JP2016035410A

JP2016035410A - ガス分析装置およびガス分析方法

Info

Publication number: JP2016035410A
Application number: JP2014158111A
Authority: JP
Inventors: 斗小川; Hakaru Ogawa; 雄介野原; Yusuke Nohara
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2014-08-01
Filing date: 2014-08-01
Publication date: 2016-03-17

Abstract

【課題】排ガス中のＮＯｘ濃度およびアンモニア濃度をさらに安定して同時に分析することができるガス分析装置及びガス分析方法を提供する。
【解決手段】ガス分析装置１０は、排ガス１６中のＮＨ_３濃度とＮＯｘ濃度を測定するガス分析装置であって、排ガス抽出ラインＬ１１と、第１の分岐ラインＬ１２−１、第２の分岐ラインＬ１２−２と、排ガス１６中のＮＨ_３を酸化させるＮＨ_３酸化触媒１１と、ＮＨ_３酸化触媒１１と接触させた第１処理済み排ガス１６Ａ中のＮＯｘ濃度Ａを測定する第１のＮＯｘ測定部１２−１と、排ガス１６中のＮＨ_３をＮ_２に変換させるＮＨ_３変換触媒１３と、ＮＨ_３変換触媒１３と接触させた第２処理済み排ガス１６Ｂ中のＮＯｘ濃度Ｂを測定する第２のＮＯｘ測定部１２−２と、第１のＮＯｘ測定部１２−１、第２のＮＯｘ測定部１２−２の測定結果に基づいて、排ガス１６中のＮＯｘ濃度、ＮＨ_３濃度を算出する算出部１４とを具備してなる。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、ガス分析装置およびガス分析方法に関する。

発電設備等に用いられるボイラ、ガスタービンなどから排出される排ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）は、環境保全などの観点から、排出濃度が規制されており、排ガス中に含まれるＮＯｘ濃度を低くする必要がある。

排ガス中に含まれるＮＯｘ濃度を低くする方法として、アンモニア（ＮＨ_３）を還元剤として用いてＮＯｘを窒素（Ｎ_２）にする脱硝反応が用いられている。また、環境、コストなどを考慮して、ＮＨ_３の供給量を未反応のＮＨ_３を排出せず効率良くＮＯｘの脱硝の制御を行うことができるように、排ガス中に含まれるＮＯｘおよびＮＨ_３を同時に測定する装置が適用されている。

このようなＮＯｘおよびＮＨ_３を同時に測定するガス分析装置では、例えば、ＮＯｘおよびＮＨ_３を含む排ガスが２つのラインに分岐され、一方のラインでは、アンモニア（ＮＨ_３）酸化触媒で排ガス中のＮＨ_３が酸化された後、ＮＨ_３酸化触媒と接触した排ガス中のＮＯｘ濃度が測定される。一方、他方のラインでは、脱硝触媒で排ガス中のＮＯｘが脱硝された後、脱硝触媒と接触した排ガス中のＮＯｘ濃度が測定される。そして、両方のラインで測定されたＮＯｘ濃度の値から、排ガス中のＮＯｘ濃度およびＮＨ_３濃度が同時に分析される。

ガス分析装置で分析された排ガス中のＮＯｘ濃度およびＮＨ_３濃度に基づいて、ＮＨ_３の供給量を調整し、未反応のＮＨ_３を排出せず効率良くＮＯｘの脱硝の制御が行われる。

特開２００２−１６２３９３号公報

小林敬古、他４名著、「排ガス中のNOx、NH3同時連続計測法の開発」、三菱重工技報、三菱重工株式会社、2001年第38巻第3号，p.158−161

ボイラ、ガスタービンなどから排出される排ガスに含まれるＮＯｘ濃度は、発電設備の運転状況や原料として使用される石炭の種類などに応じて変動し易く、今後、排出される排ガスに含まれるＮＯｘの排出濃度の規制がさらに厳しくなる傾向にある。そのため、発電設備の安定した運転を行う上で、未反応のＮＨ_３の排出量を抑制しつつ、ＮＯｘの脱硝のさらなる効率化を図るという観点から、排ガス中のＮＯｘ濃度およびＮＨ_３濃度をさらに安定して同時に分析できるガス分析装置が希求されている。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、排ガス中のＮＯｘ濃度およびアンモニア濃度をさらに安定して同時に分析することができるガス分析装置及びガス分析方法を提供することを目的とする。

