Online analysis of trace anions in power plant water matrices

Význam tématu

Online odběr a analýza vzorků vody z elektráren je klíčová pro rychlé vyhodnocení kvality a prevenci kontaminace. Současná praxe vyžaduje přesné stanovení jak aniontů, tak kationtů v reálném čase, čímž se zkracuje doba odezvy a minimalizuje riziko nesprávných rozhodnutí v provozu.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem této aplikace bylo navrhnout a ověřit automatizované uspořádání pro simultánní stanovení aniontů a kationtů v laboratorních vzorcích napodobujících vodu v kotlích. Testovaný postup zahrnuje inline přípravu vzorku, variabilní prekoncentraci (MiPCT) a kalibraci pomocí jednoho víceiontového standardu.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika kombinuje iontovou chromatografii s automatizovaným odběrem a úpravou vzorku:

• Inline prekoncentrace (MiPCT) nastavena na sedm kalibračních úrovní (0,5 až 20 µg/L) pomocí objemů od 50 µL do 2000 µL.
• Eluent získaný inline z 6,4 mmol/L Na2CO3 a 2,0 mmol/L NaHCO3.
• Suppressor regenerován 100 mmol/L H2SO4, proplachy ultrapure vodou.
• Podmínky separace: průtok 0,7 mL/min, injekční objem 2000 µL, tlak do 15 MPa, doba analýzy 18 min, teplota kolony 32 °C.

Instrumentace:

• 850 Professional IC AnCat – MCS
• 2× IC Conductivity Detector
• 2× 872 Extension Module Liquid Handling
• 2× 800 Dosino (liquid handling)
• 849 Level Control for Inline Eluent Preparation

Hlavní výsledky a diskuse

Pro kontrolní standard (umělá kotlová voda, 20 µg/L) byly získány následující výsledky za 72 hodin:

• Fluorid: 1,99 µg/L, RSD 4,07 %
• Chlorid: 1,99 µg/L, RSD 1,20 %
• Síran: 2,04 µg/L, RSD 8,67 %
• Chroman: 1,98 µg/L, RSD 5,23 %

Přístroj prokázal stabilitou výsledků a univerzálnost pro různé anionty i kationty při minimálním zásahu obsluhy.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje:

• Okamžitý monitoring kvality napájecí vody v elektrárnách.
• Snížení rizika kontaminace díky online odběru bez manuální manipulace.
• Úsporu času a práce díky automatizované kalibraci a prekoncentraci.

Budoucí trendy a možnosti využití

Dalším krokem je rozšíření metody o detekci stopových kovů, integrace s provozními řídicími systémy a rozvoj umělé inteligence pro prediktivní údržbu. Využití miniaturizovaných senzorů a multiparametrických stanic přispěje k ještě rychlejšímu rozhodování.

Závěr

Navržené online uspořádání pro simultánní stanovení aniontů a kationtů pomocí IC s MiPCT prekoncentrací a automatickou kalibrací dosahuje vynikající reprodukovatelnosti a jednoduchosti provozu. Metoda je vhodná pro kontinuální kontrolu kvality vody v náročných průmyslových podmínkách.