JPH0331760A - 全有機炭素計 - Google Patents

全有機炭素計

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JPH0331760A
JPH0331760A JP16804489A JP16804489A JPH0331760A JP H0331760 A JPH0331760 A JP H0331760A JP 16804489 A JP16804489 A JP 16804489A JP 16804489 A JP16804489 A JP 16804489A JP H0331760 A JPH0331760 A JP H0331760A
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Shingo Sumi
心吾 角
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浩明 松久
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、全有機炭素計の全炭素燃焼部の酸化触媒、及
び/又は無機炭素反応部の反応剤の再生処理、又は活性
化処理に関する。
し従来技術] 全有機炭素計は、主に水中の全有機炭素(To(alo
rganic carbon、以下TOCと(1う)を
定量演11定(Ct)を求め、別に無機炭素反応部で試
料中の無機炭素濃度(Ci)を求め、前記CtとCiを
別々に非分散型赤外分析計で定量測定して、下記の式を
用いてTOCの定量値を求めるものである。
TOC=Ct−Ci     ・・・・・・・・・式[
I]TOCは従来、上下水道や地下水、河川等の水質管
理に必須の測定手段として用いられていたが、近年それ
に加えて半導体やICチップの洗浄用超純水等の電子・
精密工業等の水質管理に非常に重要な測定手段となって
いる。これらの工業用は、ppb(ppbはppmの1
/1000)のオーダーのTOCの水質管理が要求され
る。
ところでTOC計は、キャリヤーガス供給部、全炭素燃
焼部(TC燃焼部)、無機炭素反応部(IC反応部)、
除湿部、及び炭酸ガス検出部から少なくとも構成されて
いる。そしてTC燃焼部には酸化触媒として、白金、酸
化コバルト、パラジウム、クロム酸塩等が使用され、I
C反応部には無機酸や陽イオン交換樹脂等の反応剤が使
用されている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来のTOC計は、ある程度の期間使用
すると、前記したTC酸化触媒あるいは16反応剤が劣
化してくるので、その都度オペレータがTC酸化触媒や
IC反応剤の交換や再生処理をマニュアル操作で行なわ
なければならないという不都合があった。すなわち、T
C燃焼部やIC反応部を分解し、内部の触媒や反応剤を
入れ替え、再度組み立てるという煩わしい作業などが必
要であった。
本発明は前記した従来技術の課題を解決するため、TC
燃焼部、及び/又はIC反応部へ、無機酸を注入する手
段を設けたことにより、TC酸化触媒やIC反応剤の再
生処理、又は活性化処理を、手動的、またはオペレータ
が指定すれば自動的に行なうことができるTOC計を提
供する。
[課題を解決するための手段] 前記目的を達成するため、本発明は下記の構成からなる
すなわち本発明は、キャリヤーガス供給部、酸化触媒を
使用したTC燃焼部、無機炭素反応剤を使用したIC反
応部、除湿部、及び炭酸ガス検出部から少なくとも構成
される全有機炭素計において、前記TC燃焼部、及び/
又は前記IC反応部へ、TC酸化触媒及び/又は10反
応剤の再生処理のための無機酸を注入する手段を設けた
ことを特徴とする全有機炭素計である。
本発明において特徴的なことは、TC酸化触媒、及び/
又はIC反応剤を再生、又は活性化処理させるための無
機酸を注入する手段をTOC計に設けたことにある。こ
れにより自動的、又は手動的にTC酸化触媒、及び/又
はIC反応剤を再生、又は活性化処理することができる
。自動的に行なえるようにすれば、キャリヤーガスの供
給をストップさせずに自動的に再生処理できるので、ベ
ースラインが狂うこ吉なく、迅速にかつ正確に再生処理
ができる。
本発明において、TC燃焼部、及び/又はIC反応部へ
注入する無機酸は、塩酸、リン酸、硝酸、硫酸などの無
機酸であればいかなるものであってもよいが、扱い易さ
から好ましくは塩酸である。
無機酸は水溶液として用いるのが測定系の保護のために
好ましい。水溶液にする場合の希釈倍率は任意のものと
することができる。無機酸を注入する手段としては、好
ましくは無機酸水溶液貯溜容器、無機酸供給ライン、無
機酸移送手段からなる。
本発明において、キャリヤーガス供給部は、−例として
、減圧弁、圧力計、流量制御計、流量計からなるのが好
