一种固体生物质燃料中氯离子和氟离子含量的测定方法
【专利摘要】本发明公开了一种固体生物质燃料中氯离子和氟离子含量的测定方法，采用水热萃取-离子色谱法，其特征在于固体生物质燃料的采制样、水热萃取和离子色谱分析方法。在固体生物质燃料采制样时将原料粉碎到小于1mm，掺和一遍，摊平后用九点法缩取，装入取样瓶中待用；水热萃取在于将0.60g～1.40g左右的试样加入水热反应釜中，加入50mL去离子水，在110℃～130℃下加热40min～80min；冷却后分离过滤，采用离子色谱法测定水溶液中氯离子和氟离子含量。本发明能有效检测固体生物质燃料中氯离子和氟离子含量，具有准确度高，步骤简单，操作方便的优点。
【专利说明】一种固体生物质燃料中氯离子和氟离子含量的测定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种固体生物质燃料中氯离子和氟离子含量的测定方法。
【背景技术】
[0002]生物质能作为一种可再生能源，具有贮存量丰富和使用无公害等优点，已经被普遍认为是解决未来能源危机的根本出路之一。生物质燃料不含硫，燃烧时不产生二氧化硫，不腐蚀锅炉，也不会导致酸雨产生，原料主要来源于茎状农作物、花生壳、树皮、锯末及森林工业废弃物和农业废弃物固体废弃物等，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]生物质燃料中氯的含量范围较大，在O?2%。其氯测定的意义在于氯与钾、钠等作为主要的有害元素会造成气化、发电设备严重腐蚀，在气化中氯导致催化剂中毒，氯化氧释放到大气中形成酸雨引发环境问题。因此，需建立准确可靠的生物质燃料中氯的测定方法，提供准确的氯含量数据，指导和控制燃烧工艺和过程。
[0004]目前国际上部分国家正在积极开展固体生物质燃料特性的试验方法研究及相关标准的制定工作。国际标准化组织和我国都还未建立成熟的、现行有效的检验方法和相关标准。欧盟已发布DDCEN / TS15289—2006《固体生物质燃料中全硫和氯测定方法》技术规范-研究草案，试图在欧共体国家试用后形成正式的标准或技术规范。
[0005]国内外测定固体燃料中氯的方法有欧盟的离子色谱法、硫氰酸钾滴定法和中国国家标准的电位滴定法。高温燃烧水解-电位滴定法其测定原理是将试样在氧气和水蒸汽混合气流中燃烧和水解，氯全部转化为氯化物并定量溶于水中，以Ag为指示电极，Ag-AgCl为参比电极，用标准硝酸银电位法直接滴定冷凝液中的氯离子，根据硝酸银用量计算试样中氯含量。
[0006]我国由于无固体生物质燃料检验方法和标准可依，目前参照煤炭的检验方法，其中氯的检验按GB / T3558—1996《煤中氯的测定方法(方法A)》进行。但固体生物质燃料和煤虽然都是固体燃料，但在结构和成分上有明显的差异，因此，直接采用现有技术中的煤中氯的测定方法来对生物质燃料进行测定，往往测定的准确度较低、重复性较差，造成测定稳定性不足。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题，是提供一种固体生物质燃料中氯离子和氟离子含量的测定方法，具有准确度高和重复性好的特点。
[0008]解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下:
[0009]一种固体生物质燃料中氯离子和氟离子含量的测定方法，包括以下步骤:
[0010](I)取粉碎到小于1_的受测固体生物质燃料样品，搅拌混合均匀，并在摊平后用九点法缩取装入取样瓶，以作为试样；
[0011](2)往体积为lOOmL、内衬为聚四氟乙烯的水热反应釜中先后加入0.60g?1.40g的试样和50mL去离子水，并紧盖密闭；
[0012](3)将装有试样的水热反应釜由室温下开始加热，加热速度为5°C /min，在加热至110°C?130°C之间的一个温度后，保持恒温40min?80min，该恒温时间相应于恒温温度设置，以将试样中的氯离子和氟离子在此条件下溶于水中成为样品溶液；
[0013](4)待完成恒温步骤的水热反应釜重新冷却至室温后，从中取出样品溶液，并用
0.45 μ m的微孔滤膜对样品溶液进行分离过滤，以得到作为待测样品的清液；
[0014](5)将离子色谱仪的工作条件设置如下:色谱柱为AS23即4X250mm阴离子交换柱；进样量为10?15 μ L ;柱温为25?30°C;自身再生抑制器电流为45mA ;淋洗液为4.5mMNa2C03/8mM NaHCO3 溶液；流速为 0.5 ?1.5mL/min ；
[0015](6)配制不同浓度的氯离子和氟离子标准溶液，在步骤(5)所述工作条件下用离子色谱法测定该标准溶液，根据峰面积和离子浓度得到氯离子和氟离子的标准曲线和标准曲线回归方程；
[0016](7)在步骤(5)所述工作条件下用离子色谱法测定待测样品，得到相应的峰面积，再对应到标准曲线或通过标准曲线回归方程，得到待测样品即受测固体生物质燃料中氯离子和氟离子的浓度。
[0017]作为本发明的第一优选方案，步骤(2)中，所述试样为0.Sg，步骤(3)中，所述恒温温度为110°c，恒温时间为80min。
[0018]作为本发明的第二优选方案，步骤(2)中，所述试样为1.4g，步骤(3)中，所述恒温温度为110°C，恒温时间为80min。
[0019]作为本发明的第三优选方案，步骤(2 )中，所述试样为0.6g，步骤(3 )中，所述恒温温度为130°C，恒温时间为40min。
[0020]作为本发明的第四优选方案，步骤(2)中，所述试样为1.2g，步骤(3)中，所述恒温温度为130°C，恒温时间为40min。
[0021]作为本发明的第五优选方案，步骤(2)中，所述试样为0.6g，步骤(3)中，所述恒温温度为110°c，恒温时间为80min。
[0022]作为本发明的第六优选方案，步骤(2)中，所述试样为1.4g，步骤(3)中，所述恒温温度为130°C，恒温时间为40min。
[0023]作为本发明中离子色谱仪工作条件的优选设置方式，步骤(5)中，所述进样量为10 μ L，柱温为 250C，流速为 1.0mL/min。
[0024]以下为实验数据:
[0025]配制氯离子和氟离子标准溶液，然后在步骤(5)所述工作条件下用离子色谱法测定该标准溶液，根据面积和浓度分别得到如下表I所示的氯离子和氟离子的标准曲线回归方程。由表I可见，方程的相关性良好。
[0026]表I氯离子和氟离子标准曲线试验结果
[0027]
【权利要求】
1.一种固体生物质燃料中氯离子和氟离子含量的测定方法，包括以下步骤: (1)取粉碎到小于Irnm的受测固体生物质燃料样品，搅拌混合均匀，并在摊平后用九点法缩取装入取样瓶，以作为试样； (2)往体积为lOOmL、内衬为聚四氟乙烯的水热反应釜中先后加入0.60g?1.40g的试样和50mL去离子水，并紧盖密闭； (3)将装有试样的水热反应釜由室温下开始加热，加热速度为5°C/min，并在加热至110°C?130°C之间的一个温度后，保持恒温40min?80min，该恒温时间相应于恒温温度设置，以将试样中的氯离子和氟离子在此条件下溶于水中成为样品溶液； (4)待完成恒温步骤的水热反应釜重新冷却至室温后，从中取出样品溶液，并用0.45 μ m的微孔滤膜对样品溶液进行分离过滤，以得到作为待测样品的清液； (5)将离子色谱仪的工作条件设置如下:色谱柱为AS23即4X250mm阴离子交换柱；进样量为10?15yL ;柱温为25?30°C ;自身再生抑制器电流为45mA ;淋洗液为4.5mMNa2C03/8mM NaHCO3 溶液；流速为 0.5 ?1.5mL/min ； (6)配制不同浓度的氯离子和氟离子标准溶液，在步骤(5)所述工作条件下用离子色谱法测定该标准溶液，根据峰面积和离子浓度得到氯离子和氟离子的标准曲线和标准曲线的回归方程； (7)在步骤(5)所述工作条件下用离子色谱法测定待测样品，得到相应的峰面积，再对应到标准曲线或通过标准曲线的回归方程，得到待测样品即受测固体生物质燃料中氯离子和氟离子的浓度。
2.根据权利要求1所述的固体生物质燃料中氯离子和氟离子含量的测定方法，其特征在于:步骤(2)中，所述试样为0.Sg，步骤(3)中，所述恒温温度为110°C，恒温时间为80mino
3.根据权利要求1所述的固体生物质燃料中氯离子和氟离子含量的测定方法，其特征在于:步骤(2)中，所述试样为1.4g，步骤(3)中，所述恒温温度为110°C，恒温时间为80mino
4.根据权利要求1所述的固体生物质燃料中氯离子和氟离子含量的测定方法，其特征在于:步骤(2)中，所述试样为0.6g，步骤(3)中，所述恒温温度为130°C，恒温时间为40mino
5.根据权利要求1所述的固体生物质燃料中氯离子和氟离子含量的测定方法，其特征在于:步骤(2)中，所述试样为1.2g，步骤(3)中，所述恒温温度为130°C，恒温时间为40mino
6.根据权利要求1所述的固体生物质燃料中氯离子和氟离子含量的测定方法，其特征在于:步骤(2)中，所述试样为0.6g，步骤(3)中，所述恒温温度为110°C，恒温时间为80mino
7.根据权利要求1所述的固体生物质燃料中氯离子和氟离子含量的测定方法，其特征在于:步骤(2)中，所述试样为1.4g，步骤(3)中，所述恒温温度为130°C，恒温时间为40mino
8.根据权利要求1至3任意一项所述的固体生物质燃料中氯离子和氟离子含量的测定方法，其特征在于:步骤(5)中，所述进样量为IOyL,柱温为25°C，流速为1.0mL/min。
【文档编号】G01N30/02GK103472146SQ201310362775
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月19日 优先权日:2013年8月19日
【发明者】张宏亮, 苏伟, 于萍, 罗运柏 申请人:广东电网公司电力科学研究院, 武汉大学