气体分析装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种能够防止作为基准气体的大气气体中所包含的成分成为测量误差的原因的气体分析装置。利用氧化催化剂(40)使作为基准气体的大气气体中的成分氧化。采用通过了氧化催化剂(40)的大气气体，对样品气体中的成分的浓度进行测量。由此，可以使例如大气气体中的CO氧化为CO2，以将该大气气体作为基准气体校正后的零点为基准，对样品气体中的成分的浓度进行测量。在该情况下，在对样品气体中的CO的浓度进行测量时，可以防止作为基准气体的大气气体中所包含的CO成为测量误差的原因。
【专利说明】气体分析装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于对样品气体中的成分的浓度进行测量的气体分析装置。
【背景技术】
[0002]在例如像火力发电厂那样的大型的设备中，为了将使废弃物等燃烧时所产生的废气引导至烟囱而设置有烟道。从烟囱排放出来的废气，从环境保护等的观点来看，需要满足一定的条件。因此，一般采用用于采集烟道内的废气作为样品气体，以对该样品气体进行分析的气体分析装置(例如，参见下列专利文献I)。
[0003]采用该专利文献I所例示的那样的气体分析装置的话，可以对样品气体中的NO或NO2等氮氧化物NOx的浓度进行测量。通常，大部分NOx是NO，但也含有几％?几十％的NO2。在对NOx的浓度进行测量时，将样品气体导入转化器，在该转化器中将样品气体中所包含的NO2转化(还原)为NO。通过利用气体分析部对像这样由转化器转化后的气体进行分析，可以对样品气体中的包含NO以及NO2的全部NOx的浓度进行测量。
[0004]采用这种气体分析装置的话，出于校正零点的目的，例如大气气体有时作为基准气体被导入。在这种情况下，定期地导入装置周边的大气气体，交替地切换样品气体和大气气体进行测量，由此可以提高零点的稳定性。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]【专利文献I】日本特开2013- 156234号公报实用新型内容
[0008]实用新型要解决的课题
[0009]在上述那样的气体分析装置中，具有除了能测量氮氧化物NOx以外，还能够对样品气体中包含的一氧化碳CO等其他成分的浓度进行测量的气体分析装置。关于这样的分析装置，也存在有如上述那样将大气气体作为基准气体导入以校正零点的情况。
[0010]但是，由于大气气体中也含有少量的一氧化碳CO，因此该CO可能会成为测量误差的原因。即，在成为测量对象的样品气体中，除了氮氧化物NOx以外，还包含有一氧化碳CO、二氧化碳CO2、二氧化硫SO2、氧气O2等。这些成分中，CO为几ppm左右的低浓度。因此，对于能够测量样品气体中的CO的浓度这样的气体分析装置，存在有如下这样的问题:即使作为基准气体的大气气体中所包含的CO为少量，对样品气体中的CO的浓度进行测量时也容易产生误差。
[0011]本实用新型正是鉴于上述实际情况而做出的，其目的在于提供一种能够防止作为基准气体的大气气体中所包含的成分成为测量误差的原因的气体分析装置。
[0012]用于解决问题的手段
[0013]本实用新型所涉及的气体分析装置具有样品气体导入通路、大气气体导入通路、氧化催化剂以及气体分析部。所述样品气体导入通路导入样品气体。所述大气气体导入通路导入作为基准气体的大气气体。所述氧化催化剂使通过所述大气气体导入通路被导入的大气气体中的成分氧化。所述气体分析部采用通过了所述氧化催化剂的大气气体，对通过所述样品气体导入通路被导入的样品气体中的成分的浓度进行测量。
[0014]根据这样的结构，可以在使通过大气气体导入通路被导入的大气气体中的成分氧化的基础上，将该大气气体用作基准气体对样品气体中的成分的浓度进行测量。由此，可以使例如大气气体中的CO氧化为CO2,以将该大气气体作为基准气体校正后的零点为基准，对样品气体中的成分的浓度进行测量。
[0015]在该情况下，在对样品气体中的CO的浓度进行测量之时，可以防止作为基准气体的大气气体中所包含的CO成为测量误差的原因。通常，在大气气体中所包含的成分中，CO为较低浓度，而CO2为较高浓度，因此即使使大气气体中的CO氧化为CO2，对CO2的浓度测量的影响也很小。因此，可以防止作为基准气体的大气气体中所包含的成分成为测量误差的原因。
[0016]所述气体分析装置还可以具有还原催化剂和加热装置。所述还原催化剂使通过所述样品气体导入通路被导入的样品气体中的成分还原。所述加热装置对所述还原催化剂以及所述氧化催化剂一起进行加热。
[0017]根据这样的结构，使样品气体中的成分还原的还原催化剂以及使作为基准气体的大气气体中的成分氧化的氧化催化剂采用共同的加热装置一起加热，因此，不需要为了分别对还原催化剂以及氧化催化剂加热而设置个别的加热装置，因此能够降低气体分析装置的制造成本。
[0018]所述氧化催化剂可以由钼形成。
[0019]根据这样的结构，可以采用钼的催化剂作用使大气气体中的成分氧化。在采用钼作为氧化催化剂的情况下，可以在与使样品气体中的成分还原时的温度相同程度的温度下，使大气气体中的CO氧化为co2。因此，通过采用钼作为氧化催化剂，即使在利用共同的加热装置43对还原催化剂41以及氧化催化剂40 —起进行加热的情况下，也能够高效地进行还原反应以及氧化反应这两者。
[0020]所述气体分析装置还可以具有分别收纳所述氧化催化剂以及所述还原催化剂的玻璃制的两个反应管。所述两个反应管各自的直径为Φ14±1ι?πι,长度为160?165mm。
[0021]根据这样的结构，在由耐腐蚀性以及耐热性高的玻璃形成的两个反应管内，分别收纳有还原催化剂以及氧化催化剂，因此可以防止反应管的劣化或变形。又，如果采用透明或者半透明的玻璃来形成各反应管的话，可以从外部视觉辨认各反应管内的还原催化剂以及氧化催化剂的状态，因此维护性提高。
[0022]又，由于分别形成于所述两个反应管的一部分上的凸缘部卡止于设置在所述加热装置的框体上的孔部，因此各反应管的内部的所述氧化催化剂以及所述还原催化剂可以定位于所述加热装置的内部。
[0023]根据这样的结构，只要将各反应管插入框体的孔部，使凸缘部卡止于该孔部，就可以容易地将氧化催化剂以及还原催化剂定位于加热装置的内部。
[0024]实用新型的效果
[0025]根据本实用新型，能够在使通过大气气体导入通路被导入的大气气体中的成分氧化的基础上，将该大气气体用作基准气体，对样品气体中的成分的浓度进行测量，因此可以防止作为基准气体的大气气体中所包含的成分成为测量误差的原因。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是示出本实用新型的一实施形态所涉及的气体分析装置的构成例的流路图。
[0027]图2是示出图1的转化器的构成例的概略剖面图。
【具体实施方式】
[0028]图1是示出本实用新型的一实施形态所涉及的气体分析装置的构成例的流路图。在该气体分析装置中，例如具有气体采集部1、排液分离器2、冷却器3、转化器4、泵5、泵6以及气体分析部7等，这些各部分通过管道相连接。
[0029]气体采集部I具有用于抽吸烟道10内的气体的吸气管11，并以该吸气管11被插入烟道10内的状态被固定。在分析时，烟道10内的废气作为样品气体从吸气管11被抽吸，通过过滤器12被导向加热导管81。加热导管81例如被加热至130°C左右。被该加热导管81加热了的样品气体通过管道82被导入至排液分离器2。
[0030]排液分离器2将样品气体中所包含的灰尘或水分分离并去除。通常，样品气体在从加热导管81到排液分离器2为止的管道82内被冷却至常温，在常温下被包含于样品气体中的水分通过被配置在常温环境下的排液分离器2去除。已由排液分离器2去除了灰尘或水分的样品气体通过管道83被导入至冷却器3。
[0031]冷却器3通过对样品气体进行冷却，使得样品气体中所包含的水蒸气冷凝。通过冷凝而从样品气体中产生的水分被去除，干燥后的样品气体通过管道84被导入至转化器4。在本实施形态中，不仅导入样品气体，还通过管道85将作为基准气体的大气气体导入至转化器4中。管道84构成将样品气体导入的样品气体导入通路，管道85构成将作为基准气体的大气气体导入的大气气体导入通路。
[0032]在转化器4中，具有用于对样品气体中的成分进行还原的还原催化剂41、以及用于对大气气体中的成分进行氧化的氧化催化剂40。例如通过管道84而被导入至转化器4的样品气体中的NO2由还原催化剂41转化(还原)为NO之后，通过管道86被导入至气体分析部7。另一方面，例如通过管道85被导入至转化器4的大气气体中的CO由氧化催化剂40转化(氧化)为CO2之后，通过管道87被导入至气体分析部7。
[0033]泵5被设置在例如管道86的中途。通过使该泵5驱动，可以从吸气管11抽吸样品气体，通过加热导管81以及管道82、83、84、86将其导入至气体分析部7。另一方面，泵6被设置在例如管道87的中途。通过使该泵6驱动，可以抽吸大气气体，通过管道85、87将其导入至气体分析部7。
[0034]气体分析部7例如由红外吸收式气体分析仪或者化学发光式气体分析仪构成。在本实施形态中，在管道86、87上分别设置有阀861、871，通过交替切换这些阀861、871的开闭状态，可以交替切换样品气体以及大气气体并将其导入至气体分析部7中。
[0035]采用本实施形态所涉及的气体分析装置的话，可以利用气体分析部7对样品气体中所包含的氮氧化物NOx、一氧化碳CO、二氧化碳CO2、二氧化硫SO2、氧气O2等的成分的浓度进行测量。通过利用还原催化剂41将样品气体中所包含的NO2转化为NO，采用气体分析部7进行分析，可以对样品气体中的NO或NO2等氮氧化物NOx的浓度进行测量。
[0036]又，可以在利用氧化催化剂40使大气气体中的成分氧化了的基础上，采用该大气气体，利用气体分析部7对样品气体中的成分的浓度进行测量。具体来说，可以利用氧化催化剂40使大气气体中的CO氧化为CO2,以将该大气气体作为基准气体校正后的零点为基准，对样品气体中的成分的浓度进行测量。
[0037]在该情况下，在对样品气体中的CO的浓度进行测量之时，可以防止作为基准气体的大气气体中所包含的CO成为测量误差的原因。通常，在大气气体中所包含的成分中，CO为几ppm左右的较低浓度，相对于此，CO2为400ppm左右的较高浓度，因此即使使大气气体中的CO氧化为CO2，对CO2的浓度测量的影响也很小。因此，可以防止作为基准气体的大气气体中所包含的成分成为测量误差的原因。
[0038]图2是示出图1的转化器4的构成例的概略剖面图。在本实施形态中，收纳还原催化剂41的反应管411和收纳氧化催化剂40的反应管401由框体42 —体地保持。在框体42的上端面以及下端面，分别形成有用于插入各反应管411、401的孔部421。
[0039]各反应管411、401例如由细长的直线状的筒体构成，通过被分别插入框体42的对应的孔部421，以相互平行地延伸的方式被设置在框体42内。各反应管411、401例如是由玻璃制造的，直径为Φ14±1πιπι，长度为160?165mm。但是，各反应管411、401的材质以及形状并不限定于在此所示那样的材质以及形状。
[0040]在该例子中，在各反应管411、401的一部分上形成有朝径向外侧突出的凸缘部412,402o各凸缘部412、402例如由形成在各反应管411、401的上端部的外周面的环状的凸部构成。在将各反应管411、401插入框体42内进行安装之时，各反应管411、401的凸缘部412、402卡止于形成在框体42的上端面的孔部421，由此各反应管411、401的内部的还原催化剂41以及氧化催化剂40被定位在框体42内的加热装置43的内部。
[0041]在反应管411内，通过用过滤器413夹着还原催化剂41的上游侧以及下游侧来固定还原催化剂41。通过管道84而被导入反应管411内的样品气体中的NO2由还原催化剂41还原为NO之后，通过管道86被导入至气体分析部7。
[0042]在反应管401内，通过用过滤器403夹着氧化催化剂40的上游侧以及下游侧来固定氧化催化剂40。通过管道85而被导入反应管401内的大气气体中的CO由氧化催化剂40氧化为CO2之后，通过管道87被导入至气体分析部7。
[0043]还原催化剂41以及氧化催化剂40通过共同的加热装置43 —起被加热。加热装置43例如由电炉构成。具体来说的，通过采用加热装置43所具有的共同的恒温仪431从未图示的热源向各反应管411、401赋予热量，各反应管411、401内的还原催化剂41以及氧化催化剂40被加热至相同程度的温度。
[0044]这样，通过利用共同的加热装置43对还原催化剂41以及氧化催化剂40 —起加热，不需要为了分别对还原催化剂41以及氧化催化剂40进行加热而设置个别的加热装置，因此能够降低气体分析装置的制造成本。
[0045]还原催化剂41是通过例如使磷酸含浸于粒状的活性碳而形成的。另一方面，氧化催化剂40由钼形成，可以采用钼的催化作用使大气气体中的成分氧化。在采用钼作为氧化催化剂40的情况下，可以在与使样品气体中的NO2还原为NO时的温度相同程度的温度(例如200°C左右)下，使大气气体中的CO氧化为C02。
[0046]因此，通过采用钼作为氧化催化剂40，即使在利用共同的加热装置43对还原催化剂41以及氧化催化剂40 —起进行加热的情况下，也能够高效地进行还原反应以及氧化反应这两者。但是，作为还原催化剂41以及氧化催化剂40，可以采用其他各种催化剂。
[0047]在本实施形态中，在由耐腐蚀性以及耐热性高的玻璃形成的两个反应管411、401内，分别收纳有还原催化剂41以及氧化催化剂40，因此可以防止反应管411、401的劣化或变形。又，如果采用透明或者半透明的玻璃来形成各反应管411、401的话，可以从外部视觉辨认各反应管411、401内的还原催化剂41以及氧化催化剂40的状态，因此维护性提高。
[0048]进一步地，在本实施形态中，只要将各反应管411、401插入框体42的孔部421，使凸缘部412、402卡止于该孔部421，就可以容易地将还原催化剂41以及氧化催化剂40定位于加热装置43的内部。
[0049]在以上的实施形态中，对采用共同的加热装置43 —起加热还原催化剂41以及氧化催化剂40的结构进行了说明，但并不限定于此，可以采用它们各自的加热装置分别对还原催化剂41以及氧化催化剂40进行加热。在该情况下，可以将还原催化剂41以及氧化催化剂40加热到相同程度的温度，也可以加热到不同的温度。又，作为加热装置，并不限定于电炉，可以采用其他各种装置。
[0050]符号说明
[0051]I气体采集部
[0052]2排液分离器
[0053]3冷却器
[0054]4转化器
[0055]5 泵
[0056]6 泵
[0057]7气体分析部
[0058]10 烟道
[0059]11吸气管
[0060]12过滤器
[0061]40氧化催化剂
[0062]41还原催化剂
[0063]42 框体
[0064]43加热装置
[0065]401反应管
[0066]402凸缘部
[0067]403过滤器
[0068]411反应管
[0069]412凸缘部
[0070]413过滤器
[0071]421 孔部
[0072]431 恒温仪。
【权利要求】
1.一种气体分析装置，其特征在于， 导入样品气体的样品气体导入通路； 导入作为基准气体的大气气体的大气气体导入通路； 使通过所述大气气体导入通路被导入的大气气体中的成分氧化的氧化催化剂；以及采用通过了所述氧化催化剂的大气气体，对通过所述样品气体导入通路被导入的样品气体中的成分的浓度进行测量的气体分析部。
2.如权利要求1所述的气体分析装置，其特征在于，还具有: 使通过所述样品气体导入通路被导入的样品气体中的成分还原的还原催化剂；以及 对所述还原催化剂以及所述氧化催化剂一起进行加热的加热装置。
3.如权利要求2所述的气体分析装置，其特征在于，所述氧化催化剂由钼形成。
4.如权利要求2或3所述的气体分析装置，其特征在于， 还具有分别收纳所述氧化催化剂以及所述还原催化剂的玻璃制的两个反应管， 所述两个反应管各自的直径为Φ 14+ Imm,长度为160?165mm。
5.如权利要求2或3所述的气体分析装置，其特征在于， 还具有分别收纳所述氧化催化剂以及所述还原催化剂的玻璃制的两个反应管， 分别形成于所述两个反应管的一部分上的凸缘部卡止于设置在所述加热装置的框体上的孔部，由此各反应管的内部的所述氧化催化剂以及所述还原催化剂被定位于所述加热装置的内部。
【文档编号】G01N31/10GK204044124SQ201420286783
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】田边亮 申请人:株式会社岛津制作所