一種固體生物質(zhì)燃料中氯離子和氟離子含量的測(cè)定方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種固體生物質(zhì)燃料中氯離子和氟離子含量的測(cè)定方法，采用水熱萃取-離子色譜法，其特征在于固體生物質(zhì)燃料的采制樣、水熱萃取和離子色譜分析方法。在固體生物質(zhì)燃料采制樣時(shí)將原料粉碎到小于1mm，摻和一遍，攤平后用九點(diǎn)法縮取，裝入取樣瓶中待用；水熱萃取在于將0.60g～1.40g左右的試樣加入水熱反應(yīng)釜中，加入50mL去離子水，在110℃～130℃下加熱40min～80min；冷卻后分離過(guò)濾，采用離子色譜法測(cè)定水溶液中氯離子和氟離子含量。本發(fā)明能有效檢測(cè)固體生物質(zhì)燃料中氯離子和氟離子含量，具有準(zhǔn)確度高，步驟簡(jiǎn)單，操作方便的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種固體生物質(zhì)燃料中氯離子和氟離子含量的測(cè)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種固體生物質(zhì)燃料中氯離子和氟離子含量的測(cè)定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生物質(zhì)能作為一種可再生能源，具有貯存量豐富和使用無(wú)公害等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被普遍認(rèn)為是解決未來(lái)能源危機(jī)的根本出路之一。生物質(zhì)燃料不含硫，燃燒時(shí)不產(chǎn)生二氧化硫，不腐蝕鍋爐，也不會(huì)導(dǎo)致酸雨產(chǎn)生，原料主要來(lái)源于莖狀農(nóng)作物、花生殼、樹(shù)皮、鋸末及森林工業(yè)廢棄物和農(nóng)業(yè)廢棄物固體廢棄物等，其干基含水量小于10%?15%，灰分含量小于
1.5%，硫含量和氯含量均小于0.07%，氮含量小于0.5%。
[0003]生物質(zhì)燃料中氯的含量范圍較大，在O?2%。其氯測(cè)定的意義在于氯與鉀、鈉等作為主要的有害元素會(huì)造成氣化、發(fā)電設(shè)備嚴(yán)重腐蝕，在氣化中氯導(dǎo)致催化劑中毒，氯化氧釋放到大氣中形成酸雨引發(fā)環(huán)境問(wèn)題。因此，需建立準(zhǔn)確可靠的生物質(zhì)燃料中氯的測(cè)定方法，提供準(zhǔn)確的氯含量數(shù)據(jù)，指導(dǎo)和控制燃燒工藝和過(guò)程。
[0004]目前國(guó)際上部分國(guó)家正在積極開(kāi)展固體生物質(zhì)燃料特性的試驗(yàn)方法研究及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織和我國(guó)都還未建立成熟的、現(xiàn)行有效的檢驗(yàn)方法和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。歐盟已發(fā)布DDCEN / TS15289—2006《固體生物質(zhì)燃料中全硫和氯測(cè)定方法》技術(shù)規(guī)范-研究草案，試圖在歐共體國(guó)家試用后形成正式的標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范。
[0005]國(guó)內(nèi)外測(cè)定固體燃料中氯的方法有歐盟的離子色譜法、硫氰酸鉀滴定法和中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的電位滴定法。高溫燃燒水解-電位滴定法其測(cè)定原理是將試樣在氧氣和水蒸汽混合氣流中燃燒和水解，氯全部轉(zhuǎn)化為氯化物并定量溶于水中，以Ag為指示電極，Ag-AgCl為參比電極，用標(biāo)準(zhǔn)硝酸銀電位法直接滴定冷凝液中的氯離子，根據(jù)硝酸銀用量計(jì)算試樣中氯含量。
[0006]我國(guó)由于無(wú)固體生物質(zhì)燃料檢驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)可依，目前參照煤炭的檢驗(yàn)方法，其中氯的檢驗(yàn)按GB / T3558—1996《煤中氯的測(cè)定方法(方法A)》進(jìn)行。但固體生物質(zhì)燃料和煤雖然都是固體燃料，但在結(jié)構(gòu)和成分上有明顯的差異，因此，直接采用現(xiàn)有技術(shù)中的煤中氯的測(cè)定方法來(lái)對(duì)生物質(zhì)燃料進(jìn)行測(cè)定，往往測(cè)定的準(zhǔn)確度較低、重復(fù)性較差，造成測(cè)定穩(wěn)定性不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，是提供一種固體生物質(zhì)燃料中氯離子和氟離子含量的測(cè)定方法，具有準(zhǔn)確度高和重復(fù)性好的特點(diǎn)。
