KR20200083254A - METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING TOTAL ORGANIC CARBON BY COMBUSTION OXIDATION USING PROPORTIONAl CONTROL SAMPLE PRECISION INJECTION METHOD AND DOUBLE COOLING GAS-LIQUID SEPARATION - Google Patents

METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING TOTAL ORGANIC CARBON BY COMBUSTION OXIDATION USING PROPORTIONAl CONTROL SAMPLE PRECISION INJECTION METHOD AND DOUBLE COOLING GAS-LIQUID SEPARATION Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a method and device for measuring total organic carbon by combustion oxidation. The method for measuring total organic carbon of a sample to be measured comprises: a step of removing inorganic carbon in an inorganic carbon removal tank from a sample to be measured; a step of suctioning the sample to be measured from which inorganic carbon has been removed by a syringe pump; a step of discharging a part of the sample to be measured sucked by the syringe pump; a step of injecting the sample to be measured into a pipe connected to an oxidation reaction tank; a step of discharging all the samples to be measured remaining in the syringe pump; a step of suctioning carrier gas into the syringe pump; a step of injecting the sample to be measured filled in the pipe connected to the oxidation reaction tank into the oxidation reaction tank by using the carrier gas sucked by the syringe pump; a step of generating carbon dioxide by oxidizing the sample to be measured injected into the oxidation reaction tank; a step of transferring the generated carbon dioxide to an NDIR sensor via a cooling unit by the carrier gas; and a step of measuring the amount of the carbon dioxide transferred by the NDIR sensor. By improving the sample and carrier gas injection method by the proportional control method and gas-liquid separation of water from the carrier gas by the double cooling method, the precision of carbon dioxide measurement by the NDIR sensor can be improved.

Description

비례제어 시료정밀주입방식과 이중냉각 기액분리를 이용한 연소산화 총유기탄소 측정방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING TOTAL ORGANIC CARBON BY COMBUSTION OXIDATION USING PROPORTIONAl CONTROL SAMPLE PRECISION INJECTION METHOD AND DOUBLE COOLING GAS-LIQUID SEPARATION}METHOD AND APPARATUS OF METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING TOTAL ORGANIC CARBON BY COMBUSTION OXIDATION USING PROPORTIONAl CONTROL SAMPLE PRECISION INJECTION METHOD AND DOUBLE COOLING GAS-LIQUID SEPARATION}

본 발명은 연소산화 방식의 총유기탄소 측정장치를 이용하여 총유기탄소를 측정함에 있어서 측정의 정밀성을 높이기 위하여 측정장치의 산화반응조에 측정 대상 시료 및 캐리어가스를 주입하는 방법과 NDIR 센서로 이송되는 이산화탄소 및 캐리어가스의 혼합가스에 함유된 수분을 기액분리하여 제거시키는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention is a method of injecting a measurement target sample and a carrier gas into an oxidation reaction tank of a measuring device and transferring it to a NDIR sensor in order to increase the precision of the measurement in measuring the total organic carbon using a combustion oxidation type total organic carbon measuring device It relates to a method and apparatus for removing moisture contained in a mixed gas of carbon dioxide and carrier gas by gas-liquid separation.

화학적산소요구량(COD), 생화학적산소요구량(BOD)등과 함께 수질의 유기물 오염도를 판단할 수 있는 오염지표로 총유기탄소(Total Organic Carbon; TOC)가 이용되고 있다. 총유기탄소는 COD나 BOD처럼 유기물의 오염도를 간접적으로 측정하는 원리가 아니라 직접적으로 측정하는 원리로 정확도가 높은 오염지표이다.Total organic carbon (TOC) is used as a contaminant indicator that can determine the degree of contamination of water quality with chemical oxygen demand (COD) and biochemical oxygen demand (BOD). Total organic carbon is a principle of direct measurement rather than indirectly measuring the degree of contamination of organic substances such as COD or BOD, and is a highly accurate pollution indicator.

총유기탄소의 측정방법은 탄산이온과 같은 무기탄소를 제거하는 과정, 유기물질을 산화반응부를 이용하여 이산화탄소로 산화시키는 과정, 산화된 이산화탄소가스와 캐리어가스의 혼합가스에 함유되어 있는 수분을 제거하는 기액분리 과정, 기액분리된 혼합가스를 이산화탄소를 측정할 수 있는 NDIR 센서로 보내어 측정하는 과정으로 구성된다. 즉 무기탄소제거-산화-기액분리-이산화탄소가스 측정으로 이루어 진다.The method of measuring total organic carbon includes removing inorganic carbon such as carbonate ions, oxidizing organic substances into carbon dioxide using an oxidation reaction part, and removing moisture contained in a mixed gas of oxidized carbon dioxide gas and carrier gas. It consists of a gas-liquid separation process and a process in which the mixed gas separated by gas-liquid is sent to an NDIR sensor capable of measuring carbon dioxide. That is, it consists of inorganic carbon removal-oxidation-gas-liquid separation-carbon dioxide gas measurement.

무기탄소를 제거하는 방법은 시료에 산을 첨가하여 pH를 낮춘 후 질소가스나 에어를 주입하여 산기시키면 쉽게 제거된다. 유기물을 산화시키는 방법은 크게 습식산화법과 연소산화법으로 구분된다. 습식산화법은 기본적으로 시료에 자외선을 조사시켜 유기물을 산화시키는 방법으로 산화력을 높이기 위하여 퍼셀페이트를 첨가하거나 온도를 높이거나 오존을 투입하는 수단이 보조적으로 사용된다. 연소산화법은 650~950℃의 고온에서 유기물을 산화시키는 방법이다. 습식산화의 경우 저농도나 부유물질이 적은 시료분석에 적합하지만 고농도 및 난분해성 시료에는 적용하기 어려운 단점이 있다. 연소산화의 경우 유지관리가 다소 까다로운 단점이 있지만 고농도나 난분해성 유기물을 산화시키는데 유리하므로 시료의 성상, 측정 목적 등에 따라 적정하게 선택하여 사용하는 것이 일반적이다.The method of removing inorganic carbon is easily removed by adding acid to the sample to lower the pH and then introducing nitrogen gas or air to disperse the acid. Methods for oxidizing organic substances are largely divided into wet oxidation and combustion oxidation. The wet oxidation method is basically a method of oxidizing an organic substance by irradiating ultraviolet rays to a sample. In order to increase the oxidizing power, a means of adding percellate, increasing temperature, or introducing ozone is used as an auxiliary. The combustion oxidation method is a method of oxidizing organic substances at a high temperature of 650 to 950°C. Wet oxidation is suitable for analysis of samples with low concentrations or low suspended solids, but it is difficult to apply to high-concentration and non-degradable samples. In the case of combustion oxidation, there is a disadvantage that maintenance is somewhat difficult, but it is generally used to properly select and use it according to the properties of the sample and the purpose of measurement, since it is advantageous for oxidizing high concentration or non-degradable organic substances.

산화과정에서 캐리어가스로 질소나 공기 등을 주입하는데 산화된 이산화탄소 가스는 캐리어가스와 함께 산화반응조에서 배출된다. 이 혼합 가스는 이산화탄소 가스를 정량할 수 있는 NDIR 센서로 보내지며, NDIR 센서에 의하여 이산화탄소의 농도를 측정하여 총유기탄소로 환산하게 된다.During the oxidation process, nitrogen or air is injected into the carrier gas. The oxidized carbon dioxide gas is discharged from the oxidation reaction tank together with the carrier gas. This mixed gas is sent to an NDIR sensor capable of quantifying carbon dioxide gas, and the concentration of carbon dioxide is measured by the NDIR sensor to be converted into total organic carbon.

