JP7022777B2 - 含塵工業オフガスの化学成分を分析するためのシステムおよび方法 - Google Patents
含塵工業オフガスの化学成分を分析するためのシステムおよび方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7022777B2 JP7022777B2 JP2020046262A JP2020046262A JP7022777B2 JP 7022777 B2 JP7022777 B2 JP 7022777B2 JP 2020046262 A JP2020046262 A JP 2020046262A JP 2020046262 A JP2020046262 A JP 2020046262A JP 7022777 B2 JP7022777 B2 JP 7022777B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- sampling
- sample
- sampling chamber
- coherent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 45
- 239000000428 dust Substances 0.000 title description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 title description 10
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 211
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 108
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 83
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 69
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 65
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 37
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 34
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 29
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 claims description 20
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 14
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 claims description 14
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 8
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 7
- 230000032258 transport Effects 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 448
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 176
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 description 49
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 34
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 18
- 230000004044 response Effects 0.000 description 15
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 11
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 8
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 8
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 8
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 7
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 6
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 5
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 2
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000009845 electric arc furnace steelmaking Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000010249 in-situ analysis Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003434 inspiratory effect Effects 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000391 smoking effect Effects 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N21/03—Cuvette constructions
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N21/03—Cuvette constructions
- G01N21/05—Flow-through cuvettes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/39—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
- G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
- G01N33/004—CO or CO2
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
- G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
- G01N33/005—H2
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/39—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers
- G01N2021/396—Type of laser source
- G01N2021/399—Diode laser
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/251—Colorimeters; Construction thereof
- G01N21/253—Colorimeters; Construction thereof for batch operation, i.e. multisample apparatus
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Optical Measuring Cells (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Description
本出願は、2014年8月15日に出願された米国特許仮出願第62/037821号の米国特許法第119条(e)項の優先権および利益を主張し、この仮出願の開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
- N2の分析は、通気条件の過剰および過少の両方を回避するために発煙システム吸気を評価および動的制御するのに有効である。
- CO、H2、O2、およびN2の分析は、EAFが過剰酸化性雰囲気または過剰還元性雰囲気において動作しているか否かを判定するのに有効である。
- CO、CO2、およびH2の分析は、バーナを最適化および動的制御するのに、ならびに充填炭素作業を最適化するのに有効である。
- COおよびCO2の分析は、炭素注入器を最適化および動的制御するのに有効である。
- CO、H2、およびO2の分析は、酸素ランスを最適化および動的制御するのに有効である。
- H2およびHO2蒸気の分析は、炉内への水パネル漏れの開始を判定するのに有効である。
- CO、CO2、H2、O2、H2O蒸気、およびN2の分析は、EAFプロセスのリアルタイムの質量およびエネルギーバランスに近接するために必要とされる。
1.抽出システムは、発煙ダクト内に位置決めされたプローブを介してプロセスオフガスの試料を連続的に抽出するために真空ポンプを使用し、前記プローブは、連続ガス分析器にオフガス試料を送る中空のしばしば加熱される導管に連結される。E.J. Evensonの米国特許第5,777,241号は、製鋼プロセスの最適化および制御のためのかかる抽出システムについて記載している。分析すべきガス種に応じて、殆どのガス種を分析し得る質量分析、COおよびCO2を分析するための標準的方法である非分散型赤外線分析(NDIR)、O2分析およびH2分析のそれぞれのための標準的方法である固相電気化学セルおよび熱伝導率を含む様々な分析方法が、抽出技術と共に利用される。
2.in situレーザシステムは、光検出器により後で受光するために、発煙ダクト内を流れるオフガスを通して可視の近赤外線域および中赤外線域内の単一ビームまたは複合ビームまたは複数の個別のビームを送信する。D.K. Ottesenの米国特許第5,984,998号およびS.C. Jepsonの米国特許第6,748,004号は、オフガスの化学成分を測定するためのin situレーザシステムの例を提示している。一般的に、送信されるレーザ波長は、対象のガス種の特定の分光線に関して変調される。検出されるビームにおける吸収量は、後にオフガス中のその特定の種の濃度を算出するために使用される。複数のレーザが、分析すべきガス種に応じて必要とされ、典型的にはCO2およびH2O蒸気に適した波長を有する1つの近赤外線域レーザと、COに適した波長を有する第2の近赤外線域レーザと、O2に適した波長を有する第3の可視域レーザとが必要とされる。正確な波長の3つの別個のレーザが、CO、CO2、およびO2を分析するために必要とされる点を指摘しておく。COおよびCO2の吸収ピークは、オフガス温度が約300℃超に上昇することにより重畳し始めるため、in situレーザシステムは、CO2に適した波長を有する1つの近赤外線域レーザと、CO用の別個の第2の近赤外線域レーザとを使用する必要がある。適切な波長を有した第3の可視域レーザが、O2には必要となる。また、in situ方法は、必要な場合には、H2O蒸気を分析するためにCOレーザまたはCO2レーザのいずれかを使用することが可能である。可変量の微粒子状物質が、殆どの工業プロセスオフガス中に存在するため、レーザビームがビームを散乱または遮断させる減衰を被る可能性が存在する。多くの工業用途において、前記減衰の問題は、一方のプローブがレーザビームエミッタを収容し、第2のプローブがレーザビーム検出器を収容する、N2などの不活性ガスで連続的にパージされる2つの水平または垂直なプローブを使用することにより軽減され得るが、完全には解消できない。これらの2つのプローブは、両側から発煙ダクト内に延在し、一方のプローブの開口端部は、対向側のプローブの開口端部の近傍に位置し、これは、エミッタと検出器との間で正常に伝播しなければならないビームの経路長を短縮させ、微粒子状物質の干渉に関連するレーザビーム減衰の問題を最小限に抑える役割を果たす。
本出願人は、本発明の様々な好ましい特徴が、1つまたは複数の非限定的な利点を実現するように組み合わされ得る点を認識しており、これらには以下のものが含まれ得る。
12 ガス採取分析器
12a ガス採取分析器
