石灰石石膏湿法脱硫系统简易化学分析手册.doc

脱硫系统简易化学分析手册盐城市兰丰环境工程科技有限公司2015年12月目录第一章试样采集及制备1第二章 仪表及仪器测量3第三章脱硫石膏主要成分分析5第四章循环浆液成分分析8附表1脱硫系统浆液密度与百分比浓度关系表11附表2脱硫系统化学分析常用物质的分子量14附表3PH标准溶液的配制15第一章试样采集及制备一、试样采集1. 石灰石采样1.1采样位置石灰石块样品在石灰石运输车或卸料场上定期采集；石灰石的液相样品在其新鲜浆液槽或新鲜浆液的输送管道上定期采集。1.2采样方法1.2.1入仓块料样品的采集（1）直接在石灰石块运输车上或卸料场上进行采集。要求：每辆运输车抽取5份样品，根据其输送时间进行五等分，每间隔一等分时间取一次样，每份样不少于300g，取得的样品应立即装入密闭、防潮的容器中。（2）将采集的样品充分混合，然后采用四分法将样品缩分到300-400g，并将缩分后的混合样立即放入密闭、防潮的磨口广口瓶中。（3）瓶上标签应注明运输车编号、采样时间、采样人员及采样点。（4）若对每天入库的样品作为一个批量进行分析，就将上述采集的每辆运输车的缩分样再进行混合，并再次根据四分法缩分到300-400g，保存方法不变，标签上注明采样日期、采样人员、采样点。1.2.2石灰石浆液的采集（1）采集容器必须是洁净的硬质玻璃瓶或塑料制品。采样前应用浆液冲洗2-3次，采样后应迅速盖上瓶盖。（2）在新鲜浆液槽中采样时，应在液面下50cm处采样；在浆液管道中采样时，应在石灰石供给泵出口或流动部位采样，且必须先放掉500-1000mL，浆液冲洗采样瓶后再采样，每次采样不小于500mL。（3）若每半天分析一个样，则间隔0.5-1h采集一份样品；若每天分析一个样，则间隔1-1.5h采集一份样品，共采集五份，将采集的五份样混合。1.3检测参数（1）成分分析：石灰石主要包括碳酸钙和水分等。（2）石灰石浆液：PH值、密度、固体质量分数等。2. 吸收塔浆液采样2.1采样位置吸收塔浆液采样点在石膏排出泵出口或循环管道的有效位置。2.2采样方法见前所述，测量浆液密度时单独取样并及时进行测量；将取好样的浆液静置一段时间后可取上部的清液测量浆液的CL-。2.3检测参数浆液：PH、密度、固体质量分数等。液相部分：CL-等。3. 石膏采样3.1采样位置石膏采样位置在皮带脱水机排石膏口或石膏仓库。3.2检测参数主要有CaSO31/2H2O、CaCO3、附着水、结晶水（CaSO42H2O）等。第二章 仪表及仪器测量一、PH值的测定对浆液的PH值，可以使用便携式PH计在现场流动的浆液中进行测量，同时观测温度，并与浆液在线PH计的显示值进行对比。测完浆液后，电极应彻底清洗并保存在饱和氯化钾溶液或除盐水中。定期应用PH4.00、PH6.86两种缓冲溶液对电极进行两点定位。二、浆液密度的测定将标有100mL准确容积的密度瓶完全注满浆液（或用量筒称重），并盖上盖子以防止浆液溢流（工作温度4070），把密度瓶外表冲洗擦干，冷却形成的气泡忽略不记，所测得的值为工作温度下的密度。设密度瓶空重为m(g)，注满浆液的密度瓶为重m1(g)，则有：三、水分的测定1. 石膏附着水的测定(三个小时)称取约5g试样（其中预备分析结晶水、亚硫酸钙及碳酸钙各1克），精确至0.0001g，放人已烘干至恒量的带有磨口塞的称量瓶中，于405的烘箱内(烘干过程中称量瓶应敞开盖) 进行干燥直到恒重，然后盖上磨口塞把石膏放入干燥器内冷却至室温称重。附着水的质量百分数X1，按下式计算：式中：X1附着水的质量百分数，%；M3烘干前试样质量，g；M4烘干后试样质量，g。2. 石膏结晶水的测定(八小时)称取约1g试样，精确至0.0001g，放人已烘干至恒量的坩埚中，在2305的烘箱内进行加热直至恒重，然后用坩埚钳将坩埚取出，放入干燥器中冷却至室温称重。结晶水的质量百分数X2，按下式计算：式中：X2结晶水的质量百分数，%；m1加热前试样质量，g；m2加热后试样质量，g；X1附着水的质量百分数，%。3. 石膏中CaSO42H2O的换算当石膏中CaSO31/2H2O的含量较低（0.5%）时，CaSO42H2O的质量百分数X可按下式计算：式中：X2按前述方法测定的结晶水质量百分数，%；第三章脱硫石膏主要成分分析一、石膏中亚硫酸钙含量的测定1. 方法提要 准确称取一定量的脱硫石膏，在酸性溶液中加入过量的碘将亚硫酸钙氧化，过量的碘用0.1N的硫代硫酸钠溶液反滴定。主要的反应方程式如下： CaSO3=Ca2+ + SO32 SO32 + I2 + H2O= SO32+ 2I + 2H+2Na2S2O3+ I2=2NaI + Na2S2O62. 