JPH095315A - 濃厚溶液の分析方法及び装置 - Google Patents
濃厚溶液の分析方法及び装置Info
- Publication number
- JPH095315A JPH095315A JP7159071A JP15907195A JPH095315A JP H095315 A JPH095315 A JP H095315A JP 7159071 A JP7159071 A JP 7159071A JP 15907195 A JP15907195 A JP 15907195A JP H095315 A JPH095315 A JP H095315A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solution
- halogen
- concentration
- corrosion rate
- metal
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属容器と接触しているハロゲン濃厚溶液を
リアルタイムで分析することにある 【構成】 金属容器1が保有するハロゲン溶液２の体積
Ｖと、ハロゲン溶液２と接する金属の面積Ｓと、金属の
原子量Ｗmと、ハロゲン溶液２の温度で補正された平衡
定数Ｋ及びハロゲン溶液２中のハロゲン分子濃度Ｃｈ2
と、金属製容器１を構成する金属の腐食速度ｍの計測値
とを用いてハロゲン元素濃度を算出する。 【効果】 金属の腐食速度を電気化学的センサを用いて
リアルタイムで測定し、演算により溶液中のハロゲン分
子濃度をその場で分析できる。
リアルタイムで分析することにある 【構成】 金属容器1が保有するハロゲン溶液２の体積
Ｖと、ハロゲン溶液２と接する金属の面積Ｓと、金属の
原子量Ｗmと、ハロゲン溶液２の温度で補正された平衡
定数Ｋ及びハロゲン溶液２中のハロゲン分子濃度Ｃｈ2
と、金属製容器１を構成する金属の腐食速度ｍの計測値
とを用いてハロゲン元素濃度を算出する。 【効果】 金属の腐食速度を電気化学的センサを用いて
リアルタイムで測定し、演算により溶液中のハロゲン分
子濃度をその場で分析できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属製容器内で濃縮さ
れたハロゲン溶液中のハロゲン濃度を分析するのに最適
な濃厚溶液の分析方法に関する。
れたハロゲン溶液中のハロゲン濃度を分析するのに最適
な濃厚溶液の分析方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ごみ焼却プラント及び化学プラントが取
り扱う流体中には腐食性の強い塩素（Ｃｌ2）、臭素
（Ｂｒ2）及びヨウ素（Ｉ2）等のハロゲンガスが含まれ
ており、これらのハロゲンガスが溶液を保有する容器を
流通すると、容器内の溶液は気相中のハロゲン分子と接
触することにより、ヘンリー則に従う平衡濃度までハロ
ゲン分子を気相中より吸収する。しかし、容器が金属製
であると腐食性のハロゲンガスにより金属が腐食され、
それと共に溶液中のハロゲン元素濃度がヘンリー則に従
う平衡濃度の数十倍も濃縮されて濃度が高くなり、溶液
中や高湿度部分においては腐食による装置のリーク事故
が発生する要因となっている。このため、ごみ焼却プラ
ントでは腐食が濃度に影響されるので運転期間中に濃縮
したハロゲン濃度を分析して、腐食に対する対策を講じ
る必要性がでてくる。従来は濃縮されたハロゲンの濃度
測定はプラントよりサンプル液を採取し、外部の分析ラ
ボまで持ち帰り分析していた。溶液中のハロゲン分子あ
るいはイオン濃度の定量的分析は滴定法や光分析法が用
いられている。滴定法ではサンプリングした液に他の試
薬を添加して定量する。ヘンリー則に従う平衡濃度に達
した溶液濃度が薄いハロゲン分子の濃度は通常吸光光度
法を用いて原液の状態で分析できる。吸光光度法は溶液
に光を照射し、溶液に吸収された光量により濃度を求め
るもので金属の腐食を引き起すような濃厚溶液の分析は
困難である。ヨウ素イオン（Ｉ3~）では約３×１０~4mo
l／ｌが直接分析の限界である。
り扱う流体中には腐食性の強い塩素（Ｃｌ2）、臭素
（Ｂｒ2）及びヨウ素（Ｉ2）等のハロゲンガスが含まれ
ており、これらのハロゲンガスが溶液を保有する容器を
流通すると、容器内の溶液は気相中のハロゲン分子と接
触することにより、ヘンリー則に従う平衡濃度までハロ
ゲン分子を気相中より吸収する。しかし、容器が金属製
であると腐食性のハロゲンガスにより金属が腐食され、
それと共に溶液中のハロゲン元素濃度がヘンリー則に従
う平衡濃度の数十倍も濃縮されて濃度が高くなり、溶液
中や高湿度部分においては腐食による装置のリーク事故
