ES2949378T3 - Supervisión de la dureza del agua mediante fluorescencia - Google Patents
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Abstract
Se proporcionan métodos automatizados para medir la concentración de magnesio soluble en agua mediante fluorescencia. Los métodos emplean el uso de un líquido tamponado con pH y un reactivo fluorescente coordinador de magnesio. En ciertas realizaciones, los métodos pueden emplear además la medición de la concentración de dureza total del agua desplazando cualquier calcio soluble con magnesio soluble y luego volviendo a medir la concentración de magnesio soluble. Opcionalmente, la concentración de calcio soluble se puede determinar restando la concentración de magnesio soluble medida de la concentración de dureza total medida. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Supervisión de la dureza del agua mediante fluorescencia
Campo
La presente invención se refiere a la medición de la concentración de magnesio soluble a bajas concentraciones en el agua que ingresa o reingresa a un proceso industrial.
Antecedentes
El agua que se utiliza con fines industriales suele contener diversas impurezas en bajas concentraciones. Algunas impurezas representan un obstáculo pequeño o nulo para el proceso de agua industrial, mientras que otras pueden causar ineficiencias. El usuario de agua industrial convencional puede disminuir o evitar las ineficiencias causadas por las impurezas conocidas empleando uno o más esquemas de tratamiento de agua. Por ejemplo, los posibles esquemas de tratamiento pueden incluir los descritos en las Patentes de EE. UU. n.° 4.457.847; 4.545.920; 4.711.726; 5.736.405; 5.041.386; 5.384.050; 6.566.139; 6.436.711; 6.587.753; 6.336.058; 7.220.382; 7.448.255; 7.951.298; 7.955.853; y 8.068.033; y las Publicaciones de Solicitud de Patente de EE. UU. n.° 2008/0202553 y 2008/0179179.
Dos impurezas que pueden estar presentes en el agua son el calcio soluble y el magnesio soluble, comúnmente conocidas como “ dureza” . El agua puede describirse como “ blanda” , es decir, generalmente contiene poco o nada de calcio o magnesio soluble; o “ dura” , es decir, generalmente tiene concentraciones más altas (y a veces indeseablemente altas) de calcio soluble, magnesio soluble o ambos. El agua dura puede causar problemas conocidos en los sistemas de agua industrial, particularmente en los sistemas de agua industrial térmicos, y más particularmente en los sistemas de agua industrial térmicos calentados tales como los sistemas de calderas. Algunos de estos problemas conocidos pueden iniciarse por concentraciones de calcio soluble, magnesio soluble o ambos que no son especialmente altas.
El agua dura se puede ablandar mediante uno o más procedimientos de ablandamiento del agua, que pueden incluir la purificación mediante un tratamiento físico o químico. Ejemplos no limitantes de tratamiento físico incluyen filtración; destilación; purificación por membrana, incluida la ósmosis inversa, la ósmosis directa, la filtración por membrana (microfiltración, ultrafiltración, etc.), la destilación por membrana; intercambio iónico; y métodos electroquímicos para precipitar incrustaciones. Ejemplos no limitativos de tratamiento químico incluyen la quelación usando al menos un quelante tal como ácido etilendiaminotetraacético (“ EDTA” ) o una de sus sales, o la precipitación usando uno o más compuestos cáusticos y/o de fosfato.
Se pueden emplear varios métodos analíticos para medir la dureza del agua que ingresa, reingresa o se utiliza en un proceso industrial (en adelante, “ agua industrial” ). Las concentraciones de dureza se pueden medir mediante plasma acoplado inductivamente (“ ICP” ), electrodo selectivo de iones (“ ISE” ), absorbancia de luz, titulación, absorción atómica (“AA” ) u otros métodos conocidos en la técnica. Si bien todos pueden producir mediciones precisas de concentración de dureza, cada uno tiene limitaciones.
Resumen
La presente invención está dirigida a un método automatizado para supervisar la concentración de magnesio soluble en agua industrial donde esa agua industrial contiene magnesio soluble. El método automatizado comprende combinar una alícuota del agua y una cantidad de (1) un líquido con pH tamponado y (2) un reactivo fluorescente de coordinación de magnesio para producir una muestra de agua tamponada. El (2) reactivo fluorescente de coordinación de magnesio se coordina con el magnesio soluble presente en la muestra de agua tamponada y produce un compuesto de magnesio coordinado. La concentración de magnesio soluble en la alícuota de agua (y, por ende, en el agua industrial) se puede cuantificar utilizando la medición de fluorescencia para medir la fluorescencia producida por el compuesto de magnesio coordinado en la muestra de agua tamponada. En este proceso, el (1) líquido con pH tamponado comprende una base no coordinante soluble en agua capaz de tamponar el (1) líquido con pH tamponado a un pH de 8 a 12; y (2) el reactivo fluorescente de coordinación de magnesio se selecciona del grupo que consiste en un colorante azoico sustituido con ortohidroxilo, aromático, soluble en agua; un heterociclo de anillos fusionados soluble en agua; y combinaciones de los mismos, en donde la base no coordinante es 1,2 diazabiciclo [2.2.2] octano (DABCO).
El método automatizado puede incluir opcionalmente controlar la concentración de dureza total en agua industrial donde esa agua industrial contiene calcio soluble y magnesio soluble. El método automatizado comprende combinar una alícuota de agua con (4) un reactivo que contiene magnesio. El (4) reactivo que contiene magnesio desplaza el calcio soluble dentro de la alícuota de agua con magnesio soluble, creando así una muestra de agua modificada que tiene un mayor contenido de magnesio soluble. La muestra de agua modificada se combina con una cantidad de (1) líquido tamponado con pH y (2) un reactivo fluorescente de coordinación de magnesio para producir una muestra de agua tamponada que contiene magnesio soluble. El (2) reactivo fluorescente de coordinación de magnesio se coordina con el magnesio soluble presente en la muestra de agua tamponada para producir un compuesto de magnesio coordinado. El mayor contenido de magnesio soluble en la muestra de agua tamponada se cuantifica mediante la
medición de fluorescencia del compuesto de magnesio coordinado, lo que permite la determinación de la concentración de dureza total de la alícuota y, por ende, del agua industrial. En este proceso, el (1) líquido con pH tamponado comprende una base no coordinante soluble en agua capaz de tamponar el (1) líquido con pH tamponado a un pH de 8 a 12; y (2) el reactivo fluorescente de coordinación de magnesio se selecciona del grupo que consiste en un colorante azoico sustituido con ortohidroxilo, aromático, soluble en agua; un heterociclo de anillos fusionados soluble en agua; y combinaciones de los mismos.
Según la presente invención, la base no coordinante es 1,2 diazabiciclo [2.2.2] octano (DABCO).
La presente descripción incluye un método automatizado para supervisar y opcionalmente controlar la concentración de dureza total de agua industrial que contiene calcio soluble y magnesio soluble. El método automatizado comprende dos conjuntos de etapas, Grupo A y Grupo B, y los conjuntos de etapas se pueden repetir según sea necesario.
