CN105319205A - 一种电厂水汽中氯离子自动快速检测方法及系统和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电厂水汽中氯离子自动快速检测方法及系统和应用：所述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，其中，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，填料为强碱性阴离子交换树脂，所用的洗脱液为中性盐水溶液，浓度为0.005～0.05mol/L；富集浓缩时的水样流量小于5.0ml/min，洗脱时洗脱液流量小于5.0ml/min，洗脱时间为2～8min；反应试剂流量小于5.0ml/min，反应试剂浓度小于0.05％；反应温度为室温。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。
Description
技术领域
本发明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自动快速检测方法及系统和应用。
背景技术
为了防止火力发电机组热力系统发生腐蚀、结垢和积盐，机组热力系统的水汽品质受到了严格控制，尤其是对于高参数大容量发电机组，对水汽品质的要求越来越严格。氯离子作为机组水汽系统中危害最大的阴离子，一直是电厂化学水汽品质监督的重要监控指标。实现对电厂水汽中痕量氯离子的准确检测对于保证机组安全稳定运行具有重要意义。
目前，国内外公认的检测痕量氯离子较准确的方法是离子色谱法。但因离子色谱仪价格昂贵、维护费用高、对运行环境和操作水平要求苛刻，仅适用于环境较好的专业实验室，在电厂的应用很少。电厂因缺乏可靠的痕量氯离子检测方法而无法实现日常分析检测，只能委托有资质的检测机构定期取水样送检，才能获取机组水汽中痕量离子含量的定量数据。这种监控方式已经不适应电厂化学监督技术和管理要求。近年来，有关科研机构已经开展了相关研究工作，其中，离子交换预富集-分光光度法测定电厂水汽中痕量氯离子的研究取得重要进展，可检测出电厂水汽低至1.0μg/L含量的氯离子。但该方法采用手工操作条件，操作繁琐、耗时，分析效率低，实验过程中人为干扰因素多。基于该项研究成果开发的高纯水中痕量氯离子的连续动态测量装置，虽然实现了管道化的自动连续分析，但分析效率依然比较低。所以，开发一种自动、快速、准确、可靠、易于实现在线化、可操作性强的电厂水汽(或其它纯水体系)中痕量氯离子的分析检测方法非常必要。
流动注射分析技术(FlowInjectionAnalysis，简称FIA)是基于物理不平衡和化学不平衡进行动态测定的微量湿化学分析技术。该技术的突出特点是分析速度快、精度高、节省试剂和试样、适用性广、设备和操作简单、使用方便和易于实现在线监测，它是实现溶液化学分析自动化和研究化学理论的有效手段。FIA技术与离子交换预富集样品处理方法相结合，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发展的前沿。FIA技术极高的样品处理效率及高度重现的自动化操作，可以将样品浓集过程与检测手段直接在线连接而使分析方法成为一个整体，使整个分析过程在一密闭体系中完成。FIA-在线离子交换富集法使手工操作条件下的离子交换富集法得以有重大改观，不仅避免了试样在操作容器中的多次转移，从而大大减少了人为误差，而且节省试样与试剂，操作更方便、简洁。更重要的是，这种在线浓集体系，在待测物质的“富集”和“洗脱”过程中，整个分析检测系统始终处于自动工作状态，工作站实时记录检测基线和洗脱峰，定量客观地反映了交换柱的浓集效果，从而消除了手工操作的不确定因素，提高了检测数据的可靠性和准确性。通过控制富集时间、富集速度、洗脱液浓度、洗脱流速等实验条件，可获得高度重现的浓集效果和较高的浓缩倍率。
本发明将流动注射分析技术(FIA)和流通式分光检测技术成功应用于电厂水汽(或其它纯水体系)中痕量氯离子的离子交换富集和自动检测中，实现了流动注射-在线离子交换富集-分光光度检测的有机结合，构建了一种自动、快速、准确、可靠的电厂水汽中痕量氯离子分析方法及系统，确定了该系统的最佳实验条件和参数，考察了电厂水汽中可能存在的干扰本方法准确测定的因素，与标准的离子色谱分析法进行了对比，充分验证了本方法的测定准确性和可靠性。
