(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の通気孔を有する気体処理装置において、各通気孔を通過する気体流量を計測する方法であって、
反応性を有する試験用気体を連続的に前記気体処理装置内に流し込み、各通気孔を通過する該試験用気体を、各通気孔に密着配置させた検出用薬剤と反応させ、該検出用薬剤と前記試験用気体との反応生成物量から、各通気孔を通過する気体流量を計測することを特徴とする流量計測方法。
【請求項２】
多数の通気孔を有する気体処理装置において、各通気孔を通過する気体流量を計測する方法であって、
反応性を有する試験用気体を連続的に前記気体処理装置内に流し込み、各通気孔を通過する該試験用気体を、各通気孔に密着配置させた検出用薬剤と反応させ、該検出用薬剤の色の変化度合から、各通気孔を通過する気体流量を計測することを特徴とする流量計測方法。
【請求項３】
多数の通気孔を有する気体処理装置において、各通気孔を通過する気体流量を計測する方法であって、
反応性を有する試験用気体を連続的に前記気体処理装置内に流し込み、各通気孔を通過する該試験用気体を、各通気孔に密着配置させた検出用薬剤と反応させ、該検出用薬剤の重量変化量から、各通気孔を通過する気体流量を計測することを特徴とする流量計測方法。
【請求項４】
前記気体処理装置が、内筒と外筒の二重構造に形成され、これら内筒と外筒の間に吸着材が充填される構成である、請求項１〜３のいずれかに記載の流量計測方法。
【請求項５】
内筒と外筒の二重構造に形成され、これら内筒と外筒の間に吸着材が充填される構成である、多数の通気孔を有する気体処理装置において、該気体処理装置内の吸着材を経由して各通気孔を通過する気体流量を計測する方法であって、
反応性を有する試験用気体を連続的に前記気体処理装置内に流し込み、各通気孔を通過する試験用気体を、検出用薬剤を含浸させた前記吸着材と反応させ、該検出用薬剤と試験用気体との反応生成物量あるいは該吸着材の色の変化度合もしくは重量変化量から、各通気孔を通過する気体流量を計測することを特徴とする流量計測方法。
【請求項６】
内筒と外筒の二重構造に形成され、これら内筒と外筒の間に吸着材が充填される構成である、多数の通気孔を有する気体処理装置において、該気体処理装置内の吸着材を経由して各通気孔を通過する気体流量を計測する方法であって、
水もしくは反応性を有する揮発性液体を含んだ前記吸着材に、反応性を有する試験用気体を連続的に流し込み、各通気孔を通過する際に水もしくは揮発性液体の気化物を微量に含んだ前記気体を、該通気孔に密着配置した検出用薬剤と反応させ、該検出用薬剤の重量変化量から、各通気孔を通過する気体流量を計測することを特徴とする流量計測方法。
【請求項７】
前記反応性を有する試験用気体が、硫化水素、塩素、二酸化炭素、アンモニア、ヨウ素、水または酸素である、請求項１〜５のいずれかに記載の流量計測方法。
【請求項８】
前記反応性を有する試験用気体が硫化水素であり、前記検出用薬剤が銅、銀、錫、カドミウム、鉛、水銀から選ばれる金属の塩である、請求項１〜５のいずれかに記載の流量計測方法。
【請求項９】
各通気孔を通過する気体流量から偏流を解析する、請求項１〜８のいずれかに記載の流量計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数の通気孔を有する気体処理装置において、流入した気体の通気孔ごとの流出量の測定および偏流解析に適した流量計測方法に関する。詳細には、有害な化学物質を短時間で大量に効率的に除去するニーズに対応した気体処理装置であって、多数の通気孔を有する気体処理装置が複数本並べて設置されているような狭隘部を有する吸着塔内での気体の流量測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学工場、縦抗、発電所、原子力施設など有害物質が排出される恐れがある施設では、排ガス中に含まれる有害物質を除去するための気体処理装置が設置される。こうした気体処理装置としては、湿式型のものや乾式型のものなどがある。乾式型のものとしては、例えば、有害物質を吸着するフィルターなどの吸着材が充填されたものがあり、吸着材に効率的かつ差圧が少ない状態で気体が接触出来るよう、流路を工夫した形状としており、気体処理装置に導入された排ガスは、吸着材と接触した後、吸着塔の外へ流出することで、排ガス中の有害物質が吸着除去される構造となっている。
