記電極間に発圧するよう
になっている。フローセルは採取器（１ｂ）により採取
さｎた、５Ｏ３−ＨＣｊノ転化を伴なわない採取ガスを
同様なＨＣＩ：吸収ラインに通した上で、同様に測定す
るようになっており、フローセルは後述の通り、５０３
−　ＨＣｆｊ転化棲のＣｌ−７濃度とそのような転化を
伴なわないＣｔ７　　濃度との差を発生するように差動
増幅１路に接続さｎる。フローセル（６）を通過した吸
収液が排液ポンプ（７）にょリドレインタンク（８）に
導かＣることはすでに述べた通りである。

第２０はフローセル（６）の一実施例を示す断面図であ
シ、このセル構造は塩素イオンを極及び参照電極が温度
ドリフトすることを避けるため、適宜の恒温槽に入ｎら
詐る。第２図において（６ａ）はテフロン樹脂等からな
るフローセル本体ブロックであり、これには垂直な吸収
液入口管路（６ｂ）及び参照電極収容孔（６ｃ）か穿設
されている。入口管路の下端は連絡孔（６ｄ）に連なシ
、この孔（６ｄ）の先端は本体ブロックに斜めに挿入さ
扛たＣ１ノ′電極の下端部に通じており、；この電極端
部からは斜め上方及び垂直に上昇し、適当なレベルにお
いて溢流孔（６ｅ）を有する連絡孔（６ｇ）が形成さｎ
ている。ブロック（６ａ）において溢流孔（６ｅ）が開
口した垂直孔（６ｆ）は排液ポンプ（７）に接続さｎる
排液流路である。

ＣＬＩ’電極囚と溢流孔（６ｅ）との間の連絡孔（６ｇ
）は液絡用テフロンフィルタ囚を挾んで参照電極収容孔
（６ｃ）と隣接している。参照電極収容孔には硫酸水銀
電極ｆ、構成する参照電極ガラス管のが収容される。こ
ｎにより入ロ管路より導入さｎた被測定液はｃＪ：ｌ−
電極器に接してから排出され、その排出流路は参照電極
収容孔（６ｃ）と液絡しているため、両電極母、■間に
はＣＩ’　濃度、すなわちＨＣＩＩ’濃度に応じた電位
差が現れる。このようなフローセルにおいては前述の通
シ温度を一定に保つ場合でもなお！極の指示中に経時変
化を生ずる場合があり、これを補償するためにはゼロ校
正液（ＨＣ／吸収前の吸収液）をたとえば２４時間に１
＠、このフローセルに一定流速で供給し、このときの電
極°間型位差を記録計の０点に一致させる。また、スパ
ン校正液を月に１程度度フローセルに流すこ゛とにより
、そのときの発生電位を記録計の所定のスパン値に一致
させる。

上記した第２図のフローセルはＳＯ３測定系及びＨＣｔ
！補償系補償力てそｎぞ３１個づつ設置さ扛るものであ
るが、第３図のフローセルは１個のブロックのみにより
２系列の被検液を測定し、測定条件の同一化を容易にし
たものである。図示のものはその原理的構造であり、参
照！極は省略さｎている。７０−セルのは液絡部器及び
その下端に連なる仕切シ壁■にょシ仕切らｎた完全な左
右対称構造を有するもので左右両端から被検液導入流８
　（３１ａ）及び（３１ｂ）を穿設し、こｎらの流路が
そｎぞれ液絡部器及び仕切り壁■の両側金経て、下端の
被検液排出口（３２１で合流するようになっている。被
検液流路（３１ａ）、（３１ｂ）の上部にはＣＯ電ｆｆ
ｌ′（３３ａ）及び（３３ｂ）が挿入さｎ、これらの電
位は差動増幅器（２）の差動入力として供給さｎ、その
出力が排ガス中のＳＯ３量に対応する値として指示計田
に指示さｒるようになっている。

第４図はフローセルを完全な単一構造とし、こｎに被測
定系（ＨＣＪＩｉ　十８０３系）及び補償系（ＨＣｊ系
）の被検液を交互に供給するようになっている。■はこ
のための切換えを行なう三方電磁弁、肋はこのフローセ
ル（２８ａ）の被検液流路であり、垂直下向きの出口流
路■との連絡部が液絡用テフロンフィルタ■を介して参
照電極溶液部（ａと隣接している。被検液流路口及び参
照電極溶液部（のにはそれぞｎ上方よ〕（’／電憧（４
１）、及び硫酸水銀電極等からなる参照電極（４２１が
挿入され、こｎら電極の１位差は□増幅器（４３に供給
さｎ、その出力が指示計（４４１に指示さｎるようにな
っている。なお１．　＋４５１は自動校正装置である。

このようなフローセルの入口流路切換え構造によ’）Ｓ
Ｏｓ測定系被検液とＨＣＪ−１補償系被検液とが交互に
７０−セルに導入さ扛るため、指示計はＨｃ２ｚ補償系
を通じた場合の電極電位差の増幅出力をゼロレベルとし
てＳＯ３測定系流通時。のｔ極電位増幅値、すなわちＳ
Ｏ３濃度対応値を指示することができる。なお、このよ
うな入口流路切換え構造は第２図のフローセル構造にお
いても実施することができる。

