JP3549951B2 - Ultra-trace nitrogen component measurement device - Google Patents

Ultra-trace nitrogen component measurement device Download PDF

Info

Publication number
JP3549951B2
JP3549951B2 JP23208695A JP23208695A JP3549951B2 JP 3549951 B2 JP3549951 B2 JP 3549951B2 JP 23208695 A JP23208695 A JP 23208695A JP 23208695 A JP23208695 A JP 23208695A JP 3549951 B2 JP3549951 B2 JP 3549951B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
gas
nitrogen component
nitrogen
salt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP23208695A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0954074A (en
Inventor
秀市 赤坂
万紀子 守屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP23208695A priority Critical patent/JP3549951B2/en
Publication of JPH0954074A publication Critical patent/JPH0954074A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3549951B2 publication Critical patent/JP3549951B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超微量窒素成分の測定装置に関し、さらに詳しくは、水質管理等のために適用される水系試料の窒素成分測定装置において、該水系試料中の含有窒素成分を超微量に至るまで高精度且つ容易に分析して測定し得るようにした超微量窒素成分の測定装置に係るものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、この種の水系試料の窒素成分測定装置は、触媒酸化・化学発光法を分析原理とし、分析対象の各種水系試料中の全窒素成分量を高感度に分析して測定する手段として広く知られており、水質管理等、例えば、環境水(河川水、地下水、海水、工場排水)及び純水(半導体製造用、原子力発電用)中の窒素成分管理のために有効に使用されている。
【0003】
図8には、従来から使用されている通常の窒素成分測定装置の概要構成を示してある。
【0004】
即ち、図8に示す従来の窒素成分測定装置の構成において、符号41は、上部側に試料注入口42、下部側に試料取出し口43を夫々に形成した試料反応管、44は、該試料反応管41の外周部に所要の加熱コイル45を囲繞させて電気炉を構成する試料反応炉である。
【0005】
ここで、前記試料反応管41は、内部に酸化触媒(白金担持触媒)を充填した石英管からなっており、該試料反応管41内には、外部からのガス流量計46を経たキャリアガス(O )Bの導入に合わせて、図示しない試料注入装置を用いることによって、試料注入口42から被測定試料Aが注入(10μl〜5000μl)され、また、前記試料反応炉44は、キャリアガスBの導入に合わせて試料反応管41内に注入される被測定試料Aを加熱(加熱範囲0〜1000℃)して熱分解を実行する。
【0006】
前記試料反応管41の試料取出し口43は、加熱配管47を介して電子除湿器48の供給側に接続されている。
【0007】
ここで、前記加熱配管47は、試料反応管41内での熱分解によって発生する酸化窒素(NO)とハロゲンとを含む分解ガスC、及び水蒸気D等が、電子除湿器48に達する以前に管路内に吸着されないように加温するものであり、前記電子除湿器48は、該加熱配管47を通して給送される反応後の分解ガスC、水蒸気D等のうちから水分を除去し、該除去された水分はドレンポット48aに排出される。
【0008】
前記電子除湿器48の排出側は、管路49を介してガス混合器50の供給側に接続されている。
【0009】
ここで、前記ガス混合器50は、前記電子除湿器48で水分が除去された分解ガスCを混合して均一化する。
【0010】
前記ガス混合器50の排出側は、管路51を介して化学発光セル部52に接続されており、且つ前記キャリアガス(O )もまたオゾナイザー53を経た上で、生成されたオゾン(O )が同様に化学発光セル部52に供給され、前記化学発光セル52では、前記ガス混合器50側から供給される酸化窒素(NO)と前記オゾナイザー53を経たオゾン(O )とが反応して化学発光される。
【0011】
一方、前記化学発光セル部52には、活性炭のカートリッジからなるオゾンスクラバー54を介して真空ポンプ55が接続されており、オゾンスクラバー54おいては、化学発光で消費されなかった過剰のO をCO に分解し、また、真空ポンプ55は、化学発光セル部53を減圧する。そして、前記化学発光セル部52のNOとO との反応によって得られる電気信号は、データ処理器56で波形解析して窒素分濃度に演算処理され、このようにして得た窒素成分の分析・測定結果がプリントアウトされるのである。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の窒素成分測定装置を用いた水系試料中の全窒素成分量の分析・測定濃度にあっては、一般に0.1ppm以下までの精度の高い測定が求められており、通常程度の測定条件では、その分析・測定が極めて困難である。
【0013】
また、測定対象の水系試料の内で、特に、海水とか、一部の工場排水等のような多量塩試料においては、該多量塩試料を反応部に注入することによって、試料中に含有されている塩分が反応部から検出部に至るまでの系路内、特に、加熱配管内に析出されて該管路を閉塞する場合がある。一方、該多量塩試料を反応部に注入して加熱し、酸化反応処理したときに発生するハロゲンガスによっては、系路内に組込まれる化学発光セル部、真空ポンプ等に腐蝕を招く惧れもある。
【0014】
そして、この種の窒素成分測定装置でのこれらの各点を測定結果から見ると、短期的には、全窒素成分測定値の日内変動を招き、一方、長期的には、NO(酸化窒素)計の感度低下と、それに化学発光セル部、真空ポンプ等のトラブル発生という不利がある。
【0015】
この対策として、従来の窒素分析装置においては、測定対象の水系試料中に含まれた塩分による加熱配管等の閉塞防止と、化学発光セル部、真空ポンプ等の腐食防止のために、一般的には、固体ハロゲンスクラバーを用いていたが、このような固体ハロゲンスクラバーでは、含有塩分がスクラバー表面をコーティングして了う等の点から、その耐用寿命が短いこと、さらには、脱ハロゲン作用が比較的低いこと等のために必ずしも効果的でなかった。
【0016】
本発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、その目的とするところは、装置内での脱塩、脱ハロゲンを容易になし得るようにした超微量窒素成分の測定装置を提供することである。
【0017】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明に係る測定装置は、試料注入手段から測定対象の塩分を含有する多量の被測定試料を注入して行なう超微量窒素成分の測定装置であって、塩分を含有する多量の被測定試料をキャリアガス(O)の導入に合わせて注入し、且つ加熱分解して酸化反応させる加熱反応手段と、該加熱反応手段による加熱反応後の酸化窒素、ハロゲンを含む分解ガス中から塩分とハロゲンとを除去処理する液体アルカリスクラバーと、該液体アルカリスクラバーにより脱塩、脱ハロゲン処理された分解ガスを除湿処理する除湿手段と、該除湿手段により除湿処理された分解ガスをオゾン(O)と気相反応させて化学発光させる化学発光手段と、該化学発光手段による発光信号データから窒素分濃度を演算処理して出力するデータ処理手段とを、少なくとも備えることを特徴としている。また、本発明に係る測定装置は、試料注入手段が自動ビューレット装置であることを特徴としている。
【0018】
従って、本発明の超微量窒素成分の測定装置においては、注入される多量の被測定試料が加熱反応手段によって酸化反応され、且つ該加熱反応後の酸化窒素、ハロゲンを含む分解ガス中から脱塩、脱ハロゲン手段によって塩分とハロゲンとが除去された上で、該脱塩、脱ハロゲン処理された分解ガスが除湿手段によって除湿され、さらに、該除湿処理された分解ガスが化学発光手段によって化学発光されると共に、該発光信号データがデータ処理手段で演算処理されて、求める窒素分濃度が測定される。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る超微量窒素成分の測定装置の一実施例について詳細に説明する。
【0020】
本発明者らは、先に述べた従来の窒素成分測定装置に組込まれる固体ハロゲンスクラバーの実情、つまり、該固体ハロゲンスクラバーの耐用寿命が短いこと、脱ハロゲン効果が低いこと等の各問題点に鑑み、これらの各問題点を改善すべく鋭意に開発努力を続けた結果、以下に述べるように、本発明を創案するに至ったものである。
【0021】
先ず、本発明者らは、多量試料注入法による超微量窒素成分の測定装置について検討を行なった。
【0022】
最初に、定量下限として0.1ppmを設定したときの試料注入法、及びその注入量について検討した。
【0023】
即ち、ここでの試料注入法については、多量の試料を注入することと、該試料の注入が一定速度でなされることとの各点から、自動ビュレット装置(自動滴定装置;10ml容積カセット)を用いるものとし、そのシリンジには、LC用ストレートカット・シリンジ(レオダイン社製)を用いた。また、試料注入量については、該試料注入に自動ビュレット装置を用いることで、最大10mlまでの注入が可能なために十分であるものと判断した。
【0024】
続いて、多量の試料を注入したときのクエンチング対策について検討した。
【0025】
従来装置において、試料を500μl以上注入すると、電子除湿器のアウト側から水蒸気が出るために、該電子除湿器の前流側に液体アルカリスクラバーを配置して除湿性能の向上を図ることにより、試料をより多くの5ml程度まで注入しても、これらの液体アルカリスクラバーと電子除湿器とで十分な除湿のなされることが確認された。
【0026】
【実施例】
以上のようにして設定された本発明の一実施例による装置構成の全体の概要を図1ないし図3に示す。
【0027】
図1は、本発明の一実施例を適用した超微量窒素成分の測定装置の概要を示すブロック図であり、図2は、同上測定装置における試料滴定部としての自動ビュレット装置の詳細構成を模式的に示す説明図、図3は、同上測定装置に組み込まれる液体アルカリスクラバーの詳細構成を模式的に示す説明図である。
【0028】
これらの図1ないし図3に示す実施例の窒素成分測定装置の構成において、符号11は、上部側に試料注入口12、下部側に試料取出し口13を夫々に形成した試料反応管、14は、該試料反応管11の外周部に所要の加熱コイル15を囲繞させて電気炉を構成する試料反応炉である。また、16は、本実施例で新たに付加された多量試料注入可能な自動ビュレット装置であり、該自動ビュレット装置16は、図2に示す如く、前記試料注入口12にLC用ニードル16aを挿入して用いる。
【0029】
ここで、前記試料反応管11は、内部に酸化触媒(白金担持触媒)を充填した石英管からなっており、該試料反応管11内には、外部からのガス流量計17を経たキャリアガス(O )Bの導入に合わせ、前記自動ビュレット装置16によって試料注入口12から被測定試料Aが所要量づつ注入(注入量範囲10μl〜5000μl)される。この試料反応炉14においては、キャリアガスBの導入に合わせて試料反応管11内に注入される被測定試料Aを加熱(加熱範囲0〜1000℃)して、次の式1のように酸化分解する。
【0030】
【式1】

