JP3399927B2 - 気体中の湿分測定方法および装置 - Google Patents
気体中の湿分測定方法および装置Info
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Description
を用いた気体中の湿分測定において、長期にわたり安定
して高精度を維持できる方法および装置に関するもので
ある。
ス反応を起こさせる場合、送り込む空気中の湿分を所定
範囲に維持するため、サンプリングして湿分測定を行う
ことが必要になる。このような気体中の湿分測定には露
点計が使用され、計測された露点温度と気体温度とから
湿分が得られる。
つは、湿分によるセンサーの電気抵抗や静電容量の変化
を捉えるセンサー方式であり、もう一つは、気体中に置
かれた鏡面を冷却して、湿分として含まれる水蒸気が飽
和に達するときの温度すなわち露点を直接測定する鏡面
冷却方式である。
測定するとき、露点計測における最大の課題は、長期間
にわたり安定的に高精度を維持することである。センサ
ー方式の露点計は、特性の劣化、経時変化、サンプル気
体中に含まれる不純物などの問題から、長期間にわたる
安定した精度の良い測定は難しいのが実態である。
中の湿分である水蒸気分子が一旦鏡面上に捕捉されて水
滴になると、鏡面上の水滴が水蒸気として蒸発するのと
平衡状態になって、水滴の絶対量は変化しないことによ
り校正が不要であるなど、長期にわたり高精度を維持で
きる利点もあり、計測精度チェックのトレーサビリティ
機器としても多く使用されるなど優れている。
するに当たっては、例えば特開平9−80005号公報
「高炉送風湿分の測定方法」に示されているような、サ
ンプル配管の結露対策、サンプル気体の温度一定化対
策、サンプル気体中の塵芥等の除去対策など、悪環境下
での測定精度向上を狙った改善が図られている。
測定するサンプル気体には、塩素、硫黄等、水にイオン
化して溶け込む水溶性物質が含まれているものがあり、
その場合、鏡面冷却式露点計の測定精度に大きな影響を
及ぼす。気体中の湿分に溶け込んだ水溶性物質は、浮遊
塵芥等を除去するための従来の機械的除塵フィルターで
は、フィルターの網目をいくら細かくしても除去するこ
とができない。
却され、気体中に湿分として含まれる水蒸気が水滴にな
ることで露点が計測されるのであるが、鏡面上の水滴が
蒸発すると、溶け込んでいた上記のような水溶性物質が
残存して、鏡面を汚してしまうという現象が生じる。
存物質が増加して測定誤差が大きくなり、工業的にも計
測要求仕様を満足できない状況に至ることとなる。この
ため数回の計測毎に鏡面を清浄化する操作の必要性が生
じ、実用上、工業用計測機器としての活用に支障を来す
ことがあった。
鏡面冷却式露点計を工業用計器として使用し気体中の湿
分を測定するに際し、サンプル気体中に水溶性物質が含
まれていて従来の機械的除塵フィルターでは除去できな
い場合でも、これを除去することで鏡面汚れを回避し、
長期にわたる高精度測定を維持することである。
の本発明法は、鏡面冷却式露点計を配設したサンプリン
グ配管の該露点計入側に、流量計、圧力計、温度計、流
量調整器、および機械的除塵フィルターを配設して、サ
ンプル気体中の塵芥を除去しかつ一定流量の大気圧に調
整した該気体中の湿分を測定する方法において、前記除
塵フィルターの入側に水溶性物質除去装置を配設し、該
気体中の水溶性物質を、銅、鉛、カルシウム、マンガン
の1種または2種以上との化学反応に基づいて除去した
状態で露点計測を行うことを特徴とする気体中の湿分測
定方法である。
は、鏡面冷却式露点計を配設したサンプリング配管の該
露点計入側に、流量計、圧力計、温度計、流量調整器、
および機械的除塵フィルターを配設して、サンプル気体
中の塵芥を除去しかつ一定流量の大気圧に調整した該気
体中の湿分を測定する装置において、前記除塵フィルタ
ーの入側に、該気体中の水溶性物質を、銅、鉛、カルシ
ウム、マンガンの1種または2種以上との化学反応に基
づいて除去する水溶性物質除去装置を配設したことを特
徴とする気体中の湿分測定装置である。
計を採用した従来の湿分測定において、測定誤差は露点
計の弱点に起因していた。鏡面冷却式露点計の原理は、
鏡面に光を当てながら鏡面の温度を下げていき、気体中
の湿分が水滴となって鏡面が曇り、鏡面からの反射光量
が低減するのを捉えて露点を計測するものであることか
ら、長期にわたり安定した高精度計測を保つには、露点
を何度測定しても鏡面の状態が変化しないようクリーン
な状態を維持できることが重要である。
ンプル気体を導くサンプリング配管に、浮遊塵芥を除去
する従来の機械的除塵フィルターに加えて水溶性物質除
去装置を配設し、露点計の鏡面汚れの要因となる物質を
除去することにより鏡面をクリーンな状態に維持する。
る。本例は前記特開平9−80005号公報に示されて
いるような、高炉への送風本管1からサンプリング配管
2によりサンプル気体を導出し、鏡面冷却式露点計15
により露点を計測して湿分を測定する例を示す。鏡面冷
却式露点計15の入側に機械的除塵フィルター4,5を
配設し、機械的除塵フィルター5の入側に水溶性物質除
去装置13を配設して、サンプル気体中の塵芥および水
溶性物質を除去する。本例では2台の機械的除塵フィル
ター4,5を使用しているが、サンプル気体中の浮遊塵
芥の大きさや量により1台でもよく、必要に応じて2台
またはそれ以上設けることができる。
シウム、マンガンの1種または2種以上との化学反応に
基づいて、サンプル気体中の塩素や硫黄といった水溶性
物質を除去するものである。サンプル気体の気体中ある
いは湿分中にイオン化し、あるいは気体中にイオン化せ
ず、塩素や塩化物、あるいは硫黄や硫化物として存在す
る水溶性物質は、水溶性物質除去装置13を通過する間
に銅、鉛、カルシウム、マンガンの1種または2種以上
と化学反応して除去される。
す。本例はマンガンMnの化学反応を利用したもので、
円筒状や角筒状の箱体内部に粒状または塊状の2酸化マ
ンガンMnO2 が装填されている。サンプル気体が水溶
性物質除去装置13を通過するとき、上記のようなイオ
ン化し、あるいはイオン化してない塩素や塩化物、硫黄
や硫化物が、マンガンと化学反応し、塩化マンガンや硫
化マンガンとなって除去される。
箱体内に粒状、塊状、板状、網状、ハニカム状など適宜
形状の金属銅を装填することができ、上記水溶性物質は
塩化銅や硫化銅となって除去される。鉛Pbの化学反応
を利用する場合は、上記箱体内に粒状、塊状、板状など
適宜形状の2酸化鉛PbO2 を装填することができ、上
記水溶性物質は塩化鉛や硫化鉛となって除去される。
場合は、上記箱体内に粒状または塊状の生石灰CaOを
装填することができ、上記水溶性物質は塩化カルシウム
や硫化カルシウムとなって除去される。このように、
銅、鉛、カルシウム、マンガンは、上記箱体内にそれぞ
れ単独で装填するほか、2種以上を複合して装填するこ
ともできる。
は、反応生成物の微粉などが含まれていることがあるの
で、機械的除塵フィルター5によりこれら微粉などから
なる塵芥を除去する。そして、一定流量の大気圧に調整
されたサンプル気体の温度を温度計9により計測し、鏡
面冷却式露点計15により露点計測を行って湿分を測定
する。
るため、流量調整器、流量計および圧力計を使用し、本
例では定流量弁10と流量調節弁23,24で流量調整
器を構成している。そして2台の圧力計6,7、温度計
8,9と、流量計14を配設している。
本管1からサンプル入口21までのサンプル配管2にス
チーム保温管を被覆し、サンプル気体の結露を防止す
る。また、入口21後のサンプリング配管2をサンプリ
ング系11とサンプリング系12の2段階に条件設定し
て安定化を図っている。サンプル系11および12のサ
ンプル配管2は、図示しない保温機構により結露防止を
図っている。
ルター4で粗い塵芥を除去すると共に、流量調節弁23
と定流量弁10により大気圧近くまで減圧した後、サン
プリング系12へ送る。サンプリング系12では、水溶
性物質除去装置13および機械的除塵フィルター5で水
溶性物質および細かい塵芥を除去すると共に、流量調節
弁24でほぼ大気圧に調整し、鏡面冷却式露点計15で
露点を、温度計9で温度をそれぞれ計測し、湿分を測定
する。
上記装置であって、サンプル気体中の水溶性物質を、
銅、鉛、カルシウム、マンガンの1種または2種以上と
の化学反応に基づいて除去する水溶性物質除去装置13
を、サンプリング配管2の機械的除塵フィルター5入側
に配設したものである。装置の構成理由および作用は上
記のとおりである。
本管1を流れる空気中の湿分を測定した。装置各部の構
成および作用は上記のとおりであり、具体的条件は次の
とおりである。サンプル気体の圧力は、圧力計6のゲー
ジ圧で4.0MPa 、減圧後の圧力計7のゲージ圧は0.
2MPa 程度で、鏡面冷却式露点計15内部ではほぼ大気
圧となっている。
湿後の目標湿分は最大45kg/Nm3である。湿分が45k
g/Nm3 のとき、ゲージ圧4.0MPa 時の露点は約67
℃、大気圧時の露点は35℃であり、サンプリング系の
設定保温温度は当然この露点よりも高くしている。ちな
みに露点+5〜10℃程度が実用上は適当であり、本実
施例ではサンプリング系11およびサンプリング系12
の設定保温温度は、それぞれ75℃および45℃として
いる。
ター網目は、それぞれ0.5μmおよび0.01μm程
度である。これによりサンプル気体中に混入している浮
遊塵芥を2段階で除去し、しかも、目詰まりによるフィ
ルター交換頻度を少なくすることを可能にした。
に粒子状の2酸化マンガン26を箱体内に装填した。粒
子径は直径3mm〜10mm程度とし、水溶性物質との化学
反応面をできるだけ広くとった。箱体には仕切板25を
設けて反応を起こし易くし、内面は、コーティングによ
り腐食防止処理を施した。この本発明装置により露点計
測の誤差が小さく、高炉操業中を通して安定した高精度
の湿分測定が行えた。
れている鏡面冷却式露点計を工業用計器として使用し、
高炉送風本管など各種プラントでサンプル気体の湿分を
測定する際、サンプル気体中の塩素、塩化物、硫黄、硫
化物といった水溶性物質を除去した後に露点計測を行う
ので、これら物質による鏡面汚れが回避され、長期にわ
たり測定誤差が小さく安定した高精度測定を維持するこ
とができ、信頼性が向上する。
図である。
し、(a)は縦断面図、(b)は横断面図である。
ィルター 6,7:圧力計 8,9:温度計 10:定流量弁 11,12:サンプリ
ング系 13:水溶性物質除去装置 14:流量計 15:鏡面冷却式露点計 16〜20:止めバル
ブ 21:サンプル入口 22:サンプル出口 23,24:流量調節弁 25:仕切板 26:2酸化マンガン
Claims (2)
- 【請求項1】 鏡面冷却式露点計を配設したサンプリン
グ配管の該露点計入側に、流量計、圧力計、温度計、流
量調整器、および機械的除塵フィルターを配設して、サ
ンプル気体中の塵芥を除去しかつ一定流量の大気圧に調
整した該気体中の湿分を測定する方法において、前記除
塵フィルターの入側に水溶性物質除去装置を配設し、該
気体中の水溶性物質を、銅、鉛、カルシウム、マンガン
の1種または2種以上との化学反応に基づいて除去した
状態で露点計測を行うことを特徴とする気体中の湿分測
定方法。 - 【請求項2】 鏡面冷却式露点計を配設したサンプリン
グ配管の該露点計入側に、流量計、圧力計、温度計、流
量調整器、および機械的除塵フィルターを配設して、サ
ンプル気体中の塵芥を除去しかつ一定流量の大気圧に調
整した該気体中の湿分を測定する装置において、前記除
塵フィルターの入側に、該気体中の水溶性物質を、銅、
鉛、カルシウム、マンガンの1種または2種以上との化
学反応に基づいて除去する水溶性物質除去装置を配設し
たことを特徴とする気体中の湿分測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000386873A JP3399927B2 (ja) | 2000-12-20 | 2000-12-20 | 気体中の湿分測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000386873A JP3399927B2 (ja) | 2000-12-20 | 2000-12-20 | 気体中の湿分測定方法および装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2002189007A JP2002189007A (ja) | 2002-07-05 |
JP3399927B2 true JP3399927B2 (ja) | 2003-04-28 |
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ID=18853905
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2000386873A Expired - Lifetime JP3399927B2 (ja) | 2000-12-20 | 2000-12-20 | 気体中の湿分測定方法および装置 |
Country Status (1)
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-
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- 2000-12-20 JP JP2000386873A patent/JP3399927B2/ja not_active Expired - Lifetime
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