KR101707864B1 - 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치 - Google Patents
화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101707864B1 KR101707864B1 KR1020150126015A KR20150126015A KR101707864B1 KR 101707864 B1 KR101707864 B1 KR 101707864B1 KR 1020150126015 A KR1020150126015 A KR 1020150126015A KR 20150126015 A KR20150126015 A KR 20150126015A KR 101707864 B1 KR101707864 B1 KR 101707864B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- plate
- cooling plate
- cooling
- adsorption trap
- flow tube
- Prior art date
Links
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 67
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 claims abstract description 20
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 8
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 8
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 7
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018503 SF6 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 2
- SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N sulfur hexafluoride Chemical compound FS(F)(F)(F)(F)F SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960000909 sulfur hexafluoride Drugs 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005264 electron capture Effects 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 150000002366 halogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
- G01N1/2273—Atmospheric sampling
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
- G01N1/2202—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling
- G01N1/2214—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling by sorption
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/40—Concentrating samples
- G01N1/4022—Concentrating samples by thermal techniques; Phase changes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/42—Low-temperature sample treatment, e.g. cryofixation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
- G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
- G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
- G01N33/004—CO or CO2
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
- G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
- G01N33/005—H2
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
- G01N2001/2282—Devices for withdrawing samples in the gaseous state with cooling means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
본 발명은 진공챔버(100); 상기 진공챔버(100)의 내부에 설치되며 냉매가 유동하는 냉매튜브(200); 상기 냉매튜브(200)와 결합되는 냉각판(300); 상기 진공챔버(100)의 내부에 설치되며 대기가 유동하는 제1유동관(410); 상기 진공챔버(100)의 내부에 설치되며 상기 제1유동관(410)에서 이송된 대기가 유입되는 제2유동관(420); 상기 제1유동관(410)의 소정 영역을 둘러싸며 상기 냉각판(300)과 접촉되어 상기 냉각판(300)의 냉기를 상기 제1유동관(410)의 소정 영역에 전달하여 대기 중의 질소 및 산소를 포함하는 바탕가스가 포집되게 하는 제1흡착트랩(430); 상기 제2유동관(420)의 소정 영역을 둘러싸며 상기 냉각판(300)과 접촉되어 상기 냉각판(300)의 냉기를 상기 제2유동관(420)의 소정 영역에 전달하여 대기 중의 온실가스가 포집되게 하는 제2흡착트랩(440); 및 상기 제1흡착트랩(430) 및 제2흡착트랩(440)에 각각 설치되는 한 쌍의 히터(600);를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치(1000)에 관한 것이다.
Description
본 발명은 대기중에 존재하는 온실가스를 극저온으로 농축하여 검출하기 위한 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치에 관한 것이다.
최근 전 세계적으로 기후변화가 최우선 의제로 급부상되고 있는데, 우리나라에도 메탄이나 아산화질소 등의 온실가스 배출 감축을 위한 의무 동참 압력이 거세지고 있다. 참고로, 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 아산화질소(N2O), 수소불화탄소(HFCs), 과불화탄소(PFCs), 육불화유황(SF6)이 6대 온실가스로 지정되어 있다.
이 중에서 메탄은 일단 배출되면 제거되기까지 대기에 약 8.4년 잔류하고, 이산화탄소의 20배 이상 온실효과를 갖는 온실가스로, 세계 온실가스 배출량의 16%를 차지한다.
한편, 온실가스 중 육불화유황(SF6) 및 사불화탄소(CF4)는 대기중에 미세하게 존재하여 일반적인 온실가스 분석기를 이용한 검출은 불가능하며 극저온 농축 및 탈착을 활용하는 극저온 농축장치를 이용하여 검출할 수 있다.
특히, 사불화탄소(CF4)는 다른 할로겐 화합물 및 과불화탄소(PFCs)와 달리 pmol/mol 농도 수준으로 검출하는 GC(Gas Chromatograph)/ECD(electron capture detector)에서 검출되지 않으므로 극저온 농축장치로만 검출할 수 있다.
이에 따라, 본 출원인은 온실가스 중 대기중에 미세하게 존재하는 것(육불화유황(SF6) 및 사불화탄소(CF4) 등)을 검출할 수 있는 극저온 농축 장치를 개발하였다.
