水と二酸化炭素

質問

水に溶け込んだ二酸化炭素を常温の状態から除去する方法を教えてください。
あるのでしょうか？

回答No.8

kei533 · ベストアンサー

どのような工作機でどんな水を使っており、炭酸ガスの溶解がどんな障害を与えるかによって対策も違います。先ずはその機械メーカが水の管理方法について何も指示していないのは不思議ですね。
もし、水溶性切削油(クーラント)ならアルカリ側のため炭酸ガスの吸収も大きいですが、イオン交換樹脂は使えないので違いますね！
ワイヤー放電加工では純水が使われ、炭酸ガスが溶ければ比抵抗値が下がり加工精度が低下するので、それですかね？

(1)もし、循環する水を閉鎖系に閉じ込めれるなら、私なら開放部分を出来るだけ少なくし、炭酸ガスが純水に溶け込まないようにします。No7doc_sundayさんに同感です。さらに工作機の水の開放部を囲って炭酸ガスを含まない空気を送る(圧縮空気を炭酸ガス吸収筒を通す）ようにします。(ストーブは冬季4ヶ月間位でしょうから)

(2)水が純水に近く、閉鎖系に出来ないときは、(1)バブリング、(2)脱気膜、(3)ストリッピング(曝気)、(4)真空脱気などが考えられます。(1)は筒の中で水を満たし下向流で流しながら、下部に炭酸ガスを含まない空気の気泡をだす。(2)気体を通し、液体の水を通さない膜モジュールに水を流し、真空で引いて炭酸ガスを吸い出す。(溶けている空気と水の一部が蒸発します。蒸発潜熱分の水温は下がります)　(3)冷却塔と同じように水を降らせながら、炭酸ガスを含まない空気と接触させます。(4)真空にし、充填物の入った塔の中で水を降らせ、炭酸ガスを放出させる。(塔の高さは約10mは必要)
何れも実用装置になると完全に炭酸ガスを除くのは不経済であり、必要とする水中の炭酸ガス濃度によってはイオン交換樹脂と併用しなければなりません。なお、水に溶けた炭酸ガスは
　CO2＋H20⇔H+ + HCO3-　(H+は水素イオン、HCO3-は重炭酸イオン)
となって、PHが4.2以上では一部が重炭酸イオン、残りが炭酸ガスとして存在します。イオン交換では重炭酸イオンとして吸着します。炭酸ガスを放出し易くするには酸性にするべきですが、塩素イオンなどが加えられることになり好ましくありません。
逆浸透法はガス成分はPH5.3以下では素通りです。それ以上では重炭酸イオンは除けても炭酸ガスは除けません。どうしても使いたいなら苛性ソーダを注入してPHを7.5-8位にする必要があります。比抵抗値を満し、経済性があればです。
水量や水質が分からないのでこの程度にしておきましょう。

お礼

みなさん回答ありがとうございます。
返事が遅れて申し訳ありませんでした。

工作機械とは、ワイヤー放電加工機のことなんです。エアコンを使っていれば問題はないのですが、石油ストーブを使っているのでイオン交換樹脂の寿命が極端に落ちてしまうのです。２００時間もつものがストーブを使用していると５０時間くらいになってしまいます。
参ります。

これからゆっくり読ませてもらいますね！
ありがとうございました！

回答No.7

noname#160321

>>イオン樹脂というものを使っているんですが
ああ、イオン交換樹脂で脱イオン水を作っているのですね。
>>同じ部屋に石油ストーブがありまして
工場などで大出力のバーナーで部屋を暖めているとするとＦＦ（強制吸排気型）ストーブやヒートポンプは弱すぎますね。
まずすぐに出来ること：水タンクを密封し、それでは圧の問題があるので、空気抜きのパイプをつけ、その先の外気とつながる部分に「ソーダライム」と呼ばれる脱炭酸剤を詰めたチューブをつなぎます。このソーダライムを定期的に交換すれば二酸化炭素の空気中からの取り込みはほぼ無視できるようになります。
長期的な視点：この際イオン交換樹脂法をやめて逆浸透圧法に換えてはどうでしょうか。時々カートリッジを交換する必要がありますが、イオン交換樹脂のように交換時アルカリ洗い酸洗いをしなくても良いので化学工場でない場合はその方がおすすめです。と言っても今は専門家がいても逆浸透圧法が主流ですし。お出入りの「水屋さん」に聞いてみてはいかがでしょう。
添付ＵＲＬの会社は聞いたことがないですが、どのくらいのものが除けるかの表があります。
後は東レ様　http://www.toray-membrane.com/products/pdf/japanese.pdf
ほかにも山ほど供給者があります。
ふたをしさえすれば＃２様の「バブリング」に意味が出てきます。開放された大きな水タンクにアルゴンのバブリングは工場では無理。ふたがされて空気抜きが付いている状態なら、窒素のバブリングでもかなりの効果が期待出来ます。（やはりソーダライムを忘れずに）

参考URL：

http://www.wingss.co.jp/pdf/sent03.pdf

回答No.6

c80s3xxx

石油ストーブを止めるのが一番簡単だと思いますが．
FFヒータにするとか，エアコンにするとか．とにかく，発生源をなくすのが一番簡単で確実でしょう．

回答No.5

anisol

＞二酸化炭素のせいでそのイオン樹脂の寿命が極端に短くなってしまう

そういうことですか。では#2の回答は無視してください。

回答No.4

mac-san

除去の度合いにもよりますが、
(1) 蒸留
(2) 化学反応→沈殿物濾過
(3) 減圧
(4) ナノフィルター
などがあります。

常温のレベルにもよりますが、(1)は高温
、(3)・(4)は装置が必要なので、(2)はいか
がでしょう？

お礼

ありがとうございます。
化学反応とは、どうすればいいのでしょうか。

回答No.3

noname#160321

＃１様のお答えでもよろしいですが、消石灰（水酸化カルシウム、Ca(OH)2）の少量を加える方がよろしいでしょう。しかしどちらも塩類やアルカリが残ります。
>>常温の状態から
これは困難。煮立てるのがもっとも安全です。
なぜ常温でなければならないのかお教え下さい。そうすればもっと良い答えがあると思います。

常温にこだわるなら、減圧（一般には真空などとも呼ぶ）にしてやると水の一部ととけ込んでいたガスが抜けます、この場合も常温で沸騰させるのが良いと思います。

補足

工作機械で水を使っているんですが、同じ部屋に石油ストーブがありましてそこから発生した二酸化炭素が工作機械の水に溶け込んでしまうんです。
水を制御するためにイオン樹脂というものを使っているんですが、二酸化炭素のせいでそのイオン樹脂の寿命が極端に短くなってしまうんです。

回答No.2

anisol

二酸化炭素を除いた空気か、不活性ガスをバブリングさせます。

アメリカ化学会試薬規格より
http://pubs.acs.org/reagent_demo/procedures/page44.html

参考URL：

http://pubs.acs.org/reagent_demo/procedures/page44.html

お礼

ありがとうございます。
英語読めません！辞書見ながら読みますね！

回答No.1

nitto3

水酸化カルシュウム、食品の乾燥剤などを
入れてやれば炭酸カルシュウムとして沈殿します。

まだ十分吸湿していない乾燥剤は危険ですから
少しずつ入れてくださいね。

お礼

ありがとうございます。
危険がともわない方法はないですか？