JP2000155115A - アンモニア分析装置 - Google Patents

アンモニア分析装置

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JP2000155115A
JP2000155115A JP10330074A JP33007498A JP2000155115A JP 2000155115 A JP2000155115 A JP 2000155115A JP 10330074 A JP10330074 A JP 10330074A JP 33007498 A JP33007498 A JP 33007498A JP 2000155115 A JP2000155115 A JP 2000155115A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 サンプリングプローブの接ガス表面に対する
簡単な処理技術によって、応答速度の改善と分析精度の
アップが達成されるアンモニア分析装置を提供する。 【解決手段】 直接法ならびに間接法を基にしたアンモ
ニア分析装置において、これに用いるサンプリングプロ
ーブ9の接ガス表面9aをアルカリ状態に表面処理し
て、接ガス表面9aに対するNH3 の反応ならびに吸着
を生じさせないようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、サンプルガス中の
NH3 濃度を測定するためのアンモニア分析装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、火力発電に伴って排出される排
ガスには、環境を汚染するNOX が含まれていることか
ら、煙道排ガス中にNH3 を導入して、触媒とによって
NOXをN2 とH2 Oに変換するようにしている。
【0003】ここで、排ガスと共にリークするNH3
濃度を正確に測定することは、環境汚染の防止ならびに
NH3 のコスト低減を図る上で極めて重要であって、そ
のためのNH3 濃度の測定手法として、サンプリングプ
ローブを介してサンプルガスを直接的にNH3 分析計に
導入して、サンプルガスに含まれるNH3 濃度を求める
直接法と、いわゆる差量法に基づく間接法とがある。
【0004】この内の差量法に基づくアンモニア分析装
置として、サンプルガスをそのまま導入する第1流路
と、脱硝触媒を設置した第2流路とを、サンプリングプ
ローブ内に配置し、この第1及び第2流路を通してNO
分析計にサンプルガスを導入して、第1流路を流れるサ
ンプルガスからNO濃度をそのまま測定し、第2流路を
流れるサンプルガスからは、4NO+4NH3 +O2
4N2 +6H2 Oの反応式で示されるように、NOとN
3 とを1:1で当量反応させた後のNO濃度を測定し
て、両流路を流れるサンプルガス中のNO濃度の差に基
づいて、サンプルガスに含まれるNH3 濃度を求める構
成のものがある。
【0005】この他の差量法に基づくアンモニア分析装
置の別の形態として、NH3 をNO X に変換する酸化触
媒とNO2 をNOに変換する還元触媒とを備えた第1流
路と、NO2 をNOに変換する還元触媒を備えた第2流
路とを、サンプリングプローブ内に配置し、この第1及
び第2流路を通してNO分析計にサンプルガスを導入し
て、両流路を流れるサンプルガス中のNO濃度の差に基
づいて、サンプルガスに含まれるNH3 濃度を求める構
成(詳細については、本発明の実施の形態での説明によ
って明らかである。)のものもある。
【0006】更に別の形態によるアンモニア分析装置と
して、サンプルガスをそのまま導入する第1流路と、酸
化触媒を設置した第2流路とを、サンプリングプローブ
内に配置し、この第1及び第2流路を通してNO分析計
にサンプルガスを導入して、触媒を通過しない第1流路
でのNOX ラインのNOX 濃度と、触媒を通過する第2
流路でのNOX +H2 OラインのNOX 濃度との差に基
づいて、NH3 濃度を求める構成のものもある。
【0007】ところで、上記の直接法ならびに間接法の
何れの装置にも用いられるサンプリングプローブは、3
50〜400℃の煙道排ガス中に挿入されることから、
これをステンレス製やチタン製、その他セラミック製と
しており、かつ、製造段階で付着した油脂分などを除去
するために、サンプリングプローブを酸で脱脂洗浄し
て、これを煙道にセットするようにしている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】而して、直接法による
アンモニア分析装置では、サンプルガス導入の全ライン
において、サンプルガスが酸性状態のプローブ内表面に
接する一方、間接法によるアンモニア分析装置では、サ
ンプルガスが第1及び第2流路に流入するまでの間にお
