JP2004085581A - ANALYZER FOR NOx IN EXHAUST GAS OF FLUE - Google Patents

ANALYZER FOR NOx IN EXHAUST GAS OF FLUE Download PDF

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Osamu Naito
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate an influence onto an indicated value of NOx concentration affected by coexisting gas, in an NOx sensor, and to make the NOx sensor used also for measuring concentrations of NO<SB>2</SB>and ammonia. <P>SOLUTION: This NOx analyzer for NOx in exhaust gas of a flue includes an exhaust gas sampling probe arranged in the flue, at least one NOx sensor, and a coexisting gas treating catalyst provided on the upstream of the NOx sensor to treat the coexisting gas in the exhaust gas. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

　本発明は、発電設備等の煙道排ガスＮＯｘ分析装置の改良に関する。 The present invention relates to an improvement of the flue gas NO x analyzer such as power generation equipment.

　発電設備等に用いられるボイラ、ガスタービン等の排ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘと言う）の計測には、従来より化学発光式の分析計が採用されているが、測定結果がリアルタイムに得られない、測定操作が繁雑であるなどの不具合があり、このような課題を解決できる新しい計測方法が望まれていた。 Boiler used for power generation equipment, etc., the measurement of the nitrogen oxides contained in the exhaust gas such as a gas turbine (referred to as NO x), which analyzer heretofore chemiluminescent is employed, the measurement results in real time There are disadvantages such as difficulty in obtaining the measurement and complicated measurement operation, and a new measurement method capable of solving such a problem has been desired.

　一方、各種ガス濃度を検出する方法として、例えば、酸素センサや可燃性ガス検知器などの化学センサがある。化学センサは半導体型、起電力型、電気分解型などがあり、検出するガスに応じてセンサ材料が選定されるが、応答速度が早く、使用法も容易である特徴を有する。さらに、化学発光式以外のＮＯ濃度の計測技術として、化学センサ式のＮＯ濃度計があるが、ＮＯ濃度検出用のセンサは、半導体型、起電力型、電流検出型が知られている。いずれも、応答速度が早いことなどの特徴を有することから、測定結果を瞬時にかつ簡易に計測できる利点がある。
　しかしながら、化学センサは共存ガスによりセンサのＮＯ濃度指示値が影響されることがあるため、化学センサを実機のＮＯ濃度計測に適用するためには、このような共存ガスの影響を回避する必要がある。さらに、このような化学センサはＮＯ濃度を測定すること以外にＮＯ２やアンモニア濃度を計測するために用いることが望まれる。 On the other hand, methods for detecting various gas concentrations include, for example, chemical sensors such as oxygen sensors and combustible gas detectors. Chemical sensors include a semiconductor type, an electromotive type, an electrolysis type, and the like, and a sensor material is selected according to a gas to be detected. Further, as a NO concentration measurement technique other than the chemiluminescence type, there is a NO concentration meter of a chemical sensor type, and a semiconductor type, an electromotive force type and a current detection type are known as NO concentration detection sensors. Each of them has a characteristic such as a high response speed, and thus has an advantage that a measurement result can be measured instantaneously and easily.
However, since the coexisting gas may affect the NO concentration indication value of the sensor, it is necessary to avoid the influence of such coexisting gas in order to apply the chemical sensor to NO concentration measurement of an actual device. is there. Further, it is desired that such a chemical sensor be used for measuring NO 2 and ammonia concentrations in addition to measuring NO concentration.

本発明は上記事情に対して、共存ガスによるＮＯｘセンサのＮＯ濃度指示値に対する影響を排除し、さらに、ＮＯｘセンサをＮＯ２やアンモニア濃度を計測するためにも用いることができるようにした煙道排ガス中のＮＯｘ分析装置を提供することを目的とする。 For the present invention the above circumstances, to eliminate the effect on NO concentration indicator value of the NO x sensor by coexisting gas was further the NO x sensor can be used to measure the NO 2 and ammonia concentration and to provide a NO x analyzer in the flue gas.

　上記目的を達成するために、本発明は一つの形態として、アンモニア注入前のガス組成を有する煙道排ガス中のＮＯｘ分析装置であって、煙道中に配設した排ガスサンプリングプローブと、該排ガスサンプリングプローブからの排ガスサンプルを受ける二系列の測定ラインと、該測定ラインのうち未処理の排ガスが流れる一方の測定ラインに配設したＮＯｘセンサと、他方の測定ラインに配設したＮＯ２の還元触媒と、該ＮＯ２の還元触媒の下流に配設したＮＯｘセンサと、上記二のＮＯｘセンサからのセンサ出力を受けてＮＯ及びＮＯ２濃度を演算計測する演算器とを含むＮＯ及びＮＯ２を含有する煙道排ガス中のＮＯｘ分析装置である。この発明は後述する図１の実施の形態に対応している。 To achieve the above object, the present invention one aspect, a NO x analyzer in the flue gas having the composition of the gas prior to the ammonia injection, and exhaust gas sampling probe disposed in the flue, exhaust gas and measuring line of two lines to receive the exhaust gas sample from the sampling probe, the NO x sensor which is arranged on one of the measurement lines untreated exhaust gas flows out of the measurement line, the NO 2 which is arranged in the other measurement line and reduction catalyst, and NO comprises a NO x sensor arranged downstream of the reduction catalyst of the NO 2, and a calculator for calculating the measurement of NO and NO 2 concentrations receives the sensor output from the NO x sensor above two a NO x analyzer flue gas containing NO 2. The present invention corresponds to the embodiment of FIG. 1 described later.

　さらに、本発明は別の形態として、アンモニア注入後のガス組成を有する煙道排ガス中のＮＯｘ分析装置であって、煙道中に配設した排ガスサンプリングプローブと、ＮＯｘセンサと、該ＮＯｘセンサの上流に設けた排ガス中のアンモニアを分解するアンモニア分解触媒とを含むＮＯを含有しＮＯ２をほとんど含有しない煙道排ガス中のＮＯｘ分析装置である。この発明は後述する図２の実施の形態に対応している。 Furthermore, as the present invention in another aspect, a NO x analyzer in the flue gas having a gas composition after ammonia injection, and exhaust gas sampling probe disposed in the flue, the NO x sensor, the NO x a nO x analyzer most flue gas containing no nO 2 contains nO containing the ammonia decomposing ammonia decomposition catalyst in the exhaust gas which is provided upstream of the sensor. The present invention corresponds to an embodiment shown in FIG.

