专利名称：氯化有机化合物的采集用过滤器的制作方法
技术领域：
本发明涉及氯化有机化合物的采集用过滤器，特别是涉及用于将流体中所含的氯化有机化合物从该流体中去除的过滤器。
背景技术：
从用于焚烧处理产业废弃物和一般家庭垃圾等废弃物的焚烧设施产生的排气气体中，含有以二噁英类、共面多氯联苯为首的多氯联苯类、氯酚及氯苯等各种氯化有机化合物。
在此，二噁英类是多氯二苯并·对·二噁英类(PCDDs)和多氯二苯并呋喃类(PCDFs)等的总称，如众所周知，是毒性极强的环境污染物质，其中尤其是四氯二苯并二噁英(T4CDDs)，作为最强的毒性物质而被熟知。另外，多氯联苯类同样是毒性强的环境污染物质，其中共面多氯联苯作为和二噁英类相同的最强的毒性物质已被认识。另一方面，氯酚和氯苯等氯化有机化合物比二噁英类的毒性弱，但已判明，在一定的条件下，例如在焚烧炉内以烟灰中含有的种种元素作为催化剂，在排气气体的温度范围容易转变成二噁英类，因而被看作和二噁英类同样的环境污染物质。因此，从环境保护的观点出发，确立用于从排气气体和废水等流体中去除像上述的各种氯化有机化合物的方策已成为紧急的课题，与此同时，也急需以世界规模确立用于分析包含在这样的流体中的氯化有机化合物的方法。
可是，在分析流体中所含的氯化有机化合物时，首先必须从成为分析对象的流体，精密而且正确地得到试样。例如在分析包含在排气气体中的氯化有机化合物的场合，从包含排气气体的空间，例如排气气体流动的烟道采集一定量的试样气体，必须在不泄漏的情况下可靠地捕捉该试样气体中所含的各种氯化有机化合物。尤其是像上述的环境污染物质二噁英类和共面多氯联苯，其试样气体中所含的量是极微量的，并且，它们是粒子状态和气体状态等各种形态，种类也涉及多方面，因而若没有精密的采集，就不能期待可靠性高的分析结果。另外，上述的共面多氯联苯大多包含在大气中，因而如果试样气体被这样的共面多氯联苯污染，就同样不能期待可靠性高的分析结果。因此，日本、美国和欧洲各国为了保证分析结果的正确性，例如为了分析排气气体中所含的二噁英类和共面多氯联苯等氯化有机化合物正共同地规定必要的试样的采集方法。
例如，1999年9月20日制定的日本工业标准JIS K 03111999规定了“排气气体中的二噁英类和共面多氯联苯的测定方法”，在该测定方法中具体地例示出含有二噁英类等氯化有机化合物的试样气体的采集装置。该采集装置主要具备第1捕捉器和第2捕捉器，该第1捕捉器具备用于从焚烧装置的排气气体流动的烟道采集试样气体的采集管、用于捕捉包含在由采集管采集的试样气体中的主要为粒子状态的氯化有机化合物的过滤器材料，该第2捕捉器用于捕捉用第1捕捉器难以捕捉的气体状态的氯化有机化合物。在此，所构成的第2捕捉器主要具备由装有吸收液的多个玻璃制的冲击滤尘器构成的液体捕集部和配置吸附剂(例如XAD-2)的吸附捕集部，利用冲击滤尘器内的吸收液和吸附剂能够捕捉用第1捕捉器不能捕捉的气体状态的氯化有机化合物。
这样的采集装置，有着具备第1捕捉器和第2捕捉器的复杂构成，而且多使用玻璃制器具，因而是高价的，因此往往反复利用。在此情况下，为了确保测定数据的可靠性，必须清洁地保持以冲击滤尘器为首的各构件，因此采集试样气体前的清洁操作等准备操作非常地麻烦。另外，在用第2捕捉器捕捉试样气体中所含的气体状态的氯化有机化合物时，必须用干冰等冷却材料冷却第2捕捉器，试样的采集操作本身也非常地麻烦。在试样气体的采集后，必须提取由第1捕捉器和第2捕捉器捕捉的氯化有机化合物，但在此，必须分别提取由第1捕捉器和构成复杂的第2捕捉器各自捕捉的氯化有机化合物，因此提取操作本身是麻烦的，在结束之前需要长时间，并且由于提取操作的好坏不同，往往左右分析结果的可靠性。又，该采集装置由第1捕捉器和第2捕捉器这2种捕捉器构成，所以必然会大型化，而且由于多使用玻璃器具，容易破坏，因此试样气体采集时的处理和搬运也是困难的。
另一方面，美国环境保护局(EPA)和欧洲标准委员会(CEN)也分别规定独自的公定法，但虽然在该法中所示的采集装置和上述的日本的采集装置在细节上不同，但是在构成的复杂程度和处理的困难性上没有大的变化。
本发明的目的在于同时捕捉并采集流体中所含的粒子状态和气体状态这两种形态的各种氯化有机化合物，而且能够容易提取所采集的氯化有机化合物。
发明的公开有关本发明的氯化有机化合物的采集用过滤器，是用于将包含在流体中的氯化有机化合物从流体中去除的采集用过滤器，它是由含有纤维材料和为了使该纤维材料彼此结合的无机系结合材料的流体通过性的成型体构成。在此，成型体的体积密度例如是0.1～1g/cm3。另外，纤维材料例如是选自由纤维状活性碳、碳纤维、玻璃纤维、氧化铝纤维、二氧化硅纤维和聚四氟乙烯纤维组成的组中的至少一种。并且，无机系结合材料例如具有对氯化有机化合物的吸附性。在此场合，无机系结合材料例如是选自由氧化铝、沸石和二氧化硅组成的组中的至少一种。
