計測機器

【計測機器】シリカって何?シリカ測定器の原理と注意点

ボイラー水管理において計測項目の一つにシリカがあります。水の硬度が高い地域でボイラーを使用する場合は、シリカは注意すべきポイントの一つになります。

今回はシリカ計測器の原理について解説します。

シリカとは

シリカとは二酸化ケイ素やケイ酸とも呼ばれる物質のことで、自然界には石英という鉱物として多く存在します。また乾燥剤でお馴染みのシリカゲルは、文字通りシリカをゲル化したものです。

欧州の国々ではミネラル豊富な硬水であることが知られていますが、一方で日本の水は花崗岩や石英の影響でシリカが多く含まれています。

産業分野でも水道水や地下水を使うので、シリカ濃度には気をつける必要があります。特にボイラーやクーリングタワーなど水が凝縮されるような用途では、シリカ濃度が上がりやすいです。

測定時に使用される単位は、mg/Lです。例えばボイラーに関してJIS規格では、10MPa以下では2mg/L以下(蒸気中のシリカ濃度が0.02mg/L以下)が望ましいとされています。

シリカ測定器の原理

計測にはモリブデンブルー法(モリブデン青吸光光度法)という、昔から用いられる方法が使われていることが多いので、この測定原理の解説をしようと思います。

シリカは酸性環境下で、モリブデン塩酸と反応して錯体を生成します。これに酸(アスコルビン酸など)を添加し還元させると青色(モリブデンブルー)になり、これに600-800nmの波長の光を当てて吸光度を測定するというものです。

試薬を使った化学反応を用いるため、単に電流値を測るわけではないので連続測定できませんが、機械的に15分間隔などで計測することができる機器はあります。

計測器には連続使用を目的にした大型の装置もあれば、ポケットに入るサイズのものもあります。用途に合わせてご検討ください。

シリカ測定器の注意点

取扱説明書通りに計測を行えば問題ないかと思いますが、注意点としては2点挙げられます。

計測時間がかかる

サンプルを試薬に添加してからすぐに結果が出るわけではなく、反応して青色が出るのに数分かかります。キットや装置によって必要時間は変わるので、マニュアルに従ってください。

とはいえ、多くの機器には自動カウントダウン機能がついているようなので、あまり気にしなくても良いかと思います。

セルやチューブの洗浄が必要

ポータブルの場合は毎回、据置で連続稼働の装置の場合は定期的に、装置内の洗浄が必要です。

吸光度測定はガラス製の「セル」と呼ばれる入れ物にサンプルを流し、光を当てて吸光度を測定するため、セルが汚れていると正しく計測できません。純水を使ってマニュアル通りに洗浄してください。

連続稼働タイプの場合は、試薬や洗浄液のボトルを一定期間(例えばあるメーカーの装置なら60日間)ごとに入れ替える必要があり、その際に洗浄を行うことになります。

まとめ

  • シリカは二酸化ケイ素やケイ酸とも呼ばれる物質
  • 水に含まれるシリカは鉱物に由来することが多く、水が濃縮される用途では対策が必要
  • 吸光度を測るガラス製の検出部をきれいに保つ必要がある

ボイラー水質管理に重要な機器ですので、正しい方法で使用・管理を行ってください。

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エコおじい

プラントエンジニアです。工業技術をどこよりも分かりやすく解説するをテーマに2017年から情報発信をしています。最近、Youtubeも始めました。応援していただけるという方は更新情報などを発信するので、Twitterのフォローお願いします。

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