JP2003130768A - 三酸化硫黄濃度測定装置 - Google Patents
三酸化硫黄濃度測定装置Info
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Abstract
定する。 【解決手段】 煙道からの排ガスを導くための入口部を
備えた流路と、前記流路内の排ガスを三酸化硫黄の露点
よりも高い温度まで加熱するためのヒータと、排ガス内
の固形分を除去するためのフィルタと、煙道内の排ガス
を流路に導くための吸引手段と、ヒータおよびフィルタ
を通過した排ガスを三酸化硫黄の露点よりも低い温度ま
で冷却して三酸化硫黄をミスト化するための冷却室と、
冷却室における排ガス内のミスト化した三酸化硫黄の濃
度を測定するための光学式粒子濃度計とを含む三酸化硫
黄濃度測定装置が提供される。該吸引手段に通ずる別個
の乾燥気体ラインにより冷却室を冷却かつ希釈して三酸
化硫黄をミスト化できる。流路の入口部が煙道内の排ガ
スの流れに対して下流側に位置してもよい。煙道内に脱
硫剤が供給される場合にはフィルタの代わりに電気集塵
機を用いることもできる。
Description
三酸化硫黄濃度を測定する三酸化硫黄濃度測定装置に関
し、特に、排ガス内の三酸化硫黄濃度を連続かつ容易に
測定することのできる三酸化硫黄濃度測定装置に関す
る。
ラの排ガス内には三酸化硫黄(=無水硫酸、以下SO3
と記す)が含まれているが、SO3は水と激しく反応し
て硫酸となり鉄製品、例えば煙道を侵食するため、排ガ
スに含まれるSO3量を正確に把握することが必要とな
る。
の概略図である。煙道101内においてはSO3を含む
排ガスが矢印Fの方向に流れている。排ガス内において
はガス化したSO3とミスト化したSO3とが混在して
いる。煙道101の排ガス流路101には、先端にダス
トフィルタ111が設置された採取管110が押設され
ている。このフィルタ111は煙道101内の排ガスに
含まれる固形分、例えば重油燃焼灰を除去する役目を果
たす。なお、採取管110は支持部材112によって煙
道101に固定される。採取管110は、排ガスを温め
るためのヒータ120、SO3を捕獲するための石英製
のスパイラル管130、水分を除去するための上流側ド
レン瓶140を介して吸引ポンプ150に、ガラスもし
くはポリフッ化エチレン系繊維製の管180によって接
続されている。吸引ポンプ150の後段には、さらに下
流側ドレン瓶160およびガスメータ170が、同じく
ガラスもしくはポリフッ化エチレン系繊維製の管180
によって接続されている。なお、ガスメータ170には
温度計171および圧力計172が取り付けられてい
る。
に入れられ、吸引ポンプ150にはバイパス151が設
けられる。図6はスパイラル管130の詳細図である。
スパイラル管130の下流側にはすり合わせ部132が
設けられるが、すり合わせ部132内には石英ウール1
33が充填されている。
によって採取管110を摂氏200度以上に、湯浴13
1によってスパイラル管130を摂氏90度以上に予熱
しておく。予熱が完了したならば、吸引ポンプ150を
作動させて排ガスを予め定められた量吸引し、SO3を
スパイラル管130中で凝縮させて捕獲する。なお、吸
引した排ガス量はガスメータ170によって測定する。
パイラル管130を取り外し、スパイラル管130内部
を純水で洗浄する。この洗浄液に対して、例えばJIS
K0103の規定に基づく沈殿滴定法によってSO3
量を定量し、ガスメータ170によって測定された排ガ
ス量を使用して排ガス内のSO3濃度を決定することが
できる。
うな従来技術の三酸化硫黄濃度測定装置においては、S
O3をスパイラル管130内にサンプリングするのに一
定の時間、例えば20分から30分程度の時間が必要で
ある。さらに、スパイラル管130を洗浄した後に化学
分析を行うので、SO3濃度を一回測定するのに比較的
長時間を要する。従って、従来技術の三酸化硫黄濃度測
定装置においてはSO3濃度を連続的に測定するのは不
可能である。また測定精度を高めるためには、複数回に
わたってこのようなサンプリングおよび化学分析を行う
ことが必要であるが、これにより測定時間全体はさらに
延びる。
置を使用する際の作業、例えばスパイラル管130の洗
浄および化学分析には或る程度の習熟が必要であり、複