在有关本发明的氯化有机化合物的采集用过滤器的一种形态中，上述纤维材料是活性氧化铝纤维，上述无机系结合材料是粒子状的活性氧化铝。在此场合，上述成型体的体积密度例如是0.3～0.7g/cm3。
本发明的采集用过滤器由流体通过性的成型体构成，因此能够使含有粒子状态和气体状态这两种形态的二噁英类和共面多氯联苯等各种氯化有机化合物的流体通过。此时，流体中所含的上述两种形态的各种氯化有机化合物，同时被成型体中所含的纤维材料和无机系结合材料捕捉，而从流体中去除。即，流体中所含的粒子状态和气体状态这两种形态的各种氯化有机化合物是利用成形体被采集的。对于成型体如果应用各种的提取操作，就能提取所采集的氯化有机化合物。
本发明的制造方法是用于制造从流体中去除并采集包含在流体中的氯化有机化合物的过滤器的方法，该方法包括调制含有纤维材料和用于使该纤维材料彼此结合的无机系结合材料的成型材料的工序，以及在使成型材料成型为规定的形状后进行烧结得到成型体的工序。该制造方法例如还包括将得到的成型体浸渍在无机系结合材料的水系分散液中后进行干燥的工序。
在该制造方法中，由于将上述的成型材料成型后进行烧结，因此能够制造具有流体通过性的成型体。该成型体含有纤维材料和无机系结合材料，因此含有粒子状态和气体状态这两种形态的二噁英类和共面多氯联苯等各种氯化有机化合物的流体通过时，能够同时捕捉并从流体中去除这两种形态的各种氯化有机化合物。
有关本发明的氯化有机化合物的采集器，是用于采集在输送管内流过的流体中所含的氯化有机化合物的采集器，为了使来自输送管的流体通过，具备由流体通过性的成型体构成的过滤器以及具有用于容纳过滤器且将从过滤器通过的流体排出到外部的排出口的容器，过滤器包含纤维材料和用于使该纤维材料彼此结合的无机系结合材料。在此，过滤器例如为在一端具有插入输送管的开口部且另一端是封闭的圆筒状。
在该采集器中，来自输送管的流体通过容器内的过滤器后，从排出口排出到外部。此时，流体中所含的粒子状态和气体状态这两种形态的二噁英类和共面多氯联苯等各种氯化有机化合物被构成过滤器成型体的纤维材料和无机系结合材料同时捕捉，从而从流体中去除，并被过滤器采集。对于该过滤器如果应用各种提取操作，就能提取被过滤器采集的各种氯化有机化合物。
有关本发明的氯化有机化合物的采集方法，是用于采集在输送管内流过的流体中所含的氯化有机化合物的方法，它包括在由含有纤维材料和用于将该纤维材料彼此结合的无机系结合材料的流体通过性的成型体构成的过滤器中使来自输送管的流体通过的工序。
该采集方法由于使用由含有纤维材料和无机系结合材料的上述成型体构成的过滤器，因此在来自输送管的流体通过该过滤器时，可利用该过滤器同时捕捉、采集该流体中所含的粒子状态和气体状态这两种形态的二噁英类和共面多氯联苯等各种氯化有机化合物。对于过滤器如果应用各种提取操作，就能提取被过滤器采集的各种氯化有机化合物。
本发明的其他目的和效果由以下的详细说明可以清楚地知道。
附图的简单说明
图1是采用有关本发明的一个实施方案的采集器的氯化有机化合物的采集装置的概略构成图。图2是上述采集器的正面图。图3是上述采集器的纵断面图。图4是图2的IV-IV断面图。图5是以实施例1得到的成型体的部分电子显微镜照片。
发明的详细说明图1表示采用有关本发明的一个方案的氯化有机化合物采集器的氯化有机化合物采集装置的概略构成。该采集装置1是用于采集流体中、排气气体等试样流体(试样气体)中所含的氯化有机化合物的装置。在图中，采集装置1主要具备采集管2、采集器3(有关本发明的采集器的一种实施方案)和吸引器4。
采集管2例如是硼硅酸玻璃制或者透明石英玻璃制的采集管，具有用于将通过其内部的试样气体冷却的冷却器5。
参照图2、图3和图4，说明采集器3的详细情况。在图中，采集器3主要具备容器(容器的一例)6、配置在容器6内的用于捕捉、采集试样气体中所含的氯化有机化合物的采集用过滤器7(有关本发明的氯化有机化合物的采集用过滤器的一个实施方案)、经由采集管2用于将所输送的试样气体导入采集用过滤器7内的导入管8(输送管的一例)和相对容器6用于安装导入管8的安装体9。
容器6是由透明玻璃构成的大致圆筒状的容器，主要有能容纳采集用过滤器7的本体部10、用于安装安装体9的安装部11和用于排出试样气体的排出部12。
安装部11一体地设置在本体部10的端部，直径比本体部10缩小。该安装部11在外周面上形成螺旋沟11a，并且在端部具有开口部11b。
排出部12一体地设置在本体部10的另一端，具有用于向外部排出试样气体的排出路(排出口的一例)12a和支路12b。支路12b用于将测定从排出部12内通过的试样气体温度的温度计和热电偶等测温器27(图1)插入排出部12内。
采集用过滤器7是一端封闭而且在另一端具有用于导入试样气体的开口部7a的圆筒状的多孔质成型体，即是多孔质的圆筒状过滤器，由安装体9支持开口部7a，同时封闭端侧从开口部11b插入容器6的本体部10内。采集用过滤器7的大小没有特别的限制，但通常设定成长度为50～150mm，开口部7a侧的外径为12～35mm，封闭端侧的外径为10～30mm，厚度为1～10mm，封闭端侧的外径设定得比开口部7a侧的端部外径小，呈圆锥状形成。关于采集用过滤器7的详细情况后面再叙述。
导入管8是由和容器6相同的玻璃构成的管状的构件，相对采集用过滤器7的开口部7a是能够装卸的。即该导入管8在一端具有用于连接采集管2的端部的连接部13，并且另一端贯通安装体9、可以装卸地插入采集用过滤器7的开口部7a内。
安装体9具有用于在容器6内支持采集用过滤器7的第1支持体14和用于对第1支持体14安装导入管8的第2支持体15。第1支持体14是树脂制或者金属制的构件，具有用于支持采集用过滤器7的开口部7a一侧端部的孔部14a。在孔部14a的内周面形成螺旋沟14b。第1支持体14利用其螺旋沟14b螺旋地固定在容器6的安装部11一侧的螺旋沟11a上。另外，第1支持体14具有向图3的左方向突出的突出部16。突出部16具有能够插入导入管8的端头部的贯通孔16a，并且在外周面形成螺旋沟16b。
另一方面，第2支持体15是和第1支持体14相同的树脂制或者金属制的构件，呈在内周面上形成有螺旋沟15a的盖状，具有用于插入导入管8的贯通孔15b。该第2支持体15以导入管8插入到贯通孔15b的状态，利用螺旋沟15a螺旋地固定在第1支持体14的突出部16的螺旋沟16b上。
安装在这样的采集器3上的采集用过滤器7能够从容器6取出。在此场合，从第1支持体14取出安装体9的第2支持体15，从采集用过滤器7抽出导入管8。于是，当从容器6卸下第支持体14时，则采集用过滤器7一边被第1支持体14支持一边从容器6中取出。
吸引器4具备排气流路20和吸引装置21。排气流路20的一端用管状接头22与采集器3的排出路12a连接，并且从采集器3一侧依次具有冷却器23和收集器24。吸引装置21安装在排气流路20的另一端，依次具有吸引泵21a和气体测量器21b。吸引泵21a具有流量调节机能，能够连续地使用24小时以上。另外，气体测量器21b是用于测定试样气体的流量，能够将10～40L/min的范围测定至精度为0.1L/min。
下面，关于在上述采集器3中使用的采集用过滤器7的详细情况进行说明。采集用过滤器7是由具有流体通过性(在该实施方案中是通气性)的三维网孔结构的成型体构成的。
构成采集用过滤器7的成型体含有纤维材料(纤维材料组)和无机系结合材料。在此使用的纤维材料是实质上和二噁英类、其前体及共面多氯联苯等各种氯化有机化合物不发生化学反应的纤维材料，例如是纤维状活性碳、碳纤维、玻璃纤维、氧化铝纤维(尤其是活性氧化铝纤维)、二氧化硅纤维和聚四氟乙烯纤维等。这些纤维材料可以分别单独使用，也可以2种以上并用。纤维材料的纤维径和比表面积没有特别的限制。
但是，该纤维材料的平均形状比(长度/直径)是10000以下，尤其以1000～10000为好。纤维材料的平均形状比超过10000时，在试样流体(试样气体)的采集中压损增大，担心不能进行上述的JIS标准(JIS K 03111999)所规定的等速吸引等。
另一方面，该成型体所含的无机系结合材料将纤维材料彼此结合，使由纤维材料构成的组一体化，具有赋予纤维材料构成的组以一定的成型形状的性质，即作为将由纤维材料构成的组保持为一定的成型形状的粘合剂而发挥机能。在该实施方案中，更具体地说，是用于将由纤维材料构成的组设定成上述的采集用过滤器7的形状，即一端封闭的圆筒状。
在此能利用的无机系结合材料具有上述的性能，而且如果是和纤维材料一样，实质上与氯化有机化合物不发生化学反应，就不特别地限定，但最好具有吸附性能，尤其是对氯化有机化合物的吸附性能。作为具有这样的吸附性能的无机系结合材料，例如可举出氧化铝(尤其是活性氧化铝)、沸石、二氧化硅(硅石)、酸性白土和磷灰石等。这些无机系结合材料可以分别单独使用，也可以2种以上并用。另外，无机系结合材料的形态没有特别的限制，但通常使用粒子状材料。
在此，沸石是以通式XmYnO2n·sH2O表示的含水铝硅酸盐，在通式中，X表示Na、Ca或者K等，Y表示Si+Al，并且，s是不定的。作为这样的沸石，最好使用合成沸石。
像上述的无机系结合材料之中，本发明使用具有焦油的吸附性的无机系结合材料特别理想。使用具有这样的特性的无机系结合材料时，采集用过滤器7能够有效地吸附例如源于试样气体中所含的一氧化碳而生成的焦油(后面详述)，能够更可靠地捕捉、采集溶入这样的焦油中的二噁英类和共面多氯联苯等各种氯化有机化合物。作为能够吸附焦油的无机系结合材料，可以例示出氧化铝、沸石和二氧化硅。作为氧化铝，使用活性氧化铝特别理想。这些能够吸附焦油的无机系结合材料，可以分别单独使用，也可以2种以上并用。
含有像上述的纤维材料和无机系结合材料的成型体，体积密度设定在0.1～1g/cm3为好，最好设定在0.3～0.7g/cm3更好。在成型体的体积密度不到0.1g/cm3时，试样气体中所含的氯化有机化合物的一部分有时通过了采集用过滤器7，实质上有时难以不泄漏地采集试样气体中所含的氯化有机化合物。相反，体积密度超过1g/cm3时，在采集用过滤器7中，在捕捉试样气体中所含的粒子状物时，担心压损提高，其结果是试样气体难以通过，存在不能进行上述的JIS标准(JISK 03111999)所规定的等速吸引的可能性。另外，在用于提取由采集用过滤器7采集的氯化有机化合物的后述的提取操作中，担心导致提取率降低。
作为构成采集用过滤器7的成型体，理想的是，作为纤维材料使用活性氧化铝纤维，作为无机系结合材料使用粒子状的活性氧化铝。尤其是这样的成型体，体积密度进一步设定在0.3～0.7g/cm3的范围最好。
由像上述的成型体构成的采集用过滤器7，例如可以像以下那样制造。首先，调制含有上述的纤维材料和无机系结合材料的成型材料。在此，调制在水中分散了无机系结合材料的分散液，向该分散液中加入纤维材料，均匀地混合无机系结合材料和纤维材料。此时，纤维材料和无机系结合材料的混合比例，适当地调节成作为目的的成型体的体积密度在上述的范围为好。
接着，将得到的成型材料成型为规定的形状，即一端封闭的圆筒状，从而得到成型物。在此作为成型方法，可以采用众所周知的各种成型方法，例如湿式金属模成型法等。然后，将得到的成型物进行热处理而烧结，就可得到作为目的的成型体，即采集用过滤器7。再者，烧结时的温度没有特别的限制，但作为纤维材料和无机系结合材料中的一方或者两方使用氧化铝时，将该氧化铝活性化，能够活性氧化铝化的温度范围，具体地讲设定在150～700℃为好。
像上述那样制成的成型体，再浸渍于使无机系结合材料分散在水中的水系分散液中，此后可以进行干燥处理。当对成型体实施这样的处理时，则在成型体中就含浸无机系结合材料，能够制造更多地含有无机系结合材料的成型体。另外，通过这样的处理，也能够将成型体的体积密度调整至上述理想的范围。这样的成型体，由于最终含有多量的无机系结合材料，所以作为无机系结合材料，在使用具有上述的焦油吸附能力的无机系结合材料时，即使是在试样气体中含有多量的后述的未燃成分的碳化氢类和一氧化碳时，也能够更无泄漏地捕捉试样气体中所含的氯化有机化合物。再者，成型体的干燥方法没有特别的限制，但通常采用在150～700℃左右加热处理成型体从而去除水分的方法为好。
下面，说明上述的采集装置1的使用方法，即使用上述的采集装置1的氯化有机化合物的采集方法。在此，从用于焚烧处理废弃物的焚烧设施的空间内，例如从烟道内流过的排气气体采集试样气体，关于采集该试样气体中所含的二噁英类和共面多氯联苯等各种氯化有机化合物的情况加以说明。在此场合，如图1所示，将采集装置1的采集管2的端头部从设置在烟道25中的试样采集口25a插入到烟道25内。此时，在采集管2上安装衬垫26，将采集管2和试样采集口25a的间隙进行气密地密封。另外，在采集器3的支路12b内安装温度计和热电偶等测温器27。
在该状态下使吸引泵21a动作，将从烟道内流过的排气气体的一部分作为试样气体，等速吸引到采集管2内。此时，按照JIS Z 8808标准，测定从烟道25内流过的排气气体的温度、流速、压力、水分量等，计算出等速吸引量，基于其计算结果来调整由吸引泵21a带来的吸引流量。在此设定的流量是利用气体测量器21b适当地监视其结果，进行适当调节以使等速吸引状态能够继续为好。
流入到采集管2内的试样气体利用冷却器5冷却，通常冷却至二噁英类的生成温度以下，例如120℃以下的温度。由此，可防止在采集管2内新产生二噁英类。
被冷却的试样气体，从采集管2经由采集器3的导入管8，流入到采集用过滤器7内。流入到采集用过滤器7内的试样气体如在图3中用箭头所示，通过采集用过滤器7，流出到容器6的本体部10内，再经由排出路12a流向吸引器4。此时，通过构成采集用过滤器7的成型体所含的上述纤维材料和无机系结合材料同时捕捉并从试样气体中采集试样气体中所含的各种煤尘及粒子状态和气体状态这两种形态的二噁英类和共面多氯联苯等各种氯化有机化合物。