一の実施形態によるガス分析装置は、被測定ガス中のアンモニア濃度とＮＯｘ濃度とを測定するガス分析装置であって、前記被測定ガスが導入される被測定ガス抽出ラインと、前記被測定ガス抽出ラインから分岐した第１の分岐ラインおよび第２の分岐ラインと、前記第１の分岐ラインに設けられ、被測定ガス中のアンモニアを酸化させるアンモニア酸化触媒と、前記第１の分岐ラインの前記アンモニア酸化触媒の下流側に設けられ、前記アンモニア酸化触媒と接触させた第１の処理済み被測定ガス中のＮＯｘ濃度Ａを測定する第１のＮＯｘ測定部と、前記第２の分岐ラインに設けられ、被測定ガス中のアンモニアを窒素に変換させるアンモニア変換触媒と、前記第２の分岐ラインの前記アンモニア変換触媒の下流側に設けられ、前記アンモニア変換触媒と接触させた第２の処理済み被測定ガス中のＮＯｘ濃度Ｂを測定する第２のＮＯｘ測定部と、前記第１のＮＯｘ測定部および前記第２のＮＯｘ測定部の測定結果に基づいて、前記被測定ガス中のＮＯｘ濃度およびアンモニア濃度を算出する算出部と、を具備してなることを特徴とする。

別の実施形態によるガス分析方法は、被測定ガス中のアンモニア濃度とＮＯｘ濃度とを測定するガス分析方法であって、連続的に供給される前記被測定ガスを、第１の被測定ガスと第２の被測定ガスとに分流し、前記第１の被測定ガスをアンモニア酸化触媒と接触させて前記第１の被測定ガス中のアンモニアを酸化させた後、前記アンモニア酸化触媒と接触後の第１の処理済み被測定ガス中のＮＯｘ濃度Ａを測定すると共に、前記第２の被測定ガスをアンモニア変換触媒と接触させて前記第２の被測定ガス中のアンモニアを窒素に変換させた後、前記アンモニア変換触媒と接触後の第２の処理済み被測定ガス中のＮＯｘ濃度Ｂを測定し、前記第１の処理済み被測定ガス中のＮＯｘ濃度Ａおよび前記第２処理済み被測定ガス中のＮＯｘ濃度Ｂの測定結果に基づいて、前記被測定ガス中のＮＯｘ濃度およびアンモニア濃度を算出することを特徴とする。

実施形態によるガス分析装置の構成を簡略に示す図である。ＮＨ_３分解触媒の反応温度と、ＮＨ_３分解およびＮＯｘの生成との関係を示す図である。従来から用いられている脱硝触媒の反応温度と、ＮＨ_３分解およびＮＯｘの生成との関係を示す図である。本発明の実施形態によるガス分析装置をボイラに適用した一例を簡略に示す図である。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。

［実施形態］
図１は、本実施形態によるガス分析装置の構成を簡略に示す図である。図１に示すように、ガス分析装置１０は、アンモニア（ＮＨ_３）酸化触媒１１と、第１のＮＯｘ測定部１２−１と、アンモニア（ＮＨ_３）変換触媒１３と、第２のＮＯｘ測定部１２−２と、算出部１４と、排ガス抽出ラインＬ１１と、第１の分岐ラインＬ１２−１と、第２の分岐ラインＬ１２−２とを備え、排ガス（被測定ガス）１６中の窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度及びＮＨ_３濃度を同時に測定する。

排ガス１６としては、例えば、石炭炊きボイラなどから排出される排ガスなどを挙げることができる。石炭炊きボイラなどでは燃料中の窒素などが燃焼によりＮＯｘとなるため、石炭炊きボイラなどから排出される排ガス１６中にはＮＯｘなどが含まれている。また、排ガス１６中のＮＯｘを脱硝触媒で脱硝するため、排ガス１６を脱硝触媒と接触させる前に還元剤としてＮＨ_３が排ガス１６に添加されるが、未反応のＮＨ_３は排ガス１６中に含まれている場合がある。本実施形態では、排ガス１６中のＮＯｘ（ＮＯ、ＮＯ_２）濃度をａ、ＮＨ_３濃度をｂとする。

排ガス１６の一部は、図示しない煙道などのガス通路から被測定ガス抽出ラインＬ１１に連続的に導入される。被測定ガス抽出ラインＬ１１に導入された排ガス１６は、第１の分岐ラインＬ１２−１と第２の分岐ラインＬ１２−２との二系列に分流される。本実施形態において、第１の分岐ラインＬ１２−１を流れる排ガス１６を第１の排ガス１６Ａ、第２の分岐ラインＬ１２−２を流れる排ガス１６を第２の排ガス１６Ｂとする。

第１の排ガス１６ＡはＮＨ_３酸化触媒１１に供給され、第１の排ガス１６ＡはＮＨ_３酸化触媒１１と接触する。

ＮＨ_３酸化触媒１１は、第１の分岐ラインＬ１２−１に設けられており、ガス中のＮＨ_３を酸化させる。第１の排ガス１６ＡがＮＨ_３酸化触媒１１と接触すると、第１の排ガス１６Ａ中のＮＨ_３は、下記式（１）のように、ＮＯに酸化される。
４ＮＨ_３＋５Ｏ_２→４ＮＯ＋６Ｈ_２Ｏ・・・（１）

ＮＨ_３酸化触媒１１としては、例えば、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｒｈ及びＰｄからなる群より選ばれた１種または２種以上の成分を担持体になどに担持させた触媒などを用いることができる。

ＮＨ_３酸化触媒１１の反応温度は、ＮＨ_３の酸化を効果的に進行するため、約８００℃の温度で行われることが好ましい。ＮＨ_３酸化触媒１１は、加熱ヒータなどの加熱手段を用いて反応温度まで加熱される。

ＮＨ_３酸化触媒１１で第１の排ガス１６Ａ中のＮＨ_３がＮＯｘに酸化された後、ＮＨ_３酸化触媒１１と接触させた第１の処理済み排ガス（第１の処理済み被測定ガス）１６Ａ’は、第１のＮＯｘ測定部１２−１に供給される。

第１のＮＯｘ測定部１２−１は、第１の処理済み排ガス１６Ａ’中のＮＯｘ濃度Ａを測定するものである。第１の処理済み排ガス１６Ａ’中のＮＯｘ濃度Ａは、ＮＨ_３酸化触媒１１で排ガス１６中のＮＨ_３を酸化させて生じたＮＯｘと、排ガス１６中に元々存在したＮＯｘとを合わせた濃度である。また、ＮＨ_３酸化触媒１１では、上記式（１）のように、ＮＨ_３とＮＯとは１対１で反応するため、排ガス１６中のＮＨ_３濃度（ｂ）は、第１の処理済み排ガス１６Ａ’中のＮＯｘ濃度となる。よって、第１のＮＯｘ測定部１２−１では、下記式（Ｉ）のように、排ガス１６中に元々存在しているＮＯｘ濃度（ａ）と、ＮＨ_３酸化触媒１１で排ガス１６中のＮＨ_３を酸化させて生じたＮＯ濃度（ｂ）とを合わせたＮＯｘ濃度が、第１の処理済み排ガス１６Ａ’中のＮＯｘ濃度Ａとして測定される。
ａ＋ｂ＝Ａ・・・（Ｉ）