Figure 0003549951
【0031】
前記試料反応管11の試料取出し口13は、加熱配管18を介して本実施例で脱塩、脱ハロゲンのために新たに付加される液体ハロゲンスクラバー19の供給側に接続されている。
【0032】
ここで、前記加熱配管18は、試料反応管11内での熱酸化分解によって発生する酸化窒素(NO)とハロゲンとを含む分解ガスC、及び水蒸気D等が、液体アルカリスクラバー19に達する以前に管路内に吸着されないように加温する。また、前記液体アルカリスクラバー19は、図3に示す如く、吸収瓶(内容積・約100ml)20の内部にハロゲン吸収溶液(0.1N−NaHCO )21を所要量(50ml程度)容納すると共に、前記加熱配管18の排出端に設けたガラスフィルター22を瓶内底部、つまりはハロゲン吸収溶液21内に開口させ、且つ瓶内上部空間部から次に述べる管路23を取出して構成され、前記加熱配管18を通して給送される反応後の酸化窒素(NO)とハロゲンとを含む分解ガスC、及び水蒸気D等からの脱塩、脱ハロゲンを行なう。
【0033】
前記液体アルカリスクラバー19の排出側は、管路23を介して電子除湿器24の供給側に接続されている。
【0034】
ここで、前記電子除湿器24は、管路23を通して給送される脱塩、脱ハロゲン後の分解ガスC、水蒸気D等のうちから水分を除湿し、該除湿された水分はドレンポット24aに排出される。
【0035】
前記電子除湿器24の排出側は、管路25を介してガス混合器26の供給側に接続されている。
【0036】
ここで、前記ガス混合器26は、管路25を通して給送される脱水後の分解ガスCを混合して均一化する。
【0037】
前記ガス混合器26の排出側は、管路27を介して化学発光セル部28に接続されており、且つ前記キャリアガス(O )もまたオゾナイザー29を経た上で、生成されたオゾン(O )Eが同様に化学発光セル部28に供給される。
【0038】
ここで、前記化学発光セル部28では、管路27を通して給送される除湿後の分解ガスC、この場合、酸化窒素(NO)と、前記オゾナイザー29を経たオゾン(O)とが次の式2のように気相反応されるが、該気相反応の過程において590〜2500nmの波長域の光を発して化学発光する。そして、この場合、図示省略したが、発生した光を光電子増倍管で受光後、その受光信号データ出力を増幅して指示計、つまり、NO(酸化窒素)計で示すと共に、該信号データFをデータ処理器30に出力して波形解析し、窒素分濃度に演算処理した上で、このようにして得た窒素成分の分析・測定結果をプリントアウトする。
【0039】
【式2】
Figure 0003549951
【0040】
一方、前記化学発光セル部28には、活性炭のカートリッジからなるオゾンスクラバー31を介して真空ポンプ32が接続されており、オゾンスクラバー31おいては、化学発光で消費されなかった過剰のO をCO に分解し、また、真空ポンプ32では、化学発光セル部28を減圧すると共に、分解されたCO を外部に排出するのである。
【0041】
続いて、本実施例による窒素成分測定装置を用いた実験例について述べる。
【0042】
【実験例】
本窒素成分測定装置を用いた実験例において使用する試薬の種類、及び分析・測定条件は、次の通りである。
【0043】
試薬
(a)0.1M−NaHCO
和光純薬 容量分析用0.1M−NaHCO ,8.4gを純水に溶解し、1000ccに増量して使用
(b)純水
ヤマト科学 オートスチル WA−52
(c)窒素標準液
和光純薬 試薬特級硫酸アンモニウム((NH SO ,MW=132.14)
N−1000ppm原液−(NH SO ,4.72gを純水に溶解し、1000ccに増量して使用
低濃度窒素標準液は、N−1000ppm原液を希釈して使用
【0044】
測定条件
(a)窒素成分測定装置
INLET :650℃
CATALYST:800℃
:500ml/min
NO計 :2ppm RANGE
RECORDER:500mV/S RANGE
(b)自動ビュレット装置
INJ.S. :20μl/sec
INJ.V. :200μl,400μl,1000μl,5000μl
【0045】
先にも述べた如く、定量下限0.1ppmを目標としたときに、試料注入量としては、200μl〜1000μlを考慮する必要があるが、多量の試料を注入した場合には、そのクエンチングが問題になる。これは、多量の試料を注入したときに発生する水蒸気が、従来の窒素分析装置に組み込まれた電子除湿器では完全に回収されずに、その水分が化学発光セル部に対して導入され、減光作用を生ずることによるものである。
【0046】
先ず最初に、既存の電子除湿器の能力を再確認するために、H Oを500μl注入したところ、該電子除湿器のアウト側から水蒸気が排出されることが確認された。
【0047】
そこで、除湿能力を強化するために、先に述べた如くに液体アルカリスクラバーを設置することにより、前記と同様に、H Oを500μl注入しても、電子除湿器のアウト側からの水蒸気の排出がないことを確認できた。
【0048】
従って、ここでの多量試料注入法には、電子除湿器の前流側に液体アルカリスクラバーを設置するのである。
【0049】
このようにしてなされた試料(硫安標準液)注入量が夫々に200μl,400μl,1000μl,5000μlの各場合の注入結果は、次の表1及び図4のグラフ、表2及び図5のグラフ、表3及び図6のグラフ、表4及び図7のグラフの通りであり、また、そのときの注入検量線は、図8のグラフの通りである。
【0050】
これらの実験結果から、本実施例装置が、塩分を含有する被測定試料中の超微量窒素成分の測定に極めて有効であることが分かる。
【0051】
【表1】
Figure 0003549951
【0052】
【表2】
Figure 0003549951
【0053】
【表3】
Figure 0003549951
【0054】
【表4】
Figure 0003549951
【0055】
【発明の効果】
以上、実施の態様によって詳述したように、本発明の超微量窒素成分の測定装置によれば、キャリアガス(O )を合わせて注入される塩分を含有した多量の被測定試料を加熱反応手段によって酸化反応させ、且つまた、該加熱反応後の酸化窒素、ハロゲンを含む分解ガス中から脱塩、脱ハロゲン手段によって塩分とハロゲンとを除去した上で、該脱塩、脱ハロゲン処理された分解ガスを除湿手段によって除湿させ、さらに、該除湿処理された分解ガスにオゾン(O )を合わせて化学発光手段によって化学発光させると共に、該発光信号データをデータ処理手段で演算処理するようにしたので、従来装置に比較するとき、除湿手段の前流側に脱塩、脱ハロゲン手段を介在させるだけの極めて簡単な構成であるにも拘らず、ここで求めようとする塩分を含有した被測定試料中の窒素分濃度を正確且つ容易に測定できるという実用上有益な特長を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を適用した窒素成分測定装置の概要構成を示すブロック図である。
【図2】同上実施例装置における試料滴定部としての自動ビュレット装置の詳細構成を模式的に示す説明図である。
【図3】同上実施例装置に組み込まれる液体アルカリスクラバーの詳細構成を模式的に示す説明図である。
【図4】同上実施例装置に対して試料(硫安標準液)を200μl注入したときの結果を示すグラフである。
【図5】同上実施例装置に対して試料(硫安標準液)を400μl注入したときの結果を示すグラフである。
【図6】同上実施例装置に対して試料(硫安標準液)を1000μl注入したときの結果を示すグラフである。
【図7】同上実施例装置に対して試料(硫安標準液)を5000μl注入したときの結果を示すグラフである。
【図8】従来の窒素成分測定装置の概要構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
11 試料反応管
12 試料反応管の試料注入口
13 試料反応管の試料取出し口
14 試料反応炉
15 加熱コイル
16 自動ビュレット装置
16a LC用ニードル
17 ガス流量計
18 加熱配管
19 液体ハロゲンスクラバー
20 吸収瓶
21 ハロゲン吸収溶液
22 ガラスフィルター
23 管路
24 電子除湿器
24a 電子除湿器のドレンポット
25 管路
26 ガス混合器
27 管路
28 化学発光セル部
29 オゾナイザー
30 データ処理器
31 オゾンスクラバー
32 真空ポンプ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for measuring an ultra-trace amount of nitrogen, and more particularly, to an apparatus for measuring the amount of nitrogen in an aqueous sample applied to water quality control or the like. The present invention relates to an apparatus for measuring an ultra-trace amount of a nitrogen component, which can be accurately and easily analyzed and measured.
[0002]
[Prior art]
In general, this type of aqueous component nitrogen component measuring device is widely known as a means for analyzing and measuring the total nitrogen component amount in various types of aqueous samples to be analyzed with high sensitivity based on a catalytic oxidation / chemiluminescence method as an analysis principle. It is effectively used for water quality control and the like, for example, for controlling nitrogen components in environmental water (river water, groundwater, seawater, industrial wastewater) and pure water (for semiconductor production and nuclear power generation).
[0003]
FIG. 8 shows a schematic configuration of a conventional nitrogen component measuring device that has been used conventionally.
[0004]
That is, in the configuration of the conventional nitrogen component measuring apparatus shown in FIG. 8, reference numeral 41 denotes a sample reaction tube in which a sample inlet 42 is formed on the upper side, and a sample outlet 43 is formed on the lower side. This is a sample reaction furnace that constitutes an electric furnace by surrounding a required heating coil 45 around the outer periphery of a tube 41.