数の操作者がSO3濃度を測定する場合にはデータのば
らつきが生ずる場合がある。
えば重曹粒子などのアルカリ性薬品を噴霧して煙道10
1内のSO3を除去するようにしたシステムが存在して
いる。このようなシステムの場合には、排ガス内の脱硫
剤がフィルタ111に捕獲され、脱硫剤からなる層がフ
ィルタ内に形成される。この脱硫剤からなる層によって
排ガス内のSO3またはSO2の少なくとも一部分は、
スパイラル管130に捕獲される前に除去されうる。従
って、煙道101内の排ガスに含まれるSO3の濃度を
正確に連続して測定するのが困難である。
を連続的かつ容易に測定できると共に、煙道内に脱硫剤
を噴霧するシステムの場合にも三酸化硫黄の濃度を連続
して正確に測定できる三酸化硫黄濃度測定装置を提供す
ることを目的とする。
ために請求項1に記載の発明によれば、煙道からの排ガ
スを導くための入口部を備えた流路と、前記流路内の前
記排ガスを三酸化硫黄の露点よりも高い温度まで加熱す
るためのヒータと、前記排ガス内の固形分を除去するた
めのフィルタと、前記煙道内の前記排ガスを前記流路に
導くための吸引手段と、前記ヒータおよび前記フィルタ
を通過した排ガスを三酸化硫黄の露点よりも低い温度ま
で冷却して三酸化硫黄をミスト化するための冷却室と、
前記冷却室における排ガス内のミスト化した三酸化硫黄
の濃度を測定するための光学式粒子濃度計とを含む三酸
化硫黄濃度測定装置が提供される。すなわち請求項1に
記載の発明によって、操作者が習熟することなしにSO
3濃度を連続的かつ容易に測定することができる。
の排ガスを導くための入口部を備えた流路と、前記流路
内の前記排ガスを三酸化硫黄の露点よりも高い温度まで
加熱するためのヒータと、前記排ガス内の固形分を除去
するためのフィルタと、前記煙道内の前記排ガスを前記
流路に導くための吸引手段と、前記ヒータおよび前記フ
ィルタを通過した前記排ガスを別個の乾燥気体ラインの
乾燥気体により三酸化硫黄の露点よりも低い温度まで冷
却かつ希釈して三酸化硫黄をミスト化するための冷却室
と、前記冷却室における排ガス内のミスト化した三酸化
硫黄の濃度を測定するための光学式粒子濃度計とを含む
三酸化硫黄濃度測定装置が提供される。すなわち請求項
2に記載の発明によって、追加の乾燥気体、例えば乾燥
空気によって比較的容易に排ガス内のSO3を冷却する
ことができる。さらに、光学式粒子濃度計により測定す
るのに適するようにするために、この排ガスを希釈する
ことができる。
内に位置する前記流路の前記入口部が前記煙道内の排ガ
スの流れに対して下流側に位置している。すなわち請求
項3に記載の発明によって、排ガス内の固形分、例えば
重油燃焼灰が流路の入口部に進入する可能性が減るの
で、三酸化硫黄濃度測定装置のフィルタが目詰まりする
のを軽減することができ、従って、フィルタを交換する
頻度を少なくすることができる。
室内の排ガスを前記煙道に戻すための戻り用流路をさら
に含む。すなわち請求項4に記載の発明によって、三酸
化硫黄濃度測定装置付近の操作者が排ガス内のSO3を
吸引するのを妨げることができる。
の排ガスを導くための入口部を備えた流路と、前記流路
内の前記排ガスを三酸化硫黄の露点よりも高い温度まで
加熱するためのヒータと、前記排ガス内の固形分を除去
するための電気集塵機と、前記煙道内の前記排ガスを前
記流路に導くための吸引手段と、前記ヒータおよび前記
フィルタを通過した前記排ガスを別個の乾燥気体ライン
の乾燥気体により三酸化硫黄の露点よりも低い温度まで
冷却かつ希釈して三酸化硫黄をミスト化するための冷却
室と、前記冷却室における排ガス内のミスト化した三酸
化硫黄の濃度を測定するための光学式粒子濃度計とを含
む三酸化硫黄濃度測定装置が提供される。すなわち請求
項5に記載の発明によって、煙道に脱硫剤、例えば重曹
を供給してSO3を除去するシステムの場合にも、排ガ
ス内のSO3濃度を正確に連続して測定することができ
る。
内に位置する前記流路の前記入口部が前記煙道内の排ガ
スの流れに対して下流側に位置している。すなわち請求
項6に記載の発明によって、煙道内の排ガスに脱硫剤が
噴霧される場合であっても、排ガス内の固形分、例えば
重油燃焼灰が流路の入口部に進入する可能性が減るの
で、三酸化硫黄濃度測定装置の電気集塵機の掃除の頻度
を少なくすることができる。
室内の排ガスを前記煙道に戻すための戻り用流路をさら
