專利名稱：膦系阻垢劑快速分解方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是對加入在工業(yè)循環(huán)水中的膦系阻垢劑快速分解方法及裝置，屬化學(xué)領(lǐng)域。
當(dāng)前測定膦系阻垢劑采用GB6913.3-86或GB/T6913.4-93規(guī)定的方法。兩種方法均要求對水樣進(jìn)行較長時間的加熱以分解其中的有機膦與聚合磷。如GB/T6913.4-93規(guī)定如下量取100mL經(jīng)致密濾紙過濾后的水樣，注入錐形瓶中；加入2mL硫酸溶液(31+69)，0.8g高硫酸銨和少許玻璃珠，在低溫電熱板上加熱，煮沸30min；在煮沸期間常補加水到試液中，以保持體積在10-15mL之間，煮沸結(jié)束時，試液體積在10mL左右；從電熱板上取下錐形瓶，冷卻后加1滴酚酞指示液，用40g/L氫氧化鈉調(diào)至試液出現(xiàn)持久的粉紅色為止，再用硫酸溶液(31+69)回滴使粉紅色剛剛褪去；冷卻樣液到室溫，定量轉(zhuǎn)移到100mL容量瓶中，用III級試劑水稀釋到刻度；吸取50mL樣液于干燥的錐形瓶中，加25mL釩鉬酸銨溶液搖勻；以試劑空白為參比，在420nm波長下用分光光度計測定。上述方法每樣次測定耗時約60min。
現(xiàn)有技術(shù)存在的主要問題是水樣需長時間加熱，多次轉(zhuǎn)移，無法實現(xiàn)直接流動分析、在線分析與監(jiān)測。
本發(fā)明的目的是對含有膦系阻垢劑的循環(huán)水水樣進(jìn)行快速分解快速測定，流動測定在線分析及監(jiān)測。
本發(fā)明的技術(shù)方案是利用含膦系阻垢劑的水樣對紫外光有很強吸收作用的特性，經(jīng)測定表明試樣中各有機膦、聚合磷組分吸收峰均在190～250nm范圍。該波長是使膦系阻垢劑的分子中價電子從基態(tài)能級躍遷到激發(fā)態(tài)能級的能量。處于激發(fā)態(tài)能級的分子很容易與分解劑過硫酸鹽反應(yīng)，分解并氧化成正磷酸鹽。然后使用國標(biāo)規(guī)定的磷釩鉬黃法或磷鉬藍(lán)法測定。化學(xué)反應(yīng)關(guān)系如下聚磷酸鹽分解磷釩鉬黃生成
快速分解方法是加入分解劑過硫酸鹽的水樣。在蠕動泵的作用下，流經(jīng)石英管，同時用紫外線燈輻射水樣，經(jīng)過一定時間后在裝置出水管流出的即為分解后并氧化成正磷酸鹽的水樣；紫外線輻射的波段為200～300nm，在3分鐘內(nèi)完成快速分解。快速分解裝置由機箱、進(jìn)水管、石英管、出水管、蠕動泵、紫外線燈支架、蠕動泵電源開關(guān)、紫外線燈電源開關(guān)、電源插座組成。進(jìn)水管、出水管與石英管之間用硅橡膠管相連接；石英管、紫外線燈用支架固定在機箱上；石英管的外觀形狀采用螺旋管式，也可采用鼠籠式；紫外線燈、蠕動泵的電源線通過開關(guān)與電源插座相連接；快速分解裝置與流動注射分析儀相連接，可對水樣做快速分解流動注射分析；與在線分析裝置相連接可對水樣做快速分解在線分析與監(jiān)測，利用檢測器的輸出信號可實現(xiàn)向循環(huán)水系統(tǒng)中自動補充膦系阻垢劑，實現(xiàn)過程自動化。


圖1為快速分解裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為快速分解方法實施例流程圖。其中1機箱、2容器、3水樣、4進(jìn)水管、5石英管、6紫外線燈、7支架、8支架、9機箱蓋板、10蠕動泵、11出水管、12容器、13分解后水樣、14紫外線燈電源開關(guān)、15蠕動泵電源開關(guān)、16電源插座、17蠕動泵、18三通化學(xué)塊、19緩沖區(qū)、20分流器、21電磁閥、22三通化學(xué)塊、23快速分解裝置、24、25止水夾、26三通化學(xué)塊、27電磁閥、28定時計數(shù)控制器、29三通化學(xué)塊、30蠕動泵、31反應(yīng)盤管、32檢測器、33記錄儀(或顯示器)、S-水樣、F-分解劑、C-清洗劑、SD-標(biāo)樣、R-試劑下面結(jié)合附圖給出的實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
在快速分解裝置機箱(1)上裝有進(jìn)水管(4)、石英管(5)、紫外線燈(6)、支架(7、8)機箱蓋(9)、蠕動泵(10)、出水管(11)、紫外線燈電源開關(guān)(14)、蠕動泵電源開關(guān)(15)、電源插座(16)。進(jìn)水管(4)、出水管(11)與石英管(5)之間用硅橡膠管連接，紫外線燈(6)、蠕動泵(10)的電源線通過開關(guān)(14、15)與電源插座(16)相連接，石英管(5)、紫外線燈(6)、用支架(7、8)固定在機箱(1)上。
石英管(6)的內(nèi)徑為2mm，外觀形狀一種是螺旋管式，其直徑為50+2mm，長度為100mm，石英管全長為900mm；另一種為鼠籠式，用內(nèi)徑為2mm的石英管8-16根，每根長140mm，兩端固定在一個直徑為50mm的圓形支架上，每根管子的兩端用硅橡膠管串連成一個流路。
裝置在打開紫外線燈電源開關(guān)(14)后，紫外線燈(6)亮，打開蠕動泵電源開關(guān)(15)蠕動泵(10)工作，水樣(含分解劑)通過進(jìn)水管(4)進(jìn)入分解裝置，石英管(5)內(nèi)的水樣吸收紫外光源的輻射能發(fā)生分解，分解后的水樣(13)進(jìn)入容器(12)里，然后可以采用比色或分光光度法測定。裝置的出水管(11)與流程圖中(24-33)裝置相連接，可作快速分解流動注射分析。進(jìn)水管(4)與流程圖中三通化學(xué)塊(22)相連接，去掉定時計數(shù)控制器(28)，由裝置(17-33)還可作快速分解在線分析與監(jiān)測。
實施例1膦系阻垢劑快速分解后用比色及分光光度法測定取含膦系阻垢劑水樣(3)，調(diào)成酸性后以分解劑過硫酸鹽溶液和水樣1∶20的體積比配制試樣，控制6.7×10-3m.s-1流速流經(jīng)圖1的快速分解裝置。
(a)取一定量分解后的水樣(13)，調(diào)節(jié)酸度為[H+]＝0.6mol.L-1，加入磷釩鉬黃顯色劑，顯色后用目視比色法或在420nm波長下用分光光度法測定水中總磷含量。
(b)取定量分解后的水樣(13)，調(diào)節(jié)酸度為[H+]＝0.6mo1.L-1，加入鉬酸銨顯色劑生成鉬黃后加入SnCl2還原成鉬藍(lán)，用目視比色法或660nm波長下分光光度法測定水中總磷含量，測定數(shù)據(jù)及結(jié)果評價如下測量值(mg.L-1)分別為18.62、18.88、19.24、19.24、19.68、19.24、19.68、19.28；平均值X(mg.L-1)為19.28；相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(R.S.D)為2.04％；置信區(qū)間(95％置信度)為19.28±0.33；用GB/T6913.4-93法測得值(mg.L-1)為19.19。
測定線性范圍在0-40mgL-1。
實施例2膦系阻垢劑快速分解流動注射分析取一定量含膦系阻垢劑水樣(3)，調(diào)成酸性后按分解劑與水樣(3)1∶20的體積比，加入分解劑按圖2由裝置(23)至(33)的流程測定，全部分解及分析過程7分鐘內(nèi)完成。
(a)關(guān)閉止水夾(24)打開止水夾(25)啟動蠕動泵(30)，將配制好的標(biāo)準(zhǔn)磷酸鹽標(biāo)樣通過電磁閥(27)、三通化學(xué)塊(29)依次進(jìn)入測量系統(tǒng)，定時計數(shù)控制器(28)控制電磁閥(27)每間隔3分鐘注入一次試劑塞，注入時間2.5S，然后試液進(jìn)入反應(yīng)盤管(31)，流經(jīng)時間180S，再進(jìn)入檢測器(32)給出檢測信號，由記錄儀(33)記錄峰高。每個濃度標(biāo)樣連續(xù)測定3次，取平均值，作出吸光度(A)與濃度(c)的A-C工作曲線。
(b)關(guān)閉止水夾(25)，打開止水夾(24)，將加入分解劑后的水樣(3)，按6.7×10-3m.s-1流速經(jīng)過裝置(23)至(33)的流程測定，其測定過程及方法同(a)，通過測得的吸光度A查A-C曲線即可求得水中總磷濃度C。測定數(shù)據(jù)及結(jié)果評價如下測量值(mg.L-1)分別為6.65、6.74、6.83、6.65、6.56、6.56、6.56、7.09；平均值X(mg.L-1)為6.70；相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(R.S.D)為2.7％；置信區(qū)間(95％置信度)6.70±0.15；用GB/T6913.4-93法測得值(mg.L-1)為6.80。
實施例3 膦系阻垢劑快速分解在線分析按圖2流程圖，去掉定時計數(shù)控制器(28)(a)關(guān)閉止水夾(24)打開止水夾(25)，啟動蠕動泵(30)將配制好的兩個濃度不同的的標(biāo)樣，流經(jīng)測量系統(tǒng)，對儀器進(jìn)行標(biāo)定。
(b)關(guān)閉止水夾(25)，打開止水夾(24)啟動雙通道蠕動泵(17)，將分解劑和水樣按1比8至1比12的體積比注入三通化學(xué)塊(18)混合后進(jìn)入緩沖區(qū)(19)，按6.7×10-3m.s-1的流速使部份試樣進(jìn)入裝置(23)，多余水樣經(jīng)分流器(20)溢流，流經(jīng)裝置(23)的水樣進(jìn)入測量系統(tǒng)在線分析，記錄儀(33)自動記錄水中總磷量。
測定數(shù)據(jù)及結(jié)果如下測量值(mg.L-1)分別為28.80、28.80、28.88、29.14、28.88、28.80、29.98、29.64；平均值X(mg.L-1)為29.05；相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(R.S.D)為1.6％；置信區(qū)間(95％置信區(qū)間)為29.05±0.40；用GB/T6913.4-93法測得值(mg.L-1)為28.80。
本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是對水樣無需加熱煮沸30分鐘，加入分解劑后，通過紫外線燈輻射3分鐘內(nèi)完成快速分解，分解后的水樣可用分光光度法測定；裝置直接與流動注射儀連接，全部分解分析過程7分鐘完成；還可用于在線分析與監(jiān)測。利用檢測器(32)的輸出信號可實現(xiàn)向循環(huán)水系統(tǒng)中自動補充膦系阻垢劑，實現(xiàn)過程自動化。
權(quán)利要求
1.一種膦系阻垢劑快速分解方法及裝置的方法，其特征在于加入分解劑過硫酸鹽的水樣(3)，在蠕動泵(10)的作用下，流經(jīng)石英管(5)，同時用紫外線燈(6)輻射水樣(3)，經(jīng)過一定時間后在裝置出水管(11)流出的即為分解后并氧化成正磷酸鹽的水樣(13)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于紫外線燈(6)輻射的波段為200～300nm，在3分鐘內(nèi)完成快速分解。
3.一種膦系阻垢劑快速分解方法及裝置所用的裝置，其特征在于裝置(23)由機箱(1)、進(jìn)水管(4)、石英管(5)、出水管(11)、蠕動泵(10)、紫外線燈(6)、支架(7、8)、開關(guān)(14、15)電源插座(16)組成；進(jìn)水管(4)、出水管(11)與石英管(5)之間用硅橡膠管相連接；石英管(5)、紫外線燈(6)用支架(7、8)固定在機箱(1)上；石英管(5)的外觀形狀采用螺旋管式，也可采用鼠籠式；紫外線燈(6)、蠕動泵(10)的電源線通過開關(guān)(14、15)與電源插座(16)相連接。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于快速分解裝置(23)的出水管(11)與流程圖上裝置(24-33)相連接可對水樣(3)做快速流動注射分析；再將進(jìn)水管(4)與流程圖上前端裝置(22)相連接，去掉定時計數(shù)控制器(28)，流程圖上裝置(17-33)可對水樣(3)做快速分解在線分析與監(jiān)測。
全文摘要
本發(fā)明是對加入在工業(yè)循環(huán)水中的膦系阻垢劑快速分解方法及裝置。本發(fā)明采用過硫酸鹽作為分解劑,水樣在以一定流速流經(jīng)分解裝置中的石英管時被200～300nm波段范圍的紫外線燈輻射,無需加熱,3分鐘內(nèi)完成快速分解。分解后的水樣可用分光光度法測定;分解裝置直接與流動注射分析儀連接可實現(xiàn)快速分解及測定;還可用于在線分析與監(jiān)測,利用檢測器的輸出信號可實現(xiàn)向循環(huán)水系統(tǒng)中自動補充膦系阻垢劑,實現(xiàn)過程自動化。
文檔編號C02F5/14GK1184784SQ9612238
公開日1998年6月17日 申請日期1996年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月11日
發(fā)明者楊曉光, 秦玉華, 楊迎軍 申請人:東北電力學(xué)院