JP2541419B2 - 燃焼排ガス測定装置 - Google Patents
燃焼排ガス測定装置Info
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- JP2541419B2 JP2541419B2 JP4106164A JP10616492A JP2541419B2 JP 2541419 B2 JP2541419 B2 JP 2541419B2 JP 4106164 A JP4106164 A JP 4106164A JP 10616492 A JP10616492 A JP 10616492A JP 2541419 B2 JP2541419 B2 JP 2541419B2
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- combustion exhaust
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- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、焼却炉等から排出され
る燃焼排ガス中の窒素酸化物（ＮＯ及びＮＯ2。一般に
ＮＯｘと表わされる。）の濃度を測定する装置に関す
る。
る燃焼排ガス中の窒素酸化物（ＮＯ及びＮＯ2。一般に
ＮＯｘと表わされる。）の濃度を測定する装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】燃焼排ガス中の窒素酸化物濃度を測定す
る場合には、酸素濃度により換算した換算窒素酸化物濃
度という値が使用される。この値を算出するためには、
窒素酸化物そのものの濃度の他に、燃焼排ガス中に含ま
れる酸素の濃度も測定する必要がある。このため、採取
した燃焼排ガス中の窒素酸化物濃度と酸素濃度とを同時
に測定する機能を備えた燃焼排ガス測定装置が作製され
ている。
る場合には、酸素濃度により換算した換算窒素酸化物濃
度という値が使用される。この値を算出するためには、
窒素酸化物そのものの濃度の他に、燃焼排ガス中に含ま
れる酸素の濃度も測定する必要がある。このため、採取
した燃焼排ガス中の窒素酸化物濃度と酸素濃度とを同時
に測定する機能を備えた燃焼排ガス測定装置が作製され
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような機能を有す
る燃焼排ガス測定装置の酸素濃度測定部には、従来、磁
気式（磁気風式、磁気力式）や起電力型ジルコニア式の
酸素濃度計が使用されており、限界電流型ジルコニア式
酸素濃度計（特公昭５９−２６８９５号参照）は使用さ
れていなかった。これは、限界電流型ジルコニア式酸素
濃度計には測定ガスを導入するための小さい孔が存在す
るため、この孔に燃焼排ガス中のダスト等が詰まって測
定不能になることや、燃焼排ガス中の水分や（硫黄酸化
物等から生成する）酸が電極を腐食させること等の不都
合があるためである。しかし、磁気式の酸素濃度計は磁
石を使用することから大きくて重量がかさみ、構造も複
雑で取り扱いが不便である。また、起電力型ジルコニア
式酸素濃度計も大きなスペースを必要とする。さらに、
一部の酸素濃度計では酸素濃度が既知の基準ガスを必要
とする。これらのことから、換算窒素酸化物濃度を測定
することのできる燃焼排ガス測定装置を小型・軽量化し
ようとする場合、酸素濃度測定部が障害となっていた。
る燃焼排ガス測定装置の酸素濃度測定部には、従来、磁
気式（磁気風式、磁気力式）や起電力型ジルコニア式の
酸素濃度計が使用されており、限界電流型ジルコニア式
酸素濃度計（特公昭５９−２６８９５号参照）は使用さ
れていなかった。これは、限界電流型ジルコニア式酸素
濃度計には測定ガスを導入するための小さい孔が存在す
るため、この孔に燃焼排ガス中のダスト等が詰まって測
定不能になることや、燃焼排ガス中の水分や（硫黄酸化
物等から生成する）酸が電極を腐食させること等の不都
合があるためである。しかし、磁気式の酸素濃度計は磁
石を使用することから大きくて重量がかさみ、構造も複
雑で取り扱いが不便である。また、起電力型ジルコニア
式酸素濃度計も大きなスペースを必要とする。さらに、
一部の酸素濃度計では酸素濃度が既知の基準ガスを必要
とする。これらのことから、換算窒素酸化物濃度を測定
することのできる燃焼排ガス測定装置を小型・軽量化し
ようとする場合、酸素濃度測定部が障害となっていた。
【０００４】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、小型化
及び軽量化の可能な燃焼排ガス測定装置を提供すること
にある。
成されたものであり、その目的とするところは、小型化
及び軽量化の可能な燃焼排ガス測定装置を提供すること
にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明では、燃焼排ガス中の窒素酸化物濃度
