KR20060133540A

KR20060133540A - 피측정물 회수 장치 및 피측정물 회수 방법

Info

Publication number: KR20060133540A
Application number: KR1020067012359A
Authority: KR
Inventors: 카츠히사 혼다; 노리아키 하마다; 준 키시노; 카즈유키 사와다이시
Original assignee: 미우라고교 가부시키카이샤; 교토 덴시고교 가부시키가이샤
Priority date: 2003-12-24
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2006-12-26
Also published as: KR101111450B1; US7708807B2; DE112004002523B4; WO2005062016A1; DE112004002523T5; CN1898545A; JPWO2005062016A1; CN100595554C; US20070138099A1; JP4520947B2

Abstract

본 발명의 피측정물 회수 장치는, 피측정물이 용해된 시료액이 함침된 시료 유지재가 충전되는 리저버와 피측정물을 흡착시키는 흡착 칼럼을 직통관에 의해 연통시키고, 해당 직통관을 분기하여 회수관을 통하여 회수 용기에 연통한다. 이 구성에 있어서, 리저버의 유입측에 설치된 제1 밸브와, 흡착 칼럼의 유출측에 설치된 제2 밸브와, 나아가 회수 용기의 대기에의 통기공에 설치된 제3 밸브의 개폐 혹은 전환을 조작함으로써 피측정물을 밸브에 부착시키지 않고 회수할 수 있다.

피측정물, 회수, 시료액, 리저버, 밸브, 흡착, 칼럼, 연통, 분기, 부착

Description

피측정물 회수 장치 및 피측정물 회수 방법{DEVICE FOR RECOVERING MATERIAL TO BE MEASURED AND METHOD FOR RECOVERING MATERIAL TO BE MEASURED}

본 발명은 시료액에 포함되는 피측정물을 회수하는 피측정물 회수 장치 및 피측정물의 회수 방법에 관한 것이다.

폐기물 소각 시설, 금속 정련 시설 등으로부터 발생하는 배기 가스에는 다이옥신 등의 유해 물질이 포함되어 있다. 최근, 배기 가스에 포함되는 다이옥신의 양을 용이하고 정확하게 측정할 수 있는 방법의 확립이 시급해지고 있다.

배기 가스에 포함되는 다이옥신의 양을 측정하는 방법으로서, 일본 공업 규격에서 정해진 "JIS K 0311"을 이용할 수 있다. "JIS K 0311"이 제시하는 방법에서는, 다이옥신은 배기 가스에 포함된 다양한 물질과 함께 용해시키는 용제와 흡착재를 이용하여 채취되며, 배기 가스에 포함된 다양한 물질과 함께 추출된다. 따라서, 다이옥신의 양을 측정하기 위해서는 용제에 용해되어 있는 다른 물질로부터 다이옥신만을 회수하여 측정할 필요가 있다.

도 16은 종래의 회수 지그를 도시한 것이다.

이 지그는 리저버(601)와 해당 리저버(601)의 하측에 연통되어 설치된 흡착 칼럼(603)으로 구성되어 있다. 리저버(601)는 상기 용제에 용해된 다이옥신 이외 의 물질을 포착하는 실리카겔 등의 필터재(S2), 상기 배기 가스의 함유 물질을 용해한 용액을 함침시키는 시료 유지재가 아래로부터 순서대로 충전된다. 흡착 칼럼(603)에는 다이옥신만을 흡착시키는 활성탄이나 알루미나 등의 흡착재(S3)가 충전되어 있다.

이 지그를 이용하여 다이옥신의 회수를 행하는 경우, 먼저 사용자는 상기 리저버(601)의 시료 유지재(S1)에 상기한 바와 같이 하여 추출된 시료액을 소정량 함침시킨 상태에서, 해당 리저버(601)의 상면으로부터 용제(여기서는 헥산)를 흘려넣는다. 흘러들어간 용제는 리저버(601)로부터 다이옥신을 포함하는 몇 가지의 물질을 필터재(S2)를 통하여 용출하여 흡착 칼럼(603)으로 유입된다. 흡착 칼럼(603)에는 흡착재(S3)가 충전되어 있으며, 해당 흡착재(S3)로 다이옥신만이 흡착되어 흡착 칼럼(603)의 하면에서 외부로 흘러나온다.

용제를 다 흘리면, 사용자는 도 17에 도시한 바와 같이 리저버(601)로부터 흡착 칼럼(603)을 떼어내고, 해당 흡착 칼럼(603)의 상하를 반대로 하여 상면으로부터 다이옥신의 용리제를 흘려넣어 회수 용기(607)로 받도록 되어 있다. 흡착 칼럼(603)으로 흘러들어간 용리제는 흡착재(S3)에 흡착된 다이옥신을 용해하면서 흡착 칼럼(603)의 하면으로부터 흘러나온다.

이와 같이 흘러나온 용리제를 회수 용기에 회수함으로써 다이옥신만이 용해된 용리제를 회수할 수 있다.

또한 흡착 칼럼(603)의 상하를 반대로 하거나 용제를 흘려넣거나 하는 등의 사용자의 수고를 필요로 하지 않고 다이옥신만이 용해된 용제를 회수할 수 있는 피 측정물 회수 장치가 제안된 바 있다. 이 장치는, 도 18에 도시한 바와 같이 상기 한 도 16에 도시한 리저버(601)와 흡착 칼럼(603)을 3방 밸브(606)의 2개의 단자를 통하여 튜브(602)로 연결하고, 해당 3방 밸브의 다른 단자에 회수관(605)이 접속되어 있다. 이 3방 밸브의 개폐는 아래와 같이 제어 수단으로 제어되도록 되어 있다.

