SYHB200604021

2006年第29卷第4期石油化工环境保护ENVIRONMENTALPROTECTIONINPETROCHEMICALINDUSTRY63综合治理PHOSPHAX∑Sigma总磷分析仪在循环冷却水中的应用程立(美国哈希公司重庆代表处,重庆400015)1测量背景在工业循环水冷却系统中,经常用阻垢剂和缓蚀剂来防结垢和防腐蚀。在循环水管道表面即便只附着很薄的一层水垢,它都会极大地影响热量的传递和降低涡轮产生真空的效率。聚磷酸盐和磷酸通常被用于硬度稳定剂,它们的稳定效果取决于与水中的钙、镁、铁和锰离子的综合反应情况。通过在冷却循环水中加入适量的缓蚀剂能防止金属表面被腐蚀。那些能防止活性氢氧化层转变为腐蚀性阴离子的物质叫阳极型缓蚀剂。典型的缓蚀剂有磷酸盐、聚亚硝酸盐、有机亚硝酸盐和铬酸盐等。为了在金属表面迅速形成一层保护膜,控制加入缓蚀剂的浓度是非常重要的,否则将有可能产生腐蚀。2循环冷却水中溶解物的含量在循环冷却水中,总磷和正磷酸盐的浓度是随循环系统中某些化学物质浓度的改变而发生变化,并且不同物质对总磷和正磷酸盐的影响程度是各不相同的。图1曲线表示的是在炼油厂中,循环冷却水中总磷和正磷酸盐的含量随某些化学物质浓度的改变而变化的情况。由于循环水水质的变化和蒸发作用,导致水中溶解性物质的浓度产生较大的波动。这样的波动有时高达20%。图1根据总磷和正磷酸盐浓度计算出来的物质浓度曲线在循环冷却系统中,以前通常由人工分析来测量系统中物质的含量。由人工测得的参数来决定需向系统加入缓蚀阻垢剂的量。循环冷却系统中总磷含量的最佳值是2.2mg/L,但系统中磷的浓度由于蒸发等原因在不断地波动,经常总磷值将超过或低于此标准值。收稿日期:2006-08-16作者简介:程立,男,现任美国哈希公司高级销售经理。联系电话:023-89061906;电子邮件:li.cheng@hach.com。64石油化工环境保护2006年第29卷图2使用不同的控制器测量冷却水中的化学物质3测量过程控制/调节在自动监测控制系统中,缓蚀剂浓度可以自动地被仪器监测,仪器监测到的值通过仪器的模拟量输出口传送给控制中心、PLC或计量泵等,再由它们去控制加药量,以达到期望的处理效果。控制流程见图3。图3控制流程4总磷的测量技术Hach公司专门针对工业循环冷却水中监测总磷而研发了型号为PHOSPHAX∑Sigma的总磷分析仪。当冷却循环水中total-P(总磷)和PO4-P(正磷酸)的含量在0.01～5.0mg/L时,总磷和正磷酸盐能被交替测量。所有的磷(包括聚磷酸盐和有机磷酸盐)都能被测出来。所有的测量都在仪器内部的反应器中按预定的程序执行。反应器是执行分解反应的场所,它位于比色反应池和光度计之间,利用光电比色原理测量数值。仪器的自清洗和自校正功能使得仪器的测量数据更加准确,同时也减少了用户对仪器的检查和维护工作。4.1测量原理在含有钼酸盐离子和锑离子的酸性溶液中,由于钼酸盐离子和锑离子的共同作用,正磷酸盐将被抗坏血酸(维生素C)还原成磷钼酸盐,并呈现出蓝色。在规定的测量范围内,溶液中蓝颜色的强度与样品中正磷酸盐的浓度成比例。在沸腾的强酸性溶液中,聚磷酸盐和有机磷酸盐将被水解成正磷酸盐。惰性的磷化合物将被过硫酸钠氧化,把其转化为可测量的正磷酸盐。PHOSPHAX∑sigma总磷分析仪在高温高压下能够正常工作。在如此苛刻的条件下,整个分析测试可以在10分钟内完成。4.2磷缓蚀剂含量显示仪器可以显示总磷及磷酸根含量,在输入相应的因子后,还可以直接显示对应的含磷缓蚀剂(如有机膦)的浓度值。PHOSPHAX∑Sigma总磷分析仪显示屏如图4。图4总磷分析仪显示屏5结语PHOSPHAX∑Sigma总磷分析仪实现了总磷和磷酸盐的自动分析,可以自动监测工业循环水处理常用的有机膦和聚磷酸盐。仪器同计量泵等装置配套,能够组成自动控制加药装置,实现缓蚀剂添加的自动控制。在保证循环冷却水处理效果的同时,达到节约人力、药耗的目的。与环境友好建和谐家园