KR20030033902A - 고감도 수중 불순물 감시 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 순환수 계통의 순환수 중의 불순물 농축 또는 유입을 감지하기 위한 양이온 전기전도도 감시 방법 및 장치에 관한 것으로서, 순환수 중에 불순물이 농축되거나 외부로부터 유입되어 염분 등과 같은 불순물 농도가 높아지면 부식 또는 스케일 생성을 촉진하여 설비수명을 단축시키거나 열효율을 저하시키기 때문에 불순물 농도를 낮게 유지할 필요가 있으며, 이로 인하여 순환수 계통 내의 불순물 유입 및 존재량에 대한 상시 감시 체계가 필요하며,
이러한 감시 체계의 하나로서의 종래의 양이온 전기전도도 측정방법은 수중의 나트륨, 칼슘, 마그네슘 등의 양이온을 수소이온으로 치환하여 주로 염산 및 황산으로 변환시켜 전기 전도도를 증가(화학적 증폭)시킴으로써 측정감도를 높이는 방법이나, 약산인 탄산이온은 해리도가 낮아 전기 전도도가 오히려 저하되는 문제점이 있으나, 본 발명은 낮은 전기 전도도를 나타내는 탄산이온을 염소 또는 황산 이온 등으로 전환시킴으로써 전기전도도를 더욱 증대시켜 측정 감도를 현저히 향상시킬 수가 있을 뿐만 아니라, 공기 또는 유기물의 유입 여부 및 그 유입량도 실시간으로 간단하고도 효율적으로 계측할 수가 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 순환수 계통의 순환수 중의 불순물 농축 또는 유입을 감지하기 위한 양이온 전기전도도 감시 방법 및 장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 종래의 양이온 칼럼에 음이온 칼럼을 부가하거나 또는 양이온 및 음이온 교환수지를 혼재시킨 혼합형 칼럼을 사용함으로써 양이온 전기전도도에 대한 측정 감도를 현저히 향상시킬 수가 있는 개선된 방법 및 이를 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.
일반적으로 수중의 불순물(염류)은 주로 나트륨, 칼슘 및 마그네슘과 같은 양이온과 염소이온, 황산이온 및 탄산이온과 같은 음이온으로 구성되어 있다. 계통 순환수 중에 불순물의 농도가 높아지면 부식이나 스케일 생성을 촉진하여 설비수명을 단축시키고 열효율을 저하시키기 때문에 수중의 불순물 농도를 낮게 유지하여야 한다. 대부분의 산업계에서는 불순물이 다량으로 포함된 공업용수를 열교환기의 냉각수로 사용하고 있으며, 이에 따라 냉각관 등에 부식 등에 의한 원인으로 미세한 구멍이 생기게 되면 냉각수가 계통에 유입되거나 농축되는 등, 불순물의 농도가 높아지기 쉽기 때문에 수중의 불순물에 대한 효율적인 상시 감시 체계의 구축은 매우 중요하다.
도 1을 참조하여 수중의 불순물 감시에 가장 일반적으로 사용되고 있는 양이온 전기전도도 측정 방법 및 장치에 대해 설명하면, 이러한 종래의 양이온 전기전도도 측정방법은 시료수(1)를 밸브(2) 및 유량계(3)를 통하여 양이온교환수지(예컨대, 수소형)가 충진된 칼럼(4) 내로 통과시킴으로써 시료수(1) 중의 불순물을 구성하고 있는 양이온(예컨대, Na+)은 수소이온(H+)으로 전환되고 음이온(예:Cl_)은 그대로 잔류하므로 결국 염산(HCl)이 되어 전기전도도가 크게 증가하게 되므로 증가된 전기전도도를 전극(5) 및 지시계(6)를 포함하는 계측기로 측정하는 것에 의해 불순물을 검출하고 있다.
