焦爐煤氣中氰化物含量測定方法的研究

2020-08-26 11:07:00蔣淑敏蘇召飛

廣州化工 2020年16期

蔣淑敏，蘇召飛

(四川達興能源股份有限公司，四川達州 635002)

氰化氫在焦爐煤氣中含量雖然不多，但有劇毒，燃燒時生成NOx，在煤氣凈化過程中必須脫除[1]，煤氣中氰化物含量作為煤氣凈化過程中的一個重要指標，必須加以測量與監控。測量氰化氫含量沒有國家標準及行業標準，最常用的方法是多硫化銨法[2]，此方法是煤氣中氰化氫測定的最經典的方法，準確度高，但此方法步驟復雜，耗時長，不能及時指導生產，所用的試劑多，且多種試劑有毒有害，影響試驗人員的身心健康。水中氰化物含量的分析方法有很多，如硝酸銀滴定法[3]、分光光度法[4]、流動注射[5]等，通過研究，我公司通過借鑒水中氰化物的分析方法，采用硝酸銀滴定法來分析煤氣中氰化氫含量，此方法分析過程簡單，所用試劑不多且無毒，可以用于指導日常生產。

1 實驗

1.1 原理

用氫氧化鈉溶液作為煤氣中氰化氫的吸收液，加醋酸鉛溶液除去吸收液中的硫化氫，在堿性條件下(pH>11)，用硝酸銀標準溶液滴定，氰離子與銀離子作用生成可溶性的銀氰絡合離子[Ag(CN)2]-，過量的銀離子與試銀靈指示劑反應，溶液由黃色變為橙紅色即為終點。

反應方程式：HCN+NaOH=NaCN+H2O

Ag++2CN-=[Ag(CN)2]-

取來的煤氣樣中既含有HCN又含有H2S，如果不把H2S除去，滴定時會產生黑色AgS沉淀，干擾終點的判斷，在滴定前加入醋酸鉛溶液與H2S反應生成黑色硫化鉛沉淀，過濾后的濾液再用硝酸銀標準溶液滴定。

1.2 儀器

250 mL碘量瓶；5 L濕式煤氣流量計；10 mL移液管；棕色酸式滴定管；500 mL容量瓶；500 mL燒杯；250 mL吸收瓶；濾紙；玻璃棒；250 mL錐形瓶。

1.3 試劑

20%(W/V)氫氧化鈉溶液；硝酸銀標準溶液(0.02 mol/L)；0.2 g/L試銀靈指示劑；50 g/L醋酸鉛溶液；無離子水。

1.4 操作步驟

1.4.1 脫硫塔后取樣及試驗

取樣裝置如圖1所示，在串聯的兩個洗氣瓶內各放入100 mL 20% NaOH溶液。取樣前需對煤氣流量計進行較正，先將煤氣放散5～10 min后，立即接上串聯的兩個洗氣瓶，進行取樣。取精脫硫后煤氣樣，煤氣流量為1～2 L/min，取樣體積為100～120 L，取樣結束后記下流量計讀數和煤氣溫度及壓力。將吸收液全部移入500 mL容量瓶中，用蒸餾水洗滌吸收瓶多次，稀釋至刻度，搖勻備用作為樣液。

圖1 精脫硫后取樣裝置

1.4.2 脫硫塔前取樣及試驗

考慮到脫硫塔前硫化氫含量高，取樣時在兩個裝有NaOH溶液的吸收瓶前面增添一個100 mL 50 g/L醋酸鉛溶液吸收瓶，使此瓶吸收煤氣中的大部分H2S，使NaOH溶液吸收的硫化氫含量降低，且取樣體積減為50～60 L，取樣裝置如圖2所示，其余步驟按1.4.2進行。

圖2 脫硫塔前取樣裝置

2 結果與討論

2.1 HCN含量的分析與計算

取一定量的樣液于潔凈的錐形瓶中，邊搖動邊滴加50 g/L醋酸鉛溶液至不再產生黑色沉淀，并過量產生少量白色沉淀為止，然后用濾紙將溶液過濾到干凈的錐形瓶中，不洗滌，濾液備用。

用移液管稱取10～20 mL濾液于錐形瓶中，加入3滴0.2 g/L試銀靈指示劑，用0.02 mol/L AgNO3標準溶液滴定至溶液由黃色變成橙紅色即為終點，記錄消耗AgNO3標準溶液的量，按下式計算煤氣中HCN含量：

式中：V——煤氣取樣體積，L

V1——吸收液用量，mL

V3——AgNO3標準溶液用量，mL

f——氣壓補正校正因子

M——AgNO3標準溶液濃度，mol/L

0.054——氰化氫的摩爾質量

2.2 實驗結果

2.2.1 脫硫塔后氰化氫試驗結果

脫硫塔后煤氣中氰化氫含量測定結果如表1所示。

表1 脫硫塔后煤氣中氰化氫含量(mg/Nm3)

經試驗，塔后煤氣中的氰化氫含量可以測出，從表1可以看出，采用硝酸銀滴定法可以穩定的測出煤氣中氰化氫含量，因為塔后煤氣中硫化氫含量低，滴加醋酸鉛溶液量少，濾液可在堿性條件下滴加硝酸銀標準溶液，滴定終點變化明顯。但脫硫塔前煤氣中硫化氫含量高，脫除硫化氫所用的醋酸鉛用量多，如果仍然采用取樣后再用醋酸鉛消除的方式，致使滴定液的pH值<11，不滿足測定條件，從而無法滴定，必須在取樣時就把硫化氫脫除。

2.2.2 脫硫塔前氰化氫試驗結果

脫硫塔前煤氣氰化氫含量測定結果如表2所示。