近來在美國得克薩斯州，一家大型煉油廠的鍋爐發(fā)生蒸汽冷凝水污染和嚴重結垢，導致意外停產(chǎn)。鍋爐受損、非常規(guī)維修、停產(chǎn)等帶來的經(jīng)濟損失，迫使煉油廠開始評估現(xiàn)行的冷凝水監(jiān)測技術。評估小組得出的結論是，現(xiàn)行的有機污染物濃度測量方法經(jīng)常報數(shù)偏低，而且定期吸樣的取樣方法不足以實現(xiàn)立即警報操作人員發(fā)生污染事件。評估小組確定了以下兩點：在改進冷凝水監(jiān)測方法時，應改進取樣方法，提供更具代表性的油污染冷凝水樣品，從而更好地保護資產(chǎn)設備、延長生產(chǎn)運行時間；應采取更加頻繁的、連續(xù)的、實時的有機物監(jiān)測方法，使其能夠立即對操作人員發(fā)出污染警報。煉油廠還要求，他們在在線型監(jiān)測技術上的投資必須從實實在在的生產(chǎn)延長時間中得到補償。

挑戰(zhàn)

以前，工廠蒸汽冷凝水的監(jiān)測，是通過收集吸取的樣品，并送到現(xiàn)場實驗室，進行有機碳分析。實驗室測定結果通常報告結果是，碳含量低于 1 ppm。調(diào)查顯示，吸取樣品的方法無法為分析提供具有代表性的樣品。在運送樣品和等待分析的過程中，樣品會冷卻；在取樣過程中，結垢的主要成分烴類會通過揮發(fā)與分相丟失。

解決方法

煉油廠的評估小組評估了能夠以冷凝水應用中常見

的溫度來采集和分析樣品，以證明在碳分析中充分反映了實際烴污染的方法。他們還評估了用在線型分析儀來達到上述目的，從而為生產(chǎn)提供不間斷保護的方法。在線型儀器的生產(chǎn)廠家通常為了保護儀器部件而冷卻要進入的樣品，但煉油廠可以使用 Sievers分析儀研發(fā)的在線型取樣器，該取樣器能夠處理溫度高達 85℃（185° F）的冷凝水樣品。

煉油廠和Sievers分析儀聯(lián)合驗證了連續(xù)的在線型有機物分析技術方案*能達到預期目標，因此決定采取此技術方案。評估小組采集并評估了兩個月時段的數(shù)據(jù)（見圖1）。數(shù)據(jù)顯示，有機碳的典型濃度約為 2 ppm，時而發(fā)生的污染事故時濃度達 20 - 40ppm。連續(xù)監(jiān)測還就一次嚴重的有機物污染事件向操作人員發(fā)出警報，當時碳濃度飆升到 400 ppm 以上。此類監(jiān)測就無法在實驗室分析中完成，這是因為污染事件的偶然性，以及吸取的樣品冷卻后，基體發(fā)生變化。

煉油廠的維修人員通過數(shù)據(jù)確定了主要泄漏源，并進行維修。在線數(shù)據(jù)確認了維修成功，有機物平均濃度降到了 2 ppm 碳。

持續(xù)的監(jiān)測確認了偶爾發(fā)生的來源不明的有機物污染。煉油廠決定，將冷凝水流經(jīng)顆粒活性炭（GAC，granulated active charcoal）床，以消除較小的偏差。操作人員將分析儀的配置改為雙樣品流模式，分別測量流進和流出 GAC 床的樣品流。分析儀通過有機物百分比去除率計算來提供確定 GAC 床有效性的連續(xù)數(shù)據(jù)。

重復利用來自工業(yè)過程的冷凝水，會帶來有機物污染的風險。用在線型有機物監(jiān)測系統(tǒng)來監(jiān)測返回冷凝水質(zhì)量，能夠降低有機物污染的風險，減少因鍋爐結垢而造成的經(jīng)濟損失。準確測量冷凝水質(zhì)量，不但能降低結垢風險，而且能幫助用戶做出再利用或者棄置冷凝水的正確決定。

再利用冷凝水能降低工廠對補充水的需求量，從而降低生產(chǎn)成本，減少廢水處理開支。

技術選擇

此應用選擇的分析儀采用了超臨界水氧化（SCWO）技術，氧化樣品中的有機物。SCWO 技術是一種用高溫高壓來分解有機物的廢水處理技術。有機物分析儀所采用的 SCWO 技術提供了強勁的氧化能力，能處理高濃度鹽、油及其它物質(zhì)，而此類物質(zhì)曾對工業(yè)應用中的在線型分析儀的可靠性造成損害。當 SCWO技術同高溫取樣系統(tǒng)一起使用時，就能可靠地、連續(xù)地分析含有高濃度烴污染的難以對付的兩相樣品。這就使煉油廠能夠改進監(jiān)測方案，即時收到冷凝水污染警報，從而保護設備資本，延長生產(chǎn)運行時間。