(57)【要約】【課題】窒素酸化物濃度を測定した後の排気ガスから、ＮＯやＮＯ２等のＮＯｘを確実に除去可能とした化学発光式窒素酸化物測定装置を提供する。【解決手段】窒素酸化物を含む試料ガスとオゾンガスとの反応によって生じる化学発光の強度から窒素酸化物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、試料ガス及びオゾンガスを測定セルに導入して窒素酸化物濃度を測定した後の排気ガスを、オゾン分解触媒２１、ＮＯを酸化する酸化吸着剤２２，ＮＯ２を吸着する酸性ガス吸着剤２３の順に通過させて排気する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素酸化物を含む試料ガスとオゾンガスとの反応によって生じる化学発光の強度から窒素酸化物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、
前記試料ガス及びオゾンガスを測定セルに導入して窒素酸化物濃度を測定した後の排気ガスを、オゾン分解触媒，一酸化窒素を酸化する酸化吸着剤，二酸化窒素を吸着する酸性ガス吸着剤の順に通過させて排気することを特徴とする化学発光式窒素酸化物測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒素酸化物濃度を測定した後の排気ガスの処理手段に特徴を有する化学発光式窒素酸化物測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
化学発光式窒素酸化物測定装置は、窒素酸化物（以下、ＮＯｘともいう）を含む試料ガスとオゾンガスとの反応によって生じる化学発光を利用して窒素酸化物濃度を測定しており、上記オゾンガスの発生には、生成効率の良さに着目して無声放電方式のオゾン発生器が使用されている。
また、測定後の排気ガスには未反応のオゾン（以下、Ｏ３ともいう）が高濃度で含まれるので、排気ガスを活性炭等の還元性物質や各種触媒に通過させて酸素に変換した後に排気する方法が採られている。
【０００３】
空気を原料とする無声放電方式のオゾン発生器では、オゾン以外にＮＯｘが生成され、その多くはＮＯやＮＯ２として存在する。
二酸化マンガン（ＭｎＯ２）系等の一般的なオゾン分解触媒では、オゾンが破過する以前にＮＯやＮＯ２が排気ガス中に漏出する。しかしながら、ＮＯやＮＯ２は樹脂やゴムに対する腐食性が強く、ポンプや配管、継手等を損傷させるおそれがある。このため、これらの部品に耐腐食性のあるものを使用したり、触媒を増量させる、部品や触媒の交換頻度を多くする、等の対策を講じることが考えられるが、この種の対策はコストの上昇やメンテナンス作業の煩雑化を招くという問題がある。
【０００４】
また、オゾンの分解能力とＮＯｘの吸着能力とを併せ持つ活性炭を用いた場合、活性炭の持つ還元作用によりＮＯ２がＮＯに還元される。しかし、ＮＯに対する活性炭の吸着容量は小さいため、ＮＯが早期に破過してしまい、オゾン分解触媒の場合と同様な問題が生じる。
【０００５】
上記の点に鑑み、例えば特許文献１には、オゾン分解触媒を充填したオゾン分解器の下流にＮＯｘ吸着剤を配置した化学発光式窒素酸化物測定装置が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２１３５４８号公報（段落［００１６］〜［００１８］，図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかるに、特許文献１に係る従来技術は、ＮＯｘ吸着剤の下流に、オゾン及びＮＯｘに反応して変色する指示薬カラムを配置し、その変色の有無によりオゾン分解触媒やＮＯｘ吸着剤の劣化を判断してこれらの寿命をモニタする機能を特徴とするものであり、ＮＯやＮＯ２を確実に除去するという点では十分とは言えない。
【０００８】
そこで、本発明の解決課題は、窒素酸化物濃度を測定した後の排気ガスから、オゾンはもとよりＮＯやＮＯ２等のＮＯｘを確実に除去可能とした化学発光式窒素酸化物測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、窒素酸化物を含む試料ガスとオゾンガスとの反応によって生じる化学発光の強度から窒素酸化物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、
前記試料ガス及びオゾンガスを測定セルに導入して窒素酸化物濃度を測定した後の排気ガスを、オゾン分解触媒，一酸化窒素を酸化する酸化吸着剤，二酸化窒素を吸着する酸性ガス吸着剤の順に通過させて排気するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、従来よりも長期に渡ってＮＯｘを除去することができ、各種吸着剤等の薬剤の交換頻度、分量を少なくしてコストの低減、メンテナンス作業の容易化を図ることができる。また、漏出するＮＯｘによりポンプや配管、継手等を損傷する恐れを低減し、これらの装置や部品の寿命を延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。まず、図１は、この実施形態に係る化学発光式窒素酸化物測定装置の主要部を示す構成図である。
図１において、１０はＮＯｘを含む試料ガスとオゾンガスとを反応させ、その際の化学発光強度からＮＯ、更にはＮＯ２の濃度を測定する測定セル（反応槽）である。ここで、オゾンガスは空気を原料とする無声放電式のオゾン発生器（図示せず）から供給されている。
【００１２】
測定セル１０の排気側には、オゾン分解触媒２１、酸化吸着剤２２、酸性ガス吸着剤２３がこの順で配置されており、測定セル１０から出た排気ガスはこれらを通過して排気されるようになっている。
ここで、オゾン分解触媒２１としては、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）系の複合金属酸化物触媒（例えば、商品名「カロライト」）を用いている。また、酸化吸着剤２２としては、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）に過マンガン酸カリウム（ＫＭｎＯ４）等の酸化剤を担持してＮＯを酸化させる作用を果たすガス吸着剤（例えば、商品名「ピュラフィル」）を用い、酸性ガス吸着剤２３としては、活性炭に水酸化カリウム（ＫＯＨ）等を混合してＮＯ２を吸着する作用を果たす活性炭系のガス吸着剤（例えば、商品名「ピュラカーボ」）を用いている。
【００１３】
なお、オゾン分解触媒２１、酸化吸着剤２２、酸性ガス吸着剤２３はそれぞれ別個の容器に充填しても良いし、酸化吸着剤２２と酸性ガス吸着剤２３とは、同一容器を二分して充填しても良い。
【００１４】
次に、図２は、本実施形態の効果を検証するための試験装置の構成図（図２（ａ））及びＮＯ２，ＮＯ，Ｏ３の濃度の測定結果を示すグラフ（図２（ｂ））である。
図２（ａ）に示す試験装置において、１１は化学発光式の試料ガス測定用ＮＯｘ計であり、図１に示した測定セル１０及びオゾン発生器（図示せず）を備えて大気中の窒素酸化物濃度を測定する通常のＮＯｘ計である。ここでは、試料ガス測定用ＮＯｘ計１１（測定セル１０）の排気ガスを、４５℃の恒温槽３０内のオゾン分解触媒２１、酸化吸着剤２２及び酸性ガス吸着剤２３に順次通過させて排気するように構成されている。
【００１５】
また、１２は、試料ガス測定用ＮＯｘ計１１からの排気ガス（流量は約１.５Ｌ／ｍｉｎ）と希釈ガス（流量は約１.５Ｌ／ｍｉｎ）との混合ガスが供給され、排気ガス中のＮＯｘ濃度を測定する排気ガス測定用ＮＯｘ計、１３は同じく排気ガス中のＯ３濃度を測定する排気ガス測定用Ｏ３計である。
なお、前記オゾン分解触媒２１には「カロライト」を約３０ｇ、酸化吸着剤２２には「ピュラフィル」を約７５ｇ、酸性ガス吸着剤２３には「ピュラカーボ」を約７５ｇ用いている。
【００１６】
上記構成において、排気ガス測定用ＮＯｘ計１２及び排気ガス測定用Ｏ３計１３によりＮＯ２，ＮＯ，Ｏ３の濃度を測定した結果は図２（ｂ）の通りである。
この図２（ｂ）は、試料ガス測定用ＮＯｘ計１１に試料ガスを長期間、供給し続けた場合の経過日数と各ガスの濃度〔ｐｐｍ〕との関係を示している。
【００１７】
次いで、図３は、第１比較例の効果を検証するための試験装置の構成図（図３（ａ））及びＮＯ２，ＮＯ，Ｏ３の濃度の測定結果を示すグラフ（図３（ｂ））である。
この第１比較例では、試料ガス測定用ＮＯｘ計１１の排気ガスを、恒温槽３０内のオゾン分解触媒２１（約１５０ｇ）のみに通過させて排気している。
【００１８】
図４は、第２比較例の効果を検証するための試験装置の構成図（図４（ａ））及びＮＯ２，ＮＯ，Ｏ３の濃度の測定結果を示すグラフ（図４（ｂ））である。
この第２比較例では、試料ガス測定用ＮＯｘ計１１の排気ガスを、恒温槽３０内の活性炭（約１５０ｇ）２１のみに通過させて排気している。
【００１９】
また、図５は、第３比較例の効果を検証するための試験装置の構成図（図５（ａ））及びＮＯ２，ＮＯ，Ｏ３の濃度の測定結果を示すグラフ（図５（ｂ））である。
この第３比較例では、試料ガス測定用ＮＯｘ計１１の排気ガスを、恒温槽３０内のオゾン分解触媒（約３０ｇ）及び酸化吸着剤（約１５０ｇ）２２に順次通過させて排気している。
【００２０】
これらの試験結果について考察すると、本発明の実施形態（図２（ｂ））及び第１〜第３比較例（図３（ｂ），図４（ｂ），図５（ｂ））の何れについても、オゾンは長期にわたって漏出しておらず、確実に除去されていることが分かる。
【００２１】
一方、ＮＯ２については、第１比較例（図３（ｂ））、第２比較例（図４（ｂ））において約３０日を経過した頃から漏出し始め、第３比較例（図５（ｂ））では約２０日を経過した頃から漏出し始めているのに対し、本発明の実施形態（図２（ｂ））では、１４０日前後までほとんど漏出していない。
【００２２】
また、ＮＯについては、第１比較例（図３（ｂ））において４０日前後から漏出し始め、第２比較例（図４（ｂ））では試験開始当初から高濃度で漏出し始めているのに対し、本発明の実施形態（図２（ｂ））では、８０日頃までほとんど漏出していない。なお、第２比較例（図４（ｂ））におけるＮＯの漏出は、ＮＯ２が一部還元されて漏出したことによるものとも考えられるが、何れにしても、ＮＯｘ全体では試験開始後の早期から漏出していると言える。
また、第３比較例（図５（ｂ））では、ＮＯがオゾンとほぼ同様に除去されている。これは、酸化吸着剤２２の作用によりＮＯが酸化されてＮＯ２となったため、見かけ上はＮＯとしての漏出がないように測定されるためと考えられる。
【００２３】
以上まとめると、本実施形態の如く、化学発光式のＮＯｘ計の排気ガスをオゾン分解触媒２１、酸化吸着剤２２及び酸性ガス吸着剤２３を順次通過させることにより、オゾンがほぼ完全に分解されると共に、ＮＯが酸化吸着剤２２により酸化されてＮＯ２となり、このＮＯ２が酸性ガス吸着剤２３により吸着される結果、ＮＯｘは、各比較例に比べて長期にわたり漏出量がほぼゼロの状態を維持することができる。
また、ＮＯ２，ＮＯの合計量に着目した場合、例えばオゾン分解触媒２１のみを使用した第１比較例（図３（ｂ））では、試験開始後、約６０日を経過してＮＯ２，ＮＯの合計量が約５ｐｐｍであるのに対し、本実施形態（図２（ｂ））では、試験開始後、約１８０日を経過してＮＯ２，ＮＯの合計量が約５ｐｐｍとなっているため、薬剤の寿命が約３倍に延びることが確認されている。
【００２４】
なお、オゾン分解触媒２１、酸化吸着剤２２及び酸性ガス吸着剤２３は実施形態に説明した物質に限定されるものではなく、同等の作用を持つ物質を使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る化学発光式窒素酸化物測定装置の主要部を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態の効果を検証するための試験装置の構成図（図２（ａ））及び各種ガス濃度の測定結果を示すグラフ（図２（ｂ））である。
【図３】第１比較例の効果を検証するための試験装置の構成図（図３（ａ））及び各種ガス濃度の測定結果を示すグラフ（図３（ｂ））である。
【図４】第２比較例の効果を検証するための試験装置の構成図（図４（ａ））及び各種ガス濃度の測定結果を示すグラフ（図４（ｂ））である。
【図５】第３比較例の効果を検証するための試験装置の構成図（図５（ａ））及び各種ガス濃度の測定結果を示すグラフ（図５（ｂ））である。
【符号の説明】
【００２６】
１０：測定セル 
１１：試料ガス測定用ＮＯｘ計
１２：排気ガス測定用ＮＯｘ計
１３：排気ガス測定用Ｏ３計
２１：オゾン分解触媒
２２：酸化吸着剤
２３：酸性ガス吸着剤
２４：活性炭
３０：恒温槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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