[0005]
Here, the sample reaction tube 41 is formed of a quartz tube filled with an oxidation catalyst (a platinum-supported catalyst), and a carrier gas (eg, a gas through a gas flow meter 46 from outside) is provided in the sample reaction tube 41. O 2 ) The sample A to be measured is injected (10 μl to 5000 μl) from the sample injection port 42 by using a sample injection device (not shown) at the same time as the introduction of O 2 ) B. The sample A to be measured, which is injected into the sample reaction tube 41, is heated (heating range: 0 to 1000 ° C.) in accordance with the introduction of, and thermal decomposition is performed.
[0006]
The sample outlet 43 of the sample reaction tube 41 is connected to a supply side of an electronic dehumidifier 48 via a heating pipe 47.
[0007]
Here, the heating pipe 47 is connected to a pipe before the decomposition gas C containing nitrogen oxide (NO) and halogen generated by thermal decomposition in the sample reaction tube 41 and the steam D reach the electronic dehumidifier 48. The electronic dehumidifier 48 removes moisture from the reaction-decomposed gas C, water vapor D, and the like, which is fed through the heating pipe 47, so that the water is not adsorbed in the passage. The drained water is discharged to the drain pot 48a.
[0008]
The discharge side of the electronic dehumidifier 48 is connected to the supply side of a gas mixer 50 via a pipe 49.
[0009]
Here, the gas mixer 50 mixes and homogenizes the decomposed gas C from which water has been removed by the electronic dehumidifier 48.
[0010]
The discharge side of the gas mixer 50 is connected to a chemiluminescence cell section 52 via a pipe line 51, and the carrier gas (O 2 ) also passes through an ozonizer 53, and then the ozone (O 2 ) 3 ) is similarly supplied to the chemiluminescent cell section 52, where the nitric oxide (NO) supplied from the gas mixer 50 side reacts with ozone (O 3 ) passed through the ozonizer 53. And emits chemiluminescence.
[0011]
On the other hand, a vacuum pump 55 is connected to the chemiluminescent cell section 52 via an ozone scrubber 54 composed of an activated carbon cartridge. In the ozone scrubber 54, excess O 3 not consumed by chemiluminescence is removed. It is decomposed into CO 2 , and the vacuum pump 55 reduces the pressure of the chemiluminescent cell unit 53. The electrical signal obtained by the reaction between NO and O 3 in the chemiluminescent cell section 52 is subjected to waveform analysis by a data processor 56 to calculate the nitrogen concentration, and the analysis of the nitrogen component thus obtained is performed.・ The measurement result is printed out.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the analysis and measurement concentration of the total amount of nitrogen components in an aqueous sample using a nitrogen component measurement device of this type, generally, high-precision measurement to 0.1 ppm or less is required. Under measurement conditions, its analysis and measurement are extremely difficult.
[0013]
In addition, among the water-based samples to be measured, particularly, in the case of a large amount of salt such as seawater or some factory wastewater, the large amount of salt is contained in the sample by injecting the large amount of salt into the reaction section. There is a case where some salt is deposited in a system from the reaction part to the detection part, particularly in a heating pipe, and blocks the pipe. On the other hand, depending on the halogen gas generated when the large salt sample is injected into the reaction section, heated, and subjected to the oxidation reaction, corrosion may occur in the chemiluminescent cell section, the vacuum pump, and the like incorporated in the system. is there.
[0014]
Looking at each of these points with this type of nitrogen component measuring device from the measurement results, in the short term, the daily fluctuation of the total nitrogen component measurement value is caused, while in the long term, NO (nitrogen oxide) There is a disadvantage that the sensitivity of the meter is lowered and troubles occur in the chemiluminescent cell portion, the vacuum pump, and the like.
[0015]
As a countermeasure, conventional nitrogen analyzers are generally used to prevent clogging of a heating pipe or the like due to salt contained in an aqueous sample to be measured and to prevent corrosion of a chemiluminescent cell portion, a vacuum pump, and the like. Used a solid halogen scrubber.However, such a solid halogen scrubber has a short service life due to the fact that the salt content finishes coating the scrubber surface, and furthermore, the solid halogen scrubber has a comparative dehalogenation effect. However, it was not always effective due to its low quality.
[0016]
