[发明专利]直接监测蒸汽发生体系中水处理组合物浓度的方法

说明书

本发明涉及蒸汽发生体系中水处理组合物的一个或多个组分的浓度的监测方法，更具体地讲，本发明涉及对氧清除剂、腐蚀抑制剂、螯合剂、硝酸盐、聚合物、中和胺、膦酸盐、锅垢抑制剂、示踪物和/或其它锅炉水处理组合物的浓度进行定量的直接光谱法，所述组合物在200-2500mm波长范围内有吸收光谱或发射光谱，测定所述组合物在上述范围内的光谱，然后将化学统计学算法用于该光谱。

蒸汽发生体系的操作和控制需要仔细监测水处理组合物的含量，以保障完全连续的体系防护，此处所用的术语“蒸汽发生体系”是指将水加热并以蒸汽或热水的方式连续或半连续循环的任何水性体系（aqueous system），但不限于锅炉体系，一般包括脱盐设备、蒸发器、汽轮机、例如用于食品加工的蒸煮器等。

测定蒸汽发生体系中所含的处理组合物的浓度的蒸汽发生体系的传统分析一般包括：简单取样，并对各感兴趣的组分进行单独分析。这些分析操作常常费时而且免不了要显著延迟取样的时间、获得分析结果的时间和最终调整后续产品剂量之间的时间。

由于蒸汽发生体系的水样需在该体系内的至少三个不同的位置取，当然，这取决于处理剂的具体类型，因而使这些分析进一步复杂化。这些位置包括给水，连续的表面的锅炉回水（the continuous surface boiler water）和蒸汽冷凝液。

例如，蒸汽发生体系中氧清除剂的浓度一般在给水、锅炉回水和蒸汽冷凝液中测定。聚合分散剂的浓度常常在给水和锅炉回水中测定。这些组合物的产品加料速度一般根据锅炉回水中所含残留的氧清除剂和分散剂的各自的分析结果来调整。

尽管已流线式（on-line）测定蒸汽发生体系中的氧清除剂，但迄今这些分析仍需使用试剂来产生颜色强度，该颜色强度与氧清除剂的浓度成正比，这种分析技术的缺陷在于：响应时间长、由于比色干扰所致误差以及需要定时更换试剂。

用于测定氧清除剂浓度的另一个方法是铂/银-氧化银电池。但该技术需要使用需定期补充的苛性苏打电解液。

其它的流线分析（on-line analyses）已用于测定惰性（例如示踪）化合物。示踪物涉及间接测定并假定示踪化合物与活性处理成分的比率会保持恒定，因而间接地显示出活性产品的性能。但在蒸汽发生体系中，活性处理成份由于化学反应、吸附、热不稳定性或挥发性而被消耗。例如，对氧清除剂和聚合物的需要量尤其将分别取决于溶解氧的浓度的水的硬度。在加化学的氧清除剂之前锅炉给水的溶解氧含量可以根据脱气器系统的效率而在很宽的范围内变动，锅炉给水中水硬度浓度将随预处理工艺中的软化器体系的效率变动。因此，使用示踪物无法精确监测产品剂量水平。因此需要监测蒸汽发生体系中活性的水处理组合物的快速、直接的方法。

图1为阵列分光计和光导发光管装置（optrode arrangement）的示意图。

图2显示了在本发明中用成分回归分析法的原理可得到的校准任选项（calibration options）的方框图。

本发明的一个目的是提供直接测定蒸汽发生体系中的水处理组合物的浓度的方法，该方法不需要附加试剂、滴定或分离技术，而且一般不受本底干扰如pH改变的影响。

本发明的一个目的是提供分别或同时直接测定蒸汽发生体系中氧清除剂、聚合分散剂和/或硝酸盐浓度的方法，因而提供瞬间反馈以调节和控制产品进料速度。

本发明的另一个目的是提供在一种或多种具强紫外、可见和/或近红外响应（吸收或发射）的水处理成分存在下，对具弱紫外、可见和/或近红外响应的低浓度水处理成分进行鉴定和/或定量的方法，该方法采用了将变换主成分分析（rotated principle component analysis）用于含这些成分的体系水的光谱中的方法。

本发明现提供直接测定蒸汽发生体系中的一种或多种水处理组合物的浓度的方法，它包括：直接测定体系水在200-2500mm波长范围内的吸收光谱或发射光谱，并将化学统计学算法用于该吸收或发射光谱以测定水处理组合物的浓度。

本发明还提供测定在蒸汽发生体系中浓度的周期（cycles of concentration）的方法，所述蒸汽发生体系含有在该体系水中未被自动消耗的可监测的该体系中的成分;所述方法包括：监测该体系的给水流和回水流（blowdown stream）中的该成分的浓度，并测定回水中该成分的浓度与给水中该成分的浓度的比率，其中所述的比率等于浓度的周期。