En relación con el Grupo A, una primera alícuota de agua y cantidades de (1a) un primer líquido tamponado con pH, (2a) un primer reactivo fluorescente de coordinación de magnesio y (3a) un primer agente fluorescente inerte se combinan para producir una muestra de agua tamponada. El (2a) primer reactivo fluorescente de coordinación de magnesio se coordina con el magnesio soluble presente en la primera alícuota de agua creando un compuesto de magnesio coordinado dentro de la muestra de agua tamponada. La concentración de cualquier primer reactivo fluorescente de coordinación de magnesio no coordinado (2a) en la muestra de agua tamponada se determina mediante la absorbancia de luz. La concentración del primer agente fluorescente inerte (3a) en la muestra de agua tamponada se determina por fluorescencia.
La concentración de magnesio soluble en la primera alícuota de agua se determina también mediante la medición de fluorescencia del compuesto de magnesio coordinado en la muestra de agua tamponada. Opcionalmente, la concentración de magnesio soluble determinada a través de la medición de fluorescencia del compuesto de magnesio coordinado se corrige para tener en cuenta uno o más de los siguientes: variación en la relación de mezcla, variación en los efectos de fondo y variación en la temperatura, lo que permite el cálculo de una concentración ajustada de magnesio soluble en el agua.
En relación con el Grupo B, una segunda alícuota de agua y cantidades de (1b) un segundo líquido tamponado con pH, (2b) un segundo reactivo fluorescente de coordinación de magnesio, (3b) un segundo agente fluorescente inerte y (4b) un reactivo que contiene magnesio se combinan creando una muestra de agua modificada. El reactivo que contiene magnesio (4b) reacciona con el calcio soluble en la segunda alícuota de agua, desplazando así el calcio soluble con magnesio soluble y creando una mayor concentración de magnesio soluble en la muestra de agua modificada. El reactivo fluorescente de coordinación de magnesio (2b) se coordina con el magnesio soluble presente en la muestra de agua modificada creando un compuesto de magnesio coordinado. La concentración de reactivo fluorescente de coordinación de magnesio no coordinado (2b) en la muestra de agua modificada se mide mediante absorbancia de luz. La concentración del agente fluorescente inerte en la muestra de agua modificada se determina midiendo la fluorescencia creada por el agente fluorescente inerte (3b) en la muestra de agua modificada. La concentración de magnesio soluble en la muestra de agua modificada se mide mediante la medición de fluorescencia del compuesto de magnesio coordinado. La medida de la concentración de magnesio soluble de la muestra de agua modificada corresponde a la medida de la concentración de dureza total en la segunda alícuota de agua, y por ende, a la concentración de dureza total en el agua industrial. Opcionalmente, la concentración de magnesio soluble medida a través de la fluorescencia del compuesto de magnesio coordinado puede corregirse para tener en cuenta uno o más de los siguientes: variación en la relación de mezcla, variación en los efectos de fondo y variación en la temperatura, lo que permite el cálculo de una concentración ajustada de la dureza total en el agua. Opcionalmente, la concentración de magnesio soluble de la primera alícuota de agua se puede restar de la concentración de dureza total de la segunda alícuota de agua para que se pueda determinar la concentración de calcio soluble en el agua. Opcionalmente, al menos una variable de proceso puede controlarse tomando medidas como resultado de las mediciones. Además, el (1a) primer y (1b) segundo líquidos tamponados con pH pueden ser composiciones iguales o diferentes que tienen un pH tamponado de 8 a 12, el (2a) primer y (2b) segundo reactivos fluorescentes de coordinación de magnesio pueden ser composiciones iguales o diferentes, y el (3a) primer y (3b) segundo agentes fluorescentes inertes pueden ser composiciones iguales o diferentes.
Breve descripción de los dibujos
Las ventajas de la presente descripción se harán más evidentes para los expertos en la técnica relevante después de revisar la siguiente descripción detallada y los dibujos adjuntos, en donde:
la Figura 1 muestra una curva de calibración que ilustra la linealidad de la concentración de magnesio medida según uno o más métodos de la presente descripción, donde la concentración de magnesio se calcula como partes por mil millones de carbonato de calcio;
la Figura 2 muestra una curva de calibración que ilustra la linealidad de la concentración de dureza total medida según uno o más métodos de la presente descripción, donde la concentración de dureza total se calcula como partes por mil millones de carbonato de calcio; y
la Figura 3 muestra una curva de calibración que ilustra la linealidad de la concentración de rodamina-WT medida según uno o más métodos de la presente descripción.
Descripción detallada
La descripción se refiere por lo general a métodos automatizados para medir concentraciones de calcio y/o magnesio soluble (es decir, dureza) en agua usando fluorescencia.
En lo que se refiere a esta descripción, “ reactivo fluorescente de coordinación de magnesio” significa un compuesto químico que es capaz de reaccionar con magnesio soluble para producir un compuesto de magnesio coordinado. El compuesto de magnesio coordinado puede variar dependiendo del reactivo fluorescente de coordinación de magnesio particular utilizado, pero será capaz de producir una emisión fluorescente cuando se coordine con magnesio soluble y se excite con luz que tenga una cierta longitud de onda o intervalo de longitudes de onda. Por lo general, cuando se agrega a una muestra de agua que contiene magnesio soluble, una cantidad del reactivo fluorescente de coordinación de magnesio se coordina (se une químicamente al magnesio soluble, lo que permite la medición de la concentración de magnesio soluble a través de la fluorescencia) y una cantidad puede permanecer sin coordinar (por ejemplo, la cantidad del agente fluorescente de coordinación de magnesio que es residual o en exceso).
En lo que respecta a esta descripción, “ reactivo que contiene magnesio” significa un compuesto químico que está compuesto al menos parcialmente de magnesio y que reacciona con una especie conocida que puede estar presente en una sustancia. Por ejemplo, en ciertas realizaciones de los métodos descritos en el presente documento, el reactivo que contiene magnesio reacciona con el calcio soluble que está presente en una alícuota de agua, desplazando así el calcio soluble con magnesio soluble.
En lo que respecta a esta descripción, “ sobredosis” significa proporcionar una cantidad molar de una especie química particular que es más que estequiométricamente suficiente para que cualquier equilibrio químico cambie razonablemente rápido como resultado del exceso molar. Por ejemplo, una sobredosis convencional sería al menos diez veces la cantidad molar estequiométrica necesaria para una reacción química particular.
En lo que respecta a esta descripción, “variable de tratamiento de agua” significa un valor medido o calculado que se puede encontrar cuando se trata de tratamiento de agua. Los ejemplos de variables de tratamiento de agua incluyen, entre otros, las siguientes: temperatura, presión, caudal, concentración de una o más especies químicas, mediciones fluorométricas, mediciones o cálculos de absorbancia de luz o energía, mediciones iónicas/potencial eléctrico (por ejemplo, mediciones de electrodos, etc.), velocidad de dosificación, velocidades/tiempos de sedimentación, velocidades/tiempos de flotación, velocidad de intercambio de calor, densidad, turbidez, claridad, potencial de incrustación, valores de titulación, punto de inflamación, punto de rocío, volumen, masa, cálculos estadísticos y así sucesivamente.
En lo que respecta a esta descripción, “ cuantificar” significa medir y/o calcular una cantidad desconocida basándose en al menos una medición de algún tipo.
En lo que respecta a esta descripción, “ coordinar” o “ coordinado” significa una conexión química de algún tipo que es lo suficientemente estable como para permitir que la concentración y/o la presencia de una especie o compuesto químico se mida por la concentración conocida de otra especie o compuesto químico. Por ejemplo, un reactivo fluorescente puede coordinarse con una especie soluble en agua en una relación de un mol de especie soluble en agua por mol de reactivo fluorescente, lo que permitiría una medición fluorométrica de la especie soluble en agua basada en la cantidad conocida de reactivo fluorescente y/o datos experimentales relacionados con la coordinación de las especies solubles en agua y el reactivo fluorescente. Como alternativa, el reactivo fluorescente puede coordinarse con una especie soluble en agua en una relación de dos moles de especie soluble en agua por mol de reactivo fluorescente, lo que permitiría una medición fluorométrica de la especie soluble en agua basada en la cantidad conocida de reactivo fluorescente y/o datos experimentales relacionados con la coordinación de las especies solubles en agua y el reactivo fluorescente (por ejemplo, una calibración). El reactivo fluorescente está presente en exceso por diseño y no emite fluorescencia hasta que se coordina con la especie solubles en agua. En otras palabras, la coordinación de la concentración conocida del reactivo fluorescente permite la cuantificación de la concentración de la especie soluble en agua.
En lo que respecta a esta descripción, “ automático” , “ automáticamente” y “ automatizado” significan sin intervención humana o sustancialmente sin intervención humana. Por ejemplo, un proceso realizado automáticamente (es decir, un “ proceso automatizado” ) mediría una variable y tomaría acción (por ejemplo, cambiar la velocidad de una bomba, abrir o cerrar una válvula, aumentar calentamiento o enfriamiento, etc.) basándose en una comparación de la variable medida con un valor estándar (es decir, un punto de consigna) sin que una persona tenga que hacer nada para que la acción se lleve a cabo, además de proporcionar inicialmente todo el equipo necesario, fontanería, cableado, energía, programación, ingredientes químicos, etc.
En lo que respecta a esta descripción, “ corregir” significa realizar un cambio en un valor medido basándose en una o más variables. Por ejemplo, un valor medido puede verse afectado a sabiendas por otra variable medible. Con el
conocimiento de la existencia del efecto, se puede corregir el efecto conocido, eliminando así el efecto en el primer valor medido. Cuando se trata de fluorometría, los efectos relacionados con la temperatura, la dilución/concentración y la turbidez pueden introducir errores en la medición de fluorescencia sin procesar y con frecuencia requieren la corrección de la medición de fluorescencia sin procesar para reflejar el efecto.
En lo que respecta a esta descripción, “ como carbonato de calcio” significa que la medición de la concentración particular (magnesio soluble, calcio soluble o dureza total) se informa “ como carbonato de calcio” . Un método de informe de este tipo se usa comúnmente en el campo y hace uniforme la medición de cada especie o la dureza total, lo que permite la comparación entre especies.
En lo que respecta a esta descripción, “ sistema industrial térmico” significa un proceso que es responsable de transferir energía térmica (es decir, calor) dentro o fuera de un proceso industrial (por ejemplo, un proceso de fabricación de algún tipo). “ Sistema de agua industrial térmico” indica además que el sistema industrial térmico utiliza principalmente agua en alguna forma para transferir calor. Los ejemplos de sistemas de agua industrial térmicos incluyen, entre otros, sistemas de calderas, sistemas de enfriamiento, sistemas de agua caliente y otros sistemas que están diseñados para controlar la temperatura o transferir energía térmica hacia o desde un proceso industrial. En ciertas realizaciones, el agua que se supervisa usando los métodos descritos en el presente documento es agua que se alimenta a una caldera (es decir, agua de alimentación de caldera).
En lo que respecta a esta descripción, “ en el sitio” se refiere a un elemento ubicado o una acción que se lleva a cabo dentro de los límites de la propiedad de una instalación industrial. Si una etapa del proceso se realiza “ en el sitio” , se realiza dentro de los límites de la propiedad de la instalación industrial. Por ejemplo, la combinación de dos ingredientes que se utilizarán en una instalación de proceso en particular se realizaría “ en el sitio” si la combinación ocurriera dentro de los límites de la propiedad de la instalación de proceso en particular.
Etiquetas numéricas (por ejemplo, (1), (2), (la), (2b), etc.) se utilizan a veces en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones. Estas etiquetas se emplean para simplificar las referencias cruzadas de elementos a lo largo de las reivindicaciones, particularmente entre varios elementos de las reivindicaciones independientes y a lo largo de las reivindicaciones dependientes. Las etiquetas no pretenden indicar ninguna cantidad.
La presente invención se refiere a un método automatizado para supervisar la concentración de magnesio soluble en agua industrial donde esa agua industrial contiene magnesio soluble. El método automatizado comprende combinar una alícuota del agua y una cantidad de (1) un líquido con pH tamponado y (2) un reactivo fluorescente de coordinación de magnesio para producir una muestra de agua tamponada. El (2) reactivo fluorescente de coordinación de magnesio se coordina con el magnesio soluble presente en la muestra de agua tamponada y produce un compuesto de magnesio coordinado. La concentración de magnesio soluble en la alícuota de agua (y, por ende, en el agua industrial) se puede cuantificar utilizando la medición de fluorescencia para medir la fluorescencia producida por el compuesto de magnesio coordinado en la muestra de agua tamponada. En este proceso, el (1) líquido con pH tamponado comprende una base no coordinante soluble en agua capaz de tamponar el (1) líquido con pH tamponado a un pH de 8 a 12; y (2) el reactivo fluorescente de coordinación de magnesio se selecciona del grupo que consiste en un colorante azoico sustituido con ortohidroxilo, aromático, soluble en agua; un heterociclo de anillos fusionados soluble en agua; y combinaciones de los mismos.
Según la presente invención, la base no coordinante es DABCO (1,2 diazabiciclo [2.2.2.] octano). El método de la presente invención se define en la reivindicación 1.
La presente descripción incluye un método automatizado para supervisar y opcionalmente controlar la concentración de dureza total en agua industrial donde esa agua industrial contiene calcio soluble y magnesio soluble. El método automatizado comprende combinar una alícuota de agua con (4) un reactivo que contiene magnesio. El (4) reactivo que contiene magnesio desplaza el calcio soluble dentro de la alícuota de agua con magnesio soluble, creando así una muestra de agua modificada que tiene un mayor contenido de magnesio soluble. La muestra de agua modificada se combina con una cantidad de (1) líquido tamponado con pH y (2) un reactivo fluorescente de coordinación de magnesio para producir una muestra de agua tamponada que contiene magnesio soluble. El (2) reactivo fluorescente de coordinación de magnesio se coordina con el magnesio soluble presente en la muestra de agua tamponada para producir un compuesto de magnesio coordinado. El mayor contenido de magnesio soluble en la muestra de agua tamponada se cuantifica mediante la medición de fluorescencia del compuesto de magnesio coordinado, lo que permite la determinación de la concentración de dureza total de la alícuota y, por ende, del agua industrial. En este proceso, el (1) líquido con pH tamponado comprende una base no coordinante soluble en agua capaz de tamponar el (1) líquido con pH tamponado a un pH de 8 a 12; y (2) el reactivo fluorescente de coordinación de magnesio se selecciona del grupo que consiste en un colorante azoico sustituido con ortohidroxilo, aromático, soluble en agua; un heterociclo de anillos fusionados soluble en agua; y combinaciones de los mismos. Según la presente invención, la base no coordinante es 1,2 diazabiciclo [2.2.2] octano (DABCO).
Asimismo, la presente descripción está dirigida a un método automatizado para supervisar y opcionalmente controlar la concentración de dureza total de agua industrial que contiene calcio soluble y magnesio soluble. El método
automatizado comprende dos conjuntos de etapas, Grupo A y Grupo B, y los conjuntos de etapas se pueden repetir según sea necesario.
En relación con el Grupo A, una primera alícuota de agua y cantidades de (1a) un primer líquido tamponado con pH, (2a) un primer reactivo fluorescente de coordinación de magnesio y (3a) un primer agente fluorescente inerte se combinan para producir una muestra de agua tamponada. El (2a) primer reactivo fluorescente de coordinación de magnesio se coordina con el magnesio soluble presente en la primera alícuota de agua creando un compuesto de magnesio coordinado dentro de la muestra de agua tamponada. La concentración de cualquier primer reactivo fluorescente de coordinación de magnesio no coordinado (2a) en la muestra de agua tamponada se determina mediante la absorbancia de luz. La concentración del primer agente fluorescente inerte (3a) en la muestra de agua tamponada se determina por fluorescencia. La concentración de magnesio soluble en la primera alícuota de agua se determina también mediante la medición de fluorescencia del compuesto de magnesio coordinado en la muestra de agua tamponada. Opcionalmente, la concentración de magnesio soluble determinada a través de la medición de fluorescencia del compuesto de magnesio coordinado se corrige para tener en cuenta uno o más de los siguientes: variación en la relación de mezcla, variación en los efectos de fondo y variación en la temperatura, lo que permite el cálculo de una concentración ajustada de magnesio soluble en el agua.
En relación con el Grupo B, una segunda alícuota de agua y cantidades de (1b) un segundo líquido tamponado con pH, (2b) un segundo reactivo fluorescente de coordinación de magnesio, (3b) un segundo agente fluorescente inerte y (4b) un reactivo que contiene magnesio se combinan creando una muestra de agua modificada. El reactivo que contiene magnesio (4b) reacciona con el calcio soluble en la segunda alícuota de agua, desplazando así el calcio soluble con magnesio soluble y creando una mayor concentración de magnesio soluble en la muestra de agua modificada. El reactivo fluorescente de coordinación de magnesio (2b) se coordina con el magnesio soluble presente en la muestra de agua modificada creando un compuesto de magnesio coordinado. La concentración de reactivo fluorescente de coordinación de magnesio no coordinado (2b) en la muestra de agua modificada se mide mediante absorbancia de luz. La concentración del agente fluorescente inerte en la muestra de agua modificada se determina midiendo la fluorescencia creada por el agente fluorescente inerte (3b) en la muestra de agua modificada. La concentración de magnesio soluble en la muestra de agua modificada se mide mediante la medición de fluorescencia del compuesto de magnesio coordinado. La medida de la concentración de magnesio soluble de la muestra de agua modificada corresponde a la medida de la concentración de dureza total en la segunda alícuota de agua, y por ende, a la concentración de dureza total en el agua industrial. Opcionalmente, la concentración de magnesio soluble medida a través de la fluorescencia del compuesto de magnesio coordinado puede corregirse para tener en cuenta uno o más de los siguientes: variación en la relación de mezcla, variación en los efectos de fondo y variación en la temperatura, lo que permite el cálculo de una concentración ajustada de la dureza total en el agua. Opcionalmente, la concentración de magnesio soluble de la primera alícuota de agua se puede restar de la concentración de dureza total de la segunda alícuota de agua para que se pueda determinar la concentración de calcio soluble en el agua. Opcionalmente, al menos una variable de proceso puede controlarse tomando medidas como resultado de las mediciones. Además, el (1a) primer y (1b) segundo líquidos tamponados con pH pueden ser composiciones iguales o diferentes que tienen un pH tamponado de 8 a 12, el (2a) primer y (2b) segundo reactivos fluorescentes de coordinación de magnesio pueden ser composiciones iguales o diferentes, y el (3a) primer y (3b) segundo agentes fluorescentes inertes pueden ser composiciones iguales o diferentes.
La presente descripción se refiere a métodos automatizados basados en reactivos de supervisión de la dureza en el agua que ingresa o reingresa a un proceso industrial. En ciertas realizaciones, la descripción está dirigida a cuantificar una concentración de magnesio soluble en una alícuota de agua mediante técnicas fluorométricas.
En ciertas realizaciones, la descripción se dirige además al uso de magnesio soluble para desplazar el calcio soluble contenido dentro de una alícuota de agua, y cuantificar después la dureza total del agua a través de técnicas fluorométricas.
En ciertas realizaciones, los métodos automatizados descritos en el presente documento implican tomar muestras de agua de alimentación o reciclada de un proceso industrial en tiempo real y cuantificar concentraciones muy bajas de los iones de dureza calcio y magnesio. La tecnología implica el uso de una molécula que se une con alta selectividad al magnesio y emite fluorescencia cuando se coordina, es decir, un reactivo fluorescente de coordinación de magnesio que produce un compuesto de magnesio coordinado cuando se coordina con magnesio. En ciertas realizaciones, la fluorescencia emitida por el compuesto de magnesio coordinado es lineal o esencialmente lineal en el intervalo de cero a 1000 ppb de magnesio como carbonato de calcio.
Debido a la precisión necesaria para realizar mediciones a las concentraciones relativamente bajas de calcio y magnesio solubles que generalmente contiene el agua industrial, la dilución de los agentes y reactivos debe realizarse también con alta precisión. Si bien ciertas realizaciones de los métodos automatizados descritos emplean bombas de alta precisión, dispositivos de medición de peso de alta precisión y/o dispositivos de medición de flujo de alta precisión, ciertas realizaciones pueden emplear mediciones fluorométricas y/o de absorbancia adicionales. Las mediciones fluorométricas y/o de absorbancia son en sí mismas mediciones de alta precisión siempre que se utilicen estándares de calibración de alta precisión para la calibración del equipo. Cualquiera de los dispositivos o mediciones mencionados anteriormente puede emplearse individualmente o en combinación con cualquiera o todos los demás
dispositivos y mediciones, dependiendo del nivel de sofisticación que el usuario desee emplear. En ciertas realizaciones, se emplea un agente fluorescente inerte para permitir una compensación precisa de los errores asociados con la dilución del líquido con pH tamponado y el reactivo fluorescente de coordinación de magnesio en la alícuota del agua.
En ciertas realizaciones, los métodos son capaces de supervisar la concentración de magnesio soluble, la concentración de calcio soluble o ambos (es decir, dureza total) en aguas industriales. Aunque los métodos descritos pueden practicarse usando una alícuota de agua de varias fuentes, los métodos son particularmente aplicables al agua que ingresa o reingresa en un proceso industrial porque el agua dura puede ser particularmente dañina para los procesos industriales. En ciertas realizaciones, el agua es agua de alimentación de calderas.
En ciertas realizaciones, el agua industrial es razonablemente pura para evitar la interferencia con la medición de fluorescencia (la interferencia con la medición de fluorescencia se explica con más detalle a continuación en la presente descripción). En ciertas realizaciones, el agua industrial tiene una concentración de dureza total de 2000 ppb o menos, medida como carbonato de calcio, ya sea de forma natural o empleando uno o más procedimientos de ablandamiento del agua. En ciertas realizaciones, se sabe o se cree que el agua industrial tiene una dureza total de 2000 ppb o menos, aunque se desconocen las concentraciones exactas de magnesio soluble o calcio soluble. En ciertas realizaciones, se sabe o se cree que el agua industrial tiene una concentración de calcio soluble total de no más de 1000 ppb (aunque se desconoce la concentración exacta de calcio soluble) y se sabe o se cree que tiene una concentración de magnesio soluble total de no más de 1000 ppb (aunque se desconoce la concentración exacta de magnesio soluble). En ciertas realizaciones, el proceso industrial es un sistema industrial térmico como se ha definido anteriormente.
En ciertas realizaciones, la concentración de magnesio soluble en el agua industrial se cuantifica mediante fluorescencia. En ciertas realizaciones, se cuantifica una medición separada de la concentración de magnesio soluble mediante fluorescencia después de la adición de una sal de magnesio específica, es decir, un reactivo que contiene magnesio. El reactivo que contiene magnesio desplaza el calcio disuelto en el agua con magnesio soluble en una relación conocida, normalmente un mol de magnesio soluble por cada mol de calcio soluble. El desplazamiento permite la determinación de la concentración de dureza total que representa todo el magnesio soluble y el calcio soluble en el agua mediante la medición del compuesto de magnesio coordinado. En ciertas realizaciones, la concentración de calcio soluble se determina después restando una primera concentración de magnesio medida (que representa solo magnesio soluble) de la concentración de dureza total medida.
En ciertas realizaciones, el método está configurado para dosificar con precisión un reactivo concentrado en línea con el agua de alimentación de calderas que puede incorporar el uso de al menos una bomba de diafragma. En ciertas realizaciones, la dilución precisa se confirma y/o corrige mediante medidas de absorbancia del reactivo de coordinación de fluorescencia de magnesio y la fluorescencia de al menos un agente de fluorescencia inerte. Si se emplea, el agente fluorescente inerte debe elegirse de manera que (a) el agente no reaccione con otras especies (es decir, sea inerte), y (b) la longitud de onda de fluorescencia del agente no debe interferir con las longitudes de onda de las otras especies fluorescentes. En ciertas realizaciones, el agente fluorescente inerte se selecciona del grupo que consiste en un derivado de rodamina, un derivado de fluoresceína y combinaciones de los mismos. En ciertas realizaciones, el agente fluorescente inerte es Rodamina WT.
En ciertas realizaciones, las intensidades fluorescentes se convierten a unidades de ppb como carbonato de calcio para magnesio, calcio y/o dureza total.
En ciertas realizaciones, el método es un método automatizado. En otras palabras, las etapas del método se llevan a cabo de forma automática o casi automática, es decir, sin o con mínima intervención humana. En ciertas realizaciones, la única intervención humana requerida es el acto mínimo de reemplazar los ingredientes agotados, incluidos, entre otros, los siguientes ingredientes o cualquiera de sus precursores o subingredientes: el líquido con pH tamponado; el reactivo fluorescente de coordinación de magnesio; la base no coordinante soluble en agua; el agente fluorescente inerte; o el reactivo que contiene magnesio. Para realizaciones automatizadas, los diversos componentes pasivos (sensores) y activos (bombas, válvulas, etc.) necesarios para llevar a cabo los métodos estarán conectados operativamente al proceso industrial y/o al sistema de tratamiento de agua en cuestión. Para realizaciones automatizadas, los diversos componentes están también en comunicación con una unidad de procesamiento que ha sido programada para controlar lógicamente los diversos componentes activos según parámetros que puede establecer el usuario o determinarse de alguna otra manera. En ciertas realizaciones, la unidad de procesamiento puede compartirse con otros sistemas de control empleados con el proceso industrial. En ciertas realizaciones, la unidad de procesamiento comprende un controlador lógico programable (“ PLC” ).
Por ejemplo, un sistema de supervisión automatizado puede estar cableado y conectado por tuberías para realizar cualquier muestreo y medición sin intervención humana, generando un valor medido de forma constante o a intervalos sin que el usuario tenga que iniciar dicho muestreo o medición. Para ciertas mediciones, los ingredientes químicos deben combinarse primero en una alícuota para activar la fluorescencia, y la combinación también se puede realizar automáticamente mediante controles automatizados. En ciertas realizaciones, un sensor motorizado detecta una fluorescencia o absorbancia a una longitud de onda particular. El sensor envía una primera señal eléctrica a un sistema
de control que, a su vez, puede enviar una segunda señal eléctrica para una operación motorizada y controlada (por ejemplo, una bomba o una válvula) basándose en la primera señal eléctrica y la entrada del usuario en forma de un programa de control, al menos un punto de consigna y, opcionalmente, un ajuste fino. El sistema de control está programado y puede ajustarse con precisión para controlar un punto de consigna particular, por ejemplo, basándose en la dureza medida. El programa de control puede controlar varias variables, incluyendo caudales, variables de ablandamiento del agua y la química involucrada en la detección de la dureza. Las acciones no limitativas que puede tomar el programa de control incluyen abrir una válvula para liberar agua industrial (por ejemplo, realizar un ciclo de purga), cambiar la velocidad o la cantidad de tratamiento químico para reducir la dureza y/o actuar para remediar problemas de pretratamiento, tal como cambiar entre lechos de sal para ablandar el agua o tanques de salmuera.
Como se ha descrito anteriormente, los métodos descritos en el presente documento hacen uso de un reactivo fluorescente de coordinación de magnesio. En ciertas realizaciones, el reactivo fluorescente de coordinación de magnesio se selecciona del grupo que consiste en un colorante azoico sustituido con ortohidroxilo, aromático, soluble en agua; un heterociclo de anillos fusionados soluble en agua; y combinaciones de los mismos. En ciertas realizaciones, el reactivo fluorescente de coordinación de magnesio está presente en el líquido con pH tamponado al momento en que el líquido con pH tamponado se combina con la alícuota del agua. En ciertas realizaciones, el reactivo fluorescente de coordinación de magnesio toma la forma de un polvo seco y se combina con el líquido con pH tamponado en el sitio (o justo antes de combinarse con la alícuota de agua). En ciertas realizaciones, el reactivo fluorescente de coordinación de magnesio se combina con el líquido con pH tamponado, y la combinación se emplea mientras se practica uno o más de los métodos descritos dentro de aproximadamente 28 días de hacer la combinación. En forma seca, el reactivo fluorescente de coordinación de magnesio tiene una larga vida útil en comparación con la sustancia combinada. Por lo tanto, esperar para combinar la forma seca hasta el desarrollo en el proceso le permite al usuario aprovechar la larga vida útil. En ciertas realizaciones, el reactivo de coordinación de fluorescencia de magnesio está presente en el líquido con pH tamponado a una concentración de 1 a 1000 ppm como reactivo de coordinación de fluorescencia de magnesio.
En ciertas realizaciones, donde el reactivo fluorescente de coordinación de magnesio comprende al menos un colorante azoico sustituido con ortohidroxilo, aromático, soluble en agua, se selecciona del grupo que consiste en Plasmocorinth B, Eriochrome Black T, Calmagite, 8-hidroxiquinolona-5-ácido sulfónico, y combinaciones de los mismos. En ciertas realizaciones, el reactivo fluorescente de coordinación de magnesio es ácido 8-hidroxiquinolona-5-sulfónico (“ HQS” ).
Como se ha descrito anteriormente, en ciertas realizaciones de los métodos descritos en el presente documento, una alícuota de agua se combina con una cantidad de un líquido con pH tamponado y un reactivo fluorescente de coordinación de magnesio para producir una muestra de agua tamponada.
Como se ha descrito anteriormente, el líquido con pH tamponado comprende una base no coordinante soluble en agua capaz de amortiguar el líquido con pH tamponado y, en consecuencia, la alícuota del agua cuando se combina con el líquido con pH tamponado, a un pH que varía de 8 a 12. En el método automatizado de la presente invención, la base no coordinante soluble en agua es 1,2 diazabiciclo [2.2.2] octano (“ DABCO” ).
La cantidad o cantidad del líquido con pH tamponado que se combina con la parte alícuota de agua se puede determinar en una cualquiera o en cualquier combinación de varias técnicas diferentes. En ciertas realizaciones, la cantidad del líquido con pH tamponado que se combinará con la alícuota de agua se determina mediante métodos mecánicos (por ejemplo, mediciones y/o cálculos de peso/masa, mediciones y/o cálculos de flujo, mediciones y/o cálculos de volumen, o cálculos, etc., que pueden determinarse usando, por ejemplo, una o más bombas dosificadoras, básculas, celdas de carga, rotámetros, etc.), fluorometría, absorbancia de luz, compensación de presión, compensación de flujo y combinaciones de los mismos.
En el caso del líquido con pH tamponado, debe entenderse que la cantidad particular de líquido con pH tamponado que se combina con la alícuota de agua puede variar según el tamaño de la alícuota de agua y la concentración de agua dentro del líquido con pH tamponado. En ciertas realizaciones, la variación de la cantidad particular del líquido con pH tamponado se determina mediante el empleo de un agente fluorescente inerte en una cantidad conocida con una cantidad conocida del líquido con pH tamponado, que tiene cantidades conocidas de ingredientes, lo que permite la medición de la fluorescencia de la cantidad de líquido con pH tamponado.
En ciertas realizaciones, la concentración del líquido con pH tamponado en la alícuota se determina usando solo métodos mecánicos. Tales mediciones y/o cálculos tienen normalmente en cuenta las variaciones en la densidad de los líquidos. Si bien suelen ser efectivos, las mediciones y los cálculos antes mencionados se basan en última instancia en la exactitud y precisión de dispositivos tales como bombas (por ejemplo, velocidad de la bomba), dispositivos de medición de peso, medidores de flujo, etc., que deben tenerse en cuenta al obtener el equipo utilizado para llevar a cabo la presente descripción.
Como se ha mencionado anteriormente, en ciertas realizaciones, la concentración del líquido con pH tamponado en la alícuota se determina mediante fluorometría. Un agente fluorescente inerte puede estar presente en el líquido con pH tamponado o agregarse a la alícuota en una relación conocida de agente fluorescente inerte a líquido con tampón
de pH, lo que permite una medición fluorométrica de la concentración del agente fluorescente inerte en la alícuota. La medición fluorométrica del agente fluorescente inerte en la alícuota permite calcular la concentración del líquido con pH tamponado en la alícuota. La medición fluorométrica del agente fluorescente inerte se puede incorporar en combinación con uno o más métodos mecánicos para confirmar la concentración del líquido con pH tamponado en la alícuota que se ha medido y/o calculado mecánicamente.
Como se ha mencionado anteriormente, la concentración de dureza total de una muestra de agua se determina combinando las concentraciones de calcio soluble y magnesio soluble presentes en el agua. Una técnica para medir la concentración de dureza total implica el desplazamiento del calcio soluble o del magnesio soluble a favor de las otras especies y medir después la concentración total de la especie favorecida.
En ciertas realizaciones, cualquier calcio soluble en una alícuota del agua se desplaza con magnesio soluble. En ciertas realizaciones, el calcio soluble se desplaza con magnesio soluble mediante una sobredosis de la alícuota de agua con un reactivo que contiene magnesio, creando así una muestra de agua modificada. Por sobredosis se entiende en general que el desplazamiento emplea una cantidad molar de reactivo que contiene magnesio que es más que suficiente para desplazar todo el calcio soluble contenido (real o esperado) dentro de la alícuota de agua. Dependiendo de los factores que pueden incluir el reactivo particular que contiene magnesio y la dosis elegida, el desplazamiento del calcio soluble con magnesio soluble puede llevar mucho tiempo. Una dosis demasiado pequeña no hará que la reacción se complete rápidamente, pero una dosis demasiado grande puede ser un desperdicio.
Como se ha descrito anteriormente, en ciertas realizaciones de los métodos descritos en el presente documento, se sabe o se cree que el agua industrial tiene una concentración de calcio soluble de no más de 2000 ppb o en otras realizaciones no más de 1000 ppb, la cantidad de reactivo que contiene magnesio requerida para la sobredosis en las medidas descritas anteriormente se puede determinar usando estos máximos. En otras realizaciones de los métodos descritos en el presente documento, se puede saber que el agua industrial tiene una concentración de calcio soluble de no más de una cierta cantidad según las mediciones previas de la concentración de calcio soluble en el proceso industrial, según los parámetros operativos conocidos del proceso industrial o basándose en ambos.
En ciertas realizaciones, la cantidad molar de reactivo que contiene magnesio que se sobredosifica es de 10-10.000 veces, como alternativa de 50-1000 veces o de 75-500 veces, en una base de equivalentes molares, la cantidad requerida para desplazar todo el calcio soluble contenido en la alícuota de agua, ya sea calcio soluble real o esperado.
En ciertas realizaciones, el reactivo que contiene magnesio comprende un quelante multidentado que contiene magnesio. En ciertas realizaciones, el quelante multidentado que contiene magnesio comprende 1,2-diaminociclohexil-N,N,N',N' tetraacetato de magnesio disódico. En ciertas realizaciones, el reactivo que contiene magnesio está presente en el líquido con pH tamponado antes de que el líquido con pH tamponado se combine con la parte alícuota del agua. En otras realizaciones, el reactivo que contiene magnesio se dosifica por separado del líquido con pH tamponado.
En ciertas realizaciones de los métodos descritos en el presente documento, cualquiera o todos los reactivos fluorescentes de coordinación de magnesio, el reactivo fluorescente inerte y el reactivo que contiene magnesio se pueden administrar a la alícuota del agua a través del líquido con pH tamponado, dependiendo de la concentración medida realizada por el usuario (magnesio, dureza total o magnesio/calcio). Por ejemplo, si alguien que pone en práctica la descripción solo está interesado en medir la concentración del magnesio soluble presente en un suministro de agua en particular, la persona puede desear solo mezclar una alícuota del agua con el líquido con pH tamponado y el reactivo fluorescente de coordinación de magnesio. Una práctica de este tipo puede depender de varios factores, que pueden incluir la sofisticación del equipo disponible, la exactitud deseada y/o la precisión de la medición y/o consideraciones presupuestarias.
Si bien cada uno de los reactivos fluorescentes de coordinación de magnesio, el reactivo fluorescente inerte y el reactivo que contiene magnesio se pueden administrar a la alícuota del agua a través del líquido con pH tamponado, debe entenderse que el reactivo que contiene magnesio se introduce en la alícuota solo para la medición de la concentración de dureza total. La introducción del reactivo que contiene magnesio en la alícuota probablemente provocará el desplazamiento de al menos parte del calcio soluble presente en la alícuota, en caso de que haya calcio soluble presente.
En ciertas realizaciones, son necesarias al menos dos mediciones de fluorescencia para determinar las concentraciones de las dos especies individuales, magnesio soluble y calcio soluble. En ciertas realizaciones, se conoce la concentración de magnesio soluble en el agua, pero se desconoce la concentración de calcio soluble en el agua, y la concentración de calcio soluble se determina comparando la concentración de dureza total con la concentración de magnesio conocida. La concentración de magnesio soluble puede conocerse debido a la práctica de la presente descripción o por alguna otra razón.
En ciertas realizaciones, el desplazamiento y la mezcla se realizan simultáneamente, y el reactivo que contiene magnesio está presente en el líquido con pH tamponado antes de que el líquido con pH tamponado se combine con la parte alícuota del agua.
En ciertas realizaciones, el método automatizado se repite como parte de un programa de supervisión automatizado. En ciertas realizaciones, el programa de supervisión automatizado realiza la función adicional de ser un programa de control de tratamiento. En ciertas realizaciones, el programa de control de tratamiento es un programa de ablandamiento del agua.
En ciertas realizaciones, la fluorescencia medida del reactivo de coordinación de fluorescencia de magnesio coordinado se corrige para las variables del proceso. Por ejemplo, la relación de mezcla de los agentes/reactivos, la fluorescencia de fondo y la temperatura pueden fluctuar durante el funcionamiento del sistema industrial térmico y/o la práctica de los métodos descritos. Estas variables pueden causar errores en la medición del reactivo fluorescente de coordinación de magnesio coordinado, que se puede corregir comparando las otras mediciones con estándares conocidos.
En ciertas realizaciones, la concentración de calcio soluble se determina restando la concentración de magnesio soluble de la concentración de dureza total. El cálculo permite que la concentración de dureza total se defina aún más por la concentración de cada una de las dos especies solubles individualmente, calcio y magnesio.
Como en otros métodos de detección basados en fluorescencia, existe la posibilidad de interferencia de la señal, es decir, la posibilidad de que se produzca una lectura alta falsa, dependiendo de la presencia de otras especies en el agua. Como se ha descrito anteriormente, los métodos descritos en este documento deben emplear agua industrial razonablemente pura.
Más específicamente, los ejemplos de especies potencialmente interferentes en la propia alícuota (y en el agua industrial) incluyen hierro soluble, cobre y zinc. El hierro, el cobre y/o el zinc solubles en concentraciones de 100 ppb o superiores pueden provocar interferencias con la detección de fluorescencia y, en ciertas realizaciones, tales concentraciones en la alícuota de agua (y en el agua industrial) deben evitarse si es posible. Por tanto, en ciertas realizaciones de los métodos descritos en el presente documento, el agua industrial (y la alícuota de agua) no contiene más de 100 ppb de hierro, cobre y/o zinc.
Asimismo, la presencia de cadmio soluble incluso en una concentración muy baja comprometerá los métodos descritos, ya que el cadmio coordinado con el reactivo de coordinación de fluorescencia de magnesio tiene una intensidad de fluorescencia significativamente mayor que el magnesio coordinado con el reactivo de coordinación de magnesio. Por tanto, en ciertas realizaciones de los métodos descritos en este documento, el agua industrial (y la alícuota de agua) contienen 0 ppm de cadmio.
La presencia de una alta concentración de aluminio soluble o elementos del grupo del lantano podría interferir potencialmente con la detección de fluorescencia de los métodos descritos. La posibilidad de interferencia en el límite inferior de detección de los métodos descritos es posible en presencia de quelantes tales como EDTA, ya que estos tienen grandes constantes de formación para sus complejos de calcio y magnesio. Por tanto, en ciertas realizaciones de los métodos descritos en el presente documento, el agua industrial (y la alícuota de agua) no contienen más de un total de 100 ppb de elementos del grupo aluminio o lantano solubles.
Otras posibles interferencias pueden ser causadas por el uso de ciertos materiales de construcción en la fontanería del proceso. Por ejemplo, deben evitarse los plásticos menos costosos tales como el PVC y el CPVC. En ciertas realizaciones, los materiales de fontanería utilizados para llevar a cabo el método incluyen aceros inoxidables y/o polímeros de grado superior como PVDF, polisulfona o polieterimidas.
En ciertas realizaciones, la calibración de bombas, caudalímetros, básculas, etc., puede realizarse utilizando métodos conocidos. En ciertas realizaciones, el fluorómetro se calibra utilizando al menos un líquido que tiene una concentración conocida de magnesio soluble. A bajas concentraciones (por ejemplo, no más de aproximadamente 1000 ppb de magnesio como carbonato de calcio), la emisión de fluorescencia es esencialmente lineal, por lo que un punto de calibración generalmente es suficiente para establecer la calibración. Sin embargo, se pueden probar varios puntos de calibración para garantizar la precisión.
La Figura 1 muestra una curva de calibración que ilustra la linealidad de la dureza de magnesio medida según uno o más métodos de la presente descripción, donde la concentración de magnesio se calcula como partes por mil millones de carbonato de calcio. Para llevar a cabo el método, el pH de cada muestra se tamponó a aproximadamente 10,2 y se empleó HQS como reactivo fluorescente de coordinación de magnesio a 10 ppm.
La Figura 2 muestra una curva de calibración que ilustra la linealidad de la dureza total medida según uno o más métodos de la presente descripción, donde la concentración de dureza total se calcula como partes por mil millones de carbonato de calcio. Para llevar a cabo el método, el pH de cada muestra se tamponó a aproximadamente 10,2 y se empleó HQS como reactivo fluorescente de coordinación de magnesio a 10 ppm.
La Figura 3 muestra una curva de calibración para la concentración de Rodamina-WT en agua tamponada a un pH de aproximadamente 10,2 para cada muestra.
Todas las patentes a las que se hace referencia en el presente documento se incorporan aquí como referencia, ya sea que se haga específicamente o no dentro del texto de esta descripción.
En la medida en que los términos “ incluir” , “ incluye” o “ incluyendo” se usan en la memoria descriptiva o en las reivindicaciones, se pretende que sean inclusivos de una manera similar a la del término “ que comprende” tal como se interpreta ese término cuando se emplea como una palabra de transición en una reivindicación. Además, en la medida en que se emplee el término “ o” (por ejemplo, A o B), se pretende que signifique “A o B o ambos A y B” . Cuando los solicitantes pretendan indicar “ solo A o B pero no ambos” , entonces se empleará el término “ solo A o B pero no ambos” . Por lo tanto, el uso del término “ o” en el presente documento es el uso inclusivo, y no el uso exclusivo. Véase Bryan A. Garner, A Dictionary of Modern Legal Usage 624 (2nda ed. 1995). También, en la medida en que los términos “ en” o “ dentro” se usen en la memoria descriptiva o en las reivindicaciones, se pretende que además signifiquen “ en” o “ sobre” . Asimismo, en la medida en que el término “ conectar” se use en la memoria descriptiva o las reivindicaciones, se pretende que signifique no solo “ conectado directamente a” , sino también “ conectado indirectamente a” , tal como conectado a través de otro componente o componentes. En la presente descripción, las palabras “ un” o “ una” deben tomarse para incluir tanto el singular como el plural. A la inversa, cualquier referencia a elementos plurales, cuando sea apropiado, incluirá el singular.
Se entiende que todos los intervalos y parámetros aquí descritos abarcan todos y cada uno de los subintervalos asumidos y subsumidos en ellos, y cada número entre los valores extremos. Por ejemplo, debe considerarse que un intervalo establecido de “ 1 a 10” incluye todos y cada uno de los subintervalos entre (e inclusive) el valor mínimo de 1 y el valor máximo de 10; es decir, todos los subintervalos que comienzan con un valor mínimo de 1 o más, (por ejemplo, de 1 a 6,1), y terminan con un valor máximo de 10 o menos, (por ejemplo, de 2,3 a 9,4, de 3 a 8, de 4 a 7), y finalmente a cada número 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 y 10 contenido dentro del intervalo.
Claims (10)
1. Un método automatizado para supervisar la concentración de magnesio soluble en agua que contiene magnesio soluble, el método que comprende:
combinar una alícuota de agua y una cantidad de un líquido con pH tamponado y un reactivo fluorescente de coordinación de magnesio para producir una muestra de agua tamponada;
por lo que el reactivo fluorescente de coordinación de magnesio se coordina con el magnesio soluble presente en la muestra de agua tamponada para producir un compuesto de magnesio coordinado; y
cuantificar la concentración de magnesio soluble en la alícuota de agua mediante la medición de fluorescencia del compuesto de magnesio coordinado en la muestra de agua tamponada;
en donde el líquido con pH tamponado comprende una base no coordinante soluble en agua capaz de tamponar el líquido con pH tamponado a un pH de 8 a 12;
el reactivo fluorescente de coordinación de magnesio se selecciona del grupo que consiste en un colorante azoico sustituido con ortohidroxilo, aromático, soluble en agua; un heterociclo de anillos fusionados soluble en agua; y combinaciones de los mismos; y
la base no coordinante soluble en agua es 1,2 diazabiciclo [2.2.2] octano.
2. El método automatizado de la reivindicación 1, en donde el reactivo fluorescente de coordinación de magnesio está presente en el líquido con pH tamponado cuando se combina con la alícuota de agua.
3. El método automatizado de la reivindicación 2, en donde el reactivo fluorescente de coordinación de magnesio es un polvo seco combinado con el líquido de pH tamponado en el sitio.
4. El método automatizado de la reivindicación 1, en donde el agua tiene una concentración de dureza total superior a cero y no superior a 2000 ppb como carbonato de calcio.
5. El método automatizado de la reivindicación 1, en donde el líquido con pH tamponado se tampona a un pH de 9 a 11.
6. El método automatizado de la reivindicación 1, en donde el reactivo fluorescente de coordinación de magnesio es un colorante azoico sustituido con ortohidroxilo, aromático, soluble en agua seleccionado del grupo que consiste en Plasmocorinth B, Eriochrome Black T, Calmagite, 8-hidroxiquinolona-5-ácido sulfónico, y combinaciones de los mismos.
7. El método automatizado de la reivindicación 1, en donde el reactivo fluorescente de coordinación de magnesio es ácido 8-hidroxiquinolona-5-sulfónico.
8. El método automatizado de la reivindicación 2, en donde el reactivo fluorescente de coordinación de magnesio está presente en el líquido con pH tamponado a una concentración de 1 a 50 ppm.
9. El método automatizado de la reivindicación 1, en donde un agente fluorescente inerte se combina adicionalmente con la alícuota de agua en una relación conocida de agente fluorescente inerte a líquido con pH tamponado, y se confirma la concentración del líquido con pH tamponado en la alícuota de agua por medición de fluorescencia del agente fluorescente inerte.
10. El método automatizado de la reivindicación 1, en donde el agua es agua de alimentación de calderas.
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