が発生する要因となっている。このため、ごみ焼却プラ
ントでは腐食が濃度に影響されるので運転期間中に濃縮
したハロゲン濃度を分析して、腐食に対する対策を講じ
る必要性がでてくる。従来は濃縮されたハロゲンの濃度
測定はプラントよりサンプル液を採取し、外部の分析ラ
ボまで持ち帰り分析していた。溶液中のハロゲン分子あ
るいはイオン濃度の定量的分析は滴定法や光分析法が用
いられている。滴定法ではサンプリングした液に他の試
薬を添加して定量する。ヘンリー則に従う平衡濃度に達
した溶液濃度が薄いハロゲン分子の濃度は通常吸光光度
法を用いて原液の状態で分析できる。吸光光度法は溶液
に光を照射し、溶液に吸収された光量により濃度を求め
るもので金属の腐食を引き起すような濃厚溶液の分析は
困難である。ヨウ素イオン（Ｉ3~）では約３×１０~4mo
l／ｌが直接分析の限界である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の吸光光度
法による分析方法ではサンプリングした高濃度のハロゲ
ン溶液をそのまま分析することは困難であり、希釈する
と溶液の緩衝作用の影響を受けやすくなる。また、プラ
ントよりサンプリングし外部の分析ラボに搬送するバッ
チ分析のため、濃度が判明するまで時間がかかる。本発
明の目的は、金属容器と接触しているハロゲン濃厚溶液
をリアルタイムで分析することにある。
法による分析方法ではサンプリングした高濃度のハロゲ
ン溶液をそのまま分析することは困難であり、希釈する
と溶液の緩衝作用の影響を受けやすくなる。また、プラ
ントよりサンプリングし外部の分析ラボに搬送するバッ
チ分析のため、濃度が判明するまで時間がかかる。本発
明の目的は、金属容器と接触しているハロゲン濃厚溶液
をリアルタイムで分析することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的は、濃縮された
ハロゲン溶液を保有する金属容器の腐食速度を測定し、
金属腐食速度の測定値を用いて電気化学的な手法により
ハロゲン濃度を求めることにより達成される。
ハロゲン溶液を保有する金属容器の腐食速度を測定し、
金属腐食速度の測定値を用いて電気化学的な手法により
ハロゲン濃度を求めることにより達成される。
【０００５】
【作用】Ｃｌ2，Ｂｒ2及びＩ2のようなハロゲンが供給
される溶液や湿潤な気相中に形成された液滴内のハロゲ
ン分子は錯イオン、例えばＣｌ3~，Ｂｒ3~及びＩ3~の形
でそれらが接する金属を腐食させ、時間と共に濃縮して
行く。今、溶液（あるいは液滴）の体積をＶ、溶液と接
する金属の面積をＳ、ハロゲン分子とその錯イオン間の
平衡定数をＫ、金属の原子量をＷm、ハロゲン分子濃度
をＣｈ2、その錯イオン濃度をＣｈ3~及び金属の腐食速
度をｍとする時、錯イオン濃度Ｃｈ3~は次式で与えられ
る。
される溶液や湿潤な気相中に形成された液滴内のハロゲ
ン分子は錯イオン、例えばＣｌ3~，Ｂｒ3~及びＩ3~の形
でそれらが接する金属を腐食させ、時間と共に濃縮して
行く。今、溶液（あるいは液滴）の体積をＶ、溶液と接
する金属の面積をＳ、ハロゲン分子とその錯イオン間の
平衡定数をＫ、金属の原子量をＷm、ハロゲン分子濃度
をＣｈ2、その錯イオン濃度をＣｈ3~及び金属の腐食速
度をｍとする時、錯イオン濃度Ｃｈ3~は次式で与えられ
る。
【０００６】
【数２】
【０００７】溶液中のハロゲン分子濃度Ｃｈ2は系に供
給されるハロゲンガス濃度が与えられるとヘンリー則に
より決定される。平衡定数ＫはＣｌ2（Ｃｌ~＋Ｃｌ2⇔
Ｃｌ3~）に対してＫ≒０.２，Ｂｒ2（Ｂｒ~＋Ｂｒ2⇔Ｂ
ｒ3~）に対しては２３.６及びＩ2（Ｉ~＋Ｉ2⇔Ｉ3~）に
対しては７１０（共に室温）である。従って、（１）式
より金属の腐食速度ｍを電気化学的センサを用いてリア
ルタイムで測定することにより液中のハロゲン分子濃度
をハロゲン錯イオン濃度としてその場で測定することが
可能となる。液が多量の溶液でなく、水滴のような微量
な液でも液内に濃縮した濃厚なハロゲン元素濃度は
（１）式を用いて原液の状態で分析できる。金属の種類
あるいは腐食性ガスの濃度の大きさによっては金属の表
面の腐食形態は全面腐食、孔食あるいは粒界腐食と異っ
てくるが腐食速度ｍの値はこれら金属の腐食形態には依
存しないで溶解電流に依存する。従って金属の腐食速度
ｍは直流的に分極抵抗を測定したり、交流インピーダン
スを測定する電気化学的センサによって経時的にリアル
タイムで測定可能である。
給されるハロゲンガス濃度が与えられるとヘンリー則に
より決定される。平衡定数ＫはＣｌ2（Ｃｌ~＋Ｃｌ2⇔
Ｃｌ3~）に対してＫ≒０.２，Ｂｒ2（Ｂｒ~＋Ｂｒ2⇔Ｂ
ｒ3~）に対しては２３.６及びＩ2（Ｉ~＋Ｉ2⇔Ｉ3~）に