ましい。純粋なガスを測定系に定量的に送り込むためで
ある。キャリヤーガスとしては、高純度空気等を用いる
ことができる。
次にTC燃焼部には酸化触媒として、白金等の貴金属、
酸化コバルト、パラジウム、クロム酸塩等を使用するこ
とができる。このうち白金等の貴金属触媒を用いた時に
は、無機酸を注入することにより再生化処理のほかに、
触媒能力活性化処理ができて好都合である。TC燃焼部
は400℃〜950℃程度の温度が好ましい。
次にIC反応部は、無機炭素(炭酸体炭素)を二酸化炭
素に変換でき、かつ無機酸で再生できる反応装置であれ
ばいかなるものであっても使用できる。かかるIC反応
部で用いる反応剤としては、−例として、塩酸、リン酸
、硝酸、硫酸などの無機酸を水溶液のまま使用しても良
いし、再生可能な固体酸や、強酸性イオン交換樹脂等の
反応剤であってもよい。好ましいIC反応剤としては、
水溶液中に強酸性イオン交換樹脂を分散させ、ガスでバ
ブリングしたものである。いわゆる流動床反応が行なえ
、反応剤の活性表面を有効利用できるからである。
IC反応部の温度は常温(室温)であることが好ましい
が、200℃程度までの温度に加熱しても良い。
前記TC燃焼部とIC反応部は、直列に設けてもよいし
、並列に設けてもよい。無機酸により再生できる効果は
同一だからである。
次に除湿部に関しては公知のいかなる方式であってもよ
い。例えば除湿部としては、一定温度に冷却する方式が
好ましい。特に好ましくは、電子式冷却器を用いて、1
0℃以下、たとえば1℃程度の一定温度に保つことであ
る。このようにすると水分の露点が一定になり、非分散
型赤外分析計による炭酸ガス(CO2)の定量測定が安
定化する。
次に炭酸ガス検出部は、−例として非分散型赤外分析計
を用いる。炭酸ガスの定量測定が最も正確にできるから
である。
本発明において、好ましい構成としては、酸化触媒やI
C反応剤の劣化が発生し再生処理が必要なときには、再
生処理プログラムを動作させ、自動的に無機酸の注入を
行うことである。
[作用] TC酸化触媒は、試料中に含まれる触媒毒成分の蓄積や
接触により、酸化能力の低下を生じる。
また試料中のIC成分である炭酸塩や炭酸水素塩などは
、熱分解されて酸化物になり、触媒上に蓄積する。これ
らアルカリやアルカリ土類の酸化物は、温度によってC
O2を吸収したり放出する、いわゆる呼吸作用を行ない
測定値の安定性を低下させる原因となる。その反応を下
記に示す。
熱分解 CaCo3     CaO+CO2 常温 また、これらのアルカリ性物質は、触媒やTC燃焼管を
強く浸蝕する。
このような状態になった触媒を無機酸(特に塩酸が好ま
しい)で処理すると、貴金属系触媒では、触媒が活性化
され、また触媒上に蓄積している有害な作用を起す酸化
物質が中性の塩化物に固定される。塩化物(例えばNa
C1)は、CO2と反応せず、また触媒や燃焼管への作
用も弱い。
従来は、触媒が劣化すると新しいものと取替えるか、白
金のような貴金属触媒では、触媒を取出して酸溶液中で
加熱洗浄を行なっていた。
IC反応剤として強酸性イオン交換樹脂を使用した場合
、IC成分を含む試料を測定するとR−3Q3H+Na
HCQ3→R−8Q3Na+H2CO+の反応により、
イオン交換樹脂のイオン交換基(−H+)が減少し最終
的には、IC成分と反応しなくなる。この場合には、例
えば塩酸と反応させれば次式により再生することができ
る。
R−5CbNa+ HCl→R−8CbH+ N a 
c 1[実施例] 以下本発明の詳細な説明する。なお本発明は下記の実施
例に限定して解釈されることなく様々な応用が可能であ
る。
第1図に本発明の装置の一実施態様を示す。
キャリヤーガス流量制御部1から供給されたキャリヤー
ガスは、TC試料注入口2、TC燃焼管5内のTC酸化
触媒4、接続配管6、IC反応器8、除湿部11、及び
炭酸ガス検出部12の順に流される。TC燃焼部は、T
CCa内にTC燃焼管5が配置され、TC燃焼管5内に
TC酸化触媒4が充填されている。IC反応部は、IC
試料注入ロアとIC反応器8、ICドレインバルブ10
から構成され、IC反応器8内にIC反応剤9が充填さ
れている。
測定試料19は、マルチポートバルブ17(−例として
4マルチポートバルブを示す)から試料注入器(シリン
ジポンプ)16により自動的に注入され、TC試料注入
口2、TC燃焼管5内のTC酸化触媒4、接続配管6、
IC反応器8、除湿部11、及び炭酸ガス検出部12を
通過して、試料中の全炭素量(Ct)が定量測定される
別に測定試料19は、マルチポートバルブ17から試料
注入器(シリンジポンプ)16により自動的に注入され
、IC試料注入ロア、IC反応器8内のIC反応剤9、
除湿部11、及び炭酸ガス検出部12を通過して、試料
中の無機炭素量(C1)が定量測定される。
そしてデータ処理部13で、前記した式[1Fに基いて
