(57)【要約】【課題】煙道内を流れる液体粒子を含む排ガス中の水分量を精度良く測定できる液体粒子を含む排ガス中の水分量測定方法の提供。【解決手段】煙道１００内又はその出口において液体粒子を含む排ガス中の水分量を測定する方法であって、煙道１００内又はその出口において排ガスの流れる方向と平行に吸引ノズル１１を配置し、排ガスの流れる方向に対向して吸引ノズル１１の吸引口１１ａを配置し、煙道１００内又はその出口の測定点における排ガスの流速と、煙道１００内又はその出口に配置された吸引口１１ａにおける排ガスの吸引速度とが等しくなるように、吸引ノズル１１により排ガスを吸引して、排ガスを捕集液中に導入し、捕集液に、排ガス中に含まれる液体粒子を捕集させる工程と、液体粒子を捕集させた捕集液５１の一部を採取して、カールフィッシャー滴定法により、排ガス中の水分量を測定する工程と、を有する液体粒子を含む排ガス中の水分量測定方法。【選択図】図１
2019158829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
煙道内または煙道の出口において、液体粒子を含む排ガス中の水分量を測定する方法であって、
前記煙道内または前記煙道の出口において前記排ガスの流れる方向と平行に吸引ノズルを配置するとともに、前記排ガスの流れる方向に対向して前記吸引ノズルの吸引口を配置し、前記煙道内または前記煙道の出口の測定点における前記排ガスの流速と、前記煙道内または前記煙道の出口に配置された前記吸引口における前記排ガスの吸引速度とが等しくなるように、前記吸引ノズルにより前記排ガスを吸引して、前記排ガスを捕集液中に導入し、前記捕集液に、前記排ガス中に含まれる前記液体粒子を捕集させる工程と、
前記液体粒子を捕集させた前記捕集液の一部を採取して、カールフィッシャー滴定法により、前記排ガス中の水分量を測定する工程と、を有することを特徴とする液体粒子を含む排ガス中の水分量測定方法。
【請求項２】
前記捕集液に、前記排ガス中に含まれる前記液体粒子を捕集させる工程において、
前記煙道内から前記吸引ノズルにより前記排ガスを吸引して、前記排ガスを第１の捕集液中に導入し、前記第１の捕集液に、前記排ガス中に含まれる前記液体粒子を捕集させ、
前記第１の捕集液中を通過した前記排ガスを、第２の捕集液中に導入し、前記第２の捕集液に、前記排ガス中に含まれる前記液体粒子を捕集させることを特徴とする請求項１に記載の液体粒子を含む排ガス中の水分量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体粒子を含む排ガス中の水分量測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、日本工業規格  ＪＩＳ  Ｚ  ８８０８「排ガス中のダスト濃度の測定方法」で規定されている水分量測定方法では、測定対象が水蒸気ガス（気体）のみである。また、この方法では、煙道内を流れる排ガスを、その流れ方向と垂直方向に吸引して、ダスト試料を採取している。さらに、この方法では、排ガス中に含まれる液滴を、ダスト試料の一部として吸引、採取することができないため、排ガス中に含まれる液滴が考慮されていない。
【０００３】
また、排ガスとともに、排ガス中に含まれる液滴を吸引するためには、排ガスの流れと吸引ノズルとが平行になるように、煙道内に吸引ノズルを挿入、固定し、煙道内の排ガスの測定点における流速と吸引ノズルの吸引口における吸引速度が等しくなるように、排ガスを吸引する、等速吸引が行われている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
また、採取した排ガスを、塩化カルシウム等の吸着剤に接触させて、吸着剤の質量を電子天秤等で測定することにより、吸着剤の質量増加分から、採取した排ガス中の水分量を測定する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＪＡＰＡＮ  ＡＮＡＬＹＳＴ、Ｖｏｌ．１２（１９６３）、ｐ１１１０〜ｐ１１１７、煙道内の排ガスのばいじん濃度測定法、氷見康二