対しては７１０（共に室温）である。従って、（１）式
より金属の腐食速度ｍを電気化学的センサを用いてリア
ルタイムで測定することにより液中のハロゲン分子濃度
をハロゲン錯イオン濃度としてその場で測定することが
可能となる。液が多量の溶液でなく、水滴のような微量
な液でも液内に濃縮した濃厚なハロゲン元素濃度は
（１）式を用いて原液の状態で分析できる。金属の種類
あるいは腐食性ガスの濃度の大きさによっては金属の表
面の腐食形態は全面腐食、孔食あるいは粒界腐食と異っ
てくるが腐食速度ｍの値はこれら金属の腐食形態には依
存しないで溶解電流に依存する。従って金属の腐食速度
ｍは直流的に分極抵抗を測定したり、交流インピーダン
スを測定する電気化学的センサによって経時的にリアル
タイムで測定可能である。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図により詳細に説明
する。図１は本発明の実施例の構成を示すブロック図で
ある。本図に示すように１は金属製容器、２はハロゲン
溶液、３は腐食速度モニタリングセンサ、４は温度セン
サ、５はハロゲンを含むガス、６は図示せざるキイボー
ドを含む入力部、７はマイコンによる演算部、８はＣＲ
Ｔによる表示部、９はプリンタによる記録部９である。
金属製容器１に外部よりハロゲンを含むガス５が供給さ
れる。金属製容器１内のハロゲン溶液２の内部には金属
製容器１の腐食速度をモニタする腐食速度モニタリング
センサ３及び温度センサ４が設置されている。これらの
センサ３，４は入力部６に接続され、演算部７で溶液内
ハロゲン濃度が分析される。これらのデータは表示部８
で表示され、さらに記録部９で記録される。
する。図１は本発明の実施例の構成を示すブロック図で
ある。本図に示すように１は金属製容器、２はハロゲン
溶液、３は腐食速度モニタリングセンサ、４は温度セン
サ、５はハロゲンを含むガス、６は図示せざるキイボー
ドを含む入力部、７はマイコンによる演算部、８はＣＲ
Ｔによる表示部、９はプリンタによる記録部９である。
金属製容器１に外部よりハロゲンを含むガス５が供給さ
れる。金属製容器１内のハロゲン溶液２の内部には金属
製容器１の腐食速度をモニタする腐食速度モニタリング
センサ３及び温度センサ４が設置されている。これらの
センサ３，４は入力部６に接続され、演算部７で溶液内
ハロゲン濃度が分析される。これらのデータは表示部８
で表示され、さらに記録部９で記録される。
【０００９】図２は本発明の実施例の動作を示すフロー
チャートである。本図は濃厚なハロゲン濃度をリアルタ
イムで分析する工程を示している。初にステップ１０で
入力部６の図示せざるキイボードからハロゲン溶液２の
体積Ｖがインプットされ、同様にステップ１１でハロゲ
ン溶液２と接する金属製容器１の面積Ｓがインプットさ
れる。さらにステップ１２で金属の原子量Ｗmがインプ
ットされる。平衡定数Ｋは温度に依存する定数であり、
ステップ１３で測定されたハロゲン溶液２の温度におけ
る平衡定数Ｋがステップ１４でインプットされる。ステ
ップ１５でインプットされた金属製容器１の気相中のハ
ロゲン分子濃度を用いて、ステップ１６でハロゲン溶液
２中のハロゲン分子濃度Ｃｈ2がステップ１３で測定さ
れたハロゲン溶液２の温度を用いて演算される。ステッ
プ１７で金属製容器１を構成する金属の腐食速度ｍが計
測され、ステップ１８で（１）式を用いてハロゲン元素
濃度が算出される。ステップ１９で算出したハロゲン元
素濃度がＣＲＴに表示され、ステップ２０でプリンタか
ら打出される。
チャートである。本図は濃厚なハロゲン濃度をリアルタ
イムで分析する工程を示している。初にステップ１０で
入力部６の図示せざるキイボードからハロゲン溶液２の
体積Ｖがインプットされ、同様にステップ１１でハロゲ
ン溶液２と接する金属製容器１の面積Ｓがインプットさ
れる。さらにステップ１２で金属の原子量Ｗmがインプ
ットされる。平衡定数Ｋは温度に依存する定数であり、
ステップ１３で測定されたハロゲン溶液２の温度におけ
る平衡定数Ｋがステップ１４でインプットされる。ステ
ップ１５でインプットされた金属製容器１の気相中のハ
ロゲン分子濃度を用いて、ステップ１６でハロゲン溶液
２中のハロゲン分子濃度Ｃｈ2がステップ１３で測定さ
れたハロゲン溶液２の温度を用いて演算される。ステッ
プ１７で金属製容器１を構成する金属の腐食速度ｍが計
測され、ステップ１８で（１）式を用いてハロゲン元素
濃度が算出される。ステップ１９で算出したハロゲン元
素濃度がＣＲＴに表示され、ステップ２０でプリンタか
ら打出される。
【００１０】以上述べたように本実施例によれば、ハロ
ゲンガスを供給された溶液あるいは液滴内に濃縮したハ
