簡介
工業用水和廢水的製程監測技術必須長時間運行，且維護要求低，才能提供穩定可靠的監測數據來幫助決策者做出正確的製程決策。採用高溫燃燒法的總有機碳 (TOC，Total Organic Carbon) 分析技術具有處理多種樣品類型所需的穩健性。就燃燒氧化技術來說，催化燃燒和非催化燃燒有所差別，主要體現在製程監測的運作時間、維護需求、使用成本等。
本文概述了線上催化與非催化高溫燃燒 TOC 之間的主要差異。為了方便起見，下文將這些燃燒技術分別簡稱為「高溫催化燃燒 (HTCC，High Temperature Catalytic Combustion)」或「催化法」，和「高溫非催化燃燒 (HTNCC，High Temperature Non-Catalytic Combustion)」或「非催化法」。本文的比較只適用於線上技術和高溫燃燒 TOC 技術。
催化燃燒與非催化燃燒的比較
| 催化法 | 非催化法 | |
| TOC 技術 | 高溫催化燃燒 (HTCC) | 高溫非催化燃燒 (HTNCC) |
| 測量參數 | NPOC⁺, TOC, TNb⁺, TC⁺, IC⁺, BOD/COD⁺換算值、VOC/POC⁺ 差值 | NPOC, TOC, TNb, TC, IC, BOD/COD 換算值、VOC/POC 差值、VOC/POC 直接值 |
| 燃燒溫度 | 碳檢測溫度為 680 – 1,100°C 氮檢測溫度為 720 – 950°C | 碳和氮檢測溫度均為 1,200°C |
| 碳檢測方法 | 非色散紅外線 (NDIR, Non-dispersive Infrared) 偵測器 | 非色散紅外線 (NDIR, Non-dispersive Infrared) 偵測器 |
| TOC 測量範圍 | 0.25 – 20,000 ppm | 0.10 – 50,000 ppm |
| 氮檢測方法 | 化學發光或電化學 | 化學發光或電化學 |
| 維護要求 | 維護頻率較高： 樣品中含有大量的鹽、高分子化合物、難氧化的有機物等，會縮短催化劑的使用壽命，並造成頻繁的停機維修。 | 維護頻率極低： 非催化高溫燃燒能確保有機物完全氧化，無需使用催化劑。此技術比催化技術更能抗鹽。 |
| 測量時間 | 3 – 5 分鐘 (因應用而異) | 3 – 5 分鐘 (因應用而異) |
| 使用成本 | 較高： 對各種樣品需要經常更換催化劑和燃燒管。 | 很低： 需要耗材極少，無需催化劑。 |
*NPOC = 不可吹除有機碳 (Non-purgeable OrganicCarbon), TNb = 總結合氮 (Total Nitrogen Bound), TC = 總碳 (Total Carbon), IC = 無機碳 (InorganicCarbon), BOD/COD = 生化需氧量/化氧量/化學需氧量 (Blochemical Oxygen Demand/Chemical Oxygen Demand), VOC/POC = 揮發性有機碳何吹除有機碳 (Volatile Organic Carbon/Purgeable Organic Carbon)
想了解更多？
- 燃燒法檢測 TOC 主要用於監測含有廢水、製程水、工業廢水中常見的高分子化合物和難氧化有機化合物的樣本。
- 催化燃燒包括在一個爐子中加熱樣品，使用鉑金催化劑來支持氧化。添加催化劑的目的是為了確保樣品中所有的有機碳都被完全氧化。催化燃燒法的爐溫不夠高，無法僅透過溫度來徹底氧化樣品中的有機碳。
- 非催化高溫燃燒法將爐管中的樣品加熱到更高溫度，並能確保徹底氧化樣品中的有機碳。非催化法無需使用催化劑，從而減少了許多干擾因素。
- 為了防止頻繁出現維護問題，必須充分考慮高溫非催化燃燒和高溫催化燃燒中的鹽含量。高溫催化燃燒的溫度比高溫非催化燃燒低。採用高溫催化燃燒時，未燃燒的鹽會「毒害」催化劑，甚至「毒害」燃燒管。雖然替換燃燒管和催化劑，可以幫助催化燃燒裝置在含鹽的環境中運行，但會限制分析儀的測量範圍和性能，也會增加維護工作量。如果採用高溫非催化燃燒，所有的鹽都會在更高的溫度下徹底燃燒。無需催化劑意味著減少維護工作量。
- 催化燃燒和非催化燃燒之間的最大區別在於工藝設備的維護要求、運行時間、使用成本。
Sievers® TOC-R3 非催化在線型 TOC 分析儀
Sievers TOC-R3 採用非催化高溫燃燒法，具備維護簡單、使用成本低、運轉時間長等優點。 Sievers TOC-R3 使用光電離偵測器 (PID，Photoionization Detector) 來直接監測揮發性有機化合物 (VOC，Volatile Organic Compound)，或使用電化學偵測器 (ECD，Electrochemical Detector) 來監測總氮 (TN，Total Nitrogen)，因而具有滿足任何應用需求的彈性。即使是挑戰性樣品基質，此款分析儀的自動稀釋、沖洗、標準品檢查等功能，都能大幅延長儀器的運作時間。此款分析儀採用穩健的模組化設計，能夠對樣品基質變化做出快速反應。此款分析儀還具有預測診斷功能，提供無與倫比的可靠性。
結論
與催化燃燒法相比，非催化燃燒法要求更少的耗材和更低的維護要求，這意味著儀器的使用成本更低、運行時間更長。有了更長的運行時間和更可靠的監測數據，非催化燃燒法就能更好地幫助決策者做出正確的製程決策。 Sievers TOC-R3 採用非催化高溫燃燒法，功能穩健且靈活，能夠滿足所有應用需求。