또한, 이와 관련된 기술로는 한국공개특허 제2015-0044173호의 온실가스가 생성되는 시설물에 설치되어 상기 시설물에서 발생되는 온실가스의 종류와 양을 측정하는 시스템으로서, 원동기가 없이 견인차량에 의해 이동하며, 내부에는 분석기기를 수용하는 공간이 형성되는 트레일러와; 상기 트레일러 내부에 설치되며, 기체 크로마토그래피(Chromatography)법을 이용하여 상기 시설물에서 수집된 배출가스를 분석하고, 상기 배출가스에 포함된 화합물을 각각의 구성 성분들로 분리하여 각각의 화합물의 농도를 계산하는 GC(Gas Chromatograph;)와; 상기 트레일러 내부에 설치되는 미세 가스 분석기로서, 레이저로부터 발생된 빛을 각 화합물들이 흡수하는 정도를 측정하여 그 화합물의 농도를 계산하는 TGA(Trace Gas Analyzer;)와; 상기 GC 및 상기 TGA와 연결되어 상기 배출가스의 분석 결과에 대한 데이터를 수신하고, 상기 분석 결과를 그래픽으로 표현하는 PC와; 상기 시설물에 포함된 다수의 챔버( 내부에 각각 연결되는 다수의 흡입구와; 상기 흡입구를 통해 유입된 배출가스를 상기 트레일러로 이송하는 다수의 샘플링라인;을 포함하는 차량 이동형 온실가스 측정시스템이 개시되어 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 온실가스 중 대기중에 미세하게 존재하는 것을 극저온으로 농축하여 검출할 수 있는 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치(1000)는 진공챔버(100); 상기 진공챔버(100)의 내부에 설치되며 냉매가 유동하는 냉매튜브(200); 상기 냉매튜브(200)와 결합되는 냉각판(300); 상기 진공챔버(100)의 내부에 설치되며 상기 냉각판(300)에 접촉되어 기준온도 이하로 냉각되면 대기가 유입되는 제1유동관(410); 상기 진공챔버(100)의 내부에 설치되며 상기 제1유동관(410)에서 이송된 대기가 유입되는 제2유동관(420); 상기 제1유동관(410)의 내면에 도포되어 대기 중의 수분 및 이산화탄소를 포집하는 제1흡착트랩(430); 상기 제2유동관(420)의 내면에 도포되어 대기 중의 온실가스를 포집하는 제2흡착트랩(440); 및 상기 제1유동관(410)과 제2유동관(420)과 각각 접촉되어 열을 가하는 히터(600);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치(1000)는 상기 냉각판(300)에 서로 일정간격 이격되게 관통 결합되는 한 쌍의 단열재(700); 상기 한 쌍의 단열재에 각각 관통되는 한 쌍의 슬라이딩가이드(510); 상기 한 쌍의 슬라이딩가이드(510)에 슬라이딩이동가능하게 설치되는 이동판(520); 상기 제1유동관(410), 제2유동관(420) 및 히터(600)가 내부에 관통되며, 상기 이동판(520)에 결합되는 전달판(530); 및 상기 전달판(530)과 냉각판(300)이 서로 접촉되도록 상기 이동판(520)을 상기 냉각판(300)에 대향하는 방향으로 이동시키거나 상기 전달판(530)과 냉각판(300)이 서로 분리되도록 상기 이동판(520)을 상기 냉각판(300)에 대향하는 반대 방향으로 이동시키는 이동부(800);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉각판(300)은 상기 전달판(530)에 대향하는 일면에 상기 전달판(530)에 대응하는 구조로 함몰된 냉각홈(305)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉각홈(305)의 표면에 다수의 냉각그루브(미도시)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이동부(800)는 상기 히터(600)가 작동되지 않으면 상기 이동판(520)을 상기 냉각판(300)에 대향하는 방향으로 이동시키고, 상기 히터(600)가 작동되면 상기 이동판(520)을 상기 냉각판(300)에 대향하는 반대 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉매는 냉매제 또는 헬륨인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치는 상기 전달판(530)에 설치되는 온도센서(900);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치는 온실가스 중 대기중에 미세하게 존재하는 것을 극저온으로 농축하여 검출할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치의 평면도(한 쌍의 히터가 작동하는 상태)
도 2는 본 발명에 따른 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치의 다른 평면도(한 쌍의 히터가 작동하지 않는 상태)
도 3은 본 발명에 따른 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치에서 제1유동관, 제1흡착트랩, 히터를 나타낸 단면도
도 4는 본 발명에 따른 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치에서 제2유동관, 제2흡착트랩, 히터를 나타낸 단면도
도 5는 본 발명에 따른 진공챔버의 사시도
도 2는 본 발명에 따른 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치의 다른 평면도(한 쌍의 히터가 작동하지 않는 상태)
도 3은 본 발명에 따른 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치에서 제1유동관, 제1흡착트랩, 히터를 나타낸 단면도
도 4는 본 발명에 따른 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치에서 제2유동관, 제2흡착트랩, 히터를 나타낸 단면도
도 5는 본 발명에 따른 진공챔버의 사시도
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치의 평면도(한 쌍의 히터가 작동하는 상태), 도 2는 본 발명에 따른 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치의 다른 평면도(한 쌍의 히터가 작동하지 않는 상태), 도 3은 본 발명에 따른 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치에서 제1유동관, 제1흡착트랩, 히터를 나타낸 단면도, 도 4는 본 발명에 따른 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치에서 제2유동관, 제2흡착트랩, 히터를 나타낸 단면도, 도 5는 본 발명에 따른 진공챔버의 사시도이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치(1000)는 진공챔버(100), 냉매튜브(200), 냉각판(300), 제1유동관(410), 제2유동관(420), 제1흡착트랩(430), 제2흡착트랩(440), 및 한 쌍의 히터(600)를 포함한다,
상기 진공챔버(100)는 기본몸체로서, 내부에 진공환경이 조성된다.