いて、サンプルガスが酸性状態のプローブ内表面に接す
るものであって、サンプルガス中のNOについては、こ
れの吸着性ならびに反応性が小さいことから、サンプリ
ングプローブの接ガス表面が酸性状態であっても、吸着
による損失および応答の遅れはないが、サンプルガス中
のNH3 については、これがアルカリ性のガスであるこ
とから、これが酸に反応して応答の遅れを生じたり、吸
着による損失で分析精度が低下するなど、測定面で不都
合を伴う問題があった。
【0009】本発明は、かゝる実情に鑑みて成されたも
のであって、その目的は、サンプリングプローブの接ガ
ス表面に対する簡単な処理技術によって、応答速度の改
善と分析精度のアップが達成されるアンモニア分析装置
を提供する点にある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、直接法ならびに間接法を基にしたアンモ
ニア分析装置において、これに用いるサンプリングプロ
ーブの接ガス表面をアルカリ状態に表面処理して成る点
に特徴がある(請求項1)。
【0011】上記の接ガス表面に対するアルカリ処理
は、例えばサンプリングプローブをNaOHの0.1N
水溶液に浸漬することで達成されるが(請求項2)、こ
の際、サンプリングプローブを、例えば酸による脱脂洗
浄後に、NaOHの0.1N水溶液に10分間ほど浸漬
して洗浄し、接ガス表面の酸性を中和させて、更にアル
カリリッチに処理することが好適である。
【0012】而して、サンプリングプローブの接ガス表
面をアルカリ状態に表面処理したことで、この接ガス表
面には、NH3 が反応しなくなり、かつ、吸着も生じな
いことから、応答速度の改善に加えて分析精度のアップ
が達成される。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は差量法に基づいてNH3
度を測定するための一実施の形態による間接法のアンモ
ニア分析装置1の概略を示し、このアンモニア分析装置
1は前処理装置2とNO分析計3から成る。
【0014】前処理装置2は、NH3 をNOX に変換す
る酸化触媒4とNO2 をNOに変換する還元触媒5を充
填した触媒管6と、NO2 をNOに変換する還元触媒7
を充填した比較管8とを、先端を斜めにカットしたサン
プリングプローブ9に内蔵すると共に、触媒反応を促進
させるためのヒーター10を備えて成り、NH3 濃度の
測定に際しては、サンプリングプローブ9の先端部が煙
道Eに挿入される。
【0015】NO分析計3には、例えばNOにO3 を反
応させて発生する光を測定する化学発光式のものを用い
ており、図示しているように、両管6,8から供給され
るサンプルガスSを、切換弁11を介して選択的にNO
分析計3に供給して、触媒管6を通過したサンプルガス
中のNO濃度と、比較管8を通過したサンプルガス中の
NO濃度との差に基づいて、サンプルガス中のNH3
度を測定するように構成している。
【0016】即ち、触媒管6による第1流路F1を通過
するサンプルガスSは、先ず、これに含まれるNH
3 が、上流側の酸化触媒4によって酸化されてNOX
変換され、次いで、この変換されたNOX 内のNO
2 と、サンプルガスSに元々含まれているNO2 とが、
下流側の還元触媒5によって還元されてNOに変換さ
れ、そのNOの濃度がNO分析計3によって測定され
る。
【0017】一方、比較管8による第2流路F2を通過
するサンプルガスSは、これに元々含まれているNO2
だけが、還元触媒7によって還元されてNOに変換され
るのであり、このNOの濃度がNO分析計3によって測
定される。
【0018】而して、第1流路F1を通過したサンプル
ガスSのNO濃度は、NH3 の酸化反応によって増加し
た分だけ、第2流路F2を通過したサンプルガスSのN
O濃度よりも多くなり、従って、このNO濃度の差を求
めることによって、サンプルガス中のNH3 濃度を測定
することができるのである。
【0019】図示はしないが、第1及び第2流路F1,
F2から供給されるサンプルガスを2台の分析計に供給
して、両流路F1,F2を通過したサンプルガスのNO
濃度の測定差に基づいて、サンプルガス中のNH3 濃度
を測定することもできる。
【0020】上記構成のアンモニア分析装置1におい
て、この実施の形態では、触媒管6と比較管8およびサ
ンプリングプローブ9をステンレス製としているが、鉄
管や銅管、チタン管などの耐熱性が高い金属製や、その
他セラミック製にして実施可能であり、特に本発明で
は、サンプリングプローブ9内面の接ガス表面9aを、
アルカリ状態に表面処理した点に特徴がある。
【0021】具体的には、サンプリングプローブ9が製
造された段階で、これに付着している油脂分などを除去
するために、サンプリングプローブ9を酸で脱脂洗浄
し、この後、サンプリングプローブ9をNaOHの0.
1N水溶液に10分間ほど浸漬して、ウエスなどでプロ
ーブ表面を擦るように洗浄し、接ガス表面の酸性を中和
させて、更にアルカリリッチにまで表面処理したのであ
る。
【0022】上記の通り、サンプリングプローブ9の接
ガス表面9aをアルカリ状態に表面処理すると、この接
ガス表面にNH3 が反応しなくなることから、応答速度
が大幅に改善されるようになり、表面処理以外は同一仕
様の前処理装置2を用いた実験結果では、例えば指示値
が90%に達するまでの応答速度が、従来では30〜6
0分程度かかってのに対して、接ガス表面9aをアルカ
リ状態に表面処理した本発明では、約10分以内にまで
応答速度を早めることができたのであり、加えて、5ヶ
月を経過した現在でも、その速度状況が良好に維持され
ている。
【0023】また、サンプリングプローブ9の接ガス表
面9aがアルカリ状態であることから、接ガス表面9a
にNH3 が吸着することもなく、これによって分析精度
のアップが達成されるのである。
【0024】尚、上記したアルカリ状態の表面処理技術
では、サンプリングプローブ9をNaOHの0.1N水
溶液に浸漬させることから、サンプリングプローブ9の
内外面の全てがアルカリ状態に表面処理されるが、少な
くとも第1及び第2流路F1,F2に至までの間のプロ
ーブ内面9bをアルカリ状態に表面処理することで、本
発明が達成されることは言うまでもない。
【0025】また、触媒管6と比較管8とについては、
酸化触媒4および還元触媒7の充填位置を管口近くに設
定して、これらの管6,8に対するNH3 の接ガス表面
を極めて小さくしているので、これらの管6,8を酸洗
浄して、そのまま用いても、NH3 の反応や吸着が測定
上で殆ど問題になることはないが、必要に応じて、これ
らの管6,8の接ガス表面を、上記したようにアルカリ
状態に表面処理してもよいのである。
【0026】更に、上記の実施の形態による以外の直接
法あるいは間接法に基づく手法のアンモニア分析装置を
対象にして、それのサンプリングプローブの接ガス表面
にアルカリ状態の表面処理を施すことで、本発明を実施
することが可能である。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、直接法な
らびに間接法に基づくアンモニア分析装置において、こ
れに用いるサンプリングプローブの接ガス表面をアルカ
リ状態にする簡単な処理技術によって、接ガス表面に対
するNH3 の反応ならびに吸着が効果的に防止されるよ
うになり、これによって応答速度の改善と分析精度のア
ップとが達成されるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】差量法に基づいてNH3 濃度を測定するように
構成したアンモニア分析装置の一部を拡大図示した概略
構成図である。
【符号の説明】
3…NO分析計、9…サンプリングプローブ、9a…接
ガス表面、S…サンプルガス。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サンプリングプローブを介して分析計に
    導入されるサンプルガス中のNH3 濃度を求めるアンモ
    ニア分析装置において、前記サンプリングプローブの接
    ガス表面をアルカリ状態に表面処理して成ることを特徴
    とするアンモニア分析装置。
  2. 【請求項2】 前記サンプリングプローブを、NaOH
    の0.1N水溶液に浸漬して、サンプリングプローブの
    接ガス表面をアルカリ状態に表面処理して成る請求項1
    記載のアンモニア分析装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005147950A (ja) * 2003-11-18 2005-06-09 Chugoku Electric Power Co Inc:The ガス分析システム及びガス分析方法
US6983188B2 (en) 2004-04-16 2006-01-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Scheduling system
JP2008522176A (ja) * 2004-12-04 2008-06-26 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 反応触媒を有する通路を備えた示差ガス成分プローブ

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US8857281B2 (en) 2004-12-04 2014-10-14 Siemens Aktiengesellschaft Differential gas component probe having a passage containing a reaction catalyst

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