と酸素濃度とを測定する燃焼排ガス測定装置において、
窒素酸化物濃度と酸素濃度の双方の分析計の共通流路に
燃焼排ガス中のダスト及び水分を除去する手段を設け、
分岐した酸素濃度分析計の流路に二酸化硫黄を除去する
手段を設けると共に、酸素濃度分析計として限界電流型
ジルコニア式酸素濃度計を用いたことを特徴としてい
る。
に成された本発明では、燃焼排ガス中の窒素酸化物濃度
と酸素濃度とを測定する燃焼排ガス測定装置において、
窒素酸化物濃度と酸素濃度の双方の分析計の共通流路に
燃焼排ガス中のダスト及び水分を除去する手段を設け、
分岐した酸素濃度分析計の流路に二酸化硫黄を除去する
手段を設けると共に、酸素濃度分析計として限界電流型
ジルコニア式酸素濃度計を用いたことを特徴としてい
る。
【０００６】
【作用】まず、窒素酸化物濃度と酸素濃度の双方の分析
計の共通流路に設けたダスト・水分除去手段により、サ
ンプリングされた燃焼排ガス中の、限界電流型ジルコニ
ア式酸素濃度計の小孔を塞ぐ可能性のあるダスト（固体
浮遊物）及び水分を除去する。ここにおけるダストに
は、固体微粒子の他、液体微粒子も含まれる。このよう
なダスト除去は、現在市販されている各種の除塵フィル
タにより行なうことができる。また、水分の除去は、電
子クーラや除湿剤を用いることにより行なうことができ
る。次に、その共通流路から酸素濃度分析計の方に分岐
した流路（もちろん、酸素濃度分析計の前）に設けた二
酸化硫黄除去手段により、限界電流型ジルコニア式酸素
濃度計の電極を腐食させる恐れのあるＳＯ ２ を除去す
る。ＳＯ ２ は、例えば酸化マグネシウムを主成分とする
吸収剤を充填した容器中を通過させることにより除去す
ることができる。これら両手段を通した後の燃焼排ガス
を限界電流型ジルコニア式酸素濃度計に導き、酸素濃度
を検出する。なお、窒素酸化物濃度は従来通りの装置で
測定を行ない、酸素濃度測定値によって換算して換算窒
素酸化物濃度を算出する。
計の共通流路に設けたダスト・水分除去手段により、サ
ンプリングされた燃焼排ガス中の、限界電流型ジルコニ
ア式酸素濃度計の小孔を塞ぐ可能性のあるダスト（固体
浮遊物）及び水分を除去する。ここにおけるダストに
は、固体微粒子の他、液体微粒子も含まれる。このよう
なダスト除去は、現在市販されている各種の除塵フィル
タにより行なうことができる。また、水分の除去は、電
子クーラや除湿剤を用いることにより行なうことができ
る。次に、その共通流路から酸素濃度分析計の方に分岐
した流路（もちろん、酸素濃度分析計の前）に設けた二
酸化硫黄除去手段により、限界電流型ジルコニア式酸素
濃度計の電極を腐食させる恐れのあるＳＯ ２ を除去す
る。ＳＯ ２ は、例えば酸化マグネシウムを主成分とする
吸収剤を充填した容器中を通過させることにより除去す
ることができる。これら両手段を通した後の燃焼排ガス
を限界電流型ジルコニア式酸素濃度計に導き、酸素濃度
を検出する。なお、窒素酸化物濃度は従来通りの装置で
測定を行ない、酸素濃度測定値によって換算して換算窒
素酸化物濃度を算出する。
【０００７】
【実施例】本発明を実施した燃焼排ガスの窒素酸化物濃
度測定装置の構成の一例を図１に示す。本測定装置１０
の試料ガス導入口１２に所定の燃焼排ガスサンプリング
導管を接続し、ポンプ１４により燃焼排ガスを装置１０
内に吸引する。吸引した燃焼排ガスは、窒素酸化物（Ｎ
Ｏｘ）濃度及び酸素濃度を測定する前に、前処理部１１
にて不純物等除去の前処理を行なう。まず、除湿・除塵
部１３で水分及びダストを除去する。水分の除去には、
電子クーラを用いることができる。ダストの除去にはメ
ンブレンフィルタ等を用いることができる。ダストは、
少なくとも、後述の限界電流型ジルコニア式酸素濃度計
の小孔２６よりも大きいものは除去しておく必要がある
が、１μｍ程度の目を有するフィルタを使用すれば十分
である。
度測定装置の構成の一例を図１に示す。本測定装置１０
の試料ガス導入口１２に所定の燃焼排ガスサンプリング
導管を接続し、ポンプ１４により燃焼排ガスを装置１０
内に吸引する。吸引した燃焼排ガスは、窒素酸化物（Ｎ
Ｏｘ）濃度及び酸素濃度を測定する前に、前処理部１１
にて不純物等除去の前処理を行なう。まず、除湿・除塵
部１３で水分及びダストを除去する。水分の除去には、
電子クーラを用いることができる。ダストの除去にはメ
ンブレンフィルタ等を用いることができる。ダストは、
少なくとも、後述の限界電流型ジルコニア式酸素濃度計
の小孔２６よりも大きいものは除去しておく必要がある
が、１μｍ程度の目を有するフィルタを使用すれば十分
である。
【０００８】除湿及び除塵を行なった燃焼排ガスは、一
方は窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度測定部１６へ、他方は酸
素濃度測定部１７へ送出するが、窒素酸化物濃度測定部
１６へは直接供給するのに対し、酸素濃度測定部１７へ