第１のＮＯｘ測定部１２−１としては、ジルコニア式ＮＯｘセンサーなどを用いることができる。ジルコニア式ＮＯｘセンサーは、例えば、内部にＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈなどの白金族元素を少なくとも１種以上含む電極を備えており、このセンサー内の電極に含まれるＰｔなどの白金族元素の触媒作用により、第１の処理済み排ガス１６Ａ’中のＮＯ_２、ＮＨ_３は、下記式（２）、（３）のように、ＮＯに変換される。そして、ジルコニア式ＮＯｘセンサーでは、ＮＯを下記式（４）のように分解して得られた酸素濃度の総体量から、第１の処理済み排ガス１６Ａ’中のＮＯｘ（ＮＯ_２、ＮＯ）およびＮＨ_３の濃度が算出される。
ＮＯ_２ → ＮＯ＋（１／２）Ｏ_２・・・（２）
ＮＨ_３＋（５／４）Ｏ_２ → ＮＯ＋（３／２）Ｈ_２Ｏ・・・（３）
２ＮＯ → Ｎ_２＋Ｏ_２・・・（４）

また、ジルコニア式ＮＯｘセンサーは、上記のように、内部にＰｔなどの白金族元素を含む電極を備えており、この電極を構成するＰｔなどの白金族元素はＮＨ_３の酸化機能を有している。そのため、ジルコニア式ＮＯｘセンサーに含まれる電極は、ＮＨ_３酸化触媒として用いることもできる。

第１のＮＯｘ測定部１２−１で測定された測的結果は、算出部１４に伝達される。

一方、第２の排ガス１６Ｂは、ＮＨ_３変換触媒１３に供給され、第２の排ガス１６ＢはＮＨ_３変換触媒１３と接触する。

ＮＨ_３変換触媒１３は、第２の分岐ラインＬ１２−２に設けられており、ガス中のＮＨ_３を窒素（Ｎ_２）に変換するものである。第２の排ガス１６Ｂ中のＮＨ_３は、下記式（５）のように、Ｎ_２に分解される。
４ＮＨ_３＋３Ｏ_２ → ２Ｎ_２＋６Ｈ_２Ｏ・・・（５）

ＮＨ_３変換触媒１３としては、ＮＨ_３をＮ_２に分解できる触媒であればよく、例えば、日揮ユニバーサル株式会社のＮＨＮ−８２４触媒などを用いることができる。

ＮＨ_３変換触媒１３の反応温度は、３００〜４５０℃であることが好ましく、より好ましくは３５０〜４３０℃であり、さらに好ましくは３８０〜４２０℃であり、４００℃程度がもっとも好ましい。

ＮＨ_３変換触媒１３の反応温度と、ＮＨ_３反応率およびＮＯｘ生成率との関係を図２に示し、従来から用いられている脱硝触媒の反応温度と、ＮＨ_３反応率およびＮＯｘ生成率との関係を図３に示す。なお、図２では、反応物質として、ＮＨ_３を１０，０００ｐｐｍとし、ガス中の水分を１０％としたものである。また、図３では、反応物質として、ＮＨ_３を５，０００ｐｐｍとし、ガス中の水分を２％としたものである。図２に示すように、ＮＨ_３変換触媒１３の反応温度が少なくとも３００〜３６０℃の範囲内であれば、ＮＨ_３分解はほぼ１００％分解され、ＮＯｘの生成率はほぼ０％である。また、後述するように、ＮＨ_３変換触媒１３の耐熱温度を考慮すると、ＮＨ_３変換触媒１３の反応温度が４００℃程度までは、少なくともＮＨ_３分解はほぼ１００％分解され、ＮＯｘの生成率はほぼ０％まで維持されているといえる。これに対し、図３に示すように、脱硝触媒の反応温度が２５０℃を超えると、ＮＨ_３分解はほぼ１００％分解されるが、温度の上昇に伴い、ＮＯｘが生成されている。よって、ＮＨ_３変換触媒１３の反応温度が３００〜４５０℃の範囲内であれば、排ガス１６中のＮＨ_３は、上記式（５）のように、ＮＯを生成することなく、ＮＨ_３をＮ_２とＨ_２Ｏに分解することができる。

ＮＨ_３変換触媒１３は、４５０℃以上の耐熱温度を有するものであることが好ましく、４５０℃〜５５０℃の耐熱温度を有するものであることがより好ましい。また、ＮＨ_３変換触媒１３の耐熱温度が４５０℃を下回ると、ＮＨ_３変換触媒１３の反応温度に耐えられなくなり、ＮＨ_３変換触媒１３が劣化してしまうためである。ＮＨ_３変換触媒１３が、５５０℃を超える耐熱温度を有していても、ＮＨ_３変換触媒１３の反応温度は、上述の通り、３００〜４５０℃であるため、それほど高い耐熱温度は必要なく、ＮＨ_３変換触媒１３の触媒の活性を維持するのに十分であるためである。

ＮＨ_３変換触媒１３の触媒温度は、加熱ヒータなどの加熱手段を用いて反応温度まで加熱される。

ＮＨ_３変換触媒１３でＮＨ_３がＮ_２に分解された後、ＮＨ_３変換触媒１３と接触させた第２の処理済み排ガス（第２の処理済み被測定ガス）１６Ｂ’は、第２のＮＯｘ測定部１２−２に供給される。

第２のＮＯｘ測定部１２−２は、第２の処理済み排ガス１６Ｂ’中のＮＯｘ濃度Ｂを測定するものである。ＮＨ_３変換触媒１３で排ガス１６中のＮＨ_３は分解されてＮ_２になっているため、第２の処理済み排ガス１６Ｂ’中のＮＯｘ濃度Ｂは、排ガス１６中に元々存在したＮＯｘ濃度に相当する。よって、第２のＮＯｘ測定部１２−２では、下記式（ＩＩ）のように、排ガス１６中に元々存在しているＮＯｘ濃度（ａ）が、第２の処理済み排ガス１６Ｂ’中のＮＯｘ濃度Ｂとして測定される。
ａ＝Ｂ・・・（ＩＩ）

第２のＮＯｘ測定部１２−２としては、第１のＮＯｘ測定部１２−１と同様、ジルコニア式ＮＯｘセンサーなどを用いることができる。

第２のＮＯｘ測定部１２−２で測定された測的結果は、算出部１４に伝達される。

算出部１４は、第１のＮＯｘ測定部１２−１および第２のＮＯｘ測定部１２−２の測定結果に基づいて、排ガス１６中のＮＯｘ濃度およびＮＨ_３濃度を算出するものである。算出部１４は、上記式（ａ）のように、第１のＮＯｘ測定部１２−１で測定された第１の処理済み排ガス１６Ａ’中のＮＯｘ濃度Ａを排ガス１６中のＮＨ_３およびＮＯｘの濃度（ａ＋ｂ）とし、第２のＮＯｘ測定部１２−２で測定された第２の処理済み排ガス１６Ｂ’中のＮＯｘ濃度Ｂを、上記式（ｂ）のように、排ガス１６中のＮＯｘ濃度（ａ）とし、下記式（ＩＩＩ）のように、第１のＮＯｘ測定部１２−１のＮＯｘ濃度Ａと第２のＮＯｘ測定部１２−２のＮＯｘ濃度Ｂとの差を、排ガス１６中のＮＨ_３濃度（ｂ）と算出する。
ｂ＝Ａ−Ｂ・・・式（ＩＩＩ）

第１のＮＯｘ測定部１２−１から排出された第１の処理済み排ガス１６Ａ’と、第２のＮＯｘ測定部１２−２から排出された第２の処理済み排ガス１６Ｂ’とは、混合された後、系外に排出される。なお、第１の処理済み排ガス１６Ａ’および第２の処理済み排ガス１６Ｂ’は、それぞれ別々に系外に排出されてもよいし、図示しない煙道などのガス通路に戻すようにしてもよい。

このように、ガス分析装置１０は、第１の分岐ラインＬ１２−１で排ガス１６中のＮＯｘ濃度とＮＨ_３濃度との合計量が測定され、第２の分岐ラインＬ１２−２のＮＨ_３変換触媒１３で排ガス１６中のＮＨ_３をＮ_２に分解しているため、第２のＮＯｘ測定部１２−２で排ガス１６中に元々存在しているＮＯｘ濃度を測定することができるため、排ガス１６中のＮＯｘ濃度とＮＨ_３濃度とを正確に測定することができる。

従来のように、排ガス１６中のＮＨ_３を脱硝触媒による脱硝反応で分解する場合には、下記式（６）、（７）のように、ＮＯとＮＨ_３とが反応してＮ_２になるため、ＮＯｘ濃度とＮＨ_３濃度との大小関係を考慮する必要がある。すなわち、ＮＯｘ濃度（ａ）がＮＨ_３濃度（ｂ）より高い場合（ａ＞ｂ）には、第２のＮＯｘ測定部において、ＮＨ_３によって還元された残りのＮＯｘ濃度をａ−ｂとして測定することができる。しかし、ＮＯｘ濃度がＮＨ_３濃度より低い場合（ａ＜ｂ）には、第２のＮＯｘ測定部において、ＮＯｘと反応して残ったＮＨ_３濃度であるｂ−ａが、ＮＯｘ濃度として測定されることになる。そのため、ＮＯｘ濃度とＮＨ_３濃度との大小関係を事前に明確に把握しておかなければ、第１のＮＯｘ測定部１２−１、第２のＮＯｘ測定部１２−２の測定値から、ＮＯｘ濃度（ａ）、ＮＨ_３濃度（ｂ）を正確に算出することが困難である。
４ＮＯ＋４ＮＨ_３＋Ｏ_２ → ４Ｎ_２＋６Ｈ_２Ｏ・・・（６）
６ＮＯ_２＋８ＮＨ_３ → ７Ｎ_２＋１２Ｈ_２Ｏ・・・（７）

また、上記式（６）のように脱硝反応では、ＮＯｘのうちＮＯが大部分の場合には、ＮＯｘとＮＨ_３との反応比はほぼ１対１として算出できるが、上記式（７）のように、ＮＯ_２濃度がＮＯ濃度よりも高い場合には脱硝反応のＮＯｘとＮＨ_３との反応比が１：１から３：４に変化する。このため、ＮＯ_２濃度とＮＯ濃度との比を考慮して、ＮＯｘ濃度およびＮＨ_３濃度を測定する必要がある。

これに対し、ガス分析装置１０では、第２の分岐ラインＬ１２−２のＮＨ_３変換触媒１３で排ガス１６中のＮＨ_３のみを分解し、ＮＯｘは分解されないため、第２のＮＯｘ測定部１２−２で排ガス１６中のＮＯｘ濃度を正確に測定することができる。そのため、ガス分析装置１０は、ＮＯｘ濃度とＮＨ_３濃度との大小関係の影響は受けず、ＮＯ_２濃度とＮＯ濃度との比に関係なく、排ガス１６中のＮＯｘ濃度およびＮＨ_３濃度を同時に正確に測定することができる。

また、本実施形態においては、排ガス抽出ラインＬ１１は、その途中に、排ガス１６中のＮＯ_２濃度を測定するＮＯ_２測定部１７を設けている。ＮＯ_２測定部１７としては、例えば、紫外線（ＵＶ）吸収法、差分光吸収法等を用いたＮＯ_２センサーなどを用いることができる。ＮＯ_２測定部１７で測定された測的結果は、算出部１４に伝達される。算出部１４は、第２のＮＯｘ測定部１２−２で算出されたＮＯｘ濃度と、ＮＯ_２測定部１７で測定されたＮＯ_２濃度とから、排ガス１６中のＮＯ濃度を算出することができる。

