JPS6345537A

JPS6345537A - 化学発光式アンモニア分析装置

Info

Publication number: JPS6345537A
Application number: JP18975886A
Authority: JP
Inventors: Wataru Tsuruta; 鶴田　捗
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1986-08-12
Filing date: 1986-08-12
Publication date: 1988-02-26
Anticipated expiration: 2010-04-10
Also published as: JPH0731119B2

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、排煙脱硝装置等の公害防止機器などに付設
され、ガス中に含まれるアンモニアガスの濃度を測定す
る化学発光式アンモニア分析装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、ケミルミ法と呼ばれ、ＮＯ（−酸化窒素）ガス
が０．（オゾン）と反応するときに発する光の強さを光
電子増倍管で検出する方法を利用した化学発光式のアン
モニア分析装置は。

被測定ガス導入部から導入された、ＮＨ，ガス及びＮＯ
ガスが共存する被測定ガスを還元触媒もしくは酸化触媒
が設けられたコンバータを通し、そのコンバータを通し
た後のガス中におけるＮＯガス濃度を検出器で検出する
第１の系列と、同じく被測定ガスをコンバータを通さず
に、そのコンバータを通さないガス中のＮＯガス濃度を
前記とは別の検出器で検出する第２の系列とを備え、こ
れら両系列における各検出器の出力を比較演算して被測
定ガス中のＮＨ３ガス濃度を測定するする構成となって
いる。

そして、還元形のアンモニア分析計における測定原理は
、２系列のサンプリングラインを設け、その片方のＮＨ
，系列には還元触媒が設けられたコンバータを介設して
、被測定ガスをそのコンバータを通すことによりＮＯ＋ＮＨ，＋１／４０．＝Ｎ、＋３／２Ｈ，０の反応
を行なわせる。この反応は、０２共存下におけるＮＯガ
スとＮＨ，ガスとの等モル反応であるから、金板りに、
被測定ガス中に５ｐｐｍのＮＨ，ガスと１５０ｐｐｍの
ＮＯガスとが共存する場合を考えると１反応後のガス中
のＮＯガス濃度は１ｌ５０−５＝１４５ｐｐとなる。

一方、もう片方のＮＯｘ系列にはコンバータが設けられ
ていないので、被測定ガス中のＮＯガス濃度１５０ｐｐ
ｍがそのまま分析計にて検出される。この両系列の差、
すなわち、（ＮＯ）−［ＮＯＮＨ３）＝　１５０　１４
５　＝　５　ｐ　ｐ　ｍ＝［Ｎ　Ｈ３］が最最終出力量
として得られ、ＮＨ３ガス濃度が測定される。

また、酸化形のアンモニア分析計における測定原理は、
同じく２系列のサンプリングラインを設け、その片方の
系列には酸化触媒が設けられたコンバータを介設して、
被測定ガスをそのコンバータを通すことによりＮ　Ｈ，＋５／４０．　＝　Ｎ　Ｏ＋３／２Ｈ２０の反
応を行なわせる。この反応により、ＮＨ３ガスは酸化さ
れてそれと等モルのＮＯガスに変わるから、上記と同様
に、被測定ガス中に５ｐｐｍのＮＨ３ガスと１５０ｐｐ
ｍのＮＯガスとが共存する場合を考えると、反応後のガ
ス中のＮＯガス濃度は１５０　＋　５　＝　１５５　ｐ
　ｐ　ｍとなる。一方、もう片方の系列にはコンバータ
が設けられていないので、被測定ガス中のＮＯガス濃度
１５０ｐｐｍがそのまま分析計にて検出される。この両
系列の差、すなわち。

（ＮＯ＋　　Ｎ）（３）−（ＮＯ）＝１５５−１５０＝
５　ｐ　ｐ　ｍ＝（ＮＨ３）が最終出力信号として得ら
れ、ＮＨ３ガス濃度が測定されることとなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記した従来の化学発光式アンモニア分析装置は、干渉
影響が少なく、感度、安定性などに優れた特性を示すが
、ＮＨ，ガス濃度を求めるに当たって、各系列のＮＯガ
ス濃度を測定し、そのＮＯガス濃度からＮＨ，ガス濃度
を算出するものであり、他方、被測定ガス中のＮＯガス
濃度はＮＨ，ガス濃度に比べて相当高いことから、ＮＨ
，ガス濃度が極めて低いにも拘らず、測定は大きなフル
スケール濃度の測定レンジを用いて行なわれなければな
らない、このため、フルスケール濃度に対するＮＨ，ガ
ス濃度の比率が小となり、分析精度が悪くなるといった
問題点がある０例えば、被測定ガス中のＮＯガス濃度は
通常１００〜２００ｐｐｍの間にあることから、分析装
置の測定レンジは、フルスケール濃度が２５０ｐｐｍ程
度のものを選定する必要がある。一方、ＮＨ，ガス濃度
は通常Ｏ〜１１０ＰＰ程度であることから、２５０ｐｐ
ｍフルスケール濃度に対しては０〜４％程度の値にしか
ならない。このため、従来装置においては、出力値を電
気的に拡大して見かけ上だけは小さいフルスケール濃度
の測定レンジとしているが、このように単に出力値を拡
大するだけでは見かけ上の読み取り精度を向上させるに
過ぎず２本質的な精度向上は達成されていない。

