JPH01245126A - 塩素中のガス濃度分析装置 - 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］ 本発明は、塩素中のガス濃度を高感度で分析するための
装置に関する。

［従来の技術］ 混合ガス中の各成分を分析することは化学工業において
日常頻繁に行なわれる操作である。

食塩電解工業において、電解セルより発生する塩素ガス
中の水素濃度を測定することもその一種であり、工程管
理上重要である。

従来より、塩素ガス中の水素濃度を測定する方法の一つ
として、非分機影赤外線ガス分析計が実用化されている
。特開昭５４−３９１９２号公報にはこの分析計が開示
されているが、これは、腐蝕性の湿塩素ガスの分析には
適用できるが、検出感度が低く一般に数千ｐｐ−程度の
水素濃度のものしか検出されずその応用範囲は限定され
る。

例えば、イオン交換脱法食塩電解においては、塩素ガス
中の水素濃度は数百ｐｐｍ以下であるのでこの赤外線ガ
ス分析計の利用は困難である。

又、塩素ガス中の水素を光化学反応により塩酸に変換し
、熱電導度ガス分析計にて定量分析する方法も公知であ
る。しかしこの方法は、 ｌ）検出セルがガラスコーティングされているため、検
出感度が低く、赤外線ガス分析計と同様に高感度分析に
は不適当である。

２）試料ガス流量の変動により分析誤差が生ずるため、
試料ガスの精密な流量コントロールが必要となる。

３）塩素ガス中に共存する窒素、酸素、炭酸ガス、水分
の干渉により分析誤差が生じやすい。

４）水素濃度を正確に把握するための校正ガスの選定が
困難である。

等々種々の問題があり、工程管理の分析装置としては必
ずしも信頼性の高いものではない。

特開昭５５−４０９２２号公報には、塩素ガス中の水素
ガスを高感度で定量分析する方法として、ガスクロマト
グラフ法が開示されている。

この方法は、分析装置を腐蝕から保護するための装置面
での改良が開示されている。即ち、試料ガス中の塩素ガ
スと水分を一旦−１００℃以下の温度で凝結固化し、水
素ガスのみを取り出しこれをガスクロマトグラフ装置に
導入し分析する方法である。

この方法は、冷却のために液体窒素等の高価な冷媒が必
要であり、又、耐縮器内での塩素、水の固化によるライ
ンの閉塞が起ることが多く、長期間の連続分析には不適
当である。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、特に金属等に対して腐蝕性の高いガス中の、
例えば、水分を含んだ腐蝕性の混塩素中の混在ガスを、
直接、且つ精度良く定量分析できる工程分析装置を提供
することを目的とするものである。

［問題解決のための手段］ 本発明は、ガス濃度分析装置において、少なくとも検出
部への試料導入部を、チタン又はチタン合金で構成した
塩素中のガス濃度分析装置に関するものである。

次に、水分を含んだ混塩素中の混在ガスの分析に、本発
明を、検出部がガスクロマド検出部である装置を用いて
分析する例に基づき詳述する。

本発明の一実施態様は次のとうりである。

試料ガスは、サンプリングバルブにて一定ｆｆｉ’を料
ガス計量管に採取され、次にプレカプトカラムを付帯す
る試料ガス導入バルブに導かれる。試料ガス導入バルブ
の流路切り変え操作により、塩素及び水は系外へ排出さ
れ、それ以外の水素、酸素、窒素、炭酸ガス、−酸化炭
素等の混在ガス成分がガスクロマトグラフ装置へ導入さ
れ定量分析される。

本発明では、少なくとも試料の検出部への導入部、特に
前述のバルブ部分をチタン又はチタン合金で構成したこ
とが特徴である。

本発明の対象となる試料ガスは、腐蝕性のガス特に湿塩
素即ち、水分を含有する腐蝕性の塩素である。又、サン
プリング時の温度における水蒸気圧に相当する水を含を
する塩素にも適用されるが、塩素中の水分量は特に限定
されるものではない。

一般に食塩電解、塩化カリ電解、塩酸電解、等の工業に
おいて、隔膜法並びにイオン交換膜法の電解セルより発
生する湿塩素ガスに対して好適に適用される。

本発明で検出の対象となる成分は主として水素であるが
、塩素中に含をされる酸素、窒素、炭酸ガス、−酸化炭
素等も精度良く分析可能である。

本発明を構成する機器類は、基本的に試料ガスサンプリ
ングバルブ、試料ガス導入バルブ、及びガスクロマド等
のガス検出部から成る。ここで用いる試料ガスサンプリ
ングバルブは、通常多流路配管口を持つ切替えバルブが
用いられる。

