一種固體生物質燃料中氯離子和氟離子含量的測定方法
【專利摘要】本發明公開了一種固體生物質燃料中氯離子和氟離子含量的測定方法，采用水熱萃取-離子色譜法，其特征在于固體生物質燃料的采制樣、水熱萃取和離子色譜分析方法。在固體生物質燃料采制樣時將原料粉碎到小于1mm，摻和一遍，攤平后用九點法縮取，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釜中，加入50mL去離子水，在110℃～130℃下加熱40min～80min；冷卻后分離過濾，采用離子色譜法測定水溶液中氯離子和氟離子含量。本發明能有效檢測固體生物質燃料中氯離子和氟離子含量，具有準確度高，步驟簡單，操作方便的優點。
【專利說明】一種固體生物質燃料中氯離子和氟離子含量的測定方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種固體生物質燃料中氯離子和氟離子含量的測定方法。
【背景技術】
[0002]生物質能作為一種可再生能源，具有貯存量豐富和使用無公害等優點，已經被普遍認為是解決未來能源危機的根本出路之一。生物質燃料不含硫，燃燒時不產生二氧化硫，不腐蝕鍋爐，也不會導致酸雨產生，原料主要來源于莖狀農作物、花生殼、樹皮、鋸末及森林工業廢棄物和農業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]生物質燃料中氯的含量范圍較大，在O?2%。其氯測定的意義在于氯與鉀、鈉等作為主要的有害元素會造成氣化、發電設備嚴重腐蝕，在氣化中氯導致催化劑中毒，氯化氧釋放到大氣中形成酸雨引發環境問題。因此，需建立準確可靠的生物質燃料中氯的測定方法，提供準確的氯含量數據，指導和控制燃燒工藝和過程。
[0004]目前國際上部分國家正在積極開展固體生物質燃料特性的試驗方法研究及相關標準的制定工作。國際標準化組織和我國都還未建立成熟的、現行有效的檢驗方法和相關標準。歐盟已發布DDCEN / TS15289—2006《固體生物質燃料中全硫和氯測定方法》技術規范-研究草案，試圖在歐共體國家試用后形成正式的標準或技術規范。
[0005]國內外測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國家標準的電位滴定法。高溫燃燒水解-電位滴定法其測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，用標準硝酸銀電位法直接滴定冷凝液中的氯離子，根據硝酸銀用量計算試樣中氯含量。
[0006]我國由于無固體生物質燃料檢驗方法和標準可依，目前參照煤炭的檢驗方法，其中氯的檢驗按GB / T3558—1996《煤中氯的測定方法(方法A)》進行。但固體生物質燃料和煤雖然都是固體燃料，但在結構和成分上有明顯的差異，因此，直接采用現有技術中的煤中氯的測定方法來對生物質燃料進行測定，往往測定的準確度較低、重復性較差，造成測定穩定性不足。

【發明內容】

[0007]本發明所要解決的技術問題，是提供一種固體生物質燃料中氯離子和氟離子含量的測定方法，具有準確度高和重復性好的特點。
[0008]解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下:
[0009]一種固體生物質燃料中氯離子和氟離子含量的測定方法，包括以下步驟:
[0010](I)取粉碎到小于1_的受測固體生物質燃料樣品，攪拌混合均勻，并在攤平后用九點法縮取裝入取樣瓶，以作為試樣；
[0011](2)往體積為lOOmL、內襯為聚四氟乙烯的水熱反應釜中先后加入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釜由室溫下開始加熱，加熱速度為5°C /min，在加熱至110°C?130°C之間的一個溫度后，保持恒溫40min?80min，該恒溫時間相應于恒溫溫度設置，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的微孔濾膜對樣品溶液進行分離過濾，以得到作為待測樣品的清液；
[0014](5)將離子色譜儀的工作條件設置如下:色譜柱為AS23即4X250mm陰離子交換柱；進樣量為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準溶液，在步驟(5)所述工作條件下用離子色譜法測定該標準溶液，根據峰面積和離子濃度得到氯離子和氟離子的標準曲線和標準曲線回歸方程；
[0016](7)在步驟(5)所述工作條件下用離子色譜法測定待測樣品，得到相應的峰面積，再對應到標準曲線或通過標準曲線回歸方程，得到待測樣品即受測固體生物質燃料中氯離子和氟離子的濃度。
[0017]作為本發明的第一優選方案，步驟(2)中，所述試樣為0.Sg，步驟(3)中，所述恒溫溫度為110°c，恒溫時間為80min。
