离子色谱法在电厂化学和环保中的应用分析

离子色谱法在电厂化学和环保中的应用分析

赵明悦

国家电投集团东北电力有限公司本溪热电分公司 辽宁省本溪市 117008

摘要：离子色谱（IC）属于新型化学检测法，目前广泛应用于食品、药品、水质、大气等污染物质检测分析中。本文介绍了电厂污染物质概述，分析了离子色谱检测原理，同时选择应用电导检测器，分别测定了水质、氯化物、三氧化硫，均得到了十分准确的结果，研究表示IC法具有推广应用在电厂化学与环保中的价值。

关键词：离子色谱法；电厂化学；环保；污染

引言：IC检测效率极高，且能够辨识300多种阴离子、阳离子。从应用角度看，IC大致可分为两种，一种是色谱分离检测被检测离子，一种是使用检测仪器检测已经分离后的物质离子，可检测出离子性质与数量。IC应用基础是离子交换、原子吸收等，能够在电厂化学与环保中发挥作用，因此，本课题具有研究意义。

1电厂污染物质概述

我国电厂发电仍以燃烧煤炭为主要方式，煤炭转化过程不会产生大量烟气、燃煤废水等，其中包含大量污染物质。例如，烟气主要组成为 ，部分 会演变为 ，它具有吸湿性，积年累月下，出现大量酸雾附着在电厂锅炉设备上，侵蚀损坏设备。再比如，废水中包含大量 、 等离子，若直接排出会环境破坏性极高。IC法可以准确快速检测出污染离子，为电厂采取防范控制方法提供方向^[1]。

2离子色谱检测原理

为了形象地展现IC法运行流程，对水体中无机阴、阳离子检测进行分析。采用经过稀释的NaOH溶液检测水体中 等，将交换树脂填充到分离柱中，选用低交换性能的树脂。此时化学反应如下：R· + R· 。与树脂反应过程中， 会多次交换并前移，其在分离柱上留置的时间直接受到树脂亲和力影响，二者具有正向相关关系。阴离子在分离柱上不断被分解，直至从分离柱一端流出。NaOH溶液携带分解后的阴离子流向抑制柱并再次发生化学反应。从抑制柱中流出的NaOH溶液逐渐进入检测仪器中，此时IC发挥作用，检测阴离子，输出色谱图，根据谱带情况就可定性离子，根据谱带峰高、面积就可获知离子数量。检测阳离子原理可比照检测阴离子原理。综合来看，IC法应用的关键是分离混合离子，之后针对目标离子特征，选择适宜的检测仪器予以进行检测。常用IC化学检测仪有电导检测器、安培检测器、光学检测器。

3离子色谱应用分析

3.1应用范围

IC法已被以美国为代表的发达国家纳入了检验废水、水的标准方法中。包括检测水中的 等阴离子。使用1台仪器就可以同时检测上述内容，且不需要进行毒性试验，还不会二次污染环境。检测对象只需进行简单过滤、稀释处理即可。有学者应用IC法进行了15个实验，结果均表示IC法获得的结果误差<5%。因此，电厂化学可以应用该方法检测水、废水，以减少工作人员工作量，提高工作效率。一价金属检测时间约10min左右，硬度检测只需要一次即可同时测出钙、镁的硬度，如果使用的是IC梯度淋洗技术则一次就能够检测出水体中碱、碱土金属离子量。

大气污染的主要原因之一就是酸雨，准确检测其成分有助于污染防治。酸雨主要成分包括 等离子。现阶段，IC已经成为了检测大气污染的重要方式。IC法还为分析溶液中离子状态提供了新思路。例如，研究氮时，能够得到关于 的状态信息；研究硫时，能够得到 等的状态信息；研究铁时，能够了解到 的数量；研究铬时，能够检测出 数量，这为处理废水提供了方向。IC还可以用在检测水系统中的腐蚀物质，在化学水中与 直接反应。此外，如前文所述，还可以检测烟气中的酸性离子。总之，IC法应用范围极广。

3.2应用分析

3.2.1水质分析

电厂化学运行中常见阴离子、阳离子，有效的分析可以提高运行效率。具体包含 等阴离子，以及 等阳离子。可以将IC用在检测蒸馏水、冷却水等多种类型的水体中，能够测定其他方法难以测定的离子。本文采用下述方法进行检测，调试好仪器，将淋洗液流动速率控制在1mL/min，使用电导检测器，将其灵敏度调至0.25cm/min。在基线平稳后，把样品注入到过滤器中，在经由分离柱作用，进入电导池测量具体数值，根据其峰值高度与面积分析各种离子情况。经过本实验，发现阴离子出峰值，阳离子不出峰值，但是阳离子更好分离，阴离子难以分离。问题在于淋洗液的选择方面，本研究选用了酒石酸为淋洗液，若选择柠檬酸为淋洗液效果会更好。由此可知，在应用IC法时，必须注意选择适宜的淋洗液。

3.2.2测定氯化物

电厂化学运行通常需要处理废水中诸多氧化物，氧化物长期作用下会侵蚀锅炉。运用IC法测定检测目标中的氧化物，效果显著。使用电导检测器，经由稀释的硫酸淋再生液以及 淋洗液。调试好仪器，将淋洗液流动速率控制在1.2-1.5mL/min，控制电导检测器频率<0.5 s/cm。测定结果与标准值相当。氧化物平均值为119mg/ 。该方法可以免受诸多外部因素干扰，具有高效、灵敏、适应性能高等优势，检测结果准确度较高。但是需要注意的是，应用IC法检测高盐含量的废水时，最好检测前进行初步处理，以保证检测准确性。

3.2.3测定三氧化硫

电厂化学处理烟气中， 关乎其处理是否达标，能够拥有环保效能。本研究选择使用异丙醇溶液，将 样品变为 离子，同时抑制 溶解、氧化，保证检测结果准确。使用电导检测器， 储备液，检测前手动处理样品，包括去除样品中影响色谱的物质与离子，舍弃前3mL流出液，再经由0.22 滤膜处理，最后进行检测^[2]。在上述基础上，保留时间定性。检测过程中，由检测仪器处理样品，整个过程均由仪器控制。获得峰值面积为2.2RSD/%，定量限为0.007mg/L。经由分析发现，通过检测 获得的结果，计算 含量准确度较高。

结论：综上所述，电厂污染物质众多，电厂化学工作繁重，离子色谱法可以有效减少污染物质处理程序，缓解电厂污染物质处理压力，更好地保护环境，同时为电厂环保提供新发展路径。离子色谱法能够用于测定阴离子、阳离子，适用范围广，且该方法效率高、操作简便，结果准确。但是对于 检测还需要深入研究。本文所选实验准确度高，仪器精良，具有参考价值，希望能够为研究者提供参考。

参考文献：

[1]张元园.离子色谱法测定水环境中氨氮及含磷化合物的探究[J].资源节约与环保,2018(05):23.

[2]刘韬,张勤.离子色谱法测定燃煤电厂烟气中的三氧化硫[J].环境影响评价,2016,38(05):76-78.

作者简介：赵明悦（1992-6），女，黑龙江省讷河市人，硕士研究生学历， 研究方向：电厂化学及环保。