试剂和溶液2.1 重铬酸钾：固体G.R.级。2.2 0.1mol/L碘溶液：称取12.7g碘，迅速移入盛有25g碘化钾及50mL除盐水的烧杯中，溶解后转入1L棕色容量瓶中，然后用除盐水稀释到刻度。2.3 0.05mol/L碘溶液：用250mL容量瓶量取0.1mol/L碘溶液，注入500mL棕色容量瓶中，加除盐水至刻度。2.4 碘化钾2.5 硫酸溶液：14。2.6 1%淀粉溶液：取1g可溶性淀粉于约10mL除盐水中，搅匀，一面搅拌，一面加入90mL沸水，煮沸1min，使用时配制。2.7 0.1mol/L硫代硫酸钠标准溶液的配制及标定：2.7.1 称取24.89g硫代硫酸钠（Na2S2O35H2O）溶于除盐水中，移至棕色容量瓶内并定容至1L，静置数日后标定。2.7.2 称取在200下烘干2h，冷却的重铬酸钾0.1-0.15g（称准至0.1mg），置于250mL锥形瓶中，用20-30mL除盐水溶解。2.7.3 加入1g碘化钾及2mL硫酸（14）溶液，盖上玻璃塞置暗处静止5min。2.7.4 用除盐水稀释至200mL左右，立即用硫代硫酸钠滴定游离出的碘，至溶液为淡黄绿色。加入1mL淀粉溶液，继续滴定至溶液呈现清晰的淡绿色为止，记录所用硫代硫酸钠的总量。硫代硫酸钠标准溶液浓度按下式计算：式中：M硫代硫酸标准溶液浓度，mol/L；W称取重铬酸钾的质量，g；a所消耗的硫代硫酸钠体积，mL。3. 分析步骤称1g左右的干石膏（在40干燥后），精确至0.0001g，放入250mL的锥形瓶中，用约10mL除盐水稀释，加入10mL 1：1盐酸，准确加入0.05mol/L碘标准溶液10mL，然后搅拌5分钟，此时混合物PH值为1和2之间，再加入100mL除盐水，用0.1mol/L Na2S2O3标准溶液滴定，当溶液成淡黄色时，加入约1mL的淀粉溶液(1%)，再继续滴定至蓝色消失，记录消耗Na2S2O3的量。4. 结果计算以质量百分数表示的亚硫酸钙（CaSO31/2H2O）含量X按下式计算：式中：a空白试验所消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积，mL；b滴定试样所消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积，mL；M硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L；m石膏的取样量，g。三、石膏中碳酸钙的测定1. 方法提要准确称取一定量的脱硫石膏试样，用过量的0.1mol/L的盐酸使碳酸盐释放出CO2，在加入盐酸以前，用H2O2氧化亚硫酸盐，使其不再与盐酸反应。过量的盐酸用0.1mol/L的NaOH反滴定。2. 试剂和溶液2.1 双氧水H2O2：30%。2.2 酚酞指示剂(1%)：将1g酚酞溶于100 mL 95%乙醇中。2.3 0.1mol/L氢氧化钠标准溶液的配制与标定：2.3.1 配制：取5mL氢氧化钠饱和溶液，注于1L除盐水中，摇匀。2.3.2 标定：称取0.5g（准确至0.2mg）于105-110烘干至恒重的基准邻苯二甲酸氢钾，溶于50mL除盐水中，加2滴1%酚酞指示剂，用待标定的0.1mol/L氢氧化钠滴定至溶液呈粉红色。同时作空白试验。氢氧化钠标准溶液的浓度（N）按下式计算：式中：G邻苯二甲酸氢钾的重量，g；a1滴定邻苯二甲酸氢钾消耗氢氧化钠溶液的体积，mL；a2空白试验消耗氢氧化钠溶液的体积，mL；0.2042每毫克当量邻苯二甲酸氢钾的重量，g。2.4 盐酸溶液：0.1mol/L。用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液进行标定3. 分析步骤称取约1g经40干燥后的样品（精确至0.0001g），加入250ml锥形瓶中，用10mL除盐水稀释，并加入1mL 30%的H2O2混合。2分钟后，用移液管准确加入10mL 0.1mol/L盐酸，将溶液搅拌5分钟。加2滴酚酞指示剂，用0.1mol/L的NaOH滴定过量的盐酸至终点。4. 结果计算以质量百分数表示的碳酸钙（CaCO3）含量X的计算 式中：VHCL加入盐酸溶液的体积，mL；VNaOH消耗氢氧化钠溶液的体积，mL；m石膏的取样量，g。注：当可取得粉状固体石灰石样品时，可参照此方法进行CaCO3的纯度分析。四、钙硫摩尔比的计算钙硫摩尔比指投入脱硫设备中钙基吸收剂与脱硫设备脱除的SO2摩尔数之比，它同时表示脱硫设备在达到一定脱硫效率时所需要的脱硫吸收剂的过量程度。