KR20000006296A - 암모니아분석계 - Google Patents
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Abstract
도관 파이프 내부의 도관 가스가, 백 필터(7)를 거쳐 도관 가스 흡입구(1a)로부터 샘플링 파이프(1) 내부로 주입된다. 이때, 백 필터(7)를 통해 도관 가스로부터 먼지가 제거된다. 도관 파이프 내부의 도관 가스 흐름에 노출된 백 필터(7)는, 요동하여 백 필터(7)에 부착된 먼지를 털어낸다. 히터(3)는, 샘플링 파이프(1)의 내부 온도를 300℃로 유지하여, 백 필터(7)를 통과한 도관 가스 내부에 함유된 소량의 먼지에 의한 황산수소 암모늄의 부착/침전을 방지한다.
Description
본 발명은, 배출가스 내부에 함유된 암모니아(NH3)의 농도를 연속적으로 측정하는 NH3분석계에 관한 것이다. 이와 같은 NH3분석계는, 기름 보일러의 공기 예열기 다음의 저온부에 있는 배출가스 처리용 도관 가스 탈니트로화 장치(flue gasdenitrator)의 출구 또는 NH3주입기를 갖는 먼지 수집기의 출구에 설치되어, 처리된 배출가스의 NH3농도를 측정하는데 사용된다.
도 1은 종래의 NH3 분석계의 일례를 나타낸 개략적 블록도이다. 측정원리에 대해 설명하면, 도관 가스용 NH3분석계는 산화형 분석계와 환원형 분석계를 사용한다. 이러한 각각의 NH3분석계는, NH3또는 NOx통로의 2개의 샘플링 프로브(probe) 라인으로 구성된 샘플링 프로브부(51)와, NH3및 NOx통로의 NO 농도를 각각 측정하는 분석계를 갖는 분석부(52)와, 이들 2개의 분석계로부터 얻어진 NO 농도로부터 NH3농도를 산출하는 연산부(53)로 이루어진다. NH3통로에는 촉매 C가 설치되는데, 이 촉매는 산화형 촉매인 경우에는 암모니아 산화 촉매로, 또는 환원형 촉매인 경우에는 암모니아 환원 촉매로 제조된다.
산화형 NH3분석계는, NH3통로에 포함된 NH3를 동일 몰의 NO로 산화하고, NO의 농도를 검출함으로써, NH3농도를 측정한다. 즉, 일반적으로 NOx가 도관 가스에 존재하므로, NH3분석계는 검출기의 상류측에 있는 NO2-NO 변환기를 사용하여 도관 가스에 함유된 NO2를 NO로 환원한다. NOx통로에서는 NOx농도 만이 검출되는 한편, NH3통로에서는 NH3와 NOx의 전체 농도가 검출되기 때문에, NH3농도는 이들 2개의 통로에서의 검출기의 검출값 사이의 차이로서 얻어진다.
이에 반해, 환원형 NH3분석계는, NH3통로에 포함된 NH3를 환원 촉매의 작용에 의해 동일 몰의 NOx와 반응시켜, 반응에 의해 부족한 NOx의 농도를 검출함으로써, NH3농도를 검출한다. 이와 같은 경우에, NH3농도에 의해 감소한 NOx농도가 NH3통로에서 검출되고, NH3농도는 이들 통로에서의 검출값 사이의 차이로서 검출된다.
종래의 NH3분석계는, NH3및 NOx용의 2개의 샘플링 파이프를 도관 파이프 내에 삽입하고, 분석부에 설치된 펌프를 사용하여 샘플링 파이프의 선단으로부터 샘플 가스를 흡입한다. 이때, 도관 가스 내에 함유된 수분의 이슬 응축을 방지하기 위해, 샘플링 파이프는 약 200℃ 이상의 온도로 가열된다.
도관 가스 내부에 함유된 먼지가 도관 가스와 함께 NH3검출부에 도달하는 것을 방지하기 위해, 샘플링 파이프의 흡입구 뒤에 위치한 샘플링 프로브 통로에 먼지 제거용 필터가 사전에 설치된다. 또한, 도관 파이프 내부에 놓인 샘플링 파이프 내부에는 촉매 C가 설치된다.
도 2는, 보일러를 장시간 동안 가동한 상태에서 중유 기름 보일러에 대해 NH3주입기를 갖는 먼지 수집기의 출구에 설치된 NH3분석계의 샘플링 프로브의 샘플링 파이프(62)를 나타낸 부분 절개 측면도이다.
