[发明专利]一种强碱性试剂中痕量阴离子的测量装置和测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种核电厂核级大宗试剂测量领域，具体涉及一种强碱性试剂中痕量阴离子的测量装置和测量方法。

背景技术

田湾核电站所使用的大宗试剂是指直接添加到一回路和二回路中，以及用于树脂处理等用途的批量使用的化学试剂的统称。作为工艺系统化学添加试剂添加到一回路和二回路的化学试剂共有4种。一回路4种：硼酸、氢氧化钾、氨水、联氨；二回路2种：氨水、联氨；用于水处理的试剂有：氢氧化钠、盐酸、硝酸。控制核电厂水化学的目的，是为了避免设备发生腐蚀而免遭破坏，确保电站安全稳定经济运行。一回路和二回路系统在高温高压下运行时，为了维持化学工况控制需要加入大量上述的大宗试剂，而由于生产工艺和成本的限制，即使是核级大宗试剂也会存在杂质。特别是直接加入一、二回路的大宗试剂硼酸、氢氧化剂、联氨、氨水的质量控制很重要，而其中强碱性大宗试剂中阴离子杂质的痕量分析相对于国外还是发展缓慢的，满足不了国内新建核电站和超临界机组监督的需求。

其中田湾核电站的一、二回路加药系统如QCE、QCF、KBD等系统明确要求控制阴离子的含量，而目前高纯试剂中痕量阴离子的国标分析方法是传统的湿化学法(比浊法和比色法)和离子色谱法。常规阴离子的分析包括F_-、Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-、PO₄^3-等多个项目。传统的湿化学方法中，使用浊度计或紫外可见光分光光度计对氯离子的检测采用氯化银沉淀比浊的方法，硫酸根采用氯化钡沉淀比浊的方法，采用比浊检测限高，如比浊法检测氯离子最低为0.2mg/L，硫酸根0.4 mg/L，而且容易受到温度、时间，酸度等多种因素的影响，检测较繁琐，实际操作常常达不到理论的检测下线，比色法的检测限也常常达不到痕量的浓度，每次也只能检测单一的离子。

常规的离子色谱方法由于淋洗体系和目前分析技术的限制，测量氢氧化钾固体、氢氧化锂固体、高浓度氨水、高浓度联氨溶液等大宗试剂的痕量阴离子含量时，因为该类浓碱样品中的氢氧根离子的浓度远高于离子色谱淋洗液中的浓度，直接采用离子色谱测量会导致组分保留时间缩短，基线不规则且不能完全分离，背景电导增加无法准确测量出各待测组分的含量，即使稀释测量也会由于峰型差、提前出峰导致测量结果重现性差，检测下限高于控制限等问题。

以氨水为例，将25％-28％的高浓度氨水样品稀释至相当小的浓度(0.05％)，分析谱图见图1。

从图中可看出即使把25％的高浓度氨水稀释到0.05％的低浓度溶液，阴离子出峰峰形还是很差，基线不稳。此分析过程中淋洗液将待测组分带入分析柱的同时也将样品溶液中的高碱性带入了分析柱，又由于分析阴离子含量时所采用的淋洗液同时也为碱性溶液，这样一来两种碱性相叠加，使得淋洗液的强度增加，淋洗能力也就相应的增强，随之而带来的后果是经过分析柱后待测组分不能被完全分离，即使能分离，那必定也会导致各组分出峰时间远远提前于标准出峰，而且会使背景电导大大增加这样一来就无法准确测量出各待测组分的含量，而且稀释倍率高达500倍，检测下线为1mg/L(以氯离子计)，而田湾核电站化学监督要求Cl^-≤500ug/L，无法满足电站要求。同理，分析氢氧化钾、联氨溶液时等强碱性大宗试剂也都会出现此现象。此方法分析结果的重现性较差，分析结果的准确性差，加标回收率在60-120％之间，存在着分析失控的问题。

以上问题会导致入厂供应的核级大宗试剂无法准确的进行定量分析，从而 存在向核电厂一回路和二回路引入阴离子杂质的风险，会引起一回路材料发生应力腐蚀破裂、二回路蒸汽发生器传热管一次侧向二回路侧泄露的风险，直接影响了核电站的安全运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种强碱性试剂中痕量阴离子的测量装置和测量方法，要解决高浓度碱性溶液的无试剂中和，在不引入污染离子的情况下消除OH^-基体的干扰，同时去除影响离子色谱分析柱柱效的重金属阳离子。降低离子色谱仪器的检测下线，采用大容量定量环或者浓缩柱进行分析，同时要保证高的可靠性和准确性。

为解决上述技术问题，本发明一种强碱性试剂中痕量阴离子的测量装置，该装置包括抑制器控制单元、进样单元、抑制单元、样品瓶，抑制器控制单元连接于抑制单元的数据接口；样品瓶连接于进样单元的柱塞泵泵头入口端，进样单元的柱塞泵泵头出口端连接于抑制单元的样品入口；抑制单元的样品出口连接处理后样品密封收集瓶。