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
煙道内を流れる排ガスに含まれる大きな液滴は、運動量があるため、排ガスの流れ方向と垂直方向に、排ガスを吸引した場合、液滴まで採取することは難しかった。それゆえに、排ガスの流れ方向と垂直方向に、排ガスを吸引した場合、液滴の採取量が不十分であり、液滴量の測定精度が低くなるという課題があった。
【０００７】
また、塩化カルシウム等の吸着剤の質量増加分から、採取した排ガス中の水分量を測定する方法では、吸着した水分の質量が、吸着剤と水分の総質量に対して小さいため、水分量の測定精度が低くなるという課題があった。
【０００８】
さらに、大量の液滴や水蒸気を採取する場合、塩化カルシウムでは水分の吸着量の上限が低いため、塩化カルシウムを収容した採集容器を多数連結して設ける必要がある。採集容器を連結する連結管内には水分が残りやすく、測定精度が低くなるという課題があった。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、煙道内を流れる液体粒子を含む排ガス中の水分量を精度良く測定することができる液体粒子を含む排ガス中の水分量測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
［１］煙道内または煙道の出口において、液体粒子を含む排ガス中の水分量を測定する方法であって、前記煙道内または前記煙道の出口において前記排ガスの流れる方向と平行に吸引ノズルを配置するとともに、前記排ガスの流れる方向に対向して前記吸引ノズルの吸引口を配置し、前記煙道内または前記煙道の出口の測定点における前記排ガスの流速と、前記煙道内または前記煙道の出口に配置された前記吸引口における前記排ガスの吸引速度とが等しくなるように、前記吸引ノズルにより前記排ガスを吸引して、前記排ガスを捕集液中に導入し、前記捕集液に、前記排ガス中に含まれる前記液体粒子を捕集させる工程と、前記液体粒子を捕集させた前記捕集液の一部を採取して、カールフィッシャー滴定法により、前記排ガス中の水分量を測定する工程と、を有する液体粒子を含む排ガス中の水分量測定方法。
［２］前記捕集液に、前記排ガス中に含まれる前記液体粒子を捕集させる工程において、前記煙道内から前記吸引ノズルにより前記排ガスを吸引して、前記排ガスを第１の捕集液中に導入し、前記第１の捕集液に、前記排ガス中に含まれる前記液体粒子を捕集させ、前記第１の捕集液中を通過した前記排ガスを、第２の捕集液中に導入し、前記第２の捕集液に、前記排ガス中に含まれる前記液体粒子を捕集させる［１］に記載の液体粒子を含む排ガス中の水分量測定方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、煙道内を流れる液体粒子を含む排ガス中の水分量を精度良く測定することができる液体粒子を含む排ガス中の水分量測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】液体粒子を含む排ガス中の水分量測定方法に用いられる排ガス採取装置の一部を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の液体粒子を含む排ガス中の水分量測定方法の実施の形態について説明する。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００１４】
［液体粒子を含む排ガス中の水分量測定方法］
図１は、本実施形態の液体粒子を含む排ガス中の水分量測定方法に用いられる排ガス採取装置の一部を示す模式図である。
本実施形態の排ガス採取装置１０は、吸引ノズル１１と、捕集容器１２と、冷却槽１３と、吸引手段１４と、ガスメーター１５と、を備える。
【００１５】
吸引ノズル１１は、煙道１００内または煙道１００の出口において、それらの内部を流れる、液体粒子を含む排ガスを吸引し、採取するためのものである。吸引ノズル１１は、煙道１００内または煙道１００の出口において、吸引ノズル１１の長手方向が排ガスの流れる方向（図１に示す矢印αの方向）と平行に配置されている。また、吸引ノズル１１の吸引口１１ａは、煙道１００内または煙道１００の出口において、排ガスの流れる方向（図１に示す矢印αの方向）に対向して配置されている。すなわち、吸引ノズル１１の吸引口１１ａは、煙道１００内または煙道１００の出口において、排ガスの流れる方向（図１に示す矢印αの方向）に対して垂直に配置されている。なお、吸引ノズル１１の吸引口１１ａは、排ガスの流れる方向（図１に示す矢印αの方向）に対して、±５°以内であれば多少傾いて配置されてもよい。すなわち、吸引ノズル１１の吸引口１１ａによって形成される面が、排ガスの流れる方向（図１に示す矢印αの方向）に対して、±５°以内であれば多少傾くように、吸引ノズル１１の吸引口１１ａが配置されてもよい。吸引ノズル１１の吸引口１１ａを、排ガスの流れる方向（図１に示す矢印αの方向）に対して配置する際には、デジタル角度計等を用いて、所定の角度に調整する。
吸引ノズル１１の内径は、吸引手段１４の吸引力と煙道１００内または煙道１００の出口における排ガスの流速に応じて、適宜調整される。例えば、予め煙道１００内または煙道１００の出口における排ガスの流速分布を測定し、その流速分布に応じて、吸引ノズル１１の内径の大きさを調整する。
【００１６】
本実施形態の液体粒子を含む排ガス中の水分量測定方法において、液体粒子は、液滴、スチームおよびミストの少なくとも１つを含む。
液滴とは、直径が０．５μｍ〜１００μｍであり、排ガスに含まれる目視可能な水滴のことである。
スチームとは、加熱水蒸気のことである。
ミストとは、液体が蒸発凝縮した球形のものであり、液面の破砕や噴霧等により分散したものである。ミストの直径は、サブミクロンから５０μｍ程度である。
【００１７】
捕集容器１２は、吸引ノズル１１側から順に配置された第１の捕集容器１２Ａと第２の捕集容器１２Ｂとから構成されている。
第１の捕集容器１２Ａおよび第２の捕集容器１２Ｂは、例えば、円筒状であり、一方の端に底面１２ａが設けられた形状をなしている。
第１の捕集容器１２Ａおよび第２の捕集容器１２Ｂは、その底面１２ａ側の部分が冷却槽１３内に収容された水等の冷媒４１に浸漬されている。これにより、第１の捕集容器１２Ａおよび第２の捕集容器１２Ｂに収容された捕集液５１の温度が、所定の範囲（捕集液５１および捕集液５１に捕集された水分が蒸発（揮発）しない温度範囲）に調整される。
【００１８】
第１の捕集容器１２Ａおよび第２の捕集容器１２Ｂには、吸引ノズル１１によって吸引された煙道１００内または煙道１００の出口において、それらの内部を流れる排ガス中に含まれる液体粒子を捕集させるための捕集液５１が収容されている。捕集液５１としては、例えば、水との相溶性が高いメタノール溶液が用いられる。
【００１９】
第１の捕集容器１２Ａ内には、導入管３１と排出管３２が設けられている。
導入管３１は、導管２１を介して吸引ノズル１１と接続されている。また、導入管３１は、吸引ノズル１１と接続されている側とは反対側の端部３１Ａが、第１の捕集容器１２Ａ内の捕集液５１（第１の捕集液５１Ａ）中に配置されている。
排出管３２は、一方の端部３２Ａが、第１の捕集容器１２Ａ内において、捕集液５１の液面５１ａよりも上方に配置されている。すなわち、排出管３２の一端３２ａは、捕集液５１に浸漬されていない。また、排出管３２は、導管２２を介して第２の捕集容器１２Ｂ内に設けられた導入管３３と接続されている。
【００２０】
第２の捕集容器１２Ｂ内には、導入管３３と排出管３４が設けられている。
導入管３３は、排出管３２と接続されている側とは反対側の端部３３Ａが、第２の捕集容器１２Ｂ内の捕集液５１（第２の捕集液５１Ｂ）中に配置されている。
排出管３４は、一方の端部３４Ａが、第２の捕集容器１２Ｂ内において、捕集液５１の液面５１ａよりも上方に配置されている。すなわち、排出管３４の一端３４ａは、捕集液５１に浸漬されていない。また、排出管３４は、導管２３を介して吸引手段１４と接続されている。
