董智芝
(陕西长青能源化工有限公司,陕西 凤翔721405)
[摘 要]对气化炉炉砖冲蚀磨损情况进行监测和研判是提高气化炉运行周期的重要技术措施之一,而通过监测分析气化炉炉渣中的铬含量并结合气化炉的实际运行工况,可较为准确地研判炉砖的磨损情况。陕西长青能源化工有限公司采用火焰光度原子吸收法测定气化炉炉渣中微量铬时,总是会遇到分析灵敏度差、标准曲线线性相关性达不到试验要求、仪器使用过程中故障率高等问题,导致无法对样品进行及时、准确地分析。为此,使用TAS-990原子吸收分光光度计,通过大量试验对火焰光度原子吸收法测定气化炉炉渣中微量铬的最优仪器工作条件进行探究,并在最优仪器工作条件下通过一系列数据对比,探究出测定炉渣中微量铬含量时控制(消除干扰物)硫酸钠溶液浓度为60 g/L,可在保证分析结果准确度的同时大大降低仪器的故障率,从而可为生产运行提供及时准确的分析数据支持和保障。
[关键词]气化炉炉渣;微量铬测定;火焰光度原子吸收法;原子吸收分光光度计; 最优仪器工作条件;仪器故障率;试验研究
[中图分类号]TH744.14 [文献标志码]B [文章编号]1004-9932(2022)01-0059-06
0 引 言
陕西长青能源化工有限公司(简称长青能化)600 kt/a甲醇装置气化系统采用德士古水煤浆气化工艺,气化炉内耐火砖在高温和炉渣的冲蚀下会磨损变薄,需要定期停炉更换炉砖。近年来,长青能化通过采取一系统技术措施使气化炉的运行周期由约75 d延长至约120 d,单炉运行周期领先国内同行,而对气化炉炉砖冲蚀磨损情况进行监测和研判是提高气化炉运行周期的重要技术措施之一。长青能化水煤浆气化炉所用耐火砖为高铬砖,通过监测分析气化炉炉渣中的铬含量并结合气化炉的实际运行工况,可较为准确地研判炉砖的磨损情况,这对于延长气化炉的运行周期有着重要的指导作用。
生产实践中,长青能化采用火焰光度原子吸收法测定气化炉炉渣中微量铬时,总是会遇到分析灵敏度差、标准曲线线性相关性达不到试验要求、仪器使用过程中故障率高等问题,导致无法对样品进行及时、准确地分析,也就无法为生产运行提供及时的数据支持。为此,笔者使用TAS-990原子吸收分光光度计,通过大量试验对火焰光度原子吸收法测定炉渣中微量铬的最优仪器工作条件进行了探究,并在最优仪器工作条件下通过一系列数据对比,探究出测定炉渣中微量铬含量时控制(消除干扰物)硫酸钠溶液浓度为60 g/L,可在保证分析结果准确度的同时大大降低仪器的故障率。以下对有关试验情况作一介绍。
1 原子吸收工作原理和定量分析依据
原子吸收分光光度计的工作原理:利用光源获得待测金属或非金属元素的原子吸收光谱作为发射光谱,继而将其全数流过样品蒸气,得到的接收光谱被削弱的程度即显示了样品中待测元素的含量。
火焰光度原子吸收法定量分析依据:试样经原子化后获得的原子蒸气,吸收锐线光源的辐射光仍遵循朗伯-比尔定律;据《煤中铬、镉、铅的测定方法》(GB/T 16658—2007)的要求,分析方法为标准工作曲线法,据炉渣中微量铬的实际情况配置一组浓度适宜的标准试液(浓度依次为0 μg/mL、0.4 μg/mL、0.8 μg/mL、1.2 μg/mL、1.6 μg/mL、2.0 μg/mL),以待测元素铬的浓度c(μg/mL)为横坐标、吸光度A为纵坐标,绘制A-c标准工作曲线,然后在相同的试验条件下,喷入待测试液,测其吸光度,再从标准工作曲线上查出该吸光度所对应的浓度,即为试液中待测元素的浓度,通过计算可得出炉渣中微量铬的含量。
2 TAS990原子吸收分光光度计的工作条件
试验采用火焰光度原子吸收法测定炉渣中微量铬,试验前TAS-990原子吸收分光光度计满足如下基本实验条件:① 助燃气(空气)出口压力稳定在0.20~0.25 MPa,燃气(乙炔)出口压力为0.05~0.06 MPa(注:乙炔为易燃易爆气体,乙炔钢瓶内最大压力为1.5 MPa,钢瓶内压力降至0.5 MPa以下时应更换新钢瓶);② TAS-990原子吸收分光光度计水封完好,以防回火;③ 确认仪器参数——工作灯电流、预热灯电流、光谱带宽、负高压、燃烧器高度正常,燃气流量调至最佳工作值。
3 最优仪器工作条件的研究
在日常采用火焰光度原子吸收法测定炉渣中微量铬的过程中,我们发现测定结果准确度和稳定性的影响因素主要有如下几个方面。
(1)铬元素吸收波长的选择。据GB/T 16658—2007,日常测定过程中选择最灵敏的357.9 nm波长往往会出现分析灵敏度差、分析结果稳定性差等现象,当分析几个铬含量相近的炉渣时,几个分析数据几乎没有变化,给工艺人员依据测定结果进行研判带来困扰。
更多内容详见《中氮肥》2022年第1期