本发明首次将流动注射分析技术(FIA)和离子交换富集法相结合，成功应用于电厂水汽(或其它纯水体系)中痕量氯离子的分析检测，取得了突破性研究成果，填补了水中痕量氯离子化学分析自动化技术空白，也为水中痕量氯离子在线监测装置的研制奠定了坚实的方法基础，具有重大的科研价值和实际应用价值。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种电厂水汽中氯离子自动快速检测方法。
本发明的另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。
本发明的再一个目的在于提供一种电厂水汽中痕量氯离子自动快速检测系统。
为达上述目的，本发明提供了一种纯水体系中痕量氯离子检测方法，所述方法采用了流动注射分析技术-在线离子交换富集-分光光度分析方法，其中，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，填料为强碱性阴离子交换树脂，所用的洗脱液为中性盐水溶液，浓度为0.005～0.05mol/L；富集浓缩时的水样流量小于5.0ml/min，洗脱时洗脱液流量小于5.0ml/min，洗脱时间为2～10min；反应试剂流量小于5.0ml/min；反应温度为室温。
根据本发明所述的方法，本发明所述阴离子交换树脂可以为强碱性阴离子交换树脂或弱碱性阴离子交换树脂；其中进一步优选所述阴离子交换树脂为强碱性阴离子交换树脂；
根据本发明所述的方法强碱性阴离子交换树脂可以为本领域常规的强碱性阴离子交换树脂，譬如季铵基类阴离子树脂、胍基类强碱性阴离子交换树脂；再譬如国产的D201型强碱性阴离子交换树脂、D204型强碱性阴离子交换树脂(浙江争光公司的D254)、717强碱性I型阴离子交换树脂、美国AmberliteIRA-400型强碱性阴离子交换树脂、德国LewatitM500型强碱性阴离子交换树脂、日本三菱的DIAIONTM系列强碱性阴离子交换树脂、DOWEXTM系列强碱性阴离子交换树脂，譬如DiaionTM系列的I型和II型强碱性阴离子交换树脂，二者结构式分别如下所示：
根据本发明所述的方法，本发明进一步优选所述的阴离子交换树脂的粒径为100～400目。
根据本发明所述的方法，所述方法还优选所述洗脱液为中性盐溶液，所述的中性盐可以为现有技术常规的中性盐，譬如磷酸盐、硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐等中的一种或两种以上的组合；再譬如上述盐的钠盐、镁盐或钾盐等。
根据本发明所述的方法，所述方法进一步优选包括如下步骤：
(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树脂进行离子交换被富集在树脂中，同时，洗脱液与反应试剂汇合后流经反应盘管进入检测器进行检测，得到基线信号；
(2)洗脱和检测过程：当富集过程完成后，洗脱液将富集在树脂上的氯离子逆向洗脱出来，与反应试剂混合后进入反应盘管进行反应，然后流经检测器进行检测；
优选所述方法在富集过程前还包括交换柱树脂的平衡过程：顺序使用纯水和洗脱液对交换柱树脂进行清洗，使得交换柱树脂的交换基团与洗脱液成分达到平衡。
所述的平衡为：当以高纯水为水样，进行“富集”、“洗脱”的整个过程中，工作站记录的信号为稳定的基线(确保离子交换柱的“本底”为零，离子交换柱中树脂的交换基团与洗脱液成分浓度之间达到了平衡状态)。
根据本发明所述的方法，所述方法还进一步优选包括如下步骤：
(1)富集过程：水样由泵B驱动经多通道阀，进入离子交换柱，水样中的氯离子与离子交换柱中的阴离子树脂进行离子交换被富集在树脂中，同时，泵A驱动洗脱液与反应试剂经管路在组合模块中汇合后，流经反应盘管进入检测器进行检测，检测信号由工作站进行数据采集和处理，得到基线信号；
(2)洗脱和检测过程：当富集过程完成后，洗脱液将富集在树脂上的氯离子洗脱出来，与反应试剂在组合模块中混合后进入反应盘管进行反应，然后流经检测器进行检测。
根据本发明所述的方法，本发明进一步优选富集浓缩时的水样流量为0.5～5.0ml/min；
