JPH0375559A - 炭素量測定装置 - Google Patents

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］ この発明は炭素量測定装置に係り、特に半導体、原子力
用などの用途に用いられる超純水中に含まれている全有
機炭素（Ｔ　ＯＣ；　Ｔｏｔａｌ　ＯｒｇａｎｉｃＣａ
ｒｂｏｎ　）量を測定するに好適な炭素量測定装置に関
する。

［従来の技術］ この炭素量測定装置として広く知られているものの一つ
に、試料水中に反応液を混合し、反応手段において前記
試料水中の有機炭素を酸化させるとともに、この酸化反
応により発生した二酸化炭素を分離手段によって分離し
、この二酸化炭素の量を測定するようにしたものがある
。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、試料水中に含まれる目的の有機炭素以外に、
反応液中にも微量の有機炭素が含有されていることが懸
念され、この微量有機炭素は、例えば反応液の保管中な
どに、外部から混入してくることによって含有されると
考えられている。反応液中にこのような有機炭素が存在
すると、目的の有機炭素以外にもこの反応液中の有機炭
素をも同時に測定してしまうこととなり、正確な結果を
得ることができなくなる不満があった。

そこでこれまでは測定結果の信頼性を得るために、この
反応液を装置内で長時間保管せず、外部から有機炭素が
混入しないような厳しい条件下で別途保管しておかなけ
ればならなかった。

またさらに正確な測定を行うためには、予めこの反応液
のみを試料として用いて分析を行い、その結果得られた
値をドリフト値としてゼロ点校正が行われていた。しか
しながらこのようなゼロ点校正を行うには、特別にゼロ
点校正用の装置の運転を行い、ゼロ点校正のための特別
な演算プログラムを用意する必要があるなど、非常に手
間と時間がかかる欠点があった。

そこでこの発明では上述の課題を解消し、簡便な手法に
より、試料水中にのみ含有されている有機炭素の量を高
精度に測定することのできる炭素量測定装置を提供する
ことを目的としている。

し課題を解決するための手段］ この発明は、試料水中に反応液を混合し、反応手段にお
いて前記試料水中の有機炭素を酸化させるとともに、こ
の酸化反応により発生した二酸化炭素を分離手段によっ
て分離し、この二酸化炭素の量を測定するようにした炭
素量測定装置において、前記反応液を試料水に供給する
反応液供給管路に、反応液中に含まれている有機炭素を
分解させる分解手段を備えたことを解決手段とした。

［作用コ このように反応液中の有機炭素を分解させる分解手段を
備えたことにより、反応液供給手段から送られた反応液
が試料水に混合される前の時点で反応液中の有機炭素が
熱分解されることとなる。

このために試料水中に余分の有機炭素が混入されること
なく、目的の試料水中の有機炭素量のみを正確に測定す
ることができるようになる。

以下、実施例を示し、図面を参照してこの発明の詳細な
説明する。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示すものである。

図中符号ｌは試料水供給手段である。この試料水供給手
段ｌは、試料水供給管路２と、管路２の途中に設けられ
たポンプ３を有してなり、このポンプ３の流入側には、
第１の試料の供給管路４ａあるいは第２の試料の供管路
管４ｂから選択的に試料水を送ることができるように三
方電磁弁５が設けられている。またポンプ３の吐出側は
脱気手段６に連結されており、ポンプ３と脱気手段６の
間には、反応液を供給するための反応液供給管路７が設
けられている。この反応液供給管路７は反応液を貯蔵す
るタンク８と、反応液をタンク８から送り出すポンプ９
とを有してなる反応液供給手段１０に連結されている。

ここで反応液とは、前記試料水に含有される有機炭素か
ら無機炭素である二酸化炭素を生成させるためのベルオ
キソニ硫化カリウム等の酸化剤と、前記試料水に最初に
含有される無機炭素でありかつ弱酸である二酸化炭素を
追い出すための硫酸、リン酸等の酸性溶液との混合液で
ある。

