国家标准计划《工业循环冷却水和锅炉用水中氟、氯、乙酸根、甲酸根、亚硝酸根、硝酸根、硫酸根和磷酸根的测定 离子色谱法》由 TC63(全国化学标准化技术委员会)归口,TC63SC5(全国化学标准化技术委员会水处理剂分会)执行 ,主管部门为中国石油和化学工业联合会。
主要起草单位 中海油天津化工研究设计院有限公司 、江苏省特种设备安全监督检验研究院 、广州特种设备检测研究院 、赛默飞世尔科技(中国)有限公司 、南京工业大学 、瑞士万通中国有限公司等 。
| 71 化工技术 |
| 71.040 分析化学 |
| 71.040.40 化学分析 |
随着国家节水和环保要求的提高,工业循环水系统常采用高浓缩倍率运行的方式实现节水减排,随之带来设备腐蚀、结垢和微生物繁殖等问题,需要增加水处理药剂用量或调整药剂配方才能保持系统稳定运行,因此准确监测水中的氟、氯、乙酸根、甲酸根、亚硝酸根、硝酸根、硫酸根和磷酸根等离子含量对于控制系统腐蚀、结垢情况、调整药剂配方和用量、实现达标排放具有重要意义。
此外,随着电力工业的迅速发展,高参数、大容量锅炉日益增多,对水汽循环系统汽水品质的要求越来越高,氟化物、氯化物和硫酸根等阴离子被确定为导致高压锅炉、汽轮机及其相关的热交换器腐蚀的重要贡献因素。
比如GB/T 12145-2016《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》对于额定蒸汽压力大于15.6MPa的汽包炉,其给水中氯离子含量要求控制在2μg/L以内,额定蒸汽压力大于5.9MPa的直流炉,其给水中氯离子含量要求控制在1μg/L以内。
为确保机组安全、经济运行,热力系统汽水中痕量阴离子对锅炉的影响越来越引起使用单位、检验机构的高度重视,对分析方法和测试手段提出了更高的要求,采用高灵敏度、高准确度和快速的分析方法成为大趋势。
锅炉水汽质量中很多控制指标己经到达或者突破了GB/T14642-2009检验方法的检出下限,因此急需提出修订。
在双碳背景下,随着锅炉绿色低碳发展,新型水处理药剂越来越多应用于锅炉水处理领域,但水处理药剂质量参差不齐,在锅炉高温高压环境中会分解产生小分子甲酸根离子、乙酸根离子,导致主蒸汽中氢电导率超标,对汽机等部位产生腐蚀作用。
此外被带入锅炉内的破碎树脂颗粒等,在高温高压下分解下也会产生甲酸、乙酸等低分子有机酸和无机酸,直接影响给水水质及蒸汽品质。
当水汽中酸根离子,尤其是氯离子或某些低分子有机酸根含量较高时,由于挥发性碱化剂氨在气液相分配系数高于酸根离子,导致液相初凝水中氨含量较低,造成初凝水pH值更低,汽轮机低压叶片容易发生酸性腐蚀。
降低炉水中酸性物质的含量,是解决酸性腐蚀的根本途径,这就要求明确锅炉内杂质来源,有必要建立有效的定量方法对甲酸根、乙酸根等腐蚀性痕量阴离子进行监测和控制,以便建立相应的处理方案,维护锅炉安全稳定运行,因此本次修订中增加了甲酸根和乙酸根离子的检测。
现代检测技术的发展,离子色谱法在国内外化学检验室的应用已经得到广泛普及,相较于传统的有电位法、容量法及分光光度法,离子色谱技术以其分析速度快、灵敏度高、能实现多成分同时分离等优点,已成为当前分析液体样品多种阴离子的首选方法。
离子色谱法可以一次进样同时分离测定多种离子,同时可采用自动进样器,实现离子分析的自动化,大大降低个体工作量,提高了分析测定的稳定性。
采取大体积进样或在线预浓缩等技术,一次进样可以对锅炉内痕量氟、氯、甲酸根、乙酸根、硝酸根、硫酸根和磷酸根等阴离子进行定量分析,技术成熟,方法快速、准确可靠。
GB/T 14642-2009《工业循环冷却水及锅炉水中氟、氯、磷酸根、亚硝酸根、硝酸根和硫酸根的测定 离子色谱法》发布至今已15年,随着色谱技术的发展,高效的柱分离以及在线浓酸等技术应用,对于阴离子检出下限已有大大的突破,在痕量阴离子检测方面离子色谱法已成为主流方法,该标准方法亟需修订完善。
范围:本文件描述了离子色谱法测定工业循环冷却水及锅炉水中氟离子(F-)、氯离子(Cl-)、乙酸根离子(CH3COO-)、甲酸根离子(HCOO-)、亚硝酸根离子(NO2-)、硝酸根离子(NO3-)、硫酸根离子(SO42-)和磷酸根离子(PO43-)的方法。 本方法最低检测质量浓度取决于不同进样量和检测器灵敏度,使用大容积样品定量环(1mL及以上)直接进样或浓缩柱预浓缩水样的进样方式时,本方法各阴离子的最小检出限为0.5μg/L;使用小容积样品定量环(如50μL)或者对水样进行稀释的进样方式时,各阴离子的最小检出限为0.1mg/L。本方法的检出上限受分析柱容量的限制,取决于总阴离子浓度,可以通过适当的稀释或使用更小的进样量来扩大检测上限。本文件也适用于地表水、地下水及其他工业用水中阴离子的测定。 主要修订内容: (1)更改了标准名称。标准名称中增加了甲酸根、乙酸根,并调整了磷酸根在名称中的顺序。 (2)更改了检测范围。检测范围中增加了甲酸根、乙酸根,并根据进样方式的不同,规定了不同的定量限,最低定量限修改为0.5μg/L。 (3)增加了浓缩柱和阴离子捕捉柱的术语定义。 (4)更改了干扰的规定。增加了乙酸根测定和痕量测定干扰因素的消除方法。 (5)增加了甲酸根、乙酸根测定相关的技术内容,包括标准溶液、校准曲线等。 (6)增加了附录D样品的预处理。 (7)增加了附录E 离子色谱参考条件。