상기 냉매튜브(200)는 상기 진공챔버(100)의 내부에 설치되며 냉매가 유동한다.
상기 냉각판(300)은 상기 진공챔버(100)의 내부에 설치되며 상기 냉매튜브(200)의 단부에 결합된다. 이 때, 상기 냉각판(300)은 상기 냉매튜브(200)를 유동하는 냉매에 의해 냉각된다.
상기 제1유동관(410)은 상기 진공챔버(100)의 내부에 설치되며 상기 냉각판(300)에 접촉되어 기준온도 이하로 냉각되면 대기가 유입된다. 이 때, 상기 제1유동관(410)에는 대기 유입을 제어하는 밸브시스템(미도시)이 설치될 수 있다.
도 1 내지 도 2에는 도시되어 있지 않으나, 상기 제2유동관(420)은 상기 진공챔버(100)의 내부에 설치되며 상기 제1유동관(410)과 밸브시스템(미도시)를 통해 연결되어 상기 제1유동관(410)에서 이송된 대기가 유입된다.
상기 제1흡착트랩(430)은 상기 제1유동관(410)의 내면에 도포되는 흡착제로, 대기 중의 수분 및 이산화탄소를 포집한다.
상기 제2흡착트랩(440)은 상기 제2유동관(420)의 내면에 도포되는 흡착제로, 대기 중의 온실가스를 포집한다.
여기에서 온실가스 흡착제는 사불화탄소를 흡착하기 위한 carboxen 1000, 육불화항을 흡착하기 위한 제올라이트, 활성탄 및 실리칼라이트일 수 있다.
상기 히터(600)는 상기 제1유동관(410)과 제2유동관(420)과 각각 접촉되어 열을 가한다. 상기 제1유동관(410)과 제2유동관(420)의 입구와 출구에도 밸브시스템(미도시)이 연결된다.
본 발명에 따른 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치(1000)가 대기중의 온실가스를 포집하는 공정에 대해 설명하기로 한다.
1)상기 제1유동관(410) 및 제2유동관(420)이 상기 냉각판(300)에 접촉되어 기준온도 이하로 냉각된다. 이때, 기준온도는 -160도이다.
2)상기 제1유동관(410)에 대기가 유입되어 대기 중 수분 및 이산화탄소가 고화되어 상기 제1흡착트랩(430)에 포집된다.
3)대기가 상기 제1유동관(410)에서 상기 제2유동관(420)으로 이송되어 대기 중 온실가스가 고화되어 제2흡착트랩(440)에 포집된다. 이 때, 대기중의 질소, 산소, 아르곤 가스는 제2유동관(420)을 통해 외부로 배출된다.
4)상기 제1유동관(410)으로 대기 유입을 중단시킨다. 밸브시스템(미도시)을 이용하여 상기 제1유동관(410)으로 헬륨가스를 유입시켜 제1유동관(410) 및 제2유동관(420)에 남아있는 잔류가스(알곤, 산소, 질소)를 배출 시킨다.
5)상기 제1유동관(410) 및 제2유동관(420)의 입구와 출구를 밸브시스템(미도시)를 이용하여 막은 후 상기 히터(600)가 상기 제1유동관(410) 및 제2유동관(420)이 기준가열온도 이상으로 가열한다. 이때, 기준가열온도는 100도이다.
6)상기 제1유동관(410) 및 제2유동관(420)의 온도를 올리면 상기 제1흡착트랩(430)에 포집되어 있던 수분 및 이산화탄소가 기화되고 제2흡착트랩(440)은 온실가스가 기화된다. 이 때, 상기 제1유동관(410)으로 밸브시스템을 이용하여(미도시)헬륨가스를 유입시켜 수분 및 이산화탄소를 외부로 배출시켜 제거한다.
7)상기 제2유동관(420)에 밸브시스템을 이용하여(미도시) 헬륨가스를 유입시켜 상기 제2흡착트랩(440)에 기화된 온실가스를 분석장비로 이송하여 분석한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치(1000)는 온실가스 중 대기중에 미세하게 존재하는 것을 극저온으로 농축하여 검출할 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명에 따른 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치(1000)는 한 쌍의 단열재(700), 한 쌍의 슬라이딩가이드(510), 이동판(520), 전달판(530) 및 이동부(800)를 더 포함할 수 있다.
상기 한 쌍의 단열재(700)는 상기 냉각판(300)에 서로 일정간격 이격되게 관통 결합된다.
상기 한 쌍의 슬라이딩가이드(510)는 상기 한 쌍의 단열재(700)에 각각 수직하게 관통된다.
상기 이동판(520)은 상기 한 쌍의 슬라이딩가이드(510)에 슬라이딩이동가능하게 설치된다.
상기 전달판(530)은 상기 제1유동관(410), 제2유동관(420) 및 히터(600)가 내부에 관통되며, 상기 이동판(520)에 결합된다.(이 때, 도 1 내지 도 2에는 제2유동관(420)이 도시되어 있지 않으나, 상기 제2유동관(420)은 상기 전달판(530)에 관통 설치된다.)
상기 이동부(800)는 상기 전달판(530)과 냉각판(300)이 서로 접촉되도록 상기 이동판(520)을 상기 냉각판(300)에 대향하는 방향으로 이동시키거나 상기 전달판(530)과 냉각판(300)이 서로 분리되도록 상기 이동판(520)을 상기 냉각판(300)에 대향하는 반대 방향으로 이동시키다. 이 때, 상기 이동부(800)는 리니어모션으로 구성될 수 있다.
즉, 상기 이동부(800)는 상기 제1유동관(410) 및 제2유동관(420)의 냉각이 필요할 때, 상기 냉각판(300)의 냉기가 상기 제1유동관(410) 및 제2유동관(420)에 전달되게 하고, 상기 제1유동관(410) 및 제2유동관(420)의 가열이 필요하여 상기 히터(600)가 작동될 때, 상기 냉각판(300)의 냉기가 상기 제1유동관(410) 및 제2유동관(420)에 전달되지 않게 한다.
상기 냉각판(300)은 상기 전달판(530)에 대향하는 일면에 상기 전달판(530)에 대응하는 구조로 함몰된 냉각홈(305)이 형성될 수 있다.
상기 냉각홈(305)은 상기 전달판(530)과 냉각판(300)의 접촉면적을 넓혀서 상기 냉각판(300)의 냉기가 상기 전달판(530)에 좀 더 신속하게 전달되게 하는 역할을 한다.
또한, 상기 냉각판(300)의 냉기가 전달판(530)에 더욱 신속하게 전달되도록 상기 냉각홈(305)의 표면에 다수의 냉각그루브(미도시)가 형성될 수 있다.
한편, 상기 이동부(800)는상기 히터(600)가 작동되지 않으면 상기 이동판(520)을 상기 냉각판(300)에 대향하는 방향으로 이동시키고, 상기 히터(600)가 작동되면 상기 이동판(520)을 상기 냉각판(300)에 대향하는 반대 방향으로 이동시킨다.
즉, 상기 이동부(800)는 상기 제1히터(600) 및 제2히터(600)의 작동여부에 따라, 자동으로 상기 전달판(530)을 상기 냉각판(300)에 대향하는 방향 또는 상기 냉각판(300)에 대향하는 반대방향으로 이동시킨다.
한편, 상기 냉매튜브(100)에서 유동하는 냉매는 냉매제 또는 헬륨일 수 있다. 상기 냉매제(또는 헬륨)를 사용하므로 냉매제 교체없이 연속분석이 가능하고 산간지역, 벽지 및 무인도에 설치하여 무인 자동화 컨트롤이 가능하다. 기존의 방법은 영하 160도 까지 낮추기 위해서는 액체질소, 액체 산소등을 사용했으나 이 경우 수시로 공급해야하는 불편함이 있었다.