【００２１】
吸引手段１４は、煙道１００内または煙道１００の出口を流れる液体粒子を含む排ガスを吸引するためのものである。吸引手段１４は、導管２４を介してガスメーター１５と接続されている。
吸引手段１４は、煙道１００内の負圧、排ガス採取装置１０の各部の抵抗に耐えて、所要の等速吸引速度で吸引できる能力を有し、測定場所への運搬、取り付けが容易で腐食性ガスに耐え得るものであれば特に限定されない。吸引手段１４としては、例えば、エジェクター、排風機、真空ポンプ等が用いられる。
【００２２】
ガスメーター１５は、吸引ノズル１１により、煙道１００内または煙道１００の出口を流れる排ガスを吸引する吸引流量を表示するためのものである。
ガスメーター１５には、吸引手段１４から流入した排ガスを大気中に放散するための排出管３５が設けられている。
【００２３】
排ガス採取装置１０は、上記の構成要素以外に、煙道１００内または煙道１００の出口を流れる排ガスの流速を測定するためのピトー管等の流速測定器を備えていてもよい。
【００２４】
また、排ガス採取装置１０は、公知のカールフィッシャー水分測定装置（図示略）を備えている。
【００２５】
次に、図１を参照して、本実施形態の液体粒子を含む排ガス中の水分量測定方法を説明する。
本実施形態の液体粒子を含む排ガス中の水分量測定方法は、煙道１００内を流れる液滴を含む排ガス中の水分量測定方法である。
本実施形態の液体粒子を含む排ガス中の水分量測定方法は、煙道１００内または煙道１００の出口において、それらの内部を流れる排ガスの流れる方向と平行に吸引ノズル１１を配置するとともに、排ガスの流れる方向に対向して吸引ノズル１１の吸引口１１ａを配置し、煙道１００内または煙道１００の出口における任意の測定点（例えば、吸引口１１ａ近傍の測定点）における排ガスの流速と、煙道１００内または煙道１００の出口に配置された吸引口１１ａにおける排ガスの吸引速度とが等しくなるように、吸引ノズル１１により排ガスを吸引して、排ガスを捕集液５１中に導入し、捕集液５１に、排ガス中に含まれる液体粒子を捕集させる工程（以下、「工程Ａ」という。）と、液体粒子を捕集させた捕集液５１の一部を採取して、カールフィッシャー滴定法により、排ガス中の水分量を測定する工程（以下、「工程Ｂ」という。）と、を有する。
【００２６】
工程Ａでは、まず、煙道１００内または煙道１００の出口において、排ガスの流れる方向（図１に示す矢印αの方向）と平行に吸引ノズル１１を配置する。言い換えれば、煙道１００内または煙道１００の出口において、煙道１００の長手方向と平行に吸引ノズル１１を配置する。また、排ガスの流れる方向（図１に示す矢印αの方向）に対向して吸引ノズル１１の吸引口１１ａを配置する。言い換えれば、吸引ノズル１１の吸引口１１ａによって形成される面と排ガスの流れる方向が直交するように、吸引ノズル１１を配置する。なお、吸引ノズル１１の吸引口１１ａを、排ガスの流れる方向（図１に示す矢印αの方向）に対して、±５°以内であれば多少傾いて配置してもよい。すなわち、吸引ノズル１１の吸引口１１ａによって形成される面が、排ガスの流れる方向（図１に示す矢印αの方向）に対して、±５°傾くように、吸引ノズル１１の吸引口１１ａを配置してもよい。
【００２７】
煙道１００内または煙道１００の出口を流れる排ガスは内面壁近傍では旋回流を形成している。そのため、その排ガス中に含まれる液体粒子を適切に捕集し、結果として、排ガス中の水分量を適切に測定するためには、吸引ノズル１１の吸引口１１ａを、煙道１００または煙道１００の出口の中心に配置して、水分量のばらつきが少ない旋回流の中心から排ガスを吸引することが好ましい。すなわち、煙道１００または煙道１００の出口を、それらの長手方向と垂直な断面から見た場合に、吸引ノズル１１の吸引口１１ａが煙道１００または煙道１００の出口の中心に存在するように、吸引ノズル１１の吸引口１１ａを配置することが好ましい。例えば、煙道１００が円筒状である場合、煙道１００または煙道１００の出口と吸引ノズル１１を同心円状に配置することが好ましい。
【００２８】