其计算式如下：式中：xCaCO3石膏中CaCO3质量含量，%；xCaSO42H2O石膏中CaSO42H2O质量含量，%；xCaSO31/2H2O石膏中CaSO31/2H2O质量含量，%；MCaSO42H2OCaSO42H2O摩尔质量，172.18；MCaSO31/2H2OCaSO31/2H2O摩尔质量，129.15。第四章循环浆液成分分析一、循环浆液中亚硫酸根含量的快速测定1. 方法提要在酸性溶液中，亚硫酸盐与一定量的碘溶液发生氧化还原反应，过量的碘用0.1N的硫代硫酸钠溶液反滴定。CaSO3=Ca2+ + SO32 SO32 + I2 + H2O= SO32+ 2I + 2H+2Na2S2O3+ I2=2NaI + Na2S2O62. 分析步骤准确量取50mL已制备好的试样于烧杯内，放入250mL的锥形瓶中，用约10mL除盐水稀释，加入10mL 1：1盐酸，准确加入0.05mol/L碘标准溶液10mL，然后搅拌5分钟，此时混合物PH值为1和2之间，再加入100mL除盐水，用0.1mol/L Na2S2O3标准溶液滴定，当溶液成淡黄色时，加入约1mL的淀粉溶液，再继续滴定至蓝色消失，记录消耗Na2S2O3的量。3. 结果计算试样中亚硫酸根的含量X（mg/L）按下式计算：式中：a空白试验所消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积，mL；b滴定试样所消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积，mL；M硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L；V所取试样的体积，mL。2. 分析步骤将取样瓶内的浆液混合均匀，用移液管量取10mL的浆液，放入250mL的锥形瓶中，加入10mL 1：1盐酸，加入0.05mol/L碘标准溶液10mL，此时混合物PH值为1和2之间，再加入100mL左右的除盐水，用0.1mol/L Na2S2O3标准溶液滴定，当溶液成淡黄色时，加入约1mL的淀粉溶液，再继续滴定至蓝色消失，记录消耗Na2S2O3的量。3. 结果计算以摩尔浓度表示的亚硫酸钙（CaSO31/2H2O）含量X（mmol/L）按下式计算：式中：a空白试验所消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积，mL；b滴定试样所消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积，mL；M硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L；V浆液的取样量，mL。注：吸收塔浆液中亚硫酸钙一般在5-10mmol/L之间。本试验方法具有快速测定的特点，但取样缺乏一定的代表性，仅作定性分析之用。二、循环浆液中氯离子的测定1.方法提要试样以铬酸钾作指示剂，在中性或弱碱性条件下，用硝酸银标准液进行滴定，出现砖红色铬酸银沉淀时指示终点到达。反应式如下： CL + Ag+=AgCL(白)CrO42- + 2Ag+=Ag2CrO4(砖红)2. 试剂和溶液2.1 酚酞指示剂(1%)：将1g酚酞溶于100 mL 95%乙醇中。2.2 铬酸钾指示剂：10%。2.3 硫酸溶液：0.05mol/L。2.4 氢氧化钠溶液：0.1mol/L。2.5 氯化钠固体试剂：优级纯。2.6 双氧水H2O2：30%。2.7 硝酸银标准溶液：2.7.1 硝酸银标准溶液的配制：称取2.5g硝酸银溶于1000mL除盐水中，贮存于棕色瓶内。2.7.2 硝酸银溶液的标定：准确称取0.8245g优级纯氯化钠基准试剂（预先在500-600灼烧0.5h或105110干燥2h，置于干燥器中冷至室温），溶于除盐水中并定容至1L。准确吸取此溶液（1mL含1mgCL）10.00mL，置于250mL的锥形瓶中，加水稀释至100mL，并加23滴1%酚酞指示剂，若显红色，用0.05mol/L硫酸溶液中和至恰无色，若不显红色，则用0.1mol/L氢氧化钠溶液中和至红色。然后以0.05mol/L硫酸溶液回滴至恰无色。再加1mL10%铬酸钾指示剂，用硝酸银标准液（盛于棕色滴定管）滴至橙色为止，记下硝酸银标准液的消耗量C。重复标定两次，三次平行试验结果的平均偏差应小于0.25%。另取100mL试剂水作空白试验（除不加氯化钠标准溶液外，其它手续同上），记下硝酸银标准液的消耗量b，硝酸银标准液的滴定度T（mgCL/ml）按下式计算：式中：c标定中硝酸银标准消耗量，mL；b空白试验中硝酸银标准液消耗量，mL；1010ml氯化钠标准液（1ml含1mgCL）中氯离子的含量，mg。