JP2005238081A - スクラバ - Google Patents

Abstract

【課題】 スクラバ物質の状態やその適切な交換時期を正確かつ容易に把握することができるスクラバを提供すること。
【解決手段】 ケース１２内に不揮発性酸を含むスクラバ物質４０を設けてなるスクラバ８において、前記ケース１２の全部または一部を透明または半透明に形成するとともに、腐食性成分と反応して有色の塩を形成する着色剤と、還元剤とをスクラバ物質４０に含ませてある。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば、ボイラなどから排出される燃焼排ガスの一部をサンプルガスとして採取してガス分析計に供給する際に、サンプルガスの採取点等、ガス分析計の上流側に配置されて用いられるスクラバに関する。

一般に、各種燃焼プラントの排ガスの一部をガス分析計に供給し、排ガス中の特定成分濃度等を測定する場合、排ガス中のダスト等の妨害物質や干渉成分を予め除去するように、測定対象に応じた種々の前処理装置がガス分析計の上流側に設けられる。

ところで、例えば、ゴミ焼却炉排ガスやガラス溶融炉排ガスなどの排ガスには、妨害物質として、ハロゲンガス（塩素、臭素等）やハロゲン化合物（主に、塩化水素や臭素水素などのハロゲン化水素等）などの腐食性成分が含まれている。そして、これらのような排ガスを測定する場合、前処理を施さないと、上記腐食性成分がガス分析計の測定セルや配管、金属部品を腐食させ、その結果、ガス流路の閉塞、測定セルの汚れによるゼロドリフト、各部の材質変化等、ガス分析計に不具合を生じさせる。

そこで、腐食性成分を含む排ガスの測定には、例えば特許文献１に示すような前処理装置が用いられる。この前処理装置は腐食性ガス除去剤を備え、この腐食性ガス除去剤は、腐食性成分と反応して不溶性又は難溶性の塩を形成する金属と不揮発性酸とで形成される塩と、不揮発性酸との混合物を、粘結性の強い多孔質物質に含浸乾燥させることにより形成されている。

上記前処理装置によれば、腐食性ガス除去剤によってサンプルガス中の腐食性成分を吸着除去することができ、従って、ガス分析計を長期にわたって安定に作動させることができる。また、上記前処理装置は不揮発性酸を使用しているので、サンプルガス中の測定対象物質（例えば、ＳＯ₂ 、ＮＯ_X 、ＣＯ₂ 、ＣＯ、Ｏ₂ 等）の吸着、反応による損失が少なく、後段のガス分析計の測定精度が向上する。
特公昭６１−３７５８０号公報

ところで、前記腐食性ガス除去剤は、多孔質物質に含浸された前記塩および不揮発性酸との混合物が消費され、必要とされる機能が十分に発揮されなくなれば、新しいものと交換しなければならない。この場合、腐食性ガス除去剤の交換が早すぎると、それだけコストや資源が無駄になり、また、産業廃棄物の発生量の増加にもつながるので、腐食性ガス除去剤の適切な交換時期を正確に把握した上でその交換を行うことが重要になる。

そのために、サンプルガスに含まれる腐食性成分の濃度とサンプルガスの吸引流量との積算値から腐食性ガス除去剤のおおよその寿命を算出して、交換することが考えられるが、実際には腐食性成分の濃度が大きく変動することなどがあり、算出した腐食性ガス除去剤の寿命が正確さに欠けるという問題がある。

また、管内に採取したガス中に所定成分が含まれているかどうかを検知するガス検知管法により、スクラバカラムを経たサンプルガス中に腐食性成分が含まれているかどうかを検知することも考えられるが、ガス検知管法による検知は、共存ガスの影響を大きく受けると共に、サンプルガス中に水分が多く、ガス検知管の取り扱いが難しいので、熟練した技術を要するという問題がある。

さらに、前記腐食性ガス除去剤に、吸湿量に応じてピンクあるいはレッドに変色するブルーのシリカゲルを混合しておき、このシリカゲルの色変化を腐食性ガス除去剤の劣化判定に用いることも考えられる。前記ブルーのシリカゲルは、一般的に乾燥剤の吸湿性能の劣化を判定するインジケータとして用いられており、シリカゲルに塩化コバルトあるいは有機色素を含浸させたものである。しかし、ブルーのシリカゲルは、上記排ガス中に含まれるＳＯ₂ やＮＯ₂ などの測定対象成分をも吸着・除去する欠点をもっており、ガス分析計の前処理装置に使用することは全く適していない。

この発明は上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、スクラバ物質の状態やその適切な交換時期を正確かつ容易に把握することができるスクラバを提供することである。

上記目的を達成するために、この発明のスクラバは、ケース内に不揮発性酸を含むスクラバ物質を設けてなるスクラバにおいて、前記ケースの全部または一部を透明または半透明に形成するとともに、腐食性成分と反応して有色の塩を形成する着色剤と、還元剤とをスクラバ物質に含ませてあることを特徴としている（請求項１）。

また、上記目的を達成するために、この発明のスクラバは、ケース内に不揮発性酸を含むスクラバ物質を設けてなるスクラバにおいて、前記ケースの全部または一部を透明または半透明に形成するとともに、前記スクラバ物質として、腐食性成分と反応して有色の塩を形成する着色剤を含むものと、還元剤を含むものとが用いられていることを特徴としている（請求項２）。

そして、上記スクラバにおいて、ケース内で生じた凝縮液が下流側へ流出するのを防止する流出防止機構をケースに内蔵させていることが好ましい（請求項３）。

具体的には、着色剤は、炭酸銀、硝酸銀、りん酸銀などの銀塩であり（請求項４）、還元剤は、ＣｕまたはＳｎを主成分としている（請求項５）。

さらに、上記いずれのスクラバにおいても、スクラバ物質全体の還元剤の含有比率を大きくし、還元剤と反応する成分を多く含むサンプルガスから腐食性成分を除去するように構成してあってもよい（請求項６）。

請求項１および２に係る発明では、スクラバ物質に含まれる着色剤とサンプルガス中の腐食性成分とが反応するに伴い、有色の塩がスクラバ物質の表面に析出し、その析出量に比例するように、スクラバ物質の表面が変色する。従って、全部または一部が透明または半透明に形成されたケースを通してその内部に設けられたスクラバ物質の表面の色を目視し、その色を目安とすることにより、スクラバ物質の劣化の進行度合いを的確に判定することができ、スクラバ物質の状態や適切な交換時期を正確かつ容易に把握することができる。

そのため、サンプルガス中の干渉成分を除去するという機能を十分に発揮しなくなった状態のスクラバが使用されるということが防止され、それに伴い、スクラバを前処理装置として備えたガス分析計による分析結果の信頼性が大いに向上する。その上、スクラバの早過ぎる交換をなくすことができ、それだけコストや資源を無駄にせず有効に利用することができ、また、産業廃棄物の発生量が可及的に低く抑えられ、ひいては自然環境への負荷影響を軽減することができる。

また、ＮＨ₃ ガス検知管やその他特別で大掛かりな構成を必要としないので、非常に低コストでかつ簡易に製造することができる。

さらに、請求項３に係る発明によれば、流出防止機構を設けたことによって以下のような効果が得られる。すなわち、スクラバのケース内にはスクラバ物質が設けられ、スクラバ物質にサンプルガスが接触することにより、サンプルガス中の腐食性成分が除去されるが、例えば、サンプルガス中に水分が多く含まれていると、サンプルガスがスクラバ物質に接触することによって生成される種々の不純物がサンプルガス中の水分に溶けたところの凝縮液が生じる。そして、この凝縮液がスクラバの後段にある加熱配管に流入すると、加熱配管の内壁に凝縮液中の不純物が堆積してしまい、ひいては配管の詰まりが生じ、前記加熱配管の下流側にあるガス分析計へのサンプルガスの供給に支障をきたして、測定が不可能になるというおそれがある。

そこで、スクラバの下流側に、凝縮液が加熱配管に流入するのを防止するためのドレンポットを設けることが考えられるが、この場合、ドレンポットを設置するためのスペースが必要となって装置全体が大型化し、また、その製造コストも著しく上昇するという問題が新たに生じる。

しかし、請求項３に係る発明によれば、流出防止機構を設けているので、ケース内で生じた凝縮液が下流側に流出することが確実に防止される。従って、ケース後段の配管内での詰まりを防止することができるとともに、ケース内で生じた種々の生成物が溶けた凝縮液をケース内に確実に留めておくことができ、ケースひいてはスクラバ全体の取り扱いにおける安全性が大いに向上する。また、流出防止機構をケースに内蔵させるので、構成全体がコンパクトになる。