[0008]解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0009]一種固體生物質(zhì)燃料中氯離子和氟離子含量的測(cè)定方法，包括以下步驟:
[0010](I)取粉碎到小于1_的受測(cè)固體生物質(zhì)燃料樣品，攪拌混合均勻，并在攤平后用九點(diǎn)法縮取裝入取樣瓶，以作為試樣；
[0011](2)往體積為lOOmL、內(nèi)襯為聚四氟乙烯的水熱反應(yīng)釜中先后加入0.60g?1.40g的試樣和50mL去離子水，并緊蓋密閉；
[0012](3)將裝有試樣的水熱反應(yīng)釜由室溫下開(kāi)始加熱，加熱速度為5°C /min，在加熱至110°C?130°C之間的一個(gè)溫度后，保持恒溫40min?80min，該恒溫時(shí)間相應(yīng)于恒溫溫度設(shè)置，以將試樣中的氯離子和氟離子在此條件下溶于水中成為樣品溶液；
[0013](4)待完成恒溫步驟的水熱反應(yīng)釜重新冷卻至室溫后，從中取出樣品溶液，并用
0.45 μ m的微孔濾膜對(duì)樣品溶液進(jìn)行分離過(guò)濾，以得到作為待測(cè)樣品的清液；
[0014](5)將離子色譜儀的工作條件設(shè)置如下:色譜柱為AS23即4X250mm陰離子交換柱；進(jìn)樣量為10?15 μ L ;柱溫為25?30°C;自身再生抑制器電流為45mA ;淋洗液為4.5mMNa2C03/8mM NaHCO3 溶液；流速為 0.5 ?1.5mL/min ；
[0015](6)配制不同濃度的氯離子和氟離子標(biāo)準(zhǔn)溶液，在步驟(5)所述工作條件下用離子色譜法測(cè)定該標(biāo)準(zhǔn)溶液，根據(jù)峰面積和離子濃度得到氯離子和氟離子的標(biāo)準(zhǔn)曲線和標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程；
[0016](7)在步驟(5)所述工作條件下用離子色譜法測(cè)定待測(cè)樣品，得到相應(yīng)的峰面積，再對(duì)應(yīng)到標(biāo)準(zhǔn)曲線或通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程，得到待測(cè)樣品即受測(cè)固體生物質(zhì)燃料中氯離子和氟離子的濃度。
[0017]作為本發(fā)明的第一優(yōu)選方案，步驟(2)中，所述試樣為0.Sg，步驟(3)中，所述恒溫溫度為110°c，恒溫時(shí)間為80min。
[0018]作為本發(fā)明的第二優(yōu)選方案，步驟(2)中，所述試樣為1.4g，步驟(3)中，所述恒溫溫度為110°C，恒溫時(shí)間為80min。
[0019]作為本發(fā)明的第三優(yōu)選方案，步驟(2 )中，所述試樣為0.6g，步驟(3 )中，所述恒溫溫度為130°C，恒溫時(shí)間為40min。
[0020]作為本發(fā)明的第四優(yōu)選方案，步驟(2)中，所述試樣為1.2g，步驟(3)中，所述恒溫溫度為130°C，恒溫時(shí)間為40min。
[0021]作為本發(fā)明的第五優(yōu)選方案，步驟(2)中，所述試樣為0.6g，步驟(3)中，所述恒溫溫度為110°c，恒溫時(shí)間為80min。
[0022]作為本發(fā)明的第六優(yōu)選方案，步驟(2)中，所述試樣為1.4g，步驟(3)中，所述恒溫溫度為130°C，恒溫時(shí)間為40min。
[0023]作為本發(fā)明中離子色譜儀工作條件的優(yōu)選設(shè)置方式，步驟(5)中，所述進(jìn)樣量為10 μ L，柱溫為 250C，流速為 1.0mL/min。
[0024]以下為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
[0025]配制氯離子和氟離子標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后在步驟(5)所述工作條件下用離子色譜法測(cè)定該標(biāo)準(zhǔn)溶液，根據(jù)面積和濃度分別得到如下表I所示的氯離子和氟離子的標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程。由表I可見(jiàn)，方程的相關(guān)性良好。
[0026]表I氯離子和氟離子標(biāo)準(zhǔn)曲線試驗(yàn)結(jié)果
[0027]
【權(quán)利要求】
1.一種固體生物質(zhì)燃料中氯離子和氟離子含量的測(cè)定方法，包括以下步驟: (1)取粉碎到小于Irnm的受測(cè)固體生物質(zhì)燃料樣品，攪拌混合均勻，并在攤平后用九點(diǎn)法縮取裝入取樣瓶，以作為試樣； (2)往體積為lOOmL、內(nèi)襯為聚四氟乙烯的水熱反應(yīng)釜中先后加入0.60g?1.40g的試樣和50mL去離子水，并緊蓋密閉； (3)將裝有試樣的水熱反應(yīng)釜由室溫下開(kāi)始加熱，加熱速度為5°C/min，并在加熱至110°C?130°C之間的一個(gè)溫度后，保持恒溫40min?80min，該恒溫時(shí)間相應(yīng)于恒溫溫度設(shè)置，以將試樣中的氯離子和氟離子在此條件下溶于水中成為樣品溶液； (4)待完成恒溫步驟的水熱反應(yīng)釜重新冷卻至室溫后，從中取出樣品溶液，并用0.45 μ m的微孔濾膜對(duì)樣品溶液進(jìn)行分離過(guò)濾，以得到作為待測(cè)樣品的清液； (5)將離子色譜儀的工作條件設(shè)置如下:色譜柱為AS23即4X250mm陰離子交換柱；進(jìn)樣量為10?15yL ;柱溫為25?30°C ;自身再生抑制器電流為45mA ;淋洗液為4.5mMNa2C03/8mM NaHCO3 溶液；流速為 0.5 ?1.5mL/min ； (6)配制不同濃度的氯離子和氟離子標(biāo)準(zhǔn)溶液，在步驟(5)所述工作條件下用離子色譜法測(cè)定該標(biāo)準(zhǔn)溶液，根據(jù)峰面積和離子濃度得到氯離子和氟離子的標(biāo)準(zhǔn)曲線和標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程； (7)在步驟(5)所述工作條件下用離子色譜法測(cè)定待測(cè)樣品，得到相應(yīng)的峰面積，再對(duì)應(yīng)到標(biāo)準(zhǔn)曲線或通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程，得到待測(cè)樣品即受測(cè)固體生物質(zhì)燃料中氯離子和氟離子的濃度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體生物質(zhì)燃料中氯離子和氟離子含量的測(cè)定方法，其特征在于:步驟(2)中，所述試樣為0.Sg，步驟(3)中，所述恒溫溫度為110°C，恒溫時(shí)間為80mino
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體生物質(zhì)燃料中氯離子和氟離子含量的測(cè)定方法，其特征在于:步驟(2)中，所述試樣為1.4g，步驟(3)中，所述恒溫溫度為110°C，恒溫時(shí)間為80mino
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體生物質(zhì)燃料中氯離子和氟離子含量的測(cè)定方法，其特征在于:步驟(2)中，所述試樣為0.6g，步驟(3)中，所述恒溫溫度為130°C，恒溫時(shí)間為40mino
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體生物質(zhì)燃料中氯離子和氟離子含量的測(cè)定方法，其特征在于:步驟(2)中，所述試樣為1.2g，步驟(3)中，所述恒溫溫度為130°C，恒溫時(shí)間為40mino
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體生物質(zhì)燃料中氯離子和氟離子含量的測(cè)定方法，其特征在于:步驟(2)中，所述試樣為0.6g，步驟(3)中，所述恒溫溫度為110°C，恒溫時(shí)間為80mino
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體生物質(zhì)燃料中氯離子和氟離子含量的測(cè)定方法，其特征在于:步驟(2)中，所述試樣為1.4g，步驟(3)中，所述恒溫溫度為130°C，恒溫時(shí)間為40mino
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的固體生物質(zhì)燃料中氯離子和氟離子含量的測(cè)定方法，其特征在于:步驟(5)中，所述進(jìn)樣量為IOyL,柱溫為25°C，流速為1.0mL/min。
【文檔編號(hào)】G01N30/02GK103472146SQ201310362775
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】張宏亮, 蘇偉, 于萍, 羅運(yùn)柏 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院, 武漢大學(xué)