금속제의 샘플링 파이프(62)는, 히터(66)로 둘러싸이며, 예를 들면 400℃의 온도로 설정된다. 그러나, 도관 가스의 온도(일반적으로 약 140 내지 150℃)의 영향으로 인해, 샘플링 파이프(62)의 온도가 그것의 선단을 향할수록 점차 낮아진다.이에 따라, 샘플링 파이프(62)의 선단의 온도는, 도관 가스와 동일하게 약 140 내지 150℃가 된다.
황산수소 암모늄(ammonium hydrogensulfate)과 같은 먼지(68)는 샘플링 파이프(62)의 선단에 부착된다. 먼지(68)가 부착될 경우에 NH3분석계는 비정상적인 값을 표시한다는 것이 알려져 있다. 이에 대한 메카니즘은 다음과 같다.
도관 가스에 함유된 황산 암모늄의 고체 입자가 약 160 내지 250℃에서 산성 황산수소 암모늄(액체)을 형성하여 부착 및 침적되기 때문에, 먼지(68)가 샘플링 파이프(62)의 선단에 부착된다. 이에 대한 반응식은 다음과 같다:
도관 가스 온도가 증가되거나(보일러 부하가 증가되거나), NH3농도가 감소할 경우에, 부착되고 침전된 황산수소 암모늄은 일부 분해되고 NH3를 방출하여, 분석계의 표시값을 증가시킨다. 이에 대한 반응식은 다음과 같다:
이와 반대로 도관 가스 온도가 감소하거나(보일러 부하가 감소하거나), NH3농도가 증가하는 경우에는, 부착되고 침전된 황산수소 암모늄이 NH3가스를 일부 흡수하고, 황산 암모늄으로 변환되어, 분석계의 표시값을 감소시킨다. 이에 대한 반응식은 다음과 같다:
유량법에 의해 측정된 값을 나타낸 도 3에 도시된 것과 같이, 황산 암모늄과 황산수소 암모늄 사이의 평형 관계는, 온도와 NH3의 부분압에 따라 변화한다.
가스 온도가 약 250℃를 초과하는 영역에서는, 상기 반응식 1 및 반응식 2에 따라 도관 가스에 함유된 황산 암모늄의 입자가 분해되어, NH3가스를 방출한다. 예를 들면, NH3주입기를 갖는 먼지 수집기의 출구로부터 얻어진 먼지에 존재하는 10mg/㎥N의 황산 암모늄 성분은, 분석계에 필터가 장착되지 않은 경우에는, NH3분석계의 표시값을 3ppm 만큼 증가시킨다는 것을 이론적으로 알 수 있다. 본 발명자들은, 실험을 통해, 필터가 설치되더라도, 필터에 부착된 황산 암모늄은 온도 또는 NH3농도에 의존하여 NH3를 흡착/탈착하여, 분석계의 표시값에 대해 이상을 초래한다는 것을 파악하였다.
NO 환원 시스템의 NH3분석계를 가스 내부의 NO 농도가 NH3농도보다 높은 경우에 원리상 적용할 때, 보일러의 시동시 등에 NH3농도가 일시적으로 NO 농도를 초과한다. 이와 같은 경우에, 환원 촉매는 NH3를 흡수한 후, NH3의 표시값을 증가시킨다는 것이 밝혀졌다. 이와 관련하여, 본 발명자들은, 촉매의 온도와 흡착된 NH3의양 사이의 관계를 조사하였으며, 히터의 온도(촉매의 온도)가 도 4에 도시된 것과 같이 낮을 때 더 많은 양의 NH3가 흡착된다는 것을 확인하였다. 촉매가 샘플링 파이프 내부에 설치될 때, 도관 가스 온도의 변화에 의한 영향으로 인해 촉매의 온도가 변할 수 있다.
따라서, 종래의 NH3분석계는 도관 파이프 내부의 NH3농도에 대한 측정 정밀도가 떨어지고, 특히 도관 가스의 온도의 변화로 인해 NH3농도가 변할 때, 응답성이 극히 저하된다.
결국, 본 발명의 목적은, 도관 가스 내부의 NH3농도 측정에 사용되는 NH3분석계의 측정 정밀도를 향상시키는데 있다.
