ADI 7010 TOC Analyzer Kontinuierliche Überwachung des organischen Gesamtkohlenstoffgehalts
Gesamter organischer Kohlenstoff (TOC) 02 Organische Verbindungen in nahezu jeder Art von Wasser präsent... Organische Verbindungen finden sich in nahezu jeder Art von Wasser von natürlichem und behandeltem Trinkwasser über Prozess- und Kühlwasser bis hin zu Wasser für den Gebrauch in der Pharmazie und der Nahrungsmittelherstellung.... und eine Herausforderung in vielen industriellen Prozessen Ist die organische Verunreinigung im Wasser zu hoch, geraten viele industrielle Prozesse ins Stocken. So kann ein Zuviel an Organik das mikrobiologische Wachs tum be günstigen oder, wie im Fall der Desinfektion von Trinkwasser, das Auftreten von unerwünschten Nebenprodukten för dern. Andererseits gibt es in der chemischen und galvani schen Industrie zahlreiche Prozesse, in denen Was ser mit organischen Additiven versetzt wird. Zur Steu erung und Kontrolle dieser Prozesse ist es wichtig, die Menge an or ganischen Substanzen im Wasser zu be stimmen. TOC ein wichtiger Summenparameter Angesichts der Vielzahl der organischen Verbindungen im Wasser ist es praktisch unmöglich, jede einzelne die ser Verbindungen zu identifizieren und zu bestimmen. Statt einer Einzelstoffanalytik empfiehlt sich zur schnellen und genauen Bewertung der Wasserqualität die Be stim mung von Summenparametern dies umso mehr, wenn es um Online-Überwachungen geht. Besonders wichtig zur Beurteilung der Summe an organischen Inhaltsstoffen ist die Bestimmung des gesamten organischen Kohlenstoffs (total organic carbon, TOC). Die Vorteile der TOC- Analytik liegen in der selbst für geringe Proben mengen erzielten hohen Genauigkeit und Präzision sowie der leichten Automatisierbarkeit.
TOC-Applikationen In vielen Industriezweigen ist die Messung und Kontrolle des TOC Voraussetzung, um Prozesse effizienter gestalten und dadurch Kosten sparen zu können. Die Überwachung des TOC ist ein wichtiger Baustein in der ordnungsgemässen Behandlung von Abwasser und sehr wichtig für die Einhaltung der organischen Belastungsgrenzen in der Abwasserbehandlung. In der Kraftwerksanalytik gibt der TOC-Wert Auskunft über die Qualität des Kesselspeisewassers. Nach der Aufreinigung von Kondensaten ist der TOC-Wert ein Entscheidungskriterium, ob die Kondensate wieder in den Wasser-Dampf-Kreislauf zurückgeführt werden können. Abfluss- und Niederschlagswasser von chemischen und petrochemischen Anlagen sowie von Flughäfen können hohe Konzentrationen an organischen Verbindungen enthalten. Eine Überwachung des TOC-Werts an Sammelpunkten vereinfacht die Entscheidung, ob die Ströme eine Nachbehandlung benötigen oder in den Vorfluter beziehungsweise das kommunale Kanalnetz eingeleitet werden dürfen. Industriezweige Chemie Pharmazie Lebensmittel und Getränke Automobil Öl und Gas Kraftwerk und Energie Petrochemie Zellstoff und Papier Flughäfen Umweltüberwachung Probentypen Trinkwasser Oberflächenwasser Prozesskontrolle Kesselspeisewasser/Kondensat Kühlwasser Abfluss-/Niederschlagswasser Abwasser
Sichere und verlässliche TOC-Online-Messungen 04 Die kontinuierliche Online-Messung des TOC ist die optimale Lösung, um Verunreinigungen, Kontaminationen und Austräge zu überwachen. In flüssigen Proben be stimmt der ADI 7010 TOC Analyzer den gesamten organischen Kohlenstoff mit tels UV-Persulfatoxidation und anschliessender Detektion des Kohlenstoff dioxids über nicht-dispersive In frarotabsorption (NDIR). Der Analysator kann in Flüssig proben einen TOC-Gehalt im Bereich von 0 500 mg/l (er weiterbar bis 10.000 mg/l) messen und erfüllt dabei die EPA-, DIN-, CE-, ASTM- und NAMUR-Vorschriften beziehungsweise die Anforderungen der ISOund EN-Richtlinien. Digitaler Durchflussmesser Anders als bei herkömmlichen Analysatoren, die den Durchfluss mittels eines Schwebekörper-Durchflussmessers kontrollieren, wird der Durchfluss des Träger gases digital gesteuert und in cm 3 /min angezeigt. Der Durchfluss wird überwacht; im Fall eines abnormen Wertes, zum Beispiel bei verstopfter Leitung, wird der Analysator automatisch gestoppt und die Fehlermeldung «Gasreaktor-Fehler» angezeigt. Doppelkammergehäuse Der Analysator besteht aus zwei separaten Gehäuseteilen, so dass eine Trennung von Elektronik- und Nassteil existiert. Ventilfreie Probenleitung Die Probenentnahme und Zugabe der Reagenzien er folgt über Peristaltikpumpen, die ein Verstopfen von Ventilen ausschliessen. Die Funktionen Autoreinigung, Au tokalibrierung und Autovalidierung gewährleisten jederzeit reproduzierbare, richtige und verlässliche Werte ohne manuell einzugreifen. Sicherheitsmanagement bei fehlender Probe Das optionale Fast-Loop-Reservoir verfügt über einen Niveausensor mit Schwimmer. Sollte über eine Dauer von mehr als einer Minute keine Probe am Analysator ankommen, so schaltet der Analysator automatisch in den Standby-Modus. Sobald der Pro benfluss wieder einsetzt, schaltet der Analysator automatisch in den Analysezyklus zurück. Luftbläschen werden automatisch vor Eintritt in den Analysator entfernt. Analysenablauf Die Probe wird zuerst angesäuert, um den anorganischen Kohlenstoff zu entfernen. Die verbleibende Flüssigkeit wird mit Natriumpersulfat vermischt und durch zwei hoch leistungsfähige Reaktoren aufgeschlossen. Nach dem Ent fer nen des Wassers, das bei der Oxidation der organischen Materie entsteht, wird die CO 2 -Konzentration anschliessend in ei nem NDIR-Ana lyzer gemessen. Flussdiagramm der CO 2 -Bestimmung mittels NDIR-Detektion
Integriertes Gasmanagement Das Trägergas für die Oxidations- und Detektionsstufe wird von einem internen Luftkompressor erzeugt. Die Luft wird über einen Kohlenstoffdioxidfilter gereinigt, so dass eine externe Luftbehandlung und Druckluft versorgung (wie bei herkömmlichen Analysatoren) entfällt. Automatische Trägergasprüfung Der Trägergaswert wird in ppm angegeben und gibt die CO 2 -Rest kon zen tration an, die im Trägergas noch vorhanden ist (Um ge bungsluft gefiltert durch Kohlenstoffdioxidfilter). Wäh rend eines Trä gergaszyklus sind die Pumpen und UV-Lampen ausgeschaltet und das Trägergas durchströmt alle Nass ele mente bis zum IR- Detektor. Die nachgewie sene CO 2 -Konzentration wird im Analysator als Trä ger gaswert gespeichert. Ein Trägergaszyklus kann ma nu ell oder automatisch zu einem benutzerdefinierten Zeit punkt und Intervall erfolgen. Überschreitet der Trä ger gaswert eine bestimmte voreingestellte Grenze, wird der Alarm «Nullgas zu hoch» aktiviert und der Ana lysator stoppt den Betrieb. 05 Autoreinigung Bei dieser Funktion werden über eine eigens dafür vorgesehene Peristaltikpumpe die Flüssigkeitsleitungen des Analysators, die Probenleitung und der externe Vorratsbehälter gereinigt. Getrennte Abscheidegas- und Trägergasleitungen Es gibt zwei unterschiedliche Gasleitungen mit jeweils eigenem Kompressor. Eine ist für das Ab schei degas für den TIC (gesamter anorganischer Koh lenstoff) und eine für das Trägergas (automatische Re gelung über digitalen Durchflussmesser) vorgesehen. Im Analysator verwendete Materialien Alle Materialien wurden hinsichtlich Zuverlässigkeit und hoher Lebensdauer ausgewählt. Die Konstruktion kommt mit der kleinstmöglichen Menge an Monta ge teilen aus. Alle Materialien sind unempfindlich gegenüber den im Betrieb verwendeten korrosiven Flüssigkeiten.
06 Schema eines ADI 7010 TOC Analyzers
Einfache Bedienung umfassende Kontrolle Als Bedienoberfläche dient ein Touchscreen auf der Vor derseite des Analysators. Alle Ausgangs- und Ein gangsdaten, Statusinformationen, Alarmmeldungen und Feh ler zustände werden angezeigt. Einfaches Berühren der Schaltflächen auf dem Touchscreen ermöglicht den Zu griff auf Befehle und Einstellungen; der Zugang zu Sys tem konfiguration und Zeiteinstellungen ist passwortgeschützt. 07 Hauptbildschirm Im Normalbetrieb wird auf dem Hauptbildschirm der Trend grafisch dargestellt. Es sind Schaltflächen für die verschiedenen Be triebsmodi und für die Status- und Alarm anzeige verfügbar. Hauptbildschirm mit Prozessdaten Ein Klick auf die Hauptbildschirmseite genügt, um detaillierte Informationen zu erhalten: zum Analysator-, Pro ben- und Relaisstatus, zum Trägergasdurchfluss, zu Reagenzfüllständen und den gemessenen CO 2 -Konzentrationen oder zu Validierungsergebnissen. Damit liegen sämtliche Informationen vor, die zur Prüfung des Betriebs des Analysators notwendig sind. Integrierter Datenlogger Beim Antippen des Ergebnisdiagramms öffnet sich ein Notizbuch, in dem die Tagesergebnisse in Abständen von 3 Minuten aufgezeichnet werden. Die Ergebnisse der letz ten 30 Tage werden in Abständen von 15 Minuten im Gerät gespeichert und können jederzeit auf einen USB- Stick zur Auswertung an einem PC geladen werden. Kalibrier- und Autofunktionsseite Durch die Anmeldung im Servicemodus kann der An wen der die Funktionen Trägergas (Zero Gas), Null flüs sigkeit (Liquid Zero) und Ka lib rierintervalle aufrufen. Ein automatischer Kalibrierzyklus wird entsprechend den vom Anwender im Menü Zeitsteuerung (Timing) eingestellten Zeiten und Intervallen aktiviert. Zeitsteuerungsseite Die Seite Zeitsteuerung (Timing) wird ebenfalls im Servicemodus aufgerufen. Hierüber ist es möglich, die Taktzeiten für die automatische Trägergasprüfung zu bestimmen, das Zusatzrelais zu steuern, die Zustandsparameter einzustellen und die Automatikfunktionen festzulegen.
Spezifikationen und Zubehör Analyte Methode Bereich Messart Untere Bestimmungsgrenze Genauigkeit Ansprechzeit Gesamter organischer Kohlenstoff (TOC) Nach Entfernung des anorganischen Kohlenstoffs durch Ansäuerung und Entgasung erfolgt die UV-unterstützte Persulfatoxidation. Dabei wird der gesamte organische Kohlenstoff zu Kohlenstoffdioxid oxidiert, das im nicht-dispersiven Infrarot analysator (NDIR) bestimmt wird. 0 500 mg/l (erweiterbar bis 10.000 mg/l) Kontinuierlich 0.2 mg/l ±2 % des gesamten unverdünnten, ±4 % des gesamten verdünnten Skalenbereichs Ca. 6 Minuten, je nach Bereich Umgebungstemperatur 5 40 C Probentemperatur 2 70 C Probeneinlassdruck Drucklos aus Überlaufgefäss Bedienoberfläche Touchscreen Datenlogger Integriert, Daten-Download auf USB-Stick Abmessungen 760 600 210 mm Gewicht 40 kg (circa, je nach Bereich) Stromversorgung 115 oder 230 VAC 50/60 Hz, 300 VA Trägergas Luftreiniger integriert, Versorgung über internen Kompressor Reagenzien Phosphorsäure und Natriumpersulfat (ca. 10 L/Monat bei Dauerbetrieb) Analoge Ausgänge 2 4 20 ma-ausgänge, für Messdaten Alarmgeber 2 SPDT-Kontakte. Relais A ist programmierbar online, offline, Probenverlust, Ergebnis-, Validierungs-, Reagenz- und Kalibrieralarm. Relais B ist für Gerätealarm Zusatzrelais Programmierbar für externe Betriebsabläufe Autoreinigungs-/Autokalibrier-/Auto- Selektierbar durch dedizierte Peristaltikpumpe validierungsfunktionen Zweikanal-/Multistream- Optionen Zweikanal integriert, 3 4 Kanäle über externe Multistream-Steuerung Schutzart IP54 Konformität EN 610004-2, EN 610004-4, C 46-022, EN 55022, EN 61326 (elektromagnetische Verträglichkeit) Änderungen vorbehalten Gestaltung Ecknauer+Schoch ASW, gedruckt in der Schweiz bei Metrohm AG, CH-9100 Herisau 8.000.5113DE 2014-01 Lieferbares Zubehör Fast Loop Reservoir Externe Dilutoren Filtriereinheit www.metrohm-applikon.com Hält den Probendruck konstant und schaltet bei unzureichendem Durchfluss den Analysator in den Standby-Modus. Sobald der Probenfluss wieder einsetzt, geht die Bestimmung weiter. Wahlweise 2-fache bis 250-fache Verdünnung von einem oder zwei Probenströmen über 1 Motor mit dualem Pumpenkopf oder 2 Motoren mit je einem Pumpenkopf Die Filterkartuschen werden im Rahmen der Instandhaltungsarbeiten vorsorglich ausgetauscht. Für das oben genannte Zubehör sind separate Datenblätter erhältlich. Gerne unterstützen wir Sie bei der Konfiguration des ADI 7010 TOC Analyzers.