DE2452863A1 - DEVICE FOR THE AUTOMATIC CONTROL OF ALKALINITY IN EVAPORATION SYSTEMS - Google Patents
DEVICE FOR THE AUTOMATIC CONTROL OF ALKALINITY IN EVAPORATION SYSTEMSInfo
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Description
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ÄTJXÄE, Dr. RUSCHKE & PARTNER . ^TÄTJXÄE, Dr. RUSCHKE & PARTNER. ^ T
oufARnuwschD k !epWng· PATENTANWÄLTE Han· Ε·ouf A R n u w sch D k ! e pWng · PATENTANWÄLTE Han · Ε ·
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Naloo ühemical Company, Oak Brook, Illinois, USANaloo Chemical Company, Oak Brook, Illinois, USA
Vorrichtung zur automatischen Kontrolle der Alkalinität in VerdampfungssystemenDevice for the automatic control of the alkalinity in evaporation systems
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Kontrolle der Alkalinität in Verdampfungssystemen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur automatischen Kontrolle bzw. Regelung des Werts der Alkalinität des zurückgeführten Wassers von offenen zyklischen Verdampfungssystemen.The invention relates to a device for automatic control the alkalinity in evaporation systems. In particular, the invention relates to an automatic control device or regulation of the value of the alkalinity of the recirculated water from open cyclic evaporation systems.
»vie bekannt ist, wird in diesen Systemen das Wasser normaler- · weise mit chemischen Additiven behandelt, um die Wärmeaustauschoberflächen gegen Korrosion, Kesselsteinbildung, Schlanmabscheidungen und dergl. zu schützen.»As is well known, in these systems the water is normal- · wisely treated with chemical additives to the heat exchange surfaces to protect against corrosion, scale formation, slime deposits and the like.
In der Vergangenheit schlossen die meisten der chemischen Be- ' handlungen des zurückgeführten vVassers in offenen zyklischen Verdampfungssystemen die Verwendung einer Säure ein, gewöhnlich Schwefelsäure, um das pH des .zurückgeführten Wassers zu regeln und so die Bildung von Caloiumsalz-Stein zu verhindern. Die benutzten !Eeohniken umfaßten das stündliche Einspritzen .. einer Säuremenge in das System, die auf Basis der Fließgeschwindigkeit des Aufbauwassers unter Bezug auf die AlkalinitätIn the past, most of the chemical Actions of the recycled water in open cyclic evaporation systems involve the use of an acid, usually Sulfuric acid to regulate the pH of the returned water and thus prevent the formation of calcium salt stone. The! Eeohniken used included the hourly injection. an amount of acid in the system based on the flow rate of the build-up water with reference to the alkalinity
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dieses v/assers unter Reaktion mit Methylorange (im folgenden als Alkalinität M bezeichnet), das Konzentrationsverhältnis des Aufbauwassers und die für das zurückgeführte wasser vorher festgelegte Alkalinität II berechnet wurde. Die Alkalinität' M für das "zurückgeführte Wasser wird für jedes einzelne Kühlsystem berechnet' und fixiert, üblicherweise auf den Wert, wel-.eher dem Beginn einer geringen Korrosiomsaktivität in dem System entspricht.of this water under reaction with methyl orange (hereinafter referred to as alkalinity M), the concentration ratio of the build-up water and the previously determined alkalinity II for the returned water was calculated. The alkalinity 'M for the "returned water is calculated" and fixed for each individual cooling system, usually to the value whichever corresponds to the beginning of low corrosive activity in the system.
Diese Aktivität wird neutralisiert durch Einspritzen einer oder mehrerer Korrsionsinhibierungasubstanzen in das System.This activity is neutralized by injecting one or more corrosion inhibiting substances into the system.
In den meisten der mit Säure und Korrosionsinhibitoren behandeltem i/asser betriebenen Kühlsystem« ist der gewünschte Wert der Alkalinität E des -zurückgeführten Wassers auf den Bereich von 30-100 ppm festgelegt worden (als CaCO^). In der industriellen Praxis wird die Injektion von Säure, die zur Aufrechterhaltung dieser Alkalinität M des Wassers des Systems notwendig ist*1 so nahe wie möglich bei dem gewünschten Wert auf Grrundlage der in dem zurückgeleiteten Wasser gefundenen pH-Werte eingestellt j dies ist möglich, wenn die Werte der Alkalinität M innerhalb dieses Intervalls von 30-100 ppm gehalten werden, wobei eine echte Relation zwischen den Werten der Alkalinität M und den pH-Werten im Wasser des Kühlsyatema besteht.In most of the acid and corrosion inhibitor-treated cooling systems, the desired value of the alkalinity E of the recycled water has been fixed in the range of 30-100 ppm (as CaCO ^). In industrial practice, the injection of acid necessary to maintain this alkalinity M of the water of the system * 1 is adjusted as close as possible to the desired value based on the pH values found in the returned water - this is possible if the values of the alkalinity M are kept within this interval of 30-100 ppm, there being a real relationship between the values of the alkalinity M and the pH values in the water of the cooling system.