The present invention has been made in order to solve such a conventional problem, and an object thereof is to desalinate and dehalogenate in an apparatus an ultra-trace nitrogen component which can be easily formed. It is to provide a measuring device.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a measuring apparatus according to the present invention is an apparatus for measuring an ultra-trace amount of nitrogen component by injecting a large amount of a sample containing a salt to be measured from a sample injecting means. A heating reaction means for injecting a large amount of the sample to be contained in accordance with the introduction of the carrier gas (O 2 ), and thermally decomposing and oxidizing, and containing nitrogen oxide and halogen after the heating reaction by the heating reaction means A liquid alkaline scrubber for removing salt and halogen from the decomposed gas, a dehumidifying means for dehumidifying the decomposed gas subjected to desalination and dehalogenation by the liquid alkaline scrubber, and a decomposed gas dehumidified by the dehumidifying means Means for causing a gaseous reaction of ozone (O 3 ) with ozone (O 3 ) to perform chemiluminescence, and calculating and outputting a nitrogen concentration from emission signal data by the chemiluminescence means And a data processing means. Further, the measuring device according to the present invention is characterized in that the sample injection means is an automatic burette device.
[0018]
Therefore, in the measuring device for ultra-trace nitrogen components of the present invention, a large amount of the sample to be injected is oxidized by the heating reaction means and desalted from the decomposition gas containing nitrogen oxide and halogen after the heating reaction. After the salt and halogen are removed by the dehalogenating means, the decomposed gas subjected to the desalting and dehalogenating treatment is dehumidified by the dehumidifying means, and the decomposed gas subjected to the dehumidifying treatment is subjected to chemiluminescence by the chemiluminescent means. At the same time, the emission signal data is subjected to arithmetic processing by the data processing means, and the required nitrogen concentration is measured.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the measuring device for ultra-trace nitrogen components according to the present invention will be described in detail.
[0020]
The present inventors have sought to address the current situation of the solid halogen scrubber incorporated in the conventional nitrogen component measuring apparatus described above, that is, the problems such as a short service life of the solid halogen scrubber and a low dehalogenation effect. In view of the above, as a result of intensive development efforts to improve each of these problems, the present invention was devised as described below.
[0021]
First, the present inventors studied an apparatus for measuring an ultra-trace amount of nitrogen component by a large-volume sample injection method.
[0022]
First, the sample injection method when the lower limit of quantification was set to 0.1 ppm and the injection amount were examined.
[0023]
That is, in the sample injection method here, an automatic buret device (automatic titrator; 10 ml volume cassette) is used in view of injecting a large amount of sample and injecting the sample at a constant speed. The syringe used was a straight-cut syringe for LC (manufactured by Leodyne). The sample injection amount was determined to be sufficient to allow injection of up to 10 ml by using an automatic burette device for the sample injection.
[0024]
Subsequently, quenching measures when a large amount of sample was injected were examined.
[0025]
In the conventional apparatus, when a sample is injected in an amount of 500 μl or more, water vapor comes out from the out side of the electronic dehumidifier. Therefore, a liquid alkaline scrubber is arranged on the upstream side of the electronic dehumidifier to improve the dehumidifying performance. It was confirmed that sufficient dehumidification could be achieved with these liquid alkaline scrubbers and the electronic dehumidifier even when the amount of was increased to about 5 ml.
[0026]
【Example】
FIGS. 1 to 3 show the overall outline of the device configuration according to one embodiment of the present invention set as described above.
[0027]
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of an apparatus for measuring an ultra-trace nitrogen component to which an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2 is a schematic view showing a detailed configuration of an automatic burette apparatus as a sample titration unit in the measuring apparatus. FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a detailed configuration of a liquid alkaline scrubber incorporated in the measuring device.
[0028]
In the configuration of the nitrogen component measuring apparatus of the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, reference numeral 11 denotes a sample reaction tube having a sample inlet 12 formed on the upper side and a sample outlet 13 formed on the lower side, respectively. This is a sample reaction furnace which constitutes an electric furnace by surrounding a required heating coil 15 around the outer periphery of the sample reaction tube 11. Further, reference numeral 16 denotes an automatic burette device newly added in the present embodiment capable of injecting a large amount of sample. As shown in FIG. 2, the automatic burette device 16 inserts an LC needle 16a into the sample injection port 12. Used.
