JP7335752B2 - ガス分析装置及びガス分析方法 - Google Patents
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Description
xTHC[THC-FID]:前記第1分析計の全炭化水素濃度
xTHC[NMNEC-FID]:前記第2分析計のメタン・エタン合計濃度
PFC3H8[NMNEC-FID]:炭素数3以上の特定有機物(ここではプロパンC3H8)が前記ノンメタン・ノンエタンカッタを通過する割合である特定有機物透過率
この問題を好適に解決するためには、本発明のガス分析装置は、前記第1流路に設けられた第1流量調整機構と、前記第2流路に設けられた第2流量調整機構とを更に備えており、前記第1流量調整機構及び前記第2流量調整機構により、前記第1分析計と前記第2分析計との応答タイミングを一致させていることが望ましい。
本発明のガス分析装置は、前記第3流路に設けられた第3流量調整機構を更に備えており、前記第1流量調整機構、前記第2流量調整機構及び前記第3流量調整機構により、前記第1分析計と前記第2分析計と前記第3分析計との応答タイミングを一致させていることが望ましい。
このガス分析装置であれば、サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分(NMNEHC)の濃度を測定できるだけでなく、サンプルガス中のメタン以外の炭化水素成分(NMHC)の濃度を測定できるようになる。また、ノンメタン・ノンエタンカッタとノンメタンカッタとを共通の炭化水素選択触媒を用いて構成することができ、流路構成を簡単にすることができる。
前記第1分析計をプロパンを用いて校正した場合の以下の式(A)と、
式(A):xTHC[THC-FID]=xCH4×RFCH4[THC-FID]+xC2H6×RFC2H6[THC-FID]+xNMNEHC
xTHC[THC-FID]:前記第1分析計の全炭化水素濃度
xCH4:サンプルガス中のメタン濃度
RFCH4[THC-FID]:前記第1分析計におけるメタンの応答係数
xC2H6:サンプルガス中のエタン濃度
RFC2H6[THC-FID]:前記第1分析計におけるエタンの応答係数
xNMNEHC:サンプルガス中のメタン・エタン以外の炭化水素成分の濃度
前記第2分析計をエタンを用いて前記ノンメタン・ノンエタンカッタを通過させて校正した場合の以下の式(B)と、
式(B):xTHC[NMNEC-FID]=xCH4×RFCH4[NMNEC-FID]×PFCH4[NMNEC-FID]+xC2H6+xNMNEHC×RFC3H8[NMNEC-FID]×PFC3H8[NMNEC-FID]
xTHC[NMNEC-FID]:前記第2分析計のメタン・エタン合計濃度
RFCH4[NMNEC-FID]:前記第2分析計のメタンの応答係数
PFCH4[NMNEC-FID]:前記第2分析計のメタンの透過率
RFC3H8[NMNEC-FID]:前記第2分析計のプロパンの応答係数
PFC3H8[NMNEC-FID]:前記第2分析計のプロパンの透過率
を用いて、以下の式(1)を導出し、
xTHC[THC-FID]:前記第1分析計の全炭化水素濃度
xTHC[NMNEC-FID]:前記第2分析計のメタン・エタン合計濃度
PFC3H8[NMNEC-FID]:炭素数3以上の特定有機物(ここではプロパンC3H8)が前記ノンメタン・ノンエタンカッタを通過する割合である特定有機物透過率
上記式(1)を用いて、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分の濃度を算出することを特徴とする。
また、前記式(A)において、エタンの応答係数RFC2H6[THC-FID]を1.0とみなして、以下の式(A’)を導出し、
式(A’):xTHC[THC-FID]=xCH4×RFCH4[THC-FID]+xC2H6+xNMNEHC
前記式(B)において、PFCH4[NMNEC-FID]を1.0とみなすとともに、エタン校正している前記第2分析計のプロパンの応答係数を1.0とみなして、以下の式(B’)を導出し、
式(B’):xTHC[NMNEC-FID]=xCH4×RFCH4[NMNEC-FID]+xC2H6+xNMNEHC×PFC3H8[NMNEC-FID]
前記第1分析計及び前記第2分析計の構成が同じ場合に、RFCH4[THC-FID]とRFCH4[NMNEC-FID]とが同じであることから、以下の式(C)を導出し、
式(C):xTHC[THC-FID]=xTHC[NMNEC-FID]-xNMNEHC×PFC3H8[NMNEC-FID]+xNMNEHC
この式(C)から、前記式(1)を導出することが望ましい。