また、煙道１００内または煙道１００の出口において、それらの中央部と内側面近傍の部分において、排ガスの流速が大きく異なる場合には、煙道１００内または煙道１００の出口に吸引ノズル１１を等間隔に複数配置してもよい。吸引ノズル１１を等間隔に複数配置することにより、排ガス中の水分量の測定誤差を小さくすることもできる。
【００２９】
なお、煙道１００内または煙道１００の出口における所定の位置に吸引ノズル１１を配置する際には、吸引口１１ａにキャップ等で蓋をして、吸引口１１ａを閉じておく。これにより、排ガス中の水分量の測定誤差を少なくする。
【００３０】
次いで、吸引手段１４を作動させて、煙道１００内または煙道１００の出口の測定点における排ガスの流速と、煙道１００内または煙道１００の出口に配置された吸引口１１ａにおける排ガスの吸引速度とが等しくなるように、吸引ノズル１１により、煙道１００内または煙道１００の出口を流れる排ガスを吸引する。なお、吸引を開始する直前に、吸引口１１ａを開く。
煙道１００内または煙道１００の出口を流れる排ガスの流速は、煙道１００または煙道１００の出口に設置されたピトー管等の流速測定器によって測定される。煙道１００内または煙道１００の出口の測定点における排ガスの流速とは、流速測定器が設けられた位置における排ガスの流速のことである。
なお、煙道１００内または煙道１００の出口を流れる排ガスは、液体粒子を含む。
【００３１】
煙道１００内または煙道１００の出口の測定点における排ガスの流速と、煙道１００内または煙道１００の出口に配置された吸引口１１ａにおける排ガスの吸引速度とが等しくなるように排ガスを吸引するには、流速測定器によって、予め煙道１００内または煙道１００の出口を流れる排ガスの流速を測定しておき、その流速と同じ速度で、吸引ノズル１１により、煙道１００内または煙道１００の出口を流れる排ガスを吸引する。以下、煙道１００内または煙道１００の出口の測定点における排ガスの流速と、煙道１００内または煙道１００の出口に配置された吸引口１１ａにおける排ガスの吸引速度とが等しくなるように排ガスを吸引することを、等速吸引ということもある。
【００３２】
このように吸引ノズル１１によって、煙道１００内または煙道１００の出口から吸引された排ガスは、導管２１と導入管３１を介して、第１の捕集容器１２Ａ内の第１の捕集液５１Ａ中に導入される。そして、第１の捕集液５１Ａに、排ガス中に含まれる液体粒子が捕集される。ここで、第１の捕集液５１Ａに液体粒子が捕集されるとは、第１の捕集液５１Ａに液体粒子が溶解することをいう。
【００３３】
等速吸引において、ガスメーター１５によって表示される吸引流量は、下記の式（１）によって補正される。
【００３４】
ｑｍ＝（π／４）ｄ２ｖｉ×［（１００−Ｘｗ）／１００］×［（２７３＋θｍ）／（２７３＋θｓ）］×［（Ｐａ＋Ｐｓ）／（Ｐａ＋Ｐｍ−Ｐｖ）］×６０×１０−３    （１）
【００３５】
上記の式（１）中、ｑｍはガスメーター１５における吸引流量（Ｌ／ｍｉｎ）、ｄは吸引ノズル１１の内径（ｍｍ）、ｖｉは煙道１００内または煙道１００の出口を流れる排ガスの流速（ｍ／ｓ）、Ｘｗは煙道１００内または煙道１００の出口を流れる排ガスに含まれる水蒸気の濃度（ｖｏｌ％）、θｓは煙道１００内を流れる排ガスの温度（℃）、θｍはガスメーター１５における排ガス（吸引ガス）の温度（℃）、Ｐａは大気圧（ｋＰａ）、Ｐｓは測定点における静圧（ｋＰａ）、Ｐｍはガスメーター１５における排ガス（吸引ガス）のゲージ圧（ｋＰａ）、Ｐｖはθｍの飽和水蒸気圧（ｋＰａ）である。
また、Ｘｗは、下記の式（２）によって補正される。
【００３６】
Ｘｗ＝Ｐｖ／（Ｐａ＋Ｐｓ）×ＲＨ  （２）
【００３７】
上記の式（２）中、ＲＨは煙道１００内または煙道１００の出口を流れる排ガスの相対湿度（％）である。
【００３８】
工程Ａでは、ガスメーター１５における吸引流量（Ｌ／ｍｉｎ）ｑｍが、上記の式（１）によって算出される値となるように、吸引手段１４による排ガスの吸引強度を調整する。
【００３９】
