DE2448731B2 - Verfahren zur kontinuierlichen Analyse eines flüssigen Probenstroms - Google Patents
Verfahren zur kontinuierlichen Analyse eines flüssigen ProbenstromsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Analyse eines flüssigen Probenstroms durch
Mischen mit einem Reagenzstrom und Beobachtung der auftretenden Chemilumineszenz im Ablauf der gemischten
Ströme.
Ein derartiges Verfahren beschreibt die DE-OS 22 28 668. Mehrere Bestandteile eines Probenstroms
können mit dem dort beschriebenen Verfahren nicht gleichzeitig analysiert werden, aus welchem Grunde
dieses vorbeschriebene Verfahren nicht für alle Anwendungszwecke geeignet ist bzw. keine sofort zur
Verfugung stehenden Meßergebnisse liefert.
Die Zeitschrift »The Review of Scientific Instruments« Nr. 43, 1972, Seiten 756—758, beschreibt die
Beobachtung verschiedener Reaktionsabläufe durch Zeitauflösung unter Verwendung der Chemilumineszenz.
Die bei dieser Reaktion erzeugten Lichtsignale werden einem Detektor über Lichtleitwege und eine
dazwischen geschaltete, sich drehende Scheibe mit Löchern, nacheinander zugeführt. Eine gleichzeitige
Analyse mehrerer Bestandteile des Probenstroms ist damit somit nicht möglich.
Die Steuerung der in der Zelluloseindustrie vorkommenden chemischen Prozesse geschieht derzeit s:u
einem großen Teil durch Messung von Druck, Temperatur, Durchfluß, Brechungsindex, Leistungsvermögen,
pH und Redoxpotential. Von diesen Messungen gibt lediglich der pH-Wert ein spezifisches Maß für eine
gewisse Komponente. Dies bringt mit sich, daß sich für die Zellulosefabriken große Kosten ergeben, um in ihren
Betriebslaboratorien manuelle Analysen von Stichproben von Prozeßflüssigkeiten und hergestellten Produkten
durchzuführen. Es ist deshalb wünschenswert, andere Lösungen zu finden als die langsame und
kostspielige Arbeitsweise mit manuell entnommenen und manuell analysierten Stichproben.
Was notwendig ist, sind kontinuierlich, rasch und genau arbeitende Meßgeber, die außerdem die interessierenden
Stoffe selektiv messen können. In letzter Zeit hat auf diesem Gebiet eine gewisse Weiterentwicklung
stattgefunden. So sind z. B. Methoden zur automatischen Analyse des Hydroxydionengehalts in Kochflüssigkeit
und gleichzeitiger Integrierung eines Zusammenhanges zwischen Reaktionszeit und Kochtemperatur
zur Steuerung einer Sulfatkochung angewendet ίο worden. Es ist interessant festzustellen, daß es bei dieser
Entwicklung lange Zeit bekannt war, wie der Hydroxydionengehalt, die Reaktionszeit und die Kochtemperatur
das Endresultat, d. h. die Qualität des ungebleichten
Zellstoffs, beeinflussen, doch erst als eine kontinuierliehe
Meßmethode zugänglich wurde, konnte eine praktisch anwendbare Steuerungsmethode entwickelt
werden.
Im übrigen kommen in der Zelluloseindustrie sehr wenig Meßmethoden zur automatischen und kontinuierlichen
Kontrolle vor, bei denen man den Gehalt einer bestimmten Komponente mißt Obwohl große Chemikalienmengen
gehandhabt werden und große Mengen an Produkten in einer Zellstoffabrik hergestellt werden,
begnügt man sich also mit Laboratoriumsanalysen von Stichproben, anstatt eine geeignete kontinuierliche
Methode anzuwenden. Eine nähere Analyse des Problems zeigt jedoch, daß die vorhandenen Analyseinstrumente
kompliziert, teuer oder unzuverlässig sind. Ein Teil interessanter Geber, z. B. ionenselektive
jo Elektroden, können im Laboratorium zwar ausgezeichnet
funktionieren, geben jedoch in der Praxis instabile und unzuverlässige Analysen aufgrund von Korrosion.
Außerdem ist das Signal von einer derartigen Elektrode und auch von einer pH- oder Redoxelektrode vom
Meßgehalt logarithmisch abhängig, weshalb an die Genauigkeit der Potentialmessung hohe Anforderungen
gestellt werden.
Was die Bleichung anbelangt, beabsichtigt man vor allem die Helligkeit des Zellstoffs zu erhöhen, doch kann
z. B. bei der Herstellung von hochgebleichtem Sulfitoder Sulfatzellstoff auch angestrebt werden, so viel wie
möglich vom Restlignin zu entfernen, das nach der Kochung in der Zellstoffmasse verblieben ist.
Die wichtigsten Bleichmittel für Zellstoffbleichung sind Sauerstoff, Chlordioxyd, Hypochlorit, Peroxyde verschiedener Art, z. B. Wasserstoffperoxyd, Natriumperoxyd oder organische wie z. B. Peressigsäure. Es ist außerdem möglich, Perborate, Persulfate oder Ozon anzuwenden. Kennzeichnend für diese Stoffe ist, daß sie alle starke Oxydationsmittel sind und daß sie im Vergleich mit Kochchemikalien für z. B. den Sulfat- oder Sulfitprozeß teuer sind. Der hohe Preis der Bleichmittel bringt mit sich, daß man nicht mehr anwenden will als davon notwendig ist, um die gewünschte Helligkeit des fertigen Zellstoffs zu erzielen. Ein anderer Faktor von Bedeutung ist, daß die stark oxydierenden Eigenschaften der Bleichmittel verursachen, daß eine übermäßige Zugabe von Bleichmittel zum Abbau der Zellulose führt, wobei teils Ausbeuteverluste und teils Qualitätsver-
Die wichtigsten Bleichmittel für Zellstoffbleichung sind Sauerstoff, Chlordioxyd, Hypochlorit, Peroxyde verschiedener Art, z. B. Wasserstoffperoxyd, Natriumperoxyd oder organische wie z. B. Peressigsäure. Es ist außerdem möglich, Perborate, Persulfate oder Ozon anzuwenden. Kennzeichnend für diese Stoffe ist, daß sie alle starke Oxydationsmittel sind und daß sie im Vergleich mit Kochchemikalien für z. B. den Sulfat- oder Sulfitprozeß teuer sind. Der hohe Preis der Bleichmittel bringt mit sich, daß man nicht mehr anwenden will als davon notwendig ist, um die gewünschte Helligkeit des fertigen Zellstoffs zu erzielen. Ein anderer Faktor von Bedeutung ist, daß die stark oxydierenden Eigenschaften der Bleichmittel verursachen, daß eine übermäßige Zugabe von Bleichmittel zum Abbau der Zellulose führt, wobei teils Ausbeuteverluste und teils Qualitätsver-
bo schlechterungen, z. B. verringerte Dauerhaftigkeit, als
Folge eintreten.
Bei der Herstellung von chemischer Zellstoffmasse wird aufgrund von Schwankungen im Kochprozeß und
variierender Holzqualität ein variierender Ligningehalt in der ungebleichten Masse erhalten. Dies bedeutet, daß
der Bedarf an Bleichmittel auf eine bestimmte Zellstoffmenge gerechnet variiert. Man kann deshalb
nicht einzig den Bleichmittelzusatz zu einem Zellstoff-
strom durch ζ. B. Quotenregelung regulieren, d. h. eine
konstante Menge an Bleichmittel pro Zellstoffvolumen zusetzen. Ein besseres Verfahren ist es, die Menge an
restlichem Bleichmittel in einem geeignete.-! Zeitraum nach der Mischung von Bleichmittel und Zellstoff
messen. Auf solche Weise kann man ein Maß dafür bekommen, wieviel Bleichchemikalien von der Masse
verbraucht werden und damit den Bleichmittelzusatz regulieren. Die bisher zu diesem Zweck angewendeten
Methoden sind die Messung des Redoxpotentials sowie mehrere polarographische Methoden. Der Nachteil von
Redoxmessungen ist, wie bereits erwähnt daß das Signal von der Elektrode mit dem Gehalt des zu
messenden Stoffes in einem logarithmischen Zusammenhang steht
Die Methode ist außerdem nicht spezifisch. Bei der Messung von z. B. Chlor beeinflußt der pH-Gehalt der
Chloridgehalt die Anwesenheit von anderen Stoffen, z.B. Chlordioxyd, sowie auch die Temperatur das
erhaltene Signal. Dies bringt mit sich, daß die Redoxmessung nur unter äußerst idealen Bedingungen,
z. B. unter I aboratoriumsverhältnissen, ein gutes Maß für die zu messende Komponente geben kann. Im
praktischen Betrieb muß man sich gewöhnlich damit begnügen, die Redoxmessung als eine vergleichende
Meßmethode zu betrachten, die Auskunft geben kann, inwieweit relativ hohe oder relativ niedrige Gehalte
eines Stoffes vorliegen. Die polarographischen Meßmethoden beruhen auf der Messung von Strom bei der
Elektrolyse der zu analysierenden Flüssigkeit. Man kann z. B. für Chlor jenen Strom messen, der bei der
Elektrodenreaktion
Cl2 + 2e-- 2Cl-
durch die Lösung geht.
Man wird dann davon abhängig, ob andere anwesende Stoffe gleichzeitig elektrolysiert werden und einen
Beitrag zum Strom geben. Die Methode ist temperaturabhängig. Bei der Elektrolyse wird außerdem ein Teil
des analysierten Stoffes verbraucht weshalb es wichtig ist, daß den Elektrolyseelektroden ständig neue Proben
zugeführt werden. Für die Diffusion von Chlor zur Elektrode wird dabei die Forderung nach einer
gewissen Strömungsgeschwindigkeit der zu analysierenden Flüssigkeit gestellt.
Ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art liegt daher der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, dieses Verfahren so weiter zu bilden, daß eine rasche Bestimmung mehrerer Bestandteile des Probenstroms
möglich ist, wobei das Verfahren insbesondere zur Analyse eines flüssigen Probenstromes geeignet sein
soll, der in der Zelluloseindustrie anfällt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet daß der Reagenzstrom mehr als ein
Reagenz enthält, daß die Reagenzien mit verschiedenen Bestandteilen des Probenstroms Chemilumineszenz
erzeugen und daß die verschiedenen Chemilumineszenzerscheinungen durch Zeitauflösung entlang des
Ablaufs diskriminiert werden.
Das Verfahren nach der Erfindung ist besonders geeignet zur Anwendung bei Bleichprozessen in der
Zelluloseindustrie oder bei der Herstellung von in der Zelluloseindustrie angewendeten Bleichmitteln. Hierbei
kann man bei Zuführung von geeignetem Reagenz beispielsweise einen Teil des ausgesandten Lichtes auf
einen photoelektrischen Detektor treffen lassen und vom Detektor ein Signal bekommen, das ein Maß für
den Gehalt an Bleichmittel in der Flüssigkeit darstellt.
Es kann z. B. vorteilhaft sein, wahrend der Bleichung
gleichzeitig Chlor und Chlordioxyd anzuwenden. Man kann die Unterschiede in der Reaktionsgeschwindigkeit
zwischen Chlor und Chlordioxyd bei der Reaktion mit z. B. Luminol ausnützen. Wenn die Bleichflüssigkeit mit
der Reagenzlösung in Berührung kommt reagiert das Chlordioxyd augenblicklich, während Chlor langsamer
reagiert Dies bedeutet daß das vom Mifchungspunkt ausgesandte Licht ein Maß für den Chlordioxydgehalt
ist In etwas größerem Abstand vom Mischungspunkt ist das Chlordioxyd verbraucht und das dort ausgesandte
Licht ist ein Maß für den Chlorgehalt
Auf diese Weise bestimmbare Stoffe sind insbesondere
stark oxydative Stoffe, z. B. jene Chlorverbindungen, die beim Bleichen von Zellulose angewendet werden,
d. h. Chlor, Hypochlorit und Chlordioxyd. Es ist auch möglich, auf gleiche Weise organische und anorganische
Peroxyde, Perborate, Sauerstoff und Ozon zu bestimmen. Wie bekannt wird Sauerstoff auch beim Aufschluß
von Zellulosematerial angewendet d. h. bei der Sauerstoffkochung.
Beispiele für Reagenzen, die mit Bleichmittel eine Lichtentwicklung ergeben, sind Luminol, d. h. 3-Aminophthalsäurehydrazid,
Ν,Ν-Dimethylacridiniumdinitrat, sowie 2,4,5-Triphenylimidazol.
Die Reaktion zwischen Reagenz und Bleichmittel ist rasch. Die Detektierung des ausgesandten Lichtes ist
ebenfalls sehr rasch und kann mit moderner Technik als praktisch augenblicklich angesehen werden. Die rasche
Reaktion und die rasche Detektierung machen es möglich, sehr rasche Analysen durchzuführen. Was die
Schnelligkeit begrenzt, ist jene Zeit, die erforderlich ist, um eine Probe von Bleichflüssigkeit von der Probenstelle
zu jenem Punkt zu pumpen, wo Bleichflüssigkeit und Reagenz gemischt werden.
