JPH0731119B2 - 化学発光式アンモニア分析装置 - Google Patents

化学発光式アンモニア分析装置

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JPH0731119B2
JPH0731119B2 JP61189758A JP18975886A JPH0731119B2 JP H0731119 B2 JPH0731119 B2 JP H0731119B2 JP 61189758 A JP61189758 A JP 61189758A JP 18975886 A JP18975886 A JP 18975886A JP H0731119 B2 JPH0731119 B2 JP H0731119B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、排煙脱硝装置等の公害防止機器などに付設
され、ガス中に含まれるアンモニアガスの濃度を測定す
る化学発光式アンモニア分析装置に関する。
〔従来の技術〕
一般に、ケミルミ法と呼ばれ、NO(一酸化窒素)ガスが
O3(オゾン)と反応するときに発する光の強さを光電子
増倍管で検出する方法を利用した化学発光式のアンモニ
ア分析装置は、被測定ガス導入部から導入された、NH3
ガス及びNOガスが共存する被測定ガスを還元触媒もしく
は酸化触媒が設けられたコンバータを通し、そのコンバ
ータを通した後のガス中におけるNOガス濃度を光電子増
倍管が付設されたケミルミチャンバーで検出する第1の
系列と、同じく被測定ガスをコンバータに通さずに、そ
のコンバータに通さないガス中のNOガス濃度を前記とは
別の、光電子増倍管が付設されたケミルミチャンバーで
検出する第2の系列とを備え、これる両系列における各
光電子増倍管の出力を比較演算して被測定ガス中のNH3
ガス濃度を測定するする構成となっている。
そして、還元形のアンモニア分析計における測定原理
は、2系列のサンプリングラインを設け、その片方のNH
3系列には還元触媒が設けられたコンバータを介設し
て、被測定ガスをそのコンバータを通すことにより NO+NH3+1/4O2=N2+3/2H2O の反応を行なわせる。この反応は、O3共存下におけるNO
ガスとNH3ガスとの等モル反応であるから、今仮りに、
被測定ガス中に5ppmのNH3ガスと150ppmのNOガスとが共
存する場合を考えると、反応後のガス中のNOガス濃度は
150−5=145ppmとなる。一方、もう片方のNOx系列には
コンバータが設けられていないので、被測定ガス中のNO
ガス濃度150ppmがそのまま光電子増倍管が付設されたケ
ミルミチャンバーにて検出される。この両系列の差、す
なわち、〔NO〕−〔NO−NH3〕=150−145=5ppm=〔N
H3〕が最終出力信号として得られ、NH3ガス濃度が測定
される。
また、酸化形のアンモニア分析計における測定原理は、
同じく2系列のサンプリングラインを設け、その片方の
系列には酸化触媒が設けられたコンバータを介設して、
被測定ガスをそのコンバータを通すことにより NH3+5/4O2=NO+3/2H2O の反応を行なわせる。この反応により、NH3ガスは酸化
されてそれと等モルのNOガスに変わるから、上記と同様
に、被測定ガス中に5ppmのNH3ガスと150ppmのNOガスと
が共存する場合を考えると、反応後のガス中のNOガス濃
度は150+5=155ppmとなる。一方、もう片方の系列に
はコンバータが設けられていないので、被測定ガス中の
NOガス濃度150ppmがそのまま光電子増倍管が付設された
ケミルミチャンバーにて検出される。この両系列の差、
すなわち、 〔NO−NH3〕−〔NO〕=155−150=5ppm=〔NH3〕が最終
出力信号として得られ、NH3ガス濃度が測定されること
となる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記した従来の化学発光式アンモニア分析装置は、干渉
影響が少なく、感度、安定性などに優れた特性を示す
が、NH3ガス濃度を求めるに当たって、各系列のNOガス
濃度を測定し、そのNOガス濃度からNH3ガス濃度を算出
するものであり、他方、被測定ガス中のNOガス濃度はNH
3ガス濃度に比べて相当高いことから、NH3ガス濃度が極
めて低いにも拘らず、測定は大きなフルスケール濃度の
測定レンジを用いて行なわれなければならない。このた
め、フルスケール濃度に対するNH3ガス濃度の比率が小
となり、分析精度が悪くなるといった問題点がある。例
えば、被測定ガス中のNOガス濃度は通常100〜200ppmの
間にあることから、分析装置の測定レンジは、フルスケ
ール濃度が250ppm程度のものを選定する必要がある。一
方、NH3ガス濃度は通常0〜10ppm程度であることから、
250ppmフルスケール濃度に対しては0〜4%程度の値に
しかならない。このため、従来装置においては、出力値
を電気的に拡大して見かけ上だけは小さいフルスケール
濃度の測定レンジとしているが、このように単に出力値
を拡大するだけでは見かけ上の読み取り精度を向上させ
るに過ぎず、本質的な精度向上は達成されていない。
この発明はケミルミ法を利用したアンモニア分析装置が
