離子色譜法測定燃煤電廠煙氣中的三氧化硫

劉韜，張勤

(1.浙江省能源集團(tuán)有限公司，浙江杭州　310007； 2.浙能技術(shù)研究院有限公司，浙江杭州　310003)

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離子色譜法測定燃煤電廠煙氣中的三氧化硫

劉韜1，張勤2

(1.浙江省能源集團(tuán)有限公司，浙江杭州310007； 2.浙能技術(shù)研究院有限公司，浙江杭州310003)

離子色譜；異丙醇；三氧化硫

1　試驗(yàn)部分

1.1儀器

ICS-2100型離子色譜儀，包括一個六通閥和一個十通閥，單元泵，電化學(xué)連續(xù)自再生抑制器，電導(dǎo)檢測器，淋洗液發(fā)生器，25 μL定量環(huán)。數(shù)據(jù)收集和處理是采用變色龍6.8 色譜工作站，外加一個蠕動泵。

C18前處理柱，SPE-Na柱，0.22 μm水性濾膜針頭濾器。

IonPac AG11-HC陰離子保護(hù)柱(4×50 mm)，IonPac AS11-HC陰離子分析柱(4×250 mm)，TAC-ULP1(4×35 mm)預(yù)濃縮柱。

1.2試劑

試驗(yàn)用水為新制備的電阻率大于18.2 MΩ·cm的二次去離子水。

1.3色譜條件

IonPac AG11-HC陰離子保護(hù)柱(4×50 mm)，IonPac AS11-HC陰離子分析柱(4×250 mm)；進(jìn)樣體積25 μL。柱溫30℃；流速1 mL/min；梯度淋洗過程：0～10 min，KOH溶液濃度為20 mmol/L；10～16 min，KOH溶液濃度為35 mmol/L，16～20 min，KOH溶液濃度為20 mmol/L；蠕動泵的流速為0.55 mL/min。

1.4樣品前處理

取樣10 mL，用已經(jīng)預(yù)先用10 mL甲醇和10 mL水活化過的C18萃取小柱和SPE-Na柱串聯(lián)，除去吸收液中會損害色譜柱的有機(jī)物和重金屬離子，棄去前3 mL流出液，收集后面的流出液，最后過0.22 μm的濾膜，用于離子色譜抑制電導(dǎo)的測定。在上述色譜條件下，以保留時間定性，峰面積標(biāo)準(zhǔn)曲線外標(biāo)法定量，峰面積與樣品質(zhì)量濃度成正比[8]。

1.5樣品在線預(yù)處理

手動進(jìn)樣25 μL后，開啟外接泵，用去離子水將25 μL樣品溶液從定量管轉(zhuǎn)移到濃縮柱上；然后，再切換六通閥，使預(yù)濃縮柱中的樣品離開高純水流路進(jìn)入離子色譜分離流路實(shí)現(xiàn)進(jìn)樣，在樣品轉(zhuǎn)移過程中，樣品中陰離子被預(yù)濃縮柱保留,而樣品中異丙醇隨高純水流出預(yù)濃縮柱進(jìn)入廢液。整個樣品預(yù)處理過程在線進(jìn)行，由色譜軟件自動控制。

2　結(jié)果與討論

2.1前處理?xiàng)l件的選擇

由于燃煤產(chǎn)生的廢氣成分復(fù)雜，會對色譜柱造成一定的影響，因此采用C18小柱和SPE-Na柱串聯(lián)對樣品進(jìn)行預(yù)處理來除去可能含有的有機(jī)物和金屬離子。

2.2在線預(yù)處理?xiàng)l件的選擇

試驗(yàn)表明：樣品轉(zhuǎn)移時間設(shè)定為0.5 min，可滿足分析的要求，異丙醇峰的影響已消除。

2.3分離條件的選擇

2.4標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限、以及精密度

表1標(biāo)準(zhǔn)曲線和精密度試驗(yàn)結(jié)果

Table 1Test results of standard curve and accuracy

離子線性范圍ρ/(mg/L)回歸方程相關(guān)指數(shù)R峰面積/(RSD/%)SO2-40.02～5Y=0.371X+0.1520.99952.2

表2方法檢出限、定量限

Table 2Detection limit and quantification limit of the method

離子檢出限/(mg/L)定量限/(mg/L)SO2-40.00210.007

圖1　1號樣品色譜圖Fig.1　Chromatography of sample 1

2.5加標(biāo)回收率

在其中1號樣品中加入3個不同濃度水平的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，按1.4樣品前處理的方法處理后進(jìn)行測定，加標(biāo)回收試驗(yàn)的結(jié)果見表3。

表3加標(biāo)回收率試驗(yàn)結(jié)果

Table 3Test results of recovery value

離子測定值ρ/(mg/L)加標(biāo)量ρ/(mg/L)測定總量ρ/(mg/L)回收率/%SO2-40.09730.0700.16698.10.100.19688.70.120.201109.8

2.6樣品分析

采集了不同燃煤電廠煙氣的樣品，定容至250 mL，稀釋500倍后，按照1.4進(jìn)行樣品前處理，在1.3的色譜條件下進(jìn)行測定，結(jié)果見表4。1號樣品色譜圖見圖1。

樣品測定值/(mg/L)樣品中實(shí)際值/(mg)SO2-4SO2-41號0.093711.71252號0.101112.63753號0.100512.5625

2.7結(jié)果計(jì)算

表5煙氣樣品中SO3的濃度值

Table 5SO3concentrations in flue gas samples

樣品采樣體積(標(biāo)況)煙氣樣品中濃度SO3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))SO3/LSO3/(mg/Nm3)1號12677.462號16065.813號14771.22

3　結(jié)語

[1]郝海玲, 張瑞生, 李明舉. 我國燃煤電廠脫硫技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及展望[J]. 電力環(huán)境保護(hù), 2006, 22(3): 13- 17.

[2]肖雨, 亭賈曼, 徐麗, 等. 煙氣中三氧化硫及硫酸霧滴的分析方法[J]. 環(huán)境化學(xué), 2012, 25(5): 43- 48.

[3]Parvulescu V I, Grange P, Delmon B. Catalytic removal of NO[J]. Catalysis Today, 1998, 46(4): 223- 316.

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[5]Bartholomew C H. Mechanisms of catalyst deactivation[J]. Applied Catalysis A General, 2001, 212(1- 2): 17- 60.

[6]李克安. 分析化學(xué)教程[M]. 北京: 北京大學(xué)出版社, 2005: 283.

[7]黎濤, 江濤. 離子色譜法測定印刷電路上痕量無機(jī)陰離子[J]. 理化檢驗(yàn), 2008, 44(11): 1089- 1093.

Determination of Sulfur Trioxide in Flue Gas of Coal-Fired Power Plant by Ion Chromatography

LIU Tao1, ZHANG Qin2

(1.Zhejiang Energy Group, Hangzhou 310007, China; 2.Zhejiang Energy Group R & D Co., Ltd., Hangzhou 310003, China)

A method was established to determine concentration of sulfur trioxide (SO3) in flue gas of coal-fired power plant by Ion Chromatography (IC). The sample was absorbed by isopropanol solution, and then purified on C18 column, SPE-Na and 0.22 μm membrane before injection. The interference of isopropanol to the determination was eliminated through the online pretreatment. The experiment was operated on IonPac AG11-HC (4×50 mm) + IonPac AS11-HC (4×250 mm) using KOH solution of different concentrations as mobile phase in gradient at 1 mL/min. RSDs (n=7). The relative standard deviation of the results was below 3.2%, and the recovery value given by standard addition method ranged from 88.7% to 109.8%. This method has low detection limit, and high sensitivity and accuracy.

Ion Chromatography; isopropanol; sulfur trioxide

2016-07-14

劉韜(1982—)，男，陜西西安人，工程師，主要從事發(fā)電廠環(huán)境保護(hù)研究，E-mail：liutao@zhenergey.com.cn

10.14068/j.ceia.2016.05.020

X830.2

A

2095-6444(2016)05-0076-03