CN107525829A - 六氟化硫气体中可水解氟化物含量的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种六氟化硫气体中可水解氟化物测定方法，采用以下步骤：1)将SF₆气体与NaOH溶液在射流器内充分混合后获得气液混合液；2)气液混合液进入底部设有氟离子电极的吸收池后，SF₆气体和NaOH吸收液重新进入射流器充分混合后再进入吸收池，如此反复直至氟离子电极测量值稳定，此时氟离子电极电位V₁；3)另取SF₆气体重复步骤1)和步骤2)，氟离子电极电位V₂；4)将六个浓度的标准氟离子溶液依次注入吸收池测定，获得氟离子工作曲线；5)用氟离子电极测定NaOH吸收液中氟离子含量，依据标准工作曲线方程，进而测得两次SF₆气体中可水解氟化物含量分别为C₁和C₂，标准大气压力下的1L SF₆气体中可水解氟化物浓度为C'＝C₂‑C₁。

Description

六氟化硫气体中可水解氟化物含量的检测方法

技术领域

本发明提供一种六氟化硫气体中可水解氟化物含量的检测方法，属于电力系统检测技术领域。

技术背景

SF₆气体作为一种优良绝缘介质已在高压电气设备中得到广泛应用，然而其生产过程中易混入可水解氟化物等杂质，因此，《工业六氟化硫》(GB/T 12022-2014)对六氟化硫气体中可水解氟化物含量提出了要求，《六氟化硫气体中可水解氟化物含量测定方法》(DL/T 918-2005)详细明确了六氟化硫气体中可水解氟化物含量的测量方法为振荡吸收法，具体过程需要人工在1h内每隔5min用力振荡1min，此法中操作员的振荡力度决定了吸收效果，这样导致了吸收过程费力，且不容易吸收完全，吸收效果也不能实时判定，导致测量结果偏差较大；因部分SF₆气体中可水解氟化物含量极低，基本接近于氟离子传感器的检测下限，此时直接测定时，测量偏差较大。另，专利申请号为CN201510189593.5公开的《六氟化硫气体中可水解氟化物测量的直接定量校验方法》，采用SOF₂作为标准气体，对氟离子电极校准，但该气体为剧毒气体，与水反应缓慢，因此用该气体配制标准氟离子溶液效率极低，且反应不完全，因此不能作为标准物质对氟离子传感器进行校验。

离子色谱法测定含有氟离子含量具有测量准确性高、重现性好的优点，但该方法测试时，需要配制各组分的梯度浓度标准溶液，离子色谱仪本身体积较大，因此，离子色谱法无法用作现场检测使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷、操作简单、具有实时监测吸收效果而且同时具有较高的测量精度和重复性、满足现场检测要求的六氟化硫气体中可水解氟化物含量的检测方法。其技术方案为：

一种六氟化硫气体中可水解氟化物测定方法，其特征在于采用以下步骤：

1)将2MPa压力下0.5L的SF₆气体经减压稳压后从射流器一端进入，同时将10mL浓度为 0.01mol/L的NaOH溶液从射流器另一端进入，SF₆气体与NaOH溶液在射流器内充分混合后获得气液混合液；

2)气液混合液进入底部设有氟离子电极的吸收池后，混合液中的SF₆气体从吸收池顶部经气体循环泵重新进入射流器一端，NaOH吸收液经液体循环泵重新进入射流器的另一端， SF₆气体与NaOH溶液再次经射流器充分混合后进入吸收池，如此反复多次，直至氟离子电极测量值稳定时，停止循环，此时氟离子电极电位V₁；

3)另取2MPa压力下1L的SF₆气体重复步骤1)和步骤2)，直至氟离子电极测量值稳定时，停止循环，此时氟离子电极电位V₂；

4)标准曲线绘制，配制六个浓度的氟离子溶液，浓度分别为0.000000316mol/L、0.000001 mol/L、0.00001mol/L、0.0001mol/L、0.001mol/L和0.01mol/L，溶剂为纯水，将标准氟离子溶液按照从低到高的浓度顺序依次注入吸收池测定，获得氟离子工作曲线ΔV＝k×(-lgC')+b，其中

ΔV：氟离子电极电位/mV；

C'：氟离子浓度(mol/L)；

b：工作曲线截距/mV；

k：工作曲线斜率；

5)测定，用氟离子电极测定即得NaOH吸收液中氟离子含量，依据标准工作曲线方程，进而测得两次SF₆气体中可水解氟化物含量分别为C₁和C₂，标准大气压力下的1L SF₆气体中可水解氟化物浓度为C'＝C₂-C₁。

本发明与现有技术相比，其优点在于：

1、采用射流器确保了六氟化硫气体中氟化物快速被吸收；如此反复，可保证六氟化硫气体中氟化物能够与NaOH溶液充分接触吸收，提高了吸收效率。

2、用设置在吸收池中的氟离子电极实时监测吸收液中氟离子浓度，当趋于稳定时停止SF₆气体和吸收液的循环以及两者在射流器中的混合，避免了国标方法中没有吸收完全情况的发生，并保证不同来源的六氟化硫气体中的氟化物被完全吸收，具有广泛适用性。

3、该方法可精确控制气体流量和体积，同时有效地解决了氟离子浓度极低时测量准确性问题，提高了测量精度。

4、该方法无需人工振荡吸收，提高了效率，且可以实现仪器化操作，便于现场开展试验工作。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明技术方案做进一步说明。具体步骤为：

1)SF₆气体与NaOH溶液初次混合，将2MPa压力下0.5L的SF₆气体经减压稳压后以0.5L/min流速从射流器一端进入，同时将10mL浓度为0.01mol/L的NaOH溶液从射流器另一端进入，SF₆气体与NaOH溶液在射流器内充分混合后获得气液混合液；

2)SF₆气体与NaOH溶液多次混合，气液混合液进入底部设有氟离子电极的吸收池后，混合液中的SF₆气体从吸收池顶部经气体循环泵重新进入射流器一端，NaOH吸收液经液体循环泵重新进入射流器的另一端，SF₆气体与NaOH溶液再次经射流器充分混合后进入吸收池，如此反复5次，氟离子电极测量值V₁稳定为338.8mV，停止循环；

3)另取2MPa压力下1L的SF₆气体重复步骤1)和步骤2)，直至氟离子电极测量值稳定停止循环，此时氟离子电极测量值V₂稳定为322mV；

4)绘制标准曲线：配制浓度分别为0.000000316mol/L、0.000001mol/L、0.00001mol/L、 0.0001mol/L、0.001mol/L、0.01mol/L的氟离子溶液，溶剂为纯水，将标准氟离子溶液按照从低到高的浓度顺序依次注入吸收池测定，对应的氟离子电极测量值分别为：-350mV、-325 mV、-283mV、-223mV、-163mV和-105mV；以-lgC’对ΔV做线性回归，获得氟离子工作曲线：ΔV＝-54.66×(-lgC’)-0.09589。

5)测定：用氟离子电极测定即得NaOH吸收液中氟离子含量，依据标准工作曲线方程，进而测得0.5L和1L SF₆气体中可水解氟化物含量分别为6.3×10^-7mol/L、12.8×10^{- 7}mol/L，标准大气压力下的1L SF₆气体中可水解氟化物浓度为6.5×10^-7mol/L，耗时30min。

为验证本发明对六氟化硫气体中可水解氟化物的吸收效果、吸收效率，用《六氟化硫气体中可水解氟化物含量测定方法》(DL/T 918-2005)中测试方法和离子色谱仪分别对上述六氟化硫气体的酸度进行了吸收测定，耗时分别为81min、129min，详细对比数据见下表。

名称	耗时/min	测量结果(mol/L)
			本发明实施例	30	6.3×10-7
DL/T 916-2005方法	81	4.6×10-7
			离子色谱仪	90	6.6×10-7

测试结果表明：对同样的六氟化硫气体，本发明吸收耗时仅为DL/T 916-2005方法的五分之一，测量结果与离子色谱仪相近，吸收效果和测量准确性也远优于DL/T 916-2005测试方法。

Claims (1)

1.一种六氟化硫气体中可水解氟化物测定方法，其特征在于采用以下步骤：

1)将2MPa压力下0.5L的SF₆气体经减压稳压后从射流器一端进入，同时将10mL浓度为0.01mol/L的NaOH溶液从射流器另一端进入，SF₆气体与NaOH溶液在射流器内充分混合后获得气液混合液；

2)气液混合液进入底部设有氟离子电极的吸收池后，混合液中的SF₆气体从吸收池顶部经气体循环泵重新进入射流器一端，NaOH吸收液经液体循环泵重新进入射流器的另一端，SF₆气体与NaOH溶液再次经射流器充分混合后进入吸收池，如此反复多次，直至氟离子电极测量值稳定时，停止循环，此时氟离子电极电位V₁；

3)另取2MPa压力下1L的SF₆气体重复步骤1)和步骤2)，直至氟离子电极测量值稳定时，停止循环，此时氟离子电极电位V₂；

4)标准曲线绘制，配制六个浓度的氟离子溶液，浓度分别为0.000000316mol/L、0.000001mol/L、0.00001mol/L、0.0001mol/L、0.001mol/L和0.01mol/L，溶剂为纯水，将标准氟离子溶液按照从低到高的浓度顺序依次注入吸收池测定，获得氟离子工作曲线ΔV＝k×(-lgC')+b，其中

ΔV：氟离子电极电位/mV；

C'：氟离子浓度(mol/L)；

b：工作曲线截距/mV；

k：工作曲线斜率；

5)测定，用氟离子电极测定即得NaOH吸收液中氟离子含量，依据标准工作曲线方程，进而测得两次SF₆气体中可水解氟化物含量分别为C₁和C₂，标准大气压力下的1L SF₆气体中可水解氟化物浓度为C'＝C₂-C₁。