碘量法測定煙氣中二氧化硫的影響因素探討

胡科先，姚 亮，楊丹丹

中國石油長慶油田分公司技術(shù)監(jiān)測中心 （陜西 西安 710018）

有效的污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)是國控企業(yè)計算主要污染物排放量和確定污染物達(dá)標(biāo)排放的依據(jù)，是環(huán)境保護(hù)主管部門總量考核、監(jiān)督執(zhí)法、排污申報核定等工作的基礎(chǔ)。這就要求污染源自動監(jiān)測設(shè)備的監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。定期采用便攜式煙氣檢測儀（電位分解法）、碘量法進(jìn)行比對、調(diào)試、維護(hù)是保證自動監(jiān)測設(shè)備二氧化硫監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確、可靠的一項(xiàng)有效措施。碘量法是一種經(jīng)典測定煙氣中二氧化硫分析方法[1-2]，它的特點(diǎn)是方法原理簡單，操作方便。在實(shí)際操作過程中普遍認(rèn)為碘量法測量準(zhǔn)確度低[5]，步驟復(fù)雜。通過現(xiàn)場監(jiān)測實(shí)驗(yàn)，找出吸收溫度、采樣時間及滴定的終點(diǎn)判斷等對監(jiān)測結(jié)果的影響，提高監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確度。

1 實(shí)驗(yàn)

用氨基磺酸銨溶液吸收煙氣中的二氧化硫[3-4]，反應(yīng)生成亞硫酸鹽,加入過量的碘溶液，使之在酸性條件下以氧化生成的硫酸鹽，剩余的碘用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，與空白滴定相對比可測出煙氣中的硫化氫含量。

用高含量二氧化硫標(biāo)氣，在室溫常壓條件下（25℃、86.8kPa）進(jìn)行標(biāo)定。用2個 75mL多孔玻板吸收瓶串聯(lián)采樣器,各加入100mL吸收液，以 0.5L/min流量采樣，采樣時間為20min，采樣結(jié)束后在現(xiàn)場進(jìn)行分析。在采樣瓶中加入穩(wěn)定劑，再加入10mL濃度為2g/L的碘液和2mL的淀粉指示劑，用標(biāo)定好的硫代硫酸鈉溶液進(jìn)行滴定，計算二氧化硫含量為1 805mg/m3。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 吸收溫度

二氧化硫吸收過程中吸收液溫度由吸收瓶外冰浴或冷浴控制，以提高吸收效率。但是在怎樣的吸收溫度下吸收效率較高并未進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明，由于二氧化硫不同溫度下在水中的溶解度不盡相同（表1），吸收速率也不一樣。為了證實(shí)不同溫度下的吸收率不同，測定不同溫度下二氧化硫吸收效率的實(shí)驗(yàn)（表2）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，最佳吸收溫度為0～10℃。當(dāng)溫度大于10℃時，測定結(jié)果偏低，吸收率小于90%。因此，溫度對二氧化硫吸收存在著較大的影響，溫度越低，吸收效果越好，測定結(jié)果準(zhǔn)確度越高。

表1 不同溫度下二氧化硫的水中溶解度

表2 不同反應(yīng)溫度下的二氧化硫含量

2.2 淀粉滴加時間

當(dāng)用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定時，滴定至溶液有微黃色時，滴加1～2mL淀粉指示劑溶液，繼續(xù)滴定至無色即到終點(diǎn)。在實(shí)際滴定分析過程中，由于每個人對顏色的判斷存在差異，滴加淀粉溶液的時間也存在差別。在滴定實(shí)驗(yàn)中按照滴定程序，設(shè)置不同的淀粉溶液滴加時間,判斷其影響因素（表3）。由表3結(jié)果可以看出，淀粉滴加時間離終點(diǎn)越近其相對偏差越小，測量結(jié)果越準(zhǔn)確。

2.3 吸收速率

標(biāo)準(zhǔn)上采樣時氣體的吸收速率500mL/min。由于在現(xiàn)場進(jìn)行吸收時，為了降低二氧化硫的衰減，需要快速操作，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)真實(shí)性。用濕式氣體流量計對轉(zhuǎn)子流量計進(jìn)行校準(zhǔn)，將吸收速率分別定為 100mL/min、 300mL/min、500mL/min、 800mL/min、1 200mL/min、1 600mL/min來進(jìn)行試驗(yàn)，淀粉臨近終點(diǎn)滴加，吸收溫度為8℃，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

表3 淀粉指示劑滴加時間的影響因素試驗(yàn)

表4 吸收速率對硫化氫測定結(jié)果影響因素試驗(yàn)

從表4可以看出，吸收速率過低或是過快，硫化氫測定結(jié)果均比正常測定值偏低。這是由于相同條件下，吸收速率低，導(dǎo)致吸收時間長，二氧化硫吸收液衰導(dǎo)致檢測結(jié)果偏低，而吸收速率低則造成煙氣中二氧化硫與吸收液未充分接觸,吸收效率會明顯降低。流量在300～500mL/min氣流穩(wěn)定,氣液接觸較充分,可采集到真實(shí)可靠的樣品。

3 結(jié)論

1）用碘量法對固定污染源中二氧化硫含量進(jìn)行測定時，吸收溫度對煙氣的吸收率產(chǎn)生較大影響。吸收溫度控制在0～10℃，保證吸收率大于90%。

2）滴定過程中，應(yīng)在快臨近滴定終點(diǎn)時再滴加淀粉指示劑。

3）二氧化硫吸收速率控制在300～500mL/min。太快造成吸收時氣液接觸時間短，吸收效果差；太慢則會造成吸收時間長對測定結(jié)果有影響。

[1]HJ/T 56-2000固定污染源排氣中二氧化硫的測定 碘量法[S].

[2]陳建軍.定電位電解法與碘量法測定化工污染源廢氣中二氧化硫濃度的比較與分析研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2013,38(11):127-129.

[3]山樂勝，張懷軍，李艷萍.碘量法測定煙氣中二氧化硫的改進(jìn)[J].山東電力技術(shù)，1995,13（2）：55-58.

[4]張華.碘量法測定廢氣中二氧化硫含量準(zhǔn)確度的研究[J].科技研討，2002,12（3）：122-123.

[5]胡厚鈞，孫悅風(fēng).碘量法測定煙道氣二氧化硫的研究與改進(jìn)[J].中國環(huán)境監(jiān)測，1993,9（5）：5-6.