KR20020019578A - 염소화 유기화합물 채취용 필터 - Google Patents

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Abstract

유체 중에 함유된 입자상태 및 가스상태의 양 형태의 각종 염소화 유기화합물을 동시에 포착하여 채취하고, 게다가 채취한 염소화 유기화합물을 용이하게 추출할 수 있는 채취기 (3) 는 배출로 (12a) 를 갖는 홀더 (6) 내에 배치된 채취용 필터 (7) 를 갖고 있다. 채취용 필터 (7) 는 섬유재료와 당해 섬유재료끼리를 결합시키기 위한 무기계 결합재를 함유하고 있고, 유체통과성을 갖고 있다. 연도 (25) 로부터 채취관 (2) 및 도입관 (8) 을 경유하여 홀더 (6) 내로 유입되는 시료가스는 거기에 함유되는 입자상태 및 가스상태의 양 형태의 다이옥신류나 공면 PCB 등의 각종 염소화 유기화합물이 채취용 필터 (7) 를 통과할 때에 포착되어 채취되고, 당해 염소화 유기화합물이 제거된 상태로 배출로 (12a) 로부터 외부로 배출된다.

Description

염소화 유기화합물 채취용 필터{FILTER FOR SAMPLING CHLORINATED ORGANIC COMPOUND}
산업폐기물이나 일반가정쓰레기 등의 폐기물을 소각처리하기 위한 소각시설에서 발생하는 배기가스 중에는 다이옥신류, 공면(coplanar) PCB 를 비롯한 폴리클로로비페닐류, 클로로페놀 및 클로로벤젠 등의 각종 염소화 유기화합물이 함유되어 있다.
여기에서, 다이옥신류는 폴리염화디벤조·파라·다이옥신류 (PCDDs) 나 폴리염화디벤조푸란류 (PCDFs) 등의 총칭으로, 주지하는 바와 같이 독성이 매우 강한 환경오염물질이지만, 그 중에서도 사염화디벤조다이옥신 (T4CDDs) 은 특히 가장 강한 독성물질로서 알려져 있다. 또한, 폴리클로로비페닐류는 동일하게 독성이 강한 환경오염물질이지만, 그 중에서도 공면 PCB 는 다이옥신류와 동일하게 가장 강한 독성물질로서 인지되고 있다. 한편, 클로로페놀이나 클로로벤젠 등의 염소화 유기화합물은 다이옥신류에 비해 독성은 약하지만, 일정한 조건하, 예를 들면 소각로내에서 플라이애시(Fly ash) 중에 함유되는 각종 원소를 촉매로 하여, 배기가스의 온도 범위에서 다이옥신류로 변화하기 쉽다는 것이 판명되어 있기 때문에, 다이옥신류와 동일하게 환경오염물질로서 인식되고 있다. 이 때문에, 환경보존의 관점에서, 전술한 바와 같은 각종 염소화 유기화합물을 배기가스나 폐수 등의 유체 중으로부터 제거하기 위한 방책의 확립이 긴급한 과제가 되고 있으며, 동시에 이와 같은 유체 중에 함유되는 염소화 유기화합물을 분석하기 위한 수법의 확립이 세계적인 규모로 빠르게 진행되고 있다.
그러나, 유체 중에 함유되는 염소화 유기화합물을 분석할 때에는 우선, 분석대상이 되는 유체로부터 정밀하고도 정확하게 시료를 입수할 필요가 있다. 예를 들면, 배기가스 중에 함유되는 염소화 유기화합물을 분석하는 경우에는 배기가스를 함유하는 공간, 예를 들면 배기가스가 흐르는 연도(煙道)로부터 시료가스를 일정량 채취하고, 이 시료가스 중에 함유되는 각종 염소화 유기화합물을 빠짐없이 확실하게 포착할 필요가 있다. 특히, 전술한 바와 같은 환경오염물질인 다이옥신류나 공면 PCB 는 시료가스 중에 함유되는 양이 극히 미량이고, 또한 입자상태나 가스상태 등의 각종 형태로 종류도 다양하기 때문에, 그 정밀한 채취없이는 신뢰성이 높은 분석결과는 기대할 수 없다. 또한, 전술한 공면 PCB 는 대기 중에 많이 함유되어 있기 때문에, 이와 같은 공면 PCB 에 의해 시료가스가 오염되면, 마찬가지로 신뢰성이 높은 분석결과는 기대할 수 없다. 이 때문에, 일본, 미국 및 유럽의 각국은 분석결과의 정확성을 확보하기 위해, 예를 들면 배기가스 중에 함유되는 다이옥신류나 공면 PCB 등의 염소화 유기화합물을 분석하기 위해 필요한 시료의 채취방법을 공적으로 규정하고 있다.
예를 들면, 1999 년 9 월 20 일 제정된 일본공업규격 JIS K 0311 : 1999 는 「배기가스 중의 다이옥신류 및 공면 PCB 의 측정방법」을 규정하고 있고, 거기에서 다이옥신류 등의 염소화 유기화합물을 함유하는 시료가스의 채취장치를 구체적으로 예시하고 있다. 이 채취장치는 소각장치의 배기가스가 흐르는 연도로부터 시료가스를 채취하기 위한 채취관, 채취관에 의해 채취된 시료가스 중에 함유되는 주로 입자상태의 염소화 유기화합물을 포착하기 위한 필터재를 구비한 제 1 포착기 및 제 1 포착기로 포착되기 어려운 가스상태의 염소화 유기화합물을 포착하기 위한 제 2 포착기를 주로 구비하고 있다. 여기에서, 제 2 포착기는 주로 흡수액을 넣은 복수의 유리제 임핀저로 이루어지는 액체 포집부와 흡착제 (예를 들면, XAD-2) 를 배치한 흡착 포집부를 구비하고, 제 1 포착기로 포착되지 않는 가스상태의 염소화 유기화합물을 임핀저내의 흡수액과 흡착제에 의해 포착할 수 있도록 구성되어 있다.
이와 같은 채취장치는 제 1 포착기와 제 2 포착기를 구비한 복잡한 구성을 갖고, 게다가 유리제 기구를 많이 사용하고 있는 점에서 고가이기 때문에, 반복해서 이용하는 경우가 많다. 이 경우, 측정 데이터의 신뢰성을 확보하기 위해 임핀저를 비롯한 각 부재를 청정하게 유지할 필요가 있기 때문에, 시료가스를 채취하기 전의 세정조작 등의 준비조작이 매우 번잡하게 된다. 또한, 시료가스 중에 함유되는 가스상태의 염소화 유기화합물을 제 2 포착기로 포착할 때에는, 제 2 포착기를 드라이아이스 등의 냉각재를 사용하여 냉각할 필요가 있어, 시료의 채취조작 그 자체도 매우 번잡하게 된다. 또한, 시료가스의 채취 후에 있어서는, 제1 포착기 및 제 2 포착기에 의해 포착된 염소화 유기화합물을 추출할 필요가 있지만, 여기에서는 제 1 포착기 및 구성이 복잡한 제 2 포착기에 의해 각각 포착된 염소화 유기화합물을 개별로 추출할 필요가 있기 때문에, 추출조작 그 자체가 번잡하여 완료까지 장시간을 요하고, 또한 추출조작의 잘하고 못함에 의해 분석결과의 신뢰성이 좌우되는 경우도 많다. 또한, 이 채취장치는 제 1 포착기 및 제 2 포착기의 2 종류의 포착기로 이루어지기 때문에 필연적으로 대형화되고, 게다가 유리기구를 많이 사용하고 있다는 점에서 파손되기 쉽기 때문에, 시료가스 채취시의 취급이나 운반도 곤란하다.
