DE725115C

DE725115C - Procedure for determining the phosphate content in the boiler water

Info

Publication number: DE725115C
Application number: DEC55640D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Anton Michels
Original assignee: Chemische Fabrik Budenhiem KG
Current assignee: Chemische Fabrik Budenhiem KG
Priority date: 1940-02-14
Filing date: 1940-02-14
Publication date: 1942-09-15

Description

Verfahren zur Bestimmung des Phosphatgehaltes im Kesseiwasser Zu den allgemein üblichen Bestimmungen der Alkalität und der Dichte des Klesselwassers ist in den letzten Jahren die Prüfung auf einen ueberschuß an Phosphat als wesentlicher und wichtiger Bestandteil der Kesselwasseruntersuchung hinzugekommen. Die Verwendung von Alkaliphosphaten, insbesondere von Trinatriumphosphat, zum Zwecke der Aufbereitung von Kesselspeisewasser hat in größtem Umfange Einführung und Anerkennung gefunden. Darüber hinaus wird aus Gründen der Sicherheit, z. B. zum Schutz gegen unregelmäßiges Arbeiten der Enthärtungsanlage als Folge von Härteschwankungen im Rohwasser oder gegen Härteeinbrüche aus rückgeführtem Kondenswasser blei Vorliegen von nicht erkannten Undichtigkeiten der Rohrleitungen sowie besonders zum Schutze der wasserseitigen Kesselwandungen gegen Korrosion, die Aufrechterhaltung eines gewissen kleinen Phosphatübers chussies im Kesseiwasser empfohlen und meistens vorgeschrieben. Die Höhe des Überschusses muß regelmäßig geprüft werden, um einerseits eine Mindestmenge nicht zu unterschreiten, andererseits an Phosphat zu sparen. Als Richtlinie gilt ein Gehalt von 5 bis 50 mg P205 im Liter, je nach Eigenart der Wasserbeschaffenheit und der Kesselbauart. Größere Mengen, etwa von 80 mg, werden beobachtet und können noch als unbedenklich von Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit gelten. In der allgemeinen Kesselhauspraxis hat sich der Gehalt von 20 bis 30 mg P2O5 im Liter Kesselwasser leingebürgert.Method for determining the phosphate content in boiler water To the generally accepted determinations of the alkalinity and the density of the boiler water In recent years, testing for an excess of phosphate has become more essential and an important part of the boiler water analysis has been added. The usage of alkali phosphates, especially trisodium phosphate, for the purpose of processing of boiler feed water has been widely introduced and recognized. In addition, for reasons of security, e.g. B. to protect against irregular Operation of the water softener as a result of hardness fluctuations in the raw water or against hardness drops from returned condensation lead presence of undetected Leaks in the pipelines and especially to protect the water-side Boiler walls against corrosion, the maintenance of a certain small amount of phosphate chussies in kessei water are recommended and mostly prescribed. The amount of the excess must be checked regularly in order not to fall below a minimum quantity on the one hand, on the other hand to save on phosphate. The guideline is a salary of 5 to 50 mg P205 per liter, depending on the nature of the water and the type of boiler. Larger amounts, around 80 mg, are observed and can still be considered harmless apply from an economic point of view. In general boiler house practice the content of 20 to 30 mg P2O5 per liter of boiler water has become established.

D!er Nachweis so kleiner Mengen Phosphat erfordert recht lempfindliche Prafungsverfahren. Die Ansprüche werden gesteigert einmal dadurch, daß leder mit chemischen Laboratoriumsarbeiten nicht vertraute Kesselbeheizter die Prüfung an Ort und Stelle schnellstens durchzuführen in der Lage sein muß, zumal ein Laboratorium auch vielfach gar nicht vorhanden ist, andererseits durch di-Forderung, aus der Art des Reaktionsablaufes einigermaßen zuverlässige Rückschlüsse auf die Menge des vorhandenen Phosphat überschusses zu ziehen, ohne zu zeitraubenden und umständlichen Verfahren greifen zu müssen. The detection of such small amounts of phosphate requires very oil-sensitive ones Examination procedure. The demands are increased by the fact that leather with chemical laboratory work unfamiliar boiler heaters the It must be possible to carry out the examination on the spot as quickly as possible, especially since a laboratory is often not available at all, on the other hand due to di-demand, reasonably reliable conclusions on the nature of the reaction process Amount of existing phosphate surplus to be drawn without being too time-consuming and having to resort to cumbersome procedures.

