JPH0722697B2

JPH0722697B2 - 吸着剤の試験装置

Info

Publication number: JPH0722697B2
Application number: JP6250189A
Authority: JP
Inventors: 修三徳満; 昇成尾
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-03-15
Filing date: 1989-03-15
Publication date: 1995-03-15
Anticipated expiration: 2010-03-15
Also published as: JPH02242134A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は活性炭・ゼオライトをはじめとする空気浄化剤
・脱臭剤などの吸着剤の吸着特性を測定する試験装置に
関するものである。

従来の技術活性炭・ゼオライトをはじめとする空気浄化剤・脱臭剤
などの吸着剤の吸着能力を知ることは、これらの吸着剤
を使う空気清浄装置・脱臭器などを設計する上で極めて
重要である。上記のような目的で使う吸着剤において、
重要な特性は、吸着速度と寿命性能である。あらかじめ
吸着剤に関して、最低これらの特性が分からなければ空
気清浄装置や、脱臭器の能力は予測できない。従来寿命
をあらわす特性値としては、静的な特性として吸着等温
線から得られる平衡吸着量を測定していた。また、動的
な特性としては破過曲線を測定していた。このようにあ
らかじめ吸着剤単体の平衡吸着量や、破過曲線を測定す
ることにより、空気清浄装置や脱臭器の寿命を予測する
ことができる。一方、吸着速度を知るには、実際に吸着
剤を空気清浄装置や脱臭器に組み込み、このものを臭気
の充満している空間、例えば1m³の箱の中で運転するな
どして、減衰曲線を測定するなどしていた。

発明が解決しようとする課題ところが上記従来の吸着速度の測定の仕方においては、
次のような課題がある。

第一に大量の吸着剤を準備しなければならないこと、第
二に、空気清浄装置や脱臭器に組み込むためにフイルタ
ーにするなどの作業が必要であること、第三には、大量
の臭気が必要になることである。つまり従って、時間的
にも経済的にも効率の悪いものであった。

そこで本発明の第一の目的は少量の吸着剤で短時間に吸
着速度が測定できるようにすることであり、第二の目的
は、吸着速度と同時に動的な平衡吸着量を得ることであ
る。

課題を解決するための手段第一の目的を達成するための第一の手段は、ガスホルダ
ーと、ガスを送るポンプと、ガスの流量を調節するバル
ブ及び流量計と、ガスの濃度及び流量を予め安定させる
ための混合循環系と、吸着剤を収納するカラムを有する
吸着循環系とから成り、前記混合循環系と吸着循環系と
は並行に前記ガスホルダーの上流側に設け、前記ポンプ
はガスホルダーの下流に、また前記バルブと流量計とは
前記ポンプと混合循環系および吸着循環系との間に設け
て、前記混合循環系と吸着循環系とはどちらか一方にガ
スが流れるようにした吸着剤の試験装置とするものであ
る。

第二の目的を達成するための第二の手段は、第一の手段
を構成するポンプの下流側の流路の一部を開放し、この
開放部分より下流側でかつガスホルダーより上流の流路
の一部を閉鎖して、混合循環系を減圧するように構成し
た吸着剤の試験装置とするものである。

作用第一の手段は以下のように作用する。

ガスホルダーは装置全体のほとんどの容積を占めるもの
であって、ガスホルダーでガスと空気が混合される。こ
こで混合されたガスを混合循環系にポンプで循環する。
流量計は混合循環系と吸着循環系の共通のところであ
り、予め混合循環系を流すときに、バルブ及び流量計で
試験流量と同じに合わせ、流量・濃度を安定させる。一
方、試験する吸着剤を吸着循環系にあるカラムにセット
し、安定したガスを吸着循環系に流す。ガスは、吸着剤
に吸着され、またガスの濃度はガスホルダーで均一にさ
れる。この、吸着循環系のガス濃度の時間変化を分析す
ることによって、吸着剤の吸着速度を知ることができ
る。さらに、流量計で流速を変えることによって、ガス
と吸着剤の接触時間と、吸着率の関係を知ることができ
る。

また第二の手段は以下のように作用する。

ガスホルダーに対してポンプと反対側に位置する混合循
環系の流路の一部を閉鎖し、この直ぐ近くを開放してポ
ンプを運転すると、ガスホルダーを含む混合循環系が減
圧される。このことによって、ガスホルダーに大量のガ
スや薬品を注入し気化させた後、ポンプを止め大気を導
入した後、ポンプの運転を再開することによって、系の
中を均一な高濃度にできる。このガス農度と、吸着剤の
量を適当に選ぶことによって、任意の流速に於ける平衡
吸着量を測定できるものである。

実施例本発明の実施例の構成を、第１図を用いて説明する。第
１図は本発明の吸着剤の試験装置の配線図である。第１
図において、１は30のガラス瓶よりなるガスホルダ
ー、２はガスを送るダイヤフラム式のポンプ（真空機工
（株）製、DA−60S、ダイヤフラムをフッソ樹脂処理し
たもの）、３は圧力調節弁で、ポンプ２の吐出圧を調節
するものである。４は圧力計で、安全装置付きであり、
系内の圧力が上がり危険な状態になる前にブザーを鳴ら
し、ポンプを停止するようになっている。５は流量計
（小島製作所製、フローメータ、最大流量50／分）、
６は流量調節弁である。７・８からなる系は混合循環系
で、７・９からなる系が吸着循環系である。10は混合サ
ンプリング口であり、Ｔ字型のガラス管の直角管の開口
部にシリコンゴム栓をしたものとなっている。11は吸着
サンプリング口で、混合サンプリング口と同様な構成に
なっている。12は試料カラムで、二つ割りの構造で、上
半分はガラス製、下半分はステンレス製であって、上下
の間にシリコンゴムのパッキンをして、クランプでしっ
かり狭む。吸着剤試料はステンレス網製のセル13（内径
36mm）に入れ試料カラムにセットする。このとき、吸着
剤の微粉がこばれないように、セル13の底に不織布を敷
く。14はガスあるいは薬品の注入口であって、ここから
シリンジ等でガスホルダー１に注入する。15は系のガス
あるいは空気を排出する電磁弁、16は大気を吸引する電
磁弁、17は排気側と吸引側を分離する電磁弁、18は系の
真空度を確認する真空計、19は真空運転終了時から大気
吸引終了まで閉じる電磁弁、20〜23は混合循環系と吸着
循環系を切り替える電磁弁である。なお配管は加工のし
やすいフッソ樹脂（内径8mm外径10mm）を極力使い、や
むをえない場合はガラス管（内径7mm外径10mm）を使っ
てた。また、連結はフッソ樹脂の熱収縮チューブ、ある
いはステンレス製のジョイントを用いた。これにより、
配管が短くでき、圧力の安定と流速の安定が可能となっ
た。

次に、吸着速度と平衡吸着量の測定例と、そのときの試
験装置の作用について説明する。

測定例１粘土鉱物にスルファニール酸を混練して6/8meshに造粒
した吸着剤Ａ、および6/8meshの椰子殻活性炭にアニリ
ンを添着した吸着剤Ｂのアセトアルデヒドの吸着速度を
測定した。なお室温は22〜25℃、相対湿度は50〜60％で
ある。測定手順は次のとうりである。

１、試料カラム12に吸着剤2.8gを入れたセル13をセット
する。

２、アセトアルデヒドの飽和ガス2ccをシリンジで注入
口14から入れる。

３、電磁弁17・19・20・21及び流量調節弁６を開け、電
磁弁15・16・22・23を閉じてポンプ２を運転する。ま
た、空気清浄装置の流速と同じになるように、流量調節
計６と流量計５で流量を27／分に合わせる。この状態
で30分運転し、ガス濃度を安定させる。

４、混合サンプリング口10よりシリンジでガスを採取
し、FID（Flame ionization detector）付きガスクロ
マトグラフィで分析し、これを初期濃度とする。ここで
は、初期濃度が約50ppmになるように操作する。

５、電磁弁20・21を閉じて、電磁弁22・23を開ける。こ
の時点を吸着開始とする。

６、５分あるいは10分毎に、吸着サンプリング口11より
シリンジでガスを採取し、ガスクロマトグラフィで分析
して、第２図の吸着曲線を得た。

７、測定が終了したら、試料カラム12をはずし、引き続
きポンプ２を運転して大気を吸引すると共に、残ってい
るガスを排気する。これを20分ほど行う。

８、次に、電磁弁22・23・17を閉じ、電磁弁20・21・15
・16を開けて、電磁弁16より大気を吸引して、電磁弁15
より混合循環系のガスを排気する。これを20分ほど行
う。

この操作７・８により装置内が洗浄されるものである。

第２図において、ａ−１は吸着剤Ａの吸着曲線、ｂ−１
は吸着剤Ｂの吸着曲線である。ここで、下に示す従来の
方法で測定した。アセトアルデヒドの等温吸着線を第４
図に示す。ａ−３は吸着剤Ａの等温吸着線、ｂ−３は吸
着剤Ｂの等温吸着線である。このデータから各ガス濃度
に於ける平衡吸着量を知ることができるが、第４図の10
ppm前後の能力差よりも、第２図における能力差のほう
がかなり大きい事が判る。なお、第４図の等温吸着線
は、容量3.97のガラス瓶に試料2gを入れて、所定量の
ガスを加え、次に25℃の恒温槽中に放置し、ガス濃度を
測定し、平衡に達したときのガス濃度と、ガス吸着量の
関係を求めることにより得られた。

測定例２吸着剤Ａのアセトアルデヒドの平衡吸着量の測定を行っ
た。室温は22〜25℃、相対湿度50〜60％、流量は27／
分である。操作は次のように行った。

１、試料カラム12に吸着剤10gを入れたセル13をセット
する。

２、電磁弁16・17・22・23を閉じ、電磁弁19・20・21・
15、流量調節弁６を開け、ポンプ２を運転して、ガスホ
ルダー１の中を20cmHg位まで減圧し、電磁弁15・19を閉
じポンプ２を止める。

３、アセトアルデヒドの溶液をシリンジでガス注入口14
から入れ、蒸発させる。

４、電磁弁16・17を開けて大気を吸引し、常圧に戻す。

５、この後、測定例１の操作３〜８と同じ操作を行う。
なお、初期濃度は約1000ppmになるように調節した。こ
のように測定した結果第３図に示す吸着曲線ａ−２を得
た。これより、平衡濃度は5ppmであり、この時に吸着し
た量は54mmgであった。この結果、流量27／分（流速4
5cm/秒）で、アセトアルデヒド5ppmでの平衡吸着量は5.
4mg/gとなる。この値は、第４図から求められる静的な
平衡吸着量の半分程度である。電磁弁の開閉動作、ポン
プの運転停止はマイコン制御で行えば、動作がスムーズ
になり、より正確な測定が出来、且つ安全性が高くな
る。

発明の効果以上のように、少量の吸着剤で短時間に簡単に、且つ精
度良く吸着速度を測定できる。また、高濃度ガスにでき
るので、動的な平衡吸着量を測定できる。また、流量を
任意に設定でき、さらに、各種のガスを混合できる。こ
のように、本発明の吸着剤の試験装置によれば、吸着剤
を使う空気清浄装置や脱臭器の目的にあった試験ができ
ると共に、実際の使用条件による、吸着速度及び寿命を
予測することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である吸着剤の試験装置の配
管図、第２図は同吸着剤の試験装置で測定した吸着曲線
の例、第３図は同吸着剤の試験装置で測定した、平衡吸
着量を求めるときの吸着曲線の例、第４図は従来の方法
で測定した吸着剤の等温吸着線である。１……ガスホルダー、２……ポンプ、５……流量計、12
……試料カラム。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガスホルダーと、ガスを送るポンプと、ガ
スの流量を調節するバルブ及び流量計と、ガスの濃度及
び流量を予め安定させるための混合循環系と、吸着剤を
収納するカラムを有する吸着循環系とから成り、前記混
合循環系と吸着循環系とは並行に前記ガスホルダーの上
流側に設け、前記ポンプはガスホルダーの下流に、また
前記バルブと流量計とは前記ポンプと混合循環系および
吸着循環系との間に設けて、前記混合循環系と吸着循環
系とはどちらか一方にガスが流れるようにした吸着剤の
試験装置。
【請求項２】ポンプの下流側の流路の一部を開放し、こ
の開放部分より下流側でかつガスホルダーより上流の流
路の一部を閉鎖して、混合循環系を減圧するようにした
請求項１記載の吸着剤の試験装置。