12b ガス採取分析器
12c ガス採取分析器
14a ガス抽出導管アセンブリ
14b ガス抽出導管アセンブリ
14c ガス抽出導管アセンブリ
16 炉ガス発煙ダクト
18 ガス抽出プローブ
18a ガス抽出プローブ
18b ガス抽出プローブ
18c ガス抽出プローブ
20 システム制御ユニット
22 プロセッサ、CPU
24a 可同調ダイオードレーザ
24b 可同調ダイオードレーザ
24c 可同調ダイオードレーザ
26 光学スイッチユニット
28 プログラマブル論理制御装置
30 2線型光ファイバ/同軸ケーブル
32 マルチプレクサ/デマルチプレクサ
34 試料ガス供給導管
36 パージガス戻りライン
37 開口端部
38 抽出ライン
40 加熱ジャケット、ヒータストリップ
41 断熱材
44 キャビネット
46 被加熱セクション
48 被冷却セクション
50 ガスフィルタアセンブリ
52 水検出セル
52a 上流微粒子粗フィルタ
52b 下流微粒子粗フィルタ
54 誘導コイルヒータ
60 成分光学測定セル
62 水蒸気センサ
64 ポンプアセンブリ
66 ポンプモータ
70 温度センサ
72 ガス分析器電子機器
74 ポンプヘッド
80a 円筒状採取チャンバ
80b 円筒状採取チャンバ
82 ガス吸気口ポート
84 第1の端部
86 ガス排気ポート
88 第2の端部
89 幅狭スリット開口
90 光学ヘッド
90a 光エミッタ
90b 光エミッタ
92a 光エミッタ
92b 光エミッタ
94 コリメータ
96 除去可能な窓またはレンズ
98 検出器アセンブリ
100 排気ガス流
102a 集束レンズ
102b 集束レンズ
104 除去可能な窓またはレンズ
106a 光検出器、光センサ
106b 光検出器、光センサ
120 ガス供給導管
A オフガス抽出採取ポイント
B オフガス抽出採取ポイント
C オフガス抽出採取ポイント
Claims (20)
- 産業用炉オフガス流のガス成分を測定するためのシステムであって、
関連するコヒーレント光線を出力するように動作可能な複数の可同調レーザを含むコヒーレント光源と、
複数のオフガス分析器装置であって、各オフガス分析器装置が、
被加熱コンパートメントを有するキャビネットと、
第1及び第2の細長採取チャンバを含むガス成分測定セルであって、前記採取チャンバが前記被加熱コンパートメント内に配置され、それぞれの第1の端部から前記第1の端部から離間された第2の端部まで延在し、前記採取チャンバのそれぞれが前記オフガス流の関連する標的ガス成分の吸収プロファイルに基づいて選択される長さをそれぞれ有し、前記採取チャンバが関連する分析器ガス吸気口と流体連通する、ガス成分測定セルと、
前記コヒーレント光源に選択的に光学結合するように適合された光学ヘッドであって、前記光学ヘッドが複数のエミッタを含み、前記エミッタのそれぞれが、前記採取チャンバに沿ってそれぞれ前記コヒーレント光線を放出するための関連する前記採取チャンバの第1の端部に向けてそれぞれ配置される、光学ヘッドと、
複数の検出器を含む検出器アセンブリであって、前記検出器のそれぞれが、前記採取チャンバに沿って放出された前記コヒーレント光線を受光するための関連する前記採取チャンバの第2の端部に向けてそれぞれ配置される、検出器アセンブリと、
を備える、複数のオフガス分析器装置と、
第1の抽出ガス試料を流体連通するために、前記炉オフガス流の第1の部分と、第1の前記オフガス分析器装置の関連する前記ガス吸気口との間の流体連通をもたらし、第2の抽出ガス試料を流体連通するために、前記第1の部分の下流側の前記炉オフガス流の第2の部分と、第2の前記オフガス分析器装置の関連する前記ガス吸気口との間の流体連通をもたらす、ガス供給導管と、
前記ガス試料の分析が好適である前記炉オフガス流の形態の位置に応じて、前記コヒーレント光源を選択された前記オフガス分析器装置の前記光学ヘッドに選択的に光学結合するように動作可能であるスイッチアセンブリと、を含む、システム。 - 前記測定セルが、それらの長手方向全長に沿って前記第1の採取チャンバと前記第2の採取チャンバとの間で連通された抽出ガス試料の無制限のガス流を可能にするように選択された細長い開口を含む、請求項1に記載のシステム。
- それぞれの前記オフガス分析器装置がさらに、
前記ガス成分測定セルと流体連通する水検出セルであって、前記水検出セルが、前記抽出ガス試料の水蒸気含有量を検出するように動作可能である、水検出セルと、
前記被加熱コンパートメントの温度を前記抽出ガス試料の水蒸気の露点より高く維持するためのヒータと、を含む、請求項1に記載のシステム。 - それぞれの前記オフガス分析器装置が、関連するポンプアセンブリを含み、前記システムが、前記ガス試料を前記オフガス流から抽出し、前記抽出ガス試料を、連続的な試料流として前記ガス成分測定セルに搬送するように動作可能なポンプアセンブリを含む、請求項3に記載のシステム。
- 前記オフガス分析器装置の上流において前記連続的な試料流から微粒子状物質を濾過するためのフィルタアセンブリをさらに含み、前記フィルタアセンブリが、前記被加熱コンパートメント内に配置された、請求項4に記載のシステム。
- 前記試料流が、10~40リットル/分の間で選択された流量率を有する、請求項5に記載のシステム。
- 前記エミッタがそれぞれ、前記コヒーレント光線を前記関連する採取チャンバに沿って平行光線として放出するように選択されたコリメータをさらに備え、
前記検出器がそれぞれ、前記平行光線を関連する光検出器に向かって再び合焦するように構成されたレンズを含む、請求項1に記載のシステム。 - 前記キャビネットが非加熱コンパートメントを含み、前記ポンプアセンブリが、前記非加熱コンパートメントの内部に収容されるモータを含む、請求項6に記載のシステム。
- 前記スイッチアセンブリが、マルチプレクサ/デマルチプレクサ及び光スプリッタからなる群から選択され、前記標的ガス成分が、CO、CO2及びH2Oの少なくとも2つを含む、請求項1に記載のシステム。
- 産業用炉オフガス流のガス成分を測定するためのシステムであって、
前記システムが、
関連するコヒーレント光線を出力するように動作可能な少なくとも1つの可同調レーザを含むコヒーレント光源と、
複数のオフガス分析器装置と、
第1の抽出ガス試料を流体連通するために、前記炉オフガス流の第1の部分と、第1の関連する前記オフガス分析器装置のガス吸気口との間の流体連通をもたらし、第2の抽出ガス試料を流体連通するために、前記第1の部分の下流側の前記炉オフガス流の第2の部分と、第2の前記オフガス分析器装置の関連するガス吸気口との間の流体連通をもたらす、ガス供給導管と、を含み、
