JP4238089B2 - Exhaust gas measurement filter and gas sampling apparatus using the same - Google Patents
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Description
この発明は、例えば、ボイラなどから排出される燃焼排ガスの一部をサンプルガスとして採取してガス分析装置に供給する際に、前記サンプルガスの採取点等、前記ガス分析装置の上流側に配置される排ガス測定用フィルタおよびこれを用いたガスサンプリング装置に関する。 For example, when a part of combustion exhaust gas discharged from a boiler or the like is sampled as sample gas and supplied to the gas analyzer, the present invention is arranged upstream of the gas analyzer such as a sampling point of the sample gas. The present invention relates to an exhaust gas measurement filter and a gas sampling device using the same.
例えば、石炭を燃焼させるボイラから煙道に排出される燃焼排ガス(以下、単に排ガスという)中の一部をサンプリングし、これをサンプルガスとしてSO2 分析装置に連続的に供給して、前記排ガス中のSO2 を連続的に分析している。 For example, a part of combustion exhaust gas (hereinafter simply referred to as exhaust gas) discharged from a boiler that burns coal into a flue is sampled, and this is continuously supplied to a SO 2 analyzer as a sample gas. The SO 2 in it is continuously analyzed.
ところで、前記排ガス中には、粉塵や煤塵などのダストが混入しているとともに、SO2 の測定を妨害する干渉成分として、NH3 やSO3 塩ミスト(SO3 と金属とのミスト状反応生成物)などが混入している。前記ダストは、SO2 分析装置のメンテナンス周期を短くするといった不都合があるし、また、NH3 やSO3 ミストはSO2 の分析結果に悪影響を及ぼす。 By the way, dust such as dust and soot is mixed in the exhaust gas, and NH 3 and SO 3 salt mist (a mist-like reaction product between SO 3 and metal is used as an interference component that disturbs SO 2 measurement. Etc.). The dust has a disadvantage of shortening the maintenance cycle of the SO 2 analyzer, and NH 3 and SO 3 mist adversely affect the analysis result of SO 2 .
そこで、従来においては、図7に示すようなガスサンプリング装置を用いて、上記ダストやNH3 等を可及的に除去しようとしていた。すなわち、この図において、31は煙道で、矢印で示すように排ガスGが流れている。32はこの煙道31に挿入配置されるガス採取部としてのガスサンプリング用のプローブ管で、このプローブ管32の後段のサンプルガス流路33に、ケース34a内にフィルタエレメント34bを収容してなる排ガス測定用フィルタ34と、ケース35a内にNH3 等の干渉成分を除去するためのスクラバカラム35bを収容し、適宜の温度に加熱されたスクラバユニット35を設けるとともに、これらの排ガス測定用フィルタ34とスクラバユニット35との間を加熱配管36で接続し、スクラバユニット35の下流側出口を加熱配管37を介してSO2 分析装置38に接続していた。
Therefore, conventionally, an attempt was made to remove the dust, NH 3 and the like as much as possible using a gas sampling device as shown in FIG. That is, in this figure, 31 is a flue and the exhaust gas G is flowing as shown by the arrow.
上記構成のガスサンプリング装置においては、煙道31を流れる排ガスGの一部は、プローブ管32によってサンプリングされてサンプルガスとなってサンプルガス流路33に入り、その上流側に設けられている一次フィルタ34内を通過する際、ダストが除去され、さらに、加熱配管36を経てスクラバユニット35に入り、これを通過する際にNH3 およびSO3 塩ミストといった干渉成分が除去される。そして、ダストおよび干渉成分が除去されたサンプルガスは、加熱配管38を経てSO2 分析装置に導入され、SO2 の分析に供される。
In the gas sampling apparatus having the above-described configuration, a part of the exhaust gas G flowing through the
しかし、上記従来のガスサンプリング装置においては、排ガス測定用フィルタ34とスクラバユニット35とを互いに独立して設け、それらの間を加熱配管36で接続しているため、これらを設置するために大きなスペースが必要になり、それだけガスサンプリング装置が大型化せざるを得ないといった不都合があった。
However, in the conventional gas sampling device, the exhaust
また、上述のように、排ガス測定用フィルタ34とスクラバユニット35とを互いに独立して設けていたので、排ガス測定用フィルタ34のメンテナンスとスクラバユニット35のメンテナンスとを別々に行わなければならず、それだけメンテナンスにかかる時間が長くなっていた。
Further, as described above, since the exhaust
さらに、干渉成分としてのSO3 塩ミストがサンプルガスに含まれていると、前記SO3 塩ミストは、まず、排ガス測定用フィルタ34において捕捉され、水分乾燥が起こり、SO3 塩ミストが分解してSO2 ガスが発生することとなる。この排ガス測定用フィルタ34に捕捉されたSO3 塩ミストの分解反応は極めて不安定で、長期にわたって多量に蓄積された場合には、分析指示値が実際のSO2 の値の数倍に相当する値となることがある。
Further, when SO 3 salt mist as an interference component is contained in the sample gas, the SO 3 salt mist is first captured by the exhaust
なお、排ガス中のSO2 分析を行う場合と同様に、排ガス中のNOX やO2 などの分析を行う場合にも、NH3 やSO3 塩ミストなどの干渉成分とダストとを排ガス中から除去していたのであり、排ガス中のSO2 分析を行うために用いられる前記ガスサンプリング装置において生じていた上記の不都合は、排ガス中のNOX やO2 などの分析を行うためのガスサンプリング装置においても同様に生じていた。 Similarly to the case of analyzing SO 2 in exhaust gas, when analyzing NO X and O 2 in exhaust gas, interference components such as NH 3 and SO 3 salt mist and dust are also extracted from the exhaust gas. The above-mentioned inconvenience occurred in the gas sampling device used for analyzing SO 2 in exhaust gas, which has been removed, is a gas sampling device for analyzing NO X and O 2 in exhaust gas. In the same way.
この発明は上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、排ガスの分析結果や分析装置に悪影響を及ぼす干渉成分およびダストを排ガス中から確実に除去することができ、しかも構成がコンパクトで、メンテナンスを容易に行える排ガス測定用フィルタおよびこれを用いたガスサンプリング装置を提供することである。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned matters, and its purpose is to reliably remove interference components and dust that adversely affect the analysis results of the exhaust gas and the analysis apparatus from the exhaust gas, and to have a compact configuration. Therefore, it is an object to provide an exhaust gas measurement filter that can be easily maintained and a gas sampling device using the same.
上記目的を達成するために、この発明の排ガス測定用フィルタは、サンプルガスが導入されるケース内に筒状のフィルタエレメントが設けられ、前記サンプルガス中に含まれるダストを除去するように構成された排ガス測定用フィルタにおいて、前記フィルタエレメントの内部に、前記サンプルガスから測定対象成分の測定を妨害する干渉成分を除去するスクラバ物質を筒体内に設けたスクラバカラムを配置し、前記サンプルガスは前記筒体内をその一端側から他端側に通過し、かつ、前記フィルタエレメントのろ過面を通過するように構成され、また、前記筒体内に当該筒体の一端側から他端側に向けて延びる仕切り部材を配置して、当該筒体内に複数の収容部を形成し、各収容部内に前記スクラバ物質を設け、さらに、前記ケース内を加熱保温するための加熱保温手段を設けている(請求項1)。 To achieve the above object, an exhaust gas measuring filter of the invention, the tubular filter element into the case where a sample gas is introduced is provided, configured to remove the dust contained in the sample gas in the exhaust gas measuring filter, the inside of the filter element, a scan Kurabakaramu provided with scrubber material you remove interference components which interfere with the measurement of the measurement target component from the sample gas in the cylindrical body is arranged, said sample gas passing the other end of the cylindrical body from one end thereof, and the is configured to pass through the filtering surface of the filter element, also directed from one end to the other end of the cylinder into the cylinder body by placing a partition member extending Te, to form a plurality of accommodating portions to the cylinder body, the scrubber material provided in each housing section, further pressurizing the inside of said case Is provided with a heating insulation means for thermal insulation (claim 1).
前記筒体の一端側が開放されていると共に他端側が閉塞され、また、前記筒体の他端側の周壁に複数の貫通孔が設けられ、前記ケース内に導入されたサンプルガスは、前記筒体内をその一端側から他端側に通過し、前記貫通孔を経て前記筒体の外側に至った後、前記ろ過面を前記フィルタエレメントの内方から外方に通過するように構成されているのが好ましい(請求項2)。 One end side of the cylindrical body is opened and the other end side is closed, and a plurality of through holes are provided in a peripheral wall on the other end side of the cylindrical body, and the sample gas introduced into the case is After passing through the body from one end side to the other end side and reaching the outside of the cylindrical body through the through hole, the filtration surface is configured to pass from the inside of the filter element to the outside. (Claim 2).
スクラバカラムの筒体内の一端側および他端側に粗フィルタを設けてもよい(請求項3)。 The crude filter may be provided on one end side and other end side of the cylinder body of the scrubber column (claim 3).
そして、上記目的を達成するために、この発明のガスサンプリング装置は、ガス採取部の下流側のガスサンプリング流路に、請求項1〜3のいずれかに記載の排ガス測定用フィルタを設けている(請求項4)。 And in order to achieve the said objective, the gas sampling apparatus of this invention has provided the filter for exhaust gas measurement in any one of Claims 1-3 in the gas sampling flow path of the downstream of a gas sampling part. (Claim 4).
請求項1、2に係る発明によれば、構成がコンパクトで、かつメンテナンスが容易でありながらもダストおよび干渉成分を確実に除去することができる排ガス測定用フィルタを得ることができる。 According to the first and second aspects of the invention, it is possible to obtain an exhaust gas measurement filter that is compact in configuration and easy to maintain, but can reliably remove dust and interference components.