ガスクロマトグラフ分析装置への試料ガス導入装置は、
試料ガス中の水及び塩素ガス成分と水素、酸素及び窒素
成分とを分離するためのプレカットカラム及び分離され
た水と塩素成分を系外へ排出するためのバックフラッシ
ュ流路、更にキャリアガスと共に水素、酸素及び窒素成
分をガスクロマトグラフ装置へ導入するための出口部等
の機能を有するものである。

本発明では、前記したように少なくとも検出部への試料
導入部をチタン又はチタン合金で構成されていれば良い
が、その他のガス導管、サンプリング管等もこれらの金
属で構成することは何等さしつかえない。

本発明で用いるチタン合金はチタン・パラジウム、チタ
ン・ルテニウム、チタン・ニッケル・モリブデン、チタ
ン会アルミニウム、チタン・バナジウム、チタン・アル
ミニウム・バナジウムの群から選ばれる１種でチタンを
主成分とする合金である。

［発明の効果］ 従来、イオン交換脱法食塩電解工業においては、塩素ガ
ス中の水素濃度が数十〜数百ｐｐｍと低いため、又、発
生ガスが水を含有する腐蝕性の湿塩素ガスであるため、
水素濃度の高感度分析をプロセスガスクロマトグラフに
て連続的に実施することは困難であった。

本発明に基づくチタン又はチタン合金製の装置の使用に
より、電解セルより発生した湿塩素ガスを直接分析シス
ティムへ導入することができ又、塩素ガス中の水素のみ
ならず窒素、酸素を高感度で定量分析が可能となった。

又、本発明の装置をガスクロマトグラフ装置と組み合せ
ることにより、電解工程管理用のプロセス分析装置とし
て利用できるので、その工業的利用価値は極めて大きい
。

又、長期間安定に分析装置を運転することができ、簡便
な操作性を有する分析システィムとすることができる。

本発明を用いた場合、ガスクロマトグラフ装置部へ導入
されるガスは、水及び塩素を含有していないため、検出
部に高感度用熱電導度針の使用が可能となり、低濃度の
水素を精度良く測定することか可能となる。

［実施例］ 以下に本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本
発明はこの実施例のみに限定されるものではない。

実施例 図−１に示した構成の分析装置を使用した。

８方流路切替えバルブ（３）を実線流路とし、次に６方
流路切替えバルブ（２）を点線流路とし、ガスサンプリ
ングチューブ（１）の湿塩素ガスをキャリアーガス（Ａ
「）と共に８方流路切替えバルブ（３）に併設したプレ
カットカラム（４）に導入し、水分、塩素ガス等はこの
カラム内に保持した。

試料ガス中の水素ガス等は分離カラム（５）にキャリア
ーガス（Ａｒ）と共に導びかれ、ガスクロマド装置（６
）のＴＣＤ検出器（７）により検出した。

一定時間経過後８方流路切替えバルブを点線流路とし水
分、塩素ガスはキャリアーガスによって系外に排出した
。

このような操作により、イオン交換膜電解セルにより発
生した湿塩素ガスを２０００時間連続して測定し、水素
０．Ｏ１〜０．３％、酸素１−１．８％、窒素０．０１
〜０．０３％の測定値を得たが測定は定常的に行なわれ
た。

比較のため、８方流路切替えバルブをＳＯ８３１Ｂの材
質のものにし、同様の測定を行なったが、測定開始後１
００時間でバルブノ切替えに変調を来たし、ガス洩れが
発生した。

【図面の簡単な説明】

図−１は本発明の一実施態様を示す経路図で１はガスサ
ンプリングチューブ、２はＢ方流路切替えバルブ、３は
８方流路切替えバルブ、４はブレカットカラム、５は分
離カラム、６はガスクロマド装置、７はＴＣＤ検出器流
路、８はキャリアーガス入口、９はベントロを夫々示す
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ガス濃度分析装置において、少なくとも検出部への
   試料導入部を、チタン又はチタン合金で構成した塩素中
   のガス濃度分析装置。 ２）検出部への試料導入バルブを、チタン又はチタン合
   金で構成した特許請求の範囲１項記載の分析装置。 ３）チタン合金がチタン・パラジウム、チタン・ルテニ
   ウム、チタン・ニッケル・モリブデン、チタン・アルミ
   ニウム、チタン・バナジウム、チタン・アルミニウム・
   バナジウムの群から選ばれる１種である特許請求の範囲
   １又は２項記載の分析装置。