또한, 본 발명에 따른 상기 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치(1000)는 상기 전달판(530)에 설치되는 온도센서(900);를 더 포함할 수 있다.
상기 온도센서(900)는 상기 전달판(530)의 온도를 측정하는 역할을 한다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 본 발명에 따른 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치
100 : 진공챔버
200 : 냉매튜브
300 : 냉각판
305 : 냉각홈
410 : 제1유동관
420 : 제2유동관
430 : 제1흡착트랩
440 : 제2흡착트랩
510 : 슬라이딩가이드
520 : 이동판
530 : 전달판
600 : 히터
700 : 단열재
800 : 이동부
900 : 온도센서
100 : 진공챔버
200 : 냉매튜브
300 : 냉각판
305 : 냉각홈
410 : 제1유동관
420 : 제2유동관
430 : 제1흡착트랩
440 : 제2흡착트랩
510 : 슬라이딩가이드
520 : 이동판
530 : 전달판
600 : 히터
700 : 단열재
800 : 이동부
900 : 온도센서
Claims (7)
- 진공챔버(100);
상기 진공챔버(100)의 내부에 설치되며 냉매가 유동하는 냉매튜브(200);
상기 냉매튜브(200)와 결합되는 냉각판(300);
상기 진공챔버(100)의 내부에 설치되며 상기 냉각판(300)에 접촉되어 기준온도 이하로 냉각되면 대기가 유입되는 제1유동관(410);
상기 진공챔버(100)의 내부에 설치되며 상기 냉각판(300)에 접촉되며 상기 제1유동관(410)에서 이송된 대기가 유입되는 제2유동관(420);
상기 제1유동관(410)의 내면에 도포되어 대기 중의 수분 및 이산화탄소를 포집하는 제1흡착트랩(430);
상기 제2유동관(420)의 내면에 도포되어 대기 중의 온실가스를 포집하는 제2흡착트랩(440); 및
상기 제1유동관(410)과 제2유동관(420)과 각각 접촉되어 열을 가하는 히터(600);를 포함며,
상기 냉각판(300)에 서로 일정간격 이격되게 관통 결합되는 한 쌍의 단열재(700);
상기 한 쌍의 단열재(700)에 각각 관통되는 한 쌍의 슬라이딩가이드(510);
상기 한 쌍의 슬라이딩가이드(510)에 슬라이딩이동가능하게 설치되는 이동판(520);
상기 제1유동관(410), 제2유동관(420) 및 히터(600)가 내부에 관통되며, 상기 이동판(520)에 결합되는 전달판(530); 및
상기 전달판(530)과 냉각판(300)이 서로 접촉되도록 상기 이동판(520)을 상기 냉각판(300)에 대향하는 방향으로 이동시키거나 상기 전달판(530)과 냉각판(300)이 서로 분리되도록 상기 이동판(520)을 상기 냉각판(300)에 대향하는 반대 방향으로 이동시키는 이동부(800);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치(1000).
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 냉각판(300)은 상기 전달판(530)에 대향하는 일면에 상기 전달판(530)에 대응하는 구조로 함몰된 냉각홈(305)이 형성되는 것을 특징으로 하는 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치(1000).
- 제3항에 있어서,
상기 냉각홈(305)의 표면에 다수의 냉각그루브(미도시)가 형성되는 것을 특징으로 하는 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치(1000).
- 제1항에 있어서, 상기 이동부(800)는
상기 히터(600)가 작동되지 않으면 상기 이동판(520)을 상기 냉각판(300)에 대향하는 방향으로 이동시키고, 상기 히터(600)가 작동되면 상기 이동판(520)을 상기 냉각판(300)에 대향하는 반대 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치(1000).
- 제1항에 있어서, 상기 냉매는
냉매제 또는 헬륨인 것을 특징으로 하는 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치(1000).
- 제1항에 있어서,
상기 전달판(530)에 설치되는 온도센서(900);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치(1000).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150126015A KR101707864B1 (ko) | 2015-09-07 | 2015-09-07 | 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150126015A KR101707864B1 (ko) | 2015-09-07 | 2015-09-07 | 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101707864B1 true KR101707864B1 (ko) | 2017-02-17 |
Family
ID=58265417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150126015A KR101707864B1 (ko) | 2015-09-07 | 2015-09-07 | 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101707864B1 (ko) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0715460B2 (ja) * | 1988-02-10 | 1995-02-22 | 日本分析工業株式会社 | ガスクロマトグラフによる気相試料の濃縮気化分析装置 |
| JP2858143B2 (ja) * | 1989-11-30 | 1999-02-17 | 日本酸素株式会社 | 濃縮分析方法及びその装置 |
| KR20100089486A (ko) * | 2009-02-04 | 2010-08-12 | 주식회사 케이엔알 | 가스 상 물질의 저온 농축 시스템에 적용되는 개선된 시료 전처리 유닛 |
| JP2014075994A (ja) * | 2012-10-09 | 2014-05-01 | The Wakasa Wan Energy Research Center | Ｃｏ２ガス濃縮装置、及びｃｏ２ガス濃縮方法 |
| KR20150044173A (ko) | 2013-10-16 | 2015-04-24 | 주식회사 디에스과학 | 차량 이동형 온실가스 측정시스템 |
-
2015
- 2015-09-07 KR KR1020150126015A patent/KR101707864B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0715460B2 (ja) * | 1988-02-10 | 1995-02-22 | 日本分析工業株式会社 | ガスクロマトグラフによる気相試料の濃縮気化分析装置 |
| JP2858143B2 (ja) * | 1989-11-30 | 1999-02-17 | 日本酸素株式会社 | 濃縮分析方法及びその装置 |
| KR20100089486A (ko) * | 2009-02-04 | 2010-08-12 | 주식회사 케이엔알 | 가스 상 물질의 저온 농축 시스템에 적용되는 개선된 시료 전처리 유닛 |
| JP2014075994A (ja) * | 2012-10-09 | 2014-05-01 | The Wakasa Wan Energy Research Center | Ｃｏ２ガス濃縮装置、及びｃｏ２ガス濃縮方法 |
| KR20150044173A (ko) | 2013-10-16 | 2015-04-24 | 주식회사 디에스과학 | 차량 이동형 온실가스 측정시스템 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101886475B1 (ko) | 온라인 휘발성 유기 화합물 분석기 및 그것의 이용 방법 | |
| CN103499662B (zh) | 一种大气挥发性有机物取样分析装置及取样分析方法 | |
| CN104483423B (zh) | 样品采集和热解析进样装置和方法以及痕量检测设备 | |
| US10032616B2 (en) | Sample introduction device | |
| US11467135B2 (en) | Online measuring system, method and application for semi-volatile organic compound in gas phase | |
| CN109870341B (zh) | 挥发性有机物原位冷阱富集-热解析样品前处理装置 | |
| CN103439153B (zh) | 一种大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置及取样方法 | |
| Farwell et al. | Determination of sulfur-containing gases by a deactivated cryogenic enrichment and capillary gas chromatographic system | |
| NL2012788B1 (en) | Gas component concentration measurement device and method for gas component concentration measurement. | |
| CN105158053A (zh) | 一种针对挥发性有机物的浓缩仪、分析系统及其使用方法 | |
| CN105043846A (zh) | 一种挥发性有机物样气捕集系统及捕集方法 | |
| US20100107730A1 (en) | Gas sample introduction device and a gas chromatograph using the same | |
| WO2011133383A3 (en) | Methods and apparatus for determination of halohydrocarbons | |
| CN203443939U (zh) | 一种大气挥发性有机物取样分析装置 | |
| CN204831891U (zh) | 一种针对挥发性有机物的浓缩仪及分析系统 | |
| CN203443820U (zh) | 一种大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置 | |
| EP4345441A1 (en) | Gas detection device and method for detecting volatile organic compounds in sample gas | |
| KR101707864B1 (ko) | 화학 분석을 위한 흡착트랩을 포함하는 극저온 농축 장치 | |
| CN102455328B (zh) | 移动式大气中还原性硫化物分析系统 | |
| KR100933194B1 (ko) | 구간별 온도조절이 가능한 흡착관 유니트와, 이를 이용한열탈착 방법 | |
| CN205786045U (zh) | 一种挥发性有机物样气捕集系统 | |
| CN110243664B (zh) | 一种大气气相挥发/半挥发性有机物在线富集装置和应用 | |
| CN219399540U (zh) | 吸附部件、高低温构件及前处理装置 | |
| CN105353046A (zh) | 一种挥发性有机物气体冷冻捕集系统及捕集方法 | |
| CN215218715U (zh) | 气体及矿物包裹体中气态烃同位素在线提取装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GRNT | Written decision to grant |