また、請求項４に係る発明では、例えば市販の銀塩を着色剤として用いることができ、同じく、請求項５に係る発明では、例えば市販の還元剤を用いることができる。従って、それぞれの発明によれば、簡単かつ安価に製造することができるスクラバが得られる。

さらに、請求項６に係る発明では、ケース内に存在する還元剤の量が増え、これにより、還元剤との反応比率が高い酸化性腐食ガスなどのサンプルガス中の腐食性成分の除去能力を高めることができる。

図１〜図３は、この発明の第１実施例を示す。
まず、図１は、この発明に係るスクラバを組み込んだガス分析システムの一例を示す図である。この図において、１は、ボイラなどから排出された排ガスＧが内部を流れる煙道で、この煙道１に、ガス採取部としての耐腐食性素材よりなるガスサンプリング用のプローブ管２が挿入され、プローブ管２により、排ガスＧの一部がサンプルガスＳとして採取される。

そして、プローブ管２の下流側には、プローブ管２によって採取したサンプルガスＳからダストを除去するためのフィルタ３が設けられている。このフィルタ３は、耐腐食性素材よりなるケース４と、このケース４内に収容され、サンプルガスＳ中のダストを捕集するフィルタエレメント５と、ケース４内を適宜の温度（例えば１５０〜２００℃）に加熱するための例えば適宜の加熱用ヒータよりなる加熱手段（図示していない）とを備えている。また、このフィルタ３は、その内部においてサンプルガスＳ中の水分が結露することを防止するために、例えば断熱カバーによりなる防滴ケース６によって覆われている。

さらに、フィルタ３の下流には、流路７を介してスクラバ（詳細は後述する）８が接続され、このスクラバ８の下流側に、流路９を介してガス分析計１０が接続されている。このガス分析計１０は、サンプルガスＳ中の例えばＳＯ₂ 、ＮＯ_X 、ＣＯ₂ 、ＣＯ、Ｏ₂ を測定対象成分として測定するように構成されており、流路９中には、ガス分析計１０における分析に支障をきたす妨害物質や干渉成分がサンプルガスＳ中に含まれている場合にそれらを除去するスクラバ（図示していない）が設けられている。

また、前記流路７、９は、例えば、加熱配管よりなり、それぞれ内部の温度が１１０〜１２０℃程度になるように構成されている一方、プローブ管２からガス分析計１０までの間に形成されるガスサンプリング流路１１の適所またはガス分析計１０の下流側には、サンプルガスＳを常に一定量吸引することができる吸引ポンプ（図示していない）が設けられている。さらに、サンプルガスＳ中に水分が多量に含まれる場合には、流路７とガスサンプリング流路１１の間にドレン分離器や電子冷却器等の水分除去機構を設置して水分を予め除去する構成も考えられる（図示していない）。

そして、この実施例のガス分析システムは、スクラバ８の構成に特徴を有している。以下、図２および図３を参照しながら、スクラバ８の特徴的構成について説明する。
図２および図３において、１２は、スクラバカラムとしてのケースであり、このケース１２は、透明または半透明な耐熱性の樹脂（例えば、ポリプロピレンなど）によって形成され、上下方向において対称な構造を有している。

詳しくは、ケース１２は、ほぼ円筒状の本体部１３の上下両端にそれぞれ径縮小部分１４，１５を介して上端部１６および下端部１７が連設されている筒体１８と、この筒体１８の上下両端部１６，１７に着脱自在に取り付けられる同一構造のキャップ１９，２０とを備えている。

すなわち、筒体１８の上下両端部１６，１７の外周面に雄ねじ部２１，２２が設けられており、各雄ねじ部２１，２２に螺合する雌ねじ部２３，２４がキャップ１９，２０の内周面に設けられている。また、各雌ねじ部２３，２４にはそれぞれ、径縮小部分２５，２６を介して管部２７，２８が連設されているとともに、キャップ１９，２０の外周面には、筒体１８へのキャップ１９，２０の螺着作業の際に滑り止めとなる突条２９，３０が複数設けられている。

さらに、ケース１２内の下部には、ケース１２内で生じた凝縮液ＬとサンプルガスＳとを分離する縦断面視がほぼエの字形状の分離部材３１が配置され、この分離部材３１を設けることにより、ケース１２の下部に凝縮液Ｌが溜まる液溜め部３２が形成されるとともに、ケース１２内で生じた凝縮液Ｌが下流側へ流出するのを防止する流出防止機構３３をケース１２に内蔵させている。なお、前記流出防止機構３３は、ケース１２の下流部と分離部材３１とからなる。

