JPH0442620B2 - - Google Patents
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- JPH0442620B2 JPH0442620B2 JP58199261A JP19926183A JPH0442620B2 JP H0442620 B2 JPH0442620 B2 JP H0442620B2 JP 58199261 A JP58199261 A JP 58199261A JP 19926183 A JP19926183 A JP 19926183A JP H0442620 B2 JPH0442620 B2 JP H0442620B2
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- Japan
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- gas
- column
- exchange resin
- ammonia gas
- sulfur dioxide
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
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- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
- G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
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- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
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- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Description
本発明は大気中や排ガス中の二酸化硫黄ガスの
濃度を測定するための装置に係り、特に試料ガス
中に共存するアンモニアガスを除去して正確な測
定を可能とした測定装置に関する。 大気中が排ガスに含まれている二酸化硫黄ガス
は公害防止の点から、日本工業規格B7952に規定
される溶液導電率方法によつて測定される。かか
る測定方法は吸収液に試料ガスを通したときの吸
収液の導電率の変化から試料ガス中に含まれる二
酸化硫黄ガス濃度を測定するものであるが、試料
ガス中に塩基性ガス、特にアンモニアガスが含ま
れている場合にはアンモニアガスによつて導電率
が変化して誤差を生じ、正確な測定値が得られな
いという不都合が生じていた。このため、このよ
うなアンモニアガスを測定以前に除去する必要が
ある。 アンモニアガスを除去する方法としては、従来
はシユウ酸などの固体酸を充填したトラツプを二
酸化硫黄ガスの測定装置の前段に取りつけて捕集
する方法が採用されていた。また、交換体を使用
してアンモニアガスを吸着させることも、一般に
は古くから知られている。 しかし、こうした方法は、実用的にはいくつか
の問題点を残している。たとえば、シユウ酸を使
用する方法においては、試料ガスが乾燥状態にあ
る場合、固体酸の一部が昇華して試料ガス中に混
入して正誤差の原因になることがあり、そのため
に試料ガスを冷却して加湿するなどの二次的な対
策を施す必要が生じている。 また、イオン交換体を使用する方法としては、
強酸性の陽イオン交換樹脂を用いる方法が特開昭
58−44344号公報に記載されている。 この方法においては強酸性の陽イオン交換樹脂
から酸性成分の揮発があり、測定に影響を与える
ために、実際には樹脂の材質を選定する必要があ
り、測定に先立つて長時間エージングするなどの
前処理の煩雑さを伴なう。 更に前記公報に記載されたNafion（デユポン社
商品名）は、高価であるうえに単位面積あたりの
交換容量が小さいために、これを用いてアンモニ
アガスの除去装置を構成すると大がかりになり、
かつ装置全体の価格の高騰を免れない。 以上のように二酸化硫黄ガス測定装置における
アンモニアガスの除去は、単にアンモニアガスを
処理するのみならず、次のような条件を具備する
ことが不可欠である。 (1) 濃度ppbレベルの二酸化硫黄を100％通過せ
しめること (2) １／min程度のガス流量でppb濃度レベル
からppm濃度までのアンモニアガスを吸着する
こと (3) 相当の長寿命を有すること (4) アンモニアガス除去用に用いる物質から測定
に影響を与える化学成分が発生しないこと (5) 室外の測定においても上記(1)ないし(4)の条件
を具備すること 本発明者はこのような見地から検討をした結
果、無極性の非水溶液用につくられた強酸性陽イ
オン交換樹脂がアンモニアガスの除去に最適であ
ることを発見し、これにより本発明を完成したも
のである。すなわち、本発明は非水溶液用強酸性
陽イオン交換樹脂が内部に充填されたカラムを試
料ガス採取の流路内に配設してなることを特徴と
している。 以下、添付の図面を参照して、本発明一実施例
を具体的に説明する。 第１図に図示する測定装置において、測定用の
試料ガスは吸引流路１から吸引されてフイルタ２
で除塵され、流量計３を経た後、測定管４内に導
されるようになつている。この測定管４内には所
定量の硫酸々性の過酸化水素溶液がタンク５から
ポンプ６により充填されており、試料ガス中の二
酸化硫黄はこの溶液内を通気する際に、吸収、酸
化されて硫酸となり、これにより溶液の導電率が
高くなり、電極７，７によりその導電率が測定さ
れるようになつている。そして、試料ガスはこの
測定管４内で二酸化硫黄ガスが吸収された後は排
出ポンプ８で大気中に排気されるようになつてい
る。同図において、９は測定に使用された吸収液
の排液タンク１０，１０は夫々、電磁弁である。 このような測定装置において、例えば流量計３
と測定管４の間に形成された流路１１にはアンモ
ニアガス除去用のカラム２０が配設されている。
このカラム２０は一例を挙げれば第２図に示すよ
うに、内径10mm、筒長80mm等のガラス管２１の両
端部にテフロンフイルター２２，２２が取り付け
られると共に、内部には非水溶液用強酸性陽イオ
ン交換樹脂２３が充填されて形成されており、両
端部のジヨイント部が流路１１に接続されて、測
定管内に通気せしめられる前段階で試料ガス中の
アンモニアガスを吸着、除去するようになつてい
る。この場合、使用される非水溶液用強酸性陽イ
オン交換樹脂は無極性非水溶媒用にその表面積や
多孔性を厳密に規定して作られた耐摩耗性を有す
る強酸性陽イオン交換樹脂であり、例えば、スル
ホン基を酸性基としたジビニルベンゼン系樹脂等
が使用される。このような非水溶液用強酸性陽イ
オン交換樹脂としては、例えば、アンバリスト１
５（ロームアンドハース（社）製）があり、市販
されて容易に入手することができる。この非水溶
液用強酸性陽イオン交換樹脂は二酸化硫黄を何ら
吸着することなく、アンモニアガスを選択的に吸
着して除去する性質を有している。又、カラム２
０内に充填される際には、水洗浄等の簡単な表面
処理によつて揮発性の酸性物質が除去せしめら
れ、測定中に支障となる化学成分が発生すること
もない。従つて、正確に二酸化硫黄ガスを測定す
ることができる。さらに、アンモニアガスの除去
に必要とされる非水溶液用強酸性陽イオン交換樹
脂の量は例えば2g程度の少量であり、充填用の
カラムも小さいものを使用できるから、測定測置
に大きな設計変更を要することなく組み込むこと
ができると共に、装置を大がかりのものとする必
要もない。又、さらに、アンモニアガスの吸着量
についても５〜６ミリモル／ｇと大きいため、長
期に使用できカラムの交換頻度も少なく、操作上
の煩雑さも少ないものである。 なお、この非水溶液用強酸性陽イオン交換樹脂
が充填されたカラム２０流量計３と測定管４の間
の流路１１に配設されるだけでなく、流量計３と
フイルタ２の間の流路１２に配設されてもよく、
又、フイルタ２前方の吸引流路１に配設されても
よく、試料ガスが測定管４内に導入される以前の
流路であれば、その配設場所は限られない。又、
１基のみならず、２基以上配設してもよく、その
数も限定されない。 次に、本発明を実施例につき説明する。 実施例 １ 非水溶液用強酸性陽イオン交換樹脂としてアン
バリスト１５（ロームアンドハース(社)製）を使用
し、このアンバリスト１５をカラム内に2g充填
し、吸引流路１に配設した。次いで二酸化硫黄を
全く含まない試料ガスを流路１／minで第１図
の測定装置に送り、濃度を測定した。比較例とし
て、カラムを配設しない測定装置で同じ試料ガス
を同条件で送り、その濃度を測定した。結果は第
１表に示してあるが、Ａ欄がカラムを取り付けた
場合の測定値、Ｂ欄はカラムを取り付けていない
場合の測定値である。同表から、カラムからは測
定に支障を与える化学成分が発生していないこと
がわかる。
濃度を測定するための装置に係り、特に試料ガス
中に共存するアンモニアガスを除去して正確な測
定を可能とした測定装置に関する。 大気中が排ガスに含まれている二酸化硫黄ガス
は公害防止の点から、日本工業規格B7952に規定
される溶液導電率方法によつて測定される。かか
る測定方法は吸収液に試料ガスを通したときの吸
収液の導電率の変化から試料ガス中に含まれる二
酸化硫黄ガス濃度を測定するものであるが、試料
ガス中に塩基性ガス、特にアンモニアガスが含ま
れている場合にはアンモニアガスによつて導電率
が変化して誤差を生じ、正確な測定値が得られな
いという不都合が生じていた。このため、このよ
うなアンモニアガスを測定以前に除去する必要が
ある。 アンモニアガスを除去する方法としては、従来
はシユウ酸などの固体酸を充填したトラツプを二
酸化硫黄ガスの測定装置の前段に取りつけて捕集
する方法が採用されていた。また、交換体を使用
してアンモニアガスを吸着させることも、一般に
は古くから知られている。 しかし、こうした方法は、実用的にはいくつか
の問題点を残している。たとえば、シユウ酸を使
用する方法においては、試料ガスが乾燥状態にあ
る場合、固体酸の一部が昇華して試料ガス中に混
入して正誤差の原因になることがあり、そのため
に試料ガスを冷却して加湿するなどの二次的な対
策を施す必要が生じている。 また、イオン交換体を使用する方法としては、
強酸性の陽イオン交換樹脂を用いる方法が特開昭
58−44344号公報に記載されている。 この方法においては強酸性の陽イオン交換樹脂
から酸性成分の揮発があり、測定に影響を与える
ために、実際には樹脂の材質を選定する必要があ
り、測定に先立つて長時間エージングするなどの
前処理の煩雑さを伴なう。 更に前記公報に記載されたNafion（デユポン社
商品名）は、高価であるうえに単位面積あたりの
交換容量が小さいために、これを用いてアンモニ
アガスの除去装置を構成すると大がかりになり、
かつ装置全体の価格の高騰を免れない。 以上のように二酸化硫黄ガス測定装置における
アンモニアガスの除去は、単にアンモニアガスを
処理するのみならず、次のような条件を具備する
ことが不可欠である。 (1) 濃度ppbレベルの二酸化硫黄を100％通過せ
しめること (2) １／min程度のガス流量でppb濃度レベル
からppm濃度までのアンモニアガスを吸着する
こと (3) 相当の長寿命を有すること (4) アンモニアガス除去用に用いる物質から測定
に影響を与える化学成分が発生しないこと (5) 室外の測定においても上記(1)ないし(4)の条件
を具備すること 本発明者はこのような見地から検討をした結
果、無極性の非水溶液用につくられた強酸性陽イ
オン交換樹脂がアンモニアガスの除去に最適であ
ることを発見し、これにより本発明を完成したも
のである。すなわち、本発明は非水溶液用強酸性
陽イオン交換樹脂が内部に充填されたカラムを試
料ガス採取の流路内に配設してなることを特徴と
している。 以下、添付の図面を参照して、本発明一実施例
を具体的に説明する。 第１図に図示する測定装置において、測定用の
試料ガスは吸引流路１から吸引されてフイルタ２
で除塵され、流量計３を経た後、測定管４内に導
されるようになつている。この測定管４内には所
定量の硫酸々性の過酸化水素溶液がタンク５から
ポンプ６により充填されており、試料ガス中の二
酸化硫黄はこの溶液内を通気する際に、吸収、酸
化されて硫酸となり、これにより溶液の導電率が
高くなり、電極７，７によりその導電率が測定さ
れるようになつている。そして、試料ガスはこの
測定管４内で二酸化硫黄ガスが吸収された後は排
出ポンプ８で大気中に排気されるようになつてい
る。同図において、９は測定に使用された吸収液
の排液タンク１０，１０は夫々、電磁弁である。 このような測定装置において、例えば流量計３
と測定管４の間に形成された流路１１にはアンモ
ニアガス除去用のカラム２０が配設されている。
このカラム２０は一例を挙げれば第２図に示すよ
うに、内径10mm、筒長80mm等のガラス管２１の両
端部にテフロンフイルター２２，２２が取り付け
られると共に、内部には非水溶液用強酸性陽イオ
ン交換樹脂２３が充填されて形成されており、両
端部のジヨイント部が流路１１に接続されて、測
定管内に通気せしめられる前段階で試料ガス中の
アンモニアガスを吸着、除去するようになつてい
る。この場合、使用される非水溶液用強酸性陽イ