[0029]
Here, the sample reaction tube 11 is a quartz tube filled with an oxidation catalyst (platinum-supported catalyst) inside. In accordance with the introduction of O 2 ) B, the required sample A is injected from the sample injection port 12 by the automatic buret device 16 by a required amount (injection amount range: 10 μl to 5000 μl). In the sample reaction furnace 14, the sample A to be measured injected into the sample reaction tube 11 is heated (heating range: 0 to 1000 ° C.) in accordance with the introduction of the carrier gas B, and oxidized according to the following equation 1. Decompose.
[0030]
(Equation 1)
Figure 0003549951
[0031]
The sample outlet 13 of the sample reaction tube 11 is connected via a heating pipe 18 to the supply side of a liquid halogen scrubber 19 which is newly added for desalting and dehalogenation in this embodiment.
[0032]
In this case, the heating pipe 18 is used for the decomposition gas C containing nitrogen oxide (NO) and halogen generated by the thermal oxidative decomposition in the sample reaction tube 11 and the steam D before reaching the liquid alkaline scrubber 19. Heat so that it is not adsorbed in the pipeline. Further, as shown in FIG. 3, the liquid alkaline scrubber 19 stores a required amount (about 50 ml) of a halogen absorbing solution (0.1 N-NaHCO 3 ) 21 in an absorption bottle (inner volume, about 100 ml) 20. A glass filter 22 provided at the discharge end of the heating pipe 18 is opened into the bottom of the bottle, that is, into the halogen-absorbing solution 21, and a pipe 23 described below is taken out from the upper space in the bottle. Desalination and dehalogenation are performed from the decomposition gas C containing the reacted nitrogen oxide (NO) and halogen, which is fed through the heating pipe 18, and the steam D and the like.
[0033]
The discharge side of the liquid alkaline scrubber 19 is connected to the supply side of an electronic dehumidifier 24 via a pipe 23.
[0034]
Here, the electronic dehumidifier 24 dehumidifies water from the degassed gas C, steam D and the like after desalination and dehalogenation fed through the pipeline 23, and the dehumidified water is supplied to the drain pot 24a. Is discharged.
[0035]
The discharge side of the electronic dehumidifier 24 is connected to the supply side of a gas mixer 26 via a pipe 25.
[0036]
Here, the gas mixer 26 mixes and homogenizes the decomposed gas C supplied through the pipe 25 after dehydration.
[0037]
The discharge side of the gas mixer 26 is connected to a chemiluminescence cell section 28 via a pipe line 27, and the carrier gas (O 2 ) also passes through an ozonizer 29, and the generated ozone (O 2 ) 3 ) E is similarly supplied to the chemiluminescent cell section 28.
[0038]
Here, in the chemiluminescent cell section 28, the decomposed gas C after dehumidification fed through the pipe line 27, in this case, nitric oxide (NO), and ozone (O 3 ) passed through the ozonizer 29 are as follows. The gas phase reaction is performed as shown in Formula 2, and in the course of the gas phase reaction, light is emitted in a wavelength range of 590 to 2500 nm to perform chemiluminescence. In this case, although not shown, after the generated light is received by the photomultiplier tube, the output of the received light signal data is amplified and indicated by an indicator, that is, a NO (nitrogen oxide) meter, and the signal data F Is output to the data processor 30 to analyze the waveform and calculate the nitrogen concentration, and then print out the analysis and measurement results of the nitrogen component thus obtained.
[0039]
[Equation 2]
Figure 0003549951
[0040]
On the other hand, a vacuum pump 32 is connected to the chemiluminescent cell section 28 via an ozone scrubber 31 composed of an activated carbon cartridge. In the ozone scrubber 31, excess O 3 not consumed by chemiluminescence is removed. It decomposes into CO 2 , and the vacuum pump 32 decompresses the chemiluminescent cell unit 28 and discharges the decomposed CO 2 to the outside.
[0041]
Subsequently, an experimental example using the nitrogen component measuring device according to the present embodiment will be described.
[0042]
[Experimental example]
The types of reagents used in the experimental examples using the present nitrogen component measuring device and the analysis / measurement conditions are as follows.
[0043]
Reagent (a) 0.1 M NaHCO 3
Wako Pure Chemicals 0.1 M-NaHCO 3 for volumetric analysis, 8.4 g, was dissolved in pure water, and the volume was increased to 1000 cc. (B) Pure water Yamato Kagaku Auto Still WA-52
(C) Nitrogen standard solution Wako Pure Chemicals reagent grade ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 , MW = 132.14)
N-1000 ppm stock solution- (NH 4 ) 2 SO 4 , 4.72 g were dissolved in pure water and the volume was increased to 1000 cc. The low concentration nitrogen standard solution was used by diluting the N-1000 ppm stock solution.
Measurement conditions (a) Nitrogen component measuring device INLET: 650 ° C
