專利名稱：：排氣測定裝置和排氣測定方法
技術領域：
：本發明涉及一種含有飄塵等粉塵成分的排氣的測定裝置和測定方法，例如，涉及一種以柴油發電鍋爐、玻璃熔爐等的含有粉塵成分、酸性霧、鹵素成分等的排氣為對象的排氣測定裝置和排氣測定方法。
背景技術：
：如圖8所示，以往，在產生源用測定裝置、環境大氣用測定裝置、汽車排氣測定裝置等的大氣污染測定裝置中，以從試樣采集點到分析計之間的試樣流體中的除濕、除塵、定流量化等為目的，設有過濾器、切換閥、導管、除濕器、吸入泵、節流闊、流量計等，并且用配管連接各構件形成試樣流路(例如參考非專利文獻1)。而且，如圖9所示，提出一種排氣取樣裝置101，該裝置通過同時采集排氣中的煤塵等固體成分和硫酸化合物(S0x)、氮氧化合物(N0x)等氣體成分，能夠縮短煤煙濃度的測定時間。氣體成分測定用取樣探針102和煤塵測定用取樣探針103，通過具有可被這兩者插通的開口的栓體104，互相接近而并列，取樣探針102、103中的至少一方，向煙道內插入的長度可以調整。能夠將過濾器(未圖示)安裝在氣體成分測定用取樣探針102內，或與氣體成分測定用取樣探針102連接，并且將粉塵收集器131安裝在煤塵測定用取樣探針103內，或與煤塵測定用取樣探針103連接(例如參考專利公報1)。非專利文獻l:閂本工業標準"JISB7982-2002"專利文獻l:特開2006-226866號公報然而，在以往的測定裝置中，存在一些問題。B卩，在玻璃熔爐、柴油發電鍋爐、金屬精煉焚燒爐、垃圾焚燒爐、鋼鐵熔爐(下面有時稱為"高溫熔爐等")等的排氣中，含有S03霧等腐蝕性物質即酸性霧。因此，當使用上述測定裝置進行這種排氣的測定時，雖然在試樣處理部采用填充有無機多孔物質或浸漬了不揮發性酸的粒狀活性炭的柱狀體，能夠實現酸性霧的去除，但缺乏長期穩定性，其原因不明
發明內容發明要解決的問題因此本發明的目的在于，與這種問題對應，提供一種排氣測定裝置和排氣測定方法，其能夠不受排氣中所含有的粉塵成分和酸性霧的影響，即使是高溫熔爐等，也能長期進行穩定性高的連續測定。解決課題的手段本發明的發明者，經過努力地研究，通過以下所述的排氣測定裝置和排氣測定方法，發現下面的事項，完成了本發明。艮P，在高溫熔爐等的排氣中，含有2Wn以下的所謂微細粉塵或飄塵等粉塵成分，沒被通常使用的試樣采集點所設有的l次過濾器去除而被帶進試樣處理部。這時，這種粉塵成分與酸性霧結合，成為流路的污染、腐蝕等的原因，并且引起上述霧去除用柱的去除能力的下降。g卩，在本發明的驗證過程中發現這種排氣中所含有的粉塵成分和酸性霧復合地作用，對于排氣測定裝置的試樣處理產生較大的影響。本發明，在該新穎的見解的基礎上，以含有飄塵等粉塵成分和S03霧等酸性霧的排氣為測定對象試樣，包括導入該排氣的試樣導入部；使粉塵成分凝集的冷卻部；對在該冷卻部凝集的粉塵成分進行收集的粉塵收集部；霧收集部，其設在該粉塵收集部的下游，并填充有對所述排氣中的酸性霧進行去除的吸附劑；以及分析計，其導入經上述部分清潔處理后的經處理氣體，并對排氣中的特定成分進行測定。艮P，發現當像來自玻璃熔爐等的排氣那樣，進一步含有微細粉塵或飄塵等的粉塵成分時，通過在試樣處理部設置冷卻部，將氣態的水分液化，通過使其與粉塵成分凝集，能夠在粉塵收集部(過濾器)進行收集，并且在冷卻部凝集的水分附著在過濾器表面，使過濾器表面處于加濕狀態，從而不用設置其它精密過濾器等也能對微細粉塵等微粒子物質(例如2Mm以下)進行收集。而且，可知排氣中所含有的粉塵成分和酸性霧，不但復合地引起流路的污染，還由該柱狀體的污染引起酸性霧去除能力的下降。可知對本發明能否有效地去除這種粉塵成分進行驗證的結果是，使含有來自試樣導入部的水分的狀態下的排氣，通過填充有由高分子材料構成的過濾器部件的粉塵收集部，從而能夠以非常高的收獲率對排氣中的粉塵成分進行收集。g卩，在以往大多使用的由玻璃棉、陶瓷等構成的無機系過濾器中，難于完全收集l剛以下的微細粉塵，如下所述，發現具有使過濾器表面能夠保持加濕狀態的表面材料的部件其收集能力強，該表面材料為由聚酯、聚丙烯等高分子材料構成的纖維狀物體或無紡織布等。由此，不僅能夠去除粉塵成分，而且能夠防止配設在其后段的酸性霧去除手段的劣化。而且，作為酸性霧去除手段，在充分去除了這種粉塵成分的狀態下，以往的以珠光體等無機系的吸附劑為主要成分被填充的柱狀體能夠充分發揮作用，但在以含有高濃度的酸性霧為對象的本發明中，通過進一步使用經過不揮發性酸浸漬處理的吸附劑，例如浸漬了磷酸的粒子狀活性炭等，能夠更高效并長期地進行酸性霧的去除。因此，能夠提供一種排氣測定裝置，其不受排氣中所含有的粉塵成分和酸性霧等影響，可長期進行穩定性高的連續測定。