JP4669145B2 - 改良された電圧検知装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極間の微少な電圧変化を検知する装置に関し、より詳しくは、腐食性物質を高温で製造する場合の反応終点を管理するために用いられる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高温反応でしかも極めて強い腐食性物質を製造する反応において反応終点を管理する有用な方法として、特開平１１−２２３６１５号公報に、電極の一方が白金、ロジュウムまたはタンタルであり、他方が鉛または銀であり、リ−ド線を含む電極の一方をガラス管に通し、電極性能を損なわない程度に電極の先端を露出させた後方部分において電極をガラス溶封した構造を有する電極の両方を一体型にした複合電極を用いて反応の終点を検知、管理する方法が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、使用条件が過酷なため長期間の使用により極間の絶縁性が低下したり使用材質が劣化したりして、短期間に電極の各部品を更新する必要があり実用上数多くの欠点があった。
本発明は、部品交換頻度を少なくし、長期使用に耐える装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、電極の周辺からできるだけ過酷な反応条件に耐えられない材質を排除し、さらに強度を持たせるために特定の材質の管で電極の外縁を保護することで、反応の進行状況の検知に影響を及ぼすことなく電極間の絶縁性を保つたまま、過酷な使用条件下でも長期間の使用に耐えることを見出し本発明を完成するに至った。
【０００５】
即ち、本発明は、電極間の微小な電圧変化を検知する装置において、電極の一方がガラス管内側に設置され電極の先端が露出するように電極が配置されたガラス管先端部が封止され、かつ該ガラス管の外側に他方の電極を設置したことを特徴とする電圧検知装置に関する。また両電極の外縁にガラスライニングした管を設置することを特徴とする。また、電極の一方が白金、ロジュウムまたはタンタルであることを特徴とし、電極の他方が鉛または銀であることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明に使用する電極としては、感度、耐腐食性等を考慮して、一方に白金、ロジュウムまたはタンタルであるを用いるのが好ましく、他方に鉛または銀を用いるのが好ましい。本発明に用いられる電極の構造は、一方の極がガラス管の外側に、他方の極が内側にある構造であって、例えば内側の極が白金にリ−ド線として白金線を接続してガラス管に入れられ、先端部を露出させた状態でガラス管先端を封止し適当に極間距離が調節できるようにガラス管の外側に鉛管極がスライドできるように設置された構造等を例示することができる。
【０００７】
このような構造にすることで両極間の絶縁抵抗値（５００〜１０００Ｖの電圧をかけて測定した）をほとんどゼロにすることができるので極間のリ−クがなくなり、酸化還元電位または電解質の解離で発生する微弱な発生起電力を確実に検知することができる。内側及び外側に使用する金属については、内側と外側を適宜交換して用いることができる。
【０００８】
先端から露出させる白金の長さは特に制限はないが、数mmから１０cm程度である。露出部分が短いと十分な電極性能が得られず、またこれ以上長いと構造的に問題となり不利である。ガラス管を封止する方法は、ガラス管内に反応液が入ってこない様（進入してこない）に気密性と絶縁性が保たれれば特に制限はなく、単にガラス管先端部のみを溶封する方法、先端部分からある程度の長さ部分をガラス封入する方法等を例示することができ、その封入する長さは、特に制限されないが、数ｍｍから数ｃｍで十分である。
【０００９】
本発明は、上記構造を有する電極の外縁にガラスライニングした管を、電気特性を損なわない程度の間隔をおいて配置することを特徴とする。従来、反応槽内の液攪拌によって複合電極が受ける力学的強度と、過酷な使用条件によって生ずる電極構成材の劣化により極間の絶縁性が低下したり、使用材質が劣化して短期間に更新する必要があったが、本発明の構造にすることにより、物理的及び機械的強度を飛躍的に向上させることができた。
【００１０】
ガラスライニングした管の素地金属材質は、撹拌によりかかる応力やせん断力に耐えられれば特に制限されない。具体的には、撹拌によって生ずる機械的力に耐えられる素地パイプの内側と外側がガラスライニングされた単管で、例えば、通常の鋼管の内外をガラスライニングすればよい。管の厚みは、同様に管の材質との組み合わせで撹拌によって生じる機械的力に耐えられれば、特に制限さえないが、取扱いの容易さ等を考慮して１〜２０ｍｍ程度が好ましい。ガラスライニングされた管と電極の間隔は、電気特性を損なわない程度であれば、なるべく狭くするのが好ましく、具体的には、１〜６ｍｍ程度の範囲が好ましい。