하기의 표 1에 수 중에 일반적으로 존재하는 양이온과 음이온의 당량 전기 전도도를 나타내었다. 예컨대, 소금(NaCl)이 포함된 물이 유입되어 양이온 칼럼을 통과하면 양이온인 나트륨이온(당량 전기전도도: 50.1)은 수소이온(당량 전기전도도: 49.8)으로 치환되므로 전기전도도가 크게 증가한다. 즉,
Na++ Cl-+ R-H(수소형 양이온 교환수지) --> H++ Cl-+ R-Na
의 반응에 의해서 양이온 칼럼 통과전의 당량 전기전도도는 50.1+76.35=126.45이나, 양이온 칼럼 통과 후의 당량 전기전도도는 349.8+76.35=426.15로 되어 전기전도도가 큰 폭으로 증가하므로 전기전도도의 상승 폭 측정에 의해 불순물 함량을 용이하게 검출할 수 있게 된다.
| 양이온 | 당량전도도 | 음이온 | 당량전도도 |
| Na+ | 50.1 | Cl- | 76.35 |
| Ca2+ | 59.5 | SO4 2- | 80.02 |
| H+ | 349.8 | CO3 2- | 69.3 |
| NH4 + | 73.55 | HCO3 - | 44.5 |
일반적으로, 해수 중에는 염소이온>황산이온>탄산이온의 순으로 음이온이 포함되어 있으며, 담수 중에는 탄산이온>염소이온>황산이온의 순으로 음이온이 포함되어 있다. 시료수가 양이온 칼럼을 통과하면 불순물 성분 중의 양이온이 수소이온으로 치환되므로, 염소이온, 황산이온, 탄산이온(또는 중탄산이온)은 각각 염산, 황산, 탄산이 된다.
하기의 표 2에 나타낸 바와 같이, 강산인 염산과 황산은 해리도가 커서 거의 전부가 해리되어 전기전도도 상승에 기여하게 되나, 약산인 탄산은 해리도가 작기때문에 극히 일부만 전기 전도도에 기여하므로 물 속에 탄산이온이 높은 농도로 존재하여도 낮은 전기전도도를 나타내게 된다.
| 이름 | 화학식 | 해리상수(K1) |
| 염산 | HCl | 1.26×106 |
| 황산 | H2SO4 | 103 |
| 탄산 | H2CO3 | 4.3×10-7 |
| 인산 | H3PO4 | 7.5×10-3 |
| 불산 | HF | 2.7×10-2 |
해수 중에는 불순물이 비교적 높은 농도로 포함되어 있어 미량이 유입되어도 비교적 용이하게 검출할 수 있으나, 담수 중에는 불순물이 상대적으로 적게 포함되어 있으므로, 특히 담수를 냉각수로 사용하는 산업(예컨대, 열병합발전소 등)에서 는 냉각수가 계통에 유입될 경우, 양이온 칼럼을 이용한 양이온 전기전도도 측정을 하여도 검출 감도가 낮아 냉각수의 유입 감지가 곤란하다는 문제점이 있었다.
또한, 종래에는, 공기나 유기물이 계통 내로 유입되는 것을 감지하기 위한 방법으로 공기 중에 존재하는 탄산가스(약 350ppm)나 유기물이 분해되어 생성되는 탄산가스를 검출하기 위하여 양이온 칼럼 유출수의 전기 전도도를 측정한 다음, 상기한 유출수를 비등점까지 가열하여 탄산 이온을 제거한 후 다시 전기 전도도를 측정하고, 그 전기 전도도 차이로부터 탄산 이온의 농도를 측정하는 방법을 사용하고 있으나, 이 방법은 번거롭고 실시간 측정이 가능치 않다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 첫 번째 목적은, 담수를 냉각수로 사용하는 경우에 있어서 조차, 냉각수의 계통 내 유입을 높은 감도로 효율적으로 감지할 수가 있는 양이온 전기전도도 측정 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 두 번째 목적은, 공기 또는 유기물의 계통 내 유입으로 초래되는 탄산이온 농도의 증가를 실시간으로 간단하고도 효율적으로 감지할 수가 있는 양이온 전기전도도 측정 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 세 번째 목적은, 상기한 본 발명의 첫 번째 및 두 번째 목적을 효율적으로 원활히 수행할 수가 있는 양이온 전기전도도 측정 장치를 제공하기 위한 것이다.
도 1은 종래의 양이온 전기전도도 측정장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 양이온 전기전도도 측정장치의 개략도이다.
- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -
1: 시료수 2: 유량조절 밸브
3: 유량계 4: 양이온 칼럼
5: 전극 6: 지시계
7: 음이온 칼럼
상기한 본 발명의 첫 번째 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 양태(樣態)에 따르면, 양이온 교환수지와 음이온 교환수지를 사용하는 것에 의하여, 양이온 교환수지가 시료수 중의 양이온을 포집하여 높은 해리도를 갖는 강산을 형성시킴과 아울러, 음이온 교환수지가 시료수 중의 낮은 해리도를 갖는 약산의 음이온을 포집하여 강산을 형성시킴으로써, 시료수 중의 강산 함량을 증가시켜 불순물의 단위량 당 전기 전도도를 증대시키는 단계 및, 상기한 증대된 전기 전도도를 측정하는 단계로 구성되는 고감도 수중 불순물 감시 방법이 제공된다.
상기한 본 발명의 두 번째 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 양태에 따르면, 양이온 교환수지 칼럼에 시료수를 통과시키는 것에 의하여 수 중의 양이온을 포집하여 높은 해리도를 갖는 강산을 형성시키는 양이온 교환 단계와, 상기한 양이온 교환수지 칼럼을 통과한 시료수의 전기 전도도를 측정하는 단계와, 상기한 양이온 교환수지 칼럼을 통과한 시료수를 다시 음이온 교환수지 칼럼을 통과시키는 것에 의하여 시료수 중의 음이온을 포집하여 높은 해리도를 갖는 강산을 형성시키는 음이온 교환 단계와, 상기한 음이온 교환수지 칼럼을 통과한 시료수의 전기전도도를 측정하는 단계와, 상기한 양이온 교환수지 칼럼을 통과한 시료수에 대한 전기전도도 측정값과 음이온 교환수지 칼럼을 통과한 시료수에 대한 전기전도도 측정값의 차이로부터 시료수 중의 낮은 해리도를 갖는 약산의 농도를 계측하는 단계로 구성되는 고감도 수중 불순물 감시 방법이 제공된다.
상기한 본 발명의 세 번째 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 양태에 따르면, 양이온 교환수지와 음이온 교환수지가 혼재된 양이온 및 음이온 교환수지 혼합형 충진 칼럼과, 수의 전기전도도를 측정하여 표시하는 전극 및 지시계를 포함하는 계측기로 구성되는 고감도 수중 불순물 감시 장치가 제공된다.
상기한 본 발명의 세 번째 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 바람직한 일 양태에 따르면, 양이온 교환수지 칼럼과, 그에 후속하여 배열되는 음이온 교환수지 칼럼과, 시료수의 전기전도도를 측정하여 표시하는 전극 및 지시계를 포함하는 계측기로 구성되는 고감도 수중 불순물 감시 장치가 제공된다.
이하, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
산업 설비의 계통수나 냉각수 등과 같은 측정 대상 시료수를 양이온 교환수지가 충진되어 있는 칼럼을 통과시키는 것에 의하여, 시료수 중의 불순물을 구성하고 있는 Na+, Ca2+, Mg2+등과 같은 양이온을, 예컨대, H+이온으로 교환시킴과 아울러, 방출된 H+이온은 그대로 잔류하는 음이온(예컨대, Cl_, SO4 2-등)과 결합하여 해리도가 높은 산(HCl, H2SO4등)을 형성하게 되어 전기전도도가 상대적으로 증가하게 되며, 전기전도도 값의 상승에 의하여 불순물의 유입 여부 및 그 유입량을 검출할 수가 있다.
상기한 양이온 교환수지 칼럼을 통과한 시료수는 다시 음이온 교환수지가 충진되어 있는 칼럼을 통과시키는 것에 의하여, 시료수 중의 탄산이온이나 인산이온 등과 같은 약산의 음이온을 Cl_이온으로 교환시켜 HCl을 형성하게 되어 전기전도도가 상대적으로 증가하게 되므로 미량의 불순물도 용이하게 효율적으로 검출할 수가 있다. 본 발명에 있어서 적용 가능한 음이온 칼럼은 감도 향상 측면에서 염소형이 가장 바람직하다.
