CHEMetrics is pleased to announce the release of two new test kits employing the hydroxybenzyl alcohol  (HBA) method to measure monochloramine in water. These test kits are perfect for drinking water and wastewater testing applications in the field and lab. This method measures only monochloramine and expresses the results as ppm (mg/L) monochloramine as chlorine (NH₂Cl-Cl₂) in just 5 minutes.  (Monochloramine in water reacts with HBA in the presence of sodium nitroferricyanide to form a green colored complex in direct relation to the concentration of monochloramine.)

The CHEMets^® K-6802 visual test kit measures from 0-20 ppm NH₂Cl-Cl₂ utilizing vacuum sealed self-filling ampoule technology_. It comes with everything needed to perform 30 tests packed into a convenient plastic case.

The Vacu-vials^® K-6803 instrumental test kit measures in the following ranges depending on the instrument:

• CHEMetrics V-2000 Photometer: 0 – 15.0 ppm NH2Cl-Cl2 (Prog. # 117)
• CHEMetrics V-3000 Photometer: 0 – 8.00 ppm NH2Cl-Cl2 (Prog. # 117)
• Spectrophotometer: 0 – 8.00 ppm NH2Cl-Cl2

K-6803 uses self-filling ampoules that are compatible with any spectrophotometer that accepts a 13mm round cell. The kit comes with everything needed to perform 30 tests packaged into an environmentally-friendly cardboard box.

For more information about our HBA test kits for monochloramine, contact us today.

Water disinfection is a key step in water treatment for the wastewater and drinking water industries. Disinfection renders dangerous pathogens inert, preventing disease. While every water utility has its own method for disinfecting water, chlorine and monochloramine are two of the most common chemicals used for water disinfection. Many people are familiar with chlorine, but awareness of monochloramine is less common. While both chemicals are disinfectants, they are used in different capacities. In this post we will provide some basic information on monochloramine, how it is used, how it compares to chlorine, and how it is measured.

What is Monochloramine?

Chloramines are a group of chemical compounds that contain ammonia and chlorine. Monochloramine (NH₂Cl) is the simplest chemical compound of the chloramine group and as a result is often referred to as “chloramine.” Monochloramine is a colorless liquid that is soluble in water. It is commonly added to drinking water to function as a secondary disinfectant in a process called chloramination. Monochloramine is formed by the reaction of free ammonia (NH₃ and NH₄⁺) with free chlorine. Dichloramine (NHCl₂) and trichloramine (NCl₃) will also form if free chlorine remains in solution after all free ammonia has been converted to monochloramine. Dichloramine and trichloramine are less effective at disinfection and impart an unpleasant odor to the water. Therefore, chloramination processes are optimized for monochloramine production.

The Difference Between Primary and Secondary Disinfectants

Municipal water facilities employ disinfection processes based on the characteristics of certain water quality parameters at the site. Sometimes facilities use a disinfection strategy that utilizes a primary disinfectant followed by a secondary disinfectant. The primary disinfectant is used to render inactive or kill, bacteria, viruses, and parasites, while the secondary disinfectant is used to support the primary disinfectant and maintain a disinfection residual as it passes through the distribution system.

Primary disinfectants do the majority of the disinfection work. They are powerful but typically do not persist in the system to offer continuous protection. The most common primary disinfectant for drinking water and wastewater treatment is chlorine. Adding chlorine to disinfect water is called chlorination. Due to chlorine’s reactive nature, it disinfects rapidly but does not last long within the system. Adding excessive chlorine can affect water smell and taste. Chlorine can also create harmful disinfection byproducts (DBP) when it combines with trace levels of naturally occurring organic compounds in the water. Chlorine treatment levels can be reduced when a secondary disinfectant process is added to the system. Typically the secondary disinfectant is added to drinking water at the last stage of the water treatment process. Many water utilities are using or starting to use the chloramination process to produce monochloramine as the secondary disinfectant. Since it is less reactive than chlorine, monochloramine persists in a system longer but disinfects more slowly. These properties make it a more cost-effective secondary disinfectant than chlorine. It may also reduce DBP formation and does not affect the taste and smell of water like chlorine does as long as it is maintained below a certain threshold.