可是，在试样气体中含有多量的未燃成分的碳化氢类和一氧化碳(CO)等碳化物时，在试样气体中容易生成来自该碳化物的焦油。该焦油溶解以二噁英类和共面多氯联苯为首的各种氯化有机化合物从而多数时候进入内部。因此，作为采集用过滤器7，使用不使用具有焦油吸附性能的无机系结合材料的过滤器，例如由使用纤维素系粘合剂等有机系粘合剂将上述的纤维材料成型的成型体构成的采集用过滤器时，该过滤器不能有效地捕捉在试样气体中生成的焦油，结果试样气体中所含的焦油的一部分有通过该过滤器而排出到外部的可能性。即，与这一部分的焦油一起，溶解在其中的氯化有机化合物有不被过滤器采集而排出到外部的可能性。这是本发明人在完成本发明的过程中发现的现象，以未燃成分的碳化物的多少作为判断指标，使用一氧化碳进行判定的场合，判明了尤其是在试样气体中含有的一氧化碳浓度超过150ppm的场合，可显著地发生这样的焦油通过。
与此相反，有关本实施方案的采集用过滤器7，在由含有像上述的纤维材料和具有焦油吸附能力的无机系结合材料的成型体构成的场合，即使试样气体中的未燃成分的碳化物浓度是高浓度(例如像试样气体中的一氧化碳浓度超过150ppm的场合)，也能够实质上无泄漏地捕捉试样气体中所含的焦油。即，该采集用过滤器7不管试样气体中的未燃成分的碳化物浓度的高低，都能够实质上无泄漏地捕捉、采集试样气体中所含的粒子状态和气体状态这两种形态的二噁英类和共面多氯联苯等各种氯化有机化合物。
如上所述，利用采集用过滤器7实质上无泄漏地去除煤尘以及粒子状态和气体状态的各种氯化有机化合物的试样气体，继续从排出路12a流向吸引器4。此时，流过排出路12a的试样气体温度利用安装在支路12b上的测温器27进行测定、管理。
从排出路12a排出的试样气体流入排气流路20内，利用其冷却器23进一步冷却。由此，试样气体中所含的水分发生冷凝，贮存在收集器24内。这样地去除水分的试样气体经由吸引泵21a从气体测量器21b排出到外部。再者，利用这样的采集装置1进行的试样气体即排气气体的采集，通常实施相当于从氯化有机化合物的检测极限值设想的排气气体量的时间(通常，排气气体1～3Nm3/3～4小时)。
在分析这样采集的试样气体(排气气体)中所含的氯化有机化合物浓度时，从烟道25卸下采集装置1，并且从采集装置1上将采集器3分离。再从已分离的采集器3取出采集用过滤器7。
然后，用溶剂将采集管2、导入管8和容器6内洗净，确保此时的洗净液。另外，用溶剂提取被采集器3的采集用过滤器7捕捉的氯化有机化合物。在此，被采集用过滤器7捕捉的氯化有机化合物的提取操作例如可以使用通常的索克斯累特(ソックスレ一)提取器实施，但该采集用过滤器7设定成像上述的小型尺寸时，可以容纳于高速提取器的盒内，可以使用该高速提取器快速实施提取操作。另外，该采集用过滤器7在构成该过滤器的成型体的体积密度设定在上述范围的场合，没有必要设定用于缩短提取时间的特殊提取条件，可以在短时间内使捕捉的氯化有机化合物迅速溶出到溶剂中。
分析氯化有机化合物时，将上述的洗净液和通过像上述的提取操作得到的提取液合并，对合并液进行分析操作。作为此情况下的分析方法，例如可以采用厚生省生活卫生局水道环境部环境整备课编的《废弃物处理中的二噁英类标准测定分析手册)》(1997年3月财团法人废弃物研究财团发行)中所记载的方法，或者按照日本工业标准JIS K 03111999(1999年9月20日制定)所规定的方法使用气相色谱仪质量分析法(GC/MS法)的方法。
在使用采集装置1采集其他的试样气体时，例如将采集器3更换成新的。在此场合，采集装置1仅充分地洗净采集管2，就可以供以后的试样气体采集用，因此试样气体采集前的准备作业比使用以往的冲击滤尘器格外地减轻，能够大幅度地缩短试样气体采集所需要的时间，并且能够能够大幅度地降低试样气体采集所需要的成本。另外，该采集装置1，尤其是采集器3和以往复杂的采集装置相比，构成简单，因而容易操作处理和搬运。因此，如果使用这种采集装置1，即使对于使用以往的冲击滤尘器的大型采集装置难以设置的烟道等，也能够容易实施试样气体的采集作业。
再者，使用过一次的采集器3如果将容器6和导入管8充分地洗净并将采集用过滤器7更换成新的，则能够反复再利用。
本发明例如可以是以下那样的变化形式。
(1)在上述的实施方案中，作为采集用过滤器7使用圆筒状的过滤器，但本发明并不限于此。例如采集用过滤器7形成为圆柱状和圆盘状时也能够同样地实施本发明。
(2)在上述的实施方案中，关于采集从废弃物焚烧炉排出的排气气体(试样气体)中所含的二噁英类和共面多氯联苯等氯化有机化合物的情况进行了说明，但本发明的采集用过滤器、采集器和采集方法在采集排气气体以外的流体中所含的氯化有机化合物的场合也同样能够利用。例如，对于采集环境大气中所含的氯化有机化合物以及工厂废水、海水、淡水和自来水等水中所含的氯化有机化合物的情况，也同样能够利用本发明的采集用过滤器等。
再者，采集工厂废水等水中所含的氯化有机化合物时，采集试样为液体试样。在此场合，该液体试样有含有粒子状态、气泡状态(即气液混合状态)和溶解状态(即溶解于液体中的状态)的各种状态的各种氯化有机化合物的可能性，但本发明的采集用过滤器能够同时捕捉并从液体试样中采集这样的各种状态的各种氯化有机化合物。
