{"id":9313,"date":"2021-09-01T10:35:00","date_gmt":"2021-09-01T08:35:00","guid":{"rendered":"https:\/\/staging.blogs.yokogawa.de\/chemical-pharma\/unkategorisiert\/verbesserung-von-ph-messungen-in-hochtemperatur-salzloesungen\/"},"modified":"2022-06-17T07:55:32","modified_gmt":"2022-06-17T05:55:32","slug":"verbesserung-von-ph-messungen-in-hochtemperatur-salzloesungen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.yokogawa.com\/eu\/blog\/chemical-pharma\/de\/verbesserung-von-ph-messungen-in-hochtemperatur-salzloesungen\/","title":{"rendered":"Verbesserung von pH-Messungen in Hochtemperatur-Salzl\u00f6sungen"},"content":{"rendered":"

Chlor-Alkali-Prozesse erfordern pr\u00e4zise Messungen des pH-Werts in Salzl\u00f6sungen \u2013 dies ist eine wesentliche Voraussetzung f\u00fcr die korrekte Dosierung von Chemikalien. Das ist jedoch keine leichte Aufgabe, wenn die Salzl\u00f6sung Temperaturen erreicht, die das Glas und die Elektrolyt-L\u00f6sungen in den Sensoren beeinflussen. Angesichts dieser schwierigen Bedingungen waren Anwender bisher gezwungen, ein ausreichend hohes Budget vorzusehen, um die Reparatur und den Austausch verunreinigter oder besch\u00e4digter pH-Sensoren abzudecken.<\/p>\n

Technologie und Innovation k\u00f6nnen helfen, die Bedingungen zu \u00fcberwinden, die die Funktion herk\u00f6mmlicher pH-Messger\u00e4te beeintr\u00e4chtigen k\u00f6nnen: korrosive Umgebungen, hohe Temperatur und verschmutzungsanf\u00e4llige Konstruktionen. Der vorliegende dritte Beitrag in der Serie der pH-Messungen zeigt, wie Hersteller heute den Kostenaufwand von pH-Messungen auch bei hohen Medien-Temperaturen reduzieren k\u00f6nnen.<\/p>\n

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Die Gr\u00fcnde f\u00fcr die hohen Anforderungen an die Sensoren <\/strong><\/h3>\n

Hei\u00dfe Salzl\u00f6sungen wie etwa in Chlor-Alkali-Prozessen zerst\u00f6ren herk\u00f6mmliche pH-Messger\u00e4te, indem sie Glaserosion verursachen und Referenzl\u00f6sungen verunreinigen oder verbrauchen. Aus diesem Grund ist die Prozesstemperatur ein wesentlicher Faktor bei der Auswahl der Art der in einem Sensor zu verwendenden Glaselektrode.<\/p>\n

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Chemically harsh<\/td>\nChemisch aggressiv<\/td>\n<\/tr>\n
General<\/td>\nAllgemein<\/td>\n<\/tr>\n
Chemically light<\/td>\nChemisch nicht aggressiv<\/td>\n<\/tr>\n
Thick G-glass<\/td>\nDickes G-Glas<\/td>\n<\/tr>\n
Thick L-glass<\/td>\nDickes L-Glas<\/td>\n<\/tr>\n
Medium G-glass<\/td>\nMittleres G-Glas<\/td>\n<\/tr>\n
Medium L-glass<\/td>\nMittleres L-Glas<\/td>\n<\/tr>\n
Temperature (\u00b0C)<\/td>\nTemperatur (\u00b0C)<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Die Art der in Sensoren verwendeten Referenzsysteme richtet sich nach der erwarteten Prozesstemperatur. Einige Sensoren sind nur f\u00fcr Temperaturen bis 80\u00a0\u00b0C, andere dagegen f\u00fcr Temperaturen bis 130\u00a0\u00b0C ausgelegt. Die Angabe einer Bemessungstemperatur bedeutet jedoch nicht, dass der Sensor f\u00fcr eine l\u00e4ngere Funktion bei dem h\u00f6chsten Temperaturwert ausgelegt ist. Glaselektroden mit einem h\u00f6heren Bemessungswert sind aufgrund der verwendeten dickeren und widerstandsf\u00e4higeren Glasformulierung daf\u00fcr ausgelegt, \u00fcber einen l\u00e4ngeren Zeitraum bei erh\u00f6hten Temperaturen zu funktionieren. Diese Sensoren k\u00f6nnen jedoch auch bei geringeren Temperaturen verwendet werden und halten dann l\u00e4nger.<\/p>\n

\"\"Ungeachtet der in einem Sensordesign verwendeten pH-Glasformulierung wird die Lebensdauer eines pH-Sensors durch Temperaturen zwischen 25\u00a0\u00b0C und 70\u00a0\u00b0C um bis zu 80\u00a0% reduziert. Als Faustregel gilt: Die Lebensdauer eines Sensors wird f\u00fcr jede \u00dcberschreitung der Raumtemperatur um 25\u00a0\u00b0C halbiert. Ein Sensor, der in einem Bereich mit einer niedrigeren Temperatur eingesetzt wird, wird ungeachtet des Prozessmediums eine l\u00e4ngere Lebensdauer haben. Die korrekte Auswahl ist wichtig, weil die Chemikalienbest\u00e4ndigkeit der Glasmembran temperaturabh\u00e4ngig ist. Erfahrungen aus meinen Gespr\u00e4chen mit Kollegen bei Yokogawa haben gezeigt, dass die Entsalzung eines Sensors seine Lebensdauer wesentlich beeinflusst. Jeder Temperaturschritt von 10\u00a0\u00b0C (18\u00a0\u00b0F) erh\u00f6ht den Einfluss um den Faktor\u00a02. Je h\u00f6her die Temperatur, desto schneller die Entsalzung und umgekehrt.<\/p>\n

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HOW DOES TEMPERATURE AFFECT A SENSOR\u2019S LIFETIME:<\/td>\nSO BEEINFLUSST DIE TEMPERATUR DIE LEBENSDAUER EINES SENSORS:<\/td>\n<\/tr>\n
Every 10\u00b0C (50\u00b0F) decrease will double the lifetime of a sensor.<\/td>\nJede Reduzierung um 10\u00a0\u00b0C (50\u00a0\u00b0F) wird die Lebensdauer eines Sensors verdoppeln.<\/td>\n<\/tr>\n
Lifetime expectancy in %<\/td>\nErwartete Lebensdauer in %<\/td>\n<\/tr>\n
Temperature<\/td>\nTemperatur<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

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Erh\u00f6hte Temperaturen beeinflussen au\u00dferdem die innere F\u00fclll\u00f6sung des Sensors. Die innere Elektrolytl\u00f6sung eines herk\u00f6mmlichen pH-Sensors besteht aus Kaliumchlorid (KCI), das der Sensor bei hohen Temperaturen schneller verliert. Da die chlorierte Salzl\u00f6sung eine hohe Temperatur erreicht, erh\u00f6ht sich auch die innere Diffusionsrate des Elektrolyts, was wiederum die Lebensdauer des pH-Sensors verk\u00fcrzt. Sensorhersteller haben verschiedene F\u00fclll\u00f6sungen entwickelt, um dieses Problem zu l\u00f6sen und die Sensorlebensdauer zu verl\u00e4ngern.<\/p>\n

Bew\u00e4ltigung der Herausforderungen durch die Temperatur<\/strong><\/h3>\n

Ein Schl\u00fcssel f\u00fcr die Bew\u00e4ltigung temperaturbedingter Herausforderungen liegt im Aufbau des Referenzteils des Sensors. Der Referenzbereich des FU20-MTS von Yokogawa <\/a>besteht aus einem chemisch temperaturbest\u00e4ndigen Glas und einem mV-Ausgangssignal, welches der Kationenkonzentration des Prozesses entspricht.<\/p>\n

\"\"Mithilfe eines Differenzial-pH-Sensors mit einer salzempfindlichen Referenzelektrode kann der Sensor Temperaturen bis 105\u00a0\u00b0C und Dr\u00fccken bis 0,5\u00a0MPa widerstehen.<\/p>\n

Das Glas in dem Sensor von Yokogawa ist f\u00fcr hohe Temperaturen ausgelegt, sodass eine temperaturbedingte Alterung des Glases im Verlauf der Zeit vermieden wird. Durch die l\u00e4ngere Lebensdauer werden die Austauschintervalle verl\u00e4ngert. Dies f\u00fchrt zu geringeren Materialkosten, reduzierten Instandhaltungskosten und weniger Prozessabschaltungen, um Probleme in der Produktion, am Messger\u00e4t und in den nachfolgenden Prozessen zu behandeln.<\/p>\n

Als N\u00e4chstes in der Artikelreihe<\/strong><\/h3>\n

Die Verunreinigung des Prozesses und des Sensors sind parallel auftretende Probleme, mit denen Hersteller von Chloralkali zu k\u00e4mpfen haben. Ein neuer Sensor l\u00f6st beide Probleme.<\/p>\n

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SENCOM 4.0 Platform<\/td>\nSENCOM-4.0-Plattform<\/td>\n<\/tr>\n
Next generation liquid analyzers<\/td>\nFl\u00fcssigkeitsanalysatoren der neuen Generation<\/td>\n<\/tr>\n
YOKOGAWA<\/td>\nYOKOGAWA<\/td>\n<\/tr>\n
Co-Innovating tomorrow<\/td>\nCo-Innovating tomorrow<\/td>\n<\/tr>\n
See More Do More<\/td>\nSee More Do More<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

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Messung des pH-Wertes in Sole: Korrosive Umgebungsbedingungen<\/a><\/p><\/blockquote>\n