各オフガス分析器装置が、
被加熱コンパートメントを有するキャビネットと、
前記被加熱コンパートメント内に配置された第1及び第2の採取チャンバを含むガス成分測定セルであって、前記第1及び第2の採取チャンバが、連通した前記抽出ガス試料を受けるための前記分析器の吸気口と流体連通し、前記採取チャンバが、それぞれの第1の端部から前記第1の端部から離間された第2の端部まで長手方向に延在し、前記採取チャンバのそれぞれが前記オフガス流の関連する標的ガス成分の吸収プロファイルに基づいて選択される長さをそれぞれ有し、細長い開口が、前記第1の採取チャンバと前記第2の採取チャンバとの間で連通した前記抽出ガス試料の無制限のガス流を可能にするように構成された、ガス成分測定セルと、
前記コヒーレント光源に選択的に光学結合するように適合された光学ヘッドであって、前記光学ヘッドが複数のエミッタを含み、前記エミッタのそれぞれが、前記採取チャンバに沿って、それぞれ前記コヒーレント光線を放出するための関連する前記採取チャンバの第1の端部に向けてそれぞれ配置される、光学ヘッドと、
複数の検出器を含む検出器アセンブリであって、前記検出器のそれぞれが、前記採取チャンバに沿って放出された前記コヒーレント光線を受光するための関連する前記採取チャンバの第2の端部に向けてそれぞれ配置される、検出器アセンブリと、を含み、
前記システムが、分析される前記炉オフガス流の位置に応じて、出力される前記コヒーレント光線を選択された前記オフガス分析器装置の前記光学ヘッドに選択的に光学結合するように動作可能であるスイッチアセンブリを含む、
システム。 - 前記第1及び第2の採取チャンバが、隣接する同軸方向に平行な円筒状チャンバを備え、前記細長い開口が、前記採取チャンバの1つのエミッタから放出されたコヒーレント光線のエネルギーが他の前記採取チャンバの前記検出器によって受光されるような動きを防ぐように選択された幅を有して長手方向に延在する、請求項10に記載のシステム。
- 各オフガス分析器装置がさらに、
前記ガス成分測定セルと流体連通する水検出セルであって、前記水検出セルが、前記抽出ガス試料の水蒸気含有量を検出するように動作可能である、水検出セルと、
前記被加熱コンパートメントの温度を前記抽出ガス試料の水蒸気の露点より高く維持するためのヒータと、を含む、請求項10に記載のシステム。 - 各オフガス分析器装置が関連するポンプアセンブリを含み、
前記システムが、前記ガス試料を前記オフガス流から抽出し、前記抽出ガス試料を、連続的な試料流として前記ガス成分測定セルに搬送するように動作可能なポンプアセンブリを含む、請求項10に記載のシステム。 - 前記試料流が、10~40リットル/分の間で選択された流量率を有する、請求項13に記載のシステム。
- 前記スイッチアセンブリが、マルチプレクサ/デマルチプレクサ及び光スプリッタからなる群から選択され、前記標的ガス成分が、CO、CO2及びH2Oの少なくとも2つを含む、請求項10に記載のシステム。
- 産業用炉オフガス流のガス成分を測定するためのシステムであって、
前記システムが、
関連するコヒーレント光線を出力するように動作可能な少なくとも1つの可同調レーザを含むコヒーレント光源と、
少なくとも1つのオフガス分析器装置と、
第1の抽出ガス試料を流体連通するために、少なくとも前記炉オフガス流の第1の部分と、抽出ガス試料と流体連通するための関連する前記オフガス分析器装置のガス吸気口との間の流体連通をもたらす、ガス供給導管と、を含み、
各オフガス分析器装置が、
連通した前記抽出ガス試料を受けるために前記分析器の吸気口と流体連通する第1及び第2の採取チャンバを含むガス成分測定セルであって、前記採取チャンバが、それぞれの第1の端部から前記第1の端部から離間された第2の端部まで長手方向に延在し、前記採取チャンバのそれぞれが前記連通する抽出ガス試料の関連する標的ガス成分の吸収プロファイルに基づいて選択される長さをそれぞれ有し、長手方向に延在する細長い開口が、前記第1の採取チャンバと前記第2の採取チャンバとの間で連通した前記抽出ガス試料の無制限のガス流を可能にするように構成され、前記細長い開口が、前記採取チャンバの1つのエミッタから放出されたコヒーレント光線のエネルギーを他の前記採取チャンバの検出器によって受光されることを防ぐように選択された幅を有する、ガス成分測定セルと、
複数のエミッタを含み、前記エミッタのそれぞれが、前記採取チャンバに沿ってそれぞれ前記コヒーレント光線を放出するための関連する前記採取チャンバの第1の端部に向けてそれぞれ配置される、光学ヘッドと、
複数の検出器を含む検出器アセンブリであって、前記検出器のそれぞれが、前記採取チャンバに沿って放出された前記コヒーレント光線を受光するための関連する前記採取チャンバの第2の端部に向けてそれぞれ配置される、検出器アセンブリと、を含み、
出力される前記コヒーレント光線が、分析される炉オフガス流の位置に応じて選択された前記オフガス分析器装置の前記光学ヘッドに光学結合される、
システム。 - 前記エミッタはそれぞれ、前記コヒーレント光線を前記関連する採取チャンバに沿って平行光線として放出するように選択されたコリメータをさらに備え、
前記検出器がそれぞれ、前記平行光線を関連する光検出器に向かって再び合焦するように構成されたレンズを含む、請求項16に記載のシステム。 - 前記システムが、前記ガス試料を前記オフガス流から抽出し、前記抽出ガス試料を、連続的な試料流として前記ガス成分測定セルに搬送するように動作可能なポンプアセンブリを含む、請求項17に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つのオフガス分析器が、被加熱コンパートメント及び非加熱コンパートメントを有するキャビネットを含み、前記被加熱コンパートメントが、
前記抽出ガス試料の温度を水の露点よりも高く維持するように動作可能である、ヒータアセンブリを含み、
前記第1及び第2の採取チャンバが、前記被加熱コンパートメント内に配置され、
前記ポンプアセンブリが、前記非加熱コンパートメントの内部に収容されたポンプモータを含む、請求項18に記載のシステム。 - 前記抽出ガス試料が、製鋼炉オフガス流からのオフガス試料を含み、前記標的ガス成分が、CO、CO2及びO2の少なくとも2つを含む、請求項16に記載のシステム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201462037821P | 2014-08-15 | 2014-08-15 | |