ガス分析装置１０は、排ガス１６中のＮＯｘ濃度およびＮＨ_３濃度を同時に測定することができるため、例えば、図４に示すように、ガス分析装置１０を煙道２１に設けた脱硝装置２２よりもガス流れ方向の下流側に設けることができる。これにより、石炭炊きボイラ２３から排出された排ガス１６中のＮＯｘを脱硝装置２１で脱硝してＮ_２に分解した後、排ガス１６中のＮＯｘおよびＮＨ_３をガス分析装置１０で分析することができる。また、ガス分析装置１０は、脱硝装置２１よりもガス流れ方向の上流側に設け、排ガス１６中のＮＯｘを脱硝装置２１で脱硝する前に、排ガス１６中のＮＯｘおよびＮＨ_３をガス分析装置１０で分析してもよい。

なお、本実施の形態においては、被測定ガスが、石炭炊きボイラ２３から排出された排ガス１６である場合について説明したが、被測定ガスは、燃焼炉や工場設備、発電設備などから排出される排ガスなどの場合でも同様に適用することができる。

以上の通り、本発明による実施形態を説明したが、上記の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の組み合わせ、省略、置き換え、変更などを行うことが可能である。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ガス分析装置
１１アンモニア（ＮＨ_３）酸化触媒
１２−１第１のＮＯｘ測定部
１２−２第２のＮＯｘ測定部
１３アンモニア（ＮＨ_３）変換触媒
１４算出部
１６排ガス（被測定ガス）
１６Ａ第１の排ガス
１６Ｂ第２の排ガス
１６Ａ’ 第１の処理済み排ガス（第１の処理済み被測定ガス）
１６Ｂ’ 第２の処理済み排ガス（第２の処理済み被測定ガス）
１７ＮＯ_２測定部
２１煙道
２２脱硝装置
２３石炭炊きボイラ
Ｌ１１被測定ガス抽出ライン
Ｌ１２−１第１の分岐ライン
Ｌ１２−２第２の分岐ライン
Ａ第１の処理済み排ガス（第１の処理済み被測定ガス）中のＮＯｘ濃度
Ｂ第２の処理済み排ガス（第２の処理済み被測定ガス）中のＮＯｘ濃度