以下，根据实施例更详细地说明本发明。在此为了便于理解，首先举出比较例，然后举出实施例。
比较例1将5重量％的平均纤维直径为4μm的煤系纤维状活性碳和95重量％的平均纤维直径为13μm的碳纤维进行混合，向其中添加纤维素系粘合剂从而得到成型材料。将得到的成型材料成型为一端封闭的圆筒状，加热该成型体使纤维素系粘合剂干燥。由此得到设定为开口端侧的外径19mm、封闭端侧的外径18mm、厚度5mm和长度120mm的重量是2.3g、体积密度是0.11g/cm3的圆筒状成型体(采集用过滤器)。
使用得到的采集用过滤器制成有关上述实施方案的氯化有机化合物的采集器3，用该采集器3构成有关上述实施方案的采集装置1。然后使用该采集装置1从正进行焚烧处理废弃物的焚烧炉的烟道采集试样气体(排气气体)，采集该试样气体中所含的二噁英类和共面多氯联苯等各种氯化有机化合物。再者，试样气体的采集条件是按照JISK 03111999中所规定的条件。
同时，使用具备JIS K 03111999中例示出的冲击滤尘器的试样气体采集装置(以下称为“JIS法例示装置”)，在相同条件下从相同的烟道采集试样气体(排气气体)，采集该试样气体中所含的二噁英类和共面多氯联苯等各种氯化有机化合物。
按照基于JIS K 03111999的方法提取所采集的氯化有机化合物，按照相同JIS所规定的分析方法进行定量分析。其结果判明试样气体中的平均一氧化碳浓度在150ppm以下时，利用使用了该比较例的采集用过滤器的采集装置采集的氯化有机化合物量，和使用JIS法例示装置采集的氯化有机化合物量相差3％，但实质上和利用JIS法例示装置的情况是一致的。另一方面，试样气体中的平均一氧化碳浓度为510ppm时，使用该比较例的采集用过滤器采集的氯化有机化合物量只不过是使用JIS法例示装置采集的氯化有机化合物量的85％。由此可知，如果试样气体中的一氧化碳浓度提高，即试样气体中的未燃的碳化物浓度提高，则该比较例的采集用过滤器就难以捕捉试样气体中所含的氯化有机化合物的一部分。
比较例2将5重量％的平均纤维直径为4μm的煤系纤维状活性碳、65重量％的平均纤维直径为13μm的碳纤维和30重量％的平均纤维直径为3μm的玻璃纤维进行混合，向其中添加纤维素系粘合剂从而得到成型材料。将得到的成型材料成型为一端封闭的圆筒状，加热该成型体将纤维素系粘合剂干燥。由此得到设定成和比较例1的成型体相同大小的重量是2.5g、体积密度是0.13g/cm3的圆筒状成型体(采集用过滤器)。
使用得到的采集用过滤器，和比较例1的情况一样地采集从烟道采集的试样气体中所含的氯化有机化合物，将其定量分析结果与利用JIS法例示装置采集时的结果进行比较，结果判明试样气体中的平均一氧化碳浓度为150ppm以下时，使用该比较例的采集用过滤器采集的氯化有机化合物量，和使用JIS法例示装置采集的氯化有机化合物量相差3％，但实质上和利用JIS法例示装置的情况是一致的。另一方面，试样气体中的平均一氧化碳浓度为550ppm时，使用该比较例的采集用过滤器采集的氯化有机化合物量，只不过是使用JIS法例示装置采集的氯化有机化合物量的82％。由此可知，如果试样气体中的一氧化碳浓度提高，即试样气体中的未燃的碳化物浓度提高，则该比较例的采集用过滤器就难以捕捉试样气体中所含的氯化有机化合物的一部分。
实施例1调制含有约20重量％的粒子状氧化铝(无机系结合材料)的氧化铝水分散液，向该氧化铝水分散液中添加作为纤维材料的平均纤维直径为6μm、平均形状比为2000的氧化铝纤维(含有72重量％的γ-氧化铝和28重量％的二氧化硅)，并进行混合。将得到的成型材料成型为一端封闭的圆筒状，在200℃进行烧结。由此得到设定成和比较例1的成型体相同大小的重量是8.5g、体积密度是0.38g/cm3的具有通气性的圆筒状成型体(采集用过滤器)。再者，该成型体中含有的氧化铝纤维和粒子状的氧化铝的量分别是5.7g和2.8g。
图5示出所得到的成型体的部分的电子显微镜照片。从图5可知，该成型体利用无机系结合材料粒子状氧化铝使氧化铝纤维彼此结合，从而形成为具有通气性的微细网状结构(三维网孔结构)。
使用得到的采集用过滤器，与比较例1的情况一样地采集从烟道采集的试样气体中所含的氯化有机化合物，将其定量分析结果与利用JIS法例示装置采集时的结果进行比较，结果判明不论对于试样气体中的平均一氧化碳浓度在150ppm以下和平均一氧化碳浓度为650ppm的哪一种情况，都和使用JIS法例示装置采集的氯化有机化合物量相差1％，但实质上与利用JIS法例示装置的情况是一致的。由此可知，不管试样气体中的一氧化碳浓度如何，即不管试样气体中的未燃的碳化物的浓度如何，该实施例1的采集用过滤器实质上都能够和使用JIS法例示装置的情况同等地采集试样气体中所含的粒子状态和气体状态这两种形态的各种氯化有机化合物。
