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总磷在线分析仪在循环水中的应用
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稳定效果取决于聚磷酸盐和磷酸与水中的钙、镁、铁和锰离子的综合反应情况，所以，控制循环水中阻垢剂的浓度是非常重要的。 关键词：总磷 在线分析仪 循环水中的应用 　　在工业循环冷却水系统中，经常会采用阻垢剂和缓腐剂来防止管路
摘要：在工业循环冷却水系统中，经常会采用阻垢剂和缓腐剂来防止管路的结垢和被腐蚀。在循环水的管道表面即便只附着很薄的一层水垢，这些水垢都会极大地影响热量的传递和降低涡轮产生真空的效率。聚磷酸盐和磷酸是通用的、效果较好的阻垢剂和缓腐剂，它们的稳定效果取决于聚磷酸盐和磷酸与水中的钙、镁、铁和锰离子的综合反应情况，所以，控制循环水中阻垢剂的浓度是非常重要的。
关键词：总磷 在线分析仪 循环水中的应用
　　在工业循环冷却水系统中，经常会采用阻垢剂和缓腐剂来防止管路的结垢和被腐蚀。在循环水的管道表面即便只附着很薄的一层水垢，这些水垢都会极大地影响热量的传递和降低涡轮产生真空的效率。聚磷酸盐和磷酸是通用的、效果较好的阻垢剂和缓腐剂，它们的稳定效果取决于聚磷酸盐和磷酸与水中的钙、镁、铁和锰离子的综合反应情况，所以，控制循环水中阻垢剂的浓度是非常重要的。
　　对测量技术的需求
　　 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性型缓蚀剂。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。
　　为了迅速、恰好在金属表面形成一层保护膜，加入缓蚀剂的浓度是非常重要的，否则将有可能产生蚀损斑的危险。在循环冷却水中，总磷的正磷酸盐的浓度要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所示曲线表示的是在炼油厂中，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，导致水中物质的浓度发生巨大的波动。这样的波动有时高达20%。
　　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制造水的量。冷却循环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，如图2。
　　图3 控制流程图
　　 为了实现总磷的实时监测，进而实现自动加药控制，要求总磷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。见图3控制流程图。
　　相应的测量技术
　　 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。
　　 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引起的检查和维护工作。
　　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，正磷酸盐离子将被抗坏血酸（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言的浓度成比例。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。[1]&[2]&下一页
稳定效果取决于聚磷酸盐和磷酸与水中的钙、镁、铁和锰离子的综合反应情况，所以，控制循环水中阻垢剂的浓度是非常重要的。 关键词：总磷 在线分析仪 循环水中的应用 　　在工业循环冷却水系统中，经常会采用阻垢剂和缓腐剂来防止管路
　　磷缓蚀剂含量的显示
　　 仪器可以显示总磷及邻酸根含量，在输入相应的因子后，还可以直接显示对应的含磷缓蚀剂的浓度值，如图4。
　　应用实例
　　华东地区某国有大型钢铁公司于2003年10月购买了一台美国Hach公司提供的PHOSPHAX&∑sigma总磷在线分析仪，用于监测103#高炉循环水系统中总磷的含量，并由此参数来控制投加阻垢剂的量。该仪器还可以同时测量循环水中磷酸盐的浓度,分析人员可以方便的通过总磷和磷酸盐的含量来计算出循环水中有机磷的含量；如果输入特定含磷阻垢剂的换算因子,仪器还可以直接显示该含磷阻垢剂的浓度。仪器的分析周期为10分钟，能够及时、准确地反应水中总磷的变化；同时，由于仪器带有数据输出端口，可以实现加药的自动控制。103#循环水系统中总磷的控制值是：1.2mg/L-2.0mg/L。在未使用PHOSPHAX&∑sigma在线总磷分析仪之前，此钢铁公司因中心实验室距现场有5公里，距离较远，不便于人工取样监测，监测频率仅为每周四次，每次由工作人员手工取样后，将水样送到实验室进行人工分析，由分析结果来控制阻垢剂的投加量。由于总磷的人工分析方法比较繁琐，分析时间长，客观上造成监测频率低、分析结果滞后，非常不利于投加控制。自从购买了美国HACH公司的PHOSPHAX&∑sigma总磷分析仪之后，该钢铁公司的用户对循环水中的总磷完全实行了自动监测，根据分析仪监测到的浓度结果来控制阻垢剂的投加量。因PHOSPHAX&∑sigma总磷分析仪的测量周期仅需10分钟，大大增加了监测频率，从而可以根据总磷浓度的变化及时调整药品的投加量。这样使得投加阻垢剂的量更加准确，从而减少了阻垢剂的浪费，几个月运行的结果表明，通过PHOSPHAX&∑sigma在线总磷分析仪及时准确的监测循环水中总磷含量，在减轻分析人员的劳动强度的同时，大大降低了药品的消耗及运行成本。由于PHOSPHAX&∑sigma在线总磷分析仪带有自动清洗和自动校正功能，在保证仪器的测量数据准确性的同时，还减轻了操作人员的工作量。以下是使用PHOSPHAX&∑sigma在线总磷分析仪前后的效果及运行费用比较：
　　①节水：以前人工测量时，由于监测频率低，现场操作人员无法及时得到总磷数据，为了保证循环水水质及阻垢效果，在循环水操作规程中有一条“日置换水1000吨”的规定；在用户采用连续自动在线监测以后，这条规定已经被废止。按照现在的水价1.2元/吨计，即每天就可以节约用水资金1,200元，每年可以节约43.80万元，这当中还不包括因为置换水所消耗的电力、水资源和人力等。考虑到工业用水的价格远高于生活用水、今后的水价上涨趋势，使用总磷在线分析仪可以更大地降低生产成本。
　　②节约阻垢剂：原来阻垢剂每日添加量两桶，每月六十桶；而现在阻垢剂每月添加量大致在50桶左右；每月可节约十桶左右；年节约阻垢剂120桶，阻垢剂的价格是壹万元左右一吨，40桶/吨。这样每年可节约阻垢剂费用3万余元。
　　综合起来，可以发现，使用PHOSPHAX&∑sigma在线总磷分析仪可明显降低循环水运行费用，企业每年可以降低生产成本至少在40万元。
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循环水中含有机物总磷分析方法的改进与探讨
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来源：　　作者：张伟文;
废水中总有机磷的分析测定　 1、前言磷在地表水和废水中几乎以各种磷酸盐的形式存在,有正磷酸盐、焦磷酸盐、偏磷酸盐、多磷酸盐和有机结合的磷酸盐。化肥、冶炼、合成洗涤剂、有机磷农药等行业的工业废水和生活污水中皆有含磷化合物,有的毒性较大。大部分有机磷在水中溶解度极小,而易溶于氯仿、苯等有机溶剂中。一般可用气相色谱法分别测出各种有机磷化合物的含量,但很多县级监测站没有配备气相色谱,为了满足环境管理和污染事故的要求,探索用分光光度法测定总有机磷,可解决没有气相色谱设备测定总有机磷。磷的形态多样,不同形态其测定前处理方法也不同。水样通过消解后可测定总磷;水样经过滤后可测定可溶性正磷酸盐;水样经过滤后,用氯仿萃取并用过硫酸钾消解后用钼锑抗分光光度法测定总有机磷。水样测定磷各种形态的流程见下图:2、总有机磷分析方法2.主要仪器及试剂2.11主要仪器:分光光度计、电热板、萃取装置等。2.12主要试剂(所有试剂均为分析纯及以上纯度):1)氯仿2)氯化钠3)1.00mg/l有机磷标准溶液4)5%过硫酸钾溶液:将5g过硫酸钾溶解于水中,并稀释至100ml。5)10%抗坏血酸溶液:将10g抗坏血酸溶解于水中,并稀释至100ml。6)1(本文共计2页)　　　　　　　　　　
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工业循环冷却水系统正磷含量对系统的影响
2012年第14期目录
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　摘要 本文简单介绍了循环水中正磷的来源，简要说明了正磷浓度对循环系统的影响。通过实际监测数据，进一步分析了循环水系统实际运行过程中各种因素对循环水质的影响。针对分析结果，提出了在药剂使用过程中应注意的问题和改进的方法。中国论文网 /8/view-3539175.htm　　关键词 循环冷却水系统；正磷；结垢；腐蚀　　中图分类号TQ085 文献标识码A 文章编号 （6-02　　0 引言　　敞开式循环冷却水系统通常采用投加化学药剂的方法来控制系统的结垢、腐蚀等问题。工业循环水系统大多采用以有机磷、聚合磷为主要成分的磷系缓蚀阻垢剂，但其受水温、系统PH值等因素的影响，磷系缓蚀阻垢剂易发生水解。正磷过高既可能引起腐蚀也可能产生结垢现象。因此在投加磷系缓蚀阻垢剂时应考虑多方面的因素，如补水水质、系统水温和pH值等，在综合考虑这些因素后，合理地投加药剂以达到系统平稳运行的效果。　　1 循环水系统中正磷的来源　　正磷的来源主要有两个方面：一是水稳剂的水解，磷系配方的水稳剂易受多种因素的影响发生水解，水解速度会随这些影响因素的不同而有所不同。二是循环水的补水也有可能带入正磷。另外，循环水场的不断浓缩水质，各种离子浓度不断增大，也是正磷含量升高的另一个原因。　　2 正磷含量对系统的影响　　为了尽可能节约水资源，循环水系统通常是在高浓缩倍数的情况下运行的，浓缩倍数越大要求系统的稳定性就越高，稍微的腐蚀或是结垢倾向都会对循环水系统造成很大的影响。缓蚀阻垢剂水解产生的正磷酸盐易与水中的钙、锌离子产生磷酸盐垢，容易形成难以去除的硬垢，影响换热器的换热效果；生成的磷酸盐垢还会引起垢下腐蚀，使换热器穿孔而损坏。　　正磷酸盐还是菌藻的营养物，大量的菌藻会吸附系统中的悬浮物及泥沙、尘土等，形成附着或堆积的软泥性沉积物。这些沉积物不仅会降低换热器的换热效果，引起设备的腐蚀、降低药剂的效能。　　3 正磷含量对循环水系统影响实例　　燕山石化水务管理中心五供水六循的补水以地下水为主，钙离子浓度为300mg/L左右，浓缩倍数长期在4左右运行，循环水钙离子浓度在1 200mg/L左右，属于高钙高硬循环水；下面以五供水六循2010的实际运行情况为例说明。　　六循4月份～9月份水质及补水情况如下表所示：　　从表中可以看出，5月～7月循环水中正磷和钙离子浓度均较高，系统粘附率一直居高不下，但系统腐蚀速率偏低。对表格中数据作如下分析：　　1）药剂配方不合理。药剂配方中含有正磷加上水解产生的正磷，使循环水中正磷含量过高，产生了过多的磷酸盐沉淀，致使系统粘附速率偏高；2）锅炉冷凝水补水。冷凝水中正磷含量为3.0mg/L～4.0mg/L范围内，当将冷凝水补进循环系统后，系统正磷过高，产生磷酸盐沉淀，使系统粘附速率偏高，腐蚀速率偏低。　　针对以上原因，采取以下方法来改善水质状况。　　1）改变药剂配方　　8月开始将药剂改为有机磷＋磺酸共聚物的配方，药剂中不含正磷，循环系统中有机磷的含量相对提高。总磷控制在7.0mg/L～8.0mg/L范围内，但从8月的实际运行效果看，系统的粘附速率与7月相比没有下降，分析原因为冷凝水的补水对循环系统正磷含量有一定的影响。　　2）提高系统总磷含量　　维持系统冷凝水补水量，将总磷提高到9.72mg/L运行，系统粘附速率从8月的18.8m.c.m降到了9月的12.9m.c.m，循环系统结垢趋势得到了缓解。　　4 结论　　通过长期的现场监测数据分析，水稳剂配方中正磷含量对循环水系统有较大影响。正磷含量偏高，则会使循环水系统偏结垢；正磷含量偏低，在循环水系统表面不能形成有效的保护膜，使循环水系统偏向腐蚀，设备得不到有效的保护。实际运行中需合理的选择药剂配方和药剂投加量，充分发挥正磷的积极作用，最大限度的减少其负面影响；　　在实际生产过程中，根据每月的实时水质监测数据，分析循环水系统的结垢和腐蚀趋势，补水各种离子浓度的高低以及正磷含量的多少，及时的更改药剂的投加量，调整好总磷的控制指标，保证水体中的有机磷含量，使其能对系统起到良好的保护作用。另外，根据每种药剂配方的性质不同，及时调节循环水系统的pH值控制范围，避免缓释阻垢剂发生水解和变质，充分发挥药剂的缓释阻垢能力，可以避免大量的水耗药耗浪费，节省生产成本。　　参考文献　　[1]吴凯宁.循环水浊度、总铁、正磷高原因浅析[J].大氮肥，)：338-339.　　[2]王湘，胡长春，晏小平.循环水总磷异常的原因分析及检测[J].工业水处理，)：62-64.　　[3]周本省.工业水处理技术第二版[M].化学工业出版社，8.
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