　さらに、本明細書は参考となる形態として、煙道中に配設した排ガスサンプリングプローブと、該排ガスサンプリングプローブからの排ガスサンプルを受ける二系列の測定ラインと、上記排ガスサンプリングプローブに出口が接続されたＮＯガス供給源と、一方の測定ラインに配設したアンモニア酸化触媒と、該アンモニア酸化触媒の下流に配設したＮＯｘセンサと、他方の測定ラインに配設した脱硝触媒と、該脱硝触媒の下流に配設したＮＯｘセンサと、上記二のＮＯｘセンサからのセンサ出力を受けてＮＯ及びＮＨ３濃度を演算計測する演算器とを含むＮＯ及びＮＨ３を含有する煙道排ガス中のＮＯｘ分析装置に言及している。この形態は後述する図３の実施の形態に対応している。
　さらに、本発明は別の形態として、煙道中に配設した排ガスサンプリングプローブと、該排ガスサンプリングプローブからの排ガスサンプルを受ける二系列の測定ラインと、上記排ガスサンプリングプローブに出口が接続されたＮＯガス供給源と、一方の測定ラインに配設したＮＯ２の還元触媒と、該ＮＯ２の還元触媒の下流に配設したＮＯｘセンサと、該ＮＯｘセンサの下流に配設した脱硝触媒と、該脱硝触媒の下流に配設したＮＯｘセンサと、他方の測定ラインに配設したアンモニア酸化触媒と、該アンモニア酸化触媒の下流に配設したＮＯｘセンサと、上記三のＮＯｘセンサからのセンサ出力を受けてＮＯ、ＮＯ２及びＮＨ３濃度を演算計測する演算器とを含むＮＯ、ＮＯ２及びＮＨ３を含有する煙道排ガス中のＮＯｘ分析装置である。この発明は後述する図４の実施の形態に対応している。
　なお、本発明で用いられるＮＯｘセンサとしては、化学センサ式のＮＯ濃度計が好適である。 Further, the present specification has, as a reference form, an exhaust gas sampling probe disposed in a flue, two measurement lines for receiving an exhaust gas sample from the exhaust gas sampling probe, and an outlet connected to the exhaust gas sampling probe. and NO gas source, and the ammonia oxidation catalyst disposed on one of the measurement line, the NO x sensor arranged downstream of the ammonia oxidation catalyst, a denitration catalyst disposed in the other of the measuring line, of the denitration catalyst NO in a flue gas containing NO and NH 3 including a NO x sensor disposed downstream and an arithmetic unit for calculating and measuring NO and NH 3 concentrations in response to sensor outputs from the two NO x sensors. x refers to an analyzer. This embodiment corresponds to the embodiment of FIG. 3 described later.
Furthermore, as another form, the present invention provides an exhaust gas sampling probe disposed in a flue, two series of measurement lines for receiving an exhaust gas sample from the exhaust gas sampling probe, and a NO gas having an outlet connected to the exhaust gas sampling probe. A supply source, a NO 2 reduction catalyst disposed on one of the measurement lines, a NO x sensor disposed downstream of the NO 2 reduction catalyst, and a denitration catalyst disposed downstream of the NO x sensor. and NO x sensor arranged downstream of the denitration catalyst, and the ammonia oxidation catalyst is disposed on the other of the measuring line, and NO x sensor arranged downstream of the ammonia oxidation catalyst, of from the NO x sensor the three receiving sensor output NO, NO comprising a calculator for calculating measure NO 2 and NH 3 concentrations, NO x analysis instrumentation in the flue gas containing NO 2 and NH 3 It is. The present invention corresponds to an embodiment shown in FIG.
As the NO x sensor used in the present invention, the chemical sensor type NO concentration meter is preferable.

上記したところから明らかなように、本発明によれば、共存ガスによるＮＯｘセンサのＮＯ濃度指示値に対する影響を排除し、さらに、ＮＯｘセンサをＮＯ２やアンモニア濃度を計測するためにも用いることができるようにした煙道排ガス中のＮＯｘ分析装置が提供される。 As is apparent from the above, according to the present invention, to eliminate the effect on NO concentration indicator value of the NO x sensor by coexisting gases, further, also used the NO x sensor for measuring the NO 2 and ammonia concentration it NO x analyzer flue gas which is to allow is provided.

　以下に添付図面に示した実施の形態を参照しながら、本発明にかかる煙道排ガス中のＮＯｘ分析装置を説明する。
　図１は、ＮＯ及びＮＯ２を含む排ガス中のＮＯ及びＮＯ２濃度をＮＯｘセンサにより分析する実施の形態を示す。
この実施の形態ではＮＯｘセンサを、ボイラ等の排ガスラインのアンモニア注入前に設置して、排ガス中のＮＯ及びＮＯ２濃度を計測する。この実施の形態ではＮＯｘセンサはＮＯとＮＯ２を分離計測できなくても良い。このようなＮＯｘセンサは、ＮＯとＮＯ２に対して、各々感度を有するが、ＮＯ２の応答感度はＮＯのそれを基準とした場合、感度Ｓで表記できる特性を有する。すなわち、ＮＯがａ（ｐｐｍ）、ＮＯ２がｂ（ｐｐｍ）で共存する場合、ＮＯｘセンサの計測ＮＯｘ濃度が、ａ＋ｂ×Ｓで表される。この実施の形態では、アンモニアガスが共存する雰囲気では使用できないＮＯｘセンサを使用することができる。 With reference to the embodiment shown in the accompanying drawings, illustrating a NO x analyzer according flue gas in the present invention.
FIG. 1 shows an embodiment in which NO and NO 2 concentrations in exhaust gas containing NO and NO 2 are analyzed by a NO x sensor.
The NO x sensor in this embodiment, installed in front ammonia injection of the exhaust gas line of the boiler, to measure the NO and NO 2 concentration in the exhaust gas. NO x sensor may not be separated measure NO and NO 2 in this embodiment. Such a NO x sensor has sensitivity to NO and NO 2 , respectively, and the response sensitivity of NO 2 has a characteristic that can be expressed as sensitivity S when reference is made to that of NO. That is, when the NO coexist in a (ppm), NO 2 is b (ppm), measured concentration of NO x of the NO x sensor is represented by a + b × S. In this embodiment, in an atmosphere of ammonia gas coexist can use NO x sensor can not be used.