Es sind zahlreiche Verfahren ausgearbeitet worden, die sich sämtlich auf Molybdatlösungen aufbauen. Der hohe Preis der Lösungen und die Seltenheit von Molybdän verteuern die Kesselwasserprüfung und zwingen zur Einschränkung ihrer Vornahme auf das äußerst Notwendige. Man hat auch schon vorgeschlagen, den Phosphatgehalt rein titrimetrisch mit Hilfe von eingestellter Lauge und Säure zu bestimmen, wobei aus der Titrationsstufe von Methylorange bis Phenolphthal'ein oder anderen geeigneten Indikatoren, d. h. aus dem Übergang von NaH2PO4 in Na2HPO4, der Phosphatgehalt errechnet werden kann. Dieses Verfahren ist jedoch schlecht geeignet, weil die h!ohe Konzentration an Alkali, insbesondere Hydroxyd. Carbonat und Silicat, den Endpunkt der Titration stört und sich die Fehler in Anbetracht der außerordentlich niedrigen Phosphatkonzentratilon zu stark multiplizieren. Numerous procedures have been devised, all of which differ build on molybdate solutions. The high price of the solutions and the rarity of Molybdenum makes boiler water tests more expensive and forces you to restrict their performance to the essential. It has also been suggested to check the phosphate content to be determined purely titrimetrically with the help of adjusted alkali and acid, whereby from the titration stage from methyl orange to phenolphthalein or other suitable ones Indicators, d. H. the phosphate content is calculated from the transition from NaH2PO4 to Na2HPO4 can be. However, this method is poorly suited because of the high concentration of alkali, especially hydroxide. Carbonate and silicate, the end point of the titration bothers and the errors in view of the extraordinarily low phosphate concentrate multiply too much.

Das neue Verfahren zur Bestimmung des Phosphatüberschusses geht nun von der an sich. in der analytischen Chemie bekannten Reaktion aus, daß Alkaliphosphate mit löslichen Erdall;alisalzen in Gegenwart von Ammoniali einen Niederschlag des tertiären Erdalkaliphosphats ergeben. Da Kesselwasser stets reich an löslichen Sulfaten ist, herrührend von den Umsetzungsprodukten der bleibenden Härte des Rohwassers, kommt für das neue Verfahren nur ein lösliches Calciumsalz, z. B. das Chlorid oder Nitrat, in Betracht, während Barium- oder Strontiumverbindungen ausscheiden. Das wesentliche Erfindungsmerkmal des neuen Verfahrens ist darin zu erblicken, daß die zum Zwecke der Alkaligehaltsbestimmung bis zum Methylorangeumschlag titrierte Probe mit einer durch Ammoniak auf einen pM-Wert von mindestens 105 alkalisch gemachten löslichen Calciumverbindung versetzt und die auftretende Trübung oder Flockenbildung beobachtet wird. In der Methylorangestufe sind die Carbonate zerstört, so daß als einziges fällendes Ion nur das Phosphation vorhanden ist. Die in Kessel. wässern erfahrungsgemäß auftretenden Kieselsäuregehalte beeinflussen die Reaktion nicht. The new method for determining the phosphate excess is now possible of that in itself. reaction known in analytical chemistry from that alkali metal phosphates with soluble Erdall; ali salts in the presence of ammonia a precipitate of tertiary alkaline earth phosphate result. Since boiler water is always rich in soluble sulfates is derived from the conversion products of the permanent hardness of the raw water, comes for the new process only a soluble calcium salt, z. B. the chloride or Nitrate, while barium or strontium compounds are eliminated. That The essential feature of the new process is that the For the purpose of determining the alkali content, the sample is titrated to the point of methyl orange change with one made alkaline by ammonia to a pM value of at least 105 soluble calcium compound and the resulting cloudiness or flake formation is observed. In the methyl orange stage, the carbonates are destroyed, so that as only precipitating ion only that phosphate ion is present. The one in cauldron. water Experience has shown that the silica content does not affect the reaction.

Es hat sich außerdem gezeigt, daß die Prüfung mittels einer ammoniakalischen Chlorcalciumlösung oder einer Calciumnitratlösung erst die erforderliche Empfindlichkeit besitzt.It has also been shown that the test using an ammoniacal Calcium chloride solution or a calcium nitrate solution first the required sensitivity owns.

Versetzt man nämlich die gegen Methylorange titrierte Kesselwasserprobe zunächst mit Chlorcalciumlösung und erst dann mit Am moniak, so bleibt bei kleinem phosphatgehalt die Lösung klar, während eine almmoniakatische Chlorcalciumlösung eine deutlich sichtbare Trübung erzeugt. Es hat sich ergeben, daß die Calciumlösung auf einen pH-Wert von mindestens 10,5 gebracht sein muß. Es wurde weiterhin gefunden, daß die ausdrückliche Anwärmung der Probe der Erkennbarkeit nicht förderlich ist, weil die Flockenbildung zu rasch einsetzt, die wenigen fein verteilten Flocken aber schwer zu sehen sind.If you move the boiler water sample titrated against methyl orange first with calcium chloride solution and only then with ammonia, then stick to the small phosphate content clears the solution, while an almmoniakatic calcium chloride solution creates a clearly visible cloudiness. It has been found that the calcium solution must be brought to a pH value of at least 10.5. It was further found that the explicit heating of the sample is not conducive to recognizability, because the flakes start to form too quickly, but the few finely divided flakes hard to see.

Es ist vielmehr notwendig, etwa bei Raumtemperatur zu arbeiten. Diese ergibt sich oline weiteres durch die Abkühlung der Kesselwasserprobe während der vorhergehenden Vorbereitungen, wie Filtration, und während der Titration auf Alkalität. Unter den genannten günstigen Be dingttngen tritt bei einem Gehalt von etwa 30 mg P2O5 im Liter eine deutlich erkennbare schwache Trübung auf, bei etwa 80 mg eine starke Trübung. Dieser ungefähre Befund genügt vollauf, um der Kesselbedienung Richtlinien für die Einstellung der Wasserreinigungsanlage zu gehen.Rather, it is necessary to work around room temperature. These results from the cooling of the boiler water sample during the previous preparations, such as filtration, and during the titration for alkalinity. Under the favorable conditions mentioned above, a content of about 30 mg occurs P2O5 shows a clearly noticeable slight turbidity per liter, at around 80 mg one severe cloudiness. This approximate finding is fully sufficient to set the boiler operation guidelines to go for setting the water purification system.

Zweckmäßig wird die Prüfung so ausgeführt, daß man von dem auf Methylorangeumschlag titrierten ECesselnrasser, dessen Salzgehalt durch die zugefügte eingestellte Säure nur unerheblich geändert ist, 10 ccm entnimmt und in ein Reagensglas bringt. Hierzu gießt man dann 10 ccm einer mittels Ammoniak auf pH 10,5 gebrachten Lösung von 5g Ca Cl2 im Liter und beobachtet das Verhalten der Mischung. The test is expediently carried out in such a way that one changes from the to methyl orange titrated ECesselnrasser, its salt content due to the added acidity is changed only insignificantly, 10 cc removed and placed in a test tube. For this 10 cc of a solution of 5 g which has been brought to pH 10.5 by means of ammonia is then poured Ca Cl2 per liter and observes the behavior of the mixture.

Claims

PATENT CLAIM: Method for determining the phosphate content in Boiler water by means of a soluble calcium salt, characterized in that which titrated to methyl orange for the purpose of determining the alkali content Boiler water sample with ammonia to a pH value of at least 10.5 soluble calcium compound made alkaline and the resulting turbidity or flaking is observed.