特開 2024-61497 排ガス分析装置および排ガス分析方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024061497

(43)【公開日】2024-05-07

(54)【発明の名称】排ガス分析装置および排ガス分析方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 31/00 20060101AFI20240425BHJP

   G01N 1/22 20060101ALI20240425BHJP

   G01N 31/10 20060101ALI20240425BHJP

【ＦＩ】

G01N31/00 H

G01N1/22 D

G01N1/22 R

G01N31/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022169476

(22)【出願日】2022-10-21

(71)【出願人】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100140914

【弁理士】

【氏名又は名称】三苫 貴織

(74)【代理人】

【識別番号】100136168

【弁理士】

【氏名又は名称】川上 美紀

(74)【代理人】

【識別番号】100172524

【弁理士】

【氏名又は名称】長田 大輔

(72)【発明者】

【氏名】平井 剛

(72)【発明者】

【氏名】西村 海心

(72)【発明者】

【氏名】野地 勝己

(72)【発明者】

【氏名】米村 将直

(72)【発明者】

【氏名】山口 剛

【テーマコード（参考）】

2G042

2G052

【Ｆターム（参考）】

2G042AA01

2G042AA04

2G042BA05

2G042BB07

2G042CA01

2G042CB01

2G042DA03

2G042DA07

2G042FA05

2G042FA09

2G042GA01

2G052AA02

2G052AB07

2G052AB22

2G052AC25

2G052AD02

2G052AD22

2G052AD42

2G052EB11

2G052GA23

2G052JA18

(57)【要約】

【課題】排ガスダクトに設置される反応装置を撤去せずに、反応装置を置き換えるための反応部による排ガスに対する所定の反応処理の性能を、反応装置と同等の環境条件で分析する。
【解決手段】排ガスダクト２２４と、排ガスダクト２２４を流通する燃焼排ガスＧｅに還元処理をする脱硝触媒２２３ｂとを備える排熱回収ボイラに着脱可能に取り付けられ、排ガスダクト２２４の脱硝触媒２２３ｂの上流側で燃焼排ガスＧｅを採取して排ガスダクト２２４の外部に導くための採取配管１０と、採取配管１０に取り付けられるとともに採取配管１０を流通する燃焼排ガスＧｅに還元処理をする反応器２０と、反応器２０により還元処理が行われた燃焼排ガスＧｅの成分を分析するＮＯｘ計測器３０と、を備える排ガス分析装置１００を提供する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼装置から排出される排ガスが流通する排ガスダクトと、前記排ガスダクトを流通する前記排ガスに所定の反応処理をする反応装置とを備える排ガス処理装置に着脱可能に取り付けられる排ガス分析装置であって、
前記排ガスダクトの前記反応装置の上流側で前記排ガスを採取して前記排ガスダクトの外部に導くための配管と、
前記配管に取り付けられるとともに前記配管を流通する前記排ガスに前記所定の反応処理をする反応部と、
前記反応部により前記所定の反応処理が行われた前記排ガスの成分を分析する分析部と、を備える排ガス分析装置。

【請求項2】

前記反応部は、前記排ガスダクトに配置される前記反応装置と所定温度範囲内の温度となるように加熱されている請求項１に記載の排ガス分析装置。

【請求項3】

前記反応部は、前記排ガスダクトの内部に露出するように配置されており、前記排ガスダクトを流通する前記排ガスにより加熱されている請求項２に記載の排ガス分析装置。

【請求項4】

前記反応部は、前記排ガスダクトの外部に配置されており、
前記反応部を前記排ガスダクトに配置される前記反応装置と所定温度範囲内の温度となるように加熱する加熱部を備える請求項２に記載の排ガス分析装置。

【請求項5】

前記排ガスダクトの外壁には、前記排ガスダクトの内部環境を計測するための計測器が挿入される取付座が設置されており、
前記配管は、前記計測器が取り外された前記取付座に固定されている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の排ガス分析装置。

【請求項6】

前記配管を介して前記排ガスダクトから前記排ガスを前記分析部に導くための吸引部を備える請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の排ガス分析装置。

【請求項7】

前記反応部は、前記配管を流通する前記排ガスに含まれる窒素酸化物を還元する還元処理をする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の排ガス分析装置。

【請求項8】

前記排ガスには、前記窒素酸化物を還元するための還元剤が混合されており、
前記反応部は、前記窒素酸化物を前記還元剤により還元処理するための脱硝触媒を有し、
前記脱硝触媒は、前記反応装置が有する他の脱硝触媒とは還元処理の性能が異なる請求項７に記載の排ガス分析装置。

【請求項9】

前記反応部は、前記配管を流通する前記排ガスに含まれるアンモニアを分解する分解処理をする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の排ガス分析装置。

【請求項10】

燃焼装置から排出される排ガスが流通する排ガスダクトと、前記排ガスダクトに設けられて前記排ガスに所定の反応処理をする反応装置とを備える排ガス処理装置で処理される前記排ガスを分析する排ガス分析方法であって、
前記排ガスダクトの前記反応装置の上流側で前記排ガスを採取して前記排ガスダクトの外部に導くための配管に採取する第１採取工程と、
前記第１採取工程で前記配管に導かれた前記排ガスに前記所定の反応処理をする第１反応工程と、
前記第１反応工程により前記所定の反応処理が行われた前記排ガスの成分を分析する第１分析工程と、を備える排ガス分析方法。

【請求項11】

前記第１反応工程は、前記排ガスダクトに配置される前記反応装置と所定温度範囲内の温度で前記反応処理をする請求項１０に記載の排ガス分析方法。

【請求項12】

前記排ガスダクトの前記反応装置の上流側で前記排ガスを採取する第２採取工程と、
前記第２採取工程で採取された前記排ガスに第２反応部により前記所定の反応処理をする第２反応工程と、
前記第２反応工程により前記所定の反応処理が行われた前記排ガスの成分を分析する第２分析工程と、
前記第１分析工程の分析結果と前記第２分析工程の分析結果とを比較する比較工程と、を備える請求項１０または請求項１１に記載の排ガス分析方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、排ガス分析装置および排ガス分析方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、ガスタービンにより発電機を駆動して発電を行うガスタービン複合発電設備において、ガスタービン等から排出される燃焼排ガスに含まれるＮＯｘを低減除去するために、排熱回収ボイラに脱硝装置が設けられている（例えば、特許文献１参照）。脱硝装置とは燃焼排ガスにアンモニア等の還元剤を注入し、ＮＯｘと還元剤を触媒中で反応させ、無害な窒素と水に還元して除去（いわゆる脱硝）する装置である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１３８７７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年の再生可能エネルギーが普及しており、再生可能エネルギーによる発電出力が大きい時間帯には、ガスタービン複合発電設備は定格負荷よりも負荷の低い低負荷で運転して発電出力を抑制する運用が行われる場合がある。このような低負荷運転では、高負荷運転に比べて、ガスタービンから排出される燃焼排ガスに含まれる窒素酸化物中の二酸化窒素の比率が上昇し、触媒による二酸化窒素の除去率が下がってしまう現象が発生する。

【0005】

低負荷運転中の窒素酸化物の除去率を高めるためには、脱硝装置の触媒を、窒素酸化物中の二酸化窒素の除去率の高い新規の触媒に交換する作業が有効となる。脱硝装置に設けられている既存の触媒による窒素酸化物の除去率と、新規の触媒による窒素酸化物の除去率とを正確に比較するためには、既存の触媒と新規の触媒とを同等の環境に設置して試験を行う必要がある。