도 1은 종래의 NH3분석계의 개략적 블록도이고,
도 2는 보일러를 장시간 동안 가동한 후의 상태에서 중유 기름 보일러에 대해 NH3주입기를 갖는 먼지 수집기의 출구에 설치된 NH3분석계의 샘플링 프로브의 샘플링 파이프를 나타낸 부분 절개 측면도이며,
도 3은 황산 암모늄과 황산수소 암모늄 사이의 평형 관계를 나타낸 것이고,
도 4는 히터의 온도에 대한 촉매에 대한 NH3흡착 비율을 나타낸 것이며,
도 5a는 황산 암모늄의 육안 분해 시험을 위한 장치를 나타낸 모델도이고,
도 5b는 샘플의 상태 변화를 나타낸 모델도이며,
도 5c는 시험 결과를 나타낸 것이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플링 프로브를 나타낸 정면 단면도이며,
도 7은 도 6의 A-A선에 따른 단면도이고,
도 8은 도 6에 원으로 둘러싸인 부분의 확대 단면도이며,
도 9는 본 개념을 나타낸 블록도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 샘플링 파이프 1a : 도관 가스 흡입구
2 : 금속 튜브 3 : 히터
4 : 열 절연체 5 : 필터 지지체
6 : 금속 덮개 7 : 백 필터
9 : 가열 박스 11 : NOx통로
13 : NH3통로 15 : NH3환원 전기로 유니트
17 : 열 절연체 19 : 전기로 입구 히터
21 : NH3환원 촉매 23 : 공간 히터
25 : NOx-시스템 NO 검출기 27 : NH3-시스템 NO 검출기
29 : 펌프 31 : 온도 제어부
도관 파이프 내부에 샘플링 파이프를 삽입하여 도관 파이프로부터 나온 도관 가스를 안내하는 샘플링 프로브와, 도관 가스 내부의 암모니아 농도를 직접 또는 촉매를 통해 측정하는 암모니아 검출부를 구비한, 본 발명의 일면에 따른 암모니아 분석계는, 상기 샘플링 파이프의 도관 가스 흡입구와 상기 암모니아 검출부 사이의 도관 가스 통로의 온도를 250 내지 400℃의 범위로 유지하는 온도 제어부를 구비한다.
도관 가스 통로, 특히 도관 가스 흡입구에 황산수소 암모늄의 부착/침전을 방지하기 위해, 본 발명자들은 황산 암모늄의 분해 온도를 조사하였다. 도 5a는 황산 암모늄의 육안 분해 시험을 위한 장치를 나타낸 모델도이고, 도 5b는 샘플의 상태 변화를 나타낸 모델도이며, 도 5c는 시험 결과를 나타낸 것이다. 도 5c를 참조하면, 종축은 온도를 나타내고 횡축은 경과 시간을 나타낸다. 이 실험에서, 약 5mg의 분말 황산 암모늄을 금속제의 가열부 상에 놓고, 가열부의 온도를 감시하면서 샘플의 상태 변화를 관찰하였다. 이때, 대기 온도는 20℃이었다.
황산수소 암모늄은 250℃ 미만에서는 분해되지 않고 부착 및 침전된 상태로 유지되는 반면에, 250℃를 초과하는 온도에서 황산수소 암모늄의 분해가 일어났다. 250℃부터 분해 속도가 점차 증가하였으며, 약 300℃를 넘는 온도에서는 황산수소 암모늄이 즉시 분해되는 것이 확인되었다.
이와 같은 결과는, 온도가 250℃를 넘을 때 황산수소 암모늄의 부착/침전을 방지할 수 있다는 것을 나타낸다. 더구나, 본 발명자들은, 프로브 개량시험 과정에서, NH3는 400℃를 넘는 온도에서 산화되어 NO로 변환됨으로써 NH3의 표시값을 감소시킨다는 것을 발견하였다.
따라서, 도관 가스 흡입구와 암모니아 검출부 사이에 있는 도관 가스 통로의 온도를 250 내지 400℃의 범위로 유지하면, NH3농도를 정확히 측정할 수 있다.
도관 파이프 내부에 샘플링 파이프를 삽입하여 도관 파이프로부터 나온 도관 가스를 안내하는 샘플링 프로브와, 도관 가스 내부의 암모니아 농도를 직접 또는촉매를 통해 측정하는 암모니아 검출부를 구비한, 본 발명의 또 다른 일면에 따른 암모니아 분석계는, 상기 도관 파이프 내부의 도관 가스 흐름에 노출되도록 상기 샘플링 파이프의 도관 가스 흡입구에 설치된 먼지 제거용 필터를 구비한다.