根据本发明所述的方法，本发明进一步优选洗脱时洗脱液流量为1.0～3.0ml/min；
根据本发明所述的方法，本发明进一步优选反应试剂流量为1.0～3.0ml/min。
其中，本发明还可以采用纤维素或尼龙网对离子交换柱的进出口进行封口，以防树脂流出。
根据本发明所述的方法，所述的泵可以为蠕动泵。
根据本发明所述的方法，所述方法还进一步优选蠕动泵的泵速为小于70rmp。
根据本发明所述的方法，所述方法还进一步优选蠕动泵的泵速为20～60rmp。
根据本发明所述的方法，所述方法还进一步优选蠕动泵的泵管内径小于等于1.5mm；其中更优选为0.5～1.5mm。
根据本发明所述的方法，所述方法还进一步优选反应盘管的长度小于500cm，内径小于1.0mm。
根据本发明所述的方法，所述方法还进一步优选反应盘管的长度为为150～450cm。
根据本发明所述的方法，所述方法还进一步优选反应盘管的内径为0.5mm。
根据本发明所述的方法，所述方法还进一步优选水样、洗脱液和反应试剂流经的管路的内径为1.0mm。
根据本发明所述的方法，所述方法还进一步优选所述反应试剂为硝酸铁和显色剂的混合水溶液；其中硝酸铁质量百分比浓度为10％～20％，显色剂质量百分比浓度为0.01％～0.05％，用硝酸溶液调整pH值小于3.0；其中所述质量百分比浓度均以反应试剂总质量为100％计。
其中本发明还进一步优选所述显色剂为硫氰酸汞。
根据本发明所述的方法，所述方法还进一步优选所述的检测器为紫外-可见分光检测器，光程为10～50mm，池体积为10～100μL。
根据本发明所述的方法，所述的多通道阀可以为8通道阀。
本发明所述的方法可以具体为：
(1)交换柱“平衡”过程：见图1所示，多通道阀处于“采样”状态，对交换柱进行预处理。分别用高纯水、洗脱液进行交换柱的清洗和平衡；
最终达到的效果是：当以高纯水为水样，进行“富集”、“洗脱”的整个过程中，工作站记录的信号为稳定的基线，确保交换柱的“本底”为零，交换柱中树脂的交换基团与洗脱液成分浓度之间达到了平衡状态，分析结果见图4；
(2)富集过程：见图1所示，多通道阀处于“采样”状态，水样经管路由蠕动泵B驱动进入(自下而上)离子交换柱，水样中的氯离子与交换柱中的树脂进行离子交换被富集在树脂柱中；同时，蠕动泵A驱动洗脱液与反应试剂经管路在组合模块汇合，再流经反应盘管进入检测器进行检测，检测信号由工作站进行实时数据采集和处理；此时的检测信号为基线信号，分析结果见图4；
(3)洗脱和检测过程：当“采样(富集)”过程完成后，多通道阀自动转到“注入(洗脱)”状态，阀的位置如图2所示；洗脱液自上而下进入离子交换柱，将富集在树脂上的氯离子洗脱出来，在组合模块与反应试剂混合，进入反应盘管进行反应，然后流经检测器进行检测，废液排入废液桶；整个洗脱过程中，洗脱液中氯离子浓度的检测信号由工作站实时采集，分析结果见图4。
在上述最优实验条件下，本方法的检测灵敏度最高。
另一方面，本发明还提供了本发明所述方法在电厂水中氯离子检测中的应用。
其中当电厂水样品的pH值小于10、磷酸根含量小于3.0mg/L时对测定尤其没有干扰。
再一方面，本发明还提供了一种电厂水汽中痕量氯离子自动快速检测系统，所述系统包括：反应试剂瓶1、洗脱液瓶2、水样瓶3、流动注射分析仪14、组合模块6、反应盘管9和检测器10；其中流动注射分析仪14包括泵A4、泵B5、离子交换柱8和多通道阀7；其中反应试剂瓶1通过管路经由泵A4与多通道阀7连接，水样瓶3通过管路经由泵B5与多通道阀7连接，组合模块6设置至少两个入口和一个出口，洗脱液瓶2通过管路经由泵A4与组合模块6的入口连接，多通道阀7通过管路与组合模块6另一入口连接，组合模块6的出口通过管路与反应盘管9入口连接，反应盘管9的出口通过管路与检测器10连接，所述离子交换柱8进出口分别通过管路与多通道阀7连接。
根据本发明所述的电厂水汽中痕量氯离子自动快速检测系统，其中可以理解的是，所述的流动注射分析仪14还包括编程控制系统。
