JP2002148250A - エンジン排ガス中の粒子状物質の分析方法および装置 - Google Patents
エンジン排ガス中の粒子状物質の分析方法および装置Info
- Publication number
- JP2002148250A JP2002148250A JP2001087378A JP2001087378A JP2002148250A JP 2002148250 A JP2002148250 A JP 2002148250A JP 2001087378 A JP2001087378 A JP 2001087378A JP 2001087378 A JP2001087378 A JP 2001087378A JP 2002148250 A JP2002148250 A JP 2002148250A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- filter
- particulate matter
- heating furnace
- heating
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
ライスート、SOFおよびサルフェートを、それらが微
量であっても、個々に分別して簡便かつ精度よく測定す
ることができるエンジン排ガス中の粒子状物質の分析方
法および装置を提供する。 【解決手段】 エンジン排ガスG中に含まれるPMを捕
集したフィルタ2を加熱炉1内に設け、まず、加熱炉1
内に不活性ガスを流しながらフィルタ2を所定温度で加
熱してPM中のSOFを気化し、気化したSOFを酸化
してCO2 とし、前記CO2 をガス分析部15で分析
し、その後、前記加熱炉1内に酸素を流しながら前記フ
ィルタ2を加熱してこのフィルタ2上に残ったPMを酸
化してCO 2 を発生させ、このCO2 をガス分析部15
で分析するようにした。
Description
ルエンジンなどから排出されるガス中に含まれる粒子状
物質(パーティキュレートマター、以下、PMという)
の分析方法および装置に関する。
ス中に含まれるPMを測定する手法として、ディーゼル
エンジンから排出される高温の排ガスを清浄な空気で希
釈し、この希釈排ガスを定容量吸引してPMをフィルタ
によって捕集し、このフィルタを精密天秤などで秤量し
て、PM捕集前のフィルタとの重量差に基づいて定量分
析するフィルタ重量法が一般に知られている。
ては、フィルタに吸着した水分が測定誤差として大きく
影響するため、捕集前後のフィルタ中の水分を一定にす
るため定温・定湿処理が必要となる。また、低濃度PM
の排ガスを測定する場合、例えば200mgのフィルタ
の上に捕集された0.1mgのPMを正確に秤量する必
要があり、フィルタそのものの重量の測定誤差がPM重
量の測定誤差に大きな影響を与えるといった問題があ
る。
報に示されるように、PMを捕集したフィルタを加熱炉
において段階的に昇温加熱しPMを酸化してガス分析計
で測定する手法がある。
ート(Dry Soot)と呼ばれる無機炭素(以下、
ドライスートという)、SOF(Soluble Or
ganic Fraction)と呼ばれる炭化水素
(以下、SOFという)およびサルフェートと呼ばれる
硫酸水和物(以下、サルフェートという)から構成され
ており、前記公報に記載された手法によっては、高沸点
SOFの分離および酸化雰囲気中でのサルフェートの還
元が困難であり、このため、PM中の大部分を占めるド
ライスート、SOFおよびサルフェートを個々に分別し
てその濃度または重量を測定することが困難であった。
たもので、その目的は、エンジン排ガス中に含まれるP
Mにおけるドライスート、SOFおよびサルフェート
を、それらが微量であっても、個々に分別して簡便かつ
精度よく測定することができるエンジン排ガス中の粒子
状物質の分析方法および装置を提供することである。
め、この発明のエンジン排ガス中のPMの分析方法は、
エンジン排ガス中に含まれる粒子状物質を捕集したフィ
ルタを加熱炉内に設け、まず、加熱炉内に不活性ガスを
流しながらフィルタを所定温度で加熱して粒子状物質中
の炭化水素を気化し、気化した炭化水素を酸化してCO
2 とし、前記CO 2 をガス分析部で分析し、その後、前
記加熱炉内に酸素を流しながら前記フィルタを加熱して
このフィルタ上に残った粒子状物質を酸化してCO2 を
発生させ、このCO2 をガス分析部で分析するようにし
ている(請求項1)。また、この発明のエンジン排ガス
中のPMの分析方法は、エンジン排ガス中に含まれるP
Mを捕集したフィルタを加熱炉内に設け、まず、加熱炉
内に不活性ガスを流しながらフィルタを所定温度で加熱
してPM中のSOFとサルフェートを気化し、気化した
SOFを酸化してCO2 とする一方、気化したサルフェ
ートを還元してSO2 とし、前記CO2 およびSO2 を
ガス分析部で分析し、その後、前記加熱炉内に酸素を流
しながら前記フィルタを加熱してこのフィルタ上に残っ
たPMを酸化してCO2 を発生させ、このCO2 をガス
分析部で分析するようにしてもよい(請求項3)。
