离子色谱法测定燃煤电厂烟气中的三氧化硫

刘韬，张勤

(1.浙江省能源集团有限公司，浙江杭州　310007； 2.浙能技术研究院有限公司，浙江杭州　310003)



离子色谱法测定燃煤电厂烟气中的三氧化硫

刘韬1，张勤2

(1.浙江省能源集团有限公司，浙江杭州310007； 2.浙能技术研究院有限公司，浙江杭州310003)

离子色谱；异丙醇；三氧化硫

1　试验部分

1.1仪器

ICS-2100型离子色谱仪，包括一个六通阀和一个十通阀，单元泵，电化学连续自再生抑制器，电导检测器，淋洗液发生器，25 μL定量环。数据收集和处理是采用变色龙6.8 色谱工作站，外加一个蠕动泵。

C18前处理柱，SPE-Na柱，0.22 μm水性滤膜针头滤器。

IonPac AG11-HC阴离子保护柱(4×50 mm)，IonPac AS11-HC阴离子分析柱(4×250 mm)，TAC-ULP1(4×35 mm)预浓缩柱。

1.2试剂

试验用水为新制备的电阻率大于18.2 MΩ·cm的二次去离子水。

1.3色谱条件

IonPac AG11-HC阴离子保护柱(4×50 mm)，IonPac AS11-HC阴离子分析柱(4×250 mm)；进样体积25 μL。柱温30℃；流速1 mL/min；梯度淋洗过程：0～10 min，KOH溶液浓度为20 mmol/L；10～16 min，KOH溶液浓度为35 mmol/L，16～20 min，KOH溶液浓度为20 mmol/L；蠕动泵的流速为0.55 mL/min。

1.4样品前处理

取样10 mL，用已经预先用10 mL甲醇和10 mL水活化过的C18萃取小柱和SPE-Na柱串联，除去吸收液中会损害色谱柱的有机物和重金属离子，弃去前3 mL流出液，收集后面的流出液，最后过0.22 μm的滤膜，用于离子色谱抑制电导的测定。在上述色谱条件下，以保留时间定性，峰面积标准曲线外标法定量，峰面积与样品质量浓度成正比[8]。

1.5样品在线预处理

手动进样25 μL后，开启外接泵，用去离子水将25 μL样品溶液从定量管转移到浓缩柱上；然后，再切换六通阀，使预浓缩柱中的样品离开高纯水流路进入离子色谱分离流路实现进样，在样品转移过程中，样品中阴离子被预浓缩柱保留,而样品中异丙醇随高纯水流出预浓缩柱进入废液。整个样品预处理过程在线进行，由色谱软件自动控制。

2　结果与讨论

2.1前处理条件的选择

由于燃煤产生的废气成分复杂，会对色谱柱造成一定的影响，因此采用C18小柱和SPE-Na柱串联对样品进行预处理来除去可能含有的有机物和金属离子。

2.2在线预处理条件的选择

试验表明：样品转移时间设定为0.5 min，可满足分析的要求，异丙醇峰的影响已消除。

2.3分离条件的选择

2.4标准曲线、检出限、以及精密度

表1标准曲线和精密度试验结果

Table 1Test results of standard curve and accuracy

离子线性范围ρ/(mg/L)回归方程相关指数R峰面积/(RSD/%)SO2-40.02～5Y=0.371X+0.1520.99952.2

表2方法检出限、定量限

Table 2Detection limit and quantification limit of the method

离子检出限/(mg/L)定量限/(mg/L)SO2-40.00210.007

图1　1号样品色谱图Fig.1　Chromatography of sample 1

2.5加标回收率

在其中1号样品中加入3个不同浓度水平的混合标准溶液，按1.4样品前处理的方法处理后进行测定，加标回收试验的结果见表3。

表3加标回收率试验结果

Table 3Test results of recovery value

离子测定值ρ/(mg/L)加标量ρ/(mg/L)测定总量ρ/(mg/L)回收率/%SO2-40.09730.0700.16698.10.100.19688.70.120.201109.8

2.6样品分析

采集了不同燃煤电厂烟气的样品，定容至250 mL，稀释500倍后，按照1.4进行样品前处理，在1.3的色谱条件下进行测定，结果见表4。1号样品色谱图见图1。

样品测定值/(mg/L)样品中实际值/(mg)SO2-4SO2-41号0.093711.71252号0.101112.63753号0.100512.5625

2.7结果计算

表5烟气样品中SO3的浓度值

Table 5SO3concentrations in flue gas samples

样品采样体积(标况)烟气样品中浓度SO3(标准状态)SO3/LSO3/(mg/Nm3)1号12677.462号16065.813号14771.22

3　结语

[1]郝海玲, 张瑞生, 李明举. 我国燃煤电厂脱硫技术应用现状及展望[J]. 电力环境保护, 2006, 22(3): 13- 17.

[2]肖雨, 亭贾曼, 徐丽, 等. 烟气中三氧化硫及硫酸雾滴的分析方法[J]. 环境化学, 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.

[4]ZHENG Y J, ANKER D J, JAN E J,etal. Deactivation of V2O5-WO3-TiO2SCR catalyst at biomass fired power plants: Elucidation of mechanisms by lab-and pilot-scale experiments[J]. Applied Catalysis B: Environmental, 2008, 83(3- 4): 186- 194.

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

[6]李克安. 分析化学教程[M]. 北京: 北京大学出版社, 2005: 283.

[7]黎涛, 江涛. 离子色谱法测定印刷电路上痕量无机阴离子[J]. 理化检验, 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

刘韬(1982—)，男，陕西西安人，工程师，主要从事发电厂环境保护研究，E-mail：liutao@zhenergey.com.cn

10.14068/j.ceia.2016.05.020

X830.2

A

2095-6444(2016)05-0076-03