　この実施の形態の対象となる排ガスはＮＯ，ＮＯ２を含む。排ガスはアンモニア注入前のガス組成であり、アンモニアは含まない。排ガスダクトからサンプリングプローブによりＡ及びＢ系列のラインを分岐する。Ａ系列は未処理排ガス中にＮＯｘセンサを設置する。Ｂ系列はＮＯｘセンサ直前に、ＮＯ２の還元触媒を設置する。最終的にＡ及びＢ系列の２つのセンサ出力からＮＯ及びＮＯ２濃度を演算計測する。 Exhaust gas to be used in this embodiment contains NO and NO 2 . The exhaust gas has a gas composition before the injection of ammonia and does not include ammonia. A and B series lines are branched from the exhaust gas duct by a sampling probe. A series installing the NO x sensor in the untreated flue gas. B series in NO x sensor immediately before installing the reduction catalyst NO 2. Finally calculating measure NO and NO 2 concentration from the two sensor outputs of the A and B series.

　次に、図１の実施の形態にかかる煙道排ガス中のＮＯｘ分析装置によりＮＯｘを分析する方法を説明する。
　排ガスダクト１中にＮＯがａ（ｐｐｍ）、ＮＯ２がｂ（ｐｐｍ）含まれるガスをサンプリングプローブ２で採取し、Ａ及びＢ系列へ分岐する。Ａ系列にはＮＯｘセンサ３を設置し、Ｂ系列ではＮＯ２還元触媒５を通過したあとにＮＯｘセンサ４を設置する。
　Ａ系列のＮＯｘセンサ３のＮＯｘ測定値をｃ（ｐｐｍ）、Ｂ系列のＮＯｘセンサ４のＮＯｘ測定値をｄ（ｐｐｍ）とする。
　Ｂ系列に配置したＮＯ２還元触媒５では式（１）の反応が起こる。
　　　　２ＮＯ２＝ＮＯ＋Ｏ２・・・（１）
　ＮＯ２還元触媒は、例えば、Ａｌ２Ｏ３を担体としてＮｉを担持させた触媒が適用できる。なお、同等の触媒能を持つものであればこれに限られない。触媒反応温度は約８００℃であるため、触媒５を加熱ヒータで反応温度に加熱する。 Next, a method of analyzing the NO x by NO x analyzer in the flue gas according to the embodiment of FIG.
A gas containing a (ppm) of NO and b (ppm) of NO 2 in the exhaust gas duct 1 is collected by the sampling probe 2 and branched into A and B series. In the A series, the NO x sensor 3 is installed, and in the B series, the NO x sensor 4 is installed after passing through the NO 2 reduction catalyst 5.
The NO x measurement of the NO x sensor 3 A series c (ppm), the NO x measurement of the NO x sensor 4 B sequence and d (ppm).
In the NO 2 reduction catalyst 5 arranged in the B series, the reaction of the formula (1) occurs.
2NO 2 = NO + O 2 (1)
As the NO 2 reduction catalyst, for example, a catalyst in which Ni is supported using Al 2 O 3 as a carrier can be used. In addition, it is not limited to this as long as it has the same catalytic ability. Since the catalyst reaction temperature is about 800 ° C., the catalyst 5 is heated to the reaction temperature by a heater.

　したがって、ＮＯｘセンサ４には、排ガスのＮＯ２を全てＮＯに還元したガス組成、すなわちａ＋ｂ（ｐｐｍ）のＮＯガスが供給される。
　Ａ系列のＮＯｘセンサ３のＮＯｘ測定値ｃ（ｐｐｍ）は、
　　　ｃ＝ａ＋ｂ×Ｓ
　Ｂ系列のＮＯｘセンサ４のＮＯｘ測定値ｄ（ｐｐｍ）は、
　　　ｄ＝ａ＋ｂ
　ここで、ＮＯｘセンサ３とＮＯｘセンサ４のＮＯｘ測定値、ｃ（ｐｐｍ）及びｄ（ｐｐｍ）を基に、次式でＮＯ２及びＮＯ濃度を求めることができる。
　ＮＯ２濃度（ｐｐｍ）＝（ｄ―ｃ）／（１―Ｓ）　　　・・・（２）
　　　　　　　　　　＝（ａ＋ｂ―ａ＋ｂ×Ｓ）／（ｌ―Ｓ）
　　　　　　　　　　＝ｂ
　ＮＯ濃度（ｐｐｍ）＝ｄ―ｂ ・・・（３）
　ＮＯｘセンサ３とＮＯｘセンサ４のＮＯｘ測定値等に基づき、（２）及び（３）式を含む各計算は、演算器６で行う。 Therefore, the NO x sensor 4, the gas composition was reduced in all the NO 2 in the exhaust gas NO, namely NO gas a + b (ppm) is supplied.
Of the NO x sensor 3 A series NO x measurements c (ppm) is
c = a + b × S
B sequence of the NO x sensor 4 of the NO x measurement d (ppm) is
d = a + b
Here, NO x measurements of the NO x sensor 3 and the NO x sensor 4, based on c (ppm) and d (ppm), can be obtained NO 2 and NO concentrations by the following equation.
NO 2 concentration (ppm) = (dc) / (1-S) (2)
= (A + ba-a + bxS) / (ls)
= B
NO concentration (ppm) = db (3)
Based on the NO x sensor 3 and the NO x NO x measurements of the sensor 4 or the like, each computation including (2) and (3) is carried out in the calculator 6.

　以上説明したように、この実施の形態では、ＮＯ及びＮＯ２を含む排ガスをＡ及びＢ系列のラインに分岐し、Ｂ系列のセンサはＮＯ２の還元触媒通過後の排ガス中ＮＯｘ濃度を計測し、Ａ系列のセンサは未処理の排ガス中ＮＯｘ濃度を計測する。
　これによって、ＮＯｘセンサがＮＯ及びＮＯ２を分離計測できない場合でも、Ａ及びＢ系列の２つのセンサ出力により、ＮＯ及びＮＯ２濃度をそれぞれ分析することができる。 As described above, in this embodiment, splits the exhaust gas containing NO and NO 2 in the line of A and B series, sensors B series measures the exhaust gas concentration of NO x after the reduction catalyst passage of NO 2 and, sensor a series measures the exhaust gas concentration of NO x raw.
Thus, even if the NO x sensor can not be separated measure NO and NO 2, the two sensor outputs of the A and B series, NO and NO 2 concentrations may be respectively analyzed.

