Reinstwassersysteme mögen keine organischen Belastungen. Das gilt besonders bei Kesseln unter hohem Druck. Dort darf die TOC-Konzentration (Total Organic Carbon, die Summe des gesamten organischen Kohlenstoffs) 0,1�?�0,5mg/l (ppm) nicht überschreiten. Standard ist heute, den Alarm bei 0,1�?�0,2mg/lC zu setzen. Entsprechend zuverlässig müssen TOC-Messgeräte messen - einfaches Kalibrieren und Validieren hilft zusätzlich. Schließlich muss das gesamte Überwachungssystem so in die Prozesse integriert werden, dass diese optimal gesteuert werden. Die Praxis sieht jedoch manchmal anders aus. Der niederländische Systemintegrator ODS Sampling & Analytical Systems weiß, dass viele Systeme für Kondensat, Dampf oder Kesselspeisewasser unter dem sogenannten Memory-Effekten leiden. Dann werden Kontaminationen gemessen, die gar nicht mehr vorhanden sind. Die Folge: Teures, nicht verunreinigtes Dampfkondensat oder Kesselspeisewasser wird in den Abfluss abgelassen und der Reservetankbehälter geleert. Entweder muss dann mehr Frischwasser aus der Reinstwasseraufbereitung verwendet oder die Dampfanlage abgeschaltet werden. Ein wichtiger Faktor zum Vermeiden solcher Schäden und folglich zur Reduktion von Betriebskosten ist die Ansprechzeit des gesamten Überwachungssystems. Diese wird beeinflusst von der Zeitverzögerung beim Probentransport, von Absorptions- und Adsorptionseffekten sowie von der Durchlaufzeit der Analyse. Ansprechzeiten können an allen befeuchteten Bauteilen verlängert werden - zum Beispiel durch Ad- und Absorptionseffekte der Wasserinhaltsstoffe, etwa bei Ölen oder Phenolen. Grundsätzlich gilt: Je niedriger die TOC-Konzentration, desto länger die Ansprechzeit. Besonders wichtig ist es, die Probe vom Entnahmepunkt bis in das Messgerät in unveränderter Zusammensetzung zu transportieren und zu erhalten. Eine ausreichende Probengeschwindigkeit in der Probenleitung - empfehlenswert ist 1m/s - kann die Zeit des Probentransports so gering wie möglich halten. Die Nutzung kleiner Probenleitungsdurchmesser (in der Regel wird ein Innendurchmesser von 4mmempfohlen) verringert die befeuchteten Oberflächen. Hoher Druck kann auch bei diesen kleinen Leitungsdurchmessern risikolos verwendet werden. Eine permanente Durchspülung der Probenleitungen und feuchten Teile sowie die Verwendung geeigneter Materialien mindern dann Memory-Effekte. Empfohlen wird die Verwendung von Komponenten aus Edelstahl 316 bzw. 304, Glasfaser, Teflon, Viton oder Quarzglas. ODS hat in den letzten Jahren eine Vielzahl von TOC-Analysatoren zur Überwachung von Füllwasser, Kesselspeisewasser sowie Kondensatrücklauf und Dampfkondensat installiert. Während dieser Zeit wurden verschiedene Messgeräte und -verfahren eingesetzt und getestet. Deutlich wurde: Vor allem spezialisierte Messtechnik schafft Abhilfe. So setzt der Systemintegrator aufgrund seiner Markterfahrung seit vielen Jahren TOC-Analysatoren von LAR ein, die nach deren patentierter thermischer Oxidation bei 1.200°C ohne Katalysator in Kombination mit einer Mehrfachschleifeninjektion arbeiten. Die Injektionsschleife hat ein konstantes, da definiertes Volumen von circa 400µl. Die Analysatoren arbeiten nicht nur katalysatorfrei, sondern schützen die Probe auch vor Verunreinigungen durch Eindringen von CO 2aus der Umgebungsluft. Bei sehr geringer Probenkonzentration wird eine Multischleifeninjektion verwendet, zum Beispiel für 50ppb TOC 4�? 400µl. Um Absorptionseffekte der peristaltischen Pumpen mit flexiblen Schläuchen vorzubeugen, werden diese bei Geräten von LAR nachgeschaltet und saugen dabei den Probenstrom - hier spielen die Effekte keine Rolle mehr. Das applikationsspezifische Messgerät QuickTOCcondensate liefert dabei in niedrigen Messbereichen bis 2000µl/l (ppb) akkurate und stabile TOC- beziehungsweise TC-Werte.
Reinstwasserkosten senken
Wasseraufbereitungsanlagen produzieren Reinstwasser, das für Heizkessel benötigt wird. Hierfür wird Grund-, Fluss- und Brauchwasser über Umkehrosmoseanlagen sowie Kationen-, Anionen- und Mischbettfilteraustauschanlagen gereinigt. Der Reinigungsprozess jedes Liters ist sehr teuer, denn jegliche Verunreinigung muss entfernt werden. Sollte das Reinstwasser für den Heizkessel anorganische Kohlenstoffe (Karbonat) enthalten, werden diese im Kessel zu Kohlensäure umgewandelt. Diese kann jedoch leicht zu Korrosion der Leitungen, des Kessels und der Wärmetauscher führen. Hier eignet sich ein Analysator mit TC-Modus, der organische und anorganische Kohlenstoffverbindungen unterscheidet. Ein TOC-Analysator ermittelt nur organischen Kohlenstoff. Im TC-Modus dagegen wird der organische sowie der anorganische Kohlenstoffverbindungen betrachtet und somit die Gefahrenstelle überwacht. Mit der LAR-Verbrennung werden alle Kohlenstoffe vollständig zu CO 2oxidiert; daraus resultiert die komplette Analyse aller Kohlenwasserstoffe. Das niedrigste erfassbare Limit liegt derzeit im Bereich von 1µg/lC. Die Ansprechzeit (T100) eines solchen Messgeräts liegt in Messbereichen von 0,5�?�5mg/lC überlicherweise bei drei Minuten. Bei LAR ist auch eine Multi-Strom-Option zur Überwachung mehrerer Probenströme in einem Gerät verfügbar. Gerade in diesen niedrigen Messbereichen ist die Überprüfung und Kalibrierung der TOC-Messgeräte sehr wichtig. Meist ist diese jedoch nur unter hohem Zeitaufwand realisierbar und mit großen Fehlerrisiken verbunden. Gängige Verfahren benötigen wässrige Standards, die im Konzentrationsbereich üblicher Trinkwässer nur kurzfristig haltbar sind. Eine ferngesteuerte automatische Kalibrierung beziehungsweise Überprüfung im Konzentrationsbereich von Reinstwasser ist somit weitgehend unmöglich. Bei dem QuickTOCcondensate hat LAR ein Kalibrierverfahren entwickelt, bei dem anstelle wässriger Standards die Injektionsschleife auch mit einem Prüfgas gefüllt werden kann und die so genau definierte Menge durch den Trägergasstrom in den Reaktor injiziert wird. Die Kalibrierung mit flüssigen Standards ist dennoch durchführbar. Da durch die Funktionsweise immer 1.200°C vorliegen, kann als Prüfgas neben einer definierten Methanmenge auch eine definierte Kohlendioxidmenge verwendet werden. Ein solches Prüfgas ist lange Zeit stabil und über Monate verwendbar. Kontaminationen werden im Gegensatz zu flüssigen Standards verhindert und das System kann automatisiert über eine Fernsteuerung arbeiten. Das TOC-Messgerät von LAR kann mit der patentierten QuickCalibration jederzeit validiert bzw. kalibriert werden und zeigt, dass das Gerät korrekt misst.