본 장치의 스타트 키가 눌려지면, 제어 수단은 상기 3방 밸브(606)를 제어하여 리저버(601)와 흡착 칼럼(603)을 연통시킨다. 이어서 제어 수단은, 리저버(601)의 상면으로부터 용제를 흘려넣는다. 흘러들어간 용제는 상기 도 16에 도시한 지그에 흘러들어갔을 때와 동일하게 리저버(601)로부터 다이옥신을 포함하는 복수 종류의 물질을 필터재(S2)를 통하여 용출하고, 흡착 칼럼(603)을 통과할 때 흡착 칼럼(603)에 충전된 흡착재(S3)에 다이옥신을 흡착시켜 외부로 흘러나온다.

이어서, 제어 수단은, 3방 밸브(606)를 전환하여 흡착 칼럼(603)과 회수관 (605)을 연통시키고, 흡착 칼럼(603)의 하면으로부터 용리제를 흘려넣는다. 용리제는 흡착 칼럼(603)에 회수된 다이옥신을 용해하고, 튜브(602), 회수관(605)을 지나 회수관(605)의 끝단에 설치된 회수 용기(607)로 흘러들어온다.

따라서 사용자는, 스타트 키를 누르는 것만으로 다이옥신만이 용해된 용리제를 회수할 수 있다.

그러나, 도 18에 도시한 장치를 이용하여 다이옥신의 회수 처리를 하면, 다이옥신이 용해된 용제나 용리제가 3방 밸브(606)를 통과할 때 용제나 용리제에 용해된 다이옥신이 3방 밸브(606)에 부착되므로, 다이옥신으로 3방 밸브(606)가 오염 되게 된다. 따라서, 회수 처리를 행할 때마다 3방 밸브(606)의 세정이 필요하게 된다.

또한 3방 밸브(606)에 시료가 부착되어 잔류하기 때문에 시료 유지재(S1)에 포함되는 다이옥신의 회수율이 낮아지고, 또한 세정 부족 등으로 인한 오염(contamination)으로 인하여 다음 측정에 나쁜 영향을 주게 된다.

따라서 본 발명은, 밸브의 세정을 필요로 하지 않으며 다이옥신 등의 피측정물의 회수율이 높은 피측정물 회수 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 리저버에 유지된 피측정물을 용제에 용해하여 흡착 칼럼에 흡착시키고, 흡착한 피측정물을 용리제로 용리하여 회수 용기에 회수하는 피측정물 회수 장치를 전제로 한다.

상기 장치에 있어서, 상기 리저버의 배출측과 상기 흡착 칼럼을 중간부에 분기부를 설치한 직통관으로 연통시키고, 이 분기부에 회수 용기에 연통되는 회수관을 접속 가능한 구성으로 한다.

또한, 상기 리저버로의 용제의 유입측에 설치한 제1 밸브로 리저버로의 용제의 유입로를 개폐하는 구성과, 흡착 칼럼의 배출측에 설치한 제2 밸브로 상기 용제의 배출과 상기 흡착 칼럼에 흡착된 피측정물을 회수하기 위한 용리제의 공급을 전환하는 구성으로 하고, 나아가, 회수 용기를 상기 회수관에 접속하고, 해당 회수 용기를 제3 밸브를 통하여 외부에 개방하는 통기공을 구비한 구성으로 한다.

이 구성에서, 용제 공급 공정, 회수 공정에 대응하여 각각의 밸브의 전환 상태를 조작함으로써 상기 용제나 용리제를 밸브에 부착시키지 않고 피측정물을 회수할 수 있다.

즉, 용제 공급 제어 수단은 상기 리저버에 상기 용제를 흘려넣을 때, 상기 제1 밸브를 열림으로 하고, 제2 밸브를 용제의 배출측으로 전환하며, 제3 밸브로 통기공을 닫힘으로 한다. 또한 회수 제어 수단은 흡착 칼럼에 흡착된 피측정물을 용리할 때 상기 제1 밸브를 닫힘으로 하고, 제2 밸브를 용제 공급측으로 전환하고, 제3 밸브로 통기공을 열림으로 한다.

상기 제2 밸브를 3방 이상의 밸브로 하고, 상기 흡착 칼럼측의 단자에 다른 단자를 선택적으로 접속할 수 있도록 하는 구성으로 하며, 흡착 칼럼에 흡착된 복수 종의 피측정 물질에 대응한 용리제를 흘림으로써 목적으로 하는 피측정 물질을 회수할 수 있다.

상기 복수의 용리제에 대응하여 분기부(40)를 복수 개 설치하는 구성으로 하여도 좋다.

상기 용제 공급 제어 수단과 회수 공급 제어 수단에 더하여, 건조 제어 수단을 설치하는 구성으로 할 수 있다. 즉, 상기 흡착 칼럼을 건조시키는 가스가 충전된 가스 용기와 상기 흡착 칼럼에 상기 가스를 공급하는 가스 공급관을 구비한다. 상기 건조 제어 수단은 제3 밸브를 제어하여 상기 가스 공급관과 상기 회수 용기를 연통시키고, 건조용 가스를 흡착 칼럼에 공급하여 상기 용제가 공급된 후에 흡착 칼럼이나 회수관을 건조시키도록 되어 있다.

도 1은 본 발명의 피측정물 회수 장치의 외관도이다.

도 2는 리저버의 상세 외관도이다.

도 3은 배기관, 가스 공급관, 통풍관을 2개의 밸브로 접속한 구성을 도시한 도면이다.

도 4는 제어부의 기능 블럭도이다.

도 5는 피측정물의 회수 처리의 순서를 나타낸 흐름도이다.

도 6은 흡착 공정의 밸브의 상태를 도시한 도면이다.

도 7은 건조 공정과 배출 공정 밸브의 상태를 도시한 도면이다.

도 8은 피측정물을 회수할 때의 밸브의 상태를 도시한 도면이다.

도 9는 본 발명의 장치와 종래의 지그를 이용하여 회수 처리를 행하였을 때의 회수된 피측정물의 농도를 나타낸 도면이다.

도 10은 본 발명의 장치와 종래의 지그를 이용하여 회수 처리를 행하였을 때의 회수율의 변동 계수를 나타낸 도면이다.

도 11은 본 발명의 장치를 이용하여 행한 회수 처리의 회수율을 나타낸 도면이다.

도 12는 버퍼의 단면도이다.

도 13은 시린지가 설치된 회수 용기를 도시한 도면이다.

도 14는 분기부의 구성을 도시한 단면도이다.

도 15는 본 발명의 다른 구성을 도시한 개념도이다.

도 16은 종래의 피측정물 회수 지그의 개념도이다.

도 17은 종래의 피측정물 회수 지그의 개념도이다.

도 18은 종래의 피측정물 회수 장치의 개념도이다.

(실시 형태 1)

도 1은 본 실시 형태의 피측정물 회수 장치의 외관도를 나타낸다. 본 발명의 장치는 유리로 만든 리저버(10)를 구비한다. 리저버(10)의 내부에는, 도 2에 도시한 바와 같이 하부에 복수층의 실리카층으로 이루어지는 필터재(S2)가 충전되고, 상부에 실리카겔 등의 시료 유지재(S1)가 충전되어 있다. 한편, 해당 리저버의 외부의 상부는 시료 유지재(S1)에 대응하여 히터(H10)로 덮이고, 하부는 상기 히터의 열을 필터재(S2)에까지 전달하는 히터 재킷(G)으로 덮여져 있다.

리저버(10)의 상단은 용제 공급관(101)의 일단과 연통되어 있으며, 이 용제 공급관(101)은 2방 밸브(110)(제1 밸브)와 펌프(P100)를 통하여 용제 용기(100)와 접속되어 있다. 또한 리저버(10)의 하단은 직통관(20)을 통하여 유리로 만든 흡착 칼럼(30)의 상단과 연통되어 있다.

흡착 칼럼(30)의 외부는 히터(H30)로 덮여져 있으며, 흡착 칼럼(30)의 내부는 피측정물을 흡착할 수 있는 알루미나나 활성탄 등의 흡착재(S3)가 충전되어 있다.

또한 흡착 칼럼(30)의 하부는 공통관(109)의 일단이 연통되어 있다. 이 공통관(109)의 타단은 3방 밸브(제2 밸브)를 통하여 용리제 공급관(104)과 용제 배출관(105)이 접속되고, 이 3방 밸브(120)를 전환함으로써 2개의 관(104, 105) 중 어 느 하나를 공통관(109)을 통하여 흡착 칼럼(30)에 연통시킬 수 있다.

상기 직통관(20)은 도중에 분기부(40)를 구비하며 이 분기부(40)를 통하여 회수관(102)이 연통되고, 이 회수관(102)의 끝단은 회수 용기(50)와 연통되어 있다.

아울러 회수 용기(50)에는 배출관(103)의 일단이 연통되며, 배출관(103)의 타단은 3방 밸브(130)(제3 밸브)를 통하여 가스 공급관(106)과 통기관(108)에 접속되어 있다. 상기 가스 공급관(106)은 질소 가스가 충전된 가스 용기(60)에 연통되어 있으며, 또한 상기 통기관(108)은 통기공(Ex)에 연통되는 구성으로 되어 있다. 상기한 3방 밸브(130)를 작동시킴으로써 2개의 관(106, 108)과 배출관(103)을 차단하거나, 2개의 관(106, 108) 중 어느 하나를 배출관(103)과 연통시킬 수 있다. 배출관(103)과 통기관(108)을 연통시킴으로써 상기 회수 용기(50)와 통기공(Ex)이 연통되며, 회수 용기(50)는 외부로 개방된다.

한편 도 1에서는 배기관(103), 가스 공급관(106), 통기관(108)은 3방 밸브로 접속되어 있으나, 도 3에 도시한 바와 같이 서로 다른 2개의 밸브(1301, 1302)로 접속되어 있어도 좋다.

또한 후술하는 바와 같이 가스 공급관(106)과 가스 용기(60)가 필요 없는 경우에는, 상기 제3 밸브로서 3방 밸브(130) 대신 2방 밸브를 사용하여도 좋다.

나아가 본 발명의 장치는 도 4에 도시한 제어부(300)를 구비하며, 해당 제어 수단(300)에 의해 상기 3개의 밸브(110, 120, 130)나 히터가 제어된다.

이상과 같이 구성된 장치를 이용하여 폐기물 소각 시설이나 금속 정련 시설 등으로부터 발생하는 배기 가스에 포함되는 다이옥신을 회수하는 순서에 대하여 이하 설명하기로 한다.