最后调整硝酸银溶液浓度，使其成为1mL相当于1.00mgCL的标准溶液。3. 分析步骤准确移取试样溶液1mL于250mL锥形瓶中，加水至约100mL。加23滴酚酞指示剂，用0.1mol/L的氢氧化钠溶液调节至水样恰由无色变为红色，加1mL 10%铬酸钾溶液作指示剂，用AgNO3标准溶液（1mL相当于1mgCL-）滴定，溶液由黄色变为砖红色即达到滴定终点。如果在有大量的亚硫酸盐的情况下，滴定前必须加入1mL 30%H2O2进行氧化。4. 结果计算试样中氯离子的含量X（mg/L）按下式计算： 式中：VAgNO3AgNO3标准溶液消耗量，mL；V0空白试验时AgNO3标准溶液消耗量，mL；TAgNO3标准溶液的滴定度，mgCL-/mL；V滴定中所取试样的体积，mL。附表1脱硫系统浆液密度与百分比浓度关系表(参考)项目浆液密度浆液百分比浓度项目浆液密度浆液百分比浓度单位序号（kg/m3） 吸收塔(%) 石灰石(%)单位序号（kg/m3） 吸收塔(%) 石灰石(%) 110203.43.1101122031.728.6210223.83.4102122231.928.8310244.13.7103122432.229.0410264.54.0104122632.429.2510284.84.3105122832.629.4610305.14.6106123032.929.6710325.44.9107123233.129.8810345.85.2108123433.330.1910366.15.5109123633.630.31010386.45.8110123833.830.51110406.86.1111124034.030.71210427.16.4112124234.230.91310447.46.7113124434.531.11410467.77.0114124634.731.31510488.07.3115124834.931.51610508.47.5116125035.231.71710528.77.8117125235.431.91810549.08.1118125435.632.11910569.38.4119125635.832.32010589.68.7120125836.032.52110609.99.0121126036.332.722106210.39.3122126236.532.923106410.69.5123126436.733.124106610.99.8124126636.933.325106811.210.1125126837.133.526107011.510.4126127037.433.727107211.810.6127127237.633.928107412.110.9128127437.834.129107612.411.2129127638.034.330107812.711.5130127838.234.531108013.011.7131128038.434.732108213.312.0132128238.734.933108413.612.3133128438.935.134108613.912.5134128639.135.235108814.212.8135128839.335.436109014.513.1136129039.535.637109214.813.4137129239.735.838109415.113.6138129439.936.039109615.413.9139129640.136.240109815.714.1140129840.436.441110016.014.4141130040.636.642110216.314.7142130240.836.843110416.614.9143130441.036.944110616.815.2144130641.237.145110817.115.4145130841.437.346111017.415.7146131041.637.547111217.716.0147131241.837.748111418.016.2148131442.037.949111618.316.5149131642.238.150111818.616.7150131842.438.251112018.817.0151132042.638.452112219.117.2152132242.838.653112419.417.5153132443.038.854112619.717.7154132643.239.055112819.918.0155132843.439.156113020.218.2156133043.639.357113220.518.5157133243.839.558113420.818.7158133444.039.759113621.019.0159133644.239.960113821.319.2160133844.440.061114021.619.5161134044.640.262114221.919.7162134244.840.463114422.119.9163134445.040.664114622.420.2164134645.240.765114822.720.4165134845.440.966115022.920.7166135045.641.167115223.220.9167135245.841.368115423.521.1168135446.041.469115623.721.4169135646.141.670115824.021.6170135846.341.871116024.221.9171136046.542.072116224.522.1172136246.742.173116424.822.3173136446.942.374116625.022.6174136647.142.575116825.322.8175136847.342.676117025.523.0176137047.542.877117225.823.3177137247.743.078117426.023.5178137447.843.179117626.323.7179137648.043.380117826.623.9180137848.243.581118026.824.2181138048.443.682118227.124.4182138248.643.883118427.324.6183138448.844.084118627.624.9184138648.944.185118827.825.1185138849.144.386119028.125.3186139049.344.587119228.325.5187139249.544.688119428.625.7188139449.744.889119628.826.0189139649.945.090119829.026.2190139850.045.191120029.326.4191140050.245.392120229.526.6192140250.445.493120429.826.9193140450.645.694120630.027.1194140650.845.895120830.327.3195140850.945.996121030.527.5196141051.146.197121230.727.7197141251.346.298121431.027.9198141451.546.499121631.228.2199141651.646.6100121831.528.4200141851.846.7注：浆液浓度（P,%）与密度（,kg/m3）的关系式如下：式中：1水的密度，取1000kg/m3；2石灰石密度取2710kg/m3；石膏密度取2320kg/m3。附表2脱硫系统化学分析常用物质的分子量物质名称分子量物质名称分子量Al2O3101.961H2SO498.078BaSO4233.400KCL74.555CO244.010K2O94.203CaCO3100.090K2SO4174.270CaC2O42H2O146.120MgCO384.321CaCL2110.990MgO40.311CaCL26H2O219.080Mg(OH)258.327CaF278.080Mg2P2O7222.570CaO56.080MgSO4120.370Ca(OH)274.090MgSO47H2O246.480Ca(HSO3)2202.220MgSiO3100.400CaS72.140NH317.031CaSO3120.140NH418.039CaSO31/2H2O129.15NO30.006CaSO4136.140NO246.006CaSO41/2H2O145.150NO362.005CaSO42H2O172.170N2O376.012CaSiO3166.160NaCL58.443FeO71.846Na2O61.979Fe3O4231.539NaSO4142.040Fe2O3159.692Na2SO410H2O322.190Fe(OH)3