离子色谱测试技术在电力行业化学分析中的综合运用

赵琳

摘要：离子色谱测试技术具有快速、方便、选择性好、灵敏度高且能实现多组不同成分同步分离的优势，已成为当今电力行业化学分析的主要途径，也是目前发展最快的分析方法之一。本文就离子色谱测试技术在电力行业化学分析中的具体运用情况座研究，以供同行工作参考。

关键词：电力行业；离子色谱测试技术；化学分析；应用

随着电力工业的迅速发展，电厂机组不断朝着大型化、大容量、高参数方向迈进，为了更好预防电力机组内部产生积盐、结垢以及腐蚀现象，确保机组运行的安全性、经济性和稳定性，电力机组在运行中对水汽、油等物质的品质要求越来越高，电力行业化学分析方法研究已成为摆在工作人员面前的重点工作。经过几年的工作时间发现，离子色谱测试技术在这些方面有着良好的应用效果，不仅确保了电力机组内部物质的质量，而且为电力机组的运行安全性、稳定性和经济性打下坚实的基础。

1、离子色谱测试技术概述

离子色谱测试技术最早出现于上个世纪七十年代，它自问世以后便得到迅速发展。在上个世纪八十年代的时候，离子色谱测试技术还仅仅局限于利用离子交换分离技术和导电检测技术来分析物质中的阴、阳离子。而在这近四十年的发展历程中，其取得了无与伦比的成绩，目前已经广泛的应用在环境、工业、农业以及生物等多个方面，其检测方法也由原来单一的化学抑制型电导法发展成为当今以电化学、光化学、生物学等多种不同学科综合构成的分析仪器联用技术。经过工作实践证明，这一技术是一种操作简单、选择性强、灵敏度高且快速有效的分离技术，能在具体应用中同时实现多组同步分离的要求。

在过去的电力行业化学分析工作中，常采用的方法主要包含了容量法、重量法以及光度法等，这些方法因为本身精确度不高且效率低下的特征，早已无法满足当今日益发展的时代要求。而离子色谱测试技术的应用则有效的满足了当前电厂水汽检测、化学试剂检测以及优质杂质检测等要求，同时更是为这些检测方法的利用开辟了新的途径，成为电力化学中分析F-、NO3-、NO2-、Cl-、SO42-、P043-、甲酸、乙酸等阴离子和Na+、K+、Mg2+、Ca2+、NH4+等阳离子及硅和过渡金属元素等组分测定的理想方法。

2离子色谱技术在电厂水汽检测中的运用

2.1腐蚀性离子的检测应用

电厂在正常运行的过程中，离子色谱的测试结果往往都可以直接断定水汽之中是否存在腐蚀物质，并且对这些物质的腐蚀强烈程度进行判断，鉴别腐蚀性离子的来源。根据分析，目前的电厂机组水汽中所含有的无机阴阳离和有机酸阴离子是造成设备腐蚀的主要原因，对于机组运行安全性、经济性存在着很大的影响。因此，在具体的工作中我们可以从以下方法入手对这些问题进行检测，具体的检测方法如下：

采用LPT时，按照DL/T805.2-2004的规定：锅炉汽包压力在12.7-15.8MPa，氯离子含量≤2mg/L；锅炉汽包压力在15.9-19.3MPa，氯离子含量≤0.5mg/L。

时至今日，我国仍然未曾形成一套系统、完善的电厂机组蒸汽、水汽氯离子检测标准，大多检测工作的开展仍然是以美国电力机组检测标准为依据的。但是由于美国同我国本身就处于两个不同地区的国家，且无论是气候、环境还是文化都有很大的差异，这也是造成我国电力机组水汽检测问题的关键。面对当前的检测标准而言，目前我国电力机组中蒸汽、补给水中的氯离子海量不能超过3μg/L。且在这些水进行填入的时候还需要重视水中的硫酸根、甲酸、乙酸等含量，要严格控制这些酸性物质中的含量，从而避免热腐蚀性的产生。

2.2无机阳离子检测

无机阳离子的检测和阴离子检测的原理类似，所小同的是采用了磺酸基阳离子交换柱，如Metrosep C1，C2- 150等，常用的淋洗液系统如酒石酸/二甲基吡啶酸系统，u}一有效分析水相样品中的Li+，Na+，NHa4+，K+，Ca2+，M2+等离子。

2.3、腐蚀性物质产生原因

在具体工作中，通常需要检查其生水及除盐水CODCr，结果在10mg/L以下，检查水处理设备、加药设备和树脂理化性能，均未发现特殊异常，将补给水带入有机物或树脂破碎颗粒进入系统的可能性也一并排除。经过系统恢复及反复排污、换水，其氢电导率和小分子有机酸含量逐步恢复正常。详细数据列于表1。

表1 某600MW机组水汽系统小分子有机酸测试结果（ug/l）

2.4、常规水质分析中的运用

在火电厂水质分析中，传统方法不但费时，而且对痕量组分或存在较多干扰物质的水样的测定更是无能为力。离子色谱技术在地表水水质全分析、高纯水中痕量阴阳离子测试，基建过程水压试验中氯离子、氨含量测试，凝结水和给水氨含量等项目的分析检测中，成为常规分析方法的有力补充。

3离子色谱技术在化学试剂和油中杂质测定中分析运用

3.1化学试剂杂质分析中运用

对于电厂使用的化学试剂中痕量无机阴、阳离子的测定，离子色谱分析是一种十分理想的分析手段。在实际分析过程中，对于不同的分析对象，需采用不同的前处理方式。如果待测对象本身为水溶性化合物，且产品本身对离子色谱的测定影响不大，只要将样品经过合适的稀释即可进行直接测定。例如，高纯碱中氯化钠的含量测定等。

3.2油中杂质测定中分析运用

如果待测对象本身（如油）不能直接进行离子色谱测试，可将待测样品进行特殊处理并用适当的水溶液吸收后再进行检测。例如，测定磷酸酯抗燃油中氯离子含量，传统方法为：将适量油样通过氧弹燃烧并用碱性过氧化氢溶液吸收后，用硝酸汞进行滴定分析。但在实际操作过程中，由于氯离子含量低，干扰离子多，终点颜色难以辨认，导致试验误差大，结果不准确。我们试用氧弹燃烧-离子色谱法测定磷酸酯抗燃油中氯离子含量，则取得了较为满意的结果。

4离子色谱技术在固体样品成分分析中的运用、

4.1电厂垢和腐蚀产物分析中的运用

对于电厂垢和腐蚀产物中Cl-、SO42-、P043-、甲酸、乙酸、Na+、Mg2+、Ca2+等成分的含量测试，我们也可以采用先将样品充分粉碎、磨细后称取一定量，制备成水溶液后，以0.2μm滤膜过滤定容后进行直接测定。采用此方法与传统垢样分析方法相比，可做到多组分同时快速测定，并可以避免在酸、碱溶样过程中引入的误差及离子间的相互干扰。

4.2电厂燃煤成分分析中的运用

对于煤及煤灰中成分的测定：例如氯、硫、氟等元素的测定，则将煤样经过高温炉培烧，焙烧后选择合适的吸收液，进行溶解过滤定容后再进行离子色谱测定。

5结论

离子色谱法在快速和微量分析方面有着强大的优势，目前我们将其应用在电力行业化学分析工作中，已经取得了明显的效果，今后还将开展更多的应用，为电力系统提供更多服务。

参考文献：

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[2] R.Nowka，I.L.Marr. 石墨爐原子吸收光谱法固体样品直接分析——重晶石中痕量重金属的测定（续）[J]. 现代科学仪器. 2012（02）

[3] 熊伟. 石墨炉原子吸收法直接测定固体样品中痕量钴[J]. 光谱实验室. 2011（03）