工程Ａでは、煙道１００内または煙道１００の出口から吸引ノズル１１により排ガスを吸引して、排ガスを第１の捕集液５１Ａ中に導入し、第１の捕集液５１Ａに、排ガス中に含まれる液体粒子を捕集させた後、さらに、第１の捕集液５１Ａ中を通過した排ガスを、第２の捕集容器１２Ｂ内の第２の捕集液５１Ｂ中に導入し、第２の捕集液５１Ｂに、排ガス中に含まれる液体粒子を捕集させることが好ましい。
【００４０】
第１の捕集液５１Ａ中を通過した排ガスは、導管２２と導入管３３を介して、第２の捕集容器１２Ｂ内の第２の捕集液５１Ｂ中に導入される。
排ガスを第１の捕集容器１２Ａ内の第１の捕集液５１Ａ中に導入しただけでは、排ガス中に含まれる液体粒子を完全に捕集できないことがある。すると、煙道１００内または煙道１００の出口を流れる排ガス中の水分量を高精度に測定することができない。そこで、排ガス中に含まれる液体粒子を捕集する操作を２回行うことにより、煙道１００内または煙道１００の出口を流れる排ガス中の水分量を高精度に測定することができる。
【００４１】
工程Ａにおいて、所定量の排ガスを吸引した後、吸引手段１４による吸引を停止するとともに、吸引口１１ａを閉じる。
【００４２】
工程Ｂでは、液体粒子を捕集させた第１の捕集液５１Ａの一部を採取して、公知のカールフィッシャー水分測定装置を用いて、カールフィッシャー滴定法により、煙道１００内または煙道１００の出口を流れる排ガス中の水分量を測定する。また、液体粒子を捕集させた第２の捕集液５１Ｂの一部を採取して、カールフィッシャー滴定法により、排ガス中の水分量を測定する。
【００４３】
カールフィッシャー滴定法は、下記の化学反応式（３）のように、水と選択的に、かつ定量的に反応するカールフィッシャー試薬（ヨウ素、二酸化硫黄、塩基およびアルコール等の溶剤を主成分とする電解液。）を用いて、水分量を測定する方法である。
Ｉ２＋ＳＯ２＋３Ｂａｓｅ＋ＲＯＨ＋Ｈ２Ｏ→２Ｂａｓｅ・ＨＩ＋Ｂａｓｅ・ＨＳＯ４Ｒ  （３）
（式中、Ｂａｓｅはアミンを示す。）
【００４４】
本実施形態の液体粒子を含む排ガス中の水分量測定方法では、カールフィッシャー滴定法としては、電量滴定法が用いられる。
電量滴定法では、ヨウ化物イオン、二酸化硫黄、塩基およびアルコール等の溶剤を主成分とする電解液に試料を加えて電解酸化をすると、下記の化学反応式（４）のように、ヨウ素が反応し、直ちにカールフィッシャー反応が起きる。
２Ｉ−−２ｅ−→Ｉ２  （４）
【００４５】
ヨウ素は「ファラデーの法則」に基づいて、電気量に比例して生成するため、電解酸化に要した電気量から、直ちに水分量を求めることができる。
なお、水１ｍｏｌ（１８ｇ）は２×９６５００クーロンに相当し、水１ｍｇは１０．７１クーロンに相当する。
このように、電解酸化に要した電気量から水分量を求めることができる。
【００４６】
また、工程Ｂにおいて、第１の捕集液５１Ａの一部と第２の捕集液５１Ｂの一部を採取して、カールフィッシャー滴定法により、排ガス中の水分量を測定することにより、煙道１００内または煙道１００の出口を流れる液体粒子を含む排ガス中の水分量を高精度に測定することができる。
【００４７】
さらに、工程Ａにおいて、導管２１、導入管３１、排出管３２、導管２２等に、液滴が残った場合には、捕集液５１と同一組成の溶液で液滴を第１の捕集液５１Ａ内に洗い流す。同様に、工程Ａにおいて、導管２２、導入管３３、排出管３４、導管２３等に、液滴が残った場合には、捕集液５１と同一組成の溶液で液滴を第２の捕集液５１Ｂ内に洗い流す。これにより、煙道１００内または煙道１００の出口を流れる液体粒子を含む排ガス中の水分量をより精度良く測定することができる。
【００４８】
本実施形態の液体粒子を含む排ガス中の水分量測定方法によれば、工程Ａにおいて、煙道１００内または煙道１００の出口において、それらの内部を流れる排ガスの流れる方向と平行に吸引ノズル１１を配置するとともに、排ガスの流れる方向に対向して吸引ノズル１１の吸引口１１ａを配置し、煙道１００内または煙道１００の出口における任意の測定点における排ガスの流速と、煙道１００内または煙道１００の出口に配置された吸引口１１ａにおける排ガスの吸引速度とが等しくなるように、吸引ノズル１１により排ガスを吸引して、排ガスを捕集液５１中に導入し、捕集液５１に、排ガス中に含まれる液体粒子を捕集させるため、煙道１００内または煙道１００の出口を流れる排ガスに含まれる液体粒子を十分に採取することができ、結果として、液体粒子を含む排ガス中の水分量を精度良く測定することができる。
