Determination of Morpholine, Ethanolamine, and Hydrazine in Simulated Nuclear Power Plant Wastewater
Aplikace | 2016 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Ve vodních okruzích jaderných elektráren se využívají organické aminy (morfolin, ethanolamin, hydrazin) jako inhibitory koroze a odstraňovače kyslíku. Jejich přítomnost v odpadních vodách v nízkých µg/L koncentracích podléhá přísným emisním limitům. Současně vysoký obsah solí (ammonium, Na+, K+, Ca2+, Mg2+) komplikuje analýzu těchto látek.
Vyvinout a validovat dvě iontově chromatografické metody pro současné stanovení hydrazinu a morfolinu a separátní stanovení ethanolaminu v simulované odpadní vodě jaderné elektrárny. Zajistit dostatečnou citlivost (LOD v řádu µg/L), přesnost a odolnost vůči vysoké slanosti matrix.
Metoda kombinuje Reagent-Free™ Ion Chromatography s eluentní generací (RFIC-EG™), potlačenou vodivostní detekci a integrovanou pulsní amperometrickou detekci (IPAD).
Metoda 1 (hydrazin + morfolin):
Vyvinuty byly dvě robustní iontově chromatografické metody schopné spolehlivě detekovat hydrazin, morfolin a ethanolamin v simulovaných odpadních vodách jaderné elektrárny. Metoda kombinující RFIC-EG, potlačenou vodivost a IPAD poskytuje LOD v řádu jednotek µg/L a splňuje požadavky na přesnost a opakovatelnost pro emisní monitoring.
Iontová chromatografie
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Ve vodních okruzích jaderných elektráren se využívají organické aminy (morfolin, ethanolamin, hydrazin) jako inhibitory koroze a odstraňovače kyslíku. Jejich přítomnost v odpadních vodách v nízkých µg/L koncentracích podléhá přísným emisním limitům. Současně vysoký obsah solí (ammonium, Na+, K+, Ca2+, Mg2+) komplikuje analýzu těchto látek.
Cíle a přehled studie / článku
Vyvinout a validovat dvě iontově chromatografické metody pro současné stanovení hydrazinu a morfolinu a separátní stanovení ethanolaminu v simulované odpadní vodě jaderné elektrárny. Zajistit dostatečnou citlivost (LOD v řádu µg/L), přesnost a odolnost vůči vysoké slanosti matrix.
Použitá metodika a instrumentace
Metoda kombinuje Reagent-Free™ Ion Chromatography s eluentní generací (RFIC-EG™), potlačenou vodivostní detekci a integrovanou pulsní amperometrickou detekci (IPAD).
- Chromatograf: Dionex ICS-3000 (DP Dual Gradient Pump, EG Eluent Generator, CR-CTC II, CD modul, AS autosampler)
- Kolony: IonPac CS16 (3×250 mm) pro hydrazin/morfolin, IonPac CS15 (2×250 mm) pro ethanolamin
- Služební eluent: Methansulfonová kyselina (MSA) elektrolyticky generovaná
- Postcolumn reagent (PCR): 50 mM NaOH
- Detektory: CSRS® 300 potlačená vodivost, AAA-Certified™ Au elektroda pro IPAD
- Softwarové řízení a zpracování dat: Chromeleon® CDS
Hlavní výsledky a diskuse
Metoda 1 (hydrazin + morfolin):
- Gradient MSA (15–65 mM) na CS16, teplota 40 °C
- LOD hydrazinu 2,3 µg/L, LOQ 8,6 µg/L; morfolinu 24,8 µg/L / 147 µg/L
- Lineární rozsah: 10–50 µg/L (hydrazin), 150–500 µg/L (morfolin), r2=0,9997
- Přesnost (n=7) – hydrazin: retenční čas RSD <0,1 %, plocha 1,9 %; morfolin: retenční čas <0,1 %, plocha 2,9 %
- Recovery v simulované matici (50 mg/L NH4+ atd.): hydrazin 109 %, morfolin 97 %
- Robustnost: stabilní LOD/LOQ, nutnost týdenní přípravy PCR, citlivost na teplotu a stáří reagencií
- Isokrat 5 mM MSA (11 min) + 65 mM MSA na CS15, 50 °C
- LOD 13 µg/L, LOQ 54 µg/L; lineárnost 50–800 µg/L, r2=0,9997
- Přesnost (n=7): retenční čas <0,1 %, plocha 1,6 %
- Po 20% ředění matrix recovery 101,7 % při 200 µg/L, RSD RT 0,43 %, plocha 1,8 %
Přínosy a praktické využití metody
- Citlivé stanovení aminy ve složitých matricích jaderných elektráren
- Eluentní generátor zajišťuje konzistentní koncentraci a eliminuje ruční přípravu
- Dvojí detekce (vodivost + IPAD) poskytuje vysokou selektivitu a citlivost
- Metodika vhodná pro rutinní monitoring odpadních vod a kontrolu emisních limitů
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření metody na další organické inhibitory a biodetekci v jaderném i fosilním sektoru
- Integrované automatizované systémy pro on-line monitoring
- Využití vyspělé suppressor technologie a multi-analyte separací
- Prezentace výsledků v reálném čase pro rychlou korekci provozních podmínek
Závěr
Vyvinuty byly dvě robustní iontově chromatografické metody schopné spolehlivě detekovat hydrazin, morfolin a ethanolamin v simulovaných odpadních vodách jaderné elektrárny. Metoda kombinující RFIC-EG, potlačenou vodivost a IPAD poskytuje LOD v řádu jednotek µg/L a splňuje požadavky na přesnost a opakovatelnost pro emisní monitoring.
Reference
- Maeda H. et al. The Global Nuclear Fuel Market–Supply and Demand 2005–2030; WNA 2005.
- Nordmann F. Aspects on Chemistry in French Nuclear Power Plants. J. Solution Chem. 2003, 32.
- Cattant F., Crusset D. Corrosion Issues in Nuclear Industry Today. Materials Today 2008, 11(10), 32–37.
- Millett P.J., Fruzzetti K. Status of Amines in PWRs; EPRI 2005.
- B&W Nuclear Technologies; Qualification Testing of Advanced Amines; EPRI TR-103098, 1994.
- Rubin E.S. Toxic Release from Power Plants. Environ. Sci. Technol. 1999, 33, 3062–3067.
- JORF DEVQ0803300A, Rejets effluents chimiques liquides, 2008.
- JORF DEVP0928629A, Rejets effluents chimiques liquides, 2009.
- EPRI Instrumentation and Control–State-of-Knowledge Assessment. Doc. 1012209, 2007.
- Dionex AN 152: Sodium at Parts-Per-Trillion Level; 2003.
- Dionex AN 185: Organic Acids and Inorganic Anions in Boric Acid-Treated Waters; 2008.
- Dionex TN 50: Amino Acid Analysis by AAA-Direct; 2001.
- Dionex Instr. 065067: ICS-3000 EG Vacuum Degas Kit; 2005.
- Dionex AN 188: Glycols and Alcohols by Ion-Exclusion and PAD; 2008.
- Dionex Manual 023741: AAA-Direct Installation; 2004.
- Dionex Manual 031481: AAA-Direct Product Manual; 2004.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Determination of Morpholine, Ethanolamine, and Hydrazine in Simulated Nuclear Power Plant Wastewater
2016|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Terri Christison, Brian De Borba, and Jeff Rohrer Thermo Fisher Scientific, Sunnyvale, CA, USA Introduction Nuclear power plants (NPP) generate nearly 20% of the total electricity in the U.S. and nearly 30% in the E.U.1 In NPPs, water in secondary…
Klíčová slova
hydrazine, hydrazinemorpholine, morpholineethanolamine, ethanolaminedionex, dionexnpp, nppramp, rampoff, offwastewater, wastewatersimulated, simulatedammonium, ammoniumelectrode, electrodeconcentrations, concentrationsipad, ipadpcr, pcrthermo
Industrial Ion Chromatography application note compendium
2020|Thermo Fisher Scientific|Příručky
Table of contents Overview Chemicals Materials Batteries Electronics Oil and Gas Biofuels Power Industrial Ion Chromatography application note compendium Industrial application note compendium Table of contents Materials There is a broad range of industrial applications that are ideally suited for…
Klíčová slova
biofuels, biofuelsbatteries, batterieselectronics, electronicsanions, anionscic, cicpower, poweroil, oilamines, aminescontents, contentschemicals, chemicalstrace, traceoverview, overviewtable, tablematerials, materialssulfuric
Ion Chromatography Applications in the Power Industry
2010|Thermo Fisher Scientific|Prezentace
Ion Chromatography Applications in the Power Industry Dionex Corporation Sunnyvale, CA Content ● Introduction ● Eluent Generation and Purification ● Suppression ● Applications ● On-line Sample Preparation ● Borated Waters ● Amines – Matrices and Analytes ● Conclusions Automation Challenges…
Klíčová slova
autoprep, autopreprfic, rficloop, loopwaste, wasteatc, atcwater, wateresp, espsuppressor, suppressorkoh, kohminutes, minutessuppressed, suppressedeluent, eluentconcentrator, concentratorborated, boratedsmall
Environmental Water Applications Notebook
2012|Thermo Fisher Scientific|Příručky
Environmental Water Applications Notebook Anions • Cations • Bromate • Haloacetics Acids • Disinfection Byproducts Table of Contents Introduction to Environmental Water Analysis.......................................................................................................................... 4 Analysis of Anions..................................................................................................................................................................... 7 Monitoring Inorganic Anions and Cations During Desalination............................................................................................... 8 Determination of Total Phosphorus…
Klíčová slova
anions, anionsbromate, bromatewater, waterbromide, bromidedrinking, drinkingpostcolumn, postcolumninorganic, inorganicconductivity, conductivitydetermination, determinationcations, cationsreagent, reagentsuppressed, suppressedeluent, eluenthydroxide, hydroxidechromatography