CATALYST: 800 ° C
O 2 : 500 ml / min
NO total: 2 ppm RANGE
RECORDER: 500mV / S RANGE
(B) Automatic bullet device INJ. S. : 20 μl / sec
INJ. V. : 200 μl, 400 μl, 1000 μl, 5000 μl
[0045]
As described above, when the lower limit of quantification is targeted at 0.1 ppm, it is necessary to consider a sample injection volume of 200 μl to 1000 μl. However, when a large amount of sample is injected, the quenching is It becomes a problem. This is because the water vapor generated when a large amount of sample is injected is not completely recovered by the electronic dehumidifier incorporated in the conventional nitrogen analyzer, but the water is introduced into the chemiluminescence cell unit, and the water is reduced. This is due to the effect of light.
[0046]
First, 500 μl of H 2 O was injected to reconfirm the performance of the existing electronic dehumidifier, and it was confirmed that water vapor was discharged from the out side of the electronic dehumidifier.
[0047]
Therefore, in order to enhance the dehumidifying ability, by installing the liquid alkaline scrubber as described above, even if 500 μl of H 2 O is injected as described above, even if 500 μl of H 2 O is injected, water vapor from the out side of the electronic dehumidifier is removed. No emission was confirmed.
[0048]
Therefore, in this large-volume sample injection method, a liquid alkaline scrubber is installed upstream of the electronic dehumidifier.
[0049]
The injection results for each of the sample (ammonium sulfate standard) injection amounts of 200 μl, 400 μl, 1000 μl, and 5000 μl thus obtained are shown in the following graphs in Tables 1 and 4, and graphs in Tables 2 and 5, The results are as shown in the graphs of Tables 3 and 6, and the graphs of Tables 4 and 7, and the injection calibration curve at that time is as shown in the graph of FIG.
[0050]
From these experimental results, it can be seen that the apparatus of this example is extremely effective in measuring an ultra-trace nitrogen component in a sample to be measured containing salt.
[0051]
[Table 1]
Figure 0003549951
[0052]
[Table 2]
Figure 0003549951
[0053]
[Table 3]
Figure 0003549951
[0054]
[Table 4]
Figure 0003549951
[0055]
【The invention's effect】
As described above in detail in the embodiment, according to the measuring apparatus of the ultra-trace nitrogen component of the present invention, a large amount of the sample to be measured containing the salt injected together with the carrier gas (O 2 ) is heated and reacted. After the heat reaction, the salt and the halogen were removed from the decomposed gas containing nitrogen oxide and halogen after the heating reaction, and then subjected to the desalting and dehalogenating treatment. The decomposed gas is dehumidified by the dehumidifying means, and further, ozone (O 3 ) is combined with the dehumidified decomposed gas to cause chemiluminescence by the chemiluminescence means, and the luminescence signal data is arithmetically processed by the data processing means. Therefore, when compared with the conventional apparatus, despite having a very simple configuration in which the desalting and dehalogenating means is interposed on the upstream side of the dehumidifying means, it is determined here. It has a practically useful feature that the concentration of nitrogen in a sample to be measured containing a salt can be accurately and easily measured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a nitrogen component measuring device to which an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is an explanatory view schematically showing a detailed configuration of an automatic buret apparatus as a sample titration unit in the apparatus of the embodiment.
FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a detailed configuration of a liquid alkaline scrubber incorporated in the apparatus of the embodiment.
FIG. 4 is a graph showing the result when 200 μl of a sample (ammonium sulfate standard solution) was injected into the apparatus of the embodiment.
FIG. 5 is a graph showing the results when 400 μl of a sample (ammonium sulfate standard solution) was injected into the apparatus of the example.
FIG. 6 is a graph showing the result when 1000 μl of a sample (ammonium sulfate standard solution) was injected into the apparatus of the above Example.
FIG. 7 is a graph showing the results when 5000 μl of a sample (ammonium sulfate standard solution) was injected into the apparatus of the above Example.
FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional nitrogen component measuring device.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 11 Sample reaction tube 12 Sample reaction tube sample inlet 13 Sample reaction tube sample outlet 14 Sample reaction furnace 15 Heating coil 16 Automatic burette device 16a LC needle 17 Gas flow meter 18 Heating pipe 19 Liquid halogen scrubber 20 Absorption bottle 21 Halogen absorbing solution 22 Glass filter 23 Pipe 24 Electronic dehumidifier 24a Drain pot 25 for electronic dehumidifier Pipe 26 Gas mixer 27 Pipe 28 Chemiluminescent cell section 29 Ozonizer 30 Data processor 31 Ozone scrubber 32 Vacuum pump