[0018]作為本發明的第二優選方案，步驟(2)中，所述試樣為1.4g，步驟(3)中，所述恒溫溫度為110°C，恒溫時間為80min。
[0019]作為本發明的第三優選方案，步驟(2 )中，所述試樣為0.6g，步驟(3 )中，所述恒溫溫度為130°C，恒溫時間為40min。
[0020]作為本發明的第四優選方案，步驟(2)中，所述試樣為1.2g，步驟(3)中，所述恒溫溫度為130°C，恒溫時間為40min。
[0021]作為本發明的第五優選方案，步驟(2)中，所述試樣為0.6g，步驟(3)中，所述恒溫溫度為110°c，恒溫時間為80min。
[0022]作為本發明的第六優選方案，步驟(2)中，所述試樣為1.4g，步驟(3)中，所述恒溫溫度為130°C，恒溫時間為40min。
[0023]作為本發明中離子色譜儀工作條件的優選設置方式，步驟(5)中，所述進樣量為10 μ L，柱溫為 250C，流速為 1.0mL/min。
[0024]以下為實驗數據:
[0025]配制氯離子和氟離子標準溶液，然后在步驟(5)所述工作條件下用離子色譜法測定該標準溶液，根據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準曲線回歸方程。由表I可見，方程的相關性良好。
[0026]表I氯離子和氟離子標準曲線試驗結果
[0027]
【權利要求】
1.一種固體生物質燃料中氯離子和氟離子含量的測定方法，包括以下步驟: (1)取粉碎到小于Irnm的受測固體生物質燃料樣品，攪拌混合均勻，并在攤平后用九點法縮取裝入取樣瓶，以作為試樣； (2)往體積為lOOmL、內襯為聚四氟乙烯的水熱反應釜中先后加入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釜由室溫下開始加熱，加熱速度為5°C/min，并在加熱至110°C?130°C之間的一個溫度后，保持恒溫40min?80min，該恒溫時間相應于恒溫溫度設置，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的微孔濾膜對樣品溶液進行分離過濾，以得到作為待測樣品的清液； (5)將離子色譜儀的工作條件設置如下:色譜柱為AS23即4X250mm陰離子交換柱；進樣量為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準溶液，在步驟(5)所述工作條件下用離子色譜法測定該標準溶液，根據峰面積和離子濃度得到氯離子和氟離子的標準曲線和標準曲線的回歸方程； (7)在步驟(5)所述工作條件下用離子色譜法測定待測樣品，得到相應的峰面積，再對應到標準曲線或通過標準曲線的回歸方程，得到待測樣品即受測固體生物質燃料中氯離子和氟離子的濃度。
2.根據權利要求1所述的固體生物質燃料中氯離子和氟離子含量的測定方法，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，恒溫時間為80mino
3.根據權利要求1所述的固體生物質燃料中氯離子和氟離子含量的測定方法，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，恒溫時間為80mino
4.根據權利要求1所述的固體生物質燃料中氯離子和氟離子含量的測定方法，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，恒溫時間為40mino
5.根據權利要求1所述的固體生物質燃料中氯離子和氟離子含量的測定方法，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，恒溫時間為40mino
6.根據權利要求1所述的固體生物質燃料中氯離子和氟離子含量的測定方法，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，恒溫時間為80mino
7.根據權利要求1所述的固體生物質燃料中氯離子和氟離子含量的測定方法，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，恒溫時間為40mino
8.根據權利要求1至3任意一項所述的固體生物質燃料中氯離子和氟離子含量的測定方法，其特征在于:步驟(5)中，所述進樣量為IOyL,柱溫為25°C，流速為1.0mL/min。
【文檔編號】G01N30/02GK103472146SQ201310362775
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月19日 優先權日:2013年8月19日
【發明者】張宏亮, 蘇偉, 于萍, 羅運柏 申請人:廣東電網公司電力科學研究院, 武漢大學