根据本发明所述的系统，所述多通道阀可以为现有技术常规的多通道阀，譬如为如下的多通道阀：在初始状态(多通道阀处于“采样”状态)能够使水样由水样瓶3通过管路经由泵B5自下而上进入离子交换柱8，反应试剂由反应试剂瓶1通过管路经由泵A4与洗脱液由洗脱液瓶2通过管路经由泵A4在组合模块6中汇集，且在工作状态(多通道阀处于“注入(洗脱)”状态)能够使洗脱液由洗脱液瓶2通过管路经由泵A4自上而下进入离子交换柱8，再经由管路进入组合模块6，与反应试剂由反应试剂瓶1通过管路经由泵A4进入组合模块6汇集的多通道阀。
根据本发明所述的系统，所述多通道阀可以为满足上述条件的任意结构的现有技术的多通道阀，本发明优选为八通道阀。
根据本发明所述的系统，所述泵A4和泵B5为蠕动泵。
根据本发明所述的系统，所述系统还包括清净水瓶11和废液排放端13，所述清净水瓶通过管路与多通道阀连接，所述废液排放端13通过管路与检测器10连接。
根据本发明所述的系统，所述系统还包括工作站12，所述工作站12与检测器10电连接。
所述的工作站为本领域常规设备，可以用于对检测器的检测结果进行处理和显示，甚至可以通过人机交换界面进行数据的输入以对检测器等设备进行控制。
根据本发明所述的系统，所述检测器10为紫外-可见分光检测器。
所述的紫外-可见分光检测器可以为现有技术中任何的紫外-可见分光检测器，本发明所优选采用的是光程为10～50mm，池体积为10～100μL的紫外-可见分光检测器。
根据本发明任意一项所述的系统，所述离子交换柱8内的填料为阴离子树脂。
根据本发明所述的系统，本发明所述阴离子树脂为现有技术任意常规的阴离子树脂，譬如可以为强碱性阴离子交换树脂或弱碱性阴离子交换树脂；其中进一步优选所述阴离子交换树脂为强碱性阴离子交换树脂；
根据本发明所述的系统，本发明进一步优选所述的阴离子交换树脂的粒径为100～400目。
根据本发明任意一项所述的系统，所述离子交换柱8内径为1.0～3.0mm，长度为10～30mm。
根据本发明任意一项所述的系统，所述系统优选反应盘管的长度小于500cm，内径小于1.0mm。
根据本发明任意一项所述的系统，所述反应盘管9长度为150～450cm，内径为0.5mm。
根据本发明任意一项所述的系统，水样、洗脱液和试剂流经的管路的内径为1.0mm。
根据本发明任意一项所述的系统，其中本发明优选其中所述泵的泵管内径小于等于1.5mm
其中进一步优选泵管内径为0.5～1.5mm。
可以理解的是，这里所述的管路为本发明各组件之间连接的全部管路，即水样、洗脱液和反应试剂流经的管路。
综上所述，本发明方法采用流动注射-在线离子交换富集-分光光度法，提供了一种自动、快速、准确、可靠的电厂水汽中痕量氯离子分析方法及系统。FIA技术极高的样品处理效率及高度重现的自动化操作，可以将样品浓集过程与检测手段直接在线连接而使分析方法成为一个整体，使整个分析过程在一密闭体系中完成。FIA-在线离子交换富集法使手工操作条件下的离子交换富集法得以有重大改观，不仅避免了试样在操作容器中的多次转移，从而大大减少了人为误差，而且节省试样与反应试剂，操作更方便、简洁。更重要的是，FIA在线浓集体系使待测物质的“富集”和“洗脱”过程实现了高度重现的自动化操作，而且整个分析系统始终处于自动检测状态，实时检测“富集”过程中分析系统的空白基线和“洗脱”过程中检测信号的变化过程，定量客观地反映了交换柱的浓集效果，从而消除了手工操作的不确定因素和人为误差，提高了检测数据的可靠性和准确性。通过控制富集时间、富集速度、洗脱液浓度、洗脱流速等实验条件，获得高度重现的浓集效果和较高的浓缩倍率。
附图说明
图1为本发明的电厂水汽中痕量氯离子自动快速检测系统一具体实施方式(初始状态)；
图2为本发明的电厂水汽中痕量氯离子自动快速检测系统一具体实施方式(工作状态)；
图3为离子交换柱示意图；其中，81为PTFE管，82为均匀内径螺纹接头，83为O型密封圈，84为尼龙网，85为纤维，86为树脂填料，87为有机玻璃柱体；
图4为本发明系统检测信号谱图；
图5为不同水样富集时间条件下工作曲线的测定示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。
1.设备
所述系统包括：反应试剂瓶1、洗脱液瓶2、水样瓶3、泵A4、泵B5、组合模块6、多通道阀7、交换柱8、反应盘管9、检测器10、清净水瓶11、工作站12和废液排放端13；其中反应试剂瓶1通过管路经由泵A4与多通道阀7连接，水样瓶3通过管路经由泵B5与多通道阀7连接，洗脱液瓶2通过管路经由泵A4与组合模块6的入口连接，多通道阀7通过管路与组合模块6另一入口连接，组合模块6的出口通过管路与反应盘管9入口连接，反应盘管9的出口通过管路与检测器10连接，所述交换柱8进出口分别通过管路与多通道阀7连接，所述清净水瓶通过管路与多通道阀连接，所述废液排放端13通过管路与检测器10连接，所述工作站12与检测器10电连接。其中所述多通道阀为八通道阀。其中所述泵A4和泵B5为蠕动泵。所述检测器10为紫外-可见分光检测器。
其中离子交换柱如图3所示；其中，81为PTFE管，82为均匀内径螺纹接头，83为O型密封圈，84为尼龙网，85为纤维，86为树脂填料，87为有机玻璃柱体。
所述多通道阀在初始状态能够使水样由水样瓶3通过管路经由泵B5自下而上进入交换柱8，反应试剂由反应试剂瓶1通过管路经由泵A4与洗脱液由洗脱液瓶2通过管路经由泵A4在组合模块6中汇集，且在工作状态能够使洗脱液由洗脱液瓶2通过管路经由泵A4自上而下进入交换柱8，再经由管路进入组合模块6，与反应试剂由反应试剂瓶1通过管路经由泵A4进入组合模块6汇集。所述管路的内径为1.0mm。
2.分析流程
在本发明的系统多通道阀位置安装了填充阴离子交换树脂的离子交换柱(如图1、2所示)，载流溶液为洗脱液，建立了FIA-在线离子交换预富集-分光光度法分析系统。A泵、B泵和8通道阀是流动注射分析仪的主要部件，该仪器可进行操作程序的编程，设定泵速、采样(富集)时间、注入(洗脱)时间等，样品“采集”和“注入”按设定程序自动切换，实现了整个管路系统的自动化控制。
交换柱“平衡”过程：流程见图1所示，多通道阀处于“采样”状态(初始状态)，对离子交换柱进行预处理。分别用高纯水、洗脱液、高纯水进行清洗、平衡和清洗过程，最终达到的效果是：当以高纯水为水样，进行“富集”、“洗脱”的整个过程中，工作站记录的信号为稳定的基线，确保离子交换柱的“本底”为零，离子交换柱中树脂的交换基团与洗脱液成分浓度之间达到了平衡状态。
“富集”过程：流程见图1所示，多通道阀处于“采样”状态(初始状态)。水样经管路由蠕动泵B驱动进入(自下而上)离子交换柱，水样中的氯离子与离子交换柱中的树脂进行离子交换被富集在树脂柱中。同时，蠕动泵A驱动洗脱液与反应试剂经管路在组合模块汇合，再流经反应盘管进入检测器进行检测，检测信号由工作站进行实时数据采集和处理。此时的检测信号为基线信号。
“洗脱”过程：当“采样(富集)”过程完成后，多通道阀自动转到“注入(洗脱)”状态(工作状态)，阀的位置如图2所示。洗脱液自上而下进入离子交换柱，将富集在树脂上的氯离子洗脱出来，在组合模块与反应试剂混合，进入反应盘管进行反应，然后流经检测器进行检测，废液排入废液桶。整个洗脱过程中，洗脱液中氯离子浓度的检测信号由工作站实时采集。
实施例见表1：
表1实施例
在上述实验条件下，在1.0～50μg/L范围内，按照上述操作步骤进行了标准工作曲线的测定。图4所示为不同富集时间(依次为实施例1(10min)、实施例2(10min)和实施例3(10min))条件下测定的标准工作曲线，可以看出，线性回归系数都大于0.999，线性良好。
试验例
1、标准工作曲线的测定
在1.0-50μg/L的范围内配制一系列氯离子标准液，在上述3个实施例条件下，富集时间依次为10分钟、20分钟、30分钟，测定在此浓度范围内的标准工作曲线，结果如图5所示。可以看出，三条工作曲线峰高与和标液氯离子浓度呈良好的线性关系，富集时间越长，曲线斜率越高，方法的灵敏度越高。
2、重现性的测定
采用实施例1实验条件，对5.0μg/L和30μg/L的氯离子标准溶液分别平行测定7次以上，对本方法的重现性进行了测定，测定结果见表2。相对标准偏差分别为3.68％和2.09％，小于5.0％，本方法的重现性良好。
表2重现性测定结果
3、检出下限的测定
在本方法中，检出限是指在工作站信号记录图上可清楚辨别的被分析物的峰高的下限，通常认为恰能辨别的响应信号峰高，最小应为基线噪音的3倍，此信号对应的被分析物的浓度。本方法的检出限分别为：
C检出限,10min＝1.0μg/L，；C检出限,20min＝0.50μg/L
本方法的其它性能指标见表3。
表3本方法的性能指标
4、实际应用
采用本项目方法对若干电厂水汽样品中的痕量氯离子含量进行了测定，测定结果见表4。
表4电厂水汽中痕量氯离子的测定结果
从检测结果可以看出，本项目建立的电厂水汽中痕量氯离子检测方法与离子色谱法相比，检测结果比较接近，变化趋势一致。因检测方法、数据处理方法等的差异，本项目的检测结果与离子色谱法存在一定差异。对于氯离子含量大于5.0μg/L的样品，相对误差在±10％以内，对于氯含量小于5.0μg/L的样品，相对误差在±20％以内。
5、回收率的测定
为了验证水样中可能存在的干扰因素对测定值的影响，向水样中添加不同浓度的标准样品进行回收率的测定，测定结果如表5。
表5回收率的测定
从表5中看出，回收率的测定值在90-110％范围内，说明水样中的离子、pH等没有对检测形成干扰，验证了该方法的准确性和可靠性。
Claims (10)
1.一种电厂水汽中氯离子自动快速检测方法，其特征在于，所述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，其中，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，所用的洗脱液为中性盐水溶液，浓度为0.005～0.05mol/L；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；
其中还优选所述反应试剂为硝酸铁和显色剂的混合水溶液；其中硝酸铁质量百分比浓度为10％～20％20％，显色剂质量百分比浓度为0.01％～0.05％，用硝酸溶液调整pH值小于3.0；其中还优选所述显色剂为硫氰酸汞。
2.根据权利要求1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树脂进行离子交换被富集在树脂中，同时，洗脱液与反应试剂汇合后流经反应盘管进入检测器进行检测，得到基线信号；
(2)洗脱和检测过程：当富集过程完成后，洗脱液将富集在树脂上的氯离子逆向洗脱出来，与反应试剂混合后进入反应盘管进行反应，然后流经检测器进行检测；其中优选反应盘管的长度小于500cm，更优选为150～450cm，内径小于1.0mm，更优选为0.5mm；
其中还优选水样、洗脱液和反应试剂流经的管路的内径为1.0mm；
优选所述方法在富集过程前还包括交换柱树脂的平衡过程：顺序使用纯水和洗脱液对交换柱树脂进行清洗，使得交换柱树脂的交换基团与洗脱液成分达到平衡；其中还优选为，所述方法包括如下步骤：
(1)富集过程：水样由泵B驱动经多通道阀，进入离子交换柱，水样中的氯离子与离子交换柱中的阴离子树脂进行离子交换被富集在树脂中，同时，泵A驱动洗脱液与反应试剂经管路在组合模块中汇合后，流经反应盘管进入检测器进行检测，检测信号由工作站进行数据采集和处理，得到基线信号；
(2)洗脱和检测过程：当富集过程完成后，洗脱液将富集在树脂上的氯离子洗脱出来，与反应试剂在组合模块中混合后进入反应盘管进行反应，然后流经检测器进行检测；
其中优选所述泵为蠕动泵。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于蠕动泵的泵速为小于70rmp，优选为20～60rmp，泵管内径小于等于1.5mm，优选为0.5～1.5mm。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的方法，其特征在于，所述的检测器为紫外-可见分光检测器，光程为10～50mm，池体积为10～100μL。
5.权利要求1～4任意一项所述的方法在电厂水样中氯离子检测中的应用；优选所述电厂水pH小于10，磷酸根含量小于3.0mg/L。
6.一种电厂水汽中氯离子自动快速检测系统，其特征在于，所述系统包括：反应试剂瓶(1)、洗脱液瓶(2)、水样瓶(3)、流动注射分析仪(14)、组合模块(6)、反应盘管(9)和检测器(10)；其中流动注射分析仪(14)包括泵A(4)、泵B(5)、离子交换柱(8)和多通道阀(7)；其中反应试剂瓶(1)通过管路经由泵A(4)与多通道阀(7)连接，水样瓶(3)通过管路经由泵B(5)与多通道阀(7)连接，组合模块(6)设置至少两个入口和一个出口，洗脱液瓶(2)通过管路经由泵A(4)与组合模块(6)的入口连接，多通道阀(7)通过管路与组合模块(6)另一入口连接，组合模块(6)的出口通过管路与反应盘管(9)入口连接，反应盘管(9)的出口通过管路与检测器(10)连接，所述离子交换柱(8)进出口分别通过管路与多通道阀(7)连接；
其中优选所述多通道阀为在初始状态能够使水样由水样瓶(3)通过管路经由泵B(5)自下而上进入离子交换柱(8)，反应试剂由反应试剂瓶(1)通过管路经由泵A(4)与洗脱液由洗脱液瓶(2)通过管路经由泵A(4)在组合模块(6)中汇集，且在工作状态能够使洗脱液由洗脱液瓶(2)通过管路经由泵A(4)自上而下进入离子交换柱(8)，再经由管路进入组合模块(6)，与反应试剂由反应试剂瓶(1)通过管路经由泵A(4)进入组合模块(6)汇集的多通道阀；
更优选所述多通道阀为八通道阀；
还优选所述泵A(4)和泵B(5)为蠕动泵；
还优选所述离子交换柱(8)内径为1.0-3.0mm，长度为10-30mm；
还优选所述离子交换柱填料为阴离子树脂。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括清净水瓶(11)和废液排放端(13)，所述清净水瓶通过管路与多通道阀连接，所述废液排放端(13)通过管路与检测器(10)连接。
8.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括工作站(12)，所述工作站(12)与检测器(10)电连接。
9.根据权利要求6～8任意一项所述的系统，其特征在于，所述检测器(10)为紫外-可见分光检测器。
10.根据权利要求6～9任意一项所述的系统，其特征在于，所述反应盘管(9)长度为300cm，内径为0.5mm；优选所述管路的内径为1.0mm。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106769954A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-05-31 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 电厂水汽中微量/痕量氯离子自动快速分析方法及系统 |
| CN108535377A (zh) * | 2018-04-11 | 2018-09-14 | 大连依利特分析仪器有限公司 | 一种自动化快速检测设备以及快速检测方法 |
| CN111077195A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-04-28 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 一种强碱性阴离子交换树脂交换容量自动测定系统及方法 |
| CN112304996A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-02-02 | 中国兵器工业第五九研究所 | 一种监测大气中氯离子的装置及方法 |
| CN114804411A (zh) * | 2022-04-15 | 2022-07-29 | 苏州聚阳环保科技股份有限公司 | 一种高氯废水cod值测量前处理装置及方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003302389A (ja) * | 2002-04-10 | 2003-10-24 | Kurita Water Ind Ltd | ホウ酸分析方法及び分析装置と超純水製造方法及び製造装置 |
| CN102156101A (zh) * | 2011-02-25 | 2011-08-17 | 西安热工研究院有限公司 | 一种高纯水中痕量氯离子的连续测量方法及装置 |
| CN203858201U (zh) * | 2014-05-30 | 2014-10-01 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 一种电厂水汽中痕量氯离子自动快速检测系统 |
-
2014
- 2014-05-30 CN CN201410239487.9A patent/CN105319205B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003302389A (ja) * | 2002-04-10 | 2003-10-24 | Kurita Water Ind Ltd | ホウ酸分析方法及び分析装置と超純水製造方法及び製造装置 |
| CN102156101A (zh) * | 2011-02-25 | 2011-08-17 | 西安热工研究院有限公司 | 一种高纯水中痕量氯离子的连续测量方法及装置 |
| CN203858201U (zh) * | 2014-05-30 | 2014-10-01 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 一种电厂水汽中痕量氯离子自动快速检测系统 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| E.V.TELEGINA ET.AL: "Flow-injection potentiometric determination of trace concentrations of chloride ions in low-mineralized natural waters", 《JOURNAL OF ANALYTICAL CHEMISTRY》 * |
| 李永生 等: "电厂水处理用阴离子交换树脂性能的连续自动测定方法", 《中国电机工程学报》 * |
| 田利 等: "火电厂水、汽中痕量氯离子检测技术的研究", 《热力发电》 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106769954A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-05-31 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 电厂水汽中微量/痕量氯离子自动快速分析方法及系统 |
| CN106769954B (zh) * | 2017-03-30 | 2024-02-02 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 电厂水汽中微量/痕量氯离子自动快速分析方法及系统 |
| CN108535377A (zh) * | 2018-04-11 | 2018-09-14 | 大连依利特分析仪器有限公司 | 一种自动化快速检测设备以及快速检测方法 |
| CN111077195A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-04-28 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 一种强碱性阴离子交换树脂交换容量自动测定系统及方法 |
| CN111077195B (zh) * | 2019-12-06 | 2022-09-23 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 一种强碱性阴离子交换树脂交换容量自动测定系统及方法 |
| CN112304996A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-02-02 | 中国兵器工业第五九研究所 | 一种监测大气中氯离子的装置及方法 |
| CN112304996B (zh) * | 2020-10-29 | 2023-08-18 | 中国兵器工业第五九研究所 | 一种监测大气中氯离子的装置及方法 |
| CN114804411A (zh) * | 2022-04-15 | 2022-07-29 | 苏州聚阳环保科技股份有限公司 | 一种高氯废水cod值测量前处理装置及方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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