JP3777786B2 - Total nitrogen meter - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水溶液試料中のTN(全窒素)を測定するTN計に関し、特に、試料中の窒素成分(N)をNO(一酸化窒素)に変換してオゾンとNOとの反応による発光によりTNを測定する化学発光式(ケミルミネセンス、略してケミルミ式又はCLM式ともいう)TN計に関するものである。CLM式TN計は、試料中に含まれるTOC(全有機体炭素)やTC(全炭素)などTN以外の他の成分を分析する機能を備えた水質分析装置に組み込まれることもある。
TN計は、下水や河川水に含まれる窒素成分をモニタするTNモニタとして利用されたり、環境基準が設けられている海域や排水基準が設けられている工場などでのTNモニタなどに利用されている。
【0002】
【従来の技術】
CLM式TN計は、試料中の窒素成分をNOに変換する酸化反応部、水溶液試料の一定量を採取してその酸化反応部に注入する試料注入部、その酸化反応部にキャリアガスを供給するキャリアガス供給部、及びオゾン発生器を備えてそのオゾン発生器から供給されたオゾンと酸化反応部からキャリアガスとともに送られてきた試料気化ガス中のNOとの反応による発光を測定するNO検出部を備えている。さらに、活性炭や二酸化マンガンなどを含む触媒によりNO検出部からの排ガス中のオゾンを除去するオゾン分解器が備えられている。酸化反応部の変換方式としては、例えば燃焼により変換するもの、試薬により変換するもの、紫外線により変換するものなどがある。
【0003】
NO検出部からの排ガスにはNOやNO2(二酸化窒素)などのNOx(窒素酸化物)が含まれており、このNOxがオゾン分解器の触媒に吸着し、触媒の寿命が短くなるという問題があった。このような問題を解決するために、触媒を100℃ぐらいに加熱して触媒へのNOxの吸着を抑制している。
酸化反応部に燃焼炉を備えているCLM式TN計では、燃焼炉の温度は600〜900℃程度であるので、その燃焼炉の熱を利用してオゾン分解器の触媒を100℃程度に加熱している。
また、燃焼炉など熱供給手段を備えていないCLM式TN計では、オゾン分解器の触媒の温度を上げるために炉などの昇温装置を別に取り付けている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
燃焼炉の熱を利用してオゾン分解器の触媒を加熱するCLM式TN計において、燃焼炉の温度は約600〜900℃であり、この熱をオゾン分解器の触媒の加熱に直接利用するには高温すぎる。そのため、オゾン分解器の触媒の温度が100℃ぐらいになるような位置にオゾン分解器を取り付けなければならず、装置の構造上の制約があった。
また、オゾン分解装置の触媒を加熱してNOxの吸着を防止する方法では、有害ガスであるNOxはそのまま放出されるので、NOxを吸収又は分解する排気設備が必要となる。
【0005】
そこで本発明は、CLM式TN計において、NOxの放出を抑え、かつオゾン分解器の触媒の寿命低下を抑制することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明による全窒素計は、水溶液試料中の窒素化合物を一酸化窒素に変換する酸化反応部と、オゾン発生器を備えてそのオゾン発生器から供給されたオゾンと酸化反応部からキャリアガスとともに送られてきた試料気化ガス中の一酸化窒素との反応による発光を測定する化学発光式一酸化窒素検出器を備えた検出部と、検出部からの排ガス中に含まれる窒素酸化物を除去する窒素酸化物吸収器及び窒素酸化物吸収器からの排ガス中のオゾンを除去するオゾン分解器を備えた排ガス処理部とを備えたものである。
【0007】
酸化反応部で水溶液試料中の窒素化合物をNOに変換し、そのNOとオゾン発生器から供給されたオゾンを検出部で反応させる。検出部からの排気ガスにはNOやNO2、オゾンなどが含まれている。その排ガス中のNOやNO2などのNOxを窒素酸化物吸収器により吸収して除去し、排ガス中のオゾンをオゾン分解器により除去した後、排出する。
【0008】
【実施例】
図1は、本発明をTN/TOC計に適用した一実施例を概略的に表わしたものである。TN/TOC計では同じ試料中のTOCとTNを一連の動作で検出する。
2は酸化反応部であり、金属酸化物や貴金属触媒の酸化触媒4が充填された石英ガラス製燃焼管6が電気炉8により所定の温度に加熱されるようになっている。試料サンプリング部(図示略)により一定量の水溶液試料が採取されて、燃焼管6に上部から注入される。燃焼管6に注入された水溶液試料は加熱された酸化触媒4と接触して熱分解し気化するとともに、試料中の窒素成分がNOに変換され、同時に炭素成分(C)がCO2(二酸化炭素)に変換される。燃焼管6の上部からは炭素分を除去した精製空気が一定流量に制御されてキャリアガスとして供給される。
【0009】