詳しくは、請求項1、2に係る発明では、ケース内にフィルタエレメントが設けられ、サンプルガス中に含まれるダストを除去するように構成された排ガス測定用フィルタにおいて、前記フィルタエレメントの内部に、測定対象成分の測定を妨害する干渉成分を除去するためのスクラバカラムが配置されているので、スクラバカラムとフィルタエレメントとを別々のケース内に収容する場合に比べて、スクラバカラムおよびフィルタエレメントの設置スペースが極めて小さくなり、加えて、スクラバカラムとフィルタエレメントとを別々のケース内に収容する場合に比べて、構成部材が少なくなるので、構成が非常にコンパクトになる。
Specifically, in the inventions according to
また、請求項1、2に係る発明では、スクラバカラムとフィルタエレメントとが同一ケース内に設けられているので、スクラバカラムおよびフィルタエレメントの交換などのメンテナンス作業の効率が飛躍的に向上する。
In the inventions according to
さらに、請求項1、2に係る発明では、前記スクラバカラム内に筒体の一端側から他端側に向けて延びる仕切り部材を配置して、筒体内に複数の収容部を形成し、各収容部内にスクラバ物質を設けているので、以下のような効果が得られる。すなわち、前記スクラバカラムが縦方向(鉛直方向)に配置され、例えばその他端側が上方に位置する状態となったときに、スクラバカラムの筒体内の他端側にスクラバ物質が存在しない隙間が形成されても、スクラバカラム内を通過するサンプルガス中の干渉成分は、スクラバカラム内の前記隙間を除いた部分に充填されたスクラバ物質に確実に接触するので不都合は生じない。
Furthermore, in the invention according to
ところで、スクラバカラムが横方向(水平方向)に配置されたときに、スクラバカラムの上部に、スクラバカラムの筒体の一端側から他端側にかけてスクラバ物質が存在しない隙間が形成されると、この隙間を通ったサンプルガス中の干渉成分はスクラバ物質と接触しないので、干渉成分の除去効率が低下することとなるが、請求項1、2に係る発明では、前記筒体内に仕切り部材を配置し、この仕切り部材により形成された各収容部内に前記スクラバ物質を設けるように構成してあるので、スクラバカラムが横向きに配置される場合でも、スクラバカラム内に上記のような隙間は形成されず、従って、サンプルガス中の干渉成分と前記スクラバ物質との接触が良好に行われ、干渉成分の除去効率が大幅に改善されることとなる。したがって、請求項1、2に係る発明では、取り付け方向を問わない排ガス測定用フィルタを得ることができる。
By the way, when the scrubber column is arranged in the horizontal direction (horizontal direction), when a gap is formed in the upper part of the scrubber column from one end side to the other end side of the scrubber column cylinder, the scrubber substance does not exist since the interference components of the sample gas passing through the gap does not contact the scrubber substance, although the removal efficiency of the interference component becomes possible to decrease, in the invention according to
また、フィルタエレメントを、その外周方向に凹凸状のろ過面を有するように構成した場合、フィルタエレメントのろ過面積がより大きくなり、それだけ、サンプルガス中に含まれるダストや干渉成分およびスクラバ物質の反応生成物などの除去対象物質をより確実に除去することができ、フィルタエレメント自体の寿命も長くなる。 In addition, when the filter element is configured to have an uneven filtration surface in the outer peripheral direction, the filtration area of the filter element becomes larger, and the reaction of dust and interference components contained in the sample gas and the scrubber substance. Substances to be removed such as products can be more reliably removed, and the life of the filter element itself is also prolonged.
請求項3に記載したように、スクラバカラムの筒体内の一端側および他端側に設けた粗フィルタを設けた場合、これらの粗フィルタによって、サンプルガスに含まれるダストや前記反応生成物あるいはスクラバ物質の一部が削れたり砕かれたりして生じた粉粒体などの除去対象物質をより確実に除去することができる。
As described in
請求項4に係る発明では、排ガス測定用フィルタによって除去対象物質が可及的に除去されたサンプルガスをガス分析装置に供給することができ、これにより、ガス分析装置に、測定対象成分の高精度な分析を長期にわたって安定して行わせることができるとともに、ガス分析装置のメンテナンス頻度を低く抑えることができるガスサンプリング装置を得ることができる。 In the invention according to claim 4, the sample gas from which the removal target substance is removed as much as possible by the exhaust gas measurement filter can be supplied to the gas analysis device. It is possible to obtain a gas sampling device that can perform accurate analysis stably over a long period of time and can keep the frequency of maintenance of the gas analyzer low.
図1および図2は、この発明の第1実施例を示す。 1 and 2 show a first embodiment of the present invention.
図1において、Dはガスサンプリング装置で、ボイラなどから排出される排ガスの一部をサンプルガスSとして採取し、このサンプルガスSをガス分析装置Aに供給するものである。この実施例では、ガスサンプリング装置Dを用いてボイラから排出されて煙道(図示していない)を流れる排ガスをサンプルガスSとして採取し、サンプルガスS中のSO2 を分析する場合について示す。 In FIG. 1, D is a gas sampling device that collects a part of exhaust gas discharged from a boiler or the like as sample gas S and supplies this sample gas S to gas analyzer A. In this embodiment, a case where exhaust gas discharged from a boiler and flowing through a flue (not shown) using the gas sampling device D is sampled as sample gas S and SO 2 in the sample gas S is analyzed is shown.
前記ガスサンプリング装置Dは、ガス採取部としてのガスサンプリング用のプローブ管1と、このプローブ管1からサンプルガスS中の測定対象成分(SO2 )を測定するためのガス分析装置Aまでの間に形成されるガスサンプリング流路5中に設けられ、プローブ管1によって採取したサンプルガスSから測定対象成分の測定を妨害する干渉成分およびダストを除去するための排ガス測定用フィルタFとを備えている。なお、この実施例では、排ガス測定用フィルタFは、プローブ管1と一体的に設けられており、換言すれば、排ガス測定用フィルタFは、前記ガスサンプリング流路5の上流部に設けられている。
The gas sampling device D includes a gas sampling probe tube 1 as a gas sampling unit, and a gas analyzer A for measuring a measurement target component (SO 2 ) in the sample gas S from the probe tube 1. And an exhaust gas measurement filter F for removing interference components and dust that interfere with the measurement of the measurement target component from the sample gas S collected by the probe tube 1. Yes. In this embodiment, the exhaust gas measurement filter F is provided integrally with the probe tube 1. In other words, the exhaust gas measurement filter F is provided upstream of the gas
前記プローブ管1は、耐腐食性素材よりなり、ボイラの煙道を構成する壁体(図示していない)に対して着脱自在に取り付けられる。詳しくは、プローブ管1は、前記壁体に対してこれを挿通する状態で取り付けられ、その先端から煙道内を流れる排ガスをサンプルガスSとして良好に取り込むことができるように構成されている。また、プローブ管1の外周面には、前記壁体に対する取り付けを良好に行えるように、フランジ1aが設けられている。
The probe tube 1 is made of a corrosion-resistant material, and is detachably attached to a wall body (not shown) constituting a boiler flue. Specifically, the probe tube 1 is attached to the wall body so as to be inserted therethrough, and is configured so that the exhaust gas flowing in the flue from its tip can be taken in as the sample gas S satisfactorily. Further, a
前記排ガス測定用フィルタFは、耐腐食性素材よりなるケース2と、このケース2内に収容されるユニット3と、前記ケース2内を適宜の温度(例えば150〜200℃)に加熱保温するための例えば適宜の加熱用ヒータよりなる加熱保温手段4とを備えている。
The exhaust gas measurement filter F is used to heat and keep the
前記ケース2は、ほぼ筒状(本実施例では円筒状)の側壁2aと、この側壁2aの一端側(上流側)に連設された閉塞壁2bと、側壁2aの他端側(下流側)に着脱自在に取り付けられる蓋体2cとを備えている。この実施例では、側壁2aの他端側および蓋体2cのいずれか一方に雄ねじ部(図示していない)を設け、他方に前記雄ねじ部(図示していない)に螺着する雌ねじ部を設け、雄ねじ部および雌ねじ部の螺着により、側壁2aの他端側に蓋体2cを取り付ける。
The
前記閉塞壁2bには、プローブ管1に連通するガス導入部2dが設けられ、前記側壁2aには、適宜の加熱保温手段(図示していない)によって適宜の温度になるように構成してあるガスサンプリング流路5を介してガス分析装置Aに接続されるガス導出部2eが設けられている。
The
前記蓋体2cは、側壁2aの他端側の開口を気密に閉塞するように取り付けられ、また、蓋体2cの外側には、取っ手2fが設けられている。
The
前記ガス導入部2dの内径は、後述する筒体6の開口6aの内径とほぼ同じかそれよりも若干大きくなるように設定されており、また、ガス導出部2eの内径は、ガス導入部2dの内径とほぼ同じ程度に設定されている。
The inner diameter of the
なお、前記ケース2の閉塞壁2bとプローブ管1とは、一体成形されていてもよいし、別体として形成されていてもよい。また、ケース2の閉塞壁2bとプローブ管1とを別体として形成した場合、両者を直接接続するように構成してもよいし、継手部材や適宜の加熱配管などを介して接続するように構成してもよい。
The
前記ユニット3は、筒体6およびこの筒体6内に配置されるスクラバ物質7を有するスクラバカラム8と、このスクラバカラム8を覆うように配置されるフィルタエレメント9とを一体的に備え、ケース2内に着脱自在に収容される。すなわち、ユニット3は、使い捨てまたはリサイクル使用に適したいわゆるカートリッジタイプとして構成されている。
The
前記筒体6は、図2にも示すように、ほぼ円筒状で、一端に開口6aを有し、他端が閉塞部6bによって閉塞されるとともに、他端近傍の周壁に複数の貫通孔6cが形成された本体部6dと、この本体部6dの一端側に設けられたフランジ部6eと、本体部6dの他端側に設けられたフランジ部6fとを有しており、耐腐食性および耐熱性を有するステンレス等の素材よりなる。また、前記フランジ部6e,6fの周縁部には、折曲部分6gが設けられている。
As shown in FIG. 2, the cylindrical body 6 is substantially cylindrical, has an
なお、前記本体部6dの他端側に設けられるフランジ部6fと閉塞部6bとを、一体成形してもよいし、別体として形成してもよい。また、前記本体部6dと閉塞部6bとを、一体成形してもよいし、別体として形成してもよい。さらに、前記本体部6dとフランジ部6e,6fとを、一体成形してもよいし、別体として形成してもよい。
The
前記スクラバ物質7は、サンプルガスSが接触すると、サンプルガスS中に含まれる測定対象成分には影響を与えず、サンプルガスS中に含まれる干渉成分を他の成分に変換したり捕集したりすることにより、干渉成分が前記測定を妨害しないようにするためのものであり、例えば、前記干渉成分と反応して、干渉成分を測定対象成分の測定を妨害しない成分に変換する反応液を、不活性な多孔質材料に含浸させてなる。
When the sample gas S comes into contact with the
なお、この実施例では、ガス分析装置Aの測定対象成分が酸性のSO2 であるので、このSO2 とは反応せず、干渉成分であるNH3 やSO3 塩ミストと反応しやすい不揮発性の酸性物質を用いてスクラバ物質7を構成することが好ましく、例えば、活性炭や多孔質珪石に高濃度りん酸(H3 PO4 )を含浸させたものをスクラバ物質7として用いる。
In this example, since the measurement target component of the gas analyzer A is acidic SO 2 , it does not react with this SO 2, and is non-volatile that easily reacts with NH 3 or SO 3 salt mist that is an interference component. It is preferable that the
前記スクラバカラム8は、図1に示すように、筒体6の本体部6d内に、その他端側から順に、網状の押さえ部材12aと、粗フィルタ13aと、スクラバ物質7および仕切り部材14と、粗フィルタ13bと、網状の押さえ部材12bとを配置(収容)してなる。
As shown in FIG. 1, the scrubber column 8 includes a net-like pressing
前記押さえ部材12a,12bは、スクラバ物質7、粗フィルタ13a,13bおよび仕切り部材14を前記本体部6d内に収容した状態で保持するためのものであり、耐腐食性および耐熱性を有する素材よりなる。なお、本体部6dの他端側に配置される押さえ部材12aは、本体部6dの他端部に設けられた貫通孔6bを塞ぐことがないように、貫通孔6bよりも一端側寄りの位置に配置される。
The holding
前記粗フィルタ13a,13bは、前記本体部6d内に形成されたサンプルガス流路における前記スクラバ物質7の上流側および下流側の位置にそれぞれ設けられ、例えば、グラスファイバー系などの耐腐食性および耐熱性を有する素材よりなる。
The
前記仕切り部材14は、耐腐食性および耐熱性を有する素材よりなり、前記本体部6d内においてその一端側から他端側に向けて延びた状態で配置され、本体部6d内を複数(図2に示すように、例えば4つ)の収容部15に仕切るように構成されており、各収容部15内に前記スクラバ物質7が充填される。
The
詳しくは、前記仕切り部材14は、本体部6d内においてその一端側から他端側に向けて延びる複数の板状体16を断面視ほぼ十字形状に組み合わせて形成されている。また、各板状体16は、ほぼ平面的に形成された基部16aと、この基部16aに連設された湾曲状の端部16bとからなる。
Specifically, the
前記フィルタエレメント9は、耐腐食性および耐熱性を有する素材よりなり、サンプルガスS中から除去したいダストや生成物(後述する)を確実に除去することのできる適宜の目合いを有する網状体を円筒状に形成してなる。そして、フィルタエレメント9は、前記筒体6の本体部6dの外周面を覆うように取り付けられ、その両端が筒体6の前記フランジ部6e,6fによって保持され、フィルタエレメント9の両端部とフランジ部6e,6fとの間に隙間ができないように構成されている。
The
また、前記フィルタエレメント9は、その外周方向に凹凸状のろ過面が形成されており、この実施例では、ろ過面は、ほぼプリーツ状に形成されている。
Further, the
上記の構成からなるユニット3は、ケース2内に、ケース2のガス導入部2dに筒体6の本体部6dの一端側の開口6aが対向し、ケース2の蓋体2cに筒体6の本体部6dの他端側に設けられた閉塞部6bが対向するように収容される。また、このとき、筒体6のフランジ部6eとケース2の閉塞壁2bとの間には、内径が筒体6の本体部6dの内径よりもやや大きいリング状のシールパッキン17aが配置され、筒体6のフランジ部6fとケース2の蓋体2cとの間には、内径が筒体6の本体部6dの内径よりもやや大きいリング状のシールパッキン17bが配置される。すなわち、シールパッキン17aにより、フランジ部6eとケース2の閉塞壁2bとの間をガスが流通しないように構成されており、また、シールパッキン17bにより、フランジ部6fとケース2の蓋体2cとの間をガスが流通しないように構成されている。
In the
なお、前記ユニット3は、例えば、側壁2aの他端側に設けられた蓋体2cを外し、側壁2aの他端側から挿入して、ケース2内に容易に取り付けることができ、また、ケース2内に取り付けられたユニット3は、側壁2aの他端側に設けられた蓋体2cを外して、側壁2aの他端側から容易に取り外すことができる。つまり、ユニット3は、ケース2内に着脱自在に設けられている。
The
また、前記ガスサンプリング流路5の適所またはガス分析装置Aの下流側には、サンプルガスSを常に一定量吸引することができる吸引ポンプ(図示していない)が設けられている。
Further, a suction pump (not shown) that can always suck a certain amount of the sample gas S is provided at an appropriate position of the gas
次に、上記の構成からなる前記ガスサンプリング装置Dの作動について説明する。 Next, the operation of the gas sampling device D having the above configuration will be described.
まず、ボイラの煙道を構成する壁体にプローブ管1を取り付けた状態で、加熱保温手段4を作動状態にして、ケース2内を所定の温度にする。そして、この状態で吸引ポンプを作動させると、煙道を流れる排ガスの一部がプローブ管1によってサンプリングされ、サンプルガスSとなってプローブ管1内を下流側に進み、排ガス測定用フィルタFのケース2内に入る。
First, in a state where the probe tube 1 is attached to the wall constituting the boiler flue, the heating and heat retaining means 4 is activated to bring the inside of the
ケース2内に入ったサンプルガスSは、まず、筒体6の本体部6dの一端側の開口6aからスクラバカラム8内に入り、本体部6d内の一端側に配置された押さえ部材12aおよび粗フィルタ13aを通過する。そして、サンプルガスSが粗フィルタ13aを通過することにより、サンプルガスS中に含まれる粒径の比較的大きなダストが粗フィルタ13aに捕集され、サンプルガスSから除去される。
The sample gas S that has entered the
続いて、サンプルガスSは、筒体6の本体部6dの各収容部15内に充填されたスクラバ物質7に接触しながら下流側に進む。このとき、サンプルガスS中の測定対象成分であるSO2 は、スクラバ物質7(高濃度のH3 PO4 )と反応することはないが、サンプルガスS中の干渉成分であるNH3 やSO3 塩ミスト(ここで、MSO3 と表す)は、前記高濃度のH3 PO4 7とそれぞれ下記(1),(2)式のように反応する。
NH3 +H3 PO4 →NH4 H2 PO4 …(1)
MSO3 +H3 PO4 →MHPO4 +SO2 ↑+H2 O …(2)
Subsequently, the sample gas S advances downstream while contacting the
NH 3 + H 3 PO 4 → NH 4 H 2 PO 4 (1)
MSO 3 + H 3 PO 4 → MHPO 4 + SO 2 ↑ + H 2 O (2)
上記(1),(2)式に示したように、干渉成分であるNH3 やSO3 塩ミストMSO3 は、スクラバ物質7である高濃度のH3 PO4 とそれぞれ反応して、りん酸アンモニウムや弱酸塩といったダストと同様の粉末状の反応生成物を生じ、これらの反応生成物は、サンプルガスSとともにスクラバカラム8(各収容部15)内を他端側に進む。
As shown in the above formulas (1) and (2), NH 3 and SO 3 salt mist MSO 3 which are interference components react with high-concentration H 3 PO 4 which is a
さらに、前記反応生成物を含む状態となったサンプルガスSは、本体部6d内の他端側に配置された押さえ部材12bおよび粗フィルタ13bを通過する。そして、このとき、サンプルガスS中に含まれる反応生成物のうち、粒径の比較的大きなものが粗フィルタ13bに捕集され、サンプルガスSから除去される。また、本体部6d内に収容されたスクラバ物質7は、その搬送中に加わった衝撃などにより一部が削れたり砕かれたりした状態となっており、そのように生じた細かな粉粒状のスクラバ物質7も、粗フィルタ13bに捕集される。
Furthermore, the sample gas S in a state containing the reaction product passes through the
そして、粗フィルタ13bを通過したサンプルガスSは、本体部6dの貫通孔6cから本体部6dの外側へと導出され、続いて、フィルタエレメント9をその内方から外方に通過する。そして、この通過の際、粗フィルタ13a,13bでは捕集しきれなかったサンプルガスS中のダストおよび前記反応生成物がフィルタエレメント9に捕集され、サンプルガスSからは、SO2 の測定を妨害する干渉成分およびガス分析装置Aに悪影響を与えるダストが除去され、その状態で、サンプルガスSはガス導出部2eからケース2外へ導出され、ガスサンプリング流路5を経てガス分析装置Aに供給される。
And the sample gas S which passed the
上記の構成からなる排ガス測定用フィルタFでは、ケース2およびユニット3を構成する部材が全て耐熱性を有する素材よりなり、加熱保温手段4によってケース2内を150〜200℃の高温状態にすることができるため、サンプルガスS中の水分が結露してドレンとなるといったことがなくなり、このドレンによってスクラバカラム8の機能が低下するような不都合を回避することができる。そして、加熱保温手段4を設けたことにより、スクラバカラム8が所定の温度に加熱保温され、NH3 やSO3 塩ミストとの反応が確実に行われ、これらの干渉成分を確実に除去することができる。
In the exhaust gas measurement filter F having the above-described configuration, the members constituting the
また、ケース2のガス導入部2dおよびガス導出部2eの内径を十分な大きさに設定してあるので、ガス導入部2dおよびガス導出部2eにおけるダストや干渉成分などの詰まりがほとんど生じず、従って、前記詰まりの影響による劣化によってガスサンプリング装置Dの寿命が短くなることがなく、寿命設定期間まで確実に使用することができる。
Further, since the inner diameters of the
さらに、前記排ガス測定用フィルタFでは、サンプルガスSが筒体6の本体部6d(スクラバカラム8)内をその一端側から他端側に通過した後、フィルタエレメント9を通過するように構成してあるので、サンプルガスSに含まれる干渉成分を筒体6内に収容されたスクラバ物質7に広く接触させることができ、ひいては干渉成分の除去をより確実に行うことができる。
Further, the exhaust gas measurement filter F is configured such that the sample gas S passes through the
また、前記排ガス測定用フィルタFを備えたガスサンプリング装置Dでは、消耗品であり交換などのメンテナンスが必要なスクラバカラム8とフィルタエレメント9とを一体的に組み合わせてカートリッジタイプのユニット3を構成しているので、スクラバカラム8とフィルタエレメント9とを別々のケース内に収容していた従来のサンプリング装置に比べて、よりコンパクトな構成となり、スクラバカラム8およびフィルタエレメント9の交換などのメンテナンス作業の効率も向上する。
Further, in the gas sampling device D provided with the exhaust gas measurement filter F, the
上述した実施例のガスサンプリング装置Dでは、サンプルガスSをスクラバカラム8内に通した後、フィルタエレメント9によりサンプルガスSをろ過していたが、反対に、サンプルガスSをフィルタエレメント9によりろ過した後、スクラバカラム8内に通してもよい。このように構成した第2実施例に係るガスサンプリング装置D2 を以下に示す。
In the gas sampling device D of the above-described embodiment, the sample gas S is filtered by the
図3は、この発明の第2実施例を示す。なお、図3において、上記第1実施例に示したものと同一の部材については同じ符号を付し、その説明を省略する。 FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same members as those shown in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
第2実施例のガスサンプリング装置D2 は、プローブ管1と、測定用排ガスフィルタF2 とを備えている。 The gas sampling device D 2 of the second embodiment includes a probe tube 1 and a measurement exhaust gas filter F 2 .
測定用排ガスフィルタF2 は、第1実施例の測定用排ガスフィルタFに比べて、前記ユニット3がケース2内に逆向きに収容されている点で主に異なり、また、それに伴って、前記ケース2の構成が若干変更されている。そのため、第1実施例のケース2とは構成が若干異なるこの実施例のケース2を、以下ではケース2’という。
The measurement exhaust gas filter F 2 is mainly different from the measurement exhaust gas filter F of the first embodiment in that the
前記ケース2’は、ケース2と比べた場合、前記側壁2aが、内径および外径の等しい二つの筒状の側壁部2h,2iからなっている点と、側壁部2i内に保持部2jが設けられている点で異なる。
The
詳しくは、前記側壁2aを構成する上流側に位置する側壁部2hと下流側に位置する側壁部2iとは、詳細には図示していないが、開口側に形成したフランジ部においてパッキンなどを介してボルト・ナットで分離自在に気密に結合されている。
Specifically, the
前記側壁部2hは、下流側に位置する側壁部2iに比べてかなり長くしてあり、この実施例では、フィルタエレメント9と同じ程度の長さとしてある。
The
前記側壁部2iの開口部付近には、前記筒体2を保持するための板状の保持部2jが、側壁部2iの内壁に沿って、かつ、側壁部2iの内側に向けて垂直に設けられ、この保持部2jの中央には、筒体2の本体部2dの内径とほぼ同じ大きさの内径を有する孔2kが設けられている。なお、前記保持部2jと側壁部2iとの間をガスが流通しないように構成されている。
In the vicinity of the opening of the side wall 2i, a plate-
また、前記ガス導出部2eは、前記側壁部2iに設けられており、このガス導出部2eは、前記保持部2jよりもケース2の他端側(下流側)の位置に設けられている。
The
そして、前記ユニット3は、上記ケース2’内に、ケース2’のガス導入部2dに筒体6の本体部6dの他端側を閉塞する閉塞部6bが対向し、ケース2’の保持部2jの孔2kに筒体6の本体部6dの一端側に設けられた開口6aが対向するように(すなわち、図1に示した向きとは逆の向きに)収容される。また、このとき、筒体6のフランジ部6fとケース2の閉塞壁2bとの間には、フランジ部6fと閉塞壁2bとの間におけるガスの流通を許容する適宜の形状をしたスペーサ18が配置され、筒体6のフランジ部6eとケース2の保持部2jとの間には、内径が筒体6の本体部6dの内径とほぼ同じ程度のリング状のシールパッキン19が配置される。すなわち、第一実施例における前記シールパッキン17a,17bは設けられない。また、シールパッキン19により、フランジ部6eとケース2の保持部2jとの間をガスが流通しないように構成されている。
The
次に、上記構成からなる第2実施例のガスサンプリング装置D2 の作動について説明する。 The following describes the operation of the gas sampling device D 2 of the second embodiment configured as described above.
まず、ボイラの煙道を構成する壁体にプローブ管1を取り付けた状態で、加熱保温手段4を作動状態にして、ケース2内を所定の温度にする。そして、この状態で吸引ポンプを作動させると、煙道を流れる排ガスの一部がプローブ管1によってサンプリングされ、サンプルガスSとなってプローブ管1内を下流側に進み、排ガス測定用フィルタF2 のケース2’内に入る。ここまでの過程は、第1実施例と同様である。
First, in a state where the probe tube 1 is attached to the wall constituting the boiler flue, the heating and heat retaining means 4 is activated to bring the inside of the
ケース2’内に入ったサンプルガスSは、まず、筒体6の閉塞部6bに衝突し、筒体6のフランジ部6fとケース2の閉塞壁2bとの間を通ってフィルタエレメント9の外側に回り込み、フィルタエレメント9をその外方から内方に通過する。そして、この通過の際、サンプルガスS中に含まれるダストがフィルタエレメント9に捕集され、サンプルガスS中から除去される。
The sample gas S that has entered the
続いて、サンプルガスSは、本体部6dの貫通孔6cから本体部6d(スクラバカラム8)の内側へと導入され、本体部6d内の他端側に配置された押さえ部材12bおよび粗フィルタ13bを通過する。
Subsequently, the sample gas S is introduced from the through
その後、サンプルガスSは、筒体6の本体部6dの各部屋15内に充填されたスクラバ物質7に接触しながら下流側に進む。このとき、上述したように、粉末状の反応生成物が生じ、これらの反応生成物は、サンプルガスSとともにスクラバカラム8の各収容部15内を下流側に進む。
Thereafter, the sample gas S advances downstream while contacting the
そして、前記反応生成物を含む状態となったサンプルガスSは、本体部6d内の一端側に配置された押さえ部材12aおよび粗フィルタ13aを通過する。そして、このとき、サンプルガスS中に含まれる反応生成物が粗フィルタ13aに捕集され、サンプルガスSから除去される。また、本体部6d内に収容されたスクラバ物質7は、その搬送中に加わった衝撃などにより一部が削れたり砕かれたりした状態となっており、そのように生じた細かな粉粒状のスクラバ物質7も、粗フィルタ13bに捕集される。
And the sample gas S which became the state containing the said reaction product passes the holding
前記粗フィルタ13aを通過したサンプルガスSは、SO2 の測定を妨害する干渉成分およびガス分析装置Aに悪影響を与えるダストが除去された状態となっており、この状態のサンプルガスSがガス導出部2eからケース2外へ導出され、ガスサンプリング流路5を経てガス分析装置Aに供給される。
The sample gas S that has passed through the
上記の構成からなる第2実施例の排ガス測定用フィルタF2 およびこの排ガス測定用フィルタF2 を備えたガスサンプリング装置D2 によって得られる効果は、上記第1実施例の排ガス測定用フィルタFおよびサンプリング装置Dによって得られる効果と同様であるので、その説明は省略する。 The effect obtained by the exhaust gas measurement filter F 2 of the second embodiment having the above-described configuration and the gas sampling device D 2 provided with the exhaust gas measurement filter F 2 is the same as that of the exhaust gas measurement filter F of the first embodiment. Since the effect is similar to that obtained by the sampling device D, the description thereof is omitted.
また、第1実施例の排ガス測定用フィルタFおよび第2実施例の排ガス測定用フィルタF2 はともに、サンプルガスSを筒体6内のスクラバ物質7に接触させてサンプルガスS中の干渉成分を除去する一方、サンプルガスSをフィルタエレメント9で濾過してサンプルガスSからダストを除去するようにしたものであるが、第2実施例の排ガス測定用フィルタF2 は、特にサンプルガスS中にダストが比較的多く含まれている場合に有効である。
Further, both the exhaust gas measurement filter F of the first embodiment and the exhaust gas measurement filter F 2 of the second embodiment bring the sample gas S into contact with the
すなわち、第2実施例の排ガス測定用フィルタF2 では、サンプルガスSが先にフィルタエレメント9を通過することにより、サンプルガスS中のダストを除去することができ、スクラバカラム8にはダストを除去したサンプルガスSが導入されるので、スクラバ物質7にダストが付着するなどして、NH3 やSO3 塩ミストの捕捉効率の低下を招来することが効果的に防止される。
That is, in the exhaust gas measurement filter F 2 of the second embodiment, the sample gas S first passes through the
そして、第1実施例および第2実施例の排ガス測定用フィルタF,F2 の両方に、全く同一の構成からなるユニット3を、その向きを変えるだけで用いることができ、第1実施例のケース2と第2実施例のケース2’の違いも僅かであるので、この発明の排ガス測定用フィルタF,F2 では、サンプルガスSがスクラバカラム8を通過した後、フィルタエレメント9を通過する状態と、サンプルガスSがフィルタエレメント9を通過した後、スクラバカラム8を通過する状態とに容易に切り換えることができる。
The
なお、この発明の排ガス測定用フィルタF(F2 )およびサンプリング装置D(D2 )を、排ガス中に含まれている酸性物質であるNOやNO2 などNOX を分析する場合にも用いることができる。このNOX を分析する場合、サンプリングされたサンプルガスSがNOX コンバータを通過するように構成することによって、サンプルガスS中に含まれるNO2 をNOに変換し、その後、サンプルガスSをNO分析装置に導入することが行われるが、このようなNOX の測定にも、NH3 やSO3 塩ミストが干渉成分として機能する。そこで、排ガス中に含まれるNOX を分析する場合には、図4に示すように、例えば排ガス測定用フィルタFの下流側に接続されるガスサンプリング流路5中にNOX コンバータ20を設け、その下流側に、前記ガス分析装置Aに代えて、NOを分析するためのガス分析装置A’を設ければよい。
The exhaust gas measurement filter F (F 2 ) and the sampling device D (D 2 ) of the present invention are also used when analyzing NO x such as NO and NO 2 which are acidic substances contained in the exhaust gas. Can do. When analyzing this NO X, by sampled sample gas S is configured to pass through the NO X converter converts the NO 2 contained in the sample gas S to NO, then the sample gas S NO Although introduction into an analyzer is performed, NH 3 or SO 3 salt mist also functions as an interference component in such NO x measurement. Therefore, when analyzing NO X contained in the exhaust gas, as shown in FIG. 4, for example, a NO X converter 20 is provided in the gas
この発明は、上述の実施の形態に限られるものではなく、種々に変形して実施することができる。例えば、プローブ管1のみでなく、排ガス用測定フィルタF,F2 を煙道内に配置してもよい。このようにすれば、加熱保温手段4は必ずしも設ける必要はなく、仮に設けたとしても、加熱保温手段4を構成するヒータへの供給電力は少なくてよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with various modifications. For example, not only the probe tube 1 but also the exhaust gas measurement filters F and F 2 may be arranged in the flue. In this way, it is not always necessary to provide the heat and heat retaining means 4, and even if it is provided, the power supplied to the heater constituting the heat and heat retaining means 4 may be small.
フィルタエレメント9は、円筒状以外の筒状でもよく、そして、そのろ過面の形状は、プリーツ状に限られず、例えば、その軸方向に山折り部と谷折り部とを交互に設けた蛇腹状でもよく、筒状の網状体に対して複数の凹凸を設けた形状などでもよい。
The
粗フィルタ13a,13bに適宜の強度を持たせ、粗フィルタ13a,13bによって筒体6の本体部6d内にスクラバ物質7および仕切り部材14を保持するように構成してもよく、この場合には、押さえ部材12a,12bを省くことができる。
The
仕切り部材14を構成する板状体16の数は4つに限られるものではなく、3つ以下でもよいし、5つ以上でもよい。また、板状体16の形状は上記のものに限られず、例えば、図5(A)に示すように、断面がほぼ卍形状となるように、端部16bをほぼ平面的に形成し、基部16aに対して垂直に連設してもよく、図5(B)に示すように、板状体16全体を平板状に形成してもよく、図5(C)に示すように、板状体16の断面全体を流線形(湾曲状)に形成してもよい。また、図6に示すように、各板状体16が、その一端から他端にかけて捩じられた形状となっていてもよい。また、仕切り部材14を構成する複数の板状体16を、別体ではなく一体的に成形してもよい。さらに、仕切り部材14を、板状体16に代えて網状体で形成してもよい。この場合、網状体の目合いはスクラバ物質7の収容に適するように設定されるのは勿論である。
The number of plate-
2 ケース
7 スクラバ物質
8 スクラバカラム
9 フィルタエレメント
14 仕切り部材
15 収容部
F 排ガス測定用フィルタ
2
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