【００４９】
本実施形態の液体粒子を含む排ガス中の水分量測定方法によれば、工程Ｂにおいて、液体粒子を捕集させた捕集液５１の一部を採取して、カールフィッシャー滴定法により、排ガス中の水分量を測定するため、塩化カルシウム等の吸着剤を用いた水分量測定方法よりも精度良く、液体粒子を含む排ガス中の水分量を測定することができる。
【００５０】
本実施形態の液体粒子を含む排ガス中の水分量測定方法によれば、工程Ａにおいて、捕集液５１に、排ガス中に含まれる液体粒子を捕集させ、工程Ｂにおいて、カールフィッシャー滴定法により、排ガス中の水分量を測定するため、水分の捕集量の上限が、塩化カルシウム等の吸着剤を用いた場合よりも高いから、必ずしも複数の捕集容器を用いる必要がなく、液体粒子を含む排ガス中の水分量を精度良く測定することができる。
【００５１】
本実施形態の液体粒子を含む排ガス中の水分量測定方法では、工程Ａにおいて、第１の捕集液５１Ａに、排ガス中に含まれる液体粒子を捕集させた後、さらに、第２の捕集液５１Ｂに、第１の捕集液５１Ａ中を通過した排ガス中に含まれる液体粒子を捕集させているが、本実施形態の液体粒子を含む排ガス中の水分量測定方法はこれに限定されない。本実施形態の液体粒子を含む排ガス中の水分量測定方法では、工程Ａにおいて、少なくとも第１の捕集液５１Ａに、排ガス中に含まれる液体粒子を捕集させればよく、第２の捕集液５１Ｂを設けなくてもよい。すなわち、本実施形態の液体粒子を含む排ガス中の水分量測定方法では、工程Ａにおいて、第１の捕集液５１Ａに、排ガス中に含まれる液体粒子を十分に捕集させることができれば、第２の捕集液５１Ｂを設けなくてもよい。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００５３】
［実施例１］
図１に示したものと同様の排ガス採取装置を用いて、煙道内を流れる液滴を含む排ガス中の水分量測定を行った。
煙道内を流れる排ガスの流量を１５８０ＮＬ／ｍｉｎ、排ガスに含まれる水分の流量を２００Ｌ／ｈとした。
煙道内において、煙道の長手方向と平行に吸引ノズルを配置するとともに、排ガスの流れる方向に対向して吸引ノズルの吸引口を配置した。また、煙道を、その長手方向と垂直な断面から見た場合に、吸引ノズルの吸引口が煙道の中心に存在するように、吸引ノズルの吸引口を配置した。
次いで、吸引手段である真空ポンプを作動させて、煙道内の測定点における排ガスの流速と、煙道内に配置された吸引口における排ガスの吸引速度とが等しくなるように、吸引ノズルにより、煙道内を流れる排ガスを吸引した。なお、吸引を開始する直前に、吸引口を開いた。このように吸引ノズルによって、煙道内から排ガスを吸引し、その排ガスを、捕集容器内の捕集液中に導入した。
次いで、排ガスに含まれる液滴および水蒸気の少なくとも一方を捕集させた捕集液の一部を採取して、カールフィッシャー水分測定装置（商品名：ＭＫＨ−７００、京都電子社製）を用いて、カールフィッシャー滴定法により、排ガス中の水分量を測定した。
排ガス中の水分量測定に関する各種条件と水分量測定の結果を表１および表２に示す。
なお、本実施例１では、カールフィッシャー滴定法により水分測定を行う環境の雰囲気についての湿度を考慮しなかった。すなわち、湿度補正を行わなかった結果を示す。
補正ガス量を、下記の式（５）で算出した。
【００５４】
ＶＮ＝［Ｖｍ×２７３．１５／（２７３．１５＋θｍ）×（Ｐａ＋Ｐｍ）／１０１．３２＋２２．４１／１８．０２×ｍａ２］×１０−３  （５）
【００５５】
吸引ノズルからガス量を、下記の式（６）で算出した。
【００５６】
Ｖｍ＊＝［Ｖｍ×（２７３．１５＋θ＊）／（２７３．１５＋θｍ）×（Ｐａ＋Ｐｍ）／Ｐ＊］×１０−３  （６）