に含む。すなわち請求項7に記載の発明によって、三酸
化硫黄濃度測定装置付近の操作者が排ガス内のSO3を
吸引するのを妨げることができる。
からの排ガスを導くための追加の流路と該追加の流路内
の前記排ガスを加熱するための追加のヒータと前記追加
の流路内の前記排ガス内の固形分を除去するための追加
のフィルタと前記流路内の排ガスの流れに対して前記追
加のヒータおよび前記追加のフィルタの下流に設けられ
たスパイラル管とをさらに含み、該スパイラル管が高温
漕内に配置されている。すなわち請求項8に記載の発明
によって、本発明の連続式の三酸化硫黄濃度測定装置を
使用する前に煙道内のSO3に対する校正作用を容易に
行うことができる。
ルタの下流から分岐する分岐流路に設けられたスパイラ
ル管をさらに含み、該スパイラル管が高温漕内に配置さ
れている。すなわち請求項9に記載の発明によって、追
加のヒータおよび追加のフィルタ等を必要とすることな
しに、本発明の連続式の三酸化硫黄濃度測定装置を使用
する前に煙道内のSO3に対する校正作用を容易に行う
ことができる。
の実施形態を説明する。以下の図面において同一の部材
には同一の参照符号が付けられている。図1は本発明の
第一の実施形態に基づく三酸化硫黄濃度測定装置の概略
図である。図1においては、前述した従来技術と同様に
煙道11内の排ガス流路から延びる採取管20が設けら
れている。採取管20の入口部21は煙道11内の排ガ
ス流路における排ガスの流れに対して上流を向いてい
る。図1から分かるように、採取管20周りにはヒータ
31が配置されている。なお、採取管20は支持部材1
12によって煙道に固定される。採取管20内における
排ガスの流れに対してヒータ31の下流にはフィルタ3
2が配置されている。さらにフィルタ32の下流には流
量計33が設けられている。排ガスを煙道11から採取
管20内に吸い込むために、流量計33の下流には吸引
手段、例えばエゼクタまたはポンプ34が配置されてい
る。吸引手段34の下流には冷却室または希釈室35が
設けられている。希釈室35から延びる流路25は煙道
11内に戻っている。
黄濃度測定装置は乾燥気体ラインを含んでいる。乾燥気
体ラインにおいて、乾燥気体、例えば圧縮空気はポンプ
41により乾燥気体源(図示しない)から弁43および
流量計44を通って吸引手段34まで供給されるように
なっている。さらに、希釈室35から延びる配管61は
光学式粒子濃度計測装置63に通じており、次いで光学
式粒子濃度計測装置63から延びる配管62が希釈室3
5内の排ガスを煙道11に戻すための流路25に連通し
ている。光学式粒子濃度計測装置、例えばデジタル粉塵
計63により計測されたデータは演算装置、例えばコン
ピュータ64により計算され、次いで出力装置、例えば
モニタまたはプリンタ65により出力される。
排ガスが入口部21を通って採取管20内に導入され
る。前述したように煙道11内においては大部分のSO
3はガス化しているが一部のSO3はミスト化してお
り、ガス化したSO3とミスト化したSO3とが混在し
ている。採取管20に流入した排ガスはヒータ31を通
る際にこのヒータ31より加熱される。ヒータ31はS
O3の酸露点よりも高い温度、例えば200℃程度に設
定されており、排ガスがヒータ31内の採取管を通過す
るときに、この排ガス内に含まれるSO3の全てはガス
化される。
排ガスがフィルタ32を通過する。これにより、排ガス
内の固形分、例えば重油燃焼灰または未燃カーボンが除
去される。次いで、固形分が除去された排ガスはオリフ
ィスまたは流量計33および吸引手段34を通って希釈
室35内に流入する。前述したように、乾燥気体源(図
示しない)からの乾燥気体、例えば乾燥空気が弁43、
流量計44および吸引手段34を通過して希釈室35内
に同時に流入する。
によって希釈される。これにより、排ガスは光学式粒子
濃度計測装置63によってSO3濃度を測定するのに適
した濃度まで希釈される。本発明において使用される乾
燥気体は常温であるので、この乾燥気体によって排ガス
は冷却もされる。この乾燥気体により、希釈室35内の
排ガスの温度をSO3の酸露点よりも低い温度、例えば
40℃にする。その結果、排ガス内のSO3の全てが希
釈室35内においてミスト化する。すなわち排ガス内の
全てのSO3は直径が0.1マイクロメートルから0.