Claims

被測定ガス中のアンモニア濃度とＮＯｘ濃度とを測定するガス分析装置であって、
前記被測定ガスが導入される被測定ガス抽出ラインと、
前記被測定ガス抽出ラインから分岐した第１の分岐ラインおよび第２の分岐ラインと、
前記第１の分岐ラインに設けられ、被測定ガス中のアンモニアを酸化させるアンモニア酸化触媒と、
前記第１の分岐ラインの前記アンモニア酸化触媒の下流側に設けられ、前記アンモニア酸化触媒と接触させた第１の処理済み被測定ガス中のＮＯｘ濃度Ａを測定する第１のＮＯｘ測定部と、
前記第２の分岐ラインに設けられ、被測定ガス中のアンモニアを窒素に変換させるアンモニア変換触媒と、
前記第２の分岐ラインの前記アンモニア変換触媒の下流側に設けられ、前記アンモニア変換触媒と接触させた第２の処理済み被測定ガス中のＮＯｘ濃度Ｂを測定する第２のＮＯｘ測定部と、
前記第１のＮＯｘ測定部および前記第２のＮＯｘ測定部の測定結果に基づいて、前記被測定ガス中のＮＯｘ濃度およびアンモニア濃度を算出する算出部と、
を具備してなることを特徴とする、ガス分析装置。
前記算出部が、前記第１のＮＯｘ測定部で測定された前記第１の処理済み被測定ガス中のＮＯｘ濃度Ａを前記被測定ガス中のアンモニアおよびＮＯｘの濃度とし、前記第２のＮＯｘ測定部で測定された前記第２の処理済み被測定ガス中のＮＯｘ濃度Ｂを前記被測定ガス中のＮＯｘ濃度とし、
前記第１のＮＯｘ測定部で測定されたＮＯｘ濃度Ａと前記第２のＮＯｘ測定部で測定されたＮＯｘ濃度Ｂとの差を、前記被測定ガス中のアンモニア濃度と算出する、請求項１に記載のガス分析装置。
前記アンモニア変換触媒の反応温度が、３００〜４５０℃である、請求項１または２に記載のガス分析装置。
前記アンモニア変換触媒が、４５０℃以上の耐熱温度を有する、請求項１〜３の何れか一項に記載のガス分析装置。
前記第１のＮＯｘ測定部と前記第２のＮＯｘ測定部との何れか一方または両方が、ジルコニア式ＮＯｘセンサーである、請求項１〜４の何れか一項に記載のガス分析装置。
前記ジルコニア式ＮＯｘセンサーが、Ｐｔ、Ｐｄ、またはＲｈの白金族元素を少なくとも１種以上含む電極を具備してなり、
前記電極が、アンモニアの酸化機能を有する、請求項５に記載のガス分析装置。
前記被測定ガス抽出ラインに、前記被測定ガス中のＮＯ_２濃度を測定するＮＯ_２測定部が設けてなる、請求項１〜６の何れか一項に記載のガス分析装置。
前記算出部が、前記第２のＮＯｘ測定部で算出された前記被測定ガス中のＮＯｘ濃度と、前記ＮＯ_２測定部で測定されたＮＯ_２濃度とから、前記被測定ガス中のＮＯ濃度を算出する、請求項７に記載のガス分析装置。
被測定ガス中のアンモニア濃度とＮＯｘ濃度とを測定するガス分析方法であって、
連続的に供給される前記被測定ガスを、第１の被測定ガスと第２の被測定ガスとに分流し、
前記第１の被測定ガスをアンモニア酸化触媒と接触させて前記第１の被測定ガス中のアンモニアを酸化させた後、前記アンモニア酸化触媒と接触後の第１の処理済み被測定ガス中のＮＯｘ濃度Ａを測定すると共に、
前記第２の被測定ガスをアンモニア変換触媒と接触させて前記第２の被測定ガス中のアンモニアを窒素に変換させた後、前記アンモニア変換触媒と接触後の第２の処理済み被測定ガス中のＮＯｘ濃度Ｂを測定し、
前記第１の処理済み被測定ガス中のＮＯｘ濃度Ａおよび前記第２処理済み被測定ガス中のＮＯｘ濃度Ｂの測定結果に基づいて、前記被測定ガス中のＮＯｘ濃度およびアンモニア濃度を算出することを特徴とする、ガス分析方法。
前記第１の処理済み被測定ガス中のＮＯｘ濃度Ａを前記被測定ガス中のアンモニアおよびＮＯｘの濃度とし、前記第２の処理済み被測定ガス中のＮＯｘ濃度Ｂを前記被測定ガス中のＮＯｘ濃度とし、
前記第１の処理済み被測定ガス中のＮＯｘ濃度Ａと前記第２の処理済み被測定ガス中のＮＯｘ濃度Ｂとの差を、前記被測定ガス中のアンモニア濃度と算出する、請求項９に記載のガス分析方法。
前記アンモニア変換触媒の反応温度を、３００〜４５０℃とする、請求項９または１０に記載のガス分析方法。
前記被測定ガスを、前記第１の被測定ガスと前記第２の被測定ガスとに分流する前に前記被測定ガスのＮＯ_２濃度を測定する、請求項９〜１１の何れか一項に記載のガス分析方法。
前記第２の処理済み被測定ガス中のＮＯｘ濃度と、前記被測定ガス中のＮＯ_２濃度との差から、前記被測定ガス中のＮＯ濃度を算出する、請求項１２に記載のガス分析方法。