すなわち、分離部材３１は、内部にガス通路３４が設けられ、サンプルガスＳを内部に導入するためのガス導入口３５が側壁上部に複数形成されたほぼ円筒状の筒部３６を備えている。３７はこの筒部３６の上側端部を閉塞する閉塞部、３８は筒部３６の下部周縁に連設されたフランジ部である。

また、筒部３６の下側端部は開放されており、それに伴って、筒部３６の内部に設けられたガス通路３４は、キャップ２０の管部２８内へと続くように構成されており、さらに、ガス導入口３５は、筒部３６の側壁において、液溜め部３２よりも上方となる位置（換言すれば液溜め部３２に溜められる凝縮液Ｌの水位よりも上側となる位置）に設けられている。

ここで、閉塞部３７は、その外径が筒部３６の外径よりも大きく、筒体１８の下端部１７の内径よりも小さくなるように形成されている。また、フランジ部３８は、筒部３６の下端部に設けられ、その外径が筒体１８の下端部１７（雄ねじ部２２）の内径より大きく、下端部１７の外径あるいはキャップ２０の雌ねじ部２４の内径よりも小さくなるように形成されている。

さらに、フランジ部３８は、接着剤の塗布など適宜の手段により、筒体１８の下端にその上面が接着され、キャップ２０の径縮小部分２６の上面にその下面が接着される。そして、このようにケース１２の下部に密着固定されるフランジ部３８は、筒体１８の内壁（詳しくは筒体１８の下端部１７の内壁）とによって前記液溜め部３２を形成する。

そして、図２に示すように、スクラバ物質４０が、筒体１８の本体部１３内に、本体部１３内部の上、下に設けられる二つの網状の押さえ部材３９ａ，３９ｂによって挟まれた状態で保持されている。この場合、下側の押さえ部材３９ｂは、分離部材３１の閉塞部３７の上面に当接した状態となっている。また、筒体１８内におけるスクラバ物質４０を収容するための空間（二つの押さえ部材３９ａ，３９ｂの間の空間）の体積に対する分離部材３１を収容するための空間（下側の押さえ部材３９ｂより下側の空間）の体積の比が、おおよそ５〜１０％となるように構成してある。

前記スクラバ物質４０は、サンプルガスＳが接触すると、サンプルガスＳ中に含まれる測定対象成分（ＳＯ₂ 、ＮＯ_X 、ＣＯ₂ 、ＣＯ、Ｏ₂ ）には影響を与えず、腐食性成分を吸着・捕集するように構成されている。詳しくは、粘結性の強い不活性で多孔質の無機担体（詳細は後述する）に、不揮発性酸と、腐食性成分と反応して有色の塩を形成する着色剤と、還元剤との混合物を含浸（分散）乾燥させてスクラバ物質４０を形成し、本体部１３内に収容している。

この実施例では、無機担体として、単位質量当たりの表面積が１４．０ｃｍ² ／ｇ以上、単位質量当たりの細孔容積が０．７ｍＬ／ｇ以上である白色のシラス系天然軽石（例えば、大江化学工業製の商品名パミスターの直径１〜６ｍｍの各種粒度のもの）が使用されている。なお、無機担体は、色が薄く、粒度がほぼ均一となっていることが望ましい。

また、不揮発性酸として、濃度が２〜２０重量％の希りん酸液（Ｈ₃ ＰＯ₄ ）が用いられている。さらに、着色剤として炭酸銀が、還元剤としてＣｕ₂ Ｏがそれぞれ用いられている。

次に、上記構成のガス分析システムの作動について説明する。
まず、ボイラの煙道１を構成する壁体にプローブ管２を取り付けた状態で吸引ポンプを作動させると、煙道１を流れる排ガスＧの一部がプローブ管２によってサンプリングされ、サンプルガスＳとなってプローブ管２内を下流側に進み、フィルタ３内に入る。このフィルタ３内に入ったサンプルガスＳは、フィルタ３内のフィルタエレメント５を通過し、この通過の際、サンプルガスＳ中のダストがフィルタエレメント５に捕集され、サンプルガスＳからダストが除去される。