　図２は、ＮＯ及びＮＨ３を含む排ガス中のＮＯ濃度をＮＯｘセンサにより、測定する実施の形態を示す。
　この実施の形態では排ガスはＮＯを含み、ほとんどＮＯ２を含まない箇所でサンプリングする。排ガスはアンモニア注入後のガス組成を対象とする。図１と同様に排ガスダクトからサンプリングプローブにより排ガスをサンプリングする。そして、ＮＯｘセンサ直前に、アンモニア分解触媒を設置する。 2, the NO concentration in the exhaust gas containing NO and NH 3 by NO x sensor shows an embodiment to be measured.
In this embodiment the exhaust gas comprises NO, sampled at points hardly contain NO 2. The exhaust gas is intended for the gas composition after the injection of ammonia. Exhaust gas is sampled from the exhaust gas duct by a sampling probe as in FIG. Then, the NO x sensor immediately before installing the ammonia decomposition catalyst.

　次に、図２の実施の形態にかかる煙道排ガス中のＮＯｘ分析装置によりＮＯｘを分析する方法を説明する。
　排ガスダクト２０１中にＮＯがａ（ｐｐｍ）、ＮＨ３がｂ（ｐｐｍ）含まれるガスをサンプリングプローブ２０２で採取しアンモニア分解触媒２０４を通過後ＮＯｘセンサ２０３に供給する。
　アンモニア分解触媒２０４では次の反応が起こる。
　４ＮＨ３＋Ｏ２＝２Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ　・・・（４）
　　ＮＨ３還元触媒２０４は例えば、Ａｌ２Ｏ３を担体として白金やパラジウムを担持させた触媒が適用できる。なお、これらに限定されるものではない。触媒反応温度は約４００〜７００℃であるため、触媒２０４を加熱ヒータで反応温度に加熱する。
　したがって、ＮＯｘセンサ２０３には排ガスのＮＨ３が全て窒素と水蒸気に分解したガス組成、すなわちａ（ｐｐｍ）のＮＯガスが供給される。
　したがって、ＮＯｘセンサ２０３で計測されるＮＯ濃度ｃ（ｐｐｍ）は
　Ｃ＝ａ（ｐｐｍ）　となる。 Next, a method of analyzing the NO x by NO x analyzer in the flue gas according to the embodiment of FIG.
NO in exhaust gas duct 201 a (ppm), NH 3 is b (ppm) supplied to the after passing NO x sensor 203 ammonia decomposition catalyst 204 collected at sampling probe 202 of the gas contained.
The following reaction occurs in the ammonia decomposition catalyst 204.
4NH 3 + O 2 = 2N 2 + 6H 2 O (4)
As the NH 3 reduction catalyst 204, for example, a catalyst in which platinum or palladium is supported using Al 2 O 3 as a carrier can be used. However, the present invention is not limited to these. Since the catalyst reaction temperature is about 400 to 700 ° C., the catalyst 204 is heated to the reaction temperature by a heater.
Therefore, the NO x sensor 203 is supplied with a gas composition in which all the NH 3 in the exhaust gas is decomposed into nitrogen and water vapor, that is, a (ppm) NO gas.
Therefore, NO concentration c measured by the NO x sensor 203 (ppm) becomes C = a (ppm).

　本実施の形態では、アンモニアの影響を受けるＮＯｘセンサを、ポイラ等の排ガスラインのアンモニア注入後の位置に設置して、排ガス中のＮＯ２濃度が極めて低い場合に、ＮＯｘセンサ直前にアンモニア分解触媒を設置することで、排ガス中のアンモニアの影響を受けることなく、ＮＯ濃度を計測できる。 In this embodiment, the NO x sensor affected by ammonia, and placed in position after ammonia injection in the exhaust gas line such Poira, if a very low concentration of NO 2 in the exhaust gas, ammonia NO x sensor immediately before By installing a decomposition catalyst, the NO concentration can be measured without being affected by ammonia in the exhaust gas.

　図３は、ＮＯ及びＮＨ３を含む排ガスのＮＯ濃度及びＮＨ3 濃度をＮＯｘセンサにより測定する本発明に係るものではないが、参考となる形態を示す。
　この形態は、ＮＯｘセンサのＮＯｘ濃度測定値が、ガス中のアンモニアにより正確な値を示さない場合に適用できる。この実施の形態が適用される排ガスはＮＯ及びＮＨ３を含む。さらに、この実施の形態では排ガスダクトからサンプリングプローブによりＡ及びＢ系列のラインを分岐する。ＮＯガス供給源の出口はプローブに接続する。Ａ系列ではＮＯｘセンサ直前にアンモニア酸化触媒を設置する。Ｂ系列ではＮＯｘセンサ直前に、脱硝触媒を設置する。Ａ及びＢ系列の２つのＮＯｘセンサ出力からＮＯ及びＮＨ３濃度を演算計測する。 3, but not according to the present invention measured by NO x sensor NO concentration and NH3 concentration in the exhaust gas containing NO and NH 3, shows the form that can be used as a guide.
This embodiment, NO x concentration measurement value of the NO x sensor can be applied to the case where not indicate an accurate value with ammonia in the gas. Exhaust gas to which this embodiment is applied contains NO and NH 3 . Further, in this embodiment, the A and B series lines are branched from the exhaust gas duct by a sampling probe. The outlet of the NO gas supply is connected to the probe. The A series installing the ammonia oxidation catalyst NO x sensor immediately before. The B series in NO x sensor immediately before installing the denitration catalyst. Two NO x NO and NH 3 concentration from the sensor output of the A and B series computed measurement.

