鍋爐煙氣中氯離子含量的檢測與研究

蔡 潔

（河南龍宇煤化工有限公司，河南 永城 476600）

河南龍宇煤化工有限公司目前是一家現(xiàn)代化大型國際煤炭化工企業(yè)，產(chǎn)品主要有50萬t甲醇、20萬t二甲醚、50萬t醋酸和40多萬t乙二醇。公用工程的熱電系統(tǒng)有6臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐，采用爐內(nèi)石灰石脫硫和爐外石灰漿液濕法脫硫。鍋爐煙氣中的氯離子源于使用的煤炭，通常煤炭中的氯元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%～0.3%。其在煙氣中主要以氯化氫的形式存在，因此，會(huì)對后面的布袋除塵系統(tǒng)、濕法灰漿脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響，主要表現(xiàn)為加速設(shè)備老化腐蝕、減緩灰漿脫硫系統(tǒng)中碳酸鈣的分解速度、降低漿液的酸堿值，影響二氧化硫、硫化氫等硫化物的脫除效率，增加原材料的消耗量，造成較大的浪費(fèi)。

常用的氯離子分析方法主要有氯化銀滴定法[1]、銀電極電位法等，傳統(tǒng)方法受限于檢測范圍、煙氣中硫化物的干擾[2]等，操作較為煩瑣，都具有使用的局限性。本研究主要采用吸收后離子色譜法[3]分析，操作簡單、重復(fù)性好、抗硫化物干擾性強(qiáng)、結(jié)果準(zhǔn)確，為氣體中氯元素含量的分析檢驗(yàn)提供了一種新的思路。

1 儀器與試劑

（1）離子色譜儀（930型，瑞士萬通），配自動(dòng)進(jìn)樣器（863型）、電導(dǎo)檢測器（DS6）、色譜柱（A5-250Z，Metrosep A Supp 250 mm×4 mm）、25 μL定量環(huán)。

（2）濕式氣體流量計(jì)。

（3）洗氣瓶：125 mL左右。

（4）容量瓶：250 mL。

（5）注射器：500 μL。

（6）氯離子標(biāo)準(zhǔn)溶液：500 μg/mL。

（7）高純水。

2 色譜條件

淋洗液：128 mmol碳酸鈉和40 mmol碳酸氫鈉等梯度淋洗，流速為1.0 mL/min，進(jìn)樣體積為25 μL，柱箱溫度為35 ℃。

3 分析原理

使用水作為吸收液，吸收煙氣中的氯離子，然后將溶液處理后導(dǎo)入離子色譜儀中，在淋洗液的帶動(dòng)下進(jìn)入檢測器中接受檢測，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)樣品保留時(shí)間定性、峰面積定量。

4 分析步驟

4.1 配制標(biāo)樣并建立校正表

取氯離子標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋成0、1、2、3、4 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，以高純水作為空白，待儀器條件穩(wěn)定就緒后，分別進(jìn)儀器測定，強(qiáng)制過零點(diǎn)，建立校正曲線。不同質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)工作溶液測定結(jié)果如表1所示。

表1 不同質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)工作溶液測定結(jié)果

4.2 取樣

使用高純水充分清潔、潤洗準(zhǔn)備好的兩個(gè)洗氣瓶，分別裝入約50 mL的高純水，使用乳膠管在現(xiàn)場取樣口將兩個(gè)洗氣瓶和濕式流量計(jì)氣體首尾連接起來（見圖1）。

圖1 取樣示例

樣品取樣應(yīng)選在布袋除塵器后?？刂迫娱y，將樣品氣體流速調(diào)整為2.5 L/min左右。

4.3 樣品分析

本次試驗(yàn)共吸收鍋爐煙氣0.515 m3，將吸收瓶中的溶液帶回化驗(yàn)室后，轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶中，稀釋至刻度，取容量瓶中的溶液稀釋50倍，待儀器條件穩(wěn)定就緒后，將稀釋的溶液導(dǎo)入離子色譜儀中進(jìn)行分析，儀器分析結(jié)果平均為 2.62 mg/L，結(jié)果如表2所示。

表2 樣品分析結(jié)果

分析時(shí)以高純水為空白，而儀器分析時(shí)直接扣除空白數(shù)值。

根據(jù)下面的換算方法，轉(zhuǎn)換儀器顯示結(jié)果并計(jì)算鍋爐煙氣中氯離子的質(zhì)量濃度。換算過程如下：

（1）吸收液含氯離子量：儀器分析結(jié)果×稀釋比例×定容體積，mg。

（2）煙氣中的氯離子質(zhì)量濃度：吸收液含氯離子量/吸收體積，mg/m3。

5 試驗(yàn)結(jié)果與討論

5.1 重復(fù)性試驗(yàn)

取2、4 mg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液在相同條件下重復(fù)做樣，測試儀器的重復(fù)性。

使用2、4 mg/L標(biāo)準(zhǔn)樣品做重復(fù)性試驗(yàn)，從試驗(yàn)結(jié)果看，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差最大為1.49%（見表3）。

表3 2、4 mg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液相同條件下重復(fù)做樣試驗(yàn)結(jié)果

5.2 樣品試驗(yàn)

依據(jù)本方法，分別選取不同時(shí)間，在生產(chǎn)負(fù)荷穩(wěn)定、煤種穩(wěn)定的情況下，測定鍋爐煙氣中的氯離子質(zhì)量濃度，以高純水為空白進(jìn)行測定，分析結(jié)果如表4所示。

表4 氯離子質(zhì)量濃度測定結(jié)果

從表4數(shù)據(jù)上看，煙氣中的氯離子質(zhì)量濃度基本穩(wěn)定。

5.3 煤氣流速的影響

試驗(yàn)中分別嘗試了以5.0、2.5 L/min的流速將煤氣通過吸收液，測定結(jié)果如表5所示。

表5 以5.0、2.5 L/min流速將煤氣通過吸收液的測定結(jié)果

控制流速對分析結(jié)果的影響較大，5.0 L/min的流速會(huì)導(dǎo)致氯元素?zé)o法被吸收液充分吸收，造成結(jié)果偏低。

6 結(jié)語

使用吸收煙氣中氯離子后的溶液并應(yīng)用離子色譜儀測定分析煙氣中的氯離子，可以最大限度地消除煙氣中硫化物的干擾，數(shù)據(jù)較可靠、重復(fù)性較好、操作過程簡單，可以較為精確地對鍋爐煙氣中的氯離子質(zhì)量濃度進(jìn)行測定，該方法為氣體中氯元素含量的分析檢驗(yàn)提供了一種新思路。