装置として、この発明では、加熱炉に対して不活性ガス
または酸素を択一的に供給するガス供給部と、前記不活
性ガスまたは酸素が供給されている状態においてエンジ
ン排ガス中に含まれる粒子状物質を捕集したフィルタを
所定温度で加熱する加熱炉と、この加熱によって発生す
るガスを酸化する酸化処理部と、この酸化処理部からの
ガスが供給され、CO 2 の濃度を測定するガス分析部と
を含む装置を用いている(請求項2)。また、加熱炉に
対して不活性ガスまたは酸素を択一的に供給するガス供
給部と、前記不活性ガスまたは酸素が供給されている状
態においてエンジン排ガス中に含まれるPMを捕集した
フィルタを所定温度で加熱する加熱炉と、この加熱によ
って発生するガスを酸化または還元する酸化還元処理部
と、この酸化還元処理部からのガスが供給され、CO2
およびSO2 の濃度を測定するガス分析部とを含む装置
を用いてもよい(請求項6)。
の分析方法は、エンジンからの排ガスが流れる流路にフ
ィルタを設置し、排ガスを定流量流して排ガス中のPM
をフィルタで捕集する。このフィルタを例えば1000
℃に保温された加熱炉内に設け、まず、加熱炉内に窒素
ガスなどの不活性ガスを流しながらフィルタを加熱して
PM中のSOFとサルフェートを気化し、気化したSO
Fを酸化してCO2 とする一方、気化したサルフェート
を還元してSO2 とし、前記CO2 およびSO 2 をガス
分析部で分析することによって、CO2 濃度およびSO
2 濃度が得られる。このCO2 濃度およびSO2 濃度
は、それぞれPM中のSOFおよびサルフェートの量に
比例しており、これらのCO2 濃度およびSO2 濃度と
不活性ガスの全流量とからCO2 およびSO2 の重量が
得られ、これらの重量に基づいて、フィルタに捕集され
たSOFおよびサルフェートの重量が得られる。
前記フィルタを加熱してこのフィルタ上に残ったPM
(大部分はドライスートである)を酸化してCO2 を発
生させ、このCO2 をガス分析部で分析することによ
り、CO2 濃度が得られる。このCO2 濃度は、PM中
のドライスートの量に比例しており、このCO2 濃度と
酸素の全流量とからCO2 の重量が求められ、この重量
に基づいてフィルタに捕集されたドライスートの重量が
得られる。
析方法において、加熱炉内に不活性ガスを流しながらフ
ィルタを加熱する際、まず、低沸点のSOFが気化する
程度の低温加熱を行い、その後、高沸点のSOFが気化
する程度の高温加熱を行うようにしてもよい(請求項
4)。このようにした場合、高沸点のSOFと低沸点の
SOFとを区別して測定することができる。
方法において、気化したサルフェートを還元してSO2
とする際に、加熱した石英綿に前記サルフェートを通す
ようにしてもよい(請求項5)。このようにした場合、
サルフェートの加熱を効率良くかつ確実に行うことがで
き、サルフェートをより確実にSO2 へと還元させるこ
とが可能となる。
参照しながら説明する。図1および図2は、この発明の
第1の実施の形態を示している。まず、図1は、エンジ
ン排ガス中の粒子状物質の分析装置の一つの構成例を概
略的に示すもので、この図において、1はエンジン排ガ
ス中に含まれるPMを捕集したフィルタ2(PMを捕集
するための構成は後述する)を加熱するための加熱炉
で、例えば電気炉よりなり、加熱用ヒータ3を備えてい
る。この加熱用ヒータ3は、温度調整機構(図示してい
ない)によってその発熱状態が制御され、したがって、
加熱炉1内の温度は、任意の所定温度になるように設定
される。
窒素ガス)または酸素を択一的に供給するガス供給部
で、流量測定および流量制御の機能を備えたマスフロー
コントローラなどの流量制御装置5、6をそれぞれ備え
た窒素ガス供給路7および酸素供給路8と、これらの供
給路7,8の下流側および加熱炉1への接続流路9がそ
れぞれ接続される三方電磁弁10とから構成されてい
る。
るガス流路で、その下流側は二つの互いに並列的なガス
流路12,13に分岐している。そして、これらのガス
流路12,13の下流側には、酸化還元処理部14およ
びガス分析部15がこの順に直列に設けられている。
マスフローメータなどの流量計16、例えばCuOなど
の酸化触媒が設けられ、酸素を供給するための酸素供給
路17が接続された酸化処理部14AおよびCO2 分析
計15Aがこの順に設けられている。そして、他方のガ
ス流路13には、前記流量計16と同様の流量計18、
例えばカーボンなどの還元触媒が設けられた還元処理部
14BおよびSO2 分析計15Bがこの順に設けられて
いる。ここで用いるCO2 分析計15AおよびSO2 分
析計15Bは、例えば非分散型赤外線ガス分析計(ND
IRガス分析計)である。つまり、酸化還元処理部14
においては、酸化処理部14Aと還元処理部14Bとが
互いに並列的に配置され、ガス分析部15においては、
CO2 分析計15AとSO2 分析計15Bとが互いに並
列的に配置されている。
1およびガス流路12,13のガス分析部13までの部
分(酸化処理部14Aおよび還元処理部14Bも含む)