【０００３】
こうした構造の吸着塔において、導入した排ガス中に含まれる有害物質を瞬時に大量に効率的に除去するためには、排ガスが偏流を生じることなく均等に無駄なく吸着材と接触するように気体処理装置を設計する必要がある。そのため、例えば吸着材を二重筒構造の内部に充填した気体処理装置においては、気体処理装置の内筒及び外筒に設けられた通気孔から流出する気体の流量を定量的に把握する必要がある。
【０００４】
気体の流量を把握することで偏流を検出する方法として、流量計（フローメータ）で流量を直接測定する方法、風速計で風速を測定する方法、サーモグラフィ等の画像解析により通気ガスの温度差や比重差を測定する方法、粉塵含有ガスを通気させて解析する方法などが知られている。しかしながら、流量計は設置スペースが必要であり、狭隘部では測定点の数が限られるため、多数の気体処理装置を有する吸着塔等には適用できない。風速計を用いる方法では、コンパクトな風速計である熱線式風速計を用いることが考えられるが、この場合もセンサーとなる電熱線の挿入スペースが必要であり、狭隘部では少数の測定点でしか同時計測を行うことができない。また、センサー自体が占める空間が排ガスの流れに影響を及ぼし、正確な風速を測定できない恐れもある。
【０００５】
サーモグラフィ等の画像解析による方法は、測定対象箇所とカメラの間に障害物があると測定できないため、複数の気体処理装置が配置された構造の吸着塔には適用できない。粉塵を用いる方法も、やはり、測定対象箇所とカメラの間に障害物があると測定できないため、複数の気体処理装置が配置された構造の吸着塔には適用できない。また、排ガスの流速が小さすぎる場合や粉塵が大きすぎる場合には、粉塵が均一に流れ出さないこともあり、粉塵の大きさや流速等の制約を受けるといった問題もある。
【０００６】
特許文献１あるいは特許文献２には、原子力施設の排ガス中の放射性ヨウ素化合物除去装置に用いられるヨウ素フィルターのリーク試験方法として、ヨウ素フィルターの上流側から特定の気体を供給し、ヨウ素フィルターの下流側で当該気体を検出するまでの時間を測定し、正常な場合の検出時間と比較することで、ヨウ素フィルターのリークの有無を測定する方法が開示されている。
【０００７】
前記特定の気体として、特許文献１では空気を使用し、空気中に含まれているガス成分の組成を変化させた空気をヨウ素フィルターの上流側から供給し、ヨウ素フィルターの下流側で空気中のガス成分の組成変化を検出するまでの時間を測定する方法が記載されている。そして、変化させるガス成分として、窒素、酸素、アルゴン、二酸化炭素、ネオン、ヘリウム、メタン、クリプトン、水素、一酸化二窒素、一酸化炭素、キセノン、オゾン、二酸化窒素、アンモニア、二酸化イオウ、及び水蒸気が挙げられている。
特許文献２では、前記特定の気体として、沸点が７０℃以上のフッ素含有化合物を用いる方法が記載され、当該フッ素含有化合物として、アルキル基がフッ素置換されたアミン化合物、アルキル基がフッ素置換されたエーテル化合物、フッ素置換炭化水素化合物が例示されている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示された方法は、放射性ヨウ素化合物を吸着除去するためのヨウ素フィルターのリークの有無を検出する方法であり、ヨウ素フィルターを通過する気体の通過時間を測定するものであり、リークの有無は判定出来るが、リーク箇所を特定することはできない。そのため、当該ヨウ素フィルターの各箇所を通過する放射性ヨウ素化合物を含有する排ガスの量や速度などを測定することはできず、ヨウ素フィルター中の排ガスの偏流を解析することを可能とするものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−１４８４１８号広報