实施例2除了作为纤维材料使用平均纤维直径为5μm、平均形状比为2400的氧化铝纤维(95％以上是γ-氧化铝)以外，和实施例1的情况一样地进行操作，得到具有通气性的相同尺寸的圆筒状成型体(采集用过滤器)。该成型体重量是7.9g、体积密度是0.32g/cm3，另外，成型体中所含的氧化铝纤维和粒子状氧化铝的量分别是5.3g和2.6g。
使用得到的采集用过滤器，与比较例1的情况一样地采集从烟道采集的试样气体中所含的氯化有机化合物，将其定量分析结果与利用JIS法例示装置采集时的结果进行比较，结果判明不论对于试样气体中的平均一氧化碳浓度在150ppm以下和平均一氧化碳浓度为650ppm的哪一种情况，都和使用JIS法例示装置采集的氯化有机化合物量相差1％，但实质上与利用JIS法例示装置的情况是一致的。由此可知，不管试样气体中的一氧化碳浓度如何，即不管试样气体中的未燃的碳化物的浓度如何，该实施例2的采集用过滤器实质上都能够和使用JIS法例示装置的情况同等地采集试样气体中所含的粒子状态和气体状态这两种形态的各种氯化有机化合物。
实施例3将在实施例1中得到的成型体再浸渍于分散了20重量％的粒子状氧化铝的水分散液中后取出，在200℃进行热处理，使其干燥。由此，得到重量是12.8g、体积密度是0.6g/cm3的成型体(采集用过滤器)。
使用得到的采集用过滤器，与比较例1的情况一样地采集从烟道采集的试样气体中所含的氯化有机化合物，将其定量分析结果与利用JIS法例示装置采集时的结果进行比较，结果判明不论对于试样气体中的平均一氧化碳浓度在150ppm以下和平均一氧化碳浓度为750ppm的哪一种情况，都和使用JIS法例示装置采集的氯化有机化合物量相差1％，但实质上与利用JIS法例示装置的情况是一致的。由此可知，不管试样气体中的一氧化碳浓度如何，即不管试样气体中的未燃的碳化物的浓度如何，该实施例3的采集用过滤器实质上都能够和使用JIS法例示装置的情况同等地采集试样气体中所含的粒子状态和气体状态这两种形态的各种氯化有机化合物。
实施例4将在实施例2中得到的成型体再浸渍到分散了20重量％的粒子状氧化铝的水分散液中后取出，在300℃下进行热处理、干燥。由此，得到重量是12.3g、体积密度是0.58g/cm3的成型体(采集用过滤器)。
使用得到的采集用过滤器，与比较例1的情况一样地采集从烟道采集的试样气体中所含的氯化有机化合物，将其定量分析结果与利用JIS法例示装置采集时的结果进行比较，结果判明不论对于试样气体中的平均一氧化碳浓度在150ppm以下和平均一氧化碳浓度为700ppm的哪一种情况，都和使用JIS法例示装置采集的氯化有机化合物量相差1％，但实质上与利用JIS法例示装置的情况是一致的。由此可知，不管试样气体中的一氧化碳浓度如何，即不管试样气体中的未燃的碳化物的浓度如何，该实施例4的采集用过滤器实质上都能够和使用JIS法例示装置的情况同等地采集试样气体中所含的粒子状态和气体状态这两种形态的各种氯化有机化合物。
实施例5除了作为纤维材料使用平均纤维直径为4μm、平均形状比为3000的玻璃纤维以外，和实施例1的情况一样地进行操作，得到具有通气性的相同尺寸的圆筒状成型体。该成型体重量是8.8g、体积密度是0.37g/cm3，另外，成型体中所含的玻璃纤维和粒子状氧化铝的量分别是6.1g和2.7g。
将得到的成型体再浸渍到分散了20重量％的粒子状氧化铝的水分散液中后取出，在400℃下进行热处理、干燥。由此，得到重量是12.9g、体积密度是0.62g/cm3的成型体(采集用过滤器)。
使用得到的采集用过滤器，与比较例1的情况一样地采集从烟道采集的试样气体中所含的氯化有机化合物，将其定量分析结果与利用JI S法例示装置采集时的结果进行比较可知，不论对于试样气体中的平均一氧化碳浓度在150ppm以下和平均一氧化碳浓度为550ppm的哪一种情况，都和使用JIS法例示装置采集的氯化有机化合物量相差1％，但实质上与利用JIS法例示装置的情况是一致的。由此可知，不管试样气体中的一氧化碳浓度如何，即不管试样气体中的未燃的碳化物的浓度如何，该实施例5的采集用过滤器实质上都能够和使用JIS法例示装置的情况同等地采集试样气体中所含的粒子状态和气体状态这两种形态的各种氯化有机化合物。
实施例6除了作为纤维材料使用平均纤维直径为7μm、平均形状比为1500的二氧化硅纤维以外，和实施例1的情况一样地进行操作，得到具有通气性的相同尺寸的圆筒状成型体。该成型体重量是7.2g、体积密度是0.31g/cm3，另外，成型体中所含的二氧化硅纤维和粒子状氧化铝的量分别是4.7g和2.5g。