Dieee Beziehung wird in der folgenden Tabelle 1 (Beispiele 1 und 2) gezeigt.The relationship is shown in the following Table 1 (Examples 1 and 2).
Wasseranalysen eines Kühlsystems bei unterschiedlichen Konzentrationen der Alkalinität MWater analysis of a cooling system at different concentrations the alkalinity M
Beispiel 1 - Kühlwassersystem A Alkalinität H, ppm ale CaGO, Example 1 - cooling water system A alkalinity H, ppm ale CaGO,
Gesamthärte, ppm als GaCO, OalQiumhärte, ppm als CaCO, Sulfate, ppm als SO^ Chloride, ppm als GlTotal hardness, ppm as GaCO, OalQium hardness, ppm as CaCO, Sulphates, ppm as SO ^ chlorides, ppm as Eq
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Alkalinität M, ppm als CaGO,Alkalinity M, ppm as CaGO,
Gesamthärte, ppm als CaCO., Calciumhärte,· ppm als CaCO, Sulfate, ppm als SO.Total hardness, ppm as CaCO., Calcium hardness, ppm as CaCO, Sulfates, ppm as SO.
Chloride, ppm als ClChlorides, ppm as Cl
Im einzelnen veranschaulicht die obige Tabelle die Tatsache, j •daß in· den Kühlsystemen mit einer Rückführung des Kühlwassers, j wenn die viferte der Alkalinität M unter 100 ppm gehalten werden IIn particular, the above table illustrates the fact that j • that in the cooling systems with a return of the cooling water, j if the viferte of the alkalinity M are kept below 100 ppm I
sollen, das pH des if/assers des Systems sich in bemerkenswertem Maße ändert und zwar auch für Variationen der Alkalinität M von 20-30 ppm. Diese zwischen den vierten des pH und der Alkalinität M existierende Beziehung ist großenteils bei diesem Typ ! von Kühlsystemen zur !Regelung der Alkalinität M mittels der ; pH-Kontrolle und umgekehrt ausgenutzt worden. Dies wird belegt durch die weit verbreitete Verwendung von Vorrichtungen zur Messung und Regelung bzw. Kontrolle des pH und zur Regelung der Zufuhr der Säure in Kühlsysteme der betreffenden Art.the pH of the if / water of the system should be remarkable Measures changes, including for variations in alkalinity M from 20-30 ppm. This between the fourth of the pH and the alkalinity M existing relationship is largely with this guy! of cooling systems for the regulation of the alkalinity M by means of the; pH control and vice versa have been exploited. This is evidenced by the widespread use of devices for Measurement and regulation or control of the pH and to regulate the supply of acid in cooling systems of the type in question.
Ein neues Verfahren zur Behandlung von.zurückgeführtem Wasser in Verdampiungskühlturmsystemen hat in jüngster Zeit wirtschaftlichen Erfolg gefunden und wird größtenteils angewendet. Dieses System, alkalische Behandlung genannt, erfordert die Verwendung von Inhibitoren der Kesselsteinbildung, die die Ablagerung von Calciumsalzen auf den Flächen von Wärmeaustauscherwänden zu verhindern vermögen. Der Zusatz des Kesselsteininhibitors zum zurückgeleiteten Wasser erlaubt auch den Betrieb des Kühlsystems unter Bedingungen, wo eine "Kesselsteinbildung möglich" ist, d.h. bei höheren Werten der Alkalinität E und Werten des pH und der Calciumionen, die höher als die G-renzsättigungswerte des Calciumcarbonate liegen. Wenn diese Behandlung angewendet wird, setzt man die Korrosion der Metallteile der Vorrichtung öder Anlage auf ein Minimum herab, weil sowohl eine dünne Schutzschicht aus Calciumcarbonat gebildet und ale auch der Kohlenstoffstahl dieser Teile in bezug auf das in dem Kühlsystem induzierte pH passiv gemacht wird.A new method of treating recycled water in evaporative cooling tower systems has recently become economical Success found and is largely applied. This System, called alkaline treatment, requires the use of scale inhibitors, which prevent the deposition of Able to prevent calcium salts on the surfaces of heat exchanger walls. The addition of the scale inhibitor to the returned water also allows the cooling system to operate under conditions where "scale formation" is possible, i.e. at higher values of the alkalinity E and values of the pH and of calcium ions that are higher than the limit saturation values of the Calcium carbonates lie. When this treatment is used, the corrosion of the metal parts of the device is depleted Plant down to a minimum, because both a thin protective layer of calcium carbonate and all of the carbon steel are formed these parts are made passive with respect to the pH induced in the cooling system.
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u±e diese alkalisonen Behandlungssysteme betreffenden l^-forw tionen sird der folgenden Tabelle II zu entnehmen (Beispiele 3 und 4). u ± e l ^ -forw functions relating to these alkaline treatment systems are shown in Table II below (Examples 3 and 4).
Beispiel 3. - .kühlwasser sys tem Q Alkalinitat M, ppm als OaCO,Example 3 - .cooling water system Q Alkalinity M, ppm as OaCO,
Gesamthärte, ppm als CaCO., OaIorumhärte, ppm als OaCO, Sulfate, ppm als SO.Total hardness, ppm as CaCO., OaIorum hardness, ppm as OaCO, Sulfates, ppm as SO.
Chloride, ppm als ClChlorides, ppm as Cl
Beispiel 4 - Kühlwassersystem D Alkalinitat M, ppm. als CaCO.*Example 4 - Cooling Water System D Alkalinity M, ppm. as CaCO. *
Gesamthärte, ppm als CaCO., Calciumhärte, ppm als CaCO, Sulfate, ppm als SO, Chloride, ppm als ClTotal hardness, ppm as CaCO., Calcium hardness, ppm as CaCO, Sulphates, ppm as SO, chlorides, ppm as Cl
Wie zu entnehmen ist, zeigt Tabelle II die Charakteristik des zurückgeführten Wassers von zwei Kühlsystemen mit Verdampfnngstürmen, die der "alkalischen Behandlung" unterworfen worden sind. Im allgemeinen liegt in diesem I1^Il die Alkalinitat M des zurückgeführten Wassers im Intervall 100 - 400 ppm (als CaCO.*). Der "beste Wert dieser Alkalinitat innerhalb der Grenzen dieses Intervalls variiert für jedes behandelte System, je nach Art und Typ des' Aufbauwassers und der Betriebsbedingungen.As can be seen, Table II shows the characteristics of the recirculated water from two cooling systems with evaporation towers which have been subjected to the "alkaline treatment". In general, the alkalinity M of the returned water is in the range 100-400 ppm (as CaCO. *) In this I 1 ^ II. The "best value of this alkalinity within the limits of this interval varies for each system treated, depending on the nature and type of the build-up water and the operating conditions."
Wenn einmal der optimale Wert der Alkalinitat M für ein wohldefiniertes System berechnet worden ist, ist es wichtig, diese Alkalinitat so nah wie möglich und zu jeder Zeit bei diesem Wert zu halten.Once the optimal value of the alkalinity M for a well-defined It is important to keep this alkalinity as close as possible and at all times with this system Worth holding.
In der Praxis taucht im Falle einer wesentlichen Erniedrigung des Wertes der Alkalinitat M ein Korrosionsproblem auf; wennIn practice, if the value of the alkalinity M is substantially lowered, a problem of corrosion arises; if
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aiiWerdem ein solcher Zustand über einen "Warnwert" hinaus fortdauern gelassen wird, ist die Kontrolle und Regelung der Kesselsteinbildung schwierig.aiiWill such a state continue beyond a "warning value" is left is the control and regulation of the scale formation difficult.
h bestand bisher eines der Hauptprobleme, denen sich die Fachleute -gegenübersahen, in der richtigen automatischen Regelung der Alkalinität M des zurückgeführten, fessers durch Injektion von Säuren, denn die werte der Älkalinität M innerhalb der ü-ren^en des für die "alkalische Behandlung" festgelegten Intervalls ansteigen, zeigt die Beziehung zwischen Al MIinität H und dem pH des zurück^eleiteten v/assers, daß -eine Troräe Änderung der Al!rai.initat M einer geringfügigen Änderung des pH entsprechen kann. So far, one of the main problems faced by the experts has been the correct automatic regulation of the alkalinity M of the returned tank by injection of acids, because the values of the alkalinity M within the range of the for the "alkaline treatment" The relationship between Al Minity H and the pH of the returned water shows that a change in Al ! r ai.initat M can correspond to a slight change in pH.
Die Beispiele 1^ und 4 der Tabelle II zeilen eine typische Situation in einem ivühlturmsystem, wo die alkalische Behandlung angewendet wird.. Man "kgnn zum Beispiel feststellen, daß eine Änderung der Alkalinität M von 110 ppm einer Änderung des pH entspricht, die nur 0,2 Einheiten beträgt.Examples 1 ^ and 4 of Table II show a typical situation in a cooling tower system where the alkaline treatment is applied. For example, it can be found that a change in alkalinity M of 110 ppm corresponds to a change in pH which is only zero , 2 units.
U)S ist nunmehr klar erkennbar, worin der Nachteil besteht, der mit einem solchen Ver+'ahren der alkalischen Behandlung verbunden ist, nämlich in der merklichen Schwierigkeit, die Alicalinität M durch iiJinstellung des pH dea Systems des zurückereleiteten v/assers- zu regeln. In der Praxis können die zur Messung des pH gewöhnlich in Kühlturmsystemen verwendeten Systeme das pH des zurückgeführten vVassers in einem Intervall von £ 0,2 Einheiten um den vorgegebenen Wert bestimmen und Variationen der Alkalinität M-, die weit größer sind als jene für eine zufriedenstellende Ausführungsform dea "alkalischen ■ Programms", tolerierbaren, entsprechen oft dieser Schwankung.It is now clearly recognizable what the disadvantage is associated with such an alkaline treatment, namely the noticeable difficulty of regulating the alicalinity M by adjusting the pH of the system of the returned water. In practice, the systems commonly used to measure pH in cooling tower systems can determine the pH of the recirculated water within an interval of £ 0.2 units of the predetermined value and variations in alkalinity M- far greater than those for a satisfactory embodiment dea "alkaline ■ program", tolerable, often correspond to this fluctuation.
Hauptaufgabe der Erfindung ist daher die Ausgestaltung einer Vorrichtung zur automatischen Regelung und Kontrolle der Alkalinität des zurückgeführten Wassers in.offenen Verdampfungssystemen, wenn The main object of the invention is therefore to design a device for automatic regulation and control of the alkalinity of the returned water in open evaporation systems, if
> 100 ppm (als GaGO,) vorliegen; diese Vorrichtung sollte> 100 ppm (as GaGO,) are present; this device should
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die benannten speziellen Risiken oder Nachteile, die bei n licher und großer Zunahme der Alkalini tat M über die "V/amwerte" hinaus eintreten, beseitigen können, welche we^en der unzureichenden Empfindlichkeit durch pH-Meter, wie sie herkömmliche rweise verwendet werden, nicht ^erenrelt und kontrolliert werden können.can eliminate the named special risks or disadvantages that occur with a small and large increase in alkalinity above the "V / am values", which we ^ the insufficient sensitivity of pH meters, as they are conventionally used, cannot be determined and controlled.
Vorteil der erf in dungs gemäßen Vorrichtung ist die Möglich keit, daß sie" auch in. lallen eingesetzt werden kenn, wo die einzuhaltende Alkalinität M niedri& ist (30 - 100 rrm als CaCO^)» wobei die alkalische Behandlung noch in zufriedenstellender »/eise angewendet werden kann (zum Beispiel bei Es sern mit hohen Konzentrationen an OAdvantage of the erf in manure contemporary device is the possi bility that they "indicate also be used in babble, where the to be maintained alkalinity M niedri & does. (30-100 rrm as CaCO ^)» wherein the alkaline treatment nor satisfactory "/ iron can be used (for example in the case of acids with high concentrations of O
Praktisch gestattet die erfindungsgemäße Verrichtung die Bestimmung des Momentanwertes der Alkalinität M des Systems in regelmäßigen Intervallen und jederzeit für einen vorher festgelegten Zeitabschnitt; wenn der „vert dieser Alkelinität den "Warn"-v'/ert überschreitet, wird eine Pumpe in Okm^' besetzt zwecks Zufuhr der Säure, zum Beispiel Schwefelsäure, und der Betrieb über die gesamte Dauer des- vorher festgelegten Zeitraums aufrecht -gehalten.In practice, the performance according to the invention allows the determination the instantaneous value of the alkalinity M of the system in regular intervals and at any time for a predetermined one Time period; when the “vert of this alkalinity exceeds the "Warn" -v '/ ert, a pump in Okm ^' is occupied for the purpose of supplying the acid, for example sulfuric acid, and the Operation for the entire duration of the period specified in advance upright - held.
Spezieller Erfindungsgeffenstand ist daher eine Vorrichtung zur automatischen Regelung, der Alkalinität des zurückgeführten wassers von Verdampfungssystemen, welche.in Kombination enthält: mit einem Rührer ausgerüstete Mittel zum Sammeln eines vorbestimmxen Volumens des Hassers des Systems, die in eine Probenahmeleitung mit kontinuierlichem w'asserstrom eingesetzt sind; Mittel zum Öffnen und Schließen dieser Sammelmittel in programmierten regelmäßigen Zeitabständen, welche durch Zeitmesser über Solenoidventilmittel geregelt werden; Dosier- und Beschickungsmittel zur Titration auf einen bestimmten Säurewert in diesen Sammelmitteln; mit diesen S«mmelmitteln verbundene Mittel zum Messen des pH des Wassers in dem zu analysierenden System; Mittel zum Aufzeichnen der gemessenen pH-Werte, welche Mittel, nachdem die Titration mit dieser Säure beendetSpecial subject matter of the invention is therefore a device for automatic regulation, the alkalinity of the returned water from evaporation systems, which in combination contains: means equipped with a stirrer for collecting a predetermined volume of the hater of the system, which in a Sampling line used with continuous water flow are; Means for opening and closing these collecting means at programmed regular time intervals determined by timers regulated by solenoid valve means; Dosing and charging means for titrating to a specific acid value in these collecting means; associated with these drugs Means for measuring the pH of the water in the system to be analyzed; Means for recording the measured pH values, which means after the titration with this acid is finished
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ist, dnT-ch .Energiezufuhr auf υΗ-v/erte abgestellt werden !tonnen, die größer «ind als die Änderung des Farb-pH-v/erts eines Na^hweispvstems mit einer vorbestimmten iSnergetisiernngsrieriode, wobei diese Mittel während der ärergetisierungsperlode mit einem Motor in Verbindung stehen, welcher eine P1ImPe zur Zufunr von Säure zum ϊ^ββθγ des Systems "betätigt; sowie ,Va rnmittel, we I.che mit öiesen Meseune-smitteln in Verbindung stehen einen Alarm ertönen la ssen-können, bei ülintreten niedriger , d:e niedriger liesren als ein vorher festgelegtesis, dnT-ch. Energy supply can be turned off to υΗ-v / erte! tonnes, which are greater than the change in the color pH-value of a Na ^ hweispstems with a predetermined energizing period, this means during the energizing period with a Motor connected, which actuates a P 1 impulse for the supply of acid to the ϊ ^ ββθγ of the system "; as well as, va rnmittel, which are connected to these meseune-smittel can sound an alarm, in case of failure read lower, d: e lower than a predetermined one
jji e" jilT-f indung wird nun unter spezieller Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, v/orinjji e "jilT finding will now be made with specific reference to the Drawings described, v / orin
j?'iff. 1 eine graphische Aufzeichnung der pH-Skala auf der ADszisse i;ee;en die A"i tcalJnitat auf der Ordinate für einen spezieJlen Tjx) von v/asser ist;j? 'iff. 1 is a graphical plot of the pH scale on the ADscissa i ; ee; en the A "i tcalation on the ordinate for a particular Tjx) of water;
Ji'ig. 2 in jjiagrammform eine Vorrichtung gemäß dieser .Erfindung zur xie*?elung der Allrglinität darstellt; -Ji'ig. 2 shows, in jjiagraph form, a device according to this invention represents for the elimination of generality; -
Fig.-3 eine graühisohe Dprstellung ist, die die Alkalinität M (auf der Ordinate) für das Anfbauwasser und das tfasser des Systems, aufgetragen gegen die Zeit (auf der Ahszisse), für einen Kühlturm zeigt, wo eine Vorrichtung gemäß dieser Erfindung eingesetzt worden ist.Fig. 3 is a gray-black plot showing the M alkalinity (on the ordinate) for the starting water and the tfasser des System, plotted against time (on the axis), for shows a cooling tower where an apparatus according to this invention has been used.
In i'ie:. . 1 ist der v/ert der Alkalinität M (auf der Ordinate) p;ezeri clen ^H-vV'ert (Abszisse) für einen "bestimmten Typ von wasser aufiretrairen. Diese G-raphik stellt ein theoretisches Beispiel dar. fcann jedoch ebenso gut auf entsprechende tatsächliche Beispiele angewendet werden. In dieser graphischen Darstellung Kann '"iian den allgemeinen Trend erkennen, daß die Alkalinität Μ mit steigendem pH zunimmt.In i'ie :. . 1 is the value of the alkalinity M (on the ordinate) p; ez eri clen ^ H-vV'ert (abscissa) for a "certain type of water. This graph represents a theoretical example can be well applied to corresponding actual examples. In this graph, one can see the general trend that the alkalinity increases with increasing pH.
.ιj e erwähnt, bestand TDisher das Hauptproblem der automatischen Regelung der Alkalinität M darin, daß man nicht richtig das pH des zurückgeführten wassers zu erfassen vermochte. Pig. I zeigt die Beziehung, die zwischen pH und der Alkalinität M als ppm GaüO.^ existiert, wenn die Werte der Alkalinität M an-As mentioned above, the main problem was the automatic ones Regulation of the alkalinity M in the fact that one does not correctly was able to record the pH of the returned water. Pig. I shows the relationship that exists between pH and alkalinity M as ppm GaüO. ^ exists when the values of the alkalinity M an-
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steigen, ergibt sich in ähnlicher v/eise ein pH-Anstieg, aber die Zunahme im v/ert der Alkalinität M ist viel stärker ausgeprägt. increase, there is a similar increase in pH, but the increase in the value of the alkalinity M is much more pronounced.
In jiig, 2 ist eine Vorrichtung zur Regelung der Alkalinitnt M für Verdamofungssysteme gezeigt, .dine solche Vorrichtung enthält einen Titrationsbecher 10, der mit einem .Rührer 12 und mit einem tiefersitzenden Einlaß 14 und mit einem oberen Auslaß 16 ausgerüstet ist. Der Auslaß 16 kann mit dem passersystem in Verbindung stehen oder in einen Abwasserkanal abgelassen werden. Das zu analysierende c'Rsser des Systems steht mit α tau ^iinla.ß 14 in Verbindung. Der vv'asserstrom zum Einlaß wird geregelt in vorgegebenen Intervallen durch ein Solenoidventil 18, welches wiederum geregelt wird durch eine Programmiereinheit 20. tfenn der Einlaß 14 geschlossen ist, wird der Flüssigkeitsspiegel in dem Becher 10 durch die Stellung des Auslasses 16 festgelegt, wodurch ein wohldefiniertes Volumen der zu titrierenden flüssigkeit bestimmt wird. Eine Phiole 22 mit einem Plastikkapillarrohr 24 wird mit der in dem Reservoir 26 enthaltenen Titrationssäure während der Zeitspanne gefüllt, in der ein Dreiweg-Solenoidventil 28 beschlossen ist, das durch eine Zeitgebereinheit 30 kontrolliert wird. Die Säure in der Phiole 22 wird in den Analysenbeoher 10 entleden, wenn das Ventil 28 mittels der Zeitgebereinheit 30 geöffnet wird. Ein pH-Meter 32, mit einer in die Flüssigkeit des Bechers 10 tauchenden Meßelektrode 34 ist über ein Relais 36 mit einer Pumpeinheit 38 zur Beschickung des Systems mit Säure verbunden. Die Pumpeinheit 38 steht mit einem Reservoir 40 der Säure und mit einem y/assersystem 42 in Verbindung, Das pH-Meter 32 ist auch über ein Relais 44, das mittels der Programmie'einheit 20 kontrolliert wird,1 mit einer warnvorrichtung 46 verbunden, welche einen Alarm gibt, wenn das pH des wassers zu niedrig wird, zum Beispiel niedriger als 7*In jiig, 2 a device for regulating the alkaline level M for evaporation systems is shown. Such a device contains a titration beaker 10 which is equipped with a stirrer 12 and with a lower inlet 14 and with an upper outlet 16. The outlet 16 can be in communication with the passersystem or can be drained into a sewer. The c'Rsser of the system to be analyzed is connected to α tau ^ iinla.ß 14. The flow of water to the inlet is regulated at predetermined intervals by a solenoid valve 18, which in turn is regulated by a programming unit 20. When the inlet 14 is closed, the liquid level in the cup 10 is determined by the position of the outlet 16, whereby a well-defined Volume of the liquid to be titrated is determined. A vial 22 with a plastic capillary tube 24 is filled with the titration acid contained in the reservoir 26 during the period in which a three-way solenoid valve 28, which is controlled by a timer unit 30, is closed. The acid in the vial 22 is disposed of in the analyzer 10 when the valve 28 is opened by means of the timer unit 30. A pH meter 32, with a measuring electrode 34 immersed in the liquid in the cup 10, is connected via a relay 36 to a pump unit 38 for charging the system with acid. The pump unit 38 is connected to a reservoir 40 of the acid and to a water system 42. The pH meter 32 is also connected to a warning device 46 via a relay 44, which is controlled by the programming unit 20, 1 gives an alarm when the pH of the water gets too low, for example lower than 7 *
Der Zeitgeber 30 regelt die Entleerung der Phiole 22 in regelmäßigen programmierten Intervallen, Genauer gesagt, wenige Sekunden, nachdem der Becher 10 gefüllt worden ist, wird derThe timer 30 regulates the emptying of the vial 22 at regular intervals programmed intervals, more precisely, a few seconds after the cup 10 has been filled, the
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Inhalt der Ph j öle 2^ in aas Volv>"isn der in dem Becher 10 enthaltenen !E1IUanickelt entleert und durch den Hübrer 12 konstant gerünrt. Wach einer folgenden kurzen Zeitspanne bewegt sich eine ln'?exanaeip;e auf dem nil-wJpter 32, aas mit der in die j^lüssi ""keit in dem Becher lü eintauchenden Meßelektrode 34 verbunden ist, weg vom iuinimumwert, der auf der Skala des pH-Meters markiert ist. v/enn -nach der Titration das pH größer ist als der Minimumwert (pH 4,5. der IVr-bänderungspunkt des Methylorange), wird das itelais 36 energetisiert und .bleibt für eine vorbestimmte Periode eines Z3rk:lus energetisiert, zum Beispiel 1 Stunde, wodurch der Betrieb der die Säure in das -,yassersystem eingebenden Pumpe 38 auf eJne langsame Geschwindigkeit, etwa das 1,5 bis 2fache der !FTießgeschwindigkeit, eingeregelt wird, aie zur Neutralise, erung. der durch das Aufbauwasser in das rfassersystem mitgeschleppten Alkalinität notwendig ist. üj's können verschiedene pH-Metertypen verwendet werden. Vorzugsweise wird ein optisch erfassendes Mittel verwendet, um die farbänderung im Becher 10 während der Titration zu erfassen.Contents of Ph j oils 2 ^ in aas Volvo>"isn contained in the cup 10 E drained 1 IUanickelt and constant gerünrt by the Hübrer 12 wax a short period of time following moves a ln 'exanaeip;!.? E on the nil wJpter 32, which is connected to the measuring electrode 34 immersed in the liquid in the beaker, away from the minimum value which is marked on the scale of the pH meter. If -after the titration the pH is higher as the minimum value (pH 4.5. the IVr change point of the methyl orange), the itelais 36 is energized and remains energized for a predetermined period of a Z3rk: lus, for example 1 hour, whereby the operation of the acid in the -, The pump 38 entering the water system is regulated to a slow speed, about 1.5 to 2 times the flow speed, as is necessary to neutralize the alkalinity carried along by the build-up water into the water system. Various types of pH meters can be used. V Preferably, an optically detecting means is used to detect the change in color in the beaker 10 during the titration.
,'Venn im Gegensatz hierzu nach der Titration das pH niedriger liegt als dieses Minimum (4,5), wird das Heiais 36 nichts energetisiert, und es tritt keine Zufuhr von Säure aus der Pumpe für die nachfolgende Stunde ein, Nach Beendigung der Titrationsperiode wird der Jüinlaß 14 des Bechers 10 wieder unter Regelung des Solenoidventils 18 geöffnet, und das V/asser des Sj7-Stems 48 fließt frei durch den Becher.If, on the contrary, the pH is lower than this minimum (4.5) after the titration, the heat 36 is not energized and there is no supply of acid from the pump for the following hour. After the end of the titration period the inlet 14 of the cup 10 is reopened under the control of the solenoid valve 18 and the water from the Sj 7 stem 48 flows freely through the cup.
wie oben während des Zustandes des freien Flusses von ,ifl<3ser durch den Becher 10 der Index des pH-Meters 32 einen !Pließgleichgewichtszustand erreicht und unter dem Maximalwert, der zum-Beispiel auf 7 festgelegt ist, bleibt, wird ein vVarnsignal aus Vorrichtung 46 gegeben, die mit dem pH-Meter 32 verbunden ist. - .. .as above during the state of the free flow of , ifl <3ser through the cup 10 the index of the pH meter 32 one ! Pliess equilibrium state reached and below the maximum value, For example, if it is set to 7, it becomes a warning signal from device 46 connected to pH meter 32. - ...
IUs ist anzumerken, daß die V erdampfungs systeme gewöhnlich eine größere. Verweilzeit als mehrere Stunden haben; daher kann die oben vorgeschlagene Vorrichtung mit einer Frequenz von 1 StundeIUs it should be noted that the evaporation systems usually one bigger. Have a dwell time of more than several hours; therefore, the device proposed above can operate at a frequency of 1 hour
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oder auch kurzer als diese Zeiten nicht die <?;e wünsch te Kontinuität des Kontro! !betriebs innerhalb üblicher G-enfluip-iceitsgrem-.en, die für einen industriellen iJnßstab annehmbar erscheinen, beeinflussen.or even shorter than these times not the <?; e wish continuity of the Kontro! ! operating within the usual G-enfluip-iceitsgrem-.en, which appear to be acceptable to an industrial scale, influence.
Die entsprechenden Volumina des Bechers der Phiole hängen natürlich von dem Grenzwert der AlVglinitat ab, welche in dem System zu beachten ist, sowie von der !Concentration der Tit^ationssäure. The corresponding volumes of the cup of the vial depend of course on the limit of the AlVglinitat, which in the System is to be observed, as well as of the concentration of the titanic acid.
Zum Beispiel kann, wenn der Grenzwert für die Alkalinität 200 v,vm. beträgt, das Volumen des Bechers 300 cm' betragen. Znr Neutralisierung der Alkalinität ist ein Verbrauch von 60 mg H0SO.For example, if the alkalinity limit is 200 v, vm. the volume of the cup is 300 cm '. To neutralize the alkalinity, a consumption of 60 mg H 0 SO is required.
3 notwendig, üs ist notwendig, zum Bei spiel eine 30 cm -Phiöle mit N/25 Säure oder eine 15 cm'-Phiole mit 12,5 Ή Säure zn verwenden.3 necessary üs is necessary to play For a 30 cm -Phiöle with N / 25 acid or 15 C M'-vial with 12.5 Ή acid zn use.
Wenngleich es offensichtlich ist, daß große Volumina des Bechers und der Phiole die Titrationsgenauigkeit erhöhen, ist es ebenso zutreffend, daß diese großen Volumina einen größeren Säureverbrauch und demgemäß eine häufigere Wachfüllung des die Ti trat ions lösung enthaltenden xteservoirs erfordern.Although it is obvious that large volumes of the cup and the vial increase the titration accuracy, it is also true that these large volumes have a larger one Acid consumption and accordingly a more frequent wax filling of the die Require xte reservoirs containing titanium ionic solution.
In der mit !Pig. 3 gezeigten graphischen Darstellung kann man drei iiurven erkennen: Kurve A stellt die Alkalinität M des Aufbauwassers, Kurve B die Alkalinität H des v/assers in dem «'/assersystem und Kurve C (eine gerade Linie) den Heferenzgrenzwert für die Regelung der Alkalinität M dar. Diese Granhik bezieht sich auf einen Kühlturm, dessen Charakteristiken wie folgt sind:In the one with! Pig. 3 one can see three curves: Curve A represents the alkalinity M of the Build-up water, curve B the alkalinity H of the water in the water system and curve C (a straight line) the yeast limit value for the regulation of the alkalinity M. This granhik refers to a cooling tower whose characteristics as the following are:
Pließ.feschwindigkeit des zurückgeführten »/assers 4500 g ρ m Fließgeschwindigkeit des Aufbauwassers 130 g ρ mSpeed of the returned water 4500 g ρ m Flow velocity of the build-up water 130 g ρ m
Konzentrationsverhältnis 1,5 - 3,0Concentration ratio 1.5-3.0
Alkalinität M des Aufbauwassers 200 - 325 ppmAlkalinity M of the build-up water 200-325 ppm
(als OaCO-)(as OaCO-)
Die Erfindung ist anhand besonderer spezieller AusgestaltungenThe invention is based on particular special embodiments
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besonrieoen worden; es versteht sich jedoch von selbst, daß Änderungen oder Abänderungen vorgenommen werden können, ohne vom xtgjoinen des vorliegenden industriell vorteilhaften abzuweichen.been special; it goes without saying, however, that Changes or modifications can be made without from the xtgjoinen of the present industrially advantageous to deviate.
PatentansprücheClaims
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