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韩春霞 郑洪国
航空燃油是指一些专门为飞行器而设的燃油品种,质量比暖气系统和汽车所使用的燃油高,通常都含有不同的添加物以减低结冰和因高温而爆炸的风险。航空燃油分为两大类:航空汽油(Aviation Gasoline,Avgas),用于往复式发动机的飞机上。航空煤油(Jet fuel),在航空燃气涡轮发动机和冲压发动机上使用。
飞机对燃料的性能有极其严苛的要求,这直接关系到飞行安全。在航空燃油的诸多要求中,包括了燃烧性能、低温性能、安定性指标以及洁净度和腐蚀性等指标。和杂质相关的指标,包含了卤素和硫的限度检测。卤素和硫的危害和相关一些检测标准如下表所示:
(点击查看大图)
以上标准中,均使用了以燃烧炉作为前端的燃烧离子色谱法(Combustion Ion Chromatography, CIC)对燃油中的氟、氯和硫进行测定。
卤素和硫的结果测定是否准确,既取决于燃烧炉的燃烧效率,更取决于燃烧炉的本底和空白稳定性。2025年,赛默飞推出了崭新的燃烧离子色谱系统,高效的Cindion?燃烧模块与高压离子色谱Inuvion?IC系统搭配使用,检测超低含量的卤素和硫。与市场上其他同类产品相比,Cindion燃烧离子色谱系统的设计包含了诸多创新与功能提升:
1. 降低系统污染:全peek管路,确保无氟溶出,提供更低的系统空白
2. 提升燃烧效率:Z型折叠式燃烧管,增加了氧气供应效率,提高燃烧效率
3. 节约实验室空间:布局紧凑
4. 软件统一:由Chromeleon色谱数据系统控制
图1 Cindion燃烧离子色谱系统
赛默飞燃烧离子色谱测定燃油中卤素和硫的工作流程:
进样
使用Cindion自带液体进样器,自动进样。
燃烧和气体吸收
a) 炉温:进口1050°C,出口1050°C;
b) 气体流量(mL/min)
i. 燃烧管入口,氩气:100
ii. 主氧气:200
iii. 涡轮氧气:100
c) 吸收溶液: 6.0 mL去离子水
离子色谱分析(使用Inuvion离子色谱)
a) 色谱柱:Dionex IonPac AG19保护柱 Dionex IonPac AS19分离柱, 4mm;
b) 淋洗液来源:Dionex EGC-500 KOH淋洗液发生器;Dionex CR-ATC 600捕获柱和Dionex RFIC脱气模块
c) 淋洗液: 15mM KOH
d) 流速: 1.0 mL/min
e) 进样量: 200 μL
f) 柱温:30 °C
g) 检测:抑制型电导,ADRS 600,4 mm,38 mA,自循环模式
数据处理
图2 用于燃油中卤素和硫测定的Cindion燃烧离子色谱工作流程(点击查看大图)
测定结果
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Cindion用于测定航空燃油中卤素和硫具有以下技术优势:
1. 空白低:管路选用不含卤素和硫的材料,本底更低;
2. 灵敏度高:可满足国内外标准要求的检出限;
3. 燃烧效率高:Z型折叠的燃烧管设计,保证样品充分燃烧,重复性好;
4. 节省人力:全自动化的燃烧-吸收-分析过程,操作简便,节省时间。
总结
当前,中国航空燃料的发展正坚定地朝着 "绿色" 与 "自主" 的方向转型,大力发展可持续航空燃料(SAF),降低全生命周期碳排放,构建现代化标准体系,提升航油质量管控能力,保障供应安全与洁净度。赛默飞Cindion燃烧离子色谱系统,将以其便捷的操作及准确可靠的实验结果,为前景广阔的航空燃油市场发展添砖加瓦。
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