　次に、図３の形態にかかる煙道排ガス中のＮＯｘ分析装置によりＮＯｘを分析する方法を説明する。
　排ガスダクト３０１中にＮＯがａ（ｐｐｍ）、ＮＨ３がｂ（ｐｐｍ）含まれるガスをサンツリングプローブ３０２で採取しＡ及びＢ系列へ分岐する。Ａ系列にはアンモニア酸化触媒３０５を通過した後にＮＯｘセンサ３０３を設置し、Ｂ系列では脱硝触媒３０６を通過した後にＮＯｘセンサ３０４を設置する。
　また、ＮＯガス供給源３０７の出口はプローブ３０２に接続し、所定量ｃ（ｐｐｍ）のＮＯ濃度が、排ガスとともにＡ及びＢ系列へ供給される。すなわち、ＮＯ供給源３０７からＣ（ｐｐｍ）のＮＯを排ガスに供給すると、Ａ及びＢ系列へは、ＮＯがａ＋ｃ（ｐｐｍ）、ＮＨ３がｂ（ｐｐｍ）のガスが供給される。 Next, a method of analyzing the NO x by NO x analyzer in the flue gas according to the embodiment of FIG.
A gas containing a (ppm) of NO and b (ppm) of NH 3 in the exhaust gas duct 301 is collected by the sampling probe 302 and branched into A and B series. The A series established the NO x sensor 303 after passing through the ammonia oxidation catalyst 305, in the B series installing the NO x sensor 304 after passing through the denitration catalyst 306.
The outlet of the NO gas supply source 307 is connected to the probe 302, and a predetermined amount c (ppm) of NO concentration is supplied to the A and B systems together with the exhaust gas. That is, when C (ppm) NO is supplied to the exhaust gas from the NO supply source 307, the gas of NO is a + c (ppm) and the gas of NH 3 is b (ppm) is supplied to the A and B series.

　Ａ系列のセンサ３０３のＮＯｘ測定値をｄ（ｐｐｍ）、Ｂ系列のセンサ３０４のＮＯｘ測定値をｅ（ｐｐｍ）とする。
　Ａ系列に配置したアンモニア酸化触媒３０５では式（５）の反応が起こる。
　　　　２ＮＨ３＋５Ｏ２＝２ＮＯ＋３Ｈ２Ｏ　・・・（５）
　アンモニア酸化触媒３０５は、例えばＡｌ２Ｏ３を担体としてＰｔを担持させた触媒が適用できる。なお、このような触媒に限定されるものではない。触媒反応温度は約８００℃であるため、触媒３０５を加熱ヒータで反応温度に加熱する。
　Ｂ系列に配置した脱硝触媒３０６では式（６）の反応が起こる。
　　　　４ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２＝４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ　・・・（６）
　ＮＨ３及びＯ２は排ガス中に含まれる。
　脱硝触媒は例えば、ＴｉＯ２を担体としてＶ２Ｏ５を担持させた触媒が適用できる。なお、同等の触媒能を持つものであればこれに限定されない。触媒反応温度は約４００℃であるため、触媒３０６を加熱ヒータで反応温度に加熱する。 The NO x measurements of A series of the sensor 303 d (ppm), the NO x measurements of B series sensor 304 and e (ppm).
The reaction represented by the formula (5) occurs in the ammonia oxidation catalyst 305 arranged in the A series.
2NH 3 + 5O 2 = 2NO + 3H 2 O (5)
As the ammonia oxidation catalyst 305, for example, a catalyst in which Pt is supported using Al 2 O 3 as a carrier can be used. In addition, it is not limited to such a catalyst. Since the catalyst reaction temperature is about 800 ° C., the catalyst 305 is heated to the reaction temperature by a heater.
In the denitration catalyst 306 arranged in the B series, the reaction of the formula (6) occurs.
4NO + 4NH 3 + O 2 = 4N 2 + 6H 2 O (6)
NH 3 and O 2 are contained in the exhaust gas.
As the denitration catalyst, for example, a catalyst in which TiO 2 is used as a carrier and V 2 O 5 is supported can be used. In addition, it is not limited to this as long as it has the same catalytic ability. Since the catalyst reaction temperature is about 400 ° C., the catalyst 306 is heated to the reaction temperature by a heater.

　Ａ系列のＮＯｘセンサ３０３には、排ガスのＮＨ３を全てＮＯに酸化したガス組成、すなわちａ＋ｂ＋ｃ（ｐｐｍ）のＮＯガスが供給される。したがって、Ａ系列のセンサ３０３のＮＯｘ測定値ｄ（ｐｐｍ）は、
　　　ｄ＝ａ＋ｂ＋ｃ　　　・・・（７）
　また、Ｂ系列のセンサ３０４には、脱硝反応（６）通過後の組成であるから、次のガス組成が供給される。
　　ＮＯ濃度はａ＋ｃ−ｂ
　　ＮＨ３濃度はｂ−ａ−ｃ A gas composition obtained by oxidizing all of the NH 3 in the exhaust gas to NO, that is, a gas of a + b + c (ppm) is supplied to the NO x sensor 303 of the A series. Therefore, the measured NO x value d (ppm) of the A-series sensor 303 is
d = a + b + c (7)
Further, since the composition after passing through the denitration reaction (6) is supplied to the B-series sensor 304, the following gas composition is supplied.
NO concentration is a + c-b
NH 3 concentration b-a-c

　ここで、ＮＯガス供給源３０７からの供給ＮＯ濃度ｃ（ｐｐｍ）を、系内のＮＨ３濃度よりも過剰に供給すると、反応（６）の脱硝反応により、アンモニアは残存することなく、消費されるので、
　ＮＨ３濃度：ｂ−ａ−ｃ＝０
　したがって、Ｂ系列のセンサ４のＮＯｘ測定値ｅ（ｐｐｍ）は次式で示される。
　　　ｅ＝　（ａ＋ｃ−ｂ）　　・・・　（８）
　ここで、センサ３０３とセンサ３０４のＮＯｘ測定値、ｄ（ｐｐｍ）及びｅ（ｐｐｍ）をもとに、次式でＮＨ３及びＮＯ濃度を求めることができる。
　ＮＨ３濃度（ｐｐｍ）　＝（ｄ−ｅ）／２　・・・（９）
　　　　　　　　　　　＝（　（ａ＋ｂ＋ｃ）―　（ａ＋ｃ―ｂ）　）／２
　　　　　　　　 ＝（２×ｂ）／２
　　　　　　　　 ＝ｂ
　ＮＯ濃度（ｐｐｍ）　＝ｄ−ＮＨ３濃度　　・・・（１０）
　（９）及び（ｌ０）式の計算は、演算器８で行う。
　本形態によれば、ＮＯｘセンサのＮＯｘ濃度測定値が、ガス中のアンモニアの影響を受ける場合でも、ＮＯ及びＮＨ３を含む排ガス中のＮＯ濃度及びＮＨ３濃度をＮＯｘセンサにより測定できる。 Here, if the supply NO concentration c (ppm) from the NO gas supply source 307 is supplied in excess of the NH 3 concentration in the system, ammonia is consumed without remaining by the denitration reaction of the reaction (6). So
NH 3 concentration: b-a-c = 0
Therefore, the measured NOx value e (ppm) of the sensor 4 of the B series is expressed by the following equation.
e = (a + c−b) (8)
Here, NO x sensor measurements 303 and the sensor 304, based on the d (ppm) and e (ppm), can be obtained NH 3 and NO concentration by the following equation.
NH 3 concentration (ppm) = (de) / 2 (9)
= ((A + b + c)-(a + c-b)) / 2
= (2 × b) / 2
= B
NO concentration (ppm) = d-NH 3 concentrations (10)
The calculation of the expressions (9) and (10) is performed by the arithmetic unit 8.
According to the present embodiment, NO x concentration measurement value of the NO x sensor, even if affected by ammonia in the gas, the NO concentration and NH 3 concentration in exhaust gas containing NO and NH 3 can be measured by the NO x sensor .

　図４は、ＮＯ、ＮＯ２及びＮＨ３を含む徘ガス中のＮＯ、ＮＯ２及びＮＨ３濃度をＮＯｘセンサにより測定する実施の形態を示す。
　この実施の形態が適用される排ガスは、ＮＯ、ＮＯ２及びＮＨ３を含む。この実施の形態では、排ガスダクトからサンプリングプローブによりＡ及びＢ系列のラインを分岐する。ＮＯガス供給源の出口はプローブに接続する。Ａ系列ではＮＯｘセンサ直前にＮＯ２還元触媒を設置し、ＮＯｘセンサの直前に脱硝触媒を設置する。Ｂ系列ではＮＯｘセンサ直前に、アンモニア酸化触媒を設置する。Ａ及びＢ系列の３つのＮＯｘセンサ出力からＮＯ、ＮＯ２及びＮＨ３濃度を演算計測する。 Figure 4 shows NO, NO of徘gas containing NO 2 and NH 3, the embodiment of measuring the NO 2 and NH 3 concentration by NO x sensor.
The exhaust gas to which this embodiment is applied contains NO, NO 2 and NH 3 . In this embodiment, the lines of the A and B series are branched from the exhaust gas duct by a sampling probe. The outlet of the NO gas supply is connected to the probe. Established the NO 2 reduction catalyst NO x sensor immediately before the A series, placing the denitration catalyst just prior of the NO x sensor. The NO x sensor immediately before the B-series, placing the ammonia oxidation catalyst. Three NO x NO from the sensor output of the A and B series, calculates measured NO 2 and NH 3 concentrations.

　次に、図４の実施の形態にかかる煙道排ガス中のＮＯｘ分析装置によりＮＯｘを分析する方法を説明する。
この実施の形態では、ＮＯｘセンサは、ＮＯとＮＯ２及びＮＨ３に対して、非選択的な応答を示すようなＮＯｘセンサを使用できる。センサ出力値がＮＯ、ＮＯ２及びＮＨ３濃度に対して、１：Ｓ：Ｖの感度で応答するセンサを使用する場合、例えば、ＮＯがａ（ｐｐｍ）、ＮＯ２がｂ（ｐｐｍ）、ＮＨ３がｃ（ｐｐｍ）含まれるガスにＮＯｘセンサを設置した場合には、ＮＯｘセンサ出力は、ａ＋（ｂ×Ｓ）＋（Ｃ×Ｖ）の値を示す。 Next, a method of analyzing the NO x by NO x analyzer in the flue gas according to the embodiment of FIG.
In this embodiment, NO x sensors for NO and NO 2 and NH 3, the NO x sensor shown nonselective response can be used. When using a sensor whose sensor output value responds with a sensitivity of 1: S: V to the concentrations of NO, NO 2 and NH 3 , for example, NO is a (ppm), NO 2 is b (ppm), NH If the 3 has established a NO x sensor in the gas contained c (ppm), the NO x sensor output indicates the value of a + (b × S) + (C × V).

　図４のように排ガスダクト４０１中にＮＯがａ（ｐｐｍ）、ＮＯ２がｂ（ｐｐｍ）、ＮＨ３がｃ（ｐｐｍ）含まれるガスをサンプリングプローブ４０２で採取しＡ及びＢ系列へ分岐する。Ａ系列にはＮＯ２還元触媒４０６を通過したあとにＮＯｘセンサ４０３を設置し、ＮＯｘセンサ４０３の後に脱硝触媒４０７を設置して、その後にＮＯｘセンサ４０４を設置する。Ｂ系列ではアンモニア酸化触媒４０８を通過したあとにＮＯｘセンサ４０５を設置する。
　また、ＮＯガス供給源４１０の出口はプロープ４０２に接続され、所定量ｄ（ｐｐｍ）のＮＯ濃度が、排ガスとともにＡ及びＢ系列へ供給される。
　すなわち、ＮＯ供給源４１０からｄ（ｐｐｍ）のＮＯを排ガスに供給すると、Ａ及びＢ系列へは、ＮＯがａ＋ｄ（ｐｐｍ）、ＮＯ２がｂ（ｐｐｍ）、ＮＨ３ がｃ（ｐｐｍ）のガスが供給される。 As shown in FIG. 4, a gas containing a (ppm) of NO, b (ppm) of NO 2 , and c (ppm) of NH 3 in an exhaust gas duct 401 is collected by a sampling probe 402 and branched into A and B series. The A series established the NO x sensor 403 after passing through the NO 2 reduction catalyst 406, by installing the denitration catalyst 407 after of the NO x sensor 403, and then to install a NO x sensor 404. The B series installing the NO x sensor 405 after passing through the ammonia oxidation catalyst 408.
An outlet of the NO gas supply source 410 is connected to the probe 402, and a predetermined amount d (ppm) of NO concentration is supplied to the A and B series together with the exhaust gas.
That is, when d (ppm) NO is supplied to the exhaust gas from the NO supply source 410, the gas of NO is a + d (ppm), NO 2 is b (ppm), and NH 3 is c (ppm) to the A and B series. Supplied.

　Ａ系列のＮＯｘセンサ４０３のＮＯｘ測定値をｅ（ｐｐｍ）、ＮＯｘセンサ４０４のＮＯｘ測定値をｆ（ｐｐｍ）、Ｂ系列のＮＯｘセンサ４０５のＮＯｘ測定値をｇ（ｐｐｍ）とする。
　Ａ系列に配置したＮＯ２還元触媒４０６は式（ｌ）の反応が起こるので、ＮＯｘセンサ４０３には次のガス組成が供給される。
　　ＮＯ　：ａ＋ｂ＋ｄ（ｐｐｍ）
　　ＮＨ３ ：　ｃ　（ｐｐｍ）
　したがって、ＮＯｘセンサ４０３のＮＯｘ測定値ｅ（ｐｐｍ）は、
　　ｅ＝（ａ＋ｂ＋ｄ）＋（ｃ×Ｖ）　・・・（１１）
　次に、Ａ系列に配置した脱硝触媒４０７は式（６）が起こるので、ＮＯｘセンサ４０４には次のガス組成が供給される。
　　ＮＯ濃度：（ａ＋ｂ＋ｄ）―ｃ
　　ＮＨ３濃度：ｃ−（ａ＋ｂ＋ｄ）
　したがって、ＮＯｘセンサ４０４のＮＯｘ測定値ｆ（ｐｐｍ）は、
　　ｆ＝（（ａ＋ｂ＋ｄ）―ｃ）＋（ｃ―（ａ＋ｂ＋ｄ））×Ｖ The NO x measurements of A series of the NO x sensor 403 e (ppm), NO x sensor 404 of the NO x measurements f (ppm), NO x measurements g of the NO x sensor 405 of B series (ppm) And
Since the reaction represented by the formula (1) occurs in the NO 2 reduction catalyst 406 arranged in the A series, the following gas composition is supplied to the NO x sensor 403.
NO: a + b + d (ppm)
NH 3 : c (ppm)
Therefore, the measured NO x value e (ppm) of the NO x sensor 403 is
e = (a + b + d) + (c × V) (11)
Then, since the denitration catalyst 407 disposed in the A series the formula (6) occurs, the following gas composition is supplied to the NO x sensor 404.
NO concentration: (a + b + d) -c
NH 3 concentration: c- (a + b + d )
Therefore, the measured NO x value f (ppm) of the NO x sensor 404 is
f = ((a + b + d) −c) + (c− (a + b + d)) × V

　ここで、ＮＯガス供給源からのＮＯ量を測定系内のアンモニアを全て反応消費する量まで供給すると、反応（６）の脱硝反応により、アンモニアは残存することなく、消費されるので、
　　ＮＨ３濃度：（ｃ−（ａ＋ｂ＋ｄ））＝０
となり、センサ４０４のＮＯｘ測定値ｆ（ｐｐｍ）は、
　　ｆ＝（ａ＋ｂ＋ｄ）−ｃ　・・・（１２）
で表される。
　Ｂ系列に配置した触媒４０８は式（５）の反応が起こるので、センサ４０５には次のガス組成が供給される。
　ＮＯ濃度：ａ＋ｃ＋ｄ（ｐｐｍ）
　ＮＯ２濃度：ｂ（ｐｐｍ）
　したがって、ＮＯｘセンサ４０５のＮＯｘ測定値ｇ（ｐｐｍ）は、
　ｇ＝（ａ＋ｃ＋ｄ）＋ｂ×Ｓ　・・・（１３） Here, if the amount of NO from the NO gas supply source is supplied to the amount by which all the ammonia in the measurement system is consumed by the reaction, the ammonia is consumed without remaining by the denitration reaction of the reaction (6).
NH 3 concentration: (c- (a + b + d)) = 0
And the measured NO x value f (ppm) of the sensor 404 is
f = (a + b + d) -c (12)
Is represented by
Since the reaction of the formula (5) occurs in the catalysts 408 arranged in the B series, the following gas composition is supplied to the sensor 405.
NO concentration: a + c + d (ppm)
NO 2 concentration: b (ppm)
Therefore, the measured NO x value g (ppm) of the NO x sensor 405 is
g = (a + c + d) + b × S (13)

　ここで、ＮＯｘセンサ４０３、４０４及び４０５のＮＯｘ測定値、すなわちｅ、ｆ及びｇ（ｐｐｍ）をもとに、次式でＮＨ３、ＮＯ２、及びＮＯ濃度を求めることができる。
・演算ＮＨ３濃度
　ｅ−ｆ＝（（ａ＋ｂ＋ｄ）＋（ｃ×Ｖ）―（（ａ＋ｂ＋ｄ）一ｃ））
　　　＝（ｃ×Ｖ）＋ｃ
　　　＝ｃ（ｌ＋Ｖ）
　したがって、ＮＨ３濃度ｃ（ｐｐｍ）は次式で得られる。
　ｃ＝（ｅ―ｆ）／（１＋Ｖ）　・・・（１４） Here, NO x measurements of the NO x sensor 403, 404 and 405, i.e. e, based on f and g a (ppm), can be obtained NH 3, NO 2, and NO concentration by the following equation.
Calculation NH 3 concentration ef = ((a + b + d) + (c × V) − ((a + b + d) −c))
= (C × V) + c
= C (l + V)
Therefore, the NH 3 concentration c (ppm) is obtained by the following equation.
c = (ef) / (1 + V) (14)

・演算ＮＯ２濃度
　ｇ−ｅ＝｛（ａ＋ｃ＋ｄ）＋ｂｘＳ｝―｛（ａ＋ｂ＋ｄ）＋（ｃ×Ｖ）｝
　　　　＝ｃ（１−Ｖ）＋ｂ（Ｓ−１）
　したがって、ＮＯ２濃度ｂ（ｐｐｍ）は次式で得られる。
　ｂ＝｛（ｇ−ｅ）−ｃ（１−Ｖ）｝／（Ｓ−１）　・・・（１５）
・演算ＮＯ濃度
　式（１３）より
　ａ＝　ｇ―ｂ×Ｓ―ｃ―ｄ　・・・（ｌ６）
　ここで、ｇはＮＯｘセンサ４０５の出力値、ｂ及びｃは演算で求めた濃度、ｄは注入ＮＯ濃度である。
　（１４）〜（１６）式の計算は、演算器９で行う。
　本実施の形態によれば、ＮＯ、ＮＯ２及びＮＨ３を含む排ガス中のＮＯ、ＮＯ２及びＮＨ３濃度をＮＯｘセンサにより測定できる。 Calculation NO 2 concentration g−e = {(a + c + d) + bxS} − {(a + b + d) + (c × V)}
= C (1-V) + b (S-1)
Therefore, the NO 2 concentration b (ppm) is obtained by the following equation.
b = {(ge) -c (1-V)} / (S-1) (15)
・ Calculated NO concentration From equation (13), a = g−b × S−c−d (16)
Here, g is the output value of the NO x sensor 405, b and c is concentration obtained by the calculation, d is the infusion concentration of NO.
The calculation of the expressions (14) to (16) is performed by the arithmetic unit 9.
According to the present embodiment, NO, NO in exhaust gas containing NO 2 and NH 3, NO 2 and NH 3 concentration can be measured by NO x sensor.

本発明にかかる煙道排ガス中のＮＯｘ分析装置の一実施の形態を説明する概念図である。It is a conceptual diagram illustrating one embodiment of the NO x analyzer in the flue gas according to the present invention. 本発明にかかる煙道排ガス中のＮＯｘ分析装置の他の実施の形態を説明する概念図である。It is a conceptual diagram illustrating another embodiment of the NO x analyzer in the flue gas according to the present invention. 煙道排ガス中のＮＯｘ分析装置の参考となる形態を説明する概念図である。It is a conceptual diagram illustrating a form that can be used as a guide of the NO x analyzer in the flue gas. 本発明にかかる煙道排ガス中のＮＯｘ分析装置の他の実施の形態を説明する概念図である。It is a conceptual diagram illustrating another embodiment of the NO x analyzer in the flue gas according to the present invention.

符号の説明Explanation of reference numerals

　１、２０１、３０１、４０１　ダクト
　２、２０２、３０２、４０２　プローブ
　３、４、２０３、３０３、３０４、４０３、４０４、４０５　ＮＯｘセンサ
　５、４０６　Ｎ０２ 還元触媒
　６、３０８、４０９　演算器
　３０５、４０８　アンモニア酸化触媒
　３０６、４０７　脱硝触媒
　３０７、４１０　ＮＯガス供給源 1, 201, 301, and 401 duct 2,202,302,402 probe 3,4,203,303,304,403,404,405 NO x sensor 5,406 N0 2 reducing catalyst 6,308,409 calculator 305, 408 Ammonia oxidation catalyst 306, 407 Denitration catalyst 307, 410 NO gas supply source

Claims (3)

アンモニア注入前のガス組成を有する煙道排ガス中のＮＯｘ分析装置であって、煙道中に配設した排ガスサンプリングプローブと、該排ガスサンプリングプローブからの排ガスサンプルを受ける二系列の測定ラインと、該測定ラインのうち未処理の排ガスが流れる一方の測定ラインに配設したＮＯｘセンサと、他方の測定ラインに配設したＮＯ２の還元触媒と、該ＮＯ２の還元触媒の下流に配設したＮＯｘセンサと、上記二のＮＯｘセンサからのセンサ出力を受けてＮＯ及びＮＯ２濃度を演算計測する演算器とを含むＮＯ及びＮＯ２を含有する煙道排ガス中のＮＯｘ分析装置。 A NO x analyzer in the flue gas having the composition of the gas prior to the ammonia injection, and exhaust gas sampling probe disposed in the flue, the measurement line of the two lines for receiving the exhaust gas sample from the exhaust gas sampling probe, the and NO x sensor untreated exhaust gas is disposed on one of the measurement line flowing out of the measuring line, and reduction catalyst NO 2 which is arranged in the other measurement line, is disposed downstream of the reduction catalyst of the NO 2 NO x sensor and, NO x analyzer in the flue gas containing NO and NO 2 which comprises a calculator for calculating the measurement of NO and NO 2 concentrations receives the sensor output from the NO x sensor of the fold. アンモニア注入後のガス組成を有する煙道排ガス中のＮＯｘ分析装置であって、煙道中に配設した排ガスサンプリングプローブと、ＮＯｘセンサと、該ＮＯｘセンサの上流に設けた排ガス中のアンモニアを分解するアンモニア分解触媒とを含むＮＯを含有しＮＯ２をほとんど含有しない煙道排ガス中のＮＯｘ分析装置。 A NO x analyzer in the flue gas having a gas composition after ammonia injection, and exhaust gas sampling probe disposed in the flue, the NO x sensor, ammonia in the exhaust gas which is provided upstream of the NO x sensor nO x analyzer in the flue gas which contains almost no by nO 2 containing a nO containing the ammonia decomposing catalyst for decomposing. 煙道中に配設した排ガスサンプリングプローブと、該排ガスサンプリングプローブからの排ガスサンプルを受ける二系列の測定ラインと、上記排ガスサンプリングプローブに出口が接続されたＮＯガス供給源と、一方の測定ラインに配設したＮＯ２の還元触媒と、該ＮＯ２の還元触媒の下流に配設したＮＯｘセンサと、該ＮＯｘセンサの下流に配設した脱硝触媒と、該脱硝触媒の下流に配設したＮＯｘセンサと、他方の測定ラインに配設したアンモニア酸化触媒と、該アンモニア酸化触媒の下流に配設したＮＯｘセンサと、上記三のＮＯｘセンサからのセンサ出力を受けてＮＯ、ＮＯ２及びＮＨ３濃度を演算計測する演算器とを含むＮＯ、ＮＯ２及びＮＨ３を含有する煙道排ガス中のＮＯｘ分析装置。 An exhaust gas sampling probe disposed in the flue, two series of measurement lines for receiving exhaust gas samples from the exhaust gas sampling probe, a NO gas supply source having an outlet connected to the exhaust gas sampling probe, and one of the measurement lines. A NO 2 reduction catalyst provided, a NO x sensor provided downstream of the NO 2 reduction catalyst, a denitration catalyst provided downstream of the NO x sensor, and a NO catalyst provided downstream of the NO x catalyst. and x sensor, the ammonia oxidation catalyst is disposed on the other of the measuring line, and NO x sensor arranged downstream of the ammonia oxidation catalyst, NO receives the sensor output from the NO x sensor the three, NO 2 and NH 3 NO including a calculator that the concentration calculating measurement, NO x analyzer in the flue gas containing NO 2 and NH 3.
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