続いて、ダストが除去されたサンプルガスＳは、流路７を経てスクラバ８のケース１２内に入る。このケース１２内に入ったサンプルガスＳは、スクラバ物質４０と接触しながら下流側へ進む。このとき、サンプルガスＳ中の測定対象成分であるＳＯ₂ 、ＮＯ_X 、ＣＯ₂ 、ＣＯ、Ｏ₂ は、反応したり吸着されたりすることなくケース１２内を通過するが、サンプルガスＳ中の腐食性成分は、スクラバ物質４０に吸着される。

詳しくは、腐食性成分は、ハロゲンガスと、ハロゲン化合物と、硫化水素とに分けられ、そのうち、ハロゲンガスは、スクラバ物質４０に含まれる還元剤と下記（１）式に示すように反応するとともにスクラバ物質４０に吸着される。なお、この（１）式に示す反応は、酸化性ガスであるハロゲンガスの還元反応によるものである。
Ｘ₂ ＋Ｒｅ→２Ｘ^- ＋Ｏ_X …（１）
ここで、Ｘはハロゲン、Ｒｅは還元体物質、Ｏ_X は酸化体物質を示す。

また、ハロゲン化合物および（１）式に示すように還元されたハロゲンガスは、スクラバ物質４０に含まれる着色剤としての炭酸銀と下記（２）式に示すように反応する一方、硫化水素は、前記炭酸銀と下記（３）式に示すように反応する。
Ｘ^- ＋Ａｇ⁺ →ＡｇＸ↓ …（２）
Ｈ₂ Ｓ＋２Ａｇ⁺ →Ａｇ₂ Ｓ↓＋２Ｈ⁺ …（３）

上記（２）式および（３）式に示す反応は、沈殿反応に基づくもので、（２）式に示す反応によって生成されたハロゲン化銀（ＡｇＸ）である銀塩は、光により分解され、銀が遊離することで黒色を呈するようになり、また、（３）式に示す反応によって生成された銀塩（Ａｇ₂ Ｓ）はもとより黒色である。

さらに、スクラバ物質４０に、吸湿性をもった不揮発性酸である希りん酸液が含まれており、この希りん酸液によりケース１２内にて凝縮液Ｌが生成されるが、生成された凝縮液Ｌは流出防止機構３３によりトラップされ、液溜め部３２に溜められる。このことは、サンプルガスＳ中の水分量が多い場合にケース１２内で生じる凝縮液Ｌについても同様である。

上記のように、ケース１２内を通過し、腐食性成分が除去されたサンプルガスＳは、流路９を通り、この流路９中に設けられたスクラバによって、上記スクラバ８では除去されなかったＮＨ₃ やＳＯ₃ 塩ミスト（ＳＯ₃ と金属とのミスト状反応生成物）などの干渉成分等が除去され、その後、ガス分析計１０に供給され、サンプルガスＳ中の測定対象成分が測定される。なお、ガス分析計１０を経たサンプルガスＳは、適宜に処理される。

上記構成からなるガス分析システムでは、以下のような効果が得られる。すなわち、ケース１２内で生成される二種の銀塩（ハロゲン化銀およびＡｇ₂ Ｓ）は、中性雰囲気では、測定対象成分であるＳＯ₂ ガスやＮＯ_X ガスなどと反応して亜硫酸銀、亜硝酸銀を生成し、このように測定対象成分が反応したりスクラバ物質４０に吸着されたりすると、測定誤差や応答遅れが生じることになる。しかし、この実施例では、スクラバ物質４０に不揮発性酸である希りん酸液を含ませて、ケース１２内を酸性雰囲気とし、測定対象成分の反応や吸着、溶解による損失を可及的に低く抑えているので、上記のような測定誤差や応答遅れが生じない。

また、スクラバ８内のスクラバ物質４０に含まれる着色剤とサンプルガスＳ中の腐食性成分とが反応するに伴い、黒色を呈する上記２種の銀塩がスクラバ物質４０の表面に析出し、その析出量に比例するように、初期状態では薄い色（この実施例では白色）を呈するスクラバ物質４０の表面が着色され、ほぼ灰色となった後、さらに黒色に近づく。従って、透明または半透明なケース１２を通してその内部に設けられたスクラバ物質４０の表面の色を見て、その色を目安とすることにより、スクラバ物質４０の劣化の進行度合いを目視によって把握することができ、判定することができる。