【特許文献２】特開２０１１−２３７２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、通常のセンサーや流量測定装置を配置するには充分なスペースを確保できない狭隘部で各通気孔ごとの流出量を計測することが可能で、気体処理装置を流通する気体の偏流を解析するのに適した流量計測方法を提供することを課題とする。
【００１１】
さらに、気体処理装置内を流通する気体の偏流を解析することで、気体処理装置を気体が均一に通過し、その内部に設置された吸着材が効果的に作用することが可能となるように、気体処理装置の構造、通気孔の大きさ、個数等を調整することにより、最適な吸着塔の設計に結び付けることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明者等は鋭意検討した結果、反応性を有する試験用気体を連続的に気体処理装置内に流し込み、各通気孔を通過する該試験用気体を、該通気孔に密着配置させた検出用薬剤または気体処理装置内に充填された検出用吸着材と反応させ、反応生成物の生成量あるいは検出用薬剤や吸着材の重量変化量もしくは色の変化量を測定することで、狭隘部で各通気孔を通過する気体流量を計測出来ることを見出し、本発明に到達した。
【００１３】
すなわち、本発明は以下の通りである。
【００１４】
（１）多数の通気孔を有する気体処理装置において、各通気孔を通過する気体流量を計測する方法であって、
反応性を有する試験用気体を連続的に前記気体処理装置内に流し込み、各通気孔を通過する該試験用気体を、各通気孔に密着配置させた検出用薬剤と反応させ、該検出用薬剤と前記試験用気体との反応生成物量から、各通気孔を通過する気体流量を計測することを特徴とする流量計測方法。
【００１５】
（２）多数の通気孔を有する気体処理装置において、各通気孔を通過する気体流量を計測する方法であって、
反応性を有する試験用気体を連続的に前記気体処理装置内に流し込み、各通気孔を通過する該試験用気体を、各通気孔に密着配置させた検出用薬剤と反応させ、該検出用薬剤の色の変化度合から、各通気孔を通過する気体流量を計測することを特徴とする流量計測方法。
【００１６】
（３）多数の通気孔を有する気体処理装置において、各通気孔を通過する気体流量を計測する方法であって、
反応性を有する試験用気体を連続的に前記気体処理装置内に流し込み、各通気孔を通過する該試験用気体を、各通気孔に密着配置させた検出用薬剤と反応させ、該検出用薬剤の重量変化量から、各通気孔を通過する気体流量を計測することを特徴とする流量計測方法。
【００１７】
（４）前記気体処理装置が、内筒と外筒の二重構造に形成され、これら内筒と外筒の間に吸着材が充填される構成である、前記（１）〜（３）のいずれかに記載の流量計測方法。
【００１８】
（５）内筒と外筒の二重構造に形成され、これら内筒と外筒の間に吸着材が充填される構成である、多数の通気孔を有する気体処理装置において、該気体処理装置内の吸着材を経由して各通気孔を通過する気体流量を計測する方法であって、
反応性を有する試験用気体を連続的に前記気体処理装置内に流し込み、各通気孔を通過する試験用気体を、検出用薬剤を含浸させた前記吸着材と反応させ、該検出用薬剤と試験用気体との反応生成物量あるいは該吸着材の色の変化度合もしくは重量変化量から、各通気孔を通過する気体流量を計測することを特徴とする流量計測方法。
【００１９】
（６）内筒と外筒の二重構造に形成され、これら内筒と外筒の間に吸着材が充填される構成である、多数の通気孔を有する気体処理装置において、該気体処理装置内の吸着材を経由して各通気孔を通過する気体流量を計測する方法であって、
水もしくは反応性を有する揮発性液体を含んだ前記吸着材に、反応性を有する試験用気体を連続的に流し込み、各通気孔を通過する際に水もしくは揮発性液体の気化物を微量に含んだ前記気体を、該通気孔に密着配置した検出用薬剤と反応させ、該検出用薬剤の重量変化量から、各通気孔を通過する気体流量を計測することを特徴とする流量計測方法。
【００２０】