另外，通過不揮發性酸浸漬處理，能夠確保吸附劑的穩定性，并且能夠防止排氣中的測定成分S02、NOx等的由吸附所引起的損失，還能防止加熱條件下的活性炭等的由燃燒所引起的損失。這里，"粉塵成分"是指，含有金屬氧化物和金屬鹽類等能夠形成粉塵的粉塵起因成分，該金屬氧化物和金屬鹽類包括在高溫條件下氣化的狀態；以2Mm以下的微細粉塵、燃燒灰分等為主要成分的超微粒的飄塵等；或這些成分的混合體的成分。而且，"酸性霧"是指，含有氣態的S03、霧狀的S03霧、硝酸霧、水分、與上述粉塵成分的結合體、以及這些成分的混合體的成分。此外，"冷卻部"只要是具有試樣氣體的冷卻功能、使粉塵成分凝集的結構，不限于下述濕式過濾器等個別的構件。例如，作為廣義的概念，也包括具有這些功能的試樣導入部的一部分或粉塵收集部。而且，在上述排氣測定裝置中，最好具有作為粉塵成分的滲透狀態的監測器發揮作用的所述粉塵收集部以及位于所述霧收集部的下游且填充有吸附劑的霧監測器。艮卩，在經常長期連續運行的排氣測定裝置中，最好對試樣處理部被粉塵成分和酸性霧污染等情況進行監測。這里，在來自玻璃熔爐等的排氣中，大多含有有色粉塵成分，因此，在本發明中，利用這種粉塵收集部的著色狀態作為其污染情況的監測器。利用粉塵收集部所具有的粉塵收集功能和作為粉塵監測器的功能，具體來說，例如將粉塵成分去除部件配設成直線排列，對上游的著色狀態進行監測，當下游開始著色時，進行柱狀體的更換，從而不會進一步對下游側產生影響，能夠實現其功能的萬無一失。而且，即使在粉塵成分自身無色的情況下，通過與其中所含有的特定成分進行反應而變色的成分填充到粉塵收集部或進行表面處理，從而同樣能夠確保作為粉塵監測器的功能。此外，關于無色的粉塵，在現場，水滴或酸性霧等附著在由粉塵收集部所收集的粉塵上，異物的產生被確認，通過對這種異物的產生狀態進行監測，能夠確保作為粉塵監測器的功能。而且，關于酸性霧，可知吸附在以往的珠光體等的無機系的吸附劑上的酸性霧，漸漸與共存的水分結合而形成水滴狀，附著在吸附劑的表面或填充有吸附劑的柱狀體的內表面上。本發明利用這種柱狀體內的水滴狀物體的附著狀態作為霧收集部的污染情況的監測器。起到監測器作用的同時，通過霧監測器本身的酸性霧的去除能力，不會進一步對下游側產生影響，能夠實現其功能的萬無一失。本發明的上述排氣測定裝置，當所述排氣中含有氟化氫等鹵素或鹵素化合物時，在所述霧收集部或霧監測器的下游，設置鹵素收集部，該鹵素收集部填充有經過不揮發性酸所產生的表面處理的部件，該部件由對該鹵素或鹵素化合物進行去除的金屬材料構成；位于該鹵素收集部的下游且填充有由含有著色材料的多孔材料構成的部件的鹵素監測器。如上所述，在玻璃熔爐等的排氣中，除了粉塵成分、酸性霧以外，有時還含有鹵素成分，這些物質是腐蝕性強的成分，并且，通過與粉塵成分中的金屬氧化物的反應、或向由酸性霧所形成的水滴狀物體的溶解等，可能會產生復合的惡劣影響。而且，鹵素成分，雖然氟、氯等鹵素和氟化氫、氯化氫等鹵素化合物具有不同的特性，但都需要進行相同的處理。本發明，利用銅、錫等金屬材料與鹵素的高反應性，用其作為鹵素收集部，從而能夠高效并有選擇地進行鹵素成分整體的去除處理。而且，通過不揮發性酸浸漬處理，能夠防止排氣中的測定成分S02、NOx等的損失。此外，在鹵素收集部的下游，配設經過銀鹽浸漬處理的多孔材料，銀鹽通過與鹵素的反應生成有色化合物，從而能夠被用作鹵素收集部的污染情況的監測器，并且，通過鹵素監測器本身的鹵素成分的去除能力，不會進一步對下游側產生影響，能夠實現其功能的萬無一失。而且，本發明的上述排氣測定裝置，當所述排氣中含有氟化氫等鹵素或鹵素化合物時，在所述霧收集部的上游具有對該鹵素或鹵素化合物進行去除的鹵素收集部。在排氣中含有大量氟化氫等鹵素或鹵素化合物的情況下，當導入霧收集部的試樣氣體中存在微細的粉塵成分(尤其是金屬化合物等)時，由于金屬鹵化物等的產生和成長，引起霧收集部的收集能力的下降。因此，根據排氣的組成，最好在霧收集部的上游配設鹵素收集部。而且，如下所述，本發明的鹵素收集部具有去除霧成分的功能，因此，通過將鹵素收集部設在霧收集部的上游，能夠在鹵素收集部將鹵素成分和霧成分同時去除。由此，能夠減輕設在下游的霧收集部的負荷，因此，特別是以高霧排氣為對象時，有利于提高霧收集部的壽命，增大系統整體的長期穩定性。而且，最好使鹵素收集部和鹵素監測器成為一體而發揮作用。本發明，根據這種排氣組成等排氣測定裝置的使用條件，進行合適的試樣處理，能夠長期進行穩定性高的連續測定。