效力于冷却系统的TOC分析仪

作者:Martin Glittenberg 本文作者任职于柏林市L 文章来源:《流程工业》 发布时间:2015-10-16

如何避免安装了TOC有机碳总量检测系统的冷却循环系统发生故障——在流程工业领域里,热能的传递(冷却)是最重要的一个过程工艺。在没有冷却的情况下,有些工艺过程根本无法进行下去。一旦冷却系统出现故障,就会导致停产,要付出高昂的代价。TOC有机碳在线检测分析仪能够减少冷却系统受到的腐蚀和结垢。

几乎在所有的工业领域中生产过程和建筑物的冷却都有着重要的意义和作用。而可供使用的冷却系统也是多种多样的,但它们都有一个共同的特点——冷却介质是水。把热水中的热能传导出去的方法有两种。第一种方法是将热水中的热量散发到空气中(水流冷却,开式冷却循环),这种方法的冷却是按照蒸发冷却的原理降低水温。但水的蒸发会导致水中的含盐量增加,从而必须对这些废水进行净化,并汲取更多的新水。大多数情况下,净化后的废水都排放到排水沟中。这时,就要对排放的废水污染物含量进行检测。第二种方法是利用水-空气热交换器进行冷却(闭式冷却循环)。在这种冷却方法中大型鼓风机把汇集空气吹向热交换器,降低冷却水的温度。这种方法减少的水量不多。为了避免冷却系统的腐蚀和结垢,就需要在这种闭式冷却系统中加入化学稳定剂。根据冷却水的质量不同,所有的冷却水都要事先进行软化处理,以避免冷却水系统的腐蚀和结垢。

国际和国内标准都对排放的废水做出了明确的水质规定(德国水环境法第62条,美国水环境法第316(b)条)。其他的行业规定,例如德国化工协会VCI也都有保证水资源安全、设备安全的有关规定。因此,连续性的冷却水监控就有着非常重要的意义。

冷却水在使用后、在添加了化学添加剂、渗入了产品成分或者水的性质发生改变之后就成为工业废水。无论是什么样的冷却系统,为减少水中微生物的生长繁殖常常都要添加一些有毒的生物杀灭剂,例如溴。另外,为稳定水的硬度、稳定悬浮物中固体物质和防止冷却系统受到腐蚀都常常要用到水质调节剂。这些都是污染水质的污染源。而另一个水质污染的污染源则是与生产产品有关的交叉污染,有热交换器泄漏引起冷却水的污染。在这种情况下,冷却水会对流程工艺产品的质量带来影响,反之亦然。由热交换器的泄漏、生物膜的生长繁殖以及代价高昂的受污染冷却水的无害化处理都是应该彻底避免的。另一个产生废水的源头是冷却系统的清理。根据清理的需要常常要在清理冷却系统时使用碱性的、酸性的和杀菌清洁剂,或者表面活性添加剂(分散剂、表面活性剂),以便清除冷却系统中的沉积物、生物膜或者腐蚀物。

为了避免支付价格不菲的污水净化处理费用就要不间断的对冷却系统工作循环进行监控。在冷却系统监控中规定了不同的监控参数,例如酸碱度pH值、电导率、氯化物含量等。TOC有机碳总量是用来对有机污染物进行监控的一个参数。而废水监控的目的是避免把污染严重的废水排放到排水沟中、对产品和环境加以保护。废水中允许的污染物极限值都有明确的法律法规规定,而不遵守这些规定就会受到严厉的惩罚。TOC在线监控技术能够帮助您完成像TOC有机碳总量或者废水毒性的监控,对水域中的植物群和生物群加以保护。很多情况下被监测的参数都是有关法律法规、技术规范中规定的一部分。

应用实例

德国某石油化工厂要对原油进行加热,以便通过精馏提取原油中的有用成分。各个精馏成分都要在进一步加工、处理之前进行冷却、以及冷凝。在冷却过程中使用的热交换器工作时受到的机械力也很大。只要有一点点泄漏就会导致停产、迅速地提高冷却循环系统中的TOC有机碳总量的浓度。碳化物,再加上水质调节剂中的磷化合物和较热的温度,会导致细菌的大量繁殖(如嗜肺军团菌)。

为了避免这种情况,除对酸碱度pH值和电导率进行监控之外还要对有机碳总量TOC进行监控。有机碳总量TOC的监控一方面是探测热交换器有无泄漏,在达到法律法规规定的生物有害程度之前就发出报警提示。除了满足卫生方面的要求之外,冷却循环系统的能源利用率也是监控的另一个重要目的。冷却系统中的积垢、沉积物明显地降低了冷却效率,同时也大大提高了水泵、鼓风机的功率消耗。为了解决这些问题就在一次意外事故时在热交换器之后增加了一台TOC有机碳总量检测仪。这样就可以及时地发现热交换器的泄漏,受到污染的废水可以直接引导到污水净化处理设备中去。

在对有机物监控时,TOC有机碳总量检测仪的生产厂家采用了1 200 ℃的超高温焚烧技术。在这么高的温度下检测仪所提取样本中的所有成分都能被彻底氧化。这也就省去了使用氧化催化器。提取样本的萃取针能够沿水平方向和垂直方向运动到焚烧炉中,简简单单地将样本和颗粒物喷射到焚烧炉中。每次喷射之后,萃取针都经过了冲洗。从而就避免了萃取针的堵塞以及萃取针中积留黏稠的物质。在没有氧化催化的焚烧炉中,所有的碳化合物都被彻底地分解,氧化成二氧化碳。一个探测器探测着二氧化碳的浓度,能够在不到3 min的时间内给出TOC有机碳总量的检测值。短时间的检测值峰值也能可靠地被LAR公司研发生产的Quick TOC ultra检测仪纪录下来。另外,这种模块化的检测系统有6条样本通道。这样就可以用一台检测仪经不同的进出通道完成多个采样点的样本检测、监控,就能够很快地、可靠地发现检测样本中的不同,例如由热交换器故障引起的异样。

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