JPH09299707A - 化学物質の濃縮抽出除去装置 - Google Patents

化学物質の濃縮抽出除去装置

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JPH09299707A
JPH09299707A JP8123162A JP12316296A JPH09299707A JP H09299707 A JPH09299707 A JP H09299707A JP 8123162 A JP8123162 A JP 8123162A JP 12316296 A JP12316296 A JP 12316296A JP H09299707 A JPH09299707 A JP H09299707A
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JP
Japan
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chemical substance
solution
liquid
separation
mixed
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Withdrawn
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JP8123162A
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Masami Matsui
正巳 松居
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特定の化学物質を選択的に分離して、濃縮,
抽出,除去を行うことができる化学物質の濃縮抽出除去
装置を提供する。 【解決手段】 化学物質を溶存する溶液に、該溶液と酸
化還元反応を起こす反応液13を混合して混合液14を
形成する混合部2と、この混合液14とキャリヤー15
とを分離膜を介して接触させる分離部3とを備え、分離
部3によって混合液14中の化学物質をキャリヤー15
側に分離して、化学物質の濃縮および除去を行うことに
よって、特定の化学物質の選択的な分離を行う。酸性化
学物質が溶存する溶液に対して酸性の反応液を混合さ
せ、また、アルカリ性化学物質が溶存する溶液に対して
アルカリ性の反応液を混合させ、両者の中和反応により
中和した混合液を生成し、化学物質を混合液から分離し
やすくなる。分離部は、化学物質の溶解性の低下を利用
して、選択的に混合液からキャリヤー側に分離する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特定の化学物質を
分離し、該化学物質の濃縮,抽出および除去を行う装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】化学工業のプラントの各処理工程、廃棄
物処理工程、あるいは環境監視モニター等においては、
特定の化学物質を計測して処理工程や環境状態の監視を
行ったり、特定の化学物質を除去する処理を行ってい
る。この監視対象の化学物質は各処理工程中や環境内で
種々の形態で存在するため、該化学物質の計測を行うた
めには採取した試料から特定の化学物質を分離して濃縮
したり、あるいは監視対象以外の化学物質を分離して除
去を行う必要がある。また、不要な化学物質を除くため
には処理対象物から特定の化学物質の除去を行う必要が
ある。化学物質が揮発性有機化学物の場合には、前処理
工程として溶媒抽出法,ヘッドスペース法,パージトラ
ップ法があり、検出方法としてガスクロマトグラフ法や
ガスクロマトグラフ質量分析法がある。また、揮発性有
機化学物以外の化学物質について、高分子膜等の分離膜
を用いて試料から特定の化学物質を抽出し濃縮する方法
が提案されている。図9は中空糸膜による高分子膜を用
いて化学物質を分離する装置の概略構成図である。図9
において、分離装置11は分離容器4内に通した中空糸
膜5を備え、該中空糸膜5を介して試料11からキャリ
ヤー側に化学物質を分離させ、分離した化学物質を検出
装置10により計測を行う。この装置では、分離装置2
への試料11の導入はインジェクター9において試料1
1を導入用キャリヤーに混合させることにより行ってい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】高分子膜により形成さ
れる分離膜は、溶媒と溶質とを分離したり、2種以上の
成分からなる混合物から物質を分離する機能を有してい
る。この分離機能は、圧力差や濃度勾配等により生じる
溶解−拡散機構に基づいて、膜が備える透過性によって
物質を選択的に透過するものである。しかしながら、分
離膜は、分離を行おうとする物質のみに対応した選択性
を備えているとは限らず、分離対象以外の物質について
も透過する場合がある。そのため、従来の分離膜を用い
た化学物質の分離には、特定の化学物質の分離が困難で
あるという問題点がある。そこで、本発明は従来の分離
膜を用いた化学物質の分離における問題点を解決し、特
定の化学物質を選択的に分離して、濃縮,抽出,除去を
行うことができる化学物質の濃縮抽出除去装置を提供す
ることを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の化学物質の濃縮
抽出除去装置は、化学物質を溶存する溶液に、該溶液と
中和反応を起こす反応液を混合して混合液を形成する混
合部と、この混合液とキャリヤーとを分離膜を介して接
触させる分離部とを備え、分離部によって混合液中の化
学物質をキャリヤー側に分離して、化学物質の濃縮,抽
出および除去を行うことによって、特定の化学物質の選