本実施形態のガス分析装置100は、例えば内燃機関から排出される排ガスに含まれる炭化水素を分析するものである。
xTHC[NMNEC-FID]=xCH4×RFCH4[NMNEC-FID]×PFCH4[NMNEC-FID]+xC2H6×RFC2H6[NMNEC-FID]×PFC2H6[NMNEC-FID]+xNMNEHC×PFC3H8[NMNEC-FID] (4)
xTHC[NMNEC-FID]=xCH4+xC2H6×RFC2H6[NMNEC-FID]×PFC2H6[NMNEC-FID]+xNMNEHC×RFC3H8[NMNEC-FID]×PFC3H8[NMNEC-FID] (5)
xTHC[NMNEC-FID]=xCH4×PFCH4[NMNEC-FID]+xC2H6×RFC2H6[NMNEC-FID]×PFC2H6[NMNEC-FID]+xNMNEHC×RFC3H8[NMNEC-FID]×PFC3H8[NMNEC-FID] (6)
xTHC[NMNEC-FID]=xCH4×RFCH4[NMNEC-FID]×PFCH4[NMNEC-FID]+xC2H6+xNMNEHC×RFC3H8[NMNEC-FID]×PFC3H8[NMNEC-FID] (7)
xTHC[NMNEC-FID]=xCH4×RFCH4[NMNEC-FID]×PFCH4[NMNEC-FID]+xC2H6×PFC2H6[NMNEC-FID]+xNMNEHC×RFC3H8[NMNEC-FID]×PFC3H8[NMNEC-FID] (8)
RFCH4[NMNEC-FID]:NMNEC-FIDのメタンの応答係数
PFCH4[NMNEC-FID]:NMNEC-FIDのメタンの透過率
RFC2H6[NMNEC-FID]:NMNEC-FIDのエタンの応答係数
PFC2H6[NMNEC-FID]:NMNEC-FIDのエタンの透過率
RFC3H8[NMNEC-FID]:NMNEC-FIDのプロパンの応答係数
PFC3H8[NMNEC-FID]:NMNEC-FIDのプロパンの透過率
xTHC[NMNEC-FID]=xCH4×RFCH4[NMNEC-FID]+xC2H6+xNMNEHC×PFC3H8[NMNEC-FID] (9)
xTHC[THC-FID]=xTHC[NMNEC-FID]-xNMNEHC×PFC3H8[NMNEC-FID]+xNMNEHC (10)
この式(1)から、PFC3H8[NMNEC-FID]のみを調べることによって、第1分析計2(THC-FID)により得られた濃度xTHC[THC-FID]と、第2分析計4(NMNEC-FID)により得られた濃度xTHC[NMNEC-FID]とからNMNEHCの濃度を求めることができることが分かる。
本実施形態のガス分析装置100によれば、メタン及びエタン以外の炭化水素成分を除去するNMNEC3を用いて第2分析計4によりサンプルガス中のメタン及びエタンのメタン・エタン合計濃度を連続計測することができるので、第1分析計2により連続計測されるTHC濃度と併せて、サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分の濃度を算出することができる。その結果、サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分(NMNEHC)の濃度を連続測定できるようになる。
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
L1 ・・・第1流路
2 ・・・第1分析計
L2 ・・・第2流路
3 ・・・ノンメタン・ノンエタンカッタ(NMNEC)
4 ・・・第2分析計
5 ・・・第1流量調整機構
6 ・・・第2流量調整機構
7 ・・・加熱部
11 ・・・算出部
L3 ・・・第3流路
12 ・・・ノンメタンカッタ(NMC)
13 ・・・第3分析計
14 ・・・加熱部
15 ・・・第3流量調整機構
17 ・・・炭化水素選択触媒
18 ・・・分析計
19 ・・・温度切替機構
Claims (17)
- サンプルガスが流れる第1流路と、
前記第1流路に設けられ、前記サンプルガス中の全炭化水素濃度を計測する第1分析計と、
前記サンプルガスが流れる第2流路と、
前記第2流路に設けられ、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタン・ノンエタンカッタと、
前記第2流路において前記ノンメタン・ノンエタンカッタの下流に設けられ、前記サンプルガス中のメタン及びエタンのメタン・エタン合計濃度を計測する第2分析計と、