Testing for Monochloramine

Traditionally, monochloramine (NH₂Cl) is measured using the N,N-diethyl-p-phenylenediamine (DPD) chemistry. To determine the concentration of monochloramine, the difference between two test results is calculated. The first test measures total or combined chlorine and is performed using DPD plus potassium iodide (KI). The second test measures free chlorine and employs DPD alone. By subtracting the free chlorine result from the total chlorine, an estimate of how much chloramine is in the solution is obtained. However, this measurement technique may overestimate the monochloramine concentration and, therefore, the disinfection status of the sample since the total chlorine DPD method measures all forms of chloramines, including organic amines, mono-, di- and trichloramine. To maintain efficient disinfection processes, a method of analysis that is specific to monochloramine is necessary.

CHEMetrics New Monochloramine Test Kits

CHEMetrics new Monochloramine Vacu-vials^® Test Kit (Cat. No. K-6803) and CHEMets^® Test Kit (K-6802) use the hydroxybenzyl alcohol (HBA) chemistry to selectively measure monochloramine. Monochloramine reacts with HBA in the presence of sodium nitroferricyanide to form a green indophenolic compound in direct relation to the concentration of monochloramine in the sample. The results are expressed in ppm (mg/L) monochloramine as chlorine, NH₂Cl-Cl₂. K-6803 can be used to determine monochloramine in the 0 – 8.00 ppm range with any spectrophotometer that accepts a 13mm cell or with the CHEMetrics V-3000 photometer. When using the V-2000 photometer, K-6803 has a range of 0 – 15.0 ppm. K-6802 is a visual test kit and can measure from 0 to 20 ppm NH₂Cl-Cl₂.

 October 2022

What is a Research Paper Summary?

At CHEMetrics we love learning about how scientists use our test kits in the course of their research endeavors. To that that end, we keep our ears tuned for reports in the chemistry, medical, environmental and engineering oriented literature to find real world examples of how data generated from our test kits support recommendations for adapting or changing existing processes in order to improve desired outcomes. We will periodically highlight an example of these research topics to illustrate the wide range of scientific applications to which CHEMetrics test kits find use. The web link to the original publication will be provided at the end of the post for readers who wish to dig deeper into the subject of peracetic acid air monitoring.

Properties and Uses of Peracetic Acid

Peracetic acid (PAA) is a versatile oxidizing disinfectant that is formed from a reaction between acetic acid and hydrogen peroxide. It is commonly used as a sanitizing agent in the poultry processing and beverage industries to disinfect carcasses, equipment, pasteurizers, tanks, pipelines, evaporators, fillers, and contact surfaces. The pulp and paper industry uses peracetic acid as a delignification and bleaching agent. PAA is also finding use as a biocide in wastewater treatment and is even used in aquaculture tanks. Part of PAA’s rising popularity is that it decomposes into non-toxic by-products. However, since PAA is irritating to mucous membranes of the respiratory tract, skin, and eyes, occupational health professionals must consider the effect of worker exposure to PAA vapors. Consequently, there is a need to quantify and monitor air concentrations of PAA quickly and accurately in the workplace to compare against concentration thresholds that have been established for irritation to the upper respiratory tract and lacrimation.

Measuring Peracetic Acid Vapor Using Impingers

Recently an article published in the Journal of Occupational and Environmental Hygiene reported on a new method for measuring peracetic acid in air. The article, co-written by three authors from the National Institute for Occupational Safety and Health, is titled “A field-portable colorimetric method for the measurement of peracetic acid vapors: a comparison of glass and plastic impingers.” An impinger, a device designed to sample and collect airborne contaminants, consists of an inlet that is connected to a calibrated pump. The inlet is also connected to a receiving tube or nozzle which is submerged in a known volume of water that functions as a trap for the contaminant. The air is bubbled through the water. The pump is run for a designated collection period. The volume of air sampled (often expressed as cubic meters) can be calculated from the air flow per minute and the collection time. When the water in the trap is analyzed for the contaminant concentration, estimates of the mass of contaminant per cubic meter of air can be made (mg/m³).

Figure 1: Depictions of different Impingers. (A), Glass, (B), A plastic impinger with a vertical inlet and a horizontal outlet, (C) plastic with vertical inlets and outlets, (D) a 3D printed impinger.

Using CHEMetrics Vacu-vials^® Ampoules In Research

The researchers used CHEMetrics K-7913 PAA Vacu-vials test kit and V-2000 multi-analyte photometer to validate the performance of four impinger designs. To do this, they transferred a precise volume of PAA solution of known concentration to an Acrodisc syringe filter which was connected to the impinger inlet. Then a vacuum pump was turned on for 15 minutes. After the pump was turned off, the water in the trap was diluted and measured with K-7913 and V-2000 Program No. 148.

Figure 2: A V-2000 Photometer like the one pictured here was used as part of the experimental procedure.

Figure 1 provides a graphic of the different types of impingers in this study. One of the impingers was a traditional glass impinger while the other three were made of plastic. Two of the commercially available plastic designs differed in the inlet and outlet impinger orientation (vertical versus horizontal), while the third plastic impinger replicated the horizontal outlet impinger but was differentiated by the nozzle design. In this case, the nozzle was 3D printed and changed from a blunt end to a tapered end. The researchers demonstrated that a tapered nozzle, (Fig. 1 A and D), transfers PAA vapor more efficiently than the blunt or flat ended nozzles, (Fig. 1 B and C).

The researchers also used the CHEMetrics Hydrogen Peroxide Vacu-vials Instrumental Kit (K-5543) to confirm that hydrogen peroxide did not significantly interfere with PAA measurement using CHEMetrics K-7913 PAA test kit. This was a significant finding because other NIOSH colorimetric PAA air sampling methods require the use of a filter cassette to remove hydrogen peroxide.

Validating the performance of a plastic impinger is one of the key results from this study since glass impingers are not always permitted in pharmaceutical and food and beverage facilities. Lastly the researchers were able to establish limit of detection and limit of quantitation values that were below the American Conference of Governmental and Industrial Hygienists’ threshold limit value for short-term exposure (ACGIH TLV STEL).

Results of the Experiment

 The authors concluded the air sampling and measurement method could be used in the field to monitor PAA as part of a measurement strategy to evaluate worker exposure. The test method offers a low-cost alternative that provides a quick analysis turnaround time. They plan to publish their method in the NIOSH Methods Manual soon.

A link to the abstract is available Here

Febrero 2022, Ver 1

Nota de aplicación

Muchas plantas generadoras utilizan combustibles fósiles o fuentes de poder nucleares como fuentes de calor para hervir agua purificada para la producción de vapor. El vapor a presión acciona las turbinas para generar electricidad. La calidad del agua que ingresa a la caldera debe ser controlada cuidadosamente a lo largo de la operación para optimizar el desempeño del sistema. El mantenimiento correcto de la calidad del agua maximiza la eficiencia operativa y la vida útil del equipo de la caldera.

Mantener la calidad del agua en calderas de alta presión

El oxígeno disuelto u OD, es uno de los parámetros más importantes en la calidad del agua que hay que controlar en un sistema de caldera. Es el agente corrosivo primario en un sistema de generación de vapor. Incluso bajas concentraciones de OD pueden ser altamente destructivas, ocasionando corrosión localizada y picaduras en los componentes metálicos del sistema. Las picaduras son concentraciones de corrosión en un área pequeña del total de la superficie metálica y, en efecto, se hace un agujero en el metal. Con el tiempo, el OD puede ocasionar un tubérculo de oxígeno o costra que se forma en el lugar original del ataque. Una que vez que se forma la costra, la corrosión continuará, incluso si el mantenimiento del sistema se realiza correctamente. Las altas temperaturas y presiones en los sistemas de generación de vapor aceleran la velocidad de la corrosión. Una administración incorrecta de la calidad del agua resulta no solo en baja eficiencia, sino en reparaciones costosas y tiempos muertos. Los operadores de calderas de alta presión tratan de eliminar el OD en su totalidad del agua de alimentación.

El equipo para desairear es comúnmente la primera y la más económica técnica usada por los operadoras de plantas para retirar el OD. El equipo para desairear calienta el agua de alimentación y ventila los gases liberados, incluyendo el oxígeno. Los desaireadores bien mantenidos pueden reducir los niveles de OD hasta 10 ppb (partes por mil millones).

Los operadores de plantas suplementas la desaireación mecánica con tratamientos químicos, usando buscadores de oxígeno como la hidrazina, DEHA y cabrohidrazida para consumir el OD restante. En teoría, el mantener un residual alto del buscador de oxígeno debería consumir todo el oxígeno disuelto. En realidad, es más probable que ocurran reacciones competidoras entre el oxígeno y las superficies de la caldera, lo que resulta en una corrosión significativa dentro del sistema. En consecuencia, mantener altos niveles de buscadores de oxígeno puede no proporcionar protección adecuada. El monitoreo de rutina de los niveles de OD es crucial para confirmar el suficiente retiro del OD dentro del sistema.

Métodos comunes para monitorear el OD

Hay varios tipos de equipos para monitorear el oxígeno disuelto en el mercado. Por lo general, sondas y analizadores con sensores galvánicos, polarográficos u ópticos se montan de manera permanente dentro de la línea. También se usan de manera rutinaria juegos de pruebas de colorimetría que son suficientemente sensibles para medir niveles bajos de oxígeno disuelto en aplicaciones de calderas. Los ingenieros de planta consideran el desempeño del equipo, confiabilidad, frecuencia de medición y costos de mantenimiento en orden de determinar los métodos más adecuados para monitorear el OD en sus sistemas.

Los analizadores en línea ofrecen una medición de OD continua pero requieren calibraciones de rutina de los sensores. Por lo general, la calibración se basa en mediciones de aire saturado con agua, que se puede lograr colocando la sonda en el espacio de aire sobre el nivel del agua en un contenedor cerrado con agua. La frecuencia de calibración depende en la guía de proveedores, el tipo de sensor y las condiciones de calidad del agua a la que la sonda está expuesta. Ya sea un sensor o un analizador, se recomienda con el uso que los operadores de planta comparen periódicamente los resultados en línea con un método alternativo de prueba, asegurando así que se obtienen resultados equivalentes. Esto ayuda a identificar una desviación de la calibración, corrosión del sensor u otros factores que pueden comprometer la validez de los resultados en línea.

CHEMetrics es el único productor de un juego de prueba portátil para detectar niveles residuales de oxígeno disuelto en aplicaciones de calderas. Los Juegos de prueba CHEMetrics® tienen la conveniencia delas ampolletas “rompe y lee” que se llenan solas, lo que ofrece a los operadores de plantas un medio rápido, confiable y libre de mantenimiento para determinar los niveles ppb de OD en menos de un minuto. En el curso de casi 50 años, CHEMetrics se ha ganado la reputación de proporcionar juegos de prueba de OD de la mejor calidad al mercado.

Los juegos de pruebas proporcionan todos los componentes necesarios para el análisis y no requieren calibración por parte del operador. Las ampolletas CHEMetrics están sujetas a un control de calidad riguroso donde el desempeño del producto se verifica con estándares de gases para oxígeno, asegurando resultados precisos. Adicionalmente, CHEMetrics es el único proveedor de juegos de pruebas especificados en la ASTM; D5543-15, Método de prueba estándar para bajo nivel de oxígeno disuelto en agua. Los Juegos de prueba de CHEMetrics® por lo general se usan como el medio primario para medir el OD en sistemas de calderas. También se usan como medios secundarios para verificar las lecturas de equipos en línea o como método de respaldo cuando el equipo en línea esté fuera de servicio.

Muestreo y análisis

Cada analizador en línea monitorea continuamente una sola ubicación, normalmente cerca del lado de descarga de la bomba de agua de alimentación de la caldera. Un juego de pruebas portátil de CHEMetrics, por otra parte, se pueden mover de un punto de muestreo a otro para permitir las pruebas en el desaireador o en cualquier punto potencial de fugas a lo largo del sistema.

Tanto para los métodos de prueba en línea como con los juegos de prueba, es muy importante que la muestra no se exponga al aire. El oxígeno atmosférico contaminará la muestra, ocasionando resultados altamente erróneos. Por esto, la recolección de una muestra tomada no se acepta para el análisis del OD.

Los juegos de pruebas CHEMetrics están equipados con un “tubo de muestreo” especial que está montado verticalmente y conectado al puerto de muestreo del sistema de la caldera.

Un flujo continuo de la muestra por el tubo previene la contaminación por el oxígeno atmosférico. Cuando el operador sumerge la ampolleta sellada al vacío en el flujo de muestra y rompe la punta, la muestra entra a la ampolleta. El agente colorimétrico altamente sensitivo Rhodazine D™ reacciona instantáneamente para producir un color rosa.

La intensidad del color se compara visualmente a un comparador de color para determinar la concentración de OD. CHEMetrics también ofrece una Fuente de Luz para Comparar (CLS) para usar en condiciones de luz baja. Hay un video disponible sobre el uso de los juegos de pruebas de OD de CHEMetrics en todas las páginas de producto de ppb OD en aquaphoenixsci.com.

Conclusiones

El oxígeno disuelto debe ser monitoreado y controlado para evitar fallas catastróficas en sistemas de calderas generadoras de vapor. Los Juegos de pruebas de oxígeno disuelto portátiles y fáciles de usar1 proporcionan a los operadores de plantas muchas ventajas como el método primario de monitoreo o junto a sistemas de pruebas de OD en línea. Con una sensibilidad de 2 ppb, la ampolletas de CHEMetrics® utilizan un método ASTM para medir niveles residuales de OD en aplicaciones de calderas.

Los juegos de pruebas de oxígeno disuelto portátiles y fáciles de usar proporcionan a los operadores de plantas muchas ventajas como el método primario de monitoreo o junto a sistemas de pruebas de OD en línea.

Para mayor información sobre oxígeno disuelto y otros juegos de prueba aplicables a la industria de tratamiento de agua, por favor visite aquaphoenixsci.com.

¹Juegos de pruebas visuales CHEMetrics®: K-7511, K-7518, K-7540 y K-7599

CHEMetrics y Rhodazine D marcas registradas de CHEMetrics, LLC
©2019 CHEMetrics, LLC

Ago. 2018, Ver. 1

Nota de aplicación

En la industria de alimentos y bebidas, los operadores de planta en líneas de empacado monitorean de manera rutinaria los residuos de solución de esterilización en aplicaciones de empacado aséptico y de vida util prolongada (ESL). Las cajas de producto usadas para empacar jugo, leche y otros productos lácteos son rociadas con peróxido de hidrógeno para pre- esterilizarlas, luego son calentadas para remover el peróxido de hidrógeno. El uso de procesos asépticos y de ESL incrementa la vida en estante de los productos y reducen o eliminan la necesidad de refrigeración o de agregar conservadores.

Pequeñas cantidades de peróxido de hidrógeno de grado alimenticio se reconocen generalmente como seguras para consumo. Sin embargo, es ampliamente entendido que se deben tomar las medidas adecuadas para remover el peróxido residual de los productos terminados, ya que el peróxido residual puede causar un efecto perjudicial en el valor nutricional y una pérdida de la calidad del producto. La FDA de EUA especifica un límite para el peróxido de hidrógeno residual en empaques de no más de 0.5 partes por millón (ppm)¹. Este nivel de peróxido es a menudo referido globalmente como un límite residual aceptable.

Los operadores de planta monitorean los residuos de esterilización llenando contenedores de bebida representativos al nivel normal de llenado con agua destilada en lugar de producto y luego analizan el enjuague de agua destilada por peróxido de hidrógeno. Las herramientas analíticas para el monitoreo de residuos incluyen las ampollas de autollenado de peróxido de hidrógeno de CHEMetrics y las tiras de prueba de peróxido de hidrógeno.

Resumen de la evaluación

En este estudio, se realizaron pruebas de comparación entre el Kit de prueba CHEMets® visual de CHEMetrics^®, Cat. Nro. K-5510, el Kit de prueba Vacu-vials^® fotométrica de CHEMetrics^®, Cat. Nro. K-5543 y las Tiras de prueba MQuant™ de EMD Millipore (Pieza nro. 110011).

Se evaluaron las ampollas de autollenado de CHEMetrics^® y las tiras de prueba MQuant™ por triplicado con cuatro concentraciones de peróxido de hidrógeno: 0, 0.15, 0.25 y 0.50 ppm. Se prepararon estándares en agua destilada. Para replicar, se probaron las mismas alícuotas con la tira de prueba y ambos tipos de ampollas de autollenado.

Incrementos estándar de color con el Kit K-5510 de CHEMets^®: 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.8 ppm

Incrementos de escala con las Tiras de prueba MQuant™: 0, 0.5, 2, 5, 10 y 25 ppm
Los resultados para el Kit K-5543 de Vacu-vials^® fueron obtenidos con dos fotómetros CHEMetrics^® (de lectura directa) calibrados en fábrica, fotómetro de analito sencillo I-2016 y un fotómetro de analito múltiple V-2000. Los resultados fueron obtenidos en incrementos de 0.01 ppm.

Resultados

El Kit CHEMets visual K-5510 de CHEMetrics^® se usó para distinguir fácilmente concentraciones en incrementos de 0.05 ppm en el rango de 0 a 0.5 ppm. La imagen 1 muestra el desarrollo de color a 0.5 ppm. Los resultados obtenidos de la prueba en todos los puntos de revisión fueron exactamente equivalentes a la concentración estándar real.

De manera similar, los resultados promedio obtenidos con el Kit de Vacu-vials fotométrico K-5543 de CHEMetrics^® estuvieron dentro del ± 0.02 ppm de concentración estándar (Tabla 1).

Las Tiras de prueba MQuant™ pueden distinguir entre peróxido de hidrógeno en 0 y 0.5 ppm. La intensidad de color con las tiras de prueba a 0.25 ppm, aunque pálida, se estimó a la mitad entre los incrementos de escala de 0 y 0.5 ppm. A 0.15 ppm, el desarrollo de color con las tiras de prueba apenas fue perceptible. La imagen 2 muestra la intensidad de color observada con las Tiras de prueba MQuant™ durante las pruebas con todos los estándares. En el mejor de los casos, las tiras de prueba demostraron un resultado de prueba positivo a 0.15 ppm.

Conclusión

Se obtienen resultados precisos, exactos y repetibles con los Kits de prueba de peróxido de hidrógeno de CHEMetrics^® en el rango de prueba de 0 a 0.5 ppm el cual es crítico para el monitoreo de rutina por peróxido residual en aplicaciones de empacado aséptico y ESL. La tecnología “Rompe y Lee” simple proporciona resultados antes de 1 minuto. Los kits de prueba de CHEMetrics deben guardarse en un lugar oscuro a temperatura de habitación.

Las Tiras de prueba MQuant™, aunque son fáciles de usar, no están diseñadas para distinguir de manera precisa resultados con diferentes niveles sub-ppm de peróxido. Debido a los amplios incrementos de escala y el color de reacción tan pálido por debajo de las 2 ppm, las tiras de prueba deben ser usadas solamente como una prueba, presencia-ausencia en el rango de 0 a 0.5 ppm. Las tiras de prueba requieren de refrigeración así como un control de exposición a la luz y de humedad.

Tabla 1: Resultados promedio de la prueba de peróxido de hidrógeno Ampollas de autollenado de peróxido de hidrógeno de CHEMetrics^® vs. Tiras de prueba

Imagen 1: Comparador de color CHEMetrics® a 0.5 ppm

Imagen 2: Intensidad de color de tiras de prueba MQuant™

0 ppm, 0.15 ppm, 0.25 ppm, 0.50 ppm

¹Código de Registro Federal, Título 21, Parte 178, Sección 178.1005(d)

Vacu-vials® y CHEMets® son marcas comerciales registradas de CHEMetrics, LLC MQuant™ es una marca registrada de EMD Millipore.

© 2018 CHEMetrics, Inc

Testing for persulfate is easy with the CHEMets® visual test kit K-7870. With this test you can measure anywhere between 0 to 70 ppm sodium persulfate in just 90 seconds. If you are in need of an instrumental test, CHEMetrics hydrogen peroxide Vacu-vials® kit K-5543 can be used to measure sodium persulfate by using a slightly modified procedure. Simply fill the sample cup, insert the Vacu-vials ampoule and snap the tip. Now mix and wait 90 seconds. Multiply your peroxide test results by 7 to convert to ppm sodium persulfate. Watch the video below to see these tests in action!

When it comes to controlling and monitoring dissolved oxygen levels in boiler feedwater, it pays to get it right. For power plants that use fossil fuels or nuclear power to heat purified water into pressurized steam, the quality of boiler feed water must be carefully controlled in order to optimize your system performance and extend the lifespan of your equipment. Learn more about how CHEMetrics low range dissolved oxygen test kits detect trace levels of dissolved oxygen in boiler applications down to the parts-per-billion range, and that’s without the need for equipment maintenance or calibration.

Watch the short video below to learn more and see our kits in action.

If you are looking for a convenient way to test for residual hydrogen peroxide in aseptic packaging, look no further than CHEMetrics K-5543 Vacu-vials® instrumental test kit and our A-0214 Vacu-vials snapper. These allow analysts to test for hydrogen peroxide up to 6 ppm directly in the carton or container. Rely on CHEMetrics for #SimplicityInWaterAnalysis.

Introducción

El uso de aminas formadoras de película (FFA) o productos de amina formadora de película (FFAP) es una tendencia creciente en la industria de la energía para el mantenimiento de sistemas de calderas. La literatura de estudios de caso sugiere que los FFAP ofrecen protección contra la corrosión, reducen el transporte de productos corrosivos, brindan superficies lisas de transferencia de calor y protegen el equipo durante el apagado o el almacenamiento. Los FFAP se pueden utilizar con los regímenes convencionales de tratamiento con inhibidores de corrosión o reemplazarlos. Los FFAP se utilizan en varios tipos de plantas de energía generadoras de vapor, incluidas las plantas de energía fósil convencional, de ciclo combinado, nucleares y de biomasa. También se aplican a diferentes componentes del ciclo de vapor, incluidos el agua de alimentación de la caldera, el generador y las líneas de retorno de condensado. A medida que los proveedores de productos químicos para el tratamiento del agua continúan expandiendo sus ofertas de productos, las formulaciones de FFAP se personalizan para adaptarse a las condiciones operativas de la planta de energía individual.

Propiedades de FFAP

Los FFAP tienen una fuerte afinidad superficial por los metales, formando una capa impermeable que evita que los agentes corrosivos entren en contacto con la superficie. Este comportamiento de unión se puede atribuir a las estructuras químicas de los FFA, que son cadenas de carbono largas con una amina en un extremo. La “cabeza” de la amina se adhiere a una superficie metálica mientras que la “cola” forma una capa protectora de película hidrófoba. La octadecilamina (ODA) es un ejemplo de la molécula de FFA más simple y está construida a partir de una cadena lineal de 18 carbonos. La AOD fue el principal FFA en uso hace más de 40 años cuando se introdujo por primera vez. Se introdujeron FFAP más complejos en el mercado a medida que se empezaban a comprender mejor los desafíos operativos de la AOD. Estos compuestos FFA más nuevos contienen varios grupos funcionales, como aminas primarias o secundarias, que se ramifican a partir de la columna vertebral de FFA. Pueden denominarse poliaminas o aminas grasas. A medida que ha aumentado el uso de FFA, muchos proveedores de productos químicos han creado sus propios FFAP patentados que están formulados con otras aminas, así como con agentes neutralizantes y emulsionantes.

Beneficios de la FFA

Se ha demostrado que la tecnología FFA ofrece mejores tasas de transferencia de calor a través de las superficies de los tubos de acero que los programas tradicionales de inhibidores de corrosión a base de fosfato. Los estudios de casos en la literatura también documentan una evaporación de burbujas mejorada y la formación de capas de magnetita suaves y homogéneas. Los FFA se adsorberán en la capa protectora de óxido metálico y proporcionarán una barrera adicional entre esta y el agua o el vapor. Además, se ha demostrado que los FFAP eliminan los depósitos sueltos dentro del sistema de la caldera, lo que da como resultado superficies más limpias en general. Juntas, estas mejoras de rendimiento pueden conducir a reducciones en los costos operativos.

Los FFAP generalmente se promocionan como una alternativa más ecológica que los productos químicos convencionales para el tratamiento de calderas, como la hidracina. Dado que los FFA son relativamente no tóxicos, no se requiere un equipo de protección personal (EPP) extenso cuando se trabaja con estos productos.

Errores de la FFA

Si bien los programas de tratamiento de FFA ofrecen muchos beneficios, es posible que existan algunos inconvenientes. Una preocupación principal es la formación de productos de degradación de FFA que son en gran parte dióxido de carbono y ácidos orgánicos que se forman después de una exposición prolongada a altas temperaturas. Estos productos de degradación pueden reducir el pH del vapor condensado y aumentar la conductividad después del intercambio catiónico (CACE) a menos que se compensen con otros métodos de tratamiento de agua. Otra gran preocupación es optimizar la dosis adecuada. La sobredosis no ofrece protección adicional y corre el riesgo de crear micelas o “bolas de suciedad” que pueden obstruir las tuberías y reducir la eficiencia. Se deben seguir las recomendaciones de dosis específicas del sitio y del producto del proveedor.

Preparativos antes de cambiar a un programa FFA

Es importante establecer lecturas de referencia de los índices clave de rendimiento del ciclo de vapor antes de cambiar el régimen de tratamiento. Sin estos puntos de referencia, el personal de la planta no tendrá la capacidad de validar cuantitativamente si la adición de un FFA / FFAP ha proporcionado algún beneficio. Algunos de estos parámetros clave incluyen hierro y / o cobre totales, pH del agua de alimentación, oxígeno y CACE. Además, se recomienda inspeccionar las superficies interiores en busca de depósitos sueltos y lodos en evaporadores de alta presión (HP) o paredes de agua de calderas convencionales antes de comenzar un ciclo de FFA / FFAP. Si los depósitos no se eliminan, puede producirse corrosión por debajo de los depósitos.

Dosificación de FFA

Una vez que se ha tomado la decisión de comenzar a usar FFA, el enfoque principal cambia a establecer la dosis óptima. Por lo general, los AGL se introducen sin diluir en el agua de alimentación a través de una bomba automática. Al introducir FFA por primera vez, se recomienda comenzar con una dosis baja y aumentar gradualmente hasta la dosis objetivo, que generalmente toma un mínimo de 3 a 4 semanas. Los FFA / FFAP ejercen un efecto de limpieza moderado que puede levantar depósitos de partículas de óxidos de hierro y / o cobre dentro del sistema. Estos depósitos deben monitorearse para evaluar la duración del período de limpieza FFA. El efecto de la dosis de FFA sobre el hierro y el cobre debe compararse con la guía de control de productos de corrosión publicada en el manual técnico de la caldera correspondiente. La determinación de los niveles de dosificación debe realizarse junto con el proveedor de productos químicos para garantizar que el producto sea compatible con las condiciones y los materiales dentro del sistema. Se encuentra comúnmente que no se detectarán FFA en la fase de condensado inicialmente, ya que el FFA se adherirá a las superficies metálicas y no circulará libremente.

Muestreo de FFA

Las pruebas para FFA también ofrecen desafíos únicos. Dado que los FFA se adhieren a superficies metálicas, de vidrio y de plástico, el contacto con la superficie debe mantenerse al mínimo al obtener muestras de agua. Esto significa limitar la transferencia de muestras a un solo recipiente si es posible; las muestras deben enfriarse para evitar el parpadeo; las líneas de muestreo deben enjuagarse minuciosamente antes del muestreo; y los puntos de muestreo deben ser representativos del sistema.

Análisis FFA

Los dos métodos de prueba más comunes para los FFA son la extracción con naranja de metilo y la reacción con colorante xanteno. El método de extracción con naranja de metilo utiliza un disolvente orgánico para extraer el FFA y formar un complejo coloreado con el naranja de metilo. El método de reacción del xanteno utiliza una clase de tintes (representados por Rosa de Bengala) que forman un complejo coloreado soluble en agua con FFA. La concentración de FFA es proporcional a la intensidad del color en ambos métodos de prueba. Los kits de prueba disponibles comercialmente a menudo expresan los resultados en términos de FFA comunes como ODA. Para mayor precisión, se recomienda que los analistas determinen un factor de corrección para expresar los resultados en términos del FFA específico del producto. Son preferibles los kits de prueba que toleran la interferencia del amoníaco o aminas de cadena corta y ofrecen un amplio rango de medición para evitar pasos de dilución. La dilución puede provocar una pérdida de FFA durante la transferencia de la muestra de un recipiente a otro, lo que puede afectar los resultados de la prueba.

CHEMetrics ofrece un kit de prueba visual de amina de película de naranja de metilo, cat. No K-1001, que se puede usar para verificar FFA residual en un sistema en 3 minutos. Este kit utiliza una técnica de extracción única que elimina varios pasos requeridos en otros procedimientos y proporciona una mayor sensibilidad al tiempo que limita la extracción a un solo tubo de extracción evitando la pérdida de FFA. Si es necesario, el rango de medición se puede ampliar realizando una dilución en el tubo de extracción provisto en el kit de prueba. Los resultados de las pruebas se expresan en ppm de AOD. Los incrementos del comparador de color son: 0, 0.05, 0.10, 0.15, 0.25, 0.50, 1.0 ppm. El soporte técnico está disponible para los clientes que requieran asistencia para establecer un factor de corrección FFA.

Para obtener más información, consulte la
Página web del producto CHEMetrics K-1001 en
https://www.chemetrics.com/product/filming-amine-aliphatic-amine-visual-test-kits/

Referencias

1. Hater, Wolfgang; Film_Forming Amines: An Innovative Technology for Boiler Water Treatment; The Analyst (Volume 22 Number 4)

1. The International Association for the Properties of Water and Steam; Technical Guidance Document: Application of Film Forming Amines in Fossil, Combined Cycle, and Biomass Power Plants; Sept. 2016.

1. Odar, Suat; Use of film forming amines (FFA) in nuclear power plants for lay-up and power operation; Advanced Nuclear Technology International, Sweden, Dec. 2017.

1. CHEMetrics Inc.; Version 4, Jun 2013, Film Amine (aliphatic amine) Methyl Orange Method Technical Data Sheet, Midland VA.

1. ASTM International, 1980, ASTM D 2327-80, Mono- and Dioctadecylamines in Water, West Conshohocken, PA.

2022 promises to be a busy year. We’ll renew friendships with current customers and distributors at these upcoming shows as we spread the word to everyone else: CHEMetrics is proud to deliver #SimplicityInWaterAnalysis! Look for us at the following shows and check back for any updates!

• POWERGEN 2022 in Dallas, TX – Jan. 26-28 (Delayed until May 23-25)
• Equine Affaire in Columbus, OH – April 7-10  (No Longer Exhibiting)
• AWT 2022 Annual Conference in Vancouver, Canada – Sept. 21-24
• WaterPro Conference in National Harbor, MD – Sept. 26-28
• Gulf Coast Conference in Galveston, TX – Oct. 11-12
• WEFTEC 2022 in New Orleans, LA – Oct. 10-12

We’ll see you there!