この発明はケミルミ法を利用したアンモニア分析装置が
２系統差動演算システムである点に着眼し、測定レンジ
を小さなフルスケール濃度のものとしてＮＯを測定でき
るようにし、本質的にアンモニア分析装置における精度
を高めることを課題としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、上記課題を達成するために、アンモニア分
析装置を次のような構成とした。すなわち、被測定ガス
導入部から導入された、ＮＨ，ガス及びＮＯガスが共存
する被測定ガスを還元触媒もしくは酸化触媒が設けられ
たコンバータを通し、そのコンバータを通した後のガス
中のＮＯガス濃度を検出器で検出する第１の系列と、同
じく被測定ガスをコンバータを通さずに、そのコンバー
タを通さないガス中のＮ。

ガス濃度を前記とは別の検出器で検出する第２の系列と
を備え、これら両系列における各検出器の出力を比較演
算して被測定ガス中のＮＨ。

ガス濃度を測定する化学発光式アンモニア分析装置にお
いて、前記第１の系列及び第２の系列の前記各検出器に
至るまでの各ガス流路のそれぞれに、オゾン発生器から
発生されるオゾンを導入するオゾン導入路を連通させた
ことを特徴とする化学発光式アンモニア分析装置を要旨
としている。

〔作　　用〕

上記構成としたこの発明に係るアンモニアガス分析装置
においては、検出器に至るまでの第１の系列及び第２の
系列にＮＯガス濃度よりも低い濃度の０．ガスを供給す
ると、それぞれの系列の被測定ガス中のＮＯガスは、○
、ガス濃度に相当する量だけ酸化されてＮ○２ガスに変
わる。このため、その反応分だけ検出部では化学発光し
なくなり、検出器においては、未反応の残存したＮＯガ
スだけが検出される。そして、従来と同様にして、両系
列の検出値の差からＮＨ，ガス濃度が測定されることと
なる。従って、検出器の測定レンジは、前記残存したＮ
。

ガスに対応した小さいフルスケール濃度のものに選定す
ることが可能となる。

〔実　施　例〕

以下、この発明の実施例を、図を参照しながら説明する
。

第１図はこの発明を実施した還元形のアンモニア分析装
置の概略構成図であり、第２図は従来装置及びこの発明
の装置における各フルスケール濃度に対するＮＨ３ガス
１度値の比率を示した図である。

この還元形のアンモニア分析装置は、ＮＨ３系列である
第１の系列と、ＮＯ系列である第２の系列２との２つの
系列の被測定ガス流入ラインを備えている。第１の系列
１には、還元触媒を設けたコンバータ３を配設し、各系
列１．２のプローブ部４の先端部を、煙道５に臨ませて
いる。前記プローブ部４に続く各系列の被測定ガス流入
ラインには、スクラバ一部６、前処理部７、流量制御部
８及び検出部であるケミルミチャンバー９が順次配管接
続されている。そして、各ケミルミチャンバー９には、
オゾン発生部１０から０．ガスを供給するためのオゾン
供給ライン１１が配管されている。また、各ケミルミチ
ャンバー９におけるＮＯガス濃度の測定は、化学発光分
析により行なわれ、ＮＯガス濃度は演算部１２により演
算され表示部１３に表示されるようになっている。以上
の構成は、上記した従来の還元形アンモニア分析装置と
同じであるが。

この発明は、上記構成の分析装置において、各系列にお
ける前記各オゾン発生部ＩＯと被測定ガス流入ラインと
を前記前処理部７と流量制御部８との間でオゾン導入路
１４により配管接続し、煙道５から各被測定ガス流入ラ
インに流入した被測定ガス中のＮＯガス濃度よりも低い
濃度の０３ガスを供給する構成としたことに特徴がある
。

上記構成としたアンモニア分析装置においては、煙道５
から各系列の被測定ガス流入ラインに流入した被測定ガ
スは、それぞれの被測定ガス流入ラインの各部を流通し
てケミルミチャンバー９に至るのであるが、第１の系列
１の被測定ガス流入ラインに流入した、例えば１０Ｐｐ
ｍのＮＨ，ガスと２００ｐｐｍのＮＯガスが共存する被
測定ガスは、プローブ部４のコンバータ３の還元触媒と
の接触によって上述したような反応が起こり、ＮＯガス
の一部はＮＨ，ガスと等モル反応してＮ２　ガスに変わ
り、ＮＯガス濃度は１９０ＰＰｍとなる。一方、第２の
系列２の被測定ガス流入ラインに流入した被測定ガスは
、この系列にはコンバータが設けられていないので、Ｎ
Ｏガス濃度は２００ｐｐｍのまま変化しない。そして、
ケミルミチャンバー９に至るまでの各系列にオゾン発生
部１０からオゾン導入路１４を介してＮＯガス１度より
も低い１例えば１５０ｐｐｍの濃度の○、ガスを供給す
ると、ＮＯ＋Ｏ，＝ＮＯ２＋０２’ｉ’）反応が各系列
において起こり、各ケミルミチャンバー９においてはそ
のＮＯ２は検出されず、残存したＮ。

ガス、すなわち第１の系列においては４０ＰＰｍのＮＯ
ガスが、また第２の系列においては５０ｐｐｍのＮＯガ
スがそれぞれ○、ガスとの反応による化学発光により検
出され１両系列の差であるＮＯガス濃度１０ｐｐｍが検
出され、従って１０ｐｐｍのＮＨ３ガス濃度が測定され
ることとなる。このため、検出部における測定レンジは
フルスケール濃度５０ＰＰｍのものに設定することがで
きるようになる。この点について、２００ｐｐｍの濃度
のＮＯガスを測定するためにフルスケール濃度２５０ｐ
ｐｍである測定レンジとした従来の場合と比較すると、
第２図のようになる。すなわち、１０ｐｐｍの濃度のＮ
Ｈ，ガスを２５０ＰＰｍフルスケールレンジで測定する
と、フルスケールの僅かに４％であるが、５０ｐｐｍフ
ルスケールレンジであればフルスケールの２０％となる
のである。このようにＮＯガスの濃度を５０ＰＰｍ以下
となるようにすれば、フルスケール濃度が５０ｐｐｍと
いった小さな測定レンジに設定して測定することが可能
となるとともに、演算部のゲインを拡大する必要がなく
なり、従来のようにゲインを拡大した見かけの読み取り
精度の向上ではなく１本質的な精度向上が達成される。

尚、上記実施例においては、被測定ガスを還元触媒に接
触させる還元形のアンモニア分析装置について説明した
が、被測定ガスを酸化触媒に接触させてＮＨ，を酸化し
てＮＯに変えて測定する酸化形のアンモニア分析装置に
もこの°発明は適用できることはいうまでもない。また
。

各系列の流量制御部と前処理部との間へ定量のＯ，ガス
を供給するようにしたものについて説明したが、これに
限定されるものではなく、前処理部とプローブ部との間
から０３ガスを導入してもよい。

〔効　　果〕

以上説明したように、この発明によれば、被測定ガスを
コンバータを通してそのコンバータを通した後のＮＯガ
ス濃度を測定する第１の系列及び被測定ガスをコンバー
タを通さずにそのコンバータを通さない場合のＮＯガス
濃度を測定する第２の系列の各検出部に至るまでの被測
定ガス流入ラインに、ＮＯ濃度よりも低い０゜を供給す
ることのできるオゾン導入路を設けたから、低濃度のア
ンモニアを、検出部のゲインを拡大することなく、小さ
なフルスケール濃度の測定レンジで測定することができ
るので、アンモニア分析装置における分析精度を向上さ
せることができる。また、検出部のゲインを拡大したり
する必要がないため、演算部においてレンジ拡大をする
ことによって生じていた器差の拡大などの心配がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係るアンモニア分析装置の１実施
例を示す概略構成図、第２図は、この発明の装置及び従
来装置における各フルスケール濃度に対するＮＨ，ガス
濃度値の比率を示した図である。１・・・第１の系列、　　　２・・・第２の系列、３・
・・コンバータ、　　　　４・・・プローブ部、６・・
・スクラバ一部、　　　７・・・前処理部、８・・・流
量制御部、９・・・ケミルミチャンバー。１０・・・オゾン発生部、　　１１・・・オゾン供給ラ
イン。１２・・・演算部、　　　　　１３・・・指示部、１４
・・・オゾン導入路。

Claims

【特許請求の範囲】

被測定ガス導入部から導入された、ＮＨ＿３ガス及びＮ
Ｏガスが共存する被測定ガスを還元触媒もしくは酸化触
媒が設けられたコンバータを通し、そのコンバータを通
した後のガス中のＮＯガス濃度を検出器で検出する第１
の系列と、同じく被測定ガスをコンバータを通さずに、
そのコンバータを通さないガス中のＮＯガス濃度を前記
とは別の検出器で検出する第２の系列とを備え、これら
両系列における各検出器の出力を比較演算して被測定ガ
ス中のＮＨ＿３ガス濃度を測定する化学発光式アンモニ
ア分析装置において、前記第１の系列及び第２の系列の
前記各検出器に至るまでの各ガス流路のそれぞれに、オ
ゾン発生器から発生されるオゾンを導入するオゾン導入
路を連通させたことを特徴とする化学発光式アンモニア
分析装置。