将得到的成型体再浸渍到分散了20重量％的粒子状氧化铝的水分散液中后取出，在550℃下进行热处理、干燥。由此，得到重量是11.3g、体积密度是0.58g/cm3的成型体(采集用过滤器)。
使用得到的采集用过滤器，与比较例1的情况一样地采集从烟道采集的试样气体中所含的氯化有机化合物，将其定量分析结果与利用JI S法例示装置采集时的结果进行比较，结果判明不论对于试样气体中的平均一氧化碳浓度在150ppm以下和平均一氧化碳浓度为500ppm的哪一种情况，都和使用JIS法例示装置采集的氯化有机化合物量相差1％，但实质上与利用JIS法例示装置的情况是一致的。由此可知，不管试样气体中的一氧化碳浓度如何，即不管试样气体中的未燃的碳化物的浓度如何，该实施例6的采集用过滤器实质上都能够和使用JIS法例示装置的情况同等地采集试样气体中所含的粒子状态和气体状态这两种形态的各种氯化有机化合物。
本发明在不脱离其精神或者主要特征的情况下，可以以其他各种形式实施。因此，上述的实施方案或者实施例在所有方面只不过是例示，不能限定性地解释。本发明的范围是按照权利要求范围所示的范围，毫不受拘于说明书本文。又，属于权利要求范围的均等范围的变形或变更也都在本发明范围内。
权利要求
1.一种氯化有机化合物的采集用过滤器，它是将流体中所含的氯化有机化合物从上述流体中去除、采集的过滤器，其特征在于它是由含有纤维材料和用于将上述纤维材料彼此结合的无机系结合材料的流体通过性的成型体构成的。
2.按照权利要求1记载的氯化有机化合物的采集用过滤器，其中，上述成型体的体积密度是0.1～1g/cm3。
3.按照权利要求1记载的氯化有机化合物的采集用过滤器，其中，上述纤维材料是选自由纤维状活性碳、碳纤维、玻璃纤维、氧化铝纤维、二氧化硅纤维和聚四氟乙烯纤维组成的组中的至少一种。
4.按照权利要求1记载的氯化有机化合物的采集用过滤器，其中，上述无机系结合材料具有对氯化有机化合物的吸附性。
5.按照权利要求4记载的氯化有机化合物的采集用过滤器，其中，上述无机系结合材料是选自由氧化铝、沸石和二氧化硅组成的组中的至少一种。
6.按照权利要求1记载的氯化有机化合物的采集用过滤器，其中，上述纤维材料是活性氧化铝纤维，而且上述无机系结合材料是粒子状的活性氧化铝。
7.按照权利要求6记载的氯化有机化合物的采集用过滤器，其中，上述成型体的体积密度是0.3～0.7g/cm3。
8.一种氯化有机化合物的采集用过滤器的制造方法，它是制造用于将流体中所含的氯化有机化合物从上述流体中去除、采集的过滤器的方法，其特征在于它包括将含有纤维材料和用于将上述纤维材料彼此结合的无机系结合材料的成型材料进行调制的工序，以及将上述成型材料成型为规定的形状后进行烧结从而得到成型体的工序。
9.按照权利要求8记载的氯化有机化合物的采集用过滤器的制造方法，其中，它还包括将上述成型体浸渍到上述无机系结合材料的水分散液中，然后进行干燥的工序。
10.一种氯化有机化合物的采集器，它是用于采集在输送管内流动的流体中所含的氯化有机化合物的采集器，其特征在于它具备由用于使来自上述输送管的上述流体通过的、流体通过性的成型体构成的过滤器，以及容纳上述过滤器且具有将从上述过滤器通过的上述流体排出到外部的排出口的容器，上述过滤器含有纤维材料和用于将上述纤维材料彼此结合的无机系结合材料。
11.按照权利要求10记载的氯化有机化合物的采集器，其中，上述过滤器为一端具有用于插入上述输送管的开口部而另一端被封闭的圆筒状。
12.一种氯化有机化合物的采集方法，它是用于采集在输送管内流动的流体中所含的氯化有机化合物的方法，其特征在于它包括在由含有纤维材料和用于将上述纤维材料彼此结合的无机系结合材料的流体通过性的成型体构成的过滤器中，使来自上述输送管的上述流体通过的工序。
全文摘要
同时捕捉、采集流体中所含的粒子状态和气体状态这两种形态的各种氯化有机化合物,而且能够容易地提取所采集的氯化有机化合物的采集器(3),具有配置在有排出路(12a)的容器(6)内的采集用过滤器(7)。采集用过滤器(7)含有纤维材料和用于将该纤维材料彼此结合的无机系结合材料,具有流体通过性。从烟道(25)经由采集管(2)和导入管(8)流入到容器(6)内的试样气体,在通过采集用过滤器(7)时,其中所含的粒子状态和气体状态这两种形态的二噁英类和共面多氯联苯等各种氯化有机化合物被捕捉、采集,在该氯化有机化合物被去除的状态下从排出路(12a)排出到外部。
文档编号B01D39/16GK1380836SQ01801410
公开日2002年11月20日 申请日期2001年5月28日 优先权日2000年5月31日
发明者本田克久, 大内宗城, 山下正纯, 中村裕史, 梶川修, 藤井孝友 申请人:三浦工业株式会社, 大阪瓦斯株式会社