TOCを算出し、表示部14で表示する。
動作制御部15は、データ処理部13のデータを読んで
、マルチポートバルブ17から試料注入器(シリンジポ
ンプ)16により自動的に試料を注入すること、TC試
料注入口2またはIC試料注入ロアへ試料注入を切り替
えること、ICドレインバルブ10を開いて、オーバー
フローしてくるIC余剰液をドレインとして抜く制御な
どを行なう。
以上の装置において、無機酸水溶液18を配置し、手動
、または動作制御部15の指示により自動的に、マルチ
ボートバルブ17から試料注入器(シリンジポンプ)1
6により、無機酸水溶液をTC試料注入「−」2、及び
1/またはIC試料注入ロアへ注入し、TC酸化触媒4
及び/またはIC反応剤9、を再生処理する。TC酸化
触媒として白金などの貴金属を用いたときは触媒能力の
活性化を保つことができる。
本発明において無機酸として塩酸を用いた場合、−回の
注入量の好ましい例は、TC酸化触媒に対しては、たと
えば2Nの塩酸を用いた場合2001111×3回程度
の注入で−1−分であり、IC反応剤に対しては、2N
の塩酸を用いた場合5m1X1回程度の注入で十分であ
る。
本発明は、TOC計内針内酸とこれをTC燃焼管及びN
C反応器に注入する注入機構を有しており、オペレータ
が再生処理の実行を指定すれば、TC触媒のみあるいは
IC反応剤のみあるいはTC触媒及びIC反応剤を続け
て再生処理するプログラムを実行することもできる。
次に他の実施例についで説明する。好ましいIC反応部
についての詳細な説明をF記に行なう、3rC反応部に
は固体酸とし7ての強酸性イオン交換樹脂(n型)(例
えばLアンバーライトl R−120BJ  (米国の
ローム・アンド・ハース社の登録商標)、オルガノ株式
会社製)を収容し、水中に分散させである。
強酸性イオン交換樹脂を収容しておくと、これが試料中
の炭酸水素塩等の力千オンイオンとイオン交換(例えば
R−50311+ Na1ICO3→R−803Na+
l12CO3) L、、、この時生成し、た生成物、つ
まり炭酸をキャリアガス:こよってバブリングすわ5ば
容品(7二酸化炭素に変換される(ti2 CO3= 
i1201CO2)。
この場合、イオン交換反応によって強酸性イオン交換樹
脂の交換能力が低装置でも、注入゛」る無機酸によって
容易に再ゴー(例えばRSO3Na+ItCl−11−
3O311+NaC1)されるか1′:、このイオン交
換樹脂を繰り返し使用することができろ。このように強
酸性イオン交換樹脂をIC反応器8に収容することによ
って、操作が更に簡便になる。なお、固体酸であれば上
記反応を阻害しない限り強酸性イオン交換樹脂以外のも
のであっても適宜用いることができる。さらにIC反応
部には反応剤として、塩酸、リン酸、硝酸、硫酸などの
無機酸を水溶液のまま存在させたものであっても、本発
明の無機酸の注入により常に酸の濃度を一定に保ち、反
応性を一定に保つことができる。
[応用例] 本発明においては、試料あるいは標準液をくり返し5測
定した時のくり返し程度(標準偏差:SD、あるいは変
動係数:CV)からTC酸化触媒あるいはIC反応剤の
劣化を判断し7、自動的に再生プログラムを実行さゼる
ことも可能である。
[発明の効果] 本発明はTC燃焼部、及び/又はIC反応部へ、無機酸
を注入する手段を設けたことにより、TC酸化触媒やI
C反応剤の再生処理1.又は活性化処理を、手動的、ま
たはオペL−−−タが指定すれば自動的に行なうことが
できろTOC訂を提供寸−ることかできた。また、TC
酸化触媒及びr C反応剤がTOC計内針内・・lトさ
ねたまま再生処理プロゲラムを実行する(1 、!、が
できりため、オペレー タの保守工数が非常に軽減され
るという顕著な効果を・発揮することができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の装置の一=一実施態様を示樗7.1:
キャリへ′−ガス流量制御部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)キャリヤーガス供給部、酸化触媒を使用した全炭
    素燃焼部、無機炭素反応剤を使用した無機炭素反応部、
    除湿部、及び炭酸ガス検出部から少なくとも構成される
    全有機炭素計において、前記全炭素燃焼部、及び/又は
    前記無機炭素反応部へ、酸化触媒及び/又は無機炭素反
    応剤の再生処理のための無機酸を注入する手段を設けた
    ことを特徴とする全有機炭素計。
JP1168044A 1989-06-29 1989-06-29 全有機炭素計 Expired - Lifetime JP2692275B2 (ja)

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