Pruebas y Control de Productos para Torres de Enfriamiento

Con el costo extremadamente alto de molibdeno en los últimos años, su uso como un inhibidor de la corrosión o agente de seguimiento en el enfriamiento de los productos de agua, donde el consumo de producto es significativa, se ha convertido en esencialmente un costo prohibitivo. Otros inhibidores de la corrosión tales como fosfatos, zinc, silicatos y compuestos de fósforo órgano-ahora se utilizan en gran medida en ausencia de molibdatos. También, el uso de molibdeno se ha restringido en algunas áreas debido a las preocupaciones ambientales, la mayoría centradas alrededor de las limitaciones de concentración en lodos generados municipal.

fosfatos

Donde ortofosfato o polifosfatos están en uso, las pruebas de que el fosfato es una prueba buena y precisa. Hay una serie de procedimientos de fosfato, pero todas las pruebas determinan ortofosfato. Otras formas de fosfato tales como polifosfato o organofosfatos primero deben ser convertidos a ortofosfato para determinar sus concentraciones con un procedimiento de ensayo de fosfato.

El control puede ser más complicada cuando hay fosfato en el agua de relleno. La forma del fosfato (ortofosfato, polifosfato, o ambos) y el intervalo de concentración necesita ser conocido de manera que se cuenta en el agua de refrigeración ciclado.

Ejemplo

agua de maquillaje contiene 0,5 ppm de ortofosfato y 0,4 ppm de un polifosfato como PO4. La torre de refrigeración se hace funcionar a cinco ciclos de concentración y un producto de agua de refrigeración que contiene se aplica 4% de ortofosfato. La dosificación del producto inhibidor deseado es de 100 ppm.

A los cinco ciclos, habrá 2,5 ppm de ortofosfato de la ortofosfato de agua de relleno, y 2,0 ppm de polifosfato aplicada desde el agua de reposición, pero algunos de ellos se han vuelto a ortofosfato. Debe probar para el polifosfato en el agua de la torre inicialmente y luego periódicamente para determinar la tasa de reversión para el sistema. Típicamente, suponemos sobre una tasa de reversión 50%. La tasa de reversión real dependerá de pH y tiempo de retención, y el tipo específico de polifosfato.

Si cuando se prueba el polifosfato mostró ser 1 ppm en el agua de la torre ciclado, entonces el ortofosfato total a partir de la composición sería 3,5 ppm. 100 ppm del producto inhibidor añadiría 4 ppm de ortofosfato, por lo que un residual probado de 7,5 ppm o ortofosfato indicaría que 100 ppm del producto estaba en el sistema.

 

Tabla 1: Resumen de fosfato

Las concentraciones de fosfato

Ortofosfato (ppm)

Polifosfato (ppm)

Hecho agua

0.5

0.4 como PO4

Torre de agua, 5 ciclos antes de Reversión

2.5

2.0

Torre de agua, 5 ciclos después de la reversión

3.5

1.0

Ortofosfato De Producto

4.0

 

En total completado un ciclo de la torre de agua

7.5

1.0

 

fosfonatos

La mayoría de todos los productos torre de enfriamiento contienen uno o más fosfonatos que se utilizan para la inhibición de incrustaciones, inhibición de la corrosión, o ambos. pruebas de fosfonato no es tan preciso como las pruebas de fosfato, pero se puede utilizar para el control de alimentación del producto. Los fosfonatos están sujetos a la oxidación a ortofosfato por cloro o bromo y se pierden a precipitación con cationes tales como calcio. Si el sistema está clorados o bromados, asumir un 20 - degradación de 30% a fosfato. La cantidad real se puede determinar mediante pruebas de fosfonatos residuales y fosfato.

Hay varios fosfonatos pruebas que se pueden utilizar:

  • Hach digestión UV, a continuación, prueba de fosfato. • ebullición con ácido y persulfato, seguido de la prueba de fosfato. • prueba de caída de Palintest. • Taylor prueba de caída.

La digestión UV

El procedimiento de prueba es el más preciso y tiene una reproducibilidad de aproximadamente ± 10%. Un reactivo de persulfato se usa junto con una luz UV para descomponer el organo-fosfato (fosfonato) a ortofosfato. Un procedimiento de prueba ortofosfato determina entonces la cantidad de fosfato aportado por los fosfonatos. Cualquier ortofosfato ya presente antes de la digestión se resta del total de ortofosfato después de la digestión. Esto puede hacerse mediante la adición de reactivos a la torre de agua que no ha tenido la digestión y utilizar esto como el espacio en blanco, o en realidad determinar ortofosfato en el agua de la torre y restarlo de la ortofosfato total determinado después de la digestión de persulfato.

La cantidad de fósforo en cada molécula fosfonato específica varía, por lo que es un factor de conversión específica de ortofosfato de fosfonato. Cada ppm de ortofosfato creado por la digestión HEDP = 1.085 ppm HEDP. El contenido de fósforo de PBTC es mucho menor. Cada ppm de ortofosfato creado a partir de la digestión de los PBTC = 2,84 ppm de la molécula de PBTC.

Ejemplo de ensayo fosfonato:

El agua de la torre ciclada tiene 6 ppm de ortofosfato y un producto de agua de refrigeración que contiene 2,5% PBTC y 1,8% HEDP se está aplicando a una dosificación deseada de 120 ppm.

Suponiendo que todos los fosfonatos permanecen como fosfonatos y no se han oxidado en la torre de enfriamiento por bromo o cloro y suponiendo que no se ha perdido a la precipitación, debe obtener 3,05 ppm de ortofosfato de los fosfonatos después de una digestión de persulfato / UV.

 

Tabla 2: Resumen de fosfato

De PBTC: 120 ppm x 2,5% = 3 ppm 3 ppm PBTC ÷ 2,84 ppm PBTC por ppm PO4 =

1,06 ppm ortofosfato

De HEDP: 120 ppm x 1,8% = 2,16 ppm

2,16 HEDP ÷ 1.085 ppm de HEDP por ppm PO4 =

1,99 ppm ortofosfato

De ortofosfato en el agua de la torre:

6 ppm

ortofosfato total en la muestra después de la digestión:

9.05 ppm

Ortofosfato de la digestión fosfonato:

3.05 ppm

 

Ebullición en ácido y persulfato

Una digestión también se puede lograr mediante la adición de ácido y persulfato, a continuación, hirviendo durante unos 30 minutos. Si se utilizara solo ácido, sólo el polifosfato se hidroliza o se volvió a ortofosfato. También se añade Es persulfato, los organo-fosfatos y polifosfatos se digirieron a ortofosfato. Esta prueba sería más aplicable para las muestras que no tienen polifosfatos, ya que la prueba no se distinguirá entre ortofosfato desarrollado a partir de fosfonatos o polifosfatos.

Fosfonato gota cuenta

Se recomienda el procedimiento de Palintest. Este procedimiento es menos precisa y sujeta a interferencias. Lo mejor es determinar el número de gotas en una concentración de producto conocido y relacionar el número de gotas a esa concentración. Es recomendable comparar estos resultados también inicialmente y de forma periódica con el método de digestión.

Donde PBTC está en uso, se prefiere el método Palintest. El procedimiento amortigua el pH a alrededor de 3,0 y es más eficaz en la detección de la PBTC junto con el HEDP y AMP.

En el método de Palintest, cada uno de 0,7 ppm de HEDP o AMP en el agua debe requerir una gota de reactivo de valoración, y cada 2,0 ppm de PBTC deben requerir una gota.

Polifosfato y algunos compuestos orgánicos van a interferir con la prueba y se muestran como fosfonatos. Para dar cuenta de esto, un espacio en blanco se ejecuta en el agua de reposición. Si se necesitan dos gotas para el cambio de color en el espacio en blanco, entonces esos dos gotas se restan de los resultados de la prueba del agua tratada. Tenga en cuenta que los resultados en blanco no son reciclados por los ciclos de la torre. Polifosfatos vuelven a ortofosfato que no interfiera y la experiencia ha demostrado que la bicicleta en blanco no se debe hacer. Si el producto contiene polifosfato y una residual en el agua ciclada, aumentará el número de gotas necesarias.

Si fluoruros están en el agua probado ciclada a> 1,0 ppm, esto provoca una interferencia sustancial que puede descalificar el procedimiento de prueba de caída de ser utilizable. Es aconsejable consultar con el proveedor de la ciudad para ver si agregan fluoruros y en qué nivel. Si los altos fluoruros están presentes, una idea que puede funcionar es ejecutar primero el procedimiento de prueba de caída en el agua de la torre para obtener un número de referencia. A continuación, tomar una muestra del agua de la torre completado un ciclo y añadir 100 ppm de producto y ver cuántas gotas son obligatorios. Restar el número de gotas utilizados para la línea de base de las gotas requeridas para la muestra de 100 ppm para determinar cuántas gotas representan 100 ppm de producto como una base para el establecimiento de límites de control.

El punto final Palintest es la caída cuando se produce el cambio de color de verde / gris a azul / púrpura primero.

Palintest fosfonato gota cuente Ejemplo:

El agua de refrigeración se trata con 140 ppm de un producto que contiene 2,5% PBTC y 1,8% HEDP. El producto tiene una gravedad específica de 1,16. No hay fluoruro en el agua.

En primer lugar, determinar las interferencias en el agua de relleno mediante la ejecución del procedimiento de la prueba en una muestra no tratada. En este ejemplo, asuma que tomó dos gotas.

A continuación, hacer una solución de 100 ppm. Para ello añadir 1 gramo o 0,86 ml (1 ml / 1,16 gramos / ml) del producto químico a 99 gramos (99 ml) de agua de reposición. Mezclar esta bien, a continuación, añadir 1 gramo (1 ml) de esta solución de 1% a 99 gramos (99 mls) de agua de reposición. Esto es ahora una solución 0,01% o 100 ppm del producto. Esto colocaría 1,8 ppm de HEDP y 2,5 ppm de PBTC en la solución. Ejecutar la prueba de fosfonatos en esta solución, y para este ejemplo se requiere el número teórico de gotas de alrededor de 6.

 

Tabla 3: Teórico Uso fosfonato Titrante

De HEDP: 1,8 ppm ÷ 0,7 ppm de HEDP / gota

2.5 Gotas

De PBTC: 2,5 ppm ÷ 2,0 ppm PBTC / Drop

1,25 Gotas

De blanco:

2 gotas

Gotas en total:

5.75 gotas, lo que requerirá 6 gotas para ver el cambio de color.

140 ppm de producto sería de aproximadamente (140 ÷ 100) x 4 gotas = 5,6 gotas o 5-6 gotas + 2 gotas para el blanco = 8 gotas. Esto se puede confirmar mediante una solución de 140 ppm y probarlo.

Azoles, zinc, sílice o pruebas

Los procedimientos de ensayo Hach para azol, zinc, o sílice pueden usarse para comprobar la dosis de producto cuando el ingrediente específico está en el producto aplicado. Recuerde, como con fosfonatos, las concentraciones aplicadas y los residuos reales pueden ser diferentes. residuos azoles disminuyen a medida que la película con cobre. Zinc se pierde a medida que precipita en el cátodo o en el agua a granel. Silica se pierde como el filme superficies metálicas. Al establecer rangos de control y las dosis, tome en cuenta algunas de estas pérdidas. Por ejemplo, podemos aplicar azol a 2 ppm, pero tienen un residual deseado en el agua de tan sólo 1 ppm.

Balance de masa

dosificaciones químicas deben ser confirmados por balances de masa y se compararon con la prueba química. Mecanismos deben establecerse en cada sistema para determinar convenientemente maquillaje agua, ciclos, la pérdida de agua, y el consumo de productos químicos. La concentración en el agua de recirculación debe calcularse a partir del uso del producto real y la purga o la pérdida de agua.

Ejemplo balance de masas:

La torre de refrigeración está operando a cinco ciclos de concentración. El medidor de maquillaje muestra 120000 maquillaje gpd. A los cinco ciclos, esto es una pérdida de agua de 24.000 gpd. El producto que se alimenta contiene 1,8% HEDP, PBTC 2,5%, 1,5% BZT, y 1% de zinc; y la dosis deseada es 100 ppm.

el uso del producto Daily determinado por el nivel de tambor y se confirmó con la prueba de cilindro reducción es de 28 libras por día. Esta es una dosis aplicada calculada de 140 ppm de producto en el agua de la torre de enfriamiento ciclado (140/120 x 24.000 / 1000 = 28 lbs).

pruebas químico mostró 4 gotas de fosfonatos (6 gotas de la prueba - 2 gotas para el blanco), que se determinó previamente para representar 100 ppm producto. Las pruebas también reveló 1,5 ppm BZT y 0,8 ppm de residuos de zinc en el agua. Todas las pruebas químicas muestran que una parte del componente activo se ha consumido o residuos habría sido mayor a 140 ppm de producto aplicado.

Componente del producto

Los residuos sin pérdida esperada cuando se aplica a 140 ppm

Calculado dosificación basada en Actual Residual

Producto de la pérdida de Reacciones del sistema

fosfonato

8 gotas

6 gotas

= 100 ppm del producto

40 ppm del producto

BZT

2,1 ppm

1,5 ppm BZT

= 100 ppm del producto

40 ppm producto

Zinc

1,4 ppm

0,8 ppm Zinc

= 80 ppm del producto

60 ppm del producto

 

Conclusión

Balance de masa es la forma más exacta para determinar la dosis aplicada. Si la dosis producto fue proyectado para ser eficaz en 100 ppm, es probable que este producto se está sobrealimentado por 40%. Pruebas químicas sugiere que hay más de residual suficiente de componentes activos incluso después de una cierta pérdida para el sistema, por lo que la dosis de producto se puede bajar y resultados monitoriza para confirmar que se mantienen los resultados deseados. No se espera que sea una cierta pérdida de componentes activos ya que reaccionan con los materiales en el sistema y las impurezas en el agua.

Cuando se utiliza molibdato o se ha utilizado como un método de monitorización para el control del producto y el consumo, generalmente su pérdida para el sistema es mínimo. Eso significa que si el producto mostrado arriba contenía 1% de molibdato como Mo,

es probable que los resultados de ensayo habrían sido muy cerca de 1.4 ppm Mo y la dosificación del producto se habría disminuido a 100 ppm para bajar Mo a 1,0 ppm. Molibdato utiliza como trazador, entonces, sería comúnmente producir una menor tasa de uso del producto, porque los otros componentes activos no serían ordinariamente pueden utilizar para controlar la dosificación.


Aldo Zaffalon
Aldo Zaffalon

Author

Water treatment automation expert, with over 25 years of experience in industrial water treatment automation, marketing, sales and engineering.


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