オン交換樹脂は無極性非水溶媒用にその表面積や
多孔性を厳密に規定して作られた耐摩耗性を有す
る強酸性陽イオン交換樹脂であり、例えば、スル
ホン基を酸性基としたジビニルベンゼン系樹脂等
が使用される。このような非水溶液用強酸性陽イ
オン交換樹脂としては、例えば、アンバリスト１
５（ロームアンドハース（社）製）があり、市販
されて容易に入手することができる。この非水溶
液用強酸性陽イオン交換樹脂は二酸化硫黄を何ら
吸着することなく、アンモニアガスを選択的に吸
着して除去する性質を有している。又、カラム２
０内に充填される際には、水洗浄等の簡単な表面
処理によつて揮発性の酸性物質が除去せしめら
れ、測定中に支障となる化学成分が発生すること
もない。従つて、正確に二酸化硫黄ガスを測定す
ることができる。さらに、アンモニアガスの除去
に必要とされる非水溶液用強酸性陽イオン交換樹
脂の量は例えば2g程度の少量であり、充填用の
カラムも小さいものを使用できるから、測定測置
に大きな設計変更を要することなく組み込むこと
ができると共に、装置を大がかりのものとする必
要もない。又、さらに、アンモニアガスの吸着量
についても５〜６ミリモル／ｇと大きいため、長
期に使用できカラムの交換頻度も少なく、操作上
の煩雑さも少ないものである。 なお、この非水溶液用強酸性陽イオン交換樹脂
が充填されたカラム２０流量計３と測定管４の間
の流路１１に配設されるだけでなく、流量計３と
フイルタ２の間の流路１２に配設されてもよく、
又、フイルタ２前方の吸引流路１に配設されても
よく、試料ガスが測定管４内に導入される以前の
流路であれば、その配設場所は限られない。又、
１基のみならず、２基以上配設してもよく、その
数も限定されない。 次に、本発明を実施例につき説明する。 実施例 １ 非水溶液用強酸性陽イオン交換樹脂としてアン
バリスト１５（ロームアンドハース(社)製）を使用
し、このアンバリスト１５をカラム内に2g充填
し、吸引流路１に配設した。次いで二酸化硫黄を
全く含まない試料ガスを流路１／minで第１図
の測定装置に送り、濃度を測定した。比較例とし
て、カラムを配設しない測定装置で同じ試料ガス
を同条件で送り、その濃度を測定した。結果は第
１表に示してあるが、Ａ欄がカラムを取り付けた
場合の測定値、Ｂ欄はカラムを取り付けていない
場合の測定値である。同表から、カラムからは測
定に支障を与える化学成分が発生していないこと
がわかる。
【表】
実施例 ２
アンバリスト１５を充填したカラムを吸引流路
１に配設し、二酸化硫黄の濃度がおおむね40ppb
の試料ガスを実施例１と同条件で測定した。結果
を第２表に示す。同表において、Ａ，Ｂは実施例
と同様である。この表から、二酸化硫黄ガスはカ
ラム内で何ら吸着されないことがわかる。
１に配設し、二酸化硫黄の濃度がおおむね40ppb
の試料ガスを実施例１と同条件で測定した。結果
を第２表に示す。同表において、Ａ，Ｂは実施例
と同様である。この表から、二酸化硫黄ガスはカ
ラム内で何ら吸着されないことがわかる。
【表】
実施例 ３
試料ガスとして、二酸化硫黄の濃度45ppb、ア
ンモニアの濃度100ppbの混合気体を使用し、実
施例１と同条件で測定した。結果を第３表に示
す。同表から、カラムを配設しない場合のＢ欄の
測定値に対し、カラムを配設した場合のＢ欄測定
値の方がアンモニアガスの影響を受けず、アンモ
ニアガスは非水溶液用強酸性陽イオン交換樹脂に
完全に吸着されているのがわかる。
ンモニアの濃度100ppbの混合気体を使用し、実
施例１と同条件で測定した。結果を第３表に示
す。同表から、カラムを配設しない場合のＢ欄の
測定値に対し、カラムを配設した場合のＢ欄測定
値の方がアンモニアガスの影響を受けず、アンモ
ニアガスは非水溶液用強酸性陽イオン交換樹脂に
完全に吸着されているのがわかる。
【表】
実施例 ４
非水溶液用強酸性陽イオン交換樹脂がアンモニ
アガス濃度の相違により、どのよに影響を受ける
かを調べるため、濃度が異なつたアンモニアガス
含有の試料ガスをカラムに通して実施例１と同条
件で測定した。結果を第４表に示すが、広範囲の
アンモニアガス濃度に対し安定した吸着を示し、
正確な測定が可能である。
アガス濃度の相違により、どのよに影響を受ける
かを調べるため、濃度が異なつたアンモニアガス
含有の試料ガスをカラムに通して実施例１と同条
件で測定した。結果を第４表に示すが、広範囲の
アンモニアガス濃度に対し安定した吸着を示し、
正確な測定が可能である。
【表】
実施例 ５
室外大気での測定状態では試料ガスが湿つてい
るため、湿度の異なつた試料ガスを実施例１と同
条件で測定した。第５表は湿度０％、温度20℃の
場合の測定結果、第６表は湿度70％、温度20℃の
場合の測定結果であり、れらの条件においてもカ
ラムを配設した測定値（Ａ欄）の方にも湿度の影
などは出ていない。
るため、湿度の異なつた試料ガスを実施例１と同
条件で測定した。第５表は湿度０％、温度20℃の
場合の測定結果、第６表は湿度70％、温度20℃の
場合の測定結果であり、れらの条件においてもカ
ラムを配設した測定値（Ａ欄）の方にも湿度の影
などは出ていない。
【表】
【表】
【表】
以上、説明したように、本発明は非水溶液用強
酸性陽イオン交換樹脂を充填したカラムに試料ガ
スを通して、アンモニアガスを該樹脂に吸着せし
め、アンモニアガスの影響を除去したから、二酸
化硫黄ガス濃度を正確に測定することができると
いう効果がある。
酸性陽イオン交換樹脂を充填したカラムに試料ガ
スを通して、アンモニアガスを該樹脂に吸着せし
め、アンモニアガスの影響を除去したから、二酸
化硫黄ガス濃度を正確に測定することができると
いう効果がある。
第１図は本発明の一実施例の全体配置図、第２
図はカラムの断面図である。 １……吸引流路、２……フイルタ、３……流量
計、４……測定管、５……タンク、６……ポン
プ、７……電極、８……ポンプ、９……タンク、
１０……電磁弁、１１，１２……流路、２０……
カラム、２３……非水溶液用強酸性陽イオン交換
樹脂。
図はカラムの断面図である。 １……吸引流路、２……フイルタ、３……流量
計、４……測定管、５……タンク、６……ポン
プ、７……電極、８……ポンプ、９……タンク、
１０……電磁弁、１１，１２……流路、２０……
カラム、２３……非水溶液用強酸性陽イオン交換
樹脂。
Claims (1)
- １ 非水溶液用強酸性陽イオン交換樹脂が内部に
充填されたカラムを試料ガス採取の流路内に配設
してなることを特徴とする二酸化硫黄ガスの測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58199261A JPS6091259A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 二酸化硫黄ガス測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58199261A JPS6091259A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 二酸化硫黄ガス測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6091259A JPS6091259A (ja) | 1985-05-22 |
| JPH0442620B2 true JPH0442620B2 (ja) | 1992-07-14 |
Family
ID=16404843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58199261A Granted JPS6091259A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 二酸化硫黄ガス測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6091259A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12061182B2 (en) | 2020-07-29 | 2024-08-13 | Saudi Arabian Oil Company | Ion conductivity filter and measurement system |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56128568U (ja) * | 1980-02-29 | 1981-09-30 |
-
1983
- 1983-10-26 JP JP58199261A patent/JPS6091259A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6091259A (ja) | 1985-05-22 |
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