離子色譜法測定燃煤電廠煙氣中的三氧化硫

劉韜，張勤

(1.浙江省能源集團有限公司，浙江杭州　310007； 2.浙能技術研究院有限公司，浙江杭州　310003)

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離子色譜法測定燃煤電廠煙氣中的三氧化硫

劉韜1，張勤2

(1.浙江省能源集團有限公司，浙江杭州310007； 2.浙能技術研究院有限公司，浙江杭州310003)

離子色譜；異丙醇；三氧化硫

1　試驗部分

1.1儀器

ICS-2100型離子色譜儀，包括一個六通閥和一個十通閥，單元泵，電化學連續自再生抑制器，電導檢測器，淋洗液發生器，25 μL定量環。數據收集和處理是采用變色龍6.8 色譜工作站，外加一個蠕動泵。

C18前處理柱，SPE-Na柱，0.22 μm水性濾膜針頭濾器。

IonPac AG11-HC陰離子保護柱(4×50 mm)，IonPac AS11-HC陰離子分析柱(4×250 mm)，TAC-ULP1(4×35 mm)預濃縮柱。

1.2試劑

試驗用水為新制備的電阻率大于18.2 MΩ·cm的二次去離子水。

1.3色譜條件

IonPac AG11-HC陰離子保護柱(4×50 mm)，IonPac AS11-HC陰離子分析柱(4×250 mm)；進樣體積25 μL。柱溫30℃；流速1 mL/min；梯度淋洗過程：0～10 min，KOH溶液濃度為20 mmol/L；10～16 min，KOH溶液濃度為35 mmol/L，16～20 min，KOH溶液濃度為20 mmol/L；蠕動泵的流速為0.55 mL/min。

1.4樣品前處理

取樣10 mL，用已經預先用10 mL甲醇和10 mL水活化過的C18萃取小柱和SPE-Na柱串聯，除去吸收液中會損害色譜柱的有機物和重金屬離子，棄去前3 mL流出液，收集后面的流出液，最后過0.22 μm的濾膜，用于離子色譜抑制電導的測定。在上述色譜條件下，以保留時間定性，峰面積標準曲線外標法定量，峰面積與樣品質量濃度成正比[8]。

1.5樣品在線預處理

手動進樣25 μL后，開啟外接泵，用去離子水將25 μL樣品溶液從定量管轉移到濃縮柱上；然后，再切換六通閥，使預濃縮柱中的樣品離開高純水流路進入離子色譜分離流路實現進樣，在樣品轉移過程中，樣品中陰離子被預濃縮柱保留,而樣品中異丙醇隨高純水流出預濃縮柱進入廢液。整個樣品預處理過程在線進行，由色譜軟件自動控制。

2　結果與討論

2.1前處理條件的選擇

由于燃煤產生的廢氣成分復雜，會對色譜柱造成一定的影響，因此采用C18小柱和SPE-Na柱串聯對樣品進行預處理來除去可能含有的有機物和金屬離子。

2.2在線預處理條件的選擇

試驗表明：樣品轉移時間設定為0.5 min，可滿足分析的要求，異丙醇峰的影響已消除。

2.3分離條件的選擇

2.4標準曲線、檢出限、以及精密度

表1標準曲線和精密度試驗結果

Table 1Test results of standard curve and accuracy

離子線性范圍ρ/(mg/L)回歸方程相關指數R峰面積/(RSD/%)SO2-40.02～5Y=0.371X+0.1520.99952.2

表2方法檢出限、定量限

Table 2Detection limit and quantification limit of the method

離子檢出限/(mg/L)定量限/(mg/L)SO2-40.00210.007

圖1　1號樣品色譜圖Fig.1　Chromatography of sample 1

2.5加標回收率

在其中1號樣品中加入3個不同濃度水平的混合標準溶液，按1.4樣品前處理的方法處理后進行測定，加標回收試驗的結果見表3。

表3加標回收率試驗結果

Table 3Test results of recovery value

離子測定值ρ/(mg/L)加標量ρ/(mg/L)測定總量ρ/(mg/L)回收率/%SO2-40.09730.0700.16698.10.100.19688.70.120.201109.8

2.6樣品分析

采集了不同燃煤電廠煙氣的樣品，定容至250 mL，稀釋500倍后，按照1.4進行樣品前處理，在1.3的色譜條件下進行測定，結果見表4。1號樣品色譜圖見圖1。

樣品測定值/(mg/L)樣品中實際值/(mg)SO2-4SO2-41號0.093711.71252號0.101112.63753號0.100512.5625

2.7結果計算

表5煙氣樣品中SO3的濃度值

Table 5SO3concentrations in flue gas samples

樣品采樣體積(標況)煙氣樣品中濃度SO3(標準狀態)SO3/LSO3/(mg/Nm3)1號12677.462號16065.813號14771.22

3　結語

[1]郝海玲, 張瑞生, 李明舉. 我國燃煤電廠脫硫技術應用現狀及展望[J]. 電力環境保護, 2006, 22(3): 13- 17.

[2]肖雨, 亭賈曼, 徐麗, 等. 煙氣中三氧化硫及硫酸霧滴的分析方法[J]. 環境化學, 2012, 25(5): 43- 48.

[3]Parvulescu V I, Grange P, Delmon B. Catalytic removal of NO[J]. Catalysis Today, 1998, 46(4): 223- 316.

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[5]Bartholomew C H. Mechanisms of catalyst deactivation[J]. Applied Catalysis A General, 2001, 212(1- 2): 17- 60.

[6]李克安. 分析化學教程[M]. 北京: 北京大學出版社, 2005: 283.

[7]黎濤, 江濤. 離子色譜法測定印刷電路上痕量無機陰離子[J]. 理化檢驗, 2008, 44(11): 1089- 1093.

Determination of Sulfur Trioxide in Flue Gas of Coal-Fired Power Plant by Ion Chromatography

LIU Tao1, ZHANG Qin2

(1.Zhejiang Energy Group, Hangzhou 310007, China; 2.Zhejiang Energy Group R & D Co., Ltd., Hangzhou 310003, China)

A method was established to determine concentration of sulfur trioxide (SO3) in flue gas of coal-fired power plant by Ion Chromatography (IC). The sample was absorbed by isopropanol solution, and then purified on C18 column, SPE-Na and 0.22 μm membrane before injection. The interference of isopropanol to the determination was eliminated through the online pretreatment. The experiment was operated on IonPac AG11-HC (4×50 mm) + IonPac AS11-HC (4×250 mm) using KOH solution of different concentrations as mobile phase in gradient at 1 mL/min. RSDs (n=7). The relative standard deviation of the results was below 3.2%, and the recovery value given by standard addition method ranged from 88.7% to 109.8%. This method has low detection limit, and high sensitivity and accuracy.

Ion Chromatography; isopropanol; sulfur trioxide

2016-07-14

劉韜(1982—)，男，陜西西安人，工程師，主要從事發電廠環境保護研究，E-mail：liutao@zhenergey.com.cn

10.14068/j.ceia.2016.05.020

X830.2

A

2095-6444(2016)05-0076-03