황산 암모늄의 분해에 의해 생성된 NH3의 농도를 무시할 수 없을 정도로 도관 가스에 함유된 황산 암모늄 입자의 농도가 높으면, 황산 암모늄 입자를 필터를 통해 제거해야만 한다. 전체 필터가 도관 파이프 내부의 도관 가스 흐름에 노출되도록 샘플링 파이프의 선단에 필터를 설치하면, 필터에 부착되는 먼지 내부의 NH3의 흡착/탈착이 단시간에 포화되므로, 암모니아 검출부의 응답 속도에 대한 영향을 거의 무시할 수 있다는 것이 확인되었다. 이것은, 필터를 프로브 내부에 설치하는 경우에 비해, 일정한 시간에 필터와 접촉하게 되는 도관 가스의 양이 수 100배 내지 수 1000배가 되기 때문이다.
상기한 필터는 천을 사용한 백 필터(bag filter)로 제조하는 것이 바람직하다. 이와 같은 백 필터는 도관 파이프 내부의 도관 가스 흐름으로 인해 요동하여 부착된 먼지를 털어내며 먼지의 부착을 줄인다.
상기한 샘플링 파이프에는 둥글게 감긴 덮개 히터(coiled sheath heater)를 설치하고, 그것의 선단부(도관 가스 흡입구측)에 증가된 두께를 갖는 것이 바람직하다. 이에 따라, 선단부의 열용량이 증가하여, 도관 가스 흡입구와 암모니아 검출부 사이에 있는 샘플링 파이프를 소정 온도로 유지할 수 있다.
또한, 샘플링 파이프의 선단부에 설치된 히터는 증가된 밀도를 갖는 것이 바람직하다. 이에 따라, 도관 가스 온도에 의한 영향으로 인해 온도가 쉽게 떨어지는 샘플링 파이프의 선단부를 소정 온도로 유지할 수 있다.
도관 파이프 내부에 샘플링 파이프를 삽입하여 도관 파이프로부터 나온 도관 가스를 안내하는 샘플링 프로브와, 암모니아 통로에 암모니아 산화 촉매 또는 암모니아 환원 촉매를 갖는 암모니아 및 일산화 질소에 대한 2개의 통로를 갖고, 각각의 통로에 있어서 일산화 질소 농도를 측정하여 그들 사이의 농도 차이로부터 암모니아 농도를 얻는 암모니아 검출부를 구비한, 본 발명의 또 다른 일면에 따른 암모니아 분석계는, 상기 도관 파이프의 외부에 설치되어 상기 암모니아 산화 촉매 또는 상기 암모니아 환원 촉매를 일정한 온도로 유지하는 가열 박스를 구비한다.
촉매의 온도가 낮을 때, 암모니아 산화 촉매 또는 암모니아 환원 촉매에 대한 NH3의 흡착이 증가하는 한편, NH3의 흡착량은 촉매 온도에 따라 변화한다. 따라서, 가열 박스 내부의 촉매를 도관 가스 온도의 변화에 영향을 받지 않도록 설치하고 이 촉매를 일정한 온도로 유지하면, NH3의 흡착량에 의존하여 분석계에 의해 표시되는 값의 오차를 억제할 수 있다.
이와 같은 경우에, 상기한 분석계는, 상기 샘플링 파이프의 도관 가스 흡입구와 암모니아 변환 촉매 사이에 있는 도관 가스 통로의 온도를 250 내지 400℃의 범위로 유지하는 온도 제어부를 구비하는 것이 바람직하다.
더구나, 상기한 분석계는, 도관 파이프 내부의 도관 가스 흐름에 노출되도록, 상기 샘플링 파이프의 도관 가스 흡입구에 먼지 제거용 필터를 구비하는 것이바람직하다.
상기한 발명내용과 함께 본 발명의 또 다른 목적, 특징, 발명내용과 이점은, 첨부도면을 참조하여 주어지는 본 발명의 이하의 상세한 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.
도 6은, 본 발명에 따른 도관 가스용 환원형 암모니아 분석계의 일 실시예에 따른 샘플링 프로브를 나타낸 정면 단면도이고, 도 7은 도 6의 A-A선에 따른 단면도이며, 도 8은 도 6의 원으로 둘러싸인 부분의 확대 단면도이다. 또한, 도 6은 도 7의 B-B선에 따른 단면도이다. 도 9는 본 실시예의 개념도이다.
도관 가스를 샘플링하기 위해 도관 파이프 내부에 삽입되는 샘플링 파이프(1)는, 그것의 일단에 도관 가스 흡입구(1a)를 갖는다. 이 샘플링 파이프(1)는, 외부 금속 덮개(6)를 내부 금속 튜브(2)에 용접하여 일체화함으로써 형성된다. 이때, 튜브(2)는 그것의 선단부에 증가된 두께를 갖는다. 샘플링 파이프(1)의 튜브(2) 주위에 감긴 히터(3)는, 열 절연체(4)로 덮인다. 이때, 히터(3)는 튜브(2)의 선단에 증가된 밀도를 갖는다. 온도 제어부(31)는, 샘플링 파이프(1)의 임의의 위치에서 온도가 400℃를 넘지 않도록, 히터(3)를 제어하여 샘플링 파이프(1)의 가스 흡입구(1a) 주위의 온도를 예를 들면 300℃로 유지한다.
상기한 도관 가스 흡입구(1a)에는 필터 지지체(5)가 설치되며, 예를 들면 먼지 제거용의 3㎛-메쉬(mesh) 백 필터(7)가 상기한 필터 지지체(5)를 덮도록 설치된다. 이 백 필터(7)는 도관 파이프 내부의 도관 가스 흐름에 노출된다. 역세척 공기기구(backwash air mechanism)(미도시)가 후방에서 샘플링 파이프(1) 내부로 공기를 공급하기 위해 설치되어, 백 필터(7)에 부착된 먼지를 제거함으로써, 백 필터(7)를 주기적으로 또는 필요에 따라 역세척한다.
상기한 샘플링 파이프(1)의 기저단은 가열 박스(9) 내부에 삽입되어, 가열 박스(9) 내부에서 NOx통로(11)와 NH3통로(13)로 분기되며, 가열 박스(9)로부터 외부로 안내된다. 상기한 NH3통로(13)는 NH3환원 전기로 유니트(15)를 통과하여, 가열 박스(9)로부터 외부로 안내된다. 샘플링 프로브(1)와 NH3환원 전기로 유니트(15) 사이에 배치된 NH3통로(13)는, 열 절연체(17)로 덮이고, 열 절연체(17) 내부에 설치된 전기로 입구 히터(19)에 의해, 그것의 온도가 예를 들면 300℃로 유지된다. 이때, 상기한 온도 제어부(31)는 전기로 입구 히터(19)를 제어한다.
상기한 NH3통로(13)에는, NH3환원 전기로 유니트(15) 내부에서 NH3와 NO를 반응시켜 이것들을 질소(N2)와 물(H2O)로 변환하는 NH3환원 촉매(21)로 충전된 촉매반응 튜브가 설치된다. NH3환원 전기로 유니트(15)는 NH3환원 촉매를 약 400℃로 가열하여 이것을 일정한 온도로 유지한다. 상기한 가열 박스(9)의 내부에는 공간 히터(23)가 설치되어, 가열 박스의 내부 온도를 예를 들면 150℃로 유지한다. 이때, 상기한 온도 제어부(31)는 마찬가지로 공간 히터(23)를 제어한다.
상기한 가열 박스(9)로부터 외부로 안내된 NOx통로(11)와 NH3통로(13)는, NOx-시스템 NO 검출기(25)와 NH3-시스템 NO 검출기(27)에 각각 연결된다. 이들 NO검출기들(25, 27)은, 예를 들면 화학발광(chemiluminescent)형을 갖는다. 이들 NO 검출기(25, 27) 하류측의 통로는, 도관 가스를 흡입하는 펌프(29)를 거쳐 출구로 안내된다.
측정 원리에 대해 설명하면, 본 발명이 적용되는 환원형 NH3분석계는, 도관 파이프로부터 수집된 샘플을 2개의 시스템, 즉 (NO-NH3) 농도를 측정하는 NH3시스템과, NO 농도를 측정하는 NOx시스템으로 분할하고, 각각의 시스템의 하류측에 설치된 NO 검출기들(25, 27)에 의해 농도를 검출하여, 이들 2개의 출력신호 사이의 차이를 계산함으로써, NH3농도를 측정한다.
도 6 내지 도 9를 참조하여, 도관 가스의 흐름을 이하에서 설명한다.
펌프(29)를 가동하여, 도관 파이프 내부의 도관 가스를 백 필터(7)를 거쳐 도관 가스 흡입구(1a)로부터 샘플링 파이프(1) 내부로 도입한다. 이때, 백 필터(7)는 도관 가스로부터 먼지를 제거한다. 도관 파이프 내부에 있는 도관 가스 흐름에 도출된 백 필터(7)는, 요동하여 백 필터(7)에 부착된 먼지를 털어낸다. 히터(3)는, 샘플링 파이프(1)의 내부 온도를 300℃로 유지함으로써, 백 필터(7)를 통과하는 도관 가스 내부에 함유된 소량의 먼지에 의해 발생된 황산수소 암모늄의 부착/침전을 방지할 수 있다.
샘플링된 도관 가스는 샘플링 파이프(1)를 통해 가열 박스(9)로 공급되고, NOx통로(11)와 NH3통로(13)의 2개의 시스템으로 나뉜다. NH3통로(13)로 공급된샘플에 함유된 NH3는, NH3환원 전기로 유니트(15) 내부에 설치된 NH3환원 촉매(21)의 작용으로 인해 동일 몰의 NO와 다음과 같이 반응한다:
NO + NH3+ (1/4)O2→ N2+ (3/2)H2O
이때, NH3환원 촉매(21)의 하류측에 있는 NH3통로(13) 내부의 도관 가스의 NO 농도는, 도관 가스에 원래 함유된 NO로부터 NH3와 반응하는 NO를 감산하여 얻어진 값에 해당한다.
보통, NH3이외에 도관 가스 내부에는 NOx가 존재한다. 따라서, 검출기의 상류측에 있는 NO2-NO 변환기에 의해 도관 가스에 포함된 NO2를 NO로 환원시키고 NO 검출기를 사용하여 NO 농도를 검출할 때, NH3농도에 의해 줄어든 NO 농도를 NH3통로(13)에서 검출함으로써, NH3농도가 통로 11 및 13에 있는 검출기의 검출값 사이의 차이로서 얻어진다.
비록, 본 실시예에 있어서는 NH3환원 촉매가 사용되었지만, NH3산화 촉매를 대체 사용하는 경우에는, 본 발명은 산화형 NH3분석계에도 적용될 수 있다. 측정 원리에 대해 설명하면, 산화형 NH3분석계는 도관 가스 내부에 함유된 NO와 NH3를 촉매와 접촉하도록 하고, 반응에 의해 발생된 NO의 농도를 검출함으로써, NH3농도를 마찬가지로 검출한다. 반응식은 다음과 같다:
4NH3+ 5O2→ 4NO + 6H2O
NH3산화 촉매의 하류측에 있는 NH3통로(13)에 있는 도관 가스에 있어서, NH3의 산화에 의해 발생된 NO가 초기의 NO에 부가된다. 분석계는 NO2-NO 변환기에 의해 NO2를 NO로 환원시키고 NOx통로(11) 및 NH3통로(13) 각각의 하류측에 설치된 NO 검출기에 의해 NO를 검출함으로써, NO 농도가 이들 통로 11 및 13의 검출값 사이의 차이로서 얻어진다.
도관 파이프에 있는 도관 가스에 함유된 먼지의 양이 작은 경우에는, 도관 가스가 백 필터(7)를 사용하지 않고 샘플링될 수 있다.
비록, 본 실시예에 따른 NH3분석계는 촉매를 사용하지만, 본 발명은 이에 한정되지는 않으며 어떠한 촉매도 사용하지 않는 NH3분석계에도 적용될 수 있다. 이 경우에, 샘플링 파이프와 NH3검출기 사이에 있는 도관 가스 통로의 온도를 250 내지 400℃ 범위에 있는 일정한 온도로 유지하는 것이 바람직하다.
비록, 본 실시예에 있어서는 화학발광 검출기를 사용하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 파장 변조형 적외선 시스템 EH는 2차 시차 흡수 분광광도 시스템(secondary differential absorption spectrophometric system)과 같은 다른 형태의 검출기를 사용하는 NH3분석계에도 적용될 수 있다.
비록, 본 실시예에 있어서는 백 필터를 사용하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 금속 필터와 같은 여타의 필타가 사용될 수도 있다.
샘플링 프로브를 구비한 본 발명의 NH3분석계는, 기름 보일러에서 발생된도관 가스를 탈니트로화하거나, 예를 들면 먼지를 수집하기 위해 주입되는 NH3의 농도를 관리하고, NH3주입 속도를 조절하는데 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 암모니아 분석계는, 도관 파이프 내부의 NH3농도를 정밀하게 측정할 수 있으며, 도관 가스의 온도의 변화로 인해 NH3농도가 변할 때에도, 암모니아 분석계의 응답성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명을 상세히 설명하고 예시하였지만, 본 발명의 사상 및 범주는 첨부된 특허청구범위의 내용에 의해서만 제한되므로, 상기한 실시예는 단지 예를 들기 위해 주어진 것이며 본 발명을 제한하기 위해 주어진 것이 아니라는 것은 자명하다.
Claims (10)
- 도관 파이프 내부에 샘플링 파이프를 삽입하여 상기 도관 파이프로부터 나온 도관 가스를 안내하는 샘플링 프로브와, 상기 샘플링 파이프에 의해 안내된 상기 도관 가스 내부의 암모니아 농도를 직접 또는 촉매를 통해 측정하는 암모니아 검출부를 구비한 암모니아 분석계에 있어서,상기 샘플링 파이프의 도관 가스 흡입구와 상기 암모니아 검출부 사이의 도관 가스 통로의 온도를 250 내지 400℃의 범위로 유지하는 온도 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 암모니아 분석계.
- 제 1 항에 있어서,상기 암모니아 검출부는, 암모니아 통로에 암모니아 산화 촉매 또는 암모니아 환원 촉매를 갖는 암모니아와 일산화 질소에 대한 2개의 통로를 구비하고, 상기 각각의 통로의 일산화 질소 농도를 측정하여, 이들 농도 차이로부터 암모니아 농도를 얻도록 구성된 것을 특징으로 하는 암모니아 분석계.
- 제 1 항에 있어서,상기 샘플링 파이프의 도관 가스 흡입구에는, 상기 도관 파이프 내부의 도관가스 흐름에 노출되도록 먼지 제거용 필터가 설치된 것을 특징으로 하는 암모니아 분석계.
- 제 2 항에 있어서,상기 샘플링 파이프의 도관 가스 흡입구에는, 상기 도관 파이프 내부의 도관 가스 흐름에 노출되도록 먼지 제거용 필터가 설치된 것을 특징으로 하는 암모니아 분석계.
- 제 3 항에 있어서,상기 필터는 백 필터인 것을 특징으로 하는 암모니아 분석계.
- 제 1 항에 있어서,상기 샘플링 파이프는, 상기 온도 제어부로서 히터를 구비하고, 상기 샘플링 파이프의 선단부는 열용량을 증가시키기 위해 증가된 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 암모니아 분석계.
- 제 6 항에 있어서,상기 히터는, 상기 샘플링 파이프의 상기 선단부에 증가된 밀도를 갖는 덮개 히터인 것을 특징으로 하는 암모니아 분석계.
- 도관 파이프 내부에 샘플링 파이프를 삽입하여 상기 도관 파이프로부터 나온 도관 가스를 안내하는 샘플링 프로브와, 상기 샘플링 파이프에 의해 안내된 상기 도관 가스 내부의 암모니아 농도를 직접 또는 촉매를 통해 측정하는 암모니아 검출부를 구비한 암모니아 분석계에 있어서,상기 도관 파이프 내부의 도관 가스 흐름에 노출되도록 상기 샘플링 파이프의 도관 가스 흡입구에 설치된 먼지 제거용 필터를 구비한 것을 특징으로 하는 암모니아 분석계.
- 제 8 항에 있어서,상기 암모니아 검출부는, 암모니아 통로에 암모니아 산화 촉매 또는 암모니아 환원 촉매를 갖는 암모니아와 일산화 질소에 대한 2개의 통로를 구비하고, 상기 각각의 통로의 일산화 질소 농도를 측정하여, 이들 농도 차이로부터 암모니아 농도를 얻도록 구성된 것을 특징으로 하는 암모니아 분석계.
- 제 8 항에 있어서,상기 필터는 백 필터인 것을 특징으로 하는 암모니아 분석계.
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