はＳＯ2除去部１５を介して供給する。本実施例ではＳ
Ｏ2除去部１５は酸化マグネシウムを主成分とする吸収
剤を使用しており、燃焼排ガス中の二硫化硫黄（Ｓ
Ｏ2）の他、塩化水素（ＨＣｌ）も除去することができ
る。これによって、酸素濃度測定部１７に影響を与える
結晶物（例えば硫安等）の生成を防止することができ
る。なお、ＳＯ2除去部１５にはこの他に、後述のジル
コニア法を使用する際の干渉成分となるＣＯやＨＣ等を
除去する吸収剤を加えてもよい。
方は窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度測定部１６へ、他方は酸
素濃度測定部１７へ送出するが、窒素酸化物濃度測定部
１６へは直接供給するのに対し、酸素濃度測定部１７へ
はＳＯ2除去部１５を介して供給する。本実施例ではＳ
Ｏ2除去部１５は酸化マグネシウムを主成分とする吸収
剤を使用しており、燃焼排ガス中の二硫化硫黄（Ｓ
Ｏ2）の他、塩化水素（ＨＣｌ）も除去することができ
る。これによって、酸素濃度測定部１７に影響を与える
結晶物（例えば硫安等）の生成を防止することができ
る。なお、ＳＯ2除去部１５にはこの他に、後述のジル
コニア法を使用する際の干渉成分となるＣＯやＨＣ等を
除去する吸収剤を加えてもよい。
【０００９】このようにして水分、ダスト及び腐食性物
質が除去された燃焼排ガスは酸素濃度測定部１７に導か
れ、そこで酸素濃度が測定される。本実施例の燃焼排ガ
ス測定装置１０では、酸素濃度測定部１７に限界電流型
ジルコニア式酸素濃度計を使用している。
質が除去された燃焼排ガスは酸素濃度測定部１７に導か
れ、そこで酸素濃度が測定される。本実施例の燃焼排ガ
ス測定装置１０では、酸素濃度測定部１７に限界電流型
ジルコニア式酸素濃度計を使用している。
【００１０】限界電流型ジルコニア式酸素濃度計は、図
２に示すように、安定化ジルコニア（ＺｒＯ2）ディス
ク２２の両面に白金電極２３、２４を形成し、その片側
を、小孔２６を設けたキャップ２５で覆ったものであ
る。両電極２３、２４間に電圧を印加すると、ジルコニ
ア２２のポンピング作用により、キャップ２５により囲
まれた空間内の酸素分子がジルコニアディスク２２を通
して外部へ排出される。この負圧のため、キャップ２５
の頂部に設けた小孔２６から被測定ガスが流入するが、
小孔２６が非常に小さいため、この小孔２６を通したガ
スの流入速度がジルコニアディスク２２を介したポンピ
ングを律速する。このため、両電極２３、２４間の電圧
−電流特性は、被測定ガスの酸素濃度に応じた値（限界
電流値）で電流が飽和するような形となる。従って、両
電極２３、２４間に適当な電圧を印加して限界電流値を
測定することにより、被測定ガス（燃焼排ガス）の酸素
濃度を測定することができる。
２に示すように、安定化ジルコニア（ＺｒＯ2）ディス
ク２２の両面に白金電極２３、２４を形成し、その片側
を、小孔２６を設けたキャップ２５で覆ったものであ
る。両電極２３、２４間に電圧を印加すると、ジルコニ
ア２２のポンピング作用により、キャップ２５により囲
まれた空間内の酸素分子がジルコニアディスク２２を通
して外部へ排出される。この負圧のため、キャップ２５
の頂部に設けた小孔２６から被測定ガスが流入するが、
小孔２６が非常に小さいため、この小孔２６を通したガ
スの流入速度がジルコニアディスク２２を介したポンピ
ングを律速する。このため、両電極２３、２４間の電圧
−電流特性は、被測定ガスの酸素濃度に応じた値（限界
電流値）で電流が飽和するような形となる。従って、両
電極２３、２４間に適当な電圧を印加して限界電流値を
測定することにより、被測定ガス（燃焼排ガス）の酸素
濃度を測定することができる。
【００１１】ここで、燃焼排ガス中にダストが含まれて
いると、このキャップの小孔２６が詰まって酸素濃度の
測定が不能となってしまう。燃焼排ガス中ではダストと
なっていなくても、例えばＳＯ2とアンモニア（ＮＨ3）
による硫安の生成のように、化学反応により固形物が生
成されると、小孔２６を閉塞してしまう。また、燃焼排
ガス中に水分、ＳＯ2、塩酸、硫酸等の金属を腐食させ
るような物質が含まれていると、電極２３、２４が劣化
し、測定値が不正確となる。それに対し、本実施例の燃
焼排ガス測定装置では燃焼排ガス中のこれらの物質を既
に前処理部１１で除去しているため、このような問題が
生ぜず、長期間にわたって安定して酸素濃度を測定する
ことができる。
いると、このキャップの小孔２６が詰まって酸素濃度の
測定が不能となってしまう。燃焼排ガス中ではダストと
なっていなくても、例えばＳＯ2とアンモニア（ＮＨ3）
による硫安の生成のように、化学反応により固形物が生
成されると、小孔２６を閉塞してしまう。また、燃焼排
ガス中に水分、ＳＯ2、塩酸、硫酸等の金属を腐食させ
るような物質が含まれていると、電極２３、２４が劣化
し、測定値が不正確となる。それに対し、本実施例の燃
焼排ガス測定装置では燃焼排ガス中のこれらの物質を既
に前処理部１１で除去しているため、このような問題が
生ぜず、長期間にわたって安定して酸素濃度を測定する
ことができる。
【００１２】窒素酸化物濃度測定部１６では、化学発光
式や非分散型赤外線式等、各種方式の窒素酸化物濃度測
定器により燃焼排ガス中の窒素酸化物（ＮＯ、ＮＯ2）
の濃度を測定する。これら両濃度測定部１６、１７によ
り測定された窒素酸化物濃度及び酸素濃度の信号は演算
部１８に送られ、そこで所定の換算式により換算窒素酸
化物濃度が算出される。算出された換算窒素酸化物濃度
の値は、ディスプレイ１９により数値表示される。な
お、窒素酸化物濃度測定値或いは酸素濃度測定値をその
ままディスプレイ１９に表示することもできる。
式や非分散型赤外線式等、各種方式の窒素酸化物濃度測
定器により燃焼排ガス中の窒素酸化物（ＮＯ、ＮＯ2）
の濃度を測定する。これら両濃度測定部１６、１７によ
り測定された窒素酸化物濃度及び酸素濃度の信号は演算
部１８に送られ、そこで所定の換算式により換算窒素酸
化物濃度が算出される。算出された換算窒素酸化物濃度
の値は、ディスプレイ１９により数値表示される。な
お、窒素酸化物濃度測定値或いは酸素濃度測定値をその
ままディスプレイ１９に表示することもできる。
【００１３】ここでは燃焼排ガス中の窒素酸化物濃度を
測定する装置について説明を行なったが、硫黄酸化物濃
度測定装置についても、その酸素濃度測定部及び前処理
部は同様に構成することができる。
測定する装置について説明を行なったが、硫黄酸化物濃
度測定装置についても、その酸素濃度測定部及び前処理
部は同様に構成することができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明に係る燃焼排ガス測定装置では酸
素濃度測定部に、小型・軽量で構造が簡単であり、か
つ、基準ガスを必要としない限界電流型ジルコニア式酸
素濃度計を使用するため、燃焼排ガス測定装置全体を小
型・軽量化することができる。
素濃度測定部に、小型・軽量で構造が簡単であり、か
つ、基準ガスを必要としない限界電流型ジルコニア式酸
素濃度計を使用するため、燃焼排ガス測定装置全体を小
型・軽量化することができる。
【図１】 本発明の一実施例である燃焼排ガス測定装置
の構成を示すブロック図。
の構成を示すブロック図。
【図２】 実施例の燃焼排ガス測定装置で使用する限界
電流型ジルコニア式酸素濃度計の断面及び検出用回路を
示す説明図。
電流型ジルコニア式酸素濃度計の断面及び検出用回路を
示す説明図。
１０…燃焼排ガス測定装置 １１…前処理部 １２…試料ガス導入口 １３…除湿・除
塵部 １４…ポンプ １５…ＳＯ2除
去部 １６…窒素酸化物濃度測定部 １７…酸素濃度
測定部 １８…演算部 １９…ディスプ
レイ ２２…ジルコニアディスク ２３、２４…白
金電極 ２５…キャップ ２６…小孔
塵部 １４…ポンプ １５…ＳＯ2除
去部 １６…窒素酸化物濃度測定部 １７…酸素濃度
測定部 １８…演算部 １９…ディスプ
レイ ２２…ジルコニアディスク ２３、２４…白
金電極 ２５…キャップ ２６…小孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小桜 優 京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式 会社島津製作所 三条工場内 (56)参考文献 特開 昭56−69553（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−164994（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−269948（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−118948（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−52255（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】 燃焼排ガス中の窒素酸化物濃度と酸素濃
度とを測定する燃焼排ガス測定装置において、 窒素酸化物濃度と酸素濃度の双方の分析計の共通流路に
燃焼排ガス中のダスト及び水分を除去する手段を設け、
分岐した酸素濃度分析計の流路に二酸化硫黄を除去する
手段を設けると共に、酸素濃度分析計として限界電流型
ジルコニア式酸素濃度計を用いたことを特徴とする燃焼
排ガス測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4106164A JP2541419B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 燃焼排ガス測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4106164A JP2541419B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 燃焼排ガス測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05281186A JPH05281186A (ja) | 1993-10-29 |
| JP2541419B2 true JP2541419B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=14426645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4106164A Expired - Fee Related JP2541419B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 燃焼排ガス測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2541419B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19631002C2 (de) * | 1996-08-01 | 1998-07-16 | Testo Gmbh & Co | Meßgasschlauch für eine Gasanalyseeinrichtung |
| JP4753533B2 (ja) * | 2003-11-07 | 2011-08-24 | 東洋製罐株式会社 | 酸素濃度状態モニタ装置及び方法 |
| EP2856146A1 (de) * | 2012-05-30 | 2015-04-08 | Beko Technologies GmbH | Messgerät und verfahren zum erfassen des kohlenwasserstoffanteils in gasen unter berücksichtigung von querempfindlichkeiten |
| JP2020193936A (ja) * | 2019-05-30 | 2020-12-03 | 株式会社島津製作所 | 排ガス測定装置 |
| JP2019197076A (ja) * | 2019-08-22 | 2019-11-14 | 株式会社島津製作所 | 酸素濃度測定装置 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4881893U (ja) * | 1971-12-29 | 1973-10-05 | ||
| JPS5669553A (en) * | 1979-11-13 | 1981-06-10 | Ngk Insulators Ltd | Oxygen concentration detecting device |
| JPS56164994A (en) * | 1980-05-24 | 1981-12-18 | Tokyo Shibaura Electric Co | Gas concentration measuring device |
| JPS60104756U (ja) * | 1983-12-21 | 1985-07-17 | 三菱重工業株式会社 | 換算回路装置 |
| JPS6152255A (ja) * | 1984-08-20 | 1986-03-14 | Sarada Meron:Kk | めん数類食品に不定形の形状変化を与える製造法及びそれを使用しためん類食品と公知製法使用の風がわりラ−メン |
| JPS61265554A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-25 | Horiba Ltd | ガス分析装置 |
| JPS63261149A (ja) * | 1987-04-17 | 1988-10-27 | Tech Res Assoc Conduct Inorg Compo | 燃焼制御用センサ |
| JPH0779112B2 (ja) * | 1988-09-05 | 1995-08-23 | 松下電器産業株式会社 | 電子部品実装装置 |
| JPH03267752A (ja) * | 1990-03-17 | 1991-11-28 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 限界電流式酸素濃度検出装置 |
-
1992
- 1992-03-30 JP JP4106164A patent/JP2541419B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05281186A (ja) | 1993-10-29 |
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