Silica 분석기 (SiO2 Analyzer) 측정원리
.광원에서 나온 빛을 시료가 들어 있는 Cell에 통과시키면 시료 속에 녹아있는 어떤 물질의 농도에 의해 빛의 세기가 줄어서 감지된다.
농도에 비례적으로 빛이 흡수되어 빛의 세기도 줄어든다.
Lambert-Beer 법칙에 의하면,
I = Io×exp(k×L×c)
I : 시료를 통과한 후의 빛의 세기
Io : 광원에서 나온 빛의 세기
k : 흡수 계수
L : Cell의 길이
c : 시료의 농도이다.
대부분의 Silica 분석기는 광원으로 적외선(Infrared, IR)을 사용하고 있으며, 특정 색에서 흡수가 잘 된다.
좀 더 정확한 측정을 위하여 시료의 전처리가 필요한데 그 과정은 아래와 같다.
▶ 시료의 전처리 과정
- 시료 + 산(황산, H2SO4)혼합 → 반응속도 증진
- 시료 + Molybdate 혼합 → SiO2, PO4 성분이 노란색으로 변색
- 시료 + Oxalic Acid 혼합 → PO4 성분을 제거
- 시료 + ferrous sulfate 혼합 → SiO2 성분이 청색으로 변색
위와 같이 전처리된 시료는 분광기(Photometer)에서 측정되며 청색계통에서 흡수가 잘되는 820nm의 파장을 가진 적외선(Infrared)을 광원
으로 사용한다.
2. 측정목적
Silica성분은 가수분해계수가 매우 낮기 때문에 제거하기 힘들며, 고온증기(Steam)에서 매우 용해가 잘 되기 때문에 증기 중에 많이 녹아 있다.
증기에 녹아 있는 Silica성분은 석영(Quartz) 침착물을 생성시키는데, 이것이 아래와 같은 문제점을 발생 시킨다.
▶ 석영(Quartz) 침착물로 인한 문제점
- 열절연층(Thermic Isolation Layer) 형성 → 증기순환계통의 효율 감소
- 터빈 날개에 부착되어 터빈 Balance 파괴(1000MW 발전용량의 발전소에서 3 - 4%의 효율 감소는 30-40MW의 전력손실을 가져온다.)
- 고속 회전하는 터빈 날개에 불균형하게 부착되면 축(Axis)이 휘어짐.
이런 문제들 때문에 화력발전소에서는 보일러나 급수의 Silica감시 외에 보충수를 생산하는 순수장치 출구에서도 감시하기도 한다.
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