JP2008232741A - Liquid flow sensor, clean water supply system using this, intra-specimen selenium dioxide eliminator, and measuring instrument for mercury in coal combustion exhaust gas using these - Google Patents

Liquid flow sensor, clean water supply system using this, intra-specimen selenium dioxide eliminator, and measuring instrument for mercury in coal combustion exhaust gas using these Download PDF

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Shigeyuki Akiyama
重之 秋山
Junji Kato
純治 加藤
Fujio Koga
富士夫 古賀
Koji Ishikawa
浩二 石川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid flow sensor for accurately measuring the flow of a colorless solution such as pure water and a liquid containing weak salts, having a simple structure, and having high operability, a clean water supply system using this, an intra-specimen selenium dioxide eliminator, and a measuring instrument for mercury in coal combustion exhaust gas using these. <P>SOLUTION: This liquid flow sensor 10 comprises a liquid dropping part 1 at its upper part and a measurement part 2 at its intermediate part, and comprises a transmissive photodetector 4 consisting of a light emission part 4a and a light reception part 4b at the measurement part 2. This flow sensor 10 is characterized in that detection light at the detection part 4 passes through an end part 1a of the dropping part 1 and a liquid drop D can be detected just before it parts from the dropping part 1. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、液体流量センサ、これを用いた清浄液供給システムおよび試料中の酸化セレン除去装置、およびこれらを用いた石炭燃焼排気ガス中の水銀測定装置に関する。   The present invention relates to a liquid flow sensor, a cleaning liquid supply system using the same, a selenium oxide removing device in a sample, and a mercury measuring device in coal combustion exhaust gas using these.

従来から、液体滴下装置を用いた液滴検知方式流量計は、簡単な光学式液体流量計として多くの製品や研究の報告がある。いずれも小流量の送液ポンプやヘッドタンクからの液体流量を監視又は流量を制御するために用いられている。具体的には、以下に例示するようないくつかの液滴検知方式流量計が提案されている。   Conventionally, a droplet detection type flow meter using a liquid dropping device has been reported as many products and researches as a simple optical liquid flow meter. Both are used to monitor or control the flow rate of liquid from a small flow rate pump or head tank. Specifically, several droplet detection type flow meters as exemplified below have been proposed.

例えば、図12に示すように、液体の定速連続供給装置の一部として、送液ポンプに使用する液滴検知方式流量計が提案されている。具体的には、液体貯留タンク61、送液ポンプ64a、液体貯留容器55、液体の定速供給装置40、液体受器64b、圧力調整バルブ68,69、加圧装置67から構成されている。また、液体の定速供給装置40は、本体41と液滴センサ49から構成され、液滴センサ49の内部には、発光ダイオード50と受光ダイオード51が設置されている(例えば特許公報1参照)。   For example, as shown in FIG. 12, a droplet detection type flow meter for use in a liquid feed pump has been proposed as a part of a constant liquid constant supply device. Specifically, it includes a liquid storage tank 61, a liquid feed pump 64a, a liquid storage container 55, a liquid constant speed supply device 40, a liquid receiver 64b, pressure adjusting valves 68 and 69, and a pressurizing device 67. The liquid constant speed supply device 40 includes a main body 41 and a droplet sensor 49, and a light emitting diode 50 and a light receiving diode 51 are installed inside the droplet sensor 49 (see, for example, Patent Document 1). .

こうした液滴検知方式流量計は、測定対象の物理的・化学的安定性が高い場合には、形成される液滴の均一性が高く、一定の液量の液滴を形成することができことから、非常に精度の高い液体流量計を構成することができる。従って、昨今のように非常に厳格な制御管理が求められる、医療分野や各種産業分野において有用な液体流量計として多用されている。   Such a droplet detection type flow meter has a high uniformity of formed droplets and can form droplets with a constant liquid amount when the physical and chemical stability of the measurement target is high. Therefore, a highly accurate liquid flow meter can be configured. Therefore, it is frequently used as a liquid flow meter useful in the medical field and various industrial fields where very strict control management is required as in recent years.

特開平01−209321号公報Japanese Patent Laid-Open No. 01-209321

しかしながら、上記の液滴検知方式流量計を用いて、純水や希薄塩類を含む液体など無色の溶液の測定を行った場合には、正確な流量測定ができないことがあった。特に、液滴形成後所定時間経過し、液滴を形成し落下し始める部位(以下「液滴部」という)から所定距離離れた位置に検出光を照射した場合には、後述するように、1つの液滴に対する受光部からの出力が2以上をカウントすることがあり、正常なパルスが得られず正確な流量測定ができなかった。   However, when measuring a colorless solution such as liquid containing pure water or dilute salt using the above-described droplet detection type flow meter, accurate flow rate measurement may not be possible. In particular, when a predetermined time elapses after the droplet formation, and when the detection light is irradiated to a position away from the portion (hereinafter referred to as “droplet portion”) that starts to drop and starts to drop, as described later, The output from the light receiving unit for one droplet sometimes counts 2 or more, and a normal pulse cannot be obtained and accurate flow rate measurement cannot be performed.

つまり、上記のような送液ポンプに使用する液滴検知方式流量計では、医薬品、栄養剤や塩類が多く含まれ屈折率が大きくなり、透過光による異常パルスの発生は起こりにくく、落下途中における液滴の透過信号の異常値が発生し難く、パルス信号の検知が比較的容易である。一方、純水や希薄塩類を含む液体の液滴の透過光信号の検出センサ信号は、異常パルスが発生し易いことから、従来の液滴検知機構では、各種液体の流量監視には問題があった。液滴の大きさによっては、異常パルスの発生形態が2個又はそれ以上の複数個に分割される場合がある。異常パルスが発生すると、パルスカウンタによる液滴数とカウント数が一致しなくなり正常な流量測定ができなくなる。病院や医学用途で用いる輸液ポンプの液体滴下センサは構造的にも、産業用途には適さない。   In other words, in the liquid drop detection type flow meter used for the liquid feeding pump as described above, a large amount of pharmaceuticals, nutrients and salts are contained, the refractive index is large, and abnormal pulses due to transmitted light are unlikely to occur. An abnormal value of the transmission signal of the droplet hardly occurs, and detection of the pulse signal is relatively easy. On the other hand, since the detection sensor signal of the transmitted light signal of a liquid droplet containing pure water or dilute salt is likely to generate an abnormal pulse, the conventional droplet detection mechanism has a problem in monitoring the flow rate of various liquids. It was. Depending on the size of the droplet, the abnormal pulse generation mode may be divided into two or more. When an abnormal pulse occurs, the number of droplets by the pulse counter does not match the number of counts, and normal flow rate measurement cannot be performed. The liquid drip sensor of an infusion pump used in hospitals and medical applications is structurally unsuitable for industrial applications.

さらに、純水や希薄塩類を含む液体などの流量を正確に測定できる液体流量計は、例えば、半導体製造設備の洗浄溶液や処理溶液あるいは化学反応用の純水供給装置など種々の用途において強い要請があった。こうした用途においては、溶液の流量の制御精度によって製品の特性が大きく影響されことから、液体流量計に対しても厳しい正確度が要求されるため、上記の課題は無視できない。   Furthermore, liquid flow meters that can accurately measure the flow rate of liquids containing pure water or dilute salts are strongly demanded in various applications such as cleaning solutions for semiconductor manufacturing facilities, processing solutions, or pure water supply devices for chemical reactions. was there. In such applications, the product characteristics are greatly influenced by the control accuracy of the flow rate of the solution, and thus the liquid flow meter requires strict accuracy. Therefore, the above problem cannot be ignored.

一方、石炭燃焼排ガスを対象とした水銀などの連続測定装置においては、水銀測定などにおいて妨害となる排気ガス中に存在する酸化セレン(SeO)からの元素セレン(Se)の生成を防ぐために、簡易な操作で、長期安定的にこれを除去する方法と装置が求められていた。昨今、本発明者の検証によって、純水や希薄塩類を含む液体を用いて、定量的に排気ガス中に存在するSeOを除去することが可能であることが判り、これに用いる液体流量計が検討課題となっていた。 On the other hand, in a continuous measurement device such as mercury for coal combustion exhaust gas, in order to prevent the generation of elemental selenium (Se) from selenium oxide (SeO 2 ) present in exhaust gas that interferes with mercury measurement, There has been a demand for a method and apparatus for removing this stably over a long period of time with a simple operation. Recently, the present inventors have verified that it is possible to quantitatively remove SeO 2 present in exhaust gas using a liquid containing pure water or dilute salts. Was an issue to be considered.

そこで、この発明は、こうした要請に対応し、純水や希薄塩類を含む液体など無色の溶液(ここで「無色の溶液」とは、照射する検出光の波長(波長域)を吸収しない溶液をいい、以下同様とする。)の流量を正確に測定でき、かつ簡便な構造で操作性の高い液体流量センサ、およびこれを用いた清浄水供給システムを提供することを目的とする。また、こうした液体流量センサあるいは清浄水供給システムを、石炭燃焼排気ガス中の水銀測定などに適用することによって、簡易な操作で、長期安定的にこれを除去する試料中の酸化セレン除去装置、およびこれらを用い、共存成分の影響を受けない、高精度で、かつ長期安定性の高い、連続測定が可能な石炭燃焼排気ガス中の水銀測定方法および測定装置を提供することにある。   In view of this, the present invention responds to such a demand by providing a colorless solution such as a liquid containing pure water or dilute salts (here, “colorless solution” means a solution that does not absorb the wavelength (wavelength range) of the detection light to be irradiated. It is an object of the present invention to provide a liquid flow sensor having a simple structure and high operability, and a clean water supply system using the same. In addition, by applying such a liquid flow sensor or clean water supply system to mercury measurement in coal combustion exhaust gas, etc., a selenium oxide removal device in a sample that removes it stably over a long period of time with a simple operation, and It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for measuring mercury in coal combustion exhaust gas that can be continuously measured with high accuracy and high long-term stability without being affected by coexisting components.

本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、以下に示す液体流量センサ、これを用いた清浄水供給システムおよび試料中の酸化セレン除去装置、およびこれらを用いた石炭燃焼排気ガス中の水銀測定装置によって、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of extensive research, the inventor has conducted the following liquid flow sensor, clean water supply system using the same, selenium oxide removal device in the sample, and mercury measurement device in coal combustion exhaust gas using the same. Thus, the inventors have found that the above object can be achieved, and have completed the present invention.

本発明は、上部に液滴部、中間部に測定部を有し、該測定部に、発光部と受光部からなる透過型光検出器を有する液体流量センサであって、該光検出器によって、前記液滴部から離隔する直前の液滴を検出することを特徴とする。   The present invention relates to a liquid flow sensor having a liquid droplet part in the upper part and a measuring part in the middle part, and a transmission-type photodetector comprising a light emitting part and a light receiving part in the measuring part. , Detecting a droplet immediately before being separated from the droplet portion.

液滴形成部を有し、形成された液滴をカウントして流量換算する液状体の流量測定においては、形成される各液滴の液量の均一性とともに、正確なカウントを行う必要がある。上記のように、測定対象が無色の溶液の場合には、光検出器の位置によって、正確なカウントが阻害されることが判った。本発明者がこうした現象を検証した結果、液滴が球体に近い形態において、微小域に絞られた検出光が、落下する液滴の中心近傍に照射されたとき、その検出光の大半が透過することによって、正確なカウントが阻害されるとの推定を得た。本発明は、かかる対策の1つとして、液滴が球体に近い形態になる前に液滴を検出する方法を適用するもので、液滴が形成される液滴部から離隔する直前の液滴を検出することを特徴とする。これによって、正確なカウントを行うことが可能となった。   When measuring the flow rate of a liquid that has a droplet formation unit and counts the formed droplets to convert the flow rate, it is necessary to perform accurate counting along with the uniformity of the liquid amount of each droplet formed . As described above, when the measurement target is a colorless solution, it has been found that accurate counting is hindered by the position of the photodetector. As a result of verifying such a phenomenon by the present inventor, when the detection light focused on a minute area is irradiated near the center of the falling liquid droplet in the form where the liquid droplet is close to a sphere, most of the detection light is transmitted. As a result, it was estimated that accurate counting would be inhibited. As one of such measures, the present invention applies a method of detecting a droplet before the droplet becomes a shape close to a sphere, and the droplet just before being separated from the droplet portion where the droplet is formed. Is detected. As a result, accurate counting can be performed.

つまり、液滴部の先端部近傍の落下側に照射された検出光は、液滴の形状に関係なく、液滴が先端部から離隔する直前・直後において、その透過光量に大きな相違を生じる。具体的には、離隔する直前においては、液滴表面での液と空気の境界面での反射に加え、その屈折光の増加に伴う受光部に到達する透過光の減少を生じる一方、離隔後においては、透過光量の減少が所定光量以下に維持できるときの光量差を検出することによって、液滴の正確なカウントを行うことができると推定するものである。これによって、純水や希薄塩類を含む液体など無色の溶液の流量を正確に測定でき、かつ簡便な構造で操作性の高い液体流量センサを提供することが可能となった。   In other words, the detection light applied to the drop side near the tip of the droplet portion has a large difference in the amount of transmitted light immediately before and after the droplet is separated from the tip regardless of the shape of the droplet. Specifically, immediately before the separation, in addition to the reflection at the boundary surface between the liquid and the air on the droplet surface, a decrease in transmitted light reaching the light receiving part due to an increase in the refracted light occurs, while after separation. In this case, it is estimated that the liquid droplets can be accurately counted by detecting the light amount difference when the decrease in the transmitted light amount can be maintained below the predetermined light amount. This makes it possible to provide a liquid flow rate sensor that can accurately measure the flow rate of a colorless solution such as liquid containing pure water or dilute salts, and has a simple structure and high operability.

本発明は、上部に液滴部、中間部に測定部を有し、該測定部に、発光部と受光部からなる透過型光検出器を有する液体流量センサであって、前記液滴部が、内径d1/外径d2の撥水性材からなるノズル部を有するとともに、前記光検出器の検出光が、前記液滴部の先端部からの距離L≦d1×1.5となる距離Lまでの測定部を通過することを特徴とする。   The present invention relates to a liquid flow sensor having a liquid droplet part in the upper part and a measuring part in the middle part, and having a transmission type photodetector comprising a light emitting part and a light receiving part in the measuring part, And a nozzle portion made of a water-repellent material having an inner diameter d1 / outer diameter d2, and the detection light of the light detector is a distance L ≦ d1 × 1.5 from the front end portion of the droplet portion. It is characterized by passing through the measuring part.

