JPH07140128A - 鉄分測定装置 - Google Patents

鉄分測定装置

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JPH07140128A
JPH07140128A JP5287922A JP28792293A JPH07140128A JP H07140128 A JPH07140128 A JP H07140128A JP 5287922 A JP5287922 A JP 5287922A JP 28792293 A JP28792293 A JP 28792293A JP H07140128 A JPH07140128 A JP H07140128A
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Takeshi Murayama
健 村山
Hisaki Ohara
寿樹 大原
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Yokogawa Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 サンプル中の粒子状の鉄をほぼ完全に溶解す
るとともに溶解した鉄を定量可能なFIAで検出するこ
とにより粒子状の鉄を含むサンプルを迅速に定量するこ
とが可能な鉄分分析装置を提供する 【構成】 鉄の粒子を含むサンプル液と,このサンプル
液を取り込んで搬送する搬送液と,この搬送液に第1反
応液を注入する第1反応液注入手段1aと,前記サンプ
ル液を含む搬送液と第1反応液の混合液を加圧する加圧
手段6と,前記加圧された状態の混合液を封じ込んで所
定の時間加熱する加熱手段7と,この加熱された混合液
を再度搬送する途中で複数の反応液を加えて順次反応さ
せる反応手段10a,10b,10cと,この複数回反
応させた反応液に含まれる鉄分を測定する鉄分検出手段
15を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は鉄分測定装置に関し,さ
らに詳しくは主として火力発電プラントの貫流ボイラ型
プラントの系統水中に含まれる鉄分の濃度を測定する鉄
分測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】火力発電プラントの高温,高圧化に伴い
水質管理基準も厳しいものとなっているが,特に貫流ボ
イラ型プラントでは各工程ごとに系統水中の全鉄濃度が
規定されており,高精度で迅速な全鉄濃度の把握が要請
されている。全鉄測定において,最も工数が長くかかる
操作はサンプル中の粒子またはコロイド状の鉄を溶解さ
せる段階(前処理)である。鉄分の測定方法はJIS
B8224「ボイラの給水及びボイラ水の試験方法」に
示されている。この方法はサンプルに塩酸を加えて1/
10の体積まで濃縮することにより鉄を溶解させるもの
であるが,通常この操作だけで30〜60分程度必要で
ある。
【0003】前処理時間を短縮するものとしては特開昭
63−201564号公報に記載された方法が知られて
いる。図5は上記公報に記載された鉄分溶解方法であ
る。図において1はサンプル液導入管,2はサンプル液
入り口弁,3は送水ポンプ,4は流量計,5は塩酸注入
ポンプ,6は塩酸注入管,7は塩酸注入弁,8はサンプ
ル液加熱器,9は冷却器,10は調圧弁,11は弁,1
2は全鉄検出計,13はプローブ管,14はサンプル液
出口管,15はサンプル液出口弁である。
【0004】上記の構成において,サンプル液がサンプ
ル液導入管1によって採取され,サンプル液入り口弁
2,送水ポンプ3,流量計4から高圧下にあるサンプル
液加熱器8に送水される。一方塩酸注入ポンプ5から塩
酸注入管6,塩酸注入弁7を介して上記サンプル液中に
塩酸が1〜10%程度となるよう注入混合されてサンプ
ル液加熱器8で100〜150℃に加熱され,上記サン
プル液中のコロイド及び粒子状の鉄分は従来より大幅に
短い滞留時間で溶解される。その後冷却器9で冷却され
調圧弁10を介して減圧される。そしてこの液は弁11
を経て全鉄検出計12に搬送され,その含有鉄分が測定
されブロー管13から排出される。上記の鉄分溶解方法
は溶解がチューブ内の流れの中で行うのでクロマトグラ
フィやフローインジェクション検出法(FIA)との接
続も容易である。
【0005】
【発明が解決使用とする課題】しかしながら,上記の従
来例においては鉄濃度が高い場合やサンプル液の主成分
が溶解しにくいマグネタイトの場合は溶解が不完全であ
り,測定に負の誤差を与える要因となっている。本発明
は上記従来技術の問題点を解決するためになされたもの
で,サンプル液の加熱段階で一旦サンプルを封じ込み,
封じ込んだ状態で所定の時間加熱してサンプル液中の粒
子状の鉄をほぼ完全に溶解するとともに溶解した鉄を定
量可能なFIAで検出することにより粒子状の鉄を含む
サンプル液を迅速に定量することが可能な鉄分測定装置
を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為に
本発明は,鉄の粒子を含むサンプル液と,このサンプル
液を取り込んで搬送する搬送液と,この搬送液に第1反
応液を注入する第1反応液注入手段と,前記サンプル液
を含む搬送液と第1反応液の混合液を加圧する加圧手段
と,前記加圧された状態の混合液を封じ込んで所定の時
間加熱する加熱手段と,この加熱された混合液を再度搬
送する途中で複数の反応液を加えて順次反応させる反応
手段と,この複数回反応させた反応液に含まれる鉄分を
測定する鉄分検出手段からなることを特徴とするもので
ある。
【0007】
【作用】搬送液に取り込まれたサンプル液は第1反応液
と混合されて加圧される。加圧された混合液は封じ込ま
れた状態で加熱されることにより粒子状の鉄が完全に溶
解される。鉄が溶解した混合液は複数種の反応液で順次
反応され,可視吸光検出器に送られて含有鉄分が検出さ
れる。
【0008】
【実施例】図1は本発明による鉄分測定装置の一実施例
を示す構成図である。図において1aは図示しない液槽
から搬送液(例えば純水)を送出する第1ポンプであ
り,1bは図示しない液槽から第1反応液(例えば1規
定の塩酸)を送出する第2ポンプ,1cは図示しない液
槽から第2反応液(還元剤;例えば塩酸ヒドロキシルア
ミン10%溶液)を送出する第3ポンプ,1dは図示し
ない液槽から発色液(例えばTPTZ(2,4,6−ト
リ−2−ピリジル−1,3,5−トリアジン)0.00
1mol/l溶液)を送出する第4ポンプ,1eは図示
しない液槽から緩衝液(例えば酢酸アンモニウム50%
溶液)を送出する第5ポンプである。
【0009】2はサンプル液(若しくは標準液)を注入
する場合に使用する第1切換弁,3は計量管3a内に所
定容量の液体を封じ込める第2切換弁である。計量管3
aの一部は耐薬品性があり,高温,高圧に耐えるポリエ
ーテルエーテルケトン(PEEK)等の第1反応コイル
5で構成されている。7は計量管3aの第1コイル5内
に封じ込まれた液体を加熱する加熱手段(例えばマイク
ロ波加熱器),16は安全弁である。
【0010】なお,加熱手段としてマイクロ波加熱器を
使用する場合は,加熱器内にマグネトロンの自己加熱を
防ぐための保護用の水循環チューブ(内径4mm,長さ
数m程度…図示せず)を配置しておく。この第2切換弁
3の後段には絞りとしての抵抗管6が接続されている。
この抵抗管は例えば内径0.2mm,長さ5〜10m程
度を有するもので冷却管としても機能する。上記第1,
第2ポンプ(1a,1b),切換弁(2,3)〜抵抗管
6までは前処理部4として機能する。
【0011】10aは抵抗管6の後段に配置された第2
反応コイルであり,このコイルの前段には第3ポンプ1
cからの還元剤が注入される。10bは第2反応コイル
の後段に接続された第3反応コイルであり,このコイル
の前段には第4ポンプ1dからの発色液が注入される。
そして10cは第3反応コイル10bの後段に配置され
た第4反応コイルであり,このコイルの前段には第5ポ
ンプ1eからの緩衝剤が注入される。
【0012】15は第4反応コイル10cの後段に配置
され鉄分の検出を行う可視吸光検出器であり,上記発色
試薬,発色条件を用いた場合の検出器15の検出波長は
596nm付近に設定する。なお,反応コイル10a,
10b,10cは測定値の再現性を向上させるために4
0℃程度の恒温槽20に収納されている。また,図では
省略するが第1,第2切換弁の切換えのタイミングを自
動的に制御する制御装置を有している。
【0013】上記の構成において第1ポンプ1aからの
純水は第1,第2切換弁2,3の実線の経路を経て第1
反応コイル5,抵抗管6,第2〜第4反応コイル10
a,10b,10cを通り可視吸光検出器15側へ流れ
ており,第2〜第5ポンプ1a〜1eからの反応液も所
定の量と濃度で注入されている。この時サンプル液は第
1切換弁2の矢印Aに注入され実線に沿って流れ計量管
2aを介して矢印B方向に排出されている。この時反応
コイル1を通過する混合液は抵抗管6により5〜10k
gf/cm2程度に昇圧されている。また,各反応チュ
ーブは内径0.5mm,長さ数m程度のETFEチュー
ブとし,各ポンプの吐出量はそれぞれ毎分0.1〜2.
0ml程度の適当な量とされる。
【0014】次に所定のタイミングで第1切換弁2が点
線で示す経路に切換わると純水は計量管2aを流れてい
たサンプル液を取り込んで流れる。サンプル液を取り込
んだ純水は第2ポンプから注入された第1反応液と共に
第2切換弁3→第1反応コイル5→第2切換弁3と所定
の速度で流れるが,取り込まれたサンプル液が第1反応
コイル5を通過している途中で第2切換弁3が点線で示
す流路に切り換わり,サンプル液は第1反応コイル5に
封じ込まれた状態となる。
【0015】このとき封じ込められた液体は安全弁16
側へ流れるが,安全弁16は例えば40kgf/cm2
程度で開となるものが用いられており,5〜10kgf
/cm2程度の液圧では開かない状態となっている。な
お,この状態では第1,第2ポンプから送出された純水
と第1反応液(塩酸)の混合液は第2切換弁3の点線の
経路を経て抵抗管6側へ流れている。
【0016】封じ込まれたサンプル液は加熱器により1
00℃以上で所定の時間(例えば10分)加熱されるが
上述のように5〜10kgf/cm2程度に加圧されて
いるので沸騰することはない。この加熱器での加熱はマ
イクロ波加熱を用いる場合は第2切換弁3の切換えに応
じてオンオフするが,電熱抵抗線を用いた加熱器の場合
は常時加熱状態としておくものとし,何れの場合も鉄粒
子が十分に酸溶解される程度のタイミングで切換弁を切
換えるものとする。
【0017】図2はサンプル注入量と検出器15でのピ
ーク形状の関係を示すものである。図によれば100〜
500μlの範囲ではピーク高さは注入量に比例して増
大し,500μlを越えたところで最大となる。そして
500μlを越えて注入量を増大させてもピーク高さは
変わらず,時間軸方向に面積が拡大するのみでS/Nの
向上には寄与しない。従ってサンプル注入量は最高S/
Nを与える最小注入量である500μlとした。また,
定量を行う際は面積によるが,500μlの時が最大ピ
ーク高となり,かつ,ピーク幅も狭く,迅速に定量が可
能であるためサンプルの注入量は500μlが適量であ
る。
【0018】図3(イ),(ロ)は本発明の構成を用い
て2種類の実サンプル液を測定した結果を示すもので,
サンプル液A,B共に再現性よく測定されている。図4
は本発明の装置で測定した全鉄の測定結果とJIS法と
の相関を示す図である。相関係数は0.98と良好であ
った。
【0019】
【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明した様
に本発明によれば,加圧された状態のサンプル液を含む
混合液を一旦封じ込んで所定の時間加熱すると共にその
後段に複数の反応液を加えて順次反応させる反応手段を
接続し,その複数回反応させた反応液に含まれる鉄分を
測定するようにしているので粒子状の鉄を含むサンプル
を迅速に定量することが可能な鉄分測定装置を実現する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の鉄分測定装置の一実施例を示す構成説
明図である。
【図2】サンプル導入量と検出器の出力のピーク高さの
関係を示す図である。
【図3】本発明の構成を用いて2種類の実サンプルを測
定した結果を示す図である。
【図4】全鉄の測定結果とJIS法との相関を示す図で
ある。
【図5】従来の鉄分測定装置の一実施例を示す構成説明
図である。
【符号の説明】
1a〜1d 第1〜第5ポンプ 2 第1切換弁 3 第2切換弁 2a,3a 計量管 4 前処理部 5 第1反応コイル 6 抵抗管(絞り) 7 加熱器 10a〜10c 第2〜第4反応コイル 15 可視吸光検出器 16 安全弁 20 恒温槽

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鉄の粒子を含むサンプル液と,このサンプ
    ル液を取り込んで搬送する搬送液と,この搬送液に第1
    反応液を注入する第1反応液注入手段と,前記サンプル
    液を含む搬送液と第1反応液の混合液を加圧する加圧手
    段と,前記加圧された状態の混合液を封じ込んで所定の
    時間加熱する加熱手段と,この加熱された混合液を再度
    搬送する途中で複数の反応液を加えて順次反応させる反
    応手段と,この複数回反応させた反応液に含まれる鉄分
    を測定する鉄分検出手段からなることを特徴とする鉄分
    測定装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007105322A1 (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Miura Co., Ltd. 鉄の定量方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2007105322A1 (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Miura Co., Ltd. 鉄の定量方法
JP4831371B2 (ja) * 2006-03-10 2011-12-07 三浦工業株式会社 鉄の定量方法

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