JPH056517Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、例えば大気あるいは工場排気などの
試料ガス中に含まれるSO₂ガスの濃度を測定する
ためのSO₂ガス分析装置において、そのSO₂ガス
分析部へ供給すべき試料ガスに対する前処理手段
として用いられる干渉ガス除去器に関する。

〔従来の技術〕

前述したようなSO₂ガス分析装置においては、
一般に、UVF法（紫外螢光法）、つまり、試料ガ
スに紫外線を照射してそれに含まれるSO₂ガスに
螢光を発せしめ、その螢光強度を測定するという
手段が採用されている。ところが、前記したよう
な試料ガス中には、測定対象であるSO₂ガスと同
様に紫外線を受けて螢光を発する性質を有するガ
ス（例えば、エチルベンゼン、キシレン、ナフタ
レン等の芳香族炭化水素類など）が含まれている
ことが多く、従つて、SO₂ガスの測定に際しては
これらのガスがSO₂ガスに対する干渉ガスとして
作用するために、測定精度が大きく低下してしま
うことになる。

そこで、試料ガスをSO₂ガス分析部へ供給する
に先立つて、その試料ガスから前記のような干渉
ガスを予め除去しておく必要があり、その前処理
手段として、従来は、SO₂ガス分析部よりも前段
に干渉ガス除去用の加熱触媒装置を設けて、試料
ガスをその加熱触媒装置に通して酸化分解してか
らSO₂ガス分析部へ供給するようにしていた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記のように加熱触媒装置から
なる干渉ガス除去器を用いる従来技術による場合
には、当面の除去対象である前述のような芳香族
炭化水素類などを一応除去することはできるが、
その反面、試料ガス中に含まれている硫化水素や
メルカプタンなどのSO₂ガス以外の硫黄化合物
が、加熱触媒装置において酸化されてSO₂ガスが
発生するために、これらの硫黄化合物が恰も干渉
ガスと同様の作用をもつことになる、といつた新
たな問題が生じてしまう。

また、前記加熱触媒装置は通常300〜400℃程度
の高温に維持する必要があるために、SO₂ガス分
析装置として見た場合には非常に電力消費量が大
きく不経済であると共に、他の構成物との間の断
熱手段を講じる必要もあることから、分析装置全
体のコンパクト化が困難である、という問題もあ
る。

本考案の目的は、かかる従来問題を一挙に解消
できる全く新規な構成のSO₂ガス分析装置用の干
渉ガス除去器を開発・提供せんとすることにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本考案によるSO₂
ガス分析装置用の干渉ガス除去器は、第１図の概
念図（所謂クレーム対応図）に示すように、SO₂
ガス分析部（ここでは図示せず）へ供給すべき試
料ガスＳを通過させるための流路管１を、ポリシ
ロキサンを主成分とする高分子膜を用いて形成
し、かつ、その高分子膜製流路管１の外周囲に、
その流路管１内における試料ガスＳの圧力よりも
低圧のパージ用ガスＰを流動させるように構成し
てある、という特徴を備えている。

〔作用〕

かかる特徴構成故に発揮される作用は次の通り
である。

即ち、上記本考案は、一般に酸素富化膜として
使用されているポリシロキサンを主成分とする高
分子膜が、干渉ガスである芳香族炭化水素類を選
択的にかつ非常に高効率で吸着・溶解させるが、
測定対象であるSO₂ガスをはじめとする他の無機
ガスは殆ど透過させない性質を有している、とい
う発見的事実に基いてなされたものである。

而して、本考案によるSO₂ガス分析装置用の干
渉ガス除去器においては、そのポリシロキサンを
主成分とする高分子膜を用いて形成した流路管１
内に試料ガスＳを導入通過させるように構成し、
しかも、その高分子膜製流路管１の外周囲に、試
料ガスＳよりも低圧のパージ用ガスＰ（例えば、
清浄化空気）を流動させるように構成したことに
より、前記第１図に模式的に示しているように、
流路管１内を試料ガスＳが通過する際に、その試
料ガスＳ中に含まれている干渉ガス（芳香族炭化
水素類など）のみが、流路管１を構成するポリシ
ロキサンを主成分とする高分子膜中に選択的に吸
着されて溶解し、しかる後、その流路管１の外周
囲を流動している低圧のパージ用ガスＰ中へ吸引
されて拡散するというようにして、試料ガス中か
らの干渉ガスの除去が、連続的にかつ確実な選択
性の下に非常に高効率で行われる。

そして、本考案による干渉ガス除去器は、従来
の加熱触媒装置のように高温に加熱維持する必要
が無いから、非常に安全であると共に省エネルギ
ー効果が大きく、しかも、流路管１を構成するポ
リシロキサンを主成分とする高分子膜自体が非常
に安定な物質で寿命が長いことも相俟つて、全体
として極めて経済的であり、また、他の構成物と
の間の断熱手段を講じることも不要で、分析装置
全体のコンパクト化も容易に達成することができ
るようになり、更にまた、試料ガスＳ中に含まれ
ているSO₂ガス以外の硫黄化合物が加熱により酸
化されて測定誤差の原因となるSO₂ガスが発生す
るという従来問題も全く生じることが無く、測定
精度を大幅に向上させ得るようになつた。

〔実施例〕

以下、本考案に係るSO₂ガス分析装置用の干渉
ガス除去器の各種具体的実施例を図面（第２図な
いし第５図）に基いて説明する。

第２図イの縦断側面図および第２図ロの横断面
図は主実施例を示し、同図において、１は、この
干渉ガス除去器の後段に位置するSO₂ガス分析部
（図示せず）へ供給すべき試料ガスＳを通過させ
るための流路管であつて、通常は酸素富化膜とし
て多用されているポリシロキサン（特に、ポリメ
チルビニルシロキサン）を主成分とする高分子膜
製の円管体で構成されている。

また、２は、前記高分子膜製流路管１を支承す
ると共に、その流路管１の外周囲にパージ用ガス
Ｐ（例えば、常温あるいは比較的低温の清浄化空
気など）を流動させるためのチヤンバーＣを形成
するためのケーシングであつて、その長手方向両
端部にパージ用ガスＰの導入口２Ａおよび導出口
２Ｂを備えている。

そして、前記ケーシング２の導入口２Ａには、
流量制御手段としてのニードル弁３が介装された
パージ用ガスＰの導入流路４が接続され、一方、
ケーシング２の導出口２Ｂには、圧力計５および
吸引ポンプ６（これは比較的小容量のもので十分
である）が介装されたパージ用ガスＰの導出流路
７が接続され、以つて、前記高分子膜製流路管１
の外周囲（つまり、前記チヤンバーＣ内）に、前
記流路管１内における試料ガスＳの導入圧力（通
常は略大気圧）よりも低圧となるように、例えば
0.1〜0.2Kg／cm²程度減圧されたパージ用ガスＰを
流動させ得るように構成されている。

なお、上記構成に係る干渉ガス除去器におい
て、前記ケーシング２により形成されるチヤンバ
ーＣ内を流動するパージ用ガスＰの圧力は、前記
ニードル弁３による流量調節を行うことによつて
所定の値に設定される。そして、その干渉ガス除
去器の作用は、前記第１図を用いて既に説明した
ものと基本的に同様であるので、重複を避けるた
めにここでは省略する。ただし、前記パージ用ガ
スＰとして、特に清浄化した空気を用いることに
より、流路管１の内外において、単に圧力差を持
たせるのみならず、可及的に大きな干渉ガス
（HC）濃度差をも持たせるようにすれば、一層
高い干渉ガス除去効果が得られることを付記して
おく。

ところで、上記主実施例においては、前記流路
管１を構成するに、ポリシロキサンを主成分とす
る高分子膜で構成された１本の円筒体を用いたも
のを示したが、第３図に示すように、同様の構成
を有する細い円筒体を複数本設けることにより、
パージ用ガスＰとの接触面積をより大きくとれる
ようにすれば、更に一層高い干渉ガス除去効率を
得ることができる。この場合には、図示している
ように、ケーシング２には、更に、試料ガスＳの
導入口２ａおよび導出口２ｂ、ならびに、試料ガ
スＳの分流用チヤンバー２ｃおよび合流用チヤン
バー２ｄを設けるようにする。その他の構成は上
記主実施例のものと同様であるので、同じ機能を
有する部材には同じ参照番号を付すことにより、
それらについての説明は省略する。

また、上記各実施例においては、前記流路管１
を構成するに、その全体（全周囲）がポリシロキ
サンを主成分とする高分子膜のみで構成された円
管体を用いたものを示したが、必ずしもそのよう
にする必要は無く、例えば第４図に示すように、
ケーシング２内に２枚のポリシロキサンを主成分
とする平膜状の高分子膜１Ａ，１Ａを張設するこ
とにより、SO₂ガス分析部へ供給すべき試料ガス
Ｓを通過させるための流路管１をそれら両高分子
膜１Ａ，１Ａ間に形成すると共に、その流路管１
の両側（この例では左右両側）に、夫々、試料ガ
スＳの導入圧力よりも低圧となるように減圧され
たパージ用ガスＰを流動させ得るチヤンバーＣ，
Ｃを設ける構成を採用してもよい。この場合に
は、図示しているように、前記両チヤンバーＣ，
Ｃに対して、夫々、パージ用ガスＰの導入口２Ａ
および導出口２Ｂを設けるようにする。その他の
構成は上記主実施例のものと同様であるので、同
じ機能を有する部材には同じ参照番号を付すこと
により、それらについての説明は省略する。

第５図は、上記本考案に係る干渉ガス除去器を
SO₂ガス分析装置に実装する場合の好適実施例を
示している。

即ち、図示しているように、試料ガスＳの導入
口１１、フイルター１２、SO₂ガス分析部１３、
流量計１４、キヤピラリー１５、後で詳述すると
ころの流量制御手段Ｖ（例えばニードル弁）、吸引
ポンプ１６、試料ガス導出口１７等をこの順に配
列してサンプルラインＡを形成する一方、前記サ
ンプルラインＡにおけるSO₂ガス分析部３よりも
前段側に、本考案に係る干渉ガス除去器Ｘを構成
する高分子膜製流路管１およびチヤンバーＣ形成
用のケーシング２を設け、そして、このチヤンバ
ーＣ内に前記流路管１内における試料ガスの圧力
よりも低圧となるように減圧されたパージ用ガス
Ｐ（この例では清浄化空気）を流動させるべく、
外部空気の取入れ口１８、フイルター１９、流量
計２０、キヤピラリー２１、炭化水素類等の不純
物を酸化除去するための加熱触媒装置２２等をこ
の順に配列して成るパージガス導入流路２３を介
して、ケーシング２の導入口２Ａからパージ用ガ
スＰ（清浄化空気）を導入し、かつ、そのケーシ
ング２（チヤンバーＣ）の導出口２Ａから前記サ
ンプルラインＡに設けられた流量制御手段Ｖより
も前段側に至るパージガス導出流路２４を設けて
パージラインＢを形成してある。

つまり、上記のように、前記流量制御手段Ｖ
を、サンプルラインＡ上において、かつ、そのサ
ンプルラインＡに合流させたパージラインＢ（パ
ージガス導出流路２４）よりも後流側に配置する
ことによつて、その流量制御手段Ｖが、それらサ
ンプルラインＳおよびパージラインＰに対して同
時に作用するように構成してある。なお、図中２
５，２６は、前記吸引ポンプ６の直前に接続され
たキヤピラリーおよび圧力スイツチであつて、そ
の圧力スイツチ２６による検出結果に基いて、吸
引ポンプ１６の直前における圧力を一定に維持す
るように、前記流量制御手段Ｖ（ニードル弁）を
自動制御可能に構成されている。

上記のように、サンプルラインＡおよびパージ
ラインＢに対して同時に作用する共通の流量制御
手段Ｖを設ける構造を採用することにより、たと
え温度影響や経時的な劣化に伴う吸引ポンプ１６
の能力変化等による流量変化が生じたとしても、
サンプルラインＡおよびパージラインＢにおける
流量は比例的に（同じ割合で）変化することとな
つて、サンプルラインＡにおける試料ガスＳの流
量変化に起因して生じる干渉ガスおよびSO₂ガス
の透過率変化と、パージラインＰにおけるパージ
用ガスＰの流量変化に起因する同透過率変化と
が、互いに逆特性であることから、それらが相殺
し合う結果、大容量の吸引ポンプ１６を用いたり
音速ノズルまたは調圧装置などの格別な機構を設
けるといつた大規模かつ不経済な流量影響対策を
講じなくても、流量影響による透過率（つまり、
干渉ガス除去能力および測定対象成分であるSO₂
ガス損失率）変化が殆ど表れないようにでき、以
つて、十分に小容量の吸引ポンプ１６を使用し
て、SO₂ガス分析装置全体をより一層シンプルか
つコンパクトで安価に構成できながら、かつ、温
度影響や経時的な劣化に伴う吸引ポンプ１６の能
力変化等に起因する流量影響を殆ど受けること無
く、常に優れた測定精度を確保できる。

また、吸引ポンプ１６の能力変化等による流量
変化が生じた場合に、サンプルラインＡおよびパ
ージラインＢにおける流量を初期設定値に復帰さ
せるに際しても、前記ひとつの（共通の）流量制
御手段Ｖを操作するだけで、非常に容易に行うこ
とができる。

〔考案の効果〕

以上詳述したところから明らかなように、本考
案に係るSO₂ガス分析装置用の干渉ガス除去器に
よれば、SO₂ガス分析部へ供給すべき試料ガスを
通過させるための流路管を、主たる干渉ガスであ
る芳香族炭化水素を選択的にかつ非常に高効率で
吸着・溶解させる性質を有しているところのポリ
シロキサンを主成分とする高分子膜を用いて形成
し、かつ、その高分子膜製流路管の外周囲に、そ
の流路管内における試料ガスの圧力よりも低圧の
パージ用ガスを流動させる、という従来になかつ
た全く新規な構成を採用したことによつて、試料
ガス中からの干渉ガスの除去を、連続的にかつ確
実な選択性の下に非常に高効率で行なえ、しか
も、従来の加熱触媒装置のように高温に加熱維持
する必要が無いから、試料ガス中に含まれている
SO₂ガス以外の硫黄化合物が加熱により酸化され
て測定誤差の原因となるSO₂ガスが発生するとい
う従来問題も全く生じることが無く、測定精度を
大幅に向上させ得ると共に、非常に安全かつ経済
的であり、また、分析装置全体のコンパクト化も
容易に達成することができる、という種々の優れ
た効果が発揮されるに至つた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の基本的概念図（クレーム対
応図）を示している。そして、第２図ないし第４
図は、本考案に係るSO₂ガス分析装置用の干渉ガ
ス除去器の各種具体的実施例を示し、第２図イは
主実施例の縦断側面図、第２図ロは第２図イの
−線矢視図（横断面図）であり、第３図は別の
実施例の縦断側面図であり、第４図は更に別の実
施例の横断面図である。また、第５図は本考案に
係る干渉ガス除去器をSO₂ガス分析装置に実装す
る場合の好適実施例を示す全体概略構成図であ
る。 １……ポリシロキサンを主成分とする高分子膜
製の流路管、Ｄ……SO₂ガス分析部、Ｐ……低圧
パージ用ガス、Ｓ……試料ガス。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. SO₂ガス分析部へ供給すべき試料ガスを通過さ
   せるための流路管を、ポリシロキサンを主成分と
   する高分子膜を用いて形成し、かつ、その高分子
   膜製流路管の外周囲に、その流路管内における試
   料ガスの圧力よりも低圧のパージ用ガスを流動さ
   せるように構成してあることを特徴とするSO₂ガ
   ス分析装置用の干渉ガス除去器。