威立雅Sievers分析儀
SIEVERS*INNOVOX總有機(jī)碳TOC分析儀在氯堿行業(yè)的應(yīng)用
檢測樣品:氯堿
檢測項目:TOC
方案概述:很多成品最終質(zhì)量由原材料的初始質(zhì)量決定,如聚合物、有機(jī)和無機(jī)溶劑,、清潔劑、紙和殺蟲劑,。普遍的原材料是氯氣與氫氧化鈉等,由氯堿行業(yè)生產(chǎn),。氯堿工藝就是通過電解近飽和,、飽和以及超飽和的鹽水來制取氫氧化鈉和氯氣,。在強(qiáng)電流下,鹽水分解產(chǎn)生氫氧化鈉,、氯氣和氫氣,。這就是氯堿工藝,工藝過程越高效,,產(chǎn)品質(zhì)量和利潤就越高。
概況
很多成品最終質(zhì)量由原材料的初始質(zhì)量決定,,如聚合物,、有機(jī)和無機(jī)溶劑、清潔劑,、紙和殺蟲劑,。普遍的原材料是氯氣與氫氧化鈉等,由氯堿行業(yè)生產(chǎn),。
氯堿工藝就是通過電解近飽和,、飽和以及超飽和的鹽水來制取氫氧化鈉和氯氣。在強(qiáng)電流下,,鹽水分解產(chǎn)生氫氧化鈉,、氯氣和氫氣。這就是氯堿工藝,,工藝過程越高效,,產(chǎn)品質(zhì)量和利潤就越高。
世界氯堿年產(chǎn)量已超過了4500萬噸,,其中北美和亞洲合計產(chǎn)出1400萬噸,,歐洲1000萬噸,許多其他區(qū)域提供余下的2100萬噸,。
生產(chǎn)方法
圖1即為氯堿制造的大致的流程,,從原始的鹽水溶液開始。鹽水溶液濃度在3.5%-28.0%之間,。對此溶液用鹽使之飽和,、過濾、然后置入電解池,。通強(qiáng)電流后,,溶液被電解生成氯氣、氫氣和產(chǎn)生苛性堿溶液,。此過程生成的三種產(chǎn)物都被凈化,,然后出售或用于其他內(nèi)部工藝。進(jìn)入電解池前,,在鹽水處理工藝的任何工藝點(diǎn)(如灰色區(qū)域所示)都可以進(jìn)行總有機(jī)碳TOC檢測,。
在苛性堿溶液工藝區(qū)(橙色區(qū)域),,可以進(jìn)行氫氧化鈉溶液中無機(jī)碳(IC)的質(zhì)量保證檢測。
飽和食鹽水在直接電流刺激下被電解,,在陽極產(chǎn)生氯氣,,在陰極產(chǎn)生氫氧化鈉和氫氣。為了避免氫氧化鈉,、氫氣,,與氯氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),在電解槽中插入一張有孔的隔膜將其隔為陽極室和陰極室(見圖2),。
隨著氫氧化鈉在陰極富集,,水被分解成氫氣和氫氧根離子,化學(xué)方程式如下:
2Na+ + 2H2O + 2e- → H2 + 2NaOH
要電解出氫氧化鈉必須防止氫氧化鈉和氯氣發(fā)生反應(yīng),。通常,,有三種處理方式:在電解槽中加入汞池、隔膜法和使用隔膜池工藝,。其中,,隔膜池工藝是經(jīng)濟(jì)有效的電解制堿方法,因?yàn)樗碾娮钌?,在堿濃縮過程中需要的蒸汽也相對較少,。
膜池工藝使用全氟磺酸膜,具有離子選擇性,,以分隔陽極與陰極反應(yīng),。只有鈉離子和少量的水可以通過這張膜。這樣可以生產(chǎn)高質(zhì)量的氫氧化鈉(NaOH),。
為什么檢測總有機(jī)碳,?
精良的氯堿工藝是建立在嚴(yán)格的變量控制基礎(chǔ)上的,電化過程中的各種影響因子需被監(jiān)測和控制在一個穩(wěn)定水平,。其中一項重要指標(biāo)就是鹽水溶液中的總有機(jī)碳含量,。通常,溶液中的總有機(jī)碳含量不能超過10 ppm,。低于這個值,,離子膜可以正常使用,但如果高于這個值,,過量的有機(jī)物則可能會使溶液發(fā)泡阻塞離子膜,,局部脫水,嚴(yán)重的甚至灼燒離子膜,。一旦離子膜遭到破壞,,就必須重?fù)Q一張以確保最佳效果。如果繼續(xù)使用原離子膜,,就必須大幅加強(qiáng)電壓,。不管用何種方法處理,,一旦制堿過程受到干擾,生產(chǎn)成本就會增加,。
Sievers InnovOx方法學(xué)
正文Sievers分析儀在總有機(jī)碳分析領(lǐng)域一直創(chuàng)新的潮流,,旨在為最困難的基體提供最有力的分析儀。Sievers InnovOx總有機(jī)碳分析儀在原有基礎(chǔ)上進(jìn)一步創(chuàng)新,,采用超有效的超臨界水氧化(Supercritical Water Oxidation,,SCWO)技術(shù),能連續(xù)分析成百上千的水樣,,而無需重新校準(zhǔn),,無需系統(tǒng)維護(hù),無更換部件,。
Sievers InnovOx分析儀的工作原理基于濕化學(xué)氧化技術(shù),,在水樣中加入酸和氧化劑,。通過吹掃去除無機(jī)碳,,然后在升高的溫度下樣品被過硫酸鹽氧化。產(chǎn)生的二氧化碳被非色散紅外光度計檢測,。分析儀內(nèi)部配有加溫裝置使水樣和試劑溫度升高,,促進(jìn)有效的氧化反應(yīng),并使液態(tài)水轉(zhuǎn)化成超臨界水,。到這個階段就產(chǎn)生了超臨界水氧化(SCWO)現(xiàn)象,。這一突破性技術(shù)實(shí)現(xiàn)了99%的氧化效率,確保分析結(jié)果有很高的準(zhǔn)確度和精確度,。
同時,,每次分析過程結(jié)束,InnovOx分析器都會自動去除樣品基體中的污物雜質(zhì),,以保證沒有鹽或者氧化副產(chǎn)物遺留在反應(yīng)室,、管道或閥中。
樣品數(shù)據(jù)
表1和圖3的數(shù)據(jù)顯示了氯化鈉溶液中總有機(jī)碳含量的回收率,。這說明InnovOx能夠有效分析TOC,,不被溶液中的鹽離子影響。數(shù)據(jù)表明InnovOx能夠測定飽和鹽水溶液中的TOC,。
結(jié)論
氯堿行業(yè)負(fù)責(zé)為成千上萬的消費(fèi)產(chǎn)品提供原材料,。產(chǎn)品的制造商需要一個可接受的純度起始水平,以保證最終產(chǎn)品的質(zhì)量,。氯堿行業(yè)通過使用TOC及幾個其他的關(guān)鍵指標(biāo)來監(jiān)測其制造工藝的純度,。
InnovOx分析儀重新定義了飽和鹽水分析的生產(chǎn)量和生產(chǎn)效率。以前使用燃燒法分析儀需要兩周才能完成分析的水樣,,現(xiàn)在使用InnovOx一個晚上就能解決,,成本非常小,。得益于先進(jìn)的超臨界水氧化(SCWO)技術(shù),Sievers InnovOx總有機(jī)碳TOC分析儀可以對各種困難基體的水樣進(jìn)行分析,,可靠,、方便、低維護(hù),。
相關(guān)產(chǎn)品清單
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