択的な分離を行う。
【0005】酸性の化学物質はアルカリの溶液に良好に
溶解し、アルカリ性の化学物質は酸性の溶液に良好に溶
解する。本発明の装置において、酸性化学物質が溶存す
る溶液に対して酸性の反応液を混合させ、また、アルカ
リ性化学物質が溶存する溶液に対してアルカリ性の反応
液を混合させ、これによって、両者の中和反応により中
和した混合液を生成する。中和した混合液では、酸性化
学物質およびアルカリ性化学物質の溶解性は低くなり、
混合液から分離しやすくなる。分離部は、この酸性化学
物質およびアルカリ性化学物質の溶解性の低下を利用し
て、酸性化学物質あるいはアルカリ性化学物質を選択的
に混合液からキャリヤー側に分離する。これによって、
特定の化学物質の選択的な分離を行う。
【0006】図1は本発明の化学物質の濃縮抽出除去装
置を説明するための概略構成図であり、試料11中に含
まれる化学物質を分離して濃縮,抽出,および除去する
場合を示している。また、図2は本発明の装置の動作手
順を説明するためのフローチャートである。図1におい
て、化学物質を含む気体の試料11を容器1の一方から
注入し他方から排出する。また、容器1内に吸収液12
を供給し、該吸収液12内に注入した試料11を溶かし
込む。酸性の化学物質の場合には吸収液12をアルカリ
性とし、アルカリ性の化学物質の場合には吸収液12を
酸性とする。これによって、化学物質を吸収液に選択的
に吸収させ溶解させる(ステップS1)。
【0007】化学物質を溶存した溶液を混合部2に送
り、反応液13と混合して混合液14を生成する。この
反応液13は、酸性の化学物質に対しては酸性とし、ア
ルカリ性の化学物質に対してはアルカリ性とする。これ
によって、溶液と反応液は中和反応によって中和する
(ステップS2)。中和した混合液14を分離部3の中
空糸膜5に通し、分離部3の分離容器4側にはキャリヤ
ーガス15を供給する。混合液中の化学物質は、中空糸
膜5を通してキャリヤーガス15側に分離する。また、
ドレイン7には、化学物質を除去した残りの反応液を排
出する。この分離を続けることによって、試料11中の
化学物質の濃縮,抽出あるいは除去を行う(ステップS
3)。分離した化学物質をガスクロマトグラフ6等の検
出器によって測定を行う(ステップS4)。
【0008】なお、試料は気体に限らず液体,固体の形
態とすることもでき、液体の試料の場合には図1におけ
る吸収液への吸収工程を省略して試料を混合部に送り、
反応液との混合を行う。また、混合部における中和反応
は一例であり、混合部で加える反応液として酸性液ある
いはアルカリ性液に代えて、吸収液中に溶存する化学物
質の溶解度を低下させる反応を生じさせる他の反応液を
用いることもできる。
【0009】本発明の第1の実施態様において、分離部
は中空糸膜を中に通した分離容器を備え、該中空糸膜を
介して混合液とキャリヤーとを接触させ、混合液中の化
学物質のキャリヤー側への移動を行う。本発明の第2の
実施態様は、分離部は中空糸膜を中に通した分離容器を
備え、該中空糸膜内に混合液を通し、中空糸膜の周囲に
キャリヤーを供給するものであり、また、本発明の第3
の実施態様は、分離部は中空糸膜を中に通した分離容器
を備え、該中空糸膜内にキャリヤーを通し、中空糸膜の
周囲に混合液を供給するものである。本発明の第4の実
施態様は、分離部によって目的とする化学物質を分離し
て取り出することによって濃縮を行い、また、本発明の
第5の実施態様は、分離部によって化学物質を溶存する
溶液から特定の化学物質を選択的に分離して除去を行
い、特定の化学物質を含まない溶液を生成するものであ
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら詳細に説明する。図3は本発明の装置の一
実施態様を説明するための図であり、二酸化炭素CO2
あるいはアンモニアNH3 等の化学物質を分離して濃
縮,抽出,および除去する場合を示している。また、図
4は該装置の動作手順を説明するためのフローチャート
である。図3において、容器1内に供給した吸収液内に
酸性化学物質である二酸化炭素21あるいはアルカリ性
化学物質であるアンモニアの気体26を注入する。化学
物質を吸収する吸収液として、二酸化炭素に対しては水
酸化ナトリウム,水酸化バリウム等の強アルカリ性液を
用いることができ、また、アンモニアに対しては塩酸等
の強酸性液を用いることができる。これによって、二酸
化炭素あるいはアンモニアの気体は吸収液に選択的に吸
収され溶解する(ステップS11)。二酸化炭素あるい
はアンモニアの気体を溶存した溶液を混合部2に送り、
反応液23と混合して中和させ、中和液24液を生成す
る。この反応液23は、二酸化炭素に対しては塩酸等の
強酸性液を用い、アンモニアに対しては水酸化ナトリウ
等の強アルカリ性液を用いる。これによって、化学物質
が溶存した溶液と反応液は中和反応によって中和する
(ステップS12)。
【0011】中和した中和液24を分離部3の中空糸膜
5に通し、分離部3の分離容器4側にはキャリヤーガス
25を供給する。分離部3の中空糸膜5は、例えば膜厚
が40〜100μm,内径が170〜200μm,外径
が250〜330μmのシリコン膜により形成すること
ができ、また、分離容器4は例えば外径5.0mm,内
径2.6mm,長さ50〜100mmのパイレックスガ
ラス管や、外径1.6mm,内径1.0mm,長さ10
0〜200mmのステンレス管により形成することがで
き、分離容器4の両端部においてテフロン製フェルール
によって中空糸膜5を固定する。なお、上記分離容器4
および中空糸膜5の寸法は一例であり、この寸法に限定
するものではない。また、キャリヤーガスとして例えば
窒素,ヘリウムガス,合成空気等を使用することができ
