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2010 年 第 23 期
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
○百家论剑○
科技信息
高效液相色谱仪流动相及样品的预处理
武开业 （榆林市环境监测总站 陕西 榆林 719000）
【摘 要】液相色谱法是一种快速有效的有机化合物分析技术，在分析测定有机化合物方面，以其快速、灵敏、选择性好的特点，倍受分析工 作者青睐，是环境监测、卫生防疫、石油化工、食品生产等行业作为水质分析的标准仪器 。 但是，由于液相色谱分析技术涉及的样品种类繁多 、样 品组成及其浓度复杂，样品物理形态多变，对液相色谱仪的正常分析测定造成一些干扰因素，如果不注意流动相及样品的预处理，会对日常的 分析测定带来不便，所以需要对流动相及样品的预处理进行专门的学习才能熟练掌握这种分析技术，得到让大家都满意的分析数据。
能较高的设备，浓缩循环 泵 为 2605N 双 相 不 锈 钢 材 料 、硫 铵 设 备 换 热 管 为 2205 双 相 不 锈 钢 、 升 膜 加 热 器 及 硫 铵 加 热 器 管 程 材 质 采 用 S31803 双相不锈钢，结晶器、离心分离器等材质采 用 316L 不 锈 钢 （同 样材质的设备，在其它工程中运行正常）。
吸收液浓 度 g/L
0.3661
6.3564
0.8023 26.1844 0.00693 5.15 4.37
浓缩液浓 度 g/L
1.1765
71.8966
1.3366 281.4614 4.3078 692.1 2.20
工业水浓 度 g/L
0.000278
0.02065
-
0.04493
-
1.05 7.83
高效液相色谱仪主要由色谱泵及控制器、进样器、色谱柱、检测器 和数据处理及控制五大部分组成，分离原理是一个物理过程，流动相 携带着待分析化合物和其他一些共存物质流过色谱柱，利用不同物质 在固定相上的保留时间不同，从而出峰时间不同而达到分离，利用保 留时间定性，峰高或者峰面积定量，在将分离后的各个成分依次通过 一紫外检测器时就可检测出各化合物的浓度来，目前应用最广的是正 相色谱，即固定相的极性大于流动相的极性，它具有高效、快速、准确 的优点，适合分析各种组成的环境样品，若要分析复杂样品，需要先使 环境样品通过色谱前处理小柱， 除去干扰物质以后才能通过色谱柱， 这样才不会损坏柱子，并且平常需要做相关的维护和保养。
包括 Silica / Florisil / NH2 / Diol / CN / Alumina 等 ， 可 先 用 6 到 10 倍柱体积的非极性溶剂使样品溶液平衡，然后加入 样 品 ，用 非 极 性 溶剂洗脱不想要的组份， 接着用极性溶剂洗脱第一组感兴趣的组份， 最后用极性更强的溶剂洗脱剩下的感兴趣的组份。 3.2 反相
1 系统工艺简介
某钢厂烧结烟气脱硫工程采用氨法湿法脱硫工艺。 氨法烟气脱硫 技术以液氨、氨水或碳铵为脱硫剂对烟气中的 SO2 进行吸收脱除。 烟 气 经 过 吸 收 塔 ，其 中 的 SO2 被 吸 收 剂 吸 收 ，生 成 硫 铵 ，吸 收 化 学 反 应 为：
H2O＋SO2→H2SO3 NH3＋H2SO3→NH4HSO3 2NH3＋H2O＋SO2→(NH4)2SO3 (NH4)2SO3+SO2+H2O→2NH4HSO3 NH4HSO3+NH3→(NH4)2SO3 (NH4)2SO3＋1/2O2=(NH4)2SO4 具体工艺流程为从烧结机头主抽风机后的烟道上引出的烟气，通 过增压风机升压，经钢烟道架空至脱硫区送入脱硫塔，在脱硫塔前降 温烟道降温、脱硫塔内脱硫净化，经除雾器除去水雾后，通过脱硫塔顶 湿烟囱排放。 外购液氨运进厂后直接接入吸氨装置，将液氨稀释为 18%的浓氨 水，经氨水输送泵输送至各脱硫岛氨水储罐；脱硫系统运动时，补氨泵 向吸收系统和氧化系统补充氨水； 脱硫循环液通过脱硫循环泵从脱硫塔的溶液池送至塔内吸收段 喷嘴系统，与烟气接触发生化学反应吸收烟气中的 SO2。在塔内经亚硫 酸铵氧化系统将 SO2 吸收系统形成的亚硫酸铵氧化成硫酸铵，氧化后 的稀硫铵溶液通过稀硫铵溶液输送泵送至浓缩降温辅助塔除雾器冲 洗系统，作为浓缩段除雾器冲洗液。 浓缩降温塔与原有烟气管道相连，利用原烟气的热量将氧化后的 硫酸铵稀溶液浓缩，降低后续工序副产品硫铵提取能耗；并对硫酸铵 溶液进行净化处理，提高副产品硫铵品质，经过粗过滤和精过滤系统 的硫酸铵溶液最后进入硫铵制备车间结晶成为副产品硫铵。
3 结语
针对上述原因，某钢厂采取调整系统材质及防腐能力（浓缩循环 泵叶轮改用 A49 材质，进料预热器、蒸发器、硫铵加热器换热管及管板 材质调整为 254MSO 且在管箱内壁采用玻璃鳞片防腐处理）， 并加强 操作管理等有效措施进行了整改， 现烧结烟气脱硫系统运行可靠， 运 行 效 率 由 70%提 高 至 95%，脱 硫 后 二 氧 化 硫 的 排 （下转 第 946 页 ）
我国大约在 2004 年开始进行烧结烟气脱硫工作， 至 2008 年底， 采 用 的 工 艺 有 ：双 碱 法 工 艺 、 氨— — — 硫 铵 法 工 艺 、 石 灰 石 — — — 石 膏 湿 法 工 艺 、 循 环 流 化 床 （LJS-FGD） 脱 硫 工 艺 、 密 相 干 塔 工 艺 、 旋 转 喷 雾 （SDA） 工艺、 活性炭吸附工艺、MEROS 工 艺 、NID 工 艺 、GSCA 工 艺 、 ENS 工艺等十多种。 某钢铁厂烧结烟气脱硫系统采用氨— ——硫氨法脱 硫工艺，2008 年底建成并投入第一套装置。 系统运行过程中，浓缩泵、 过滤器、循环管、硫铵蒸发器、加热器等腐蚀严重、漏液，多次停机对漏 点进行焊补，严重影响了脱硫系统的运行效率。
系统腐蚀原因分析： （1）烟 气 实 际 条 件 与 设 计 技 术 条 件 偏 差 较 大 ，实 际 烟 气 中[Cl-]含 量高出常规值，是合同技术附件约定值数倍，且烟气中[Cl-]含量与 SO2 含 量 比 值 也 远 高 于 常 规 ，使 系 统 设 计 中 控 制 脱 硫 溶 液 [Cl-] 浓 度 的 技 术 措施失效。 （2）由 于 脱 硫 溶 液 中[Cl-]浓 度 高 度 富 集 ，脱 硫 系 统 溶 液 腐 蚀 强 度 大大加强，严重超出了选用的设备材质的防腐限度，对脱硫系统构成 了严重的伤害。 （3）脱硫系统运行参数控制失当，加剧了系统的腐蚀强度。 按照设 计要求，脱硫塔 pH 值 应 控 制 在 5.0 以 上 ，浓 缩 降 温 塔 pH 值 应 控 制 在 3.0 以上，低压加热蒸汽温度应控制在 110~120℃等 。 但实际运行中， 由于液氨采购不及时等原因，系统运行中吸收剂不足，使脱硫塔 pH 值 最低达到了 2.0，浓缩降温塔 pH 值最低达到了 1.0，加剧了系统的腐蚀 伤害。
2 腐蚀原因分析
该钢厂脱硫系统设计条件：SO2 浓度：500~1000Байду номын сангаасg/m3 （标 况 850~ 1700mg/Nm3）； 烟 气 中 [Cl-] 含 量 ： 常 规 值 15mg/Nm3， 其 设 计 控 制 限 值 20mg/Nm3；另外，由于吸收循环液 pH 值在 5～6 之间 ，硫 铵 浓 缩 循 环 液 pH 值在 2～4 之 间 ，呈 酸 性 ，有 较 强 腐 蚀 性 ，系 统 设 计 时 采 用 了 防 腐 性
【关键词】液相色谱仪；流动相；样品；预处理
1 高效液相色谱仪的结构和原理
3 固相萃取 SPE 技术
高效液相色谱法是在经典色谱法的基础上，引用了气相色谱的理 论，在技术上，流动相改为高压输送（最高输送压力可达 4.9′107Pa）;色 谱柱是以特殊的方法用小粒径的填料填充而成，从而使柱效大大高于 经典液相色谱（每米塔板数可达几万或几十万）；同时柱后连有高灵敏 度的检测器，可对流出物进行连续检测。
固相萃取技术是基于同液相色谱同样技术开发的分离复杂样品 中的不同组份的一种方法， 一般实验室中 60~80%的成本及工作量在 样品制备上，若采用固相萃取技术可以加速样品的制备时间，降低样 品前处理的成本，提高分析的准确性及回收率，更容易自动化，减少样 品处理步骤，降低对不稳定样品的影响。
各种固相萃取小柱可以分为以下三类： 3.1 正相
该钢厂的脱硫系统在运行不到一年的时间内，多次出现泵、加热 器、过滤器腐蚀漏液现象，致使系统无法正常运行，同机运行效率较 低。
为了查找腐蚀原因，我们先是利用光谱分析仪对有防腐要求的设 备和管道的金属材质进行了现场检测，结果证实这些不同种类的不锈 钢设备和材料的组分均符合相关标准， 且同样材质的加热器等设备， 在其它工程中运行 2 年多仍没有出现腐蚀漏液问题。
2010 年 第 23 期
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某钢厂烧结烟气脱硫系统严重腐蚀原因分析
任爱秋 1 宋俊岭 2 (1.日照钢铁有限公司安全环保部 山东 日照 276806； 2.日照钢铁有限公司 2150 带钢厂机动科 山东 日照 276806)
【摘 要】对烧结烟气脱硫系统腐蚀原因进行分析，采取有效的整改措施，从而提高系统的运行效率和脱硫效率。 【关键词】烧结脱硫；腐蚀；原因
0 前言
我国环境保护“十一五”规划把燃煤电厂及钢铁行业烧结机烟气 脱硫工程一并列入“十一五”环境保护重点工程，钢铁行业烧结烟气脱 硫成为继火力发电机组烟气脱硫之后 SO2 排放控制的重点。 我国是钢 铁大国， 钢铁工业是 SO2 排放大户， 其排放量约占全国工业行业 SO2 排放总量的 8%，仅次于火电行业。 烧结烟气是钢铁企业 SO2 排放的主 要 来 源 ， 一 般 情 况 ， 烧 结 过 程 SO2 排 放 量 约 占 钢 铁 企 业 排 放 总 量 的 70%~80%，因 此 ，控 制 烧 结 生 产 过 程 SO2 排 放 是 钢 铁 企 业 控 制 SO2 污 染的重点，烧结烟气脱硫势在必行。
为此，我们又对系统各段溶液多次取样检测，其中 9 月 15 日送检 样品情况及结果如下：