（７）前記反応性を有する試験用気体が、硫化水素、塩素、二酸化炭素、アンモニア、ヨウ素、水または酸素である、前記（１）〜（５）のいずれかに記載の流量計測方法。
（８）前記反応性を有する試験用気体が硫化水素であり、前記検出用薬剤が銅、銀、錫、カドミウム、鉛、水銀から選ばれる金属の塩である、前記（１）〜（５）のいずれかに記載の流量計測方法。
【００２１】
（９）各通気孔を通過する気体流量から偏流を解析する、前記（１）〜（８）のいずれかに記載の流量計測方法。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、反応性を有する試験用気体を連続的に気体処理装置内に流し込み、各通気孔を通過する該試験用気体を、該通気孔に密着配置させた検出用薬剤と反応させ、該検出用薬剤の反応生成物の生成量あるいは重量変化量あるいは色の変化量を測定して、各通気孔を通過する気体流量を求めることが出来、内筒及び外筒に多数の通気孔を有する二重筒構造の気体処理装置内を流通する気体の偏流を解析することも出来る。反応性を有する試験用気体を、気体処理装置内に充填された検出用薬剤を含浸させた吸着材と反応させる方法によっても、同様の効果を得ることが出来る。
【００２３】
内筒及び外筒に多数の通気孔を有する二重筒構造の気体処理装置内の偏流の解析に基づき、内筒及び外筒に設ける通気孔の大きさや個数を調整することで、気体が偏流せず均一に流通するように吸着塔を設計することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】気体処理装置の一例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明は、化学工場、縦抗、発電所、原子力施設などで、排ガス中に含まれる有害物質を除去するために、吸着塔内に複数本設置されている気体処理装置内を流通する気体の流量を計測する方法に関する。
とりわけ、上端部または下端部が密閉され、内筒及び外筒に多数の通気孔を有する二重筒構造の気体処理装置を複数本設置した構造で、当該気体処理装置の内筒と外筒との空隙に有害物質を吸着するフィルターなどの吸着材が充填された気体処理装置内を流通する気体の流量を通気孔ごとに計測し、偏流解析するのに好適な方法に関する。
【００２６】
図１は、本発明が対象とする気体処理装置およびそれが複数本設置されている吸着塔の一例を示す縦断面図である。当該吸着塔は、そこに導入された排ガスが、各気体処理装置の下端部より流入し、外筒の通気孔から流入して吸着材と接触した後、内筒（外筒の中に存在するため図では見えない）の通気孔から気体処理装置の外へ流出することで、排ガス中の有害物質が吸着除去される構造である。
【００２７】
図１に示す装置例の代わりに、排ガスが各気体処理装置の内筒から流入し、外筒から流出する装置構成としてもよい。また、図１に示す装置例において、排ガスが各気体処理装置の上端部より流入し、下端部より流出するような装置構成としてもよい。図１では複数の気体処理装置を連結する上端部（蓋の部分）が密閉されているが、蓋の部分が通気孔を有している装置構成としてもよい。
【００２８】
しかるに、請求項１〜３に記載された本発明の気体流量の測定は、反応性を有する試験用気体を連続的に気体処理装置内に流し込み、各吸着塔の内筒及び外筒に配置された各通気孔を通過する該試験用気体を、該通気孔に密着配置させた検出用薬剤と反応させ、反応生成物の生成量、重量変化量あるいは色の変化量を測定することで実施することが出来る。請求項５〜６に記載された本発明の気体流量の測定は、反応性を有する試験用気体を連続的に気体処理装置内に流し込み、各吸着塔の内筒と外筒の間に充填された検出用薬剤を含浸させた吸着材と反応させ、反応生成物の生成量、重量変化量あるいは色の変化量を測定することで実施することが出来る。
【００２９】
本発明で用いられる試験用気体と、該試験用気体と反応する検出用薬剤もしくは吸着材との組合せは、特に限定されるものではなく、各種組合せが可能である。例えば、以下の組合せが挙げられる。
【００３０】
ａ）試験用気体が硫化水素で、検出用薬剤が水溶性の各種金属（Ｍｎ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｎｉ）の塩（塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩など）である組合せ。
ｂ）試験用気体が塩素で、検出用薬剤がＡｇ、Ｐｂ、Ｈｇの塩（酸化物、硫酸塩、硝酸塩など）である組合せ。
ｃ）試験用気体が二酸化炭素で、検出用薬剤がＣａ、Ｂａの塩（酸化物、硫酸塩、硝酸塩など）である組合せ。
ｄ）アンモニアとネスラー試薬（ＨｇＩ２＋ＫＩ）の組合せ。
ｅ）ヨウ素とデンプンの組合せ。
ｆ）水（水蒸気）と塩化コバルトの組合せ。
ｇ）酸素とインジゴカルミンの組合せ。（無酸素雰囲気下の場合）
ｈ）試験用気体がヨウ化メチルで、検出用薬剤が五酸化バナジウムと硫酸の混合物あるいは６価クロムの塩とリン酸の混合物から選ばれる１種の組合せ。
【００３１】
なお、反応性を有する試験用気体は、適時、窒素・アルゴン等の反応を阻害しない不活性気体で希釈して用いるのがよい。希釈して用いることで、短時間に多量の反応生成物が生成し通気孔ごとの比較が困難になることを防止しより精度良く流量測定を行うことが出来る。測定感度を上げるためには、通気量の増加や通気時間を長くすることなどで適時調整出来る。希釈倍率は特に限定されるものではなく、試験用気体の種類などに応じて決定することが出来る。
【００３２】
上記の組合せのうち、反応が鋭敏で、かつ色調の変化も明確で、定量し易い点より、試験用気体が硫化水素で、検出用薬剤が金属酸化物や金属塩である組合せが好ましい。金属酸化物、金属塩としては、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｈｇの酸化物、硫酸塩、硝酸塩、塩酸塩などが用いられるが、Ｃｕの塩が好ましく、なかでも硝酸銅、塩化銅がより好ましい。重量や色の変化量で気体流量を計測する場合は、塩の種類による影響は比較的少ないが、反応生成物を後述する誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）で測定する場合に、検出用薬剤にＳ分が含まれていると測定が困難になる。
なお、硫化水素ガスの通気については、検出用薬剤でトラップして計測する他に、活性炭シートでトラップし、例えばカルモア製などの臭気測定器で計測することもできる。
【００３３】
［検出用シートを用いる流量測定］
本発明では、シートに検出用薬剤を担持し、当該シートを吸着塔内に設置された複数の気体処理装置の外周に巻き付けることで、検出用薬剤を通気孔に密着配置させる。その後、試験用気体を含む気体を、吸着塔に導入し、各気体処理装置の下部または上部より試験用気体を流入させ、各気体処理装置の内筒または外筒の通気孔を経由して外筒または内筒の通気孔に流出させることで、試験用気体をシートに担持させた検出用薬剤と反応させる。
【００３４】
検出用薬剤をシートに担持する方法は特に限定されず、例えば、硫酸銅を担持する場合には、硫酸銅の水溶液をシートに含浸させた後、乾燥する方法などを採用することが出来る。
【００３５】
シートを構成する素材は、試験用気体が通過出来る程度の大きさの孔（例えば、０．５μｍ以上）を有する素材が好ましく、不織布、濾紙、布などの多孔性素材や、これらをネット状に加工したものなどが挙げられる。このうち、通気性を確保し易く、均一な孔径分布を有していて、検出用薬剤の担持量の調整も容易である点から、不織布や濾紙が好ましい。不織布の素材としては、ガラス繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ポリプロピレン繊維などの耐化学薬品性に優れた素材が好ましい。またシートの通気量は、吸着材の通気量よりも大きいか、同程度であることが好ましい。シートの通気量が小さすぎると、シート部分で気体の流れが阻止されてしまい、計測精度を高めることが難しくなる。
【００３６】
通気孔を通過した試験用気体が、通気孔に密着配置させたシートに担持させた検出用薬剤と反応することで、シート上には検出用薬剤と試験用気体の反応生成物が蓄積される。その結果、生成した反応生成物の量を測定することにより、当該通気孔を通過した試験用気体の流量を定量することが可能となる。測定温度は特に限定されるものではないが、気体と吸着材が最も効果的に作用する温度条件を選択するのがよい。
【００３７】
反応生成物の量は、元素分析など定量分析に用いられる各種分析方法を用いて反応生成物そのものの量を計測する方法、検出用薬剤の反応前後の重量変化量を計測する方法、あるいは反応前後の色の変化度合を計測する方法により求めることが出来る。
【００３８】
反応生成物の量を計測する場合には、流量を測定する箇所の通気孔部分のシートを切り取り、その全量もしくは一部を、誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）、原子吸光分析（ＡＡＳ）、走査型電子顕微鏡／エネルギー分散型Ｘ線分光分析（ＳＥＭ−ＥＤＸ）、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）、二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）などの元素分析方法を用いて求めることが出来る。特にＩＣＰ−ＭＳの場合は、切り取ったシート中の反応生成物を酸、アルカリなどで抽出し、溶液中の反応生成物、とくに反応により新たにシートに吸着されたイオン種を測定することで、反応生成物の量を計測することが出来る。
【００３９】
重量変化量を計測する場合には、検出用薬剤を担持したシートを乾燥した後、シートの単位面積当りの重量を測定して、担持した検出用薬剤の量を予め求めておき、流量を測定する箇所の通気孔部分のシートを切り取り、乾燥後の重量を測定することで、単位面積当りの反応生成物の量を求めることが出来る。気体処理装置に導入した気体中に含まれる試験用気体の濃度の値と反応生成物の量から、当該通気孔を通過した気体の流量を算出することが出来る。
【００４０】
色の変化度合を計測する場合には、試験用気体と検出用薬剤との反応により生成する生成物の量と着色度に関する検量線あるいは色見本を予め作成しておくことで、気体処理装置に導入した気体中に含まれる試験用気体の濃度の値と、検量線あるいは色見本から求めた反応生成物の量から、当該通気孔を通過した気体の流量を算出することが出来る。反応生成物の量を測定する方法と違い、本方法はシート全体を一括で解析することも可能であるため、穴の数が多い場合、解析時間が短くすむという点で優れている。また、試験用気体の流量が多くなるに従って、通気孔ごとの色の変化度合を対比しにくくなる傾向が生じるので、測定精度を高めるべく、色の変化度合を見ながら試験用気体の流量を調整するのが好ましい。
【００４１】
そして、複数箇所の通気孔について、単位面積当りの反応生成物の量、重量変化量、あるいは色の変化度合（着色度）を求めることで、各通気孔からの気体の流量を計測出来るので、偏流の状況を解析することが出来る。検出用シートを用いる流量測定では、既存設備にそのまま適用でき、既に吸着材が充填されている場合でも充填材の入れ替え、解析時の取出しが不要である。また、検出用シートは平面で扱えるため、画像解析が容易であり、抽出して分析する場合も取扱いやすい。ただし、検出用シートによって若干の差圧が出るため、得られる通気量は相対値として扱う必要がある。適用流量に限界があり、低流量では差圧の影響が大きいので、通気性のあるメッシュ状検出用シートが必要となり、大流量では検出用シートの強度が必要となる。
【００４２】
なお、流量の計測時には、各気体処理装置の内筒と外筒の間の空隙には、排ガスに含まれる除去対象物に応じて、それを吸着するための吸着材が充填される。２重筒構造の気体処理装置を考えた場合、内筒と外筒の間の空隙には除去対象物を吸着するための吸着材が充填され、例えば、除去対象物がヨウ素化合物である場合は、活性炭や銀担持活性炭、銀ゼオライト、銀シリカゲル、銀アルミナなどのヨウ素吸着材やそれらを添着したフィルターが使用出来る。
【００４３】
本発明において、これらの銀担持吸着材が試験用気体を吸着し、通気孔を通過した試験用気体の量が不明瞭になる場合には、各気体処理装置の内筒と外筒の間の空隙に、こられの銀を担持していない吸着材素材（例えば、アルミナ、シリカなどの担体）だけを充填しておいてもよい。
【００４４】
また、各気体処理装置の内筒の内部に、検出用薬剤を担持したシートを貼り付けておけば、各気体処理装置の内部を流通する気体が、内筒の通気孔から、外筒の通気孔へと流出して行く流量を測定することが出来る。
【００４５】
［検出用吸着材を用いる流量測定］
また、気体処理装置が内筒と外筒の二重構造に形成され、これら内筒と外筒の間に吸着材が充填される構成の気体処理装置にあっては、該気体処理装置内の吸着材を経由して各通気孔を通過する気体流量を計測する方法として、別の方法を採用することも出来る。
すなわち、Ａ．水もしくは反応性を有する揮発性液体を含んだ吸着材に、試験用気体を連続的に流し込み、各通気孔を通過する際に水もしくは揮発性液体の気化物を微量に含んだ前記気体を、該通気孔に密着配置した検出用薬剤と反応させ、該検出用薬剤の重量変化量から、各通気孔を通過する気体流量を計測することが出来る。
あるいは、Ｂ．試験用気体と反応するよう、検出用薬剤を含浸させた吸着材（以下、検出用吸着材）に、試験用気体を連続的に流し込み、各通気孔を通過する試験用気体を検出用吸着材と反応させ、該吸着材と試験用気体との反応生成物量あるいは該吸着材の色の変化度合もしくは重量変化量から、各通気孔を通過する気体流量を計測することが出来る。
【００４６】
上記Ａ法の場合、反応性を有する揮発性液体としては、アルコールまたはフェノールなどがあり、反応性を有する試験用気体と検出用薬剤との組合せは、特に限定されるものではなく、各種組合せが可能である。例えば、以下の組合せが挙げられる。
ｉ）過マンガン酸カリウムと無機塩基の組合せ。
ｊ）バニリンと硫酸の組合せ（加熱条件下で反応させる必要あり）。
【００４７】
吸着材を充填するスペースが狭隘であったり、複雑な形状をしている場合、吸着材を均一に充填するのが困難な場合も考えられる。こうした場合、振動を与えながら吸着材を充填する方法も考えられるが、吸着材の脆化・粉末化を防ぐ手段の一つとしては、水もしくは揮発性液体で容器に液張りをしてから吸着材を充填する方法がある。こうした方法をとった場合、気体流量を測定する前に、水（液）抜きをし、通気により、吸着材に含浸した液（水もしくは揮発性液体）を十分に乾燥させる工程が必要である。ここで、この乾燥工程で得られる水もしくは揮発性液体の気化物が含まれた通気排ガスを、検出用薬剤と反応させることにより、吸着材の乾燥工程を、流量の測定工程と共用し、試験工程を短縮することが出来る。
【００４８】
上記Ｂ法の場合、試験用気体と検出用薬剤の組合せは上述の通りであり、例えばａ）〜ｈ）の組合せが挙げられる。検出用吸着材は、既存の吸着材に検出用薬剤を含浸させることで得られる。この場合、検出用吸着材の調製は、すでに気体処理装置に充填されている吸着材に検出用薬剤を流し込み含浸させる方法と、吸着材に検出用薬剤を含浸させたものを気体処理装置に充填する方法とがあり、いずれでの方法を採用してもよい。吸着材としては、活性炭、ゼオライト、シリカ、アルミナ等が挙げられ、測定精度を高めるには出来るだけ粒子径が揃ったものを用いることが好ましい。また、吸着材の全部を検出用吸着材としてもよいが、検出用吸着材と同一粒径の吸着材（検出用薬剤を含浸していないもの）を併用する方法でもよい。例えば、Ａｇの塩を含浸させたゼオライトと含浸させていないゼオライトを併用する方法などである。
【００４９】
試験用気体と検出用吸着材との反応生成物量は、検出用吸着材から反応生成物を抽出し抽出物を分析するなどの方法で求めることが出来る。検出用吸着材を充填部位ごとに分析すれば、偏流状態を計測することが出来る。
【００５０】
気体処理装置の内筒と外筒を透明材料（アクリル樹脂、カーボネート樹脂、スチレン樹脂など）で構成した場合は、検出用吸着材の色変化を外部から観察し、リアルタイムで通気偏流状態を把握することができる利点がある。一方、気体処理装置の内筒と外筒を不透明材料で構成した場合は、試験用吸着材を通気性を損なわないネット袋等に小分けして充填し、試験用気体を通気させた後ネット袋を回収し、反応生成物の量や組成を分析すれば、偏流状態を計測することが出来る。
【００５１】
検出用吸着材を用いる流量測定では、通気量を絶対値として扱うことが出来、適用風速範囲が広く、充填部の厚み方向の偏流など、詳細な検出が可能である。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。測定は以下の方法によった。
【００５３】
（実施例１）  
硫化鉄と塩酸から硫化水素ガスを発生させ、サンプリングパックに捕集した。これをアルゴンガスを用いて希釈し、試験用気体を調製した。濾紙（ADVANTEC No.5A、孔径７μｍ）を直径２５ｍｍの円形に切り取ったものに１０％塩化銅（II）溶液を０．５ｍｌ含浸させて１晩風乾し、検出紙を調製した。検知紙を濾紙ホルダー（ADVANTEC LS‐25 FILTERHOLDER）にセットし一定量の試験用気体を通気した。その結果、表１に示す通り、通気量、濃度に応じて、濾紙上に硫化銅が生成し、色調が青色から褐色ないし黒色に変化することが確認できた。
硫化銅で黒変した濾紙（実験Ｎｏ．１〜４）の変色度合いを、画像解析ソフトＩｍａｇｅＪ（下記文献１〜２参照）を用いて数値化した。濾紙の変色面積は、画像に現れた濾紙面積から変色していない部分を差引いて算出した。変色度合い（％）は［変色部面積／濾紙面積］×１００で求めた。結果を表１に示す。
文献１：Rasband,W.S., ImageJ,U.S. National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, USA, http://imagei.nih.gov/ii/, 1997-2012
文献２：Schneider,C.A., Rasband,W.S., Eliceiri,K.W. ”NIH Image to ImageJ:25 years of image analysis”. Nature Methods9, 971-675, 2012
【００５４】
【表１】
0006403094.tif 000002
【００５５】
（実施例２）
５０ｐｐｍＨ２Ｓを含む窒素ガスを、試験用気体として用い、定流量ポンプ（柴田化学（株）ミニポンプＭＰ−Σ３００Ｎ  II型）で２Ｌ／ｍｉｎで検出紙へ通気させた。検出紙は、濾紙（ADVANTEC No.3 、孔径５μｍ）を直径２５ｍｍの円形に切り取ったものに１０％塩化銅（II）溶液を１２０μｌ含浸させて１晩風乾し、使用直前に４０μｌの純水を添加し、湿らせた状態で使用した。実施例１と同様、画像解析ソフトＩｍａｇｅＪを用いて変色度合いを数値化した。結果を表２に示す。
【００５６】
【表２】
0006403094.tif 000003
*1  素地色エリアは明るさの範囲  Blue 120-170で検出
*2  濾紙通気部分の全面積に相当
*3  変色エリアは濾紙通気部分の全面積(*2)から素地エリア(*1)を差引いて算出
*4  変色度（％）＝変色エリア／濾紙通気部分の全面積 
【００５７】
試験用気体通気量と濾紙変色度は、通気量１〜６Ｌの範囲で相関性が得られた。これより、濾紙への塩化銅の担持量もしくは通気気体中の硫化水素濃度を変化させることで、任意の通気量範囲に対応した検出が可能である。
【００５８】
以上のように、本発明の気体流量の測定方法は、流通する気体の風向きを考慮する必要がなく、測定のための電源や設置場所も必要としないので、測定箇所が狭隘部であっても、容易に、かつ安価に実施することが出来る。また、試験用気体や検出用薬剤の組合せや検出用薬剤を担持するシートの素材を選ぶことで、低温から高温の測定にも対応することが出来る。本発明は特許請求の範囲に記載した範囲内で適宜変更できることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、多数の通気孔を有する気体処理装置において、流入した気体の各通気孔毎の流出量の測定に適した流量測定方法であり、多数の通気孔を有する気体処理装置が複数本並べて設置される構造の吸着塔の流量計測と、それに基づく装置設計に有用である。
【図１】
0006403094.tif 000004