專利名稱：一種發(fā)電廠水汽系統(tǒng)結(jié)垢成分中硫酸根離子的測(cè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電廠水汽系統(tǒng)結(jié)垢成分中硫酸根離子的測(cè)定方法。
背景技術(shù)：
硫酸鹽是火電廠水汽系統(tǒng)中的有害離子，電廠水汽系統(tǒng)中各種水質(zhì)如補(bǔ)給水、凝 水、蒸汽等大多含有硫酸根。在機(jī)組運(yùn)行中，如果水汽質(zhì)量控制不當(dāng)，硫酸鹽會(huì)通過蒸汽攜 帶沉積在汽輪機(jī)葉片上。一些機(jī)組大修中發(fā)現(xiàn)，汽包、汽輪機(jī)葉片、水冷壁管等結(jié)垢成分中 含有硫酸鹽，因此，有必要對(duì)垢樣及腐蝕產(chǎn)物中的硫酸鹽含量進(jìn)行正確分析。通過分析數(shù) 據(jù)，找出積鹽結(jié)垢的原因，以便采取措施，提高熱效率，起到節(jié)能作用。對(duì)硫酸鹽含量的分析，現(xiàn)有的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水質(zhì)中硫酸鹽含量的分析有 較成熟的方法，包括重量法、硫酸鋇光度法、鉻酸鋇光度法、滴定法、離子選擇電極法、原子 吸收分光光度間接法、極譜法、離子色譜法等。但是對(duì)發(fā)電廠水汽系統(tǒng)垢及腐蝕產(chǎn)物中硫酸 鹽含量分析，現(xiàn)有的分析方法如離子色譜法、火力發(fā)電廠垢及腐蝕產(chǎn)物分析方法中的硫酸 鋇光度法存在缺陷，產(chǎn)生很大的誤差，產(chǎn)生誤差的原因如下離子色譜法測(cè)定水樣中的S042—含量，此方法簡(jiǎn)單、方便。但是由于離子色譜柱條 件所限，要求樣品PH接近中性，對(duì)于酸溶或堿熔垢樣，在溶樣過程中加入了大量的鹽酸或 硝酸，高含量的氯離子、硝酸根離子干擾硫酸根離子的測(cè)定，所以此方法不適合測(cè)定酸溶垢 樣或堿熔垢樣中硫酸根離子含量，僅適合測(cè)定水溶垢樣中的硫酸根離子含量。由于垢樣中 的硫酸鹽主要成分是CaS04，它微溶于水，試驗(yàn)證明，僅測(cè)定水溶垢樣中的硫酸根離子含量， 分析結(jié)果偏低，數(shù)據(jù)偏離真值，產(chǎn)生誤差高達(dá)10%以上。所以已報(bào)道的離子色譜法測(cè)定垢樣 中的硫酸根離子，它僅僅測(cè)定了水溶部分的硫酸根離子含量，未能把垢及腐蝕產(chǎn)物中全部 的硫酸根含量檢測(cè)出來，導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏離真值，即用離子色譜測(cè)定垢樣中硫酸根含量的方法 存在缺陷。發(fā)電廠水汽系統(tǒng)垢及腐蝕產(chǎn)物中主要成分是鐵離子，其含量經(jīng)常在80%以上，按 照“火力發(fā)電廠垢及腐蝕產(chǎn)物分析方法中硫酸酐的測(cè)定-硫酸鋇光度法”測(cè)定垢樣中的硫 酸根，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)分析結(jié)果偏高，且隨著!^e2O3含量增加，硫酸根含量測(cè)定誤差增大，鐵含量在 80%時(shí)引起的硫酸根含量測(cè)定誤差高達(dá)25.7%。導(dǎo)致此方法測(cè)定硫酸根含量偏離真值。另 一方面，該方法試驗(yàn)條件苛刻，標(biāo)準(zhǔn)工作曲線線性不好，線性相關(guān)系數(shù)r很難達(dá)到0. 999，樣 品數(shù)據(jù)重線性不好，很難保證測(cè)定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。因此需對(duì)“發(fā)電廠水汽系統(tǒng)垢及腐蝕產(chǎn)物 中硫酸鹽含量的測(cè)定方法”進(jìn)行研究，以便獲得準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過試驗(yàn)研究出了測(cè)定垢樣及腐蝕產(chǎn)物中硫酸根含量 的準(zhǔn)確方法，消去了鐵離子的干擾影響，減少了測(cè)定誤差。本發(fā)明通過改變沉淀劑氯化鋇 (BaCl2 · 2H20)的形態(tài)與劑量，選用新的測(cè)定波長(zhǎng)和比色皿長(zhǎng)度，克服了試驗(yàn)工作曲線線性 不好、數(shù)據(jù)重現(xiàn)性差、線性相關(guān)系數(shù)r很難達(dá)到0. 999的難題，完善了試驗(yàn)方法使試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種發(fā)電廠水汽系統(tǒng)結(jié)垢成分中硫酸根離子的測(cè)定方法，步驟如下(1)制備條件試劑、硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液、硫酸鹽工作溶液和氯化鋇溶液，備用；其中，條件試劑是通過以下方法制備得到的向容器A中依次加入30mL濃鹽酸、 50mL甘油和100mL95%乙醇(體積百分比)；向容器B中加入75g優(yōu)級(jí)純氯化鈉，并用300mL 水分次溶解氯化鈉，溶解完畢后，一并轉(zhuǎn)移至容器A中，混勻，即制得條件試劑；硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液中S042—的濃度為lmg/mL，是其通過以下方法制備得到的準(zhǔn)確 稱取1. 479g在110°C _130°C下烘干池的優(yōu)級(jí)純無水硫酸鈉，用高純水溶解并定容至1L，即 得；硫酸鹽工作溶液中S042—的濃度為0. 25mg/mL，其是通過以下方法制備得到的取 硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液25mL，用高純水稀釋至IOOmL,即得；氯化鋇溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%，溶質(zhì)為BaCl2 · 2H20 ；(2)繪制工作曲線取硫酸鹽工作溶液，稀釋，加入條件試劑，然后加入氯化鋇溶 液，使其發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸鋇沉淀，測(cè)定吸光度A，此吸光度A扣除硫酸鹽含量為0的空白 吸光度Atl即(A-Atl),與硫酸根離子的含量m在0-1. 5mg S042—范圍內(nèi)為光滑的曲線關(guān)系，繪 制此曲線；或進(jìn)一步地在此范圍內(nèi)，建立吸光度(A-Atl)與硫酸根離子含量m的線性回歸方 程，即m = a+b (A-A0)，a、b均為常數(shù)；(3)試樣的測(cè)定取待測(cè)垢樣，經(jīng)酸溶或堿熔制成垢樣溶液，調(diào)節(jié)PH值為6. 0-8. 0， 此時(shí)樣品中的鐵已變成絮狀沉淀，搖勻，靜置，抽濾，收集濾液，加熱濃縮濾液，定容后為待 測(cè)試液；取待測(cè)試液VmL，按步驟O)中的方式測(cè)定Atl和A，套入線性回歸方程或查工作曲 線，得出硫酸根離子的含量，換算得出硫酸鹽的質(zhì)量W，然后求出待測(cè)垢樣中硫酸酐的含量 X。所述步驟⑵繪制工作曲線時(shí)，具體方法為取小于50mL的硫酸鹽工作溶液，用除 鹽水稀釋至50mL，加入2. 5mL條件試劑，將盛有溶液的容器放在攪拌儀器上，開啟攪拌儀器 進(jìn)行混合，然后加入2. 5mL氯化鋇溶液，立即開始計(jì)時(shí)，以恒定的速度準(zhǔn)確攪拌1. Omin，取 下放置5min后，將懸浮液傾入30mm比色皿中，在波長(zhǎng)420nm測(cè)定吸光度A ；以(A-Atl)為縱 坐標(biāo)，硫酸根離子的含量m為橫坐標(biāo)，繪制工作曲線，或/和計(jì)算線性回歸方程。所述步驟(3)中，試樣的測(cè)定時(shí)，具體方法為取120mL經(jīng)酸溶或堿熔制成的垢樣 溶液，用lmol/L的NaOH溶液或lmol/L的HCl溶液調(diào)節(jié)pH值為6. 0-8. 0，此時(shí)樣品中的鐵已 變成絮狀沉淀，靜置1-2分鐘，用沙芯抽濾器、0. 45 μ m濾膜抽濾，收集濾液，并用高純水沖 洗濾瓶2-3次，并入濾液中；加熱濃縮濾液至120mL以下，冷卻后，用高純水定容至120mL ； 取待測(cè)試液VmL，V < 50，加高純水稀釋至50mL，搖勻，按步驟O)中的方式，以空白水作參 比，測(cè)定吸光度Atl和A，套入線性回歸方程或查工作曲線，得出硫酸根離子的含量，換算得出 硫酸鹽的質(zhì)量W，然后求出待測(cè)垢樣中硫酸酐的含量X。所述步驟(3)中計(jì)算硫酸酐的含量X的公式為X=7 X -~-~ X 100%，其
中，W 硫酸鹽質(zhì)量，單位mg ；G 待測(cè)垢樣質(zhì)量，單位mg ；V 取待測(cè)試液的體積，單位mL ； 0. 8334 硫酸鹽換算成硫酸酐的系數(shù)。
本發(fā)明的方法原理為在酸性介質(zhì)中，硫酸根與鋇離子作用，在控制的試驗(yàn)條件 下，硫酸根離子轉(zhuǎn)化成硫酸鋇懸濁物。其反應(yīng)式如下
Ba2+ + SO42 BaSO4 4加入含甘油和氯化鈉的溶液來穩(wěn)定懸浮物，并消除干擾。使用分光光度計(jì)來測(cè) 定此溶液濁度，根據(jù)測(cè)得吸光度查工作曲線，得出水樣中硫酸根含量。測(cè)定范圍為0 1.5mg，測(cè)定前必須去除制成的垢樣溶液中的不溶物。鐵(III)的顏色對(duì)測(cè)定有影響，可通 過調(diào)整PH為中性，然后將鐵的沉淀物過濾除去，消除其干擾，測(cè)定濾液中的硫酸根含量。本發(fā)明的方法的有益效果為消去了測(cè)定中鐵離子的干擾影響，減少了測(cè)定誤差， 克服了試驗(yàn)工作曲線線性不好、數(shù)據(jù)重現(xiàn)性差、線性相關(guān)系數(shù)r很難達(dá)到0. 999的難題，完 善了試驗(yàn)方法使試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，本發(fā)明具有簡(jiǎn)單、快速、靈敏、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為試驗(yàn)1中硫酸根含量測(cè)定誤差隨狗203含量變化圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和試驗(yàn)對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例1對(duì)電廠垢樣進(jìn)行分析詳細(xì)步驟如下垢樣用瑪瑙研缽研細(xì)，在分析天平上準(zhǔn)確稱取0. 2000克垢樣用酸溶或堿熔融法 溶解垢樣，制成500毫升分析試液，待用。1.繪制工作曲線1. 1按照表1移取0. 25mg/mL S042—工作溶液分別注入7個(gè)50mL容量瓶或比色管 中，用除鹽水稀釋至刻度，搖勻。取干燥的250mL三角錐瓶7個(gè)，分別加入1個(gè)磁力攪拌子， 將上述工作溶液分別轉(zhuǎn)移至三角錐瓶中。1. 2準(zhǔn)備好分光光度計(jì)，對(duì)測(cè)定溶液要逐個(gè)“發(fā)色”，逐個(gè)測(cè)定。將三角錐瓶放在攪 拌儀器上，加入2. 5mL條件試劑，開啟攪拌儀器進(jìn)行混合。1. 3加入2. 5mL25%氯化鋇(BaCl2 · 2H20)溶液，立即開始計(jì)時(shí)。以恒定的速度準(zhǔn) 確攪拌1. Omin，取下放置5min后，將懸浮液傾入30mm比色皿中，在波長(zhǎng)420nm測(cè)定吸光度。1. 4以硫酸根離子含量mg對(duì)吸光度計(jì)算回歸方程。數(shù)據(jù)見表1。表1硫酸根含量m與吸光度(A-Atl)曲線
權(quán)利要求
1.一種發(fā)電廠水汽系統(tǒng)結(jié)垢成分中硫酸根離子的測(cè)定方法，其特征在于，步驟如下(1)制備條件試劑、硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液、硫酸鹽工作溶液和氯化鋇溶液，備用；其中， 條件試劑是通過以下方法制備得到的向容器A中依次加入30mL濃鹽酸、50mL甘油和 100mL95%乙醇；向容器B中加入75g優(yōu)級(jí)純氯化鈉，并用300mL水分次溶解氯化鈉，溶解完 畢后，一并轉(zhuǎn)移至容器A中，混勻，即制得條件試劑；硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液中S042—的濃度為Img/ mL，其是通過以下方法制備得到的準(zhǔn)確稱取1. 479g在110°C _130°C下烘干池的優(yōu)級(jí)純無 水硫酸鈉，用高純水溶解并定容至1L，即得；硫酸鹽工作溶液中S042—的濃度為0. 25mg/mL, 其是通過以下方法制備得到的取硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液25mL，用高純水稀釋至IOOmL,即得；(2)繪制工作曲線取硫酸鹽工作溶液，稀釋，加入條件試劑，然后加入氯化鋇溶液，使 其發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸鋇沉淀，測(cè)定吸光度A，此吸光度A扣除硫酸鹽含量為0的空白吸光度 Atl即(A-Atl)，與硫酸根離子的含量m在0-1. 5mg S042—范圍內(nèi)為光滑的曲線關(guān)系，繪制此曲 線；或進(jìn)一步地在此范圍內(nèi)，建立吸光度(A-Atl)與硫酸根離子含量m的線性回歸方程，即 m = a+b(A-AQ)，a、b 均為常數(shù);(3)試樣的測(cè)定取待測(cè)垢樣，經(jīng)酸溶或堿熔制成垢樣溶液，調(diào)節(jié)PH值至為6.0-8. 0，此 時(shí)，樣品中的鐵已變成絮狀沉淀，搖勻，靜置，抽濾，收集濾液，加熱濃縮并定容后為待測(cè)試 液；取待測(cè)試液VmL，按步驟O)中的方式測(cè)定Atl和A，套入線性回歸方程或查工作曲線，得 出硫酸根離子的含量，換算得出硫酸鹽的質(zhì)量W，然后求出待測(cè)垢樣中硫酸酐的含量X。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)電廠水汽系統(tǒng)結(jié)垢成分中硫酸根離子的測(cè)定方法，其 特征在于所述步驟(1)中，氯化鋇溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%，溶質(zhì)為BaCl2 · 2H20。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種發(fā)電廠水汽系統(tǒng)結(jié)垢成分中硫酸根離子的測(cè)定方 法，其特征在于所述步驟(2)繪制工作曲線時(shí)，具體方法為取小于50mL的硫酸鹽工作溶 液，用除鹽水稀釋至50mL，加入2. 5mL條件試劑，攪拌混勻，然后加入2. 5mL氯化鋇溶液，立 即開始計(jì)時(shí)，并以恒定的速度準(zhǔn)確攪拌1. Omin，取下放置5min后，將懸浮液傾入30mm比色 皿中，在波長(zhǎng)420nm測(cè)定吸光度A;以(A-Atl)為縱坐標(biāo)，硫酸根離子的含量m為橫坐標(biāo)，繪制 工作曲線，或/和計(jì)算線性回歸方程。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種發(fā)電廠水汽系統(tǒng)結(jié)垢成分中硫酸根離子的測(cè)定方 法，其特征在于所述步驟(3)中，試樣的測(cè)定時(shí)，具體方法為取120mL經(jīng)酸溶或堿熔制成 的垢樣溶液，用lmol/L的NaOH溶液或lmol/L的HCl溶液調(diào)節(jié)pH值為6. 0-8. 0，此時(shí)樣品 中的鐵已變成絮狀沉淀，靜置1-2分鐘，用沙芯抽濾器、0. 45 μ m濾膜抽濾，收集濾液，并用 高純水沖洗濾瓶2-3次，并入濾液中；加熱濃縮濾液至120mL以下，冷卻后，用高純水定容至 120mL ；取待測(cè)試液VmL，V < 50，加高純水稀釋至50mL，搖勻，按步驟O)中的方式，以空白 水作參比，測(cè)定吸光度Atl和A，套入線性回歸方程或查工作曲線，得出硫酸根離子的含量，換 算得出硫酸鹽的質(zhì)量W，然后求出待測(cè)垢樣中硫酸酐的含量X。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)電廠水汽系統(tǒng)結(jié)垢成分中硫酸根離子的測(cè)定方法，其W 0 8334*500特征在于所述步驟(3)中計(jì)算硫酸酐的含量X的公式為X=7 X -~-~ X 100%，其Lry中，W 硫酸鹽質(zhì)量，單位mg ；G 待測(cè)垢樣質(zhì)量，單位mg ；V 取待測(cè)試液的體積，單位mL ； 0. 8334 硫酸鹽換算成硫酸酐的系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)電廠水汽系統(tǒng)結(jié)垢成分中硫酸根離子的測(cè)定方法，克服了由于鐵離子含量高造成的硫酸根離子含量誤差大、試驗(yàn)工作曲線線性不好、數(shù)據(jù)重現(xiàn)性差、線性相關(guān)系數(shù)r很難達(dá)到0.999的難題，完善了試驗(yàn)方法使試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。其方法為取硫酸鹽工作溶液，稀釋，加入條件試劑，然后加入氯化鋇溶液，使其發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸鋇沉淀，測(cè)定吸光度A，此吸光度A扣除硫酸鹽含量為0的空白吸光度A0即(A-A0)，與硫酸根離子的含量m在0-1.5mg范圍內(nèi)為光滑的曲線關(guān)系，繪制此曲線；在此范圍內(nèi)，建立線性回歸方程。然后取待測(cè)垢樣，制成待測(cè)試液，測(cè)定A0和A，套入線性回歸方程或查工作曲線，得出硫酸根離子的含量，最終求出待測(cè)垢樣中硫酸酐的含量。
文檔編號(hào)G01N21/17GK102128790SQ20101057493
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者周少玲 申請(qǐng)人:山東電力研究院