ところで、通常、スクラバ８のケース１２内に設けられたスクラバ物質４０は、その全体が一様に劣化するのではなく、上流側にあるものから徐々に劣化し、それに伴って、スクラバ物質４０の表面の変色も上流側から始まるので、そのことを考慮して、スクラバ物質４０の表面の色からその寿命などを判断すればよく、例えば、下流側（押さえ部材３９ｂ側）の端部から上流側（押さえ部材３９ａ側）に向けて全体の約１／３の範囲にあるスクラバ物質４０が灰色になれば寿命と判断して新たなスクラバ８に取り替えるなどの処理を行うことができる。

さらに、スクラバ物質４０と腐食性成分との反応は常温で行われ、ケース１２内を加熱する必要がない。そのため、例えば、ケース１２の周囲にヒータなどの加熱手段を配置したことにより、ケース１２内部を目視することが困難になるというようなおそれがなく、その上、スクラバ８の構成を極めてシンプルにすることができる。

また、スクラバ物質４０に用いた希りん酸は不揮発性酸であり、サンプルガスＳ中の水分を吸湿し、その吸水量が多いほど腐食性ガス成分の吸着及び反応速度を早める作用がある。

ここで、この発明のスクラバの性能評価を行うための実験およびその結果について説明する。
まず、スクラバ物質４０の形成方法について説明すると、５〜３０重量％の濃度の希りん酸（不揮発性酸）と炭酸銀（着色剤）とＣｕ₂ Ｏ（還元剤）との混合物の中に無機担体を浸漬して３０分静置し、その後８５℃の環境下に５時間以上置いて乾燥させる。これにより、スクラバ物質４０が形成される。そして、このスクラバ物質４０の他に、スクラバ物質４０と比べて炭酸銀（着色剤）を含まない点で異なるスクラバ物質（以下、還元用スクラバ物質という）と、Ｃｕ₂ Ｏ（還元剤）を含まない点で異なるスクラバ物質（以下、着色用スクラバ物質という）とを形成する。すなわち、５〜３０重量％の濃度の希りん酸（不揮発性酸）とＣｕ₂ Ｏ（還元剤）との混合物の中に無機担体を浸漬して３０分静置し、その後８５℃の環境下に５時間以上置いて乾燥させることにより、還元用スクラバ物質を形成する。また、５〜１０重量％の濃度の希りん酸（不揮発性酸）と炭酸銀（着色剤）との混合物の中に無機担体を浸漬して３０分静置し、その後８５℃の環境下に５時間以上置いて乾燥させることにより、着色用スクラバ物質を形成する。

そして、上記３種のスクラバ物質を図２に示すようにケース１２内に充填し、その状態で、スクラバ８内に、塩化水素、塩素、臭化水素、臭素を含む２００ｐｐｍの各試験ガスを０．５Ｌ／ｍｉｎの割合で２０分間通過させ、その後、スクラバ８を通過したガスを、酸性になると赤色を呈するウエットｐＨ試験紙に受けるとともにＳＯ₂ 分析計に供給し、そのガス中における酸性ガスの有無とＳＯ₂ の吸着とについて調べた。すなわち、スクラバ８に、還元用スクラバ物質のみを充填した場合（１）と、着色用スクラバ物質のみを充填した場合（２）と、スクラバ物質４０のみを充填した場合（３）に設定した。その結果を下記表１に示す。

上記表１から明らかなように、スクラバ８の性能は、還元剤を含み着色剤を含まない還元用スクラバ物質を用いた場合には、ハロゲンガスである塩素および臭素の吸着反応が良好となり、着色剤を含み還元剤を含まない着色用スクラバ物質を用いた場合には、ハロゲン化合物である塩化水素および臭化水素の吸着反応が良好となり、還元剤および着色剤の両方を含むスクラバ物質４０を用いた場合には、塩化水素および塩素の吸着反応が良好で、臭化水素および臭素の吸着反応は普通となった。また、いずれの場合にも、ＳＯ₂ の吸着はほとんど認められなかった。又、これらのハロゲン化合物と還元剤、着色剤との反応は水分の共存によってより早められるので、水分濃度の高い方が有利である。

上述の実施例では、無機担体に、不揮発性酸と着色剤と還元剤との混合物を含浸乾燥させたスクラバ物質４０を用いているが、本発明は、このような構成に限られず、例えば、スクラバ物質として、無機担体に、不揮発性酸と着色剤との混合物を含浸乾燥させたスクラバ物質と、無機担体に、不揮発性酸と、還元剤との混合物を含浸乾燥させたスクラバ物質との２種類を用意し、本体部１３内に上記２種類のスクラバ物質を分け隔てた状態で設けるようにしてもよい。そのように構成されたスクラバ４１について、図４を参照しながら以下に説明する。

すなわち、図４はこの発明の第２実施例を示すもので、この図において、４０ａは第１スクラバ物質で、無機担体（詳細は後述する）に、不揮発性酸と、腐食性成分と反応して有色の塩を形成する着色剤との混合物を含浸（分散）乾燥させて形成されている。また、４０ｂは第２スクラバ物質で、無機担体に、不揮発性酸と還元剤との混合物を含浸（分散）乾燥させて形成されている。

また、４２、４３はそれぞれ、筒体１８内の二つの押さえ部材３９ａ，３９ｂの間に適宜の間隔をおいて配置された網状の仕切り部材であり、押さえ部材３９ａ、３９ｂ間に充填されるスクラバ物質４０ａ，４０ｂは、仕切り部材４２、４３によって、筒体１８内に、上側から順に、第１層４４、第２層４５および第３層４６に分け隔てられた状態で収容されている。

そして、第１層４４および第３層４６は第１スクラバ物質４０ａにより構成され、また、第２層４５は第２スクラバ物質４０ｂにより構成されている。ここで、第１層４４の長さＤ１は２０ｍｍ、第２層４５の長さＤ２は７０ｍｍ、第３層４６の長さＤ３は３５ｍｍとなっており、各層４４〜４６にはそれぞれの長さに対応した量のスクラバ物質４０ａ，４０ｂが充填される。因みに、液溜め部３２の鉛直方向の長さｄは１５ｍｍとなっている。なお、上記図４において、図１〜図３に示した符号と同一符号は同一物を示している。

上記スクラバ４１では、最も上流側に位置する第１層４４に着色剤を含む第１スクラバ物質４０ａを設けているので、サンプルガスＳ中に含まれるハロゲン化合物や硫化水素の存在を早期に検知・発見することができる。また、最も下流側に位置する第３層４６にも着色剤を含む第１スクラバ物質４０ａを設けているので、第３層４６の第１スクラバ物質４０ａの色を目視によって確認するだけでスクラバ４１の寿命や劣化進行を判定することができる。

以上、本体部１３内に３層４４〜４６に分けてスクラバ物質４０ａ，４０ｂを設けたスクラバ４１の構成について述べたが、本体部１３内に４層に分けてスクラバ物質４０ａ，４０ｂを設けてもよい。そのように構成されたスクラバ４７について、図５を参照しながら以下に説明する。

すなわち、図５は、この発明の第３実施例を示すもので、この図において、４８は網状の仕切り部材であり、押さえ部材３９ａ、３９ｂ間に充填されるスクラバ物質４０ａ，４０ｂは、仕切り部材４２、４３、４８によって、筒体１８内に、上側から順に、第１層４４、第２層４５、第３層４６および第４層４９に分け隔てられた状態で収容されている。

そして、第１層４４および第３層４６は第１スクラバ物質４０ａにより構成され、また、第２層４５および第４層４９は第２スクラバ物質４０ｂにより構成されている。ここで、第１層４４の長さＤ１は１５ｍｍ、第２層４５の長さＤ２は５０ｍｍ、第３層４６の長さＤ３は３５ｍｍ、第３層４９の長さＤ４は２５ｍｍとなっており、各層４４〜４６、４９にはそれぞれの長さに対応した量のスクラバ物質４０ａ，４０ｂが充填される。因みに、液溜め部３２の鉛直方向の長さｄは１５ｍｍとなっている。なお、上記図５において、図１〜図４に示した符号と同一符号は同一物を示している。

この発明は、上述の各実施例に限られるものではなく、種々に変形して実施することができる。例えば、図１に示すように、スクラバ８は、鉛直方向、すなわち傾斜角度αがほぼ９０°となるように配置することが好ましいが、ガス導入口３５内に凝縮液Ｌが進入しない範囲でスクラバ８を傾斜させてあってもよい。例えば、スクラバ８の傾斜角度αを４５°〜９０°として設定することができる。このことは、図４および図５に示したスクラバ４１、４７についても同様である。

また、各実施例において、無機担体として、上述のシラス系天然軽石以外に、活性炭、モレキュラーシーブ等を用いることができ、不揮発性酸として、Ｈ₃ ＰＯ₄ に代えてＨ₂ ＳＯ₄ 等を用いることができる。また、着色剤として、炭酸銀の他、硝酸銀、りん酸銀などの銀塩を用いることができ、還元剤として、Ｃｕ₂ Ｏの他のＣｕを主成分とする銅ウール（線径８０μｍ又は２００μｍ）状のものや、ＳｎＯなどＳｎを主成分とする銅線にＳｎメッキを施したものなどを用いることができる。

また、図２、図４および図５に示した実施例では、ケース１２の全体が透明または半透明としているが、このような構成に限られず、例えば、ケース１２が、側壁の適宜の箇所にのみ透明または半透明の部分を有するものでもよい。もちろん、この場合、透明または半透明の部分は、その透明または半透明の部分を通してケース１２内部に設けられたスクラバ物質４０（４０ａ，４０ｂ）の表面の色を見たときに、スクラバ物質の劣化の進行度合いを把握・判定することができる位置に設けておかなければならないことはいうまでもない。

さらに、図２に示したスクラバ８の本体部１３内に、図４および図５に示した２種類のスクラバ物質４０ａ，４０ｂを適宜の割合（例えば、第１スクラバ４０ａ：第２スクラバ物質４０ｂ＝１：１〜１：５となる割合）で混合した状態で設けてもよい。

一方、図４および図５に示す実施例では、第２スクラバ物質４０ｂを用いているが、この第２スクラバ物質４０ｂに変えて、りん酸処理した銅ウールや錫線材などを用いてもよく、この場合にも、第２スクラバ物質４０ｂを用いた場合と同様の効果が得られる。

さらに、図４および図５に示す実施例において、第１スクラバ物質４０ａまたは第２スクラバ物質４０ｂのいずれか一方に代えて、前記スクラバ物質４０を用いてもよい。

また、例えば、サンプルガスＳ中に還元剤との反応比率が高い腐食性成分が含まれているなど、サンプルガスＳ中に還元剤と反応する成分が多く含まれていると予想される場合などには、図１〜図３に示す実施例において、スクラバ物質４０の還元剤の含有比率を大きくしたり、あるいは図４および図５に示す実施例において、第２スクラバ物質４０ｂよりなる層を厚くし、ケース１２内に存在する還元剤と着色剤との比率を例えば１：１〜９：１の範囲で適宜に調整することが好ましい。

この発明の第１実施例に係るガス分析システムの構成を概略的に示す説明図である。 上記実施例におけるスクラバの構成を概略的に示す説明図である。 上記実施例におけるスクラバの構成を概略的に示す分解斜視図である。 この発明の第２実施例に係るガス分析システムの要部の構成を概略的に示す説明図である。 この発明の第３実施例に係るガス分析システムの要部の構成を概略的に示す説明図である。

符号の説明

８ スクラバ
１２ ケース
３３ 流出防止機構
４０ スクラバ物質
４０ａ 第１スクラバ物質
４０ｂ 第２スクラバ物質
Ｌ 凝縮液
Ｓ サンプルガス

Claims (6)

1. ケース内に不揮発性酸を含むスクラバ物質を設けてなるスクラバにおいて、前記ケースの全部または一部を透明または半透明に形成するとともに、腐食性成分と反応して有色の塩を形成する着色剤と、還元剤とをスクラバ物質に含ませてあることを特徴とするスクラバ。
2. ケース内に不揮発性酸を含むスクラバ物質を設けてなるスクラバにおいて、前記ケースの全部または一部を透明または半透明に形成するとともに、前記スクラバ物質として、腐食性成分と反応して有色の塩を形成する着色剤を含むものと、還元剤を含むものとが用いられていることを特徴とするスクラバ。
3. ケース内で生じた凝縮液が下流側へ流出するのを防止する流出防止機構をケースに内蔵させてある請求項１または２に記載のスクラバ。
4. 着色剤は、炭酸銀、硝酸銀、りん酸銀などの銀塩である請求項１〜３のいずれかに記載のスクラバ。
5. 還元剤は、ＣｕまたはＳｎを主成分としている請求項１〜４のいずれかに記載のスクラバ。
6. スクラバ物質全体の還元剤の含有比率を大きくし、還元剤と反応する成分を多く含むサンプルガスから腐食性成分を除去するように構成してある請求項１〜５のいずれかに記載のスクラバ。

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