또한, 미국의 환경보호청 (EPA) 및 유럽규격위원회 (CEN) 도 각각 독자적인 공정법을 정하고 있지만, 거기에 나타나 있는 채취장치는 전술한 바와 같은 일본의 것과는 세부에 있어서 상이하지만, 구성의 복잡함이나 취급의 곤란성 등의 점에 있어서는 큰 차이는 없다.
본 발명의 목적은 유체 중에 함유되는 입자상태 및 가스상태의 양 형태의 각종 염소화 유기화합물을 동시에 포착하여 채취하고, 게다가 채취한 염소화 유기화합물을 용이하게 추출할 수 있도록 하는 데에 있다.
본 발명은 염소화 유기화합물 채취용 필터, 특히 유체 중에 함유된 염소화 유기화합물을 당해 유체로부터 제거하여 채취하기 위한 필터에 관한 것이다.
본 발명에 관계된 염소화 유기화합물의 채취용 필터는 유체 중에 함유되는 염소화 유기화합물을 당해 유체로부터 제거하여 채취하기 위한 것으로, 섬유재료와 당해 섬유재료를 상호 결합시키기 위한 무기계 결합재를 함유하는 유체통과성 성형체로 이루어진다. 여기에서, 성형체의 부피밀도는 예를 들면, 0.1 ∼ 1 g/㎤이다. 또한, 섬유재료는 예를 들면, 섬유상활성탄, 탄소섬유, 유리섬유, 알루미나섬유, 실리카섬유 및 테프론섬유로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종이다. 또한, 무기계 결합재는 예를 들면, 염소화 유기화합물 흡착성을 갖고 있다. 이 경우, 무기계 결합재는 예를 들면, 알루미나, 제오라이트 및 이산화규소로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종이다.
본 발명에 관계된 염소화 유기화합물의 채취용 필터의 일 형태에서는 상기 섬유재료가 활성알루미나섬유이고, 상기 무기계 결합재가 입자형상 활성알루미나이다. 이 경우, 상기 성형체의 부피밀도는 예를 들면, 0.3 ∼ 0.7 g/㎤ 이다.
본 발명의 채취용 필터는 유체통과성 성형체로 이루어지기 때문에, 입자상태 및 가스상태 모두의 다이옥신류나 공면 PCB 등의 각종 염소화 유기화합물을 함유하는 유체를 통과시킬 수 있다. 이 때, 유체 중에 함유되는 전술한 양형태의 각종 염소화 유기화합물은 성형체에 함유되는 섬유재료 및 무기계 결합재에 의해 동시에 포착되어 유체로부터 제거된다. 즉, 유체 중에 함유되는 입자상태 및 가스상태 모두의 각종 염소화 유기화합물은 성형체에 의해 채취되게 된다. 채취된 염소화 유기화합물은 성형체에 대해 각종 추출조작을 적용하면 추출된다.
본 발명의 제조방법은 유체 중에 함유되는 염소화 유기화합물을 유체로부터 제거하여 채취하기 위한 필터를 제조하기 위한 방법으로, 섬유재료와 당해 섬유재료끼리를 결합시키기 위한 무기계 결합재를 함유하는 성형재료를 조제하는 공정과, 성형재료를 소정의 형상으로 성형한 후에 소결하여 성형체를 얻는 공정을 포함하고 있다. 이 제조방법은 예를 들면, 얻어진 성형체를 무기계 결합재의 수계 분산액중에 침지시킨 후에 건조하는 공정을 추가로 포함하고 있다.
이 제조방법에서는 전술한 성형재료를 성형한 후에 소결하고 있기 때문에, 유체통과성을 갖는 성형체를 제조할 수 있다. 이 성형체는 섬유재료와 무기계 결합재를 함유하기 때문에, 입자상태 및 가스상태 모두의 다이옥신류나 공면 PCB 등의 각종 염소화 유기화합물을 함유하는 유체가 통과할 때에, 당해 양 형태의 각종 염소화 유기화합물을 동시에 포착하여 유체로부터 제거할 수 있다.
본 발명에 관계된 염소화 유기화합물의 채취기는 수송관내를 흐르는 유체 중에 함유되는 염소화 유기화합물을 채취하기 위한 것으로, 수송관으로부터의 유체를 통과시키기 위한 유체통과성의 성형체로 이루어지는 필터와, 필터를 수용하면서 필터를 통과한 유체를 외부로 배출하기 위한 배출구를 갖는 용기를 구비하고, 필터는 섬유재료와 당해 섬유재료를 상호 결합시키기 위한 무기계 결합재를 함유하고 있다. 여기에서, 필터는 예를 들면, 일단에 수송관을 삽입하기 위한 개구부를 가지면서, 타단이 폐쇄된 원통형상이다.
이 채취기에 있어서, 수송관으부터의 유체는 용기내의 필터를 통과한 후, 배출구로부터 외부로 배출된다. 이 때, 유체 중에 함유되는 입자상태 및 가스상태 모두의 다이옥신류나 공면 PCB 등의 각종 염소화 유기화합물은 필터의 성형체를 구성하는 섬유재료 및 무기계 결합재에 의해 동시에 포착되어 유체로부터 제거되어, 필터에 채취된다. 필터에 채취된 각종 염소화 유기화합물은 당해 필터에 대해 각종 추출조작을 적용하면 추출된다.
본 발명에 관계된 염소화 유기화합물의 채취방법은 수송관내를 흐르는 유체중에 함유되는 염소화 유기화합물을 채취하기 위한 방법으로, 섬유재료와 당해 섬유재료를 상호 결합시키기 위한 무기계 결합재를 함유하는 유체통과성 성형체로 이루어지는 필터에, 수송관으로부터의 유체를 통과시키는 공정을 포함하고 있다.
이 채취방법은 섬유재료와 무기계 결합재를 함유하는 전술한 성형체로 이루어지는 필터를 사용하고 있기 때문에, 수송관으로부터의 유체는 당해 필터를 통과할 때, 거기에 함유되는 입자상태 및 가스상태 모두의 다이옥신류나 공면 PCB 등의 각종 염소화 유기화합물이 필터에 의해 동시에 포착되어 채취된다. 필터에 의해 채취된 각종 염소화 유기화합물은 필터에 대해 각종 추출조작을 적용하면 추출된다.
도 1 은 본 발명의 실시의 일 형태에 관계된 채취기가 채용된 염소화 유기화합물의 채취장치의 개략 구성도이다.
도 2 는 상기 채취기의 정면도이다.
도 3 은 상기 채취기의 종단면도이다.
도 4 는 도 2 의 Ⅳ - Ⅳ 단면도이다.
도 5 는 실시예 1 에서 얻어진 성형체 일부의 전자현미경사진이다.
본 발명의 다른 목적 및 효과는 이하의 상세한 설명에서 분명해 질 것이다.
도 1 에 본 발명에 관계된 염소화 유기화합물의 채취기의 일 형태가 채용된 염소화 유기화합물 채취장치의 개략 구성을 나타낸다. 이 채취장치 (1) 는 유체 중, 배기가스 등의 시료유체 (시료가스) 에 함유되는 염소화 유기화합물을 채취하기 위한 것이다. 도면에 있어서, 채취장치 (1) 는 채취관 (2), 채취기 (3) (본 발명에 관계된 채취기의 실시의 일 형태) 및 흡인기 (4) 를 주로 구비하고 있다.
채취관 (2) 은 예를 들면, 붕규산 유리제 또는 투명석영 유리제로, 그 내부를 통과하는 시료가스를 냉각하기 위한 냉각기 (5) 를 갖고 있다.
도 2, 도 3 및 도 4 를 참조하여, 채취관 (3) 의 상세를 설명한다. 도면에 있어서, 채취기 (3) 는 홀더 (용기의 일례) (6), 홀더 (6) 내에 배치된 시료가스 중에 함유되는 염소화 유기화합물을 포착하여 채취하기 위한 채취용 필터 (7) (본 발명에 관계된 염소화 유기화합물의 채취용 필터의 실시의 일 형태), 채취관 (2) 을 경유하여 수송되는 시료가스를 채취용 필터 (7) 내에 도입하기 위한 도입관 (8) (수송관의 일례) 및 도입관 (8) 을 홀더 (6) 에 대해 장착하기 위한 장착체 (9) 를 주로 구비하고 있다.