Claims (2)

試料注入手段から測定対象の塩分を含有する多量の被測定試料を注入して行なう超微量窒素成分の測定装置であって、
前記塩分を含有する多量の被測定試料をキャリアガス(O)の導入に合わせて注入し、且つ加熱分解して酸化反応させる加熱反応手段と、該加熱反応手段による加熱反応後の酸化窒素、ハロゲンを含む分解ガス中から塩分とハロゲンとを除去処理する液体アルカリスクラバーと、該液体アルカリスクラバーにより脱塩、脱ハロゲン処理された分解ガスを除湿処理する除湿手段と、該除湿手段により除湿処理された分解ガスをオゾン(O)と気相反応させて化学発光させる化学発光手段と、該化学発光手段による発光信号データから窒素分濃度を演算処理して出力するデータ処理手段とを、少なくとも備えることを特徴とする超微量窒素成分の測定装置。
An apparatus for measuring a trace amount of nitrogen component by injecting a large amount of a sample containing a salt to be measured from a sample injection means,
Heating reaction means for injecting a large amount of the sample containing the salt in accordance with the introduction of the carrier gas (O 2 ), and thermally decomposing and oxidizing; nitric oxide after the heat reaction by the heating reaction means; A liquid alkali scrubber for removing salt and halogen from the decomposition gas containing halogen, a dehumidifying means for dehumidifying the decomposed gas which has been desalinated and dehalogenated by the liquid alkaline scrubber; At least a chemiluminescence unit for causing a gas phase reaction of the decomposed gas with ozone (O 3 ) to cause chemiluminescence, and a data processing unit for calculating and outputting a nitrogen concentration from emission signal data of the chemiluminescence unit. An ultra-trace nitrogen component measuring device, characterized in that:
前記試料注入手段は、自動ビューレット装置であることを特徴とする請求項1に記載の超微量窒素成分の測定装置。The apparatus according to claim 1, wherein the sample injection unit is an automatic burette device.
JP23208695A 1995-08-18 1995-08-18 Ultra-trace nitrogen component measurement device Expired - Fee Related JP3549951B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23208695A JP3549951B2 (en) 1995-08-18 1995-08-18 Ultra-trace nitrogen component measurement device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23208695A JP3549951B2 (en) 1995-08-18 1995-08-18 Ultra-trace nitrogen component measurement device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0954074A JPH0954074A (en) 1997-02-25
JP3549951B2 true JP3549951B2 (en) 2004-08-04