Das kontinuierliche Verfahren nach der Erfindung hat eine Reihe von Vorteilen gegenüber den früher
angewendeten Methoden:
1. Die kontinuierliche Methode ermöglicht eine gute Probenüberwachung.
2. Der Geber (Analyseninstrument) ist einfach.
3. Es ist leicht, sehr kleine Lichtmengen zu messen, weshalb sehr niedrige Gehalte aufgedeckt und
gemessen werden können.
4. Es herrscht ein linearer Zusammenhang zwischen Signal und Konzentration innerhalb sehr großer
Konzentrationsbereiche.
5. Die Reinheitsforderung an das Reagenz ist mäßig. Wichtig ist nur, daß das Reagenz bei der Analyse in
Überschuß vorliegt.
6. Die Methode ist billig.
7. Die Analysengenauigkeit ist sehr gut.
8. Auch hohe Gehalte können bestimmt werden, indem man die Menge an Reagenz im Verhältnis
zur Menge an Bleichmittel in der zu analysierenden Flüssigkeit erhöht.
9. Die Emission von Licht ist praktisch unabhängig von der Temperatur.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 ein Diagramm zur Erläuterung des grundsätzlichen Verfahrensablaufs,
F i g. 2 ein Diagramm entsprechend F i g. 1 zur b5 Erläuterung weiterer Einzelheiten des neuartigen
Verfahrens,
F i g. 3 und 4 zwei Eichdiagramme.
F i g. 1 zeigt schematisch, wie die Meßvorrichtung
aufgebaut sein kann. Durch eine Leitung 1 wird ein Probenstrom gepumpt und durch eine Leitung 2 ein
Reagenzstrom. Dies geschieht mit Hilfe einer Pumpe 3. Die Ströme mischen sich bei 4. Die erhaltene Mischung
strömt durch eine Küvette 5 und darauf zu einem Abfluß. Jenes Licht, das von der Flüssigkeitsmischung
beim Mischungspunkt und/oder von der Küvette ausgesendet wird, wird mit einem Detektor 6 gemessen.
Der Mischungspunkt 4 und die Küvette 5 sowie der Detektor 6 sind von einem lichtdichten Kasten 7
umschlossen, um Licht von außen abzuschirmen. Mehrere der Detektoren sind in verschiedenen Abständen
vom Mischungspunkt angeordnet, wie in F i g. 2 gezeigt. Es ist vorteilhaft, wenn man die Lage der
Detektoren entlang der Strecke Mischungspunkt — Küvette einstellen kann.
Die Erfindung wird durch folgende Beispiele erläutert, welche ihre Anwendung bei verschiedenen
Prozessen innerhalb der Zelluloseindustrie zeigen.
Die Konzentrationen von Chlor bzw. Chlordioxyd in einer Wasserlösung (Flüssigkeit) wurden gleichzeitig
mit Hilfe der Chemilumineszenz bestimmt. Als Reagenz wurde eine Mischung von Luminol (Konz. 6,5 χ 10~3
molar), Wasserstoffperoxyd (konz. 2 χ 10-3 molar) und Karbonatbutter (pH = 10,3) enthaltend 8,5 g Natriumkarbonat
und 13,3 g Natriumwasserstoffkarbonat in 250 ml Wasser angewendet. Die Reagenzlösung wurde
von 8 Teilen Luminol, 1 Teil Wasserstoffperoxyd, 1 Teil Buffer sowie 10 Teilen Wasser gebildet.
Gemäß F i g. 2 wurden Leitungen 1 und 2 der Probenstrom bzw. der Reagenzstrom in einer Rate von
20 ml pro Minute beider Ströme in eine Reaktionskapillare 13 zusammengepumpt. Ein Detektor 14 für
Chlordioxyd wurde unmittelbar am Mischungspunkt 4 angebracht, während ein weiterer Detektor 15 für Chlor
5 cm vom Detektor 14 entlang der Kapillare 13 angebracht wurde.
Zuerst wurde eine Kalibrierung durchgeführt, wobei der Logarithmus für den erhaltenen Detektorausschiag
in mV entsprechend dem Logarithmus für die Lichtintensität gegenüber dem Logarithmus für jodometrisch
bestimmte Konzentrationen in g/l angekreuzt wurde (F i g. 3 und 4).
In einer Serie von Mischungen von Chlor-Chlordioxyd mit einem Chlordioxydgehalt von konstant
0,020 g/l und Chlorkonzentrationen von 0,010, 0,020, 0,025 und 0,030 g/l wurde die Konzentration bei
Raumtemperatur mit Hilfe von Chemiluminiszenz so gemessen. Nachstehende Resultate wurden erhalten:
Chlor
(g/l)
(g/l)
Chlordioxyd
(g/1)
(g/1)
Chlor | Chlordioxyd |
(g/l) | (g/l) |
0,010 | 0,022 |
0,021 | 0,020 |
0,024 | 0,018 |
0,032 | 0,021 |
0,018
0,021
0,020
0,019
0,021
0,020
0,019
0,006
0,009
0,015
0,024
0,009
0,015
0,024
Wie aus den Ergebnissen hervorgeht, kann man somit nach der Erfindung kontinuierlich, rasch und mit relativ
hoher Präzision Chlor und Chlordioxyd entweder jeweils für sich oder gleichzeitig in einer Wasserlösung
bestimmen.
Beim Bleichen von Sulfatmasse wird die erfindungsgemäße Methode angewendet, um den Zusatz von
sowohl Chlor als auch Chlordioxyd in einer Bleichstufe zu regulieren, bei der beide Bleichmittel in Mischung
angewendet werden. Die Erfahrungen aus diesen Proben zeigen, daß die Durchführung nach der
Erfindung gleich gute Bleichresultate ergab wie bei der konventionellen Kontrolle mit manuell entnommenen
und analysierten Proben.
Durch die genaue Regulierung des Bleichmittelzusatzes konnte man den Verbrauch sowohl an Chlor als auch
an Chlordioxyd um 2—25 t pro 24 Stunden verringern. Außer dem verringerten Chemikalienverbrauch konnte
ferner ein Laborant eingespart werden.
In der Bleicherei einer Sulfitfabrik mit der Bleichfolge
CEHD, bei der C die Chlorstufe, E eine alkalische Extraktionsstufe, H eine Hypochloritstufe und D eine
Chlordioxydstufe bezeichnet, war die Chlorstufe auf zwei Bleichtürme aufgeteilt. In dieser Stufe war die
Zellstoii konzentration 2,5—3,5% und der Chlorzusatz
betrug 2—2,5% an aktivem Chlor. An der Leitung zwischen den Bleichtürmen war eine spezielle Probeentnahmevorrichtung
montiert worden, von welcher ein kontinuierlicher Strom von Bleichablauge erhalten
wurde. In der Probeenentnahmevorrichtung wurde der Hauptteil an Fasern und Harzteilchen abgeschieden.
Die so erhaltene Bleichablage war jedoch nicht ganz klar, sondern enthielt noch immer einen Teil an
Faserfragmenten (Null-Fasern) und Harzteilchen. Der Chlorgehalt der Bleichablauge wurde teils auf bekannte
Weise mit jodometrischer Titrierung und teils mit Hilfe der kontinuierlichen Chemiluminiszenzmethode bestimmt.
Das Reagenz und die Durchführung dieser Analyse entsprach Beispiel 1. Folgende Resultate
wurden erhalten:
55
60
In einer anderen Serie von Mischungen von Chlor-Chlordioxyd wurde der Chlorgehalt konstant auf
0,020 g/l gehalten und die Chlordioxydgehalte waren jeweils 0,005, 0,010, 0,015 und 0,025 g/l. Folgende
Resultate wurden erhalten:
Gehaltan Chlor
mitJodmetrie
Gehalt an Chlor mit
Chemiluininiszenz
0,043 g/l
0,049 g/l
0,032 g/l
0,014 g/l
0,046 g/l
0,046 g/l
0,032 g/l
0,010 g/l
Trotz Anwesenheit von Harz- und Faserteilchen sowie einer Menge an Chemikalien sowohl von der
Kochung als auch von der Bleichung (insbesondere chlorierte Ligninrcsle) konnte der Chlorgehalt mit guter
Genauigkeit bestimmt werden.
Um zu prüfen, ob die Regulierung des Chlorzusatzes zur C-Stufe gemacht werden könnte, wurde ein Apparat
nach F i g. 1 in einen Regelkreis eingeschaltet, wobei der Restchlorgehalt in der Masse nach einer gewissen
Bieichungszeit bestimmt wurde. Dieser Gehalt wurde darauf angewendet, um den Zusatz an Chlor zu steuern,
so daß ein konstanter Restchlorgehalt erhalten wurde. Durch kontinuierliche Kontrolle des Chlorzusatzes zur
Chlorstufe, welche eine sehr wichtige Bleichstufe ist, weil der Hauptteil des bei der Bleichung zu entfernenden
Lignins dort löslich gemacht wird, kann man die Bedingungen in nachfolgenden Stufen besser konstant
halten. Dies bedeutet, daß die Anzahl an Umstellungen weniger wird, was Verdienste durch weniger Arbeit mit
sich bringt, doch kann man auch Chemikalien in Form von Chlor, Hypochlorit und Chlordioxyd einsparen. Es
zeigte sich auch, daß die Zellstoffqualität gleichmäßiger wurde. Der Chemikalienbedarf verringerte sich um 1,5 t
Chlor pro 24 Stunden.
Bei einer Fabrik zur Herstellung und Bleichung von Schliffmasse wurde Wasserstoffperoxyd als Bleichmittel
angewendet. Aufgrund von u. a. Umweltschulzforderungen hatte die Fabrik ein stark geschlossenes Flüssigkeitssystem.
Die bei der Peroxydbleichung erhaltene Bleichablauge wurde zum Schleifprozeß zurückgeführt
und wanderte daher eine Anzahl von Zyklen zwischen Schleif- und Bleichprozeß, bevor sie zum Abfluß
gelangte. Eine geeignete Stelle zur Messung des Gehaltes an Peroxyd war in jener Flüssigkeit, die bei
den Aufnahmemaschinen abgeschieden wurde, in welchen Papierzellstoff hergestellt wurde.
Im Laboratorium wurde der Wasserstoffperoxydgehalt in einer reinen Wasserlösung bestimmt, teils durch
Tritrierung mit Permanganat, teils mit Hilfe der konitnuierlichen Chemiluminiszenz. Bei den letztgenannten
Bestimmungen wurde als Reagenz eine Mischung von Luminol, Kupferchlorid und einem
Karbonatbuffer mit einer Zusammensetzung nach folgender Tabelle angwendet.
2 Teile Luminol
1 Teil Kupferchlorid CuCl2 (Katalysator)
1 Teil Karbonatpufier (pH 10,3)
6 Teile destilliertes Wasser
6 Teile destilliertes Wasser
6,5 x 10~3 molar
2 X 10"4 molar
8,3 g Na2CO3, 13,3 g NaHCO3,
250 ml destilliertes Wasser
Die Analysen wurden in einer Apparatur nach F i g. 1 durchgeführt.
Wie aus untentstehender Tabelle hervorgeht, wurde zwischen den beiden Methoden eine gute Übereinstimmung
erhalten:
(Permanganat)
H2O2 (Chemiluminiszenz)
1,3 mg/1
5,2 mg/1
9,6 mg/1
5,2 mg/1
9,6 mg/1
1,5 mg/1
5,2 mg/1
9,2 mg/1
5,2 mg/1
9,2 mg/1
Bei der Bestimmung des Wasserstoffperoxydgehalts im Wasser der Schleifmassefabrik aus den Aufnahmemaschinen
mit Chemiluminiszenz mußte dieses lOOfach verdünnt werden, damit der Wasserstoffperoxydgehalt
in einen für die Messungen geeigneten Konzentrationsbereich kommt. Die ersten Analysen ergaben Resultate,
die mit den Permanganauhrierungen nicht übereinstimmten.
Es zeigte sich jedoch, daß bei einer Erhöhung des Kupferchloridgehaltes auf 0,013 molar Obereinstimmung
zwischen der Permanganattitrierung und den Chemiluminiszenzmessungen erhalten wurde, wie aus
untenstehender Tabelle hervorgeht:
Der Versuch zeigt, daß es möglich ist, den Gehalt an Wasserstoffperoxyd in einer Holzschleiferei in fabrikmäßigem
Umfang kontinuierlich zu messen, wenn die Kupferionenkonzentration in der Reagenzlösung ausreichend
hoch gehalten wird.
Durch Ausnützung der Meßapparatur für Chemiluminiszenz
zur Bestimmung des Wasserstoffperoxyds im Rückwasser der Schleifmassefabrik war es möglich, die
Peroxydvariationen kontinuierlich zu verfolgen und damit auch die Bleichchemikalien auf solche Weise zu
dosieren, daß Über- bzw. Unterdosierung der Chemikalien vermieden wurde. Anstatt daß der Gehalt an
Wasserstoffperoxyd im Rückwasser zwischen 0,2 und 0,8 g/l variierte, wie dies bei manueller Überwachung
und Dosierung der Fall ist, wurde es möglich, den Gehalt nahezu konstant zu halten (0,4—0,5 g/l), was eine
wesentliche Peroxydeinsparung (ca. 750 kg pro 24 Stunden) zur Folge hatte und gleichzeitig wurde die
Zellstoffqualität gleichmäßiger gehalten.
Die nun erläuterten Beispiele sind nur einige der Anwendungsmöglichkeiten. Bei der Bleichung von
Sulfatzellstoff können z. B. folgende Bleichenfolgen für die Herstellung von hochgebleichtem Zellstoff angewendet
werden:
CEHDED
CEC/DEDED
CEC/DEDED
O2C/DEDED
H2O2 (Permanganat)
H2O2 (Chemfluminiszenz)
5,2 g/I
3,2 g/l
4,5 g/l
3,2 g/l
4,5 g/l
5,0 g/l
3,4 g/l
4,7 g/l
3,4 g/l
4,7 g/l
wobei C eine Chlorstufe, E eine alkalische Extraktionsstufe, H eine Hypochloritstufe, D eine Chlordioxydstufe,
C/D eine Bleichstufe mit Mischung von Chlor und Chlordioxyd und O2 eine Sauerstoffstufe bezeichnen.
In allen diesen Bleichstufen kann die Methode nach der Erfindung zur Bestimmung des Bleichmittelgehaltes
und damit zur Regulierung des Zusatzes an Bleichmittel
angewendet werden. Eine andere Anwendung besteht darin, den Chlordioxydgehalt nach dem Zusatz von
Schwefeldioxyd zu messen. Der Zusatz von Schwefel· dioxyd dient zur Verhinderung von Korrosion, z. B. in
der Apparatur nach der D-Stufe. Das Schwefeldioxyd reagiert nämlich augenblicklich mit den Chlordioxydresten. Es ist schwierig, die Menge an Schwefeldioxyd zu
diesem Zweck exakt zu dosieren. Wenn man jedoch zuerst den Chlordioxydgehalt mit der Methode nach der
Erfindung mißt, kann sodann das Schwefeldioxyd exakl
10
dosiert werden, weil es stöchiometrisch mit Chlordioxyd reagiert.
Neben der direkten Prozeßkontrolle kann die
Methode nach der Erfindung auch für Messungen im
j Abfluß angewendet werden. Es ist auch möglich, Gehalte in Gasen zu messen, indem das Gas auf eine
definierte Weise mit geeigneter Absorptionslösung (für Chlor in Luft kann z.B. Natriumhydroxydlösung
angewendet werden) gewaschen und die Absorptionslö-
Ki sung darauf analysiert wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verfahren zur kontinuierlichen Analyse eines flüssigen Probenstroms durch Mischen mit einem
Reagenzstrom und Beobachtung der auftretenden Chemilumineszenz im Ablauf der gemischten Ströme,
dadurch gekennzeichnet, daß der Reagenzstrom mehr als ein Reagenz enthält, daß die
Reagenzien mit verschiedenen Bestandteilen des Probenstroms Chemilumineszenz erzeugen und daß
die verschiedenen Chemilumineszenzerscheinungen durch Zeitauflösung entlang des Ablaufs diskriminiert
werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Probenstrom aktive Chlorverbindungen enthält
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven Chlorverbindungen von
Chlor, Chlordioxid, Hypochlorid, jeweils für sich oder in Mischung, gebildet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenstrom Peroxydverbindungen,
wie Alkalimetallperoxyde, Wasserstoffperoxyde, Peressigsäure oder Perborate, enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenstrom Sauerstoff und/oder
Ozon enthält.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE7314129A SE399966B (sv) | 1973-10-17 | 1973-10-17 | Sett att reglera mengden kemiska emnen i inom cellulosaindustrin och beslektade industrier forekommande vetskor |
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---|---|
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DE2448731B2 true DE2448731B2 (de) | 1979-08-02 |
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---|---|
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