脱硫液中硫氢根离子的测定方法及其重要意义，钼蓝

在湿式氧化法脱硫中，溶液中各组分的的分析是相当重要的，它能直接反应出脱硫液的吸收质量，并能从分析数据中判断出脱硫效率下降的原因，即是再生不好还是吸收不好。依此对症下药，采取措施，解决问题。但在实际生产运行中，溶液中各组分的的分析恰恰被许多企业所忽视，有的企业仅仅做一下溶液的总碱度、PH值以及所用催化剂的含量。至于溶液中的悬浮硫、Na2CO3、NaHCO3 以及Na2S2O3、Na2SO4 等诸多成分很少分析(在焦化行业表现尤为突出)。像溶液中硫氢根离子含量的定量分析更是少之又少。下面从理论上阐述脱硫液中硫氢根离子的测定方法及其在生产运行中的重要意义。

1 硫氢化钠的测定(以Na2CO3 为碱源的脱硫液为例)

1.1 钼蓝比色法测定HS-

(1)原理：脱硫液中的HS-，直接用氮气吹不出硫化氢，用6N硫酸加入到脱硫液中，再用氮气吹出，用2%醋酸锌吸收，用钼蓝比色法测定硫化氢的含量。反应方程式如下：

(3)测定步骤

a.标准曲线的绘制

在九个100mL烧杯中各加入5%醋酸铅5mL，及1：10醋酸10mL，再分别加入硫化钠标准溶液(每毫升含硫化氢10～15μg)0.6、5.0、10、15、20、25、30、35、40mL静置，待硫化铅沉淀生成后，过滤，用蒸馏水洗涤。将硫化铅沉淀连同滤纸一起移到盛有2mol/L EDTA 5mL 1%钼酸胺5mL及1：1盐酸3.5mL的50mL(或100mL)碘量瓶中，盖上塞子摇荡，使沉淀溶解。

待沉淀溶解后，放在80℃的恒温水浴中加热15min，取出，冷却后将溶液(包括滤纸)过滤到100mL容量瓶中，用蒸馏水充分洗涤至滤纸不带蓝色为止，再用蒸馏水稀释至刻度。以不含硫化钠试剂的空白溶液作参比，用75px比色皿，在波长720nm进行比色，测出吸光度(A)为纵坐标，硫化氢含量(μg)为横坐标，绘制标准曲线。

b.样品测定：

用5mL移液管准确吸取脱硫液于反应瓶中，把装有硫酸的滴定管装配好，在100mL的比色皿中加入2%醋酸锌30mL，整个装置按图装好(要求密封，不漏气)，然后开氮气钢瓶的减压阀，通氮气(其量不可太大，以免把反应瓶中的液体带入管子中，一个泡一个泡地鼓即可)，逐滴加入6N硫酸于反应瓶中，加5mL硫酸后关闭滴定管活塞，通气30min后，先取下比色管，然后断开反应瓶，最后关闭氮气钢瓶。

将比色管放在比色架上，用移液管加入1%钼酸胺溶液5mL，6N硫酸3mL，摇匀，加蒸馏水至50mL刻度处(同时也按此做一个空白溶液)，放入80±2℃水浴中加热5min取出。以流水冷却至室温，将显色液稀释至100mL刻度，摇匀，立即用75px比色皿，在波长680nm处，比色测定吸光度，按标准曲线查出相应的硫化氢量。

(4)计算

在湿式氧化法脱硫中，溶液中各组分的的分析是相当重要的，它能直接反应出脱硫液的吸收质量，并能从分析数据中判断出脱硫效率下降的原因，即是再生不好还是吸收不好。依此对症下药，采取措施，解决问题。但在实际生产运行中，溶液中各组分的的分析恰恰被许多企业所忽视，有的企业仅仅做一下溶液的总碱度、PH值以及所用催化剂的含量。至于溶液中的悬浮硫、Na2CO3、NaHCO3 以及Na2S2O3、Na2SO4 等诸多成分很少分析(在焦化行业表现尤为突出)。像溶液中硫氢根离子含量的定量分析更是少之又少。下面从理论上阐述脱硫液中硫氢根离子的测定方法及其在生产运行中的重要意义。

1 硫氢化钠的测定(以Na2CO3 为碱源的脱硫液为例)