【0006】

しかしながら、運用中の排熱回収装置に設置された既存の触媒を撤去し、撤去した既存の触媒に替えて新規の触媒を設置するためには、排熱回収装置を停止させて多大な工数を要する作業を行う必要がある。そのため、新規の触媒による所定のガス成分の除去率が高いと見込まれる場合であっても、新規の触媒を既存の触媒と同等の環境に設置して試験を行って性能を確認することは容易ではない。

【0007】

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、排ガスダクトに設置される反応装置を撤去せずに、反応装置を置き換えるための反応部による排ガスに対する所定の反応処理の性能を、反応装置と同等の環境条件で分析することが可能な排ガス分析装置および排ガス分析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】

【0008】

上記課題を解決するために、本開示の排ガス分析装置および排ガス分析方法は以下の手段を採用する。
本開示の一態様に係る排ガス分析装置は、燃焼装置から排出される排ガスが流通する排ガスダクトと、前記排ガスダクトを流通する前記排ガスに所定の反応処理をする反応装置とを備える排ガス処理装置に着脱可能に取り付けられる排ガス分析装置であって、前記排ガスダクトの前記反応装置の上流側で前記排ガスを採取して前記排ガスダクトの外部に導くための配管と、前記配管に取り付けられるとともに前記配管を流通する前記排ガスに前記所定の反応処理をする反応部と、前記反応部により前記所定の反応処理が行われた前記排ガスの成分を分析する分析部と、を備える。

【0009】

本開示の一態様に係る排ガス分析方法は、燃焼装置から排出される排ガスが流通する排ガスダクトと、前記排ガスダクトに設けられて前記排ガスに所定の反応処理をする反応装置とを備える排ガス処理装置で処理される前記排ガスを分析する排ガス分析方法であって、前記排ガスダクトの前記反応装置の上流側で前記排ガスを採取して前記排ガスダクトの外部に導くための配管に採取する採取工程と、前記採取工程で前記配管に導かれた前記排ガスに前記所定の反応処理をする反応工程と、前記反応工程により前記所定の反応処理が行われた前記排ガスの成分を分析する分析工程と、を備える。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、排ガスダクトに設置される反応装置を撤去せずに、反応装置を置き換えるための反応部による排ガスに対する所定の反応処理の性能を、反応装置と同等の環境条件で分析することが可能な排ガス分析装置および排ガス分析方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本開示の第１実施形態に係るガスタービン複合発電設備を示した概略構成図である。

【図2】図１に示す排熱回収ボイラの部分拡大図であり、取付座に排ガス分析装置が固定された状態を示す。

【図3】排熱回収ボイラの部分拡大図であり、取付座に圧力センサが固定された状態を示す。

【図4】本開示の第１実施形態の排ガス分析方法を示すフローチャートである。

【図5】本開示の第２実施形態に係る排熱回収ボイラの部分拡大図であり、取付座に排ガス分析装置が固定された状態を示す。

【図6】排熱回収ボイラの部分拡大図であり、取付座に排ガス分析装置が固定された状態を示す。

【図7】本開示の第３実施形態の排ガス分析方法を示すフローチャートである。

【図8】排ガス分析装置の第１変形例を示す図である。

【図9】排ガス分析装置の第２変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

〔第１実施形態〕
以下、本開示の第１実施形態に係る排ガス分析装置１００および排ガス分析方法について図面を参照して説明する。本実施形態の排ガス分析装置１００は、ガスタービン複合発電設備２００の排熱回収ボイラ（排ガス処理装置）２２０に着脱可能に設けられる装置である。図１に示すように、ガスタービン複合発電設備２００は、ガスタービン（燃焼装置）２１０と、排熱回収ボイラ２２０と、還元剤供給部２３０と、を備える。

【0013】

ガスタービン２１０は、圧縮機２１１と、燃焼器２１２と、タービン２１３と、発電機２１４と、を有する。圧縮機２１１とタービン２１３と発電機２１４は、一体回転可能に同軸に連結されている。圧縮機２１１は、外部から取り込んだ空気を圧縮して燃焼器２１２に供給する。

【0014】

燃焼器２１２は、圧縮機２１１から供給された圧縮空気と燃料とを混合して燃焼し、高温・高圧の燃焼ガスを生成する。タービン２１３は、燃焼器２１２から供給された高温・高圧の燃焼ガスが断熱膨張することにより回転する。発電機２１４は、タービン２１３と同軸上に設けられており、タービン２１３が回転駆動することで発電する。タービン２１３から排出される燃焼排ガス中には、一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ_２）などの一般的にＮＯｘで総称される窒素酸化物（以下、ＮＯｘとする。）が含まれている。

【0015】

排熱回収ボイラ２２０は、上部熱交換器２２１と、下部熱交換器２２２と、脱硝装置２２３と、排ガスダクト２２４と、を有する。タービン２１３から排出された燃焼排ガスＧｅは排熱回収ボイラ２２０に導かれて排熱が回収される。燃焼排ガスＧｅは、上部熱交換器２２１および下部熱交換器２２２を通過する際に、水または蒸気との熱交換をして温度が低下する。上部熱交換器２２１を通過した燃焼排ガスは、排熱回収ボイラ２２０の上方から大気中に排出される。

【0016】

上部熱交換器２２１は、複数の伝熱管２２１ａを有する。上部熱交換器２２１は、複数の伝熱管２２１ａの内部を流通する水または蒸気を、燃焼排ガスＧｅとの熱交換により加熱する。下部熱交換器２２２は、複数の伝熱管２２２ａを有する。下部熱交換器２２２は、複数の伝熱管２２２ａの内部を流通する水または蒸気を、燃焼排ガスＧｅとの熱交換により加熱する。

【0017】

脱硝装置２２３は、排熱回収ボイラ２２０に導かれるタービン２１３の燃焼排ガスＧｅに含まれるＮＯｘを除去する装置である。脱硝装置２２３は、還元剤注入ノズル２２３ａと、脱硝触媒（反応装置）２２３ｂと、を有する。還元剤注入ノズル２２３ａは、還元剤供給部２３０から供給される還元剤を、排ガスダクト２２４を流通する燃焼排ガスＧｅに向けて噴射して燃焼排ガスＧｅと還元剤とを混合させる装置である。還元剤注入ノズル２２３ａから噴射される還元剤の量は、流量調整弁２３２により調整される。還元剤注入ノズル２２３ａの下流側には、燃焼排ガスＧｅと還元剤との混合を促進するための混合器（図示省略）が設置されていてもよい。

【0018】

ここで、還元剤注入ノズル２２３ａから噴射される還元剤は、例えば、アンモニアや尿素水である。還元剤として尿素水を用いる場合、高温（例えば、３００℃以上かつ４００℃以下の範囲の温度）の燃焼排ガスＧｅに向けて噴射された尿素水が加水分解してアンモニアが生成され、アンモニアが混合した燃焼排ガスＧｅが脱硝触媒２２３ｂに導かれる。

【0019】

脱硝触媒２２３ｂは、排ガスダクト２２４を流通する燃焼排ガスＧｅに含まれるＮＯｘの還元反応（所定の反応処理）を促す装置である。脱硝触媒２２３ｂは、例えば、ハニカム形状を有し、内部を通過する燃焼排ガスＧｅに対して還元反応を促して下流側へ向けて通過させる。

【0020】

脱硝触媒２２３ｂは、内部において、以下の反応式（１），（２），（３）に示す通りアンモニア（ＮＨ_３）による還元反応を促してＮＯｘを分解する。
４ＮＯ＋４ＮＨ_３＋Ｏ_２→４Ｎ_２＋６Ｈ_２Ｏ （１）
ＮＯ＋ＮＯ_２＋２ＮＨ_３→２Ｎ２＋３Ｈ_２Ｏ （２）
６ＮＯ_２＋８ＮＨ_３→７Ｎ_２＋１２Ｈ_２Ｏ （３）

【0021】

排ガスダクト２２４は、ガスタービン２１０から排出される燃焼排ガスＧｅが流通するダクトである。図１に示す排ガスダクト２２４は、高さ方向ＨＤに沿って下方から上方に向けて燃焼排ガスＧｅを流通させる。排ガスダクト２２４は、還元剤注入ノズル２２３ａから噴射される還元剤と燃焼排ガスＧｅとを混合し、下部熱交換器２２２で燃焼排ガスＧｅと水または蒸気とを熱交換させ、脱硝触媒２２３ｂを通過させて燃焼排ガスＧｅに含まれるＮＯｘの還元反応を促し、上部熱交換器２２１で燃焼排ガスＧｅと水または蒸気とを熱交換させ、上端部から大気中へＮＯｘが分解された燃焼排ガスＧｅを排出する。

【0022】

排ガスダクト２２４が燃焼排ガスＧｅを流通させる方向は、図１に示す下方から上方へ向けた方向以外の他の方向としてもよい。例えば、排ガスダクト２２４が燃焼排ガスＧｅを流通させる方向は、図１に示す上方から下方へ向けた方向とした変形例としてもよい。この場合、還元剤注入ノズル２２３ａが上部熱交換器２２１の上方に配置される。また、例えば、排ガスダクト２２４が燃焼排ガスＧｅを流通させる方向を水平方向とした変形例としてもよい。

【0023】

還元剤供給部２３０は、還元剤注入ノズル２２３ａへ還元剤を供給する装置である。還元剤供給部２３０は、還元剤貯蔵タンク２３１と、流量調整弁２３２と、還元剤供給配管２３３と、を有する。還元剤供給部２３０は、流量調整弁２３２の開度を調整することにより、還元剤貯蔵タンク２３１から還元剤供給配管２３３を介して還元剤注入ノズル２２３ａへ供給される還元剤の流量を調整する。

【0024】

次に、図２を参照して、本実施形態の排熱回収ボイラ２２０に着脱可能に取り付けられる排ガス分析装置１００について説明する。図２は、図１に示す排熱回収ボイラ２２０の部分拡大図であり、取付座２２５に排ガス分析装置１００が固定された状態を示す。図２に示すように、排熱回収ボイラ２２０には、排ガス分析装置１００が設けられている。図２に示すように排ガス分析装置１００は、採取配管１０と、反応器（反応部）２０と、ＮＯｘ計測器（分析部）３０と、供給配管４０と、吸引部５０と、を有する。

【0025】

採取配管１０は、排ガスダクト２２４の脱硝触媒２２３ｂよりも燃焼排ガスＧｅの流れ方向の上流側で燃焼排ガスＧｅを採取して排ガスダクト２２４の外部に導くための配管である。採取配管１０は、排ガスダクト２２４を流通する燃焼排ガスＧｅを採取して反応器２０へ導く第１配管１１と、反応器２０を通過した燃焼排ガスＧｅを供給配管４０へ導く第２配管１２と、を有する。採取配管１０は、燃焼排ガスＧｅに対する耐熱性を有する金属材料により形成されている。採取配管１０は、排ガスダクト２２４の外周面に直交するように水平方向に沿って配置される。

【0026】

図２に示すように、第１配管１１は、全体が排ガスダクト２２４の内部空間Ｓ１に配置されている。一方、第２配管１２は、反応器２０が取り付けられる第１端部１２ａ側が内部空間Ｓ１に配置され、供給配管４０が取り付けられる第２端部１２ｂ側が排ガスダクト２２４の外部空間Ｓ２に配置される。第２配管１２は、排ガスダクト２２４の外周面に固定された取付座２２５に対して固定されている。第２配管１２は、例えば、フランジ部１２ｃを有し、パッキン１２ｄを挟んだ状態で、締結具（図示略）により取付座２２５のフランジ部２２５ｂに固定される。

【0027】

取付座２２５は、採取配管１０の外径および反応器２０の外径よりも大きい内径の貫通穴２２５ａとフランジ部２２５ｂと、を有する。第２配管１２のフランジ部１２ｃは、貫通穴２２５ａに挿入された状態で、締結具（図示略）により取付座２２５のフランジ部２２５ｂに固定される。第２配管１２のフランジ部１２ｃと取付座２２５のフランジ部２２５ｂとの間がパッキン１２ｄにより封止され、内部空間Ｓ１と外部空間Ｓ２とが連通しない状態となる。

【0028】

取付座２２５は、本実施形態の採取配管１０を固定するために設けられた専用の部材ではなく、他の用途で排ガスダクト２２４の外周面に予め固定された部材であってもよい。採取配管１０を取り付ける前の取付座２２５には、例えば、図３に示すように、排ガスダクト２２４の内部空間Ｓ１の圧力を計測する圧力センサ３００が固定されている。本実施形態の採取配管１０は、取付座２２５から圧力センサ３００を取り外した後に、取付座２２５に対して取り付けられる。

【0029】

ここでは、採取配管１０を取り付ける前の取付座２２５には、圧力センサ３００が取り付けられているものとしたが、圧力センサ３００とは異なる他のセンサ（温度センサなど）が取り付けられていてもよい。また、取付座２２５は、通常時は蓋（図示省略）で封鎖されており、必要に応じて排ガスダクト２２４内部のガスを採取するために設置されたガスサンプリング座であってもよい。すなわち、取付座２２５は、排ガスダクト２２４の内部環境を計測するための計測座であってもよい。

【0030】

反応器２０は、第１配管１１および第２配管１２に取り付けられるとともに第１配管１１および第２配管１２を流通する燃焼排ガスＧｅに含まれるＮＯｘの還元反応を促すための脱硝触媒２１を内部に保持する装置である。反応器２０は、例えば、ハニカム形状を有し、内部を通過する燃焼排ガスＧｅに含まれるＮＯｘの還元反応を促し、第２配管１２に向けて燃焼排ガスＧｅを通過させる。

【0031】

反応器２０が内部に保持する脱硝触媒２１は、脱硝触媒２２３ｂと同様に、前述した反応式（１），（２），（３）によりアンモニア（ＮＨ_３）による還元反応を促してＮＯｘを分解するものである。一方、脱硝触媒２１は、脱硝触媒２２３ｂ（他の脱硝触媒）とはＮＯｘへの反応性能が異なるものである。例えば、単位体積当たりの二酸化窒素との反応性能を比較した場合、脱硝触媒２１の二酸化窒素との反応率は、脱硝触媒２２３ｂの二酸化窒素との反応率よりも高い。

【0032】

図２に示すように、反応器２０は、排ガスダクト２２４の内部に全体が露出するように配置されている。そのため、反応器２０および反応器２０の内部に配置される脱硝触媒２１の温度は、排ガスダクト２２４に配置される脱硝触媒２２３ｂの温度と所定温度範囲内（例えば、排ガスダクト２２４内の燃焼排ガスＧｅの温度と同等）となるように燃焼排ガスＧｅにより加熱されている。そのため、本実施形態の排ガス分析装置１００は、脱硝触媒２２３ｂにより還元反応が促される燃焼排ガスＧｅを、同じまたは近似した温度条件で脱硝触媒２１により還元反応を促し、脱硝触媒２１の二酸化窒素との反応性能を分析することができる。

