电厂水汽中氯离子检测用工作液及检测方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种电厂水汽中氯离子检测用工作液及检测方法与应用。所述工作液包括洗脱液和反应试剂，所述洗脱液为Na2CO3-NaHCO3缓冲液洗脱液，Na2CO3和NaHCO3的浓度均为0.001-0.05mol/L；所述反应试剂包括0.001wt％～0.05wt％显色剂、0.1wt％～5.0wt％高氯酸铁、小于1.0v％的高氯酸或硝酸，优选为高氯酸，甲醇5.0v％～15v％，余量为高纯水。本发明专利技术还提供了使用上述工作液检测电厂水汽中氯离子的检测方法及应用。该方法实现了电厂水汽中痕量氯离子自动、快速测定，检出限为0.5μg/L。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电厂水汽的检测，具体的说，涉及一种电厂水汽中氯离子检测用工作液及检测方法与应用。
技术介绍
近年来，随着高参数大容量的火电机组的不断投入运行，对机组热力系统水汽品质要求越来越严格。氯离子是水汽系统中危害最大的阴离子，水汽中含有μg/L级的氯离子就足以破坏金属表面氧化物保护膜的完整性。因此，对电厂水汽中痕量氯离子含量进行准确检测是十分必要的。美国电力研究所(EPRI)蒸汽纯度导则中规定蒸汽及补给水中氯离子含量应小于3.0μg/L。国内标准《GB-T12145-2008火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》中设定了氢电导率控制指标，通过氢电导率的在线监测，间接地控制水汽中的阴离子含量，而对氯离子含量未作规定，原因是国内目前尚缺乏准确测定痕量氯离子的有效方法。目前，国内外传统的检测痕量氯离子较准确的方法只有离子色谱法。但因离子色谱仪价格昂贵、维护费用高并且维护工作量比较大，对运行环境要求比较高，目前广泛应用于科研院所的实验室分析测试及研究，但在电厂的应用很少。所以，开发出一种低成本、快速准确、易于实现在线化监测的工业纯水系统(如电厂水汽系统)中痕量氯离子的检测方法具有非常重要的研究意义及实用价值。采用流动注射分析技术(FlowInjectionAnalysis，简称FIA)测定水中微量氯离子已有研究成果，已成功用于火电厂炉水中微量氯离子的测定。将FIA与分光光度法相结合测定电厂炉水中微量氯离子的含量，该方法的检出限为20μg/L,RSD小于0.89％，回收率为100％-105％，分析速度为60-120样/h。将FIA技术与样品的离子交换预富集法相结合，在痕量分析化学中的发展已占相当大比重，而且很多方面已成为FIA技术发展的前沿。FIA-在线离子交换预富集-分光光度法在痕量氯离子分析检测方面尚未有相关文献及成果报导，该方法的关键技术条件之一为显色试剂，其是决定该方法在检测水中痕量氯离子含量(小于5.0μg/L)可行性的关键因素之一。目前，针对水样预浓缩测定痕量氯离子的研究和应用有两种：现有技术1为一种阴离子色谱分析中水样的预浓缩；现有技术2为一种离线的手工离子交换预富集法以及在此基础上实现的连续流动法在线离子交换预富集法，两种方法采用的洗脱液成分及浓度，因技术路线不同，所以其成分及浓度有着本质的区别。现有技术1中的离子色谱是高效液相色谱的一种，主要用于阴离子、阳离子的分析检测。离子色谱法选择性好，灵敏度高，可同时测定多组分，通过优化分析系统和分析条件，检测限可达10-12g/L或更低。现有技术2中的离子交换树脂富集-分光光度法测定电厂水汽中痕量氯离子检测方法，该方法设计了一种离线的离子交换预富集系统，所用的淋洗液为110mmol/LNa2CO3-35mmol/LNaHCO3。1000mL高纯水样(1～10μg/L)用本方法富集后，再用洗脱液洗脱浓缩成25mL后，其氯离子的浓度可达40～400μg/L，用硫氰酸汞分光光度法测定洗脱液中的氯离子，该方法在20～400μg/L范围内，标准曲线线性较好。取一定量水样流经特定装置(内装离子交换树脂)，氯离子被定量富集在树脂上，再选用比水样体积小几十倍的洗脱液将其从树脂上洗脱下来，从而达到富集浓缩氯离子的目的。随后直接用分光光度计对浓缩样中的氯离子进行测定。基于该分析方法开发了一种高纯水中痕量氯离子的连续测量方法及装置，其包括水样浓缩装置及与之连接的光电检测系统，浓缩系统基于离子交换原理富集高纯水样中痕量的氯离子，当水样氯离子含量大于20μg/L时，水样直接进入光电检测系统进行测量；水样中氯离子含量小于20μg/L时，系统将自动切换至浓缩装置进行水样中氯离子的浓缩、洗脱，洗脱液进入光电系统进行测量，从而将氯离子的检测下限降至1.0μg/L以下。该方法的自动化水平较低，采用传统的高位静压方式进行富集-洗脱操作，对浓缩倍率的控制采用离线手工测定，难以准确控制浓缩倍率，检测方法仍然是手工分析法；本方法所用的洗脱液为110mmol/LNa2CO3-35mmol/LNaHCO3。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种电厂水汽中氯离子检测用工作液。本专利技术的另一个目的在于提供一种电厂水汽中氯离子检测方法。本专利技术的又一个目的在于提供所述方法在电厂水汽中痕量氯离子检测中的应用。