NL9001133A - Werkwijze voor het bepalen en regelen van de hydroxylen waterstofperoxidedencentratie in bleekbaden alsmede inrichting voor het behandelen van textielbanen. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het bepalen en regelen van de hydroxyl- en waterstof-peroxideconcentratie in bleekbaden alsmede inrichting voor het behandelen van textielbanen.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bepalen van hydroxylionen- en waterstof peroxideconcentratie ([0H~] en [H2O2]) in een bleekbad, dat tenminste een oplossing van loog en waterstofperoxide in water omvat.

In deze beschrijving wordt met de hydroxylionenconcentratie in het algemeen de totale OH--ionenconcentratie in mol per liter bedoeld.

In de textielindustrie worden textielbanen aan diverse behandelingen onderworpen alvorens zij worden verwerkt tot gerede produkten. Meestal omvat tenminste één van deze behandelingen het passeren van de textielbaan door een zogenaamd bleekvlot, waarbij de textielbaan wordt geïmpregneerd met chemicaliën, die zich in dit bleekvlot bevinden. Het gaat hierbij meestal om baden, die een oxidator zoals waterstofperoxide en een loog zoals natronloog bevatten. Daarnaast zijn vaak stabilisatoren aanwezig, die organische verbindingen of bijvoorbeeld waterglas kunnen betreffen.

Om bij de genoemde behandeling een constante produktkwaliteit te garanderen en chemicaliën optimaal te gebruiken, zonder dat een onnodige belasting van het milieu optreedt, is een goede regeling van de bad-concentratie gewenst. Ongelijkmatigheden in de produktkwaliteit kunnen niet alleen direkte problemen tijdens de produktie veroorzaken, maar eveneens problemen in een later stadium.

Een overmaat aan opgenomen chemicaliën moet later van het doek worden verwijderd, hetgeen kostbaar is en bovendien ongewenste milieu-effekten kan opleveren.

Het is derhalve van groot belang, dat men tijdens de behandeling van textielbanen de loog- en waterstofperoxideconcentratie in bleekbaden op de gewenste wijze kan bepalen en (opnieuw) kan instellen.

Het is bekend de badconcentratie te meten door middel van handmatige of automatische titratie. Deze methode is echter bewerkelijk en vaak onnauwkeurig. Bovendien komt de titratiemethode niet in aanmerking voor het continu meten van de badconcentraties.

Uit Textilveredlung Y]_ (1982) No. 7. blz. 284-289 is een methode bekend voor de thermometrische on-line-meting en regeling van peroxide bevattende bleekbaden. De methode is gebaseerd op de meting van de vrijgekomen warmte bij de exotherme oxidatie van peroxide. Daarbij wordt de toepassing van een natriumhypochlorietoplossing aanbevolen. De meting heeft echter als nadeel, dat onnauwkeurige waarden kunnen optreden.

Gevonden werd nu, dat de genoemde badconcentratie in het bleekbad of daaruit afkomstige vloeistof kunnen worden bepaald aan de hand van de eenvoudig meetbare grootheden geleidendheid G, pH en de temperatuur, indien deze in het bleekbad niet constant is.

De uitvinding betreft derhalve een werkwijze voor het bepalen van de hydroxylionen- en waterstofperoxideconcentratie ([OH-] en [H2O2]) in een bleekbad, dat tenminste een oplossing van loog en waterstofperoxide in water omvat, waarbij de volgende grootheden, die gerelateerd zijn aan [OH-] en [H2O2], in het bleekbad of daaruit afkomstige vloeistof worden gemeten: de geleidendheid G, de pH en de temperatuur T.

De volgens de werkwijze van de uitvinding bepaalde grootheden leveren door berekening de op het moment van de meting aanwezige hydroxyl- en waterstofperoxideconcentratie. Deze berekening wordt aan de hand van het volgende schema uitgevoerd, waarbij de temperatuur tijdens de meting op T°C wordt gesteld en als representatief voorbeeld voor loog natriumhydroxide wordt toegepast.

Gr = Grp . (1,008) (25-T), waarin (I)

Gr de geleidendheid in mS bij 25°C voorstelt en G-ji de geleidendheid in mS bij T°C voorstelt.

PHr = pHT + (25-T).(-0,019) (II) waarin pHR de pH bij 25°C voorstelt en pHT de pH bij T°C voorstelt.

NaOOH = 63,9 + (-0,555*0 .Gr (III) waarin —NaOOH de solaire geleidendheid van NaOOH voorstelt.

G systeem = Gr - G*, (IV) waarin G* de geleidendheid in mS voorstelt, veroorzaakt door ionen die niet tot het systeem behoren, in het algemeen carbonaationen.

(V) (VI) waarbij in de formules V en VI [OH-], [00H-] en [H2O2] de evenwichtsconcentraties voorstellen.

(VII) waarin de dissociatieconstante van het evenwicht 00H" + H20 H202 + OH” voorstelt. (VIII)

Op grond van de bovenstaande formules V-VII kunnen derhalve de [OH-], [00H-] en [H202] worden vastgesteld. De hoeveelheid NaOH respectievelijk H202 wordt als volgt berekend: hoeveelheid NaOH (g/1) = ( [OH-] + [00H"] ).40 (IX) hoeveelheid H202 (g/1) = ( [00H~] + [H202] ).34 (X) waarbij 40 en 34 de molecuulgewichten van NaOH en H202 zijn.

Bovengenoemde hierboven aan de hand van de vergelijkingen I-X uiteengezette rekenmethodiek kan eerst dan worden uitgevoerd, indien voor het betreffende bleeksysteem de constanten en G* bekend zijn. Voor ieder bleeksysteem, gebaseerd op loog en H202, moeten deze constanten door calibratie in de praktijk worden vastgesteld. Dit gebeurt door het uitvoeren van een chemische (titrimetrische) analyse, waarbij de peroxide-, hydroxide- en carbonaatconcentratie worden bepaald. Hieruit kan de theoretische geleidendheid voor het systeem worden berekend. Het verschil tussen de gemeten geleidendheid en de theoretische geleidendheid wordt aangemerkt als de geleidendheid G*.

kan worden vastgesteld uit het analyseresultaat en de pH-meting met behulp van de dissociatievergelijking VIII.

[OH-] = lÖPH-^ (XI) [00H-] = A - [OH-] (XII) [H202] = B - [00H-] (XIII) A = mol/liter hydroxide zoals geanalyseerd.

B = mol/liter peroxide zoals geanalyseerd.

De drie aldus verkregen evenwichtsconcentratie worden ingevuld in vergelijking VII, wat oplevert.

Het spreekt vanzelf dat de aan de hand van de vergelijkingen I-X genoemde berekening op eenvoudige wijze met behulp van een microprocessor en een geschikt programma kan worden uitgevoerd, waarbij men in de microprocessor uitsluitend de waarden van de pH, de geleidendheid en de (gemeten) temperatuur behoeft in te voeren.

Aan de hand van de resultaten van de volgens de uitvinding uitgevoerde bepaling van de hydroxyl- en waterstofperoxideconcentraties kan de dosering van loog en waterstofperoxide in het bleekbad op doelmatige wijze bijvoorbeeld continu worden uitgevoerd.

De uitvinding betreft derhalve tevens een werkwijze voor het regelen van de [OH“] en [H2O2] in een bleekbad, dat tenminste een oplossing van loog en waterstofperoxide bevat, waarbij de genoemde concentraties in het bleekbad worden bepaald volgens de hierboven beschreven werkwijze en de dosering van loog en waterstofperoxide op grond van de resultaten van deze bepaling wordt ingesteld.

De uitvinding betreft tevens een werkwijze voor het behandelen van een textielbaan in een bleekbad, dat tenminste een oplossing van loog en waterstofperoxide in water omvat, waarbij de [OH“] en [H202] in het bleekbad, waaruit de textielbaan vloeistof opneemt, worden geregeld volgens de hierboven beschreven werkwijze.

Voorts omvat de uitvinding een inrichting voor het behandelen van een textielbaan, omvattend een als bleekbad toepasbare kuip, zoals een impregneerinrichting bijvoorbeeld een foulard of een rollenkuip middelen voor het passeren van de textielbaan door het bleekbad middelen voor het toevoeren van oplossingen van loog en waterstofperoxide, omvattende houders voor de genoemde oplossingen en doseerorganen, meetapparatuur voor het meten van de geleidendheid, pH en eventueel temperatuur in het bleekbad, waarbij de meetapparatuur via een microprocessor verbonden is met de doseerorganen.

De bleekbaden, die volgens de werkwijze resp. inrichting van de uitvinding worden toegepast, bevatten bij voorkeur een organische stabilisator, die op zichzelf bekend is. Ook andere stabilisatoren hoeven de bepaling volgens de uitvinding echter niet te storen. Zo kan bijvoorbeeld in het bleekbad waterglas aanwezig zijn, waarbij de bepalingsmethoden volgens de uitvinding eveneens kan worden toegepast, in het bijzonder indien binnen redelijke grenzen rondom de in de industrie gebruikte receptuur wordt gewerkt en hierbij door calibratie en G* zijn vastgesteld.

Verder is gebleken dat de methode volgens de uitvinding niet in aanzienlijke mate nadelig beïnvloed wordt door de aanwezigheid van carbonaat in de bleekbaden. Dit carbonaat is vaak (in ondergeschikte hoeveelheden) in bleekbaden aanwezig, doordat de basische baden kooldioxide uit de omgevingslucht opnemen.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van een duurproef, die is uitgevoerd met een in de industrie toegepast bleekbad.

De resultaten van de metingen, analyses en berekeningen zijn aangegeven in de tabellen A, B en C.

Bij deze duurproef gelden de volgende waarden: % = 0,0019 en G* = 2,02 mS.

?) Bij de monstername op 6,9,10,11 en 12 oktober is de pH slechts op één decimaal afgelezen.

pH'T : pH, gemeten bij de temperatuur (°C) van het vlot.

G τ : Geleidendheid, gemeten bij de temperatuur van het vlot.

**) De berekende waarden voor K. op 6,9,10,11 en 12 October moeten buiten beschouwing worden gelaten, omdat de pH in deze gevallen niet nauwkeurig genoeg is afgelezen.

pl% : pH herleid naar 25 °C.

G £ : Geleidendheid herleid naar 25 °C.

K;l : Berekende evenwichtskonstante loog/peroxide.

G* : Berekende correctie op de geleidendheid voor de niet tot het systeem behorende ionen (soda e.d.)

**) Alsjgevolg van het af lezen van de pH op één decimaal mogen deze berekende waarden niet in de fout beschouwing worden meegenomen.

Claims (4)

1. Werkwijze voor het bepalen van de hydroxylionen- en waterstof-peroxideconcentratie ([0H~] en [H2O2]) in een bleekbad, dat tenminste een oplossing van loog en waterstofperoxide in water omvat, waarbij de volgende grootheden, die gerelateerd zijn aan [OH-] en [H2O2] in het bleekbad of daaruit afkomstige vloeistof worden gemeten: de geleidendheid G de pH en de temperatuur T.

2. Werkwijze voor het regelen van de [OH-] en [H2O2] in een bleekbad, dat tenminste een oplossing van loog en waterstofperoxide bevat, waarbij de genoemde concentraties in het bleekbad worden bepaald volgens de werkwijze van conclusie 1 en de dosering van loog en waterstofperoxide op grond van de resultaten van deze bepaling worden ingesteld.

3. Werkwijze voor het behandelen van een textielbaan in een bleekbad, dat tenminste een oplossing van loog en waterstofperoxide in water omvat, waarbij de [OH-] en [H2O2] in het bleekbad, waaruit de textielbaan vloeistof opneemt, worden geregeld volgens de werkwijze van conclusie 2.

4. Inrichting voor het behandelen van een textielbaan, omvattend een bleekbad middelen voor het passeren van de textielbaan door het bleekbad middelen voor het toevoeren van oplossingen van loog en waterstofperoxide, omvattende houders voor de genoemde oplossingen en doseerorganen meetapparatuur voor het meten van de geleidendheid, pH en eventueel temperatuur in het bleekbad waarbij de meetapparatuur via een microprocessor verbonden is met de doseerorganen. ****