背景

　　位于德國弗登市的Mars動物飼料加工廠按照當(dāng)?shù)卣J(rèn)證機構(gòu)頒布的標(biāo)準(zhǔn)和歐洲統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)DIN EN 12952和12953運行其鍋爐房。這也符合以前應(yīng)用的“技術(shù)蒸汽指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)（TRD，Technical Steam Directives）”。

　　加工廠根據(jù)相關(guān)要求[1-5]，制定了72小時無人監(jiān)督鍋爐房運行的特別措施。如果回收冷凝水中發(fā)生脂肪、油和油脂（FOG-Fats,Oil and Grease）污染，就需要可靠的系統(tǒng)來防止該污染進入蒸汽發(fā)生器。通過在線監(jiān)測，該系統(tǒng)的實際功能得到增強，可以發(fā)出自動排放被污染冷凝水的指令。

　　鍋爐制造商發(fā)布的產(chǎn)品規(guī)格規(guī)定，鍋爐給水和返回的冷凝水中不可含有機污染物。

　　雖然鍋爐給水中的補給水來自受控工藝，但返回的冷凝水在熱交換過程中可能受到污染，因此必須對其嚴(yán)密監(jiān)測。

　　以往用紫外傳感器的方案來檢測冷凝水中的有機物污染，但由于紫外傳感器的測量結(jié)果不準(zhǔn)確且維護要求過高，這種方法已被淘汰。

　　如果冷凝水中的顆粒物含量過高，不但會干擾光學(xué)測量，還會堆積在光學(xué)窗口上，需要每天多次清潔光學(xué)窗口。此外，紫外傳感器不夠靈敏，無法檢測到冷凝水中的低濃度有機物。

　　解決方案

　　傳統(tǒng)的傳感器無法有效檢測有機物污染，而總有機碳TOC分析儀能夠為用戶提供全面的有機物監(jiān)測解決方案。TOC分析儀不但能檢測出任何種類的有機物，還能整合到生產(chǎn)系統(tǒng)之中以便進行快速在線分析。同時，自動監(jiān)測系統(tǒng)成功與否，能否將停產(chǎn)時間降到最短，樣品制備也起關(guān)鍵作用。

　　冷凝水的溫度升高，常被管道腐蝕所產(chǎn)生的顆粒物污染（見圖1），還可能含有養(yǎng)護鍋爐用的化學(xué)物質(zhì)。冷凝水的pH值在中性至堿性范圍內(nèi)。

　　Mars公司加工廠發(fā)現(xiàn)冷凝水中有大量的貌似鐵銹的顆粒物。這些顆粒物雖然不是有機污染物，但會在分析儀中沉積和堵塞管路，從而影響分析。

　　因此，對于本文中的應(yīng)用來說，樣品制備至關(guān)重要，旨在確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)健性。加工廠決定試用已被證明在冷凝水監(jiān)測領(lǐng)域卓有成效的Sievers*M9在線型TOC分析儀，并按照本應(yīng)用的特定要求來制備樣品。

　　試用Sievers M9 TOC分析儀的目的是測試Sievers分析儀與一家工程公司聯(lián)合建立的樣品制備過濾工藝。過濾工藝具有以下特點：

　　•耐高溫達(dá)150°C•耐高壓達(dá)60 bar

　　•專業(yè)采用不銹鋼過濾器組件，堅固耐用，耐酸堿腐蝕

　　•快速循環(huán)過濾器具有自清潔功能，因而維護要求低

　　•濾芯孔徑有1µm至200µm多種選擇，可滿足不同應(yīng)用。本試用使用5µm濾芯（見圖5）

　　•帶濾液流量監(jiān)測功能

　　•反向沖洗過濾器和濾液管功能（可選）

　　•濾液流中的DOC過濾器或冷卻盤管（可選）

　　•設(shè)備體積小巧（見圖2）

　　Sievers M9 TOC分析儀采用Sievers專業(yè)研發(fā)的膜電導(dǎo)檢測技術(shù)，能夠確保測量的準(zhǔn)確性[6,7]。膜電導(dǎo)檢測技術(shù)使用透氣膜，只允許有機物氧化所產(chǎn)生的二氧化碳通過薄膜，以防止其它氧化副產(chǎn)物干擾測量，因此能夠提供準(zhǔn)確的測量結(jié)果（見圖4）。Sievers M9 TOC分析儀具有維護要求低、校準(zhǔn)穩(wěn)定期長、極低濃度有機物測量的準(zhǔn)確性高等優(yōu)點，從而成為回收冷凝水的理想監(jiān)測設(shè)備。此款分析儀的優(yōu)點還包括：無需儀表空氣、連續(xù)運行時試劑消耗極少、測量所需的時間短、體積小巧、操作便捷等。

　　結(jié)論

　　Sievers M9在線型TOC分析儀提供穩(wěn)定且精確的測量數(shù)據(jù)，適用于監(jiān)測30-60 ppb TOC的低濃度回收冷凝水。

　　同時采用上游樣品過濾和TOC分析，可以大大降低維護成本、提高測量靈敏度、縮短停產(chǎn)時間，而這些都是紫外傳感器無法做到的。我們對維護工作的建議是，在規(guī)定的時間內(nèi)（每1-3個月）用0.1M HCl沖洗整個過濾系統(tǒng)。

　　使用快速回路過濾器，使樣品制備變得簡便、可靠、維護要求低。盡管濾液中的顆粒物含量高，但濾液流量仍遠(yuǎn)高于分析儀所要求的50毫升/分鐘，這得益于過濾器制造商設(shè)計的自行清理功能。我們發(fā)現(xiàn)，5µm孔徑的濾芯足以防止分析儀堵塞。

　　試用結(jié)果證明，Sievers M9 TOC分析儀搭配樣品過濾裝置，是一款性能可靠的監(jiān)測系統(tǒng)，能夠有效監(jiān)測回收冷凝水中的有機物污染，也能監(jiān)測Mars公司加工廠的任何具有挑戰(zhàn)性的樣品。Sievers M9 TOC分析儀和過濾裝置在試運行期間均沒故障，且無需維護，為加工廠提供了可靠、準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)，確保了生產(chǎn)設(shè)備平穩(wěn)運行。

　　參考文獻

　　[1]:Water-tube boilers and auxiliary installations-Part 12:Requirements for boiler feedwater and boiler water quality;German version EN 12952-12:2003.

　　[2]:Shell boilers-Part 10:Requirements for boiler feedwater and boiler water quality;German version EN 12953-10:2003.

　　[3]:Abschnitt 2 TRD 604 Blatt 2–Zusätzliche Anforderungen an die Ausrüstung der Dampfkesselanlage(Außer Kraft am 1.Januar 2013 durch die Bek.vom 17.Oktober 2012(GMBl S.902)).

　　[4]:Water-tube boilers and auxiliary installations-Part 7:Requirements for equipment for the boiler;German version EN 12952-7:2012.

　　[5]:Shell boilers-Part 6:Requirements for equipment for the boiler;German version EN 12953-6:2011.

　　[6]:"ASTM E2656-16 Standard Practice for Realtime Release Testing of Pharmaceutical Water for the Total Organic Carbon Attribute".

　　[7]:Standard Methods for the examination of water and wastewater,23rd edition,2017,5310 Total Organic Carbon(TOC).

• SieversM9在線型總有機碳TOC分析儀

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