US62/037,821 | 2014-08-15 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017508510A Division JP6679569B2 (ja) | 2014-08-15 | 2015-08-14 | 含塵工業オフガスの化学成分を分析するためのシステムおよび方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020112567A JP2020112567A (ja) | 2020-07-27 |
JP7022777B2 true JP7022777B2 (ja) | 2022-02-18 |
Family
ID=55303717
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017508510A Active JP6679569B2 (ja) | 2014-08-15 | 2015-08-14 | 含塵工業オフガスの化学成分を分析するためのシステムおよび方法 |
JP2020046262A Active JP7022777B2 (ja) | 2014-08-15 | 2020-03-17 | 含塵工業オフガスの化学成分を分析するためのシステムおよび方法 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017508510A Active JP6679569B2 (ja) | 2014-08-15 | 2015-08-14 | 含塵工業オフガスの化学成分を分析するためのシステムおよび方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US10161851B2 (ja) |
EP (1) | EP3180598B1 (ja) |
JP (2) | JP6679569B2 (ja) |
CA (1) | CA2956733C (ja) |
ES (1) | ES2974610T3 (ja) |
WO (1) | WO2016023104A1 (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2974610T3 (es) | 2014-08-15 | 2024-06-28 | Tenova Goodfellow Inc | Sistema y método para analizar la química de los escapes de gases industriales polvorientos |
DE102016100634B4 (de) * | 2016-01-15 | 2019-09-12 | Avl Emission Test Systems Gmbh | Schaltschrank für Abgasmessanlagen |
AU2019393335A1 (en) * | 2018-12-06 | 2021-07-15 | Newcastle City Council | A housing |
CN110031451A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-07-19 | 天津双允环保科技有限公司 | 一种双通道ocec在线分析仪 |
GB2583115B (en) * | 2019-04-17 | 2022-09-14 | Ancon Tech Limited | A real-time vapour extracting device |
CN110412225A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-11-05 | 北京金禾沃华科技有限公司 | 一种使用工业app驱动水泥行业高温废气分析设备 |
EP3805754A1 (en) * | 2019-10-08 | 2021-04-14 | Centre National de la Recherche Scientifique | Measuring device and method for measuring characteristics of cells |
US11371969B2 (en) | 2019-12-23 | 2022-06-28 | Joseph George Bonda | Gas-analysis sample injection system and method |
IL297714A (en) | 2020-04-28 | 2022-12-01 | Iomx Therapeutics Ag | Bicyclic kinase inhibitors and their uses |
CN112697542A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-04-23 | 苏州西热节能环保技术有限公司 | 一种具有自动反吹装置的烟气取样分析*** |
KR102500794B1 (ko) * | 2021-05-31 | 2023-02-16 | 국방과학연구소 | 환경 오염 방지를 위한 화학가스의 야외 적외선 탐지 시험장치 및 시험방법 |
CN113504183B (zh) * | 2021-07-07 | 2022-05-03 | 江苏德龙镍业有限公司 | 一种能够有效保护测量单元的烟气在线检测装置 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000275173A (ja) | 1999-03-26 | 2000-10-06 | Japan Science & Technology Corp | アイソトポマー吸収分光分析装置及びその方法 |
JP2001330540A (ja) | 2000-05-23 | 2001-11-30 | Kawasaki Steel Corp | 排ガス分析計のサンプルガス採取方法 |
JP2002048711A (ja) | 2000-08-03 | 2002-02-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザー計測装置 |