3マイクロメートル程度の粒子となる。
を含む排ガスを希釈室35から配管61に通して光学式
粒子濃度計測装置63まで供給し、この光学式粒子濃度
計測装置63内において排ガス内のSO3濃度を連続的
にモニタリングする。次いで、演算装置64によりSO
3濃度を算出する。最終的に出力装置65からSO3濃
度結果を出力する。演算装置64においては、別個のS
O3濃度測定手段、例えば従来技術で使用したスパイラ
ル管を含むSO3濃度測定手段によって予め取得したS
O3濃度と光学式粒子濃度計測装置63の指示値との間
の校正用関係式を使用してSO3濃度を算出している。
図4は校正試験結果を示す図である。図4においては模
擬排ガスを使用しており、横軸は光学式粒子濃度計測装
置(デジタル粉塵計)63の指示値であり、縦軸はSO
3濃度(実測値)である。図4から明らかであるよう
に、SO3濃度はデジタル粉塵計の指示値に比例するの
で、本発明の三酸化硫黄濃度測定装置によってSO3濃
度を測定するのが可能であることが分かる。
希釈室35内の排ガスおよび光学式粒子濃度計測装置6
3において計測した排ガスは流路25を通って再び煙道
11に戻される。これにより、本発明の三酸化硫黄濃度
測定装置の操作者が排ガス内のSO3を吸引するのを妨
げることができる。図1においては排ガスを煙道11内
に再び戻すための流路25の出口は煙道11内における
排ガスの流れに対して上流に位置しているが、この出口
を採取管20の入口部21の下流に配置するのが好まし
く、これによりSO3濃度をさらに正確に連続して測定
することができる。
酸化硫黄濃度測定装置の概略図である。本実施形態にお
いては、煙道11内の排ガスを採取するための採取管2
0の入口部21が、煙道11内の排ガスの流れFに対し
て下流側に位置している。前述したように煙道11内の
排ガスは固形分、例えば重油燃焼灰を含んでいるが、本
実施形態においては排ガス内の固形分は、慣性力のため
に入口部21内に吸引されることなしに、入口部21の
下流に向かって流れる。従って、フィルタ32により捕
獲される固形分を少なくすることができるので、フィル
タ32の目詰まりが軽減されると共に、フィルタの交換
頻度を少なくすることができる。なお、煙道11内の排
ガスに含まれるミスト化したSO3の直径は0.1マイ
クロメートルから0.3マイクロメートルであり慣性力
を考慮する必要がないので、ミスト化したSO3は入口
部21から吸引される。
酸化硫黄濃度測定装置の概略図である。本実施形態にお
ける三酸化硫黄濃度測定装置は、煙道11内に脱硫剤、
例えば重曹粒子などのアルカリ性薬品を噴霧して煙道内
のSO3を除去するようにしたシステムの場合に使用さ
れる。本実施形態においては、フィルタの代わりに、電
気集塵機36が配置されている。
される煙道11内の排ガスは電気集塵機36に流入す
る。電気集塵機36に含まれる電気集塵極は、排ガスに
対する接触面積が小さいためにSO3をほとんど捕獲し
ない。従って、電気集塵機36の電気集塵極は、SO3
をほとんど捕獲することなしに、脱硫剤を含む固形分を
捕獲する。SO3は電気集塵機を通過して希釈室まで流
れるので、煙道内に脱硫剤が噴霧されている場合であっ
ても、排ガス内のSO3濃度を正確に連続して測定する
ことができる。
いては、三酸化硫黄濃度測定装置10は演算装置64に
おいてSO3濃度を算出するのに使用する校正用関係式
を予め取得するためのSO3濃度測定手段を含んでい
る。このSO3濃度測定手段は前述した従来技術に示す
ような湯浴およびこの湯浴内に含まれるスパイラル管を
含んでいる。すなわちこのSO3濃度測定手段は、煙道
からの排ガスを導くための追加の流路と排ガスを加熱す
るために追加の流路周りに配置された追加のヒータと追
加の流路内の排ガス内の固形分を除去するための追加の
フィルタと追加のヒータおよび追加のフィルタの下流に
設けられたスパイラル管とこのスパイラル管を内部に含
む湯浴とを含んでいる。湯浴の温度は90℃以上であ
る。このようなSO3濃度測定手段によって、予め取得
したSO3濃度と光学式粒子濃度計測装置63の指示値
との間の関係式を求め、モニタリング結果に対してこの
関係式を使用することによりSO3濃度を連続的に求め
ることができる。すなわち、本発明の連続式の三酸化硫
黄濃度測定装置を使用する前に煙道内のSO3に対する
校正作用を容易に行うことができる。
ィルタ32の下流から分岐して延びる流路とこの流路に
通ずるスパイラル管およびこのスパイラル管を内部に含
む湯浴を備えていてもよい。この場合には、追加のヒー
タおよび追加のフィルタ等を必要とすることなしに、本
発明の連続式の三酸化硫黄濃度測定装置を使用する前に
煙道内のSO3に対する校正作用を容易に行うことがで
きる。
度が高い場合には、図1に示すように弁53および流量
計54を含む追加の乾燥気体ラインから乾燥気体を希釈
室35に供給することにより、希釈室35内の排ガスを
適切に冷却して希釈することができる。さらに、前述し
た実施形態においては動作時に採取管20内の排ガスの
流れに対してヒータ31の下流における煙道11の外方
にフィルタ32を設置している。これにより、フィルタ
32を容易に交換することができる。当然のことなが
ら、乾燥気体を希釈室まで供給する供給用流路にフィル
タおよび/または吸湿剤を設けて乾燥気体内の固形分お
よび/または水分を予め除去することは本発明の範囲に
含まれる。
が習熟することなしにSO3濃度を連続的かつ容易に測
定することができるという共通の効果を奏しうる。
追加の乾燥気体によって比較的容易に排ガス内のSO3
を冷却することができると共に光学式粒子濃度計により
測定するのに適するようにするためにこの排ガスを希釈
することができるという効果を奏しうる。
排ガス内の固形分が流路の入口部に進入する可能性が減
るので、三酸化硫黄濃度測定装置のフィルタが詰まりす
るのを軽減することができ、フィルタを交換する頻度を
少なくすることができるという効果を奏しうる。
三酸化硫黄濃度測定装置付近の操作者が排ガス内のSO
3を吸引するのを妨げることができるという効果を奏し
うる。さらに、請求項5に記載の発明によれば、煙道に
脱硫剤を供給してSO3を除去するシステムの場合に
も、排ガス内のSO3濃度を正確に連続して測定するこ
とができるという効果を奏しうる。
煙道内の排ガスに脱硫剤が噴霧される場合であっても、
排ガス内の固形分が流路の入口部に進入する可能性が減
るので、三酸化硫黄濃度測定装置の電気集塵機の掃除の
頻度を少なくすることができるという効果を奏しうる。
三酸化硫黄濃度測定装置付近の操作者が排ガス内のSO
3を吸引するのを妨げることができるという効果を奏し
うる。さらに、請求項8に記載の発明によれば、本発明
の連続式の三酸化硫黄濃度測定装置を使用する前に煙道
内のSO3に対する校正作用を容易に行うことができる
という効果を奏しうる。
追加のヒータおよび追加のフィルタ等を必要とすること
なしに、本発明の連続式の三酸化硫黄濃度測定装置を使
用する前に煙道内のSO3に対する校正作用を容易に行
うことができることができるという効果を奏しうる。
度測定装置の概略図である。
度測定装置の概略図である。
度測定装置の概略図である。
ある。
Claims (9)
- 【請求項1】 煙道からの排ガスを導くための入口部を
備えた流路と、 前記流路内の前記排ガスを三酸化硫黄の露点よりも高い
温度まで加熱するためのヒータと、 前記排ガス内の固形分を除去するためのフィルタと、 前記煙道内の前記排ガスを前記流路に導くための吸引手
段と、 前記ヒータおよび前記フィルタを通過した排ガスを三酸
化硫黄の露点よりも低い温度まで冷却して三酸化硫黄を
ミスト化するための冷却室と、 前記冷却室における排ガス内のミスト化した三酸化硫黄
の濃度を測定するための光学式粒子濃度計とを含む三酸
化硫黄濃度測定装置。 - 【請求項2】 煙道からの排ガスを導くための入口部を
備えた流路と、 前記流路内の前記排ガスを三酸化硫黄の露点よりも高い
温度まで加熱するためのヒータと、 前記排ガス内の固形分を除去するためのフィルタと、 前記煙道内の前記排ガスを前記流路に導くための吸引手
段と、 前記ヒータおよび前記フィルタを通過した前記排ガスを
別個の乾燥気体ラインの乾燥気体により三酸化硫黄の露
点よりも低い温度まで冷却かつ希釈して三酸化硫黄をミ
スト化するための冷却室と、 前記冷却室における排ガス内のミスト化した三酸化硫黄
の濃度を測定するための光学式粒子濃度計とを含む三酸
化硫黄濃度測定装置。 - 【請求項3】 前記煙道内に位置する前記流路の前記入
口部が前記煙道内の排ガスの流れに対して下流側に位置
している請求項1または2に記載の三酸化硫黄濃度測定
装置。 - 【請求項4】 前記冷却室内の排ガスを前記煙道に戻す
ための戻り用流路をさらに含む請求項1から3のいずれ
か一項に記載の三酸化硫黄濃度測定装置。 - 【請求項5】 煙道からの排ガスを導くための入口部を
備えた流路と、 前記流路内の前記排ガスを三酸化硫黄の露点よりも高い
温度まで加熱するためのヒータと、 前記排ガス内の固形分を除去するための電気集塵機と、 前記煙道内の前記排ガスを前記流路に導くための吸引手
段と、 前記ヒータおよび前記フィルタを通過した前記排ガスを
別個の乾燥気体ラインの乾燥気体により三酸化硫黄の露
点よりも低い温度まで冷却かつ希釈して三酸化硫黄をミ
スト化するための冷却室と、 前記冷却室における排ガス内のミスト化した三酸化硫黄
の濃度を測定するための光学式粒子濃度計とを含む三酸
化硫黄濃度測定装置。 - 【請求項6】 前記煙道内に位置する前記流路の前記入
口部が前記煙道内の排ガスの流れに対して下流側に位置
している請求項5に記載の三酸化硫黄濃度測定装置。 - 【請求項7】 前記冷却室内の排ガスを前記煙道に戻す
ための戻り用流路をさらに含む請求項5または6に記載
の三酸化硫黄濃度測定装置。 - 【請求項8】 前記煙道からの排ガスを導くための追加
の流路と該追加の流路内の前記排ガスを加熱するための
追加のヒータと前記追加の流路内の前記排ガス内の固形
分を除去するための追加のフィルタと前記流路内の排ガ
スの流れに対して前記追加のヒータおよび前記追加のフ
ィルタの下流に設けられたスパイラル管とをさらに含
み、該スパイラル管が高温漕内に配置されている請求項
1から7のいずれか一項に記載の三酸化硫黄濃度測定装
置。 - 【請求項9】 前記フィルタの下流から分岐する分岐流
路に設けられたスパイラル管をさらに含み、該スパイラ
ル管が高温漕内に配置されている請求項1から7のいず
れか一項に記載の三酸化硫黄濃度測定装置。
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JP2001328037A JP3868260B2 (ja) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | 三酸化硫黄濃度測定装置 |
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JP2001328037A JP3868260B2 (ja) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | 三酸化硫黄濃度測定装置 |
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JP2003130768A true JP2003130768A (ja) | 2003-05-08 |
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Cited By (9)
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