JP3189448B2 - 排ガス用NH3・NOx濃度測定装置 - Google Patents
排ガス用NH3・NOx濃度測定装置Info
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- JP3189448B2 JP3189448B2 JP35306392A JP35306392A JP3189448B2 JP 3189448 B2 JP3189448 B2 JP 3189448B2 JP 35306392 A JP35306392 A JP 35306392A JP 35306392 A JP35306392 A JP 35306392A JP 3189448 B2 JP3189448 B2 JP 3189448B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、燃焼排ガス中のアンモ
ニア(NH3)ガス及び窒素酸化物(NOx)の濃度を測
定する装置に関する。
ニア(NH3)ガス及び窒素酸化物(NOx)の濃度を測
定する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】石油等を燃焼する装置から排出されるガ
ス(燃焼排ガス)には有害なNOxが含まれているた
め、大気に放出される前に脱硝処理を施さなければなら
ない。脱硝装置では、燃焼排ガスにNH3ガスを加える
ことにより、窒素酸化物を無害な窒素ガスと水に変換す
る。しかし、脱硝装置で使用するNH3ガスが大気に放
出されると二次公害を引き起こすことになるため、脱硝
装置から出されるガス中のNH3濃度も監視する必要が
ある。
ス(燃焼排ガス)には有害なNOxが含まれているた
め、大気に放出される前に脱硝処理を施さなければなら
ない。脱硝装置では、燃焼排ガスにNH3ガスを加える
ことにより、窒素酸化物を無害な窒素ガスと水に変換す
る。しかし、脱硝装置で使用するNH3ガスが大気に放
出されると二次公害を引き起こすことになるため、脱硝
装置から出されるガス中のNH3濃度も監視する必要が
ある。
【0003】このために用いられる排ガス用NH3・N
Ox濃度測定装置は、図3に示すように、プローブ11
と処理部20とから成る。プローブ11は煙道(煙突
等)の壁17に固定され、煙道の中を流れる燃焼排ガス
を吸入口14、15から吸入する。一方の吸入口14か
ら吸入された排ガスはプローブ11内に設けられた反応
部12を通過した後に処理部20へ送られ、他方の吸入
口15から吸入された排ガスはそのまま処理部20へ送
られる。反応部12にはヒータと還元触媒13が備えら
れており、排ガス中のNH3は全て、還元触媒13の存
在下で次のような反応により排ガス中のNOと反応して
窒素と水になる。 NH3+NO+1/4O2 → N2+3/2H2O
Ox濃度測定装置は、図3に示すように、プローブ11
と処理部20とから成る。プローブ11は煙道(煙突
等)の壁17に固定され、煙道の中を流れる燃焼排ガス
を吸入口14、15から吸入する。一方の吸入口14か
ら吸入された排ガスはプローブ11内に設けられた反応
部12を通過した後に処理部20へ送られ、他方の吸入
口15から吸入された排ガスはそのまま処理部20へ送
られる。反応部12にはヒータと還元触媒13が備えら
れており、排ガス中のNH3は全て、還元触媒13の存
在下で次のような反応により排ガス中のNOと反応して
窒素と水になる。 NH3+NO+1/4O2 → N2+3/2H2O
【0004】従って、処理部20において、反応部12
を通過した排ガス(この経路をNH3ライン18と呼
ぶ)中のNO量と、吸入したままの排ガス(この経路を
NOxライン19と呼ぶ)中のNO量を、各ライン毎に
設けられたNOx計23、24で測定し、減算器25で
両者の差をとることにより、煙道を流れる排ガス中のN
H3濃度を測定することができる。また、排ガス中のN
Oxの濃度は、NOxラインのNOx計24の出力により
測定される。なお、燃焼排ガス中にはNOとNO2とが
含まれるが(これらを総称してNOxと呼ぶ)、NO2は
図示せぬコンバータにより全てNOに変換され、NOx
計においてはNOの量を測定することにより、排ガス中
のNOxの総量を測定する。
を通過した排ガス(この経路をNH3ライン18と呼
ぶ)中のNO量と、吸入したままの排ガス(この経路を
NOxライン19と呼ぶ)中のNO量を、各ライン毎に
設けられたNOx計23、24で測定し、減算器25で
両者の差をとることにより、煙道を流れる排ガス中のN
H3濃度を測定することができる。また、排ガス中のN
Oxの濃度は、NOxラインのNOx計24の出力により
測定される。なお、燃焼排ガス中にはNOとNO2とが
