Natrium-, Silica- und Chlorid-/Sulfat-Analyzer

Die effiziente und zuverlässige Überwachung von bereits geringfügigen und diversen Verunreinigungskonzentrationen bei der Reinwasseraufbereitung ist unverzichtbar in der Mikroelektronik und Kraftwerkschemie. METTLER TOLEDO bietet eine Reihe an Natrium-, Kieselsäure- und Chlorid/Sulfat-Analyzern. Sie arbeiten mit bewährter Technologie und innovativen Ansätzen, um die Wasserreinheit sicherzustellen, Korrosion zu minimieren und die Wasserproduktion zu maximieren.

Was ist ein Natrium-Analyzer?

Der Natrium-Analyzer ist ein Online-Messsystem zur Sicherstellung, dass Wasser nicht durch Natrium verunreinigt ist. Natrium kann korrosiv sein und in Prozessen mit Rein- oder Reinstwasser Schäden verursachen. Sie werden häufig in Kraftwerken zur Überwachung der Kraftwerkschemie oder in der Halbleiterfertigung eingesetzt. Vollautomatische Online-Systeme, wie der Natrium-Analyzer 2300Na, können Natriumkonzentrationen bis in den unteren ppb-Bereiche überwachen.

Ich messe bereits die Leitfähigkeit, warum sollte ich zusätzlich noch die Natriumkonzentration messen?

Neben der Bestimmung der Leitfähigkeit sollte generell auch die Natriumkonzentration gemessen werden. Leitfähigkeit ist nicht spezifisch und kann nicht zwischen Verunreinigungen und Chemikalien zur Wasseraufbereitung, wie Ammonium oder Phosphat, unterscheiden. Ein Natrium-Analyzer ist weitaus spezifischer und empfindlicher. Er ist in der Lage zu erkennen, wenn ein Kationenaustauscher regeneriert werden muss, während die Leitfähigkeitsmessung alleine das Natrium erst dann „sieht“, wenn die Konzentrationen bereits so hoch sind, dass die hintergründige Leitfähigkeit des Reinwassers ansteigt. Die Empfindlichkeit eines Natrium-Analyzers ist entscheidend. Verunreinigungen im Dampf nehmen an Größenordnung extrem zu und konzentrieren sich, wenn sie sich in den ersten Kondensattröpfchen in Turbinen anreichern, wo sie eine extrem korrosive Wirkung haben.

Wie funktioniert ein Natrium-Analyzer?

Der Analyzer verwendet eine ionenselektive Elektrode, die speziell zur Natriummessung in Wasser ausgelegt ist. Das Probenwasser wird mit einem Reagenz behandelt, um Störungen von anderen Ionen im Wasser zu unterdrücken. Die Elektrode misst jetzt die Natriumkonzentration im kontinuierlich strömenden Wasserfluss. Bei einer vollautomatischen Kalibrierung unterläuft der Analyzer regelmäßige Kalibrierungen, damit sichergestellt wird, dass die Messungen stets genau und zuverlässig sind.

Was ist ein Kieselsäure-Analyzer?

Ein Kieselsäure-Analyzer ist ein Online-Messsystem, das anhand von Kolometrie Kieselsäureverunreinigungen im Reinwasser erkennen kann. Die Kontrolle der Kieselsäurekonzentration ist besonders wichtig in Kraftwerken. Kieselsäureverschleppungen im Dampf können sich an den Turbinenschaufeln ablagern und sich nicht nur extrem negativ auf die Effizienz auswirken sondern auch zu einer Unwucht der Turbinenschaufeln führen. Darüber hinaus sind diese Ablagerungen nur schwer zu entfernen und können Risse und Ausfälle der Turbinenschaufeln zur Folge haben. Kieselsäureverunreinigungen im Wasser für mikroelektronische Fertigungsprozesse können zu einer Ausschleusung der gefertigten Produkte führen.

Wie funktioniert ein Kieselsäure-Analyzer?

Die Bestimmung des Kieselsäuregehalts wird im Batch gemessen. Das Probenwasser wird dem Analyzer zugeführt und die Zugabe von Reagenzien führt zu einer Reaktion der in ihm enthaltenen Kieselsäure. Das Probenwasser wird am Ende der Reaktion blau. Die Intensität der Blaufärbung hängt von der Kieselsäurekonzentration ab – je mehr Kieselsäure, desto dunkler wird die Blaufärbung. Der Analyzer erkennt diese Farbänderung und berechnet die entsprechende Kieselsäurekonzentration im Wasser. Bei einer vollautomatischen Kalibrierung unterläuft der Analyzer regelmäßige Kalibrierungen, damit sichergestellt wird, dass die Messungen stets genau und zuverlässig sind.

Was ist ein Chlorid- und Sulfat-Analyzer?

Ein Chlorid- und Sulfat-Analyzer ist ein Online-Messsystem, das mit der mikrofluidischen Kapillarelektrophorese arbeitet, um Chlorid- und Sulfationen im geringsten ppb-Bereich zu erkennen. Er unterstützt Kraftwerke beim Erreichen ihrer kraftwerkschemischen Richtlinien und bei der Einhaltung der Garantieanforderungen für die Turbine. Mit ihm können Messungen im Spurenbereich vorgenommen werden, die bei herkömmlichen ionenselektiven Chlorid-Analyzern oder mit der Kationenleitfähigkeit – eine kumulative Messung aller Verunreinigungen in einer Probe – nicht möglich sind.

Warum sollte ich einen Sulfat- und Chlorid-Analyzer verwenden?

Chlorid- und Sulfationen sind hochgradig korrosiv und führen zu Lochfraß, Spannungsrisskorrosion und anderen Korrosionsformen an Kessel, Dampferzeugerrohren und Turbinen. Das zunehmend intensivere und häufigere An- und Abfahren in Kraftwerken in Verbindung mit dem Kompensationsbedarf aufgrund der Unvorhersehbarkeit von alternativen Energiequellen macht die Anlagen anfälliger für das Eindringen von Luft, die zu einer Verschlechterung der korrosiven Bedingungen führen kann. Da dieses häufige An- und Abfahren zu korrosiveren Bedingungen führt, müssen Maßnahmen ergriffen werden, um die Chemiekontrolle mit aussagekräftigen prozessanalytischen Messungen zu verbessern. Analyzer zur Ionenerkennung, wie der 3000CS-Analyzer, liefern weitaus relevantere ionenspezifische Ergebnisse als Kationenleitfähigkeit und Kationenleitfähigkeit nach Entgasung und ermöglichen eine schnelle Überwachung und Kontrolle der Kraftwerkschemie.

Wie funktioniert ein Chlorid- und Sulfat-Analyzer?

Das Probenwasser wird gemeinsam mit mehreren Reagenzien in die mikrofluidische Kapillarmesszelle injiziert. Wird jetzt Strom angelegt, beginnen die Chlorid- und Sulfationen in der Probe, sich in Richtung Anode der Messzelle zu bewegen und werden bei ihrem Weg durch die Kapillare getrennt. Die getrennten Ionen werden anschließend an einer Leitfähigkeitsmesszelle im Kapillar vorbeigeführt, die auf die jeweilige Ionenkonzentration reagiert. Die Ionenkonzentration berechnet sich aus der Leitfähigkeit.