【0033】

ＮＯｘ計測器３０は、反応器２０の脱硝触媒２１によりＮＯｘの還元反応を促された燃焼排ガスＧｅの成分を分析する装置である。ＮＯｘ計測器３０は、供給配管４０から供給される燃焼排ガスＧｅに含まれる一酸化窒素および二酸化窒素のそれぞれの濃度を計測する。ＮＯｘ計測器３０は、計測した一酸化窒素および二酸化窒素の濃度を表示させる表示装置（図示略）を備えている。また、ＮＯｘ計測器３０は、表示装置に替えて、一酸化窒素および二酸化窒素の濃度を外部装置（図示略）へ伝達する通信部（図示略）を備えたものでもよい。

【0034】

供給配管４０は、第２配管１２の第２端部１２ｂから排出される燃焼排ガスＧｅをＮＯｘ計測器３０に供給する配管である。
吸引部５０は、採取配管１０を介して排ガスダクト２２４の内部空間Ｓ１から燃焼排ガスＧｅをＮＯｘ計測器３０に導くための装置である。吸引部５０は、負圧を発生させることにより、排ガスダクト２２４の内部空間Ｓ１に存在する燃焼排ガスＧｅを、採取配管１０から供給配管４０を介してＮＯｘ計測器３０へ導く。

【0035】

次に、本実施形態の排ガス分析装置１００を用いた排ガス分析方法について図面を参照して説明する。図４は、本実施形態の排ガス分析方法を示すフローチャートである。
ステップＳ１０１で、排ガス分析装置１００は、吸引部５０により負圧を発生させ、排ガスダクト２２４の内部空間Ｓ１の燃焼排ガスＧｅを採取配管１０で採取する。

【0036】

ステップＳ１０２で、排ガス分析装置１００は、反応器２０の内部に燃焼排ガスＧｅを通過させ、反応器２０で燃焼排ガスＧｅに含まれるＮＯｘの還元反応を促す。反応器２０を通過した燃焼排ガスＧｅは、第２配管１２から供給配管４０を介してＮＯｘ計測器３０へ供給される。

【0037】

ステップＳ１０３で、排ガス分析装置１００は、ＮＯｘ計測器３０により、反応器２０の脱硝触媒２１によりＮＯｘの還元反応が促された燃焼排ガスＧｅの成分を分析する。ＮＯｘ計測器３０は、供給配管４０から供給される燃焼排ガスＧｅに含まれる一酸化窒素および二酸化窒素のそれぞれの濃度を計測し、計測した一酸化窒素および二酸化窒素の濃度を表示部（図示略）に表示させる。
排ガス分析装置１００は、以上のステップＳ１０１からステップＳ１０３の処理を、定期的または作業者が指示するタイミングで実行する。

【0038】

以上説明した本実施形態の排ガス分析装置１００および排ガス分析方法が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態の排ガス分析装置１００によれば、脱硝触媒２２３ｂの上流側で採取された燃焼排ガスＧｅが採取配管１０により排ガスダクト２２４の外部に導かれるとともに、採取配管１０に取り付けられた反応器２０により燃焼排ガスＧｅに含まれるＮＯｘの還元反応が促される。ＮＯｘ計測器３０は、反応器２０で還元反応が促された燃焼排ガスＧｅに含まれる一酸化窒素および二酸化窒素のそれぞれの濃度を計測する。反応器２０は、排ガスダクト２２４に配置される脱硝触媒２２３ｂと所定温度範囲内の温度となるように加熱されている。

【0039】

そのため、排ガス分析装置１００は、反応器２０において脱硝触媒２２３ｂと同等の環境条件で燃焼排ガスＧｅに含まれるＮＯｘの還元反応を促し、ＮＯｘ計測器３０により脱硝触媒２２３ｂと同等の環境条件で燃焼排ガスＧｅに含まれる一酸化窒素および二酸化窒素のそれぞれの濃度を計測することができる。すなわち、本実施形態の排ガス分析装置１００によれば、排ガスダクト２２４に設置される脱硝触媒２２３ｂを撤去せずに、脱硝触媒２２３ｂを置き換えるための反応器２０の脱硝触媒２１による燃焼排ガスＧｅに含まれるＮＯｘに対する反応性能を、脱硝触媒２２３ｂと同等の環境条件で分析することができる。

【0040】

本実施形態の排ガス分析装置１００によれば、排ガスダクト２２４の内部に露出するように配置された反応器２０が、排ガスダクト２２４を流通する燃焼排ガスＧｅにより加熱されている。そのため、反応器２０を排ガスダクト２２４内の脱硝触媒２２３ｂと同等の温度条件とすることができる。

【0041】

本実施形態の排ガス分析装置１００によれば、排ガスダクト２２４の内部環境を計測するための圧力センサ３００などの計測器が挿入される既存の取付座２２５に対して採取配管１０を固定してよいため、排ガスダクト２２４に採取配管１０を固定するために新規に取付座２２５を設ける必要がない。

【0042】

本実施形態の排ガス分析装置１００によれば、吸引部５０を用いることにより、採取配管１０を介して排ガスダクト２２４から燃焼排ガスＧｅをＮＯｘ計測器３０に導くことができる。
本実施形態の排ガス分析装置１００によれば、脱硝触媒２２３ｂとはＮＯｘに対する反応性能が異なる反応器２０が有する脱硝触媒２１の反応性能を、脱硝触媒２２３ｂと同等の環境条件で分析することができる。

【0043】

〔第２実施形態〕
次に、本開示の第２実施形態に係る排ガス分析装置１００Ａについて、図面を参照して説明する。本実施形態は、第１実施形態の変形例であり、以下で特に説明する場合を除き、第１実施形態と同様であるものとし、以下での説明を省略する。

【0044】

第１実施形態の排ガス分析装置１００は、反応器２０を排ガスダクト２２４の内部空間Ｓ１に設置することにより、反応器２０を燃焼排ガスＧｅで加熱し、反応器２０の環境条件を脱硝触媒２２３ｂと同じか近似した条件にするものであった。それに対して、本実施形態の排ガス分析装置１００Ａは、反応器２０を排ガスダクト２２４の外部空間Ｓ２に設置して反応器２０を加熱部６０により加熱することで、反応器２０の環境条件を脱硝触媒２２３ｂと同じか近似した条件にするものである。

【0045】

本実施形態の採取配管１０Ａは、排ガスダクト２２４の脱硝触媒２２３ｂよりも燃焼排ガスＧｅの流れ方向の上流側で燃焼排ガスＧｅを採取して排ガスダクト２２４の外部に導くための配管である。採取配管１０Ａは、排ガスダクト２２４を流通する燃焼排ガスＧｅを採取して反応器２０へ導く配管である。

【0046】

採取配管１０Ａは、第１端部１０Ａａ側が内部空間Ｓ１に配置され、第２端部１０Ａｂ側が排ガスダクト２２４の外部空間Ｓ２に配置される。採取配管１０Ａは、排ガスダクト２２４の外周面に固定された取付座２２５に対して固定されている。