含まれるが(これらを総称してNOxと呼ぶ)、NO2は
図示せぬコンバータにより全てNOに変換され、NOx
計においてはNOの量を測定することにより、排ガス中
のNOxの総量を測定する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記測定システムによ
るNH3濃度の測定は、原理的に、煙道排ガス中のNH3
量[NH3]が化学量論的にNO量[NO]よりも少な
いときのみ可能であり、[NH3]>[NO]の場合は
不可能である。本発明はこのような課題を解決するため
に成されたものであり、その目的とするところは、[N
H3]>[NO]の場合でもNH3の濃度を測定すること
のできる排ガス用NH3・NOx濃度測定装置を提供する
ことにある。
るNH3濃度の測定は、原理的に、煙道排ガス中のNH3
量[NH3]が化学量論的にNO量[NO]よりも少な
いときのみ可能であり、[NH3]>[NO]の場合は
不可能である。本発明はこのような課題を解決するため
に成されたものであり、その目的とするところは、[N
H3]>[NO]の場合でもNH3の濃度を測定すること
のできる排ガス用NH3・NOx濃度測定装置を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明に係る排ガス用NH3・NOx濃度測定
装置は、 a)測定対象排ガスに既知の濃度の標準NO(一酸化窒
素)ガスを添加するための標準NOガス添加部と、 b)標準NOガス添加部から排出されるガス中のNOの濃
度を測定する第1NO測定部と、 c)標準NOガス添加部から排出されるガス中のアンモニ
アガスとNOガスとを触媒下で反応させる反応部と、 d)反応部から排出されるガス中のNOの濃度を測定する
第2NO測定部と、 e)標準NOガス添加部における測定対象排ガスへの標準
NOガスの添加を制御するとともに、標準NOガスを添
加したときの第1及び第2NO測定部の測定値より測定
対象排ガス中のアンモニアガス濃度を、標準NOガスを
添加しないときの第1測定部の測定値より測定対象排ガ
ス中のNOxの濃度を、それぞれ算出する制御部とを備
えることを特徴としている。
に成された本発明に係る排ガス用NH3・NOx濃度測定
装置は、 a)測定対象排ガスに既知の濃度の標準NO(一酸化窒
素)ガスを添加するための標準NOガス添加部と、 b)標準NOガス添加部から排出されるガス中のNOの濃
度を測定する第1NO測定部と、 c)標準NOガス添加部から排出されるガス中のアンモニ
アガスとNOガスとを触媒下で反応させる反応部と、 d)反応部から排出されるガス中のNOの濃度を測定する
第2NO測定部と、 e)標準NOガス添加部における測定対象排ガスへの標準
NOガスの添加を制御するとともに、標準NOガスを添
加したときの第1及び第2NO測定部の測定値より測定
対象排ガス中のアンモニアガス濃度を、標準NOガスを
添加しないときの第1測定部の測定値より測定対象排ガ
ス中のNOxの濃度を、それぞれ算出する制御部とを備
えることを特徴としている。
【0007】
【作用】制御部は、標準NOガス添加部において測定対
象排ガスに標準NOガスを添加するときは、排ガス中の
NH3ガスの量を超える程度の量の標準NOガスを添加
する。従って、標準NOガスを添加したときは、反応部
において、排ガス中の全てのNH3がNOと反応する。
このとき、第2NO測定部により測定されるNOの量
は、化学量論的に [排ガス中のNO量]+[添加された標準NOガスのN
O量]−[排ガス中のNH3量]=A である。また、第1NO測定部により測定されるNOの
濃度は、 [排ガス中のNOガス量]+[添加された標準NOガス
のNO量]=B である。従って、第1NO測定部により測定される値B
から第2NO測定部により測定される値Aを引くことに
より、[排ガス中のNH3量]を得ることができ、NH3
濃度を決定することができる。
象排ガスに標準NOガスを添加するときは、排ガス中の
NH3ガスの量を超える程度の量の標準NOガスを添加
する。従って、標準NOガスを添加したときは、反応部
において、排ガス中の全てのNH3がNOと反応する。
このとき、第2NO測定部により測定されるNOの量
は、化学量論的に [排ガス中のNO量]+[添加された標準NOガスのN
O量]−[排ガス中のNH3量]=A である。また、第1NO測定部により測定されるNOの
濃度は、 [排ガス中のNOガス量]+[添加された標準NOガス
のNO量]=B である。従って、第1NO測定部により測定される値B
から第2NO測定部により測定される値Aを引くことに
より、[排ガス中のNH3量]を得ることができ、NH3
濃度を決定することができる。
【0008】また、排ガス中のNOx濃度は、標準NO
ガス添加部において測定対象排ガスに標準NOガスを添
加しないときの第1NOガス測定部の測定値そのものよ
り求めることができる。
ガス添加部において測定対象排ガスに標準NOガスを添
加しないときの第1NOガス測定部の測定値そのものよ
り求めることができる。
【0009】なお、測定対象排ガス中のアンモニアガス
濃度を連続的に測定したいときは、制御部により標準N
Oガスの添加・不添加を定期的に切り替え、各場合にお
いて上記同様の処理を行なうようにすればよい。
濃度を連続的に測定したいときは、制御部により標準N
Oガスの添加・不添加を定期的に切り替え、各場合にお
いて上記同様の処理を行なうようにすればよい。
【0010】
【実施例】本発明の一実施例を図1及び図2により説明
する。図1は本実施例のNH3−NOx測定装置の構成を
示す図であり、図3に示した従来の装置と共通の要素に
は共通の番号を付している。本実施例の装置では、プロ
ーブ11の中に混合部31が設けられている。混合部3
1は反応部12よりも前の方(吸入口30側)に設けら
れ、NH3ライン18及びNOxライン19は共に混合部
31から引き出すようになっている。また、混合部31
へは、外部から、既知のNO濃度を有する標準NOガス
34が電磁弁32を介して供給される。
する。図1は本実施例のNH3−NOx測定装置の構成を
示す図であり、図3に示した従来の装置と共通の要素に
は共通の番号を付している。本実施例の装置では、プロ
ーブ11の中に混合部31が設けられている。混合部3
1は反応部12よりも前の方(吸入口30側)に設けら
れ、NH3ライン18及びNOxライン19は共に混合部
31から引き出すようになっている。また、混合部31
へは、外部から、既知のNO濃度を有する標準NOガス
34が電磁弁32を介して供給される。
【0011】処理部20には減算器25の代わりに制御
部26が設けられ、両ライン18、19のNOx計2
3、24からの測定値出力は、制御部26により後述の
ように処理される。制御部26は上述の電磁弁32とも
接続されており、そのON/OFFの切り替えを制御す
る。
部26が設けられ、両ライン18、19のNOx計2
3、24からの測定値出力は、制御部26により後述の
ように処理される。制御部26は上述の電磁弁32とも
接続されており、そのON/OFFの切り替えを制御す
る。
【0012】本実施例のNH3−NOx測定装置の動作は
次の通りである。NH3ライン18及びNOライン19
にはそれぞれ処理部20にポンプ21、22が設けられ
ており、常時、吸入口30から煙道の燃焼排ガスを吸入
している。なお、吸入された燃焼排ガス中のNO2は全
て、図示せぬNO2/NOコンバータによりNOに変換
される。
次の通りである。NH3ライン18及びNOライン19
にはそれぞれ処理部20にポンプ21、22が設けられ
ており、常時、吸入口30から煙道の燃焼排ガスを吸入
している。なお、吸入された燃焼排ガス中のNO2は全
て、図示せぬNO2/NOコンバータによりNOに変換
される。
【0013】図2(a)に示すように、制御部26は電
磁弁32を一定の周期でON/OFFさせることによ
り、一定の周期で混合部31に標準NOガスを添加し、
及び、添加を停止する。電磁弁32がONとされた時に
は、所定の流量の標準NOガスが混合部31に供給さ
れ、そこで吸入口30から吸入される排ガスと混合され
て、NH3ライン18及びNOxライン19に引き出され
る。ここで、混合部31に供給される標準NOガスの流
量は、そのNO成分の量が煙道を流れる燃焼排ガス中の
NH3ガスの量を超える程度の値としておく。
磁弁32を一定の周期でON/OFFさせることによ
り、一定の周期で混合部31に標準NOガスを添加し、
及び、添加を停止する。電磁弁32がONとされた時に
は、所定の流量の標準NOガスが混合部31に供給さ
れ、そこで吸入口30から吸入される排ガスと混合され
て、NH3ライン18及びNOxライン19に引き出され
る。ここで、混合部31に供給される標準NOガスの流
量は、そのNO成分の量が煙道を流れる燃焼排ガス中の
NH3ガスの量を超える程度の値としておく。
【0014】NH3ラインでは、混合部31から引き出
された混合ガスは反応部12に入り、そこで還元触媒の
下、次のような反応が生じる。 NH3+NO+1/4O2 → N2+3/2H2O 混合ガス中のNH3ガス(すなわち、煙道を流れている
排ガス中のNH3ガス)は反応部12において全てNO
と反応し、混合ガス中のNOを消費する。反応部12を
出たガスは処理部20へ引き込まれ、NOx計23によ
りそのNO濃度が測定される。この測定値Caは制御部
