JPH10213548A - 化学発光式窒素酸化物測定装置 - Google Patents

化学発光式窒素酸化物測定装置

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JPH10213548A
JPH10213548A JP1617297A JP1617297A JPH10213548A JP H10213548 A JPH10213548 A JP H10213548A JP 1617297 A JP1617297 A JP 1617297A JP 1617297 A JP1617297 A JP 1617297A JP H10213548 A JPH10213548 A JP H10213548A
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JP
Japan
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gas
nitrogen oxide
adsorbent
ozone
nox
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Application number
JP1617297A
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English (en)
Inventor
Masaru Kozakura
優 小桜
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、NOX 吸着剤の寿命やO3 の排出
などを検知する検知手段を備えた化学発光式窒素酸化物
測定装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明では、反応槽1内の反応済のガス
のうちO3 は、オゾン分解器9で酸素に変換し、NOX
はNOX 吸着剤10で吸着除去する。オゾン分解器9、
NOX 吸着剤10を通ったガスは、指示薬カラム11を
通過した後、真空ポンプ12により大気に排出される。
オゾン分解器9及びNOX 吸着剤10が正常に動作して
おれば、O3 及びNOX が流出しないので、指示薬カラ
ム11では、色の変化はないが、正常動作していない場
合には、O3 またはNOX が流出し、指示薬カラム11
で色の変化が生じる。したがって色の変化を見ていれ
ば、オゾン分解器9及びNOX 吸着剤10の寿命を判断
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、煙動排ガスや自動
車排ガス、或いは大気中に含まれる窒素酸化物の濃度を
化学発光式で測定する測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】工場の燃焼炉における燃焼や自動車のエ
ンジン内における燃焼等により、人体に有害な窒素酸化
物(NOX )が生成され問題になっているが、この大気
中や排ガス中の窒素酸化物の濃度を測定する装置の一つ
に、化学発光式窒素酸化物測定装置がある。これは、被
測定ガス(大気から採取したサンプル、排ガス等)とオ
ゾン(O3 )ガスとを測定装置の反応槽内で接触させ、
被測定ガス中の一酸化窒素(NO)とオゾンガスが化学
反応を起こす際に発生する光を光検出器で検出すること
により、被測定ガス中のNOの含有量を定量測定するも
のである。このNO測定の原理は、下式に示す通りで、
式により発生するνの強度よりNOを定量する。
【0003】NO+O3 →NO2 +O2 … →NO2 * +O2 … NO2 * →NO2 +hν … ここで、O3 の供給量は、式の様に等量比分だけでな
く、反応が擬一次と見せる様、大過剰のO3 を供給して
いる。そのため、測定の終了した余剰O3 は、通常オゾ
ン分解装置により分解され、装置外に排出される。
【0004】なお、アンモニア(NH3 )や二酸化窒素
(NO2 )についても、これらを別の反応槽において予
めNOに変換しておくことにより、同様に測定できる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来装置でO
3 を発生するO3 発生器は、そのランニングコスト、必
要な発生量を確保するため、大気空気に対して無声放電
を行うことでO3 を生成しているが、この放電過程で大
量のNOX が生じてしまう。ここで、定量すべきNO濃
度が高い(ppm オーダー以上)場合には問題にならない
が、大気レベルのNO(数十ppb )の測定には、放電過
程で生じるNOX が反応槽から系外に排出されれば、こ
のNOX をサンプリング装置で再度吸入する恐れがあ
り、吸入した場合には測定誤差として現れる。
【0006】この課題を解決するために、反応槽からの
排気系にNOX 吸着剤を充填したカラムを配置すること
も試みられている。しかし、NOX 吸着剤として従来考
えられていたものは、Al2 3 に担持されたKMnO
4 あるいはLiOHであり、これら吸着剤は外観上変化
しないため、測定者に吸着の状況やその寿命を知らせる
手段はなかった。そのため、劣化した吸着剤をそのまま
使用することがあり、NOX を大気に放出してしまうこ
とがあった。更に、吸着剤はNOX の存在のみに感知す
るものであり、例えO3 が分解されずに排出されてきて
も、それを吸着剤の変化により検知はできなかった。
【0007】そこで、本発明は、NOX 吸着剤の寿命や
3 の排出などを検知する検知手段を備えた化学発光式
窒素酸化物測定装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、被測定ガス中或い測定ガスより変換された
一酸化窒素とオゾンガスとを反応槽に入れ、該反応槽で
の化学反応により生ずる発光量を光検出器で検出して被
測定ガス中の所定ガスの濃度を測定する化学発光式窒素
酸化物測定装置において、前記反応槽からのガス排気系
路に窒素酸化物除去手段を配設するとともに、該窒素酸
化物除去手段の変化を検知する検知手段を設けたことを
特徴とする。
【0009】ここで、被測定ガスは、工場の燃焼炉にお
ける燃焼や自動車のエンジン内における燃焼等により生
成されるNOX 、NH3 などであり、NH3 やNO2
どは公知の手法によりNOに変換される。オゾンガス
は、空気に対する無声放電、フッ素と水の反応により発
生させることができるが、ランニングコスト等の点から
無声放電が好ましい。
【0010】反応槽は、オゾンガスとNOを収容できる
ものならば、その形状等は問わないが、光取出し窓を備
えている必要がある。光検出器は、発光を検出できるも
のならば何でもよく、例えば光電子増倍管、半導体光セ
ンサ、フォトダイオードアレイなどを用いることができ
る。
【0011】ガス排気系路は、測定の終了したNOやオ
ゾンガスを排気するためのもので、通常オゾン分解器、
真空ポンプが配設されている。オゾン分解器は、例え
ば、四酸化三コバルト(Co3 4 )、NiO、Fe2
3 などのオゾン分解力の高い触媒を充填したカラムな
どが該当するが、これらに限定されない。
【0012】窒素酸化物除去手段は、大気中のNOX
排気されないようにNOX を除去するためのもので、例
えば、Al2 3 に担持されたKMnO4 あるいはLi
OHなどのNOX 吸着剤を用いることができるが、これ
には限定されない。この窒素酸化物除去手段は、ガス排
気系路のオゾン分解器の後段に配設するのが好ましい。
窒素酸化物除去手段の変化を検知する検知手段は、例え
ば、窒素酸化物除去手段の後段にNOX の有無により色
の変化が生じる指示薬を充填したカラムを配設したもの
を用いることができる。指示薬としては、O3 の有無に
よっても色の変化が生じるテトラベース(メチレンビ
ス)を用いることが好ましく、この指示薬を用いること
により窒素酸化物除去手段のみならず、オゾン分解器の
劣化も検出できる。指示薬の色の変化は、目視、光学手
段により検知でき、光学手段を用いることにより、窒素
酸化物除去手段の監視が自動化される。指示薬を充填し
たカラムは、窒素酸化物除去手段と別個に後段に設けて
も、一本のカラムにNOX 吸着剤、指示薬を充填しする
ことにより窒素酸化物除去手段と一体化してもよい。
【0013】また、検知手段は指示薬に限定されず、窒
素酸化物除去手段で除去できなかったNOX の存在を検
知できるものならば何でもよく、例えばイオン電極によ
っても検知できる。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の化学発光式窒素酸化物測
定装置を図面に基づいて説明する。図1が本発明に係る
測定装置の概略図である、図中1は円筒状の反応槽で、
オゾンガスを導入するノズル2、試料ガスを導入するノ
ズル3、および側面に排気ポート4を備えてオリ、更に
底部には光学的に透明な石英ガラス板などを使用した光
取出し窓5が設置されている。光取出し窓5の外側に
は、これに近接して光電子増倍管、半導体光センサなど
で構成される光検出器6が配置され、その出力がガス濃
度指示計7に電気的に伝達される。
【0015】ノズル3の先端は、煙道などに配設され
て、試料ガスが採取される。試料ガスは、反応槽1に直
接導入あるいはNOX →NO変換器(図示せず)を介し
て導入される。また、ノズル2には、オゾン発生器8が
設置されている。このオゾン発生器8は、空気の無声放
電によりO3 を発生させるもので、空気供給配管が接続
されている。空気はシリカゲル等を収容した乾燥器(図
示せず)により、乾燥空気とされて供給される。なお、
ノズル2とノズル3はほぼ直角の位置関係にあり、各々
の先端は反応槽1内において近接しており、両方のノズ
ルより流出するガスの接触機会を高めている。
【0016】反応槽1の排気ポート4には、配管を介し
てオゾン分解器9、NOX 吸着剤10、指示薬カラム1
1および真空ポンプ12が直列に接続される。オゾン分
解器9は、例えばCo3 4 、NiO、Fe2 3 など
のオゾン分解力の高い触媒を充填したカラムである。N
X 吸着剤10は、Al2 3 にKMnO4 を担持させ
て、ガラス容器等に充填させたものである。指示薬カラ
ム11は図2に示す通りの構成をしており、ポリカーボ
ネイト製透明容器14中にウール材13を充填し、その
ウール材13にテトラベースなる指示薬をアルコールに
溶解させて色をつけている。このテトラベースなる指示
薬は、O3 にもNOX にも反応し、それらの存在により
赤褐色から茶色に変化を生じる。この指示薬の色の変化
により、オゾン分解器9、NOX 吸着剤10が正常動作
しているか否かが判断できる。
【0017】以上の構成で、この装置の動作を次に説明
する。乾燥空気をオゾン発生器8に導入し、放電により
空気中の酸素の一部をO3 に変換する。発生したO3
ノズル2の先端から反応槽1の内部に流入し、ノズル3
の先端から同様に流入した試料ガス中のNOと反応し
て、これがNO2 になるときに化学発光現象が起こる。
この発光強度を光取出し窓5を介して光検出器6で検出
し、その出力をガス濃度指示計7に伝送する。
【0018】反応槽1内の反応済のガスは、少量のO3
を含み有害であるので、オゾン分解器9で酸素に変換し
て排気する。また、排気ガスにはオゾン発生器8で発生
したNOX も含有しているので、NOX 吸着剤10で吸
着除去する。オゾン分解器9、NOX 吸着剤10を通っ
たガスは、指示薬カラム11を通過した後、真空ポンプ
12により大気に排出される。オゾン分解器9及びNO
X 吸着剤10が正常に動作しておれば、O3 及びNOX
が流出しないので、指示薬カラム11では、色の変化は
ないが、正常動作していない場合には、O3 またはNO
X が流出し、指示薬カラム11で色の変化が生じる。し
たがって色の変化を見ていれば、オゾン分解器9及びN
X 吸着剤10の寿命を判断することができる。
【0019】なお、以上の説明では、指示薬カラム11
はNOX 吸着剤10とは別個に設置したが、本発明は上
記構成に限定されず、一本のカラム内にNOX 吸着剤及
び指示薬を収納してもよい。また、指示薬カラム11の
色の変化は、光学的且つ電気的手法により検知し、計器
で電気信号として与えることも可能である。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、オゾン分解器、NOX
吸着剤の寿命をモニターすることができるので、大気に
3 及びNOX を排気することがなくなり、環境の2次
汚染を防止できる。また、測定終了後のNOX を再度サ
ンプリングする恐れがないので、測定の信頼性が向上す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の化学発光式窒素酸化物測定装置の概略
【図2】指示薬カラムの構成図
【符号の説明】
1:反応槽 2、3:ノズル 6:光検出器 8:オゾン発生器 9:オゾン分解器 10:NOX 吸着剤 11:指示薬カラム 12:真空ポンプ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定ガス中或い測定ガスより変換され
    た一酸化窒素とオゾンガスとを反応槽に入れ、該反応槽
    での化学反応により生ずる発光量を光検出器で検出して
    被測定ガス中の所定ガスの濃度を測定する化学発光式窒
    素酸化物測定装置において、 前記反応槽からのガス排気系路に窒素酸化物除去手段を
    配設するとともに、該窒素酸化物除去手段の変化を検知
    する検知手段を設けたことを特徴とする化学発光式窒素
    酸化物測定装置。
  2. 【請求項2】 前記検知手段がオゾンガスの存在をも検
    知する請求項1記載の化学発光式窒素酸化物測定装置。
JP1617297A 1997-01-30 1997-01-30 化学発光式窒素酸化物測定装置 Pending JPH10213548A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009210452A (ja) * 2008-03-05 2009-09-17 Dkk Toa Corp 化学発光式窒素酸化物測定装置
JP2013205129A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Kyoto Electron Mfg Co Ltd 水銀濃度測定装置及び還元剤劣化検出器
KR102074700B1 (ko) * 2019-09-18 2020-02-12 (주)켄텍 휴대형 질소산화물 측정장치
KR102074696B1 (ko) * 2019-09-18 2020-05-18 (주)켄텍 휴대형 질소산화물 측정장치

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JP2009210452A (ja) * 2008-03-05 2009-09-17 Dkk Toa Corp 化学発光式窒素酸化物測定装置
JP2013205129A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Kyoto Electron Mfg Co Ltd 水銀濃度測定装置及び還元剤劣化検出器
KR102074700B1 (ko) * 2019-09-18 2020-02-12 (주)켄텍 휴대형 질소산화물 측정장치
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