상기한 바와 같이 음이온 교환수지를 사용함으로써, 시료수 중에 포함된 약산이온, 예컨대, 탄산이온이나 인산 이온 등을, 염소이온으로 치환시키는 것에 의하여, 불순물(또는 냉각수)의 단위량 당 전기 전도도를 증가시키는 것에 의해 불순물이 계통에 유입되었는지의 여부 및 유입량 등을 간단하고도 효율적으로 감지할 수가 있다.
예를들면, 종래에는 전기 전도도 상승에 거의 기여하지 않았던 탄산이온을 다음과 같은 반응에 의해서 염소이온으로 치환시킴으로써, 높은 전기 전도도를 나타내게 할 수가 있다.
R-Cl(염소형 음이온 교환수지) + 2H++ CO3 2---> R-CO3+ 2H++ Cl+
상기한 예에서, 음이온 칼럼의 이온교환수지의 성능이 다하면 소금 또는 염산을 사용하여 재생시키는 것에 의하여, 아래와 같이 음이온교환수지에 염소이온이 다시 수지에 흡착되고 탄산이온은 떨어져 나오게 되므로 계속적인 사용이 가능함은 물론이다.
R-CO3(포화음이온교환수지) + 2HCl(NaCl) --> R-Cl + 2H+(Na+) + CO3 2-
도 2는 본 발명에 따른 고감도 수중 불순물 감시 방법을 원활하고도 효율적으로 수행키 위한 고감도 수중 불순물 감시 장치의 개략도로서, 도시된 예에서는, 순환수 계통(깨끗한 물이 순환되고 있는 계통)과 연결된 밸브(2)를 조절하여 유량계(3)를 통하여 시료수(1)가 일정한 유량으로 흐르도록 한다. 시료수(1)는 양이온칼럼(4)을 지나 음이온칼럼(7)을 거쳐 전극(5)을 지나 밖으로 배출되고 지시계(6)에 전기전도도가 실시간으로 표시된다. 전기전도도는 유량과 온도에 따라 변하기 때문에 유량 및 온도를 일정하게 유지할 필요가 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 방법 및 장치 외에도, 양이온 교환수지와 음이온 교환수지를 혼재시킨 혼합형 단일 칼럼을 통하여 수행할 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 영역 내임을 이해하여야만 할 것이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 하며, 이들 실시예는 본 발명을 예증하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다.
(실시예)
실시예 1: 담수로서의 수돗물
적용 예로써 수돗물(담수) 5㎖를 비커에 취하여 순수로 2000㎖가 되게 한 다음 측정한 전기전도도는 1.277μS/cm이었으며, 이 물을 수소형 양이온 칼럼을 통과시킨 후 측정한 전기전도도는 3.24μS/cm로 양이온 칼럼 통과 전에 비하여 154%가 증가하였고, 염소형 음이온 칼럼을 통과시킨 후에는 4.65μS/cm로 양이온 칼럼 통과 전과 비교하여 272%가 증가하였으며, 양이온 칼럼을 통과한 후와 비교하면 44%가 증가하였다.
따라서, 계통에 유입된 불순물의 양은 일정하지만, 본 발명의 방법 및 장치를 사용하면 훨씬 높은 감도로 불순물의 유입을 검출할 수 있으므로 불순물이 포함된 냉각수가 미량 유입되어도 감지가 가능하여 계통의 건전성을 유지하는데 기여할 수 있을 것으로 기대되었다.
실시예 2: 해수
해수(자연해수) 1.1㎖를 순수를 사용하여 2ℓ로 희석한 물의 전기전도도는 5.6μS/cm이었다. 수소형 양이온 칼럼을 통과시킨 물의 전기전도도는 11.45μS/cm로 104% 증가하였으며, 상기한 양이온 칼럼을 통과시킨 물을 다시 염소형 음이온 칼럼을 통과시킨 후의 전기전도도는 15.6μS/cm로 양이온 칼럼을 통과한 물에 비하여 36%, 양이온 칼럼 통과 전에 비하여 179%가 증가하였다.
실시예 3: 탄산나트륨 용해수
0.1N 탄산나트륨(Na2CO3)용액 일정량을 순수에 가하여 전기 전도도가 54.9μS/cm인 물을 수소형 양이온 칼럼을 통과시킨 후의 전기 전도도는 6.73μS/cm로 수소형 양이온 칼럼 통과 전에 비하여 87%가 감소하였다. 이것은 탄산나트륨이 탄산(H2CO3)으로 되었기 때문에 해리도가 탄산나트륨 보다 작아졌기 때문이다. 상기한 양이온 칼럼을 통과한 물을 다시 염소형 음이온 칼럼을 통과시킨 후의 물은 47.6μS/cm로 904%가 증가하였다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 열교환기의 냉각수로서 불순물을 다량으로 함유하는 용수를 사용하고 있고 순환수계통에 불순물의 유입을 적극적으로 억제하여야만 하는 화력발전소, 원자력발전소, 반도체 등과 같은 산업 설비에서 미량의 불순물 유입도 높은 감도로 검출하여 조기에 적절한 대책을 수립하는데 효과적으로 사용될 수 있다. 특히, 담수를 냉각용수로서 사용하는 경우에는 수중에 염소이온이나 황산이온 보다 탄산이온이 많이 포함되어 있으므로 물속의 불순물 조성에 따라 대략 40∼200% 정도로 측정 감도를 현저히 향상시킬 수가 있으므로 현재보다도 불순물 유입감시가 더욱 용이하게 된다. 또한, 현재는 수중의 탄산이온 농도를 자동으로 측정하기 위하여 시료수를 비등점까지 가열하여 탄산이온을 제거한 다음 전기 전도도를 측정하고 있으나, 본 발명의 방법을 사용하면 가열하지 않고도 실시간으로 측정이 가능한 장점이 있다.
Claims (4)
- 수소형 양이온 교환수지와 염소형 음이온 교환수지를 혼용하는 것에 의하여, 수소형 양이온 교환수지가 시료수 중의 양이온을 포집하여 높은 해리도를 갖는 강산을 형성시킴과 아울러, 염소형 음이온 교환수지가 시료수 중의 낮은 해리도를 갖는 약산의 음이온을 포집하여 강산을 형성시킴으로써, 시료수 중의 강산 함량을 증가시켜 불순물의 단위량 당 전기전도도를 증대시키는 단계 및, 상기한 증대된 전기 전도도를 실시간으로 측정하는 단계로 구성되는 고감도 수중 불순물 감시 방법.
- 하기의 단계로 구성되는 고감도 수중 불순물 감시 방법:수소형 양이온 교환수지 칼럼에 시료수를 통과시키는 것에 의하여 시료수 중의 양이온을 포집하여 높은 해리도를 갖는 강산을 형성시키는 양이온 교환 단계;상기한 수소형 양이온 교환수지 칼럼을 통과한 시료수의 전기전도도를 측정하는 단계;상기한 수소형 양이온 교환수지 칼럼을 통과한 시료수를 다시 염소형 음이온 교환수지 칼럼을 통과시키는 것에 의하여 시료수 중의 음이온을 포집하여 높은 해리도를 갖는 강산을 형성시키는 음이온 교환 단계;상기한 염소형 음이온 교환수지 칼럼을 통과한 시료수의 전기전도도를 측정하는 단계; 및상기한 수소형 양이온 교환수지 칼럼을 통과한 시료수에 대한 전기전도도 측정값과 상기한 염소형 음이온 교환수지 칼럼을 통과한 시료수에 대한 전기전도도 측정값의 차이로부터 시료수 중의 낮은 해리도를 갖는 약산의 농도를 계측하는 단계.
- 수소형 양이온 교환수지와 염소형 음이온 교환수지가 혼재된 양이온 및 음이온 교환수지 혼합형 충진 칼럼과, 시료수의 전기전도도를 측정하여 표시하는 전극 및 지시계를 포함하는 계측기로 구성되는 고감도 수중 불순물 감시 장치.
- 수소형 양이온 교환수지 칼럼과, 그에 후속하여 배열되는 염소형 음이온 교환수지 칼럼과, 시료수의 전기전도도를 측정하여 표시하는 전극 및 지시계를 포함하는 계측기로 구성되는 고감도 수중 불순물 감시 장치.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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