산화반응조에서 배출된 혼합 가스에는 수분이 다량 함유되어 있다. 이러한 수분이 NDIR 센서로 유입되면 초기에는 큰 문제가 없으나 지속적으로 측정하면 NDIR 센서 내부가 부식되어 측정데이터에 오류를 일으키며 또한 다량의 수분이 NDIR 센서로 유입되는 경우는 센서의 고장 원인이 된다. 따라서 산화반응조에서 배출되는 혼합 가스의 수분을 최대한 제거하여 NDIR 센서로 보내야 한다.The mixed gas discharged from the oxidation reactor contains a large amount of moisture. When such moisture flows into the NDIR sensor, there is no problem at first, but if it is continuously measured, the inside of the NDIR sensor will corrode, causing errors in the measurement data, and if a large amount of moisture flows into the NDIR sensor, it will cause the sensor to malfunction. Therefore, it is necessary to remove as much moisture as possible from the mixed gas discharged from the oxidation reactor and send it to the NDIR sensor.

연소산화방식의 총유기탄소측정장치는 일반적으로 산화반응조(산화반응로, Oxidation Furnace)를 사용하여 시료를 산화시킨다. 산화반응조 내부에 밀폐된 구조의 반응관을 설치하여 시료와 캐리어가스를 통과시키는 형태이다.The total organic carbon measuring device of the combustion oxidation method generally oxidizes a sample using an oxidation reactor (oxidation furnace, oxidation furnace). This is a type in which a reaction tube having a closed structure is installed inside the oxidation reactor to pass a sample and a carrier gas.

산화반응조로 주입되는 시료의 농도 및 주입량에 따라 NDIR 센서의 전압신호가 높아지며 이를 총유기탄소 농도로 변환한다. 연소산화방식의 경우 고온의 연소로에 실온의 액상시료를 주입하므로 주입량을 최소화하는 것이 좋다. 일반적으로 1회 주입량은 0.02~2mL 정도로 주입하고 있으나 하폐수의 경우 0.5mL이하의 시료를 주입하는 것이 보통이다. 시료주입량이 많아질 경우 산화로의 온도가 복귀되는데 시간이 많이 소요되며 재현성 있는 산화율을 얻기 어려워진다. 또한 산화되고 남는 탄화잔류물이 산화로 내에 계속 축적되므로 시료의 양을 최소화하여 주입하는 것이 연소산화방식의 총유기탄소 측정에 유리하다. 그러나 시료의 양을 적게 하면 적게 할수록 주입량의 정밀성이나 주입방법이 중요하게 된다.The voltage signal of the NDIR sensor increases according to the concentration and injection amount of the sample injected into the oxidation reactor, and it is converted into the total organic carbon concentration. In the case of the combustion oxidation method, it is recommended to minimize the injection amount since a liquid sample at room temperature is injected into the high-temperature combustion furnace. Generally, the injection amount is about 0.02~2mL, but in the case of wastewater, it is common to inject a sample of 0.5mL or less. When the sample injection amount increases, it takes a long time to return the temperature to the oxidation furnace, and it becomes difficult to obtain a reproducible oxidation rate. In addition, since the remaining oxidized and carbonized residues continue to accumulate in the oxidation furnace, it is advantageous to measure the total organic carbon of the combustion oxidation method by minimizing the injection amount. However, the smaller the amount of the sample is, the more precise the injection amount and the injection method becomes.

본 발명은 연소산화방식의 총유기탄소 측정시 시료 주입 방법을 개선하고 또한 산화반응조에서 배출되는 이산화탄소-캐리어가스 혼합가스에 함유되어 있는 수분을 효율적으로 제거하여 정밀도가 높은 연소산화 총유기탄소 측정방법 및 장치를 제공하고자 한다.The present invention improves the sample injection method when measuring the total organic carbon of the combustion oxidation method, and also efficiently removes the moisture contained in the carbon dioxide-carrier gas mixture gas discharged from the oxidation reactor to measure the high precision combustion oxidation total organic carbon. And devices.

본 발명자들은 연소산화방식의 총유기탄소측정장치를 개발하면서 측정의 정밀성을 높이기 위해서는 시료주입방법과 기액분리에 의한 수분 제거가 가장 중요한 요인 중 하나인 것을 확인할 수 있었다.The present inventors have confirmed that the sample injection method and the removal of moisture by gas-liquid separation are one of the most important factors in order to increase the precision of the measurement while developing the combustion organic type total organic carbon measurement device.

본 발명자들이 최적의 주입방식을 찾기 위하여 여러 각도로 실험을 한 결과 시료를 주입할 때 산화반응조(6) 내부의 유체 흐름을 적정하게 제어해야 한다는 것을 확인할 수 있었다. 특히 캐리어가스가 주입되고 있는 상태에서 시료를 주입하게 되면 시료주입 시 발생하는 압력과 유량으로 인해 순간적으로 압력이 상승하며 결과적으로 데이터의 정밀성이 낮아지는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 본 발명에서는 시료 주입 시 캐리어가스의 유량을 시료주입 속도에 따라 조절하여 산화반응조(6)로 유입되는 총유량이 일정하게 유지되도록 하여 측정의 정밀성을 높일 수 있었다.As a result of experiments at various angles by the present inventors to find the optimal injection method, it was confirmed that the fluid flow inside the oxidation reactor 6 should be properly controlled when the sample is injected. In particular, it was confirmed that when the sample is injected while the carrier gas is being injected, the pressure is instantaneously increased due to the pressure and flow rate generated when the sample is injected, and as a result, the precision of the data is lowered. Therefore, in the present invention, the flow rate of the carrier gas during sample injection was adjusted according to the sample injection speed so that the total flow rate into the oxidation reactor 6 was maintained to increase the precision of the measurement.

또한 기액분리를 효율적으로 하기 위하여 산화반응조(6)에서 배출되는 가스를 수냉방식으로 1차 기액분리하고 공냉방식으로 2차 기액분리하는 이중냉각방식을 확보하였다. 수냉방식이지만 외부에서 물을 공급하는 것이 아니라 공냉모듈(16)을 이용하여 냉각된 물이 순환되도록 하였다. 이렇게 하여 효율적인 냉각이 가능하면서 장치 자체도 컴팩트해지는 효과도 얻을 수 있다. 또한 기액분리된 응축수도 자동으로 배출되게 하여 별도로 수동 제거할 필요가 없다.In addition, in order to efficiently separate the gas-liquid, a double cooling method in which the gas discharged from the oxidation reactor 6 is first-liquid-separated by water cooling and second-liquid separation by air-cooling is secured. Although it is a water cooling method, water is not supplied from the outside, but the cooled water is circulated using the air cooling module 16. In this way, efficient cooling is possible, and the effect of compacting the device itself can be obtained. Also, the condensate separated by gas-liquid is automatically discharged, so there is no need to remove it manually.

본 발명에 따르면 연소산화방식의 총유기탄소 측정의 정밀성을 높일 수 있다. 또한 이중냉각방식으로 혼합가스의 수분을 고효율로 제거하여 유지관리가 용이하여지며 측정장치의 고장요인을 감소시킬 수 있어 유지관리 및 수리에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.According to the present invention, it is possible to increase the precision of the measurement of the total organic carbon of the combustion oxidation method. In addition, the dual-cooling method removes the moisture in the mixed gas with high efficiency, making maintenance easy and reducing the failure factor of the measuring device, thereby reducing the cost of maintenance and repair.

도 1은 본 발명의 비례제어방식의 시료 및 캐리어 가스 주입방법을 설명하기 위한 측정장치의 일부분의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 기액분리 장치인 냉각유니트의 개략도이다.
도 3은 기존의 기액분리 장치인 기존 냉각유니트의 개략도이다.
도 4는 산화반응조에 시료를 주입한 이후 NDIR 센서에서 측정되는 전압신호를 측정시간에 따라 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 냉각유니트의 성능을 확인하기 위하여 NDIR 전압신호를 측정횟수에 대해 나타낸 그래프이다.
도 6은 기존 냉각유니트의 성능을 확인하기 위하여 NDIR 전압신호를 측정횟수에 대해 나타낸 그래프이다.
1 is a schematic diagram of a portion of a measuring device for explaining a method for injecting a sample and a carrier gas in a proportional control method of the present invention.
2 is a schematic diagram of a cooling unit which is a gas-liquid separation device of the present invention.
3 is a schematic diagram of an existing cooling unit which is a conventional gas-liquid separation device.
4 is a graph showing the voltage signal measured by the NDIR sensor according to the measurement time after the sample is injected into the oxidation reactor.
5 is a graph showing the number of NDIR voltage signals measured to confirm the performance of the cooling unit of the present invention.
6 is a graph showing NDIR voltage signal counts to check the performance of a conventional cooling unit.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 비례제어 시료정밀주입방식과 이중냉각 기액분리를 이용한 연소산화 총유기탄소 측정방법 및 장치에 관하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the method and apparatus for measuring combustion oxidized total organic carbon using the proportional control sample precision injection method and the dual cooling gas-liquid separation of the present invention will be described in detail. The drawings introduced below are provided as examples in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art.

따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.Therefore, the present invention is not limited to the drawings presented below, and may be embodied in other forms, and the drawings presented below may be exaggerated to clarify the spirit of the present invention. At this time, if there is no other definition in the technical terms and scientific terms to be used has the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs, and the subject matter of the present invention is unnecessary in the following description and accompanying drawings Descriptions of well-known functions and configurations that may be blurred will be omitted.

먼저 측정 대상 시료의 주입에 대해 설명하면 시료 주입은 소량의 시료를 주입하므로 일반적으로 시린지펌프(2)를 이용한다. 또한 시료 주입, 시약 주입, 폐액배출 등 여러 가지 역할을 하나의 시린지펌프(2)로 수행하기 위하여 유로 전환이 가능한 멀티포트밸브(3)를 이용하는 것도 일반적이다. 본 발명자들도 시린지펌프(2)와 멀티포트밸브(3)를 이용하여 측정장치를 구성하여 실험하였다. 멀티포트밸브(3)에는 공통포트(0번포트)와 종속포트(1~7번포트)가 있으며 멀티포트밸브(3) 내부에는 디스크가 있어 디스크를 회전시켜 0번 공통포트와 각 종속포트를 연결하면 유로가 연결되는 방식이다.First, when the injection of the sample to be measured is described, the injection of the sample injects a small amount of the sample, so the syringe pump 2 is generally used. In addition, it is also common to use a multi-port valve 3 capable of switching channels to perform various roles such as sample injection, reagent injection, and waste liquid discharge with one syringe pump 2. The inventors also constructed and tested a measuring device using a syringe pump (2) and a multi-port valve (3). The multi-port valve (3) has a common port (port 0) and slave ports (ports 1 to 7), and a multi-port valve (3) has a disk inside to rotate the disk so that the common port 0 and each slave port If you connect it, the flow path is connected.

본 발명자들이 처음 고안한 측정 대상 시료의 주입방식은 다음과 같다. 먼저, 0번 공통포트와 1번 종속포트를 연결하여 유로를 형성시킨 후 무기탄소제거조(1)에서 무기탄소가 제거된 시료를 시린지펌프(2)로 흡입한다. 그리고, 0번 공통포트와 6번 종속포트를 연결하고 시린지펌프(2)부터 산화반응조(6)까지의 배관길이를 고려하여 측정 대상 시료가 산화반응조(6)에 0.1~0.2mL정도 주입되도록 예비 주입한다. 이렇게 하면 산화반응조(6)에 설치된 인젝터팁 끝까지 시료가 채워져 있게 된다. 위와 같은 방법으로 산화반응조(6)를 안정화시킨 후 시린지펌프(2)를 가동하여 시료 0.1 ~ 0.5mL를 산화반응조(6)에 주입한다. 이때 얻어지는 NDIR 센서의 전압 데이터를 이용하여 시간에 따른 전압 변화를 그래프로 나타낸 후 그래프의 피크 면적을 계산한다. 이 그래프의 면적은 총유기탄소의 양으로 환산할 수 있으며 검량선을 작성한 후에는 총유기탄소 농도로 환산할 수 있다. 그런데 위와 같은 방법으로 10회 반복하여 측정하였을 때 피크 면적 데이터의 변동계수(CV%)를 계산한 결과 정밀성이 낮은 것을 확인하였다.The method of injecting the sample to be measured first devised by the present inventors is as follows. First, after connecting the common port 0 and the subordinate port 1 to form a flow path, the sample in which the inorganic carbon is removed from the inorganic carbon removal tank 1 is sucked by the syringe pump 2. Then, connect the common port 0 and the subordinate port 6, and consider the pipe length from the syringe pump (2) to the oxidation reaction tank (6), so that the sample to be measured is injected into the oxidation reaction tank (6) by 0.1 to 0.2 mL. Infuse. In this way, the sample is filled up to the end of the injector tip installed in the oxidation reactor 6. After the oxidation reaction tank 6 is stabilized in the same manner as above, the syringe pump 2 is operated to inject 0.1 to 0.5 mL of the sample into the oxidation reaction tank 6. At this time, the voltage change over time is graphed using the voltage data of the obtained NDIR sensor, and the peak area of the graph is calculated. The area of this graph can be converted to the amount of total organic carbon, and after the calibration curve is drawn, it can be converted to the total organic carbon concentration. However, when the measurement was repeated 10 times in the same manner as above, the coefficient of variation (CV%) of the peak area data was calculated, confirming that the precision was low.

정밀도를 높이기 위하여 여러 가지 요인을 검토한 결과 예비주입 후 산화반응조(6) 내부에 장착된 인젝터팁 내부에 채워져 있는 측정 대상 시료가 다음 본 주입 시까지 인젝터팁 내부에 안정적으로 남아있지 않다는 것을 알 수 있었다. 산화반응조 내부의 온도가 650도 이상으로 매우 높으므로 인젝터팁 내부에 있는 시료가 시린지펌프(2) 쪽으로 밀리기도 하고 조금씩 산화되기도 하는 것이 원인인 것으로 확인되었다.As a result of examining various factors to increase the precision, it can be seen that the sample to be measured filled in the injector tip mounted inside the oxidation reactor 6 after pre-injection does not remain stable inside the injector tip until the next injection. there was. Since the temperature inside the oxidation reactor was very high (above 650 degrees), it was confirmed that the sample inside the injector tip was pushed toward the syringe pump 2 and oxidized little by little.

따라서 본 개발자들은 예비주입 없이 안정적인 측정 대상 시료의 주입을 위하여 다음과 같은 더욱 완성된 주입방법을 고안하였다. 먼저 1번 종속포트와 0번 공통포트를 연결한 후 시린지펌프(2)로 시료 1 내지 2mL를 흡인한다. 그리고 7번 종속포트와 0번 공통포트를 연결한후 시료 0.5 내지 1mL를 배출한다. 다시 6번 종속포트와 0번 공통포트를 연결하여 0.1 내지 0.5mL의 범위에서 원하는 시료 주입량만큼 주입한다. 이때 측정 대상 시료는 산화반응조(6)에 주입되지는 않으며 멀티포트밸브(3)와 산화반응조(6)를 연결하는 배관에 채워진다. 이후 7번 종속포트와 0번 공통포트를 연결한후 시린지펌프(2)에 남아있는 시료를 모두 배출하여 버린다. 다음에 0번 공통포트와 5번 종속포트를 연결하여 캐리어가스 2.5 내지 3.5mL를 시린지펌프(2)에 흡인시킨다. 그리고 나서 6번 종속포트와 0번 공통포트를 연결하여 시린지펌프에 흡인된 캐리어가스를 주입한다. 그러면 멀티포트밸브와 산화반응조 사이를 연결하는 배관에 채워져 있던 측정 대상 시료가 깔끔하게 산화반응조(6)로 주입된다.Therefore, the developers have devised the following more complete injection method for stable injection of the sample to be measured without pre-injection. First, connect 1 subordinate port and 0 common port, and then aspirate 1 to 2 mL of sample with a syringe pump (2). Then, after connecting the 7th subordinate port and the 0th common port, 0.5 to 1 mL of sample is discharged. Again, connect the 6th subordinate port and the 0th common port to inject the desired sample injection amount in the range of 0.1 to 0.5mL. At this time, the sample to be measured is not injected into the oxidation reaction tank 6 and is filled in a pipe connecting the multi-port valve 3 and the oxidation reaction tank 6. After connecting the 7th subordinate port and the 0th common port, the remaining sample in the syringe pump (2) is discharged and discarded. Next, the common port 0 and the dependent port 5 are connected to aspirate 2.5 to 3.5 mL of carrier gas into the syringe pump 2. Then, the 6th subordinate port and the 0th common port are connected to inject carrier gas sucked into the syringe pump. Then, the sample to be measured filled in the pipe connecting the multi-port valve and the oxidation reactor is neatly injected into the oxidation reactor (6).