は、例えばヒータによって適宜の温度になるように加熱
・保温できるように構成されている。これは、加熱炉1
において生じたガスに含まれる成分の変化を防止すると
ともに、酸化および還元処理が確実に行われるようにす
るためである。
信号Qや濃度信号Cなど)に基づいて演算を行ったり、
この演算結果に基づいて装置各部に対して制御信号を送
出する演算制御部で、例えばパソコンよりなる。
ない例えば石英からなり、このフィルタ2にエンジン排
ガス中に含まれるPMを捕集させるには、例えば、図2
に示すように構成され、エンジンからの排ガスを定流量
流すことができるサンプリング装置が用いられる。すな
わち、図2において、20は例えば自動車に搭載される
ディーゼルエンジン、21はこれに連なる排気管であ
る。22は排気管21に挿入接続され、排気管21中を
流れる排ガスGをサンプリングするためのプローブで、
その下流側はサンリングされた排ガスGを希釈する希釈
トンネル23に接続されている。24はこの希釈トンネ
ル23の上流側に接続される希釈用空気の供給管であ
る。
れ、希釈されたサンプルガスSが流れるガス流路で、こ
の流路25の下流側は二つの流路26,27に分岐し、
それぞれの流路26,27にサンプルガスS中に含まれ
るPMを捕集するためのフィルタ装置28,29を設け
て、一方の流路26はPM採取時の排気ガスを流すため
のサンプルガス流路に、また、他方の流路27はPM非
採取時の排気ガスを流すためのバイパス流路にそれぞれ
構成されている。なお、フィルタ装置28,29のう
ち、一方のフィルタ28が測定用フィルタであり、他方
のフィルタ装置29はダミーフィルタである。
路27の下流側に設けられる流路切換え手段としての三
方電磁弁で、その下流側はガス流路31に接続され、こ
のガス流路31には、回転数制御によって吸引能力を変
えることができる吸引ポンプ、例えばルーツブロアポン
プ32と、測定精度の高い流量計、例えばベンチュリ計
33とがこの順に設けられている。
状物質の分析装置を用いた粒子状物質の分析方法につい
て、図3をも参照しながら説明する。この図3は、加熱
炉1内の雰囲気およびフィルタ2の加熱温度の時間的変
化と、各雰囲気における出力の状態を示すものである。
符号a,cはCO2 濃度出力、bはSO2 濃度出力であ
る。
プリング装置を用いて、エンジン20からの排ガスGを
定流量サンプリングして、この排ガスG中のPMをフィ
ルタ2に捕集する。
予め1000℃になるように加熱されている加熱炉1内
に載置する。そして、まず、ガス供給部4の電磁弁10
を動作させて窒素ガス供給路7を加熱炉1と連通させ、
流量制御装置5を介して加熱炉1内に窒素ガスを供給す
る。このときの窒素ガスの流量は、流量制御装置5によ
って測定され、その結果は流量信号Qとしてパソコン1
9に送られる。
気下においてフィルタ2が1000℃で加熱されること
により、フィルタ2に捕集されたPM中のSOFおよび
サルフェートがガス化し、これらが窒素ガスとともにガ
ス流路11に流れ出る。
したSOFおよびサルフェートや他の発生ガスを含んで
いる)は、二分された状態でガス流路12,13を流れ
る。そして、一方のガス流路12を流れるガスは、流量
計16を経て酸化還元処理部14の酸化処理部14Aに
流れ込む。この酸化処理部14Aには酸素が供給されて
おり、ガス化したSOFおよびサルフェートのうちのS
OFが酸化触媒および酸素によって酸化されて、CO2
およびH2 Oになり、他のガスとともにガス分析部15
のCO2 分析計15Aに送られ、CO2 濃度が測定され
る。また、他方のガス流路13を流れるガスは、流量計
18を経て酸化還元処理部14の還元処理部14Bに流
れ込み、ガス化したSOFおよびサルフェートのうちの
サルフェートが還元触媒によって還元されて、SO2 に
なり、他のガスとともにガス分析部15のSO2 分析計
15Bに送られ、SO2 濃度が測定される。
14Bにおいて、還元触媒を設ける代わりに、石英綿3
4を設けて、これにサルフェートを通すようにすること
により、サルフェートのSO2 への還元を促進するよう
にしてもよい。
より、SO3 が得られ、このSO3に熱を加えることに
より、 SO3 →SO2 +(1/2)O2 −23.1kcal という反応が起こるが、サルフェートをヒータ35によ
って加熱した管36の内部に通すだけでは、サルフェー
トが十分に加熱されず、SO2 への還元が行われないま
ま分析計15Bへと送られるおそれがある。しかし、上
記のように還元処理部14B内に石英綿を設けて、これ
をヒータで加熱しておき、この石英綿にサルフェートを
通すようにすれば、サルフェートが石英綿を通過してい
くとき、管壁からの熱が石英綿によりサルフェートに効
率良く伝わるようになり、サルフェートを効率よくかつ
確実に加熱することができ、SO2 への還元がより確実
に行われ、PM中のサルフェートを精度良く測定するこ
とが可能となる。もちろん、前記還元処理部14bに、
前記還元触媒と石英綿の両方を設けてもよい。
ば図3において符号a,bで示すような形状のCO2 濃
度およびSO2 濃度信号が出力され、これがパソコン1