本発明の三酸化硫黄連続測定装置においては、排ガス採
取部におけるダストや、ミストにょる声シを防止するた
めに加熱Ｊス供給用切換弁（３ａ）及び（３ｂ）を装備
したことはすでに述べた通シマあるが、第５図はこｎを
例えば切換弁（３ａ）の場貧について拡大して示すもの
である。

すなわち三方電磁弁（３ａ）の第３の流路口にはヒータ
關を備えた空気加熱器（４ηを通過した加熱空気が供給
さＣるようになっている。したがってガス採取器（１ａ
〕及び接続流路ライン（２ａ）のパックフラッシュ洗浄
を行なうときは、ヒータ■に給電して加熱した空気を三
方電磁弁（３ａ）を介してガス導入・ライン（２ａ）に
逆流させ（ガス導入ラインのコンデンサ側は閉じら汎て
いる）、ガス導入ラインの温度を低下させることなく加
熱空気でパックフラッシュし、ガス採取器（ｌａ）まで
の流路に付着したダストなどの除去を行なうことができ
る。したがって従来の採取器（１ａ）後端におけるフィ
ルタによる防塵構造のように、その目詰りの洗浄や交換
等の必要がなく、また常温ガスによるパックフラッシュ
洗浄において問題となったガス採取器内の温度低下によ
る結露や結晶（例えばＮＨ４ＨＳ　Ｏａ　）の生成がな
く、きわめて安定かつ効果的なパックフラッシュ洗浄を
行なうことができる。

第６図は第１図に略示した異常監視ユニット化の温度、
流量及びレベル検知ラインの代表的な接続例を示すもの
であシ、Ｔは温度センサ、Ｐは流体圧によ勺液流量又は
ガス流量を測定する流量センサ、Ｌはレベルセンサであ
り、ここでは吸収液タンク（９）に装備し念場合を示し
ている。第６図の監視ユニットは、いずｎかの部分に異
常が生じた場合、その部分に対応するランプ、例えば（
２３ａ）が点灯するとともに、ブザーはが警報音を発す
ることを示している。

発明の効果 本発明の装置は以上述べた通り、定量ポンプの作動ごと
に採取さ扛た一定量の排ガス中のＳＯ３濃度を連続的に
測定できるものであり、各部操作をシーケンス制御する
ことにより容易に自動化し得るものである。またその自
動化にあた９、加熱空気パックフラッシュ洗浄、及びフ
ローセルのゼロ校正並びにスパン校正をシーケンスプロ
グラムに組゛入扛、こ扛と、異常監視ユニットによる監
視警報機構との組合せにより排ガス中、三酸化硫黄濃度
を連続測定する完全自。

勧化装置を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１因は本発明の流量校正の一実施例を示す線図、第２
菌は第１図の流量校正において用いら扛るフローセルの
実施例を示す断面図、第３図及び４図はフローセルの他
の実施例及びその信号処理回路を示す図、第５図は加熱
空気によるパックフラッシュ洗浄機構の部分拡大図、第
６因は装置各部の異常監視機構を示す線図である。 （ｌａ）　−−−−ＳＯ３＋ＨＣ１！　転化器付ガス採
取器 （ｘｂ）　−−−−一直人ガス採取器 （２ａ）、（２ｂ）−−ガス導入ライン（４ａ）、（４
ｂ）　−−ＨＣｊ　　吸収用コンデンサ（５ａ）−（５
ｂ）　−−ＨＣＩ　　吸収液定量ポンプ（６）、■、（
２８ａ）　−−−フローセル（７）　−−−−−一排液
ポンプ （８）　−−−−−−ドレインタンク （９）　−−−−−一吸収液タンク 叩−−−−−スパン液タンク σ９１−−−−−異常監視うニット ■−−−−−異常表示ランプ 翻−一−−−ブザー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＳＯ＿３を含む排ガス等を採取するための採取器
   と、前記採取器の下流側で吸収液を加えることができる
   採取ガス導管と、前記吸収液の前記採取ガスへの吸収を
   促進するために前記ガス導管に接続されたコンデンサと
   、前記コンデンサにおいて生成される凝縮吸収液を引き
   出し、被測定液として定量排出するための定量ポンプ及
   び前記定量ポンプから排出された被測定液を受入れ、液
   中のＣｌ＾−濃度をイオン電極法により測定するための
   フローセルとからなる排ガス等採取測定ラインを同一流
   路条件において２系列構成し、一方の系列における排ガ
   ス等採取器にはＳＯ＿３−ＨＣｌ転化器を装備したこと
   により、前記一方の系列をＳＯ＿３測定ライン、そして
   他方の系列をＨＣｌ補償ラインとすることを特徴とする
   排ガス中の三酸化硫黄濃度連続測定装置。
2. （２）前記２系列の各採取ガス導管の前記吸収液添加部
   より上流側において選択的に加熱ガスをパックフラッシ
   ュするために加熱ガス供給ラインに接続された流路口を
   有する三方弁を挿入したことを特徴とする特許請求の範
   囲第（１）項記載の装置。
3. （３）前記２系列においてガス流路部には温度センサ及
   びガス流量センサを、液流路部には液流量センサを、フ
   ローセルには温度センサを、さらに液タンク部には少く
   とも液レベルセンサをそれぞれ配置し、これらセンサに
   よる検出値の異常時には、少くとも対応する表示器を付
   勢することができる総合監視装置を設けたことを特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項又は（２）項に記載の装
   置。