상기와 같이 측정 대상 시료를 주입하면 시료가 배관이나 멀티포트밸브(3) 내부에 잔류하지 않고 산화반응조(6)에 정밀하게 주입된다.When the sample to be measured is injected as described above, the sample does not remain inside the pipe or the multiport valve 3 and is precisely injected into the oxidation reactor 6.

그런데 위와 같은 개량된 측정 대상 시료의 정밀 주입 방법을 채택함으로써 개선전의 방법에 비해 NDIR 센서의 산화 피크의 재현성이 좋아지기는 하였으나 여전히 만족할만한 수준이 아닌 것으로 확인되었으므로, 그 원인을 밝히기 위하여 여러 각도로 연구를 수행하였는바, 그 중 한 가지 연구는 산화반응조에서 배출되는 가스 배관을 수조의 물속에 담그고 관찰하는 것이었다. 즉, 수위로부터 약 20센티미터 정도 배관이 잠기도록 하여 관찰한 결과 중요한 사실을 확인할 수 있었는바, 캐리어가스 주입에 따라 일정하게 기포가 발생되다가 시료를 주입하는 순간 강력한 기포가 발생하는 것을 확인한 것이었다. 이러한 순간적인 압력 및 유량의 변화가 NDIR 센서 신호 측정에 문제를 일으키는 것으로 확인되었다.However, by adopting the improved precision injection method of the above-described sample to be measured, the reproducibility of the oxidation peak of the NDIR sensor was improved compared to the method before the improvement, but it was confirmed that it was still not satisfactory, so that the cause was variously investigated. As the study was conducted, one of the studies was to immerse and observe the gas piping discharged from the oxidation reactor in the water of the water tank. That is, as a result of observing by immersing the pipe about 20 centimeters from the water level, it was confirmed that an important fact was observed, and it was confirmed that strong bubbles were generated at the moment of injecting the sample while the bubbles were constantly generated according to the injection of the carrier gas. It was confirmed that this instantaneous change in pressure and flow caused a problem in measuring the NDIR sensor signal.

이러한 문제를 해결하기 위하여 다각도로 지속적인 연구를 수행하던 중 산화반응조(6)로부터 냉각유니트(7)를 거쳐, NDIR 센서(8)까지 일정한 유량을 유지시키면 측정의 재현성이 높아질 수 있는 것을 확인할 수 있었다.In order to solve this problem, it was confirmed that the reproducibility of the measurement can be increased by maintaining a constant flow rate from the oxidation reactor 6 to the cooling unit 7 through the oxidation reactor 6 while conducting continuous studies at various angles. .

즉, ‘시료주입 전 캐리어가스의 유량’과 ‘시료주입 후 캐리어가스 유량 및 주입된 시료로 인한 유량을 합산한 유량’이 항상 일정하게 유지되도록 비례제어한 결과 NDIR 센서의 측정신호의 정밀성이 높아지는 것을 확인하였다.That is, as a result of proportional control so that the'flow rate of carrier gas before sample injection' and'the flow rate of carrier gas flow rate after sample injection and the flow rate due to the injected sample' are always kept constant, the precision of the measurement signal of the NDIR sensor increases. Was confirmed.

그리고, 앞에서 설명하였듯이 캐리어가스에 수분이 다량 함유되어 있으므로 측정횟수가 늘어남에 따라 NDIR 센서 측정에 어려움이 발생한다. 가장 간단하고 쉽게 알 수 있는 방법은 수분 함량이 높은 캐리어가스가 NDIR 센서에 계속 유입되면 NDIR 센서 전압신호의 베이스라인이 상승하게 되는데, 이렇게 전압신호의 베이스라인이 계속 상승하게 되면 전압신호의 재현성은 낮아지게 된다.In addition, as described above, since the carrier gas contains a large amount of moisture, it is difficult to measure the NDIR sensor as the number of measurements increases. The simplest and easiest method is that when the carrier gas having a high moisture content continuously flows into the NDIR sensor, the baseline of the voltage signal of the NDIR sensor rises. When the baseline of the voltage signal continues to rise, the reproducibility of the voltage signal is increased. Will be lowered.

본 발명에서는 캐리어가스에 함유된 수분을 기액분리하여 모두 제거하기 위하여 이중냉각 방식을 이용하여 이를 해결하였다. 도 2는 이러한 이중냉각방식의 냉각유니트(7)의 개략도이다. 산화반응조(6)에서 배출된 캐리어가스는 수냉모듈(10)로 유입된다. 수냉모듈(10)은 유리재질이며 내부에 유리재질의 수냉코일관(11)이 장착되어 있다. 수냉모듈(10)의 좌측 위 아래에는 물을 주입하고 인출할 수 있는 연결구가 있다. 이 연결구로 차가운 물을 순환시키면서 수냉코일관(11)을 냉각하게 된다. 산화반응조(6)에서 배출되어 수냉코일관 inlet(9)을 통해 유입되는 가스는 수냉코일관(11)을 통과하면서 냉각되어 응축된다. 다시 캐리어가스는 공냉모듈(16)로 유입된다. 공냉모듈은 열전소자 냉각모듈(13)이 부착된 알루미늄 블록 내부에 도2와 같이 Y관(14)과 U관(17)을 장착한 것이다. 알루미늄 블록과 Y관(14) 및 U관(17)은 밀착되어 있어 알루미늄 블록의 냉기가 잘 전달되도록 되어 있다. Y관(14)으로 유입되는 응축수와 캐리어가스는 분리가 되면서 응축수는 Y관(14)의 아래쪽으로 내려가고 캐리어가스는 Y관(14)의 위로 올라가면서 기액분리가 이루어진다. Y관(14) 아래에 모이는 물은 측정장치가 세정중일 때 펌프(15)를 구동하여 배출시키므로 공냉모듈(16) 내부에 누적되지 않는다.In the present invention, this was solved by using a dual cooling method to remove all of the moisture contained in the carrier gas by gas-liquid separation. 2 is a schematic diagram of such a dual cooling cooling unit (7). The carrier gas discharged from the oxidation reaction tank 6 flows into the water cooling module 10. The water cooling module 10 is a glass material, and a water cooling coil tube 11 of a glass material is mounted therein. In the upper left and lower sides of the water cooling module 10, there is a connector through which water can be injected and withdrawn. The water cooling coil pipe 11 is cooled while circulating cold water through this connector. The gas discharged from the oxidation reaction tank 6 and flowing through the water cooling coil pipe inlet 9 is cooled and condensed while passing through the water cooling coil pipe 11. Again, the carrier gas flows into the air cooling module 16. The air cooling module is a Y tube 14 and a U tube 17 mounted as shown in FIG. 2 inside the aluminum block to which the thermoelectric element cooling module 13 is attached. The aluminum block and the Y pipe 14 and the U pipe 17 are in close contact, so that the cold air of the aluminum block is well transmitted. As the condensate and carrier gas flowing into the Y pipe 14 are separated, the condensed water goes down to the bottom of the Y pipe 14 and the carrier gas rises above the Y pipe 14 and gas-liquid separation is performed. The water collected under the Y pipe 14 does not accumulate inside the air cooling module 16 because the pump 15 is driven and discharged when the measuring device is being cleaned.

U관(17)부터 수냉모듈(10)과 사이에 배관까지 내부에는 모두 물이 채워져 있다. 공냉모듈(16)에서 냉각된 물은 수냉모듈(10)로 주입되면서 수냉코일관(11)을 냉각시키게 된다. 온도가 상승된 물은 다시 공냉모듈(16)로 회송되면서 다시 냉각된다.From the U pipe 17 to the pipe between the water cooling module 10 and the inside, all of the water is filled. The water cooled in the air cooling module 16 is injected into the water cooling module 10 to cool the water cooling coil pipe 11. The water with the increased temperature is cooled again while being returned to the air cooling module 16.

이와 같이 산화반응조(6)에서 이송되는 캐리어가스 및 이산화탄소는 수냉모듈에서 1차로 냉각되고 공냉모듈(16)에서 2차로 냉각된 후 기액분리되므로 안정적으로 수분을 제거할 수 있다.As described above, the carrier gas and carbon dioxide transferred from the oxidation reaction tank 6 are first cooled in the water cooling module and secondly cooled in the air cooling module 16, and then gas-liquid is separated, so that moisture can be stably removed.

본 발명을 시료주입방법에 대해 실시예를 들어 설명하면 다음과 같다. 무기탄소 제거조(1)로부터 무기탄소가 제거된 수질 시료 2mL를 시린지펌프(2)로 흡인한다. 0번 공통포트와 7번 종속포트를 연결한 후 시린지에 충전되어 있는 시료 1mL를 배출한다. 다시 6번 종속포트와 0번 공통포트를 연결하여 측정 대상 시료 0.4mL를 멀티포트밸브와 산화반응조 사이를 연결하는 배관에 주입한다. 7번종속포트와 0번공통포트를 연결한후 시린지펌프(2)에 남아있는 시료를 모두 배출하여 버린다. 0번 공통포트와 5번 종속포트를 연결하여 캐리어가스 3mL를 시린지펌프(2)에 흡인시킨다. 이후 6번 종속포트와 0번 공통포트를 연결하여 시린지펌프에 흡인된 캐리어가스를 이용하여 멀티포트밸브와 산화반응조 사이를 연결하는 배관에 채워져 있는 대상 시료를 산화반응조로 주입한다. 이때 비례제어를 하여 산화반응조(6)에 유입되는 가스의 총유량은 항상 일정하게 되도록 한다. 시료를 20초동안 주입하는 경우 시료 주입으로 인해 발생하는 유량은 9mL/분이 된다. 시료 주입 전 캐리어가스의 유량이 150mL인 경우 시료주입 시는 캐리어가스의 유량을 141ml/분으로 하고 시료를 주입한다. 이렇게 하면 시료 주입 후 주입된 시료 및 캐리어가스의 총 유량은 150mL/분으로 시료 주입 전과 동일하게 유지되는 것이다. 시료 주입이 끝나면 다시 캐리어가스의 유량은 150mL/분이 되도록 복귀시킨다.When explaining the present invention by way of example for the sample injection method is as follows. 2 mL of the water quality sample from which the inorganic carbon has been removed from the inorganic carbon removal tank 1 is sucked into the syringe pump 2. After connecting 0th common port and 7th subordinate port, discharge 1mL of sample filled in syringe. Again, connect 6 subordinate ports and 0 common ports, and inject 0.4 mL of the sample to be measured into the pipe connecting the multiport valve and the oxidation reactor. After connecting the No. 7 sub-port and the No. 0 common port, discharge all the remaining sample in the syringe pump (2) and discard it. Connect the common port 0 and the dependent port 5 to suck 3 mL of carrier gas into the syringe pump (2). Thereafter, the target sample filled in the pipe connecting the multi-port valve and the oxidation reactor is injected into the oxidation reactor by using the carrier gas drawn into the syringe pump by connecting the 6th subordinate port and the 0th common port. At this time, proportional control is performed so that the total flow rate of the gas flowing into the oxidation reactor 6 is always constant. When the sample is injected for 20 seconds, the flow rate generated by the sample injection is 9 mL/minute. When the flow rate of the carrier gas is 150 mL before the sample is injected, the sample is injected with the carrier gas flow rate at 141 ml/min. In this way, the total flow rate of the injected sample and the carrier gas after the sample injection is 150 mL/min, which is maintained the same as before the sample injection. After the sample injection, the carrier gas flow rate is returned to 150 mL/min.

KHP를 초순수에 용해시켜 1mg/L과 10mg/L와 20mg/L 농도의 총유기탄소 표준용액을 제조하여 3종의 측정 시료로 하였다. 상기 측정시료를 무기탄소제거조에서 무기탄소를 제거하였다. 무기탄소가 제거된 표준용액 측정시료 2mL를 시린지펌프(2)로 흡인한다. 0번 공통포트와 7번 종속포트를 연결한 후 시린지에 충전되어 있는 시료 1mL를 배출한다. 다시 6번 종속포트와 0번 공통포트를 연결하여 0.4mL 주입한다. 7번 종속포트와 0번 공통포트를 연결한 후 시린지펌프(2)에 남아있는 시료를 모두 배출하여 버린다. 0번 공통포트와 5번 종속포트를 연결하여 캐리어가스 3mL를 시린지펌프(2)에 흡인시킨다. 이후 6번 종속포트와 0번 공통포트를 연결하여 캐리어가스를 주입한다.KHP was dissolved in ultrapure water to prepare a total organic carbon standard solution having concentrations of 1 mg/L, 10 mg/L, and 20 mg/L to prepare three measurement samples. The measurement sample was removed from the inorganic carbon removal tank. Aspirate 2 mL of the standard solution from which inorganic carbon has been removed is aspirated with a syringe pump (2). After connecting 0th common port and 7th subordinate port, discharge 1mL of sample filled in syringe. Again, connect the 6th subordinate port and the 0th common port and inject 0.4mL. After connecting the 7th subordinate port and the 0th common port, the remaining sample in the syringe pump (2) is discharged and discarded. Connect the common port 0 and the dependent port 5 to suck 3 mL of carrier gas into the syringe pump (2). After that, the carrier gas is injected by connecting the 6th subordinate port and the 0th common port.

이때 비례제어를 하여 산화반응조(6)에 유입되는 가스의 총유량은 항상 일정하게 되도록 한다. 시료를 20초 동안 주입하는 경우 시료 주입으로 인해 발생하는 유량은 9mL/분이 된다. 시료 주입 전 캐리어가스의 유량이 150mL인 경우 시료 주입 시는 캐리어가스의 유량을 141ml/분으로 하고 20초 동안 시료를 주입하여 시료 주입으로 9mL/분의 유량이 발생되도록 한다. 이렇게 하면 시료 주입 후 주입된 시료에 의하여 발생되는 유량 및 캐리어가스의 총 유량은 150mL/분으로 시료 주입 전과 동일하게 유지되는 것이다.At this time, proportional control is performed so that the total flow rate of the gas flowing into the oxidation reactor 6 is always constant. When the sample is injected for 20 seconds, the flow rate generated by the sample injection is 9 mL/minute. When the flow rate of the carrier gas is 150 mL before the sample injection, when the sample is injected, the flow rate of the carrier gas is 141 ml/min, and the sample is injected for 20 seconds to generate a flow rate of 9 mL/min through the sample injection. In this way, the flow rate generated by the sample injected after the sample injection and the total flow rate of the carrier gas are 150 mL/min, which is maintained the same as before the sample injection.

시간에 따라 NDIR 센서의 전압신호를 측정하여 피크의 면적을 구한다. 캐리어가스의 주입 유량을 100mL/분, 150mL/분, 200mL/분, 250mL/분, 300mL/분으로 조절하면서 10회 시험하였다. 그 결과 피크 면적의 표준편차가 0.8%이하로 매우 우수하였다. 실험 결과를 표1에 나타내었다. 산화반응조의 온도는 680도로 하였으며 본 발명의 2중냉각장치를 장착하여 수분을 제거 하였다. 이 결과를 표 1에 나타내었다.The area of the peak is obtained by measuring the voltage signal of the NDIR sensor over time. The injection flow rate of the carrier gas was tested 10 times while adjusting to 100 mL/min, 150 mL/min, 200 mL/min, 250 mL/min, and 300 mL/min. As a result, the standard deviation of the peak area was very excellent at 0.8% or less. Table 1 shows the experimental results. The temperature of the oxidation reactor was 680 degrees, and the dual cooling device of the present invention was installed to remove moisture. Table 1 shows the results.

Figure pat00001
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KHP를 초순수에 용해시켜 20mg/L 농도의 총유기탄소 표준용액을 제조하여 측정 시료로 이용 하였으며 연속으로 총유기탄소를 측정하였다. 총유기탄소 측정과정에서 시료 주입 후 NDIR 센서의 전압값이 상승하였다가 다시 감소하여 일정한 값을 유지할 때를 베이스라인의 전압값으로 가정하였다. 연속적으로 총유기탄소를 측정하면서 매 측정시마다 베이스라인의 전압값을 측정하여 측정횟수에 따른 변화를 관찰하였다.A total organic carbon standard solution having a concentration of 20 mg/L was prepared by dissolving KHP in ultrapure water, and used as a measurement sample. Total organic carbon was continuously measured. When the total organic carbon was measured, the voltage value of the NDIR sensor increased and then decreased after sample injection, and it was assumed that the voltage value of the baseline was maintained. While continuously measuring the total organic carbon, the voltage value of the baseline was measured for each measurement to observe the change according to the number of measurements.

도 4는 산화반응조(6)에 시료를 주입한 후 시간에 따른 NDIR 센서 전압신호의 변동을 나타낸 그래프이다. 이 그래프에서 시료 주입후 10분후 NDIR 센서의 전압이 안정하게 유지되어 이때를 베이스라인 전압으로 가정하였다. 이 결과를 도 5에 나타내었다. 총유기탄소 측정횟수에 따라 베이스라인의 변동을 관찰한 결과 500회 측정 시까지도 베이스라인의 변동폭은 0.088에서 0.092V 사이를 벗어나지 않아 본 발명의 2중냉각장치에서 수분이 잘 제거되고 있는 것을 확인하였다.4 is a graph showing the variation of the voltage signal of the NDIR sensor over time after the sample is injected into the oxidation reactor 6. In this graph, the voltage of the NDIR sensor was kept stable 10 minutes after sample injection, and this was assumed as the baseline voltage. The results are shown in FIG. 5. As a result of observing the variation of the baseline according to the total number of organic carbon measurements, the variation width of the baseline did not exceed 0.088 to 0.092V until 500 measurements, and it was confirmed that moisture was well removed from the dual cooling apparatus of the present invention. .

[비교예 1][Comparative Example 1]

시료 주입 시에 캐리어가스 유량을 비례제어하지 않고 시료주입전과 동일한 유량을 주입하면서 시료를 주입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시험하였다. 그 결과 실시예 1과 비교하여 변동계수(CV%)가 높아 정밀성이 낮았다. 특히 시료의 농도가 낮거나 캐리어가스의 유량이 낮은 경우 정밀성이 더 낮았다. 이 결과를 표 2에 나타내었다.When the sample was injected, it was tested in the same manner as in Example 1, except that the sample was injected while injecting the same flow rate as before the sample injection without proportional control of the carrier gas flow rate. As a result, the coefficient of variation (CV%) was high and the precision was low compared to Example 1. Especially, when the concentration of the sample was low or the flow rate of the carrier gas was low, the precision was lower. Table 2 shows the results.

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[비교예 2][Comparative Example 2]

시료 주입 시에 캐리어가스 유량을 비례제어하지만 시료 주입속도의 2배만큼 유량을 감소시켜 캐리어가스를 흘리는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시험하였다. 그 결과 실시예 1과 비교하여 변동계수(CV%)가 높아 정밀성이 낮았다. 특히 시료의 농도가 낮거나 캐리어가스의 유량이 낮은 경우 정밀성이 더 낮았다. 특히 비교예 1 보다도 더 정밀성이 낮았다. 이 결과를 표3에 나타내었다.When the sample was injected, the carrier gas flow rate was proportionally controlled, but it was tested in the same manner as in Example 1, except that the carrier gas was flowed by reducing the flow rate by twice the sample injection rate. As a result, the coefficient of variation (CV%) was high and the precision was low compared to Example 1. Especially, when the concentration of the sample was low or the flow rate of the carrier gas was low, the precision was lower. In particular, the precision was lower than that of Comparative Example 1. Table 3 shows the results.

[비교예 3][Comparative Example 3]

도3과 같은 통상의 냉각장치를 이용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 실험하였다. 초기에는 NDIR 센서 전압의 베이스라인이 크게 변화되지 않았으나 140회 측정부터 베이스라인이 상승하기 시작하여 200회부터는 베이스라인이 약 0.3V이상 상승하였다. 통상의 냉각장치의 경우 사용초기에는 수분이 잘 제거되나 사용횟수가 증가함에 따라 수분제거 성능이 떨어지는 것을 확인하였다. 이결과를 도6에 나타내었다.Experiments were carried out in the same manner as in Example 2, except that the conventional cooling apparatus shown in FIG. 3 was used. Initially, the baseline of the NDIR sensor voltage did not change significantly, but the baseline started to rise from 140 measurements and the baseline increased by about 0.3 V or more from 200 times. In the case of a normal cooling device, it was confirmed that the moisture was easily removed at the beginning of use, but the water removal performance decreased as the number of uses increased. Fig. 6 shows this result.

이상, 실시예를 기반으로 하여 본 발명을 상술하였으나, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described based on the embodiments, but the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and not only the claims to be described later, but also all equivalent or equivalent modifications to the claims It will be said to fall within the scope of the inventive idea.

1 무기탄소 제거조 2 시린지펌프
3 멀티포트밸브 4 유량조절기(MFC)
5 캐리어가스 공급장치 6 산화반응조
7 냉각유니트 8 NDIR 센서
9 수냉코일관Inlet 10 수냉모듈
11 수냉코일관 12 수냉코일관Outlet
13 열전소자 냉각모듈 14 Y관
15 배출Pump 16 공냉모듈
17 U관 18 순환펌프
19 기존 쿨링유니트
1 Inorganic carbon removal tank 2 Syringe pump
3 Multi-port valve 4 Flow regulator (MFC)
5 Carrier gas supply device 6 Oxidation reactor
7 Cooling unit 8 NDIR sensor
9 Water cooling coil pipe Inlet 10 Water cooling module
11 Water cooling coil tube 12 Water cooling coil tube Outlet
13 Thermoelectric element cooling module 14 Y tube
15 Discharge Pump 16 Air Cooling Module
17 U tube 18 Circulation pump
19 Existing cooling unit

Claims (12)

측정 대상 시료의 총 유기탄소 측정 방법은,
1) 측정 대상 시료로부터 무기탄소제거조에서 무기탄소를 제거하는 단계;
2) 무기탄소가 제거된 측정 대상 시료를 시린지펌프에 흡인시키는 단계;
3) 시린지펌프에 흡인되어 있는 측정 대상 시료의 일부를 배출하는 단계;
4) 측정 대상 시료를 산화반응조로 연결되는 배관에 주입하는 단계;
5) 시린지펌프에 남아있는 측정 대상 시료를 모두 배출하는 단계;
6) 캐리어가스를 시린지펌프에 흡인시키는 단계;
7) 시린지펌프에 흡인된 캐리어가스를 이용하여 산화반응조로 연결되는 배관에 채워져 있는 측정 대상 시료를 산화반응조에 주입하는 단계;
8) 산화반응조에 주입된 측정 대상 시료를 산화시켜 이산화탄소를 발생시키는 단계;
9) 발생된 이산화탄소가 캐리어가스에 의하여 냉각유니트를 경유하여 NDIR 센서로 이송되는 단계; 및
10) 이송된 이산화탄소의 양을 NDIR 센서에 의하여 측정하는 단계;를 포함하는 연소산화 총유기탄소 측정방법.
The method of measuring the total organic carbon of the sample to be measured is
1) removing the inorganic carbon from the inorganic carbon removal tank from the sample to be measured;
2) aspirating the measurement target sample from which the inorganic carbon has been removed into a syringe pump;
3) discharging a portion of the sample to be measured that is sucked into the syringe pump;
4) injecting the sample to be measured into the pipe connected to the oxidation reactor;
5) discharging all remaining measurement target samples in the syringe pump;
6) sucking the carrier gas into the syringe pump;
7) using a carrier gas drawn into a syringe pump, injecting a sample to be measured filled in a pipe connected to an oxidation reactor into an oxidation reactor;
8) oxidizing the measurement target sample injected into the oxidation reactor to generate carbon dioxide;
9) The generated carbon dioxide is transferred to the NDIR sensor via a cooling unit by a carrier gas; And
10) Measuring the amount of carbon dioxide transferred by the NDIR sensor; Combustion oxidation total organic carbon measuring method comprising a.
제1항에 있어서, 측정 대상 시료의 총 유기탄소 측정 방법은,
1) 측정 대상 시료로부터 무기탄소제거조에서 무기탄소를 제거하는 단계;
2) 무기탄소가 제거된 측정 대상 시료를 멀티포트밸브를 이용하여 시린지펌프에 흡인시키는 단계;
3) 시린지펌프에 충전되어 있는 측정 대상 시료의 일부를 멀티포트밸브를 이용하여 배출하는 단계;
4) 측정 대상 시료를 멀티포트밸브와 산화반응조 사이를 연결하는 배관에 주입하는 단계;
5) 시린지펌프에 남아있는 측정 대상 시료를 멀티포트밸브를 이용하여 배출관으로 모두 배출하는 단계;
6) 캐리어가스를 멀티포트밸브를 이용하여 시린지펌프에 흡인시키는 단계;
7) 시린지펌프에 흡인된 캐리어가스를 이용하여 멀티포트밸브와 산화반응조 사이를 연결하는 배관에 채워져 있는 측정 대상 시료를 산화반응조에 주입하는 단계;
8) 산화반응조에 주입된 측정 대상 시료를 산화시켜 이산화탄소를 발생시키는 단계;
9) 발생된 이산화탄소가 캐리어가스에 의하여 냉각유니트를 경유하여 NDIR 센서로 이송되는 단계; 및
10) 이송된 이산화탄소의 양에 따라 NDIR 센서에 의하여 발생되는 전압신호를 측정하여 피크의 면적을 구하는 단계;를 포함하는 연소산화 총유기탄소 측정방법.
According to claim 1, The total organic carbon measurement method of the sample to be measured,
1) removing the inorganic carbon from the inorganic carbon removal tank from the sample to be measured;
2) aspirating the sample to be measured from which the inorganic carbon has been removed into a syringe pump using a multiport valve;
3) discharging a portion of the sample to be measured, which is charged in the syringe pump, using a multiport valve;
4) injecting the sample to be measured into the pipe connecting the multi-port valve and the oxidation reactor;
5) discharging all the measurement target sample remaining in the syringe pump to the discharge pipe using a multiport valve;
6) suctioning the carrier gas to the syringe pump using a multi-port valve;
7) using a carrier gas sucked into a syringe pump, injecting a measurement target sample filled in a pipe connecting between the multi-port valve and the oxidation reactor into the oxidation reactor;
8) oxidizing the measurement target sample injected into the oxidation reactor to generate carbon dioxide;
9) the generated carbon dioxide is transferred to the NDIR sensor via a cooling unit by a carrier gas; And
10) measuring the voltage signal generated by the NDIR sensor according to the amount of carbon dioxide transferred to obtain an area of a peak; a method for measuring total organic carbon combustion.
제2항에 있어서, 측정 대상 시료의 총 유기탄소 측정 방법은,
1) 측정 대상 시료로부터 무기탄소제거조에서 무기탄소를 제거하는 단계;
2) 무기탄소제거조에 연결된 1번 종속포트와 시린지펌프에 연결된 0번 공통포트를 멀티포트밸브를 이용하여 연결한 후, 무기탄소가 제거된 측정 대상 시료를 시린지펌프에 흡인시키는 단계;
3) 시린지펌프에 연결된 0번 공통포트와 배출관에 연결된 7번 종속포트를 멀티포트밸브를 이용하여 연결한 후, 시린지펌프에 충전되어 있는 측정 대상 시료의 일부를 배출관으로 배출하는 단계;
4) 시린지펌프에 연결된 0번 공통포트와 산화반응조에 연결된 6번 종속포트를 멀티포트밸브를 이용하여 연결한 후, 측정 대상 시료를 멀티포트밸브와 산화반응조 사이를 연결하는 배관에 주입하는 단계;
5) 시린지펌프에 연결된 0번 공통포트와 배출관에 연결된 7번 종속포트를 멀티포트밸브를 이용하여 연결한 후, 시린지펌프에 남아있는 측정 대상 시료 모두를 배출관으로 배출하는 단계;
6) 시린지펌프에 연결된 0번 공통포트와 유량조절기에 연결된 5번 종속포트를 멀티포트밸브를 이용하여 연결한 후, 캐리어가스를 시린지펌프에 흡인시키는 단계;
7) 시린지펌프에 연결된 0번 공통포트와 산화반응조에 연결된 6번 종속포트를 멀티포트밸브를 이용하여 연결한 후, 시린지펌프에 흡인된 캐리어가스를 이용하여 멀티포트밸브와 산화반응조 사이를 연결하는 배관에 채워져 있는 측정 대상 시료를 산화반응조에 주입하는 단계;
8) 산화반응조에 주입된 측정 대상 시료를 산화시켜 이산화탄소를 발생시키는 단계;
9) 발생된 이산화탄소가 캐리어가스에 의하여 냉각유니트를 경유하여 NDIR 센서로 이송되는 단계; 및
10) 이송된 이산화탄소의 양에 따라 NDIR 센서에 의하여 발생되는 전압신호를 측정하여 피크의 면적을 구하는 단계;를 포함하는 연소산화 총유기탄소 측정방법.
According to claim 2, The total organic carbon measurement method of the sample to be measured,
1) removing the inorganic carbon from the inorganic carbon removal tank from the sample to be measured;
2) connecting the subordinate port 1 connected to the inorganic carbon removal tank and the common port 0 connected to the syringe pump using a multi-port valve, and then suctioning the sample to be measured with the inorganic carbon removed into the syringe pump;
3) connecting the common port 0 connected to the syringe pump and the 7 dependent port connected to the discharge pipe using a multi-port valve, and then discharging a portion of the sample to be measured filled in the syringe pump to the discharge pipe;
4) connecting the common port 0 connected to the syringe pump and the 6 subordinate port connected to the oxidation reactor using a multiport valve, and then injecting a sample to be measured into the pipe connecting the multiport valve and the oxidation reactor;
5) After connecting the common port 0 connected to the syringe pump and the 7 dependent port connected to the discharge pipe using a multi-port valve, discharging all the samples to be measured remaining in the syringe pump to the discharge pipe;
6) connecting the common port 0 connected to the syringe pump and the slave port 5 connected to the flow controller using a multi-port valve, and then sucking the carrier gas into the syringe pump;
7) Connect the common port 0 connected to the syringe pump and the 6 dependent port connected to the oxidation reactor using a multiport valve, and then connect the multiport valve to the oxidation reactor using the carrier gas drawn into the syringe pump. Injecting a sample to be measured filled in the piping into an oxidation reactor;
8) oxidizing the measurement target sample injected into the oxidation reactor to generate carbon dioxide;
9) the generated carbon dioxide is transferred to the NDIR sensor via a cooling unit by a carrier gas; And
10) measuring the voltage signal generated by the NDIR sensor according to the amount of carbon dioxide transferred to obtain an area of a peak; a method for measuring total organic carbon combustion.
제3항에 있어서,상기 ‘2) 무기탄소제거조에 연결된 1번 종속포트와 시린지펌프에 연결된 0번 공통포트를 멀티포트밸브를 이용하여 연결한 후, 무기탄소가 제거된 측정 대상 시료를 시린지펌프에 흡인시키는 단계’에서 흡인되는 측정 대상 시료는 1 내지 2mL인 것을 특징으로 하는 연소산화 총유기탄소 측정방법.According to claim 3, After the '2) connecting the 1st subordinate port connected to the inorganic carbon removal tank and the 0th common port connected to the syringe pump using a multi-port valve, the sample pump from which the inorganic carbon is removed is syringe pump. In the step of aspirating to'the sample to be aspirated is a combustion oxidation total organic carbon measuring method, characterized in that 1 to 2mL. 제3항에 있어서,상기 ‘3) 시린지펌프에 연결된 0번 공통포트와 배출관에 연결된 7번 종속포트를 멀티포트밸브를 이용하여 연결한 후, 시린지펌프에 충전되어 있는 측정 대상 시료의 일부를 배출관으로 배출하는 단계’에서 배출되는 측정 대상 시료는 0.5 내지 1mL인 것을 특징으로 하는 연소산화 총유기탄소 측정방법.According to claim 3, After the '3) common port 0 connected to the syringe pump and 7 subordinate ports connected to the discharge pipe are connected using a multi-port valve, a portion of the sample to be measured charged in the syringe pump is discharged. The method of measuring combustion organic carbon, characterized in that the sample to be discharged in the step of discharging to is 0.5 to 1 mL. 제3항에 있어서,상기 ‘4) 시린지펌프에 연결된 0번 공통포트와 산화반응조에 연결된 6번 종속포트를 멀티포트밸브를 이용하여 연결한 후, 측정 대상 시료를 멀티포트밸브와 산화반응조 사이를 연결하는 배관에 주입하는 단계’에서 주입되는 측정 대상 시료는 0.1 내지 0.5mL인 것을 특징으로 하는 연소산화 총유기탄소 측정방법.According to claim 3, After connecting the common port No. 0 connected to the syringe pump and the subordinate port No. 6 connected to the oxidation reactor using a multiport valve, connect the sample to be measured between the multiport valve and the oxidation reactor. The method of measuring combustion oxidation total organic carbon, characterized in that the sample to be injected in the step of injecting into the connecting piping is 0.1 to 0.5 mL. 제3항에 있어서,상기 ‘6) 시린지펌프에 연결된 0번 공통포트와 유량조절기에 연결된 5번 종속포트를 멀티포트밸브를 이용하여 연결한 후, 캐리어가스를 시린지펌프에 흡인시키는 단계’에서 흡인되는 측정 대상 시료는 2.5 내지 3.5mL인 것을 특징으로 하는 연소산화 총유기탄소 측정방법.According to claim 3, After the '6) connecting the common port 0 connected to the syringe pump and the 5 dependent port connected to the flow regulator using a multi-port valve, suction the carrier gas in the syringe pump' The sample to be measured is 2.5 to 3.5mL combustion oxidation total organic carbon measurement method, characterized in that. 제3항에 있어서,상기 ‘7) 시린지펌프에 연결된 0번 공통포트와 산화반응조에 연결된 6번 종속포트를 멀티포트밸브를 이용하여 연결한 후, 시린지펌프에 흡인된 캐리어가스를 이용하여 멀티포트밸브와 산화반응조 사이를 연결하는 배관에 채워져 있는 측정 대상 시료를 산화반응조에 주입하는 단계’에서 비례제어를 하여 산화반응조에 유입되는 가스의 총유량은 항상 일정하게 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 연소산화 총유기탄소 측정방법.According to claim 3, After the '7) connecting the common port 0 connected to the syringe pump and the 6 subordinate port connected to the oxidation reactor using a multi-port valve, the multi-port using the carrier gas sucked in the syringe pump Combustion oxidation characterized in that the total flow rate of the gas flowing into the oxidation tank is always kept constant by proportional control in the step of injecting the sample to be measured filled in the pipe connecting the valve and the oxidation tank into the oxidation tank. How to measure total organic carbon. 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 ‘9) 발생된 이산화탄소가 캐리어가스에 의하여 냉각유니트를 경유하여 NDIR 센서로 이송되는 단계’에서 캐리어가스에 함유된 수분을 기액분리하기 위하여 이중냉각 방식을 이용 것을 특징으로 하는 연소산화 총유기탄소 측정방법.The method according to any one of claims 3 to 8, wherein the '9) generated carbon dioxide is transported to the NDIR sensor via a cooling unit by a carrier gas' in order to separate the liquid contained in the carrier gas from gas. Combustion oxidation total organic carbon measurement method characterized by using the double cooling method. 제9항에 있어서, 상기 이중냉각 방식은 먼저 수냉모듈을 통과하면서 응축된 후, 공냉모듈을 통과하는 방식인 것을 특징으로 하는 연소산화 총유기탄소 측정방법.The method of claim 9, wherein the dual cooling method is a method of condensing while passing through a water cooling module first and then passing through an air cooling module. 측정 대상 시료의 총 유기탄소 측정 장치는, 측정 대상 시료로부터 무기탄소를 제거하는 무기탄소제거조; 무기탄소가 제거된 측정 대상 시료 또는 캐리어가스를 흡인 또는 주입하는 시린지펌프; 시린지펌프에 흡인되어 있는 측정 대상 시료의 일부를 배출하는 배출관; 측정 대상 시료를 산화시키는 산화반응조; 캐리어가스 유량을 조절하는 유량조절기; 캐리어가스를 유량조절기로 공급하는 캐리어가스 공급장치; 산화반응조로부터 이송되는 캐리어가스 및 이산화탄소를 냉각하는 냉각유니트; 시린지펌프와 무기탄소제거조, 배출관, 산화반응조 또는 유량조절기를 선택적으로 연결하는 멀티포트밸브; 및 NDIR 센서;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연소산화 총유기탄소 측정장치.The apparatus for measuring total organic carbon of a sample to be measured includes: an inorganic carbon removal tank for removing inorganic carbon from a sample to be measured; Syringe pump to suck or inject the sample to be measured or carrier gas from which the inorganic carbon has been removed; A discharge pipe for discharging a portion of the sample to be measured sucked into the syringe pump; An oxidation reaction tank for oxidizing the sample to be measured; Flow regulator for adjusting the flow rate of the carrier gas; A carrier gas supply device for supplying carrier gas to a flow regulator; A cooling unit cooling the carrier gas and carbon dioxide transferred from the oxidation reactor; A multi-port valve selectively connecting a syringe pump and an inorganic carbon removal tank, a discharge pipe, an oxidation reactor, or a flow regulator; And NDIR sensor; Combustion oxidation total organic carbon measuring device comprising a. 제10항에 있어서, 상기 냉각유니트는 수냉모듈 및 공냉모듈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연소산화 총유기탄소 측정장치.11. The method of claim 10, The cooling unit is a combustion oxidation total organic carbon measuring device, characterized in that consisting of a water cooling module and the air cooling module.
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