硫氧化物(SO3、SO2)的测量

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硫氧化物(SO3、SO2)的测量
一、吸收装置
1.烟气取样器
2.电加热烟气套管(伴热管),烟气温度保持在>250℃;
3.石英排出管内塞石英棉,用以过滤固体颗粒;
4.玻璃蛇形收集管
5.玻璃滤板(孔径≤0.63μm)
6.250ml一级吸收瓶,内装100ml3%过氧化氢溶液(调节至中性),出气管
出口为锥形喇叭口并带有玻璃滤板或分散孔以便气流分散,易于吸收。

7.125ml二级吸收瓶,内装50ml3%过氧化氢溶液(调节至中性),对气体
中未被吸收的SO2进行二次捕集。

8.干燥塔(内装变色硅胶),用于吸收水蒸气,以保护真空泵
9.真空泵(最大流量20L/min)
10.针型阀
11.湿式流量计
二、试剂选用
1.蒸馏水
2.氢氧化钠溶液(c=0.1ml/L):称取2gNaOH试剂溶于500ml水中, 储存于塑
料瓶中。

3.溴酚蓝指示剂:称取0.5g溴酚蓝于1升20%乙醇溶液中;
4.混合指示剂:称取溴甲酚绿1g溶于14ml 氢氧化钠(0.1mol/L )溶液中,
可用平头玻璃棒研磨并溶于1L水中。

另取甲基红1g溶于37ml氢氧化
钠(0.1mol/L )溶液中,再溶于1L水中,使用时两种溶液等体积混合;
5.5% IPA溶液(v/v):量取25ml异丙醇于475ml水中,储存于玻璃瓶中。

6.3%过氧化氢溶液:量取50ml30%过氧化氢于450ml水中,储存于塑料瓶
中。

7.氢氧化钠标准溶液(c=0.1ml/L): 称取2gNaOH试剂溶于500ml水(煮沸并
冷却后)中,充分混匀后储于聚乙烯瓶中,用苯二甲酸氢钾标定:
准确称取预先在约120℃干燥1h的苯二甲酸氢钾基准试剂m(0.1g)于300ml烧杯中,加入已煮沸5min并经中和、放冷的水150 ml加酚酞指示剂2~3滴,以氢氧化钠标准溶液滴定至微红色(消耗体积为v1)。

滴定度:T SO3=40.03m/(0.2042v1)
8.氢氧化钠标准溶液(c=0.5ml/L): 称取10gNaOH试剂溶于500ml水中(煮
沸并冷却后)中,充分混匀后储于聚乙烯瓶中,用苯二甲酸氢钾标定: 准确称取预先在约120℃干燥1h的苯二甲酸氢钾基准试剂m(0.1g)于300ml烧杯中,加入已煮沸5min并经中和、放冷的水150 ml加酚酞指示剂2~3滴,以氢氧化钠标准溶液滴定至微红色(消耗体积为v1)。

滴定度:T SO3=40.03m/(0.2042v1)
9.SO3收集管洗液:a.每50ml 5% IPA溶液中滴加2滴溴酚蓝指示剂, 用
0.1ml/L氢氧化钠溶液调节溶液颜色由黄色变为蓝色;b. 每50ml5%异丙
醇溶液中滴加2滴混合指示剂,用0.1ml/L氢氧化钠溶液调节溶液由酒
10.SO2吸收液:a.每50ml3%过氧化氢溶液中滴加2滴溴酚蓝指示剂, 用
0.1ml/L氢氧化钠溶液调节溶液颜色由黄色变为蓝色;b. 每50ml5%异丙
醇溶液中滴加2滴混合指示剂,用0.1ml/L氢氧化钠溶液调节溶液由酒
红至亮绿色;
三、测量过程
1.取样前准备:保证玻璃蛇形收集管和玻璃滤板清洁、干燥(用丙酮清洗,
在空气中干燥),若玻璃滤板上有难于清洗的固体异物可用重铬酸钾处理
后清洗干净;确保连接处密封(可用硅油密封)。

2.取样时,SO3收集管内水温不能低于60℃,方法:
(1)加大高温烟气流量
(2)自动水温调节装置
(3)热水循环装置
3.SO3洗液和SO2吸收液用量的选取:事先估计烟气中三氧化硫含量,由烟气流
量来确定试剂用量的适当值,以确保既采到足够的硫酸的量,又使误差减小到适当
的范围。

改变流量与截取时间,测量结果比较
气流温度与流量变化与冷却水温度
4.三氧化硫的测定
试样取完后,移开SO3收集管,用80毫升洗液冲洗,定容于100ml容量瓶中,然后吸取适量该溶液于100ml烧杯中,添加水至溶液总量为50ml。

然后用氢氧化钠标准溶液进行滴定。

方法A: 选用洗液a,用氢氧化钠标准溶液滴定,直至溶液颜色发生变化(由黄色经绿色到蓝色)即为终点。

方法B: 选用洗液b,用氢氧化钠标准溶液滴定,直至溶液颜色发生变化(由红色变为亮绿色)即为终点。

5.二氧化硫的测定
取下一、二级SO2吸收瓶并将其顶部冲洗干净后,混合后移入500ml容量瓶中定容,吸取适量该溶液于100ml烧杯中,加水至溶液总量为50ml,用氢氧化钠标准溶液滴定。

方法A: 选用吸收液a,用氢氧化钠标准溶液滴定,直至溶液颜色发生变化(由黄
色经绿色到蓝色)即为终点。

方法B: 选用吸收液b,用氢氧化钠标准溶液滴定,直至溶液颜色发生变化(由红色变为亮绿色)即为终点。

6.计算
SO3 = T SO3·v /V
或SO2= T SO2·v /V式中
v 消耗氢氧化钠标准溶液的体积,ml
T SO3 (T SO2) 氢氧化钠标准溶液对SO3(SO2)的滴定度mg/ml
V 所抽取的干燥烟气的体积,m3(按0℃和760mm汞柱修正)
四、方法的可靠性验证
具体方法:丙烷同空气混合在添加SO2气体的情况下进行燃烧,产生的烟气用此方法进行回收,通过变更SO2气体加入量,调整烟气中硫氧化物的含量。

玻璃熔板的有效性试验
不同抽气速度,SO3含量比较
同原来的Napier和Stone的方法比较
再现性、重复性研究
烟气中氟化物的测定
一吸收装置
1.电加热烟气套管,烟气温度应继续保持在>250℃;
2.石英排出管内塞石英棉,用以过滤固体颗粒;
3.250ml一级吸收瓶,内装50ml3%过氧化氢与氢氧化钠混合溶液,出气管
出口为锥形喇叭口并带有玻璃熔板以便气流分散,易于吸收。

4.250ml二级吸收瓶,内装50ml3%过氧化氢与氢氧化钠混合溶液,对气体
中未被吸收的HF进行二次捕集。

5.干燥塔(内装硅胶),用于吸收水蒸气,以保护真空泵
6.真空泵
7.针型阀
8.湿式流量计
二试剂选用
1蒸馏水
2氢氧化钠溶液(c=0.25ml/L):称取1gNaOH试剂溶于100ml水中, 储存于塑料瓶中。

3硝酸溶液:1+5(V+V)。

将20ml硝酸加入100ml水中混匀。

4盐酸溶液:
5溴甲酚绿指示剂:1g/L乙醇溶液。

称取0.1g溴甲酚绿溶于100ml乙醇中;
6氟标准储备溶液(1mg/ml):称取预先在120℃干燥约2h的优级纯氟化钠2.2101g于烧杯中,加水溶解,用水洗入1000ml容量瓶中并稀释到刻度,摇匀,储于塑料瓶中。

7氟标准工作溶液:用储备溶液分别配置1ml含氟100μg、250μg和500μg的工作溶液,储于塑料瓶中备用。

8总离子强度调节缓冲溶液:称取294g化学纯柠檬酸三钠和20g化学纯硝酸钾溶于约800ml水中,用硝酸溶液(1:5)调节Ph为6.0,再用水稀释
到1L。

储于塑料瓶中备用。

93%过氧化氢溶液:量取50ml30%过氧化氢于450ml水中,储存于塑料瓶中。

10氢氧化钠溶液(c=0.1ml/L): 称取2gNaOH试剂溶于500ml水(煮沸并冷却后)中,充分混匀后储于聚乙烯瓶中
11氟离子吸收液:3%过氧化氢溶液与0.1 ml/L氢氧化钠溶液按2:3混合。

三仪器设备
1电磁搅拌器
2氟离子选择性电极:测量线形范围10-1~10-5mol/L
3饱和甘汞电极。

4离子电位差计:输入阻抗大于1011Ω,精度0.1mv
四测量过程
1HF吸收液及稀释液用量的选取:事先估计烟气中HF含量,由烟气流量来确定试剂用量的适当值,以确保既采到足够的硫酸的量,又使误差减小到适当的范围。

具体见下表:
取下一、二级HF吸收瓶并将其顶部冲洗干净后,混合后移入250ml容量瓶中定容,吸取适量该溶液于100ml容量瓶中,添加水至85ml,往溶液中加入3滴溴甲酚绿指示剂,用盐酸溶液及氢氧化钠溶液中和到指示剂变蓝,再加入10ml总离子强度调节缓冲溶液,用水稀释到刻度,摇匀,放置半小时后将溶液移入100ml烧杯中,放入搅拌子,插入氟电极和甘汞电级,开动搅拌器,待电位稳定后记录下响应电位E1,立即加入1ml 氟标准溶液,待电位稳定后记录下响应电位E2。

3计算
HF=1.0526·k·C s/(anti lg((E1-E2)/S)-1)/( 1000·V )
式中
HF 烟气中HF含量mg/m3
C s氟标准溶液浓度,μg /ml
K 稀释倍数
S 氟电极的实测斜率;
V 截取烟气体积,m3
烟气中氯化物的测定
1.电加热烟气套管,烟气温度应继续保持在>250℃;
2.石英排出管内塞石英棉,用以过滤固体颗粒;
3.250ml一级吸收瓶,内装50ml3%过氧化氢与氢氧化钠混合溶液,出气
体中未被吸收的HCL进行二次捕集。

5.干燥塔(内装硅胶),用于吸收水蒸气,以保护真空泵
6.真空泵
7.针型阀
8.湿式流量计
二试剂选用
1蒸馏水
2氯化钠标准溶液(氯离子浓度c=0.1mg/ml):准确称取预先在500~600℃灼烧约1h的优级纯氯化钠0.3298g溶于少量水中, 再转入2000ml容量瓶中
定容。

3浓硝酸
4酚酞指示剂:10g/L乙醇溶液。

1g酚酞溶于100ml乙醇中;
5硫酸铁铵饱和溶液:将过量硫酸铁氨溶于适量水中至不再溶解,加入数毫升浓硝酸去除褐色,取上层清液
6硝酸银标准溶液(c=0.025mol/L):准确称取预先在110℃烘烤1h的优级纯硝酸银
4.2472g,溶于少量水中,再转入1000ml棕色瓶中,用蒸馏水稀释到刻度。

7硝酸银溶液(10g/L):1g硝酸银溶于100ml蒸馏水中,并加数毫升硝酸。

8硫氰酸钾标准溶液:称取2.5g硫氰酸钾溶于蒸馏水中,再转入1000ml容量瓶中定容。

标定:量取10ml硝酸银标准溶液数份,分别加入50ml蒸馏
水,3ml浓硝酸及1ml硫酸铁铵,用硫氰酸钾溶液滴定到溶液由乳白色变为
浅橙色即为终点。

三测量过程
1HCl吸收液及稀释液用量的选取:事先估计烟气中HCL含量,由烟气流量来确定试剂用量的适当值,以确保既采到足够的硫酸的量,又使误差减小到适当的范围。

具体见下表:
2氯离子的测定
取下一、二级HCL吸收瓶并将其顶部冲洗干净后,混合后移入250ml容量瓶中定容,吸取适量该溶液于100ml烧杯中,添加水至110ml,往溶液中加入1滴酚酞指示剂,
用浓硝酸调至溶液中红色消失,再过量5ml,用单标记移液管准确加入5ml氯化钠标准溶液及10ml硝酸银溶液,放置2~3min,加入2~5ml正己醇盖上表面皿,把烧杯放在磁力搅拌器上快速搅拌1min后,加入2ml硫酸铁铵溶液,用硫氰酸钾标准溶液滴定,当溶液由乳白色变为浅橙色,即为终点。

四计算
HCl=36.45·c·K·(v2-v1)/V
式中
HCl 烟气中HCl含量mg/m3
c 硫氰酸钾标准溶液浓度,mol/L
K 稀释倍数
v2硫氰酸钾标准溶液消耗量;
v1空白测定时硫氰酸钾标准溶液消耗量;
V 截取烟气体积,m3。

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