JP2001183267A - 排ガスサンプリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルタへのダストの堆積や滞留がない排ガ
スサンプリング装置を提供する。 【解決手段】 フィルタ６の形状がダクト５と略同一断
面形状を有する略筒状のため、ダスト含有排ガスがフィ
ルタ６内を流れる時に流れを遮るような抵抗が少なく、
たとえダスト１がフィルタ６の内壁に付着、堆積しよう
としても排ガスの流れに押されるので、再びダクト５を
通過して煙道３に戻り、フィルタ６が目詰まりすること
が回避される。ダクト５内に吸気された排ガス中のＳＯ
₃ ガスはフィルタ６を通過してカバー８に形成された取
り出し口７から測定系に送られる。また、ダクト５に排
ガスを煙道３から吸気して再び煙道３に強制的に戻すた
めのポンプ９を挿入することにより、ダクト５内を流れ
る排ガスの流量が減少しないためフィルタ６上に付着し
たダスト１が強制的に除去されて煙道３に戻される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼設備等から排
出されたダストを含有する排ガスから排ガスのみサンプ
リングする排ガスサンプリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ボイラやゴミ焼却器等の燃焼設備から排
出される排ガスには硫黄酸化物や窒素酸化物等の有害な
成分が含まれているので、排煙脱硫装置や排煙脱硝装置
等の排煙処理装置で無害化することが必要である。

【０００３】このため燃焼設備や排煙処理装置から排出
される排ガス中の硫黄酸化物や窒素酸化物等の分析装置
の開発が盛んに行われている。

【０００４】ＳＯ₃ （Ｈ₂ ＳＯ₄ ）ガスの分析装置もそ
の一つである。

【０００５】ＳＯ₃ ガスの分析装置には酸凝縮法、イソ
プロピルアルコール吸収法、加熱食塩法、アンモニア注
入法等が用いられている。

【０００６】(a) 酸凝縮法 排ガス中にＳＯ₃ ガスが含まれると、その濃度によって
酸露点（凝縮温度）が変化することから、排ガス中のＳ
Ｏ₃ を硫酸ミスト化あるいは測定管の内壁（図示せず）
に凝縮させて捕集して滴定により測定する方法である。
測定管の内壁の温度は水露点以上酸露点以下に設定すれ
ば、排ガス中の水分は凝縮しないので、煙道中の他の酸
性ガスが凝縮されることはなく、硫酸ミストが選択的に
凝縮することを利用するものである。

【０００７】ＳＯ₃ ガスの捕集法としては、定温水槽中
にスパイラル管を浸し、このスパイラル管中に測定ガス
を流し、ガス中のＳＯ₃ をミスト化させ測定管の内壁に
凝縮させて捕集する。

【０００８】(b) イソプロピルアルコール吸収法 イソプロピルアルコールはＳＯ₃ ガスを選択的に溶解
し、その他の煙道中のガスを溶解しないことを利用する
ものである。

【０００９】ＳＯ₃ ガスの捕集法としては、８０％イソ
プロピルアルコールと測定ガスとを接触させて、排ガス
中のＳＯ₃ を吸収させる。キャリオーバしたＳＯ₃ ミス
トをガラスフィルタで捕集し、滴定により測定する。

【００１０】(c) 加熱食塩法 ＳＯ₃ とＮａＣｌとを反応させ、塩酸を生成する方法で
ある。ＳＯ₂ 、ＮＯ_XとＮａＣｌとの反応は少ないとさ
れていることから、ＳＯ₃ を選択的に捕集できる。

【００１１】ＳＯ₃ ガスの捕集法としては、排ガス中の
水分を除去した後、４５０℃に加熱したＮａＣｌ充填層
内に排ガスを流し、生成したＨＣｌを水に吸収させる。
そのＨＣｌを滴定することによりＳＯ₃ ガス濃度を測定
する。

【００１２】(d) アンモニア注入法 ＳＯ₃ ガスを含むガス中にＮＨ₃ を吹き込んで硫酸アン
モニウムとし、余剰のＮＨ₃ 濃度からＳＯ₃ 濃度を推定
する方法である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで上述した従来
法を用いて測定する場合、通常煙道から排ガスをサンプ
リングして行うが、排ガスがダストを含んでいるためこ
のダストを除去する必要がある。

【００１４】このダストを除去する装置としては、ガラ
スウールか石英ウール等の繊維を充填したダスト捕集管
を用いていた。

【００１５】しかしながら、一般に排ガス中のＳＯ₃ 濃
度は他の成分、例えばＳＯ₂ よりも低いため多量のサン
プルガスを処理（最終的には水溶液として溶解）する必
要がある。この結果、ダスト捕集管にダストが堆積（滞
留）し、ＳＯ₃ がダストと化学反応あるいは物理吸着等
によりダストと共にＳＯ₃ の一部が除去され、分析値が
低値となることがあった。化学反応の幾つかは化１式〜
化８式で表される。

【００１６】(1) アルカリ土類金属元素化合物との反応

【００１７】

【化１】ＣａＯ＋ＳＯ₃ ＝ＣａＳＯ₄

【００１８】

【化２】Ｃａ（ＯＨ）₂ ＋ＳＯ₃ ＝ＣａＳＯ₄ ＋Ｈ₂ Ｏ

【００１９】

【化３】ＣａＣＯ₃ ＋ＳＯ₃ ＝ＣａＳＯ₄ ＋ＣＯ₂

【００２０】

【化４】ＭｇＣＯ₃ ＋ＳＯ₃ ＝ＭｇＳＯ₄ ＋ＣＯ₂(2)
アルカリ金属元素化合物との反応

【００２１】

【化５】Ｎａ₂ Ｏ＋ＳＯ₃ ＝Ｎａ₂ ＳＯ₄

【００２２】

【化６】２ＮａＯＨ＋ＳＯ₃ ＝Ｎａ₂ ＳＯ₄ ＋Ｈ₂ Ｏ

【００２３】

【化７】Ｎａ₂ ＣＯ₃ ＋ＳＯ₃ ＝Ｎａ₂ ＳＯ₄ ＋ＣＯ₂

【００２４】

【化８】Ｋ₂ ＣＯ₃ ＋ＳＯ₃ ＝Ｋ₂ ＳＯ₄ ＋ＣＯ₂これ
らの反応の原因はダスト除去装置に連続的に入り込んで
くるダストが図示しない分離部に捕集、堆積する現象、
さらにそのダストの堆積層の中をサンプリングガスを通
過させることになるためである。

【００２５】この結果メンテナンスが頻繁に必要とな
り、測定に支障をきたすという問題があった。

【００２６】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、フィルタへのダストの堆積や滞留がない排ガスサン
プリング装置を提供することにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の排ガスサンプリング装置は、燃焼設備等から
排出されたダストを含有する排ガスから排ガスのみサン
プリングする排ガスサンプリング装置であって、吸気口
が燃焼設備の煙道の上流側に接続され排気口が該煙道の
下流側に接続されたダクトと、ダクトの途中に挿入され
内壁がダクトと略同一断面形状を有する略筒状のフィル
タと、フィルタの外側を覆うと共にろ過された排ガスを
取り出す取り出し口を有するカバーとを備えたものであ
る。

【００２８】上記構成に加え本発明の排ガスサンプリン
グ装置は、ダクトにダストを含有する排ガスを煙道から
吸気して煙道に強制的に戻すためのポンプを挿入するの
が好ましい。

【００２９】本発明によれば、フィルタの形状がダクト
と略同一断面形状を有する略筒状のため、ダスト含有排
ガスがフィルタ内を流れる時に流れを遮るような抵抗が
少なく、たとえダストがフィルタの内壁に付着、堆積し
ようとしても排ガスの流れに押されるので、再びダクト
を通過して煙道に戻り、フィルタが目詰まりすることが
回避される。ダクト内に吸気された排ガス中のＳＯ₃ ガ
スはフィルタを通過してカバーに形成された取り出し口
から測定系に送られる。また、ダクトに排ガスを煙道か
ら吸気して煙道に強制的に戻すためのポンプを挿入する
ことにより、ダクト内を流れる排ガスの流量が減少しな
いためフィルタ上に付着したダストが強制的に除去され
て煙道に戻される。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。

【００３１】図１は本発明の排ガスサンプリング装置の
一実施の形態を示す概念図である。図２は図１に示した
排ガスサンプリング装置を燃焼設備の煙道に取付けた状
態を示す図である。なお、本実施の形態ではサンプリン
グガスがＳＯ₃ の場合で説明するが、これに限定される
ものではなく、ダストを含有するガスであればよい。

【００３２】図１及び図２において、本排ガスサンプリ
ング装置１０は、燃焼設備等から排出されたダスト（ダ
スト粒子）１を含有する排ガスから排ガスのみサンプリ
ングする排ガスサンプリング装置であって、吸気口２が
燃焼設備の煙道３の上流側に接続され排気口４が煙道３
の下流側に接続されたダクト５と、ダクト５の途中に挿
入されダクト５と略同一断面形状を有する円筒状のフィ
ルタ６と、フィルタ６の外側を覆うと共にろ過された排
ガスを取り出す取り出し口７を有するカバー８とで構成
されている。

【００３３】フィルタ６の素材は、耐食金属か、あるい
はセラミックス等が用いられる。本実施の形態ではフィ
ルタ６の形状は円筒形であるが、これに限定されず板状
フィルタを４枚用いた角型であってもよい。フィルタ６
を通過させる排ガスの流速はフィルタ６におけるダスト
の除去能力を損なうことの無い流速以下にする必要があ
り、そのためにフィルタ６の有効面積を適量とするのが
好ましい。

【００３４】本排ガスサンプリング装置の温度は排ガス
の温度と同じとするのが好ましいが、ＳＯ₃ の凝縮温度
（酸露点）以上であればよい。

【００３５】ダクト５のフィルタ６と排気口４との間
に、ダクトを含有する排ガスを煙道から吸気して再び煙
道に強制的に戻すためのポンプ９が挿入されている。ダ
スト１を含むサンプリングガスのフィルタ６内での流速
を高速（２０ｍ／ｓｅｃ＜）にするのが好ましい。

【００３６】本排ガスサンプリング装置によれば、フィ
ルタ６の形状がダクト５と略同一断面形状を有する略筒
状のため、煙道３を矢印１１方向に流れるダスト含有排
ガスが、吸気口２からダクト５内に矢印１２方向に吸気
されてフィルタ６内を矢印１３方向に流れる時が、その
流れを遮るような抵抗がフィルタ６にはない。このた
め、たとえダスト１がフィルタ６の内壁に付着、堆積し
ようとしても（１ａ）、排ガスの流れ（高速ガス流速１
３）に吹き飛ばされるので（１ｂ）、再びダクト５を矢
印１４方向に通過して煙道３に戻り、フィルタ６の目詰
まりが回避される。

【００３７】一方、ダクト５内に吸気された排ガス中の
ＳＯ₃ ガスはフィルタ６を矢印１５方向通過して取り出
し口７から矢印１６方向に進み図示しない測定装置へ送
られる。また、ダクト５のフィルタ６と排気口４との間
に、排ガスを煙道から吸気して煙道に強制的に戻すため
のポンプ９を挿入することにより、ダクト５内を流れる
排ガスの流量が減少しないためフィルタ６上に付着した
ダスト１が強制的に除去されて煙道に戻されるので、フ
ィルタ６の目詰まりが効果的に防止される。

【００３８】以上において本排ガスサンプリング装置に
よれば、 (1) ダストを含有した排ガスの一部をフィルタを用いて
ろ過するため、フィルタにダストが堆積、滞留すること
がなく、ダスト層が形成されない。

【００３９】(2) ダストを含有した排ガスの流速を高速
にするため、フィルタ表面に付着したダストが剥離等し
て排ガスサンプリング装置から煙道に戻される。

【００４０】(3) フィルタにダスト層が形成されないの
で測定装置に導入される排ガスがダスト層を通過するこ
とがない。

【００４１】(4) 排ガスとダストとの化学反応や物理吸
着による排ガスの除去作用が起こらない。

【００４２】(5) 排ガスの測定値が低値になることがな
い。

【００４３】(6) フィルタにダストの滞留や残留がない
ので、一定条件（フィルタの経年変化による交換等）で
運転できる。

【００４４】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。

【００４５】フィルタへのダストの堆積や滞留がない排
ガスサンプリング装置の提供を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排ガスサンプリング装置の一実施の形
態を示す概念図である。

【図２】図１に示した排ガスサンプリング装置を燃焼設
備の煙道に取付けた状態を示す図である。

【符号の説明】

１ ダスト（ダスト粒子） ２ 吸気口 ３ 煙道 ４ 排気口 ５ ダクト ６ フィルタ ７ 取り出し口 ８ カバー ９ ポンプ １０ 排ガスサンプリング装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉田 孝男 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東京エンジニアリング センター内 (72)発明者 小林 健 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東京エンジニアリング センター内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼設備等から排出されたダストを含有
   する排ガスから排ガスのみサンプリングする排ガスサン
   プリング装置であって、吸気口が上記燃焼設備の煙道の
   上流側に接続され排気口が該煙道の下流側に接続された
   ダクトと、該ダクトの途中に挿入され内壁が該ダクトと
   略同一断面形状を有する略筒状のフィルタと、該フィル
   タの外側を覆うと共にろ過された排ガスを取り出す取り
   出し口を有するカバーとを備えたことを特徴とする排ガ
   スサンプリング装置。
2. 【請求項２】 上記ダクトに上記ダストを含有する排ガ
   スを上記煙道から吸気して上記煙道に強制的に戻すため
   のポンプを挿入した請求項１に記載の排ガスサンプリン
   グ装置。