專利名稱:氨氣濃度測量裝置的制作方法
本發明涉及一種測量濃度的裝置，用來測量含有氨氣和氧化氮氣體的氣體混合物中氨氣的濃度。
近來，已要求對污染空氣的氧化氮氣體的排放進行控制。
已經有一種方法，用來去除各種廢氣中所含的氧化氮，這種方法是將氧化氮氣通入脫氮裝置，令其與氨氣(NH3)混合，進行接觸還原反應。這種方法仍有一個難題，即排出未反應的氨氣(NH3)。因為未反應的NH3直接排出又會造成二次污染，所以不僅需要測出在脫氮裝置入口處所加NH3氣體的量，而且需要測定在上述脫氮裝置出口處NH3氣體的濃度。
因此，已經找到了一種方法，可以間接地測定氣體混合物中NH3的濃度。這種方法以下述濃度的差別為依據(a)在有特別的脫氮還原催化劑存在的條件下，上述待測的氣體混合物中的NH3同混合氣中與之初始摩爾當量相當等的NO反應之后，在該氣體混合物中剩余的NO的含量，相對于b在沒有催化劑存在的條件下，上述待測的氣體混合物中NH3同與之具有相等初始摩爾當量的那一部分NO反應后，該氣體混合物中剩余的NO的含量。
每種情況下，都采用化學熒光分析法之類的方法對取得的氣體試樣進行分析，分析的理論依據是，在有上述專門的脫氮還原催化劑(后文簡稱為催化劑)存在的條件下，將發生如下列方程式所表示的反應，這一程序在公開號為42950/1982的日本實用新型申請書中有介紹，其反應方程式為
但是，上述的測定方法有一個缺點如果NO的濃度小于NH3的濃度的話，反應后沒有剩余的NO氣體，因而無從測量NH3的濃度。有一種方法，如公開號為182554/1983的日本專利介紹的，可作為克服上述缺點的一種措施。此方法是將只含氧化氮而不含NH3的氣體加到待測的氣體混合物中，以提高NO相對于NH3的濃度。
然而，這種方法仍然有缺點用來向待測氣體中加含氧化氮的氣體的裝置很復雜。特別是，把上述的向待測氣體添加含氧化氮的氣體的裝置安裝到上述脫氮裝置及類似設備上，這一安裝過程是很復雜的。
本發明能夠消除上述的所有缺點。本發明的目的就是要為測量氨氣的濃度提供一種結構緊湊、安裝方便的裝置。
依據本發明的氨氣濃度測定裝置，特點在于，其探頭上設有一個混合腔，用來使待測氣體同腔內的只含氧化氮而不含氨氣的氣體相混合，該混合腔的出口側與兩根管子相接，其中一根是反應管，內盛脫氮還原催化劑，另一根是對比管，管內沒有上述催化劑，兩根管子相互平行，上述的只含氧化氮而不含氨氣的氣體，通過一條貫穿所述探頭的進氣管輸入上述混合腔內。
圖1為一側視剖面圖，表示依據本發明的裝置的輪廓;
圖2為本發明的另一種實施例的剖視圖。
下面參照附圖來介紹本發明的最佳實例施例。
先看圖1，其中的標引號1代表脫氮裝置或類似裝置中的除煙管道，標引號2表示一個探頭，設在上述除煙管道1內，并可伸過該除煙管道1。待測氣體g1經過探頭2上的取樣口2吸入探頭2。此探頭2內設有混合腔3，用來使經過濾清器4過濾的待測氣體g1同氣體g2混合。氣體g2中不含NH3而只含有濃度已知的氧化氮氣體，后文對它還要作介紹(后面提到氣體g2時簡稱為添加氣)。上述混合腔的內部形狀使得氣流在其中很容易形成紊流。在圖1所示的實施例中，兩個或更多個空腔3a、3b、3c排成一串，3a與3b由狹
3d連通，3b與3c由狹
3e連通。當然，也可以在上述混合腔3的內壁上設置多組助片。
上述混合腔3的出口端裝有一個反應管6，管中填充著蜂窩狀或格狀的催化劑5，在該反應管6外側套著對比管7，管6與管7同軸且平行。該對比管7內沒有填催化劑5，標引號8代表一臺NO分析儀，比如由4256，964號美國專利所介紹的那種氣體分析儀，兩股氣體分別通過上述反應管6和對比管7進入此分析儀8。
標引號9代表一條輸氣管，用來把上述添加氣g2輸入該混合腔3。該輸氣管9的直徑較小，從反應管6中穿過，其一端伸到上述混合腔3的入口側，另一端則通過一流量計10，針閥11及調壓器或類似裝置12而連接到一個儲氣瓶13上。該儲氣瓶13中儲有濃度已知的NO氣，其濃度由摻加氮氣來維持一定值。
此外，標引號14表示加熱器，用來給上述反應管6、對比管7和輸氣管9加熱并保溫。
具有上述構造的氨氣濃度測量裝置，在使用時，由上述探頭2把待測氣體g1經過取樣口2吸入，經過濾清器4濾去灰塵后，送入上述混合腔3。貯存在上述儲氣瓶13中的上述添加氣g2，也徑由輸氣管9從該探頭的另一側輸入混合腔3。上述添加氣g2的流量最好等于或小于上述待測氣體g1的流量的百分之一，并使此流量保持恒定。
如上所述，吸入混合腔3的待測氣體g1與上述添加氣g2充分混合，所形成的混合氣G(即待測氣體g1+添加氣g2)的濃度經過調節，始終保持著NO的濃度高于NH3的濃度。接下來，當該混合氣體G從上述混合腔3流出來，經過上述反應管6時，其中的與NH3摩爾當量相等的那一部分NO，在催化劑5的作用下被消耗掉，使相應的NH3全部被還原。而與此同時，流過對比管7的混合氣G由于沒有催化劑5的作用，其中的NH3與NO之間不起反應。因此，可以通過輸入上述NO分析儀8的兩股氣體中NO濃度的差別，測定出待測氣體中NH3的含量。
雖然在上述的裝置中，反應管6和對比管7是同軸安置，輸氣管9扠在反應管6中間，不過本發明不僅限于這樣的布置方式。凡是可把上述反應管6和對比管7以彼此平行的方式裝在混合腔3的出口端的布置，凡是可把輸氣管9同反應管6和對比管7一起套在探頭2的管壁內的布置方式，都可以采用。(如圖2所示)。
按照本發明，在測定氨氣濃度的裝置中，探頭上設置一個混合腔，用來使待測氣體同不含氨氣而只含氧化氮的氣體在其內相混合，在該混合腔的一端，裝有一根反應管，管內填充著脫氮還原催化劑，還裝有一根未填脫氮催化劑的對比管，這兩根管子彼此平行地裝在所述混合腔的出口側。上述的不含氨氣而只含氧化氮的氣體，徑由一根穿過該探頭的輸氣管引到上述混合腔的入口側，由此，而使向待測氣體中補充含NO的氣體的裝置得到簡化。為了測定氨氣濃度，必須把上述探頭裝到脫氮裝置或類似裝置上。
權利要求
1.測定氣體試樣中氨氣濃度的裝置，其中包括一個探頭，該探頭的構成為a、具有進口側和出口側的混合腔，用來使上述氣體試樣同只含氧化氮而不含氨氣的氣體相混合；b、反應管，管內盛脫氮還原催化劑；c、對比管，管內沒有上述脫氮還原催化劑；上述管子彼此平行，并與上述混合腔的出口側相接；d、輸氣管，穿過上述探頭，用來將上述的只含氧化氮而不含氨氣的氣體輸送到上述混合腔的入口側。
2.如權利要求
1所述的裝置，其中的反應管和對比管彼此同軸地安裝。
專利摘要
測定氣體試樣中氨氣濃度的裝置，其中探頭的構成為有進口側和出口測的混合腔，用來將氣樣同只含氧化氮而不含氨氣的氣體混合；盛放脫氮還原催化劑的反應管，和無脫氮還原催化劑的對比管，兩管彼此平行地裝在混合腔的出口側；一根輸氣管，穿過上述探頭，用來把上述只含氧化氮而不含氨氣的氣體輸送到混合腔的入口側。
文檔編號G01N31/10GK85105297SQ85105297
公開日1987年3月4日 申請日期1985年7月10日
發明者渡道研一, 淺見一 申請人:株式會社堀場制作所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan