CN205080143U - 一种电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测系统 - Google Patents
一种电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN205080143U CN205080143U CN201520893393.3U CN201520893393U CN205080143U CN 205080143 U CN205080143 U CN 205080143U CN 201520893393 U CN201520893393 U CN 201520893393U CN 205080143 U CN205080143 U CN 205080143U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- port
- pipeline
- bottle
- composite module
- coil pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 81
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 53
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 69
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 68
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 39
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 38
- 239000012916 chromogenic reagent Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000004401 flow injection analysis Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 claims description 44
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 33
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 32
- -1 iron ions Chemical class 0.000 claims description 25
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 16
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 14
- 238000000870 ultraviolet spectroscopy Methods 0.000 claims description 12
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 11
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 11
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 83
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 abstract description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 23
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 11
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 11
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 6
- 229910001447 ferric ion Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 6
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 5
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 5
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 5
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 4
- DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N [1,10]phenanthroline Chemical group C1=CN=C2C3=NC=CC=C3C=CC2=C1 DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N Phenanthrene Natural products C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C=CC2=C1 YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 2
- ALSPKRWQCLSJLV-UHFFFAOYSA-N azanium;acetic acid;acetate Chemical compound [NH4+].CC(O)=O.CC([O-])=O ALSPKRWQCLSJLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- FIDRAVVQGKNYQK-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4-tetrahydrotriazine Chemical compound C1NNNC=C1 FIDRAVVQGKNYQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000014171 carbonated beverage Nutrition 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- IYRDVAUFQZOLSB-UHFFFAOYSA-N copper iron Chemical compound [Fe].[Cu] IYRDVAUFQZOLSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000000673 graphite furnace atomic absorption spectrometry Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- RECVMTHOQWMYFX-UHFFFAOYSA-N oxygen(1+) dihydride Chemical compound [OH2+] RECVMTHOQWMYFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005408 paramagnetism Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000002133 sample digestion Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000004454 trace mineral analysis Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Abstract
本实用新型提供了一种电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测系统。该系统包括还原试剂瓶(1)、显色试剂瓶(2)、缓冲液瓶(3)、载流瓶(4)、水样瓶(5)、流动注射分析仪(9)、组合模块(10)、Y型三通(11)、显色反应盘管(13)、还原反应盘管(14)及检测器(15)；其中所述流动注射分析仪(9)包括主泵(6)、副泵(7)、八通道采样阀(8)及采样环(12)。本实用新型还提供了电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测方法及其在电厂水汽中痕量铁离子检测中的应用。本实用新型提供的方法及系统可以实现电厂水汽中痕量铁离子自动、快速、准确、可靠地测定，检出限为0.5μg/L。
Description
技术领域
本实用新型涉及电厂水汽的检测，具体的说，涉及一种电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测系统。
背景技术
电厂水汽系统的铁含量是一个非常重要的监控指标，其是评价运行机组热力系统腐蚀、结垢状况的重要依据，是电厂日常生产定期监控指标之一。
目前，测定电力生产给水、炉水中全铁的方法为邻菲罗啉分光光度法(GB/T14427-2008)和石墨炉原子吸收法(DL/T955-2005)。邻菲罗啉分光光度法为传统手工分析方法，该方法操作繁杂，分析效率低，水样消解过程中会产生酸雾，对工作环境和人体健康造成危害。而石墨炉原子吸收法使用的仪器造价昂贵，操作维护要求高。
以下将详细介绍几种本领域常用的测定铁含量的方法。
1、锅炉用水和冷却水分析方法(GB/T14427-2008)
该分析方法采用邻菲罗啉分光光度法测定铁的含量。Fe(II)菲啰啉络合物在pH为2.5-9.0是稳定的，其颜色的强度与Fe(II)存在量成正比。在铁浓度为5.0mg/L以下时，浓度与吸光度呈线性关系。最大吸光值在510nm波长处。但是该方法为人工检测方法，试样在操作容器中会进行多次转移，从而会影响测试结果的准确性和可靠性，且该方法消耗的水样量和试剂量均较大，造成水样和试剂的浪费。
2、石墨炉原子吸收法测定火力发电厂水、汽中的铜铁(DL/T955-2005)
石墨炉原子吸收法，其检测线为0-100μg/L，该方法的测定下限低于现代机组水汽全铁最新标准值，这满足现有的技术要求，但是由于石墨炉原子吸收法的仪器造价昂贵，性能可靠的进口仪器单价达约60万元，且操作维护要求高，对人员素质要求较高，电厂应用较少。
3、FIA-TPTZ分光光度法测定水中全铁
此方法是基于Fe(II)与2,4,6-三(2-吡啶基)-1,3,5-三嗪(TPTZ)的络合反应和流动注射技术建立的分析方法，该方法的检出限为22.7μg/L，其测定下限不能满足现代机组水汽全铁最新标准值(5μg/L)，因此，该方法不适用于电厂水汽中痕量铁的监测。
基于流动注射技术与分光光度检测技术相结合研发的检测方法较多，例如采用流动注射分光光度法在线分析水中的总铁含量，其检出限为40μg/L，其测定下限不能满足现代机组水汽全铁最新标准值(5μg/L)；采用流动注射分光光度法同时测定Fe(II)和Fe(III)，其检出限分别为0.0012μg/L和0.0018μg/L，该方法采用的是单阀双带镀镉锌片还原柱带隔离的阀体流路，流路系统复杂，也不适于电厂的使用。
4、催化动力学光度法测定汽水中铁
此类检测方法需要选择一个线性范围合适的催化氧化体系，同时，由于催化动力学光度法需要手动控制时间以完成升温、降温过程，因此该方法的抗干扰能力差，温度和时间对测定结果影响较大，实现在线监测要求比较高。
5、化学发光法测定痕量和超痕量铁
就目前研究水平而言，该方法的技术稳定性较差，测定数据稳定性不高，如若大面积应用该方法，必须要有自动化程度较高、灵敏度、稳定性更好的仪器，因此该方法的技术路线不成熟，不能作为国标方法推广应用。
6、荧光法测定痕量铁
由于铁具有顺磁性，因此本领域很少采用该方法来测定水中铁含量，通常是反其道而行之，应用荧光猝灭的方法间接测定铁含量，但是该方法在实现上，需要应用双波长，一则激发，一则测定，比较繁琐，势必增加在线监测实现的难度，并且该方法测定线性范围较窄，该方法在测铁方面，扩展潜力不大。
由此可见，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(或其他水体系)中痕量铁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而进行的动态测定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与分光光度法相结合，在痕量分析化学中的已占相当大比重，FIA技术极高的样品处理效率及高度重现的自动化操作，可以将样品的检测实现在线化，使整个分析过程在密闭体系中完成。FIA-分光光度法在线分析方法，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，而且节省了试样与试剂，操作更方便、简洁。更重要的是，这种自动在线分析方法，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，定量客观的反应了检测结果，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。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测系统。
为达上述目的，本实用新型提供了一种电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测系统，该系统包括还原试剂瓶1、显色试剂瓶2、缓冲液瓶3、载流瓶4、水样瓶5、流动注射分析仪9、组合模块10、Y型三通11、显色反应盘管13、还原反应盘管14及检测器15；其中所述流动注射分析仪9包括主泵6、副泵7、八通道采样阀8及采样环12；
其中，当该系统处于采样状态时，所述还原试剂瓶1通过管路经由主泵6与组合模块10的第一端口c1相连；
所述显色试剂瓶2、缓冲液瓶3通过管路经由主泵6在Y型三通11汇合后再通过管路与组合模块10的第五端口c5相连；
所述载流瓶4通过管路经由副泵7与八通道采样阀8的外圈第二端口d2相连，八通道采样阀8的内圈第二端口e2通过管路与内圈第八端口e8相连，八通道采样阀8的外圈第八端口d8通过管路与组合模块10的第二端口c2相连；
所述水样瓶5通过管路经由副泵7与八通道采样阀8的外圈第七端口d7相连，八通道采样阀8的内圈第七端口e7经由采样环12与内圈第一端口e1相连；
所述组合模块10的第四端口c4通过还原反应盘管14与组合模块10的第三端口c3相连；
所述组合模块10的第六端口c6通过管路与显色反应盘管13的入口相连，显色反应盘管13的出口通过管路与检测器15相连；
当该系统处于注入状态时，所述还原试剂瓶1通过管路经由主泵6与组合模块10的第一端口c1相连；
所述显色试剂瓶2、缓冲液瓶3通过管路经由主泵6在Y型三通11汇合后再通过管路与组合模块10的第五端口c5相连；
所述载流瓶4通过管路经由副泵7与八通道采样阀8的外圈第二端口d2相连，八通道采样阀8的内圈第一端口e1经由采样环12与内圈第七端口e7相连，八通道采样阀8的外圈第八端口d8通过管路与组合模块10的第二端口c2相连；
所述水样瓶5通过管路经由副泵7与八通道采样阀8的外圈第七端口d7相连；
所述组合模块10的第四端口c4通过还原反应盘管14与组合模块10的第三端口c3相连；
所述组合模块10的第六端口c6通过管路与显色反应盘管13的入口相连，显色反应盘管13的出口通过管路与检测器15相连。
根据本实用新型所述的系统，本实用新型所用的八通道采样阀8为本领域常规的采样阀，该八通道采样阀8包括十六个端口，即外圈第一端口d1、外圈第二端口d2、外圈第三端口d3、外圈第四端口d4、外圈第五端口d5、外圈第六端口d6、外圈第七端口d7及外圈第八端口d8；
内圈第一端口e1、内圈第二端口e2、内圈第三端口e3、内圈第四端口e4、内圈第五端口e5、内圈第六端口e6、内圈第七端口e7及内圈第八端口e8。
根据本实用新型所述的系统，优选地，所述管路的内径为0.5mm；可以理解的是，这里所述的管路为本实用新型各组件之间连接的全部管路，即水样、还原试剂、显色试剂、缓冲液及载流所流经的管路。
根据本实用新型所述的系统，优选地，所述还原反应盘管14的长度为6-160cm；
所述还原反应盘管14的长度更优选为5-20cm。
根据本实用新型所述的系统，优选地，所述显色反应盘管13的长度为100-390cm，内径为0.5mm。
根据本实用新型所述的系统，优选地，所述八通道采样阀8为在采样状态能使水样由水样瓶5通过管路经由副泵7自下而上进入采样环12，载流由载流瓶4通过管路经由副泵7与还原试剂由还原试剂瓶1通过管路经由主泵6在组合模块10中汇集，再流经还原反应盘管14后，与显色试剂、缓冲液分别由显色试剂瓶2、缓冲液瓶3通过管路经由主泵6在Y型三通11中汇集后再通过管路在组合模块10中汇集；
且在注入状态时能够使载流由载流瓶4通过管路经由副泵7自上而下进入采样环12，再经由管路进入组合模块10，与还原试剂由还原试剂瓶1通过管路经由主泵6在组合模块10中汇集，再流经还原反应盘管14后，与显色试剂、缓冲液分别由显色试剂瓶2、缓冲液瓶3通过管路经由主泵6在Y型三通11中汇集后再通过管路在组合模块10中汇集的八通道采样阀。
根据本实用新型所述的系统，优选地，该系统还包括第一废液排放端17及第二废液排放端18；所述第一废液排放端17通过管路与所述检测器15相连；所述第二废液排放端18通过管路分别与八通道采样阀8的外圈第一端口d1、内圈第六端口e6相连。
根据本实用新型所述的系统，优选地，该系统还包括工作站16，所述工作站16与检测器15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。
根据本实用新型所述的系统，优选地，所述检测器15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，本实用新型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。
根据本实用新型所述的系统，优选地，所述主泵6、副泵7可以为本领域使用的常规泵，在本实用新型中主泵6为蠕动泵；该主泵6的泵管内径为0.5-1.5mm，转速为10-50r/min，流量为0.2-3.0mL/min；
所用的副泵7也为蠕动泵，该副泵7的泵管内径为0.5-1.5mm；转速为30-60r/min，流量为1.0-3.0mL/min。
根据本实用新型所述的系统，本实用新型所用的采样环为本领域常规设备。
本实用新型所述的系统可以适用于多种不同的方法进行电厂水中痕量铁离子的检测，为了进一步对本实用新型的系统进行说明，本实用新型还提供了应用本实用新型的系统对电厂水中痕量铁离子检测的方法，所述方法采用了流动注射-分光光度分析方法，采样体积为30-1000μL；
所用的还原试剂为抗坏血酸水溶液，浓度为1-50mg/L；
所用的显色试剂为2,4,6-三(2-吡啶基)-1,3,5-三嗪(TPTZ)水溶液，浓度为1-50mg/L；
所用的缓冲液为pH值为2.5-3.5的缓冲液所用水样的pH值为2.0-7.0；
所用的载流为高纯水，载流的作用是当八通道采样阀处于采样位置时，载流作为本底，检测信号为基线信号；当八通道采样阀处于注入位置时，载流推动采样环中的待测水样与还原试剂、显色试剂反应后进入检测器，检测信号为试样的响应峰高。其中，所述高纯水为本领域使用的常规物质，在本实用新型优选的实施方式中，所用的高纯水是电阻率为18.3MΩ的高纯水。
根据本实用新型所述的方法，所用的还原试剂为还原性较强的物质，在本实用新型优选的实施方式中，该还原试剂为抗坏血酸水溶液。
根据本实用新型所述的方法，所用的显色试剂为可以与Fe(II)形成有色络合物的络合剂，在本实用新型优选的实施方式中，该显色试剂为2,4,6-三(2-吡啶基)-1,3,5-三嗪(TPTZ)水溶液。
根据本实用新型所述的方法，本实用新型对所用还原试剂、显色试剂、缓冲液、载流及水样的流量不作要求；在采样状态或注入状态，还原试剂、显色试剂、缓冲液、载流及水样的流量均与其所流经的泵(主泵或副泵)的流量相同。
根据本实用新型所述的方法，所述还原反应的温度为常温，还原反应时间为试剂流经整个还原反应盘管的时间，其由还原反应盘管的长度决定；
所述显色反应的温度为常温，显色反应时间为试剂流经整个显色反应盘管的时间，其由显色反应盘管的长度决定。本实用新型的流动注射分析法是在非平衡条件下进行的，对反应是否完全并没有要求，只要保证灵敏度和重现性达到技术要求即可。
根据本实用新型所述的方法，所述采样体积为200-800μL。
根据本实用新型所述的方法，所述还原试剂抗坏血酸水溶液的浓度为5-25mg/L。
根据本实用新型所述的方法，所述2,4,6-三(2-吡啶基)-1,3,5-三嗪水溶液显色试剂的浓度为10-40mg/L。
根据本实用新型所述的方法，所述缓冲液为乙酸-乙酸铵缓冲溶液。
根据本实用新型所述的方法，所述水样的pH值为2.0-4.5。
根据本实用新型所述的方法，所述方法包括如下步骤：
a、采样过程：水样经管路由副泵驱动经八通道采样阀进入采样环，同时，副泵驱动载流经由八通道采样阀与主泵驱动的还原试剂在组合模块汇集，再流经还原反应盘管后，与主泵驱动的显色试剂及缓冲液的混合溶液在组合模块汇集后，流经显色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，得到基线信号；
b、注入过程：当采样过程完成后，载流推动水样在组合模块与还原试剂混合后，流经还原反应盘管进行还原反应，再与显色试剂及缓冲液的混合溶液在组合模块汇集后，流经显色反应盘管进行显色反应，显色反应结束后，进入检测器进行检测。
根据本实用新型所述的方法，所述检测器为紫外-可见分光检测器；
更优选所述紫外-可见分光检测器的光程为10-50mm，池体积为10-100μL。
根据本实用新型所述的方法，所述方法在采样过程前还包括走基线过程：载流经管路由副泵驱动经八通道采样阀进入采样环，同时，副泵驱动载流经由八通道采样阀与主泵驱动的还原试剂在组合模块汇集，再流经还原反应盘管后，与主泵驱动的显色试剂及缓冲液的混合溶液在组合模块汇集后，流经显色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，得到稳定的基线信号(工作站记录仪上显示的信号)。
根据本实用新型所述的方法，所述还原反应盘管的长度为6-160cm；
更优选所述还原反应盘管的长度为5-20cm。
根据本实用新型所述的方法，所述显色反应盘管的长度为100-390cm，内径为0.5mm。
根据本实用新型所述的方法，所述管路的内径为0.5mm。
根据本实用新型所述的方法，所述主泵为蠕动泵；该主泵的泵管内径为0.5-1.5mm，转速为10-50r/min，流量为0.2-3.0mL/min。
根据本实用新型所述的方法，所述副泵为蠕动泵，该副泵的泵管内径为0.5-1.5mm；转速为30-60r/min，流量为1.0-3.0mL/min。
本实用新型还提供了上述电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测方法在电厂水汽中痕量铁离子检测中的应用。其中，所述“铁”为电厂水汽中的全铁。
综上所述，本实用新型提供了一种电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测方法及系统。本实用新型将流动注射(FIA)分析技术和分光检测技术成功应用于电厂水汽(或其他水体系)中痕量铁离子的自动检测中；FIA技术具有极高的样品处理效率，同时也可以进行高度重现的自动化操作，进而可以使该方法在一种在线的、密闭的分析系统中进行，避免了手工操作中试样在容器中的多次转移，从而大大减少了人为误差，并且节省试样与反应试剂，可见该方法操作更加方便、简洁，提高了检测数据的可靠性和准确性。
此外，本实用新型所提供的电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测方法及系统填补了水中痕量铁离子化学分析自动化技术的空白，为水中痕量铁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。
将本实用新型的电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测方法及系统应用于电厂水汽中痕量铁离子的检测，可以实现电厂水汽中痕量铁离子自动、快速、准确、可靠地测定，检出限为0.5μg/L。
附图说明
图1为本实用新型的电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测系统一具体实施方式(初始状态)；
图2为本实用新型的电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测系统一具体实施方式(工作状态)；
图3为本实用新型的电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测系统一具体实施方式(初始状态)下八通道采样阀的具体连接关系示意图；
图4为本实用新型的电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测系统一具体实施方式(工作状态)下八通道采样阀的具体连接关系示意图；
图5为本实用新型的电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测系统所用的组合模块上各端口的示意图；
图6为本实用新型测试例中铁离子的标准工作曲线图；
图7为采用本实用新型的方法测定电厂水汽中痕量铁离子时的检测信号谱图。
主要附图标号说明
还原试剂瓶1显色试剂瓶2缓冲液瓶3载流瓶4水样瓶5主泵6副泵7八通道采样阀8流动注射分析仪9组合模块10Y型三通11采样环12显色反应盘管13还原反应盘管14检测器15工作站16第一废液排放端17第二废液排放端18；
八通道采样阀8包括十六个端口，即外圈第一端口d1、外圈第二端口d2、外圈第三端口d3、外圈第四端口d4、外圈第五端口d5、外圈第六端口d6、外圈第七端口d7及外圈第八端口d8；
内圈第一端口e1、内圈第二端口e2、内圈第三端口e3、内圈第四端口e4、内圈第五端口e5、内圈第六端口e6、内圈第七端口e7及内圈第八端口e8；
组合模块10包括六个端口：即第一端口c1、第二端口c2、第三端口c3、第四端口c4、第五端口c5、第六端口c6。
具体实施方式
以下通过具体实施例及说明书附图详细说明本实用新型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实用新型的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。
1、设备
本实施例提供了一种电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测系统，其中，该系统包括：还原试剂瓶1、显色试剂瓶2、缓冲液瓶3、载流瓶4、水样瓶5、流动注射分析仪9、组合模块10、Y型三通11、显色反应盘管13、还原反应盘管14、检测器15、工作站16、第一废液排放端17及第二废液排放端18；
其中所述流动注射分析仪9包括主泵6、副泵7、八通道采样阀8及采样环12；
其中所述八通道采样阀8包括十六个端口，即外圈第一端口d1、外圈第二端口d2、外圈第三端口d3、外圈第四端口d4、外圈第五端口d5、外圈第六端口d6、外圈第七端口d7及外圈第八端口d8；
内圈第一端口e1、内圈第二端口e2、内圈第三端口e3、内圈第四端口e4、内圈第五端口e5、内圈第六端口e6、内圈第七端口e7及内圈第八端口e8；
所述组合模块10包括六个端口：即第一端口c1、第二端口c2、第三端口c3、第四端口c4、第五端口c5、第六端口c6，组合模块各端口的示意图如图5所示；
其中，当该系统处于采样状态(状态图如图1、图3所示)时，所述还原试剂瓶1通过管路经由主泵6与组合模块10的第一端口c1相连；
所述显色试剂瓶2、缓冲液瓶3通过管路经由主泵6在Y型三通11汇合后再通过管路与组合模块10的第五端口c5相连；
所述载流瓶4通过管路经由副泵7与八通道采样阀8的外圈第二端口d2相连，八通道采样阀8的内圈第二端口e2通过管路与内圈第八端口e8相连，八通道采样阀8的外圈第八端口d8通过管路与组合模块10的第二端口c2相连；
所述水样瓶5通过管路经由副泵7与八通道采样阀8的外圈第七端口d7相连，八通道采样阀8的内圈第七端口e7通过采样环12与内圈第一端口e1相连；
所述组合模块10的第四端口c4通过还原反应盘管14与组合模块10的第三端口c3相连；
所述组合模块10的第六端口c6通过管路与显色反应盘管13的入口相连，显色反应盘管13的出口通过管路与检测器15相连；
当该系统处于注入状态(状态图如图2、图4所示)时，所述还原试剂瓶1通过管路经由主泵6与组合模块10的第一端口c1相连；
所述显色试剂瓶2、缓冲液瓶3通过管路经由主泵6在Y型三通11汇合后再通过管路与组合模块10的第五端口c5相连；
所述载流瓶4通过管路经由副泵7与八通道采样阀8的外圈第二端口d2相连，八通道采样阀8的内圈第一端口e1通过管路经由采样环12再经管路与内圈第七端口e7相连，八通道采样阀8的外圈第八端口d8通过管路与组合模块10的第二端口c2相连；
所述水样瓶5通过管路经由副泵7与八通道采样阀8的外圈第七端口d7相连；
所述组合模块10的第四端口c4通过还原反应盘管14与组合模块10的第三端口c3相连；
所述组合模块10的第六端口c6通过管路与显色反应盘管13的入口相连，显色反应盘管13的出口通过管路与检测器15相连；
所述第一废液排放端17通过管路与所述检测器15相连；所述第二废液排放端18通过管路分别与八通道采样阀8的外圈第一端口d1、内圈第六端口e6相连；
所述工作站16与检测器15电连接；
所述管路的内径为0.5mm；
所述还原反应盘管14的长度为6-160cm；
所述显色反应盘管13的长度为100-390cm，内径为0.5mm；
所述检测器15为紫外-可见分光检测器；该紫外-可见分光检测器的光程为10-50mm，池体积为10-100μL；
所述主泵6、副泵7均为蠕动泵；主泵6的泵管内径为0.5-1.5mm，转速为10-50r/min，流量为0.2-3.0mL/min；副泵7的泵管内径为0.5-1.5mm；转速为30-60r/min，流量为1.0-3.0mL/min。
2、分析流程
按照本实用新型提供的电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测系统建立了流动注射-分光光度法分析系统。该系统可进行操作程序的编程，设定泵速、流量等，样品“采样”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。
走基线过程：流程图如图1所示，八通道采样阀处于“采样”状态(初始状态)，载流经管路由副泵驱动经八通道采样阀进入采样环，同时，副泵驱动载流经由八通道采样阀与主泵驱动的还原试剂在组合模块汇集，再流经还原反应盘管后，与主泵驱动的显色试剂及缓冲液的混合溶液(在组合模块汇集之前，显色试剂及缓冲液经主泵驱动后首先在Y型三通中汇合)在组合模块汇集后，流经显色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，得到稳定的基线信号(工作站记录仪上显示的信号)；
采样过程：流程图如图1所示，八通道采样阀处于“采样”状态(初始状态)，水样经管路由副泵驱动经八通道采样阀进入采样环，同时，副泵驱动载流经由八通道采样阀与主泵驱动的还原试剂在组合模块汇集，再流经还原反应盘管后，与主泵驱动的显色试剂及缓冲液的混合溶液在组合模块汇集后，流经显色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，得到基线信号；
注入和检测过程：当采样过程完成后，八通道采样阀自动转到“注入”状态(工作状态)，流程图如图2所示，载流推动水样在组合模块与还原试剂混合后，流经还原反应盘管进行还原反应，再与显色试剂及缓冲液的混合溶液在组合模块汇集后，流经显色反应盘管(内径为0.5mm)进行显色反应，显色反应结束后，进入检测器进行检测，废液排入废液桶中。整个“注入”状态，水样中铁离子浓度检测信号由工作站实时进行采集；
所用的载流为高纯水，其电阻率为18.3MΩ；
所用的显色试剂为2,4,6-三(2-吡啶基)-1,3,5-三嗪水溶液；
所用的还原试剂为抗坏血酸水溶液；
所用的缓冲液为乙酸-乙酸铵缓冲溶液。
实施例见表1：
表1实施例
| 实验条件 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 主泵转速(rpm) | 10 | 20 | 30 |
| 主泵泵管内径(mm) | 0.89 | 1.04 | 1.26 |
| 副泵转速(rpm) | 35 | 45 | 60 |
| 副泵泵管内径(mm) | 0.89 | 1.04 | 1.26 |
| 采样体积(μL) | 300 | 400 | 500 |
| TPTZ浓度(mg/L) | 10 | 20 | 30 |
| 缓冲液pH值 | 2.5 | 3.0 | 3.5 |
| 抗坏血酸浓度(mg/L) | 5 | 15 | 20 |
| 水样的pH值 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
| 显色反应盘管长度(cm) | 100 | 150 | 200 |
| 还原反应盘管长度(cm) | 5 | 10 | 15 |
| 紫外-可见分光检测器光程(mm) | 10 | 20 | 30 |
| 紫外-可见分光检测器池体积(μL) | 12 | 40 | 60 |
试验例
1、标准工作曲线的测定
在实施例1的实验条件下，在0.5-80μg/L的范围内配制了一系列三价铁离子标准溶液，测定在此浓度范围内的标准工作曲线，结果如图6所示，从图6中可以看出，工作曲线的峰高与标准溶液铁离子的浓度呈良好的线性关系。采用本实用新型的方法测定电厂水汽中痕量铁离子时的检测信号谱图如图7所示。
2、重现性的测定
对5.0μg/L和50μg/L的铁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所示。5.0μg/L和50μg/L铁离子标准溶液的相对标准偏差分别为0.69％和0.74％，二者的相对标准偏差均小于1.0％，由此可见，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
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，最小应为基线噪声的3倍，此信号对应的被分析物的浓度。
本方法的检出限为：C＝0.5μg/L。
本方法的其他性能指标见表3所示。
表3本方法的性能指标
| 序号 | 性能指标 | 控制标准 | 测量值 |
| 1 | 线性范围(μg/L) | <100 | 0.5-80 |
| 2 | 线性系数 | >0.999 | 0.999 |
| 3 | 精密度(RSD) | <5％ | 0.69％ |
| 4 | 相对误差 | <20％ | <20％ |
| 5 | 加标回收率 | 90％-110％ | 93.96％-103.37％ |
| 6 | 灵敏度 | / | / |
| 7 | 检出下限 | <5 | 0.5 |
| 8 | 基线漂移 | <0.002AU/h | <0.002AU/h |
| 9 | 分析速度 | 60 | 60s/样 |
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铁含量进行了测定，测定结果见表4所示。
表4回收率的测定
从表4中可以看出，回收率的测定值在90-110％范围内，这表明水样中的其它离子、pH值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)
1.一种电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测系统，其特征在于，该系统包括还原试剂瓶(1)、显色试剂瓶(2)、缓冲液瓶(3)、载流瓶(4)、水样瓶(5)、流动注射分析仪(9)、组合模块(10)、Y型三通(11)、显色反应盘管(13)、还原反应盘管(14)及检测器(15)；其中所述流动注射分析仪(9)包括主泵(6)、副泵(7)、八通道采样阀(8)及采样环(12)；
其中，当该系统处于采样状态时，所述还原试剂瓶(1)通过管路经由主泵(6)与组合模块(10)的第一端口(c1)相连；
所述显色试剂瓶(2)、缓冲液瓶(3)通过管路经由主泵(6)在Y型三通(11)汇合后再通过管路与组合模块(10)的第五端口(c5)相连；
所述载流瓶(4)通过管路经由副泵(7)与八通道采样阀(8)的外圈第二端口(d2)相连，八通道采样阀(8)的内圈第二端口(e2)通过管路与内圈第八端口(e8)相连，八通道采样阀(8)的外圈第八端口(d8)通过管路与组合模块(10)的第二端口(c2)相连；
所述水样瓶(5)通过管路经由副泵(7)与八通道采样阀(8)的外圈第七端口(d7)相连，八通道采样阀(8)的内圈第七端口(e7)经由采样环(12)与内圈第一端口(e1)相连；
所述组合模块(10)的第四端口(c4)通过还原反应盘管(14)与组合模块(10)的第三端口(c3)相连；
所述组合模块(10)的第六端口(c6)通过管路与显色反应盘管(13)的入口相连，显色反应盘管(13)的出口通过管路与检测器(15)相连；
当该系统处于注入状态时，所述还原试剂瓶(1)通过管路经由主泵(6)与组合模块(10)的第一端口(c1)相连；
所述显色试剂瓶(2)、缓冲液瓶(3)通过管路经由主泵(6)在Y型三通(11)汇合后再通过管路与组合模块(10)的第五端口(c5)相连；
所述载流瓶(4)通过管路经由副泵(7)与八通道采样阀(8)的外圈第二端口(d2)相连，八通道采样阀(8)的内圈第一端口(e1)经由采样环(12)与内圈第七端口(e7)相连，八通道采样阀(8)的外圈第八端口(d8)通过管路与组合模块(10)的第二端口(c2)相连；
所述水样瓶(5)通过管路经由副泵(7)与八通道采样阀(8)的外圈第七端口(d7)相连；
所述组合模块(10)的第四端口(c4)通过还原反应盘管(14)与组合模块(10)的第三端口(c3)相连；
所述组合模块(10)的第六端口(c6)通过管路与显色反应盘管(13)的入口相连，显色反应盘管(13)的出口通过管路与检测器(15)相连。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括第一废液排放端(17)及第二废液排放端(18)；所述第一废液排放端(17)通过管路与所述检测器(15)相连；所述第二废液排放端(18)通过管路分别与八通道采样阀(8)的外圈第一端口(d1)、内圈第六端口(e6)相连。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，该系统还包括工作站(16)，所述工作站(16)与检测器(15)电连接。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述八通道采样阀(8)为在采样状态能使水样由水样瓶(5)通过管路经由副泵(7)自下而上进入采样环(12)，载流由载流瓶(4)通过管路经由副泵(7)与还原试剂由还原试剂瓶(1)通过管路经由主泵(6)在组合模块(10)中汇集，再流经还原反应盘管(14)后，与显色试剂、缓冲液分别由显色试剂瓶(2)、缓冲液瓶(3)通过管路经由主泵(6)在Y型三通(11)中汇集后再通过管路在组合模块(10)中汇集；
且在注入状态时能够使载流由载流瓶(4)通过管路经由副泵(7)自上而下进入采样环(12)，再经由管路进入组合模块(10)，与还原试剂由还原试剂瓶(1)通过管路经由主泵(6)在组合模块(10)中汇集，再流经还原反应盘管(14)后，与显色试剂、缓冲液分别由显色试剂瓶(2)、缓冲液瓶(3)通过管路经由主泵(6)在Y型三通(11)中汇集后再通过管路在组合模块(10)中汇集的八通道采样阀。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述还原反应盘管(14)的长度为6-160cm。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述显色反应盘管(13)的长度为100-390cm，内径为0.5mm。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述检测器(15)为紫外-可见分光检测器；该紫外-可见分光检测器的光程为10-50mm，池体积为10-100μL。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主泵(6)为蠕动泵；该主泵(6)的泵管内径为0.5-1.5mm，转速为10-50r/min，流量为0.2-3.0mL/min。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述副泵(7)为蠕动泵；该副泵(7)的泵管内径为0.5-1.5mm；转速为30-60r/min，流量为1.0-3.0mL/min。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述管路的内径为0.5mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520893393.3U CN205080143U (zh) | 2015-11-11 | 2015-11-11 | 一种电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520893393.3U CN205080143U (zh) | 2015-11-11 | 2015-11-11 | 一种电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205080143U true CN205080143U (zh) | 2016-03-09 |
Family
ID=55432542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520893393.3U Active CN205080143U (zh) | 2015-11-11 | 2015-11-11 | 一种电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205080143U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105388309A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-03-09 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测方法及系统和应用 |
| 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 |
| CN111141729A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-05-12 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 一种电厂水汽中痕量铁的检测方法 |
| CN114545014A (zh) * | 2022-04-22 | 2022-05-27 | 成都理工大学 | 双通道进样系统 |
-
2015
- 2015-11-11 CN CN201520893393.3U patent/CN205080143U/zh active Active
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105388309A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-03-09 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测方法及系统和应用 |
| 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 |
| CN111141729A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-05-12 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 一种电厂水汽中痕量铁的检测方法 |
| CN114545014A (zh) * | 2022-04-22 | 2022-05-27 | 成都理工大学 | 双通道进样系统 |
| CN114545014B (zh) * | 2022-04-22 | 2022-08-09 | 成都理工大学 | 双通道进样系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105388309A (zh) | 电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测方法及系统和应用 | |
| CN102445442B (zh) | 智能通用型测汞装置及其检测方法 | |
| CN102375068B (zh) | 全自动营养盐分析仪及分析方法 | |
| CN205080143U (zh) | 一种电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测系统 | |
| Mai et al. | Capillary electrophoresis with contactless conductivity detection coupled to a sequential injection analysis manifold for extended automated monitoring applications | |
| CN106769954B (zh) | 电厂水汽中微量/痕量氯离子自动快速分析方法及系统 | |
| CN103785314B (zh) | 一种混合器及流通式光度检测自动化分析仪 | |
| CN102243244A (zh) | 溶液中总氮自动分析仪及其分析方法 | |
| CN103439258B (zh) | 一种基于集成阀岛装置的水体营养盐原位检测仪与检测方法 | |
| CN102650590A (zh) | 测定水样品的硝酸盐和/或硝酸盐中氮含量的方法及其装置 | |
| CN203858201U (zh) | 一种电厂水汽中痕量氯离子自动快速检测系统 | |
| CN104422780B (zh) | 一种基于微流控芯片全封闭体系的蛋白质快速分析检测装置 | |
| CN209821226U (zh) | 一种基于改进sia技术的水下微型现场自动营养盐分析仪 | |
| CN101587109A (zh) | 6价铬的分析方法和分析装置 | |
| CN104483339A (zh) | 一种用于湿法富集烟气汞的在线分析仪及分析方法 | |
| CN203275349U (zh) | 氨氮浓度水质分析仪 | |
| CN105319205B (zh) | 一种电厂水汽中氯离子自动快速检测方法及系统和应用 | |
| CN102980858B (zh) | 小型顺序注射亚硝酸盐分析系统 | |
| CN101101264B (zh) | 海水中硫化物的自动分析方法 | |
| CN104360090B (zh) | 土壤自动分析仪及用该分析仪测定土壤中微量元素的方法 | |
| CN102252966A (zh) | 糖化血红蛋白分析仪光度计气泡消除结构 | |
| CN202083679U (zh) | 糖化血红蛋白分析仪光度计气泡消除结构 | |
| CN203941100U (zh) | 带载气净化装置的气相分子吸收光谱仪 | |
| CN102980789B (zh) | 水体石油污染物在线富集装置 | |
| CN102680544A (zh) | 基于流动注射的多参数锅炉水水质分析方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |