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　　背景

　　位于德國(guó)弗登市的Mars動(dòng)物飼料加工廠按照當(dāng)?shù)卣J(rèn)證機(jī)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(yùn)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(shí)無(wú)人監(jiān)督鍋爐房運(yùn)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(lái)防止該污染進(jìn)入蒸汽發(fā)生器。通過(guò)在線監(jiān)測(cè)，該系統(tǒng)的實(shí)際功能得到增強(qiáng)，可以發(fā)出自動(dòng)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(jī)污染物。

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

　　以往用紫外傳感器的方案來(lái)檢測(cè)冷凝水中的有機(jī)物污染，但由于紫外傳感器的測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確且維護(hù)要求過(guò)高，這種方法已被淘汰。

　　如果冷凝水中的顆粒物含量過(guò)高，不但會(huì)干擾光學(xué)測(cè)量，還會(huì)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(wú)法檢測(cè)到冷凝水中的低濃度有機(jī)物。

　　解決方案

　　傳統(tǒng)的傳感器無(wú)法有效檢測(cè)有機(jī)物污染，而總有機(jī)碳TOC分析儀能夠?yàn)橛脩籼峁┤娴挠袡C(jī)物監(jiān)測(cè)解決方案。TOC分析儀不但能檢測(cè)出任何種類(lèi)的有機(jī)物，還能整合到生產(chǎn)系統(tǒng)之中以便進(jìn)行快速在線分析。同時(shí)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)成功與否，能否將停產(chǎn)時(shí)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(jiàn)圖1），還可能含有養(yǎng)護(hù)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(jī)污染物，但會(huì)在分析儀中沉積和堵塞管路，從而影響分析。

　　因此，對(duì)于本文中的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，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(cè)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(lái)制備樣品。

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

　　•耐高溫達(dá)150°C•耐高壓達(dá)60 bar

　　•專(zhuān)業(yè)采用不銹鋼過(guò)濾器組件，堅(jiān)固耐用，耐酸堿腐蝕

　　•快速循環(huán)過(guò)濾器具有自清潔功能，因而維護(hù)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(jiàn)圖5）

　　•帶濾液流量監(jiān)測(cè)功能

　　•反向沖洗過(guò)濾器和濾液管功能（可選）

　　•濾液流中的DOC過(guò)濾器或冷卻盤(pán)管（可選）

　　•設(shè)備體積小巧（見(jiàn)圖2）

　　Sievers M9 TOC分析儀采用Sievers專(zhuān)業(yè)研發(fā)的膜電導(dǎo)檢測(cè)技術(shù)，能夠確保測(cè)量的準(zhǔn)確性[6,7]。膜電導(dǎo)檢測(cè)技術(shù)使用透氣膜，只允許有機(jī)物氧化所產(chǎn)生的二氧化碳通過(guò)薄膜，以防止其它氧化副產(chǎn)物干擾測(cè)量，因此能夠提供準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果（見(jiàn)圖4）。Sievers M9 TOC分析儀具有維護(hù)要求低、校準(zhǔn)穩(wěn)定期長(zhǎng)、極低濃度有機(jī)物測(cè)量的準(zhǔn)確性高等優(yōu)點(diǎn)，從而成為回收冷凝水的理想監(jiān)測(cè)設(shè)備。此款分析儀的優(yōu)點(diǎn)還包括：無(wú)需儀表空氣、連續(xù)運(yùn)行時(shí)試劑消耗極少、測(cè)量所需的時(shí)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(cè)量數(shù)據(jù)，適用于監(jiān)測(cè)30-60 ppb TOC的低濃度回收冷凝水。

　　同時(shí)采用上游樣品過(guò)濾和TOC分析，可以大大降低維護(hù)成本、提高測(cè)量靈敏度、縮短停產(chǎn)時(shí)間，而這些都是紫外傳感器無(wú)法做到的。我們對(duì)維護(hù)工作的建議是，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（每1-3個(gè)月）用0.1M HCl沖洗整個(gè)過(guò)濾系統(tǒng)。

　　使用快速回路過(guò)濾器，使樣品制備變得簡(jiǎn)便、可靠、維護(hù)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(guò)濾器制造商設(shè)計(jì)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(guò)濾裝置，是一款性能可靠的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠有效監(jiān)測(cè)回收冷凝水中的有機(jī)物污染，也能監(jiān)測(cè)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(guò)濾裝置在試運(yùn)行期間均沒(méi)故障，且無(wú)需維護(hù)，為加工廠提供了可靠、準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)，確保了生產(chǎn)設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行。

　　參考文獻(xiàn)

　　[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(jī)碳TOC分析儀

  檢測(cè)儀器在線詢(xún)價(jià)