홀더 (6) 는 투명한 유리로 이루어지는 대체로 원통형상의 용기로, 채취용 필터 (7) 를 수용가능한 본체부 (10) 와, 장착체 (9) 를 장착하기 위한 장착부 (11) 와, 시료가스를 배출하기 위한 배출부 (12) 를 주로 갖고 있다.
장착부 (11) 는 본체부 (10) 의 단부에 일체로 설치되어 있고, 직경이 본체부 (10) 에 비해 축소되어 있다. 이 장착부 (11) 는 외주면에 나선홈 (11a) 이 형성되어 있고, 또한 단부에 개구부 (11b) 를 갖고 있다.
배출부 (12) 는 본체부 (10) 의 타측의 단부에 일체로 설치되어 있고, 시료가스를 외부로 배출하기 위한 배출로 (배출구의 일례) (12a) 와 분기로 (12b) 를 갖고 있다. 분기로 (12b) 는 배출부 (12) 내를 통과하는 시료가스의 온도를 측정하기 위한 온도계나 열전대 등의 측온기 (27) (도 1) 를 배출부 (12) 내에 삽입하기 위한 것이다.
채취용 필터 (7) 는 일단이 폐쇄되고, 또한 타단에 시료가스를 도입하기 위한 개구부 (7a) 를 갖는 원통형상의 다공질의 성형체, 즉 다공질의 원통형상 필터로, 개구부 (7a) 측이 장착체 (9) 에 의해 지지되면서, 폐쇄단측이 개구부 (11b) 로부터 홀더 (6) 의 본체부 (10) 내에 삽입되어 있다. 채취용 필터 (7) 는 그 크기가 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상적으로는 길이 50 ∼ 150 ㎜, 개구부 (7a) 측 단부의 외경 12 ∼ 35 ㎜, 폐쇄단측의 외경 10 ∼ 30 ㎜, 두께 1 ∼ 10 ㎜ 로 설정되어 있고, 폐쇄단측의 외경이 개구부 (7a) 측의 단부의 외경보다도 작게 설정된 테이퍼형상으로 형성되어 있다. 또한, 채취용 필터 (7) 의 상세에 대해서는 추가로 후술한다.
도입관 (8) 은 홀더 (6) 와 동일하게 유리로 이루어지는 관형상의 부재로, 채취용 필터 (7) 의 개구부 (7a) 에 대해 착탈가능하다. 즉, 이 도입관 (8) 은 일단에 채취관 (2) 의 단부를 연결하기 위한 연결부 (13) 를 갖고 있고, 또한 타단이 장착체 (9) 를 관통하여 채취용 필터 (7) 의 개구부 (7a) 내로 착탈가능하게 삽입되어 있다.
장착체 (9) 는 채취용 필터 (7) 를 홀더 (6) 내에서 지지하기 위한 제 1 지지체 (14) 와, 도입관 (8) 을 제 1 지지체 (14) 에 대해 장착하기 위한 제 2 지지체 (15) 를 갖고 있다. 제 1 지지체 (14) 는 수지제 또는 금속제의 부재로, 채취용 필터 (7) 의 개구부 (7a) 측 단부를 지지하기 위한 구멍부 (14a) 를 갖고 있다. 구멍부 (14a) 의 내주면에는 나선홈 (14b) 이 형성되어 있다. 제 1 지지체 (14) 는 그 나선홈 (14b) 에 의해 홀더 (6) 의 장착부 (11) 측의 나선홈 (11a) 에 나선 고정되어 있다. 또한, 제 1 지지체 (14) 는 도 3 의 좌방향으로 돌출하는 돌출부 (16) 를 갖고 있다. 돌출부 (16) 는 도입관 (8) 의 선단부를 삽입가능한 관통구멍 (16a) 을 갖고 있고, 또한 외주면에 나선홈 (16b) 이 형성되어 있다.
또한, 제 2 지지체 (15) 는 제 1 지지체 (14) 와 동일하게 수지제 또는 금속제의 부재로, 내주면에 나선홈 (15a) 이 형성된 덮개형상으로 형성되어 있고, 도입관 (8) 을 삽입하기 위한 관통구멍 (15b) 을 갖고 있다. 이 제 2 지지체 (15) 는 관통구멍 (15b) 에 도입관 (8) 이 삽입된 상태에서, 나선홈 (15a) 에 의해 제 1 지지체 (14) 의 돌출부 (16) 의 나선홈 (16b) 에 나선 고정되어 있다.
이와 같은 채취기 (3) 에 장착된 채취용 필터 (7) 는 홀더 (6) 로부터 떼어낼 수 있다. 이 경우에는 장착체 (9) 의 제 2 지지체 (15) 를 제 1 지지체 (14) 로부터 떼어내고, 도입관 (8) 을 채취용 필터 (7) 로부터 빼낸다. 그리고, 제 1 지지체 (14) 를 홀더 (6) 로부터 떼어내면, 채취용 필터 (7) 는 제 1 지지체 (14) 에 의해 지지되면서, 홀더 (6) 로부터 분리된다.
흡인기 (4) 는 배기유로 (20) 와 흡인장치 (21) 를 구비하고 있다. 배기유로 (20) 는 일단이 관형상 조인트 (22) 를 사용하여 채취기 (3) 의 배출로 (12a) 에 연결되어 있고, 또한 채취기 (3) 측으로부터 순서대로 냉각기 (23) 와 트랩 (24) 을 이 순서대로 갖고 있다. 흡인장치 (21) 는 배기유로 (20) 의 타단에장착되어 있고, 흡인펌프 (21a) 와 가스미터 (21b) 를 이 순서대로 갖고 있다. 흡인펌프 (21a) 는 유량조절기능을 갖고, 24 시간이상 연속적으로 사용할 수 있는 것이다. 또한, 가스미터 (21b) 는 시료가스의 유량을 측정하기 위한 것으로, 10 ∼ 40 ℓ/ 분의 범위를 0.1 ℓ/ 분까지 측정할 수 있는 것이다.
다음으로, 전술한 채취기 (3) 에 있어서 사용되는 채취용 필터 (7) 의 상세에 대하여 설명한다. 채취용 필터 (7) 는 유체통과성 (이 실시 형태에서는 통기성) 을 갖는 3 차원 그물코구조의 성형체로 이루어진다.
채취용 필터 (7) 를 구성하는 성형체는 섬유재료 (섬유재료의 군) 와 무기계 결합재를 함유하고 있다. 여기에서 사용되는 섬유재료는 다이옥신류, 그 전구체 및 공면 PCB 등의 각종 염소화 유기화합물과 실질적으로 화합반응하지 않는 것으로, 예를 들면 섬유상활성탄, 탄소섬유, 유리섬유, 알루미나섬유 (특히, 활성알루미나섬유), 실리카섬유 및 테프론섬유 등이다. 이들의 섬유재료는 각각 단독으로 사용되어도 되고, 2 종 이상의 것이 병용되어도 된다. 또한, 섬유재료의 섬유직경 및 비표면적은 특별히 한정되지 않는다.
단, 이 섬유재료의 평균 종횡비 (길이/직경) 는 10,000 이하, 특히 1,000 ∼ 10,000 이 바람직하다. 섬유재료의 평균 종횡비가 10,000 을 초과하는 경우에는 시료유체 (시료가스) 의 채취 중에 압력손실이 증대되고, 전술한 JIS 규격 (JIS K 0311 : 1999) 에서 규정되어 있는 등속흡인을 할 수 없게 되는 등의 우려가 있다.
또한, 이 성형체에 함유되는 무기계 결합재는 섬유재료를 상호 결합시켜 섬유재료로 이루어지는 군을 일체화하고, 섬유재료로 이루어지는 군에 일정한 성형형상을 부여하는 성질을 갖는 것, 즉 섬유재료로 이루어지는 군을 일정한 성형형상으로 유지하는 바인더로서 기능하는 것이다. 이 실시 형태에 있어서 보다 구체적으로는, 섬유재료로 이루어지는 군을, 전술한 채취용 필터 (7) 의 형상, 즉 일단이 폐쇄된 원통형상으로 설정하기 위한 것이다.
여기에서 이용가능한 무기계 결합재는 전술한 성능을 갖고, 게다가 섬유재료와 동일하게 염소화 유기화합물과 실질적으로 화합반응하지 않는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 흡착성능, 특히 염소화 유기화합물에 대한 흡착성능을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 흡착성능을 갖는 무기계 결합재로는 예를 들면, 알루미나 (특히, 활성알루미나), 제오라이트, 이산화규소 (실리카), 산성백토 및 아파타이트 등을 들 수 있다. 이들 무기계 결합재는 각각 단독으로 사용되어도 되고, 2 종 이상의 것이 병용되어도 된다. 또한, 무기계 결합재는 형태가 특별히 한정되지 않지만, 통상적으로는 입자형상의 것이 사용된다.
여기에서, 제오라이트는 일반식 XmYnO2n·sH2O 로 나타나는 수화알루미노규산염으로, 일반식 중, X 는 Na, Ca 또는 K 등을, Y 는 Si + Al 을 각각 나타내고 있고, 또한, s 는 일정하지 않다. 이와 같은 제오라이트로는 합성 제오라이트를 사용하는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같은 무기계 결합재 중, 본 발명에서는 타르 흡착성을 갖는 것을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 이와 같은 특징을 갖는 무기계 결합재를 사용한 경우, 채취용 필터 (7) 는 예를 들면, 시료가스 중에 함유되는 일산화탄소에 유래하여 생성되는 타르 (상세는 후술) 를 효과적으로 흡착할 수 있고, 이와 같은 타르 중에 용해된 다이옥신류나 공면 PCB 등의 각종 염소화 유기화합물도 보다 확실하게 포착하여 채취할 수 있다. 또한, 타르를 흡착할 수 있는 무기계 결합재로는 알루미나, 제오라이트 및 이산화규소를 예시할 수 있다. 알루미나로는 활성알루미나를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 이들 타르를 흡착할 수 있는 무기계 결합재는 각각 단독으로 사용되어도 되고, 2 종이상의 것이 병용되어도 된다.
전술한 바와 같은 섬유재료와 무기계 결합재를 함유하는 성형체는 부피밀도가 0.1 ∼ 1 g/㎤ 로 설정되는 것이 바람직하고, 0.3 ∼ 0.7 g/㎤ 로 설정되어 있는 것이 보다 바람직하다. 성형체의 부피밀도가 0.1 g/㎤ 미만인 경우는, 시료가스 중에 함유되는 염소화 유기화합물의 일부가 채취용 필터 (7) 를 통과해 버리는 경우가 있고, 시료가스 중에 함유되는 염소화 유기화합물을 실질적으로 빠짐없이 채취하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 반대로, 부피밀도가 1 g/㎤ 를 초과하는 경우에는 채취용 필터 (7) 에 있어서, 시료가스 중에 함유되는 입자형상물을 포착한 때에 압력손실이 높아질 우려가 있고, 그 결과, 시료가스가 통과하기 어려워져, 전술한 JIS 규격 (JIS K 0311 : 1999) 에서 규정되어 있는 등속흡인을 할 수 없게 될 가능성이 있다. 또한, 채취용 필터 (7) 에 의해 채취된 염소화 유기화합물을 추출하기 위한 후술하는 추출조작에 있어서, 추출율의 저하를 초래할 우려가 있다.
또한, 채취용 필터 (7) 를 구성하는 성형체로서 바람직한 것은, 섬유재료로서 활성알루미나섬유를 사용하고, 무기계 결합재로서 입자형상의 활성알루미나를 사용한 것이다. 특히, 이와 같은 성형체로, 또한 부피밀도가 0.3 ∼ 0.7 g/㎤ 의 범위에 설정되어 있는 것이 가장 바람직하다.
전술한 바와 같은 성형체로 이루어지는 채취용 필터 (7) 는 예를 들면, 다음과 같이 하여 제조할 수 있다. 우선, 전술한 섬유재료와 무기계 결합재를 함유하는 성형재료를 조제한다. 여기에서는 무기계 결합재를 수중에 분산시킨 분산액을 조제하고, 이 분산액 중에 수지재료를 첨가하여 무기계 결합재와 수지재료를 균일하게 혼합한다. 이 때, 섬유재료와 무기계 결합재의 혼합비율은 목적으로 하는 성형체의 부피밀도가 전술한 범위가 되도록 적정하게 조절하는 것이 바람직하다.
다음에, 얻어진 성형재료를 소정의 형상, 즉 일단이 폐쇄된 원통형상으로 성형하여 성형물을 얻는다. 여기에서의 성형방법으로는 주지의 각종 성형방법, 예를 들면 습식금형 성형법 등을 채용할 수 있다. 그리고, 얻어진 성형물을 열처리하여 소결하면, 목적으로 하는 성형체 즉, 채취용 필터 (7) 를 얻을 수 있다. 또한, 소결시의 온도는 특별히 한정되지 않지만, 섬유재료 및 무기계 결합재의 한쪽 또는 양쪽에 알루미나를 사용하는 경우에는 당해 알루미나를 활성화시켜 활성알루미나화할 수 있는 온도범위, 구체적으로는 150 ∼ 700 ℃ 로 설정하는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이 하여 제조되는 성형체는 추가로, 무기계 결합재를 수중에 분산시킨 수계 분산액 중에 침지시키고, 그 후 건조처리되어도 된다. 성형체에대하여 이와 같은 처리를 실시하면, 성형체 중에 무기계 결합재가 함침되어, 무기계 결합재를 보다 많이 함유하는 성형체를 제조할 수 있다. 또한, 이와 같은 처리에 의해 성형체의 부피밀도를 전술한 바람직한 범위로 조정할 수도 있다. 이와 같은 성형체는 결과적으로 무기계 결합재를 많이 함유하는 것이 되기 때문에, 무기계 결합재로서 전술한 타르 흡착능을 갖는 것을 사용한 경우, 시료가스 중에 후술하는 미연분의 탄화수소류나 일산화탄소가 많이 함유되는 경우라도, 시료가스 중에 함유되는 염소화 유기화합물을 보다 빠짐없이 포착할 수 있다. 또한, 성형체의 건조방법은 특별히 한정되지 않지만, 통상적으로는 성형체를 150 ∼ 700 ℃ 온도로 가열처리하여 수분을 제거하는 방법을 채용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 전술한 채취장치 (1) 의 사용방법, 즉 전술한 채취장치 (1) 를 사용한 염소화 유기화합물의 채취방법에 대하여 설명한다. 여기에서는 폐기물을 소각처리하기 위한 소각시설의 공간내, 예를 들면 연도내를 흐르는 배기가스로부터 시료가스를 채취하고, 그 시료가스 중에 함유되는 다이옥신류나 공면 PCB 등의 각종 염소화 유기화합물을 채취하는 경우에 대하여 설명한다. 이 경우, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 채취장치 (1) 의 채취관 (2) 의 선단부를 연도 (25) 에 설치된 시료채취구 (25a) 로부터 연도 (25) 내에 삽입한다. 이 때, 채취관 (2) 에 패킹 (26) 을 장착하고, 채취관 (2) 과 시료채취구 (25a) 의 간극을 기밀하게 밀봉한다. 또한, 채취기 (3) 의 분기로 (12b) 내에 온도계나 열전대 등의 측온기 (27) 를 장착한다.
이 상태에서 흡인펌프 (21a) 를 작동시키고, 연도 (25) 내를 흐르는 배기가스의 일부를 시료가스로서 채취관 (2) 내에 등속흡인한다. 이 때, JIS Z 8808 에 준하여 연도 (25) 내를 흐르는 배기가스의 온도, 유속, 압력, 수분량 등을 측정하여 등속흡인량을 계산하고, 그 계산결과에 근거하여 흡인펌프 (21a) 에 의한 흡인유량을 조정한다. 여기에서 설정한 유량은 그 결과를 가스미터 (21b) 에 의해 적정하게 감시하여, 등속흡인상태가 계속되도록 적정하게 조절하는 것이 바람직하다.
채취관 (2) 내에 흘러들어간 시료가스는 냉각기 (5) 에 의해 냉각되고, 통상 다이옥신류의 생성온도 이하, 예를 들면 120 ℃ 이하의 온도로 냉각된다. 이에 의해, 채취관 (2) 내에서는 다이옥신류의 새로운 발생이 방지된다.
냉각된 시료가스는 채취관 (2) 으로부터 채취관 (3) 의 도입관 (8) 을 경유하여 채취용 필터 (7) 내로 유입된다. 채취용 필터 (7) 내로 유입된 시료가스는 도 3 에 화살표로 나타내는 바와 같이, 채취용 필터 (7) 를 통과하여 홀더 (6) 의 본체부 (10) 내로 유출되고, 또한 배출로 (12a) 를 경유하여 흡인기 (4) 를 향해 흐른다. 이 때, 시료가스 중에 함유되는 각종 매진 및 입자상태 및 가스상태 모두의 다이옥신류나 공면 PCB 등의 각종 염소화 유기화합물은 채취용 필터 (7) 를 구성하는 성형체에 함유되는 전술한 섬유재료 및 무기계 결합재에 의해 동시에 포착되어, 시료가스 중에서 채취된다.
그런데, 시료가스 중에 미연분의 탄산수소류나 일산화탄소 (CO) 등의 탄소화합물이 많이 함유되는 경우, 시료가스 중에는 당해 탄소화합물에 유래하는 타르가 생성되기 쉽다. 이 타르는 다이옥신류나 공면 PCB 를 비롯한 각종 염소화 유기화합물을 용해하여 내부에 넣는 경우가 많다. 이 때문에, 채취용 필터 (7) 로서 타르 흡착성능을 갖는 무기계 결합재를 사용하고 있지 않은 것, 예를 들면 전술한 섬유재료를 셀룰로오스계 바인더 등의 유기계 바인더를 사용하여 성형한 성형체로 이루어지는 것을 사용한 경우, 당해 필터는 시료가스 중에서 생성된 타르를 효과적으로 포착할 수 없고, 결과적으로 시료가스 중에 함유되는 타르의 일부가 당해 필터를 통과하여 외부로 배출되어 버릴 가능성이 있다. 즉, 당해 일부의 타르와 함께, 거기에 용해된 염소화 유기화합물이 필터에 의해 채취되지 않고, 외부로 배출될 가능성이 있다. 이것은 본 발명자 등이 본 발명에 이르는 과정에서 찾아낸 현상으로, 미연분의 탄소화합물의 양을 판단하는 지표로서 일산화탄소를 사용하여 판정한 경우, 특히 시료가스 중에 함유되는 일산화탄소 농도가 150 ppm 을 초과하는 경우에, 이와 같은 타르의 통과가 현저하게 일어날 수 있다는 것이 판명되고 있다.
이에 대해, 본 실시 형태에 관계된 채취용 필터 (7) 는 전술한 바와 같은 섬유재료와 타르 흡착능을 갖는 무기계 결합재를 함유하는 성형체로 이루어지는 경우, 비록 시료가스 중에 미연분의 탄소화합물 농도가 고농도라 하더라도 (예를 들면, 시료가스 중의 일산화탄소 농도가 150 ppm 을 초과하는 경우라도), 시료가스 중에 함유되는 타르도 실질적으로 빠짐없이 포착할 수 있다. 즉, 이 채취용 필터 (7) 는 시료가스 중의 미연분의 탄소화합물 농도의 고저에 관계없이, 시료가스 중에 함유되는 입자상태 및 가스상태 모두의 다이옥신류나 공면 PCB 등의 각종 염소화 유기화합물을 실질적으로 빠짐없이 포착하여 채취할 수 있다.
전술한 바와 같이 하여, 매진 및 입자상태 및 가스상태의 각종 염소화 유기화합물이 채취용 필터 (7) 에 의해 실질적으로 빠짐없이 제거된 시료가스는 계속해서 배출로 (12a) 로부터 흡인기 (4) 를 향해 흐른다. 이 때, 배출로 (12a) 를 흐르는 시료가스 온도는 분기로 (12b) 에 장착된 측온기 (27) 에 의해 측정되고 관리된다.
배출로 (12a) 로부터 배출된 시료가스는 배기유로 (20) 내로 흘러들어가, 이 냉각기 (23) 에 의해 다시 냉각된다. 이에 의해, 시료가스 중에 함유되는 수분이 응축되고, 트랩 (24) 내에 저류(貯留)된다. 이와 같이 하여 수분이 제거된 시료가스는 흡인펌프 (21a) 를 경유하여 가스미터 (21b) 로부터 외부로 배출된다. 또한, 이와 같은 채취장치 (1) 에 의한 시료가스, 즉 배기가스의 채취는 통상적으로, 염소화 유기화합물의 검출한계치로부터 상정되는 배기가스량에 상당하는 시간 (통상, 배기가스 1 ∼ 3 N㎥ / 3 ∼ 4 시간) 동안 실시된다.
이와 같이 하여 채취된 시료가스 (배기가스) 중에 함유되는 염소화 유기화합물 농도를 분석하는 경우에는, 연도 (25) 로부터 채취장치 (1) 를 떼어내고, 또한 채취장치 (1) 로부터 채취기 (3) 를 분리한다. 또한, 분리된 채취기 (3) 로부터 채취용 필터 (7) 를 꺼낸다.
다음에, 채취관 (2), 도입관 (8) 및 홀더 (6) 내를 용매를 사용하여 세정하고, 그 때의 세정액을 확보한다. 또한, 채취기 (3) 의 채취용 필터 (7) 에 의해 포착된 염소화 유기화합물을 용매로 추출한다. 여기에서, 채취용 필터 (7) 에 포착된 염소화 유기화합물의 추출조작은 예를 들면, 통상의 속슬렛(Soxhlet) 추출기를 사용하여 실시할 수 있지만, 이 채취용 필터 (7) 는 전술한 바와 같은 소형 크기로 설정되어 있는 경우에는 고속 추출기의 셀내에 수용할 수 있어, 당해 고속 추출기를 사용하여 신속하게 추출조작을 실시할 수 있다. 또한, 당해 채취용 필터 (7) 는, 그것을 구성하는 성형체의 부피밀도가 전술한 범위로 설정되어 있는 경우, 추출시간을 단축하기 위한 특수한 추출조건을 설정할 필요가 없이, 포착된 염소화 유기화합물을 단시간에 신속하게 용매 중으로 용출시킬 수 있다.
염소화 유기화합물을 분석할 때는, 전술한 세정액 및 전술한 바와 같은 추출조작에 의해 얻어진 추출액을 합하고, 이것에 대해 분석조작을 실시한다. 이 경우의 분석방법으로는 예를 들면, 후생성 생활위생국 수도환경부 환경정비과편 「폐기물처리에 있어서의 다이옥신류 표준측정 분석매뉴얼」(1997 년 3 월 : 재단법인 폐기물 연구재단 발행) 에 기재된 방법, 또는 일본공업규격 JIS K 0311 : 1999 (1999 년 9 월 20 일 제정) 에 규정된 방법에 따라, 가스크로마토그래프 질량분석법 (GC / MS 법) 을 사용한 방법을 채용할 수 있다.
채취장치 (1) 를 사용하여 다른 시료가스를 채취하는 경우에는 예를 들면, 채취기 (3) 를 새로운 것으로 교환한다. 이 경우, 채취장치 (1) 는 채취관 (2) 만을 충분히 세정하는 것만으로 다음의 시료가스 채취용으로 사용할 수 있기 때문에, 시료가스 채취전의 준비작업이 종래의 임핀저를 사용한 것에 비해 현격하게 경감되어, 시료가스 채취에 요하는 시간을 대폭 단축할 수 있으며, 또한 시료가스 채취에 요하는 비용을 대폭 저감할 수 있다. 또한, 이 채취장치 (1), 특히 채취기 (3) 는 종래의 복잡한 채취장치에 비해 구성이 간소하기 때문에, 취급이나 운반이 용이하다. 이 때문에, 이 채취장치 (1) 를 사용하면, 종래의 임핀저를 사용한 대형의 채취장치를 설치하기 어려운 연도 등에 대해서도 용이하게 시료가스의 채취작업을 실시할 수 있다.
또한, 한번 사용된 채취기 (3) 는 홀더 (6) 와 도입관 (8) 을 충분히 세정하고 채취용 필터 (7) 를 새로운 것으로 교환하면, 반복해서 재이용할 수 있다.
본 발명은 예를 들면, 다음과 같은 변형이 가능하다.
(1) 전술한 실시 형태에서는 채취용 필터 (7) 로서 원통형상의 것을 사용하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 채취용 필터 (7) 가 원주형상이나 원반형상으로 형성되어 있는 경우에도 본 발명을 동일하게 실시할 수 있다.
(2) 전술한 실시 형태에서는 폐기물의 소각로로부터 배출되는 배기가스 (시료가스) 중에 함유되는 다이옥신류나 공면 PCB 등의 염소화 유기화합물을 채취하는 경우에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 채취용 필터, 채취기 및 채취방법은 배기가스 이외의 유체 중에 함유되는 염소화 유기화합물을 채취하는 경우에도 동일하게 사용할 수 있다. 예를 들면, 환경 대기 중에 함유되는 염소화 유기화합물 및 공장폐수, 해수, 담수 및 수도수 등의 수중에 함유되는 염소화 유기화합물을 채취하는 경우에 대해서도 본 발명의 채취용 필터 등을 동일하게 사용할 수 있다.
또한, 공장폐수 등의 수중에 함유되는 염소화 유기화합물을 채취하는 경우, 채취시료는 액체시료가 된다. 이 경우, 당해 액체시료는 입자상태, 기포상태 (즉, 기액 혼합상태) 및 용해상태 (즉, 액중에 용해된 상태) 의 다양한 상태의 각종염소화 유기화합물을 함유할 가능성이 있지만, 본 발명의 채취용 필터는 이와 같은 다양한 상태의 각종 염소화 유기화합물을 동시에 포착하여 액체시료 중에서 채취할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세하게 설명한다. 여기에서는 이해의 편의를 돕기 위해 우선 비교예를 들고, 그 후에 실시예를 든다.
비교예 1
평균섬유직경이 4 ㎛ 인 석탄계 섬유상활성탄 5 중량% 와, 평균섬유직경이 13 ㎛ 인 탄소섬유 95 중량% 를 혼합하고, 이것에 셀룰로오스계 바인더를 첨가하여 성형재료를 얻었다. 얻어진 성형재료를 일단이 폐쇄된 원통형상으로 성형하고, 이 성형체를 가열하여 셀룰로오스계 바인더를 건조시켰다. 이에 의해, 개구단측의 외경이 19 ㎜, 폐쇄단측의 외경이 18 ㎜, 두께가 5 ㎜ 및 길이가 120 ㎜ 로 각각 설정되었다. 중량이 2.3 g 이고, 부피밀도가 0.11 g/㎤ 인 원통형상의 성형체 (채취용 필터) 를 얻었다.
얻어진 채취용 필터를 사용하여 전술한 실시 형태에 관계된 염소화 유기화합물의 채취기 (3) 를 작성하고, 이 채취기 (3) 를 사용하여 전술한 실시 형태에 관계된 채취장치 (1) 를 구성하였다. 그리고, 폐기물을 소각처리 중의 소각로의 연도로부터 이 채취장치 (1) 를 사용하여 시료가스 (배기가스) 를 채취하고, 당해 시료가스 중에 함유되는 다이옥신류 및 공면 PCB 등의 각종 염소화 유기화합물을 채취하였다. 또한, 시료가스의 채취조건은 JIS K 0311 : 1999 에 규정된 조건을 따랐다.
동시에 JIS K 0311 : 1999 에 예시된 임핀저를 구비한 시료가스 채취장치 (이하, 「JIS 법 예시장치」로 칭함) 를 사용하여 동일한 연도로부터 동일한 조건으로 시료가스 (배기가스) 를 채취하고, 당해 시료가스 중에 함유되는 다이옥신류 및 공면 PCB 등의 각종 염소화 유기화합물을 채취하였다.
채취된 염소화 유기화합물을 JIS K 0311 : 1999 에 준한 방법에 따라 추출하고, 동 JIS 에 규정된 분석방법에 따라 정량 분석하였다. 그 결과, 시료가스 중의 평균 일산화탄소 농도가 150 ppm 이하인 경우, 이 비교예의 채취용 필터를 사용한 채취장치에 의해 채취된 염소화 유기화합물량은 JIS 법 예시장치를 사용하여 채취된 염소화 유기화합물과 3 % 상이하지만, 실질적으로 JIS 법 예시장치에 의한 경우와 일치하고 있다는 것이 판명되었다. 또한, 시료가스 중의 평균 일산화탄소 농도가 510 ppm 인 경우, 이 비교예의 채취용 필터를 사용하여 채취된 염소화 유기화합물량은 JIS 법 예시장치를 사용하여 채취된 염소화 유기화합물량의 85 % 에 불과하였다. 이에 의해 이 비교예의 채취용 필터는 시료가스 중의 일산화탄소 농도가 높아지면, 즉 시료가스 중의 미연의 탄소화합물의 농도가 높아지면, 시료가스 중에 함유되는 염소화 유기화합물의 일부를 포착하기 어려워지게 된다는 것을 알 수 있다.
비교예 2
평균섬유직경이 4 ㎛ 인 석탄계 섬유상활성탄 5 중량%, 평균섬유직경이 13 ㎛ 인 탄소섬유 65 중량% 및 평균섬유직경이 3 ㎛ 인 유리섬유 30 중량% 를 혼합하고, 이것에 셀룰로오스계 바인더를 첨가하여 성형재료를 얻었다. 얻어진 성형재료를 일단이 폐쇄된 원통형상으로 성형하고, 이 성형체를 가열하여 셀룰로오스계 바인더를 건조시켰다. 이에 의해 비교예 1 의 것과 동일한 크기로 설정된 중량이 2.5 g 이고, 부피밀도가 0.13 g/㎤ 인 원통형상의 성형체 (채취용 필터) 를 얻었다.
얻어진 채취용 필터를 사용하여 비교예 1 의 경우와 동일하게, 연도로부터 채취한 시료가스 중에 함유되는 염소화 유기화합물을 채취하고, 그 정량분석 결과를 JIS 법 예시장치에 의해 채취한 경우의 결과와 비교한 결과, 시료가스 중의 평균 일산화탄소 농도가 150 ppm 이하인 경우, 이 비교예의 채취용 필터를 사용하여 채취된 염소화 유기화합물량은 JIS 법 예시장치를 사용하여 채취된 염소화 유기화합물과 3 % 상이하지만, 실질적으로 JIS 법 예시장치에 의한 경우와 일치하고 있다는 것이 판명되었다. 또한, 시료가스 중의 평균 일산화탄소 농도가 550 ppm 인 경우, 이 비교예의 채취용 필터를 사용하여 채취된 염소화 유기화합물량은 JIS 법 예시장치를 사용하여 채취된 염소화 유기화합물량의 82 % 에 불과하였다. 이에 의해, 이 비교예의 채취용 필터는 시료가스 중의 일산화탄소 농도가 높아지면, 즉 시료가스 중의 미연의 탄소화합물의 농도가 높아지면, 시료가스 중에 함유되는 염소화 유기화합물의 일부를 포착하기 어려워지게 된다는 것을 알 수 있다.
실시예 1
입자형상의 알루미나 (무기계 결합재) 를 약 20 중량% 함유하는 알루미나 수분산액을 조제하고, 이 알루미나 수분산액 중에 섬유재료로서 평균섬유입경이 6 ㎛ 이고, 평균 종횡비가 2,000 인 알루미나섬유 (γ-알루미나 72 중량% 와 실리카 28중량% 를 함유하는 것) 를 첨가하여 혼합하였다. 얻어진 성형재료를 일단이 폐쇄된 원통형상으로 성형하고, 200 ℃ 에서 소결하였다. 이에 의해, 비교예 1 의 것과 동일한 크기로 설정된 중량이 8.5 g 이고, 부피밀도가 0.38 g/㎤ 인 통기성을 갖는 원통형상의 성형체 (채취용 필터) 를 얻었다. 또한, 이 성형체중에 함유되는 알루미나섬유 및 입자형상인 알루미나의 양은 각각 5.7 g 및 2.8 g 이었다.
얻어진 성형체 일부의 전자현미경사진을 도 5 에 나타낸다. 도 5 로부터, 이 성형체는 알루미나섬유끼리 무기계 결합재인 입자형상인 알루미나에 의해 결합되고, 통기성을 갖는 미세한 그물형상 구조 (3 차원 그물코구조) 로 형성되어 있는 것을 알 수 있다.
얻어진 채취용 필터를 사용하고, 비교예 1 의 경우와 동일하게 연도로부터 채취한 시료가스 중에 함유되는 염소화 유기화합물을 채취하고, 그 정량분석 결과를 JIS 법 예시장치에 의해 채취한 경우의 결과와 비교한 결과, 시료가스 중의 평균 일산화탄소 농도가 150 ppm 이하인 경우 및 동 농도가 650 ppm 인 경우의 어느 경우에 대해서도, JIS 법 예시장치를 사용하여 채취된 염소화 유기화합물량과 1 % 상이하지만, 실질적으로 JIS 법 예시장치에 의한 경우와 일치하고 있다는 것이 판명되었다. 이에 의해, 이 실시예 1 의 채취용 필터는 시료가스 중의 일산화탄소 농도에 관계없이, 즉 시료가스 중의 미연의 탄소화합물의 농도에 관계없이, 시료가스 중에 함유되는 입자상태 및 가스상태 모두의 각종 염소화 유기화합물을 JIS 법 예시장치를 사용한 경우와 실질적으로 동등하게 채취할 수 있다는 것을 알 수있다.
실시예 2
섬유재료로서 평균섬유직경이 5 ㎛ 이고 평균 종횡비가 2,400 인 알루미나섬유 (95 중량% 이상이 γ-알루미나) 를 사용한 점을 제외하고, 실시예 1 의 경우와 동일하게 조작하여 통기성을 갖는 같은 크기의 원통형상의 성형체 (채취용 필터) 를 얻었다. 이 성형체는 중량이 7.9 g, 부피밀도가 0.32 g/㎤ 이고, 또한 성형체 중에 함유되는 알루미나섬유 및 입자형상의 알루미나의 양은 각각 5.3 g 및 2.6 g 이었다.
얻어진 채취용 필터를 사용하고, 비교예 1 의 경우와 동일하게 연도로부터 채취한 시료가스 중에 함유되는 염소화 유기화합물을 채취하고, 그 정량분석 결과를 JIS 법 예시장치에 의해 채취한 경우의 결과와 비교한 결과, 시료가스 중의 평균 일산화탄소 농도가 150 ppm 이하인 경우 및 동 농도가 650 ppm 인 경우의 어느 경우에 대해서도 JIS 법 예시장치를 사용하여 채취된 염소화 유기화합물량과 1 % 상이하지만, 실질적으로 JIS 법 예시장치에 의한 경우와 일치하고 있다는 것이 판명되었다. 이에 의해, 이 실시예 2 의 채취용 필터는 시료가스 중의 일산화탄소 농도에 관계없이, 즉 시료가스 중의 미연의 탄소화합물의 농도에 관계없이, 시료가스 중에 함유되는 입자상태 및 가스상태의 양 형태의 각종 염소화 유기화합물을 JIS 법 예시장치를 사용한 경우와 실질적으로 동등하게 채취할 수 있다는 것을 알 수 있다.
실시예 3
실시예 1 에서 얻어진 성형체를 입자형상 알루미나가 20 중량% 분산되어 있는 수분산액 중에 다시 침지시킨 후에 꺼내고, 200 ℃ 에서 열처리하여 건조하였다. 이에 의해, 중량이 12.8 g, 부피밀도가 0.6 g/㎤ 인 성형체 (채취용 필터) 를 수득하였다.
얻어진 채취용 필터를 사용하고, 비교예 1 의 경우와 동일하게 연도로부터 채취한 시료가스 중에 함유되는 염소화 유기화합물을 채취하고, 그 정량분석 결과를 JIS 법 예시장치에 의해 채취한 경우의 결과와 비교한 결과, 시료가스 중의 평균 일산화탄소 농도가 150 ppm 이하인 경우 및 동 농도가 750 ppm 인 경우의 어느 경우에 대해서도, JIS 법 예시장치를 사용하여 채취된 염소화 유기화합물량과 1 % 상이하지만, 실질적으로 JIS 법 예시장치에 의한 경우와 일치하고 있다는 것이 판명되었다. 이에 의해, 이 실시예 3 의 채취용 필터는 시료가스 중의 일산화탄소 농도에 관계없이, 즉 시료가스 중의 미연의 탄소화합물의 농도에 관계없이, 시료가스 중에 함유되는 입자상태 및 가스상태 모두의 각종 염소화 유기화합물을 JIS 법 예시장치를 사용한 경우와 실질적으로 동등하게 채취할 수 있다는 것을 알 수 있다.
실시예 4
실시예 2 에서 얻어진 성형체를 입자형상 알루미나가 20 중량% 분산되어 있있는 수분산액 중에 다시 침지시킨 후에 꺼내고, 300 ℃ 에서 열처리하여 건조시켰다. 이에 의해, 중량이 12.3 g, 부피밀도가 0.58 g/㎤ 인 성형체 (채취용 필터) 를 얻었다.
얻어진 채취용 필터를 사용하고, 비교예 1 의 경우와 동일하게 연도로부터 채취한 시료가스 중에 함유되는 염소화 유기화합물을 채취하고, 그 정량분석 결과를 JIS 법 예시장치에 의해 채취한 경우의 결과와 비교한 결과, 시료가스 중의 평균 일산화탄소 농도가 150 ppm 이하인 경우 및 동 농도가 700 ppm 인 경우의 어느 경우에 대해서도, JIS 법 예시장치를 사용하여 채취된 염소화 유기화합물량과 1 % 상이하지만, 실질적으로 JIS 법 예시장치에 의한 경우와 일치하고 있다는 것이 판명되었다. 이에 의해, 이 실시예 4 의 채취용 필터는 시료가스 중의 일산화탄소 농도에 관계없이, 즉 시료가스 중의 미연의 탄소화합물의 농도에 관계없이, 시료가스 중에 함유되는 입자상태 및 가스상태의 양 형태의 각종 염소화 유기화합물을 JIS 법 예시장치를 사용한 경우와 실질적으로 동등하게 채취할 수 있다는 것을 알 수 있다.
실시예 5
섬유재료로서 평균섬유직경이 4 ㎛ 이고 평균 종횡비가 3,000 인 유리섬유를 사용한 점을 제외하고, 실시예 1 의 경우와 동일하게 조작하여 통기성을 갖는 같은 크기의 원통형상의 성형체를 얻었다. 이 성형체는 중량이 8.8 g, 부피밀도가 0.37 g/㎤ 이고, 또한 성형체 중에 함유되는 유리섬유 및 입자형상의 알루미나의 양은 각각 6.1 g 및 2.7 g 이었다.
얻어진 성형체를 입자형상 알루미나가 20 중량% 분산되어 있는 수분산액 중에 다시 침지시킨 후에 꺼내고, 400 ℃ 에서 열처리하여 건조시켰다. 이에 의해, 중량이 12.9 g, 부피밀도가 0.62 g/㎤ 인 성형체 (채취용 필터) 를 얻었다.
얻어진 채취용 필터를 사용하고, 비교예 1 의 경우와 동일하게 연도로부터 채취한 시료가스 중에 함유되는 염소화 유기화합물을 채취하고, 그 정량분석 결과를 JIS 법 예시장치에 의해 채취한 경우의 결과와 비교한 결과, 시료가스 중에 평균 일산화탄소 농도가 150 ppm 이하인 경우 및 동 농도가 550 ppm 인 경우의 어느 경우에 대해서도, JIS 법 예시장치를 사용하여 채취된 염소화 유기화합물량과 1 % 상이하지만, 실질적으로 JIS 법 예시장치에 의한 경우와 일치하고 있다는 것이 판명되었다. 이에 의해, 이 실시예 5 의 채취용 필터는 시료가스 중의 일산화탄소 농도에 관계없이, 즉 시료가스 중의 미연의 탄소화합물의 농도에 관계없이, 시료가스 중에 함유되는 입자상태 및 가스상태의 양 형태의 각종 염소화 유기화합물을 JIS 법 예시장치를 사용한 경우와 실질적으로 동등하게 채취할 수 있다는 것을 알 수 있다.
실시예 6
섬유재료로서 평균섬유직경이 7 ㎛ 이고 평균 종횡비가 1,500 인 실리카섬유를 사용한 점을 제외하고, 실시예 1 의 경우와 동일하게 조작하여 통기성을 갖는 같은 크기의 원통형상의 성형체를 얻었다. 이 성형체는 중량이 7.2 g, 부피밀도가 0.31 g/㎤ 이고, 또한 성형체 중에 함유되는 실리카섬유 및 입자형상의 알루미나의 양은 각각 4.7 g 및 2.5 g 이었다.
얻어진 성형체를 입자형상 알루미나가 20 중량% 분산되어 있는 수분산액 중에 다시 침지시킨 후에 꺼내고, 550 ℃ 에서 열처리하여 건조시켰다. 이에 의해, 중량이 11.3 g, 부피밀도가 0.58 g/㎤ 인 성형체 (채취용 필터) 를 얻었다.
얻어진 채취용 필터를 사용하고, 비교예 1 의 경우와 동일하게 연도로부터 채취한 시료가스 중에 함유되는 염소화 유기화합물을 채취하고, 그 정량분석 결과를 JIS 법 예시장치에 의해 채취한 경우의 결과와 비교한 결과, 시료가스 중의 평균 일산화탄소 농도가 150 ppm 이하인 경우 및 동 농도가 500 ppm 인 경우의 어느 경우에 대해서도, JIS 법 예시장치를 사용하여 채취된 염소화 유기화합물량과 1 % 상이하지만, 실질적으로 JIS 법 예시장치에 의한 경우와 일치하고 있다는 것이 판명되었다. 이에 의해, 이 실시예 6 의 채취용 필터는 시료가스 중의 일산화탄소 농도에 관계없이, 즉 시료가스 중의 미연의 탄소화합물의 농도에 관계없이, 시료가스 중에 함유되는 입자상태 및 가스상태의 양 형태의 각종 염소화 유기화합물을 JIS 법 예시장치를 사용한 경우와 실질적으로 동등하게 채취할 수 있다는 것을 알 수 있다.
본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하지 않고, 다른 여러가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에, 전술한 실시 형태 또는 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않아, 한정적으로 해석해서는 안 된다. 본 발명의 범위는 청구범위에 의해 나타내는 것으로, 명세서 본문에는 전혀 구속되지 않는다. 또한, 청구범위의 평균범위에 속하는 변형이나 변경은 모든 본 발명의 범위내의 것이다.

Claims (12)

  1. 유체 중에 함유된 염소화 유기화합물을 상기 유체로부터 제거하여 채취하기 위한 필터로서, 섬유재료와 상기 섬유재료를 상호 결합시키기 위한 무기계 결합재를 함유하는 유체통과성 성형체를 포함하는 염소화 유기화합물 채취용 필터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 성형체의 부피밀도가 0.1 ∼ 1 g/㎤ 인 염소화 유기화합물 채취용 필터.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 섬유재료가 섬유상활성탄, 탄소섬유, 유리섬유, 알루미나섬유, 실리카섬유 및 테프론섬유로 이루어지는 군에서 선택된 한 종류 이상의 섬유재료인 염소화 유기화합물 채취용 필터.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 무기계 결합재가 염소화 유기화합물 흡착성을 지닌 염소화 유기화합물 채취용 필터.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 무기계 결합재가 알루미나, 제오라이트 및 이산화규소로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상의 화합물인 염소화 유기화합물 채취용 필터.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 섬유재료가 활성알루미나섬유이고, 상기 무기계 결합재가 입자상 활성알루미나인 염소화 유기화합물 채취용 필터.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 성형체의 부피밀도가 0.3 ∼ 0.7 g/㎤ 인 염소화 유기화합물 채취용 필터.
  8. 유체 중에 함유된 염소화 유기화합물을 상기 유체로부터 제거하여 채취하기 위한 필터를 제조하는 방법으로서, 섬유재료와 상기 섬유재료를 상호 결합시키기 위한 무기계 결합재를 함유하는 성형재료를 제조하는 공정과, 상기 성형재료를 소정의 형상으로 성형한 후에 소결하여 성형체를 수득하는 공정을 포함하는 염소화 유기화합물 채취용 필터의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 성형체를 상기 무기계 결합재의 수계 분산액 중에 침지시킨 후에 건조하는 공정을 추가로 포함하는 염소화 유기화합물 채취용 필터의 제조방법.
  10. 수송관 내를 흐르는 유체 중에 함유된 염소화 유기화합물을 채취하기 위한 채취기로서, 섬유재료와 상기 섬유재료끼리를 결합시키기 위한 무기계 결합재를 함유하는, 상기 수송관으로부터 상기 유체를 통과시키기 위한 유체통과성 성형체로 이루어진 필터와, 상기 필터를 수용하고, 상기 필터를 통과한 상기 유체를 외부로배출하기 위한 배출구를 갖는 용기를 포함하는 염소화 유기화합물 채취기.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 필터는 일단에 상기 수송관을 삽입하기 위한 개구부를 가지고, 타단이 폐쇄된 원통형상인 염소화 유기화합물 채취기.
  12. 수송관 내를 흐르는 유체 중에 함유된 염소화 유기화합물을 채취하기 위한 방법으로서, 섬유재료와 상기 섬유재료를 상호 결합시키기 위한 무기계 결합재를 함유하는 유체통과성의 성형체로 이루어진 필터에 상기 수송관으로부터의 상기 유체를 통과시키는 공정을 포함하는 염소화 유기화합물의 채취방법.
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