前記第1分析計の全炭化水素濃度と前記第2分析計のメタン・エタン合計濃度とを用いて、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分の濃度を算出する算出部とを備える、ガス分析装置。 - 前記第2分析計は、エタンを用いて前記ノンメタン・ノンエタンカッタを通過させて校正される、請求項1記載のガス分析装置。
- 前記算出部は、前記第1分析計の全炭化水素濃度と、第2分析計のメタン・エタン合計濃度と、炭素数3以上の特定有機物が前記ノンメタン・ノンエタンカッタを通過する割合である特定有機物透過率とを用いて、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分の濃度を算出する、請求項1又は2記載のガス分析装置。
- 前記第2流路には、前記ノンメタン・ノンエタンカッタの温度を200~250℃に加熱する加熱部が設けられている、請求項1乃至4の何れか一項に記載のガス分析装置。
- 前記第1流路に設けられた第1流量調整機構と、
前記第2流路に設けられた第2流量調整機構とを更に備え、
前記第1流量調整機構及び前記第2流量調整機構により、前記第1分析計と前記第2分析計との応答タイミングを一致させている、請求項1乃至5の何れか一項に記載のガス分析装置。 - 前記サンプルガスが流れる第3流路と、
前記第3流路に設けられ、前記サンプルガス中のメタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタンカッタと、
前記第3流路において前記ノンメタンカッタの下流に設けられ、前記サンプルガス中のメタン濃度を計測する第3分析計とを更に備えている、請求項1乃至6の何れか一項に記載のガス分析装置。 - 前記算出部は、前記第1分析計の全炭化水素濃度と前記第3分析計のメタン濃度とを用いて、前記サンプルガス中のメタン以外の炭化水素成分の濃度を算出する、請求項7記載のガス分析装置。
- 前記算出部は、前記第2分析計のメタン・エタン合計濃度と前記第3分析計のメタン濃度とを用いて、前記サンプルガス中のエタン濃度を算出する、請求項7又は8記載のガス分析装置。
- 前記第3流路には、前記ノンメタンカッタの温度を300℃以上に加熱する加熱部が設けられている、請求項7乃至9の何れか一項に記載のガス分析装置。
- 前記サンプルガスが流れる第3流路と、
前記第3流路に設けられ、前記サンプルガス中のメタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタンカッタと、
前記第3流路において前記ノンメタンカッタの下流に設けられ、前記サンプルガス中のメタン濃度を計測する第3分析計と、
前記第1流路に設けられた第1流量調整機構と、
前記第2流路に設けられた第2流量調整機構と、
前記第3流路に設けられた第3流量調整機構を更に備え、
前記第1流量調整機構、前記第2流量調整機構及び前記第3流量調整機構により、前記第1分析計と前記第2分析計と前記第3分析計との応答タイミングを一致させている、請求項1乃至5の何れか一項に記載のガス分析装置。 - サンプルガスが流れる流路と、
前記流路に設けられ、前記サンプルガス中の所定の炭化水素成分を除去する炭化水素選択触媒と、
前記流路において前記炭化水素選択触媒の下流に設けられ、前記サンプルガス中の炭化水素成分の濃度を計測する分析計と、
前記炭化水素選択触媒の温度を切り替える温度切替機構とを備え、
前記温度切替機構によって、前記炭化水素選択触媒を200~250℃に加熱して、前記炭化水素選択触媒を前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタン・ノンエタンカッタとし、前記炭化水素選択触媒を300℃以上に加熱して、前記サンプルガス中のメタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタンカッタとする、ガス分析装置。 - サンプルガスが流れる第1流路に、前記サンプルガス中の全炭化水素濃度を計測する第1分析計を設け、
前記サンプルガスが流れる第2流路に、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタン・ノンエタンカッタを設け、
前記第2流路において前記ノンメタン・ノンエタンカッタの下流に、前記サンプルガス中のメタン及びエタンのメタン・エタン合計濃度を計測する第2分析計を設け、
前記第1分析計の全炭化水素濃度と前記第2分析計のメタン・エタン合計濃度とを用いて、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分の濃度を算出する、ガス分析方法。 - サンプルガスが流れる第1流路と、前記第1流路に設けられ、前記サンプルガス中の全炭化水素濃度を計測する第1分析計と、前記サンプルガスが流れる第2流路と、前記第2流路に設けられ、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタン・ノンエタンカッタと、前記第2流路において前記ノンメタン・ノンエタンカッタの下流に設けられ、前記サンプルガス中のメタン及びエタンのメタン・エタン合計濃度を計測する第2分析計と、前記第1分析計の全炭化水素濃度と前記第2分析計のメタン・エタン合計濃度とを用いて、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分の濃度を算出する算出部とを備える、ガス分析装置の校正方法であって、
前記第2分析計を、エタンを用いて前記ノンメタン・ノンエタンカッタを通過させて校正する、ガス分析装置の校正方法。 - 前記第1分析計は、プロパンを用いて校正する、請求項14記載のガス分析装置の校正方法。
- サンプルガスが流れる第1流路と、前記第1流路に設けられ、前記サンプルガス中の全炭化水素濃度を計測する第1分析計と、前記サンプルガスが流れる第2流路と、前記第2流路に設けられ、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタン・ノンエタンカッタと、前記第2流路において前記ノンメタン・ノンエタンカッタの下流に設けられ、前記サンプルガス中のメタン及びエタンのメタン・エタン合計濃度を計測する第2分析計とを備えるガス分析装置を用いたガス分析方法であって、
前記第1分析計をプロパンを用いて校正した場合の以下の式(A)と、
式(A):xTHC[THC-FID]=xCH4×RFCH4[THC-FID]+xC2H6×RFC2H6[THC-FID]+xNMNEHC
xTHC[THC-FID]:前記第1分析計の全炭化水素濃度
xCH4:サンプルガス中のメタン濃度
RFCH4[THC-FID]:前記第1分析計におけるメタンの応答係数
xC2H6:サンプルガス中のエタン濃度
RFC2H6[THC-FID]:前記第1分析計におけるエタンの応答係数
xNMNEHC:サンプルガス中のメタン・エタン以外の炭化水素成分の濃度
前記第2分析計をエタンを用いて前記ノンメタン・ノンエタンカッタを通過させて校正した場合の以下の式(B)と、
式(B):xTHC[NMNEC-FID]=xCH4×RFCH4[NMNEC-FID]×PFCH4[NMNEC-FID]+xC2H6+xNMNEHC×RFC3H8[NMNEC-FID]×PFC3H8[NMNEC-FID]
xTHC[NMNEC-FID]:前記第2分析計のメタン・エタン合計濃度
RFCH4[NMNEC-FID]:前記第2分析計のメタンの応答係数
PFCH4[NMNEC-FID]:前記第2分析計のメタンの透過率
RFC3H8[NMNEC-FID]:前記第2分析計のプロパンの応答係数
PFC3H8[NMNEC-FID]:前記第2分析計のプロパンの透過率
を用いて、以下の式(1)を導出し、
xTHC[THC-FID]:前記第1分析計の全炭化水素濃度
xTHC[NMNEC-FID]:前記第2分析計のメタン・エタン合計濃度
PFC3H8[NMNEC-FID]:炭素数3以上の特定有機物(ここではプロパンC3H8)が前記ノンメタン・ノンエタンカッタを通過する割合である特定有機物透過率
上記式(1)を用いて、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分の濃度を算出する、ガス分析方法。 - 前記式(A)において、エタンの応答係数RFC2H6[THC-FID]を1.0とみなして、以下の式(A’)を導出し、
式(A’):xTHC[THC-FID]=xCH4×RFCH4[THC-FID]+xC2H6+xNMNEHC
前記式(B)において、PFCH4[NMNEC-FID]を1.0とみなすとともに、エタン校正している前記第2分析計のプロパンの応答係数を1.0とみなして、以下の式(B’)を導出し、
式(B’):xTHC[NMNEC-FID]=xCH4×RFCH4[NMNEC-FID]+xC2H6+xNMNEHC×PFC3H8[NMNEC-FID]
前記第1分析計及び前記第2分析計の構成が同じ場合に、RFCH4[THC-FID]とRFCH4[NMNEC-FID]とが同じであることから、以下の式(C)を導出し、
式(C):xTHC[THC-FID]=xTHC[NMNEC-FID]-xNMNEHC×PFC3H8[NMNEC-FID]+xNMNEHC
この式(C)から、前記式(1)を導出する、請求項16記載のガス分析方法。
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