1.1 钼蓝比色法测定HS-

(1)原理：脱硫液中的HS-，直接用氮气吹不出硫化氢，用6N硫酸加入到脱硫液中，再用氮气吹出，用2%醋酸锌吸收，用钼蓝比色法测定硫化氢的含量。反应方程式如下：

(3)测定步骤

a.标准曲线的绘制

在九个100mL烧杯中各加入5%醋酸铅5mL，及1：10醋酸10mL，再分别加入硫化钠标准溶液(每毫升含硫化氢10～15μg)0.6、5.0、10、15、20、25、30、35、40mL静置，待硫化铅沉淀生成后，过滤，用蒸馏水洗涤。将硫化铅沉淀连同滤纸一起移到盛有2mol/L EDTA 5mL 1%钼酸胺5mL及1：1盐酸3.5mL的50mL(或100mL)碘量瓶中，盖上塞子摇荡，使沉淀溶解。

待沉淀溶解后，放在80℃的恒温水浴中加热15min，取出，冷却后将溶液(包括滤纸)过滤到100mL容量瓶中，用蒸馏水充分洗涤至滤纸不带蓝色为止，再用蒸馏水稀释至刻度。以不含硫化钠试剂的空白溶液作参比，用75px比色皿，在波长720nm进行比色，测出吸光度(A)为纵坐标，硫化氢含量(μg)为横坐标，绘制标准曲线。

b.样品测定：

用5mL移液管准确吸取脱硫液于反应瓶中，把装有硫酸的滴定管装配好，在100mL的比色皿中加入2%醋酸锌30mL，整个装置按图装好(要求密封，不漏气)，然后开氮气钢瓶的减压阀，通氮气(其量不可太大，以免把反应瓶中的液体带入管子中，一个泡一个泡地鼓即可)，逐滴加入6N硫酸于反应瓶中，加5mL硫酸后关闭滴定管活塞，通气30min后，先取下比色管，然后断开反应瓶，最后关闭氮气钢瓶。

将比色管放在比色架上，用移液管加入1%钼酸胺溶液5mL，6N硫酸3mL，摇匀，加蒸馏水至50mL刻度处(同时也按此做一个空白溶液)，放入80±2℃水浴中加热5min取出。以流水冷却至室温，将显色液稀释至100mL刻度，摇匀，立即用75px比色皿，在波长680nm处，比色测定吸光度，按标准曲线查出相应的硫化氢量。

(4)计算

1.2 碘量法

(1)原理：利用氨性氯化锌与氯化镉和脱硫液中硫氢化钠作用生成硫化锌与硫化镉沉淀，而与硫代硫酸钠分离。(碘量法)

NaHS+ZnCl2=ZnS↓+NaCl+HCl

NaHS+CdCl2=CdS↓+NaCl+HCl

过滤将其它成分分离，用碘、盐酸溶液将硫沉淀出来。

Zns+2HCl+I2=ZnCl2+2HI+S↓

CdS+2HCl+I2=CdCl2+2HI+S↓

过量的碘用硫代硫酸钠标准溶液滴定。

I2+Na2S2O3=2Nal+Na2S4O6

(2)仪器与试剂

恒温水浴：

2%醋酸锌镉溶液：称1g醋酸镉与1g醋酸锌溶于100ml水中，加冰醋酸0.6ml;

0.01 N碘标准溶液;

0.01 N硫代硫酸钠标准溶液;

1:2 盐酸溶液;

0.5%淀粉溶液;

浓氨水(25%～28%)。

含镉洗液：200ml水中加入2g醋酸镉约1ml，然后逐渐加入浓氨水到产生浑浊又重新溶解变清为止。

(3)测定步骤

准确吸取10ml 试液，于盛有5ml 2%醋酸锌镉溶液的250ml烧杯中，在沸水浴上加热至沉淀物凝聚，过滤，烧杯及滤纸先用含镉洗液洗涤7～8次，然后用水洗至无硫代硫酸根，(用淀粉碘试纸检验)。滤纸连沉淀移入250ml碘量瓶中。加入液80ml水、20ml0.01N 碘溶液和5ml 1:2盐酸。然后搅拌破碎滤纸，立即用硫代硫酸钠标准溶液0.01 N滴至淡黄色，加入3ml 0.5%淀粉溶液，继续滴定至蓝色消失。

空白试验：在80ml水中加入20ml碘溶液，5ml 1:2盐酸，3ml 0.5%淀粉溶液，用0.01 N 硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色消失。

(4)计算

H2S(g/L)=(V1—V2 )×N×0.01704×103/10

式中：

V1—空白消耗硫代硫酸钠溶液的体积，ml;

V2—试样消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，ml;

N—硫代硫酸钠标准溶液的当量浓度，N;

0.01704—硫化氢的毫克当量，g;

10—取样液的体积，ml。

(5)注意事项

a现场取样时速度要快并取满1瓶，不留空间，以防止HS-被氧化而损失。

b由于是从大量的硫代硫酸盐、多硫化物中分离硫化镉，所以洗涤一定要彻底。

2 硫氢根离子的测定及在生产运行中的重要意义

我们知道脱硫液吸收H2S是按照如下化学反应进行的(以Na2CO3为碱源为例)：

H2S+Na2CO3=NaHS+NaHCO3 (1)

而溶液的再生则是按下列反应进行(有催化剂参与催化氧化)：

2NaHS+O2=2NaOH+2S↓ (2)

形成的NaOH又迅速与NaHCO3发生反应：

NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O (3)

也就是说整个脱硫净化过程就是吸收液循环往复地完成上述三个反应的过程(当然溶液中还伴随着许多副反应的发生)。从这三个反应方程式可以明显看出NaHS这种物质在这里起到了承上启下的作用。它在溶液中含量的高低直接影响整个反应的循环进行，从而进一步影响脱硫液的吸收和再生，最终影响系统的脱硫效率。因此我们建议厂家对溶液中硫氢根离子的含量要定期分析，掌握其变化规律。并以它的数据与脱硫效率数据做成曲线图。以此做为分析问题、判断问题和解决问题的依据。当溶液中硫氢根离子的含量上升的时候，就要引起足够的重视，及时查找原因，及时处理，把事故消除在萌芽状态。从理论上看，造成硫氢根离子的含量上升的原因主要有以下几个方面原因：

(1)喷射器工作状况不好，吸收的空气量不足于使溶液中硫氢根离子完全氧化成单质硫。此时可查一下喷射压力是否正常，是否有返液现象，气室、喉管或尾管是否有堵塞现象。针对这些问题检查处理，使其恢复以前工况。

(2)所用催化剂量不足，不能完全发挥其催化氧化的作用。特别是使用需要拥有一定活化时间的催化剂，如果不能按照厂家要求进行活化或者不活化(这方面大多是由于操作工不按操作规程操作引起的)，这样即使催化剂用量不少，但在溶液中发挥作用的催化剂却远远不足。

(3)所用催化剂质量不好。催化剂在整个脱硫液吸收和再生过程中起到决定性作用，离开了它整个循环反应就无法进行。此时溶液中硫氢根离子的含量较高，液面硫泡沫极少或无泡沫，在测量溶液中悬浮硫时，悬浮硫含量并不高，且脱硫效率严重下降。所以我们建议厂家在选择催化剂的时候一定要慎重，要使用在国内信誉度、售后技术服务都比较好的正规企业，切不可单纯依靠价格而定。同时我们仍然建议厂使用单元催化剂，因为催化剂组分越多，脱硫液组分越复杂，一旦出现问题就很难分清是哪一个环节有问题。

当然，脱硫液中硫氢根离子的含量多少为最佳指标，就目前为止没有明确规定。由于各个企业的工艺状况、设备状况不一样，特别是再生槽的结构、喷射器的工作状况、溶液的停留时间都将严重影响它在溶液中的含量。所以各个企业该项指标都有所不同。但所有这些因素都不影响测量它的重要意义。因为所有的厂家都有自己成熟的工艺和设备(至少在他们看来是比较完善的，否则一定会进行改造的)。都会有一个良好的工况——即最佳的脱硫效率阶段，如此段时间测量出溶液中硫氢根离子的含量数据，就能作为该系统正常运行的参考数据。

真诚的希望通过这篇文章引起相关企业的重视，测量溶液中硫氢根离子的含量很有意义，通过这些数据分析你会少走许多弯路，且能很快判断出问题的根源，给解决问题带来极大的方便。