【００５７】
吸湿水分質量を、下記の式（７）、（８）で算出した。
【００５８】
ｍａ＝ｍａ１−ｍａ２  （７）
【００５９】
ｍａ２＝ａ×Ｖｍ＊×ＲＨ／１００  （８）
【００６０】
吸引ノズルの出口（真空ポンプ側の端）における圧力を、下記の式（９）で算出した。
【００６１】
Ｐ＊＝Ｐａ＋Ｐｓ  （９）
【００６２】
表２における各水分濃度を、下記の式（１０）〜（１２）で算出した。
【００６３】
Ｘ１＝ｍａ１／ＶＮ  （１０）
【００６４】
Ｘ２＝ｍａ／ＶＮ  （１１）
【００６５】
Ｘ３＝ｍａ／Ｖｍ＊  （１２）
【００６６】
［実施例２］
実施例１で得られた結果を、カールフィッシャー滴定法により水分測定を行う環境の雰囲気についての湿度を考慮して補正した。補正には、上記の式（５）〜（１２）を用いた。結果を表１および表２に示す。
【００６７】
［実施例３］
煙道内を流れる排ガスの流量を１２４０ＮＬ／ｍｉｎ、排ガスに含まれる水分の流量を１００Ｌ／ｈとしたこと以外は実施例１と同様にして、煙道内を流れる液滴を含む排ガス中の水分量測定を行った。同様の操作を２回行った。結果を表１および表２に示す。
【００６８】
［実施例４］
実施例３で得られた結果を、カールフィッシャー滴定法により水分測定を行う環境の雰囲気についての湿度を考慮して補正した。結果を表１および表２に示す。
【００６９】
［比較例１］
煙道内を流れる排ガスの流量を１５８０ＮＬ／ｍｉｎ、排ガスに含まれる水分の流量を２００Ｌ／ｈとした。
日本工業規格ＪＩＳ  Ｚ８８０８−１９９５「排ガス中のダスト濃度の測定方法」に準拠して、排ガス中の水分量を測定した。同様の操作を２回行った。
結果を表３に示す。
【００７０】
［比較例２］
煙道内を流れる排ガスの流量を１２４０ＮＬ／ｍｉｎ、排ガスに含まれる水分の流量を１００Ｌ／ｈとした。
日本工業規格ＪＩＳ  Ｚ８８０８−１９９５「排ガス中のダスト濃度の測定方法」に準拠して、排ガス中の水分量を測定した。同様の操作を２回行った。
結果を表３に示す。
【００７１】
【表１】
2019158829.tif 000003
【００７２】
【表２】
2019158829.tif 000004
【００７３】
【表３】
2019158829.tif 000005
【００７４】
表１〜表３の結果から、実施例１〜４の液滴を含む排ガス中の水分量測定方法と、比較例１および２の液滴を含む排ガス中の水分量測定方法とを比較すると、実施例１〜４の液滴を含む排ガス中の水分量測定方法の方が測定した水分量が多いことが分かった。すなわち、実施例１〜４の液滴を含む排ガス中の水分量測定方法によれば、排ガス中の水分量を精度良く測定することができることが分かった。
また、実施例１〜４の液滴を含む排ガス中の水分量測定方法によれば、測定した水分量のうち、水蒸気に由来する水分量と液滴に由来する水分量の比率を、温度と湿度から算出することができる。
【００７５】
以上、本発明の好ましい実施形態および実施例について説明したが、これらの実施形態、実施例は、あくまで本発明の要旨の範囲内の一つの例に過ぎず、本発明の要旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。すなわち本発明は、前述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定され、その範囲内で適宜変更可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００７６】
１０・・・排ガス採取装置、１１・・・吸引ノズル、１２・・・捕集容器、１２Ａ・・・第１の捕集容器、１２Ｂ・・・第２の捕集容器、１３・・・冷却槽、１４・・・吸引手段、１５・・・ガスメーター、２１，２２，２３，２４・・・導管、３１，３３・・・導入管、３２，３４，３５・・・排出管、４１・・・冷媒、５１・・・捕集液、５１Ａ・・・第１の捕集液、５１Ｂ・・・第２の捕集液、１００・・・煙道。
【図１】
2019158829.tif 000006