vapaan kloorin mittaus prosessiteollisuudessa
Steve Rupert
klooria käytetään yleisesti monilla teollisuudenaloilla valkaisu-ja hapetusaineena. Näitä ovat kemian jalostus -, lääke -, tekstiili-ja selluteollisuus & paperiteollisuus. Sitä käytetään desinfiointiaineena tai desinfiointiaineena elintarviketeollisuudessa & juomateollisuudessa sekä kunnallisissa vesilaitoksissa hajujen hillitsemiseen ja juomaveden maun parantamiseen sekä taudinaiheuttajien poistamiseen jätevedenpuhdistamoilla.
petrokemian jalostamojen, voimalaitosten ja useimpien suurten rakennusten LVI-järjestelmien jäähdytystornit käyttävät klooria mikro-organismien, levien ja biofilmien kasvun hillitsemiseen jäähdytysvedessä. Nämä mikro-organismit ja biofilmit vähentävät jäähdytystornin tehokkuutta ja voivat helpottaa taudin, kuten Legioonalaistaudin, leviämistä.
mitä vapaa kloori on?
kloorikaasu ja / tai natriumhypokloriitti (valkaisuaine) ovat veden yleisiä kloorin lähteitä. Molemmat tyypit muodostavat samoja yhdisteitä veteen joutuessaan: hypokloorihappo, HOCl, ja hypokloriitti, OCl -. Kunkin komponentin prosenttiosuus liuoksessa määräytyy liuoksen pH: n mukaan. Suurin piirtein pH-tasolla 7,5 suhde on 1: 1. Jos pH laskee 6,5: een, happomuotoa suositaan 90% HOCL: lla ja 10% OCl -. PH-tasolla 8,5 emäksinen muoto on vallitseva 90% OCl – ja 10% HOCl. Hypokloorihapolla on noin 10X hypokloriitin hapettava voima. Näitä kahta kloorityyppiä kutsutaan vapaaksi klooriksi.
käsitellyssä vedessä voi olla myös muita klooriyhdisteitä, joista orgaanisesti sitoutunut kloori ja kloramiini ovat yleisimpiä. Näistä yhdisteistä käytetään nimitystä yhdistetty kloori.
miksi se mitataan?
klooria käytetään pääasiassa desinfiointiaineena tai desinfiointiaineena, ja parhaan tuloksen saavuttamiseksi pitoisuuksia on seurattava verkossa, tyypillisesti kloorianturilla. Kloori kulutetaan sitä mukaa kuin se desinfioi, mitä kutsutaan kloorin kysynnäksi. Desinfioinnin ylläpitämiseksi tarvitaan jäännös. Näin ollen annos vähennettynä kysynnällä on yhtä suuri kuin jäännös.
paperitehtaat käyttävät klooria valkaisuun ja desinfiointiin sekä sellun käsittelyssä että jäteveden käsittelyssä
Vapaa kloori on mitattava ja valvottava, koska se on tärkeä osa ylläpitokustannusten pitämistä kurissa. Avain kloorin onnistuneeseen käyttöön on oikean pitoisuuden ylläpitäminen. Liian korkea klooripitoisuus aiheuttaa tarpeettomia kustannuksia. Liian alhaiset klooripitoisuudet tarkoittavat, ettet ole toteuttamassa desinfiointia tai muuta prosessin tavoitetta ja prosessisi on tehoton.
reaaliaikainen palaute on kriittistä sen suhteen, kuinka tarkasti prosessisi ylläpitää määrittämiäsi optimaalisia klooraustasoja. Vapaan kloorin pitoisuuksien valvonta optimaalisilla tasoilla tarkoittaa tehokasta annostelua ilman piikkejä tai laaksoja, jotka johtuvat manuaalisesta testauksesta. Online kloorin seurannan lisäetuja ovat:
- kloorin käyttö vähenee; se on kallis kemikaali, koska kloorin tuottamiseen tarvittava energiamäärä
- vähentää kunnossapitotarvetta varmistamalla, että prosessisi noudattaa parhaita käytäntöjä
- hyvä ympäristön hoito
miten se mitataan?
teollisuusprosessien insinöörit tarvitsevat vapaita kloorianalysaattorijärjestelmiä, jotka mittaavat tarkasti ja ovat kustannustehokkaita asentaa ja ylläpitää. Kaksi päätyyppiä vapaan kloorin mittaamiseen ovat kolorimetriset testit ja amperometriset analysaattorit.
kolorimetrisiä testejä on kahdenlaisia. Manuaalinen Testimenetelmä muistuttaa uima-allastestiä. Automaattinen kolorimetrinen testi vaatii näytejärjestelmän ja reagenssit. Kolorimetriset testit ovat EPA: n hyväksymiä raportointitarkoituksiin, mutta ne eivät ole reaaliaikaisia mittauksia, jotka soveltuvat parhaiten tarkkaan prosessinohjaukseen.
Amperometriset analysaattorit, kuten ECD: n ja muiden valmistamat, sisältävät lujitetun kloorianturin, joka kompensoi automaattisesti pH: n. amperometristen analysaattoreiden valmistajia on useita, ja myös monia muita malleja.
esimerkiksi ECD-mallin FCA-22-analysaattori tarjoaa verkossa jatkuvan vapaan kloorin mittauksen järjestelmäpaketissa. Se valvoo vapaata klooria 0,05-20,0 ppm Cl2: ssa, 5-9 pH: ssa ja 32-122°F: n (0-50°C) lämpötilassa. Anturin polarografinen kulta / hopea PFTE-kalvorakenne pidentää käyttöikää ja vähentää ylläpitokustannuksia. Moniväyläohjaimen suunnittelu mahdollistaa lähdön ja ohjaustoimintojen helpon räätälöinnin. Siinä on kaksi SPDT-relettä ja 4-20 mA: n lähtö vapaan kloorin signaalille.
Mitä ovat mittaushaasteet?
elintarviketeollisuus/Pastörointilinjat – klooria käytetään yleisesti hedelmien ja vihannesten huuhteluaineena ennen jalostusta. Sitä käytetään myös siipikarjan-ja lihanjalostuslaitosten huuhteluvedessä. Oikean kloorijäämän säilyttäminen kiertovesisäiliöissä optimoi huuhteluveden puhdistustehon ja minimoi saastumisen mahdollisuuden ja säästää näin vettä.
säilykkeet ja pullotetut elintarvikkeet pastöroidaan tyypillisesti käymällä läpi kuumavesihuuhtelu tai-kylpy pakkausprosessin lopussa. Kiertovesi kerää nopeasti säilyke-tai pullotusprosessin tuotteita, joten kloorijäännös säilyy tämän ravinteikkaan liemen puhdistamiseksi.
malli FCA – 22 Vapaa Kloorianalysaattorijärjestelmä
kunnallinen juomavesi-juomavesi tulee monista lähteistä, järvistä, joista ja pohjavesikaivoista. Tämä vesi annostellaan kloorilla primaarisessa desinfioinnissa; se suodatetaan selkeyden parantamiseksi ja kloorataan sitten uudelleen sekundaarisessa desinfiointivaiheessa. Kussakin näistä kloorausvaiheista säilyy kloorijäämä. Toissijainen desinfiointi varmistaa veden desinfioinnin ja tuottaa kloorin jäännöksen, jonka tarkoituksena on ylläpitää puhdistettua vettä koko jakelujärjestelmässä.
jäähdytystornit-öljy – /kaasutuotteiden ja erikoiskemikaalien jalostuksessa raakaöljyä tyypillisesti kuumennetaan korkeissa lämpötiloissa erotusprosessissa. Voimalaitoksissa tuotetaan höyryä generaattorien pyörittämiseen ja kummassakin tapauksessa suuria lämmönvaihtimia jäähdytetään vedellä jäähdytystornien kautta. Veteen johdetaan erilaisia kemikaaleja, kuten vapaata klooria, estämään levien ja biofilmien kasvua, jotka ovat jatkuva huolto-ongelma.
johtopäätös
vapaan kloorin tarkka mittaaminen on välttämätöntä korkean elintasomme ylläpitämiseksi. Se edistää ruoka-ja juomaveden puhtaanapitoa ja jäteveden desinfiointia monien muiden teollisuusprosessien ohella. Mittausmenetelmää ja laitetta valittaessa on tärkeää ottaa huomioon paitsi laitteen mittaustarkkuus myös asennuksen ja käytön helppous, tarvittava huolto, laitteen käyttöikä ja kokonaisomistuskustannukset.
tekijästä: Steve Rupert on Senior product manager, Electro-Chemical Devices (ECD) Inc., erikoistunut teollisuuden prosessi instrumentointi-anturit, ohjaimet, lähettimet, analysaattorit ja elektrodit – perustuu Yorba Linda, CA. Yhteystiedot: 800-729-1333 tai www.ecdi.com