上記のように、液滴検知式流量測定における正確なカウントが阻害される要因が、本発明者によって推定された。本発明は、こうした対策の第2の手法として、上記同様、液滴が球体に近い形態になる前に液滴を検出する方法を適用するもので、ノズル部を撥水性材によって構成するとともに、光検出器を、液滴部の先端部から所定の距離となる位置に配設した点を特徴とする。これによって、正確なカウントを行うことが可能となった。   As described above, the present inventor has estimated that the accurate count in the droplet detection type flow rate measurement is hindered. The second aspect of the present invention applies a method for detecting a droplet before the droplet is in a form close to a sphere, as described above, as a second technique for such countermeasures. It is characterized in that the photodetector is disposed at a position at a predetermined distance from the tip of the droplet part. As a result, accurate counting can be performed.

つまり、ノズル部をPTFE(フッ素系樹脂)などの撥水性素材あるいは撥水処理して用いることによって、図1(A)に例示するように、液滴Dの形成において、比較的小さな液滴Dを形成するとともに、ノズル部1cとの離隔が円滑になり、飛沫の分割がない液滴を形成することができる。また、これによって、比較的早く液滴Dが球体に近い形態になり、その時間(落下距離)を略一定にすることができる。一方、ノズル部1cから離隔した直後の液滴Dは、瓢箪形状に似た形態あるいは引き伸ばされつつある飴状の形態を有しており、形状的に、鉛直方向と水平方向の両方に対する不均一性の有することから、液滴表面での液と空気の境界面での反射に加え、その屈折光の増加に伴う受光部(図示せず)に到達する透過光の減少を生じる。従って、上記のような正確なカウントが阻害される領域を外して、液滴の通過による透過光の減少を生じる領域を設定することが可能となり、純水や希薄塩類を含む液体など無色の溶液の流量を正確に測定でき、かつ簡便な構造で操作性の高い液体流量センサを提供することが可能となった。具体的な透過光の設定領域は、実証の結果、液滴部の内径に対する所定範囲の比率に相当する領域が最適となる。なお、ここで「液滴部の先端部」とは、図1のようにノズル部1cが液滴の離隔部位に相当するときは、ノズル部1cの先端部が相当し、ノズル部1cが液滴部1全体の先端部位と同一面上にあり(例えば図4(B))、その面全体が液滴の離隔部位に相当するときは、液滴部1全体の先端部が相当する。   In other words, by using a water repellent material such as PTFE (fluorine resin) or a water repellent treatment for the nozzle portion, as shown in FIG. In addition, the separation from the nozzle portion 1c becomes smooth, and a droplet without splashing can be formed. In addition, this allows the droplet D to have a shape close to a sphere relatively quickly, and the time (falling distance) can be made substantially constant. On the other hand, the droplet D immediately after being separated from the nozzle portion 1c has a shape resembling a reed shape or a reed shape that is being stretched, and is non-uniform in shape in both the vertical and horizontal directions. Therefore, in addition to the reflection at the boundary surface between the liquid and the air on the droplet surface, the transmitted light that reaches the light receiving portion (not shown) is reduced as the refracted light increases. Therefore, it is possible to set a region where the transmitted light is reduced due to the passage of droplets by removing the region where accurate counting is inhibited as described above, and a colorless solution such as a liquid containing pure water or dilute salts It is possible to provide a liquid flow rate sensor that can accurately measure the flow rate of the liquid and has high operability with a simple structure. As a result of the demonstration, the specific setting region for transmitted light is optimally a region corresponding to a ratio in a predetermined range with respect to the inner diameter of the droplet portion. In addition, when the nozzle part 1c corresponds to the separation part of a droplet as shown in FIG. 1, the “tip part of the liquid droplet part” corresponds to the tip part of the nozzle part 1c, and the nozzle part 1c corresponds to the liquid part. When the entire droplet portion 1 is on the same plane as the tip portion (for example, FIG. 4B) and the entire surface corresponds to the droplet separation portion, the tip portion of the entire droplet portion 1 corresponds.

本発明は、上部に液滴部、中間部に測定部を有し、該測定部に、発光部と受光部からなる透過型光検出器を有する液体流量センサであって、前記液滴部が、内径d1/外径d2の親水性材からなるノズル部を有するとともに、前記光検出器の検出光が、前記液滴部の先端部からの距離L≦d2×2.5となる距離Lまでの測定部を通過することを特徴とする。   The present invention relates to a liquid flow sensor having a liquid droplet part in the upper part and a measuring part in the middle part, and having a transmission type photodetector comprising a light emitting part and a light receiving part in the measuring part, And a nozzle portion made of a hydrophilic material having an inner diameter d1 / an outer diameter d2, and the detection light of the light detector is a distance L ≦ d2 × 2.5 from the tip portion of the droplet portion. It is characterized by passing through the measuring part.

上記のように、液滴検知式流量測定における正確なカウントが阻害される要因が、本発明者によって推定された。本発明は、こうした対策の第3の手法として、上記同様、液滴が球体に近い形態になる前に液滴を検出する方法を適用するもので、ノズル部を親水性材によって構成するとともに、光検出器を、液滴部の先端部から所定の距離となる位置に配設した点を特徴とする。   As described above, the present inventor has estimated that the accurate count in the droplet detection type flow rate measurement is hindered. The third aspect of the present invention applies a method for detecting a droplet before the droplet becomes a shape close to a sphere, as described above, as a third method for such measures, and the nozzle portion is made of a hydrophilic material, It is characterized in that the photodetector is disposed at a position at a predetermined distance from the tip of the droplet part.

つまり、ノズル部をガラスなどの親水性素材あるいは親水処理して用いることによって、図1(B)に例示するように、液滴Dの形成において、溶液に対しより大きな液滴Dを形成するとともに、溶液がノズル部1cに残存する溶液と離隔するに際する生じる表面張力が大きくなる(つまり、接触角度θが小さい)。これによって、液滴Dが球体に近い形態になるまでの時間(落下距離)が長くなる。具体的な透過光の設定領域は、実証の結果、液滴部の外径に対する所定範囲の比率に相当する領域が最適となる。従って、上記のような液滴の通過による透過光の減少を生じる領域を広く設定することが可能となり、純水や希薄塩類を含む液体など無色の溶液の流量を正確に測定でき、かつ簡便な構造で操作性の高い液体流量センサを提供することが可能となった。   That is, by using a hydrophilic material such as glass or a hydrophilic treatment for the nozzle portion, as shown in FIG. 1B, in forming the droplet D, a larger droplet D is formed with respect to the solution. The surface tension generated when the solution is separated from the solution remaining in the nozzle portion 1c is increased (that is, the contact angle θ is small). As a result, the time (drop distance) until the droplet D becomes a sphere is long. As a result of the demonstration, the specific setting region for transmitted light is optimally a region corresponding to a ratio of a predetermined range to the outer diameter of the droplet portion. Therefore, it is possible to set a wide range in which the transmitted light is reduced due to the passage of the droplet as described above, and it is possible to accurately measure the flow rate of a colorless solution such as a liquid containing pure water or dilute salts, and simple. It has become possible to provide a liquid flow sensor with a structure and high operability.

本発明は、上部に液滴部、中間部に測定部を有し、該測定部に、発光部と受光部からなる透過型光検出器を有する液体流量センサであって、該光検出器の検出光の中心軸が、前記測定部の液滴の落下軌跡に対して20〜40°の傾斜を有することを特徴とする。   The present invention is a liquid flow sensor having a liquid droplet part in the upper part and a measuring part in the middle part, and having a transmission type photodetector comprising a light emitting part and a light receiving part in the measuring part, The central axis of the detection light has an inclination of 20 to 40 ° with respect to the drop trajectory of the droplet of the measurement unit.

上記のように、液滴検知式流量測定における正確なカウントが阻害される要因が、本発明者によって推定された。本発明は、こうした対策の第4の手法として、落下中の液滴が完全な球体にならないことを利用し、液滴を通過する透過光の減少を生じる条件下において液滴を検出する方法を用いるもので、検出光の中心軸が、前記測定部の液滴の落下軌跡に対して所定の傾斜角度を有する点を特徴とする。   As described above, the present inventor has estimated that the accurate count in the droplet detection type flow rate measurement is hindered. The fourth aspect of the present invention is a method for detecting a droplet under conditions that cause a decrease in transmitted light passing through the droplet, utilizing the fact that the falling droplet does not become a perfect sphere, as a fourth technique for such measures. The detection light is characterized in that the central axis of the detection light has a predetermined inclination angle with respect to the drop trajectory of the droplet of the measurement unit.

つまり、落下中の液滴Dは、無重力のような特殊な条件を除き、図1(C)に例示するように、重力方向に細長な楕円形状に近い形態になる。従って、検出光の中心軸Mが、前記測定部の液滴の落下軌跡Tに対して所定の傾斜角度αを有することによって、屈折光の増加に伴う受光部4bに到達する透過光の減少を生じる条件を確保することができる。実証の結果、傾斜角度αが所定範囲となるように設定することによって、測定部の略全領域において正確なカウントが阻害されることがないことが判った。従って、上記のような液滴Dの通過による透過光の減少を生じる領域を広く設定することが可能となり、純水や希薄塩類を含む液体など無色の溶液の流量を正確に測定でき、かつ簡便な構造で操作性の高い液体流量センサを提供することが可能となった。   That is, the falling droplet D has a shape close to an elliptical shape elongated in the direction of gravity, as illustrated in FIG. 1C, except for special conditions such as weightlessness. Therefore, since the central axis M of the detection light has a predetermined inclination angle α with respect to the drop trajectory T of the droplet of the measurement unit, the transmitted light reaching the light receiving unit 4b is reduced as the refracted light increases. The resulting conditions can be ensured. As a result of the demonstration, it was found that setting the inclination angle α within a predetermined range does not hinder accurate counting in almost the entire region of the measurement unit. Therefore, it is possible to set a wide range in which transmitted light is reduced due to the passage of the droplet D as described above, and it is possible to accurately measure the flow rate of a colorless solution such as a liquid containing pure water or dilute salts, and simple. It has become possible to provide a liquid flow sensor with a simple structure and high operability.

本発明は、上記液体流量センサのいずれかを用いた清浄液供給システムであって、清浄液あるいは再生処理後の使用済み清浄液を供給する流路に、給送手段、流量制御手段および前記液体流量センサを直列的あるいは並列的に配設することを特徴とする。   The present invention is a cleaning liquid supply system using any one of the liquid flow rate sensors described above, wherein a feeding means, a flow control means, and the liquid are supplied to a flow path for supplying the cleaning liquid or the used cleaning liquid after the regeneration process. The flow rate sensor is arranged in series or in parallel.

液滴検知式流量測定計は、その測定精度のよさから医療用を含む各種用途において多用されている一方、純水や希薄塩類を含む清浄液においては、上記のように正確なカウントが阻害される要因について対策することが不可欠であった。本発明は、上記のいずれかの液体流量センサを清浄液供給システムの構成要素の1つとして用いることによって、こうした清浄液であっても、その流量を正確に測定でき、かつ簡便な構造で操作性の高い清浄水供給システムを提供することが可能となる。   Droplet detection type flowmeters are widely used in various applications including medical use due to their high measurement accuracy, while accurate counts are impeded in clean liquids including pure water and dilute salts as described above. It was essential to take measures against these factors. The present invention uses any one of the above liquid flow rate sensors as one of the components of the cleaning liquid supply system, so that even such cleaning liquid can be accurately measured and operated with a simple structure. It becomes possible to provide a highly purified water supply system.

本発明は、(1)試料を加温する加熱導入路と、
(2)該加熱試料の流れと冷却水の流れが対向する流路を有し、試料と冷却水を混合して急速に冷却する一次冷却部と、
(3)前記混合ガスの冷却を行うスパイラル状の流路を有するとともに、該スパイラル状の流路の終端に気液分離を行う空間を有する二次冷却部と、
(4)該二次冷却部からの凝縮水を導入する再生器と、
(5)該再生器と一次冷却部との接続する冷却水供給路と、
を有する試料中の酸化セレン除去装置であって、
上記液体流量センサのいずれかを、前記一次冷却部への冷却水供給流路に設けたことを特徴とする。
The present invention includes (1) a heating introduction path for heating a sample,
(2) a primary cooling section having a flow path in which the flow of the heated sample and the flow of cooling water face each other and mixing the sample and the cooling water to rapidly cool the flow;
(3) a secondary cooling unit having a spiral flow path for cooling the mixed gas and having a space for gas-liquid separation at the end of the spiral flow path;
(4) a regenerator for introducing condensed water from the secondary cooling section;
(5) a cooling water supply path connecting the regenerator and the primary cooling unit;
An apparatus for removing selenium oxide in a sample having
One of the liquid flow rate sensors is provided in a cooling water supply flow path to the primary cooling unit.

昨今排気ガス中の水銀測定において、測定精度を著しく低下させる大きな原因の1つとして、試料中に存在するSeOが、還元反応時に水銀とアマルガムを作り易いことが判ったものの、従前の方法では、水銀の測定に影響を与えずにSeOを除去することが困難であった。これに対する本発明者の検証において、排気ガスに清浄水を連続添加することで、急速冷却と洗浄を同時に行い、以降の試料配管や冷却除湿器内での水銀測定の妨害物質である元素Seの析出を防ぐことができることが判った。このとき、清浄水供給システムの清浄水流量が低下又は停止すると、試料ガスの温度上昇や水分量が減少して共存ガスの酸化セレンが還元されてSeが析出し、水銀測定の妨害となる。従って、安定した清浄水の連続添加のためには、清浄水流量の連続監視およびそれに基づく流量制御が必要になる。 In recent years, in mercury measurement in exhaust gas, as one of the major causes of remarkably reducing the measurement accuracy, it was found that SeO 2 present in the sample tends to form mercury and amalgam during the reduction reaction. It was difficult to remove SeO 2 without affecting the mercury measurement. In the verification by the present inventors, rapid cooling and washing are simultaneously performed by continuously adding clean water to the exhaust gas, and the element Se, which is an interfering substance for mercury measurement in the subsequent sample piping and cooling dehumidifier. It was found that precipitation can be prevented. At this time, if the flow rate of clean water in the clean water supply system decreases or stops, the temperature of the sample gas and the amount of water decrease, selenium oxide in the coexisting gas is reduced, Se is deposited, and hinders mercury measurement. Therefore, continuous monitoring of the flow rate of clean water and control of the flow rate based on it are necessary for continuous continuous addition of clean water.