る(ステップS13)。
【0012】中和液24中の化学物質は、中空糸膜5の
薄膜を通してキャリヤーガス15側に分離し、化学物質
を除去した残りの反応液はドレイン7に排出する。酸性
あるいはアルカリ性の化学物質は中和液中での溶解度が
低いため、中空糸膜による分離を容易に行うことができ
る。吸収液を供給しながら二酸化炭素あるいはアンモニ
アの気体を所定量注入すると、その間分離が続行して行
われ、ガスクロマトグラフ6には濃縮された化学物質が
送られ、ドレイン7には化学物質が除去された溶液が排
出される(ステップS14)。また、吸収液および反応
液は強酸性あるいは強アルカリ性であるが、排出される
溶液は中和された溶液であるため、装置から排出される
溶液は中性であって環境への影響を低減させることがで
きる。
【0013】次に、図5〜図8を用いて、本発明の他の
実施の形態について説明する。図5は中空糸膜内にキャ
リヤーガスを供給する例であり、図6,図7はキャリヤ
ー液を使用する例であり、図8は試料中から化学物質を
除去する例である。なお、図5〜図8に示す例では、前
記図1,3の構成例と同様に、気体の試料11を吸収液
12に吸収させる構成例を示しているが、液体の試料を
用いる場合には混合部2に直接導入する構成とすること
もできる。
【0014】図5に示す構成例は、反応液13を混合し
た混合液14を分離容器4側に導入し、中空糸膜5内に
キャリヤーガス15を供給するものであり、試料11中
に含まれる化学物質は中空糸膜5内のキャリヤーガス1
5側に分離され、分離後の残りの混合液はドレイン7に
排出される。図6に示す構成例は、反応液13を混合し
た混合液14を中空糸膜5内に送り、分離容器4側にキ
ャリヤー液16を供給するものである。試料11中に含
まれる化学物質を中空糸膜5を通してキャリヤー液16
側に分離し、分離した化学物質を液体クロマトグラフ8
に送って測定を行う。また、分離後の残りの混合液はド
レイン7に排出する。
【0015】図7に示す構成例は、反応液13を混合し
た混合液14を分離容器4側に導入し、中空糸膜5内に
キャリヤー液16を供給するものである。試料11中に
含まれる化学物質は中空糸膜5内のキャリヤー液16側
に分離され、分離後の残りの混合液はドレイン7に排出
される。
【0016】したがって、図6,図7の構成例では、中
空糸膜5は液体間において化学物質の移動を行う機能を
有したものを使用する。図8に示す構成例では、分離部
3においてキャリヤーガス15側に試料11中の化学物
質を分離させて除去物質として排出すると、混合液は分
離した化学物質が除去されるため、分離しなかった他の
化学物質は結果的に濃縮した状態で取り出すことができ
る。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特定の化学物質を選択的に分離して、濃縮,抽出,およ
び除去を行うことができる化学物質の濃縮抽出除去装置
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の化学物質の濃縮抽出除去装置を説明す
るための概略構成図である。
【図2】本発明の装置の動作手順を説明するためのフロ
ーチャートである。
【図3】本発明の装置の一実施態様を説明するための図
である。
【図4】本発明の装置の一実施態様の動作手順を説明す
るためのフローチャートである。
【図5】本発明の他の実施の形態を説明するための概略
構成図である。
【図6】本発明の他の実施の形態を説明するための概略
構成図である。
【図7】本発明の他の実施の形態を説明するための概略
構成図である。
【図8】本発明の他の実施の形態を説明するための概略
構成図である。
【図9】高分子膜を用いて化学物質を分離する装置の概
略構成図である。
【符号の説明】
1…容器、2…混合部、3…分離部、4…分離容器、5
…中空糸膜、6…ガスクロマトグラフ、7…ドレイン、
8…液体クロマトグラフ、11…試料、12,22…吸
収液、13,23…反応液、14…混合液、15,25
…キャリヤーガス、16…キャリヤー液、21…二酸化
炭素、24…中和液、26…アンモニア。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 化学物質を溶存する溶液に、該溶液と中
    和反応を起こす反応液を混合して混合液を形成する混合
    部と、前記混合液とキャリヤーとを分離膜を介して接触
    させる分離部とを備え、前記分離部は混合液中の化学物
    質をキャリヤー側に分離して、化学物質の濃縮,抽出お
    よび除去を行うことを特徴とする化学物質の濃縮抽出除
    去装置。
JP8123162A 1996-05-17 1996-05-17 化学物質の濃縮抽出除去装置 Withdrawn JPH09299707A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002531823A (ja) * 1998-12-01 2002-09-24 ラスムッセン,ナット,イー. ミクロ抽出方法およびそのための使い捨て装置
JP2009198350A (ja) * 2008-02-22 2009-09-03 Taiyo Nippon Sanso Corp アンモニア含有ガス中の二酸化炭素の分析方法
JP2014087752A (ja) * 2012-10-30 2014-05-15 Toray Eng Co Ltd マイクロリアクタシステムとそれを用いた化合物製造方法およびアルケニルリン化合物の製造方法

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Effective date: 20030805