먼저 사용자는 "JIS K 0311"에 규정된 방법에 의거하여 배기 가스를 용제와 흡착재를 이용하여 채취한다. 구체적으로는, 사용자는 물, 디에틸렌글리콜 등의 용제 내에 배기 가스를 들여보내 배기 가스 성분을 용제에 용해시켜 채취함과 함께, 흡착재(S)인 디비닐벤젠 수지 등도 사용하여 배기 가스 성분을 채취한다. 계속하여 사용자는 배기 가스 성분이 용해된 용제에 대해서는 액액 전용 조작을, 흡착재(S)로부터는 속슬렛(soxhlet) 추출을 행하여, 배기 가스에 포함된 물질이 용해된 소정량의 톨루엔으로 이루어지는 조추출액을 생성한다. 사용자는 생성한 조추출액의 소정량을 가지형 플라스크 등의 용기에 분취하여, 분취한 조추출액을 증발기(evaporator) 등으로 증발시켜 농축한다. 사용자는 농축한 조추출액에 소정량의 헥산을 부가하여 시료액을 생성한다.

시료액을 생성하면, 사용자는 제조한 시료액을 리저버(10)에 충전된 시료 유지재에 소정량 함침시킨다(도 5, S401).

여기서, 사용자는 제어 수단(300)을 조작하기 위한 키보드가 구비하는 스타트 키(도시하지 않음)를 누른다. 스타트 키가 눌리면, 먼저 이하의 용제 공급 제어 수단(310)(제1 밸브 제어 수단(311), 제1 과열 제어 수단(312), 송액 제어 수단(313))이 기동하여 이하와 같이 용제(여기서는 헥산)를 공급한다.

즉, 스타트 키가 눌렸다는 것은 도 4에 도시한 제1 밸브 제어 수단(311)과 제1 가열 제어 수단(312)에 통지된다. 이 통지를 받아, 도 6에 도시한 바와 같이 제1 밸브 제어 수단(311)은 2방 밸브(110)를 열고, 3방 밸브(120)로 공통관(109)과 용제 배출관(105)을 연통시키며, 3방 밸브(130)로 배출관(103)을 가스 공급관(106)과 통기관(108)으로부터 차단한다. 한편, 도 6 및 후술하는 도 7, 도 8은 끝단이 다른 관(101∼109)과 연통되어 있는 끝단을 흰 삼각형으로 나타내고, 다른 관(101∼109)과 차단되어 있는 관(101∼109)의 끝단을 검정 삼각형으로 나타내고 있다.

제1 밸브 제어 수단(311)은, 밸브(110, 120, 130)를 작동시키면 그것을 제1 송액 제어 수단(313)에 통지한다.

한편, 상기 스타트 키의 누름 통지를 받으면, 상기 제1 가열 제어 수단(312)은 히터(H10)로 리저버(10)를 가열하여 그 온도가 60℃가 되면 그것을 제1 송액 제어 수단(313)에 통지함과 함께, 그 이후 리저버(10)를 60℃로 유지한다(도 5, S402).

제1 밸브 제어 수단(311)과 제1 가열 제어 수단(312)로부터의 상기한 통지가 있으면, 제1 송액 제어 수단(313)은 펌프(P100)를 구동하여 용제 공급관(101)으로부터 소정량(V1)의 용제를 소정의 속도(V2/m)(예컨대 60ml의 헥산을 매분 2.5ml)로 리저버(10)에 흘려넣는다(도 5, S403). 상기 소정량(V1) 및 소정의 속도(V2/m)는 리저버(10)의 내경과 시료 유지 제재의 양 및 필터재의 양과의 관계로 결정된다.

리저버(10)로 보내진 용제는, 상기 시료 유지재(S1)를 통과할 때 해당 시료 유지재(S1)에 함침된 다이옥신 및 그 밖의 물질을 용출하면서 필터재(S2)로 예비 정제되어, 리저버(10)의 하방으로부터 직통관(20)으로 흘러나온다. 이 예비 정제에서, 용제에 용해된 다이옥신 이외의 물질 중 소정의 물질이 필터재(S2)에 포획된 다.

용제를 흘려넣을 때에는, 도 6에 도시한 바와 같이 3방 밸브(130)로 배출관(103)이 가스 공급관(106) 및 통기관(108)과 차단되어 있기 때문에, 용제가 직통관(20)에서 회수관(102)으로 흐르지 않는다. 따라서, 리저버(10)를 통과한 용제는 흡착 칼럼(30)을 통과하여 용제 배출관(105)으로 배출된다. 흡착 칼럼(30)에는 다이옥신만을 흡착하는 흡착재(S3)가 충전되어 있으므로, 용제가 흡착 칼럼(30)을 통과할 때 다이옥신이 흡착재(S3)에 흡착된다.

용제의 흘려넣기가 종료되면, 건조 제어 수단(330)(제3 밸브 제어 수단(331), 제1 가스 공급 제어 수단(332), 제3 가열 수단(333))이 기동하여 이하와 같이 흡착 칼럼이 건조된다.

즉, 상기 제1 송액 제어 수단(313)은 상기 용제의 흘려넣기가 종료되면, 그것을 제3 밸브 제어 수단(331)에 통지한다. 이것이 통지되면, 제3 밸브 제어 수단(331)은 도 7에 도시한 바와 같이 2방 밸브(110)를 닫고, 3방 밸브(120)를 움직이지 않고, 3방 밸브(130)로 배출관(103)과 가스 공급관(106)을 연통시킨다(도 5, S404). 제3 밸브 제어 수단(331)은, 밸브(110, 120, 130)를 작동시키면 그것을 제1 가스 공급 제어 수단(332)에 통지하고, 해당 가스 공급 제어 수단(332)은 가스 용기(60)에 충전되어 있는 질소를 컴프레서 등으로 가스 공급관(106)에 송풍한다(도 5, S405).

질소가 송풍될 때에는, 도 7에 도시한 바와 같이 2방 밸브(110)가 닫혀져 있으므로, 질소는 배출관(103), 회수 용기(50), 회수관(102), 직통관(20), 흡착 칼 럼(30), 공통관(109)을 지나 용제 배출관(105)으로 흐른다. 이에 따라 흡착 칼럼(30)은 건조하게 되는데, 여기서는 상기 질소 가스뿐만 아니라, 제3 가열 제어 수단(333)을 사용할 수도 있다. 즉, 제3 가열 제어 수단(230)으로 히터(H30)를 가열하여 흡착 칼럼(30)의 온도를 올린 상태에서 질소 가스를 흘림으로써, 건조를 촉진할 수 있다.

상기 제1 가스 공급 제어 수단(332)은, 흡착 칼럼(30)의 흡착재(S3)가 건조될 정도의 시간 동안 질소를 송풍하면, 제2 밸브 제어 수단(321)과 제2 가열 제어 수단(322)에 흡착 칼럼(30)이 건조되었다는 것을 통지한다.

이어서, 이하의 회수 제어 수단(320)(제2 밸브 제어 수단(321), 제2 가열 제어 수단(322), 제2 송액 제어 수단(323))이 기동하여 이하와 같이 피측정물의 회수가 이루어진다.

즉, 흡착 칼럼(30)이 건조되었다는 것이 통지되면, 제2 밸브 제어 수단(321)은 도 8에 도시한 바와 같이 2방 밸브(110)를 닫은 채로 하고, 3방 밸브(120)로 공통관(109)과 용리제 공급관(104)을 연통시키며, 3방 밸브(130)로 배출관(103)과 통기관(108)을 연통시킨다. 상기 제2 밸브 제어 수단(321)은, 밸브(110, 120, 130)를 작동시키면 그것을 제2 송액 제어 수단(323)에 통지한다.

또한 제2 가열 제어 수단(322)은 흡착 칼럼(30)이 건조되었다는 것이 통지되면, 히터(H30)를 이용하여 흡착 칼럼(30)을 가열하고, 그 온도가 60℃가 되면 그것을 제2 송액 제어 수단(323)에 통지함과 함께, 그 이후 흡착 칼럼(30)을 60℃로 유지한다(도 5, S406). 제2 송액 제어 수단(323)은, 제2 밸브 제어 수단(321)으로부 터 밸브를 작동하였다는 것이 통지되고, 제2 가열 제어 수단(322)으로부터 60℃가 되었다는 취지의 통지가 있으면, 용리제(톨루엔이나 디메틸술폭사이드 등)를 소정량(V3), 소정 속도(V4/m)(예컨대 2.5ml를 매분 1.25ml)로 용리제 공급관(104)에서 흡착 칼럼(30)으로 흘려넣는다(도 5, S407). 본 실시 형태에서는 용리제 공급관(104)은 흡착 칼럼(30)의 하부와 접속되어 있으므로, 상기 제2 송액 제어 수단(323)은 펌프(P200)를 이용하여 용리제를 흡착 칼럼(30)으로 흘려넣는다. 한편, 상기한 소정량(V3) 및 소정의 속도(V4/m)는 흡착 칼럼의 내경과 흡착재의 양에 따라 결정된다.

용리제가 흘러들어오고 있을 때에는, 도 8에 도시한 바와 같이 2방 밸브(110)가 닫혀져 있고, 배출관(103)과 통기관(108)이 연통되어 있으므로, 용리제는 공통관(109), 흡착 칼럼(30), 직통관(20), 회수관(102)을 지나 회수 용기(50)로 흘러들어온다. 용리제는 흡착 칼럼(30)을 통과할 때 흡착재(S3)에 흡착된 다이옥신을 용해하므로, 회수 용기(50)에 다이옥신이 용해된 용리제가 회수된다.

제2 송액 제어 수단(323)이 용리제를 소정량 다 흘리면, 배출 제어 수단 (340)(제4 밸브 제어 수단(341), 제2 가스 공급 제어 수단(342))이 기동하여 흡착 칼럼(30)이나 회수관(102)에 고여 있는 용리제를 이하와 같이 배출한다.

즉, 제2 송액 제어 수단(323)은 용리제를 다 흘리면, 제4 밸브 제어 수단(341)과 제2 가스 공급 제어 수단(342)에 그것을 통지한다.

용리제를 다 흘렸다는 것이 통지되면, 제4 밸브 제어 수단(341)은 도 7에 도시한 상태로 각 밸브(110, 120, 130)의 상태를 되돌림과(도 5, S408) 함께, 제2 가스 공급 제어 수단(342)에 그것을 통지한다. 이 통지를 받은 제2 가스 공급 제어 수단(342)은 컴프레서 등을 이용하여 가스 용기(60)로부터 질소를 송풍한다. 이 때, 도 7에 도시한 바와 같이 2방 밸브(110)가 닫히고, 3방 밸브(120)로 공통관(109)과 용제 배출관(105)이 연통되며, 3방 밸브(130)로 질소 공급관(106)과 배출관(103)이 연통되어 있으므로, 질소는 배출관(103), 회수 용기(50), 회수관(102), 직통관(20), 흡착 칼럼(30), 공통관(109)을 지나 용제 배출관(105)으로 배출된다.

한편, 제4 밸브 제어 수단(341)이 행하는 밸브의 전환 및 제2 가스 공급 제어 수단(342)이 행하는 질소의 송풍은 용리제가 상기 소정량(V3)(2.5ml) 흘러들어온 직후에 행해진다. 따라서, 질소의 송풍이 시작되었을 때에는, 회수 용기(50)에 도달하지 않고 회수관(102)이나 흡착 칼럼(30)이나 공통관(109) 내를 흐르고 있는 용리제도 있다. 질소가 회수관(102) 및 흡착 칼럼(30)이나 공통관(109)을 흐르는 방향은 용리제가 회수관(102), 흡착 칼럼(30) 및 공통관(109)을 흐르는 방향과 반대 방향이기 때문에, 회수 용기(50)에 도달되지 않은 용리제는 모두 질소와 함께 용제 배출관(105)으로 배출된다.

이와 같이 용리제가 소정량 (V3) 흘러들어온 직후에 질소가 송풍되면, 회수 용기(50)에 회수되는 용리제는 소정량(V3)보다 적은 양(V5)이 된다. 그러나, 예컨대 흡착재(S3)에 흡착된 다이옥신 전부가 상기 양(V5)의 용리제로 용해되는 경우, 맨 처음에 흐른 양(V5)의 용리제를 회수 용기(50)에 회수하면 흡착재(S3)에 흡착된 다이옥신을 회수할 수 있으므로, 나머지의 양(V3-V5)의 용리제를 질소와 함께 배출 하여도 문제는 없다.

따라서, 용리제를 흘리는 양은, 다 흘렸을 때 흡착재(S3)에 흡착된 모든 다이옥신을 용해할 수 있는 양의 용리제가 회수 용기(50)에 회수되는 양이면 된다. 용리제를 용리제 공급관(104)으로부터 흘려넣은 양과 회수 용기(50)에 회수되는 양의 차이는 용리제 공급관(104)이나 공통관(109)의 길이나 밸브(120)에서 회수 용기(50)까지의 거리 등으로 결정된다. 따라서, 용리제를 흘리는 양은 이들의 길이와 거리 등에 기초하여 결정하도록 하는 것이 바람직하다.

또한 회수 용기(50)에 회수되는 용리제의 양을 조정하는 방법으로서, 질소를 이용하는 방법 대신 회수 용기(50)에 회수된 용리제 양을 계측하는 센서를 회수 용기(50)에 설치하고, 이 센서가 회수되어야 할 양의 용리제가 회수 용기(50)에 회수된 것을 계측하면, 제4 밸브 제어 수단(341)은 제2 송액 제어 수단(323)으로부터의 통지를 기다리지 않고 밸브(110, 120, 130)를 전환하고, 또 제2 가스 공급 제어 수단(342)은 질소의 송풍을 행하여도 좋다.

상기한 바와 같이 본 발명에서는 용리제를 흘려넣기 전에 질소로 흡착 칼럼(30)을 건조시키고 있다. 이러한 건조 공정이 필요한 것은, 회수 용기(50)에 회수된 용리제에 포함되는 다이옥신의 양을 측정하는 장치가, 용리제에 용제(본 실시 형태에서는 헥산)가 섞여 있으면 다이옥신의 양을 측정할 수 없는 장치인 경우뿐이다. 따라서, 다이옥신의 양을 측정하는 장치가 용리제에 용제가 섞여 있어도 용리제의 다이옥신의 양을 측정할 수 있는 경우에는 상기한 건조 공정은 필요없다. 건조 공정이 필요없고, 또한 계측 센서를 이용하여 회수 용기(50)에 회수되는 용리제 의 양을 조정하는 경우 가스 용기(60)와 가스 공급관(106)을 이용할 필요는 없으므로, 이 경우 밸브(130)에 2방 밸브를 사용할 수 있다.

도 9는 본 발명의 장치로 회수된 각 다이옥신의 농도와 TEQ(Toxicity Equivalency Quantity) 값, 도 16에 도시한 종래의 지그로 회수된 각 다이옥신의 농도와 TEQ 값을 나타낸다. 한편, TEQ 값이란 다이옥신의 농도에 각 다이옥신의 독성 강도를 곱한 값을 나타낸다. 양자에 있어서 시료 유지재에 함침된 시료액은 동일한 양이며, 또한 동일한 성분의 배기 가스를 동일한 방법으로 채취한 것이다.

도 9로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 장치를 이용한 경우와 도 16에 도시한 지그를 이용한 경우의 회수된 각 다이옥신의 농도와 TEQ 값은 거의 같아져 있다.

도 10은 본 발명의 장치와 도 16에 도시한 지그를 이용하여 각각 3회 회수 처리를 행한 경우의 다이옥신의 회수량의 변동 계수를 나타낸다. 본 발명의 장치를 이용하여 3회 회수 처리를 행한 경우 쪽이 변동 계수가 작다. 따라서, 본 발명을 이용하면 안정된 회수를 행할 수 있다는 것을 이해할 수 있다.

또한 도 11에 본 발명의 장치를 이용하여 피측정물의 회수를 행하였을 때의 회수율을 나타내었다. 이 회수율은 시료 유지재에 함침된 시료액에 포함되는 다이옥신의 양으로 회수 용기(50)에 회수된 다이옥신의 양을 나눈 것이다. 도 11에 도시한 바와 같이 각 물질 모두 회수율이 매우 높다.

따라서, 본 발명의 장치는 종래부터 사용되고 있는 지그에 비하여 안정된 회수를 행할 수 있다.

(실시 형태 2)

실시 형태 1에 사용하는 직통관(20)의 내부는 도 14에 도시된 바와 같이 되어 있다.

즉, 흡착 칼럼(30)에 연통되는 부분에서 분기부(40)에 이르는 하부의 내경을 리저버(10)에 연통되는 부분에서 분기부(40)에 이르는 부분보다 크게 한다. 이에 따라, 상기 회수 공정에서의 용리제의 송출에 있어서, 상기 용리제의 리저버(10) 방향으로의 저항이 커진다. 따라서, 상기 2방 밸브(110)가 닫혀져 있는 것과 서로 작용하여 리저버(10) 방향으로 용리제가 잘 역류할 수 없게 되어 있다.

아울러 상기한 바와 같이, 흡착 칼럼(30)에는 흡착재(S3)가 충전되어 있다. 따라서, 상기 용제 공급 공정(단계 S403)에서 리저버(10)로 흘러들어간 용제의 흐름(12)이 흡착 칼럼(30)에서 나빠지는 경우가 있다. 따라서, 용제가 흡착 칼럼(30)을 지나 용제 배출관(105)으로 흐르지 않고 회수관(102)으로 흘러 버릴 우려가 있다.

따라서, 도 12에 도시한 바와 같이 상기 직통관(20)의 회수관(102)이 분기되어져 있는 부위보다 하방에 지름이 큰 버퍼(Bu)를 설치한다. 버퍼(Bu)를 설치함으로써, 용제 공급 공정에 있어서 흡착 칼럼(30)으로의 용제의 흐름이 나빠져도, 해당 용제는 버퍼(Bu)에 고이므로 용제가 회수관(102)으로 흐르게 되는 것을 막을 수 있다.

또한 흡착 칼럼(30)에 흡착된 다이옥신을 용해한 용리제를 회수관(102)으로 용이하게 흘러들게 하기 위하여, 회수관(102)의 일단을 도 12에 도시한 바와 같이 구성하여도 좋다. 즉, 도 12에 도시한 바와 같이 회수관(102)의 일단을 버퍼(Bu)의 바닥면에 가까운 위치까지 돌출시켜 흡착 칼럼(30)의 방향으로 개구시키도록 하여도 좋다.

(실시 형태 3)

용제 공급 공정(단계 S403)에서의 용제 공급 공정시에 회수관(102)에 용제가 흘러들어오는 것을 확실하게 방지하기 위하여, 배출관(103)과 통기관(108)을 3방 밸브(130)로 차단할 뿐만 아니라, 도 13A에 도시한 바와 같이 회수 용기(50) 내부에 시린지(Cy)를 설치하여, 용제를 흘릴 때 시린지(Cy)로 회수 용기(50)의 용적을 0으로 하도록 하여도 좋다.

실시 형태 1의 장치의 회수 용기(50)에 시린지(Cy)가 설치되어 있는 경우, 상기 용제 공급 제어 수단(310)은 용제를 흘려넣기 직전에 도 13B에 도시한 바와 같은 상태로 시린지(Cy)를 상방으로 이동시켜, 시린지(Cy)로 회수관(102)의 단부를 막도록 한다.

건조 제어 수단(330)은 건조 공정에서 질소를 흡착 칼럼(30)에 송풍할 수 있도록 질소의 송풍(단계 S405) 직전에 도 13A에 도시한 바와 같은 상태로 시린지(Cy)를 되돌려, 회수관(102), 배출관(103)을 회수 용기(50)에 대하여 개방한다.

또한 질소로 흡착 칼럼(30)을 건조시키는 공정이 없는 경우, 건조 제어 수단 (330) 대신 회수 제어 수단(320)이 용리제의 흘려넣기(단계 S407) 직전에 도 13A 에 도시한 바와 같은 상태로 시린지(Cy)를 되돌려, 회수관(102), 배출관(103)을 회수 용기(50)에 대하여 개방한다.

(실시 형태 4)

상기에서 제1 밸브를 2방 밸브, 제2 밸브를 3방 밸브, 제3 밸브를 3방 밸브로 하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 흡착재로서 활성탄을 사용한 경우에는, 해당 흡착재에 다이옥신과 PCB(폴리 염화 바이페닐)가 흡착된다. 여기서, PCB와 다이옥신을 분리하여 회수하기 위해서는, 먼저 용리제로서 디클로메탄과 헥산의 혼합액을 사용하여 PCB를 회수하고, 이어서 톨루엔을 사용하여 다이옥신을 회수한다.

이 순서를 실행하려면, 도 15에 도시한 바와 같이 상기 제2 밸브를 4방 밸브로 하고, 그 어느 한쪽을 상기와 동일하게 공통관(109)에 접속하고, 또한 다른 한쪽을 용제 배출관(105)에, 나아가 나머지 2개 중 어느 한쪽을 디클로메탄과 헥산의 혼합액을 공급하기 위한 용리제 공급관(104a)과 펌프(P200a)에 접속하고, 다른 한쪽을 톨루엔을 공급하기 위한 용리제 공급관(104b)과 펌프(P200b)에 접속하는 구성으로 함으로써, 보다 많은 종류의 물질의 회수를 자동으로 행할 수 있다.

아울러 상기한 구성으로 하였을 때, PCB의 회수시와 다이옥신의 회수시에는 회수 용기(50)를 교체할 필요가 있다. 그러나, 직통관(20)의 분기부(40)를 2 혹은 그 이상으로 함으로써 그 불편함을 해소할 수 있다. 즉, 분기부(40)보다 하류의 회수관(102a(102b)), 회수 용기(50a(50b)), 제3 밸브(130a(130b)) 등의 설치 구조는 각 계통으로 동일한 구성으로 하고, 회수 대상 물질에 대응하는 회수 용기(50a(50b))만을 통풍관(108a 또는 108b)을 통하여 개방하는 구성으로 한다. 이에 따라, 상기한 바와 같이 회수하는 물질이 다를 때마다 회수관을 바꾸어 달 필요 가 없어지게 된다.

한편, 상기한 용제 공급 공정에서 리저버(10)의 가열 제어가 이루어지고 있는데, 이 제어는 피측정 물질에 따라서는 반드시 필요하지 않다. 또한 건조 공정 혹은 회수 공정에서의 가열 제어도 마찬가지이다. 또한 상기 각 부재(공급관(101∼109), 직통관(20), 밸브(110, 120, 130))는 폴리테트라플루오르에틸렌 등의 불소수지를 이용할 수 있다.

본 발명에 따른 피측정물 회수 장치 및 피측정물의 회수 방법에서는, 피측정물은 리저버에 충전된 시료 유지재에 시료액을 함침시키고 나서 회수 용기에 회수될 때까지 어느 밸브도 통과하지 않으므로 피측정물의 높은 회수율을 실현할 수 있음과 함께, 회수 작업을 행할 때마다 밸브를 세정할 필요가 없고 2차 오염이 없으므로 피측정물 회수 장치 및 피측정물의 회수 방법으로서 유용하다.

Claims

리저버에 유지된 피측정물을 용제에 용해하여 흡착 칼럼에 흡착시키고, 흡착한 피측정물을 용리제로 용리하여 회수 용기로 회수하는 피측정물 회수 장치에 있어서,

상기 리저버의 배출측과 상기 흡착 칼럼의 유입측을 연통시키는 직통관과,

상기 직통관의 중간부에서 분기되며, 회수 용기에 연통되는 회수관을 접속 가능한 분기부를 구비한 것을 특징으로 하는 피측정물 회수 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 피측정물의 용제가 유입하는 상기 리저버의 유입측을 개폐하는 제1 밸브와,

상기 용제의 배출과 상기 흡착 칼럼에 흡착된 피측정물을 회수하기 위한 용리제의 공급을 전환하는 상기 흡착 칼럼의 배출측에 설치된 제2 밸브와,

상기 회수관에 설치된 회수 용기와,

상기 회수 용기와 연통된 통기공과,

해당 통기공을 개폐하는 제3 밸브를 더 구비한 것을 특징으로 하는 피측정물 회수 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 리저버는 상기 시료액을 예비 정제하는 필터재를 충전한 것을 특징으로 하는 피측정물 회수 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 직통관은 상기 분기부를 포함하는 하측이 그보다 상측보다 지름이 큰 것을 특징으로 하는 피측정물 회수 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 직통관은 상기 분기부에 다른 부분에 비하여 지름이 큰 버퍼를 구비하며,

상기 회수관이 상기 직통관의 내부로 돌출하여 상기 흡착 칼럼의 방향으로 개구된 것을 특징으로 하는 피측정물 회수 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 제2 밸브가 복수의 용리제를 선택적으로 전환할 수 있는 구성인 것을 특징으로 하는 피측정물 회수 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 분기부가 상기 복수 개 설치된 것을 특징으로 하는 피측정물 회수 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 회수 용기로서 용적을 가변하는 시린지를 구비한 것을 특징으로 하는 피측정물 회수 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 흡착 칼럼을 건조시키는 가스가 충전된 가스 용기와,

상기 흡착 칼럼에 상기 가스를 공급하는 가스 공급관과,

상기 가스 공급관과 상기 회수 용기를 연통 또는 차단하는 제3 밸브를 구비한 것을 특징으로 하는 피측정물 회수 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 리저버에 상기 용제를 흘려넣을 때 상기 제1 밸브를 열림으로 하고, 제2 밸브를 용제의 배출측으로 전환하고, 제3 밸브로써 통기공을 닫힘으로 하는 용제 공급 제어 수단과,

흡착 칼럼에 흡착된 피측정물을 용리할 때 상기 제1 밸브를 닫힘, 제2 밸브를 용리제 공급측으로 전환하고, 제3 밸브로 통기공을 열림으로 하는 회수 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 피측정물 회수 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 용제 공급 제어 수단에 의해 용제를 흘려넣은 후, 용리제 공급 경로를 건조시키는 건조 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 피측정물 회수 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 용리제 공급 제어 수단에 의해 용리제를 흘려넣은 후, 잔존하는 용리제를 배출시키는 배출 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 피측정물 회수 장치.
피측정물을 포함하는 시료액을 유지하는 리저버의 유입측을 열림으로 하고, 상기 피측정물을 흡착하는 흡착 칼럼의 유출측과 용제를 배출하는 용제 배출관을 연통시키며, 상기 리저버와 상기 흡착 칼럼을 연통시키는 직통관으로부터 분기된 회수관에 설치된 회수 용기와 연통된 통기공을 닫힘으로 하는 공정과,

상기 리저버의 유입측으로부터 용제를 흘려넣는 공정과,

상기 리저버의 유입측을 닫힘으로 하고, 상기 흡착 칼럼의 유출측과 상기 흡착 칼럼에 흡착된 상기 피측정물을 회수하는 용리제를 공급하는 용리제 공급관을 연통시키며, 상기 통기공을 열림으로 하는 공정과,

상기 용리제 공급관에서 상기 흡착 칼럼으로 용리제를 흘려넣는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피측정물 회수 방법.