またこの反応液供給手段ＩＯから反応液を供給する反応
液供給管路７の途中には、分解手段【Ｉが設けられてい
る。この分解手段１１は、第、２図に示したように、ヒ
ータや加熱媒体等の加熱手段が収容されてなる加熱筒１
１ａの外周に、反応液が通る管路ｔｔｂがコイル状に巻
回形成されてなるもので、加熱筒１１ａにより反応液が
加熱されて反応液中に含有されている微量の有機炭素が
分解されるようになっている。ただし、上述の有機炭素
の分解に伴い、反応液中の酸化剤自体の分解を必要最小
限度に止どめるような条件とされることが必要で、例え
ば分解条件が９０〜１５０℃、１気圧程度に設定される
ようになっている。また加熱筒１１ａと、反応液の通る
管路ｔｔｂとが接する部分には、この管路ｚｂと加熱筒
１１ａの接触面積を大きくするべく溝が形成されている
ことが望ましく、これによって反応液の加熱がより効率
良く行なわれるようになる。

また前記脱気手段６は、下部から送り込まれたヘリウム
、窒素等の不活性ガスにより、脱気手段６内の試料水お
よび反応液が曝気されてこれらに含有されている二酸化
炭素を分離し、この二酸化炭素を不活性ガスとともに上
部から排出できるようになっている。

またこの脱気手段６の排出側は、加圧ポンプＩ２を介し
て反応手段１３に接続されている。加圧ポンプ１２は後
述の反応手段１３内に前記試料水と反応液とからなる混
合液を一定の圧力かつ流量で供給するためのものであり
、これら圧力および流量を調節する調節機構１４が設け
られている。

反応手段１３は、ヒータや加熱媒体等の加熱手段が収容
されてなる加熱筒１３ａの外周に、試料水と反応液との
混合液が通る管路１３ｂがコイル状に巻回形成されてな
るもので、加熱筒１３ａにより上記混合液が加熱され、
試料水中の有機炭素と反応液との酸化反応が促進される
ようになっている。この反応手段１３は、例えば反応条
件２００℃、２０気圧程度に設定することができるよう
になっている。

また反応手段１３の下流側は、固定絞り１５を介して、
上記分離手段１４に連結されている。固定絞り１５は、
前記反応手段１３の内部の反応圧力を高めるためのもの
であって、反応手段Ｉ３の温度がたとえ水の沸点を越え
たとしても、反応液の気化が起こらないようにするもの
である。

分離手段Ｉ４には、通常の気液分離手段が用いられてよ
く、供給された加圧状態の混合液を大気圧中に放出する
とともに、二酸化炭素を、下部より吹き込まれた不活性
ガス中に移行せしめて気液分離を行い、液相（ドレン水
）のみを受は容器１８に排出できるようになっている。

また分離手段１４の上部は、赤外線分析器等の測定手段
１６に連結されている。赤外線分析器は、二酸化炭素濃
度に応じてその濃度に対応する出力の電気信号を出力す
ることができ、この出力は、演算手段１７に送られて、
この演算手段＋７内に記憶されている所定の演算式にし
たがって濃度値に換算されて表示されるようになってい
る。

このような炭素量測定装置にあっては、試料水供給管路
ｌから送られた試料水と、反応液供給手段ＩＯから分解
炉１１を経て圧送された反応液とが混合されて、脱気手
段６内に送られる。この脱気手段６内に供給された時点
では、試料水中には有機炭素が含有されているが、反応
液中に含まれていた微量の有機炭素は既に分解手段１１
内で分解されてしまっているので残っていない。

脱気手段６内において、これら試料水と反応液との混合
液に不活性ガスを送り二酸化炭素が除去された後、反応
手段１３に送られる。反応手段１３内で上記混合液は加
熱されて、試料水中に含まれていた有機炭素と反応液と
の酸化反応が進行して、有機炭素はここで二酸化炭素に
変換される。

反応手段１３において発生した二酸化炭素は高温の混合
液とともに加圧状態で分離手段１４に送られる。分離手
段１４に供給された混合液は大気圧中に放出されるとと
もに、不活性ガスが送り込まれ、二酸化炭素が気相（不
活性ガス）中に抽出されて、気液分離が行なわれる。分
離後の液相（ドレン水）は外部に排出され、二酸化炭素
を含む気相のみが赤外線分析器等の測定手段１６に送ら
れる。

測定手段１６により二酸化炭素の量が測定されると、そ
の出力が演算手段１７に送られて、所定の演算式よって
濃度値に換算されて表示され、゛測定が終了する。

次に第３図を用いて、他の実施例について説明する。

第３図に示した炭素量測定装置は、請求項２に記載のよ
うに、反応手段１３から分離手段１４に至る管路が分解
手段１１を通過するべく配された点において、第１図の
装置と異なっている。

具体的には、分解手段＋１は前述のように、加熱筒１１
ａの外周に反応液が通る管路ｔｔｂがコイル状に巻回形
成されてなるものであるが、この例ではさらに第４図に
示したように、加熱筒１１ａの外周に上記反応手段１３
から送り出された高温の混合液が通る管路１１ｃも併せ
てコイル状に形成されている。ここで分解手段１１の分
解条件は、上述のように９０〜１５０℃、ｌ気圧程度と
、反応手段１３の反応条件（２００℃、２０気圧程度）
に比べて非常に緩いものであるので、反応手段１３を経
た直後の混合液が持つ熱を分解手段ＩＩの熱源に利用す
ることは十分に可能である。

このように分解手段１１を、反応手段１３から分離手段
１４に至る管路途中に配し、分解手段１１に高温の混合
液か通る管路１１ｃを設けたことによって、混合液の熱
が分解手段１１の熱源の一部となり、効率良く分解反応
を進行させることができ、また熱源の節約にも効果を奏
する。

また、上記分解手段１１の構成は上記実施例に限定され
るものではなく、反応液中の有機炭素が効率良く分解さ
れるようなものであれば、例えば反応液の通る管路１１
ｂが加熱筒１１ａの内部に設けられた構成とされてもよ
いし、あるいはこれ以外の構成であってももちろんよい
。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の炭素量測定装置は、試
料水中に反応液を混合し、反応手段において前記試料水
中の有機炭素を酸化させるとともに、この酸化反応によ
り発生した二酸化炭素を分離手段によって分離し、この
二酸化炭素の量を測定するようにした炭素量測定装置に
おいて、前記反応液を試料水に供給する反応液供給管路
に、反応液中に含まれている有機炭素を分解させる分解
手段を備えたものであるので、反応液を試料水に混合す
る前の時点で、反応液中に含有されている有機炭素を分
解手段で分解するので、試料水中にのみ含まれる有機炭
素の量を正確に測定することができるようになり、極め
て高精度の分析が可能となる。したがって反応液中の有
機炭素の量をドリフト値としてゼロ点校正を行う必要も
なく、非常に簡便に測定を行うことができる。また反応
液の保管に際しても、たとえ保管中に有機炭素が混入し
た場合でも、反応液の供給直前にこの有機炭素の分解を
行うので全く支障なく、したがって厳しい保管条件を採
用する必要がなくなり、反応液の使用期限も長くなる。

また請求項２に記載のように、分解手段を反応手段から
分離手段に至る管路を通過するべく設ければ、反応手段
を経た混合液の熱を分解手段の熱源に利用することがで
き、効率良く分解反応を進行させることができ、また熱
源の節約にもなる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、この発明の炭素量測定装置の一
実施例を示すもので、第１図は装置全体を示す構成図、
第２図は分解手段の一例を示す側面図であり、 第３図および第４図は、炭素量測定装置の他の実施例を
示すもので、第３図は装置全体を示す構成図、第４図は
分解手段の一例を示す側面図である。 第１図 ・・・・・・試料水供給手段、７・・・・・・反応液供
給管路、０・・・・・・反応液供給手段、１１・・・・
・・分解手段、３・・・・・・反応手段、１４・・・・
・・分離手段、６・・・・・・測定手段。 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）試料水中に反応液を混合し、反応手段において前
   記試料水中の有機炭素を酸化させるとともに、この酸化
   反応により発生した二酸化炭素を分離手段によって分離
   し、この二酸化炭素の量を測定するようにした炭素量測
   定装置において、前記反応液を試料水に供給する反応液
   供給管路に、反応液中に含まれている有機炭素を分解さ
   せる分解手段を備えたことを特徴とする炭素量測定装置
   。
2. （２）前記反応手段から分離手段に至る管路が、前記分
   解手段を通過するべく配されたことを特徴とする請求項
   １記載の炭素量測定装置。