具体的には、一次冷却部において、SeOを含む試料を、加熱温度100〜200℃の状態から急速に環境雰囲気温度(通常0〜30℃程度)まで冷却することによって、試料中の水分から生じる凝縮水への溶解を加速し、下式1の反応を促進することができる。ただし、このとき水滴状の凝縮水の存在は、SOの溶解によって、Seの析出を誘引することとなることから、冷却水を供給することによって、流路からの洗い流しの効果が生じ、Seの析出を抑制することが可能となる。また、冷却水の供給は、SeOの冷却水への溶解を促進するとともに、溶解したHSeOおよびSOの希釈効果も得ることができる。さらに、冷却水による低温化によって、水銀とのアマルガムの形成反応を一層低下させることが可能となる。さらに、こうした技術効果は、加熱試料の流れと冷却水の流れが対向する流路を有し、試料と冷却水を混合して急速に冷却することによって、実効を上げることができる。
SeO+HO→HSeO・・(式1)
Specifically, in the primary cooling section, the sample containing SeO 2 is rapidly cooled from the heating temperature of 100 to 200 ° C. to the ambient atmosphere temperature (usually about 0 to 30 ° C.), thereby removing moisture from the sample. The resulting dissolution in condensed water can be accelerated, and the reaction of the following formula 1 can be promoted. However, at this time, the presence of water droplet-like condensed water induces the precipitation of Se by dissolution of SO 2 , so that by supplying cooling water, an effect of washing away from the flow path is produced, and Se It is possible to suppress the precipitation of. In addition, the supply of cooling water promotes the dissolution of SeO 2 into the cooling water, and can also obtain a dilution effect of dissolved H 2 SeO 3 and SO 2 . Furthermore, it becomes possible to further reduce the formation reaction of amalgam with mercury by lowering the temperature with cooling water. Further, such a technical effect has a flow path in which the flow of the heated sample and the flow of the cooling water are opposed to each other, and the effectiveness can be improved by mixing the sample and the cooling water and rapidly cooling.
SeO 2 + H 2 O → H 2 SeO 3 .. (Formula 1)

また、二次冷却部では、かかる混合ガスをさらにスパイラル状の流路において冷却しつつ気液分離処理を行うことによって、アマルガムの生成を排除しつつSeOが除去された試料ガスを作製することを可能とした。つまり、スパイラル状の狭い流路を冷却することによって、混合ガスの移送および凝縮水の発生に伴う流路内での液滴や飛沫の発生を防止しつつ、スパイラル状の流路の終端に設けられた空間において気液分離処理を効果的に行うことができる。 Further, in the secondary cooling section, a sample gas from which SeO 2 is removed while producing amalgam is produced by performing a gas-liquid separation process while further cooling the mixed gas in a spiral flow path. Made possible. In other words, by cooling the narrow spiral channel, it is provided at the end of the spiral channel while preventing the generation of droplets and splashes in the channel due to the transfer of mixed gas and the generation of condensed water. The gas-liquid separation process can be effectively performed in the space formed.

さらに、一次冷却処理用の冷却水を外部から連続的に供給せずに、気液分離処理によって得られた凝縮水を、一次冷却部に供給される冷却水として用いることは、省資源や省エネルギーあるいは排水処理の負担軽減の観点からも好ましい。つまり、試料中に含まれるSeOなどの水溶性の物質は微量であり、凝縮水をイオン交換樹脂などの再生手段を流通させることよって、亜セレン酸などを比較的容易に除去することができる。また、石炭燃焼排ガスを試料とする場合には、試料中に多量の水分を含んでおり、冷却水の補充を必要としないことから、かかる循環再生利用は、長期の仕様においても好適である。 Furthermore, it is not necessary to continuously supply the cooling water for the primary cooling process from the outside, but to use the condensed water obtained by the gas-liquid separation process as the cooling water supplied to the primary cooling unit. Or it is also preferable from the viewpoint of reducing the burden of wastewater treatment. That is, the amount of water-soluble substances such as SeO 2 contained in the sample is very small, and selenite etc. can be removed relatively easily by circulating the condensed water through a regenerating means such as an ion exchange resin. . Further, when coal combustion exhaust gas is used as a sample, the sample contains a large amount of water and does not require replenishment of cooling water. Therefore, such circulation recycling is suitable for long-term specifications.

以上のような構成によって、簡易な操作で、長期安定的に試料中のSeOを除去する装置を提供することが可能となった。 With the configuration described above, it has become possible to provide an apparatus for removing SeO 2 in a sample stably for a long period of time with a simple operation.

本発明は、上記清浄液供給システムまたは上記試料中の酸化セレン除去装置を用いた水銀測定装置であって、
石炭燃焼排気ガスを測定対象試料とし、前記試料を採取する試料採取部と、該試料採取部から前記試料を加熱して導入する試料導入路と、前記除去装置と、水銀分析計と、を有することを特徴とする。
The present invention is a mercury measuring device using the cleaning liquid supply system or the selenium oxide removing device in the sample,
Using a coal combustion exhaust gas as a measurement target sample, a sample collection unit for collecting the sample, a sample introduction path for heating and introducing the sample from the sample collection unit, the removal device, and a mercury analyzer It is characterized by that.

排気ガス中の水銀測定においては、水銀化合物を還元し原子状水銀として吸光光度法を用いて測定することによって、非常に高感度の測定が可能になる一方、石炭燃焼排気ガス中の水銀測定においては、従前にはないいくつかの課題を克服する必要があることが判った。特に、排気ガス中に存在するSeOについては、還元反応時に、水銀とアマルガムを作り易いことから、測定精度を著しく低下させる大きな原因の1つであり、本発明は、清浄液供給システムまたは上記試料中の酸化セレン除去装置を用い、この影響を排除することによって、従前の方法ではできなかった測定精度の確保を可能としたものである。従って、共存成分の影響を受けない、高精度で、かつ長期安定性の高い、連続測定が可能な石炭燃焼排気ガス中の水銀測定方法および測定装置を提供することが可能となった。 In the measurement of mercury in exhaust gas, it is possible to measure mercury in coal combustion exhaust gas by reducing the mercury compound and measuring it as atomic mercury using an absorptiometric method. Found that it was necessary to overcome several challenges that were not possible before. In particular, SeO 2 present in the exhaust gas is one of the major causes of remarkably reducing the measurement accuracy because it is easy to produce mercury and amalgam during the reduction reaction. By using a selenium oxide removing device in the sample and eliminating this influence, it is possible to ensure measurement accuracy that was not possible with the conventional method. Therefore, it has become possible to provide a method and an apparatus for measuring mercury in coal combustion exhaust gas that can be continuously measured with high accuracy and high long-term stability without being affected by coexisting components.

以上のように、本発明によれば、従来正確な測定が困難であった純水や希薄塩類を含む液体など無色の溶液の流量を正確に測定でき、かつ簡便な構造で操作性の高い液体流量センサ、およびこれを用いた清浄水供給システムを提供することが可能となった。また、こうした液体流量センサあるいは清浄水供給システムを、石炭燃焼排気ガス中の水銀測定などに適用することによって、妨害となる排気ガス中に存在するSeOからの元素Seの生成を防ぎ、簡易な操作で、長期安定的にこれを除去する試料中の酸化セレン除去装置、およびこれらを用い、共存成分の影響を受けない、高精度で、かつ長期安定性の高い、連続測定が可能な石炭燃焼排気ガス中の水銀測定方法および測定装置を提供することが可能となった。 As described above, according to the present invention, it is possible to accurately measure the flow rate of a colorless solution such as a liquid containing pure water or dilute salts, which has been difficult to accurately measure conventionally, and has a simple structure and high operability. It has become possible to provide a flow sensor and a clean water supply system using the same. In addition, by applying such a liquid flow sensor or clean water supply system to mercury measurement in coal combustion exhaust gas, generation of element Se from SeO 2 present in the disturbing exhaust gas is prevented, and simple The selenium oxide removal device in the sample that removes it stably for a long time by operation, and coal combustion that uses these, is not affected by coexisting components, and is highly accurate and has long-term stability and capable of continuous measurement It has become possible to provide a method and apparatus for measuring mercury in exhaust gas.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
最初に、本発明に係る液体流量センサ(以下「本流量センサ」という。)について、その後これらを用いた清浄液供給システム、試料中の酸化セレン除去装置および石炭燃焼排気ガス中の水銀測定装置について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, regarding a liquid flow rate sensor according to the present invention (hereinafter referred to as “the present flow rate sensor”), a cleaning liquid supply system using them, a selenium oxide removal device in a sample, and a mercury measurement device in coal combustion exhaust gas explain.

<本流量センサの構成>
本流量センサの基本は、図2に例示するように、上部に液滴部1、中間部に測定部2、下部に液受部3を有し、測定部2に、発光部4aと受光部4bからなる透過型光検出器4を有する液体流量センサ10と、光検出器4の出力が接続される積算カウンタ5から構成される。光検出器4の出力は、積算カウンタ5によってカウントされ、液体流量センサ10固有に設定された、液滴D当たりの単位容積を乗じることによって、液体流量センサ10を通過する溶液の流量を算出することができる。本発明は、こうした基本構成に加え、純水や希薄塩類を含む液体など無色の溶液を測定対象とすることに伴う液滴を透過する光の変化を正確に検出できる方法を、下記のいくつかの構成例によって実現するものである。また、本方式は、測定系が減圧又は加圧系においても測定に影響しないことから、応用範囲が広いという特徴がある。
<Configuration of this flow sensor>
As shown in FIG. 2, the basic of the present flow sensor has a liquid droplet part 1 at the upper part, a measuring part 2 at the middle part, and a liquid receiving part 3 at the lower part. The liquid flow rate sensor 10 having a transmission type photodetector 4 consisting of 4b and an integrating counter 5 to which the output of the photodetector 4 is connected. The output of the light detector 4 is counted by the integration counter 5, and the flow rate of the solution passing through the liquid flow rate sensor 10 is calculated by multiplying the unit volume per droplet D set in the liquid flow rate sensor 10. be able to. In addition to such a basic configuration, the present invention provides several methods for accurately detecting changes in light transmitted through droplets due to a colorless solution such as liquid containing pure water or dilute salts as a measurement target. This is realized by the configuration example. In addition, this method has a feature that the application range is wide because the measurement system does not affect the measurement even in a reduced pressure or pressurized system.

ここで、本流量センサ10の材質は、純水など腐蝕性のない溶液の場合には、後述する液滴部1を除き、特に制限はないが、液滴Dの落下状態の確認のために測定部2を透明なガラスやプラスチック製とすることが好ましい。   Here, the material of the flow sensor 10 is not particularly limited in the case of a non-corrosive solution such as pure water, except for the droplet portion 1 described later, but for confirming the falling state of the droplet D. The measurement unit 2 is preferably made of transparent glass or plastic.

液滴部1は、図2に示すように、液滴Dが落下する先端部1a、その内部に溶液の流路1bを有し、内径d1/外径d2を有するノズル部1cから構成される。ノズル部1cの大きさは、測定する溶液の流量によって異なり、例えば、1〜数10ml/min程度において、通常内径d1=4mm/外径d2=6mmのノズル部1cを使用する。また、先端部1aから落下する液滴Dの大きさや形状などは、液滴部1の素材あるいは液滴部1の表面処理によって変化し、異常な光検出器4の出力の発生は、ノズル部1cの材質および先端部1aからの光検出器4の位置(液滴Dの落下距離)により決まるものであり、光検出器4の配置と合せて、最適条件を設定することが。好ましい。詳細は、後述する。   As shown in FIG. 2, the droplet portion 1 includes a tip portion 1a where the droplet D falls, a solution flow channel 1b therein, and a nozzle portion 1c having an inner diameter d1 / outer diameter d2. . The size of the nozzle portion 1c varies depending on the flow rate of the solution to be measured. For example, the nozzle portion 1c having an inner diameter d1 = 4 mm / outer diameter d2 = 6 mm is normally used at about 1 to several tens ml / min. In addition, the size and shape of the droplet D falling from the tip portion 1a varies depending on the material of the droplet portion 1 or the surface treatment of the droplet portion 1, and the abnormal output of the photodetector 4 is generated by the nozzle portion. It is determined by the material of 1c and the position of the photodetector 4 from the tip 1a (dropping distance of the droplet D), and the optimum conditions can be set in accordance with the arrangement of the photodetector 4. preferable. Details will be described later.

光検出部4は、液滴Dの測定が可能なセンサであれば、透過型や反射型など制限されないが、測定対象を無色の溶液とする本発明においては、液滴Dの存在の有無による検出光の差異の大きさ、落下軌跡Tの中心からの液滴Dのズレ、液滴Dの大きさあるいは形状の変化などの影響を小さくし、高い検出精度を確保するために、微小域の光スポット(例えば、スポット径1〜5mm)を有する透過型の光検出器4が好ましい。具体的には、可視〜赤外領域(400〜1000nm)のフォトダイオードやフォトトランジスタなどを用い、発光部4aと受光部4bを一体化した光検出器4を構成することが好ましい。市販の小型で検出感度の高いセンサを使用することが可能である(例えば、オムロン製、EE−SPXシリーズなど)。   The light detection unit 4 is not limited to a transmission type or a reflection type as long as it is a sensor capable of measuring the droplet D. However, in the present invention in which the measurement target is a colorless solution, it depends on the presence or absence of the droplet D. In order to reduce the influence of the difference in the detection light, the deviation of the droplet D from the center of the drop trajectory T, the change in the size or shape of the droplet D, and to ensure high detection accuracy, A transmission type photodetector 4 having a light spot (for example, a spot diameter of 1 to 5 mm) is preferable. Specifically, it is preferable to configure the photodetector 4 in which the light emitting unit 4a and the light receiving unit 4b are integrated using a photodiode or a phototransistor in a visible to infrared region (400 to 1000 nm). A commercially available small-sized sensor with high detection sensitivity can be used (for example, OMRON's EE-SPX series).

積算カウンタ5においては、図3(A)〜(C)に例示するように、形成された1つの液滴Dに対する透過光信号パターン(パルス信号)を1滴対1パルス信号で捉える条件を設定することで、時間当たりの正確な液滴数の検出を行うことができる。従って、広い流量範囲において直線性のよい出力を得ることができるため、広い範囲の流量制御が可能となる。また、光検出器4からの出力レベルに応じてパルスカウンタの検出感度を設定することが好ましく、ノズル部1cの内径d1/外径d2など液滴部1の構成や測定部2の光検出器4の設置が決まれば、それぞれ固定値tとして設定することができる(例えば、0.1msecや0.05msecなど)。つまり、図3(B)のように、液滴Dがないときの透過光量をIoとすると、図3(A)の位置aに液滴Dがあるとき透過光量はIaに減少し、同様に位置bおよび位置cにおいてそれぞれIb,Ic(≒Ia)となる。図3(C)のように、このときのIaをカウントレベルに設定し、略同レベルのIcまでの時間tを固定値とすることによって、安定かつ正確なカウントを行うことができる。   In the integration counter 5, as illustrated in FIGS. 3A to 3C, a condition for capturing a transmitted light signal pattern (pulse signal) for one formed droplet D with one droplet to one pulse signal is set. By doing so, it is possible to accurately detect the number of droplets per hour. Accordingly, an output with good linearity can be obtained in a wide flow rate range, so that a wide range of flow rate control is possible. Moreover, it is preferable to set the detection sensitivity of the pulse counter according to the output level from the light detector 4, and the configuration of the droplet portion 1 such as the inner diameter d1 / outer diameter d2 of the nozzle portion 1c and the light detector of the measuring portion 2 4 can be set as a fixed value t (for example, 0.1 msec or 0.05 msec). That is, as shown in FIG. 3B, if the transmitted light amount when there is no droplet D is Io, the transmitted light amount decreases to Ia when the droplet D exists at position a in FIG. At positions b and c, Ib and Ic (≈Ia) respectively. As shown in FIG. 3C, stable and accurate counting can be performed by setting Ia at this time to a count level and setting a time t until Ic at substantially the same level as a fixed value.

また、測定部2をガラスなどの透明素材で形成した場合には、光検出信号を基にしたパルスカウンタによる流量監視に加え、目視による液滴流下状況を観察することによっても流量監視が容易に行うことができる。   In addition, when the measuring unit 2 is formed of a transparent material such as glass, the flow rate can be easily monitored by observing the liquid drop flow condition in addition to the flow rate monitoring by the pulse counter based on the light detection signal. It can be carried out.

なお、流量測定においては溶液の温度影響を考慮する必要がある。ノズル部1cからの液滴Dの落下数および液滴量は、液体温度の粘性及び表面張力の温度変化に影響するので予め液体温度対流量の関係データを取得しておき、液体温度を同時に計測して補正係数を乗じて流量補正を行うことで温度による流量影響を補正することができる。   In measuring the flow rate, it is necessary to consider the temperature effect of the solution. Since the number of droplets D dropped from the nozzle portion 1c and the amount of droplets affect the temperature change in the viscosity and surface tension of the liquid temperature, the relationship between the liquid temperature and the flow rate is obtained in advance, and the liquid temperature is measured simultaneously. Then, by multiplying the correction coefficient and performing flow rate correction, the influence of the flow rate due to temperature can be corrected.

〔本流量センサの第1構成例〕
本流量センサの第1構成例は、光検出器4によって、液滴部1から離隔する直前の液滴Dを検出することを特徴とする。つまり、従前の方法では、微小域に絞られた検出光が、その液滴Dが球体に近い形態において落下する液滴Dの中心近傍に照射された場合、その検出光の大半が透過するために正確なカウントが阻害されることがあった。本流量センサにおいては、図4(A)に例示するような位置に光検出器4を配設することによって、液滴部1から離隔する直前の液滴Dに検出光が照射され、球体に近い形態になることのない液滴Dを検出することができる。これによって、無色の溶液の測定においても、正確なカウントを行うことが可能となった。具体的には、液滴部1の先端部1aから落下奇跡Tに沿った距離Lに対して、発光部4aと受光部4bの各中心を結ぶ微小域sに絞られた検出光の中心軸Mが、0<L≦sとなるような測定部2の位置に光検出器4を配設することが好ましい。
[First configuration example of the flow sensor]
The first configuration example of the present flow sensor is characterized in that the photodetector 4 detects the droplet D immediately before being separated from the droplet portion 1. In other words, in the conventional method, when the detection light focused on a very small area is applied to the vicinity of the center of the droplet D falling in a form close to a sphere, most of the detection light is transmitted. In some cases, accurate counts were inhibited. In the present flow sensor, by arranging the photodetector 4 at a position illustrated in FIG. 4A, the detection light is irradiated to the droplet D immediately before being separated from the droplet portion 1, and the sphere is irradiated. It is possible to detect a droplet D that does not become a close form. This makes it possible to perform accurate counting even when measuring a colorless solution. Specifically, with respect to the distance L along the falling miracle T from the tip 1a of the droplet unit 1, the central axis of the detection light focused on the micro area s connecting the centers of the light emitting unit 4a and the light receiving unit 4b It is preferable to arrange the photodetector 4 at a position of the measurement unit 2 such that M satisfies 0 <L ≦ s.

つまり、溶液の供給に伴い、先端部1aから徐々に液滴Dを形成するが、液滴Dの自重および液滴部1の先端部1aとの間における表面張力によって、図4(B)に例示するように、先端部1a近傍においては決して球体に近い形状を形成することはなく、形状的に鉛直方向に対する不均一性の有している。このため、液滴Dの離隔直前においては、発光部4aから照射された光は、液滴Dの表面での液と空気の境界面での反射に加え、境界面での屈折光の増加に伴い、液滴Dを透過して受光部4bに到達する検出光は大きな減少を生じる。一方、液滴の離隔後においては、受光部4bに到達する検出光は光路中に減少することはない。従って、液滴Dの有無によって生じる、こうした透過光量の変化を検出することによって、液滴Dの正確なカウントを行うことができる。具体的には、液滴部1の先端部1aにおける液滴形成時の透過光信号パターン(パルス信号)を1滴対1パルス信号で捉える条件を設定することで、時間当たりの正確な液滴数の検出を可能にする。   That is, as the solution is supplied, droplets D are gradually formed from the tip 1a, but due to the weight of the droplet D and the surface tension between the tip 1a of the droplet 1 and FIG. As illustrated, in the vicinity of the tip 1a, a shape close to a sphere is never formed, and the shape has non-uniformity in the vertical direction. For this reason, immediately before the droplet D is separated, the light emitted from the light emitting portion 4a is reflected on the boundary surface between the liquid and air on the surface of the droplet D, and increases the refracted light on the boundary surface. Accordingly, the detection light that passes through the droplet D and reaches the light receiving portion 4b is greatly reduced. On the other hand, after the liquid droplets are separated, the detection light reaching the light receiving unit 4b does not decrease in the optical path. Therefore, by detecting such a change in the amount of transmitted light caused by the presence or absence of the droplet D, the droplet D can be accurately counted. Specifically, by setting conditions for capturing the transmitted light signal pattern (pulse signal) at the time of droplet formation at the tip portion 1a of the droplet portion 1 with one droplet to one pulse signal, an accurate droplet per time Allows detection of numbers.

〔本流量センサの第2構成例〕
本流量センサの第2構成例は、液滴部1が、内径d1/外径d2の撥水性材からなるノズル部1cを有するとともに、光検出器4の検出光が、液滴部1の先端部1aからの距離L≦d1×1.5となる距離Lまでの測定部2を通過することを特徴とする。つまり、1つには、ノズル部1cをPTFE(フッ素系樹脂)などの撥水性素材あるいは撥水処理して用いることによって、図1(A)に示すように、比較的小さな液滴Dを形成するとともに、ノズル部1cとの離隔を円滑に図ることができる。これによって、飛沫の分割がない液滴Dを形成することができるとともに、液滴Dが球体に近い形態になるまでの時間(落下距離)を略一定にすることができる。従って、上記のような正確なカウントが阻害される領域を外して、液滴Dの通過による透過光の減少を生じる領域を設定することが可能となり、液滴Dの正確なカウントを行うことができる。
[Second configuration example of the flow sensor]
In the second configuration example of the flow rate sensor, the droplet portion 1 has a nozzle portion 1c made of a water repellent material having an inner diameter d1 / outer diameter d2, and the detection light of the photodetector 4 is transmitted to the tip of the droplet portion 1. It passes through the measurement unit 2 up to a distance L satisfying a distance L ≦ d1 × 1.5 from the unit 1a. That is, for example, the nozzle portion 1c is formed by using a water repellent material such as PTFE (fluorine resin) or a water repellent treatment, thereby forming a relatively small droplet D as shown in FIG. In addition, the separation from the nozzle portion 1c can be achieved smoothly. As a result, it is possible to form a droplet D that is not divided into droplets, and to make the time (falling distance) until the droplet D is in a form close to a sphere substantially constant. Therefore, it is possible to set a region where the transmitted light is reduced due to the passage of the droplet D by removing the region where the accurate counting is inhibited as described above, and the droplet D can be accurately counted. it can.

一方、先端部1aから離隔した直後の液滴Daは、液滴Daの自重および液滴部1の先端部1aとの間における表面張力によって、図5に例示するように、瓢箪形状に似た形態あるいは引き伸ばされつつある飴状の形態を有しており、形状的に、鉛直方向と水平方向の両方に対する不均一性の有することから、液滴表面での液と空気の境界面での反射に加え、その屈折光の増加に伴う受光部4bに到達する透過光の減少を生じる。従って、先端部1aから正確なカウントが阻害される状態の液滴Dcとなるまでの領域を、液滴DaまたはDbの通過による透過光の減少を生じる領域として設定することが可能となり、正確なカウントをすることが可能となった。具体的な透過光の設定領域は、実証の結果、液滴部1の先端部1aからの距離L≦d1×1.5となる距離Lに相当する領域が最適となることが判った。例えば、後述する〔実施例〕において述べるように、内径4mm/外径6mmのノズル部1cを用いた場合には、L≦4×1.5=6mmが好ましい。さらに好ましくは、L≦4mmの条件であり、L≦d1×1となる距離Lに相当する。   On the other hand, the droplet Da immediately after being separated from the tip 1a resembles a bowl shape as illustrated in FIG. 5 due to the weight of the droplet Da and the surface tension between the tip 1a of the droplet 1 and the surface. Reflecting at the liquid-air interface at the droplet surface because it has a shape or an eaves-like shape that is being stretched and has a shape non-uniformity in both the vertical and horizontal directions In addition, the transmitted light that reaches the light-receiving portion 4b is reduced as the refracted light increases. Accordingly, it is possible to set a region from the tip 1a until the droplet Dc is in a state where accurate counting is inhibited as a region in which transmitted light decreases due to the passage of the droplet Da or Db. It became possible to count. As a result of the verification, it has been found that a region corresponding to the distance L satisfying the distance L ≦ d1 × 1.5 from the tip portion 1a of the droplet portion 1 is optimal as a specific setting region of transmitted light. For example, as will be described later in [Example], when a nozzle portion 1c having an inner diameter of 4 mm / an outer diameter of 6 mm is used, L ≦ 4 × 1.5 = 6 mm is preferable. More preferably, the condition is L ≦ 4 mm, which corresponds to the distance L satisfying L ≦ d1 × 1.

ここで、ノズル部1cの撥水性素材あるいは撥水処理とは、ノズル部1cを、例えばPTFEなどの各種フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのプラスチック製とする場合、あるいは金属製ノズルの表面に上記樹脂のコーティング処理などを施す場合をいう。   Here, the water repellent material or the water repellent treatment of the nozzle portion 1c means that the nozzle portion 1c is made of various fluororesins such as PTFE, plastics such as polypropylene and polyethylene, or the above resin on the surface of a metal nozzle. This refers to the case where the coating process is applied.

〔本流量センサの第3構成例〕
本流量センサの第3構成例は、液滴部1が、内径d1/外径d2の親水性材からなるノズル部1cを有するとともに、光検出器4の検出光が、液滴部1の先端部1aからの距離L≦d2×2.5となる距離Lまでの測定部を通過することを特徴とする。つまり、1つには、ノズル部1cをガラスなどの親水性素材あるいは親水処理して用いることによって、図1(B)に示すように、より大きな液滴Dを形成するとともに、溶液がノズル部に残存する溶液と離隔するに際する生じる表面張力が大きくなる。つまり、接触角度θが小さくなる。これによって、液滴が球体に近い形態になるまでの時間(落下距離)が長くなる。従って、上記のような液滴の通過による透過光の減少を生じる領域を広く設定することが可能となり、液滴Dの正確なカウントを行うことができる。
[Third configuration example of the flow sensor]
In the third configuration example of the flow sensor, the droplet unit 1 has a nozzle unit 1c made of a hydrophilic material having an inner diameter d1 / outer diameter d2, and the detection light of the photodetector 4 is transmitted to the tip of the droplet unit 1. It passes through the measuring part up to a distance L satisfying the distance L ≦ d2 × 2.5 from the part 1a. That is, for example, by using a hydrophilic material such as glass or a hydrophilic treatment for the nozzle portion 1c, as shown in FIG. 1B, a larger droplet D is formed and the solution is transferred to the nozzle portion. The surface tension generated upon separation from the solution remaining in the substrate increases. That is, the contact angle θ is reduced. As a result, the time (drop distance) until the droplet becomes a shape close to a sphere becomes longer. Therefore, it is possible to set a wide area in which the transmitted light is reduced due to the passage of the droplets as described above, and the droplets D can be accurately counted.

一方、先端部1aから離隔した直後の液滴Daは、上記第2構成例と同様、液滴Daの自重および液滴部1の先端部1aとの間における表面張力によって、図5に例示するように、瓢箪形状に似た形態あるいは引き伸ばされつつある飴状の形態を有しており、先端部1aから正確なカウントが阻害される状態の液滴Dcとなるまでの領域を、液滴DaまたはDbの通過による透過光の減少を生じる領域として設定することが可能となる。特に、液滴Dが大きいことおよび先端部1aとの強い親水性による離隔した直後の液滴Daの変形が大きいことから、より広い領域を設定することが可能となり、正確なカウントをすることが可能となった。具体的な透過光の設定領域は、実証の結果、液滴部1の先端部1aからの距離L≦d2×2.5となる距離Lに相当する領域が最適となることが判った。例えば、後述する〔実施例〕において述べるように、内径4mm/外径6mmのノズル部1cを用いた場合には、L≦6×2.5=15mmが好ましい。さらに好ましくは、L≦10mmの条件であり、L≦d2×1.6となる距離Lに相当する。   On the other hand, the droplet Da immediately after being separated from the tip portion 1a is illustrated in FIG. 5 due to the self-weight of the droplet Da and the surface tension between the tip portion 1a of the droplet portion 1 as in the second configuration example. As described above, a region that has a shape similar to the shape of a cocoon or a shape of a cocoon that is being stretched, and that is a droplet Dc in a state where accurate counting is inhibited from the tip portion 1a is defined as a droplet Da. Alternatively, it can be set as a region in which transmitted light decreases due to the passage of Db. In particular, since the droplet D is large and the deformation of the droplet Da immediately after separation due to strong hydrophilicity with the tip portion 1a is large, it is possible to set a wider area and perform accurate counting. It has become possible. As a result of the verification, it has been found that a region corresponding to the distance L satisfying the distance L ≦ d2 × 2.5 from the front end portion 1a of the droplet portion 1 is optimal as a specific set region of transmitted light. For example, as will be described later in [Example], when the nozzle portion 1c having an inner diameter of 4 mm / an outer diameter of 6 mm is used, L ≦ 6 × 2.5 = 15 mm is preferable. More preferably, the condition is L ≦ 10 mm, which corresponds to the distance L satisfying L ≦ d2 × 1.6.

ここで、ノズル部1cの親水性素材あるいは親水処理とは、ノズル部1cを、例えばガラス、ステンレス鋼等の金属、あるいはセラミックス製とする場合、あるいは樹脂製ノズルの表面にガラスや酸化チタンなどのコーティング処理などを施す場合をいう。また、図1(B)に示すように、ノズル部1cに形成した液滴Dは、重力(F↓)と動的角度θによる湿潤張力(F↑)の釣り合った状態を示す。つまり、mは液滴の質量、gは重力加速度、Pは液滴の接するノズル円周長さ、γは液滴の比重、θは接触角度を示すとすると、下式2が成立する。
F↓(mg)=F↑Pγcosθ・・(式2)
液滴Dの離隔時には、mが大きくなり、F↓>F↑が成立する。
Here, the hydrophilic material or the hydrophilic treatment of the nozzle portion 1c means that the nozzle portion 1c is made of, for example, a metal such as glass or stainless steel, or ceramics, or the surface of the resin nozzle is made of glass or titanium oxide. This refers to the case where a coating process is applied. Further, as shown in FIG. 1B, the droplet D formed on the nozzle portion 1c shows a state where the gravity (F ↓) and the wet tension (F ↑) due to the dynamic angle θ are balanced. That is, m is the mass of the droplet, g is the acceleration of gravity, P is the circumferential length of the nozzle in contact with the droplet, γ is the specific gravity of the droplet, and θ is the contact angle.
F ↓ (mg) = F ↑ Pγcos θ (2)
When the droplet D is separated, m increases and F ↓> F ↑ is established.

〔本流量センサの第4構成例〕
本流量センサの第4構成例は、光検出器4の検出光の中心軸Mが、測定部2の液滴落下軌跡Tに対して20〜40°の傾斜を有することを特徴とする。つまり、落下中の液滴Dは、無重力のような特殊な条件を除き、図1(C)に示すように、重力方向に細長な楕円形状に近い形態になり、完全な球体にならないことを利用し、検出光の中心軸Mが、測定部2の液滴の落下軌跡Tに対して所定の傾斜角度αを有することによって、屈折光の増加に伴い液滴を通過する透過光の減少を生じる条件を設定することが可能となり、液滴Dの正確なカウントを行うことができる。
[Fourth configuration example of the flow sensor]
The fourth configuration example of the present flow sensor is characterized in that the central axis M of the detection light of the photodetector 4 has an inclination of 20 to 40 ° with respect to the droplet drop locus T of the measurement unit 2. That is, the falling droplet D has a shape close to an elliptical shape elongated in the direction of gravity and does not become a perfect sphere, as shown in FIG. 1C, except for special conditions such as weightlessness. The center axis M of the detection light has a predetermined inclination angle α with respect to the drop trajectory T of the droplet of the measurement unit 2, thereby reducing the transmitted light passing through the droplet as the refracted light increases. The conditions that occur can be set, and the droplets D can be accurately counted.

具体的には、実証の結果、傾斜角度αを20〜40°となるように設定することによって、測定部2の略全領域において正確なカウントが阻害されることがないことが判った。従って、傾斜角度αを20〜40°となるように光検出器4を配設することによって、上記のような液滴Dの通過による透過光の減少を生じる領域を広く設定することが可能となり、液滴Dの正確なカウントを行うことができる。   Specifically, as a result of the demonstration, it was found that the accurate count is not inhibited in almost the entire region of the measurement unit 2 by setting the inclination angle α to be 20 to 40 °. Therefore, by disposing the photodetector 4 so that the inclination angle α is 20 to 40 °, it is possible to set a wide region in which transmitted light is reduced due to the passage of the droplet D as described above. , The droplet D can be accurately counted.

〔実施例1〕
液滴部1のノズル部1cの材質を変更し、測定部2における、正確なカウントができる光検出器4の位置、あるいは最適範囲を実証した。
(1)実験条件
(1−1)図6(A)のように、配管10aから純水を供給し、光検出器4として2.2mmのビーム径を有し940nmの赤外発光ダイオードを光源とするマイクロフォトセンサ4を用いて、先端部1aからの距離Lを変化させたときの、光検出器4の出力を積算カウンタ5およびオシロスコープ6によって監視した。
(1−2)内径4mm/外径6mmのノズル部1cを用い、材質をガラスおよびPTFEとした。
[Example 1]
The material of the nozzle part 1c of the liquid droplet part 1 was changed, and the position or the optimum range of the photodetector 4 capable of accurate counting in the measurement part 2 was verified.
(1) Experimental conditions (1-1) As shown in FIG. 6 (A), pure water is supplied from the pipe 10a, and an infrared light emitting diode having a beam diameter of 2.2 mm and having a beam diameter of 940 nm is used as the light source as the light detector 4. The output of the photodetector 4 was monitored by the integrating counter 5 and the oscilloscope 6 when the distance L from the tip 1a was changed using the microphotosensor 4 as follows.
(1-2) A nozzle portion 1c having an inner diameter of 4 mm / an outer diameter of 6 mm was used, and the material was glass and PTFE.

(2)実験結果
(2−1)図6(B)に示すように、オシロスコープ6によって観測された正常なパルス波形は、ノズル部1cの材質をガラスとしたときにL≦15mm、PTFEとしたときにL≦6mmの条件であった。より好ましくは、ガラスとしたときにL≦10mm、PTFEとしたときにL≦4mmの条件であった。
(2−2)図6(C)に示すように、オシロスコープ6によって観測された異常なパルス波形は、ノズル部1cの材質をガラスとしたときにL>15mm、PTFEとしたときにL>6mmの条件であった。
(2−3)まとめ
ガラス製ノズルを使用した場合、液滴下ノズル先端部とセンサ光軸間距離は4〜10mmにセットすることで、正常なパルス信号を得ることができる。このときの流量対パルス数の関係は、図6(D)に示すように、良い直線関係が得られた。計測流量範囲が広いガラス製ノズルにて0−1.5ml/min、0−10ml/minまでの範囲で直線性が得られた。
また、ノズル材質の違いについては、既述のように、PTFEでは先端部1aと液滴Dの接触が殆どなく液滴Dの球体への成長が早く透過光を測定した場合異常パルス波形を形成し易いが、ガラス製では接触角度が大きく液滴Dのサイズが大きくなり重力が勝ってノズルから離れて落下直後においてもパルス光の乱れは生じないと推定できる。
(2) Experimental results (2-1) As shown in FIG. 6 (B), the normal pulse waveform observed by the oscilloscope 6 is L ≦ 15 mm and PTFE when the material of the nozzle portion 1c is glass. Sometimes L ≦ 6 mm. More preferably, L ≦ 10 mm when glass was used, and L ≦ 4 mm when PTFE was used.
(2-2) As shown in FIG. 6C, the abnormal pulse waveform observed by the oscilloscope 6 is L> 15 mm when the nozzle portion 1c is made of glass, and L> 6 mm when PTFE is used. It was the condition of.
(2-3) Summary When a glass nozzle is used, a normal pulse signal can be obtained by setting the distance between the tip of the lower nozzle of the droplet and the optical axis of the sensor to 4 to 10 mm. The relationship between the flow rate and the number of pulses at this time was a good linear relationship as shown in FIG. Linearity was obtained in the range of 0-1.5 ml / min and 0-10 ml / min with a glass nozzle having a wide measurement flow rate range.
As for the difference in nozzle material, as described above, in PTFE, there is almost no contact between the tip 1a and the droplet D, and when the transmitted light is measured when the droplet D grows rapidly on the sphere, an abnormal pulse waveform is formed. However, it can be estimated that in glass, the contact angle is large and the size of the droplet D is large and the gravity is superior and the pulse light is not disturbed immediately after falling off the nozzle and dropping.

〔実施例2〕
検出光の中心軸Mを測定部2の液滴の落下軌跡Tに対して角度αの傾斜を設けた場合の、正確なカウントができる光検出器4の傾斜角度、あるいは最適範囲を実証した。
(1)実験条件
(1−1)〔実施例1〕と同様、配管10aから純水を供給し、光検出器4として2.2mmのビーム径を有し940nmの赤外発光ダイオードを光源とするマイクロフォトセンサを用いて、先端部1aからの距離約15mmの位置にセットし、図7(A)に示すような傾斜角度αを変化させたときの、光検出器4の出力を積算カウンタ5およびオシロスコープ6によって監視した。
(1−2)内径4mm/外径6mmのノズル部1cを用い、材質をガラスとした。
[Example 2]
When the central axis M of the detection light is provided with an inclination of the angle α with respect to the drop trajectory T of the droplet of the measuring unit 2, the inclination angle of the photodetector 4 capable of accurate counting or the optimum range has been demonstrated.
(1) Experimental condition (1-1) As in [Example 1], pure water is supplied from the pipe 10a, and a 940 nm infrared light emitting diode having a beam diameter of 2.2 mm is used as the light source as the light detector 4. The output of the photodetector 4 when the inclination angle α as shown in FIG. 7A is changed is set at a position of a distance of about 15 mm from the tip end portion 1a using the micro photo sensor to be integrated counter 5 and oscilloscope 6.
(1-2) A nozzle portion 1c having an inner diameter of 4 mm / an outer diameter of 6 mm was used, and the material was glass.

(2)実験結果
(2−1)図7(B)に示すように、オシロスコープ6によって観測された正常なパルス波形は、傾斜角度αが20〜40°の条件であった。
(2−2)図7(C)に示すように、オシロスコープ6によって観測された異常なパルス波形は、傾斜角度αが、α<20あるいはα>40°の条件であった。
(2−3)まとめ
以上のように、〔実施例1〕において、異常なパルスが発生した光検出器4の位置においても傾斜角度αが20〜40°において、正常なパルスとして検出することができた。
(2) Experimental results (2-1) As shown in FIG. 7B, the normal pulse waveform observed by the oscilloscope 6 was in a condition where the inclination angle α was 20 to 40 °.
(2-2) As shown in FIG. 7C, the abnormal pulse waveform observed by the oscilloscope 6 was in a condition where the inclination angle α was α <20 or α> 40 °.
(2-3) Summary As described above, in [Example 1], even at the position of the photodetector 4 where an abnormal pulse has occurred, it can be detected as a normal pulse at an inclination angle α of 20 to 40 °. did it.

<本流量センサを用いた清浄液供給システム>
本発明に係る清浄液供給システム(以下「本供給システム」という)は、上記液体流量センサのいずれかを用いたものであって、清浄液あるいは再生処理後の使用済み清浄液を供給する流路に、給送手段、流量制御手段および前記液体流量センサを直列的あるいは並列的に配設することを特徴とする。
<Clean liquid supply system using this flow sensor>
A cleaning liquid supply system according to the present invention (hereinafter referred to as “main supply system”) uses any of the liquid flow rate sensors described above, and supplies a cleaning liquid or a used cleaning liquid after regeneration processing. Further, the feeding means, the flow rate control means and the liquid flow rate sensor are arranged in series or in parallel.

つまり、図8(A)に例示するように、清浄液貯留タンク11内の清浄液を給送ポンプ12によって圧送し(給送手段に相当)、バルブ13(流量制御手段に相当)によって所定の流量に調整し、上記のいずれかの液体流量センサ10によって確認されて、処理部14に供給される。純水や希薄塩類を含む清浄液においても正確な流量を監視することが可能となる。従って、清浄液専用の液体流量センサ10の採用で安定した清浄液供給システムが可能になる。ここで、清浄液とは、純水や希薄塩類を含む清浄な原液のみならず、図8(B)のように使用済の溶液を再生器15および吸引ポンプ16を介して再生して清浄化された溶液をも含む。こうした清浄水供給システムは、特に半導体プロセスにおける純水や薬液の添加あるいは後述する水銀測定装置における試料ガス処理系における清浄水供給システムなどのように、連続的に流量監視および流量制御を行うことを必要とする場合において有用である。また、乾燥ガスの加湿処理に対しても、その優れた定量性を有効に活かすことができる。   That is, as illustrated in FIG. 8A, the cleaning liquid in the cleaning liquid storage tank 11 is pumped by the feed pump 12 (corresponding to the feeding means), and the valve 13 (corresponding to the flow control means) The flow rate is adjusted, confirmed by one of the liquid flow rate sensors 10 described above, and supplied to the processing unit 14. An accurate flow rate can be monitored even in a cleaning liquid containing pure water or dilute salts. Accordingly, the use of the liquid flow sensor 10 dedicated to the cleaning liquid enables a stable cleaning liquid supply system. Here, the cleaning liquid is not only a clean stock solution containing pure water and dilute salts, but also a used solution as shown in FIG. 8B is regenerated and purified via the regenerator 15 and the suction pump 16. The prepared solution is also included. Such a clean water supply system performs continuous flow monitoring and flow control, such as the addition of pure water or chemicals in semiconductor processes, or the clean water supply system in a sample gas processing system in a mercury measuring apparatus described later. Useful when needed. Moreover, the excellent quantitative property can be effectively utilized also for the humidification treatment of the dry gas.

<本流量センサを用いた試料中の酸化セレン除去装置>
本発明に係る酸化セレン除去装置(以下「本除去装置」という)は、
(1)試料を加温する加熱導入路と、
(2)該加熱試料の流れと冷却水の流れが対向する流路を有し、試料と冷却水を混合して急速に冷却する一次冷却部と、
(3)前記混合ガスの冷却を行うスパイラル状の流路を有するとともに、該スパイラル状の流路の終端に気液分離を行う空間を有する二次冷却部と、
(4)該二次冷却部からの凝縮水を導入する再生器と、
(5)該再生器と一次冷却部との接続する冷却水供給路と、
を有し、上記液体流量センサのいずれかを、前記一次冷却部への冷却水供給流路に設けたことを特徴とする。
<Selenium oxide removal device in sample using this flow sensor>
The selenium oxide removing apparatus according to the present invention (hereinafter referred to as “the present removing apparatus”)
(1) a heating introduction path for heating the sample;
(2) a primary cooling section having a flow path in which the flow of the heated sample and the flow of cooling water face each other and mixing the sample and the cooling water to rapidly cool the flow;
(3) a secondary cooling unit having a spiral flow path for cooling the mixed gas and having a space for gas-liquid separation at the end of the spiral flow path;
(4) a regenerator for introducing condensed water from the secondary cooling section;
(5) a cooling water supply path connecting the regenerator and the primary cooling unit;
And any one of the liquid flow rate sensors is provided in a cooling water supply channel to the primary cooling unit.

具体的な本除去装置の構成を、図9に例示する。加熱導管21(加熱導入路に相当)、一次冷却管22(一次冷却部に相当)、二次冷却管23およびこれを冷却する電子冷却器23a(二次冷却部に相当)、陰イオン交換樹脂が充填された再生器24、ドレン回収ポンプ25a、冷却水タンク25b、冷却水供給ポンプ25cおよび流量計25d(冷却水供給路を形成)とから構成される。流量計25dとして、上記液体流量センサ10のいずれかを用いる。   A specific configuration of the present removal apparatus is illustrated in FIG. Heating conduit 21 (corresponding to a heating introduction path), primary cooling pipe 22 (corresponding to a primary cooling part), secondary cooling pipe 23, an electronic cooler 23a (corresponding to a secondary cooling part) for cooling the same, anion exchange resin , A drain recovery pump 25a, a cooling water tank 25b, a cooling water supply pump 25c, and a flow meter 25d (forming a cooling water supply path). Any of the liquid flow rate sensors 10 is used as the flow meter 25d.

水分やSeO等を含む試料は、加熱導管1によって凝縮しないように加熱されながら移送され、一次冷却管22に導入されて冷却水と混合される。ここで急速に冷却されるとともに、試料中のSeOを溶解しながら、次に二次冷却管23に導入される。ここでさらに冷却されるとともに、気液分離されて、二次冷却管23上部から試料供出路21aを介して処理済みのドライな試料として供出される。 A sample containing moisture, SeO 2 or the like is transferred while being heated by the heating conduit 1 so as not to condense, and is introduced into the primary cooling pipe 22 and mixed with the cooling water. Here, while being rapidly cooled, the SeO 2 in the sample is dissolved and then introduced into the secondary cooling pipe 23. Here, the sample is further cooled, separated into gas and liquid, and supplied from the upper part of the secondary cooling pipe 23 as a processed dry sample through the sample supply path 21a.

一方、冷却水タンク25bに貯留された冷却水は、冷却水供給ポンプ25cによって流量計25dを介して一次冷却管22に供給される。ここで試料の冷却を行う(冷却水は加温される)とともに、試料中のSeOを溶解除去しながら、次に試料と一緒に二次冷却管23に導入される。ここで電子冷却器23aによって冷却されるとともに、気液分離されて、ドレン回収ポンプ25aによって吸引され、陰イオン交換樹脂が充填された再生器24を介して冷却水タンク25bに回収される。再生器24では、冷却水に溶解したSeOや他の水溶性の物質が除去され、清浄な冷却水として再生される。 On the other hand, the cooling water stored in the cooling water tank 25b is supplied to the primary cooling pipe 22 via the flowmeter 25d by the cooling water supply pump 25c. Here, the sample is cooled (cooling water is heated), and SeO 2 in the sample is dissolved and removed, and then introduced into the secondary cooling pipe 23 together with the sample. Here, it is cooled by the electronic cooler 23a, gas-liquid separated, sucked by the drain recovery pump 25a, and recovered in the cooling water tank 25b through the regenerator 24 filled with anion exchange resin. In the regenerator 24, SeO 2 and other water-soluble substances dissolved in the cooling water are removed and regenerated as clean cooling water.

〔SeOの凝縮水への溶解と水銀とのアマルガム生成のメカニズム〕
ここで、SeOの凝縮水への溶解と水銀とのアマルガム生成のメカニズムについて説明する。
(a)SeOは水溶性で、下式1のように、HSeOとなる。検証の結果、この反応は極めて速やかに進行することが分かった。
SeO+HO→HSeO・・(式1)
(b)生成したHSeOは、下式3あるいは3’のように、排気ガス中に多量に共存するSOによって還元され、金属Seとなる。検証の結果、この反応は比較的緩やかに進行し、SeOが水に溶解した直後には生成しないことが分かった。実験では、HSeO水溶液に所定濃度のSOガスを導入した場合、黄色〜橙色をなり、次第に濃橙色の沈殿(元素セレンSe)が生成することによって検証した。Seの生成は、高温度露点雰囲気で生成が速く、一度管壁等に析出付着すると、注水による洗浄効果は期待できない。
SeO+SO→Se+HSO・・(式3)
SeO+2SO+HO→Se+2HSO・・(式3’)。
(c)発生した金属Seは水に不溶であり、下式4のように、配管内壁他に赤色の粉末状となって析出し水銀と容易にアマルガムを生成する。
Hg+Se→HgSe・・(式4)
[Mechanism of dissolution of SeO 2 in condensed water and formation of amalgam with mercury]
Here, the mechanism of dissolution of SeO 2 in condensed water and generation of amalgam with mercury will be described.
(A) SeO 2 is water-soluble and becomes H 2 SeO 3 as shown in the following formula 1. As a result of verification, it was found that this reaction proceeds very rapidly.
SeO 2 + H 2 O → H 2 SeO 3 .. (Formula 1)
(B) The generated H 2 SeO 3 is reduced by SO 2 coexisting in a large amount in the exhaust gas as shown by the following formula 3 or 3 ′, and becomes metal Se. As a result of the verification, it was found that this reaction proceeds relatively slowly and does not form immediately after SeO 2 is dissolved in water. In the experiment, when a predetermined concentration of SO 2 gas was introduced into the H 2 SeO 3 aqueous solution, it was verified that yellow to orange color was formed and a deep orange precipitate (elemental selenium Se) was gradually formed. Se is generated quickly in a high temperature dew point atmosphere, and once it is deposited on the tube wall or the like, the cleaning effect by water injection cannot be expected.
H 2 SeO 3 + SO 2 → Se + H 2 SO 4 .. (Formula 3)
H 2 SeO 3 + 2SO 2 + H 2 O → Se + 2H 2 SO 4 (Formula 3 ′).
(C) The generated metal Se is insoluble in water, and precipitates as red powder on the inner wall of the pipe and the like, as shown in the following formula 4, and easily forms amalgam with mercury.
Hg + Se → HgSe (Equation 4)

〔本除去装置の構成〕
(1)加熱導入路(加熱導管21)
試料を100〜200℃に加熱する。試料中の水分の凝縮を防止し、上式1の反応による亜セレン酸(HSeO)の生成を抑制することができる。また、溶液状の水(水滴や飛沫を含む)の存在下における、試料中のSOと上式3の反応による元素セレンの発生を抑制し、上式4の反応を防止することによって、試料中の水銀とSeとの反応を抑制することができる。
[Configuration of the removal device]
(1) Heating introduction path (heating conduit 21)
Heat the sample to 100-200 ° C. Condensation of moisture in the sample can be prevented, and generation of selenious acid (H 2 SeO 3 ) due to the reaction of the above formula 1 can be suppressed. Further, in the presence of solution-like water (including water droplets and droplets), the generation of elemental selenium due to the reaction of SO 2 in the sample and the above formula 3 is suppressed, and the reaction of the above formula 4 is prevented, thereby The reaction between mercury and Se can be suppressed.

(2)一次冷却部(一次冷却管22)
100〜200℃に加熱された試料を一次冷却管22によって、急速に環境雰囲気の温度まで冷却すると同時に冷却水と混合させる。上式1によって、試料中のSeOを冷却水に溶解させるとともに、冷却管などの流路に上式1によって発生した亜セレン酸の残留がないように、冷却水によって洗い出す。溶解し生成された亜セレン酸を含む冷却水と試料の混合ガスは、二次冷却管23に供給される。
(2) Primary cooling part (primary cooling pipe 22)
The sample heated to 100 to 200 ° C. is rapidly cooled to the temperature of the environmental atmosphere by the primary cooling pipe 22 and simultaneously mixed with the cooling water. According to the above formula 1, SeO 2 in the sample is dissolved in the cooling water, and washed with the cooling water so that the selenite generated by the above formula 1 does not remain in the flow path such as the cooling pipe. The mixed gas of the cooling water containing the selenious acid generated by dissolution and the sample is supplied to the secondary cooling pipe 23.

(3)二次冷却部(二次冷却管23およびこれを冷却する電子冷却器23a)
二次冷却管23は、冷却水および凝縮水(以下「冷却水等」という)と試料の気液混合流体の冷却を効率よく行うと同時に、流出速度を速めて冷却管内の洗浄効果に寄与することができて耐蝕性を有するものであれば、構造および材質に制限されるものではないが、例えば図10に示す構造が好ましい。電子冷却器23aや水冷式冷却装置内に設けられた二次冷却管23は、ガラス管を用いた2重管構造で、電子冷却器23aの熱交換部に接した外管23bと内管23cの間に設けられたスパイラル状の流路23d、およびその終端23eに設けられた空間23fから構成され、試料の冷却と冷却水等の流出を早くする。流路23dを通過した試料は、下部の空間23fで冷却水等を分離して、内管23cの内部流路23gを通過して供出される。この間、冷却された試料は、流路23dを通過する試料と熱交換を行う。交換熱量は多くは期待できないが、供出される低温の試料は、導入された温度の高い試料と熱交換を行なうことで再加熱され、結露を防ぐことができる。試料をこうした二次冷却管23を用いて処理することによって、妨害となる元素Seの生成を防ぐことができる。一方、冷却水等は、空間23fから、凝縮水排出用流路23hを通過して循環再使用され、一次冷却管2による試料の急速冷却と試料へ冷却水を添加することで、ドレン流量が増大し、試料処理系において常に流動した状態で、発生したドレン流量分が系外へ排出される。循環再利用せずに、自然に落下したドレンをポットで滞留させた場合には、ドレン流路だけではなくこれに繋がる試料流路においても元素Seの生成が起きるおそれがある。
(3) Secondary cooling section (secondary cooling pipe 23 and electronic cooler 23a for cooling the secondary cooling pipe 23)
The secondary cooling pipe 23 efficiently cools the cooling water and condensed water (hereinafter referred to as “cooling water”) and the gas-liquid mixed fluid of the sample, and at the same time, increases the outflow speed and contributes to the cleaning effect in the cooling pipe. The structure and material are not limited as long as they can be corrosion-resistant, but the structure shown in FIG. 10 is preferable, for example. The secondary cooling pipe 23 provided in the electronic cooler 23a or the water cooling type cooling device has a double pipe structure using a glass tube, and an outer pipe 23b and an inner pipe 23c that are in contact with the heat exchange part of the electronic cooler 23a. And a space 23f provided at a terminal end 23e thereof, cooling of the sample and outflow of cooling water or the like are accelerated. The sample that has passed through the flow path 23d is separated from the cooling water or the like in the lower space 23f, and then delivered through the internal flow path 23g of the inner tube 23c. During this time, the cooled sample exchanges heat with the sample passing through the flow path 23d. Although a large amount of heat is not expected, the delivered low temperature sample is reheated by exchanging heat with the introduced high temperature sample to prevent condensation. By processing the sample using the secondary cooling pipe 23, it is possible to prevent generation of the element Se that becomes an obstacle. On the other hand, the cooling water or the like is circulated and reused from the space 23f through the condensed water discharge passage 23h, and the rapid cooling of the sample by the primary cooling pipe 2 and the addition of the cooling water to the sample can reduce the drain flow rate. The generated drain flow rate is discharged out of the system while increasing and constantly flowing in the sample processing system. If the drain that has fallen naturally is retained in the pot without being recycled, the element Se may be generated not only in the drain channel but also in the sample channel connected to the drain channel.

(4)再生器24
二次冷却管23の凝縮水排出用流路26hから流下した冷却水等は、再生器24によって再生され、冷却水として循環再利用する。再生器4には、冷却水等中の妨害となる亜セレン酸を除去する試剤が充填される。具体的は、陰イオン交換樹脂や亜セレン酸の吸着剤例えば鉄酸化物(例えば酸化第一鉄(FeO)やオキシ水酸化鉄(FeO・OH)など)などを使用することができるが、試剤自体の再生が可能な陰イオン交換樹脂が好ましい。本装置においては、約250gの陰イオン交換樹脂が充填され、常時1〜10ml/minの冷却水等が通過する。冷却水の交換や補充などの保守頻度について検証した結果、従来は1ケ月ごとに補充が必要であったが、陰イオン交換樹脂の使用によって、3〜6ケ月間に延長することが判った。また、再生器24の設置は、図9のように二次冷却部23の下流ではなく、冷却水供給ポンプ25cの前あるいは後に設置してもよい。
(4) Regenerator 24
The cooling water or the like flowing down from the condensed water discharge flow path 26h of the secondary cooling pipe 23 is regenerated by the regenerator 24 and circulated and reused as cooling water. The regenerator 4 is filled with a reagent that removes selenious acid that becomes an obstacle in cooling water or the like. Specifically, an anion exchange resin or an adsorbent of selenious acid such as iron oxide (eg, ferrous oxide (FeO), iron oxyhydroxide (FeO.OH), etc.) can be used. An anion exchange resin that can regenerate itself is preferred. In this apparatus, about 250 g of anion exchange resin is filled, and 1 to 10 ml / min of cooling water or the like always passes. As a result of verifying the maintenance frequency such as replacement and replenishment of cooling water, it was conventionally necessary to replenish every 1 month, but it was found that it was extended to 3 to 6 months by using an anion exchange resin. Further, the regenerator 24 may be installed before or after the cooling water supply pump 25c instead of downstream of the secondary cooling unit 23 as shown in FIG.

(5)冷却水供給路(ドレン回収ポンプ25a、冷却水タンク25b、冷却水供給ポンプ25cおよび流量計25d)
二次冷却管23の凝縮水排出用流路26hから流下した冷却水等は、再生器24、ドレン回収ポンプ25a、冷却水タンク25b、冷却水供給ポンプ25cおよび流量計25dを介して、冷却水として常時1〜10ml/min程度一次冷却管22に導入して、循環再利用する。ドレン回収ポンプ25aおよび冷却水供給ポンプ25cは、ほぼ一定量を回収・供給することから、一般にチュ―ビングポンプを用いるが、チューブの弾力性低下で流量低下を起こすので、図9に例示するように、冷却水供給ポンプ25c出口に流量計25dを設置して流量監視と定期的に流量補正を行なうことが好ましい。
(5) Cooling water supply path (drain recovery pump 25a, cooling water tank 25b, cooling water supply pump 25c and flow meter 25d)
The cooling water or the like flowing down from the condensed water discharge flow path 26h of the secondary cooling pipe 23 is supplied to the cooling water via the regenerator 24, the drain recovery pump 25a, the cooling water tank 25b, the cooling water supply pump 25c, and the flow meter 25d. As a result, it is always introduced into the primary cooling pipe 22 at a rate of about 1 to 10 ml / min and recycled. Since the drain recovery pump 25a and the cooling water supply pump 25c recover and supply a substantially constant amount, a tubing pump is generally used. However, since the flow rate decreases due to the elasticity of the tube, as shown in FIG. In addition, it is preferable to install a flow meter 25d at the outlet of the cooling water supply pump 25c to monitor the flow rate and periodically correct the flow rate.

(6)流量計25d
このとき、流量計25dは、通常の流量監視だけではなく本除去装置において重要な役割を担っている。つまり、循環再利用される冷却水の流量低下や停止によって水滴が発生するとアマルガムが生成し、あるいは試料ガスの温度上昇や水分量が減少して共存ガスの酸化セレンが還元されてセシウム元素が析出することから、安定した冷却水の連続添加のためには、冷却水流量の連続監視が必要になり、循環冷却水の流量計25dの設置が好ましい。さらに、循環再利用される冷却水等の流量監視方法として、冷却水タンク25bの一定時間における水量の増大をフロートスイッチなどの液面検知器(図示せず)を用いて検出することが可能であり、その検出した流量から、冷却水の供給流量を補正することも可能である。また、冷却水の流量監視をリアルタイムに行うので、例えば流量低下信号によって試料ガスの吸引を同時に停止し、本除去装置の劣化を未然防止することができる。ここで、流量計25dは、初期的には純水あるいは清浄処理された水を測定し、連続使用に伴い再生され清浄化された水を測定する。従って、流量計25dとして、上記液体流量センサ10のいずれかを用い、液滴を正確にカウントすることによって、一次冷却管22に供給される清浄水の流量を精度よく監視し、精度の高い制御に供することができる。
(6) Flow meter 25d
At this time, the flow meter 25d plays an important role not only in normal flow rate monitoring but also in the present removal apparatus. In other words, if water droplets are generated due to a decrease or stoppage in the flow rate of cooling water that is recycled and reused, amalgam is generated, or the selenium oxide in the coexisting gas is reduced by precipitation of the selenium oxide by coexisting gas temperature rise and water content decrease Therefore, in order to continuously add the cooling water stably, it is necessary to continuously monitor the flow rate of the cooling water, and the flow meter 25d for circulating cooling water is preferably installed. Furthermore, as a method for monitoring the flow rate of the cooling water or the like that is circulated and reused, it is possible to detect an increase in the amount of water in the cooling water tank 25b over a certain period of time using a liquid level detector (not shown) such as a float switch. Yes, it is possible to correct the cooling water supply flow rate from the detected flow rate. Further, since the flow rate of the cooling water is monitored in real time, for example, the suction of the sample gas can be stopped at the same time by a flow rate lowering signal, thereby preventing the removal apparatus from deteriorating. Here, the flow meter 25d initially measures pure water or purified water, and measures water regenerated and purified with continuous use. Accordingly, any of the liquid flow rate sensors 10 described above is used as the flow meter 25d, and the flow rate of the clean water supplied to the primary cooling pipe 22 is accurately monitored by accurately counting droplets, so that high-precision control is performed. Can be used.

〔本除去装置の実施例〕
(1)実験条件
図9の例示する本除去装置の加熱導管1の上流から、SeOを18ppm含むAirを流量1.1L/minで導入した。
(2)実験結果
冷却水タンク5bに回収した冷却水を誘導結合形高周波プラズマ法(ICP、堀場製作所製、形式:ULTIMA2)によって測定し、溶解したSe濃度5ppbを得た。循環系の冷却水の量300gから、溶解したSeOの総量を算出し、除去効率を算出したところ、95%の結果を得た。
[Example of the present removal apparatus]
(1) Experimental conditions Air containing 18 ppm of SeO 2 was introduced at a flow rate of 1.1 L / min from the upstream side of the heating conduit 1 of the removal apparatus illustrated in FIG.
(2) Experimental results The cooling water collected in the cooling water tank 5b was measured by an inductively coupled high-frequency plasma method (ICP, manufactured by HORIBA, Ltd., model: ULTIMA2) to obtain a dissolved Se concentration of 5 ppb. When the total amount of dissolved SeO 2 was calculated from the amount of 300 g of cooling water in the circulation system and the removal efficiency was calculated, a result of 95% was obtained.

<本除去装置を用いた石炭燃焼排気ガス中の水銀測定装置の構成例>
本除去装置を用いた石炭燃焼排気ガス中の水銀測定装置(以下「本測定装置」という)は、石炭燃焼排気ガスを測定対象試料とし、前記試料を採取する試料採取部と、該試料採取部から前記試料を加熱して導入する試料導入路と、前記除去装置と、水銀分析計と、を有することを特徴とする。石炭燃焼排気ガス中に存在するSeOについては、該排ガス中に多く含まれる水分、SOやNOなどの共存条件下において、水銀とアマルガムを作り易いことから、測定精度を著しく低下させる大きな原因の1つであり、本測定装置は、上記本除去装置を用い、この影響を排除することによって、従前の方法ではできなかった測定精度の確保を可能とした。
<Configuration example of mercury measuring device in coal combustion exhaust gas using this removal device>
An apparatus for measuring mercury in coal combustion exhaust gas using this removal device (hereinafter referred to as “the present measurement device”) uses a sample of coal combustion exhaust gas as a measurement target sample, and collects the sample, and the sample collection unit A sample introduction path for heating and introducing the sample, the removing device, and a mercury analyzer. For SeO 2 present in coal combustion exhaust gas, mercury and amalgam can be easily produced under the coexistence conditions such as moisture, SO 2 and NO 2 contained in the exhaust gas. This is one of the causes, and this measuring apparatus uses the present removing apparatus and eliminates this influence, thereby making it possible to ensure measurement accuracy that was not possible with the conventional method.

図11は、本測定装置の1つの構成を例示する。本構成においては、2価の水銀(Hg2+)と元素水銀(Hg)などのように同一元素を含む相互に変換可能な複数の成分の全水銀(Hg2++Hg)を測定対象とする場合に適している。つまり、試料ガス中のHg2+を最初に測定対象となるHg全量に変換した後に、上記本除去装置を用いて処理したガスを分析することによって、SeO等他の共存成分の影響を排除することが可能となる。以下、具体的な実施態様として、本除去装置としてウェット処理を用い、測定手段として紫外線吸光式分析計30を用いた石炭燃焼排気ガス中の全水銀測定装置に本発明を適用した場合を、その一例として説明する。 FIG. 11 illustrates one configuration of the measurement apparatus. In this arrangement, the divalent mercury (Hg 2+) and elemental mercury (Hg 0) measured for all mercury plurality of components that can be converted to each other include the same elements (Hg 2+ + Hg 0), such as Suitable for cases. In other words, after the Hg 2+ in the sample gas is first converted to the total amount of Hg 0 to be measured, the gas treated using the above removal device is analyzed to eliminate the influence of other coexisting components such as SeO 2. It becomes possible to do. Hereinafter, as a specific embodiment, when the present invention is applied to a total mercury measuring device in coal combustion exhaust gas using wet treatment as the removal device and using an ultraviolet absorption analyzer 30 as a measuring means, This will be described as an example.

試料は、試料入口31(試料採取部に相当)から紫外線吸光式分析計30の下流側に設けられた吸引ポンプ35によって吸引採取される。採取された試料は、ダストフィルタ32によって清浄にした後、還元触媒部33によって試料中の全水銀がHgに変換され、加熱導管21、一次冷却部22、二次冷却部23およびフィルタ34を介して紫外線吸光式分析計30に導入される。このとき、接ガス材としては、安価なガラス、石英、セラミックスなどのほか金属としてTi、酸化処理SUSを使用することができる。 The sample is sucked and collected from a sample inlet 31 (corresponding to a sample collecting unit) by a suction pump 35 provided on the downstream side of the ultraviolet absorption analyzer 30. After the collected sample is cleaned by the dust filter 32, the total mercury in the sample is converted to Hg 0 by the reduction catalyst unit 33, and the heating conduit 21, the primary cooling unit 22, the secondary cooling unit 23, and the filter 34 are changed. And introduced into the ultraviolet absorption analyzer 30. At this time, as the gas contact material, Ti, oxidation treatment SUS can be used as a metal in addition to inexpensive glass, quartz, ceramics and the like.

還元触媒部33は、内部に還元触媒を充填したユニットで、還元触媒は、加熱手段(図示せず)によって中温度域250〜500℃に維持されることが好ましい。つまり、通常、石炭燃焼排気ガス中の水銀は、HgOやHgClあるいはHgの状態で存在するが、Hg2+をHgに還元するには、熱分解反応が不可欠であり、還元温度を250℃以上とすることで、排気ガス中に含まれるSeOなどの金属酸化物の反応によって生じる水銀とのアマルガムの発生を防止することができる。一方、還元温度を500℃以下にすることによって、試料流路での腐蝕あるいは反応物による閉塞等々トラブルを未然に防止することができる。 The reduction catalyst unit 33 is a unit filled with a reduction catalyst, and the reduction catalyst is preferably maintained at an intermediate temperature range of 250 to 500 ° C. by heating means (not shown). That is, normally, mercury in coal combustion exhaust gas exists in the state of HgO, HgCl 2, or Hg 0 , but in order to reduce Hg 2+ to Hg 0 , a thermal decomposition reaction is indispensable, and the reduction temperature is set to 250 By setting the temperature to higher than or equal to ° C., generation of amalgam with mercury caused by reaction of metal oxide such as SeO 2 contained in the exhaust gas can be prevented. On the other hand, by setting the reduction temperature to 500 ° C. or less, troubles such as corrosion in the sample channel or blockage by the reactants can be prevented.

還元触媒部33に充填される還元触媒は、酸性物質との反応性の低い、還元力を有する無機材質の触媒が好ましい。本発明においては、還元触媒に対して塩化水銀などの2価の水銀(Hg2+)の化合物を金属(Hg)に還元する機能を有することが求められるとともに、他の共存成分に対して影響を受けにくいこと、および他の共存成分に対して影響を与えないこと、つまり2価の水銀に対する選択性を有することが求められる。還元触媒の具体例としては、ゼオライト系の触媒や、アルカリ金属の亜硫酸塩などのような、無機質の化合物が適用可能である。還元作用については、炭酸塩や水酸塩なども適用可能であるが、石炭燃焼排気ガス中に多量含まれるSO、NOなどの酸性物質の共存によって、機能的には、こうした触媒に限定されることになる。還元触媒の形状は、特に限定されるものではないが、還元触媒部33への充填や交換が容易で圧力損失の少ない粒状体あるいはハニカム形状などが好ましい。このとき、触媒自身がこうした形状に成形されたものだけではなく、こうした形状を担体として表面に担持された触媒であっても適用可能である。 The reduction catalyst filled in the reduction catalyst part 33 is preferably an inorganic material catalyst having a reducing power and low reactivity with an acidic substance. In the present invention, the reduction catalyst is required to have a function of reducing a divalent mercury (Hg 2+ ) compound such as mercury chloride to a metal (Hg 0 ), and has an influence on other coexisting components. It is required that it is difficult to be affected and that it does not affect other coexisting components, that is, it has selectivity for divalent mercury. Specific examples of the reduction catalyst include inorganic compounds such as zeolite-based catalysts and alkali metal sulfites. For the reduction action, carbonates and hydrates can also be applied, but functionally limited to such catalysts due to the coexistence of acidic substances such as SO 2 and NO 2 contained in large amounts in coal combustion exhaust gas. Will be. The shape of the reduction catalyst is not particularly limited, but a granular material or a honeycomb shape that is easy to fill and replace the reduction catalyst portion 33 and has little pressure loss is preferable. At this time, not only the catalyst itself formed into such a shape but also a catalyst supported on the surface using such a shape as a carrier is applicable.

紫外線吸光式分析計30は、図示しないが、紫外線光源部、試料セル部、紫外線検出器および光学フィルタからなる光学系を形成し、試料セル部に導入された試料中のHgによる紫外領域の光の吸収量を紫外線検出器によって検出することによって、試料中のHgの濃度を測定することができる。 Although not shown, the ultraviolet absorption analyzer 30 forms an optical system including an ultraviolet light source unit, a sample cell unit, an ultraviolet detector, and an optical filter, and has an ultraviolet region due to Hg 0 in the sample introduced into the sample cell unit. By detecting the amount of absorbed light with an ultraviolet detector, the concentration of Hg 0 in the sample can be measured.

以上においては、本流量センサの適用を、主として石炭燃焼排気ガス中の水銀測定方法および測定装置に適用する場合について述べたが、プロセスガス等において組成が類似する試料や各種プロセス研究用などについても、本水銀測定方法および測定装置を適用することが可能である。さらにSOや金属酸化物などが共存する試料を測定する場合には、特に有用である。また、半導体製造プロセスはじめ各種プロセスにおいて清浄液を供給する場合にも、広く本流量センサの適用を図ることができる。 In the above, the application of this flow sensor has been described mainly in the case of applying to a method and apparatus for measuring mercury in coal combustion exhaust gas. The mercury measuring method and measuring apparatus can be applied. Furthermore, it is particularly useful when measuring a sample in which SO 2 or a metal oxide coexists. Further, the present flow sensor can be widely applied also when supplying a cleaning liquid in various processes including a semiconductor manufacturing process.

具体的にいくつかの応用例を挙げる。
(1)ガス分析装置の前処理として、加湿用の水添加機構に応用することができる。
例えば、NDIR(非分散赤外線分析法)式窒素酸化物ガス分析装置においては、水分による干渉影響があることから、ドレンセパレータや電子冷却器を用いて、試料ガス中の水分濃度を一定に維持することによって、分析計の水分干渉値を補償する場合がある。このとき、寒冷地や冬期は、環境温度が下がり外気温度まで除湿されると、十分な水分濃度が得られなくなる。この場合に、試料ガス中に、ドレンセパレータや電子冷却器からの流出ドレンを流量監視を行いながら適量の水分量を滴下することで、必要分を供給して安定したし加湿状態を維持することができる。
Some specific examples are given below.
(1) As a pretreatment of the gas analyzer, it can be applied to a water addition mechanism for humidification.
For example, in a NDIR (non-dispersive infrared analysis) type nitrogen oxide gas analyzer, since there is an interference effect due to moisture, the moisture concentration in the sample gas is kept constant by using a drain separator or an electronic cooler. In some cases, the moisture interference value of the analyzer may be compensated. At this time, in cold regions and in winter, when the environmental temperature decreases and the air is dehumidified to the outside temperature, a sufficient water concentration cannot be obtained. In this case, the required amount of water is dropped into the sample gas while dropping the drainage from the drain separator or electronic cooler while monitoring the flow rate, so that the necessary amount is supplied and stabilized and the humidified state is maintained. Can do.

こうした方法は、特に、SO(二酸化硫黄)のように水溶性の高い成分を測定対象とする分析装置において有効である。つまり、こうしたガスは、水洗装置による加湿法は、測定時には大きい溶解損失を招きSO自体測定できなくなる。本水添加機構では、例えば凝縮水をチュービングポンプを用いてドレンポット前又は電子冷却器入口に注入することで、凝縮水の有する飽和溶解度及び凝縮水添加流量を制御することができることから、溶解損失を最小限に抑えることができる。その結果、水分干渉影響の低下とSOなど測定成分の溶解ロスを少なくできるので、精度の高い分析装置を提供することができる。 Such a method is particularly effective in an analyzer that measures a highly water-soluble component such as SO 2 (sulfur dioxide). That is, these gases, humidification method by water washing apparatus may not be SO 2 itself measure leads to dissolution loss greater during the measurement. In this water addition mechanism, for example, by injecting condensed water before the drain pot using a tubing pump or into the inlet of the electronic cooler, the saturation solubility and the condensed water addition flow rate of the condensed water can be controlled. Can be minimized. As a result, the influence of moisture interference can be reduced and the dissolution loss of the measurement components such as SO 2 can be reduced, so that a highly accurate analyzer can be provided.

(2)UV−TOC分析装置(紫外線吸収式全有機炭素分析装置)の液滴センサを用いた測定フローの例を挙げることができる。
流量影響を受け易いTOC分析装置の加圧ラインに本流量センサを配設し、流量計測データをリアルタイムにフィードバックをかけて、加圧用ポンプの流量制御を行うことによって、定流量化を行い安定したTOC計測定を実現する。清浄水の測定においても、圧力影響の少ない本流量センサの特性を有効に利用することができる。
(2) An example of a measurement flow using a droplet sensor of a UV-TOC analyzer (ultraviolet absorption total organic carbon analyzer) can be given.
This flow sensor is installed in the pressurization line of the TOC analyzer that is easily influenced by the flow rate, and the flow rate measurement data is fed back in real time, and the flow rate control of the pressurization pump is performed to stabilize the flow rate. Realize TOC meter measurement. Even in the measurement of clean water, the characteristics of the present flow sensor with less pressure influence can be used effectively.

本発明に係る液体流量センサの液滴の形成状態を概略的に示す説明図。Explanatory drawing which shows schematically the formation state of the droplet of the liquid flow sensor which concerns on this invention. 本発明に係る液体流量センサの基本構成に示す説明図。Explanatory drawing shown in the basic composition of the liquid flow sensor concerning the present invention. 本発明に係る液体流量センサにおけるパルス信号発生プロセスを概略的に示す説明図。Explanatory drawing which shows schematically the pulse signal generation process in the liquid flow sensor which concerns on this invention. 本発明に係る液体流量センサの第1構成例における液滴の検出状態を概略的に示す説明図。Explanatory drawing which shows roughly the detection state of the droplet in the 1st structural example of the liquid flow sensor which concerns on this invention. 本発明に係る液体流量センサの第2構成例における液滴の形成状態を概略的に示す説明図。Explanatory drawing which shows schematically the formation state of the droplet in the 2nd structural example of the liquid flow sensor which concerns on this invention. 実施例1における実験条件および実験結果を示す説明図。Explanatory drawing which shows the experimental condition and experimental result in Example 1. FIG. 実施例2における実験条件および実験結果を示す説明図。Explanatory drawing which shows the experimental condition and experimental result in Example 2. FIG. 本発明に係る清浄液供給システムの構成を例示する説明図。Explanatory drawing which illustrates the structure of the cleaning liquid supply system which concerns on this invention. 本発明に係る酸化セレン除去装置の構成を例示する説明図。Explanatory drawing which illustrates the structure of the selenium oxide removal apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る酸化セレン除去装置に用いる二次冷却管の構成を例示する説明図。Explanatory drawing which illustrates the structure of the secondary cooling pipe used for the selenium oxide removal apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る石炭燃焼排気ガス中の水銀測定装置の構成例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the structural example of the mercury measuring apparatus in the coal combustion exhaust gas which concerns on this invention. 従来技術に係る液滴検知方式流量計の構成を概略的に示す説明図Explanatory drawing which shows schematically the structure of the droplet detection system flowmeter concerning a prior art

符号の説明Explanation of symbols

1 液滴部
1a 先端部
1b 流路
1c ノズル部
2 測定部
3 液受部
4 光検出器
4a 発光部
4b 受光部
5 積算カウンタ
10 液体流量センサ
D 液滴
L 距離
M 検出光の中心軸
s 微小域
T 液滴の落下軌跡
θ 接触角度
α 傾斜角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Droplet part 1a Tip part 1b Flow path 1c Nozzle part 2 Measuring part 3 Liquid receiving part 4 Photodetector 4a Light emitting part 4b Light receiving part 5 Accumulation counter 10 Liquid flow sensor D Droplet L Distance M Center axis s of detection light Minute Area T Droplet drop locus θ Contact angle α Inclination angle

Claims (7)

上部に液滴部、中間部に測定部を有し、該測定部に、発光部と受光部からなる透過型光検出器を有する液体流量センサであって、該光検出器の検出光が前記液滴部の先端部を通過し、前記液滴部から離隔する直前の液滴を検出することができることを特徴とする液体流量センサ。   A liquid flow sensor having a droplet part at the upper part and a measuring part at the middle part, and having a transmission type light detector comprising a light emitting part and a light receiving part at the measuring part, the detection light of the light detector A liquid flow rate sensor capable of detecting a droplet that has passed through the tip of the droplet portion and has just been separated from the droplet portion. 上部に液滴部、中間部に測定部を有し、該測定部に、発光部と受光部からなる透過型光検出器を有する液体流量センサであって、前記液滴部が、内径d1/外径d2の撥水性材からなるノズル部を有するとともに、前記光検出器の検出光が、前記液滴部の先端部からの距離L≦d1×1.5となる距離Lまでの測定部を通過することを特徴とする液体流量センサ。   A liquid flow sensor having a droplet part at the upper part and a measuring part at the intermediate part, and having a transmission type photodetector comprising a light emitting part and a light receiving part at the measuring part, wherein the droplet part has an inner diameter d1 / A nozzle having an outer diameter d2 made of a water repellent material, and a measuring portion for detecting light from the photodetector up to a distance L where a distance L ≦ d1 × 1.5 from the tip of the liquid droplet portion. A liquid flow rate sensor characterized by passing. 上部に液滴部、中間部に測定部を有し、該測定部に、発光部と受光部からなる透過型光検出器を有する液体流量センサであって、前記液滴部が、内径d1/外径d2の親水性材からなるノズル部を有するとともに、前記光検出器の検出光が、前記液滴部の先端部からの距離L≦d2×2.5となる距離Lまでの測定部を通過することを特徴とする液体流量センサ。   A liquid flow sensor having a droplet part at the upper part and a measuring part at the intermediate part, and having a transmission type photodetector comprising a light emitting part and a light receiving part at the measuring part, wherein the droplet part has an inner diameter d1 / A measuring portion having a nozzle portion made of a hydrophilic material having an outer diameter d2 and having a detection light of the photodetector up to a distance L where a distance L ≦ d2 × 2.5 from a tip portion of the droplet portion; A liquid flow rate sensor characterized by passing. 上部に液滴部、中間部に測定部を有し、該測定部に、発光部と受光部からなる透過型光検出器を有する液体流量センサであって、該光検出器の検出光の中心軸が、前記測定部の液滴の落下軌跡に対して20〜40°の傾斜を有することを特徴とする液体流量センサ。   A liquid flow sensor having a droplet part at the upper part and a measuring part at the middle part, and having a transmission type light detector comprising a light emitting part and a light receiving part at the measuring part, the center of the detection light of the light detector The liquid flow rate sensor, wherein the axis has an inclination of 20 to 40 degrees with respect to a drop trajectory of the droplet of the measurement unit. 請求項1〜4いずれかに記載の液体流量センサを用いた清浄液供給システムであって、清浄液あるいは再生処理後の使用済み清浄液を供給する流路に、給送手段、流量制御手段および前記液体流量センサを直列的あるいは並列的に配設することを特徴とする清浄液供給システム。   A cleaning liquid supply system using the liquid flow rate sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein a supply means, a flow control means, and a flow path for supplying the cleaning liquid or the used cleaning liquid after the regeneration treatment, A cleaning liquid supply system, wherein the liquid flow rate sensors are arranged in series or in parallel. (1)試料を加温する加熱導入路と、
(2)該加熱試料の流れと冷却水の流れが対向する流路を有し、該加熱試料と冷却水を混合して冷却する一次冷却部と、
(3)前記混合ガスの冷却を行うスパイラル状の流路を有するとともに、該スパイラル状の流路の終端に気液分離を行う空間を有する二次冷却部と、
(4)該二次冷却部からの凝縮水を導入する再生器と、
(5)該再生器と一次冷却部との接続する冷却水供給路と、
を有する試料中の酸化セレン除去装置であって、
請求項1〜4いずれかに記載の液体流量センサを、前記一次冷却部への冷却水供給流路に設けたことを特徴とする試料中の酸化セレン除去装置。
(1) a heating introduction path for heating the sample;
(2) a primary cooling unit that has a flow path in which the flow of the heated sample and the flow of cooling water face each other, and mixes and cools the heated sample and cooling water;
(3) a secondary cooling unit having a spiral flow path for cooling the mixed gas and having a space for gas-liquid separation at the end of the spiral flow path;
(4) a regenerator for introducing condensed water from the secondary cooling section;
(5) a cooling water supply path connecting the regenerator and the primary cooling unit;
An apparatus for removing selenium oxide in a sample having
An apparatus for removing selenium oxide in a sample, wherein the liquid flow rate sensor according to any one of claims 1 to 4 is provided in a cooling water supply channel to the primary cooling unit.
請求項5記載の清浄液供給システムまたは請求項6記載の試料中の酸化セレン除去装置を用いた水銀測定装置であって、
石炭燃焼排気ガスを測定対象試料とし、前記試料を採取する試料採取部と、該試料採取部から前記試料を加熱して導入する試料導入路と、前記除去装置と、水銀分析計と、を有することを特徴とする石炭燃焼排気ガス中の水銀測定装置。
A mercury measuring device using the cleaning liquid supply system according to claim 5 or the selenium oxide removing device in the sample according to claim 6,
Using a coal combustion exhaust gas as a measurement target sample, a sample collection unit for collecting the sample, a sample introduction path for heating and introducing the sample from the sample collection unit, the removal device, and a mercury analyzer An apparatus for measuring mercury in coal combustion exhaust gas.
JP2007071009A 2007-03-19 2007-03-19 Liquid flow sensor, clean water supply system using this, intra-specimen selenium dioxide eliminator, and measuring instrument for mercury in coal combustion exhaust gas using these Withdrawn JP2008232741A (en)

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