JP2020530564A - 高温燃焼を使用した全有機体炭素分析装置(toca)のパルス注入技術による流れの停止 - Google Patents
高温燃焼を使用した全有機体炭素分析装置(toca)のパルス注入技術による流れの停止 Download PDFInfo
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Abstract
Description
この出願は、2017年8月7日に出願された仮特許出願番号第62/541,916号(911−027.3−1/N−OIC−0020US)の利益を主張する。この仮特許出願は、その全体が参照することにより組み込まれる。
ポートC、常開ポートNO及び常閉ポートNCを有する流動停止弁V1と、
対応するポートC、対応する常開ポートNO及び常閉ポートNCを有する流動弁V2と、を備えてもよい。
1gの水(通常1mL)を20°Cから100°Cに上げるのに必要な熱は、
ΔH=Cp×ΔT×m
ΔH=4.187kJ/kg−°C×(100°C−20°C)×0.001kg
ΔH=0.335kJによって求められる。
ΔH=Lf×m/MW
ΔH=40.65kJ/モル×1g/18g/モル
ΔH=2.258kJによって求められる。
ΔH=Cp×ΔT×m
ΔH=1.996kJ/kg−°C×(680°C−100°C)×0.001kg
ΔH=1.158kJによって求められる。
ΔH=Cp×ΔT×m
ΔH=0.733J/g−°C×(680°C−TS)×10g(TSまでの冷却で失われる熱量)によって求められる。
ΔH(加熱)=水を100°Cに加熱+気化+蒸気をTSに加熱
=2593J+1.996J/g−°C×(TS-100°C)×1g
=2393J−1.996J/°C×TSが必要である。
ΔH=0.733J/g−°C×(TS−680°C)×10g
=7.33J/°C×TS−4984J
y=m*(x+c)として再計算することができる。
ここで、c=b/m、cは注入量内の試薬水ブランク炭素質量である。
(x+c)=y/m=y*RRFであり、
ここで、RRF=1/mであり、相対応答係数として知られている。
[C_H20]=勾配(カウント−秒)/μL* RRF(μgC/(カウント−秒))によって計算される。
[C_H20]=415.1(カウント−秒)/mL/1775.7カウント−秒/μgC
=0.2337μgC/mL=233.7ppbによって判定することができる。
c=85.91カウント−秒/355.1カウント−秒/ppmC、あるいは
=0.242ppmまた242ppbによって計算される。
別の例として、2つの「三方」弁の代わりに、単一の4ポート弁を採用して、TOCの反応器−凝縮チャンバセクションを上流のガス制御器及び下流の要素、即ち、連動する水分除去、ハロゲン除去装置、粒子フィルタ及び二酸化炭素センサから分離することができる。
図11は、ステップaからvを実行することによるTOC流動停止パルス注入法の例を示す。TOC流動停止パルス注入法のステップは、図1に示す質量流量制御器と、同制御器に組み合わされた、弁V1及びV2、試料注入装置/構成要素、スライド弁、NDIR、炉の通気装置/構成要素のような1つ又は複数の他の装置/構成要素によって全体的又は部分的に下記のように実行されてもよい。
四方弁又は四方コックは、当技術分野で知られており、本体が弁チャンバ周りに間隔を空けた4つのポートを有し、プラグが隣接するポートを接続する2つの通路を有する流体制御弁である。例として、プラグは円筒形又は先細り、あるいはボール状であってもよい。2つのフロー位置があり、通常は全ポートが閉じた中央位置である。加圧水ラインに設置された採集シリンダを分離し、同時に迂回するために使用することができる。油圧システムの圧力に影響を及ぼさずに流体試料を採取し、脱気を回避する(漏れ、ガス損失、空気侵入、外部汚染がないようにする)のに有用である。
以下の技術は、発明者に既知のものであり、次のように要約される。
図1には、例えば、流動なし(例えば、線番号4を参照)、流動(例えば、線番号2を参照)、試料(例えば、線番号1、3、7及び8を参照)、ガス(担体)(例えば、線番号11〜23、37〜38及び44を参照)、酸(例えば、線番号6を参照)、CO2(例えば、線番号10、24〜32及び42〜43を参照)、水(例えば、線番号2を参照)及び洗浄水(例えば、線番号4を参照)を含む流体流れと連動した線を示す、線の凡例を含む。
例示的な実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく、さまざまな変更を施し、本発明の要素を均等物で置き換えることができることを当業者は理解するであろう。 さらに、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況又は材料を本発明の教示に適合させるために修正を加えてもよい。このため、本発明は、本発明を実施するために考えられる最良の形態として本明細書に開示された特定の実施形態に限定されないことが意図されている。
Claims (15)
- 試料を提供するように構成された注入器と、
受け取った前記試料を気化させるように構成された反応器と、
前記反応器によって気化された前記試料を凝縮して捕捉するように構成された凝縮構成要素と、
前記反応器と前記凝縮構成要素との間に配置され、流れが前記反応器及び前記凝縮構成要素を迂回するか通過するように構成された2つの三方弁であって、迂回モードでは、前記試料が注入されているのと同じ速度又はほぼ同じ速度で凝縮することができるように前記試料が適切な速度で注入される、2つの三方弁と、を具備する全有機体炭素分析装置。 - 前記2つの三方弁は、
ポートC、常開ポートNO及び常閉ポートNCを有する流動停止弁V1と、
対応するポートC、対応する常開ポートNO及び常閉ポートNCを有する流動弁V2と、を具備する、請求項1に記載の全有機体炭素分析装置。 - 前記凝縮構成要素は、凝縮物トラップと全無機炭素(TIC)及び凝縮物トラップとを具備し、
前記流動停止弁V1の前記常開ポートNOは、前記反応器のポートに結合され、
前記流動停止弁V1の前記常閉ポートNCは、前記流動弁V2の前記対応する常閉ポートに結合され、
前記流動弁V2の前記対応する常開ポートNOは、前記凝縮物トラップに結合され、前記凝縮物トラップから凝縮物トラップCO2ガスを受け取り、
前記流動弁V2の前記対応するポートCは、前記TIC及び凝縮物トラップに結合され、前記凝縮物トラップから前記TIC及び凝縮物トラップに前記凝縮物トラップCO2ガスを提供する、請求項2に記載の全有機体炭素分析装置。 - 前記凝縮構成要素は、
前記反応器と前記凝縮物トラップとの間に結合され、前記反応器から反応器CO2ガスを受け取り、前記凝縮物トラップに一次凝縮器CO2ガスを提供するように構成された一次凝縮器を具備する、請求項3に記載の全有機体炭素分析装置。 - 前記TIC及び凝縮物トラップは、前記試料を受け取るように構成される、請求項3に記載の全有機体炭素分析装置。
- 前記全有機体炭素分析装置は、
前記流動停止弁V1の前記常開ポートNOと前記反応器の前記ポートとの間に結合された逆止弁を具備する、請求項3に記載の全有機体炭素分析装置。 - 前記全有機体炭素分析装置は、前記流動停止弁V1の前記ポートCに加湿器ガスを提供するように結合された加湿器を具備する、請求項3に記載の全有機体炭素分析装置。
- 前記全有機体炭素分析装置は、
水に浸漬され、前記流動停止弁V1の前記ポートCに加湿器ガスを提供するように結合されたナフィオン管を具備する、請求項3に記載の全有機体炭素分析装置。 - 前記全有機体炭素分析装置は、
前記TIC及び凝縮物CO2ガスを受け取る非分散型赤外線検出器(NDIR)であって、前記TIC及び凝縮物CO2ガスに含有される二酸化炭素を検出し、二酸化炭素に関する情報を含有するNDIRシグナル伝達を提供するように構成された非分散型赤外線検出器を具備する、請求項3に記載の全有機体炭素分析装置。 - 前記全有機体炭素分析装置は、質量分析計、イオン伝導度センサ、二酸化炭素に特異的なキャビティリングダウン分光計(同位体比)又はフーリエ変換赤外(FTIR)分光計を具備する、請求項3に記載の全有機体炭素分析装置。
- 前記全有機体炭素分析装置は、圧力調整器と、ガス流を調整するように構成された質量流量制御器との組み合わせを具備する、請求項3に記載の全有機体炭素分析装置。
- 前記全有機体炭素分析装置は、ガス流を調節するように構成された電子流量制御及び/又は電子圧力調整を具備する、請求項3に記載の全有機体炭素分析装置。
- 試料を提供するように構成された注入器と、
受け取った前記試料を気化させるように構成された反応器と、
前記反応器によって気化された前記試料を凝縮して捕捉するように構成された凝縮構成要素と、
前記反応器と前記凝縮構成要素との間に配置され、流れが前記反応器と前記凝縮構成要素とを迂回するか通過するように構成された多方弁装置であって、迂回モードでは、前記試料が注入されているのと同じ速度又はほぼ同じ速度で前記試料が凝縮することができるように、前記試料が適切な速度で注入される、多方弁装置と、を具備する全有機体炭素分析装置。 - 前記多方弁装置は、
2つの三方弁であって、
ポートC、常開ポートNO及び常閉ポートNCを有する流動停止弁V1と、
対応するポートC、対応する常開ポートNO及び常閉ポートNCを有する流動弁V2と、
を具備する、2つの三方弁を具備する、請求項13に記載の全有機体炭素分析装置。 - 前記多方弁装置が単一の4ポート弁を具備する、請求項14に記載の全有機体炭素分析装置。
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