ロゲン元素濃度は金属製容器の腐食速度が電気化学的方
法により測定可能なのでリアルタイムで原液の状態で分
析可能である。さらに地球温暖化防止のためのＣＯ2吸
収装置の吸収液も時間と共に濃縮すると同時に金属を腐
食させるので、本実施例により濃厚溶液を原液の状態で
分析することが可能である。
ゲンガスを供給された溶液あるいは液滴内に濃縮したハ
ロゲン元素濃度は金属製容器の腐食速度が電気化学的方
法により測定可能なのでリアルタイムで原液の状態で分
析可能である。さらに地球温暖化防止のためのＣＯ2吸
収装置の吸収液も時間と共に濃縮すると同時に金属を腐
食させるので、本実施例により濃厚溶液を原液の状態で
分析することが可能である。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、金属の腐食速度を電気
化学的センサを用いてリアルタイムで測定し、演算によ
り溶液中のハロゲン分子濃度をその場で分析することが
可能となる。
化学的センサを用いてリアルタイムで測定し、演算によ
り溶液中のハロゲン分子濃度をその場で分析することが
可能となる。
【図１】本発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施例の動作を示すフローチャートで
ある。
ある。
１ 金属製容器 ２ ハロゲン溶液 ３ 腐食速度モニタリングセンサ ４ 温度センサ ５ ハロゲンを含むガス ６ 入力部 ７ 演算部 ８ 表示部 ９ 記録部
Claims (3)
- 【請求項１】 濃縮されたハロゲン溶液を保有する金属
容器の腐食速度を測定し、該金属腐食速度の測定値と、
前記ハロゲン溶液と前記金属容器の接触面積と、前記金
属容器の金属原子量と、前記ハロゲン溶液の体積と、ハ
ロゲン分子とその錯イオン間の平衡定数と、該ハロゲン
分子濃度とを用いて関係式により前記ハロゲン溶液のハ
ロゲン錯イオン濃度を求めることを特徴とする濃厚溶液
の分析方法。 - 【請求項２】 前記ハロゲン溶液のハロゲン錯イオン濃
度を下記の式により求めることを特徴とする請求項１に
記載の濃厚溶液の分析方法。 【数１】 - 【請求項３】 濃縮されたハロゲン溶液を保有している
金属容器の腐食速度を測定する手段と、該金属腐食速度
の測定値を入力して前記ハロゲン溶液のハロゲン濃度を
演算する手段とを有することを特徴とする濃厚溶液の分
析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7159071A JPH095315A (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 濃厚溶液の分析方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7159071A JPH095315A (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 濃厚溶液の分析方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH095315A true JPH095315A (ja) | 1997-01-10 |
Family
ID=15685589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7159071A Pending JPH095315A (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 濃厚溶液の分析方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH095315A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100888739B1 (ko) * | 2007-06-08 | 2009-03-17 | 한국에너지기술연구원 | 연소가스로부터 이산화탄소 제거를 위한 흡수용액의흡수평형 시험방법 및 그 장치 |
-
1995
- 1995-06-26 JP JP7159071A patent/JPH095315A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100888739B1 (ko) * | 2007-06-08 | 2009-03-17 | 한국에너지기술연구원 | 연소가스로부터 이산화탄소 제거를 위한 흡수용액의흡수평형 시험방법 및 그 장치 |
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