9に入力される。パソコン19には、窒素ガスの流量を
表す信号が入力されているので、この窒素ガス流量とC
O2 濃度およびSO2 濃度とに基づいて、フィルタ2に
捕集されたPM中のSOFおよびサルフェートの重量が
それぞれ求められる。
切り換えて、酸素供給路8を加熱炉1と連通させ、流量
制御装置6を介して加熱炉1内に酸素を供給する。この
ときの酸素の流量は、流量制御装置6によって測定さ
れ、その結果はパソコン19に流量信号として送られ
る。
においてフィルタ2が1000℃で加熱されることによ
り、前記フィルタ2に残ったドライスートが燃焼(酸
化)してCO2 およびCO(これはほとんど微量)が発
生し、これらが酸素とともにガス流路11に流れ出る。
焼によって生じたCO2 およびCOや他の発生ガスを含
んでいる)は、ガス流路12,13に分岐して流れる。
そして、一方のガス流路12を流れるガスは、流量計1
6を経て酸化還元処理部14の酸化処理部14Aに流れ
込む。この酸化処理部14Aには酸素が供給されている
ので、前記ガス中に含まれているCOが酸化されてCO
2 となり、前記ガス中のCO2 と混ざり、他のガスとと
もにガス分析部15のCO2 分析計15Aに送られ、C
O2 濃度が測定される。また、他方のガス流路13を流
れるガスは、流量計18を経て酸化還元処理部14の還
元処理部14Bに流れ込むが、この場合、なんら処理さ
れることなくガス分析部15のSO2 分析計15Bに送
られ、濃度測定されることなく廃棄される。
において符号cで示すような形状のCO2 濃度を表す信
号が出力され、これがパソコン19に入力される。パソ
コン19には、酸素流量を表す信号が入力されているの
で、この酸素流量とCO2 濃度とに基づいて、フィルタ
2に捕集されたPM中のドライスートの重量が求められ
る。
よるPMの捕集に際して、エンジン20からの排ガスG
を希釈しているので、この希釈率を考慮に入れて、前記
ドライスート、SOFおよびサルフェートの重量に基づ
いて演算を行うことにより、前記排ガスG中のドライス
ート、SOFおよびサルフェートの重量を得ることがで
きる。
中の粒子状物質の分析方法および装置においては、PM
を捕集したフィルタ2を加熱炉1内に収容し、まず、窒
素ガスなどの不活性ガス雰囲気において前記フィルタ2
を所定の温度で加熱して、SOFおよびサルフェートを
ガス化し、これらをさらにそれぞれ酸化または還元処理
して、CO2 およびSO2 とし、これらの濃度を測定
し、これらの濃度に基づいて、フィルタ2に捕集された
PM中のSOFおよびサルフェートの重量を求めるとと
もに、前記フィルタ2を加熱炉1内において酸素雰囲気
下で加熱してCO 2 を発生させ、このCO2 の濃度を測
定し、この濃度に基づいて、フィルタ2に捕集されたP
M中のドライスートの重量を求めるようにしているの
で、エンジン20の排ガスG中に含まれるPMにおける
ドライスート、SOFおよびサルフェートを、個々に分
別して簡便かつ精度よく測定することができる。
下流側に設けられるガス流路11をガス流路12,13
に二分し、一方のガス流路12に酸化処理部14Aおよ
びCO2 分析計15Aを設け、他方のガス流路13に還
元処理部14BおよびSO2分析計15Bを設けていた
ため、加熱炉1において発生したガスが1/2ずつにな
り、ガス分析の際に得られる出力信号が小さくならざえ
るをえない。この点を解消する構成を、第2の実施の形
態として、図5を参照しながら説明する。
ガス流路11に設けられる流量計で、第1の実施の形態
における流量計16,18と同様のものである。そし
て、この流量計33の下流側に設けられる酸化還元処理
部14には、白金(Pt)を主成分とする酸化還元触媒
が設けられるとともに、酸素供給路17が接続されてい
る。また、この酸化還元処理部14の下流側に設けられ
るガス分析部15は、CO2 分析計15AとSO2 分析
計15Bとが直列的に配置されている。
子状物質の分析装置を用いた粒子状物質の分析方法につ
いて説明すると、まず、分析に先立って、図2に示した
サンプリング装置を用いて、エンジン20からの排ガス
Gを定流量サンプリングして、この排ガスG中のPMを
フィルタ2に捕集する。
予め1000℃になるように加熱されている加熱炉1内
に載置する。そして、まず、ガス供給部4の電磁弁10
を動作させて窒素ガス供給路7を加熱炉1と連通させ、
流量制御装置5を介して加熱炉1内に窒素ガスを供給す
る。このときの窒素ガスの流量は、流量制御装置5によ
って測定され、その結果は流量信号としてパソコン19
に送られる。
気下においてフィルタ2が1000℃で加熱されること
により、フィルタ2に捕集されたPM中のSOFおよび
サルフェートがガス化し、これらが他の発生ガスや窒素
ガスとともにガス流路11に流れ出る。
したSOFおよびサルフェートを含んでいる)は、流量
計33を経て酸化還元処理部14に流れ込む。この酸化
還元処理部14には酸素が供給されているので、ガス化
したSOFおよびサルフェートのうちのSOFが酸化還
元触媒および酸素によって酸化されて、CO2 およびH
2 Oとなる一方、前記サルフェートが酸化還元触媒によ
って還元されて、SO 2 になる。これらのCO2 、H2
OおよびSO2 は、その状態で、ガス分析部15に送ら
れる。
ガスは、まず、CO2 分析計15AにおいてCO2 の濃
度が測定され、次いで、SO2 分析計15BにおいてS
O2濃度が測定され、ガス分析部15からはCO2 濃度
およびSO2 濃度信号が出力され、これがパソコン19
に入力される。パソコン19には、窒素ガスの流量を表
す信号が入力されているので、この窒素ガス流量とCO
2 濃度およびSO2 濃度とに基づいて、フィルタ2に捕
集されたPM中のSOFおよびサルフェートの重量がそ
れぞれ求められる。
切り換えて、酸素供給路8を加熱炉1と連通させ、流量
制御装置6を介して加熱炉1内に酸素を供給する。この
ときの酸素の流量は、流量制御装置6によって測定さ
れ、その結果はパソコン19に流量信号として送られ
る。
においてフィルタ2が1000℃で加熱されることによ
り、前記フィルタ2に残ったドライスートが燃焼(酸
化)してCO2 およびCO(これはほとんど微量)が発
生し、これらが酸素とともにガス流路11に流れ出る。
焼によって生じたCO2 およびCOを含んでいる)は、
流量計33を経て酸化還元処理部14に流れ込む。この
酸化還元処理部14には酸素が供給されているので、前
記ガス中に含まれているCOが酸化されてCO2 とな
り、前記ガス中のCO2 とともにガス分析部15のCO
2 分析計15Aに送られ、CO2 濃度が測定され、この
濃度信号はパソコン19に入力される。そして、CO2
分析計15Aを出たガスは、SO2 分析計15Bに送ら
れるが、濃度測定されることなく廃棄される。
信号が入力されているので、この酸素ガス流量と前記C
O2 濃度とに基づいて、フィルタ2に捕集されたPM中
のドライスートの重量が求められる。
も、フィルタ2によるPMの捕集に際して、エンジン2
0からの排ガスGを希釈しているので、上述の第1の実
施の形態と同様に、希釈率を考慮に入れて、前記ドライ
スート、SOFおよびサルフェートの重量に基づいて演
算を行うことにより、前記排ガスG中のドライスート、
SOFおよびサルフェートの重量を得ることができる。
も、エンジン2Oの排ガスG中に含まれるPMにおける
ドライスート、SOFおよびサルフェートを、個々に分
別して簡便かつ精度よく測定することができる。
ては、加熱炉1において生じたガスを途中で二分せず、
また、ガス分析部15においては、直列に配置されたC
O2分析計15AおよびSO2 分析計15Bを順次通過
させるようにしているので、CO2 やSO2 の濃度信号
として大きなものが得られる。また、装置の全体構成が
シンプルであるといった利点もある。
ては、最初に加熱炉1内で行う不活性ガス雰囲気でのフ
ィルタ2の加熱を、一定の温度(1000℃)で行うよ
うにしていたが、この加熱を、低温加熱と高温加熱との
組み合わせによって行うようにしてもよい。以下、これ
を第3の実施の形態として説明する。
ガスG中に含まれるSOFとしては、軽油に起因するも
のとエンジンオイルに起因するものとがあり、前者のS
OFは比較的低温(例えば350℃程度)で気化し、後
者のSOFは比較的高温(700℃程度)で気化する。
前記第1および第2の実施の形態においては、加熱炉1
内を不活性ガス雰囲気にしてフィルタ2を加熱する場
合、フィルタ2を一定温度になるようにしていたため、
軽油に起因するSOFとエンジンオイルに起因するSO
Fとを区別して測定することができなかった。
は、不活性ガス雰囲気下でのフィルタ2の加熱を行う場
合、フィルタ2の加熱温度を、低沸点のSOFが気化す
る程度の低温加熱を行い、その後、高沸点のSOFが気
化する程度の高温加熱を行うのである。このように、不
活性ガス雰囲気下でのフィルタ2の加熱を、低高2段階
の温度で行うことにより、軽油に起因するSOFとエン
ジンオイルに起因するSOFとを区別して測定すること
ができる。
は、例えば、加熱炉1内の温度を温度調整機構によって
切り換え、最初に低温状態でフィルタ2を加熱し、次い
で、高温状態でフィルタ2を加熱したり、あるいは、加
熱炉1内に低温加熱部と高温加熱部とを設け、低温加熱
部による加熱後、フィルタ2を高温加熱部に移動して加
熱するなど適宜の方法がある。
ものではなく、種々に変形して実施することができる。
例えば、加熱炉1として、高周波加熱炉や赤外イメージ
炉を用いてもよい。そして、加熱炉1に供給される不活
性ガスとして、窒素ガスのほかに、アルゴンガスなど適
宜のものを用いてもよい。
2を所定温度で加熱した際に生ずるガス化したSOFを
酸化処理部14A、あるいは、酸化還元処理部14にお
いて酸化した場合、CO2 とともにH2 Oが生ずるが、
このH2 Oは、CO2 やSO 2 の測定に干渉成分となる
ことがある。そこで、ガス分析部15に供給する前にこ
れを除去するようにしたり、また、ガス分析部15に設
けられるCO2 分析計15AやSO2 分析計15Bとし
て、干渉成分の影響を補償できるような構成のガス分析
計を用いてもよい。
