探究鍋爐用水和冷卻水中硝酸鹽測(cè)定的影響因素

魯 寧

(中國(guó)大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究總院有限公司 中南電力試驗(yàn)研究院 , 河南 鄭州 450000)

硝酸鹽作為鍋爐運(yùn)行中的重要參數(shù),其存在會(huì)引起鍋爐的金屬腐蝕,嚴(yán)重危害著鍋爐的安全運(yùn)行。目前鍋爐用水和冷卻水中硝酸鹽的測(cè)定主要采用GB/T 6912.1—2006《鍋爐用水和冷卻水分析方法硝酸鹽和亞硝酸鹽的測(cè)定第1部分:硝酸鹽紫外光度法》。在具體作業(yè)期間,要通過合理方式對(duì)水體進(jìn)行測(cè)定,保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。為此,本文對(duì)檢測(cè)過程中的關(guān)鍵影響因素進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對(duì)比研究,以確保鍋爐平穩(wěn)運(yùn)行。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原理

水樣中硝酸根在219 nm波長(zhǎng)處有吸收,但同時(shí),水中的有機(jī)物和亞硝酸根在該波長(zhǎng)下也存在吸收,對(duì)結(jié)果造成干擾。為此,取2份水樣分別為甲液和乙液,甲液加入銅-鋅還原劑與其中的全部硝酸根和亞硝酸根反應(yīng),測(cè)得其反應(yīng)后的溶液吸光度即為水中有機(jī)物在該波長(zhǎng)下的吸光度。乙液加入氨基磺酸,與其中的亞硝酸根反應(yīng),測(cè)得其反應(yīng)后溶液的吸光度為水中有機(jī)物與硝酸根在該波長(zhǎng)下的吸光度。乙液與甲液的相對(duì)吸光度之差即為水中硝酸根的吸光度。

1.2 試劑配制與儀器設(shè)備

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

①工作曲線的繪制:分別取0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液于6支25 mL比色管中,用試劑水稀釋至刻度,搖勻。以試劑水為參比,在波長(zhǎng)219 nm處,用1 cm石英比色皿測(cè)定其吸光度,繪制工作曲線。結(jié)果如圖1所示。

圖1 硝酸鹽測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線

②水樣的測(cè)定:準(zhǔn)確吸取2份經(jīng)0.45 μm濾膜過濾的水樣適量,分別置于25 mL比色管中,一份加入約0.8 g鋅-銅還原劑和1 mL鹽酸溶液,放置5 h后過濾水樣于25 mL比色管中,用試劑水洗滌并稀釋至刻度,搖勻,該液為甲液。另一份水樣加入1 mL氨基磺酸溶液,用試劑水稀釋至刻度,搖勻,該液為乙液,在波長(zhǎng)219 nm處,用1 cm石英比色皿分別測(cè)定甲液和乙液吸光度,計(jì)算出乙液與甲液吸光度差值,從工作曲線上查的硝酸根含量。

2 硝酸鹽測(cè)定影響因素分析

2.1 甲液過濾方式對(duì)硝酸鹽測(cè)定的影響

在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)步驟中,甲液加入0.8 g銅-鋅還原劑和1 mL鹽酸,放置5 h后需過濾水樣,此時(shí)并未提及過濾方式,為分析其影響,分別選取6個(gè)不同濃度的電廠水樣。設(shè)為實(shí)驗(yàn)組1和實(shí)驗(yàn)組2,實(shí)驗(yàn)組1采用漏斗加普通濾紙方式過濾,實(shí)驗(yàn)組2采用注射器加0.45 μm水系針式濾膜過濾。其中水樣1到6取樣體積分別為:5、10、2、2、2、2 mL。按1.3實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。甲液不同過濾方式的硝酸鹽測(cè)定結(jié)果見表1。

表1 甲液不同過濾方式的硝酸鹽測(cè)定結(jié)果

由表1可以看出,實(shí)驗(yàn)組1的數(shù)值普遍低于實(shí)驗(yàn)組2的數(shù)值,分析原因主要是甲液吸光度差別較大。甲液吸光度反應(yīng)了樣品中的有機(jī)物含量。且實(shí)驗(yàn)組1中水樣2的甲液吸光度小于乙液吸光度。由此得出,實(shí)驗(yàn)組1由于采用普通濾紙過濾,帶入了有機(jī)物,造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低。因此過濾方式的選擇極其重要,應(yīng)采用注射器加0.45 μm水系針式濾膜過濾,保證結(jié)果穩(wěn)定性。

2.2 甲液酸度對(duì)硝酸鹽測(cè)定的影響

為探究甲液酸度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,分別選取6個(gè)不同濃度的電廠水樣。其中水樣1到6取樣體積分別為:5、10、2、2、2、2 mL。甲液加入0.8 g銅-鋅還原劑和1 mL鹽酸,先定容至25 mL,再放置5 h后過濾水樣,過濾方式采用注射器加0.45 μm水系針式濾膜過濾。設(shè)為實(shí)驗(yàn)組3,其余步驟按1.3進(jìn)行。與實(shí)驗(yàn)組2對(duì)比結(jié)果見表2。

表2 甲液不同酸度下的硝酸鹽測(cè)定結(jié)果

由表2可以看出,實(shí)驗(yàn)組3甲液吸光度普遍高于實(shí)驗(yàn)組2中數(shù)據(jù),導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)組3硝酸鹽測(cè)定結(jié)果偏低,分析原因主要是實(shí)驗(yàn)組3甲液加入銅-鋅還原劑和鹽酸后先進(jìn)行定容,降低了鹽酸濃度,致使水中的硝酸鹽和亞硝酸鹽未完全反應(yīng),造成吸光度偏高,結(jié)果偏低。因此甲液酸度影響結(jié)果準(zhǔn)確度。

2.3 乙液反應(yīng)時(shí)間對(duì)硝酸鹽測(cè)定的影響

為探究乙液反應(yīng)時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,分別選取6個(gè)不同濃度的電廠水樣。其中水樣1到6取樣體積分別為:5、10、2、2、2、2 mL。設(shè)置乙液反應(yīng)時(shí)間,測(cè)量其吸光度的變化,測(cè)定結(jié)果見表3。

表3 乙液不同反應(yīng)時(shí)間的硝酸鹽測(cè)定結(jié)果

由表3可以看出,不同乙液反應(yīng)時(shí)間吸光度變化較小,其結(jié)果的精密度均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,表明乙液反應(yīng)時(shí)間對(duì)結(jié)果影響較小。

3 準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)定。取編號(hào)BY400022的水質(zhì)硝酸鹽(以N計(jì))標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),設(shè)置4組實(shí)驗(yàn),測(cè)量方式分別為:A組,過濾方式采用濾紙過濾;B組,過濾方式采用注射器加0.45 μm水系針式濾膜;C組,甲液加入銅-鋅還原劑和鹽酸后先定容至25 mL,反應(yīng)5 h,再進(jìn)行過濾;D組,乙液反應(yīng)15 min。其余步驟按照1.4實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行。每組實(shí)驗(yàn)平行測(cè)定3次,結(jié)果見表4。

由表4可知,在硝酸根測(cè)定實(shí)驗(yàn)中,采用濾紙過濾會(huì)造成結(jié)果偏低,甲液酸度會(huì)影響結(jié)果準(zhǔn)確度,乙液反應(yīng)時(shí)間對(duì)結(jié)果影響較小。

表4 準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表

4 結(jié)論

通過以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可知,甲液加入銅-鋅還原劑及鹽酸后,過濾方式宜采用注射器加0.45 μm水系針式濾膜過濾,采用濾紙過濾容易帶入有機(jī)物,造成結(jié)果偏低。甲液酸度降低會(huì)導(dǎo)致其中硝酸根和亞硝酸根反應(yīng)不完全,造成結(jié)果偏低。乙液反應(yīng)時(shí)間對(duì)結(jié)果影響較小。在鍋爐用水和冷卻水中硝酸根的檢測(cè)中,實(shí)驗(yàn)人員應(yīng)把握實(shí)驗(yàn)檢測(cè)關(guān)鍵影響因素,在實(shí)際工作中根據(jù)具體情況靈活應(yīng)用。以保證檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度,鍋爐設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行。