Аналитическое обеспечение промышленных водоёмких технологий с применением портативного оборудования на основе готовых решений группы компаний «Крисмас»

ЗАО «Крисмас+», Муравьёв А.Г., директор производственно-лабораторного комплекса, канд. хим. наук

Значение воды в работе предприятий промышленности трудно переоценить. Большое количество промышленных предприятий используют производственные технологии, характеризующиеся значительным потреблением воды (водоёмкостью). Можно с уверенностью сказать, что вода как производственный ресурс предусматривается в производстве огромного числа наименований промышленной продукции, включая конечные продукты и полупродукты; вода также используется практически на всех промышленных предприятиях на подготовительных стадиях, в сопутствующих процессах и т.п. На новых и старых теплоэнергетических предприятиях, в больших и малых котельных вода используется в качестве теплоносителя и рабочего тела (см., например, [1]).

От качества применяемой воды зависит эффективность использования технологического оборудования. К воде предъявляются определенные требования, прописанные в нормативных документах. Выполнение предъявляемых требований осуществляется обеспечением водно-химического режима (ВХР) работы как основного производственного оборудования, так и оборудования при водоподготовке и водоочистке. Осуществление водоотведения также типично для промышленных и других предприятий. Значительная роль в обеспечении ВХР оборудования отводится оперативному химическому контролю [2].

Важным фактором для аналитического обеспечения производств (продукции, энергии, тепла) является функционирование химических лабораторий в структуре предприятий. Это всегда сопряжено со значительными материальными затратами, необходимостью организации производственных площадей и соответствующего кадрового обеспечения.

Для нормальной работы малых и средних предприятий, не имеющих, как правило, аккредитованных химико-аналитических лабораторий, использование методов, технологий, а также оборудования для внелабораторного химического контроля может служить значимым ресурсом. Хорошие предпосылки для устойчивой работы с оборудованием для внелабораторного контроля создают возможности его длительного применения с учётом сроков службы изделий и сроков годности аналитических рецептур [3].

Для крупных производственных предприятий, которые, как правило, имеют водоёмкие (водопотребляющие) технологии, применение инструментария для внелабораторного химического контроля предоставляет возможность проведения ряда рутинных анализов при значительном снижении соответствующих издержек.

Компания «Крисмас+» уже 30 лет разрабатывает и производит портативные лаборатории и тест-комплекты для аналитического контроля производственных вод для стадий водоподготовки, а также при водно-химическом контроле технологий, связанных с оборотом и потреблением воды. Важным преимуществом наших портативных аналитических систем является их готовность к анализу во внелабораторных условиях без применения электропотребляющего оборудования с той же эффективностью, что и в условиях специализированных лабораторий. Тем самым обеспечивается высокая оперативность в получении результатов: на выполнение одного анализа для большинства методик требуется не более 30 минут, а в составе поставляемого оборудования есть всё необходимое для анализа, включая готовые к применению реагенты.

Применять оборудование для контроля воды может не только специалист, но и оператор средней квалификации после краткосрочной подготовки или стажировки. Наши изделия для химического анализа характеризуются применением унифицированных и стандартизованных методов и методик из федеральных и отраслевых действующих документов. Ряд методик (на сегодня их 12 для измерений основных показателей качества воды) специально разработаны специалистами компании «Крисмас+» с внесением в Федеральный реестр методов анализа [4].

Характерно, что производимые изделия претерпевают постоянную модернизацию, что обусловлено периодическим изменением нормативной базы, улучшением средств комплектации и упаковки, совершенствованием аналитических рецептур и алгоритмов их применения.

Срок службы аналитический продукции для большинства изделий составляет не менее 1 года. По мере израсходования материалов работоспособность анализа обеспечивается использованием комплекта пополнения. Исключением являются некоторые аналитические растворы, имеющие небольшой срок годности. Восполнение таких растворов выполняется самим потребителем с использованием готовых капсулированных смесей, либо аналитических концентратов. Несложные процедуры приготовления подробно описаны в прилагаемых руководствах. Важно, что применимость такого подхода нами показана в течение длительного периода производства нашей компанией портативного оборудования для контроля воды и других сред [3].

Необходимой составной частью любого изделия является документация: паспорт, гарантийные обязательства, специальные иллюстрированные руководства по применению [4, 6, 7]. В руководстве предоставлена всесторонняя информация об изделии и регламентирующее выполнение анализа.

При всём разнообразии контролируемых показателей качества воды портативное лабораторное оборудование от компании «Крисмас+» представлено несколькими основными линейками изделий [4]:

• водно-химическими лабораториями, типа ВХЭЛ;
• специализированными лабораториями типа НКВ-12.1;
• тест-комплектами, а также соответствующими комплектами пополнения расходуемых материалов ко всему оборудованию. [3]

Средства комплектации изделий (в зависимости от типа и наименования изделия):

• готовые к применению аналитические реагенты и растворы;
• калиброванные средства дозировки реагентов и растворов;
• контрольные шкалы образцов окраски для визуального колориметрирования;
• материалы: бумага фильтровальная, индикаторная, хроматографическая;
• лабораторная посуда;
• портативные приборы: весы технические, фотоколориметр, кондуктометр, рН-метр, кислородомер;
• вспомогательные принадлежности для отбора проб и выполнения анализа;
• средства защиты: защитные перчатки, очки;
• документация: паспорт, сертификаты, руководство и др.

Укомплектованные в изделиях материалы позволяют выполнить, как правило, не менее 50-100 определений по каждому из показателей. Реагенты израсходованные или имеющие истёкший срок годности восполняются поставкой комплектов пополнения.

Рабочие параметры применения портативного оборудования при анализе:

• температура анализируемой пробы воды (10÷35) °С;
• температура и относительная влажность атмосферного воздуха, а также атмосферное давление при анализе воды – не регламентируются.

Ниже мы приводим краткие сведения об основных типах портативных лабораторий и тест-комплектах, широкое применение которых мы рекомендуем в аналитическом химическом контроле производственных предприятий. Данное оборудование, как показывает опыт его эксплуатации в теплоэнергетике и в работе производственных предприятий, обеспечивает эффективное достижение задач аналитического химического контроля и создаёт значительную экономию ресурсов.

Водно-химическая экспресс-лаборатория типа ВХЭЛ

Портативные экспресс-лаборатории модели ВХЭЛ предназначены для водно-химического контроля на объектах теплоэнергетики – котельных, паросиловых хозяйствах, производственных и жилищно-коммунальных предприятиях и т.п.

Помимо водно-химического контроля теплоэнергетического оборудования, данные лаборатории позволяют также контролировать процессы водоподготовки (водоочистки, коррекционной обработки и т.п.) по отдельным показателям непосредственно в производственных условиях, при отсутствии химической лаборатории или в дополнение к ней. Принцип действия изделия основан на использовании химико-аналитических и химико-физических методов.

Лаборатория ВХЭЛ поставляется в нескольких модификациях, предусматривающих дополнительное оснащение лаборатории приборами контроля воды – рН-метра, кондуктометра, кислородомера, а также дополнительных модулей-тест-комплектов. Это позволяет потребителю реализовать наиболее подходящий вариант аналитического контроля. Имеющиеся в изделии расходуемые материалы позволяют выполнить не менее 100 определений по каждому из показателей, за исключением определения сульфитов, а также нефтепродуктов (по 50 определений). Ресурс восполняется комплектом пополнения расходуемых материалов КП ВХЭЛ, который предназначен для замены предусмотренных в составе изделия химических реактивов и растворов, а также материалов, израсходованных и/или имеющих истёкший срок годности.

Поставляемые с января 2023 года лаборатории производятся в модернизированном исполнении (рисунок 1), и позволяют выполнять контроль с учётом соответствующих нормативных документов, актуальных для данного направления контроля. Изделие ВХЭЛ поставляется в специальных настольных укладках, выполненных в виде раскрывающегося ящика, образующего рабочее место оператора. Лаборатории ВХЭЛ включают 2 вида настольных укладок: малую и большую. В укладках размещены секции с необходимыми для анализа средствами оснащения и документацией.

Охватывают выполнение контроля (в зависимости от модификации) по показателям, входящим в перечень при аналитическом химическом контроле производственных вод [3, 4]:
аммиак, двуокись углерода свободная, железо общее, жёсткость общая, жёсткость кальциевая, кислород, кремниевая кислота (по SiO₂), нефтепродукты, нитраты, нитриты, окисляемость перманганатная (ХПК), рН, прозрачность и мутность, сульфиты, фосфаты и полифосфаты, хлориды, щёлочность общая.

Позволяют также проводить химический анализ природных вод, контроль оборудования при водоподготовке и др. Подробнее о характеристиках водно-химических лабораторий ВХЭЛ и других водных лабораторий см. https://shop.christmas-plus.ru/catalog/laboratorii_dlya_analiza_kotlovoy_vody/

Cпециализированная настольная лаборатория НКВ-12.1 «Вода природная и водоподготовка»

Тест-комплекты для химического контроля воды

Тест-комплект – функционально целостная совокупность средств, необходимых для выполнения количественного или полуколичественного химического экспресс-анализа воды. Применяются в ходе аналитического химического контроля разнообразных технологических процессов, при водоподготовке, химводоочистке, эксплуатации котельного оборудования, тепловых сетей и др. Некоторые тест-комплекты приведены на рисунке 2.

Применение тест-комплектов позволяет в максимальной степени снизить расходы на проведение оперативного контроля, осуществлять его без привлечения высококвалифицированных сотрудников и дорогостоящего оборудования как в лаборатории, так и на месте отбора проб.

Рис. 2 Тест -комплекты

В составе тест-комплектов, в общем случае, находятся готовые к использованию химические реактивы, материалы, а также оборудование, принадлежности и документация, включающая методику выполнения контроля.

Тест-комплекты портативны, относительно несложны и удобны при выполнении аналитического контроля, могут поставляться также в составе лаборатории моделей ВХЭЛ в соответствующих модификациях. С их применением химический контроль выполняется согласно типовым или модифицированным методикам на основе стандартизованных методов, а для некоторых показателей (в определении которых согласно НТД, применяют тестовый контроль) − также тест-методов.

Перечень тест-комплектов по наименованиям согласуется, как правило, с наименованиями определяемых показателей. Ниже в таблице приведен перечень тест-комплектов для аналитического химического контроля.

Наименование тест-комплектов для аналитического химического контроля

Полный перечень и характеристики тест-комплектов для аналитического химического контроля воды см.
https://shop.christmas-plus.ru/catalog/test_komplekty_dlya_analiza_vody/

Вспомогательное оборудование
Набор для приготовления очищенной воды для химического анализа (Набор ВХА)

Набор ВХА (приведён на рис. 3) предназначен для получения химически очищенной воды на основе ОСТ 34-70-953.2-88, используемой при аналитическом химическом контроле производственных вод.

Необходима при недостаточном качестве имеющихся на предприятии дистиллированной воды или промышленного конденсата. Использование очищенной воды предусмотрено в процессе водно-химического контроля оборудования при анализе производственных и т.п. вод на содержание аммиака, железа, кремниевой кислоты и др., выполняемом с применением портативных изделий ЗАО «Крисмас+» (лаборатории ВХЭЛ, тест-комплекты «Кремниевая кислота КВ», «Железо КВ» и др.).

Набор ВХА применяется при работах по аналитическому химическому контролю при обеспечении технологий водоподготовки, при водно-химическом контроле на теплоэнергетических предприятиях (котельных, паросиловых хозяйствах, жилищно-коммунальных предприятиях и т. п.), в водоёмких производственных технологиях и др.

Метод химической очистки воды состоит в применении различных технологий фильтрации дистиллированной воды или конденсата через ионообменные смолы и фильтрующие материалы, в результате чего поглощаются катионы, анионы, органические примеси, а также задерживаются взвешенные нерастворимые частицы.

Рис. 3 Набор для приготовления очищенной воды для химического анализа (Набор ВХА):
а – укладка с реагентами и материалами; б – блок ионообменных колонок; в – кондуктометр типа МАРК 603 с датчиком ДП-015 (может поставляться совместно с набором ВХА).

Имеющееся в наборе оборудование позволяет осуществить предварительную подготовку пробы воды для лабораторного анализа в соответствии с ГОСТ Р 52501-2005, в том числе механическое фильтрование, катионирование, деионизацию и др.

Может поставляться совместно с кондуктометром типа МАРК 603 с датчиком ДП-015 (контроль качества очищенной воды).

Подробнее о составе набора см.
https://shop.christmas-plus.ru/catalog/vspomogatelnoe_oborudovanie_/nabor_dlya_prigotovleniya_ochish...

Набор посуды многофункциональный (набор МФ)

Подробнее о составе наборов см. https://shop.christmas-plus.ru/catalog/vspomogatelnoe_oborudovanie_/

Работами научно-производственного объединения ЗАО «Крисмас+» созданы технологии химического анализа также и других объектов и сред – воздуха, почвы, пищевых продуктов, которые успешно применяются в аналитическом химическом контроле в различных секторах энергетики, охватывая потребности в оснащении разнообразных предприятий и служб. В частности, мы производим продукцию для химического контроля газовых выбросов, почвенных вытяжек, продовольственного сырья и пищевых продуктов, а также соответствующие комплекты оборудования для профессионального высшего и среднего образования. Кроме этого, наша компания обеспечивает профессиональную информационную, консультационную, методологическую и сервисную поддержку потребителей продукции и клиентов. Подробнее информацию о продукции и услугах см. на интернет-сайте компании.

Мы оперативно и с должным качеством осуществляем комплексное оснащение промышленных, учебных и научных лабораторий.

1. РД 24.032.01 Нормы качества питательной воды и пара, организация водно-химического режима и химического контроля паровых стационарных котлов-утилизаторов и энерготехнологических котлов; РД 24.031.120 Нормы качества сетевой и подпиточной воды водогрейных котлов, организация водно-химического режима и химического контроля.
2. Направления развития технологий аналитического химического контроля при водоподготовке и эксплуатации котлового оборудования» Муравьёв А.Г. канд. хим. наук, директор производственно-лабораторного комплекса ЗАО «Крисмас+.
   https://shop.christmas-plus.ru/reviews/kotlovaya_voda/napravleniya_razvitiya_tekhnologiy_analitiches... /.
3. К вопросу установления сроков службы, сроков годности и гарантийных сроков для портативного оборудования производства ЗАО «Крисмас+. Муравьёв А.Г. канд. хим. наук, директор производственно-лабораторного комплекса ЗАО «Крисмас+».
   https://shop.christmas-plus.ru/reviews/voda/novyy_vzglyad_na_pokazateli_dolgovechnosti_i_nadyezhnost....
4. 1. Руководство по анализу воды. Питьевая и природная вода, почвенные вытяжки / под ред. канд. хим. наук А. Г. Муравьёва. — 5-е изд., перераб. и доп. — СПб. : «Крисмас+», 2021. — 360 с., илл. ISBN 978-5-89495-268-0.
5. Электронный каталог продукции компании «КРИСМАС». https://shop.christmas-plus.ru/catalog/.
6. Руководство по аналитическому химическому контролю при водоподготовке и эксплуатации котлового оборудования/ под ред. к.х.н. А.Г.Муравьёва. - СПб.: «Крисмас+», 2023.-344 с., илл. ISBN 978-5-89495-280-2.
7. Водно-химическая экспресс-лаборатория (ВХЭЛ) : руководство по применению РП 203-82182574-2023 / А. Г. Муравьёв, И. В. Субботина, Н. А. Осадчая и др. / под ред. канд. хим. наук А. Г. Муравьёва. — Санкт-Петербург : Крисмас+, 2023. — 224 c. ISBN 978-5-89495-285-7.

Контакты:
НПО ЗАО «Крисмас+»
191119, г. Санкт-Петербург, ул. Константина Заслонова, дом 6
Тел./факс: (812) 575-5407, 575-5543, 575-5791, 575-5081 8 (800) 302-9225 (бесплатный звонок по России)

Подписывайтесь на наш канал в Ютюбе!
Вы всегда будете в курсе наших последних новостей и сможете наглядно познакомиться с нашей продукцией.