为达上述目的，本专利技术提供了一种电厂水汽中氯离子自动快速检测用工作液，所述工作液包括洗脱液和反应试剂，所述洗脱液为Na2CO3-NaHCO3缓冲液洗脱液，Na2CO3和NaHCO3的浓度均为0.001-0.05mol/L；所述反应试剂包括0.001wt％～0.05wt％显色剂、0.1wt％～5.0wt％高氯酸铁、小于1.0v％的高氯酸或硝酸，优选为高氯酸，甲醇5.0v％～15v％，余量为高纯水；优选所述显色剂为硫氰酸汞。根据本专利技术所述的工作液，反应试剂的pH值为1.0～3.0。根据本专利技术所述的工作液，在所述Na2CO3-NaHCO3缓冲液洗脱液中Na2CO3和NaHCO3的摩尔比为4:1。上述重量百分数、体积百分数分别是按照反应试剂的总重量、总体积为基准计算得到的，上述Na2CO3-NaHCO3缓冲液为Na2CO3-NaHCO3的水溶液。上述加入高氯酸或硝酸的目的是调整反应试剂的pH值为1.0～3.0。根据本专利技术所述的工作液，被富集的氯离子待测组分需从树脂相上洗脱下来进行在线检测，洗脱液的性能对最终检测的灵敏度及分析速度有重要影响。归结起来，对洗脱液性能的要求有以下几方面：1、流动注射分析技术在线预浓集中均以洗脱峰最高点作为检测时的读出位，因此，洗脱越快，峰越窄，峰值越高，浓集系数也越大。这就要求洗脱液迅速从吸着介质上解吸待测物；2、洗脱液在连续多次洗脱中不可对吸着介质的吸留及解吸性能有明显影响，要求吸着剂可循环使用数百次、并无明显变化；3、采用分光光度检测，要同时考虑洗脱液的光学性质和化学性质，洗脱液应具有良好的UV透过性，洗脱液与装样后的树脂中残留的试样之间的界面折射率差异尽可能与待测试样的折射率相近，以减少对检测信号的干扰。在本检测方法和系统中，选用了Na2CO3-NaHCO3缓冲液作为洗脱液。Na2CO3-NaHCO3缓冲液是离子色谱分析常用的淋洗液。虽然离子色谱分析与流动注射分析在线柱富集的目的不同，离子色谱分析是在柱上分离多种组分，使其各自达到分离。而本分析方法是将待测液中的氯离子分离并富集在柱上，待测液中的其它阴离子也会富集在柱中，洗脱后只要不干扰氯离子的化学分光光度检测就可以，不追求氯离子与其它阴离子间的分离。在离子色谱分析中，Na2CO3-NaHCO3缓冲液具有分离、洗脱柱中不同组分的良好性能，所以，本专利技术采用Na2CO3-NaHCO3缓冲液作为流动注射分析在线柱富集系统的洗脱液。但值得注意的是，离子色谱分析法所用的检测器是电导检测器，本专利技术所用的是紫外可见分光检测器，因检测原理不同，对浓缩柱中待测组分的洗脱技术要求也不同，浓缩柱性能也不同，所以，离子色本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电厂水汽中氯离子检测用工作液，其特征在于，所述工作液包括洗脱液和反应试剂；所述洗脱液为Na2CO3‑NaHCO3缓冲液洗脱液，Na2CO3和NaHCO3的浓度均为0.001～0.05mol/L；所述反应试剂包括0.001wt％～0.05wt％显色剂、0.1wt％～5.0wt％高氯酸铁、小于1.0v％的高氯酸或硝酸，优选为高氯酸，甲醇5.0v％～15v％，余量为高纯水。

【技术特征摘要】
1.一种电厂水汽中氯离子检测用工作液，其特征在于，所述工作液包括洗脱液
和反应试剂；
所述洗脱液为Na2CO3-NaHCO3缓冲液洗脱液，Na2CO3和NaHCO3的浓度均为
0.001～0.05mol/L；
所述反应试剂包括0.001wt％～0.05wt％显色剂、0.1wt％～5.0wt％高氯酸铁、小于
1.0v％的高氯酸或硝酸，优选为高氯酸，甲醇5.0v％～15v％，余量为高纯水。
2.根据权利要求1所述的工作液，其特征在于，所述显色试剂为硫氰酸汞。
3.根据权利要求1所述的工作液，其特征在于，所述反应试剂的pH值为1.0～
3.0。
4.根据权利要求1所述的工作液，其特征在于，在所述Na2CO3-NaHCO3缓冲液
洗脱液中Na2CO3和NaHCO3的摩尔比为4:1。
5.一种电厂水汽中氯离子检测方法，其特征在于，所述方法是采用权利要求1-4
任一项所述的电厂水汽中氯离子检测用工作液进行的，该方法采用了流动注射-在线
离子交换富集-分光光度分析方法。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在线离子交换富集所用的离
子交换柱有效尺寸为：内径为1.0～3.0mm，长度为10～30mm，体积为50～200μL，
填料为色谱级阴离子交换树脂，优选为强碱性阴离子交换树脂，富集浓缩时的水样流
量小于5.0ml/min，优选为0.5～5.0ml/min，洗脱时洗脱液流量小于5.0ml/min，优选
为1.0～3.0ml/min，洗脱时间为2～10min；反应试剂流量小于5.0ml/min，优选为1.0～
3.0ml/min；反应温度为室温。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)富集过程：水样经离子交换柱，水样中的氯离子与离子交换柱中的阴离子

【专利技术属性】
技术研发人员：星成霞，王应高，李永立，赵静，李炜，
申请(专利权)人：国家电网公司，华北电力科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11