【0047】

図５に示すように、本実施形態の排ガス分析装置１００Ａにおいて、反応器２０Ａは、脱硝触媒２１Ａを有し、排ガスダクト２２４の外部空間Ｓ２に配置されている。反応器２０Ａは、供給配管４０Ａの第１配管４１Ａを介して採取配管１０Ａの第２端部１０Ａｂと接続され、供給配管４０Ａの第２配管４２Ａを介してＮＯｘ計測器３０と接続されている。

【0048】

図５に示すように、本実施形態の排ガス分析装置１００Ａは、反応器２０の温度を排ガスダクト２２４に配置される脱硝触媒２２３ｂの温度と所定温度範囲内（例えば、排ガスダクト２２４内の燃焼排ガスＧｅの温度と同等）となるように加熱する加熱部６０を備える。加熱部６０は、例えば、排ガスダクト２２４内の脱硝触媒２２３ｂの近傍の温度を計測する温度センサ（図示略）から出力される温度を参照し、加熱部６０の温度を設定する。加熱部６０は、例えば、内側に配置される電熱線（図示略）と電熱線を覆う断熱材により形成されている。加熱部６０は、第１配管４１Ａと、反応器２０の全体を覆うように排ガス分析装置１００Ａに取り付けられてもよいし、取付座２２５と、第１配管４１Ａと、反応器２０の全体を覆うように排ガス分析装置１００Ａに取り付けられてもよい。

【0049】

本実施形態の排ガス分析装置１００Ａによれば、排ガスダクト２２４の外部に配置された反応器２０が脱硝触媒２２３ｂと所定温度範囲内の温度となるように加熱部６０により加熱されるため、反応器２０を排ガスダクト２２４内の脱硝触媒２２３ｂと同等の温度条件とすることができる。

【0050】

〔第３実施形態〕
次に、本開示の第３実施形態に係る排ガス分析装置１００Ｂについて、図面を参照して説明する。本実施形態は、第１実施形態の変形例であり、以下で特に説明する場合を除き、第１実施形態と同様であるものとし、以下での説明を省略する。

【0051】

第１実施形態の排ガス分析装置１００は、単独のＮＯｘ計測器３０により、排ガスダクト２２４の内部空間Ｓ１から採取され、反応器２０の脱硝触媒２１で還元処理された燃焼排ガスＧｅの成分を分析するものであった。それに対して、第１実施形態の排ガス分析装置１００は、ＮＯｘ計測器３０により、排ガスダクト２２４の内部空間Ｓ１から採取され、反応器２０の脱硝触媒（第１反応部）２１で還元処理された燃焼排ガスＧｅの成分を分析し、さらに、ＮＯｘ計測器３０により、排ガスダクト２２４の内部空間Ｓ１から採取され、反応器２０Ｂの脱硝触媒（第２反応部）２１Ｂで還元処理された燃焼排ガスＧｅの成分を分析するものである。ここで、脱硝触媒２１Ｂとしては、排ガスダクト２２４の内部空間Ｓ１に設置される脱硝触媒２２３ｂと同じものが用いられる。

【0052】

図６は、排熱回収ボイラの部分拡大図であり、取付座に排ガス分析装置１００Ｂが固定された状態を示す。図６に示すように、本実施形態の排ガス分析装置１００Ｂは、採取配管１０と、反応器（反応部）２０と、ＮＯｘ計測器（分析部）３０と、供給配管４０と、吸引部５０と、を有する。さらに、排ガス分析装置１００Ｂは、採取配管１０Ｂと、反応器（反応部）２０Ｂと、ＮＯｘ計測器（分析部）３０Ｂと、供給配管４０Ｂと、吸引部５０Ｂと、を有する。

【0053】

採取配管１０Ｂは、排ガスダクト２２４の脱硝触媒２２３ｂよりも燃焼排ガスＧｅの流れ方向の上流側で燃焼排ガスＧｅを採取して排ガスダクト２２４の外部に導くための配管である。採取配管１０Ｂは、排ガスダクト２２４を流通する燃焼排ガスＧｅを採取して反応器２０Ｂへ導く第１配管１１Ｂと、反応器２０Ｂを通過した燃焼排ガスＧｅを供給配管４０Ｂへ導く第２配管１２Ｂと、を有する。

【0054】

図６に示すように、第１配管１１Ｂは、全体が排ガスダクト２２４の内部空間Ｓ１に配置されている。一方、第２配管１２Ｂは、反応器２０Ｂが取り付けられる端部側が内部空間Ｓ１に配置され、供給配管４０Ｂが取り付けられる端部側が排ガスダクト２２４の外部空間Ｓ２に配置される。第２配管１２Ｂは、排ガスダクト２２４の外周面に固定された取付座２２５Ｂに対して固定されている。

【0055】

反応器２０Ｂは、第１配管１１Ｂおよび第２配管１２Ｂに取り付けられるとともに第１配管１１Ｂおよび第２配管１２Ｂを流通する燃焼排ガスＧｅに還元処理をするための脱硝触媒２１Ｂを内部に保持する装置である。反応器２０Ｂは、例えば、ハニカム形状を有し、内部を通過する燃焼排ガスＧｅに対して還元処理をして第２配管１２Ｂに向けて通過させる。反応器２０Ｂが内部に保持する脱硝触媒２１Ｂは、脱硝触媒２２３ｂが担持する脱硝触媒（他の脱硝触媒）と同じものである。

【0056】

次に、本実施形態の排ガス分析装置１００を用いた排ガス分析方法について図面を参照して説明する。図７は、本実施形態の排ガス分析方法を示すフローチャートである。
ステップＳ２０１（第１採取工程）で、排ガス分析装置１００Ｂは、吸引部５０により負圧を発生させ、排ガスダクト２２４の内部空間Ｓ１の燃焼排ガスＧｅを採取配管１０で採取する。

【0057】

ステップＳ２０２（第１反応工程）で、排ガス分析装置１００Ｂは、反応器２０の内部に燃焼排ガスＧｅを通過させ、反応器２０の脱硝触媒２１で燃焼排ガスＧｅに還元処理をする。反応器２０を通過した燃焼排ガスＧｅは、第２配管１２から供給配管４０を介してＮＯｘ計測器３０へ供給される。

【0058】

ステップＳ２０３（第１分析工程）で、排ガス分析装置１００は、第１のＮＯｘ計測器３０により、反応器２０の脱硝触媒２１により還元処理された燃焼排ガスＧｅの成分を分析する。ＮＯｘ計測器３０は、供給配管４０から供給される燃焼排ガスＧｅに含まれる一酸化窒素および二酸化窒素のそれぞれの濃度を計測し、計測した一酸化窒素および二酸化窒素の濃度を表示部（図示略）に表示させる。

【0059】

ステップＳ２０４（第２採取工程）で、排ガス分析装置１００Ｂは、吸引部５０Ｂにより負圧を発生させ、排ガスダクト２２４の内部空間Ｓ１の燃焼排ガスＧｅを採取配管１０Ｂで採取する。

【0060】

ステップＳ２０５（第２反応工程）で、排ガス分析装置１００Ｂは、反応器２０Ｂの内部に燃焼排ガスＧｅを通過させ、反応器２０Ｂの脱硝触媒２１Ｂで燃焼排ガスＧｅに還元処理をする。反応器２０Ｂを通過した燃焼排ガスＧｅは、第２配管１２Ｂから供給配管４０Ｂを介してＮＯｘ計測器３０Ｂへ供給される。

【0061】

ステップＳ２０６（第２分析工程）で、排ガス分析装置１００Ｂは、第２のＮＯｘ計測器３０Ｂにより、反応器２０Ｂの脱硝触媒２１Ｂにより還元処理された燃焼排ガスＧｅの成分を分析する。ＮＯｘ計測器３０Ｂは、供給配管４０Ｂから供給される燃焼排ガスＧｅに含まれる一酸化窒素および二酸化窒素のそれぞれの濃度を計測し、計測した一酸化窒素および二酸化窒素の濃度を表示部（図示略）に表示させる。

【0062】

なお、ここまで図７に示すフローチャートに沿ってステップＳ２０１（第１採取工程）ステップＳ２０３（第１分析工程）を実行した後に、ステップＳ２０４（第２採取工程）からステップＳ２０６（第２分析工程）を実行するものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、ステップＳ２０１（第１採取工程）からステップＳ２０３（第１分析工程）を実行する前にステップＳ２０４（第２採取工程）からＳ２０６（第２分析工程）を実行してもよい。また、ステップＳ２０１（第１採取工程）からステップＳ２０３（第１分析工程）とステップＳ２０４（第２採取工程）からＳ２０６（第２分析工程）とを並行して実行してもよい。

【0063】

ステップＳ２０７（比較工程）で、排ガス分析装置１００Ｂは、ステップＳ２０３で第１のＮＯｘ計測器３０により計測された計測結果（一酸化窒素および二酸化窒素の濃度等）と、ステップＳ２０６で第２のＮＯｘ計測器３０Ｂにより計測された計測結果とを比較する。排ガス分析装置１００Ｂは、例えば、第１のＮＯｘ計測器３０により計測された計測結果と第２のＮＯｘ計測器３０Ｂにより計測された計測結果とを対比可能に表示部（図示略）に表示する。また、排ガス分析装置１００Ｂは、例えば、第１のＮＯｘ計測器３０により計測された一酸化窒素および二酸化窒素の濃度と、第２のＮＯｘ計測器３０Ｂにより計測された一酸化窒素および二酸化窒素の濃度との差分の値を表示部（図示略）に表示する。

【0064】

本実施形態では、２つの取付座２２５，２２５Ｂに対して、２つのＮＯｘ計測器３０，３０Ｂをそれぞれ取り付けるものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、単一の取付座２２５に対して、２つのＮＯｘ計測器３０，３０Ｂを順番に取り付けてＮＯｘ計測器３０による反応器２０の脱硝触媒２１で還元処理された燃焼排ガスＧｅの成分を分析と、ＮＯｘ計測器３０Ｂによる反応器２０Ｂの脱硝触媒２１Ｂで還元処理された燃焼排ガスＧｅの成分を分析とを連続的に行っても良い。この場合、図７のステップＳ２０３とステップＳ２０４との間に、採取配管１０から採取配管１０Ｂへの交換、反応器２０から反応器２０Ｂへの交換、ＮＯｘ計測器３０からＮＯｘ計測器３０Ｂへの交換、供給配管４０から供給配管４０Ｂへの交換、吸引部５０から吸引部５０Ｂへの交換の作業を行う工程を追加する。

【0065】

また、以上において、反応器２０から反応器２０Ｂへの交換のみを行い、採取配管１０とＮＯｘ計測器３０と供給配管４０と吸引部５０は、反応器２０から反応器２０Ｂへの交換の前後で同一のものを利用してもよい。

【0066】

本実施形態の排ガス分析方法によれば、第１採取工程（Ｓ２０１）において、脱硝触媒２２３ｂの上流側で採取された燃焼排ガスＧｅが排ガスダクト２２４の外部に導かれ、第１反応工程（Ｓ２０２）において、反応器２０の脱硝触媒２１により燃焼排ガスＧｅに還元処理がなされる。第１分析工程（Ｓ２０３）は、脱硝触媒２１で還元処理が行われた燃焼排ガスＧｅの成分を分析する。また、第２採取工程（Ｓ２０４）において、脱硝触媒２２３ｂの上流側で採取された燃焼排ガスＧｅが排ガスダクト２２４の外部に導かれ、第２反応工程（Ｓ２０５）において、反応器２０Ｂの脱硝触媒２１Ｂにより燃焼排ガスＧｅに還元処理がなされる。第２分析工程（Ｓ２０６）は、脱硝触媒２１Ｂで還元処理が行われた燃焼排ガスＧｅの成分を分析する。そして、比較工程（Ｓ２０７）は、第１分析工程（Ｓ２０３）の分析結果と第２分析工程（Ｓ２０６）の分析結果とを比較する。

【0067】

本実施形態の排ガス分析方法によれば、第１反応工程（Ｓ２０２）および第２反応工程（Ｓ２０５）において脱硝触媒２２３ｂと同等の環境条件で燃焼排ガスＧｅに脱硝触媒２１および脱硝触媒２１Ｂにより還元処理を行い、第１分析工程（Ｓ２０３）により脱硝触媒２２３ｂと同等の環境条件で、脱硝触媒２１により還元処理された燃焼排ガスＧｅの成分と、脱硝触媒２１Ｂにより還元処理された燃焼排ガスＧｅの成分とを分析し、分析結果を比較することができる。これにより、脱硝触媒２１による還元処理の性能と、脱硝触媒２１Ｂによる還元処理の性能とを、脱硝触媒２２３ｂと同等の環境条件で分析して比較することができる。

【0068】

〔第４実施形態〕
次に、本開示の第４実施形態に係る排ガス分析装置１００Ｂについて、図面を参照して説明する。本実施形態は、第１実施形態の変形例であり、以下で特に説明する場合を除き、第１実施形態と同様であるものとし、以下での説明を省略する。

【0069】

第１実施形態の排ガス分析装置１００が備える反応器２０は、排熱回収ボイラ２２０の脱硝触媒２２３ｂと同様に、前述した反応式（１），（２），（３）によりアンモニア（ＮＨ_３）による還元反応を促してＮＯｘを分解するものであった。それに対して、本実施形態の排ガス分析装置が備える反応器２０は、燃焼排ガスＧｅに混合されたアンモニアに分解処理（所定の反応処理）をするアンモニア分解触媒（図示略）を有する。

【0070】

本実施形態のアンモニア分解触媒は、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）およびロジウム（Ｒｈ）から選ばれた１種以上の貴金属を担持したシリカおよびまたはゼオライトである第１成分と、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）およびバナジウム（Ｖ）から選ばれた１種以上の元素の酸化物からなる組成物である第２成分とからなる触媒である。

【0071】

本実施形態の反応器２０が備えるアンモニア分解触媒は、第１成分により、以下の式（４），（５）により、アンモニア（ＮＨ_３）に分解処理（所定の反応処理）をして、窒素または窒素酸化物に変換するものである。
４ＮＨ_３＋３Ｏ_２→２Ｎ２＋６Ｈ_２Ｏ （４）
４ＮＨ_３＋５Ｏ_２→４ＮＯ＋６Ｈ_２Ｏ （５）

【0072】

また、本実施形態の反応器２０が備えるアンモニア分解触媒は、第２成分により、以下の式（６）により、アンモニアを分解するとともに式（５）で副生成されたＮＯの少なくとも一部を除去する。
４ＮＨ_３＋４ＮＯ＋Ｏ_２→４Ｎ_２＋６Ｈ_２Ｏ （６）

【0073】

なお、本実施形態の反応器２０が有するアンモニア分解触媒が燃焼排ガスＧｅに混合されたアンモニアに分解処理（所定の反応処理）をするのに対し、排熱回収ボイラ２２０が備える脱硝触媒２２３ｂがＮＯｘをアンモニア（ＮＨ_３）により還元処理して分解するものであり、主たる機能としては相違している。

【0074】

一方、排熱回収ボイラ２２０が備える脱硝触媒２２３ｂも、前述した反応式（１），（２），（３）により、アンモニアに分解処理をして窒素に変換しているため、アンモニアの分解処理（所定の反応処理）を行う点では共通している。本実施形態の排ガス分析装置は、反応器２０が有するアンモニア分解触媒でアンモニアの分解処理がされた燃焼排ガスＧｅの成分を分析することにより、脱硝触媒２２３ｂとのアンモニアの分解処理の性能を比較することができる。

【0075】

なお、本実施形態の排ガス分析装置は、第１実施形態のＮＯｘ計測器３０に替えて、燃焼排ガスＧｅに含まれるアンモニアの濃度を計測するアンモニア計測器（図示略）を備えるものとする。排ガス分析装置は、反応器２０が有するアンモニア分解触媒でアンモニアの分解処理がされた燃焼排ガスＧｅに含まれるアンモニアの濃度を分析することにより、脱硝触媒２２３ｂとのアンモニアの分解処理の性能を比較する。

【0076】

〔他の実施形態〕
第１実施形態において、採取配管１０は、排ガスダクト２２４の外周面に直交するように水平方向に沿って配置されるものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、図８の第１変形例に示すように、採取配管１０が延びる軸線Ｘが、排ガスダクト２２４の外周面に対して９０度以外の角度θを有するように配置してもよい。また、他の実施形態においても、採取配管１０Ａが延びる軸線が、排ガスダクト２２４の外周面に対して９０度以外の角度θを有するように配置してもよい。

【0077】

また、第１実施形態において、排ガス分析装置１００の反応器２０は、全体が排ガスダクト２２４の内部空間Ｓ１に露出するように採取配管１０の第１配管１１の第１端部１０Ａａの近傍に配置するものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、図９の第２変形例に示すように、反応器２０の一部が取付座２２５の内部に収容され、反応器２０の他の一部が排ガスダクト２２４の内部空間Ｓ１に露出するようにしてもよい。

【0078】

第２変形例の排ガス分析装置１００は、反応器２０の一部が取付座２２５の内部に収容されるため、反応器２０の全体を排ガスダクト２２４の内部空間Ｓ１に露出させる場合に比べ、反応器２０に燃焼排ガスＧｅの流れと接触することによる振動や重力による影響などが生じないように、確実に排ガスダクト２２４に対して固定することができる。

【0079】

以上の説明において、採取配管１０，１０Ａ，１０Ｂは、採取配管１０，１０Ａ，１０Ｂのフランジ部１２ｃを取付座２２５のフランジ部２２５ｂに固定することにより、取付座２２５に取り付けられるものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、採取配管１０，１０Ａ，１０Ｂのフランジ部１２ｃに替えて雄ねじを設け、取付座２２５のフランジ部２２５ｂに替えて貫通穴２２５ａの内周面に雌ねじを設け、雄ねじと雌ねじを締結することにより、採取配管１０，１０Ａ，１０Ｂを取付座２２５に取り付けてもよい。この場合、シールパッキンにより雄ねじと雌ねじとの隙間から燃焼排ガスＧｅが漏れるのを防止するのが好ましい。

【0080】

以上説明した各実施形態に記載の排ガス分析装置および排ガス分析方法は例えば以下のように把握される。
本開示の第１態様に係る排ガス分析装置は、燃焼装置（２１０）から排出される排ガスが流通する排ガスダクト（２２４）と、前記排ガスダクトを流通する前記排ガスに所定の反応処理をする反応装置（２２３ｂ）とを備える排ガス処理装置（２２０）に着脱可能に取り付けられる排ガス分析装置（１００）であって、前記排ガスダクトの前記反応装置の上流側で前記排ガスを採取して前記排ガスダクトの外部に導くための配管（１０）と、前記配管に取り付けられるとともに前記配管を流通する前記排ガスに前記所定の反応処理をする反応部（２０）と、前記反応部により前記所定の反応処理が行われた前記排ガスの成分を分析する分析部（３０）と、を備える。

【0081】

本開示の第１態様に係る排ガス分析装置によれば、反応装置の上流側で採取された排ガスが配管により排ガスダクトの外部に導かれるとともに、配管に取り付けられた反応部により排ガスに所定の反応処理がなされる。分析部は、反応部で所定の反応処理が行われた排ガスの成分を分析する。

【0082】

反応装置により所定の反応処理がされる排ガスと同じものが配管で採取されるため、排ガス分析装置は、反応部において反応装置と同等の環境条件で排ガスに所定の反応処理を行い、分析部により反応装置と同等の環境条件で排ガスの成分を分析することができる。すなわち、本開示の第１態様に係る排ガス分析装置によれば、排ガスダクトに設置される反応装置を撤去せずに、反応装置を置き換えるための反応部による排ガスに対する所定の反応処理の性能を、反応装置と同等の環境条件で分析することができる。

【0083】

本開示の第２態様に係る排ガス分析装置は、第１態様において、更に以下の構成を備える。すなわち、前記反応部は、前記排ガスダクトに配置される前記反応装置と所定温度範囲内の温度となるように加熱されている。
本開示の第２態様に係る排ガス分析装置によれば、反応部が排ガスダクトに配置される反応装置と所定温度範囲内の温度となるように加熱されているため、反応部において反応装置と同等の環境条件で排ガスに所定の反応処理を行い、分析部により反応装置と同等の環境条件で排ガスの成分を分析することができる。

【0084】

本開示の第３態様に係る排ガス分析装置は、第２態様において、更に以下の構成を備える。すなわち、前記反応部は、前記排ガスダクトの内部に露出するように配置されており、前記排ガスダクトを流通する前記排ガスにより加熱されている。
本開示の第３態様に係る排ガス分析装置によれば、排ガスダクトの内部に露出するように配置された反応部が、排ガスダクトを流通する排ガスにより加熱されているため、反応部を排ガスダクト内の反応装置と同等の温度条件とすることができる。

【0085】

本開示の第４態様に係る排ガス分析装置は、第２態様において、更に以下の構成を備える。すなわち、前記反応部は、前記排ガスダクトの外部に配置されており、前記反応部を前記排ガスダクトに配置される前記反応装置と所定温度範囲内の温度となるように加熱する加熱部（６０）を備える。
本開示の第４態様に係る排ガス分析装置によれば、排ガスダクトの外部に配置された反応部が反応装置と所定温度範囲内の温度となるように加熱部により加熱されるため、反応部を排ガスダクト内の反応装置と同等の温度条件とすることができる。

【0086】

本開示の第５態様に係る排ガス分析装置は、第１態様から第４態様のいずれかにおいて、更に以下の構成を備える。すなわち、前記排ガスダクトの外壁には、前記排ガスダクトの内部環境を計測するための計測器が挿入される取付座（２２５）が設置されており、前記配管は、前記計測器が取り外された前記取付座に固定されている。
本開示の第５態様に係る排ガス分析装置によれば、排ガスダクトの内部環境を計測するための計測器が挿入される既存の取付座に対して配管を固定するため、排ガスダクトに配管を固定するために新規に取付座を設ける必要がない。

【0087】

本開示の第６態様に係る排ガス分析装置は、第１態様から第４態様のいずれかにおいて、更に以下の構成を備える。すなわち、前記配管を介して前記排ガスダクトから前記排ガスを前記分析部に導くための吸引部（５０）を備える。
本開示の第６態様に係る排ガス分析装置によれば、吸引部を用いることにより、配管を介して排ガスダクトから排ガスを分析部に導くことができる。

【0088】

本開示の第７態様に係る排ガス分析装置は、第１態様から第４態様のいずれかにおいて、更に以下の構成を備える。すなわち、前記反応部は、前記配管を流通する前記排ガスに含まれる窒素酸化物を還元する還元処理をする。
本開示の第７態様に係る排ガス分析装置によれば、排ガスダクトに設置される反応装置を撤去せずに、反応装置を置き換えるための反応部による排ガスに対する窒素酸化物の還元処理の性能を、反応装置と同等の環境条件で分析することができる。

【0089】

本開示の第８態様に係る排ガス分析装置は、第７態様において、更に以下の構成を備える。すなわち、前記排ガスには、前記窒素酸化物を還元するための還元剤が混合されており、前記反応部は、前記窒素酸化物を前記還元剤により還元処理するための脱硝触媒を有し、前記還元触媒は、前記反応装置が有する他の脱硝触媒とは還元処理の性能が異なる。
本開示の第８態様に係る排ガス分析装置によれば、反応装置が有する他の脱硝触媒とは還元処理の性能が異なる反応部が有する脱硝触媒の性能を、反応装置と同等の環境条件で分析することができる。

【0090】

本開示の第９態様に係る排ガス分析装置は、第１態様から第４態様のいずれかにおいて、更に以下の構成を備える。すなわち、前記反応部は、前記配管を流通する前記排ガスに含まれるアンモニアを分解する分解処理をする。
本開示の第９態様に係る排ガス分析装置によれば、排ガスダクトに設置される反応装置を撤去せずに、反応部による排ガスに対するアンモニアの分解処理の性能を、反応装置と同等の環境条件で分析することができる。

【0091】

本開示の第１０態様に係る排ガス分析方法は、燃焼装置から排出される排ガスが流通する排ガスダクトと、前記排ガスダクトに設けられて前記排ガスに所定の反応処理をする反応装置とを備える排ガス処理装置で処理される前記排ガスを分析する排ガス分析方法であって、前記排ガスダクトの前記反応装置の上流側で前記排ガスを採取して前記排ガスダクトの外部に導くための配管に採取する第１採取工程（Ｓ１０１，Ｓ２０１）と、前記第１採取工程で前記配管に導かれた前記排ガスに前記所定の反応処理をする第１反応工程（Ｓ１０２,Ｓ２０２）と、前記第１反応工程により前記所定の反応処理が行われた前記排ガスの成分を分析する第１分析工程（Ｓ１０３，Ｓ２０３）と、を備える。

【0092】

本開示の第１０態様に係る排ガス分析方法によれば、第１採取工程において、反応装置の上流側で採取された排ガスが配管により排ガスダクトの外部に導かれ、第１反応工程において、配管に取り付けられた第１反応部により排ガスに所定の反応処理がなされる。第１分析工程は、第１反応部で所定の反応処理が行われた排ガスの成分を分析する。

【0093】

本開示の第１０態様に係る排ガス分析方法によれば、反応装置により所定の反応処理がされる排ガスと同じものが採取されるため、第１反応工程において反応装置と同等の環境条件で排ガスに所定の反応処理を行い、第１分析工程により反応装置と同等の環境条件で排ガスの成分を分析することができる。すなわち、本開示の第１０態様に係る排ガス分析方法によれば、排ガスダクトに設置される反応装置を撤去せずに、反応装置を置き換えるための第１反応部による排ガスに対する所定の反応処理の性能を、反応装置と同等の環境条件で分析することができる。

【0094】

本開示の第１１態様に係る排ガス分析方法は、第１０態様において、更に以下の構成を備える。すなわち、前記第１反応工程は、前記排ガスダクトに配置される前記反応装置と所定温度範囲内の温度で前記反応処理をする。
本開示の第１１態様に係る排ガス分析方法によれば、第１反応工程が排ガスダクトに配置される反応装置と所定温度範囲内の温度で反応処理をするため、第１反応工程において反応装置と同等の環境条件で排ガスに所定の反応処理を行い、第１分析工程において反応装置と同等の環境条件で排ガスの成分を分析することができる。

【0095】

本開示の第１２態様に係る排ガス分析方法は、第１０態様または第１１態様において、更に以下の構成を備える。すなわち、前記排ガスダクトの前記反応装置の上流側で前記排ガスを採取する第２採取工程（Ｓ２０４）と、前記第２採取工程で採取された前記排ガスに第２反応部により前記所定の反応処理をする第２反応工程（Ｓ２０５）と、前記第２反応工程により前記所定の反応処理が行われた前記排ガスの成分を分析する第２分析工程（Ｓ２０６）と、前記第１分析工程の分析結果と前記第２分析工程の分析結果とを比較する比較工程（Ｓ２０７）と、を備える。

【0096】

本開示の第１２態様に係る排ガス分析方法によれば、第２採取工程において、反応装置の上流側で採取された排ガスが排ガスダクトの外部に導かれ、第２反応工程において、第２反応部により排ガスに所定の反応処理がなされる。第２分析工程は、第２反応部で所定の反応処理が行われた排ガスの成分を分析する。そして、比較工程は、第１分析工程の分析結果と第２分析工程の分析結果とを比較する。

【0097】

本開示の第１２態様に係る排ガス分析方法によれば、第１反応工程および第２反応工程において反応装置と同等の環境条件で排ガスに第１反応部および第２反応部により所定の反応処理を行い、第１分析工程により反応装置と同等の環境条件で、第１反応部により反応処理された排ガスの成分と、第２反応部により反応処理された排ガスの成分とを分析し、分析結果を比較することができる。これにより、第１反応部による所定の反応処理の性能と、第２反応部による所定の反応処理の性能とを、反応装置と同等の環境条件で分析して比較することができる。

【符号の説明】

【0098】

１０，１０Ａ 採取配管
１０Ａａ 第１端部
１０Ａｂ 第２端部
１１ 第１配管
１２ 第２配管
１２ａ 第１端部
１２ｂ 第２端部
２０，２０Ａ 反応器
２１ 脱硝触媒
３０ ＮＯｘ計測器
４０，４０Ａ 供給配管
４１Ａ 第１配管
４２Ａ 第２配管
５０ 吸引部
６０ 加熱部
１００，１００Ａ 排ガス分析装置
２００ ガスタービン複合発電設備
２１０ ガスタービン（燃焼装置）
２１１ 圧縮機
２１２ 燃焼器
２１３ タービン
２１４ 発電機
２２０ 排熱回収ボイラ（排ガス処理装置）
２２１ 上部熱交換器
２２１ａ 伝熱管
２２２ 下部熱交換器
２２２ａ 伝熱管
２２３ 脱硝装置（反応装置）
２２３ａ 還元剤注入ノズル
２２３ｂ 脱硝触媒
２２４ 排ガスダクト
２２５ 取付座
２２５ａ 貫通穴
２３０ 還元剤供給部
２３１ 還元剤貯蔵タンク
２３２ 流量調整弁
２３３ 還元剤供給配管
３００ 圧力センサ
Ｇｅ 燃焼排ガス
ＨＤ 高さ方向
Ｓ１ 内部空間
Ｓ２ 外部空間
Ｘ 軸線
θ 角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】