本發明，以含有飄塵等粉塵成分和S03霧等酸性霧的排氣或者除了上述物質外還含有氟化氫等鹵素或鹵素化合物的排氣為測定對象試樣，對于所采集的所述排氣，作為1次處理，在水分共存的情況下，通過粉塵收集部收集所述粉塵成分，作為2次處理，通過霧收集部去除所述酸性霧，當是含有鹵素或鹵素化合物的排氣時，作為3次處理，通過鹵素收集部去除該鹵素或鹵素化合物，并且對這些經過1次處理至2次處理或者1次處理至3次處理的處理氣體中的特定成分進行測定。在含有粉塵成分和酸性霧、或除此之外還含有鹵素成分的排氣中的特定成分的測定中，要求高效地并特定成分沒有損失地將這些成分有選擇地去除并將清潔后的氣體導入分析計。這時，如上所述，各成分不但會分別產生影響，而且會產生復合的影響，在其去除方法中，需要考慮避免產生這種復合作用。本發明，在各成分中，首先實現作為各種化學反應和物理現象的核心的粉塵成分的去除，從而使后段的處理變得容易(l次處理)，然后使用以酸性霧為主要處理對象、并且對于鹵素成分也具有處理效果的霧收集部(2次處理)，能夠提供一種能夠長期進行穩定性高的連續測定的排氣測定方法。此外，當排氣中含有鹵素成分時，使用高效并有選擇的鹵素收集部來進行處理(3次處理)，從而能夠提供一種能夠在大范圍內長期進行穩定性高的連續測定的排氣測定方法。圖1是表示本發明的排氣測定裝置的基本結構的說明圖。圖2是舉例表示構成本發明的試樣處理系統所使用的冷卻部的構件的說明圖。圖3是舉例表示本發明的試樣處理系統的結構的說明圖。圖4是舉例表示本發明的試樣處理系統所使用的粉塵收集部的結構的說明圖。圖5是表示本發明的排氣測定裝置的第2結構例的說明圖。圖6是表示本發明的排氣測定裝置的第3結構例的說明圖。圖7是表示本發明的排氣測定裝置所使用的洗滌器的試驗方法的說明圖。圖8是大致表示以往技術的分析裝置的結構的說明圖。圖9是大致表示以往技術的取樣裝置的結構的說明圖。符號說明1試樣釆集部la試樣采集管lb—次過濾器2加熱導管(試樣導入部)2a、2b配管部3過濾器柱4粉塵監測器5霧洗滌器6霧監測器7分析計8鹵素洗滌器9鹵素監測器WF1、WF2濕式過濾器具體實施例方式下面，參照附圖，對本發明的實施形態進行說明。本發明的排氣測定裝置(以下稱為"本裝置")以含有粉塵成分和酸性霧的排氣作為測定對象試樣，包括(1)試樣導入部、(2)凝集粉塵的冷卻部、(3)對粉塵成分進行收集的粉塵收集部、(4)對粉塵收集部的污染狀況進行監測的粉塵監測器、(5)去除酸性霧的霧收集部、(6)對霧收集部的污染狀況進行監測的霧監測器、以及(9)對特定成分進行測定的分析計，當排氣中含有鹵素成分時，還具有(7)去除鹵素成分的鹵素收集部、(8)以及對鹵素收集部的污染狀況進行監測的鹵素監測器。〈本發明的排氣測定裝置的基本結構〉圖1(第1結構例)中將本發明的基本結構舉例表示。由設在排氣所流過的管道(未圖示)上的試樣采集部1所采集的試樣氣體(排氣)，經過設在其后面的加熱導管2(包括試樣采集部1，相當于試樣導入部)導入到濕式過濾器WF1(包括下面的配管部，相當于冷卻部)。在這里，粉塵成分被凝集，包含凝集的粉塵成分的試樣氣體導入到過濾器柱3(相當于粉塵收集部，有時包含下述的粉塵監測器4作為粉塵收集部)。在濕式過濾器WF1所分離的排液通過排液筒DP1向外部排出。粉塵成分被收集了的試樣氣體，通過粉塵監測器4導入到排液分離器DS1。在排液分離器DS1所分離的排液，通過排液筒DP2向外部排出。另一方面，排液被分離了的試樣氣體經過精密過濾器Fm導入到霧洗滌器5(相當于霧收集部)，將酸性霧去除。在精密分離器Fm中，將排氣中的、或與冷卻處理/生成排液相伴而生的例如l陶以下的粉塵成分去除。在霧洗滌器5中酸性霧被去除了的試樣氣體通過霧監測器6導入到排液分離器DS2。在排液分離器DS2中，將新生成的排液分離，并且排液被分離了的試樣氣體，其一部分從旁流路Lb排出，并且上述試樣氣體通過調整閥NVs、吸入泵Ps、切換閥SVo、電子冷卻器C以及二次過濾器Fs導入到分析計7。在排液分離器DS2所分離的排液，通過排液筒DP3向外部排出，在電子冷卻器C產生的排液，通過排液筒DP4向外部排出。而且，旁流路氣體通過流量計FMb和吸入泵Pb排出。此外，在本裝置中，在切換閥SVo的一側，通過開關閥SVz和SVs連接有填充校正氣體的高壓容器(零點校正用氣體容器Gz和量程校正用氣體容器Gs)，能夠在切換閥SVo和開關閥SVz打開的狀態下，進行分析計的零點校正，在切換閥SVo和開關閥SVs打開的狀態下，進行分析計的量程校正。這里，作為本裝置的測定對象試樣的排氣，例如以來自玻璃熔爐、柴油發電鍋爐或金屬精煉焚燒爐等的排氣為對象，主要需要對粉塵成分和酸性霧、或除此之外的鹵素成分進行處理。