【００１１】
ガラスライニングした管と電極本体は、ゴム線、ボルト、ねじ込み等で一体型としてよいし、またはガラスライニング管をあらかじめフランジ等で固定し、電極本体は該管中を自由に出し入れできるようにゴム線、ボルト、ねじ込み等で固定できるように別々に構成しても構わない。
【００１２】
次に本発明の電極の実施例を挙げて更に詳細に説明するが、本発明の範囲は実施例に限定されるものではない。
【００１３】
【実施例】
実施例１
６ｍ³反応槽の一ヶ所の４インチフランジ部に、図 ３に示したＰｔとＰｂの複合電極を図２に示した様に反応槽にボルトで固定する様にセットした。反応開始前に溶媒としてオキシ塩化燐 １２００Ｌ（２０２８ｋｇ）、黄燐２０００ｋｇを仕込んで１０３〜１０７℃に加温、攪拌した。同温度に保持し２０時間を要して空気３ｍ³／ｈを酸素に混合導入しながら酸素７７５ｋｇ、塩素４１１０ｋｇを同時吹込み反応を行なった。その後、酸素の吹込みを停止し塩素を更に３５０ｋｇ／ｈで還流ラインに設置してある還流電位計の電位が１．４Ｖ以上になるまで、同温度で吹込み続け反応を完結させた。この時の反応温度は１０６〜１０８℃であった。反応終点では黄燐がなくなり急激に反応液中にフリ−塩素が増加してくる。この塩素を反応槽に設置した電極で電位の変化量を、コンピュ−タ−に読み込ませ塩素導入バルブを閉止させた。反応終点近くでは槽内電位が０．８５５Ｖから１．４５２Ｖに急上昇し塩素自動弁が停止して塩素導入がストップした。反応終点近傍の急激な電位変化から停止に至る変曲線の記録には全くノイズがなく綺麗な曲線を描いた。そのため、ＶＥＬ設定値（コンピュ−タ−で１秒間にこの設定電位より変化があったら警報を発する様にした設定値）０．０２７Ｖを煩雑に変更する必要がなくなり安定した操業ができる様になった。また、従来、６ヶ月〜１年ごとにPVDF合成樹脂パイプ（電極担体材質）（図１を参照）の交換を行っていたが、連続使用が可能となった。
【００１４】
実施例２
イソプロピルアルコ−ル１５００Ｌ（１１６５ｋｇ）とトリクロルエチレン４３００Ｌ（５８５０ｋｇ）を７ｍ³ＧＬ槽に仕込み、ＴｉＣｌ₄ ５２０Ｌ（８９４ｋｇ）を６０℃以下、約３時間で滴下した後、３時間熟成した。この反応液に７０℃以下で８時間を要してアンモニアガスを３８０m³（２８８ｋｇ）を吹込んで中和した。実施例１と同様に反応槽の４インチフランジに固定しセットした電極で反応の中和管理を行なった。終点近くでは急激に電位が７１０ｍｖまで低下し，アンモニア吹込み用自動弁が閉止した。この時の中和ｐＨを確認のため，ｐＨ計でチェックしたら７．０６を示した。中和点近くの電位が急激に変化し停止に至るＣＧ画面の変曲線は全くノイズのない綺麗な線図を描いた。また、従来、１２ヶ月毎に支持担体テフロンの部品交換（膨潤や変形して寸法安定性がなくなる、図１を参照）を行っていたが、連続使用が可能となった。
【００１５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の構造を有する複合電極を用いることにより、電気特性を損なうことなく、物理的、機械的強度を向上させることができ、長期連続使用が可能となり、反応終点検知用電極として長期間安定的に高精度で反応管理ができるので工業的に優れた電極である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来用いられていた電極の概略図である。図中、長さの単位はｍｍを表す。
【図２】オキシ塩化燐反応槽の概略図である。
【図３】実施例１に使用された電極の概略図である。図中、長さの単位はmmを表す。
【符号の説明】
１．Ｐｔ電極
２．ゴム栓
３．フランジ及び穴
４．ＰＤＶＦ樹脂またはテフロン
５．ガラス管
６．Ｐｂ電極
７．Ｐｔ電極
８．Ｐｂ電極
９．ボルト
１０．ガラスライニングされた管
１１．Ｐｔ電極
１２．Ｐｂ電極
１３．ガラス管
１４．ガラス管中空部
１５．フランジ及び穴
１６．ゴム栓

Claims (3)

1. 電極間の微小な電圧変化を検知する装置において、電極の一方がガラス管内側に設置され電極の先端が露出するように電極が配置されたガラス管先端部が封止され、かつ該ガラス管の外側に他方の電極を設置し、かつ両電極の外縁にガラスライニングした管を設置したことを特徴とする電圧検知装置。
2. 電極の一方が白金、ロジュウムまたはタンタルであることを特徴とする請求項１に記載の電圧検知装置。
3. 電極の他方が鉛または銀であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電圧検知装置。

Images