[發(fā)明專利]一種強(qiáng)堿性試劑中痕量陰離子的測(cè)量裝置和測(cè)量方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510860646.1
• 申請(qǐng)日: 2015-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN106814151A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章書維;強(qiáng)浩;李鋒;王旭初;蘇凱;陳勇;劉志遠(yuǎn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇核電有限公司
• 主分類號(hào): G01N30/06
• 分類號(hào): G01N30/06
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心11007
• 代理人: 高尚梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種核電廠核級(jí)大宗試劑測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種強(qiáng)堿性試劑中痕量陰離子的測(cè)量裝置和測(cè)量方法。

背景技術(shù)

田灣核電站所使用的大宗試劑是指直接添加到一回路和二回路中，以及用于樹脂處理等用途的批量使用的化學(xué)試劑的統(tǒng)稱。作為工藝系統(tǒng)化學(xué)添加試劑添加到一回路和二回路的化學(xué)試劑共有4種。一回路4種：硼酸、氫氧化鉀、氨水、聯(lián)氨；二回路2種：氨水、聯(lián)氨；用于水處理的試劑有：氫氧化鈉、鹽酸、硝酸。控制核電廠水化學(xué)的目的，是為了避免設(shè)備發(fā)生腐蝕而免遭破壞，確保電站安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。一回路和二回路系統(tǒng)在高溫高壓下運(yùn)行時(shí)，為了維持化學(xué)工況控制需要加入大量上述的大宗試劑，而由于生產(chǎn)工藝和成本的限制，即使是核級(jí)大宗試劑也會(huì)存在雜質(zhì)。特別是直接加入一、二回路的大宗試劑硼酸、氫氧化劑、聯(lián)氨、氨水的質(zhì)量控制很重要，而其中強(qiáng)堿性大宗試劑中陰離子雜質(zhì)的痕量分析相對(duì)于國外還是發(fā)展緩慢的，滿足不了國內(nèi)新建核電站和超臨界機(jī)組監(jiān)督的需求。

其中田灣核電站的一、二回路加藥系統(tǒng)如QCE、QCF、KBD等系統(tǒng)明確要求控制陰離子的含量，而目前高純?cè)噭┲泻哿筷庪x子的國標(biāo)分析方法是傳統(tǒng)的濕化學(xué)法(比濁法和比色法)和離子色譜法。常規(guī)陰離子的分析包括F_-、Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-、PO₄^3-等多個(gè)項(xiàng)目。傳統(tǒng)的濕化學(xué)方法中，使用濁度計(jì)或紫外可見光分光光度計(jì)對(duì)氯離子的檢測(cè)采用氯化銀沉淀比濁的方法，硫酸根采用氯化鋇沉淀比濁的方法，采用比濁檢測(cè)限高，如比濁法檢測(cè)氯離子最低為0.2mg/L，硫酸根0.4 mg/L，而且容易受到溫度、時(shí)間，酸度等多種因素的影響，檢測(cè)較繁瑣，實(shí)際操作常常達(dá)不到理論的檢測(cè)下線，比色法的檢測(cè)限也常常達(dá)不到痕量的濃度，每次也只能檢測(cè)單一的離子。

常規(guī)的離子色譜方法由于淋洗體系和目前分析技術(shù)的限制，測(cè)量氫氧化鉀固體、氫氧化鋰固體、高濃度氨水、高濃度聯(lián)氨溶液等大宗試劑的痕量陰離子含量時(shí)，因?yàn)樵擃悵鈮A樣品中的氫氧根離子的濃度遠(yuǎn)高于離子色譜淋洗液中的濃度，直接采用離子色譜測(cè)量會(huì)導(dǎo)致組分保留時(shí)間縮短，基線不規(guī)則且不能完全分離，背景電導(dǎo)增加無法準(zhǔn)確測(cè)量出各待測(cè)組分的含量，即使稀釋測(cè)量也會(huì)由于峰型差、提前出峰導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果重現(xiàn)性差，檢測(cè)下限高于控制限等問題。

以氨水為例，將25％-28％的高濃度氨水樣品稀釋至相當(dāng)小的濃度(0.05％)，分析譜圖見圖1。

從圖中可看出即使把25％的高濃度氨水稀釋到0.05％的低濃度溶液，陰離子出峰峰形還是很差，基線不穩(wěn)。此分析過程中淋洗液將待測(cè)組分帶入分析柱的同時(shí)也將樣品溶液中的高堿性帶入了分析柱，又由于分析陰離子含量時(shí)所采用的淋洗液同時(shí)也為堿性溶液，這樣一來兩種堿性相疊加，使得淋洗液的強(qiáng)度增加，淋洗能力也就相應(yīng)的增強(qiáng)，隨之而帶來的后果是經(jīng)過分析柱后待測(cè)組分不能被完全分離，即使能分離，那必定也會(huì)導(dǎo)致各組分出峰時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)提前于標(biāo)準(zhǔn)出峰，而且會(huì)使背景電導(dǎo)大大增加這樣一來就無法準(zhǔn)確測(cè)量出各待測(cè)組分的含量，而且稀釋倍率高達(dá)500倍，檢測(cè)下線為1mg/L(以氯離子計(jì))，而田灣核電站化學(xué)監(jiān)督要求Cl^-≤500ug/L，無法滿足電站要求。同理，分析氫氧化鉀、聯(lián)氨溶液時(shí)等強(qiáng)堿性大宗試劑也都會(huì)出現(xiàn)此現(xiàn)象。此方法分析結(jié)果的重現(xiàn)性較差，分析結(jié)果的準(zhǔn)確性差，加標(biāo)回收率在60-120％之間，存在著分析失控的問題。

以上問題會(huì)導(dǎo)致入廠供應(yīng)的核級(jí)大宗試劑無法準(zhǔn)確的進(jìn)行定量分析，從而 存在向核電廠一回路和二回路引入陰離子雜質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)引起一回路材料發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂、二回路蒸汽發(fā)生器傳熱管一次側(cè)向二回路側(cè)泄露的風(fēng)險(xiǎn)，直接影響了核電站的安全運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種強(qiáng)堿性試劑中痕量陰離子的測(cè)量裝置和測(cè)量方法，要解決高濃度堿性溶液的無試劑中和，在不引入污染離子的情況下消除OH^-基體的干擾，同時(shí)去除影響離子色譜分析柱柱效的重金屬陽離子。降低離子色譜儀器的檢測(cè)下線，采用大容量定量環(huán)或者濃縮柱進(jìn)行分析，同時(shí)要保證高的可靠性和準(zhǔn)確性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種強(qiáng)堿性試劑中痕量陰離子的測(cè)量裝置，該裝置包括抑制器控制單元、進(jìn)樣單元、抑制單元、樣品瓶，抑制器控制單元連接于抑制單元的數(shù)據(jù)接口；樣品瓶連接于進(jìn)樣單元的柱塞泵泵頭入口端，進(jìn)樣單元的柱塞泵泵頭出口端連接于抑制單元的樣品入口；抑制單元的樣品出口連接處理后樣品密封收集瓶。