燃焼管6で気化した試料ガスが、キャリアガスにより送られ、除湿部(図示略)を経てCO2検出器としての非分散型赤外線CO2計(以下NDIRと略記する)10に導かれてCO2濃度が測定される。NDIR10を通過した試料ガスは、CLM式NO計12へ導かれ、その試料ガス中のNOがオゾン発生器14から供給されるオゾンと反応することによって生じる化学発光が検出されてNO濃度が測定される。CLM式NO計12を通過した試料ガスは、その試料ガス中のNOxを吸収する例えば粒状のソーダライムを充填したNOx吸収器16を経て、さらにオゾンを除去するために、例えば活性炭と触媒としての二酸化マンガンが充填されたオゾン分解器18を経て放出される。
【0010】
オゾン源として、エアーが、オゾン発生器14に導かれる。エアーに含まれる一部の酸素分子がオゾン発生器14でオゾンに変換された後、オゾンを含むエアーはCLM式NO計12に導かれ、試料ガスと混合される。CLM式NO計12を通過した試料ガスとエアーの混合気は、NOx吸収器16及びオゾン分解器18を経て排気される。
【0011】
次に、この実施例の動作を説明する。
電気炉8により燃焼管6中の酸化触媒4を680〜900℃の所定の温度に加熱しておき、キャリアガスとして精製空気を例えば150ml/minの流量で燃焼管6に供給しておく。その状態で、試料サンプリング部により100μlの水溶液試料をシリンジ等により採取して燃焼管6に注入する。水溶液試料中の窒素成分はNOに、炭素成分はCO2に変換される。燃焼管6で気化した試料ガスがキャリアガスにより送られ、図示しない除湿部を経てNDIR10に導かれてCO2濃度が測定される。その後、試料ガスはCLM式NO計12へ導かれ、オゾン発生器14から供給されるオゾンと試料ガス中のNOが反応してNO濃度が測定される。
【0012】
CLM式NO計12からの排気ガスにはNO2、オゾン及び少量のNOなどが含まれている。その排ガス中のNOやNO2などのNOxをNOx吸収器16により吸収し、排ガス中のオゾンをオゾン分解器18により除去した後、排出する。NOx吸収器16からオゾン分解器18に送られる排ガスはNOxが除去されているので、オゾン分解器18の触媒にNOxが吸着することがなくなり、オゾン分解器18の触媒の寿命低下を抑制することができる。
【0013】
この実施例では本発明をTN/TOC計に適用しているが、これに限定されるものではなく、例えば実施例からNDIRを省いたようなTN計でもよいし、TC計など他の機能と組み合わせてもよい。
また、この実施例では燃焼により窒素成分をNOに変換する燃焼炉を備えた酸化反応部を用いているが、これに限定されるものではなく、例えば試薬や紫外線により変換する方式の酸化反応部を用いてもよい。
【0014】
【発明の効果】
本発明による全窒素計では、CLM式NO計とオゾン分解器との間にNOx吸収器を備え、CLM式NO計からの排ガス中のNOxをそのNOx吸収器により除去してからオゾン分解器に送るようにしたので、オゾン分解器の触媒にNOxが吸着して触媒の寿命が短くなることを防ぐことができる。また、NOxやオゾンなどの有害ガスを装置内で処理するので、排気設備が不要であり、排気設備のない環境でも使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明をTN/TOC計に適用した一実施例を概略的に表す構成図である。
【符号の説明】
2 酸化反応部
4 酸化触媒
6 燃焼管
8 電気炉
10 非分散型赤外線CO2計(NDIR)
12 化学発光式NO計(CLM式NO計)
14 オゾン発生器
16 NOx吸収器
18 オゾン分解器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a TN meter that measures TN (total nitrogen) in an aqueous solution sample. In particular, the present invention converts nitrogen (N) in a sample into NO (nitrogen monoxide) and emits light by reaction between ozone and NO. The present invention relates to a chemiluminescence type (chemiluminescence, abbreviated to chemilumine or CLM) TN meter for measuring TN. The CLM type TN meter may be incorporated in a water quality analyzer having a function of analyzing other components other than TN such as TOC (total organic carbon) and TC (total carbon) contained in a sample.
The TN meter is used as a TN monitor for monitoring nitrogen components contained in sewage and river water, or as a TN monitor in a sea area where environmental standards are established or in a factory where drainage standards are established. Yes.
[0002]
[Prior art]
The CLM type TN meter is an oxidation reaction part that converts a nitrogen component in a sample into NO, a sample injection part that collects a certain amount of an aqueous solution sample and injects it into the oxidation reaction part, and supplies a carrier gas to the oxidation reaction part A carrier gas supply unit, and a NO detection unit that includes an ozone generator and measures luminescence due to the reaction between ozone supplied from the ozone generator and NO in the sample vaporized gas sent together with the carrier gas from the oxidation reaction unit It has. Furthermore, an ozonolysis device is provided for removing ozone in the exhaust gas from the NO detection section by a catalyst containing activated carbon, manganese dioxide, or the like. Examples of the conversion method of the oxidation reaction part include a conversion by combustion, a conversion by a reagent, and a conversion by ultraviolet rays.
[0003]
NOx (nitrogen oxides) such as NO and NO 2 (nitrogen dioxide) is contained in the exhaust gas from the NO detector, and this NOx is adsorbed on the catalyst of the ozone decomposer and the life of the catalyst is shortened. was there. In order to solve such problems, the catalyst is heated to about 100 ° C. to suppress NOx adsorption on the catalyst.
In a CLM type TN meter equipped with a combustion furnace in the oxidation reaction section, the temperature of the combustion furnace is about 600 to 900 ° C., so the heat of the combustion furnace is used to heat the catalyst of the ozone decomposer to about 100 ° C. is doing.
In addition, in a CLM TN meter that does not include a heat supply means such as a combustion furnace, a temperature increasing device such as a furnace is separately attached to increase the temperature of the catalyst of the ozonolysis device.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the CLM type TN meter that uses the heat of the combustion furnace to heat the catalyst of the ozonolysis device, the temperature of the combustion furnace is about 600 to 900 ° C., and this heat is directly used for heating the catalyst of the ozonolysis device. Is too hot. Therefore, the ozonolysis device has to be installed at a position where the temperature of the catalyst of the ozonolysis device is about 100 ° C., and there is a restriction on the structure of the apparatus.
Further, in the method of heating the catalyst of the ozonolysis apparatus to prevent NOx adsorption, NOx, which is a harmful gas, is released as it is, so that an exhaust facility for absorbing or decomposing NOx is required.
[0005]
Accordingly, the object of the present invention is to suppress the release of NOx and the decrease in the life of the catalyst of the ozonolysis device in the CLM type TN meter.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The total nitrogen meter according to the present invention comprises an oxidation reaction unit that converts nitrogen compounds in an aqueous solution sample into nitric oxide, ozone supplied from the ozone generator and a carrier gas from the oxidation reaction unit. A detection unit equipped with a chemiluminescence type nitric oxide detector that measures light emission by reaction with nitrogen monoxide in the sample vaporized gas, and nitrogen that removes nitrogen oxides contained in the exhaust gas from the detection unit And an exhaust gas treatment unit provided with an ozonolysis device for removing ozone in the exhaust gas from the oxide absorber and the nitrogen oxide absorber.
[0007]
A nitrogen compound in the aqueous solution sample is converted to NO in the oxidation reaction unit, and the NO and ozone supplied from the ozone generator are reacted in the detection unit. The exhaust gas from the detection unit contains NO, NO 2 , ozone, and the like. NOx such as NO and NO 2 in the exhaust gas is absorbed and removed by a nitrogen oxide absorber, and ozone in the exhaust gas is removed by an ozone decomposer and then discharged.
[0008]
【Example】
FIG. 1 schematically shows an embodiment in which the present invention is applied to a TN / TOC meter. The TN / TOC meter detects TOC and TN in the same sample by a series of operations.
Reference numeral 2 denotes an oxidation reaction section, in which a quartz glass combustion tube 6 filled with a metal oxide or an oxidation catalyst 4 of a noble metal catalyst is heated to a predetermined temperature by an
[0009]
The sample gas vaporized in the combustion tube 6 is sent by a carrier gas, and is guided to a non-dispersive infrared CO 2 meter (hereinafter abbreviated as NDIR) 10 as a CO 2 detector via a dehumidifying part (not shown). 2 concentration is measured. The sample gas that has passed through the
[0010]
Air is led to the
[0011]
Next, the operation of this embodiment will be described.
The oxidation catalyst 4 in the combustion tube 6 is heated to a predetermined temperature of 680 to 900 ° C. by the
[0012]
The exhaust gas from the CLM
[0013]
In this embodiment, the present invention is applied to a TN / TOC meter. However, the present invention is not limited to this. For example, a TN meter in which NDIR is omitted from the embodiment may be used. You may combine.
Further, in this embodiment, an oxidation reaction section provided with a combustion furnace that converts a nitrogen component into NO by combustion is used. However, the present invention is not limited to this. For example, an oxidation reaction section that converts by a reagent or ultraviolet rays is used. May be used.
[0014]
【The invention's effect】
In the total nitrogen meter according to the present invention, a NOx absorber is provided between the CLM type NO meter and the ozonolysis device. Since it is sent, it is possible to prevent NOx from being adsorbed on the catalyst of the ozonolysis device and shortening the life of the catalyst. Further, since harmful gases such as NOx and ozone are processed in the apparatus, no exhaust equipment is required, and the system can be used in an environment without exhaust equipment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing an embodiment in which the present invention is applied to a TN / TOC meter.
[Explanation of symbols]
2 Oxidation reaction section 4 Oxidation catalyst 6
12 Chemiluminescence NO meter (CLM NO meter)
14 Ozone generator 16
Claims (1)
オゾン発生器を備えてそのオゾン発生器から供給されたオゾンと前記酸化反応部からキャリアガスとともに送られてきた試料気化ガス中の一酸化窒素との反応による発光を測定する化学発光式一酸化窒素検出器を備えた検出部と、
前記検出部からの排ガス中に含まれる窒素酸化物を除去する窒素酸化物吸収器及び前記窒素酸化物吸収器からの排ガス中のオゾンを除去するオゾン分解部を備えた排ガス処理部と、を備えたことを特徴とする全窒素計。An oxidation reaction part that converts nitrogen compounds in the aqueous solution sample into nitric oxide;
A chemiluminescent nitric oxide which has an ozone generator and measures luminescence due to the reaction between ozone supplied from the ozone generator and nitrogen monoxide in the sample gas sent from the oxidation reaction section together with the carrier gas. A detector with a detector;
A nitrogen oxide absorber that removes nitrogen oxides contained in the exhaust gas from the detection unit, and an exhaust gas treatment unit that includes an ozone decomposition unit that removes ozone in the exhaust gas from the nitrogen oxide absorber. Total nitrogen meter.
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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| JPH11258226A JPH11258226A (en) | 1999-09-24 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP (1) | JP3777786B2 (en) |
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1998
- 1998-03-06 JP JP07336598A patent/JP3777786B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH11258226A (en) | 1999-09-24 |
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