2系統差動演算システムである点に着眼し、測定レンジ
を小さなフルスケール濃度のものとしてNH3を測定でき
るようにし、本質的にアンモニア分析装置における精度
を高めることを課題としている。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は、上記課題を達成するために、アンモニア分
析装置を次のような構成とした。すなわち、被測定ガス
導入部から導入された、NH3ガス及びNOガスが共存する
被測定ガスを還元触媒もしくは酸化触媒が設けられたコ
ンバータに通し、そのコンバータに通した後のガスをケ
ミルミチャンバー内へ導入するとともに、そのケミルミ
チャンバー内へオゾンガスを導入して、ケミルミチャン
バー内でNOガスとオゾンガスとが反応して発する光の強
さを光電子増倍管で検出し、コンバータに通した後のガ
ス中のNOガス濃度を測定する第1の系列と、同じく被測
定ガスをコンバータに通さずに、そのコンバータに通さ
ないガスを前記とは別のケミルミチャンバー内へ導入す
るとともに、そのケミルミチャンバー内へオゾンガスを
導入して、ケミルミチャンバー内でNOガスとオゾンガス
とが反応して発する光の強さを光電子増倍管で検出し、
コンバータに通さないガス中のNOガス濃度を測定する第
2の系列とを備え、これら両系列における前記光電子増
倍管の出力を比較演算して被測定ガス中のNH3ガス濃度
を測定する化学発光式アンモニア分析装置において、前
記第1の系列及び第2の系列の前記各ケミルミチャンバ
ーに至るまでの各ガス流路のそれぞれに、オゾン発生器
から発生されるオゾンを導入するオゾン導入路を連通さ
せたことを特徴とする化学発光式アンモニア分析装置を
要旨としている。
〔作用〕
上記構成としたこの発明に係るアンモニアガス分析装置
においては、ケミルミチャンバーに至るまでの第1の系
列及び第2の系列にNOガス濃度よりも低い濃度のO3ガス
を供給すると、それぞれの系列の被測定ガス中のNOガス
は、O3ガス濃度に相当する量だけ酸化されてNO2ガスに
変わる。このため、その反応分だけケミルミチャンバー
では化学発光しなくなり、ケミルミチャンバーにおいて
は未反応の残存したNOガス分だけが化学発光して光電子
増倍管で検出される。そして、従来と同様にして、両系
列の検出値の差からNH3ガス濃度が測定されることとな
る。従って、分析装置の測定レンジは、前記存残したNO
ガスに対応した小さいフルスケール濃度のものに選定す
ることが可能となる。
〔実 施 例〕
以下、この発明の実施例を、図を参照しながら説明す
る。
第1図はこの発明を実施した還元形のアンモニア分析装
置の概略構成図であり、第2図は従来装置及びこの発明
の装置における各フルスケール濃度に対するNH3ガス濃
度値の比率を示した図である。
この還元形のアンモニア分析装置は、NH3系列である第
1の系列1と、NO系列である第2の系列2との2つの系
列の被測定ガス流入ラインを備えている。第1の系列1
には、還元触媒を設けたコンバータ3を配設し、各系列
1、2のプローブ部4の先端部を、煙道5に臨ませてい
る。前記プローブ部4に続く各系列の被測定ガス流入ラ
インには、スクラバー部6、前処理部7、流量制御部8
及び光電子増倍管が付設されたケミルミチャンバー9が
順次配管接続されている。そして、各ケミルミチャンバ
ー9には、オゾン発生部10からO3ガスを供給するための
オゾン供給ライン11が配管されている。また、各ケミル
ミチャンバー9におけるNOガス濃度の測定は、化学発光
分析により行なわれ、NOガス濃度は演算部12により演算
され表示部13に表示されるようになっている。以上の構
成は、上記した従来の還元形アンモニア分析装置と同じ
であるが、この発明は、上記構成の分析装置において、
各系列における前記各オゾン発生部10と被測定ガス流入
ラインとを前記前処理部7と流量制御部8との間でオゾ
ン導入路14により配管接続し、煙道5から各被測定ガス
流入ラインに流入した被測定ガス中のNOガス濃度よりも
低い濃度のO3ガスを供給する構成としたことに特徴があ
る。
上記構成としたアンモニア分析装置においては、煙道5
から各系列の被測定ガス流入ラインに流入した被測定ガ
スは、それぞれの被測定ガス流入ラインの各部を流通し
てケミルミチャンバー9に至るのであるが、第1の系列
1の被測定ガス流入ラインに流入した、例えば10ppmのN
H3ガスと200ppmのNOガスが共存する被測定ガスは、プロ
ーブ部4のコンバータ3の還元触媒との接触によって上
述したような反応が起こり、NOガスの一部はNH3ガスと
等モル反応してN2ガスに変わり、NOガス濃度は190ppmと
なる。一方、第2の系列2の被測定ガス流入ラインに流
入した被測定ガスは、この系列にはコンバータが設けら
れていないので、NOガス濃度は200ppmのまま変化しな
い。そして、ケミルミチャンバー9に至るまでの各系列
にオゾン発生部10からオゾン導入路14を介してNOガス濃
度よりも低い、例えば150ppmの濃度のO3ガスを供給する
と、NO+O3=NO2+O2の反応が各系列において起こり、
各ケミルミチャンバー9においてはそのNO2は検出され
ず、残存したNOガス、すなわち第1の系列においては40
ppmのNOガスが、また第2の系列においては50ppmのNOガ
スがそれぞれO3ガスとの反応による化学発光により検出
され、両系列の差であるNOガス濃度10ppmが検出され、
従って10ppmのNH3ガス濃度が測定されることとなる。こ
のため、検出部における測定レンジはフルスケール濃度
50ppmのものに設定することができるようになる。この
点について、200ppmの濃度のNOガスを測定するためにフ
ルスケール濃度250ppmである測定レンジとした従来の場
合と比較すると、第2図のようになる。すなわち、10pp
mの濃度のNH3ガスを250ppmフルスケールレンジで測定す
ると、フルスケールの僅かに4%であるが、50ppmフル
スケールレンジであればフルスケールの20%となるので
ある。このようにNOガスの濃度を50ppm以下となるよう
にすれば、フルスケール濃度が50ppmといった小さな測
定レンジに設定して測定することが可能となるととも
に、演算部のゲインを拡大する必要がなくなり、従来の
ようにゲインを拡大した見かけの読み取り精度の向上で
はなく、本質的な精度向上が達成される。
尚、上記実施例においては、被測定ガスを還元触媒に接
触させる還元形のアンモニア分析装置について説明した
が、被測定ガスを酸化触媒に接触させてNH3を酸化してN
Oに変えて測定する酸化形のアンンモニア分析装置にも
この発明は適用できることはいうまでもない。また、各
系列の流量制御部と前処理部との間へ定量のO3ガスを供
給するようにしたものについて説明したが、これに限定
されるものではなく、前処理部とプローブ部との間から
O3ガスを導入してもよい。
〔効果〕
以上説明したように、この発明によれば、被測定ガスを
コンバータを通してそのコンバータを通した後のNOガス
濃度を測定する第1の系列及び被測定ガスをコンバータ
を通さずにそのコンバータを通さない場合のNOガス濃度
を測定する第2の系列の各ケミルミチャンバーに至るま
での被測定ガス流入ラインに、NO濃度よりも低いO3を供
給することのできるオゾン導入路を設けたから、低濃度
のアンモニアを、演算部のゲインを拡大することなく、
小さなフルスケール濃度の測定レンジで測定することが
できるので、アンモニア分析装置における分析精度を向
上させることができる。また、演算部のゲインを拡大し
たりする必要がないため、演算部においてレンジ拡大を
することによって生じていた器差の拡大などの心配がな
い。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明に係るアンモニア分析装置の1実施
例を示す概略構成図、第2図は、この発明の装置及び従
来装置における各フルスケール濃度に対するNH3ガス濃
度値の比率を示した図である。 1……第1の系列、2……第2の系列、 3……コンバータ、4……プローブ部、 6……スクラバー部、7……前処理部、 8……流量制御部、 9……ケミルミチャンバー、 10……オゾン発生部、11……オゾン供給ライン、 12……演算部、13……表示部、 14……オゾン導入路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被測定ガス導入部から導入された、NH3
    ス及びNOガスが共存する被測定ガスを還元触媒もしくは
    酸化触媒が設けられたコンバータに通し、そのコンバー
    タに通した後のガスをケミルミチャンバー内へ導入する
    とともに、そのケミルミチャンバー内へオゾンガスを導
    入して、ケミルミチャンバー内でNOガスとオゾンガスと
    が反応して発する光の強さを光電子増倍管で検出し、コ
    ンバータに通した後のガス中のNOガス濃度を測定する第
    1の系列と、同じく被測定ガスをコンバータに通さず
    に、そのコンバータに通さないガスを前記とは別のケミ
    ルミチャンバー内へ導入するとともに、そのケミルミチ
    ャンバー内へオゾンガスを導入して、ケミルミチャンバ
    ー内でNOガスとオゾンガスとが反応して発する光の強さ
    を光電子増倍管で検出し、コンバータに通さないガス中
    のNOガス濃度を測定する第2の系列とを備え、これら両
    系列における前記光電子増倍管の出力を比較演算して被
    測定ガス中のNH3ガス濃度を測定する化学発光式アンモ
    ニア分析装置において、前記第1の系列及び第2の系列
    の前記各ケミルミチャンバーに至るまでの各ガス流路の
    それぞれに、オゾン発生器から発生されるオゾンを導入
    するオゾン導入路を連通させたことを特徴とする化学発
    光式アンモニア分析装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2587244A4 (en) * 2010-06-24 2017-12-13 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Ammonia compound concentration measuring device and ammonia compound concentration measuring method

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