US20030160174A1 (en) | 2002-01-17 | 2003-08-28 | Michael Grant | Method and apparatus for real-time monitoring of furnace flue gases |
JP2001523818A5 (ja) | 1998-07-10 | 2006-01-05 | ||
US20070182965A1 (en) | 2005-09-28 | 2007-08-09 | Mks Instruments, Inc. | Linked extendable gas observation system for infrared absorption spectroscopy |
WO2012120957A1 (ja) | 2011-03-09 | 2012-09-13 | 株式会社堀場製作所 | ガス分析装置 |
WO2012126471A2 (en) | 2011-03-23 | 2012-09-27 | Danfoss Ixa A/S | Modular gas sensor |
JP2013245951A (ja) | 2012-05-23 | 2013-12-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 濃度測定装置及び脱硝装置 |
Family Cites Families (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5221378B1 (ja) * | 1970-08-21 | 1977-06-10 | ||
US4746218A (en) * | 1984-06-12 | 1988-05-24 | Syconex Corporation | Gas detectors and gas analyzers utilizing spectral absorption |
JPS60193443U (ja) * | 1984-09-07 | 1985-12-23 | 工業技術院長 | 加熱形気体セル |
US4797000A (en) * | 1986-01-02 | 1989-01-10 | Artel | Comparative colorimeter |
US4929078A (en) * | 1987-04-08 | 1990-05-29 | Oklahoma State University | Conversion of dual wave beam spectrophotometer to dual wavelength spectrophotometer |
DE3733573A1 (de) * | 1987-10-03 | 1989-04-20 | Leybold Ag | Vorrichtung zum messen des fremdstoffanteils in stroemenden fluessigkeiten |
JPH06103264B2 (ja) * | 1987-12-29 | 1994-12-14 | 株式会社堀場製作所 | ガス分析計 |
US5222389A (en) | 1990-04-02 | 1993-06-29 | Gaztech International Corporation | Multi-channel gas sample chamber |
US5153671A (en) * | 1990-05-11 | 1992-10-06 | Boc Health Care, Inc. | Gas analysis system having buffer gas inputs to protect associated optical elements |
US5332901A (en) * | 1991-03-15 | 1994-07-26 | Li-Cor, Inc. | Gas analyzing apparatus and method for simultaneous measurement of carbon dioxide and water |
DE4342246C2 (de) * | 1993-12-10 | 1997-03-20 | Karl Stefan Riener | Charakteristische Absorption |
FR2713772B1 (fr) | 1993-12-14 | 1996-02-09 | Usinor Sacilor | Procédé et dispositif d'analyse rapide de mélange gazeux. |
DE19601873C2 (de) | 1995-03-04 | 1999-02-11 | Horiba Ltd | Gasanalysator |
US5807750A (en) * | 1995-05-02 | 1998-09-15 | Air Instruments And Measurements, Inc. | Optical substance analyzer and data processor |
US5872622A (en) * | 1996-08-12 | 1999-02-16 | Met One, Inc. | Condensation nucleus counter having vapor stabilization and working fluid recovery |
JP3305634B2 (ja) * | 1997-09-25 | 2002-07-24 | 理研計器株式会社 | 吸光式ガス測定装置 |
US5984998A (en) * | 1997-11-14 | 1999-11-16 | American Iron And Steel Institute | Method and apparatus for off-gas composition sensing |
US6369387B1 (en) * | 1999-10-15 | 2002-04-09 | Li-Cor, Inc. | Gas analyzer |
US6777228B2 (en) * | 1999-11-08 | 2004-08-17 | Lockheed Martin Corporation | System, method and apparatus for the rapid detection and analysis of airborne biological agents |
US7257987B2 (en) * | 2000-01-25 | 2007-08-21 | State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Portland State University | Method and apparatus for sample analysis |
US6429935B1 (en) * | 2000-03-02 | 2002-08-06 | The Regents Of The University Of California | Microwave plasma monitoring system for real-time elemental analysis |
DE10156535C1 (de) | 2001-11-14 | 2003-06-26 | Siemens Ag | Leistungsschalter |
JP4063626B2 (ja) * | 2002-09-30 | 2008-03-19 | 株式会社堀場製作所 | 赤外線ガス分析計 |
CA2537190C (en) * | 2003-09-01 | 2013-08-06 | L'air Liquide Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Po Our L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Method for measuring gaseous species by derivation |
US7180595B2 (en) * | 2003-09-12 | 2007-02-20 | Ir Microsystems Ag | Gas detection method and gas detector device |
WO2006072025A2 (en) * | 2004-12-30 | 2006-07-06 | Imra America, Inc. | Photonic bandgap fibers |
US7903252B2 (en) * | 2005-01-13 | 2011-03-08 | The Curators Of The University Of Missouri | Noise cancellation in fourier transform spectrophotometry |
CN101147054B (zh) | 2005-04-28 | 2011-06-08 | 丰田自动车株式会社 | 排气分析装置 |
JP5066795B2 (ja) | 2005-07-06 | 2012-11-07 | 株式会社ニコン | マイクロアクチュエータ、光学装置及び光スイッチ |
US7679059B2 (en) * | 2006-04-19 | 2010-03-16 | Spectrasensors, Inc. | Measuring water vapor in hydrocarbons |
EP2151679B1 (en) * | 2008-08-04 | 2022-01-05 | Aerosol d.o.o. | Apparatus and method for measuring constituents of interest in a sample |
WO2014138855A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Tenova Goodfellow Inc. | Non-condensing gas sampling probe system |
ES2974610T3 (es) | 2014-08-15 | 2024-06-28 | Tenova Goodfellow Inc | Sistema y método para analizar la química de los escapes de gases industriales polvorientos |
-
2015
- 2015-08-14 ES ES15832660T patent/ES2974610T3/es active Active
- 2015-08-14 WO PCT/CA2015/000463 patent/WO2016023104A1/en active Application Filing
- 2015-08-14 JP JP2017508510A patent/JP6679569B2/ja active Active
- 2015-08-14 CA CA2956733A patent/CA2956733C/en active Active
- 2015-08-14 EP EP15832660.3A patent/EP3180598B1/en active Active
- 2015-08-14 US US15/502,615 patent/US10161851B2/en active Active
-
2018
- 2018-11-02 US US16/178,625 patent/US10648901B2/en active Active
-
2020
- 2020-03-17 JP JP2020046262A patent/JP7022777B2/ja active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001523818A5 (ja) | 1998-07-10 | 2006-01-05 | ||
JP2000275173A (ja) | 1999-03-26 | 2000-10-06 | Japan Science & Technology Corp | アイソトポマー吸収分光分析装置及びその方法 |
JP2001330540A (ja) | 2000-05-23 | 2001-11-30 | Kawasaki Steel Corp | 排ガス分析計のサンプルガス採取方法 |
JP2002048711A (ja) | 2000-08-03 | 2002-02-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザー計測装置 |
US20030160174A1 (en) | 2002-01-17 | 2003-08-28 | Michael Grant | Method and apparatus for real-time monitoring of furnace flue gases |
US20070182965A1 (en) | 2005-09-28 | 2007-08-09 | Mks Instruments, Inc. | Linked extendable gas observation system for infrared absorption spectroscopy |
WO2012120957A1 (ja) | 2011-03-09 | 2012-09-13 | 株式会社堀場製作所 | ガス分析装置 |
WO2012126471A2 (en) | 2011-03-23 | 2012-09-27 | Danfoss Ixa A/S | Modular gas sensor |
JP2013245951A (ja) | 2012-05-23 | 2013-12-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 濃度測定装置及び脱硝装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2016023104A1 (en) | 2016-02-18 |
EP3180598C0 (en) | 2024-03-06 |
US10648901B2 (en) | 2020-05-12 |
CA2956733C (en) | 2022-08-23 |
EP3180598A1 (en) | 2017-06-21 |
US20190226980A1 (en) | 2019-07-25 |
US20170227453A1 (en) | 2017-08-10 |
JP2017527795A (ja) | 2017-09-21 |
US10161851B2 (en) | 2018-12-25 |
CA2956733A1 (en) | 2016-02-18 |
JP2020112567A (ja) | 2020-07-27 |
ES2974610T3 (es) | 2024-06-28 |
EP3180598B1 (en) | 2024-03-06 |
JP6679569B2 (ja) | 2020-04-15 |
EP3180598A4 (en) | 2018-04-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7022777B2 (ja) | 含塵工業オフガスの化学成分を分析するためのシステムおよび方法 | |
US7022992B2 (en) | Method and apparatus for real-time monitoring of furnace flue gases | |
EP1693665B1 (en) | Method and apparatus for trace gas detection | |
TWI467119B (zh) | 光學煙道氣流監測及控制 | |
CA2755565C (en) | Apparatus for continuous in situ monitoring of elemental mercury vapour, and method of using same | |
CN100504351C (zh) | 烟气排放连续监测方法及其*** | |
EP1703206A2 (en) | Method and apparatus for the optical detection of multi-phase combustion products | |
CN109000796B (zh) | 光化学分析仪和液体深度传感器 | |
KR101476572B1 (ko) | 전로 배기 가스 회수 장치 및 전로 배기 가스 회수 방법 | |
JP2016223880A (ja) | 分析装置および排ガス処理システム | |
US7223978B2 (en) | Method for measuring gaseous species by derivation | |
JP5527168B2 (ja) | 転炉排ガス回収装置及び転炉排ガス回収方法 | |
EP1468271A1 (en) | Method for monitoring and controlling the high temperature reducing combustion atmosphere | |
CA3109711A1 (en) | In situ apparatus for furnace off-gas constituent and flow velocity measurement | |
JP2011002232A (ja) | 光透過型分析計 | |
CN105510265B (zh) | 红外线气体分析仪及气体分析方法 | |
CN102288557B (zh) | 流体的光学分析设备及方法 | |
US20160176780A9 (en) | Excess air control for cracker furnace burners | |
KR102074727B1 (ko) | 가스 농도 측정 장치 | |
JP6071755B2 (ja) | ガス中の金属カルボニルの計測装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200409 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200409 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210517 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210812 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220111 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220207 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7022777 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |