CN107024620A - 一种电厂水汽中脱气氢电导率的测量装置及测量方法 - Google Patents

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Abstract

一种电厂水汽中脱气氢电导率的测量装置及测量方法,本发明利用膜法脱气装置内的聚四氟乙烯膜在常温下脱除水汽中的CO2，脱气率可达95％以上；结合电化学和离子交换原理，引用电导检测器的尾液在(5‑1000mA)工作电流条件下电解产生H+再生树脂，即利用电化学方法连续自动再生阳离子交换树脂，用于测量脱气后的氢电导率。本发明无需任何化学试剂，可在线或离线测定脱气氢电导率，节能环保，性能稳定，操作方便。

Description

一种电厂水汽中脱气氢电导率的测量装置及测量方法
技术领域
本发明涉及一种水汽中脱气氢电导率的测量方法，具体涉及一种用于测量蒸汽作为动力的电厂水汽中脱气氢电导率的测量装置及测量方法。
技术现状
氢电导率是表征电厂水(汽)纯度及浸蚀性的重要指标，指被测水(汽)样中阳离子被去除(转换为H+)后对其电导率进行监测所得的电导率值。这一过程中调节pH的氨和胺都被除去，剩下盐类杂质转换成酸的形式，浸蚀性阴离子(Cl-等)的检测灵敏度被大幅提高。
但在实际应用中空气中的二氧化碳非常容易进入测量系统影响测量，所以在很多情况下要求测量水的脱气(CO2)氢电导率，以便更准确的反映水中浸蚀性阴离子含量。目前电厂测量脱气氢电导率使用的方法都是将水通过离子交换树脂柱后，再利用沸腾法脱气(CO2)后测量电导率。
现有技术的缺陷：脱气前使用离子交换柱去除阳离子，如未及时更换树脂，脱气氢电导率的数值会偏离实际值；更换的树脂再生不完全或未冲洗干净，释放出痕量杂质离子会引起正误差；阳离子交换树脂会释放低分子聚合物杂质，使背景电导率增加，导致脱气氢电导率测量不准确；利用沸腾法脱气，设备复杂，脱气效果不好，导致脱气氢电导率测量不准确；沸腾法脱气后测电导率时还需再降温，温度的差异导致脱气氢电导率测量准确性受到影响；只能进行在线测量，无法进行离线测量，且测量装置体积庞大；树脂失效时更换树脂麻烦且耗时，导致测量不能连续进行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无需任何化学试剂，可在线或离线测定脱气氢电导率，节能环保，性能稳定，操作方便的电厂水汽中脱气氢电导率的测量装置及测量方法。
为达到上述目的，本发明的测量装置包括与待测水样相连的进样泵以及与该进样泵相连通的带有排气口的膜法脱气装置，膜法脱气装置的出口与带有排污口的电再生水样处理器的入口相连，电再生水样处理器的出口与带有数据处理单元的电导检测器相连，所述的电导检测器的出口还与电再生水样处理器另一入口相连通；
所述膜法脱气装置内安装有聚四氟乙烯膜；
所述的电再生水样处理器内安装有阳离子交换树脂；
电导检测器在5-1000mA的工作电流下运行。
本发明的测量方法包括以下步骤：首先待测水样送入膜法脱气装置，膜法脱气装置在常温常压下由聚四氟乙烯膜将水中的CO2脱除并由排气口排出，脱除CO2后的水样进入5-1000mA的工作电流的电再生水样处理器，在阳离子交换树脂的作用下水样中的阳离子全部转换为H+，之后进入电导检测器测量电导率并在数据处理单元上显示脱气氢电导率的数值，在经过电导检测器后含H+的水样返回再生水样处理器对再生水样处理器中的阳离子交换树脂进行再生，最后废液通过电再生处理器排出。
本发明利用膜法脱气装置内的聚四氟乙烯膜在常温下脱除水汽中的CO2，脱气率可达95％以上；结合电化学和离子交换原理，引用电导检测器的尾液在(5-1000mA)工作电流条件下电解产生H+再生树脂，即利用电化学方法连续自动再生阳离子交换树脂，用于测量脱气后的氢电导率。本发明无需任何化学试剂，可在线或离线测定脱气氢电导率，节能环保，性能稳定，操作方便。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1，本发明包括与待测水样相连的进样泵1以及与该进样泵1相连通的带有排气口3的膜法脱气装置2，膜法脱气装置2内安装有聚四氟乙烯膜；膜法脱气装置2的出口与带有排污口5的电再生水样处理器4的入口相连，电再生水样处理器4内安装有阳离子交换树脂，电再生水样处理器4的出口与带有数据处理单元7的电导检测器6相连，所述的电导检测器6的出口还与电再生水样处理器另一入口相连通。
本发明脱气过程如下：进样泵1以5-20mL/min的流速进入膜法脱气装置2，膜法脱气装置2在常温常压下由聚四氟乙烯膜将水中的CO2脱除并由排气口3排出，脱除CO2后的水样进入5-1000mA的工作电流的电再生水样处理器4。
利用本发明的膜法脱气装置对水中二氧化碳的脱除率达到90％以上，具体的试验数据见表1。
表1膜法脱气装置对水中二氧化碳的脱除率
从表1数据可看出，采用本发明的膜法脱气装置，在试验条件下可将水中的CO2脱除95％以上。
本发明再生水样处理器4中装填的微量阳离子交换树脂，专用于电再生离子交换系统，经脱气后的水样进入再生水样处理器4后由阳离子交换树脂去除水样中的阳离子。
电厂水汽中NH4 +含量最高，本发明以NH4 +进行试验考察再生水样处理器对阳离子的去除率，具体试验数据见表2。
表2再生装置对阳离子的去除率
再生水样处理器可有效的去除水汽中的阳离子，同时其中的阳离子交换树脂在交换过程中无溶出，使测量的结果更加准确可靠。其与常规氢电导柱出水阴离子测量结果的比较见表3。
表3电再生装置与常规阳离子交换柱出水杂质含量的比较
从表3可看出，电厂测氢电导率使用的常规阳离子交换柱由于装填了大量树脂，纯水经过交换柱出水中含有少量的甲酸根、乙酸根和硫酸根，导致测量结果与实际测量值有一定的偏差；本发明再生水样处理器中装填有极少量的阳离子交换树脂，其出水与进水阴离子含量相同，阳离子在此过程全部转换为H+，出水中未测出溶出物。表明再生水样处理器可有效去除水中阳离子，同时出水中不会带入溶出物。
传统的测量系统：水样通过阳离子交换柱，通过加热盘管进行加热去除其中的CO2(一般去除率可达80％)，在将水样冷却至40℃左右，水样通过电导检测器测量的电导率即为脱气氢电导率。其中阳离子交换柱中树脂需频繁再生，且脱气氢电导率只能在线测量。
参见图1，本发明的测量方法分为以下两种：
1、离线测量方法：首先待测水样通过进样泵1以5-20mL/min的流速进入膜法脱气装置2，膜法脱气装置2在常温常压下由聚四氟乙烯膜将水中的CO2脱除并由排气口3排出，脱除CO2后的水样进入5-1000mA的工作电流的电再生水样处理器4，在阳离子交换树脂及工作电流的作用下水样中的阳离子全部转换为H+，之后进入电导检测器6测量电导率并在数据处理单元7上显示脱气氢电导率的数值，经过电导检测器6电解产生的含H+的水样返回电再生水样处理器4对再生水样处理器4中的阳离子交换树脂进行再生，最后废液通过电再生处理器排出。
在线测量方法：用流量计调节流速至10-20mL的水样进入膜法脱气装置2，膜法脱气装置2在常温常压下由聚四氟乙烯膜将水中的CO2脱除95％以上并由排气口3排出，脱除CO2后的水样进入5-1000mA的工作电流的电再生水样处理器4，在阳离子交换树脂及工作电流的作用下水样中的阳离子全部转换为H+，之后进入电导检测器6测量电导率并在数据处理单元7上显示脱气氢电导率的数值，经过电导检测器6电解产生的含H+的水样返回电再生水样处理器4对再生水样处理器4中的阳离子交换树脂进行再生，最后废液通过电再生处理器排出。
离线测量可以取系统各点的水样进行测量，用水量较少；在线测量只能选取系统中一点进行测量，用水量较大。
使用本发明的测量方法可准确反映水汽中的阴离子含量，测试结果如表4所示。
表4脱气氢电导率测量结果与阴离子含量的比对
从表4数据可看出，用本发明的方法可离线测量脱气氢电导率，测量值与标液的理论电导率值基本吻合，本发明方法的测量结果可准确反映水汽中侵蚀性阴离子含量。
本发明彻底改变了常规脱气氢电导率的测量系统及流路，测量结果准确性更高，且可以离线测量也可以在线测量。
本方法与常规脱气氢电导率检测方法相比，具有以下技术特点：
(1)节能环保。不采用沸腾加热法脱除CO2，在常温下用聚四氟乙烯膜脱气装置脱除水中CO2(脱除率达到90％以上)。
(2)再生水样处理器4可保证有效去除水中阳离子且无任何溶出物。
(3)再生水样处理器4利用低功耗恒流源持续提供电源再生树脂，可长期使树脂保持氢型，不产生任何酸碱废液。
(4)整个测量系统体积简小，易于安装，适于现场使用也可做为便携式表计离线使用，可准确反映水中浸蚀性阴离子含量大小。

Claims (2)

1.一种电厂水汽中脱气氢电导率的测量装置，其特征在于：包括与待测水样相连的进样泵(1)以及与该进样泵(1)相连通的带有排气口(3)的膜法脱气装置(2)，膜法脱气装置(2)的出口与带有排污口(5)的电再生水样处理器(4)的入口相连，电再生水样处理器(4)的出口与带有数据处理单元(7)的电导检测器(6)相连，所述的电导检测器(6)的出口还与电再生水样处理器另一入口相连通；
所述膜法脱气装置(2)内安装有聚四氟乙烯膜；
所述的电再生水样处理器(4)内安装有阳离子交换树脂；
电导检测器(6)在5-1000mA的工作电流下运行。
2.一种如权利要求1所述装置的电厂水汽中脱气氢电导率测量方法，其特征在于：首先待测水样送入膜法脱气装置(2)，膜法脱气装置(2)在常温常压下由聚四氟乙烯膜将水中的CO2脱除并由排气口(3)排出，脱除CO2后的水样进入5-1000mA的工作电流的电再生水样处理器(4)，在阳离子交换树脂及工作电流的作用下水样中的阳离子全部转换为H+，之后进入电导检测器(6)测量电导率并在数据处理单元(7)上显示脱气氢电导率的数值，在经过电导检测器(6)后含H+的水样返回再生水样处理器(4)对再生水样处理器(4)中的阳离子交换树脂进行再生，最后废液通过电再生处理器排出。
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