分析計として、フーリエ変換赤外分光光度計を用いたガ
ス分析装置(FTIRガス分析装置)を設けてもよい。
このFTIRガス分析装置は、これ1台でCO2 および
SO2 の濃度を同時に測定することができるとともに、
NOX なども測定できるので、PM中に含まれるドライ
スート、SOFおよびサルフェートは勿論のこと、他の
成分の濃度も一挙に測定することができる。また、ガス
分析部15に設けられるガス分析計として、マススペク
トロメータ(質量分析計)を用いてもよい。このマスス
ペクトロメータにおいても、これ1台でCO2 、S
O2 、NOX などの測定を同時に行うことができる。し
たがって、これらのFTIRガス分析装置あるいはマス
スペクトロメータをガス分析部15に設けた場合、装置
全体の構成が簡略化される。
の炭化水素およびドライスートをCO2 に変化させ、ガ
ス分析部15においてCO2 の分析(濃度測定)を行う
とともに、粒子状物質中のサルフェートをSO2 に変化
させ、ガス分析部15においてSO2 の分析(濃度測
定)を行うようにしているが、このような構成に限るも
のではなく、例えば、前記ガス分析部15において、C
O2 のみまたはSO2 のみを分析するようにしてもよ
い。
分析する場合には、加熱炉1に対して不活性ガスまたは
酸素を択一的に供給するガス供給部4と、前記不活性ガ
スまたは酸素が供給されている状態においてエンジン排
ガス中に含まれる粒子状物質を捕集したフィルタ2を所
定温度で加熱する加熱炉1と、この加熱によって発生す
るガスを酸化する酸化処理部14Aと、この酸化処理部
14Aからのガスが供給され、CO2 の濃度を測定する
ガス分析部15(CO2 分析計15A)とを含む装置を
用いて、エンジン排ガス中に含まれる粒子状物質を捕集
したフィルタ2を加熱炉1内に設け(セットし)、ま
ず、加熱炉1内に不活性ガスを流しながらフィルタ2を
所定温度(例えば、約1000℃)で加熱して粒子状物
質中の炭化水素を気化し、気化した炭化水素を酸化して
CO2 とし、前記CO2 をガス分析部15(CO2 分析
計15A)で分析し、その後、前記加熱炉1内に酸素を
流しながら前記フィルタ2を加熱してこのフィルタ2上
に残った粒子状物質(ドライスート)を酸化してCO2
を発生させ、このCO2 をガス分析部(CO2 分析計1
5A)で分析するようにすればよい。
分析する場合には、加熱炉1に対して不活性ガスを供給
するガス供給部と、前記不活性ガスが供給されている状
態においてエンジン排ガス中に含まれる粒子状物質を捕
集したフィルタ2を所定温度で加熱する加熱炉1と、こ
の加熱によって発生するガスを還元する還元処理部14
Bと、この還元処理部14Bからのガスが供給され、S
O2 の濃度を測定するガス分析部15(SO2 分析計1
5B)とを含む装置を用いて、エンジン排ガス中に含ま
れる粒子状物質を捕集したフィルタ2を加熱炉1内に設
け(セットし)、まず、加熱炉1内に不活性ガスを流し
ながらフィルタ2を所定温度(例えば、約1000℃)
で加熱して粒子状物質中のサルフェートを気化し、気化
したサルフェートを還元してSO2 とし、前記SO2 を
ガス分析部15(SO2 分析計15B)で分析するよう
にすればよい。
ば、PM中のドライスート、SOFおよびサルフェート
を簡単かつ精度よく測定することができる。特に、従来
のフィルタ重量法や冒頭に掲げた公報に開示された手法
などでは測定できなかったPM中の大部分を占めるドラ
イスート、SOFおよびサルフェートを個々に分別して
その濃度または重量を測定することができるとともに、
低濃度のPMも精度よく測定することができる。
析装置の一例を概略的に示す図である。
グ装置の一例を概略的に示す図である。
図である。
析装置の他の例を概略的に示す図である。
化還元処理部、15…ガス分析部、G…エンジン排ガ
ス。
Claims (6)
- 【請求項1】 エンジン排ガス中に含まれる粒子状物質
を捕集したフィルタを加熱炉内に設け、まず、加熱炉内
に不活性ガスを流しながらフィルタを所定温度で加熱し
て粒子状物質中の炭化水素を気化し、気化した炭化水素
を酸化してCO2 とし、前記CO2 をガス分析部で分析
し、その後、前記加熱炉内に酸素を流しながら前記フィ
ルタを加熱してこのフィルタ上に残った粒子状物質を酸
化してCO2 を発生させ、このCO2 をガス分析部で分
析するようにしたことを特徴とするエンジン排ガス中の
粒子状物質の分析方法。 - 【請求項2】 加熱炉に対して不活性ガスまたは酸素を
択一的に供給するガス供給部と、前記不活性ガスまたは
酸素が供給されている状態においてエンジン排ガス中に
含まれる粒子状物質を捕集したフィルタを所定温度で加
熱する加熱炉と、この加熱によって発生するガスを酸化
する酸化処理部と、この酸化処理部からのガスが供給さ
れ、CO2 の濃度を測定するガス分析部とを含むエンジ
ン排ガス中の粒子状物質の分析装置。 - 【請求項3】 エンジン排ガス中に含まれる粒子状物質
を捕集したフィルタを加熱炉内に設け、まず、加熱炉内
に不活性ガスを流しながらフィルタを所定温度で加熱し
て粒子状物質中の炭化水素とサルフェートを気化し、気
化した炭化水素を酸化してCO2 とする一方、気化した
サルフェートを還元してSO2 とし、前記CO2 および
SO2 をガス分析部で分析し、その後、前記加熱炉内に
酸素を流しながら前記フィルタを加熱してこのフィルタ
上に残った粒子状物質を酸化してCO2 を発生させ、こ
のCO2 をガス分析部で分析するようにしたことを特徴
とするエンジン排ガス中の粒子状物質の分析方法。 - 【請求項4】 加熱炉内に不活性ガスを流しながらフィ
ルタを加熱する際、まず、低沸点の炭化水素が気化する
程度の低温加熱を行い、その後、高沸点の炭化水素が気
化する程度の高温加熱を行うようにしてなる請求項1ま
たは3に記載のエンジン排ガス中の粒子状物質の分析方
法。 - 【請求項5】 気化したサルフェートを還元してSO2
とする際に、加熱した石英綿に前記サルフェートを通す
ようにした請求項3または4に記載のエンジン排ガス中
の粒子状物質の分析方法。 - 【請求項6】 加熱炉に対して不活性ガスまたは酸素を
択一的に供給するガス供給部と、前記不活性ガスまたは
酸素が供給されている状態においてエンジン排ガス中に
含まれる粒子状物質を捕集したフィルタを所定温度で加
熱する加熱炉と、この加熱によって発生するガスを酸化
または還元する酸化還元処理部と、この酸化還元処理部
からのガスが供給され、CO2 およびSO2 の濃度を測
定するガス分析部とを含むエンジン排ガス中の粒子状物
質の分析装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001087378A JP3872657B2 (ja) | 2000-03-29 | 2001-03-26 | エンジン排ガス中の粒子状物質の分析方法および装置 |
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000092283 | 2000-03-29 | ||
JP2000-92283 | 2000-08-30 | ||
JP2000-261344 | 2000-08-30 | ||
JP2000261344 | 2000-08-30 | ||
JP2001087378A JP3872657B2 (ja) | 2000-03-29 | 2001-03-26 | エンジン排ガス中の粒子状物質の分析方法および装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006065592A Division JP4320021B2 (ja) | 2000-03-29 | 2006-03-10 | エンジン排ガス中の粒子状物質の分析方法および装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002148250A true JP2002148250A (ja) | 2002-05-22 |
JP2002148250A5 JP2002148250A5 (ja) | 2005-06-02 |
JP3872657B2 JP3872657B2 (ja) | 2007-01-24 |
Family
ID=27342871
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001087378A Expired - Lifetime JP3872657B2 (ja) | 2000-03-29 | 2001-03-26 | エンジン排ガス中の粒子状物質の分析方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3872657B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100527971B1 (ko) * | 2002-10-10 | 2005-11-09 | 현대자동차주식회사 | 엔진 오일 내 미연소 탄소 함량 측정방법 |
JP2011141289A (ja) * | 2007-04-10 | 2011-07-21 | Yamaha Motor Co Ltd | エンジンオイル消費量測定装置及びエンジンオイル消費量測定方法 |
WO2023112679A1 (ja) * | 2021-12-14 | 2023-06-22 | 株式会社堀場テクノサービス | 元素分析方法及び元素分析装置 |
-
2001
- 2001-03-26 JP JP2001087378A patent/JP3872657B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100527971B1 (ko) * | 2002-10-10 | 2005-11-09 | 현대자동차주식회사 | 엔진 오일 내 미연소 탄소 함량 측정방법 |
JP2011141289A (ja) * | 2007-04-10 | 2011-07-21 | Yamaha Motor Co Ltd | エンジンオイル消費量測定装置及びエンジンオイル消費量測定方法 |
WO2023112679A1 (ja) * | 2021-12-14 | 2023-06-22 | 株式会社堀場テクノサービス | 元素分析方法及び元素分析装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3872657B2 (ja) | 2007-01-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6516654B2 (en) | Apparatus and method for analyzing particulate matter in gas and apparatus and method for carbon differentiating | |
CN104165665B (zh) | 排气流量计和排气分析系统 | |
JP2006506640A (ja) | エンジン排気ガス中の粒状物の質量、粒径、個数のリアルタイム測定装置および方法 | |
JP4246867B2 (ja) | 排ガス分析システム | |
WO2008099224A8 (en) | Diluter for exhaust gas sampling and method therefor | |
JP2014153132A (ja) | 排ガスサンプリング装置 | |
JP2005091043A (ja) | 粒子状物質測定方法および装置 | |
JP4320021B2 (ja) | エンジン排ガス中の粒子状物質の分析方法および装置 | |
US20130133308A1 (en) | Apparatus And Methods For Determination Of Total And Solid Carbon Content Of Engine Exhaust | |
JP3764701B2 (ja) | 油分測定方法および装置 | |
JP2002148250A (ja) | エンジン排ガス中の粒子状物質の分析方法および装置 | |
JP4057959B2 (ja) | エンジン排ガス中の粒子状物質の分析方法 | |
JP2005214742A (ja) | 評価ガス供給装置及び触媒評価装置 | |
JP2003035636A (ja) | エンジン排ガス中の粒子状物質の分析方法および装置 | |
JP2003028765A (ja) | エンジン排ガス中の粒子状物質の分析装置および方法 | |
JP2002148250A5 (ja) | ||
JP3998190B2 (ja) | 燃焼手段からの排ガス中に含まれている粒子状物質中の窒素化合物の分析方法および分析装置 | |
JP3035115B2 (ja) | パティキュレート連続分析方法 | |
JPH05302920A (ja) | 炭素測定装置 | |
JP2002243600A (ja) | 分析装置 | |
JP3957643B2 (ja) | フィルタ保持用治具およびこれを用いた分析方法 | |
JP2005227045A (ja) | 試料中の元素分析装置 | |
JP3957642B2 (ja) | フィルタ装着用治具 | |
JP3854516B2 (ja) | 灰中未燃分計測装置 | |
JPH09126999A (ja) | 硫黄成分測定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040817 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040928 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051226 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060110 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060310 |
|
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: 20061017 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061020 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 3872657 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121027 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121027 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121027 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131027 Year of fee payment: 7 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |