一種電廠水汽中氯離子自動(dòng)快速檢測(cè)方法及系統(tǒng)和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電廠水汽的檢測(cè)，具體的說(shuō)，涉及一種電廠水汽中氯離子自動(dòng)快速檢 測(cè)方法及系統(tǒng)和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了防止火力發(fā)電機(jī)組熱力系統(tǒng)發(fā)生腐蝕、結(jié)垢和積鹽，機(jī)組熱力系統(tǒng)的水汽品 質(zhì)受到了嚴(yán)格控制，尤其是對(duì)于高參數(shù)大容量發(fā)電機(jī)組，對(duì)水汽品質(zhì)的要求越來(lái)越嚴(yán)格。氯 離子作為機(jī)組水汽系統(tǒng)中危害最大的陰離子，一直是電廠化學(xué)水汽品質(zhì)監(jiān)督的重要監(jiān)控指 標(biāo)。實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠水汽中痕量氯離子的準(zhǔn)確檢測(cè)對(duì)于保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。
[0003] 目前，國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的檢測(cè)痕量氯離子較準(zhǔn)確的方法是離子色譜法。但因離子色譜 儀價(jià)格昂貴、維護(hù)費(fèi)用高、對(duì)運(yùn)行環(huán)境和操作水平要求苛刻，僅適用于環(huán)境較好的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn) 室，在電廠的應(yīng)用很少。電廠因缺乏可靠的痕量氯離子檢測(cè)方法而無(wú)法實(shí)現(xiàn)日常分析檢測(cè)， 只能委托有資質(zhì)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)定期取水樣送檢，才能獲取機(jī)組水汽中痕量離子含量的定量數(shù) 據(jù)。這種監(jiān)控方式已經(jīng)不適應(yīng)電廠化學(xué)監(jiān)督技術(shù)和管理要求。近年來(lái)，有關(guān)科研機(jī)構(gòu)已經(jīng) 開(kāi)展了相關(guān)研究工作，其中，離子交換預(yù)富集-分光光度法測(cè)定電廠水汽中痕量氯離子的 研究取得重要進(jìn)展，可檢測(cè)出電廠水汽低至1. 〇 μ g/L含量的氯離子。但該方法采用手工操 作條件，操作繁瑣、耗時(shí)，分析效率低，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中人為干擾因素多。基于該項(xiàng)研究成果開(kāi)發(fā) 的高純水中痕量氯離子的連續(xù)動(dòng)態(tài)測(cè)量裝置，雖然實(shí)現(xiàn)了管道化的自動(dòng)連續(xù)分析，但分析 效率依然比較低。所以，開(kāi)發(fā)一種自動(dòng)、快速、準(zhǔn)確、可靠、易于實(shí)現(xiàn)在線化、可操作性強(qiáng)的電 廠水汽（或其它純水體系）中痕量氯離子的分析檢測(cè)方法非常必要。
[0004] 流動(dòng)注射分析技術(shù)（Flow Injection Analysis,簡(jiǎn)稱(chēng)FIA)是基于物理不平衡和化 學(xué)不平衡進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)定的微量濕化學(xué)分析技術(shù)。該技術(shù)的突出特點(diǎn)是分析速度快、精度高、 節(jié)省試劑和試樣、適用性廣、設(shè)備和操作簡(jiǎn)單、使用方便和易于實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，它是實(shí)現(xiàn)溶 液化學(xué)分析自動(dòng)化和研究化學(xué)理論的有效手段。FIA技術(shù)與離子交換預(yù)富集樣品處理方法 相結(jié)合，在痕量分析化學(xué)中的發(fā)展已占相當(dāng)大比重，而且很多方面已成為FIA發(fā)展的前沿。 FIA技術(shù)極高的樣品處理效率及高度重現(xiàn)的自動(dòng)化操作，可以將樣品濃集過(guò)程與檢測(cè)手段 直接在線連接而使分析方法成為一個(gè)整體，使整個(gè)分析過(guò)程在一密閉體系中完成。FIA-在 線離子交換富集法使手工操作條件下的離子交換富集法得以有重大改觀，不僅避免了試樣 在操作容器中的多次轉(zhuǎn)移，從而大大減少了人為誤差，而且節(jié)省試樣與試劑，操作更方便、 簡(jiǎn)潔。更重要的是，這種在線濃集體系，在待測(cè)物質(zhì)的"富集"和"洗脫"過(guò)程中，整個(gè)分析 檢測(cè)系統(tǒng)始終處于自動(dòng)工作狀態(tài)，工作站實(shí)時(shí)記錄檢測(cè)基線和洗脫峰，定量客觀地反映了 交換柱的濃集效果，從而消除了手工操作的不確定因素，提高了檢測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確 性。通過(guò)控制富集時(shí)間、富集速度、洗脫液濃度、洗脫流速等實(shí)驗(yàn)條件，可獲得高度重現(xiàn)的濃 集效果和較高的濃縮倍率。
[0005] 本發(fā)明將流動(dòng)注射分析技術(shù)（FIA)和流通式分光檢測(cè)技術(shù)成功應(yīng)用于電廠水汽 (或其它純水體系）中痕量氯離子的離子交換富集和自動(dòng)檢測(cè)中，實(shí)現(xiàn)了流動(dòng)注射-在線離 子交換富集-分光光度檢測(cè)的有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建了一種自動(dòng)、快速、準(zhǔn)確、可靠的電廠水汽中 痕量氯離子分析方法及系統(tǒng)，確定了該系統(tǒng)的最佳實(shí)驗(yàn)條件和參數(shù)，考察了電廠水汽中可 能存在的干擾本方法準(zhǔn)確測(cè)定的因素，與標(biāo)準(zhǔn)的離子色譜分析法進(jìn)行了對(duì)比，充分驗(yàn)證了 本方法的測(cè)定準(zhǔn)確性和可靠性。
[0006] 本發(fā)明首次將流動(dòng)注射分析技術(shù)（FIA)和離子交換富集法相結(jié)合，成功應(yīng)用于電 廠水汽（或其它純水體系）中痕量氯離子的分析檢測(cè)，取得了突破性研究成果，填補(bǔ)了水中 痕量氯離子化學(xué)分析自動(dòng)化技術(shù)空白，也為水中痕量氯離子在線監(jiān)測(cè)裝置的研制奠定了堅(jiān) 實(shí)的方法基礎(chǔ)，具有重大的科研價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種電廠水汽中氯離子自動(dòng)快速檢測(cè)方法。
[0008] 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供所述方法在電廠水汽中痕量氯離子檢測(cè)中的應(yīng)用。
[0009] 本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供一種電廠水汽中痕量氯離子自動(dòng)快速檢測(cè)系統(tǒng)。
[0010] 為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供了一種純水體系中痕量氯離子檢測(cè)方法，所述方法采 用了流動(dòng)注射分析技術(shù) -在線離子交換富集-分光光度分析方法，其中，在線離子交換富 集所用的離子交換柱有效尺寸為：內(nèi)徑為I. 〇~3. Omm,長(zhǎng)度為10~30mm，體積為50~ 200 μ L，填料為強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂，所用的洗脫液為中性鹽水溶液，濃度為0. 005~ 0. 05mol/L ;富集濃縮時(shí)的水樣流量小于5. Oml/min，洗脫時(shí)洗脫液流量小于5. Oml/min，洗 脫時(shí)間為2~IOmin ;反應(yīng)試劑流量小于5. Oml/min ;反應(yīng)溫度為室溫。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，本發(fā)明所述陰離子交換樹(shù)脂可以為強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù) 脂或弱堿性陰離子交換樹(shù)脂；其中進(jìn)一步優(yōu)選所述陰離子交換樹(shù)脂為強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù) 脂；
[0012] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂可以為本領(lǐng)域常規(guī)的強(qiáng)堿性陰 離子交換樹(shù)脂，譬如季銨基類(lèi)陰離子樹(shù)脂、胍基類(lèi)強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂；再譬如國(guó)產(chǎn)的 D201型強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂、D204型強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂（浙江爭(zhēng)光公司的D254)、 717強(qiáng)堿性I型陰離子交換樹(shù)脂、美國(guó)Amberlite IRA-400型強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂、德國(guó) LewatitM500型強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂、日本三菱的DIAION?系列強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂、 DOWEXTM系列強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂，譬如Diaion?系列的I型和II型強(qiáng)堿性陰離子交換 樹(shù)脂，二者結(jié)構(gòu)式分別如下所示 ：
[0014] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選所述的陰離子交換樹(shù)脂的粒徑為 100 ~400 目。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，所述方法還優(yōu)選所述洗脫液為中性鹽溶液，所述的中性 鹽可以為現(xiàn)有技術(shù)常規(guī)的中性鹽，譬如磷酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽等中的一種或兩種 以上的組合；再譬如上述鹽的鈉鹽、鎂鹽或鉀鹽等。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，所述方法進(jìn)一步優(yōu)選包括如下步驟：
[0017] (1)富集過(guò)程：水樣經(jīng)離子交換柱，水樣中的氯離子與離子交換柱中的陰離子樹(shù) 脂進(jìn)行離子交換被富集在樹(shù)脂中，同時(shí)，洗脫液與反應(yīng)試劑匯合后流經(jīng)反應(yīng)盤(pán)管進(jìn)入檢測(cè) 器進(jìn)行檢測(cè)，得到基線信號(hào)；
[0018] (2)洗脫和檢測(cè)過(guò)程：當(dāng)富集過(guò)程完成后，洗脫液將富集在樹(shù)脂上的氯離子逆向 洗脫出來(lái)，與反應(yīng)試劑混合后進(jìn)入反應(yīng)盤(pán)管進(jìn)行反應(yīng)，然后流經(jīng)檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)；
[0019] 優(yōu)選所述方法在富集過(guò)程前還包括交換柱樹(shù)脂的平衡過(guò)程：順序使用純水和洗脫 液對(duì)交換柱樹(shù)脂進(jìn)行清洗，使得交換柱樹(shù)脂的交換基團(tuán)與洗脫液成分達(dá)到平衡。
[0020] 所述的平衡為：當(dāng)以高純水為水樣，進(jìn)行"富集"、"洗脫"的整個(gè)過(guò)程中，工作站記 錄的信號(hào)為穩(wěn)定的基線（確保離子交換柱的"本底"為零，離子交換柱中樹(shù)脂的交換基團(tuán)與 洗脫液成分濃度之間達(dá)到了平衡狀態(tài)）。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，所述方法還進(jìn)一步優(yōu)選包括如下步驟：
[0022] (1)富集過(guò)程：水樣由泵B驅(qū)動(dòng)經(jīng)多通道閥，進(jìn)入離子交換柱，水樣中的氯離子與 離子交換柱中的陰離子樹(shù)脂進(jìn)行離子交換被富集在樹(shù)脂中，同時(shí)，泵A驅(qū)動(dòng)洗脫液與反應(yīng) 試劑經(jīng)管路在組合模塊中匯合后，流經(jīng)反應(yīng)盤(pán)管進(jìn)入檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)信號(hào)由工作站 進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，得到基線信號(hào)；
[0023] (2)洗脫和檢測(cè)