在粉塵成分中，含有金屬氧化物和金屬鹽類等會變成粉塵的粉塵起因成分，該金屬氧化物和金屬鹽類也可能以高溫條件下氣化的狀態存在;例如以2陶以下的微細粉塵、燃燒灰分等為主要成分的超微粒的飄塵等；或這些成分的混合體。在酸性霧中，含有氣態的S03、霧狀的S03霧、硝酸霧、水分、與上述粉塵成分的結合體、以及這些成分的混合體。而且，作為有害物質之一，有時含有氟(F2)、氯(Cl2)等鹵素和氟化氫(HF)、氯化氫(HC1)等卣素化合物，與上述粉塵成分的結合體，或這些成分的混合物即"鹵素成分"。試樣采集部1由試樣采集管la和一次過濾器lb構成，從插入管道的試樣采集管la吸入采集試樣氣體，通過一次過濾器lb進行除塵。但是，當在排氣通過電集塵機(EP)能夠被充分除塵的狀態下進行采集時，也能省略一次過濾器lb。在對由于吸附和溶解引起損失的、或容易受到反應遲緩等的影響的低濃度S02進行測定的情況下，是有效的。而且，如上所述，管道內為大約30040(TC左右的高溫狀態，因此大多數情況下，通過原封不動地采集試樣氣體，試樣采集部1的溫度能夠維持200'C以上的高溫。這時，不需要在試樣采集部1上設置其它的加熱手段，但最好在冬季或寒冷的地方等設置加熱單元作為補充。已被除塵的試樣氣體，通過加熱管道2導入到濕式過濾器WF1。在加熱導管2中，加熱到試樣氣體中的水分不凝結的程度(大約10012(TC左右)。而且，在本裝置中，對于粉塵成分，劃分成一次過濾器lb、過濾器柱3(包括粉塵監測器4)和精密過濾器Fm三個階段進行處理，從而能夠高效地進行粉塵成分的處理，并且減少從前未知的霧成分和鹵素成分去除的阻礙因素。另外，關于各單元的形態和數量，可以根據試樣氣體的性狀隨時設定。具體來說，作為一次過濾器lb，使用在加熱狀態U5020(TC)下對大粒子的粉塵(例如2Rn以上)進行收集的過濾器；作為過濾器柱3，使用在低溫狀態(例如常溫)下對微細粉塵(例如2Mm以下)進行收集的過濾器(詳細情況將在后面進行描述)；作為精密過濾器Fm，使用在低溫狀態下(例如常溫)對在一次過濾器lb和過濾器柱3中沒有被完全收集的微細粉塵(例如lWn以下)進行收集的過濾器，從而能夠設置與各過濾器的功能相對應的負荷。而且，將過濾器柱3配置在濕式過濾器WF1的下游，從而能夠有效地收集凝集的粉塵成分，在使過濾器表面處于加濕的狀態的條件下使用過濾器，從而能夠有效地收集通過了一次過濾器lb的微細粉塵(例如2剛以下)和大量的飄塵，防止這些粉塵成分流入設在下游的精密過濾器Fm而使其堵塞，能夠減輕其負荷。這里，關于粉塵，將其粒徑(平均粒徑或最大粒徑等)作為處理對象的目標而進行區分，例如將2陶以下的粉塵稱為微細粉塵(例如，2Wn以下)，當需要進一步細分時，有時稱為"微細粉塵(例如ll^以下)"、"例如0.lwn以下的微細粉塵"、或"例如0.OlMm以上的微細粉塵"。根據排氣中的測定對象成分進行選擇分析計7。一般來說，以由排放標準等所規定的N0x、S02、一氧化碳(CO)以及氧氣(02)等為對象，對于N0x、S02以及C0，使用紅外線分析計、紫外線分析計等；對于02，使用磁力式氧氣計等。本裝置的特征在于，具有凝集粉塵成分的冷卻部和對已凝集的粉塵成分進行收集的粉塵收集部，在圖l所例示的結構中，在過濾器柱3的上游，設有濕式過濾器WF1、以及在常溫狀態下與濕式過濾器WFl連接的配管部2a和2b。但是，在過濾器柱3和除此之外的粉塵監測器4的內部，也具有使粉塵成分凝集的冷卻功能，因此，在本裝置的冷卻部上，也包含這樣的粉塵收集部。使試樣氣體中的氣態的水分液化，由此與微細的粉塵一起凝集，成為具有容易收集的大小的粉塵，從而能夠通過設在其下游的過濾器柱3等過濾器，高效地進行收集。而且，將含有在高溫狀態(例如120(TC以上)下被氣化的金屬氧化物和金屬鹽類等的微細粉塵成分的排氣冷卻到低溫(例如包括常溫)，從而能夠對通過結晶化、凝集而產生的固體化的微細粉塵進行收集。濕式過濾器WF，例如具有圖2所示的結構，具有冷卻功能和氣液分離功能，并且，當設有過濾器部件We時，還能夠具有粉塵收集功能。試樣氣體從導入口Wi導入到空間部Ws，在這里被冷卻，并且，在配管部2a和空間部Ws產生的排液被氣液分離。排液從排水口Wd(通過排液筒DP)排出，排液被分離了的試樣氣體從供出部Wo向下游的過濾器柱3等輸送。這時，當設有過濾器部件We時，能夠將由于配管部2a和空間部Ws的冷卻所凝集的新產生的粉塵成分去除。而且，作為過濾器部件We最好與下述的填充在過濾器柱3中的過濾器部件3a相同，由高分子材料的纖維狀物體或無紡織布等構成。另外，在圖1中，表示了設有由配管部2a、濕式過濾器WF1和配管部2b構成的冷卻部，以及設在其下游的過濾器收集部即過濾器柱3的結構。但有時最好在過濾器柱3的下游進一步設置冷卻部。這適合應用于如下情況當排氣中的水分多時，為了防止加熱導管2的堵塞而使配管溫度升高的情況，以及夏季高溫時那樣的冷卻效率低的情況。具體地說，能夠列舉，如圖3(A)所示，在過濾器柱3的下游設置濕式過濾器WF2的結構；和如圖3(B)所示，在過濾器柱3和粉塵監測器4的下游設置濕式過濾器WF2的結構。這些結構具有冷卻功能，并且能夠對在過濾器柱3和粉塵監測器4產生的凝結水和凝集粉塵進行氣液分離和粉塵收集，能夠將過濾器柱3和粉塵監測器4維持為適當的加濕狀態。[過濾器柱]過濾器柱3，是內部填充有由高分子材料構成的過濾器部件的單元，具體地說，如圖4所示，最好是將多段由纖維狀物體或無紡織布等構成的過濾器部件3a重疊而成的結構。在過濾器部件3a的內部，形成有非直線的氣體流動，能夠增大與過濾器部件3a表面的接觸時間，因此，即使對于例如0.lMm以下的微細粉塵和飄塵，也能夠確保較高的收集能力。這里，在由無紡織布等構成的網狀的過濾器部件上，最好能夠收集具有規定粒徑、例如0.lWn以上的粉塵成分。試樣氣體通過過濾器部件的內部的距離短，在加濕狀態下的粉塵的收集能力不大，因此最好減小能夠收集的粒徑。另一方面，在纖維狀物體的過濾器部件中，最好具有規定的收集率，例如由JIS-Z8901規定的收集率的50%以上。這時，聚酯材料的過濾器部件所能收集的粉塵成分的粒徑的范圍變廣，例如粒徑分布05陶39%、510Mm:18%、1020Mm:16%，20陶以上27%，形成上述非直線的氣體流動，能夠增大與過濾器部件3a表面的接觸時間，因此加濕狀態下的粉塵的收集能力大。而且，通過將這些纖維狀物體的過濾器部件和由無紡織布構成的過濾器部件混用，能夠確保兩者的良好特性。此外，由此，能夠大幅度降低或消除以往的課題即粉塵成分對于后段的酸性霧的去除處理的影響，能夠延長霧洗滌劑5的壽命，確保系統整體的長期穩定性。當試樣流量為110L/min時，過濾器柱3具有例如直徑為1050rnrn最好為3050隱左右、長度為10150cm最好為1525cm左右、容積108000ci^最好為100500cm'左右的形狀。能夠確保維護的容易性和足夠使用1數月的容量。這里，如下所述，通過將2根過濾器柱3設置成直線排列狀，能夠依次交換1根過濾器柱3，能夠實現可維護性的提高，并且能夠利用后段的過濾器柱3作為粉塵監測器4。即，過濾器柱3和粉塵監測器4，作為一體，具有粉塵成分的收集功能和收集能力的監測功能，由于其互換性，能夠確保高可維護性。填充于過濾器柱3的過濾器部件3a，其材料最好是聚酯或聚丙烯等高分子材料。如下述的證實結果所示，粉塵成分與高分子材料之間的吸附性高，尤其在有水分共存的情況下，過濾器部件3a的表面能夠保持加濕狀態，從而能夠推測出能夠確保更高收集能力。而且，由纖維狀物體或無紡織布形成，因此使表面積增大，能夠實現收集能力的提高。此外，最好通過材料與過濾器部件3a相同的精密過濾器3b對過濾器部件3a的下游端或兩端進行保持。能夠收集例如O.OlWn以上的微細粉塵和飄塵，排除粉塵成分在后段的影響。過濾器柱3的容器3c，考慮到良好的可成形性、較高的牢固性以及透明性，最好使用聚丙烯。而且，確保過濾器部件3a與試樣氣體之間較多的接觸時間或接觸面積，從而即使是加濕狀態保持能力稍低的材料，通過例如在較長的過濾器柱3中填充過濾器部件3a、或將多根過濾器柱3配設成直線排列，也能夠實現收集能力的提高。[粉塵監測器]作為粉塵監測器4，最好在過濾器柱3的下游使用與過濾器柱3相同的柱。g卩，對如下課題進行了研究在來自玻璃熔爐等的排氣中的粉塵成分中，含有各種金屬氧化物、金屬囟化物等，其中的幾種為有色化合物，因此通過滲透過濾器柱3的粉塵成分進行著色，并能夠用肉眼識別。結果，根據過濾器柱3的過濾器部件3a或精密過濾器3b、容器3c的著色情況，能夠確認過濾器柱3的污染情況，并且根據對滲透過濾器3的粉塵成分進行收集的粉塵監測器4的上游側的著色情況，能夠確認過濾器柱3的更換時間。而且，根據粉塵監測器4的容器表面的粉塵成分的附著情況，也能對過濾器3的劣化情況進行把握。此外，即使在粉塵成分自身不含有有色的化合物的情況下，通過將與其中所含有的特定成分進行反應而變色的成分填充到粉塵收集部或進行表面處理，從而同樣能夠確保作為粉塵監測器的功能。關于無色的粉塵，在現場，水滴或酸性霧等附著在由粉塵收集部所收集的粉塵上，異物的產生被確認，通過對這種異物的產生狀態進行監測，能夠確保作為粉塵監測器的功能。而且，粉塵監測器4本身具有去除粉塵成分的功能，因此，以粉塵監測器4開始被著色時，進行過濾器3的更換，從而不會進一步對下游側產生影響，能夠實現其功能萬無一失。此外，由于粉塵監測器4與過濾器柱3同一性，通過將粉塵監測器4移向上游側，作為過濾器柱3使用，在其下游配設新的粉塵監測器4，能夠有效地活用各部件。霧洗滌器5，最好是填充有由吸附劑構成的部件的單元，該吸附劑經過不揮發性酸浸漬處理。通過使用粒子狀活性炭等吸附能力強、并且吸附表面積大的吸附劑，能夠確保高效地吸納高濃度的酸性霧的能力。除了活性炭以外，可以使用活性沸石等多孔物體作為吸附劑。而且，通過不揮發性酸浸漬處理，能夠不損害吸附能力地確保吸附劑的穩定性，并且能夠防止排氣中的測定成分S02、NOx等的由吸附所引起的損失、以及加熱條件下的活性炭等的由燃燒所引起的損失。作為不揮發性酸，可以使用高濃度的磷酸或高錳酸等。而且，如下述的證實結果所示，霧洗滌器5，在有水分共存的情況下，吸附劑的表面能夠保持加濕狀態，從而能夠確保對于酸性霧的更強的去除能力。以共存的水分不凝結、并且減輕排氣中的測定成分S02、NOx等的由吸附所引起的反應遲緩為條件，霧洗漆器5的使用溫度最好為大約8015(TC左右。作為霧監測器6，最好在霧洗滌器5的下游使用填充有由珠光體系的吸附劑構成的部件的單元。g卩，珠光體系的吸附劑對于如上所述的低濃度的酸性霧具有充分的去除能力，并且吸附在珠光體系的吸附劑的表面上的酸性霧，漸漸與共存的水分結合而形成水滴狀，附著在珠光體系的吸附劑的表面或填充有珠光體系的吸附劑的容器的內表面上。因此，通過對配設在霧洗滌器5的下游的霧監測器6上的這種水滴狀物體的附著狀態進行監測，能夠對霧洗滌器5的污染情況和更換時間進行把握。而且，霧洗滌器6本身具有酸性霧的去除功能，因此能夠不對霧監測器6的下游側產生影響地進行霧洗滌器5的更換。采用具有以上的結構的排氣測定裝置，不會受到排氣中所含有的粉塵成分、酸性霧等的影響，能夠長期進行穩定性高的連續測定。而且，能夠對于各成分的污染等的情況進行監測，防止這種影響，長期進行穩定性高的連續測定。〈本裝置的其它的結構例(第2結構例)>如圖5所例示，當排氣中含有鹵素成分時，除了上述第l結構例的構成部件以外，最好在霧監測器6的下游配設鹵素收集部8和鹵素監測器9。艮P，在玻璃熔爐等的排氣中，除了粉塵成分和酸性霧以外，有時還含有腐蝕性強的鹵素成分。這些鹵素成分不能被上述過濾器柱3或霧洗滌器5充分去除，因此需要不損失排氣中的測定成分S02、NOx等地進行對于鹵素成分的有選擇的去除處理。作為鹵素洗滌器8，最好是由金屬材料構成的、填充有經過表面處理的部件的單元，該表面處理采用不揮發性酸。一般來說，鹵素成分難于進行有選擇的吸附處理，相反，與金屬材料的反應性非常高。因此，利用這種特性，使用反應性高的金屬材料作為洗滌器的基體材料，從而能夠確保有效地吸納鹵素成分的能力。作為金屬材料，可以使用作為單體是穩定的金屬、并且為鹵化物也形成穩定的化合物的銅、錫或銀等。作為部件的性狀，可以使用將這樣的金屬材料成形為毛線狀的物質，或搭載在白色天然浮石(例如大江化學工業制的商品名為Pamister的直徑為16mm的各種粒徑的浮石)等的無機載體上的物質等。而且，通過不揮發性酸浸漬處理，能夠防止排氣中的測定成分即S02、NOx等的由吸附或反應所引起的損失。作為不揮發性酸，可以使用高濃度的磷酸或高錳酸等。[鹵素監測器]作為鹵素監測器9，最好在鹵素洗滌器8的下游使用填充有由多孔材料構成的部件的單元，該多孔材料經過銀鹽浸漬處理。即，作為銀鹽的穩定的載體，使用白色天然浮石等無機載體等的多孔材料，通過碳酸鹽銀鹽浸漬處理，能夠在較大的表面積上進行接觸并反應，能夠形成對于滲透鹵素洗滌器8的鹵素成分具有充分的檢測能力的監測器。這里，鹵素X2與鹵素監測器9所含有的銀鹽，如下式l所示進行反應，反應所生成的鹵化銀(AgX)被光分解，銀游離出來從而變得呈黑色。X2+Ag—AgX…式1而且，卣素監測器9本身具有卣素成分的去除功能，因此能夠不對卣素監測器9的下游側產生影響地進行鹵素洗滌器8的更換。〈本裝置的其它的結構例(第3結構例)〉如圖6所例示，當排氣中含有鹵素成分并存在微細粉塵成分(尤其是金屬化合物等)時，除了上述第l結構例的構成部件以外，最好在霧監測器6的上游配設鹵素洗滌器8禾ti鹵素監測器9。艮卩，這些成分進行反應，由于金屬鹵化物等的生成和增長，有時引起霧洗滌器5的收集能力下降，因此，通過在霧收集器5的上游設置對鹵素的收集能力高的鹵素洗滌器8，能夠防止新的粉塵成分的生成，防止霧洗滌器5的收集能力的下降。而且，鹵素洗滌器8具有去除霧成分的功能，因此，通過在霧洗滌器5的上游設置鹵素洗滌器8，能夠在鹵素洗滌器8中將鹵素成分和霧成分同時去除。因此，能夠減輕設在鹵素洗滌器8的下游的霧洗滌器5的負荷，尤其當以高霧排氣為對象時，能夠延長霧洗滌器5的壽命。采用具有以上結構的排氣測定裝置，即使在排氣中進一步含有鹵素成分的情況下，也能不受其影響，對各成分的污染等的情況進行監測，防止這種影響，長期進行穩定性高的連續測定。(實施例)下面，對以來自玻璃熔爐的排氣為對象時的以往的測定裝置的問題點的產生原因進行驗證，并進行關于本裝置的研究所使用的各洗滌器等的效率的驗證實驗。[以往的測定裝置的問題點的產生原因的驗證](1)排氣的性狀排氣的性狀，根據燃料的類別、有無脫硫裝置、脫硫裝置的方式、原料等而不同，但關于玻璃熔爐排氣，能夠把握下述的表1所例示的性狀。這里，不能充分把握O.lMm以下的微細粉塵等粉塵成分、酸性霧或鹵素成分是問題點的產生原因之一。例如，能夠列舉，作為S03霧的產生原因，除了燃料即重油中的硫成分以外，由于原料之一的芒硝(Na2S04,分解溫度為1350'C)在熔爐溫度160(TC以上的溫度下分解，也容易產生。(2)共存成分的影響微細粉塵的共存是因為原料在高溫時轉化成揮發性氧化物(飛灰或飄塵)，不能完全被電集塵機去除。而且，這種粉塵成分的存在，通過與上述酸性霧的結合、以及水分對于該結合體的進一步的結合等，形成腐蝕性更強、具有成長力的有害物質。作為鹵素成分的產生源，氟包含在石灰等原料中，氯作為金屬氯化物包含在原料中。(1)試驗方法將含有大約11.5wtl的硫成分的重油作為燃料的玻璃熔爐排氣為對象，采用圖7所示的試驗用裝置，對各種洗滌器對于粉塵成分、酸性霧以及鹵素成分的收集能力和去除效率進行驗證。這里，將從試樣釆集部1吸入的試樣氣體導入到排液分離器DSe，將排液分離后，將試樣氣體分成兩部分，將一部分(測定線路)導入到現場使用中的測定裝置GA(堀場制作所制造，ENDA-640)，對NOx、S02、0)和02進行測定，并且將另一部分導入到泵Pe的吸入流路。(1-1)在對于粉塵成分的驗證試驗中，在測定線路上配設被測洗滌器SC1，將試樣氣體以大約3L/min的流量連續地導入到被檢洗滌器SCl。在被測洗滌器SC1上，依次連續設置各洗滌器兩根，通過其污染情況判斷收集能力。而且，對所收集的粉塵進行元素分析(堀場制作所制，掃描型電子顯微鏡——能量分散型X射線分析裝置SEM-EDX)來推斷其起因。(1-2)在對于酸性霧和鹵素成分的驗證試驗中，將導入的試樣氣體進一步分成兩分。這兩部分中的一部分(空白線路)，通過流量計FMd對流量進行確認，并且通過調整閥NVd調整為大約0.5L/min，導入到霧監測器MCd，進一步導入到純水起泡器WBd。對使霧監測器MCd所收集的試樣氣體中的酸性霧溶解的被測液體、以及溶解在純水起泡器WBd中的成分進行分析，從而對霧監測器MCd所收集的酸性霧和溶解在純水起泡器WBd中的鹵素成分進行監測。另一部分(測試線路)，通過流量計FMe對流量進行確認，并通過調整閥NVe調整為大約0.5L/niin，導入到被測洗滌器SC2并進行處理后，導入到霧監測器MCe，進一步導入到純水起泡器WBe。對使霧監測器MCe所收集的試樣氣體中的酸性霧溶解的被測液體、以及溶解在純水起泡器WBe中的成分進行分析，從而對通過被測洗滌器的酸性霧和鹵素成分進行監測。(2)試驗條件(2-1)作為對于粉塵成分的洗滌器，使用(i)填充有15層聚酯纖維過濾器的過濾器柱(FC);(ii)填充有石英棉的柱。(2-2)作為對于酸性霧和鹵素成分的洗滌器，使用(i)本裝置的霧洗滌器(MS，在大約9(TC下加熱)；(ii)填充有由珠光體系的吸附劑構成的部件的單元(SU，在大約90'C下加熱)；(iii)作為參考，本裝置的鹵素洗滌器(HS，常溫)附帶鹵素監測器(HM，常溫)。(2-3)酸性霧的定量，根據用離子色譜法(Metrome公司制，型號861)對溶解在上述霧監測器MCe中的成分進行測定的結果(IC分析)，進行計算。(2-4)鹵素成分的定量，根據用離子色譜法(Metrome公司制，型號861)對溶解在上述純水起泡器WBd和WBe中的成分進行測定的結果(IC分析)，進行計算。(3)試驗結果(3-1)排氣中溶解氣體成分分析作為未處理的排氣中溶解氣體成分的分析，對在空白線路中導入大約2小時的試樣氣體之后的純水起泡器WBd的溶液進行IC分析。而且，對成為各離子成分的來源的排氣中的氣體成分進行了推斷。推斷出作為酸性霧存在S03霧和硝酸霧，以及作為鹵素成分存在HF、HCl和Cl2。(3-2)過濾器柱的粉塵吸附性試驗在測定線路上連續吸入排氣大約1周后的各洗滌器對于粉塵成分的收集能力，如下表1所示，可知在石英棉中，粉塵成分幾乎不被收集，在聚酯纖維過濾器(FC)中，具有較高的收集能力。而且，能夠推斷出其著色性粉塵的主要成分為Si02，Si02來源于原料的灰分。<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>(3-3)霧洗滌器的S03霧去除性能試驗在測試線路上連續吸入排氣大約1周后的各洗滌器對于酸性霧的去除能力，如下表2所示，可知在珠光體系的吸附劑(SU)中，停留為大約70%的去除率，在霧洗滌器(MS)中，具有大約97%的較高的去除能力。而且，作為參考，在鹵素洗滌器(HS)中，具有大約83%的去除率，證明了本裝置的第2、第3結構例中附加鹵素洗滌器所產生的對于酸性霧的有效性。<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>(3-4)鹵素洗滌器的鹵素氣體的去除性能在測試線路上連續吸引排氣大約1周后的各洗滌器對于鹵素成分的去除能力，如下表3所示，可知在珠光體系的吸附劑(SU)中，對于HF/HC1(Cl2)停留為55%/0%的去除率，在鹵素洗滌器(HS)中，具有100%/80%的較高的去除能力。而且，作為參考，在霧洗滌器(MS)中，具有66%/0%的去除率，由此可知在本裝置的第2結構例中，設在鹵素洗滌器的上游的霧洗滌器所具有的去除HF的能力，能夠有助于延長鹵素洗滌器的壽命。<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>(3-5)其它以上的驗證的結果，能夠對各洗滌器分別對于粉塵、霧和鹵素的各個成分的收集能力和去除效率的高低進行了證明，并且，可證明通過組合配設這些洗滌器，能夠相互補充對于各成分的收集能力和去除能力。即，本裝置不僅僅限于各成分的洗滌器的組合，在能夠構成具有復合的高收集能力和去除能力的高性能試樣處理部這一點上，具有非常高的可用性。工業實用性上面，描述了將本發明主要應用于玻璃熔爐排氣中的特定成分的測定裝置和測定方法的情況，但是對于伴隨著高溫燃燒的柴油發電排氣、硫酸工廠排氣、金屬精煉(硫化礦灰焚燒爐)排氣等，也可以應用本測定裝置和測定方法。權利要求1.一種排氣測定裝置，其特征在于，以含有飄塵等粉塵成分和SO3霧等酸性霧的排氣為測定對象試樣，包括導入該排氣的試樣導入部；使所述粉塵成分凝集的冷卻部；對在該冷卻部凝集的粉塵成分進行收集的粉塵收集部；霧收集部，其設在該粉塵收集部的下游，并填充有對所述排氣中的酸性霧進行去除的吸附劑；以及分析計，其導入經上述部分清潔處理后的經處理氣體，并對排氣中的特定成分進行測定。2.如權利要求1所述的排氣測定裝置，其特征在于，具有作為粉塵成分的滲透狀態的監測器發揮作用的所述粉塵收集部以及位于所述霧收集部的下游且填充有吸附劑的霧監測器。3.如權利要求1或2所述的排氣測定裝置，其特征在于，當所述排氣中含有氟化氫等卣素或鹵素化合物時，在所述霧收集部或霧監測器的下游，設置對該鹵素或鹵素化合物進行去除的鹵素收集部以及位于該鹵素收集部的下游且填充有由含有著色材料的多孔材料構成的部件的鹵素監測器。4.如權利要求1或2所述的排氣測定裝置，其特征在于，當所述排氣中含有氟化氫等鹵素或鹵素化合物時，在所述霧收集部的上游具有對該鹵素或鹵素化合物進行去除的鹵素收集部。5.—種排氣測定方法，其特征在于，以含有飄塵等粉塵成分和S03霧等酸性霧的排氣或者除了上述物質外還含有氟化氫等鹵素或鹵素化合物的排氣為測定對象試樣，對于所采集的所述排氣，作為一次處理，在水分共存的情況下，通過粉塵收集部收集所述粉塵成分，作為二次處理，通過霧收集部去除所述酸性霧，當是含有鹵素或鹵素化合物的排氣時，作為三次處理，通過卣素收集部去除該鹵素或鹵素化合物，并且對這些經過一次處理至二次處理或者一次處理至三次處理的經處理氣體中的特定成分進行測定。全文摘要本發明提供一種排氣測定裝置和排氣測定方法，其不受排氣中所含有的粉塵成分、酸性霧等的影響，即使是高溫熔爐等，也能長期進行穩定性高的連續測定。該排氣測定裝置包括導入排氣的試樣導入部(包括試樣采集部(1)和加熱導管(2))；凝集排氣中的粉塵成分的冷卻部(包括濕式過濾器(WF1))；填充有由高分子材料構成的過濾器部件的過濾器柱(3)，該高分子材料對粉塵成分進行捕捉；霧洗滌器(5)，其設在粉塵過濾器(3)的下游，并填充有對排氣中的酸性霧進行去除的吸附劑；以及分析計(7)，其導入經過這些清潔處理的處理氣體，并對排氣中的特定成分進行測定。文檔編號G01N1/22GK101660982SQ20091017068公開日2010年3月3日申請日期2009年8月28日優先權日2008年8月29日發明者山本篤志,生田卓司,秋山重之申請人:株式會社堀場制作所