Family

ID=16933787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23208695A Expired - Fee Related JP3549951B2 (en) 1995-08-18 1995-08-18 Ultra-trace nitrogen component measurement device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3549951B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4811221B2 (en) * 2006-09-27 2011-11-09 株式会社三菱化学アナリテック Analysis equipment
JP7099344B2 (en) * 2019-02-01 2022-07-12 株式会社島津製作所 Chemiluminescent sulfur detector

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0954074A (en) 1997-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5902751A (en) Method and apparatus for the measurement of dissolved carbon
KR101229577B1 (en) The method for analysis of total organic carbon and apparatus
US4332591A (en) Analytical method and apparatus for the determination of total nitrogen contents in aqueous systems
CA2883899A1 (en) Mercury monitoring systems and methods
EP3615927A1 (en) Sp3 substituted carbon electrode toc analysis using metallic catalyst
JP4538604B2 (en) Photoreaction tube built-in photoreaction apparatus and water quality monitoring apparatus using the same
WO2001094256A2 (en) Method and apparatus for detecting, measuring, and/or removing chlorine gas contamination in gaseous chlorine dioxide
JP3549951B2 (en) Ultra-trace nitrogen component measurement device
CA2228337A1 (en) Method and apparatus for the measurement of dissolved carbon
US3322504A (en) Organic carbon determination and measurement
US6472223B1 (en) Method and system for continuously monitoring and controlling a process stream
Morita et al. Selective determination of inorganic and total mercury by cold vapor atomic fluorescence spectrometry coupled with flow injection analysis
JP2000338099A (en) Method for monitoring urea concentration and method and apparatus for making pure water using the method
US5965450A (en) Irradiation-distillation apparatus and method for measuring cyanide species
JP2882516B2 (en) Analysis of compounds in water
KR102193198B1 (en) Methods and Apparatuses for performance evaluation of advanced oxidation processes for water reuse
US3540849A (en) Analysis of aldehydes,unsaturated hydrocarbons and ketones
EP0265513B1 (en) Method and apparatus for measuring cyanide
Fujimori et al. Continuous monitoring method for organic pollutants in water based on chemiluminescence reaction with potassium permanganate
Chenglong et al. Progress on the detection technology of free radicals in waters
EP0466303B1 (en) Method and system for continuously monitoring and controlling a process stream for dechlorination residual
US20220317080A1 (en) Derived alkalinity
JP2001194357A (en) Total nitrogen concentration measuring method, and its apparatus
JP4113851B2 (en) Concentration measuring method and concentration measuring apparatus
JPH0513266B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040420

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040422

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090430

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090430

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100430

Year of fee payment: 6

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100430

Year of fee payment: 6

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100430

Year of fee payment: 6

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100430

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110430

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110430

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120430

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130430

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140430

Year of fee payment: 10

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees