JP3584863B2 - 連続ガス分析計 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼排ガス中のガス成分濃度を測定する連続ガス分析計、特にＳＯ_２ガス濃度を測定する連続ガス分析計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、燃焼排ガス中のＳＯ_２ガス濃度を測定する連続ガス分析計には、溶液導電率方式、赤外線吸収方式、紫外線吸収方式及び紫外線蛍光方式の各種連続ガス分析計があり、そのガス濃度測定のために採取される試料ガス中の共存ガス成分（二酸化炭素、アンモニア、塩化水素、二酸化窒素）の種類に応じて適した方式の連続ガス分析計が用いられている。
これら各連続ガス分析計では、試料ガス中に存在する三酸化硫黄（ＳＯ_３）ミストなどのＳＯ_２ガス濃度の測定において妨害となる妨害物質を除去するために、例えば３０〜６０メッシュのケイソウ土を成型した多孔質物質を吸着剤とするミストアブゾーバが試料ガス通路中に備えられており、試料ガスが吸着剤に接触すると、ＳＯ_３ミストなどの妨害物質はミストアブゾーバの多孔質物質に吸着され除去されるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の吸着剤を用いた連続ガス分析計によって、燃焼排ガス中のＳＯ_２ガス濃度を測定しようとした場合、吸着剤にＳＯ_３ミストだけでなく試料ガス中の水分もまた付着し、その水分中にＳＯ_２ガス成分も溶け込むかたちで吸着される。このＳＯ_２ガス成分が吸着剤に吸着されるに伴い、吸着剤の表面酸性度は徐々に高くなるので、ＳＯ_２ガス成分の吸着率は逆に徐々に低下する。このように吸着剤へのＳＯ_２ガス成分の吸着が持続して行われることと、その吸着率が時間的に変化するため、連続ガス分析計の検出部へ流入するＳＯ_２ガス成分が一定時間変化することとなり、ＳＯ_２ガス濃度の測定値が安定するまでの時間、すなわち測定時間が長くなるという問題がある。
【０００４】
例えば、流量１．５ｌ／ｍｉｎでＳＯ_２ガス成分を含んだ試料ガスを流した場合、試料ガスを流し始めてからＳＯ_２ガス濃度が９０％応答するまでの応答時間は約４分を要している。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ＳＯ_２ガス成分を吸着しにくい吸着剤を試料ガス通路中に備えることにより、ＳＯ_２ガス濃度の測定における応答時間を短縮した連続分析計を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の連続ガス分析計は、吸着剤を用いて測定に妨害となる妨害物質を除去し、燃焼排ガス中のＳＯ_２ガス濃度を測定する連続ガス分析計において、試料ガス通路中にリン酸を含浸させることにより表面を酸性化した吸着剤を備えたことを特徴とする。
本発明の連続分析計は上記の構成により、試料ガス通路中に備えた吸着剤の表面に予めリン酸を含浸させて酸性化することにより、ＳＯ_２ガス成分の吸着を減少させることができ、応答時間の速い連続ガス分析計を提供することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明による連続ガス分析計の実施例を図１に示した全体構成図に基づいて説明する。
本連続ガス分析計は、図１に示すように、ガスサンプリングプローブ１を通して採取した試料ガス２中に含まれているドレン物質を分離除去するためのドレンセパレータ３と、同じく試料ガス２中に含まれているダストを除去するためのフィルタ４と、前記ドレン物質及びダストを除去された試料ガス２の除湿を行うプリクーラ５とを順次接続配管により連結すると共に、前記プリクーラ５をＳＯ_３ミストの吸着除去を行うミストアブゾーバ６の入口側に接続している。
【０００７】
前記ミストアブゾーバ６には、３０〜６０メッシュの大きさのけいそう土が用いられ、その表面に濃度０．２％のリン酸を含浸させている。このけいそう土はケイ酸質の殻をもつ微生物けいそうの殻が沈殿堆積してできた微細多孔の白色軽質の物質で、ＳＯ_３ミスト及び水分を吸着する機能を有している。
【０００８】
また、前記ミストアブゾーバ６の出口側とＳＯ_２ガス分析計１４との間には、一定流量の試料ガス２を吸入するためのポンプ７、一定の加湿を持たせるためのクーラ９と調圧弁１１を介して標準ガスボンベ１２から供給される標準ガスと試料ガス２とを切り換えるための２方電磁弁１０及び流量計１３が順次接続管により連結されている。
【０００９】
前記ＳＯ_２ガス分析計１４には、図２に示すような赤外光を発生する光源１４ａ、前記光源１４ａからの光束を断続して２光束に分ける回転セクタ１４ｂ、試料ガス２及び一方の光束を通過させる試料セル１４ｃ、比較セル１４ｄ、２つの光束の強度差を検出する測光部１４ｅ及び出力信号に変換するための増幅器１４ｆから構成された公知の赤外線吸収分析計が用いられる。
【００１０】
また、測定を行うための前記ポンプ７、２方電磁弁１０の駆動は操作部１５に設けられた操作ボタンを操作することにより操作部１５から出力される操作信号により行われる。
次に、本連続ガス分析計の測定動作を説明する。操作部１５の測定開始ボタンを押すと、操作部１５からポンプ駆動信号が出力されポンプ７が駆動されると共に、２方電磁弁１０は試料ガス側に切り換えられ、試料ガス２はポンプ７の吸引力によりガスサンプリングプローブ１より吸入される。この試料ガス２はドレンセパレータ３によりドレン物質を除去され、フィルタ４によりダストを除外され、ミストアブゾーバ６に流入する。
【００１１】
このミストアブゾーバ６内に流入した試料ガス２中のＳＯ_３ミストはミストアブゾーバ６内の微小孔中に吸着されると共に試料ガス中の水分もまた微小孔中に吸着される。この吸着された水分は予めミストアブゾーバ６の表面に含浸させておいたリン酸により酸性化される。このため試料ガス２中のＳＯ_２ガス成分はこの吸着された水分に溶融しにくくなり、試料ガス２はそのＳＯ_２ガス成分を減少させることなくクーラ９で分析に適した一定の湿度まで除湿され、２方電磁弁１０及び流量計１３を経由してＳＯ_２ガス分析計１４に流入する。
【００１２】
試料ガス２がＳＯ_２ガス分析計１４に流入すると、試料セル１４ｃを通過して排出される。光源１４ａから放出された光束は回転セクタ１４ｂによって交互に断続される２光束に分けられ、一方の光束は比較セルｄを通過して測光部１４ｅに入力され、他の光束は試料セル１４ｃを通過して測光部１４ｅに入力される。測光部１４ｅによって、２つの光束の強さの差が検出され、増幅器１４ｆによって増幅され出力信号として出力される。
【００１３】
図３は連続ガス分析計の出力信号の応答特性を示したもので、Ａ曲線は従来の応答曲線であり、最終出力を１００％とした場合の９０％応答時間は約４分であるのに対し、本発明の連続ガス分析計ではＢ曲線のような応答曲線となり、その応答時間は約２分、すなわち従来の応答時間の約１／２に短縮される。
【００１４】
この連続ガス分析計の校正を行うには、前記操作部１５の校正開始ボタンを押すと、操作部１５から２方電磁弁１０に駆動信号が出力され、標準ガスボンベ１２から所定の流量が得られるように調圧弁１１により調節された標準ガスがＳＯ_２ガス分析計１４に流入する。この状態でＳＯ_２ガス分析計１４の校正を実行する。
【００１５】
本実施例においては、ＳＯ_３を除去する吸着剤として、天然物系吸着剤であるけいそう土を用いたが、本特許はこれに限定されるものではなく、合成物系吸着剤を使用することもできる。
また、ＳＯ_２ガス分析計として共存するガス成分の種類によっては、実施例の赤外線吸収方式以外に溶液導電率方式あるいは紫外線蛍光方式のものを使用することもできる。
なお上記の実施例においては、リン酸を含浸させる例を示したが、ポリアクリル酸やコハク酸など不揮発性の酸であればいかなるものを含浸させてもよく、リン酸に限定されるものではない。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の連続ガス分析計は上記のように構成されており、吸着剤の表面にリン酸を含浸させることにより、約２４０秒であった従来の応答時間を１２０秒程度に半減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の連続分析計の全体構成図である。
【図２】紫外線吸収分析計の構成図である。
【図３】本発明と従来の連続分析計の応答曲線図である。
【符号の説明】
１…ガスサンプリングプローブ
２…試料ガス
３…ドレンセパレータ
４…フィルタ
５…プリクーラ
６…ミストアブゾーバ
７…ポンプ
９…クーラ
１０…２方電磁弁
１１…調圧弁
１２…標準ガスボンベ
１３…流量計
１４…ＳＯ_２ガス分析計
１４ａ…光源
１４ｂ…回転セクタ
１４ｃ…試料セル
１４ｄ…比較セル
１４ｅ…測光部
１４ｆ…増幅器

Claims (1)

1. 吸着剤を用いて測定に妨害となる妨害物質を除去し、燃焼排ガス中のＳＯ₂ガス濃度を測定する連続ガス分析計において、試料ガス通路中に酸を含浸させることにより表面を酸性化した吸着剤を備え、該吸着剤に吸着される水分を酸性化して、試料ガス中のＳＯ ₂ ガス成分の吸着剤への吸着を減少させることを特徴とする連続ガス分析計。

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