聚合硫酸铁溶液中氯离子测定装置的制作方法

1.本实用新型属于分析检测技术领域，涉及一种氯离子测定装置，尤其涉及一种聚合硫酸铁溶液中氯离子测定装置。


背景技术：

2.在高效超超临界机组运行中，水汽系统中高混、给水等氯离子含量经常超标，给机组的安全运行带来了极大的隐患，通过多次查找分析，判定是再生水深度处理时使用的凝聚剂聚合硫酸铁中携带大量氯离子导致的。
3.聚合硫酸铁一种新型高效的无机高分子絮凝剂，一般以铁的氧化物为原料，经硫酸溶解、氧化、水解、聚合，得产品聚合硫酸来制取得到聚合硫酸铁；但是在实际的聚合硫酸铁生产工艺中采用部分盐酸，盐酸中的氯离子积存在聚合硫酸铁溶液中随着再生水处理进入机组热力系统。氯离子是对热力设备危害最大的腐蚀性阴离子，是促进水冷壁点蚀的主要侵蚀性离子，水汽中氯离子含量超标会引发锅炉爆管，汽轮机叶片断裂，过热器和再热器奥氏体钢晶界腐蚀等事故，不仅安全事故频发，还不利于节能降耗，严重影响机组安全、经济运行。因此，火力发电厂热力设备等水汽系统中氯离子的含量是重要的监控指标。
4.现有的氯离子检测方法虽然能测定溶液中的氯离子含量，但是对于聚合硫酸铁溶液中测定时存在以下问题：(1)凝聚剂聚合硫酸铁溶液是红褐色的溶液，现公布的氯离子测定方法是对无色溶液进行测定，溶液的颜色对测定结果有影响；(2)现有氯离子测定大多是利用电位滴定仪器进行检测，但是在检测过程缺少对测量准确度进行校核，使得测定结果误差大，精确度低。


技术实现要素：

5.针对现有聚合硫酸铁溶液中氯离子测定存在的技术问题，本实用新型提供一种聚合硫酸铁溶液中氯离子测定装置，能够通过消除干扰离子，进行空白试验校核等减少测定误差，提高测定准确度，检测速度快，确保机组的安全、经济运行。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
7.一种聚合硫酸铁溶液中氯离子测定装置，包括反应池、过滤器、沉淀反应池、滴定管和铬酸钾补加管；所述反应池置于过滤器上方并与过滤器连通；所述过滤器底部设置过滤出口；所述沉淀反应池置于过滤器下方与过滤出口连通；所述滴定管和铬酸钾补加管并行设置，且所述滴定管一端和铬酸钾补加管一端均置于沉淀反应池内；所述反应池上设置有一端伸入反应池内部的氨水补加管。
8.进一步的，所述反应池上方设置有一端伸入反应池内的搅拌器；所述搅拌器与氨水补加管并行设置。
9.进一步的，所述反应池与过滤器之间设置控制阀。
10.进一步的，所述过滤器上还设置有洗涤水入口。
11.进一步的，所述聚合硫酸铁溶液中氯离子测定装置还包括一端置于沉淀反应池内
的ph计。
12.进一步的，所述聚合硫酸铁溶液中氯离子测定装置还包括一端伸入沉淀反应池内的硫酸补加管；所述硫酸补加管与滴定管并行。
13.进一步的，所述聚合硫酸铁溶液中氯离子测定装置还包括一端伸入沉淀反应池内的氢氧化钠补加管；所述氢氧化钠补加管与滴定管并行。
14.进一步的，所述沉淀反应池底部设置与沉淀反应池内部相连通的排水管。
15.进一步的，所述排水管上设置阀门。
16.本实用新型的有益有效果是：
17.1、本实用新型提供的测定装置包括反应池、沉淀反应池、过滤器和滴定管；通过将沉淀、分离、过滤、滴定相结合装置，采用人工滴定，同时做空白试验，用以消除误差，提高准确度；同时填补了聚合硫酸铁验收国标中现在该项目存在的技术空白，操作步骤比较简单，容易推广，难度低。
18.2、采用上述装置，能及时检测出聚合硫酸铁溶液中的氯离子含量，能够提高凝聚剂药品质量，当氯离子超标时能够及时处理，避免了含大量氯离子的不合格絮凝剂进入补给水处理设备中，将腐蚀事故发生频率大幅降低，有效防止因腐蚀严重引发的锅炉四管泄漏、爆管、汽轮机叶片积盐严重等引起的机组非停等不安全事件，避免氯离子腐蚀水汽系统设备，确保了机组的安全、经济运行。
19.3、本实用新型提供的氯离子测定装置，操作简单，能够快速进行氯离子含量的测定，从而防止了超标的氯离子进入热力系统，引起结垢腐蚀，有较高的推广价值。
20.4、本实用新型测定后能保证水质合格，延长了水处理设备的运行周期，提高周期制水量，减少了再生次数，每年节省大量的酸碱浪费；同时有效防止热力系统的结垢、腐蚀、积盐，节约管材更换费用，产生极大的经济效益。
附图说明
21.图1为本实用新型提供的装置示意图；
22.其中：
23.1-氨水补加管；2-搅拌器；3-反应池；4-过滤器；5-滴定管；6-铬酸钾补加管；7-硫酸补加管；8-ph计；9-氢氧化钠补加管；10-沉淀反应池；11-阀门；12-排水管；13—控制阀。
具体实施方式
24.现结合附图以及实施例对本实用新型做详细的说明。
25.实施例
26.参见图1，本实施例提供的聚合硫酸铁溶液中氯离子测定装置，包括反应池3、过滤器4、沉淀反应池10、滴定管5和铬酸钾补加管6；反应池3置于过滤器4上方并与过滤器4连通；过滤器4底部设置过滤出口；沉淀反应池10置于过滤器4下方并与过滤出口连通；滴定管5和铬酸钾补加管6并行设置，且所述滴定管5一端和铬酸钾补加管6一端均置于沉淀反应池10内。
27.本实施例中，反应池3上设置有一端伸入反应池3内部的氨水补加管1。反应池3上方设置有一端伸入反应池3内的搅拌器2；搅拌器2与氨水补加管1并行设置。反应池3与过滤
器4之间设置控制阀13。过滤器4上还设置有洗涤水入口。
28.聚合硫酸铁溶液中氯离子测定装置还包括一端置于沉淀反应池10内的ph计8。还包括一端伸入沉淀反应池10内的硫酸补加管7；所述硫酸补加管7与滴定管5并行。还包括一端伸入沉淀反应池10内的氢氧化钠补加管9；所述氢氧化钠补加管9与滴定管5并行。
29.本实施例中，沉淀反应池10底部设置与沉淀反应池10内部相连通的排水管12，排水管12上设置阀门11。
30.本实施例中，反应池3为顶部开口的容器，过滤器4为尖部向下的锥形容器，反应池3底部与过滤器4顶部连通，反应池3与过滤器4连通处设置控制阀13，便于将反应池3内的反应产物流入过滤器4内，反应池3通过控制阀13与反应池3下方的过滤器4连通；过滤器4底端设置过滤出口，过滤器4内部横截面上设置过滤层，可以采用滤纸，过滤器4上部侧壁上设置与过滤器4内部连通的洗涤水入口，洗涤水入口外接高纯水管路。洗涤水入口置于过滤层上方。
31.反应池3顶部设置并行的搅拌器2和氨水补加管1，搅拌器2底部置于反应池3内，用于搅拌反应池3溶液；氨水补加管1一端伸入反应池3内，一端置于反应池3外，氨水补加管1内充满25％的氨水。
32.本实施例中，沉淀反应池10为顶部开口的容器，沉淀反应池10内放置相互平行的滴定管5、铬酸钾补加管6、硫酸补加管7和氢氧化钠补加管9；且四个溶液管顶部均置于沉淀反应池10外部，底部均置于沉淀反应池10内。滴定管5内充满1毫升＝1毫克cl-的agno3标准溶液，铬酸钾补加管6内充满10％的铬酸钾溶液，硫酸补加管7内充满0.1mol/l的硫酸溶液；氢氧化钠补加管9内充满0.1mol/l的氢氧化钠溶液。
33.本实施例提供的测定装置，其氯离子测定原理和测定步骤如下。
34.测定原理：测定凝聚剂聚合硫酸铁溶液中的氯离子，先要进行脱色处理，消除干扰离子再先加入氨水，使得凝聚剂聚合硫酸铁溶液中的铁离子与氨水反应生成氢氧化铁沉淀，经过滤后去除铁离子；最后溶液中的氯离子用1毫升＝1毫克cl-的agno3标准溶液滴定，在ph值为7左右的中性溶液中，常温下氯离子与硝酸银作用生成agcl沉淀，过量的硝酸银与铬酸钾作用生成红色铬酸银沉淀，使溶液显橙色，即为滴定终点。通过计算得出凝聚剂聚合硫酸铁溶液中氯离子的含量。具体化学反应如下：
35.fe
3+
+3nh3·
h2o＝fe(oh)3↓
+3nh
4+
36.cl-+ag
+
→
agcl
↓
(白)
37.2ag
+
+cro
42-→
ag2cro4↓
(红)。
38.具体测定步骤包括：
39.1)稀释溶液
40.取待测样本(凝聚剂聚合硫酸铁溶液)加入至反应池3内，再加入高纯水用搅拌器2搅拌，待测样本与高纯水的混合比例为0.2毫升：10毫升；
41.2)沉淀铁离子
42.通过氨水补加管1向反应池3内逐滴加入25％的氨水，一边加氨水通过搅拌器2搅拌，使得待测样本中的铁离子与氨水反应全部生成沉淀；此时控制阀13关闭；
43.3)分离洗涤
44.待沉淀完全后，澄清分层后，打开控制阀13，将沉淀物放入过滤器4内，将高纯水通
入洗涤水入口充分洗涤沉淀物，在通过滤层过滤后，使得滤液和洗涤液从过滤出口流入过滤器4下方的沉淀反应池10内；
45.4)调节ph
46.在沉淀反应池10中加入2滴1％的酚酞指示剂，通过氢氧化钠补加管9将0.1mol/l的氢氧化钠溶液滴加入至沉淀反应池10内，直至滴定到溶液显示红色，再通过硫酸补加管7将0.1mol/l的硫酸溶液滴加入沉淀反应池10中，直至溶液显示无色即可；在进行酸碱度调节时，采用
47.5)滴定
48.通过铬酸钾补加管6向沉淀反应池10中加10％的铬酸钾溶液(每0.2毫升待测样本中加入1毫升铬酸钾溶液)，通过滴定管5向沉淀反应池10中滴加agno3标准溶液，直至滴至溶液呈橙色，记录消耗agno3溶液体积a毫升。
49.滴定时，在ph值为7左右的中性溶液中，常温下氯离子与硝酸银作用生成agcl沉淀，过量的硝酸银与铬酸钾作用生成红色铬酸银沉淀，使溶液显橙色，即为滴定终点。此时利用试纸和ph计8同时检测溶液的酸碱度，保证滴定时ph值为7左右，测定结果准确度高。
50.根据上述步骤1)～步骤5)同时做空白实验(不加待测样本)，记录消耗agno3溶液体积a0毫升。
51.6)计算
52.通过计算得出聚合硫酸铁溶液中氯离子的含量x。计算公式如下：
[0053][0054]
上式中：
[0055]
x—氯离子的含量mg/l；
[0056]
(a—聚合硫酸铁溶液消耗agno3溶液的体积；
[0057]
a0—空白试验消耗agno3溶液的体积。
[0058]
具体的，采用本实用新型提供的测定装置，对2台660mw机组运行近2年的数据观察和分析，水汽系统中氯离子含量大幅降低，合格率大幅提升，通过试验，我们找到了影响水汽系统氯离子超标的主要的因素，彻底解决了机组运行中水汽系统中高混、给水等氯离子含量严重超标的异常，达到了水汽品质优化合格和安全生产双赢的效果。
[0059]
以其中一台机组的数据为例进行详细的说明。
[0060]
1、机组的水汽系统氯离子含量的变化趋势，结果如表1所示。
[0061]
从表1可知，采用本实用新型提供的测定装置，对絮凝剂聚合硫酸铁中的氯离子含量进行测定，提前预判，避免含有大量氯离子的絮凝剂进入机组中，极大的降低机组水汽系统中的氯离子含量，避免对机组的损害以及腐蚀设备。
[0062]
表1 机组的氯离子变化趋势
[0063][0064]
2、节省了大量购买药品费用
[0065]
未采用本实用新型装置和测定方法前，购买的聚合硫酸铁费用较高，实施本装置的测定方法后，对每一批次购买的聚合硫酸铁进行氯离子含量化验，发现超标，及时退货处理，并列入黑名单，迫使厂家改善生产工艺，降低费用，每年节约购买药品费用合计30万元。
[0066]
3、机组结垢、腐蚀速率明显降低
[0067]
采用本实用新型装置测定后，发现省煤器、水冷壁结垢、腐蚀明显降低。660mw机组在机组大修中，对热力系统进行化学监督检查时发现省煤器和水冷壁、过热器、再热器的结垢、沉积速率都明显低于实施该方法前，省煤器、水冷壁向火侧的结垢量均达到一类标准。具体数据参见表2。
[0068]
表2 机组大修管样的试验数据
[0069][0070]
4、节省了酸碱消耗
[0071]
因水质氯离子合格，延长了水处理设备，高混的运行周期，提高了周期制水量，减少了再生次数，每年节省数15万元的酸碱浪费。
[0072]
5、节约了大量的更换管材的资金
[0073]
氯离子指标合格后，有效防止了热力系统的结垢、腐蚀、积盐，避免了因结垢、腐蚀造成的四管泄漏、汽轮机腐蚀严重等引起的管材更换，大约节约管材费用50万元。
[0074]
6、避免了机组非停造成的损失
[0075]
采用本实用新型装置测定后，能够提高凝聚剂药品质量，有效减少水汽系统氯离子含量，将腐蚀事故发生频率大幅降低，避免了出现水汽系统设备因氯离子严重超标引发的锅炉四管爆管、汽轮机叶片积盐严重等引起的机组非停等不安全事件的发生引起的巨额损失，确保了机组安全运行。
[0076]
7、操作简单，推广价值高
[0077]
本实用新型提供的氯离子测定装置，操作简单，能够快速进行氯离子含量的测定，从而防止了超标的氯离子进入热力系统，引起结垢腐蚀，有较高的推广价值。
[0078]
采用上述装置，能及时检测出凝聚剂聚合硫酸铁溶液中的氯离子含量，当氯离子
超标时能够及时退货，避免了含大量氯离子的不合格的絮凝剂，随着再生水进入补给水处理设备，腐蚀水汽系统设备，确保了机组的安全、经济运行，避免了因腐蚀严重引发的锅炉四管泄漏、爆管等事故发生。
[0079]
本实用新型提供的氯离子测定装置，通过沉淀、分离、过滤、滴定相结合装置，采用人工滴定，同时做空白试验，用以消除误差，提高准确度；同时填补了国标中现在该项目存在的技术空白，操作步骤比较简单，容易推广，难度低。