焦炉煤气中硫化氢测定方法的探讨

2022-09-11

按照工艺设计要求, 我们化工单位使用的荒煤气脱硫装置中, 煤气中的硫化氢含量应<20mg/m3。在生产操作期间, 我们共试验了三种方法来测定煤气中的含硫量, 分别为醋酸锌法、氨性氯化锌溶液吸收法和锌氨络合溶液法。试图找出更为简便、快捷、可靠的分析方法。经上述3种方法入气柜前煤气试样的分析结果验证, 得到了较好的一致性, 现简介如下。

一、测试方法

1.3%的氨性氯化锌溶液, 加入30 m L (1+1) 盐酸, 进气速度3L/min。

2. 锌氨络合溶液 (GB 12211-90) , 加入l0 m L (1+1) 盐酸, 进气速度1L/min

3.2%的醋酸锌溶液, 加入4 m L 30%醋酸, 进气速度3 L/min。

二、测试过程

以上三种方法的原理都是硫化氢被吸收液吸收后反应生成硫化锌沉淀, 在弱酸性条件下与碘反应, 过量的碘用硫代硫酸钠滴定, 以此来测定煤气中硫化氢的含量。只是三种方法的取样速度、加酸量和吸收液用量各不相同而已。为了客观评价和突出各种吸收液的吸收效果及药品加入量对试验效果的影响, 现将硫化钠水解后得出的硫化氢含量作为已知试样与入气柜前的煤气试样进行对比, 考察上述3种方法的测试情况。

1. 用硫化钠水解的硫化氢代替煤气中的硫化氢的考察结果

(1) 测试中吸收液的比较。取一支1000 m L容量瓶, 将10g硫化钠 (Na2S·9H2O) 溶于其中, 加水稀释至刻线。量取5 m L该溶液, 分别加入100 m L锌氨络合溶液, 100 m L 3%氨性氯化锌溶液, l00 m L2%醋酸锌溶液及酸, 测得各溶液的含硫量见表1。

从表1中可得出, 若不考虑其他因素, 醋酸锌溶液法最低, 国标法次之, 氨性氯化锌溶液法的测定结果最高,

(2) 测试中操作顺序的比较。硫化氢与吸收液反应生成硫化锌沉淀, 测试时需在酸性环境中将其溶解, 同时生成部分硫化氢造成挥发损失。所以, 我们将碘和酸的混合液加入到吸收液的操作顺序进行了比较。方法一是移入到碘和酸的混合液中, 取5.5m L硫化钠, 加100 m L吸收液, 将其移入碘和酸的混合液中。方法二是分别加入碘和酸, 取5.5 m L硫化钠, 加100 m L吸收液, 依次加入碘和酸, 试验结果见表2。

从实验结果可看出, 操作顺序的不同, 也就是加入药品的顺序不同对试验结果的影响很大。由于四种方法中使用的吸收液不同, 吸收液与硫化钠反应后溶液的p H值也不同。溶液的p H值 (吸收液+Na2S) 与测试结果的偏离程度成正比。溶液的p H值越高, 偏离程度越大。其原因是p H值太高的话 (>8) , 这样的碱性溶液中, 部分碘就会发生反应生成HIO和IO3-, 就会发生氧化反应, 将S2O3-2氧化成SO4-2, 使滴定反应不能正常进行, 不符合下列化学计量关系:4 I2+SO3-2+100 H-=2 SO4-2+8 I-+5 H2O

第三种方法中使用的醋酸锌吸收液为弱酸性, 因此得出, 操作顺序的差异对测定结果的影响并不大。

(3) 测试中加酸量不同的比较。反应方法是用I2作氧化剂的滴定方法, 要求反应的溶液须在中性或弱酸性溶液中进行, 因此溶液中H+浓度对测定结果的影响很大。我们将3种吸收液中加入酸量的不同进行了比较, 见表1。结果显示加酸量不同时, 同一种吸收液反应后的p H值也不同, 当p H值>8时, 部分碘发生了歧化反应, 说明偏高值是假像。