[发明专利]氯元素含量的测定方法及其燃烧装置

说明书

本发明涉及一种氯元素的测定方法及其燃烧装置。

近二十年来，中国的造纸工业得到了很大的发展，但是环境保护方面只注意蒸煮废液对环境的危害，所关心的是BOD₅、COD、TSS和色度，而西方造纸工业发达国家环保的目光已从这些传统参数转变为注重漂白废水对环境所造成的冲击和危害。虽然诸多的无氯漂白方法在不断地开发和推广，但传统的低成本的含氯漂白方法仍在大量的使用，因含氯漂白废水(酸性废水、碱性废水)中含有的木质素降解产物和含氯漂剂反应，产生的酚类化合其有机氯化物，主要是氯代酚类化合物，它的污染性质可概括为以下几个方面：(1)：漂白废水中COD、BOD负荷较大。主要因为漂白废水中含有大量的溶解有机物，它在水中消耗大量的氧，降低水中的溶解氧，危害鱼类及其它水生生物的生存；(2)：色度较高，尤其是后段废水；(3)：毒性强，漂白废水中含有毒性很强的物质，主要是氯化有机物，它们对水生生物都有毒性；(4)：致畸、致突变性，研究表明，漂白废水中有多种生物诱变物质，特别是氯化二苯腙呋喃，能够改变生物的遗传。氯化有机物的种类很多，成分复杂，它含有氯化的酚、醛、酮、酸、酯、二恶英、呋喃和其它中间体等，而且每种化合物所占比例因生产工艺条件的不同而异，随着原料的不同而不同，没有相对的比例关系。这就不可能用检定化合物的多少来了解其它化合物存在的多寡。

为了适应环保和生产控制检测的需要，各种测定水中氯元素含量的分析方法应运而生，其中适用性较大的有：总有机氯(Total Organic Chlorine)的测定，简称TOCl；吸咐有机氯(Adsorbable Organic Chlorine)的测定，简称AOCl；和有机溶剂抽提法(Solvent-ExtratableChlorined Organic Matter)，简称EOCl。这三种分析方法的关键均是尽可能地收集水样中的有机氯化物，然后在高温下(1000℃以上)将有机物氧化使有机氯转变为无机氯，用测定无机氯的含量来确定有机氯。TOCl的测定通过超滤使分子量分级，再通过XAD树脂富集有机氯，再通过Schoniger燃烧，使有机物矿化，生成CO₂、H₂O、HCl，最后用硝酸银溶液滴定其中的无机氯离子，进行化学分析。AOCl是通过活性炭吸附富集有机化合物，并且用硝酸钠洗涤分离去除无机氯离子，也经过矿物化，有机氯化物在氧气流中生成CO₂、H₂O、HCl，再用微库仑计滴定法测定氯离子的含量。EOCl技术用有机溶剂(如环已烷、异丙醇和庚烷)间歇萃取，萃取后取10-20ul的溶剂进行燃烧，燃烧后的氯离子用微库仑滴定法测定。这些测定方法准确度虽高，但分析成本昂贵，对于废水的常规分析太耗时间，步骤也较复杂，目前还不能适合我国的造纸企业和科研单位使用。

而且所有的测定方法都需要将有机氯通过燃烧转化成无机氯，再加以测量，燃烧温度至少要达到1000℃才能将有机氯燃烧完全。现有的燃烧装置是利用外绕高温丝使反应管加热或内置高温丝或高温棒使反应管加热的。这种燃烧装置加热传导比较慢，而且如果高温丝或高温棒发生断裂的话更换也比较麻烦。

本发明的目的是提供一种氯元素含量的测定方法，其不仅具有较高的准确度，且简便易行。

本发明的另一个目的是提供该测定方法中的一种燃烧装置，该装置不仅具有热传导快，热效率高的特点，而且高温丝的更换也简单。

本发明提供的测定氯元素含量的方法是先采取高温燃烧法将待测物中的有机氯转变成无机氯，用碱性溶液吸收，吸收液再采取电位法测定其中氯元素的含量，其测量电极由氯离子选择性电极和参比电极组成，将所述测量电极插入所述吸收液中，测量所述测量电极之间的电极电势V，根据公式V＝E⁰+(2.303RT/F)logK_sp(Agcl)-(2.303RT/F)log[cl^-]-E_ref，计算出吸收液中氯离子的浓度[cl^-]，即可换算出待测物中氯元素的含量；

其中E⁰为银电极的标准电极电势，

    K_sp(Agcl)为氯化银的离子积常数，

    E_ref为参比电极电势，

    R为气体常数，

    T为开氏温度，

    F为法拉第常数。