26に送られる。
された混合ガスは反応部12に入り、そこで還元触媒の
下、次のような反応が生じる。 NH3+NO+1/4O2 → N2+3/2H2O 混合ガス中のNH3ガス(すなわち、煙道を流れている
排ガス中のNH3ガス)は反応部12において全てNO
と反応し、混合ガス中のNOを消費する。反応部12を
出たガスは処理部20へ引き込まれ、NOx計23によ
りそのNO濃度が測定される。この測定値Caは制御部
26に送られる。
【0015】NOxラインでは、混合部31から出され
た混合ガスはそのまま処理部20へ送られ、NOx計2
4によりそのNO濃度が測定される。この測定値Cbも
制御部26に送られる。制御部26は、両NOx計2
3、24から送られてくる測定値Ca及びCbより、[C
b−Ca]として、煙道を流れる燃焼排ガス中のNH3ガ
スの濃度を算出する。
た混合ガスはそのまま処理部20へ送られ、NOx計2
4によりそのNO濃度が測定される。この測定値Cbも
制御部26に送られる。制御部26は、両NOx計2
3、24から送られてくる測定値Ca及びCbより、[C
b−Ca]として、煙道を流れる燃焼排ガス中のNH3ガ
スの濃度を算出する。
【0016】制御部26により電磁弁32がOFFとさ
れた時には、標準NOガスは混合部31へは供給され
ず、NH3ライン18及びNOxライン19へは煙道から
吸入された燃焼排ガスそのものが引き出される。従っ
て、NOxライン19のNOx計24により測定されるN
O濃度は、煙道を流れる燃焼排ガス中のNOx濃度その
ものである。
れた時には、標準NOガスは混合部31へは供給され
ず、NH3ライン18及びNOxライン19へは煙道から
吸入された燃焼排ガスそのものが引き出される。従っ
て、NOxライン19のNOx計24により測定されるN
O濃度は、煙道を流れる燃焼排ガス中のNOx濃度その
ものである。
【0017】従って、制御部26が電磁弁32のON/
OFFを一定周期で切り替えると、図2(b)に示すよ
うに、NOxライン19ではNOの濃度が、標準NOガ
スが添加されたときの高濃度の状態と、煙道の排ガスの
ままの低濃度の状態との間で変化する。また、NH3ラ
インにおけるNOの濃度は、(b)の濃度カーブから、
反応部でNH3ガスとの反応(この反応は、電磁弁32
のON/OFFに拘りなく生じている)で消費される分
を差し引いたカーブ(c)となる。そして、上記演算に
より制御部26は、NH3の濃度値及びNOxの濃度値を
それぞれ(d)及び(e)のように出力する。なお、N
H3の濃度値及びNOxの濃度値の出力が電磁弁32の切
り替えのタイミングよりも遅れるのは、ガスがプローブ
11から処理部20へ移動するのに時間を要するためで
ある。従って、電磁弁32の切り替えの周期は、プロー
ブ11から処理部20へのガスの移動時間を考慮して、
それよりも十分長い時間とすることが望ましい。
OFFを一定周期で切り替えると、図2(b)に示すよ
うに、NOxライン19ではNOの濃度が、標準NOガ
スが添加されたときの高濃度の状態と、煙道の排ガスの
ままの低濃度の状態との間で変化する。また、NH3ラ
インにおけるNOの濃度は、(b)の濃度カーブから、
反応部でNH3ガスとの反応(この反応は、電磁弁32
のON/OFFに拘りなく生じている)で消費される分
を差し引いたカーブ(c)となる。そして、上記演算に
より制御部26は、NH3の濃度値及びNOxの濃度値を
それぞれ(d)及び(e)のように出力する。なお、N
H3の濃度値及びNOxの濃度値の出力が電磁弁32の切
り替えのタイミングよりも遅れるのは、ガスがプローブ
11から処理部20へ移動するのに時間を要するためで
ある。従って、電磁弁32の切り替えの周期は、プロー
ブ11から処理部20へのガスの移動時間を考慮して、
それよりも十分長い時間とすることが望ましい。
【0018】
【発明の効果】本発明に係るNH3・NOx濃度測定装置
では、測定対象である燃焼排ガスに標準NOガスを添加
する場合と添加しない場合とを設け、添加する場合に
は、排ガス中のアンモニアガスを全てNOと反応させる
ことにより、アンモニアガスの量を正確に測定すること
ができる。また、標準NOガスを添加しない時にNOx
の量を測定するため、NH3とNOxの双方の濃度を正確
に測定することができる。さらの、標準NOガスの添加
と不添加とを交互に繰り返すことにより、オンラインに
よる連続的濃度測定が可能となる。
では、測定対象である燃焼排ガスに標準NOガスを添加
する場合と添加しない場合とを設け、添加する場合に
は、排ガス中のアンモニアガスを全てNOと反応させる
ことにより、アンモニアガスの量を正確に測定すること
ができる。また、標準NOガスを添加しない時にNOx
の量を測定するため、NH3とNOxの双方の濃度を正確
に測定することができる。さらの、標準NOガスの添加
と不添加とを交互に繰り返すことにより、オンラインに
よる連続的濃度測定が可能となる。
【図1】 本発明の一実施例である燃焼排ガス用NH3
・NOx濃度測定装置の構成図。
・NOx濃度測定装置の構成図。
【図2】 実施例のNH3・NOx濃度測定装置の動作の
様子を示すタイムチャート。
様子を示すタイムチャート。
【図3】 従来の燃焼排ガス用NH3・NOx濃度測定装
置の構成図。
置の構成図。
11…プローブ 12…反応部 13…還元触媒 14、15、3
0…吸入口 17…煙道の壁 23、24…N
Ox計 25…減算器 26…制御部 31…混合部 32…電磁弁 34…標準NOガス
0…吸入口 17…煙道の壁 23、24…N
Ox計 25…減算器 26…制御部 31…混合部 32…電磁弁 34…標準NOガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−315027(JP,A) 特開 昭64−73235(JP,A) 特開 昭53−112794(JP,A) 特開 平1−147339(JP,A) 実開 昭57−203364(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 1/00 - 1/34 JICSTファイル(JOIS)
Claims (1)
- 【請求項1】 a)測定対象排ガスに既知の濃度の標準N
O(一酸化窒素)ガスを添加するための標準NOガス添
加部と、 b)標準NOガス添加部から排出されるガス中のNOの濃
度を測定する第1NO測定部と、 c)標準NOガス添加部から排出されるガス中のアンモニ
アガスとNOガスとを触媒下で反応させる反応部と、 d)反応部から排出されるガス中のNOの濃度を測定する
第2NO測定部と、 e)標準NOガス添加部における測定対象排ガスへの標準
NOガスの添加・不添加を制御するとともに、標準NO
ガスを添加したときの第1及び第2NO測定部の測定値
より測定対象排ガス中のアンモニアガス濃度を、標準N
Oガスを添加しないときの第1測定部の測定値より測定
対象排ガス中のNOxの濃度を、それぞれ算出する制御
部とを備えることを特徴とする排ガス用NH3・NOx濃
度測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35306392A JP3189448B2 (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | 排ガス用NH3・NOx濃度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35306392A JP3189448B2 (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | 排ガス用NH3・NOx濃度測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06174611A JPH06174611A (ja) | 1994-06-24 |
JP3189448B2 true JP3189448B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
ID=18428314
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35306392A Expired - Fee Related JP3189448B2 (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | 排ガス用NH3・NOx濃度測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3189448B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5126047A (en) * | 1990-05-07 | 1992-06-30 | The Carborundum Company | Molten metal filter |
-
1992
- 1992-12-10 JP JP35306392A patent/JP3189448B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06174611A (ja) | 1994-06-24 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |